(57)【要約】      （修正有）【課題】ＣＥＳＴ撮像において脂肪信号を抑制することのできる磁気共鳴イメージング装置を提供する。【解決手段】磁気共鳴イメージング装置は、シーケンス制御部を備える。シーケンス制御部は、飽和パルス１を印加し、飽和パルスの印加後、複数のデータ収集を実行する。シーケンス制御部は、飽和パルスの印加後であって複数のデータ収集の実行前に脂肪信号を選択的に抑制する第１の脂肪抑制パルス２を印加する。シーケンス制御部は、複数のデータ収集の各データ収集の前に水信号の選択的励起を行ったのち各データ収集を行うことで、複数のデータ収集を実行する。【選択図】図４
2020151108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
飽和パルスを印加し、前記飽和パルスの印加後、複数のデータ収集を実行するシーケンス制御部を備え、
前記シーケンス制御部は、前記飽和パルスの印加後であって前記複数のデータ収集の実行前に脂肪信号を選択的に抑制する第１の脂肪抑制パルスを印加し、
前記シーケンス制御部は、前記複数のデータ収集の各データ収集の前に水信号の選択的励起を行ったのち前記各データ収集を行うことで、前記複数のデータ収集を実行する、磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
前記シーケンス制御部は、前記複数のデータ収集の各データ収集の前に水信号を選択的に励起する水選択励起パルスを印加したのち前記各データ収集を行うことで、前記複数のデータ収集を実行する、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
前記シーケンス制御部は、二項パルスを前記水選択励起パルスとして印加する、請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
前記飽和パルスは、ＣＥＳＴ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｅｘｃｈａｎｇｅ  Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ）パルスである、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記シーケンス制御部は、前記複数のデータ収集のうち１以上のデータ収集の前に、第２の脂肪抑制パルスを印加する、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
前記飽和パルスのＭＴ（Ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ）効果の大きさ及び前記第１の脂肪抑制パルスのＭＴ効果の大きさを算出し、前記飽和パルスのＭＴ効果の大きさと前記第１の脂肪抑制パルスのＭＴ効果の大きさに基づいて、前記第２の脂肪抑制パルスの印加回数を算出する制御部を更に備え、
前記シーケンス制御部は、前記制御部が算出した前記印加回数、前記第２の脂肪抑制パルスを印加する、請求項５に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
撮像対象の組織に基づいて、脂肪の縦緩和時間の推定値を算出し、算出した前記推定値に基づいて、印加する前記第２の脂肪抑制パルスの印加回数を算出する制御部を更に備え、
前記シーケンス制御部は、前記制御部が算出した前記印加回数、前記第２の脂肪抑制パルスを印加する、請求項５に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴イメージングの方法として、ＣＥＳＴ撮像（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｅｘｃｈａｎｇｅ  Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ）法が知られている。ＣＥＳＴ法は、プロトン交換によるコントラストを利用した画像法であり、例えばデータ収集前に高いＢ１強度の飽和パルスを、周波数を変化させながら印加して撮像していくことで、対象となる交換プロトンのＣＥＳＴ効果を画像化する方法である。
【０００３】
ＣＥＳＴ撮像を行う場合、特に、例えば、ＥＰＩ（Ｅｃｈｏ  Ｐｌａｎａｒ  Ｉｍａｇｉｎｇ）法等の高速撮像法を用いてＣＥＳＴ撮像を行う場合、脂肪信号の抑制が重要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−１７５８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、ＣＥＳＴ撮像において脂肪信号を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、シーケンス制御部を備える。シーケンス制御部は、飽和パルスを印加し、飽和パルスの印加後、複数のデータ収集を実行する。シーケンス制御部は、飽和パルスの印加後であって複数のデータ収集の実行前に脂肪信号を選択的に抑制する第１の脂肪抑制パルスを印加する。シーケンス制御部は、複数のデータ収集の各データ収集の前に水信号の選択的励起を行ったのち各データ収集を行うことで、複数のデータ収集を実行する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置を示す図である。
