磁気共鳴イメージング装置
【課題】撮像領域における所定領域からの信号の抑制を少ない励起パルスで行うことができる磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【解決手段】被検体を含む撮像領域において、一部が重複する２つの領域Ｓ１１，Ｓ１２を定める。この際、上記２つの領域の非重複領域に信号抑制領域が含まれ、上記２つの領域の重複領域に信号読取領域が含まれるようにする。次に、上記２つの領域にインバージョンパルスをそれぞれ印加することにより、上記非重複領域については、スピンの縦磁化を１回反転させて磁気共鳴信号を抑制し、上記重複領域Ｗ１については、スピンの縦磁化を２回反転させて実質的に元に戻す。その後、上記非重複領域における励起されたスピンの縦磁化がヌルポイントになった時点で信号収集用パルスシーケンスを開始し、上記重複領域Ｗ１からの磁気共鳴信号を収集する。
【解決手段】被検体を含む撮像領域において、一部が重複する２つの領域Ｓ１１，Ｓ１２を定める。この際、上記２つの領域の非重複領域に信号抑制領域が含まれ、上記２つの領域の重複領域に信号読取領域が含まれるようにする。次に、上記２つの領域にインバージョンパルスをそれぞれ印加することにより、上記非重複領域については、スピンの縦磁化を１回反転させて磁気共鳴信号を抑制し、上記重複領域Ｗ１については、スピンの縦磁化を２回反転させて実質的に元に戻す。その後、上記非重複領域における励起されたスピンの縦磁化がヌルポイントになった時点で信号収集用パルスシーケンスを開始し、上記重複領域Ｗ１からの磁気共鳴信号を収集する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体の所定の領域からの磁気共鳴信号を抑制する磁気共鳴イメージング（imaging）装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴イメージング装置による診断技術の一つとして、磁気共鳴スペクトロスコピー（ＭＲＳ；Magnetic
Resonance Spectroscopy）が知られている。このＭＲＳは、スピン（spin）の共鳴周波数が代謝物の種類によってわずかに異なることを利用して、磁気共鳴信号の周波数を基に代謝物に関する情報を得る技術である。例えば、磁気共鳴信号の周波数を画像化し、各代謝物の同定やその濃度、緩和時間などの情報を得るための化学シフトイメージング（ＣＳＩ；Chemical Shift Imaging）が行われている。
【０００３】
ところで、脳などのプロトンＭＲＳにおいて測定対象となる代謝物の信号は、自由水からの信号（以下、水信号という）や脂肪からの信号（以下、脂肪信号という）と比較して非常に微量であり、測定部位にこれら自由水や脂肪が混入すると、観察の障害となる。そのため、このようなＭＲＳにおいては、通常、水信号や脂肪信号の抑制を行う。
【０００４】
頭部において脂肪は脳以外の組織に豊富に含まれているため、従来、脂肪信号の抑制には、ＯＶＳ（Outer Volume Suppression）法を用いる（特許文献１、図１，図２等参照）。すなわち、撮影断面に垂直なスライス（slice）内を励起した後、勾配磁場を印加して、このスライス内のスピンの横磁化をディフェーズ（defease）させる。この工程を、脂肪領域が各スライスによって覆われるまで、スライスを順次変えながら繰り返し行う。なお、ＯＶＳ法は、空間前飽和法、空間的プレサチュレーション（pre-saturation）法、Spatial−SATとも呼ばれる。
【０００５】
図７は、頭部のＭＲＳにおいてＯＶＳ法を適用する場合の例を示す図である。この図を用いて説明すると、被検体の頭部４１を含む撮像領域Ｂにおいて、頭部中央部分を、磁気共鳴信号を読み出す関心領域Ｒとし、頭部周辺部分すなわち頭蓋近傍で略楕円状に分布する脂肪領域を覆うように複数のスライス（本例ではＳ１〜Ｓ８の８枚）を設定する。そして、これらのスライスについてスピンの励起とディフェーズを行う。
【０００６】
図８は、ＯＶＳ法による従来の脂肪信号抑制のシーケンス（sequence）を前工程として含んでいるＣＳＩのパルスシーケンス（pulse sequence）の一例を示す図である。脂肪信号を抑制する前工程では、脂肪領域を覆うのに必要なスライスの数だけ励起を繰り返している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３４６０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このように従来の信号抑制法では、磁気共鳴信号を抑制したい領域を複数のスライスで覆うように励起するため、必然的にスライス数が多くなる。その結果、高周波パルスによって励起されたスピンは、すぐに信号強度を回復し始めるので、縦磁化の回復にバラツキが生じてしまい、抑制したい領域からの磁気共鳴信号を十分に抑制することが難しい。また、スライスの数が多くなると、スライスの設定が煩雑になるだけでなく、被検体に照射する励起パルスの数が増えるため、被検体への負担も増大する。
【０００９】
このような事情により、少ない励起パルスで被検体における所定の領域からの不要な磁気共鳴信号を抑制することができる磁気共鳴イメージング装置が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の観点の発明は、被検体を含む撮像領域において一部が重複するよう定められた２つの領域に、インバージョンパルス（inversion pulse）をそれぞれ印加することにより、前記２つの領域の非重複領域については、スピンの縦磁化を１回反転させて該非重複領域からの磁気共鳴信号を抑制し、前記２つの領域の重複領域については、スピンの縦磁化を２回反転させて実質的に元に戻し、その後、信号収集用パルスシーケンスを実施して、前記重複領域からの磁気共鳴信号を収集する磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【００１１】
第２の観点の発明は、前記インバージョンパルスのそれぞれの印加後に、クラッシャ（crusher）勾配パルスを印加することにより、前記非重複領域におけるスピンの横磁化をディフェーズさせる上記第１の観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【００１２】
