(57)【要約】【課題】脳脊髄液の動態を適切に可視化することができる磁気共鳴イメージング装置及び方法を提供することである。【解決手段】実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、収集部と、生成部とを備える。収集部は、呼吸のタスク下において、脳脊髄液が流れる標識化領域に標識化パルスを印加した後に撮像領域のデータを所定の呼吸周期内で複数時相にわたり収集する。生成部は、収集されたデータを用いて、脳脊髄液が描出された複数時相の画像を生成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
呼吸のタスク下において、脳脊髄液が流れる標識化領域に標識化パルスを印加した後に撮像領域のデータを所定の呼吸周期内で複数時相にわたり収集する収集部と、
収集されたデータを用いて、脳脊髄液が描出された複数時相の画像を生成する生成部と
を備える、磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
前記収集部は、前記呼吸周期中、呼吸変動の大きい期間に、前記撮像領域のデータを収集する、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
前記収集部は、複数セグメントに分割された前記撮像領域のデータのうちの一部のデータを１呼吸周期内で複数時相にわたり収集し、
前記生成部は、各呼吸周期内で収集されたデータを合わせて、前記複数時相の画像を生成する、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
前記収集部は、ｋ空間の低周波領域のデータを１呼吸周期内で複数時相にわたり収集し、且つｋ空間の高周波領域のデータを１呼吸周期内で複数時相にわたり収集し、
前記生成部は、低周波領域のデータと高周波領域のデータとを合わせて、前記複数時相の画像を生成する、請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記収集部は、ｋ空間の全体のデータを１呼吸周期内で１時相分収集し、且つｋ空間の低周波領域のデータを１呼吸周期内で複数時相にわたり収集し、
前記生成部は、１時相分の全体のデータのうち高周波領域のデータを、各時相の低周波領域のデータと合わせて、前記複数時相の画像を生成する、請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
前記収集部は、ｋ空間の低周波領域のデータを１呼吸周期内で複数時相にわたり収集し、且つｋ空間の高周波領域のデータを１呼吸周期内で１時相分収集し、
前記生成部は、低周波領域のデータと高周波領域のデータとを合わせて、前記複数時相の画像を生成する、請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
被検体の呼吸変動の波形に基づき呼吸変動の大きい期間を特定し、特定した期間に従い、前記データを収集する際の撮像条件としてセグメント数及び時相数のうち少なくとも一方を導出する導出部を更に備え、
前記収集部は、導出された前記撮像条件に従って、前記撮像領域のデータを収集する、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項８】
生成された前記複数時相の画像を、表示部に並列表示、又は動画表示する表示制御部を更に備える、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項９】
前記収集部は、前記呼吸周期のうちの所定の期間において、複数時相にわたり撮像領域のデータを収集し、
前記生成部は、前記所定の期間における、脳脊髄液が描出された複数時相の画像を生成する、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１０】
前記収集部は、呼吸変動の大きい期間、呼気の期間、及び吸気の期間のうち、少なくとも１つの期間において、複数時相にわたり撮像領域のデータを収集し、
前記生成部は、呼吸変動の大きい期間、呼気の期間、及び吸気の期間のうち、少なくとも１つの期間における、脳脊髄液が描出された複数時相の画像を生成する、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１１】
前記収集部は、前記呼吸周期のうちの所定の期間に応じて、セグメントの数と、データを収集する時間ウィンドウ幅とを変更して、撮像領域のデータを収集する、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１２】
前記収集部は、１呼吸周期のうち、呼気の期間及び吸気の期間においては、第１サイズのデータを第１時間ウィンドウ幅で収集し、呼気と吸気との間の移行期間においては、前記第１サイズよりも小さいサイズのデータを、前記第１時間ウィンドウ幅よりも短い第２時間ウィンドウ幅で収集する、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１３】
前記収集部は、複数セグメントに分割された前記撮像領域のデータのうちの一部のデータを１呼吸周期内で複数時相にわたり収集する場合に、時相の異なるデータ間に、前記標識化パルスを挿入して印加する、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１４】
脳脊髄液が流れる標識化領域に標識化パルスを印加した後に、撮像領域のデータを所定の呼吸周期内で複数時相にわたり収集する収集部と、
収集されたデータを用いて、前記呼吸周期のうちの所定の期間における、脳脊髄液が描出された複数時相の画像を生成する生成部とを備える、磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１５】
前記収集部は、前記呼吸周期のうち、所定の期間のデータを選択的に収集し、
前記生成部は、選択的に収集されたデータを用いて、前記所定の期間における複数時相の画像を生成する、請求項１４に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１６】
前記収集部は、前記呼吸周期のうち、呼吸変動の大きい期間、呼気の期間、及び吸気の期間のうち、少なくとも１つの期間において、データを選択的に収集し、
前記生成部は、呼吸変動の大きい期間、呼気の期間、及び吸気の期間のうち、少なくとも１つの期間における、複数時相の画像を生成する、請求項１４に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１７】
前記収集部は、前記撮像領域のデータを複数時相にわたり連続的に収集するとともに、前記呼吸周期の時相を示すデータを併せて収集し、
前記生成部は、前記呼吸周期のうち、所定の期間における複数時相の画像を、連続的に収集された撮像領域のデータと、前記呼吸周期の時相を示すデータとを用いて、選択的に生成する、請求項１４に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１８】
前記収集部は、前記撮像領域のデータを複数時相にわたり連続的に収集するとともに、前記呼吸周期の時相を示すデータを併せて収集し、
前記生成部は、前記呼吸周期のうち、呼吸変動の大きい期間、呼気の期間、及び吸気の期間のうち、少なくとも１つの期間における複数時相の画像を、連続的に収集された撮像領域のデータと、前記呼吸周期の時相を示すデータとを用いて、選択的に生成する、請求項１４に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１９】
前記呼吸周期のうちの所定の期間における、脳脊髄液が描出された複数時相の画像を、表示部に並列表示、又は動画表示する表示制御部を更に備える、請求項１４に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２０】
