(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に所定の磁界を印加して当該被検体の組織を構成する原子の原子核に磁気共鳴を生じさせ、前記被検体内部の局所的な核磁化の位相を空間的に変調して当該被検体内部の画像を再構成する磁気共鳴画像化装置であって、
前記被検体が載置される空間内に、均一な静磁界及び線形勾配を有する勾配磁界を少なくとも含む前記所定の磁界を発生させる磁界発生手段と、
前記原子の原子核に磁気共鳴を生じさせる高周波パルスを発生する高周波パルス発生手段と、
前記磁気共鳴を生じさせて前記原子核のスピンにおける位相を空間的に２次関数状に変調させるため、前記磁界発生手段及び前記高周波パルス発生手段を所定のシーケンスにて動作制御させる制御手段と、
前記所定のシーケンスにしたがって前記被検体から放出される核磁気共鳴信号を受信する受信範囲内にて異なる磁気感度分布を有する受信手段と、
前記受信した核磁気共鳴信号を所定のデータに符号化する符号化手段と、
前記符号化されたデータに基づいて前記被検体内部の画像を再構成する画像再構成演算を行う処理手段と、
を備え、
前記磁界発生手段、前記高周波パルス発生手段及び前記制御手段が、前記核磁化の位相を２次関数状に変調させるために使用する、高周波パルスの外形、２次関数状の磁界を発生させるためのコイルの係数、前記原子核固有の定数、及び発生させた２次関数状磁界を印加する時間、から構成されたパラメータに基づき、前記原子核のスピンにおける位相を変調させる位相変調を施した位相変調信号を生成するとともに、
前記処理手段が、前記生成された位相変調信号と断層面画像上にて所定の感度分布を有する感度分布信号とに基づいて疑似位相変調信号を生成し、前記生成された位相変調信号及び疑似位相変調信号を用いて前記画像再構成演算を行うことを特徴とする磁気共鳴画像化装置。
【請求項２】
請求項１に記載の磁気共鳴画像化装置において、
前記処理手段が、前記生成された位相変調信号及び疑似位相変調信号をそれぞれ逆フーリエ変換して前記画像再構成演算を行うことを特徴とする磁気共鳴画像化装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の磁気共鳴画像化装置において、
前記受信手段が、単一のコイルから構成されることを特徴とする磁気共鳴画像化装置。
【請求項４】
請求項１に記載の磁気共鳴画像化装置において、
複数の前記疑似位相変調信号が生成された場合に、
前記処理手段が、前記各疑似位相変調信号をそれぞれ逆フーリエ変換して前記画像再構成演算を行うことを特徴とする磁気共鳴画像化装置。
【請求項５】
請求項４に記載の磁気共鳴画像化装置において、
前記受信手段が、２以上のコイルから構成される場合に、
前記処理手段が、各コイルから取得された符号化データにて前記各位相変調信号を生成することを特徴とする磁気共鳴画像化装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項に記載の磁気共鳴画像化装置において、
前記処理手段が、前記生成された位相変調信号に前記感度分布信号を乗算して前記疑似位相変調信号を生成することを特徴とする磁気共鳴画像化装置。
【請求項７】
請求項１乃至５の何れか一項に記載の磁気共鳴画像化装置において、
前記処理手段が、前記生成された位相変調信号における画像信号を生成し、当該生成された画像信号に前記感度分布信号を乗算して前記疑似位相変調信号を生成することを特徴とする磁気共鳴画像化装置。
【請求項８】
請求項７に記載の磁気共鳴画像化装置において、
前記パラメータに前記画像信号における画像サイズを定める値が含まれるとともに、
前記処理手段が、前記パラメータに基づき、当該原子核のスピンにおける位相を変調させる位相変調を施しつつ、フーリエ変換及び逆フーリエ変換を実行することによって前記画像信号を生成することを特徴とする磁気共鳴画像化装置。
【請求項９】
被検体に所定の磁界を印加して当該被検体の組織を構成する原子の原子核に磁気共鳴を生じさせ、前記被検体内部の局所的な核磁化の位相を空間的に変調して当該被検体内部の画像を再構成する磁気共鳴画像化方法であって、
前記被検体が載置される空間内に、均一な静磁界及び線形勾配を有する勾配磁界を少なくとも含む前記所定の磁界を発生させる磁界発生工程と、
前記原子の原子核に磁気共鳴を生じさせる高周波パルスを発生させる高周波パルス発生工程と、
前記磁気共鳴を生じさせて前記原子核のスピンにおける位相を空間的に２次関数状に変調させるため、前記磁界発生手段及び前記高周波パルス発生手段を所定のシーケンスにて動作制御させる制御工程と、
前記所定のシーケンスにしたがって前記被検体から放出される核磁気共鳴信号を、受信範囲内にて異なる磁気感度分布を有する受信手段に受信させる受信工程と、
前記受信した核磁気共鳴信号を所定のデータに符号化する符号化工程と、
前記符号化されたデータに基づいて前記被検体内部の画像を再構成する画像再構成演算を行う処理工程と、
を含み、
前記被検体内部の画像を再構成する際に、前記核磁化の位相を２次関数状に変調させるために使用する、高周波パルスの外形、２次関数状の磁界を発生させるためのコイルの係数、前記原子核固有の定数、及び発生させた２次関数状磁界を印加する時間、から構成されたパラメータに基づき、当該原子核のスピンにおける位相を変調させる位相変調を施した位相変調信号を生成するとともに、当該生成された位相変調信号と断層面画像上にて所定の感度分布を有する感度分布信号とに基づいて疑似位相変調信号を生成し、前記生成された位相変調信号及び疑似位相変調信号を用いて前記画像再構成演算を行うことを特徴とする磁気共鳴画像化方法。
【請求項１０】
被検体に所定の磁界を印加して当該被検体の組織を構成する原子の原子核に磁気共鳴を生じさせ、前記被検体内部の局所的な核磁化の位相を空間的に変調して当該被検体内部の画像を再構成する磁気共鳴画像化装置に用いる磁気共鳴画像化プログラムであって、前記被検体が載置される空間内に、均一な静磁界及び線形勾配を有する勾配磁界を少なくとも含む前記所定の磁界を発生させる磁界発生手段と、前記原子の原子核に磁気共鳴を生じさせる高周波パルスを発生する高周波パルス発生手段と、前記磁気共鳴を生じさせて前記原子核のスピンにおける位相を空間的に２次関数状に変調させるため、前記磁界発生手段及び前記高周波パルス発生手段を所定のシーケンスにて動作制御させる制御手段と、を備え、コンピュータによって前記所定のシーケンスにしたがって前記被検体から放出される核磁気共鳴信号を受信し、所定のデータに符号化して前記被検体内部の画像を再構成する画像再構成演算を行う前記磁気共鳴画像化装置に用いる磁気共鳴画像化プログラムにおいて、
前記コンピュータを、
前記所定のシーケンスにしたがって前記被検体から放出される核磁気共鳴信号を、受信範囲内にて異なる磁気感度分布を有する受信手段に受信させて取得する取得手段、
前記受信した核磁気共鳴信号を所定のデータに符号化する符号化手段、
前記符号化されたデータに基づいて前記被検体内部の画像を再構成する画像再構成演算を行う演算手段、
前記画像再構成演算を行うことによって画像データを生成して出力する出力手段、
として機能させるとともに、
前記演算手段としては、前記核磁化の位相を２次関数状に変調させるために使用する、高周波パルスの外形、２次関数状の磁界を発生させるためのコイルの係数、前記原子核固有の定数、及び発生させた２次関数状磁界を印加する時間、から構成されたパラメータに基づき、当該原子核のスピンにおける位相を変調させる位相変調を施した位相変調信号を生成させるとともに、当該生成された位相変調信号と断層面画像上にて所定の感度分布を有する感度分布信号とに基づいて疑似位相変調信号を生成させ、前記生成された位相変調信号及び疑似位相変調信号を用いて前記画像再構成演算を行わせることを特徴とする磁気共鳴画像化プログラム。
【請求項１１】
コンピュータに読み取り可能な情報記憶媒体であって、請求項１０に記載の磁気共鳴画像化プログラムを記憶したことを特徴とする情報記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴画像法（ＭＲＩ：  Magnetic  Resonance  Imaging）を用いた画像化装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気共鳴画像法（ＭＲＩ：  Magnetic  Resonance  Imaging）を用いた画像化装置（以下、「ＭＲＩ装置」という。）は、観察部位の断層像などの画像を撮像するものとして知られている。このＭＲＩ装置は、被検体の主な構成物質である例えばプロトンすなわち水素原子核の核磁気共鳴（NMR：  nuclear  magnetic  resonance）現象を用いて被検体から発生する核磁気共鳴信号を検出するようになっており、検出された核磁気共鳴信号に位置情報を加え、信号の強度分布を画像化するようになっている。
【０００３】
具体的には、このようなＭＲＩ装置では、静磁界が発生された装置内に被検体を載置し、当該被検体内の組織を構成する原子核の原子核スピンに対して、静磁界の強さによって定まる周波数（ラーモア周波数）にて静磁界方向を軸として歳差運動を行わせるようになっている。また、このＭＲＩ装置は、このラーモア周波数と等しい周波数の高周波パルスを、被検体に対して照射してスピンを励起させ、高いエネルギー状態に遷移させるようになっている。そして、このＭＲＩ装置は、スピンを励起させた後に、高周波パルスの照射を停止し、各スピンがそれぞれの状態に応じた時定数にて低いエネルギー状態に戻る際に外部に放出する電磁波を、この周波数に同調した高周波受信コイルによって検出するようになっており、当該受信コイルにより受信する際に、三軸方向の勾配磁界を静磁界空間に印加することによって空間内の位置情報を周波数情報として取得するようになっている。
【０００４】
特に、このようなＭＲＩ装置においては、位置情報を得るために、スピンエコー（ＳＥ）法又は勾配エコー（グラディエントエコー（ＧＲＥ））法など各種の高周波パルスの照射及び勾配磁界の印加のレベルやタイミング、すなわち、パルスシーケンスを用いるようになっている。
【０００５】
そして、この場合には、これらのパルスシーケンスとともに磁界の強度が空間座標に比例して変化する線形勾配磁界を用いて被検体のスピン密度分布関数のフーリエ変換式で記述可能な信号を検出し、検出された信号に対して逆フーリエ変換（以下、「フーリエ変換映像法」という。）又は位相変調を行いつつ逆フーリエ変換（以下、「位相拡散フーリエ変換映像法による逆フーリエ変換再構成法」という。）などの画像再構成演算を行うことによって被検体の画像化を行うようになっている（例えば、非特許文献１、２及び３）。
【非特許文献１】A.Kumar,  D.Welti,  R.R.Ernst,  ``NMR Fourier zeugmatography",  J.Magn.Reson.,  Vol.18,  pp.69-83(1975).
