(57)【要約】【課題】より良好な画質でAFI法によるイメージングを実行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である。【解決手段】実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、データ収集手段と画像生成手段とを備える。データ収集手段は、ｋ空間において波数方向に非対称なサンプリング領域に対応する複数の磁気共鳴信号を、第１の規則性を有するデータ収集順序及び前記第１の規則性と異なる第２の規則性を有するデータ収集順序で被検体から収集する。画像生成手段は、前記ｋ空間における位相共役対称を利用した非サンプリング領域への信号充填及び前記複数の磁気共鳴信号に基づく画像再構成処理を含むデータ処理によって磁気共鳴画像データを生成する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｋ空間において波数方向に非対称なサンプリング領域に対応する複数の磁気共鳴信号を、第１の規則性を有するデータ収集順序及び前記第１の規則性と異なる第２の規則性を有するデータ収集順序で被検体から収集するデータ収集手段と、
前記ｋ空間における位相共役対称を利用した非サンプリング領域への信号充填及び前記複数の磁気共鳴信号に基づく画像再構成処理を含むデータ処理によって磁気共鳴画像データを生成する画像生成手段と、
を備える磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
前記データ収集手段は、前記ｋ空間の中心に対応する磁気共鳴信号を含む低周波側の第１の磁気共鳴信号列よりも高周波側における正極側及び負極側の磁気共鳴信号を含む第２の磁気共鳴信号列を、前記ｋ空間において低周波側から高周波側に向かって正極側と負極側との間で交互に収集するセントリック収集によって収集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】
前記データ収集手段は、前記ｋ空間において１方向にデータ収集を行うシーケンシャル収集によって前記ｋ空間の中心に対応する磁気共鳴信号を含む低周波側の第１の磁気共鳴信号列を収集した後に、前記ｋ空間において正極側及び負極側の磁気共鳴信号を低周波側から高周波側に向かって交互に収集するセントリック収集によって前記第１の磁気共鳴信号列よりも高周波側における正極側及び負極側の磁気共鳴信号を含む第２の磁気共鳴信号列を収集し、前記第２の磁気共鳴信号列の収集後に前記第２の磁気共鳴信号列よりも高周波側における正極側又は負極側の磁気共鳴信号を含む第３の磁気共鳴信号列を前記シーケンシャル収集によって収集するように構成される請求項１又は２記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
前記データ収集手段は、前記ｋ空間において正極側及び負極側の磁気共鳴信号を高周波側から低周波側に向かって交互に収集する逆セントリック収集によって前記ｋ空間の中心に対応する磁気共鳴信号を含む低周波側の第１の磁気共鳴信号列を収集した後に、前記ｋ空間において正極側及び負極側の磁気共鳴信号を低周波側から高周波側に向かって交互に収集するセントリック収集によって前記第１の磁気共鳴信号列よりも高周波側における正極側及び負極側の磁気共鳴信号を含む第２の磁気共鳴信号列を収集し、前記第２の磁気共鳴信号列の収集後に前記第２の磁気共鳴信号列よりも高周波側における正極側又は負極側の磁気共鳴信号を含む第３の磁気共鳴信号列を、前記ｋ空間において１方向にデータ収集を行うシーケンシャル収集によって収集するように構成される請求項１又は２記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記サンプリング領域よりも前記ｋ空間の低周波側におけるサンプリング点が少ないサンプリング領域からデータ収集順序の規則性を一定として収集するための第１のパルスシーケンスにおいて前記データ収集順序の規則性が変わるようにし、かつ前記第１のパルスシーケンスの非サンプリング領域における低周波側にサンプリング点を付加することによって第２のパルスシーケンスを生成し、生成した前記第２のパルスシーケンスを前記磁気共鳴信号の収集用に設定又は提示するデータ収集条件設定手段を更に備える請求項１乃至４のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
前記データ収集条件設定手段は、前記第１のパルスシーケンスのサンプリング領域における高周波側の一部を非サンプリング領域とすることによって前記第２のパルスシーケンスを生成するように構成される請求項５記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
前記データ収集手段は、前記第１の規則性を有するデータ収集順序によるデータ収集としてシーケンシャル収集を行い、前記第２の規則性を有するデータ収集順序によるデータ収集としてセントリック収集を行う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８】
