(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高速スピンエコー法によるデータ収集で用いられるパルスシーケンスに基づいて、当該パルスシーケンスによって収集される複数のエコー信号それぞれに含まれる少なくとも１つのエコー成分について、リフォーカスパルスが印加される各時点での第１の位相ずれ量、及び、エコー信号が発生する各時点での第２の位相ずれ量を累積することで、位相ずれ量を算出する算出部と、
算出された位相ずれ量に基づいて、スピンエコー成分の間、スティミュレイテッドエコー成分の間、及び、スピンエコー成分とスティミュレイテッドエコー成分との間の少なくともいずれかで位相が一致するように、前記パルスシーケンスで印加されるリフォーカスパルスの位相を補正する補正部と、
補正後のパルスシーケンスを実行する実行部と
を備える、磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
高速スピンエコー法によるデータ収集で用いられるパルスシーケンスに基づいて、当該パルスシーケンスによって収集される複数のエコー信号それぞれに含まれる少なくとも１つのエコー成分について位相ずれ量を算出する算出部と、
算出された位相ずれ量に基づいて、スピンエコー成分の間、スティミュレイテッドエコー成分の間、及び、スピンエコー成分とスティミュレイテッドエコー成分との間の少なくともいずれかで位相が一致するように、前記パルスシーケンスで印加されるリフォーカスパルスの位相を補正する補正部と、
補正後のパルスシーケンスを実行する実行部と
を備え、
前記算出部は、前記エコー成分ごとに、前記複数のエコー信号それぞれが発生する時点の間における位相ずれ量の関係を示す関係式を保持し、当該関係式に基づいて、前記エコー成分ごとに位相ずれ量を算出する、
磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
高速スピンエコー法によるデータ収集で用いられるパルスシーケンスに基づいて、当該パルスシーケンスによって収集される複数のエコー信号それぞれに含まれる少なくとも１つのエコー成分について位相ずれ量を算出する算出部と、
算出された位相ずれ量に基づいて、スピンエコー成分の間、スティミュレイテッドエコー成分の間、及び、スピンエコー成分とスティミュレイテッドエコー成分との間の少なくともいずれかで位相が一致するように、前記パルスシーケンスで印加されるリフォーカスパルスの位相を補正する補正部と、
補正後のパルスシーケンスを実行する実行部と
を備え、
前記補正部は、前記算出された位相ずれ量のうち、ｋ空間の中心近傍に配置されるスピンエコー成分における位相ずれ量に基づいて、当該スピンエコー成分の直前に印加されるリフォーカスパルスの位相に対する補正量を算出し、算出した補正量を共通に用いて、前記パルスシーケンスで印加される複数のリフォーカスパルスそれぞれの位相を補正する、
磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
傾斜磁場の印加によって生じる位相ずれについて、前記傾斜磁場の印加条件に関する所定単位当たりの位相ずれ量を予め記憶する記憶部をさらに備え、
前記算出部は、記憶された位相ずれ量を参照し、前記データ収集で用いられるパルシーケンスで印加される傾斜磁場の印加条件に基づいて、前記エコー成分ごとに位相ずれ量を算出する、
請求項１〜３のいずれか１つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記補正部は、前記エコー信号がサンプリングされる際の受信位相をさらに補正する、
請求項１〜４のいずれか１つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
前記算出部は、本スキャンの前に実行される位相補正用のプリスキャンで用いられるパルスシーケンスに基づいて、当該パルスシーケンスによって収集される複数のエコー信号それぞれに含まれる少なくとも１つのエコー成分について位相ずれ量を算出し、
前記補正部は、前記算出された位相ずれ量に基づいて、前記プリスキャンで用いられるパルスシーケンスで印加されるリフォーカスパルスの位相を補正し、
前記実行部は、前記補正後のパルスシーケンスを用いて前記プリスキャンを実行した後に、当該プリスキャンによって収集されたデータに基づいて位相補正が行われた後のパルスシーケンスを用いて前記本スキャンを実行する、
請求項１〜５のいずれか１つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
前記算出部は、前記パルスシーケンスで印加される傾斜磁場によって生じるマクスウェル項及び渦電流成分の少なくとも一方により生じる位相ずれ量を算出することで、前記位相ずれ量を算出する、
請求項１〜６のいずれか１つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、磁気共鳴イメージング装置に関する撮像法として、高速スピンエコー（Fast  Spin  Echo：ＦＳＥ）法が知られている。ＦＳＥ法は、被検体に対して励起パルスを印加した後に複数のリフォーカスパルスを順次印加することで、エコートレインと呼ばれる複数のエコー信号を収集する撮像法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１４７７５６号公報
【特許文献２】特開２０１４−８３３８８号公報
【特許文献３】特開２０１１−１８２９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、ＦＳＥ法によるデータ収集が行われる場合に、エコー信号に生じる０次の位相ずれによる画質劣化を抑制することができる磁気共鳴イメージング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係る磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ：Magnetic  Resonance  Imaging）装置は、算出部と、補正部と、実行部とを備える。算出部は、高速スピンエコー法によるデータ収集で用いられるパルスシーケンスに基づいて、当該パルスシーケンスによって収集される複数のエコー信号それぞれに含まれる少なくとも１つのエコー成分について、リフォーカスパルスが印加される各時点での第１の位相ずれ量、及び、エコー信号が発生する各時点での第２の位相ずれ量を累積することで、位相ずれ量を算出する。補正部は、算出された位相ずれ量に基づいて、スピンエコー成分の間、スティミュレイテッドエコー成分の間、及び、スピンエコー成分とスティミュレイテッドエコー成分との間の少なくともいずれかで位相が一致するように、前記パルスシーケンスで印加されるリフォーカスパルスの位相を補正する。実行部は、補正後のパルスシーケンスを実行する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】図２は、第１の実施形態に係るＦＳＥ法のパルスシーケンスの一例を示すシーケンスチャートである。
【図３】図３は、第１の実施形態に係るマルチショット収集の一例を示す図である。
【図４】図４は、第１の実施形態に係るマルチショット収集の一例を示す図である。
【図５】図５は、第１の実施形態に係る記憶回路によって記憶される位相ずれ量のルックアップテーブルの一例を示す図である。
【図６】図６は、第１の実施形態に係る記憶回路によって記憶される位相ずれ量のルックアップテーブルの一例を示す図である。
【図７】図７は、第１の実施形態に係る算出機能によって行われる位相ずれ量の算出を説明するための図である。
【図８】図８は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置による位相補正方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】図９は、第２の実施形態に係るＭＲＩ装置による位相補正方法の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に、図面に基づいて、ＭＲＩ装置の実施形態を詳細に説明する。
