(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＲＩ装置のパルスシーケンス制御手段が送信器、受信器、および傾斜磁場電源を制御するＭＲＩ装置の制御方法において、
前記パルスシーケンス制御手段が、前記送信器および前記傾斜磁場電源の駆動を制御して、高周波コイルおよび傾斜磁場コイルから、静磁場中に置かれた被検体のスライス撮像面を含む部位に第１のＲＦパルスおよび第１の傾斜磁場パルスを含むＭＲ信号抑制用のプリパルスを印加する工程と、
このプリパルス印加後に、前記パルスシーケンス制御手段が前記送信器及び前記傾斜磁場電源の駆動を制御して、前記高周波コイルおよび前記傾斜磁場コイルから、前記被検体の前記スライス撮像面内の磁化を励起させる第２のＲＦパルスおよび撮像に供する第２の傾斜磁場パルスを含むデータ収集シーケンスを当該スライス撮像面に印加する一連のパルスシーケンスを繰返し時間毎に実行するとともに、前記受信器が高周波コイルを介して前記被検体の前記スライス撮像面からＭＲ信号を受信する工程とを含み、
前記パルスシーケンス制御手段が、前記第１のＲＦパルスの中心時刻から前記第２のＲＦパルスの中心時刻までの間に印加される、少なくとも前記第１の傾斜磁場パルスを含む傾斜磁場パルス全体の波形面積を、前記一連のパルスシーケンスの繰返しに伴って変化させることを特徴とするＭＲＩ装置の制御方法。
【請求項２】
前記パルスシーケンスの繰返し時間ＴＲが短い値である請求項１記載のＭＲＩ装置の制御方法。
【請求項３】
前記傾斜磁場パルス全体の波形面積は、前記一連のパルスシーケンスの繰返しに伴って無秩序に変化させる請求項１記載のＭＲＩ装置の制御方法。
【請求項４】
前記一連のパルスシーケンスの繰返しに伴って時間軸方向に並ぶ複数の前記傾斜磁場パルス全体の波形面積は、面積比１または２で規則的に変化させる請求項１記載のＭＲＩ装置の制御方法。
【請求項５】
前記一連のパルスシーケンスの繰返しに伴って時間軸方向に並ぶ複数の前記傾斜磁場パルス全体の波形面積は、面積比１、２、または４で規則的に変化させる請求項１記載のＭＲＩ装置の制御方法。
【請求項６】
前記傾斜磁場パルス全体の波形面積は、前記一連のパルスシーケンスの繰返しの度に変化させる請求項１乃至５のいずれか一項に記載のＭＲＩ装置の制御方法。
【請求項７】
前記プリパルスは、事前飽和パルス、脂肪抑制パルス、またはＭＴＣ（Magnetization  Transfer  Contrast）パルスである請求項１乃至５記載のいずれか一項に記載のＭＲＩ装置の制御方法。
【請求項８】
前記傾斜磁場パルス全体は、スライス方向、位相エンコード方向、および読出し方向にそれぞれ印加させる請求項７記載のＭＲＩ装置の制御方法。
【請求項９】
前記傾斜磁場パルス全体は、スライス方向に印加される前記第１の傾斜磁場パルスとしてのスポイラーパルスと前記第２の傾斜磁場パルスの一部とを含む請求項７記載のＭＲＩ装置の制御方法。
【請求項１０】
前記傾斜磁場パルス全体は、位相エンコード方向に印加される前記第１の傾斜磁場パルスとしてのスポイラーパルス、または、読出し方向に印加される前記第１の傾斜磁場パルスとしてのスポイラーパルスである請求項７記載のＭＲＩ装置の制御方法。
【請求項１１】
静磁場の中に置かれた被検体のスライス撮像面を含む部位に第１のＲＦパルスおよび第１の傾斜磁場パルスを含むＭＲ信号抑制用のプリパルスを印加する手段と、このプリパルスのス印加後に前記スライス撮像面内の磁化を励起させる第２のＲＦパルスおよび撮像に供する第２の傾斜磁場パルスを含むデータ収集シーケンスを当該スライス撮像面に印加する一連のパルスシーケンスを繰返し時間毎に実行する手段とを備えたＭＲＩ装置において、
前記第１のＲＦパルスの中心時刻から前記第２のＲＦパルスの中心時刻までの間に印加される、少なくとも前記第１の傾斜磁場パルスを含む傾斜磁場パルス全体の波形面積を、前記一連のシーケンスの繰返しに伴って変化させる制御手段を備えたことを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項１２】
前記パルスシーケンスの繰返し時間ＴＲが短い値である請求項１１記載のＭＲＩ装置。
【請求項１３】
前記傾斜磁場パルス全体の波形面積は、前記一連のパルスシーケンスの繰返しに伴って無秩序に変化させる請求項１１記載のＭＲＩ装置。
【請求項１４】
