(57)【要約】  磁化率強調撮影において、画像上の関心領域が最適に磁化率強調された画像を得る。  被検体の所望の関心領域の大きさに対応して、複数のエコー信号の計測順序を制御する。好ましくは、関心領域の大きさに対応してK空間におけるターゲット周波数を求め、ターゲット周波数に対応するエコー信号を、ターゲットエコー時間又はその近傍で計測するように、複数のエコー信号の計測順序を制御する。
2009081785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のパルスシーケンスに基づいて、被検体からの複数のエコー信号の計測を制御する計測制御部と、
前記複数のエコー信号のデータがK空間に配置されて成るK空間データに基づいて、前記被検体の画像を取得する演算処理部と、
を備えた磁気共鳴イメージング装置であって、
前記計測制御部は、前記被検体の所望の関心領域の大きさに対応して、前記複数のエコー信号の計測順序を制御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において、
前記演算処理部は、前記関心領域の大きさに対応して前記K空間におけるターゲット周波数を求め、
前記計測制御部は、前記ターゲット周波数に対応するエコー信号を、ターゲットエコー時間又はその近傍で計測するように、前記複数のエコー信号の計測順序を制御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2記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記パルスシーケンスは、位相エンコード傾斜磁場と位相ブリップ傾斜磁場を印加し、周波数エンコード傾斜磁場の極性を反転させて、エコー信号の計測を行うものであり、
前記計測制御部は、前記パルスシーケンスを少なくとも1回繰り返して前記複数のエコー信号の計測を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４】
請求項2記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記演算処理部は、前記K空間の位相エンコード方向(Ky)の、原点から最大空間周波数までのいずれかの空間周波数を前記ターゲット周波数に設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５】
請求項3記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記計測制御部は、前記位相エンコード傾斜磁場と前記位相ブリップ傾斜磁場の印加を制御して、前記複数のエコー信号の計測順序を制御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1記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記K空間は位相エンコード方向(ky)とスライスエンコード(Kz)方向とを有する３次元空間であり、
前記計測制御部は、Ky-Kz空間の原点からの距離が同じ範囲の空間周波数領域に対応するエコー信号を同じ範囲のエコー時間で計測するように前記複数のエコー信号の計測順序を制御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6記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記計測制御部は、前記ターゲット周波数として、Ky-Kz空間の原点からの距離が同じ範囲の空間周波数領域を選択し、前記選択された空間周波数領域に対応するエコー信号を、ターゲットエコー時間又はその近傍で計測するように、前記複数のエコー信号の計測順序を制御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6記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記演算処理部は、前記Ky-Kz空間の原点からの距離が、ゼロから最大空間周波数までのいずれかの空間周波数を前記ターゲット周波数に設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6記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記パルスシーケンスは、位相エンコード傾斜磁場と位相ブリップ傾斜磁場、及び、スライスエンコード傾斜磁場とスライスブリップ傾斜磁場、を印加する3次元パルスシーケンスであり、
前記計測制御部は、前記位相エンコード傾斜磁場と前記位相ブリップ傾斜磁場、及び、前記スライスエンコード傾斜磁場と前記スライスブリップ傾斜磁場の印加を制御して、前記複数のエコー信号の計測順序を制御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6記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記計測制御部は、前記Ky-Kz空間の原点からの距離が同じ範囲の空間周波数領域の径方向の幅が、高空間周波数側が低空間周波数側よりも小さくなるように、前記位相ブリップ傾斜磁場と前記スライスブリップ傾斜磁場の少なくとも一方の印加量を制御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3記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記パルスシーケンスは、前記位相ブリップ傾斜磁場の極性を交互に反転させて前記複数のエコー信号の計測を行うものであ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記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記関心領域の大きさの情報が入力される第1の入力部を備えてい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1記載の磁気共鳴イメージング装置において、
撮影対象部位の情報が入力される第2の入力部と、前記撮影対象部位毎の関心領域の大きさの情報を有するテーブルを記憶した記憶部と、を備え、
前記演算処理部は、入力された撮影対象部位の情報に対応して、前記記憶部から前記関心領域の大きさの情報を取得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１４】
所定のパルスシーケンスに基づいて、被検体からの複数のエコー信号の計測を行う計測工程と、
前記複数のエコー信号のデータがK空間に配置されて成るK空間データに基づいて、前記被検体の画像を取得する演算処理工程と、
を備えた磁気共鳴イメージング方法であって、
前記計測制工程では、前記被検体の所望の関心領域の大きさに対応して、前記複数のエコー信号の計測順序を制御することを特徴とする磁気共鳴イメージング方法。
【請求項１５】
請求項14に記載の磁気共鳴イメージング方法において、
前記演算処理工程は、前記関心領域の大きさに対応して前記K空間におけるターゲット周波数を求め、
前記計測制御工程は、前記ターゲット周波数に対応するエコー信号を、ターゲットエコー時間又はその近傍で計測するように、前記複数のエコー信号の計測順序を制御することを特徴とする磁気共鳴イメージング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、核磁気共鳴現象を利用して被検体の検査部位の断層画像を得る磁気共鳴イメージング(以下、MRIという)装置を用いて、磁化率を強調した画像を高速に取得する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
MRI装置は均一な静磁場を用いており、その静磁場は被検体の磁化率により局所的に変化する。この局所的磁場変化の効果は、画像データにおいて位相の変化として表れる。この位相変化を、演算処理により強調する撮影方法(以下、磁化率強調撮影)が知られている(特許文献1)。この磁化率強調撮影は、血中の還元ヘモグロビンによる磁化率を強調できることから、静脈のMRアンギオグラフィーに有効な手法として注目されている。【０００３】
しかし、磁化率強調撮影は、磁化率により生じる位相変化を用いるため、RFパルスの照射後から70ms程度経過した時点でのエコー信号が必要である。このため、パルスシーケンス(以下、単にシーケンスと略記する)の繰り返し時間(TR)を短く設定できないので、撮影時間が長くなってしまう。【０００４】
