(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
寝台を移動させて異なる位置においてそれぞれ複数の画像データで構成される画像データセットを収集する画像データ収集手段と、
前記異なる位置に対応する複数の画像データセットに対して繋ぎ合わせ処理を含む画像処理を施すことによって表示用の画像データを生成する画像処理手段とを備え、
前記画像データ収集手段は、前記寝台が隣接する位置においてそれぞれ収集され、かつ繋ぎ合わせ部分に対応する複数の画像データ間における傾斜磁場の印加に起因する渦電流による歪みが類似するように前記画像データセットを収集するために印加される傾斜磁場の極性を調整するように構成される磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
前記画像データ収集手段は、前記複数の画像データとしてmotion probing gradientパルスの印加を伴って複数の拡散強調画像データを収集し、前記motion probing gradientパルスの極性を調整するように構成される請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
前記画像データ収集手段は、echo planar imagingによって前記複数の画像データを収集し、echo planar imagingシーケンスにおける傾斜磁場の極性を調整するように構成される請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
前記画像データ収集手段は、ある方向に印加される傾斜磁場によって発生する渦電流に起因する画像データのスライス方向の歪み分布に対して奇関数で表される成分が支配的である場合に、その方向に印加される少なくとも支配的な傾斜磁場の極性を前記寝台の隣接する位置間において互に反転させるように構成される請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記画像データ収集手段は、スライス方向に印加される傾斜磁場によって発生する渦電流に起因する画像データの前記スライス方向の歪み分布に対して奇関数で表される成分が支配的である場合に、前記スライス方向に印加される少なくとも支配的な傾斜磁場の極性を前記寝台の隣接する位置間において互に反転させるように構成される請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
前記画像データ収集手段は、前記歪み分布に対して前記奇関数で表される成分が支配的であるか偶関数で表される成分が支配的であるかを判定し、前記奇関数で表される成分が支配的である場合には前記支配的な傾斜磁場の極性を前記寝台の隣接する位置間において互に反転させる一方、前記偶関数で表される成分が支配的である場合には傾斜磁場の極性を前記寝台の隣接する位置間において同一に設定するように構成される請求項４または５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、被検体の原子核スピンをラーモア周波数の高周波(RF: radio frequency)信号で磁気的に励起し、この励起に伴って発生する核磁気共鳴(NMR: nuclear magnetic resonance)信号から画像を再構成する磁気共鳴イメージング(MRI: Magnetic Resonance Imaging)装置に係り、特に、寝台の天板の移動を伴って異なる位置で撮像を行い、得られた複数の画像データを後処理によって繋ぎ合せる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は、静磁場中に置かれた被検体の原子核スピンをラーモア周波数のRF信号で磁気的に励起し、この励起に伴って発生するＭＲ信号から画像を再構成する撮像法である。
【０００３】
この磁気共鳴イメージングにおいて、寝台の天板を移動させて撮像領域の一部をオーバーラップさせながら複数の位置について撮像を行うmoving table法やstepping-table法と呼ばれる広領域撮像法がある(例えば特許文献１参照)。moving table法は、撮影時に寝台の天板を連続移動することによって移動方向に大きな撮影視野(FOV: field of view)を得る技術である。stepping-table法は、stationごとに寝台の天板をステップ移動させて広領域撮像する技術である。これらの技術は、全身撮像のように一度に撮像できないような広領域の撮像を行う場合に用いられる。寝台を移動して収集された複数の画像は、コンピュータにおける合成処理によって互いに繋ぎ合わせることもできる。
【０００４】
