(57)【要約】  スライス位置、位相エンコード量、RFパルス種の違い、といった撮像条件によらず、SARを低減しつつ画質を改善する。そのために、VERSE法において、撮像条件に応じて、VERSEパルスの圧縮率を決定する。このため、予め定めたパルスシーケンスに撮像条件を適用して撮像シーケンスを生成する撮像シーケンス生成部と、前記撮像シーケンスに従って計測を実行し、取得したエコー信号から画像を再構成する撮像部と、を備え、前記パルスシーケンスは、高周波磁場パルスとスライス選択傾斜磁場パルスとからなるVERSEパルスを備え、前記撮像シーケンス生成部は、所定の前記撮像条件に応じて、前記VERSEパルスの圧縮率を決定するVERSEパルス設計部を備え、前記撮像シーケンスを生成する際、決定された前記圧縮率を適用する。
2014199794.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定めたパルスシーケンスに撮像条件を適用して撮像シーケンスを生成する撮像シーケンス生成部と、
前記撮像シーケンスに従って計測を実行し、取得したエコー信号から画像を再構成する撮像部と、を備え、
前記パルスシーケンスは、高周波磁場パルスとスライス選択傾斜磁場パルスとからなるVERSE(Variable rate selective excitation)パルスを含み、
前記撮像シーケンス生成部は、前記撮像条件に応じて、前記VERSEパルスの圧縮率を決定するVERSEパルス設計部を備え、前記撮像シーケンスを生成する際、決定された前記圧縮率を適用すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記撮像条件は、前記VERSEパルスで選択されるスライス位置であり、
前記VERSEパルス設計部は、磁場中心からの距離が第一の距離のスライス位置を選択する前記VERSEパルスの圧縮率を、前記磁場中心からの距離が前記第一の距離より近い第二の距離のスライス位置を選択する前記VERSEパルスの圧縮率より小さく決定すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記撮像条件は、前記VERSEパルス直後に印加される位相エンコード量であり、
前記VERSEパルス設計部は、第一の位相エンコード量を印加する直前の前記VERSEパルスの圧縮率を、前記第一の位相エンコード量より小さい第二の位相エンコード量を印加する直前の前記VERSEパルスの圧縮率より大きく決定すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
請求項1記載の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、励起パルスとリフォーカスパルスとを備えてスピンエコーを取得するシーケンスであり、
前記撮像条件は、前記VERSEパルスの前記高周波磁場パルスのパルス種であり、
前記VERSEパルス設計部は、前記パルス種が前記励起パルスである前記VERSEパルスの圧縮率を、前記パルス種が前記リフォーカスパルスである前記VERSEパルスの圧縮率より小さく決定すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
請求項4記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記VERSEパルス設計部は、前記パルス種が前記リフォーカスパルスであるVERSEパルスの中で、第一の印加タイミングで印加する前記VERSEパルスの圧縮率を、前記第一の印加タイミングより前の第二の印加タイミングで印加する前記VERSEパルスの圧縮率より小さく決定すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
請求項4記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記VERSEパルス設計部は、前記パルス種が前記リフォーカスパルスであるVERSEパルスの中で、第一の位相エンコード量を印加する直前の前記VERSEパルスの圧縮率を、前記第一の位相エンコード量より小さい第二の位相エンコード量を印加する直前の前記VERSEパルスの圧縮率より大きく決定すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
請求項6記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記VERSEパルス設計部は、さらに、磁場中心からの距離が第一の距離のスライス位置を選択する前記VERSEパルスの圧縮率を、前記磁場中心からの距離が前記第一の距離より近い第二の距離のスライス位置を選択する前記VERSEパルスの圧縮率より小さく決定すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項８】
請求項2記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記スライス位置間の前記圧縮率の変化率および変化量のいずれかが一定であること
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2記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記圧縮率は、前記スライス位置の前記磁場中心からの距離に応じてステップ状に変化すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１０】
請求項3記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
位相エンコードステップ間の前記圧縮率の変化率および変化量のいずれかが一定であること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１１】
請求項3記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記圧縮率は、前記位相エンコード量に応じてステップ状に変化すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１２】
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記撮像シーケンス生成部は、ユーザから前記VERSEパルスを圧縮するか否かの指示を受け付け、
前記VERSEパルス設計部は、圧縮するとの指示を受け付けた場合、前記撮像条件に応じて前記圧縮率を決定すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１３】
請求項12記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
撮像パラメータ設定画面を表示させ、ユーザによる前記撮像条件の入力を支援する撮像パラメータ設定支援部をさらに備え、
前記撮像シーケンス生成部は、前記撮像パラメータ設定画面を介して前記VERSEパルスを圧縮するか否かの指示を受け付けること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１４】
高周波磁場パルスとスライス選択傾斜磁場パルスとからなるVERSE(Variable rate selective excitation)パルスの圧縮率を撮像条件に応じて決定し、
前記VERSEパルスを備えるパルスシーケンスの前記VERSEパルスに決定した前記圧縮率を適用して撮像シーケンスを生成し、
前記生成した撮像シーケンスに従って計測を実行し、取得したエコー信号から画像を再構成すること、
を特徴とする磁気共鳴イメージング方法。
【請求項１５】
磁場中心からの距離が第一の距離のスライス位置を選択するVERSE(Variable rate selective excitation)パルスの圧縮率を、前記磁場中心からの距離が前記第一の距離より近い第二の距離のスライス位置を選択する前記VERSEパルスの圧縮率より小さくする、
第一の位相エンコード量を印加する直前の前記VERSEパルスの圧縮率を、前記第一の位相エンコード量より小さい第二の位相エンコード量を印加する直前の前記VERSEパルスの圧縮率より大きくする、
