(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静磁場発生系と、傾斜磁場発生系、高周波磁場発生系および高周波磁場検出系を備える計測系と、パルスシーケンスに従って、前記計測系の動作を制御して核磁気共鳴信号を計測するとともに前記核磁気共鳴信号から得たデータを用いて演算を行う演算系と、を備える磁気共鳴イメージング装置であって、
前記パルスシーケンスは、ハーフRFパルスとともに印加するスライス傾斜磁場の極性を正極と負極との間で反転させて2回のスライス選択励起を行い、それぞれエコー信号を得る超短エコー時間シーケンスであり、
前記演算系は、
前記計測および前記演算に用いる補正値を算出する事前処理部と、
前記事前処理部で算出した補正値を前記パルスシーケンスに設定し、設定後の当該パルスシーケンスに従って前記計測系を制御して本計測を行い、画像を再構成する本計測部と、を備え、
前記事前処理部は、前記各スライス傾斜磁場のリフォーカスパルスの印加量をそれぞれ前記補正値として算出するリフォーカスパルス印加量算出部を備え、
前記本計測部は、前記本計測において、前記スライス傾斜磁場を正極で印加した際に得たエコー信号である正極データと、前記スライス傾斜磁場を負極で印加した際に得たエコー信号である負極データとを加算し、加算後の極性加算データを用いて画像を再構成する画像再構成部を備え、
前記リフォーカスパルス印加量算出部は、前記正極データと前記負極データとを加算した後の励起プロファイルのサイドローブ信号を低減させるよう前記各リフォーカスパルスの印加量を算出すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記事前処理部は、前記各ハーフRFパルスの照射周波数をそれぞれ前記補正値として算出する照射周波数算出部をさらに備え、
前記照射周波数算出部は、前記2回のスライス選択励起による励起位置間の位置ずれを解消するよう前記各照射周波数を算出すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記事前処理部は、前記正極データと前記負極データとの間の位相差の0次項である0次位相差を前記補正値として算出する0次位相差算出部をさらに備え、
前記画像再構成部は、加算前に、前記正極データと前記負極データとの間の位相差を、前記0次位相差を用いて補正すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記事前処理部は、
前記各ハーフRFパルスの照射周波数をそれぞれ前記補正値として算出する照射周波数算出部と、
前記正極データと前記負極データとの間の位相差の0次項である0次位相差を前記補正値としてさらに算出する0次位相差算出部と、をさらに備え、
前記照射周波数算出部は、前記2回のスライス選択励起による励起位置間の位置ずれを解消するよう前記各照射周波数を算出し、
前記画像再構成部は、加算前に、前記正極データと前記負極データとの間の位相差を、前記0次位相差を用いて補正すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
請求項1乃至4のいずれか一項記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記事前処理部は、前記パルスシーケンスのスライス傾斜磁場波形を測定するスライス傾斜磁場波形測定部をさらに備え、
前記リフォーカスパルス印加量算出部は、前記測定したスライス傾斜磁場波形を用い、前記各リフォーカスパルスの印加量を算出すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
請求項2又は4記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記事前処理部は、前記パルスシーケンスのスライス傾斜磁場波形を測定するスライス傾斜磁場波形測定部をさらに備え、
前記リフォーカスパルス印加量算出部は、前記測定したスライス傾斜磁場波形を用い、前記各リフォーカスパルスの印加量を算出し、
前記照射周波数算出部は、前記測定したスライス傾斜磁場波形から得られるスライス傾斜磁場の強度を用い、前記位置ずれを算出すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
請求項3又は4記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記事前処理部は、前記パルスシーケンスのスライス傾斜磁場波形を測定するスライス傾斜磁場波形測定部をさらに備え、
前記リフォーカスパルス印加量算出部は、前記測定したスライス傾斜磁場波形を用い、前記各リフォーカスパルスの印加量を算出し、
前記0次位相差算出部は、前記極性が正極のスライス傾斜磁場波形と前記極性が負極のスライス傾斜磁場波形との差を用いて前記0次位相差を算出すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項８】
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記事前処理部は、
前記正極データおよび前記負極データそれぞれの励起プロファイルを測定する励起プロファイル測定部と、
前記それぞれの励起プロファイルを用い、前記位相差の1次項の係数を1次位相差として算出する1次位相差算出部と、をさらに備え、
前記リフォーカスパルス印加量算出部は、前記1次位相差を用いて前記各リフォーカスパルス印加量を決定すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項９】
請求項2記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記事前処理部は、
前記正極データおよび前記負極データそれぞれの励起プロファイルを測定する励起プロファイル測定部と、
前記それぞれの励起プロファイルを用い、前記位相差の1次項の係数を1次位相差として算出する1次位相差算出部と、
前記励起プロファイル間の励起位置のシフト量を算出するシフト量算出部と、をさらに備え、
前記リフォーカスパルス印加量算出部は、前記1次位相差を用いて前記各リフォーカスパルス印加量を決定し、
前記照射周波数算出部は、前記シフト量を用いて前記位置ずれを決定すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１０】
請求項3記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記事前処理部は、
前記正極データおよび前記負極データそれぞれの励起プロファイルを測定する励起プロファイル測定部と、
前記それぞれの励起プロファイルを用い、前記位相差の1次項の係数を1次位相差として算出する1次位相差算出部と、をさらに備え、
前記リフォーカスパルス印加量算出部は、前記1次位相差を用いて前記各リフォーカスパルス印加量を決定し、
前記0次位相差算出部は、前記それぞれの励起プロファイルを用い、前記0次位相差を算出すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１１】
請求項4記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記事前処理部は、
前記正極データおよび前記負極データそれぞれの励起プロファイルを測定する励起プロファイル測定部と、
前記それぞれの励起プロファイルを用い、前記位相差の1次項の係数を1次位相差として算出する1次位相差算出部と、
前記励起プロファイル間の励起位置のシフト量を算出するシフト量算出部と、をさらに備え、
前記リフォーカスパルス印加量算出部は、前記1次位相差を用いて前記各リフォーカスパルス印加量を決定し、
前記照射周波数算出部は、前記シフト量を用いて前記位置ずれを決定し、
前記0次位相差算出部は、前記それぞれの励起プロファイルを用い、前記0次位相差を算出すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１２】
請求項１項記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記事前処理部は、
前記正極データおよび前記負極データそれぞれの励起プロファイルを測定する励起プロファイル測定部と、
前記正極データと前記負極データとの間の位相差の1次項の係数である1次位相差と、当該位相差の0次項である0次位相差とを、予め定めた規則に従って予め定めた初期値から変化させ、評価値を最小にする値をそれぞれ探索し、当該1次位相差および当該0次位相差の最適値を決定する位相差最適値探索部と、をさらに備え、
前記評価値は、前記それぞれの励起プロファイルから得られるサイドローブの信号量であり、
前記リフォーカスパルス印加量算出部は、前記1次位相差を用いて前記各リフォーカスパルス印加量を決定し、
前記画像再構成部は、前記加算前に前記正極データと負極データとの間の位相差を、前記0次位相差の最適値を用いて補正すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１３】
請求項12記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記位相差最適値探索部は、前記0次位相差を当該0次位相差の最適値に固定し、予め定められた規則に従って前記1次位相差を変化させて得た前記評価値を最小とする1次位相差を、前記1次位相差の最適値と決定し、前記1次位相差を当該1次位相差の最適値に固定し、予め定めた規則に従って前記0次位相差を変化させて得た前記評価値を最小とする0次位相差を、前記0次位相差の最適値と決定する処理を、当該0次位相差の最適値を得た際の評価値が予め定めた範囲に収束するまで行うこと
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１４】
請求項8記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記事前処理部は、前記1次位相差算出部が前記1次位相差を算出する毎に、当該1次位相差が予め定めた収束条件を満足するか否かを判別する収束判別部をさらに備え、
前記判別結果が否である場合、前記リフォーカスパルス印加量算出部に前記印加量を算出させ、前記励起プロファイル測定部に算出した前記印加量を用いた場合の前記各励起プロファイルを測定させ、当該測定結果から前記1次位相差算出部に前記1次位相差を算出させること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１５】
請求項9記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記事前処理部は、前記1次位相差算出部および前記シフト量算出部がそれぞれ前記1次位相差および前記シフト量を算出する毎に、当該1次位相差および当該シフト量が予め定めた収束条件を満足するか否かを判別する収束判別部をさらに備え、
前記判別結果が否である場合、前記リフォーカスパルス印加量算出部に前記印加量を算出させるとともに前記照射周波数算出部に前記照射周波数を算出させ、前記励起プロファイル測定部に算出した前記印加量および前記照射周波数を用いた場合の前記各励起プロファイルを測定させ、当該測定結果から前記1次位相差算出部に前記1次位相差を算出させるとともに前記シフト量算出部に前記シフト量を算出させること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１６】
請求項10記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記事前処理部は、前記1次位相差算出部が前記1次位相差を算出する毎に、当該1次位相差が予め定めた収束条件を満足するか否かを判別する収束判別部をさらに備え、
前記判別結果が否である場合、前記リフォーカスパルス印加量算出部に前記印加量を算出させ、前記励起プロファイル測定部に算出した前記印加量を用いた場合の前記各励起プロファイルを測定させ、当該測定結果から前記1次位相差算出部に前記1次位相差を算出させ、
前記判別結果が前記収束条件を満足するものである場合、前記0次位相差算出部に最新の前記各励起プロファイルから前記0次位相差を算出させること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１７】
請求項11記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記事前処理部は、前記1次位相差算出部および前記シフト量算出部がそれぞれ前記1次位相差および前記シフト量を算出する毎に、当該1次位相差および当該シフト量が予め定めた収束条件を満足するか否かを判別する収束判別部をさらに備え、
前記判別結果が否である場合、前記リフォーカスパルス印加量算出部に前記印加量を算出させるとともに前記照射周波数算出部に前記照射周波数を算出させ、前記励起プロファイル測定部に算出した前記印加量および前記照射周波数を用いた場合の前記各励起プロファイルを測定させ、当該測定結果から前記1次位相差算出部に前記1次位相差を算出させるとともに前記シフト量算出部に前記シフト量を算出させ、
前記判別結果が前記収束条件を満足するものである場合、前記0次位相差算出部に、最新の前記各励起プロファイルから前記0次位相差を算出させること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１８】
請求項4記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記本計測は、マルチスライス計測であって、
前記事前処理部は、計測対象スライス位置毎に、前記本計測に用いる前記リフォーカスパルスの印加量、前記照射周波数、および、前記0次位相差を決定すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１９】
ハーフRFパルスとともに印加するスライス傾斜磁場の極性を正極と負極との間で反転させて2回のスライス選択励起を行い、それぞれエコー信号を取得する超短エコー時間シーケンスによる撮影に用いる補正値を算出する補正値算出方法であって、
前記補正値を決定する事前処理ステップと、