前記一連のパルスシーケンスの繰返しに伴って時間軸方向に並ぶ複数の前記傾斜磁場パルス全体の波形面積は、面積比１または２で規則的に変化させる請求項１１記載のＭＲＩ装置。
【請求項１５】
前記一連のパルスシーケンスの繰返しに伴って時間軸方向に並ぶ複数の前記傾斜磁場パルス全体の波形面積は、面積比１、２、または４で規則的に変化させる請求項１１記載のＭＲＩ装置。
【請求項１６】
前記傾斜磁場パルス全体の波形面積は、前記一連のパルスシーケンスの繰返しの度に変化させる請求項１１乃至１５のいずれか一項に記載のＭＲＩ装置。
【請求項１７】
前記プリパルスは、事前飽和パルス、脂肪抑制パルス、またはＭＴＣ（Magnetization Transfer Contrast）パルスである請求項１１乃至１５記載のいずれか一項に記載のＭＲＩ装置。
【請求項１８】
前記傾斜磁場パルス全体は、スライス方向、位相エンコード方向、および読出し方向にそれぞれ印加させる請求項１７記載のＭＲＩ装置。
【請求項１９】
前記傾斜磁場パルス全体は、スライス方向に印加される前記第１の傾斜磁場パルスとしてのスポイラーパルスと前記第２の傾斜磁場パルスの一部とを含む請求項１７記載のＭＲＩ装置。
【請求項２０】
前記傾斜磁場パルス全体は、位相エンコード方向に印加される前記第１の傾斜磁場パルスとしてのスポイラーパルス、または、読出し方向に印加される前記第１の傾斜磁場パルスとしてのスポイラーパルスである請求項１７記載のＭＲＩ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検体内の原子核スピンの磁気共鳴現象を利用してＭＲデータを収集するＭＲＩ装置およびＭＲＩ装置の制御方法に係り、とくに、ＭＲデータ収集用のパルスシーケンス前にプリパルスを印加するシーケンスを用いたＭＲＩ装置の制御方法およびＭＲＩ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＭＲ（磁気共鳴）イメージングは、静磁場中に置かれた被検体の原子核スピンをラーモア周波数の高周波信号で磁気的に励起し、この励起に伴って発生するＭＲ信号に基づいて画像を再構成したり、スペクトルを得たりする手法である。
【０００３】
このＭＲイメージングの分野において、体動アーチファクトや位相エンコード方向の折返しアーチファクトを抑制するため、スライス撮像面のアーチファクトを発生する一部または全部からのＭＲ信号の発生を抑制させる手法が知られている。この手法は、ＭＲデータを収集するためのデータ収集シーケンス（本シーケンスとも言われる）の前に、プリパルスとしての事前飽和（プリサチュレーション）パルスを印加する方法である。
【０００４】
このプリパルスとしての事前飽和パルスには、ＲＦパルスおよびスポイラーパルスが組み込まれる。事前飽和パルスにより所望厚さを有するスライス撮像面のアーチファクトの発生部分を予め励起させ、その後にスポイラーパルスでスピンの位相を分散（ばらけ）させる。これにより、その後にＭＲ信号を収集したとき、アーチファクト発生部分からのＭＲ信号の発生が抑制される。この結果、再構成されたＭＲ画像のアーチファクトが抑制される。
【０００５】
同様に、スライス撮像面内の組織からのＭＲ信号を抑制するプリパルスとして、脂肪抑制パルス（例えば、“J.Frahm, etc.; Radiology 156, 441 (1985)”参照）、ＭＴＣパルス（例えば、“G.B.Pike, etc.; Magn. Recon. Med. 25, 372 (1992)”参照）などが知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した事前飽和パルスをプリパルスとして使用した場合、繰返し時間ＴＲや励起間隔が比較的長い場合はそれなりに有効で、初期の目的を達成することができるものの、繰返し時間ＴＲや励起間隔が短い場合には以下の未解決の問題があった。
【０００７】