また、磁気共鳴イメージングの１手法として、拡散強調イメージング(DWI: diffusion weighted imaging)が知られている。DWIは、強度が大きい傾斜磁場パルスであるMPG (motion probing gradient)パルスを長時間にわたって印加し、MPGパルスの印加中において各磁化ベクトルの移動によって生じる位相のずれを利用して拡散が活発な領域ほど信号強度が低い画像を得る撮像法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２７０２１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特に拡散強調画像(DWI: diffusion weighted image)を撮像する場合には、MPGパルス等の傾斜磁場の影響によって渦電流が生じ、空間的に不均一に分布する強い強度の磁場が発生する。これは、静磁場を形成する筒状のマグネットよりも同軸状のZ軸（体軸）方向の傾斜磁場コイルが短く、漏れ磁束が生じることが１つの要因となっている。従って、渦電流による磁場の空間的な分布では、特に磁場中心を原点とした静磁場方向への分布が支配的である。このため、DWIを撮像する場合にmoving table法やstepping-table法による撮像を行うと、渦電流による空間的に不均一な磁場の影響によって、DWIに歪みが発生する。
【０００７】
また、DWIに限らず、他の画像データを収集する場合にも同様に傾斜磁場による渦電流により空間的に不均一な磁場が発生し、画像データに歪みが発生する。例えば、EPI (echo planar imaging)は、１回の90°RF励起パルスの印加後に磁化が減衰して消滅する前に画像再構成に必要なすべてのデータを集めるイメージングであるが、傾斜磁場の反転を高速に行うための強い傾斜磁場が必要となる。このため、EPIを行う場合にも渦電流により画像データに歪みが発生する。
【０００８】
これに対して、従来、複数の画像データ間における相関処理によって画像データの位置ずれが補正されている。しかしながら、画像データの歪が非線形である場合や歪量が大きい場合には、補正を行っても十分に位置ずれが解消されない。このため、moving table法やstepping-table法による撮像を行って異なる寝台の位置においてそれぞれ撮像した複数の画像データの繋ぎ合わせ(Stitching)を後処理として実施する際に、渦電流による画像歪みによって重複して撮像した部分における画像データの位置ずれが大きいと、十分に連続性を維持した状態で画像データが繋がらないという臨床上の問題がある。
【０００９】
本発明はかかる従来の事情に対処するためになされたものであり、寝台の移動を伴って異なる位置においてそれぞれ画像データを収集し、収集された複数の画像データを繋ぎ合わせることによって広範囲の画像データを生成する場合に、より良好に連続性を維持した広範囲の画像データを生成することが可能な磁気共鳴イメージング装置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】
【００１０】
本発明に係る磁気共鳴イメージング装置は、上述の目的を達成するために、寝台を移動させて異なる位置においてそれぞれ複数の画像データで構成される画像データセットを収集する画像データ収集手段と、前記異なる位置に対応する複数の画像データセットに対して繋ぎ合わせ処理を含む画像処理を施すことによって表示用の画像データを生成する画像処理手段とを備え、前記画像データ収集手段は、前記寝台が隣接する位置においてそれぞれ収集され、かつ繋ぎ合わせ部分に対応する複数の画像データ間における傾斜磁場の印加に起因する渦電流による歪みが類似するように前記画像データセットを収集するために印加される傾斜磁場の極性を調整するように構成されるものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る磁気共鳴イメージング装置においては、寝台の移動を伴って異なる位置においてそれぞれ画像データを収集し、収集された複数の画像データを繋ぎ合わせることによって広範囲の画像データを生成する場合に、より良好に連続性を維持した広範囲の画像データを生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る磁気共鳴イメージング装置の実施の形態を示す構成図。
【図２】図１に示すコンピュータの機能ブロック図。
【図３】隣接する寝台の天板位置においてそれぞれ収集された複数のアキシャル画像データセットの各スライス位置における歪み方の例を傾斜磁場の印加方向ごとに示す図。
【図４】図２に示す撮影条件設定部においてスライス選択方向に印加されるMPGパルスを寝台のstation位置ごとに交互に反転させたDWIシーケンスを設定した場合の例を示す図。
【図５】図２に示す撮影条件設定部においてスライス選択用の傾斜磁場パルスを寝台のstation位置ごとに交互に反転させたEPIシーケンスを設定した場合の例を示す図。
【図６】図１に示す磁気共鳴イメージング装置により寝台の移動を伴ってイメージングを行うことにより、被検体の複数のアキシャル画像データから広領域のコロナル画像データを生成する際の手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係る磁気共鳴イメージング装置の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
【００１４】
（構成および機能）
図１は本発明に係る磁気共鳴イメージング装置の実施の形態を示す構成図である。
【００１５】
磁気共鳴イメージング装置２０は、静磁場を形成する筒状の静磁場用磁石２１と、この静磁場用磁石２１の内部に設けられたシムコイル２２、傾斜磁場コイル２３およびRFコイル２４とを図示しないガントリに内蔵した構成である。
【００１６】
