(57)【要約】  脂肪の定量評価ができる画像を取得することのできる磁気共鳴イメージング装置及び水脂肪分離画像作成方を提供するために、同じエコー時間にて正極の周波数エンコード傾斜磁場印加中にエコー信号と、負極における周波数エンコード傾斜磁場印加中にエコー信号を取得し、これらの一対の補正用エコー信号から受信周波数特性の影響を補正するための補正量を求め、この補正量を用いて、周波数エンコード傾斜磁場の極性を反転して取得した正極及び負極の画像の受信周波数特性の影響を取り除く。
2015190508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静磁場磁石と、高周波磁場パルスを発生する高周波発生部と、核磁気共鳴により発生するエコー信号を受信する高周波コイルを備えた受信部と、傾斜磁場コイルと、所定のパルスシーケンスに従い前記高周波発生部、前記傾斜磁場コイル及び前記受信部を制御する制御部と、前記エコー信号を処理する信号処理部と、を備えた磁気共鳴イメージング装置であって、
前記パルスシーケンスは、前記高周波磁場パルスによる励起後に、複数のエコー時間で異なる極性の周波数エンコード傾斜磁場の印加中にエコー信号を取得するマルチエコーシーケンスであり、
前記信号処理部は、同じエコー時間で正極及び負極の周波数エンコード傾斜磁場の印加中に取得した一対の補正用エコー信号を用いて補正データを作成し、前記異なる極性の周波数エンコード傾斜磁場の印加中に取得したエコー信号を補正する補正部を備え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に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記補正部は、前記マルチエコーシーケンスとは別に実行される補正データ計測シーケンスで取得したエコー信号を用いて前記補正データを作成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に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記補正データ計測シーケンスは、位相エンコード傾斜磁場の印加条件以外は、前記マルチエコーシーケンスと同種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４】
請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記一対の補正用エコー信号は、前記マルチエコーシーケンスの実行において取得したエコー信号及び前記マルチエコーシーケンスとは別に実行される補正データ計測シーケンスで取得したエコー信号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５】
請求項4に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記一対の補正用エコー信号は、低域の位相エンコード傾斜磁場を印加して取得した信号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６】
請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記高周波コイルは、複数の小型コイルからなり、
前記補正部は前記小型コイル毎に補正データを作成し、前記小型コイルでそれぞれ受信したエコー信号に対し前記補正データを用いた補正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７】
請求項6に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記補正部は、前記小型コイル毎に、前記一対の補正用エコー信号を2次元フーリエ変換して得たデータの比から前記補正データを求めることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項８】
請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記マルチエコーシーケンスは、前記異なる極性の周波数エンコード傾斜磁場において、水からのエコー信号と脂肪からのエコー信号とが同位相になる第一エコー時間と、前記水からのエコー信号と前記脂肪からのエコー信号とが逆位相になる第二エコー時間で、エコー信号を取得する水脂肪分離シーケンス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９】
請求項8に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記補正データを作成するためのエコー信号は、前記第一エコー時間又は前記第二エコー時間と同じエコー時間に取得されたエコー信号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１０】
請求項8に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記水脂肪分離シーケンスは、前記第一エコー時間が前記第二エコー時間より長い時間に設定され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１１】
核磁気共鳴により発生するエコー信号を用いて複数種の画像を作成する水脂肪分離画像作成方法であって、
前記エコー信号は、高周波磁場パルスによる励起後に、複数のエコー時間で異なる極性の周波数エンコード傾斜磁場の印加中に取得され、
前記異なる極性の周波数エンコード傾斜磁場の印加中に取得したエコー信号を、同じエコー時間で正極及び負極の周波数エンコード傾斜磁場の印加中に取得した一対の補正用エコー信号を用いて補正することを特徴とする水脂肪分離画像作成方法。
【請求項１２】
請求項11に記載の水脂肪分離画像作成方法であって、
前記一対の補正用エコー信号は、低域の位相エンコード傾斜磁場を印加して取得した信号であることを特徴とする水脂肪分離画像作成方法。
【請求項１３】
請求項11に記載の水脂肪分離画像作成方法であって、
前記エコー信号は、水からのエコー信号と脂肪からのエコー信号とが同位相になる第一エコー時間と、前記水からのエコー信号と前記脂肪からのエコー信号とが逆位相になる第二エコー時間とで収集され、
前記第一エコー時間で取得された第一エコー信号と前記第二エコー時間で取得された第二エコー信号とを用いて、複数種の画像を作成することを特徴とする水脂肪分離画像作成方法。
【請求項１４】
請求項13に記載の水脂肪分離画像作成方法であって、
前記一対の補正用エコー信号は、前記第一エコー時間又は前記第二エコー時間と同じエコー時間で、低域の位相エンコード傾斜磁場を印加して取得した信号であることを特徴とする水脂肪分離画像作成方法。
【請求項１５】
請求項11に記載の水脂肪分離画像作成方法であって、
前記複数種の画像を用いて、脂肪分布率を算出することを特徴とする水脂肪分離画像作成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体に含まれる水素原子核(以下、「プロトン」という)の核磁気共鳴(以下、「NMR」という)信号を測定し、プロトンの密度分布や緩和時間分布等を映像化する磁気共鳴イメージング(以下、「MRI」という)装置に関し、特に脂肪の定量評価をするための画像を取得する際の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
MRI装置は、被検体、特に人体の組織を構成する原子核スピンが外部磁場の変化により発生するNMR信号を計測し、その頭部、腹部、四肢等の形態等を2次元的に或いは3次元的に画像化する装置である。撮像においては、NMR信号は、傾斜磁場によって異なる位相エンコードが付与されるとともに周波数エンコードされて、時系列データとして計測される。計測されたNMR信号は、2次元又は3次元フーリエ変換されることにより画像に再構成される。【０００３】
MRI装置で画像を得る場合、エコー時間(以下、「TE」という)や繰り返し時間(以下、「TR」という)等のパラメータを変化させたり、画像演算を行ったりすることによって、様々な組織コントラストを持つ画像を得ることができる。臨床においては、脂肪組織からの信号を抑制した画像が求められることが多々ある。脂肪組織からの信号を抑制した画像を得る方法の一例として、TEの異なる画像を複数枚取得し、演算により水と脂肪を分離した画像を得る方法があげられる。その代表的な方法として、非特許文献1に述べられている方法がある(以下、「DIXON法」という)。【０００４】