一方、MRI装置において撮影時間を短縮する方法として、一回のRFパルス照射で複数個のエコー信号を計測する手法が知られており、代表的なものとしてエコープレナー(EPI)法やファーストスピンエコー(FSE)法がある。磁化率強調撮影の撮影時間を短縮するために、エコープレナー法を用いた磁化率強調撮影の例が(特許文献2)に開示されている。【０００５】
【特許文献１】米国特許第6,501,272号公報
【特許文献２】米国特許第7,154,269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、磁化率強調撮影にエコープレナー法を適用する場合、RFパルス照射から異なる経過時間後に計測されたエコー信号の情報が、画像データの位相変化に混ざってしまう。
そのため、磁化率による強調効果が画像全体に分散してしまい、画像上の関心領域が最適に磁化率強調された画像を得ることができないという未解決の課題があった。【０００７】
そこで本発明は、磁化率強調撮影において、画像上の関心領域が最適に磁化率強調された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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、被検体の所望の関心領域の大きさに対応して、複数のエコー信号の計測順序を制御する。好ましくは、関心領域の大きさに対応してK空間におけるターゲット周波数を求め、ターゲット周波数に対応するエコー信号を、ターゲットエコー時間又はその近傍で計測するように、複数のエコー信号の計測順序を制御する。【０００９】
具体的には、本発明のMRI装置は、所定のパルスシーケンスに基づいて、被検体からの複数のエコー信号の計測を制御する計測制御部と、複数のエコー信号のデータがK空間に配置されて成るK空間データに基づいて、被検体の画像を取得する演算処理部と、を備え、計測制御部は、被検体の所望の関心領域の大きさに対応して、複数のエコー信号の計測順序を制御することを特徴とする。【００１０】
また、本発明のMRI方法は、所定のパルスシーケンスに基づいて、被検体からの複数のエコー信号の計測を行う計測工程と、複数のエコー信号のデータがK空間に配置されて成るK空間データに基づいて、前記被検体の画像を取得する演算処理工程と、を備え、計測制工程では、被検体の所望の関心領域の大きさに対応して、複数のエコー信号の計測順序を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明のMRI装置及びMRI方法によれば、磁化率強調撮影において、画像上の関心領域が最適に磁化率強調された画像を得ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明のMRI装置の各実施形態を図面に基づいて説明する。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。【００１３】
最初に、本発明のMRI装置の一例の概略を図1に基づいて説明する。図1は本発明のMRI装置の一例の全体構成を示すブロック図である。このMRI装置は、核磁気共鳴(NMR)現象を利用して被検体の断層画像を得るもので、図1に示すように、静磁場発生系2と、傾斜磁場発生系3と、送信系5と、受信系6と、信号処理系7と、シーケンサ4と、中央処理装置(CPU)8と、を備えて構成される。【００１４】
静磁場発生系2は、被検体1の周りの空間にその体軸方向または体軸と直交する方向に均一な静磁場を発生させるもので、被検体1の周りに永久磁石方式または常電導方式あるいは超電導方式の磁場発生手段が配置されている。【００１５】
傾斜磁場発生系3(傾斜磁場発生部)は、X，Y，Zの3軸方向に巻かれた傾斜磁場コイル9と、それぞれの傾斜磁場コイル9を駆動する傾斜磁場電源10とから成り、後述のシ−ケンサ4からの命令に従ってそれぞれのコイルの傾斜磁場電源10を駆動することにより、X，Y，Zの3軸方向の傾斜磁場Gs，Gp，Gfを被検体1に印加する。より具体的には、X、Y、Zのいずれかの1方向にスライス選択傾斜磁場パルス(Gs)を印加して被検体1に対するスライス面を設定し、残り2つの方向に位相エンコード傾斜磁場パルス(Gp)と周波数エンコード(又は、読み出し)傾斜磁場パルス(Gf)を印加して、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。【００１６】
シーケンサ4は、高周波磁場パルス(以下、「RFパルス」という)と傾斜磁場パルスをある所定のシーケンスで繰り返し印加してエコー信号の計測を制御する計測制御部である。シーケンサ4は、CPU8の制御で動作し、被検体1の断層画像の再構成に必要なエコー信号の計測のための種々の命令を送信系5、傾斜磁場発生系3、および受信系6に送って、これらの系を制御することにより、エコー信号の計測を制御する。【００１７】
送信系5は、被検体1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RFパルスを照射するもので、高周波発振器11と変調器12と高周波増幅器13と送信側の高周波コイル14aとから成る。高周波発振器11から出力された高周波パルスをシーケンサ4からの指令によるタイミングで変調器12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13で増幅した後に被検体1に近接して配置された高周波コイル14aに供給することにより、電磁波(RFパルス)が被検体1に照射される。【００１８】
受信系6は、被検体1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14bと増幅器15と直交位相検波器16と、A/D変換器17とから成る。送信側の高周波コイル14aから照射された電磁波によって誘起される被検体1の応答の電磁波(NMR信号)が被検体1に近接して配置された高周波コイル14bで検出され、増幅器15で増幅された後、シーケンサ4からの指令によるタイミングで直交位相検波器16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17でディジタル量に変換されて、信号処理系7に送られる。以下、デジタル量に変換されたエコー信号をエコー信号のデータ又はエコーデータという。【００１９】
信号処理系7は、光ディスク19、磁気ディスク18等の外部記憶装置(記憶手段)と、CRT等からなるディスプレイ20とを有し、受信系6からのエコーデータがCPU8(演算処理部)に入力されると、CPU8が信号処理、画像再構成等の演算処理を実行し、その結果である被検体1の断層画像をディスプレイ20に表示すると共に、外部記憶装置の磁気ディスク18等に記録する。また、CPU8は、K空間に対応するメモリを内部に備えてエコーデータを記憶する。以下、エコー信号又はエコーデータをK空間に配置する旨の記載は、エコーデータがこのメモリに書き込まれて記憶されることを意味する。【００２０】
操作系25は、MRI装置の各種制御情報や上記信号処理系7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23、及び、キーボード24から成る。この操作系25はディスプレイ20に近接して配置され、操作者がディスプレイ20を見ながら操作系25を通してインタラクティブにMRI装置の各種処理を制御する。【００２１】
なお、図1において、送信側及び受信側の高周波コイル14a，14bと傾斜磁場コイル9は、被検体1の周りの空間に配置された静磁場発生系2の静磁場空間内に設置されている。【００２２】
現在MRI装置の撮影対象スピン種は、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、励起状態の緩和現象の空間分布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。【００２３】
次に、本発明のMRI装置が備えるエコープレナー(EPI)法のシーケンスの一例を、図2を用いて説明する。図2はグラディエントエコー型のマルチショットのエコープレナー法のシーケンス形状を示すシーケンスチャートであり、Gs、Gp、Gr、はそれぞれ、スライス選択傾斜磁場、位相エンコード傾斜磁場、周波数エンコード傾斜磁場の軸を表し、RF、AD、EchoはそれぞれRFパルス、サンプリングウインド、エコー信号を表す。【００２４】