すなわち、事前飽和パルスによって飽和させ、かつ、その後のスポイラーパルスによって位相を分散させたスピンが、その後の１回目または複数回目の繰返し時間内に疑似エコー（stimulated echo ；ＳＴＥ）として回復し、データ収集シーケンスのエコー信号と一緒に収集されてしまうことが分かっている。このため、事前飽和パルスの効きが結果として低くなり、再構成画像にアーチファクトが現れてしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような従来技術の現状を打破するためになされたもので、繰返し時間ＴＲや励起間隔が短いＭＲイメージングでも、事前飽和パルスなどのプリパルスの効きを従来よりも格段に向上させ、より確実に体動アーチファクトや位相エンコード方向の折返しアーチファクトの発生を抑制するなど、プリパルスの本来の機能を存分に発揮させることを、その目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この疑似エコー抑制の課題を解決するにあたり、従来技術の問題の発生原因と、この原因を踏まえた本発明の原理とを、図１および図２に基づき説明する。
【００１０】
図１は、従来技術の問題を説明するための、簡略化したパルスシーケンスの一例を示すタイミングチャートである。図２は、本発明の原理を示すための、簡略化したパルスシーケンスの一例を示すタイミングチャートである。プリパルスとしては事前飽和パルスが採用されている。この両図とも、３方向の傾斜磁場の代表またはその全部を表す磁場としてスライス用傾斜磁場Ｇs を印加したときの、スピン（磁化）の位相φの変化を示している。
【００１１】
従来技術
図１において、最初に印加される事前飽和パルスのＲＦパルスＳＡＴ1 の中心時刻ｔ1 で励起が掛かり、このＲＦパルスＳＡＴ1 と並行して印加されるスライス用傾斜磁場Ｇs によってスライスされる、被検体のスライス撮像面のスピンが回転座標系のｘ′−ｙ′面（横磁化）に倒れる。そして、スライス方向のスポイラーパルスＳＰＯ1 によってスピンの位相が分散し（ばらけていき）、位相分散φが高くなっていく。この位相分散φは、その後、スライス方向傾斜磁場Ｇs がプラス方向に印加されているときに増加し、反対に、マイナス方向に印加されているときには減少する。１回目のパルスシーケンス終了時には、傾斜磁場Ｇs の正味の印加面積（印加量）に応じた量の位相分散φが残り、この状態で２回目のパルスシーケンスの印加が繰り返される。
【００１２】
２回目の事前飽和パルスのＲＦパルスＳＡＴ2 の中心時刻ｔ2 において、それまで一方の極性の位相分散の値φ1 を保持していたスピンは、このＲＦパルスＳＡＴ2 の励起により付勢される。この付勢に拠るスピンのその後の挙動は３種類に分離される。一つは位相分散φを傾斜磁場Ｇs の印加面積に応じて更に増加させる第１の位相成分、もう一つは励起時刻ｔ2 の位相分散φ1 をそのまま保持する第２の位相成分、残りは励起時刻ｔ2 の位相分散φ1 の極性をマイナス側に反転させ、位相分散−φ1 から傾斜磁場Ｇs の印加面積に応じて変化する第３の位相成分の３種類である。この最初の事前飽和パルスのＲＦパルスＳＡＴ1 に起因した２回目のＲＦパルスＳＡＴ2 印加時の３種類のスピン成分の内、第３の位相成分がその後のエコーデータ収集時の疑似エコーとして混入される。
【００１３】
図１には、疑似エコーの原因となる第３の位相成分のみのその後の挙動をグラフ化している。２回目のパルスシーケンスの印加時におけるスピンの第３の位相成分の挙動も、１回目と同様の軌跡で変化する。この結果、２回目のデータ収集用傾斜磁場Ｇs を印加した後の第３の位相成分の位相分散φは零になる。つまり、この２回目のエコーデータ収集時には第３の位相成分のスピンの位相がｘ′−ｙ′面で揃っており、未だ相当に大きな信号強度を有している。これにより、疑似エコーが発生し、本エコーと共に収集されることが判明した。したがって、前述の如く、事前飽和パルスの印加に拠ってアーチファクトの低減効果が弱められるものであった。
【００１４】
繰返し時間ＴＲ毎のパルスシーケンスの繰返しにおいて、事前飽和パルスのＲＦパルスＳＡＴがピーク値に達する時間ｔ1 から、データ収集シーケンス（本シーケンス）のＲＦパルスがピーク値に達する時間ｔ1 ′までの期間のおける傾斜磁場パルスの面積（全面積）が常に一定であることが、前述した第３の位相成分に因る疑似エコーの発生の原因である。つまり、図１において、期間ｔ1 −ｔ1 ′、期間ｔ2 −ｔ2 ′，…の傾斜磁場パルスＧs の全面積（斜線部の面積）が各繰返しにおいて常に一定に設定されていることが一因である。
【００１５】
本発明の原理