【非特許文献２】山田芳文,  林 武彦,  田中邦雄,  阿部善右衛門,  ``NMRフレネル変換映像法の空間分解能",  電子情報通信学会論文誌,  Vol.J71-C,  No.8,  pp.1203-1209(1988)
【非特許文献３】A.A.Maudsley,  ``Dynamic  range  improvement  in  NMR  imaging  using  phase  scrambling",  J.Magn.Reson.,  Vol.76,  pp.287--305(1988).
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の各種のＭＲＩ装置においては、画像再構成演算が為された被検体画像に対して、アーチファクト（偽像）対策又解像度の維持を行うためには、的確にかつ十分に信号を検出する必要があるので、信号測定の簡易化及び装置自体のハードウェア構成の簡略化を行うことが難しい。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、アーチファクト対策及び解像度の維持を実行しつつ、信号測定の高速化及び装置自体のハードウェア構成の簡略化を行うことができる磁気共鳴画像化装置、磁気共鳴画像化方法、磁気共鳴画像化プログラム及びそれを記録した情報記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するための請求項１に記載の磁気共鳴画像化装置は、被検体に所定の磁界を印加して当該被検体の組織を構成する原子の原子核に磁気共鳴を生じさせ、前記被検体内部の局所的な核磁化の位相を空間的に変調して当該被検体内部の画像を再構成する磁気共鳴画像化装置であって、
前記被検体が載置される空間内に、均一な静磁界及び線形勾配を有する勾配磁界を少なくとも含む前記所定の磁界を発生させる磁界発生手段と、
前記原子の原子核に磁気共鳴を生じさせる高周波パルスを発生する高周波パルス発生手段と、
前記磁気共鳴を生じさせて前記原子核のスピンにおける位相を空間的に２次関数状に変調させるため、前記磁界発生手段及び前記高周波パルス発生手段を所定のシーケンスにて動作制御させる制御手段と、
前記所定のシーケンスにしたがって前記被検体から放出される核磁気共鳴信号を受信する受信範囲内にて異なる磁気感度分布を有する受信手段と、
前記受信した核磁気共鳴信号を所定のデータに符号化する符号化手段と、
前記符号化されたデータに基づいて前記被検体内部の画像を再構成する画像再構成演算を行う処理手段と、
を備え、
前記磁界発生手段、前記高周波パルス発生手段及び前記制御手段が、前記核磁化の位相を２次関数状に変調させるために使用する、高周波パルスの外形、２次関数状の磁界を発生させるためのコイルの係数、前記原子核固有の定数、及び発生させた２次関数状磁界を印加する時間、から構成されたパラメータに基づき、当該原子核のスピンにおける位相を変調させる位相変調を施した位相変調信号を生成するとともに、
前記処理手段が、前記生成された位相変調信号と断層面画像上にて所定の感度分布を有する感度分布信号とに基づいて疑似位相変調信号を生成し、前記生成された位相変調信号及び疑似位相変調信号を用いて前記画像再構成演算を行うことを特徴とする。
【０００９】
この構成により請求項１に記載の発明は、核磁化の位相を２次関数状に変調させるために使用する上記所定のパラメータ（高周波パルスの外形、２次関数状の磁界を発生させるためのコイルの係数、前記原子核固有の定数、及び発生させた２次関数状磁界を印加する時間）に基づいて生成された位相変調信号と、当該位相変調信号と断層面画像上にて所定の感度分布を有する感度分布信号とに基づいて疑似位相変調信号を生成し、生成された位相変調信号及び疑似位相変調信号を用いて前記画像再構成演算を行うことができる。
【００１０】
通常、再構成画像演算にて算出される各信号、すなわち、断層面画像として形成される像においては、視野内の像と視野から逸脱した像の一次結合と想定することができるので、受信手段の感度分布と感度分布信号が予め算出されていれば、位相変調信号及び疑似位相変調信号の再構成演算を行い、算出された各信号に対して連立方程式の演算を解くことによって視野内の像に重畳された視野から逸脱した像を分離することも容易になる。
【００１１】
したがって、請求項１に記載の発明は、たとえサンプリング定理を満足しないデータを符号化したとしても、擬似位相変調信号によってその補完を行うことができるので、受信手段に単一コイルを用いること、又は、データのサンプリング数を減少させてデータ収集の時間を短縮することなど、アーチファクト対策及び解像度の維持を実行させつつ、信号測定の高速化及び装置自体のハードウェア構成の簡略化を行うことができる。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の磁気共鳴画像化装置において、前記処理手段が、前記生成された位相変調信号及び疑似位相変調信号をそれぞれ逆フーリエ変換して前記画像再構成演算を行う構成を有している。
【００１３】
すなわち、請求項２に記載の発明は、画像再構成演算を行う際に位相拡散フーリエ変換映像法を用いており、アーチファクト対策及び解像度の維持を実行させつつ、信号測定の高速化及び装置自体のハードウェア構成の簡略化を行うことができるとともに、位相変調信号及び疑似位相変調信号に対して再構成画像演算を行う場合に、簡易な演算によって当該再構成画像を算出することができる。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の磁気共鳴画像化装置において、前記受信手段が、単一のコイルから構成されるので、被検体内部の画像を再構成する際に、装置自体のハードウェア構成の簡略化を行うことができる。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の磁気共鳴画像化装置において、複数の前記疑似位相変調信号が生成された場合に、前記処理手段が、前記各疑似位相変調信号をそれぞれ逆フーリエ変換して前記画像再構成演算を行う構成を有している。
【００１６】
すなわち、請求項４に記載の発明は、画像再構成演算を行う際にフレネル変換映像法を用いており、アーチファクト対策及び解像度の維持を実行させつつ、信号測定の高速化及び装置自体のハードウェア構成の簡略化を行うことができるとともに、位相変調信号及び疑似位相変調信号に対して再構成画像演算を行う場合に、簡易な演算によって当該再構成画像をより的確に算出することができる。
【００１７】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の磁気共鳴画像化装置において、前記受信手段が、２以上のコイルから構成される場合に、前記処理手段が、各コイルから取得された符号化データにて前記各位相変調信号を生成する構成を有している。
【００１８】
この構成により、請求項５に記載の発明は、受信コイルが２以上の受信手段を有する装置についても適用可能であるとともに、使用したコイルの数によってデータの取得時間の短縮化を行うことができる。
【００１９】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の何れか一項に記載の磁気共鳴画像化装置において、前記処理手段が、前記生成された位相変調信号に前記感度分布信号を乗算して前記疑似位相変調信号を生成する構成を有している。
【００２０】
この構成により、請求項６に記載の発明は、疑似位相変調信号を容易に生成することができるので、画像再構成画像の演算の負荷を軽減させることができる。
【００２１】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１乃至５の何れか一項に記載の磁気共鳴画像化装置において、前記処理手段が、前記生成された位相変調信号における画像信号を生成し、当該生成された画像信号に前記感度分布信号を乗算して前記疑似位相変調信号を生成する構成を有している。
【００２２】
この構成により、請求項８に記載の発明は、疑似位相変調信号を生成する際に、フレネル変換を行ったとしても、アーチファクト対策及び解像度の維持を実行させつつ、信号測定の簡易化及び装置自体のハードウェア構成の簡略化を行うことができるとともに、位相変調信号及び疑似位相変調信号に対して再構成画像演算を行う場合に、簡易な演算によって当該再構成画像をより的確に算出することができる。
【００２３】
また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の磁気共鳴画像化装置において、前記パラメータに前記画像信号における画像サイズを定める値が含まれるとともに、前記処理手段が、前記パラメータに基づき、当該原子核のスピンにおける位相を変調させる位相変調を施しつつ、フーリエ変換及び逆フーリエ変換を実行することによって前記画像信号を生成する構成を有している。
【００２４】
この構成により、請求項８に記載の発明は、疑似位相変調信号を生成する際に、フレネル変換映像法を用いることができる。
【００２５】
上記の課題を解決するための請求項９に記載の磁気共鳴画像化方法は、被検体に所定の磁界を印加して当該被検体の組織を構成する原子の原子核に磁気共鳴を生じさせ、前記被検体内部の局所的な核磁化の位相を空間的に変調して当該被検体内部の画像を再構成する磁気共鳴画像化方法であって、
前記被検体が載置される空間内に、均一な静磁界及び線形勾配を有する勾配磁界を少なくとも含む前記所定の磁界を発生させる磁界発生工程と、前記原子の原子核に磁気共鳴を生じさせる高周波パルスを発生させる高周波パルス発生工程と、前記磁気共鳴を生じさせて前記原子核のスピンにおける位相を空間的に２次関数状に変調させるため、前記磁界発生手段及び前記高周波パルス発生手段を所定のシーケンスにて動作制御させる制御工程と、前記所定のシーケンスにしたがって前記被検体から放出される核磁気共鳴信号を、受信範囲内にて異なる磁気感度分布を有する受信手段に受信させる受信工程と、前記受信した核磁気共鳴信号を所定のデータに符号化する符号化工程と、前記符号化されたデータに基づいて前記被検体内部の画像を再構成する画像再構成演算を行う処理工程と、を含み、
