(57)【要約】【課題】高い時間分解能を維持し、１回で可能な息止め期間内にスキャンを終えることができ、かつ、所望のプリパルスの印加できる磁気共鳴イメージング法を提供する。【解決手段】この磁気共鳴イメージングに用いるパルスシーケンスでは、エンコード傾斜磁場パルスのエンコード量はｋ空間上のデータ収集位置が当該ｋ空間の中心からその遠方に向かうように設定され、高周波励起パルス、エンコード傾斜磁場パルス、及び読出し傾斜磁場パルスを含むパルス列の印加の繰返しはｋ空間の中心寄りの領域になるほどデータ収集回数が多くなるように設定され、かつ、ｋ空間の中心位置からその外側の位置になるほど前記高周波励起パルスの印加に対する前記プリパルスの印加の割合が下がるように設定されている。このパルスシーケンスを用いて、例えば造影ＭＲＡの３次元ダイナミックスキャンが実行される。【選択図】　図５
2004024783.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定目的のプリパルス、高周波励起パルス、エンコード傾斜磁場パルス、及び読出し傾斜磁場パルスを含む一連のパルスから成るパルスシーケンスを用いて被検体から収集したデータに基づく画像を得る磁気共鳴イメージング装置において、
前記エンコード傾斜磁場パルスのエンコード量はｋ空間上のデータ収集位置が当該ｋ空間の中心からその遠方に向かうように設定され、前記高周波励起パルス、エンコード傾斜磁場パルス、及び読出し傾斜磁場パルスを含むパルス列の印加の繰返しは前記ｋ空間の中心寄りの領域になるほどデータ収集回数が多くなるように設定され、かつ、前記ｋ空間の中心位置からその外側の位置になるほど前記高周波励起パルスの印加に対する前記プリパルスの印加の割合が下がるように設定されたパルスシーケンスの情報を記憶させた記憶手段と、
この記憶手段に記憶されている前記パルスシーケンスを用いて前記被検体のスキャンを行うスキャン手段と、
このスキャンにより前記被検体から生じるＭＲ信号のデータを収集して前記ｋ空間に配置する収集手段と、
この収集手段により前記ｋ空間に配置されたデータを再構成して前記画像を生成する画像生成手段と、を備えた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において、
前記記憶手段に記憶されている前記パルスシーケンスは、前記ｋ空間の所望の中心領域においてのみ前記プリパルスを印加するように設定したパルスシーケンスである磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記記憶手段に記憶されている前記パルスシーケンスは、前記ｋ空間の所望の中心領域においては前記高周波励起パルスに対して１対１の割合で前記プリパルスを印加し、当該中心領域から外側に進むに領域においてはその外側に進むにつれて上昇する間欠割合で前記プリパルスを印加するように設定したパルスシーケンスである磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記プリパルスは、脂肪抑制（Ｆａｔ　Ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ）パルス、ＩＲ（反転回復）パルス、ＭＴ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ）パルス、事前飽和（Ｐｒｅ−ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ）パルス、又は、タギング（Ｔａｇ）パルスである磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１つに記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記パルスシーケンスは、２次元又は３次元の、ＦＥ法及びＦＦＥ法を含むＦＥ系のパルス列から成るパルスシーケンスである磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
所定目的のプリパルス、高周波励起パルス、エンコード傾斜磁場パルス、及び読出し傾斜磁場パルスを含む一連のパルスから成るパルスシーケンスを用いて被検体からデータを収集する磁気共鳴イメージングのデータ収集方法において、
前記エンコード傾斜磁場パルスのエンコード量をｋ空間上のデータ収集位置が当該ｋ空間の中心からその遠方に向かうように設定し、前記高周波励起パルス、エンコード傾斜磁場パルス、及び読出し傾斜磁場パルスを含むパルス列の印加の繰返しを前記ｋ空間の中心寄りの領域になるほどデータ収集回数が多くなるように設定し、かつ、前記ｋ空間の中心位置からその外側の位置になるほど前記高周波励起パルスの印加に対する前記プリパルスの印加の割合を下げるように設定した前記パルスシーケンスを用いて前記被検体のスキャンを行い、
このスキャンにより前記被検体から生じるＭＲ信号のデータを収集して前記ｋ空間に配置する、ことを特徴とする磁気共鳴イメージングのデータ収集方法。