前記データ収集手段は、前記データ処理により前記磁気共鳴画像データを生成するために必要な磁気共鳴信号をシーケンシャル収集で収集する場合におけるサンプリング領域よりも広い領域を前記サンプリング領域と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９】
前記データ収集手段は、前記データ処理により前記磁気共鳴画像データを生成するために必要な磁気共鳴信号をシーケンシャル収集で収集する場合における非サンプリング領域の低周波側にセントリック収集による磁気共鳴信号のサンプリング点を付加した領域を前記サンプリング領域と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１０】
前記データ収集手段は、エコートレイン間隔の４倍以下のエコー時間で前記複数の磁気共鳴信号を収集するように構成される請求項１乃至９のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１１】
前記画像生成手段は、位相補正を含むデータ処理によって前記磁気共鳴画像データを生成するように構成される請求項１乃至１０のいずれか１項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(MRI: Magnetic Resonance Imaging)装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
MRI装置は、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磁気共鳴(MR: magnetic resonance)信号から画像を再構成する画像診断装置である。
【０００３】
MRI装置におけるイメージング法の１つとしてAFI (Asymmetric Fourier Imaging)法が知られている。AFI法は、ｋ空間(k-space)において波数方向に非対称となるようにデータをサンプリングし、サンプリングした自己データに基づいて推定した位相分布を用いて位相補正を行った後に画像データを再構成する手法である。AFI法によれば、ｋ空間において対称にサンプリングされたデータから生成される画像データと同等な画像データを生成することができる。
【０００４】
このため、AFI法によれば、ｋ空間データの非対称となる方向をｋ空間データの読み出し方向とすれば、エコー時間(TE: echo time)の短縮が可能である。一方、ｋ空間データの非対称となる方向をエンコード方向とすれば、撮像時間の短縮に繋がる。AFI法に用いられるパルスシーケンスとしては、FASE (fast advanced spin echo又はfast asymmetric spin echo)等のFSE (fast spin echo)系のシーケンスが挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２１７９８１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、FASE法においてTEが短く、ショット数が少ない場合には、ｋ空間に充填されるMR信号の数が少なくなる。このため、AFI処理において位相を良好な精度で推定することが困難となる。また、位相エンコード(PE: phase encode)方向の両端における信号間で大きさ強度差が生じ、画質劣化に繋がる恐れがある。
【０００７】
そこで、本発明は、より良好な画質でAFI法によるイメージングを実行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】
【０００８】
本発明の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、データ収集手段と画像生成手段とを備える。データ収集手段は、ｋ空間において波数方向に非対称なサンプリング領域に対応する複数の磁気共鳴信号を、第１の規則性を有するデータ収集順序及び前記第１の規則性と異なる第２の規則性を有するデータ収集順序で被検体から収集する。画像生成手段は、前記ｋ空間における位相共役対称を利用した非サンプリング領域への信号充填及び前記複数の磁気共鳴信号に基づく画像再構成処理を含むデータ処理によって磁気共鳴画像データを生成する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の構成図。
【図２】図１に示すコンピュータの機能ブロック図。
【図３】ｋ空間におけるMR信号の収集順序を示す図。
【図４】図２に示すAFI条件設定部において設定されるAFI用のデータ収集順序の第１の例を示す図。
【図５】図４に示すデータ収集順序を従来のデータ収集順序に基づいて設定する方法を示す図。
【図６】図２に示すAFI条件設定部において設定されるAFI用のデータ収集順序の第２の例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置について添付図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は本発明の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の構成図である。