【図２Ａ】図２Ａは、実施形態に係る背景について説明した図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、実施形態に係る背景について説明した図である。
【図３】図３は、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置が行う処理の手順を示したフローチャートである。
【図４】図４は、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置が行う処理について説明した図である。
【図５】図５は、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置が行う処理の手順を示したフローチャートである。
【図６】図６は、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置により得られる結果の一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ここで、互いに同じ構成には共通の符号を付して、重複する説明は省略する。
【０００９】
（実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００を示すブロック図である。図１に示すように、磁気共鳴イメージング装置１００は、静磁場磁石１０１と、静磁場電源（図示しない）と、傾斜磁場コイル１０３と、傾斜磁場電源１０４と、寝台１０５と、寝台制御回路１０６と、送信コイル１０７と、送信回路１０８と、受信コイル１０９と、受信回路１１０と、シーケンス制御回路１２０（シーケンス制御部）と、画像処理装置１３０とを備える。なお、磁気共鳴イメージング装置１００に、被検体Ｐ（例えば、人体）は含まれない。また、図１に示す構成は一例に過ぎない。例えば、シーケンス制御回路１２０及び画像処理装置１３０内の各部は、適宜統合若しくは分離して構成されてもよい。
【００１０】
静磁場磁石１０１は、中空の略円筒形状に形成された磁石であり、内部の空間に静磁場を発生する。静磁場磁石１０１は、例えば、超伝導磁石等であり、静磁場電源から電流の供給を受けて励磁する。静磁場電源は、静磁場磁石１０１に電流を供給する。別の例として、静磁場磁石１０１は、永久磁石でもよく、この場合、磁気共鳴イメージング装置１００は、静磁場電源を備えなくてもよい。また、静磁場電源は、磁気共鳴イメージング装置１００とは別に備えられてもよい。
【００１１】
傾斜磁場コイル１０３は、中空の略円筒形状に形成されたコイルであり、静磁場磁石１０１の内側に配置される。傾斜磁場コイル１０３は、互いに直交するＸ、Ｙ、及びＺの各軸に対応する３つのコイルが組み合わされて形成されており、これら３つのコイルは、傾斜磁場電源１０４から個別に電流の供給を受けて、Ｘ、Ｙ、及びＺの各軸に沿って磁場強度が変化する傾斜磁場を発生する。傾斜磁場コイル１０３によって発生するＸ、Ｙ、及びＺの各軸の傾斜磁場は、例えば、スライス用傾斜磁場Ｇs、位相エンコード用傾斜磁場Ｇe、及びリードアウト用傾斜磁場Ｇrである。傾斜磁場電源１０４は、傾斜磁場コイル１０３に電流を供給する。
【００１２】
寝台１０５は、被検体Ｐが載置される天板１０５ａを備え、寝台制御回路１０６による制御の下、天板１０５ａを、被検体Ｐが載置された状態で、傾斜磁場コイル１０３の空洞（撮像口）内へ挿入する。通常、寝台１０５は、長手方向が静磁場磁石１０１の中心軸と平行になるように設置される。寝台制御回路１０６は、画像処理装置１３０による制御の下、寝台１０５を駆動して天板１０５ａを長手方向及び上下方向へ移動する。
【００１３】
送信コイル１０７は、傾斜磁場コイル１０３の内側に配置され、送信回路１０８からＲＦパルスの供給を受けて、高周波磁場を発生する。送信回路１０８は、対象とする原子の種類及び磁場強度で定まるラーモア（Larmor）周波数に対応するＲＦパルスを送信コイル１０７に供給する。
【００１４】
受信コイル１０９は、傾斜磁場コイル１０３の内側に配置され、高周波磁場の影響によって被検体Ｐから発せられる磁気共鳴信号（以下、必要に応じて、「ＭＲ信号」と呼ぶ）を受信する。受信コイル１０９は、磁気共鳴信号を受信すると、受信した磁気共鳴信号を受信回路１１０へ出力する。
【００１５】
なお、上述した送信コイル１０７及び受信コイル１０９は一例に過ぎない。送信機能のみを備えたコイル、受信機能のみを備えたコイル、若しくは送受信機能を備えたコイルのうち、１つ若しくは複数を組み合わせることによって構成されればよい。
【００１６】
受信回路１１０は、受信コイル１０９から出力される磁気共鳴信号を検出し、検出した磁気共鳴信号に基づいて磁気共鳴データを生成する。具体的には、受信回路１１０は、受信コイル１０９から出力される磁気共鳴信号をデジタル変換することによって磁気共鳴データを生成する。また、受信回路１１０は、生成した磁気共鳴データをシーケンス制御回路１２０へ送信する。なお、受信回路１１０は、静磁場磁石１０１や傾斜磁場コイル１０３等を備える架台装置側に備えられてもよい。
【００１７】