【請求項７】
磁気共鳴イメージングのデータ収集用に使用され、かつ、所定目的のプリパルス、高周波励起パルス、エンコード傾斜磁場パルス、及び読出し傾斜磁場パルスを含む一連のパルスから成るパルスシーケンスを表す、コンピュータにより実行可能なプログラムであって、
前記エンコード傾斜磁場パルスのエンコード量をｋ空間上のデータ収集位置が当該ｋ空間の中心からその遠方に向かうように設定し、前記高周波励起パルス、エンコード傾斜磁場パルス、及び読出し傾斜磁場パルスを含むパルス列の印加の繰返しを前記ｋ空間の中心寄りの領域になるほどデータ収集回数が多くなるように設定し、かつ、前記ｋ空間の中心位置からその外側の位置になるほど前記高周波励起パルスの印加に対する前記プリパルスの印加の割合を下げるように設定したことを特徴とするプログラム。
【請求項８】
請求項７に記載のプログラムにおいて、
前記パルスシーケンスは、前記ｋ空間の所望の中心領域においては前記高周波励起パルスに対して１対１の割合で前記プリパルスを印加し、当該中心領域から外側に進むに領域においてはその外側に進むにつれて上昇する間欠割合で前記プリパルスを印加するように設定したパルスシーケンスであるプログラム。
【請求項９】
請求項７又は請求項８に記載のプログラムにおいて、
前記プリパルスは、脂肪抑制（Ｆａｔ　Ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ）パルス、ＩＲ（反転回復）パルス、ＭＴ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ）パルス、事前飽和（Ｐｒｅ−ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ）パルス、又は、タギング（Ｔａｇ）パルスであるプログラム。
【請求項１０】
請求項７から請求項９のいずれか１つに記載のプログラムにおいて、
前記パルスシーケンスは、２次元又は３次元の、ＦＥ法及びＦＦＥ法を含むＦＥ系のパルス列から成るパルスシーケンスであるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気共鳴現象に基づいて被検体内部を画像化する磁気共鳴イメージングに係り、とくに、造影剤を被検体に注入してダイナミックスキャンを行う造影ＭＲＡ（血管造影法）に好適な“Ｅｌｌｉｐｔｉｃ　Ｃｅｎｔｒｉｃ”（又はＳｗｉｒｌ）法と呼ばれるエンコード法に基づくパルスシーケンスを実行する磁気共鳴イメージングに関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気共鳴イメージングは、静磁場中に置かれた被検体の原子核スピンをそのラーモア周波数の高周波信号で磁気的に励起し、この励起に伴って発生するエコー信号などのＭＲ信号から画像を再構成するイメージング法である。
【０００３】
この磁気共鳴イメージングを行うには、各種のパルスを一定の規則に沿って時系列に並べたパルス列、いわゆるパルスシーケンスに基づき、ＲＦコイルから被検体にパルスを送信し、この印加に応答してスピンの磁気共鳴現象によって発生するエコー信号（ＭＲ信号）をＲＦコイルにより受信することが必要である。受信したエコー信号はその後の信号処理によりエコーデータに変換される。画像再構成法がフーリエ変換法の場合、エコーデータはエンコード量に対応させて周波数空間（ｋ空間）に配置される。この周波数空間に配置されたデータの組は更にフーリエ変換されて実空間の画像に再構成される。
【０００４】
この磁気共鳴イメージングの１つにＭＲＡ（磁気共鳴血管撮像法）がある。このＭＲＡも種々の手法で実行されており、その研究も盛んに行われている。このＭＲＡの１つの手法として、造影剤を被検体に注入して造影剤によるコントラスト増を利用する造影ＭＲＡ法が知られている。この造影ＭＲＡを行う場合、通常、造影剤を注入した被検体の所望位置を一定時間の間隔でスキャンする、いわゆるダイナミックスキャンが行われている。
【０００５】
造影ＭＲＡを行う場合、通常、注入した造影剤のスキャン部位への到来によってコントラストが急激に増加する血管部位をビューの中心部に設定するので、その中心部のコントラストを優先させるエンコード法が好適である。このエンコード法として、Ｅｌｌｉｐｔｉｃ　Ｃｅｎｔｒｉｃ（又はＳｗｉｒｌ）法と呼ばれるエンコード法が知られている。このエンコード法はスキャン開始後、直ぐに、ｋ空間（周波数空間）の中心部に配置するデータを収集するようにエンコード量を設定したパルスシーケンスを使用する手法である。
【０００６】
一方、造影ＭＲＡの場合、高い時間分解能の確保も重要なファクタである。この観点から開発されたイメージング法として、ｋ空間の中心部分に配置するデータをその他の部分に配置するデータよりも多く収集するようにパルスシーケンスの収集単位（励起）順を設定し、スキャンするサンプリング法が知られている。このサンプリング法は、３Ｄｔｒｉｃｓ（又はＤＲＫＳ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　Ｒａｔｅ　ｋ−ｓｐａｃｅ　Ｓａｍｐｌｉｎｇ））法とも呼ばれている。このサンプリング法の元に収集したデータをｖｉｅｗ　ｓｈａｒｅ法を用いて処理することで、ダイナミックスキャンの時間分解能を高めることができる。
