JPWO2006117922A1 - 磁気共鳴撮影装置 - Google Patents

Abstract

テーブル（移動手段）を移動しながら、磁気共鳴信号を複数回受信する際に、テーブル移動方向に傾斜磁場を印加し、データ取得ごとにテーブル移動方向の傾斜磁場の印加量（強度や印加時間）を変える。このテーブル移動方向の傾斜磁場によるエンコードは、従来の位相エンコードと異なり、１シリーズの位相エンコードが検査対象の異なる位置で行なわれるため、画像再構成にフーリエ変換を適用できない。そこで、検査対象におけるtotal FOVの磁化の分布を、受信された信号とパラメータとして設定された磁化の分布から計算される信号の差の絶対値の二乗の和を最小にするように決定することにより、再構成する。本発明の磁気共鳴撮影装置は、信号取得領域のテーブル移動方向の大きさが狭い場合にも、連続的にテーブルを移動しながら撮影することにより大きな視野を高速に撮影できる。

Description

本発明は、核磁気共鳴を用いた検査装置（ＭＲＩ：Magnetic Resonance Imaging）に関わり、特に移動式のテーブルを使用して、装置内に限定される撮影可能領域より大きな視野を撮像する技術に関する。また当該撮像技術において画像再構成に必要となる装置特性データを取得する方法に関する。

ＭＲＩ装置は、静磁場空間内に置かれた検査対象の組織内に含まれる水素原子核に核磁気共鳴を起こさせ、発生する核磁気共鳴信号から検査対象の断層像を得る医用画像診断装置である。ＭＲＩ装置において信号を取得可能な領域は静磁場空間に限られるため、従来、比較的狭い領域しか撮影することができなかったが、近年ではテーブル移動による全身撮影が可能となりMRIを用いた全身スクリーニングという新しい展開が始まりつつある。

全身撮影には大きく分けてマルチステーション撮影法（非特許文献1）とムービングテーブル撮影法（特許文献1、非特許文献2）の二種類がある。どちらも、MRI装置の限られた撮影可能領域（sub FOVと呼ぶ）で、より広い領域（total FOVと呼ぶ）を撮影する手法である。マルチステーション撮影法とは全身をsub FOVにわけて撮影を行い、それらの画像をつなぎ合わせて全身画像を作る撮影法である。各sub FOVでの撮影は通常の撮影法と同じであるため従来からの撮影テクニックを適用しやすいという長所はあるが、静磁場不均一や傾斜磁場の非線形性からつなぎ合わせる部分で画像がひずみ、つなぎ合わせ部分が滑らかでないという短所や、テーブル移動中は撮影が行えないため、その分撮影時間が長くなるという短所がある。テーブル移動方向の視野が狭い場合には、撮影を中断してテーブルを移動する回数が増え、さらに撮影時間が長くなり、問題である。

一方、ムービングテーブル撮影法はテーブルを移動させながら信号を取得する撮影法であり、テーブルの移動方向に沿った断面を撮影するムービングテーブル撮影法ではリードアウト方向をテーブルの移動方向にしなくてはならないが、継ぎ目のない画像が短い時間で取得できるという長所がある。
特開２００３−１３５４２９号公報 ThomasK. F. Foo, Vincent B. Ho, Maureen N. Hood, Hani B. Marcos, Sandra L. Hess, andPeter L. Choyke, Radiology. 2001: 219:835-841. DavidG. Kruger, Stephen J. Riederer, Roger C. Grimmk, and Phillip J. Rossman, Magn.Reson. Med. 2002: 47:224-231.

上述したようにムービングテーブル撮影法では、継ぎ目のない画像を短時間で得ることができるが、リードアウト方向がテーブル移動方向でなくてはならないという制限から、sub FOVが移動方向に狭くなった場合には撮影時間が増大するという問題がある。
すなわちテーブル移動方向にsub FOVが狭くなった場合、同じ解像度の画像を得るには周波数エンコード方向（リードアウト方向）のサンプル数を減らすことになり、位相エンコード数は変化しない。一般に撮影時間は位相エンコード数にほぼ比例し、周波数エンコード方向のサンプル数から受ける影響は少ない。よって、テーブル移動方向にsub FOVが狭い場合も広い場合も１つのsub FOVのためのデータ取得には同じ時間がかかり、テーブル移動方向にsub FOVが狭い場合は拡大された視野の撮影時間が長くなる。

この問題の解決には、テーブル移動方向に位相エンコードを行なうことが考えられるが、再構成にフーリエ変換を使う従来の考え方ではテーブル移動方向に位相エンコードを行なうのは困難であった。理由は、以下の通りである。ムービングテーブル撮影法では、テーブル移動方向には常に励起される範囲が変化していく。リードアウトであれば一つの信号計測の間で、すなわち励起範囲の変化を無視できる時間で全エンコードが完了するが、位相エンコードの場合には一つの信号計測毎に異なるエンコードを付与するので、全エンコードが完了するまでに励起範囲が大きく変わってしまう。フーリエ変換を利用した画像再構成では対象画像範囲が1シリーズのエンコードを受けるのが前提であり、このような場合には適用できない。

そこで本発明は、テーブル移動方向のsub FOVが狭い場合にも、total FOVの画像を短時間で撮影することが可能なＭＲＩ装置を提供することを目的とする。

本発明のＭＲＩ装置は、テーブル（移動手段）を移動しながら、テーブル移動方向に傾斜磁場を印加して磁気共鳴信号を複数回受信し、データ取得ごとにテーブル移動方向の傾斜磁場の印加量（強度や印加時間）を変える。このテーブル移動方向の傾斜磁場によるエンコードは、１シリーズの位相エンコードが検査対象の異なる位置で行なわれる新規なエンコード（スライディング位相エンコードと呼ぶ）である。検査対象におけるtotal FOVの磁化の分布を、受信された信号とパラメータとして設定された磁化の分布から計算される信号の差の絶対値の二乗の和を最小にするように決定することにより、再構成する。

パラメータとして設定された磁化の分布、すなわち仮定的な磁化分布から信号を計算するには、傾斜磁場非線形、静磁場不均一、照射コイル励起分布、受信コイル感度分布などの装置特性データが用いられる。本発明のＭＲＩ装置は、この装置特性を求めるための核磁気共鳴信号の計測（以下、装置特性計測という）を行い、計測した核磁気共鳴信号から算出した装置特性データを用いて画像再構成を行う。装置特性データの計測は、検査対象の磁化分布を求めるための核磁気共鳴信号の計測（以下、本撮影という）とは別個に行ってもよいし、本撮影と同時に行ってもよい。前者の場合、例えば、装置特性計測はマルチステーション撮影法により行う。即ち、移動手段を複数のステーション間で移動し、装置特性計測を移動手段の各ステーションで実行する。また後者の場合、本撮影で計測した核磁気共鳴信号の一部を、装置特性データを求めるための信号として兼用することができる。兼用する一部の核磁気共鳴信号は、低周波領域データであることが好ましい。

本発明のＭＲＩ装置は垂直磁場型、水平磁場型のいずれにも適用できる。またスライディング位相エンコードは周波数エンコードや位相エンコードと独立に行えるため、2D、3D、マルチスライスのいずれの撮影にも適用可能である。

本発明によれば、テーブル移動方向にスライディング位相エンコードを行なうことにより、テーブル移動方向のsub FOVが縮小された場合には、それに対応してsub FOVに対するスライディング位相エンコードを減らすことができる。これによりテーブル移動方向の単位距離をエンコードするのに必要な時間はほぼ一定となるので、テーブル移動方向のsub FOVの長さに影響されず、高速な撮影を行なうことができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
まず、本発明が適用されるＭＲＩ装置の構成について説明する。図1（a）、（b）はそれぞれ水平磁場型のＭＲＩ装置及び垂直磁場型のＭＲＩ装置の概観図であり、本発明のＭＲＩ装置はいずれの型のＭＲＩ装置にも適用できる。水平磁場型のＭＲＩ装置では、水平方向の静磁場を発生するソレノイド型等の静磁場磁石101が採用され、被検体103はテーブル301に寝かせられた状態で磁石のボア内に搬入され、撮影が行なわれる。また垂直磁場型のＭＲＩ装置は、被検体103が置かれる空間の上下に一対の静磁場磁石101が配置され、被検体103はテーブル301に寝かせられた状態で静磁場空間内に搬入される。なお図中矢印ｒはテーブルの移動方向を示し、（a）に示す水平磁場型のＭＲＩ装置では、静磁場方向がｒ方向と一致し、（b）に示す垂直磁場型のＭＲＩ装置では、テーブルの移動方向は静磁場方向と直交する方向である。