また、磁気共鳴イメージング装置２０には、制御系２５が備えられる。制御系２５は、静磁場電源２６、傾斜磁場電源２７、シムコイル電源２８、送信器２９、受信器３０、シーケンスコントローラ３１およびコンピュータ３２を具備している。制御系２５の傾斜磁場電源２７は、Ｘ軸傾斜磁場電源２７ｘ、Ｙ軸傾斜磁場電源２７ｙおよびＺ軸傾斜磁場電源２７ｚで構成される。また、コンピュータ３２には、入力装置３３、表示装置３４、演算装置３５および記憶装置３６が備えられる。
【００１７】
静磁場用磁石２１は静磁場電源２６と接続され、静磁場電源２６から供給された電流により撮像領域に静磁場を形成させる機能を有する。尚、静磁場用磁石２１は超伝導コイルで構成される場合が多く、励磁の際に静磁場電源２６と接続されて電流が供給されるが、一旦励磁された後は非接続状態とされるのが一般的である。また、静磁場用磁石２１を永久磁石で構成し、静磁場電源２６が設けられない場合もある。
【００１８】
また、静磁場用磁石２１の内側には、同軸上に筒状のシムコイル２２が設けられる。シムコイル２２はシムコイル電源２８と接続され、シムコイル電源２８からシムコイル２２に電流が供給されて静磁場が均一化されるように構成される。
【００１９】
傾斜磁場コイル２３は、Ｘ軸傾斜磁場コイル２３ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル２３ｙおよびＺ軸傾斜磁場コイル２３ｚで構成され、静磁場用磁石２１の内部において筒状に形成される。傾斜磁場コイル２３の内側には寝台３７が設けられて撮像領域とされ、寝台３７には被検体Ｐがセットされる。RFコイル２４はガントリに内蔵されず、寝台３７や被検体Ｐ近傍に設けられる場合もある。
【００２０】
また、傾斜磁場コイル２３は、傾斜磁場電源２７と接続される。傾斜磁場コイル２３のＸ軸傾斜磁場コイル２３ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル２３ｙおよびＺ軸傾斜磁場コイル２３ｚはそれぞれ、傾斜磁場電源２７のＸ軸傾斜磁場電源２７ｘ、Ｙ軸傾斜磁場電源２７ｙおよびＺ軸傾斜磁場電源２７ｚと接続される。
【００２１】
そして、Ｘ軸傾斜磁場電源２７ｘ、Ｙ軸傾斜磁場電源２７ｙおよびＺ軸傾斜磁場電源２７ｚからそれぞれＸ軸傾斜磁場コイル２３ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル２３ｙおよびＺ軸傾斜磁場コイル２３ｚに供給された電流により、撮像領域にそれぞれＸ軸方向の傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸方向の傾斜磁場Ｇｙ、Ｚ軸方向の傾斜磁場Ｇｚを形成することができるように構成される。
【００２２】
RFコイル２４は、送信器２９および受信器３０と接続される。RFコイル２４は、送信器２９からRF信号を受けて被検体Ｐに送信する機能と、被検体Ｐ内部の原子核スピンのRF信号による励起に伴って発生したNMR信号を受信して受信器３０に与える機能を有する。
【００２３】
一方、制御系２５のシーケンスコントローラ３１は、傾斜磁場電源２７、送信器２９および受信器３０と接続される。シーケンスコントローラ３１は傾斜磁場電源２７、送信器２９および受信器３０を駆動させるために必要な制御情報、例えば傾斜磁場電源２７に印加すべきパルス電流の強度や印加時間、印加タイミング等の動作制御情報を記述したシーケンス情報を記憶する機能と、記憶した所定のシーケンスに従って傾斜磁場電源２７、送信器２９および受信器３０を駆動させることによりＸ軸傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸傾斜磁場Ｇｙ，Ｚ軸傾斜磁場ＧｚおよびRF信号を発生させる機能を有する。
【００２４】
また、シーケンスコントローラ３１は、受信器３０におけるNMR信号の検波およびA/D (analog to digital)変換により得られた複素データである生データ(raw data)を受けてコンピュータ３２に与えるように構成される。
【００２５】
このため、送信器２９には、シーケンスコントローラ３１から受けた制御情報に基づいてRF信号をRFコイル２４に与える機能が備えられる一方、受信器３０には、RFコイル２４から受けたNMR信号を検波して所要の信号処理を実行するとともにＡ／Ｄ変換することにより、デジタル化された複素データである生データを生成する機能と生成した生データをシーケンスコントローラ３１に与える機能とが備えられる。
【００２６】
また、寝台３７は、寝台駆動装置３９を備えている。寝台駆動装置３９は、コンピュータ３２と接続され、コンピュータ３２からの制御によって寝台３７の天板(table)を移動させてmoving table法による撮像やstepping-table法による撮像等の寝台３７の天板の移動を伴う撮像を行うことができるように構成される。moving table法は、撮影時に寝台３７の天板を連続移動することによって移動方向に大きな撮影視野(FOV: field of view)を得る技術である。stepping-table法は、stationごとに寝台３７の天板をステップ移動させて広領域撮像する技術である。これらの技術は、全身撮像のように一度に撮像できないような広領域の撮像を行う場合に用いられる。寝台３７を移動して収集された複数の画像は、コンピュータ３２における合成処理によって互いに繋ぎ合わせることもできる。
