(57)【要約】【課題】収集データ量を減少させることなく時間分解能を調節すること。【解決手段】本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、時系列の複数のフレーム間においてｋ空間データの収集順序が異なるパルスシーケンスを実行して前記複数のフレームに関するｋ空間データを時系列で収集するシーケンス制御部と、前記複数のフレームに関するｋ空間データに基づいて時系列の複数の再構成画像を生成する画像生成部と、を具備する。【選択図】      図１
2019013273.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
時系列の複数のフレーム間においてｋ空間データの収集順序が異なるパルスシーケンスを実行して前記複数のフレームに関するｋ空間データを時系列で収集するシーケンス制御部と、
前記複数のフレームに関するｋ空間データに基づいて時系列の複数の再構成画像を生成する画像生成部と、
を具備する磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
前記シーケンス制御部は、前記複数のフレームのうちの時間的に後方のフレームであるほど、ｋ空間データの中心領域の収集タイミングを時間的に早める、請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
前記シーケンス制御部は、前記中心領域の収集タイミングを前記複数のフレームに亘り等間隔で変化させる、請求項２記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
前記複数のフレーム各々に関するｋ空間データを前記中心領域の収集タイミングに関連付けて記憶する記憶部を更に備える、請求項２記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記データ収集シーケンスのｋ空間充填方式は、カーテシアン法であり、
前記シーケンス制御部は、前記複数のフレーム間において、前記ｋ空間データの前記収集順序として、位相エンコードステップ及びスライスエンコードステップの強度の変更順序を異ならせる、
請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
前記シーケンス制御部は、前記ｋ空間データの収集順序を前記複数のフレーム間において異ならせる特定の時間区間においてキーホールイメージングを適用する、請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
前記シーケンス制御部は、前記ｋ空間データの収集順序を前記複数のフレーム間において異ならせる特定の時間区間と前記ｋ空間データの収集順序を前記複数のフレーム間において固定する他の時間区間とにおいて、前記特定の時間区間におけるｋ空間データのサンプリング点の個数を、前記他の時間区間におけるｋ空間データのサンプリング点の個数に比して減少させる、請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項８】
前記ｋ空間データの収集順序を前記複数のフレームに亘り異ならせる特定の時間区間を指定する指定部を更に備え、
前記シーケンス制御部は、前記特定の時間区間において前記ｋ空間データの収集順序が異なる前記データ収集シーケンスを実行し、他の時間区間において前記ｋ空間データの収集順序が固定される他のデータ収集シーケンスを実行する、
請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項９】
前記他の時間区間は、前記特定の時間区間に先行する第１の区間と前記特定の時間区間に後行する第２の区間とを含み、
前記ｋ空間データは、中心領域と複数の辺縁領域とを含み、
前記シーケンス制御部は、前記第１の区間においては前記中心領域を最後に収集し、前記特定の時間区間においては前記中心領域の収集タイミングを最後から最初まで段階的に変化させて収集し、前記第２の区間においては前記中心領域を最初に収集する、
請求項８記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１０】
前記ｋ空間データの収集順序を前記複数のフレーム間において異ならせる前記データ収集シーケンスを実行するか否かを切り替える指定する指定部を更に備え、
前記シーケンス制御部は、前記指定部により実行が指定された場合、前記データ収集シーケンスを実行し、前記指定部により実行が指定されない場合、ｋ空間データの収集順序を固定する他のデータ収集シーケンスを実行する、
請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１１】
前記データ収集シーケンスのｋ空間充填方式はラディアル法であり、
前記シーケンス制御部は、実空間上の位置が異なる複数のスライスを含むボリュームを撮像する場合、同一スライスに関する時系列の複数のフレーム間においてｋ空間データの収集順序が異なるように前記データ収集シーケンスを実行する、
請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＲ撮像における再構成画像のコントラストは、ｋ空間の中心領域のデータにより決定付けられる。位相エンコードステップ毎にデータ収集を行うカーテシアン（Cartesian）法やｋ空間内に放射状に設定された収集ライン毎にデータ収集を行うラディアル（Radial）法を用いて時系列の複数のフレームについてデータ収集する場合、１フレームあたりの収集データ量を減少させて時間分解能を上げている。そのため時間分解能を上げると１フレームあたりの画質が劣化してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１５／００７７１１２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発明が解決しようとする課題は、収集データ量を減少させることなく時間分解能を調節することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、時系列の複数のフレーム間においてｋ空間データの収集順序が異なるパルスシーケンスを実行して前記複数のフレームに関するｋ空間データを時系列で収集するシーケンス制御部と、前記複数のフレームに関するｋ空間データに基づいて時系列の複数の再構成画像を生成する画像生成部と、を具備する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の構成を示す図である。
【図２】図２は、本実施形態に係るダイナミック撮像に関する３次元ｋ空間の一例を示す図である。
【図３】図３は、センタ・ファースト方式を用いたダイナミック撮像による中心領域収集タイミングの推移を模式的に示す図である。
【図４】図４は、本実施形態に係るダイナミックブースト撮像における中心領域収集タイミングの推移を模式的に示す図である。
【図５】図５は、本実施形態に係る処理回路のシステム制御機能のもとに行われるダイナミックブースト撮像に係る典型的な処理の流れを示す図である。
【図６】図６は、本実施形態に係る記憶回路によるｋ空間データの記憶態様を模式的に示す図である。
【図７】図７は、本実施形態に係る長時間に亘るダイナミック撮像における中心領域収集タイミングの推移を模式的に示す図である。
【図８】図８は、本実施形態に係る肝臓造影ダイナミック撮像における造影相の推移を示す図である。
【図９】図９は、本実施形態に係る表示回路により表示される、ブースト機能のＯＮ及びＯＦＦを指示するユーザインタフェースの表示画面の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、本実施形態に係るマルチスライス撮像における中心領域収集タイミングの推移を模式的に示す図である。
【図１１】図１１は、本実施形態に係る３次元スタック・オブ・スターズ法を用いたダイナミックブースト撮像における中心スライスの収集ステップの推移を模式的に示す図である。
【図１２】図１２は、本実施形態に係るキーホールイメージングを模式的に示す図である。
