(57)【要約】【課題】先行パルス（Ｐ）の効果を高める。【解決手段】ある回の先行パルス（Ｐ）と前回のイメージング用パルス（Ｉ）の間に、フリップ角を単調減少させるパルス列（Ｅ）を挿入する。また、ある回の先行パルス（Ｐ）とイメージング用パルス（Ｉ）の間に、フリップ角を単調増加させるパルス列（Ｆ）を挿入する。【効果】オン・レゾナンスの磁化だけでなく、オフ・レゾナンスの磁化も、先行パルス（Ｐ）を印加する前に、定常状態から平衡状態に戻すことが出来る。よって、先行パルス（Ｐ）の効果が十分に得られる。また、オン・レゾナンスの磁化だけでなく、オフ・レゾナンスの磁化も、イメージング用パルス（Ｉ）を印加する前に定常状態の近くに推移させることが出来る。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先行パルスを印加した後イメージング用パルスを印加してイメージング用データを収集することを繰り返すと共に、前記イメージング用パルスとその後の前記先行パルスの間に、フリップ角を単調減少させるフリップ角単調減少パルス列を挿入したことを特徴とするＲＦパルス印加方法。
【請求項２】
請求項１に記載のＲＦパルス印加方法において、前記フリップ角単調減少パルス列が、最初は小幅にフリップ角を減少させ、中程では大幅にフリップ角を減少させ、最後は小幅にフリップ角を減少させるパルス列であることを特徴とするＲＦパルス印加方法。
【請求項３】
請求項１に記載のＲＦパルス印加方法において、前記フリップ角単調減少パルス列が、直線的にフリップ角を減少させるパルス列であることを特徴とするＲＦパルス印加方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載のＲＦパルス印加方法において、前記先行パルスとその後の前記イメージング用パルスの間に、フリップ角を単調増加させるフリップ角単調増加パルス列を挿入したことを特徴とするＲＦパルス印加方法。
【請求項５】
請求項４に記載のＲＦパルス印加方法において、前記フリップ角単調増加パルス列のフリップ角増加パターンが、前記フリップ角単調減少パルス列のフリップ角減少パターンと対称であることを特徴とするＲＦパルス印加方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載のＲＦパルス印加方法において、前記先行パルスが、ＳＰＥＣ−ＩＲパルスであることを特徴とするＲＦパルス印加方法。
【請求項７】
請求項６に記載のＲＦパルス印加方法において、前記イメージング用パルスが、ＳＳＦＰシーケンスのＲＦパルスであることを特徴とするＲＦパルス印加方法。
【請求項８】
請求項１から請求項５のいずれかに記載のＲＦパルス印加方法において、前記先行パルスが、ＩＲパルスであることを特徴とするＲＦパルス印加方法。
【請求項９】
請求項１から請求項５のいずれかに記載のＲＦパルス印加方法において、前記先行パルスが、Spatial−Satパルスであることを特徴とするＲＦパルス印加方法。
【請求項１０】
先行パルスを印加する先行パルス印加手段と、イメージング用パルスを印加するイメージング用パルス印加手段と、フリップ角を単調減少させるフリップ角単調減少パルス列を前記イメージング用パルスとその後の前記先行パルスの間に印加するフリップ角単調減少パルス列印加手段とを具備したことを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のＭＲＩ装置において、前記フリップ角単調減少パルス列印加手段が、最初は小幅にフリップ角を減少させ、中程では大幅にフリップ角を減少させ、最後は小幅にフリップ角を減少させることを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載のＭＲＩ装置において、前記フリップ角単調減少パルス列印加手段が、直線的にフリップ角を減少させることを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項１３】
請求項１０から請求項１２のいずれかに記載のＭＲＩ装置において、フリップ角を単調増加させるフリップ角単調増加パルス列を前記先行パルスとその後の前記イメージング用パルスの間に印加するフリップ角単調増加パルス列印加手段を具備したことを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載のＭＲＩ装置において、前記フリップ角単調増加パルス列のフリップ角増加パターンが、前記フリップ角単調減少パルス列印加手段のフリップ角減少パターンと対称であることを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項１５】