前記事前処理ステップで決定した補正値を用いて前記超短エコー時間シーケンスを実行し、前記スライス傾斜磁場を正極で印加した際に得たエコー信号である正極データと、前記スライス傾斜磁場を負極で印加した際に得たエコー信号である負極データとを得る計測ステップと、
前記正極データと前記負極データとを加算し、加算後の極性加算データを用い画像を再構成する画像再構成ステップと、を備え、
前記事前処理ステップは、前記スライス傾斜磁場をリフォーカスするリフォーカスパルスの印加量を前記補正値として決定するリフォーカスパルス印加量決定ステップを備え、  前記リフォーカスパルス印加量決定ステップでは、前記リフォーカスパルスの印加量は、前記正極データと前記負極データとを加算した後の励起プロファイルのサイドローブ信号を低減させるよう決定されること
を特徴とする補正値算出方法。
【請求項２０】
請求項19記載の補正値算出方法であって、
前記事前処理ステップは、
前記各ハーフRFパルスの照射周波数をそれぞれ前記補正値として算出する照射周波数算出ステップと、
前記正極データと前記負極データとの間の位相差の0次項である0次位相差を前記補正値として算出する0次位相差算出ステップと、をさらに備え、
前記照射周波数算出ステップは、前記2回のスライス選択励起位置の位置ずれを解消するよう前記各照射周波数を算出し
前記画像再構成ステップでは、前記加算前に前記正極データと負極データとの間の位相差は、前記0次位相差を用いて補正されること
を特徴とする補正値算出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体中の水素や燐等からの核磁気共鳴信号(以下、NMR信号と呼ぶ)を測定し、核の密度分布や緩和時間分布等を画像化する磁気共鳴イメージング(以下、MRIと呼ぶ)技術に関し、特に、超短エコー時間シーケンスを用いる撮影技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
MRI装置は、被検体、特に人体の組織を構成する原子核スピンが発生するNMR信号(エコー信号)を計測し、その頭部、腹部、四肢等の形態や機能を2次元的に或いは3次元的に画像化する装置である。撮影においては、被検体を静磁場(分極磁場B0)内に配置した上で、特定の領域を選択励起するために高周波磁場パルス(RFパルス)と共にスライス選択傾斜磁場パルスを印加し、位相エンコード傾斜磁場パルスや読み出し傾斜磁場パルスを印加することにより、励起範囲内をエンコードし、位相情報を付与する。【０００３】
スライス傾斜磁場パルスは、任意の方向に傾斜した磁場を発生させ、静磁場空間内に磁場の強度勾配を生成する。被検体を構成する原子核スピンは、傾斜した磁場の強度と磁気回転比とに応じた周波数で歳差運動を行う。その歳差運動の周波数はラーモア周波数と呼ばれ、ラーモア周波数と一致するRFパルスを照射することにより、任意の位置の原子核スピンをだけを励起することができる。【０００４】
原子核スピンの緩和現象を無視した理想状態の場合、この励起される範囲および強度(以下、励起プロファイルと呼ぶ)は、RFパルスのエンベロープをフーリエ変換した形となる。RFパルスのエンベロープの最も一般的な波形は、Sinc関数である。RFパルスのエンベロープにSinc関数を用いると、打ち切り誤差を除けば矩形の励起プロファイルが得られる。【０００５】
撮影は、予め定められたパルスシーケンスに従って行われる。パルスシーケンスの中には、横緩和時間(T2)の短い組織の信号を計測する超短エコー時間シーケンス(Ultra-short TE Sequence。以下、UTEシーケンスと呼ぶ)がある(特許文献1、非特許文献1など)。UTEシーケンスでは、RFパルスのエンベロープとして、通常のRFパルス(フルRFパルス:Full RFパルス)の波形を半分にした形のハーフRFパルス(Half RFパルス)が用いられる。そして、このハーフRFパルスを、それぞれ、極性を反転させたスライス傾斜磁場とともに照射し、2回励起を行い、それに伴い、2回エコー信号を計測し、加算する。以下、極性を正極にして印加するスライス傾斜磁場を正極スライス傾斜磁場、極性を負極にして印加するスライス傾斜磁場を負極スライス傾斜磁場、正極スライス傾斜磁場が印加された場合に取得されるエコー信号を正極データ、負極スライス傾斜磁場が印加された場合に取得されるエコー信号を負極データと呼ぶ。【０００６】
ハーフRFパルスによる励起プロファイルは、フルRFパルスによる励起プロファイルよりサイドローブが大きい。しかし、上記正極データと負極データの励起プロファイルがサイドローブ部において180[deg]反転した位相分布を持つことになるため、正極データと負極データとを加算することによりサイドローブ信号が打ち消され、フルRFパルスによる励起プロファイルと同等の励起プロファイルを得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許5025216号明細書
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】P.D.Gatehouse,G.M.Bydder,Magnetic resonance imaging of short T2 components in issue、Clinical Radiology,58(1)，1-19 (2003)
【非特許文献２】Peter Latta et al,Simple phase method for measurement of magnetic field gradient waveforms，MAGNETIC RESONANCE IMAGING 25，1272-1276(2007)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のように、UTEシーケンスでは、正極データと負極データとを加算することにより、励起プロファイルのサイドローブ信号を打ち消している。しかしながら、この正極データと負極データの励起プロファイルは、実際にはサイドローブ部において180[deg]反転した位相分布を持たないことが多い。また、正極データと負極データの強度分布に位置ずれが生じる場合もある。このような場合、正極データと負極データのサイドローブ信号が互いに打ち消されないため、指定したスライス位置外からの信号が再構成画像に混入し、アーチファクトが生じ、良好な画像が得られない。【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、UTEシーケンスで、高画質の画像を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、ハーフRFパルスの印加により取得される正極データおよび負極データそれぞれの励起プロファイルが、サイドローブ部において180[deg]反転した位相分布を持つようスライス傾斜磁場のリフォーカスパルスを調整することで、UTEシーケンスにおいて良好な励起プロファイルを実現する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、UTEシーケンスにおいてスライス数によらず、高画質の画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第一の実施形態のMRI装置の構成図
【図２】UTEシーケンスのパルスシーケンス図
【図３】ハーフRFパルスの励起プロファイル(強度分布)であり、正極データと負極データを加算することでハーフRFパルスの励起プロファイルにおけるサイドローブが低減することを説明するための説明図
【図４】ハーフRFパルスの励起プロファイル(位相分布)であり、正極データと負極データの励起プロファイルがサイドローブ部において180[deg]反転した位相分布を持つことを説明するための説明図
【図５】渦電流により発生する磁場が出力傾斜磁場波形を歪ませることを説明するための説明図
【図６】スライス傾斜磁場の下り部分も利用してハーフRFパルスを照射する場合のRFパルスおよびスライス傾斜磁場の印加タイミングを説明するための説明図
【図７】(a)は、正極スライス傾斜磁場にオフセットが生じている場合の励起位置のずれを、(b)は、負極スライス傾斜磁場にオフセットが生じている場合の励起位置のずれを、それぞれ説明するための説明図
【図８】第一の実施形態の演算系の機能ブロック図
【図９】(a)および(b)は、第一の実施形態の、正極スライス傾斜磁場波形および負極スライス傾斜磁場波形の測定結果をそれぞれ説明するための説明図
【図１０】スライス傾斜磁場パルスのリフォーカスパルスの印加タイミングを説明するための説明図
【図１１】第一の実施形態の事前処理のフローチャート
【図１２】第一の実施形態の本計測処理のフローチャート
【図１３】第二の実施形態の演算系の機能ブロック図
【図１４】第二の実施形態の励起プロファイル測定シーケンスのパルスシーケンス図
【図１５】第二の実施形態の励起位置のシフト量の算出方法を説明するための説明図
【図１６】(a)は、第二の実施形態の正極データと負極データを位相差分した後の位相分布を説明するための説明図であり、(b)は、(a)に示すデータを位相アンラップ処理した後の位相分を説明するための説明図
【図１７】第二の実施形態の事前処理のフローチャート
【図１８】(a)〜(g)は、第二の実施形態の補正値を用いた場合の励起プロファイルの改善効果を説明するための説明図
【図１９】(a)〜(d)は、第二の実施形態の補正値を用いた場合の画像の改善効果を説明するための説明図
【図２０】第三の実施形態の演算系の機能ブロック図
【図２１】第三の実施形態の事前処理の1次位相差および0次位相差算出処理のフローチャー
【図２２】第四の実施形態の演算系の機能ブロック図
【図２３】第四の実施形態の事前処理のフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜＜第一の実施形態＞＞
本発明を適用する第一の実施形態について図面を用いて説明する。なお、発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００１５】
最初に、本実施形態のMRI装置100の概要を図1に基づいて説明する。図1は、本実施形態のMRI装置100の全体構成を示すブロック図である。本実施形態のMRI装置100は、NMR現象を利用して被検体の断層画像を得るもので、静磁場発生系120と、傾斜磁場発生系130と、シーケンサ140と、高周波磁場発生系150と、高周波磁場検出系160と、演算系170とを備える。
【００１６】
静磁場発生系120は、垂直磁場方式であれば、被検体101の周りの空間にその体軸と直交する方向に、水平磁場方式であれば、体軸方向に均一な静磁場を発生させるもので、被検体101の周りに永久磁石方式、常電導方式あるいは超電導方式の静磁場発生源が配置される。
【００１７】
傾斜磁場発生系130は、MRI装置100の座標系(静止座標系)であるX，Y，Zの3軸方向に巻かれた傾斜磁場コイル131と、それぞれの傾斜磁場コイル131を駆動する傾斜磁場電源132とを備え、後述のシ−ケンサ140からの命令に従ってそれぞれのコイルの傾斜磁場電源132を駆動することにより、X，Y，Zの3軸方向に傾斜磁場Gxin，Gyin，Gzinを印加する。撮影時には、スライス面(撮影断面)に直交する方向にスライス方向傾斜磁場パルス(Gs)を印加して被検体101に対するスライス面を設定し、そのスライス面に直交し、かつ、互いに直交する残りの2つの方向に位相エンコード方向傾斜磁場パルス(Gp)と周波数エンコード方向傾斜磁場パルス(Gf)とを印加し、NMR信号(エコー信号)にそれぞれの方向の位置情報をエンコードする。
【００１８】
高周波磁場発生系150は、被検体101の生体組織を構成する原子の原子核スピンに核磁気共鳴を起こさせるために、被検体101にRFパルスを照射するもので、高周波発振器(シンセサイザ)152と変調器153と高周波増幅器154と送信側の高周波コイル(送信コイル)151とを備える。シンセサイザ152から出力された高周波パルスをシーケンサ140からの指令によるタイミングで変調器153により振幅変調し、この振幅変調された高周波パルスを高周波増幅器154で増幅し、被検体101に近接して配置された送信コイル151に供給することにより、RFパルスが被検体101に照射される。
【００１９】
高周波磁場検出系160は、被検体101の生体組織を構成する原子核スピンの核磁気共鳴により放出されるエコー信号(NMR信号)を検出するもので、受信側の高周波コイル(受信コイル)161と信号増幅器162と直交位相検波器163とA/D変換器164とを備える。送信コイル151から照射された電磁波によって誘起された被検体101の応答のエコー信号が被検体101に近接して配置された受信コイル161で検出され、信号増幅器162で増幅された後、シーケンサ140からの指令によるタイミングで直交位相検波器163により直交する二系統の信号に分割され、それぞれがA/D変換器164でディジタル量に変換されて、演算系170に送られる。
【００２０】
シーケンサ140は、高周波磁場パルス(以下、「RFパルス」という)と傾斜磁場パルスとを、所定の撮影シーケンスに従って繰り返し印加するよう制御部である。シーケンサ140は演算系170の制御で動作し、被検体101の断層画像のデータ収集に必要な種々の命令を傾斜磁場発生系130、高周波磁場発生系150、および高周波磁場検出系160に送る。これらの、傾斜磁場発生系130、高周波磁場発生系150および高周波磁場検出系160は、シーケンサ140からの命令に従って動作し、計測を行うため、合わせて計測系と呼ぶ。
【００２１】
演算系170は、各種データ処理と処理結果の表示及び保存等を行うもので、CPU171と、記憶装置172と、外部記憶装置173と、表示装置174と、入力装置175とを備える。例えば、高周波磁場検出系160からのデータを用い、被検体101の断層画像を再構成する。また、撮影シーケンスに従って、シーケンサ140に制御信号を送信する。再構成された断層画像は、表示装置174に表示されると共に、記憶装置172または外部記憶装置73に記録される。入力装置175は、操作者がMRI装置100の各種制御情報や演算系170で行う処理の制御情報を入力するもので、トラックボール又はマウス、及び、キーボードを備える。この入力装置175は表示装置174に近接して配置され、操作者が表示装置174を見ながら入力装置175を通してインタラクティブにMRI装置100の各種処理を制御する。