MRI装置では、磁石構造に起因する静磁場自身の空間的不均一と、静磁場空間に配置された被検体の部位ごとに磁気感受性が異なることに起因する静磁場の空間的不均一と(以下、まとめて「静磁場不均一」という)、が生じる。非特許文献2は、DIXON法に静磁場不均一の影響を補正する機能を加えた、静磁場補正付き2点DIXON法を開示している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】W. Thomas Dixon “Simple Proton Spectroscopic Imaging” RADIOLOGY， Vol.153， p.189-194， (1984)
【非特許文献２】Bernard D. Coombs “Two-Point Dixon Technique for Water-Fat Signal Decomposition with B0Inhomogeneity Correction” Magnetic Resonance in Medicine， vol.38， p.884-889， (1997)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
脂肪を定量するために、例えば、肝臓領域を撮像する際、呼吸停止下で高速に撮像する必要がある。この時、最初のTEの信号を受信した後、続けて周波数エンコードの傾斜磁場の極性を反転して次のTEの信号を受信する必要がある。【０００７】
最初のTEと次のTEの信号から得られた画像は、受信周波数特性の影響が正極及び負極において逆に発生する場合がある。【０００８】
受信周波数特性とは、受信する周波数によって感度(利得)が異なるという受信器の特性であり、発生するエコー信号が同じ信号強度でも、受信する周波数によってエコー信号の大きさが変化する。この受信周波数特性は、接続した受信コイルや撮像する対象によって異なる。【０００９】
受信周波数特性の影響が正極及び負極において逆に発生する場合、画像の周波数エンコード方向には受信周波数特性の影響が混入する。非特許文献2は、受信周波数特性の影響を補正する機能を開示していない。従って、非特許文献2のDIXON法では、2つのTEの信号から得られた画像から脂肪の定量的な評価ができるレベルまで水脂肪分離画像を作成することは困難である。【００１０】
一方、受信周波数特性の影響を回避するために最初のTEの信号と次のTEの信号を同じ極性の周波数エンコード傾斜磁場で計測した場合には、撮像時間の延長や撮像スライス数を少なくしなければならないなどの制約を受けてしまう。【００１１】
本発明の目的は、周波数エンコード傾斜磁場を反転して取得した画像の受信周波数特性の影響を取り除くことにより、脂肪の定量評価ができる画像を取得することのできる磁気共鳴イメージング装置及び水脂肪分離画像作成方を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明では、同じTEにて、正極の周波数エンコード傾斜磁場印加中にエコー信号を取得し、負極の周波数エンコード傾斜磁場印加中にエコー信号を取得する。これらの信号から受信周波数特性の影響を補正するための補正量を求め、この補正量を用いて、周波数エンコード傾斜磁場の極性を反転して取得したTE信号由来の画像の信号強度を補正する。【００１３】
具体的には、本発明のMRI装置は、以下に示すような特徴を有する。【００１４】
静磁場磁石と、高周波磁場パルスを発生する高周波発生部と、核磁気共鳴により発生するエコー信号を受信する高周波コイルを備えた受信部と、傾斜磁場コイルと、所定のパルスシーケンスに従い前記高周波発生部、前記傾斜磁場コイル及び前記受信部を制御する制御部と、前記エコー信号を処理する信号処理部とを備え、前記パルスシーケンスは、前記高周波磁場パルスによる励起後に、複数のエコー時間で異なる極性の周波数エンコード傾斜磁場の印加中にエコー信号を取得するマルチエコーシーケンスであり、前記信号処理部は、同じエコー時間で正極及び負極の周波数エンコード傾斜磁場の印加中に取得した一対の補正用エコー信号を用いて補正データを作成し、前記異なる極性の周波数エンコード傾斜磁場の印加中に取得したエコー信号を補正する補正部を備えることを特徴とする。【００１５】
前記補正部は、前記マルチエコーシーケンスとは別に実行される補正データ計測シーケンスで取得したエコー信号を用いて前記補正データを作成することを特徴とする。【００１６】
前記補正データ計測シーケンスは、位相エンコード傾斜磁場の印加条件以外は、前記マルチエコーシーケンスと同種であることを特徴とする。【００１７】
前記一対の補正用エコー信号は、前記マルチエコーシーケンスの実行において取得したエコー信号及び前記マルチエコーシーケンスとは別に実行される補正データ計測シーケンスで取得したエコー信号であることを特徴とする。【００１８】
前記一対の補正用エコー信号は、低域の位相エンコード傾斜磁場を印加して取得した信号であることを特徴とする。【００１９】
前記高周波コイルは、複数の小型コイルからなり、前記補正部は前記小型コイル毎に補正データを作成し、前記小型コイルでそれぞれ受信したエコー信号に対し前記補正データを用いた補正を行うことを特徴とする。【００２０】
前記補正部は、前記小型コイル毎に、前記一対の補正用エコー信号を2次元フーリエ変換して得たデータの比から前記補正データを求めることを特徴とする。【００２１】
前記マルチエコーシーケンスは、前記異なる極性の周波数エンコード傾斜磁場において、水からのエコー信号と脂肪からのエコー信号とが同位相になる第一エコー時間と、前記水からのエコー信号と前記脂肪からのエコー信号とが逆位相になる第二エコー時間で、エコー信号を取得する水脂肪分離シーケンスであることを特徴とする。【００２２】
前記補正データを作成するためのエコー信号は、前記第一エコー時間又は前記第二エコー時間と同じエコー時間に取得されたエコー信号であることを特徴とする。【００２３】
前記水脂肪分離シーケンスは、前記第一エコー時間が前記第二エコー時間より長い時間に設定されていることを特徴とする。【００２４】
また、本発明の水脂肪分離画像作成方法は、以下に示すような特徴を有する。【００２５】
核磁気共鳴により発生するエコー信号を用いて複数種の画像を作成する水脂肪分離画像作成方法であって、前記エコー信号は、高周波磁場パルスによる励起後に、複数のエコー時間で異なる極性の周波数エンコード傾斜磁場の印加中に取得され、前記異なる極性の周波数エンコード傾斜磁場の印加中に取得したエコー信号を、同じエコー時間で正極及び負極の周波数エンコード傾斜磁場の印加中に取得した一対の補正用エコー信号を用いて補正することを特徴とする。【００２６】
前記一対の補正用エコー信号は、低域の位相エンコード傾斜磁場を印加して取得した信号であることを特徴とする。【００２７】
前記エコー信号は、水からのエコー信号と脂肪からのエコー信号とが同位相になる第一エコー時間と、前記水からのエコー信号と前記脂肪からのエコー信号とが逆位相になる第二エコー時間とで収集され、前記第一エコー時間で取得された第一エコー信号と前記第二エコー時間で取得された第二エコー信号とを用いて、複数種の画像を作成することを特徴とする。【００２８】
前記一対の補正用エコー信号は、前記第一エコー時間又は前記第二エコー時間と同じエコー時間で、低域の位相エンコード傾斜磁場を印加して取得した信号であることを特徴とする。【００２９】
前記複数種の画像を用いて、脂肪分布率を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明により、周波数エンコード傾斜磁場を反転して、正極の周波数エンコード傾斜磁場印加中に取得したエコー信号(以下、「正極のエコー信号」という)から取得された画像(以下、「正極の画像」という)と、負極の周波数エンコード傾斜磁場印加中に取得したエコー信号(以下、「負極のエコー信号」という)から取得された画像(以下、「負極の画像」という)の受信周波数特性の影響を取り除くことができる。受信周波数特性の影響を除去することにより、例えば、肝臓等の領域を呼吸停止下で高速撮像して取得した画像を用いた場合にも、脂肪の定量評価の精度を向上できる。また、脂肪の定量評価の画像を取得するための撮像において、撮像時間の短縮もしくは撮像スライス数を増加することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明が適用されるMRI装置の全体構成を示すブロック図
【図２】本発明が適用されるMRI装置の信号処理部の構成を示すブロック図
【図３】第一実施形態及び第二実施形態で用いられるグラジエントエコー(GrE)型シーケンスを示す図
【図４】受信コイルの受信周波数特性の例を示す図
【図５】画像への受信周波数特性の影響を説明する図
【図６】第一実施形態で用いられる補正データ計測シーケンスの例を示す図
【図７】受信周波数特性を補正する処理フローチャート
【図８】チャンネル合成し、脂肪含有量の画像を求める処理フローチャート
【図９】グラジエントエコー(GrE)型シーケンスで取得したファントム画像の例
【図１０】グラジエントエコー(GrE)型シーケンスで取得した受信コイルのチャンネル毎のファントム画像の例
