磁気共鳴イメージング装置
【課題】ＳＡＲや血管信号の残存を低減するとともに、血流信号のＳＮＲを向上させる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】実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置では、撮像条件設定部は、被検体内を流れる流体の流速に応じて、当該流体の標識化を行うためのＲＦ波が印加されるタグ領域の空間的な厚さを示すタグ厚及び当該ＲＦ波が印加される時間間隔を示すタグ間隔を含むタグ条件を設定する。データ収集部は、前記撮像条件設定部により設定された前記タグ間隔で前記ＲＦ波を前記タグ領域に複数回印加し、当該ＲＦ波が印加されてから所定の待ち時間が経過した後に前記流体が流れる撮像領域の磁気共鳴データを収集する。画像再構成部は、前記データ収集部により収集された磁気共鳴データから画像を再構成する。流体画像生成部は、画像再構成部により再構成された画像から流体画像を生成する。
【解決手段】実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置では、撮像条件設定部は、被検体内を流れる流体の流速に応じて、当該流体の標識化を行うためのＲＦ波が印加されるタグ領域の空間的な厚さを示すタグ厚及び当該ＲＦ波が印加される時間間隔を示すタグ間隔を含むタグ条件を設定する。データ収集部は、前記撮像条件設定部により設定された前記タグ間隔で前記ＲＦ波を前記タグ領域に複数回印加し、当該ＲＦ波が印加されてから所定の待ち時間が経過した後に前記流体が流れる撮像領域の磁気共鳴データを収集する。画像再構成部は、前記データ収集部により収集された磁気共鳴データから画像を再構成する。流体画像生成部は、画像再構成部により再構成された画像から流体画像を生成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、磁気共鳴イメージング装置により造影剤を用いずに血流情報を得る方法として、ＡＳＬ（Arterial Spin Labeling）法が知られている。ＡＳＬ法は、被検体にＲＦ波を印加することで被検体内を流れる血液を磁気的に標識化し、標識化された血液をトレーサとして利用することによって、灌流（パフュージョン：Perfusion）画像を得る方法である。
【０００３】
かかるＡＳＬ法には、例えば、ＰＡＳＬ（Pulsed ASL）法や、ＣＡＳＬ（Continuous ASL）法、ＰＣＡＳＬ（Pulsed Continuous ASL）法がある。ＰＡＳＬ法はパルス波（ＲＦパルス）を用いる方法であり、ＣＡＳＬ法は連続波を用いる方法である。また、ＰＣＡＳＬ法は、ＣＡＳＬ法の実用化を目的としたものであり、短いＲＦパルスを多数用いる方法である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Edelmann RR et al、Radiology 192:513-519(1994)
【非特許文献２】木村徳典: Modified STAR using asymmetric inversion slabs（ＡＳＴＡＲ）法による非侵襲血流イメージング、日磁医誌 2001;20(8)、374-385
【非特許文献３】Kwong KK, Chesler DA, koff RM, Donahue KM, et al、MR perfusion studies with T1-weighted echo planar imaging、Magn Reson Med 1995; 34:878-887
【非特許文献４】Mani S et al. MRM 37:898-905 (1997)
【非特許文献５】Wells JA at al. In vivo hadamard encoded continuous arterial spin labeling（Ｈ−ＣＡＳＬ）. MRM 63:1111-1118 (2010)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、ＳＡＲや血管信号の残存を低減するとともに、血流信号のＳＮＲを向上させることができることができる磁気共鳴イメージング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、撮像条件設定部と、データ収集部と、画像再構成部と、流体画像生成部とを備える。撮像条件設定部は、被検体内を流れる流体の流速に応じて、当該流体の標識化を行うためのＲＦ波が印加されるタグ領域の空間的な厚さを示すタグ厚及び当該ＲＦ波が印加される時間間隔を示すタグ間隔を含むタグ条件を設定する。データ収集部は、前記撮像条件設定部により設定された前記タグ間隔で前記ＲＦ波を前記タグ領域に複数回印加し、当該ＲＦ波が印加されてから所定の待ち時間が経過した後に前記流体が流れる撮像領域の磁気共鳴データを収集する。画像再構成部は、前記データ収集部により収集された磁気共鳴データから画像を再構成する。流体画像生成部は、画像再構成部により再構成された画像から流体画像を生成する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置の構成例を示す図である。
【図２】図２は、従来のＡＳＬ法の原理を説明するための図（１）である。
【図３】図３は、従来のＡＳＬ法の原理を説明するための図（２）である。
【図４】図４は、従来のＡＳＬ法の原理を説明するための図（３）である。
【図５】図５は、従来のＡＳＬ法の原理を説明するための図（４）である。
【図６】図６は、従来のＰＡＳＬ法を説明するための図である。
【図７】図７は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００により実行されるＭＴ−ＰＡＳＬ法の概要を示す図である。
【図８】図８は、第１の実施形態に係るＭＴ−ＰＡＳＬ法による血液の標識化を説明するための図（１）である。
【図９】図９は、第１の実施形態に係るＭＴ−ＰＡＳＬ法による血液の標識化を説明するための図（２）である。
【図１０】図１０は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００の構成例を示す図である。
【図１１】図１１は、第１の実施形態に係るＭＴ−ＰＡＳＬ法におけるタグ間隔とＡＩＦとの関係を示す図（１）である。
【図１２】図１２は、第１の実施形態に係るＭＴ−ＰＡＳＬ法におけるタグ間隔とＡＩＦとの関係を示す図（２）である。
【図１３】図１３は、第１の実施形態に係るＭＴ−ＰＡＳＬ法におけるタグ間隔とＡＩＦとの関係を示す図（３）である。
【図１４】図１４は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００によって実行されるＭＴ−ＰＡＳＬ法の処理手順を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、第２の実施形態に係るＭＴ−ＰＡＳＬ法によるタグ厚を固定した場合のデータ収集を説明するための図（１）である。
【図１６】図１６は、第２の実施形態に係るＭＴ−ＰＡＳＬ法によるタグ厚を固定した場合のデータ収集を説明するための図（２）である。
【図１７】図１７は、第２の実施形態に係るＭＴ−ＰＡＳＬ法によるタグ厚を固定した場合のデータ収集を説明するための図（３）である。
【図１８】図１８は、第２の実施形態に係るＭＴ−ＰＡＳＬ法による通過時間を固定した場合のデータ収集を説明するための図（１）である。
【図１９】図１９は、第２の実施形態に係るＭＴ−ＰＡＳＬ法による通過時間を固定した場合のデータ収集を説明するための図（２）である。
【図２０】図２０は、第２の実施形態に係るＭＴ−ＰＡＳＬ法による通過時間を固定した場合のデータ収集を説明するための図（３）である。
【図２１】図２１は、第２の実施形態に係るＭＴ−ＰＡＳＬ法におけるＲＦパルスのプロファイルの改善を説明するための図である。
【図２２】図２２は、第３の実施形態に係るＨＥ−ＭＴ−ＭＡＳＬ法を説明するための図（１）である。
【図２３】図２３は、第３の実施形態に係るＨＥ−ＭＴ−ＭＡＳＬ法を説明するための図（２）である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下では添付図面を参照して、磁気共鳴イメージング装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態では、磁気共鳴イメージング装置をＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置と呼ぶ。
【０００９】
実施形態に係るＭＲＩ装置は、撮像条件設定部と、データ収集部と、画像再構成部と、流体画像生成部とを備える。撮像条件設定部は、被検体内を流れる流体の流速に応じて、当該流体の標識化を行うためのＲＦ波が印加されるタグ領域の空間的な厚さを示すタグ厚及び当該ＲＦ波が印加される時間間隔を示すタグ間隔を含むタグ条件を設定する。データ収集部は、前記撮像条件設定部により設定された前記タグ間隔で前記ＲＦ波を前記タグ領域に複数回印加し、当該ＲＦ波が印加されてから所定の待ち時間が経過した後に前記流体が流れる撮像領域の磁気共鳴データを収集する。画像再構成部は、前記データ収集部により収集された磁気共鳴データから画像を再構成する。流体画像生成部は、画像再構成部により再構成された画像から流体画像を生成する。
【００１０】
なお、以下に示す実施形態では、流体を血液とし、流体画像を血流画像とした場合の例について説明するが、例えば、流体をＣＳＦ（CcerebroSpinal fluid）とした場合でも同様の実施形態を適用可能である。また、以下に示す実施形態では、血流画像を灌流画像とした場合の例について説明するが、例えば、血流画像を血管画像（ＭＲＡ（ＭＲ Ａｎｇｉｏ）：アンギオ画像）とした場合でも同様の実施形態を適用可能である。
【００１１】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置の構成例について説明する。図１は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置の構成例を示す図である。図１に示すように、このＭＲＩ装置１００は、静磁場磁石１、傾斜磁場コイル２、傾斜磁場電源３、寝台４、寝台制御部５、送信ＲＦコイル６、送信部７、受信ＲＦコイル８、受信部９、シーケンサ１０、ＥＣＧ（Electrocardiogram）センサ２１、ＥＣＧユニット２２、及び計算機システム３０を備える。
【００１２】
静磁場磁石１は、中空の円筒形状に形成された磁石であり、内部の空間に一様な静磁場を発生する。この静磁場磁石１としては、例えば永久磁石、超伝導磁石等が使用される。
【００１３】
傾斜磁場コイル２は、中空の円筒形状に形成されたコイルであり、静磁場磁石１の内側に配置される。この傾斜磁場コイル２は、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚの各軸に対応する３つのコイルが組み合わされて形成されており、これら３つのコイルは、後述する傾斜磁場電源３から個別に電流供給を受けて、Ｘ，Ｙ，Ｚの各軸に沿って磁場強度が変化する傾斜磁場を発生させる。なお、Ｚ軸方向は、静磁場と同方向とする。傾斜磁場電源３は、傾斜磁場コイル２に電流を供給する。
【００１４】
ここで、傾斜磁場コイル２によって発生するＸ，Ｙ，Ｚ各軸の傾斜磁場は、例えば、スライス選択用傾斜磁場Ｇｓ、位相エンコード用傾斜磁場Ｇｅ及びリードアウト用傾斜磁場Ｇｒにそれぞれ対応する。スライス選択用傾斜磁場Ｇｓは、任意に撮像断面を決めるために利用される。位相エンコード用傾斜磁場Ｇｅは、空間的位置に応じて磁気共鳴信号の位相を変化させるために利用される。リードアウト用傾斜磁場Ｇｒは、空間的位置に応じて磁気共鳴信号の周波数を変化させるために利用される。
【００１５】
