(57)【要約】      （修正有）【課題】収集効率が高く、高い周波数分解能又は広い周波数帯域によるケミカルシフト画像を得る。【解決手段】第１回目及び第２回目のＥＰＳＩ撮影２１０、２５０の正のエコートレイン２１１、２５１からの正のローデータ得る。この２つの撮影により得られた正のローデータから組み合わされた正のローデータ２３０を作成する。この組み合わされた正のローデータで所定の周波数エンコード量に対応するサンプル点は読み取り勾配磁場の反転周期の半分の時間間隔で並ぶ。同様に、第１回目及び第２回目のＥＰＳＩ撮影２１０の負のエコートレイン２１５、２５５から組み合わされた負のローデータ２７０を作成する。組み合わされた正及び負のローデータ２３０、２７０でｋ空間を充填し、逆フーリエ変換を実行することにより、ケミカルシフト画像を得る。【選択図】図３
2010142256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の撮影時に極性が周期的に反転する第１の読み取り勾配磁場を印加するパルスシーケンスを実行し、第２の撮影時に、前記第１の読み取り勾配磁場と反転同期した第２の読み取り勾配磁場を印加するパルスシーケンスを実行する制御部と、
前記第１及び第２の撮影に渡って、一方の極性の読み取り勾配磁場に応じて発生した一方の極性の磁気共鳴信号を含む複数のエコートレインを収集し、
前記第１の撮影時に収集されたエコートレインの一方の極性の磁気共鳴信号を複数のサンプル点でサンプリングすることにより、第１の一方の極性のローデータを抽出し、
前記第２の撮影時に収集されたエコートレインの一方の極性の磁気共鳴信号を複数のサンプル点でサンプリングすることにより、第２の一方の極性のローデータを抽出するデータ収集部と、
前記第１の一方の極性ローデータと前記第２の一方の極性のローデータを組み合わせて、組み合わされた一方の極性のローデータを生成し、
前記組み合わされた一方の極性のローデータを使用してケミカルシフト画像を生成するデータ処理部と、
を含む磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
前記複数のエコートレインは、他方の極性の読み取り勾配磁場に応じて発生した他方の極性の磁気共鳴信号を含み、
前記データ収集部は、
前記第１の撮影時に収集されたエコートレインの他方の極性の磁気共鳴信号を複数のサンプル点でサンプリングすることにより、第１の他方の極性のローデータを抽出し、
前記第２の撮影時又は第３の撮影時に収集されたエコートレインの他方の極性の磁気共鳴信号を複数のサンプル点でサンプリングすることにより、第２の他方の極性のローデータを抽出し、
前記データ処理部は、
前記第１の他方の極性のローデータと前記第２の他方の極性のローデータを組み合わせて、組み合わされた他方の極性のローデータを生成し、
前記組み合わされた一方の極性のローデータと前記組み合わされた他方の極性のローデータを使用して前記ケミカルシフト画像を生成する、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１の撮影時に、ＲＦパルスを印加した後、第１の時間経過後に、第１の周期的に反転する読み取り勾配磁場を印加するパルスシーケンスを実行し、
前記第２の撮影時に、ＲＦパルスを印加した後、前記第１の時間経過後に、第２の周期的に反転する読み取り勾配磁場を印加するパルスシーケンスを実行し、
前記第２の読み取り勾配磁場を印加するパルスシーケンスは、前記第１の読み取り勾配磁場を印加するパルスシーケンスに対し、読み取り勾配磁場の極性が反転している、請求項１又は２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第１の撮影時に、ＲＦパルスを印加した後、第１の時間経過後に、第１の周期的に反転する読み取り勾配磁場を印加するパルスシーケンスを実行し、
前記第２の撮影時に、ＲＦパルスを印加した後、第２の時間経過後に、第２の周期的に反転する読み取り勾配磁場を印加するパルスシーケンスを実行し、
前記第２の時間は、前記第１の時間に対し、前記読み取り勾配磁場の前記反転周期の半分の時間間隔だけシフトしている、請求項１又は２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記ＲＦパルスは９０°ＲＦパルスであり、前記制御部は、前記９０°ＲＦパルスを印加した後、ＴＥ／２期間経過後に１８０°ＲＦパルスを印加するパルスシーケンスを実行し、
前記第１の撮影時に、前記読み取り勾配磁場は、前記９０°ＲＦパルスを印加した後、ＴＥ期間経過後に印加される、請求項３又は４に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記第１の撮影時に、位相エンコーディング勾配磁場を印加するパルスシーケンスを実行し、
前記位相エンコーディング勾配磁場は、前記一方の極性のローデータがｋ空間の第１のｋｙ値のローデータとなり、
前記他方の極性のローデータが前記ｋ空間の前記第１のｋｙ値と異なる第２のｋｙ値のローデータとなるように設定されている、請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
前記制御部は、最初の読み取り勾配磁場が印加された時の位相エンコーディング量を前記第１のｋｙ値とする第１の面積を有する第１の位相エンコーディング勾配磁場を印加し、次いで、前記読み出し勾配磁場の反転周期と同じ周期で極性が反転する複数の第２の位相エンコーディング勾配磁場を印加するパルスシーケンスを実行し、
前記複数の第２の位相エンコーディング勾配磁場の各々が第２の面積を有し、
前記第１の面積から前記第２の面積を引いた面積が前記第２のｋｙ値に対応する、請求項６に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記第１及び第２の撮影の後、さらに撮影を繰り返すに際し、前記第１の面積と前記第２の面積の大きさを変更し、前記第１及び第２のｋｙ値と異なるｋｙ値に対応するローデータを収集するためのパルスシーケンスを実行する、請求項７に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項９】
前記ケミカルシフト画像は、前記ローデータを空間的に逆フーリエ変換し、ケミカルシフト軸に沿って特定の原子核のケミカルシフト量に対応するデータを抽出し、抽出されたデータをケミカルシフト軸に沿って積分し、積分値に対応する画素値を適用することにより生成される、請求項１乃至８のいずれかに記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１０】
前記特定の原子核は、炭素、リン又は、脂肪族分子の中の炭素に結合した水素原子の原子核である、請求項９に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１１】
被検体を載置するクレードルと、
静磁場を形成する主磁場コイル部と、
互いに垂直な３軸方向において勾配磁場を印加する勾配コイル部と、
前記データ収集部に接続され、前記静磁場空間に位置付けられた前記被検体の体内のスピンを励起するＲＦパルスを送信し、前記ＲＦパルスにより、励起されたスピンが発生する磁気共鳴信号を受信するＲＦコイル部と、
前記制御部に接続され、前記勾配コイル部に駆動信号を与えて勾配磁場を発生させる勾配駆動部と、
前記制御部に接続され、前記ＲＦコイル部に駆動信号を与えてＲＦパルスを送信させるＲＦ駆動部と、
前記データ処理部に接続され、オペレータからの操作情報を受け取る操作部と、
前記ケミカルシフト画像を表示する表示部と、