【図１１】2次元フーリエ変換した補正データを示す図
【図１２】補正データの比とフィッティングした補正データの比を示すグラフ
【図１３】第二実施形態で用いられる補正データ計測シーケンスの例を示す図
【図１４】第三実施形態で用いられるグラジエントエコー(GrE)型シーケンスを示す図
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態を、図面を用い説明する。なお、全図において、同一機能を有するものは同一符合を付け、その繰り返しの説明を省略する。
【００３３】
まず、図1及び図2に基づいて、本発明が適用されるMRI装置の全体構成及び該装置の信号処理部をそれぞれ説明する。
【００３４】
図1は、本発明が適用されるMRI装置の全体構成を示すブロック図である。本発明が適用されるMRI装置は、被検体101の周囲に静磁場を発生させる静磁場磁石102と、傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コイル103と、被検体101に高周波磁場パルス(以下、「RFパルス」という)を照射する照射用高周波コイル(以下、「照射コイル」)104と、被検体からのNMR信号を受信する受信用高周波コイル(以下、「受信コイル」)105と、被検体101が横たわるベッド106と、傾斜磁場を発生させるために傾斜磁場コイル103へ信号を送る傾斜磁場電源107と、RFパルスを発生させるための信号を照射コイル104へ送るRF送信部108と、受信コイル105を通して受信したエコー信号を検出する信号検出部109と、信号検出部109から検出された信号を処理する信号処理部110と、画像等を表示する表示部111部と、撮像等を制御する制御部112と、撮像に必要なパラメータ等を入力する入力部113とを備えている。
【００３５】
なお、照射コイル104とRF送信部108とを合わせて高周波発生部と称し、受信コイル105と信号検出部109とを合わせて受信部と称する。
【００３６】
静磁場磁石102は、被検体101の周りのある広がりをもった空間に配置された、永久磁石・超伝導磁石・常伝導磁石のいずれかからなり、被検体101の体軸と平行または垂直な方向に均一な静磁場を発生させる。
【００３７】
傾斜磁場コイル103は、傾斜磁場電源107からの信号に従って、X、Y、Zの3軸方向の傾斜磁場を、被検体101に印加する。この傾斜磁場の加え方によって、被検体の撮像断面が決定され、信号に対し位相エンコード及び周波数エンコードを付与する。
【００３８】
照射コイル104は、RF送信部108の信号に応じてRFパルスを発生する。このRFパルスにより、傾斜磁場コイル103によって設定された被検体101の撮像断面の生体組織に含まれるプロトンが励起され、NMR現象が誘起される。
【００３９】
受信コイル105は、照射コイル104から照射されたRFパルスにより誘起された被検体101に含まれるプロトンのNMR現象によって発生したエコー信号を受信する。受信コイル105は、一つのコイルでもよいが、小型コイルを複数組み合わせたマルチチャンネルコイル(例えば、マルチプルアレイコイルやフェイズドアレイコイル等)でもよく、1つの多チャンネルコイルであってもよい。
【００４０】
信号検出部109は、被検体101に接近して配置された受信コイル105を通して受信したエコー信号を検出する。受信コイルが複数のコイル(チャンネル)を有する場合は、チャンネル毎にエコー信号を検出する。
【００４１】
信号処理部110は、信号検出部109により検出されたエコー信号を信号処理し、被検体101の画像を生成する。信号処理部110の詳細は、以下、図2を用い説明する。
【００４２】
表示部111は、信号処理部110が生成した画像や撮影パラメータを表示する。
【００４３】
入力部113は、操作者が撮像に必要なTRやTEなどのパラメータを入力するために用いられる。入力されたパラメータは、表示部111に表示されるとともに、制御部112へ送られ、撮像の制御に用いられる。
【００４４】
制御部112は、入力部113から入力されたパラメータに基づいて、スライス選択や、位相エンコード、周波数エンコードを行う各傾斜磁場やRFパルスを繰り返し発生するための所定のパルスシーケンスを生成し、傾斜磁場電源107、RF送信部108、信号処理部110を制御する。
【００４５】
パルスシーケンスには、本計測のための本計測パルスシーケンスと、補正データを計測するための補正データ計測シーケンスがある。
【００４６】
図2に、本実施形態のMRI装置の信号処理部110の構成を示す。信号処理部110は、信号受信部201、画像変換部204、画像処理部206、画像送信部207から構成される。また、信号処理部110は、これらの各部で得られたデータを収納するメモリ(k空間データベース202、補正データベース203、及び画像データベース205)と、制御部から取得するデータを収納するメモリ(メモリ(パラメータ)208)と、を備える。
【００４７】
これらの各部はCPUとメモリで構成することができる。メモリには、各部の機能を実行するためのプログラムが予め格納されており、CPUはメモリのプログラムを読み込んで実行する。その結果、各部の動作の実現が可能となる。
【００４８】
例えば、メモリには、図7や図8のフローに示されるようなプログラムが予め格納されている。CPUがメモリから図7のフローに示すプログラムを読み込んで実行することにより、画像変換部204の動作が実行される。また、CPUがメモリから図8のフローに示すプログラムを読み込んで実行することにより、画像処理部206の動作が実行される。
【００４９】
以下、画像変換部204及び画像処理部206の処理手順の説明では、ソフトウェアとして実現するものとして説明するが、本実施形態は、ソフトウェアに限られるものではなく、画像変換部204及び画像処理部206の処理をASICやFPGA等のハードウェアによって実現することも可能である。
【００５０】
信号受信部201は、信号検出部109で検出したエコー信号のうち本計測で取得された信号を、k空間への配置情報に基づき、k空間データベース202に格納する。一方、信号受信部201は、信号検出部109で検出したエコー信号のうち、補正データ計測で取得した一対の補正用エコー信号を、あるいは、本計測で取得した信号を利用する場合は、本計測の低域位相エンコードで取得した信号及び補正データ計測で取得した信号を、k空間への配置情報に基づき、補正データベース203に格納する。
【００５１】
画像変換部204は、k空間データベース202に格納されたk空間データをフーリエ変換して画像に変換し、補正データベース203に格納された補正データで受信周波数特性を補正し、画像データベース205に格納する。この補正は、コイル毎に行われ、例えば、複数の小型コイル(チャンネル)を持つ受信コイルで受信した場合には、小型コイル毎に行われる。
【００５２】
画像処理部206は、画像データベース205に格納された画像に、画像処理を施す。
画像処理には、例えば、受信コイルのチャンネル毎の画像を合成する処理や、水画像と脂肪画像を作成する処理や、受信コイル105の感度のムラを補正する処理などがある。画像処理部206は、処理した画像を画像送信部207に渡す。
【００５３】
画像送信部207は、画像処理部206で画像処理した画像を表示部111に送信する。送信される画像にはIn-phase画像、Out-of-phase画像、水画像、脂肪画像、脂肪含有率の画像などがある。
【００５４】
メモリ208に格納されるパラメータは、信号受信部201が必要とするパルスシーケンスのスライスエンコード、周波数エンコード、位相エンコードの情報や、画像変換部204、画像処理部206、画像送信部207が必要とする画像マトリクスやフィルタリングなどのパラメータ、制御情報を含み、メモリ208は、これらを制御部112から取得する。
【００５５】
以上、図1及び図2を用い説明した本発明の実施形態は、以下に説明する実施形態に共通である。
【００５６】
以下、具体的にパルスシーケンスを用いて、本発明が実施される動作の手順、信号処理部における処理を説明する。
【００５７】
＜第一実施形態＞
本実施形態では、制御部112による制御のもと、本計測パルスシーケンスと、本計測で得たデータを補正するための補正データを計測する補正データ計測シーケンスを実行する。
【００５８】
本計測パルスシーケンスは、周波数エンコード傾斜磁場パルスの反転ごとにエコー信号を計測し、TEの異なる複数の画像を得るためのマルチエコーシーケンスである。
【００５９】
補正データ計測シーケンスは、本計測パルスシーケンスにおける各エコーに含まれる受信周波数特性の影響を取り除くための補正データを取得するもので、低域だけの位相エンコード傾斜磁場を印加し、本計測パルスシーケンスの周波数エンコード傾斜磁場の極性を逆にしたパルスシーケンスである。
【００６０】
