(57)【要約】  MRIにおいて、門脈のような流速の遅い血管において、特定領域の下流の血液を効率的に抑制する技術を提供する。そのために、IRパルスの印加から本撮像開始までの間に、複数のBeam Satパルスを、所望の血管から所望の撮像領域に流入する血液の信号が過不足なく抑制されるよう印加する。これを実現する複数のBeam Satパルスの印加条件を、所望の血管内の血液の流速と、当該血液のT1とに基づいて、決定することにより、門脈のような流速の遅い血管において、特定領域の下流の血液を効率的に抑制できる。
2015005297.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、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、撮像領域からのエコー信号を収集し、当該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、IR(Inversion Recovery)パルスと複数の2次元選択高周波パルスとを備え、
前記撮像条件は、前記2次元選択高周波パルスの印加条件を含み、
前記撮像シーケンス生成部は、設定された前記印加条件である設定印加条件の適否を判別し、判別結果に応じて、前記撮像シーケンスに適用する前記印加条件である適用印加条件を決定する印加条件決定部を備え、
前記印加条件決定部は、所望の血管内の血液からの前記エコー信号を抑制するよう、前記適用印加条件を決定すること
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、
前記印加条件は、前記複数の2次元選択高周波パルスの総印加時間および印加間隔と、各2次元選択高周波パルスの振幅およびパルス幅と、を含むこと
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記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記印加条件決定部は、
所望の範囲の血液を抑制するとともに、前記総印加時間が前記血液のT1回復時間により定まる所定期間を超えないよう、当該総印加時間を決定し、
前記撮像領域に流入する前記血液が、連続して抑制されるよう前記印加間隔を決定し、
SAR(Specific Absorption Rate)による制約を超えないよう、前記振幅を決定するとともに、前記2次元選択高周波パルスの印加面積を維持しながら、決定した前記振幅に応じて前記パルス幅を決定すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
請求項2記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
被検体の周期的体動による変位量であって、ピーク以降の変位量を検出する体動検出部と、
前記適用印加条件で定まる前記2次元選択高周波パルスの印加開始タイミングと前記変位量との関係に応じて、前記撮像部が収集した前記エコー信号の採否を決定する採否決定部と、をさらに備え、
前記撮像シーケンスは、体動同期シーケンスであり、
前記撮像部は、前記採否決定部で採用と決定されたエコー信号のみから前記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、
前記採否決定部は、前記印加開始タイミングにおける前記変位量が、予め定めた閾値以下の場合、当該撮像シーケンスで取得したエコー信号を採用と決定すること
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、
前記採否決定部は、前記変位量が予め定めた閾値となる変位タイミングと、前記印加開始タイミングとを比較し、前記印加開始タイミングが前記変位タイミング以降である場合と、前記印加開始タイミングが前記変位タイミングより前であり、かつ、前記変位タイミングから前記印加条件決定部が決定した印加条件で定まる前記2次元選択高周波パルスの印加終了タイミングまでの期間が、予め定めた期間より長い場合、当該撮像シーケンスで取得したエコー信号を採用と決定し、
前記撮像部は、前記印加開始タイミングが前記変位タイミングより前である場合、前記印加開始タイミングの代わりに、前記変位タイミングから、前記2次元選択高周波パルスの印加を開始すること
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4記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記周期的体動は呼吸動であり、
被検体に呼吸タイミングを指示する呼吸指示装置をさらに備えること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項８】
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2次元選択高周波パルスは、複数の血管にサイクリックに印加され、
前記印加条件決定部は、各血管から流入する血液が、それぞれ、間断なく連続して抑制されるよう前記印加間隔を決定するとともに、全血管に印加する前記2次元選択高周波パルスを考慮して、前記SARによる制約を超えないよう、前記振幅および前記パルス幅を決定すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項９】
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記画像から、前記血液の流速を算出する流速算出部をさらに備え、
前記撮像シーケンスは、前記複数の2次元選択高周波パルスの印加終了タイミングと本撮像の開始タイミングとの間に、所定の空き時間を備え、
前記流速算出部は、前記空き時間と抑制されない血流の長さとを用い、前記流速を算出すること
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1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記血液の流速から、抑制範囲を算出する抑制範囲算出部をさらに備え、
前記抑制範囲算出部は、前記流速と当該血液のT1回復時間とを用い、前記抑制範囲を算出すること
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、
前記撮像シーケンスは、複数の心拍を1単位とする心拍同期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１２】
請求項3記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記印加条件決定部は、前記設定印加条件内の前記総印加時間が、前記T1回復時間により定まる所定期間より長い場合、当該所定期間を前記総印加時間と決定し、前記設定印加条件内の前記総印加時間が、前記所望の範囲の血液を抑制可能な期間以下の場合、当該抑制可能な期間の最小値を前記総印加時間と決定し、前記設定された印加間隔が、前記2次元選択高周波パルスによる抑制幅を流速で除した移動時間より大きい場合、当該移動時間を前記印加間隔と決定し、前記設定された印加条件で定まる、単位時間に印加される前記2次元選択高周波パルス数が、前記SARの制約を超える場合、前記制約の範囲に収まるよう前記振幅を決定すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１３】
設定された撮像条件の中の、2次元選択高周波パルスの印加条件である設定印加条件の適否を判別し、
判別結果に応じて撮像シーケンスに適用する前記印加条件である適用印加条件を決定し、
前記適用印加条件を含む前記撮像条件を予め定めたパルスシーケンスに適用し、前記撮像シーケンスを生成し、
前記撮像シーケンスに従って、撮像領域からのエコー信号を収集し、当該エコー信号から画像を再構成し、
前記パルスシーケンスは、IR(Inversion Recovery)パルスと複数の前記2次元選択高周波パルスとを備え、
前記適用印加条件は、所望の血管内の血液からの前記エコー信号を抑制するよう決定されること
を特徴とする磁気共鳴イメージング方法。
【請求項１４】
請求項13記載の磁気共鳴イメージング方法であって、
前記印加条件は、前記複数の2次元選択高周波パルスの総印加時間および印加間隔と、各2次元選択高周波パルスの振幅およびパルス幅と、を含み、
前記適用印加条件は、SAR(Specific Absorption Rate)による制約を超えないように前記振幅が決定され、前記2次元選択高周波パルスの印加面積を維持しながら、決定された前記振幅に応じて前記パルス幅が決定されたものであることを特徴とする磁気共鳴イメージング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Magnetic Resonance Imaging(以下、MRI)技術に関し、特に、IR(Inversion Recovery)パルスと2次元選択RFパルス(以下、2DRFパルス)とを組み合わせて血行動態情報を得る技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
肝硬変が進み、門脈の血液が食道静脈などに流れ込むことで動脈瘤が形成されると、食道静脈瘤破裂などのリスクが高くなる。このため、門脈系の描出が必須である。【０００３】
MRI装置で血管を描出する手法として、IRパルスを用いるものがある。例えば、スライス選択をしない第一のIRパルスを用いて全ての磁化を反転させ、続いて、スライス選択を行う第二のスライス選択IRパルスを印加し、撮像面に流入してくる領域の血液の磁化を回復させる。そして、撮像面の背景組織がNullになるタイミング(TI)を待って撮像する(例えば、非特許文献1参照)。【０００４】
これにより、背景組織が抑制され、かつ、TIの間に撮像面に流入してきた血液を高信号に描出できる。【０００５】
また、同じIRパルスを用いるもので、撮像面にスライス選択IRパルスを印加し、背景組織がNullになるタイミング(TI)を待ってから撮像する手法がある(例えば、非特許文献2参照)。【０００６】
これにより、背景組織が抑制され、かつ、TIの間に撮像領域に流入してきた血液を高信号に描出する。【０００７】
また、他の血管描出法として、2DRFパルスをプリサチュレーションパルス(Beam Satパルス)として印加し、特定血管の支配領域を確認するTOF撮像(Selective  TOF  MRA)も知られている(例えば、非特許文献3参照)。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Hitosi Kanazawa and Mitsue Miyazaki， et． al．， ”Time-Spatial Labeling Inversion Tag (t-SLIP) using a Selective IR-Tag ON／OFF Pulse in 2D and 3D half-Fourier FSE as Arterial Spin Labeling" Proc． Intl． Soc． Mag． Reson． Med． 10 (2002)
【非特許文献２】金森 勇雄，藤野 明俊，丹羽 政美”MRIの実践”， (2011)．p321-324
【非特許文献３】Takashi Nishihara， et al．， ”Selective TOF MRA using Beam Saturation pulse”， Proc． ISMRM 2012， 2497
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
非特許文献1または非特許文献2に開示のIRパルスを用いた血管描出方法では、流入してくる全ての血液にラベリングするため、広い領域にIRパルスを印加する必要がある。例えば、特定血管の支配領域を描出するため、IRパルスを領域選択的に狭い範囲に印加すると、ラベリングされる血液の量が不十分になり、血管の描出能が低下する。従って、詳細な血液の経路や流速を十分に確認することはできない。また、非特許文献3に開示のSelective TOF MRAでは、血液の流入経路は描出できるが、頭部に比べると流速が遅く、血流の方向が複雑な門脈系では、血液を描出しにくい。【００１０】