を更に含む、請求項１乃至１０のいずれか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】
本発明は、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ）装置に関し、特に、エコープラナー(Echo-planar)法（ＥＰＩ）を用いたケミカルシフトイメージングの為のパルスシーケンス（ｐｕｌｓｅ  ｓｅｑｕｅｎｃｅ）を実行する磁気共鳴イメージング装置（ｉｍａｇｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴イメージング装置は、静磁場空間内の被検体に電磁波を照射することにより、その被検体内のプロトン（ｐｒｏｔｏｎ）のスピン（ｓｐｉｎ）を核磁気共鳴現象によって励起させ、その励起されたスピンにより発生する磁気共鳴信号を得るスキャンを実施する。そして、そのスキャンにより得られる磁気共鳴信号に基づいて、被検体の断層面についてＭＲ画像を生成する。
【０００３】
かかる磁気共鳴現象において、被検体内の様々な種類の分子に含まれる原子は、それぞれ化学結合が異なっており、相手原子との共有電子による遮蔽効果のために共鳴周波数の値にずれが生じる。これをケミカルシフト（化学シフト：ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｓｈｉｆｔ）といい、その大きさは周波数で表される。また、ケミカルシフト量は静磁場強度に対する本来のラーモア周波数で割って１００万分の１（ppm）で表すこともあり、水の中の水素原子と脂肪族分子の中の炭素に結合した水素原子では３〜５ppmのシフトがある。この性質を利用して、ケミカルシフト量に応じた画素値を与えることにより、被検体内の特定の種類の組織の解析を容易にする１次元以上の画像であるケミカルシフト画像を得ることができる。また、かかる技術により、特定の原子核のケミカルシフト量に対応するデータを抽出して例えば水・脂肪分離画像を得ることも可能である。
【０００４】
ケミカルシフト画像を高速に生成するために、エコープラナー・スペクトロスコピック・イメージング(Echo-planar Spectroscopic Imaging：ＥＰＳＩ)が提案されている。ＥＰＳＩは、被検体をＲＦパルス（ＲＦ  ｐｕｌｓｅ）で磁気共鳴状態に励起したあとで、読み取り勾配磁場の勾配極性を周期的に反転させて印加しながら、磁気共鳴信号を収集し、収集された磁気共鳴信号からローデータ（ｒａｗ  ｄａｔａ）を生成し、このローデータを逆フーリエ（Ｆｏｕｒｉｅｒ）変換し、ケミカルシフト量に応じた画素値を与えることによりケミカルシフト画像を得ることができる。なお、この明細書において、１つの読み取り勾配磁場により発生する磁気共鳴信号が発生する時間間隔を「信号発生間隔」という。
【０００５】
しかし、ＥＰＳＩでは、正と負の読み取り勾配磁場から得られた磁気共鳴信号の特定の周波数エンコード量の信号は時間的に等間隔に並ばないために通常のフーリエ変換や逆フーリエ変換が使えない。このため、従来は、エコートレインを正の読み取り勾配磁場により発生した奇数番目のエコー・グループと負の読み取り勾配磁場により発生した偶数番目のエコー・グループとに分割し、それぞれのエコートレインから２つのケミカルシフト画像を作成するか、位相補正後、両者を加算処理してケミカルシフト画像を得る処理が行われていた（特許文献１、特に図５、第１７段落）。
【特許文献１】特開２０００−２２５１０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、正又は負のいずれかのエコートレインからケミカルシフト画像を得る態様においては、使用可能なデータの半分しか使用しないためケミカルシフト画像を得るに際しての収集効率が低く、ＳＮ比も向上させることができなかった。また、サンプル点の間隔は、信号発生間隔の２倍である読み取り勾配磁場の周期の間隔となり、広い帯域のデータを収集することができなかった。また、広い周波数帯域とケミカルシフト画像の空間分解能はトレードオフの関係にあるので、この両者が改善されたケミカルシフト画像を提供することができなかった。
【０００７】
また、正及び負のエコートレインの各々から２つのケミカルシフト画像を得て、両者を加算処理してケミカルシフト画像を得る態様においても、正又は負のいずれかのローデータのみを使用する態様に比べ、ＳＮ比は改善するものの、他の点については、上述の正又は負のいずれかのローデータのみを逆フーリエ変換する態様と同じ課題が存在していた。すなわち、この態様においても、サンプル点の間隔は、信号発生間隔の２倍である読み取り勾配磁場の周期の間隔となり、広い帯域のデータを収集することができなかった。また、広い周波数帯域とケミカルシフト画像の周波数分解能はトレードオフの関係にあるが、広い帯域又は高い周波数分解能によるケミカルシフト画像を提供することができなかった。
【０００８】
したがって、本発明の一態様は、収集効率の高いＥＰＳＩ法を提供することを目的とする。
【０００９】
本発明の他の一態様は、広い周波数帯域でデータの収集が可能なＥＰＳＩ法を提供することを目的とする。
【００１０】
本発明の他の一態様は、ＳＮ比の高いケミカルシフト画像を生成可能なＥＰＳＩ法を提供することを目的とする。
【００１１】
本発明の他の一態様は、既存のＥＰＳＩ法が導入された磁気共鳴イメージング装置に導入されるパルスシーケンスソフトウエアに大きな変更を加えずに実施することのできるＥＰＳＩ法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様において、複数回のＥＰＳＩ撮影が行われる。各ＥＰＳＩ撮影で正の読み取り勾配磁場に基づいて発生した磁気共鳴信号のみがサンプリングされ、正のローデータが作成される。正のローデータが複数の撮影に渡って組み合わされ、組み合わされた正のローデータが作成される。この組み合わされた正のローデータで特定の周波数エンコード量に対応するサンプル点のデータはＥＰＳＩシーケンスの読み取り勾配磁場の反転周期の半分の時間間隔（信号発生間隔）で並ぶ。同様に各ＥＰＳＩ撮影で負の読み取り勾配磁場に基づいて発生した磁気共鳴信号のみがサンプリングされ、負のローデータが作成される。負のローデータが複数の撮影に渡って組み合わされ、組み合わされた負のローデータが作成される。組み合わされた正及び負のローデータでｋ空間を充填し、空間的な逆フーリエ変換を実行し、ケミカルシフト量に応じた画素値を与えることにより、ケミカルシフト画像を得る。
【００１３】
本発明の他の一態様において、
第１の撮影時に極性が周期的に反転する第１の読み取り勾配磁場を印加するパルスシーケンスを実行し、第２の撮影時に、前記第１の読み取り勾配磁場と反転同期した第２の読み取り勾配磁場を印加するパルスシーケンスを実行する制御部と、
前記第１及び第２の撮影に渡って、一方の極性の読み取り勾配磁場に応じて発生した一方の極性の磁気共鳴信号を含む複数のエコートレインを収集し、
前記第１の撮影時に収集されたエコートレインの一方の極性の磁気共鳴信号を複数のサンプル点でサンプリングすることにより、第１の一方の極性のローデータを抽出し、
前記第２の撮影時に収集されたエコートレインの一方の極性の磁気共鳴信号を複数のサンプル点でサンプリングすることにより、第２の一方の極性のローデータを抽出するデータ収集部と、
前記第１の一方の極性ローデータと前記第２の一方の極性のローデータを組み合わせて、組み合わされた一方の極性のローデータを生成し、
前記組み合わされた一方の極性のローデータを使用してケミカルシフト画像を生成するデータ処理部と、
を含む磁気共鳴イメージング装置が提供される。