本発明は、上記期間ｔ1 −ｔ1 ′、期間ｔ2 −ｔ2 ′，…で印加される傾斜磁場パルスＧs の全面積が各繰返しにおいて異なるように設定する。図２にはこの手法の原理を示す。つまり、同図の斜線部に示すように、期間ｔ1 −ｔ1 ′、期間ｔ2 −ｔ2 ′，…におけるスライス用傾斜磁場Ｇs （スライス面選択用パルスとスポイラーパルスとして印加される）の面積を積極的に変えるものである。図２の例示の場合、２回目の期間ｔ2 −ｔ2 ′のスライス用傾斜磁場Ｇs の面積は、最初の期間ｔ1 −ｔ1 ′のそれよりも、スポイラーパルスＳＰＯ2 の強度を変えることで小さく設定している。
【００１６】
この傾斜磁場の面積（強度×時間）の変更により、図２に示す如く、少なくとも２回目のデータ収集シーケンスにおいて最初の事前飽和パルスに因る第３の位相成分が揃うことはない。換言すれば、前記第３の位相成分によるスピン位相が揃う時期を積極的に遅らせることができる。図２は、スライス用傾斜磁場Ｇs の面積制御を除いて、図１のものと同一の条件で表している。
【００１７】
つまり、プリパルスとしての事前飽和パルスがスピンに与える分散度をパルスシーケンスの繰返し毎に適宜に変えることで、各繰返しにおける本データ収集時に最初の回の事前飽和（プリパルス印加）に起因したスピンの位相成分が揃う  （位相分散＝零）状態、すなわち疑似エコーの発生を回避できる。すなわち、疑似エコーの発生を少なくともその繰返し以降にずらすことができる。
【００１８】
さらに、第２番目の事前飽和パルスのスピン励起に伴う位相についても同様の議論を展開でき、上述の傾斜磁場の面積比の変更によって疑似エコーの発生を従来よりも遅らせることができる。
【００１９】
疑似エコーの発生が遅れるほど、疑似エコーの強度自体が減衰してくるので、再構成画像には、かかる疑似エコーに起因したアーチファクトは殆ど現れないことになる。これにより、実質的に疑似エコーを抑制したのと等価になる。
【００２０】
上述の面積比の可変制御は、その繰返し毎に、無秩序に変更するものであってもよいし、また規則的に変更してもよい。その変更の態様は後述するように様々である。
【００２１】
また、上述した第３の位相成分に因る疑似エコーの遅延制御は、データ収集シーケンスとして採用するシーケンスの如何に関わらず適用できる。
【００２２】
なお、図１および２において、ＡＤＣはＡ／Ｄ変換器によるエコーのサンプリング期間を示す。
【００２３】
本発明の構成
上記目的を達成させるため、本発明の１つの側面に係るＭＲＩ装置の制御法方法は、ＭＲＩ装置のパルスシーケンス制御手段が送信器、受信器、および傾斜磁場電源を制御するＭＲＩ装置の制御方法である。前記パルスシーケンス制御手段が、前記送信器および前記傾斜磁場電源の駆動を制御して、高周波コイルおよび傾斜磁場コイルから、静磁場中に置かれた被検体のスライス撮像面を含む部位に第１のＲＦパルスおよび第１の傾斜磁場パルスを含むＭＲ信号抑制用のプリパルスを印加する工程と、このプリパルス印加後に、前記パルスシーケンス制御手段が前記送信器及び前記傾斜磁場電源の駆動を制御して、前記高周波コイルおよび前記傾斜磁場コイルから、前記被検体の前記スライス撮像面内の磁化を励起させる第２のＲＦパルスおよび撮像に供する第２の傾斜磁場パルスを含むデータ収集シーケンスを当該スライス撮像面に印加する一連のパルスシーケンスを繰返し時間毎に実行するとともに、前記受信器が高周波コイルを介して前記被検体の前記スライス撮像面からＭＲ信号を受信する工程とを含み、前記パルスシーケンス制御手段が、前記第１のＲＦパルスの中心時刻から前記第２のＲＦパルスの中心時刻までの間に印加される、少なくとも前記第１の傾斜磁場パルスを含む傾斜磁場パルス全体の波形面積を、前記一連のパルスシーケンスの繰返しに伴って変化させることを特徴とする。
また、本発明の別の側面に係るＭＲＩ装置は、静磁場の中に置かれた被検体のスライス撮像面を含む部位に第１のＲＦパルスおよび第１の傾斜磁場パルスを含むＭＲ信号抑制用のプリパルスを印加する手段と、このプリパルスのス印加後に前記スライス撮像面内の磁化を励起させる第２のＲＦパルスおよび撮像に供する第２の傾斜磁場パルスを含む収集パルスシーケンスを当該スライス撮像面に印加する一連のシーケンスを繰返し時間毎に実行する手段とを備え、さらに、前記第１のＲＦパルスの中心時刻から前記第２のＲＦパルスの中心時刻までの間に印加される、少なくとも前記第１の傾斜磁場パルスを含む傾斜磁場パルス全体の波形面積を、前記一連のシーケンスの繰返しに伴って変化させる制御手段を備える。