【図１３】図１３は、本実施形態に係る応用的な間引きデータ収集を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照しながら本実施形態に係わる磁気共鳴イメージング装置を説明する。
【０００８】
図１は、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１の構成を示す図である。図１に示すように、磁気共鳴イメージング装置１は、架台１１、寝台１３、傾斜磁場電源２１、送信回路２３、受信回路２５、寝台駆動装置２７、シーケンス制御回路２９及びホストＰＣ５０を有する。
【０００９】
架台１１は、静磁場磁石４１と傾斜磁場コイル４３とを有する。静磁場磁石４１と傾斜磁場コイル４３とは架台１１の筐体に収容されている。架台１１の筐体には中空形状を有するボアが形成されている。架台１１のボア内には送信コイル４５と受信コイル４７とが配置される。
【００１０】
静磁場磁石４１は、中空の略円筒形状を有し、略円筒内部に静磁場を発生する。静磁場磁石４１としては、例えば、永久磁石、超伝導磁石または常伝導磁石等が使用される。ここで、静磁場磁石４１の中心軸をＺ軸に規定し、Ｚ軸に対して鉛直に直交する軸をＹ軸に規定し、Ｚ軸に水平に直交する軸をＸ軸に規定する。Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、直交３次元座標系を構成する。
【００１１】
傾斜磁場コイル４３は、静磁場磁石４１の内側に取り付けられ、中空の略円筒形状に形成されたコイルユニットである。傾斜磁場コイル４３は、傾斜磁場電源２１からの電流の供給を受けて傾斜磁場を発生する。より詳細には、傾斜磁場コイル４３は、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に対応する３つのコイルを有する。当該３つのコイルは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各軸に沿って磁場強度が変化する傾斜磁場を形成する。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各軸に沿う傾斜磁場は合成されて互いに直交するスライス選択傾斜磁場Ｇｓ、位相エンコード傾斜磁場Ｇｐ及び周波数エンコード傾斜磁場Ｇｒが所望の方向に形成される。スライス選択傾斜磁場Ｇｓは、任意に撮像断面を決めるために利用される。位相エンコード傾斜磁場Ｇｐは、空間的位置に応じてＭＲ信号の位相を変化させるために利用される。周波数エンコード傾斜磁場Ｇｒは、空間的位置に応じてＭＲ信号の周波数を変化させるために利用される。なお、以下の説明においてスライス選択傾斜磁場Ｇｓの傾斜方向はＺ軸、位相エンコード傾斜磁場Ｇｐの傾斜方向はＹ軸、周波数エンコード傾斜磁場Ｇｒの傾斜方向はＸ軸であるとする。
【００１２】
傾斜磁場電源２１は、シーケンス制御回路２９からのシーケンス制御信号に従い傾斜磁場コイル４３に電流を供給する。傾斜磁場電源２１は、傾斜磁場コイル４３に電流を供給することにより、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各軸に沿う傾斜磁場を傾斜磁場コイル４３により発生させる。当該傾斜磁場は、静磁場磁石４１により形成された静磁場に重畳されて被検体Ｐに印加される。
【００１３】
送信コイル４５は、例えば、傾斜磁場コイル４３の内側に配置され、送信回路２３から電流の供給を受けて高周波磁場パルス（以下、ＲＦ磁場パルスと呼ぶ）を発生する。
【００１４】
送信回路２３は、被検体Ｐ内に存在する対象プロトンを励起するためのＲＦ磁場パルスを送信コイル４５を介して被検体Ｐに印加するために、送信コイル４５に電流を供給する。ＲＦ磁場パルスは、対象プロトンに固有の共鳴周波数で振動し、対象プロトンを励起させる。励起された対象プロトンから磁気共鳴信号（以下、ＭＲ信号と呼ぶ）が発生され、受信コイル４７により検出される。送信コイル４５は、例えば、全身用コイル（ＷＢコイル）である。全身用コイルは、送受信コイルとして使用されても良い。
【００１５】
受信コイル４７は、ＲＦ磁場パルスの作用を受けて被検体Ｐ内に存在する対象プロトンから発せられるＭＲ信号を受信する。受信コイル４７は、ＭＲ信号を受信可能な複数の受信コイルエレメントを有する。受信されたＭＲ信号は、有線又は無線を介して受信回路２５に供給される。図１に図示しないが、受信コイル４７は、並列的に実装された複数の受信チャネルを有している。受信チャネルは、ＭＲ信号を受信する受信コイルエレメント及びＭＲ信号を増幅する増幅器等を有している。ＭＲ信号は、受信チャネル毎に出力される。受信チャネルの総数と受信コイルエレメントの総数とは同一であっても良いし、受信チャネルの総数が受信コイルエレメントの総数に比して多くても良いし、少なくても良い。
【００１６】
受信回路２５は、励起された対象プロトンから発生されるＭＲ信号を受信コイル４７を介して受信する。受信回路２５は、受信されたＭＲ信号を信号処理してデジタルのＭＲ信号を発生する。デジタルのＭＲ信号は、空間周波数により規定されるｋ空間にて表現することができる。よって、以下、デジタルのＭＲ信号をｋ空間データと呼ぶことにする。ｋ空間データは、有線又は無線を介してホストＰＣ５０に供給される。
【００１７】
なお、上記の送信コイル４５と受信コイル４７とは一例に過ぎない。送信コイル４５と受信コイル４７との代わりに、送信機能と受信機能とを備えた送受信コイルが用いられても良い。また、送信コイル４５、受信コイル４７及び送受信コイルが組み合わされても良い。
【００１８】
架台１１に隣接して寝台１３が設置される。寝台１３は、天板１３１と基台１３３とを有する。天板１３１には被検体Ｐが載置される。基台１３３は、天板１３１をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸各々に沿ってスライド可能に支持する。基台１３３には寝台駆動装置２７が収容される。寝台駆動装置２７は、シーケンス制御回路２９からの制御を受けて天板１３１を移動する。寝台駆動装置２７は、例えば、サーボモータやステッピングモータ等の如何なるモータ等を含んでも良い。
【００１９】
シーケンス制御回路２９は、ハードウェア資源として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）あるいはＭＰＵ（Micro Processing Unit）のプロセッサとＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリとを有する。シーケンス制御回路２９は、通信ＩＦ６１を介してホストＰＣ５０から供給されるパルスシーケンス情報に基づいて傾斜磁場電源２１、送信回路２３及び受信回路２５を同期的に制御し、当該パルスシーケンス情報に応じたパルスシーケンスを実行して被検体ＰをＭＲ撮像し、被検体Ｐに関するｋ空間データを収集する。
【００２０】
図１に示すように、ホストＰＣ５０は、処理回路５１、記憶回路５３、表示回路５５、入力回路５７、ネットワークＩＦ５９及び通信ＩＦ６１を有するコンピュータ装置である。
【００２１】
処理回路５１は、ハードウェア資源として、ＣＰＵやＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＭＰＵ等のプロセッサとＲＯＭやＲＡＭ等のメモリとを有する。処理回路５１は、各種プログラムの実行により再構成機能５１１、画像処理機能５１３、パルスシーケンス生成機能５１５及びシステム制御機能５１７を有する。なお再構成機能５１１、画像処理機能５１３、パルスシーケンス生成機能５１５及びシステム制御機能５１７を実現する特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）やフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ）、他の複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）により実現されても良い。再構成機能５１１、画像処理機能５１３、パルスシーケンス生成機能５１５及びシステム制御機能５１７は、単一の基板に実装されても良いし、複数の基板に分散されても良い。