また、201はRFパルス、202はスライス選択傾斜磁場パルス、203はスライスリフォーカス傾斜磁場パルス、204は位相エンコード傾斜磁場パルス、205は位相ブリップ傾斜磁場パルス群、206は周波数ディフェイズ傾斜磁場パルス、207は周波数エンコード傾斜磁場パルス群、208はサンプリングウインド群、209はエコー信号群である。シーケンサ4は、このシーケンスチャートに基づいて、送信系5、傾斜磁場発生系3、および受信系6を制御して、エコー信号の計測を行う。【００２５】
エコープレナー法では、シーケンサ4は、一回のRFパルス201の照射毎に、読み出し傾斜磁場パルス207の極性を変えながら、各読み出し傾斜磁場パルス207について1つのエコー信号209を計測する。これを時間間隔210(繰り返し時間TR)で繰り返し実行し、画像再構成に必要な数のエコー信号を計測する。画像再構成に必要なエコー信号の数としては、作成する画像のマトリクスに応じて、一般的には64、128、256程度である。なお、-(ハイフン)後の数字は、繰り返し番号を表す。図2(a)は、複数回の繰り返しの内の最初の第1回目のシーケンスを示しており、2回目以降の繰り返しのシーケンスは、第1回目と同様なので省略している。これ以降に説明するシーケンス図においても、-(ハイフン)後の数字の意味は同様である。【００２６】
このように、エコープレナー法では、一回のRFパルス照射で複数のエコー信号が計測されるため、一回のRFパルス照射で1つのエコー信号を計測するシーケンスと比べて高速に画像を取得できる。図2(a)の場合は、一回のRFパルス201照射で6個のエコー信号209が計測されるので、6倍高速に撮影できる。なお、１回のRFパルス照射で画像再構成に必要な全てのエコー信号を計測するシングルショットのエコープレナー法であればさらに高速化可能である。【００２７】
図2(b)は、エコープレナー法で計測されたエコーデータが配置されたK空間211の一例を模式図に示す。図2(b)の横軸Kxは、エコー信号のサンプリングウインドの時間に相当し、縦軸Ｋｙはエコー信号を計測した時点での位相エンコード軸に印加された位相エンコード傾斜磁場パルスの総量に相当する。【００２８】
図2(b)の矢印212は、エコープレナー法を用いて取得されたK空間データの、エコー信号が計測される順序であり、Ky軸方向を下から上(つまり負側から正側)に向って連続的にエコー信号が計測された例である(シーケンシャルオーダリングと呼ぶ)。ライン212-1(実線)、212-2(点線)、212-3(一点鎖線)、は、それぞれ繰り返し210-1(繰り返しの第1回目)、210-2(繰り返しの第2回目で図示省略)、210-3(繰り返しの第3回目で図示省略)で計測されたエコー信号群209-1、209-2、209-3に対応し、各ラインはKy軸方向２つおきにエコー信号が計測されたことを表している。【００２９】
図2(b)では、各ライン212の矢印がKx軸と平行に進んでいる部分がエコー信号に対応し、各ライン212で6個のエコー信号を含んでいる。また、エコー信号位置での矢印の走査方向は、読み出し傾斜磁場パルス群207の極性に対応している。矢印のKy方向の間隔213(図2(c)では214)は、各位相ブリップ傾斜磁場205の面積に対応し、各ライン212の開始位置を位相エンコード傾斜磁場パルス204で変えることにより、エコーデータをKy方向に重なること無く、K空間に配置することができる。【００３０】
図2(c)は、エコープレナー法で計測されたエコーデータが配置された、K空間211の他の例を模式図に示した。この場合、K空間をKy=0を境界として上下(つまり正負)に2分割し、それぞれの領域に対応するエコー信号が計測される(セントリックオーダリングと呼ぶ)。この場合では、Ky=0の上側(正側)と下側(負側)では、それぞれ連続的にエコー信号群のデータが配置される。つまり、下側ではエコー信号群212-1(実線)、212-2(点線)のエコーデータが、上側ではエコー信号群212-3(実線)、212-4(一点鎖線)のエコーデータが、それぞれKy軸方向１つおきであって交互に配置される。【００３１】
このようにして配置された2次元K空間データに対して、CPU8が2次元フーリエ変換を適用して画像に変換する(3次元K空間データに対しては、3次元フーリエ変換を適用して3次元画像に変換する)。K空間の特徴として、中心(Kx=Ky=0)付近のエコーデータ(つまり位相エンコードがゼロ又はそれに近い値で計測されたエコー信号)の影響が、画像全体に及ぶ特徴を持つ。即ち、K空間の中心付近に配置されたエコー信号データの特徴が画像全体のコントラストに反映される。【００３２】
一方、画像内の局所的な領域のコントラストは、対象部の大きさによって空間周波数が異なる。例えば、画像内で1ピクセルの大きさの領域のコントラストは、K空間では最も高い空間周波数領域のエコーデータ(つまり位相エンコードが最大又はそれに近い値で計測されたエコー信号)のコントラストが反映される。また、画像内で10ピクセルの大きさの領域のコントラストは、K空間では空間周波数の高いほうから10点のデータのコントラストの寄与が大きい。【００３３】
エコープレナー法のように、RFパルス201の印加時点からの経過時間(以下、エコー時間)が異なるタイミングで計測されたエコー信号は、異なるコントラスト情報を持つ。そこで、一般的には、画像のコントラストに反映させたい時間に計測されるエコーデータが、K空間の中心付近に配置されるよう、エコー時間、位相エンコード傾斜磁場パルス204及び位相ブリップ傾斜磁場パルス205の面積がシーケンサ4により調整される。【００３４】
図3(a)は、RFパルス201の印加後にエコー信号に生じる位相回転の様子を示す。MRIでは、エコー信号に生じる位相はエコー時間に比例する。磁場不均一の影響や、磁化率の違いによりエコー信号に生じる位相回転も、同様にエコー時間に比例する。301-1、301-2、301-3は、RFパルス印加後のエコー信号の異なる位相変化(傾き)を表す。一般的には、このような磁場不均一や磁化率は、空間的に局所的な変化となるので、画像データは位置毎にその位相が変化することとなる。エコープレナー法の場合、このような位相変化により、エコー信号群209内のエコー信号毎に位相値が変化することとなる。【００３５】
また、MRI装置で得られるエコー信号のピーク値は、RFパルス201印加後に図3(b)の302のような曲線となる。これは、RFパルス201印加直後にそろっていたスピンの回転面内の位相が、時間経過とともにずれてエコー信号が減少する効果と、RFパルス201で励起されたスピンそのものが横緩和(つまりT2緩和)する効果による信号減衰を含む。これにより、エコープレナー法で計測されたエコー信号群209には、エコー時間に依存したピーク値の差が生じる。【００３６】
次に、磁化率強調撮影の原理を簡単に説明する。磁化率の違いによりスピンに位相差が生じ、この位相差は、エコー時間が長くなるほど大きくなる。画像の1ピクセル内に磁化率の異なる組織が混在する場合は、この位相差によりそのピクセル内の組織間でNMR信号のキャンセルが生じ、結果としてそのピクセルの信号強度が低下することになる(所謂パーシャルボリューム効果)。このパーシャルボリューム効果を利用して、磁化率効果で重み付けた画像が磁化率強調画像である。磁化率効果を増大させるためには、なるべくスピンの位相差が大きくなるような長いエコー時間とすることが好適である。一例として70ms程度経過した時点でのエコー信号が必要である。このため、従来の磁化率強調撮影においては、シーケンスの繰り返し時間(TR)を短く設定できないので、撮影時間が長くなってしまう。【００３７】
そこで、前述のエコープレナー法を用いた磁化率強調撮影が考えられるが、単純に組み合わせただけでは、異なるエコー時間のエコー信号の情報が画像データの位相変化に混ざってしまう。そのため、磁化率による強調効果が画像全体に分散して弱まってしまい、画像上の関心領域が最適に磁化率強調された画像を得ることができなくなってしまう。【００３８】
この課題を解決するのが、以下に説明する本発明のMRI装置であり、以下、本発明のMRI装置の各実施形態を説明する。【００３９】
(第1の実施形態)
本発明のMRI装置及びMRI方法の第1の実施形態を説明する。本実施形態は、被検体の所望の関心領域の大きさに対応して、複数のエコー信号の計測順序を制御する。つまり、画像上の関心領域の大きさに対応して、その関心領域の大きさに対応するエコー信号が、所望の磁化率効果が反映されるようなエコー時間に計測されるように、複数のエコー信号の計測順序を制御する。複数のエコー信号の計測順序を制御するためには、位相エンコード傾斜磁場の印加順序、つまりエコーデータがK空間上に配置される位置、を制御する。具体的には、関心領域の大きさに対応してK空間におけるターゲット周波数を求め、ターゲット周波数に対応するエコー信号を、所望の磁化率効果が反映されるようなエコー時間として設定されるターゲットエコー時間又はその近傍で計測するように、複数のエコー信号の計測順序を制御する。
