(57)【要約】【課題】空間選択的かつ周波数選択的に磁気共鳴信号を発生させる場合に、空間選択性および周波数選択性の制限を緩和することが可能な磁気共鳴撮影装置および磁気共鳴画像生成方法を提供する。【解決手段】RFコイル部と勾配コイル部とにより被検体の被検部位の所定のスライスにおける脂肪の周波数成分を抑制させる第１のパルスシーケンスPS１を印加する際に、同じ面積ar１の正のパルスPLPと負のパルスPLNとが交互に連続的につながり、正のパルスPLPの大きさHT１と負のパルスPLNの大きさHT２との比がHT１：HT２＝１：２である勾配磁場パルス５１aを勾配コイル部により印加し、正のパルスPLPと共に、空間選択的周波数選択のためのRF波５０aの各パルスをRFコイル部により印加する。【選択図】図２
2005087375.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静磁場内の被検体の被検部位にRF波を印加するRF波印加手段と、前記被検部位に位置情報を付与して選択領域を設定する勾配磁場を印加する勾配磁場印加手段と、前記選択領域のプロトンからの磁気共鳴信号を検出する検出手段とを備え、前記検出手段により検出した前記磁気共鳴信号に基づいて前記被検部位の画像データを生成する磁気共鳴撮影装置であって、
前記RF波印加手段と前記勾配磁場印加手段と前記検出手段とを組み合わせて、
前記選択領域における対象プロトンの抑制または励起のための第１のパルスシーケンスと、前記対象プロトンの共鳴周波数の周波数成分が抑制または励起された前記磁気共鳴信号を、前記選択領域を含む領域から収集する第２のパルスシーケンスと
を実行させる制御手段を有し、
前記制御手段は、前記第１のパルスシーケンスにおいて、
面積が同じで極性が異なる前記勾配磁場のパルスの正負の極性の大きさを非対称にし、
前記極性の大きさがより小さい前記勾配磁場のパルスと共に、前記RF波を印加させる
磁気共鳴撮影装置。
【請求項２】
前記勾配磁場のパルスの非対称な極性のそれぞれの大きさは、当該勾配磁場のパルスによる残留磁気の影響を打ち消すような大きさである
請求項１に記載の磁気共鳴撮影装置。
【請求項３】
前記勾配磁場のパルスの極性の大きさの比が１：２である
請求項２に記載の磁気共鳴撮影装置。
【請求項４】
前記静磁場を永久磁石によって形成する
請求項３に記載の磁気共鳴撮影装置。
【請求項５】
前記制御手段は、
前記第１のパルスシーケンスにおける前記勾配磁場の最初のパルスと面積が同じで極性が異なる勾配磁場のパルスを、当該第１のパルスシーケンスの前に印加する
請求項１〜４のいずれかに記載の磁気共鳴撮影装置。
【請求項６】
前記静磁場が、その磁界強度が０．２〜０．７テスラの低中磁場である
請求項１〜５のいずれかに記載の磁気共鳴撮影装置。
【請求項７】
前記第１のパルスシーケンスが、脂肪のプロトンの共鳴周波数の抑制または励起のためのパルスシーケンスである
請求項１〜６のいずれかに記載の磁気共鳴撮影装置。
【請求項８】
前記第１のパルスシーケンスが、水のプロトンの共鳴周波数の抑制または励起のためのパルスシーケンスである
請求項１〜６のいずれかに記載の磁気共鳴撮影装置。
【請求項９】
静磁場内の被検体の被検部位にRF波を印加するRF波印加手段と、前記被検部位に位置情報を付与して選択領域を設定する勾配磁場を印加する勾配磁場印加手段とを備え、前記選択領域のプロトンからの磁気共鳴信号に基づいて前記被検部位の画像データを生成する磁気共鳴撮影装置を用いた磁気共鳴画像生成方法であって、
前記RF波印加手段と前記勾配磁場印加手段とにより前記選択領域における対象プロトンの抑制または励起のためのパルスシーケンスを実行して、前記対象プロトンの共鳴周波数の周波数成分が抑制または励起された前記磁気共鳴信号を、前記選択領域を含む領域から発生させる磁気共鳴信号発生ステップを有し、
前記磁気共鳴信号発生ステップにおいて、面積が同じで極性が異なり当該極性の正負の大きさが非対象な前記勾配磁場のパルスを前記勾配磁場印加手段により印加し、前記極性の大きさがより小さい前記勾配磁場のパルスと共に、前記RF波印加手段により前記RF波を印加する
磁気共鳴画像生成方法。
【請求項１０】
前記勾配磁場のパルスの非対称な極性のそれぞれの大きさは、当該勾配磁場のパルスによる残留磁気の影響を打ち消すような大きさである
請求項９に記載の磁気共鳴画像生成方法。
【請求項１１】
前記勾配磁場のパルスの極性の大きさの比を１：２とする
請求項１０に記載の磁気共鳴画像生成方法。
【請求項１２】
前記静磁場を永久磁石によって形成する
請求項１１に記載の磁気共鳴画像生成方法。
【請求項１３】
前記パルスシーケンスにおける前記勾配磁場の最初のパルスと面積が同じで極性が異なる勾配磁場のパルスを、当該パルスシーケンスの前に印加する
請求項９〜１２のいずれかに記載の磁気共鳴画像生成方法。
【請求項１４】