寝台４は、被検体Ｐが載置される天板４ａを備え、後述する寝台制御部５による制御のもと、被検体Ｐが載置された状態で天板４ａを傾斜磁場コイル２の空洞（撮像口）内へ挿入する。通常、この寝台４は、長手方向が静磁場磁石１の中心軸と平行になるように設置される。寝台制御部５は、制御部３６による制御のもと、寝台４を制御する装置であり、寝台４を駆動して、天板４ａを長手方向及び上下方向へ移動する。
【００１６】
送信ＲＦコイル６は、傾斜磁場コイル２の内側に配置され、送信部７から高周波パルスの供給を受けて高周波磁場を発生する。送信部７は、ラーモア周波数に対応する高周波パルスを送信ＲＦコイル６に送信する。
【００１７】
受信ＲＦコイル８は、傾斜磁場コイル２の内側に配置され、上記の高周波磁場の影響によって被検体Ｐから放射される磁気共鳴信号を受信する。この受信ＲＦコイル８は、磁気共鳴信号を受信すると、その磁気共鳴信号を受信部９へ出力する。
【００１８】
受信部９は、受信ＲＦコイル８から出力される磁気共鳴信号に基づいてＭＲ（Magnetic Resonance：磁気共鳴）データを生成する。具体的には、この受信部９は、受信ＲＦコイル８から出力される磁気共鳴信号をデジタル変換することによってＭＲデータを生成する。このＭＲデータは、前述したスライス選択用傾斜磁場Ｇｓ、位相エンコード用傾斜磁場Ｇｅ及びリードアウト用傾斜磁場Ｇｒによって、ＰＥ（Phase Encode）方向、ＲＯ（Read Out）方向、ＳＥ（Slice Encode）方向の空間周波数の情報が対応付けられることで、ｋ空間に対応するデータとして生成される。そして、ＭＲデータを生成すると、受信部９は、そのＭＲデータをシーケンサ１０へ送信する。なお、受信部９は、静磁場磁石１や傾斜磁場コイル２などを備える架台装置側に備えられていてもよい。
【００１９】
シーケンサ１０は、計算機システム３０から送信されるシーケンス情報に基づいて、傾斜磁場電源３、送信部７及び受信部９を駆動することによって、被検体Ｐのスキャンを行う。ここで、シーケンス情報とは、傾斜磁場電源３が傾斜磁場コイル２に供給する電源の強さや電源を供給するタイミング、送信部７が送信ＲＦコイル６に送信するＲＦ信号の強さやＲＦ信号を送信するタイミング、受信部９が磁気共鳴信号を検出するタイミングなど、スキャンを行うための手順を定義した情報である。
【００２０】
なお、シーケンサ１０は、傾斜磁場電源３、送信部７及び受信部９を駆動して被検体Ｐをスキャンした結果、受信部９からＭＲデータが送信されると、そのＭＲデータを計算機システム３０へ転送する。
【００２１】
ＥＣＧセンサ２１は、被検体Ｐの体表に付着され、被検体Ｐの心拍、脈波、呼吸などを示すＥＣＧ信号を電気信号として検出する。ＥＣＧユニット２２は、ＥＣＧセンサ２１により検出されたＥＣＧ信号にＡ／Ｄ変換処理やディレー処理を含む各種処理を施してゲート信号を生成し、生成したゲート信号をシーケンサ１０に送信する。
【００２２】
計算機システム３０は、ＭＲＩ装置１００の全体制御を行う。例えば、計算機システム３０は、上述した各部を駆動することで、データ収集や画像再構成などを行う。この計算機システム３０は、インタフェース部３１、画像再構成部３２、記憶部３３、入力部３４、表示部３５、及び制御部３６を有する。
【００２３】
インタフェース部３１は、計算機システム３０とシーケンサ１０との間でやり取りされる各種信号の送受信を制御する。例えば、このインタフェース部３１は、シーケンサ１０に対してシーケンス情報を送信し、シーケンサ１０からＭＲデータを受信する。ＭＲデータを受信すると、インタフェース部３１は、各ＭＲデータを被検体Ｐごとに記憶部３３に格納する。
【００２４】
画像再構成部３２は、記憶部３３によって記憶されたＭＲデータに対して後処理すなわちフーリエ変換等の再構成処理を施すことで、被検体Ｐの体内が描出された画像データを生成する。
【００２５】
記憶部３３は、インタフェース部３１により受信されたＭＲデータや、画像再構成部３２により生成された画像データなどを被検体Ｐごとに記憶する。
【００２６】
入力部３４は、操作者からの各種指示や情報入力を受け付ける。この入力部３４としては、マウスやトラックボールなどのポインティングデバイス、モード切替スイッチ等の選択デバイス、あるいはキーボード等の入力デバイスを適宜に利用可能である。
【００２７】
表示部３５は、制御部３６による制御のもと、スペクトラムデータあるいは画像データ等の各種の情報を表示する。この表示部３５としては、液晶表示器などの表示デバイスを利用可能である。
【００２８】
制御部３６は、図示していないＣＰＵやメモリ等を有し、ＭＲＩ装置１００の全体制御を行う。具体的には、この制御部３６は、入力部３４を介して操作者から受け付けられた各種指示に基づいてシーケンス情報を生成し、生成したシーケンス情報をシーケンサ１０に送信することによってスキャンを制御したり、スキャンの結果としてシーケンサ１０から送られるＭＲデータに基づいて行われる画像の再構成を制御したりする。
【００２９】
以上、実施形態１に係るＭＲＩ装置の構成例について説明した。このような構成のもと、ＭＲＩ装置１００は、ＡＳＬ法により灌流画像を作成する機能を有する。なお、ＡＳＬ法は、被検体にＲＦ波を印加することで被検体内を流れる血液を磁気的に標識化し、標識化された血液をトレーサとして利用することによって、灌流画像を得る方法である。
【００３０】
ここで、従来のＡＳＬ法による灌流画像の作成について説明する。図２〜５は、従来のＡＳＬ法の原理を説明するための図である。図２の（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ血管のフローモデルを示しており、「ａｒｔｅｒｙ」は動脈を示し、「ａｒｔｅｒｉｏｌｅ」は細動脈を示し、「ｃａｐｉｌｌａｒｙ」は毛細血管を示し、「ｖｅｉｎ」は静脈を示し、「Ｔｒａｃｅｒ」はトレーサを示している。また、「ｆｌｏｗ：ｆ」は血流の流れを示しており、矢印が血流の向きを示している。
【００３１】
図２の（ａ）に示すように、酸素や栄養素を含んだ血液は、動脈から流入し、平均通過時間（ＭＴＴ：Mean Transit Time）の間に毛細血管床内でガスや代謝物との交換後に、静脈へ流出される。ここで、比較的太い血管内の血液は灌流には寄与しないので、正確な灌流測定を行うためには、図２の（ｂ）に示すように、トレーサがすべて毛細血管内にあり、動脈及び静脈にはトレーサがない状態が望ましい。
【００３２】
図３の（ａ）は、図２と同様のフローモデルを示しており、血液が標識化されてから対象組織に達する前の遅れ時間Ｔｄ（Transit delay）が異なる３種類の毛細血管床を示している。また、図３の（ｂ）は、図３の（ａ）に示した３種類の毛細血管床それぞれの組織における信号強度の経時的な変化と、血液のＴ１緩和の経時的な変化を示している。ここで、血液のＴ１緩和Ｄ（ｔ）は、血液の縦緩和時間をＴ１ｂとすると、時間ｔの関数Ｄ（ｔ）＝ｅｘｐ［−ｔ／Ｔ１ｂ］で表される。
【００３３】
例えば、図３の（ａ）に示すように、脳などの一つの臓器内の毛細血管床には、Ｔｄが異なる無数の組織が集まっている（図３の（ａ）に示すＡ、Ｂ、Ｃ）。そして、一般的に、トレーサは動脈の上流のある１地点で与えられる。例えば、ＡＳＬでは、トレーサは頚動脈にＲＦ波を印加することによって与えられる。その結果、毛細血管床の組織における信号強度の変化は、トレーサによって、ｔ＝Ｔｄの到達後に立ち上がり、組織の血流動態に応じたＴＩＣ（Time Intensity Curve：信号強度曲線）となる。例えば、図３の（ｂ）に示すように、組織ＡではＴｄＡに立ち上がるＴＩＣとなり、組織ＢではＴｄＢに立ち上がるＴＩＣとなり、組織ＣではＴｄＣに立ち上がるＴＩＣとなる。また、ＡＳＬでは、Ｔｄが長いほどＴ１緩和による信号の減衰が大きくなる。
【００３４】
図４及び５は、図３と同様のフローモデルと信号強度及びＴ１緩和の経時的な変化とを示している。図４は、ボーラス幅が短い場合（図４の（ａ）に示すＴｂｏｌｕｓを参照）を示し、図５は、ボーラス幅が長い場合（図５の（ａ）に示すＴｂｏｌｕｓを参照）を示している。なお、図４及び５において、ボーラス濃度（ＡＩＦ（Arterial Input Function）の縦軸の大きさ）のは一定であるとする。このような場合には、図４の（ｂ）及び図５の（ｂ）に示すように、血液を標識化した後のある時刻ＴＩにおいて、Ｔｄの異なる組織間でトレーサ濃度（信号強度）の差異が低減し、トレーサ濃度自体も増大する。すなわち、ボーラス幅が長い方が、ＴｄにロバストにＳＮＲも大きくなる。
【００３５】
しかし、ある時刻ＴＩにおけるトレーサ濃度のみの測定では、測定された信号値は正しく血流に比例せず、組織毎にＴｄに応じた補正が必要になる。ＡＳＬでは、血液の縦緩和Ｄ（ｔ）は時間ｔのみに依存するので、測定された信号値を１／Ｄ（ｔ）で補正すれば、緩和を無視することができる。また、対象組織の大きさがボクセルサイズに比べて同程度か小さければ、ボクセル内でトレーサ濃度が平衡状態でなくても、トレーサの平均濃度が測定されるとみなすことができる。なお、トレーサのボーラス幅が組織内の毛細血管を満たすのに十分長ければ、トレーサの平均濃度は一定値以上にはならない。
【００３６】
このようなＡＳＬ法のニーズは、「造影剤を用いずに、毛細血管床のみで、太い血管の信号が抑制され、かつ、極力ＳＮＲ（Signal Noise Ratio）が大きく定量的な血流情報を得たい」ということである。また、別途、血管内の血流の形態や動態情報などを「付加的に得たい」というニーズもある。
【００３７】
従来、ＡＳＬ法は、その用途から、大きく、ＭＲＡ（ＭＲ Ａｎｇｉｏ）とＭＲＰ（ＭＲ Ｐｅｒｆｕｓｉｏｎ）とに分けられる。ＭＲＡは血管画像を得るための方法であり、ＭＲＰは灌流画像を得るための方法である。ＭＲＰでは、ＭＲＡに比べて血流信号のＳＮＲが背景の静止組織よりもはるかに小さい（１／１０００以下）画像が得られる。そのため、ＭＲＰでは、タグ画像とコントロール画像との差分をとるなど、背景信号を抑制するための処理が行われる。また、差分をとる場合でもコントロール画像とタグ画像とでＭＴＣ効果を同じにしたり、低マトリクスでの複数回の加算平均が行われたりする。
【００３８】
また、ＡＳＬ法は、ＲＦ波によるラベル方式の違いから、大きく、ＰＡＳＬ法と、ＣＡＳＬ法と、ＰＣＡＳＬ法とに分けられる。ＰＡＳＬ法はパルス波（ＲＦパルス）を用いる方法であり、ＣＡＳＬ法は連続波を用いる方法である。また、ＰＣＡＳＬ法は、ＣＡＳＬ法の実用化を目的としたものであり、短いＲＦパルスを多数用いる方法である。
【００３９】
なお、ＣＡＳＬ法とＰＣＡＳＬ法は性質が類似しているため、以下では、両者をまとめてＣＡＳＬ法と呼ぶ。また、ＰＡＳＬ法とＣＡＳＬ法とは、動脈血を標識化する際のトレーサ濃度の時間関数であるＡＩＦ（Arterial Input Function）に相当する縦磁化密度Ｍｚ（ｔ）の違いとしてモデル化される。
【００４０】
ＰＡＳＬ法は、ＣＡＳＬ法に対して血流信号のＳＮＲが不十分とされているが、ＲＦパルスの印加が１回であるので、ＲＦパルスの印加時間が２０ｍｓｅｃ程度と短い。そのため、ＰＡＳＬ法は、標識用のＲＦパルスが印加される範囲を通過する血液が反転される割合であるタグ効率が１００％に近い、流速や磁場変動に対して安定している、ＳＡＲが比較的小さい、などの特長を有する。
【００４１】
このＰＡＳＬ法では、タグ厚が１０ｃｍ〜∞と大きく設定され、標識化された血液のうち、上流側に位置する後端部が下流側に位置する先端部より送れて撮像領域に到達する。そのため、ＰＡＳＬのＡＩＦは、ＴＩの長さによって、血液のＴ１緩和による減衰を伴う形状となる。ここで、ＡＩＦにおける印加時間Ｔｔａｇは、血流の流速Ｖｂｌｏｏｄとタグ厚Ｄｔａｇとから決まる。タグ内の通過時間Ｔｔａｇは、定常流の場合は、Ｔｔａｇ＝Ｄｔａｇ／Ｖｂｌｏｏｄ及びＴｔｅｃのうち短い方、すなわち、Ｔｔａｇ＝ｍｉｎ［Ｄｔａｇ／Ｖｂｌｏｏｄ，Ｔｔｅｃ］で決まる。なお、Ｔｔｅｃは、標識用のＲＦパルスが印加されてからタグの血液信号をゼロにするためのサチュレーションパルスが印加されるまでの時間である。
【００４２】