この実施形態では、補正データとして使用するための、同一TEで、異なる極性の周波数エンコード傾斜磁場の印加中に取得する一対の補正用エコー信号は、本計測で取得した信号と、補正データ計測で取得したエコー信号とを用いる。
【００６１】
まず、本計測パルスシーケンスと、本計測パルスシーケンスで計測したエコー信号に含まれる受信周波数特性の影響について説明する。
【００６２】
図3に本計測パルスシーケンスの例を示す。このパルスシーケンスは、TEの異なる2つの種類の画像データを得るシーケンスであり、グラジエントエコー(GrE)型シーケンス法である。このパルスシーケンスは、周波数エンコード傾斜磁場を正極から負極に反転して、TEの異なる2つの種類の画像データを取得する。典型的には、このパルスシーケンスは、水脂肪分離撮像に適用される。
【００６３】
制御部112は、以下の制御を行ない、このパルスシーケンスを実行する。まず、RFパルス301の照射と同時にスライス選択傾斜磁場302を印加し目的とする断層面のみを励起する。次に、位置情報をエンコードするための位相エンコード傾斜磁場303を印加し、同時に負方向の周波数エンコード傾斜磁場(プリパルス)304を印加する。その後、正方向の周波数エンコード傾斜磁場305を印加してRFパルスからTE1経過後に最初のエコー信号を発生させる。次に、再度負方向の周波数エンコード傾斜磁場306を印加してRFパルスからTE2経過後に次のエコー信号を発生させる。
【００６４】
このようなシーケンスを位相エンコード傾斜磁場303の印加量をかえながら、位相エンコードの回数分繰り返し実行し、位相エンコードの回数分のエコー信号を取得する。受信コイルが複数のチャンネルを有する場合は、チャンネル毎にエコー信号を取得する。
【００６５】
k空間データベース202は、TE1とTE2のエコー信号のデータをそれぞれ格納する。k空間のデータをフーリエ変換することによって、TEの異なる2種類の画像データを収集する。
【００６６】
なお、図示しないが、本計測は図3に用いた周波数エンコード傾斜磁場と逆の極性の周波数エンコード傾斜磁場を使用してよい。具体的には、周波数エンコード傾斜磁場(プリパルス)304を正方向に印加したあと、周波数エンコード傾斜磁場305を負方向に印加し、次に、周波数エンコード傾斜磁場306を正方向に印加してよい。
【００６７】
DIXON法の場合、TE1は、水プロトンからのエコー信号(水信号)と脂肪プロトンからのエコー信号(脂肪信号)の位相が逆位相となるタイミングとし、TE2は、水信号と脂肪信号の位相が同位相となるタイミングとすることができる。逆に、TE1が、水信号と脂肪信号が同位相で、TE2が逆位相となるようにしてもよい。撮像時間を短くするためには、TE1が水信号と脂肪信号とが逆位相で、TE2が同位相となるタイミングとすることが好ましい。
【００６８】
このようにして得られた画像データには、受信周波数特性の影響が混入している。ここで、混入される受信周波数特性の影響について、図4及び図5を用いて説明する。図4は、受信コイルの受信周波数特性の例であり、2チャンネルコイルの各チャンネルの受信周波数特性を示す。図5は、画像への受信周波数特性の影響を説明する図である。
【００６９】
図4の401はチャンネル番号1の受信周波数特性であり、402はチャンネル番号2の受信周波数特性である。チャンネル番号1では63.66［MHz］の利得は15.3［dB］であり、受信周波数が高くなるにつれ利得が減少し、64.06［MHz］で14.2［dB］となる。一方、チャンネル番号2では63.66［MHz］の利得が11.7［dB］であり、受信周波数が高くなるにつれて利得が上昇し、64.06［MHz］で12.2［dB］となる。
【００７０】
図4の受信周波数特性をもつ受信コイルを用いて、周波数エンコード傾斜磁場の受信の中心周波数を63.86［MHz］とし、FOVの両端までの受信バンド幅を400［KHz］で撮像すると、正極の画像と負極の画像は、図5のような関係になる。
【００７１】
図5の画像501は正極の画像であり、画像502は負極の画像である。画像501と画像502は周波数エンコード傾斜磁場が逆方向なので、画像501の周波数エンコードは、左から右に向かって周波数が増加するのに対し、画像502の周波数エンコードは、左から右に向かって周波数が減少する。例えば、チャンネル番号1で取得した信号に基づく画像の場合で説明する。図4で説明したように、チャンネル番号1の受信周波数特性は、受信周波数が高くなると、利得が減少する。すなわち、画像501において、この受信周波数特性の利得は、左から右方向にいくにつれて減少する。
【００７２】
一方、画像502において、この受信周波数特性の利得は、左から右に方向にいくにつれて増加する。具体的には、画像501では、63.76［MHz］(b点)においてチャンネル番号1の利得は15.0［dB］であり(図4参照)、左から右方向にいくにつれて(言い換えると、受信周波数が高くなるにつれて)、利得が減少し、63.96［MHz］(d点)で14.4［dB］(図4参照)となる。一方、画像502では、左から右方向にいくにつれて(言い換えると、受信周波数が低くなるにつれて)、チャンネル番号1の利得が増加する。図5の画像では信号値の違いを示していないけれども、チャンネル番号1の受信周波数特性の影響が反映されると、左側の信号値は画像501の方が画像502より高くなり、逆に、右側の信号値は画像501の方が画像502より低くなる。
【００７３】
一方、チャンネル番号2で取得された信号に基づく画像の場合を説明すると、図4で説明したように、チャンネル番号2の受信周波数特性の利得は、周波数が増加すると増加する。チャンネル番号2の受信周波数特性の影響が反映されると、左側の信号値は画像501が画像502より低くなり、逆に、右側の信号値は画像501が画像502より高くなる。
【００７４】
以上、2つのチャンネルについて説明したが、チャンネル毎に異なる受信周波数特性を有するので、チャンネル毎の受信周波数特性の影響が異なって発生する。
【００７５】
このように複数のチャンネルにより取得された信号から合成された画像は、これらの各チャンネルの受信周波数特性の影響が合成されたものになる。その結果、脂肪含有量の画像には、これらの影響の混入によって精度が低下する。
【００７６】
次に、受信周波数特性の影響を取り除くための補正データ計測パルスシーケンスについて説明する。この補正データ計測パルスシーケンスは、本計測パルスシーケンスの周波数エンコード傾斜磁場を逆にし、かつ低域のみの位相エンコード傾斜磁場を印加するパルスシーケンスである。
【００７７】
補正データ計測パルスシーケンスの一例を図6に示す。補正データ計測パルスシーケンスは、周波数エンコード傾斜磁場604、605、606の極性が本計測パルスシーケンスの周波数エンコード傾斜磁場304、305、306の極性とそれぞれ逆である点、位相エンコード傾斜磁場603が低域のみの位相エンコード用傾斜磁場である点以外は、図3の本計測パルスシーケンスと同様である。このようなシーケンスを位相エンコード用傾斜磁場603の印加量をかえながら、低域のみの位相エンコードの回数分繰り返し実行される。この補正データ計測で取得したTE1の信号及びTE2の信号のいずれかを補正のために用いる。
【００７８】
いずれかを用いるかについては、DIXON法の場合、水と脂肪の信号の打ち消しを避けるために、補正に用いるエコー信号は、望ましくは水と脂肪の位相が最も同位相に近いTEで取得されることが好ましい。
【００７９】
例えば、図3の本計測パルスシーケンスにおいて、水信号と脂肪信号の同位相となるタイミングがTE2の場合、本計測において、図3のTE2での負極のエコー信号のうち、図6の補正データ計測パルスシーケンスと同じ低域の位相エンコードから取得したエコー信号と、補正データ計測において、図6のTE2にて正極のエコー信号と、を補正データとして使用する。あるいは、図3の本計測パルスシーケンスにおいて、水信号と脂肪信号が同位相となるタイミングがTE1の場合、本計測において、図3のTE1での正極のエコー信号のうち、図6の補正データ計測パルスシーケンスと同じ低域位相エンコードで取得したエコー信号と、補正データ計測において、図6のTE1での負極のエコー信号と、を補正データとして使用する。
【００８０】
上述した通り、補正データ計測で取得した二つの信号のうちいずれか一方を用いればよいので、図6に示す補正データ計測パルスシーケンスは一つのRFパルス照射による励起から二つのエコー信号を得るシーケンスを示しているが、補正データ計測シーケンスは、一つの励起から一つのエコー信号を取得するものでよい。
【００８１】
補正データ計測は、ゼロ位相エンコード傾斜磁場を含む低域位相エンコード傾斜磁場を印加して行う。低域位相エンコード傾斜磁場の印加量は、8が好ましく、16がより好ましく、32がさらに好ましい。
【００８２】
補正データ計測は、本計測と同じスライス位置、同じ撮像野(FOV(Field  of  View))、同じ周波数エンコード方向と同じ周波数エンコードのサンプリング点数、同じ受信バンド幅で、本計測の直前もしくは直後に実行されてよい。また、補正データ計測は、本計測と連続的にあるいは分離して実行してよい。