【００１４】
本発明の他の一態様において、
前記複数のエコートレインは、他方の極性の読み取り勾配磁場に応じて発生した他方の極性の磁気共鳴信号を含み、
前記データ収集部は、
前記第１の撮影時に収集されたエコートレインの他方の極性の磁気共鳴信号を複数のサンプル点でサンプリングすることにより、第１の他方の極性のローデータを抽出し、
前記第２の撮影時又は第３の撮影時に収集されたエコートレインの他方の極性の磁気共鳴信号を複数のサンプル点でサンプリングすることにより、第２の他方の極性のローデータを抽出し、
前記データ処理部は、
前記第１の他方の極性のローデータと前記第２の他方の極性のローデータを組み合わせて、組み合わされた他方の極性のローデータを生成し、
前記組み合わされた一方の極性のローデータと前記組み合わされた他方の極性のローデータを使用して前記ケミカルシフト画像を生成する。
【００１５】
本発明の他の一態様において、
前記制御部は、前記第１の撮影時に、ＲＦパルスを印加した後、第１の時間経過後に、第１の周期的に反転する読み取り勾配磁場を印加するパルスシーケンスを実行し、
前記第２の撮影時に、ＲＦパルスを印加した後、前記第１の時間経過後に、第２の周期的に反転する読み取り勾配磁場を印加するパルスシーケンスを実行し、
前記第２の読み取り勾配磁場を印加するパルスシーケンスは、前記第１の読み取り勾配磁場を印加するパルスシーケンスに対し、読み取り勾配磁場の極性が反転している。
【００１６】
本発明の他の一態様において、
前記制御部は、前記第１の撮影時に、ＲＦパルスを印加した後、第１の時間経過後に、第１の周期的に反転する読み取り勾配磁場を印加するパルスシーケンスを実行し、
前記第２の撮影時に、ＲＦパルスを印加した後、第２の時間経過後に、第２の周期的に反転する読み取り勾配磁場を印加するパルスシーケンスを実行し、
前記第２の時間は、前記第１の時間に対し、前記読み取り勾配磁場の前記反転周期の半分の時間間隔だけシフトしている。
【００１７】
本発明の他の一態様において、
前記ＲＦパルスは９０°ＲＦパルスであり、前記制御部は、前記９０°ＲＦパルスを印加した後、ＴＥ／２期間経過後に１８０°ＲＦパルスを印加するパルスシーケンスを実行し、
前記第１の撮影時に、前記読み取り勾配磁場は、前記９０°ＲＦパルスを印加した後、ＴＥ期間経過後に印加される。
【００１８】
本発明の他の一態様において、
前記制御部は、前記第１の撮影時に、位相エンコーディング勾配磁場を印加するパルスシーケンスを実行し、
前記位相エンコーディング勾配磁場は、前記一方の極性のローデータがｋ空間の第１のｋｙ値のローデータとなり、
前記他方の極性のローデータが前記ｋ空間の前記第１のｋｙ値と異なる第２のｋｙ値のローデータとなるように設定されている。
【００１９】
本発明の他の一態様において、
前記制御部は、最初の読み取り勾配磁場が印加された時の位相エンコーディング量を前記第１のｋｙ値とする第１の面積を有する第１の位相エンコーディング勾配磁場を印加し、次いで、前記読み出し勾配磁場の反転周期と同じ周期で極性が反転する複数の第２の位相エンコーディング勾配磁場を印加するパルスシーケンスを実行し、
前記複数の第２の位相エンコーディング勾配磁場の各々が第２の面積を有し、
前記第１の面積から前記第２の面積を引いた面積が前記第２のｋｙ値に対応する。
【００２０】
本発明の他の一態様において、
前記制御部は、前記第１及び第２の撮影の後、さらに撮影を繰り返すに際し、前記第１の面積と前記第２の面積の大きさを変更し、前記第１及び第２のｋｙ値と異なるｋｙ値に対応するローデータを収集するためのパルスシーケンスを実行する。
【００２１】
本発明の他の一態様において、
前記ケミカルシフト画像は、前記ローデータを空間的に逆フーリエ変換し、ケミカルシフト軸に沿って特定の原子核のケミカルシフト量に対応するデータを抽出し、抽出されたデータをケミカルシフト軸に沿って積分し、積分値に対応する画素値を適用することにより生成される。
【００２２】
本発明の他の一態様において、
前記特定の原子核は、炭素、リン又は、脂肪族分子の中の炭素に結合した水素原子の原子核である。
【００２３】
本発明の他の一態様において、磁気共鳴イメージング装置は、
被検体を載置するクレードルと、
静磁場を形成する主磁場コイル部と、
互いに垂直な３軸方向において勾配磁場を印加する勾配コイル部と、
前記データ収集部に接続され、前記静磁場空間に位置付けられた前記被検体の体内のスピンを励起するＲＦパルスを送信し、前記ＲＦパルスにより、励起されたスピンが発生する磁気共鳴信号を受信するＲＦコイル部と、
前記制御部に接続され、前記勾配コイル部に駆動信号を与えて勾配磁場を発生させる勾配駆動部と、
前記制御部に接続され、前記ＲＦコイル部に駆動信号を与えてＲＦパルスを送信させるＲＦ駆動部と、
前記データ処理部に接続され、オペレータからの操作情報を受け取る操作部と、
前記ケミカルシフト画像を表示する表示部と、
を更に含む。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の一態様によれば、収集効率の高いＥＰＳＩ法を提供することができる。
【００２５】
本発明の他の一態様によれば、広い周波数帯域でデータの収集が可能なＥＰＳＩ法を提供することができる。
【００２６】
本発明の他の一態様によれば、周波数分解能の高いケミカルシフト画像を生成可能なＥＰＳＩ法を提供することができる。
【００２７】
本発明の他の一態様によれば、ＳＮ比の高いケミカルシフト画像を生成可能なＥＰＳＩ法を提供することができる。
【００２８】
本発明の他の一態様によれば、既存のＥＰＳＩ法が導入された磁気共鳴イメージング装置に導入されるパルスシーケンスソフトウエアに大きな変更を加えずに実施することのできるＥＰＳＩ法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる磁気共鳴撮像方法および装置の好適な実施の形態について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００３０】
図１に磁気共鳴イメージング装置１０のブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。同図に示すように、システムはマグネットシステム（ｍａｇｎｅｔ
ｓｙｓｔｅｍ）１００を有する。マグネットシステム１００は主磁場コイル（ｃｏｉｌ）部１０２、勾配コイル部１０６およびＲＦ（ｒａｄｉｏ
ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）コイル部１０８を有する。これら各コイル部は概ね円筒形の形状を有し、互いに同軸的に配置されている。また、マグネットシステム１００の概ね円柱状の撮像空間（ボア：ｂｏｒｅ）の中心部に、クレードル５００上に横臥状態で撮像の被検体１が載置される。
【００３１】
主磁場コイル部１０２は、マグネットシステム１００の内部空間に静磁場を形成する。静磁場の方向は概ね同軸的に配置された円筒状コイルの軸方向に平行である。すなわち、いわゆる水平磁場を形成する。主磁場コイル部１０２は、例えば超伝導コイルを用いて構成される。なお、超伝導コイルに限らず常伝導コイル等を用いて構成してもよい。また、主磁場コイル部１０２は、水平磁場型の他に、垂直磁場型であってもよく、永久磁石により構成されていてもよい。
【００３２】
勾配コイル部１０６は、互いに垂直な３軸、すなわちスライス（ｓｌｉｃｅ）軸、位相エンコード軸および周波数エンコード軸の方向において、それぞれ静磁場強度に線形勾配を持たせるための３つの勾配磁場を生じる。ここで、スライス軸、位相エンコード軸および周波数エンコード軸は、相互間の垂直性を保ったまま前記座標軸に関して任意の傾きを持たせることも可能である。
