(57)【要約】フルスキャンで１００ｍｓ以下の超高速シーケンスを実行するシーケンサ４と、計測位相エンコード数を低減するパーシャルエンコード計測を実行するパラレル計測系１０１と、これに付随する複数系列の画像再構成し、再構成された複数領域の画像を合成して１画像を作成する画像処理系１０２と、得られた画像を５０フレーム／秒以上のレートで表示する表示系１０３と、デバイス５２、５３より撮像断面に関する座標情報を０．１秒程度の間隔にて取り込み、実時間で撮像断面を更新する手段１０４を設けた。これにより、デバイスの誘導を行う場合に高空間／時間分解能でデバイスに一致した断面の撮像が可能となるので三次元的な位置把握が容易となる。
2002022012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に静磁場を与えるオープン構造の磁気回路と、
前記被検体に傾斜磁場を与える傾斜磁場発生手段と、
前記傾斜磁場並びに高周波磁場を所定のパルスシーケンスで繰り返し印加するシーケンサと、
前記被検体の生体組織の原子核に核磁気共鳴を起こさせるために高周波磁場を照射する送信系と、
前記核磁気共鳴により放出されるエコー信号を検出する受信系と、
この受信系で検出したエコー信号を用いて１画像を作成する信号処理系と、
得られた画像を表示する手段とを備え、
核磁気共鳴により放出されるエコー信号の計測を繰り返し行って断層像を得る磁気共鳴イメージング装置において、
上記受信系は、複数のコイルをオーバーラップさせて構成され複数系列のエコー信号を検出し、
上記信号処理系は、前記複数系列のエコー信号を用いて複数領域に分割して画像再構成演算を並列に行い、該複数領域の画像を合成して１画像を作成し、
上記シーケンサは、超高速シーケンスを実行すると共に計測位相エンコード数を低減して計測し、
さらに任意の角度、方向に関する位置情報に基づいて撮像断面を更新する画像更新手段を備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
被検体の体内へ挿入する挿入用デバイスを備え、前記画像更新手段は前記挿入用デバイスの位置情報に基づいて撮像断面を更新することを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
前記画像更新手段は、三次元マウスからの信号を位置情報として撮像断面を更新することを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
前記画像更新手段は、前記挿入用デバイスに複数のマーカを設け、このマーカの動きを捉える複数のカメラの情報に基づいて得られた信号を位置情報として撮像断面を更新することを特徴とする請求項２記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記磁気回路は、寝載した被検体に対し上下方向に対向して配置された磁石と、この磁石を支持する２本以下の支持手段で構成されたことを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
前記シーケンサは、計測位相エンコード数を前記受信系の複数のコイルに対応させて低減して計測することを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
被検体に静磁場を与えるオープン構造の磁気回路と、
前記被検体に傾斜磁場を与える傾斜磁場発生手段と、
前記傾斜磁場並びに高周波磁場を所定のパルスシーケンスで繰り返し印加するシーケンサと、
前記被検体の生体組織の原子核に核磁気共鳴を起こさせるために高周波磁場を照射する送信系と、
前記核磁気共鳴により放出されるエコー信号を検出する受信系と、
この受信系で検出したエコー信号を用いて１画像を作成する信号処理系と、
得られた画像を表示する手段とを備え、
前記パルスシーケンスを実行しエコー信号を取得する撮像処理を所定の回数連続して実行し、各撮像処理により得られたエコー信号を再構成する画像再構成処理を撮像処理に対応して連続して実行し、再構成された各画像を表示する表示処理を連続して実行するよう上記シーケンサ、送信系、受信系、信号処理系を制御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、
上記受信系は、複数のコイルをオーバーラップさせて構成され複数系列のエコー信号を検出し、
上記信号処理系は、前記複数系列のエコー信号を用いて複数領域に分割して画像再構成演算を並列に行い、該複数領域の画像を合成して１画像を作成し、
