(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気共鳴信号を獲得する信号獲得手段と、
前記磁気共鳴信号に基づいて画像を生成する画像生成手段と、
前記画像のフレームレートを操作する操作手段と、
前記フレームレートに応じて前記信号獲得手段の信号獲得条件を調節する調節手段とを具備し、
前記信号獲得手段は、
所定のパルスシーケンスを実行して、ｋスペースにおいてその周波数軸に平行な直線に対応するビューデータをｋスペース全体でその位相軸方向にＮ本の直線で埋めるようにスキャンすることにより画像１枚分のビューデータを収集する場合に、
１回目のスキャンにおいて、ｋスペース全体をＮ本のビューデータで埋めるようにビューデータを収集し、
２回目以降のスキャンでは、ｋスペース全体を、前記位相軸方向に、前記位相軸のＤＣ成分を中心としＮ・ａ本のビューデータを有する１つの中央領域と、前記位相軸方向における前記中央領域の一方の端から前記位相軸の高周波成分に向かってｋスペースの端までの間をｎ等分して２ｎの周辺領域とに分けた場合に、
２回目のスキャンにおいて、前記中央領域及び前記２ｎのうちの一対である２つの周辺領域のビューデータを収集し、
３回目のスキャンにおいて、前記中央領域及び前記１回目のスキャンを除く既にスキャンした周辺領域とは異なる一対である２つの周辺領域のビューデータを収集する、ことをｎ＋１回目のスキャンまで繰り返し、
前記画像生成手段は、
前記１回目のスキャンでは、収集した前記Ｎ本のビューデータから１枚の画像を生成し、
前記２回目のスキャンでは、収集した前記中央領域及び前記一対である２つの周辺領域のビューデータと、残りの周辺領域については前記１回目のスキャンで収集したビューデータとを用いて１枚の画像を生成し、
前記３回目のスキャンでは、収集した前記中央領域及び前記一対である２つの周辺領域のビューデータと、残りの周辺領域については前記１回目のスキャンを除く既にスキャンした周辺領域のビューデータと前記１回目のスキャンで収集したビューデータとを用いて１枚の画像を生成する、ことをｎ＋１回目のスキャンまで繰り返し、
前記１回目のスキャンの画像を生成するフレームレートがｔ秒であるとする場合に、２回目のスキャン以降の画像を生成するフレームレート（ｔ・Ａ秒）は、  ｔ・Ａ＝ｔ（ａ＋（１−ａ）／ｎ）  （０＜ａ＜１）  により与えられることに基づいて、
前記操作手段により画像のフレームレートが所定の値に操作設定されたとき、前記調節手段は前記中央領域の比率ａ及び前記周辺領域の区画数ｎのうちの少なくとも一方を調節することを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
【請求項２】
請求項１に記載の磁気共鳴撮影装置において、
前記中央領域の比率ａが０．２であり、前記周辺領域の区画数ｎが２であり、前記１回目のスキャンで収集するビューデータが２５本であることを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の磁気共鳴撮影装置において、
前記所定のパルスシーケンスは、グラディエントエコー法又はスピンエコー法のパルスシーケンスであることを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれかに記載の磁気共鳴撮影装置において、
前記画像のフレームレートが所定の値に操作設定されたとき、前記比率ａ、前記区画数ｎの他に、平均のための繰り返し回数を意味するＮＥＸ、ビュー数Ｎ、ＴＲ、ＴＥのうちのいずれかを組み合わせて調節することを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれかに記載の磁気共鳴撮影装置において、
前記フレームレートの変更は、アップダウン・スイッチの操作により行われること特徴とする磁気共鳴撮影装置。
【請求項６】
請求項５に記載の磁気共鳴撮影装置において、
前記アップダウン・スイッチは、ＧＵＩ（グラフィック・ユーザ・インターフェイス）をポインティング・デバイスで操作するスイッチであることを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
【請求項７】
請求項５に記載の磁気共鳴撮影装置において、
前記フレームレートの変更は、トラックボールの回転方向で指定すること特徴とする磁気共鳴撮影装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれかに記載の磁気共鳴撮影装置において、
撮像対象の傍らで、前記フレームレートを操作し、生成された前記画像を表示する表示・操作手段を更に具備し、
キャスターを有するスタンドの上部にＬＣＤ又はフラットＣＲＴの表示部を設けて、前記表示部に前記生成された画像を表示し、
前記表示部の表示画面を被う操作部が前記表示部の下部に設けられたヒンジにより床面に対して水平に配置されたときに、前記操作部に設けられた前記アップダウン・スイッチ又は前記トラックボールを用いて前記フレームレートが操作されること特徴とする磁気共鳴撮影装置。
【請求項９】
請求項８に記載の磁気共鳴撮影装置において、
前記表示・操作手段における表示部の操作者に対する表示角度は、前記表示部の傾斜により変更可能であり、
前記表示・操作手段における操作部の操作者に対する操作角度は、前記操作部の傾斜により変更可能であり、