【００２２】
なお、図1において、送信コイル151と傾斜磁場コイル131は、被検体101が挿入される静磁場発生系20の静磁場空間内に、垂直磁場方式であれば被検体101に対向して、水平磁場方式であれば被検体101を取り囲むようにして設置される。また、受信コイル161は、被検体101に対向して、或いは取り囲むように設置される。
【００２３】
現在MRI装置の撮影対象核種は、臨床で普及しているものとしては、被検体の主たる構成物質である水素原子核(プロトン)である。プロトン密度の空間分布や、励起状態の緩和時間の空間分布に関する情報を画像化することで、人体頭部、腹部、四肢等の形態または、機能を2次元もしくは3次元的に撮影する。
【００２４】
演算系170のCPU171がシーケンサ140に制御信号を与える元となる撮影シーケンスは、RFパルスおよび傾斜磁場パルスの印加タイミングが定められるパルスシーケンスと、RFパルスおよび傾斜磁場パルスの印加強度、印加タイミング等を指定するパラメータとにより決定される。パルスシーケンスは、予め設定され、記憶装置172に保持される。また、パラメータは、入力装置175を介して操作者により設定される撮影条件に基づき、演算系170において算出される。
【００２５】
ここで、本実施形態で用いるUTEシーケンスのパルスシーケンスを説明する。UTEシーケンス200のパルスシーケンスを図2に示す。図2の横軸は全て時間軸[s]であり、RFとEcｈｏの縦軸は電圧振幅[V]であり、Gs、Gp、Gfの縦軸は傾斜磁場強度[T/m]である。
【００２６】
UTEシーケンス200では、ハーフRFパルス201、202をスライス傾斜磁場211、212とともに印加する。このとき、スライス傾斜磁場211とスライス傾斜磁場212とは、それぞれ、極性を反転させて印加する。以下、極性を正極にして印加するスライス傾斜磁場を正極スライス傾斜磁場、極性を負極にして印加するスライス傾斜磁場を負極スライス傾斜磁場と呼ぶ。そして、位相エンコード傾斜磁場221、222および読み出しエンコード傾斜磁場231、232を印加しながら、それぞれ、エコー信号241、242を計測する。なお、上述のように、正極スライス傾斜磁場211を印加して取得するエコー信号241を、正極データと呼び、負極スライス傾斜磁場212を印加して取得するエコー信号242を、負極データと呼ぶ。
【００２７】
なお、演算系170は、計測された各エコー信号241、242を、加算後、画像を再構成する。上述のように、ハーフRFパルスの励起プロファイルは、フルRFパルスの励起プロファイルよりもサイドローブが大きいが、加算することにより、フルRFパルスと同等の励起プロファイルを得ることができる。
【００２８】
加算により、ハーフRFパルスの励起プロファイルのサイドローブを抑えることができる理由を図3および図4を用いて説明する。図3は、UTEシーケンス200の、ハーフRFパルス201、202それぞれによる励起プロファイル301、302と、ハーフRFパルス201、202から得た正極データと負極データとを加算して得られるデータの励起プロファイル303を示す。図3の横軸は位置(Position[m])を、縦軸は強度(Amplitude[a.ｕ.])を表す。
【００２９】
エコー信号を加算することによりフルRFパルスと同等な励起プロファイル303を得ることができる。この理由は、ハーフRFパルスによる励起プロファイルの位相分布から説明できる。
【００３０】
図4は、ハーフRFパルス201、202それぞれによる励起プロファイルの位相分布311、312である。図4の横軸は位置(Position[m])を、縦軸は位相(Phase[deg])を表す。
【００３１】
図4に示すように、正極スライス傾斜磁場211により得られる励起プロファイル301の位相分布311と、負極スライス傾斜磁場212により得られる励起プロファイル302の位相分布312とは、サイドローブ部分において180[deg]反転した関係にある。そのため、両者により得たデータ(正極データおよび負極データ)を加算すると、サイドローブ信号が打ち消された位相分布313が得られる。
【００３２】
しかし、上述のように、正極データの励起プロファイルの位相分布と負極データの励起プロファイルの位相分布とは、実際には、180[deg]反転した関係にならない。また、正極データの強度分布と負極データの強度分布との間には、位置ずれが生じる。
【００３３】
正極データと負極データの位相分布が180[deg]反転した関係にならない原因は、スライス傾斜磁場により生じる渦電流と、ハーフRFパルス201、202照射中の緩和である。
【００３４】
スライス傾斜磁場211、212に渦電流が生じると、スライス傾斜磁場211、212の波形が変形する。これにより、ハーフRFパルス201、202印加後に原子核スピンの位相が分散し、励起プロファイルの位相分布が変化する。図5は、撮影パラメータで指定されるスライス傾斜磁場の波形321に対して、渦電流が生じたことにより変化したスライス傾斜磁場の波形322の様子を示した概念図である。
【００３５】
また、ハーフRFパルス201、202照射中の緩和によっても原子核スピンの位相分散が引き起こされ、励起プロファイルの位相分布が変化する。特に、図6に示すように、スライス傾斜磁場211、212の下り部分331も利用してハーフRFパルス201、202を照射するパルスシーケンスの場合、緩和の影響は顕著に現れる。これは、スライス傾斜磁場211、212の強度に合わせてハーフRFパルス201、202の照射強度を下げることになり、照射強度の下がった部分において原子核スピンのフリップ角が小さくなり、かつ照射時間も伸びるためである。
【００３６】
他方、正極データと負極データの強度分布に位置ずれが生じる原因は、スライス傾斜磁場211、212のオフセット成分である。スライス傾斜磁場211、212にオフセットが生じている場合、励起される位置がオフセットに比例してシフトする。シフトは、スライス傾斜磁場が正極の場合と負極の場合とで逆方向になるため、両者の強度分布が一致せず、両者を加算した際にメインローブの幅が広くなるとともにサイドローブ信号が残る。
【００３７】
図7(a)および図7(b)は、スライス傾斜磁場にオフセットが生じている場合、励起したい位置341から、励起される位置342がオフセット343に比例してシフトする様子を説明するための図である。スライス傾斜磁場が正極(正極スライス傾斜磁場211)の場合を図7(a)に示す。また、スライス傾斜磁場が負極(負極スライス傾斜磁場212)の場合を図7(b)に示す。これらの図に示すように、正極スライス傾斜磁場211と負極スライス傾斜磁場212との場合で、実際に励起される位置342は、逆方向にシフトする。従って、両者の強度分布が一致せず、両者を加算した際にメインローブの幅が広くなるとともにサイドローブ信号が残る。
【００３８】
なお、このサイドローブ信号は、スライス面に隣接するようにして飽和パルス(Saturation Pulse)を印加することによって抑制することが可能である。しかし、マルチスライス法(TR内で複数のスライスを励起するパルスシーケンス)を用いる計測の場合は、複数のスライスを連続して励起するために各スライス面に隣接した飽和パルスを印加することができない。従って、サイドローブ信号を抑制できないため、指定したスライス位置以外からの信号が再構成画像に混入し、良好な画像が得られない。
【００３９】
本実施形態では、スライス傾斜磁場211、212の波形を測定し、その結果から補正値を算出し、その補正値を用いてパルスシーケンスおよび再構成処理を変更する。本実施形態の演算系170による処理は、大きく2つに分けられる。1つ目の処理はスライス傾斜磁場211、212波形の測定結果から、パルスシーケンスおよび再構成処理に用いる補正値を算出する事前処理である。事前処理で算出する補正値は、1)スライス傾斜磁場のリフォーカス面積(スライス傾斜磁場211、212のリフォーカスパルスの印加量)、2)ハーフRFパルス201、202の照射周波数、3)正極データと負極データとの位相差の0次項(0次位相差)、の3つである。2つ目の処理は算出したリフォーカスパルス印加量と照射周波数とをUTEシーケンス200に反映してUTEシーケンス200を変更し、計測を実施するとともに、0次位相差を反映して再構成を行う本計測処理である。
【００４０】
これらの処理を実現するため、本実施形態の演算系170は、図8に示すように、事前処理部710と本計測部720とを備える。また、事前処理部710は、スライス傾斜磁場波形測定部711と、リフォーカスパルス印加量算出部712と、照射周波数算出部713と、0次位相差算出部714とを備える。本計測部720は、画像再構成部721を備える。
【００４１】
演算系170のいずれの機能も、演算系170のCPU171が、予め記憶装置172または外部記憶装置173が保持するプログラムを、メモリにロードして実行することにより実現される。これは、後述の全実施形態について同様である。
【００４２】
以下、各部の処理の詳細を説明する。ここでは、スライス枚数がN(Nは自然数)の、マルチスライス撮影を行う場合を例にあげて説明する。なお、撮影は、マルチスライスに限られない。
【００４３】
スライス傾斜磁場波形測定部711は、各スライス位置で、実際に印加されるスライス傾斜磁場波形を測定する。測定は、公知の技術を用いて行われ、UTEシーケンス200において、スライス傾斜磁場211、212が撮影パラメータに従って印加された場合、出力されるスライス傾斜磁場波形を決定する。
【００４４】
例えば、非特許文献2に記載される手法を用いる場合、測定は、以下のように行われる。波形を測定するスライス傾斜磁場をテスト傾斜磁場とする。所定の薄いスライスを励起後に、テスト傾斜磁場を撮影パラメータに従って印加して信号取得するシーケンスと、テスト傾斜磁場を印加せずに信号取得するレファレンスシーケンスとを実施し、これら2つのシーケンスで得られた信号間の演算によってテスト傾斜磁場(スライス傾斜磁場))の傾斜磁場出力波形を実測する。
【００４５】
本実施形態では、正極スライス傾斜磁場211および負極スライス傾斜磁場212の、それぞれの波形を測定する。得られた正極スライス傾斜磁場波形をWaveform_positive(x)とし、負極スライス傾斜磁場波形をWaveform_negative(x)とする。ここで、xはスライス方向における位置を表す離散点番号を表す。
【００４６】
図9(a)は、Waveform_positive(x)411を、図9(b)は、Waveform_negative(x)412を、それぞれ図示したものである。ここでは、傾斜磁場オフセットGcOffsetがある場合の波形を示す。ここで、RF_Start_Timeは、それぞれ、ハーフRFパルス201、202の印加開始時刻である。また、RF_End_Timeは、それぞれ、ハーフRFパルス201、202の印加終了時刻である。これらの図に示すように、実際に印加されるスライス傾斜磁場は、その形状が矩形から歪み、また、ハーフRFパルス印加終了時(RF_End_Time)以降も、印加される。
【００４７】
リフォーカスパルス印加量算出部712は、各スライス位置で、正極スライス傾斜磁場211および負極スライス傾斜磁場212それぞれのリフォーカスパルスの印加量を補正値として算出する。
【００４８】
図9(a)および図9(b)に示すように、ハーフRFパルス201、202の照射後から、それぞれのエコー信号241、242取得までの間の時間(TE)に、渦電流などの影響により生じる傾斜磁場が印加される。リフォーカスパルスは、この間の傾斜磁場印加量(スライス傾斜磁場の余剰印加量)を打ち消すために印加される面積調整パルスである。リフォーカスパルス251、252は、図10に示すように、各スライス傾斜磁場211、212印加直後に印加される。
【００４９】
本実施形態のリフォーカスパルス印加量算出部712は、測定したスライス傾斜磁場波形Waveform_positive(x)411およびWaveform_negative(x)412を用いて、上記各スライス傾斜磁場211、212の余剰印加量を算出し、それを打ち消すように印加量を決定する。
【００５０】
具体的には、本実施形態のリフォーカスパルス印加量算出部712は、リフォーカスパルス251の印加量(面積)を、以下の式(1)および(2)により算出する。
【００５１】
【数１】
0005984816.tif 000002
【００５２】
【数２】
0005984816.tif 000003
ここで、Adjust_Area_251はリフォーカスパルス251の面積[s・T/m]、Adjust_Area_252はリフォーカスパルス252の面積[s・T/m]、RF_End_Timeは、ハーフRFパルス201、202の照射終了時刻[s]、TEは、ハーフRFパルス201、202の照射終了時刻からそれぞれのエコー信号241、242取得までの時間である。
【００５３】
照射周波数算出部713は、各スライス位置において照射するハーフRFパルス201、202の照射周波数を補正値として算出する。本実施形態の照射周波数算出部713は、得られたスライス傾斜磁場波形に応じて、正極スライス傾斜磁場211と負極のスライス傾斜磁場212との間に励起位置のずれがある場合、その位置ずれを解消するよう、それぞれの照射周波数を決定する。励起位置ずれは、測定した各スライス傾斜磁場211、212の実測強度により算出する。
【００５４】
具体的には、本実施形態の照射周波数算出部713は、正極スライス傾斜磁場211とともに印加するハーフRFパルス201の照射周波数Frequency_Positive[Hz]と、正極スライス傾斜磁場212とともに印加するハーフRFパルス202の照射周波数Frequency_Negative[Hz]とを、それぞれ、決定されたスライス傾斜磁場211の波形Waveform_positive(x)とスライス傾斜磁場212の波形Waveform_negative(x)とを用い、以下の式(3)、(4)により算出する。
【００５５】
【数３】
0005984816.tif 000004
【００５６】
【数４】
0005984816.tif 000005
ここで、γは磁気回転比[Hz/T]、GcAmp1は正極スライス傾斜磁場211の実測強度[T/m](図9(a)に示す正極スライス傾斜磁場211の実測波形411のプラトー部の強度)、GcAmp2は負極スライス傾斜磁場212の実測強度[T/m](図9(b)に示す負極スライス傾斜磁場212の実測波形412のプラトー部の強度)、Offcenterは磁場中心から指定スライス位置までの距離[m]、GcBaseは静磁場強度[T]である。