図２はＭＲＩ装置の概略構成を示すブロック図であり、図１と同じ構成要素は同じ符号で示している。図示するように、静磁場磁石101が発生する静磁場空間（撮影空間）内には、静磁場の均一度を高めるためのシムコイル112と、静磁場に勾配を与える傾斜磁場コイル102と、検査対象（ヒト）の組織を構成する原子の原子核（通常プロトン）を励起する高周波磁場を発生するための照射用コイル107と、検査対象から発生する核磁気共鳴信号を検出するための受信コイル114等とが配置されている。被検体103を寝かせるテーブル301は、テーブル制御装置302で制御され、被検体103を撮影空間内に搬入するとともに空間内で移動させる。テーブル制御装置302は、テーブルの速度、位置の制御およびモニターが可能である。

上述したシムコイル112、傾斜磁場コイル102、照射用コイル107、受信コイル114は、それぞれシム電源113、傾斜磁場電源105、高周波磁場発生器106、受信器108に接続されており、シーケンサ104により動作が制御される。シーケンサ104は、予めプログラムされたタイミング、強度（パルスシーケンス）でこれら装置が動作するように制御を行なうとともに、テーブル制御装置の駆動に合わせてパルスシーケンスを起動するなどの制御を行なう。またＭＲＩ装置は、信号処理系として、計算機109、ディスプレイ110、記憶媒体111などを備えている。

このような構成において、高周波磁場発生器106が発生した高周波磁場は、照射用コイル107を通じて検査対象103に印加される。検査対象103から発生した信号は受信コイル114によって受波され、受信器108で検波が行われる。検波の基準とする核磁気共鳴周波数は、シーケンサ104によりセットされる。検波された信号は計算機109に送られ、ここで画像再構成などの信号処理が行われる。本発明においては、特に通常の補正計算、フーリエ変換などの演算に加え、後述するムービングテーブル撮影独自の画像再構成演算を行なう。計算機109の処理結果は、ディスプレイ110に表示されるとともに記憶媒体111に記録される。記憶媒体111には、必要に応じて、検波された信号や測定条件を記憶させることもできる。

第１の実施の形態
次に本発明で採用するムービングテーブル撮影法の実施の形態について説明する。図３に、ＭＲＩ装置における撮影可能領域（sub FOV）と撮影目的とする広視野（ここでは被検体の全身total FOV）との関係を、図４に撮影及び画像再構成処理の手順を示す。

ムービングテーブル撮影では、図３に示すように、テーブル301（検査対象103）を矢印303の方向に移動させながら、撮影を行なう。受信コイル114は装置内に固定された受信コイルでも良いし、被検体に固定された複数のコイルを組み合わせたものでも良いが、ここでは図３に示されるような装置内に固定された受信コイルを用いる場合を説明する。1回の信号取得時の視野（sub FOV）304は任意に設定できるが、最適には十分大きな信号を受信できる領域と同じ程度の大きさに設定する。1回の信号取得時の視野は限られた大きさだが、テーブル301を移動させながら撮影することによって全身（total FOV）305を撮影する。撮影は2D、3Dどちらも可能であり、スライディング位相エンコード方向をテーブル移動方向に設定する。例えば2Dでは、断面は、コロナル面、サジタル面のいずれでもよく、テーブル移動方向の軸を面内に含む断面であれば限定されない。リードアウト方向はテーブル移動方向と直交する方向に選択される。以下の実施例においては2Dで説明するが、スライディング位相エンコード以外のエンコードを一つ増やせば3Dのケースとなる。

撮影は、図４（a）に示すように、コイル感度など装置特性データ604を取得するステップ601と、検査対象のデータ605を取得するステップ602と、装置特性データと検査対象データを用いて検査対象の再構成画像606を計算するステップ603とからなる。

ステップ601では、静磁場の分布、照射用コイル107の励起分布及び受信コイル114の感度分布などの装置特性データを求めるための撮影を行なう。画像から静磁場分布や照射用コイルの励起分布やコイル感度分布を求める手法は公知の方法を採用することができる。例えば静磁場分布は、エコー時間の異なる信号を取得し、取得時間の差の間に生じる信号の位相差を検出することにより分布を得ることができる。照射用コイルの励起分布は、照射パワーの異なる信号を取得し、強度差を検出することにより分布を得ることができる。また感度分布は、ボディコイルのように均一な感度分布を持つコイルによって得られる画像データとステップ602の撮影時に使用するコイルによって得られる画像データを比較することにより求めることができる。または、均質なファントムの画像データを取得すれば、それだけで、静磁場分布、励起分布、感度分布の効果をまとめた装置特性データになる。さらに、均質なファントムで求めた装置特性をベースに、静磁場分布や、励起分布、感度分布のうちの一部を実際の被検体に対して求めた装置特性で置き換え、より正確な装置特性データを得ることもできる。これら装置特性データは後述する画像再構成に用いられる。

以下、装置特性データを求めるための撮影（装置特性計測）を具体的に説明する。
装置特性データは傾斜磁場非線形、静磁場不均一、照射用コイルの励起分布、受信コイルの感度分布などからなる。このうち傾斜磁場非線形は被検体にほとんど依存しないため、毎回の撮影で取得する必要は無く、ファントムを用いた撮影など他の計測で測定したデータをあらかじめ記憶媒体に保存しておく。
したがって装置特性計測ステップ601では、静磁場不均一による信号強度の分布、照射用コイル107の励起分布及び受信コイル114の感度分布などからなる信号強度と位相に関する装置特性データを求めるための撮影を行なう。

装置特性計測ステップ601の詳細を図４（b）に示す。図示するように、この撮影は、テーブルをステーション間で移動し、各ステーションでＲＦ送受信を行うステップを繰り返すマルチステーション撮影で行い、各ステーションの画像データを得る（ステップ631）。この場合の撮影は、公知の２Ｄ撮影法或いは３Ｄ撮影法を採用することができる。装置特性データは一般的には滑らかに変化するので、低解像度の撮影で十分であり、撮影時間は短くできる。

装置特性データは、各ステーションで得られた画像をtotal FOVの均一画像で割ることにより求めることができる。均一画像とはコイル感度などが均一だとした場合に得られる画像のことであり、total FOVの均一画像は、例えば、各ステーションの画像を合成することにより作成することができる（ステップ632、633）。

装置特性データのための撮影において、装置特性データ取得用のsub FOVは、図５に示すように、本撮影における信号取得可能な範囲全体をカバーするように十分大きく設定する。また、ステーション間である程度sub FOVを重ねるようにする。これにより均一画像の合成、装置特性データの補間をしやすくする。正確な装置特性データを得るためには、各ステーション画像の均一とみなせる領域のみでtotal FOVをカバーできるようにsub FOVを重ねることが好ましい。また正確さより撮影時間の短縮を優先させる場合は、より重なりを少なくする。より均一なtotal FOV画像を作成するために、ボディコイルなど別のコイルを使用した撮影を追加しても良い。

各ステーションの撮影により画像データが得られたならば、各ステーションで得られた画像からtotal FOVの均一画像を合成する。次いで、各ステーションで得られた画像をこのtotal FOVの均一画像でわり、各ステーションにおける被検体とコイルの位置関係での、静磁場不均一による信号強度の分布、照射用コイルの励起分布、受信コイルの感度分布をあわせた装置特性データを得る。なお、この計算において、必要に応じて、得られた画像にローパスフィルタをかけたり、被写体の無い領域をマスクして計算を行う。これによりノイズに対して安定に装置特性データを取得することができる。