シーケンス制御回路１２０は、画像処理装置１３０から送信されるシーケンス情報に基づいて、傾斜磁場電源１０４、送信回路１０８及び受信回路１１０を駆動することによって、被検体Ｐの撮像を行う。ここで、シーケンス情報は、撮像を行うための手順を定義した情報である。シーケンス情報には、傾斜磁場電源１０４が傾斜磁場コイル１０３に供給する電流の強さや電流を供給するタイミング、送信回路１０８が送信コイル１０７に供給するＲＦパルスの強さやＲＦパルスを印加するタイミング、受信回路１１０が磁気共鳴信号を検出するタイミング等が定義される。例えば、シーケンス制御回路１２０は、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）、ＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）等の集積回路、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＭＰＵ（Micro  Processing  Unit）等の電子回路である。なお、シーケンス制御回路１２０が実行するパルスシーケンスの詳細については、後述する。
【００１８】
さらに、シーケンス制御回路１２０は、傾斜磁場電源１０４、送信回路１０８及び受信回路１１０を駆動して被検体Ｐを撮像した結果、受信回路１１０から磁気共鳴データを受信すると、受信した磁気共鳴データを画像処理装置１３０へ転送する。
【００１９】
画像処理装置１３０は、磁気共鳴イメージング装置１００の全体制御や、画像の生成等を行う。画像処理装置１３０は、メモリ１３２、入力装置１３４、ディスプレイ１３５、処理回路１５０を備える。処理回路１５０は、インタフェース機能１３１、制御機能１３３、及び画像生成機能１３６を備える。
【００２０】
第１の実施形態では、インタフェース機能１３１、制御機能１３３、画像生成機能１３６にて行われる各処理機能は、コンピューターによって実行可能なプログラムの形態でメモリ１３２へ記憶されている。処理回路１５０はプログラムをメモリ１３２から読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路１５０は、図１の処理回路１５０内に示された各機能を有することになる。なお、図１においては単一の処理回路１５０にて、インタフェース機能１３１、制御機能１３３、画像生成機能１３６にて行われる処理機能が実現されるものとして説明するが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路１５０を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより機能を実現するものとしても構わない。換言すると、上述のそれぞれの機能がプログラムとして構成され、１つの処理回路１５０が各プログラムを実行する場合であってもよい。別の例として、特定の機能が専用の独立したプログラム実行回路に実装される場合であってもよい。なお、図１において、インタフェース機能１３１、制御機能１３３、画像生成機能１３６は、それぞれ受付部、制御部、画像生成部の一例である。また、シーケンス制御回路１２０は、シーケンス制御部の一例である。
【００２１】
上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）或いは、特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Ｓｉｍｐｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Ｃｏｍｐｌｅｘ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサはメモリ１３２に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。
【００２２】
また、メモリ１３２にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、寝台制御回路１０６、送信回路１０８、受信回路１１０等も同様に、上記のプロセッサ等の電子回路により構成される。
【００２３】
処理回路１５０は、インタフェース機能１３１により、シーケンス情報をシーケンス制御回路１２０へ送信し、シーケンス制御回路１２０から磁気共鳴データを受信する。また、磁気共鳴データを受信すると、インタフェース機能１３１を有する処理回路１５０は、受信した磁気共鳴データをメモリ１３２に格納する。
【００２４】
メモリ１３２に格納された磁気共鳴データは、制御機能１３３によってｋ空間に配置される。この結果、メモリ１３２は、ｋ空間データを記憶する。
【００２５】
メモリ１３２は、インタフェース機能１３１を有する処理回路１５０によって受信された磁気共鳴データや、制御機能１３３を有する処理回路１５０によってｋ空間に配置されたｋ空間データ、画像生成機能１３６を有する処理回路１５０によって生成された画像データ等を記憶する。例えば、メモリ１３２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等である。
【００２６】