一方、ＣＡＳＬ法は、標識化される血液の量（ＡＩＦの時間積分値）が大きいため、血流信号であるＡＳＬ信号のＳＮＲが高い。そのため、ＣＡＳＬ法では、標識用のＲＦ波が印加されてから磁気共鳴データが収集されるまでの待ち時間ＴＩを長く設定できるので、流速が遅い血管内の血液が撮像領域に残存しにくいという特長を有する。
【００４３】
以上、従来のＰＡＳＬ法及びＣＡＳＬ法について説明したが、これらＰＡＳＬ法及びＣＡＳＬ法では、以下のような課題があることが知られている。
【００４４】
まず、ＰＡＳＬ法は、ＳＮＲが低下するため、ＴＩを長く設定できない。そのため、ＰＡＳＬ法では、血流の流速が遅いか、又は流路が長いために、Ｔｄが大きい血管では血管信号が残存しやすいという課題がある。
【００４５】
一方、ＣＡＳＬ法は、ＲＦアンプやＳＡＲの制約によって実用的でない場合もある。また、ＣＡＳＬ法の改良法であるＰＣＡＳＬ法は、パルス波（ＲＦ波）を用いるものの、全体の印加時間が２ｓｅｃ程度と長い。そのため、ＣＡＳＬ法では、磁場不均一性に弱い、流速によりタグ効率がばらつく、ＰＡＳＬ法と比べてＳＡＲが大きい、などの課題がある。
【００４６】
また、ＣＡＳＬ法は、ＣＡＳＬ法は、ＳＮＲが大きいものの、ＴＩはＡＩＦの前半部（標識用のＲＦ波が印加される時間内で最初に標識化された部分）の方が後半部より長いため、Ｔｄの大きな組織でのＡＳＬ信号に寄与する確率が増大する。しかし、後半で標識化された部分は、撮像領域に到達できずに血管内に残存する確率が増大する。ＣＡＳＬでは、これを低減するために、標識用のＲＦ波が印加された後の待ち時間Ｔｐｌｄ（post labeling delay）を長くすることで、標識化された血液を消している。しかし、このＴｐｌｄが経過するまでの間は何も行わずに待つしかなく、無駄な時間が生じる。なお、かかるＣＡＳＬでは、Ｔｔａｇ＝Ｔｐｌｄで決まる。
【００４７】
また、連続的に血流の時間的な変化である動態変化を観察する場合には、ＣＡＳＬ法では、標識用のＲＦ波の印加からデータ収集までを繰り返す間隔である繰り返し時間Ｔｒｅｐｅａｔが長いため、ＰＡＳＬ法と比べて時間的な効率が劣る。標識用のＲＦ波を１回印加した後にＴＩを変化させながら連続的にデータ収集を行う場合は、ＣＡＳＬ法でもよい。しかし、通常のＭＲＰでは、イメージングのＳＮＲが不十分であるため、標識用のＲＦ波を複数回印加することによる加算平均が必要となるので、Ｔｒｅｐｅａｔは短いほうがトータルの時間は短くできる。
【００４８】
また、時間的な効率を向上させるための手法として、近年、Ｈａｄａｍａｒｄ Ｅｎｃｏｄｉｎｇ（ＨＥ）を応用した方法（以下、ＨＥ法と呼ぶ）が提案されている。このＨＥ法は、ＴＩの間の待ち時間を有効に利用して、タグモード用及びコントロールモード用のＲＦ波を効率よく組み合わせて複数の画像を収集し、収集した画像を加減算することによりＴＩを変えた複数のＡＳＬ画像を作成することで、収集時間を低減しつつＳＮＲを向上させる方法である。このＨＥ法は、ＣＡＳＬ法との組み合わせで提案されている。
【００４９】
かかるＨＥ法は、ＰＡＳＬ法及びＣＡＳＬ法の両方に適用可能であるが、イメージングの前に、標識用の多くのＲＦ波が必要になるため、１つのＲＦパルスを用いる方法と比べてＳＡＲが増大する方法である。したがって、ＨＥ法は、ＳＡＲが比較的大きくなることや、標識用のＲＦパルス間に空き時間が生じることなどの理由から、ＰＡＳＬ法との相性がよい。また、ＰＡＳＬ法では、ＲＦ波間の空き時間における任意の時刻に、背景組織を抑制するための複数個のｍＩＲパルスを追加しやすい。また、ＰＡＳＬ法では、標識用のＲＦ波が印加される際のＳＡＲを抑えることができるので、イメージングで許容されるＳＡＲを増やすことができる。すなわち、特に高磁場でＳＳＦＰが用いられる場合には、ＦＡ（Flip Angle）を大きく設定することができ、ＳＮＲを向上させることができる。
【００５０】
以上のように、従来のＰＡＳＬ法には、ＳＮＲが低い、大きな血管で血管信号が残存しやすいなどの課題がある。また、従来のＣＡＳＬ法には、ＰＡＳＬ法と比べてＳＡＲが大きい、タグ（標識用のパルス）の印加時間が長いなどの課題がある。
【００５１】
このような課題に対し、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、ＰＡＳＬ法をベースにしながら、ＣＡＳＬ法と比べてＳＡＲや血管信号の残存を低減するとともに、ＣＡＳＬ法と同じがそれ以上の血流信号のＳＮＲを提供することができるデータ収集方法を実行する。
【００５２】
具体的には、ＭＲＩ装置１００は、被検体内を流れる血液の流速に応じて、当該血液の標識化を行うためのＲＦ波が印加されるタグ領域の空間的な厚さを示すタグ厚及び当該ＲＦ波が印加される時間間隔を示すタグ間隔を含むタグ条件を設定する。そして、ＭＲＩ装置１００は、設定されたタグ間隔で標識用のＲＦ波をタグ領域に複数回印加し、当該ＲＦ波が印加されてから所定の待ち時間が経過した後に血液が流れる撮像領域のＭＲデータを収集し、収集されたＭＲデータから画像を再構成する。
【００５３】
以下、かかるＭＲＩ装置１００について具体的に説明する。まず、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００について説明する前に、従来のＰＡＳＬ法について説明しておく。図６は、従来のＰＡＳＬ法を説明するための図である。図６は、タグモード用のＲＦパルスを１回印加し、当該ＲＦパルスを印加してから待ち時間ＴＩが経過した後にデータ収集を行うＳｉｎｇｌｅ−Ｔａｇ−ＰＡＳＬ（ＳＴ−ＰＡＳＬ）法の一例を示している。図６において、（ａ）は、ＳＴ−ＰＡＳＬ法におけるＲＦパルスの印加範囲の一例を示しており、（ｂ）は、ＳＴ−ＰＡＳＬ法のパルスシーケンスの一例を示している。
【００５４】
ＰＡＳＬ法では、タグ画像を生成するためのタグモードのデータ収集とコントロール画像を生成するためのコントロールモードのデータ収集とがそれぞれ実行される。例えば、タグモードでは、図６に示すように、まず、撮像領域４１を包含する領域４２に飽和パルスＳＡＴ１が印加され、続いて、撮像領域４１の上流に設定されたタグ領域４３にタグモード用のＲＦパルスｔａｇ ＲＦが印加される。
【００５５】
その後、データ収集（図６（ｂ）示すｉｍａｇｉｎｇ）の開始からＴＩｎｓｓ２だけ前の時点で、撮像領域４１の上流に設定されたタグ領域４３及び下流に設定されたコントロール領域４４を含む領域４５に、領域非選択ＩＲパルスｎｓｓＩＲ２が印加される。続いて、ＲＦパルスｔａｇ ＲＦを印加してから所定の時間Ｔｔｅｃが経過した後に、撮像領域４１の上流に設定されたタグ領域４３を包含する領域４６に、飽和パルスＳＡＴ２が印加される。ここで、飽和パルスＳＡＴ２は、撮像領域４１内にある太い血管内の信号を低減させるために用いられる。
【００５６】
その後、データ収集の開始からＴＩｎｓｓ１だけ前の時点で、撮像領域４１の上流に設定されたタグ領域４３及び下流に設定されたコントロール領域４４を含む領域４５に、領域非選択ＩＲパルスｎｓｓＩＲ１が印加される。ここで、領域非選択ＩＲパルスｎｓｓＩＲ１及びｎｓｓＩＲ２は、所定のタイミングで縦磁化を反転させることで、脳の白質や灰白質などの複数の異なる組織の信号強度を選択的に抑制するために用いられる。そして、タグモード用のＲＦパルスを印加してから待ち時間ＴＩが経過した時点で、撮像領域４１からのデータ収集が開始される。
【００５７】
一方、コントロールモードでは、図６に示すように、まず、撮像領域４１を包含する領域４２に飽和パルスＳＡＴ１が印加され、続いて、撮像領域４１の下流に設定されたコントロール領域４４にコントロールモード用のＲＦパルスｃｏｎｔｒｏｌ ＩＲが印加される。
【００５８】
その後、タグモードと同様に、領域非選択ＩＲパルスｎｓｓＩＲ２、飽和パルスＳＡＴ２、及び領域非選択ＩＲパルスｎｓｓＩＲ１が順に印加される。そして、領域非選択ＩＲパルスｎｓｓＩＲ１を印加してからＴＩｎｓｓ１が経過した時点で、撮像領域４１からのデータ収集が開始される。
【００５９】
第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、上述したＰＡＳＬ法をベースにしながら、１回のデータ収集に対して標識用のＲＦパルスを複数回印加する撮像法を実行する。以下では、かかるＭＲＩ装置１００によって実行される撮像法をＭｕｌｔｉ−Ｔａｇ−ＰＡＳＬ（ＭＴ−ＰＡＳＬ）法と呼ぶ。
【００６０】
図７は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００により実行されるＭＴ−ＰＡＳＬ法の概要を示す図である。図７において、（ａ）は、従来のＳＴ−ＰＡＳＬ法によるデータ収集におけるＡＩＦと組織ＴＩＣとを示しており、（ｂ）は、ＭＴ−ＰＡＳＬ法によるデータ収集におけるＡＩＦと組織ＴＩＣとを示している。
【００６１】
図７の（ａ）に示すように、従来のＳＴ−ＰＡＳＬ法では、標識用のＲＦパルス（ｔａｇ／ｃｏｎｔｒｏｌ ＲＦ）５１が１回され、ＲＦパルス５１が印加されてから待ち時間ＴＩが経過した後にデータ収集（ｉｍａｇｉｎｇ）が行われる。この結果、図７の（ａ）に示すＡＩＦ６１及び組織ＴＩＣ７１が得られる。
【００６２】
これに対し、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、ＭＴ−ＰＡＳＬ法を実行する場合には、図７の（ｂ）に示すように、例えば、複数の標識用のＲＦパルス５２〜５４をタグ間隔Ｔｉｎｔで印加し、最初のＲＦパルス５２が印加されてから待ち時間ＴＩが経過した後にデータ収集を行う。なお、図７の（ｂ）において、ＡＩＦ６２及び組織ＴＩＣ７２はＲＦパルス５２に対応し、ＡＩＦ６３及び組織ＴＩＣ７３はＲＦパルス５３に対応し、ＡＩＦ６４及び組織ＴＩＣ７４はＲＦパルス５４に対応する。
【００６３】
ここで、例えば、ＭＲＩ装置１００は、被検体内を流れる血液の流速に応じて、タグ厚Ｄｔａｇ及びタグ間隔Ｔｉｎｔを含むタグ条件を設定する。具体的には、ＭＲＩ装置１００は、血液がタグ領域を通過するのに要する通過時間Ｔｔａｇとタグ間隔Ｔｉｎｔとが同じになるように、タグ厚Ｄｔａｇ及びタグ間隔Ｔｉｎｔの少なくとも一方を設定する。これにより、タグ間隔Ｔｉｎｔごとにタグ厚Ｄｔａｇで標識化された血液が空間的に隙間なく連続することになる。
【００６４】
図８及び９は、第１の実施形態に係るＭＴ−ＰＡＳＬ法による血液の標識化を説明するための図である。図８は、ＭＴ−ＰＡＳＬ法において標識用のＲＦパルスを３回印加した場合に標識化 される血液の空間的な分布の一例を示している。図８の（ａ）〜（ｃ）に示すように、例えば、ｔ＝０、ｔ＝Ｔｉｎｔ、ｔ＝２Ｔｉｎｔそれぞれにおいて、タグ厚をＤｔａｇとしたタグ領域８１にＲＦパルスが印加されたとする。この場合は、図８の（ｄ）に示すように、ｔ＝３Ｔｉｎｔにおいてタグ領域８１の外に流出する血液は、空間的に隙間なく標識化される結果、３Ｄｔａｇの範囲が標識化されることになる。
【００６５】
一方、図９は、ＳＴ−ＰＡＳＬ法において標識用のＲＦパルスを１回印加した場合に標識化される血液の空間的な分布の一例を示している。図９の（ａ）に示すように、例えば、ｔ＝０において、タグ厚が３Ｄｔａｇであるタグ領域８２にＲＦパルスが印加された場合には、図９の（ｂ）に示すように、ｔ＝３Ｔｉｎｔにおいてタグ領域８２の外に流出する血液は、３Ｄｔａｇの範囲が標識化されることになる。すなわち、ＭＴ−ＰＡＳＬ法においてタグ厚をＤｔａｇとしてＲＦパルスを３回印加した場合に標識化される血液の範囲は、ＳＴ−ＰＡＳＬ法においてタグ厚を３Ｄｔａｇとした場合に標識化される血液の範囲と同じになる。
【００６６】
この結果として、図７の（ｃ）に示すように、ＭＴ−ＰＡＳＬ法における全体のＡＩＦ６５は、ＡＩＦ６２〜６４を合成したものになり、ＳＴ−ＰＡＳＬ法におけるＡＩＦ６１に比べて、ＡＩＦの時間積分値が大きくなる。また、ＭＴ−ＰＡＳＬ法における全体の組織ＴＩＣ７５は、組織ＴＩＣ７２〜７４を合成したものになり、組織ＡＳＬ信号のＳＮＲが増大する。したがって、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００によれば、ＰＡＳＬ法をベースにしながら、ＣＡＳＬ法と比べてＳＡＲや血管信号の残存を低減するとともに、ＣＡＳＬ法と同じがそれ以上の血流信号のＳＮＲを提供することができる。