勾配コイル部１０６は、ＲＦコイル部１０８が受信する磁気共鳴信号に３次元の位置情報を持たせるために、静磁場空間に勾配磁場を形成する。勾配コイル部１０６は、好適には互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向のそれぞれの勾配磁場を発生させるための３組のコイルを備える。勾配駆動部１３０は、勾配コイル部１０６の各コイルに供給するパルス電流を制御することにより、物理軸である３軸（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）方向のそれぞれの勾配磁場を合成して、互いに直交するスライス方向勾配磁場Ｇ＿ｓｌｉｃｅ、位相方向勾配磁場Ｇ＿ｐｈａｓｅ、および周波数方向勾配磁場Ｇ＿ｒｅａｄから成る論理軸方向のそれぞれの勾配磁場を任意に設定することができる。
【００３３】
スライス軸方向の勾配磁場をスライス勾配磁場、位相エンコード軸方向の勾配磁場を位相エンコード勾配磁場、周波数エンコード軸方向の勾配磁場を周波数エンコード勾配磁場ともいう。周波数エンコード軸方向の勾配磁場は、被検体１に励起された磁気共鳴信号の位相を相互にばらけさせるディフェーズ（ｄｅｐｈａｓｅ）勾配磁場と、このばらけた磁気共鳴信号の位相を再度同じものとするリフォーカス（ｒｅｆｏｃｕｓ）のための読み取り勾配磁場とを有する。このような勾配磁場の発生を可能にするために、勾配コイル部１０６は図示しない３系統の勾配コイルを有する。以下、勾配磁場を単に勾配ともいう。
【００３４】
ＲＦコイル部１０８は、静磁場空間に、被検体１の体内のスピンを励起するための高周波磁場を形成する。以下、高周波磁場を形成することをＲＦ励起信号の送信ともいう。また、ＲＦ励起信号をＲＦパルスともいう。ＲＦコイル部１０８は、励起されたスピンが生じる電磁波すなわち磁気共鳴信号を受信する。
【００３５】
ＲＦコイル部１０８は、図示しない送信用のコイルおよび受信用のコイルを有する。送信用のコイルおよび受信用のコイルは、同じコイルを兼用するかあるいはそれぞれ専用のコイルを用いる。
【００３６】
勾配コイル部１０６には、勾配駆動部１３０が接続されている。勾配駆動部１３０は、勾配コイル部１０６に駆動信号を与えて勾配磁場を発生させる。勾配駆動部１３０は、勾配コイル部１０６における３系統の勾配コイルに対応して、図示しない３系統の駆動回路を有する。
【００３７】
ＲＦコイル部１０８にはＲＦ駆動部１４０が接続されている。ＲＦ駆動部１４０はＲＦコイル部１０８に駆動信号を与えてＲＦパルスを送信し、被検体１の体内のスピンを励起する。
【００３８】
ＲＦコイル部１０８にはデータ収集部１５０が接続されている。データ収集部１５０は、ＲＦコイル部１０８が受信した受信信号をサンプリング（ｓａｍｐｌｉｎｇ）によって取り込み、それをディジタルデータ（ｄｉｇｉｔａｌ
ｄａｔａ）として収集する。
【００３９】
勾配駆動部１３０、ＲＦ駆動部１４０およびデータ収集部１５０には、制御部１６０が接続されている。制御部１６０は、勾配駆動部１３０及びデータ収集部１５０をそれぞれ制御して撮像（イメージング）を遂行する。
【００４０】
制御部１６０は、例えばコンピュータ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等を用いて構成される。制御部１６０は図示しないメモリ（ｍｅｍｏｒｙ）を有する。メモリは制御部１６０用の制御プログラム（ｐｒｏｇｒａｍ）であるパルスシーケンス（ｐｕｌｓｅ
ｓｅｑｕｅｎｃｅ）および各種のデータを記憶している。制御部１６０の機能は、コンピュータがメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現される。
【００４１】
データ収集部１５０の出力側は、データ処理部１７０に接続されている。データ収集部１５０が収集したデータがデータ処理部１７０に入力される。データ処理部１７０は、例えばコンピュータ等を用いて構成される。データ処理部１７０は、図示しないメモリを有する。メモリはデータ処理部１７０用のプログラムおよび各種のデータを記憶している。
【００４２】
データ処理部１７０は、制御部１６０に接続されている。データ処理部１７０の機能は、データ処理部１７０がメモリに記憶されたプログラムを実行することによりを実現される。
【００４３】
データ処理部１７０は、データ収集部１５０が収集した磁気共鳴信号を処理し、ローデータを作成し、このローデータをメモリに記憶する。データ処理部１７０は、後述する手順に従って、このローデータを処理し、ケミカルシフト画像を生成する。この画像情報もメモリに記憶される。
【００４４】
データ処理部１７０には、表示部１８０および操作部１９０が接続されている。表示部１８０は、グラフィックディスプレー（ｇｒａｐｈｉｃ
ｄｉｓｐｌａｙ）等で構成される。操作部１９０はポインティングデバイス（ｐｏｉｎｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）を備えたキーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）等で構成される。
【００４５】
表示部１８０は、データ処理部１７０から出力される再構成画像および各種の情報を表示する。操作部１９０は、オペレータによって操作され、各種の指令や情報等をデータ処理部１７０に入力する。オペレータは表示部１８０および操作部１９０を通じてインタラクティブ（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ）に本装置を操作する。
【００４６】
＜第１実施例＞
上述のように、従来のＥＰＳＩ法では、正及び負のローデータを別々に逆フーリエ変換し、両者を加算処理してケミカルシフト画像を得るか、正又は負のいずれかのローデータのみを使用していたので、ケミカルシフト画像を得るに際しての収集効率は低く、また高い周波数分解能と広い帯域のデータ収集とを選択していずれかを得ることができず、ケミカルシフト画像のＳＮ比も低いものとなっていた。
【００４７】
このため、本願発明では、図２のＥＰＳＩシーケンスによりデータの収集を行い、図３のローデータの組み合わせ処理により、ケミカルシフト画像の作成を行う。図２において、上半分が前記組み合わせにおける第１回目の撮影時のシーケンス、下半分が前記組み合わせにおける第２回目の撮影時のシーケンスを示している。各撮影において、第１番目の行はＲＦパルスのシーケンスを示す。第２番目の行は、スライス選択勾配磁場を印加するシーケンスを示す。第３番目の行は位相エンコード勾配磁場を印加するシーケンスを示す。第４番目の行は、読み取り勾配磁場を印加するシーケンスを示す。第５番目の行はＥＰＳＩシーケンスにより発生する一連の磁気共鳴信号（ＮＭＲ信号）を示す。なお、１回の撮影（１ＴＲ期間）における一連の読み取り勾配磁場により発生する一連の磁気共鳴信号の集合を「エコートレイン」という。
【００４８】
図２に示すように、第１回目の撮影２１０時に、時刻ｔ１において９０°パルス３１１による励起が行われ、次に、ＴＥ／２経過後である時刻ｔ２に１８０°パルス３１３により励起された原子核のスピンの反転が行われる。１回の撮影は１つのＴＲ期間に対応している。
【００４９】
スライス選択勾配磁場を印加するシーケンスには、特定のスライスを選択するための勾配パルスと、９０°パルス３１１と１８０°パルス３１３の影響を除去するためのクラッシャ勾配パルスとが含まれている。
【００５０】