前記静磁場が、その磁界強度が０．２〜０．７テスラの低中磁場である
請求項９〜１３のいずれかに記載の磁気共鳴画像生成方法。
【請求項１５】
前記パルスシーケンスが、脂肪のプロトンの共鳴周波数の抑制または励起のためのパルスシーケンスである
請求項９〜１４のいずれかに記載の磁気共鳴画像生成方法。
【請求項１６】
前記パルスシーケンスが、水のプロトンの共鳴周波数の抑制または励起のためのパルスシーケンスである
請求項９〜１４のいずれかに記載の磁気共鳴画像生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定の周波数成分を抑制または励起した磁気共鳴信号を被検体の被検部位の特定領域から発生させて撮影を行なう磁気共鳴撮影装置および磁気共鳴画像生成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴撮影（Magnetic Resonance Imaging：MRI）は、静磁場中の被検体に勾配磁場およびRF（Radio Frequency）波を印加し、被検部位のプロトンからエコーとして放射される磁気共鳴信号に基づいて画像を生成する技術である。
【０００３】
磁気共鳴撮影の一種として、SPSP（spectral spatial）法等の方法のように、特定周波数を抑制した磁気共鳴信号を収集し、この特定周波数が抑制された磁気共鳴信号に基づいて画像を生成する手法が知られている（たとえば、非特許文献１，２参照。）。
SPSP法においては、正負に振動する勾配磁場と共に所定のRF波の連なりを被検体に印加する。これにより、被検体の被検部位の所定の領域から、脂肪等の所望の組織の周波数が抑制された磁気共鳴信号を得ることができる。
被検部位の所望の領域を選択するときの精度を空間選択性という。また、磁気共鳴信号において脂肪の周波数を抑制することを脂肪抑制といい、脂肪抑制等のために特定の周波数帯の磁気共鳴信号を得ることを周波数選択性という。
【非特許文献１】フリッツ・シック（Fritz Schick）他，「高選択性の水・脂肪撮影のマルチスライス・シーケンスへのB1場不均一性に対する不感な適用（Highly Selective Water and Fat Imaging Applying Multislice Sequences without Sensitivity to B1 Field Inhomogeneities）」，マグネティック・レゾナンス・イン・メディシン（Magnetic Resonance in Medicine）１９９７年，38:p269-274
【非特許文献２】ジェイ・フォースター（J Forster）他，「MRアンギオグラフィにおける空間的・スペクトル的選択性プリパルスを用いたスライス選択性脂肪抑制（Slice-Selective Fat Saturation in MR Angiography Using Spatial-Spectral Selective Prepulses）」，ジャーナル・オブ・マグネティック・レゾナンス・イメージング（Journal of Magnetic Resonance Imaging）１９９８年，8(3):p583-589
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、SPSP法において空間選択性を決めるRF波を被検体に印加できる時間は、静磁場の大きさによって決まる。このため、たとえば、ハードウェアの性能に起因して静磁場の大きさに制限がある場合には、RF波を印加可能な時間が制限される。その結果、十分な空間選択性を得ることができないという不都合が発生する場合があった。
【０００５】
また、SPSP法においては、被検体に印加する正負に振動する勾配磁場に起因して発生する残留磁気の影響によって、十分な脂肪抑制効果が得られないという不都合も存在した。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、空間選択的かつ周波数選択的に磁気共鳴信号を発生させる場合に、空間選択性および周波数選択性の制限を緩和することが可能な磁気共鳴撮影装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、空間選択的かつ周波数選択的に磁気共鳴信号を発生させる場合に、空間選択性および周波数選択性の制限を緩和することが可能な磁気共鳴画像生成方法を提供することにもある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る磁気共鳴撮影装置は、静磁場内の被検体の被検部位にRF波を印加するRF波印加手段と、前記被検部位に位置情報を付与して選択領域を設定する勾配磁場を印加する勾配磁場印加手段と、前記選択領域のプロトンからの磁気共鳴信号を検出する検出手段とを備え、前記検出手段により検出した前記磁気共鳴信号に基づいて前記被検部位の画像データを生成する磁気共鳴撮影装置であって、前記RF波印加手段と前記勾配磁場印加手段と前記検出手段とを組み合わせて、前記選択領域における対象プロトンの抑制または励起のための第１のパルスシーケンスと、前記対象プロトンの共鳴周波数の周波数成分が抑制または励起された前記磁気共鳴信号を、前記選択領域を含む領域から収集する第２のパルスシーケンスとを実行させる制御手段を有し、前記制御手段は、前記第１のパルスシーケンスにおいて、面積が同じで極性が異なる前記勾配磁場のパルスの正負の極性の大きさを非対称にし、前記極性の大きさがより小さい前記勾配磁場のパルスと共に、前記RF波を印加させる。