【００６７】
次に、上述したＭＲＩ装置１００の構成例について説明する。図１０は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００の構成例を示す図である。図１０では、図１に示したシーケンサ１０及び計算機システム３０を示しており、さらに、計算機システム３０が有する機能部のうち、インタフェース部３１、画像再構成部３２、記憶部３３、入力部３４、表示部３５、及び制御部３６を示している。
【００６８】
図１０に示すように、記憶部３３は、撮像パラメータ記憶部３３ａ、ＭＲデータ記憶部３３ｂ、及び画像データ記憶部３３ｃを有する。
【００６９】
撮像パラメータ記憶部３３ａは、血流画像を得るための撮像条件を設定するうえで必要な各種の撮像パラメータを記憶する。ＭＲデータ記憶部３３ｂは、インタフェース部３１を介してシーケンサ１０から受信されたＭＲデータを記憶する。画像データ記憶部３３ｃは、画像再構成部３２によりＭＲデータから再構成された画像を記憶する。
【００７０】
また、制御部３６は、撮像条件設定部３６ａ、データ収集部３６ｂ、血流画像生成部３６ｃ、及び表示制御部３６ｄを有する。
【００７１】
撮像条件設定部３６ａは、入力部３４を介して操作者から受け付けられた各種指示と、撮像パラメータ記憶部３３ａにより記憶された撮像パラメータとに基づいて撮像条件を設定する。また、撮像条件設定部３６ａは、ＭＴ−ＰＡＳＬ法による撮像が行われる場合には、被検体内を流れる血液の流速に応じて、当該血液の標識化を行うためのＲＦ波が印加されるタグ領域の空間的な厚さを示すタグ厚及び当該ＲＦ波が印加される時間間隔を示すタグ間隔を含むタグ条件を設定する。
【００７２】
なお、第１の実施形態では、撮像条件設定部３６ａは、ＭＴ−ＰＡＳＬ法による撮像が行われる場合に、血液の流れを定常流とみなしてタグ条件を設定する例について説明する。血液の流れを定常流とすると、血液の流速をＶｂｌｏｏｄ、タグ厚をＤｔａｇとした場合に、血液がタグ領域を通過するのに要する通過時間をＴｔａｇは、Ｔｔａｇ＝Ｄｔａｇ／Ｖｂｌｏｏｄで表される。
【００７３】
ここで、タグ効率を最大にするためには、血液の流速に応じて、タグ厚及びタグ間隔を含むタグ条件を最適に設定することが望まれる。そこで、撮像条件設定部３６ａは、ＭＴ−ＰＡＳＬ法による撮像が行われる場合に、血液が流れる方向で、順次標識化される血液が２回以上標識化されないように干渉を避け、かつ、標識化された血液間に隙間が生じないように、タグ条件を設定する。
【００７４】
具体的には、撮像条件設定部３６ａは、血液がタグ領域を通過するのに要する通過時間Ｔｔａｇとタグ間隔Ｔｉｎｔとが同じになるように、タグ厚Ｄｔａｇ及びタグ間隔Ｔｉｎｔを設定する。すなわち、撮像条件設定部３６ａは、以下に示す式１を満たすように、タグ間隔Ｔｉｎｔを設定する。
【００７５】
Ｔｉｎｔ＝Ｄｔａｇ／Ｖｂｌｏｏｄ ・・・（式１）
【００７６】
図１１〜１３は、第１の実施形態に係るＭＴ−ＰＡＳＬ法におけるタグ間隔とＡＩＦとの関係を示す図である。図１１は、Ｔｉｎｔ＝Ｔｔａｇとした場合を示しており、（ａ）は、標識化される血液の空間的な分布を示しており、（ｂ）は、標識用のＲＦパルスの印加タイミングを示しており、（ｃ）は、（ａ）に示した矢印８３の位置におけるＡＩＦを示している。また、図１２は、Ｔｉｎｔ＞Ｔｔａｇとした場合を示しており、（ａ）は、標識化される血液の空間的な分布を示しており、（ｂ）は、標識用のＲＦパルスの印加タイミングを示しており、（ｃ）は、（ａ）に示した矢印８４の位置におけるＡＩＦを示している。また、図１３は、Ｔｉｎｔ＜Ｔｔａｇとした場合を示しており、（ａ）は、標識化される血液の空間的な分布を示しており、（ｂ）は、標識用のＲＦパルスの印加タイミングを示しており、（ｃ）は、（ａ）に示した矢印８５の位置におけるＡＩＦを示している。
【００７７】
前述したように、通過時間Ｔｔａｇとタグ間隔Ｔｉｎｔとが同じになるようにタグ厚Ｄｔａｇ及びタグ間隔Ｔｉｎｔを設定することによって、図１１の（ａ）に示すように、血液が流れる方向で、タグ間隔Ｔｉｎｔごとにタグ厚Ｄｔａｇで標識化された血液が空間的に隙間なく連続することになる。この結果、図１１の（ｃ）に示すように、各ＲＦパルスに対応する個々のＡＩＦでは磁化が緩和しつつも、全体のＡＩＦでは、時間軸に沿ってＡＩＦが隙間なく並ぶことになり、ＡＩＦの時間積分値が増大する。
【００７８】
なお、Ｔｉｎｔ＞Ｔｔａｇとした場合には、図１２の（ａ）に示すように、空間的に標識化されない血液が生じるので、図１２の（ｃ）に示すように、各ＲＦパルスに対応するＡＩＦの間にも隙間が生じることになる。したがって、Ｔｉｎｔ＝Ｔｔａｇとした場合と比べてＡＩＦの時間積分値が小さくなり、タグ効率が低下することになる。
【００７９】
また、Ｔｉｎｔ＜Ｔｔａｇとした場合には、図１３の（ａ）に示すように、いったん標識化された血液の一部に含まれる核スピンが次のＲＦパルスによって再度反転（ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ）されることになる。これにより、ΔＭｚの値は、緩和によってＭ０からＭ０×ｅｘｐ（−ｔ／Ｔｉｎｔ）だけ小さくなった後に反転された値をＭ０から差し引くことになる。この結果、図１３の（ｃ）に示すように、各ＲＦパルスに対応するＡＩＦは、Ｔｉｎｔ＜ｔ＜ＴｔａｇでΔＭｚは０にならず、小さな正の値として残る。しかし、Ｔｉｎｔ＝Ｔｔａｇとした場合と比べてＡＩＦの時間積分値が小さくなり、タグ効率が低下することになる。
【００８０】
なお、撮像条件設定部３６ａは、例えば、血液の流速として、タグ部の血管（標識用のパルスが印加される血管）の種類ごとにあらかじめ決められた血液の標準的な流速を用いる。または、撮像条件設定部３６ａは、例えば、血液の流速として、本スキャンの前に行われるプリスキャンにより計測された血液の流速を用いるようにしてもよい。この場合には、ＭＲＩ装置１００は、例えば、プリスキャンにおいてＰｈａｓｅ Ｃｏｎｔｒａｓｔ（ＰＣ）法を実行することによって、血液の流速を計測する。
【００８１】
図１０の説明にもどって、データ収集部３６ｂは、撮像条件設定部３６ａにより設定された撮像条件に基づいてシーケンス情報を生成し、インタフェース部３１を介して、生成したシーケンス情報をシーケンサ１０に送信する。また、データ収集部３６ｂは、インタフェース部３１を介してシーケンサ１０から受信したＭＲデータをＭＲデータ記憶部３３ｂに格納する。
【００８２】
また、データ収集部３６ｂは、ＭＴ−ＰＡＳＬ法による撮像が行われる場合には、撮像条件設定部３６ａにより設定されたタグ間隔で標識用のＲＦ波をタグ領域に複数回印加し、当該ＲＦ波が印加されてから所定の待ち時間ＴＩが経過した後に血液が流れる撮像領域のＭＲデータを収集する。
【００８３】
具体的には、データ収集部３６ｂは、上述したＰＡＳＬ法によるデータ収集において、タグモードでは、撮像条件設定部３６ａにより設定されたタグ間隔で、タグモード用のＲＦパルスをタグ領域に複数回印加し、ＲＦ波が印加されてから待ち時間ＴＩが経過した後に撮像領域のＭＲデータを収集する。また、データ収集部３６ｂは、コントロールモードでは、撮像条件設定部３６ａにより設定されたタグ間隔で、コントロールモード用のＲＦパルスをコントロール領域に複数回印加し、ＲＦ波が印加されてから待ち時間ＴＩが経過した後に撮像領域のＭＲデータを収集する。
【００８４】
例えば、データ収集部３６ｂが、ｔ＝０、ｔ＝Ｔｉｎｔ、ｔ＝２Ｔｉｎｔそれぞれにおいて、タグ厚をＤｔａｇとしたタグ領域８１にＲＦパルスを印加した場合には、図８に示したように、ｔ＝３Ｔｉｎｔにおいてタグ領域８１の外に流出する血液は、空間的に隙間なく標識化される結果、３Ｄｔａｇの範囲が標識化されることになる。
【００８５】
画像再構成部３２は、データ収集部３６ｂにより収集されたＭＲデータから複数の異なる待ち時間ＴＩそれぞれに対応する複数の画像を再構成する。具体的には、画像再構成部３２は、タグモードで収集されたＭＲデータからタグ画像を再構成し、コントロールモードで収集されたＭＲデータからコントロール画像を再構成する。
【００８６】
血流画像生成部３６ｃは、画像再構成部３２により再構成された画像から血流画像を生成する。具体的には、血流画像生成部３６ｃは、画像再構成部３２により再構成されたタグ画像とコントロール画像とを同じＴＩごとに画像データ記憶部３３ｃから読み出し、読み出したタグ画像とコントロール画像との差分画像を血流画像として生成する。そして、血流画像生成部３６ｃは、生成した血流画像を内部メモリなどに保存する。
【００８７】
表示制御部３６ｄは、血流画像生成部３６ｃによって生成された血流画像を表示部３５に表示させる。具体的には、表示制御部３６ｄは、血流画像生成部３６ｃによって血流画像が内部メモリなどに保存されると、保存された血流画像を読み出して表示部３５に表示させる。
【００８８】
次に、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００によって実行されるＭＴ−ＰＡＳＬ法の処理手順について説明する。図１４は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００によって実行されるＭＴ−ＰＡＳＬ法の処理手順を示すフローチャートである。図１４に示すように、ＭＲＩ装置１００は、入力部３４を介して操作者からＭＴ−ＰＡＳＬ法による撮像の開始指示を受け付けると（ステップＳ１１，Ｙｅｓ）、以下の処理を実行する。
【００８９】
まず、撮像条件設定部３６ａが、被検体内を流れる血液の流速に応じて、当該血液の標識化を行うためのＲＦ波が印加されるタグ領域の空間的な厚さを示すタグ厚及び当該ＲＦ波が印加される時間間隔を示すタグ間隔を含むタグ条件を設定する（ステップＳ１２）。
【００９０】
続いて、データ収集部３６ｂが、撮像条件設定部３６ａにより設定されたタグ間隔で標識用のＲＦ波をタグ領域に複数回印加し、当該ＲＦ波が印加されてから所定の待ち時間ＴＩが経過した後に血液が流れる撮像領域のＭＲデータを収集する（ステップＳ１３）。
【００９１】
続いて、画像再構成部３２が、データ収集部３６ｂにより収集されたＭＲデータからタグ画像及びコントロール画像を再構成する（ステップＳ１４）。その後、血流画像生成部３６ｃが、画像再構成部３２により再構成されたタグ画像とコントロール画像との差分画像を血流画像として生成する（ステップＳ１５）。そして、表示制御部３６ｄが、血流画像生成部３６ｃによって生成された血流画像を表示部３５に表示させる（ステップＳ１６）。
【００９２】
上述したように、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００では、撮像条件設定部３６ａが、被検体内を流れる血液の流速に応じて、当該血液の標識化を行うためのＲＦ波が印加されるタグ領域の空間的な厚さを示すタグ厚及び当該ＲＦ波が印加される時間間隔を示すタグ間隔を含むタグ条件を設定する。また、データ収集部３６ｂが、撮像条件設定部３６ａにより設定されたタグ間隔で標識用のＲＦ波をタグ領域に複数回印加し、当該ＲＦ波が印加されてから所定の待ち時間が経過した後に、血液が流れる撮像領域のＭＲデータを収集する。そして、画像再構成部３２が、データ収集部３６ｂにより収集されたＭＲデータから画像を再構成する。したがって、第１の実施形態によれば、ＰＡＳＬ法をベースにしながら、ＣＡＳＬ法と比べてＳＡＲや血管信号の残存を低減するとともに、ＣＡＳＬ法と同じがそれ以上の血流信号のＳＮＲを提供することができる。
