(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主磁場を印加する主磁場コイルと、Ｘ，Ｙ，Ｚの直交３軸にそれぞれコイルを備えた勾配磁場コイルと、ＲＦパルスを送信する送信コイルと、被検体からのＮＭＲ信号を受信する受信コイルとを有するＭＲＩ装置であって、
拡散強調用勾配を加えたパルスシーケンスにより拡散強調イメージを得たいスライス領域からの拡散情報を含むＭＲデータを選択的に収集する拡散強調用パルスシーケンス実行手段と、
前記スライス領域に垂直な直線が前記直交３軸のいずれの１軸にも平行でない場合においても、前記拡散強調用勾配を印加する軸を前記Ｘ，Ｙ，Ｚの３軸のうちの１軸に固定する印加軸固定手段とを具備したことを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＭＲＩ装置において、
前記スライス領域に垂直な直線が前記Ｙ，Ｚ軸で形成されるＹＺ平面上で傾斜している場合においても、前記拡散強調用勾配を印加する軸をＺ軸に固定することを特徴とする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、拡散強調イメージング方法およびＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置に関する。さらに詳しくは、拡散強調イメージの画質を一定に維持することが可能な拡散強調イメージング方法およびＭＲＩ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
１８０°ＲＦパルスに対して対称になるようにその前後に拡散強調用勾配を印加するパルスシーケンスにより、拡散強調イメージを得たいスライス領域からの拡散情報を含むＭＲ（Ｍagnetic Ｒesonance）データを選択的に収集する拡散強調イメージング方法は、例えば特開平６−１２１７８１号公報や，特開平８−１０２３９号公報に開示されている。
そして、従来のＭＲＩ装置では、拡散強調イメージング方法を実施する際、スライス軸，位相軸，スライス軸のどの軸に拡散強調用勾配を印加するかは、操作者が任意に指定できるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
拡散強調用勾配は巨大な磁場勾配であるため、拡散強調イメージ上には、渦電流によるアーチファクトが現われやすい。ここで、拡散強調用勾配を印加する軸を変化させると、渦電流の発生の仕方が変わるため、アーチファクトの現われ方も変化する。
しかし、従来は、拡散強調用勾配を印加する軸を操作者が任意に変えられるようになっており、拡散強調イメージを得たいスライス領域の向き（アキシャル，コロナル，サジタル）又は傾き（オブリーク）を変化させたときに、それに合せて拡散強調用勾配を印加する軸を変えることが多く、その場合に、アーチファクトの現われ方が変化し、拡散強調用画像の画質が変動する印象を与える問題点があった。
そこで、本発明の目的は、拡散強調イメージの画質を一定に維持することが可能な拡散強調イメージング方法およびＭＲＩ装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、本発明は、拡散強調用勾配を加えたパルスシーケンスにより拡散強調イメージを得たいスライス領域からの拡散情報を含むＭＲデータを選択的に収集する拡散強調イメージング方法であって、前記スライス領域の向き又は傾きが変化しても、前記拡散強調用勾配を印加する軸を変化させないことを特徴とする拡散強調イメージング方法を提供する。
上記第１の観点による拡散強調イメージング方法では、拡散強調イメージを得たいスライス領域の向き又は傾きが変化しても、拡散強調用勾配を加える軸を変化させないようにした。これにより、渦電流の発生の仕方が一定になるため、アーチファクトの現われ方も一定になり、拡散強調イメージの画質を一定に維持することが可能になる。
【０００５】