【００２２】
再構成機能５１１において処理回路５１は、ｋ空間データに再構成処理を実行して再構成画像を生成する。再構成処理としては、具体的には、ＦＦＴ（Fast Fourier Transfer）等が用いられる。
【００２３】
画像処理機能５１３において処理回路５１は、再構成画像に種々の画像処理を施す。例えば、処理回路５１は、ボリュームレンダリングや、サーフェスレンダリング、画素値投影処理、ＭＰＲ（Multi-Planer Reconstruction）処理、ＣＰＲ（Curved MPR）処理等の画像処理を施す。
【００２４】
パルスシーケンス生成機能５１５において処理回路５１は、種々の撮像パラメータ等に基づいてパルスシーケンス情報を生成する。生成されたパルスシーケンス情報は、シーケンス制御回路２９に供給され、当該パルスシーケンス情報に基づくパルスシーケンスが実行される。また当該パルスシーケンス情報は、記憶回路５３に記憶される。
【００２５】
システム制御機能５１７において処理回路５１は、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１の全体を制御する。例えば、処理回路５１は、記憶回路５３に記憶された制御プログラムに従い各部を制御して本実施形態に係るＭＲ撮像を実行する。
【００２６】
記憶回路５３は、種々の情報を記憶するＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）、集積回路記憶装置等の記憶装置である。また、記憶回路５３は、ＣＤ−ＲＯＭドライブやＤＶＤドライブ、フラッシュメモリ等の可搬性記憶媒体との間で種々の情報を読み書きする駆動装置等であっても良い。例えば、記憶回路５３は、ｋ空間データや制御プログラム等の各種プログラムを記憶する。
【００２７】
表示回路５５は、種々の情報を表示する。例えば、表示回路５５は、再構成機能５１１により生成された再構成画像や、画像処理機能５１３により画像処理された画像等を表示する。表示回路５５は、表示インタフェースと表示機器とを有する。表示インタフェースは、表示対象を表すデータを映像信号に変換する。映像信号は、表示機器に供給される。表示機器は、表示対象を表す映像信号を表示する。表示機器としては、例えば、ＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、プラズマディスプレイ、又は当技術分野で知られている他の任意のディスプレイが適宜利用可能である。
【００２８】
入力回路５７は、具体的には、入力機器と入力インタフェースとを有する。入力機器は、ユーザからの各種指令を受け付ける。入力機器としては、キーボードやマウス、各種スイッチ、タッチスクリーン、タッチパッド等が利用可能である。入力インタフェースは、入力機器からの出力信号をバスを介して処理回路５１に供給する。なお、入力回路５７は、マウス、キーボードなどの物理的な操作部品を備えるものだけに限らない。例えば、磁気共鳴イメージング装置１とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、受け取った電気信号を種々の回路へ出力するような電気信号の処理回路も入力回路の例に含まれる。
【００２９】
ネットワークＩＦ５９は、ＬＡＮ（Local Area Network）等を介して磁気共鳴イメージング装置１と、ワークステーションやＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System）、ＨＩＳ（Hospital Information System）、ＲＩＳ（Radiology Information System）等とを接続するインタフェースである。ネットワークＩＦは、各種情報を接続先のワークステーション、ＰＡＣＳ、ＨＩＳ及びＲＩＳとの間で送受信する。
【００３０】
通信ＩＦ６１は、有線又は無線を介してホストＰＣ５０にシーケンス制御回路２９と受信回路２５とを接続するインタフェースである。例えば、通信ＩＦ６１は、シーケンス制御回路２９にパルスシーケンス情報を送信する。また、通信ＩＦ６１は、受信回路２５からｋ空間データを受信する。
【００３１】
なお、上記の構成は一例であって、これに限定されない。例えば、シーケンス制御回路２９は、ホストＰＣ５０に組み込まれても良い。また、シーケンス制御回路２９と処理回路５１とが同一の基板に実装されても良い。シーケンス制御回路２９、傾斜磁場電源２１、送信回路２３及び受信回路２５は、ホストＰＣ５０とは異なる単一の制御装置に実装されても良いし、複数の装置に分散して実装されても良い。
【００３２】
以下、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１の動作例について説明する。本実施形態に係るＭＲ撮像は、２次元空間であるスライス又は３次元空間であるボリュームを時系列でＭＲ撮像して時系列の複数のフレームに関するｋ空間データを収集するダイナミック撮像を対象とする。本実施形態に係るｋ空間充填方式は、カーテシアン（Cartesian）法であるとする。しかしながら、本実施形態に係るｋ空間充填方式はこれに限定されず、ラディアル（Radial）法やスパイラル（Spinal）法、その他の如何なる方法であっても良い。
【００３３】
２次元撮像の場合、ｋ空間は、位相エンコード傾斜磁場Ｇｐによる位相エンコードに対応する空間周波数ｋｙと周波数エンコード傾斜磁場Ｇｒによる周波数エンコードに対応する空間周波数ｋｘとの直交２次元空間に規定される。３次元撮像の場合、ｋ空間は、空間軸ｋｙと空間軸ｋｘとスライス選択傾斜磁場Ｇｓによるスライスエンコードに対応する空間軸ｋｚとの直交３次元空間に規定される。本実施形態に係るフレームは、１枚の再構成画像を生成するために必要な一揃いのｋ空間データのセットを指す。以下、説明を具体的に行うため、本実施形態に係るＭＲ撮像は、ボリュームを対象とする３次元撮像であるとする。また、本実施形態に係る３次元ＭＲ撮像に関するｋ空間充填法は、位相エンコードステップ及びスライスエンコードステップの組合せ毎にデータ収集を行うカーテシアン法であるとする。
【００３４】
図２は、本実施形態に係る３次元のｋ空間の一例を示す図である。図２に示すように、３次元のｋ空間は、ｋｘ軸、ｋｙ軸及びｋｚ軸により規定される。ｋ空間データのサンプリング点は、複数のｋ空間部分領域に区分される。複数のｋ空間部分領域は、ｋｙ−ｋｚ平面の原点ＰＯ（ｋｙ＝ｋｚ＝０）を共通の中心軸に有する円筒形状の中心領域ＲＣと辺縁領域ＲＥとに区分される。中心領域ＲＣは、ｋ空間の原点ＰＯを含む局所的なｋ空間部分領域である。中心領域ＲＣは、再構成画像全体のコントラストに対して支配的である。例えば、中心領域ＲＣは、再構成画像のコントラストの略９０％に影響する領域に設定される。辺縁領域ＲＥは、ｋ空間の中心領域ＲＣ以外のｋ空間部分領域である。辺縁領域ＲＥは、再構成画像のエッジ部分に対して支配的である。例えば、辺縁領域ＲＣは、再構成画像のコントラストの残りの略１０％に影響する領域に設定される。辺縁領域ＲＥは、更に複数の辺縁部分領域ＲＥｎに区分される。ここでｎは辺縁部分領域の個数を示す自然数である。図２において辺縁領域ＲＥは３つの辺縁部分領域ＲＥ１、ＲＥ２及びＲＥ３に区分されているが、辺縁部分領域ＲＥｎの個数は３つに限定されず、１以上であれば幾つでも良い。
【００３５】
上記の通り、中心領域ＲＣは、再構成画像全体のコントラストに対して支配的であるため、ＭＲ撮像における再構成画像のコントラストを与える時刻は、例えば、ｋ空間の中心領域ＲＣ内の１つのサンプリング点あるいは予め定められた複数のサンプリング点のｋ空間データを収集した時刻（以下、データ収集時刻と呼ぶ）に対応付けることができる。複数のサンプリング点を収集した時刻に対応づける場合は、例えば、それらの平均時刻に対応づける。ｋ空間部分領域のデータ収集時刻は、当該ｋ空間部分領域を構成する複数のサンプリング点のうちの如何なるサンプリング点のｋ空間データを収集した時刻に規定されても良い。より詳細には、データ収集時刻は、時間的に最初、中間又は最後等の任意順のサンプリング点に関するｋ空間データを収集した時刻に規定されても良いし、位置的に中心や端部等の任意位置にあるサンプリング点に関するｋ空間データを収集した時刻に規定されても良いし、その他の任意のサンプリング点のデータ収集時刻に規定されても良い。例えば、中心領域ＲＣのデータ収集時刻は、ｋｙ−ｋｚ平面の原点ＰＯ、すなわち、ｋｙ＝ｋｚ＝０に関するｋ空間データを収集した時刻に規定される。以下、各フレームにおけるｋ空間部分領域に関するｋ空間データを収集する順番を収集タイミングと呼び、特に、中心領域ＲＣに関するｋ空間データを収集する順番を中心領域収集タイミングと呼ぶことにする。
