(57)【要約】  【課題】  被検体の灌流画像を短時間で取得することができるＭＲＩ装置を提供する。  【解決手段】  ＭＲＩ装置１は、勾配コイル４および送信コイル６を制御する制御部１６を有している。制御部１６は、（Ａ）飽和期間ＳＡＴに、動脈血の上流側に位置する飽和領域ＦＯＳにおいて、動脈血の縦磁化が飽和し、（Ｂ）飽和期間ＳＡＴの後の反転期間ＩＲに、動脈血の下流側に位置する撮像領域ＦＯＶにおいて、動脈血の縦磁化の方向が反転し、（Ｃ）反転期間ＩＲの後のデータ収集期間ＡＣＱに、撮像領域ＦＯＶから動脈血のＭＲ信号が収集されるように、勾配コイル４および送信コイル６を制御する。  【選択図】図３
2009056072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体を流れる体液を撮像するＭＲＩ装置であって、
前記被検体に勾配パルスを印加する勾配コイル、
前記被検体にＲＦパルスを送信する送信コイル、および
前記勾配コイルおよび前記送信コイルを制御する制御部、
を有するＭＲＩ装置であって、
前記制御部は、
（Ａ）飽和期間に、前記体液の上流側に位置する飽和領域において、前記体液の縦磁化が飽和し、
（Ｂ）前記飽和期間の後の反転期間に、前記体液の下流側に位置する撮像領域において、前記体液の縦磁化の方向が反転し、
（Ｃ）前記反転期間の後のデータ収集期間に、前記撮像領域から前記体液のＭＲ信号が収集される、
ように、前記勾配コイルおよび前記送信コイルを制御する、ＭＲＩ装置。
【請求項２】
前記送信コイルは、前記飽和期間に飽和パルスを送信し、前記反転期間に反転パルスを送信し、前記データ収集期間にデータ収集パルスを送信する、請求項１に記載のＭＲＩ装置。
【請求項３】
前記送信コイルは、前記反転パルスを送信してから、反転時間の経過時に、前記データ収集パルスを送信する、請求項２に記載のＭＲＩ装置。
【請求項４】
前記体液は動脈血であり、
前記反転時間は、前記反転パルスを送信してから、静脈血の縦磁化成分がゼロになるまでの時間である、請求項３に記載のＭＲＩ装置。
【請求項５】
前記勾配コイルは、前記飽和期間にスライス勾配パルスを印加し、
前記送信コイルは、前記勾配コイルがスライス勾配パルスを印加している間に、前記飽和パルスを送信する、請求項４に記載のＭＲＩ装置。
【請求項６】
前記勾配コイルは、前記飽和期間に、前記スライス勾配パルスを印加した後、キラー勾配パルスを印加する、請求項５に記載のＭＲＩ装置。
【請求項７】
前記反転パルスは、スライス非選択パルスである、請求項６に記載のＭＲＩ装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記被検体から呼吸信号を取得し、前記呼吸信号に基づいて、前記勾配コイルおよび前記送信コイルを制御する、請求項２〜７のうちのいずれか一項に記載のＭＲＩ装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記被検体から心電信号を取得し、前記心電信号に基づいて前記勾配コイルおよび前記送信コイルを制御する、請求項２〜７のうちのいずれか一項に記載のＭＲＩ装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記被検体から呼吸信号を取得するとともに、前記被検体から心電信号を取得し、前記呼吸信号および前記心電信号に基づいて、前記勾配コイルおよび前記送信コイルを制御する、請求項２〜７のうちのいずれか一項に記載のＭＲＩ装置。
【請求項１１】
前記制御部は、
前記被検体の呼吸による体動を検出し、前記呼吸信号を出力するベローズ、および
前記呼吸信号を解析し、呼吸同期信号を出力する呼吸信号解析部、
を有し、
前記制御部は、前記呼吸同期信号に基づいて、前記勾配コイルおよび前記送信コイルを制御する、請求項８又は１０に記載のＭＲＩ装置。
【請求項１２】
前記制御部は、
前記被検体の心拍を検出し、前記心電信号を出力する心拍センサ、および
前記心電信号を解析し、心電同期信号を出力する心電信号解析部、
を有し、
前記制御部は、前記心電同期信号に基づいて、前記勾配コイルおよび前記送信コイルを制御する、請求項９又は１０に記載のＭＲＩ装置。
【請求項１３】
前記呼吸信号は、第１の呼吸期間と、前記第１の呼吸期間よりも前記体動が小さい第２の呼吸期間と、を有し、
前記制御部は、前記送信コイルが前記第２の呼吸期間の間に前記データ収集パルスを送信するように、前記送信コイルを制御する、請求項１１に記載のＭＲＩ装置。
【請求項１４】
前記制御部は、前記心電信号のＲ波に同期して前記送信コイルが前記反転パルスを送信するように、前記送信コイルを制御する、請求項１２に記載のＭＲＩ装置。
【請求項１５】
前記呼吸信号は、第１の呼吸期間と、前記第１の呼吸期間よりも前記体動が小さい第２の呼吸期間と、を有し、
前記制御部は、前記呼吸信号が前記第１の呼吸期間から前記第２の呼吸期間に遷移した後に前記心電信号に最初に発生するＲ波に同期して、前記送信コイルが前記反転パルスを送信するように、前記送信コイルを制御する、請求項１０に記載のＭＲＩ装置。