【００２４】
好適には、前記パルスシーケンスの繰返し時間ＴＲが短い値である。そのような繰返し時間ＴＲは、数十msec〜１００msec程度である。
【００２５】
また好適な一例には、前記傾斜磁場パルス全体の波形面積は、前記一連のシーケンスの繰返しに伴って無秩序に変化させることである。
【００２６】
また好適な別の例は、前記一連のシーケンスの繰返しに伴って時間軸方向に並ぶ複数の前記傾斜磁場パルス全体の波形面積は、面積比１または２で規則的に変化させることである。さらに、前記一連のシーケンスの繰返しに伴って時間軸方向に並ぶ複数の前記傾斜磁場パルス全体の波形面積は、面積比１、２、または４で規則的に変化させることもできる。
【００２７】
また、好適は一例によれば、前記傾斜磁場パルス全体の波形面積は、前記一連のシーケンスの繰返しの度に変化させることである。
【００２８】
さらに、前記プリパルスは、事前飽和パルス、脂肪抑制パルス、またはＭＴＣパルスである、ことが挙げられる。この場合、前記傾斜磁場パルス全体は、スライス方向、位相エンコード方向、および読出し方向にそれぞれ印加させるようにできる。また別の好適な例として、前記傾斜磁場パルス全体は、スライス方向に印加される前記第１のパルスとしてのスポイラーパルスと前記第２の傾斜磁場パルスの一部とを含むようにすることである。さらに別の好適な例として、前記傾斜磁場パルス全体は、位相エンコード方向に印加される前記第１の傾斜磁場パルスとしてのスポイラーパルス、または、読出し方向に印加される前記第１の傾斜磁場パルスとしてのスポイラーパルスとすることである。
【００３０】
以上の構成により、例えば、第１の傾斜磁場パルスとしてのスポイラーパルスを含む傾斜磁場パルス全体の波形面積が、一連のシーケンスの繰返しに伴って変わるので、プリパルス印加に因る疑似エコー（stimulated echo ；ＳＴＥ）の発生タイミングを従来よりも遅らせることができる。このため、短い繰返し時間ＴＲ（≦１００〜数十ms）や励起間隔の間に疑似エコーが収集されてしまうという状態を回避できる。この疑似エコーが十分に長い繰返し時間（例えば、ＴＲ＝５００〜２０００ms）で発生する分には、その強度が相当に低下しているので、エコー信号に混入して収集されても殆ど問題とならない。
【００３１】
この結果、事前飽和パルスなどのプリパルスの本来の機能を十分に発揮させ、例えばアーチファクトの発生を抑制することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００３３】
第１の実施の形態
本発明の第１の実施形態を図３〜図５を参照して説明する。
【００３４】
この実施形態にかかるＭＲＩ（磁気共鳴イメージング）装置の概略構成を図３に示す。このＭＲＩ装置は、被検体Ｐを載せる寝台部と、静磁場発生用の磁石部と、静磁場に位置情報を付加するための傾斜磁場部と、高周波信号を送受信する送受信部と、システム全体のコントロール及び画像再構成を担う制御・演算部とを備えている。
【００３５】
磁石部は、例えば超電導方式の磁石１と、この磁石１に電流を供給する静磁場電源２とを備え、被検体Ｐが遊挿される円筒状の開口部（診断用空間）の軸方向（Ｚ軸方向）に静磁場Ｈ0 を発生させる。なお、この磁石部にはシムコイル１４が設けられている。このシムコイル１４には、後述するコントローラの制御下で、シムコイル電源１５から静磁場均一化のための電流が供給される。寝台部は、被検体Ｐを載せた天板を磁石１の開口部に退避可能に挿入できるようになっている。
【００３６】
傾斜磁場部は、磁石１に組み込まれた傾斜磁場コイルユニット３を備える。この傾斜磁場コイルユニット３は、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向の３組（種類）のｘ，ｙ，ｚコイル３ｘ〜３ｚを備える。傾斜磁場部はさらに、ｘ，ｙ，ｚコイル３ｘ〜３ｚに電流を供給する傾斜磁場電源４と、この電源４を制御するためのシーケンサ５内の傾斜磁場シーケンサ５ａとを備える。この傾斜磁場シーケンサ５ａはコンピュータを備え、装置全体を管理するコントローラ６（コンピュータを搭載）から本発明に係る、プリパルスを用いたＦＥ法、ＳＥ法などの一連のパルスシーケンスの指令信号を受ける。これにより、傾斜磁場シーケンサ５ａは、指令されたパルスシーケンスにしたがってＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の各傾斜磁場の印加及びその強度を制御し、それらの傾斜磁場が静磁場Ｈ0 に重畳可能になっている。この実施例では、互いに直交する３軸Ｘ，Ｙ，Ｚの内のＺ軸方向の傾斜磁場をスライス用傾斜磁場Ｇs とし、Ｘ軸方向のそれを読出し用傾斜磁場Ｇr とし、さらにＹ軸方向のそれを位相エンコード用傾斜磁場Ｇe とする。