前記表示・操作手段におけるスタンドの高さは、前記スタンドの伸縮により変更可能であること特徴とする磁気共鳴撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気共鳴撮影装置および記録媒体に関し、特に、リアルタイム（ｒｅａｌ  ｔｉｍｅ）撮影を行う磁気共鳴撮影装置、および、そのような撮影機能をコンピュータ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ）に実現させるプログラム（ｐｒｏｇｒａｍ）を記録した記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気共鳴撮影（ＭＲＩ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ）装置では、マグネットシステム（ｍａｇｎｅｔ  ｓｙｓｔｅｍ）の内部空間、すなわち、静磁場を形成した空間に撮影する対象を搬入し、勾配磁場および高周波磁場を印加して対象内に磁気共鳴信号を発生させ、その受信信号に基づいて断層像を生成（再構成）する。患部の断層像を観察しながら対象を穿刺する場合や、屈伸運動中の関節を撮影する場合等には、リアルタイムの磁気共鳴撮影を行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
リアルタイムといっても、そのフレームレート（ｆｒａｍｅ  ｒａｔｅ）は超音波撮影の数分の１ないし数１０分の１程度であり、時間分解能は必ずしも高くないのが実状である。患部等の状況によっては、撮影のフレームレートを適宜に調節したい場合があるが、そのような調節が可能な磁気共鳴撮影装置はこれまでに無かった。
【０００４】
そこで、本発明の課題は、フレームレートが調節可能な磁気共鳴撮影装置、および、そのような撮影機能をコンピュータに実現させるプログラムを記録した記録媒体を実現することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
（１）上記の課題を解決するための１つの観点での発明は、磁気共鳴信号を獲得する信号獲得手段と、前記磁気共鳴信号に基づいて画像を生成する画像生成手段と、前記画像のフレームレートを操作する操作手段と、前記フレームレートに応じて前記信号獲得手段の信号獲得条件を調節する調節手段とを具備することを特徴とする磁気共鳴撮影装置である。
【０００６】
この観点での発明では、フレームレート操作に応じて信号獲得手段の信号獲得条件を調節する。これによって、可変のフレームレートで撮影する磁気共鳴撮影装置を実現する。
【０００７】
（２）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、前記信号獲得条件は同一ビューの磁気共鳴信号を獲得する回数であることを特徴とする（１）に記載の磁気共鳴撮影装置である。
【０００８】
この観点での発明では、フレームレート操作に応じて同一ビューの磁気共鳴信号を獲得する回数を調節する。これによって、可変のフレームレートで撮影する磁気共鳴撮影装置を実現する。
【０００９】
（３）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、前記信号獲得条件は磁気共鳴信号を獲得するビュー数であることを特徴とする（１）に記載の磁気共鳴撮影装置である。
【００１０】
この観点での発明では、フレームレート操作に応じて磁気共鳴信号を獲得するビュー数を調節する。これによって、可変のフレームレートで撮影する磁気共鳴撮影装置を実現する。
【００１１】
（４）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、前記信号獲得条件は磁気共鳴信号を獲得するパルスシーケンスの繰り返し周期であることを特徴とする（１）に記載の磁気共鳴撮影装置である。
【００１２】
この観点での発明では、フレームレート操作に応じて磁気共鳴信号を獲得するパルスシーケンスの繰り返し周期を調節する。これによって、可変のフレームレートで撮影する磁気共鳴撮影装置を実現する。
【００１３】
（５）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、前記信号獲得条件は磁気共鳴信号のエコータイムであることを特徴とする（１）に記載の磁気共鳴撮影装置である。
【００１４】
この観点での発明では、フレームレート操作に応じて磁気共鳴信号のエコータイムを調節する。これによって、可変のフレームレートで撮影する磁気共鳴撮影装置を実現する。
【００１５】
（６）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、前記信号獲得条件はｋスペースを単一の中央領域と複数の周辺領域に区画して前記中央領域では前記周辺領域よりも高頻度でデータを更新する場合の前記中央領域の大きさであることを特徴とする（１）に記載の磁気共鳴撮影装置である。
【００１６】
この観点での発明では、フレームレート操作に応じて、ｋスペースを単一の中央領域と複数の周辺領域に区画して中央領域には周辺領域よりも高頻度で磁気共鳴信号を収集する収集する場合の中央領域の大きさを調節する。これによって、可変のフレームレートで撮影する磁気共鳴撮影装置を実現する。
【００１７】
（７）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、前記信号獲得条件はｋスペースを単一の中央領域と複数の周辺領域に区画して前記中央領域では前記周辺領域よりも高頻度でデータを更新する場合の前記周辺領域の区画数であることを特徴とする（１）に記載の磁気共鳴撮影装置である。
【００１８】
この観点での発明では、フレームレート操作に応じて、ｋスペースを単一の中央領域と複数の周辺領域に区画して中央領域には周辺領域よりも高頻度で磁気共鳴信号を収集する収集する場合の周辺領域の区画数を調節する。これによって、可変のフレームレートで撮影する磁気共鳴撮影装置を実現する。
【００１９】