磁気共鳴イメージング装置によって実行される磁気共鳴イメージング方法であって、
呼吸のタスク下において、心時相に対して相関性の低い流体に標識化パルスを印加した後に撮像領域のデータを所定の呼吸周期内で複数時相にわたり収集する収集工程と、
収集されたデータを用いて、前記流体の動態を示す複数時相の画像を生成する生成工程と
を含んだことを特徴とする磁気共鳴イメージング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージング装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、磁気共鳴イメージングにおいて、心電同期により脳脊髄液（以下、適宜「ＣＳＦ（cerebrospinal  fluid）」）の動態観察を行うことが知られているが、脳脊髄液は未だ解明されていないことがあり、最適な磁気共鳴イメージングは確立されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−０６７８５８号公報
【特許文献２】特開２０１１−０９２６７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、脳脊髄液の動態を適切に可視化することができる磁気共鳴イメージング装置及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、収集部と、生成部とを備える。収集部は、呼吸のタスク下において、脳脊髄液が流れる標識化領域に標識化パルスを印加した後に撮像領域のデータを所定の呼吸周期内で複数時相にわたり収集する。生成部は、収集されたデータを用いて、脳脊髄液が描出された複数時相の画像を生成する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るＭＲＩ（Magnetic  Resonance  Imaging）装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、第１の実施形態におけるパルスシーケンスを説明するための図である。
【図３Ａ】図３Ａは、第１の実施形態におけるパルスシーケンスを説明するための図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、第１の実施形態におけるパルスシーケンスを説明するための図である。
【図４Ａ】図４Ａは、第１の実施形態におけるデータ収集を説明するための図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、第１の実施形態におけるデータ収集を説明するための図である。
【図５】図５は、第１の実施形態におけるデータ収集とセグメントとの関係を説明するための図である。
【図６】図６は、第１の実施形態における撮像条件の導出を説明するための図である。
【図７】図７は、第１の実施形態におけるＣＳＦ画像を説明するための図である。
【図８】図８は、第１の実施形態におけるＣＳＦ画像を説明するための図である。
【図９】図９は、第１の実施形態におけるＣＳＦ画像を説明するための図である。
【図１０】図１０は、第１の実施形態におけるＣＳＦ画像を説明するための図である。
【図１１】図１１は、第２の実施形態におけるデータ収集とセグメントとの関係を説明するための図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、第２の実施形態におけるデータ収集を説明するための図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、第２の実施形態におけるデータ収集を説明するための図である。
【図１３】図１３は、第２の実施形態の変形例におけるデータ収集を説明するための図である。
【図１４】図１４は、第２の実施形態の変形例におけるデータ収集を説明するための図である。
【図１５】図１５は、第２の実施形態の変形例におけるデータ収集を説明するための図である。
【図１６】図１６は、第３の実施形態におけるデータ収集を説明するための図である。
【図１７】図１７は、第４の実施形態における移行期間を説明するための図である。
【図１８】図１８は、第４の実施形態において各期間におけるＣＳＦの変位量を説明するための図である。
【図１９Ａ】図１９Ａは、第４の実施形態において、ＣＳＦの変位量とデータ収集の時間ウィンドウ幅との関係を説明するための図である。
【図１９Ｂ】図１９Ｂは、第４の実施形態において、ＣＳＦの変位量とデータ収集の時間ウィンドウ幅との関係を説明するための図である。
【図２０】図２０は、第４の実施形態におけるデータ収集を説明するための図である。
【図２１】図２１は、第５の実施形態におけるインバージョンパルスの印加を説明するための図である。
【図２２】図２２は、第５の実施形態におけるインバージョンパルスの印加を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
（第１の実施形態）
以下、磁気共鳴イメージング装置（以下、適宜「ＭＲＩ装置」）及び方法の実施形態を説明する。図１は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００の構成を示すブロック図である。なお、ＭＲＩ装置１００に被検体Ｐは含まれない。
【０００８】
静磁場磁石１は、中空の円筒形状に形成され、内部の空間に一様な静磁場を発生する。静磁場磁石１は、例えば、永久磁石、超伝導磁石などである。傾斜磁場コイル２は、中空の円筒形状に形成され、内部の空間に傾斜磁場を発生する。具体的には、傾斜磁場コイル２は、静磁場磁石１の内側に配置され、傾斜磁場電源３から電流の供給を受けて、傾斜磁場を発生する。傾斜磁場電源３は、シーケンス制御部１０から送信される制御信号に従って、傾斜磁場コイル２に電流を供給する。
【０００９】
寝台４は、被検体Ｐが載置される天板４ａを備え、天板４ａを、被検体Ｐが載置された状態で、撮像口である傾斜磁場コイル２の空洞内へ挿入する。通常、寝台４は、長手方向が静磁場磁石１の中心軸と平行になるように設置される。寝台制御部５は、寝台４を駆動して、天板４ａを長手方向及び上下方向へ移動する。
【００１０】
送信コイル６は、高周波磁場を発生する。具体的には、送信コイル６は、傾斜磁場コイル２の内側に配置され、送信部７からＲＦパルスの供給を受けて、高周波磁場を発生する。送信部７は、シーケンス制御部１０から送信される制御信号に従って、ラーモア周波数に対応するＲＦパルスを送信コイル６に送信する。
【００１１】
受信コイル８は、磁気共鳴信号（以下、ＭＲ（Magnetic  Resonance）信号）を受信する。具体的には、受信コイル８は、傾斜磁場コイル２の内側に配置され、高周波磁場の影響によって被検体Ｐから放射されるＭＲ信号を受信する。また、受信コイル８は、受信したＭＲ信号を受信部９に出力する。
【００１２】
受信部９は、シーケンス制御部１０から送られる制御信号に従って、受信コイル８から出力されたＭＲ信号に基づきＭＲ信号データを生成する。具体的には、受信部９は、受信コイル８から出力されたＭＲ信号をデジタル変換することによってＭＲ信号データを生成し、生成したＭＲ信号データを、シーケンス制御部１０を介して計算機システム２０に送信する。なお、受信部９は、静磁場磁石１や傾斜磁場コイル２などを備える架台装置側に備えられていてもよい。
【００１３】
シーケンス制御部１０は、傾斜磁場電源３、送信部７、及び受信部９を制御する。具体的には、シーケンス制御部１０は、計算機システム２０から送信されたパルスシーケンス実行データに基づく制御信号を、傾斜磁場電源３、送信部７、及び受信部９に送信する。
【００１４】
計算機システム２０は、インタフェース部２１と、画像再構成部２２と、記憶部２３と、入力部２４と、表示部２５と、制御部２６とを備える。インタフェース部２１は、シーケンス制御部１０に接続され、シーケンス制御部１０と計算機システム２０との間で送受信されるデータの入出力を制御する。画像再構成部２２は、シーケンス制御部１０から送信されたＭＲ信号データから画像データを再構成し、再構成した画像データを記憶部２３に格納する。
