WO2012026380A1 - 磁気共鳴イメージング装置及びマルチエコーマルチコントラスト撮像法 - Google Patents

磁気共鳴イメージング装置及びマルチエコーマルチコントラスト撮像法 Download PDF

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space
signal
determining
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眞次 黒川
紀彦 小澤
阿部　貴之
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株式会社 日立メディコ
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    • G01R33/561—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution by reduction of the scanning time, i.e. fast acquiring systems, e.g. using echo-planar pulse sequences
    • G01R33/5615—Echo train techniques involving acquiring plural, differently encoded, echo signals after one RF excitation, e.g. using gradient refocusing in echo planar imaging [EPI], RF refocusing in rapid acquisition with relaxation enhancement [RARE] or using both RF and gradient refocusing in gradient and spin echo imaging [GRASE]
    • G01R33/5617—Echo train techniques involving acquiring plural, differently encoded, echo signals after one RF excitation, e.g. using gradient refocusing in echo planar imaging [EPI], RF refocusing in rapid acquisition with relaxation enhancement [RARE] or using both RF and gradient refocusing in gradient and spin echo imaging [GRASE] using RF refocusing, e.g. RARE

Definitions

  • the present invention measures nuclear magnetic resonance (hereinafter referred to as ⁇ NMR '') signals from hydrogen, phosphorus, etc. in a subject and images nuclear density distribution, relaxation time distribution, etc.
  • ⁇ NMR '' nuclear magnetic resonance
  • the present invention relates to multi-echo multi-contrast imaging technology.
  • MRI equipment measures the NMR signals generated by the spins of the subject, especially the tissues of the human body, and visualizes the shape and function of the head, abdomen, limbs, etc. in two or three dimensions ( Device).
  • the NMR signal is subjected to phase encoding that varies depending on the gradient magnetic field, is frequency-encoded, and is measured as time-series data.
  • Measured NMR signals are temporarily placed in a measurement space called k-space, and reconstructed into an image by two-dimensional or three-dimensional Fourier transform.
  • k-space a measurement space
  • the quality of the reconstructed image deteriorates due to the characteristics of the reconstruction technique. Note that, in the k space, when the TE difference between adjacent echo signals is within a predetermined range, the echo arrangement is said to be continuous.
  • imaging methods there are various imaging methods. For example, there is multi-echo imaging in which a plurality of NMR (echo) signals (echo trains) are collected during 1TR (repetition time) after applying one excitation pulse (90 degree pulse) and filling the k space. In multi-echo imaging, a plurality of regions in k-space can be filled with one excitation pulse. In such multi-echo imaging, various arrangements have been made in the echo arrangement so as to obtain an image with a desired contrast while maintaining the continuity of the echo arrangement (see, for example, Patent Document 1 and Non-Patent Document 1). ).
  • multi-echo multi-contrast imaging uses a plurality of echo signals collected by multi-echo imaging to fill a plurality of k spaces and reconstruct a plurality of different contrast images.
  • Such multi-echo multi-contrast imaging can be speeded up by sharing a part of the echo signal to be filled in each k space (echo sharing) (see, for example, Patent Document 2).
  • Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 focus on maintaining the continuity of the echo arrangement in one k space, and the continuity of the echo arrangement in a plurality of k spaces. Is not considered. Therefore, it is difficult to apply to multi-contrast imaging.
  • a proton-weighted image (PDw) and a T2-weighted image (T2w) if the PDw echo arrangement is determined by the method of Patent Document 1 or Non-Patent Document 1, T2 Mitigation has progressed too much, and echo for T2w cannot be acquired. If the number of echoes used for PDw is reduced, echoes for T2w can also be acquired. However, in that case, since the number of echoes acquired in one TR is reduced, the imaging time is increased.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a technique for suppressing an increase in imaging time and improving image quality by multi-echo multi-contrast imaging.
  • the present invention fills each echo signal with the order of arrangement of the echo signals constituting the echo train so as to maintain the continuity of the echo arrangement while sharing the echo signals between contrasts. Determine the space.
  • the echo trains that perform echo sharing are placed in non-vibration centric (NOCO). Further, the same position of the other echo train is connected to the start point of the echo share of one echo train. If a partially discontinuous region remains, correction may be performed using continuous data in a symmetric region on the k space.
  • NOCO non-vibration centric
  • a magnetic resonance imaging apparatus that operates each unit according to a pulse sequence defined by imaging parameters and reconstructs images of different contrasts while sharing echo signals from a plurality of collected echo trains.
  • the continuity of the echo time or signal intensity of the echo signals is maintained in each of the k spaces filling the echo signals that reconstruct each contrast image, and the k spaces of the respective echo signals constituting the plurality of echo trains are maintained.
  • Sequence determination means for determining an echo arrangement order on the trajectory and a k-space to be filled, and determining a pulse sequence so that an echo signal is arranged on the trajectory of each k-space in the determined echo arrangement order.
  • images of different contrasts are reconstructed while sharing echo signals from multiple echo trains that are collected by operating multiple pulse sequences that measure echo and rain that consist of multiple echo signals.
  • a multi-echo multi-contrast imaging method in which a plurality of echo trains are used so that the continuity of the echo time or the signal intensity of the echo signal is maintained in each k-space filled with the echo signal reconstructing each contrast image.
  • a sequence determining step for determining, and a multi-echo multi-contrast imaging Provide imaging methods.
  • the echo arrangement order is an arrangement order on a k-space trajectory scanned by a plurality of echo trains.
  • arrangement or trajectory in k space means an arrangement or trajectory that does not consider the readout direction (for example, in the phase-slice plane).
  • Block diagram of the MRI apparatus of the first embodiment Explanatory diagram for explaining the pulse sequence of 2D-FSE sequence
  • Explanatory diagram for explaining k-space trajectory by orthogonal FSE sequence
  • Functional block diagram of the information processing system of the first embodiment Explanatory drawing for demonstrating the flow of the imaging process of 1st embodiment.
  • sequence order of the echo train of 1st embodiment Explanatory drawing for demonstrating the echo signal used with the image of each contrast of 1st embodiment
  • Explanatory drawing for demonstrating the acquisition order of each shot of each echo train of the example of FIG. 9 of 1st embodiment Explanatory drawing for demonstrating the acquisition order of each shot of each echo train of the example of FIG.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an example of the MRI apparatus 10 of the present embodiment.
  • the MRI apparatus 10 of the present embodiment obtains a tomographic image of the subject 1 using the NMR phenomenon, and includes a static magnetic field generation system 2, a gradient magnetic field generation system 3, a sequencer 4, A transmission system 5, a reception system 6, and an information processing system 7.
  • the static magnetic field generation system 2 generates a uniform static magnetic field in the body axis direction or in a direction perpendicular to the body axis in the space around the subject 1, and is a permanent magnet system arranged around the subject 1 or It is composed of a normal conduction type or superconducting type magnetic field generating means.
  • a device that generates a static magnetic field in a space perpendicular to the body axis in the space around the subject 1 is called a vertical magnetic field method
  • a device that generates a static magnetic field in the body axis direction is called a horizontal magnetic field method.
  • the gradient magnetic field generation system 3 includes a gradient magnetic field coil 31 wound in three axial directions of X, Y, and Z, and a gradient magnetic field power source 32 that drives each gradient magnetic field coil.
  • a gradient magnetic field pulse having components in three axis directions of X, Y, and Z is applied to the subject 1.
  • a slice direction gradient magnetic field pulse (Gs) is applied in one of X, Y, and Z to set the slice plane for the subject 1, and the phase encode direction gradient magnetic field pulse (Gp) in the remaining two directions
  • Gf frequency encoding direction gradient magnetic field pulse
  • the transmission system 5 applies a high-frequency magnetic field (RF) pulse to cause nuclear magnetic resonance to the nuclear spins of the atoms constituting the biological tissue of the subject 1, and includes a high-frequency oscillator (synthesizer) 52, a modulator 53, A high frequency amplifier 54 and a high frequency coil (transmission coil) 51 on the transmission side are provided.
  • the high-frequency pulse output from the high-frequency oscillator 52 is amplitude-modulated by the modulator 53 at a timing according to a command from the sequencer 4, amplified by the high-frequency amplifier 54, and then transmitted to the transmission coil 51 disposed close to the subject 1. Supplied and applied to the subject 1 as an RF pulse.
  • the receiving system 6 detects an NMR signal (echo signal) emitted by nuclear magnetic resonance of nuclear spins constituting the biological tissue of the subject 1, and includes a receiving-side high-frequency coil (receiving coil) 61, an amplifier 62, A quadrature detector 63 and an A / D converter 64 are provided.
  • the echo signal of the response of the subject 1 induced by the RF pulse applied from the transmission coil 51 is detected by the reception coil 61 arranged close to the subject 1, amplified by the amplifier 62, and then the sequencer 4 Are divided into two orthogonal signals by the quadrature phase detector 63 at the timing according to the command from each of the signals, converted into digital quantities by the A / D converter 64, and sent to the information processing system 7 as received signals.
  • the sequencer 4 is a control means that repeatedly applies an RF pulse and a gradient magnetic field pulse in accordance with a predetermined imaging sequence, operates under the control of the information processing system 7, and provides various commands necessary for collecting tomographic image data of the subject 1.
  • the data is sent to the transmission system 5, the gradient magnetic field generation system 3, and the reception system 6.
  • the imaging sequence is created in advance according to the purpose of measurement, and stored as a program and data in a storage device 72 described later in the information processing system 7 or the like.
  • the information processing system 7 performs control of the entire operation of the MRI apparatus 10, signal processing, image reconstruction processing, and the like.
  • the CPU 71 a storage device 72 such as a ROM and a RAM, and an external storage device 73 such as an optical disk and a magnetic disk ,
  • a display device 74 such as a display
  • an input device 75 such as a mouse, trackball, and keyboard.
  • the CPU 71 executes signal processing and image reconstruction processing, displays a tomographic image of the subject 1 obtained as a result on the display device 74, and stores the storage device 72 or an external device. Record in storage device 73.
  • the information processing system 7 gives a command to the sequencer 4 in accordance with an imaging sequence composed of a pulse sequence stored in advance in the storage device 72 and the imaging parameters set by the user.
  • the transmission coil 51, the reception coil 61, and the gradient magnetic field coil 9 are located in the static magnetic field space of the static magnetic field generation system 2 into which the subject 1 is inserted. Oppositely, if the horizontal magnetic field method is used, it is installed so as to surround the subject 1.
  • the receiving coil 61 is installed so as to face or surround the subject 1.
  • the transmission coil 51 and the reception coil 61 are provided separately is illustrated here, it is not limited to this.
  • one high frequency coil may be configured to share both functions.
  • the MRI apparatus 10 having the above configuration visualizes the form or function of the human head, abdomen, extremities, etc. by imaging the spatial distribution of the density of the spin target to be imaged and the spatial distribution of the relaxation phenomenon of the excited state.
  • the imaging target spin species that is currently widely used in clinical practice is proton, which is the main constituent of the subject.
  • a plurality of images having different echo times (TE) are acquired by multi-echo imaging.
  • the information processing system 7 of the present embodiment uses the pulse sequence stored in the storage device 72 in advance to realize multi-echo imaging, and the imaging parameters input from the user via the input device 75, and performs imaging of the present embodiment. Generate a sequence.
  • the arrangement order of the echo signal group constituting the echo train on each k-space trajectory is determined.
  • the gradient magnetic field application amount that defines the arrangement of the echo signals in the k space is determined so as to arrange the echo signals in the determined arrangement order, and the imaging sequence is obtained.
  • FIG. 2 is an example 2D-FSE sequence 200.
  • RF, Gs, Gp, Gf, AD, and Echo represent axes of RF pulse, slice gradient magnetic field, phase encode gradient magnetic field, frequency encode gradient magnetic field, AD conversion, and echo signal, respectively.
  • RF, Gs, Gp, Gf, AD, and Echo represent axes of RF pulse, slice gradient magnetic field, phase encode gradient magnetic field, frequency encode gradient magnetic field, AD conversion, and echo signal, respectively.
  • RF, Gs, Gp, Gf, AD, and Echo represent axes of RF pulse, slice gradient magnetic field, phase encode gradient magnetic field, frequency encode gradient magnetic field, AD conversion, and echo signal, respectively.
  • an echo signal group acquired during 1TR (repetition time) after applying one excitation RF pulse is called an echo train.
  • the number of echo signals constituting the echo train is referred to as the echo train number (ETL).
  • the number of echo trains is six.
  • a slice selection gradient magnetic field pulse 202 is applied together with an excitation RF pulse 201 that applies a high-frequency magnetic field to spins in the imaging plane.
  • an excitation RF pulse 201 that applies a high-frequency magnetic field to spins in the imaging plane.
  • a slice rephase pulse 203 for returning the phase of the spin diffused by the slice selective gradient magnetic field pulse 202, and a frequency phase for dispersing the spin phase in advance to generate an echo signal.
  • a phase gradient magnetic field pulse 204 is applied.
  • an inversion RF pulse 205 for inverting the spin in the slice plane is repeatedly applied.