（８）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、前記信号獲得条件はエコープラナー・イメージングのパルスシーケンスにより磁気共鳴信号を獲得する場合のｋスペースにおけるトラジェクトリの折り返し数ないし巻き数であることを特徴とする（１）に記載の磁気共鳴撮影装置である。
【００２０】
この観点での発明では、フレームレート操作に応じて、エコープラナー・イメージングのパルスシーケンスにより磁気共鳴信号を獲得する場合のｋスペースにおけるトラジェクトリの折り返し数ないし巻き数を調節する。これによって、可変のフレームレートで撮影する磁気共鳴撮影装置を実現する。
【００２１】
（９）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、磁気共鳴信号を獲得する信号獲得機能と、前記磁気共鳴信号に基づいて画像を生成する画像生成機能と、前記画像のフレームレートを操作する操作機能と、前記フレームレートに応じて前記信号獲得機能の信号獲得条件を調節する調節機能とをコンピュータに実現させるプログラムをコンピュータで読み取り可能なように記録したことを特徴とする記録媒体である。
【００２２】
この観点での発明では、記録媒体に記録されたプログラムが、フレームレート操作に応じて信号獲得手段の信号獲得条件を調節する。これによって、可変フレームレートの磁気共鳴撮影を実現する。
【００２３】
（１０）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、前記信号獲得条件は同一ビューの磁気共鳴信号を獲得する回数であることを特徴とする（９）に記載の記録媒体である。
【００２４】
この観点での発明では、記録媒体に記録されたプログラムが、フレームレート操作に応じて同一ビューの磁気共鳴信号を獲得する回数を調節する。これによって、可変フレームレートの磁気共鳴撮影を実現する。
【００２５】
（１１）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、前記信号獲得条件は磁気共鳴信号を獲得するビュー数であることを特徴とする（９）に記載の記録媒体である。
【００２６】
この観点での発明では、記録媒体に記録されたプログラムが、フレームレート操作に応じて磁気共鳴信号を獲得するビュー数を調節する。これによって、可変フレームレートの磁気共鳴撮影を実現する。
【００２７】
（１２）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、前記信号獲得条件は磁気共鳴信号を獲得するパルスシーケンスの繰り返し周期であることを特徴とする（９）に記載の記録媒体である。
【００２８】
この観点での発明では、記録媒体に記録されたプログラムが、フレームレート操作に応じて磁気共鳴信号を獲得するパルスシーケンスの繰り返し周期を調節する。これによって、可変フレームレートの磁気共鳴撮影を実現する。
【００２９】
（１３）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、前記信号獲得条件は磁気共鳴信号のエコータイムであることを特徴とする（９）に記載の記録媒体である。
【００３０】
この観点での発明では、記録媒体に記録されたプログラムが、フレームレート操作に応じて磁気共鳴信号のエコータイムを調節する。これによって、可変フレームレートの磁気共鳴撮影を実現する。
【００３１】
（１４）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、前記信号獲得条件はｋスペースを単一の中央領域と複数の周辺領域に区画して前記中央領域では前記周辺領域よりも高頻度でデータを更新する場合の前記中央領域の大きさであることを特徴とする（９）に記載の記録媒体である。
【００３２】
この観点での発明では、記録媒体に記録されたプログラムが、フレームレート操作に応じて、ｋスペースを単一の中央領域と複数の周辺領域に区画して中央領域には周辺領域よりも高頻度で磁気共鳴信号を収集する収集する場合の中央領域の大きさを調節する。これによって、可変フレームレートの磁気共鳴撮影を実現する。
【００３３】
（１５）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、前記信号獲得条件はｋスペースを単一の中央領域と複数の周辺領域に区画して前記中央領域では前記周辺領域よりも高頻度でデータを更新する場合の前記周辺領域の区画数であることを特徴とする（９）に記載の記録媒体である。
【００３４】
この観点での発明では、記録媒体に記録されたプログラムが、フレームレート操作に応じて、ｋスペースを単一の中央領域と複数の周辺領域に区画して中央領域には周辺領域よりも高頻度で磁気共鳴信号を収集する収集する場合の周辺領域の区画数を調節する。これによって、可変フレームレートの磁気共鳴撮影を実現する。
【００３５】
（１６）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、前記信号獲得条件はエコープラナー・イメージングのパルスシーケンスにより磁気共鳴信号を獲得する場合のｋスペースにおけるトラジェクトリの折り返し数ないし巻き数であることを特徴とする（９）に記載の記録媒体である。
【００３６】
この観点での発明では、記録媒体に記録されたプログラムが、フレームレート操作に応じて、エコープラナー・イメージングのパルスシーケンスにより磁気共鳴信号を獲得する場合のｋスペースにおけるトラジェクトリの折り返し数ないし巻き数を調節する。これによって、可変フレームレートの磁気共鳴撮影を実現する。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。図１に磁気共鳴撮影装置のブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。
