(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＲＦパルス送信手段と、勾配パルス印加手段と、ＮＭＲ信号受信手段と、前記各手段を駆動してデータを収集し画像を再構成する処理手段とを具備したＭＲＩ装置であって、
前記処理手段は、励起ＲＦパルスを印加すると共にスライス選択パルスを印加し、次にＭＰＧ(Motion Probing Gradient)パルスを印加し、次に反転ＲＦパルスを印加すると共にスライス選択パルスを印加し、次にＭＰＧパルスを印加し、次にリード勾配の方向がスライス面内に仮想した一つの放射線の角度θｉになるようにリードパルスを印加してデータを収集することを前記リードパルスの極性を反転し且つ前記角度θｉを変えながら反復する高速パルスシーケンスにより、画像再構成に必要なデータを１回の励起で収集するか、又は、前記高速パルスシーケンスを複数回繰り返して、画像再構成に必要なデータを複数回の励起で収集することを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＭＲＩ装置であって、前記高速パルスシーケンスにより収集したデータに１次元フーリエ変換を施し、データを並びかえ、横緩和時間Ｔ２に関するアンプリチュード補正を行った後に絶対値を加算して、拡散強調画像を生成することを特徴とするＭＲＩ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置に関し、さらに詳しくは、被検体の微小な動きの影響を受けず且つ短いスキャン時間で拡散強調画像を得られるＭＲＩ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、「Diffusion-Weighted Interleaved Echo-Planar Imaging with a Pair of Orthogonal Navigator Echoes, Kim Butts et al, MRM 35:763-770 (1996)」に開示された、２次元ナビゲーションエコーを付加した拡散強調ＥＰＩ（Echo Planar Imaging）パルスシーケンスの説明図である。
この拡散強調ＥＰＩパルスシーケンスＡ’では、励起ＲＦパルスＲ９０を印加すると共にスライス選択パルスＳ１を印加し、次にＭＰＧ（Motion Probing Gradient）パルスＭＰＧ１を印加し、次に反転ＲＦパルスＲ１８０を印加すると共にスライス選択パルスＳ２を印加し、次にＭＰＧパルスＭＰＧ２を印加する。次に、位相エンコード軸に位相エンコードパルスＰＥを印加し且つリード軸にリードパルスを印加しないでナビゲーションエコーｙからｙ方向補正用データを収集する。次に、位相エンコード軸に位相エンコードパルスＰＥを印加し且つリード軸にリードパルスＲＤ’を印加し反転してナビゲーションエコーｘからｘ方向補正用データを収集する。続いて、位相エンコード軸に位相エンコードパルスＰＥを印加し且つリードパルスＲＤ’を反転してエコーｅ’からイメージング用データを収集することを反復する。
上記拡散強調ＥＰＩパルスシーケンスＡ’を複数回繰り返し、画像再構成に必要なデータを複数回の励起で収集する。
次に、複数回の拡散強調ＥＰＩパルスシーケンスＡ’でそれぞれ収集したイメージング用データ間の位相ズレを、ナビゲーションエコーｙ，ｘを用いて補正する。
拡散強調画像は、２次元フーリエ法により、前記補正したデータから生成する。
【０００３】
一方、「Analysis and Comparison of Motion-Correction Techniques in Diffusion-Weighted Imaging, Theodore P Trouard et al, JMRI 6:925-935 (1996)」には、ラジアルスキャン法（Radial Scan Method）を利用した拡散強調イメージング方法が開示されている。
このラジアルスキャン法を利用した拡散強調イメージング方法では、勾配磁場の方向がθｉになるように勾配パルスを印加してデータを収集するパルスシーケンスを、θｉを変えながら多数回繰り返し、画像再構成に必要なデータを多数回の励起で収集する。