以下、本実施形態を図4、5に基づいて具体的に説明する。図4は、本実施形態の撮影全体の処理フローの一例を示すフローチャートであり、図5は、図4の処理フローの内で特に本実施形態に係る処理部分の詳細処理フローの一例を示すフローチャートである。【００４０】
最初に、図4に示すフローチャートに基づいて、撮影全体の処理フローの一例を説明する。この処理フローは、プログラムとして外部記憶装置に記憶されており、必要に応じてCPU8又はシーケンサ4がそのメモリに読み込んで実行することにより、実施される。
ステップ401で、通常撮影と同様に撮影する部位が選択される。操作者が、例えばディスプレイ20に表示された撮影対象部位選択用GUIを介して、撮影対象部位を選択する。なお、本ステップ401は省略されても良い。【００４１】
ステップ402で、撮影シーケンスのパラメータが設定される。ステップ401と同様に、操作者が、ディスプレイ20に表示されたパラメータ設定用GUIを介して、撮影シーケンスのパラメータを設定する。【００４２】
ステップ403で、ステップ402で設定されたパラメータに基づいて、撮影シーケンスが磁化率強調撮影か否かが判断される。例えば、パラメータ設定用GUIが磁化率強調撮影の選択肢を備えて、操作者によりその選択肢が選択された場合に、磁化率強調撮影が選択されたと判断して良い。また、シーケンスとしてグラディエントエコー型のマルチショットエコープレナー法が選択され、その実効TE(位相エンコードゼロのエコー時間)が長く設定された場合にも磁化率強調撮影が選択されたと判断しても良い。この判断はCPU8が行う。【００４３】
ステップ404で、磁化率強調撮影と判断した場合には、CPU8は、磁化率強調撮影に必要なパラメータを設定する。このステップ404の詳細は後述する。【００４４】
ステップ405で、撮影シーケンスが実行される。ステップ402で設定されたパラメータに基づいて、磁化率強調撮影の場合には更にステップ404で設定された磁化率強調撮影用のパラメータにも基づいて、シーケンサ4は、撮影シーケンスを実行して撮影を行い、エコー信号の計測を制御する。磁化率強調撮影の場合の詳細は後述する。そして、CPU8は、計測された各エコー信号のデータを、CPU8内のK空間に対応するメモリに書き込んで記憶する。即ち、CPU8は、計測されたエコーデータをK空間に配置する。【００４５】
ステップ406で、ステップ405で取得されたK空間データを用いて画像が再構成される。具体的には、CPU8は、ステップ405で取得されたK空間データに対してフーリエ変換を行い、画像を再構成する。具体的には、CPU8は、2次元K空間データに対して2次元フーリエ変換を適用して2次元画像に変換し、3次元K空間データに対しては3次元フーリエ変換を適用して3次元画像に変換する。  
以上までが、撮影全体の処理フローの一例の説明である。【００４６】
次に、上記ステップ404の磁化率強調撮影に必要なパラメータ設定について図5に基づいて説明する。図5は、磁化率強調撮影に必要なパラメータ設定の処理フローの一例を示すフローチャートである。【００４７】
ステップ501で、画像上の関心領域の大きさ(ターゲットサイズ)が設定される。このターゲットサイズの設定は、例えば、以下の様にすることができる。  
第1の方法は、操作者が操作系25を介して入力した情報に基づいて、CPU8がターゲットサイズを設定する方法である。具体的には、操作者が入力した関心領域のピクセルサイズ(ピクセル数)をターゲットサイズとして設定する。或いは、操作者が入力した関心領域の実際の大きさ(mm) をターゲットサイズとして設定してもよい。例えば、MRアンギオグラフィーの様に、関心領域が血管の場合、操作者は、対象となる血管の直径を入力してターゲットサイズを設定することができる。或いは、操作者が画像上に描画した関心領域を囲む図形(線図)の入力情報から、CPU8が関心領域のピクセルサイズ又は実際の大きさを求めてターゲットサイズを設定してもよい。ターゲットサイズの設定GUIの一例は後述する。【００４８】
第2の方法は、予め撮影対象部位毎のターゲットサイズを磁気ディスク18等の外部記憶装置に記憶しておき、CPU8が、指定された撮影対象部位に応じて、その記憶データを読み出してターゲットサイズを設定してもよい。例えば、血管の直径(Radius)等の部位毎の大きさは、患者の個人差によるところが少ないので、撮影対象部位毎のターゲットサイズを、患者によらずに一律に設定することも可能である。詳細は、後述する第2の実施形態で説明する。【００４９】
ステップ502で、ターゲット周波数(Target Frequency)が設定される。CPU8は、上記ステップ501で設定されたターゲットサイズに対応するエコーデータが配置されるべきK空間上の位置、即ちターゲット周波数を設定する。【００５０】
ターゲット周波数の設定方法の一例としては、ターゲットサイズがピクセルサイズ(Size)で設定された場合には、その入力情報に基づいて、画像のマトリクス(Matrix)を用いて、以下の計算式(式1)で算出される。【００５１】
Target Frequency = ±(Matrix/2-(Size-1))            (式1)
或いは、ターゲットサイズが関心領域の実際の大きさ(mm) (Radius)で設定された場合には、撮影視野(FOV)と撮影マトリクス(Matrix)から、CPU8は、以下の計算でターゲット周波数を算出する。【００５２】
Target Frequency = ±(Matrix/2-(Radius/(FOV/Matrix)-1))      (式2)
上記の様に、ターゲットサイズに応じて定まるターゲット周波数は、K空間のKy方向（位相エンコード方向）の、原点から最大空間周波数までの、いずれかの空間周波数に設定される。【００５３】
ステップ503で、ターゲットエコー時間が設定される。ターゲットエコー時間とは、所望の磁化率効果がエコー信号の位相情報に反映されるために必要なエコー時間のことである。このターゲットエコー時間は、操作者が操作系25を介して設定しても良いし、撮影対象部位毎の磁化率を考慮して、予め撮影対象部位毎のターゲットエコー時間を磁気ディスク18等の外部記憶装置に記憶しておき、CPU8が、指定された撮影対象部位に応じて、その記憶データを読み出してターゲットエコー時間を設定してもよい。ターゲットエコー時間の一例は、前述の通り70msecである。【００５４】
なお、本ステップは、前述のステップ501のターゲットサイズ設定の前であっても良い。要は、次のステップ504の開始前に、ターゲット周波数とターゲットエコー時間が設定されていれば良い。【００５５】
ステップ504で、各エコー信号の計測順序が設定される。CPU8は、ステップ502で設定されたターゲット周波数のエコー信号が、ステップ503で設定されたターゲットエコー時間で計測されるように、各エコー信号の計測順序を設定する。そして、CPU8は、この設定された各エコー信号の計測順序で撮影が行われるように、位相エンコード傾斜磁場パルス204と位相ブリップ傾斜磁場パルス205の印加量(パルス波形の面積)を調整する。【００５６】
このように、ターゲット周波数のエコー信号がターゲットエコー時間で計測されるためには、各エコー信号の計測順序を変更する必要がある。この際、好適には、K空間上で、ターゲット周波数よりも高い周波数側に、遅いエコー時間で計測されたエコーデータが配置されるようにする。このようにK空間に各エコー信号のデータを配置することで、関心領域のサイズ内の構造に、ターゲットエコー時間に近い位相変化を反映することができる。【００５７】
以上までが、磁化率強調撮影に必要なパラメータ設定の処理フローの一例の説明である。【００５８】
次に、前述のステップ405で行われる撮影が、前述の如く設定された磁化率強調撮影に必要な各パラメータに基づく磁化率強調撮影である場合を、詳細に説明する。【００５９】
ステップ405(磁化率強調撮影)で、磁化率強調撮影が行われ、磁化率効果が反映されたエコー信号が計測される。シーケンサ4は、ステップ504で設定されたエコー信号の計測順序となるように各エコー信号の計測を制御する。即ち、シーケンサ4は、同じくステップ504で調整された位相エンコード傾斜磁場パルス204と位相ブリップ傾斜磁場パルス205の面積を有するグラディエントエコー型のマルチショットエコープレナー法を用いて撮影を行い、各エコー信号の計測を制御する。【００６０】