前記被検体内部の画像を再構成する際に、前記核磁化の位相を２次関数状に変調させるために使用する、高周波パルスの外形、２次関数状の磁界を発生させるためのコイルの係数、前記原子核固有の定数、及び発生させた２次関数状磁界を印加する時間、から構成されたパラメータに基づき、当該原子核のスピンにおける位相を変調させる位相変調を施した位相変調信号を生成するとともに、当該生成された位相変調信号と断層面画像上にて所定の感度分布を有する感度分布信号とに基づいて疑似位相変調信号を生成し、前記生成された位相変調信号及び疑似位相変調信号を用いて前記画像再構成演算を行うことを特徴とする。
【００２６】
この構成により請求項９に記載の発明は、被検体内部の画像を再構成する際に所定のパラメータに基づいて生成された位相変調信号と、当該位相変調信号と断層面画像上にて所定の感度分布を有する感度分布信号とに基づいて疑似位相変調信号を生成し、生成された位相変調信号及び疑似位相変調信号を用いて前記画像再構成演算を行うことができる。
【００２７】
通常、再構成画像演算にて算出される各信号、すなわち、断層面画像として形成される像においては、視野内の像と視野から逸脱した像の一次結合と想定することができるので、受信手段の感度分布と感度分布信号が予め算出されていれば、位相変調信号及び疑似位相変調信号の再構成演算を行い、算出された各信号に対して連立方程式の演算を解くことによって視野内の像に重畳された視野から逸脱した像を分離することも容易になる。
【００２８】
したがって、請求項９に記載の発明は、たとえサンプリング定理を満足しないデータを符号化したとしても、擬似的位相変調信号によってその補完を行うことができるので、受信手段に単一コイルを用いること、又は、データのサンプリング数を減少させてデータ収集の時間を短縮することなど、アーチファクト対策及び解像度の維持を実行させつつ、信号測定の高速化及び装置自体のハードウェア構成の簡略化を行うことができる。
【００２９】
上記の課題を解決するための請求項１０に記載の磁気共鳴画像化プログラムは、被検体に所定の磁界を印加して当該被検体の組織を構成する原子の原子核に磁気共鳴を生じさせ、前記被検体内部の局所的な核磁化の位相を空間的に変調して当該被検体内部の画像を再構成する磁気共鳴画像化装置に用いる磁気共鳴画像化プログラムであって、前記被検体が載置される空間内に、均一な静磁界及び線形勾配を有する勾配磁界を少なくとも含む前記所定の磁界を発生させる磁界発生手段と、前記原子の原子核に磁気共鳴を生じさせる高周波パルスを発生する高周波パルス発生手段と、前記磁気共鳴を生じさせて前記原子核のスピンにおける位相を空間的に２次関数状に変調させるため、前記磁界発生手段及び前記高周波パルス発生手段を所定のシーケンスにて動作制御させる制御手段と、を備え、コンピュータによって前記所定のシーケンスにしたがって前記被検体から放出される核磁気共鳴信号を受信し、所定のデータに符号化して前記被検体内部の画像を再構成する画像再構成演算を行う前記磁気共鳴画像化装置に用いる磁気共鳴画像化プログラムにおいて、
前記コンピュータを、
前記所定のシーケンスにしたがって前記被検体から放出される核磁気共鳴信号を、受信範囲内にて異なる磁気感度分布を有する受信手段に受信させて取得する取得手段、前記受信した核磁気共鳴信号を所定のデータに符号化する符号化手段、前記符号化されたデータに基づいて前記被検体内部の画像を再構成する画像再構成演算を行う演算手段、前記画像再構成演算を行うことによって画像データを生成して出力する出力手段、として機能させるとともに、
前記演算手段としては、前記核磁化の位相を２次関数状に変調させるために使用する、高周波パルスの外形、２次関数状の磁界を発生させるためのコイルの係数、前記原子核固有の定数、及び発生させた２次関数状磁界を印加する時間、から構成されたパラメータに基づき、当該原子核のスピンにおける位相を変調させる位相変調を施した位相変調信号を生成させるとともに、当該生成された位相変調信号と断層面画像上にて所定の感度分布を有する感度分布信号とに基づいて疑似位相変調信号を生成させ、前記生成された位相変調信号及び疑似位相変調信号を用いて前記画像再構成演算を行わせることを特徴とする。
【００３０】
この構成により請求項１０に記載の発明は、核磁化の位相を２次関数状に変調させるために使用する上記所定のパラメータに基づいて生成された位相変調信号と、当該位相変調信号と断層面画像上にて所定の感度分布を有する感度分布信号とに基づいて疑似位相変調信号を生成し、生成された位相変調信号及び疑似位相変調信号を用いて前記画像再構成演算を行うことができる。
【００３１】
通常、再構成画像演算にて算出される各信号、すなわち、画像として形成される像においては、視野内の像と視野から逸脱した像の一次結合と想定することができるので、受信手段の感度分布と感度分布信号が予め算出されていれば、位相変調信号及び疑似位相変調信号の再構成演算を行い、算出された各信号に対して連立一次方程式の演算を解くことによって視野内の像に重畳された視野から逸脱した像を分離することも容易になる。
【００３２】
したがって、請求項１０に記載の発明は、たとえサンプリング定理を満足しないデータを符号化したとしても、擬似位相変調信号によってその補完を行うことができるので、受信手段に単一コイルを用いること、又は、データのサンプリング数を減少させてデータ収集の時間を短縮することなど、アーチファクト対策及び解像度の維持を実行させつつ、信号測定の簡易化及び装置自体のハードウェア構成の簡略化を行うことができる。
【００３３】
上記の課題を解決するための請求項１１に記載の情報記録媒体は、コンピュータに読み取り可能な情報記憶媒体であって、請求項１０に記載の磁気共鳴画像化プログラムを記憶したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３４】
本発明は、たとえサンプリング定理を満足しないデータを符号化したとしても、擬似的位相変調信号によってその補完を行うことができるので、受信手段に単一コイルを用いること、又は、データのサンプリング数を減少させてデータ収集の時間を短縮することなど、アーチファクト対策及び解像度の維持を実行させつつ、信号測定の高速化及び装置自体のハードウェア構成の簡略化を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
次に、本発明に好適な実施の形態について、図面に基づいて説明する。なお、本発明は、その技術的特徴を有する範囲を包含し、以下に示す図面等に限定されない。また、以下の実施の形態においては、２次関数状の位相変調を与えるエネルギーとして磁界を用いて説明する。
【００３６】
本発明のＭＲＩ装置は、被検体に所定の磁界を印加して当該被検体の組織を構成する原子の原子核に磁気共鳴を生じさせ、その被検体内部の局所的な核磁化の位相を空間的に変調して被検体内部の画像を再構成する装置である。このＭＲＩ装置においては、被検体が載置される空間内に、均一な静磁界及び線形勾配を有する勾配磁界を少なくとも含む前記所定の磁界を発生させる磁界発生手段と、原子の原子核に磁気共鳴を生じさせる高周波パルスを発生する高周波パルス発生手段と、磁気共鳴を生じさせて前記原子核のスピンにおける位相を空間的に２次関数状に変調させるため、磁界発生手段及び高周波パルス発生手段を所定のシーケンスにて動作制御させる制御手段と、所定のシーケンスにしたがって被検体から放出される核磁気共鳴信号を受信する受信範囲内にて異なる磁気感度分布を有する受信手段と、受信した核磁気共鳴信号を所定のデータに符号化する符号化手段と、符号化されたデータに基づいて被検体内部の画像を再構成する画像再構成演算を行う処理手段と、を備えている。そして、本発明の特徴的な構成は、磁界発生手段、高周波パルス発生手段及び制御手段が、前記核磁化の位相を２次関数状に変調させるために使用する、高周波パルスの外形、２次関数状の磁界を発生させるためのコイルの係数、前記原子核固有の定数、及び発生させた２次関数状磁界を印加する時間、から構成されたパラメータに基づき、原子核のスピンにおける位相を変調させる位相変調を施した位相変調信号を生成するとともに、処理手段が、前記生成された位相変調信号と断層面画像上にて所定の感度分布を有する感度分布信号とに基づいて疑似位相変調信号を生成し、生成された位相変調信号及び疑似位相変調信号を用いて画像再構成演算を行うことにある。
【００３７】
以下に説明する実施の形態は、ＭＲＩ装置及び当該ＭＲＩ装置に用いる方法に対して本願発明を適用した場合の実施形態である。
【００３８】
〔第１実施形態〕
始めに、図１〜図６を用いて本願に係るＭＲＩ装置における第１実施形態について説明する。
【００３９】
まず、図１から図３の各図を用いて本実施形態のＭＲＩ装置の概略動作について説明する。なお、図１は、本実施形態のＭＲＩ装置の構成を示すブロック図あり、図２は、本実施形態のＭＲＩ装置における効果を説明するための図である。また、図３は、本実施形態における発明の原理を説明するための図であり、図４は、アーチファクトが発生した再構成画像と画像信号との関係を説明するための図である。図５は、本実施形態における再構成画像の生成原理を説明するための図であり、図６は、本実施形態のパルスシーケンスを示すシーケンス図である。
【００４０】
本実施形態のＭＲＩ装置１００は、図１に示すように、均一な静磁界を所定空間内に発生させるとともに、所定のタイミングにて、所定の空間内に載置された被写体に印加するＸ、Ｙ、Ｚ軸の三軸方向の勾配磁界と、印加する磁界強度が２次関数状に変化している磁界（（以下、「特徴磁界」という。）と、を発生させ、静磁界に重畳させるようになっている。
【００４１】