【請求項１６】
前記送信コイルは、前記反転パルスを送信した後、前記データ収集パルスを送信する前に、Ｔ２プリパレーションパルスを送信する、請求項２〜１５のうちのいずれか一項に記載のＭＲＩ装置。
【請求項１７】
前記送信コイルは、前記反転パルスを送信した後、前記データ収集パルスを送信する前に、CHESS又はSPECIAL IRを送信する、請求項２〜１６のうちのいずれか一項に記載のＭＲＩ装置。
【請求項１８】
前記送信コイルは、前記被検体からのＭＲ信号を受信する受信コイルを兼ねることを特徴とする請求項１〜１７に記載のＭＲＩ装置。
【請求項１９】
前記体液は静脈血である、請求項１に記載のＭＲＩ装置。
【請求項２０】
前記体液は脊髄液である、請求項１に記載のＭＲＩ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体を流れる体液を撮像するＭＲＩ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば血管を流れる血液を撮像する場合に、ＭＲＩ装置が使用されている。血液を撮像する方法として、血管を流れる血液の流入効果を利用する方法がある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−０８２８６７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１の方法では、動静脈を分離して動脈のみを描出する場合、同じ撮像領域を２回撮像し、撮像された２つの画像の差分を求める必要がある。したがって、画像を取得するのに時間がかかるという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記の事情に鑑み、被検体の灌流画像を短時間で取得することができるＭＲＩ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の問題を解決する本発明のＭＲＩ装置は、被検体を流れる体液を撮像するＭＲＩ装置であって、
上記被検体に勾配パルスを印加する勾配コイル、
上記被検体にＲＦパルスを送信する送信コイル、および
上記勾配コイルおよび上記送信コイルを制御する制御部、
を有するＭＲＩ装置であって、
上記制御部は、
（Ａ）飽和期間に、上記体液の上流側に位置する飽和領域において、上記体液の磁化が飽和し、
（Ｂ）上記飽和期間の後の反転期間に、上記体液の下流側に位置する撮像領域において、上記体液の縦磁化の方向が反転し、
（Ｃ）上記反転期間の後のデータ収集期間に、上記撮像領域から上記体液のＭＲ信号が収集される、
ように、上記勾配コイルおよび上記送信コイルを制御する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明では、同じ撮像領域を２回撮像しなくても撮像対象の体液を強調して描出することができるので、体液の撮像を短時間で行えるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照しながら、発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。尚、本発明は、発明を実施するための最良の形態に限定されるものではない。
【０００８】
図１は、ＭＲＩ装置１のブロック図である。このＭＲＩ装置１は発明を実施するための最良の形態の一例である。
【０００９】
ＭＲＩ装置１は、図１に示すように、主磁場コイル２、勾配コイル４、送信コイル６、および受信コイル８を有している。主磁場コイル２、勾配コイル４、および送信コイル６は、互いに同軸的に配置されている。受信コイル８は、被検体１０の撮像部位１０ａに近接するように設置されている。
【００１０】
ＭＲＩ装置１は、更に、被検体１０を支持するクレドール１２と、クレドール１２をｚ方向に移動させる駆動部（図示せず）と、を有している。この駆動部がクレドール１２をｚ方向に移動させることにより、クレドール１２は送信コイル６の内側の空間（ボア）１４内に移動する。
【００１１】
主磁場コイル２は、ボア１４に、ｚ方向の磁場（水平磁場）を形成する。
【００１２】
勾配コイル４は、互いに垂直な３軸（スライス軸、位相軸、および周波数軸）の方向に、勾配磁場を印加する。
【００１３】
送信コイル６は、ボア１４にＲＦパルスを送信する。
【００１４】
受信コイル８は、被検体１０の撮像部位１０ａから受け取ったＭＲ信号を電気信号に変換する。尚、送信コイル６が受信コイル８を兼ねるように構成されていてもよい。
【００１５】
ＭＲＩ装置１は、更に、勾配コイル４および送信コイル６を制御するコイル制御部１６（図１に破線で囲まれている部分）を有している。
【００１６】
制御部１６は、勾配コイル駆動部１８、送信部２０、ベローズ２２、呼吸信号解析部２４、心拍センサ２６、心電信号解析部２８、およびシーケンサ３０、を有している。
【００１７】
