(57)【要約】      （修正有）【課題】反転回復法による撮影において予め設定することが必要なインバージョンタイムを、より少ない撮影回数で決定することが可能な制御信号作成方法の提供。【解決手段】磁気共鳴イメージング装置に於いて、反転回復法による撮影におけるインバージョンタイムＴＩを決定するためのテスト撮影は、ＩＲプリパルスＰｉｒを印加して縦磁化を反転させる複数のスライスをテスト画像のイメージングスラブの広さ方向に一致せず、かつ互いに交差するように設定するＩＲパルス印加用スライス設定手段と、ＩＲパルス印加用スライス設定手段により設定された複数のスライスに互いに異なるインバージョンタイムＴＩでそれぞれＩＲプリパルスＰｉｒが印加され、かつイメージングスラブからの信号を収集して前記テスト画像を再構成することができるようにテスト撮影用のシーケンスＰｉｒ，Ｐｉ，Ｐｓｉｒ，Ｐｓ，Ｐｓｉを作成する。【選択図】  図５
2006130062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反転回復法による撮影におけるインバージョンタイムを決定するためのテスト画像を撮影するテスト撮影が可能な磁気共鳴イメージング装置において、
ＩＲプリパルスを印加して縦磁化を反転させる複数のスライスを前記テスト画像のイメージングスラブの広さ方向に一致せず、かつ互いに交差するように設定するＩＲパルス印加用スライス設定手段と、
前記ＩＲパルス印加用スライス設定手段により設定された前記複数のスライスに互いに異なるインバージョンタイムでそれぞれ前記ＩＲプリパルスが印加され、かつ前記イメージングスラブからの核磁気共鳴信号を収集して前記テスト画像を再構成することができるように前記テスト撮影用のシーケンスを作成するテスト撮影用シーケンス作成手段と、
を有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】
前記テスト撮影の対象となる被検体のＥＣＧ信号を取得する心電図計測手段と、
前記ＥＣＧ信号に前記テスト撮影用のシーケンスを同期させる心電同期手段と、
を設けたことを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
前記テスト撮影用のシーケンスの実行により収集されたデータから前記テスト画像を再構成する画像再構成手段と、
前記テスト画像にインバージョンタイムの値を表示させるための付帯情報を付加する付帯情報表示手段と、
を設けたことを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
前記ＩＲパルス印加用スライス設定手段が、前記複数のスライスを前記イメージングスラブに対してそれぞれ実質的に垂直に設定するようにしたことを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記テスト撮影により決定された前記インバージョンタイムを用いて反転回復法による本撮影を実行するためのシーケンスを作成する本撮影用シーケンス作成手段を有することを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
反転回復法による撮影におけるインバージョンタイムを決定するためのテスト画像を撮影するテスト撮影が可能な磁気共鳴イメージング装置の制御信号作成方法において、
ＩＲプリパルスを印加して縦磁化を反転させる複数のスライスを前記テスト画像のイメージングスラブの広さ方向に一致せず、かつ互いに交差するように設定するステップと、
前記複数のスライスに互いに異なるインバージョンタイムでそれぞれ前記ＩＲプリパルスが印加され、かつ前記イメージングスラブからの核磁気共鳴信号を収集して前記テスト画像を再構成することができるように前記テスト撮影用のシーケンスを作成するステップと、
を有することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置の制御信号作成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は被検体の原子核スピンをラーモア周波数の高周波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信号から画像を再構成する磁気共鳴イメージング装置および磁気共鳴イメージング装置の制御信号作成方法に係り、特に、反転回復法による撮影において予め設定することが必要なインバージョンタイムを、より少ない撮影回数で決定することが可能な磁気共鳴イメージング装置および磁気共鳴イメージング装置の制御信号作成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療現場におけるモニタリング装置として、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ：Magnetic Resonance Imaging）装置が利用される。
【０００３】
ＭＲＩ装置は、静磁場を形成する筒状の静磁場用磁石内部にセットされた被検体の撮像領域に傾斜磁場コイルでＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の傾斜磁場を形成するとともにＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）コイルから高周波（ＲＦ）信号を送信することにより被検体内の原子核スピンを磁気的に共鳴させ、励起により生じた核磁気共鳴（ＮＭＲ：Nuclear  Magnetic  Resonance）信号を利用して被検体のＭＲ画像を再構成する装置である。
【０００４】
このようなＭＲＩ装置を用いた心臓検査が近年普及しつつあり、その一つとして心筋遅延造影法（Ｌａｔｅ  ＥｎｈａｎｃｅｍｅｎｔまたはＤｅｌａｙｅｄ  Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ）がある。
【０００５】