【０００７】
なお、この３Ｄｔｒｉｃｓ法に、上述したＥｌｌｉｐｔｉｃ　Ｃｅｎｔｒｉｃ法を組み合わせて実施する例が例えば「ＩＳＭＲＭ　２０００　演題１７９９」により提案されている。
【０００８】
このような造影ＭＲＡは３次元のＦＦＥ（高速フィールドエコー）法に基づくパルスシーケンスで実行されることが多い。このパルスシーケンスにはまた、その高周波（ＲＦ）励起パルス（フリップパルス）の励起前に脂肪抑制など、所望目的のプリパルスを印加することがある。しかしながら、全ての高周波励起の前にプリパルスを付加するとスキャン時間が長くなるので、これを回避するため、例えば特開２００１−１７００２３号に示されるように、プリパルスの印加頻度をｋ空間上でゼロエンコードから外側に向かうほど変化させる手法も提案されている。なお、このプリパルスの調整法は上述したＥｌｌｉｐｔｉｃ　Ｃｅｎｔｒｉｃ法に組み合わせて実施されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特開２００１−１７００２３号に記載されているプリパルスの印加法は、スキャン時間を短縮させ、かつ、所望のプリパルスの効果を得ることは可能ではあるが、近年に見られるように、３次元ＦＦＥ法に基づく造影ＭＲＡを、被検体の１回の息止め期間内に終えることは難しいという問題があった。
【００１０】
本発明は、このような従来技術が直面している現状を打破するためになされたもので、高い時間分解能を維持することができ、通常の被検体により実行可能な１回の息止め期間内にスキャンを終えることができ、かつ、所望のプリパルスの印加によるコントラスト（プリパルスの効き具合）を得ることができる、とくに、３次元の造影ＭＲＡに好適な磁気共鳴イメージング装置及びそのデータ収集方法を提供することを、目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る磁気共鳴イメージング装置は、所定目的のプリパルス、高周波励起パルス、エンコード傾斜磁場パルス、及び読出し傾斜磁場パルスを含む一連のパルスから成るパルスシーケンスを用いて被検体から収集したデータに基づく画像を得る。前記パルスシーケンスでは、前記エンコード傾斜磁場パルスのエンコード量はｋ空間上のデータ収集位置が当該ｋ空間の中心からその遠方に向かうように設定され、前記高周波励起パルス、エンコード傾斜磁場パルス、及び読出し傾斜磁場パルスを含むパルス列の印加の繰返しが前記ｋ空間の中心寄りの領域になるほどデータ収集回数が多くなるように設定され、かつ、前記ｋ空間の中心位置からその外側の位置になるほど前記高周波励起パルスの印加に対する前記プリパルスの印加の割合が下がるように設定される。この磁気共鳴イメージング装置は、かかるパルスシーケンスの情報を記憶させた記憶手段と、この記憶手段に記憶されている前記パルスシーケンスを用いて前記被検体のスキャンを行うスキャン手段と、このスキャンにより前記被検体から生じるＭＲ信号のデータを収集して前記ｋ空間に配置する収集手段と、この収集手段により前記ｋ空間に配置されたデータを再構成して前記画像を生成する画像生成手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
上述したパルスシーケンスが実行されるので、ｋ空間の中心部に配置するデータほど多く収集することで、高い時間分解能を確保できる。また、所望目的のプリパルスをｋ空間の中心の領域ほど高い割合で印加し、その外側の領域に進むにつれて印加割合を減らすので、プリパルスがコントラストに有効に効く部分に優先的に印加できる。同時に、それ以外の部分ではプリパルスの印加を抑えるので、プリパルスの印加に伴うスキャン時間の増大も抑えられる。このため、例えば３次元の造影ＭＲＡを実施する場合であっても、被検体の１回の息止めでカバー可能なスキャン時間に抑えることができる。
【００１３】
一例として、前記記憶手段に記憶されている前記パルスシーケンスは、前記ｋ空間の所望の中心領域においてのみ前記プリパルスを印加するように設定したパルスシーケンスである。また、前記記憶手段に記憶されている前記パルスシーケンスは、前記ｋ空間の所望の中心領域においては前記高周波励起パルスに対して１対１の割合で前記プリパルスを印加し、当該中心領域から外側に進むに領域においてはその外側に進むにつれて上昇する間欠割合で前記プリパルスを印加するように設定したパルスシーケンスであってもよい。
【００１４】