第２の観点では、本発明は、拡散強調用勾配を加えたパルスシーケンスにより拡散強調イメージを得たいスライス領域からの拡散情報を含むＭＲデータを選択的に収集する拡散強調用パルスシーケンス実行手段と、前記拡散強調用勾配を印加する軸を固定する印加軸固定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２の観点によるＭＲＩ装置では、印加軸固定手段により、拡散強調用勾配を加える軸が固定されるため、拡散強調用勾配による渦電流の発生の仕方が一定になり、アーチファクトの現われ方も一定になり、拡散強調イメージの画質が一定に維持されるようになる。
なお、操作者が印加軸固定手段の有効／無効を切り換えられるようにしておくのが好ましい。この場合、有効にすれば、拡散強調用勾配を加える軸が固定されるため、拡散強調イメージの画質が一定に維持されるようになる。また、無効にすれば、拡散強調用勾配を加える軸を変更できるようになる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施形態により本発明をさらに詳しく説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
図１は、本発明の一実施形態にかかるＭＲＩ装置のブロック図である。
このＭＲＩ装置１００において、マグネットアセンブリ１は、内部に被検体を挿入するための空間部分（孔）を有し、この空間部分を取りまくようにして、被検体に一定の主磁場を印加する主磁場コイルと、勾配磁場を発生するための勾配磁場コイル（勾配磁場コイルはＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の各コイルを備えており、これらの組み合わせによりスライス軸，位相エンコード軸，リード軸が決まる）と、被検体内の原子核のスピンを励起するためのＲＦパルスを送信する送信コイルと、被検体からのＮＭＲ信号を受信する受信コイル等が配置されている。主磁場コイル，勾配磁場コイル，送信コイルおよび受信コイルは、それぞれ主磁場電源２，勾配磁場駆動回路３，ＲＦ電力増幅器４および前置増幅器５に接続されている。
【０００７】
計算機７は、パルスシーケンスを作成し、シーケンス記憶回路８に渡す。
シーケンス記憶回路８は、パルスシーケンスを記憶し、そのパルスシーケンスに基づいて勾配磁場駆動回路３を操作し、マグネットアセンブリ１の勾配磁場コイルから勾配磁場を発生させると共に、ゲート変調回路９を操作し、ＲＦ発振回路１０の搬送波出力信号を所定タイミング・所定包絡線形状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４に加え、ＲＦ電力増幅器４でパワー増幅した後、前記マグネットアセンブリ１の送信コイルに印加する。
【０００８】
前置増幅器５は、マグネットアセンブリ１の受信コイルで受信したＮＭＲ信号を増幅し、位相検波器１２に入力する。位相検波器１２は、ＲＦ発振回路１０の搬送波出力信号を参照信号とし、ＮＭＲ信号を位相検波して、Ａ／Ｄ変換器１１に与える。Ａ／Ｄ変換器１１は、アナログ信号のＮＭＲ信号をディジタル信号のＭＲデータに変換し、計算機７に入力する。
【０００９】
計算機７は、Ａ／Ｄ変換器１１からＭＲデータを読み込み、画像再構成演算を行い、イメージを作成する。このイメージは、表示装置６にて表示される。
また、計算機７は、操作卓１３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。
【００１０】
図２は、上記ＭＲＩ装置１００における拡散強調イメージング処理のフローチャートである。
ステップＰ１では、撮影するスライス領域の向きを指定する。
ステップＰ２では、スライス領域の向きに対応したプレーン行列Ｌｐを算出する。例えば、アキシャル，コロナル，サジタルの場合は次のようになる。
【００１１】
【数１】
0003734067.tif 000002
【００１２】
ステップＰ３では、撮影するスライス領域の傾きを指定する。