パルスシーケンスがスピンエコーを取得するシーケンスである場合、高周波磁場パルスのパルス種が励起パルスである前記VERSEパルスの圧縮率を、前記パルス種がリフォーカスパルスである前記VERSEパルスの圧縮率より小さくする、
の内の少なくとも一つによりVERSEパルスの圧縮率を決定するVERSEパルス圧縮率決定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴イメージング技術に関し、特に、VERSE(Variable rate selective excitation)法による撮像時のVERSEパルスの設計技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
VERSE法は、磁気共鳴イメージング装置(以下、MRI装置と称する)において、高周波磁場(以下、RFと称する)パルスとスライス選択傾斜磁場(以下、Gsと称する)パルスとを、スライスプロファイル及びパワーを維持しつつ変形し、撮像を行う技術である。例えば、RFパルスにより被検体に発生する熱の指標とする、単位重量当たりの熱吸収比(Specific Absorption Rate；SAR)の低減に用いられる。以下、変形させるRFパルスとGsパルスとをあわせてVERSEパルスと呼ぶ。【０００３】
SARは振幅の2乗に比例するため、RFパルスの振幅の最大値を小さくすることによって低減される。従って、VERSE法では、RFパルスの振幅が大きい部分では、振幅を小さくしてバンド幅を時間方向に伸ばし、振幅が小さい部分では、振幅を大きくしてバンド幅を時間方向に縮めるといった操作を行ってRFパルスの形状を変形し、印加時間を維持したまま、小さい振幅のRFパルスを実現する。【０００４】
しかしながら、VERSEパルスを変形すると、励起中のGsパルスに線形でない部分が多くなり、傾斜磁場アンプの応答性能による入出力誤差や渦電流による誤差が入り易い。このため、スライスプロファイルの崩れや励起位置のずれが生じ易くなる。【０００５】
傾斜磁場パルスの入出力誤差を抑制する技術として、入出力誤差を実測値から算出し、VERSEパルスの波形決定時に反映する技術がある(例えば、特許文献1参照)。この技術では、本撮像に先立って傾斜磁場パルスの形状を算出するためのシーケンスを実行して傾斜磁場パルスの形状を実測し、その結果から入出力誤差を導出する。【０００６】
また、傾斜磁場パルスの形状を算出するためのシーケンスによって実測した傾斜磁場パルスの結果を元に、入出力の関係を伝達関数で表現し、入力波形に対して伝達関数を適用することで求まった出力波形から入出力誤差を導出し、用いる手法もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第2013/002231号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、実測値から傾斜磁場パルスの入出力誤差を得る手法では、撮像条件によって傾斜磁場パルス形状が異なるため、撮影毎に実測する必要がある。また、実測値をそのまま用いるため、実測値の精度を上げるために加算を増やす必要があり、撮像時間が長くなる。更に、スライス位置の影響やオブリークの影響を考慮するためには、複数の位置や角度で傾斜磁場パルス形状を実測する必要がある。【０００９】
また、伝達関数を用いる手法は、上記のような撮像時間の延長も無く、安定した結果を得られる。しかし、伝達関数を導出する際の波形と実際に用いる波形とが異なることによる誤差が残り、入出力誤差に起因する問題を完全に取り除くことはできない。【００１０】
傾斜磁場パルスの誤差の影響は、磁場中心から離れるほど顕著になる。このため、磁場中心から離れるほど正しい位置が励起されなくなる。すなわち、オフレゾナンスの影響を受け易い。従って、マルチスライス撮像の場合、各スライスでスライスプロファイルが異なり、スライス毎にクロストークの影響が異なる。さらに、例えば、スピンエコーシーケンスなどの場合、異なるRFパルス種(励起パルスとリフォーカスパルス)で印加するGsパルスが同一であると、傾斜磁場パルスが線形でない領域において、目的と異なる部分が励起・リフォーカスされ、その部分からアーチファクトが発生する。【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、スライス位置、位相エンコード量、RFパルス種の違い、といった撮像条件によらず、SARを低減しつつ画質を改善する技術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】
【００１２】
本発明は、VERSE法において、撮像条件に応じて、VERSEパルスの圧縮率を決定する。撮像条件は、例えば、VERSEパルス直後に印加する位相エンコード量(オフセンタ量)、スライス位置の磁場中心からの距離、RFパルス種(励起パルス、リフォーカスパルス)、などである。
【発明の効果】
【００１３】
スライス位置、位相エンコード量、RFパルス種の違い、といった撮像条件によらず、SARを低減しつつ画質が改善される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第一の実施形態のMRI装置の全体構成図
【図２】第一の実施形態の主制御部の機能ブロック図
【図３】第一の実施形態の撮像パラメータ設定画面例を説明するための説明図
【図４】(a)〜(i)は、第一の実施形態のRFパルス形状とGsパルス形状とスライスプロファイルとの関係を説明するための説明図
【図５】(a)〜(d)は、第一の実施形態の圧縮率の変化態様を説明するための説明図
【図６】(a)〜(c)は、第一の実施形態のVERSEパルス圧縮例を説明するための説明図
【図７】第一の実施形態の他のVERSEパルス圧縮例を説明するための説明図
【図８】第一の実施形態の撮像処理のフローチャート
【図９】(a)〜(d)は、第二の実施形態の圧縮率の変化態様を説明するための説明図
【図１０】(a)〜(d)は、第二の実施形態のVERSEパルス圧縮例を説明するための説明図
【図１１】第二の実施形態の撮像処理のフローチャート
【図１２】(a)および(b)は、第三の実施形態のVERSEパルス圧縮手法を説明するための説明図
【図１３】第三の実施形態のVERSEパルスの圧縮例を説明するための説明図
【図１４】第三の実施形態の撮像処理のフローチャート
【図１５】第三の実施形態の他のVERSEパルスの圧縮例を説明するための説明図
【図１６】第一の実施形態の手法と第二の実施形態の手法とを組み合わせた場合のVERSEパルスの圧縮例を説明するための説明図
【図１７】第一の実施形態の手法と第二の実施形態の手法と第三の実施形態の手法とを組み合わせた場合の撮像処理のフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜＜第一の実施形態＞＞
以下、添付図面に従って本発明の第一の実施形態について詳説する。なお、発明の実施形態を説明するための全図において、特に断らない限り、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００１６】
本実施形態では、VERSE法による撮像時に、撮像条件に応じて、VERSEパルスの変形率(圧縮率)を調整する。これにより、スライス選択傾斜磁場(Gsパルス)の誤差や強度の違いに起因するスライスプロファイルの崩れやオフレゾナンスの影響を改善し、VERSEによる効果を得つつ、より良いSNR，より良いコントラストの画像を得る。
【００１７】
本実施形態では、特に、VERSE法によるマルチスライス撮像を対象とし、撮像条件として、スライス位置に応じてVERSEパルスの波形の圧縮率を変えることにより、スライス位置の磁場中心からの距離に依らず、Gsパルス等の誤差に起因するスライスプロファイルの崩れを緩和し、高品質の画像を得る。
【００１８】
＜装置構成＞
まず、本実施形態のMRI装置の構成を説明する。図1は、MRI装置100の全体概略構成図である。本実施形態のMRI装置100は、ガントリ110と、駆動系120と、制御系130と、を備える。
【００１９】