時刻ｔ３において、位相エンコーディング勾配磁場３２１が印加される。第１回目の撮影２１０時には、図４を用いて後述するようにｋｙ＝１に対応する位相エンコード量の位相エンコーディング勾配磁場３２１が印加される。
【００５１】
次に、時刻ｔ４において周期的に極性が反転する読み取り勾配磁場３３１が印加される。本発明の好適な実施例では、この読み取り勾配磁場は約３ｍｓの周期で２５６回反転する。読み取り勾配磁場３３１に対応して、（例えば５１２個のエコーを含む）エコートレイン４４１が収集される。本発明の好適な実施例では、このエコートレイン４４１の内の正の読み取り勾配磁場により発生したエコーのグループ（以下、「正のエコートレイン」という）がＫｙ＝１に対応するデータとなり、エコートレイン４４１の内の負の読み取り勾配磁場により発生したエコーのグループ（以下、「負のエコートレイン」という）がＫｙ＝−１に対応するデータとなるように、位相エンコード量の調整が行われる。具体的には、読み取りと読み取りの間（ある極性の読み取り勾配磁場が印加されてから他の極性の読み取り勾配磁場が印加されるまでの間）に位相エンコーディング勾配磁場３２５，３２７が印加される。すなわち、位相エンコーディング勾配磁場３２１が印加された後の位相エンコーディング勾配磁場を印加するシーケンスは、読み取り勾配磁場の反転周期に一致した極性反転周期を持つ一連の位相エンコーディング勾配磁場３２３となる。
【００５２】
本願の好適な実施例において、極性が周期的に反転する一連の位相エンコーディング勾配磁場３２３の正の位相エンコーディング勾配磁場３２５の面積と負の位相エンコーディング勾配磁場３２７の面積とは等しくなるように設定されている。位相エンコーディング勾配磁場３２１の面積はｋｙ＝１に対応する位相エンコード量である。極性が反転する位相エンコーディング勾配磁場３２５、３２７の面積は等しい面積となっている。位相エンコーディング勾配磁場３２７の面積は位相エンコーディング勾配磁場３２１の面積から極性が反転する位相エンコーディング勾配磁場３２７の面積を引いた面積がｋｙ＝−１に対応する位相エンコード量となるように設定されている。以上の手順により、ｋｙ＝１に対応する正のエコートレインとｋｙ＝−１に対応するエコートレインを得ることができる。
【００５３】
図４、５で後述するように、本発明の好適な実施例では、組み合わされる撮影のセットが変更される毎に取得するローデータのｋｙ値を変更している。このため、位相エンコーディング勾配磁場３２１の面積や極性が反転する位相エンコーディング勾配磁場３２１、３２５、３２７のそれぞれの面積は、取得を希望するローデータのｋｙ値に応じて撮影毎に変更することができる。
【００５４】
第２回目の撮影２５０の手順は第１回目の撮影２１０の手順とほぼ同様である。図２に示すように、時刻ｔ１において９０°パルス３１１による励起が行われ、次に、ＴＥ／２経過後である時刻ｔ２に１８０°パルス３１３により励起された原子核のスピンの反転が行われる。
【００５５】
第２回目の撮影２５０では、位相エンコーディング勾配磁場３２２が印加されるタイミングは第１回目の撮影２１０と異なり、時刻ｔ３’で行われる。時刻ｔ３’は時刻ｔ３よりも信号発生間隔だけ早い時刻である。この例では、第２回目の撮影２５０時には、ｋｙ＝１に対応する位相エンコード量の位相エンコーディング勾配磁場３２２が印加される。図５で後述する例では、第２回目の撮影２５０の正のエコートレインは第４回目の撮影の正のエコートレインと組み合わされてｋｙ＝２のローデータが生成されるので、この場合、位相エンコーディング勾配磁場３２２の位相エンコード量は、ｋｙ＝２に対応するように設定される。
【００５６】
第２回目の撮影２５０では、周期的に極性が反転する読み取り勾配磁場３３３は時刻ｔ４’で印加される。時刻ｔ４’は時刻ｔ４よりも信号発生間隔２５７だけ早い時刻である。読み取り勾配磁場３３３に対応して、エコートレイン４４３が収集される。このエコートレイン４４３も第１回目の撮影２１０で収集されたエコートレイン４４１よりも信号発生間隔（例えば、約１．５ｍｓ）だけ早い時間にシフトしている。
【００５７】
これにより、第１回目の撮影２１０の正のエコートレインと第２回目の撮影２５０の正のエコートレインとを組み合わせてローデータを生成したとしても、同じ周波数エンコード量に対応したサンプル点のデータは時間的に不均一な間隔で並ぶことはなく、生成されたローデータを逆フーリエ変換することによりケミカルシフト画像を得ることができる。
【００５８】
なお、この例では、第２回目の撮影２５０の読み取り勾配磁場３３３等の印加するタイミングを第１回目の撮影２１０の読み取り勾配磁場３３１等の印加するタイミングよりも信号発生間隔だけ早くなるようにシフトしたが、第２回目の撮影２５０の読み取り勾配磁場３３３等の印加するタイミングを第１回目の撮影２１０の読み取り勾配磁場３３１等の印加するタイミングよりも信号発生間隔だけ遅くなるようにシフトしても良い。第２回目の撮影２５０の読み取り勾配磁場３３３等の印加するタイミングを第１回目の撮影２１０の読み取り勾配磁場３３１等の印加するタイミングよりも信号発生間隔だけ早くなるようにシフトした場合、第２回目の撮影で時刻ｔ４より前に発生する磁気共鳴信号は破棄され、第２回目の撮影のエコートレインの終端で不足する磁気共鳴信号部分はゼロデータ等が補充される。別の実施例では、第２回目の撮影で収集するエコーの数を１つ以上増やし（すなわち、１回目の撮影で発生するエコーの数が５１２の場合、２回目の撮影で発生するエコーの数を５１３以上とする）、第２回目の撮影のエコートレインの終端でエコーが不足しないようにする。第２回目の撮影２５０の読み取り勾配磁場３３３等の印加するタイミングを第１回目の撮影２１０の読み取り勾配磁場３３１等の印加するタイミングよりも信号発生間隔だけ遅くなるようにシフトする場合、第１回目の撮影の時刻ｔ４で発生する磁気共鳴信号は破棄され、第１回目の撮影のエコートレインの終端で不足する磁気共鳴信号部分はゼロデータ等が補充される。別の実施例では、第１回目の撮影で収集するエコーの数を１つ以上増やし（すなわち、２回目の撮影で発生するエコーの数が５１２の場合、１回目の撮影で発生するエコーの数を５１３以上とする）、第１回目の撮影のエコートレインの終端でエコーが不足しないようにする。エコートレインの先端又は終端で磁気共鳴信号が不足することを防止するために１回目又は２回目の撮影で発生するエコーの数を増加させることは、上述のゼロデータの補充を回避し、より良質なデータを得ることができるという有利な点がある一方、ソフトウエアの変更が多く、ハードウエアの制約を克服（例えば、２の冪数の反転パルスを発生させるハードウエアを任意の数の反転パルスを発生させるハードウエアに変更）する必要が有る点で不利な点がある。この逆に上述のゼロデータの補充は、より良質なデータを得るという点で劣るが、ソフトウエアの変更が少なく、ハードウエアの制約を克服する必要が無い点で有利である。
【００５９】
図３は、２つの撮影で正と負それぞれのエコートレインのローデータ同士を組み合わせ、正及び負の組み合わされたローデータを生成する処理をより詳細に説明する概念図である。図３に示すように、第１回目の撮影２１０の正のエコートレイン２１１のローデータと第２回目の撮影２５０の正のエコートレイン２５１のローデータにより正のローデータ２３０が作成される。同様に、第１回目の撮影２１０の負のエコートレイン２１５のデータと第２回目の撮影２５０の負のエコートレイン２５５のデータから負のローデータ２７０が作成される。本発明の好適な実施例では、１エコー当たりのサンプル点の数は１６であり、１撮影当たりのサンプリングされるエコーの数は５１２（正：２５６、負：２５６）である。
【００６０】