また、このＭＲＩ装置１００は、被検体１０の組織を構成する原子核に磁気共鳴を起こさせるための高周波磁気パルスを所定のタイミング毎に当該被検体１０に照射し、かつ、高周波磁気パルスを照射し、被検体１０の組織を構成する原子核の磁気共鳴によって放出される各エコー信号を検出するようになっており、検出したエコー信号に所定の演算処理を行うとともに被検体１０における所望の検査部位の断層像を示す画像データを生成するようになっている。
【００４２】
本実施形態のＭＲＩ装置１００は、静磁界に磁界強度が線形に変化する線形勾配の勾配磁界と特徴磁界とが重畳された重畳磁界において、被検体１０に高周波磁界を印加し、当該高周波磁界の印加により被検体１０内の原子核とのエネルギーの吸収共鳴によって生ずる核磁気共鳴交番磁界を捕捉して誘導電圧を検出するようになっている。
【００４３】
また、このＭＲＩ装置１００は、検出された誘導電圧に基づいて、各部の各磁化の位相が空間座標に対して非線形、具体的には、２乗関数的な形態にて推移したものの合成値に比例した振幅を有するエコー信号を取得するようになっている。特に、本実施形態のＭＲＩ装置１００は、位相エンコード方向の線形勾配磁界に同期して特徴磁界を発生させるようになっており、位相エンコード方向の勾配磁界を印加する毎にエコー信号を測定データとして順次取得するようになっている。
【００４４】
なお、測定データは、核磁化の位相を２次関数状に変調させるために使用する、高周波パルスの外形、２次関数状の磁界（特徴磁界）を発生させるためのコイルの係数、原子核固有の定数（核磁気回転比）γ、及び発生させた２次関数状磁界（特徴磁界）を印加する時間τ、から構成されたパラメータ（以下、「撮像パラメータ」という。）に基づき、被検体１０内の各原子核のスピンにおける位相を変調させるための位相変調を施した位相変調信号である。
【００４５】
本実施形態のＭＲＩ装置１００は、この取得した測定データである位相変調信号に対して所定の演算（以下、「画像再構成演算」という。）を実行し、当該被検体１０における所望の検査部位の断層像（２次元画像）を示す画像データを生成するようになっている。
【００４６】
特に、このＭＲＩ装置１００は、この生成された位相変調信号に断層面画像上にて所定の感度分布を有する感度分布信号を乗算して疑似位相変調信号（以下、「疑似測定データ」ともいう。）を生成し、生成された位相変調信号及び疑似位相変調信号をそれぞれ逆フーリエ変換する演算を行うになっている。そして、このＭＲＩ装置１００は、この逆フーリエ変換された２式を用いて画像再構成演算を実行し、当該被検体１０における所望の検査部位の断層像（２次元画像）を示す画像データを生成するようになっている。
【００４７】
通常、特徴磁場を印加せずに従来の方法によって取得されたエコー信号に対して逆フーリエ変換を行いつつ画像を再構成する方法（以下、「フーリエ変換映像法」という。）、又は、上述のように取得した測定データに対して位相変調を行いつつ逆フーリエ変換を行って画像を再構成する方法（以下、「位相拡散フーリエ変換映像法」という。）であっては、非検体画像に対するアーチファクト（偽像）の発生を抑制するために、位相エンコード方向のサンプリング周波数が被検体１０から放出される信号の最大周波数より大きくなるサンプリング定理を満足させる必要がある。したがって、サンプリング周波数を大きくすること、すなわち、位相エンコード方向における読み取りステップ（時間ステップ）の間隔を大きくすることによって測定データの取得時間を短時間にすることが難しい。
【００４８】
具体的には、測定データを取得するために用いる受信コイルはその磁気感度が空間的に一様ではなく、例えば、受信コイルの中央で感度が最大になるように空間的に異なる値を有している。このため、図２（ａ）に示す感度分布Ｓ（ｘ，ｙ）を有する受信コイルを用いて図２（ｂ）に示すサンプリング定理を満足する信号収集を行った場合には、図２（ｃ）に示すように、被写体のスピン密度分布関数ρ（ｘ，ｙ）に感度分布が乗じられた再生画像信号Ｓ（ｘ，ｙ）ρ（ｘ，ｙ）が生成される。
【００４９】
その一方、図２（ｄ）に示すように、測定データの位相エンコード方向における時間ステップを間引いて実行する場合には、サンプリング定理を満足させないと、図２（ｅ）に示すように、視野幅の縮小が生じるとともにエイリアスが発生してしまう。
【００５０】
すなわち、核磁気共鳴交番磁界を受信する際に、単一のコイルから構成される受信手段では、図２（ｄ）及び（ｅ）によって示されるように、位相エンコード方向における時間ステップを間引くことができず、すなわち、２以上のコイルを用いて相互に取得データを補完することができず、解像度が悪化し、かつ、アーチファクトが発生することとなる。したがって、従来の方法においては、的確に再構成画像を生成するためには、十分に時間を要して測定データの取得をしなければならない。
【００５１】
他方、位相拡散フーリエ変換映像法にて得られた測定データは、光又は音波の回折によって生じた波面分布と同形となり、当該測定データの信号振幅においては、図３（ａ）に示すように、画像をぼかした形式を有する。したがって、この測定データは、画像信号でないものの画像の一種とみなすことができるので、この信号に対して図３（ｂ）に示すような感度分布に相当する関数の信号（以下、「模擬感度分布信号」）Ｓｓを乗じた後に、画像再生を行うと、等価的に画像に新たな感度分布を与えたことに相当する結果をえることができる。
【００５２】
一方、例えば、図４（ａ）に示すような所望の検査部位の２次元画像を示す画像データについて、所定の受信コイルによって位相エンコード方向における時間ステップが間引かれて測定データを取得し、再構成画像が生成された場合には、図４（ｂ）に示すようなアーチファクトが発生した再構成画像信号Ｉ１が得られるが、当該再構成画像信号Ｉ１は、図４（ｃ）及び図４（ｄ）のような受信コイルの感度分布信号Ｓ１と被写体関数（スピン密度分布関数）ρに基づいて、視野内の像の画像信号Ｓ１（ｘ，ｙ）ρ１（ｘ，ｙ）と、視野から逸脱した像の信号部分の一次結合として（式１）として考えることができる。
【００５３】
【数１】
0004756193.tif 000002
【００５４】
また、異なる位置に設けられた他の受信コイルによって上述のように測定データを収集したとすると、（式２）に示すように再構成画像信号Ｉ２を求めることができる。
【００５５】
【数２】
0004756193.tif 000003
【００５６】
なお、式１，２において「上線」が付された Ｓ１（ｘ，ｙ）及びＳ２（ｘ，ｙ）と、ρＢ（ｘ，ｙ）  は，それぞれ像の折り返し（アーチファクト）により再生像空間上の位置のシフトを考慮した感度と被写体関数であり、（式１）及び（式２）の右辺第２項は、視野から逸脱した像の信号を示す。
【００５７】
したがって、感度分布信号Ｓ１及びＳ２をそれぞれ予め測定等によって算出しておけば、（式１）及び（式２）の連立方程式を解くことによって各被写体のスピン密度分布ρＡ及びρＢを算出することができるので、最終的に、アーチファクトを除去した再生画像信号ρを求めることができる。
【００５８】
すなわち、本実施形態のＭＲＩ装置１００は、測定データと当該測定データに対して模擬感度分布信号を乗じた信号とに基づいて再構成画像信号を生成すれば、これらの２種類の画像信号から上述の演算を行うことによって結果的に折り返しにより発生したアーチファクトを有する再構成画像から当該アーチファクトを除去することができるようになっている。
【００５９】
具体的には、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、所定の条件の下、位相拡散フーリエ変換映像法にて取得した測定データに（式３）を満足する感度分布信号ＳＳを乗じた場合には、図５（ｃ）に示される再構成画像が生成され、図５（ｄ）に示すような再構成画像上の感度分布が得られる。なお、ａは、予め定められた係数を示す。
【００６０】
【数３】
0004756193.tif 000004
【００６１】
このとき、図５（ｄ）の再構成画像上の輝度値（例えば、直線Ｌ上の輝度値）の相対的な振幅値の比は、略直線的となり、図５（ｅ）に示すように、測定データに対して感度分布信号ＳＳを乗じた場合と同一の感度分布を示すこととなる。
【００６２】
例えば、２次元画像の画像再構成を行う場合であって、勾配磁界Ｇｚ、高周波パルス、位相エンコード方向の勾配磁界Ｇｙ及び読み取り方向の勾配磁界Ｇｘを印加させるととともに、磁界強度が非線形に変化する特徴磁界を一定時間τのみ被検体１０に印加させ、特徴磁界を発生させつつ、エコー信号を順次検出する場合には、緩和による信号の減衰を無視すると、順次検出された各エコー信号における検波された信号によって（式４）から（式６）により（式７）に示す測定データｖ（ｋｘ，ｋｙ）を取得することができるようになっている。
【００６３】
【数４】
0004756193.tif 000005
【００６４】
【数５】
0004756193.tif 000006
【００６５】
【数６】
0004756193.tif 000007
【００６６】
【数７】
0004756193.tif 000008
【００６７】
なお、（式４）は、特徴磁界を印加しない場合において、すなわち、フーリエ変換映像法において取得される測定データを示し、当該（式４）において、（ｋｘ＝γＧｘｔｘ）及び（ｋｙ＝γＧｙｔｙ）とおくと、（式５）が得られるようになっている。また、本実施形態では、例えば、特徴磁界として（式６）を満たす２次関数状磁界を印加するようになっており、位相エンコード方向（ｙ方向）の勾配磁界Ｇｙは、図６に示すように、時間ｔｙだけ印加され、読み取り方向（ｘ方向）の勾配磁界Ｇｘが印加される。ただし、ρは、被写体関数を示し、γは核の固有の定数（核磁気回転比）を示す。
【００６８】
一方、この（式７）は、（式８）から（式１０）に示すように数式の変形及び変数変換を行うことによってフレネル回析式と同形の式を導くことができるようになっている。ただし、（式１０）におけるｘ’及びｙ’は、以下の（式１１）によって変数変換を行った形である。
