(57)【要約】【課題】  長時間の連続撮像による被検者の負担を軽減して、体動の影響の無い高画質の画像を取得する。          【解決手段】  所定のパルスシーケンスに基づいて被検者を撮像し、該被検者からのエコー信号を計測する制御手段を備え、前記制御手段は、前記被検体の撮像を複数回に分割して、各回の分割の間に休憩時間を挿入することを特徴とする。      【選択図】  図2
2009183510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のパルスシーケンスに基づいて被検者を撮像し、該被検者からのエコー信号を計測する制御手段を備えた磁気共鳴イメージング装置において、
前記制御手段は、前記被検体の撮像を複数回に分割して、各回の分割の間に休憩時間を挿入する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記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記被検者に所望の情報を報知する報知手段を備え、
前記報知手段は、前記休憩時間内に、前記被検者の撮像の停止と再開を報知することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴イメージング(以下、「MRI」という)装置において、撮像時の被検者の体動固定の負担軽減を可能とする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
MRI装置は、被検体、特に人体の組織を構成する原子核スピンが発生するＮＭR信号(エコー信号)を計測し、その頭部、腹部、四肢等の形態や機能を2次元的に或いは3次元的に画像化する装置である。撮像においては、エコー信号には、傾斜磁場によって異なる位相エンコードが付与されるとともに周波数エンコードされて、時系列データとして計測される。計測されたエコー信号は、2次元又は3次元フーリエ変換されることにより画像に再構成される。
【０００３】
上記MRI装置を用いた撮像では、撮像条件により、T1強調画像、T2強調画像など、TR、TE、スライスエンコード数、計測マトリクスなどの条件を変えることによって、所望の強調画像を得ることができる。しかし、一般的にMRI装置における撮像時間は、1分〜5分程度の時間を要する撮像がほとんどである。
【０００４】
一方、被検者は呼吸をしており、それによる体動が画像に悪影響を与えるので、一般的には、撮像中には被検者に息止めをしてもらい、体動が静止した状態での撮像が望まれている。
【０００５】
【特許文献１】特開2006−325967号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
MRI装置を用いた撮像では、撮像条件によって決まるが、比較的撮像時間が長くなって、被検者を拘束する時間が長くなる場合がある。像時間が長くなると、息止めの保持、或いは、動かないでじっとしていることの出来ない被検者もいる。このように、撮像終了を待つことの出来ない被検者は、撮像途中で動き出してしまうので、所望の画像を得ることが出来なくなってしまう。そのような場合には、実際に行いたい撮像条件よりも、撮像時間が短くなるように、不本意に撮像条件を変えたり、撮像を何度か中断させ(例えば、特許文献1)、その都度操作者が最初から撮像をやり直したり、体動による画像の劣化を甘受したりしていた。そのため、被検者に大きな負担を強いる場合もあり、中にはMRI装置における撮像を断念せざるを得ない場合もあった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、長時間の連続撮像による被検者の負担を軽減して、体動の影響の無い高画質の画像を取得することが可能なMRI装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明のMRI装置は以下のように構成される。  
所定のパルスシーケンスに基づいて被検者を撮像し、該被検者からのエコー信号を計測する制御手段を備え、前記制御手段は、前記被検体の撮像を複数回に分割して、各回の分割の間に休憩時間を挿入することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のMRI装置は、一回の撮像を複数に分割し、間に休憩時間を挿入して撮像を行うことにより、一定時間以上じっとしていられない被検者の場合でも、見かけ上は体動の無い状態で撮像を完了させることができる。その結果、長時間の連続撮像による被検者の負担を軽減して、体動の影響の無い高画質の画像を取得することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明のMRI装置の各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００１１】
最初に、本発明のMRI装置の一例の概略を図1に基づいて説明する。図1は本発明のMRI装置の一例の全体構成を示すブロック図である。このMRI装置は、核磁気共鳴(NMR)現象を利用して被検体の断層画像を得るもので、図1に示すように、静磁場発生系2と、傾斜磁場発生系3と、送信系5と、受信系6と、信号処理系7と、シーケンサ4と、中央処理装置(CPU)8と、を備えて構成される。
【００１２】