【００１２】
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、この静磁場用磁石２１の内側に設けられたシムコイル２２、傾斜磁場コイル２３及びRFコイル２４を備えている。
【００１３】
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及びコンピュータ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及び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及び記憶装置３６が備えられる。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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及びＺ軸傾斜磁場コイル２３ｚで構成され、静磁場用磁石２１の内側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にはガントリに内蔵されたRF信号の送受信用の全身用コイル(WBC: whole body coil)や寝台３７や被検体Ｐ近傍に設けられるRF信号の受信用の局所コイルなどがある。
【００１７】
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及び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及びＺ軸傾斜磁場電源２７ｚと接続される。
【００１８】
そして、Ｘ軸傾斜磁場電源２７ｘ、Ｙ軸傾斜磁場電源２７ｙ及び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及び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。
【００１９】
RFコイル２４は、送信器２９及び受信器３０の少なくとも一方と接続される。送信用のRFコイル２４は、送信器２９からRF信号を受けて被検体Ｐに送信する機能を有し、受信用のRFコイル２４は、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MR信号を受信して受信器３０に与える機能を有する。
【００２０】
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及び受信器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及び受信器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及び受信器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及びRF信号を発生させる機能を有する。
【００２１】
また、シーケンスコントローラ３１は、受信器３０におけるMR信号の検波及び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。
【００２２】
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MR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。
【００２３】
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、プログラムの少なくとも一部に代えて、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。
【００２４】
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。
【００２５】
コンピュータ３２の演算装置３５は、記憶装置３６に保存されたプログラムを実行することにより撮像条件設定部４０及びデータ処理部４１として機能する。撮像条件設定部４０にはAFI条件設定部４０Ａが、データ処理部４１にはAFI処理部４１Ａが、それぞれ設けられる。また、記憶装置３６は、ｋ空間データベース４２及び画像データベース４３として機能する。
【００２６】
撮像条件設定部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像条件を設定し、設定した撮像条件をシーケンスコントローラ３１に出力することによってシーケンスコントローラ３１を駆動制御させる機能を有する。
【００２７】
AFI条件設定部４０Ａは、ｋ空間において波数方向に非対称なサンプリング領域に対応するMRデータを被検体Ｐから収集するAFIの撮像条件を設定できるように構成されている。AFI法は、２次元(2D: two dimensional)又は３次元(3D: three dimensional)のｋ空間の少なくとも１軸方向における波数方向に非対称にサンプンリングしたMRデータに基づいて、対称にサンプンリングしたMRデータに基づく画像データに近い画像データを近似的に生成する画像再構成手法である。