【００３８】
図１に示すように、本装置はマグネットシステム１００を有する。マグネットシステム１００は主磁場コイル（ｃｏｉｌ）部１０２、勾配コイル部１０６およびＲＦ（ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）コイル部１０８を有する。これら各コイル部は概ね円筒状の形状を有し、互いに同軸的に配置されている。マグネットシステム１００の概ね円柱状の内部空間（ボア：ｂｏｒｅ）に、撮影する対象３００がクレードル（ｃｒａｄｌｅ）５００に搭載されて図示しない搬送手段により搬入および搬出される。
【００３９】
主磁場コイル部１０２はマグネットシステム１００の内部空間に静磁場を形成する。静磁場の方向は概ね対象３００の体軸の方向に平行である。すなわちいわゆる水平磁場を形成する。主磁場コイル部１０２は例えば超伝導コイルを用いて構成される。なお、超伝導コイルに限らず常伝導コイル等を用いて構成しても良いのはもちろんである。
【００４０】
勾配コイル部１０６は静磁場強度に勾配を持たせるための勾配磁場を生じる。発生する勾配磁場は、スライス（ｓｌｉｃｅ）勾配磁場、リードアウト（ｒｅａｄ  ｏｕｔ）勾配磁場およびフェーズエンコード（ｐｈａｓｅ  ｅｎｃｏｄｅ）勾配磁場の３種であり、これら３種類の勾配磁場に対応して勾配コイル部１０６は図示しない３系統の勾配コイルを有する。
【００４１】
ＲＦコイル部１０８は静磁場空間に対象３００の体内のスピンを励起するための高周波磁場を形成する。以下、高周波磁場を形成することをＲＦ励起信号の送信という。ＲＦコイル部１０８は、また、励起されたスピンが生じる電磁波すなわち磁気共鳴信号を受信する。ＲＦコイル部１０８は図示しない送信用のコイルおよび受信用のコイルを有する。送信用のコイルおよび受信用のコイルは、同じコイルを兼用するかあるいはそれぞれ専用のコイルを用いる。
【００４２】
勾配コイル部１０６には勾配駆動部１３０が接続されている。勾配駆動部１３０は勾配コイル部１０６に駆動信号を与えて勾配磁場を発生させる。勾配駆動部１３０は、勾配コイル部１０６における３系統の勾配コイルに対応して、図示しない３系統の駆動回路を有する。
【００４３】
ＲＦコイル部１０８にはＲＦ駆動部１４０が接続されている。ＲＦ駆動部１４０はＲＦコイル部１０８に駆動信号を与えてＲＦ励起信号を送信し、対象３００の体内のスピンを励起する。
【００４４】
ＲＦコイル部１０８には、また、データ収集部１５０が接続されている。データ収集部１５０はＲＦコイル部１０８が受信した受信信号を取り込み、それをディジタルデータ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｄａｔａ）として収集する。
【００４５】
勾配駆動部１３０、ＲＦ駆動部１４０およびデータ収集部１５０には制御部１６０が接続されている。制御部１６０は、勾配駆動部１３０ないしデータ収集部１５０をそれぞれ制御して撮影を遂行する。
【００４６】
データ収集部１５０の出力側はデータ処理部１７０に接続されている。データ処理部１７０は、例えばコンピュータ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等を用いて構成される。データ処理部１７０は図示しないメモリ（ｍｅｍｏｒｙ）を有する。メモリはデータ処理部１７０用のプログラムおよび各種のデータを記憶している。本装置の機能は、データ処理部１７０がメモリに記憶されたプログラムを実行することによりを実現される。
【００４７】
データ処理部１７０は、データ収集部１５０から取り込んだデータをメモリに記憶する。メモリ内にはデータ空間が形成される。データ空間は２次元フ−リエ（Ｆｏｕｒｉｅｒ）空間を構成する。データ処理部１７０は、これら２次元フ−リエ空間のデータを２次元逆フ−リエ変換して対象３００の画像を生成（再構成）する。２次元フ−リエ空間をｋスペース（ｋ−ｓｐａｃｅ）ともいう。
【００４８】
データ処理部１７０は制御部１６０に接続されている。データ処理部１７０は制御部１６０の上位にあってそれを統括する。データ処理部１７０には、また、表示部１８０および操作部１９０が接続されている。表示部１８０は、グラフィックディスプレー（ｇｒａｐｈｉｃ  ｄｉｓｐｌａｙ）等で構成される。操作部１９０はトラックボール（ｔｒａｃｋ  ｂａｌｌ）やマウス（ｍｏｕｓｅ）等のポインティングデバイス（ｐｏｉｎｔｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ）を備えたキーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）等で構成される。
【００４９】
表示部１８０は、データ処理部１７０から出力される再構成画像および各種の情報を表示する。操作部１９０は、操作者によって操作され、各種の指令や情報等をデータ処理部１７０に入力する。操作者は表示部１８０および操作部１９０を通じてインタラクティブ（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ）に本装置を操作する。
【００５０】
対象３００の穿刺等を患部の断層像の撮影と並行して行う便宜のために、表示部１８０および操作部１９０はマグネットシステム１００の近傍に配置し、対象３００の傍で操作が行えるようにするのが良い。あるいは、操作室側の表示部１８０および操作部１９０とは別に用意した表示・操作装置をマグネットシステム１００の近傍に配置するようにしても良い。
【００５１】
そのような表示・操作装置として例えば図２に示すようなものが用いられる。同図には表示・操作装置の側面図を示す。同図に示すように、表示・操作装置は表示部１８０、操作部１９０およびスタンド（ｓｔａｎｄ）１９２を有する。
【００５２】