【０００８】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置の構成例を示す図である。例えば、図１に示すように、ＭＲＩ装置１００は、静磁場磁石１、傾斜磁場コイル２、傾斜磁場電源３、送信コイル４、送信回路５、受信コイル６、受信回路７、寝台８、入力回路９、ディスプレイ１０、記憶回路１１、及び、処理回路１２〜１５を備える。
【０００９】
静磁場磁石１は、中空の略円筒形状（円筒の中心軸に直交する断面が楕円状となるものを含む）に形成され、内周側に形成される撮像空間に一様な静磁場を発生させる。例えば、静磁場磁石１は、永久磁石や超伝導磁石等によって実現される。
【００１０】
傾斜磁場コイル２は、中空の略円筒形状（円筒の中心軸に直交する断面が楕円状となるものを含む）に形成され、静磁場磁石１の内周側に配置される。傾斜磁場コイル２は、ＭＲＩ装置１００の装置座標系を構成する座標軸であって、互いに直交するｘ軸、ｙ軸及びｚ軸それぞれに沿った傾斜磁場を発生させる３つのコイルを有する。例えば、ｘ軸の方向は、鉛直方向に設定され、ｙ軸の方向は、水平方向に設定される。また、ｚ軸の方向は、静磁場磁石１によって発生する静磁場の磁束の方向と同じに設定される。
【００１１】
傾斜磁場電源３は、傾斜磁場コイル２が有する３つのコイルそれぞれに個別に電流を供給することで、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸それぞれに沿った傾斜磁場を撮像空間に発生させる。ここで、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸それぞれに沿った傾斜磁場を適宜に発生させることで、互いに直交するリードアウト方向、位相エンコード方向、及びスライス方向それぞれに沿った傾斜磁場を発生させることができる。なお、以下では、リードアウト方向に沿った傾斜磁場をリードアウト傾斜磁場と呼び、位相エンコード方向に沿った傾斜磁場を位相エンコード傾斜磁場と呼び、スライス方向に沿った傾斜磁場をスライス傾斜磁場と呼ぶ。
【００１２】
各傾斜磁場は、静磁場磁石１によって発生する静磁場に重畳され、磁気共鳴信号（Magnetic  Resonance：ＭＲ）に空間的な位置情報を付与するために用いられる。具体的には、リードアウト傾斜磁場は、リードアウト方向の位置に応じてＭＲ信号の周波数を変化させることで、ＭＲ信号にリードアウト方向に沿った位置情報を付与する。また、位相エンコード用傾斜磁場は、位相エンコード方向に沿ってＭＲ信号の位相を変化させることで、ＭＲ信号に位相エンコード方向の位置情報を付与する。また、スライス傾斜磁場は、撮像領域がスライス領域の場合には、スライス領域の方向、厚さ、枚数を決めるために用いられ、撮像領域がボリューム領域である場合には、スライス方向の位置に応じてＭＲ信号の位相を変化させることで、ＭＲ信号にスライス方向に沿った位置情報を付与する。
【００１３】
送信コイル４は、中空の略円筒形状（円筒の中心軸に直交する断面が楕円状となるものを含む）に形成され、傾斜磁場コイル２の内側に配置される。送信コイル４は、送信回路５から供給されるＲＦ（Radio  Frequency）パルスを撮像空間に印加する。
【００１４】
送信回路５は、ラーモア周波数に対応するＲＦパルスを送信コイル４に供給する。
【００１５】
受信コイル６は、撮像空間に置かれた被検体Ｓに装着され、送信コイル４によって印加されるＲＦ磁場の影響で被検体Ｓから放射されるＭＲ信号（エコー信号等）を受信する。また、受信コイル６は、受信したＭＲ信号を受信回路７へ出力する。例えば、受信コイル６には、撮像対象の部位ごとに専用のコイルが用いられる。ここでいう専用のコイルは、例えば、頭部用の受信コイル、脊椎用の受信コイル、腹部用の受信コイル等である。
【００１６】
受信回路７は、受信コイル６によって受信されたＭＲ信号に基づいてＭＲ信号データを生成する。具体的には、受信回路７は、ＭＲ信号をデジタル変換することでＭＲ信号データを生成し、生成したＭＲ信号データを処理回路１３へ出力する。
【００１７】
なお、ここでは、送信コイル４がＲＦ磁場を印加し、受信コイル６がＭＲ信号を受信する場合の例を説明するが、実施形態はこれに限られない。例えば、送信コイル４が、ＭＲ信号を受信する受信機能をさらに有してもよいし、受信コイル６が、ＲＦ磁場を印加する送信機能をさらに有していてもよい。送信コイル４が受信機能を有している場合は、受信回路７は、送信コイル４によって受信されたＭＲ信号からもＭＲ信号データを生成する。また、受信コイル６が送信機能を有している場合は、送信回路５は、受信コイル６にもＲＦパルス電流を供給する。
【００１８】
寝台８は、被検体Ｓが載置される天板８ａを備え、静磁場磁石１及び傾斜磁場コイル２の内側に形成される撮像空間へ天板８ａを挿入する。例えば、寝台８は、長手方向が静磁場磁石１の中心軸と平行になるように設置される。
【００１９】
入力回路９は、操作者から各種指示及び各種情報の入力操作を受け付ける。例えば、入力回路９は、トラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、タッチパネル等によって実現される。入力回路９は、処理回路１５に接続されており、操作者から受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路１５へ出力する。
【００２０】
ディスプレイ１０は、各種情報及び各種画像を表示する。例えば、ディスプレイ１０は、液晶モニタやＣＲＴ（Cathode  Ray  Tube）モニタ、タッチパネル等によって実現される。ディスプレイ１０は、処理回路１５に接続されており、処理回路１５から送られる各種情報及び各種画像のデータを表示用の電気信号に変換して出力する。
【００２１】
記憶回路１１は、各種データを記憶する。例えば、記憶回路１１は、ＭＲ信号データやＭＲ画像のデータを被検体Ｓごとに記憶する。例えば、記憶回路１１は、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子やハードディスク、光ディスク等によって実現される。
【００２２】
処理回路１２は、寝台制御機能１２ａを有する。例えば、処理回路１２は、プロセッサによって実現される。寝台制御機能１２ａは、寝台８に接続されており、制御用の電気信号を寝台８へ出力することで、寝台８の動作を制御する。例えば、寝台制御機能１２ａは、入力回路９を介して、天板８ａを長手方向、上下方向又は左右方向へ移動させる指示を操作者から受け付け、受け付けた指示に従って天板８ａを移動するように、寝台８が有する天板８ａの駆動機構を動作させる。
【００２３】
処理回路１３は、シーケンス制御機能１３ａを有する。例えば、処理回路１３は、プロセッサによって実現される。シーケンス制御機能１３ａは、各種パルスシーケンスを実行する。具体的には、シーケンス制御機能１３ａは、処理回路１５から出力されるシーケンス実行データに基づいて傾斜磁場電源３、送信回路５及び受信回路７を駆動することで、各種パルスシーケンスを実行する。
【００２４】
ここで、シーケンス実行データは、ＭＲ信号データを収集するための手順を示すパルスシーケンスを定義した情報である。具体的には、シーケンス実行データは、傾斜磁場電源３が傾斜磁場コイル２に電流を供給するタイミング及び供給される電流の強さ、送信回路５が送信コイル４に供給するＲＦパルス電流の強さや供給タイミング、受信回路７がＭＲ信号を検出する検出タイミング等を定義した情報である。
【００２５】
また、シーケンス制御機能１３ａは、各種パルスシーケンスが実行された結果として、受信回路７からＭＲ信号データを受信し、受信したＭＲ信号データを記憶回路１１に格納する。なお、シーケンス制御機能１３ａによって受信されたＭＲ信号データの集合は、前述したリードアウト傾斜磁場、位相エンコード傾斜磁場、及びスライス傾斜磁場によって付与された位置情報に応じて各ＭＲデータが２次元又は３次元に配列されることで、ｋ空間を構成するデータとして、記憶回路１１に格納される。
【００２６】
処理回路１４は、画像生成機能１４ａを有する。例えば、処理回路１４は、プロセッサによって実現される。画像生成機能１４ａは、記憶回路１１に格納されたＭＲ信号データに基づいて、ＭＲ画像を生成する。具体的には、画像生成機能１４ａは、シーケンス制御機能１３ａによって記憶回路１１に格納されたＭＲ信号データを読み出し、読み出したＭＲ信号データに後処理すなわちフーリエ変換等の再構成処理を施すことでＭＲ画像を生成する。また、画像生成機能１４ａは、生成したＭＲ画像のデータを記憶回路１１に格納する。