こうして取得される装置特性データはステーション毎のデータであるが、画像再構成においては、本撮影において連続的に変化する被検体の各位置における装置特性データが必要となる。画像再構成に際し、最も近傍のステーションでの装置特性データを使うこととしてもよいが、好適には、各ステーション間の装置特性データを補間することにより作成する。これにより装置特性データを効率よく取得することができる。

次に検査対象のデータを取得するステップ（本撮影）602を説明する。このステップ602では、その詳細を図６（a）に示すように、まずテーブルの移動を開始する（ステップ607）。次に、RFの送受信を行う（ステップ608）。RFの送受信はtotal FOVをカバーするだけテーブルを移動するまで繰り返す（ステップ609）。total FOVをカバーするだけテーブルを移動したらデータの取得を終了する（ステップ610）。

total FOVをカバーするためのテーブル移動範囲は、図３に示す全身撮影の場合、破線で描かれた被検体およびテーブルの位置から実線で描かれた検査対象103およびテーブルの位置301までがtotal FOVをカバーするための移動範囲である。通常は、テーブルの移動速度が一定となってからデータ取得を開始できるように、助走区間として移動範囲より前からテーブルを移動し、total FOVの一端が信号取得領域の中心になる位置でデータ取得を開始し、total FOVの他端が信号取得領域の中心の位置となった時点でデータ取得を終了する。テーブル位置は、テーブル制御装置302が検出し、その情報をシーケンサに送る。

ステップ608の撮影で採用されるパルスシーケンスの一例を図７に示す。なお図７中、ＲＦは励起高周波パルス、Ｇｓはスライス選択傾斜磁場、Ｇｐはスライディング位相エンコード傾斜磁場、Ｇｒはリードアウト傾斜磁場を示す。このパルスシーケンスは、外見上は一般的な２Ｄグラディエントエコー系パルスシーケンスと同様であるが、Ｇｐ軸がテーブルの移動方向と一致し、テーブル移動方向における取得位置が異なる取得データ毎に印加量（強度や印加時間）を変えて傾斜磁場が印加される点で異なる。本発明では、このようなＧｐ軸の傾斜磁場をスライディング位相エンコード傾斜磁場と呼ぶ。

撮影では、まず検査対象にディフェーズ用スライス傾斜磁場203を印加し、あとのスライス傾斜磁場202で印加する傾斜磁場とバランスがとれるように備える。次にスライス傾斜磁場202と同時に励起高周波パルス201を印加し、所望のスライスのみを励起する。これにより、特定のスライスのみが磁気共鳴信号208を発生するようになる。また、すぐにリフェーズ用スライス傾斜磁場204を印加し、スライス傾斜磁場202によりディフェーズされた分を元に戻す。次に、スライディング位相エンコード傾斜磁場205を印加する。同時にディフェーズ用読み取り傾斜磁場206を印加し、あとの読み取り傾斜磁場207で印加する傾斜磁場とバランスがとれるように備える。次に読み取り傾斜磁場207を印加し、ディフェーズ用読み取り傾斜磁場206で一度減衰した磁気共鳴信号208が再び大きくなった時点で信号を計測する。最後に、リフェーズ用スライディング位相エンコード傾斜磁場209とリフェーズ用読み取り傾斜磁場210を印加し、磁気共鳴信号208の取得時のエンコードを元に戻し、次の励起高周波パルス211に備える。

励起高周波パルス201から時間ＴＲ後に励起高周波パルス211で励起を行い、上述したのと同様に傾斜磁場の印加と信号の計測を繰り返す。但し、この繰返しの際にはスライディング位相エンコード傾斜磁場205、リフェーズ用スライディング位相エンコード傾斜磁場209をそれぞれ変化させ、スライディング位相エンコード方向の位置情報を付与する。

このようにテーブルが移動しながらTR時間ごとに磁気共鳴信号208の取得を行う場合のテーブル移動速度vとTRとの関係は次式（１）で表される関係となる。

式中、FOV_totalはテーブル移動方向のtotal FOV305の大きさ、N_totalは再構成画像のテーブル移動方向のマトリクスサイズを表す。

また磁気共鳴信号208の取得の繰り返しにおいて、n番目の繰り返しにおけるスライディング位相エンコード傾斜磁場205の値G(n)はスライディング位相エンコード傾斜磁場の最大値をG_maxとして、次式（２）で表される。

式中、Nsubは

に最も近い整数であり、n%N_subはnをN_subで割った余りを意味する。

このようにスライディング位相エンコードを付与することにより、信号Ｓ(n,ky)が得られる。S(n,ky)において、kyはｙ方向（読み取り方向）に対応するｋ空間上の座標を表す。S(n,ky)はn番目に受信した磁気共鳴信号のｋ空間上の点kyにおける信号値である。信号Ｓ(n,ky)は、図８（a）に示すように計測データとして画像再構成のために計測メモリ401に格納される。

再構成画像の計算（ステップ603）では、このような検査対象の計測データ605とステップ601で得られた装置特性データ604を用いて画像再構成演算を行う。画像再構成演算は、検査対象の磁気モーメント分布（初期値）をパラメータとして計算される信号と、実際に受信された信号との差の二乗の和を最小にするように検査対象の磁気モーメント分布を決定する。以下、その詳細を説明する。

計測された信号S(n,ky)は、テーブルの位置情報を用いて次式（３）で表すことができ、

信号S(n,ky)をリードアウト方向（ｙ方向）にフーリエ変換したものは次式（４）で表すことができる。

これら式（３）、（４）において、ｒは被検体に固定した座標系でのテーブルの移動方向の位置、r'は装置全体に固定した静止座標系でのテーブル移動方向の位置で、

である。なお、ｒ_table(n)はｎ番目の磁気共鳴信号取得時におけるテーブルの移動量であり次式（６）から求めることができる。

またk(n)はｎ番目の磁気共鳴信号が受けたスライディング位相エンコード傾斜磁場による位相回転に対応し、次式（７）で定義される。これをグラフに表すと図９に示すようになる。

式中、γは磁気回転比である。
傾斜磁場の非線形が存在し、G(n)の大きさの傾斜磁場がG(n)(1+d(r'))とずれる場合、実際の傾斜磁場による位相回転は、

となる。式（３）、（４）のk(n)(1+d(r'))の項は傾斜磁場非線形を考慮した項である。

関数wn(r')はn番目の信号取得（受信）時における被検体とコイルの位置関係において、位置r'における大きさ1の磁化から得られる信号の大きさと位相を表す関数で、静磁場の分布、RFコイルの励起分布、および受信コイルの感度分布により決まる。これらはステップ601で装置特性データを計測することにより得られる。信号取得領域（sub FOV、テーブル移動方向の長さはFOV sub）内で静磁場の分布、RFコイルの励起分布、受信コイルの感度分布が一様で、sub FOV外で受信コイルが感度を持たない場合、w_n(r')は図１０に示すような階段状の関数となる。
ｍ(r,y)は、被検体の位置（r,y）における磁化すなわち求めようとする検査対象の画像であり、Ｍ(r,ky)はｍ(r,y)をｙに関して逆フーリエ変換したものに相当する。

信号Ｓ(n,ky)をリードアウト方向にフーリエ変換することによって得られた信号s(n,y)は、図８（b）に示すように中間メモリ402に格納される。この信号Ｓ(n,ky)は、-πからπまでの1シリーズの位相エンコードが検査対象の異なる位置で行われているため、従来のようにフーリエ変換法によりｍ(r,y)を解くことはできない。そこで、本発明では、まず仮定的な磁化分布ｍ'(r,y)をパラメータとして設定し、ｍ'(r,y)を用いて式（４）により磁気共鳴信号s'(n,y)を計算で求める。式（４）を解くためには、ｒ’、ｋ(n)、（１＋ｄ（ｒ’））、ｗ_n（ｒ’）を知る必要があるが、上述したように、ｒ’は式（５）から、ｋ(n)は式（７）から求めることができる。また（１＋ｄ（ｒ’））は傾斜磁場の非線形性を表すデータであって予め求められたものであり、ｗ_n（ｒ’）はステップ601の計測により求められる。したがって、ｍ'(r,y)を設定することにより、式（４）によりs'(n,y)が計算により求められる。