ガントリ110内には、静磁場コイル111と、傾斜磁場コイル112と、照射コイル113と、受信コイル114とが配置される。静磁場コイル111は、超伝導コイルまたは常伝導コイルを用いて構成され、被検体101配置される空間に静磁場を与える。傾斜磁場コイル112は、被検体101に互いに直行するX，Y，Zの3軸方向に傾斜磁場を与える。照射コイル113は、被検体101の生態組織を構成する原子の原子核にNMR現象を起こさせる高周波磁場(RF)パルスを、後述する撮像シーケンスに従って繰り返し印加する。このNMR現象により放出されるエコー信号を受信コイル114が受信する。
【００２０】
駆動系120は、X軸傾斜磁場電源121、Y軸傾斜磁場電源122、Z軸傾斜磁場電源123、送信系124、および、受信系125を備える。X軸傾斜磁場電源121、Y軸傾斜磁場電源122、Z軸傾斜磁場電源123は、それぞれ、傾斜磁場コイル112を駆動する。送信系124は、照射コイル113にRFパルスを照射させる。受信系125は、受信コイル114で受信したエコー信号を主制御部132に送信する。
【００２１】
制御系130は、シーケンサ131および主制御部132を備える。シーケンサ131は、主制御部132からの指示に従って、X軸傾斜磁場電源121、Y軸傾斜磁場電源122、Z軸傾斜磁場電源123および送信系124を駆動する。また、主制御部132は、受信系125を駆動する。
【００２２】
主制御部132は、CPU、メモリ、記憶装置等を備え、ユーザが設定した撮像パラメータ(撮像条件)とパルスシーケンスとから撮像シーケンスを生成し、この撮像シーケンスに従って、シーケンサ131に指示を出す。
【００２３】
パルスシーケンス(撮像シーケンス)における傾斜磁場は、Slice(Gs)、Phase(Gp)、Frequency(Gf)の論理軸で規定される。これを、主制御部132が、X、Y、Zの物理軸(Gx，Gy，Gz)に変換し、各軸の傾斜磁場電源121、122、123を制御する。
【００２４】
論理軸における傾斜磁場は、それぞれ時間を横軸にとると通常は台形の形状をしたパルスである。以下の記述において、各論理軸上のパルスを傾斜磁場パルスと総称し、どの論理軸上のパルスであるかは問わない。
【００２５】
また、本実施形態の主制御部132は、シーケンサ131を介した駆動系120の駆動・制御を行う計測制御処理以外に、受信系125で検出したエコー信号を用いて画像再構成演算を行う画像再構成処理と、ユーザによる撮像パラメータの設定を支援する処理(撮像パラメータ設定支援処理)と、を行う。また、計測制御処理においては、スライス位置に応じてVERSEパルスの形状を決定する。主制御部132の処理、機能の詳細は後述する。
【００２６】
なお、主制御部132には、ユーザからの入力を受け付け、また、主制御部132による処理結果をユーザに提示する入出力装置133が接続される。入出力装置133は、例えば、ユーザからの指示を受け付ける、操作卓、ディスプレイなどで構成される。ディスプレイには、グラフィカルユーザーインターフェース(以下GUIと称する)を表示し、ユーザからの入力を受け付けるよう構成してもよい。
【００２７】
＜主制御部の機能＞
本実施形態の主制御部132は、上記の機能を実現する。このため、図2に示すように、本実施形態の主制御部132は、撮像パラメータ設定支援部141と、撮像シーケンス生成部142と、撮像部143と、を備える。主制御部132のこれらの機能は、CPUが記憶装置に予め格納されたプログラムをメモリにロードして実行することにより実現される。
【００２８】
撮像パラメータ設定支援部141は、ユーザによる撮像パラメータの設定を支援する。
具体的には、ユーザがMRI装置100を起動させると、撮像パラメータ設定支援部141は、入出力装置133のディスプレイに、撮像パラメータ設定画面を表示し、ユーザからの入力を受け付ける。撮像パラメータ設定画面はGUIであり、入力は、例えば、対話的にポップアップウィンドウを表示する形態をとる。
【００２９】
図3に入出力装置133のディスプレイに表示される撮像パラメータ設定画面200を示す。撮像パラメータ設定画面200は、患者情報表示領域201と、図形操作により撮像パラメータを入力する第一の入力領域202と、値を直接入力することにより撮像パラメータを入力する第二の入力領域203と、撮像コントロール領域204と、を備える。
【００３０】
第一および第二の入力領域202、203は、撮像パラメータの入力および変更を受け付ける領域である。ユーザは、第一の入力領域202では領域上に表示されたパラメータ入力補助図形を操作することにより、スライス断面の位置の移動や回転等の撮像パラメータ変更を行うことができる。
【００３１】
本実施形態では、撮像パラメータとして、少なくとも、撮像シーケンスに用いるパルスシーケンス種、VERSE法を用いるか否かの指示、を受け付ける。このため、第二の入力領域203は、VERSE法を用いるか否かの指示を受け付けるVERSE指示領域205と、撮像シーケンスに用いるパルスシーケンス種の入力を受け付けるシーケンス受付領域206と、を備える。
【００３２】
VERSE指示領域205を介して、ユーザからVERSE法を用いる指示(VERSE ON)を受け付けると、後述する撮像シーケンス生成部142は、VERSEパルスを設計する。
【００３３】
撮像コントロール領域204は、撮像パラメータ設定画面200を介して入力した撮像パラメータを設定し、撮像を開始するとの指示を受け付けるスタートボタンを備える。
【００３４】
なお、撮像パラメータ設定支援部141は、予め、各パルスシーケンスに応じた推奨パラメータ値を保持し、ユーザがシーケンス受付領域206を介して、パルスシーケンスを選択すると、各推奨パラメータ値が表示されるよう構成してもよい。この場合、ユーザは、表示された推奨パラメータ値を好みに応じて変更する。
【００３５】
本実施形態の撮像シーケンス生成部142は、予め定めたパルスシーケンスに撮像パラメータを適用して撮像シーケンスを生成する。撮像パラメータは、ユーザが上記撮像パラメータ設定画面200を介して入力したものを用いる。
【００３６】
なお、本実施形態で撮像に用いられるパルスシーケンスは、マルチスライス撮像用のシーケンスであり、1以上のVERSEパルスを含む。本実施形態の撮像シーケンス生成部142は、VERSE法を用いて撮像を行うとユーザが指示した際、予め定めた撮像条件に応じてVERSEパルスの圧縮率を決定するVERSEパルス設計部152を備える。
【００３７】
撮像条件は、例えば、スライス位置、位相エンコード量、RFパルスのフリップアングル(パルス種)などがある。VERSEパルス設計部152の機能の詳細は後述する。撮像シーケンス生成部142は、決定された圧縮率でVERSEパルスを圧縮し、撮像シーケンスを生成する。
【００３８】
本実施形態では、撮像条件として、VERSEパルスを構成するRFパルスとGsパルスとで選択されるスライスの位置(スライス位置)を用いる。本実施形態のVERSEパルス設計部は、スライス位置が磁場中心から離れているほど、圧縮率を小さくする。
【００３９】
撮像部143は、撮像シーケンス生成部142が作成した撮像シーケンスに従って、駆動系120の駆動、制御を行うよう、シーケンサ131に指示を出し、撮像シーケンスに従って受信系125が受信したエコー信号から画像を再構成する。
【００４０】
＜圧縮率＞
次に、本実施形態のVERSEパルス設計部152によるVERSEパルスの圧縮率の決定法を説明する。なお、本明細書では、VERSEパルスの圧縮率Kは、RFパルスのピークの振幅(ピーク振幅)の、変形前の値とVERSE法による変形後の値とを用いて算出する。
【００４１】
具体的には、変形前のピーク振幅をApa、変形後のピーク振幅をApbとすると、圧縮率Kは、K＝((Apa−Apb)/Apa)×100で表される、0から100の間の値でとし、単位は％とする。すなわち、RFパルスのピーク振幅を小さく変形するほど、圧縮率Kは大きくなる。
【００４２】
本実施形態の圧縮率決定手法の説明に先立ち、VERSE法におけるVERSE波形の調整手法を説明する。上述のように、VERSEパルスは、RFパルスとGsパルスとにより構成される。本実施形態では、これらのVERSEパルスの振幅および印加時間を変化させる。このとき、面積が一定となるよう、伸縮させ、変化させる。
【００４３】
例えば、SARを低減することを目的とする場合、RFパルスのピーク振幅を抑える必要がある。従って、この場合、RFパルスの高振幅部分の振幅を小さくし、その分、低振幅部分の振幅を大きくする。これにより、パワーや印加時間を変えずに同様のスライスプロファイルとなる励起を実現する。