【００８３】
補正データ計測は、コイル毎に行う。例えば、複数の小型コイル(チャンネル)を持つコイルで受信した場合には、補正データ計測は、小型コイル毎に信号を取得するのが好ましい。また、補正データ計測は、撮像する対象毎に行うことが好ましい。
【００８４】
補正データ計測で得られたエコー信号は、補正データベース203に格納される。補正データベース203には、また、本計測で得られた信号のうち補正データ計測パルスシーケンスの低域位相エンコード傾斜磁場と同じ位相エンコード傾斜磁場を印加して取得したエコー信号が、k空間データベースに格納された信号とは別に、格納される。
【００８５】
以下、図7の処理フローに基づいて、画像変換部204における補正処理を説明する。ここでは、2点DIXON法で、水信号と脂肪信号とが逆位相であるOut-of-phase画像を正極の周波数エンコード傾斜磁場を印加して取得し、水信号と脂肪信号が同位相であるIn-phase画像を負極の周波数エンコード傾斜磁場を印加して取得した場合を例にして説明する。
【００８６】
(ステップS701)
k空間データベース202に格納されたk空間データを2次元フーリエ変換して画像に変換する。変換された画像は、正極の周波数エンコード傾斜磁場を印加して取得したOut-of-phase画像と、負極の周波数エンコード傾斜磁場を印加して取得したIn-phase画像となる。
【００８７】
(ステップS702)
補正データベース203に格納された、周波数エンコード傾斜磁場の極性が異なるエコーデータをそれぞれ2次元フーリエ変換し、画像空間に変換する。補正データは、1スライスに対して、低域だけの位相エンコード傾斜磁場で取得されたエコー信号である。
【００８８】
(ステップS703)
2次元フーリエ変換した正極の補正データと2次元フーリエ変換した負極の補正データから比を求める。正極及び負極の信号に含まれる受信周波特性の影響を取り除くためには、一方を他方にそろえればよい。例として、負極の周波数エンコード傾斜磁場印加に取得したIn-phase画像を正極のエコー信号に含まれる受信周波数特性の影響にそろえるように補正するための補正データの比の求め方を説明する。xを周波数エンコード方向、yを位相エンコード方向の座標とし、フーリエ変換した正極の補正データをCp(x,y)、フーリエ変換した負極の補正データをCm(x,y)とすると、比Cr(x)は
【００８９】
【数１】
2015190508.tif 000003
【００９０】
となる。ここで、｜｜は絶対値を示す。
【００９１】
(ステップS704)
補正データの比をフィッティングする。補正データはノイズが含まれるためノイズの影響を除去するために行う。フィッティングに先立って、閾値処理によってノイズのデータを除外する。また、画像上における受信周波数特性の影響は1次または2次の関数の信号傾斜のように発生するため、補正データの比のフィッティングも1次もしくは2次の関数でフィッティングすればよい。フィッティング後の補正データの比はFitting｛Cr(x)｝で示す。
【００９２】
(ステップS705)
フィッティングした補正データの比Fitting｛Cr(x)｝を用いて、2次元フーリエ変換した画像を補正する。負極の周波数エンコード傾斜磁場を印加して取得したIn-phase画像を補正する場合、位相エンコード方向の座標をyとし、In-phase画像をIn(x，y)とすると、補正後のIn-phase画像In’(x，y)は
【００９３】
【数２】
2015190508.tif 000004
【００９４】
となる。この補正後のIn-phase画像In’(x，y)は、正極の周波数エンコード傾斜磁場印加中に取得したエコー信号に含まれる受信周波数特性の影響に揃えられたことになる。
【００９５】
ステップS701〜ステップS705は、受信コイル毎かつスライス毎に実施される。また、受信コイルが複数の小型コイル(チャンネル)を持つコイルの場合には、ステップS701〜ステップS705は小型コイル(チャンネル)毎かつスライス毎に実施される。
【００９６】
なお、正極の画像を補正する場合は、ステップS703で求められる補正データの比は、式(1)の右辺の逆数となる。ステップS704にて、画像変換部204は、該逆数をフィッティングする。ステップS705にて、画像変換部204は、フィッティングした該逆数を該画像と乗算する。補正された該画像は、負極の信号に含まれる受信周波数特性の影響に揃えられることになる。
【００９７】
次に、画像処理部206は、公知の方法を用いて、画像変換部204で補正された画像を使用して、チャンネル毎の画像を合成し、水画像と脂肪画像を作成し、脂肪含有率を求める処理をすることができる。このような処理の一例を図8に示す。
【００９８】
(ステップS801)
画像変換部204で補正されたIn-phase画像であるIn’(x，y)を合成し、Out-of-phase画像であるOut(x，y)を合成する場合を示す。それぞれのチャネル毎の画像の合成は以下の式で合成する。
【００９９】
【数３】
2015190508.tif 000005
【０１００】
【数４】
2015190508.tif 000006
【０１０１】
InComb(x，y)は補正後のIn-phase画像In’(x，y)を合成した画像である。kは受信コイルのチャンネル番号を示し、Nはチャンネル数を示す。また、Mk(x，y)はチャンネル合成するための感度マップであり、In’(x，y)にローパスフィルタを施して作成する。＊は複素共役を示す。
【０１０２】
同様に、OutComb(x，y)はOut-of-phase画像Out(x，y)を合成した画像である。合成に用いる感度マップはInComb(x，y)を合成したときと同じものを使用する。
【０１０３】
(ステップS802)
静磁場の不均一によって、異なるTE間に発生する位相変化を示す位相マップを作成する。例えば、図3におけるTE1がOut-of-phase画像で、TE2がIn-phase画像とする。最初に、合成後のIn-phase画像InComb(x，y)から合成後のOut-of-phase画像OutComb(x，y)の位相を引き算し、位相を2倍して、初期位相マップΦ(x，y)を作成する。Out-of-phase画像では水と脂肪が逆位相のため、2倍することによって水と脂肪の逆位相を解消している。式で表すと式(5)となる。
【０１０４】
【数５】
2015190508.tif 000007
【０１０５】
Argは複素データから角度を求めることを示す。次に、初期位相マップΦ(x，y)を位相アンラップ処理する。位相アンラップ処理は、位相の示す範囲が-π〜＋πのために、位相が空間的に不連続になってしまっている箇所を解消して、空間的に連続にする処理である。初期位相マップは位相を2倍しているため、位相アンラップ後に位相の値を半分にして、位相マップφ(x，y)が完成する。式で示すと式(6)となる。
【０１０６】
【数６】
2015190508.tif 000008
【０１０７】
Wrapは位相アンラップを示す。
【０１０８】
(ステップS803)
合成後のIn-phase画像InComb(x，y)と合成後のOut-of-phase画像OutComb(x，y)、位相マップを用いて水画像Water(x，y)と脂肪画像Fat(x，y)を作成する。式で示すと式(7)となる。
【０１０９】
【数７】
2015190508.tif 000009
【０１１０】
(ステップS804)
水画像Water(x，y)と脂肪画像Fat(x，y)もしくは、In-phase画像InComb(x，y)と脂肪画像Fat(x，y)を用いて、脂肪含有率の画像FatRatio(x，y)を作成する。式で示すと式(8)となる。
【０１１１】
【数８】
2015190508.tif 000010
【０１１２】
式(8)においてabsは絶対値を示す。
なお、In-phase画像In(x，y)と補正後のOut-of-phase画像Out’(x，y)をそれぞれ合成し、水脂肪分離画像、脂肪含有率の画像を作成する場合も同様である。
【０１１３】
画像送信部207は、画像処理した画像を表示部111に送信する。画像にはIn-phase画像、Out-of-phase画像、水画像、脂肪画像、脂肪含有率の画像などがある。
【０１１４】
以下、塩化ニッケル水溶液のファントムを用いた撮影の例を用い、実際に、上述した第一実施形態の手法を適用し、受信周波数特性の影響が補正できることをエコー画像の信号値を用いて説明する。本計測パルスシーケンスとして図3を使用し、補正データ計測シーケンスとして図6に示すパルスシーケンスを用いた。以下、図9から図12を用いて結果を説明する。
【０１１５】
まず、本計測パルスシーケンスで計測して得られた画像と画像に含まれる受信周波数特性の影響について説明する。
【０１１６】