心筋遅延造影法は、被検体にＭＲ造影剤を注入した後、一定の遅延時間（１５分程度）後に反転回復（ＩＲ：Ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ）法によりＴ１強調画像を収集することにより心筋梗塞領域を特定し、虚血性心疾患において心筋の梗塞部位を画像化する方法である。
【０００６】
このＩＲ法による撮影は、ＩＲシーケンスに従って行われるが、ＩＲシーケンスによる撮像ではＲＦコイルからイメージング用の高周波信号が被検体に印加される前にＩＲプリパルスが印加されて、原子核スピンのｚ軸方向の縦磁化成分が１８０°反転される。そして、原子核スピンの縦緩和（Ｔ１緩和）により縦磁化が回復してくる過程でイメージング用の９０°パルスを印加させて、エコー信号であるＮＭＲ信号が測定される。
【０００７】
ここで、原子核スピンの縦磁化成分の反転状態からの回復速度は、縦緩和により原子核スピンが定常状態に戻る際の時定数Ｔ１にのみ依存する。このため、ＩＲプリパルスから９０°パルスまでの時間であるインバージョンタイム（ＴＩ）を調節することにより、各組織におけるＴ１の差異を利用してＴ１強調を行って特定の組織の画像を強調して得ることができる。
【０００８】
一方、ガドリウムＧｄをＭＲ造影剤として被検体に投与すると、一定の遅延時間後には心筋梗塞領域では組織浮腫や心筋細胞膜の障害により、ＭＲ造影剤の細胞外液分布容積が正常心筋よりも増大し、心筋梗塞領域と正常領域とでは造影剤濃度が異なるものとなる。さらに、ＭＲ造影剤はＴ１を短縮させる性質があるため、ＭＲ造影剤を被検体Ｐに投与した後にＩＲ法により被検体Ｐを高速撮影すると、心筋梗塞病変が明瞭な高信号域として描出されることが知られる。
【０００９】
このように、ＩＲパルスを用いたＴ１強調イメージングによって心筋梗塞部位をより明瞭に抽出する手法が各種考案されているが、セグメント化されたグラディエントエコー法による撮影では、ＴＩを適切に調整し、正常心筋からのＮＭＲ信号がほぼゼロとなるような撮影条件を用いることで、梗塞部位が最も明瞭に描出されると報告されている（例えば非特許文献１参照）。
【００１０】
そこで、従来、グラディエントエコー法による撮影では、正常心筋からのＮＭＲ信号がほぼゼロとなるようにＴＩが調整される。
【００１１】
図１０は、従来の磁気共鳴イメージング装置を用いたグラディエントエコー法による反転回復（ＩＲ）撮影において、インバージョンタイム（ＴＩ）を設定するためのシーケンスを示す図である。
【００１２】
ＩＲ法では、イメージングのための本撮影に先立って、適切なＴＩを決定するためのテスト撮影が行われる。このテスト撮影は、一般的には心電同期で行われ、試験的に設定したＴＩを変化させながら複数回に亘って繰返し行われる。
【００１３】
すなわち、図１０に示すようにＥＣＧ波形のＲ波にトリガパルス（Ｔｒｉｇｇｅｒ）を設定し、設定したトリガパルスから一定の遅延時間Ｔｄ（ｔｒｉｇｇｅｒ  ｄｅｌａｙ）後に非スライス選択でＩＲプリパルスが被検体に印加され、ｚ軸方向の縦磁化成分が１８０°反転される。そして、ＩＲプリパルスからＴＩ後にグラディエントエコー法によるテスト画像撮影用のシーケンスが被検体に印加される。このとき、ＴＩは、例えば２００ｍｓ程度に設定される。
【００１４】
続いてＴＩを２２０ｍｓ程度に設定したテスト撮影が後のＲ波に同期させて行われる。さらに、同様にＴＩを２００ｍｓから３００ｍｓ程度まで２０ｍｓ程度のステップで変えながらテスト撮影が行われ、各テスト撮影により得られた心筋のＴ１強調画像がそれぞれ表示される。
【００１５】
そして、ユーザは、ＴＩを変化させて得られた複数の心筋の各Ｔ１強調画像を確認し、正常と思われる心筋の信号強度がほぼゼロとなるような画像の撮影に用いられたＴＩを本撮影用のＴＩに決定する。しかるのちに、テスト撮影によって決定されたＴＩを用いてテスト撮影と同じ撮影条件でイメージング用の本撮影が実行される。
【非特許文献１】Simonetti OP et al., Radiology 2001; 218:215-223
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、従来の磁気共鳴イメージング装置を用いたＩＲ撮影におけるＴＩの決定方法では、ＴＩを細かいステップで変えてテスト撮影を繰り返すことが必須となり、テスト撮影に時間がかかるという問題がある。さらに、テスト撮影に時間がかかると、その間に心筋における造影剤の濃度が大きく変化してしまい、最適なＴＩを決定することが困難となるという問題も引き起こされる。
【００１７】
また、テスト撮影および本撮影の双方ともに、被検体である患者には息止めをすることが求められる。このため、テスト撮影が長時間に亘ると被検体の息止めのための労力が増加するばかりか、本撮影において息止め不良の誘引に繋がる恐れがある。
【００１８】
このような背景から、ＴＩの決定に時間がかかることが、遅延造影画像の画質を低下させる原因の１つとなっている。このため、ＴＩを決定するためのテスト撮影に要する時間の短縮が求められる。
【００１９】
本発明はかかる従来の事情に対処するためになされたものであり、反転回復法による撮影において予め設定することが必要なインバージョンタイムを、より少ない撮影回数で決定することが可能な磁気共鳴イメージング装置および磁気共鳴イメージング装置の制御信号作成方法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】
【００２０】
本発明に係る磁気共鳴イメージング装置は、上述の目的を達成するために、請求項１に記載したように、反転回復法による撮影におけるインバージョンタイムを決定するためのテスト画像を撮影するテスト撮影が可能な磁気共鳴イメージング装置において、ＩＲプリパルスを印加して縦磁化を反転させる複数のスライスを前記テスト画像のイメージングスラブの広さ方向に一致せず、かつ互いに交差するように設定するＩＲパルス印加用スライス設定手段と、前記ＩＲパルス印加用スライス設定手段により設定された前記複数のスライスに互いに異なるインバージョンタイムでそれぞれ前記ＩＲプリパルスが印加され、かつ前記イメージングスラブからの核磁気共鳴信号を収集して前記テスト画像を再構成することができるように前記テスト撮影用のシーケンスを作成するテスト撮影用シーケンス作成手段とを有することを特徴とするものである。