上記シーケンサは、超高速シーケンスを実行すると共に計測位相エンコード数を低減して計測し、
さらに任意の角度、方向に関する位置情報に基づいて撮像断面を更新する画像更新手段を備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項８】
被検体の体内へ挿入する挿入用デバイスを備え、前記画像更新手段は前記挿入用デバイスの位置情報に基づいて撮像断面を更新することを特徴とする請求項７記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項９】
前記画像更新手段は、三次元マウスからの信号を位置情報として撮像断面を更新することを特徴とする請求項７記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１０】
前記画像更新手段は、前記挿入用デバイスに複数のマーカを設け、このマーカの動きを捉える複数のカメラの情報に基づいて得られた信号を位置情報として撮像断面を更新することを特徴とする請求項８記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１１】
前記磁気回路は、寝載した被検体に対し上下方向に対向して配置された磁石と、この磁石を支持する２本以下の支持手段で構成されたことを特徴とする請求項７記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１２】
前記シーケンサは、計測位相エンコード数を前記受信系の複数のコイルに対応させて低減して計測することを特徴とする請求項７記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、１回の撮像処理期間中に複数の撮像断面の撮像処理を行ない、１回の画像再構成処理期間中に複数の撮影断面の画像再構成処理を行ない、１回の表示処理期間中に複数の撮影断面の表示を行なうことを特徴とする請求項７記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、前記画像更新手段による位置情報に基づく撮像断面を第１の撮像断面とし、他の撮像断面は第１の撮像断面と平行な撮影断面に設定することを特徴とする請求項１３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１５】
前記制御手段は、前記画像更新手段による位置情報に基づく撮像断面を第１の撮像断面とし、他の撮像断面は第１の撮像断面と直交する撮影断面に設定することを特徴とする請求項１３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、核磁気共鳴（以下、ＮＭＲと略す）現象を利用して被検体の所望部位の断層画像を得る磁気共鳴イメージング装置に関する。特に治療目的の体内挿入デバイスを映像ガイド下で誘導する磁気共鳴イメージング装置、または治療効果モニタのため、治療領域の経時変化を十分な時間分解能を持って動画表示する磁気共鳴イメージング装置に関する。
背景技術
磁気共鳴イメージング装置は、ＮＭＲ現象を利用して被検体中の所望の検査部位における原子核スピン（以下、スピンと称す）の密度分布、緩和時間分布等を計測して、この計測データから被検体の任意の断面を画像表示するものである。そして、この磁気共鳴イメージング装置を手術や治療に用いることも多くなってきている。
手術や治療に用いるための構成として、垂直磁場方式（対向型）の磁石で構成されたオープン型の磁気共鳴イメージング装置が用いられる。それは、垂直磁場方式の磁石は、水平磁場方式いわゆる円筒型の磁石に比べて、被検体に閉塞感を感じさせることなく、また術者にとっても開放感を感じるものであるため、垂直磁場方式の磁石が用いられる。
しかしながら、このような構成の磁気共鳴イメージング装置では、術者がリアルタイムで患部画像を見ながら手術や治療を行なうための十分な配慮がなされていないものであった。
そこで、本発明の目的は、磁気共鳴イメージング装置を手術や治療の最中に使用する場合でもリアルタイム性を損なうことなく、撮影、信号の検出、画像の再構成、表示、更新等を行えるようにすることある。
発明の開示