【００２７】
また、コンピュータ３２の記憶装置３６に保存されたプログラムを演算装置３５で実行することにより、コンピュータ３２には各種機能が備えられる。ただし、プログラムによらず、各種機能を有する特定の回路を磁気共鳴イメージング装置２０に設けてもよい。
【００２８】
図２は、図１に示すコンピュータ３２の機能ブロック図である。
【００２９】
コンピュータ３２は、プログラムにより撮像条件設定部４０、シーケンスコントローラ制御部４１、ｋ空間データベース４２、画像再構成部４３、画像データベース４４および画像処理部４５として機能する。撮像条件設定部４０は、寝台位置設定部４０Ａおよび傾斜磁場極性調整部４０Ｂを備えている。また、画像処理部４５は、断面変換部４５Ａおよびスティッチング部４５Ｂを備えている。
【００３０】
撮影条件設定部４０は、入力装置３３からの指示情報に基づいてパルスシーケンスを含む撮影条件を設定し、設定した撮影条件をシーケンスコントローラ制御部４１に与える機能を有する。そのために、撮影条件設定部４０は、撮影条件の設定用画面情報を表示装置３４に表示させる機能を備えている。特に、撮影条件設定部４０は、寝台３７の移動を伴って、異なる寝台３７の位置においてそれぞれ画像データを収集するための撮影条件を設定する機能を備えている。
【００３１】
寝台３７のstation位置を変えながら画像データを収集すると、各寝台３７のstation位置において異なるZ軸方向の位置に対応する複数のアキシャル画像データを収集することができる。そして、異なるZ軸方向の位置に対応する複数のアキシャル画像データで構成されるアキシャル画像データセットに対する断面変換処理によってコロナル画像データを生成することができる。このため、寝台３７のstation位置ごとにアキシャル画像データセットからコロナル画像データを生成可能であり、異なる寝台３７のstation位置において得られた複数のコロナル画像データを繋ぎ合わせ(stitching)処理することによって広領域のコロナル画像データを得ることができる。通常は、２つの隣接するコロナル画像データの繋ぎ合わせ部分がオーバーラップするように、異なる寝台３７のstation位置においてアキシャル画像データセットの一部が重複して収集されるように撮像位置が設定される。
【００３２】
しかしながら、傾斜磁場の印加によって渦電流し、渦電流に依存して空間的に不均一な磁場が発生するため、画像データには歪みが発生する。特に、DWIやEPIを行う場合には、強い傾斜磁場の印加によって画像データには大きな歪みが発生する。このため、画像データ間における繋ぎ合わせ処理によって生成される広領域の画像データの連続性の維持が困難になるという問題がある。
【００３３】
そこで、撮影条件設定部４０には、コロナル画像データ間の繋ぎ合わせ部分に相当し、２回収集されるアキシャル画像データの渦電流による歪みが類似するように傾斜磁場の極性を調整して撮影条件を設定する機能が備えられる。
【００３４】
傾斜磁場の印加によって生じる渦電流による画像データのZ軸方向（通常はスライス方向）における歪み量は、傾斜磁場の印加方向に応じて偶関数、奇関数またはこれらの関数の組み合わせとして表すことができる。歪み量を示す偶関数および奇関数の原点は、渦電流のよって生じる磁場の中心となり、印加される傾斜磁場の中心に等しいとみなすことができる。また、渦電流によって生じる磁場の中心は、渦電流の中心と概ね等しいと近似することができる。
【００３５】
例えば、互に直交する３つの方向をA, B, Cとし、A, B, C方向に印加される傾斜磁場の強度を(GA, GB, GC)とする。また、A方向に傾斜磁場を印加することによって生じる渦電流の影響によるスライス方向における画像データの歪み量の分布が偶関数、B方向に傾斜磁場を印加することによって生じる渦電流の影響によるスライス方向における画像データの歪み量の分布が偶関数、C方向に傾斜磁場を印加することによって生じる渦電流の影響によるスライス方向における画像データの歪み量の分布が奇関数になると仮定する。さらに、A方向に傾斜磁場を印加して得られる画像データが渦電流の影響により歪んで正方形が平行四辺形に、B方向に傾斜磁場を印加して得られる画像データが渦電流の影響により歪んで正方形が長方形に、C方向に傾斜磁場を印加して得られる画像データが渦電流の影響により歪んで正方形が平行四辺形に、それぞれ変形するものとする。
【００３６】
そうすると、傾斜磁場の印加方向がA, B, C方向のいずれであるかによってアキシャル画像データの歪み方が変化する。
【００３７】
図３は、隣接する寝台３７の天板位置においてそれぞれ収集された複数のアキシャル画像データセットの各スライス位置における歪み方の例を傾斜磁場の印加方向ごとに示す図である。
【００３８】
図３において縦軸は、Z軸方向および寝台３７の移動方向を示す。また、図３に示す各画像データは、対応する傾斜磁場(GA, GB, GC)の印加を伴って各寝台３７のstation位置(STATION 1, STATION 2, STATION 3, …)において収集されたZ方向の各位置(+α, 0, -α)におけるアキシャル画像データを示す。尚、実際には、Z方向の異なる位置において３枚以上の多数のアキシャル画像データが収集されるが説明簡易化のため図３では、Z方向の位置を３点としている。また、Z方向の各位置(+α, 0, -α)は、傾斜磁場中心の位置をゼロとする座標系、つまり静止座標系における位置である。