【００２１】
また、本発明に係る磁気共鳴イメージング装置の制御信号作成方法は、上述の目的を達成するために、請求項６に記載したように、反転回復法による撮影におけるインバージョンタイムを決定するためのテスト画像を撮影するテスト撮影が可能な磁気共鳴イメージング装置の制御信号作成方法において、ＩＲプリパルスを印加して縦磁化を反転させる複数のスライスを前記テスト画像のイメージングスラブの広さ方向に一致せず、かつ互いに交差するように設定するステップと、前記複数のスライスに互いに異なるインバージョンタイムでそれぞれ前記ＩＲプリパルスが印加され、かつ前記イメージングスラブからの核磁気共鳴信号を収集して前記テスト画像を再構成することができるように前記テスト撮影用のシーケンスを作成するステップとを有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る磁気共鳴イメージング装置および磁気共鳴イメージング装置の制御信号作成方法においては、反転回復法による撮影において予め設定することが必要なインバージョンタイムを、より少ない撮影回数で決定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明に係る磁気共鳴イメージング装置および磁気共鳴イメージング装置の制御信号作成方法の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
【００２４】
図１は本発明に係る磁気共鳴イメージング装置の実施の形態を示す構成図である。
【００２５】
磁気共鳴イメージング装置３０は、静磁場を形成する筒状の静磁場用磁石３１と、この静磁場用磁石３１の内部に設けられたシムコイル３２、傾斜磁場コイルユニット３３およびＲＦコイル３４とを図示しないガントリに内蔵した構成である。
【００２６】
また、磁気共鳴イメージング装置３０には、制御系３５と心電図（ＥＣＧ：Electrocardiography）計測ユニットとしてのＥＣＧ計測系３６とが備えられる。
【００２７】
制御系３５は、静磁場電源３７、傾斜磁場電源３８、シムコイル電源２９、送信器４０、受信器４１、シーケンスコントローラ４２およびコンピュータ４３を具備している。制御系３５の傾斜磁場電源３８は、Ｘ軸傾斜磁場電源３８ｘ、Ｙ軸傾斜磁場電源３８ｙおよびＺ軸傾斜磁場電源３８ｚで構成される。また、コンピュータ４３には、入力装置４４、表示装置４５、演算装置４６および記憶装置４７が備えられる。
【００２８】
ＥＣＧ計測系３６は、ＥＣＧセンサ４８とＥＣＧユニット４９とを具備している。
【００２９】
磁気共鳴イメージング装置３０の静磁場用磁石３１は静磁場電源３７と接続され、静磁場電源３７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。静磁場用磁石２１は常伝導コイルで構成されることができる他、超伝導コイルで構成される場合も多い。静磁場用磁石２１を超伝導コイルで構成した場合、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。
【００３０】
静磁場用磁石３１の内側には、同軸上に筒状のシムコイル３２が設けられる。シムコイル３２はシムコイル電源２９と接続され、シムコイル電源２９からシムコイル３２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。
【００３１】
傾斜磁場コイルユニット３３は、Ｘ軸傾斜磁場コイル３３ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル３３ｙおよびＺ軸傾斜磁場コイル３３ｚで構成され、静磁場用磁石３１の内部において筒状に形成される。傾斜磁場コイルユニット３３の内側には寝台５０が設けられて撮像領域とされ、寝台５０には被検体Ｐがセットされる。ＲＦコイル３４はガントリに内蔵されず、寝台５０や被検体Ｐ近傍に設けられる場合もある。
【００３２】
また、傾斜磁場コイルユニット３３は、傾斜磁場電源３８と接続される。傾斜磁場コイルユニット３３のＸ軸傾斜磁場コイル３３ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル３３ｙおよびＺ軸傾斜磁場コイル３３ｚはそれぞれ、傾斜磁場電源３８のＸ軸傾斜磁場電源３８ｘ、Ｙ軸傾斜磁場電源３８ｙおよびＺ軸傾斜磁場電源３８ｚと接続される。
【００３３】
そして、Ｘ軸傾斜磁場電源３８ｘ、Ｙ軸傾斜磁場電源３８ｙおよびＺ軸傾斜磁場電源３８ｚからそれぞれＸ軸傾斜磁場コイル３３ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル３３ｙおよびＺ軸傾斜磁場コイル３３ｚ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。
【００３４】
ＲＦコイル３４は、送信器４０および受信器４１と接続される。ＲＦコイル３４は、送信器４０から高周波信号を受けて被検体Ｐに送信する機能と、被検体Ｐ内部の原子核スピンの高周波信号による励起に伴って発生したＮＭＲ信号を受信して受信器４１に与える機能を有する。
【００３５】
一方、ＥＣＧ計測系３６のＥＣＧセンサ４８は被検体Ｐの体表に設けられ、ＥＣＧ信号を受信して電気信号としてＥＣＧユニット４９に与える機能を有する。
【００３６】
ＥＣＧユニット４９は、ＥＣＧセンサ４８から受けたＥＣＧ信号の電気信号に対してデジタル化処理等の各種処理を施してシーケンスコントローラ４２およびコンピュータ４３に出力する機能を有する。
【００３７】