【００２７】
処理回路１５は、ＭＲＩ装置１００が有する各構成要素を制御することで、ＭＲＩ装置１００の全体制御を行う。例えば、処理回路１５は、プロセッサによって実現される。例えば、処理回路１５は、入力回路９を介して操作者からパルスシーケンスに関する各種のパラメータの入力を受け付け、受け付けたパラメータに基づいてシーケンス実行データを生成する。そして、処理回路１５は、生成したシーケンス実行データを処理回路１３に送信することで、各種のパルスシーケンスを実行する。また、例えば、処理回路１５は、操作者から要求されたＭＲ画像を記憶回路１１から読み出し、読み出した画像をディスプレイ１０に出力する。
【００２８】
以上、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００の構成例について説明した。このような構成のもと、ＭＲＩ装置１００は、ＦＳＥ法により被検体を撮像する機能を有する。ＦＳＥ法は、被検体に対して励起パルスを印加した後に複数のリフォーカスパルスを順次印加することで、エコートレインと呼ばれる複数のエコー信号を収集する撮像法である。なお、ＦＳＥ法で用いられる励起パルスは、フリップパルスと呼ばれ、リフォーカスパルスは、フロップパルスと呼ばれる場合もある。
【００２９】
図２は、第１の実施形態に係るＦＳＥ法のパルスシーケンスの一例を示すシーケンスチャートである。図２において、「ＲＦ」は、ＲＦパルスが印加されるタイミングを示している。また、「Ｇｓ」は、横軸がスライス傾斜磁場の印加タイミング及び印加時間を示しており、縦軸がスライス傾斜磁場の強度を示している。また、「Ｇｒ」は、横軸がリードアウト傾斜磁場の印加タイミング及び印加時間を示しており、縦軸がリードアウト傾斜磁場の強度を示している。また、「Ｇｐ」は、横軸が位相エンコード傾斜磁場の印加タイミング及び印加時間を示しており、縦軸が位相エンコード傾斜磁場の強度を示している。
【００３０】
例えば、図２に示すように、本実施形態に係るＦＳＥ法のパルスシーケンスでは、励起パルス（図２に示すＦｌｉｐ）が印加された後に、複数のリフォーカスパルス（図２に示すＦｌｏｐ０、１、２・・・）が連続して印加される。ここで、例えば、励起パルスは９０°パルスであり、リフォーカスパルスは１８０°パルスである。このように連続してリフォーカスパルスを印加することにより、リフォーカスパルスが印加されるごとにエコー信号が発生する。
【００３１】
そして、励起パルス及び各リフォーカスパルスが印加されるタイミングで、スライス傾斜磁場が印加される。また、各リフォーカスパルスが印加された直後のタイミングで、リフォーカスパルスごとに段階的に強度を変えながら、位相エンコード傾斜磁場が印加される。また、各エコー信号が発生するタイミングで、リードアウト傾斜磁場が印加される。これにより、各リフォーカスパルスによって発生した複数のエコー信号が検出される。
【００３２】
ここで、リフォーカスパルスの印加によって発生するエコー信号には、スピンエコー成分と、スティミュレイテッドエコー成分とが含まれる。ここでいうスティミュレイテッドエコー成分とは、３つ以上のＲＦパルスによって発生するエコー成分である。
【００３３】
通常、リフォーカスパルスによって全ての磁化を反転することはできない。そのため、リフォーカスパルスを印加した際には、完全に反転された磁化と反転されなかった磁化とが存在することになる。反転された磁化は、その後、再収束した際にスピンエコー成分として発生する。一方、反転されなかった磁化は、次のリフォーカスパルスによって反転された後に、再収束した際に信号として発生することになる。この信号が、スティミュレイテッドエコー成分と呼ばれる。そして、このリフォーカスパルスによっても、反転された磁化と反転されなかった磁化とが生じるため、更に次のリフォーカスパルスによって、別のスティミュレイテッドエコー成分が発生することになる。このように、リフォーカスパルスによる磁化の反転の不完全性から、リフォーカスパルスが印加されるたびに、別の系列の磁化が発生する。そして、これら別の系列の磁化は、それぞれが別の系列のスティミュレイテッドエコー成分を発生させることになる。
【００３４】
なお、図２では、スピンエコー成分の系列（図２に示すＥｃｈｏ０、１、２・・・）と、最初に発生したスティミュレイテッドエコー成分の系列（ＳＴＥ１、２・・・）とを示しており、他のスティミュレイテッドエコーの系列については図示を省略している。
【００３５】
また、ＦＳＥ法によるデータ収集では、１回の励起パルスによって画像生成に必要な全てのエコー信号が収集される場合もあるが、一般的には、１回の励起パルスによるデータ収集を複数回繰り返すことで、画像生成に必要な全てのエコー信号が収集される。前者は、シングルショット収集と呼ばれ、後者は、マルチショット収集と呼ばれる。なお、ここでいうショットとは、１回の励起パルスによって行われるデータ収集を表す単位である。
【００３６】
図３及び４は、第１の実施形態に係るマルチショット収集の一例を示す図である。ここで、図３に示す「ＲＦ」は、ＲＦパルスが印加されるタイミングを示している。なお、図３に示す例では、便宜上、複数のショットで用いられるＲＦパルスを共通に示している。また、図３に示す「ショット１」は、１回目のショットで用いられる位相エンコード傾斜磁場、及び、当該ショットで収集されるエコー信号を示している。また、「ショット２」は、２回目のショットで用いられる位相エンコード傾斜磁場、及び、当該ショットで収集されるエコー信号を示している。また、「ショットｎ」は、ｎ回目のショットで用いられる位相エンコード傾斜磁場、及び、当該ショットで収集されるエコー信号を示している。なお、図３では、リードアウト傾斜磁場及びスライス傾斜磁場については図示を省略しているが、いずれもショット間で同じものが用いられる。また、図４は、図３に示す各ショットで収集されるエコー信号とｋ空間との対応を示している。
【００３７】
例えば、図３に示すように、マルチショット収集では、ショット１、２・・・ｎというように複数のショットが実行される。このとき、マルチショット収集におけるショット数は、１つのエコートレインに含まれるエコー信号の数をＥＴＬ（Echo  Train  Length）とすると、ｋ空間のライン数が２５６の場合には、２５６／ＥＴＬとなる。
【００３８】
ここで、各ショットにおいて印加される各位相エンコード傾斜磁場は、それぞれ異なる強度になるように設定される。この結果、例えば、図４に示すように、各ショットで収集される複数のエコー信号（Ｅｃｈｏ０、１、２・・・）は、それぞれ、ｋ空間上で、位相エンコード方向に対応するｋｙ軸に沿って異なる位置に配置されることになる。
【００３９】
なお、各ショットで収集されるエコー信号がｋ空間に配置される順序は、図４に示すものに限られない。例えば、図４に示すように、各ショットで収集されたエコー信号がｋｙ軸に沿って交互に並べて配置されるのではなく、同じショットで収集されるエコー信号がｋｙ軸に沿って連続して配置されるようにしてもよい。また、図４に示すように、各ショットにおいて先に収集されたエコー信号がｋ空間の外側に近い側に配置されるのではなく、先に収集されたエコー信号がｋ空間の中心に近い側に配置されるようにしてもよい。
【００４０】
かかるＦＳＥ法では、傾斜磁場が印加されることによって生じるマクスウェル（Ｍａｘｗｅｌｌ）項や０次渦電流成分によって、収集されるエコー信号に含まれるエコー成分の間に０次の位相ずれが生じる場合がある。このようなエコー成分の位相ずれは、生成されるＭＲ画像において、ＳＮＲの低下やゴースト、感度むら等の画質劣化を生じさせる原因となり得る。
【００４１】
ここで、マクスウェル項とは、傾斜磁場の印加によって生じる高次の傾斜磁場であり、電磁気学のマクスウェル方程式によって表される磁場である。このマクスウェル項には、イメージングに必要とされるｚ軸方向の１次成分以外にも、ｚ軸方向の高次成分や、ｘ軸方向及びｙ軸方向の不必要な磁場が含まれる。また、０次渦電流成分とは、傾斜磁場の印加によってＭＲＩ装置が有する導体内に発生する渦電流の０次成分である。これらマクスウェル項及び０次渦電流成分は、いずれもエコー信号に０次の位相ずれを発生させる原因となり得る。
【００４２】
このようなエコー信号の位相ずれによる画質劣化を防ぐため、例えば、位相補正用のプリスキャンを行ってエコー信号に生じる位相ずれ量を測定し、測定された位相ずれ量に基づいて、本スキャン用のパルスシーケンスを補正する方法がある。しかしながら、この方法では、プリスキャンを実行するため、被検体の撮像にかかる時間が長くなってしまう。