例えば、IRパルスを用いた血管描出方法に、スライス選択型のプリサチュレーションパルスを組み合わせると、特定領域の血液のみを抑制することはできるが、門脈のような入りこんだ構造の特定血管のみを選択的に抑制することはできない。一方、IRパルスを用いた血管描出方法に、非特許文献3に開示のBeam Satパルスを適用すると、特定領域のみを選択的に抑制することはできる。しかしながら、抑制される領域が狭いため、Beam Satパルスで抑制されない血液が撮像領域に流入し、1部の血液だけが抑制され、その下流の血液は抑制できない。特に、門脈のように流速の遅く、血流の方向が複雑な門脈系の血管の描出にはTOFは不向きである。【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、MRIにおいて、門脈のような流速の遅い血管において、特定領域の下流の血液を効率的に抑制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、IRパルスを用いた血管描出方法に、Beam Satパルスをプリサチュレーションパルスとして、特定の血管に印加する手法を組み合わせる。このとき、所望の血管の血行動態を描出するため、IRパルスの印加から本撮像開始までの間に、複数のBeam Satパルスを、当該所望の血管から所望の撮像領域に流入する血液の信号が過不足なく抑制されるよう印加する。これを実現する複数のBeam Satパルスの印加条件を、所望の血管内の血液の流速と、当該血液のT1とに基づいて、決定する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、門脈のような流速の遅い血管において、特定領域の下流の血液を効率的に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】(a)は、第一の実施形態のMRI装置のブロック図であり、(b)は、制御部の機能ブロック図
【図２】(a)は、スライス選択励起シーケンスを説明するための説明図であり、(b)は、2DRFシーケンスを説明するための説明図
【図３】第一の実施形態の抑制対象血流を説明するための説明図
【図４】第一の実施形態のパルスシーケンス例を説明するための説明図
【図５】(a)〜(d)は、Beam Satパルスと抑制血流とT1との関係を説明するための説明図
【図６】第一の実施形態の撮像処理のフローチャート
【図７】第一の実施形態の印加条件決定処理のフローチャート
【図８】第二の実施形態のパルスシーケンス例を説明するための説明図
【図９】第二の実施形態の制御部の機能ブロック図
【図１０】第二の実施形態の撮像処理のフローチャート
【図１１】第二の実施形態の呼吸指示表示を説明するための説明図
【図１２】第三の実施形態の撮像処理のフローチャート
【図１３】第四の実施形態のパルスシーケンス例を説明するための説明図
【図１４】(a)は、第五の実施形態の制御部の機能ブロック図であり、(b)は、第五の実施形態の変形例の制御部の機能ブロック図
【図１５】第五の実施形態の流速算出の原理を説明するための説明図
【図１６】第五の実施形態の流速算出部による非抑制領域の計測手法を説明するための説明図
【図１７】第五の実施形態の抑制範囲の表示例を説明するための説明図
【図１８】本発明の実施形態の変形例の、心電同期のパルスシーケンスを説明するための説明図
【図１９】本発明の実施形態の変形例の、心電同期時の印加条件決定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、本発明を適用する第一の実施形態について説明する。以下、本発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは、基本的に同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１６】
まず、本実施形態のMRI装置の構成について説明する。図1(a)は本実施形態のMRI装置100のブロック図である。本実施形態のMRI装置100は、NMR現象を利用して被検体101の断層画像を得る装置である。図1(a)に示すように、静磁場発生磁石102と、傾斜磁場コイル103及び傾斜磁場電源106と、送信RFコイル(送信コイル)104及びRF送信部107と、受信RFコイル(受信コイル)105及び信号検出部108と、信号処理部109と、シーケンサ110と、制御部120と、表示部121と、操作部122と、記憶部123と、被検体101を搭載してその被検体101を静磁場発生磁石102の内部に出し入れするベッド111と、を備える。
【００１７】
静磁場発生磁石102は、静磁場を発生する静磁場発生部として機能する。静磁場発生磁石102は、垂直磁場方式であれば被検体101の体軸と直交する方向に、水平磁場方式であれば体軸方向に、それぞれ均一な静磁場を発生させるもので、被検体101の周りに永久磁石方式、常電導方式あるいは超電導方式の静磁場発生源が配置される。
【００１８】
傾斜磁場コイル103と傾斜磁場電源106とは、静磁場中に配置された被検体101に対し、傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加部として機能する。傾斜磁場コイル103は、MRI装置の実空間座標系(静止座標系)であるX，Y，Zの3軸方向に巻かれたコイルである。それぞれの傾斜磁場コイルは、それを駆動する傾斜磁場電源106に接続され、電流が供給される。具体的には、各傾斜磁場コイルの傾斜磁場電源106は、それぞれ後述のシーケンサ110からの命令に従って駆動されて、それぞれの傾斜磁場コイルに電流を供給する。これにより、X，Y，Zの3軸方向に傾斜磁場Gx，Gy，Gzが発生する。
【００１９】
例えば、2次元スライス面の撮像時には、スライス面(撮像断面)に直交する方向にスライス傾斜磁場パルス(Gs)が印加されて被検体101に対するスライス面が設定される。そのスライス面に直交し、且つ互いに直交する残りの2つの方向に位相エンコード傾斜磁場パルス(Gp)と周波数エンコード(リードアウト)傾斜磁場パルス(Gf)とが印加され、エコー信号にそれぞれの方向の位置情報がエンコードされる。
【００２０】
送信コイル104とRF送信部107とは、被検体101の磁化を所定のフリップ角で励起させる高周波磁場パルス(RFパルス)を送信する高周波磁場送信部として機能する。送信コイル104は、被検体101にRFパルスを照射するコイルであり、RF送信部107に接続され、RF送信部107からRFパルス電流が供給される。送信コイル104から被検体101にRFパルスを照射することにより、被検体101の生体組織を構成する原子の原子核スピンにNMR現象が誘起される。
【００２１】
具体的には、RF送信部107は、後述のシーケンサ110からの命令に従って駆動され、高周波パルスを振幅変調し、増幅し、被検体101に近接して配置される送信コイル104に供給する。供給された高周波パルスが、送信コイル104から被検体101に照射される。
【００２２】
受信コイル105と信号検出部108とは、被検体101が発生するエコー信号を受信する信号受信部として機能する。受信コイル105は、被検体101の生体組織を構成する原子核スピンのNMR現象により放出されるNMR信号(エコー信号)を受信するコイルであり、信号検出部108に接続され、受信したエコー信号を信号検出部108に送る。信号検出部108は、受信コイル105で受信したエコー信号の検出処理を行う。
【００２３】
具体的には、送信コイル104から照射されたRFパルスによって誘起された被検体101の応答のエコー信号は、被検体101に近接して配置された受信コイル105で受信されると、信号検出部108送られる。信号検出部108は、後述のシーケンサ110からの命令に従って、受信されたエコー信号を増幅し、直交位相検波により直交する二系統の信号に分割し、それぞれを所定数(例えば128，256，512等)サンプリングし、各サンプリング信号をA／D変換してディジタル量に変換し、後述の信号処理部109に送る。このように、エコー信号は所定数のサンプリングデータからなる時系列のデジタルデータ(以下、エコーデータという)として得られる。
【００２４】
信号処理部109は、エコーデータに対して各種の信号処理を行い、処理後のエコーデータを制御部120に送る。
【００２５】
シーケンサ110は、被検体101の断層画像の再構成に必要なデータ収集のための種々の命令を、主に、傾斜磁場電源106と、RF送信部107と、信号検出部108に送信し、これらを制御する。具体的には、シーケンサ110は、後述する制御部120の制御で動作し、撮像シーケンスに従って、傾斜磁場電源106、RF送信部107及び信号検出部108を制御して、被検体101へのRFパルスと傾斜磁場パルスとの印加、および被検体101からのエコー信号の検出を繰り返し実行し、被検体101の撮像領域の画像の再構成に必要なエコーデータを収集する。
【００２６】
制御部120は、シーケンサ110の制御、各種データ処理、処理結果の表示、および保存等の制御を行うものであって、CPU及びメモリを内部に有する。本実施形態では、上述の信号受信部が受信したエコー信号から画像を再構成するとともに、撮像シーケンスに従って、シーケンサ110に傾斜磁場印加部、高周波磁場送信部、信号受信部の動作を制御する指令を与える。なお、撮像シーケンスは、ユーザにより設定された撮像パラメータおよびユーザにより指定されたパルスシーケンスにより生成される。
【００２７】
本実施形態の制御部120は、具体的には、シーケンサ110を制御してエコーデータの収集を実行させ、収集されたエコーデータを、そのエコーデータに印加されたエンコード情報に基づいて、メモリのk空間に相当する領域に記憶する。メモリのk空間に相当する領域に記憶されたエコーデータ群をk空間データともいう。そして、このk空間データに対して信号処理やフーリエ変換による画像再構成等の処理を実行し、その結果である被検体101の画像を、後述の表示部121に表示させると共に記憶部123に記録する。
【００２８】
表示部121および操作部122は、MRI装置100の各種制御情報や演算処理に必要な情報および演算処理結果をユーザとやりとりするインタフェースである。本実施形態のMRI装置100は、表示部121および操作部122を介して、ユーザからの入力を受け付ける。この操作部122は表示部121に近接して配置され、操作者が表示部121を見ながら操作部122を通してインタラクティブにMRI装置100の各種処理を制御する。例えば、表示部121は、再構成された被検体101の画像を表示する。また、操作部122は、入力装置となるトラックボール、マウス、キーボード等の少なくとも1つを備える。
【００２９】
記憶部123は、MRI装置100の動作に必要な情報、処理途中のデータ等が記憶される。例えば、光ディスク、磁気ディスク等で構成される。
【００３０】
なお、図1(a)において、送信コイル104と傾斜磁場コイル103とは、被検体101が挿入される静磁場発生磁石102の静磁場空間内に、垂直磁場方式であれば被検体101に対向して、水平磁場方式であれば被検体101を取り囲むようにして設置される。また、受信コイル105は、被検体101に対向して、或いは取り囲むように設置される。
【００３１】
また、例えば、呼吸同期撮影のように、被検体101の周期的体動に同期して撮影を行う場合、被検体101の周期的体動を検出する体動検出装置124をさらに備えていてもよい。体動検出装置124は、被検体101の、検出対象の体動を検出可能な位置に設置される。検出した体動情報は、制御部120に送信される。
【００３２】
現在のMRI装置100の撮像対象核種は、臨床で普及しているものとしては、被検体101の主たる構成物質である水素原子核(プロトン)である。MRI装置100では、プロトン密度の空間分布や、励起状態の緩和時間の空間分布に関する情報を画像化することで、人体頭部、腹部、四肢等の形態または、機能を2次元もしくは3次元的に撮像する。このとき、MRIでは、特定領域のプロトンのみを励起するため、RFパルスを傾斜磁場とともに印加する。
【００３３】
特定の領域として、1次元方向に厚みを持った任意のスライスを選択的に励起する場合のパルスシーケンス(スライス選択励起シーケンス)210の例を図2(a)に示す。以下、本明細書のパルスシーケンス図において、RF、Gx、Gy，Gzは、それぞれ、RFパルス、x軸方向の傾斜磁場、y軸方向の傾斜磁場、z軸方向の傾斜磁場の印加タイミングを示す。
【００３４】
スライス選択励起シーケンス210では、本図に示すように、RFパルス211と同時に、Gx，Gy，Gzのいずれか1方向にスライス選択傾斜磁場212を印加する。ここでは、Gz方向に印加する場合を例示する。これにより、z軸方向の位置のみ特定された所定のスライスが選択的に励起される。
【００３５】
また、特定の領域として、2次元または3次元的に領域を選択的に励起する場合のパルスシーケンスの例を図2(b)に示す。ここでは、一例として、2次元的に領域を選択励起する2次元空間選択励起シーケンス(2DRFシーケンス)220を示す。
【００３６】
本図に示すように、2DRFシーケンス220は、2次元選択励起パルス(以下、2DRFパルス)221と、振動傾斜磁場パルス222とを備える。ここでは、一例として、振動傾斜磁場パルス222を、GxおよびGy方向に印加する場合を示す。これらの2DRFパルス221と振動傾斜磁場パルス222とにより、円筒状の所定の領域のみが選択的に励起される。なお、2DRFパルス221は、円筒状の領域を励起するペンシルビーム型用の励起RFパルスである。
【００３７】
一般に、RFパルスの後にクラッシャー傾斜磁場パルスを印加すると、RFパルスが印加された領域の信号が抑制される。本実施形態では、2DRFシーケンス220において、振動傾斜磁場パルス222の印加後に、各傾斜磁場印加軸にクラッシャー傾斜磁場パルス223を印加する。
【００３８】
この2DRFパルス221を、振動傾斜磁場パルス222とクラッシャー傾斜磁場パルス223と組み合わせて、プリサチュレーションパルスとして印加し、TOF撮像を行うことにより、特定の血管内の血液の磁化を抑制し、その血管の支配領域を確認できる。以後、本明細書では、プリサチュレーションパルスとして印加する1組の2DRFパルス221、振動傾斜磁場パルス222、およびクラッシャー傾斜磁場パルス223を、Beam Satパルスと呼ぶ。
【００３９】
本実施形態では、IRパルスを用いた血管描出方法に、Beam Satパルスをプリサチュレーションパルスとして、特定の血管に印加する手法を組み合わせる。このとき、所望の血管の血行動態を描出するため、IRパルスの印加から本撮像開始までの間に、複数のBeam Satパルスを、当該所望の血管から所望の撮像領域に流入する血液の信号が過不足なく抑制されるよう印加する。これを実現する複数のBeam Satパルスの印加条件を、所望の血管内の血液の流速と、当該血液のT1とに基づいて、決定する。
【００４０】
本実施形態では、撮像対象を、図3に示すように、肝臓の門脈とする場合を例にあげて説明する。撮影領域の門脈には、本図に示すように、上腸間膜静脈、脾静脈などから血液が流入する。また、これらの静脈から肝臓領域に流入した血液は、必ずしも全て門脈に流れ込むわけではなく、食道静脈や臍傍静脈などにも流出する。本実施形態では、例えば、IRパルス印加から、本撮像開始までの期間に、上腸間膜静脈上の所定の領域に、複数のBeam Satパルスを印加し、上腸間膜静脈から門脈に流入する血液のみを、確実に抑制し、その血行動態を観察可能とする。
【００４１】
これを実現するため、本実施形態の制御部120は、図1(b)に示すように、撮像シーケンスに従って、撮像領域からのエコー信号を収集し、当該エコー信号から画像を再構成する撮像部130と、撮像条件を予め定めたパルスシーケンスに適用し、前記撮像シーケンスを生成する撮像シーケンス生成部140と、を備える。
【００４２】
撮像部130は、撮像シーケンス生成部140が生成した撮像シーケンス、または、予め定めた撮像シーケンスに従って、MRI装置100の各部を制御し、撮像を実行する。
具体的には、撮像シーケンスに従って、シーケンサ110に指示を出し、エコー信号を取得する。そして、取得したエコー信号にフーリエ変換を施すことにより画像を再構成する。本実施形態は、血管撮像および位置決め画像取得撮像を行う。
【００４３】
本実施形態で用いるパルスシーケンス400は、図4に示すように、IR(Inversion Recovery)パルス421と複数のBeam Satパルス(2次元選択高周波パルス)422とを備える。本実施形態では、IRパルス421を呼吸動(呼吸波形401)に同期させて印加し、IRパルス421と本撮像423との間のTI期間403に、複数のBeam Satパルス422を印加する。
【００４４】
また、撮像シーケンス生成部140は、複数のBeam Satパルス(2次元選択高周波パルス)422の印加条件を含む撮像条件をユーザから受け付ける受付部141と、撮像条件として設定された複数のBeam Satパルス(2次元選択高周波パルス)422の印加条件(設定印加条件)から、撮像シーケンスに用いる印加条件(適用印加条件)を決定する印加条件決定部142を備える。このとき、印加条件決定部142は、所望の血管内の血液からの前記エコー信号を抑制するよう、適用印加条件を決定する。
【００４５】
なお、本明細書において、印加条件決定部142が決定する印加条件は、複数のBeam Satパルス(2次元選択高周波パルス)422の総印加時間411および印加間隔412と、各Beam Satパルス(2次元選択高周波パルス)422の振幅414およびパルス幅415と、である。
【００４６】
受付部141は、表示部121にユーザインタフェースとなる画面を表示し、当該画面を介して複数のBeam Satパルス422の印加条件を受け付ける。このとき、ユーザインタフェースとして表示する画面の一例を図3および図4を用いて説明する。
【００４７】
印加位置受付画面の表示例を、図3を用いて説明する。印加位置受付画面には、撮像部130が取得した位置決め画像350が表示される。ユーザは、この位置決め画像350上で、抑制したい血管を特定し、Beam Satパルス422の印加位置301を設定する。なお、Beam Satパルス422により抑制される領域(末梢)302にハッチングをかけるなどし、抑制領域をわかり易く示してもよい。受付部141は、この印加位置受付画面内の位置決め画像350上で、Beam Satパルス422の印加位置301を受け付ける。
【００４８】
Beam Satパルス設定画面の表示例360を、図4を用いて説明する。本実施形態では、呼吸同期撮影を行う。従って、Beamパルス設定画面の表示360には、パルスシーケンス400の、呼吸波形401と、IRパルス421およびその印加タイミング402と、本撮像423開始タイミング405と、その実行期間406と、を表示する。
【００４９】
また、本撮像423の前に、Beam Satパルス422以外のプリパルス424を印加する場合、その印加期間407も表示する。
【００５０】
ユーザは、この画面を介して、Beam Satパルス422の総印加時間411、印加間隔412、振幅414、および、パルス幅415を設定する。受付部141は、ユーザによる設定を、設定印加条件として受け付ける。
【００５１】
なお、図中、413は、Beam Satパルス422の印加数、408は、Beam Satパルス422の印加開始タイミング、409は、印加終了タイミングである。また、403は、IRパルス421を印加してから、本撮像423を開始するまでの時間である。Beam Satパルス422を印加しない場合、この間に撮像面内に流入した血液が高信号に描出される。また、404は、IRパルス421を印加してから、Beam Satパルス422の印加開始までの時間である。この間に流入した血液は、Beam Satパルス422で抑制されないため、高信号に描出される。
【００５２】
なお、ユーザが設定する、複数のBeam Satパルス422に関する印加条件は、総印加時間411および印加間隔412に限定されない。総印加時間411、印加間隔412および印加回数413の中の2つが設定されればよい。
【００５３】
なお、Beam Satパルス422の印加条件は、記憶部123に初期値を保持しておき、初期値を表示し、ユーザから、その調整を受け付けるよう構成してもよい。調整は、例えば、直接数値を入力して行うよう構成してもよいし、スライドバーなどを表示し、その操作により受け付けるよう構成してもよい。
【００５４】
なお、保持する初期値は、例えば、撮像部位、抑制対象血管などに対応付けて保持してもよい。
【００５５】
本実施形態の印加条件決定部142は、受付部141で受け付けた、Beam Satパルスの設定印加条件の適否を判別し、最終的に撮像に使用する印加条件を決定する。具体的には、印加条件決定部142は、所望の範囲の血液を抑制するとともにBeam Satパルスで抑制する血液のT1回復時間(以下、単にT1と呼ぶ。)により定まる所定期間を超えないよう総印加時間411を決定し、また、撮像領域に流入する血液が、連続して(好ましくは、間断なく連続して)抑制されるよう印加間隔412を決定し、また、SAR(Specific Absorption Rate)による制約を超えないよう、振幅414を決定するとともに、Beam Satパルス(2次元選択高周波パルス)の印加面積を維持しながら、決定した振幅414に応じてパルス幅415を決定する。
【００５６】
なお、印加回数413が設定された場合は、印加回数413と他に設定された印加条件とを用い、総印加時間411と印加間隔412を得、上記印加条件決定処理を行う。
【００５７】
これを実現するため、本実施形態の印加条件決定部142は、(i)総印加時間411が、所望の範囲の血液を抑制可能な長さであり、かつ、血液の縦磁化成分の回復時間T1に比べて十分短いか、否かを判別する総印加時間判別処理、(ii)印加間隔412が、間断なく連続的に抑制可能な間隔であるか否かを判別する印加間隔判別処理、および、(iii)印加条件が単位時間、単位質量当りのRFパルスの吸収量であるSARの規定を満たすか否かを判別するSAR判別処理、の3つの判別処理を行う。
【００５８】
まず、総印加時間判別処理について説明する。総印加時間411をTall［sec］とすると、抑制可能な血管の長さL［cm］は、総印加時間Tallと血流速V［cm／sec］により定まる。T1回復が無視できる範囲では、これらは、以下の式(1)の関係となる。
【００５９】
L＝V×Tall  ・・・(1)
図5(a)に示すように、印加位置301でBeam Satパルス422を印加され、抑制された血液は、図5(b)に示すように、総印加時間Tallの間に、Lだけ進む。このため、総印加時間Tallが短い場合、抑制可能な血管の長さLが短くなり、十分な抑制効果が得られない。従って、本実施形態の印加条件設定部142は、操作者が入力した総印加時間Tallを、予め定めた第一の閾値と比較し、第一の閾値以下の場合、総印加時間Tallを、当該第一の閾値とする。第一の閾値は、所望の距離Lだけ抑制可能なように予め定めておく。
【００６０】
また、血液のT1が、総印加時間Tallに比べて長い場合(Tall＜T1)、抑制された血液が、そのまま距離Lまで到達する。しかし、T1回復が無視できない場合、つまり、T1に比べて総印加時間Tallが相当長い場合、図5(c)、(d)に示すように、Beam Satパルス印加位置301で抑制された血液が、末梢302に到達するまでにT1回復する。このため、抑制が不十分な領域303が発生する。従って、本実施形態の印加条件設定部142は、操作者が入力したTallを、予め定めた第二の閾値と比較し、第二の閾値より大きい場合、総印加時間Tallを、当該第二の閾値とする。第二の閾値は、総印加時間TallがT1回復の影響を受けない範囲で予め定めておく。
【００６１】
本実施形態では、予め、解剖学的な撮像部位の血流速VとT1値とを保持しておく。なお、血流速度Vは、事前にPhase Contrast法などで計測した値を用いてもよい。そして、印加条件設定部142は、操作者が撮像条件として入力した撮像部位情報から、当該部位のT1値を得、このT1値を用いて、上記第一の閾値および第二の閾値を算出し、操作者が入力した総印加時間Tallの適否を判別する。第一の閾値は、T1値に係数βを乗算したβT1とする。また、第二の閾値は、T1値に係数αを乗算したαT1とする。ここで、これらの係数は、0＜β＜α、かつ、β≦1である。従って、印加条件設定部142は、総印加時間Tallが、βT1より大きく、かつ、αT1以下の範囲にあるか否かを判別する。
【００６２】
なお、総印加時間Tallが上記範囲外である場合、ユーザに注意を喚起するメッセージを出力するよう構成してもよい。さらに、この場合、上述のように自動的に、総印加時間411をβT1またはαT1に設定し直すのではなく、ユーザに、それぞれ、総印加時間Tallを延長または短縮するようサジェスチョンを提示し、印加位置受付画面を介して、再設定させるよう構成してもよい。また、αT1をTIの入力可能な最大値としてもよい。
【００６３】
次に、印加間隔判別処理について説明する。1回のBeam Satパルス422の印加により抑制される血管範囲において、最も上流の血液が、最も下流まで行く時間(移動時間)は、Beam Satパルス422の印加幅(抑制幅)Φ［cm］と、血流速Vとにより定まる。従って、以下の式(2)に示すように、印加間隔412Titvが、Beam Satパルス422による抑制幅Φを血流速で除した移動時間より長い場合、Beam Satパルス422により抑制されない血液が発生する。このような血液が撮像領域に流入すると、抑制率が低下する。なお、Φは、Beam Satパルス422の直径とする。
【００６４】
Titv＞Φ／V・・・(2)
本実施形態の印加条件決定部142は、ユーザが設定した印加間隔Titvが、式(2)を満たさない場合、ユーザが設定した印加間隔412を、撮像に用いる印加間隔412と決定する。一方、長い場合、算出した移動時間を撮像に用いる印加間隔412とする。
【００６５】
次に、SAR判別処理を説明する。RFパルスを連続的に照射する場合、SARが問題となる。ユーザが設定した印加条件によるBeam Satパルス422のSARが規定値を超える場合、Beam Satパルス422の印加条件を変更し、SARを低減させる必要がある。
【００６６】
このSARは、単位時間当たり、単位質量当たりのRFパルスの吸収量であるため、Beam Satパルス422の印加間隔412を広げることにより、低減できる。また、SARは、RFパルスの振幅414とパルス幅415とにより定まるため、Beam Satパルスの振幅414を抑えることにより、低減できる。
【００６７】
本実施形態では、上述のように、印加間隔412は、抑制率に影響を与えるため、上述の手法で決定した後は、変更しないことが望ましい。従って、印加間隔412を固定とし、振幅414を調整することにより、SARを低減する。すなわち、本実施形態の印加条件決定部142は、ユーザが設定した印加条件で算出されるSARが、規定値を超える場合、規定の範囲に収まるよう、Beam Satパルス422の振幅414を小さくする。このとき、Beam Satパルス422の印加面積［μT・sec］が一定となるよう、併せて、パルス幅415を延長する。
【００６８】
SARは、振幅414の二乗とパルス幅415とに比例する。従って、例えば、振幅414を、当初の1／kに低減した場合、パルス幅415を、当初のk2倍に広げる。
【００６９】
なお、RFパルスの振幅が小さい場合、より高度な制御がハードウェアに要求される。
ハードウェアに応じて、制御可能な最低のRFパルス振幅が予め定められる。記憶部123に、制御可能なRFパルスの振幅の最小値を保持し、振幅414を低下させる場合、算出された振幅414と、この最小値とを比較し、算出された振幅414が、最小値より小さい場合、ユーザにその旨通知するよう構成してもよい。
【００７０】
次に、本実施形態の制御部120による、撮像処理の流れを説明する。図6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、ユーザからの指示を契機に開始する。以下、呼吸同期撮影の場合を例にあげて説明する。
【００７１】
撮像部130は、位置決め画像を取得する(ステップS0601)。位置決め画像撮像時のパルスシーケンス、撮像パラメータは、予め設定される。本実施形態では、例えば、肝臓の門脈の血行動態を観察する。従って、ここでは、例えば、肝全体を撮像した位置決め画像を取得する。
【００７２】
次に、受付部141は、Beam Satパルス422を印加する位置301を決定するための印加位置受付画面、および、印加条件を設定する印加条件設定画面を含む、撮像条件受付画面を生成し、表示部121に表示する。そして、これらを介して、印加位置301および印加条件を受け付ける(ステップS0602)。印加条件は、上述のように、Beam Satパルスの総印加時間411、印加間隔412、および印加回数413のいずれか2つと、振幅414およびパルス幅415である。
【００７３】
印加条件決定部142は、上述の各判別処理を行い、印加条件を決定する印加条件決定処理を行う(ステップS0603)。
【００７４】
撮像シーケンス生成部140は、決定した印加条件を反映させて撮像シーケンスを生成する(ステップS0604)。そして、撮像部130は、生成された撮像シーケンスに従って、撮像を実行し(ステップS0605)、処理を終了する。
【００７５】
次に、本実施形態の印加条件決定処理の流れを説明する。図7は、本実施形態の印加条件決定処理の処理フローである。
【００７６】
印加条件決定部142は、まず、総印加時間判別処理を行う。ここでは、総印加時間Tallが、βT1とαT1とで定まる範囲内であるか否かを判別する(ステップS0701)。そして、範囲内である場合、設定された総印加時間を、撮像に用いる総印加時間と決定する(ステップS0702)。一方、範囲外である場合、ユーザにメッセージを提示し(ステップS0703)、受付部141は、調整の入力を受け付ける(ステップS0704)。そして、ステップS0701に戻り、再度判別する。
【００７７】
なお、範囲外の場合、上述のように、自動的に撮像に用いる総印加時間を、βT1またはαT1と決定してもよい。
【００７８】
次に、印加条件決定部142は、印加間隔判別処理を行う。ここでは、印加間隔Titvが、間断なく血液を抑制可能な間隔であるか否かを判別する(ステップS0705)。
【００７９】
抑制可能な場合、設定された印加間隔Titvを、撮像に用いる印加間隔に決定する(ステップS0706)。一方、抑制不能な場合、印加条件決定部142は、印加幅Φ／血流速Vを算出し(ステップS0707)、それを、撮像に用いる印加間隔に決定(ステップS0706)。
【００８０】
次に、印加条件決定部142は、SAR判別処理を行う。ここでは、ここまでで決定した印加条件によるSARの値(SARcal)が、SARの規定値(SARres)を満たしているか否かを判別する(ステップS0708)。満たしている場合、設定された振幅およびパルス幅を、撮像に用いる振幅およびパルス幅と決定する(ステップS0709)。一方、満たしていない場合、振幅を小さくし、その分、パルス幅を広げるよう調整し(ステップS0710)、その結果を撮像に用いる振幅およびパルス幅と決定する(ステップS0709)。
【００８１】
なお、上記印加条件決定処理において、総印加時間判別処理と、印加間隔判別処理とは、いずれを先に行ってもよい。
【００８２】
また、制御部120の各機能は、例えば、記憶部123に予め記憶されたプログラムを、CPUがメモリにロードして実行することにより実現する。
【００８３】
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、撮像シーケンスを生成する撮像シーケンス生成部140と、前記撮像シーケンスに従って、撮像領域からのエコー信号を収集し、当該エコー信号から画像を再構成する撮像部130と、を備え、前記パルスシーケンスは、IR(Inversion Recovery)パルスと複数の2次元選択高周波パルス422とを備え、前記撮像条件は、前記2次元選択高周波パルスの印加条件を含み、前記撮像シーケンス生成部140は、設定された前記印加条件(設定印加条件)の適否を判別し、判別結果に応じて、前記撮像シーケンスに用いる印加条件(適用印加条件)を決定する印加条件決定部142を備え、前記印加条件決定部142は、SAR(Specific Absorption Rate)の制限内で、所望の血管内の血液からの前記エコー信号を抑制するよう、前記適用印加条件を決定する。
【００８４】
前記印加条件は、前記複数の2次元選択高周波パルス422の総印加時間411および印加間隔412と、各2次元選択高周波パルスの振幅414およびパルス幅415と、であり、前記印加条件決定部142は、所望の範囲の血液を抑制するとともに、前記総印加時間411が前記血液のT1回復時間により定まる所定期間を超えないよう当該総印加時間411を決定し、前記撮像領域に流入する血液が、間断なく連続して抑制されるよう前記印加間隔412を決定し、前記SARによる制約を超えないよう、前記振幅414を決定するとともに、前記2次元選択高周波パルス422の印加面積を維持しながら、決定した前記振幅414に応じて前記パルス幅415を決定する。
【００８５】
このように、本実施形態によれば、IRパルスを用いた血管描出方法に、Beam Satパルスを組み合わせる際、複数のBeam Satパルスの印加条件を、所望の血管から所望の撮像領域に流入する血液の信号を、過不足なく抑制するよう決定し、撮像を行う。従って、撮像対象の血管の流速によらず、Beam  Saパルスの印加位置より下流の血液を効率的に抑制でき、所望の血管から所望の撮像領域に流入する血液を確実に抑制し、画像化できる。
【００８６】
＜＜第二の実施形態＞＞
本発明の第二の実施形態を説明する。本実施形態では、体動による撮像対象血管の変位を考慮する。以下、本実施形態では、同期させる体動を呼吸動とする場合を例にあげて説明する。
【００８７】
例えば、被検体101の呼吸動に同期して撮像する場合、図8に示すように呼吸周期(呼吸波形)401が401’のように長くなる場合がある。抑制対象となる血管が呼吸動に応じて変位する場合、総印加時間411の間にBeam Satパルス422の照射位置が照射対象の血管から外れてしまい、抑制不良が発生することがある。また、目的としない血管や組織が抑制され、検査が失敗することがある。本実施形態では、これを避けるため、呼吸波形401とBeam Satパルス422の印加開始タイミング408とに応じて、本撮像で取得したエコー信号を取捨選択する。
【００８８】
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、本実施形態では、上述のように、体動による撮像対象血管の変位を考慮し、エコー信号を取捨選択する。このため、図9に示すように、被検体の周期的体動による変位量であって、ピーク以降の変位量を検出する体動検出部150と、印加条件決定部142が決定した印加条件(適用印加条件)で定まるBeam Satパルス(2次元選択高周波パルス)の印加開始タイミングと変位量との関係に応じて、撮像部130が収集したエコー信号の採否を決定する採否決定部160と、をさらに備える。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。
【００８９】
本実施形態の体動検出部150は、印加条件決定部142が決定した印加条件の中で、総印加時間411により定まる、Beam Satパルス印加開始タイミング408における、印加対象血管の変位量hを算出する。変位量の算出は、体動検出装置124からの体動情報に基づき、算出する。なお、変位量hは、例えば、図8のH’とHとの差分とする。ここで、Hは、Beam Satパルス印加開始タイミング408における、通常の呼吸周期401の呼吸レベルであり、H’は、Beam Satパルス印加開始タイミング408における、呼吸周期401’の呼吸レベルである。
【００９０】
採否決定部160は、撮像部130が計測したエコー信号を、画像の再構成に用いるか否かを決定する。本実施形態では、体動検出部150が検出した、Beam Satパルスの印加開始タイミング408での変位量hに応じて、採否を決定する。例えば、図8に示すように、体動検出部150が検出した変位量hが、予め定めた閾値h0より大きい場合、エコー信号破棄を指示する破棄フラグを設定する。そして、変位量hが、予め定めた閾値h0以下の場合、破棄フラグを設定せず、本撮像で取得したエコー信号を採用する。
【００９１】
本実施形態の撮像部130は、前記採否決定部160で採用と決定されたエコー信号のみから前記画像を再構成する。すなわち、通常どおり、本撮像のシーケンスに従って、エコー信号の計測を行う。そして、破棄フラグの有無を判別し、破棄フラグが設定されていない場合のみ、得られたエコー信号から画像を再構成する。破棄フラグが設定されている場合、当該エコー信号を破棄し、再度収集する。なお、撮像部130は、破棄フラグの有無の判別を終えると、破棄フラグの設定を解除する。
【００９２】
次に、本実施形態の制御部120による、撮像処理の流れを説明する。ここでは、撮像シーケンス生成部140により撮像シーケンスが生成された後の処理について説明する。
【００９３】
以下、呼吸同期撮影の場合を例にあげて説明する。図10は、本実施形態の撮像処理の処理フローである。ここでは、第一の実施形態のステップS0604内の処理のみ示す。撮像は、ユーザから開始の指示を受け付けたことを契機に、あるいは、撮像シーケンスが完成したことを契機に開始する。
【００９４】
体動検出部150は、体動の検出を開始し、撮像部130は、撮像シーケンスに従って、撮像を開始する(ステップS1001)。このとき、撮像部130は、体動検出部150が検出した呼吸波形に同期して、IRパルス421を印加する。
【００９５】
体動検出部150は、印加条件決定部142が決定したBeam Satパルス印加開始タイミング408における変位量hを検出する(ステップS1002)。
【００９６】
採否決定部160は、検出した変位量hと閾値h0とを比較する(ステップS1003)。そして、変位量hが閾値h0より大きい場合、破棄フラグを設定する(ステップS1004)。一方、変位量hが閾値h0以下であれば、破棄フラグは設定しない。
【００９７】
撮像部130は、エコー信号を取得したら(ステップS1005)、画像再構成の前に破棄フラグが設定されているか否を判別し(ステップS1006)、設定されている場合、当該エコー信号を破棄し(ステップS1007)、画像の再構成を行わず、ステップS1001へ戻る。一方、設定されていない場合は、画像を再構成し(ステップS1008)、処理を終了する。
【００９８】
以上説明したように、本実施形態のMRI装置は、撮像部130および撮像シーケンス生成部140に加え、被検体101の周期的体動による変位量であって、ピーク以降の変位量を検出する体動検出部150と、前記印加条件決定部142が決定した印加条件で定まる前記2次元選択高周波パルス422の印加開始タイミング408と前記変位量hとの関係に応じて、前記撮像部130が収集した前記エコー信号の採否を決定する採否決定部160と、を備え、前記撮像シーケンスは、体動同期シーケンスであり、前記撮像部130は、前記採否決定部160で採用と決定されたエコー信号のみから前記画像を再構成する。
【００９９】
このとき、前記採否決定部160は、前記印加開始タイミング408における前記変位量hが、予め定めた閾値H以下の場合、当該撮像シーケンスで取得したエコー信号を採用と決定する。
【０１００】
このように、本実施形態によれば、第一の実施形態同様、IRパルスを用いた血管描出方法に、Beam Satパルスを組み合わせる際、複数のBeam Satパルスの印加条件を、所望の血管から所望の撮像領域に流入する血液の信号を、過不足なく抑制するよう決定し、撮像を行う。従って、第一の実施形態同様の効果が得られる。
【０１０１】
さらに、本実施形態によれば、Beam Satパルス印加開始タイミングの呼吸レベルに応じて、本撮像で取得したエコー信号を取捨選択する。このため、呼吸動による抑制不良の信号が画像再構成に用いられることがない。従って、より高い確度で所望の血流を抑制でき、画像化できる。
【０１０２】
なお、本実施形態では、呼吸指示装置を備え、呼吸指示装置により、被検体101に呼吸タイミングを指示するよう構成してもよい。指示は、例えば、Beam Satパルス印加開始タイミング408での変位量が、閾値以下となるよう、呼気および吸気のタイミングを指定することにより行う。指示は、音声、モニタ、刺激装置による刺激などにより、行う。
【０１０３】
モニタにより指示する場合、ユーザに表示する画面例を図11に示す。本図に示すように、印加条件決定部142で決定したBeam Satパルスの印加タイミング(411、412)および本撮像423の実行期間406の概略を、呼吸波形401とともに表示し、ユーザに、変位タイミングがBeam Satパルス印加開始タイミング408を超えないよう、呼吸を促す。ここでは、概略として、例えば、IRパルス421印加タイミング402と、Beam Satパルス422印加開始タイミング408と、印加終了タイミング409と、本撮像開始タイミング405と、本撮像実行期間406とを示す。
【０１０４】
＜＜第三の実施形態＞＞
本発明の第三の実施形態を説明する。本実施形態では、第二の実施形態同様、体動による撮像対象血管の変位を考慮する。本実施形態では、撮像対象血管の変位を考慮して、Beam Satパルス422の印加条件を変更し、それに応じて、得られたエコー信号の破棄を決定する。
【０１０５】
本実施形態のMRI装置は、基本的に第二の実施形態と同様の構成を有する。ただし、本実施形態では、変位を考慮して印加条件を決定するため、体動検出部150、採否決定部160、および撮像部130の処理が異なる。以下、本実施形態について、第二の実施形態と異なる処理に主眼をおいて説明する。
【０１０６】
本実施形態の体動検出部150は、呼吸動をモニタし、所定の時間間隔で変位量を印加条件決定部142に通知する。
【０１０７】
撮像部130は、印加条件決定部142が定めたBeam Satパルス422の印加開始時間(設定タイミング)408と、変位量が予め定めた閾値以下となる時間(変位タイミング)と、の遅い方のタイミングでBeam Satパルス422の印加を開始する。すなわち、設定タイミング408が変位タイミングより前である場合、設定タイミング408の代わりに、変位タイミングから、Beam Satパルス422の印加を開始する。
【０１０８】
採否決定部160は、変位タイミングと、設定タイミング408とを比較し、設定タイミング408が変位タイミング以降である場合と、設定タイミング408が変位タイミングより前であり、かつ、変位タイミングから印加条件決定部142が決定した印加条件で定まる前記2次元選択高周波パルスの印加終了タイミング409までの期間が、予め定めた期間より長い場合、当該撮像シーケンス(直後の本撮像)で取得したエコー信号を採用と決定する。それ以外の場合は、破棄と決定し、破棄フラグを設定する。
【０１０９】
なお、採否決定部160は、設定タイミング408が変位タイミングより前である場合、変位タイミングから印加終了タイミング409までの時間Tall2により定まる総印加時間で抑制される血管の長さLを、上記式(1)により算出する。そして、その長さが、所望の範囲の抑制に十分な長さであるか否かを判別し、十分な長さである場合、当該撮像シーケンス(直後の本撮像)で取得したエコー信号を採用と決定する。
【０１１０】
なお、判別は、算出した時間Tall2と、第一の実施形態で設定した閾値βT1とを比較することにより行う。βT1＜Tall2を満たす場合、採用と決定する。
【０１１１】
次に、本実施形態の制御部120による、撮像処理の流れを説明する。ここでは、撮像シーケンス生成部140により撮像シーケンスが生成された後の処理について説明する。
以下、呼吸同期撮影の場合を例にあげて説明する。図12は、本実施形態の撮像処理の処理フローである。ここでは、第一の実施形態のステップS0604内の処理のみ示す。撮像は、ユーザから開始の指示を受け付けたことを契機に、あるいは、撮像シーケンスが完成したことを契機に開始する。
【０１１２】
体動検出部150は、体動の検出を開始し、撮像部130は、撮像シーケンスに従って、撮像を開始する(ステップS1201)。このとき、撮像部130は、体動検出部150が検出した呼吸波形に応じて、IRパルス421を印加する。
【０１１３】
その後、撮像部130は、体動検出部150から、所定の時間間隔で変位量hを受け取る(ステップS1202)。受け取る変位量hが、最大値を超えた後、閾値h0以下となるのを待つ(ステップS1203)。閾値h0以下となった変位量hを受け取った時点を、変位タイミングとし、設定タイミングと比較する(ステップS1204)。
【０１１４】
変位タイミング(変位T)が設定タイミング(設定T)以降である場合、直後にBeam Satパルスの印加を開始する(ステップS1205)。このとき、採否決定部160は、この変位タイミングからの総印加時間を特定し、この総印加時間により、十分所望の血液を抑制できるか(βT1＜Tall2)否かを判別する(ステップS1206)。
【０１１５】
そして、不可能である場合、破棄フラグを設定する(ステップS1207)。一方、可能である場合は、破棄フラグは設定しない。
【０１１６】
一方、変位タイミングが設定タイミング以前である場合、撮像部130は、設定タイミングにBeam Satパルス422の印加を開始する(ステップS1209)。
【０１１７】
撮像部130は、Beam Satパルス、および、他の予め設定したプリパルスの印加を終えると本撮像を開始し、エコー信号を取得する(ステップS1210)。そして、破棄フラグが設定されているか否を判別し(ステップS1211)、設定されている場合、当該エコー信号を破棄し(ステップS1212)、画像の再構成を行わず、ステップS1202へ戻る。一方、設定されていない場合は、画像を再構成し(ステップS1213)、処理を終了する。
【０１１８】
なお、ステップS1206において、総印加時間411の長さが不十分と判断された場合、信号を破棄するのではなく、その1周期について、Beam Satパルスの印加そのものを、取りやめるよう構成してもよい。
【０１１９】
以上説明したように、本実施形態のMRI装置は、上述の撮像部130、撮像シーケンス生成部140、体動検出部150および採否決定部160を備え、採否決定部160は、前記変位量hが予め定めた閾値Hとなる変位タイミングと、前記印加開始タイミング408とを比較し、前記印加開始タイミング408が前記変位タイミング以降である場合と、前記印加開始タイミング408が前記変位タイミングより前であり、かつ、前記変位タイミングから前記印加条件決定部142が決定した印加条件で定まる前記2次元選択高周波パルス422の印加終了タイミング409までの期間が、予め定めた期間より長い場合、当該撮像シーケンスで取得したエコー信号を採用と決定し、前記撮像部130は、前記印加開始タイミング408が前記変位タイミングより前である場合、前記印加開始タイミング408の代わりに、前記変位タイミングから、前記2次元選択高周波パルス422の印加を開始する。
【０１２０】
このように、本実施形態によれば、第一の実施形態同様、IRパルスを用いた血管描出方法に、Beam Satパルスを組み合わせる際、複数のBeam Satパルスの印加条件を、所望の血管から所望の撮像領域に流入する血液の信号を、過不足なく抑制するよう決定し、撮像を行う。従って、第一の実施形態同様の効果が得られる。
【０１２１】
さらに、本実施形態によれば、Beam Satパルス印加開始タイミングの呼吸レベルに応じて、本撮像で取得したエコー信号を取捨選択する。このため、呼吸動による抑制不良の信号が画像再構成に用いられることがない。従って、より高い確度で所望の血流を抑制でき、画像化できる。
【０１２２】
なお、本実施形態においても、第二の実施形態同様、呼吸指示装置を備え、呼吸指示装置により、被検体101に呼吸タイミングを指示するよう構成してもよい。
【０１２３】
＜＜第四の実施形態＞＞
次に、本発明の第四の実施形態を説明する。第一の実施形態では、Beam Satパルス422により抑制する箇所は1か所、すなわち、1本の血管を抑制しているが、本実施形態では、複数個所、すなわち、複数個所抑制する。
【０１２４】
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、本実施形態では、撮像シーケンス生成部140および印加条件決定部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。
【０１２５】
本実施形態では、複数個所(複数の血管)に、Beam Satパルスを印加する場合、印加対象とする血管を、サイクリックに変更することで、各印加血管に対し、同等の抑制効果を得る。
【０１２６】
すなわち、本実施形態では、Beam Satパルスは、複数の血管にサイクリックに印加され、印加条件決定部142は、各血管から流入する血液が、それぞれ、間断なく連続して抑制されるよう前記印加間隔を決定するとともに、全血管に印加する前記2次元選択高周波パルスを考慮して、前記SARによる制約を超えないよう、前記振幅および前記パルス幅を決定する。
【０１２７】
図13(a)および図13(b)を用いて、具体的に説明する。本実施形態では、印加する箇所をM箇所とする。ただし、図13(a)では、Beam Satパルスを、4か所に印加する場合を例示する。
【０１２８】
例えば、印加間隔412がパルス幅415に比べて、十分大きい場合、図13(a)に示すように、印加間隔412の間に、M個のBeam Satパルス422を印加するよう印加条件を決定する。なお、図13(a)では、4つのBeam Satパルス422a、422b、422c、422dを印加する。
【０１２９】
すなわち、M箇所の血管の印加位置において、印加間隔412でBeam Satパルスを印加することとなるため、パルスシーケンス上は、Beam Satパルスは、印加間隔412の1/Mの時間間隔で印加される。
【０１３０】
この場合、総印加時間411は第一の実施形態と同様である。また、各印加位置についての、印加間隔412は、第一の実施形態と同様となる。しかしながら、SARの制約を満たすか否かを判別する際の印加間隔は、印加位置にはよらないため、第一の実施形態の印加間隔412のM倍となる。
【０１３１】
したがって、この場合、印加条件決定部142は、総印加時間判別処理および印加間隔判別処理については、第一の実施形態と同様の処理を行う。一方、SAR判別処理については、単位時間当たりの印加数をM倍し、判別する。
【０１３２】
なお、SAR判別処理において、規定値を超える場合、第一の実施形態同様、各Beam Satパルス422(422a、422b、422c、422d)の振幅414を低下させ、パルス幅415を延長させる。
【０１３３】
また、印加間隔412がパルス幅415に比べて、十分大きくない場合、図13(b)に示すように、各印加間隔412で、サイクリックにM箇所にBeam Satパルス422(図13(b)の例では、422a、422b、422c、422d)を印加する。
【０１３４】
本図に示すように、Beam Satパルス422は、各印加位置においては、印加間隔412のM倍の間隔で印加される。しかしながら、パルスシーケンス上は、印加間隔412で、印加される。
【０１３５】
この場合、総印加時間411は、第一の実施形態と同様である。また、SARに影響を与える印加間隔412も、第一の実施形態と同様である。一方、各印加位置についての印加間隔は、印加間隔412のM倍となる。
【０１３６】
従って、印加条件決定部142は、総印加時間判別処理およびSAR判別処理については、第一の実施形態と同様に処理を行う。一方、印加間隔判別処理については、印加間隔412をM倍し、上記式(2)により、判別する。
【０１３７】
以上説明したように、本実施形態のMRI装置100は、上述の撮像部130と撮像シーケンス生成部140とを備え、前記2次元選択高周波パルス422は、複数の血管にサイクリックに印加され、前記印加条件決定部は、各血管から流入する血液が、それぞれ、間断なく連続して抑制されるよう前記印加間隔412を決定するとともに、全血管に印加する前記2次元選択高周波パルス422を考慮して、前記SARによる制約を超えないよう、前記振幅414および前記パルス幅415を決定する。
【０１３８】
このように、本実施形態によれば、第一の実施形態同様、IRパルスを用いた血管描出方法に、Beam Satパルスを組み合わせる際、複数のBeam Satパルスの印加条件を、所望の血管から所望の撮像領域に流入する血液の信号を、過不足なく抑制するよう決定し、撮像を行う。従って、第一の実施形態同様の効果が得られる。
【０１３９】
＜＜第五の実施形態＞＞
本発明の第四の実施形態を説明する。本実施形態では、さらに、血流速の情報を取得する。
【０１４０】
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、本実施形態では、血流速の情報を取得する。このため、本実施形態の制御部120は、図14(a)に示すように、再構成された画像から、撮像領域の血液の流速を算出する流速算出部170をさらに備える。
【０１４１】
また、本実施形態の撮像シーケンスは、複数のBeam Satパルスの印加終了タイミングと本撮像の開始タイミングとの間に、所定の空き時間407を備える。本実施形態の流速算出部170は、その空き時間407と抑制されない血流の長さとを用い、前記流速を算出する。
【０１４２】
なお、この空き時間407は、その間、他のプリパルスが印加されていてもよい。すなわち、第一の実施形態の図4のように、脂肪抑制パルスをプリパルス424として印加する期間を利用してもよい。この撮像シーケンスは、撮像シーケンス生成部140により生成され、撮像シーケンスに設定される空き時間407の情報は、流速算出部170に通知される。
【０１４３】
本撮像の直前に、Beam Satパルスを印加しない時間(空き時間)407を設定することで、血流速の情報を取得する手法を以下に説明する。
【０１４４】
図15に示すように、空き時間407を設定すると、抑制されていない血液が流入するため、Beam Satパルス印加位置からFOV側(抹消側)に、抑制されない領域311が現れる。抑制されない領域(非抑制領域)311の長さLNrs［cm］は、血流速V［cm／sec］と、空き時間407TNap［sec］とを用いて、以下の式(3)で表される。
【０１４５】
LNrs＝V×TNap  ・・・(3)
従って、空き時間407TNapと非抑制領域311の長さLNrsとを用い、以下の式(4)から、血流速Vを求めることができる。
【０１４６】
V＝LNrs＝／TNap  ・・・(4)
流速算出部170は、空き時間407LNrsと、非抑制領域311の長さLNrsとを用い、撮像対象領域(抑制対象領域)の、血流速を算出する。このとき、空き時間407LNrsは、撮像シーケンス生成部140から受け取った値を用いる。また、非抑制領域311の長さLNrsは、再構成された画像上で計測する。流速算出部170による具体的な計測手法を、図16を用いて説明する。
【０１４７】
ここでは、IRパルス421を印加して血管を描出する場合、抑制された血液が、背景実質より高信号になることを利用し、抑制された血液の流れる血管の位置および範囲を特定し、その長さを算出する。
【０１４８】
Beam Satパルス印加位置301の画素を開始点501として、印加位置301から、撮像対象部位側にリージョングローを行い、各画素の画素値(信号値)をチェックする。画素値(信号値)が、予め定めた閾値以下になった画素の中で、開始点501から最も遠い位置にある画素を終点502とし、印加位置301より末梢側に描出された血管503を特定する。
【０１４９】
次に、開始点501と終点502とを結ぶ直線を法線とするn個の平面504と血管503との交面507を特定し、当該交面507の重心508を求める。n個の平面504全てにおいて、同じ処理を行い、各交面507の重心508を求める。最後に隣り合う交面507の重心間の距離505を全て加算し、長さ311とする。
【０１５０】
なお、n個の平面間の間隔は、例えば、本撮像のスライス厚と同じとする。
【０１５１】
また、非抑制領域311の長さLNrsは、取得した画像上で操作者が計測してもよい。
【０１５２】
本実施形態の流速算出部170は、撮像部130による撮像終了後、血流速を算出する。撮像部130および撮像シーケンス生成部140による、各処理の流れは、上記生成する撮像シーケンスの違い以外は、第一の実施形態と同様である。
【０１５３】
以上説明したように、本実施形態のMRI装置100は、上述の撮像部130と撮像シーケンス生成部140とに加え、前記画像から、前記血液の流速を算出する流速算出部170を備え、前記撮像シーケンスは、前記複数の2次元選択高周波パルスの印加終了タイミング409と本撮像の開始タイミング405との間に、所定の空き時間407を備え、前記流速算出部170は、前記空き時間407と抑制されない血流の長さとを用い、前記流速を算出する。
【０１５４】
このように、本実施形態によれば、第一の実施形態同様、IRパルスを用いた血管描出方法に、Beam Satパルスを組み合わせる際、複数のBeam Satパルスの印加条件を、所望の血管から所望の撮像領域に流入する血液の信号を、過不足なく抑制するよう決定し、撮像を行う。従って、第一の実施形態同様の効果が得られる。
【０１５５】
さらに、本実施形態によれば、撮像対象の血管の血流速の情報も得られる。
【０１５６】
なお、本実施形態では、血流速を算出したが、事前の計測により、血流速度が既知である場合、抑制される領域を予測するよう構成してもよい。この場合、制御部120は、図14(b)に示すように、流速算出部170の代わりに、血液の流速から、抑制範囲を算出する抑制範囲算出部180をさらに備え、この抑制範囲算出部180は、血流速と当該血液のT1回復時間とから、抑制範囲を算出する。
【０１５７】
なお、抑制範囲の半径をRとすると、半径Rは、以下の式(5)で算出される。
【０１５８】
R＝V×αT1  ・・・(5)
抑制範囲算出部180は、算出した抑制範囲を、撮像部130が得た画像上に表示する。図17に表示例を示す。ここでは、Beam Satパルス422の印加位置301を、脾静脈と上腸間膜静脈との交点とする場合を例示する。抑制範囲算出部180は、Beam Satパルス印加位置301を中心とする半径Rの円の、印加位置より下流側の半円を、抑制範囲321として、得られた画像上に表示する。
【０１５９】
なお、血流速度は、例えば、PC法などを用いて計測する。
【０１６０】
なお、上記各実施形態では、体動のうち、周期が比較的長い、呼吸に同期させて撮像を行う場合を例にあげて説明したが、同期される周期的体動は、呼吸に限定されない。例えば、心拍であってもよい。
【０１６１】
図18に示すように、心電波形431は、呼吸波形401に比して、周期が短い。従って、1の心周期432内に、IRパルス421の印加、所望の血管を抑制可能な複数のBeam Satパルス422の印加、および本撮像を行おうとすると、Beam Satパルス422の総印加時間411を十分取れない可能性が高い。すると、抑制が不十分となる。このため、心拍同期でパルスシーケンス400を実行する場合、複数の心周期432を同期周期435として実行するよう設計し、十分な抑制効果を得る。
【０１６２】
なお、この場合の撮像処理の流れは、第一の実施形態の撮像処理と同様である。一方、印加条件決定部142による印加条件決定処理の流れは、異なる。以下、心電同期の場合の、印加条件決定処理の流れを、図19の処理フローに従って、説明する。
【０１６３】
まず、同期周期決定処理を行う。ここでは、αT1以内となる、最大の心周期数を得る。得られた心周期数による周期を同期周期435とし、この同期周期435に同期させて撮像を実行する。
【０１６４】
まず、心周期432の長さThbとαT1とを比較する(ステップS1901)。αT1が心周期432の長さThbより短い場合は、そのまま、総印加時間判別処理に進む。
【０１６５】
一方、αT1が心周期432の長さThb以上(αT1≧Thb)の場合、αT1が心周期432の長さより短くなるまで、心周期432数を増やしていく。具体的には、カウンタnを1とし(ステップS1902)、Thbに、n×Thbを加算した値を新たなThbとし(ステップS1903)、αT1と比較する(ステップS1904)。そして、αT1＜Thbとなるまで、nを1ずつインクリメントし(ステップS1905)、ステップS1903およびステップS1904を繰り返す。そして、αT1＜Thbとなったら、その時の心周期数を、同期周期435とする。
【０１６６】
印加条件決定部142は、同期周期435が決定すると、第一の実施形態と同様の手法で、総印加時間判別処理を行い(ステップS1906)、第一の実施形態と同様の手法で、印加間隔判別処理を行い(ステップS1907)、SAR判別処理を行い(ステップS1908)、印加条件を決定する。
【０１６７】
なお、Beam Satパルス印加位置301が心臓の付近である場合、心拍動によりBeam Satパルスが目的血管からずれた位置に印加される可能性がある。これを防ぐため、拍動の影響がでるタイミング434の間はBeam Satパルスの印加を行わないよう、各Beam Satパルスの印加タイミングを設定する。
【０１６８】
タイミング434は、心電波形のP波からT波までの期間を検出し、印加条件決定部142が判断するよう構成してもよい。また、受付部141が図18に示すUIを表示し、ユーザによる設定を受け付けるよう構成してもよい。
【０１６９】
以上のような処理を追加することで、心電同期の際にも安定した抑制効果を得ることができる。また、この手法は、呼吸周期が著しく短い場合にも適用可能である。
【符号の説明】
【０１７０】
100  MRI装置、101  被検体、102  静磁場発生磁石、103  傾斜磁場コイル、104  送信コイル、105  受信コイル、106  傾斜磁場電源、107  RF送信部、108  信号検出部、109  信号処理部、110  シーケンサ、111  ベッド、120  制御部、121  表示部、122  操作部、123  記憶部、124  体動検出装置、130  撮像部、140  撮像シーケンス生成部、141  受付部、142  印加条件決定部、150  体動検出部、160  採否決定部、170  流速算出部、180  抑制範囲算出部、210  スライス選択励起シーケンス、211  RFパルス、212  スライス選択傾斜磁場、220  DRFシーケンス、221  DRFパルス、222  振動傾斜磁場パルス、223  クラッシャー傾斜磁場パルス、301  Beam Satパルス印加位置、302  抑制される領域、303  抑制が不十分な領域、311  非抑制領域、321  抑制範囲、350  位置決め画像、360  Beam Satパルス設定画面表示例、400  パルスシーケンス、401  呼吸波形、402  IRパルス印加タイミング、403  TI、405  本撮像開始タイミング、406  本撮像実行期間、407  空き時間、408  Beam Satパルス印加開始タイミング、409  Beam Satパルス印加終了タイミング、411  総印加時間、412  印加間隔、413  印加回数、414  振幅、415  パルス幅、421  IRパルス、422  Beam Satパルス、422a  Beam Satパルス、422b  Beam Satパルス、422c  Beam Satパルス、422d  Beam Satパルス、423  本撮像、424  プリパルス、431  心電波形、432  心周期、434  拍動の影響が出るタイミング、435  周期、435  同期周期、501  開始点、502  終点、503  血管、504  平面、505  距離、507  交面、508  重心
【図１】
2015005297.tif 000003
【図２】
2015005297.tif 000004
【図３】
2015005297.tif 000005
【図４】
2015005297.tif 000006
【図５】
2015005297.tif 000007
【図６】
2015005297.tif 000008
【図７】
2015005297.tif 000009
【図８】
2015005297.tif 000010
【図９】
2015005297.tif 000011
【図１０】
2015005297.tif 000012
【図１１】
2015005297.tif 000013
【図１２】
2015005297.tif 000014
【図１３】
2015005297.tif 000015
【図１４】
2015005297.tif 000016
【図１５】
2015005297.tif 000017
【図１６】
2015005297.tif 000018
【図１７】
2015005297.tif 000019
【図１８】
2015005297.tif 000020
【図１９】
2015005297.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成28年3月24日(2016.3.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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、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、撮像領域からのエコー信号を収集し、当該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、IR(Inversion Recovery)パルスと複数の2次元選択高周波パルスとを備え、
前記撮像条件は、前記2次元選択高周波パルスの印加条件を含み、
前記撮像シーケンス生成部は、設定された前記印加条件である設定印加条件の適否を判別し、判別結果に応じて、前記撮像シーケンスに適用する前記印加条件である適用印加条件を決定する印加条件決定部を備え、
前記印加条件決定部は、所望の血管内の血液からの前記エコー信号を抑制するよう、前記適用印加条件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、
前記印加条件は、前記複数の2次元選択高周波パルスの総印加時間および印加間隔と、各2次元選択高周波パルスの振幅およびパルス幅と、を含む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記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記印加条件決定部は、
所望の範囲の血液を抑制するとともに、前記総印加時間が前記血液のT1回復時間により定まる所定期間を超えないよう、当該総印加時間を決定し、
前記撮像領域に流入する前記血液が、連続して抑制されるよう前記印加間隔を決定し、
SAR(Specific Absorption Rate)による制約を超えないよう、前記振幅を決定するとともに、前記2次元選択高周波パルスの印加面積を維持しながら、決定した前記振幅に応じて前記パルス幅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４】
請求項2記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
被検体の周期的体動による変位量であって、ピーク以降の変位量を検出する体動検出部と、
前記適用印加条件で定まる前記2次元選択高周波パルスの印加開始タイミングと前記変位量との関係に応じて、前記撮像部が収集した前記エコー信号の採否を決定する採否決定部と、をさらに備え、
前記撮像シーケンスは、体動同期シーケンスであり、
前記撮像部は、前記採否決定部で採用と決定されたエコー信号のみから前記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、
前記採否決定部は、前記印加開始タイミングにおける前記変位量が、予め定めた閾値以下の場合、当該撮像シーケンスで取得したエコー信号を採用と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、
前記採否決定部は、前記変位量が予め定めた閾値となる変位タイミングと、前記印加開始タイミングとを比較し、前記印加開始タイミングが前記変位タイミング以降である場合と、前記印加開始タイミングが前記変位タイミングより前であり、かつ、前記変位タイミングから前記印加条件決定部が決定した印加条件で定まる前記2次元選択高周波パルスの印加終了タイミングまでの期間が、予め定めた期間より長い場合、当該撮像シーケンスで取得したエコー信号を採用と決定し、
前記撮像部は、前記印加開始タイミングが前記変位タイミングより前である場合、前記印加開始タイミングの代わりに、前記変位タイミングから、前記2次元選択高周波パルスの印加を開始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4乃至6のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記周期的体動は呼吸動であり、
被検体に呼吸タイミングを指示する呼吸指示装置をさらに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８】
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2次元選択高周波パルスは、複数の血管にサイクリックに印加され、
前記印加条件決定部は、各血管から流入する血液が、それぞれ、間断なく連続して抑制されるよう前記印加間隔を決定するとともに、全血管に印加する前記2次元選択高周波パルスを考慮して、前記SARによる制約を超えないよう、前記振幅および前記パルス幅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９】
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記画像から、前記血液の流速を算出する流速算出部をさらに備え、
前記撮像シーケンスは、前記複数の2次元選択高周波パルスの印加終了タイミングと本撮像の開始タイミングとの間に、所定の空き時間を備え、
前記流速算出部は、前記空き時間と抑制されない血流の長さとを用い、前記流速を算出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1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記血液の流速から、抑制範囲を算出する抑制範囲算出部をさらに備え、
前記抑制範囲算出部は、前記流速と当該血液のT1回復時間とを用い、前記抑制範囲を算出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、
前記撮像シーケンスは、複数の心拍を1単位とする心拍同期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１２】
請求項3記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記印加条件決定部は、前記設定印加条件内の前記総印加時間が、前記T1回復時間により定まる所定期間より長い場合、当該所定期間を前記総印加時間と決定し、前記設定印加条件内の前記総印加時間が、前記所望の範囲の血液を抑制可能な期間以下の場合、当該抑制可能な期間の最小値を前記総印加時間と決定し、前記設定された印加間隔が、前記2次元選択高周波パルスによる抑制幅を流速で除した移動時間より大きい場合、当該移動時間を前記印加間隔と決定し、前記設定された印加条件で定まる、単位時間に印加される前記2次元選択高周波パルス数が、前記SARの制約を超える場合、前記制約の範囲に収まるよう前記振幅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】
設定された撮像条件の中の、2次元選択高周波パルスの印加条件である設定印加条件の適否を判別し、
判別結果に応じて撮像シーケンスに適用する前記印加条件である適用印加条件を決定し、
前記適用印加条件を含む前記撮像条件を予め定めたパルスシーケンスに適用し、前記撮像シーケンスを生成し、
前記撮像シーケンスに従って、撮像領域からのエコー信号を収集し、当該エコー信号から画像を再構成し、
前記パルスシーケンスは、IR(Inversion Recovery)パルスと複数の前記2次元選択高周波パルスとを備え、
前記適用印加条件は、所望の血管内の血液からの前記エコー信号を抑制するよう決定されることを特徴とする磁気共鳴イメージング方法。
【請求項１４】
請求項13記載の磁気共鳴イメージング方法であって、
前記印加条件は、前記複数の2次元選択高周波パルスの総印加時間および印加間隔と、各2次元選択高周波パルスの振幅およびパルス幅と、を含み、
前記適用印加条件は、SAR(Specific Absorption Rate)による制約を超えないように前記振幅が決定され、前記2次元選択高周波パルスの印加面積を維持しながら、決定された前記振幅に応じて前記パルス幅が決定されたものであることを特徴とする磁気共鳴イメージング方法。
【手続補正２】
【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】
例えば、2次元スライス面の撮像時には、スライス面(撮像断面)に直交する方向にスライス傾斜磁場パルス(Gs)が印加されて被検体101に対するスライス面が設定される。そのスライス面に直交し、且つ互いに直交する残りの2つの方向に位相エンコード傾斜磁場パルス(Gp)と周波数エンコード(リードアウト)、傾斜磁場パルス(Gf)とが印加され、エコー信号にそれぞれの方向の位置情報がエンコードされる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
具体的には、送信コイル104から照射されたRFパルスによって誘起された被検体101の応答のエコー信号は、被検体101に近接して配置された受信コイル105で受信されると、信号検出部108に送られる。信号検出部108は、後述のシーケンサ110からの命令に従って、受信されたエコー信号を増幅し、直交位相検波により直交する二系統の信号に分割し、それぞれを所定数(例えば128，256，512等)サンプリングし、各サンプリング信号をA／D変換してディジタル量に変換し、後述の信号処理部109に送る。このように、エコー信号は所定数のサンプリングデータからなる時系列のデジタルデータ(以下、エコーデータという)として得られる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
本図に示すように、2DRFシーケンス220は、2次元選択励起パルス(以下、2DRFパルス)221と、振動傾斜磁場パルス222とを備える。ここでは、一例として、振動傾斜磁場パルス222を、GxおよびGy方向に印加する場合を示す。これらの2DRFパルス221と振動傾斜磁場パルス222とにより、円筒状の所定の領域のみが選択的に励起される。なお、2DRFパルス221は、円筒状の領域を励起するペンシルビーム型の励起RFパルスである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
Beam Satパルス設定画面の表示例360を、図4を用いて説明する。本実施形態では、呼吸同期撮影を行う。従って、Beamパルス設定画面の表示例360には、パルスシーケンス400の、呼吸波形401と、IRパルス421およびその印加タイミング402と、本撮像423の開始タイミング405と、その実行期間406と、を表示する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
なお、図中、413はBeam Satパルス422の印加回数、408はBeam Satパルス422の印加開始タイミング、409は印加終了タイミングである。また、403はIRパルス421を印加してから、本撮像423を開始するまでの時間である。Beam Satパルス422を印加しない場合、この間に撮像面内に流入した血液が高信号に描出される。また、404はIRパルス421を印加してから、Beam Satパルス422の印加開始までの時間である。この間に流入した血液は、Beam Satパルス422で抑制されないため、高信号に描出される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
L＝V×Tall  ・・・(1)
図5(a)に示すように、印加位置301でBeam Satパルス422を印加され、抑制された血液は、図5(b)に示すように、総印加時間Tallの間に、Lだけ進む。このため、総印加時間Tallが短い場合、抑制可能な血管の長さLが短くなり、十分な抑制効果が得られない。従って、本実施形態の印加条件決定部142は、操作者が入力した総印加時間Tallを、予め定めた第一の閾値と比較し、第一の閾値以下の場合、総印加時間Tallを、当該第一の閾値とする。第一の閾値は、所望の距離Lだけ抑制可能なように予め定めておく。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