また、制御系３５のシーケンスコントローラ４２は、傾斜磁場電源３８、送信器４０、受信器４１およびＥＣＧユニット４９と接続される。シーケンスコントローラ４２は傾斜磁場電源３８、送信器４０および受信器４１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３８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３８、送信器４０および受信器４１を駆動させることによりＸ軸傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸傾斜磁場Ｇｙ，Ｚ軸傾斜磁場Ｇｚおよび高周波信号を発生させる機能を有する。
【００３８】
また、シーケンスコントローラ４２は、受信器４１からはデジタル化されたＮＭＲ信号である生データ（raw data）を受けて、ＥＣＧユニット４９からはデジタル化されたＥＣＧ信号をそれぞれ受けてコンピュータ４３に与えるように構成される。
【００３９】
このため、送信器４０には、シーケンスコントローラ４２から受けた制御情報に基づいて高周波信号をＲＦコイル３４に与える機能が備えられる一方、受信器４１には、ＲＦコイル３４から受けたＮＭＲ信号に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ＮＭＲ信号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４２に与える機能とが備えられる。
【００４０】
また、コンピュータ４３の記憶装置４７に保存されたプログラムを演算装置４６で実行することにより、コンピュータ４３には各種機能が備えられる。ただし、プログラムによらず、特定の回路を設けてコンピュータ４３を構成してもよい。
【００４１】
特に、コンピュータ４３には、虚血性心疾患において心筋梗塞領域を特定して心筋の梗塞部位を画像化するための心筋遅延造影法による撮影を行うことができるように磁気共鳴イメージング装置３０を制御する機能が備えられる。心筋遅延造影法は、被検体ＰにＭＲ造影剤を注入した後、一定の遅延時間後にＩＲ法に従うＩＲシーケンスによりＴ１強調画像を収集する撮影法である。
【００４２】
ＩＲシーケンスによる撮像ではＲＦコイル４に高周波信号としてイメージング用パルス（例えば９０°パルス）を印加する前に反転パルス（ＩＲパルス）がＩＲプリパルスとして印加される。そして、ＩＲプリパルスにより原子核スピンのｚ軸方向の縦磁化成分を反転させ、励起した核スピンが吸収したエネルギを周囲の分子に熱振動のエネルギとして放出する縦緩和（Ｔ１緩和）により縦磁化が回復してくる過程でイメージング用パルスを印加させて、エコー信号であるＮＭＲ信号が測定される。
【００４３】
このとき、縦磁化成分の反転状態からの回復の速度は、縦緩和により核スピンが定常状態に戻る際の時定数Ｔ１にのみ依存する。このため、ＩＲプリパルスからイメージング用パルスまでの時間（反転時間）を調節することにより、各組織におけるＴ１の差異を利用してＴ１強調を行って特定の組織の画像を強調して得ることができる。
【００４４】
ここで、心筋遅延造影法において被検体Ｐに投与されるＧｄ系のＭＲ造影剤は、縦緩和時間Ｔ１を短縮させる効果があるため、ＭＲ造影剤が投与された血液が分布する領域からは強いＮＭＲ信号が生じる。そこで、ＭＲ造影剤を被検体Ｐに投与してＩＲ法により撮影すると、心筋梗塞領域では組織浮腫や心筋細胞膜の障害によって、一定の遅延時間後にはＭＲ造影剤の細胞外液分布容積が正常心筋よりも増大するため、心筋梗塞領域が明瞭なＮＭＲ信号の高信号域として描出される。そして、ＩＲ法により得られた生データを再構成させると、心筋梗塞領域の縦緩和時間Ｔ１に応じて強調したコントラストのＴ１強調画像が得られる。
【００４５】
そこで、コンピュータ４３には、このような心筋遅延造影法による撮影のためのＩＲシーケンスを生成してシーケンスコントローラ４２に与えることにより、磁気共鳴イメージング装置３０を制御する一方、収集された生データをシーケンスコントローラ４２から受けて画像を再構成させる機能が備えられる。
【００４６】
また、グラディエントエコー法に代表される撮影においては、正常心筋からのＮＭＲ信号がほぼゼロとなるようにＩＲプリパルスからイメージング用パルスまでの時間であるインバージョンタイム（ＴＩ）を調整することで、心筋梗塞部位を明瞭に描出できることが知られている。
【００４７】
そこで、コンピュータ４３には、正常心筋からのＮＭＲ信号がほぼゼロとなるようなＴＩを決定するためのテスト撮影を実行するシーケンスを生成してシーケンスコントローラ４２に与えることにより、ＩＲ撮影の実行に先立ってテスト撮影を実行させる機能が備えられる。
【００４８】
図２は、図１に示す磁気共鳴イメージング装置３０におけるコンピュータ４３の機能ブロック図である。
【００４９】
コンピュータ４３は、プログラムによりＩＲパルス印加用スライス設定ユニット６０、テスト撮影用シーケンス作成ユニット６１、心電同期ユニット６２、本撮影用シーケンス作成ユニット６３、シーケンスコントローラ制御ユニット６４、生データデータベース６５、画像再構成ユニット６６、付帯情報表示ユニット６７として機能する。
【００５０】
ＩＲパルス印加用スライス設定ユニット６０は、正常心筋からのＮＭＲ信号がほぼゼロとなるようなＴＩを決定するためのテスト撮影において、ＩＲプリパルスを印加して縦磁化を反転させるスライスを複数設定する機能と、設定したスライス情報をテスト撮影用シーケンス作成ユニット６１に与える機能とを有する。このときＩＲプリパルスにより励起させる（縦磁化を反転させる）スライスは、少なくともイメージングスラブの広さ方向に一致せず、イメージングスラブと交差するように複数枚設定される。さらに、各スライスも互いに一致せずに交差するように設定される。
【００５１】
また、スライスの設定に必要な情報は入力装置４４からＩＲパルス印加用スライス設定ユニット６０に与えられる。
【００５２】
テスト撮影用シーケンス作成ユニット６１は、ＩＲパルス印加用スライス設定ユニット６０から受けた各スライスに互いに異なるＴＩでそれぞれＩＲプリパルスが印加され、かつイメージングスラブからのデータによりテスト画像を再構成することができるように、複数のＩＲプリパルスおよびイメージング用パルス並びに傾斜磁場パルスを設定してテスト撮影用のシーケンスを作成する機能と、作成したテスト撮影用のシーケンスを心電同期ユニット６２およびシーケンスコントローラ制御ユニット６４に与える機能とを有する。