表示部１８０は例えばＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）やフラットＣＲＴ（Ｆｌａｔ  Ｃａｔｈｏｄｅ−ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）等を用いて構成される。
【００５３】
スタンド１９２に対する表示部１８０の取り付け部分はヒンジ（ｈｉｎｇｅ）になっており、それを中心として回転可能になっている。これによって、２点鎖線で示すように表示部１８０の傾斜が調節できるようになっている。
【００５４】
スタンド１９２に対する操作部１９０の取り付け部分もヒンジになっており、それを中心として回転可能になっている。これによって、使用時には２点差線で示すように水平に開いて操作するが、不使用時は操作部１９０を表示部１８０側に折り畳み、かさばらないようにすることができる。折り畳んだ状態では、図示しないロック（ｌｏｃｋ）機構で操作部１９０は表示部１８０にロックされる。
【００５５】
スタンド１９２は伸縮可能になっており、これによって、表示部１８０および操作部１９０の高さが調節できる。スタンド１９２はキャスター（ｃａｓｔｅｒ）１９４を有し、表示・操作装置の移動が容易になっている。
【００５６】
マグネットシステム１００およびデータ収集部１５０からなる部分は、本発明における信号獲得手段の実施の形態の一例である。データ処理部１７０および表示部１８０からなる部分は、本発明における画像生成手段の実施の形態の一例である。表示部１８０および操作部１９０からなる部分は、本発明における操作手段の実施の形態の一例である。データ処理部１７０および制御部１６０は、本発明における調節手段の実施の形態の一例である。
【００５７】
図３に、他の方式の磁気共鳴撮影装置のブロック図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。
【００５８】
図３に示す装置は、図１に示した装置とは方式を異にするマグネットシステム１００’を有する。マグネットシステム１００’以外は図１および図２に示した装置と同様な構成になっており、同様な部分に同一の符号を付して説明を省略する。
【００５９】
マグネットシステム１００’は主磁場マグネット部１０２’、勾配コイル部１０６’およびＲＦコイル部１０８’を有する。これら主磁場マグネット部１０２’および各コイル部は、いずれも空間を挟んで互いに対向する１対のものからなる。また、いずれも概ね円盤状の形状を有し中心軸を共有して配置されている。マグネットシステム１００’の内部空間（ボア）に、対象３００がクレードル５００に搭載されて図示しない搬送手段により搬入および搬出される。
【００６０】
主磁場マグネット部１０２’はマグネットシステム１００’の内部空間に静磁場を形成する。静磁場の方向は概ね対象３００の体軸方向と直交する。すなわちいわゆる垂直磁場を形成する。主磁場マグネット部１０２’は例えば永久磁石等を用いて構成される。なお、永久磁石に限らず超伝導電磁石あるいは常伝導電磁石等を用いて構成しても良いのはもちろんである。
【００６１】
勾配コイル部１０６’は静磁場強度に勾配を持たせるための勾配磁場を生じる。発生する勾配磁場は、スライス勾配磁場、リードアウト勾配磁場およびフェーズエンコード勾配磁場の３種であり、これら３種類の勾配磁場に対応して勾配コイル部１０６’は図示しない３系統の勾配コイルを有する。
【００６２】
ＲＦコイル部１０８’は静磁場空間に対象３００の体内のスピンを励起するためのＲＦ励起信号を送信する。ＲＦコイル部１０８’は、また、励起されたスピンが生じる磁気共鳴信号を受信する。ＲＦコイル部１０８’は図示しない送信用のコイルおよび受信用のコイルを有する。送信用のコイルおよび受信用のコイルは、同じコイルを兼用するかあるいはそれぞれ専用のコイルを用いる。
【００６３】
マグネットシステム１００’およびデータ収集部１５０からなる部分は、本発明における信号獲得手段の実施の形態の一例である。データ処理部１７０および表示部１８０からなる部分は、本発明における画像生成手段の実施の形態の一例である。表示部１８０および操作部１９０からなる部分は、本発明における操作手段の実施の形態の一例である。データ処理部１７０および制御部１６０は、本発明における調節手段の実施の形態の一例である。
【００６４】
図４に、磁気共鳴撮影に用いるパルスシーケンス（ｐｕｌｓｅ  ｓｅｑｕｅｎｃｅ）の一例を示す。このパルスシーケンスは、グラディエントエコー（ＧＲＥ：Ｇｒａｄｉｅｎｔ  Ｅｃｈｏ）法のパルスシーケンスである。
【００６５】
すなわち、（１）はＧＲＥ法におけるＲＦ励起用のα°パルスのシーケンスであり、（２）、（３）、（４）および（５）は、同じくそれぞれ、スライス勾配Ｇｓ、リードアウト勾配Ｇｒ、フェーズエンコード勾配ＧｐおよびグラディエントエコーＭＲのシーケンスである。なお、α°パルスは中心信号で代表する。パルスシーケンスは時間軸ｔに沿って左から右に進行する。
【００６６】
同図に示すように、α°パルスによりスピンのα°励起が行われる。フリップアングル（ｆｌｉｐ  ａｎｇｌｅ）α°は９０°以下である。このときスライス勾配Ｇｓが印加され所定のスライスについての選択励起が行われる。
【００６７】
α°励起後、フェーズエンコード勾配Ｇｐによりスピンのフェーズエンコードが行われる。次に、リードアウト勾配Ｇｒにより先ずスピンをディフェーズ（ｄｅｐｈａｓｅ）し、次いでスピンをリフェーズ（ｒｅｐｈａｓｅ）して、グラディエントエコーＭＲを発生させる。グラディエントエコーＭＲの信号強度は、α°励起からエコータイム（ｅｃｈｏ  ｔｉｍｅ）ＴＥ後の時点で最大となる。グラディエントエコーＭＲはデータ収集部１５０によりビューデータ（ｖｉｅｗ  ｄａｔａ）として収集される。
【００６８】