図9は、FOV350mm、受信バンド幅360kHz、周波数エンコード方向のサンプリング点数256、位相エンコード方向のサンプリング点数は128、で塩化ニッケル水溶液のファントムを4チャンネルの受信コイルを用いて本計測パルスシーケンスで撮像した画像である。画像901は周波数エンコード傾斜磁場が正極(周波数が左から右に向かって増加する)でTE1が3.6msにて取得した画像(TE1エコー画像)である。一方、画像902は周波数エンコード傾斜磁場が負極(周波数が左から右に向かって減少する)でTE2が4.9msにて取得した画像(TE2エコー画像)である。
【０１１７】
表1は、TE1エコー画像901のROI_AおよびROI_Bの信号平均値と、TE2エコー画像902のROI_AおよびROI_Bの信号平均値と、受信周波数特性の影響を補正したTE2エコー画像902におけるROI_AおよびROI_Bの信号平均値とを示す。なお、各エコー画像のROI_AおよびROI_Bの座標は同じである。TE2エコー画像902のROI_Aの値はTE1エコー画像901に比べて小さくなっている。一方、TE2エコー画像902のROI_Bの値はTE1エコー画像901に比べて大きくなっている。しかし、T2＊減衰があることが分かっているので、TEが4.9msのTE2エコー画像902の信号値はTEが3.6msのTE1エコー画像901の信号値よりも小さくなければならない。これは、受信周波数特性の影響によるものであり、TE2エコー画像902を補正する必要がある。
【０１１８】
【表１】
2015190508.tif 000011
【０１１９】
以下、TE2エコー画像902を正極のエコー信号に含まれる受信周波数特性の影響にそろえるように補正する例を説明する。
【０１２０】
図10は、本計測で撮像したTE1エコー画像901およびTE2エコー画像902の受信コイルのチャンネル毎の画像である。画像1001から画像1004は、TE1エコー画像901の受信コイルのチャンネル毎の画像であり、画像1001、画像1002、画像1003、画像1004は、それぞれ、1チャンネル、2チャンネル、3チャンネル、4チャンネルの画像である。また、画像1005から画像1008は、TE2エコー画像902受信コイルのチャンネル毎の画像であり、画像1305、画像1306、画像1307、画像1308は、それぞれ、1チャンネル、2チャンネル、3チャンネル、4チャンネルの画像である。
【０１２１】
図11に2次元フーリエ変換した補正データを示す。補正データとして、本計測パルスシーケンスを計測して得られたデータ(画像1101〜1104)と補正データ計測パルスシーケンスを計測して得られたデータ(画像1105〜1108)とを用いた。TE＝TE1のエコー信号を使用した。
【０１２２】
補正データ画像1101〜1104は、本計測で取得したTE1エコー画像の低域の16の位相エンコードから作成した周波数エンコード傾斜磁場が正極の補正データである。
画像1101、画像1102、画像1103、画像1104は、それぞれ、1チャンネル、2チャンネル、3チャンネル、4チャンネルを示す。
【０１２３】
また、画像1105〜1108は、補正データ計測パルスシーケンスを用いて、負極の
周波数エンコード傾斜磁場を印加中に取得したTE1エコーの画像である。画像1105、画像1106、画像1107、画像1108は、それぞれ、1チャンネル、2チャンネル、3チャンネル、4チャンネルである。補正データ計測パルスシーケンスの位相エンコード傾斜磁場は低域の16の位相エンコードを用いた。
【０１２４】
図12に、図11に示した補正データから、補正データの比Cr(x)および1次関数によってフィッティングした補正データの比Fitting｛Cr(x)｝を示す。グラフ1201、グラフ1202、グラフ1203、グラフ1204は、それぞれ、1チャンネル、2チャンネル、3チャンネル、4チャンネルを示す。なお、グラフ1201〜1204の補正データの比Cr(x)は閾値処理によってフィッティングに使用されたデータのみを示している。
【０１２５】
TE2エコーのチャンネルの画像1005〜1008をフィッティングした補正データ1201〜1204の比Fitting｛Cr(x)｝で、それぞれ補正し、チャンネル合成した画像を作成し、受信周波数特性の影響を補正したTE2エコー画像902のROI_AおよびROI_Bの値を算出した。
【０１２６】
算出した値を表1の受信周波数特性の影響を補正したTE2エコー画像におけるROI_AおよびROI_Bの信号平均値に示している。受信周波数特性の影響を補正したTE2エコー画像では、ROI_AとROI_B共にTE1エコー画像にくらべ3％減衰した妥当な信号値となった。従って、本実施形態により受信周波数特性の影響を取り除くことができた。
【０１２７】
以上のようにして得られた、Out-of-phase画像と受信周波数特性が補正されたIn-phase画像とから求めた、水画像、脂肪画像、及び脂肪の含有率の画像は、周波数エンコード傾斜磁場の極性を反転したときの受信周波数特性の影響が補正し除去されているため、精度が高く、誤差が低減されている。
【０１２８】
本実施形態により、周波数エンコード傾斜磁場を反転して取得した正極及び負極の画像の受信周波数特性の影響を取り除くことができる。受信周波数特性の影響を取り除くことにより、肝臓等の領域を呼吸停止下で高速撮像して取得した画像を用いた場合にも、脂肪の定量評価の精度を向上できる。また、脂肪の定量評価の画像を取得するための撮像において、受信周波数特性の影響を回避するために同じ極性の周波数エンコード傾斜磁場で計測する必要がなくなるので、撮像時間の短縮もしくは撮像スライス数を増加することができる。
【０１２９】
＜第二実施形態＞
第二実施形態でも、制御部112による制御のもと、本計測パルスシーケンスと、補正データ計測パルスシーケンスを実行することは第一実施形態と同じであるが、補正データとして、本計測で取得した信号を利用せずに、本計測とTEが同じで周波数エンコード傾斜磁場パルスの極性が異なる2種のエコー信号を別途取得して利用する点が異なる。
【０１３０】
本計測パルスシーケンスは、第一実施形態で説明した本計測パルスシーケンス(図3)と同じである。
【０１３１】
本実施形態に用いる補正データ計測シーケンスは、1つのRFパルス照射による励起から一つのエコー信号を取得することを2回行う。得られる2種のエコー信号は、同じエコー時間で、異なる極性の周波数エンコード傾斜磁場の印加中に取得するものである。図13に本実施形態で使用する補正データ計測シーケンスの例を示す。この補正データ計測シーケンスはグラジエントエコー(GrE)型シーケンスである。補正データ計測シーケンスの種は、本計測パルスシーケンスの種と同一にする。
【０１３２】
最初のRFパルス1301の照射と同時にスライス選択傾斜磁場1302が印加されて目的とする断層面のみが励起される。そして、位置情報をエンコードするための低域のみの位相エンコード傾斜磁場1303が印加され、同時に負方向の周波数エンコード傾斜磁場1304を印加したあと、正方向の周波数エンコード傾斜磁場1305を印加してRFパルスからTE経過後に発生するエコー信号を正極のエコー信号として得る。次のRFパルス906の照射以降の条件は、正方向の周波数エンコード傾斜磁場1309を印加したあと、負方向の周波数エンコード傾斜磁場1310を印加する点以外は、上述した正極のエコー信号を得る条件と同様にして、TE経過後に負極のエコー信号を得る。これらの正極及び負極のエコー信号は同一のエコー時間で取得される。
【０１３３】
図9の補正データ計測シーケンスの場合、同一時間のTEは、本計測パルスシーケンスの2つのTE、すなわち、図3のTE1及びTE2のうち、いずれに設定してもよいが、補正データ計測の時間を短くするという観点からは、TE＝TE1が好ましい。一方、本計測パルスシーケンスが2点DIXON法の場合には、水信号と脂肪信号との打ち消しを避けるために、補正データ計測パルスシーケンスのTEは、水信号と脂肪信号とが同位相となるTEが好ましい。例えば、本計測において水信号と脂肪信号が同位相となるタイミングがTE1であれば、TE＝TE1とする。水信号と脂肪信号が同位相となるタイミングがTE2であれば、TE＝TE2とする。
【０１３４】
補正データ計測は、ゼロ位相エンコード傾斜磁場を含む低域位相エンコード傾斜磁場を印加して行う。低域位相エンコード傾斜磁場の印加量は、8が好ましく、16がより好ましく、32がさらに好ましい。
【０１３５】
また、補正データ計測は本計測と同じスライス位置、同じ撮像野(FOV(Field  of  View))、同じ周波数エンコード方向と同じ周波数エンコードのサンプリング点数、同じ受信バンド幅で、本計測の直前もしくは直後に実行されてよい。また、補正データ計測は、本計測と連続的にあるいは分離して実行してよい。
【０１３６】
補正データ計測は、いずれもコイル毎に行う。例えば、複数の小型コイル(チャンネル)を持つコイルで受信した場合には、小型コイル(チャンネル)毎に信号を取得するのが好ましい。また、補正データ計測は、撮像する対象毎に行うことが好ましい。