【００３９】
寝台３７の移動を伴ってA方向にのみ成分Nを有する傾斜磁場(GA, GB, GC)=(N, 0, 0)を印加してアキシャル画像データを収集すると、Z方向には偶関数で表される歪み量の分布が生じ、かつ正方形が平行四辺形に変形するため、図３の左側に示すような複数のアキシャル画像データセットが得られる。
【００４０】
尚、station位置(STATION 1)のZ軸方向の位置-αと、station位置(STATION 2)のZ軸方向の位置+αとは、隣接するアキシャル画像データセット間にオーバーラップ部分を設けるために寝台３７および被検体Ｐとともに移動する座標系において同位置に設定されている。実際には、複数のアキシャル画像データをオーバーラップさせることができる。つまり、複数のZ軸方向の位置をstation位置(STATION 1)とstation位置(STATION 2)との間において同一に設定することができる。以下、隣接する寝台３７のstation位置間において同様である。
【００４１】
また、寝台３７の移動を伴ってB方向にのみ成分Nを有する傾斜磁場(GA, GB, GC)=(0, N, 0)を印加してアキシャル画像データを収集すると、Z方向には偶関数で表される歪み量の分布が生じ、かつ正方形が長方形に変形するため、図３の中央に示すような複数のアキシャル画像データセットが得られる。
【００４２】
さらに、寝台３７のstation位置(STATION 1)においてC方向にのみ極性が正の成分Nを有する傾斜磁場(GA, GB, GC)=(0, 0, N)を印加してアキシャル画像データを収集すると、Z方向には奇関数で表される歪み量の分布が生じ、かつ正方形が平行四辺形に変形するため、図３の右上に示すようなアキシャル画像データセットが得られる。
【００４３】
ここで、仮にstation位置(STATION 1)に隣接するstation位置(STATION 2)においてC方向にのみ極性が正の成分Nを有する傾斜磁場(GA, GB, GC)=(0, 0, N)を印加してアキシャル画像データを収集すると、図３の右端に示すようにstation位置(STATION 1)において収集されたアキシャル画像データセットと同様な歪みを有するアキシャル画像データセットが得られる。このため、station位置(STATION 1)において収集されるZ軸方向の位置-αにおける歪み後のアキシャル画像データと、station位置(STATION 2)において収集されるZ軸方向の位置+αにおける歪み後のアキシャル画像データとは互に歪み量ΔZが同一で極性(歪み方向)が反転する。従って、歪み方向が異なるアキシャル画像データを含むアキシャル画像データセット間において繋ぎ合わせを行うと連続性が損なわれる恐れがある。
【００４４】
そこで、station位置(STATION 1)に隣接するstation位置(STATION 2)では、C方向にのみ極性が負の成分Nを有する傾斜磁場(GA, GB, GC)=(0, 0, -N)を印加してアキシャル画像データが収集されるように撮影条件が設定される。そうすると、図３に示すように、station位置(STATION 2)において収集されるZ軸方向の位置+αにおける歪み後のアキシャル画像データは、station位置(STATION 1)において収集されるZ軸方向の位置-αにおけるアキシャル画像データと、歪み量ΔZおよび歪み方向が概ね同一となり、互に歪みが類似することとなる。これにより、歪み方が類似するアキシャル画像データをそれぞれ含む２つのアキシャル画像データセットから得られるコロナル画像データ間において繋ぎ合わせを行っても連続性が維持されたコロナル画像データを生成することが可能となる。
【００４５】
つまり、C方向にのみ絶対値成分Nを有する傾斜磁場の極性が、隣接する寝台３７のstation位置間において互に反転するように傾斜磁場が調整される。この結果、C方向にのみ絶対値成分Nを有する傾斜磁場の極性は、寝台３７の（天板の）station位置ごとに交互に反転することとなる。
【００４６】
一方、Z方向の歪み量の分布が偶関数で表される場合や正方形が長方形に変形するような歪みが発生する場合には、隣接する寝台３７のstation位置におけるオーバーラップ部分、つまり寝台３７および被検体Ｐとともに移動する座標系の同位置において、２つのアキシャル画像データにそれぞれ類似する歪みが発生する。このため、これらのアキシャル画像データを含む２つのアキシャル画像データセットから得られるコロナル画像データ間において繋ぎ合わせを行っても連続性が維持されたコロナル画像データを生成することができる。従って、Z方向の分布が偶関数で表される歪みを発生させるA方向への傾斜磁場および正方形が長方形に変形するような歪みを発生させるB方向への傾斜磁場は、寝台３７の（天板の）station位置に依らず同一の極性とされる。
【００４７】