第３の観点の発明は、前記非重複領域が、脂肪領域を含んでいる上記第１の観点または第２の観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【００１３】
第４の観点の発明は、前記信号収集用パルスシーケンスが、磁気共鳴スペクトロスコピー（ＭＲＳ）系のパルスシーケンスを含んでいる上記第１の観点から第３の観点のいずれか一つの観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【００１４】
第５の観点の発明は、前記撮像領域が、前記被検体の頭部を含む領域である上記第１の観点から第４の観点のいずれか一つの観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【００１５】
第６の観点の発明は、前記２つの領域の一方が、前記撮像領域における非選択的領域であり、前記２つの領域の他方が、前記撮像領域における選択的領域である上記第１の観点から第５の観点のいずれか一つの観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【００１６】
第７の観点の発明は、前記インバージョンパルスが、フリップ（flip）角が実質的に１８０°である上記第１の観点から第６の観点のいずれか一つの観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【００１７】
第８の観点の発明は、前記インバージョンパルスが、断熱パルス（アディアバティックパルス（adiabatic pulse））である上記第７の観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【００１８】
第９の観点の発明は、前記非重複領域におけるスピンの縦磁化がヌルポイント（null point）となる時点に、前記信号収集用パルスシーケンスの実施を開始する上記第１の観点から第８の観点のいずれか一つの観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【００１９】
なお、上記観点の発明において、「被検体」は、人体だけでなく、動物も含まれる。また、上記観点の発明である磁気共鳴イメージング装置は、医療用に限定されず、産業用にも適用できる。
【発明の効果】
【００２０】
上記観点の発明によれば、前工程において、一部が重複する２つの領域にそれぞれインバージョンパルスを印加するだけで、上記２つの領域の非重複領域からの磁気共鳴信号を抑制し、上記２つの領域の重複領域からの磁気共鳴信号を得ることができ、少ない励起パルスで被検体における所定の領域からの不要な磁気共鳴信号を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第一実施形態の磁気共鳴イメージング装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】第一実施形態による脂肪信号の抑制を説明するための図である。
【図３】第一実施形態により実施されるパルスシーケンスの一例を示す図である。
【図４】第二実施形態による脂肪信号の抑制を説明するための図である。
【図５】第二実施形態により実施されるパルスシーケンスの一例を示す図である。
【図６】インバージョンパルス１回だけ印加する場合と２回重ねて印加する場合とにおける信号強度の変化を示す図である。
【図７】ＯＶＳ法による従来の信号抑制を説明するための図である。
【図８】ＯＶＳ法による従来の信号抑制シーケンスの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、発明の実施形態について説明する。
【００２３】
（第一実施形態）
図１は、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置の構成を概略的に示す図である。
【００２４】
図１に示すように、磁気共鳴イメージング装置１は、静磁場マグネット（magnet）部１２、勾配コイル部１３、ＲＦ（Radio Frequency）コイル部１４、ＲＦ駆動部２２、勾配駆動部２３、データ（data）収集部２４、被検体搬送部２５、制御部３０、記憶部３１、操作部３２、画像再構成部３３、および表示部３４を有している。
【００２５】
静磁場マグネット部１２は、静磁場を発生させ、静磁場空間１１を生成する。
【００２６】
勾配コイル（coil）部１３は、電流の供給を受けて、スライス軸方向、位相エンコード（encode）方向、および周波数エンコード方向の３軸方向に勾配磁場を独立に発生させる。なお、ここでは、周波数エンコード方向、位相エンコード方向、およびスライス軸方向は、それぞれ、図１に示すｘ方向、ｙ方向、およびｚ方向と対応している。
【００２７】
ＲＦコイル部１４は、電流の供給を受けて、静磁場空間１１内の被検体４０のスピンを励起するための励起ＲＦパルスを印加する。
【００２８】
ＲＦ駆動部２２は、制御部３０からの制御信号を基にＲＦコイル部１４を駆動して、静磁場空間１１内に励起ＲＦパルスを印加する。
【００２９】
勾配駆動部２３は、制御部３０からの制御信号を基に勾配コイル部１３を駆動して、静磁場空間１１内に勾配磁場を発生させる。
【００３０】
データ収集部２４は、ＲＦコイル部１４が受信したエコー（echo）信号（磁気共鳴信号）を位相検波し、ＡＤ（Analog-Digital）変換して、エコー信号のデータを生成する。生成されたエコー信号のデータは、記憶部３１に出力される。
【００３１】
被検体搬送部２５は、制御部３０からの制御信号を基に、被検体４０を静磁場空間１１の内外に搬送する。
【００３２】
制御部３０は、操作部３２からの操作信号を基に、決められたパルスシーケンスを実施するよう、ＲＦ駆動部２２、勾配駆動部２３、データ収集部２４、被検体搬送部２５の各部に制御信号を送って制御する。
【００３３】
記憶部３１は、データ収集部２４により収集されたエコー信号のデータや、画像再構成部３３により画像再構成処理して得られた画像データ等を記憶する。
【００３４】