そして計算により求めた磁気共鳴信号s'(n,y)と実際に測定された磁気共鳴信号s(n,y)との差の絶対値の二乗の和（次式（８））が最小となるようなｍ(r,y)を求めることにより、画像再構成を行う。

仮定的な磁化分布ｍ'(r,y)としては、例えばゼロ値を用いてもよいし、予め検査対象を低空間分解能で計測した位置決め画像を利用してもよい。後者の場合、式（８）の最適化計算を短時間で収束させることができる。

このような画像再構成を行なうための手順を、図６（b）に示す。まず最適化パラメータとしての検査対象の磁化分布612を初期化する（ステップ611）。上述したように初期値としてはゼロ値あるいは位置決め画像データがある場合にはその値を用いる。次いでステップ611で設定された磁化分布の初期値612と装置特性データを用いて、式（４）により検査対象データ614を計算により求める（ステップ613）。計算により求めた検査対象データ（計算データ）614と実際に計測した検査対象データ（計測データ）605との平均二乗誤差が十分小さいかどうかを判定し（ステップ615）、十分小さい場合には、そのときの計算に用いた磁化分布を検査対象の画像として画像再構成演算を終了する（ステップ617）。ステップ615において、平均二乗誤差が例えば設定した閾値以上と判定された場合には、平均二乗誤差を小さくする方向へ最適化パラメータを変更し（ステップ616）、ステップ613、615を繰り返す。こうして求めたm(r,y)は、図８(c)に示すように画像メモリ403に格納される。

以上説明したように本実施の形態によれば、テーブルの移動方向にスライディング位相エンコードを付与する撮影を行うとともに、仮定的磁化分布を最適化パラメータとして用いた演算によって画像再構成することにより、テーブル移動方向の撮影可能領域（sub FOV）が狭い場合にも撮影時間が長くなることなく、従来法と同等の画質を維持し視野を拡大した撮影が可能となる。
なお、従来は、テーブル移動方向に位相エンコードを行なうとフーリエ変換による画像再構成が行えなかった。画像再構成法としてフーリエ変換に代わり平均二乗誤差を最小にする最適化法を採用することにより、初めて画像再構成が可能となった。
さらに本発明によれば、再構成に必要となる装置特性データを、マルチステーション撮影法により計測することにより、近似的な装置特性データを比較的短時間に容易に得ることができる。
なお上記実施の形態では、撮影方法として図７のパルスシーケンスを例示したが、これに例えばスライス方向の位相エンコードを付与し、３Ｄ撮影を行うことも可能である。この場合には、処理する信号の、位置の次元が増加するのみで同様に画像再構成を行うことができる。

第２の実施の形態
なお上記実施の形態では、テーブルの移動速度が一定の場合を説明したが、本発明はテーブル移動速度が等速でない場合にも適用することができる。以下、本発明の第２の実施の形態として、テーブル移動速度が等速でない場合を説明する。

本実施の形態においても、装置の構成および撮影の手順は、上述した第１の実施の形態と同様である。すなわちステップ601でコイル感度など装置特性データ604を取得し、次にステップ602で、検査対象のデータ605を取得する。最後にステップ603で、装置特性データ604と検査対象データ605を用いて検査対象の再構成画像606を計算する。但し、本実施の形態では、シーケンサ104は予め設定されたプログラムに従い、或いはユーザーからの指定により、テーブルの移動速度を変更する。信号取得時のテーブル位置はテーブル制御装置で把握できるので、テーブル位置とスライディング位相エンコードの関係が図９に示すように一定の場合には、その関係から各信号受信時のエンコード量を決める。例えば、テーブル移動速度が遅い期間はスライディング位相エンコードのステップ数を多くなるように、パルスシーケンスを変更する。図７に示すパルスシーケンスにおいては、ＴＲ毎に変更するスライディング位相エンコード傾斜磁場205およびリフェーズ用傾斜磁場209の印加量がテーブル位置によって決められる。

また得られた信号Ｓ(n,y)からm(r,y)を求める画像画像再構成ステップ603では、パラメータである磁化分布m'(r,y)を用いて式（４）により信号ｓ'(r,y)を計算により求め、この信号ｓ'(r,y)と実際に測定された磁気共鳴信号s(n,y)との差の二乗の和が最小となるような磁化分布m(r,y)を求めることは第１の実施の形態と同様である。但し、信号ｓ'(r,y)を求める式（４）において、ｎ番目の磁気共鳴信号取得時におけるテーブルの移動量ｒ_table(n)は、テーブル制御装置で得られる値を用いる。

k(n)は図９に示す関数（グラフ）、関数w_n(r')はステップ601で計測された装置特性データである。こうして求められた磁化分布m(r,y)は、画像データとして画像メモリ403に格納され、検査対象の広視野断層像として表示される。

このように本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様にテーブル移動方向の撮影可能領域（sub FOV）の減少に応じたsub FOVに対する撮影時間の短縮が可能となり、全体としての撮影時間が長くなることがない。しかも本実施の形態では、速度が可変にできるので、血管内の造影剤を追いかけた撮影や、詳細に撮影したい部分のみ低速で時間をかけた撮影などが可能となり、撮影の自由度が広がる。

第３の実施の形態
次に本発明の第３の実施の形態を説明する。
本実施の形態では、テーブルを往復移動させて往路で装置特性データを取得し、復路で検査対象の計測データを取得することが特徴である。本実施の形態における撮影の流れを図１１に示す。

図示するように、まず、テーブルをtotal FOVだけ移動しながら（ステップ620）、コイル感度など装置特性データ604を取得する（ステップ621）。装置特性データ604はメモリに格納される。次に、テーブルを逆方向に移動し（ステップ622）、検査対象のデータ605を取得する（ステップ623）。検査対象のデータ605は計測メモリ401に格納される。最後に、装置特性データ604と検査対象データ605を用いて検査対象の再構成画像606を計算する（ステップ624）。

検査対象のデータを取得するステップ623および再構成画像を計算するステップ624は、第１または第２の実施の形態と同様である。テーブルの移動速度が一定の場合には、第１の実施の形態と同様にテーブル移動速度から決まる信号取得時テーブル位置情報と図９に示すスライディング位相エンコード量との関係に基づきスライディング位相エンコードを付与し、テーブル移動速度から決まる信号取得時テーブル位置情報を用いて仮定的信号値を求める。また第２の実施の形態のようにテーブルの移動速度を任意に変更する場合には、スライディング位相エンコード量の決定および信号のピクセル位置について、テーブル制御装置から得られる信号取得時テーブル位置情報を用いる。

本実施の形態では、上述した第１及び第２の実施の形態の効果に加え、テーブルの一往復（通常装置内への出入り）で装置特性データと検査対象のデータの二つを取ることができるので検査全体に費やす時間が短くなるという効果が得られる。また装置特性データ（式（４）における関数ｗ_n）は、図１０に示すような理想系の値ではなく、検査対象が装置内に存在するときに実測した値を採用することになるので、より良質の画像を得ることができる。さらに装置特性データとして低空間分解能画像データを取得しておくことにより、このデータを画像再構成演算の際の最適化パラメータ（m'(r,y)）として利用することができ、最適化演算の時間を短縮することができる。

第４の実施の形態
次に本発明の第４の実施の形態を説明する。
第４の実施の形態においても、装置の構成および撮影の手順は、上述した第１の実施の形態と同様である。すなわち図４(a)に示したように、ステップ601でコイル感度など装置特性データ604を取得し、次にステップ602で、検査対象のデータ605を取得する。最後にステップ603で、装置特性データ604と検査対象データ605を用いて検査対象の再構成画像606を計算する。但し、本実施の形態では、ステップ602において撮影方法として３Ｄ撮影を採用する。