通常の撮影では、このようなパルスシーケンスが周期ＴＲ（ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ  ｔｉｍｅ）で６４〜５１２回繰り返される。繰り返しのたびにフェーズエンコード勾配Ｇｐを変更し、毎回異なるフェーズエンコードを行う。これによって、ｋスペースを埋める６４〜５１２ビューのビューデータが得られる。
【００６９】
ビューデータのＳＮＲ（ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−ｎｏｉｓｅ  ｒａｔｉｏ）を高めるために、同一ビューのデータを複数回収集しそれらを平均することが行われる。同一ビューのデータを収集する回数はＮＥＸ（Ｎｕｍｂｅｒ  ｏｆ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）とも呼ばれる。これにより、パルスシーケンスは、６４〜５１２にＮＥＸを乗じた回数だけ繰り返されることになる。
【００７０】
磁気共鳴撮影用パルスシーケンスの他の例を図５に示す。このパルスシーケンスは、スピンエコー（ＳＥ：Ｓｐｉｎ  Ｅｃｈｏ）法のパルスシーケンスである。
【００７１】
すなわち、（１）はＳＥ法におけるＲＦ励起用の９０°パルスおよび１８０°パルスのシーケンスであり、（２）、（３）、（４）および（５）は、同じくそれぞれ、スライス勾配Ｇｓ、リードアウト勾配Ｇｒ、フェーズエンコード勾配ＧｐおよびスピンエコーＭＲのシーケンスである。なお、９０°パルスおよび１８０°パルスはそれぞれ中心信号で代表する。パルスシーケンスは時間軸ｔに沿って左から右に進行する。
【００７２】
同図に示すように、９０°パルスによりスピンの９０°励起が行われる。このときスライス勾配Ｇｓが印加され所定のスライスについての選択励起が行われる。９０°励起から所定の時間後に、１８０°パルスによる１８０°励起すなわちスピン反転が行われる。このときもスライス勾配Ｇｓが印加され、同じスライスについての選択的反転が行われる。
【００７３】
９０°励起とスピン反転の間の期間に、リードアウト勾配Ｇｒおよびフェーズエンコード勾配Ｇｐが印加される。リードアウト勾配Ｇｒによりスピンのディフェーズが行われる。フェーズエンコード勾配Ｇｐによりスピンのフェーズエンコードが行われる。
【００７４】
スピン反転後、リードアウト勾配ＧｒでスピンをリフェーズしてスピンエコーＭＲを発生させる。スピンエコーＭＲの信号強度は、９０°励起からＴＥ後の時点で最大となる。スピンエコーＭＲはデータ収集部１５０によりビューデータとして収集される。通常の撮影では、このようなパルスシーケンスが周期ＴＲで６４〜５１２回繰り返される。繰り返しのたびにフェーズエンコード勾配Ｇｐを変更し、毎回異なるフェーズエンコードを行う。これによって、ｋスペースを埋める６４〜５１２ビューのビューデータが得られる。
【００７５】
ビューデータのＳＮＲを高めるために、同一ビューのデータを複数回（ＮＥＸ）収集しそれらを平均することが行われる。これにより、パルスシーケンスは、６４〜５１２にＮＥＸを乗じた回数だけ繰り返されることになる。
【００７６】
なお、撮影に用いるパルスシーケンスはＧＲＥ法またはＳＥ法に限るものではなく、例えば、ＦＳＥ（Ｆａｓｔ  Ｓｐｉｎ  Ｅｃｈｏ）法、ファーストリカバリＦＳＥ（Ｆａｓｔ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ  Ｆａｓｔ  Ｓｐｉｎ  Ｅｃｈｏ）法、エコープラナー・イメージング（ＥＰＩ：Ｅｃｈｏ  Ｐｌａｎａｒ  Ｉｍａｇｉｎｇ）等、他の適宜の技法のものであって良い。
【００７７】
データ処理部１７０は、ｋスペースのビューデータを２次元逆フ−リエ変換して対象３００の断層像を再構成する。再構成した画像はメモリに記憶し、また、表示部１８０で表示する。
【００７８】
リアルタイム撮影ではこのような撮影を連続的に行い、再構成した画像を次々に表示する。画像表示のフレームレートは、主として、画像を再構成するに足るビューデータを獲得するに要する時間で決まり、この時間が短いほどフレームレートが向上する。
【００７９】
したがって、ＮＥＸを小さくすることによりフレームレートを向上させることができる。また、ビュー数を削減することによりフレームレートを向上させることができる。また、ＴＲを短縮することによりフレームレートを向上させることができ、さらにＴＥの短縮もＴＲの短縮を通じてフレームレート向上に効果がある。
【００８０】
なお、ビュー数の削減に応じてフェーズエンコード勾配の強度を調節すれば、ＦＯＶ（Ｆｉｅｌｄ  ｏｆ  Ｖｉｅｗ）を同一に保つことができる。ただし、空間分解能が低下する。ビュー数の削減に応じてフェーズエンコード勾配の強度を調節しないときは、空間分解能を同一に保つことができる。ただし、ＦＯＶ（Ｆｉｅｌｄ  ｏｆ  Ｖｉｅｗ）が小さくなる。その場合、関心領域（ＲＯＩ：Ｒｅｇｉｏｎ  ｏｆ  Ｉｎｔｅｒｅｓｔ）がＦＯＶから外れるときは、フェーズエンコード勾配をオフセット（ｏｆｆｓｅｔ）することにより、ＲＯＩを含むようにＦＯＶの位置を調節することができる。
【００８１】
次に、ビューデータをｋスペースに収集するトラジェクトリ（ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ）について説明する。図６に、ｋスペースにおけるトラジェクトリの概念を示す。ｋスペースは互いに垂直な２つの座標軸ｋｘ，ｋｙを有する。ｋｘは周波数軸、ｋｙは位相軸である。両座標軸の原点はｋスペースの中心に位置する。
【００８２】