【００４３】
このようなことから、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、ＦＳＥ法によるデータ収集が行われる場合に、位相補正用のプリスキャンを実行することなく、エコー信号に生じる０次の位相ずれによる画質劣化を抑制することができるように構成されている。
【００４４】
以下では、図１に示したＭＲＩ装置１００の構成要素のうち、記憶回路１１及び処理回路１５の構成及び機能について、より詳細に説明する。
【００４５】
記憶回路１１は、傾斜磁場の印加によって生じる位相ずれについて、傾斜磁場の印加条件に関する所定単位当たりの０次の位相ずれ量を予め記憶する。なお、ここでいう傾斜磁場の印加条件とは、例えば、傾斜磁場の強度や印加時間等である。ここで、記憶回路１１によって記憶される位相ずれ量は、後述する処理回路１５の算出機能１５ｂによって参照され、エコー成分ごとに０次の位相ずれ量を算出するために用いられる。なお、記憶回路１１は、特許請求の範囲における記憶部の一例である。
【００４６】
前述したように、傾斜磁場の印加によって生じる０次の位相ずれには、例えば、マクスウェル項によるものと、０次渦電流成分によるものとがある。そこで、本実施形態では、記憶回路１１は、マクスウェル項によって生じる０次の位相ずれ量と、０次渦電流成分によって生じる０次の位相ずれ量とを記憶する。例えば、各位相ずれ量は、ルックアップテーブルの形式で記憶回路１１に記憶される。
【００４７】
図５及び６は、第１の実施形態に係る記憶回路１１によって記憶される位相ずれ量のルックアップテーブルの一例を示す図である。ここで、図５は、マクスウェル項による０次の位相ずれ量に関するルックアップテーブルの一例を示している。また、図６は、０次渦電流成分による０次の位相ずれ量に関するルックアップテーブルの一例を示している。
【００４８】
例えば、図５に示すように、記憶回路１１は、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の３つのチャンネル（図５に示すＣｈ）について、チャンネルごとに、各軸方向に沿って単位強度の傾斜磁場を単位時間だけ印加したときにマクスウェル項によって生じる０次の位相ずれ量（図５に示すＭｐ［°］）を記憶する。
【００４９】
また、例えば、図６に示すように、記憶回路１１は、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の３つのチャンネル（図６に示すＣｈ）について、チャンネルごとに、各軸方向に沿って単位強度の傾斜磁場を単位時間だけ印加したときに０次渦電流成分によって生じる０次の位相ずれ量（図６に示すＢ０ｐ［°］）を記憶する。
【００５０】
なお、傾斜磁場の印加によって生じる０次渦電流成分には、時定数が異なる複数の成分が含まれる場合がある。そこで、記憶回路１１は、チャンネル（図６に示すＣｈ）及び０次渦電流成分の時定数（図６に示すτ［ｍｓ］）ごとに、０次の位相ずれ量（図６に示すＢ０ｐ［°］）を記憶する。例えば、図６に示す例では、ｘ軸について、時定数が１００ｍｓの成分による位相ずれ量である３０°と、時定数が３０ｍｓの成分による位相ずれ量である１０°とが記憶されている。
【００５１】
ここで、上述した各位相ずれ量は、例えば、ＭＲＩ装置１００の据え付け時に測定されて、記憶回路１１に記憶される。このとき、各位相ずれ量は、公知の測定方法を用いて測定することができる。例えば、マクスウェル項によって生じる０次の位相ずれ量は、特許文献２に開示された測定方法を用いて測定される。また、例えば、０次渦電流成分によって生じる０次の位相ずれ量は、特許文献３に開示された測定方法を用いて測定される。
【００５２】
処理回路１５は、設定機能１５ａと、算出機能１５ｂと、補正機能１５ｃと、実行機能１５ｄとを有する。ここで、算出機能１５ｂは、特許請求の範囲における算出部の一例である。また、補正機能１５ｃは、特許請求の範囲における補正部の一例である。また、実行機能１５ｄは、特許請求の範囲における実行部の一例である。
【００５３】
設定機能１５ａは、データ収集で用いられるパルスシーケンスを設定する。本実施形態では、設定機能１５ａは、ＦＳＥ法によるデータ収集が行われる際に、本スキャン用のパルスシーケンスを設定する。
【００５４】
例えば、設定機能１５ａは、撮像に用いるパルスシーケンスを選択する操作や、選択されたパルスシーケンスに関する各種のパラメータを入力する操作を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical  User  Interface）をディスプレイ１０に表示する。そして、設定機能１５ａは、表示したＧＵＩを介して受け付けた操作に基づいて、データ収集で用いられるパルスシーケンスを設定する。このとき、設定機能１５ａは、受け付けたパラメータに基づいて、設定したパルスシーケンスを実行するためのシーケンス実行データを生成する。
【００５５】
算出機能１５ｂは、ＦＳＥ法によるデータ収集で用いられるパルスシーケンスに基づいて、当該パルスシーケンスによって収集される複数のエコー信号それぞれに含まれる少なくとも１つのエコー成分について０次の位相ずれ量を算出する。本実施形態では、算出機能１５ｂは、設定機能１５ａによって設定された本スキャン用のパルスシーケンスによって収集される複数のエコー信号それぞれに含まれるエコー成分ごとに０次の位相ずれ量を算出する。
【００５６】
具体的には、算出機能１５ｂは、エコー成分ごとに、複数のエコー信号それぞれが発生する時点の間における０次の位相ずれ量の関係を示す関係式を保持し、当該関係式に基づいて、エコー成分ごとに０次の位相ずれ量を算出する。
【００５７】
図７は、第１の実施形態に係る算出機能１５ｂによって行われる位相ずれ量の算出を説明するための図である。ここで、図７は、図２及び３に示した励起パルス（図７に示すＦｌｉｐ）及び複数のリフォーカスパルス（図７に示すＦｌｏｐ０、１、２・・・）を示している。なお、以下では、リフォーカスパルス及びエコー信号の順番を０、１、２・・・（スティミュレイテッドエコー成分の順番については１、２・・・）と計数する。
【００５８】
例えば、図７に示すように、励起パルスが印加されてから０番目のリフォーカスパルス（図７に示すＦｌｏｐ０）が印加されるまでの間に生じる０次の位相ずれ量をb0Flop［０］、０番目のリフォーカスパルスが印加されてから０番目のエコー信号（図７に示すＥｃｈｏ０）が発生するまでに生じる０次の位相ずれ量をb0Echo［０］、０番目のエコー信号が発生してから１番目のリフォーカスパルス（図７に示すＦｌｏｐ１）が印加されるまでの間に生じる０次の位相ずれ量をb0Flop［１］とする。
【００５９】
この場合に、例えば、０番目のリフォーカスパルスが印加される時点での０次の位相ずれ量をP0TotalFlop［０］、０番目のエコー信号が発生する時点でのスピンエコー成分の０次の位相ずれ量をP0TotalEcho［０］、１番目のリフォーカスパルスが印加される時点での０次の位相ずれ量をP0TotalFlop［１］、１番目のエコー信号が発生する時点でのスピンエコー成分の０次の位相ずれ量をP0TotalEcho［１］、１番目のエコー信号が発生する時点でのスティミュレイテッドエコー成分の０次の位相ずれ量をP0TotalSTE［１］とすると、各時点での０次の位相ずれ量は、以下の式で表される。
【００６０】
P0TotalFlop［０］＝b0Flop［０］
P0TotalEcho［０］＝−P0TotalFlop［０］＋b0Echo［０］
P0TotalFlop［１］＝P0TotalEcho［０］＋b0Flop［１］
P0TotalEcho［１］＝−P0TotalFlop［１］＋b0Echo［１］
P0TotalSTE［１］＝−P0TotalFlop［０］＋b0Echo［１］
【００６１】
このように、各時点での０次の位相ずれ量は、励起パルスが印加されてから各時点までに生じる０次の位相ずれ量の累積で表される。すなわち、ndx＝０、１、２・・・（スティミュレイテッドエコー成分については、ndx＞０）とし、ndx番目のリフォーカスパルスが印加される時点での０次の位相ずれ量をP0TotalFlop［ndx］、ndx番目のエコー信号が発生する時点でのスピンエコー成分の０次の位相ずれ量をP0TotalEcho［ndx］、ndx番目のエコー信号が発生する時点でのスティミュレイテッドエコー成分の０次の位相ずれ量をP0TotalSTE［ndx］とすると、各時点での０次の位相ずれ量は、以下に示す式（１）〜（３）で表される。