【００３６】
中心領域収集タイミングは、時系列の複数のフレーム間において固定されるのが通常である。図２の場合、ｋ空間が中心領域ＲＣ、辺縁部分領域ＲＥ１、辺縁部分領域ＲＥ２及び辺縁部分領域ＲＥ３の４領域に分割されているが、時系列の複数のフレーム間において、中心領域収集タイミングは、所定番目に固定されているのが通常である。各フレームにおいて中心領域ＲＣに関するｋ空間データが最後に収集される収集順序を、本実施形態ではセンタ・ラスト（Center-Last）、中心領域ＲＣに関するｋ空間データが最初に収集される収集順序を本実施形態ではセンタ・ファースト（Center-First）と呼ぶことにする。
【００３７】
図３は、センタ・ファースト方式を用いたダイナミック撮像による中心領域収集タイミングＴＣの推移を模式的に示す図である。図３に示すように、ダイナミック撮像により時系列の複数のフレームＦＲに関するｋ空間データが収集される。センタ・ファースト方式である場合、各フレームＦＲの始めに中心領域に関するｋ空間データが収集されることとなる。ここで、時間的に隣接する中心領域収集タイミングＴＣ間の時間間隔ＴＩＣをコントラスト時間分解能と呼び、時間的に隣接するフレーム中心時刻ＴＦＣ間の時間間隔ＴＩＦをフレーム時間分解能と呼ぶことにする。なおフレーム中心時刻ＴＦＣは、各フレームＦＲのデータ収集期間における中心時刻を示す。センタ・ファースト方式のように複数のフレームＦＲに亘り各フレームＦＲ内の中心領域収集タイミングＴＣが同一である場合、コントラスト時間分解能とフレーム時間分解能とが同一となる。例えば、センタ・ファースト方式において、４フレームの撮像時間が１４秒である場合、フレーム時間分解能とコントラスト時間分解能とは同一の３．５秒／フレームとなる。
【００３８】
本実施形態に係るシーケンス制御回路２９は、時系列の複数のフレーム間においてｋ空間データの収集順序が異なるパルスシーケンスを実行する。これにより、ｋ空間データの収集量を削減することなく、コントラスト時間分解能をフレーム時間分解能よりも意図的に早めたり或いは遅めたりすることができ、コントラスト時間分解能を自在に調整することができる。以下、コントラスト時間分解能を早めるダイナミック撮像をダイナミックブースト撮像と呼ぶことにする。
【００３９】
図４は、本実施形態に係るダイナミックブースト撮像における中心領域収集タイミングＴＣの推移を模式的に示す図である。図４に示すように、シーケンス制御回路２９は、傾斜磁場電源２１、送信回路２３及び受信回路２５を同期的に制御してダイナミックブースト撮像を実行し、時系列の複数のフレームＦＲに関するｋ空間データを収集する。ダイナミックブースト撮像においてシーケンス制御回路２９は、時系列の複数のフレームＦＲ間において、収集データ量を変えること無く、中心領域収集タイミングＳＣを段階的に早める。例えば、図４に示すように、ダイナミックブースト撮像が行われる時間区間は４フレーム分である。また、ｋ空間は、図２のように中心領域ＲＣ、辺縁部分領域ＲＥ１、辺縁部分領域ＲＥ２及び辺縁部分領域ＲＥ３の４領域に分割されているとする。この場合、一番目（最初）のフレームＦＲ１の中心領域収集タイミングＴＣが４番目、二番目のフレームＦＲ２の中心領域収集タイミングＴＣが３番目、三番目のフレームＦＲ３の中心領域収集タイミングＴＣが２番目、四番目（最後）のフレームＦＲ４の中心領域収集タイミングＴＣが１番目に設定される。この際、全フレームＦＲ１、ＦＲ２、ＦＲ３及びＦＲ４において中心領域ＲＣ、辺縁部分領域ＲＥ１、辺縁部分領域ＲＥ２及び辺縁部分領域ＲＥ３の全４領域についてデータ収集が行われる。このように複数のフレームＦＲ間において全ｋ空間部分領域についてｋ空間データを収集しつつ、中心領域収集タイミングＳＣを段階的に早めることにより、ｋ空間データの収集量を減少させること無くコントラスト時間分解能をフレーム時間分解能よりも短くすることができる。
【００４０】
図４に示すように、４フレームの撮像時間が１４秒である場合、フレーム時間分解能は３．５秒／フレームであるのに対し、コントラスト時間分解能は２．５秒／フレーム程度となる。このようにダイナミックブースト撮像を行うことにより、血流や心臓等の動きのある対象を高時間分解能で撮像することができるので、時系列の再構成画像に含まれる動き起因のアーチファクトを低減することができる。
【００４１】
以下、本実施形態に係るダイナミックブースト撮像に関する磁気共鳴イメージング装置１の動作例を説明する。なお、以下の動作例の説明においてパルスシーケンスは３次元のカーテシアン法であるものとする。
【００４２】
図５は、処理回路５１のシステム制御機能５１７のもとに行われるダイナミックブースト撮像に係る典型的な処理の流れを示す図である。図５に示すように、まず処理回路５１は、パルスシーケンス生成機能５１５を実行する（ステップＳ１及びＳ２）。
【００４３】
パルスシーケンス生成機能５１５において処理回路５１は、まず、ダイナミックブースト撮像を行う時間区間（以下、ブースト区間と呼ぶ）を設定する（ステップＳ１）。例えば、処理回路５１は、ユーザによる入力回路５７を介したブースト区間の指定を受け付ける。ブースト区間は、例えば、１４秒間等の時間長（以下、ブースト時間と呼ぶ）で指定されても良いし、４フレーム等のフレーム数で指定されても良いし、撮像開始１０秒後から２４秒後まで、あるいは９時１０分００秒から９時１０分１４秒まで等のように期間で指定されても良いし、その他の態様で指定されても良い。処理回路５１は、入力回路５７を介してブースト区間の値が指定された場合、指定された値をブースト区間に設定する。なお、処理回路５１は、撮像部位や造影条件等に応じて自動的にブースト区間を決定しても良い。また、ブースト区間は予め決定されていても良い。
【００４４】
ステップＳ１が行われると処理回路５１は、ステップＳ１において設定されたブースト区間に応じたコントラスト時間分解能を実現するパルスシーケンス情報を生成する（ステップＳ２）。本実施形態に係るパルスシーケンスは、グラジェントエコー（ＧＲＥ：Gradient Echo）シーケンスとスピンエコー（ＳＥ：Spin Echo）シーケンスとの何れにも適用可能である。また、何れのパルスシーケンスにもインバージョンリカバリー（ＩＲ：Inversion Recovery）パルスや脂肪飽和パルス等のプリパレーションパルスを挿入しても良い。また、ｋ空間の充填方式として位相エンコード毎に充填する方式だけでなく、エコープラナ−（ＥＰＩ：Echo Planar Imaging）を用いても良い。
【００４５】
ステップＳ２において処理回路５１は、例えば、ブースト区間のフレーム数とｋ空間部分領域の個数とに基づいて各フレームにおけるｋ空間データの収集順序を決定する。具体的には、処理回路５１は、ブースト区間に属する時系列の複数のフレーム間において中心領域の中心領域収集タイミングが段階的に早まるように、ブースト区間に属する時系列の複数のフレーム各々について複数のｋ空間部分領域の収集タイミングを決定する。以下、ステップＳ２の処理を詳細に説明する。
【００４６】
具体的には、まず、処理回路５１は、ブースト区間に属する時系列の複数のフレームについて中心領域収集タイミングを決定する。より詳細には、フレームの収集時刻（時相）が時間的に後方であるほど中心領域収集タイミングが時間的に前方に位置するように、各フレームの中心領域収集タイミングを決定する。例えば、フレーム数が４フレームでありｋ空間部分領域が４個である場合、中心領域収集タイミングは、図４に示すように、第１のフレームにおいては４番目、第２のフレームにおいては３番目、第３のフレームにおいては２番目、第４のフレームにおいては１番目に設定する。