【００１５】
記憶部２３は、画像再構成部２２によって格納された画像データや、ＭＲＩ装置１００において用いられるその他のデータを記憶する。例えば、記憶部２３は、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、フラッシュメモリ（flash  memory）などの半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスクなどである。
【００１６】
入力部２４は、各種指示や撮像指示などを操作者から受け付ける。例えば、入力部２４は、マウス、キーボードなどである。表示部２５は、撮像条件の編集画面や画像などを表示する。例えば、表示部２５は、液晶表示器などである。
【００１７】
制御部２６は、上述した各部を制御することによってＭＲＩ装置１００を総括的に制御する。例えば、制御部２６は、撮像条件の編集を操作者から受け付けると、受け付けた撮像条件に基づいてパルスシーケンス実行データを生成し、生成したパルスシーケンス実行データをシーケンス制御部１０に送信する。例えば、制御部２６は、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）、ＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）などの集積回路、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＭＰＵ（Micro  Processing  Unit）などの電子回路である。
【００１８】
さて、第１の実施形態に係る制御部２６は、図１に示すように、データ収集部２６ａと、ＣＳＦ画像生成部２６ｂと、撮像条件導出部２６ｃと、表示制御部２６ｄとを備える。データ収集部２６ａは、シーケンス制御部１０などと協働し、呼吸のタスク下において、脳脊髄液（以下、適宜「ＣＳＦ」）が流れる標識化領域に標識化パルスを印加した後に、撮像領域のデータを１呼吸周期内で複数時相にわたり収集する。ＣＳＦ画像生成部２６ｂは、画像再構成部２２などと協働し、データ収集部２６ａによって収集されたデータを用いて、複数時相のＣＳＦ画像を生成する。撮像条件導出部２６ｃは、被検体の呼吸変動の波形に基づき呼吸変動の大きい期間を特定し、特定した期間に従い、データを収集する際の撮像条件（例えば、セグメント数や時相数）を導出する。表示制御部２６ｄは、ＣＳＦ画像生成部２６ｂによって生成された複数時相のＣＳＦ画像を、表示部２５に、並列表示又は動画表示する。
【００１９】
ここで、第１の実施形態に係るデータ収集部２６ａは、ＡＳＬ（Arterial  Spin  Labeling）法又はＴｉｍｅ−ＳＬＩＰ（Spatial  Labeling  Inversion  Pulse）法を用いて、また、ＧＲＥ（Gradient  Echo）系のパルスシーケンスを用いて、データを収集する。以下では、まず、この第１の実施形態に係るデータ収集部２６ａが用いるパルスシーケンスを説明する。
【００２０】
図２、図３Ａ及び図３Ｂは、第１の実施形態におけるパルスシーケンスを説明するための図である。まず、ＡＳＬ法は、血液やＣＳＦなどの流体そのものをＲＦパルスにより磁気的に標識化し、標識化した流体をトレーサとして用いることで、造影剤を用いずに、流体を可視化する手法である。また、Ｔｉｍｅ−ＳＬＩＰ法は、撮像領域に流出又は流入する流体を、この撮像領域とは独立の標識化領域で標識化し、撮像領域に流出又は流入する流体の信号値を高く又は低くすることで、流体を可視化する手法である。
【００２１】
このＴｉｍｅ−ＳＬＩＰ法には、フローアウト（flow-out）とフローイン（flow-in）とがある。フローアウトの場合、ＣＳＦが流れる標識化領域Ｒ２は、例えば、図３Ａに示すように、撮像領域Ｒ１内に設定される。そして、データ収集部２６ａは、撮像領域Ｒ１全体に領域非選択インバージョンパルスｐ１を印加し、続いて、撮像領域Ｒ１内の標識化領域Ｒ２に領域選択インバージョンパルスｐ２を印加する。この場合、まず、撮像領域Ｒ１全体に領域非選択インバージョンパルスｐ１が印加されるので、図２の点線に示すように、撮像領域Ｒ１全体の信号の縦磁化成分が反転する。続いて、撮像領域Ｒ１内の標識化領域Ｒ２に領域選択インバージョンパルスｐ２が印加されるので、図２の実線に示すように、標識化領域Ｒ２内の信号のみその縦磁化成分が再び反転する。すると、所定時間経過後、標識化された信号以外の信号は回復し、その縦磁化成分が０になるので（Null  Point）、標識化されたＣＳＦの信号が標識化領域Ｒ２から流れ出て撮像領域Ｒ１内に入ると、その信号値は、高信号値として可視化される。なお、領域非選択インバージョンパルスｐ１は省略してもよい。
【００２２】
言い換えると、領域非選択インバージョンパルスｐ１及び領域選択インバージョンパルスｐ２をＩＲ（Inversion  Recovery）パルスとし、領域非選択インバージョンパルスｐ１の印加と領域選択インバージョンパルスｐ２の印加との間の時間はＣＳＦの移動速度に対して極めて短い時間とすることにより、標識化領域Ｒ２から流出されるＣＳＦのスピンの縦磁化はほぼ初期状態に戻された状態となる一方で、標識化領域Ｒ２を除く撮像領域Ｒ１のスピンの縦磁化は反転された状態になるので、標識化領域Ｒ２から流出されるＣＳＦは背景組織に比べて高信号に描出される。領域非選択インバージョンパルスｐ１を省略した場合は、標識化領域Ｒ２から流出されるＣＳＦは背景組織に比べて低信号に描出される。
【００２３】
一方、フローインの場合、ＣＳＦが流れる標識化領域Ｒ２は、例えば、図３Ｂに示すように、撮像領域Ｒ１外に設定される。そして、データ収集部２６ａは、領域非選択インバージョンパルスｐ１を印加せずに、撮像領域Ｒ１外の標識化領域Ｒ２に領域選択インバージョンパルスｐ２を印加する。この場合、標識化領域Ｒ２内の信号のみその縦磁化成分が反転するので、所定時間経過後、標識化された信号が撮像領域Ｒ１内に流れ込むと、その信号値は、低信号値として可視化される。
【００２４】
なお、データ収集部２６ａは、領域非選択インバージョンパルスｐ１を印加してもよい。このとき、例えば、データ収集部２６ａは、標識化領域Ｒ２に、領域選択インバージョンパルスｐ２を偶数回（例えば２回）印加すればよい。この場合、標識化領域Ｒ２から流出されるＣＳＦのスピンの縦磁化はほぼ初期状態に戻された状態となる一方で、撮像領域Ｒ１のスピンの縦磁化は反転された状態になるので、標識化領域Ｒ２から流出されるＣＳＦは背景組織に比べて高信号に描出される。
【００２５】
なお、フローアウト及びフローインの定義は上述に限られるものではなく、定義の仕方によっては、その逆の名称や他の名称で呼ばれてもよい。また、撮像領域や標識化領域の設定も、撮像目的などに応じて任意に変更することが可能である。
【００２６】
また、インバージョンパルスを印加する標識化領域の位置や、標識化領域の数は、任意に変更することができる。また、標識化のためのパルスとして、ＩＲ（Inversion Recovery）パルス、ＳＡＴ（saturation）パルス、ＳＰＡＭＭ（Spatial  Modulation  of  Magnetization）パルス、ＤＡＮＴＥパルスなどを用いてもよい。ＳＡＴパルスは、標識化領域の磁化ベクトルを９０°倒して縦磁化成分を飽和させるパルスである。ＳＰＡＭＭパルスやＤＡＮＴＥパルスは、傾斜磁場の調整によって、ストライプパターン、グリッドパターン、放射状パターンなど、所望のパターンで飽和された領域を形成する。
【００２７】