【００３７】
送受信部は、磁石１内の撮影空間にて被検体Ｐの近傍に配設される高周波コイル７と、このコイル７に接続された送信器８Ｔ及び受信器８Ｒと、この送信器８Ｔ及び受信器８Ｒの動作を制御するためのシーケンサ５内のＲＦシーケンサ５ｂ（コンピュータを搭載）とを備える。この送信器８Ｔ及び受信器８Ｒは、ＲＦシーケンサ５ｂの制御のもと、核磁気共鳴（ＮＭＲ）を励起させるためのラーモア周波数のＲＦ電流パルスを高周波コイル７に供給する一方、高周波コイル７が受信したＭＲ信号（高周波信号）を受信し、各種の信号処理を施して、対応するデジタル信号を形成するようになっている。
【００３８】
さらに、制御・演算部は、上述したコントローラ６のほか、受信器８Ｒで形成されたＭＲ信号のデジタルデータを入力して画像データやスペクトルデータを演算する演算ユニット１０と、演算した画像データを保管する記憶ユニット１１と、画像を表示する表示器１２と、入力器１３とを備えている。演算ユニット１０は、内蔵するメモリで形成される２次元などのフーリエ空間への実測データの配置、画像再構成のためのフーリエ変換などの処理を行う。コントローラ６は傾斜磁場シーケンサ５ａ及びＲＦシーケンサ５ｂの同期をとりながら、両者の動作内容及び動作タイミングを制御する。
【００３９】
次に、この実施形態の動作を説明する。
【００４０】
このＭＲＩ装置を起動させると、コントローラ６は所定のメインプログラムを実行し、その中で図４に示すパルスシーケンスを処理する。同図のパルスシーケンスは、前述した図２に記載の本発明の原理に基づき設定されている。このパルスシーケンスにしたがうパルス印加は、シーケンサ５の制御の元、ｘ，ｙ，ｚコイル３ｘ〜３ｚ及び高周波コイル７を介して実施される。
【００４１】
同図に示すように、このパルスシーケンスは、スピン（磁化）を飽和させる事前飽和（プリサチュレーション）パルスＰpre と、これに引き続いて印加されるＦＥ法に拠るデータ収集シーケンスＰdataとから成り、このパルスシーケンスが一定の繰返し時間ＴＲ毎に繰返し印加される。
【００４２】
事前飽和パルスＰreには、フリップ角が例えば９０度のＲＦパルスＳＡＴと、このＲＦパルスＳＡＴを並行して印加される励起面選択のスライス用傾斜磁場Ｇs （強度は比較的低いＧs1）と、スライス用、位相エンコード用、読出し用の３方向それぞれに印加されたスピン分散用のスポイラーパルスＳＰＯs ，ＳＰＯe,ＳＰＯr とが含まれる。
【００４３】
最初のパルスシーケンスの印加は以下のようになる。事前飽和パルスＰpre の印加においては、そのＲＦパルスＳＡＴ1 とスライス用傾斜磁場パルスＧs とが並行して印加され、後のデータ収集シーケンスＰdataで撮像する撮像用スライス面ＩＭＡの少なくとも一部に交差する事前飽和用のスライス面ＰＲＥが選択励起される。このスライス面ＰＲＥは、撮像用スライス面ＩＭＡにおける事前飽和の対象領域を含む位置となるようにスライス用傾斜磁場Ｇs の面積が設定される。図５には、この２つのスライス面ＩＭＡ、ＰＲＥの位置関係の一例を示す。同図では両面が直交交差の状態にあるが、互いに斜めに交差させることもできる。
【００４４】
この後、事前飽和パルスＰpre として、スライス用、位相エンコード用、および読出し用の３方向にスポイラーパルスＳＰＯs1、ＳＰＯe1、ＳＰＯr1がそれぞれ印加される。
【００４５】
この事前飽和パルスＰpre の印加により、事前飽和用スライス面ＰＲＥのスピンが選択的に事前励起されて、例えば９０度のフリップ角で回転座標系のｘ′−ｙ′面に倒れる。その後、スライス用、位相エンコード用、および読出し用の３方向それぞれで位相分散される。
【００４６】
この状態で今度はデータ収集シーケンスＰdataが印加される。このシーケンスＰdataでは最初にスライス用傾斜磁場Ｇs と励起用のＲＦパルスＥＸ1 （そのフリップ角αは例えば２０〜６０度程度）とが並行して印加され、これにより、被検体の所望位置の撮像面スライス面ＩＭＡが選択励起される。この選択励起と一部並行してまたはその終了後に、ＦＥ法に従う位相エンコード用傾斜磁場Ｇe および読出し用傾斜磁場Ｇr が印加される。読出し用傾斜磁場Ｇr の反転によって本エコーのスピンの位相が揃ってエコーデータが発生する。このエコーデータは高周波コイル７により検出される。