画像再構成部３３は、制御部３０からの制御により、記憶部３１からエコー信号のデータを読み出し、そのエコー信号のデータに対して画像再構成処理を行って画像データを生成する。画像データは、記憶部３１に出力される。
【００３５】
表示部３４は、操作部３２の操作に必要な情報や、画像データが表す画像などを表示する。
【００３６】
制御部３０、記憶部３１、画像再構成部３３は、例えばコンピュータ（computer）により構成される。
【００３７】
これより、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置の動作について説明する。
【００３８】
本実施形態の磁気共鳴イメージング装置１は、被検体の脂肪領域からのエコー信号（以下、脂肪信号という）を抑制するように設計された磁気共鳴スペクトロスコピー（以下、ＭＲＳという）系のパルスシーケンスを実施してエコー信号を収集し、そのエコー信号を基に画像を生成する。これにより、脂肪信号が抑制されたＣＳＩの画像を生成する。
【００３９】
なお、本例では、被検体の頭部ＭＲＳを想定する。また、実際には、信号抑制として、脂肪信号の抑制以外に、例えばＣＨＥＳＳ（chemical shift selective）法等による、脳の自由水からのエコー信号（以下、水信号という）の抑制を行う。しかし、水信号の抑制は、通常一般的に行われていることなので、ここでは、水信号の抑制に係るパルスシーケンスの図示および説明を省略する。
【００４０】
図２は、第一実施形態による脂肪信号の抑制を説明するための図である。また、図３は、第一実施形態により実施されるパルスシーケンスの一例を示す図である。
【００４１】
図３に示すパルスシーケンスは、信号収集用のＭＲＳ系パルスシーケンスを基本としており、その特徴は破線で囲まれた、脂肪信号を抑制するための前工程にある。
【００４２】
初めに、被検体４０を含む撮像領域Ｂにおいて、スピンの縦磁化を反転させるインバージョンパルスを印加する２つの領域を、一部が重複するように決定する。このとき、その重複領域に、エコー信号を読み出す関心領域が含まれるようにする。また、その非重複領域すなわち上記２つの領域のいずれか一方だけしか存在しない領域に、エコー信号を抑制したい脂肪領域が含まれるようにする。ここでは、図２（ａ）に示すように、被検体４０の頭部４１における脳中央の矩形領域を関心領域Ｒとし、頭部４１の頭蓋近傍で略楕円状に分布する脂肪領域Ｆからのエコー信号を抑制する場合を想定する。そして、図２（ｂ）に示すように、上記２つの領域の一方である第１の領域Ｓ１１として、関心領域Ｒをほぼ含み、図中右下斜め方向（＋ｘ方向および−ｙ方向）に沿って延びるスライス領域を選択的に決定する。また、図２（ｃ）に示すように、上記２つの領域の他方である第２の領域Ｓ１２として、関心領域Ｒをほぼ含み、図中右上斜め方向（＋ｘ方向および＋ｙ方向）に沿って延びるスライス領域を選択的に決定する。これにより、「Ｘ」字形状の第１および第２の領域Ｓ１１，Ｓ１２の重複領域Ｗ１に、関心領域Ｒのほとんどが含まれ、第１および第２の領域Ｓ１１，Ｓ１２の非重複領域Ｋ１に、脂肪領域Ｆのほとんどが含まれる。
【００４３】
次に、脂肪信号を抑制するためのパルスシーケンスを実施する。まず、図３に示すように、勾配パルスＳｘ１１，Ｓｙ１１と、第１のインバージョンパルスＲＦ１１とを印加して、第１の領域Ｓ１１をスライス選択し、この領域にインバージョンパルスを印加する。これにより、第１の領域Ｓ１１におけるスピンを励起してその縦磁化を反転させる。なお、このインバージョンパルスは、スピンの縦磁化の向きを的確に反転させることができるよう、通常はフリップ角が実質的に１８０°のものを用いる。また、その中でも、広い空間におけるスピンの縦磁化を均一に反転させることができる断熱パルス（アディアバティックパルス；adiabatic pulse）が好適である。これは、特に高磁場で問題となる静磁場の不均一性によるスピンの縦磁化励起の不均一性を解消するためである。第１のインバージョンパルスＲＦ１１印加後は、クラッシャ勾配パルスＣ１１を印加して、第１の領域Ｓ１１において励起されたスピンの横磁化をディフェーズする。その後、図３に示すように、勾配パルスＳｘ１２，Ｓｙ１２と、第２のインバージョンパルスＲＦ１２とを印加することにより、第２の領域Ｓ１２をスライス選択するとともに、この領域にインバージョンパルスを印加する。これにより、第２の領域Ｓ１２におけるスピンを励起してその縦磁化を反転させる。このとき、第１の領域Ｓ１１においては、第１のインバージョンパルスＲＦ１１の印加により、すでにスピンの縦磁化は１回反転している。そのため、第１の領域Ｓ１１および第２の領域Ｓ１２の重複領域Ｗ１においては、第２のインバージョンパルスＲＦ１２の印加により、スピンの縦磁化に２回目の反転が生じ、縦磁化の向きは元に戻ることになる。つまり、第１の領域Ｓ１１および第２の領域Ｓ１２の重複領域Ｗ１では、図６（ａ）に示すように、スピンの縦磁化は略当初のままとなり、エコー信号の抑制効果はほとんど働かない。一方、第１の領域Ｓ１１および第２の領域Ｓ１２の非重複領域Ｋ１では、図６（ｂ）に示すように、スピンの縦磁化は当初の状態から反転するので、ヌルポイントでＭＲＳの信号収集を開始すると、エコー信号の抑制効果が働くことになる。
【００４４】
その結果、関心領域Ｒからのエコー信号はほぼ得ることができ、脂肪領域Ｆからのエコー信号はほぼ抑制することができる。第２のインバージョンパルスＲＦ１２印加後は、クラッシャ勾配パルスＣ１２を印加して、第２の領域Ｓ１２において励起されたスピンの横磁化をディフェーズする。
【００４５】
次に、非重複領域Ｋ１における励起したスピンの縦磁化がＴ１値に依存して回復し、ヌルポイントに達するまで、時間Ｔｗだけ待つ。そして、縦磁化がヌルポイントに達した時点で、信号収集用のＭＲＳ系パルスシーケンスの実施を開始する。これにより、抑制したい部分のＴ１値に依存してエコー信号の強度が低下したスペクトラム（spectrum）が収集できる。なお、ＭＲＳとしては、例えば図３に示すようなＰＲＥＳＳ（point-resolved
spectroscopy）法などを用いることができる。ＰＲＥＳＳ法は、９０°−１８０°−１８０°のスライス選択パルスによりスピンエコー信号を取得する方法である。
【００４６】
（第二実施形態）