入力装置１３４は、操作者からの各種指示や情報入力を受け付ける。入力装置１３４は、例えば、マウスやトラックボール等のポインティングデバイス、モード切替スイッチ等の選択デバイス、あるいはキーボード等の入力デバイスである。ディスプレイ１３５は、制御機能１３３を有する処理回路１５０による制御の下、撮像条件の入力を受け付けるためのＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）や、画像生成機能１３６を有する処理回路１５０によって生成された画像等を表示する。ディスプレイ１３５は、例えば、液晶表示器等の表示デバイスである。
【００２７】
処理回路１５０は、制御機能１３３により、磁気共鳴イメージング装置１００の全体制御を行い、撮像や画像の生成、画像の表示等を制御する。例えば、制御機能１３３を有する処理回路１５０は、撮像条件（撮像パラメータ等）の入力をＧＵＩ上で受け付け、受け付けた撮像条件に従ってシーケンス情報を生成する。また、制御機能１３３を有する処理回路１５０は、生成したシーケンス情報をシーケンス制御回路１２０へ送信する。処理回路１５０は、画像生成機能１３６により、ｋ空間データをメモリ１３２から読み出し、読み出したｋ空間データにフーリエ変換等の再構成処理を施すことで、画像を生成する。
【００２８】
次に、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の背景について簡単に説明する。
【００２９】
磁気共鳴イメージングの方法として、ＣＥＳＴ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｅｘｃｈａｎｇｅ  Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ）法が知られている。ＣＥＳＴ法は、プロトン交換によるコントラストを利用してデータを収集する方法であり、アミド基（−ＮＨ）、ヒドロキシル基（−ＯＨ）、アミノ基（−ＮＨ２）などのいわゆる交換可能プロトンから自由水プロトンへの磁化移動に関するデータを収集する。ＣＥＳＴ法によると、アミド基、アミノ基等の存在量を知ることにより、例えば脳腫瘍のグレーディング評価を行うことができる。
【００３０】
はじめに、ＣＥＳＴ法による撮像の流れについて簡単に説明する。ＣＥＳＴ法においては、典型的には、シーケンス制御回路１２０は、データ収集のためのパルスシーケンス実行を行うデータ収集期間に先だつ準備期間において、飽和パルスを印加する。一例として、シーケンス制御回路１２０は、例えば自由水の共鳴周波数から、所定の周波数、例えば＋３．５ｐｐｍだけ周波数シフトを行いながら印加されたパルスであるＣＥＳＴパルスを、飽和パルスとして印加する。
【００３１】
ここで、アミド基プロトンの共鳴周波数は、自由水プロトンの共鳴周波数を基準として＋３．５ｐｐｍであるため、アミド基プロトンは、＋３．５ｐｐｍの周波数のＣＥＳＴパルスにより、励起され信号値が変化する。
【００３２】
ここで、アミド基プロトンなど、高分子に束縛されたプロトンと、自由水プロトンとの間には化学交換(Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｅｘｃｈａｎｇｅ)が存在するため、化学交換により、励起された高分子に束縛されたプロトンの信号値の変化が、自由水プロトンの信号値の変化に引き継がれる。従って、自由水プロトンの信号値が変化する。かかる自由水プロトンの信号値の変化は、ＣＥＳＴパルスにより励起されるプロトンの濃度が多いほど大きくなるので、自由水プロトンの信号値の測定を通じて、例えばアミド基プロトンなど所定のプロトンの濃度を知ることができる。
【００３３】
続いて、シーケンス制御回路１２０は、データ収集期間において、データ収集を行う。一例として、シーケンス制御回路１２０は、例えばＥＰＩ（Ｅｃｈｏ  Ｐｌａｎａｒ  Ｉｍａｇｉｎｇ）法により、データ収集を行う。
【００３４】
このように、例えば、所定の周波数のＣＥＳＴパルスが飽和パルスとして印加され、その後データ収集を行うことにより、当該ＣＥＳＴパルスの周波数に対応する分子の化学交換の情報を含んだ情報を収集することができる。
【００３５】
シーケンス制御回路１２０は、通常、印加される飽和パルスの周波数を少しずつ変えながら、これらの収集を複数セット行う。例えば、シーケンス制御回路１２０は、印加される飽和パルスの周波数を、−６．０ｐｐｍから＋６．０ｐｐｍまで、０．５ｐｐｍ刻みで変えながら、合計で２５セットの収集を行う。
【００３６】
続いて、ＣＥＳＴ法における脂肪抑制について簡単に説明する。
【００３７】
ＣＥＳＴ法においては、飽和パルスとして印加されるＣＥＳＴパルスの周波数ごとに１セットの収集を繰り返す必要がある、データ収集シーケンスの実行前に飽和パルスを印加する必要がある等の理由により、撮像に長時間を要することが多い。このため、データ収集シーケンスとしては、高速撮像が可能となる撮像方法であるＥＰＩ法等が採用されることが多い。しかしながら、ＥＰＩ法を用いて撮像を行う場合、脂肪抑制を行うことが必須となるため、ＥＰＩ法をＣＥＳＴ法におけるデータ収集シーケンスとして採用する場合、脂肪抑制を適切に行うための工夫が必要となる。
【００３８】