静磁場発生系2は、被検体1の周りの空間にその体軸方向または体軸と直交する方向に均一な静磁場を発生させるもので、被検体1の周りに永久磁石方式または常電導方式あるいは超電導方式の磁場発生手段(図示せず)が配置されている。
【００１３】
傾斜磁場発生系3(傾斜磁場発生手段)は、X，Y，Zの3軸方向に巻かれた傾斜磁場コイル9と、それぞれの傾斜磁場コイル9を駆動する傾斜磁場電源10とから成り、後述のシ−ケンサ4からの命令に従ってそれぞれのコイルの傾斜磁場電源10を駆動することにより、X，Y，Zの3軸方向の傾斜磁場Gs，Gp，Gfを被検体1に印加する。より具体的には、X、Y、Zのいずれかの1方向にスライス選択傾斜磁場パルス(Gs)を印加して被検体1に対するスライス面を設定し、残り2つの方向に位相エンコード傾斜磁場パルス(Gp)と周波数エンコード(又は、読み出し)傾斜磁場パルス(Gf)を印加して、エコー信号にそれぞれの方向の位置情報をエンコードする。
【００１４】
シーケンサ4は、高周波磁場パルス(以下、「RFパルス」という)と傾斜磁場パルスをある所定の撮像シーケンスで繰り返し印加してエコー信号の計測を制御する。シーケンサ4は、CPU8の制御で動作し、所定の撮像シーケンスに基づいて、被検体1の断層画像の再構成に必要なエコー信号の計測のための種々の命令を送信系5、傾斜磁場発生系3、および受信系6に送って、これらの系を制御することにより、エコー信号の計測を制御する。
【００１５】
送信系5は、被検体1の生体組織を構成する原子の原子核スピンに核磁気共鳴を起こさせるためにRFパルスを照射するもので、高周波発振器11と変調器12と高周波増幅器13と送信側の高周波コイル14aとから成る。高周波発振器11から出力された高周波パルスをシーケンサ4からの指令によるタイミングで変調器12により振幅変調し、この振幅変調された高周波パルスを高周波増幅器13で増幅した後に被検体1に近接して配置された高周波コイル14aに供給することにより、電磁波(RFパルス)が被検体1に照射される。
【００１６】
受信系6は、被検体1の生体組織を構成する原子核スピンの核磁気共鳴により放出されるエコー信号(NMR信号)を検出するもので、受信側の高周波コイル14bと増幅器15と直交位相検波器16と、A/D変換器17とから成る。送信側の高周波コイル14aから照射された電磁波によって誘起される被検体1の応答の電磁波(NMR信号)が被検体1に近接して配置された高周波コイル14bで検出され、増幅器15で増幅された後、シーケンサ4からの指令によるタイミングで直交位相検波器16により直交する二系統の信号に分割され、それぞれがA/D変換器17でディジタル量に変換されて、信号処理系7に送られる。
【００１７】
信号処理系7は、光ディスク19、磁気ディスク18等の外部記憶装置(記憶手段)と、CRT等からなるディスプレイ20とを有し、受信系6からのエコー信号のデータがCPU8に入力されると、CPU8が信号処理、画像再構成等の演算処理を実行し、その結果である被検体1の断層画像をディスプレイ20に表示すると共に、外部記憶装置の磁気ディスク18等に記録する。また、CPU8は、K空間に対応するメモリを内部に備えてエコー信号のデータを記憶する。以下、エコー信号のデータをK空間に配置する旨の記載は、エコー信号のデータがこのメモリに書き込まれて記憶されることを意味する。
【００１８】
操作系25は、MRI装置の各種制御情報や上記信号処理系7で行う処理の制御情報を入力するもので、トラックボール又はマウス23、及び、キーボード24から成る。この操作系25はディスプレイ20に近接して配置され、操作者がディスプレイ20を見ながら操作系25を通してインタラクティブにMRI装置の各種処理を制御する。
【００１９】
なお、図1において、送信側及び受信側の高周波コイル14a，14bと傾斜磁場コイル9は、被検体1の周りの空間に配置された静磁場発生系2の静磁場空間内に設置されている。
【００２０】
現在MRI装置の撮像対象スピン種は、臨床で普及しているものとしては、被検体の主たる構成物質であるプロトンである。プロトン密度の空間分布や、励起状態の緩和現象の空間分布を画像化することで、人体頭部、腹部、四肢等の形態または、機能を2次元もしくは3次元的に撮像する。
【００２１】
(第1の実施形態)
次に本発明のMRI装置の第1の実施形態を説明する。本実施形態は、撮像シーケンスを複数に分割して、間に休憩時間を挟んで実行する形態である。以下、本実施形態における処理方法を図2について詳細に説明する。図2は本実施の形態に係るMRI装置の動作処理のフローチャートである。
【００２２】
ステップ201で、被検者1の検査部位に適した撮像シーケンスプロトコルが決定される。操作者は、例えばディスプレイ20に表示されたGUI上でキーボード24を介して撮像シーケンスプロトコルを選択する。CPU8は操作者により選択されたプロトコルに対応して、繰り返し時間tr、計測マトリックス数nm、加算回数nsの値を設定する。その結果、1回の撮像で画像の取得に要する時間tsは、
【００２３】
(数1)
ts＝tr  × nm × ns
となる。
【００２４】
ステップ202で、被検者1が耐えられる計測時間tpとインターバル時間tiが設定される。操作者は、被検者1を問診して、被検者1が耐えられる時間間隔、つまり、息止めや体動停止を持続できる時間間隔を聞き出し、その時間間隔を計測時間tpとする。また、休憩時間として必要な時間を聞き出し、その休憩時間をインターバル時間tiとする。これらの値を例えばディスプレイ20に表示されたGUI上でキーボード24を介して入力する。
【００２５】