また、好適には、前記プリパルスは、脂肪抑制（Ｆａｔ　Ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ）パルス、ＩＲ（反転回復）パルス、ＭＴ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ）パルス、事前飽和（Ｐｒｅ−ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ）パルス、又は、タギング（Ｔａｇ）パルスである。また、一例として、前記パルスシーケンスは、２次元又は３次元の、ＦＥ法及びＦＦＥ法を含むＦＥ系のパルス列から成るパルスシーケンスである。
【００１５】
また、本発明に係る磁気共鳴イメージングのデータ収集方法は、所定目的のプリパルス、高周波励起パルス、エンコード傾斜磁場パルス、及び読出し傾斜磁場パルスを含む一連のパルスから成るパルスシーケンスを用いて被検体からデータを収集する方法である。この収集方法は、前記エンコード傾斜磁場パルスのエンコード量をｋ空間上のデータ収集位置が当該ｋ空間の中心からその遠方に向かうように設定し、前記高周波励起パルス、エンコード傾斜磁場パルス、及び読出し傾斜磁場パルスを含むパルス列の印加の繰返しを前記ｋ空間の中心寄りの領域になるほどデータ収集回数が多くなるように設定し、かつ、前記ｋ空間の中心位置からその外側の位置になるほど前記高周波励起パルスの印加に対する前記プリパルスの印加の割合を下げるように設定した前記パルスシーケンスを用いて前記被検体のスキャンを行い、このスキャンにより前記被検体から生じるＭＲ信号のデータを収集して前記ｋ空間に配置する、ことを特徴とする。
【００１６】
このデータ収集方法によっても、上述したと同等の作用効果を得ることができる。
【００１７】
さらに、本発明によれば、磁気共鳴イメージングのデータ収集用に使用され、かつ、所定目的のプリパルス、高周波励起パルス、エンコード傾斜磁場パルス、及び読出し傾斜磁場パルスを含む一連のパルスから成るパルスシーケンスを表す、コンピュータにより実行可能なプログラムが提供される。このプログラムは、前記エンコード傾斜磁場パルスのエンコード量をｋ空間上のデータ収集位置が当該ｋ空間の中心からその遠方に向かうように設定し、前記高周波励起パルス、エンコード傾斜磁場パルス、及び読出し傾斜磁場パルスを含むパルス列の印加の繰返しを前記ｋ空間の中心寄りの領域になるほどデータ収集回数が多くなるように設定し、かつ、前記ｋ空間の中心位置からその外側の位置になるほど前記高周波励起パルスの印加に対する前記プリパルスの印加の割合を下げるように設定したことを特徴とする。このプログラムを磁気共鳴イメージング装置に搭載することで、上述した装置と同様の作用効果を得ることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る１つの実施の形態を、図１〜図５参照して説明する。
【００１９】
この実施形態に係る磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）装置の概略構成を図１に示す。
【００２０】
この磁気共鳴イメージング装置は、被検体としての患者Ｐを載せる寝台部と、静磁場を発生させる静磁場発生部と、静磁場に位置情報を付加するための傾斜磁場発生部と、高周波信号を送受信する送受信部と、システム全体のコントロール及び画像再構成を担う制御・演算部とを備える。さらに、この磁気共鳴イメージング装置は、被検体Ｐの心時相を表す信号としてのＥＣＧ信号を計測する心電計測部と、患者Ｐに息止めを指令するための息止め指令部とを備えている。
【００２１】
静磁場発生部は、例えば超電導方式の磁石１と、この磁石１に電流を供給する静磁場電源２とを備え、被検体Ｐが遊挿される円筒状の開口部（診断用空間を成す）の軸方向（Ｚ軸方向）に静磁場Ｈ０を発生させる。なお、この磁石部にはシムコイル１４が設けられている。このシムコイル１４には、後述するホスト計算機の制御のもとで、シムコイル電源１５から静磁場均一化のための電流が供給される。寝台部は、被検体Ｐを載せた天板を磁石１の開口部に退避可能に挿入できる。
【００２２】
傾斜磁場発生部は、磁石１に組み込まれた傾斜磁場コイルユニット３を備える。この傾斜磁場コイルユニット３は、互いに直交するＸ、Ｙ及びＺ軸方向の傾斜磁場を発生させるための３組（種類）のｘ，ｙ，ｚコイル３ｘ〜３ｚを備える。傾斜磁場部はまた、ｘ，ｙ，ｚコイル３ｘ〜３ｚに電流を供給する傾斜磁場電源４を備える。この傾斜磁場電源４は、後述するシーケンサ５の制御のもとで、ｘ，ｙ，ｚコイル３ｘ〜３ｚに傾斜磁場を発生させるためのパルス電流を供給する。
【００２３】
傾斜磁場電源４からｘ，ｙ，ｚコイル３ｘ〜３ｚに供給されるパルス電流を制御することにより、物理軸である３軸Ｘ，Ｙ，Ｚ方向の傾斜磁場を合成して、互いに直交するスライス方向傾斜磁場ＧＳ、位相エンコード方向傾斜磁場ＧＥ、及び読出し方向（周波数エンコード方向）傾斜磁場ＧＲの各論理軸の方向を任意に設定・変更することができる。スライス方向、位相エンコード方向、及び読出し方向の各傾斜磁場は、診断用空間において静磁場Ｈ０に重畳される。
【００２４】