【００５３】
心電同期ユニット６２は、テスト撮影用シーケンス作成ユニット６１からテスト撮影用のシーケンスを受ける一方、ＥＣＧユニット４９からＥＣＧ信号を受けて、テスト撮影用のシーケンスを心電同期させてシーケンスコントローラ制御ユニット６４に与える機能を有する。
【００５４】
本撮影用シーケンス作成ユニット６３は、テスト撮影により決定されたＴＩを用いて遅延造影撮影の本撮影を実行するためのシーケンスを作成してシーケンスコントローラ制御ユニット６４に与える機能を有する。
【００５５】
シーケンスコントローラ制御ユニット６４は、テスト撮影用シーケンス作成ユニット６１、心電同期ユニット６２または本撮影用シーケンス作成ユニット６３から受けたシーケンスをシーケンスコントローラ４２に与えることによりテスト撮影や本撮影を実行させる一方、撮影の実行により得られた生データをシーケンスコントローラ４２ｋら受けて生データデータベース６５に形成されたｋ空間（フーリエ空間）に配置する機能を有する。
【００５６】
画像再構成ユニット６６は、生データデータベース６５から生データを取り込んで画像再構成処理を施すことにより、被検体Ｐの画像を再構成する機能と、再構成して得られた画像を表示装置４５に表示させる機能を有する。また、必要に応じて、再構成して得られた画像を付帯情報表示ユニット６７に与えるように構成される。
【００５７】
付帯情報表示ユニット６７は、画像再構成ユニット６６から受けた被検体Ｐの画像情報に、ＴＩ値を表示装置４５に表示させるための付帯情報を付加して表示装置４５に与えることにより、ＴＩ値を表示装置４５に表示させる機能を有する。
【００５８】
次に磁気共鳴イメージング装置３０の作用について説明する。
【００５９】
まず予め、心筋遅延造影法による撮影を実行するために、寝台５０にセットされた被検体ＰにガドリウムＧｄ等のＭＲ造影剤が注入されるとともに、一定の遅延時間後にＥＣＧ計測系３６において被検体ＰのＥＣＧ信号が呼吸停止下で取得されてコンピュータ４３に出力される。すなわち、ＥＣＧセンサ４８が被検体ＰのＥＣＧ信号を受信して電気信号としてＥＣＧユニット４９に与え、ＥＣＧユニット４９は、ＥＣＧ信号の電気信号に対してデジタル化処理等の各種処理を施してシーケンスコントローラ４２およびコンピュータ４３に与える。
【００６０】
また、静磁場電源３７から静磁場用磁石３１に電流が供給されて撮像領域に静磁場が形成されるとともに、シムコイル電源２９からシムコイル３２に電流が供給されて撮像領域に形成された静磁場が均一化される。
【００６１】
そして、ＩＲ法によるイメージングのための本撮影に先立って、ＩＲ撮影における適切なＴＩを決定するためのテスト撮影が望ましくは心電同期で実行される。このテスト撮影はＩＲパルスを連続的に複数回に亘って異なるＴＩとなるように被検体Ｐに印加して、互い異なる複数のスライスを励起させて縦磁化を反転した後、続いてＴＩの決定に際して参照されるテスト画像生成のための励起パルスをイメージング用パルスとして被検体Ｐに印加するものである。
【００６２】
図３は、図１に示す磁気共鳴イメージング装置３０により、反転回復（ＩＲ）撮影のインバージョンタイム（ＴＩ）を決定する際の流れを示すフローチャートであり、図中Ｓに数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。
【００６３】
始めに、ステップＳ１において、ＩＲプリパルスを印加して縦磁化を反転させるスライスがＩＲパルス印加用スライス設定ユニット６０により複数枚設定される。
【００６４】
図４は、図１に示す磁気共鳴イメージング装置３０により、反転回復（ＩＲ）撮影のインバージョンタイム（ＴＩ）を決定するためのテスト撮影を行う際に縦磁化を反転させる複数のスライスを設定した例を示す説明図である。
【００６５】
図４に示すように心臓７０は心筋７１により右心室７２と左心室７３とが形成された構造である。そして、例えば左心室７３を形成する心筋７１に梗塞部位７４が存在する場合には、視線方向である左心室短軸Ａに垂直に医用画像生成用のイメージングスラブが設定される。
【００６６】
そして、ＩＲプリパルスにより励起させる（縦磁化を反転させる）スライスＳは、少なくともイメージングスラブの広さ方向に一致せず、イメージングスラブと交差するように複数枚設定される。また、各スライスＳも互いに一致せずに交差するように設定される。望ましくは、図４に示すように、ＩＲプリパルスにより励起させるスライスＳは例えばイメージングスラブに実質的に垂直に８つ設定され、かつ各スライスＳは互いに左心室短軸Ａで交差するものとされる。
【００６７】
そして各スライスＳに異なるＴＩ（ＴＩ（１）〜ＴＩ（８））となるようにテスト画像生成のためのイメージング用パルスが印加されてテスト画像が再構成されることとなるが、このように複数のスライスＳをイメージングスラブに垂直で互いに左心室短軸Ａで交差するように設定すれば、同じＴＩを有する領域が左室心７４の心筋７１上に２箇所現れ、梗塞部位７４が存在してゼロでないＮＭＲ信号が生じたとしても正常な心筋７１からのＮＭＲ信号がほぼゼロとなるようなＴＩをテスト画像の参照により容易に探すことが可能となる。また、ＩＲプリパルスにより励起させる各スライスＳをイメージングスラブに垂直に設定すれば、スライスＳ内外の境界がイメージングスラブに垂直で心筋７１を横切る面となるため、スライスＳ内外の境界を明瞭に画像化することができる。
【００６８】
但し、ＩＲプリパルスにより励起させる各スライスＳは、イメージングスラブに平行でなく、かつ心筋７１と交差する限りは任意に設定することが可能である。
【００６９】
そして、ＩＲプリパルスにより励起させるスライスＳは、入力装置４４からＩＲパルス印加用スライス設定ユニット６０に情報を与えることにより、任意かつ適切に複数枚設定することができる。さらに、ＩＲパルス印加用スライス設定ユニット６０により設定されたスライスＳは、テスト撮影用シーケンス作成ユニット６１に与えられる。