本発明は、上記目的を達成するために、磁気共鳴イメージング装置は被検体に静磁場を与えるオープン構造の磁気回路と、前記被検体に傾斜磁場を与える傾斜磁場発生手段と、前記傾斜磁場並びに高周波磁場を所定のパルスシーケンスで繰り返し印加するシーケンサと、前記被検体の生体組織の原子核に核磁気共鳴を起こさせるために高周波磁場を照射する送信系と、前記核磁気共鳴により放出されるエコー信号を検出する受信系と、この受信系で検出したエコー信号を用いて１画像を作成する信号処理系と、得られた画像を表示する手段とを備え、核磁気共鳴により放出されるエコー信号の計測を繰り返し行って断層像を得る磁気共鳴イメージング装置において、上記受信系は、複数のコイルをオーバーラップさせて構成され複数系列のエコー信号を検出し、上記信号処理系は、前記複数系列のエコー信号を用いて複数領域に分割して画像再構成演算を並列に行い、該複数領域の画像を合成して１画像を作成し、上記シーケンサは、超高速シーケンスを実行すると共に計測位相エンコード数を低減して計測し、さらに任意の角度、方向に関する位置情報に基づいて撮像断面を更新する画像更新手段を備えて構成される。
また、上記磁気共鳴イメージング装置は被検体の体内へ挿入する挿入用デバイスを備え、前記画像更新手段は前記挿入用デバイスの位置情報に基づいて撮像断面を更新する。
また、上記磁気共鳴イメージング装置の前記画像更新手段は、三次元マウスからの信号を位置情報として撮像断面を更新する。
また、上記磁気共鳴イメージング装置の前記画像更新手段は、前記挿入用デバイスに複数のマーカを設け、このマーカの動きを捉える複数のカメラの情報に基づいて得られた信号を位置情報として撮像断面を更新する。
また、上記磁気共鳴イメージング装置の前記磁気回路は、寝載した被検体に対し上下方向に対向して配置された磁石と、この磁石を支持する２本以下の支持手段で構成される。
また、上記磁気共鳴イメージング装置の前記シーケンサは、計測位相エンコード数を前記受信系の複数のコイルに対応させて低減して計測する。
さらに、本発明の他の磁気共鳴イメージング装置は被検体に静磁場を与えるオープン構造の磁気回路と、前記被検体に傾斜磁場を与える傾斜磁場発生手段と、前記傾斜磁場並びに高周波磁場を所定のパルスシーケンスで繰り返し印加するシーケンサと、前記被検体の生体組織の原子核に核磁気共鳴を起こさせるために高周波磁場を照射する送信系と、前記核磁気共鳴により放出されるエコー信号を検出する受信系と、この受信系で検出したエコー信号を用いて１画像を作成する信号処理系と、得られた画像を表示する手段とを備え、前記パルスシーケンスを実行しエコー信号を取得する撮像処理を所定の回数連続して実行し、各撮像処理により得られたエコー信号を再構成する画像再構成処理を撮像処理に対応して連続して実行し、再構成された各画像を表示する表示処理を連続して実行するよう上記シーケンサ、送信系、受信系、信号処理系を制御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、上記受信系は、複数のコイルをオーバーラップさせて構成され複数系列のエコー信号を検出し、上記信号処理系は、前記複数系列のエコー信号を用いて複数領域に分割して画像再構成演算を並列に行い、該複数領域の画像を合成して１画像を作成し、上記シーケンサは、超高速シーケンスを実行すると共に計測位相エンコード数を低減して計測し、さらに任意の角度、方向に関する位置情報に基づいて撮像断面を更新する画像更新手段を備えて構成される。
また、上記磁気共鳴イメージング装置は被検体の体内へ挿入する挿入用デバイスを備え、前記画像更新手段は前記挿入用デバイスの位置情報に基づいて撮像断面を更新する。
また、上記磁気共鳴イメージング装置の前記画像更新手段は、三次元マウスからの信号を位置情報として撮像断面を更新する。
また、上記磁気共鳴イメージング装置の前記画像更新手段は、前記挿入用デバイスに複数のマーカを設け、このマーカの動きを捉える複数のカメラの情報に基づいて得られた信号を位置情報として撮像断面を更新する。
また、上記磁気共鳴イメージング装置の前記磁気回路は、寝載した被検体に対し上下方向に対向して配置された磁石と、この磁石を支持する２本以下の支持手段で構成される。
また、上記磁気共鳴イメージング装置の前記シーケンサは、計測位相エンコード数を前記受信系の複数のコイルに対応させて低減して計測する。
また、上記磁気共鳴イメージング装置の前記制御手段は、１回の撮像処理期間中に複数の撮像断面の撮像処理を行ない、１回の画像再構成処理期間中に複数の撮影断面の画像再構成処理を行ない、１回の表示処理期間中に複数の撮影断面の表示を行なう。
また、上記磁気共鳴イメージング装置の前記制御手段は、前記画像更新手段による位置情報に基づく撮像断面を第１の撮像断面とし、他の撮像断面は第１の撮像断面と平行な撮影断面に設定する。