図１２に、本実施の形態で採用するパルスシーケンスの一例を示す。図中、ＲＦは励起高周波パルス、また、Ｇｓはスライス選択傾斜磁場、Ｇｐはスライディング位相エンコード傾斜磁場、Ｇｒはリードアウト傾斜磁場を示す。このパルスシーケンスは、外見上は一般的な３Ｄグラディエントエコー系パルスシーケンスと同様であるが、Ｇｐ軸がテーブルの移動方向と一致し、スライディング位相エンコード軸であり、Ｇｓ軸が位相エンコード軸である点で異なる。

このパルスシーケンスでは、まず、検査対象にディフェーズ用スライス傾斜磁場203を印加し、あとのスライス傾斜磁場202で印加する傾斜磁場とバランスがとれるように備える。次にスライス傾斜磁場202と同時に励起高周波パルス201を印加し、所望のスライスのみを励起する。これにより、特定のスライスのみが磁気共鳴信号208を発生するようになる。また、すぐにリフェーズ用スライス傾斜磁場204を印加し、スライス傾斜磁場202によりディフェーズされた分を元に戻す。

次に、位相エンコード傾斜磁場215とスライディング位相エンコード傾斜磁場205を印加する。同時にディフェーズ用読み取り傾斜磁場206を印加し、あとの読み取り傾斜磁場207で印加する傾斜磁場とバランスがとれるように備える。次に読み取り傾斜磁場207を印加し、ディフェーズ用読み取り傾斜磁場206で一度減衰した磁気共鳴信号208が再び大きくなった時点で信号を計測する。次に、リフェーズ用位相エンコード傾斜磁場216とリフェーズ用スライディング位相エンコード傾斜磁場209とリフェーズ用読み取り傾斜磁場210を印加し、磁気共鳴信号208の取得時のエンコードを元に戻し励起高周波パルス211に備える。

励起高周波パルス201から時間ＴＲ後に励起高周波パルス211で励起を行い、上述したのと同様に傾斜磁場の印加と信号の計測を繰り返す。この繰返しの際には、例えばスライディング位相エンコード傾斜磁場205及びリフェーズ用スライディング位相エンコード傾斜磁場209を一定にして、位相エンコード傾斜磁場215及びリフェーズ用位相エンコード傾斜磁場216を順次変化させて１シリーズの位相エンコードの信号を計測し（内ループの計測）、次に異なるスライディング位相エンコード傾斜磁場205及びリフェーズ用スライディング位相エンコード傾斜磁場209で同様の内ループの計測を行ない、最終的に全てのスライディング位相エンコードについて全ての位相エンコードの信号を計測する。これによりスライス方向及びスライディング位相エンコード方向の位置情報が付与された信号を得る。

このようにテーブルが移動しながらTR時間ごとに磁気共鳴信号208の取得を行なう場合のテーブル移動速度vとTRとの関係は次式（９）で表される関係となる。

式中、FOV_totalはテーブル移動方向のtotal FOV305の大きさ、N_totalは再構成画像のテーブル移動方向のマトリクスサイズ、Ｎsはスライス方向の位相エンコード数を表す。

また磁気共鳴信号208の取得の繰り返しにおいて、スライス方向のｊ番目の位相エンコードステップにおけるn番目（撮影全体としてm(＝j+Ns(n-1)番目)の繰り返しにおけるスライディング位相エンコード傾斜磁場205の値G(n)はスライディング位相エンコード傾斜磁場の最大値をG_maxとして、前掲の式（２）で表される。

計測された信号S(ｎ,kx,ky)は、テーブルの位置情報を用いて次式（１０）で表すことができる。

ここでｋｘ、ｋｙはそれぞれスライス方向（ｘ方向）およびリードアウト方向（ｙ方向）に対応するｋ空間上の座標を表す。ｎはn番目のスライディング位相エンコードであることを示す。この信号S(ｎ,kx,ky)をスライス方向（ｘ方向）およびリードアウト方向（ｙ方向）にフーリエ変換したものは次式（１１）で表すことができる。

これら式（１０）、（１１）において、ｒは被検体に固定した座標系でのテーブルの移動方向の位置、r'は装置全体に固定した静止座標系でのテーブル移動方向の位置で、

である。なお、ｒ_table(n)はｎ番目の磁気共鳴信号取得時におけるテーブルの移動量である。
またk(ｎ)はｎ番目のスライディング位相エンコード傾斜磁場により磁気共鳴信号が受けた位相回転に対応し、前掲の式（７）で定義され、これを二次元方向のみ表したものは図９に示すグラフと同様になる。関数w_n(r')は装置特性データを計測することにより得られる関数である。

計測された信号S(ｎ,kx,ky)は、図１３に示すように、計測メモリ401に格納され、S(ｎ,kx,ky)をスライス方向（ｘ方向）およびリードアウト方向（ｙ方向）にフーリエ変換した信号ｓ(n,x,y)は中間メモリ402に格納される。

この場合にも、信号ｓ(n,x,y)は−πからπまでの１シリーズの位相エンコードが検査対象の異なる位置で行なわれているため、式（１１）からフーリエ変換法によりm(r,x,y)を解くことはできない。そこで、仮定的な磁化分布m'(r,x,y)をパラメータとして設定し、m'(r,x,y)を用いて式（１１）により磁気共鳴信号s'(n,x,y)を計算で求める。そして計算により求めた磁気共鳴信号s'(n,x,y)と実際に測定された磁気共鳴信号s(n,x,y)との差の絶対値の二乗の和が最小となるようなm(r,x,y)を求めることにより、画像再構成を行なう。この実施の形態においても、仮定的な磁化分布m'(r,x,y)としては、ゼロ値を用いてもよいし、予め検査対象を低空間分解能で計測した位置決め画像を利用してもよい。

得られた３Ｄ画像データは画像メモリ403に格納され、所定の断面の断層像として、また必要に応じ、投影やボリュームレンダリング等の画像処理を施して表示される。

本実施の形態によれば、平面での視野拡大だけでなく、ボリュームとしての視野拡大が可能となる。平面の視野拡大の手法でボリュームをとるとするとテーブルを何往復もさせる必要があり、効率が悪く、患者にとっても不快であるが、3D撮影では1回のテーブル移動で撮影が完了し、効率よく快適にボリュームが撮影できる。
なお本実施の形態においても、第２の実施の形態と同様に、テーブル移動速度を必要に応じて可変にすることも可能である。また第３の実施の形態と同様に、テーブルを往復移動させて例えば往路で装置特性データを取得し、復路で検査対象のデータを計測してもよい。

第５の実施の形態
以上の実施の形態では、装置特性データを取得するにあたり、本撮影とは別に撮影を行う場合を説明したが、装置特性データの取得は本撮影と同時に行うこともできる。以下、本発明の第５の実施の形態として、装置特性データの取得を本撮影と同時に行う方法を図１４および図１５を参照して説明する。
本実施の形態においても、装置の構成は、前述した第１の実施の形態と同様である。ただし、本実施の形態では、撮影の手順は図１４（a）のように、最初のステップで装置特性データの取得と本撮影を同時に行い（625）、次のステップで、装置特性データと検査対象データを用いて検査対象の再構成画像を計算する（626）。

装置特性データの同時取得は、本撮影において周波数領域の低域データのみを利用することにより実現する。すなわち、本撮影で取得したSPEデータのうち低域のみを切り出し、フーリエ変換により装置データ用のローパス画像を取得する。この際、信号取得可能な領域がsub FOV内に収まらない場合は、低域データを密に取り、FOVを拡張する。例えば、図１４（b）に示すように、本撮影は第1の実施形態の本撮影と同様にテーブルを移動しながら撮影を行い（627、628）、スライディング位相エンコードステップを低域のみ0.5ずつ増加する（629）。