【０１３７】
補正データ計測で得られた、正極及び負極のエコー信号の一対を補正データベース203に格納する。
【０１３８】
画像変換部204が補正データを用いて受信周波数特性の影響を取り除く処理、画像処理部206が補正された画像を使用して、チャンネル毎の画像を合成し、水画像と脂肪画像を作成し、脂肪含有率を求める処理、及び画像送信部207が、画像処理した画像を表示部111に送信する処理は、第一実施形態と同様である。
【０１３９】
本実施形態は、補正データ計測により、同じエコー時間で、異なる極性の周波数エンコード傾斜磁場の印加中に取得した一対の補正用エコー信号を用いて補正データを作成し、本計測で得られたエコー信号を補正することにより、第一実施形態と同様の効果が得られる。
【０１４０】
＜第三実施形態＞
第一及び第二実施形態では、本計測として、TEの異なる2つの画像を取得するシーケンスを使用したが、第三実施形態では、TEの異なる3つの画像を取得するシーケンスにも適用できることを説明する。
【０１４１】
図14は、3つのTEの異なる画像を取得するシーケンスの一例を示す(本実施形態の本計測パルスシーケンス)。このシーケンスは、例えば、3点DIXON法に使用できる。
【０１４２】
図14の本計測パルスシーケンスは、さらに第三エコー信号を得るために、再度正方向の周波数エンコード傾斜磁場1407を印加してRFパルスからTE3経過後に3つ目のエコー信号を発生させる点以外は、図3に示す本計測パルスシーケンスと同様である。図10の本計測パルスシーケンスより取得されたエコー信号から、TEの異なる3種類の画像データを得ることができる。
【０１４３】
本計測で取得した画像データを補正する場合も、補正データは、第一及び第二実施形態で説明したように、同じTEで、正極のエコー信号及び負極のエコー信号の1セットのみを取得すればよい。そして、第一及び第二実施形態で説明したように、画像変換部204が補正データを用いて受信周波数特性の影響を取り除く処理、画像処理部206が補正された画像を使用して、チャンネル毎の画像を合成し、水画像と脂肪画像を作成し、脂肪含有率を求める処理、及び画像送信部207が、画像処理した画像を表示部111に送信する処理を行えばよい。
【０１４４】
本実施形態により、本計測が異なる3つの画像を取得するシーケンスでも第一及び第二実施形態と同じ効果が得られる。
【０１４５】
以上、DIXON法を例に、本発明の各実施形態を説明したが、TEの異なる複数の信号を取得するパルスシーケンスであれば、3次元グラジエントエコー法、スピンエコー法、ファーストスピンエコー法等に本発明を適用することができる。また、心臓周囲の脂肪又は内臓脂肪のように、肝臓以外の脂肪が付着した他の臓器の領域を高速撮像して取得した画像を用いた場合でも、適用できる。
【０１４６】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明により、周波数エンコード傾斜磁場を反転して取得した正極及び負極の画像の受信周波数特性の影響を取り除くことができる。受信周波数特性の影響を取り除くことにより、肝臓等の領域を呼吸停止下で高速撮像して取得した画像を用いた場合にも、脂肪の定量評価の精度を向上できるMRI装置を提供できる。また、受信周波数特性の影響を回避するために、同じ極性の周波数エンコード傾斜磁場を印加して信号を取得する必要性がなくなるので、本発明により、脂肪の定量評価の画像を取得するための撮像において、撮像時間の短縮もしくは撮像スライス数を増加することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４７】
本発明により、周波数エンコード傾斜磁場を反転して、正極の画像と負極の画像の受信周波数特性の影響を取り除くことができる。受信周波数特性の影響を除去することにより、例えば、肝臓等の領域を呼吸停止下で高速撮像して取得した画像を用いた場合にも、脂肪の定量評価の精度を向上できる。また、脂肪の定量評価の画像を取得するための撮像において、撮像時間の短縮もしくは撮像スライス数を増加することができる。
【符号の説明】
【０１４８】
101  被検体、102  静磁場磁石、103  傾斜磁場コイル、104  照射コイル(高周波発生部)、105  受信コイル(受信部)、106  ベッド、107  傾斜磁場電源、108  RF送信部(高周波発生部)、109  信号検出部(受信部)、110  信号処理部、111  表示部、112  制御部、113  入力部、201  信号受信部、202  k空間データベース、203  補正データベース、204  画像変換部、205  画像データベース、206  画像処理部、207  画像送信部、208  メモリ(パラメータ)、301  RFパルス、302  スライス選択傾斜磁場、303  位相エンコード傾斜磁場、304  周波数エンコード傾斜磁場(プリパルス)、305  周波数エンコード傾斜磁場、306  周波数エンコード傾斜磁場、401  チャンネル番号1の受信周波数特性、402  チャンネル番号2の受信周波数特性、501  正極の画像、502  負極の画像、601  RFパルス、602  スライス選択傾斜磁場、603  位相エンコード傾斜磁場、604  周波数エンコード傾斜磁場(プリパルス)、605  周波数エンコード傾斜磁場、606  周波数エンコード傾斜磁場、901  TE1エコー画像(正極の画像)、902  TE2エコー画像(負極の画像)、1001〜1004  TE1エコーの各チャンネル画像、1005〜1008  TE2エコーの各チャンネル画像、1101〜1104  補正データ画像、1105〜1108  補正データ画像、1201〜1204  各チャンネルの補正データ比のグラフ、1301  RFパルス、1302  スライス選択傾斜磁場、1303  位相エンコード傾斜磁場、1304  周波数エンコード傾斜磁場(プリパルス)、1305  周波数エンコード傾斜磁場、1306  RFパルス、1307  スライス選択傾斜磁場、1308  位相エンコード傾斜磁場、1309  周波数エンコード傾斜磁場(プリパルス)、1310  周波数エンコード傾斜磁場、1401  RFパルス、1402  スライス選択傾斜磁場、1403  位相エンコード傾斜磁場、1404  周波数エンコード傾斜磁場(プリパルス)、1405  周波数エンコード傾斜磁場、1406  周波数エンコード傾斜磁場、1407  周波数エンコード傾斜磁場
【図１】
2015190508.tif 000012
【図２】
2015190508.tif 000013
【図３】
2015190508.tif 000014
【図４】
2015190508.tif 000015
【図５】
2015190508.tif 000016
【図６】
2015190508.tif 000017
【図７】
2015190508.tif 000018
【図８】
2015190508.tif 000019
【図９】
2015190508.tif 000020
【図１０】
2015190508.tif 000021
【図１１】
2015190508.tif 000022
【図１２】
2015190508.tif 000023
【図１３】
2015190508.tif 000024
【図１４】
2015190508.tif 000025
【手続補正書】
【提出日】平成28年11月28日(2016.11.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の目的は、周波数エンコード傾斜磁場を反転して取得した画像の受信周波数特性の影響を取り除くことにより、脂肪の定量評価ができる画像を取得することのできる磁気共鳴イメージング装置及び水脂肪分離画像作成方法を提供することである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
図2に、本実施形態のMRI装置の信号処理部110の構成を示す。信号処理部110は、信号受信部201、画像変換部204、画像処理部206、画像送信部207から構成される。また、信号処理部110は、これらの各部で得られたデータを収納するメモリ(k空間データベース202、補正データベース203、及び画像データベース205)と、制御部から取得するデータを収納するメモリ(パラメータ208)と、を備える。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