【００４４】
また、Gsパルスは、RFパルスの変化に応じて、該RFパルスに対応する部分の振幅を同じ割合で変化させる。なお、送信系124が備えるRFパルス用アンプ、及び、傾斜磁場電源121、122、123が備える傾斜磁場アンプの性能と、それによって生じる誤差の影響、傾斜磁場パルスの応答性を考慮し、Gsパルスに対しては、できるだけ入出力の誤差が入らないようにする。
【００４５】
図4は、RFパルス形状とGsパルス形状とスライスプロファイルとの関係を説明するための図である。図4(a)〜図4(c)に示す、ケース310は、VERSE法による変形を行わない場合の例である。すなわち、圧縮率K1＝0の場合である。VERSE法による変形を行わない場合のRFパルスを311、Gsパルスを312で表す。
【００４６】
ただし、Gsパルス312は、入力波形であり、理想的な状態での形状である。しかしながら、上述のように各種の誤差が含まれるため、実際の出力形状は、図4(b)に示す出力Gsパルス313のようになる。なお、Gsパルス312と出力Gsパルス313との差の部分を黒塗りで示す。
【００４７】
ケース310では、Gsパルス312と出力Gsパルス313との形状に差が発生する部分は、RFパルス311のピーク以外に対応する部分である。すなわち、照射の高域部分である。このため、図4(c)に示すように、スライスプロファイル314の形状の崩れは小さい。
【００４８】
ケース320およびケース330は、VERSE法による変形を行う場合の例である。
ケース320の圧縮率K2の方が、ケース330の圧縮率K3より大きい場合である。
【００４９】
図4(d)には、圧縮率をK2に設定し、設計されたRFパルス321およびGsパルス322の入力波形を示す。ここで、変形前のRFパルス311およびGsパルス312は、点線で示す。このようにVERSEパルスを圧縮した場合であっても、Gsパルスには各種の誤差が含まれるため、実際の出力形状は、図4(e)に示す出力Gsパルス323のようになる。ここでも、Gsパルス322と出力Gsパルス323との差の部分を黒塗りで示す。
【００５０】
ケース320の場合は、Gsパルス322と出力Gsパルス323との形状の差が大きく、また、その発生部分は、RFパルス321のピーク部分近傍である。このように、照射の低域部分にも誤差が含まれるため、ケース320では、図4(f)に示すように、スライスプロファイル324の形状は、大きく崩れる。
【００５１】
図4(g)には、圧縮率をK3に設定し、設計されたRFパルス331およびGsパルス332の入力波形を示す。ここで、変形前のRFパルス311およびGsパルス312は、点線で示す。このようにVERSEパルスを圧縮した場合であっても、傾斜磁場パルスには各種の誤差が含まれるため、実際の出力形状は、図4(h)に示す出力Gsパルス333のようになる。ここでも、Gsパルス332と出力Gsパルス333との差の部分を黒塗りで示す。
【００５２】
圧縮率K3がケース320の圧縮率K2より小さい、ケース330の場合は、Gsパルス332と出力Gsパルス333との形状の差は、ケース320に比べて小さく、また、その発生部分は、RFパルス321のピーク部分からケース320に比べて離れている。
従って、図4(i)に示すように、スライスプロファイル334の形状の崩れは、ケース320の場合に比べて小さい。
【００５３】
このように、VERSEパルスの圧縮率が高いと、Gsパルスの入力形状と出力形状との誤差が大きくなり、かつ、その発生箇所がRFパルスのピーク付近(照射の低域部分)となる。従って、VERSEパルスの圧縮率が高いと、スライスプロファイルが崩れ、本来意図した位置とは異なる位置の組織が励起されるため、画像が劣化しやすい。
【００５４】
＜圧縮手法＞
本実施形態のVERSEパルス設計部152は、SARを低減するため、VERSEパルスを圧縮するにあたり、スライス位置によらず、可能な限り目的の位置の組織が励起されるよう、VERSEパルス(RFパルスとGsパルス)の圧縮率を決定する。
【００５５】
一般に、Gsパルスは、磁場中心付近では線形性が保たれ、離れるに従って、線形性が保たれない。磁場中心から離れれば離れるほど、磁場が歪み、この影響を受けるためである。このように、Gsパルスの印加方向の磁場中心から離れた領域では、本来の目的とは異なる位置の組織が励起され、その部分からの信号がアーチファクトになる。
【００５６】
従って、本実施形態のVERSEパルス設計部152は、パルスシーケンス内の各VERSEパルスに対し、当該VERSEパルスで励起されるスライス位置の、磁場中心からの距離に応じてVERSEパルスの圧縮率を決定する。具体的には、スライス位置が、磁場中心に最も近いものの圧縮率を最大とし、磁場中心から離れるに従って、RFパルスの圧縮率を小さくする。このとき、同時に印加するGsパルスについても、変形する。
【００５７】
磁場中心付近では、Gsパルスの入力形状と出力形状との誤差が小さいため、圧縮率を大きくしても、影響が小さい。一方、磁場中心から離れるに従って、Gsパルスの誤差が大きくなるため、圧縮率を小さくして、影響を最小限にとどめる。本実施形態では、このようにVERSE圧縮率を決定し、スライス位置の磁場中心からの距離によらず、スライスプロファイルの形状を維持する。これにより、SAR低減等のVERSEによる効果をある程度保持したまま、全スライスでほぼ同等のスライスプロファイルを実現できる。
【００５８】
なお、圧縮率は、各スライスの磁場中心からの距離に応じて、単調に減少するよう設定する。このとき、最大圧縮率と最小圧縮率を予め定め、その間で、スライス位置に応じて変化させてもよい。
【００５９】
単調な減少は、例えば、図5(a)のグラフ411で示すような線形としてもよい。すなわち、スライス位置間の圧縮率の変化量を一定とする。また、図5(b)のグラフ412に示すように、スライス位置間の圧縮率の変化率を一定としてもよい。さらに、図5(c)のグラフ413に示すように、各スライス位置で得られるスライスプロファイル形状が一定の基準を満たすように所定のカーブに沿って圧縮率を変化させてもよい。
【００６０】
例えば、磁場中心付近では、誤差の影響が小さいため、圧縮率を緩やかに変化させ、誤差の影響が出始める領域から徐々に圧縮率の変化量を大きくする。そして、誤差の影響が所定の基準を超える領域からは、圧縮率を低い状態で推移させるよう設定してもよい。また、圧縮率は、スライス位置に応じて、ステップ状に変化するよう構成してもよい。すなわち、図5(d)のグラフ414に示すように、予め数段階の圧縮率を定め、その中から適用するよう構成してもよい。この場合、2段階の圧縮率であってもよい。
【００６１】
次に、本実施形態のVERSEパルス設計部152が設計したVERSEパルスの具体例を説明する。図6(a)〜図6(c)は、本実施形態のVERSEパルス設計部152によるVERSEパルス圧縮例を説明するための図である。ここでは、マルチスライス計測のスライス数Nsが5である場合を例示する。スライス数Nsはこれに限られない。
【００６２】
図6(a)には、圧縮率が0、すなわち、初期設定どおりの理想的なRFパルス511およびGsパルス512と、これらによるスライスプロファイル514とからなるケース510を示す。ケース510では、スライス位置に依らず、スライスプロファイル514が全スライスでほぼ同等である。
【００６３】
図6(b)には、VERSEパルスの圧縮率を、スライス位置によらず、0以外の一定の値とした場合の例(ケース520)を示す。この場合、スライス位置が磁場中心から離れるに従って、Gsパルス522の誤差の影響が顕著となり、スライスプロファイル524の形状が崩れる。磁場中心から離れた位置では、スライスプロファイル524の形状の崩れも大きくなり、画質が劣化する。また、本図に示すように、磁場中心付近と磁場中心から離れた位置とではクロストークの影響も変わる。このように、ケース520では、スライス間の画質に差が生じる。
【００６４】
図6(c)には、本実施形態のVERSEパルス圧縮例(ケース530)を示す。上述のように、本実施形態では、圧縮率を、スライス位置によって変化させる。磁場中心付近で、最も圧縮率を大きくし、RFパルス531およびGsパルス532を大きく変形させる。一方、磁場中心から離れるに従って、圧縮率を小さくし、これらのパルスの変形を小さくする。
【００６５】