【００４７】
次に処理回路５１は、各辺縁部分領域の収集タイミングを各フレームについて決定する。各辺縁部分領域の収集タイミングは、任意の規則に従い決定されれば良い。例えば、中心領域、第1の辺縁部分領域、第２の辺縁部分領域及び第３の辺縁部分領域各々の収集タイミングが複数のフレームに亘り循環するように、各フレームの各ｋ空間部分領域の収集タイミングが決定されれば良い。このように各ｋ空間部分領域の収集タイミングを決定することにより、処理回路５１は、時系列の複数のフレームに亘り中心収集タイミングが段階的に早まるように各フレームのｋ空間データの収集順序を決定することが可能になる。
【００４８】
上記の例においては、ｋ空間部分領域を一単位として中心領域収集タイミングが決定されるとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。処理回路５１は、エンコードステップ（収集ライン）単位で中心領域収集タイミングが決定されても良い。この場合、処理回路５１は、フレーム数とエンコードステップ数（スライスエンコードステップ数及び位相エンコードステップ数）とに基づいて各フレームにおけるｋ空間データの収集順序を決定する。
【００４９】
各フレームの中心領域収集タイミングは、最初のフレームの中心領域収集タイミングと最後のフレームの中心領域収集タイミングとの差分をフレーム数で除した値だけ、最初のフレームから最後のフレームにかけて時間的に前方にシフトされる。最初のフレームの中心領域収集タイミングは特に限定されないが、時間的に後方であるほどコントラスト分解能を高めることが可能である。例えば、フレーム数が４フレームであり、スライスエンコードステップ数が２５６、位相エンコードステップ数が５１２である場合、２５６×５１２＝１３１０７２のステップ数がある。最初のフレームの中心領域収集タイミングが１３１０７２番目であり、最後のフレームの中心領域収集タイミングが１番目であるとした場合、例えば、第２のフレームにおいては中心領域収集タイミングが８７３８１番目、第３のフレームにおいては中心領域収集タイミングが４３６９０番目に設定される。
【００５０】
中心領域収集タイミング以外の他のエンコードステップについては、任意の順番（番号）に設定可能である。例えば、また、空間周波数が原点に近いエンコードステップの収集タイミングほど中心領域収集タイミングに順番が近くなるようにエンコードステップの順番が設定されると良い。ｋｚとｋｙとの何れか一方が０で他方が非０のエンコードステップは、再構成画像のコントラストに比較的大きく寄与するので、中心領域収集タイミングに近い順番に設定されると良い。このように各エンコードステップの順番を決定することにより、時系列の複数のフレームに亘り中心領域収集タイミングが段階的に早まるように各フレームの中心領域収集タイミングを設定することができる。
【００５１】
なお、ｋ空間部分領域単位で中心領域収集タイミングを決定する方法と、エンコードステップ単位で中心領域収集タイミングを決定する方法とが組み合わされても良い。例えば、処理回路５１は、始めに、各フレームのｋ空間部分領域の収集タイミングを決定し、その後、各ｋ空間部分領域を充填するためのエンコードステップの順番を決定しても良い。
【００５２】
上記の通り、ダイナミックブースト撮像のパルスシーケンスにプリパレーションパルスが組み込まれても良い。プリパレーションパルスの効果を得るためには、プリパレーションパルスの印加から所定時間経過後に中心領域に関するｋ空間データを収集する必要がある。処理回路５１は、この制約の中で各フレームに関するｋ空間データの収集順序を決定する。
【００５３】
例えば、プリパレーションパルスの制約を考慮した収集順序は次のように決定される。まず、処理回路５１は、上記の通り、ブースト区間のフレーム数とエンコードステップ数とに基づいて、プリパレーションパルスによる制約無しの中心領域収集タイミング（理想の中心領域収集タイミングと呼ぶ）を決定する。
【００５４】
次に、処理回路５１は、各フレームのパルスシーケンスに、所定の規則に従い複数のプリパレーションパルスの印加時刻を設定する。処理回路５１は、各プリパレーションパルスの印加時刻から所定時間経過後に所定の時間枠を設定する。プリパレーションパルスの効果を高めるためには、何れかのプリパレーションパルスに対応する時間枠内に中心領域収集タイミングを設定する必要がある。処理回路５１は、設定された複数の時間枠の何れか一つの時間枠内に理想の中心領域収集タイミングが含まれるか否かを判定する。当該時間枠内に理想の中心領域収集タイミングが含まれる場合、処理回路５１は、当該理想の中心領域収集タイミングを最終的な中心領域収集タイミングに設定する。当該複数の時間枠の何れか一つの時間枠内に理想の中心領域収集タイミングが含まれない場合、処理回路５１は、理想の中心領域収集タイミングに一番近い時間枠内の任意の位置を最終的な中心領域収集タイミングに設定する。換言すれば、処理回路５１は、中心領域収集タイミングをプリパレーションパルスの印加時刻から所定時間経過後の所定時間枠内に限定しつつ、時系列の複数のフレーム間において中心領域収集タイミングを段階的に前方にシフトさせる。
【００５５】
最終的な中心領域収集タイミングが設定されると、処理回路５１は、各フレームのパルスシーケンスに、他のｋ空間部分領域の収集タイミングを設定する。このようにして各フレームのｋ空間データの収集順序が決定される。これにより、プリパレーションパルスの効果を維持しつつコントラスト時間分解能を高めたパルスシーケンスを生成することができる。
【００５６】
ステップＳ２が行われると処理回路５１は、シーケンス制御回路２９にダイナミックブースト撮像を行わせる（ステップＳ３）。ステップＳ３においてシーケンス制御回路２９は、ステップＳ２おいて生成されたパルスシーケンス情報に基づいて傾斜磁場電源２１、送信回路２３及び受信回路２５を同期的に制御し、当該パルスシーケンスによるダイナミックブースト撮像を行う。ダイナミックブースト撮像により時系列の複数のフレームに関するｋ空間データが受信回路２５により収集される。ｋ空間データは、フレーム毎に記憶回路５３に記憶される。
【００５７】
図６は、記憶回路５３によるｋ空間データの記憶態様を模式的に示す図である。図６に示すように、記憶回路５３は、時系列の複数のフレームの各々についてｋ空間データと中心領域収集タイミングと中心領域収集時刻とを関連付けて記憶する。中心領域収集タイミングは、例えば、当該中心領域収集タイミングに対応するエンコードステップの番号により規定される。中心領域収集時刻としては、例えば、シーケンス制御回路２９が使用しているＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communications in Medicine）のタイムスタンプが利用される。シーケンス制御回路２９は、例えば、中心領域収集タイミングに対応するエンコードパルスを印加したときのＤＩＣＯＭタイムスタンプ又は中心領域収集タイミングに対応するＭＲ信号を受信したときのＤＩＣＯＭタイムスタンプを、当該中心領域収集タイミングのタイムスタンプとして記録する。記録されたタイムスタンプは、対応する中心領域収集タイミングとフレーム番号と共に受信回路２５に伝送される。受信回路２５は、伝送された中心領域収集タイミングとタイムスタンプとフレーム番号とを、受信したＭＲ信号に基づくｋ空間データに関連付けて記憶回路５３に伝送する。記憶回路５３は、受信回路２５から伝送されたｋ空間データに、当該中心領域収集タイミングとタイムスタンプとフレーム番号とを関連付けて記憶する。例えば、入力回路５７を介したユーザからの表示指示に従い表示回路５５は、各フレームに関する中心領域収集タイミングと中心領域収集時刻とを表示することができる。
【００５８】
ステップＳ３が行われると処理回路５１は、再構成機能５１１を実行する（ステップＳ４）。再構成機能５１１において処理回路５１は、ステップＳ３において収集された時系列の複数のフレームに関するｋ空間データに基づいて時系列の複数の再構成画像を生成する。記憶回路５３は、各フレームの再構成画像を、当該フレームの中心領域収集タイミングの順番と中心領域収集時刻とに関連付けて記憶する。