図４は、第二実施形態による脂肪信号の抑制を説明するための図である。また、図５は、第二実施形態により実施されるパルスシーケンスの一例を示す図である。
【００４７】
初めに、被検体４０を含む撮像領域５０において、スピンの縦磁化を反転させるインバージョンパルスを印加する２つの領域を、一部が重複するように決定する。ここでは、図４（ｂ）に示すように、上記２つの領域の一方である第１の領域Ｓ２１として、撮像領域Ｂの全領域を含む領域を非選択的に決定する。また、図４（ｃ）に示すように、上記２つの領域の他方である第２の領域Ｓ２２として、関心領域Ｒを含み、図中縦方向（ｙ方向）に延びる領域を選択的に決定する。これにより、第１および第２の領域Ｓ２１，Ｓ２２の重複領域Ｗ２に、関心領域Ｒが含まれ、第１および第２の領域Ｓ２１，Ｓ２２の非重複領域Ｋ２に、脂肪領域Ｆの多くが含まれる。
【００４８】
次に、脂肪信号を抑制するためのシーケンスを実施する。まず、図５に示すように、第１のインバージョンパルスＲＦ２１を印加して、第１の領域Ｓ２１にインバージョンパルスを印加する。これにより、第１の領域Ｓ２１におけるスピンの縦磁化を励起して反転させる。第１のインバージョンパルスＲＦ２１印加後は、クラッシャ勾配パルスＣ２１を印加して、第１の領域Ｓ２１において励起されたスピンの横磁化をディフェーズする。その後、図５に示すように、勾配パルスＳｘ２２と、第２のインバージョンパルスＲＦ２２とを印加して、第２の領域Ｓ２２をスライス選択し、この領域にインバージョンパルスを印加する。これにより、第２の領域Ｓ２２におけるスピンの縦磁化を励起して反転させる。つまり、第１の領域Ｓ２１および第２の領域Ｓ２２の重複領域Ｗ２では、スピンの縦磁化は当初のままとなり、エコー信号の抑制効果は働かない。一方、第１の領域Ｓ２１および第２の領域Ｓ２２の非重複領域Ｋ２では、スピンの縦磁化は当初の状態から反転するので、エコー信号の抑制効果が働くことになる。その結果、関心領域Ｒからのエコー信号はほぼ得ることができ、脂肪領域Ｆからのエコー信号はほぼ抑制することができる。第２のインバージョンパルスＲＦ２２印加後は、クラッシャ勾配パルスＣ２２を印加して、第２の領域Ｓ２２において励起されたスピンの横磁化をディフェーズする。
【００４９】
次に、励起したスピンの縦磁化が回復してヌルポイントに達するまで待ち、縦磁化がヌルポイントに達した時点で、ＭＲＳ系のパルスシーケンスの実施を開始する。
【００５０】
以上、上記の実施形態によれば、前工程において、一部が重複する２つの領域にそれぞれインバージョンパルスを印加するだけで、上記２つの領域の非重複領域からのエコー信号を抑制し、上記２つの領域の重複領域からのエコー信号を得ることができ、被検体における所定の領域からの不要なエコー信号を少ない励起パルスで抑制することができる。
【００５１】
なお、発明の実施形態は、上記したものに限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の追加・変更等が可能である。
【００５２】
例えば、上記の実施形態では、インバージョンパルス印加後にクラッシャ勾配パルスを印加して、スピンの横磁化をディフェーズしているが、横磁化の信号を読み取る場合など、クラッシャ勾配パルスを印加しない場合も考えられる。
【００５３】
また、上記の実施形態では、前工程において、２つのインバージョンパルスだけで、信号抑制を行っているが、さらに従来のＯＶＳ法や組織選択的プレサチュレーション法を適用して、信号抑制をより精度よく行うようにすることもできる。
【００５４】
また、上記の実施形態では、脂肪信号を抑制しているが、他の組織や物質からの信号を抑制するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１ 磁気共鳴イメージング装置
１２ 静磁場マグネット部
１３ 勾配コイル部
１４ ＲＦコイル部
２２ ＲＦ駆動部
２３ 勾配駆動部
２４ データ収集部
２５ 被検体搬送部
３０ 制御部
３１ 記憶部
３２ 操作部
３３ 画像再構成部
３４ 表示部
４０ 被検体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体の所定の領域からの磁気共鳴信号を抑制する磁気共鳴イメージング（imaging）装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴イメージング装置による診断技術の一つとして、磁気共鳴スペクトロスコピー（ＭＲＳ；Magnetic
Resonance Spectroscopy）が知られている。このＭＲＳは、スピン（spin）の共鳴周波数が代謝物の種類によってわずかに異なることを利用して、磁気共鳴信号の周波数を基に代謝物に関する情報を得る技術である。例えば、磁気共鳴信号の周波数を画像化し、各代謝物の同定やその濃度、緩和時間などの情報を得るための化学シフトイメージング（ＣＳＩ；Chemical Shift Imaging）が行われている。
【０００３】
ところで、脳などのプロトンＭＲＳにおいて測定対象となる代謝物の信号は、自由水からの信号（以下、水信号という）や脂肪からの信号（以下、脂肪信号という）と比較して非常に微量であり、測定部位にこれら自由水や脂肪が混入すると、観察の障害となる。そのため、このようなＭＲＳにおいては、通常、水信号や脂肪信号の抑制を行う。
【０００４】
頭部において脂肪は脳以外の組織に豊富に含まれているため、従来、脂肪信号の抑制には、ＯＶＳ（Outer Volume Suppression）法を用いる（特許文献１、図１，図２等参照）。すなわち、撮影断面に垂直なスライス（slice）内を励起した後、勾配磁場を印加して、このスライス内のスピンの横磁化をディフェーズ（defease）させる。この工程を、脂肪領域が各スライスによって覆われるまで、スライスを順次変えながら繰り返し行う。なお、ＯＶＳ法は、空間前飽和法、空間的プレサチュレーション（pre-saturation）法、Spatial−SATとも呼ばれる。
【０００５】
図７は、頭部のＭＲＳにおいてＯＶＳ法を適用する場合の例を示す図である。この図を用いて説明すると、被検体の頭部４１を含む撮像領域Ｂにおいて、頭部中央部分を、磁気共鳴信号を読み出す関心領域Ｒとし、頭部周辺部分すなわち頭蓋近傍で略楕円状に分布する脂肪領域を覆うように複数のスライス（本例ではＳ１〜Ｓ８の８枚）を設定する。そして、これらのスライスについてスピンの励起とディフェーズを行う。