拡散強調画像は、投影再構成法により、前記データから生成する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の２次元ナビゲーションエコーを付加した拡散強調ＥＰＩパルスシーケンスＡ’では、ナビゲーションエコーｙ，ｘを用いて、被検体のｙ方向およびｘ方向の微少な動きに起因する位相ズレを、補正している。しかしながら、被検体のｚ方向の微少な動きに起因する位相ズレに対しては無力であり、実際のところ、被検体の微小な動きの影響が画像に現れる問題点がある。
一方、上記従来のラジアルスキャン法を利用した拡散強調イメージング方法では、周波数エンコードのみを使用するため、被検体の微少な動きに起因する位相ズレの影響を受けない利点がある。しかしながら、画像再構成に必要なデータを多数回（６４回以上）の励起で収集するため、スキャン時間が長くかかる問題点がある。
そこで、本発明の目的は、被検体の微小な動きの影響を受けず且つ短いスキャン時間で拡散強調画像を得られるＭＲＩ装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、本発明は、ＲＦパルス送信手段と、勾配パルス印加手段と、ＮＭＲ信号受信手段と、前記各手段を駆動してデータを収集し画像を再構成する処理手段とを具備したＭＲＩ装置であって、前記処理手段は、投影復元法の高速パルスシーケンスにＭＰＧパルスを組み込んだ高速パルスシーケンスにより、画像再構成に必要なデータを１回の励起で収集するか、又は、前記高速パルスシーケンスを複数回繰り返して、画像再構成に必要なデータを複数回の励起で収集することを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記構成において「高速パルスシーケンス」とは、１回の励起で複数のエコーからデータを収集するパルスシーケンスを言う。
上記第１の観点によるＭＲＩ装置では、周波数エンコードのみを使用する投影復元法を用いるため、被検体の微少な動きに起因する位相ズレの影響を受けない。また、１回の励起で複数のエコーからデータを収集する高速パルスシーケンスを用いるため、スキャン時間を短縮できる。そして、その高速パルスシーケンスにＭＰＧパルスを組み込むため、拡散強調画像を得られる。よって、被検体の微小な動きの影響を受けず、短いスキャン時間で、拡散強調画像を得られるようになる。
画像再構成に必要なデータを１回の励起で収集する場合は、スキャン時間を最も短縮できる。
他方、画像再構成に必要なデータを複数回の励起で収集する場合は、信号強度が大きいエコーだけを使用できるため（信号強度が小さくなったエコーまで使用しなくても済むため）、ＳＮを向上できる。ここで、「複数回」とは、「画像再構成に必要なデータ数」を「１回の励起で得るデータ数（使用するエコー数）」で割った値になる。
【０００６】
第２の観点では、本発明は、ＲＦパルス送信手段と、勾配パルス印加手段と、ＮＭＲ信号受信手段と、前記各手段を駆動してデータを収集し画像を再構成する処理手段とを具備したＭＲＩ装置であって、前記処理手段は、励起ＲＦパルスを印加すると共にスライス選択パルスを印加し、次にＭＰＧパルスを印加し、次に反転ＲＦパルスを印加すると共にスライス選択パルスを印加し、次にＭＰＧパルスを印加し、次にリード勾配の方向がスライス面内に仮想した一つの放射線の角度θｉになるようにリードパルスを印加してデータを収集することを前記リードパルスの極性を反転し且つ前記角度θｉを変えながら反復する高速パルスシーケンスにより、画像再構成に必要なデータを１回の励起で収集するか、又は、前記高速パルスシーケンスを複数回繰り返して、画像再構成に必要なデータを複数回の励起で収集することを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第２の観点によるＭＲＩ装置では、リードパルスの方向が角度θｉになるようにリードパルスを印加してデータを収集することを角度θｉを変えながら反復する高速パルスシーケンスを用いる。この高速パルスシーケンスは、周波数エンコードのみを使用する投影復元法の高速パルスシーケンスであるため、被検体の微少な動きに起因する位相ズレの影響を受けず、また、スキャン時間を短縮できる。そして、反転ＲＦパルスの前後にＭＰＧパルスを組み込むため、拡散強調画像を得られる。よって、被検体の微小な動きの影響を受けず、短いスキャン時間で、拡散強調画像を得られるようになる。