【００６２】
P0TotalFlop［ndx］＝P0TotalEcho［ndx-1］＋b0Flop［ndx］    ・・・（１）
P0TotalEcho［ndx］＝−P0TotalFlop［ndx］＋b0Echo［ndx］    ・・・（２）
P0TotalSTE［ndx］＝−P0TotalFlop［ndx−1］＋b0Echo［ndx］  ・・・（３）
【００６３】
例えば、算出機能１５ｂは、上記式（１）〜（３）を保持し、これらの関係式に基づいて、各エコー信号の時点での０次の位相ずれ量を算出する。具体的には、算出機能１５ｂは、上記式（１）〜（３）を用いて、ndx＝０、１、２・・・の順で、０次の位相ずれ量b0Flop［ndx］及びb0Echo［ndx］を順次算出することで、各時点での０次の位相ずれ量P0TotalFlop［ndx］、P0TotalEcho［ndx］、及びP0TotalSTE［ndx］を順次算出する。
【００６４】
このとき、算出機能１５ｂは、記憶回路１１によって記憶された位相ずれ量を参照し、データ収集で用いられるパルシーケンスで印加される傾斜磁場の印加条件に基づいて、エコー成分ごとに０次の位相ずれ量を算出する。
【００６５】
なお、算出機能１５ｂは、パルスシーケンスで印加される傾斜磁場によって生じるマクスウェル項及び０次渦電流成分の少なくとも一方により生じる位相ずれ量を算出することで、０次の位相ずれ量を算出する。本実施形態では、算出機能１５ｂは、マクスウェル項及び０次渦電流成分の両方により生じる位相ずれ量を算出し、算出した各位相ずれ量を加算することで、エコー成分ごとの０次の位相ずれ量を算出する。
【００６６】
具体的には、算出機能１５ｂは、記憶回路１１によって記憶された位相ずれ量を参照して、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の３つのチャンネルについて、チャンネルごとに、マクスウェル項及び０次渦電流成分によって生じる０次の位相ずれ量を算出する。そして、算出機能１５ｂは、チャンネルごとに算出した各位相ずれ量を加算することで、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸に沿った全ての傾斜磁場によって生じるマクスウェル項により生じる０次の位相ずれ量を算出する。
【００６７】
ここで、マクスウェル項によって生じる０次の位相ずれは、傾斜磁場の強度の２乗に比例することが知られている。例えば、ｘ軸方向の傾斜磁場の強度をＧｘ、印加時間をｔｘ、ｘ軸方向に沿って単位強度の傾斜磁場を単位時間だけ印加したときに生じる０次の位相ずれ量をＭｐｘとすると、ｘ軸方向の傾斜磁場によって生じるマクスウェル項により生じる０次の位相ずれ量ＰＳｍｘは、以下に示す式（４）で表される。
【００６８】
ＰＳｍｘ＝Ｍｐｘ×（Ｇｘ）2×ｔｘ    ・・・（４）
【００６９】
例えば、算出機能１５ｂは、パルスシーケンスで印加されるｘ軸方向の傾斜磁場の強度Ｇｘ及び印加時間ｔｘに基づいて、上記式（４）により、ｘ軸方向の傾斜磁場によって生じるマクスウェル項により生じる０次の位相ずれ量ＰＳｍｘを算出する。
【００７０】
このとき、例えば、算出機能１５ｂは、図５に示したマクスウェル項による０次の位相ずれ量に関するルックアップテーブルを参照し、ｘ軸方向に沿って単位強度の傾斜磁場を単位時間だけ印加したときにマクスウェル項によって生じる０次の位相ずれ量Ｍｐを取得して、Ｍｐｘとして用いる。
【００７１】
また、算出機能１５ｂは、ｙ軸方向の傾斜磁場によって生じるマクスウェル項により生じる０次の位相ずれ量ＰＳｍｙ、及び、ｚ軸方向の傾斜磁場によって生じるマクスウェル項により生じる０次の位相ずれ量ＰＳｍｚについても同様に算出する。
【００７２】
なお、上記式（４）は、傾斜磁場の波形が図２に示したように矩形状に表される場合の式であるが、一般的に、傾斜磁場は、磁場の立ち上がり時及び立ち下がり時では、磁場の強度が緩やかに変化する。これらの変化を考慮すると、傾斜磁場の波形は、台形に近い形状で表されることになる。このことから、例えば、算出機能１５ｂは、以下に示す式（５）により、位相ずれ量ＰＳｍｘを算出してもよい。
【００７３】
ＰＳｍｘ＝Ｍｐｘ×∫Ｇ（ｔ）2ｄｔｘ    ・・・（５）
【００７４】
上記式（５）を用いて位相ずれ量ＰＳｍｘを算出することで、マクスウェル項により生じる０次の位相ずれ量をより正確に算出することができる。
【００７５】
一方、０次渦電流成分によって生じる０次の位相ずれは、傾斜磁場の強度に比例することが知られている。例えば、ｘ軸方向の傾斜磁場の強度をＧｘ、傾斜磁場印加後の時間をｔｘ、ｘ軸方向に沿って単位強度の傾斜磁場を単位時間だけ印加したときに生じる０次渦電流成分の時定数をτｘ１、τｘ２・・・、各０次渦電流成分により生じる位相ずれ量をＢ０ｐｘ１、Ｂ０ｐｘ２・・・とすると、ｘ軸方向の傾斜磁場によって生じる０次渦電流成分により生じる０次の位相ずれ量ＰＳｂ０ｘは、以下に示す式（６）で表される。
【００７６】
ＰＳｂ０ｘ＝Ｂ０ｐｘ１×Ｇｘ×ｅｘｐ（−ｔｘ／τｘ１）
＋Ｂ０ｐｘ２×Ｇｘ×ｅｘｐ（−ｔｘ／τｘ２）＋・・・
・・・（６）
【００７７】
例えば、算出機能１５ｂは、パルスシーケンスで印加されるｘ軸方向の傾斜磁場の強度Ｇｘ及び印加時間ｔｘに基づいて、上記式（６）により、ｘ軸方向の傾斜磁場によって生じる０次渦電流成分により生じる０次の位相ずれ量ＰＳｂ０ｘを算出する。
【００７８】
このとき、例えば、算出機能１５ｂは、図６に示した０次渦電流成分による０次の位相ずれ量に関するルックアップテーブルを参照し、ｘ軸方向に沿って単位強度の傾斜磁場を単位時間だけ印加したときに０次渦電流成分によって生じる０次の位相ずれ量Ｂ０ｐを取得する。このとき、算出機能１５ｂは、ｘ軸について、異なる複数の時定数及び位相ずれ量が記憶されている場合には、当該複数の時定数及び位相ずれ量を取得して、τｘ１、τｘ２・・・、及び、Ｂ０ｐｘ１、Ｂ０ｐｘ２・・・として用いる。
【００７９】
また、算出機能１５ｂは、ｙ軸方向の傾斜磁場によって生じる０次渦電流成分により生じる０次の位相ずれ量ＰＳｂ０ｙ、及び、ｚ軸方向の傾斜磁場によって生じる０次渦電流成分により生じる０次の位相ずれ量ＰＳｂ０ｚについても同様に算出する。そして、算出機能１５ｂは、算出した３つの位相ずれ量ＰＳｂ０ｘ、ＰＳｂ０ｙ及びＰＳｂ０ｚを加算することによって、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸に沿った全ての傾斜磁場によって生じる０次渦電流成分により生じる０次の位相ずれ量を算出する。
【００８０】
なお、算出機能１５ｂは、上記式（１）〜（３）における０次の位相ずれ量b0Flop［ndx］及びb0Echo［ndx］を算出する際に、上述した方法で位相ずれ量を算出する。このとき、算出機能１５ｂは、マクスウェル項によって生じる０次の位相ずれ量については、ndx−１の時点とndxの時点との間の区間で印加される全ての傾斜磁場の強度及び印加時間に基づいて、上記式（４）により、各傾斜磁場によって生じる位相ずれ量を算出する。
【００８１】
一方、０次渦電流成分には、時定数が長い成分が含まれることもあるため、時間的にある程度遡った時点から位相ずれ量を算出して累積加算するのが望ましい。そのため、例えば、算出機能１５ｂは、０次渦電流成分によって生じる位相ずれ量については、傾斜磁場のチャンネルごとに、ndx−１の時点とndxの時点との間の区間だけでなく、時定数の５倍以上の時間を遡って位相ずれ量を算出して累積加算する。
【００８２】
ここで、位相ずれ量を算出する対象の範囲を時定数の５倍以上とした理由は、一般的に、時定数の５倍以上の時間を経過すれば、その時定数の０次渦電流成分が完全に消滅するからである。すなわち、時定数の５倍以上遡った時点から位相ずれ量を算出することによって、算出対象の時点で生じている全ての位相ずれ量を算出することができる。なお、同じチャンネルの傾斜磁場によって生じる０次渦電流成分に時定数が異なる複数の成分が含まれている場合は、各時定数について、時定数の５倍以上の時間を遡って位相ずれ量を算出する。
【００８３】