ベローズ２２は、被検体１０の呼吸による体動を検出し、呼吸信号３６を呼吸信号解析部２４に送信する。呼吸信号解析部２４は、呼吸信号３６を解析し、呼吸同期信号３８をシーケンサ３０に出力する。呼吸同期信号３８は、勾配コイル４が勾配パルスを印加するタイミングと、送信コイル６がＲＦパルスを送信するタイミングを、呼吸に同期させるために使用される信号である。
【００１８】
心拍センサ２６は、被検体１０の心拍を検出し、心電信号４０を心電信号解析部２８に送信する。心電信号解析部２８は、心電信号４０を解析し、心拍同期信号４２をシーケンサ３０に出力する。心拍同期信号４２は、勾配コイル４が勾配パルスを印加するタイミングと、送信コイル６がＲＦパルスを送信するタイミングを、心拍に同期させるために使用される信号である。
【００１９】
シーケンサ３０は、呼吸同期信号３８および心拍同期信号４２などに基づいて、勾配コイル駆動部１８に制御信号４４を供給する。勾配コイル駆動部１８は、制御信号４４に基づいて、勾配コイル４を駆動するための駆動信号３２を勾配コイル４に供給する。
【００２０】
また、シーケンサ３０は、呼吸同期信号３８および心拍同期信号４２などに基づいて、送信部２０に制御信号４６を供給する。送信部２０は、制御信号４６に基づいて、送信コイル６を駆動するための駆動信号３４を送信コイル６に供給する。
【００２１】
ＭＲＩ装置１は、更に、受信部４８、データ処理部５４、表示部５６、および操作部５８を有している。
【００２２】
受信部４８は、受信コイル８から、撮像部位１０ａに関するデータ信号５０を受け取り、受け取ったデータ信号５０をデジタル信号５２に変換する。
【００２３】
データ処理部５４は、受信部４８から出力されたデジタル信号５２をメモリに記憶する。データ処理部５４は、デジタル信号５２から画像を再構成し、画像信号６０を出力する。
【００２４】
表示部５６は、データ処理部５４から画像信号６０を受け取り、画像を表示する。
【００２５】
操作部５８はシーケンサ３０に接続されている。操作部５８は、ＭＲＩ装置１を操作するオペレータによって操作される。オペレータは、操作部５８を介して、各種の指令や情報等をシーケンサ３０に送信する。オペレータは、表示部５６および操作部５８を通じてインタラクティブにＭＲＩ装置１を操作することができる。
【００２６】
次に、上記のように構成されたＭＲＩ装置１の撮像動作について説明する。この撮像動作の説明に当たっては、ＭＲＩ装置１で被検体１０の動脈血を撮像する例を取り上げて説明する。
【００２７】
図２は、被検体１０の撮像領域ＦＯＶを概略的に示す図である。
【００２８】
撮像領域ＦＯＶは、大腿動脈ＡＲおよび大腿静脈ＶＥを含んでいる。撮像領域ＦＯＶ内を流れる動脈血および静脈血は、それぞれ矢印ＢＡＲ’およびＢＶＥ’で示されている。撮像領域ＦＯＶ以外の領域内を流れる動脈血および静脈血は、それぞれ矢印ＢＡＲおよびＢＶＥで示されている。
【００２９】
ＭＲＩ装置１は、撮像領域ＦＯＶを流れる動脈血を撮像するために、パルスシーケンスに従って勾配コイル４および送信コイル６を駆動する。
【００３０】
図３は、ＭＲＩ装置1が実行するパルスシーケンス１００の説明図である。
【００３１】
パルスシーケンス１００は、飽和期間ＳＡＴ、反転期間ＩＲ、およびデータ収集期間ＡＣＱを有している。図３には、送信コイル６が送信するＲＦパルスが示されているが、勾配コイル４が印加する勾配磁場は、説明の便宜上、図示省略されている。
【００３２】
以下に、パルスシーケンス１００について具体的に説明する。
【００３３】
図４は、パルスシーケンス１００の飽和期間ＳＡＴおよび反転期間ＩＲを具体的に示した図である。
【００３４】
送信コイル６は、飽和期間ＳＡＴの間に、空間前飽和パルスＰssを送信する。空間前飽和パルスＰssは、図４に示すように、スライス勾配パルスＧｓが印加されている間に、送信される。スライス勾配パルスＧｓが印加された後、キラー勾配パルスＧｋが印加される。パルスＰss、Ｇｓ、およびＧｋの組合せは、飽和期間ＳＡＴの間に、繰り返し送信（印加）される。飽和期間ＳＡＴの長さは、例えば２秒間である。期間ＳＡＴの長さが２秒間である場合、空間前飽和パルスＰssは、例えば、５０msecごとに４０回送信される。
【００３５】
これらのパルスＰss、Ｇｓ、およびＧｋは、撮像領域ＦＯＶに隣接する飽和領域ＦＯＳ（図２参照。撮像領域ＦＯＶに対して動脈血の上流側の領域）を流れる動脈血ＢＡＲの縦磁化成分および横磁化成分が飽和するように、設定されている。したがって、動脈血ＢＡＲは、撮像領域ＦＯＶに流入する前に、縦磁化成分および横磁化成分が飽和する。
【００３６】
飽和期間ＳＡＴが終了した後、反転期間ＩＲが続く。
【００３７】
反転期間ＩＲの間に、反転パルスＰirが送信される。反転パルスＰirは、図４に示すように、スライス勾配パルスが印加されていない（すなわち、磁場勾配がゼロである）間に送信される。したがって、反転パルスＰirはスライス非選択パルスである。反転パルスＰirが送信された後、キラー勾配パルスＧｋが印加される。反転期間ＩＲが終了した後、データ収集期間ＡＣＱが続く。
【００３８】
図５は、パルスシーケンス１００のデータ収集期間ＡＣＱを具体的に示した図である。
【００３９】