なお、ケース530を、スライス方向に1スライス分オフセンタした場合の例を図7に示す(ケース540)。この場合も、ケース530同様、磁場中心からの距離に応じて、スライス位置毎に、VERSEパルスの圧縮率を小さくする。
【００６６】
＜撮像処理の流れ＞
最後に、本実施形態の主制御部132による、撮像処理の流れを説明する。図8は、本実施形態の撮像処理の処理フローである。本実施形態の撮像処理は、ユーザが起動の指示を行ったことを契機に開始する。
【００６７】
ユーザによる起動の指示を受け、本実施形態の撮像パラメータ設定支援部は、撮像パラメータ設定画面200を、入出力装置133のディスプレイに表示する(ステップS1101)。
【００６８】
ユーザから、撮像開始の指示を受け付けると、撮像シーケンス生成部142は、ユーザが撮像パラメータ設定画面200を介して入力した撮像パラメータを受け付ける(ステップS1102)。そして、撮像にVERSE法を用いる指示を受け付けているか(VERSE ON)否か(OFF)を判別する(ステップS1103)。
【００６９】
VERSE ONの場合、撮像シーケンス生成部142は、VERSEパルス設計部152に、ユーザが入力した撮像パラメータで特定されるVERSEパルスの圧縮率を決定させ(ステップS1104)、決定結果を反映し、撮像シーケンスを作成する(ステップS1105)。
【００７０】
一方、ステップS1103で、VERSE OFFの場合、撮像シーケンス生成部142は、ステップS1105へ進み、ユーザが入力した撮像パラメータで特定されるRFパルスおよびGsパルス形状をそのまま用い、撮像シーケンスを作成する。
【００７１】
撮像部143は、作成された撮像シーケンスに従って、シーケンサ131に指示を与え、計測を実行し(ステップS1106)、計測により得られたエコー信号から、画像を再構成し(ステップS1107)、主制御部132は、撮像処理を終了する。
【００７２】
以上説明したように、本実施形態のMRI装置100は、予め定めたパルスシーケンスに撮像条件を適用して撮像シーケンスを生成する撮像シーケンス生成部142と、前記撮像シーケンスに従って計測を実行し、取得したエコー信号から画像を再構成する撮像部143と、を備え、前記パルスシーケンスは、高周波磁場パルスとスライス選択傾斜磁場パルスとからなるVERSE(Variable rate selective excitation)パルスを備え、前記撮像シーケンス生成部142は、所定の前記撮像条件に応じて、前記VERSEパルスの圧縮率を決定するVERSEパルス設計部152を備え、前記撮像シーケンスを生成する際、決定された前記圧縮率を適用する。
【００７３】
このとき、前記撮像条件は、前記VERSEパルスで選択されるスライス位置であり、前記VERSEパルス設計部152は、磁場中心からの距離が第一の距離のスライス位置を選択する前記VERSEパルスの圧縮率を、前記磁場中心からの距離が前記第一の距離より近い第二の距離のスライス位置を選択する前記VERSEパルスの圧縮率より小さく決定する。例えば、前記スライス位置が磁場中心から離れているほど、前記圧縮率を小さくする。
【００７４】
このように、本実施形態では、スライス位置によってVERSEパルスの圧縮率を変えて撮像を行う。このとき、各スライス位置で略同等のスライスプロファイル形状が得られるよう、圧縮率は、決定される。従って、スライス位置に応じた画質の変化が少なくなる。これにより、磁場中心からの距離に依らず、同等のスライスプロファイルの画像を提供でき、位置による画質劣化やスライス間でクロストークの影響が異なるといった問題を低減できる。また、磁場中心では、RFパルスの振幅を大きく低減できるため、SARの低減効果も高い。
【００７５】
＜＜第二の実施形態＞＞
次に、本発明の第二の実施形態を説明する。第一の実施形態では、スライス位置によってVERSEパルスの圧縮率を決定している。本実施形態では、位相エンコード量に応じてVERSEパルスの圧縮率を決定する。
【００７６】
本実施形態のMRI装置は、基本的に第一の実施形態のMRI装置100と同様の構成を有する。ただし、上述のように、VERSEパルスの圧縮率を決定する条件が異なるため、撮像シーケンス生成部142の処理が異なる。以下、本実施形態について、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。
【００７７】
本実施形態の撮像シーケンス生成部142は、第一の実施形態同様、予め定めたパルスシーケンスに撮像パラメータを適用して撮像シーケンスを生成する。撮像パラメータは、ユーザが上記撮像パラメータ設定画面200を介して入力したものを用いる。
【００７８】
本実施形態の撮像シーケンス生成部142は、第一の実施形態同様、ユーザが、VERSE法による計測を指定した場合(VERSE ON)、予め定めた撮像条件に応じてVERSEパルスの圧縮率を決定するVERSEパルス設計部152を備える。本実施形態では、撮像条件は、VERSEパルス直後に印加される位相エンコード量とする。本実施形態のVERSEパルス設計部152は、位相エンコード毎にVERSEパルスの圧縮率を決定する。このとき、第一の前記位相エンコード量を印加する直前の前記VERSEパルスの圧縮率を、前記第一の位相エンコード量より小さい第二の位相エンコード量を印加する直前の前記VERSEパルスの圧縮率より大きく決定する。例えば、前記位相エンコード量が大きいほど、前記圧縮率を大きくする。
【００７９】
これは、k空間の低周波数領域に配置されるエコー信号が、k空間の高周波数領域に配置されるエコー信号に比べ、画質に与える影響は大きいためである。このため、本実施形態のVERSEパルス設計部152は、k空間の低周波数領域(k空間中心)に配置されるエコー信号ほど、圧縮率を小さくし、Gsパルスの形状の変化を抑える。一方、k空間の高周波数領域に配置されるエコー信号については、圧縮率を大きくし、SARを低減する。
【００８０】
圧縮率は、位相エンコード量に応じて、単調に増加するよう設定する。このとき、最小圧縮率と最大圧縮率とを予め定め、その間で位相エンコード量に応じて変化させてもよい。例えば、傾斜磁場の振幅により、誤差の影響の大小が定まる。これにより、許容最大圧縮率を決定してもよい。
【００８１】
単調な増加は、例えば、図9(a)に示すような線形としてもよい。すなわち、位相エンコードステップ間の圧縮率の変化量を一定とする。例えば、変化量は、k空間の両端の圧縮率を同じとし、マトリックスサイズ(分解能)で除算することにより算出する。また、図9(b)に示すように、位相エンコードステップ間の圧縮率の変化率が一定となるよう決定してもよい。また、図9(c)に示すように、各位相エンコード量に起因するオフレゾナンス等への影響度に対して、一定の基準を満たすよう、所定のカーブに沿って圧縮率を変化させてもよい。例えば、画質への影響が大きいk空間中心付近では圧縮率を低い値で変化させ、影響の小さいk空間端部では、圧縮率を高い値で変化させ、その間は、基準に応じて滑らかに変化させる。また、圧縮率は、位相エンコード量に応じて、ステップ状に変化するよう構成してもよい。例えば、図9(d)に示すように、2つの圧縮率を定め、2段階で変化するよう構成してもよい。
【００８２】
次に、本実施形態のVERSEパルス設計部152が設計したVERSEパルスの具体例を説明する。図10(a)〜図10(d)は、本実施形態のVERSEパルス設計部152によるVERSEパルス圧縮例を説明するための説明図である。ここでは、位相エンコードステップ数Npが5である場合を例示する。位相エンコードステップ数Npはこれに限られない。
【００８３】
図10(a)は、k空間600を示す。図10(b)には、圧縮率が0、すなわち、初期設定どおりの理想的なRFパルス611およびGsパルス612を、位相エンコード量によらず、印加する例(ケース610)を示す。
【００８４】
図10(c)は、VERSEパルス(RFパルス621およびGsパルス622)の圧縮率を、位相エンコード量によらず、0以外の一定の値とした場合の例(ケース620)を示す。この場合、スライスプロファイルはいずれの位相エンコード量でも同じとなるが、圧縮した分、崩れる。従って、k空間の低周波数領域にも、このスライスプロファイルの崩れたエコー信号が配置されるため、画質に与える影響は大きい。
【００８５】