ステップ203で、1回の撮像を複数に分割するための、分割された各回の計測時間tnが決定される。CPU8は、ステップ202で入力された被検者1が耐えられる計測時間tpに基づいて、1回の撮像時間tsを被検者1が耐えられる計測時間tnに分割し、計測回数naを決定する。ただし、tn≒tp(つまり、tpの近似値)となるように、tnとnaを求める。1回の計測時間tnは、
【００２６】
(数2)
tn＝ts／nm＝tn＝tr × nl (nlは任意の自然数。つまりtrの整数倍とする)  
で求めることができ、この値がtpと略等しくなるように定める。好ましくは、tnをtpより若干小さな値とするのが良い。ここで分母のnmは、trやnsでも構わない。分割する計測の繰り返し回数naは、
【００２７】
(数3)
na＝ts／tn
で求めることができる。従って、実際の総撮像時間taは、
【００２８】
(数4)
ta＝tn × na + ti × (na - 1) 
で求めることができる。
【００２９】
ステップ204で、撮像が開始される。操作者は、被検者1を寝台上に固定し、被検体の撮像部位が静磁場空間内に配置されるように、被検体を静磁場空間内に移動する。そして、操作者は、撮像の開始を指示し、シーケンサ4は、撮像を開始する。
【００３０】
ステップ205で、n(n= 1〜na)回目の計測が行われる。シーケンサ4は、傾斜磁場発生系3、送信系5、及び受信系6を制御して、n回目の計測を行い、このn回目の計測を完了する。このn回目の計測時間は、ステップ203で算出された、被検体が動かないで耐えられる時間tnである。CPU8は、総撮像時間taとn回目の計測時間tnを例えばディスプレイ20に表示させて、操作者に撮像の総時間taとn回目の計測の計測時間tnとを示すと共に、撮像の進行に合わせて、それぞれの残時間のダウンカウントを行い、それぞれの残時間をディスプレイ20等に表示しても良い。
【００３１】
ステップ206で、撮像が中断される。n回目の計測が終了すると、シーケンサ4は、傾斜磁場発生系3、送信系5、及び受信系6を制御して、ステップ202で設定されたインターバル時間tiの間だけ撮像を中断する。
【００３２】
ステップ207で、計測回数と分割数naとが比較される。CPU8は計測回数と分割数naとを比較し、計測回数が分割数na以下ならばステップ208に進む。計測回数が分割数na以上ならば、ステップ211に進む。
【００３３】
ステップ208で、撮像一時停止が被検者1に案内される。CPU8は、n回目の計測が終了する毎に、例えば自動音声で被検者1に楽にする様に案内する。例えば、「楽にしてください。」等のメッセージを音声で発生させる。
【００３４】
ステップ209で、休憩時間が設定される。CPU8は、ステップ202で設定されたインターバル時間tiの間、シーケンサ4に撮像を一時停止させると共に、休憩時間のダウンカウントを行う。
【００３５】
ステップ210で、撮像再開が被検者1に案内される。CPU8は、インターバル時間tiの撮像一時停止期間が終了する前に、撮像が再開されることを被検者1に案内する。例えば、「撮像を再開するので動かないでください。」等のメッセージを音声で発生させる。その後、インターバル時間tiの経過後に、計測回数nを1増やしてステップ205に戻る。
【００３６】
ステップ211で、撮像終了が被検者1に案内される。na回の計測が終了し、撮像時間が、ステップ203で求められた総撮像時間taを経過した時に、撮像が終了したことを被検者に案内する。例えば、「撮像が終了しました。」等のメッセージを音声で発生させる。また、CPU8は、各回の計測で計測されたエコー信号のデータを用いて画像を再構成し、ディスプレイ20に表示させる。  
以上までが、本実施形態の処理フローの説明である。
【００３７】
以上説明したように、本実施形態のMRI装置によれば、一回の撮像を複数に分割し、間に休憩時間であるインターバルタイムを挿入して撮像を行うことにより、一定時間以上じっとしていられない被検者の場合でも、見かけ上は体動の無い状態で撮像を完了させることができる。また、被検者に長時間の息止めや体動停止を強要する必要がないので、被検者を安心させることができる。また、各回の計測期間中では、被検者は息止めや体動停止を持続しやすくなる。これらの結果として、操作者は、被検者に安心感を与えながら撮像を完了することができ、体動による悪影響の少ない所望の高画質画像を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に係るMRI装置の一実施例における全体構成を示すブロック図。
【図２】本発明の実施形態の動作を説明するフローチャート。
【符号の説明】
【００３９】
1  被検体、2  静磁場発生磁石、3  傾斜磁場発生系、4  シーケンサ、5  送信系、6  受信系、7  信号処理系、8  CPU、9  傾斜磁場コイル、10  傾斜磁場電源、11  高周波発信器、12  変長器、13  増幅器、14ａ  高周波コイル、14ｂ  高周波コイル、15  増幅器、16  直交位相検波器、17  A/D、18  磁気ディスク、19  光ディスク、20  ディスプレイ、21  ROM、22  RAM、23  マウス、24  キーボード、25  操作部
【図１】
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【図２】
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