計測された各エコーデータが配置されたK空間の模式図を図6に示す。なお、K空間データの模式図では、エコー時間が短い時点で計測されたエコー信号に対応する領域を白色とし、エコー時間が長くなるにつれ黒色となるように色を付けて示した。以下、K空間データの模式図を同様に示す。【００６１】
図6は、図2で説明したグラディエントエコー型のマルチショットエコープレナー法を用いて取得されたK空間データの模式図であり、一回のRFパルス201照射で12個のエコー信号が計測され、2回のシーケンス繰り返しでそれぞれKy方向正側のエコー信号と、Ky方向負側のエコー信号が計測された場合を示す。【００６２】
図6(a)の例は、関心領域の大きさが6ピクセルと設定され、その結果ターゲット周波数601(図6の添字1,2は、それぞれ第1回目のシーケンス及び第2回目のシーケンスを意味する。以下、同様。)がKy=±6となる空間周波数に設定され、ターゲットエコー時間が最もエコー時間の長いエコー(即ちエコー番号＝12番目)と設定された場合に取得されたK空間データを示す。従って、図6(a)では、Ky方向の位置に対応するエコー信号の計測順序が、第1回目のシーケンスで取得される正側では  
エコー番号(Ky)=1(1),2(2),3(3),8(4),10(5),12(6),11(7),9(8),7(9),6(10),5(11),4(12)
となり、第2回目のシーケンスで取得される負側では  
エコー番号(Ky)=1(-1),2(-2),3(-3),8(-4),10(-5),12(-6),11(-7),9(-8),7(-9),6(-10),5(-11),4(-12)  
となり、Ky=±6の位置に、ターゲットエコー時間で計測されたエコー番号12のエコーデータが配置される。その周囲の空間周波数領域では、ターゲットエコー時間に近いエコー時間で計測されたエコー番号11, 10のエコーデータが配置され、順次エコー時間の離れたエコーデータが配置される。この計測順序では、エコー時間の最も長いエコーデータが、Ky=±6の位置に配置されるため、画像内の6ピクセル程度の領域の位相値は、ターゲットエコー時間の位相値を反映することになる。【００６３】
一方、図6(b)は、別の順序で取得されたK空間データの模式図であり、関心領域の大きさが1ピクセルと設定され、ターゲット周波数602がK空間の最大空間周波数(Ky=±12)と設定され、ターゲットエコー時間が最もエコー時間の長いエコー(即ちエコー番号＝12番目)と設定された場合に取得されたK空間データを示す。従って、エコー時間の短いエコー信号がK空間のKy=0付近に配置され、エコー時間が長くなるにつれK空間の高空間周波数側に配置される。具体的には、図6(b)の場合は、Ky方向の位置に対応するエコー信号の計測順序が、第1回目のシーケンスで取得される正側では  
エコー番号(Ky)=1(1),2(2),3(3),4(4),5(5),6(6),7(7),8(8),9(9),10(10),11(11),12(12)  
となり、第2回目のシーケンスで取得される負側では  
エコー番号(Ky)=1(-1),2(-2),3(-3),4(-4),5(-5),6(-6),7(-7),8(-8),9(-9),10(-10),11(-11),12(-12)  
となる。つまり、K空間の正負両側においてKyの絶対値とエコー番号が一致する。この計測順序により、エコー時間の最も長いエコーデータが、K空間において最も空間周波数の高い位置に配置されるため、画像内の1ピクセル程度の領域の位相値は、ターゲットエコー時間の位相値を反映することになる。このようにK空間の高空間周波数側に配置されたデータは、本実施形態に特有の意味と特徴を有するので、従来のセントリックオーダリングのK空間データとは全くデータの性質が異なる。【００６４】
以上の２つの例からわかるように、ターゲット周波数は、K空間の位相エンコード方向（Ky）の、原点から最大空間周波数までのいずれかの空間周波数に設定可能となる。そして、シーケンサ４は、位相エンコード傾斜磁場と位相ブリップ傾斜磁場の印加を制御して、複数のエコー信号の計測順序を制御する。【００６５】
以上までが、前述のステップ405が磁化率強調撮影となる場合の説明である。この処理フローに基づくグラディエントエコー型のマルチショットエコープレナー法を用いた磁化率強調撮影によれば、ターゲットサイズを有する所望の関心領域が最適に磁化率強調された画像を取得することができる。【００６６】
次に、前述のステップ501で説明したターゲットサイズ設定GUIの一例を図7を用いて説明する。図7は磁化率強調撮影と判断された場合に、ディスプレイ20に表示されるGUI701であり、702はターゲットサイズを入力する入力部である。このGUI701を介して入力されたターゲットサイズは、前述の2つの計算式(式1、式2)のいずれかに当てはめることができる。【００６７】
ターゲットサイズとしては、絶対的な大きさを、例えばmm単位で入力する場合と、画像のピクセル数に換算して入力する場合を選択できるようにする。そのため、703に示すような、単位の設定ボタンなどを用いて切り替え可能にする。入力後、OKボタン704がマウスでクリックされると入力されたターゲットサイズが設定される。【００６８】
以上のように、操作者がターゲットサイズを設定できるようにすることで、磁化率強調画像のコントラストを所望の部位構造に合わせることができる。【００６９】
以上説明したように、本実施形態のMRI装置及びMRI方法によれば、グラディエントエコー型のマルチショットエコープレナー法を用いた磁化率強調撮影において、ターゲットサイズに対応するターゲット周波数のエコー信号に最もターゲットエコー時間の位相が反映されるように、各エコー信号の計測順序を制御する（つまり、位相エンコードの印加を制御して各エコーデータのK空間上での配置順序を制御する）ことで、ターゲットサイズを有する所望の関心領域が最適に磁化率強調された画像を取得することができる。その結果、本実施形態の磁化率強調撮影により取得された磁化率強調画像においては、磁化率強調に関するコントラストを向上することができる。【００７０】
(第2の実施形態)
次に、本発明のMRI装置及びMRI方法の第2の実施形態を説明する。本実施形態は、前述の第1の実施形態を3次元撮像に拡張する。つまり、位相エンコード方向（ｋｙ）とスライスエンコード(Kz)方向とを有する３次元空間ｋ空間において、Ky-Kz空間の原点からの距離が同じ範囲の空間周波数領域に対応するエコー信号を同じ範囲のエコー時間で計測するように複数のエコー信号の計測順序を制御する。具体的には、ターゲット周波数として、Ky-Kz空間の原点からの距離が同じ範囲の空間周波数領域を選択し、選択された空間周波数領域に対応するエコー信号を、ターゲットエコー時間又はその近傍で計測するように、複数のエコー信号の計測順序を制御する。ターゲット周波数は、Ky-Kz空間の原点からの距離が、ゼロから最大空間周波数までのいずれかの空間周波数に設定可能である。以下、前述の第1の実施形態と異なる点のみを説明し、同一の点についての説明を省略する。【００７１】
最初に、本実施形態の特徴を明確にするために、従来の3次元のグラディエントエコー型のマルチショットエコープレナー法について図8を用いて説明する。図8(a)に示す3次元シーケンスと図2(a)で説明した2次元シーケンスとの違いは、スライス選択傾斜磁場パルス201の後に、スライスエンコード傾斜磁場パルス801があることである。他は図2(a)のシーケンスと同様なので、説明を省略する。【００７２】
図8(a)に示す3次元シーケンスを用いて計測されたエコーデータが3次元K空間に配置された例を図8(b)に示す。図8(b)は、3次元K空間のうち、Ky-Kz空間(802)を示している。この場合では、Ky方向については、2次元の場合と同様に、エコー時間の短いエコーデータが、Ky=0付近に配置され、エコー時間の長いエコーデータがK空間の高空間周波数側に配置される(すなわち、K空間の領域803〜808で、803、804、805．．．808の順序でエコー時間が長くなる)。【００７３】