データ収集期間ＡＣＱは、撮像領域ＦＯＶ（図２参照）からＭＲ信号を収集するための期間である。送信コイル６は、撮像領域ＦＯＶ（図２参照）からＭＲ信号が収集できるように設定されたＲＦパルス（以下、「データ収集パルス」という）Ｐdaを送信する。データ収集パルスＰdaは、勾配コイル４がスライス勾配パルスＧｓを印加している間に、送信される。また、データ収集パルスＰdaは、反転パルスPirを送信してから反転時間ＴＩの経過後に送信されている（図３参照）。ここでは、反転時間ＴＩは、反転パルスPirを送信してから静脈血の縦磁化成分がゼロになるまでの時間である。
【００４０】
勾配コイル４は、更に、周波数勾配パルスＧｆと、位相勾配パルスＧp1およびＧp2と、を印加する。図５に示すようなパルスＰda、Ｇｓ、Ｇｆ、Ｇp1、およびＧp2がＴＲ時間ごとに繰り返し送信（印加）される。
【００４１】
ＭＲＩ装置１は、このようなパルスシーケンス１００を実行することによって、撮像領域ＦＯＶを流れる動脈血を撮像している。
【００４２】
パルスシーケンス１００は、図３に示すように、データ収集期間ＡＣＱの前に、飽和期間ＳＡＴおよび反転期間ＩＲを有している。飽和期間ＳＡＴおよび反転期間ＩＲは、静脈血ＢＶＥ’の流入効果を低下させるために設けられた期間である。このように、パルスシーケンス１００（図３参照）は、静脈血ＢＶＥ’の流入効果を低下させるために、飽和期間ＳＡＴだけでなく、反転期間ＩＲを有していることに注意すべきである。パルスシーケンス１００は、反転期間ＩＲを有している点で、特開２００７−０８２８６７号（特許文献１）に示されているパルスシーケンスとは異なっている（図６参照）。
【００４３】
図６は、特開２００７−０８２８６７号に示されているパルスシーケンスを概略的に示す図である。
【００４４】
特開２００７−０８２８６７号に示されているパルスシーケンス（以下、「従来のパルスシーケンス」と呼ぶ）１００’は、図３に示すパルスシーケンス１００と同様に、飽和期間ＳＡＴおよびデータ収集期間ＡＣＱを有している。しかし、従来のパルスシーケンス１００’は反転期間ＩＲを有していない。
【００４５】
図３に示すパルスシーケンス１００を使用した場合、動脈血ＢＡＲ’が静脈血ＢＶＥ’よりも十分に強調された灌流画像を高速で撮像することができるという効果がある。これに対して、図６に示す従来のパルスシーケンス１００’を使用した場合、動脈血ＢＡＲ’が静脈血ＢＶＥ’よりも十分に強調された灌流画像を撮像するには、時間がかかるという問題点がある。この問題点を具体的に説明するために、以下のシミュレーションＳ１を行った。
（Ｓ１）データ収集期間ＡＣＱの前に、飽和期間ＳＡＴを設けるが、反転期間ＩＲは設けない場合の動脈血および静脈血の縦磁化成分のシミュレーション。
以下に、このシミュレーションＳ１について説明する。
【００４６】
図７は、シミュレーションＳ１のシミュレーション条件を説明する図である。シミュレーション条件は以下の通りである。
（ａ）動脈７０および静脈７４は直線状に延在している。
（ｂ）動脈血７２は動脈７０を一定速度（１０００ｍｍ／ｓ）で流れる。
（ｃ）静脈血７６は、動脈血７２とは反対方向に流れる。
（ｄ）静脈血７６の流速は、動脈血７２の流速よりも十分に遅いので、静脈血７６の流速をゼロとする。
（ｅ）脈動は無視する。
（ｆ）飽和期間ＳＡＴの間に、ｘ＜０の範囲（飽和領域ＦＯＳ）内の動脈血７２および静脈血７６の縦磁化成分を飽和させる。
【００４７】
図８は、シミュレーションＳ１の結果を示すグラフである。
【００４８】
図８は、飽和期間ＳＡＴ終了時点の動脈血７２および静脈血７６の縦磁化成分ＭＺのシミュレーション結果を示している。
【００４９】
横軸は、図７に示す動脈７０（および静脈７４）の原点からの距離ｘ（ｍｍ）を示す。ここで、原点とは、動脈血７２が領域ＦＯＳから流出する位置Ｆoutである。縦軸は、動脈血７２および静脈血７６の縦磁化成分ＭＺを示す。図８において、ラインＡ１は、動脈血７２の縦磁化成分ＭＺの変化を表しており、ラインＶ１は、静脈血７６の縦磁化成分ＭＺの変化を表している。以下に、動脈血７２の縦磁化成分ＭＺおよび静脈血７６の縦磁化成分ＭＺについて順に説明する。
【００５０】
（１）動脈血７２の縦磁化成分ＭＺについて（ラインＡ１）
（ｉ）−１０００ｍｍ≦ｘ＜０ｍｍの領域
動脈血７２の縦磁化成分は、動脈血７２が−１０００ｍｍ≦ｘ＜０ｍｍの領域を流れている間に飽和する（シミュレーション条件（ｆ）参照）。したがって、動脈血７２の縦磁化成分ＭＺは、ゼロである。
（ii）０≦ｘ≦２０００ｍｍの領域
上記のように、動脈血７２の縦磁化成分ＭＺは、−１０００ｍｍ≦ｘ＜０ｍｍの領域ではゼロである。したがって、動脈血７２は、縦磁化成分ＭＺがゼロの状態で、位置Ｆoutから流出する。したがって、動脈血７２の縦磁化成分ＭＺは、位置Ｆoutから流出した直後はゼロである。しかし、動脈血７２の縦磁化成分ＭＺは、位置Ｆoutから流出した直後から徐々にＴ１回復し、動脈血７２の縦磁化成分ＭＺは、ラインＡ１で示すように、距離ｘが大きくなるに従って大きくなる。尚、図８では、動脈血７２の縦磁化成分ＭＺが完全にＴ１回復したときの動脈血７２の縦磁化成分ＭＺをＭＺ＝Ｍ０としている。