【００５９】
ステップＳ４が行われると処理回路５１は、ステップＳ４において生成された時系列の複数の再構成画像を表示回路５５に表示する（ステップＳ５）。表示回路５５は、時系列の複数の再構成画像を動画像として順番に表示しても良いし、静止画として並べて表示しても良い。また、例えば、入力回路５７を介したユーザからの表示指示に従い表示回路５５は、各フレームに関する再構成画像と共に、当該フレームに関する中心領域収集タイミングの順番と中心領域収集時刻とを表示しても良い。
【００６０】
以上により、ダイナミックブースト撮像に係る典型的な処理が終了する。
【００６１】
本実施形態に係るダイナミックブースト撮像は、複数のフレーム間において中心領域収集タイミングを段階的にシフトすることによりコントラスト時間分解能を高めている。従ってブースト区間が長時間に亘る場合、ブースト区間の長期化に伴いフレーム数が増大するので、コントラスト時間分解能の向上度合いが弱まる。従って、ＭＲ撮像時間が長い場合、一部の時間区間に限定してブースト区間が設定されても良い。
【００６２】
図７は、本実施形態に係る長時間に亘るダイナミック撮像における中心領域収集タイミングの推移を模式的に示す図である。図７に示すように、パルスシーケンス生成機能５１５において処理回路５１は、例えば、入力回路５７を介したユーザの指示に従い又は自動的に、ブースト区間と、当該ブースト区間に先行する第１の固定区間と、当該ブースト区間に後行する第２の固定区間とを設定する。第１及び第２の固定区間は、ｋ空間データの収集順序が複数フレーム間において固定される時間区間である。第１の固定区間と第２の固定区間とのｋ空間の収集順序は任意に設定可能である。例えば、第１の固定区間からブースト区間を介して第２の固定区間に至るまで中心領域収集タイミングが滑らかに移行するため、第１の固定区間においてセンタ・ラスト方式が設定され、第２の固定区間においてセンタ・ファースト方式が設定され、ブースト区間においてセンタ・シフト方式が設定される。センタ・シフト方式においては、前述の通り、中心領域収集タイミングが最終ステップから開始ステップまで等間隔で段階的にシフトされる。
【００６３】
ブースト区間の開始タイミングは、予め定められても良い。例えば、第１の固定区間、ブースト区間及び第２の固定区間各々の撮像時間が予め処理回路５１のパルスシーケンス生成機能５１５により定められても良い。第１の固定区間、ブースト区間及び第２の固定区間各々の撮像時間は、ユーザによる入力回路５７を介した指示に従い任意の値に設定可能である。
【００６４】
表示回路５５は、ブースト機能のＯＮ及びＯＦＦを指示するユーザインタフェースを表示しても良い。以下、当該ユーザインタフェースを利用したＭＲ造影撮像について、肝臓造影ダイナミック撮像を臨床例に挙げて説明する。なおブースト機能は、ブースト区間における複数のフレーム間において、前述のように中心領域収集タイミングを段階的に早める機能を指す。
【００６５】
図８は、肝臓造影ダイナミック撮像における造影相の推移を示す図である。図８に示すように、肝臓造影ダイナミック撮像では、癌細胞等の病変を呈する肝臓を造影するために造影剤が注入される。造影剤としては、特に限定されないが、例えば、ガドリニウムとキレート剤とを含む細胞外液性造影剤が用いられる。細胞外液性造影剤のキレート剤としては、ガドリニウムをキレートするためのＤＴＰＡ（diethylenetriamine pentaacetic acid）等が用いられる。また、造影剤は細胞外液性造影剤に限定されず、例えば、肝特異性造影剤が用いられても良い。肝特異性造影剤は、ガドリニウムとＤＴＰＡと肝細胞への取り込みに優れたＥＯＢ（エトキシベンジル：ethoxybenzyl）とを含む造影剤である。
【００６６】
本実施形態に係る造影相は、被検体Ｐに造影剤を注入してからの時間を、被検体Ｐ内を流れる造影剤による造影コントラストが顕著である人体部位に対応付けて示した時相である。例えば、静脈から造影剤を注入した場合、造影相は、造影剤注入から遅延時間を待って動脈優位相、門脈優位相、平衡相、肝細胞相へと順番に遷移する。本実施形態においては、造影剤の急激な流入が生じる動脈優位相と門脈優位相との全区間又は一部期間にブースト区間が設定される。
【００６７】
図９は、本実施形態に係る表示回路５５により表示される、ブースト機能のＯＮ及びＯＦＦを指示するユーザインタフェースの表示画面Ｉ１の一例を示す図である。表示画面Ｉ１は、例えば、シーケンス制御回路２９によりダイナミック撮像が実行されている期間において表示回路５５により表示される。図９に示すように、表示画面Ｉ１は、造影剤注入経過時間の表示欄Ｒ１、ブースト時間の表示欄Ｒ２、ブーストＯＮボタンＲ３及びブーストＯＦＦボタンＲ４を含む。表示欄Ｒ１には、造影剤注入開始時刻からの経過時間が表示回路５５により表示される。表示欄Ｒ２には、予め設定されたブースト時間が表示回路５５により表示される。ブーストＯＮボタンＲ３は、ブースト機能の開始を指示するためのボタンである。ブーストＯＦＦボタンＲ４は、ブースト機能の実行時においてブースト機能の強制終了を指示するためのボタンである。
【００６８】
例えば、シーケンス制御回路２９は、造影剤の注入開始から遅延時間が経過したことを契機として、ｋ空間データの収集順序を固定したダイナミック撮像を実行する。ユーザは、ダイナミック撮像により得られた時系列の再構成画像や表示欄Ｒ１に表示された造影剤注入経過時間を観察しながら、ブースト機能の開始タイミングをうかがう。ブーストＯＮボタンがユーザ等により押下されたことを契機としてシーケンス制御回路２９は、傾斜磁場電源２１、送信回路２３及び受信回路２５を同期的に制御し、ブースト時間に亘りダイナミックブースト撮像を行う。ダイナミックブースト撮像により得られた時系列の再構成画像は表示回路５５により表示される。このように、例えば、造影剤の急激な流入が生じる時間区間にブースト時間を設定することにより、造影剤の流れをコントラスト時間分解能で観察することができる。
【００６９】
ブースト時間が経過すると、シーケンス制御回路２９は、傾斜磁場電源２１、送信回路２３及び受信回路２５を同期的に制御してダイナミックブースト撮像を終了する。ダイナミックブースト撮像の終了後、シーケンス制御回路２９は、傾斜磁場電源２１、送信回路２３及び受信回路２５を同期的に制御し、ｋ空間データの収集順序が固定されたダイナミック撮像を実行する。当該ダイナミック撮像により得られた時系列の再構成画像についても表示回路５５により表示される。
【００７０】
ダイナミックブースト撮像の実行時においてブーストＯＦＦボタンＲ４がユーザ等により押下された場合、シーケンス制御回路２９は、傾斜磁場電源２１、送信回路２３及び受信回路２５を同期的に制御し、ブースト機能を終了し、ｋ空間データの収集順序を固定したダイナミック撮像を実行する。この際、シーケンス制御回路２９は、ブースト機能を終了した後、ダイナミック撮像を実行せずにＭＲ撮像を終了しても良い。
【００７１】
上記の説明においてダイナミック撮像は、３次元状に配列された複数のボクセルから構成されるボリュームを対象とするボリューム撮像であるとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。例えば、本実施形態に係るダイナミックブースト撮像は、複数のスライスから構成されるボリュームを対象とするマルチスライス撮像であっても良い。
【００７２】
図１０は、本実施形態に係るマルチスライス撮像における中心領域収集タイミングの推移を模式的に示す図である。図１０の（ａ）は、ｋ空間におけるマルチスライスを示す図である。図１０の（ｂ）は、各フレームにおける中心領域収集タイミングを模式的に示す図である。図１０に示すように、パルスシーケンス生成機能５１５において処理回路５１は、時間的に後方のフレームであるほど中心領域収集タイミングが時間的に前方にシフトするように、各フレームの全スライスについて中心領域収集タイミングを設定する。このようなマルチスライス撮像は、例えば、心臓の造影マルチスライス撮像に対して利用できる。
【００７３】