【００９３】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では、撮像条件設定部３６ａが、ＭＴ−ＰＡＳＬ法による撮像が行われる場合に、血液の流れを定常流とみなしてタグ条件を設定する場合の例について説明した。第２の実施形態では、血液の流れを拍動流（定常流ではない流れ）としてタグ条件を設定する場合の例について説明する。
【００９４】
第２の実施形態でも、撮像条件設定部３６ａは、血液がタグ領域を通過するのに要する通過時間Ｔｔａｇとタグ間隔Ｔｉｎｔとが同じになるように、タグ厚及びタグ間隔の少なくとも一方を設定する。具体的には、第２の実施形態では、撮像条件設定部３６ａは、時刻ｔにおける血液の流速をＶｂｌｏｏｄ（ｔ）、タグ厚をＤｔａｇ、タグ間隔をＴｉｎｔとして、以下に示す式１を満たすように、Ｄｔａｇ及びＴｉｎｔの少なくとも一方を設定する。
【００９５】
【数１】
【００９６】
例えば、撮像条件設定部３６ａは、血液の流れが拍動流である場合に、当該血液の流速の変化に応じて、タグ厚Ｄｔａｇが一定となるように、タグ間隔Ｔｉｎｔを動的に設定する。具体的には、撮像条件設定部３６ａは、タグ厚Ｄｔａｇを固定の値としたうえで、式２を満たすように、血液の流速Ｖｂｌｏｏｄ（ｔ）に応じて、タグ間隔Ｔｉｎｔを動的に設定する。これは、撮像条件設定部３６ａが、血液の流速の変化に応じてタグ間隔Ｔｉｎｔを変動させることを意味する。
【００９７】
図１５〜１７は、第２の実施形態に係るＭＴ−ＰＡＳＬ法によるタグ厚Ｄｔａｇを固定した場合のデータ収集を説明するための図である。図１５の（ａ）は、ＥＣＧセンサ２１によって検出されるＥＣＧ信号の経時的な変化を示しており、図１５の（ｂ）は、血液の流速Ｖｂｌｏｏｄ（ｔ）の経時的な変化を示している。また、図１５の（ｃ）は、標識用のＲＦパルスの印加タイミングを示しており、図１５の（ｄ）は、図１６の（ｃ）に示した矢印８６に対応するＡＩＦを示している。また、図１６の（ａ）〜（ｃ）は、ＭＴ−ＰＡＳＬ法においてタグ厚Ｄｔａｇを固定した場合に標識化される血液の空間的な分布を示しており、図１７は、ＳＴ−ＰＡＳＬ法において標識化される血液の空間的な分布の一例を示している。
【００９８】
第２の実施形態では、撮像条件設定部３６ａは、ＥＣＧセンサ２１によって検出された心拍に基づいて、ＭＴ−ＰＡＳＬ法のシーケンスの実行を制御する。例えば、図１５の（ａ）〜（ｃ）に示すように、撮像条件設定部３６ａは、１回のＭＴ−ＰＡＳＬ法のシーケンスで印加されるＲＦパルスの数を３回とし、１心拍ごとに１回のＭＴ−ＰＡＳＬ法のシーケンスを実行するようにタグ条件及び撮像条件を設定する。この結果、図１６に示すように、標識化された血液は、同じタグ厚で空間的に隙間無く並ぶことになる。
【００９９】
そして、ＡＩＦは、図１５の（ｄ）に示すように、ＲＦパルスごとに異なる時間間隔で並ぶことになる。例えば、ＭＴ−ＰＡＳＬ（図１５の（ｄ）に示す実線を参照）におけるＡＩＦは、図１７に示すようにＳＴ−ＰＡＳＬ法において標識用のＲＦパルスを１回印加した場合のＡＩＦ（図１５の（ｄ）に示す破線を参照）と比べて、時間積分値が大きくなる。
【０１００】
なお、撮像条件設定部３６ａは、例えば、超音波血流計などの血流計によって血液の流速Ｖｂｌｏｏｄ（ｔ）をリアルタイムに計測し、計測された流速を用いて動的にタグ間隔Ｔｉｎｔを設定する。または、例えば、撮像条件設定部３６ａは、血液の流速Ｖｂｌｏｏｄ（ｔ）として、タグ部の血管の種類ごとにあらかじめ決められた血液の標準的な流速を用いる。または、撮像条件設定部３６ａは、例えば、血液の流速Ｖｂｌｏｏｄ（ｔ）として、本スキャンの前に行われるプリスキャンにより計測された血液の流速を用いるようにしてもよい。この場合には、ＭＲＩ装置１００は、例えば、プリスキャンにおいてＰｈａｓｅ Ｃｏｎｔｒａｓｔ（ＰＣ）法を実行することによって、血液の流速を計測する。
【０１０１】
標準的な流速又はプリスキャンにより計測された流速を用いる場合には、例えば、本スキャンの前に計測された１心拍時間（ＴＲＲ）分の流速を用いて、１心拍内で印加するＲＦパルスの数ｎと、タグ間隔Ｔｉｎｔ（ｔ１）、Ｔｉｎｔ（ｔ２）、・・・Ｔｉｎｔ（ｔｎ）とが事前に決定されて記憶部３３などに記憶される。そして、撮像条件設定部３６ａは、ＥＣＧセンサ２１によって検出された心拍に基づいて、ゲート信号をＲ波と同期させながら、Ｒ波からの遅れ時間より所望の位相での流速を類推することにより、１心拍ごとに１回のＭＴ−ＰＡＳＬ法のシーケンスが実行されるように撮像条件を動的に設定する。なお、血液の流速は連続的に変化するので、例えば、撮像条件設定部３６ａは、各Ｔｉｎｔ間の平均流速を用いればよい。また、ＴＲＲは同一対象測定中に変動する可能性があるが、Ｒ波のタイミングは常に測定しており、次のＲ波までの変動が多少あっても大きな問題は生じない。
【０１０２】
または、例えば、撮像条件設定部３６ａは、血液の流れが拍動流である場合に、当該血液の流速の変化に応じて、血液がタグ領域を通過するのに要する通過時間Ｔｔａｇが一定となるようにタグ厚Ｄｔａｇを動的に設定してもよい。具体的には、撮像条件設定部３６ａは、通過時間Ｔｔａｇを固定の値としたうえで、式２を満たすように、血液の流速Ｖｂｌｏｏｄ（ｔ）に応じて、タグ厚Ｄｔａｇを動的に設定する。これは、撮像条件設定部３６ａが、血液の流速の変化に応じてタグ厚Ｄｔａｇを変動させることを意味する。
【０１０３】
図１８〜２０は、第２の実施形態に係るＭＴ−ＰＡＳＬ法による通過時間Ｔｔａｇを固定した場合のデータ収集を説明するための図である。図１８の（ａ）は、ＥＣＧセンサ２１によって検出されるＥＣＧ信号の経時的な変化を示しており、図１８の（ｂ）は、血液の流速Ｖｂｌｏｏｄ（ｔ）の経時的な変化を示している。また、図１８の（ｃ）は、標識用のＲＦパルスの印加タイミングを示しており、図１８の（ｄ）は、図１９の（ｃ）に示した矢印８７に対応するＡＩＦを示している。また、図１９の（ａ）〜（ｃ）は、ＭＴ−ＰＡＳＬ法において通過時間Ｔｔａｇを固定した場合に標識化される血液の空間的な分布を示しており、図２０は、ＳＴ−ＰＡＳＬ法において標識化される血液の空間的な分布の一例を示している。
【０１０４】
第２の実施形態では、撮像条件設定部３６ａは、ＥＣＧセンサ２１によって検出された心拍に基づいて、ＭＴ−ＰＡＳＬ法のシーケンスの実行を制御する。例えば、図１８の（ａ）〜（ｃ）に示すように、撮像条件設定部３６ａは、１回のＭＴ−ＰＡＳＬ法のシーケンスで印加されるＲＦパルスの数を３回とし、１心拍ごとに１回のＭＴ−ＰＡＳＬ法のシーケンスを実行するようにタグ条件及び撮像条件を設定する。この結果、図１９に示すように、標識化された血液は、流速に比例したタグ厚Ｄｔａｇ（ｔ１）、Ｄｔａｇ（ｔ２）、Ｄｔａｇ（ｔ３）で空間的には隙間無く並ぶことになる。
【０１０５】
そして、ＡＩＦは、図１８の（ｄ）に示すように、ＲＦパルスごとに同じ時間間隔で並ぶことになる。例えば、ＭＴ−ＰＡＳＬ（図１８の（ｄ）に示す実線を参照）におけるＡＩＦは、図２０に示すようにＳＴ−ＰＡＳＬ法において標識用のＲＦパルスを１回印加した場合のＡＩＦ（図１８の（ｄ）に示す破線を参照）と比べて、時間積分値が大きくなる。また、ＴＲＲ間でのＡＩＦ時間幅および空間厚は、タグ厚Ｄｔａｇを固定する場合と同じになる。
【０１０６】
なお、撮像条件設定部３６ａは、例えば、超音波血流計などの血流計によって血液の流速Ｖｂｌｏｏｄ（ｔ）をリアルタイムに計測し、計測された流速を用いて動的にタグ間隔Ｔｉｎｔを設定する。または、例えば、撮像条件設定部３６ａは、血液の流速Ｖｂｌｏｏｄ（ｔ）として、タグ部の血管の種類ごとにあらかじめ決められた血液の標準的な流速を用いる。または、撮像条件設定部３６ａは、例えば、血液の流速Ｖｂｌｏｏｄ（ｔ）として、本スキャンの前に行われるプリスキャンにより計測された血液の流速を用いるようにしてもよい。この場合には、ＭＲＩ装置１００は、例えば、プリスキャンにおいてＰｈａｓｅ Ｃｏｎｔｒａｓｔ（ＰＣ）法を実行することによって、血液の流速を計測する。
【０１０７】
標準的な流速又はプリスキャンにより計測された流速を用いる場合には、例えば、本スキャンの前に計測された１心拍時間（ＴＲＲ）分の流速を用いて、１心拍内で印加するＲＦパルスの数ｎと、タグ厚Ｄｔａｇ（ｔ１）、Ｄｔａｇ（ｔ２）、・・・Ｄｔａｇ（ｔｎ）とが事前に決定されて記憶部３３などに記憶される。そして、撮像条件設定部３６ａは、ＥＣＧセンサ２１によって検出された心拍に基づいて、ゲート信号をＲ波と同期させながら、Ｒ波からの遅れ時間より所望の位相での流速を類推することにより、１心拍ごとに１回のＭＴ−ＰＡＳＬ法のシーケンスが実行されるように撮像条件を動的に設定する。なお、血液の流速は連続的に変化するので、例えば、撮像条件設定部３６ａは、各Ｔｉｎｔ間の平均流速を用いればよい。また、ＴＲＲは同一対象測定中に変動する可能性があるが、Ｒ波のタイミングは常に測定しており、次のＲ波までの変動が多少あっても大きな問題は生じない。
【０１０８】
上述したように、第２の実施形態に係るＭＲＩ装置１００では、撮像条件設定部３６ａが、血液がタグ領域を通過するのに要する通過時間とタグ間隔とが同じになるように、タグ厚及びタグ間隔の少なくとも一方を設定する。例えば、撮像条件設定部３６ａは、通過時間が一定となるようにタグ厚を動的に設定する。または、撮像条件設定部３６ａは、タグ厚が一定となるようにタグ間隔を動的に設定する。いずれの場合でも、拍動流下でのＭＴ−ＰＡＳＬでも時間的な隙間のないＡＩＦが生成され、タグ効率を向上させることができる。
【０１０９】
なお、例えば、標識用のＲＦパルスが印加される総時間が同じであれば、Ｄｔａｇを小さく、又は、Ｔｉｎｔを短くすることでＲＦパルスの印加回数を多くしたほうが、ＡＩＦの緩和による減衰が小さくなるので、ＲＦパルスのスラブ空間特性（プロファイル）がより矩形に近くなってタグ効率が向上する。
【０１１０】
図２１は、第２の実施形態に係るＭＴ−ＰＡＳＬ法におけるＲＦパルスのプロファイルの改善を説明するための図である。図２１において、（ａ）は、ＳＴ−ＰＡＳＬ法におけるＲＦパルスのプロファイルを示しており、（ｂ）は、ＭＴ−ＰＡＳＬ法におけるＲＦパルスのプロファイルを示している。
【０１１１】
図２１に示すように、ＭＴ−ＰＡＳＬ法では、標識用のＲＦパルスを複数回印加することによって、ＳＴ−ＰＡＳＬ法と比べて、同一のＲＦパルスを用いても空間軸（ｚ）方向のスラブ空間特性（ｐｒｏｆｉｌｅ）が改善される。
【０１１２】
ここで、例えば、核スピンが最大で１８０°倒れるＲＦパルスの場合には、複数のＲＦパルスについて、隣り合うＲＦパルスの１８０°以下となる部分を半値幅の９０°になる位置ごとに重ねるようにするのが望ましい。これにより、２つのＲＦパルスが印加された場合に、それらのＲＦパルスの間の部分が合計で約１８０°になるので、核スピンが１８０°倒れることになる。すなわち、ＲＦパルスのプロファイルの半値幅ＦＷＨＭが、ＲＦパルスの数の倍率に改善される。
【０１１３】
なお、ＭＴ−ＰＡＳＬ法で用いられる標識用のＲＦパルスは、必ずしもスラブ励起特性が良くなくてもよい。Ｚ軸方向に流れがある場合でも、一様な栓流（ｐｌｕｂ ｆｌｏｗ）でタグ条件を最適化して緩和を無視すれば、静止部と同じになる。層流や乱流の場合は流れが互いに混じるので多少異なる可能性はあるが、空間的に０°〜１８０°に至る遷移部が短く、Ｔｉｎｔが十分に短ければ（〜１００ｍｓ）、誤差として無視できる。
【０１１４】
また、タグ厚は、通常用いられるＲＦパルスのプロファイルの半値幅ＦＷＨＭで定義されるので、複数の標識用のＲＦパルスのＦＷＨＭごとに流速方向で隙間なく重なるようにすれば、スラブ間の１８０°以下の部分でのｔａｇ効率の劣化を無視できる。逆に、ｓｌａｂ空間特性が同等でよいのであれば、ＭＴ−ＰＡＳＬでは、ピーク値の小さいプロファイルの良くないＲＦパルスを使用すれば、ＳＡＲは同等にできるし、最大ＲＦパワーの制約も低減できる。
【０１１５】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態では、上述した第１及び第３の実施形態に関する各種の変形例について説明する。
【０１１６】