一方、Kz方向に注目すると、スライス選択傾斜磁場パルス202の後でスライスエンコード傾斜磁場パルス801が印加され、エコー信号群209が計測される際はスライスエンコード傾斜磁場パルスが無い。このため、Kz方向では同じエコー時間のエコー信号が計測され、エコー信号間でエコー時間の差は生じない。これにより、磁化率強調撮影で重要な、高空間周波数領域の位相に関しては、Kz方向の全ての空間周波数値において(つまり、任意のKz値で、Ky軸方向に平行な直線上において)、異なるエコー時間で計測された複数のエコー信号の位相が混在することとなり、画像においては磁化率による強調効果がｚ方向に分散低減してしまい、最適な磁化率強調画像が得られない。【００７４】
次に、本実施形態の3次元シーケンスを図9(a)に示す。図8(a)に示した従来の3次元シーケンスとの違いは、スライスエンコード傾斜磁場パルス901の後に、スライスブリップ傾斜磁場パルス902が印加されることである。この際、Ky-Kz空間内の原点からの距離が同じか又は同じ範囲の空間周波数領域では、同じか又は同じ範囲のエコー時間に計測されたエコーデータが配置されるように、つまり同心円状にエコーデータが配置されるように、シーケンサ4は、位相エンコード傾斜磁場パルス204及び位相ブリップ傾斜磁場パルス205と、スライスエンコード傾斜磁場パルス901及びスライスブリップ傾斜磁場パルス902と、の印加を制御する。なお、図9(b)のように、同心円状のデータ配置とするための、各傾斜磁場パルスの印加制御については後述する。【００７５】
図9(a)に示す3次元シーケンスを実行して取得されたK空間データの一例を図9(b)に模式的に示す。図9(b)は、3次元K空間のうち、Ky-Kz空間(903)を示している。図9(b)に示すように、K空間原点からの距離が同じか又は同じ範囲の空間周波数領域に、同じか又は同じ範囲のエコー時間に計測されたエコーデータを配置する効果は、磁化率効果によるコントラストが所望の領域において向上した3次元画像を取得できることである。即ち、この様な3次元K空間データから再構成された3次元画像において、所望の3次元関心領域のピクセルサイズに、3次元の各軸方向に偏り無く等方的に、所望の磁化率効果による位相変化を加えることができ、所望の領域の磁化率効果によるコントラストが向上した3次元磁化率強調画像を得ることができる。【００７６】
更に、本実施形態では、上記3次元計測において、前述の第1の実施形態で説明した、ターゲットサイズに応じて定まるターゲット周波数のエコー信号が、ターゲットエコー時間に計測されるように、各エコー信号の計測順序が制御される。それには、シーケンサ4が、そのような各エコー信号の計測順序となるように、位相エンコード傾斜磁場パルス204及び位相ブリップ傾斜磁場パルス205と、スライスエンコード傾斜磁場パルス901及びスライスブリップ傾斜磁場パルス902と、の印加を制御して、各エコー信号を計測する。【００７７】
図9(b)は、ターゲット周波数907が設定されて計測された各エコーデータが配置されたK空間を模式的に示したものである。即ち、K空間の領域904〜909の内、領域907がターゲット周波数907として設定された場合を示す。このような3次元K空間データは、図9(a)に示すシーケンスを用いて、前述の第1の実施形態で説明した図4,図5の処理フローを3次元計測に適用して取得される。具体的には、  【００７８】
ステップ401で、撮影対象部位が設定され(ただし、省略可)、  
ステップ402で、図9(a)に示す3次元エコープレナー法の撮影シーケンスパラメータが設定され、  
ステップ403で、図9(a)に示す3次元エコープレナー法を用いた磁化率強調撮影と判断され  、
ステップ404で、図9(a)に示す3次元エコープレナー法を用いた磁化率強調撮影に必要なパラメータが設定され、  
ステップ405で、3次元の磁化率強調撮影で取得されたのが、図9(b)に示すK空間データである。【００７９】
そして、このステップ404においては、前述の第1の実施形態と同様に、
ステップ501で、ターゲットサイズが設定され、  
ステップ502で、ターゲット周波数907が設定され、  
ステップ503で、ターゲットエコー時間(図9(b)の場合は、最も長いエコー時間)が設定され、  
ステップ504で、ターゲット周波数907のエコー信号がターゲットエコー時間に計測されるように、各エコー信号の計測順序が設定され、その計測順序に対応して、位相エンコード傾斜磁場パルス204及び位相ブリップ傾斜磁場パルス205と、スライスエンコード傾斜磁場パルス901及びスライスブリップ傾斜磁場パルス902と、の印加量が設定される。【００８０】
これらの各ステップの処理内容は、前述の第1の実施形態で説明した図4，図5に示した各処理と同様なので、詳細な説明は省略する。
これら一連の処理の結果が図9(b)のK空間データである。上記の様に、ターゲットサイズに応じて定まるターゲット周波数は、Ky-Kz空間の原点からの距離が、ゼロから最大空間周波数までのいずれかの空間周波数に設定される。【００８１】
以上の様にして取得された図9(b)に示すK空間データでは、エコー時間の短いエコーデータが、Ky=0付近に配置され、ターゲット周波数907にターゲットエコー時間(この場合は最も長いエコー時間)に計測されたエコーデータが配置され、その外側ではエコー時間の長いエコーデータほどターゲット周波数907側に配置されている(すなわち、K空間の領域904〜909で、904、905、906、909、908、907の順序でエコー時間が長くなる)。【００８２】
この様に、ターゲット周波数のエコー信号がターゲットエコー時間に計測されるように各エコー信号の計測順序が制御されることにより、前述の第1の実施形態と同様の効果が、3次元磁化率強調画像においても得られることになる。即ち、ターゲット周波数のエコー信号が、ターゲットエコー時間に計測され、且つ、3次元K空間の原点から等距離の領域にそのエコーデータが配置されるため、そのターゲット周波数に対応するピクセルサイズを有する3次元関心領域の画像データに、3次元の各軸方向に偏り無く等方的に、最も強く位相変化が加えられることになる。その結果、ターゲット周波数に対応するピクセルサイズを有する関心領域が最も強く磁化率強調された3次元画像を取得することが可能になる。【００８３】
次に、Ky-Kz面内の各分割領域のデータ配置の効率を改善する例について説明する。図9(a)の3次元シーケンスでは、スライスブリップ傾斜磁場パルス902及び位相ブリップ傾斜磁場パルス205の印加量を一定としたので、各分割領域の径方向の幅が等しくなるようにＫ空間が分割される。その結果、各分割領域の面積が大きく異なることになる。これは、エコーデータがそのエコー時間毎に各分割領域に配置されるので、各分割領域を埋めるのに必要なエコー信号の量が異なることを意味する。【００８４】
そこで、Ky-Kz空間の原点からの距離が同じ範囲の空間周波数領域の径方向の幅が、高空間周波数側が低空間周波数側よりも小さくなるようにする。具体的には、Ky-Kz面内の各分割領域に均等にデータ配置するための、スライスブリップ傾斜磁場パルス902及び位相ブリップ傾斜磁場パルス205の少なくとも一方の印加量を制御する制御方法を、図10に基づいて以下に説明する。【００８５】
図10(b)に示すように、Ky-Kz空間903の各空間周波数の領域1007〜1012が等しい面積となるようにK空間を分割することで、すなわち、各分割領域の径方向の幅が高空間周波数側になるに従い狭くする（つまり分割領域の径方向の幅を低空間周波数側よりも高空間周波数側の方を小さくする）ことで、各分割領域を埋めるのに必要なエコー信号の量が等しくなり、データ配置の効率が良くなる。なお、ターゲット周波数1005については、図9(b)の905と同様である。このようなＫ空間データを取得するための3次元シーケンスの一例を図10(a)に示す。図10(b)に示すように、Ｋ空間の各分割領域の径方向の幅を高空間周波数領域側になるに従い狭くすることに対応して、3次元シーケンスの、スライス傾斜磁場パルス1003後のスライスブリップ傾斜磁場パルス1002と、位相エンコード傾斜磁場パルス1001後の位相ブリップ傾斜磁場パルス1004との内少なくとも一方の印加量がブリップ毎に、つまりエコー番号が進むにつれて、少なくされる。【００８６】
最後に、Ky-Kz空間内の原点からの距離が同じか又は同じ範囲の空間周波数領域では、同じか又は同じ範囲のエコー時間に計測されたエコーデータが配置されるように、即ち、同心円状のデータ配置とするための、各傾斜磁場パルスの印加制御について、以下、図11を用いて説明する。【００８７】