図２Ａ及び図２Ｂは、実施形態に係る背景について説明した図であり、ＣＥＳＴ法における脂肪抑制について説明した図である。図２Ａは、脂肪抑制を行う方法として、脂肪信号を選択的に抑制する脂肪抑制パルスを印加して脂肪抑制を行う場合について説明した図である。
【００３９】
シーケンス制御回路１２０は、データ収集期間に先だつ準備期間において、飽和パルス１を印加する。一例として、シーケンス制御回路１２０は、例えば自由水の共鳴周波数から、所定の周波数だけ周波数シフトを行いながら印加されたパルスであるＣＥＳＴパルスを、飽和パルス１として印加する。
【００４０】
続いて、シーケンス制御回路１２０は、データ収集期間において、例えばＥＰＩ法を用いて、データ収集を行う。具体的には、シーケンス制御回路１２０は、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）パルス３ａ、３ｂ、３ｃ等をデータ収集期間１２の間に印加し、それぞれのＲＦパルスによってエコーが生成されている期間中、データ収集を行う。
【００４１】
ここで、脂肪抑制パルスにより脂肪抑制を行う場合、シーケンス制御回路１２０は、ＲＦパルス３ａ、３ｂ、３ｃ等の印加前に、脂肪抑制パルス２を印加する。脂肪抑制パルス２は、データ収集の実行前に、脂肪信号を選択的に抑制するパルスである。このように、脂肪信号を選択的に抑制するパルスである脂肪抑制パルス２が印加されることにより、データ収集において脂肪信号が抑制される。
【００４２】
しかしながら、脂肪抑制パルスが印加される周波数は、ＣＥＳＴパルスの周波数と近接するため、脂肪抑制パルスが印加されることにより、意図せぬＭＴ（Ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ）効果を起こしてしまう。この結果、生じたＭＴ効果により、ＣＥＳＴ撮像において、画像コントラストの変化がもたらされる場合がある。従って、脂肪抑制パルスのみを用いて脂肪信号の抑制を行うのは、望ましくない場合がある。例えば、ＦＦＥＥＰＩ法のようにＴＲ（Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ  Ｔｉｍｅ）が数ｍｓ程度と短い場合に脂肪抑制パルスを用いると、脂肪抑制パルスの印加数の増加により、ＭＴ効果による画像の劣化が生じる場合がある。
【００４３】
そこで、脂肪信号を選択的に抑制する脂肪抑制選択パルスを印加するのではなく、水信号を選択的に励起する水選択励起パルスを用いて脂肪抑制を行う方法が考えられる。図２Ｂに、かかる方法の一例が示されている。図２Ｂは、脂肪抑制を行う方法として、水信号を選択的に励起する水選択励起パルスを印加して脂肪抑制を行う場合について説明した図である。
【００４４】
図２Ｂにおいて、シーケンス制御回路１２０が準備期間において、飽和パルス１を印加するのは図２Ａと同様であるが、続いて、シーケンス制御回路１２０は、データ収集期間１２において、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）パルス３ａ、３ｂ、３ｃ等の代わりに、水選択励起パルス４ａ、４ｂ、４ｃ等を用いてＥＰＩ法により撮像を行う。ここで、水選択励起パルス４ａ、４ｂ、４ｃは、水信号を選択的に励起するパルスであり、水信号の選択的な励起の結果として脂肪信号を抑制する。水選択励起パルス４ａ、４ｂ、４ｃは、例えば二項パルス（Ｂｉｎｏｍｉａｌ  ｐｕｌｓｅ）を用いて実現される。二項パルスは、それぞれのＲＦパルスのフリップ角及び印加タイミングが所定の値に定められることにより、一連のＲＦパルス全体で水信号を選択的に励起することができるように調整された一連のＲＦパルスである。このように、水選択励起パルス４ａ、４ｂ、４ｃがデータ収集時に印加されるＲＦパルスとして印加されることで、データ収集において一定程度脂肪信号が抑制される。
【００４５】
しかしながら、水選択励起パルスの単独適用では、脂肪抑制が不十分な場合がある。
【００４６】
かかる背景に鑑みて、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００は、シーケンス制御回路１２０を備える。シーケンス制御回路１２０は、飽和パルスを印加し、飽和パルスの印加後、複数のデータ収集を実行する。ここで、シーケンス制御回路１２０は、飽和パルスの印加後であって複数のデータ収集の実行前に脂肪信号を選択的に抑制する第１の脂肪抑制パルスを印加し、かつ複数のデータ収集の各データ収集の前に水信号の選択的励起を行ったのち各データ収集を行うことで、当該複数のデータ収集を実行する。これにより、脂肪抑制パルスの印加により意図せぬＭＴ効果が生じることによる画質劣化を抑えつつ、効果的に脂肪抑制を行いながらＣＥＳＴ撮像を行うことができる。
【００４７】
かかる処理の詳細について、図３、図４及び図５を用いて説明する。図３は、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置が行う処理の手順を示したフローチャートである。より具体的には、ＣＥＳＴ撮像の対象となる周波数、すなわち飽和パルスの周波数を一つに固定した場合に、当該周波数に係るＣＥＳＴ撮像を行うためにシーケンス制御回路１２０が実行する処理の流れを示している。また、図４は、シーケンス制御回路１２０が実行するパルスシーケンスの一例を示している。