例えば、標識用のＲＦパルスを印加するタイミングについては、頭部のＡＳＬでは、標識用のＲＦパルスが印加される位置となる頸動脈の近辺では流速が心臓の収縮期で最大となる。そのため、例えば、撮像条件設定部３６ａは、ＥＣＧセンサ２１によって検出された心拍に基づいて、血流の流速が最大速度となる心臓の収縮期を含む期間に標識用のＲＦ波が印加されるように撮像条件を設定するようにしてもよい。タグ厚が薄いか流速が速くて、Ｔｔａｇが１心拍周期に比べて短くなる場合は、ＶｂｌｏｏｄはＴｔａｇ内で一定とみなせるので、定常流に近似でき、かつ、その場合は流速が速い方がＴｉｎｔを短くできるので都合がよい。
【０１１７】
例えば、心拍周期は通常１ｓｅｃ前後で、Ｖｂｌｏｏｄが頸動脈で平均とされる３０ｃｍ／ｓｅｃの場合、通常のタグ厚とされるＤｔａｇ＝１０〜２０ｃｍでＴｔａｇ＝０．３３−０．６７ｓｅｃと心拍周期以下となる。心拍に基づいて標識用のＲＦパルスの印加タイミングを収縮期に合わせると、Ｖｂｌｏｏｄが大きいので、Ｔｉｎｔはもっと短くできる。例えば、Ｄｔａｇ＝１０ｃｍでＶｂｌｏｏｄ＝１００ｃｍであれば、Ｔｉｎｔ＝０．１ｓｅｃとなる。このように、最適条件でのＴｉｎｔが心拍周期以下ならば、収縮期から複数のＲＦパルスを印加するのは効果的である。
【０１１８】
また、Ｄｔａｇ自体をＴｉｎｔが心拍周期の整数倍（通常は１倍）になるように設定することも可能である。特に、ＳＡＲが問題となる場合には、Ｔｉｎｔを大きくしつつタグ効率を最大化するための１つの方法である。例えば、Ｄｔａｇ＝１００ｃｍでＶｂｌｏｏｄ＝１００ｃｍ／ｓｅｃであれば、Ｔｉｎｔ＝１ｓｅｃとほぼ心拍周期となる。ただし、実際は血液のＴ１が１．５ｓｅｃ程度なので、心拍周期間隔で標識用のＲＦパルスを印加する回数は、２回程度が望ましい。
【０１１９】
ここで、ＭＴ−ＰＡＳＬ法では、必ずしも心拍に基づいてＲＦパルスの印加タイミングを制御しなくても、タグ条件を対象血管の平均流速（公称値又は計測値）における最適条件に設定しておけば、心電同期しないＳＴ−ＰＡＳＬ法に比べて、タグ効率の向上が期待できる。
【０１２０】
なお、ここで説明した最適なタグ条件の設定方法は、ＭＴ−ＰＡＳＬ法のみならず、後述するＨＥ−ＭＴ−ＰＡＳＬ法でも同様に適用できる。また、標識用のＲＦパルスの印加に関する特長であるので、イメージング部とは独立に適用できる。すなわち、イメージング部が１つであるｓｉｎｇｌｅ ＴＩでも複数のｍｕｌｔｉ ＴＩでも適用できる。
【０１２１】
また、ここで説明した流速変動時のＴｔａｇ制御法はＭｕｌｔｉ−Ｔａｇ（ＭＴ）においてタグ効率の向上に有用であるが、Ｓｉｎｇｌｅ−Ｔａｇ（ＳＴ）のＳＴ−ＰＡＳＬにおいても流速が複数回のタグごとに変動する場合にＴｔａｇを一定化、ひいてはｔａｇ血液の流量を一定化するために適用可能である。
【０１２２】
なお、タグ部に流速の異なる複数の血管が存在する場合は、一本の結果の流速（時間分布）で決めても他の血管では合わなくなる。標識対象が頚部なら脳組織へ行く主要な動脈として内頸動脈、外頸動脈と脊椎骨動脈があり、前者２者により後者より流速が遅い。その場合は平均流速であわせるか血流量の多い頸動脈であわせるのがよいが、ＭＴ−ＰＡＳＬ法のタグ厚が薄くなるほどあまり差異はなくなる。
【０１２３】
また、上記実施形態で説明したＭＴ−ＰＡＳＬ法は、Ｈａｄａｍａｒｄ Ｅｎｃｏｄｉｎｇ（ＨＥ）法に適用することもできる。ＨＥ法については、例えば、ＣＡＳＬ法と組み合わせた方法が、Wells JA at al. In vivo hadamard encoded continuous arterial spin labeling (H-CASL). MRM 63:1111-1118 (2010)により提案されている。以下では、ＨＥ法を用いたＭＴ−ＰＡＳＬ法であるＨＥ−ＭＴ−ＭＡＳＬ法について説明する。
【０１２４】
ＨＥ−ＭＴ−ＭＡＳＬ法では、例えば、データ収集部３６ｂは、タグモード用のＲＦパルスとコントロールモード用のＲＦパルスとを所定の時間間隔ごとに効率よく配置してデータを収集し、収集した画像を加減算することで、待ち時間ＴＩが異なる複数のＡＳＬ画像を得るＨＥ−ＭＴＰＡＳＬ法を実行する。この方法によれば、ＳＴ−ＳＩ法やＳＴ−ＭＩ法に比べて、ＳＮＲをより向上させることができる。
【０１２５】
図２２及び２３は、第３の実施形態に係るＨＥ−ＭＴ−ＭＡＳＬ法を説明するための図である。ＨＥ−ＭＴ−ＰＡＳＬ法では、例えば、異なる待ち時間ＴＩの組み合わせ数Ｎが、３、５、７、１５・・・など、すなわち、Ｎ＝２ｎ−１（ｎは自然数）に設定される。例えば、図２２は、異なる待ち時間ＴＩの組み合わせ数Ｎ＝７（ｎ＝２）である例を示している。
【０１２６】
なお、図２２に示す複数のＲＦパルス（ｔａｇ／ｃｏｎｔｒｏｌ ＲＦ）のうち、左下がりの斜線が付されたものはタグモード用のＲＦパルスであり、右下がりの斜線が付されたものはコントロールモード用のＲＦパルスである。図２２に示すように、例えば、Ｎ＝７とした場合には、ＲＦパルスの順序が異なるＮ＋１＝８種類のパルスシーケンスの組み合わせが用いられる。なお、ＴＩ（ｉ）は、ｋ＝１〜８の各パルスシーケンスで同じであれば、任意の時間間隔でよい。
【０１２７】
ここで、ｋ＝１〜８の各パルスシーケンスで収集されるデータの複素信号をＳｋとし、各ＴＩ（ｉ）における４倍の差分信号Ｓ｛ＴＩ（ｉ）｝、ｉ＝１〜７は、以下の式で求められる。
【０１２８】
Ｓ｛ＴＩ（ｉ）｝＝４［Ｓ｛ＴＩ（ｉ）｝−Ｓｃｏｎｔ｛ＴＩ（ｉ）｝］
【０１２９】
すなわち、ｉ＝１〜７とした場合には、Ｓ｛ＴＩ（１）｝〜Ｓ｛ＴＩ（７）｝は、以下の式により求められる。
【０１３０】
Ｓ｛ＴＩ（１）｝＝Ｓ１−Ｓ２＋Ｓ３−Ｓ４＋Ｓ５−Ｓ６＋Ｓ７−Ｓ８
Ｓ｛ＴＩ（２）｝＝Ｓ１＋Ｓ２−Ｓ３−Ｓ４＋Ｓ５＋Ｓ６−Ｓ７−Ｓ８
Ｓ｛ＴＩ（３）｝＝Ｓ１−Ｓ２−Ｓ３＋Ｓ４＋Ｓ５−Ｓ６−Ｓ７＋Ｓ８
Ｓ｛ＴＩ（４）｝＝Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３＋Ｓ４−Ｓ５−Ｓ６−Ｓ７−Ｓ８
Ｓ｛ＴＩ（５）｝＝Ｓ１−Ｓ２＋Ｓ３−Ｓ４＋Ｓ５−Ｓ６＋Ｓ７−Ｓ８
Ｓ｛ＴＩ（６）｝＝Ｓ１＋Ｓ２−Ｓ３−Ｓ４−Ｓ５−Ｓ６＋Ｓ７＋Ｓ８
Ｓ｛ＴＩ（７）｝＝Ｓ１−Ｓ２−Ｓ３＋Ｓ４−Ｓ５＋Ｓ６＋Ｓ７−Ｓ８
【０１３１】
そして、この場合のＳＮＲは、１回あたりの差分のＮＡＱ＝（Ｎ＋１）／２回加算に相当するｓｑｒｔ［（Ｎ＋１）／２］倍となる。ここでは、ＮＡＱ＝４回加算に相当するｓｑｒｔ（４）＝２倍となる。すなわち、最終的には、合成演算の結果として、図２３に示すように、ＴＩが分離されたＲＦパルスとイメージング（Ｉｍａｇｉｎｇ）部とが配置され、ＳＮＲが２倍の差分画像が生成される。
【０１３２】
また、１回の繰り返し時間をＴｒｅｐｅａｔとすると、撮像時間は、Ｎ組のＴＩに対して、
（Ｎ＋１）＊Ｔｒｅｐｅａｔとなる。一方、標識用のＲＦパルスを１回印加するごとにデータ収集を行う場合には、撮像時間は、Ｎ組のＴＩに対して、２＊（Ｎ＋１）／２＊Ｎ＊Ｔｒｅｐｅａｔ＝Ｎ（Ｎ＋１）＊Ｔｒｅｐｅａｔとなる。したがって、ＨＥ−ＭＴ−ＳＩ法では、標識用のＲＦパルスを１回印加するごとにデータ収集を行う場合に比べて、撮像時間比はＮ＋１／Ｎ（Ｎ＋１）＝１／Ｎとなる。つまり、Ｎ＝７とした場合には、標識用のＲＦパルスを１回印加するごとにデータ収集を行う場合と同等のＳＮＲのＴＩの異なる差分画像が、１／７の時間で得られることになる。
【０１３３】
なお、ＡＳＬ ＭＲ Ｐｅｒｆｕｓｉｏｎ（ＡＳＬ−ＭＲＰ）において一般的なＳＴ−ＰＡＳＬ法では、十分なＳＮＲを確保するためには数回程度の加算平均が行われる。これに対し、上述したＨＥ−ＭＴ−ＰＡＳＬ法によれば、同一のデータが１回の収集のみで得られ、かつ、数段階のＴＩの加算平均と等価な画像が得られるので、収集時間を有効に短縮することができる。なお、コントロールモード用のＲＦパルスは、ＭＲＰ用でＭＴＣが問題となる場合のみ印加されればよい。したがって、血管のＭＲＡ用などでＭＴＣが問題とならない場合には、コントロールモード用のＲＦパルスは省略されてもよい。
【０１３４】
以上、ＨＥ−ＭＴ−ＰＡＳＬ法を用いた例を説明したが、この方法では、血液の流速に応じたタグ間隔の制御など、タグ条件に制約がある。さらに、ＨＥ法では、血液の流速が時間的に変動する場合、例えば拍動流下で用いられる場合には、同一時刻でのＲＦパルスのタイミングで血液の流速が同じでないと、画像を加減算する際、特に減算の際に、不要なタイミングで標識化された流体信号が意図した通りに消えない場合もある。これは、ＰＡＳＬと組み合わせた場合でも、ＣＡＳＬと組み合わせた場合でも同様である。
【０１３５】
そこで、例えば、同一時刻のＲＦパルスが同一の心位相で行われるように、例えば、心拍のゲート信号におけるＲ波をトリガ信号として、最初のＲＦパルスを印加するようにしてもよい。
【０１３６】
さらに、ＰＡＳＬ法では、定常流であってもタグ効率を最大化するためには、タグ厚とタグ間隔などのタグ条件を血液の流速に合わせて制御するのが望ましい。そこで、例えば、データ収集部３６ｂが、対象血管の流速、径又は流量に基づいて、タグ効率が最大になるように、タグ厚、タグ間隔及びＲＦパルスの数を設定するようにしてもよい。なお、この場合には、例えば、対象血管の流速、径、及び流量は、統計データなどに基づいて、あらかじめ血管の種類ごとに装置に記憶させておく。また、例えば、対象血管の流速は、ｐｈａｓｅ ｃｏｎｔｒａｓｔ ＭＲＡ法などにより、動的に求めてもよい。このようなタグ条件の最適化に関しては、上記実施形態で説明した、複数の標識用のパルスを用いるＭＴ−ＰＡＳＬ法をそのまま適用することができる。
【０１３７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１３８】
１００ ＭＲＩ（磁気共鳴イメージング）装置
３０ 計算機システム
３２ 画像再構成部
３６ 制御部
３６ａ 撮像条件設定部
３６ｂ データ収集部
３６ｃ 血流画像生成部
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、磁気共鳴イメージング装置により造影剤を用いずに血流情報を得る方法として、ＡＳＬ（Arterial Spin Labeling）法が知られている。ＡＳＬ法は、被検体にＲＦ波を印加することで被検体内を流れる血液を磁気的に標識化し、標識化された血液をトレーサとして利用することによって、灌流（パフュージョン：Perfusion）画像を得る方法である。
【０００３】
かかるＡＳＬ法には、例えば、ＰＡＳＬ（Pulsed ASL）法や、ＣＡＳＬ（Continuous ASL）法、ＰＣＡＳＬ（Pulsed Continuous ASL）法がある。ＰＡＳＬ法はパルス波（ＲＦパルス）を用いる方法であり、ＣＡＳＬ法は連続波を用いる方法である。また、ＰＣＡＳＬ法は、ＣＡＳＬ法の実用化を目的としたものであり、短いＲＦパルスを多数用いる方法である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Edelmann RR et al、Radiology 192:513-519(1994)
【非特許文献２】木村徳典: Modified STAR using asymmetric inversion slabs（ＡＳＴＡＲ）法による非侵襲血流イメージング、日磁医誌 2001;20(8)、374-385
【非特許文献３】Kwong KK, Chesler DA, koff RM, Donahue KM, et al、MR perfusion studies with T1-weighted echo planar imaging、Magn Reson Med 1995; 34:878-887
【非特許文献４】Mani S et al. MRM 37:898-905 (1997)