図11は、本実施形態の3次元計測のK空間データの取得方法の1例を模式的に示したものである。図11では、簡単のためにKy-Kz空間の4分の1を示した。また、図9(a)に示す3次元シーケンスを用い、各ショットで5個のエコー信号209を計測し(即ち、5つの空間周波数領域となる)、Ky-Kzの4分の1を埋めるのに、1101-1〜1101-12の12ショット必要な場合を示した。図の丸印は計測したエコー信号のKy-Kzの位置を表す点であり、矢印がエコー信号を測定していく方向である。【００８８】
ここで、sをショット番号(1≦s≦S)、eをエコートレイン番号(1≦e≦E)、K空間のサイズをMatrixとした場合、シーケンスの計算としては、まずショット毎のエコー信号を測定していく角度θ(s)を以下で計算する。
θ(s) = 2π/S×s            (式3)【００８９】
次に、エコートレイン間のK空間ピッチΔKを以下で計算する。
ΔK = Matrix/2/E              (式4)
これら2つの値より、各ショットで印加するブリップ傾斜磁場の面積は、各ショットでのKy、Kz方向のK空間のステップ、
ΔKy(s) = ΔK × cos(θ(s))
ΔKz(s) = ΔK × sin(θ(s))       (式5)
に基づいて計算できる。
この状態でもKy-Kz空間を埋めることができるが、エコー信号数が少ない場合は、K空間でエコー信号を計測した領域に偏りが生じるので、好適にはK空間でエコー信号を計測し始める開始点をショット毎にシフトする。例えば、図11では3ショットおきに開始点を径方向外側にシフトした場合である(図では、ずれ量を丸印の濃淡の違いで表した)。【００９０】
この様にエコー信号を計測するには、以下のように計算すればよい。まず、各ショットでの計測の開始点の基準となるシフト量を算出する。このとき、Nショット毎にシフト量を変える場合、
ΔS(s) = ΔK / N × ( s mod N )        (式6)
ここで、A mod BはAをBで除した余りを表す。この開始点ΔS(s)を基に、各ショットの回転角度θ(s)を用いて、各ショットのK空間のシフト位置Skx(s)、Sky(s)は、
Skx(s) = ΔS(s) × cos(θ(s))
Sky(s) = ΔS(s) × sin(θ(s))          (式7)
となる。これら値に基づいて、位相エンコード傾斜磁場パルス(204,1003)の出力と、スライスエンコード傾斜磁場パルス(901,1001)の出力を変える。【００９１】
以上までが、Ky-Kz空間内で同心円状のデータ配置とするための、各傾斜磁場パルスの印加制御についての説明である。【００９２】
以上説明した様に、本実施形態のMRI装置及びMRI方法によれば、前述の第1の実施形態の効果が、3次元画像においても得られることになる。即ち、3次元エコープレナー法において、ターゲットサイズに対応するターゲット周波数のエコー信号に、最もターゲットエコー時間の位相が反映されるように、各エコー信号の計測順序と該各エコー信号のデータのK空間上での配置とが制御される(つまり、各エンコード傾斜磁場と各ブリップ傾斜磁場の印加が制御される)ので、ターゲットサイズを有する所望の3次元関心領域が最適に磁化率強調された3次元画像を取得することができる。【００９３】
(第3の実施形態)
次に、本発明のMRI装置及びMRI方法の第3の実施形態を説明する。本実施形態は、前述の第1の実施形態において、K空間をKy方向の正負で2分割してそれぞれ計測を行うのではなく、シーケンスの一繰り返し内でKy方向の正負両側のエコー信号を共に計測する。具体的には、２次元撮像の場合には位相ブリップ傾斜磁場の、３次元撮像の場合には更にスライスブリップ傾斜磁場を加えた少なくとも一方のブリップ傾斜磁場の、極性を交互に反転させて複数のエコー信号の計測を行う。以下、前述の第1の実施形態と異なる点のみを説明し、同一の点についての説明は省略する。【００９４】
本実施形態で用いるシーケンスの例を図12(a)に示す。図2(a)との違いは、各ショット(210間)でのky方向計測開始点を決める位相エンコード傾斜磁場パルス1201の印加量と、ky方向の計測順序を決める位相ブリップ傾斜磁場パルス群1202の印加方法と、が異なることである。図12(a)の例は、シーケンサ4により、1エコー毎に位相ブリップ傾斜磁場パルスの極性を交互に反転させてエコー信号が計測される場合である。ただし、設定されたターゲット周波数のエコー信号が設定された計測順序で計測されるために、つまりターゲット周波数のエコー信号の計測がターゲットエコー時間に行われるために、各位相ブリップ傾斜磁場パルスの印加量が制御される。図12(a)の例では、K空間高域に該当するエコー信号がターゲット周波数のエコー信号よりも先に計測されるよう設定され、位相ブリップ1220はその印加量が、直前のエコー信号とはK空間の反対側高域に該当するエコー信号の計測のために、大きくされ、次のブリップ1221-1,1222-1がK空間中域に設定されたターゲット周波数のエコー信号用のパルスであり、印加量が小さくされている。シーケンサ4は、この様にシーケンスを制御すると共にこのシーケンスを1回又は複数回繰り返して、K空間データを取得する。特に、1回のシーケンスで全K空間データを取得する場合は、1回のRFパルス201の照射で、必要なK空間データを取得することになり、極めて短時間に(数十msec)計測を行うことが可能になる。【００９５】
この様なシーケンスを用いて取得されたK空間データの一例を示したのが、図12(b)である。図12(b)は、一回の繰り返しで5個のエコー信号209を計測するシーケンスを用いて、分割領域1206と1207がターゲット周波数領域として設定された場合に取得されたK空間データを示す。シーケンサ4は、K空間の中心領域1203に対応するエコー信号から計測を開始し、1204、1205、1206、1207の順にターゲット周波数領域及び高空間周波数領域に対応するエコー信号を計測するように、位相エンコード傾斜磁場パルス1201と位相ブリップ傾斜磁場パルス1202を制御する。この場合、エコー時間は、1203、1204、1205、1206、1207の順に長くなる。【００９６】
この様に、前述に第１の実施形態で説明したような、K空間をKy方向の正負で2分割してそれぞれ計測を行うのではなく、本実施形態の様に、シーケンスの一繰り返し内でKy方向の正負両側のエコー信号を共に計測することでも、ほぼ同時刻に計測されたエコーデータが、K空間の同じ空間周波数領域(但し、符号は異なる)に配置されることになる。これにより、ターゲット周波数に対応する大きさを有する関心領域が磁化率強調された画像を取得できる。【００９７】
また、図12(c)は、エコー信号の計測順序をKy方向の正負入れ替えた場合であり、分割領域1211と1212がターゲット周波数領域として設定された場合に取得されたK空間データを示す。即ち、エコーデータは1208、1209、1210、1211、1212の順に配置される(1208〜1212に配置されるエコー信号が計測されたエコー時間は、図12(b)と同様に1208、1209、1210、1211、1212の順に長くなる)。この様に配置しても、実質的なK空間の形状は同じになるため、得られる画像は図12(b)と同じ結果となる。【００９８】
更に、図12(b)と図12(c)のシーケンスを組み合わせることができる。例えば、ショット毎にどちらのオーダーを使用するかかえることができる。この場合、ターゲットとする正／負の空間周波数領域に、ターゲットとなるエコー時間のエコーデータが配置されるように、オーダーを選択するのが良い。【００９９】
他の点については、前述の第1の実施形態と同様なので、説明を省略する。【０１００】
以上説明したように、本実施形態のMRI装置及びMRI方法によれば、グラディエントエコー型のエコープレナー法を用いた磁化率強調撮影において、シーケンスの一繰り返し内でKy方向の正負両側のエコー信号を共に計測することで、前述の第1の実施形態と実質的に同様の効果を得ることができる。特に、1回のシーケンスで全K空間データを取得する場合は、より短時間で前述の第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。【０１０１】
(第4の実施形態)
次に、本発明のMRI装置及びMRI方法の第4の実施形態を説明する。本実施形態は、撮影対象部位に応じて最適なターゲット周波数を決める形態である。前述の第1の実施形態と異なる点は、撮影対象部位の選択があること、及び、前述のステップ501のターゲットサイズ設定とステップ502のターゲット周波数設定とが、撮影対象部位毎に予め記憶された情報に基づいて行われることである。以下、前述の第1の実施形態と異なる点のみを説明し、同一の点についての説明は省略する。なお、本実施形態は、前述の各実施形態と組み合わせることが可能である。【０１０２】