この実施例において、第２回目の撮影２５０の読み取り勾配磁場３３３は、第１回目の撮影２１０の読み取り勾配磁場３３１に反転同期している。すなわち、第２回目の撮影２５０の読み取り勾配磁場３３３は第１回目の撮影２１０の読み取り勾配磁場３３１は同じ波長を有しているが、読み取り勾配磁場３３３を印加するタイミングは、第１回目の撮影２１０の読み取り勾配磁場３３１に対し、読み取り勾配磁場の反転周期の半分の時間だけずれている（この時間間隔（信号発生間隔２５７）は、（正か負かに関係なく）磁気共鳴信号が発生する間隔に相当する。）。また、同一時点で読み取り勾配磁場の振幅の絶対値が一致する一方、互いの極性が逆になっている。このため、第２回目の撮影２５０の正のエコートレイン２５１は、次第にインクリメントする読み取り勾配磁場に基づいて生成されたものである。このため、特定の周波数エンコード量に対応するサンプル点の位置に関し、第２回目の撮影２５０の正のエコートレイン２５１は、第１回目の撮影２１０の正のエコートレイン２１１に対する時間的ずれが無い。これらのエコートレインからローデータ２３０を生成した場合、特定の周波数エンコード量に対応するサンプル点は全て時間的に等間隔に並ぶ。したがって、このローデータ２３０は逆フーリエ変換してケミカルシフト画像を得るに適したローデータとなる。負のローデータ２７０も正のローデータ２３０と同様に、特定の周波数エンコード量に対応するサンプル点は全て時間的に等間隔に並び、逆フーリエ変換してケミカルシフト画像を得るに適したローデータとなる。
【００６１】
この複数の撮影からの組み合わされた正のローデータ２３０は、あたかも信号発生周期２５７で正の読み取り勾配磁場により発生した（仮想の）正のエコートレイン４４２からサンプリングされたローデータとなる。同様に組み合わされた負のローデータ２７０は、あたかも信号発生周期２５７で負の読み取り勾配磁場により発生した（仮想の）負のエコートレイン４４４からサンプリングされたローデータとなる。このため、組み合わされた正のローデータ２３０と組み合わされた負のローデータ２７０は、従来のＥＰＳＩのローデータに比べ、サンプル点の数が２倍になっている。従って収集可能な周波数帯域が２倍となる。また、時間的なずれを補正する処理は必須ではないので、データ加工処理時に混入するノイズの影響を受けず、ＳＮ比の高いケミカルシフト画像を生成することができる。また２回の撮影でｋ空間の異なるｋｙ値を充填する２つのローデータを得ることができるので、収集効率を高めることができる。また、従来法と同等となるサンプル間隔で収集することで、周波数分解能を向上させることもできる。さらに、例えば、１回目の撮影の３つ目の読み取り勾配磁場により発生したエコー６０１のローデータ６２１も２回目の撮影の４つ目の読み取り勾配磁場により発生したエコー６０３のローデータ６２３も、サンプリング位置に応じて周波数エンコード量が増加している。この例では各エコーにおけるサンプル点の数は１６であり、各データの番号は周波数エンコード量に対応して割り振られている。番号を囲む丸は１回目の撮影からのデータであることを示し、四角は２回目の撮影からのデータであることを示す。同様に、１回目の撮影の２つ目の読み取り勾配磁場により発生したエコー６３１のローデータ６４１も２回目の撮影の３つ目の読み取り勾配磁場により発生したエコー６４３のローデータ６２３も、サンプリング位置に応じて周波数エンコード量が減少している。すなわち、組み合わされた正及び負のローデータにおいて、所定の周波数エンコード量に対応するサンプル点のデータは読み取り勾配磁場の反転周期の半分の時間間隔（信号発生間隔）で並ぶ。
【００６２】
図４は、各撮影で取得されたローデータとｋ空間との関係を示す概念図である。図に示す例においてｋ空間は、周波数エンコーディング方向（ｋｘ）と、位相エンコーディング方向（ｋｙ）とに広がる空間（ｋｘ，ｋｙ）である。図４に示すように、１回目の撮影の正のデータ（１−Ｐ）と２回目の撮影の正のデータ（２−Ｐ）との組み合わせによるローデータはｋ空間の（ｋｙ＝１）を埋める。すなわち、１回目の撮影の正の位相エンコード量と２回目の撮影の正の位相エンコード量とはｋｙ＝１となるように調節され、１回目の撮影の負の位相エンコード量と２回目の撮影の負の位相エンコード量とはｋｙ＝−１となるように調節されている。更に換言すれば、１回の撮影時に、正と負の位相エンコード量の絶対値が同じになるように設定されデータの収集が行われる。
【００６３】
３回目の撮影の正のデータ（３−Ｐ）と４回目の撮影の正のデータ（４−Ｐ）との組み合わせによるローデータはｋ空間の（ｋｙ＝２）を埋める。３回目の撮影の負のデータ（３−Ｎ）と４回目の撮影の負のデータ（４−Ｎ）との組み合わせによるローデータはｋ空間の（ｋｙ＝−２）を埋める。そして同様の処理を適用する位相エンコード量を変更してｋ空間を充填するために必要な回数だけ撮影を繰り返す。本発明の好適な実施例においては、１６回の撮影が行われ、ｋｙ＝−８〜−１とｋｙ＝＋１〜＋８の合計１６個のローデータが収集される。  
【００６４】
図４の例では、１回目の撮影の負のデータと２回目の撮影の負のデータと組み合わせたが、例えば、図５のように、１回目の撮影の正のデータと３回目の撮影の正のデータと組み合わせ、２回目の撮影の正のデータと４回目の撮影の正のデータと組み合わせ、１回目の撮影の負のデータと２回目の撮影の負のデータと組み合わせ、３回目の撮影の負のデータと４回目の撮影の負のデータと組み合わせる等、様々に変更して実施することもできる。また、ｋ空間をローデータで充填する順序も様々に変更して実施することができる。
【００６５】
図４の例の場合、第２回目の撮影２５０時も第１回目の撮影２１０と同様に、エコートレイン４４３の内の正のエコートレインがＫｙ＝１に対応するデータとなり、負のエコートレインがＫｙ＝−１に対応するデータとなるように、位相エンコード量の調整が行われる。
【００６６】
図５の例の場合、第２回目の撮影２５０のエコートレイン４４３の内の正のエコートレインがＫｙ＝２に対応するデータとなり、負のエコートレインがＫｙ＝−１に対応するデータとなるように、位相エンコード量の調整が行われる。何れの場合も、位相エンコード軸方向で必要なピクセル数に対応したステップ数の撮影が位相エンコード量が変更されて繰り返される。
【００６７】
＜第２実施例＞
図６は、第２実施例のＥＰＳＩシーケンスを説明する概念図である。第１実施例では、図２、３に示すように、第２回目の撮影２５０の読み取り勾配磁場３３２の印加するタイミングを第１回目の撮影２１０の読み取り勾配磁場３３１の印加するタイミングから信号発生間隔だけシフトさせた。これに対し、第２の実施例では、図６に示すように、印加のタイミングのシフトは行わず、第２回目の撮影２８０の読み取り勾配磁場３６１の極性を第１回目の撮影２１０の読み取り勾配磁場３３１の極性に対し反転するように設定する。これにより、第１回目の撮影２１０の正のエコートレインからのデータと第２回目の撮影２８０の正のエコートレインからのデータから正のローデータを作成し、第１回目の撮影２１０の負のエコートレインからのデータと第２回目の撮影２８０の負のエコートレインからのデータから負のローデータを作成し、正及び負のローデータでｋ空間を充填し、逆フーリエ変換を行い、ケミカルシフト画像を得る。
【００６８】
同図において、上半分が第１回目の撮影時のシーケンス、下半分が第２回目の撮影時のシーケンスを示している。各撮影において、第１番目の行はＲＦパルスのシーケンスを示す。第２番目の行は、スライス選択勾配磁場を印加するシーケンスを示す。第３番目の行は位相エンコード勾配磁場を印加するシーケンスを示す。第４番目の行は、読み取り勾配磁場を印加するシーケンスを示す。第５番目の行はＥＰＳＩシーケンスにより発生するエコートレインを示す。
【００６９】