また、血液のT1が、総印加時間Tallに比べて長い場合(Tall＜T1)、抑制された血液が、そのまま距離Lまで到達する。しかし、T1回復が無視できない場合、つまり、T1に比べて総印加時間Tallが相当長い場合、図5(c)、(d)に示すように、Beam Satパルス印加位置301で抑制された血液が、末梢302に到達するまでにT1回復する。このため、抑制が不十分な領域303が発生する。従って、本実施形態の印加条件決定部142は、操作者が入力したTallを、予め定めた第二の閾値と比較し、第二の閾値より大きい場合、総印加時間Tallを、当該第二の閾値とする。第二の閾値は、総印加時間TallがT1回復の影響を受けない範囲で予め定めておく。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
本実施形態では、予め、解剖学的な撮像部位の血流速VとT1値とを保持しておく。なお、血流速度Vは、事前にPhase Contrast法などで計測した値を用いてもよい。そして、印加条件決定部142は、操作者が撮像条件として入力した撮像部位情報から、当該部位のT1値を得、このT1値を用いて、上記第一の閾値および第二の閾値を算出し、操作者が入力した総印加時間Tallの適否を判別する。第一の閾値は、T1値に係数βを乗算したβT1とする。また、第二の閾値は、T1値に係数αを乗算したαT1とする。ここで、これらの係数は、0＜β＜α、かつ、β≦1である。従って、印加条件決定部142は、総印加時間Tallが、βT1より大きく、かつ、αT1以下の範囲にあるか否かを判別する。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
なお、総印加時間Tallが上記範囲外である場合、ユーザに注意を喚起するメッセージを出力するよう構成してもよい。さらに、この場合、上述のように自動的に、総印加時間411をβT1またはαT1に設定し直すのではなく、ユーザに、それぞれ、総印加時間Tallを延長または短縮するようサジェスチョンを提示し、印加位置受付画面を介して、再設定させるよう構成してもよい。また、αT1をT1の入力可能な最大値としてもよい。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
次に、印加間隔判別処理について説明する。1回のBeam Satパルス422の印加により抑制される血管範囲において、最も上流の血液が、最も下流まで行く時間(移動時間)は、Beam Satパルス422の印加幅(抑制幅)Φ［cm］と、血流速Vとにより定まる。従って、以下の式(2)に示すように、印加間隔(Titv)412が、Beam Satパルス422による抑制幅Φを血流速で除した移動時間より長い場合、Beam Satパルス422により抑制されない血液が発生する。このような血液が撮像領域に流入すると、抑制率が低下する。なお、Φは、Beam Satパルス422の直径とする。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
このSARは、単位時間当たり、単位質量当たりのRFパルスの吸収量であるため、Beam Satパルス422の印加間隔412を広げることにより、低減できる。また、SARは、Beam Satパルスの振幅414とパルス幅415とにより定まるため、Beam Satパルスの振幅414を抑えることにより、低減できる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７１】
撮像部130は、位置決め画像を取得する(ステップS0601：図示なし)。位置決め画像撮像時のパルスシーケンス、撮像パラメータは、予め設定される。本実施形態では、例えば、肝臓の門脈の血行動態を観察する。従って、ここでは、例えば、肝全体を撮像した位置決め画像を取得する。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８３】
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、撮像シーケンスを生成する撮像シーケンス生成部140と、前記撮像シーケンスに従って、撮像領域からのエコー信号を収集し、当該エコー信号から画像を再構成する撮像部130と、を備え、前記パルスシーケンスは、IRパルスと複数の2次元選択高周波パルス422とを備え、前記撮像条件は、前記2次元選択高周波パルスの印加条件を含み、前記撮像シーケンス生成部140は、設定された前記印加条件(設定印加条件)の適否を判別し、判別結果に応じて、前記撮像シーケンスに用いる印加条件(適用印加条件)を決定する印加条件決定部142を備え、前記印加条件決定部142は、SARの制限内で、所望の血管内の血液からの前記エコー信号を抑制するよう、前記適用印加条件を決定する。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
このように、本実施形態によれば、IRパルスを用いた血管描出方法に、Beam Satパルスを組み合わせる際、複数のBeam Satパルスの印加条件を、所望の血管から所望の撮像領域に流入する血液の信号を、過不足なく抑制するよう決定し、撮像を行う。従って、撮像対象の血管の流速によらず、Beam Satパルスの印加位置より下流の血液を効率的に抑制でき、所望の血管から所望の撮像領域に流入する血液を確実に抑制し、画像化できる。
【手続補正１６】
【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】
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、本実施形態では、上述のように、体動による撮像対象血管の変位を考慮し、エコー信号を取捨選択する。このため、図9に示すように、被検体の周期的体動による変位量であって、ピーク以降の変位量を検出する体動検出部150と、印加条件決定部142が決定した印加条件(適用印加条件)で定まるBeam Satパルスの印加開始タイミングと変位量との関係に応じて、撮像部130が収集したエコー信号の採否を決定する採否決定部160と、をさらに備える。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。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９５】
体動検出部150は、印加条件決定部142が決定したBeam Satパルス印加開始タイミング408における変位量hを算出する(ステップS1002)。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９９】
このとき、前記採否決定部160は、前記印加開始タイミング408における前記変位量hが、予め定めた閾値h0以下の場合、当該撮像シーケンスで取得したエコー信号を採用と決定する。
【手続補正１９】
【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】
＜＜第四の実施形態＞＞
次に、本発明の第四の実施形態を説明する。第一の実施形態では、Beam Satパルス422により抑制する箇所は1か所、すなわち、1本の血管を抑制しているが、本実施形態では、複数個所抑制する。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３１】
したがって、この場合、印加条件決定部142は、総印加時間判別処理および印加間隔判別処理については、第一の実施形態と同様の処理を行う。一方、SAR判別処理については、単位時間当たりの印加回数をM倍し、判別する。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３９】
＜＜第五の実施形態＞＞
本発明の第五の実施形態を説明する。本実施形態では、さらに、血流速の情報を取得する。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４５】
LNrs＝V×TNap  ・・・(3)
従って、空き時間(TNap)407と非抑制領域311の長さLNrsとを用い、以下の式(4)から、血流速Vを求めることができる。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４６】
V＝LNrs＝／TNap  ・・・(4)
流速算出部170は、空き時間407TNapと、非抑制領域311の長さLNrsとを用い、撮像対象領域(抑制対象領域)の、血流速を算出する。このとき、空き時間407LNrsは、撮像シーケンス生成部140から受け取った値を用いる。また、非抑制領域311の長さLNrsは、再構成された画像上で計測する。流速算出部170による具体的な計測手法を、図16を用いて説明する。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７０】
100  MRI装置、101  被検体、102  静磁場発生磁石、103  傾斜磁場コイル、104  送信コイル、105  受信コイル、106  傾斜磁場電源、107  RF送信部、108  信号検出部、109  信号処理部、110  シーケンサ、111  ベッド、120  制御部、121  表示部、122  操作部、123  記憶部、124  体動検出装置、130  撮像部、140  撮像シーケンス生成部、141  受付部、142  印加条件決定部、150  体動検出部、160  採否決定部、170  流速算出部、180  抑制範囲算出部、210  スライス選択励起シーケンス、211  RFパルス、212  スライス選択傾斜磁場、220  2DRFシーケンス、221  2DRFパルス、222  振動傾斜磁場パルス、223  クラッシャー傾斜磁場パルス、301  Beam Satパルス印加位置、302  抑制される領域、303  抑制が不十分な領域、311  非抑制領域、321  抑制範囲、350  位置決め画像、360  Beam Satパルス設定画面表示例、400  パルスシーケンス、401  呼吸波形、402  IRパルス印加タイミング、403  TI、405  本撮像開始タイミング、406  本撮像実行期間、407  空き時間、408  Beam Satパルス印加開始タイミング、409  Beam Satパルス印加終了タイミング、411  総印加時間、412  印加間隔、413  印加回数、414  振幅、415  パルス幅、421  IRパルス、422  Beam Satパルス、422a  Beam Satパルス、422b  Beam Satパルス、422c  Beam Satパルス、422d  Beam Satパルス、423  本撮像、424  プリパルス、431  心電波形、432  心周期、434  拍動の影響が出るタイミング、432  周期、435  同期周期、501  開始点、502  終点、503  血管、504  平面、505  距離、507  交面、508  重心
【手続補正２５】
【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】
2015005297.tif 000022
【手続補正２６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2015005297.tif 000023
【手続補正２７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2015005297.tif 000024
【手続補正２８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2015005297.tif 000025
【手続補正２９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2015005297.tif 000026
【手続補正３０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2015005297.tif 000027
【手続補正３１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
2015005297.tif 000028
【手続補正３２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１５】
2015005297.tif 000029
【手続補正３３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１７】
2015005297.tif 000030
【国際調査報告】
2015005297.tif 000031
2015005297.tif 000032
2015005297.tif 000033
2015005297.tif 000034