【００５１】
（２）静脈血７６の縦磁化成分ＭＺについて（ラインＶ１）
（ｉ）０≦ｘ≦２０００ｍｍの領域
静脈血７６は、動脈血７２とは反対方向に流れるので（シミュレーション条件（ｃ）参照）、ｘ＜０の領域（飽和領域ＦＯＳ）に流入する前に、０≦ｘ≦２０００ｍｍの領域を流れる。したがって、０≦ｘ≦２０００ｍｍの領域を流れる静脈血７６の縦磁化成分ＭＺは飽和しておらず、ＭＺ＝Ｍ０である。
（ii）−１０００ｍｍ≦ｘ＜０ｍｍの領域
静脈血７６の縦磁化成分は、静脈血７６が−１０００ｍｍ≦ｘ＜０ｍｍの領域を流れている間に飽和する（シミュレーション条件（ｆ）参照）。したがって、静脈血７６の縦磁化成分ＭＺは、ゼロである。
【００５２】
（３）図８のグラフの検討
動脈血７２の縦磁化成分ＭＺ（ラインＡ１）は、距離ｘが大きくなるに従って大きくなる。しかし、動脈血７２の縦磁化成分ＭＺ（ラインＡ１）は、静脈血７６の縦磁化成分ＭＺ（ラインＶ１）よりも小さい。したがって、データ収集期間ＡＣＱの前に飽和期間ＳＡＴを設けただけでは、動脈血７２よりも静脈血７６が強調された灌流画像しか得られない。この図８に示すシミュレーションＳ１の結果から、従来のパルスシーケンス１００’（図６参照）を使用して画像データを収集するだけでは、動脈血７２が強調された灌流画像は得られないことが分かる。そこで、従来のパルスシーケンス１００’を使用する場合は、従来のパルスシーケンス１００’を使用して画像データを収集した後、別のパルスシーケンスを用いて画像データを再度収集し、これらの画像データの差分を求めている。画像データの差分を求めることによって、動脈血７２が強調された灌流画像が得られる。しかし、画像データを再度収集する必要があるので、撮像時間が長くなるという問題がある。
【００５３】
この問題を解決するために、本形態のＭＲＩ装置１で使用されるパルスシーケンス１００は、飽和期間ＳＡＴの後、データ収集期間ＡＣＱの前に、反転期間ＩＲを有している（図３参照）。反転期間ＩＲを設けることによって、動脈血７２が強調された灌流画像を短時間で撮像することができる。以下に、動脈血７２が強調された灌流画像を短時間で撮像することができる理由を説明する。この理由を説明するために、以下のシミュレーションＳ２を行った。
（Ｓ２）飽和期間ＳＡＴの後、データ収集期間ＡＣＱの前に、反転期間ＩＲを設けた場合の動脈血および静脈血の縦磁化成分のシミュレーション。
【００５４】
シミュレーションＳ２のシミュレーション条件は、シミュレーションＳ１のシミュレーション条件（ａ）〜（ｆ）と同じである。ただし、シミュレーションＳ２では、以下のシミュレーション条件（ｇ）が加えられている。
（ｇ）反転期間ＩＲの間に、―１０００ｍｍ＜ｘ＜２０００ｍｍの範囲内の動脈血７２および静脈血７６の縦磁化成分を反転させる。
【００５５】
図９〜図１１は、シミュレーションＳ２の結果を示すグラフである。尚、図９〜図１１のグラフの横軸および縦軸は、図８の横軸および縦軸と同じである。
【００５６】
図９は、飽和期間ＳＡＴ終了時点の動脈血７２および静脈血７６の縦磁化成分ＭＺのシミュレーション結果を示すグラフである。
【００５７】
ラインＡ２は、動脈血７２の縦磁化成分ＭＺの変化を表しており、ラインＶ２は、静脈血７６の縦磁化成分ＭＺの変化を表している。図９は、飽和期間ＳＡＴ終了時点でのシミュレーション結果を示しているので、図８と同じシミュレーション結果になる。
【００５８】
図１０は、反転期間ＩＲに送信される反転パルスＰirの送信終了時点の動脈血７２および静脈血７６の縦磁化成分ＭＺのシミュレーション結果を示すグラフである。
【００５９】
ラインＡ３は、動脈血７２の縦磁化成分ＭＺの変化を表しており、ラインＶ３は、静脈血７６の縦磁化成分ＭＺの変化を表している。尚、図１０には、図９で示した２つのラインＡ２およびＶ２を破線で示してある。
【００６０】
反転パルスＰirが送信されると、動脈血７２の縦磁化成分ＭＺはラインＡ２からＡ３に反転し、静脈血７６の縦磁化成分ＭＺはラインＶ２からＶ３に反転する。
【００６１】
図１１は、反転パルスＰirを送信してから反転時間ＴＩ経過時点での動脈血７２および静脈血７６の縦磁化成分ＭＺのシミュレーション結果を示すグラフである。
【００６２】
ラインＡ４は、動脈血７２の縦磁化成分ＭＺの変化を表しており、ラインＶ４は、静脈血７６の縦磁化成分ＭＺの変化を表している。尚、図１１には、図１０で示した２つのラインＡ３およびＶ３を破線で示してある。以下に、ラインＶ４およびラインＡ４について順に説明する。
【００６３】
[ラインＶ４について]
反転時間ＴＩの間に、静脈血７６の縦磁化成分ＭＺは回復する。縦磁化成分ＭＺが反転時間ＴＩの間に回復する量は、反転時間ＴＩの開始時点における縦磁化成分ＭＺの大きさに依存する。したがって、反転時間ＴＩの開始時点における縦磁化成分ＭＺが、ＭＺ＝−Ｍ０である場合と、ＭＺ＝０（ゼロ）である場合とでは、縦磁化成分ＭＺの回復量は異なる。シミュレーションＳ２では、反転時間ＴＩの開始時点における縦磁化成分ＭＺがＭＺ＝−Ｍ０であれば、ＭＺは−Ｍ０から０（ゼロ）にまで回復するように、反転時間ＴＩが設定されている。したがって、静脈血７６の縦磁化成分ＭＺは、０≦ｘ≦２０００ｍｍの範囲では、−Ｍ０からゼロにまで回復する。