【非特許文献５】Wells JA at al. In vivo hadamard encoded continuous arterial spin labeling（Ｈ−ＣＡＳＬ）. MRM 63:1111-1118 (2010)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、ＳＡＲや血管信号の残存を低減するとともに、血流信号のＳＮＲを向上させることができることができる磁気共鳴イメージング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、撮像条件設定部と、データ収集部と、画像再構成部と、流体画像生成部とを備える。撮像条件設定部は、被検体内を流れる流体の流速に応じて、当該流体の標識化を行うためのＲＦ波が印加されるタグ領域の空間的な厚さを示すタグ厚及び当該ＲＦ波が印加される時間間隔を示すタグ間隔を含むタグ条件を設定する。データ収集部は、前記撮像条件設定部により設定された前記タグ間隔で前記ＲＦ波を前記タグ領域に複数回印加し、当該ＲＦ波が印加されてから所定の待ち時間が経過した後に前記流体が流れる撮像領域の磁気共鳴データを収集する。画像再構成部は、前記データ収集部により収集された磁気共鳴データから画像を再構成する。流体画像生成部は、画像再構成部により再構成された画像から流体画像を生成する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置の構成例を示す図である。
【図２】図２は、従来のＡＳＬ法の原理を説明するための図（１）である。
【図３】図３は、従来のＡＳＬ法の原理を説明するための図（２）である。
【図４】図４は、従来のＡＳＬ法の原理を説明するための図（３）である。
【図５】図５は、従来のＡＳＬ法の原理を説明するための図（４）である。
【図６】図６は、従来のＰＡＳＬ法を説明するための図である。
【図７】図７は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００により実行されるＭＴ−ＰＡＳＬ法の概要を示す図である。
【図８】図８は、第１の実施形態に係るＭＴ−ＰＡＳＬ法による血液の標識化を説明するための図（１）である。
【図９】図９は、第１の実施形態に係るＭＴ−ＰＡＳＬ法による血液の標識化を説明するための図（２）である。
【図１０】図１０は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００の構成例を示す図である。
【図１１】図１１は、第１の実施形態に係るＭＴ−ＰＡＳＬ法におけるタグ間隔とＡＩＦとの関係を示す図（１）である。
【図１２】図１２は、第１の実施形態に係るＭＴ−ＰＡＳＬ法におけるタグ間隔とＡＩＦとの関係を示す図（２）である。
【図１３】図１３は、第１の実施形態に係るＭＴ−ＰＡＳＬ法におけるタグ間隔とＡＩＦとの関係を示す図（３）である。
【図１４】図１４は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００によって実行されるＭＴ−ＰＡＳＬ法の処理手順を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、第２の実施形態に係るＭＴ−ＰＡＳＬ法によるタグ厚を固定した場合のデータ収集を説明するための図（１）である。
【図１６】図１６は、第２の実施形態に係るＭＴ−ＰＡＳＬ法によるタグ厚を固定した場合のデータ収集を説明するための図（２）である。
【図１７】図１７は、第２の実施形態に係るＭＴ−ＰＡＳＬ法によるタグ厚を固定した場合のデータ収集を説明するための図（３）である。
【図１８】図１８は、第２の実施形態に係るＭＴ−ＰＡＳＬ法による通過時間を固定した場合のデータ収集を説明するための図（１）である。
【図１９】図１９は、第２の実施形態に係るＭＴ−ＰＡＳＬ法による通過時間を固定した場合のデータ収集を説明するための図（２）である。
【図２０】図２０は、第２の実施形態に係るＭＴ−ＰＡＳＬ法による通過時間を固定した場合のデータ収集を説明するための図（３）である。
【図２１】図２１は、第２の実施形態に係るＭＴ−ＰＡＳＬ法におけるＲＦパルスのプロファイルの改善を説明するための図である。
【図２２】図２２は、第３の実施形態に係るＨＥ−ＭＴ−ＭＡＳＬ法を説明するための図（１）である。
【図２３】図２３は、第３の実施形態に係るＨＥ−ＭＴ−ＭＡＳＬ法を説明するための図（２）である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下では添付図面を参照して、磁気共鳴イメージング装置の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態では、磁気共鳴イメージング装置をＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置と呼ぶ。
【０００９】
実施形態に係るＭＲＩ装置は、撮像条件設定部と、データ収集部と、画像再構成部と、流体画像生成部とを備える。撮像条件設定部は、被検体内を流れる流体の流速に応じて、当該流体の標識化を行うためのＲＦ波が印加されるタグ領域の空間的な厚さを示すタグ厚及び当該ＲＦ波が印加される時間間隔を示すタグ間隔を含むタグ条件を設定する。データ収集部は、前記撮像条件設定部により設定された前記タグ間隔で前記ＲＦ波を前記タグ領域に複数回印加し、当該ＲＦ波が印加されてから所定の待ち時間が経過した後に前記流体が流れる撮像領域の磁気共鳴データを収集する。画像再構成部は、前記データ収集部により収集された磁気共鳴データから画像を再構成する。流体画像生成部は、画像再構成部により再構成された画像から流体画像を生成する。
【００１０】
なお、以下に示す実施形態では、流体を血液とし、流体画像を血流画像とした場合の例について説明するが、例えば、流体をＣＳＦ（CcerebroSpinal fluid）とした場合でも同様の実施形態を適用可能である。また、以下に示す実施形態では、血流画像を灌流画像とした場合の例について説明するが、例えば、血流画像を血管画像（ＭＲＡ（ＭＲ Ａｎｇｉｏ）：アンギオ画像）とした場合でも同様の実施形態を適用可能である。
【００１１】
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置の構成例について説明する。図１は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置の構成例を示す図である。図１に示すように、このＭＲＩ装置１００は、静磁場磁石１、傾斜磁場コイル２、傾斜磁場電源３、寝台４、寝台制御部５、送信ＲＦコイル６、送信部７、受信ＲＦコイル８、受信部９、シーケンサ１０、ＥＣＧ（Electrocardiogram）センサ２１、ＥＣＧユニット２２、及び計算機システム３０を備える。
【００１２】
静磁場磁石１は、中空の円筒形状に形成された磁石であり、内部の空間に一様な静磁場を発生する。この静磁場磁石１としては、例えば永久磁石、超伝導磁石等が使用される。
【００１３】
傾斜磁場コイル２は、中空の円筒形状に形成されたコイルであり、静磁場磁石１の内側に配置される。この傾斜磁場コイル２は、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚの各軸に対応する３つのコイルが組み合わされて形成されており、これら３つのコイルは、後述する傾斜磁場電源３から個別に電流供給を受けて、Ｘ，Ｙ，Ｚの各軸に沿って磁場強度が変化する傾斜磁場を発生させる。なお、Ｚ軸方向は、静磁場と同方向とする。傾斜磁場電源３は、傾斜磁場コイル２に電流を供給する。
【００１４】
ここで、傾斜磁場コイル２によって発生するＸ，Ｙ，Ｚ各軸の傾斜磁場は、例えば、スライス選択用傾斜磁場Ｇｓ、位相エンコード用傾斜磁場Ｇｅ及びリードアウト用傾斜磁場Ｇｒにそれぞれ対応する。スライス選択用傾斜磁場Ｇｓは、任意に撮像断面を決めるために利用される。位相エンコード用傾斜磁場Ｇｅは、空間的位置に応じて磁気共鳴信号の位相を変化させるために利用される。リードアウト用傾斜磁場Ｇｒは、空間的位置に応じて磁気共鳴信号の周波数を変化させるために利用される。
【００１５】
寝台４は、被検体Ｐが載置される天板４ａを備え、後述する寝台制御部５による制御のもと、被検体Ｐが載置された状態で天板４ａを傾斜磁場コイル２の空洞（撮像口）内へ挿入する。通常、この寝台４は、長手方向が静磁場磁石１の中心軸と平行になるように設置される。寝台制御部５は、制御部３６による制御のもと、寝台４を制御する装置であり、寝台４を駆動して、天板４ａを長手方向及び上下方向へ移動する。
【００１６】
送信ＲＦコイル６は、傾斜磁場コイル２の内側に配置され、送信部７から高周波パルスの供給を受けて高周波磁場を発生する。送信部７は、ラーモア周波数に対応する高周波パルスを送信ＲＦコイル６に送信する。
【００１７】
受信ＲＦコイル８は、傾斜磁場コイル２の内側に配置され、上記の高周波磁場の影響によって被検体Ｐから放射される磁気共鳴信号を受信する。この受信ＲＦコイル８は、磁気共鳴信号を受信すると、その磁気共鳴信号を受信部９へ出力する。
【００１８】
受信部９は、受信ＲＦコイル８から出力される磁気共鳴信号に基づいてＭＲ（Magnetic Resonance：磁気共鳴）データを生成する。具体的には、この受信部９は、受信ＲＦコイル８から出力される磁気共鳴信号をデジタル変換することによってＭＲデータを生成する。このＭＲデータは、前述したスライス選択用傾斜磁場Ｇｓ、位相エンコード用傾斜磁場Ｇｅ及びリードアウト用傾斜磁場Ｇｒによって、ＰＥ（Phase Encode）方向、ＲＯ（Read Out）方向、ＳＥ（Slice Encode）方向の空間周波数の情報が対応付けられることで、ｋ空間に対応するデータとして生成される。そして、ＭＲデータを生成すると、受信部９は、そのＭＲデータをシーケンサ１０へ送信する。なお、受信部９は、静磁場磁石１や傾斜磁場コイル２などを備える架台装置側に備えられていてもよい。
【００１９】
シーケンサ１０は、計算機システム３０から送信されるシーケンス情報に基づいて、傾斜磁場電源３、送信部７及び受信部９を駆動することによって、被検体Ｐのスキャンを行う。ここで、シーケンス情報とは、傾斜磁場電源３が傾斜磁場コイル２に供給する電源の強さや電源を供給するタイミング、送信部７が送信ＲＦコイル６に送信するＲＦ信号の強さやＲＦ信号を送信するタイミング、受信部９が磁気共鳴信号を検出するタイミングなど、スキャンを行うための手順を定義した情報である。
【００２０】
なお、シーケンサ１０は、傾斜磁場電源３、送信部７及び受信部９を駆動して被検体Ｐをスキャンした結果、受信部９からＭＲデータが送信されると、そのＭＲデータを計算機システム３０へ転送する。
【００２１】
ＥＣＧセンサ２１は、被検体Ｐの体表に付着され、被検体Ｐの心拍、脈波、呼吸などを示すＥＣＧ信号を電気信号として検出する。ＥＣＧユニット２２は、ＥＣＧセンサ２１により検出されたＥＣＧ信号にＡ／Ｄ変換処理やディレー処理を含む各種処理を施してゲート信号を生成し、生成したゲート信号をシーケンサ１０に送信する。
【００２２】
計算機システム３０は、ＭＲＩ装置１００の全体制御を行う。例えば、計算機システム３０は、上述した各部を駆動することで、データ収集や画像再構成などを行う。この計算機システム３０は、インタフェース部３１、画像再構成部３２、記憶部３３、入力部３４、表示部３５、及び制御部３６を有する。
【００２３】
インタフェース部３１は、計算機システム３０とシーケンサ１０との間でやり取りされる各種信号の送受信を制御する。例えば、このインタフェース部３１は、シーケンサ１０に対してシーケンス情報を送信し、シーケンサ１０からＭＲデータを受信する。ＭＲデータを受信すると、インタフェース部３１は、各ＭＲデータを被検体Ｐごとに記憶部３３に格納する。
【００２４】
画像再構成部３２は、記憶部３３によって記憶されたＭＲデータに対して後処理すなわちフーリエ変換等の再構成処理を施すことで、被検体Ｐの体内が描出された画像データを生成する。
【００２５】
記憶部３３は、インタフェース部３１により受信されたＭＲデータや、画像再構成部３２により生成された画像データなどを被検体Ｐごとに記憶する。
【００２６】