尚、図３には、アキシャル画像データを収集する場合、つまりスライス方向がZ方向でありスライス方向の歪み量の分布が、偶関数および奇関数のいずれかで表される場合を例示したが、スライス方向の歪み量の分布が偶関数で表される成分および奇関数で表される成分の双方を有する場合であっても繋ぎ合せ部分に対応する複数の画像データの歪みが類似するように傾斜磁場の極性を調整することができる。すなわち、スライス方向の歪み量の分布に偶関数で表される成分が存在するとしても、奇関数で表される成分が支配的であれば、station位置ごとに傾斜磁場の極性を交互に反転することによって繋ぎ合せの対象となる画像データの歪みをより類似させることができる。逆に、偶関数で表される成分が支配的であれば、station位置に依らず傾斜磁場の極性を同一に設定すればよい。従って、アキシャル画像に対して例えば、±２０°程度の傾斜を有するオブリーク断面画像用のデータを収集する場合にも上述したような傾斜磁場の極性の調整によってオブリーク画像データの歪みをより類似させ、繋ぎ合わせ後の画像データの連続性を向上させることができる。
【００４８】
上述した機能を実現するために、撮影条件設定部４０の寝台位置設定部４０Ａには、複数のスライス画像データで構成される画像データセットを収集するための寝台３７のstation位置を設定する機能と、寝台駆動装置３９に制御信号を与えることによって寝台３７の天板が所定のstation位置に移動するように寝台駆動装置３９を制御する機能が備えられる。また、傾斜磁場極性調整部４０Ｂには、傾斜磁場の印加方向（各空間軸方向成分の値）および寝台３７のstation位置に応じて、隣接するstation位置間におけるオーバーラップ部分の画像データの歪みが類似するように、傾斜磁場の極性を調整する機能が備えられる。
【００４９】
具体的には、傾斜磁場の印加に起因して生じるスライス方向における歪み量の分布を示す関数として偶関数および奇関数のいずれが支配的であるかを判定する機能および偶関数が支配的であると判定される場合には対応する印加方向において支配的な傾斜磁場の極性を同一に設定する一方、奇関数が支配的であると判定される場合には対応する印加方向において支配的な傾斜磁場の極性を寝台３７のstation位置ごとに交互に自動的に反転させる機能を傾斜磁場極性調整部４０Ｂに備えることができる。ただし、歪み量の分布を示す関数として偶関数および奇関数のいずれが支配的であるかをユーザが判定するようにしてもよい。また、傾斜磁場の極性を寝台３７のstation位置ごとに交互に反転させる設定をユーザが入力装置３３の操作によって手動で行うようにすることもできる。
【００５０】
尚、傾斜磁場の印加方向と歪み量の分布が偶関数となるか奇関数となるかとの対応関係は、予め傾斜磁場の印加方向に応じた歪み量の分布を測定することによって、または設計データから知ることができる。ここで、歪み量の分布を表す関数が偶関数となるか奇関数となるかを判断するために、３次以上の項を無視し、１次および２次の項のみを考慮するものとしても十分な精度で歪み量の分布を示す関数を得ることができると考えられる。そして、得られた傾斜磁場の印加方向と歪み量の分布との対応関係は傾斜磁場極性調整部４０Ｂにおける判定処理のための参照用に傾斜磁場極性調整部４０Ｂに予め記憶させることができる。
【００５１】
上述したC方向に相当する方向がZ軸方向となる場合において、奇関数で表されるスライス方向の歪み分布の発生に対して支配的な傾斜磁場の代表的な例としては、スライス選択方向に印加されるMPGパルスやEPIシーケンスにおけるスライス選択用の傾斜磁場パルスが挙げられる。
【００５２】
図４は、図２に示す撮影条件設定部４０においてスライス選択方向に印加されるMPGパルスを寝台３７のstation位置ごとに交互に反転させたDWIシーケンスを設定した場合の例を示す図である。
【００５３】
図４において、横軸は時間を、RFはRFパルスを、Groはリードアウト方向における傾斜磁場パルスを、Gpeは位相エンコード方向における傾斜磁場パルスを、Gss1はある寝台３７のstation位置(STATION K)において印加されるスライス選択方向における傾斜磁場パルスを、Gss2は寝台３７のstation位置(STATION K)に隣接するstation位置(STATION K+1)において印加されるスライス選択方向における傾斜磁場パルスを、それぞれ示す。
【００５４】
DWIシーケンスにおいて、奇関数で表されるスライス方向の歪み分布の発生に対して支配的に寄与する傾斜磁場パルスは、スライス選択方向に印加されるMPGパルスである。図４の例では、station位置(STATION K)において、フリップパルスとフロップパルスの間に第１のMPGパルス(MPG PULSE 11)が印加され、フロップパルスとイメージングデータの収集用に印加されるリードアウト用および位相エンコード用の傾斜磁場パルスとの間に第２のMPGパルス(MPG PULSE 12)が印加されている。そこで、station位置(STATION K)に隣接するstation位置(STATION K+1)では、第１のMPGパルス(MPG PULSE 11)および第２のMPGパルス(MPG PULSE 12)のそれぞれの強度を表すb値の絶対値を一定としつつ極性を反転させた第３のMPGパルス(MPG PULSE 21)および第４のMPGパルス(MPG PULSE 22)が、それぞれ第１のMPGパルス(MPG PULSE 11)および第２のMPGパルス(MPG PULSE 12)と同タイミングで印加される。
【００５５】