【００４８】
なお、通常、複数の周波数に亘ってＣＥＳＴ撮像が行われるので、シーケンス制御回路１２０は、各周波数について、図４に示されたパルスシーケンスを実行するが、この点については図５を用いて改めて説明する。
【００４９】
はじめに、ステップＳ１００において、図４に示されるように、シーケンス制御回路１２０は、データ収集のためのパルスシーケンス実行を行うデータ収集期間１２に先だつ準備期間１１において、飽和パルス１を印加する。例えば、シーケンス制御回路１２０は、自由水の共鳴周波数に対して所定の周波数だけ周波数シフトを行いながら印加されたパルスであるＣＥＳＴ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｅｘｃｈａｎｇｅ  ＳａｔｕｒａｔｉｏｎＴｒａｎｓｆｅｒ）パルスを、飽和パルス１として印加する。例えばシーケンス制御回路１２０は、自由水の共鳴周波数から、＋３．５ｐｐｍの周波数のＣＥＳＴパルスを、飽和パルス１として印加する。
【００５０】
ここで、「飽和パルス１を印加する」とは、１個の飽和パルス１を印加する場合でもあってもよいし、継続時間が短い複数個の飽和パルスが複数個印加され、全体として、飽和パルス１が印加されると考えられる場合であってもよい。すなわち、飽和パルスが印加される継続時間とは、１個の飽和パルス単独で当該継続時間を構成している場合、複数の飽和パルスが全体として当該継続時間を構成している場合の、いずれの場合であってもよい。
【００５１】
続いてステップＳ１１０において、シーケンス制御回路１２０は、ステップＳ１００において印加される飽和パルスの印加後であって、データ収集期間１２において行われる複数のデータ収集の実行前に、脂肪信号を選択的に抑制する第１の脂肪抑制パルス２を印加する。これにより、シーケンス制御回路１２０は、データ収集期間１２に先だって、脂肪信号を抑制する。
【００５２】
シーケンス制御回路１２０は、例えばＥＰＩ（Ｅｃｈｏ  Ｐｌａｎａｒ  Ｉｍａｇｉｎｇ）法による３次元撮像を用いて、複数のデータ収集を実行する。
【００５３】
続いて、ステップＳ１２０において、シーケンス制御回路１２０は、データ収集期間１２において、水信号の選択励起を行いながら複数のデータ収集を実行する。例えば、シーケンス制御回路１２０は、水信号を選択的に励起する水選択励起パルス４ａを印加したのち、一つのデータ収集を行い、水選択励起パルス４ｂを印加したのち、一つのデータ収集を行い、水選択励起パルス４ｃを印加したのち、一つのデータ収集を行う。このように、シーケンス制御回路１２０は、複数のデータ収集の各データ収集の前に、水信号を選択的に励起する水選択励起パルス４ａ、４ｂ、４ｃ等を印加して水信号の励起を行ったのち各データ収集を行うことで、複数のデータ収集を実行する。シーケンス制御回路１２０は、例えば二項パルスを、水選択励起パルス４ａ、４ｂ、４ｃ等として印加する。
【００５４】
すなわち、実施形態においては、シーケンス制御回路１２０は、飽和パルス１の印加ごとに脂肪抑制パルス２を一回印加することで、意図せぬＭＴ効果の発生を最小限に抑えながら、励起パルス印加前の脂肪組織の縦磁化が小さい状態を生成する。この状態で、シーケンス制御回路１２０は、水選択励起パルス４ａ、４ｂ、４ｃにより水選択励起を行いつつ複数のデータ収集を行う。このことにより、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００によれば、脂肪抑制パルスの印加による意図せぬＭＴ効果の発生を抑えながら、水選択励起パルスの単独使用と比較して十分な脂肪抑制を行うことができる。
【００５５】
以上、飽和パルスの周波数を一つに固定した場合に、当該周波数に係るＣＥＳＴ撮像を行うためにシーケンス制御回路１２０が実行する処理について説明した。続いて、複数の周波数に亘ってＣＥＳＴ撮像を行う場合にシーケンス制御回路１２０が行う処理について、図５を用いて説明する。
【００５６】
はじめに、ステップＳ２００において、シーケンス制御回路１２０は、飽和パルス１の周波数を変化させながら、当該周波数に対応する、図３のステップＳ１００〜Ｓ１２０で説明したパルスシーケンスを実行する。例えば、シーケンス制御回路１２０は、自由水の共鳴周波数を基準として、例えば−６．０ｐｐｍから＋６．０ｐｐｍの範囲の所定の周波数で、ＣＥＳＴパルスの周波数を０．５ｐｐｍ刻みで変化させながら、ステップＳ１００〜ステップＳ１１０のパルスシーケンスをそれぞれ実行する。この場合、シーケンス制御回路１２０は、飽和パルス１の周波数が−６．０ｐｐｍの図４のパルスシーケンスを実行して、−６．０ｐｐｍの周波数に対応するデータを収集し、続いて飽和パルス１の周波数が−５．５ｐｐｍの図４のパルスシーケンスを実行して、−５．５ｐｐｍの周波数に対応するデータを収集し、以下同様のパルスシーケンスを順次実行し、＋６．０ｐｐｍの周波数に対応するデータを収集する。これによりシーケンス制御回路１２０は、−６．０ｐｐｍ、−５．５ｐｐｍ、…、＋５．５ｐｐｍ、＋６．０ｐｐｍの周波数に対応するデータを収集する。続いて、処理回路１５０は、画像生成機能１３６により、シーケンス制御回路１２０が収集したこれらのデータに基づいて、Ｚスペクトルを−６．０ｐｐｍから＋６．０ｐｐｍの範囲で生成する。ここで、Ｚスペクトルとは、ＣＥＳＴパルス印加後にデータ収集を行った時の信号強度を、印加したＣＥＳＴパルスの周波数の関数として表したスペクトルのことを指す。