請求項１０から請求項１４のいずれかに記載のＭＲＩ装置において、前記先行パルスが、ＳＰＥＣ−ＩＲパルスであることを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載のＭＲＩ装置において、前記イメージング用パルスが、ＳＳＦＰシーケンスのＲＦパルスであることを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項１７】
請求項１０から請求項１４のいずれかに記載のＭＲＩ装置において、前記先行パルスが、ＩＲパルスであることを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項１８】
請求項１０から請求項１４のいずれかに記載のＭＲＩ装置において、前記先行パルスが、Spatial−Satパルスであることを特徴とするＭＲＩ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＲＦ（Radio Frequency）パルス印加方法およびＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置に関し、更に詳しくは、先行パルスの効果を高めることが出来るＲＦパルス印加方法およびＭＲＩ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＳＰＥＣ−ＩＲ（Spectral - Inversion Recovery）パルスを印加した後、ＳＳＦＰ（Steady-State Free Precession）シーケンスのイメージング用パルスを印加してデータ収集することを繰り返すと共に、ＳＰＥＣ−ＩＲパルスとその後のイメージング用パルスの間およびイメージング用パルスとその後のＳＰＥＣ−ＩＲパルスの間に、イメージング用パルスのフリップ角の半分のフリップ角を持つパルスをそれぞれ挿入する技術が知られている（例えば非特許文献１参照。）。
また、イメージング用パルスを印加する前にフリップ角を増加させるパルス列を挿入する磁気共鳴イメージング装置が知られている（例えば特許文献２参照。）。
さらに、イメージング用パルスを印加する前に所定の振幅曲線によってフリップ角を増加させるパルス列を挿入し、イメージング用パルスを印加した後に所定の振幅曲線によってフリップ角を減少させるパルス列を挿入するＮＭＲ検査の間の励起方法が知られている（例えば特許文献３参照。）。
【非特許文献１】Magnetic Resonance in Medicine 45:1075-1080 (2001)
【特許文献２】特開２００４−３２９２６８号公報（請求項１，図３）
【特許文献３】特開２００４−２３７１０２号公報（［００３６］，図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１に記載の従来技術では、イメージング用パルスのフリップ角の半分のフリップ角を持つパルスをＳＰＥＣ−ＩＲパルスとその後のイメージング用パルスの間に挿入することにより磁化を定常状態の近くに推移させると共に、イメージング用パルスのフリップ角の半分のフリップ角を持つパルスをイメージング用パルスとその後のＳＰＥＣ−ＩＲパルスの間に挿入することにより磁化を定常状態から平衡状態に戻している。
しかし、このイメージング用パルスのフリップ角の半分のフリップ角を持つパルスを挿入する方法は、例えば“Proc., 8th ISMRM., 1:301 (2000)”に記載されているように、オフ・レゾナンス（off resonance）の磁化に対しては、磁化を定常状態の近くに推移させる場合でも、磁化を定常状態から平衡状態に戻る場合でも、効果が小さい。このため、静磁場不均一の影響によって所期の効果が得られなかったり、水と脂肪の共鳴周波数差によって水または脂肪のどちらかの組織では所期の効果が得られなかったりする問題点がある。
なお、上記特許文献２，特許文献３に記載の技術は、先行パルスを印加するパルスシーケンスではない。
そこで、本発明の目的は、イメージング用パルスを印加する前に先行パルスを印加することを繰り返す場合に、先行パルスの効果を高めることが出来るＲＦパルス印加方法およびＭＲＩ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１の観点では、本発明は、先行パルスを印加した後イメージング用パルスを印加してイメージング用データを収集することを繰り返すと共に、前記イメージング用パルスとその後の前記先行パルスの間に、フリップ角を単調減少させるフリップ角単調減少パルス列を挿入したことを特徴とするＲＦパルス印加方法を提供する。
上記第１の観点によるＲＦパルス印加方法では、ある回の先行パルスと前回のイメージング用パルスの間に、フリップ角を単調減少させるパルス列を挿入する。これにより、オン・レゾナンス（on resonance）の磁化だけでなく、オフ・レゾナンスの磁化も、先行パルスを印加する前に、定常状態から平衡状態に戻すことが出来る。よって、先行パルスの効果が十分に得られる。例えば先行パルスによるイメージング対象組織（例えば水）からの信号のロスを抑制したり、非イメージング対象組織（例えば脂肪）からの信号を抑制することが十分に出来る。
なお、先行パルスの種類については、例えば“編集 荒木力 杉村和朗「ＭＲＩ・ＣＴ用語事典」第１版、株式会社メジカルビュー社、2000年11月10日発行、第１０１頁”に記載されている。
【０００５】
第２の観点では、本発明は、前記第１の観点によるＲＦパルス印加方法において、前記フリップ角単調減少パルス列が、最初は小幅にフリップ角を減少させ、中程では大幅にフリップ角を減少させ、最後は小幅にフリップ角を減少させるパルス列であることを特徴とするＲＦパルス印加方法を提供する。
上記第２の観点によるＲＦパルス印加方法では、滑らかにフリップ角を減少させるため、定常状態から平衡状態に滑らかに戻すことが出来る。
【０００６】
第３の観点では、本発明は、前記第１の観点によるＲＦパルス印加方法において、前記フリップ角単調減少パルス列が、直線的にフリップ角を減少させるパルス列であることを特徴とするＲＦパルス印加方法を提供する。
上記第３の観点によるＲＦパルス印加方法では、直線的にフリップ角を減少させるため、処理が簡単になる。
【０００７】
第４の観点では、本発明は、前記第１から前記第３のいずれかの観点によるＲＦパルス印加方法において、前記先行パルスとその後の前記イメージング用パルスの間に、フリップ角を単調増加させるフリップ角単調増加パルス列を挿入したことを特徴とするＲＦパルス印加方法を提供する。
上記第４の観点によるＲＦパルス印加方法では、ある回の先行パルスとイメージング用パルスの間に、フリップ角を単調増加させるパルス列を挿入する。これにより、オン・レゾナンス（on resonance）の磁化だけでなく、オフ・レゾナンスの磁化も、イメージング用パルスを印加する前に定常状態の近くに推移させることが出来る。
【０００８】
第５の観点では、本発明は、前記第４の観点によるＲＦパルス印加方法において、前記フリップ角単調増加パルス列のフリップ角増加パターンが、前記フリップ角単調減少パルス列のフリップ角減少パターンと対称であることを特徴とするＲＦパルス印加方法を提供する。
上記第５の観点によるＲＦパルス印加方法では、フリップ角減少パターンとフリップ角増加パターンの一方のパターンの時間軸を反転するだけで他方のパターンになるので、処理が簡単になる。
【０００９】
第６の観点では、本発明は、前記第１から前記第５のいずれかの観点によるＲＦパルス印加方法において、前記先行パルスが、ＳＰＥＣ−ＩＲパルスであることを特徴とするＲＦパルス印加方法を提供する。
上記第６の観点によるＲＦパルス印加方法では、水からの信号のロスを抑制したり、脂肪からの信号を抑制することが十分に出来る。
【００１０】
第７の観点では、本発明は、前記第１から前記第８のいずれかの観点によるＲＦパルス印加方法において、前記イメージング用パルスが、ＳＳＦＰシーケンスのＲＦパルスであることを特徴とするＲＦパルス印加方法を提供する。
上記第７の観点によるＲＦパルス印加方法では、脂肪抑制ＳＳＦＰシーケンスを好適に実施できる。
【００１１】
第８の観点では、本発明は、前記第１から前記第５のいずれかの観点によるＲＦパルス印加方法において、前記先行パルスが、ＩＲパルスであることを特徴とするＲＦパルス印加方法を提供する。
上記第８の観点によるＲＦパルス印加方法では、Ｔ１強調が十分に出来る。
【００１２】
第９の観点では、本発明は、前記第１から前記第５のいずれかの観点によるＲＦパルス印加方法において、前記先行パルスが、Spatial−Satパルスであることを特徴とするＲＦパルス印加方法を提供する。
上記第９の観点によるＲＦパルス印加方法では、特定空間部位の信号抑制が十分に出来る。
【００１３】
第１０の観点では、本発明は、先行パルスを印加する先行パルス印加手段と、イメージング用パルスを印加するイメージング用パルス印加手段と、フリップ角を単調減少させるフリップ角単調減少パルス列を前記イメージング用パルスとその後の前記先行パルスの間に印加するフリップ角単調減少パルス列印加手段とを具備したことを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第１０の観点によるＭＲＩ装置では、前記第１の観点によるＲＦパルス印加方法を好適に実施できる。
【００１４】
第１１の観点では、本発明は、前記第１０の観点によるＭＲＩ装置において、前記フリップ角単調減少パルス列印加手段が、最初は小幅にフリップ角を減少させ、中程では大幅にフリップ角を減少させ、最後は小幅にフリップ角を減少させることを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第１１の観点によるＭＲＩ装置では、前記第３の観点によるＲＦパルス印加方法を好適に実施できる。
【００１５】