尚、−１０００＜ｘ＜０の範囲では、縦磁化成分ＭＺは、０（ゼロ）からＭ０／２に変化する。
したがって、反転時間ＴＩの間に、静脈血７６の縦磁化成分ＭＺは、ラインＶ３からＶ４へと変化する。
また、静脈血７６の流速はゼロであるので（シミュレーション条件（ｄ）参照）、静脈血７６の縦磁化成分ＭＺのラインＶ３からＶ４への縦磁化回復は、同一の距離ｘ上で行われる。例えば、ｘ＝１０００ｍｍにおけるラインＶ３上の縦磁化成分Ｍｖ３は、ｘ＝１０００ｍｍ上で縦磁化回復し、ｘ＝１０００ｍｍにおけるラインＶ４上の縦磁化成分Ｍｖ４に変化する。
【００６４】
[ラインＡ４について]
反転時間ＴＩの間に、動脈血７２の縦磁化成分ＭＺも回復する。しかし、動脈血７２の縦磁化成分ＭＺが縦磁化回復している間、動脈血７２は一定速度（１０００ｍｍ／ｓ）で流れるので（シミュレーション条件（ｂ）参照）、動脈血７２の縦磁化成分ＭＺの縦磁化回復は、同一の距離ｘ上では行われない。例えば、ｘ＝−５００ｍｍにおけるラインＡ３上の縦磁化成分ＭA3_1は、動脈血７２が一定速度（１０００ｍｍ／ｓ）で流れることにより、ｘ＝５００ｍｍにおけるラインＡ４上の縦磁化成分ＭA4_1に変化する。また、ｘ＝５００ｍｍにおけるラインＡ３上の縦磁化成分ＭA3_2は、ｘ＝１５００ｍｍにおけるラインＡ４上の縦磁化成分ＭA4_2に変化する。
したがって、反転時間ＴＩの間に、動脈血７２の縦磁化成分ＭＺは、ラインＡ３からＡ４へと変化する。
【００６５】
図１１から分かるように、０＜ｘ＜２０００の範囲において、動脈血７２の縦磁化成分ＭＺは０（ゼロ）より大きい値を有しているが（ラインＡ４）、静脈血７６の縦磁化成分ＭＺは０（ゼロ）である（ラインＶ４）。したがって、飽和期間ＳＡＴの後、データ収集期間ＡＣＱの前に、反転期間ＩＲを設けることによって、静脈血７６は実質的に描出されないが動脈血７２が強調された灌流画像を得ることができる。この図１１に示すシミュレーションＳ２の結果から、パルスシーケンス１００（図３参照）を使用して画像データを収集することによって、静脈血７６は実質的に描出されないが動脈血７２が強調された灌流画像を得ることができることが分かる。また、パルスシーケンス１００（図３参照）を使用すれば、別のパルスシーケンスを用いて画像データを再度収集しなくても、静脈血７６が実質的に描出されずに動脈血７２が強調された灌流画像を得ることができる。したがって、パルスシーケンス１００（図３参照）を使用すれば、被検体１０の動脈をより短時間で撮像することができる。
【００６６】
図１に戻って説明を続ける。
【００６７】
ＭＲＩ装置１が図３に示すパルスシーケンス１００を実行すると、受信コイル８は、動脈血ＢＡＲ’（図２参照）の情報を含んだＭＲ信号を電気信号に変換する。受信部４８は、受信コイル８から、動脈血ＢＡＲ’（図２参照）の情報を含んだデータ信号５０を受け取る。受信部４８は、受け取ったデータ信号５０をデジタル信号５２に変換し、データ処理部５４に出力する。データ処理部５４は、動脈血を含んだ画像を再構成し、この画像が表示部５６に表示される。表示部５６は、動脈血ＢＡＲ’が強調された灌流画像を表示するが、静脈血ＢＶＥ’は実質的に表示しないので、医師は、動脈ＡＲの血流状態を正確に認識することができる。
【００６８】
上述のように、ＭＲＩ装置１は、動脈血ＢＡＲ’が強調された灌流画像を高速で撮像することができる。
【００６９】
また、ＭＲＩ装置１は、反転パルスＰirを送信するタイミングを決定するために、呼吸信号３６および心電信号４０を利用している。以下に、反転パルスＰirを送信するタイミングを決定するやり方について、図１と図１２を参照しながら説明する。
【００７０】
図１２は、呼吸信号３６および心電信号４０と、図３に示すRFパルスと、を示す図である。
【００７１】
ＭＲＩ装置１では、図１に示すように、ベローズ２２が呼吸信号３６を呼吸信号解析部２４に出力する。呼吸信号解析部２４は、呼吸信号３６を解析し、呼吸同期信号３８をシーケンサ３０に出力する。呼吸信号３６は、被検体１０の呼吸による体動の大きい第１の呼吸期間Ｃα1、Ｃα2…と、被検体１０の呼吸による体動の小さい第２の呼吸期間Ｃβ1、Ｃβ2、Ｃβ3…を有している。呼吸同期信号３８は、呼吸信号３６が第１の呼吸期間から第２の呼吸期間に遷移したことを表す信号である。
【００７２】
更に、ＭＲＩ装置１では、図１に示すように、心拍センサ２６が心電信号４０を心電信号解析部２８に出力する。心電信号析部２８は、心電信号４０を解析し、心拍同期信号４２をシーケンサ３０に出力する。この心電同期信号４２は、心電信号４０がＲ波（Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５…）に到達したことを表す信号である。
【００７３】