【００６９】
【数８】
0004756193.tif 000009
【００７０】
【数９】
0004756193.tif 000010
【００７１】
【数１０】
0004756193.tif 000011
【００７２】
【数１１】
0004756193.tif 000012
【００７３】
なお、上述の（式１０）は、ｘ’及びｙ’にて変数変換された測定データｖ（ｘ’，ｙ’）に対して２次の位相変調項が乗算されている形となっており、ｖｆｒは、フレネル変換形式に変換された測定データを示す。
【００７４】
また、位相拡散フーリエ変換映像法の測定データの形式は、上述のようにフレネル変換型信号に変形可能であり、フレネル変換信号νｆｒは、畳み込み積分であるので、畳み込み積分の表記＊を用いると、（式１２）のようになる。
【００７５】
【数１２】
0004756193.tif 000013
【００７６】
ただし、この（式１２）は、（式１１）にて（式１３）を満たすとともに、再生画像信号ρは、感度分布が空間的に一様で上述の（式３）を満たす。また、模擬感度関数ＳＳは、感度が位相エンコード方向に直線的に変化するものとする。
【００７７】
【数１３】
0004756193.tif 000014
【００７８】
そして、この信号（以下、「フレネル変換信号」という。）νｆｒをフーリエ変換すると、（式１４）を得る。
【００７９】
【数１４】
0004756193.tif 000015
【００８０】
このとき、Ｆ［Ｓ１（ｘ，ｙ）］]の信号拡がり幅に対して、Ｆ［ｅｘｐ（−jγｂτ（ｘ２＋ｙ２））］が緩やかに変化する場合には、（式１４）の乗算と畳み込み積分の順序が可換となり、（式１５）のように近似できるようになる。そして、このフーリエ変換したフレネル変換信号を再構成画像信号にするために、（式１５）の右辺を逆フーリエ変換すると（式１６）となる。
【００８１】
【数１５】
0004756193.tif 000016
【００８２】
【数１６】
0004756193.tif 000017
【００８３】
この（式１６）の右辺は、フレネル変換信号に対し模擬感度分布信号Ｓｓ（ｘ，ｙ）を乗じたこと示す。したがって、上述したように、このようにフレネル変換信号及びその変数変換前の位相拡散フーリエ変換映像法の測定データに対して模擬的な感度分布信号を乗じた場合に、再生画像空間にてほぼ同等の感度分布信号を乗じたことになるのである。
【００８４】
このように、本実施形態のＭＲＩ装置１００は、感度分布信号によって疑似測定データとして疑似位相変調信号を取得することができるので、測定データである位相変調信号とともに、擬似的に２つの位相変調信号を取得することができる。したがって、（式１）及び（式２）の連立方程式を解くことによって位相エンコード方向のサンプリング周波数が被検体１０から放出される信号の最大周波数より大きく、アーチファクトを有する画像が再構成される場合であっても、当該アーチファクトを除去することができので、アンチエリアス画像を生成することができるようになっている。
【００８５】
次に、図１及び図７を用いて本実施形態のＭＲＩ装置１００における各部の構成及びその動作について説明する。なお、図７は、本実施形態の再構成画像の生成過程を説明するための図である。
【００８６】
本実施形態のＭＲＩ装置１００は、均一な静磁界を発生させる静磁界コイル２０と、勾配磁界を印加するとともに特徴磁界を印加する勾配磁界／特徴磁界コイル３０と、高周波パルスを被検体１０に照射する照射コイル４０と、エコー信号を検出し、単一のコイルから構成される受信コイル５０と、を有している。
【００８７】
そして、このＭＲＩ装置１００は、静磁界コイル２０を駆動する高安定直流電源部１０５と、勾配磁界を発生させて勾配磁界／特徴磁界コイルを駆動する勾配磁界電源部１１０と、特徴磁界を発生させて勾配磁界／特徴磁界コイル３０を駆動する特徴磁界発生回路１１５と、を備えている。
【００８８】
また、このＭＲＩ装置１００は、高周波信号を発生する高周波発振器１２０と、高周波発振器１２０からの高周波信号に基づいて高周波パルスを生成するパルス生成部１２５と、この生成された高周波パルスを増幅する高周波増幅器１３０と、受信コイル５０からのエコー信号を受理する受信回路１３５と、エコー信号の位相を検波する位相検波器１４０と、当該位相検波器１４０からの信号をデジタル化するアナログ／デジタル変換器（以下、「Ａ／Ｄ変換器」という。）１４５と、を備えている。
【００８９】
さらに、このＭＲＩ装置１００は、検出したエコー信号に所定の演算処理を行うとともに被検体１０における所望の検査部位の断層像を示す画像データを生成し、装置全体を制御する信号処理制御部１５０と、被検体１０の断層像を得るために必要な種々の指示を各部に与えるシーケンサ１５５と、生成された画像データを表示するディスプレイ１６０と、を備えている。
【００９０】
なお、例えば、本実施形態の静磁界コイル２０及び高安定直流電源部１０５は、本発明の磁界発生手段及び静磁界発生回路を構成し、本実施形態の勾配磁界／特徴磁界コイル３０は、本発明の磁界発生手段、勾配磁界発生回路及び特徴磁界発生回路を構成する。
【００９１】
また、例えば、本実施形態の勾配磁界電源部１１０は、本発明の磁界発生手段及び勾配磁界発生回路を構成するとともに、特徴磁界発生回路１１５は、本発明の磁界発生手段及び特徴磁界発生回路を構成し、本実施形態のパルス生成部１２５及び照射コイル４０は、高周波パルス発生手段を構成する。
【００９２】
さらに、例えば、本実施形態のシーケンサ１５５は、本発明の制御手段を構成するとともに、受信コイル５０及び位相検波器１４０は、本発明の受信手段を構成し、信号処理制御部１５０は、本発明の処理手段を構成する。
【００９３】
静磁界コイル２０は、例えば、電磁石、空心コイルマグネット、超伝導マグネット又は永久磁石などによって構成されており、被検体１０が載置される所定の空間に、均一な静磁界を形成させるようになっている。
【００９４】
勾配磁界／特徴磁界コイル３０は、例えば、平行線条、長方形コイル又は円形コイルから構成されており、勾配磁界電源部１１０によって発生されたＸ、Ｙ、Ｚの三軸方向の磁界強度が線形に変化する線形勾配を有する各勾配磁界Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚと、磁界強度が空間的に２次関数状に変化する特徴磁界、例えば、位相エンコード方向（ｙ方向）及び読み取り方向（ｘ方向）に対して上述の（式６）を具備する特徴磁界、を所定の空間内に印加するようになっている。
【００９５】
照射コイル４０は、被検体１０の近傍に配置される。また、この照射コイル４０には、所定の信号レベルに増幅された高周波パルスが入力されるようになっており、この照射コイル４０は、入力された高周波パルスを、１又は複数の生成した高周波パルスを被検体１０に照射するようになっている。例えば、照射コイル４０は、高周波パルスとしては、９０度パルス、１８０度パルス又は任意の角度のパルスを被検体１０に印加するようになっている。
【００９６】
なお、被検体１０に照射される高周波パルスにおいて、高周波磁界の周波数が被検体１０内における原子核の核磁気共鳴周波数に一致していると、印加高周波磁界エネルギーの共鳴吸収が起こるので、そのとき生ずる核磁気共鳴交番磁界（磁気共鳴信号）を受信コイル５０にて捕捉させて誘電電圧を検出させるようになっている。
【００９７】
受信コイル５０は、単一のコイルから構成され、被検体１０の近傍に配置される。また、この受信コイル５０は、照射コイル４０から照射され、被検体１０の組織を構成する原子核の磁気共鳴により放出される電磁波、すなわち、エコー信号（磁気共鳴信号）を検出するようになっている。
【００９８】
特に、本実施形態の受信コイル５０は、高周波パルスが印加され当該パルス状の高周波数磁界の消失後に、その時点にて被検体１０が載値された勾配磁界によって定まるラーモア周波数を有し、被検体１０に励起された原子核スピンにより生じて時間的に減衰していくエコー信号を検出するようになっており、検出したエコー信号を受信回路１３５に出力するようになっている。
【００９９】
高安定直流電源部１０５は、シーケンサ１５５に接続されており、当該シーケンサ１５５の指示に従って静磁界コイル２０を駆動させ、上述のように所定の空間内に均一な静磁界を形成させるようになっている。
【０１００】
勾配磁界電源部１１０は、シーケンサ１５５に接続されており、シーケンサ１５５からの指示に基づいて、勾配磁界／特徴磁界コイル３０を駆動するようになっている。特に、本実施形態の勾配磁界電源部１１０は、三軸方向の勾配磁界Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚをそれぞれ生成し、勾配磁界／特徴磁界コイル３０を制御して勾配磁界Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚを所定の空間内に印加させるようになっている。
【０１０１】
特徴磁界発生回路１１５は、シーケンサ１５５に接続されており、シーケンサ１５５からの指示に従って特徴磁界を一定時間τだけ発生させるようになっている。また、この特徴磁界発生回路１１５は、勾配磁界／特徴磁界コイル３０を駆動し、発生させた特徴磁界を、勾配磁界／特徴磁界コイル３０を介して被検体１０に印加するようになっている。
【０１０２】
高周波発振器１２０は、被検体１０が載置された勾配磁界の磁界強度に対応したラーモア周波数に等しい周波数にて高周波信号を発振し、発振した高周波信号をパルス生成部１２５に出力するようになっている。
【０１０３】
パルス生成部１２５には、高周波発振器１２０にて発振された高周波信号が入力されるようになっており、このパルス生成部１２５は、シーケンサ１５５からの指示の下、入力された高周波信号に基づいて、被検体１０内が載置された勾配磁界の磁界強度に対応したラーモア周波数に等しい高周波磁界を有する適切な幅及び高さのパルス形態であって、所定の周波数スペクトルを有する高周波パルスを生成し、高周波増幅器１３０に出力するようになっている。