【００７０】
次に、ステップＳ２において、ＩＲパルス印加用スライス設定ユニット６０により設定されたスライスにＩＲプリパルスが互いに異なるＴＩで印加されるようにテスト撮影用シーケンス作成ユニット６１によりテスト撮影用のシーケンスが生成される。
【００７１】
図５は、図１に示す磁気共鳴イメージング装置３０を制御するために生成された反転回復（ＩＲ）撮影のインバージョンタイム（ＴＩ）を決定するためのテスト撮影用のシーケンスの一例を示す図である。
【００７２】
尚、図５において、ＲＦはＲＦコイル３４から被検体Ｐに印加されるＲＦパルスを、ＧＸ、ＧＹ、ＧＺはそれぞれＸ、Ｙ，Ｚ軸方向の傾斜磁場コイル３３ｘ、３３ｙ、３３ｚに印加される制御パルスを示す。
【００７３】
図５に示すようにテスト撮影用のシーケンスは、適切なＴＩを決定するために参照されるテスト画像を生成するためのイメージング用パルスＰｉと、このイメージング用パルスＰｉに先立って被検体Ｐに連続的に異なるタイミングで印加される複数のＩＲプリパルスＰｉｒとを有する。
【００７４】
また、各ＩＲプリパルスＰｉｒの印加に同期して、各ＩＲプリパルスＰｉｒにより励起させて縦磁化を反転させる固有な方向を持つスライスを選択するためのＩＲ用スライス傾斜磁場パルスＰｓｉｒが設定される。さらに、ＩＲ用スライス傾斜磁場パルスＰｓｉｒに続いて各ＩＲプリパルスＰｉｒの印加による横磁化を消失させるためのスポイラ傾斜磁場パルスＰｓが設定される。
【００７５】
イメージング用パルスＰｉは、スピン・エコー法やグラディエント・エコー法、エコー・プラナー法など任意のイメージング方法によるパルスとすることができる。イメージング方法に依存して、ＴＩの設定可能な最小値等の条件が変わる。また、図５では、イメージング用パルスＰｉに同期したイメージング用スライス傾斜磁場パルスＰｓｉによりＺ軸に垂直なイメージングスラブが励起されるようにされている。
【００７６】
一方、各ＩＲプリパルスＰｉｒにより励起させて縦磁化を反転させるスライスはイメージングスラブに垂直で、かつ互いに交差するようにＩＲ用スライス傾斜磁場パルスＰｓｉｒが設定される。つまり、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の傾斜磁場に互いに異なる勾配が与えられるようにＩＲ用スライス傾斜磁場パルスＰｓｉｒが設定される。従って、一連のＩＲプリパルスＰｉｒによってそれぞれ別の領域が励起される。
【００７７】
また、各ＩＲプリパルスＰｉｒは、時間的に連続的に異なるタイミングで印加される一方、共通のイメージング用パルスＰｉが被検体Ｐに印加されるため、各ＩＲプリパルスＰｉｒにより励起されるスライスにおけるＴＩは互いに異なるものとなる。ＩＲプリパルスＰｉｒおよびスポイラ傾斜磁場パルスＰｓは１０ｍｓ程度の時間で印加可能であるため、ＴＩのステップは１０ｍｓ程度に細かく設定することができる。この各ＴＩは入力装置４４からテスト撮影用シーケンス作成ユニット６１に情報を与えることにより任意に設定可能である。
【００７８】
図５は、８つのＩＲプリパルスＰｉｒがそれぞれ互いに異なるＴＩ（１）〜ＴＩ（８）となるように設定された例である。尚、ＴＩの基準となるイメージング用パルスＰｉのタイミングは、イメージング用パルスＰｉにより異なり、位相エンコードが０付近のデータを収集するタイミングとなる。
【００７９】
したがって、図５に示すようなイメージング用パルスＰｉを実行すれば、図４に示すように８つの異なるスライスＳにおいて異なるＴＩとした心臓７０のテスト画像を１回のテスト撮影で得ることができる。さらに、テスト撮影用のシーケンスは、複数種類作成することもできる。すなわち、複数回のテスト撮影により、更に細かくＴＩを変えてテスト画像を得ることもできる。
【００８０】
そして、このようにテスト撮影用シーケンス作成ユニット６１により生成されたテスト撮影用のシーケンスは、心電同期ユニット６２に与えられる。
【００８１】
次に、ステップＳ３において、心電同期ユニット６２によりテスト撮影用のシーケンスが必要に応じてＥＣＧ信号に同期される。
【００８２】
図６は、図５に示すテスト撮影用のシーケンスを心電波形に同期させた例を示す図である。
【００８３】
ＥＣＧユニット４９からは、図６に示すようなＥＣＧ信号が心電同期ユニット６２に与えられる。そして、心電同期ユニット６２によりテスト撮影用のシーケンスがＥＣＧ信号に同期される。ＥＣＧ信号には、ＰＱＲＳＴと呼ばれるピークが存在し、心電図同期では通常ＱＲＳ波形のいずれかにトリガポイントが設定される。
【００８４】
図６は、トリガポイントをＲ波に設定し、一定の遅延（ディレイ）時間ＴＤ後にテスト撮影用のシーケンスが実行されるようにした例である。尚、図６では、傾斜磁場パルスＧｚおよびイメージング用パルスとともに印加される傾斜磁場パルスの詳細については省略している。
【００８５】
テスト撮影用のシーケンスは、一連のＩＲプリパルスとイメージング用パルスとで構成されるが、イメージング用パルスにはしばしば撮影領域ごとにセグメント分割されたものが用いられる。この場合、ＥＣＧ信号に同期して全撮影領域に必要なデータの収集が完了するまで繰返しテスト撮影が実行される。通常は、セグメント分割の分割数だけテスト撮影が繰り返される。テスト撮影を心電同期により繰り返す場合には、図６に示すようにトリガポイントをＱＲＳ波形のひとつおきに設定すれば、イメージング用パルスの実行後における縦緩和を十分に進行させる観点から有効である。
【００８６】
このようにテスト撮影を心電同期させれば、心臓などの動く臓器において、ＩＲプリパルスにより励起するスライスの位置をほぼ一定にすることができる。これにより、ＴＩが同一の領域からの信号強度の均一化やテスト画像におけるアーチファクトの低減に繋げることが可能となり、より容易に最適なＴＩを決定することができる。
【００８７】
ただし、テスト撮影を心電同期させずに行ってもよい。この場合には、テスト撮影用シーケンス作成ユニット６１により生成されたテスト撮影用のシーケンスがシーケンスコントローラ制御ユニット６４に与えられる。