【００５７】
0次位相差算出部714は、各スライス位置における、取得した正極データの位相と負極データの位相との差の0次項の値(0次位相差)を補正値として算出する。本実施形態の0次位相差算出部714は、正極スライス傾斜磁場211の実測波形と負極スライス傾斜磁場212の実測波形とを用い、以下の式(5)を用いて0次位相差を算出する。
【００５８】
【数５】
0005984816.tif 000006
ここで、ZerothOrderPhaseは、0次位相差[deg]、RF_Start_Timeは、ハーフRFパルス201、202の照射開始時刻[s]、Offcenterは磁場中心から指定スライス位置までの距離[m]、Δxは、Waveform_positive()とWaveform_negative()のサンプリング間隔[s]である。
【００５９】
なお、式(5)は、正極データに対する負極データの位相のずれを算出する式である。
式(5)において、Waveform_positive(x)とWaveform_negative(y)とを逆にし、負極データに対する正極データの位相のずれを算出してもよい。
【００６０】
本実施形態の本計測部720は、リフォーカスパルス印加量算出部712および照射周波数算出部713がそれぞれ補正値として算出したリフォーカスパルス印加量および照射周波数を、UTEシーケンス200に設定し、本計測を実行する。
【００６１】
画像再構成部721は、本計測により得られた正極データと負極データとを加算し、加算により得られたデータ(極性加算データ)から、フーリエ変換など公知の手法を用いて画像を再構成する。このとき、本実施形態では、加算前に、正極データと負極データとの間の位相差を、0次位相差を用いて補正する。
【００６２】
ここでは、0次位相差として、正極データに対する負極データの位相ずれが算出された場合(上記式(5)の場合)を例にあげて説明する。この場合は、式(5)により算出された0次位相差を、以下の式(6)および式(7)に従って、負極データに加算する。
【００６３】
【数６】
0005984816.tif 000007
【００６４】
【数７】
0005984816.tif 000008
ここで、Main_negative(real，)およびMain_negative(imagn，)は、それぞれ、0次位相加算前の負極データの実部および虚部、Main_negative’(real，)およびMain_negative’(imagn，)は、それぞれ、0次位相加算後の負極データの実部および虚部、ZerothOrderPhaseは、式(5)により算出された0次位相差[deg]である。
【００６５】
0次位相加算後の負極データと正極データとの加算は、以下の式(8)および式(9)に従う。
【００６６】
【数８】
0005984816.tif 000009
【００６７】
【数９】
0005984816.tif 000010
ここで、Main_positive(real, )およびMain_positive(imagn, )は、それぞれ、0次位相加算前の正極データの実部および虚部、Mian_composed(real, )およびMian_composed(imagn, )は、それぞれ、極性加算データの実部および虚部である。
【００６８】
なお、0次位相差が、負極データに対する正極データの位相ずれとして算出されている場合は、正極データ側に0次位相差を上記手法で加算し、その後、加算後の正極データと負極データとを加算する。
【００６９】
次に、本実施形態の演算系170による各処理の流れを説明する。まず、事前処理部710による事前処理の流れを説明する。図11は、本実施形態の事前処理の流れを示す処理フローである。上述のように、事前処理部710は、補正値を算出する事前処理を、スライス毎に行う。ここでは、全スライス枚数をN枚とする。
【００７０】
事前処理部710は、繰り返し処理(ステップS1101、ステップS1107)により、ステップS1102〜ステップS1106の処理を繰り返す。繰り返し回数は、本計測の撮影条件として指定されるスライス枚数(ここでは、N)回である。ここでは、繰り返し処理中で処理対象となるスライス番号をiで表す。
【００７１】
まず、スライス傾斜磁場波形測定部711は、i番目のスライス位置で、正極スライス傾斜磁場211の波形を測定し(ステップS1102)、次に、負極スライス傾斜磁場212の波形を測定する(ステップS1103)。なお、各スライス傾斜磁場211、212の波形の測定は、いずれが先であってもよい。
【００７２】
次に、リフォーカスパルス印加量算出部712は、正極スライス傾斜磁場211の実測波形と負極スライス傾斜磁場212の実測波形とを用い、i番目のスライス位置における各スライス傾斜磁場に対するリフォーカスパルス251、252の印加量を、上記式(1)および式(2)により、それぞれ算出する(ステップS1104)。
【００７３】
次に、照射周波数算出部713は、正極スライス傾斜磁場211の実測波形と負極スライス傾斜磁場212の実測波形とを用い、i番目のスライス位置における各ハーフRFパルス201、202の照射周波数を、上記式(3)および式(4)により、それぞれ、算出する(ステップS1105)。
【００７４】
次に、0次位相決定部は、正極スライス傾斜磁場211の実測波形と負極スライス傾斜磁場212の実測波形とを用い、i番目のスライス位置における正極データと負極データとの間の0次位相差を、上記式(5)により算出する(ステップS1106)。
【００７５】
以上により、本実施形態の演算系170は事前処理を行い、ハーフRFパルス201、202の照射周波数、リフォーカスパルス251、252の印加量、0次位相差、の各補正値をそれぞれ算出する。
【００７６】
なお、ステップS1102の後、S1103、S1104、S1105の各処理は、いずれを先に行ってもよい。
【００７７】
次に、本実施形態の本計測部720による、本計測処理を説明する。図12は、本実施形態の本計測処理の処理フローである。
【００７８】
本計測部720は、まず、設定された撮影パラメータおよび事前処理で決定した補正値を用い、本計測に用いるパルスシーケンスを生成する(ステップS1201)。ここでは、決定したスライス毎の照射周波数およびリフォーカスパルス印加量を、図2に示すUTEシーケンス200に反映する。
【００７９】
次に、本計測部720は、生成したUTEシーケンス200に従って、シーケンサ140に指示を出し、計測を実行し、正極データと負極データとを取得する(ステップS1202)。
【００８０】
画像再構成部721は、負極データに事前処理で算出した0次位相差を加算する(ステップS1203)。そして、画像再構成部721は、正極データと加算後の負極データとを加算し(ステップS1204)、極性加算データを得る。
【００８１】
本計測部720は、計測終了と判定される(ステップS1205)まで、ステップS1202からS1204までの処理を繰り返す。ここで、計測終了との判定は、予め定めておく。例えば、取得エコー数が規定数を満たす、処理を中断する指示を受信する、等の場合、計測終了と判定する。計測終了と判定されると、画像再構成部721は、極性加算データから画像を再構成し(ステップS1206)、表示装置174、記憶装置172、外部記憶装置173などに出力する(ステップS1207)。
【００８２】
なお、上記本計測処理の説明では、繰り返し回数は、撮影条件で設定されたスライス数Nとしたが、これに限られない。例えば、MRI装置100の撮影可能な全てのスライス位置を指定し、その位置数だけ繰り返してもよい。
【００８３】
なお、照射周波数算出処理は、正極データと負極データとの励起位置にずれがある場合に行う。励起位置にずれが生じにくいMRI装置の場合には、上記照射周波数の算出は実施しなくてもよい。この場合、照射周波数算出部713も備えなくてもよい。本計測部720は、撮影パラメータで設定される照射周波数、または、公知の技術で求められる照射周波数を、UTEシーケンス200に設定する。
【００８４】
また、0次の位相差が画質に大きく影響しないと分かっている場合には、上記0次位相差の算出を実施する必要は無い。この場合、0次位相差算出部714も備えなくてもよい。0次位相差の算出を行わない場合、例えば、位相差として0[deg]を設定する、画像再構成部721による加算前の負極データおよび正極データのいずれか一方の補正を行わない、等の構成としてもよい。
【００８５】
以上説明したように、本実施形態によれば、静磁場発生系120と、傾斜磁場発生系130、高周波磁場発生系150および高周波磁場検出系160を備える計測系と、パルスシーケンスに従って、前記計測系の動作を制御して核磁気共鳴信号を計測するとともに前記核磁気共鳴信号から得たデータを用いて演算を行う演算系170と、を備える磁気共鳴イメージング装置であって、前記パルスシーケンスは、ハーフRFパルスとともに印加するスライス傾斜磁場の極性を正極と負極との間で反転させて2回のスライス選択励起を行い、それぞれエコー信号を得る超短エコー時間シーケンスであり、演算系170は、前記計測および前記演算に用いる補正値を算出する事前処理部710と、前記事前処理部710で算出した補正値を前記パルスシーケンスに設定し、設定後の当該パルスシーケンスに従って前記計測系を制御して本計測を行い、画像を再構成する本計測部720と、を備え、前記事前処理部710は、前記各スライス傾斜磁場のリフォーカスパルスの印加量をそれぞれ前記補正値として算出するリフォーカスパルス印加量算出部712を備え、前記本計測部720は、前記本計測において、前記スライス傾斜磁場を正極で印加した際に得たエコー信号である正極データと、前記スライス傾斜磁場を負極で印加した際に得たエコー信号である負極データとを加算し、加算後の極性加算データを用いて画像を再構成する画像再構成部721を備え、前記リフォーカスパルス印加量算出部712は、前記正極データと前記負極データとを加算した後の励起プロファイルのサイドローブ信号を低減させるよう前記各リフォーカスパルスの印加量を算出する。
【００８６】
また、前記事前処理部710は、前記パルスシーケンスのスライス傾斜磁場波形を測定するスライス傾斜磁場波形測定部711を備え、前記リフォーカスパルス印加量算出部712は、前記測定したスライス傾斜磁場波形を用い、前記各リフォーカスパルスの印加量を算出する。
【００８７】
すなわち、本実施形態によれば、ハーフRFパルスを用い、正極データと負極データとを加算するUTEシーケンスによる撮影において、実際に印加されるスライス傾斜磁場波形の測定データに基づいて本計測で用いるリフォーカスパルスの印加量が決定される。従って、本実施形態によれば、スライス傾斜磁場パルスの、渦電流による歪み、オフセット等の影響により、正極データと負極データの励起プロファイルが理論どおりに180[deg]反転した位相を持たない場合であっても、適切なリフォーカスパルスの印加によって、余計に印加されたスライス傾斜磁場による影響を排除することができる。
【００８８】
これにより、正極データと負極データの励起プロファイルの位相分布を、180[deg]位相が反転した状態に近づけることができる。従って、極性加算データの励起プロファイルを、急峻でサイドローブの少ない良好なものとすることができ、再構成画像において指定したスライス位置以外からの信号の混入を防ぐことができる。従って、アーチファクトが抑制された高い品質の再構成画像を得ることができる。
【００８９】
また、前記事前処理部710は、前記各ハーフRFパルスの照射周波数をそれぞれ前記補正値として算出する照射周波数算出部713をさらに備えてもよい。このとき、前記照射周波数算出部713は、前記2回のスライス選択励起位置の位置ずれを解消するよう前記各照射周波数を算出し、前記位置ずれは、前記測定したスライス傾斜磁場波形から得られるスライス傾斜磁場の強度を用いて算出される。
【００９０】
一般に、正極データと負極データの強度分布に位置ずれが生じると、励起プロファイルのメインローブの幅が広くなると共に、サイドローブ信号が残る。しかし、本実施形態によれば、実際に印加されるスライス傾斜磁場波形の測定データに基づいてハーフRFパルスの照射周波数が決定される。このため、励起位置のずれを抑えることができる。従って、さらに、サイドローブ信号が少なく、急峻な励起プロファイルを得ることができる。これにより、さらに、高画質の画像を得ることができる。
【００９１】
また、前記事前処理部710は、前記正極データと前記負極データとの間の位相差の0次項である0次位相差を前記補正値として算出する0次位相差算出部714をさらに備えてもよい。この場合、前記画像再構成部721は、前記加算前に前記正極データと負極データとの間の位相差を、前記0次位相差を用いて補正する。前記0次位相差算出部714は、前記極性が正極のスライス傾斜磁場波形と前記極性が負極のスライス傾斜磁場波形との差を用いて前記0次位相差を算出する。
【００９２】
従って、本実施形態によれば、実際に印加されるスライス傾斜磁場波形の測定データに基づいて正極データと負極データとの間の位相差を算出する。そして、算出した位相差を用いて、これらのデータを補正する。従って、精度よく位相差を補正することができ、さらに良好な励起プロファイルを得ることができる。これにより、さらに、高画質の画像を得ることができる。
【００９３】
なお、上記実施形態では、事前処理をスライス毎に行う場合を例にあげて説明した。これは、スライス位置に応じて傾斜磁場の出力特性が異なり、算出される各値(照射周波数、印加量、0次位相差)が位置に応じて変化するためである。しかし、これに限られない。例えば、スライス位置に応じて傾斜磁場の出力特性に大きな変化がない場合など、代表的なスライス位置のみを処理対象とし、上記各値を算出するよう構成してもよい。このように構成することにより、処理を高速化できる。
【００９４】
また、本実施形態によれば、マルチスライス法においても、サイドローブ信号を効果的に抑制することができる。すなわち、マルチスライス法では、TR内で複数のスライスを連続的に励起することから各スライス面に隣接して飽和パルスを印加してサイドローブ信号を抑制することができない。そのため、飽和パルスを用いる場合には、全撮影対象領域外に飽和パルスを印加することになる。スライス面から飽和パルス印加位置までの範囲の信号は、飽和パルスにより抑制されないため、サイドローブ信号が存在する場合には指定したスライス位置以外からの信号が再構成画像に混入している。しかし、本実施形態では、励起プロファイルの形状自体を改善し、サイドローブ信号を低減する。このため、マルチスライス法であっても、十分にサイドローブ信号を低減することができ、他の計測同様、高品質の画像を得ることができる。