【０００６】
図８は、ＯＶＳ法による従来の脂肪信号抑制のシーケンス（sequence）を前工程として含んでいるＣＳＩのパルスシーケンス（pulse sequence）の一例を示す図である。脂肪信号を抑制する前工程では、脂肪領域を覆うのに必要なスライスの数だけ励起を繰り返している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３４６０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このように従来の信号抑制法では、磁気共鳴信号を抑制したい領域を複数のスライスで覆うように励起するため、必然的にスライス数が多くなる。その結果、高周波パルスによって励起されたスピンは、すぐに信号強度を回復し始めるので、縦磁化の回復にバラツキが生じてしまい、抑制したい領域からの磁気共鳴信号を十分に抑制することが難しい。また、スライスの数が多くなると、スライスの設定が煩雑になるだけでなく、被検体に照射する励起パルスの数が増えるため、被検体への負担も増大する。
【０００９】
このような事情により、少ない励起パルスで被検体における所定の領域からの不要な磁気共鳴信号を抑制することができる磁気共鳴イメージング装置が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の観点の発明は、被検体を含む撮像領域において一部が重複するよう定められた２つの領域に、インバージョンパルス（inversion pulse）をそれぞれ印加することにより、前記２つの領域の非重複領域については、スピンの縦磁化を１回反転させて該非重複領域からの磁気共鳴信号を抑制し、前記２つの領域の重複領域については、スピンの縦磁化を２回反転させて実質的に元に戻し、その後、信号収集用パルスシーケンスを実施して、前記重複領域からの磁気共鳴信号を収集する磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【００１１】
第２の観点の発明は、前記インバージョンパルスのそれぞれの印加後に、クラッシャ（crusher）勾配パルスを印加することにより、前記非重複領域におけるスピンの横磁化をディフェーズさせる上記第１の観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【００１２】
第３の観点の発明は、前記非重複領域が、脂肪領域を含んでいる上記第１の観点または第２の観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【００１３】
第４の観点の発明は、前記信号収集用パルスシーケンスが、磁気共鳴スペクトロスコピー（ＭＲＳ）系のパルスシーケンスを含んでいる上記第１の観点から第３の観点のいずれか一つの観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【００１４】
第５の観点の発明は、前記撮像領域が、前記被検体の頭部を含む領域である上記第１の観点から第４の観点のいずれか一つの観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【００１５】
第６の観点の発明は、前記２つの領域の一方が、前記撮像領域における非選択的領域であり、前記２つの領域の他方が、前記撮像領域における選択的領域である上記第１の観点から第５の観点のいずれか一つの観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【００１６】
第７の観点の発明は、前記インバージョンパルスが、フリップ（flip）角が実質的に１８０°である上記第１の観点から第６の観点のいずれか一つの観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【００１７】
第８の観点の発明は、前記インバージョンパルスが、断熱パルス（アディアバティックパルス（adiabatic pulse））である上記第７の観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【００１８】
第９の観点の発明は、前記非重複領域におけるスピンの縦磁化がヌルポイント（null point）となる時点に、前記信号収集用パルスシーケンスの実施を開始する上記第１の観点から第８の観点のいずれか一つの観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【００１９】
なお、上記観点の発明において、「被検体」は、人体だけでなく、動物も含まれる。また、上記観点の発明である磁気共鳴イメージング装置は、医療用に限定されず、産業用にも適用できる。
【発明の効果】
【００２０】
上記観点の発明によれば、前工程において、一部が重複する２つの領域にそれぞれインバージョンパルスを印加するだけで、上記２つの領域の非重複領域からの磁気共鳴信号を抑制し、上記２つの領域の重複領域からの磁気共鳴信号を得ることができ、少ない励起パルスで被検体における所定の領域からの不要な磁気共鳴信号を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第一実施形態の磁気共鳴イメージング装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】第一実施形態による脂肪信号の抑制を説明するための図である。
【図３】第一実施形態により実施されるパルスシーケンスの一例を示す図である。
【図４】第二実施形態による脂肪信号の抑制を説明するための図である。
【図５】第二実施形態により実施されるパルスシーケンスの一例を示す図である。
【図６】インバージョンパルス１回だけ印加する場合と２回重ねて印加する場合とにおける信号強度の変化を示す図である。
【図７】ＯＶＳ法による従来の信号抑制を説明するための図である。
【図８】ＯＶＳ法による従来の信号抑制シーケンスの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、発明の実施形態について説明する。
【００２３】