このような撮影により得られたSPEデータから、密に計測された低域データを切り出し、まず原点補正を行う（図１５、ステップ641）。本撮影は、テーブル位置を移動しながら行う撮影であるため、各信号取得において原点位置が異なることになる。原点位置が異なることは傾斜磁場のオフセット値がずれることを意味する。原点位置の補正は、このような傾斜磁場のオフセット値のずれを補正する補正であり、信号にexp(-r_table(n)k(n)(1+d(r')))をかけることにより補正することができる。即ち、次式（１３）の処理を行う。

上式（１３）では、傾斜磁場の非線形の項を含むが、傾斜磁場の非線形が無視できる程度の場合には、信号にexp(-r_table(n)k(n))を信号にかけてもよい。その場合の処理は次式（１４）で表される。

原点位置を補正した後、図１５に示すように、高域データのゼロフィルを行うことによりk-spaceを埋めて1枚のローパス画像用のk-spaceデータを作成する（ステップ642）。このk-spaceデータをフーリエ変換することにより、1つのテーブル位置でのローパス画像を取得できる（ステップ643）。なおテーブル移動方向に位相エンコードを行うスライディング位相エンコードにおいては、データ取得ごとにFOVが異なるため、通常は、フーリエ変換による画像再構成が行えないが、低域データのみを使用する場合は、テーブル位置の変化が少なく、FOVがそれほど変わらないため、各データの原点位置の補正さえ行えば、近似的にフーリエ変化による画像再構成が可能となる。

このローパス画像は、スライディング位相エンコードの１ループ毎に得ることができ、各位置のローパス画像データを用いて、第１の実施の形態と同様に装置特性データを作成することができる。すなわち各ローパス画像データを、total FOVの均一画像データで割ることにより装置特性データを得ることができる。各位置で得られた装置特性データから補間することにより全体としての装置特性データを作成する（644）。
なお装置特性データが取得できる位置の間隔は、スライディング位相エンコードのループ数によって決まる。間隔が狭いほど、即ち、装置特性データ取得用の各画像の取得位置が密であるほど、均一な画像の作成や、装置特性データの補間が正確になる。本実施の形態において、取得位置の間隔は、テーブル移動速度を遅くするか、スライディング位相エンコードステップをまばらにし、図１６（a）に示すようにスライディング位相エンコードのループを増やすことにより狭めることができる。

また低域のスライディング位相エンコードステップを0.5ずつ増加する場合を説明したが、この場合は、信号取得回数が増えるため、本撮影の撮影時間が増加する。本撮影の撮影時間の増加を抑えるには、図１７に示すように、高域において例えば２ずつスライディング位相エンコードステップを増加することにより信号取得回数を減らせばよい。このようなスライディング位相エンコード量の変化を図１６（b）に、このようなスライディング位相エンコードステップによる撮影で得られたSPEデータを図１８に示す。

こうして取得した装置特性データと、また同時に取得した画像データを用いて画像再構成する計算法は第１の実施の形態と同様である。
本実施の形態によれば、本撮影とは別に装置特性データを取得するための撮影を行う必要がないので、全体としての撮影時間を短縮することができる。

第６の実施の形態
なお以上の実施の形態では、受信コイルが装置に固定されている場合を説明したが、被検体に固定されている場合にも適用することができる。まず第６の実施の形態として、被検体に固定されたコイルを用い、あらかじめ装置特性データを取得してから本撮影を行う方法を説明する。

本実施の形態でも、本撮影602に先立って装置特性計測601を行い、装置特性データを用いて画像再構成603することは図４（a）に示す第１の実施の形態と同様である。ただし、本実施の形態では、図１９に示すように、コイル114は被検体103に固定されているので被検体（テーブル301）の移動に伴い移動し、total FOVを撮影するために複数のコイルを切り替えて用いる。複数のコイルを切り替える場合、同時に複数のコイルを用いて受信しても良い。

このような撮影によって得られる信号は、各コイルから得られる信号を区別するために、コイルの番号に相当する次元が追加され、式（８）を適用した画像再構成が実行される。例えば、c番目のコイルから得られる信号S(n,ky,c)は、次式（１５）で表される。

ここでコイル番号cを表す次元と信号番号nの次元をあわせてn×c個の信号として扱うことができるので、式（３）、（４）及び式（８）を当てはめて画像再構成の計算を行うことができる。つまり、式（８）の総和は次式（１６）のようにn,cについて行うことになる。

一方、装置特性データの取得601については、式（１５）に示す装置特性データｗ_n,c(r’)をコイル毎に求めることになる。まず、c番目のコイルについて、そのコイルから受信する信号に関する装置特性データを取得する場合を説明する。

最適には、図２０に示すように静磁場分布、照射用コイルの励起分布とも均一な領域が、1回または複数の撮影によって、受信コイルの感度領域をカバーするようにステーションを設定する。この撮影結果から均一な領域を切り出してつなぎ合わせることにより、静磁場と照射が均一であるときの受信コイルの感度領域全体の画像を作成することができる。図２０に示す例では、第１のステーションの画像1601のうち、静磁場と照射が均一である領域の画像1601ｂと、第２のステーションの画像1602のうち、静磁場と照射が均一である領域の画像1602aとを合成することにより、受信コイルの感度領域全体の画像1603が得られる。この感度分布をあらわす画像を、通常のマルチステーション撮影法の手法を用いて作成した均一画像1600でわることにより、c番目のコイルの感度分布を得ることができる。
＜画像1603＞÷＜均一画像1600＞＝＜ｃ番目のコイルの感度分布＞

次に、画像1603で、c番目のコイルで得られた画像をわることにより、残りの装置特性である、静磁場不均一、照射コイル励起分布を得ることができる。
図２０の例では、合成画像1603で、ステーション１で得られた画像1601、ステーション２で得られた1602をそれぞれ割ることにより、ステーション１、ステーション２における感度分布以外の装置特性データが得られる。
＜画像1601＞÷＜画像1603＞＝＜ステーション１の装置特性＞
＜画像1602＞÷＜画像1603＞＝＜ステーション２の装置特性＞
ｃ番目のコイルについての装置特性データｗ_n,c(r')は、これら受信コイル感度分布、静磁場不均一、照射コイル励起分布をかけあわせることにより取得することができる。

他のコイルに対しても同様な処理を行うことにより、すべてのコイルについて、感度分布を含む装置特性データｗ_n,c(r')が得られる。
装置特性データ取得後は、検査対象のデータ605を取得するステップと、装置特性データと検査対象データを用いて検査対象の再構成画像606を計算するステップは、上述したように第1の実施の形態と同様に行うことができる。この場合にも、各位置で得られた装置特性データを補間してもよいし、画像再構成に際し、最も近傍の位置の装置特性データを使うこととしてもよい。

第７の実施の形態
次に第７の実施の形態として、被検体に固定されたコイルを用い、装置特性データの取得を本撮影と同時に行う方法を説明する。この場合、第５の実施の形態と同様な撮影を行い、装置特性データの取得においては第６の実施の形態のようにc番目のコイルから得られる信号をS(n,ky,c)としてそれぞれのコイルを区別して考えることになる。

まず、本実施の形態においても、装置の構成は、上述した第６の実施の形態と同様である。撮影の手順は第５の実施の形態の図１４のように、ステップ625で装置特性データの取得と本撮影を同時に行い、ステップ626で、装置特性データ604と検査対象データ605を用いて検査対象の再構成画像606を計算する。

装置特性データの同時取得は、本実施の形態においても周波数領域の低域データのみを利用し、各データの原点位置の補正を行い、近似的にフーリエ変換による画像再構成を行うことは第５の実施の形態と同じである。ただし、本実施の形態では、装置特性データを第６の実施の形態と同様にコイル毎に取得する。