図10(d)は、本実施形態のVERSEパルス圧縮例(ケース630)を示す。上述のように、本実施形態では、圧縮率を、位相エンコード量によって変化させる。エコー信号の配置位置がk空間中心付近となる位相エンコード量で最も圧縮率を小さくし、RFパルス631およびGsパルス632の変形を最小限にとどめる。一方、k空間の中心から離れるに従って、圧縮率を大きくし、これらのパルスの変形を大きくする。
【００８６】
本実施形態では、このようにVERSEパルスの圧縮率を決定し、k空間中心付近に配置されるエコー信号に生じる、Gsパルスの形状の誤差による影響を小さくする。また、k空間の低周波数領域に配置されるGsパルスの圧縮率を抑えることにより、k空間の低周波数領域におけるバンド幅を維持し、ケミカルシフトの影響を抑え、オフレゾナンスにロバストな状態とする。また、逆に高域になるに従って、VERSEパルスの圧縮率を大きくし、SAR低減等の効果を得る。このようにすることによって、VERSEによる画質の劣化を最小限に抑えつつ、SARを低減させる。
【００８７】
＜撮像処理の流れ＞
最後に、本実施形態の主制御部132による、撮像処理の流れを説明する。図11は、本実施形態の撮像処理の処理フローである。本実施形態の撮像処理は、ユーザが起動の指示を行ったことを契機に開始する。
【００８８】
ユーザによる起動の指示を受け、本実施形態の撮像パラメータ設定支援部141は、撮像パラメータ設定画面200を、入出力装置133のディスプレイに表示する(ステップS1201)。
【００８９】
ユーザから、撮像開始の指示を受け付けると、撮像シーケンス生成部142は、ユーザが撮像パラメータ設定画面200を介して入力した撮像パラメータを受け付ける(ステップS1202)。そして、VERSE法も用いる指示を受け付けているか(VERSE ON)否か(OFF)を判別する(ステップS1203)。
【００９０】
VERSE ONの場合、撮像シーケンス生成部142は、VERSEパルス設計部152に、ユーザが入力した撮像パラメータで特定されるVERSEパルスの圧縮率を決定させ(ステップS1204)、決定結果を反映し、撮像シーケンスを作成する(ステップS1205)。
【００９１】
一方、ステップS1203で、VERSE OFFの場合、撮像シーケンス生成部142は、ステップS1205へ進み、ユーザが入力した撮像パラメータで特定されるRFパルスおよびGsパルス形状をそのまま用い、撮像シーケンスを作成する。
【００９２】
撮像部143は、作成された撮像シーケンスに従って、シーケンサ131に指示を与え、計測を実行し(ステップS1206)、計測により得られたエコー信号から、画像を再構成し(ステップS1207)、主制御部132は、撮像処理を終了する。
【００９３】
以上説明したように、本実施形態のMRI装置100は、予め定めたパルスシーケンスに撮像条件を適用して撮像シーケンスを生成する撮像シーケンス生成部142と、前記撮像シーケンスに従って計測を実行し、取得したエコー信号から画像を再構成する撮像部143と、を備え、前記パルスシーケンスは、高周波磁場パルスとスライス選択傾斜磁場パルスとからなるVERSE(Variable  rate  selective  excitation)パルスを備え、前記撮像シーケンス生成部142は、所定の前記撮像条件に応じて、前記VERSEパルスの圧縮率を決定するVERSEパルス設計部152を備え、前記撮像シーケンスを生成する際、決定された前記圧縮率を適用する。
【００９４】
このとき、前記撮像条件は、前記VERSEパルス直後に印加される位相エンコード量であり、前記VERSEパルス設計部152は、第一の前記位相エンコード量を印加する直前の前記VERSEパルスの圧縮率を、前記第一の位相エンコード量より小さい第二の位相エンコード量を印加する直前の前記VERSEパルスの圧縮率より大きく決定する。
例えば、前記位相エンコード量が大きいほど、前記圧縮率を大きくする。
【００９５】
このため、本実施形態によれば、位相エンコード量に応じてVERSEパルスの圧縮率を変化させて撮像を行う。このとき、k空間中心近傍の低周波数領域のデータ取得時は、VERSEパルスの圧縮率を小さくし、パルス形状の変化を小さくする。これにより、画質に大きく影響のある、低周波数領域のデータ取得時は、オフレゾナンスにロバストな状態となる(共鳴周波数がずれにくくなる)。一方、高周波数領域のデータ取得時は、VERSEパルスの圧縮率を大きくし、RFパルスの振幅を小さくすることにより、SARの低減に寄与する。これにより、オフレゾナンスの影響を緩和し、より良いSNR、コントラストの画像を提供できる。すなわち、本実施形態によれば、画質を維持しつつ、SARを低減できる。
【００９６】
なお、スライスエンコードもあるパルスシーケンスの場合、スライスエンコード量に応じて、上記同様、圧縮率を変更してもよい。
【００９７】
＜＜第三の実施形態＞＞
次に本発明の第三の実施形態を説明する。第一の実施形態では、スライス位置に応じて、また、第二の実施形態では、位相エンコード量に応じてVERSEパルスの圧縮率を決定している。本実施形態では、パルスシーケンス内で印加するRFパルスの、パルス種に応じて、VERSEパルスの圧縮率を決定する。
【００９８】
本実施形態のMRI装置は、基本的に第一の実施形態のMRI装置100と同様の構成を有する。ただし、上述のように、VERSEパルスの圧縮率を決定する条件が異なるため、撮像シーケンス生成部142の処理が異なる。以下、本実施形態について、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。
【００９９】
本実施形態では、90度パルス(励起パルス)と180度パルス(リフォーカスパルス)とを備え、スピンエコーを取得するパルスシーケンスを用いる。以下、本実施形態では、スピンエコーを取得するパルスシーケンスの中でFSEシーケンスを用いる場合であって、励起パルスとリフォーカスパルスとで、VERSEパルスの圧縮率を変化させる場合を例にあげて説明する。なお、本実施形態で用いることができるパルスシーケンスは、FSEシーケンスに限定されない。例えば、SEシーケンス、SEEPIシーケンスであってもよい。以下、本実施形態では、RFパルスが励起パルスであるVERSEパルスを、励起VERSEパルスと呼び、RFパルスがリフォーカスパルスであるVERSEパルスを、リフォーカスVERSEパルスと呼ぶ。
【０１００】
本実施形態の撮像シーケンス生成部142は、第一の実施形態同様、予め定めたパルスシーケンス(ここでは、上記パルスシーケンス)に撮像パラメータを適用して撮像シーケンスを生成する。撮像パラメータは、ユーザが上記撮像パラメータ設定画面200を介して入力したものを用いる。
【０１０１】
本実施形態の撮像シーケンス生成部142は、第一の実施形態同様、ユーザが、VERSE法による計測を指定した場合(VERSE ON)、予め定めた撮像条件に応じてVERSEパルスの圧縮率を決定するVERSEパルス設計部152を備える。本実施形態では、撮像条件は、前記VERSEパルスのRFパルスのパルス種(FA？)とする。本実施形態のVERSEパルス設計部152は、RFパルスのパルス種毎にVERSEパルスの圧縮率を決定する。このとき、励起VERSEパルスの圧縮率を、リフォーカスVERSEパルスの圧縮率より小さくする。
【０１０２】
上述のように、Gsパルスは磁場中心から離れた位置では線形性が保たれない。このため、Gsパルスの印加方向の磁場中心から離れた領域では、本来の目的とは異なる位置の組織が励起され、その部分からの信号がアーチファクトになる。
【０１０３】
スピンエコーを取得する撮像シーケンスで、励起パルス(90度パルス)と同時に印加するGsパルスとリフォーカスパルス(180度パルス)と同時に印加するGsパルスとの波形が同じ場合、Gsパルスは同じように線形性を無くす。このため、それぞれ、目的とは異なる領域が励起およびリフォーカスされて、その領域から信号が発生する。
【０１０４】
図12(a)に、励起VERSEパルスと、リフォーカスVERSEパルスとの圧縮率が等しい場合(ケース710)の励起およびリフォーカス位置を示す。なお、本図においては、縦軸を周波数、横軸を励起位置とする。
【０１０５】
理想的には、励起位置に応じたGsパルスの周波数の変化は、本図に示すように線形711であるが、実際は点線712で示すように磁場中心から離れた位置では線形でなくなる。
【０１０６】