シーケンサ３０は、受け取った呼吸同期信号３８および心拍同期信号４２に基づいて、制御信号４４および４６を生成し、勾配コイル駆動部１８および送信部２０に送る。勾配コイル駆動部１８および送信部２０は、制御信号４４および４６に基づいて、コイル４および６を駆動する。ここでは、第１の呼吸期間（Ｃα1、Ｃα2…）から第２の呼吸期間（Ｃβ1、Ｃβ2、Ｃβ3…）に遷移した後に心電信号４０に最初に発生するＲ波（図１２では、Ｒ２）に同期して、反転パルスＰirが送信されるように、送信コイル６が駆動されている。これによって、被検体１０の呼吸による体動の小さい第２の呼吸期間（Ｃβ1、Ｃβ2、Ｃβ3…）にデータ収集を行うことができる。また、Ｒ波Ｒ２に同期して反転パルスＰirを送信することによって、どの第２の呼吸期間（Ｃβ1、Ｃβ2、Ｃβ3…）であっても、Ｒ波Ｒ２からデータ収集期間ＡＣＱが始まるまでの時間ＲＤが同じになる。したがって、どの第２の呼吸期間（Ｃβ1、Ｃβ2、Ｃβ3…）であっても、同じような血流状態でデータ収集を行うことができる。
【００７４】
尚、呼吸と心拍とのうちの一方又は両方を検出せずにデータ収集することも可能である。
【００７５】
ＭＲＩ装置１は、空間前飽和パルスＰssの後、データ収集パルスＰdaの前に、反転パルスＰirを送信しているが、空間前飽和パルスＰssの前に反転パルスＰirを送信するＭＲＩ装置が知られている（例えば、米国特許５８４２９８９号）。しかし、この米国特許のＭＲＩ装置では、図１に示すＭＲＩ装置１の効果を得ることはできない。その理由について以下に説明する。
【００７６】
米国特許５８４２９８９号のＭＲＩ装置は、反転パルスを送信してから空間前飽和パルスを送信し、反転パルスを送信してからＴＩ時間経過後に、データ収集を行っている。図１３に、米国特許５８４２９８９号のＭＲＩ装置において、ＴＩ時間経過時点での動脈血および静脈血の縦磁化成分ＭＺのシミュレーション結果を示す。
【００７７】
図１３では、ラインＡ５は動脈血の縦磁化成分ＭＺを表しており、ラインＶ５は静脈血の縦磁化成分ＭＺを表している。尚、図１３には、図１１で示したラインＡ４を破線で示してある。
【００７８】
図１３では、０＜ｘ＜２０００の範囲内では、静脈血の縦磁化成分ＭＺはＭＺ＝０（ゼロ）であることがわかる。一方、動脈血の縦磁化成分ＭＺは、０≦ｘ≦１０００の範囲ではＭＺ＝Ｍ０であるが、１０００≦ｘ≦２０００の範囲では、ＭＺ＝０である。したがって、１０００≦ｘ≦２０００の範囲では、動脈の血流状態を視認することができない。
【００７９】
これに対して、本形態のＭＲＩ装置１では、ラインＡ４で示されているように、１０００≦ｘ≦２０００の範囲でも、縦磁化成分ＭＺはゼロより大きい値を有している。したがって、ＭＲＩ装置１は、米国特許５８４２９８９号のＭＲＩ装置よりも、動脈の下流側を広範囲に撮像できることがわかる。
【００８０】
尚、米国特許５８４２９８９号（ラインＡ５）とＭＲＩ装置１（ラインＡ４）とを比較すると、０≦ｘ＜１０００の範囲では、ラインＡ４により示される動脈血の縦磁化成分ＭＺは、ラインＡ５により示される動脈血の縦磁化成分ＭＺよりも小さい。したがって、０≦ｘ＜１０００の範囲では、ＭＲＩ装置１で撮像された動脈血は、米国特許５８４２９８９号の装置で撮像された動脈血よりも、視認しにくいのではないかとも考えられる。しかし、シミュレーションＳ２の結果によれば（図１１参照）、０≦ｘ＜１０００の範囲では、動脈血の縦磁化成分ＭＺはＭ０／２の大きさを有するとともに、静脈血の縦磁化成分ＭＺは０（ゼロ）である。したがって、静脈血は灌流画像の中に実質的に描出されないので、動脈の血流状態は十分に視認できると考えられる。
【００８１】
尚、撮像された画像に筋肉組織が含まれており、筋肉組織が動脈の血流状態を認識する妨げになることがあり得る。この場合は、Ｔ２プリパレーションを行うことにより、筋肉組織を画像から実質的に消去することができる。Ｔ２プリパレーションとは、横緩和時間Ｔ２の違いに着目して筋肉の信号を血液の信号よりも小さくする処理である。Ｔ２プリパレーションは、反転パルスＰirを送信した後、データ収集パルスＰdaを送信する前の時刻Ｔt2（図１２参照）で行われる。Ｔ２プリパレーションは当業者に周知の技術であるので、詳細な説明は省略する。
【００８２】
また、撮像された画像に脂肪組織が含まれており、脂肪組織が動脈の血流状態を認識する妨げになることがあり得る。この場合は、反転パルスＰirを送信した後、データ収集パルスＰdaを送信する前に、CHESS（又はSPECIAL IR）を送信することにより、脂肪組織を画像から実質的に消去することができる。CHESS（又はSPECIAL IR）は当業者に周知の技術であるので、詳細な説明は省略する。尚、筋肉組織と脂肪組織との両方を消去したい場合は、Ｔ２プリパレーションパルスを送信した後に、CHESS（又はSPECIAL IR）を送信すればよい。
【００８３】
尚、上記の形態では、動脈血の灌流画像を取得する場合に、静脈血の縦磁化成分がゼロになるように反転時間ＴＩを設定することによって、灌流画像に静脈血が描出されないようにしている（図１１参照）。しかし、本発明を適用すれば、体液以外の組織（例えば、筋肉、脂肪）の縦磁化成分がゼロになるように反転時間ＴＩを設定することによって、Ｔ２プリパレーションパルスなどを送信しなくても、体液以外の組織が描出されないようにすることも可能である。このように、反転時間ＴＩは必要に応じて適宜変更してもよい。