第１２の観点では、本発明は、前記第１０の観点によるＭＲＩ装置において、前記フリップ角単調減少パルス列印加手段が、直線的にフリップ角を減少させることを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第１２の観点によるＭＲＩ装置では、前記第２の観点によるＲＦパルス印加方法を好適に実施できる。
【００１６】
第１３の観点では、本発明は、前記第１０から前記第１２のいずれかの観点によるＭＲＩ装置において、フリップ角を単調増加させるフリップ角単調増加パルス列を前記先行パルスとその後の前記イメージング用パルスの間に印加するフリップ角単調増加パルス列印加手段を具備したことを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第１３の観点によるＭＲＩ装置では、前記第４の観点によるＲＦパルス印加方法を好適に実施できる。
【００１７】
第１４の観点では、本発明は、前記第１３の観点によるＭＲＩ装置において、前記フリップ角単調増加パルス列のフリップ角増加パターンが、前記フリップ角単調減少パルス列印加手段のフリップ角減少パターンと対称であることを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第１４の観点によるＭＲＩ装置では、前記第５の観点によるＲＦパルス印加方法を好適に実施できる。
【００１８】
第１５の観点では、本発明は、前記第１０から前記第１４のいずれかの観点によるＭＲＩ装置において、前記先行パルスが、ＳＰＥＣ−ＩＲパルスであることを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第１５の観点によるＭＲＩ装置では、前記第６の観点によるＲＦパルス印加方法を好適に実施できる。
【００１９】
第１６の観点では、本発明は、前記第１５の観点によるＭＲＩ装置において、前記イメージング用パルスが、ＳＳＦＰシーケンスのＲＦパルスであることを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第１６の観点によるＭＲＩ装置では、前記第７の観点によるＲＦパルス印加方法を好適に実施できる。
【００２０】
第１７の観点では、本発明は、前記第１０から前記第１４のいずれかの観点によるＭＲＩ装置において、前記先行パルスが、ＩＲパルスであることを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第１７の観点によるＭＲＩ装置では、前記第８の観点によるＲＦパルス印加方法を好適に実施できる。
【００２１】
第１８の観点では、本発明は、前記第１０から前記第１４のいずれかの観点によるＭＲＩ装置において、前記先行パルスが、Spatial−Satパルスであることを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第１８の観点によるＭＲＩ装置では、前記第９の観点によるＲＦパルス印加方法を好適に実施できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のＲＦパルス印加方法およびＭＲＩ装置によれば、先行パルスとイメージング用パルスとを印加することを繰り返す場合に、先行パルスの効果を高めることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００２４】
図１は、実施例１にかかるＭＲＩ装置１００を示すブロック図である。
このＭＲＩ装置１００において、マグネットアセンブリ１０１は、内部に被検体を挿入するための空間部分（ボア）を有し、この空間部分を取りまくようにして、被検体に一定の静磁場を印加する静磁場コイル１０１Ｃと、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の勾配磁場を発生するための勾配コイル１０１Ｇと、被検体内の原子核のスピンを励起するためのＲＦパルスを与える送信コイル１０１Ｔと、被検体からのＮＭＲ信号を受信するための受信コイル１０１Ｒとが配置されている。
【００２５】
ここで、送信コイル１０１Ｔおよび受信コイル１０１Ｒが共にボディコイルの場合もあるし、送信コイル１０１Ｔがボディコイルで受信コイル１０１Ｒがサーフェイスコイルの場合もある。
【００２６】
静磁場コイル１０１Ｃ，勾配コイル１０１Ｇ，送信コイル１０１Ｔは、それぞれ静磁場電源１０２，勾配コイル駆動回路１０３，ＲＦ電力増幅器１０４に接続されている。また、受信コイル１０１Ｒは、前置増幅器１０５に接続されている。
なお、静磁場コイル１０１Ｃの代わりに永久磁石を用いてもよい。
【００２７】
シーケンス記憶回路１０８は、計算機１０７からの指令に従い、記憶しているパルスシーケンスに基づいて勾配コイル駆動回路１０３を操作し、勾配コイル１０１Ｇから勾配磁場を発生させると共に、ゲート変調回路１０９を操作し、ＲＦ発振回路１１０の搬送波出力信号を所定タイミング・所定包絡線形状・所定位相のパルス状信号に変調し、それをＲＦパルスとしてＲＦ電力増幅器１０４に加え、ＲＦ電力増幅器１０４でパワー増幅した後、送信コイル１０１Ｔに印加する。
【００２８】
レシーバ１１２は、ＮＭＲ信号をデジタル信号に変換し、計算機１０７に入力する。
【００２９】
計算機１０７は、レシーバ１１２からデジタル信号を読み込み、処理を施して、ＭＲ画像を生成する。また、計算機１０７は、操作卓１１３から入力された情報を受け取るなどの全体的な制御を受け持つ。
表示装置１０６は、画像やメッセージを表示する。
【００３０】
図２は、実施例１に係るＲＦパルス印加処理を示すフロー図である。
ステップＪ１では、繰返しカウンタｋの値を「１」に初期化する。
【００３１】
ステップＪ２では、図３に示す先行パルスＰを印加する。先行パルスＰは、例えばＳＰＥＣ−ＩＲパルスである。
ステップＪ３では、図３に示すようにフリップ角が単調増加するパルス列Ｆを印加する。
ステップＪ４では、図３に示すイメージング用パルスＩを印加する。そして、イメージング用データを収集する。このイメージング用データを収集するパルスシーケンスは、例えば、ＳＳＦＰのパルスシーケンスである。
ステップＪ５では、図３に示すようにフリップ角が単調減少するパルス列Ｅを印加する。
【００３２】
ステップＪ６では、予定した繰り返し回数Ｋにカウンタｋの値が到達したならＲＦパルス印加処理を終了し、未到達ならステップＪ７へ進む。
ステップＪ７では、カウンタｋの値を「１」だけインクリメントし、ステップＪ２に戻る。
【００３３】
ここで、イメージング用パルスＩの繰り返し周期をＴＲ，フリップ角をαとし、パルス列Ｅのパルス数をＮとするとき、パルス列Ｅの繰り返し周期もＴＲとし、イメージング用パルスＩとパルス列Ｅの間隔もＴＲとする。そして、パルス列Ｅのパルスに１〜Ｎの番号を順に付けたとき、ｊ番目のパルスのフリップ角βｊは、例えばβｊ＝α〔１−sin{π・（ｊ−１）／Ｎ−π／２}〕／２とする。
また、パルス列Ｆは、パルス列Ｅを時間的に反転したものとする。
【００３４】
実施例１のＭＲＩ装置１００によれば、次の効果が得られる。
（１）ある回の先行パルスＰと前回のイメージング用パルスＩの間に、フリップ角を単調減少させるパルス列Ｅを挿入するから、オン・レゾナンスの磁化だけでなく、オフ・レゾナンスの磁化も、先行パルスを印加する前に、定常状態から平衡状態に戻すことが出来る（シミュレーションにより確認した）。よって、先行パルスＰの効果が十分に得られる。すなわち、先行パルスＰによる水からの信号のロスを抑制したり、脂肪からの信号を抑制することが十分に出来る。
（２）ある回の先行パルスＰとイメージング用パルスＩの間に、フリップ角を単調増加させるパルス列Ｆを挿入するから、オン・レゾナンスの磁化だけでなく、オフ・レゾナンスの磁化も、イメージング用パルスＩを印加する前に定常状態の近くに推移させることが出来る（シミュレーションにより確認した）。
【実施例２】
【００３５】
図４に示すように、パルス列Ｅでフリップ角を直線的に減少させてもよい。この場合も、パルス列Ｆは、パルス列Ｅを時間的に反転したものとする。
【実施例３】
【００３６】
本発明は、先行パルスがＩＲパルスやSpatial−Satパルスの場合にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明のＲＦパルス印加方法およびＭＲＩ装置は、イメージング用パルスを印加する前に先行パルスを印加することを繰り返し行って被検体の断層像を得るのに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施例１に係るＭＲＩ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実施例１に係るＲＦパルス印加処理を示すフロー図である。
【図３】実施例１に係るＲＦパルス印加のタイミングを示すタイムチャートである。
【図４】実施例２に係るＲＦパルス印加のタイミングを示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００３９】
１００                ＭＲＩ装置
１０１Ｔ              送信コイル
Ｅ                    フリップ角単調減少パルス列
Ｆ                    フリップ角単調増加パルス列
Ｉ                    イメージング用パルス
Ｐ                    先行パルス
【図１】
2007068796.tif 000003
【図２】
2007068796.tif 000004
【図３】
2007068796.tif 000005
【図４】
2007068796.tif 000006