【００８８】
一方、心電同期ユニット６２によりテスト撮影用のシーケンスの心電同期が行われる場合には、心電同期されたテスト撮影用のシーケンスが心電同期ユニット６２からシーケンスコントローラ制御ユニット６４に与えられる。
【００８９】
次に、ステップＳ４において、シーケンスコントローラ制御ユニット６４からシーケンスコントローラ４２にテスト撮影用のシーケンスが出力されて、テスト撮影が実行される。すなわち、シーケンスコントローラ４２は、テスト撮影用のシーケンスに従って傾斜磁場電源３８、送信器４０および受信器４１を駆動させることにより被検体Ｐがセットされた撮像領域にＸ軸傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸傾斜磁場Ｇｙ，Ｚ軸傾斜磁場Ｇｚを形成させるとともに、高周波信号を発生させる。そして、送信器４０からＲＦコイル３４に高周波信号が与えられ、ＲＦコイル３４から被検体Ｐに高周波信号が送信される。
【００９０】
すなわち、まずＲＦコイル３４から連続的に複数回に亘って反転パルスがＩＲプリパルスとして順次被検体Ｐに印加され、異なるスライスが励起される。このため、被検体Ｐの各スライスにおいて原子核スピンの縦磁化が反転し、時間とともに縦緩和により被検体Ｐの各組織における原子核スピンの縦磁化は増加する。この際、被検体Ｐに投与されたＧｄ系のＭＲ造影剤の作用により心筋梗塞領域の縦緩和時間Ｔ１が短縮され、心筋梗塞領域の縦磁化は他の心筋領域よりも早く増加する。
【００９１】
続いて、イメージング用パルスが実行され、異なるＴＩで各スライスにイメージング用の励起パルスが印加される。このため、各スライスに含まれる心筋において核磁気共鳴により生じたＮＭＲ信号がＲＦコイル３４において受信される。
【００９２】
図７は、図１に示す磁気共鳴イメージング装置３０による反転回復（ＩＲ）撮影のインバージョンタイム（ＴＩ）を決定するためのテスト撮影における各スライスの縦磁化の時間変化を示す図である。
【００９３】
図７において、縦軸は縦磁化Ｍｚを示し、横軸は時間ｔを示す。また、図７中の各実線は各スライスに含まれる正常組織における核スピンの、それぞれの縦磁化Ｍｚの時間的な変化を示すデータである。
【００９４】
ＲＦコイル４から複数の、例えば８つのＩＲプリパルスが時間的に連続して印加されると、各スライスにおいてＩＲプリパルスがそれぞれ印加されたタイミングで原子核スピンのｚ軸方向の縦磁化成分Ｍｚが反転される。そして、各スライスにそれぞれ含まれる組織の縦磁化Ｍｚは、ＩＲプリパルスが印加された際に縦磁化成分が反転して負値の縦磁化ＭＩＲとなる。さらに、組織の縦磁化Ｍｚは、縦緩和により時間と共に増加して再び正値となり、ＩＲプリパルスの印加前における定常状態における縦磁化Ｍ０に回復する。
【００９５】
このときの縦磁化Ｍｚの回復の時定数Ｔ１は造影剤の濃度に依存し、かつ造影剤の濃度は組織が正常であるか梗塞部位であるかに依存する。
【００９６】
一方、各ＩＲプリパルスの印加からそれぞれ異なるＴＩ（１）〜ＴＩ（８）後にイメージング用パルスＰｉが実行されてテスト画像生成用のデータ収集が行われる。このとき、正常組織における縦磁化Ｍｚが最もゼロに近いスライスおよびＴＩが存在し、このスライスに含まれる組織をテスト画像として画像化すれば、正常部位の信号値がゼロに近く梗塞部位の信号値がゼロでないテスト画像となる。このため、全てのスライスからのＮＭＲ信号を元データとしてテスト画像を再構成すれば、最適なＴＩを決定することができる。
【００９７】
そこで、ステップＳ５において、ＲＦコイル３４において受信されたＮＭＲ信号が収集されてテスト画像が再構成される。すなわち、受信器４１は、ＲＦコイル３４からＮＭＲ信号を受けて、前置増幅、中間周波変換、位相検波、低周波増幅、フィルタリング等の各種信号処理を実行する。そして、受信器４１は、ＮＭＲ信号をＡ／Ｄ変換することにより、デジタルデータのＮＭＲ信号である生データを生成する。受信器４１は、生成した生データをシーケンスコントローラ４２に与える。
【００９８】
さらに、シーケンスコントローラ４２は、受信器４１から受けた生データをシーケンスコントローラ制御ユニット６４に与え、シーケンスコントローラ制御ユニット６４は、生データデータベース６５に形成されたｋ空間に生データを配置する。
【００９９】
続いて、画像再構成ユニット６６は、生データデータベース６５のｋ空間に配置された生データを読み込んで、フーリエ変換処理等の処理を伴う画像再構成処理を行うことにより、テスト画像を再構成する。この結果、図４に示すようなテスト画像が得られ、得られたテスト画像を表示装置４５に与えて表示させることができる。
【０１００】
このようにして得られたテスト画像は、各スライスに含まれる心筋のコントラストが互いに異なる画像となる。このため、ユーザは、単一のテスト画像から適切なコントラストのスライスを選択し、選択したスライスにおけるＴＩを本撮影におけるＴＩとして決定することができる。ここで、ユーザがより容易にＴＩを決定することができるように、各スライスにおけるＴＩの値を表示装置４５に表示させることもできる。
【０１０１】
その場合には、ステップＳ６において、画像再構成ユニット６６から付帯情報表示ユニット６７にテスト画像が与えられる。そして、付帯情報表示ユニット６７によりＴＩの値を表示装置４５に表示させるための付帯情報がテスト画像に付加された後、ステップＳ７において、表示装置４５に与えられて表示される。
【０１０２】
図８は、図１に示す磁気共鳴イメージング装置３０による反転回復（ＩＲ）撮影のインバージョンタイム（ＴＩ）を決定するためのテスト撮影により得られたテスト画像にＴＩの値を表示させた例を示す図である。
【０１０３】
図８に示すように、ＩＲプリパルスにより励起した各スライスの位置が矩形領域として表示され、各スライス近傍に各ＴＩの値が表示されるようにすることができる。図８は、８つのスライスについてＴＩを１６０ｍｓから２０ｍｓずつ３００ｍｓまで設定した場合を例示している。