【００２８】
AFI条件設定部４０Ａでは、ｋ空間におけるMR信号の収集順序を定める複数の方式を組合わせることによって、信号強度の変化量ができるだけ小さくなる順序でAFI処理に必要な信号数のMR信号を収集するためのFASEシーケンスを設定することができる。
【００２９】
図３はｋ空間におけるMR信号の収集順序を示す図である。
【００３０】
図３において横軸はｋ空間における位相エンコード(PE: phase encode)方向kpeを示す。また、図３に示す矢印はMR信号のデータ収集方向を示し、矢印内における数字は、128個のMR信号を収集する場合におけるデータ収集順序を示す。
【００３１】
図３に示すように、MR信号の収集順序を定める方式としては、セントリック収集、逆セントリック収集、シーケンシャル収集及びスクロール収集が知られている。セントリック収集は、ｋ空間の低周波領域である中心付近から正極側の領域及び負極側の領域におけるMR信号を交互にｋ空間の高周波領域側に向かって収集するデータ収集方式である。これに対して、逆セントリック収集は、ｋ空間の高周波領域側から正極側の領域及び負極側の領域におけるMR信号を交互にｋ空間の低周波領域側に向かって収集するデータ収集方式である。シーケンシャル収集は、ｋ空間の一方の高周波領域側から他方の高周波領域側に向かって１方向にMR信号を収集するデータ収集方式である。スクロール収集は、ｋ空間の低周波領域である中心付近から一方の高周波領域側に向かってMR信号を収集した後に他方の高周波領域側から低周波領域側に向かってMR信号を収集するデータ収集方式である。
【００３２】
AFI条件設定部４０Ａでは、このようなデータ収集方式を組合わせることによってAFI用の撮像条件を設定することができる。
【００３３】
図４は、図２に示すAFI条件設定部４０Ａにおいて設定されるAFI用のデータ収集順序の第１の例を示す図である。
【００３４】
図４において横軸はｋ空間のPE方向kpeを、縦軸は任意単位で表されたMR信号の信号強度を、矩形枠はMR信号を、矩形枠内の数字は収集順位を、矩形枠外に表記された数字はPE方向kpeにおける周波数に対応するマトリックス番号を、それぞれ示す。
【００３５】
図４は、説明簡易化のためにPE方向kpeにおけるマトリックスサイズを16とした場合において、RF励起パルスのショット数が１のFSEシーケンスで収集されるMR信号のデータ収集順序を示している。この条件は以降の図においても同様である。
【００３６】
AFI法では、図４に例示されるように、ｋ空間において波数方向に非対称なサンプリング領域に対応するMR信号が被検体ＰからMRデータとして収集される。そして、ｋ空間における位相共役対称を利用して非サンプリング領域への信号充填が行われる。尚、Hと表記された周波数に対応するMRデータは、データ収集ではなくAFI処理によって充填されるデータである。
【００３７】
このようなAFI法によるデータ収集において、信号強度の変化量ができるだけ小さくなる順序で各MR信号が収集されるように、データ収集順序の規則性を変えながら各MR信号を収集するためのデータ収集条件を設定することができる。すなわち、ｋ空間において波数方向に非対称なサンプリング領域に対応する複数のMR信号が、第１の規則性を有するデータ収集順序及び第１の規則性と異なる第２の規則性を有するデータ収集順序で被検体Ｐから収集されるようにデータ収集条件を設定することができる。
【００３８】
具体的には、図３に示すようなｋ空間において１方向にデータ収集を行うシーケンシャル収集、ｋ空間において正極側及び負極側のMR信号を低周波側から高周波側に向かって交互に収集するセントリック収集及びｋ空間において正極側及び負極側のMR信号を高周波側から低周波側に向かって交互に収集する逆セントリック収集等の互いに異なるデータ収集方式を組合わせてFSEシーケンス等のパルスシーケンスを設定することができる。
【００３９】
図４に示す例では、シーケンシャル収集によってｋ空間の中心に対応するMR信号を含む低周波側の第１のMR信号列を収集した後に、セントリック収集によって第１のMR信号列よりも高周波側における正極側及び負極側の第２のMR信号列が収集される。更に、第２のMR信号列の収集後に、第２のMR信号列よりも高周波側における正極側の第３のMR信号列がシーケンシャル収集によって収集される。つまり、図４に示す例では、第１の規則性を有するデータ収集順序によるデータ収集としてシーケンシャル収集が行われ、第２の規則性を有するデータ収集順序によるデータ収集としてセントリック収集が行われる。
【００４０】
尚、非サンプリング領域が正極側であれば、収集されるMR信号の極性も反転することとなる。その場合、第２のMR信号列よりも高周波側における負極側の第３のMR信号列がシーケンシャル収集によって収集されることとなる。
【００４１】