【０００８】
また、本発明に係る磁気共鳴画像生成方法は、静磁場内の被検体の被検部位にRF波を印加するRF波印加手段と、前記被検部位に位置情報を付与して選択領域を設定する勾配磁場を印加する勾配磁場印加手段とを備え、前記選択領域のプロトンからの磁気共鳴信号に基づいて前記被検部位の画像データを生成する磁気共鳴撮影装置を用いた磁気共鳴画像生成方法であって、前記RF波印加手段と前記勾配磁場印加手段とにより前記選択領域における対象プロトンの抑制または励起のためのパルスシーケンスを実行して、前記対象プロトンの共鳴周波数の周波数成分が抑制または励起された前記磁気共鳴信号を、前記選択領域を含む領域から発生させる磁気共鳴信号発生ステップを有し、前記磁気共鳴信号発生ステップにおいて、面積が同じで極性が異なり当該極性の正負の大きさが非対象な前記勾配磁場のパルスを前記勾配磁場印加手段により印加し、前記極性の大きさがより小さい前記勾配磁場のパルスと共に、前記RF波印加手段により前記RF波を印加する磁気共鳴画像生成方法である。
【０００９】
本発明においては、制御手段がRF波印加手段と勾配磁場印加手段とを組み合わせて所定のパルスシーケンスに従って駆動させて、被検部位の所定の選択領域における対象プロトンを抑制または励起させる。制御手段は、このパルスシーケンスにおいて、面積が同じで極性が異なりこの極性の正負の大きさが非対象な勾配磁場のパルスを勾配磁場印加手段により印加し、極性の大きさがより小さい勾配磁場のパルスと共に、RF波印加手段によりRF波を印加する。これにより、被検部位からは、選択領域においては対象プロトンの共鳴周波数の周波数成分が抑制または励起された磁気共鳴信号が得られる。
被検部位からのこの磁気共鳴信号が、検出手段によって検出される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、空間選択的かつ周波数選択的に磁気共鳴信号を発生させる場合に、空間選択性および周波数選択性の制限を緩和することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら述べる。
【００１２】
〔第１実施形態〕
まず、本発明の第１実施形態に係るMR（Magnetic Resonance）撮影装置の構成例について述べる。
図１が、第１実施形態に係るMR撮影装置１００の構成を概略的に示す概略構成図である。
MR撮影装置１００は、本体部１１０と、コンソール部２８０とを有している。図１においては、本体部１１０を、要部の模式的な斜視透視図として描いている。
本体部１１０は、マグネットシステムと駆動部２５０とをさらに有している。
【００１３】
マグネットシステムは、本体部１１０の筐体１４１内に、片方ずつが対向して配置される、それぞれ１対の静磁場発生用マグネット部１５０a，１５０b、勾配コイル部１６０a，１６０b、およびRF（Radio Frequency）コイル部１８０a，１８０bを含む。
これらは、たとえば、RFコイル部１８０a，１８０b、勾配コイル部１６０a，１６０b、静磁場発生用マグネット部１５０a，１５０bの順で内側から対向して配置される。最内側のRFコイル部１８０aと１８０bとの間に、図示しない被検体が配置されるボア１４１aが形成される。
図１に示すようなMR撮影装置１００は、ボア１４１aの大部分が解放される形状に筐体１４１が構成されているため、オープンタイプのMR撮影装置と呼ばれる。
【００１４】
駆動部２５０はRFコイル駆動部１２と、勾配コイル駆動部１３と、データ収集部１４と、マグネットシステム制御部１５とを含む。これらは、図１においては接続関係を明確に図示するために本体部１１０とは離して描いているが、実際には、たとえば、本体部１１０の筐体１４１内に設けられる。
マグネットシステム制御部１５が、RFコイル駆動部１２と勾配コイル駆動部１３とデータ収集部１４とにそれぞれ接続される。
また、RFコイル駆動部１２とデータ収集部１４とがRFコイル部１８０a，１８０bに接続される。勾配コイル駆動部１３は勾配コイル部１６０a，１６０bに接続される。
【００１５】