まず、c番目のコイルに着目し、そのコイルから受信する信号に関する装置特性データを取得する場合を考える。
最適には、図２０に示すように静磁場分布、照射用コイルの励起分布とも均一な領域が、1回または複数の撮影によって、受信コイルの感度領域をカバーするように低域データ取得位置を設定する。すなわち図２０はマルチステーションにおけるコイル位置を示しているが、図１５に示すようにスライディング位相エンコードステップを設定した場合のスライディング位相エンコードの第１のループ（−πからπまで）の中心位置（低周波成分取得時の位置）が図２０の第１の撮影位置であり、第２のループの中心位置（低周波成分取得時の位置）が図２０の第２の撮影位置であるように、テーブル（すなわちコイル）を移動しながらスライディング位相エンコードステップを実行する。SPEデータから低域データを切り出して1枚の画像を再構成する方法は第５の実施の形態と同様であり、ここでは第１のループおよび第２のループの実行により得られた画像からそれぞれ低域データを切り出し、原点補正し、高域データをゼロフィルし、フーリエ変換し画像を再構成する。

次にこうして再構成した各画像から均一な画像を作成する。均一画像は、各画像を足し合わせても良いし、均一な部分のみを切り出して使っても良いし、あらかじめマルチステーション撮影により取得してもよい。

このように得られた各コイルの画像と作成した均一画像から、第６の実施の形態と同様に装置特性データを得る。すなわち、まず、ｃ番目のコイルについて各取得位置の画像を合成した画像を均一分布画像で割ることにより、ｃ番目のコイルの感度分布を得る。つぎにｃ番目のコイルについて各取得位置の画像を合成した画像で、各取得位置の画像を割ることにより、各取得位置における感度分布以外の装置特性が得られる。
＜画像1603＞÷＜均一画像1600＞＝＜ｃ番目のコイルの感度分布＞
＜画像1601＞÷＜感度分布のみの影響を含む画像1603＞＝＜取得位置１の装置特性＞
＜画像1602＞÷＜感度分布のみの影響を含む画像1603＞＝＜取得位置２の装置特性＞

こうして得られた感度分布、静磁場不均一、照射コイルの励起分布を掛け合わせることにより、全体の装置特性データが得られる。この場合にも、各取得位置で得られた装置特性データを補間してもよいし、画像再構成に際し、最も近傍の取得位置の装置特性データを使うこととしてもよい。
本撮影により得た信号と、装置特性データを用いて計算した信号とから、画像を再構成することは前述の実施の形態と同様である。

本発明の効果を確認するために、図２１に示すような検査対象を用いて、従来のムービングテーブル撮影と第１の実施の形態および第５の実施の形態によるムービングテーブル撮影との比較実験を行なった。図２１において下側の図（b）が検査対象の２次元の画像を示し、上側の図（a）はその画像をr軸に射影した１次元プロファイルである。図（b）のr軸及びｙ軸は位置を示す軸であり、スケールはピクセルサイズが１になるようにしてある。また、図（a）に示すプロファイルの縦軸は画素値を示す。検査対象には複数のスリットがある。左端と中央のスリット幅が1ピクセルであり、それぞれの右側に1ピクセルずつ幅の拡大されたスリットが並ぶ。図（b）において白で示される領域が検査対象の存在する領域で、その間に検査対象の存在しない領域を持つ。

撮影パラメータはsub FOV = 420mm×210mm (64ピクセル×32ピクセル)、total FOV = 420mm×1260mm (64ピクセル×192ピクセル)とした。

第１の実施の形態による撮影では、r軸方向をテーブルの移動する方向とし、この方向にスライディング位相エンコードを行い、テーブルの移動方向に垂直なｙ軸方向をリードアウト方向とした。またSNR=60の条件で行い、信号取得範囲を示すw_n(r')は図１０で示される階段状の関数とした。第５の実施の形態による撮影では、r軸方向をテーブルの移動する方向とし、この方向にスライディング位相エンコードを行い、テーブルの移動方向に垂直なｙ軸方向をリードアウト方向とした。またSNR=50の条件で行った。
従来のムービングベッド撮影では、r軸方向をテーブルの移動する方向とし、この方向をリードアウト方向とし、テーブルの移動方向に垂直なｙ軸方向をスライディング位相エンコード方向とした。

図２２に従来のムービングテーブル法で取得した再構成画像を、図２３に第１の実施の形態により得られる再構成画像を、図２４に第５の実施の形態により得られる再構成画像を示す。図２２〜図２４のスケールは図２１と同じでピクセルサイズが１になるようにしてある。これら画像の比較からわかるように、いずれも幅1ピクセルのスリットまで分解できており、十分な分解能があることが確認された。また、第１の実施の形態のSNRは60と従来法と同等であった。このように本実施の形態により、従来法と同等の画質を維持し、視野を拡大した撮影が可能となることが確認された。また、他の実施の形態に対しても同様な結果が得られた。

一方、撮影時間については、図２５に示すように、従来のムービングテーブル撮影法の撮影時間501は、テーブル移動方向のsub FOV＝40cmのときの撮影時間を1とすると、sub FOVが狭くなるにつれ時間が長くなるのに対し、本実施の形態ではsub FOVの縮小に対応してsub FOVに対するスライディング位相エンコード数が減少するので撮影時間502は変わらない。

また装置特性データの取得時間についても、本発明の手法により、近似的な装置特性データを比較的少ない時間で取得することができる。特に装置特性データを同時に取得する場合は、全体の撮影時間の増加もない。あらかじめ装置特性データを取得する場合は、テーブルの出し入れと撮影時間が余計にかかるが、装置特性データの取得に高解像度な画像は必要ないため撮影は短時間ですむ。
具体的には、典型的なケースとして本撮影で1000回の信号取得を行う場合を考えると、厳密な装置特性データを得るためには、本撮影の信号取得回数の数だけ装置特性データの計測が必要であり、撮影全体の時間は本撮影の1001倍の時間となる。それに対して、本発明のマルチステーションにより装置特性データを取得する方法では全体の撮影時間は２倍以下、装置特性を同時に取得する方法では１倍、つまり本撮影の撮影時間のみとなる。

本発明によれば、テーブル移動方向に信号取得領域が狭い場合にも撮影時間が長くなることなくムービングテーブル撮影を行うことができる。テーブル移動方向に撮影可能領域が狭い装置でも高速に全身撮影が可能となり有用である。

本発明が適用されるＭＲＩ装置の概観を示す図で、（a）は水平磁場型装置、（b）は垂直磁場型装置を示す。 本発明が適用されるＭＲＩ装置の構成例を示す図 検査対象のtotal FOVと信号取得領域の関係を示す図 本発明の第１の実施の形態によるムービングテーブル撮影の手順を示す図 装置特性データ取得用のsub FOVと本撮影のsub FOVとの関係を示す図 第１の実施の形態による本撮影の手順を示す図 ムービングテーブル撮影に用いるパルスシーケンスの一例を示す図 ２Ｄ撮影において画像再構成に用いる信号と処理結果を示す図 テーブル位置とスライディング位相エンコードの関係を示す図 信号取得領域の装置特性を示す図 本発明のＭＲＩ装置によるムービングテーブル撮影の別の手順を示す図。 ムービングベッド撮影に用いるパルスシーケンスの他の例を示す図。 ３Ｄ撮影における画像再構成に用いる信号と処理結果を示す図。 本発明の第５の実施の形態によるムービングテーブル撮影の手順の一例を示す図 本発明の第５の実施の形態による装置特性データ取得手順を示す図 （a）、（b）はそれぞれ第５の実施の形態の変更例におけるスライディング位相エンコードとテーブル位置との関係を示す図 第５の実施の形態の手順の他の例を示す図 第５の実施の形態の手順の他の例で得られるSPEデータを示す図 第６および第７の実施の形態における検査対象とコイルとの関係を示す図 第６および第７の実施の形態による装置特性計測におけるコイル位置を説明 検査対象を示す図。 従来のムービングテーブル撮影法による再構成画像を示す図。 第１の実施の形態による再構成画像を示す図。 第５の実施の形態による図２１の検査対象の再構成画像を示す図 従来法と本発明の撮影時間の比較。