図４に示すデータ収集順序をMR信号のデータ収集順位で表現すると、ｋ空間の中心に対応するMR信号の収集順位を２倍して１を減じた数に相当する収集順位のMR信号までがシーケンシャル収集によって連続的に収集される。図４に示す例では、マトリックス番号が８のｋ空間の中心に対応するMR信号が２番目に収集される。従って、マトリックス番号が７から９に対応する３番目までのMR信号がシーケンシャル収集によって収集される。換言すれば、収集順位が３番目までのMR信号をシーケンシャル収集で収集することによって２番目に収集されるMR信号を、ｋ空間の中心に対応するMR信号とすることができる。但し、実際には８つ程度のMRエコーの信号列をシーケンシャル収集によって収集することが適切である。
【００４２】
次に、ｋ空間の中心に対応するMR信号の収集順位を２倍して１を減じた数に相当する収集順位のMR信号の次に収集されるMR信号から非サンプリング領域との境界におけるサンプリング領域のMR信号の収集順位に１を加算した数に相当する収集順位のMR信号までがセントリック収集によって収集される。図４に示す例では、マトリックス番号５、６、１０、１１に対応する４番目から７番目までのMR信号がセントリック収集によって収集される。
【００４３】
更に、その後、非対称なサンプリング領域の部分におけるMR信号がシーケンシャル収集によって連続的に収集される。図４に示す例では、マトリックス番号が１２から１６に対応する収集順位が８番目から１２番目までのMR信号がシーケンシャル収集によって収集される。
【００４４】
このようにデータ収集順序の規則性をデータ収集中に変えると、データ収集順序の規則性を変えない場合に比べて、図４のグラフに示すように低周波側の対称なサンプリング領域の部分からより多くのMR信号を高い信号強度で収集することが可能となる。つまり、高い信号強度でMR信号を収集することが可能な低周波領域における対称なサンプリング領域を大きくすることができる。
【００４５】
しかも、TEが短い場合であっても、サンプリング領域の対称な部分を十分に確保することが可能となる。特に、エコートレイン間隔(ETS: echo train spacing）の４倍以下のTEでMR信号を収集する場合、すなわちTE≦4ETSの条件を満たすようなshort TEの場合において顕著な効果が得られる。例えば、ETS=5[ms]であればTE≦20[ms]においてサンプリング領域の対称な部分を良好に確保することが可能となる。
【００４６】
加えて、全体として信号強度の変化が小さく、かつPE方向に滑らかに変化するMR信号列を収集することが可能となる。このため、AFI処理において良好な精度で位相を推定することができる。その結果、ゴーストの増加を回避し、良好な画質でMR画像を得ることができる。
【００４７】
図４に例示されるMR信号列の収集条件は、新規な撮像条件として設定することができるが、データ収集順序の規則性を一定とする従来の収集条件をベースとして設定することもできる。そのために、AFI条件設定部４０Ａには、データ収集順序の規則性を一定としてMR信号列を収集するための第１のパルスシーケンスに基づいてデータ収集順序の規則性が変わる第２のパルスシーケンスを生成するためのユーザインターフェースとしての機能が備えられる。具体的には、AFI用の第１のパルスシーケンスに基づいてAFI用の第２のパルスシーケンスを生成するための設定画面を表示装置３４に表示させることができる。
【００４８】
図５は、図４に示すデータ収集順序を従来のデータ収集順序に基づいて設定する方法を示す図である。
【００４９】
図５(A), (B)において各横軸はｋ空間のPE方向kpeを、各縦軸は任意単位で表されたMR信号の信号強度を、矩形枠はMR信号を、矩形枠内の数字は収集順位を、矩形枠外に表記された数字はPE方向kpeにおける周波数に対応するマトリックス番号を、それぞれ示す。
【００５０】
図５(A)は、マトリックス番号が７から１６に対応する１０番目までの全てのMR信号をシーケンシャル収集によって収集する従来のデータ収集順序を示している。MR信号列を連続的に収集すると、TEにおいてｋ空間中心に対応するMR信号を収集した後は、時間の経過に伴って信号強度が次第に減衰する。このため、MR信号の強度差がｋ空間内において小さくなるように、従来はシーケンシャル収集によって全てのMR信号が連続収集される。すなわち、ｋ空間において１方向にMR信号列が収集される。
【００５１】
しかしながら、TE≦4ETSである場合のようにTEが短い場合には、ｋ空間の中心に対応するMR信号よりも先に所要の信号強度で収集することが可能なMR信号の数が限られることとなる。図５(A)に示す例では、ｋ空間の中心に対応するMR信号よりも先に収集されるMR信号はマトリックス番号が７の１つのMR信号のみである。このように対称となるサンプリング領域の広さが十分確保できない場合には、AFI処理において推定される位相分布の精度が不十分となり、画質の劣化に繋がる恐れがある。
【００５２】
そこで、図４及び図５(B)に示すように、ｋ空間の中心付近におけるMR信号をシーケンシャル収集で連続的に収集した後、セントリック収集によってｋ空間において対称な領域からMR信号をサンプリングするようにサンプリング領域及びデータ収集順序を変更することができる。この結果、図５(A)に示す従来のサンプリング領域に対して対称となるサンプリング領域の部分を広くすることができる。