最初に、撮影対象部位の選択についてであるが、このステップは、前述のステップ401で行うか、或いは、前述のステップ501の前に別途設けて行うことができる。本実施形態の処理フローは、前述の第1の実施形態における図4,5の処理フローと同様であるが内容が異なる。以下、図5の処理フローに撮影対象部位選択ステップ500を別途設ける場合の本実施形態の処理フローの一例を説明するが、本ステップの処理内容を前述のステップ401で行い、ステップ500を省略しても良い。【０１０３】
ステップ500で、撮影対象部位が選択される。操作者は、撮影対象部位の選択GUI上で、所望の撮影対象部位を選択する。図13(a)に撮影対象部位の選択GUIの一例として、撮影対象部位選択ウィンドウ1301を示す。ウィンドウ1301には、複数の撮影対象部位1302がラジオボタン付きで羅列表示される。図13(a)は、頭部A,B, 腹部A,B, 及び下肢が選択肢として表示されている例である。操作者は、これらの選択肢の中から所望の撮影対象部位のラジオボタンを選択する。図13(a)では、頭部Aが選択されている。最後に、操作者がOKボタン1303をマウスでクリックして、CPU8が、その選択を撮影対象部位として設定する。【０１０４】
ステップ501で、撮影対象部位毎に予め記憶された情報に基づいてターゲットサイズが設定される。一般的に、撮影対象部位毎のターゲットサイズを統計的に決めることができる。例えば図13(b)に示すように、ターゲット部位(或いは、撮影対象部位に対する撮影方法)とターゲットサイズを関係付けるテーブル1304を予め用意して、磁気ディスク18等の外部記憶装置に記憶しておく。CPU8は、前述のステップ401又はステップ500で設定された撮影対象部位に対応するターゲットサイズを、本ステップ501でこのテーブル1304から読み出して、設定する。【０１０５】
図13(b)の例は、撮影対象部位毎の、磁化率強調撮影で対象とする重要な組織の大まかな最小サイズと最大サイズが格納されたテーブル1304である。最小サイズと最大サイズを用いるメリットは、それぞれのサイズについて(式2)によりターゲット周波数を計算できることである。【０１０６】
ステップ502で、前述のステップ501でテーブルから読み出されたターゲットサイズに基づいてターゲット周波数が設定される。図13(b)の、撮影対象部位毎の最小サイズ(Radiusmin)と最大サイズ(RadiusmaX)を用いる場合は、ターゲット周波数の最大Target FrequencymaXと最小Target Frequencyminは、
Target FrequencymaX = ±(Matrix/2-(Radiusmin/(FOV/Matrix)-1))      (式8)
Target Frequencymin = ±(Matrix/2-(RadiusmaX/(FOV/Matrix)-1))      (式9)
で計算できる。磁化率強調撮影シーケンス実行時には、CPU8は、この2つのターゲット周波数(空間周波数)の範囲のエコー信号がターゲットエコー時間又はその近傍で計測されるように、各エコー信号の計測順序を設定する。【０１０７】
以上までが、本実施形態特有の処理内容の説明である。他は前述の第1の実施形態と同様なので、説明は省略する。これにより、操作者は撮影対象部位を選択するだけで、自動で撮影対象部位における関心領域が最適に磁化率強調された画像を取得することができる。【０１０８】
なお、本実施形態では、最小ターゲットサイズと最大ターゲットサイズを用いる場合を示したが、必ずしもこれに限定されず、例えば平均ターゲットサイズなどを用いても良い。平均ターゲットサイズの場合には、その値に対応するターゲット周波数が一つ求まるのみであり、このターゲット周波数のエコー信号がターゲットエコー時間で計測されるように各エコー信号の計測順序が設定される。【０１０９】
また、本実施形態では、撮影対象部位毎のターゲットサイズを登録したテーブルを事前に用意して、撮影対象部位の選択によりターゲットサイズを設定する例を示したが、撮影対象部位ではなく疾患別や組織名称別(血管名など)にターゲットサイズを登録したテーブルを事前に用意して、疾患や組織名の選択によりターゲットサイズを設定しても良い。【０１１０】
以上説明したように、本実施形態のMRI装置及びMRI方法によれば、エコープレナー法を用いた磁化率強調撮影において、撮影対象部位等毎のターゲットサイズを予めテーブル形式で用意しておき、撮影対象部位等の選択に対応して、自動でターゲットサイズ及びターゲット周波数を設定できるので、ターゲットサイズを有する所望の関心領域が最適に磁化率強調された画像を簡易に取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明が適用されるMRI装置の全体構成を示す図。
【図２】(a)グラディエントエコー型のマルチショットエコープレナー法のシーケンス、及び、(b)そのシーケンスで計測されたK空間データを、それぞれ説明する図。
【図３】エコープレナー法のエコー信号の変化を説明する図。
【図４】第1の実施形態における撮影全体の処理フローを説明する図。
【図５】図4の処理フローの内で、特に第1の実施形態に係る処理部分の詳細処理フローを説明する図。
【図６】第1の実施形態で計測されるK空間データの配置を説明する図。
【図７】ターゲットサイズ設定用ウィンドウを説明する図。
【図８】従来の、(a)3次元シーケンスチャートと、(b)そのシーケンスで計測されたK空間データを、それぞれ説明する図。
【図９】第2の実施形態の、(a)3次元シーケンスチャートと、(b)そのシーケンスで計測されたK空間データを、それぞれ説明する図。
【図１０】第2の実施形態の、Ky-Kz面内の各分割領域のデータ配置の効率を改善する例についての、(a)3次元シーケンスチャートと、(b)そのシーケンスで計測されたK空間データを、それぞれ説明する図。
【図１１】Kz-Ky空間内の原点からの距離が同じ空間周波数領域では、同じエコー時間に計測されたエコーデータが配置されるように、各傾斜磁場パルスの印加制御を説明する図。
【図１２】第3の実施形態の、(a)2次元シーケンスチャートと、(b)そのシーケンスで計測されたK空間データを、それぞれ説明する図。
【図１３】第4の実施形態における、(a)撮影対象部位選択用ウィンドウと、(b)撮影対象部位毎のターゲットサイズを登録したテーブルを、それぞれ説明する図。
【符号の説明】
【０１１２】
1  被検体、2  静磁場発生系、3  斜磁場発生系、4  シーケンサ、5  送信系、6  受信系、7  信号処理系、8  中央処理装置(CPU)、9  傾斜磁場コイル、10  傾斜磁場電源、11  高周波発振器、12  変調器、13  高周波増幅器、14a  高周波コイル(送信側)、14b  高周波コイル(受信側)、15  増幅器、16  直交位相検波器、17  A/D変換器、18  磁気ディスク、19  光ディスク、20  ディスプレイ、201  高周波パルス、202  スライス選択傾斜磁場パルス、203  スライスリフォーカス選択傾斜磁場パルス、204  位相エンコード傾斜磁場パルス、205  位相ブリップ傾斜磁場パルス、206  周波数ディフェイズ傾斜磁場パルス、207  周波数エンコード傾斜磁場パルス、208  データサンプルウインド、209  エコー信号
【図１】
2009081785.tif 000003
【図２】
2009081785.tif 000004
【図３】
2009081785.tif 000005
【図４】
2009081785.tif 000006
【図５】
2009081785.tif 000007
【図６】
2009081785.tif 000008
【図７】
2009081785.tif 000009
【図８】
2009081785.tif 000010
【図９】
2009081785.tif 000011
【図１０】
2009081785.tif 000012
【図１１】
2009081785.tif 000013
【図１２】
2009081785.tif 000014
【図１３】
2009081785.tif 000015
【国際調査報告】
2009081785.tif 000016
2009081785.tif 000017
2009081785.tif 000018
2009081785.tif 000019
2009081785.tif 000020
2009081785.tif 000021
2009081785.tif 000022