なお、上述した算出機能１５ｂによって用いられる各関係式は、例えば、算出機能１５ｂを実現するためのプログラムの一部として記憶回路１１に記憶される。または、各関係式は、算出機能１５ｂを実現するためのプログラムから呼び出されるモジュールとして記憶されてもよいし、算出機能１５ｂを実現するためのプログラムによって参照されるテーブルとして記憶されてもよい。
【００８４】
補正機能１５ｃは、算出機能１５ｂによって算出された位相ずれ量に基づいて、スピンエコー成分の間、スティミュレイテッドエコー成分の間、及び、スピンエコー成分とスティミュレイテッドエコー成分との間の少なくともいずれかで位相が一致するように、パルスシーケンスで印加されるリフォーカスパルスの位相を補正する。なお、ここでいう「スピンエコー成分の間」とは、「スピンエコー成分とスピンエコー成分との間」である。また、「スティミュレイテッドエコー成分の間」とは、「スティミュレイテッドエコー成分とスティミュレイテッドエコー成分との間」である。本実施形態では、補正機能１５ｃは、算出機能１５ｂによって算出された位相ずれ量に基づいて、本スキャン用のパルスシーケンスで印加されるリフォーカスパルスの位相を補正する。
【００８５】
まず、補正機能１５ｃは、算出機能１５ｂによって算出された位相ずれ量に基づいて、各リフォーカスパルスの位相に対する補正量を算出する。
【００８６】
例えば、図７に示した例において、０番目のリフォーカスパルスが印加される時点での補正後の０次の位相ずれ量をP0DiffTotalFlop［０］、０番目のエコー信号が発生する時点でのスピンエコー成分の補正後の０次の位相ずれ量をP0CorrTotalEcho［０］、１番目のリフォーカスパルスが印加される時点での補正後の０次の位相ずれ量をP0DiffTotalFlop［１］、１番目のエコー信号が発生する時点でのスピンエコー成分の補正後の０次の位相ずれ量をP0CorrTotalEcho［１］、１番目のエコー信号が発生する時点でのスティミュレイテッドエコー成分の補正後の０次の位相ずれ量をP0CorrTotalSTE［１］とすると、各時点での補正後の０次の位相ずれ量は、以下の式で表される。
【００８７】
P0DiffTotalFlop［０］＝b0Flop［０］−phCorr［０］
P0CorrTotalEcho［０］＝２×phCorr［０］＋P0TotalEcho［０］
P0DiffTotalFlop［１］＝２×phCorr［０］−phCorr［１］＋P0TotalFlop［１］
P0CorrTotalEcho［１］＝２×phCorr［１］−２×phCorr［０］＋P0TotalEcho［１］
P0CorrTotalSTE［１］＝２×phCorr［１］＋P0TotalSTE［１］
【００８８】
すなわち、ndx＝０、１、２・・・（スティミュレイテッドエコー成分については、ndx＞０）とし、ndx番目のリフォーカスパルスの位相に対する補正量をphCorr［ndx］、ndx番目のエコー信号が発生する時点でのスピンエコー成分の補正後の０次の位相ずれ量をP0CorrTotalEcho［ndx］、ndx番目のエコー信号が発生する時点でのスティミュレイテッドエコー成分の補正後の０次の位相ずれ量をP0CorrTotalSTE［ndx］とすると、各時点での補正後の０次の位相ずれ量は、以下に示す式（７）及び（８）で表される。
【００８９】
P0CorrTotalEcho［ndx］
＝P0TotalEcho［ndx］＋２×phCorr［ndx］
−２×phCorr［ndx−1］＋２×phCorr［ndx−2］−・・・
・・・（７）
P0CorrTotalSTE［ndx］
＝P0TotalSTE［ndx］＋２×phCorr［ndx］
−２×phCorr［ndx−1］−・・・
・・・（８）
【００９０】
例えば、補正機能１５ｃは、上記式（７）及び（８）を保持し、これらの関係式に基づいて、各リフォーカスパルスの位相に対する補正量を算出する。
【００９１】
ここで、本実施形態では、補正機能１５ｃは、スピンエコー成分の間で位相が一致するように、パルスシーケンスで印加される各リフォーカスパルスの位相を補正する場合の例を説明する。なお、スピンエコー成分の間で位相が一致するように位相補正を行う場合には、スティミュレイテッドエコー成分の位相ずれ量は必ずしも算出されなくてもよい。
【００９２】
具体的には、補正機能１５ｃは、複数のスピンエコー成分について、連続するスピンエコー成分の位相が一致するように、以下の式（９）により、ndx番目のリフォーカスパルスの位相に対する補正量phCorr［ndx］を算出する。
【００９３】
phCorr［ndx］＝Polarity×（P0TotalEcho［ndx］−P0TotalEcho［ndx＋1］）／２
・・・（９）
【００９４】
ここで、Polarityは、ndxが偶数の場合は１、ndxが奇数の場合は−１とする。
【００９５】
補正機能１５ｃは、このように補正量phCorr［ndx］を算出した後に、算出した補正量phCorr［ndx］を用いて、設定機能１５ａによって設定されたパルスシーケンスで用いられるndx番目のリフォーカスパルスの位相を補正する。このとき、補正機能１５ｃは、設定機能１５ａによって生成されたシーケンス実行データに含まれるndx番目のリフォーカスパルスに関する定義を補正量phCorr［ndx］に基づいて修正する。
【００９６】
実行機能１５ｄは、補正機能１５ｃによる補正後のパルスシーケンスを実行する。本実施形態では、実行機能１５ｄは、補正機能１５ｃによる補正後の本スキャン用のパルスシーケンスを実行する。具体的には、実行機能１５ｄは、補正機能１５ｃによって修正されたシーケンス実行データを処理回路１３に送信することで、補正後のパルスシーケンスを実行する。
【００９７】
なお、例えば、上述した処理回路１２〜１５が有する各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路１１に記憶される。処理回路１２〜１５は、各プログラムを記憶回路１１から読み出し、読み出した各プログラムを実行することで、各プログラムに対応する処理機能を実現する。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路１２〜１５は、図１に示した各処理機能を有することとなる。
【００９８】
なお、図１では、単一の処理回路１２によって、寝台制御機能１２ａの処理機能が実現され、単一の処理回路１３によって、シーケンス制御機能１３ａの処理機能が実現され、単一の処理回路１４によって、画像生成機能１４ａの処理機能が実現され、単一の処理回路１５によって、設定機能１５ａ、算出機能１５ｂ、補正機能１５ｃ、実行機能１５ｄの各処理機能が実現される場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、処理回路１２〜１５は、それぞれが複数の独立したプロセッサを組み合わせて構成され、各プロセッサが各プログラムを実行することにより各処理機能を実現するのもとしても構わない。また、処理回路１２〜１５が有する各処理機能は、単一又は複数の処理回路に適宜に分散又は統合されて実現されてもよい。
【００９９】
なお、上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central  Preprocess  Unit）、ＧＰＵ(Graphics  Processing  Unit)、或いは、特定用途向け集積回路（Application  Specific  Integrated  Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple  Programmable  Logic  Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex  Programmable  Logic  Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field  Programmable  Gate  Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。ここで、記憶回路１１にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むように構成しても構わない。この場合には、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。また、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成され、その機能を実現するようにしてもよい。