送受信部は、磁石１内の撮影空間にて被検体Ｐの近傍に配設されるＲＦコイル７と、このコイル７に接続された送信器８Ｔ及び受信器８Ｒとを備える。この送信器８Ｔ及び受信器８Ｒは、後述するシーケンサ５の制御のもとで動作する。送信器８Ｔは、核磁気共鳴（ＮＭＲ）を起こさせるためのラーモア周波数のＲＦ電流パルスをＲＦコイル７に供給する。受信器８Ｒは、ＲＦコイル７が受信したエコー信号などのＭＲ信号（高周波信号）を取り込み、これに前置増幅、中間周波変換、位相検波、低周波増幅、フィルタリングなどの各種の信号処理を施した後、Ａ／Ｄ変換してＭＲ信号に応じたデジタル量のエコーデータ（原データ）を生成する。
【００２５】
さらに、制御・演算部は、シーケンサ（シーケンスコントローラとも呼ばれる）５、ホスト計算機６、演算ユニット１０、記憶ユニット１１、表示器１２、入力器１３、及び音声発生器１６を備える。この内、ホスト計算機６は、記憶したソフトウエア手順により、シーケンサ５にパルスシーケンス情報を指令するとともに、装置全体の動作を統括する機能を有する。
【００２６】
ホスト計算機６は、所定のパルスシーケンスに拠りイメージングスキャンを指令する。本実施形態で実行されるイメージングスキャンは、３次元のＦＦＥ法に基づく造影ＭＲＡを行うためのダイナミックスキャンである。ただし、ＦＥ法を用いてもよく、また２次元スキャンであってもよい。
【００２７】
パルスシーケンスは、詳しくは後述するが、Ｅｌｌｉｐｔｉｃ　Ｃｅｎｔｒｉｃ（又はＳｗｉｒｌ）法に基づいて３Ｄｔｒｉｃｓ（又はＤＲＫＳ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　Ｒａｔｅ　ｋ−ｓｐａｃｅ　Ｓａｍｐｌｉｎｇ））法を実施するとともに、本発明の特徴を成す手法に基づいてプリパルスが印加されるように予めプログラムされている。このプログラムのデータが記憶ユニット１１のＲＯＭなどの記録媒体が予め格納されている。
【００２８】
プリパルスとしては、脂肪抑制（Ｆａｔ　Ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ）パルス、ＩＲ（反転回復）パルス、ＭＴ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ）パルス、事前飽和（Ｐｒｅ−ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ）パルス、及び、タギング（Ｔａｇ）パルスのうちの１つ又は複数個が選択される。
【００２９】
また、この造影ＭＲＡには、被検体の体動に因るアーチファクトを抑制するため、患者が息を吸った状態又は吐いた状態で息止め法が併用される。
【００３０】
シーケンサ５は、ＣＰＵ及びメモリを備えており、ホスト計算機６から送られてきたパルスシーケンス情報を記憶し、この情報にしたがって傾斜磁場電源４、送信器８Ｔ、受信器８Ｒの動作を制御するとともに、受信器８Ｒが出力したＭＲ信号のエコーデータ（デジタル量）を一旦入力し、これを演算ユニット１０に転送するように構成されている。ここで、パルスシーケンス情報とは、一連のパルスシーケンスにしたがって傾斜磁場電源４、送信器８Ｔ及び受信器８Ｒを動作させるために必要な全ての情報であり、例えばｘ，ｙ，ｚコイル３ｘ〜３ｚに印加するパルス電流の強度、印加時間、印加タイミングなどに関する情報を含む。
【００３１】
また、演算ユニット１０は、受信器８Ｒが出力したエコーデータ（原データ又は生データとも呼ばれる）を、シーケンサ５を通して入力し、その内部メモリ上の２次元又は３次元のｋ空間（フーリエ空間または周波数空間とも呼ばれる）にエコーデータを配置し、このエコーデータをその各組毎に２次元または３次元のフーリエ変換に付して実空間の画像データに再構成する。演算ユニット１０はまた、必要に応じて、画像に関するデータの合成処理、差分演算処理などを行うことができる。
【００３２】
記憶ユニット１１は、再構成された画像データのみならず、上述の合成処理や差分処理が施された画像データを保管するとともに、造影ＭＲＡに使用するパルスシーケンスのデータを記録媒体に記録させた状態で格納する。このパルスシーケンスは、後述するように予め設定され、プログラムデータとしてＲＯＭなどの記録媒体に記録されている。この記録媒体に記録されたプログラムデータは、ホスト計算機６からの指令に応じて記録ユニット１１により読み出され、ホスト計算機６を介してシーケンサ５に送られる。
【００３３】
表示器１２は画像を表示する。また入力器１３を介して、術者が希望する撮影条件、パルスシーケンス、画像合成や差分演算に関する情報をホスト計算機６に入力できる。
【００３４】
また、息止め指令部の一要素として音声発生器１６を備える。この音声発生器１６は、ホスト計算機６から指令があったときに、息止め開始及び息止め終了のメッセージを音声として発することができる。これにより、造影ＭＲＡに伴って、造影剤が所望のスキャン部位に到達する前の適宜なタイミングから所定のスキャン時間の息止めが患者Ｐに指令される。この息止め期間は、平均的に、一回で継続可能な時間（例えば２０秒程度）に設定されている。なお、息止めが無理な状況のときには、息止め法は併用しないで造影ＭＲＡのみを実行するようにしてもよい。