ケース710の場合、励起パルスとリフォーカスパルスの、照射周波数およびバンド幅は、それぞれ同一であるため、目的とする領域(713)とは異なる領域(714)も励起およびリフォーカスされ、そこからの信号も取得することとなる。従って、励起VERSEパルスとリフォーカスVERSEパルスとの圧縮率を同じとすると、このように、目的とは異なる位置からの信号に起因するアーチファクトが発生する。
【０１０７】
本実施形態では、これを避けるため、励起VERSEパルスとリフォーカスVERSEパルスに対し、それぞれ異なる圧縮率を適用する。これにより、各Gsパルスの線形性でない領域の振る舞いをそれぞれ異ならせ、目的外の位置で、励起およびリフォーカスされることを避ける。
【０１０８】
なお、両者の圧縮率は、目的とする位置が励起およびリフォーカスされるよう決定する。具体的には、励起パルスとともに印加されるGsパルスの強度と、リフォーカスパルスとともに印加されるGsパルスの強度とが異なるように圧縮率を決定する。
【０１０９】
図12(b)に、励起VERSEパルスと、リフォーカスVERSEパルスとの圧縮率を変化させる場合(ケース520)の励起およびリフォーカス位置を示す。本図においても、縦軸を周波数、横軸を励起位置とする。
【０１１０】
励起VERSEパルスと、リフォーカスVERSEパルスとで、圧縮率を変えると、それぞれのGsパルスの励起位置に応じた周波数の変化の状態も本図に示すように変化する。ここでは、理想的なGsパルスを実線721で示し、実際のGsパルスを点線722で示す。また、リフォーカスVERSEパルスのGsパルスの理想状態を実線723で示し、実際の様子を点線724で示す。
【０１１１】
目的とする領域725が、励起・リフォーカスされるよう、圧縮率は、調整される。圧縮率を調整することにより、Gsパルスの傾きが変化する。
【０１１２】
なお、本図に示すように、Gsパルスの変化が線形でない領域があるため、領域726が励起され、領域727がリフォーカスされる。しかし、この2領域(726および727)は一致しないため、ケース710と比較して目的外の位置からの信号は、緩和され、アーチファクトが抑制される。
【０１１３】
次に、本実施形態のVERSEパルス設計部152が設計したVERSEパルスの具体例を説明する。図13は、本実施形態のVERSEパルス設計部152によるVERSEパルスの圧縮例を説明するための説明図である。ここでは、パルスシーケンスを、スピンエコーを取得するシーケンスであって、励起パルス印加後に複数のリフォーカスパルスを印加するFSEシーケンスとする場合を例示する。リフォーカスパルス数は、5とする場合を例示する。図13において、点線は、圧縮前のRFパルスとGsパルスであり、実線はVERSEパルス設計部152により定められた圧縮率で圧縮後のRFパルスとGsパルスである。
【０１１４】
本図に示すように、励起VERSEパルス(RFパルス731およびGsパルス732)では、スライスプロファイルの形状の崩れを最小限にするため、VERSEによる変化を小さくする。すなわち、圧縮率を小さく設定する。これにより、良好なスライスプロファイルが維持される。一方、リフォーカスVERSEパルス(RFパルス741およびGsパルス742)では、SARを低減するため、圧縮率を大きく設定する。圧縮率は、上記の通り設定する。
【０１１５】
＜撮像処理の流れ＞
最後に、本実施形態の主制御部132による、撮像処理の流れを説明する。図14は、本実施形態の撮像処理の処理フローである。本実施形態の撮像処理は、ユーザが起動の指示を行ったことを契機に開始する。
【０１１６】
ユーザによる起動の指示を受け、本実施形態の撮像パラメータ設定支援部は、撮像パラメータ設定画面200を、入出力装置133のディスプレイに表示する(ステップS1301)。
【０１１７】
ユーザから、撮像開始の指示を受け付けると、撮像シーケンス生成部142は、ユーザが撮像パラメータ設定画面200を介して入力した撮像パラメータを受け付ける(ステップS1302)。そして、計測に用いるシーケンスが、FSEシーケンスであるか否かを判別する(ステップS1303)。そして、FSEシーケンスであれば、VERSE法も用いる指示を受け付けているか(VERSE ON)否か(OFF)を判別する(ステップS1304)。
【０１１８】
VERSE ONの場合、撮像シーケンス生成部142は、VERSEパルス設計部152に、ユーザが入力した撮像パラメータで特定されるVERSEパルスの圧縮率を決定させ(ステップS1305)、決定結果を反映し、撮像シーケンスを作成する(ステップS1306)。
【０１１９】
一方、ステップS1303で、FSEシーケンスでない場合、および、ステップS1304で、VERSE OFFの場合、撮像シーケンス生成部142は、ステップS1306へ進み、ユーザが入力した撮像パラメータで特定されるRFパルスおよびGsパルス形状をそのまま用い、撮像シーケンスを作成する。
【０１２０】
撮像部143は、作成された撮像シーケンスに従って、シーケンサ131に指示を与え、計測を実行し(ステップS1307)、計測により得られたエコー信号から、画像を再構成し(ステップS1308)、主制御部132は、撮像処理を終了する。
【０１２１】
以上説明したように、本実施形態のMRI装置100は、予め定めたパルスシーケンスに撮像条件を適用して撮像シーケンスを生成する撮像シーケンス生成部142と、前記撮像シーケンスに従って計測を実行し、取得したエコー信号から画像を再構成する撮像部143と、を備え、前記パルスシーケンスは、高周波磁場パルスとスライス選択傾斜磁場パルスとからなるVERSE(Variable rate selective excitation)パルスを備え、前記撮像シーケンス生成部142は、所定の前記撮像条件に応じて、前記VERSEパルスの圧縮率を決定するVERSEパルス設計部152を備え、前記撮像シーケンスを生成する際、決定された前記圧縮率を適用する。
【０１２２】
このとき、前記パルスシーケンスは、FSEシーケンスであり、前記撮像条件は、前記VERSEパルスのRFパルスのパルス種であり、前記VERSEパルス設計部152は、前記パルス種が励起パルスである前記VERSEパルスの圧縮率を、前記パルス種がリフォーカスパルスである前記VERSEパルスの圧縮率より小さくする。
【０１２３】
このように、本実施形態によれば、励起VERSEパルスとリフォーカスVERSEパルスとでVERSEパルスの圧縮率を変える。画質に与える影響の大きい励起VERSEパルスにおいては、圧縮率を小さくし、スライスプロファイルの形状の崩れを最小限に抑える。一方、リフォーカスVERSEパルスでは、圧縮率を大きくし、SARを低減する。これにより、スライスプロファイルを改善でき、傾斜磁場の線形性が崩れる領域での信号が原因となるアーチファクトを緩和できる。すなわち、本実施形態によれば、VERSEによる画質の劣化を最小限に抑えつつ、SARを低減させる。
【０１２４】
なお、上記実施形態では、リフォーカスVERSEパルスが複数ある場合でも、各リフォーカスVERSEパルスの圧縮率は同一としているが、リフォーカスVERSEパルス内でも圧縮率を変化させてもよい。
【０１２５】
この場合の、VERSEパルスの圧縮例を図15に示す。ここでは、リフォーカスVERSEパルス(RFパルス741およびGsパルス742)の圧縮率は、上記同様、励起VERSEパルス(RFパルス731およびGsパルス732)の圧縮率よりは大きくする。さらに、複数のリフォーカスVERSEパルス内で、その印加タイミングに応じて圧縮率を変化させる。ここでは、時間の経過に伴い、圧縮率を徐々に小さくする。すなわち、第一の印加タイミングで印加するリフォーカスパルスの前記VERSEパルスの圧縮率を、前記第一の印加タイミングより前の第二の印加タイミングで印加するリフォーカスパルスの前記VERSEパルスの圧縮率より小さく決定する。例えば、リフォーカスVERSEパルスの印加タイミングが遅くなればなるほど、圧縮率を小さくする。
【０１２６】
このように圧縮率を決定することにより、リフォーカスVERSEパルスのスライスプロファイルが後半に行くに従って良好になる。励起パルスで印加した領域に、圧縮率が高く、スライスプロファイルの悪いリフォーカスパルスを印加し続けると、励起パルスで印加した領域外の部分の僅かな励起が累積されて、信号として現れる。しかしながら、本実施形態によれば、この励起パルスにより励起された領域外の部分に対する影響を緩和でき、誤差の累積を防ぐことができる。