【００４７】
続いて、２回目のパルスシーケンスが上述と同様に印加される。３回目以降も同様である。
【００４８】
高周波コイル７で検出されたエコーデータは順次、受信器８Ｒに送られ、そこで増幅、中間周波変換、位相検波、低周波増幅などの処理を受けた後、Ａ／Ｄ変換される。このデジタル量のエコーデータは、演算ユニット１０に送られ、フーリエ変換可能なｋ空間に対応したメモリ領域に配置される。そして、例えば２次元フーリエ法により実空間の画像データに再構成される。この画像データは、記憶ユニット１１に記憶されると共に、必要に応じて表示器１２に表示される。
【００４９】
このようにパルスシーケンスを繰返し時間ＴＲ毎に複数回繰返してエコーデータが収集される。このとき、時系列の繰返しにおいて、事前飽和パルスＰpre のＲＦパルスＳＡＴの中心時刻とデータ収集シーケンスＰdataのＲＦパルスＥＸの中心時刻との間に印加される傾斜磁場パルスの全面積の割合は、その印加方向毎に、ほぼ１：２：１：２：…になっている。つまり、図４の場合、最初の期間ｔ1 −ｔ1 ′の各傾斜磁場の全面積（斜線部の面積）と次の期間ｔ2 −ｔ2 ′のそれとは１：２となっており、以降、この繰返しが規則的に続く。
【００５０】
なお、図４において、ＡＤＣは受信器８ＲのＡ／Ｄ変換器によるサンプリング期間を示す。
【００５１】
この結果、前述した発明の原理に沿って、最初の事前飽和パルスＰpre のＲＦパルスＳＡＴ1 の印加に起因する疑似エコーは、少なくと３回目の繰返し時間ＴＲで、またはそれ以降の繰返し時間に係るデータ収集でしか発生しないこととなる。これは、従来のように、この実施形態と同一条件での疑似エコーが２回目の繰返し時間に係るエコーデータに混入していた状態と比べて、疑似エコーの発生を大幅に遅らせることができる。
【００５２】
疑似エコー自体の強度は時間が経過するほど低下している。このため、本実施形態の傾斜磁場の面積制御によって、本エコーの収集に混入する疑似エコーを従来よりも格段に抑制することができる。したがって、再構成画像からアーチファクトを好適に除去することができる。
【００５３】
結果として、事前飽和パルスに期待していた事前飽和機能をフルに発揮させ、撮像用スライス面の所望領域の体動などに因るアーチファクトを従来よりも確実に抑制することができる。また、再構成画像による診断能の向上にも寄与することとなる。
【００５４】
第２の実施の形態
本発明に係るＭＲＩ装置の第２の実施の形態を図６に基づき説明する。このＭＲＩ装置は、第１の実施形態のものと同様に、プリパルスとして事前飽和パルスを採用し、体動アーチファクトなどの発生を抑制するもので、その効果をさらに確実にしようとするものである。
【００５５】
この実施形態の係るＭＲＩ装置のハードウエアは、前述した第１の実施形態のものと同一に構成されている。
【００５６】
このＭＲＩ装置を起動させると、コントローラ６は所定のメインプログラムを実行し、その中で図６に示すパルスシーケンスを処理する。同図のパルスシーケンスは、前述した図２に記載の本発明の原理に基づき設定されている。このパルスシーケンスにしたがうパルス印加は、シーケンサ５の制御の元、ｘ，ｙ，ｚコイル３ｘ〜３ｚ及び高周波コイル７を介して、第１の実施形態と同様に、実施される。
【００５７】
図６のパルスシーケンスによれば、その繰返し毎に、事前飽和パルスＰpre が印加される。この事前飽和パルスＰpre には、ＲＦパルスＳＡＴおよびスライス用傾斜磁場Ｇs の対と、スライス用、位相エンコード用、および読出し用の各方向に印加されるスポイラーパルスＳＰＯとが含まれる。各繰り返しにおける、事前飽和パルスＰpre のＲＦパルスＳＡＴの中心時刻（例えばｔ1 ）からデータ収集シーケンスＰdataのＲＦパルスＥＸの中心時刻（例えばｔ1 ′）までの期間における３方向の傾斜磁場パルスの全面積（図中の斜線部の面積）が、各々、面積比１：２：４：１：２：４：１：…、の順で繰り返される。すなわち、スピンは繰返し毎に事前飽和パルスによって異なる分散を与えられる。
【００５８】