【００５３】
換言すれば、ｋ空間を中心線で正極側と負極側とに分割した場合にMR信号の数が少なくなる側の領域に、収集対象となるMR信号をAFI処理においてデータ劣化を回避するために十分な数だけｋ空間の中心に近い側から増加させることができる。そして、その具体例として、図５(A)に示すようにMR画像データを生成するために必要なMR信号をシーケンシャル収集のみで収集する場合における非サンプリング領域の低周波側に、図５(B)に示すようにセントリック収集によるMR信号のサンプリング点を付加した領域をサンプリング領域とすることができる。この場合、収集対象として増加するMR信号の数は限定的である。このため、ブラ―の増加等の画質の劣化を十分に低減させることができる。
【００５４】
更に、図５(B)に例示されるように、高周波側において収集対象となるMR信号の数を減じるようにしてもよい。すなわち、ｋ空間を中心線で正極側と負極側とに分割した場合にMR信号の数が多くなる側の領域から、収集対象となるMR信号をｋ空間の中心から遠い側から減じることができる。収集対象から除外されたｋ空間のサンプリング点における信号値は、例えば、0詰め(0-filling)等によって充填することができる。尚、図５(B)においてZは、0-fillingによって信号値が充填されることを示している。
【００５５】
このような高周波側における収集データ数の削減により、図５(A)に示すデータ収集条件と図５(B)に示すデータ収集条件との間において収集対象となるMR信号のデータ数を同一にすることができる。すなわち、全体として収集すべきMR信号のデータ数を増加させることなく、低周波側において収集されるMR信号の数を増加させることができる。
【００５６】
もちろん、高周波側におけるMR信号を収集するようにしてもよい。その場合、データ処理によりMR画像データを生成するために必要なMR信号をシーケンシャル収集のみで収集する場合におけるサンプリング領域よりも広い領域がサンプリング領域となる。
【００５７】
このように、図５(A)に示すような第１のパルスシーケンスに基づいて図４又は図５(B)に示すような第２のパルスシーケンスを生成することができる。より具体的には、予め第２のパルスシーケンスのサンプリング領域よりもｋ空間の低周波側におけるサンプリング点が少ないサンプリング領域からデータ収集順序の規則性を一定としてMR信号列を収集するための第１のパルスシーケンスを撮像条件の設定画面を通じて設定することができる。
【００５８】
次に、第１のパルスシーケンスにおいてデータ収集順序の規則性が変わるようにし、かつ第１のパルスシーケンスの非サンプリング領域における低周波側にサンプリング点を付加することによって第２のパルスシーケンスを生成することができる。この場合、第１のパルスシーケンスのサンプリング領域における高周波側の一部を非サンプリング領域とすることによって第２のパルスシーケンスを生成することもできる。
【００５９】
そして、生成された第２のパルスシーケンスを表示装置３４に表示された撮像条件の設定画面を通じてMR信号の収集用に設定又は提示させることができる。
【００６０】
図６は、図２に示すAFI条件設定部４０Ａにおいて設定されるAFI用のデータ収集順序の第２の例を示す図である。
【００６１】
図６(A), (B1), (B2)において横軸方向はｋ空間のPE方向kpeを、矩形枠はMR信号を、矩形枠内の数字は収集順位を、矩形枠外に表記された数字はPE方向kpeにおける周波数に対応するマトリックス番号を、それぞれ示す。
【００６２】
図６(A)は、マトリックス番号が６から１６に対応する１１番目までの全てのMR信号をシーケンシャル収集によって収集する従来のデータ収集順序を示している。また、ｋ空間の中心に対応するMR信号は３番目に収集されるようにデータ収集条件が設定されている。
【００６３】
この場合、図６(A)に示す第１のパルスシーケンスのデータ収集順序及びサンプリング領域を、図４又は図５(B)に示すように変更すれば第２のパルスシーケンスを生成することができる。但し、図６(B1)又は(B2)に示すようにデータ収集順序及びサンプリング領域を変更すると、ｋ空間内において信号強度差をより小さくすることができる。
【００６４】
具体的には、逆セントリック収集によってｋ空間の中心に対応するMR信号を含む低周波側の第１のMR信号列を収集した後に、セントリック収集によって第１のMR信号列よりも高周波側における正極側及び負極側のMR信号を含む第２のMR信号列を収集し、更に第２のMR信号列の収集後に第２のMR信号列よりも高周波側における正極側又は負極側のMR信号を含む第３のMR信号列をシーケンシャル収集によって収集する第２のパルスシーケンスを生成することができる。
【００６５】