具体的には、処理回路５１は、フレーム毎に複数のｋ空間部分領域間の収集順序と複数のスライス間の収集順序とを決定する。例えば、フレーム毎の複数のｋ空間部分領域間の収集順序は、中心領域については中心領域収集タイミングがセンタ・ラストからセンタ・ラストに移行するように設定され、複数の辺縁部分領域については循環的に設定されると良い。複数のスライス間の収集順序は、複数のフレームに亘り固定されても良いし、任意に変更されても良い。次に処理回路５１は、１番目の収集順のｋ空間部分領域を全てのスライスについて規定の収集順序でデータ収集し、２番目の収集順のｋ空間部分領域を全てのスライスについて規定の収集順序でデータ収集し、３番目の収集順のｋ空間部分領域を全てのスライスについて規定の収集順序でデータ収集し、４番目の収集順のｋ空間部分領域を全てのスライスについて規定の収集順序でデータ収集するように、全フレームの全スライスについてｋ空間部分領域の収集順序を決定する。決定されたパルスシーケンス情報は、記憶回路５３に記憶される。
【００７４】
例えば、ｋ空間部分領域が中心領域（「中心」と略す）、第１の辺縁部分領域（「辺縁１」と略す）、第２の辺縁部分領域（「辺縁２」と略す）及び第３の辺縁部分領域（「辺縁３」と略す）に区分され、ボリュームが５枚のスライスから構成されるものとする。複数のスライス間の収集順序は、複数のフレームに亘り固定されており、第１スライス、第２スライス、第３スライス、第４スライス及び第５スライスの順番で収集されるとする。この場合、フレーム１については、辺縁３(第１スライスから第５スライス)→辺縁２(第１スライスから第５スライス)→辺縁１(第１スライスから第５スライス)→中心(第１スライスから第５スライス)の順番にデータ収集される。フレーム２については、辺縁２(第１スライスから第５スライス)→辺縁１(第１スライスから第５スライス)→中心(第１スライスから第５スライス)→辺縁３(第１スライスから第５スライス)の順番にデータ収集される。フレーム３については、辺縁１(第１スライスから第５スライス)→中心(第１スライスから第５スライス)→辺縁３(第１スライスから第５スライス)→辺縁２(第１スライスから第５スライス)の順番にデータ収集される。フレーム４については、中心(第１スライスから第５スライス)→辺縁３(第１スライスから第５スライス)→辺縁２(第１スライスから第５スライス)→辺縁１(第１スライスから第５スライス)の順番にデータ収集される。
【００７５】
シーケンス制御回路２９は、設定されたパルスシーケンス情報に従い傾斜磁場電源２１、送信回路２３及び受信回路２５を同期的に制御することにより、フレーム時間分解能に比してコントラスト時間分解能を高めたマルチスライス撮像を実行することが可能になる。具体的には、シーケンス制御回路２９は、時間的に後方のフレームであるほど中心領域収集タイミングが時間的に前方にシフトするように、各フレームの全スライスについてデータ収集を実行する。
【００７６】
なお、上記の説明において処理回路５１は、時間的に後方のフレームであるほど中心領域収集タイミングが時間的に前方にシフトするように、各フレームの全スライスについて中心領域収集タイミングを設定するとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。すなわち、処理回路５１は、時間的に後方のフレームであるほど中心領域収集タイミングが時間的に後方にシフトするように、各フレームの全スライスについて中心領域収集タイミングを設定することも可能である。これにより、マルチスライスのダイナミック撮像においてもコントラスト時間分解能を意図的に低下させることができる。
【００７７】
上記の説明においてダイナミックブースト撮像は、カーテシアン法を用いるものとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。例えば、本実施形態に係るダイナミックブースト撮像は、カーテシアン法とラディアル法とを併用した３次元スタック・オブ・スターズ（Stack-of-Stars）法でも良い。３次元スタック・オブ・スターズ法は、スライス方向についてはカーテシアン法と同様にスライスエンコードが行われ、位相方向及び周波数方向により規定されるスライスについてはラディアル法と同様に放射状の収集ライン（スポーク）に沿ってデータ収集を行う様に位相エンコードと周波数エンコードとを組み合わせる。本実施形態に係るシーケンス制御回路２９は、時系列の複数のフレーム間において中心スライスの収集タイミングが異なるように３次元スタック・オブ・スターズ法のパルスシーケンスを実行する。
【００７８】
図１１は、本実施形態に係る３次元スタック・オブ・スターズ法を用いたダイナミックブースト撮像における中心スライスの収集タイミングの推移を模式的に示す図である。図１１において１フレームは、５枚のスライスＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３、ＳＬ４及びＳＬ５から構成されるボリュームＶＯのｋ空間データセットであるとする。各スライスＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３、ＳＬ４及びＳＬ５に割り当てられた数字は、各スライスＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３、ＳＬ４及びＳＬ５のスライスエンコードステップ番号を示す。図１１に示すように、複数のフレーム間において中心スライスＳＬ３のスライスエンコードステップ番号が５から１に段階的に変化する、すなわち、中心スライスＳＬ３のスライスエンコードステップ番号が時間的に早められる。これにより、スライス方向に関するコントラスト分解能が、フレーム分解能に比して向上する。
【００７９】
なお、ブースト区間に他の撮像技法を併用して更に時間分解能を向上させても良い。例えば、シーケンス制御回路２９は、ブースト区間において間引きデータ収集を行っても良い。間引きデータ収集は、ｋ空間の全てのサンプリング点についてデータ収集を行うのではなく、一部のサンプリング点についてのみデータ収集を行う技法である。本実施形態に係る間引きデータ収集法としては、ビューシェアリング法（view-sharing）、パラレルイメージング法、部分フーリエ法及び圧縮センシング法が適用可能である。シーケンス制御回路２９は、ブースト区間におけるビューシェアリング法、パラレルイメージング法、部分フーリエ法及び圧縮センシング法の加速率を、固定区間における加速率に比して上昇させるようにデータ収集を実行する。これによりブースト区間におけるコントラスト時間分解能及びフレーム時間分解能を、固定区間に比して更に向上させることができる。
【００８０】
以下、間引きデータ収集法としてビューシェアリング法を用いる場合について説明する。ビューシェアリング法は、複数のフレーム間においてｋ空間データを共有する手法である。本実施形態においては、ビューシェアリング法の一つとしてキーホールイメージング（keyhole imaging）が適用可能である。
【００８１】
図１２は、本実施形態に係るキーホールイメージングを模式的に示す図である。図１２においては、ｋ空間が、原点から辺縁に向かい５つのｋ空間部分領域、すなわち、中心領域ＲＣ、第１の辺縁部分領域ＲＥ１、第２の辺縁部分領域ＲＥ２、第３の辺縁部分領域ＲＥ３及び第４の辺縁部分領域ＲＥ４に分割されている。中心領域ＲＣと第１の辺縁部分領域ＲＥ１とが低周波数領域に属し、第２の辺縁部分領域ＲＥ２、第３の辺縁部分領域ＲＥ３及び第４の辺縁部分領域ＲＥ４が高周波数領域に属する。すなわち、低周波数領域は、中心領域ＲＣよりも広い範囲に設定される。低周波数領域と高周波数領域とは予め設定される。「〇」はデータ収集を行うことを示し、「×」はデータ収集を行わないことを示し、「△」はｋ空間データの複製を示す。なお、図１２においては分かり易さのためｋｙ方向のみ図示しているが、ｋｘ方向についても同様に低周波数領域と高周波数領域とが予め設定されているものとする。
【００８２】