  • a slice selection gradient magnetic field pulse 206 for selecting a slice, a phase encoding gradient magnetic field pulse 207, and a frequency encoding gradient magnetic field pulse 208 are applied, and at the timing of the sampling window 209, the echo signal 210 is applied.
  • the inverted RF pulse 205 is applied six times.
  • Each echo signal constituting the echo signal group 210 is normally collected as a time-series signal composed of any one of 128, 256, 512, or 1024 sampling data at the timing of each sampling window 209.
  • the time interval from the application of one excitation RF pulse 201 to the application of the next excitation RF pulse 201 is referred to as TR211.
  • the process from the application of the excitation RF pulse within one TR to the collection of all echo signal groups is called unit measurement (shot).
  • shots are repeated while changing the application amount of the phase encoding gradient magnetic field pulses 207 for each TR 211, and all echo signals 210 necessary for the image are collected for each time interval 212.
  • values such as 64, 128, 256, and 512 are usually selected for one image.
  • an echo number indicating the number of the echo signal acquired in the same TR211.
  • An echo signal with an echo number N is referred to as an Nth echo signal.
  • the echo trains are classified according to the order in which echo signals constituting the echo train are arranged in each placement group on the k-space trajectory (echo placement order).
  • the arrangement group on the locus of the k space is an area having a predetermined width in the locus direction of the k space where each echo signal is arranged for each echo train.
  • echo trains having the same echo arrangement order are referred to as the same type of echo train.
  • echo trains with different echo placement orders are said to have different echo train types.
  • determining the order of echo arrangement means determining how to change the gradient magnetic field application amount in one shot in the pulse sequence.
  • FIG. 3 shows a locus on the yz plane (phase-slice plane) of the k space in such a scan (raster scan).
  • pulse sequences used for multi-echo imaging include the EPI method in addition to the FSE method described above.
  • the present embodiment is not limited to these, and can be applied to all imaging methods that realize multi-echo imaging.
  • a plurality of contrast images having different TEs are acquired.
  • the low spatial frequency region of the k space in which each image is reconstructed with the echo train in the optimal echo arrangement order is filled for each contrast of the acquired image.
  • the continuity of TE of each echo signal in each k space is ensured while sharing the echo signal. This ensures continuity of signal properties such as echo time or signal strength of the echo signal.
  • an image having a contrast with an echo time of TE is referred to as a TE image.
  • An echo train in the order of echo arrangement that fills the low spatial frequency region of the k space for reconstructing the image is referred to as an TE image echo train.
  • FIG. 4 is a functional block diagram of the information processing system 7 of the present embodiment.
  • the information processing system 7 of the present embodiment generates an imaging sequence that realizes such imaging, and executes imaging, so that an imaging condition setting unit 310, a sequence determination unit 320, and an imaging Unit 330 and an image reconstruction unit 340.
  • the imaging condition setting unit 310 receives imaging parameters input from the user via the input device.
  • the imaging parameters include the number of echo signals constituting each echo train, the echo time for obtaining the contrast of the image to be acquired, and the like.
  • the sequence determination unit 320 determines an imaging sequence based on the imaging parameters received by the imaging condition setting unit 310.
  • the sequence determination unit 320 of the present embodiment is configured so that each k space used for reconstruction of a plurality of different contrast images is filled while maintaining the continuity of TE between echo signals while performing echo sharing.
  • the echo layout order of echo trains and the k-space filling each echo signal constituting each echo train are determined.
  • the sequence determination unit 320 includes an echo arrangement determination unit 321 and a filling space determination unit 323 in order to realize the above function.
  • the echo arrangement determining unit 321 includes an echo connection point determining unit 322, and enables continuous echo arrangement.
  • the echo connection point is specified by the echo number of the echo signal constituting each echo train.
  • a direction in which the echo numbers are in ascending order is referred to as an arrangement direction.
  • the echo arrangement determining unit 321 determines how the echo signals constituting the echo train are arranged on one locus in the k space as the echo arrangement order. Note that the sequence determination unit 320 determines how to apply (change) the gradient magnetic field application amount at the time of collecting the echo train according to this echo arrangement order.
  • the order of echo arrangement is determined from the echo train that fills the low spatial frequency region of k-space for the contrast image with the shortest TE. This echo train is called a reference echo train, and an echo train other than the reference train is called another echo train.
  • the other echo trains are non-vibrating centric with respect to the reference echo train, and the echo signal having the same number as the echo signal of the reference echo train is the same or adjacent placement group on the k-space trajectory. It arranges continuously until it becomes.
  • the non-vibrating centric arrangement with respect to the reference echo train is an arrangement group adjacent to the arrangement group in which the first echo signal of the reference echo train is arranged in the direction opposite to the arrangement direction of the reference echo train. Therefore, it means arranging sequentially in the opposite direction to the arrangement direction.
  • the echo connection point determination unit 322 has the same placement group or the same echo group in the echo placement order determined by the echo placement determination unit 321 on the locus of the same echo and the k-space trajectory. Echo signals arranged in adjacent arrangement groups are determined as echo connection points.
  • TE may be determined by specifying parameters (echo shift and IET). In the following example, a case in which TE is specified will be described. However, when parameters other than TE are specified, the TE can be determined from these parameters to return to the following example.
  • contrast equivalent TE in the case of FA modulation. This TE is not the echo time when k traj 0.
  • information for determining the echo arrangement is available. As long as the TE in this application can be determined, it can be reduced to the following example.
  • the echo arrangement order of the echo train (reference echo train) for the image is determined so as to obtain a contrast image with the shortest TE.
  • the other echo signals are sequentially arranged on the k-space trajectory.
  • the other echo trains are basically arranged non-vibrating centric with respect to the reference echo train.
  • the filling space determination unit 323 determines k spaces to be filled with respect to the echo signals constituting each echo train for which the echo arrangement determination unit 321 has determined the echo arrangement order. That is, it is determined which contrast image is used for reconstruction.
  • echo signals of a plurality of echo trains are connected at the echo connection point determined by the echo connection point determination unit 322, echo sharing is performed, and the k space is filled.
  • the echo signal group is Decide to fill the k-space for images.
  • the presence / absence of a continuous echo signal group is determined by the presence / absence of an echo connection point. Specific examples will be described later.
  • the imaging unit 330 executes the sequence according to the imaging sequence determined by the sequence determination unit 320. Then, the obtained echo signal is filled into the k space prepared in advance for each desired contrast and determined by the filling space determination unit 323.
  • the image reconstruction unit 340 reconstructs an image from the filled echo signals in each k space.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the flow of imaging processing according to the present embodiment.
  • the imaging process starts when the user inputs imaging conditions or when the user inputs imaging conditions and gives an instruction to start imaging.
  • the imaging condition setting unit 330 receives an imaging condition input by the user via the input device 75 (step S501).
  • the imaging conditions include an echo time (TE) for specifying the contrast of the acquired image and the number of echo trains (ETL) of each echo train to be acquired.
  • TE echo time
  • ETL echo trains
  • the echo placement determining unit 321 determines the echo placement order of each echo train using the received imaging conditions (step S502).
  • the echo connection point determination unit 322 determines an echo connection point for each other echo train and stores it in association with the echo train (step S503).
  • the filling space determination unit 323 determines the filling k space of each echo signal based on the determined echo arrangement order and the echo connection point (step S504).
  • the sequence determining unit 320 determines an imaging sequence so as to realize the determined echo arrangement order (step S505).
  • how to apply the gradient magnetic field application amount at the time of acquisition of each echo train is determined.
  • the imaging unit 330 causes the sequencer 4 to operate each unit to perform imaging (sequence execution), and fills each acquired echo signal into the k space determined in step S504 (step S506).
  • the image reconstruction unit 340 reconstructs an image from each k-space data (step S507).
  • a procedure for determining the echo arrangement order and the filling k space by the echo arrangement determining unit 321 and the echo connection point determining unit 322 will be described with a specific example.
  • the two types of echo trains are referred to as echo train A and echo train B, and the number of echo trains is 9 respectively.
  • the echo times TE of two different contrasts are assumed to be TE1 and TE2 (TE1 ⁇ TE2), respectively.
  • TE1 is the timing for acquiring the first echo signal
  • TE2 is the timing for acquiring the sixth echo signal.
  • the echo train A is for the TE1 image
  • the echo train B is for the TE2 image.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the echo arrangement order of each echo train in this case.
  • the k traj axis in this figure indicates the locus of k space.
  • the trajectories are parallel to the ky axis in FIG. 3 (the same applies to the respective drawings hereinafter).
  • the black circles are the echo signals, and the assigned numbers are the echo numbers.
  • the echo arrangement determining unit 321 first determines the echo arrangement order of the echo train A.
  • the arrangement returns to the opposite end arrangement group, and the seventh echo signal is arranged in the same direction in the same order (412).
  • the echo arrangement determining unit 321 determines the echo arrangement order of the echo train B that is another echo train.
  • the 9th echo signals are sequentially arranged in descending order of echo numbers on the k-space trajectory so as to be arranged in groups (421). At this time, each echo signal of echo train B is placed until the echo number of the same placement group or adjacent placement group on the k-space trajectory matches the echo number of echo train A. In FIG. 6, up to the fourth echo signal is arranged.
  • the echo connection point determination unit 322 determines this fourth echo signal as an echo connection point with the echo train B, and stores it in association with the echo train B. Further, since the ninth echo signal of echo train B is continuous with the ninth echo signal of echo train A, it is determined as a connection point and stored in association with echo train B.
  • the echo placement determining unit 321 converts the echo signals before the echo connection point, that is, the first to third echo signals into the placement group in which the first echo signal of the echo train A is placed, Are arranged while being incremented in the reverse direction on the k-space trajectory from the arrangement group adjacent in the opposite direction (422).
  • the echo train A and the echo train B are arranged in a non-vibrating centric state, so the first echo signal of the echo train A is the first echo signal of the echo train B. It is continuous. Accordingly, the first echo signal of echo train A is also determined as the echo connection point and stored in association with echo train A.
  • the filling space determining unit 323 determines which contrast image k space is filled with each echo signal.
  • the filling space determination unit 323 determines which echo signal is used for which image. Then, the filling k space of each echo signal is determined. This determination method will be described with reference to FIG.
  • the echo signal group (411) from the head of echo train A to the sixth is used.
  • This is the echo signal group of echo train A is the echo signal group of echo train for TE1 image
  • the series of echo signals are arranged in the arrangement group including the group.
  • a series of echo signal groups (422) starting from the first echo signal of the echo train B that is continuous thereto is also used for the TE1 image.
  • the filling k space of the echo signal group (411) from the head of echo train A to the sixth echo signal group (411) and a series of echo signal groups (422) starting from the first echo signal of echo train B was prepared for the TE1 image. Determine k-space. The same shall apply hereinafter.
  • an echo signal group (421) from the echo connection point of echo train B to the end is used.
  • the 4th echo train and the 9th echo train are stored as the connection point of echo train B, the echo signals from the 4th to the 6th (end) of echo train A that are continuous to them are stored.
  • the 7th (end) to 9th echo signal group (412) of the group and echo train A is also used for the TE2 image. Note that the fourth to sixth echo signal groups of echo train A are shared by the TE1 image and the TE2 image.
  • the k space for the TE1 image is not filled with echo signals for the left three echoes. Such regions are filled by zero fill or estimation. Moreover, it is not necessary to use all acquired echo signals for image reconstruction.
  • the k space is filled with three types of echo trains and three types of images with different contrasts are acquired.
  • the three types of echo trains are designated as echo train A, echo train B, and echo train C, and the number of echo trains is 11, 9, and 11, respectively.
  • the three different contrast echo times TE to be acquired are TE1, TE2, and TE3 (TE1 ⁇ TE2 ⁇ TE3), respectively.
  • TE1 is the timing for acquiring the first echo signal
  • TE2 is the timing for acquiring the sixth echo signal
  • TE3 is the timing for acquiring the tenth echo signal.
  • the echo train A is for the TE1 image
  • the echo train B is for the TE2 image
  • the echo train C is for the TE3 image.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining an echo arrangement order determination method and a filling k-space determination method in this case.
  • the echo train A becomes the reference echo train.
  • the echo train B and the echo train C become other echo trains.
  • the echo arrangement determining unit 321 first determines the echo arrangement order of the echo train A and the echo train B in the same procedure as in the above two cases. However, echo train A is arranged up to the eleventh echo signal. At this time, the echo connection point determination unit 322 similarly determines and stores the echo connection point.
  • the echo arrangement determining unit 321 determines the echo arrangement order of the echo train C.
  • the echo placement order of echo train C is the same as echo train B.
  • each echo signal of the echo train C is placed until it matches the echo number of the echo signal of the echo train A in the same placement group on the k-space trajectory or an adjacent placement group.
  • up to the sixth echo signal is arranged.
  • the echo connection point determination unit 322 determines the sixth echo signal as the echo connection point of the echo train C, and stores it in association with the echo train C.
  • the eleventh echo signal of echo train C is also connected to the eleventh echo signal of echo train A, it is determined as an echo connection point and stored in association with echo train C.
  • the echo placement determination unit 321 sends the echo signal before the echo connection point of the echo train C, that is, the first to fifth echo signals, and the k-space locus in the placement group in which the first echo signal of the echo train A is placed. Arrangement is performed while incrementing in the reverse direction on the k-space trajectory from the arrangement group adjacent in the reverse direction.