本発明におけるRF波印加手段の一実施態様がRFコイル部１８０a，１８０bとRFコイル駆動部１２とを含んで構成される。本発明における勾配磁場印加手段の一実施態様が勾配コイル部１６０a，１６０bと勾配コイル駆動部１３とを含んで構成される。また、検出手段の一実施態様がRFコイル部１８０a，１８０bとデータ収集部１４とを含んで構成される。本発明における制御手段の一実施態様が、マグネットシステム制御部１５に相当する。
【００１６】
静磁場発生用マグネット部１５０a，１５０bは、たとえば、永久磁石を用いて構成する。対向配置される静磁場発生用マグネット部１５０a，１５０bにより、ボア１４１aに静磁場が形成される。
静磁場発生用マグネット部１５０a，１５０bにより形成される静磁場の方向を、たとえば、y方向とする。図１に示すように、本実施形態においては静磁場発生用マグネット部１５０a，１５０bを縦方向に対向配置しているため、縦方向がy方向となる。縦方向の静磁場は垂直磁場とも呼ばれる。
また、y方向に直交する２つの方向を、図１に示すようにそれぞれx方向、z方向とする。図示はしないが、被検体の頭部から脚部に向かう体軸方向がz方向に一致するように、被検体がボア１４１a内に位置付けられることが多い。
【００１７】
オープンタイプのMR撮影装置においては、静磁場の磁界強度は現状０．２〜０．７テスラ（T）程度である。０．２〜０．７テスラ程度のマグネットシステムは、低中磁場のシステムと呼ばれる。
【００１８】
勾配コイル部１６０a，１６０bには、RFコイル部１８０a，１８０bが検出する磁気共鳴信号に３次元の位置情報を持たせるために３系統、即ち３つの勾配コイルのペアが存在する。勾配コイル部１６０a，１６０bは、これらの勾配コイルを用いて、静磁場発生用マグネット部１５０a，１５０bが形成した静磁界の強度にx，y，zの３方向の勾配を付ける勾配磁場を発生させる。
これら３方向の勾配磁場は、１つが被検部位のスライスを選択するスライス選択勾配磁場であり、１つが位相エンコード勾配磁場であり、もう１つが読み取り勾配磁場（周波数エンコード勾配磁場とも言う）である。
【００１９】
RFコイル部１８０a，１８０bには、送信用RFコイルと受信用RFコイルとが含まれる。送信用RFコイルは、静磁場中にある被検体の被検部位に、被検部位のプロトンのスピン回転軸を傾けるためのRF帯の磁場を印加する。以下では、このRF帯の磁場を、単にRF波と呼ぶ。
送信用RFコイルによるRF波の印加を停止した際には、被検部位のスピンに起因して、印加したRF波の周波数帯域と同じ共鳴周波数の周波数成分を有する磁気共鳴信号が被検部位から再放射される。受信用RFコイルは、被検部位からのこの磁気共鳴信号を検出する。
【００２０】
送信用RFコイルと受信用RFコイルとを同じコイルで兼用してもよいし、たとえば、RFコイル部１８０aのRFコイルを送信用コイルとし、RFコイル部１８０bのRFコイルを受信用RFコイルとするように、それぞれ専用のコイルを用いてもよい。
RFコイル部１８０a，１８０bのように筐体１４１内に収容されるRFコイルだけでなく、被検体の頭部や腹部や肩等の被検部位に応じた専用のRFコイルを送信・受信用RFコイルとして用いることもできる。
なお、RF波の周波数の範囲は、たとえば、２．１３MHzから８５MHzの範囲である。
【００２１】
勾配コイル駆動部１３は、静磁界の強度に３次元の勾配を付ける勾配磁場を発生させるための勾配磁場励起信号を、上述の３系統の勾配コイルにそれぞれ送信する。
勾配コイル駆動部１３からの勾配磁場励起信号を受けて勾配コイル部１６０a，１６０bが駆動され、静磁界の強度に３次元の勾配が発生することにより、被検体における撮影対象領域を規定することができる。撮影領域は、所定厚さの断層のスライス単位で規定される。図１に、xy平面に平行な複数のスライスSをz方向に配列した例を示す。しかし、図１に示す配列は単なる一例であり、ボア１４１a内における任意の位置にスライスを設定することができる。
【００２２】
RFコイル駆動部１２は、RFコイル部１８０a，１８０bにRF波励起信号を与えることによりボア１４１a内の被検体にRF波を印加させる。このRF波の印加により、被検部位のプロトンのスピン回転軸の傾きを変化させることができる。
【００２３】
データ収集部１４は、RFコイル部１８０a，１８０bによって検出された磁気共鳴信号を取り込み、それを磁気共鳴画像生成のための元データとして収集する。
データ収集部１４は、たとえば、１つの画像を生成するためのデータを全て収集した後に、収集したデータを後述するコンソール部２８０のデータ処理部１８に送信する。
また、データ収集部１４は、取り込んだ磁気共鳴信号に関するデータの一部をマグネットシステム制御部１５にも送信する。
【００２４】
マグネットシステム制御部１５は、コンソール部２８０のMR撮影装置制御部１７からの指令信号を受けて、RF波、勾配磁場および磁気共鳴信号が所定のパルスシーケンスに従うようにRFコイル駆動部１２、勾配コイル駆動部１３およびデータ収集部１４を制御する。