また、図２に示すように、第１の実施形態に係るデータ収集部２６ａは、領域非選択インバージョンパルスｐ１及び領域選択インバージョンパルスｐ２を印加した後に、ＧＲＥ系であるｂＳＳＦＰ（balanced  Steady−State  Free  Precession）のパルスシーケンスを用いて、データを収集する。なお、ｂＳＳＦＰのパルスシーケンスに限らず、ＧＲＥ系のパルスシーケンスであればよい。例えば、ＦＦＥ（Fast  Field  Echo）でもよい。
【００２８】
続いて、図４Ａ及び図４Ｂは、第１の実施形態におけるデータ収集を説明するための図である。なお、図４Ａ及び図４Ｂにおいて、『Resp.』はrespiration（呼吸）の略であり、図４Ａ及び図４Ｂに示される波形は、呼吸のタスクを与えられた被検体の呼吸変動波形（例えば、横隔膜の変動波形）を示す。例えば、被検体が息を吸い込む期間（inhalation、以下、適宜「吸期」、「吸気の期間」）に、呼吸変動波形は緩やかな曲線に沿って上昇し、被検体が息を吐き出す期間（exhalation、以下、適宜「呼期」、「呼気の期間」）に、呼吸変動波形は緩やかな曲線に沿って下降する。なお、この呼吸変動波形は、実際には心拍の影響を受けて若干揺らぐが、その揺らぎによる変動の程度は無視できるほどに小さいものである。
【００２９】
図４Ａに示すように、第１の実施形態に係るデータ収集部２６ａは、吸期の開始をトリガとして（Inhalation  triggering）、領域非選択インバージョンパルスｐ１及び領域選択インバージョンパルスｐ２を標識化領域に印加し、続いて、ｂＳＳＦＰのパルスシーケンスを用いて、撮像領域のデータを１呼吸周期内で複数時相にわたり収集する。同様に、図４Ｂに示すように、データ収集部２６ａは、呼期の開始をトリガとして（Exhalation  triggering）、領域非選択インバージョンパルスｐ１及び領域選択インバージョンパルスｐ２を標識化領域に印加し、続いて、ｂＳＳＦＰのパルスシーケンスを用いて、撮像領域のデータを１呼吸周期内で複数時相にわたり収集する。
【００３０】
なお、図４Ａ及び図４Ｂにおいて、「cine」とは、撮像領域のデータを複数時相にわたり収集することを示し、「segmented」とは、後述するように、複数セグメントに分割されたｋ空間のデータのうち１セグメント分のデータ（若しくは、複数セグメントに分割されたｋ空間のデータのうちの一部のデータ）を１呼吸周期内で収集することを示す。また、第１の実施形態においては、フローアウトのパルスシーケンスの例を説明したが、フローインのパルスシーケンスの場合にも同様に適用することができる。
【００３１】
ここで、吸期の開始又は呼期の開始をトリガとしてデータを収集すると述べたが、これは、データ収集部２６ａが、１呼吸周期中、呼吸変動の大きい期間に撮像領域のデータを収集することを意味する。言い換えると、第１の実施形態に係るデータ収集部２６ａは、例えば、被検体が息を吸い込む期間のうち、息を吸い込み始めた初期の期間にデータを収集し、息を吐き出す期間のうち、息を吐き出し始めた初期の期間にデータを収集する。
【００３２】
例えば、データ収集部２６ａは、被検体に対して与えられる音声指示や、表示部２５に表示される指示（例えば、「息を吸ってください」、「息を吐いてください」）の信号を入力として受け付け、この信号をトリガとして同期しながらインバージョンパルスを印加する。また、例えば、データ収集部２６ａは、被検体の横隔膜の変動を検出する手法や、被検体に装着されたマーカーの変動を検出する手法などにより被検体の呼吸変動を検出し、検出した呼吸変動と同期しながらインバージョンパルスを印加する。もっとも、呼吸周期は例えば８secであるのに対し、標識化によって画像にコントラストを与えられる期間は例えば４secであることを考慮すると、検出した呼吸変動と同期してインバージョンパルスを印加する後者の手法では、適切なタイミングに遅れてしまうおそれがある。よって、音声指示などの信号をトリガとしてインバージョンパルスを印加する前者の手法が望ましい。
【００３３】
ところで、第１の実施形態に係るデータ収集部２６ａは、複数セグメントに分割された撮像領域のデータのうち、１セグメント分のデータを、１呼吸周期内で複数時相にわたり収集する。そして、第１の実施形態に係るＣＳＦ画像生成部２６ｂは、データ収集部２６ａによって各呼吸周期内で収集された各セグメントのデータを合わせて、複数時相のＣＳＦ画像を生成する。
【００３４】
図５は、第１の実施形態におけるデータ収集とセグメントとの関係を説明するための図である。例えば、第１の実施形態においては、ｋ空間のデータが２セグメントに分割されると想定する。また、第１の実施形態においては、１呼吸周期内に２時相にわたるデータが収集されると想定する。すると、例えば、第１の実施形態に係るデータ収集部２６ａは、図５に示すように、まず、呼吸変動が大きい初期の吸期に、セグメント１（Ｓ１）について、時相ｔ１及び時相ｔ２の２時相分のデータを収集する。続いて、データ収集部２６ａは、呼吸変動が大きい初期の吸期に、セグメント２（Ｓ２）について、時相ｔ１及び時相ｔ２の２時相分のデータを収集する。次に、データ収集部２６ａは、今度は、呼吸変動が大きい初期の呼期に、セグメント１（Ｓ１）について、時相ｔ１及び時相ｔ２の２時相分のデータを収集する。続いて、データ収集部２６ａは、呼吸変動が大きい初期の呼期に、セグメント２（Ｓ２）について、時相ｔ１及び時相ｔ２の２時相分のデータを収集する。そして、ＣＳＦ画像生成部２６ｂは、図５に示すように、これらのデータを、時相毎に１つのｋ空間のデータとして合わせて再構成し、時相毎の画像を生成する。
【００３５】
なお、図５において、「吸期」→「吸期」→「呼期」→「呼期」の順序でデータを収集する例を示したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、「吸期」→「呼期」→「吸期」→「呼期」や、「呼期」→「呼期」→「吸期」→「吸期」など、その順序は任意に変更可能である。もっとも、標識化された縦磁化成分の回復時間を考慮すると、「吸期」のシリーズと「呼期」のシリーズとは、１呼吸周期内で連続して行わずに、それぞれ別の呼吸周期で行うことが望ましい。
【００３６】
続いて、第１の実施形態において、セグメント数や時相数などの撮像条件がどのように設定されるかを説明する。第１の実施形態においては、撮像条件導出部２６ｃが、被検体の呼吸変動の波形に基づき呼吸変動の大きい期間を特定し、特定した期間に従って、セグメント数や時相数を導出する。そして、データ収集部２６ａは、撮像条件導出部２６ｃによって導出されたセグメント数や時相数をパルスシーケンスに設定し、データを収集する。呼吸周期は被検体によって異なることが通常であるが、第１の実施形態によれば、被検体毎に適切なセグメント数や時相数をパルスシーケンスに設定することができる。
【００３７】
図６は、第１の実施形態における撮像条件の導出を説明するための図である。図６に示すように、第１の実施形態においては、診断用の医用画像を撮像する前に、被検体に呼吸の練習をさせることを想定する。すなわち、撮像条件導出部２６ｃは、「息を吸ってください」、「息を吐いてください」などの音声指示を被検体に与えるなどして、呼吸の練習を開始する（ステップＳ１０１）。
【００３８】
次に、撮像条件導出部２６ｃは、この練習期間中に、被検体の呼吸変動の波形を検出する（ステップＳ１０２）。この検出は、公知の技術により実現することが可能であり、例えば、撮像条件導出部２６ｃは、被検体の横隔膜の変動を検出する手法や、被検体に装着されたマーカーの変動を検出する手法などにより、被検体の呼吸変動の波形を検出する。
【００３９】
続いて、撮像条件導出部２６ｃは、検出した呼吸変動の波形を解析することで、吸期の波形や長さ、呼期の波形や長さなどから呼吸変動の大きい期間を特定し、適切な、吸期の収集タイミングや収集時間、呼期の収集タイミングや収集時間を特定する（ステップＳ１０３）。この収集タイミングには、インバージョンパルスを印加するタイミング（例えば、音声信号の入力からの遅延時間）や、その後データを収集する開始タイミングが含まれる。
【００４０】