図１２に示すように、フレーム１は、ブースト区間の時間的に前方のフレームであるとし、フレーム２、フレーム３及びフレーム４は、ブースト区間内のフレームであるとする。ブースト区間の前段においてシーケンス制御回路２９は、傾斜磁場電源２１、送信回路２３及び受信回路２５を同期的に制御し、フレーム１について低周波数領域と高周波数領域とを含む全ｋ空間部分領域ＲＣ、ＲＥ１、ＲＥ２、ＲＥ３及びＲＥ４をデータ収集する。ブースト区間においてシーケンス制御回路２９は、ダイナミックブースト撮像にキーホールイメージングを適用する。具体的には、ブースト区間においては低周波数領域に属する中心領域ＲＣ及び第１の辺縁部分領域ＲＥ１のみがデータ収集され、高周波数領域に属する第２の辺縁部分領域ＲＥ２、第３の辺縁部分領域ＲＥ３及び第４の辺縁部分領域ＲＥ４がデータ収集されない。この際、低周波数領域に属する中心領域ＲＣのｋ空間データの収集順序が時間経過に伴い前方にシフトするように、ブースト区間のフレーム２、フレーム３及びフレーム４間において低周波数領域のｋ空間データの収集順序が変化する。
【００８３】
ブースト区間のフレーム２、フレーム３及びフレーム４について画像再構成を行う際、処理回路５１は、フレーム１の高周波数領域のｋ空間データをフレーム２、フレーム３及びフレーム４において共有するビューシェアリングを行う。すなわち、処理回路５１は、フレーム１の高周波数領域の実測のｋ空間データを複製（コピー）し、複製したｋ空間データをフレーム２、フレーム３及びフレーム４の高周波数領域に充填することにより、当該フレームのｋ空間データセットを生成する。その後、処理回路５１は、当該フレームのｋ空間データセットに基づいて再構成画像を生成する。
【００８４】
なお、上記の説明において、全ｋ空間部分領域についてデータ収集が行われるフレーム１は、ブースト区間の前段にデータ収集が行われるものとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。当該フレーム１は、ブースト区間の後段にデータ収集が行われても良いし、ブースト区間内にデータ収集が行われても良い。
【００８５】
このようにキーホールイメージングにおいては低周波数領域のみデータ収集が行われるので、ダイナミックブースト撮像にキーホールイメージングを適用することにより、低周波数領域に加え高周波数領域についてもデータ収集を行う場合に比してフレーム時間分解能及びコントラスト時間分解能を更に向上させることができる。
【００８６】
上記の間引きデータ収集は、高周波数領域についてデータ収集を行わないキーホールイメージングを例に挙げた。しかしながら、本実施形態に係る間引きデータ収集は、これに限定されない。例えば、本実施形態に係る間引きデータ収集は、高周波数領域についてデータ収集が行われても良い。このような応用的な間引きデータ収集法としては、ＴＲＩＣＫＳ（time-resolved imaging with contrast kinetics）やＤＩＳＣＯ（differential subsampling with cartesian ordering）、ＴＷＩＳＴ（time-resolved imaging with stochastic trajectories）種々の方法が利用可能である。
【００８７】
図１３は、本実施形態に係る応用的な間引きデータ収集を模式的に示す図である。図１３においてはフレーム１、フレーム２及びフレーム３がブースト区間に属するものとする。シーケンス制御回路２９は、傾斜磁場電源２１、送信回路２３及び受信回路２５を同期的に制御し、フレーム１、フレーム２及びフレーム３間において、低周波数領域については毎フレームに亘りデータ収集を行い、高周波数領域については間引きデータ収集を行う。フレーム１、フレーム２及びフレーム３に亘り高周波数領域に属する第２の辺縁部分領域ＲＥ２、第３の辺縁部分領域ＲＥ３及び第４の辺縁部分領域ＲＥ４が順番にデータ収集される。
【００８８】
具体的には、図１３に示すように、フレーム１に関し、中心領域ＲＣ、第１の辺縁部分領域ＲＥ１及び第４の辺縁部分領域ＲＥ４がデータ収集される。中心領域ＲＣ、第１の辺縁部分領域ＲＥ１及び第４の辺縁部分領域ＲＥ４の３領域のうち中心領域ＲＣが最後にデータ収集される。フレーム２に関し、中心領域ＲＣ、第１の辺縁部分領域ＲＥ１及び第３の辺縁部分領域ＲＥ３がデータ収集される。中心領域ＲＣ、第１の辺縁部分領域ＲＥ１及び第３の辺縁部分領域ＲＥ３の３領域のうち中心領域ＲＣが中間にデータ収集される。フレーム３に関し、中心領域ＲＣ、第１の辺縁部分領域ＲＥ１及び第２の辺縁部分領域ＲＥ２がデータ収集される。中心領域ＲＣ、第１の辺縁部分領域ＲＥ１及び第２の辺縁部分領域ＲＥ２の３領域のうち中心領域ＲＣが最初にデータ収集される。
【００８９】
各フレームについて画像再構成を行う場合、処理回路５１は、データ収集していないｋ空間部分領域のｋ空間データを、データ収集した他のフレームの同一のｋ空間部分領域から流用して画像再構成を行う。例えば、フレーム１の場合、辺縁部分領域ＲＥ４がデータ収集され、辺縁部分領域ＲＥ３及びＲＥ２がデータ収集されていない。辺縁部分領域ＲＥ３はフレーム２でデータ収集され、辺縁部分領域ＲＥ２はフレーム３でデータ収集される。処理回路５１は、フレーム２の辺縁部分領域ＲＥ３のｋ空間データを複製してフレーム１の辺縁部分領域ＲＥ３に充填し、フレーム３の辺縁部分領域ＲＥ２のｋ空間データを複製してフレーム１の辺縁部分領域ＲＥ３に充填し、フレーム１の全ｋ空間部分領域のｋ空間データを揃える。そして処理回路５１は、フレーム１の全ｋ空間部分領域のｋ空間データにＦＦＴ等の再構成法を施して再構成画像を生成する。
【００９０】
このように、間引きデータ収集を行いつつ複数のフレーム間において中心領域のデータ収集タイミングを段階的に早めることにより、コントラスト時間分解能を更に早めることができる。また、間引きデータ収集とビューシェアリング法とを併用することにより、高周波数領域に関する画質を保持しつつ高コントラスト時間分解能で撮像を行うことができる。また、上記のキーホールイメージングとは異なり、時間的に近接するフレームのｋ空間部分領域のｋ空間データを流用するので、流用するデータの時間的不一致を減少させることができる。
【００９１】
エンコードステップの強度の変更順序を指す。例えば、位相エンコードステップ毎に２次元データ収集を行うカーテシアン法である場合、位相エンコードステップの強度の変更順序が、本実施形態に係る収集順序に対応する。例えば、位相エンコードステップ及びスライスエンコードステップ毎に３次元データ収集を行うカーテシアン法である場合、位相エンコードステップ及びスライスエンコードステップの強度の変更順序が、本実施形態に係る収集順序に対応する。
【００９２】
上記の説明の通り、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、シーケンス制御回路２９と処理回路５１とを有する。シーケンス制御回路２９は、時系列の複数のフレーム間においてｋ空間データの収集順序が異なるパルスシーケンスを実行して、当該複数のフレームに関するｋ空間データを時系列で収集する。処理回路５１は、複数のフレームに関するｋ空間データに基づいて時系列の複数の再構成画像を生成する。
【００９３】
上記の構成によれば、ｋ空間データの収集順序をフレーム間で変更するのみでコントラスト時間分解能を自在に調節できる。
【００９４】
かくして、上記述べた少なくとも１以上の実施形態によれば、収集データ量を減少させることなく時間分解能を調節することが可能になる。
【００９５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００９６】
１…磁気共鳴イメージング装置、１１…架台、１３…寝台、２１…傾斜磁場電源、２３…送信回路、２５…受信回路、２７…寝台駆動装置、２９…シーケンス制御回路、４１…静磁場磁石、４３…傾斜磁場コイル、４５…送信コイル、４７…受信コイル、５０…ホストＰＣ、５１…処理回路、５３…記憶回路、５５…表示回路、５７…入力回路、５９…ネットワークＩＦ、６１…通信ＩＦ、１３１…天板、１３３…基台、５１１…再構成機能、５１３…画像処理機能、５１５…パルスシーケンス生成機能、５１７…システム制御機能。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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