【０１２７】
なお、上記各実施形態の圧縮率決定手法は、併用も可能である。例えば、パルスシーケンスがFSEシーケンスの場合、RFパルスのパルス種に応じて圧縮率を変えるとともに、位相エンコード量に応じて圧縮率を変化させてもよい。さらに、マルチスライス撮像の場合、スライス位置に応じてこれらの圧縮率を変化させてもよい。
【０１２８】
FSEシーケンスを用い、励起VERSEパルスとリフォーカスVERSEパルスとの圧縮率を、第三の実施形態のように変化させ、さらに、位相エンコード量に応じて、第二の実施形態のようにリフォーカスVERSEパルスの圧縮率を変化させる場合のパルスシーケンス例を図16に示す。
【０１２９】
本図に示すように、リフォーカスVERSEパルス(RFパルス741およびGsパルス742)の圧縮率は、上記同様、励起VERSEパルス(RFパルス731およびGsパルス732)の圧縮率よりは大きくする。さらに、複数のリフォーカスVERSEパルス内で、直後に印加される位相エンコード量に応じて圧縮率を変化させる。
【０１３０】
さらに、スライス位置が磁場中心から離れているほど、励起VERSEパルスおよびリフォーカスVERSEパルスの圧縮率を小さくするよう構成してもよい。
【０１３１】
図17に、3つの手法を併用する場合の撮像処理の処理フローを示す。この場合も、ユーザが起動の指示を行ったことを契機に処理を開始する。
【０１３２】
ユーザによる起動の指示を受け、本実施形態の撮像パラメータ設定支援部は、撮像パラメータ設定画面200を、入出力装置133のディスプレイに表示する(ステップS1401)。
【０１３３】
ユーザから、撮像開始の指示を受け付けると、撮像シーケンス生成部142は、ユーザが撮像パラメータ設定画面200を介して入力した撮像パラメータを受け付ける(ステップS1402)。そして、撮像シーケンス生成部142は、VERSE法を用いる指示を受け付けているか(VERSE ON)否か(OFF)を判別する(ステップS1403)。受け付けている場合、パルスシーケンスがスピンエコーを取得するシーケンス(例えば、FSEとする。)であるか否かを判別する(ステップS1404)。FSEでなければ、後述のステップS1406へ移行する。
【０１３４】
そして、FSEである場合、撮像シーケンス生成部142は、VERSEパルス設計部152に、ユーザが設定した他のパラメータに基づき、励起VERSEパルスとリフォーカスVERSEパルスの圧縮率をそれぞれ決定させる(ステップS1405)。
【０１３５】
次に、撮像シーケンス生成部142は、VERSEパルス設計部152に、ユーザが設定した他のパラメータに基づき、スライスの磁場中心からの距離に応じて、VERSEパルスの圧縮率をそれぞれ決定させる(ステップS1406)。
【０１３６】
その後、撮像シーケンス生成部142は、VERSEパルス設計部152に、位相エンコード量に応じてVERSEパルスの圧縮率を決定させ(ステップS1407)、決定した圧縮率をパルスシーケンス内のVERSEパルスに反映し、撮像シーケンスを作成する(ステップS1408)。
【０１３７】
撮像部143は、撮像シーケンス生成部142が作成した撮像シーケンスに従って、計測を実行し(ステップS1409)、計測により得られたエコー信号から、画像を再構成し(ステップS1410)、主制御部132は、撮像処理を終了する。
【０１３８】
なお、上記実施形態では、パルス種に応じた圧縮率の決定、スライス位置に応じた圧縮率の決定、位相エンコード量に応じた圧縮率の決定の順に処理を行っているが、これらの処理順は、これに限られない。いずれの処理を先に行ってもよい。
【符号の説明】
【０１３９】
100  MRI装置、101  被検体、110  ガントリ、111  静磁場コイル、112  傾斜磁場コイル、113  照射コイル、114  受信コイル、120  駆動系、121  X軸傾斜磁場電源、122  Y軸傾斜磁場電源、123  Z軸傾斜磁場電源、124  送信系、125  受信系、130  制御系、131  シーケンサ、132  主制御部、133  入出力装置、141  撮像パラメータ設定支援部、142  撮像シーケンス生成部、143  撮像部、152  VERSEパルス設計部、200  撮像パラメータ設定画面、201  患者情報表示領域、202  第一の入力領域、203  第二の入力領域、204  撮像コントロール領域、205  VERSE指示領域、206  シーケンス受付領域、311  RFパルス、312  Gsパルス、313  出力Gsパルス、314  スライスプロファイル、321  RFパルス、322  Gsパルス、323  出力Gsパルス、324  スライスプロファイル、331  RFパルス、332  Gsパルス、333  出力Gsパルス、334  スライスプロファイル、411  圧縮率変化グラフ、412  圧縮率変化グラフ、413  圧縮率変化グラフ、414  圧縮率変化グラフ、421  圧縮率変化グラフ、422  圧縮率変化グラフ、423  圧縮率変化グラフ、424  圧縮率変化グラフ、511  RFパルス、512  Gsパルス、514  スライスプロファイル、521  RFパルス、522  Gsパルス、524  スライスプロファイル、531  RFパルス、532  Gsパルス、534  スライスプロファイル、541  RFパルス、542  Gsパルス、544  スライスプロファイル、600  k空間、611  RFパルス、612  Gsパルス、621  RFパルス、622  Gsパルス、631  RFパルス、632  Gsパルス、711  理想的なGsパルス、712  実際のGsパルス、713  励起・リフォーカス領域、714  励起・リフォーカス領域、721  理想的なGsパルス、722  実際のGsパルス、723  理想的なGsパルス、724  実際のGsパルス、725  励起・リフォーカス領域、726  リフォーカス領域、727  励起領域、731  RFパルス、732  Gsパルス、741  RFパルス、742  Gsパルス
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年3月18日(2016.3.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
ガントリ110内には、静磁場コイル111と、傾斜磁場コイル112と、照射コイル113と、受信コイル114とが配置される。静磁場コイル111は、超伝導コイルまたは常伝導コイルを用いて構成され、被検体101配置される空間に静磁場を与える。傾斜磁場コイル112は、被検体101に互いに直交するX，Y，Zの3軸方向に傾斜磁場を与える。照射コイル113は、被検体101の生態組織を構成する原子の原子核にNMR現象を起こさせる高周波磁場(RF)パルスを、後述する撮像シーケンスに従って繰り返し印加する。このNMR現象により放出されるエコー信号を受信コイル114が受信する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
ケース320およびケース330は、VERSE法による変形を行う場合の例である。
ケース320の圧縮率K2の方が、ケース330の圧縮率K3より大きい場合がある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０１】
本実施形態の撮像シーケンス生成部142は、第一の実施形態同様、ユーザが、VERSE法による計測を指定した場合(VERSE ON)、予め定めた撮像条件に応じてVERSEパルスの圧縮率を決定するVERSEパルス設計部152を備える。本実施形態では、撮像条件は、前記VERSEパルスのRFパルスのパルス種とする。本実施形態のVERSEパルス設計部152は、RFパルスのパルス種毎にVERSEパルスの圧縮率を決定する。このとき、励起VERSEパルスの圧縮率を、リフォーカスVERSEパルスの圧縮率より小さくする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【国際調査報告】
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2014199794.tif 000022
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