このため、最初の事前飽和パルスＰpre のＲＦパルスに起因したスピンの第３の位相成分は、前述した原理と同様に１回目〜３回目のデータ収集では位相が揃うことがなく、４番目以降の繰り返しにしか揃わないことになる。つまり、従来では２番目に繰返しで既に収集されてしまっていた疑似エコーの収集タイミングが、この実施形態によれば、４番目以降と大幅に遅らせることができる。
【００５９】
このため、本実施形態の場合も、疑似エコーの実質的抑制に関して、前述したと同等の作用効果を得ることができる。とくに、第１の実施形態と比べて、疑似エコーの発生をより遅くできるので、その分、再構成画像からアーチファクトをより確実に除去することができ、事前飽和パルスの効きをより強力に設定することができる。
【００６０】
そのほかの実施の形態
上述した第１、第２の実施形態では、かかる傾斜磁場パルスの面積比の変更制御を常に３方向同時に実施するシーケンスで説明したが、本発明は必ずしもこれに限定されない。例えば、スライス方向、位相エンコード、および読出しの任意の１方向または２方向だけで上述の面積比制御を実施してもよい。
【００６１】
また、上述した第１、第２の実施形態では、かかる傾斜磁場パルスの面積比を規則的順番で、かつプリパルス印加毎（繰返し毎）に変更制御するシーケンスで説明したが、本発明は必ずしもこれに限定されない。
【００６２】
・例えば、さらに多くの、４個以上の面積比で規則的に変化させてもよい。
・また例えば、予め定めた無秩序な面積比の順番で変更してもよい。
【００６３】
さらに、上述した第１、第２の実施形態ではプリパルスとして事前飽和パルス（プリサチュレーションパルス）を採用した場合を説明したが、本発明は必ずしもこれに限定されない。プリパルスとして、被検体の撮像用スライス面内の脂肪からのＭＲ信号を抑制する目的で使用する脂肪抑制パルスや、同スライス面内のとくに実質部からのＭＲ信号をＭＴＣ（Magnetization  Transfer  Contrast）効果によって低下させるＭＴＣパルスを採用することもできる。
【００６４】
さらに本エコー収集に使用するパルスシーケンスは、ＦＥ法に限定されず、本発明の原理を適用できるパルスシーケンスであれば何でもよい。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るＭＲＩ装置の制御方法およびＭＲＩ装置によれば、プリパルスを印加する毎に（パルスシーケンスの繰返し毎に）、プリパルスの第１のＲＦパルスの中心時刻からデータ収集シーケンスの第２のＲＦパルスの中心時刻までの間に印加されるスポイラーパルスなどの傾斜磁場パルス全体の波形面積を、一連のパルスシーケンスの繰返しに伴って変化させるようにしたため、繰返し時間ＴＲや励起間隔が短いＭＲイメージングにおいて、事前飽和パルスなど、プリパルスの効きを従来よりも格段に向上させ、より確実に体動アーチファクトや位相エンコード方向の折返しアーチファクトの発生を抑制するなど、プリパルスの本来の機能を存分に発揮させることができる。
【００６６】
本発明は単に繰返し時間ＴＲが短い場合だけでなく、２次元マルチスライス撮影の場合のように、励起間隔が短い場合にも同等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術の問題を模式的に説明するタイミングチャート。
【図２】図１に対比させた本発明の原理を模式的に説明するタイミングチャート。
【図３】本発明の実施形態に係るＭＲＩ装置の一例を示すブロック図。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るパルスシーケンスの一例を示す図。
【図５】撮像用スライス面と事前励起用スライス面の位置関係を説明する図。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るパルスシーケンスの一例を示す図。
【符号の説明】
１  磁石
２  静磁場電源
３  傾斜磁場コイルユニット
４  傾斜磁場電源
５  シーケンサ
６  コントローラ
７  高周波コイル
８Ｔ  送信器
８Ｒ  受信器
１０  演算ユニット
１１  記憶ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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