【００３５】
さらに、心電計測部は、被検体の体表に付着させてＥＣＧ信号を電気信号として検出するＥＣＧセンサ１７と、このセンサ信号にデジタル化処理を含む各種の処理を施してホスト計算機６及びシーケンサ５に出力するＥＣＧユニット１８とを備える。この心電計測部による計測信号は、イメージングスキャンを実行するときにシーケンサ５により用いられる。これにより、ＥＣＧゲート法（心電同期法）による同期タイミングを適切に設定でき、この同期タイミングに基づくＥＣＧゲート法を併用したスキャンが可能になっている。
【００３６】
なお、本実施形態では、ダイナミックスキャンによる造影ＭＲＡを実行できるように、造影剤投与装置１９が備えられている。この造影剤投与装置１９を用いて、例えば被検体Ｐの静脈から造影剤を投与できるようになっている。
【００３７】
本実施形態の構成において、記憶ユニット１１が本発明の構成要素としての記憶手段に対応し、磁石１、ホスト計算機５、シーケンサ５、傾斜磁場電源４、傾斜磁場コイル３、ＲＦコイル７、及び送信器８Ｔが本発明の構成要素としてのスキャン手段を形成し、ＲＦコイル７、受信器８Ｒ、及びシーケンサが本発明の構成要素しての収集手段を形成し、さらに、演算ユニット１０が本発明の構成要素としての画像生成手段に対応している。
【００３８】
ここで、本実施形態に係る造影ＭＲＡのダイナミックスキャンに使用するパルスシーケンスを詳細に説明する。
【００３９】
このパルスシーケンスは、Ｅｌｌｉｐｔｉｃ　Ｃｅｎｔｒｉｃ（又はＳｗｉｒｌ）法に基づいて３Ｄｔｒｉｃｓ（又はＤＲＫＳ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　Ｒａｔｅ　ｋ−ｓｐａｃｅ　Ｓａｍｐｌｉｎｇ））法を実施し、かつ、本発明の特徴を成す手法に基づいてプリパルスを印加するように設定される。
【００４０】
すなわち、ビューの中心部におけるコントラスト及びスキャン開始直後のコントラストを優先させるために、Ｅｌｌｉｐｔｉｃ　Ｃｅｎｔｒｉｃ法に基づいて、スキャン開始後、直ぐに、ｋ空間（周波数空間）の中心部に配置するデータを収集するようにエンコード量が設定される。これを概念的に表すと、図２に示すように、３次元のｋ空間におけるエンコード方向（位相エンコード方向ＰＥ及びスライスエンコード方向ＳＥ）の中心部（０，０）からその外側に向かってデータ収集が進むようにエンコード量（位相エンコード量及びスライスエンコード量）が設定される。このデータ収集の進みとしては、一例として、螺旋状に進めることが知られている。
【００４１】
このＥｌｌｉｐｔｉｃ　Ｃｅｎｔｒｉｃ法に基づく３Ｄｔｒｉｃｓ法のサンプリング順が設定される。このサンプリング順を模式的に図３に示す。この例は、ｋ空間をその中心（位相エンコード＝０、スライスエンコード＝０）から同心円状に３つの領域Ａ〜Ｃに分割し、中心部の領域「Ａ」のデータをより多く収集できるようにＲＦ励起による繰返しが設定される。なお、領域の形状や分割数については上述したものに限定されない。例えば、楕円形や四角形の領域を設定してもよいし、４個又はそれ以上の領域に分割するようにしてもよい。
【００４２】
具体的なサンプリング順として、「Ａ，Ｂ，Ａ，Ｃ」，「Ａ，Ｂ，Ａ，Ｃ」，…に設定される。これを行うには、かかるサンプリング順に全てのエンコード量を時系列に並べ、それらを「Ａ，Ｂ，Ａ，Ｃ」の繰返しで分割して記憶させる。これにより、「Ａ，Ｂ，Ａ，Ｃ」の繰返しを１つの単位としたダイナミックスキャンが付される。
【００４３】
なお、この分割された１つの組を成すサンプリング順「Ａ，Ｂ，Ａ，Ｃ」から、ビューシェア法による後処理により、１回目及び２回目サンプリングの収集Ａを元にした「Ａ´，Ｂ´，Ｃ´」及び「Ａ”，Ｂ”，Ｃ”」のデータが生成される。このため、時間分解能が１．５倍に高くなる。
【００４４】
さらに、上述したＥｌｌｉｐｔｉｃ　Ｃｅｎｔｒｉｃ法に基づく３Ｄｔｒｉｃｓ法のサンプリング順に、本発明に基づくプリパルスを印加する。この印加法を図４に模式的に示す。
【００４５】
図４に示すように、例えば、ｋ空間をその中心（位相エンコード＝０、スライスエンコード＝０）から同心円状に４つの領域ＳＡ〜ＳＤに分割し、データ収集時のプリパルスの印加割合が中心部の領域ＳＡから外側に進むにつれて下がるように設定される。逆に言えば、中心部の領域ＳＡに配置するデータを収集するときのプリパルスの印加割合は、その外側の領域よりも高く設定される。
【００４６】
一例として、中心部の領域ＳＡにおけるデータ収集時にはＲＦ励起毎にプリパルスを印加するが、その外側の領域ＳＢ〜ＳＤにおけるデータ収集時にはプリパルスを印加しないように設定できる。つまり、中心部の領域ＳＡでは、ＲＦ励起パルス（フリップパルス）の１回の印加に対して１個のプリパルスが印加され、その印加割合の比は１対１になる。しかしながら、残りの領域では１対零になる。