  • the filling space determination unit 323 determines which image is used for each echo signal, and determines the k space to be filled. This method will be described with reference to FIG.
  • the TE1 and TE2 images are the same as when using the above two types of echo trains.
  • the fourth and fifth echo signals of echo train C may be further used for the TE1 image.
  • the first to third echo signals of echo train B instead of the first to third echo signals of echo train B, the first to third echo signals of echo train C may be used.
  • both signals may be averaged to earn SNR.
  • the echo signal group from the echo connection point of echo train C to the end is used.
  • the sixth echo signal and the eleventh echo signal are stored as the echo connection point of echo train C, the echo signal and echo train of the sixth (end) echo train A that is continuous with these are stored.
  • the seventh to eleventh echo signal groups of A are also used for the TE3 image.
  • the sixth echo signal of echo train A is shared between the TE1 image and the TE3 image.
  • the seventh to ninth echo signals of echo train A are shared by the TE2 image and the TE3 image.
  • the echo train number (ETL) of echo train B is set to 9 but may be 11.
  • the echo placement determining unit 321 places the 10th and 11th echo signals of the echo train B in the same manner as the echo train A. Arranging in the same manner means that the tenth and eleventh echo signals of echo train A are arranged in the same arrangement group.
  • the filling space determination unit 323 fills the 10th and 11th echo signals of the echo train B in the same manner as the echo train A. That is, it is used for TE3 images.
  • only one echo signal arranged in the same arrangement group may be used, or an average SNR may be obtained.
  • the imaging unit 330 executes the imaging sequence for each echo train determined by the sequence determination unit 320 and acquires an image. There is no restriction on the order of obtaining these echo trains. In general, the k space is filled by executing multiple shots of each echo train. The execution order of each shot is also arbitrary.
  • FIG. 9 shows, as an example, three types of echo trains (equat train A, echo train B, and echo train C, which are expressed as A, B, and C, respectively), TE1, TE2, and TE3.
  • each k space is filled with three shots of echo train.
  • the solid line shows the first shot of each echo train
  • the broken line shows the second shot
  • the dotted line shows the third shot.
  • Each arrangement group in each k space is composed of three lines.
  • the arrows indicate the order of echo arrangement in ascending order of echo numbers of each echo train.
  • FIG. 10 and FIG. 11 are diagrams for explaining an example of the acquisition order of each shot of each echo train at this time.
  • the next echo train may be obtained.
  • one shot of the next echo train may be acquired every time one shot is acquired.
  • the acquisition order is not limited to these.
  • echo signals constituting each echo train are filled in the k space for each contrast image as described above. Therefore, the echo of the same echo number of the echo train sharing the echo signal is connected to the start point of the echo share. For this reason, even when echoes are shared between echo trains, the continuity of the echo time or signal intensity of the echo signal is ensured in each k space. Thereby, it is possible to prevent the image quality from being deteriorated due to the discontinuity of the echo arrangement at the time of echo sharing. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to reduce the imaging time per contrast image without deterioration in image quality. Alternatively, the number of echo trains can be reduced and the image quality can be improved without increasing the imaging time per contrast.
  • this embodiment is optimal for multi-echo multi-contrast imaging when the echo train is long, such as three-dimensional imaging.
  • the effect of echo sharing is reduced unless the number of shared echo signals is increased in accordance with the length of the echo train.
  • the echo time (signal intensity) of the echo signals arranged in the k space becomes discontinuous and the image quality deteriorates.
  • the present embodiment since a plurality of echo signals are shared between contrasts while maintaining the continuity of the echo arrangement, deterioration in image quality can be avoided while suppressing an increase in the total number of echo trains.
  • the pulse sequence is FSE and the k-space locus is a raster scan is described as an example, but the k-space locus is not limited to this.
  • the k-space trajectory may be a radial scan shown in FIG. 12 or a spiral scan shown in FIG.
  • the k traj axis is kr in FIG. 12 and each spiral line in FIG.
  • k traj can be defined as a trajectory.
  • the non-vibration-centric arrangement means that the arrangement group on the k-space where the starting point (first echo signal) is arranged is adjacent, and the start of the other echo train A point is an arrangement that is sequentially arranged in the opposite direction about the k traj axis.
  • the number of echo trains used for filling is not limited thereto.
  • the number of echo trains may be smaller than the number of contrasts.
  • the case where three types of images are acquired and each k space is filled with two types of echo trains will be described as an example.
  • the two types of echo trains are designated as echo train A and echo train B, and the number of echo trains is set to 12.
  • the echo times TE of three different contrasts are respectively TE1, TE2, and TE3 (TE1 ⁇ TE2 ⁇ TE3).
  • TE1 is a timing for acquiring the first echo signal
  • TE2 is a timing for acquiring the sixth echo signal
  • TE3 is a timing for acquiring the eleventh echo signal.
  • the echo train A is for the TE1 image
  • the echo train B is for the TE2 image and the TE3 image.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining the echo arrangement order and echo connection points in this case.
  • the echo arrangement determining unit 321 first determines the echo arrangement order of the echo train A.
  • the echo arrangement order of echo train A is as described with reference to FIGS. 6 and 8 above.
  • the echo number 12 is arranged.
  • the echo connection point determination method by the echo connection point determination unit 322 is also the same as in the above embodiment.
  • the echo arrangement determining unit 321 determines the echo arrangement order of the echo train B that is another echo train.
  • the echo connection point determination unit 322 determines this fourth echo signal as an echo connection point with the echo train B, and stores it in association with the echo train B. Further, since the ninth echo signal of echo train B is continuous with the ninth echo signal of echo train A, it is determined as a connection point and stored in association with echo train B. Since the 12th echo signal of the echo train A is also continuous with the 12th echo signal, it is determined as a connection point and stored in association with the echo train B.
  • the filling space determination unit 323 determines which image is used for each echo signal and determines the k space to be filled. This method will be described with reference to FIG.
  • the TE1 image and the TE2 image are the same as when the two types of echo train described in FIG. 7 are used.
  • the echo signals from the fourth to sixth echo train A are shared between the TE1 image and the TE2 image.
  • the seventh to ninth echo signals of echo train A are shared by the TE2 image and the TE3 image.
  • TE3 is larger than the second echo connection point.
  • Second Embodiment a second embodiment to which the present invention is applied will be described.
  • the first embodiment only echo signals having continuous echo times are used to fill the k space.
  • non-continuous echo signals are also used for filling the k space.
  • the sequence determination unit 320A of the present embodiment includes a discontinuous point notification unit 324 in addition to the configuration of the sequence determination unit 320 of the first embodiment, as shown in FIG.
  • the image reconstruction unit 340 further includes a discontinuous point correction unit 341.
  • the configuration of the filling space determination unit 323A that determines the k space for filling each echo signal is also different.
  • the filling space determination unit 323A of the present embodiment configures each echo train as in the first embodiment when the echo placement determination unit 321 determines the echo placement order of each echo train in the same procedure as in the first embodiment. K-space filling each echo signal group to be determined is determined.
  • the echo signal when a predetermined condition is satisfied, the echo signal is connected between the echo trains even if the signal strength of the echo signal is discontinuous on the k-space locus, that is, other than the echo connection point.
  • the echo signal is used to fill the k space.
  • a condition for connecting and using an echo signal at an echo connection point where the intensity of the echo signal is discontinuous is that a continuous echo signal is arranged in an origin-symmetric region.
  • the discontinuous point notifying unit 323 determines a connection location other than the echo connection point in the k-space arrangement determined by the filling space determination unit 323A, that is, a location where the signal strength of the echo signal is discontinuous, and performs image reconstruction. Notify the discontinuity correction unit 341 of the component. Discrimination is performed by echo number. In addition, the echo number to notify may be only a discontinuous point, and may be all the echo numbers from a discontinuous point to the next connection point or edge part.
  • the discontinuous point correction unit 341 corrects the echo signal from the discontinuous point that has been notified to the next connection point or end, and updates the k space with the corrected echo signal.
  • the correction is performed after each echo signal is converted by the A / D converter 64.
  • the correction is performed so that the discontinuity is eliminated by using a signal value symmetrical to the origin.
  • the signal intensity ratio is corrected after the phase correction.
  • the phase correction is calculated by a general method such as subtracting the phase of the echo signal in the low spatial frequency region of the echo train B from the phase of the echo signal in the low spatial frequency region of the echo train A, for example.
  • S1 be the echo signal (complex number) to be corrected
  • R1 be the signal intensity ratio of the echo signal to the reference echo signal
  • S2 be the echo signal (complex number) in the region symmetrical to the origin with respect to the correction target echo signal
  • R2 be the signal intensity ratio of the echo signal to the reference echo signal.
  • the reference echo signal can be, for example, an echo signal adjacent to a discontinuous point for R1 that does not need to be corrected, and an echo signal that is symmetrical to the origin for R2.
  • R1 and R2 may be calculated using values after function fitting, moving average processing, or the like instead of directly using the values of these echo signals as reference echo signals.
  • the corrected echo signal (complex number) S1 ' is obtained by the following equation (1).
  • the image reconstruction unit 340 reconstructs an image from the updated k-space data.
  • FIG. 16 is a diagram for explaining the flow of the imaging process of the present embodiment.
  • the imaging process is started when the user inputs the imaging condition or when the user inputs the imaging condition and instructs the imaging process.
  • the imaging condition setting unit 330 receives an imaging condition input by the user via the input device 75 (step S701).
  • the imaging conditions include an echo time (TE) for specifying the contrast of the acquired image and the number of echo trains (ETL) of each echo train to be acquired.
  • TE echo time
  • ETL echo trains
  • the echo placement determining unit 321 determines the echo placement order of each echo train using the received imaging conditions (step S702).
  • the echo connection point determination unit 322 determines an echo connection point for each other echo train and stores it in association with the echo train (step S703).
  • the filling space determination unit 323A determines the filling k space of each echo signal based on the determined echo arrangement order and the echo connection point (step S704). Then, the discontinuous point notifying unit 324 determines whether or not there is a connected portion other than the echo connecting point in the result determined by the filling space determining unit 323A, and if so, notifies the discontinuous point correcting unit 341 ( Step S705). This processing may be performed at any timing after step S704 and before correction processing by the discontinuous point correction unit 341 described later.
  • the sequence determination unit 320A determines an imaging sequence so as to realize the determined echo arrangement order (step S706). Then, the imaging unit 330 causes the sequencer 4 to operate each unit according to the determined imaging sequence, performs imaging, fills each acquired echo signal into the determined k space, and performs A / D conversion (step S707, S708).
  • the discontinuous point correction unit 341 corrects the filling result after A / D conversion (step S709), and the image reconstruction unit 340 reconstructs an image from each k-space data after correction (step S710).
  • FIG. 17 is a diagram for explaining the arrangement order of each echo train and the filling k space of the present embodiment.
  • the method of determining the echo arrangement order by the echo arrangement determining unit 321 of this embodiment is the same as that of the first embodiment.
  • the filling space determination unit 323A of the present embodiment does not fill the k space for the TE1 image because the echo time is discontinuous.
  • the echo signal (412) is also determined to fill the k space.
  • the filling space determination unit 323A of the present embodiment has the fourth to sixth echo signals of the echo train A in the origin target region, so the third echo signal of the echo train B and the echo train A Although the ninth echo signal is not an echo connection point, echo train A and echo train B are connected here.
  • FIG. 18 shows the k-space arrangement of the TE1 image determined as shown in FIG. 17 on the k-space trajectory. As shown in the figure, the ninth echo signal of echo train A and the third echo signal of echo train B are adjacent to each other, and this is a discontinuous point.
  • the discontinuous point notifying unit 324 notifies the discontinuous point correcting unit 341 of this discontinuous point, and the discontinuous point correcting unit 341 detects the origin-target echo signal (here, the fourth to sixth echo train A).
  • the signal intensity of the seventh to ninth echo signals of echo train A is corrected using the above equation (1).
  • the echo signals for the origin used for correction are arranged continuously, that is, smoothly.
  • the present embodiment as in the first embodiment, even when echoes are shared between echo trains, deterioration in image quality due to discontinuous echo arrangement can be prevented. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to reduce the imaging time per contrast image without deterioration in image quality. Alternatively, the number of echo trains can be reduced and the image quality can be improved without increasing the imaging time per contrast.
  • the MRI apparatus of the present invention is an apparatus that operates each unit according to a pulse sequence defined by imaging parameters, and reconstructs a plurality of different contrast images while sharing an echo signal from a plurality of collected echo trains.
  • the k-spaces of the echo signals constituting the plurality of echo trains are maintained so that the continuity of the echo time or the signal intensity of the echo signals is maintained in each of the k-spaces filling the echo signals for reconstructing the respective contrast images.
  • Sequence determining means for determining an echo arrangement order and a k-space to be filled on the locus of the signal, and determining a pulse sequence so that an echo signal is arranged on the locus of each k-space in the determined echo arrangement order. It is characterized by.