入力部３４は、操作者からの各種指示や情報入力を受け付ける。この入力部３４としては、マウスやトラックボールなどのポインティングデバイス、モード切替スイッチ等の選択デバイス、あるいはキーボード等の入力デバイスを適宜に利用可能である。
【００２７】
表示部３５は、制御部３６による制御のもと、スペクトラムデータあるいは画像データ等の各種の情報を表示する。この表示部３５としては、液晶表示器などの表示デバイスを利用可能である。
【００２８】
制御部３６は、図示していないＣＰＵやメモリ等を有し、ＭＲＩ装置１００の全体制御を行う。具体的には、この制御部３６は、入力部３４を介して操作者から受け付けられた各種指示に基づいてシーケンス情報を生成し、生成したシーケンス情報をシーケンサ１０に送信することによってスキャンを制御したり、スキャンの結果としてシーケンサ１０から送られるＭＲデータに基づいて行われる画像の再構成を制御したりする。
【００２９】
以上、実施形態１に係るＭＲＩ装置の構成例について説明した。このような構成のもと、ＭＲＩ装置１００は、ＡＳＬ法により灌流画像を作成する機能を有する。なお、ＡＳＬ法は、被検体にＲＦ波を印加することで被検体内を流れる血液を磁気的に標識化し、標識化された血液をトレーサとして利用することによって、灌流画像を得る方法である。
【００３０】
ここで、従来のＡＳＬ法による灌流画像の作成について説明する。図２〜５は、従来のＡＳＬ法の原理を説明するための図である。図２の（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ血管のフローモデルを示しており、「ａｒｔｅｒｙ」は動脈を示し、「ａｒｔｅｒｉｏｌｅ」は細動脈を示し、「ｃａｐｉｌｌａｒｙ」は毛細血管を示し、「ｖｅｉｎ」は静脈を示し、「Ｔｒａｃｅｒ」はトレーサを示している。また、「ｆｌｏｗ：ｆ」は血流の流れを示しており、矢印が血流の向きを示している。
【００３１】
図２の（ａ）に示すように、酸素や栄養素を含んだ血液は、動脈から流入し、平均通過時間（ＭＴＴ：Mean Transit Time）の間に毛細血管床内でガスや代謝物との交換後に、静脈へ流出される。ここで、比較的太い血管内の血液は灌流には寄与しないので、正確な灌流測定を行うためには、図２の（ｂ）に示すように、トレーサがすべて毛細血管内にあり、動脈及び静脈にはトレーサがない状態が望ましい。
【００３２】
図３の（ａ）は、図２と同様のフローモデルを示しており、血液が標識化されてから対象組織に達する前の遅れ時間Ｔｄ（Transit delay）が異なる３種類の毛細血管床を示している。また、図３の（ｂ）は、図３の（ａ）に示した３種類の毛細血管床それぞれの組織における信号強度の経時的な変化と、血液のＴ１緩和の経時的な変化を示している。ここで、血液のＴ１緩和Ｄ（ｔ）は、血液の縦緩和時間をＴ１ｂとすると、時間ｔの関数Ｄ（ｔ）＝ｅｘｐ［−ｔ／Ｔ１ｂ］で表される。
【００３３】
例えば、図３の（ａ）に示すように、脳などの一つの臓器内の毛細血管床には、Ｔｄが異なる無数の組織が集まっている（図３の（ａ）に示すＡ、Ｂ、Ｃ）。そして、一般的に、トレーサは動脈の上流のある１地点で与えられる。例えば、ＡＳＬでは、トレーサは頚動脈にＲＦ波を印加することによって与えられる。その結果、毛細血管床の組織における信号強度の変化は、トレーサによって、ｔ＝Ｔｄの到達後に立ち上がり、組織の血流動態に応じたＴＩＣ（Time Intensity Curve：信号強度曲線）となる。例えば、図３の（ｂ）に示すように、組織ＡではＴｄＡに立ち上がるＴＩＣとなり、組織ＢではＴｄＢに立ち上がるＴＩＣとなり、組織ＣではＴｄＣに立ち上がるＴＩＣとなる。また、ＡＳＬでは、Ｔｄが長いほどＴ１緩和による信号の減衰が大きくなる。
【００３４】
図４及び５は、図３と同様のフローモデルと信号強度及びＴ１緩和の経時的な変化とを示している。図４は、ボーラス幅が短い場合（図４の（ａ）に示すＴｂｏｌｕｓを参照）を示し、図５は、ボーラス幅が長い場合（図５の（ａ）に示すＴｂｏｌｕｓを参照）を示している。なお、図４及び５において、ボーラス濃度（ＡＩＦ（Arterial Input Function）の縦軸の大きさ）のは一定であるとする。このような場合には、図４の（ｂ）及び図５の（ｂ）に示すように、血液を標識化した後のある時刻ＴＩにおいて、Ｔｄの異なる組織間でトレーサ濃度（信号強度）の差異が低減し、トレーサ濃度自体も増大する。すなわち、ボーラス幅が長い方が、ＴｄにロバストにＳＮＲも大きくなる。
【００３５】
しかし、ある時刻ＴＩにおけるトレーサ濃度のみの測定では、測定された信号値は正しく血流に比例せず、組織毎にＴｄに応じた補正が必要になる。ＡＳＬでは、血液の縦緩和Ｄ（ｔ）は時間ｔのみに依存するので、測定された信号値を１／Ｄ（ｔ）で補正すれば、緩和を無視することができる。また、対象組織の大きさがボクセルサイズに比べて同程度か小さければ、ボクセル内でトレーサ濃度が平衡状態でなくても、トレーサの平均濃度が測定されるとみなすことができる。なお、トレーサのボーラス幅が組織内の毛細血管を満たすのに十分長ければ、トレーサの平均濃度は一定値以上にはならない。
【００３６】
このようなＡＳＬ法のニーズは、「造影剤を用いずに、毛細血管床のみで、太い血管の信号が抑制され、かつ、極力ＳＮＲ（Signal Noise Ratio）が大きく定量的な血流情報を得たい」ということである。また、別途、血管内の血流の形態や動態情報などを「付加的に得たい」というニーズもある。
【００３７】
従来、ＡＳＬ法は、その用途から、大きく、ＭＲＡ（ＭＲ Ａｎｇｉｏ）とＭＲＰ（ＭＲ Ｐｅｒｆｕｓｉｏｎ）とに分けられる。ＭＲＡは血管画像を得るための方法であり、ＭＲＰは灌流画像を得るための方法である。ＭＲＰでは、ＭＲＡに比べて血流信号のＳＮＲが背景の静止組織よりもはるかに小さい（１／１０００以下）画像が得られる。そのため、ＭＲＰでは、タグ画像とコントロール画像との差分をとるなど、背景信号を抑制するための処理が行われる。また、差分をとる場合でもコントロール画像とタグ画像とでＭＴＣ効果を同じにしたり、低マトリクスでの複数回の加算平均が行われたりする。
【００３８】
また、ＡＳＬ法は、ＲＦ波によるラベル方式の違いから、大きく、ＰＡＳＬ法と、ＣＡＳＬ法と、ＰＣＡＳＬ法とに分けられる。ＰＡＳＬ法はパルス波（ＲＦパルス）を用いる方法であり、ＣＡＳＬ法は連続波を用いる方法である。また、ＰＣＡＳＬ法は、ＣＡＳＬ法の実用化を目的としたものであり、短いＲＦパルスを多数用いる方法である。
【００３９】
なお、ＣＡＳＬ法とＰＣＡＳＬ法は性質が類似しているため、以下では、両者をまとめてＣＡＳＬ法と呼ぶ。また、ＰＡＳＬ法とＣＡＳＬ法とは、動脈血を標識化する際のトレーサ濃度の時間関数であるＡＩＦ（Arterial Input Function）に相当する縦磁化密度Ｍｚ（ｔ）の違いとしてモデル化される。
【００４０】
ＰＡＳＬ法は、ＣＡＳＬ法に対して血流信号のＳＮＲが不十分とされているが、ＲＦパルスの印加が１回であるので、ＲＦパルスの印加時間が２０ｍｓｅｃ程度と短い。そのため、ＰＡＳＬ法は、標識用のＲＦパルスが印加される範囲を通過する血液が反転される割合であるタグ効率が１００％に近い、流速や磁場変動に対して安定している、ＳＡＲが比較的小さい、などの特長を有する。
【００４１】
このＰＡＳＬ法では、タグ厚が１０ｃｍ〜∞と大きく設定され、標識化された血液のうち、上流側に位置する後端部が下流側に位置する先端部より送れて撮像領域に到達する。そのため、ＰＡＳＬのＡＩＦは、ＴＩの長さによって、血液のＴ１緩和による減衰を伴う形状となる。ここで、ＡＩＦにおける印加時間Ｔｔａｇは、血流の流速Ｖｂｌｏｏｄとタグ厚Ｄｔａｇとから決まる。タグ内の通過時間Ｔｔａｇは、定常流の場合は、Ｔｔａｇ＝Ｄｔａｇ／Ｖｂｌｏｏｄ及びＴｔｅｃのうち短い方、すなわち、Ｔｔａｇ＝ｍｉｎ［Ｄｔａｇ／Ｖｂｌｏｏｄ，Ｔｔｅｃ］で決まる。なお、Ｔｔｅｃは、標識用のＲＦパルスが印加されてからタグの血液信号をゼロにするためのサチュレーションパルスが印加されるまでの時間である。
【００４２】
一方、ＣＡＳＬ法は、標識化される血液の量（ＡＩＦの時間積分値）が大きいため、血流信号であるＡＳＬ信号のＳＮＲが高い。そのため、ＣＡＳＬ法では、標識用のＲＦ波が印加されてから磁気共鳴データが収集されるまでの待ち時間ＴＩを長く設定できるので、流速が遅い血管内の血液が撮像領域に残存しにくいという特長を有する。
【００４３】
以上、従来のＰＡＳＬ法及びＣＡＳＬ法について説明したが、これらＰＡＳＬ法及びＣＡＳＬ法では、以下のような課題があることが知られている。
【００４４】
まず、ＰＡＳＬ法は、ＳＮＲが低下するため、ＴＩを長く設定できない。そのため、ＰＡＳＬ法では、血流の流速が遅いか、又は流路が長いために、Ｔｄが大きい血管では血管信号が残存しやすいという課題がある。
【００４５】
一方、ＣＡＳＬ法は、ＲＦアンプやＳＡＲの制約によって実用的でない場合もある。また、ＣＡＳＬ法の改良法であるＰＣＡＳＬ法は、パルス波（ＲＦ波）を用いるものの、全体の印加時間が２ｓｅｃ程度と長い。そのため、ＣＡＳＬ法では、磁場不均一性に弱い、流速によりタグ効率がばらつく、ＰＡＳＬ法と比べてＳＡＲが大きい、などの課題がある。
【００４６】
また、ＣＡＳＬ法は、ＣＡＳＬ法は、ＳＮＲが大きいものの、ＴＩはＡＩＦの前半部（標識用のＲＦ波が印加される時間内で最初に標識化された部分）の方が後半部より長いため、Ｔｄの大きな組織でのＡＳＬ信号に寄与する確率が増大する。しかし、後半で標識化された部分は、撮像領域に到達できずに血管内に残存する確率が増大する。ＣＡＳＬでは、これを低減するために、標識用のＲＦ波が印加された後の待ち時間Ｔｐｌｄ（post labeling delay）を長くすることで、標識化された血液を消している。しかし、このＴｐｌｄが経過するまでの間は何も行わずに待つしかなく、無駄な時間が生じる。なお、かかるＣＡＳＬでは、Ｔｔａｇ＝Ｔｐｌｄで決まる。
【００４７】
また、連続的に血流の時間的な変化である動態変化を観察する場合には、ＣＡＳＬ法では、標識用のＲＦ波の印加からデータ収集までを繰り返す間隔である繰り返し時間Ｔｒｅｐｅａｔが長いため、ＰＡＳＬ法と比べて時間的な効率が劣る。標識用のＲＦ波を１回印加した後にＴＩを変化させながら連続的にデータ収集を行う場合は、ＣＡＳＬ法でもよい。しかし、通常のＭＲＰでは、イメージングのＳＮＲが不十分であるため、標識用のＲＦ波を複数回印加することによる加算平均が必要となるので、Ｔｒｅｐｅａｔは短いほうがトータルの時間は短くできる。
【００４８】
また、時間的な効率を向上させるための手法として、近年、Ｈａｄａｍａｒｄ Ｅｎｃｏｄｉｎｇ（ＨＥ）を応用した方法（以下、ＨＥ法と呼ぶ）が提案されている。このＨＥ法は、ＴＩの間の待ち時間を有効に利用して、タグモード用及びコントロールモード用のＲＦ波を効率よく組み合わせて複数の画像を収集し、収集した画像を加減算することによりＴＩを変えた複数のＡＳＬ画像を作成することで、収集時間を低減しつつＳＮＲを向上させる方法である。このＨＥ法は、ＣＡＳＬ法との組み合わせで提案されている。
【００４９】
かかるＨＥ法は、ＰＡＳＬ法及びＣＡＳＬ法の両方に適用可能であるが、イメージングの前に、標識用の多くのＲＦ波が必要になるため、１つのＲＦパルスを用いる方法と比べてＳＡＲが増大する方法である。したがって、ＨＥ法は、ＳＡＲが比較的大きくなることや、標識用のＲＦパルス間に空き時間が生じることなどの理由から、ＰＡＳＬ法との相性がよい。また、ＰＡＳＬ法では、ＲＦ波間の空き時間における任意の時刻に、背景組織を抑制するための複数個のｍＩＲパルスを追加しやすい。また、ＰＡＳＬ法では、標識用のＲＦ波が印加される際のＳＡＲを抑えることができるので、イメージングで許容されるＳＡＲを増やすことができる。すなわち、特に高磁場でＳＳＦＰが用いられる場合には、ＦＡ（Flip Angle）を大きく設定することができ、ＳＮＲを向上させることができる。
【００５０】
以上のように、従来のＰＡＳＬ法には、ＳＮＲが低い、大きな血管で血管信号が残存しやすいなどの課題がある。また、従来のＣＡＳＬ法には、ＰