(57)【要約】【課題】撮影の品質が改善された超偏極希ガスを利用する磁気共鳴撮影装置を実現する。【解決手段】撮影の対象（１）に静磁場、勾配磁場およびＲＦ磁場を印加して超偏極希ガスのスピンに基づく磁気共鳴信号を収集する信号収集手段（１００〜１５０）、磁気共鳴信号に基づいて画像を再構成する画像再構成手段（１７０）および制御手段（１５０）を有する磁気共鳴撮影装置であって、制御手段は、信号収集手段にスピンのフリップアングルが順次増加するＲＦ励起を行わせて各励起に基づく磁気共鳴信号をセントリック・ビューオーダーにより収集させる。【選択図】      図１
2004267337.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影の対象に静磁場、勾配磁場およびＲＦ磁場を印加して超偏極希ガスのスピンに基づく磁気共鳴信号を収集する信号収集手段、前記磁気共鳴信号に基づいて画像を再構成する画像再構成手段および制御手段を有する磁気共鳴撮影装置であって、
前記制御手段は、
前記信号収集手段に前記スピンのフリップアングルが順次増加するＲＦ励起を行わせて各励起に基づく磁気共鳴信号をセントリック・ビューオーダーにより収集させる、
ことを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
【請求項２】
前記ＲＦ励起の繰り返し時間をＴＲ、前記スピンの縦磁化の崩壊時間をＴ１、１回目のＲＦ励起のフリップアングルをθ１としたとき、ｉ回目のＲＦ励起のフリップアングルが
【数１】
2004267337.tif 000010
である、
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴撮影装置。
【請求項３】
撮影の対象に静磁場、勾配磁場およびＲＦ磁場を印加して超偏極希ガスのスピンに基づく磁気共鳴信号を収集する信号収集手段、前記磁気共鳴信号に基づいて画像を再構成する画像再構成手段および制御手段を有する磁気共鳴撮影装置であって、
前記制御手段は、
前記信号収集手段に前記スピンのフリップアングルが予め定められた値に漸近するように順次増加するＲＦ励起を行わせて各励起に基づく磁気共鳴信号を収集させる、
ことを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
【請求項４】
前記予め定められた値をＭａｘＦＡ、前記漸近の時定数をＴＦＡ、１回目のＲＦ励起のフリップアングルをθ１としたとき、ｉ回目のＲＦ励起の前記スピンのフリップアングルが
【数２】
2004267337.tif 000011
である、
ことを特徴とする請求項３に記載の磁気共鳴撮影装置。
【請求項５】
前記予め定められた値をＭａｘＦＡ、前記漸近の時定数をＴＦＡ、前記ＲＦ励起の繰り返し時間をＴＲ、前記スピンの縦磁化の崩壊時間をＴ１、１回目のＲＦ励起のフリップアングルをθ１としたとき、ｉ回目のＲＦ励起のフリップアングルが
【数３】
2004267337.tif 000012
である、
ことを特徴とする請求項３に記載の磁気共鳴撮影装置。
【請求項６】
前記制御手段は、
前記各励起に基づく磁気共鳴信号をセントリック・ビューオーダーにより収集させる、
ことを特徴とする請求項３ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載の磁気共鳴撮影装置。
【請求項７】
前記超偏極希ガスはキセノンの同位体である、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載の磁気共鳴撮影装置。
【請求項８】
前記超偏極希ガスはヘリウムの同位体である、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載の磁気共鳴撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気共鳴撮影装置に関し、とくに、超偏極希ガス（ｇａｓ）を利用して磁気共鳴撮影を行う装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気共鳴撮影装置では、超偏極希ガスのスピン（ｓｐｉｎ）が生じる磁気共鳴信号を利用することが試みられている。超偏極希ガスとしては例えばヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）等の同位体、すなわち  ３Ｈｅ、２１Ｎｅ、８３Ｋｒ、  １２９Ｘｅ、  １３１Ｘｅ等が用いられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
超偏極希ガスのスピンの縦磁化はＲＦ励起の繰り返しにより時定数Ｔ１で崩壊するので、それによる信号強度の低下を阻止するために、ＦＬＡＳＨ（ｆａｓｔｌｏｗ−ａｎｇｌｅ  ｓｈｏｔ）によって撮影する場合は、ＲＦ励起のたびにスピンのフリップアングル（ｆｌｉｐ  ａｎｇｌｅ）を順次増加させるようにしている。このようなＲＦ励起はＶＦＡ（ｖａｒｉａｂｌｅ−ｆｌｉｐ−ａｎｇｌｅ）と呼ばれる。ＶＦＡのフリップアングルは次式によって計算される（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
【数４】
2004267337.tif 000003
【０００５】
【特許文献１】
特表平１０−５０１７０８号公報（第１０−１１頁）
【非特許文献１】
ツァオ（Ｚｈａｏ）他、グラディエントエコー  イメージング  コンシダレーションズ  フォア  ハイパーポラライズド    １２９Ｘｅ  エムアール（Ｇｒａｄｉｅｎｔ−Ｅｃｈｏ  Ｉｍａｇｉｎｇ  ｆｏｒ  Ｈｙｐｅｒｐｏｌａｒｉｚｅｄ    １２９Ｘｅ  ＭＲ）、「ジャーナル  オブ  マグネティック  レゾナンス（ＪＯＵＲＮＡＬ  ＯＦ  ＭＡＧＮＥＴＩＣ  ＲＥＳＯＮＡＮＣＥ）」、（米国）、１９９６年、シリーズＢ第１１３巻、ｐ．１７９−１８３
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなフリップアングルθｉはＲＦ励起の繰り返し回数ｉの増加とともに発散するので、磁気共鳴信号が不安定となり撮影の品質が低下する。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、撮影の品質が改善された超偏極希ガスを利用する磁気共鳴撮影装置を実現することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
（１）上記の課題を解決するためのひとつの観点での発明は、撮影の対象に静磁場、勾配磁場およびＲＦ磁場を印加して超偏極希ガスのスピンに基づく磁気共鳴信号を収集する信号収集手段、前記磁気共鳴信号に基づいて画像を再構成する画像再構成手段および制御手段を有する磁気共鳴撮影装置であって、前記制御手段は、前記信号収集手段に前記スピンのフリップアングルが順次増加するＲＦ励起を行わせて各励起に基づく磁気共鳴信号をセントリック・ビューオーダーにより収集させる、ことを特徴とする磁気共鳴撮影装置である。
【０００９】
この観点での発明では、制御手段により、信号収集手段にスピンのフリップアングルが順次増加するＲＦ励起を行わせて各励起に基づく磁気共鳴信号をセントリック・ビューオーダーにより収集させるので、ｋスペースでは、ＲＦ励起の繰り返しの初期の安定な信号が中央部に存在し、ＲＦ励起の繰り返しの後期の不安定な信号が両端部に存在するようになり、再構成画像の品質が改善される。
【００１０】
前記ＲＦ励起の繰り返し時間をＴＲ、前記スピンの縦磁化の崩壊時間をＴ１、１回目のＲＦ励起のフリップアングルをθ１としたとき、ｉ回目のＲＦ励起のフリップアングルが
【００１１】
【数５】
2004267337.tif 000004
【００１２】
であることが、スピンの縦磁化の崩壊にかかわらず信号強度を一定にする点で好ましい。
【００１３】
（２）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、撮影の対象に静磁場、勾配磁場およびＲＦ磁場を印加して超偏極希ガスのスピンに基づく磁気共鳴信号を収集する信号収集手段、前記磁気共鳴信号に基づいて画像を再構成する画像再構成手段および制御手段を有する磁気共鳴撮影装置であって、前記制御手段は、前記信号収集手段に前記スピンのフリップアングルが予め定められた値に漸近するように順次増加するＲＦ励起を行わせて各励起に基づく磁気共鳴信号を収集させる、ことを特徴とする磁気共鳴撮影装置である。
【００１４】
この観点での発明では、制御手段により、信号収集手段にスピンのフリップアングルが予め定められた値に漸近するように順次増加するＲＦ励起を行わせて各励起に基づく磁気共鳴信号を収集させるので、ＲＦ励起の繰り返しの後期で信号が不安定になることがなく、再構成画像の品質が改善される。
【００１５】
前記予め定められた値をＭａｘＦＡ、前記漸近の時定数をＴＦＡ、１回目のＲＦ励起のフリップアングルをθ１としたとき、ｉ回目のＲＦ励起の前記スピンのフリップアングルが
【００１６】
【数６】
2004267337.tif 000005
【００１７】
であることが、ＭａｘＦＡへの漸近を円滑に行う点で好ましい。
【００１８】
前記予め定められた値をＭａｘＦＡ、前記漸近の時定数をＴＦＡ、前記ＲＦ励起の繰り返し時間をＴＲ、前記スピンの縦磁化の崩壊時間をＴ１、１回目のＲＦ励起のフリップアングルをθ１としたとき、ｉ回目のＲＦ励起のフリップアングルが
【００１９】
【数７】
2004267337.tif 000006
【００２０】
であることが、ＲＦ励起の繰り返しの初期でＶＦＡの特長を生かすとともにＲＦ励起の繰り返しの後期の信号の不安定さを無くす点で好ましい。
【００２１】
前記制御手段は、前記各励起に基づく磁気共鳴信号をセントリック・ビューオーダーにより収集させることが、再構成画像の品質を改善する点で好ましい。
【００２２】
前記超偏極希ガスはキセノンの同位体であることが、体内への浸透性がよい点で好ましい。前記超偏極希ガスはヘリウムの同位体であることが、質量が小さい点で好ましい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。図１に磁気共鳴撮影装置のブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。
【００２４】
同図に示すように、本装置はマグネットシステム（ｍａｇｎｅｔ  ｓｙｓｔｅｍ）１００を有する。マグネットシステム１００は主磁場コイル（ｃｏｉｌ）部１０２、勾配コイル部１０６およびＲＦコイル部１０８を有する。これら各コイル部は概ね円筒状の形状を有し、互いに同軸的に配置されている。マグネットシステム１００の概ね円柱状の内部空間（ボア：ｂｏｒｅ）に、撮影の対象１がクレードル（ｃｒａｄｌｅ）５００に搭載されて搬入される。
【００２５】
対象１には超偏極希ガス供給部１１０から超偏極希ガスが吸入等によって供給される。超偏極希ガスとしては例えばキセノンの同位体  １２９Ｘｅが用いられる。
【００２６】
１２９Ｘｅは体内への浸透性がよい点で好ましい。なお、超偏極希ガスはヘリウムの同位体  ３Ｈｅであってもよい。  ３Ｈｅは質量が小さい点で好ましい。
【００２７】
クレードル５００は、クレードル駆動部１２０によって駆動される。これによって、対象１をマグネットシステムの内部空間において体軸方向に移動させることできる。
【００２８】
主磁場コイル部１０２はマグネットシステム１００の内部空間に静磁場を形成する。静磁場の方向は概ね対象１の体軸の方向に平行である。すなわちいわゆる水平磁場を形成する。主磁場コイル部１０２は例えば超伝導コイルを用いて構成される。なお、超伝導コイルに限らず常伝導コイル等を用いて構成してもよい。
【００２９】
勾配コイル部１０６は、互いに垂直な３軸すなわちスライス（ｓｌｉｃｅ）軸、位相軸および周波数軸の方向において、それぞれ静磁場強度に勾配を持たせるための３つの勾配磁場を生じる。
【００３０】
静磁場空間における互いに垂直な座標軸をｘ，ｙ，ｚとしたとき、いずれの軸もスライス軸とすることができる。その場合、残り２軸のうちの一方を位相軸とし、他方を周波数軸とする。また、スライス軸、位相軸および周波数軸は、相互間の垂直性を保ったままｘ，ｙ，ｚ軸に関して任意の傾きを持たせることも可能である。これはオブリーク（ｏｂｌｉｑｕｅ）とも呼ばれる。なお、本装置では対象１の体軸の方向をｚ軸方向とする。
【００３１】
スライス軸方向の勾配磁場をスライス勾配磁場ともいう。位相軸方向の勾配磁場を位相エンコード（ｅｎｃｏｄｅ）勾配磁場またはフェーズエンコード（ｐｈａｓｅ  ｅｎｃｏｄｅ）勾配磁場ともいう。周波数軸方向の勾配磁場を周波数エンコード勾配磁場またはリードアウト（ｒｅａｄ  ｏｕｔ）勾配磁場ともいう。このような勾配磁場の発生を可能にするために、勾配コイル部１０６は図示しない３系統の勾配コイルを有する。以下、勾配磁場を単に勾配ともいう。
【００３２】
ＲＦコイル部１０８は静磁場空間に対象１の体内のスピン（ｓｐｉｎ）を励起するための高周波磁場を形成する。以下、高周波磁場を形成することをＲＦ励起信号の送信ともいう。また、ＲＦ励起信号をＲＦパルス（ｐｕｌｓｅ）ともいう。励起されたスピンが生じる電磁波すなわち磁気共鳴信号は、ＲＦコイル部１０８によって受信される。
【００３３】
磁気共鳴信号は、周波数ドメイン（ｄｏｍａｉｎ）すなわちフーリエ（Ｆｏｕｒｉｅｒ）空間の信号となる。位相軸方向および周波数軸方向の勾配により、磁気共鳴信号のエンコードを２軸で行うので、磁気共鳴信号は２次元フーリエ空間における信号として得られる。フェーズエンコード勾配およびリードアウト勾配は、２次元フーリエ空間における信号のサンプリング位置を決定する。以下、２次元フーリエ空間をｋスペース（ｋ−ｓｐａｃｅ）ともいう。
【００３４】
位相エンコードおよび周波数エンコードにより、ｋスペースのデータ（ｄａｔａ）がサンプリング（ｓａｍｐｌｉｎｇ）される。ｋスペース概念図を図２に示す。同図に示すように、ｋスペースの横軸ｋｘは周波数軸であり、縦軸ｋｙは位相軸である。
【００３５】
同図において、複数の横長の長方形がそれぞれ位相軸上のデータサンプリング位置を表す。長方形内に記入された数字は位相エンコード量を表す。位相エンコード量はπ／Ｎで正規化してある。Ｎは位相方向のサンプリング数である。位相方向のサンプリング数は位相エンコード数またはビュー（ｖｉｅｗ）数とも呼ばれる。Ｎは例えば６４〜２５６である。
【００３６】
位相エンコード量は位相軸ｋｙの中心で０である。中心から両端にかけて位相エンコード量が次第に増加する。増加の極性は互いに逆である。サンプリング間隔すなわち位相エンコード量の階差はπ／Ｎである。
【００３７】
勾配コイル部１０６には勾配駆動部１３０が接続されている。勾配駆動部１３０は勾配コイル部１０６に駆動信号を与えて勾配磁場を発生させる。勾配駆動部１３０は、勾配コイル部１０６における３系統の勾配コイルに対応して、図示しない３系統の駆動回路を有する。
【００３８】
ＲＦコイル部１０８にはＲＦ駆動部１４０が接続されている。ＲＦ駆動部１４０はＲＦコイル部１０８に駆動信号を与えてＲＦパルスを送信し、対象１の体内のスピンを励起する。
【００３９】
ＲＦコイル部１０８にはデータ収集部１５０が接続されている。データ収集部１５０は、ＲＦコイル部１０８が受信した受信信号をディジタルデータ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｄａｔａ）として収集する。
【００４０】
マグネットシステム１００、クレードル駆動部１２０、勾配駆動部１３０、ＲＦ駆動部１４０およびデータ収集部１５０からなる部分は、本発明における信号収集手段の実施の形態の一例である。
【００４１】
クレードル駆動部１２０、勾配駆動部１３０、ＲＦ駆動部１４０およびデータ収集部１５０にはシーケンス（ｓｅｑｕｅｎｃｅ）制御部１６０が接続されている。シーケンス制御部１６０は、クレードル駆動部１２０ないしデータ収集部１５０をそれぞれ制御して撮影を遂行する。シーケンス制御部１６０は、本発明における制御手段の実施の形態の一例である。
【００４２】
シーケンス制御部１６０は、例えばコンピュータ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等を用いて構成される。シーケンス制御部１６０は図示しないメモリ（ｍｅｍｏｒｙ）を有する。メモリはシーケンス制御部１６０用のプログラム（ｐｒｏｇｒａｍ）および各種のデータを記憶している。シーケンス制御部１６０の機能は、コンピュータがメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現される。
【００４３】
データ収集部１５０の出力側はデータ処理部１７０に接続されている。データ収集部１５０が収集したデータがデータ処理部１７０に入力される。データ処理部１７０は、データ収集部１５０が収集したデータをメモリに記憶する。メモリ内にはデータ空間が形成される。このデータ空間はｋスペースに対応する。データ処理部１７０は、ｋスペースのデータを２次元逆フ−リエ変換することにより画像を再構成する。データ処理部１７０は、本発明における画像再構成手段の実施の形態の一例である。
【００４４】
データ処理部１７０は、例えばコンピュータ等を用いて構成される。データ処理部１７０は図示しないメモリを有する。メモリはデータ処理部１７０用のプログラムおよび各種のデータを記憶している。