（第一実施形態）
図１は、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置の構成を概略的に示す図である。
【００２４】
図１に示すように、磁気共鳴イメージング装置１は、静磁場マグネット（magnet）部１２、勾配コイル部１３、ＲＦ（Radio Frequency）コイル部１４、ＲＦ駆動部２２、勾配駆動部２３、データ（data）収集部２４、被検体搬送部２５、制御部３０、記憶部３１、操作部３２、画像再構成部３３、および表示部３４を有している。
【００２５】
静磁場マグネット部１２は、静磁場を発生させ、静磁場空間１１を生成する。
【００２６】
勾配コイル（coil）部１３は、電流の供給を受けて、スライス軸方向、位相エンコード（encode）方向、および周波数エンコード方向の３軸方向に勾配磁場を独立に発生させる。なお、ここでは、周波数エンコード方向、位相エンコード方向、およびスライス軸方向は、それぞれ、図１に示すｘ方向、ｙ方向、およびｚ方向と対応している。
【００２７】
ＲＦコイル部１４は、電流の供給を受けて、静磁場空間１１内の被検体４０のスピンを励起するための励起ＲＦパルスを印加する。
【００２８】
ＲＦ駆動部２２は、制御部３０からの制御信号を基にＲＦコイル部１４を駆動して、静磁場空間１１内に励起ＲＦパルスを印加する。
【００２９】
勾配駆動部２３は、制御部３０からの制御信号を基に勾配コイル部１３を駆動して、静磁場空間１１内に勾配磁場を発生させる。
【００３０】
データ収集部２４は、ＲＦコイル部１４が受信したエコー（echo）信号（磁気共鳴信号）を位相検波し、ＡＤ（Analog-Digital）変換して、エコー信号のデータを生成する。生成されたエコー信号のデータは、記憶部３１に出力される。
【００３１】
被検体搬送部２５は、制御部３０からの制御信号を基に、被検体４０を静磁場空間１１の内外に搬送する。
【００３２】
制御部３０は、操作部３２からの操作信号を基に、決められたパルスシーケンスを実施するよう、ＲＦ駆動部２２、勾配駆動部２３、データ収集部２４、被検体搬送部２５の各部に制御信号を送って制御する。
【００３３】
記憶部３１は、データ収集部２４により収集されたエコー信号のデータや、画像再構成部３３により画像再構成処理して得られた画像データ等を記憶する。
【００３４】
画像再構成部３３は、制御部３０からの制御により、記憶部３１からエコー信号のデータを読み出し、そのエコー信号のデータに対して画像再構成処理を行って画像データを生成する。画像データは、記憶部３１に出力される。
【００３５】
表示部３４は、操作部３２の操作に必要な情報や、画像データが表す画像などを表示する。
【００３６】
制御部３０、記憶部３１、画像再構成部３３は、例えばコンピュータ（computer）により構成される。
【００３７】
これより、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置の動作について説明する。
【００３８】
本実施形態の磁気共鳴イメージング装置１は、被検体の脂肪領域からのエコー信号（以下、脂肪信号という）を抑制するように設計された磁気共鳴スペクトロスコピー（以下、ＭＲＳという）系のパルスシーケンスを実施してエコー信号を収集し、そのエコー信号を基に画像を生成する。これにより、脂肪信号が抑制されたＣＳＩの画像を生成する。
【００３９】
なお、本例では、被検体の頭部ＭＲＳを想定する。また、実際には、信号抑制として、脂肪信号の抑制以外に、例えばＣＨＥＳＳ（chemical shift selective）法等による、脳の自由水からのエコー信号（以下、水信号という）の抑制を行う。しかし、水信号の抑制は、通常一般的に行われていることなので、ここでは、水信号の抑制に係るパルスシーケンスの図示および説明を省略する。
【００４０】
図２は、第一実施形態による脂肪信号の抑制を説明するための図である。また、図３は、第一実施形態により実施されるパルスシーケンスの一例を示す図である。
【００４１】
図３に示すパルスシーケンスは、信号収集用のＭＲＳ系パルスシーケンスを基本としており、その特徴は破線で囲まれた、脂肪信号を抑制するための前工程にある。
【００４２】
初めに、被検体４０を含む撮像領域Ｂにおいて、スピンの縦磁化を反転させるインバージョンパルスを印加する２つの領域を、一部が重複するように決定する。このとき、その重複領域に、エコー信号を読み出す関心領域が含まれるようにする。また、その非重複領域すなわち上記２つの領域のいずれか一方だけしか存在しない領域に、エコー信号を抑制したい脂肪領域が含まれるようにする。ここでは、図２（ａ）に示すように、被検体４０の頭部４１における脳中央の矩形領域を関心領域Ｒとし、頭部４１の頭蓋近傍で略楕円状に分布する脂肪領域Ｆからのエコー信号を抑制する場合を想定する。そして、図２（ｂ）に示すように、上記２つの領域の一方である第１の領域Ｓ１１として、関心領域Ｒをほぼ含み、図中右下斜め方向（＋ｘ方向および−ｙ方向）に沿って延びるスライス領域を選択的に決定する。また、図２（ｃ）に示すように、上記２つの領域の他方である第２の領域Ｓ１２として、関心領域Ｒをほぼ含み、図中右上斜め方向（＋ｘ方向および＋ｙ方向）に沿って延びるスライス領域を選択的に決定する。これにより、「Ｘ」字形状の第１および第２の領域Ｓ１１，Ｓ１２の重複領域Ｗ１に、関心領域Ｒのほとんどが含まれ、第１および第２の領域Ｓ１１，Ｓ１２の非重複領域Ｋ１に、脂肪領域Ｆのほとんどが含まれる。
【００４３】