トラジェクトリは周波数軸ｋｘに平行で位相軸ｋｙ方向に間隔を有する複数の直線となる。位相軸ｋｙ上のトラジェクトリの位置はフェーズエンコード量に対応する。トラジェクトリの数はビュー数に等しい。各トラジェクトリにフェーズエンコードの正の最大値側から負の最大値側に向かって昇順の番号を付す。ここでは、説明の便宜上、トラジェクトリ数を２５とする。すなわち、２５ビューでｋスペースを埋める１セット（ｓｅｔ）のデータを収集するものとする。これらトラジェクトリにつき、所定の順序でデータ収集が行われる。画像再構成はこれらの１セットデータを用いて行われる。
【００８３】
ｋスペースは、例えば５つの部分的領域に区画されている。同図において、部分的領域０３はｋスペースの座標原点を含む部分的領域である。部分的領域０２，０４は、位相軸方向において部分的領域０３の外側にそれぞれ隣接する領域である。部分的領域０１，０５は、位相軸方向において部分的領域０２，０４の外側にそれぞれ隣接する領域である。なお、区画数は５に限るものではなく適宜で良い。部分的領域０３を中央領域、部分的領域０１，０２，０３，０５を周辺領域ともいう。
【００８４】
リアルタイム撮影を行う場合、このように区画したｋスペースについて、例えば図７に示す要領でデータ収集を行う。先ず、１回目のスキャンで、同図の（ａ）に示すように、全ての部分的領域にそれぞれデータを収集する。
【００８５】
ｋスペースに収集された１セットのビューデータに基づいて画像が再構成される。再構成画像のコントラストは中央領域０３に収集されたビューデータによって決まる。これに対して、周辺領域０１，０２，０４，０５のビューデータは、再構成画像の空間分解能を決定する。このため再構成画像は、実質的に、中央領域０３にデータを収集したときの対象３００の時相を示す。このような画像が表示部１８０に表示され、また、メモリに記憶される。
【００８６】
２回目のスキャンでは、中央領域０３に属するビューデータおよび周辺領域０２，０４に属するビューデータだけを収集する。これにより、図７の（ｂ）に示すように、中央領域０３および周辺領域０２，０４に属するビューデータだけが更新される。
【００８７】
このように部分的に更新されたデータと、最初に収集した周辺領域０１，０５のビューデータに基づいて画像を再構成する。この画像は、２回目のスキャンによって中央領域０３にデータを収集したときの対象３００の時相を示す。このような画像が表示部１８０に表示されるとともにメモリに記憶される。
【００８８】
３回目のスキャンでは、中央領域０３に属するビューデータおよび周辺領域０１，０５に属するビューデータだけを収集する。これにより、図７の（ｃ）示すように、中央領域０３および周辺領域０１，０５に属するビューデータだけが更新される。
【００８９】
このように部分的に更新されたデータと、２回目に収集した周辺領域０２，０４のビューデータに基づいて画像を再構成する。この画像は、３回目のスキャンによって中央領域０３にデータを収集したときの対象３００の時相を示す。このような画像が表示部１８０に表示されまたメモリに記憶される。
【００９０】
以下、２回目および３回目と同様な要領でのスキャンを繰り返す。このようにして、ｋスペースの中央領域０３以外の領域では、２回に分けてデータ収集が行われる。このため、２回目以降は１回目の３／５の時間で撮影を行うことができる。このような撮影はキーホール・イメージング（ｋｅｙｈｏｌｅ  ｉｍａｇｉｎｇ）とも呼ばれる。
【００９１】
一般に、ｋスペース全体に対する中央領域の比率をａ、周辺領域の区画数をｎとすると、１回目の撮影時間に対する２回目以降の撮影時間の比は次式で与えられる。
【００９２】
【数１】
0003796389.tif 000002
【００９３】
比Ａは中央領域の比率ａを小さくするほど、また、周辺領域の区画数ｎを大きくするほど低下する。撮影時間の逆数が撮影のフレームレートであるから、中央領域を小さくするほど、また、周辺領域の区画数を大きくするほどフレームレートが向上する。なお、周辺領域の区画は等区画である必要はない。
【００９４】
撮影をＥＰＩにより行う場合は、ｋスペースへのデータ収集は例えば図８に示すように、いわゆる一筆書き的にｋスペースを掃引する単一のトラジェクトリに沿ってデータ収集が行われる。ｋスペースの掃引は、フェーズ・エンコード勾配およびリードアウト勾配の与え方によって、例えば図９に示すようなトラジェクトリに沿って行うこともできる。また、図１０に示すようなトラジェクトリに沿って行うこともできる。
【００９５】
このような撮影においては、撮影時間はトラジェクトリの折り返し数ないし巻き数に比例する。したがって、トラジェクトリの折り返し数ないし巻き数を少なくするほどフレームレートを高めることができる。トラジェクトリの折り返し数ないし巻き数はいわば信号収集のビュー数に相当する。
【００９６】
折り返し数はフェーズエンコード勾配の切換数によって調節することができる。巻き数はフェーズエンコード勾配およびリードアウト勾配の切換数によって調節することができる。その場合、勾配磁場の選び方により、ＦＯＶを変えない代わりに空間分解能を落とす方法と、空間分解能を変えない代わりにＦＯＶを小さくする方法がある。
【００９７】
次に、本装置によるリアルタイム撮影のフレームレート調節について説明する。図１１に、リアルタイム撮影時の本装置の動作のフロー（ｆｌｏｗ）図を示す。同図に示すように、先ずステップ（ｓｔｅｐ）７０２でスキャン条件を設定する。スキャン条件の設定は、操作者により操作部１９０を通じて行われる。スキャン条件には、磁気共鳴信号を獲得するための設定条件、例えば、パルスシーケンスの種類、ＦＯＶ、ビュー数、ＮＥＸ、ＴＲ、ＴＥ等が含まれる。
【００９８】
図７に示したようなキーホール・イメージングを行う場合は、中央領域の大きさａおよび周辺領域の区画数ｎもスキャン条件を構成する。図８ないし図１０に示したＥＰＩを行う場合は、トラジェクトリの折り返し数ないし巻き数もスキャン条件に１つである。
【００９９】