【００９５】
なお、事前処理は、本計測の直前に行ってもよいし、装置の据付作業時に行ってもよい。装置の据付作業時に行った場合、得られたリフォーカスパルス印加量、照射周波数、0次位相差は、波形を測定したスライス傾斜磁場に対応づけて記憶装置172などに格納しておく。
【００９６】
＜＜第二の実施形態＞＞
次に、本発明を適用する第二の実施形態を説明する。本実施形態は、正極データと負極データの励起プロファイルから励起位置のシフト量を算出するとともに、両データの位相分布から0次と1次の位相差を算出し、各補正値を得、パルスシーケンス及び再構成処理に反映させる。
【００９７】
本実施形態のMRI装置100は、基本的に第一の実施形態と同様の構成を有する。また、撮影に用いるパルスシーケンスも、第一の実施形態同様、UTEシーケンス200である。ただし、補正値の算出法が異なるため、事前処理部710の構成が異なる。以下、本実施形態について、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。
【００９８】
本実施形態の事前処理部710は、図13に示すように、リフォーカスパルス印加量算出部712と、照射周波数算出部713と、0次位相差算出部714に加え、励起プロファイル測定部715と、1次位相差算出部716と、シフト量算出部717とを備える。
なお、演算系170が、事前処理部710と本計測部720とを備えること、および、本計測部720が、画像再構成部721を備えることは、第一の実施形態と同様である。
【００９９】
第一の実施形態の事前処理部710は、スライス傾斜磁場211、212の実測波形に基づき、上記各補正値を算出する。一方、本実施形態の事前処理部710は、設定された撮影パラメータに従って実行するハーフRFパルスによる励起のプロファイル(強度分布および位相分布)から補正値を算出する。すなわち、励起プロファイルから、励起位置のシフト量と、サイドローブを最小とする正極データと負極データの0次及び1次の位相差を算出する。
【０１００】
励起プロファイル測定部715は、スライス毎に、スライス傾斜磁場の極性毎に、励起プロファイルを測定する。励起プロファイルの測定には、図14に示すパルスシーケンス(励起プロファイル測定シーケンス)500を用いる。
【０１０１】
励起プロファイル測定シーケンス500は、ハーフRFパルス501、502と、それぞれのハーフRFパルス501、502とともに印加される正極スライス傾斜磁場511、負極スライス傾斜磁場512と、それぞれのエコー信号541、542取得時に、スライス方向に印加する読み出しエンコード傾斜磁場531、532と、を備える。
【０１０２】
励起プロファイル測定部715は、本計測用の撮影パラメータを用い、この励起プロファイル測定シーケンス500を実行する。すなわち、ハーフRFパルス501、502、正極スライス傾斜磁場511、負極スライス傾斜磁場512は、それぞれ、本計測時に用いるものと一致させる。そして、得られたエコー信号541、542を、それぞれフーリエ変換し、正極時の励起プロファイルと負極時の励起プロファイルとを得る。
【０１０３】
このとき、得られる各励起プロファイルは、複素データであり、位相分布と強度分布との2つの情報を持つ。正極時の励起プロファイルをPre_positive()、負極時の励起プロファイルをPre_negative()とすると、正極時の強度分布Amp_positive(x)および負極時の強度分布Amp_negative(x)は、それぞれ式(10)、式(11)で得られる。
【０１０４】
【数１０】
0005984816.tif 000011
【０１０５】
【数１１】
0005984816.tif 000012
ここで、xはスライス方向における位置を表す離散点番号、realは実部を表す記号、imgnは虚部を表す記号である。
【０１０６】
シフト量算出部717は、図15の概念図で示される、正極時の励起プロファイル601の強度分布の最大値と負極時の励起プロファイル602の強度分布の最大値との間の位置のずれShiftを、励起位置のシフト量Shiftとして算出する。すなわち、励起位置のシフト量Shiftは、各強度分布Amp_positive(x)、Amp_negative(x)を用いて、例えば、式(12)〜式(14)に従って算出される。
【０１０７】
【数１２】
0005984816.tif 000013
【０１０８】
【数１３】
0005984816.tif 000014
【０１０９】
【数１４】
0005984816.tif 000015
ここでxはスライス方向における位置を表す離散点番号、Max()は指定されたデータ列中の最大値を返す関数、MaxPositionPositiveは正極の励起プロファイルの最大値の位置、MaxPositionNegativeは負極の励起プロファイルの最大値の位置を表す。
【０１１０】
1次位相差算出部716は、それぞれの励起プロファイルPre_positive()、Pre_negative()を用い、正極データの位相と負極データの位相との差の1次項の係数を1次位相差として算出する。
【０１１１】
具体的には、まず、以下の式(15)に従って、正極データと負極データとの位相差分Phase_complex(x)を計算する。なお、位相差分Phase_complex(x)は複素データである。
【０１１２】
【数１５】
0005984816.tif 000016
ここで、Conjugate[]は複素共役処理を表す関数、Shiftは式(12)で算出した正負極間の励起位置のシフト量である。
【０１１３】
算出したPhase_complex(x)から、位相値Phase_scalar(x)を、次の式(16)に従って算出する。算出する位相値Phase_scalar(x)は、スカラーデータである。
【０１１４】
【数１６】
0005984816.tif 000017
ここで、Phase[]は複素データの位相値を返却する関数である。Phase_complex(x)から直接位相値を算出しないのは、位相の主値回りを防ぐためである。
【０１１５】
算出した位相値Phase_scalar(x)611は、図16(a)に示すように変化する。すなわち、励起範囲の中心(強度分布の最大値の位置とほぼ一致する)620を境に、位相が360[deg]変化する。これは、正極データと負極データとが図4に示すように、互いに逆位相で180[deg]の変化を持っており、それらを位相差分したためである。1次位相差は、算出した位相値Phase_scalar(x)611の傾きである。1次位相差(傾き)を求めるためには、励起範囲の中心620を境にした位相の変化を除外し、かつ、位相アンラップ処理を行う必要がある。
【０１１６】
このため、まず、励起範囲の中心を境に位相が変化している区間621(例えば励起スライス厚の範囲)のデータを除き、位相値Phase_scalar(x)に対し、以下の式(17)、式(18)により、位相アンラップ処理後の位相値Phase_unwraped(x)を算出する。
【０１１７】
【数１７】
0005984816.tif 000018
ここで、
【０１１８】
【数１８】
0005984816.tif 000019
ただし、xは、位相が変化している区間621以外の区間、PreviousPointは直前のxの位置を表す。
【０１１９】
位相アンラップ処理により、結果的に図16(b)に示す位相分布612が得られる。
1次位相差算出部716は、この位相分布に対して最小二乗法により近似1次直線を決定し、その傾きを1次位相差FirstOrderPhaseとして算出する。具体的には、次の式(19)に従って算出する。
【０１２０】
【数１９】
0005984816.tif 000020
ここで、Nはフィッティング処理に用いるデータ点数を表す。なお、最小二乗法によるフィッティングは、位相が変化している区間621を除いて行う。
【０１２１】
本実施形態のリフォーカスパルス印加量算出部712は、第一の実施形態同様、各スライス傾斜磁場211、212のリフォーカスパルスの印加量を、それぞれ補正値として算出する。ただし、第一の実施形態では、スライス傾斜磁場波形から余剰印加量を算出し、リフォーカスパルス印加量を計算したが、本実施形態では、上記1次の位相差FirstOrderPhaseを用いてリフォーカスパルス印加量を算出する。
【０１２２】
リフォーカスパルス251、252は、極性が反転したパルスであり、ここでは両者を同じ面積とする。スライス傾斜磁場211、212のリフォーカス面積をリフォーカスパルス251、252、により変更すると、励起プロファイルの1次位相差の傾きが変化する。このことを利用し、算出した1次位相差FirstOrderPhaseを打ち消す位相の傾きを作り出すよう、リフォーカス面積、すなわち、リフォーカスパルス251、252の印加量を算出する。
【０１２３】
具体的には、リフォーカスパルス251、252の印加量(面積)Adjust_Area_251、Adjust_Area_252[s・T/m]は、次の式(20)、式(21)に従って、それぞれ算出される。
【０１２４】
【数２０】
0005984816.tif 000021
【０１２５】
【数２１】
0005984816.tif 000022
ここで、FirstOrderPhaseは、式(19)により算出された1次位相差[deg]、Durationは、図14の励起プロファイル測定シーケンス500で得られるエコー信号541、542のサンプリング時間[s]であり、GcAmpは、読み出しエンコード傾斜磁場531、532の強度[T/m]である。
【０１２６】
本実施形態の照射周波数算出部713は、第一の実施形態同様、ハーフRFパルス201、202の照射周波数をそれぞれ補正値として算出する。第一の実施形態では、スライス傾斜磁場強度から、各スライス選択励起位置の位置ずれを決定し、それを解消するよう照射周波数を算出するが、本実施形態では算出した励起位置のシフト量Shiftから位置ずれを決定し、照射周波数を算出する。
【０１２７】
照射周波数として、通常、指定されたスライス位置のラーモア周波数が設定される。しかし、正極データと負極データとの間で励起位置がシフトしている場合、そのシフト量だけハーフRFパルス201、202の照射周波数を変更し、正極データと負極データの励起位置を一致させる必要がある。本実施形態の照射周波数算出部713は、これらの励起位置を一致させる照射周波数を算出する。
【０１２８】
照射周波数は、正極スライス傾斜磁場211とともに印加するハーフRFパルス201および負極スライス傾斜磁場212とともに印加するハーフRFパルス202、それぞれについて算出される。算出は、次の式(22)、式(23)に従って、それぞれ行う。
【０１２９】
【数２２】
0005984816.tif 000023
【０１３０】
【数２３】
0005984816.tif 000024
ここで、Frequency_Positiveは、スライス傾斜磁場が正極の場合のハーフRFパルスの照射周波数[Hz]、Frequency_Nagativeは、スライス傾斜磁場が負極の場合のハーフRFパルスの照射周波数[Hz]、γは磁気回転比[Hz/T]、Gsはスライス傾斜磁場強度[T/m]、Offcenterは磁場中心から指定スライス位置までの距離[m]、Shiftは上記式(12)で算出した正極データと負極データとの間の励起位置のシフト量、GcBaseは静磁場強度[T]である。
【０１３１】
本実施形態の0次位相差算出部714は、正極データと負極データとの間の0次位相差を補正値として算出する。第一の実施形態では、スライス傾斜磁場波形から0次位相差を計算したが、本実施形態では、正極時の励起プロファイルおよび負極時の励起プロファイルから得られる位相アンラップ処理後の位相値Phase_unwraped(x)を用いて、以下の式(24)により、0次位相差を算出する。
【０１３２】
【数２４】
0005984816.tif 000025
ただし、xは、位相が変化している区間1501を除く。
【０１３３】
式(24)から算出される値は、正極データと負極データとの位相差から1次の位相の傾きを除いた位相差を、180[deg]から差し引いた値である。正極データと負極データとは、180[deg]の位相差を持つ場合に、互いのサイドローブ信号を打ち消し合う。そのため、両データの位相差の、180[deg]からの差を0次位相差として算出する。
【０１３４】
以上の、本実施形態の事前処理部710の各部による事前処理の流れを、図17に従って、説明する。ここでは、全スライス枚数をNとする。本実施形態においても、事前処理部710は、補正値を算出する事前処理を、スライス毎に行う。ただし、ここでは、励起プロファイルの測定を、全スライスに渡って行い、次に、スライス毎に、補正値を算出する場合を例にあげて説明する。
【０１３５】
励起プロファイル測定部715は、スライス毎に、本計測時撮影パラメータを用いて励起プロファイル測定シーケンス500を実行し、スライス傾斜磁場が正極の場合の励起プロファイルPre_positive()と、スライス傾斜磁場が負極の場合の励起プロファイルPre_negative()と、をそれぞれ取得する(ステップS2101〜S2104)。
【０１３６】
次に、事前処理部710は、繰り返し処理(ステップS2105、ステップS2211)により、ステップS2106〜ステップS2110の処理を繰り返す。繰り返し回数は、本計測の撮影条件として指定されるスライス枚数(ここでは、N)回とする。ここでは、繰り返し処理中で処理対象となるスライス番号をiで表す。
【０１３７】
まず、シフト量算出部717は、i番目のスライス位置の、両励起プロファイルから、i番目のスライス位置の、励起位置のシフト量Shiftを、上記式(12)〜式(14)により、算出する(ステップS2106)。次に、1次位相差算出部は、i番目のスライス位置の、両励起プロファイルから、i番目のスライス位置の、1次位相差FirstOrderPhaseを、上記式(15)〜式(19)により算出する(ステップS2107)。
【０１３８】
そして、リフォーカスパルス印加量算出部712は、i番目のスライス位置の、1次位相差FirstOrderPhaseを用い、i番目のスライス位置における各スライス傾斜磁場に対するリフォーカスパルス251、252の印加量を、上記式(20)および式(21)により、それぞれ算出する(ステップS2108)。
【０１３９】
次に、照射周波数算出部713は、そして、算出したシフト量Shiftを用い、i番目のスライス位置における各ハーフRFパルス201、202の照射周波数を、上記式(22)および式(23)により、それぞれ、算出する(ステップS2109)。
【０１４０】
次に、0次位相決定部は、i番目のスライス位置の、1次位相差FirstOrderPhaseを用い、i番目のスライス位置における正極データと負極データとの間の0次位相差を、上記式(24)により算出する(ステップS2110)。
【０１４１】
以上により、本実施形態の事前処理部710は事前処理を行い、ハーフRFパルス201、202の照射周波数、リフォーカスパルス251、252の印加量、0次位相差、の各補正値をそれぞれ算出する。
【０１４２】
なお、上記事前処理において、照射周波数の算出、リフォーカスパルス印加量の算出、0次位相差の算出は、いずれを先に行ってもよい。
【０１４３】
また、本実施形態の本計測処理は、第一の実施形態と同様であるため、ここでは、説明しない。
【０１４４】
ここで、励起プロファイル測定シーケンス500により得られる励起プロファイルの強度分布を図18(a)〜(g)に示す。
【０１４５】
図18(a)は、撮影パラメータで設定された照射周波数、リフォーカスパルス印加量、を用いて励起プロファイル測定シーケンス500を実行して得た正極データおよび負極データそれぞれの励起プロファイルの強度分布801、802である。図18(b)は、撮影パラメータで設定された照射周波数、リフォーカスパルス印加量、を用いて励起プロファイル測定シーケンス500を実行して得た正極データおよび負極データを、そのまま加算した極性加算データの励起プロファイルの強度分布803である。
【０１４６】
図18(c)は、照射周波数を補正値に変更し、励起プロファイル測定シーケンス500を実行して得た極性加算データの励起プロファイルの強度分布813である。図18(d)は、リフォーカスパルスの印加量を補正値に変更し、励起プロファイル測定シーケンス500を実行して得た極性加算データの励起プロファイルの強度分布823である。図18(e)は、撮影パラメータで設定された照射周波数、リフォーカスパルス印加量、を用いて励起プロファイル測定シーケンス500を実行して得た正極データおよび負極データを、0次位相差を用いて補正後に加算して得た極性加算データの励起プロファイルの強度分布833である。図18(f)は、照射周波数およびリフォーカスパルス印加量を補正値に変更し、励起プロファイル測定シーケンス500を実行して得た極性加算データの励起プロファイルの強度分布843である。図18(g)は、照射周波数およびリフォーカスパルス印加量を補正値に変更し、励起プロファイル測定シーケンス500を実行し、正極データおよび負極データを、0次位相差を用いて補正後に加算して得た極性加算データの励起プロファイルの強度分布853である。
【０１４７】
これらの図からわかるように、励起位置のシフト量(照射周波数)、1次位相差(リフォーカスパルスの印加量)、0次位相差を調整することにより、急峻な励起プロファイルが得られ、指定したスライス位置以外からの信号の混入を抑えることができる。特に、1次位相差の調整(リフォーカスパルス印加量の調整)が効果的であることが分かる。
【０１４８】
説明のため、図18(a)〜図18(e)には事前処理で測定する励起プロファイルを示したが、本計測においても同様のことが言える。本計測処理にて取得したデータを再構成して得られた画像を図19(a)、図19(b)に示す。撮影対象は、円錐形の塩化ニッケル水溶液ファントムであり、スライス方向に円の直径が変化するように撮影断面を設定している。
【０１４９】
図19(a)に示す画像861は事前処理により得られる3つの補正値(照射周波数、リフォーカスパルスの印加量、0次位相差)を用いず、本計測を行った場合の結果画像であり、画像862は上記手法で決定した各補正値を反映して得た結果画像である。また、図19(c)に示すプロファイル871は、画像861上の点線で示した位置のプロファイルであり、図19(d)に示すプロファイル872は画像862上の点線で示した位置のプロファイルである。
【０１５０】
画像861では、矢印で示すように指定スライス位置以外からの信号の混入が見られるが、画像862ではその信号が低減できていることが確認できる。これは、それぞれの画像のプロファイル871、872の形状からも同様に確認できる。
【０１５１】
なお、本実施形態では、照射周波数算出部713によるシフト量Shift算出(式(12))として、強度分布の最大値の位置からシフト量を求める例を示したが、これに限られない。例えば、この他にも、各強度分布Amp_positive(x)とAmp_negative(x)と相互相関値が最大になる値をシフト量Shiftとして求めてもよい。また、各強度分布Amp_positive(x)とAmp_negative(x)とをフーリエ変換した空間上における位相差分の傾きからシフト量Shiftを求めてもよい。
【０１５２】
また、本実施形態においても、励起位置にずれが生じにくいMRI装置の場合、シフト量算出および照射周波数算出は実施する必要は無い。従って、この場合、シフト量算出部717および照射周波数算出部713は備えなくてもよい。なお、この場合、位相差分Phase_complex(x)を算出する式(15)内の変数Shiftの値は0とする。また、本計測で用いる照射周波数は、撮影パラメータで指定されたものとする。
【０１５３】
また、本実施形態においても、0次の位相差が画質に大きく影響しないことが予め分かっている場合は、0次位相差を考慮した加算処理を実施しなくてもよい。この場合、0次位相差算出部714は、備えなくてもよい。実施しない場合には位相差として0[deg]を設定しておけばよい。
【０１５４】
以上説明したように、本実施形態によれば、静磁場発生系120と、傾斜磁場発生系130、高周波磁場発生系150および高周波磁場検出系160を備える計測系と、パルスシーケンスに従って、前記計測系の動作を制御して核磁気共鳴信号を計測するとともに前記核磁気共鳴信号から得たデータを用いて演算を行う演算系170と、を備える磁気共鳴イメージング装置であって、前記パルスシーケンスは、ハーフRFパルスとともに印加するスライス傾斜磁場の極性を正極と負極との間で反転させて2回のスライス選択励起を行い、それぞれエコー信号を得る超短エコー時間シーケンスであり、演算系170は、前記計測および前記演算に用いる補正値を算出する事前処理部710と、前記事前処理部710で算出した補正値を前記パルスシーケンスに設定し、設定後の当該パルスシーケンスに従って前記計測系を制御して本計測を行い、画像を再構成する本計測部720と、を備え、前記事前処理部710は、前記各スライス傾斜磁場のリフォーカスパルスの印加量をそれぞれ前記補正値として算出するリフォーカスパルス印加量算出部712を備え、前記本計測部720は、前記本計測において、前記スライス傾斜磁場を正極で印加した際に得たエコー信号である正極データと、前記スライス傾斜磁場を負極で印加した際に得たエコー信号である負極データと、を加算し、加算後の極性加算データを用いて画像を再構成する画像再構成部721を備え、前記リフォーカスパルス印加量算出部712は、前記正極データと前記負極データを加算した後の励起プロファイルのサイドローブ信号を低減させるよう前記各リフォーカスパルスの印加量を算出する。
【０１５５】
また、前記事前処理部は、前記正極データおよび前記負極データそれぞれの励起プロファイルを測定する励起プロファイル測定部715と、前記各励起プロファイルを用い、前記位相差の1次項の係数を1次位相差として算出する1次位相差算出部716と、をさらに備え、前記リフォーカスパルス印加量算出部712は、前記1次位相差を用いて前記各リフォーカスパルス印加量を決定する。
【０１５６】
一般に、正極データおよび負極データの励起プロファイルが、それぞれ、サイドローブ部において180[deg]反転した位相分布を持たない場合、励起プロファイルのサイドローブが残る。しかし、本実施形態では正極データと負極データとの間の位相差を算出し、1次の位相差に関してスライス傾斜磁場パルスのリフォーカスパルス印加量を調整することにより補正する。
【０１５７】
従って、励起プロファイルのサイドローブ信号を効果的に抑えることができ、極性加算データの励起プロファイルを、急峻でサイドローブの少ない良好なものとすることができ、再構成画像において指定したスライス位置以外からの信号の混入を防ぐことができる。
従って、アーチファクトが抑制された高い品質の再構成画像を得ることができる。
【０１５８】
また、前記事前処理部710は、前記各ハーフRFパルスの照射周波数をそれぞれ前記補正値として算出する照射周波数算出部713と、前記励起プロファイル間の励起位置のシフト量を算出するシフト量算出部717と、をさらに備えてもよい。このとき、前記照射周波数算出部713は、前記2回のスライス選択励起位置の位置ずれを解消するよう前記各照射周波数を算出し、前記位置ずれは、前記シフト量を用いて算出される。
【０１５９】
一般に、正極データと負極データの強度分布に位置ずれが生じると励起プロファイルのメインローブの幅が広くなるとともにサイドローブ信号が残る。しかし、本実施形態では事前処理における励起プロファイルの計測により、正極データと負極データとの間の励起位置のシフト量を算出し、ハーフRFパルス201、202の照射周波数を調整し、励起位置のずれを補正する。
【０１６０】
また、前記事前処理部710は、前記正極データと前記負極データとの間の位相差の0次項である0次位相差を前記補正値として算出する0次位相差算出部714をさらに備えてもよい。この場合、前記0次位相差算出部714は、それぞれの励起プロファイルを用いて前記0次位相差を算出する。また、前記画像再構成部721は、前記加算前に前記正極データと負極データとの間の位相差を、前記0次位相差を用いて補正する。
【０１６１】
このように、本実施形態では、0次の位相差に関しては本計測データ取得後の加算処理時に位相加算することにより補正する。
【０１６２】
これらの各処理により、本実施形態によれば、急峻な励起プロファイルが得られ、指定したスライス位置以外からの信号が再構成画像に混入せず、アーチファクトを抑制した再構成画像が得られる。
【０１６３】
なお、本実施形態においても、事前処理は、本計測の直前に行ってもよいし、装置の据付作業時に行ってもよい。装置の据付作業時に行う場合は、本計測処理で指定され得る全てのスライス位置とスライス厚の組合せの条件で事前処理を実行する。もしくは、代表的な条件だけで事前処理を実行してもよい。いずれの場合も、得られた励起位置のシフト量および1次位相差、または、リフォーカスパルス印加量、照射周波数、および0次位相差は、算出条件に対応づけて、記憶装置172等に格納しておく。
【０１６４】
さらに、上記実施形態では、事前処理において、励起プロファイル測定処理と、それを用いた補正値の算出処理と、の2つに分け、それぞれ、スライス枚数だけ繰り返している。これは、本計測と同じ計測条件で励起プロファイルの測定を行うことを考慮しているためである。つまり、複数のスライスの励起を、マルチスライス法などで、繰り返し時間(TR)内で行う場合、補正値を算出する時間が得られない場合があるためである。このように、本計測処理と同じ条件でスライス励起を行うことで、より高精度な補正値が得られる。
【０１６５】
しかし、各スライスの励起および励起プロファイルの測定後、ステップS2106〜S2110の、各補正値の算出時間が確保できる場合、繰り返し処理を2つに分ける必要はない。スライス毎に、励起プロファイルの測定および補正値の算出を一連の処理として行うよう構成してもよい。
【０１６６】
＜＜第三の実施形態＞＞
次に、本発明を適用する第三の実施形態について説明する。本実施形態は、励起プロファイルのサイドローブの信号量を基準として最適な1次と0次の位相差を探索して算出することを特徴とする。
【０１６７】
本実施形態のMRI装置100は、基本的に第一の実施形態と同様の構成を有する。ただし、1次位相差および0次位相差の算出手法が異なるため、演算系170の事前処理部710の構成が異なる。
【０１６８】
本実施形態の事前処理部710は、図20に示すように、励起プロファイル測定部715と、シフト量算出部717と、リフォーカスパルス印加量算出部712と、照射周波数算出部713と、位相差最適値探索部718と、を備える。なお、演算系170が事前処理部710と本計測部720とを備えること、本計測部720が画像再構成部721を備えることは、第二の実施形態と同様である。
【０１６９】
また、本実施形態の励起プロファイル測定部715と、シフト量算出部717と、照射周波数算出部713の処理は、第二の実施形態と同様である。また、本実施形態の事前処理部710による事前処理の流れの、照射周波数算出に関しては、基本的に第二の実施形態と同様である。すなわち、図17に示すように、スライス位置毎に、励起プロファイルを測定し、それを用いて、励起位置のシフト量を算出し、照射周波数を算出する。
【０１７０】
本実施形態の位相差最適値探索部718は、1次位相差および0次位相差を、予め定めた初期値から予め定めた規則に従って変化させ、評価値を最小にする値(最適値)を探索する。そして、得られた最適値をそれぞれ、1次位相差および0次位相差とする。このとき、評価値には、各励起プロファイルから得られるサイドローブの信号量を用いる。
【０１７１】
なお、本実施形態のリフォーカスパルス印加量算出部712は、位相差最適値探索部718が最適値として得た1次位相差を用い、リフォーカスパルスの印加量を上記第二の実施形態同様の手順で算出する。また、画像再構成部721は、位相差最適値探索部718が最適値として得た0次位相差を用い、極性加算データを補正する。
【０１７２】
本実施形態の事前処理部710による事前処理の流れは、図17に示す基本的に第二の実施形態の事前処理の流れと同様である。ただし、ステップS2107の1次位相差算出部716による1次位相差算出処理の代わりに、位相差最適値探索部718による1次位相差および0次位相差の最適値探索処理が行われ、ここで、1次位相差と0次位相差とが算出される。このため、本実施形態では、ステップS2110の0次位相差算出処理は行わない。また、本実施形態の本計測処理は、第一の実施形態と同様である。