  • the sequence determining means includes an echo arrangement determining means for determining an echo arrangement order, and a filling k space determining means for determining a k space for each contrast to be filled for each echo signal, And an echo connection point determining means for determining an echo signal to start sharing as a connection point so that the echo time of the echo signal is continuous in both k spaces sharing the echo signal, and a desired contrast time for each echo train Are placed in the lowest spatial frequency region on the contrast k-space trajectory, and an echo train other than the reference echo train is placed up to the connection point.
  • the echo arrangement determining means arranges the echo train other than the reference echo train for each echo train up to the connection point in a non-vibrating centric manner with respect to the reference echo train.
  • the connecting points of the echo train other than the reference echo train are sequentially arranged.
  • the echo connection point determining means is an echo signal of an echo train other than the reference echo train, and the echo signal of the reference echo train acquired at the same echo time is the same position on the k-space trajectory.
  • positioned in the adjacent position is determined as a connection point.
  • the image processing apparatus further includes image reconstruction means for reconstructing an image from echo signals filled in each k-space, and the filling k-space determining means has a discontinuous echo time in the filled echo signals.
  • a correct echo signal is notified to the image reconstruction means, and the image reconstruction means reconstructs the image after correcting the signal intensity of the discontinuously arranged echo signals.
  • the number of echo trains to be collected and the number of echo trains having different echo arrangements matches the number of images to be acquired.
  • the number of echo trains to be collected and the number of echo trains having different echo arrangements is smaller than the number of images to be acquired.
  • the multi-echo multi-contrast imaging method of the present invention uses a plurality of echo trains that are collected by operating a pulse sequence for measuring echoes and rain, which are composed of a plurality of echo signals, a plurality of times while sharing echo signals.
  • a method for reconstructing a contrast image wherein a plurality of echo trains are maintained so that continuity of echo time or signal intensity of each echo signal is maintained in each k-space filled with echo signals reconstructing each contrast image. Determining the order of echo placement on the k-space trajectory of each echo signal and the k-space to be filled, and a pulse sequence so that the echo signal is placed on the trajectory of each k-space in the determined echo placement order And a sequence determination step for determining.
  • the sequence determination step includes an echo arrangement determination step for determining an echo arrangement order, and a filling k-space determination step for determining a k-space for each contrast to be filled for each echo signal.
  • the step includes an echo connection point determination step for determining an echo signal to start sharing as a connection point so that the echo time of the echo signal is continuous in each of both k spaces sharing the echo signal.
  • An echo signal of contrast time is arranged in the lowest spatial frequency region on the contrast k-space trajectory, and an echo train other than the reference echo train is placed up to the connection point.

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Abstract

　マルチエコーマルチコントラスト撮像で、撮像時間の増加を抑え、画質を向上させる。 そのために、マルチエコーマルチコントラスト撮像において、コントラスト間でエコー信号を共有しながら、エコー配置の連続性を維持するよう、エコートレインを構成するエコー信号の配置順と、各エコー信号を充填するk空間とを決定する。エコーシェアを行うエコートレイン同士は非振動セントリック(NOCO;Nonoscillatory centric view ordering)に配置する。また、一方のエコートレインのエコーシェアの開始点に、他方のエコートレインの同じ位置を接続する。一部不連続な領域が残る場合は、k空間上で対称な領域の連続的なデータを用いて補正しても良い。

Description

磁気共鳴イメージング装置及びマルチエコーマルチコントラスト撮像法
　本発明は、被検体中の水素や燐等からの核磁気共鳴(以下、「NMR」という)信号を測定し、核の密度分布や緩和時間分布等を画像化する核磁気共鳴イメージング(以下、「MRI」という)技術に関し、特にマルチエコーマルチコントラスト撮影技術に関する。
　MRI装置は、被検体、特に人体の組織を構成する原子核スピンが発生するNMR信号を計測し、その頭部、腹部、四肢等の形態や機能を2次元的に或いは3次元的に画像化(撮像)する装置である。撮像においては、NMR信号は、傾斜磁場によって異なる位相エンコードが付与されるとともに周波数エンコードされて、時系列データとして計測される。
　計測されたNMR信号は、k空間と呼ばれる計測空間に一旦配置され、2次元又は3次元フーリエ変換されることにより画像に再構成される。このとき、k空間にTE(エコー時間)が離れたエコー信号が隣接して配置されると、再構成手法の特性から再構成画像の品質が悪化する。なお、k空間において、隣接するエコー信号間のTE差が所定の範囲内である場合、エコー配置が連続するという。
　撮像方法にはさまざまな方法がある。例えば、1の励起パルス(90度パルス)印加後、1TR(繰り返し時間)の間に複数個のNMR(エコー)信号(エコートレイン)を収集し、k空間を充填するマルチエコー撮像がある。マルチエコー撮像では、1回の励起パルスでk空間の複数の領域を充填できる。このようなマルチエコー撮像では、エコー配置の連続性を維持しつつ所望のコントラストの画像を得るよう、エコー配置に様々な工夫が凝らされている(例えば、特許文献1、非特許文献1参照。)。
　さらに、マルチエコー撮像で収集した複数個のエコー信号を用いて、複数のk空間を充填し、複数の異なるコントラストの画像を再構成するマルチエコーマルチコントラスト撮像がある。このようなマルチエコーマルチコントラスト撮像は、各k空間で、充填するエコー信号の一部を共有すること(エコーシェア)により高速化できる(例えば、特許文献2参照。)。
米国特許公開第2009/0082656号明細書 特開平5-192313号公報
Reed F. Busse, et al. Effects of Refocusing Flip Angle Modulation and View Ordering in 3D Fast Spin Echo. Magnetic Resonance in Medicine 60：640-649　(2008)．
　しかし、エコーシェア数を増やすと高速化は進むが、その分、エコー配置が不連続となる箇所が増加し、画像が悪化する。また、特許文献1および非特許文献1に開示される手法は、1つのk空間でのエコー配置の連続性を維持することに主眼をおいたもので、複数のk空間におけるエコー配置の連続性は考慮されていない。従って、マルチコントラスト撮像に適用することは難しい。
　例えば、プロトン強調画像(PDw)とT2強調画像(T2w)の2種の画像を取得するマルチコントラスト撮像を行う場合、特許文献1または非特許文献1の手法でPDwのエコー配置を決めると、T2緩和が進みすぎており、T2w用のエコーを取得できない。
　PDwに用いるエコー数を少なくすれば、T2w用のエコーも取得できる。しかし、その場合は、1回のTRで取得するエコー数が少なくなるため、撮像時間が増加する。
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、マルチエコーマルチコントラスト撮像で、撮像時間の増加を抑え、画質を向上させる技術を提供することを目的とする。
　本発明は、マルチエコーマルチコントラスト撮像において、コントラスト間でエコー信号を共有しながら、エコー配置の連続性を維持するよう、エコートレインを構成するエコー信号の配置順と、各エコー信号を充填するk空間とを決定する。エコーシェアを行うエコートレイン同士は非振動セントリック(NOCO;Nonoscillatory centric view ordering)に配置する。また、一方のエコートレインのエコーシェアの開始点に、他方のエコートレインの同じ位置を接続する。一部不連続な領域が残る場合は、k空間上で対称な領域の連続的なデータを用いて補正しても良い。
　具体的には、撮像パラメータにより規定されるパルスシーケンスに従って各部を動作させ、収集した複数のエコートレインから、エコー信号を共有しながら複数の異なるコントラストの画像を再構成する磁気共鳴イメージング装置であって、各コントラストの画像を再構成するエコー信号を充填するk空間それぞれにおいてエコー信号のエコー時間又は信号強度の連続性が維持されるよう、前記複数のエコートレインを構成する各エコー信号のk空間の軌跡上のエコー配置順および充填するk空間を決定し、当該決定したエコー配置順で各k空間の軌跡上にエコー信号が配置されるようにパルスシーケンスを決定するシーケンス決定手段、を備えることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置を提供する。
　また、具体的には、複数のエコー信号から成るエコーとレインを計測するパルスシーケンスを複数回動作させて収集した複数のエコートレインから、エコー信号を共有しながら複数の異なるコントラストの画像を再構成するマルチエコーマルチコントラスト撮像法であって、各コントラストの画像を再構成するエコー信号を充填するk空間それぞれにおいてエコー信号のエコー時間又は信号強度の連続性が維持されるよう、複数のエコートレインを構成する各エコー信号のk空間の軌跡上のエコー配置順および充填するk空間を決定するステップと、決定したエコー配置順で各k空間の軌跡上にエコー信号が配置されるようにパルスシーケンスを決定するシーケンス決定ステップと、を備えることを特徴とするマルチエコーマルチコントラスト撮像法を提供する。