パルスシーケンスとは、RF波、勾配磁場および磁気共鳴信号のパルス波形（以下、単にパルスという）を経過時間に沿って示したものであり、各パルスがパルスシーケンスによって規定された形となるようなRF波励起信号および勾配磁場励起信号が、RFコイル駆動部１２および勾配コイル駆動部１３からRFコイル部１８０a，１８０bおよび勾配コイル部１６０a，１６０bにそれぞれ入力される。
【００２５】
コンソール部２８０は、本体部１１０によって被検体の磁気共鳴画像を入手するために、マグネットシステム制御部１５への指令パラメータの入力や、撮影開始指令の入力等の各種操作を行なうためのものである。
図１に示すように、コンソール部２８０は、MR撮影装置制御部１７と、データ処理部１８と、操作部１９と、表示部２０とを有する。
【００２６】
MR撮影装置制御部１７は、データ処理部１８と表示部２０とに接続されている。また、データ処理部１８は表示部２０に接続されている。
さらに、データ処理部１８にはデータ収集部１４が接続され、MR装置制御部１７には操作部１９が接続される。
【００２７】
操作部１９は、たとえば、キーボードやマウス等の入力デバイスにより実現される。操作部１９を介して、コンソール部２８０を操作するオペレータからの指令信号がMR装置制御部１７に入力される。
【００２８】
MR撮影装置制御部１７は、たとえば、CPU等の演算のためのハードウェアと、このハードウェアの駆動のためのプログラム等のソフトウェアとによって実現される。
上記のプログラムは、たとえば、RAM（Random Access Memory）やハードディスクドライブによって実現される図示しない記憶部に記憶されている。
MR撮影装置制御部１７は、操作部１９を介して入力されたオペレータからの指令を実現するように、マグネットシステム制御部１５、データ処理部１８、および表示部２０を統合的に制御する。本体部１１０のハードウェア的な制限等の制限が存在する場合には、MR装置制御部１７は入力された指令を実行することができない旨を表示部２０に表示させる。
【００２９】
データ処理部１８は、データ収集部１４から送信された磁気共鳴信号のデータに対して、操作部１９およびMR装置制御部１７を介したオペレータからの指令に基づいて演算処理や画像処理等の所定の処理を施して磁気共鳴画像を生成する処理を実行する。データ処理部１８によって生成された画像は、図示しない記憶部に記憶させておくことができる。
【００３０】
データ処理部１８が生成した画像は、オペレータからの要求に応じて、適宜表示部２０に表示される。
表示部２０は、たとえば、液晶表示パネルやCRT（Cathode-Ray Tube）等のモニタによって実現される。
また、表示部２０には、MR撮影装置１００を操作するための操作画面も表示される。
【００３１】
以上の構成により、MR撮影装置１００を用いて被検体の磁気共鳴画像を生成することができる。以下では、図２を参照しながら、磁気共鳴画像生成のために用いる磁気共鳴信号発生のためのパルスシーケンスの一例について述べる。
図２に示すパルスシーケンスにおいて、横軸は左側から右側へ進む経過時間tを表わしている。各グラフは、図２の上から順にRF波印加パルスシーケンスRF、スライス選択勾配磁場印加パルスシーケンスG_slice、位相エンコード勾配磁場印加パルスシーケンスG_phase、読み取り勾配磁場印加パルスシーケンスG_read、磁気共鳴信号発生シーケンスSignalをそれぞれ表わしている。
【００３２】
シーケンスRFは、RFコイル部１８０a，１８０bから被検体に印加されるRF波の波形を示している。
シーケンスG_sliceは、被検部位の撮影スライス選択のために勾配コイル部１６０a，１６０bが被検部位に印加するスライス選択勾配磁場パルスの波形を表わしている。
シーケンスG_phaseは、被検体の位相方向の位置情報のエンコーディングに用いるために勾配コイル部１６０a，１６０bが被検部位に印加する位相エンコード勾配磁場パルスの波形を表わしている。
シーケンスG_readは、RFコイル部１８０a，１８０bによりRF波が印加された被検部位から磁気共鳴信号を放出させるために勾配コイル部１６０a，１６０bが被検部位に印加する読み取り勾配磁場パルスの波形を表わしている。
シーケンスSignalは、被検部位から放出され、RFコイル部１８０a，１８０bが検出する磁気共鳴信号５４を表わしている。
【００３３】
なお、RF波を印加して位相エンコード勾配磁場により位相エンコードするステップは、目的とする画像のピクセルサイズに応じて、位相エンコード勾配磁場の大きさを変化させながら所定回数繰返される。この作業を、図２のシーケンスG_phaseにおける複数の位相エンコード勾配磁場パルス５２により表現している。
【００３４】
第１実施形態に係る磁気共鳴信号発生のためのパルスシーケンスは、図２に示すように、大別して第１のパルスシーケンスPS１と、第２のパルスシーケンスPS２とを有する。
【００３５】