【０１７３】
以下、本実施形態の位相差最適値探索部718による1次位相差および0次位相差それぞれの最適値探索処理の流れを図21のフローチャートを用いて説明する。
【０１７４】
位相差最適値探索部718は、まず、予め定めた1次位相差および0次位相差の初期値を、それぞれ、1次位相差最適値候補および0次位相差最適値候補に設定する(ステップS3101)。ここでは、初期値として、例えば、0[deg]を設定する。なお、装置の特性から最適値に近い値が予め分かっている場合は、その値を設定しても良い。
【０１７５】
次に、位相差最適値探索部718は、サイドローブの信号量が最小となる1次位相差を検索し(ステップS3102)、1次位相差の最適値候補を更新する(ステップS3103)。
【０１７６】
サイドローブの信号量(以下サイドローブ量と呼ぶ)SideLobeValueは、例えば、以下の式(25)で定義する。
【０１７７】
【数２５】
0005984816.tif 000026
ここで、Amp_composed()は事前処理で得られた、正極時の励起プロファイルPre_Positive()と、負極時の励起プロファイルPre_Negative()とを、この時点の1次位相差と0次位相差とをそれぞれ設定した状態で加算したデータであり、下記式(26)〜(30)により得られる。なお、下記式のPre_Negative()は、シフト量算出部717にて算出されたシフト量だけシフトされているものとして扱う。
【０１７８】
【数２６】
0005984816.tif 000027
【０１７９】
【数２７】
0005984816.tif 000028
【０１８０】
【数２８】
0005984816.tif 000029
【０１８１】
【数２９】
0005984816.tif 000030
【０１８２】
【数３０】
0005984816.tif 000031
ここで、xはスライス方向における位置を表す離散点番号、realは実部を表す記号、imgnは虚部を表す記号、ZerothOrderPhaseは0次位相差、FirstOrderPhaseは1次位相差である。
【０１８３】
また、式(25)のMainLobeRangeはメインローブの範囲であり、例えば次の式(31)で定義する。
【０１８４】
【数３１】
0005984816.tif 000032
Offcenterは、磁場中心から指定スライス位置までの距離[m]、Thicknessは、指定スライス厚[m]である。
【０１８５】
式(25)のサイドローブ量を最小にする1次位相差の探索では、1次位相差を、十分に広い範囲、例えば、−3600[deg]〜3600[deg]の範囲で、0.1[deg]刻みで変更し、その都度、サイドローブ量を計算し、サイドローブ量が最小となる1次位相差を、1次位相差の最適値候補とする。
【０１８６】
最適値候補とした1次位相差をFirstOrderPhaseに設定した上で、位相差最適値探索部718は、サイドローブ量が最小となる0次位相差を探索し(ステップS3104)、0次位相差の最適値候補を更新する(ステップS3105)。検索方法は1次位相差の検索と同様である。ただし0次位相であることから、検索範囲は−180[deg]〜180[deg]とする。この範囲を0.1[deg]刻みで変更してサイドローブ量を計算し、サイドローブ量が最小となる0次位相差を最適値候補とする。
【０１８７】
位相差最適値探索部718は、算出した評価値であるサイドローブ量を、0次位相差の算出回数に対応づけて記憶する(ステップS3106)。
【０１８８】
次に、位相差最適値探索部718は、評価値であるサイドローブ量の変化が収束しているか否かを判断する(ステップS3107)。サイドローブ量の変化の収束は、例えば、下記の式(32)で定義する。
【０１８９】
【数３２】
0005984816.tif 000033
ここで、SideLobeValue(n)はn回目に記録したサイドローブ量を表す。
【０１９０】
式(32)は、1次位相差と0次位相差との探索処理を繰り返す中で、サイドローブ量の変化が0.1[％]未満となる場合の収束条件を表している。なお、ステップS3107では、位相差最適値探索部718は、前回の検索で記録したサイドローブ量との比較をするため、最低2回の繰り替えしが必要となる。
【０１９１】
位相差最適値探索部718は、式(32)が満たされている場合、最適値探索処理を終了する。そして、その時点の1次位相差および0次位相差それぞれの最適値候補を、1次位相差、0次位相差とする。
【０１９２】
以上説明したように、本実施形態によれば、静磁場発生系120と、傾斜磁場発生系130、高周波磁場発生系150および高周波磁場検出系160を備える計測系と、パルスシーケンスに従って、前記計測系の動作を制御して核磁気共鳴信号を計測するとともに前記核磁気共鳴信号から得たデータを用いて演算を行う演算系170と、を備える磁気共鳴イメージング装置であって、前記パルスシーケンスは、ハーフRFパルスとともに印加するスライス傾斜磁場の極性を正極と負極との間で反転させて2回のスライス選択励起を行い、それぞれエコー信号を得る超短エコー時間シーケンスであり、演算系170は、前記計測および前記演算に用いる補正値を算出する事前処理部710と、前記事前処理部710で算出した補正値を前記パルスシーケンスに設定し、設定後の当該パルスシーケンスに従って前記計測系を制御して本計測を行い、画像を再構成する本計測部720と、を備え、前記事前処理部710は、前記各スライス傾斜磁場のリフォーカスパルスの印加量をそれぞれ前記補正値として算出するリフォーカスパルス印加量算出部712を備え、前記本計測部720は、前記本計測において、前記スライス傾斜磁場を正極で印加した際に得たエコー信号である正極データと、前記スライス傾斜磁場を負極で印加した際に得たエコー信号である負極データと、を加算し、加算後の極性加算データを用いて画像を再構成する画像再構成部721を備え、前記リフォーカスパルス印加量算出部712は、前記正極データと前記負極データを加算した後の励起プロファイルのサイドローブ信号を低減させるよう前記各リフォーカスパルスの印加量を算出する。
【０１９３】
また、前記事前処理部710は、前記正極データおよび前記負極データそれぞれの励起プロファイルを測定する励起プロファイル測定部715と、前記正極データと前記負極データとの間の位相差の1次項の係数である1次位相差と、当該位相差の0次項である0次位相差とを、予め定めた規則に従って予め定めた初期値から変化させ、評価値を最小にする値をそれぞれ探索し、当該1次位相差および当該0次位相差の最適値を決定する位相差最適値探索部718と、をさらに備え、前記評価値は、前記それぞれの励起プロファイルから得られるサイドローブの信号量であり、前記リフォーカスパルス印加量算出部712は、前記1次位相差を用いて前記リフォーカスパルス印加量を決定し、前記画像再構成部721は、前記加算前に前記正極データと負極データとの間の位相差を、前記0次位相差の最適値を用いて補正する。
【０１９４】
また、前記位相差最適値探索部718は、前記0次位相差を、当該0次位相差の最適値に固定し、予め定められた規則に従って前記1次位相差を変化させて前記評価値を最小とする1次位相差を1次位相差の最適値と決定し、前記1次位相差を当該1次位相差の最適値に固定し、予め定めた規則に従って前記0次位相差を変化させて前記評価値を最小とする0次位相差を0次位相差の最適値と決定する処理を、当該0次位相差の最適値を得た際の評価値が予め定めた範囲に収束するまで行う。
【０１９５】
すなわち、本実施形態では、サイドローブ量を基準として0次および1次の位相差を探索する。例えば、磁場不均一などの影響により、励起プロファイルの位相分布が歪んでいる場合、正極データと負極データの位相差の分布が高次の曲線を描く。本実施形態の手法は、このように、位相分布に1次直線をフィッティングすることが難しい場合、すなわち、位相分布が高次の曲線を描いている場合も、最もサイドローブの信号量が少なくなる0次位相差および1次位相差を算出することができる。従って、装置の静磁場均一度によらず、高い精度で励起プロファイルを良好なものとすることができ、高品質の画像を得ることができる。
【０１９６】
なお、本実施形態では、評価値として、式(25)で定義されるサイドローブの信号量を用いている。ここで、式(25)は、励起プロファイルにおけるメインローブ以外の範囲の信号の量を算出することを意図したものである。従って、メインローブ以外の信号量を把握可能であれば、式(25)以外の他の評価式(評価値)を用いてもよい。例えば、サイドローブ量をメインローブの信号量で正規化するといった形の評価式であってもよい。また、サイドローブの信号強度を指定スライス位置からの距離に比例して重み付けを行い、サイドローブ量を算出するといった形の評価式であってもよい。
【０１９７】
また、本実施形態では、1次位相差および0次位相差の最適値を探索するにあたり、予め定めた固定の変更量でそれぞれ変化させているが、これに限られない。例えば、1次位相差および0次位相差それぞれ独立に黄金分割法などに代表される検索アルゴリズムを用いて探索してもよい。また、1次位相差および0次位相差を併せて、滑降シンプレックス法や多次元共役勾配法などに代表される多次元の検索アルゴリズムを用いて探索してもよい。
【０１９８】
また、本実施形態においても、励起位置にずれが生じにくいMRI装置の場合、シフト量算出および照射周波数算出は実施する必要は無い。すなわち、この場合、シフト量算出部717および照射周波数算出部713は備えなくてもよい。この場合、本計測で用いる照射周波数は、撮影パラメータで指定されたものとする。
【０１９９】
また、本実施形態においても、0次の位相差が画質に大きく影響しないことが予め分かっている場合は、0次位相差を考慮した加算処理を実施しなくてもよい。この場合、位相差最適値探索部718は、1次位相差のみ最適値を探索すればよい。0次位相差の算出を実施しない場合には位相差は固定値(例えば0[deg])として扱う。
【０２００】
なお、本実施形態においても、第二の実施形態同様、事前処理は、本計測の直前に行ってもよいし、装置の据付作業時に行ってもよい。装置の据付作業時に行う場合は、本計測処理で指定され得る全てのスライス位置とスライス厚の組合せの条件で事前処理を実行する。もしくは、代表的な条件だけで事前処理を実行してもよい。いずれの場合も、得られた結果は、算出条件に対応づけて、記憶装置172等に格納しておく。
【０２０１】
＜＜第四の実施形態＞＞
次に、本発明を適用する第四の実施形態を説明する。本実施形態は、事前処理を複数回行うことで、励起位置のシフト量、1次位相差の算出精度を向上させることを特徴とする。
【０２０２】
本実施形態のMRI装置100は、基本的に第一の実施形態と同様の構成を有する。また、演算系170の構成は、基本的に第二の実施形態と同様の構成を有する。但し、本実施形態では、図22に示すように、1次位相差の算出とシフト量の算出を繰返し、これらの算出精度を向上させるため、事前処理部710が、収束判別部719をさらに備える。
また、事前処理部710の処理自体も異なる。
【０２０３】
本実施形態の収束判別部719は、1次位相差算出部716およびシフト量算出部717がそれぞれ1次位相差およびシフト量を算出する毎に、それぞれの値が予め定めた収束条件を満足するか否かを判別する。
【０２０４】
本実施形態の事前処理部710は、判別結果に応じて処理を進める。具体的には、判別結果が否の場合は、リフォーカスパルス印加量算出部712に算出した1次位相差を用いてリフォーカスパルス印加量を算出させるとともに、照射周波数算出部713に照射周波数を算出させ、これらを用いて、励起プロファイル測定部715に励起プロファイル測定シーケンス500を実行させて改めて励起プロファイルを測定させる。一方、判別結果が満足するものである場合は、0次位相差算出部に、1次位差を算出した励起プロファイルから0次位相差を算出させる。
【０２０５】
以下、本実施形態の事前処理部710による事前処理の流れを図23に従って、説明する。ここでは、特定の1スライスを抽出して説明する。
【０２０６】
本実施形態の事前処理部710は、撮影パラメータで設定された照射周波数、リフォーカスパルスの印加量を設定する(ステップS4101)。そして、励起プロファイル測定部715は、励起プロファイル測定シーケンス500を実行し、第二の実施形態と同様の手法で、正極時の励起プロファイルおよび負極時の励起プロファイルを、それぞれ測定する(ステップS4102)。
【０２０７】
次に、シフト量算出部717は、第二の実施形態と同様の手法で、式(12)〜式(14)に従って、励起位置のシフト量Shiftを算出する(ステップS4103)。そして、1次位相差算出部は、第二の実施形態と同様の手法で、式(15)〜式(19)に従って、1次位相差FirstOrderPhaseを算出する(ステップS4104)。
【０２０８】
次に、事前処理部710は、算出したシフト量Shiftおよび1次位相差FirstOrderPhaseを、それぞれ、算出回数に対応づけて、記憶装置172に記憶する(ステップS4105)。
【０２０９】
そして、収束判別部719は、2回目以降、今回算出したシフト量shiftおよび1次位相差FirstOrderPhaseと、前回算出した励起位置シフト量shiftおよび1次位相差FirstOrderPhaseとを用いて、収束条件を満足するか否か、すなわち、各値が収束しているか否かを判定する(ステップS4106)。
【０２１０】
判定は、以下の式(33)および式(34)に従って行う。
【０２１１】
【数３３】
0005984816.tif 000034
【０２１２】
【数３４】
0005984816.tif 000035
ここで、Shift(n)はn回目に記録したシフト量、FirstOrderPhase(n)はn回目に記録した1次位相である。また、式(33)および式(34)は、シフト量と1次位相の算出を繰り返す中で、それぞれの変化率が0.1[％]未満となる場合の収束条件を表している。
【０２１３】
なお、判定処理では、前回の検索で記録した値と比較するため、最低2回の繰り替えしが必要となる。
【０２１４】