次に、ステップ７０４でリアルタイム撮影を行う。これによって、表示部１８０に対象３００のリアルタイム断層像が表示される。画像表示のフレームレートはスキャン条件によって定まる。
【０１００】
スキャン条件が、ＧＲＥ法で、ビュー数：６４、ＮＥＸ：２、ＴＲ：１０ｍｓとした場合、フレームレートは、
【０１０１】
【数２】
0003796389.tif 000003
【０１０２】
となる。
【０１０３】
ステップ７０６で、操作者は画像表示のフレームレートが適正かどうかを判断する。フレームレートが適正でないときは、ステップ７０８でフレームレートを変更する。
【０１０４】
フレームレートの変更は、例えばアップダウン・スイッチ（ｕｐ−ｄｏｗｎ  ｓｗｉｔｃｈ）等の操作によって行われる。アップダウン・スイッチはＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）をポインティング・デバイスで操作するバーチャルスイッチ（ｖｉｒｔｕａｌ  ｓｗｉｔｃｈ）であって良い。あるいはトラックボールの回転方向で指定するようにしても良い。アップダウン・スイッチまたはトラックボールをアップ方向に操作することによりフレームレート上昇を指定し、ダウン方向の操作によってフレームレートの低下を指定する。フレームレートの変更はキーボードからのコマンド入力または数値入力によっても良いのはもちろんである。
【０１０５】
フレームレート変更に応じて、ステップ７１０でスキャン条件が変更される。スキャン条件の変更はデータ処理部１７０によって行われる。変更されるスキャン条件は例えばＮＥＸである。
【０１０６】
フレームレートを上げるときはＮＥＸを小さくする。例えばＮＥＸを１にすることによりフレームレートが２倍に上昇する。フレームレートを下げるときはＮＥＸを大きくする。例えばＮＥＸを３にすることによりフレームレートが２／３に低下する。
【０１０７】
変更するスキャン条件はＮＥＸに限らず、ビュー数、ＴＲ、ＴＥまたはそれらの組み合わせであって良い。また、キーホールイメージングの場合は、中央領域の大きさａや周辺領域の区画数ｎであって良く、ＥＰＩではトラジェクトリの折り返し数ないし巻き数であって良い。どれを変更するかは予め定められている。あるいは、操作者がそのつど指定するようにしても良い。
【０１０８】
このように変更されたスキャン条件によりステップ７０４でリアルタイム撮影が行われ、新たなフレームレートで断層像が表示される。このようなフレームレート調節を所望のフレームレートが得られるまで行う。フレームレートが適正であるときはステップ７１２で撮影終了かどうかを判定し、撮影終了でないときはステップ７０４に戻って上記のような動作を継続する。撮影中にフレームレートの調節が必要になったときは、いつでも上記のようにして調節することができる。
【０１０９】
このようにして、施術に最適なフレームレートを得ることができる。適正なフレームレートのリアルタイム断層像上で患部の位置や状態を観察しながら、術者が例えば穿刺等の施術を行う。なお、表示する画像は施術中の画像に限らず、例えば屈伸運動中の関節等の断層像であって良い。
【０１１０】
以上のような本装置の機能をデータ処理部１７０（コンピュータ）に実現させるためのプログラムが、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録される。コンピュータで読み取り記録媒体は、磁気的な記録媒体、光学的な記録媒体、磁気的光学的な記録媒体および半導体を用いた記憶媒体のいずれであっても良い。なお、本書では記録媒体は記憶媒体と同義である。
【０１１１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、フレームレートが調節可能な磁気共鳴撮影装置、および、そのような撮影機能をコンピュータに実現させるプログラムを記録した記録媒体を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図２】表示・操作装置の模式的構成図である。
【図３】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図４】図１または図３に示した装置が実行するパルスシーケンスの一例を示す図である。
【図５】図１または図３に示した装置が実行するパルスシーケンスの一例を示す図である。
【図６】ｋスペースとトラジェクトリの概念図である。
【図７】キーホールイメージングにおけるデータ収集の概念図である。
【図８】ｋスペースとトラジェクトリの概念図である。
【図９】ｋスペースとトラジェクトリの概念図である。
【図１０】ｋスペースとトラジェクトリの概念図である。
【図１１】図１または図３に示した装置の動作のフロー図である。
【符号の説明】
１００，１００’  マグネットシステム
１０２  主磁場コイル部
１０２’  主磁場マグネット部
１０６，１０６’  勾配コイル部
１０８，１０８’  ＲＦコイル部
１３０  勾配駆動部
１４０  ＲＦ駆動部
１５０  データ収集部
１６０  制御部
１７０  データ処理部
１８０  表示部
１９０  操作部
３００  対象
５００  クレードル
【図１】
0003796389.tif 000004
【図２】
0003796389.tif 000005
【図３】
0003796389.tif 000006
【図４】
0003796389.tif 000007
【図５】
0003796389.tif 000008
【図６】
0003796389.tif 000009
【図７】
0003796389.tif 000010
【図８】
0003796389.tif 000011
【図９】
0003796389.tif 000012
【図１０】
0003796389.tif 000013
【図１１】
0003796389.tif 000014