【００８４】
また、上記の形態では、動脈血を撮像する例について説明している。しかし、本発明は、動脈血以外の体液（例えば、静脈血や脊髄液など）を撮像する場合にも適用できる。例えば、静脈血を撮像したい場合は、動脈血の縦磁化成分がゼロになるように反転時間ＴＩを設定することで、静脈血が強調された灌流画像を得ることが可能である。
【００８５】
更に、上記の形態では、反転パルスＰirはスライス非選択パルスである。しかし、撮像領域の動脈の血流状態が視認できるのであれば、反転パルスＰirはスライス選択パルスであってもよい。また、本形態では、ＭＲＩ装置１００はパルスシーケンス１００を実行しているが、本発明の効果が得られるのであれば、他のパルスシーケンスを実行してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】ＭＲＩ装置１のブロック図である。
【図２】被検体１０の撮像領域ＦＯＶを概略的に示す図である。
【図３】ＭＲＩ装置1が実行するパルスシーケンス１００の説明図である。
【図４】パルスシーケンス１００の飽和期間ＳＡＴおよび反転期間ＩＲを具体的に示した図である。
【図５】パルスシーケンス１００のデータ収集期間ＡＣＱを具体的に示した図である。
【図６】特開２００７−０８２８６７号に示されているパルスシーケンスを概略的に示す図である。
【図７】シミュレーションＳ１のシミュレーション条件を説明する図である。
【図８】シミュレーションＳ１の結果を示すグラフである。
【図９】飽和期間ＳＡＴ終了時点の動脈血７２および静脈血７６の縦磁化成分ＭＺのシミュレーション結果を示すグラフである。
【図１０】反転期間ＩＲに送信される反転パルスＰirの送信終了時点の動脈血７２および静脈血７６の縦磁化成分ＭＺのシミュレーション結果を示すグラフである。
【図１１】反転パルスＰirを送信してから反転時間ＴＩ経過時点での動脈血７２および静脈血７６の縦磁化成分ＭＺのシミュレーション結果を示すグラフである。
【図１２】呼吸信号３６および心電信号４０と、図３に示すRFパルスと、を示す図である。
【図１３】米国特許５８４２９８９号のＭＲＩ装置において、ＴＩ時間経過時点での動脈血および静脈血の縦磁化成分ＭＺのシミュレーション結果を示す。
【符号の説明】
【００８７】
１  ＭＲＩ装置
２  主磁場コイル
４  勾配コイル
６  送信コイル
８  受信コイル
１０  被検体
１２  クレドール
１４  ボア
１６  制御部
１８  勾配コイル駆動部
２０  送信部
２２  ベローズ
２４  呼吸信号解析部
２６  心拍センサ
２８  心電信号解析部
３０  シーケンサ
３２、３４  駆動信号
３６  呼吸信号
３８  呼吸同期信号
４０  心電信号
４２  心拍同期信号
４４、４６  制御信号
４８  受信部
５０  データ信号
５２  デジタル信号
５４  データ処理部
５６  表示部
５８  操作部
【図１】
2009056072.tif 000003
【図２】
2009056072.tif 000004
【図３】
2009056072.tif 000005
【図４】
2009056072.tif 000006
【図５】
2009056072.tif 000007
【図６】
2009056072.tif 000008
【図７】
2009056072.tif 000009
【図８】
2009056072.tif 000010
【図９】
2009056072.tif 000011
【図１０】
2009056072.tif 000012
【図１１】
2009056072.tif 000013
【図１２】
2009056072.tif 000014
【図１３】
2009056072.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成20年9月18日(2008.9.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１７】
前記送信コイルは、前記反転パルスを送信した後、前記データ収集パルスを送信する前に、CHESS又はSPECTRAL IRを送信する、請求項２〜１６のうちのいずれか一項に記載のＭＲＩ装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８２】
また、撮像された画像に脂肪組織が含まれており、脂肪組織が動脈の血流状態を認識する妨げになることがあり得る。この場合は、反転パルスＰirを送信した後、データ収集パルスＰdaを送信する前に、CHESS（又はSPECTRAL IR）を送信することにより、脂肪組織を画像から実質的に消去することができる。CHESS（又はSPECTRAL IR）は当業者に周知の技術であるので、詳細な説明は省略する。尚、筋肉組織と脂肪組織との両方を消去したい場合は、Ｔ２プリパレーションパルスを送信した後に、CHESS（又はSPECTRAL IR）を送信すればよい。