次に、脂肪信号を抑制するためのパルスシーケンスを実施する。まず、図３に示すように、勾配パルスＳｘ１１，Ｓｙ１１と、第１のインバージョンパルスＲＦ１１とを印加して、第１の領域Ｓ１１をスライス選択し、この領域にインバージョンパルスを印加する。これにより、第１の領域Ｓ１１におけるスピンを励起してその縦磁化を反転させる。なお、このインバージョンパルスは、スピンの縦磁化の向きを的確に反転させることができるよう、通常はフリップ角が実質的に１８０°のものを用いる。また、その中でも、広い空間におけるスピンの縦磁化を均一に反転させることができる断熱パルス（アディアバティックパルス；adiabatic pulse）が好適である。これは、特に高磁場で問題となる静磁場の不均一性によるスピンの縦磁化励起の不均一性を解消するためである。第１のインバージョンパルスＲＦ１１印加後は、クラッシャ勾配パルスＣ１１を印加して、第１の領域Ｓ１１において励起されたスピンの横磁化をディフェーズする。その後、図３に示すように、勾配パルスＳｘ１２，Ｓｙ１２と、第２のインバージョンパルスＲＦ１２とを印加することにより、第２の領域Ｓ１２をスライス選択するとともに、この領域にインバージョンパルスを印加する。これにより、第２の領域Ｓ１２におけるスピンを励起してその縦磁化を反転させる。このとき、第１の領域Ｓ１１においては、第１のインバージョンパルスＲＦ１１の印加により、すでにスピンの縦磁化は１回反転している。そのため、第１の領域Ｓ１１および第２の領域Ｓ１２の重複領域Ｗ１においては、第２のインバージョンパルスＲＦ１２の印加により、スピンの縦磁化に２回目の反転が生じ、縦磁化の向きは元に戻ることになる。つまり、第１の領域Ｓ１１および第２の領域Ｓ１２の重複領域Ｗ１では、図６（ａ）に示すように、スピンの縦磁化は略当初のままとなり、エコー信号の抑制効果はほとんど働かない。一方、第１の領域Ｓ１１および第２の領域Ｓ１２の非重複領域Ｋ１では、図６（ｂ）に示すように、スピンの縦磁化は当初の状態から反転するので、ヌルポイントでＭＲＳの信号収集を開始すると、エコー信号の抑制効果が働くことになる。
【００４４】
その結果、関心領域Ｒからのエコー信号はほぼ得ることができ、脂肪領域Ｆからのエコー信号はほぼ抑制することができる。第２のインバージョンパルスＲＦ１２印加後は、クラッシャ勾配パルスＣ１２を印加して、第２の領域Ｓ１２において励起されたスピンの横磁化をディフェーズする。
【００４５】
次に、非重複領域Ｋ１における励起したスピンの縦磁化がＴ１値に依存して回復し、ヌルポイントに達するまで、時間Ｔｗだけ待つ。そして、縦磁化がヌルポイントに達した時点で、信号収集用のＭＲＳ系パルスシーケンスの実施を開始する。これにより、抑制したい部分のＴ１値に依存してエコー信号の強度が低下したスペクトラム（spectrum）が収集できる。なお、ＭＲＳとしては、例えば図３に示すようなＰＲＥＳＳ（point-resolved
spectroscopy）法などを用いることができる。ＰＲＥＳＳ法は、９０°−１８０°−１８０°のスライス選択パルスによりスピンエコー信号を取得する方法である。
【００４６】
（第二実施形態）
図４は、第二実施形態による脂肪信号の抑制を説明するための図である。また、図５は、第二実施形態により実施されるパルスシーケンスの一例を示す図である。
【００４７】
初めに、被検体４０を含む撮像領域５０において、スピンの縦磁化を反転させるインバージョンパルスを印加する２つの領域を、一部が重複するように決定する。ここでは、図４（ｂ）に示すように、上記２つの領域の一方である第１の領域Ｓ２１として、撮像領域Ｂの全領域を含む領域を非選択的に決定する。また、図４（ｃ）に示すように、上記２つの領域の他方である第２の領域Ｓ２２として、関心領域Ｒを含み、図中縦方向（ｙ方向）に延びる領域を選択的に決定する。これにより、第１および第２の領域Ｓ２１，Ｓ２２の重複領域Ｗ２に、関心領域Ｒが含まれ、第１および第２の領域Ｓ２１，Ｓ２２の非重複領域Ｋ２に、脂肪領域Ｆの多くが含まれる。
【００４８】
次に、脂肪信号を抑制するためのシーケンスを実施する。まず、図５に示すように、第１のインバージョンパルスＲＦ２１を印加して、第１の領域Ｓ２１にインバージョンパルスを印加する。これにより、第１の領域Ｓ２１におけるスピンの縦磁化を励起して反転させる。第１のインバージョンパルスＲＦ２１印加後は、クラッシャ勾配パルスＣ２１を印加して、第１の領域Ｓ２１において励起されたスピンの横磁化をディフェーズする。その後、図５に示すように、勾配パルスＳｘ２２と、第２のインバージョンパルスＲＦ２２とを印加して、第２の領域Ｓ２２をスライス選択し、この領域にインバージョンパルスを印加する。これにより、第２の領域Ｓ２２におけるスピンの縦磁化を励起して反転させる。つまり、第１の領域Ｓ２１および第２の領域Ｓ２２の重複領域Ｗ２では、スピンの縦磁化は当初のままとなり、エコー信号の抑制効果は働かない。一方、第１の領域Ｓ２１および第２の領域Ｓ２２の非重複領域Ｋ２では、スピンの縦磁化は当初の状態から反転するので、エコー信号の抑制効果が働くことになる。その結果、関心領域Ｒからのエコー信号はほぼ得ることができ、脂肪領域Ｆからのエコー信号はほぼ抑制することができる。第２のインバージョンパルスＲＦ２２印加後は、クラッシャ勾配パルスＣ２２を印加して、第２の領域Ｓ２２において励起されたスピンの横磁化をディフェーズする。
【００４９】
次に、励起したスピンの縦磁化が回復してヌルポイントに達するまで待ち、縦磁化がヌルポイントに達した時点で、ＭＲＳ系のパルスシーケンスの実施を開始する。
【００５０】
以上、上記の実施形態によれば、前工程において、一部が重複する２つの領域にそれぞれインバージョンパルスを印加するだけで、上記２つの領域の非重複領域からのエコー信号を抑制し、上記２つの領域の重複領域からのエコー信号を得ることができ、被検体における所定の領域からの不要なエコー信号を少ない励起パルスで抑制することができる。
【００５１】
なお、発明の実施形態は、上記したものに限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の追加・変更等が可能である。
【００５２】
例えば、上記の実施形態では、インバージョンパルス印加後にクラッシャ勾配パルスを印加して、スピンの横磁化をディフェーズしているが、横磁化の信号を読み取る場合など、クラッシャ勾配パルスを印加しない場合も考えられる。
【００５３】
また、上記の実施形態では、前工程において、２つのインバージョンパルスだけで、信号抑制を行っているが、さらに従来のＯＶＳ法や組織選択的プレサチュレーション法を適用して、信号抑制をより精度よく行うようにすることもできる。
【００５４】
また、上記の実施形態では、脂肪信号を抑制しているが、他の組織や物質からの信号を抑制するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１ 磁気共鳴イメージング装置
１２ 静磁場マグネット部
１３ 勾配コイル部
１４ ＲＦコイル部
２２ ＲＦ駆動部
２３ 勾配駆動部