【００４５】
データ処理部１７０はシーケンス制御部１６０に接続されている。データ処理部１７０はシーケンス制御部１６０の上位にあってそれを統括する。本装置の機能は、データ処理部１７０がメモリに記憶されたプログラムを実行することによりを実現される。
【００４６】
データ処理部１７０には表示部１８０および操作部１９０が接続されている。表示部１８０は、グラフィックディスプレー（ｇｒａｐｈｉｃ  ｄｉｓｐｌａｙ）等で構成される。操作部１９０はポインティングデバイス（ｐｏｉｎｔｉｎｇ
ｄｅｖｉｃｅ）を備えたキーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）等で構成される。
【００４７】
表示部１８０は、データ処理部１７０から出力される再構成画像および各種の情報を表示する。操作部１９０は、使用者によって操作され、各種の指令や情報等をデータ処理部１７０に入力する。使用者は表示部１８０および操作部１９０を通じてインタラクティブ（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ）に本装置を操作する。
【００４８】
図３に、他の方式の磁気共鳴撮影装置のブロック図を示す。同図に示す磁気共鳴撮影装置は、本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。
【００４９】
本装置は、図１に示した装置とは方式を異にするマグネットシステム１００’を有する。マグネットシステム１００’以外は図１に示した装置と同様な構成になっており、同様な部分は同一の符号を付して説明を省略する。
【００５０】
マグネットシステム１００’は主磁場マグネット部１０２’、勾配コイル部１０６’およびＲＦコイル部１０８’を有する。これら主磁場マグネット部１０２’および各コイル部は、いずれも空間を挟んで互いに対向する１対のものからなる。また、いずれも概ね円盤状の形状を有し中心軸を共有して配置されている。マグネットシステム１００’の内部空間（ボア）に、対象１がクレードル５００に搭載されて図示しない搬送手段により搬入および搬出される。
【００５１】
主磁場マグネット部１０２’はマグネットシステム１００’の内部空間に静磁場を形成する。静磁場の方向は概ね対象１の体軸方向と直交する。すなわちいわゆる垂直磁場を形成する。主磁場マグネット部１０２’は例えば永久磁石等を用いて構成される。なお、永久磁石に限らず超伝導電磁石あるいは常伝導電磁石等を用いて構成してもよい。
【００５２】
勾配コイル部１０６’は、互いに垂直な３軸すなわちスライス軸、位相軸および周波数軸の方向において、それぞれ静磁場強度に勾配を持たせるための３つの勾配磁場を生じる。
【００５３】
静磁場空間における互いに垂直な座標軸をｘ，ｙ，ｚとしたとき、いずれの軸もスライス軸とすることができる。その場合、残り２軸のうちの一方を位相軸とし、他方を周波数軸とする。また、スライス軸、位相軸および周波数軸は、相互間の垂直性を保ったままｘ，ｙ，ｚ軸に関して任意の傾きを持たせること、すなわちオブリークが可能である。本装置でも対象１の体軸の方向をｚ軸方向とする。３軸方向の勾配磁場の発生を可能にするために、勾配コイル部１０６’は図示しない３系統の勾配コイルを有する。
【００５４】
ＲＦコイル部１０８’は静磁場空間に対象１の体内のスピンを励起するためのＲＦパルスを送信する  励起されたスピンが生じる電磁波すなわち磁気共鳴信号は、ＲＦコイル部１０８’によって受信される。ＲＦコイル部１０８’の受信信号がデータ収集部１５０に入力される。
【００５５】
マグネットシステム１００’、クレードル駆動部１２０、勾配駆動部１３０、ＲＦ駆動部１４０およびデータ収集部１５０からなる部分は、本発明における信号収集手段の実施の形態の一例である。
【００５６】
図４に、磁気共鳴撮影に用いるパルスシーケンス（ｐｕｌｓｅ  ｓｅｑｕｅｎｃｅ）の一例を示す。このパルスシーケンスは、ＧＲＡＳＳ（ｇｒａｄｉｅｎｔｒｅｃａｌｌｅｄ  ｅｃｈｏ  ｗｉｔｈ  ｓｔｅａｄｙ  ｓｔａｔｅ）のパルスシーケンスである。
【００５７】
すなわち、（１）はＧＲＡＳＳにおけるＲＦパルスのシーケンスであり、（２）、（３）、（４）および（５）は、同じくそれぞれ、スライス勾配Ｇｓ、フェーズエンコード勾配Ｇｐ、リードアウト勾配Ｇｒおよびグラディエントエコー（ｇｒａｄｉｅｎｔ  ｅｃｈｏ）ＭＲのシーケンスである。パルスシーケンスは時間軸ｔに沿って左から右に進行する。
【００５８】
同図に示すように、ＲＦパルスによりスピンの励起が行われる。このとき、スライス勾配Ｇｓが印加され所定のスライスについての選択励起が行われる。ＲＦ励起後、フェーズエンコード勾配Ｇｐによりスピンのフェーズエンコードが行われる。次に、リードアウト勾配Ｇｒによりまずスピンをディフェーズ（ｄｅｐｈａｓｅ）し、次いでスピンをリフェーズ（ｒｅｐｈａｓｅ）して、グラディエントエコーＭＲを読み出す。エコー読み出し後にフェーズエンコード勾配Ｇｐの巻き戻しが行われる。グラディエントエコーＭＲはデータ収集部１５０によりビューデータとして収集される。
【００５９】
このようなパルスシーケンスが、所定の周期ＴＲ（ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ  ｔｉｍｅ）で例えば６４〜５１２回繰り返される。ＴＲごとにフェーズエンコード勾配Ｇｐが変更され、毎回異なるフェーズエンコードが行われる。これによって、例えば６４〜５１２ビューのビューデータが得られる。
【００６０】
ＴＲごとにＲＦ励起の位相変更等により、スピンのＴ２コヒーレンス（ｃｏｈｅｒｅｎｃｅ）を無くすためのスポイル（ｓｐｏｉｌ）が行われる。スポイルを伴うＧＲＡＳＳはＳＰＧＲ（ｓｐｏｉｌｅｄ  ＧＲＡＳＳ）と呼ばれる。
【００６１】
ＲＦ励起は、ＶＦＡ（ｖａｒｉａｂｌｅ−ｆｌｉｐ−ａｎｇｌｅ）で行われる。すなわち、フリップアングルをＴＲごとに順次に増加させるＲＦ励起が行われる。ＶＦＡのフリップアングルは予め次式によって計算される。
【００６２】
【数８】
2004267337.tif 000007
【００６３】
ここで、
Ｔ１：スピンの縦磁化の崩壊時間
θ１：１回目のＲＦ励起のフリップアングル
ｉ＝１，２，３，・・・，Ｎ
図５に、ＶＦＡでＲＦ励起を行ったときの、フリップアングルとエコー信号強度の推移の一例を示す。同図に示すように、フリップアングルはｉの単調増加関数となって次第に発散する。これに対して、エコー信号強度はｉによって変化しないが、現実の装置においてはフリップアングルの発散に伴って不安定になりがちである。
【００６４】
このような状況に鑑みて、ビューデータの収集は、セントリック・ビューオーダー（ｃｅｎｒｉｃ  ｖｉｅｗ  ｏｒｄｅｒ）によって行われる。セントリック・ビューオーダーの一例を図６に示す。
【００６５】
同図に示すように、１回目のデータ収集はフェーズエンコード量を０として行われ、２回目のデータ収集はフェーズエンコード量を＋１として行われ、３回目のデータ収集はフェーズエンコード量を−１として行われ、４回目のデータ収集はフェーズエンコード量を＋２として行われ、５回目のデータ収集はフェーズエンコード量を−２として行われる。以下、この要領で、正負交互に、順次増加するフェーズエンコードを行ってそれぞれビューデータを収集する。
【００６６】
これによって、ｋスペースの中央から両端に向かって、ｋスペースにおける対称的な位置に、ビューデータが交互かつ順次に収集される。このため、ＶＦＡの初期の安定性の良いビューデータがｋスペースの中央に収集され、ＶＦＡの後期の安定性に欠けるビューデータがｋスペースの両端に収集される。
【００６７】
このようなパルスシーケンスによって得られたビューデータが、データ処理部１７０のメモリに収集される。データ処理部１７０は、メモリに収集したビューデータに基づいて画像を再構成する。
【００６８】
セントリック・ビューオーダーにより、ＶＦＡの初期の安定性の良いビューデータがｋスペースの中央に収集され、ＶＦＡの後期の安定性に欠けるビューデータがｋスペースの両端に収集されたので、再構成画像はコントラスト（ｃｏｎｔｒａｓｔ）およびＳ／Ｎ（ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−ｎｏｉｓｅ  ｒａｔｉｏ）が良いものとなる。なぜなら、コントラストおよびＳ／Ｎは主としてｋスペース中央部のデータによって決定され、ｋスペースの両端部に位置するデータの影響は小さいからである。このようにして品質の良い撮影を行うことが可能となる。
【００６９】
ＲＦ励起のフリップアングルは次式で与えられるようなものとしてもよい。
【００７０】
【数９】
2004267337.tif 000008
【００７１】
ここで、
ＭａｘＦＡ：予め設定されたフリップアングルの漸近値（＞θ１）
ＴＦＡ：漸近の時定数
このようなＲＦ励起を行うときの、フリップアングルとエコー信号強度の推移の一例を図７に示す。同図に示すように、フリップアングルは次第にＭａｘＦＡに漸近するｉの関数となる。このため、フリップアングルが発散することがない。エコー信号強度は、ｉの増加とともにいったん増加し、その後次第に減衰するものとなる。また、フリップアングルが発散しないので信号がＲＦ励起の後期で不安定となることがない。
【００７２】
ビューデータの収集は、セントリック・ビューオーダーによって行われる。それによって、ｋスペースの中央部にＳ／Ｎの良いデータを得ることができ、それに基づいて品質の良い再構成が像を得ることができる。なお、ＲＦ励起の後期で信号が不安定になることがないので、必ずしもセントリック・ビューオーダーでデータ収集を行う必要はなく、通常のシーケンシャル・ビューオーダーでデータ収集を行うようにしてもよい。
【００７３】
このようなフリップアングルを採用するとき、漸近値ＭａｘＦＡや時定数ＴＦＡを調節することにより、信号強度の変化特性を調節することができ、それによって、ｋスペースにおけるビューデータの重みを調節することができるので、設計の自由度が増す。
【００７４】
また、必ずしもスピンのＴ２コヒーレンスをなくす必要がないので、スポイルを行わずにＴ２コヒーレンスを維持し、Ｔ２コヒーレンスに基づく信号強度増加効果を得ることもできる。
【００７５】
ＲＦ励起のフリップアングルは、さらに、次式で与えられるようなものとしてもよい。
【００７６】
【数１０】
2004267337.tif 000009
【００７７】
これは、（１）式によるＶＦＡと（２）式による漸近法とを折衷したものである。すなわち、ＶＦＡによるフリップアングルと漸近法によるフリップアングルの重み付け加算値をＲＦ励起のフリップアングルとする。
【００７８】
このようなＲＦ励起を行うときの、フリップアングルとエコー信号強度の推移の一例を図８に示す。同図に示すように、ＲＦ励起の初期においては相対的にＶＦＡの重みが大きいのでＶＦＡと同様になり、ＲＦ励起の後期においては相対的に漸近法の重みが大きいので漸近法と同様になる。このため、ＲＦ励起の初期においては信号強度が一定となり、かつ、ＲＦ励起の後期においても信号強度が不安定となることがない。
【００７９】
ビューデータの収集は、セントリック・ビューオーダーによって行われる。それによって、ｋスペースの中央部に安定かつＳ／Ｎの良いデータを得ることができ、それに基づいて品質の良い再構成が像を得ることができる。なお、ＲＦ励起の後期で信号が不安定になることがないので、必ずしもセントリック・ビューオーダーによるデータ収集を行う必要はなく、通常のシーケンシャル・ビューオーダーによるデータ収集を行うようにしてもよい。
【００８０】
このようなフリップアングルを採用するときも、漸近値ＭａｘＦＡや時定数ＴＦＡを調節することにより、信号強度の変化特性を調節することができ、それによって、ｋスペースにおけるビューデータの重みを調節することができるので、設計の自由度が増す。
【００８１】
また、必ずしもスピンのＴ２コヒーレンスをなくす必要がないので、スポイルを行わずにＴ２コヒーレンスを維持し、Ｔ２コヒーレンスに基づく信号強度増加効果を得ることもできる。
【００８２】
Ｔ２コヒーレンスを利用するパルスシーケンスとしてＳＳＦＰ（ＳｔｅａｄｙＳｔａｔｅ  Ｆｒｅｅ  Ｐｒｅｃｅｓｓｉｏｎ）がある。図９に、ＳＳＦＰのパルスシーケンスの例を示す。
【００８３】
同図において、（１）はＲＦ信号のパルスシーケンスを示す。（２）〜（４）はいずれも勾配磁場のパルスシーケンスを示す。（２）はスライス勾配、（３）は周波数エンコード勾配、（４）は位相エンコード勾配である。
【００８４】
同図に示すように、ＲＦパルスによりスピン励起が行われる。スピン励起はスライス勾配Ｇｓｌｉｃｅの下での選択励起である。スピン励起は、周期ＴＲで繰り返し行われる。１ＴＲが１ビューに相当する。
【００８５】
１ＴＲの間に印加される周波数エンコード勾配Ｇｆｒｅｑによってエコーが読み出される。なお、エコーはその中心信号で表現する。ＲＦパルスの中心からエコー中心までの時間がエコータイム（ｅｃｈｏ  ｔｉｍｅ）ＴＥである。
【００８６】
１ＴＲの間に、スピン励起の直後と次のスピン励起の直前にそれぞれ位相エンコード勾配Ｇｐｈａｓｅが印加される。これら１対の位相エンコード勾配Ｇｐｈａｓｅは、大きさおよび極性が互いに対称的になっている。これによって、前側の位相エンコード勾配Ｇｐｈａｓｅによって位相エンコードの巻き上げが行われ、後ろ側の位相エンコード勾配Ｇｐｈａｓｅによって位相エンコードの巻き戻しが行われる。位相エンコード量は１ＴＲごとに変更される。
【００８７】
このようなパルスシーケンスにおいてフリップアングルを（２）式または（３）式で与えられるものとすることにより、Ｔ２コヒーレンスを維持した撮影を行うことができる。ビューデータはセントリック・ビューオーダーまたはシーケンシャル・ビューオーダーによって行われる。
【００８８】
図１０に、本装置の動作のフロー（ｆｌｏｗ）図を示す。同図に示すように、ステップ（ｓｔｅｐ）１０１で、パラメータ（ｐａｒａｍｅｔｅｒ）を設定する。パラメータはフリップアングルを計算するためのパラメータである。パラメータ設定は、使用者による表示部１８０および操作部１９０の操作によって行われる。
【００８９】
（１）式によってパラメータを計算するときは、ＴＲ、Ｔ１、θ１等が設定される。（２）式または（３）式で計算するときは、それに加えて、ＭａｘＦＡ、ＴＦＡ等が設定される。
【００９０】
次に、ステップ１０３で、フリップアングルを計算する。フリップアングルの計算はデータ処理部１７０によって行われる。計算は（１）式、（２）式または（３）式によって行われる。どの式を用いるかは予め使用者によって指定される。
【００９１】
次に、ステップ１０５で、撮影を実行する。撮影は、シーケンス制御部１６０による制御の下でマグネットシステム１００（１００’）、クレードル駆動部１２０、勾配駆動部１３０、ＲＦ駆動部１４０およびデータ収集部１５０によりデータを収集し、そのデータに基づいてデータ処理部１７０により画像を再構成することによって行われる。
【００９２】
撮影にあたって、パルスシーケンスは図４または図９に示したものが用いられる。フリップアングルは（１）式、（２）式または（３）式で計算された値が用いられ、データ収集はセントリック・ビューオーダーによって行われる。なお、（２）式または（３）式で計算されたフリップアングルを用いるときは、シーケンシャル・ビューオーダーでデータ収集を行うようにしてもよい。
【００９３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、撮影の品質が改善された超偏極希ガスを利用する磁気共鳴撮影装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図２】ｋスペースの概念を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図４】撮影用のパルスシーケンスの一例を示す図である。
【図５】フリップアングルと信号強度の推移を示す図である。
【図６】セントリック・ビューオーダーを示す図である。
【図７】フリップアングルと信号強度の推移を示す図である。
【図８】フリップアングルと信号強度の推移を示す図である。
【図９】撮影用のパルスシーケンスの一例を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態の一例の装置の動作のフロー図である。
【符号の説明】
１  対象
１００，１００’  マグネットシステム
１０２  主磁場コイル部
１０２’  主磁場マグネット部
１０６，１０６’  勾配コイル部
１０８，１０８’  ＲＦコイル部
１１０  超偏極希ガス供給部
１２０  クレードル駆動部
１３０  勾配駆動部
１４０  ＲＦ駆動部
１６０  データ収集部
１６０  シーケンス制御部
１７０  データ処理部
１８０  表示部
１９０  操作部
１００  クレードル
【図１】
2004267337.tif 000013
【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】
2004267337.tif 000019
【図８】
2004267337.tif 000020
【図９】
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【図１０】
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