一方、画像502において、この受信周波数特性の利得は、左から右に方向にいくにつれて増加する。具体的には、画像501では、63.76［MHz］においてチャンネル番号1の利得は15.0［dB］であり(図4参照)、左から右方向にいくにつれて(言い換えると、受信周波数が高くなるにつれて)、利得が減少し、63.96［MHz］で14.4［dB］(図4参照)となる。一方、画像502では、左から右方向にいくにつれて(言い換えると、受信周波数が低くなるにつれて)、チャンネル番号1の利得が増加する。図5の画像では信号値の違いを示していないけれども、チャンネル番号1の受信周波数特性の影響が反映されると、左側の信号値は画像501の方が画像502より高くなり、逆に、右側の信号値は画像501の方が画像502より低くなる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７６】
次に、受信周波数特性の影響を取り除くための補正データ計測シーケンスについて説明する。この補正データ計測シーケンスは、本計測パルスシーケンスの周波数エンコード傾斜磁場を逆にし、かつ低域のみの位相エンコード傾斜磁場を印加するパルスシーケンスである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７７】
補正データ計測シーケンスの一例を図6に示す。補正データ計測シーケンスは、周波数エンコード傾斜磁場604、605、606の極性が本計測パルスシーケンスの周波数エンコード傾斜磁場304、305、306の極性とそれぞれ逆である点、位相エンコード傾斜磁場603が低域のみの位相エンコード用傾斜磁場である点以外は、図3の本計測パルスシーケンスと同様である。このようなシーケンスを位相エンコード用傾斜磁場603の印加量をかえながら、低域のみの位相エンコードの回数分繰り返し実行される。この補正データ計測で取得したTE1の信号及びTE2の信号のいずれかを補正のために用いる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７９】
例えば、図3の本計測パルスシーケンスにおいて、水信号と脂肪信号の同位相となるタイミングがTE2の場合、本計測において、図3のTE2での負極のエコー信号のうち、図6の補正データ計測シーケンスと同じ低域の位相エンコードから取得したエコー信号と、補正データ計測において、図6のTE2にて正極のエコー信号と、を補正データとして使用する。あるいは、図3の本計測パルスシーケンスにおいて、水信号と脂肪信号が同位相となるタイミングがTE1の場合、本計測において、図3のTE1での正極のエコー信号のうち、図6の補正データ計測シーケンスと同じ低域位相エンコードで取得したエコー信号と、補正データ計測において、図6のTE1での負極のエコー信号と、を補正データとして使用する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８０】
上述した通り、補正データ計測で取得した二つの信号のうちいずれか一方を用いればよいので、図6に示す補正データ計測シーケンスは一つのRFパルス照射による励起から二つのエコー信号を得るシーケンスを示しているが、補正データ計測シーケンスは、一つの励起から一つのエコー信号を取得するものでよい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８４】
補正データ計測で得られたエコー信号は、補正データベース203に格納される。補正データベース203には、また、本計測で得られた信号のうち補正データ計測シーケンスの低域位相エンコード傾斜磁場と同じ位相エンコード傾斜磁場を印加して取得したエコー信号が、k空間データベースに格納された信号とは別に、格納される。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８８】
(ステップS703)
2次元フーリエ変換した正極の補正データと2次元フーリエ変換した負極の補正データから比を求める。正極及び負極の信号に含まれる受信周波特性の影響を取り除くためには、一方を他方にそろえればよい。例として、負極の周波数エンコード傾斜磁場印加時に取得したIn-phase画像を正極のエコー信号に含まれる受信周波数特性の影響にそろえるように補正するための補正データの比の求め方を説明する。xを周波数エンコード方向、yを位相エンコード方向の座標とし、2次元フーリエ変換した正極の補正データをCp(x,y)、2次元フーリエ変換した負極の補正データをCm(x,y)とすると、比Cr(x)は
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２０】
図10は、本計測で撮像したTE1エコー画像901およびTE2エコー画像902の受信コイルのチャンネル毎の画像である。画像1001から画像1004は、TE1エコー画像901の受信コイルのチャンネル毎の画像であり、画像1001、画像1002、画像1003、画像1004は、それぞれ、1チャンネル、2チャンネル、3チャンネル、4チャンネルの画像である。また、画像1005から画像1008は、TE2エコー画像902受信コイルのチャンネル毎の画像であり、画像1005、画像1006、画像1007、画像1008は、それぞれ、1チャンネル、2チャンネル、3チャンネル、4チャンネルの画像である。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２１】
図11に2次元フーリエ変換した補正データを示す。補正データとして、本計測パルスシーケンスを計測して得られたデータ(画像1101〜1104)と補正データ計測パルスシーケンスを計測して得られたデータ(画像1105〜1108)とを用いた。TE＝TE1のエコー信号を使用した。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２３】
また、画像1105〜1108は、補正データ計測シーケンスを用いて、負極の周波数エンコード傾斜磁場を印加中に取得したTE1エコーの画像である。画像1105、画像1106、画像1107、画像1108は、それぞれ、1チャンネル、2チャンネル、3チャンネル、4チャンネルである。補正データ計測シーケンスの位相エンコード傾斜磁場は低域の16の位相エンコードを用いた。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２５】
TE2エコーのチャンネルの画像1005〜1008をフィッティングした補正データの比Fitting｛Cr(x)｝で、それぞれ補正し、チャンネル合成した画像を作成し、受信周波数特性の影響を補正したTE2エコー画像902のROI_AおよびROI_Bの値を算出した。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２９】
＜第二実施形態＞
第二実施形態でも、制御部112による制御のもと、本計測パルスシーケンスと、補正データ計測シーケンスを実行することは第一実施形態と同じであるが、補正データとして、本計測で取得した信号を利用せずに、本計測とTEが同じで周波数エンコード傾斜磁場パルスの極性が異なる2種のエコー信号を別途取得して利用する点が異なる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３２】
最初のRFパルス1301の照射と同時にスライス選択傾斜磁場1302が印加されて目的とする断層面のみが励起される。そして、位置情報をエンコードするための低域のみの位相エンコード傾斜磁場1303が印加され、同時に負方向の周波数エンコード傾斜磁場1304を印加したあと、正方向の周波数エンコード傾斜磁場1305を印加してRFパルスからTE経過後に発生するエコー信号を正極のエコー信号として得る。次のRFパルス1306の照射以降の条件は、正方向の周波数エンコード傾斜磁場1309を印加したあと、負方向の周波数エンコード傾斜磁場1310を印加する点以外は、上述した正極のエコー信号を得る条件と同様にして、TE経過後に負極のエコー信号を得る。これらの正極及び負極のエコー信号は同一のエコー時間で取得される。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３３】
図9の補正データ計測シーケンスの場合、同一時間のTEは、本計測パルスシーケンスの2つのTE、すなわち、図3のTE1及びTE2のうち、いずれに設定してもよいが、補正データ計測の時間を短くするという観点からは、TE＝TE1が好ましい。一方、本計測パルスシーケンスが2点DIXON法の場合には、水信号と脂肪信号との打ち消しを避けるために、補正データ計測シーケンスのTEは、水信号と脂肪信号とが同位相となるTEが好ましい。例えば、本計測において水信号と脂肪信号が同位相となるタイミングがTE1であれば、TE＝TE1とする。水信号と脂肪信号が同位相となるタイミングがTE2であれば、TE＝TE2とする。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2015190508.tif 000026
【国際調査報告】
2015190508.tif 000027
2015190508.tif 000028
2015190508.tif 000029
2015190508.tif 000030