ステップＰ４では、スライス領域の傾きに対応した回転行列Ｒを算出する。例えば、スライス領域のプレーン上のＸ軸と平行な軸の周りに４５°傾ける場合は次のようになる。
【００１３】
【数２】
0003734067.tif 000003
【００１４】
ステップＰ５では、拡散強調用勾配を印加する軸が既に固定されているか否かをチェックし、固定されているならステップＰ６へ進み、固定されていないならステップＰ７へ進む。
ステップＰ６では、既に固定されている軸に拡散強調用勾配を印加するか否かを操作者に問い合せて、既に固定されている軸を使わないことを操作者が選択したらステップＰ７へ進み、既に固定されている軸を使うことを操作者が選択したらステップＰ１２へ進む。
【００１５】
ステップＰ７では、拡散強調用勾配を印加する軸を操作者が指定する。
ステップＰ８では、指定された軸に対応した勾配行列Ｌｇを算出する。例えば、Ｚ軸の場合は次のようになる。
【００１６】
【数３】
0003734067.tif 000004
【００１７】
ステップＰ９では、指定された軸を固定するか否かを操作者に問い合せて、固定することを操作者が選択したらステップＰ１０へ進み、固定しないことを操作者が選択したらステップＰ１４へ進む。
ステップＰ１０では、前記回転行列Ｒを前記勾配行列Ｌｇに乗算し、物理行列Ｐｇを求める。すなわち、Ｐｇ＝Ｒ・Ｌｇとする。
ステップＰ１１では、拡散強調用勾配を印加する固定軸として、物理行列Ｐｇを記憶する。そして、ステップＰ１４へ進む。
【００１８】
ステップＰ１２では、記憶していた物理行列Ｐｇを読み出す。
ステップＰ１３では、前記回転行列Ｒの逆行列を前記物理行列Ｐｇに乗算し、勾配行列Ｌｇを求める。すなわち、Ｌｇ＝Ｒ-1・Ｐｇとする。そして、ステップＰ１４へ進む。
【００１９】
ステップＰ１４では、前記回転行列Ｒを前記プレーン行列Ｌｐに乗算し、スライス領域を決定する物理行列Ｐｐを求める。すなわち、Ｐｐ＝Ｒ・Ｌｐとする。また、前記回転行列Ｒを前記勾配行列Ｌｇに乗算し、拡散強調用勾配を印加する軸を決定する物理行列Ｐｇを求める。すなわち、Ｐｇ＝Ｒ・Ｌｇとする。
ここで、スライス領域を決定する勾配行列Ｌｇが前記ステップＰ１３で求めた勾配行列ならばＰｇ＝Ｒ・Ｌｇ＝Ｒ・Ｒ-1・Ｐｇ＝Ｐｇとなり、回転行列Ｒが変化しても拡散強調用勾配を印加する軸は固定されたままとなる。
【００２０】
ステップＰ１５では、前記物理行列Ｐｐ，Ｐｇに基づいて拡散強調用パルスシーケンスを作成する。
ステップＰ１６では、拡散強調用パルスシーケンスを実行し、前記スライス領域からの拡散情報を含むＭＲデータを選択的に収集する。
ステップＰ１７では、収集したＭＲデータから拡散強調イメージを再構成し、表示する。そして、処理を終了する。
【００２１】
なお、図２のステップＰ１４〜Ｐ１７が拡散強調用パルスシーケンス実行手段に相当し、ステップＰ５，Ｐ６，Ｐ９〜Ｐ１３が印加軸固定手段に相当する。
【００２２】
図３は、スライス領域Ｓａがアキシャル方向で、拡散強調用勾配をＺ軸に印加する場合の模式図である。
図４は、図３に対応した拡散強調用パルスシーケンスを示すパルスシーケンス図である。
この拡散強調用シーケンスでは、まず励起パルスＲ１とスライス勾配Ｓ１とを印加する。次に拡散強調用勾配ＭＰＧ１をＺ軸に印加する。次に反転パルスＲ２とスライス勾配ＲＳを印加する。次に拡散強調用勾配ＭＰＧ２をＺ軸に印加する。次に正負のリード勾配ＲＡ，ＲＢを交互に連続的に印加し、且つ、位相エンコード勾配Ｗを印加しつつ、結像した複数のエコーｅ１，ｅ２，…からそれぞれＭＲデータを収集する。
拡散強調イメージは、上記拡散強調用パルスシーケンスで拡散強調用勾配ＭＰＧ１，ＭＰＧ２の振幅を小さく設定して得られた第１のイメージと、上記拡散強調用パルスシーケンスで拡散強調用勾配ＭＰＧ１，ＭＰＧ２の振幅を大きく設定して得られた第２のイメージとから作成する。
すなわち、拡散強調イメージの画素値をＤとするとき、
Ｄ＝Ｌｎ（Ｉ１／Ｉ２）／（ｂ２−ｂ１）