式(33)および式(34)の少なくとも一方が満たされない場合、収束判別部719は、判別結果として否を出力する。これを受け、事前処理部710は、リフォーカスパルス印加量算出部712に、第二の実施形態同様、式(20)、式(21)を用い、1次位相差FirstOrderPhaseから、リフォーカスパルス印加量を算出させる(ステップS4107)。また、照射周波数算出部713に、第二の実施形態同様、式(22)、式(23)を用い、算出されたシフト量Shiftから照射周波数を算出させる(ステップS4108)。なお、照射周波数の算出とリフォーカスパルス印加量の算出は、いずれが先であってもよい。
【０２１５】
そして、事前処理部710は、算出した照射周波数およびリフォーカスパルス印加量を励起プロファイル測定シーケンス500に設定し、ステップS4102へ戻り、処理を繰り返す。
【０２１６】
一方、ステップS4106で、式(33)および式(34)の両方が満たされている場合、収束判別部719は、収束条件を満足するとの判別結果を出力する。それを受け、事前処理部710は、繰返し処理を終了し、0次位相差算出部714に、その時点の1次位相差FirstOrderPhaseを用い、第二の実施形態と同様の手法で、式(24)を用い、0次位相差を算出させる(ステップS4109)。
【０２１７】
なお、本実施形態の本計測処理は、第一の実施形態と同様であるため、ここでは、説明しない。
【０２１８】
以上説明したように、本実施形態によれば、静磁場発生系120と、傾斜磁場発生系130、高周波磁場発生系150および高周波磁場検出系160を備える計測系と、パルスシーケンスに従って、前記計測系の動作を制御して核磁気共鳴信号を計測するとともに前記核磁気共鳴信号から得たデータを用いて演算を行う演算系170と、を備える磁気共鳴イメージング装置であって、前記パルスシーケンスは、ハーフRFパルスとともに印加するスライス傾斜磁場の極性を正極と負極との間で反転させて2回のスライス選択励起を行い、それぞれエコー信号を得る超短エコー時間シーケンスであり、演算系170は、前記計測および前記演算に用いる補正値を算出する事前処理部710と、前記事前処理部710で算出した補正値を前記パルスシーケンスに設定し、設定後の当該パルスシーケンスに従って前記計測系を制御して本計測を行い、画像を再構成する本計測部720と、を備え、前記事前処理部710は、前記各スライス傾斜磁場のリフォーカスパルスの印加量をそれぞれ前記補正値として算出するリフォーカスパルス印加量算出部712を備え、前記本計測部720は、前記本計測において、前記スライス傾斜磁場を正極で印加した際に得たエコー信号である正極データと、前記スライス傾斜磁場を負極で印加した際に得たエコー信号である負極データと、を加算し、加算後の極性加算データを用いて画像を再構成する画像再構成部721を備え、前記リフォーカスパルス印加量算出部712は、前記正極データと前記負極データを加算した後の励起プロファイルのサイドローブ信号を低減させるよう前記各リフォーカスパルスの印加量を算出する。
【０２１９】
また、前記事前処理部710は、前記正極データおよび前記負極データそれぞれの励起プロファイルを測定する励起プロファイル測定部715と、前記各励起プロファイルを用い、前記位相差の1次項の係数を1次位相差として算出する1次位相差算出部716と、をさらに備え、前記リフォーカスパルス印加量算出部712は、前記1次位相差を用いて前記リフォーカスパルス印加量を決定する。
【０２２０】
また、前記事前処理部710は、前記各ハーフRFパルスの照射周波数をそれぞれ前記補正値として算出する照射周波数算出部713と、前記励起プロファイル間の励起位置のシフト量を算出するシフト量算出部717と、をさらに備えてもよい。このとき、前記照射周波数算出部713は、前記2回のスライス選択励起位置の位置ずれを解消するよう前記各照射周波数を算出し、前記位置ずれは、前記シフト量を用いて算出される。
【０２２１】
また、前記事前処理部710は、前記正極データと前記負極データとの間の位相差の0次項である0次位相差を前記補正値として算出する0次位相差算出部714をさらに備えてもよい。この場合、前記0次位相差算出部714は、それぞれの励起プロファイルを用いて前記0次位相差を算出する。また、前記画像再構成部721は、前記加算前に前記正極データと負極データとの間の位相差を、前記0次位相差を用いて補正する。
【０２２２】
そして、前記事前処理部710は、前記1次位相差算出部および前記シフト量算出部がそれぞれ前記1次位相差および前記シフト量を算出する毎に、当該1次位相差および当該シフト量が予め定めた収束条件を満足するか否かを判別する収束判別部719をさらに備え、前記判別結果が否である場合、前記リフォーカスパルス印加量算出部712に前記印加量を算出させるとともに前記照射周波数算出部713に前記照射周波数を算出させ、前記励起プロファイル測定部715に算出した前記印加量および前記照射周波数を用いた場合の前記各励起プロファイルを測定させ、当該測定結果から前記1次位相差算出部に前記1次位相差を算出させるとともに前記シフト量算出部に前記シフト量を算出させ、前記判別結果が前記収束条件を満足するものである場合、前記0次位相差算出部714に、最新の前記各励起プロファイルから前記0次位相差を算出させる。
【０２２３】
すなわち、本実施形態によれば、算出結果をパルスシーケンスにフィードバックしながら、最適な照射周波数とリフォーカスパルス印加量とを決定する。例えば、パルスシーケンスを変更した際に、完全にシフト量と1次位相の傾きとをキャンセルできないことがある。しかしながら、本実施形態によれば、予め定めた収束条件を満たすまで繰り返し処理を行うため、より適切なシフト量と1次位相とを算出することができる。これにより、より適切なリフォーカスパルス印加量と照射周波数とを得、パルスシーケンスに反映させることができる。
【０２２４】
このように、本実施形態によれば、1回のシフト量と1次位相の算出では、それぞれの誤差を完全に補正しきれない場合であっても、繰り返し処理により、より高精度な補正値を算出することが可能となる。従って、より高い品質の画像を得ることができる。
【０２２５】
また、1次位相差算出およびシフト量算出のフィードバック処理の間、0次位相差の算出を繰り返し処理の中に含めない。これは、0次位相を使用するのが再構成処理であり、パルスシーケンスの変更を伴わないためである。従って、本実施形態によれば、最適なパルスシーケンスを決定後、それによる0次位相差を求め、画像の再構成に反映することができる。これにより、本実施形態によれば、効率的に、最適な照射周波数と、リフォーカスパルス印加量と、0次位相差とを求めることができる。
【０２２６】
なお、本実施形態では、収束条件を予め定義しているが、収束の判定はこれに限られない。例えば、収束条件を定めずに一定回数繰り返すことにより、1次位相差およびシフト量を決定し、照射周波数およびリフォーカスパルス印加量を算出するよう構成してもよい。
【０２２７】
また、本実施形態においても、励起位置にずれが生じにくいMRI装置の場合、シフト量算出および照射周波数算出は実施する必要は無い。従って、この場合、シフト量算出部717および照射周波数算出部713は備えなくてもよい。なお、この場合、位相差分Phase_complex(x)を算出する式(15)内の変数Shiftの値は0とする。また、本計測で用いる照射周波数は、撮影パラメータで指定されたものとする。
【０２２８】
また、本実施形態においても、0次の位相差が画質に大きく影響しないことが予め分かっている場合は、0次位相差を考慮した加算処理を実施しなくてもよい。この場合、0次位相差算出部713は、備えなくてもよい。実施しない場合には位相差として0[deg]を設定するよう構成してもよい。
【０２２９】
なお、本実施形態では、第二の実施形態の手法を用いて1次位相差および0次位相差を算出する場合を例にあげて説明しているが、これに限られない。例えば、1次位相差および0次位相差は、第三の実施形態の手法を用いて算出するよう構成してもよい。ただし、この場合、ステップS4109の0次位相差算出処理では、1次位相差を0[deg]に固定して0次位相差を探索する。
【０２３０】
また、本実施形態においても、第二の実施形態同様、事前処理は、本計測の直前に行ってもよいし、装置の据付作業時に行ってもよい。装置の据付作業時に行う場合は、本計測処理で指定され得る全てのスライス位置とスライス厚の組合せの条件で事前処理を実行する。もしくは、代表的な条件だけで事前処理を実行してもよい。いずれの場合も、得られた結果は、算出条件に対応づけて、記憶装置172等に格納しておく。
【０２３１】
なお、上記各実施形態において、実施形態の中で記載したように種々の変更を行うことが可能である。また、各実施形態の説明のために示したフローチャートの処理手順は一例であり、省略できる処理もある。また、必要に応じて別の処理を追加することも可能である。
【０２３２】
以上説明したように、上記各実施形態によれば、UTEシーケンスにおいてスライス傾斜磁場の渦電流の影響およびハーフRFパルス照射中の緩和の影響により励起プロファイルの位相分布が変化した際、かつ/もしくは、傾斜磁場オフセットにより励起プロファイルの強度分布の位置がシフトした際にも、スライス傾斜磁場の波形もしくは励起プロファイルを測定することで、正極データと負極データとの間に存在する励起位置のシフト量と0次及び1次の位相差とを算出することが可能となり、当該算出結果に基づいて、最適なRFパルスの照射周波数とスライス傾斜磁場のリフォーカスパルスの印加量とを設定し、かつ正極データと負極データを複素加算する際に0次の位相差を加味することで、良好な励起プロファイルを得ることができる。これにより、指定したスライス位置以外からの信号が再構成画像に混入せず、アーチファクトを抑制した再構成画像を得ることができる。
特に、飽和パルスによって励起プロファイルのサイドローブ信号を抑制することができないマルチスライス法を用いた計測の場合に有効である。
【符号の説明】
【０２３３】
100  MRI装置、101  被検体、120  静磁場発生系、130  傾斜磁場発生系、131  傾斜磁場コイル、132  傾斜磁場電源、140  シーケンサ、150  高周波磁場発生系、151  送信コイル、152  シンセサイザ、153  変調器、154  高周波増幅器、160  高周波磁場検出系、161  受信コイル、162  信号増幅器、163  直交位相検波器、164  D変換器、170  演算系、171  CPU、172  記憶装置、173  外部記憶装置、174  表示装置、175  入力装置、200  UTEシーケンス、201  ハーフRFパルス、202  ハーフRFパルス、211  スライス傾斜磁場、211  正極スライス傾斜磁場、212  スライス傾斜磁場、212  負極スライス傾斜磁場、221  位相エンコード傾斜磁場、222  位相エンコード傾斜磁場、231  読み出しエンコード傾斜磁場、232  読み出しエンコード傾斜磁場、241  エコー信号、251  リフォーカスパルス、252  リフォーカスパルス、301  励起プロファイル、302  励起プロファイル、303  励起プロファイル、311  位相分布、312  位相分布、313  位相分布、321  指定スライス傾斜磁場波形、322  スライス傾斜磁場実測波形、331  スライス傾斜磁場の下り部分、341  励起したい位置、342  励起される位置、343  オフセット、411  正極スライス傾斜磁場実測波形、412  負極スライス傾斜磁場実測波形、500  励起プロファイル測定シーケンス、501  ハーフRFパルス、502  ハーフRFパルス、511  正極スライス傾斜磁場、512  負極スライス傾斜磁場、531  読み出しエンコード傾斜磁場、532  読み出しエンコード傾斜磁場、541  エコー信号、542  エコー信号、601  正極時の励起プロファイル、602  負極時の励起プロファイル、611  算出した位相分布、612  位相アンラップ後の位相分布、620  中心、621  位相変化区間、710  事前処理部、711  スライス傾斜磁場波形測定部、712  リフォーカスパルス印加量算出部、713  次位相差算出部、713  照射周波数算出部、714  0次位相差算出部、715  励起プロファイル測定部、716  1次位相差算出部、717  シフト量算出部、718  位相差最適値探索部、719  収束判別部、720  本計測部、721  画像再構成部、801  正極データ励起プロファイルの強度分布、802  負極データ励起プロファイルの強度分布、803  極性加算データ励起プロファイルの強度分布、813  極性加算データ励起プロファイルの強度分布、823  極性加算データ励起プロファイルの強度分布、833  極性加算データ励起プロファイルの強度分布、843  極性加算データ励起プロファイルの強度分布、853  極性加算データ励起プロファイルの強度分布、861  画像、862  画像、871  プロファイル、872  プロファイル
【図１】
0005984816.tif 000036
【図２】
0005984816.tif 000037
【図３】
0005984816.tif 000038
【図４】
0005984816.tif 000039
【図５】
0005984816.tif 000040
【図６】
0005984816.tif 000041
【図７】
0005984816.tif 000042
【図８】
0005984816.tif 000043
【図９】
0005984816.tif 000044
【図１０】
0005984816.tif 000045
【図１１】
0005984816.tif 000046
【図１２】
0005984816.tif 000047
【図１３】
0005984816.tif 000048
【図１４】
0005984816.tif 000049
【図１５】
0005984816.tif 000050
【図１６】
0005984816.tif 000051
【図１７】
0005984816.tif 000052
【図１８】
0005984816.tif 000053
【図１９】
0005984816.tif 000054
【図２０】
0005984816.tif 000055
【図２１】
0005984816.tif 000056
【図２２】
0005984816.tif 000057
【図２３】
0005984816.tif 000058