【０００７】
他の観点では、本発明は、投影復元法の高速パルスシーケンスにＭＰＧパルスを組み込んだ高速パルスシーケンスにより、画像再構成に必要なデータを１回の励起で収集するか、又は、前記高速パルスシーケンスを複数回繰り返して、画像再構成に必要なデータを複数回の励起で収集することを特徴とする拡散強調イメージング方法を提供するものである。
また、本発明は、励起ＲＦパルスを印加すると共にスライス選択パルスを印加し、次にＭＰＧパルスを印加し、次に反転ＲＦパルスを印加すると共にスライス選択パルスを印加し、次にＭＰＧパルスを印加し、次にリード勾配の方向がスライス面内に仮想した一つの放射線の角度θｉになるようにリードパルスを印加してデータを収集することを前記リードパルスの極性を反転し且つ前記角度θｉを変えながら反復する高速パルスシーケンスにより、画像再構成に必要なデータを１回の励起で収集するか、又は、前記高速パルスシーケンスを複数回繰り返して、画像再構成に必要なデータを複数回の励起で収集することを特徴とする拡散強調イメージング方法を提供するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【０００９】
図１は、本発明の一実施形態にかかるＭＲＩ装置を示すブロック図である。
このＭＲＩ装置１００において、マグネットアセンブリ１は、内部に被検体を挿入するための空間部分（孔）を有し、この空間部分を取りまくようにして、被検体に一定の主磁場を印加する永久磁石１ｐと、勾配パルスを印加するための勾配磁場コイル１ｇと、被検体内の原子核のスピンを励起するためのＲＦパルスを与える送信コイル１ｔと、被検体からのＮＭＲ信号を検出する受信コイル１ｒとが配置されている。前記勾配磁場コイル１ｇ，送信コイル１ｔおよび受信コイル１ｒは、それぞれ勾配磁場駆動回路３，ＲＦ電力増幅器４および前置増幅器５に接続されている。
なお、上記のような永久磁石型マグネットでなく、超伝導型マグネットや常伝導型マグネットであってもよい。
シーケンス記憶回路８は、計算機７からの指令に従い、記憶しているパルスシーケンスに基づいて勾配磁場駆動回路３を操作し、前記マグネットアセンブリ１の勾配磁場コイル１ｇから勾配パルスを発生させると共に、ゲート変調回路９を操作し、ＲＦ発振回路１０の搬送波出力信号を所定タイミング・所定包絡線形状のパルス状信号に変調し、それをＲＦパルスとしてＲＦ電力増幅器４に加え、ＲＦ電力増幅器４でパワー増幅した後、前記マグネットアセンブリ１の送信コイル１ｔに印加し、所望のスライス領域を選択励起する。
前置増幅器５は、マグネットアセンブリ１の受信コイル１ｒで検出された被検体からのＮＭＲ信号を増幅し、位相検波器１２に入力する。位相検波器１２は、ＲＦ発振回路１０の搬送波出力信号を参照信号とし、前置増幅器５からのＮＭＲ信号を位相検波して、Ａ／Ｄ変換器１１に与える。Ａ／Ｄ変換器１１は、位相検波後のアナログ信号をディジタル信号に変換して、計算機７に入力する。
計算機７は、Ａ／Ｄ変換器１１からデータを読み込み、画像再構成演算を行い、画像を生成する。この画像は、表示装置６にて表示される。
また、計算機７は、操作卓１３から入力された情報を受け取るなどの全体的な制御を受け持つ。
【００１０】
図２は、上記ＭＲＩ装置１００による拡散強調イメージング処理を示すフローチャートである。
ステップＵ１では、拡散強調ラジアルＥＰＩパルスシーケンスによりイメージング用データを収集する。
図３に、拡散強調ラジアルＥＰＩパルスシーケンスを示す。
この拡散強調ラジアルＥＰＩパルスシーケンスＡでは、励起ＲＦパルスＲ９０を印加すると共にスライス選択パルスＳ１を印加し、次にＭＰＧパルスＭＰＧ１を印加し、次に反転ＲＦパルスＲ１８０を印加すると共にスライス選択パルスＳ２を印加し、次にＭＰＧパルスＭＰＧ２を印加する。次に、ベクトル合成したリード勾配の方向がスライス面内に仮想した一つの放射線の角度θｉ（図３では、ｉ＝１〜２０）になるようにリード軸（ｘ方向）にリードパルスＲＤｘを印加し且つリード軸（ｙ方向）にリードパルスＲＤｙを印加し、エコーｅからイメージング用データを収集することを、エコーｅを集束させるためにリードパルスＲＤｘ，ＲＤｙの極性を反転し且つ角度θｉを変えるためにリードパルスＲＤｘ，ＲＤｙの面積を変えながら反復する。