【０１０４】
高周波増幅器１３０には、高周波パルスが入力されるようになっており、この高周波増幅回路は、入力された高周波パルスの信号レベルを、予め定められた所定の信号レベルに増幅し、照射コイル４０に出力するようになっている。
【０１０５】
受信回路１３５には、受信コイル５０にて検出されたエコー信号が入力されるようになっており、この受信回路１３５は、入力されたエコー信号を所定の信号レベルに増幅し、位相検波器１４０に出力するようになっている。
【０１０６】
位相検波器１４０には、受信回路１３５から出力されたエコー信号が入力されるようになっている。この位相検波器１４０は、シーケンサ１５５に接続され、このシーケンサ１５５からの指示にしたがって、エコー信号の位相を検波し、検波されたエコー信号をＡ／Ｄ変換器１４５に出力するようになっている。
【０１０７】
Ａ／Ｄ変換器１４５には、検波されたエコー信号が入力されるようになっており、このＡ／Ｄ変換器１４５は、入力されたエコー信号をデジタル量に変換して信号処理制御部１５０に出力するようになっている。
【０１０８】
信号処理制御部１５０は、検波され、かつ、デジタル化されたエコー信号を計測データとして逆フレネル変換などの種々の演算処理を行いつつ、被検体１０の検査部位の断層像を示す再構成画像を表示するための画像データを生成する演算処理部１５１と、ＭＲＩ装置１００全体を制御するシステム制御部１５３と、から構成され、各部とバスＢにより接続されている。
【０１０９】
演算処理部１５１には、特徴磁界が印加される毎に、デジタル化された位相信号が入力されるようになっている。この演算処理部１５１は、入力された各位相信号を順次取得して測定データを位相変調信号として生成し、疑似測定データの生成及び画像再構成演算などの演算処理を行うことによって、ディスプレイ１６０に出力するための画像データを生成するようになっており、生成された画像データをディスプレイ１６０に出力するようになっている。
【０１１０】
例えば、本実施形態の演算処理部１５１は、図７（ａ）に示す受信コイル５０の感度分布信号Ｓ１を有する場合に、図７（ｂ）に示す測定データを取得し、当該測定データに対してフーリエ逆変換処理を行い、図７（ｃ）に示す再構成画像信号（以下、「第１再構成画像信号」という。）を算出する。
【０１１１】
一方、この演算処理部１５１は、当該取得した測定データに対して、図７（ｄ）に示す所定の模擬感度分布信号Ｓ２を乗算し、疑似的な測定データ（以下、「疑似測定データ」という。）、すなわち、上述したように図７（ｅ）に示す擬似測定データを生成するようになっている。
【０１１２】
そして、この演算処理部１５１は、生成した疑似測定データに対してフーリエ逆変換処理を行い、図７（ｆ）に示す再構成画像信号（以下、「第２再構成画像信号」という。）を算出し、第１再構成画像信号及び第２再構成画像信号の連立方程式を解き、最終的な再構成画像信号（以下、「最終再構成画像信号」という。）を生成するようになっている。
【０１１３】
なお、本実施形態においては、受信コイル５０における感度分布信号及び模擬感度分布信号は、予め測定などにより算出され、内部に格納されているとともに、それらに関して演算処理に用いる値、すなわち、再生画像空間上の位置のシフトを考慮した感度関数についても予め算出して内部に格納されている。
【０１１４】
また、ディスプレイ１６０は、例えば、液晶素子、ＥＬ（Electro  Luminescence）素子又はＣＲＴ（Cathode  Ray  Tube）によって構成され、入力された画像データに基づいて所定の画像を表示するようになっている。
【０１１５】
システム制御部１５３は、各部と接続されているとともに、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びハードディスクを有し、ＭＲＩ装置１００の各部を制御するようになっている。具体的には、ＲＯＭには、ＭＲＩ装置１００の各部を制御するための各種制御情報が記録されると共に、ハードディスクには、制御プログラムやＯＳ（Operating  System）などの各種プログラムが記録されている。また、ＣＰＵは、ハードディスクに記録されたプログラムを実行することにより、各種の処理を実行し、ＲＡＭはワークエリアとして用いられるようになっている。
【０１１６】
なお、このシステム制御部１５３には、更に装置の一時停止若しくは停止の解除を指示するための手段として、キーボード或いはスイッチ（図示せず）等の入力手段が備えられている。
【０１１７】
シーケンサ１５５は、高安定直流電源部１０５、勾配磁界電源部１１０、特徴磁界発生回路１１５、高周波発振器１２０及び位相検波器１４０と接続され、予め定められたパルスシーケンスによって各部における磁界を発生させ、又は、エコー信号を検波させるようになっている。
【０１１８】
具体的には、本実施形態のシーケンサ１５５は、図６に示すように、均一な静磁界を発生された所定の空間において、被検体１０の所望する部位を２次元画像（スライス画像）として画像再構成するための勾配磁界Ｇｚとともに、高周波パルスである９０度パルスを同時に印加し、その後に特徴磁界を時間τだけ印加させるシーケンス制御を行うようになっている。
【０１１９】
そして、このシーケンサ１５５は、位相エンコード方向（ｙ方向）の勾配磁界Ｇｙ及び読み取り方向（ｘ方向）の勾配磁界Ｇｘをそれぞれのタイミングにて印加させるとともに、エコー時間ｔｘ後にエコー信号を所定の時間（例えば、２ｔｘ）だけ検出させるシーケンス制御を行うようになっている。なお、このとき、このシーケンサ１５５は、当該検出されたエコー信号の位相を検波させるようになっている。
【０１２０】
また、このシーケンサ１５５は、特徴磁界を発生させてこのパルスシーケンスを所定の繰返し時間ＴＲにて繰り返すことによって位相エンコード数を変化させ、すなわち、時間ｔｙにて印加するエンコード勾配磁界Ｇｙの大きさを変化させるシーケンス制御を行うようになっており、位相信号を演算処理部１５１に取得させるようになっている。
【０１２１】
なお、本実施形態の演算処理部１５１は、このように取得させた信号によって上述の測定データを構築するようになっている。
【０１２２】
このように、本実施形態のＭＲＩ装置１００は、均一な静磁界が発生している所定の空間において、磁界強度が線形に変化する線形勾配の勾配磁界を印加しつつ高周波パルスを印加するようになっており、この磁界中に磁界強度が２次関数状に変化する特徴磁界を一定時間τのみ被検体１０に印加すると、高周波磁界が存在しない状態における被検体１０内の原子核スピンが、静磁界環境によって一義的に定まるラーモア周波数にて自由歳差運動を行うことにより、被検体１０内の各場所毎に特徴磁界の強度に応じて、被検体１０内に励起された各原子核のスピンの位相を変化させることができるようになっている。
【０１２３】
すなわち、均一な静磁界中に上述のような各磁界を発生させると、被検体１０内の場所を示す情報が位相情報の形態となるので、本実施形態のＭＲＩ装置１００は、それらの情報の寄与を積分した形態のエコー信号を取得することができるようになっている。
【０１２４】
また、このＭＲＩ装置１００は、特徴磁界を発生させつつ、エコー信号における位相信号を順次検出すると、特徴磁界の磁界強度が非線形に変化しているために被検体１０内の各場所における原子核スピンの位相信号に対する寄与が各場所により異なることから、必要な個数の位相信号を取得して上述の測定データを構成させ、当該測定データに対して所定の演算を行うことによって、緩和時間とともに画像化する際にその基準となるスピン密度の情報を各場所（部位）毎に分離して取り出すことが可能になっている。
【０１２５】
次に、図８を用いて本実施形態のＭＲＩ装置１００における測定データの取得処理を含む当該測定データの演算処理の動作について説明する。なお、図８は、本実施形態のＭＲＩ装置１００における測定データの取得処理を含む当該測定データの演算処理の動作を示すフローチャートである。
【０１２６】
まず、システム制御部１５３が、図示しない操作部を介して被検体１０内の所定の検査部位における断層画像（２次元画像）を再構成画像として表示させるための指示を検出すると（ステップＳ１０１）、当該システム制御部１５３は、シーケンサ１５５及びその他の各部を制御し、静磁界を発生させるとともに、予め定められたシーケンスによって、特徴磁界を一定時間発生させた後に、各勾配磁界及び高周波パルスを被検体１０に印加させ、かつ、位相エンコード方向勾配磁界を印加する毎にエコー信号を検出してその位相を検波させ、演算処理部１５１に測定データを取得させる（ステップＳ１０２）。
【０１２７】
次いで、システム制御部１５３は、演算処理部１５１に取得させた測定データに基づいて以下の演算処理を実行させる。
【０１２８】
まず、システム制御部１５３は、演算処理部１５１に測定データｖ（ｋｘ，ｋｙ）を、撮像パラメータγｂτに基づいて位相変調を施させるとともに、予め格納されている模擬感度分布信号ＳＳを乗算して疑似測定データを生成する（ステップＳ１０４）。
【０１２９】
次いで、システム制御部１５３は、測定データに対して逆フーリエ変換を実行して第１再構成画像信号を生成させるとともに、疑似測定データに対して逆フーリエ変換を実行して第２再構成画像信号を生成させる（ステップＳ１０４）。
【０１３０】
次いで、システム制御部１５３は、第１再構成画像信号及び第２再構成画像を用いて連立方程式を解く演算を行い、再構成画像信号ρ（ｘ、ｙ）を生成する（ステップＳ１０５）。
【０１３１】
最後に、システム制御部１５３は、演算処理部１５１に、再構成画像信号ρ（ｘ，ｙ）をディスプレイ１６０に出力させて２次元画像、すなわち、被検体１０における検査部位の断層像を表示させ（ステップＳ１０６）、本動作を終了させる。
【０１３２】