また、上記磁気共鳴イメージング装置の前記制御手段は、前記画像更新手段による位置情報に基づく撮像断面を第１の撮像断面とし、他の撮像断面は第１の撮像断面と直交する撮影断面に設定する。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施例を添付図面を用いて説明する。
まず、本発明が適用される磁気共鳴イメージング装置の全体構成を図２により説明する。この磁気共鳴イメージング装置は、ＮＭＲ現象を利用して被検体の断層像を得るもので、静磁場発生磁石２と、磁場勾配発生系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。
上記静磁場発生磁石２は、被検体１の周りに均一な静磁場を発生させるもので、上記被検体１の周りのある広がりをもった空間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が配置されており、術者の被検体へのアクセスが容易なように開口を広く取ったオープン型の構造となっている。このオープン型の構造は、例えば図３Ａに示すような上下の静磁場発生磁石２ａ，２ｂを支持する支持手段３０１が非対称の２本柱構造のものであれば、術者の被検体へのアクセスが容易になる。さらに、図３Ｂに示すような支持手段３０２が１本柱構造のものであれば、さらに開放性が増し、被検者へ閉塞感を与えず、術者のアクセス性も向上する。なお、支持手段３０１，３０２の形状であるが、図３では円柱形状としているが、角柱でもよいし、術者のアクセス性等を考慮して種々の形状でもよい。静磁場発生磁石２ａ，２ｂについても同様で、上下に対向配置されていれば種々の形状でもよい。また、図示していないが、静磁場発生磁石２に超電導コイルを用いた場合、漏洩磁場を遮蔽する必要があり、静磁場発生磁石２の外周に鉄等の強磁性体を配置するパッシブシールドや、シールドコイルを超電導コイルの外側に配置するアクティブシールドを用いている。静磁場空間の均一度の向上には、ポールピース、シム材、シムコイル等種々のものが用いられ、永久磁石、超電導磁石を問わず状況に応じて用いられている。
磁場勾配発生系３は、Ｘ，Ｙ，Ｚの三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を駆動する傾斜磁場電源１０とから構成される。この磁場勾配発生計３は、後述のシーケンサ７からの命令に従って三軸の各傾斜磁場コイルの傾斜磁場電源１０を駆動することにより、Ｘ，Ｙ，Ｚの三軸方向の傾斜磁場Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚを被検体１に印加するようになっている。この傾斜磁場の加え方により被検体１に対するスライス面を設定することができる。
シーケンサ４は、上記被検体１の生体組織を構成する原子の原子核に核磁気共鳴を起こさせる高周波磁場パルスをある所定のパルスシーケンスで繰り返し印加するものである。このシーケンサ４は、ＣＰＵ８の制御で動作し、被検体１の断層像のデータ収集に必要な種々の命令を、送信系５及び磁場勾配発生系３並びに受信系６に送るようになっている。
送信系５は、上記シーケンサ４から送り出される高周波パルスにより被検体１の生体組織を構成する原子の原子核に核磁気共鳴を起こさせるために高周波磁場を照射するもので、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とから構成される。この送信系５では、上記高周波発振器１１から出力された高周波パルスをシーケンサ７の命令にしたがって変調器１２で振幅変調し、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、電磁波が上記被検体１に照射されるようになっている。
受信系６は、被検体１の生体組織の原子核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、複数の高周波コイルをオーバーラップさせて構成される多チャンネル高周波コイル（マルチアレイコイル）１４ｂと増幅器群１５と直交位相検波器１６と、Ａ／Ｄ変換器１７とから構成される。この受信系６は、上記送信側の高周波コイル１４ａから照射された電磁波による被検体１の応答の電磁波（ＮＭＲ信号）は被検体１に近接して配置された多チャンネル高周波コイル１４ｂで検出され、複数系列のエコー信号として増幅器群１５及び直交位相検波器１６を介してＡ／Ｄ変換器１７に入力してディジタル量に変換される。さらに、シーケンサ４からの命令によるタイミングで直交位相検波器１６によりサンプリングされた各々二系列の収集データとされ、その信号が信号処理系７に送られるようになっている。