そして、撮像条件導出部２６ｃは、ステップＳ１０３において特定した収集時間などを用いて、適切なセグメント数や時相数を導出する（ステップＳ１０４）。例えば、セグメント数を増やせば、１セグメント分のデータ量は少なくなるので、１呼吸周期内で収集可能な時相数を増やすことができ、時間分解能を向上させることができる。また、例えば、空間分解能を下げれば、やはり１セグメント分のデータ量は少なくなるので、１呼吸周期内で収集可能な時相数を増やすことができ、時間分解能を向上させることができる。このように、収集時間、セグメント数や時相数、時間分解能や空間分解能は、相互に関連しており、どの撮像条件を優先して他の撮像条件を導出するかは、例えば、撮像目的などに応じて異なる。そこで、撮像条件導出部２６ｃは、例えば、これらの要素を変数とする計算式を予め記憶しておき、要求される時間分解能や空間分解能などとの調整を行いながら、個別の被検体にとって適切なセグメント数や時相数を計算する。
【００４１】
こうして、撮像条件導出部２６ｃは、ステップＳ１０４において導出したセグメント数や時相数を撮像条件に設定する（ステップＳ１０５）。
【００４２】
さて、上述したように、第１の実施形態に係る表示制御部２６ｄは、ＣＳＦ画像生成部２６ｂによって生成された複数時相のＣＳＦ画像を、表示部２５に、並列表示又は動画表示する。
【００４３】
図７〜１０は、第１の実施形態におけるＣＳＦ画像を説明するための図である。なお、上述においては、時相の数を２時相と想定したが、図７〜１０においては、より多時相にわたり収集された場合の例を示す。例えば、表示制御部２６ｄは、図７に示すように、ＣＳＦが流れる標識化領域Ｒ２にインバージョンパルスを印加し、吸期に収集された、複数時相のＣＳＦ画像を動画表示する。同様に、表示制御部２６ｄは、図８に示すように、ＣＳＦが流れる標識化領域Ｒ２にインバージョンパルスを印加し、呼期に収集された、複数時相のＣＳＦ画像を動画表示する。同様に、図７及び図８とは少し異なる撮像領域であるが、表示制御部２６ｄは、図９に示すように、ＣＳＦが流れる標識化領域Ｒ２にインバージョンパルスを印加し、呼期に収集された、複数時相のＣＳＦ画像を動画表示する。同様に、表示制御部２６ｄは、図１０に示すように、ＣＳＦが流れる標識化領域Ｒ２にインバージョンパルスを印加し、呼期に収集された、複数時相のＣＳＦ画像を動画表示する。
【００４４】
図７〜１０において、各種パターンで示す部分が、標識化されたＣＳＦの信号を表す部分であり、複数時相のＣＳＦ画像が動画表示されることでＣＳＦの動態が可視化される。なお、表示制御部２６ｄは、このパターンの代わりに、各パターンにカラーを割り当てたカラーコードで表示してもよい。また、表示制御部２６ｄは、これらのＣＳＦ画像を１画面内に並列に表示してもよい。また、表示制御部２６ｄは、例えば、吸期及び呼期それぞれの複数時相のＣＳＦ画像を並列に並べて表示、若しくは並列に並べてそれぞれを動画表示してもよい。
【００４５】
このように、例えば、ＣＳＦ画像生成部２６ｂは、データ収集部２６ａによって収集されたデータから、吸気の期間であって呼吸変動の大きい初期の期間に収集された複数時相のＣＳＦ画像を生成し、表示制御部２６ｄが、この複数時相のＣＳＦ画像を動画表示する。図７や図９から分かるように、吸気の期間においては、傾向として、ＣＳＦの信号が上の方に向かって移動する様子が観察される。
【００４６】
また、例えば、ＣＳＦ画像生成部２６ｂは、データ収集部２６ａによって収集されたデータから、呼気の期間であって呼吸変動の大きい初期の期間に収集された複数時相のＣＳＦ画像を生成し、表示制御部２６ｄが、この複数時相のＣＳＦ画像を動画表示する。図８や図１０から分かるように、呼気の期間においては、傾向として、ＣＳＦの信号が下の方に向かって移動する様子が観察される。
【００４７】
なお、ＣＳＦ画像生成部２６ｂは、必ずしも、データ収集部２６ａによって収集されたデータ全てを用いてＣＳＦ画像を生成しなければならないものではない。ＣＳＦ画像生成部２６ｂは、データ収集部２６ａによって収集されたデータのうち、所望の期間に対応するデータのみを用いて選択的に画像を生成してもよい。以下に説明する他の実施形態においても同様である。
【００４８】
例えば、ＣＳＦ画像生成部２６ｂは、吸気の期間又は呼気の期間のいずれか一方のＣＳＦ画像のみを生成してもよい。また、例えば、ＣＳＦ画像生成部２６ｂは、吸気若しくは呼気の期間のＣＳＦ画像を生成する場合に、収集されたデータを、例えば前後の時相のデータを省略したり、中間の時相のデータを間引く等、適宜省略してもよい。同様に、表示制御部２６ｄも、ＣＳＦ画像生成部２６ｂによって生成されているといないとにかかわらず、吸気又は呼気のいずれか一方のＣＳＦ画像のみを動画表示してもよいし、一部の時相のデータを省略して表示してもよい。
【００４９】
上述したように、第１の実施形態によれば、ＣＳＦの動態を可視化することができる。
【００５０】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態を説明する。第２の実施形態においては、ｋ空間のデータを、位相エンコード方向に単純に２つのセグメントに分割する例を説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。なお、第２の実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、特に言及する場合を除き、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００と同じ構成を備えればよい。
【００５１】
図１１は、第２の実施形態におけるデータ収集とセグメントとの関係を説明するための図である。図１１に示すように、例えば、データ収集部２６ａは、ｋ空間の低周波領域のデータを１呼吸周期内で複数時相にわたり収集し、また、ｋ空間の高周波領域のデータを１呼吸周期内で複数時相にわたり収集する。この場合、ＣＳＦ画像生成部２６ｂは、低周波領域のデータと高周波領域のデータとを合わせて、複数時相のＣＳＦ画像を生成する。なお、ＣＳＦ画像生成部２６ｂは、低周波領域のデータと高周波領域のデータとを合わせる際に、データを単に複製してもよいし、呼吸周期間でデータの重み付けをしてもよい。
【００５２】
１呼吸周期と１呼吸周期とは、その関連性が低い場合があり、この場合、同じ時相のデータであっても、収集された呼吸周期が異なれば、その関連性は低くなってしまう。すると、関連性が低いセグメント１のデータとセグメント２のデータとを合わせて１枚のＣＳＦ画像を生成することになるので、データが平均化されてしまい、所望の呼吸周期内におけるＣＳＦの動態を十分に観察することができなくなってしまうおそれがある。
【００５３】
この点、セグメント１とセグメント２とを、低周波領域のデータと高周波領域のデータとで分割した場合、各セグメントのデータが保持する情報の性質が異なるので、仮に呼吸周期同士の関連性が低い場合でも、ＣＳＦ画像に与える影響は軽減されると考えられる。すなわち、低周波領域のデータとは、ｋ空間の中央付近のデータのことであり、画像の大まかな信号分布やコントラストの情報などは、ここに保持される。一方、高周波領域のデータは、それ以外の情報を保持する。このように、低周波領域と高周波領域とでは、保持される情報の性質が異なっており、よって、仮に呼吸周期同士の関連性が低い場合でも、ＣＳＦ画像に与える影響は軽減される。
【００５４】
図１２Ａ及び図１２Ｂは、第２の実施形態におけるデータ収集を説明するための図である。図１２Ａ及び図１２Ｂは、いずれもｋ空間を示しており、縦方向が位相エンコード方向である。また、図１２Ａ及び図１２Ｂにおいて、ｋ空間上の点線は、低周波領域と高周波領域との境界を示す。また、図１２Ａ及び図１２Ｂにおいて、ｋ空間上の実線は、信号値の高さを示す（右方向が高信号値）。
【００５５】