【００４７】
また別の例として、中心部の領域ＳＡにおけるデータ収集時にはＲＦ励起毎にプリパルスを印加し、その外側の領域ＳＢ〜ＳＤにおけるデータ収集時にはプリパルスを間欠的に、又は、間欠的であって外側の領域に進むにつれて間欠割合が高く（印加割合が低く）なるように設定できる。
【００４８】
例えば、図４に示すように、ｋ空間を位相エンコード方向及びスライスエンコード方向にそれぞれ３０エンコードをするときに、
・領域ＳＡを０〜±５までのエンコードの領域とし、
・領域ＳＢを±６〜±７のエンコードの領域とし、
・領域ＳＣを±８〜±９のエンコードの領域とし、
・領域ＳＤを残りのエンコードの領域と、
するとき、
・領域ＳＡの０〜±３までのエンコードにはＲＦ励起毎にプリパルスを毎回印加し、
・領域ＳＡの４〜±５までのエンコードにはＲＦ励起２回毎にプリパルスを１回印加し、
・領域ＳＢの±６〜±７までのエンコードにはＲＦ励起３回毎にプリパルスを１回印加し、
・領域ＳＣの±８〜±９までのエンコードにはＲＦ励起５回毎にプリパルスを１回印加し、
・領域ＳＤの残りのエンコードにはプリパルスを印加しない、
のように設定される。
【００４９】
なお、このプリパルスの印加割合の設定においても、分割領域の形状や分割数については上述したものに限定されない。例えば、楕円形や四角形の領域を設定してもよいし、５個又はそれ以上の領域に分割するようにしてもよい。またプリパルスの印加の間欠割合についても、他の態様で変化させることができる。
【００５０】
またなお、前述した３Ｄｔｒｉｃｓ法のサンプリング順を設定するときの領域の分割の仕方と、上述したプリパルスの印加割合を設定するときのそれとは、互いに無関係に設定できる。プリパルスの印加目的やスキャン部位などの応じて、プリパルスの印加割合を設定するときの領域の分割の仕方が決められる。
【００５１】
このようにして設定されるパルスシーケンスの一例を部分的に図５に示す。この例は、３ＤＦＦＥ法に基づくパルスシーケンスであり、位相エンコード量及びスライスエンコード量は共に、上述したＥｌｌｉｐｔｉｃ　Ｃｅｎｔｒｉｃ法に基づく３Ｄｔｒｉｃｓ法のサンプリング順に従い、かつ、フリップパルスが本発明に基づく印加法に沿って印加される。つまり、フリップパルスによる１回のＲＦ励起時に１個のプリパルスを印加する状態から、４回のＲＦ励起毎に１個のプリパルスを印加する状態への移り変わりの時系列部分を示している。
【００５２】
フリップパルスの種類としては多様なものを設定でき、例えば、脂肪からの信号を抑制する脂肪抑制（Ｆａｔ　Ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ）パルス、磁化スピンを反転させるＩＲ（反転回復）パルス、ＭＴ効果を積極的に生じさせるＭＴ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ）パルス、血流がスキャン部位に入る前にその信号を飽和させる事前飽和（Ｐｒｅ−ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ）パルス、又は、血流の磁化スピンにタグ付けを行うタギング（Ｔａｇ）パルスなどである。
【００５３】
以上のように設定されたパルスシーケンスは、予め記憶ユニット１１に保存されている。そして、造影ＭＲＡを実施するときに、ホスト計算機６からの指令に応じて、そのパルスシーケンスのデータが記憶ユニット１１から読み出され、ホスト計算機６を介してシーケンサ５に転送される。
【００５４】
造影剤が被検体Ｐの例えば静脈から注入され、この造影剤が被検体Ｐのスキャン部位に到達する時刻を見計らった適宜なタイミングにおいて、音声発生器１６から息止めが被検体Ｐに指令される。これに応じて、被検体Ｐは息止めを開始することになる。
【００５５】
シーケンサ５は、適宜なタイミングで、送られてきたパルスシーケンス情報に基づいて傾斜磁場電源４及び送信器８Ｔの駆動を開始させる。これにより、例えば３ＤＦＦ法に基づくダイナミックスキャンが所望のスキャン部位において実行される。このときのサンプリング順は、例えば上述したように、図３の例で言えば、「Ａ，Ｂ，Ａ、Ｃ」、「Ａ，Ｂ，Ａ、Ｃ」、…の領域順であり、ｋ空間の中心部に配置されるデータほど多くサンプリングされる。
【００５６】
また、かかるダイナミックスキャン時に、ｋ空間の中心部の領域に配置されるデータほど、プリパルスの印加割合が高い状態で収集される。つまり、画像コントラストを決める上で支配的なｋ空間の中心部の低周波成分のデータ収集するときにはプリパルスは、ｋ空間の周辺部よりも高い割合で印加される。これに対して、ｋ空間の周辺部に配置する高周波成分のデータを収集するときにはプリパルスの印加割合が下げられる。この高周波成分は実空間画像では画像の輪郭を決定するが、造影ＭＲＡの場合、画像の輪郭はそれほど関心が無い部分であるので、プリパルスの印加は優先されない。
【００５７】