【００５７】
続いて、ステップＳ２１０において、処理回路１５０は、ステップＳ２００において生成されたＺスペクトルに基づいて、ＣＥＳＴ効果の大きさを表すデータを生成する。一例として、処理回路１５０は、Ｚスペクトルに基づいて、ＭＴＲａｓｙｍ（Ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｒａｔｉｏ  Ａｓｙｍｍｅｔｒｙ）スペクトルを、ＣＥＳＴ効果の大きさを表すデータとして作成する。ＭＴＲａｓｙｍスペクトルは、Ｚスペクトルの、自由水の共鳴周波数に対する非対称性を表す量である。Ｚスペクトルの非対称性、例えば、周波数が＋ｘのときの信号値と周波数が−ｘのときの信号値との差、は、周波数が＋ｘまたは周波数が−ｘのときのいずれかにＣＥＳＴ効果が大きくなる場合に大きくなることから、ＣＥＳＴ効果の大きさを表すデータとなる。なお、周波数が「ｘ  ｐｐｍ」の時のＭＴＲａｓｙｍスペクトルは、周波数「−ｘ  ｐｐｍ」のＣＥＳＴパルスを印加した時の信号強度が「Ｓ−」であり、それとは対称な位置にある周波数「＋ｘ  ｐｐｍ」のＣＥＳＴパルスを印加した時の信号強度が「Ｓ＋」であり、ＣＥＳＴパルスを何も印加しなかった時の信号強度が「Ｓ０」とすると、例えば、「（Ｓ＋−Ｓ−）／Ｓ０」の式により算出できる。
【００５８】
続いて、図６を用いて、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置により得られる結果の例について説明する。図６は、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００及び、比較例に係る磁気共鳴イメージング装置により得られた、白質（Ｗｈｉｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ）及び灰白質（Ｇｒａｙ  Ｍａｔｔｅｒ）における＋３．５ｐｐｍにおけるＭＴＲａｓｙｍスペクトルを表している。具体的には、点１０は、第１の比較例に係る方法における灰白質のＭＴＲａｓｙｍスペクトル、点１４は、実施形態に係る方法における灰白質のＭＴＲａｓｙｍスペクトル、点１９は、第２の比較例に係る方法における灰白質のＭＴＲａｓｙｍスペクトル、点１７は、第１の比較例に係る方法における白質のＭＴＲａｓｙｍスペクトル、点１５は、実施形態に係る方法における白質のＭＴＲａｓｙｍスペクトル、点１３は、第２の比較例に係る方法における白質のＭＴＲａｓｙｍスペクトルを表す。
【００５９】
ここで、第１の比較例（点１０、点１７）においては、脂肪抑制パルスの印加を行わず、図２Ｂの場合と同様に、水選択励起パルスのみが印加されることにより脂肪抑制が行われる。また、実施形態に係る方法（点１４、点１５）においては、ＣＥＳＴパルス１個あたり脂肪抑制パルスが１個印加されるとともに、水選択励起パルスがＴＲごとに印加される。また、第２の比較例（点１９、１３）においては、水選択励起パルスがＴＲごとに印加されるとともに、ＣＥＳＴパルス１個あたりではなく、図２Ａの場合と同様に、ＴＲごとに脂肪抑制パルスが印加される。
【００６０】
灰白質、白質いずれにおいても、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００による処理の場合、第２の比較例と比較して、ＭＴＲａｓｙｍスペクトルが小さくなっていることがわかる。このことから、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００は、ＴＲごとに脂肪抑制パルスを印加する比較例と比較して、脂肪抑制パルスの印加それ自体に伴う意図せぬＭＴ効果による画像コントラストの変化を最小限に抑えることができる。一方で、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００は、例えば図２Ｂのように水選択励起パルスを単独で用いる場合と比較して、高い脂肪抑制効果を得ることができる。
【００６１】
（実施形態の変形例）
実施形態は、上述の例に限られない。
【００６２】
シーケンス制御回路１２０がステップＳ１１０において実行する複数のデータ収集を実行するパルスシーケンスは、ＥＰＩ法によるものに限られず、例えばグラジエントエコー系の他のパルスシーケンスであってもよい。また、当該パルスシーケンスは、３次元撮像に係るパルスシーケンスに限られない。一例として、シーケンス制御回路１２０は、ステップＳ１１０において、当該複数のデータ収集を、２次元マルチスライス撮像により実行してもよい。
【００６３】
また、シーケンス制御回路１２０は、データ収集期間１２において、第１の脂肪抑制パルス２以外にも、脂肪抑制パルスを更に印加してもよい。例えば、シーケンス制御回路１２０は、データ収集期間１２において、複数のデータ収集のうち１以上のデータ収集の前に、第２の脂肪抑制パルスを印加してよい。
【００６４】