例えば、第２の実施形態に係るデータ収集部２６ａは、図１２Ａに示すように、ある１呼吸周期内において、位相エンコード方向の中心からセントリックな順序（図１２Ａにおいて、「１」、「２」、「３」・・・の順序）で、低周波領域のデータを収集する。初期の段階では信号値が高いが、徐々に信号値が低くなっていることがわかる。続いて、データ収集部２６ａは、次の１呼吸周期内において、低周波領域との境界から順に、「Ｎ」、「Ｎ＋１」、「Ｎ＋２」・・・の順序で、高周波領域のデータを収集する。やはり、初期の段階では信号値が高いが、徐々に信号値が低くなっていることがわかる。
【００５６】
かかる図１２Ａの場合、低周波領域と高周波領域との境界で、信号値の高低差はかなり大きくなってしまっており、このような場合には、画像にアーチファクトが生じるおそれがある。
【００５７】
一方、例えば、第２の実施形態に係るデータ収集部２６ａは、図１２Ｂに示すように、ある１呼吸周期内において、シーケンシャルな順序（図１２Ｂにおいて、「１」、「２」、「３」・・・の順序）で、低周波領域のデータを収集する。やはり、初期の段階では信号値が高いが、徐々に信号値が低くなっていることがわかる。続いて、データ収集部２６ａは、次の１呼吸周期内において、「Ｎ」、「Ｎ＋１」、「Ｎ＋２」・・・の順序で、高周波領域のデータを収集し、続いて、「Ｎ＋Ｍ」、「Ｎ＋Ｍ＋１」、「Ｎ＋Ｍ＋２」・・・の順序で、高周波領域のデータを収集する。やはり、初期の段階では信号値が高いが、徐々に信号値が低くなっていることがわかる。
【００５８】
かかる図１２Ｂの場合、低周波領域と高周波領域との境界で、信号値の高低差はあまり生じておらず、このような場合には、画像にアーチファクトが生じるおそれは軽減される。もっとも、ｋ空間の中心のデータの信号値があまり高くないことになるので、ＣＳＦ画像生成部２６ｂは、このように収集されたｋ空間のデータを再構成する際には、画像化中心の位置を所定の量だけシフトするとよい。
【００５９】
（第２の実施形態の変形例）
次に、第２の実施形態の変形例を説明する。図１３〜図１５は、第２の実施形態の変形例におけるデータ収集を説明するための図である。図１３及び図１４に示すように、第２の実施形態の変形例に係るデータ収集部２６ａは、ｋ空間の全体（全領域）のデータを１呼吸周期内で１時相分収集し、また、ｋ空間の一部（低周波領域）のデータを１呼吸周期内で複数時相にわたり収集する。この場合、ＣＳＦ画像生成部２６ｂは、１時相分のｋ空間全体のデータのうち高周波領域のデータを、各時相の低周波領域のデータと合わせて、複数時相のＣＳＦ画像を生成する。
【００６０】
すなわち、１時相分であれば、それだけ多くのデータを収集することができるので、データ収集部２６ａは、まず、１時相分について、ｋ空間の全体のデータを収集する。その後、データ収集部２６ａは、低周波領域のデータを改めて収集するが、このときは、ｋ空間全体の場合に比較してデータ量が少なくなるため、時相の数を増やして収集することができる。ここで、上述したように、画像の大まかな信号分布やコントラストの情報などは、この低周波領域のデータに保持されるので、この低周波領域のデータさえ時相毎に収集されていれば、その他の領域のデータは全ての時相に共通に流用することができる。こうして、ＣＳＦ画像生成部２６ｂは、１時相分のｋ空間の全体のデータのうち高周波領域のデータを、各時相の低周波領域のデータと合わせて、複数時相のＣＳＦ画像を生成する。なお、ＣＳＦ画像生成部２６ｂは、高周波領域のデータを、各時相の低周波領域のデータと合わせる際に、データを単に複製してもよいし、呼吸周期間でデータの重み付けをしてもよい。
【００６１】
なお、図１３に示すように、１呼吸周期内で、吸期及び呼期の両方についてｋ空間全体のデータ（画像の再構成に必要となるデータ。例えば、通常の再構成（フル再構成）の場合であれば、ｋ空間全体のデータであり、ハーフフーリエ法を適用する場合であれば、ｋ空間の半分強のデータ）を収集してもよいし、図１４に示すように、吸期のｋ空間全体のデータと、呼期のｋ空間全体のデータとを別々に収集してもよい。
【００６２】
また、更に、第２の実施形態の変形例に係るデータ収集部２６ａは、図１５に示すように、ｋ空間の低周波領域のデータを１呼吸周期内で複数時相にわたり収集し、また、同じ呼吸周期内で、ｋ空間の高周波領域のデータを１時相分収集してもよい。例えば、図１５に示す例では、データ収集部２６ａは、まず、吸期において、低周波領域のデータを複数時相にわたり収集し、続く呼気において、高周波領域のデータを１時相分収集する。続く呼吸周期において、データ収集部２６ａは、まず、吸期において、高周波領域のデータを１時相分収集し、続く呼気において、低周波領域のデータを複数時相にわたり収集する。
【００６３】
この場合、ＣＳＦ画像生成部２６ｂは、例えば、最初の呼吸周期で収集された各時相の低周波領域のデータと、２番目の呼吸周期で収集された高周波領域のデータとを組み合わせて、吸期について、複数時相のＣＳＦ画像を生成すればよい。同様に、ＣＳＦ画像生成部２６ｂは、例えば、２番目の呼吸周期で収集された各時相の低周波領域のデータと、最初の呼吸周期で収集された高周波領域のデータとを組み合わせて、呼期について、複数時相のＣＳＦ画像を生成すればよい。
【００６４】
また、例えば、データ収集部２６ａが、１呼吸周期分のデータ収集のみを行い、ＣＳＦ画像生成部２６ｂが、１呼吸周期分のデータのみを用いてＣＳＦ画像を生成してもよい。例えば、ＣＳＦ画像生成部２６ｂは、ある呼吸周期で収集された各時相の低周波領域のデータと、同じ呼吸周期で収集された高周波領域のデータとを組み合わせて、複数時相のＣＳＦ画像を生成してもよい。この場合、ＣＳＦ画像生成部２６ｂは、低周波領域のデータが収集された呼吸周期の期間が「吸期」であるならば、「吸期」について、複数時相のＣＳＦ画像を生成する。
【００６５】
（第３の実施形態）
続いて、第３の実施形態を説明する。これまでの実施形態においては、吸期の開始や、呼期の開始をトリガとして、インバージョンパルスが印加され、呼吸周期のうち、所望の期間（例えば、呼吸変動の大きい期間、呼気の期間、吸気の期間）のデータが、選択的に収集される例を説明してきた。しかしながら、実施形態はこれに限られるものではない。なお、第３の実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、特に言及する場合を除き、他の実施形態に係るＭＲＩ装置１００と同じ構成を備えればよい。
【００６６】
第３の実施形態において、データ収集部２６ａは、被検体Ｐの呼吸周期とは独立に撮像領域のデータを連続的に収集する。また、データ収集部２６ａは、これと同時に呼吸周期の時相を示すデータを併せて収集する。そして、ＣＳＦ画像生成部２６ｂが、連続的に収集された撮像領域のデータと呼吸周期の時相を示すデータとを用いて、選択的に、所望の期間における複数時相のＣＳＦ画像を生成する。
【００６７】
図１６は、第３の実施形態におけるデータ収集を説明するための図である。例えば、データ収集部２６ａは、図１６に示すように、吸気の開始に同期してインバージョンパルスを印加した後は、呼吸周期全体にわたり、撮像領域のデータを連続的に収集する。また、データ収集部２６ａは、このとき、被検体の横隔膜の変動を検出した信号や被検体に装着されたマーカーの変動を検出した信号等、呼吸周期の時相を示すデータを併せて収集する。その後、ＣＳＦ画像生成部２６ｂが、呼吸周期の時相を示すデータに基づいて、呼吸周期全体にわたって連続的に収集されたデータから、例えば、吸気の期間であって呼吸変動の大きい初期の期間に収集された複数時相分のデータを抽出する。そして、ＣＳＦ画像生成部２６ｂは、抽出したデータを用いて、この期間のＣＳＦ画像を選択的に生成する。
【００６８】
なお、インバージョンパルスは、吸気の開始に同期して印加される場合に限られるものではなく、例えば、呼気の開始に同期して印加されてもよい。また、ＣＳＦ画像生成部２６ｂが生成する所望の期間のＣＳＦ画像も、吸気の期間に限られるものではなく、例えば、呼気の期間や、その他の期間であってもよい。呼吸周期の時相を示すデータが併せて収集されているので、ＣＳＦ画像生成部２６ｂは、事後的に、任意の期間のＣＳＦ画像を生成することができる。