【０１００】
図８は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００による位相補正方法の処理手順を示すフローチャートである。例えば、図８に示すように、本実施形態では、設定機能１５ａが、ＦＳＥ法によるデータ収集が行われる際に、本スキャン用のパルスシーケンスを設定する（ステップＳ１１）。なお、ステップＳ１１は、処理回路１５が設定機能１５ａに対応する所定のプログラムを記憶回路１１から呼び出して実行することにより実現されるステップである。
【０１０１】
続いて、算出機能１５ｂが、設定機能１５ａによって設定された本スキャン用のパルスシーケンスによって収集される複数のエコー信号それぞれに含まれるエコー成分ごとに０次の位相ずれ量を算出する（ステップＳ１２）。なお、ステップＳ１２は、処理回路１５が算出機能１５ｂに対応する所定のプログラムを記憶回路１１から呼び出して実行することにより実現されるステップである。
【０１０２】
続いて、補正機能１５ｃが、算出機能１５ｂによって算出された位相ずれ量に基づいて、本スキャン用のパルスシーケンスで印加されるリフォーカスパルスの位相を補正する（ステップＳ１３）。なお、ステップＳ１３は、処理回路１５が補正機能１５ｃに対応する所定のプログラムを記憶回路１１から呼び出して実行することにより実現されるステップである。
【０１０３】
続いて、実行機能１５ｄが、補正機能１５ｃによる補正後の本スキャン用のパルスシーケンスを実行する（ステップＳ１４）。なお、ステップＳ１４は、処理回路１５が実行機能１５ｄに対応する所定のプログラムを記憶回路１１から呼び出して実行することにより実現されるステップである。
【０１０４】
上述したように、第１の実施形態では、ＦＳＥ法によるデータ収集が行われる際に、本スキャン用のパルスシーケンスに基づいて、複数のエコー信号それぞれに含まれるエコー成分ごとに０次の位相ずれ量が算出され、算出された位相ずれ量に基づいて、本スキャン用のパルスシーケンスで印加されるリフォーカスパルスの位相が補正される。したがって、第１の実施形態によれば、ＦＳＥ法によるデータ収集が行われる場合に、エコー信号に生じる０次の位相ずれによる画質劣化を抑制することができる。
【０１０５】
また、第１の実施形態によれば、ＦＳＥ法によるデータ収集が行われる場合に、位相補正用のプリスキャンを実行することなく、エコー信号に生じる０次の位相ずれによる画質劣化を抑制することができる。これにより、位相補正用のプリスキャンを実行する場合と比べて、被検体の撮像にかかる時間を短くすることが可能である。
【０１０６】
また、例えば、ＦＳＥ法によるマルチショット収集を行う場合に、プリスキャンを行って位相補正を行う方法では、一般的に、プリスキャンは、本スキャンで実行される複数のショットのうちの代表的なショット、又は、位相エンコード方向のデータ収集を間引いたパルスシーケンスを用いて実行されるのが一般的である。これに対し、第１の実施形態によれば、プリスキャンを実行することなく位相補正を行うことができるので、位相エンコード方向のデータ収集が異なるショットごとに位相補正を行うことができ、プリスキャンを用いる場合と比べて精度よく位相補正を行うことが可能である。
【０１０７】
（第１の実施形態の変形例１）
なお、上述した第１の実施形態では、補正機能１５ｃが、スピンエコー成分の間で位相が一致するように、各リフォーカスパルスの位相を補正する場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。
【０１０８】
例えば、補正機能１５ｃは、スピンエコー成分とスティミュレイテッドエコー成分との間で位相が一致するように、各リフォーカスパルスの位相を補正してもよい。
【０１０９】
この場合には、補正機能１５ｃは、同じ時点におけるスピンエコー成分とスティミュレイテッドエコー成分との間で位相が一致するように、以下の式（１０）により、ndx番目のリフォーカスパルスの位相に対する補正量phCorr［ndx］を算出する。
【０１１０】
phCorr［ndx］＝Polarity×（P0TotalEcho［ndx］−P0TotalSTE［ndx］）／２
・・・（１０）
【０１１１】
ここで、Polarityは、ndxが偶数の場合は１、ndxが奇数の場合は−１とする。
【０１１２】
（第１の実施形態の変形例２）
また、例えば、補正機能１５ｃは、スティミュレイテッドエコー成分の間で位相が一致するように、各リフォーカスパルスの位相を補正してもよい。
【０１１３】
この場合には、補正機能１５ｃは、各スティミュレイテッドエコー成分の位相が一致するように、以下の式（１１）により、ndx番目のリフォーカスパルスの位相に対する補正量phCorr［ndx］を算出する。なお、スティミュレイテッドエコー成分の間で位相が一致するように位相補正を行う場合には、スピンエコー成分の位相ずれ量は必ずしも算出されなくてもよい。
【０１１４】
phCorr［ndx］＝Polarity×（P0TotalSTE［ndx］−P0TotalSTE［ndx＋1］）／２
・・・（１１）
【０１１５】
ここで、Polarityは、ndxが偶数の場合は１、ndxが奇数の場合は−１とする。
【０１１６】
（第１の実施形態の変形例３）
また、上述した第１の実施形態では、補正機能１５ｃが、リフォーカスパルスの位相を補正する場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、補正機能１５ｃは、リフォーカスパルスの位相を補正するとともに、エコー信号がサンプリングされる際の受信位相をさらに補正してもよい。
【０１１７】
例えば、補正機能１５ｃは、スティミュレイテッドエコー成分の間で位相を一致させる場合に、リフォーカスパルスの位相を補正した後のスピンエコー成分の位相を受信位相に設定することで、設定機能１５ａによって設定されたパルスシーケンスに対応する受信位相を補正する。
【０１１８】
例えば、補正機能１５ｃは、各エコー信号の受信位相をrxCorrPh［ndx］とした場合に、rxCorrPh［ndx］＝P0CorrTotalEcho［ndx］と設定する。
【０１１９】
このように、リフォーカスパルスの位相補正に加えて、受信位相をさらに補正することによって、リフォーカスパルスの位相補正だけでは全てのスピンエコー成分の位相を完全に揃えることができない場合でも、より精度よく位相を揃えることができる。
【０１２０】
また、例えば、補正機能１５ｃは、スティミュレイテッドエコー成分の間で位相を一致させる場合に、リフォーカスパルスの位相を補正した後のスティミュレイテッドエコー成分の位相を受信位相に設定してもよい。その場合は、例えば、補正機能１５ｃは、rxCorrPh［ndx］＝P0CorrTotalSTE［ndx］と設定する。これにより、リフォーカスパルスの位相補正だけでは全てのスティミュレイテッドエコー成分の位相を完全に揃えることができない場合でも、より精度よく位相を揃えることができる。
【０１２１】
また、例えば、補正機能１５ｃは、スピンエコー成分とスティミュレイテッドエコー成分との間で位相を一致させる場合に、リフォーカスパルスの位相を補正した後のスピンエコー成分又はスティミュレイテッドエコー成分の位相を受信位相に設定してもよい。これにより、全てのスピンエコー成分の位相、又は、全てのスティミュレイテッドエコー成分の位相を揃えることができる。
【０１２２】
（第１の実施形態の変形例４）
また、上述した第１の実施形態では、補正機能１５ｃが、複数のスピンエコー成分について、連続するスピンエコー成分の位相が一致するように、リフォーカスパルスの位相に対する補正量を算出する場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、補正機能１５ｃが、算出機能１５ｂによって算出された位相ずれ量のうち、ｋ空間の中心近傍に配置されるスピンエコー成分における位相ずれ量に基づいて、当該スピンエコーの直前に印加されるリフォーカスパルスの位相に対する補正量を算出し、算出した補正量を共通に用いて、パルスシーケンスで印加される複数のリフォーカスパルスそれぞれの位相を補正してもよい。
【０１２３】