この信号処理系７は、ＣＰＵ８と、磁気ディスク１８及び光磁気ディスク１９等の記録装置と、ＣＲＴ等のディスプレイ２０とから構成され、上記ＣＰＵ８でマルチアレイコイルのチャンネル毎にフーリエ変換、補正等の処理を行い、チャンネル毎に割り当てられた領域の信号強度分布を画像化し、これらを合成してディスプレイ２０に任意断面の断層像として表示するようになっている。
なお、図２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磁石２の磁場空間内に設置されている。
次に、本発明の磁気共鳴イメージング装置において、リアルタイム性を向上させるための手段を個別に説明する。
シーケンスとしては、基本的な撮像シーケンスであるスピンエコー法及びグラジェントエコー法に加えて高速の撮像手法として、エコープラナー（Ｅｃｈｏ　Ｐｌａｎａｒ　Ｉｍａｇｉｎｇ：以下、ＥＰＩと略す）や高速スピンエコー（Ｆａｓｔ　Ｓｐｉｎ　Ｅｃｈｏ：以下、ＦＳＥと略す）等がある。ＦＳＥ法は図４Ａに示すように、９０°パルス４０１による励起で発生した横磁化を反転パルス４０２を繰り返すことで多重のエコーを発生させるマルチエコー法を応用して各々のエコー信号に異なる位相エンコードを付与して１枚の画像を高速に得られるようにしたＲＡＲＥ法を複数のシーケンス列に分割することで従来のＳＥ法に近い画質を有する実用的な高速シーケンスとして実現した方法である。一方ＥＰＩ法は図４Ｂに示すように、ＲＦによる反転を用いないで、読み出しの傾斜磁場４０４を高速で反転させ１個の励起パルス４０３で複数のエコーを取得する方法であり、数十ｍｓという超高速の撮像が可能であるが、静磁場不均一に極めて敏感である。本発明は、このようなＦＳＥ法やＥＰＩ法等の高速シーケンスが有効である。
本願発明は、これら高速シーケンスを応用して、Ｆｌｕｏｒｏｓｃｏｐｙ（透視撮像）と呼ばれるリアルタイム動態画像化法に適用する。Ｆｌｕｏｒｏｓｃｏｐｙでは１秒以下程度の短時間撮像とリアルタイム画像再構成を繰り返し、あたかもＸ線の透視撮影のように体内組織の動態描出や体内に外部から器具を挿入する際などの位置把握に用いることができる。図５を用いてＦｌｕｏｒｏｓｃｏｐｙについて説明する。Ｆｌｕｏｒｏｓｃｏｐｙでは、所定のスライスに対し連続して撮像を繰り返し、各撮像後に再構成を行ない、各再構成後に画像を表示させることで、連続した画像つまり動画像的な撮影が行なえる。
このＦｌｕｏｒｏｓｃｏｐｙは、Ｍｉｎｉｍｕｍ　Ｉｎｖａｓｉｖｅを目的としたＩｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎａｌ　ＭＲＩ（以下ＩＶＭＲと略す）と総称される術中撮像での応用が盛んになっている。ＩＶＭＲにおけるＦｌｕｏｒｏｓｃｏｐｙの用途として最も期待されるのが、穿刺針やカテーテル（以下、デバイスと総称する）を患部に誘導する際の画像化手段としての応用である。また、デバイスが治療部位に到達した後においては、治療の進行によって生じる治療部位組織の物理的または化学的変化を画像化することで、治療のモニタが行える。
このような治療用のモニタにＦｌｕｏｒｏｓｃｏｐｙを用いる場合には、撮像断面を固定したＦｌｕｏｒｏｓｃｏｐｙを行っていると患者の体動などでデバイスが撮像面から外れ、穿刺針等の先端が画像化できなくなることがある。これを解決するための一手法として図６に示すようなインタラクティブスキャンと呼ばれるものがある。インタラクティブスキャンとは、穿刺針等のデバイス６０１に３軸方向の位置を検出するための３個のマーカ６０２を取り付け、このマーカ６０２を２台のカメラ６０３で計測し、デバイス６０１の位置及び傾きを検出する。そして、図６Ｂに示すように磁気共鳴イメージング装置６０４にカメラ６０３、モニタ６０５を取り付け、術者が操作するデバイス６０１にマーカ６０２を取り付ける。このような構成において、デバイス６０１の向きに併せて撮像面を設定しておき、術者がデバイス６０１を動かすことで、カメラ６０３はマーカ６０２の動きを計測し、デバイス６０１の位置、傾きを検出し、この情報に基づいて撮像面を設定しなおし、モニタ６０５に随時表示させる。つまり、図７に示すように常にデバイスの向きの断面をリアルタイムに得ることができる。このようにインタラクティブスキャンとＦｌｕｏｒｏｓｃｏｐｙを対応させることで、より高い時間分解能の撮像を行えデバイスの追跡応答速度が向上し、デバイスの誘導を短時間で終えることができる。また、このＦｌｕｏｒｏｓｃｏｐｙにマルチスライス撮影を組み合わせることで、１度に複数の断面像の連続画像を得ることができる。この複数の断面像は、上述したデバイスの向きの断面と平行な断面像でもよいし、直交する断面像でもよい。
次に、単純に繰り返し時間（ＴＲ）や位相エンコード数を削減し、１枚の画像当たりの撮像時間を短縮することで、時間分解能を向上することはできるが、この場合画像Ｓ／Ｎの低下や空間分解能の劣化を生じ画質低下を招く。そのために、図７に示すような部分位相エンコーディング（パーシャルエンコーディング）と呼ばれる計測データの流用による時間分解能向上手法を用いる。このパーシャルエンコーディングの代表的な方法には、例えば図８Ａに示すようなＫｅｙｈｏｌｅ計測がある。Ｋｅｙｈｏｌｅ計測は、特に対象組織が移動せず信号強度のみの変化が存在するような場合の時間分解能向上を目的としたものであり、ｋ空間の中央部分８０１のデータが支配的にコントラスト情報を決定しているという特性を活かしている。このＫｅｙｈｏｌｅ法を移動する対象に適用した場合は、ｋ空間の外側８０２のデータ（空間高周波情報）の更新がなされないために、アーチファクトが発生するため、図８Ｂに示すようなｋ空間外側８０２１　８０２４のデータも逐次計測する方法もある。その他には図８Ｃに示すように外側８０３，８０５のデータと中央部８０４のデータとを交互に計測する方法もある。何れの方法も時間分解能の向上が図れ、種々の状況に応じて使い分けることができる。なお、Ｋｅｙｈｏｌｅ計測については、Ｂｒｕｍｍｅｒらの”Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｋ−ｓｐａｃｅ　ｗｉｎｄｏｗｓ（ｋｅｙｈｏｌｅ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ）ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｅｍｐｏｒａｌ　ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｉｎ　Ａ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｓｅｒｉｅｓ　ｏｆ　ｉｍａｇｅｓ　ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ　ｃｏｎｔｒａｓｔ　ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ：ＳＭＲＭ　Ｐｒｏｃ．，Ｐ４２３６，１９９６“に詳しく、その他のパーシャルエンコード計測についても、Ｍｉｓｔｌｌｅｔｔａら（ＵＳＰ　５７１３３５８およびＵＳＰ　５８３０１４３）において詳細に説明されている。
また、撮影時間を短縮する手法として、パラレルＭＲＩと呼ばれる手法が用いられる。パラレルＭＲＩとは、複数のコイルをオーバーラップさせて構成したマルチアレイコイルを用いて、位相エンコード方向のデータを間引いて撮影する手法である。具体的に説明すると、図９Ａに示すような複数配置されたマルチアレイコイルを用いる。そして、図９Ｂに示すように各コイル毎に位相エンコードを所定の数（通常はコイルの数と同数）間引いて撮影する。そして、事前に全身用コイルもしくは各コイルから取得しておいた感度分布に基づいて、各画像に生じる折り返しを行列演算を用いて除去し、画像を得る。このように位相エンコードを間引いて撮影するため、撮影時間が短縮できる。
上記の対応では、高速に撮像を行う手段や撮像断面を自在に変更する手段に関する改良はなされているが、いずれの場合にもシステムとしての最適化がなされておらず、それぞれの機能も有機的に結合していない。そのため、本願発明では下記の構成とすることにより、達成している。つまり、シーケンサでは超高速シーケンス（フルスキャンで１００ｍｓ以下）を実行し、計測系では計測位相エンコード数を低減するパーシャルエンコード計測及び多チャンネル受信系（マルチプルコイル）にて検出した複数系列のデータを画像再構成し再構成された複数領域の画像を合成して１画像を作成するパラレルＭＲＩを実行する。また画像処理系ではデバイスより撮像断面に関する座標情報をリアルタイムで認識できる程度（０．１秒程度）の間隔にて取り込み、実時間で撮像断面を更新し、表示系では得られた画像を高速で（５０フレーム／秒以上のレート）で表示することで達成できる。