【００６９】
また、第３の実施形態においては、インバージョンパルスを印加するためのトリガとして、呼吸周期と同期する例を説明したが、この場合でも、データ収集は、呼吸周期と同期して行われるわけではなく、単に連続的に行われるに過ぎない。また、実施形態はこれに限られるものではなく、インバージョンパルスを印加するためのトリガとしては、心電信号や脈波信号等の他の生体信号や、ＭＲＩ装置１００のクロック信号等でもよい。
【００７０】
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態を説明する。第４の実施形態においては、呼吸周期内のどの期間であるかに応じて、セグメント数をバリアブルに調整する。具体的には、データ収集部２６ａは、呼吸周期内のどの期間であるかに応じて、セグメント数と、データを収集する時間ウィンドウ幅とを変更して、撮像領域のデータを収集する。なお、第４の実施形態において説明する内容は、所望の期間のデータが選択的に収集される場合にも、あるいは、呼吸周期全体について収集されたデータから事後的にデータが選択され、所望の期間のＣＳＦ画像が生成される場合にも、適用可能である。
【００７１】
図１７は、第４の実施形態における、呼気と吸気との間の移行期間を説明するための図である。呼気の期間と、吸気の期間との間には、２００〜３００ｍｓｅｃ程度の短い期間ではあるが、図１７に示すように、実質的に息止めと類似の状態になる期間（以下、適宜「移行期間」）があると考えられる。
【００７２】
図１８は、第４の実施形態において各期間におけるＣＳＦの変位量を説明するための図である。図１８には、吸気の期間、呼気の期間、及びこの移行期間それぞれにおいて計測された、ＣＳＦの変位量の一例を示す。ＣＳＦは、例えば、吸気の期間には１６．５ｍｍ移動し、吸気の期間には２２．０ｍｍ移動する一方で、移行期間には、わずか２．７ｍｍしか移動しない。このように、ＣＳＦは、吸気や呼気の期間においては、移行期間の８〜１０倍程度、大きく移動する。しかも、吸気や呼気の期間におけるこの動きは、極めて短時間の一瞬の動きである場合が多い。
【００７３】
図１９Ａ及び図１９Ｂは、第４の実施形態において、ＣＳＦの変位量と、データ収集の時間ウィンドウ幅との関係を説明するための図である。例えば、吸気や呼気の期間において、ＣＳＦが、図１９Ａに示すように、極めて短時間に、１６．５ｍｍ移動したとする。このとき、データ収集部２６ａが、セグメント数を多くしてデータ収集サイズを小さくし、時間ウィンドウ幅（１）のように、時間ウィンドウ幅を短くして複数時相のデータを収集すると、ＣＳＦの移動がウィンドウとウィンドウとの間で発生した場合に、この動態を捉えきれないおそれがある。例えば、図１９Ａの例では、時相ｔ３のウィンドウと時相ｔ４のウィンドウとの間でＣＳＦの移動が発生しており、ＣＳＦのこの動きは、いずれのデータにも捉えられていない。一方で、データ収集部２６ｂが、セグメント数を少なくしてデータ収集サイズを大きくし、時間ウィンドウ幅（２）のように、時間ウィンドウ幅を長くして単一の時相のデータを収集すると、時相ｔ３のウィンドウと時相ｔ４のウィンドウとの間で発生したＣＳＦの移動を捉えることができる。
【００７４】
また、例えば、吸気や呼気の期間において、ＣＳＦが、図１９Ｂに示すように、２．７ｍｍ程度の変位量で細かく移動したとする。このとき、データ収集部２６ａが、セグメント数を多くしてデータ収集サイズを小さくし、時間ウィンドウ幅（１）のように、時間ウィンドウ幅を短くして複数時相のデータを収集すると、このＣＳＦの細かい動きを捉えることができる。一方で、データ収集部２６ｂが、セグメント数を少なくしてデータ収集サイズを大きくし、時間ウィンドウ幅（２）のように、時間ウィンドウ幅を長くして単一の時相のデータを収集すると、このＣＳＦの細かい動きを捉えることはできない。
【００７５】
そこで、第４の実施形態において、データ収集部２６ａは、１呼吸周期のうち、呼気の期間及び吸気の期間においては、セグメント数を少なくし、比較的大きいデータ収集サイズのデータを、比較的長い時間ウィンドウ幅で収集する。また、データ収集部２６ａは、呼気と吸気との間の移行期間においては、セグメント数を多くし、比較的小さいデータ収集サイズのデータを、比較的短い時間ウィンドウ幅で収集する。
【００７６】
図２０は、第４の実施形態におけるデータ収集を説明するための図である。例えば、データ収集部２６ａは、呼気の期間及び吸気の期間においては、１画像分のデータを、２００〜３００ｍｓｅｃの時間ウィンドウ幅で収集する。また、例えば、データ収集部２６ａは、移行期間においては、例えば、１画像を８分割や１６分割した程度のサイズのデータを、３０〜４０ｍｓｅｃの時間ウィンドウ幅で収集する。
【００７７】
なお、図２０に示す例の場合、呼気の期間及び吸気の期間においては１画像分のデータが収集されるので、この間に収集される各時相のデータは、１呼吸周期で、１画像分のデータを収集し終わることになる。一方、移行期間においては、１画像を８分割や１６分割した程度のサイズのデータしか収集されないので、典型的には、８呼吸周期や１６呼吸周期程度繰り返されて初めて、１画像分のデータを収集し終わることになる。なお、ここで述べた数値は一例に過ぎず、撮像の形態等に応じて任意に変更することができる。
【００７８】
また、撮像条件導出部２６ｃは、このようなセグメント数の調整のためのＧＵＩ（Graphical  User  Interface）を適宜準備して、表示部２５に表示してもよい。例えば、撮像条件導出部２６ｃは、図６に示した呼吸変動の検出の後に、呼吸変動の波形を表示部２５に表示するとともに、操作者から、各期間に対応づけて、セグメント数の入力を受け付ける。そして、撮像条件導出部２６ｃは、入力されたセグメント数と、予め定めた期間毎の時間ウィンドウ幅とから、各期間で収集可能な時相数を導出する。あるいは、例えば、撮像条件導出部２６ｃは、各期間に対応づけて、時相数の入力を受け付ける。そして、撮像条件導出部２６ｃは、入力された時相数と、予め定めた期間毎の時間ウィンドウ幅とから、各期間のセグメント数を導出する。
【００７９】
上述したように、第４の実施形態によれば、呼吸周期内のどの期間であるかに応じて、データ収集サイズと時間ウィンドウ幅とをバリアブルに調整して撮像領域のデータを収集するので、期間によって異なるＣＳＦの動態を、漏らさず捉えることができる。また、このようにして収集されたデータから生成されたＣＳＦ画像を動画表示した場合には、ＣＳＦの動態を、より自然な動きで観察することができる。
【００８０】
なお、上述した第４の実施形態においては、図１９Ａに示すように、時間ウィンドウ幅を短くした場合、時相と時相との間（ウィンドウとウィンドウとの間）でＣＳＦの移動が発生すると、その動きを捉えることができないと考えた。そこで、例えば、時相と時相との間隔（ウィンドウとウィンドウとの間隔）を限りなく小さくすることができれば、このような見逃しの発生も抑制可能である。
【００８１】
例えば、データ収集部２６ａは、比較的短い時間ウィンドウ幅で、且つ、ウィンドウとウィンドウとの間隔が限りなく小さい場合には、この時間ウィンドウ幅とこれに見合ったセグメントのサイズとで、呼吸周期全体のデータを収集する。この場合、ＣＳＦ画像生成部２６ｂは、事後的に、１枚のＣＳＦ画像の生成に用いるデータ量を適宜調整しながら、複数時相のＣＳＦ画像を生成すればよい。
【００８２】
例えば、ＣＳＦ画像生成部２６ｂは、呼気の期間及び吸気の期間においては、複数の時間ウィンドウ幅で収集されたデータをまとめて、１枚のＣＳＦ画像の生成に用いればよい。また、例えば、ＣＳＦ画像生成部２６ｂは、移行期間においては、１つの時間ウィンドウ幅で収集されたデータを、１枚のＣＳＦ画像の生成に用いればよい。
【００８３】
（第５の実施形態）