上記拡散強調ラジアルＥＰＩパルスシーケンスＡを複数回繰り返し、画像再構成に必要なデータを複数回の励起で収集する。
【００１１】
図４は、図３の拡散強調ラジアルＥＰＩパルスシーケンスＡによるｋ空間ＫＳでのイメージング用データ収集軌跡の説明図である。
θｉは、データ収集軌跡の方向であり、ベクトル合成したリード勾配の方向に対応する。
各データ収集軌跡に付けた矢印は、データ収集の方向を示している。
【００１２】
なお、図４では、図示の都合上、ｉ＝１〜２０にしてあるため、図３に示すように１回の励起で得るデータ数（使用するエコー数）が“２０”であれば、拡散強調ラジアルＥＰＩパルスシーケンスＡを１回だけ行えばよい。
しかし、実際には、最低必要な画質の画像を得るためには少なくともｉ＝１〜６０である。従って、図３に示すように１回の励起で得るデータ数を“２０”とすれば、拡散強調ラジアルＥＰＩパルスシーケンスＡを３回繰り返す必要がある。
換言すれば、１回の励起で得るデータ数を“６０”とすれば、拡散強調ラジアルＥＰＩパルスシーケンスを１回行えばよい。この場合、画像再構成に必要なデータを複数回の励起で収集する場合に比べて、スキャン時間を短縮できる。但し、信号強度が小さくなったエコーまで使用しなければならないため、ＳＮが低下し、高い画質は得られない。
【００１３】
図２に戻り、ステップＵ２では、収集したデータから投影再構成法により拡散強調画像を生成する。具体例としては、収集したデータに１次元フーリエ変換を施し、データを並べ変え、Ｔ２*（横緩和時間Ｔ２の減衰時定数）のアンプリチュード補正を行った後に絶対値を加算し（バックプロジェクション法によるリコンストラクション）、拡散強調画像を生成する。
【００１４】
ステップＵ３では、拡散強調画像を表示する。
【００１５】
以上のＭＲＩ装置１００によれば、周波数エンコードのみを使用する投影復元法の高速パルスシーケンスである拡散強調ラジアルＥＰＩパルスシーケンスＡを用いるため、被検体の微小な動きの影響を受けず、短いスキャン時間で、拡散強調画像を得られるようになる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明のＭＲＩ装置によれば、周波数エンコードのみを使用する投影復元法を用いるため、被検体の微少な動きに起因する位相ズレの影響を受けない。また、高速パルスシーケンスを用いるため、スキャン時間を短縮できる。そして、高速パルスシーケンスにＭＰＧパルスを組み込むため、拡散強調画像を得られる。よって、被検体の微小な動きの影響を受けず、短いスキャン時間で、拡散強調画像を得られるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかるＭＲＩ装置を示すブロック図である。
【図２】本発明にかかる拡散強調イメージング処理を示すフロー図である。
【図３】本発明にかかる拡散強調ラジアルＥＰＩパルスシーケンスの例示図である。
【図４】図３の拡散強調ラジアルＥＰＩパルスシーケンスによるｋ空間でのイメージング用データ収集軌跡の説明図である。
【図５】従来の拡散強調ＥＰＩパルスシーケンスの例示図である。
【符号の説明】
１００                  ＭＲＩ装置
１                      マグネットアセンブリ
１ｇ                    勾配磁場コイル
１ｔ                    送信コイル
７                      計算機
８                      シーケンス記憶回路
Ａ                      拡散強調ラジアルＥＰＩパルスシーケンス
ＫＳ                    ｋ空間
ＭＰＧ１，ＭＰＧ２      ＭＰＧパルス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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