次に、本願発明の実施形態の機能的な構成を図１に示す。
すなわち本発明では、
（１）　ＥＰＩやＦＳＥ等の高速シーケンスを実行させるシーケンサ４と、
（２）　位相エンコードの印加を低減するパーシャルエンコード計測機能に加え、マルチアレイコイル１４ｂを用いて多チャンネルの受信を並列に行い、検出した複数系列のエコー信号を増幅器群１５を通してそれぞれＡ／Ｄ変換し、複数領域に分割して画像再構成演算を並列に行い、該複数領域の画像を合成して１画像分のデータを取得することで高速撮像（例えば１００ｉｍａｇｅｓ／ｓ）を達成するパラレル計測系１０１と、
（３）　上記高速撮像により得られた画像データに対し高速で画像再構成を実行する高速画像処理系１０２と、
（４）　得られた画像を高いフレームレート（例えば１００フレーム／秒）で表示するリアルタイム表示系１０３と、
（５）　ＩＶＭＲ用のデバイス（穿刺針等に取り付けた位置情報デバイス５２やポインティングデバイス５３）より撮像断面に関する座標情報を操作者がリアルタイムで確認できる程度（０．１秒程度）の間隔にて取り込み、実時間で撮像断面を更新するインタラクティブスキャンコントローラ１０４と、
（６）　高速シーケンスを実行可能な電力を傾斜磁場コイル９や送信コイル１４ａに供給するハイパワーＭＲユニット１０６と
を備えている。これにより、高い時間分解能を有したＦｌｕｏｒｏｓｃｏｐｙと操作者の各種操作への応答性の高いリアルタイムＭＲシステムを提供できる。
また、操作者自身の操作で任意の撮影断面に切り換えて表示させる場合には
（７）　操作者により自在に撮影断面情報を入力できる３Ｄマウス１０５、
を更に備えることで達成できる。
このように構成された磁気共鳴イメージング装置では、穿刺針に取り付けた位置情報デバイス５２または任意に位置情報を入力できるポインティングデバイス５３からの情報により、穿刺針および目的の組織を含む患者断層面を瞬時に設定することが可能となる。この位置情報はリアルタイムで更新可能、具体的には０．１秒単位で更新可能であり、これにより針の進行に伴って患者の体動があっても、常に針を含む断面を追跡できる。また得られる画像はフルスキャンで１００ｍｓの撮像シーケンスをパーシャルエンコード及びマルチアレイコイルによる空間分割計測（パラレル計測）の併用により、毎回計測する位相エンコード数を１／１０に削減することで１０ｍｓ毎に新しい画像が作成できる。さらにリアルタイム表示系を用いることで、１００ｆｒａｍｅｓ／ｓの高時間分解能での画像更新を可能とする。これにより穿刺針等のデバイスをスムーズに患部に誘導できる。
本発明は以上のように構成されたので、術者が穿刺針の操作をするにつれ、針の進行方向を含む撮像断面を自動的に決定でき、患者の体動があっても目的の断面を追随できる。また、高い時間分解能で画像が更新されるため、デバイス操作による患者体内の変化をリアルタイムで確認することができる。
またシステムとして最適化しているため、臨床使用に際して目的の断面の情報を効率よく取得することができ、さらに個別の機能に対する仕様を不必要に高くしてコストアップすることがなくなる。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の実施例である即応型ＭＲＩ装置の機能ブロック構成を示す説明図である。図２は本発明のＭＲＩ装置の全体構成を示すブロック図である。図３は静磁場発生磁石の外観を示し、図３Ａは支持手段が２本の静磁場発生磁石の説明図、図３Ｂは支持手段が１本の静磁場発生磁石の説明図である。図４は本発明に適用するシーケンスを示し、図４Ａは高速スピンエコー法（ＦＳＥ法）の説明図、図４Ｂはエコープラナー法（ＥＰＩ法）の説明図である。図５はＦｌｕｏｒｏｓｃｏｐｙの説明図である。図６はインタラクティブスキャンの説明図である。図７はＦｌｕｏｒｏｓｃｏｐｙにインタラクティブスキャンを用いた説明図である。図８はパーシャルエンコーディングを示し、図８ＡはＫｅｙｈｏｌｅ計測の説明図、図８Ｂは外側を逐次更新するＫｅｙｈｏｌｅ計測の説明図、図８Ｃは外側と中央部分を交互に計測するパーシャルエンコーディングの説明図である。図９はパラレルＭＲＩを示し、図９ＡはパラレルＭＲＩに用いるマルチアレイコイルの説明図、図９ＢはパラレルＭＲＩの説明図である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【国際調査報告】
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