続いて、第５の実施形態を説明する。第５の実施形態においては、インバージョンパルスをセグメント間に挿入する。具体的には、データ収集部２６ａは、複数セグメントに分割された撮像領域のデータのうち、１セグメント分のデータ（若しくは、複数セグメントに分割されたｋ空間のデータのうちの一部のデータ）を１呼吸周期内で複数時相にわたり収集する場合に、時相の異なるデータ間にインバージョンパルスを挿入して印加する。
【００８４】
上述したように、呼吸周期は、例えば８ｓｅｃであるのに対し、インバージョンパルスの印加によって画像にコントラストを与えられる期間は、例えば４ｓｅｃ程度か更に短い場合もある。このため、第５の実施形態において、データ収集部２６ａは、コントラストを継続して与えることができるように、適宜、インバージョンパルスを挿入する。画像化されたＣＳＦには、複数の標識化痕が残る可能性があるが、コントラストの維持という面では有効である。
【００８５】
図２１及び図２２は、第５の実施形態におけるインバージョンパルスの印加を説明するための図である。例えば、通常、データ収集部２６ａは、図２１の（Ａ）に示すように、例えば吸気の開始をトリガとしてインバージョンパルスを印加した後、１セグメント分のデータを複数時相にわたり連続して収集する。
【００８６】
一方、第５の実施形態におけるデータ収集部２６ａは、図２１の（Ｂ）に示すように、例えば吸気の開始をトリガとしてインバージョンパルスを印加した後、まず１セグメント分のデータを１時相分収集すると、再びインバージョンパルスを印加し、その後、同じセグメント分のデータを１時相分収集する。このように、第５の実施形態におけるデータ収集部２６ａは、時相の異なるデータ間にインバージョンパルスを挿入して印加する。
【００８７】
図２２においても同様に、通常、データ収集部２６ａは、図２２の（Ａ）に示すように、例えば吸気の開始をトリガとしてインバージョンパルスを印加した後、まずｋ空間全体のデータを収集し、続いて、吸気の開始をトリガとしてインバージョンパルスを印加し、低周波領域のデータを複数時相にわたり連続して収集する。
【００８８】
一方、第５の実施形態におけるデータ収集部２６ａは、図２２の（Ｂ）に示すように、例えば吸気の開始をトリガとしてインバージョンパルスを印加した後、まずｋ空間全体のデータを収集すると、続いて、吸気の開始をトリガとしてインバージョンパルスを印加し、低周波領域のデータを１時相分収集する。その後、データ収集部２６ａは、時相と時相との間にインバージョンパルスを印加しながら、複数時相分の低周波領域のデータを収集する。
【００８９】
なお、必ずしも全ての時相と時相との間にインバージョンパルスを挿入する実施形態に限られるものではない。データ収集部２６ａは、例えば、２〜３時相毎にインバージョンパルスを挿入してもよい。また、インバージョンパルスを挿入するタイミングは、通常、「２時相毎」、「１００ｍｓｅｃ毎」のように、撮像条件の設定等において、予め決定される。
【００９０】
（その他の実施形態）
実施形態は、上述した実施形態に限られるものではなく、例えば、以下のように変形してもよい。
【００９１】
上述した実施形態においては、吸期及び呼期の両方においてデータを収集する例を説明したが、実施形態はこれに限られるものではなく、吸期のみ、若しくは、呼期のみなど、一方においてのみデータを収集してもよい。収集したデータを生理学的な目的で利用する場合には、吸期及び呼期の両方のデータを収集することが一般に望ましいと考えられるが、収集したデータを臨床的な目的で利用する場合には、一方のみのデータで足りる場合もある。
【００９２】
また、上述した実施形態においては、ｋ空間のデータを複数セグメントに分割する例を説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。データ収集部２６ａは、１画像を再構成するための全データを１セグメントとして、１呼吸周期内で複数時相にわたり収集してもよい。なお、上述した実施形態において、２セグメント、２時相などを例に挙げて説明したが、実施形態はこれに限られるものではなく、セグメント数や時相数は、任意に変更することが可能である。
【００９３】
また、上述した実施形態においては、ｋ空間のデータを複数セグメントに分割した場合に、ある呼吸周期においては、あるセグメントについて、複数時相分のデータを収集する例を主に説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、データ収集部２６ａは、ある呼吸周期において、分割後の各セグメントに含まれる１位相エンコードライン、又は複数位相エンコードラインのデータを、全セグメントから、それぞれ収集する。また、データ収集部２６ａは、ある呼吸周期において、この全セグメントからの１若しくは複数位相エンコードラインの収集を、複数時相にわたり行う。そして、データ収集部２６ａは、収集対象の位相エンコードラインを変更しながら、この収集を、複数の呼吸周期にわたり繰り返すことで、１画像分に相当するデータを複数時相分、収集する。
【００９４】
また、上述した実施形態においては、領域非選択インバージョンパルス及び領域選択インバージョンパルスを印加する例を説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、データ収集部２６ａは、インバージョンパルスを連続的に照射するｐＣＡＳＬ（Pulsed  Continuous  Arterial  Spin  Labeling）法によってインバージョンパルスを印加してもよい。また、データ収集部２６ａは、インバージョンパルスによって標識化を行う収集と標識化を行わない収集とを呼吸周期毎に交互に繰り返すことで、２種類のＣＳＦ画像を収集してもよい。ＣＳＦ画像生成部２６ｂが、同時相の２種類のＣＳＦ画像の差分画像を生成することで、標識化された部分のみが抽出され、背景信号が抑制される。
【００９５】
また、上述した実施形態においては、１呼吸周期内で所望の時相分のデータを全て収集する例を説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、１セグメントのデータ量との関係で、１呼吸周期内で所望の時相分のデータを全て収集できない場合には、データ収集部２６ａは、複数の呼吸周期に分散させて、所望の時相分のデータを収集すればよい。
【００９６】
以上述べた少なくとも一つの実施形態の磁気共鳴イメージング装置及び方法によれば、脳脊髄液の動態を適切に可視化することができる。
【００９７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。例えば、本実施形態のＭＲイメージングにおいて、パラレルイメージングを組み合わせてもよい。この場合、上述した受信コイル８として複数の受信コイルを用いる。すなわち、パラレルイメージングは、撮像に複数の受信コイルを用い、各受信コイルの感度差を利用して高速撮像を行う手法であり、一般に、ＳＥＮＳＥ（sensitivity  encoding）系と、ＳＭＡＳＨ（simultaneous  acquisition  of  spatial  harmonics）系とがある。ＳＥＮＳＥ系は、フーリエ変換後の画像データに対して処理を行うものであり、ＳＭＡＳＨ系は、フーリエ変換前のｋ空間のデータに対して処理を行うものである。また、上述の実施形態では脳脊髄液（ＣＳＦ）を撮像対象として説明したが、膵液やリンパ液に適用しても良い。すなわち血液のように心時相に対して相関が高い流体ではなく、ＣＳＦに限らず、膵液やリンパ液のように心時相に対して相関が低い流体に適用するのが臨床的に有用である。
【符号の説明】
【００９８】
１００  ＭＲＩ装置
２６  制御部
２６ａ  データ収集部
２６ｂ  ＣＳＦ画像生成部
２６ｃ  撮像条件導出部
２６ｄ  表示制御部
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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