図６に示すように、第２実施例における第１回目の撮影２１０は、第１実施例と全く同じ手順で行われる。
【００７０】
第２回目の撮影２８０の手順は以下に説明する点を除き第１回目の撮影２１０の手順とほぼ同様である。図６に示すように、時刻ｔ１において９０°パルス３１１による励起が行われ、次に、ＴＥ／２経過後である時刻ｔ２に１８０°パルス３１３により励起された原子核のスピンの反転が行われる。
【００７１】
第２実施例の第２回目の撮影２５０では、位相エンコーディング勾配磁場３２２が印加されるタイミングは第１実施例の場合と異なり、第１回目の撮影２１０と同じ、時刻ｔ３で行われる。図４の例では、第２回目の撮影２８０時には、ｋｙ＝１に対応する位相エンコード量の位相エンコーディング勾配磁場３４１が印加される。図５の例では、第２回目の撮影２８０の正のエコートレインは第４回目の撮影の正のエコートレインと組み合わされてｋｙ＝２のローデータが生成されるので、この場合、位相エンコーディング勾配磁場３４１の位相エンコード量は、ｋｙ＝２に対応するように設定される。
【００７２】
第２実施例の第２回目の撮影２８０では、第１実施例の場合と異なり、読み取り勾配磁場３６１は第１回目の撮影と同じ時刻ｔ４で印加される。ここで印加される読み取り勾配磁場は、第１回目の撮影時とは極性が逆転したものとなっている。
【００７３】
すなわち、図６に示されているように、第１回目の撮影では時刻ｔ４で印加される読み取り勾配磁場は正であるのに対し、第２回目の撮影の時刻ｔ４で印加される読み取り勾配磁場は負である。この読み取り勾配磁場３６１に対応して、収集されたエコートレイン４４５の極性も第１回目の撮影で収集されたエコートレイン４４１の極性の逆になっている。
【００７４】
これにより、第１回目の撮影２１０の正のエコートレインと第２回目の撮影２８０の正のエコートレインとから組み合わされたローデータを生成したとしても、特定の周波数エンコード量に対応するサンプル点は時間的に不均一な間隔で並ぶことはなく、生成されたローデータを逆フーリエ変換することによりケミカルシフト画像を得ることができる。負のエコートレインの場合も同様である。
【００７５】
図４の例の場合、第２回目の撮影２８０時も第１回目の撮影２１０と同様に、エコートレイン４４５の内の正のエコートレインがＫｙ＝１に対応するデータとなり、負のエコートレインがＫｙ＝−１に対応するデータとなるように、位相エンコード量の調整が行われる。図５の例の場合、エコートレイン４４５の内の正のエコートレインがＫｙ＝２に対応するデータとなり、負のエコートレインがＫｙ＝−１に対応するデータとなるように、位相エンコード量の調整が行われる。
【００７６】
図７は、図６のパルスシーケンスから正及び負のローデータを生成する仕組みをより詳細に説明する図である。図に示すように、第２実施例では、２回目の撮影２８０において、読み取り勾配磁場３６１の印加のタイミングのシフトは行わず、第２回目の撮影２８０の読み取り勾配磁場３６１の極性を第１回目の撮影２１０の読み取り勾配磁場３３１の極性に対し反転するように設定する。すなわち、第２実施例の場合も第２回目の撮影２８０の読み取り勾配磁場３６１は、第１回目の撮影２１０の読み取り勾配磁場３３１に反転同期する。すなわち、第２回目の撮影２８０の読み取り勾配磁場３６１は第１回目の撮影２１０の読み取り勾配磁場３３１は同じ波長を有しているが、読み取り勾配磁場の極性が反転している。また、同一時点で読み取り勾配磁場の振幅の絶対値が一致する一方、互いの極性が逆になっている。これにより、第１回目の撮影２１０の正のエコートレイン２１１からのデータと第２回目の撮影２８０の正のエコートレイン２８１からのデータから正のローデータ２４０を作成し、第１回目の撮影２１０の負のエコートレイン２１５からのデータと第２回目の撮影２８０の負のエコートレイン２８５からのデータから負のローデータ２９０を作成し、正及び負のローデータ２４０、２９０でｋ空間を充填し、逆フーリエ変換を行うことによりケミカルシフト画像を得る。
【００７７】
第２回目の撮影２８０の読み取り勾配磁場３６１の反転により、第２回目の撮影２８０の正のエコートレイン２８１は、次第にインクリメントする読み取り勾配磁場に基づいて生成されたものであるため、特定の周波数エンコード量のサンプル点の配置に関し、第１回目の撮影２１０の正のエコートレイン２１１に対する時間的なずれは無い。このため、これらのエコートレインから組み合わされた正のローデータ２４０を生成した場合、特定の周波数エンコード量に対応するサンプル点は全て時間的に等間隔に並ぶ。したがって、この組み合わされた正のローデータ２４０は逆フーリエ変換してケミカルシフト画像を得るに適したローデータとなる。組み合わされた負のローデータ２９０も組み合わされた正のローデータ２４０と同様に、特定の周波数エンコード量に対応するサンプル点は全て時間的に等間隔に並び、逆フーリエ変換してケミカルシフト画像を得るに適したローデータとなる。すなわち、組み合わされた正のローデータ２４０は、あたかも信号発生周期２５７で正の読み取り勾配磁場により発生した（仮想の）正のエコートレイン４４６からサンプリングされたローデータとなる。同様に組み合わされた負のローデータ２９０も、あたかも信号発生周期２５７で負の読み取り勾配磁場により発生した（仮想の）負のエコートレイン４４８からサンプリングされたローデータとなる。
【００７８】
この複数の撮影からのデータが組み合わされたローデータ２４０、２９０も、１回の撮影で得られる正又は負のローデータに比べサンプル点の数が２倍となっている。このため、撮影時間を従来のＥＰＳＩ同じにし、サンプル点の間隔を半分にすると、２倍の帯域のデータを収集することができる。サンプル点の間隔を従来のＥＰＳＩと同じにし、撮影時間を長くすると、周波数分解能を向上させることができる。また、時間的なずれを補正する処理は必須ではないので、データ加工処理時に混入するノイズの影響を受けず、ＳＮ比の高いケミカルシフト画像を生成することができる。また２回の撮影でｋｙの値の異なる２つのローデータを得ることができるので、収集効率を高めることができる。さらに、例えば、１回目の撮影の１つ目の読み取り勾配磁場により発生したエコー６５１のローデータ６６１も２回目の撮影の２つ目の読み取り勾配磁場により発生したエコー６５３のローデータ６６３も、サンプリング位置に応じて周波数エンコード量が増加している。この例では各エコーにおけるサンプル点の数は１６であり、各データの番号は周波数エンコード量に対応して割り振られている。番号を囲む丸は１回目の撮影からのデータであることを示し、四角は２回目の撮影からのデータであることを示す。同様に、１回目の撮影の１つ目の読み取り勾配磁場により発生したエコー６７１のローデータ６８１も２回目の撮影の２つ目の読み取り勾配磁場により発生したエコー６７３のローデータ６８３も、サンプリング位置に応じて周波数エンコード量が減少している。すなわち、組み合わされた正及び負のローデータにおいて、所定の周波数エンコード量に対応するサンプル点のデータは読み取り勾配磁場の反転周期の半分の時間間隔（信号発生間隔）で並ぶ。
【００７９】
このように第２実施例の場合も、改良されたケミカルシフト画像を作成する方法及び装置を提供することができる。すなわち、複数のＥＰＳＩ法による撮影が行われる。第１回目の撮影２１０の正のエコートレイン２１１のデータと第２回目の撮影２８０の正のエコートレイン２８１のデータから正のローデータ２４０が作成される。第１回目の撮影２１０の負のエコートレイン２１５のデータと第２回目の撮影２８０の負のエコートレイン２８５のデータから負のローデータ２９０が作成される。作成された正及び負のローデータ２４０、２９０でｋ空間を充填し、逆フーリエ変換を実行することにより、ケミカルシフト画像を得ることができる。