【０１０４】
図９は、図１に示す磁気共鳴イメージング装置３０による反転回復（ＩＲ）撮影のインバージョンタイム（ＴＩ）を決定するためのテスト撮影により得られたテスト画像にＴＩの値を表示させた別の例を示す図である。
【０１０５】
図９に示すように、ＩＲプリパルスにより励起した各スライスの位置が矩形領域として表示され、各スライス近傍にＴＩの値と関連付けた符号が表示されるようにすることもできる。図８は、８つのスライスについてＴＩを１６０ｍｓから２０ｍｓずつ３００ｍｓまで設定した場合を例示している。そして、最小のＴＩの値が１６０ｍｓであり、２０ｍｓステップで増加させた旨が任意の位置に表示されるとともに、各スライス近傍にＳ１〜Ｓ８の符号が表示されている。
【０１０６】
各符号Ｓ１〜Ｓ８とＴＩの値との関係は、ポップアップ画面等の任意の位置や手段に示すことができる。
【０１０７】
このように、付帯情報をテスト画像に付加することにより、スライスの位置とともにＴＩの値を表示させれば、ユーザはコントラストが異なる各スライスのそれぞれのＴＩを目視により知ることができる。
【０１０８】
この結果、ステップＳ８において、ユーザは遅延造影撮影の本撮影にて設定すべき最適なＴＩ値を容易に決定することができる。尚、最適なＴＩ値の決定をテスト画像の信号値に基づいて自動的に情報処理によって行ってもよい。
【０１０９】
そして、テスト撮影によりＴＩの値が決定されると、ステップＳ９において、決定したＴＩを用いて遅延造影撮影の本撮影が実行される。また、このときの本撮影用のシーケンスは、本撮影用シーケンス作成ユニット６３によって生成されるが、ＩＲプリパルスが印加された後、決定したＴＩ後にテスト撮影と同様なイメージング用パルスが印加されるように設定される。この結果、本撮影では、正常心筋からのＮＭＲ信号がほぼゼロとなり、梗塞部位を明瞭に描出することができる。
【０１１０】
以上のような磁気共鳴イメージング装置３０によれば、従来は、遅延造影撮影における最適ＴＩの決定のためのテスト撮影を繰り返し複数回に亘って実施していたのに対し、テスト撮影の回数を１回あるいは低減させることができる。この結果、最適なＴＩをより短時間で決定できることになり、心筋における造影剤の濃度変化を抑制することができる。
【０１１１】
また、被検体である患者の息止めのための労力を低減させるとともに、本撮影における息止め不良の発生の防止に繋げることができる。そして、結果的には遅延造影画像の画質の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明に係る磁気共鳴イメージング装置の実施の形態を示す構成図。
【図２】図１に示す磁気共鳴イメージング装置におけるコンピュータの機能ブロック図。
【図３】図１に示す磁気共鳴イメージング装置により、反転回復（ＩＲ）撮影のインバージョンタイム（ＴＩ）を決定する際の流れを示すフローチャート。
【図４】図１に示す磁気共鳴イメージング装置により、反転回復（ＩＲ）撮影のインバージョンタイム（ＴＩ）を決定するためのテスト撮影を行う際に縦磁化を反転させる複数のスライスを設定した例を示す説明図。
【図５】図１に示す磁気共鳴イメージング装置を制御するために生成された反転回復（ＩＲ）撮影のインバージョンタイム（ＴＩ）を決定するためのテスト撮影用のシーケンスの一例を示す図。
【図６】図５に示すテスト撮影用のシーケンスを心電波形に同期させた例を示す図。
【図７】図１に示す磁気共鳴イメージング装置による反転回復（ＩＲ）撮影のインバージョンタイム（ＴＩ）を決定するためのテスト撮影における各スライスの縦磁化の時間変化を示す図。
【図８】図１に示す磁気共鳴イメージング装置による反転回復（ＩＲ）撮影のインバージョンタイム（ＴＩ）を決定するためのテスト撮影により得られたテスト画像にＴＩの値を表示させた例を示す図。
【図９】図１に示す磁気共鳴イメージング装置による反転回復（ＩＲ）撮影のインバージョンタイム（ＴＩ）を決定するためのテスト撮影により得られたテスト画像にＴＩの値を表示させた別の例を示す図。
【図１０】従来の磁気共鳴イメージング装置を用いたグラディエントエコー法による反転回復（ＩＲ）撮影において、インバージョンタイム（ＴＩ）を設定するためのシーケンスを示す図。
【符号の説明】
【０１１３】
３０  磁気共鳴イメージング装置
３１  静磁場用磁石
３２  シムコイル
３３  傾斜磁場コイルユニット
３４  ＲＦコイル
３６  ＥＣＧ計測系
３７  静磁場電源
３８  傾斜磁場電源
３９  シムコイル電源
４０  送信器
４１  受信器
４２  シーケンスコントローラ
４３  コンピュータ
４４  入力装置
４５  表示装置
４６  演算装置
４７  記憶装置
４８  ＥＣＧセンサ
４９  ＥＣＧユニット
５０  寝台
６０  ＩＲパルス印加用スライス設定ユニット
６１  テスト撮影用シーケンス作成ユニット
６２  心電同期ユニット
６３  本撮影用シーケンス作成ユニット
６４  シーケンスコントローラ制御ユニット
６５  生データデータベース
６６  画像再構成ユニット
６７  付帯情報表示ユニット
７０  心臓
７１  心筋
７２  右心室
７３  左心室
７４  梗塞部位
Ｐ  被検体
Ａ  左心室短軸
Ｓ  スライス
Ｐｉｒ  ＩＲプリパルス
Ｐｉ  イメージング用パルス
Ｐｓｉｒ  ＩＲ用スライス傾斜磁場パルス
Ｐｓ  スポイラ傾斜磁場パルス
Ｐｓｉ  イメージング用スライス傾斜磁場パルス
【図１】
2006130062.tif 000003
【図２】
2006130062.tif 000004
【図３】
2006130062.tif 000005
【図４】
2006130062.tif 000006
【図５】
2006130062.tif 000007
【図６】
2006130062.tif 000008
【図７】
2006130062.tif 000009
【図８】
2006130062.tif 000010
【図９】
2006130062.tif 000011
【図１０】
2006130062.tif 000012