これにより隣接するstation位置(STATION K, STATION K+1)のオーバーラップ部分に対応するDWIデータ間における歪みを類似させることができる。
【００５６】
尚、渦電流によるスライス方向の歪み分布が奇関数で表される場合には、図４において、スライス選択用の傾斜磁場の極性もstation位置ごとに交互に反転させれば、オーバーラップ部分に対応するDWIデータ間において歪みを一層類似させることができる。ただし、図４に示すように、スライス方向のMPGパルスの極性のみを反転すれば、撮影条件の設定およびハードウェアの制御が簡易となる。また、スライス選択方向以外の方向にMPGパルスの成分が存在する場合であっても、MPGパルスの主成分がスライス選択方向であれば、上述したMPGパルスの極性の交互反転により、対応するDWIデータ間における歪みを類似させることができる。
【００５７】
図５は、図２に示す撮影条件設定部４０においてスライス選択用の傾斜磁場パルスを寝台３７のstation位置ごとに交互に反転させたEPIシーケンスを設定した場合の例を示す図である。
【００５８】
図５において、横軸は時間を、RFはRFパルスを、Groはリードアウト方向における傾斜磁場パルスを、Gpeは位相エンコード方向における傾斜磁場パルスを、Gss1はある寝台３７のstation位置(STATION K)において印加されるスライス選択方向における傾斜磁場パルスを、Gss2は寝台３７のstation位置(STATION K)に隣接するstation位置(STATION K+1)において印加されるスライス選択方向における傾斜磁場パルスを、それぞれ示す。
【００５９】
図５に示すように、MPGパルスの印加を伴わないEPIシーケンスであっても、station位置(STATION K)に隣接するstation位置(STATION K+1)においてスライス選択方向における傾斜磁場パルスの極性を反転させれば、隣接するstation位置(STATION K, STATION K+1)のオーバーラップ部分に対応する画像データ間における歪みを類似させることができる。
【００６０】
次に、コンピュータ３２の他の機能について説明する。
【００６１】
シーケンスコントローラ制御部４１は、入力装置３３からのスキャン開始指示情報に従って、撮影条件設定部４０において設定されたパルスシーケンスを含む撮影条件をシーケンスコントローラ３１に与えることにより駆動制御させる機能を有する。また、シーケンスコントローラ制御部４１は、シーケンスコントローラ３１から生データを受けてｋ空間データベース４２に形成されたｋ空間に配置する機能を有する。このため、ｋ空間データベース４２には、寝台３７の各station位置および各スライス位置に対応する生データがｋ空間データとして保存される。
【００６２】
画像再構成部４３は、ｋ空間データベース４２からｋ空間データを取り込んでフーリエ変換(FT: Fourier transformation)を含む画像再構成処理を施すことにより実空間データである被検体Ｐの画像データを再構成する機能と、再構成して得られた画像データを画像データベース４４に書き込む機能を有する。このため、画像データベース４４には、画像再構成部４３において再構成された寝台３７の各station位置および各スライス位置に対応する画像データが保存される。
【００６３】
画像処理部４５は、画像データベース４４から寝台３７の各station位置および各スライス位置に対応する複数の画像データを取り込んで表示用の画像データの生成に必要な画像処理を施す機能と、生成した表示用の画像データを表示装置３４に表示させる機能を有する。表示用の画像データの生成に必要な画像処理としては、MPR (multi planar reconstructions)処理等の断面変換処理および断面変換後における寝台３７の各station位置に対応する複数の画像データの繋ぎ合せ(stitching)処理が挙げられる。
【００６４】
断面変換部４５Ａは、同一のstation位置において収集された異なる複数のスライス位置に対応する複数の画像データで構成される画像データセットに対して断面変換処理を施すことにより任意の断面方向の画像データを生成する機能を有する。例えば、あるstation位置において収集されたアキシャル画像データセットから１つのコロナル画像データを生成する機能が断面変換部４５Ａに備えられる。
【００６５】
スティッチング部４５Ｂは、断面変換部４５Ａにおいて生成されたstation位置ごとの複数の画像データを繋ぎ合せることにより広領域の表示用の画像データを生成する機能を有する。
【００６６】
（動作および作用）
次に磁気共鳴イメージング装置２０の動作および作用について説明する。
【００６７】
図６は、図１に示す磁気共鳴イメージング装置２０により寝台３７の移動を伴ってイメージングを行うことにより、被検体Ｐの複数のアキシャル画像データから広領域のコロナル画像データを生成する際の手順を示すフローチャートであり、図中Ｓに数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。
【００６８】
まずステップＳ１において、撮影条件設定部４０において、寝台３７のstation位置の移動を伴い、かつ画像データのスライス方向に奇関数で表される歪み分布を発生させる傾斜磁場の印加方向において支配的な傾斜磁場パルスの極性がstation位置ごとに交互に反転する撮影条件が設定される。より具体的には、寝台位置設定部４０Ａにおいてデータ収集を行うための寝台３７の複数のstation位置が設定され、傾斜磁場極性調整部４０Ｂにおいて、傾斜磁場パルスの極性が調整される。