　なお、エコー配置順とは、複数のエコートレインで走査されるk空間軌跡上の配置順である。また、この明細書内でk空間上の配置や軌跡と言うときは、リードアウト方向は考えない(例えば位相―スライス平面内での)配置や軌跡を意味する。
　本発明によれば、マルチエコーマルチコントラスト撮像で、撮像時間の増加を抑え、画質を向上させることができる。
第一の実施形態のMRI装置のブロック図 2D-FSEシーケンスのパルスシーケンスを説明するための説明図 直交系FSEシーケンスによるk空間軌跡を説明するための説明図 第一の実施形態の情報処理系の機能ブロック図 第一の実施形態の撮像処理の流れを説明するための説明図 第一の実施形態のエコートレインのエコー配置順を説明するための説明図 第一の実施形態の、各コントラストの画像で使用するエコー信号を説明するための説明図 第一の実施形態の、3種のコントラストの画像を3種のエコートレインで取得する場合の、エコートレインのエコー配置順と各コントラストの画像で使用するエコー信号を説明するための説明図 第一の実施形態の、3種のエコートレイン各々3ショットでk空間を充填する場合の、エコー配置を説明するための説明図 第一の実施形態の、図9の例の各エコートレインの各ショットの取得順を説明するための説明図 第一の実施形態の、図9の例の各エコートレインの各ショットの取得順を説明するための説明図 ラジアルスキャンのk空間軌跡を説明するための説明図 スパイラルスキャンのk空間軌跡を説明するための説明図 第一の実施形態の、3種のコントラストの画像を2種のエコートレインで取得する場合の、エコートレインのエコー配置順と各コントラストの画像で使用するエコー信号を説明するための説明図 第二の実施形態の情報処理系の機能ブロック図 第二の実施形態の撮像処理の流れを説明するための説明図 第二の実施形態のエコートレインのエコー配置順と各コントラストの画像で使用するエコー信号を説明するための説明図 第二の実施形態の不連続なエコー信号の補正を説明するための図
　＜＜第一の実施形態＞＞
　以下、本発明を適用する第一の実施形態について説明する。以下、本発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
　まず、本実施形態のMRI装置について説明する。図1は、本実施形態のMRI装置10の一例の全体構成を示すブロック図である。本図に示すように、本実施形態のMRI装置10は、NMR現象を利用して被検体1の断層画像を得るもので、静磁場発生系2と、傾斜磁場発生系3と、シーケンサ4と、送信系5と、受信系6と、情報処理系7と、を備える。
　静磁場発生系2は、被検体1の周りの空間にその体軸方向または体軸と直交する方向に均一な静磁場を発生させるもので、被検体1の周りに配置される永久磁石方式または常電導方式あるいは超電導方式の磁場発生手段により構成される。なお、被検体1の周りの空間に、その体軸と直交する方向に静磁場を発生させるものを、垂直磁場方式とよび、体軸方向に静磁場を発生するものを水平磁場方式と呼ぶ。
　傾斜磁場発生系3は、X、Y、Zの3軸方向に巻かれた傾斜磁場コイル31と、それぞれの傾斜磁場コイルを駆動する傾斜磁場電源32とから成り、後述のシ-ケンサ4からの命令に従ってそれぞれのコイルの傾斜磁場電源32を駆動することにより、X、Y、Zの3軸方向の成分を有する傾斜磁場パルスを被検体1に印加する。例えば、X、Y、Zのいずれかの1方向にスライス方向傾斜磁場パルス(Gs)を印加して被検体1に対するスライス面を設定し、残り2つの方向に位相エンコード方向傾斜磁場パルス(Gp)と周波数エンコード方向傾斜磁場パルス(Gf)を印加して、エコー信号にそれぞれの方向の位置情報をエンコードする。
　送信系5は、被検体1の生体組織を構成する原子の原子核スピンに核磁気共鳴を起こさせるために高周波磁場(RF)パルスを印加するもので、高周波発振器(シンセサイザ)52と変調器53と高周波増幅器54と送信側の高周波コイル(送信コイル)51とを備える。高周波発振器52から出力された高周波パルスは、シーケンサ4からの指令によるタイミングで変調器53により振幅変調され、高周波増幅器54で増幅された後、被検体1に近接して配置された送信コイル51に供給され、被検体1にRFパルスとして印加される。
　受信系6は、被検体1の生体組織を構成する原子核スピンの核磁気共鳴により放出されるNMR信号(エコー信号)を検出するもので、受信側の高周波コイル(受信コイル)61と増幅器62と直交位相検波器63とA/D変換器64とを備える。送信コイル51から印加されたRFパルスによって誘起される被検体1の応答のエコー信号は、被検体1に近接して配置された受信コイル61で検出され、増幅器62で増幅された後、シーケンサ4からの指令によるタイミングで直交位相検波器63により直交する二系統の信号に分割され、それぞれがA/D変換器64でディジタル量に変換されて、受信信号として情報処理系7に送られる。
　シーケンサ4は、RFパルスと傾斜磁場パルスとを所定の撮影シーケンスに従って繰り返し印加する制御手段で、情報処理系7の制御で動作し、被検体1の断層画像のデータ収集に必要な種々の命令を送信系5、傾斜磁場発生系3、および受信系6に送る。撮影シーケンスは、計測の目的に従って予め作成され、プログラムおよびデータとして情報処理系7内の後述する記憶装置72等に格納される。
　情報処理系7は、MRI装置10全体の動作の制御、信号処理、画像再構成処理等を行うもので、CPU71、ROM、RAMなどの記憶装置72、光ディスク、磁気ディスク等の外部記憶装置73と、ディスプレイ等の表示装置74と、マウス、トラックボール、キーボード等の入力装置75とを備える。受信系6から受信信号が入力されると、CPU71が信号処理、画像再構成処理を実行し、その結果として得られる被検体1の断層画像を表示装置74に表示すると共に、記憶装置72または外部記憶装置73に記録する。また、情報処理系7は、予め記憶装置72等に格納されているパルスシーケンスとユーザによって設定される撮影パラメータとにより構成される撮影シーケンスに従って、シーケンサ4に指令を与える。
　なお、図1において、送信コイル51と受信コイル61と傾斜磁場コイル9とは、被検体1が挿入される静磁場発生系2の静磁場空間内に、垂直磁場方式であれば被検体1に対向して、水平磁場方式であれば被検体1を取り囲むようにして設置される。また、受信コイル61は、被検体1に対向して、或いは取り囲むように設置される。
　なお、ここでは、送信コイル51と受信コイル61とを別個に設ける場合を例示しているが、これに限られない。例えば、1の高周波コイルで、両機能を兼用させるよう構成してもよい。
　以上の構成を有するMRI装置10は、撮影対象スピン種の密度の空間分布や、励起状態の緩和現象の空間分布を画像化することで、人体頭部、腹部、四肢等の形態または、機能を2次元もしくは3次元的に撮影する。なお、現在臨床で普及している撮影対象スピン種は、被検体の主たる構成物質であるプロトンである。
　本実施形態では、エコー時間(TE)の異なる複数の画像を、マルチエコー撮像により取得する。本実施形態の情報処理系7は、予め記憶装置72に格納されるマルチエコー撮像を実現可能なパルスシーケンスと、ユーザから入力装置75を介して入力された撮像パラメータとから、本実施形態の撮像シーケンスを生成する。特に、本実施形態では、エコートレインを構成するエコー信号群の、各k空間軌跡上の配置順を決定する。そして、決定した配置順で各エコー信号が配置されるよう、エコー信号群のk空間上の配置を規定する傾斜磁場印加量を決定し、撮像シーケンスとする。
　本実施形態の撮像シーケンス生成の説明に先立ち、マルチエコー撮像で用いるパルスシーケンスの一例を説明する。図2は、その一例の2D-FSEシーケンス200である。
　本図において、RF、Gs、Gp、Gf、AD、Echoはそれぞれ、RFパルス、スライス傾斜磁場、位相エンコード傾斜磁場、周波数エンコード傾斜磁場、AD変換、エコー信号の軸を表す。なお、ここでは、一例として、1回の励起RFパルス毎に、6個のエコー信号群を収集する場合を例示する。なお、前述のように、1の励起RFパルス印加後、1TR(繰り返し時間)間に取得するエコー信号群を、エコートレインと呼ぶ。また、エコートレインを構成するエコー信号の数をエコートレイン数(ETL)と呼ぶ。この例では、エコートレイン数は6である。
　2D-FSEシーケンス200では、まず、撮影面内のスピンに高周波磁場を与える励起RFパルス201とともに、スライス選択傾斜磁場パルス202を印加する。スライス選択傾斜磁場パルス202の印加直後に、スライス選択傾斜磁場パルス202により拡散したスピンの位相を戻すためのスライスリフェーズパルス203と、エコー信号を生成させるために予めスピンの位相を分散させる周波数ディフェーズ傾斜磁場パルス204とを印加する。その後、スピンをスライス面内で反転するための反転RFパルス205を繰り返し印加する。そして、反転RFパルス205の印加毎に、スライスを選択するスライス選択傾斜磁場パルス206、位相エンコード傾斜磁場パルス207、および周波数エンコード傾斜磁場パルス208を印加し、サンプリングウインド209のタイミングで、エコー信号210を収集する。ここでは、上述のように、エコートレイン数が6個の例であるため、反転RFパルス205を6回印加する。なお、エコー信号群210を構成する各エコー信号は、通常、各サンプリングウインド209のタイミングで、それぞれ、128、256、512、1024個のいずれかのサンプリングデータからなる時系列信号として収集される。
　1の励起RFパルス201の印加から、次の励起RFパルス201の印加までの時間間隔をTR211と呼ぶ。また、FSEシーケンスでは、1のTR内での励起RFパルスの印加から全エコー信号群の収集までを単位計測(ショット)と呼ぶ。2D-FSEシーケンス200を用いる撮影では、ショットをTR211毎に位相エンコード傾斜磁場パルス207群の印加量を変えながら繰り返し、時間間隔212毎に画像に必要な全てのエコー信号210を収集する。収集するエコー信号の数は、通常、1枚の画像あたり、64、128、256、512等の値が選ばれる。
　ここで、同一のTR211内で何番目に取得されたエコー信号であるかを示す番号を、エコー番号と呼ぶ。また、エコー番号がNのエコー信号を、N番目のエコー信号と呼ぶ。
　また、エコートレインは、そのエコートレインを構成するエコー信号を、k空間軌跡上の各配置グループに、どのような順序で並べるか(エコー配置順)により種類分けされる。k空間の軌跡上の配置グループとは、エコートレイン毎の、各エコー信号を配置するk空間の軌跡方向の所定幅を持った領域である。なお、k空間軌跡上の原点(ktraj＝0)は、k空間上の原点を含む配置グループ内の点として定義する。以下、エコー配置順が同じエコートレインを同種のエコートレインという。逆に、エコー配置順が異なるエコートレインを、エコートレインの種類が異なるという。
　なお、1のエコートレイン210を構成する各エコー信号のk空間軌跡上の配置位置は、傾斜磁場印加量(図2の例では、位相エンコード傾斜磁場パルス207の印加量)により定まる。このとき、位相エンコード傾斜磁場パルスの印加量が小さいものほどk空間軌跡上の低空間周波数領域に配置される。従って、エコー配置順を定めることは、すなわち、パルスシーケンスにおける、1ショット内の傾斜磁場印加量の変化のさせ方を決定することとなる。
　また、3D撮像の場合、上記FSEシーケンス200を、さらに、スライス選択傾斜磁場パルス202の印加量を変えながら繰り返し、スライス方向に画像を収集する。このようなスキャン(ラスタスキャン)の場合のk空間のｙｚ平面(位相―スライス平面)上の軌跡を図3に示す。
　なお、マルチエコー撮像に用いられるパルスシーケンスには上述のFSE法以外にもEPI法などがある。本実施形態は、これらに限らず、マルチエコー撮像を実現する全ての撮像法に適用できる。
　本実施形態では、TEの異なる複数のコントラストの画像を取得する。このため、本実施形態では、取得する画像のコントラスト毎に、最適なエコー配置順のエコートレインでそれぞれの画像を再構成するk空間の低空間周波数領域を充填する。このとき、各エコートレインのエコー配置順を工夫することにより、エコー信号を共有しつつ、各k空間内での各エコー信号のTEの連続性を確保する。これにより、エコー信号のエコー時間或いは信号強度など信号の性質の連続性が確保される。以後、本明細書では、エコー時間がTEのコントラストを持つ画像をTE画像と呼ぶ。また、当該画像を再構成するk空間の低空間周波数領域を充填するエコー配置順のエコートレインを、TE画像用エコートレインと呼ぶ。
　図4は、本実施形態の情報処理系7の機能ブロック図である。本図に示すように、本実施形態の情報処理系7は、このような撮像を実現する撮像シーケンスを生成し、撮像を実行するため、撮像条件設定部310と、シーケンス決定部320と、撮像部330と、画像再構成部340と、を備える。
　撮像条件設定部310は、入力装置を介してユーザから入力される撮像パラメータを受け付ける。撮像パラメータには、各エコートレインを構成するエコー信号数、取得したい画像のコントラストを得るエコー時間、などが含まれる。
　シーケンス決定部320は、撮像条件設定部310で受け付けた撮像パラメータに基づき、撮像シーケンスを決定する。本実施形態のシーケンス決定部320は、複数の異なるコントラストの画像の再構成に用いる各k空間が、エコーシェアを行いながらもエコー信号間のTEの連続性を維持して充填されるよう、各エコートレインのエコー配置順および各エコートレインを構成する各エコー信号を充填するk空間を決定する。
　シーケンス決定部320は、上記機能を実現するため、エコー配置決定部321と充填空間決定部323とを備える。また、エコー配置決定部321は、エコー接続点決定部322を備え、連続的なエコー配置を可能とする。
　以下、エコー配置順の異なる複数のエコートレインのエコー信号で1のk空間を充填する場合、エコートレインを接続すると呼び、接続する際、それぞれのエコートレインの、他のエコートレインと隣接する端部をエコー接続点と呼ぶ。本実施形態では、各エコートレインを構成するエコー信号のエコー番号でエコー接続点を特定する。また、エコー番号が昇順になる方向を配置方向と呼ぶ。
　エコー配置決定部321は、エコートレインを構成する各々のエコー信号の、k空間の1の軌跡上での並べ方をエコー配置順として決定する。なお、シーケンス決定部320は、このエコー配置順に従って、当該エコートレイン収集時の傾斜磁場印加量の与え方(変化のさせ方)を決定する。エコー配置順は、最もTEの短いコントラストの画像用のk空間の低空間周波数領域に充填するエコートレインから決定する。このエコートレインを基準エコートレインと呼び、基準エコートレイン以外のエコートレインを他のエコートレインと呼ぶ。
　まず、各エコートレインを、所望のコントラストを得るTEに最も近いタイミングで取得するエコー信号に対するk空間軌跡上の座標が0(ktraj＝0)となるよう連続的に配置する。このとき、他のエコートレインは、基準エコートレインに対して非振動セントリックに、基準エコートレインのエコー信号と同番号のエコー信号が、k空間の軌跡上で同配置グループまたは隣接する配置グループとなるまで連続的に配置する。