とする。ここで、Ｌｎは自然対数であり、Ｉ１は第１のイメージの画素値であり、Ｉ２は第２のイメージの画素値であり、ｂ１は第１のイメージＩ１を得たときの拡散強調用シーケンスから計算される因子であり、ｂ２は第２のイメージＩ２を得たときの拡散強調用シーケンスから計算される因子である。なお、拡散強調用勾配ＭＰＧ１，ＭＰＧ２の振幅を小さく設定したときの因子ｂ１の方が、拡散強調用勾配ＭＰＧ１，ＭＰＧ２の振幅を大きく設定したときの因子ｂ２より小さな値になる。
【００２３】
図５は、拡散強調用勾配を印加する軸をＺ軸に固定するようにして、スライス領域Ｓｃをコロナル方向に変えた場合の模式図である。
図６は、図５に対応した拡散強調用パルスシーケンスを示すパルスシーケンス図である。
【００２４】
図７は、拡散強調用勾配を印加する軸をＺ軸に固定するようにして、スライス領域Ｓｏを傾けた（図３のスライス領域Ｓａのプレーン上のＸ軸と平行な軸の周りに４５°）場合の模式図である。
図８は、図７に対応した拡散強調用パルスシーケンスを示すパルスシーケンス図である。
【００２５】
以上のＭＲＩ装置１００によれば、スライス領域の向き又は傾きを変化させても、拡散強調用勾配を加える軸を変化させないように出来るから、渦電流の発生の仕方が一定になり、アーチファクトの現われ方が一定になり、拡散強調イメージの画質を一定に維持することが出来る。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の拡散強調イメージング方法およびＭＲＩ装置によれば、拡散強調イメージを得たいスライス領域の向き又は傾きが変化しても、拡散強調用勾配を加える軸を変化させないことが可能になる。このため、渦電流の発生の仕方が一定になり、アーチファクトの現われ方も一定になり、拡散強調イメージの画質を一定に維持することが出来るようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかるＭＲＩ装置のブロック図である。
【図２】図１のＭＲＩ装置における拡散強調イメージング処理のフローチャートである。
【図３】スライス領域がアキシャル方向で、拡散強調用勾配をＺ軸に印加する場合の模式図である。
【図４】図３に対応した拡散強調用パルスシーケンスを示すパルスシーケンス図である。
【図５】スライス領域がコロナル方向で、拡散強調用勾配を印加する軸をＺ軸に固定した場合の模式図である。
【図６】図５に対応した拡散強調用パルスシーケンスを示すパルスシーケンス図である。
【図７】スライス領域をオブリークし、拡散強調用勾配を印加する軸をＺ軸に固定した場合の模式図である。
【図８】図７に対応した拡散強調用パルスシーケンスを示すパルスシーケンス図である。
【符号の説明】
１００                      ＭＲＩ装置
１                          マグネットアセンブリ
３                          勾配磁場駆動回路
７                          計算機
８                          シーケンス記憶回路
ＭＰＧ１，ＭＰＧ２          拡散強調用勾配
Ｒ１                        励起パルス
Ｒ２                        反転パルス
ＲＡ，ＲＢ                  リード勾配
Ｓ１，ＲＳ                  スライス勾配
Ｗ                          位相エンコード勾配
【図１】
0003734067.tif 000005
【図２】
0003734067.tif 000006
【図３】
0003734067.tif 000007
【図４】
0003734067.tif 000008
【図５】
0003734067.tif 000009
【図６】
0003734067.tif 000010
【図７】
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【図８】
0003734067.tif 000012