【００６９】
この結果、例えば、図５や図６に示すように、スライス選択方向のMPGパルスの極性をstation位置ごとに交互に反転するDWIシーケンスやスライス選択方向の傾斜磁場パルスの極性をstation位置ごとに交互に反転するEPIシーケンスが撮影条件として設定される。
【００７０】
次にステップＳ２において、設定された撮影条件に従ってスキャンが実行される。
【００７１】
すなわち、予め寝台３７に被検体Ｐがセットされ、静磁場電源２６により励磁された静磁場用磁石２１(超伝導磁石)の撮像領域に静磁場が形成される。また、シムコイル電源２８からシムコイル２２に電流が供給されて撮像領域に形成された静磁場が均一化される。
【００７２】
そして、入力装置３３からシーケンスコントローラ制御部４１にスキャン開始指示が与えられると、シーケンスコントローラ制御部４１は撮影条件設定部４０からパルスシーケンスを含む撮影条件を取得してシーケンスコントローラ３１に与える。シーケンスコントローラ３１は、シーケンスコントローラ制御部４１から受けたパルスシーケンスに従って傾斜磁場電源２７、送信器２９および受信器３０を駆動させることにより被検体Ｐがセットされた撮像領域に傾斜磁場を形成させるとともに、RFコイル２４からRF信号を発生させる。
【００７３】
このため、被検体Ｐの内部における核磁気共鳴により生じたNMR信号が、RFコイル２４により受信されて受信器３０に与えられる。受信器３０は、RFコイル２４からNMR信号を受けて、所要の信号処理を実行した後、A/D変換することにより、デジタルデータのNMR信号である生データを生成する。受信器３０は、生成した生データをシーケンスコントローラ３１に与える。シーケンスコントローラ３１は、生データをシーケンスコントローラ制御部４１に与え、シーケンスコントローラ制御部４１はｋ空間データベース４２に形成されたｋ空間に生データをｋ空間データとして配置する。
【００７４】
このようなｋ空間データの収集および配置が完了すると、寝台位置設定部４０Ａからの制御信号に従って寝台駆動装置３９が寝台３７のstation位置を隣接する次のstation位置に移動させる。そして、同様なｋ空間データの収集および配置が撮影条件として設定された全てのstation位置について実行される。このため、ｋ空間データベース４２には、各station位置および各スライス位置に対応するｋ空間データが保存される。
【００７５】
次にステップＳ３において、画像再構成部４３は、ｋ空間データベース４２からｋ空間データを取り込んで画像再構成処理を施すことによりアキシャル画像データを再構成する。この結果生成された各station位置および各スライス位置に対応するアキシャル画像データは、画像データベース４４に保存される。
【００７６】
次にステップＳ４において、断面変換部４５Ａは、同一のstation位置において収集された複数のスライス位置に対応する複数のアキシャル画像データで構成されるアキシャル画像データセットに対して断面変換処理を施すことにより１つのstation位置について１つのコロナル画像データを生成する。次に、スティッチング部４５Ｂは、複数のstation位置に対応する複数のコロナル画像データに対して繋ぎ合せ処理を施すことにより広領域の１つのコロナル画像データを生成する。そして、このように生成されたコロナル画像データが表示装置３４に表示される。
【００７７】
つまり以上のような磁気共鳴イメージング装置２０は、ある方向に印加される傾斜磁場によって発生する渦電流に起因する画像データのスライス方向の歪み分布が奇関数で表される場合に、その方向に印加される少なくとも支配的な傾斜磁場パルスの極性を隣接する寝台３７のstation位置間において互に反転させてイメージングを行うようにしたものである。
【００７８】
（効果）
このため、磁気共鳴イメージング装置２０によれば、寝台３７の隣接する２つのstation位置においてオーバーラップ部分、すなわち繋ぎ合せの対象となる部分の２つの画像データの渦電流による歪みを類似させることができる。これにより、station位置ごとに得られる画像データを繋ぎ合せる際に、画像データ間の位置ずれを低減させて、より連続性を維持した広領域の画像データを生成することが可能となる。
【符号の説明】
【００７９】
２０  磁気共鳴イメージング装置
２１  静磁場用磁石
２２  シムコイル
２３  傾斜磁場コイル
２４  RFコイル
２５  制御系
２６  静磁場電源
２７  傾斜磁場電源
２８  シムコイル電源
２９  送信器
３０  受信器
３１  シーケンスコントローラ
３２  コンピュータ
３３  入力装置
３４  表示装置
３５  演算装置
３６  記憶装置
３７  寝台
３９  寝台駆動装置
Ｐ  被検体
【図１】
0005395619.tif 000002
【図２】
0005395619.tif 000003
【図３】
0005395619.tif 000004
【図４】
0005395619.tif 000005
【図５】
0005395619.tif 000006
【図６】
0005395619.tif 000007