　ここで、基準エコートレインに対して非振動セントリックに配置するとは、基準エコートレインの一番目のエコー信号が配置される配置グループに、基準エコートレインの配置方向とは逆方向に隣接する配置グループから、同配置方向とは逆方向にシーケンシャルに配置することをいう。
　ここで、エコー接続点決定部322は、他のエコートレインにおいて、エコー配置決定部321が決定したエコー配置順において、基準エコートレインの同番号のエコー信号とk空間の軌跡上で同配置グループまたは隣接する配置グループに配置されるエコー信号を、エコー接続点と決定する。
　なお、エコー配置順の決定に関係するパラメータにはTE、エコーシフト、IET(Inter Echo Time)、ETL、位相エンコード数、スライスエンコード数といった多くのものがあり、TEを指定しなくても他のパラメータ(エコーシフトとIETなど)を指定することでTEが決まることもある。以下の例では、TEが指定されるケースを説明するが、TE以外のパラメータを指定する場合も、それらのパラメータからTEを決定することで、以下の例に帰着できる。
　また、画像のTEを本願ではktraj＝0でのエコー時間と定義しているが、別の定義を用いることもある。(例えば、FA変調を行う場合の、contrast equivalent TE。このTEは、ktraj＝0でのエコー時間とならない。)しかし、そのような場合でも、エコー配置を決定するための情報が揃っている限り、本願でのTEを決定できることになるので、やはり以下の例に帰着できる。
　具体例として、指定されたTEからエコー配置順を決定する場合について説明する。まず、最もTEが短いコントラストの画像を得るよう、当該画像用のエコートレイン(基準エコートレイン)のエコー配置順を決定する。ここでは、当該TEに最も近いタイミングで取得するエコー信号に対するエンコード量が0となるよう決定する。すなわち、当該TEに最も近いタイミングで取得するエコー信号をk空間軌跡上の原点(ktraj＝0)を含む配置グループに配置する。そして、その他のエコー信号は、k空間軌跡上にシーケンシャルに配置する。
　次に、他のエコートレインのエコー配置順を決定する。他のエコートレインは、基本的に、基準エコートレインに対し、非振動セントリックに配置する。また、各コントラストのTEで取得するエコー信号がk空間軌跡上の原点(ktraj＝0)を含む配置グループに配置され、かつ、エコー接続点で折り返すよう配置する。
　充填空間決定部323は、エコー配置決定部321がエコー配置順を決定した各エコートレインを構成するエコー信号について、それぞれ、充填するk空間を決定する。すなわち、いずれのコントラストの画像を再構成するために用いるか、を決定する。本実施形態では、複数のエコートレインのエコー信号を、エコー接続点決定部322が決定したエコー接続点で接続し、エコーシェアを行い、k空間を充填する。
　具体的には、各エコートレインについて、当該コントラストの画像用のエコートレイン内のエコー信号群で、k空間軌跡上の原点(ktraj＝0)のエコー信号を含み、エコー番号が連続するエコー信号群を、エコー接続点または端部まで、それぞれ、各コントラスト用のk空間に充填するよう決定する。次に、充填した一連のエコー信号群の端部のエコー信号に連続するエコー信号群が、当該コントラストの画像用のエコートレイン以外のエコートレインにある場合、それらのエコー信号群を、当該コントラストの画像用のk空間に充填するよう決定する。連続するエコー信号群の有無は、エコー接続点の有無で判別する。具体例は後述する。
　撮像部330は、シーケンス決定部320が決定した撮像シーケンスに従って、シーケンスを実行する。そして、所望のコントラスト毎に予め用意されたk空間であって、充填空間決定部323が決定したk空間に、得られたエコー信号を充填する。画像再構成部340は、充填された各k空間のエコー信号から、画像を再構成する。
　以下、シーケンス決定部320により撮像シーケンスおよび取得したエコー信号の充填k空間を決定し、撮像を行う、本実施形態の撮像処理の流れを説明する。図5は、本実施形態の撮像処理の流れを説明するための図である。以下、撮像処理は、ユーザが撮像条件を入力したことをきっかけに、または、ユーザが撮像条件を入力し、撮像開始の指示を行うことをきっかけに開始する。
　撮像条件設定部330は、ユーザが入力装置75を介して入力した撮像条件を受け付ける(ステップS501)。このとき、撮像条件には、取得する画像のコントラストを特定するエコー時間(TE)、取得する各エコートレインのエコートレイン数(ETL)が含まれる。
　エコー配置決定部321は、受け付けた撮像条件を用い、各エコートレインのエコー配置順を決定する(ステップS502)。
　エコー配置順を決定する際、エコー接続点決定部322は、他のエコートレイン毎に、エコー接続点を決定し、エコートレインに対応づけて記憶する(ステップS503)。
　次に、充填空間決定部323は、決定したエコー配置順とエコー接続点とに基づき、各エコー信号の充填k空間を決定する(ステップS504)。
　そして、シーケンス決定部320は、決定したエコー配置順を実現するよう、撮像シーケンスを決定する(ステップS505)。ここでは、各エコートレイン取得時の傾斜磁場印加量の与え方を決定する。そして、撮像部330は、決定した撮像シーケンスに従って、シーケンサ4に各部を動作させて撮像を実行し(シーケンス実行)、取得した各エコー信号を、ステップS504で決定したk空間に充填する(ステップS506)。画像再構成部340は、各k空間データからそれぞれ画像を再構成する(ステップS507)。
　以下、エコー配置決定部321とエコー接続点決定部322とによりエコー配置順および充填k空間を決定する手順を具体例を挙げて説明する。ここでは、2種のエコートレインでk空間を充填し、コントラストの異なる画像を2種取得する場合を例にあげて説明する。2種のエコートレインを、エコートレインA、エコートレインBとし、それぞれ、エコートレイン数を9とする。また、2種の異なるコントラストのエコー時間TEを、それぞれ、TE1、TE2(TE1＜TE2)とする。TE1は、1番目のエコー信号を取得するタイミング、TE2は、6番目のエコー信号を取得するタイミングとする。エコートレインAは、TE1画像用、エコートレインBは、TE2画像用とする。
　図6は、この場合の各エコートレインのエコー配置順を説明するための図である。本図のktraj軸は、k空間の軌跡を示す。例えば、上記図3のkｙ軸に平行な各軌跡である(以下、各図において同様。)。また、黒丸が各エコー信号で、付与されている番号がエコー番号である。
　TE1＜TE2であるため、エコートレインAが基準エコートレインとなる。従って、エコー配置決定部321は、まず、エコートレインAのエコー配置順を決定する。エコートレインAのエコー配置順は、k空間軌跡上でエコー番号が昇順となるシーケンシャル配置で、かつ、TE1に最も近いタイミングで取得されるエコー信号がk空間軌跡上の原点(ktraj＝0)を含む配置グループに配置されるよう決定される。ここでは、1番目のエコー信号を取得するタイミングがTE1なので、図6に示すように、1番目のエコー信号がk空間軌跡上の原点(ktraj＝0)を含む配置グループに配置されるようk空間軌跡上に昇順にシーケンシャルに配置する(411)。端部の配置グループ(6番目のエコー信号)まで配置したら、反対側の端部の配置グループに戻り、7番目のエコー信号から同方向に同順に配置する(412)。
　次に、エコー配置決定部321は、他のエコートレインとなるエコートレインBのエコー配置順を決定する。エコートレインBのエコー配置順は、上述のように、エコートレインAに対し、非振動セントリックで、かつ、TE2に最も近いタイミングで取得されるエコー信号(6番目のエコー信号)がktraj＝0の配置グループに配置されるよう決定される。
　具体的には、エコー配置決定部321は、k空間軌跡上でエコー番号が降順となるシーケンシャル配置で、かつ、6番目のエコー信号がk空間軌跡上の原点(ktraj＝0)を含む配置グループに配置されるよう、k空間軌跡上でエコー番号降順に9番目のエコー信号からシーケンシャルに配置していく(421)。このとき、エコートレインBの各エコー信号を、k空間軌跡上の同じ配置グループまたは隣接する配置グループのエコー番号が、エコートレインAのエコー番号と合致するまで配置する。図6では、4番目のエコー信号まで配置する。
　ここで、エコー接続点決定部322は、この4番目のエコー信号を、エコートレインBとのエコー接続点と決定し、エコートレインBに対応づけて記憶する。また、エコートレインBの9番目のエコー信号も、エコートレインAの9番目のエコー信号と連続するため、接続点と決定し、エコートレインBに対応づけて記憶する。
　エコー配置決定部321は、エコー接続点以前のエコー信号、すなわち、1番目から3番目のエコー信号を、エコートレインAの1番目のエコー信号が配置される配置グループに、エコートレインAの配置方向と逆方向に隣接する配置グループから、k空間軌跡上で逆方向にインクリメントしながら配置する(422)。
　ここで、1番目のエコー信号について、エコートレインAとエコートレインBとは非振動セントリックに配置されているため、エコートレインAの1番目のエコー信号は、エコートレインBの1番目のエコー信号に連続する。従って、エコートレインAの1番目のエコー信号もエコー接続点と決定し、エコートレインAに対応づけて記憶する。
　以上のように、エコー配置順を決定後、充填空間決定部323は、各エコー信号をいずれのコントラストの画像用のk空間に充填するかを決定する。ここでは、充填空間決定部323は、いずれの画像にいずれのエコー信号を用いるかを決定する。そして、各エコー信号の充填k空間を決定する。この決定手法を図7を用いて説明する。
　TE1画像には、まず、エコートレインAの先頭から6番目までのエコー信号群(411)を使用する。これは、エコートレインAのエコー信号群が、TE1画像用のエコートレインのエコー信号群であり、TE1に最も近いタイミングで取得されるエコー信号がk空間軌跡上の原点(ktraj＝0)を含む配置グループに配置される一連のエコー信号群だからである。また、エコートレインAの接続点として1番目のエコートレインが記憶されているため、それに連続するエコートレインBの1番目のエコー信号から始まる一連のエコー信号群(422)も、TE1画像に用いる。
　従って、エコートレインAの先頭から6番目までのエコー信号群(411)およびエコートレインBの1番目のエコー信号から始まる一連のエコー信号群(422)の充填k空間をTE1画像用に用意されたk空間と決定する。以下、同様とする。
　TE2画像には、まず、エコートレインBのエコー接続点から最後までのエコー信号群(421)を使用する。エコートレインBのエコー信号群は、TE2画像用のエコートレインのエコー信号群であり、TE2に最も近いタイミングで取得されるエコー信号がk空間軌跡上の原点(ktraj＝0)を含む配置グループに配置される一連のエコー信号群だからである。また、エコートレインBの接続点として、4番目のエコートレインと9番目のエコートレインとが記憶されているため、これらに連続するエコートレインAの4番目から6番目(端部)までのエコー信号群およびエコートレインAの7番目(端部)から9番目のエコー信号群(412)もTE2画像に使用する。なお、エコートレインAの4番目から6番目までのエコー信号群は、TE1画像とTE2画像とで共有する。
　この例の場合、TE1画像用のk空間には、左側の3エコー分、エコー信号が充填されない。このような領域は、ゼロフィルまたは推定により充填する。また、取得した全てのエコー信号を画像再構成に使用しなくてもよい。
　次に、3種のエコートレインでk空間を充填し、コントラストの異なる画像を3種取得する場合を例にあげて説明する。3種のエコートレインを、それぞれエコートレインA、エコートレインB、エコートレインCとし、それぞれ、エコートレイン数は、11、9、11とする。また、取得する3種の異なるコントラストのエコー時間TEを、それぞれ、TE1、TE2、TE3(TE1＜TE2＜TE3)とする。また、TE1は、1番目のエコー信号を取得するタイミング、TE2は、6番目のエコー信号を取得するタイミング、TE3は、10番目のエコー信号を取得するタイミングとする。また、エコートレインAは、TE1画像用、エコートレインBは、TE2画像用、エコートレインCは、TE3画像用とする。
　図8は、この場合のエコー配置順決定法と充填k空間決定法とを説明するための図である。本例でも、TE1＜TE2＜TE3であるため、エコートレインAが基準エコートレインとなる。そして、エコートレインBおよびエコートレインCが他のエコートレインとなる。
　エコー配置決定部321は、まず、エコートレインAおよびエコートレインBのエコー配置順を、上記2種の場合と同様の手順でそれぞれ決定する。ただし、エコートレインAは、11番目のエコー信号まで配置する。このとき、エコー接続点決定部322も同様にエコー接続点を決定し、記憶する。
　次に、エコー配置決定部321は、エコートレインCのエコー配置順を決定する。エコートレインCのエコー配置順は、エコートレインB同様、エコートレインAに対し、非振動セントリックで、かつ、TE3に最も近いタイミングで取得されるエコー信号(10番目のエコー信号)がk空間軌跡上の原点(ktraj＝0)を含む配置グループに配置されるよう決定される。
　すなわち、k空間軌跡上でエコー番号が降順となるシーケンシャル配置で、かつ、10番目のエコー信号がk空間軌跡上の原点(ktraj＝0)を含む配置グループに配置されるようk空間軌跡上で逆方向にエコー番号降順に11番目のエコー信号からシーケンシャルに配置する。このとき、エコートレインCの各エコー信号は、k空間軌跡上の同じ配置グループまたは隣接する配置グループでエコートレインAのエコー信号のエコー番号と合致するまで配置する。図8では、6番目のエコー信号まで配置する。
　ここで、エコー接続点決定部322は、この6番目のエコー信号を、エコートレインCのエコー接続点と決定し、エコートレインCに対応づけて記憶する。また、エコートレインCの11番目のエコー信号も、エコートレインAの11番目のエコー信号と接続するため、エコー接続点と決定し、エコートレインCに対応づけて記憶する。
　エコー配置決定部321は、エコートレインCのエコー接続点以前のエコー信号、すなわち、1番目から5番目のエコー信号を、エコートレインAの1番目のエコー信号が配置される配置グループにk空間軌跡上で逆方向に隣接する配置グループから、k空間軌跡上で逆方向にインクリメントしながら配置する。
　以上のように、エコー配置順を決定後、充填空間決定部323は、各エコー信号について、いずれの画像に用いるかを決定し、充填するk空間を決定する。この手法を同じく図8を用いて説明する。
　TE1画像およびTE2画像は、上記2種のエコートレインを使用する場合と同様である。ただし、TE1画像には、さらに、エコートレインCの第4番目および第5番目のエコー信号を用いてもよい。あるいは、エコートレインBの1から3番目のエコー信号の代わりに、エコートレインCの1から3番目のエコー信号を用いてもよい。あるいは、両方の信号を平均してSNRを稼いでも良い。