上述のパルスシーケンスによって実行されるダイナミックスキャンの収集データは演算ユニット１０に送られ、３次元ｋ空間に配置されるとともに、ビューシェア（Ｖｉｅｗ　Ｓｈａｒｅ）法に基づいて画像処理された後、実空間画像に再構成される。
【００５８】
したがって、この実施形態によるダイナミックスキャンによれば、スキャン開始後ｋ空間の中心に配置するデータから収集されるとともに、そのｋ空間の中心部分に配置するデータほど多数回収集される。これにより、優先的に収集される中心部のデータを後処理することで、ダイナミック撮像の時間分解能を高めることができる。同時に、所望種のプリパルスを印加して、その種類に応じたプリパルス効果を得る。このとき、プリパルスは造影ＭＲＡに最も重要と思われるｋ空間の中心部寄りの領域のデータ収集時を優先して印加するので、画像コントラストは、ｋ空間全部の領域のデータ収集時に万遍無く印加する場合に比べて、画像のメリハリが鮮明になり、造影剤の画像がより高いコントラストで描出される。このプリパルスの印加による効果（例えば脂肪抑制の効果）は、時間分解能の向上と相俟って相乗的に効いて、より高画質のＭＲＡ像を提供することができる。
【００５９】
また、同時に、ｋ空間の高周波部分のデータ収集時にはプリパルスの印加割合を減らす又は零にするようにしているので、全体のスキャン時間は、各励起毎に印加する場合に比べて、大幅に短縮される。例えば３次元スキャンの場合でも、２０秒以下といったオーダのスキャン時間にできる。したがって、通常の被検体の場合、１回の息止めでカバー可能な時間であり、呼吸に伴う体動に因るアーチファクトも減らすことができる。ｋ空間の高周波部分のデータは、通常、関心度の薄い画像輪郭部分に相当するので、一応の画像が描出されていれば、診断には殆ど影響ない。
【００６０】
この選択的（間欠的）なプリパルスの印加法によって、意図したプリパルスの効果を確実に得ることは勿論のこと、前述した時間分解能は依然として高い値に保持され、精細な画像が得られる。
【００６１】
このように、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置及びそのデータ収集方法によれば、通常の被検体により実行可能な１回の息止め期間内にスキャンを終えることができ、高い時間分解能を維持することができ、かつ、所望のプリパルスの印加によるコントラストを得ることができる。とくに、３次元の造影ＭＲＡに好適なダイナミックスキャンを確実に実施することができる。この実施形態で得た３次元の画像データは、３次元のＭＰＲ（Ｍｕｌｔｉ　Ｐｌａｎａｒ　Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）やＭＩＰ法（最大値投影法）による回転表示を行ったときに、その優位性を明瞭に実感できる。つまり、従来のエンコード法による画像に比べて、ぼけやくずれの少ない高品質が画像が提供される。
【００６２】
なお、本発明は上述した実施形態の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に要旨に基づき、さらに種々の形態に変形可能なことは勿論である。例えば、上述した実施形態において、プリパルスの印加割合を変えるときに、プリパルスの強度（量）をも併せて調整するようにしてもよい。また、上述した磁気共鳴イメージングは、必ずしも造影ＭＲＡに限定されないことは勿論である。この磁気共鳴イメージング法は、ハーフフーリエ再構成法やマルチコイルを用いたパラレルイメージング法にも適用することができ、これにより、時間分解能をさらに向上させることができる。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、高い時間分解能を維持することができ、通常の被検体により実行可能な１回の息止め期間内にスキャンを終えることができ、かつ、所望のプリパルスの印加によるコントラスト（プリパルスの所望の効き具合）と３次元空間中での時間的な偏りの少ない画像を得ることができる。とくに、３次元の造影ＭＲＡに好適な磁気共鳴イメージング装置及びそのデータ収集方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の構成の一例を示す概略ブロック図。
【図２】Ｅｌｌｉｐｔｉｃ　Ｃｅｎｔｒｉｃ法の概念を説明する図。
【図３】３Ｄｔｒｉｃｓ法の概念を説明する図。
【図４】本発明を実施したプリパルスの印加法の概念を説明する図。
【図５】本発明の実施形態で使用可能な３ＤＦＥ法のパルスシーケンスの一例を示す部分的なフローチャート。
【符号の説明】
１　磁石
２　静磁場電源
３　傾斜磁場コイルユニット
４　傾斜磁場電源
５　シーケンサ
６　ホスト計算機
７　ＲＦコイル
８Ｔ　送信器
８Ｒ　受信器
１０　演算ユニット
１１　記憶ユニット
１６　音声発生器
【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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