第１のパルスシーケンスPS１は、静磁場中の被検体に設定する複数のスライスSのうちの所定のスライスのみにおける所定の周波数を抑制または励起することが可能なパルスシーケンスである。
このように空間選択的、周波数選択的に磁気共鳴信号を発生させることができるパルスシーケンスとしては、たとえば、SPSP（spectral spatial）法のパルスシーケンスを用いることができる。
SPSP法については、たとえば前述の非特許文献１および２に記載されているため、詳細な記述は省略するが、図２のRF波５０aおよびスライス選択勾配磁場パルス５１aに示すように、正負に交互に極性が変わるスライス選択勾配磁場パルスを連続的に印加しながら所定の波形のRF波を印加することにより、対象プロトンを抑制または励起させる領域を選択することができる。
【００３６】
以下では、脂肪を対象プロトンとし、第１のパルスシーケンスPS１により磁気共鳴信号５４において脂肪の共鳴周波数帯の周波数成分を抑制する場合を一例に挙げて述べる。しかしながら、SPSP法においては、RF波５０aおよびスライス選択勾配磁場パルス５１aの波形を適宜変更することにより、脂肪の共鳴周波数帯の周波数成分を励起させるようにすることもできる。SPSP法のパルスシーケンスは周波数選択的なパルスシーケンスであるため、脂肪に限らず、たとえば、水の共鳴周波数帯の周波数成分を抑制または励起させることも可能である。
【００３７】
SPSP法等の空間選択的、周波数選択的なパルスシーケンスを用いる手法において、空間選択性を決めるためのRF波５０aを印加することができる１回のサイクル時間TWは、静磁場の大きさによってほぼ決まる。たとえば、静磁場の大きさが０．３５テスラ（T）のときには、サイクル時間TWは約６〜８msである。
スライスSの厚さを薄くして空間選択性を向上させるためには、より大きなスライス選択勾配磁場パルス５１aを印加する必要がある。しかし、スライス選択勾配磁場パルス５１aの立ち上がり時間および立ち下がり時間、即ち傾きDKはMR撮影装置１００のハードウェアの性能によって限界が存在する。このため、スライス選択勾配磁場パルス５１aを大きくしようとすると、スライス選択勾配磁場パルス５１aの各パルスにおいてRF波５０aの実際のパルスを印加可能なフラットな部分の長さRW１が短くなる。
【００３８】
本実施形態においては、長さWFを可能な限り長くするために、第１のパルスシーケンスにおいて印加するスライス選択勾配磁場パルス５１aを、正負のそれぞれの極性において面積が同じで極性の大きさが非対称なパルスとする。
つまり、スライス選択勾配磁場パルス５１aの正のパルスPLPと負のパルスPLNとは、その面積が等しい。本実施形態においては、各パルスPLP，PLNの面積をar１とする。また、正のパルスPLPの極性の大きさHT１と負のパルスPLNの極性の大きさHT２とは相異なっており、大きさが０の軸に対して非対称となっている。
【００３９】
本実施形態においては、たとえば、負のパルスPLNの大きさHT２を正のパルスPNPの大きさHT１よりも大きくしている。これにより、傾きDKが一定の場合に、正のパルスPLPにおけるフラットな部分の長さは、負のパルスPLNの場合よりも長くなる。
本実施形態においては、RF波５０aを可能な限り長く印加するために、極性の大きさがより小さくそれゆえフラットな部分がより長い正のパルスPLPと共にRF波５０aの各パルスを印加している。
【００４０】
また、静磁場発生用マグネット部１５０a，１５０bに永久磁石を用いた場合には、残留磁気が発生するヒステリシスが存在することが知られている。残留磁気により静磁場の磁界強度が変化するため磁気共鳴信号に影響が現れ、十分な脂肪抑制効果が得られないことや、第２のパルスシーケンスPS２において得られる磁気共鳴信号５４が所望の信号とは異なる等の悪影響が生じる可能性がある。
本実施形態においては、正のパルスPLPの大きさHT１と負のパルスPLNの大きさHT２とが異なっていることにより、残留磁気の影響を抑制することもできる。以下にその詳細を示す。
【００４１】
図４は、残留磁気のヒステリシスについて述べるための図である。図４の横軸はスライス選択勾配磁場パルス５１aの大きさ、即ち勾配の大きさを表わしており、縦軸は残留磁気を表わしている。
図４に示すように、永久磁石を用いた静磁場発生用マグネット１５０a，１５０bに生じる残留磁気には、その大きさが勾配の大きさの変化の経路に依存して変化するヒステリシスが存在することが知られている。図４に示すような勾配の大きさの変化がgから−gまでのループを考える。このとき、たとえば、勾配の大きさが−g／２の点から図中の矢印の向きに勾配の大きさを変化させるとする。勾配の大きさが−g／２の点では、残留磁気は０となっている。
ループに従って勾配の大きさを−gまで負の方向に大きくし、その後再び−g／２まで戻したとしても、残留磁気は０とはならず−M残っている。この残留磁気を解消するためには、勾配の大きさをg／２まで大きくする必要がある。