　TE3画像には、まず、エコートレインCのエコー接続点から最後までのエコー信号群を使用する。これは、エコートレインCのエコー信号群が、TE3画像用のエコートレインのエコー信号群であり、TE3に最も近いタイミングで取得されるエコー信号がk空間軌跡上の原点(ktraj＝0)を含む配置グループに配置される一連のエコー信号群だからである。また、エコートレインCのエコー接続点として、6番目のエコー信号と11番目のエコー信号とが記憶されているため、これらに連続するエコートレインAの6番目(端部)のエコー信号およびエコートレインAの7番目(端部)から11番目のエコー信号群もTE3画像に使用する。なお、エコートレインAの6番目のエコー信号はTE1画像とTE3画像とで共有する。また、エコートレインAの7番目から9番目のエコー信号は、TE2画像とTE3画像とで共有する。
　なお、本例においても、取得した全てのエコー信号を画像再構成に使用しなくてもよい。
　また、本例において、エコートレインBのエコートレイン数(ETL)を9としたが、11としても良い。その場合、エコー配置決定部321は、エコートレインBの10番目および11番目のエコー信号をエコートレインAと同様に配置する。同様に配置するとは、エコートレインAの10番目および11番目のエコー信号と、それぞれ同じ配置グループに配置することである。また、充填空間決定部323は、エコートレインBの10番目および11番目のエコー信号をエコートレインAと同様に充填する。すなわち、TE3画像に使用する。
　また、同配置グループに重複して配置されるエコー信号は一つだけ使用しても良いし、平均してSNRを稼いでも良い。
　なお、撮像部330は、シーケンス決定部320が決定したエコートレイン毎の撮像シーケンスを実行し、画像を取得する。これらのエコートレインの取得順に制約はない。また、一般に、k空間は、各エコートレインをそれぞれ複数ショット実行し充填する。各ショットの実行順も任意である。
　図9に、一例として、図8に示す3種のエコートレイン(エコートレインA、エコートレインB、エコートレインC、それぞれ、A、B，Cと表記する。)で、TE1、TE2、TE3の各コントラストの画像を取得する場合であって、各k空間がそれぞれ3ショットのエコートレインで充填される様子を示す。本図において、実線は各エコートレインの1ショット目、破線は2ショット目、点線は3ショット目を示す。各k空間の各配置グループは、3ラインで構成される。また、矢印は、各エコートレインのエコー番号昇順のエコー配置順を示す。
　図10および図11は、このときの各エコートレインの各ショットの取得順の例を説明するための図である。図10に示すように、各エコートレインについて、それぞれ全ショットを取得後、次のエコートレインを取得するよう構成してもよい。また、図11に示すように、各エコートレインについて、1ショット取得毎に次のエコートレインの1ショットを取得するよう構成してもよい。もちろん、取得順はこれらに限られない。
　以上説明したように、本実施形態によれば、各エコートレインを構成するエコー信号が各コントラスト画像用のk空間に上述のように充填される。従って、エコーシェアの開始点に、エコー信号を共有するエコートレインの同じエコー番号のエコーが接続される。このため、エコートレイン間でエコーを共有する場合であっても、各k空間においてエコー信号のエコー時間又は信号強度の連続性が確保される。これにより、エコーシェア時のエコー配置の不連続による画質の低下を防ぐことができる。従って、本実施形態によれば、画質の劣化なく1コントラスト画像あたりの撮像時間を減少させることができる。または、1コントラストあたりの撮像時間の増加無しに、エコートレイン数を減少させ、画質を改善することができる。
　特に、本実施形態では、3次元撮像などエコートレインが長いときのマルチエコーマルチコントラスト撮像に最適である。一般に、エコートレインの長さに応じて共有するエコー信号数を多くしないとエコーシェアの効果が小さくなる。しかし、共有するエコー信号数が多い場合、単純にエコーシェアを行うと、k空間上に配置されたエコー信号のエコー時間(信号強度)が不連続になり画質が劣化する。しかし、本実施形態によれば、エコー配置の連続性を維持しながらコントラスト間で複数のエコー信号をシェアするため、全体のエコートレイン数の増加を抑えつつ、画質の劣化を避けることができる。
　なお、上記実施形態では、パルスシーケンスがFSEであり、k空間軌跡がラスタスキャンである場合を例にあげて説明しているが、k空間軌跡は、これに限られない。例えば、k空間軌跡は、図12に示すラジアルスキャン、図13に示すスパイラルスキャンであってもよい。これらの場合、上記ktraj軸は、図12ではkr、図13では各スパイラルラインである。また、非特許文献1のように一般的な軸で表現できない場合でも、ktrajは軌跡として定義できる。
　どのようなk空間軌跡であっても、非振動セントリックな配置とは、開始点(1番目のエコー信号)を配置するk空間上の配置グループが隣接し、それぞれ、他方のエコートレインの開始点とはktraj軸について逆方向にシーケンシャルに配置されるような配置である。また、コントラストを決定するエコー信号は、k空間軌跡上の原点(ktraj＝0)を含む配置グループに配置されるエコー信号である。
　また、上記実施形態では、取得するコントラスト数に応じたエコートレインを収集しk空間を充填する場合を例にあげて説明しているが、充填に用いるエコートレインの数はこれに限られない。例えば、取得するコントラスト数が3以上の場合、コントラスト数より少ない数のエコートレインであってもよい。
　一例として、取得する画像が3種で、2種のエコートレインでそれぞれのk空間を充填する場合を例にあげて説明する。2種のエコートレインを、エコートレインA、エコートレインBとし、それぞれ、エコートレイン数を12とする。また、3種の異なるコントラストのエコー時間TEを、それぞれ、TE1、TE2、TE3(TE1＜TE2＜TE3)とする。TE1は、1番目のエコー信号を取得するタイミング、TE2は、6番目のエコー信号を取得するタイミング、TE3は、11番目のエコー信号を取得するタイミングとする。エコートレインAは、TE1画像用、エコートレインBは、TE2画像およびTE3画像用とする。
　図14は、この場合のエコー配置順およびエコー接続点を説明するための図である。この場合も、TE1＜TE2であるため、エコートレインAが基準エコートレインとなる。
従って、エコー配置決定部321は、まず、エコートレインAのエコー配置順を決定する。なお、エコートレインAのエコー配置順は、上記図6および図8を用いて説明したとおりである。ただし、エコー番号12まで配置する。また、エコー接続点決定部322によるエコー接続点の決定方法も、上記実施形態と同じである。
　次に、エコー配置決定部321は、他のエコートレインとなるエコートレインBのエコー配置順を決定する。エコートレインBのエコー配置順は、基本的に上記実施形態同様、エコートレインAに対し、非振動セントリックで、かつ、TE2に最も近いタイミングで取得されるエコー信号(6番目のエコー信号)がk空間軌跡上の原点(ktraj＝0)を含む配置グループに配置されるよう決定される。ここでは、さらに、TE3に最も近いタイミングで取得されるエコー信号(11番目のエコー信号)もk空間軌跡上の原点(ktraj＝0)を含む配置グループに配置されるよう決定する。
　具体的には、エコー配置決定部321は、k空間軌跡上でエコー番号が降順となるシーケンシャル配置で、かつ、6番目のエコー信号がk空間軌跡上の原点(ktraj＝0)を含む配置グループに配置されるよう、k空間軌跡上でエコー番号降順に6番目のエコー信号からシーケンシャルに配置していく。このとき、エコートレインBの各エコー信号を、k空間軌跡上の同じ配置グループまたは隣接する配置グループのエコー番号が、エコートレインAのエコー信号のエコー番号と合致するまで配置する。図14では、4番目のエコー信号まで配置する。
　また、k空間軌跡上でエコー番号昇順に6番目のエコー信号からシーケンシャルに、同じ配置グループまたは隣接する配置グループで、エコートレインAのエコー信号のエコー番号と合致するまで配置する。図14では、9番目のエコー信号まで配置する。
　そして、k空間軌跡上でエコー番号が降順となるシーケンシャル配置で、かつ、11番目のエコー信号がk空間軌跡上の原点(ktraj＝0)を含む配置グループに配置されるよう12番目のエコー信号から10番目のエコー信号まで配置する。
　ここで、エコー接続点決定部322は、この4番目のエコー信号を、エコートレインBとのエコー接続点と決定し、エコートレインBに対応づけて記憶する。また、エコートレインBの9番目のエコー信号も、エコートレインAの9番目のエコー信号と連続するため、接続点と決定し、エコートレインBに対応づけて記憶する。また、12番目のエコー信号も、エコートレインAの12番目のエコー信号と連続するため、接続点と決定し、エコートレインBに対応づけて記憶する。
　以上のように、エコー配置を決定後、充填空間決定部323は、各エコー信号について、いずれの画像に用いるかを決定し、充填するk空間を決定する。この手法を同じく図14を用いて説明する。TE1画像およびTE2画像は、図7で説明した2種のエコートレインを使用する場合と同様である。
　TE3画像には、まず、エコートレインBの10番目から12番目のエコー信号群を使用する。これは、エコートレインBのエコー信号群が、TE3画像用のエコートレインのエコー信号群でもあり、TE3に最も近いタイミングで取得されるエコー信号がk空間軌跡上の原点(ktraj＝0)を含む配置グループに配置される一連のエコー信号群だからである。また、エコートレインBの接続点として12番目のエコートレインが記憶されているため、これに連続するエコートレインAの12番目のエコー信号から始まる一連のエコー信号群もTE3画像に使用する。
　本例においても、エコートレインAの4番目から6番目までのエコー信号は、TE1画像とTE2画像とで共有する。また、エコートレインAの7番目から9番目のエコー信号は、TE2画像とTE3画像とで共有する。
　このように2種のエコートレインで3種の画像を取得する場合、上述のように、TE3が第二のエコー接続点より大きい場合に限られるという制約がある。しかし、より少ないエコートレインで所望数の異なるコントラストの画像を、エコー配置の不連続による画像の劣化なく取得できる。従って、高速に、高品質の画像を得ることができる。
　＜＜第二の実施形態＞＞
　次に、本発明を適用する第二の実施形態を説明する。第一の実施形態では、エコー時間が連続するエコー信号のみ使用し、k空間を充填している。本実施形態では、所定の条件を満たす場合、連続しないエコー信号もk空間の充填に使用する。
　本実施形態では、連続しないエコー信号を使用してk空間を充填する場合、当該不連続箇所を補正する。これを実現するため、本実施形態のシーケンス決定部320Aは、図15に示すように、第一の実施形態のシーケンス決定部320が有する構成に加え、さらに、不連続点通知部324を備える。また、画像再構成部340は、不連続点補正部341をさらに備える。また、各エコー信号を充填するk空間を決定する充填空間決定部323Aの構成も異なる。以下、各構成の詳細について、第一の実施形態と異なる点に主眼をおいて説明する。
　本実施形態の充填空間決定部323Aは、エコー配置決定部321が第一の実施形態と同様の手順で各エコートレインのエコー配置順を決定すると、第一の実施形態同様、各エコートレインを構成するエコー信号群それぞれを充填するk空間を決定する。
　本実施形態では、所定の条件を満たす場合、k空間軌跡上でエコー信号の信号強度が不連続であっても、すなわち、エコー接続点以外であっても、エコートレイン間でエコー信号を接続し、エコー信号をk空間の充填に使用する。エコー信号強度が不連続なエコー接続点でエコー信号を接続して使用する条件は、原点対称の領域に、連続するエコー信号が配置されていることである。
　不連続点通知部323は、充填空間決定部323Aが決定したk空間配置の中で、エコー接続点以外での接続箇所、すなわち、エコー信号の信号強度が不連続な箇所を判別し、画像再構成部の不連続点補正部341に通知する。判別はエコー番号で行う。なお、通知するエコー番号は、不連続な点のみであってもよいし、不連続な点から次の接続点または端部までの全てのエコー番号であってもよい。
　不連続点補正部341は、通知を受けた不連続点から次の接続点または端部までのエコー信号に対し補正を施し、補正後のエコー信号でk空間を更新する。補正は、各エコー信号をA/D変換器64で変換後に行う。補正は、原点対称の信号値を利用して不連続が解消されるように行う。例えば、位相補正を行った後に信号強度比で補正する。ここで、位相補正は、例えば、エコートレインAの低空間周波数領域のエコー信号の位相からエコートレインBの低空間周波数領域のエコー信号の位相を減算するなど一般的な手法で算出する。
　信号強度比での補正の具体的な方法は以下の通りである。
　まず、補正対象のエコー信号(複素数)をS1とし、そのエコー信号の、基準のエコー信号に対する信号強度比をR1とする。補正対象のエコー信号に対して原点対称の領域のエコー信号(複素数)をS2とし、そのエコー信号の基準のエコー信号に対する信号強度比をR2とする。
　基準のエコー信号とは、例えば、R1用には不連続点に隣接する、補正の必要の無いエコー信号、R2用にはその原点対称のエコー信号、とすることができる。または、基準のエコー信号としてこれらのエコー信号の値を直接用いるのではなく、関数フィッティングや移動平均処理などした後の値を用いてR1、R2を計算しても良い。
　これらの信号強度比を用い、補正後のエコー信号(複素数)S1’は、以下の式(1)で求められる。
　　　　S1’＝S1×(R2÷R1)　　　(1)
　画像再構成部340は、更新後のk空間データから画像を再構成する。
　本実施形態の情報処理系7による撮像処理の流れを説明する。図16は、本実施形態の撮像処理の流れを説明するための図である。以下、本実施形態においても、撮像処理は、ユーザが撮像条件を入力したことをきっかけに、または、ユーザが撮像条件を入力し、撮像処理の指示を行うことをきっかけに開始する。
　撮像条件設定部330は、ユーザが入力装置75を介して入力した撮像条件を受け付ける(ステップS701)。このとき、撮像条件には、取得する画像のコントラストを特定するエコー時間(TE)、取得する各エコートレインのエコートレイン数(ETL)が含まれる。
　エコー配置決定部321は、受け付けた撮像条件を用い、各エコートレインのエコー配置順を決定する(ステップS702)。
　エコー配置順を決定する際、エコー接続点決定部322は、他のエコートレイン毎に、エコー接続点を決定し、エコートレインに対応づけて記憶する(ステップS703)。
　エコー配置順およびエコー接続点が決定すると、充填空間決定部323Aは、決定したエコー配置順とエコー接続点とに基づき、各エコー信号の充填k空間を決定する(ステップS704)。そして、不連続点通知部324は、充填空間決定部323Aが決定した結果において、エコー接続点以外の接続箇所があるか否かを判別し、ある場合、不連続点補正部341に通知する(ステップS705)。なお、本処理は、ステップS704の後、後述の不連続点補正部341による補正処理の前であれば、いずれのタイミングで行ってもよい。