次に、図９を用いて本実施形態のＭＲＩ装置１００におけるシミュレーションの結果について説明する。なお、図９は、本実施形態のＭＲＩ装置１００において所定の被検体の再構成画像及び画像再構成演算の各工程における画像の例である。
【０１３３】
基準となる被写体の画像（以下、「被検体の基準画像」という。）が図９（ａ）の場合に、当該被検体の基準画像から受信コイル５０によって収集した測定データ、すなわち、位相変調信号の振幅は、図９（ｂ）に示すように、当該被検体の基準画像をぼかした様相になる。
【０１３４】
また、当該位相変調信号に基づいて逆フーリエ変換を行うと、図９（ｃ）に示すように、第１再構成画像信号が生成されるとともに、この位相変調信号に対して所定の感度分布信号を乗算して生成された疑似測定データに基づいて逆フーリエ変換を行うと、図９（ｄ）に示すように、第２再構成画像信号が生成される。
【０１３５】
そして、第１再構成画像信号及び第２再構成画像信号に基づいて、上述の画像再構成演算を実行し、図９（ｅ）及び（ｆ）の分離画像を算出すると、図９（ｇ）に示すように、的確に最終的な再構成画像を生成することができるようになっている。
【０１３６】
以上本実施形態のＭＲＩ装置１００は、サンプリング定理を満足しないデータを符号化したとしても、疑似測定データである擬似位相変調信号によってその補完を行うことができるので、受信手段に単一コイルを用いること、又は、データのサンプリング数を減少させてデータ収集の時間を短縮することなど、アーチファクト対策及び解像度の維持を実行させつつ、信号測定の簡易化及び装置自体のハードウェア構成の簡略化を行うことができる。
【０１３７】
なお、本実施形態のＭＲＩ装置１００は、受信コイル５０が単一のコイルから構成されるようになっているが、勿論、２以上のコイルから構成されるようにしてもよい。
【０１３８】
この場合には、各コイル毎に感度分布信号を用いることによって画像再構成演算を行うとともに、使用したコイルの数によってデータの取得時間の短縮化を行うことができる。ただし、この場合においては、位相変調信号そのものについても逆フーリエ変換を実行して第１再構成画像信号を生成してもよいし、しなくてもよい。
【０１３９】
また、本実施形態のＭＲＩ装置１００は、コンピュータ及び記録媒体を備え、画像再構成演算処理を実行する場合に、画像再構成演算処理を実行する制御プログラムを格納し、このコンピュータによって当該各制御プログラムを読み込むことによって上述と同様の各処理を行うようにしてもよい。
【０１４０】
〔第２実施形態〕
次に、図１０から図１２までの各図を用いて本願に係るＭＲＩ装置における第２実施形態について説明する。
【０１４１】
本実施形態では、第１実施形態において、測定データに対して所定の感度分布信号を乗算して疑似測定データを生成するとともに、測定データ及び疑似測定データに基づいて位相拡散フーリエ変換映像法を実行する点に代えて、測定データをフレネル変換して再構成画像信号（以下、「フレネル再構成画像信号」という。）を生成するフレネル変換映像法を用いるとともに、当該フレネル再構成画像信号に所定の感度分布関数を乗算して疑似測定データを生成し、測定データ及び疑似測定データに基づいて位相拡散フーリエ変換映像法を実行する点に特徴がある。
【０１４２】
例えば、本実施形態の演算処理部１５１は、図１０（ａ）に示す受信コイル５０の感度分布信号Ｓ１を有する場合に、第１実施形態と同様に、所定の測定データを取得し、当該測定データに対してフーリエ逆変換処理を行い、図１０（ｂ）に示す第１再構成画像信号を算出するようになっている。
【０１４３】
一方、この演算処理部１５１は、当該取得した測定データに対して、後述するフレネル変換を行い、図１０（ｃ）に示すフレネル再構成画像信号を演算するとともに、当該フレネル再構成画像信号に図１０（ｄ）に示す所定の模擬感度分布信号Ｓ２を乗算し、疑似測定データを生成するようになっている。
【０１４４】
そして、この演算処理部１５１は、生成した疑似測定データに対してフーリエ逆変換処理を行い、図１０（ｅ）に示す第２再構成画像信号を算出し、第１再構成画像信号及び第２再構成画像信号の連立方程式を解き、最終再構成画像信号を生成するようになっている。
【０１４５】
なお、本実施形態においては、第１実施形態と同様に、受信コイル５０における感度分布信号及び模擬感度分布信号は、予め測定などにより算出され、内部に格納されているとともに、それらに関して演算処理に用いる値、すなわち、再生画像空間上の位置のシフトを考慮した感度関数についても予め算出して内部に格納されている。
【０１４６】
また、本実施形態の演算処理部１５１は、特に、フレネル変換については、以下に示すような演算処理を行うようになっている。
【０１４７】
具体的には、本実施形態の演算処理部１５１は、再構成される画像サイズを示す値（以下、単に「画像サイズ値」という。）α、特徴磁界を印加するための時間τ、原子核固有の定数γ及び特徴磁界を印加する際の係数ｂから構成された撮像パラメータを構成し、この撮像パラメータに基づいて、以下に示す逆フレネル変換を行うようになっている。
【０１４８】
（１）まず、本実施形態の演算処理部１５１は、第１実施形態と同様に、取得した測定データｖ（ｋｘ，ｋｙ）を、測定データｖ（ｘ’，ｙ’）に変数変換しつつ、撮像パラメータαγｂτに基づいて（式１７）に示すフーリエ変換を実行するようになっている。なお、Ｆ［‥］はフーリエ変換を示す（以下の各式において同様）。
【０１４９】
【数１７】
0004756193.tif 000018
【０１５０】
（２）次いで、この演算処理部１５１は、フーリエ変換された測定データに対して位相変調を施すようになっている。すなわち、この演算処理部１５１は、変数変換時に用いられた値の逆位相における値の乗算、すなわち、測定データｖ（ｘ’，ｙ’）に２次の位相変調項が乗算されていることから（（式１０）を参照）、（式１８）に示す２次の位相変調項Ｓ１における逆位相項Ｔ１を乗じて位相変調を施すようになっている。
【０１５１】
【数１８】
0004756193.tif 000019
【０１５２】
より具体的には、第１実施形態にて説明したように、フレネル変換式は、畳み込みに積分となっているから、そのフーリエ変換は、（式１９）となるので、本実施形態の演算処理部１５１は、（式１９）に現れる２次変調項に対する逆位相項をフーリエ変換された測定データに対して乗算するようになっている。
【０１５３】
【数１９】
0004756193.tif 000020
【０１５４】
なお、exp{−ｊαγｂτ（ｘ’2+ｙ’2)}のフーリエ変換は（式２０）に示す値となる。また、（式１９）において、２次の変調項以外の係数及び逆位相項に関しては、後述のように、逆フーリエ変換後に乗算するようになっている。
【０１５５】
【数２０】
0004756193.tif 000021
【０１５６】
（３）次いで、この演算処理部１５１は、測定データｖに対して２次の位相変調項における逆位相項を乗じて位相調整されたものに対して、逆フーリエ変換を行い、上述の（式１９）によって示される残りの係数及び逆位相項を所定の係数として乗算し、第２再構成画像（ｘ、ｙ）を表示するための画像データを生成するようになっている。
【０１５７】
すなわち、本実施形態の演算処理部１５１は、（式２１）に示すように、測定データｖ（ｘ’，ｙ’）に対してフーリエ変換を行うとともに、当該フーリエ変換後に位相変調を行い、さらに、逆フーリエ変換を行うようになっているので、元の測定データｖと同じ空間にて再構成画像を生成することができるようになっている。
【０１５８】
【数２１】
0004756193.tif 000022
【０１５９】
なお、この（式２１）において、ｘ及びｙは、それぞれα倍されているので、再生画像がα倍にスケーリング、すなわち、拡大又は縮小されることがわかる。
【０１６０】
ただし、Ｆ−１［‥］は逆フーリエ変換を示し（以下の式において同様）、Nは、測定データνのデータ数を示す。また、この場合に、再構成される画像の分解能及び視野は、（式２２）及び（式２３）によって示される。
【０１６１】
【数２２】
0004756193.tif 000023
【０１６２】
【数２３】
0004756193.tif 000024
【０１６３】
（４）最後に、演算処理部１５１は、（式２１）示されるｅｘｐの値について逆位相項を乗じるか又は絶対値をとることによって、最終的に補正し、第２再構成画像ρ（ｘ，ｙ）の値を算出するようになっている。
【０１６４】
次に、図１１を用いて本実施形態のＭＲＩ装置１００における測定データの取得処理を含む当該測定データの演算処理の動作について説明する。なお、図１１は、本実施形態のＭＲＩ装置１００における測定データの取得処理を含む当該測定データの演算処理の動作を示すフローチャートである。
【０１６５】
まず、システム制御部１５３が、図示しない操作部を介して被検体１０内の所定の検査部位における断層画像（２次元画像）を再構成画像として表示させるための指示を検出すると（ステップＳ２０１）、当該システム制御部１５３は、シーケンサ１５５及びその他の各部を制御し、静磁界を発生させるとともに、予め定められたシーケンスによって、特徴磁界を一定時間発生させた後に、各勾配磁界及び高周波パルスを被検体１０に印加させ、かつ、位相エンコード方向勾配磁界を印加する毎にエコー信号を検出してその位相を検波させ、演算処理部１５１に測定データを取得させる（ステップＳ２０２）。
【０１６６】
次いで、システム制御部１５３は、演算処理部１５１に取得させた測定データに基づいて以下の演算処理を実行させる。
【０１６７】
まず、システム制御部１５３は、演算処理部１５１に測定データｖ（ｋｘ，ｋｙ）を、撮像パラメータαγｂτに基づいて位相変調を施させるとともに、フーリエ変換を実行させ、かつ、フーリエ変換された測定データに対して２次の位相変調項を乗じて位相変調を施させ、所定のデータを生成する（ステップＳ２０３）。
【０１６８】
次いで、システム制御部１５３は、演算処理部１５１に、ステップ２０３にて生成された信号に、逆フーリエ変換を行うとともに、所定の係数及び所定の逆位相項を乗算し、再構成画像ρα（ｘ、ｙ）を生成する（ステップＳ２０４）。