つまり、勾配の大きさをgから−gまで連続的に変化させるループにおいては、残留磁気が一度０となった点から次に０とするためには、勾配の大きさは−gからg／２まで、またはgから−g／２まで連続的に変化させる必要がある。
以上のように、極性が反対で絶対値の大きさが２：１の勾配磁場を続けて印加したときに、残留磁気は解消されることが知られている。この性質は、永久磁石を用いたマグネットシステムであれば、形成する静磁場の大きさに関わらずほとんど全てのマグネットシステムについて当てはまる。
【００４２】
したがって、本実施形態においては、残留磁気の影響を抑制するために、正のパルスの大きさHT１と負のパルスの大きさHT２との比を図２に示すようにHT１：HT２＝１：２とする。
これにより、第１のパルスシーケンスPS１の開始の時点における残留磁気が０であったとすると、RF波５０aの各パルスの印加のサイクル毎に考えれば、図２に示す時刻t１の時点において最初に残留磁気の影響を無くすことができる。
なお、HT１：HT２＝１：２の場合に限らず、大きさHT１と大きさHT２とが異なっていれば、残留磁気の影響をある程度抑制することが可能である。
【００４３】
第１のパルスシーケンスPS１実行後の第２のパルスシーケンスPS２においては、スピンエコー（spin echo）法やグラディエントエコー（gradient echo）法、エコープラナーイメージング（echo planar imaging）法等のパルスシーケンスを適宜適用することができる。
図２には、一例として、グラディエントエコー法によって被検体から磁気共鳴信号を入手するパルスシーケンスを挙げている。
【００４４】
グラディエントエコー法においては、図２に示すように、スライス選択勾配磁場パルス５１bの印加によりスライスを選択した状態において、RF波５０bを被検体に印加する。このとき選択するスライスは、第１のパルスシーケンスPS１において脂肪を抑制する対象としたスライスである。
【００４５】
磁気共鳴信号５４を発生させるためのRF波５０bを印加した後に、図２に示すように位相エンコード勾配磁場パルス５２を印加して位相エンコード方向において位置情報を付与するエンコーディングを行ないながら、読み出し勾配磁場パルス５３を被検部位に印加する。読み出し勾配磁場パルス５３の印加により、スライス選択勾配磁場パルス５１bによって選択したスライスからのエコーとしての磁気共鳴信号５４がRFコイル部１８０a，１８０bにより検出される。
【００４６】
なお、磁気共鳴信号５４を取得するために印加するRF波５０bの中心から磁気共鳴信号５４の中心までの時間を、エコー時間TEという。
また、第１のパルスシーケンスPS１の開始から第２のパルスシーケンスPS２の終了までの時間を、繰返し時間TRという。
【００４７】
以上のように、本実施形態においては、被検部位の特定のスライスにおける特定の組織（たとえば脂肪）のプロトンの共鳴周波数を抑制または励起するために、スライス選択勾配磁場パルス５１aを印加する。本実施形態においては、正負における面積が同じこのスライス選択勾配磁場パルス５１aについて、正のパルスPLPの大きさHT１を負のパルスPLNの大きさHT２よりも小さくし、大きさが０の軸について非対称にしている。これにより、極性の大きさが小さい正のパルスPLPにおいては、フラットな部分の長さRW１が負のパルスPLNよりも大きくなる。したがって、ハードウェアの制限等によりRF波５０aを印加可能なサイクル時間TWが制限されていたとしても、正のパルスPLPと共にRF波５０aの各パルスを印加することにすれば、より長くRF波５０aを印加できるようになる。RF波５０aの印加時間は第１のパルスシーケンスPS１による空間選択性に直接的に関係するため、本実施形態によればより正確に所望のスライスを選択することが可能になる。
また、本実施形態においては、HT１：HT２＝１：２とすることにより、残留磁気の影響を無くすことができる。その結果、残留磁気に起因する静磁場の磁界強度の変化を防止してより確実な周波数選択効果を得ることができ、磁気共鳴画像の画質を向上させることができる。
さらに、正負のパルスの大きさHT１，HT２が必ずしも１：２でなくとも残留磁気の影響はある程度抑制でき、また大きさHT１，HT２に応じてフラットな部分の長さRW１の大きさを変化させることができるため、パルスシーケンスの波形を適宜変化させることができパルスシーケンス設計の自由度が向上する。
【００４８】
RF波５０aを印加可能なサイクル時間TWは静磁場の大きさに直接的に関係し、静磁場の磁界強度が小さいほどサイクル時間TWは短くなる。本実施形態は限られたサイクル時間TWの範囲でRF波５０aのパルスの印加時間を長くすることができるため、低中磁場のマグネットシステムにおいて特に有効であるといえる。