　充填k空間が決定すると、シーケンス決定部320Aは、決定したエコー配置順を実現するよう、撮像シーケンスを決定する(ステップS706)。そして、撮像部330は、決定した撮像シーケンスに従って、シーケンサ4に各部を動作させ、撮像を実行し、取得した各エコー信号を決定したk空間に充填し、A/D変換を施す(ステップS707，S708)。不連続点補正部341は、A/D変換後の充填結果に補正を施す(ステップS709)、画像再構成部340は、補正後の各k空間データからそれぞれ画像を再構成する(ステップS710)。
　第一の実施形態で説明した、2種のコントラストの画像を、2種のエコートレインから再構成する場合を例にあげて、本実施形態のエコー配置順を決定する手法および補正手法を具体的に説明する。図17は、本実施形態の各エコートレインの配置順および充填k空間を説明するための図である。
　本実施形態のエコー配置決定部321によるエコー配置順決定の手法は、第一の実施形態と同様である。しかし、本実施形態の充填空間決定部323Aは、第一の実施形態では、エコー時間が不連続なためTE1画像用のk空間には充填しなかった、エコートレインAの7番目から9番目のエコー信号(412)も、当該k空間に充填するよう決定する。
　すなわち、本実施形態の充填空間決定部323Aは、原点対象の領域にエコートレインAの連続する4番目から6番目のエコー信号があるため、エコートレインBの3番目のエコー信号とエコートレインAの9番目のエコー信号とは、エコー接続点ではないが、ここでエコートレインAとエコートレインBとを接続する。
　図17のように決定したTE1画像のk空間配置を、k空間軌跡上に示したものが図18である。本図に示すように、エコートレインAの9番目のエコー信号と、エコートレインBの3番目のエコー信号とが隣接し、ここが不連続点となる。
　不連続点通知部324は、不連続点補正部341にこの不連続点を通知し、不連続点補正部341は、原点対象のエコー信号(ここでは、エコートレインAの4番目から6番目のエコー信号)を用いてエコートレインAの7番目から9番目のエコー信号の信号強度を、上記式(1)を用いて補正する。補正で用いる原点対象のエコー信号は、連続、すなわち、滑らかに配置されている。
　以上説明したように、本実施形態によれば、第一の実施形態同様、エコートレイン間でエコーを共有する場合であっても、エコー配置の不連続による画質の低下を防ぐことができる。従って、本実施形態によれば、画質の劣化なく1コントラスト画像あたりの撮像時間を減少させることができる。または、1コントラストあたりの撮像時間の増加無しに、エコートレイン数を減少させ、画質を改善することができる。
　さらに、本実施形態によれば、一部不連続な領域が残る場合は、k空間上で対称な領域の連続的なデータから補正する。従って、第一の実施形態に比べ、使用するエコー信号が増加するため、より短時間に画像を得ることができる。
　以上の各実施形態の説明で明確になった本発明を纏めて説明すると以下のとおりとなる。即ち、本発明のMRI装置は、撮像パラメータにより規定されるパルスシーケンスに従って各部を動作させ、収集した複数のエコートレインから、エコー信号を共有しながら複数の異なるコントラストの画像を再構成する装置であって、各コントラストの画像を再構成するエコー信号を充填するk空間それぞれにおいてエコー信号のエコー時間又は信号強度の連続性が維持されるよう、前記複数のエコートレインを構成する各エコー信号のk空間の軌跡上のエコー配置順および充填するk空間を決定し、当該決定したエコー配置順で各k空間の軌跡上にエコー信号が配置されるようにパルスシーケンスを決定するシーケンス決定手段、を備えることを特徴とする。
　好ましくは、シーケンス決定手段は、エコー配置順を決定するエコー配置決定手段と、各エコー信号それぞれについて充填するコントラスト毎のk空間を決定する充填k空間決定手段と、を備え、エコー配置決定手段は、エコー信号を共有する両k空間それぞれにおいてエコー信号のエコー時間が連続するよう、共有を開始するエコー信号を接続点として決定するエコー接続点決定手段を備え、エコートレイン毎に、所望のコントラスト時間のエコー信号を、当該コントラスト用のk空間の軌跡上の最も低空間周波数領域に配置し、かつ、基準とするエコートレイン以外のエコートレインを、接続点まで配置する。
　また、好ましくは、エコー配置決定手段は、エコートレイン毎に、基準とするエコートレイン以外のエコートレインを、基準とするエコートレインに対して非振動セントリックに、接続点まで配置する。
　また、好ましくは、基準とするエコートレイン以外のエコートレインの接続点以降を、シーケンシャルに配置する。
　また、好ましくは、エコー接続点決定手段は、基準とするエコートレイン以外のエコートレインのエコー信号であって、同じエコー時間に取得した基準とするエコートレインのエコー信号がk空間軌跡上の同じ位置または隣接する位置に配置されるエコー信号を、接続点と決定する。
　また、好ましくは、各k空間に充填されたエコー信号からそれぞれ画像を再構成する画像再構成手段をさらに備え、充填k空間決定手段は、充填されたエコー信号の中の、エコー時間が不連続なエコー信号を画像再構成手段に通知し、画像再構成手段は、不連続に配置されたエコー信号の信号強度を補正後、画像を再構成する。
　また、好ましくは、収集するエコートレインの数であって、互いにエコー配置が異なるエコートレインの数は、取得する画像数に合致する。
　また、好ましくは、収集するエコートレインの数であって、互いにエコー配置が異なるエコートレインの数は、取得する画像数より少ない。
　また、本発明のマルチエコーマルチコントラスト撮像法は、複数のエコー信号から成るエコーとレインを計測するパルスシーケンスを複数回動作させて収集した複数のエコートレインから、エコー信号を共有しながら複数の異なるコントラストの画像を再構成する方法であって、各コントラストの画像を再構成するエコー信号を充填するk空間それぞれにおいてエコー信号のエコー時間又は信号強度の連続性が維持されるよう、複数のエコートレインを構成する各エコー信号のk空間の軌跡上のエコー配置順および充填するk空間を決定するステップと、決定したエコー配置順で各k空間の軌跡上にエコー信号が配置されるようにパルスシーケンスを決定するシーケンス決定ステップと、を備えることを特徴とする。
　また、好ましくは、シーケンス決定ステップは、エコー配置順を決定するエコー配置決定ステップと、各エコー信号それぞれについて充填するコントラスト毎のk空間を決定する充填k空間決定ステップと、を備え、エコー配置決定ステップは、エコー信号を共有する両k空間それぞれにおいてエコー信号のエコー時間が連続するよう、共有を開始するエコー信号を接続点として決定するエコー接続点決定ステップを備え、エコートレイン毎に、所望のコントラスト時間のエコー信号を、当該コントラスト用のk空間の軌跡上の最も低空間周波数領域に配置し、かつ、基準とするエコートレイン以外のエコートレインを、接続点まで配置する。
　1　被検体、2　静磁場発生系、3　傾斜磁場発生系、4　シーケンサ、5　送信系、6　受信系、7　情報処理系、10　MRI装置、31　傾斜磁場コイル、32　傾斜磁場電源、51　送信コイル、52　シンセサイザ、53　変調器、54　高周波増幅器、61　受信コイル、62　増幅器、63　直交位相検波器、64　A/D変換器、71　CPU、72　記憶装置、73　外部記憶装置、74　表示装置、75　入力装置、200　FSEシーケンス、201　励起RFパルス、202　スライス選択傾斜磁場パルス、203　スライスリフェーズパルス、204　周波数ディフェーズ傾斜磁場パルス、205　反転RFパルス、206　スライス選択傾斜磁場パルス、207　位相エンコード傾斜磁場パルス、208　周波数エンコード傾斜磁場パルス、209　サンプリングウインド、210　エコートレイン、310　撮像条件設定部、320　シーケンス決定部、320A　シーケンス決定部、321　エコー配置決定部、322　エコー接続点決定部、323　充填空間決定部、323A　充填空間決定部、324　不連続点通知部、330　撮像部、340　画像再構成部、341　不連続点補正部、411　エコー信号群、412　エコー信号群、421　エコー信号群、422　エコー信号群

Claims (10)

  1. 　撮像パラメータにより規定されるパルスシーケンスに従って各部を動作させ、収集した複数のエコートレインから、エコー信号を共有しながら複数の異なるコントラストの画像を再構成する磁気共鳴イメージング装置であって、
    　各コントラストの画像を再構成するエコー信号を充填するk空間それぞれにおいてエコー信号のエコー時間又は信号強度の連続性が維持されるよう、前記複数のエコートレインを構成する各エコー信号のk空間の軌跡上のエコー配置順および充填するk空間を決定し、当該決定したエコー配置順で各k空間の軌跡上にエコー信号が配置されるように前記パルスシーケンスを決定するシーケンス決定手段、を備えること
    　を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
  2. 　請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
    　前記シーケンス決定手段は、
    　前記エコー配置順を決定するエコー配置決定手段と、
    　前記各エコー信号それぞれについて充填するコントラスト毎のk空間を決定する充填k空間決定手段と、を備え、
    　前記エコー配置決定手段は、
    　前記エコー信号を共有する両k空間それぞれにおいて前記エコー信号のエコー時間が連続するよう、共有を開始するエコー信号を接続点として決定するエコー接続点決定手段を備え、
    　エコートレイン毎に、所望のコントラスト時間のエコー信号を、当該コントラスト用のk空間の軌跡上の最も低空間周波数領域に配置し、かつ、基準とするエコートレイン以外のエコートレインを、前記接続点まで配置すること
    　を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
  3. 　請求項2記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
    　前記エコー配置決定手段は、
    　エコートレイン毎に、基準とするエコートレイン以外のエコートレインを、前記基準とするエコートレインに対して非振動セントリックに、前記接続点まで配置すること
    　を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
  4. 　請求項2記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
    基準とするエコートレイン以外のエコートレインの前記接続点以降を、シーケンシャルに配置すること
    　を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
  5. 　請求項2乃至4のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
    　前記エコー接続点決定手段は、前記基準とするエコートレイン以外のエコートレインのエコー信号であって、同じエコー時間に取得した前記基準とするエコートレインのエコー信号がk空間軌跡上の同じ位置または隣接する位置に配置されるエコー信号を、前記接続点と決定すること
    　を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
  6. 　請求項2乃至4のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
    　各k空間に充填されたエコー信号からそれぞれ画像を再構成する画像再構成手段をさらに備え、
    　前記充填k空間決定手段は、充填されたエコー信号の中の、エコー時間が不連続なエコー信号を前記画像再構成手段に通知し、
    　前記画像再構成手段は、前記不連続に配置されたエコー信号の信号強度を補正後、画像を再構成すること
    　を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
  7. 　請求項1乃至4のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
    　前記収集するエコートレインの数であって、互いに前記エコー配置が異なるエコートレインの数は、取得する画像数に合致すること
    　を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
  8. 　請求項1乃至4のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
    　前記収集するエコートレインの数であって、互いに前記エコー配置が異なるエコートレインの数は、取得する画像数より少ないこと
    　を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
  9. 　複数のエコー信号から成るエコートレインを計測するパルスシーケンスを複数回動作させて収集した複数のエコートレインから、エコー信号を共有しながら複数の異なるコントラストの画像を再構成するマルチエコーマルチコントラスト撮像法であって、
    　各コントラストの画像を再構成するエコー信号を充填するk空間それぞれにおいてエコー信号のエコー時間又は信号強度の連続性が維持されるよう、前記複数のエコートレインを構成する各エコー信号のk空間の軌跡上のエコー配置順および充填するk空間を決定するステップと、
    　前記決定したエコー配置順で各k空間の軌跡上にエコー信号が配置されるように前記パルスシーケンスを決定するシーケンス決定ステップと、
    　を備えること
    　を特徴とするマルチエコーマルチコントラスト撮像法。
  10. 　請求項9記載のマルチエコーマルチコントラスト撮像法であって、
    　前記シーケンス決定ステップは、
    　前記エコー配置順を決定するエコー配置決定ステップと、
    　前記各エコー信号それぞれについて充填するコントラスト毎のk空間を決定する充填k空間決定ステップと、を備え、
    　前記エコー配置決定ステップは、
    　前記エコー信号を共有する両k空間それぞれにおいて前記エコー信号のエコー時間が連続するよう、共有を開始するエコー信号を接続点として決定するエコー接続点決定ステップを備え、
    　エコートレイン毎に、所望のコントラスト時間のエコー信号を、当該コントラスト用のk空間の軌跡上の最も低空間周波数領域に配置し、かつ、基準とするエコートレイン以外のエコートレインを、前記接続点まで配置すること
    　を特徴とするマルチエコーマルチコントラスト撮像法。
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