【０１６９】
次いで、システム制御部１５３は、演算処理部１５１に、再構成画像ρα（ｘ、ｙ）を補正し、再構成画像ρ（ｘ，ｙ）の最終的な値を算出させてフレネル再構成画像信号ρＦ（ｘ，ｙ）を生成し（ステップＳ２０５）、予め格納されている模擬感度分布信号ＳＳを乗算して疑似測定データを生成する（ステップＳ２０６）。
【０１７０】
次いで、システム制御部１５３は、測定データに対して逆フーリエ変換を実行して第１再構成画像信号を生成させるとともに、疑似測定データに対して逆フーリエ変換を実行して第２再構成画像信号を生成させる（ステップＳ２０７）。
【０１７１】
次いで、システム制御部１５３は、第１再構成画像信号及び第２再構成画像を用いて連立方程式を解く演算を行い、再構成画像信号ρ（ｘ、ｙ）を生成する（ステップＳ２０８）。
【０１７２】
最後に、システム制御部１５３は、演算処理部１５１に、再構成画像信号ρ（ｘ，ｙ）をディスプレイ１６０に出力させて２次元画像、すなわち、被検体１０における検査部位の断層像を表示させ（ステップＳ２０９）、本動作を終了させる。
【０１７３】
次に、図１２を用いて本実施形態のＭＲＩ装置１００におけるシミュレーションの結果について説明する。なお、図１２は、本実施形態のＭＲＩ装置１００において所定の被検体の再構成画像及び画像再構成演算の各工程における画像の例である。
【０１７４】
第１実施形態と同様に、被検体の基準画像が図１２（ａ）の場合に、当該被検体の基準画像から受信コイル５０によって収集した測定データ、すなわち、位相変調信号の振幅は、図１２（ｂ）に示すように、当該被検体の基準画像をぼかした様相になる。
【０１７５】
また、当該位相変調信号に基づいて逆フーリエ変換を行うと、図１２（ｃ）に示すように、第１再構成画像信号が生成されるとともに、この位相変調信号に対して所定の感度分布信号を乗算して生成された疑似測定データに基づいて逆フーリエ変換を行うと、図１２（ｄ）に示すように、第２再構成画像信号が生成される。
【０１７６】
そして、第１再構成画像信号及び第２再構成画像信号に基づいて、上述の画像再構成演算を実行し、図１２（ｅ）及び（ｆ）の分離画像を算出すると、図１２（ｇ）に示すように、的確に最終的な再構成画像を生成することができるようになっている。
【０１７７】
以上本実施形態のＭＲＩ装置１００は、サンプリング定理を満足しないデータを符号化したとしても、擬似位相変調信号によってその補完を行うことができるので、受信手段に単一コイルを用いること、又は、データのサンプリング数を減少させてデータ収集の時間を短縮することなど、アーチファクト対策及び解像度の維持を実行させつつ、信号測定の簡易化及び装置自体のハードウェア構成の簡略化を行うことができる。
【０１７８】
なお、本実施形態のＭＲＩ装置１００は、受信コイル５０が単一のコイルから構成されるようになっているが、勿論、２以上のコイルから構成されるようにしてもよい。
【０１７９】
この場合には、各コイル毎に感度分布信号を用いることによって画像再構成演算を行うとともに、使用したコイルの数によってデータの取得時間の短縮化を行うことができる。ただし、この場合においては、位相変調信号そのものについても逆フーリエ変換を実行して第１再構成画像信号を生成してもよいし、しなくてもよい。
【０１８０】
また、本実施形態のＭＲＩ装置１００は、コンピュータ及び記録媒体を備え、画像再構成演算処理を実行する場合に、画像再構成演算処理を実行する制御プログラムを格納し、このコンピュータによって当該各制御プログラムを読み込むことによって上述と同様の各処理を行うようにしてもよい。
【０１８１】
さらに、本実施形態では、被検体内の原子核のスピンにおける位相を２次関数状に変調させるためのエネルギーとして２次関数状に変化している特徴磁界を用いて測定データを取得しているが、勾配磁界に対して２次の位相変調を与える高周波パルスを発生させることによって被検体内の原子核のスピンにおける位相を２次関数状に変調させて測定データを取得するようにしてもよい。
【０１８２】
すなわち、均一な静磁界を所定空間内に発生させ、かつ、所定のタイミングにて、所定の空間内に載置された被写体に印加するＸ、Ｙ、Ｚ軸の三軸方向の勾配磁界を発生させるとともに、所定のシーケンスにしたがって、印加された勾配磁界に対して２次の位相変調を与える高周波パルスを被検体に照射し、かつ、照射コイル５０から照射された高周波磁気パルスによる被検体の組織を構成する原子核の磁気共鳴によって放出される各エコー信号を測定データとして検出するようにしてもよい。
【０１８３】
具体的には、本実施形態のＭＲＩ装置２００において、例えば、チャープ波と呼ばれる（式２４）を満たす高周波パルスを勾配磁界Ｇｘの印加のもとで照射すると、被検体内における読み取り方向（ｘ方向）のスピンには（式２５）の２次の位相変調が与えられる。
【０１８４】
【数２４】
0004756193.tif 000025
【０１８５】
【数２５】
0004756193.tif 000026
【０１８６】
なお、ｔは、経過時間、ω０は、共鳴周波数、ｕは、周波数変調の係数を示し、ω０ｔ＋ｕｔ２によって波形の周波数を決定する。また、ａ（ｔ）は、チャープ波の波形に対して外形を与えるための関数（パルスの包絡線を形成するための関数）であり、Ａ（ｘ）は、ａ（ｔ）のフーリエ変換関数である。また、（＊）は、畳み込み積分を示す。
【０１８７】
同様にして、勾配磁界Ｇｙの印加の下で、同様の高周波パルスを与えると位相エンコード方向（ｙ方向）にも２次の位相変調を与えることができる。
【０１８８】
また、高周波パルスを印加する時間を長くとると（式２５）のＡ（ｘ）は、デルタ関数状になり、当該Ａ（ｘ）の項は、ほぼ無視することができる。このとき、本実施形態のＭＲＩ装置は、（式２６）に示す測定データｖを取得することができるようになっている。ただし、（式２６）は（式２７）を満足する。
【０１８９】
【数２６】
0004756193.tif 000027
【０１９０】
【数２７】
0004756193.tif 000028
【０１９１】
ここで、勾配磁界ＧｘおよびＧｙを等しい強度にし、これをＧ（Ｇｘ＝Ｇｙ）とすると、（式２１）となり、本実施形態のＭＲＩ装置２００は、第１実施形態と同形式（式２２）の測定データｖ、すなわち、被検体１０内における原子核のスピンの位相を２次関数状に変調させた測定データｖを取得することができるようになっている。ただし、（式２８）において、（Ｄγ２Ｇ２）／ｕは、第１実施形態の撮像パラメータにおけるγｂτに相当する。
【０１９２】
【数２８】
0004756193.tif 000029
【０１９３】
このため、本実施形態では、再構成される画像サイズを示す予め定められた又は操作者の操作により設定された画像サイズ係数αに基づいて、取得した測定データに対して疑似測定データを生成することができるので、サンプリング定理を満足しないデータを符号化したとしても、疑似測定データである擬似位相変調信号によってその補完を行うことができるとともに、受信手段に単一コイルを用いること、又は、データのサンプリング数を減少させてデータ収集の時間を短縮することなど、アーチファクト対策及び解像度の維持を実行させつつ、信号測定の簡易化及び装置自体のハードウェア構成の簡略化を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１９４】
【図１】本願に係るＭＲＩ装置の第１実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態のＭＲＩ装置における効果を説明するための図である。
【図３】第１実施形態における発明の原理を説明するための図である。
【図４】アーチファクトが発生した再構成画像と画像信号との関係を説明するための図である。
【図５】第１実施形態における再構成画像の生成原理を説明するための図である。
【図６】第１実施形態のパルスシーケンスを示すシーケンス図である。
【図７】第１実施形態における再構成画像の生成過程を説明するための図である。
【図８】第１実施形態のＭＲＩ装置における測定データの取得処理を含む当該測定データの演算処理の動作を示すフローチャートである。
【図９】第１実施形態のＭＲＩ装置における効果を説明するための図である。
【図１０】第２実施形態における再構成画像の生成過程を説明するための図である。
【図１１】第２実施形態のＭＲＩ装置における測定データの取得処理を含む当該測定データの演算処理の動作を示すフローチャートである。
【図１２】第２実施形態のＭＲＩ装置における効果を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１９５】
１０…被検体
２０…静磁界コイル
３０…勾配磁界／特徴磁界コイル
４０…照射コイル
５０…受信コイル
６０…勾配磁界コイル
１００…ＭＲＩ装置
１０５…高安定直流電源部
１１０…勾配磁界電源部
１１５…特徴磁界発生回路
１２０…高周波発信回路
１２５…パルス生成部
１３０…高周波増幅器
１３５…受信回路
１４０…位相検波器
１４５…Ａ／Ｄ変換器
１５０…信号処理制御部
１５１…演算処理部
１５３…システム制御部
１５５…シーケンサ
１６０…ディスプレイ
【図１】
0004756193.tif 000030
【図２】
0004756193.tif 000031
【図３】
0004756193.tif 000032
【図４】
0004756193.tif 000033
【図５】
0004756193.tif 000034
【図６】
0004756193.tif 000035
【図７】
0004756193.tif 000036
【図８】
0004756193.tif 000037
【図９】
0004756193.tif 000038
【図１０】
0004756193.tif 000039
【図１１】
0004756193.tif 000040
【図１２】
0004756193.tif 000041