かかる場合、磁気共鳴イメージング装置１００は、例えば狙いとする蛋白質の種類や、撮像対象の組織等に応じて、データ収集期間１２中に印加する第２の脂肪抑制パルスの印加回数を決定してもよい。例えば、処理回路１５０は、制御機能１３３により、撮像対象の組織に基づいて、脂肪の縦緩和時間の推定値を算出し、算出した推定値に基づいて、印加する第２の脂肪抑制パルスの回数を算出する。処理回路１５０が制御機能１３３により算出した回数、シーケンス制御回路１２０は、データ収集期間において、データ収集の前に、第２の脂肪抑制パルスを印加する。
【００６５】
また、別の例として、磁気共鳴イメージング装置１００は、飽和パルス１によるＭＴ効果の大きさと、第１の脂肪抑制パルス２により起こるＭＴ効果の大きさとに基づいて、データ収集期間１２中に印加する第２の脂肪抑制パルスの印加回数を算出してもよい。
【００６６】
一例として、処理回路１５０は、制御機能１３３により、飽和パルス１によるＭＴ効果の大きさ及び第１の脂肪抑制パルス２のＭＴ効果の大きさを算出し、算出された飽和パルス１によるＭＴ効果の大きさと第１の脂肪抑制パルス２のＭＴ効果の大きさに基づいて、例えば算出された飽和パルス１によるＭＴ効果の大きさと第１の脂肪抑制パルス２のＭＴ効果の大きさの比に基づいて、データ収集期間１２中に印加する第２の脂肪抑制パルスの印加回数を算出する。例えば、算出された飽和パルス１によるＭＴ効果の大きさと第１の脂肪抑制パルス２のＭＴ効果の大きさの比が大きい場合、すなわち第１の脂肪抑制パルス２のＭＴ効果の大きさが相対的に小さい場合には、第１の脂肪抑制パルス２の印加回数は比較的多くても問題ないことから、第２の脂肪抑制パルスの印加回数を多くする。
【００６７】
一方、算出された飽和パルス１によるＭＴ効果の大きさと第１の脂肪抑制パルス２のＭＴ効果の大きさの比が小さい場合は、第２の脂肪抑制パルスの印加によるＭＴ効果の影響が懸念されることから、第２の脂肪抑制パルスの印加回数を少なくする、または第２の脂肪抑制パルスを印加しない。シーケンス制御回路１２０は、処理回路１５０が制御機能１３３により算出した回数、シーケンス制御回路１２０は、データ収集期間において、データ収集の前に、第２の脂肪抑制パルスを印加する。
【００６８】
（プログラム）
また、上述した実施形態の中で示した処理手順に示された指示は、ソフトウェアであるプログラムに基づいて実行されることが可能である。汎用コンピューターが、このプログラムを予め記憶しておき、このプログラムを読み込むことにより、上述した実施形態の磁気共鳴イメージング装置１００による効果と同様の効果を得ることも可能である。上述した実施形態で記述された指示は、コンピューターに実行させることのできるプログラムとして、磁気ディスク（フレキシブルディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ±Ｒ、ＤＶＤ±ＲＷなど）、半導体メモリ、又はこれに類する記録媒体に記録される。コンピューター又は組み込みシステムが読み取り可能な記憶媒体であれば、その記憶形式は何れの形態であってもよい。コンピューターは、この記録媒体からプログラムを読み込み、このプログラムに基づいてプログラムに記述されている指示をＣＰＵで実行させれば、上述した実施形態の磁気共鳴イメージング装置１００と同様の動作を実現することができる。また、コンピューターがプログラムを取得する場合又は読み込む場合は、ネットワークを通じて取得又は読み込んでもよい。
【００６９】
また、記憶媒体からコンピューターや組み込みシステムにインストールされたプログラムの指示に基づきコンピューター上で稼働しているＯＳ（Operating  System）や、データベース管理ソフト、ネットワーク等のＭＷ（Middleware）等が、上述した実施形態を実現するための各処理の一部を実行してもよい。更に、記憶媒体は、コンピューターあるいは組み込みシステムと独立した媒体に限らず、ＬＡＮ（Local  Area  Network）やインターネット等により伝達されたプログラムをダウンロードして記憶又は一時記憶した記憶媒体も含まれる。また、記憶媒体は１つに限られず、複数の媒体から、上述した実施形態における処理が実行される場合も、実施形態における記憶媒体に含まれ、媒体の構成は何れの構成であってもよい。
【００７０】
なお、実施形態におけるコンピューター又は組み込みシステムは、記憶媒体に記憶されたプログラムに基づき、上述した実施形態における各処理を実行するためのものであって、パソコン、マイコン等の１つからなる装置、複数の装置がネットワーク接続されたシステム等の何れの構成であってもよい。また、実施形態におけるコンピューターとは、パソコンに限らず、情報処理機器に含まれる演算処理装置、マイコン等も含み、プログラムによって実施形態における機能を実現することが可能な機器、装置を総称している。
【００７１】
以上述べた少なくとも一つの実施形態の磁気共鳴イメージング装置によれば、ＣＥＳＴ撮像において、脂肪抑制パルスの印加によるＭＴ効果を抑制しつつ、脂肪信号を抑制することができる。
【００７２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００７３】
１２０  シーケンス制御回路
１５０  処理回路
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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