２４ データ収集部
２５ 被検体搬送部
３０ 制御部
３１ 記憶部
３２ 操作部
３３ 画像再構成部
３４ 表示部
４０ 被検体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体を含む撮像領域において一部が重複するよう定められた２つの領域に、インバージョンパルスをそれぞれ印加することにより、前記２つの領域の非重複領域については、スピンの縦磁化を１回反転させて該非重複領域からの磁気共鳴信号を抑制し、前記２つの領域の重複領域については、スピンの縦磁化を２回反転させて実質的に元に戻し、その後、信号収集用パルスシーケンスを実施して、前記重複領域からの磁気共鳴信号を収集する磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
前記インバージョンパルスのそれぞれの印加後に、クラッシャ勾配パルスを印加することにより、前記非重複領域におけるスピンの横磁化をディフェーズさせる請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
前記非重複領域は、脂肪領域を含んでいる請求項１または請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
前記信号収集用パルスシーケンスは、磁気共鳴スペクトロスコピー（ＭＲＳ）系のシーケンスを含んでいる請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記撮像領域は、前記被検体の頭部を含む領域である請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
前記２つの領域の一方は、前記撮像領域における非選択的領域であり、前記２つの領域の他方は、前記撮像領域における選択的領域である請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
前記インバージョンパルスは、フリップ角が実質的に１８０°である請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項８】
前記インバージョンパルスは、断熱パルス（アディアバティックパルス）である請求項７に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項９】
前記非重複領域におけるスピンの縦磁化がヌルポイントとなる時点に、前記信号収集用パルスシーケンスの実施を開始する請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１】
被検体を含む撮像領域において一部が重複するよう定められた２つの領域に、インバージョンパルスをそれぞれ印加することにより、前記２つの領域の非重複領域については、スピンの縦磁化を１回反転させて該非重複領域からの磁気共鳴信号を抑制し、前記２つの領域の重複領域については、スピンの縦磁化を２回反転させて実質的に元に戻し、その後、信号収集用パルスシーケンスを実施して、前記重複領域からの磁気共鳴信号を収集する磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
前記インバージョンパルスのそれぞれの印加後に、クラッシャ勾配パルスを印加することにより、前記非重複領域におけるスピンの横磁化をディフェーズさせる請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
前記非重複領域は、脂肪領域を含んでいる請求項１または請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
前記信号収集用パルスシーケンスは、磁気共鳴スペクトロスコピー（ＭＲＳ）系のシーケンスを含んでいる請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記撮像領域は、前記被検体の頭部を含む領域である請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
前記２つの領域の一方は、前記撮像領域における非選択的領域であり、前記２つの領域の他方は、前記撮像領域における選択的領域である請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
前記インバージョンパルスは、フリップ角が実質的に１８０°である請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項８】
前記インバージョンパルスは、断熱パルス（アディアバティックパルス）である請求項７に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項９】
前記非重複領域におけるスピンの縦磁化がヌルポイントとなる時点に、前記信号収集用パルスシーケンスの実施を開始する請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【図１】
【図３】
【図５】
【図６】
【図８】
【図２】
【図４】
【図７】
【図３】
【図５】
【図６】
【図８】
【図２】
【図４】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−７０９６４（Ｐ２０１２−７０９６４Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１８３７７（Ｐ２０１０−２１８３７７）
【出願日】平成２２年９月２９日（２０１０．９．２９）
【出願人】（３０００１９２３８）ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー (1,125)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２９日（２０１０．９．２９）
【出願人】（３０００１９２３８）ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー (1,125)
【Ｆターム（参考）】
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