符号の説明

101・・・静磁場を発生するマグネット、102・・・傾斜磁場コイル、103・・・検査対象、104・・・シーケンサ、105・・・傾斜磁場電源、106・・・高周波磁場発生器、107・・・照射用コイル、108・・・受信器、109・・・計算機、110・・・ディスプレイ、111・・・記憶媒体、112・・・シムコイル、113・・・シム電源、114・・・受信コイル、301・・・テーブル、302・・・テーブル制御装置。

計測された信号S(n,ky)は、テーブルの位置情報を用いて次式（３）で表すことができ、

信号S(n,ky)をリードアウト方向（ｙ方向）にフーリエ変換したものは次式（４）で表すことができる。

これら式（３）、（４）において、ｒは被検体に固定した座標系でのテーブルの移動方向の位置、r'は装置全体に固定した静止座標系でのテーブル移動方向の位置で、

である。なお、ｒ_table(n)はｎ番目の磁気共鳴信号取得時におけるテーブルの移動量であり次式（６）から求めることができる。

k(n)は図９に示す関数（グラフ）、関数w_n(r')はステップ601で計測された装置特性データである。こうして求められた磁化分布m(r,y)は、画像データとして画像メモリ403に格納され、検査対象の広視野断層像として表示される。

計測された信号S(ｎ,kx,ky)は、テーブルの位置情報を用いて次式（１０）で表すことができる。

ここでｋｘ、ｋｙはそれぞれスライス方向（ｘ方向）およびリードアウト方向（ｙ方向）に対応するｋ空間上の座標を表す。ｎはn番目のスライディング位相エンコードであることを示す。この信号S(ｎ,kx,ky)をスライス方向（ｘ方向）およびリードアウト方向（ｙ方向）にフーリエ変換したものは次式（１１）で表すことができる。

このような撮影により得られたSPEデータから、密に計測された低域データを切り出し、まず原点補正を行う（図１５、ステップ641）。本撮影は、テーブル位置を移動しながら行う撮影であるため、各信号取得において原点位置が異なることになる。原点位置が異なることは傾斜磁場のオフセット値がずれることを意味する。原点位置の補正は、このような傾斜磁場のオフセット値のずれを補正する補正であり、信号にexp(-ir_table(n)k(n)(1+d(r')))をかけることにより補正することができる。即ち、次式（１３）の処理を行う。

上式（１３）では、傾斜磁場の非線形の項を含むが、傾斜磁場の非線形が無視できる程度の場合には、信号にexp(-ir_table(n)k(n))を信号にかけてもよい。その場合の処理は次式（１４）で表される。

このような撮影によって得られる信号は、各コイルから得られる信号を区別するために、コイルの番号に相当する次元が追加され、式（８）を適用した画像再構成が実行される。例えば、c番目のコイルから得られる信号S(n,ky,c)は、次式（１５）で表される。

ここでコイル番号cを表す次元と信号番号nの次元をあわせてn×c個の信号として扱うことができるので、式（３）、（４）及び式（８）を当てはめて画像再構成の計算を行うことができる。つまり、式（８）の総和は次式（１６）のようにn,cについて行うことになる。

Claims (13)

1. 静磁場が発生された撮影空間に置かれた検査対象に印加する高周波磁場を発生する高周波磁場発生手段と、前記検査対象に印加する傾斜磁場を発生する傾斜磁場発生手段と、前記検査対象を搭載する移動可能な移動手段と、前記検査対象から発生する磁気共鳴信号を受信する受信手段と、受信された前記磁気共鳴信号に基づいて、前記検査対象の画像を再構成する画像再構成手段と、前記各手段の動作を制御する制御手段と、再構成された前記画像を表示する表示手段とを有する磁気共鳴撮影装置において、
   前記制御手段は、前記移動手段の移動中に前記磁気共鳴信号を複数回受信し、前記移動手段の移動方向の傾斜磁場の印加量を受信ごとに変えるように前記傾斜磁場発生手段および前記受信手段を制御し、
   前記画像再構成手段は、前記撮影空間よりも広い視野における前記検査対象の磁化分布を、受信された信号とパラメータとして設定される磁化分布から計算される信号との差の絶対値の二乗の和を最小にするように決定することを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
2. 請求項１記載の磁気共鳴撮影装置において、
   前記画像再構成手段は、パラメータとして設定される磁化分布から計算される信号を、信号取得時における前記移動手段の位置、前記移動手段の位置と移動方向の傾斜磁場強度との関係および装置特性データを用いて算出することを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
3. 請求項１または２記載の磁気共鳴撮影装置において、
   前記制御手段は、前記磁気共鳴信号の受信の際、前記移動手段を等速度で移動させることを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
4. 請求項1ないし３いずれか１項記載の磁気共鳴撮影装置において、
   前記制御手段は、前記移動手段を往復移動させ、往路又は復路のいずれかで画像再構成に必要となる装置特性データを取得することを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
5. 請求項1ないし４いずれか１項記載の磁気共鳴撮影装置において、
   前記制御手段は、前記磁気共鳴信号の受信の際に、前記移動手段の移動方向とは異なる方向の位相エンコード傾斜磁場を印加するように前記傾斜磁場発生手段および前記受信手段を制御することを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
6. 請求項1ないし５いずれか１項記載の磁気共鳴撮影装置であって、
   前記静磁場の方向が垂直方向であることを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
7. 請求項1ないし５いずれか１項記載の磁気共鳴撮影装置であって、
   前記静磁場の方向が水平方向であることを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
8. 静磁場が発生された撮影空間に置かれた検査対象に印加する高周波磁場を発生する高周波磁場発生手段と、前記検査対象に印加する傾斜磁場を発生する傾斜磁場発生手段と、前記検査対象を搭載する移動可能な移動手段と、前記検査対象から発生する核磁気共鳴信号を受信する受信手段と、受信された前記核磁気共鳴信号に基づいて、前記検査対象の画像を再構成する画像再構成手段と、前記各手段の動作を制御する制御手段と、再構成された前記画像を表示する表示手段とを有する磁気共鳴撮影装置において、
   前記制御手段は、装置特性計測として装置特性データを求めるための核磁気共鳴信号の計測と、本撮影として前記検査対象の磁化分布を求めるための核磁気共鳴信号の計測とを行い、前記本撮影において、前記移動手段の移動中に前記核磁気共鳴信号を複数回受信し、前記移動手段の移動方向の傾斜磁場の印加量を受信ごとに変えるように前記傾斜磁場発生手段および前記受信手段を制御し、
   前記画像再構成手段は、前記装置特性計測で計測した核磁気共鳴信号を用いて装置特性を算出し、当該装置特性を用いて仮定的な磁化分布から仮定的な信号を計算し、前記本撮影で計測した信号と前記仮定的な信号との差の絶対値の二乗の和を最小にするように前記撮影空間よりも広い視野における前記検査対象の磁化分布を決定することを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
9. 請求項８記載の磁気共鳴撮影装置において、
   前記制御手段は、前記移動手段を複数のステーション間で移動し、前記装置特性計測を前記移動手段の各ステーションで実行するよう制御することを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
10. 請求項８記載の磁気共鳴撮影装置において、
    前記制御手段は、前記装置特性計測を、前記本撮影と同時に行うことを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
11. 請求項１０記載の磁気共鳴撮影装置において、
    前記画像再構成手段は、前記本撮影で計測した核磁気共鳴信号の一部を、前記装置特性を求めるための核磁気共鳴信号に用いることを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
12. 請求項８ないし１２いずれか１項に記載の磁気共鳴撮影装置において、
    前記受信手段は、装置に固定された受信コイルを備え、
    前記画像再構成手段は、装置に固定された受信コイルが受信した信号を用いて、前記本撮影において核磁気共鳴信号を計測する際の各移動手段位置における装置特性を算出することを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
13. 請求項８ないし１２いずれか１項に記載の磁気共鳴撮影装置において、
    前記受信手段は、検査対象に固定された受信コイルを備え、
    前記画像再構成手段は、検査対象に固定された受信コイルが受信した信号を用いて、前記本撮影において核磁気共鳴信号を計測する際の各移動手段位置における装置特性を算出することを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
    

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