この場合には、例えば、算出機能１５ｂは、ｋ空間の中心近傍に対応するＴＥ（実効ＴＥとも呼ばれる）をＥＳＰ（Echo  Space）で割った値をTEechoとした場合に、以下に示す式（１２）又は（１３）により、ndx番目のリフォーカスパルスの位相に対する補正量phCorr［ndx］を算出する。
【０１２４】
なお、式（１２）は、スピンエコー成分の間で位相を一致させる場合に用いられる。また、式（１３）は、スピンエコー成分とスティミュレイテッドエコー成分との間で位相を一致させる場合に用いられる。また、式（１４）は、スティミュレイテッドエコー成分の間で位相を一致させる場合に用いられる。
【０１２５】
phCorr［ndx］
＝Polarity×（P0TotalEcho［TEecho−1］−P0TotalEcho［TEecho］）／２
・・・（１２）
phCorr［ndx］
＝Polarity×（P0TotalEcho［TEecho］−P0TotalSTE［TEecho］）／２
・・・（１３）
phCorr［ndx］
＝Polarity×（P0TotalSTE［TEecho−1］−P0TotalSTE［TEecho］）／２
・・・（１４）
【０１２６】
（第２の実施形態）
また、上述した第１の実施形態では、位相補正用のプリスキャンを実行せずに、本スキャン用のパルスシーケンスで印加されるリフォーカスパルスの位相を補正する場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、位相補正用のプリスキャンに対して、第１の実施形態で説明した位相補正が適用されてもよい。
【０１２７】
なお、第２の実施形態に係るＭＲＩ装置の構成は、基本的には、図１に示したＭＲＩ装置１００と同じであるが、処理回路１５が有する設定機能１５ａ、算出機能１５ｂ、補正機能１５ｃ、及び実行機能１５ｄの一部が異なる。以下では、これらの機能について、第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【０１２８】
例えば、本実施形態では、算出機能１５ｂは、本スキャンの前に実行される位相補正用のプリスキャンで用いられるパルスシーケンスに基づいて、当該パルスシーケンスによって収集される複数のエコー信号それぞれに含まれるエコー成分ごとに０次の位相ずれ量を算出する。なお、算出機能１５ｂが位相ずれ量を算出する方法は、第１の実施形態で説明したものと同じである。
【０１２９】
また、本実施形態では、補正機能１５ｃは、算出機能１５ｂによって算出された位相ずれ量に基づいて、プリスキャンで用いられるパルスシーケンスで印加されるリフォーカスパルスの位相を補正する。なお、補正機能１５ｃがリフォーカスパルスの位相を補正する方法は、第１の実施形態で説明したものと同じである。
【０１３０】
また、本実施形態では、実行機能１５ｄは、補正機能１５ｃによる補正後のパルスシーケンスを用いてプリスキャンを実行した後に、当該プリスキャンによって収集されたデータに基づいて位相補正が行われた後のパルスシーケンスを用いて本スキャンを実行する。なお、実行機能１５ｄが補正後のパルスシーケンスを用いて本スキャンを実行する方法は、第１の実施形態で説明したものと同じである。
【０１３１】
なお、本実施形態において、プリスキャン用のパルスシーケンスを設定する方法、及び、プリスキャンで収集されたデータに基づいて本スキャン用のパルスシーケンスの位相補正を行う方法については、プリスキャンを用いた公知の各種の位相補正方法を用いることができる。ただし、本実施形態に係る位相補正方法は、プリスキャン用のパルスシーケンスを実行する前に、当該パルスシーケンスに基づいてエコー成分ごとの位相ずれ量を算出し、その結果に基づいてプリスキャン用のパルスシーケンスを補正する点が、公知の位相補正方法と異なる。
【０１３２】
図９は、第２の実施形態に係るＭＲＩ装置１００による位相補正方法の処理手順を示すフローチャートである。例えば、図９に示すように、本実施形態では、設定機能１５ａが、ＦＳＥ法によるデータ収集が行われる際に、本スキャン用のパルスシーケンス及びプリスキャン用のパルスシーケンスを設定する（ステップＳ２１）。なお、ステップＳ２１は、処理回路１５が設定機能１５ａに対応する所定のプログラムを記憶回路１１から呼び出して実行することにより実現されるステップである。
【０１３３】
続いて、算出機能１５ｂが、設定機能１５ａによって設定されたプリスキャン用のパルスシーケンスによって収集される複数のエコー信号それぞれに含まれるエコー成分ごとに０次の位相ずれ量を算出する（ステップＳ２２）。なお、ステップＳ２２は、処理回路１５が算出機能１５ｂに対応する所定のプログラムを記憶回路１１から呼び出して実行することにより実現されるステップである。
【０１３４】
続いて、補正機能１５ｃが、算出機能１５ｂによって算出された位相ずれ量に基づいて、プリスキャン用のパルスシーケンスで印加されるリフォーカスパルスの位相を補正する（ステップＳ２３）。なお、ステップＳ２３は、処理回路１５が補正機能１５ｃに対応する所定のプログラムを記憶回路１１から呼び出して実行することにより実現されるステップである。
【０１３５】
続いて、実行機能１５ｄが、補正機能１５ｃによる補正後のプリスキャン用のパルスシーケンスを実行する（ステップＳ２４）。なお、ステップＳ２４は、処理回路１５が補正機能１５ｃに対応する所定のプログラムを記憶回路１１から呼び出して実行することにより実現されるステップである。
【０１３６】
続いて、補正機能１５ｃが、プリスキャンで収集されたデータに基づいて、本スキャン用のパルスシーケンスを補正する（ステップＳ２５）。なお、ステップＳ２５は、処理回路１５が補正機能１５ｃに対応する所定のプログラムを記憶回路１１から呼び出して実行することにより実現されるステップである。
【０１３７】
続いて、実行機能１５ｄが、補正機能１５ｃによる補正後の本スキャン用のパルスシーケンスを実行する（ステップＳ２６）。なお、ステップＳ２６は、処理回路１５が補正機能１５ｃに対応する所定のプログラムを記憶回路１１から呼び出して実行することにより実現されるステップである。
【０１３８】
上述したように、第２の実施形態では、ＦＳＥ法によるデータ収集が行われる際に、位相補正用のプリスキャンで用いられるパルスシーケンスに基づいて、複数のエコー信号それぞれに含まれるエコー成分ごとに０次の位相ずれ量が算出される。また、算出された位相ずれ量に基づいて、プリスキャン用のパルスシーケンスで印加されるリフォーカスパルスの位相が補正される。そして、プリスキャンで収集されたデータに基づいて、本スキャン用のパルスシーケンスが補正される。したがって、第２の実施形態によれば、ＦＳＥ法によるデータ収集が行われる場合に、エコー信号に生じる０次の位相ずれによる画質劣化を抑制することができる。
【０１３９】
また、例えば、第１の実施形態で説明したように、ＭＲＩ装置１００の据え付け時に測定した位相ずれ量に基づいて位相ずれ量を算出する場合に、測定された位相ずれ量が経時的な要因等で変化してしまう場合もあり得る。このような場合でも、第２の実施形態によれば、位相補正後のパルスシーケンスを用いたプリスキャンによって収集されたデータに基づいて、本スキャンのパルスシーケンスがさらに補正されるので、より精度よく位相補正を行うことが可能である。
【０１４０】
以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、ＦＳＥ法によるデータ収集が行われる場合に、エコー信号に生じる０次の位相ずれによる画質劣化を抑制することができる。
【０１４１】
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同様に、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】
【０１４２】
１００  磁気共鳴イメージング（Magnetic  Resonance  Imaging；ＭＲＩ）装置
１５  処理回路
１５ｂ  算出機能
１５ｃ  補正機能
１５ｄ  実行機能
【図１】
0006591208.tif 000002
【図２】
0006591208.tif 000003
【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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