低中磁場用のマグネットシステムには主として永久磁石が用いられるため、本実施形態は永久磁石のマグネットシステムに対して特に有効であるといえる。
【００４９】
〔第２実施形態〕
スライス選択勾配磁場パルス５１aの波形を変更することにより、残留磁気の影響をより早い時点で無くすことができる。そのためのスライス選択勾配磁場パルスについて以下に述べる。
図３が、第２実施形態おいて第１のパルスシーケンスPS１の代わりに用いるパルスシーケンスPS３を示す図である。
第２実施形態は、第１のパルスシーケンスPS１の代わりにパルスシーケンスPS３を用いる点以外は第１実施形態と同じであるため、同一部分についての詳細な記載は省略する。
【００５０】
パルスシーケンスPS３は、第１実施形態に係る第１のパルスシーケンスPS１の前に、第１のパルスシーケンスPS１におけるスライス選択勾配磁場パルス５１aの最初のパルスと面積が同じで極性が異なるスライス選択勾配磁場のパルスPLRを付加したものである。
ただし、図３においては、シーケンスRFおよびシーケンスG_sliceのグラフと時間tの軸のみを示している。第１実施形態と同様に、時間tは左側から右側に向かって流れる。
【００５１】
たとえば、本実施形態においては、正のスライス選択勾配磁場パルスPLPの前に、このパルスPLPに繋がるように負のパルスPLRを設けている。このパルスPLRの面積は、スライス選択勾配磁場パルス５１aの各パルスの面積ar１と同じである。
この負のパルスPLRの大きさHT３と正のパルスPLPの大きさHT１との比を、第１実施形態と同様にHT１：HT３＝１：２とすれば、図３に示す時刻t２の時点において最初に残留磁気の影響を無くすことができる。
【００５２】
第１のパルスシーケンスPS１と第２実施形態に係るパルスシーケンスPS３とを比較すると、第１のパルスシーケンスPS１においてはRF波５０aのパルス５０a１とパルス５０a２の２つのパルスの印加が終了した時刻が時刻t１になっている。一方、パルスシーケンスPS３においては、パルス５０a１のみが終了した時刻が、残留磁気の影響を無くすことができる時刻t２になっている。
このように、第２実施形態によれば、第１実施形態の場合と同様の効果に加えて、残留磁気の影響をより早く無くすことができるという効果が得られる。
【００５３】
なお、本発明は上述の実施の形態に限定されず、特許請求の範囲内において適宜変更可能である。
たとえば、図１に示すようなオープンタイプのマグネットシステムを有するMR撮影装置１００に限らず、ボアが円筒状に形成されているいわゆるシリンドリカルタイプのマグネットシステムを有するMR撮影装置にも本発明は適用可能である。静磁場形成のためには、永久磁石に限らず、常伝導磁石や超伝導磁石を用いてもよい。
また、上記実施の形態においては、第２のパルスシーケンスPS２としてはグラディエントエコー法のシーケンスを使用した場合について述べたが、本発明においてはスピンエコー法等のその他の磁気共鳴信号収集シーケンスを用いてもよい。第１のパルスシーケンスPS１としては、空間選択的、周波数選択的に磁気共鳴信号を発生させることが可能であれば、SPSP法以外のパルスシーケンスを適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、磁気共鳴信号を利用して被検体の撮影を行なう磁気共鳴撮影の分野において好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の第１実施形態に係るMR撮影装置の構成を概略的に示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態において磁気共鳴信号発生のために用いるパルスシーケンスの一例を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態において磁気共鳴信号発生のために用いるパルスシーケンスの要部の一例を示す図である。
【図４】残留磁気のヒステリシスを示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１２…RFコイル駆動部
１３…勾配コイル駆動部
１４…データ収集部
１５…マグネットシステム制御部（制御手段）
５０a，５０b…RF波
５１a，５１b…スライス選択勾配磁場パルス
５２…位相エンコード勾配磁場パルス
５３…読み取り勾配磁場パルス
５４…磁気共鳴信号
１００…MR撮影装置
１１０…本体部
１５０a，１５０b…静磁場発生用マグネット部
１６０a，１６０b…勾配コイル部
１８０a，１８０b…RFコイル部
２５０…駆動部
PS１…第１のパルスシーケンス
PS２…第２のパルスシーケンス
PLP…正のパルス
PLN…負のパルス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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