図６(B1), (B2)に示す例では、ｋ空間の中心に対応するMR信号は、マトリックス番号８に対応する収集順位が３番目のMR信号である。従って、３番目に収集されるMR信号までは、逆セントリック収集によって収集される。換言すれば、逆セントリック収集を行うことによって３番目に収集されるMR信号を、ｋ空間の中心に対応するMR信号とすることができる。
【００６６】
次に、４番目のMR信号から、非サンプリング領域との境界におけるサンプリング点に対応する７番目のMR信号までは、セントリック収集によって収集される。更に、サンプリング領域の非対称な部分に対応する８番目から１２番目までのMR信号は、シーケンシャル収集によって収集される。
【００６７】
図４から図６に例示されるように、AFI条件設定部４０Ａでは、ｋ空間の中心に対応するMR信号を含む低周波側の第１のMR信号列よりも高周波側における正極側及び負極側のMR信号を含む第２のMR信号列が、ｋ空間において低周波側から高周波側に向かって正極側と負極側との間で交互に収集するセントリック収集によって収集されるようにデータ収集条件を決定することができる。これにより、AFI処理に必要な低周波領域におけるMR信号の確保とMR信号の信号強度の確保の両立が可能となる。
【００６８】
データ処理部４１は、撮像条件設定部４０において設定された撮像条件下におけるイメージングスキャンによって収集されたMR信号をシーケンスコントローラ３１から取得して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、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 transform)を含む画像再構成処理を施すことにより画像データを再構成する機能、再構成して得られた画像データを画像データベース４３に書き込む機能、画像データベース４３から取り込んだ画像データに必要な画像処理を施して表示装置３４に表示させる機能を有する。
【００６９】
AFI処理部４１Ａは、AFI法により収集されたMRデータに対してAFI処理を施すことによってMR画像データを生成する機能を有する。より具体的には、ｋ空間における位相共役対称を利用した非サンプリング領域への信号充填及び複数のMR信号に基づく画像再構成処理を含むデータ処理によって、MR信号に基づくMR画像データを生成することができる。
【００７０】
尚、AFI法には、Margosian法、FIR (finite impulse response)法、MoFIR (Modified FIR)法、POCS (projection on to convex sets)法或いはhybrid法等の様々な方法が提案されている。典型的なAFI法では、位相分布の推定及び推定された位相分布に基づく位相補正を含むデータ処理が行われる。また、必要に応じてデータがない部分に0-fillingを施したｋ空間データが中間的なデータとして利用される場合もある。
【００７１】
上述のような構成及び機能を有する磁気共鳴イメージング装置２０により、AFI法によるイメージングスキャンを実行すると、TEが短くRF励起パルスのショット数が少ない場合であってもAFI処理に必要なMR信号を収集することができる。このため、AFI処理によって良好な精度で位相分布を推定し、画質の良いMR画像データを生成することができる。
【００７２】
つまり以上のような磁気共鳴イメージング装置２０は、AFI法においてMR信号のデータ収集順序を工夫することによって低周波側におけるサンプリング領域の広さの確保及びサンプリング領域から収集されるMR信号の強度の連続性の確保を両立できるようにしたものである。
【００７３】
このため、磁気共鳴イメージング装置２０によれば、FSEシーケンスを用いたAFI法においてTEが短く、ショット数が少ない場合であってもSNR (signal to noise ratio)低下を抑制することができる。この結果、AFI処理のエラーを回避して良好な画質でMR画像を得ることができる。
【００７４】
以上、特定の実施形態について記載したが、記載された実施形態は一例に過ぎず、発明の範囲を限定するものではない。ここに記載された新規な方法及び装置は、様々な他の様式で具現化することができる。また、ここに記載された方法及び装置の様式において、発明の要旨から逸脱しない範囲で、種々の省略、置換及び変更を行うことができる。添付された請求の範囲及びその均等物は、発明の範囲及び要旨に包含されているものとして、そのような種々の様式及び変形例を含んでいる。
【符号の説明】
【００７５】
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
４０  撮像条件設定部
４０Ａ  AFI条件設定部
４１  データ処理部
４１Ａ  AFI処理部
４２  ｋ空間データベース
４３  画像データベース
Ｐ  被検体
【図１】
2014073357.tif 000003
【図２】
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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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