【００８０】
以上第２実施例について説明したが、第１実施例において説明した種々の変更の内、第２実施例においても適用可能な変更は第２実施例に適用して実施可能である。
【００８１】
＜ケミカルシフト画像の生成＞
次に、組み合わされたローデータからケミカルシフト画像を生成する手順を図８を使用して説明する。組み合わされた正と負のローデータの組は、時間軸ｔに沿って２次元的に（すなわち、（ｋｘ、ｔ）平面で）再配列される。この２次元データ配列において、時間軸ｔに沿った信号の時間変化は、純粋にケミカルシフトに相当する内的磁気相互作用によって決まる。これは読み取り勾配磁場の反転が周期的であることにより、読み取り勾配磁場による外的磁気相互作用が時間軸ｔに沿って消失してしまうためである。一方、周波数エンコード軸に沿った個々のエコー信号の形状は読み取り勾配磁場による外的磁気相互作用により支配される。Ｙ軸方向の空間情報は、位相エンコード勾配磁場により、位相エンコードされる。このようにして、３次元実空間（Ｘ軸、Ｙ軸、ケミカルシフト軸）と、フーリエ変換で結ばれる３次元フーリエ空間（ｋｘ軸、ｋｙ軸、ｔ軸）を計測することができる。
【００８２】
ここで、各軸のマトリクス数は、周波数エンコード軸方向では、ＥＰＩと同様に１エコー（磁気共鳴信号）当たりのサンプル点の数（例えば１６）で決まり、ケミカルシフト軸方向でのスペクトル点の数は、１つのエコートレインに含まれるエコー（磁気共鳴信号）の数（例えば５１２）となり、位相エンコード軸方向のピクセル数は、位相エンコード勾配磁場の段階数（ステップ数）（例えば１６）で決まる。図８に示す各行は、１つのエコーから収集されたローデータに対応する。本発明の好適な実施例ではサンプル点の数が１６であるので、各行には１６個の値が含まれる。この行は、組み合わされた正又は負のローデータ１つにつき５１２個存在することとなる。組み合わされた正及び負のローデータは合計１６収集されるので、１６×５１２×１６の３次元配列となる。
【００８３】
そして、これらの３次元データ配列に３次元逆フーリエ変換を施すことにより、３次元のケミカルシフト画像データを得ることが可能となる。この３次元のケミカルシフト画像データからケミカルシフト軸に沿って特定の範囲のデータを抜き出し、ケミカルシフト軸に沿って積分し、積分値に画素値を適用することにより図９に示す２次元のケミカルシフト画像を得ることができる。ケミカルシフト画像を得る方法は、ここで説明した積分法に限らず、いわゆる波形分離法やＡｒｅａ法等を使用することもできる。
【００８４】
図８は、１回の撮影での読み取り勾配パルスの反転がＲ回（例えば５１２回）行われ、各磁気共鳴信号におけるサンプル点の数がＳ（例えば１６）、位相エンコード勾配磁場のステップ数がＰ（例えば１６）の場合における組み合わされたローデータを示している。行８１１は第２実施例における第１回目の撮影の最初のエコーにより収集された正のローデータである。行８１３は第２実施例における第２回目の撮影の最初のエコーにより収集された負のローデータである。行８２１は第２実施例における第２回目の撮影の２番目のエコーにより収集された正のローデータである。行８２３は第２実施例における第１回目の撮影の２番目のエコーにより収集された負のローデータである。このローデータをｔについて逆フーリエ変換するとケミカルシフト情報を得ることができる。これを更にＹ方向に逆フーリエ変換を行えば、ケミカルシフトとＹ座標を２軸とする２次元データが得られる。同様にＸ方向に逆フーリエ変換を行うことによりケミカルシフトとＸ座標とＹ座標を３軸とする３次元データ（ケミカルシフト画像）が得られる。なお、この例では、３次元のケミカルシフト画像を得ているが、サンプル数やステップ数等を変更し、１次元や２次元等のケミカルシフト画像を得ることもできる。
【００８５】
図１０は、従来のＥＰＳＩ法により得られたスペクトラムであり、図１１は、第１実施例に従い、従来のＥＰＳＩ法と同じＴＲ期間でサンプル点の数を２倍（すなわちサンプル点の密度が２倍となる）にしたＥＰＳＩ法により得られたスペクトラムである。両図において横軸は周波数であり、縦軸は信号強度を示す。両図を比較して判るように、第１実施例に従ったＥＰＳＩ法により得られたスペクトラムは、従来のＥＰＳＩ法に比べ２倍の帯域のスペクトラムを得ることができる。
【００８６】
なお、本発明の好適な実施例において、表示部１８０は図１２に示すユーザインタフェースを提供する。すなわち、このユーザインタフェース図９に示す２次元のケミカルシフト画像の所望のピクセルを操作部１９０が提供するマウスのポインタで指定すると、そのピクセルに対応する図１１に対応する周波数スペクトラムを表示する。
【００８７】
以上、本発明の第１実施例、第２実施例を中心に説明を行ったが、本発明の思想は、第１実施例、第２実施例のそれぞれに限定されるものではなく、本発明の実施に際しては、上述の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形形態を採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態にかかる磁気共鳴イメージング装置の構成を示す構成図である。
【図２】図２は、第１実施例のＥＰＳＩシーケンスを説明する概念図である。
【図３】図３は、本発明の第１実施例において使用されるローデータの作成手順を説明する概念図である。
【図４】図４は、各撮影で取得されたローデータとｋ空間との関係の一例を示す概念図である。
【図５】図５は、各撮影で取得されたローデータとｋ空間との関係の一例を示す概念図である。
【図６】図６は、第２実施例のＥＰＳＩシーケンスを説明する概念図である。
【図７】図７は、本発明の第２実施例において使用されるローデータの作成手順を説明する概念図である。
【図８】図８は、ケミカルシフト画像を生成する際に使用される、組み合わされたローデータを示す概念図である。
【図９】図９は、第１実施例に従ったＥＰＳＩ法により得られたケミカルシフト画像の一例である。
【図１０】図１０は、従来のＥＰＳＩ法により得られたスペクトラムを示す図である。
【図１１】図１１は、第１実施例に従ったＥＰＳＩ法により得られたスペクトラムを示す図である。
【図１２】図１２は、ケミカルシフト画像と該ケミカルシフト画像に含まれるピクセルに対応する周波数スペクトラムを表示するユーザインタフェースの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００８９】
１  被検体
１０  磁気共鳴イメージング装置
１００  マグネットシステム
１０２  主磁場コイル部
１０６  勾配コイル部
１０８  ＲＦコイル部
１３０  勾配駆動部
１４０  ＲＦ駆動部
１５０  データ収集部
１６０  制御部
１７０  データ処理部
１８０  表示部
１９０  操作部
５００  クレードル
【図１】
2010142256.tif 000003
【図２】
2010142256.tif 000004
【図３】
2010142256.tif 000005
【図４】
2010142256.tif 000006
【図５】
2010142256.tif 000007
【図６】
2010142256.tif 000008
【図７】
2010142256.tif 000009
【図８】
2010142256.tif 000010
【図１０】
2010142256.tif 000011
【図１１】
2010142256.tif 000012
【図９】
2010142256.tif 000013
【図１２】
2010142256.tif 000014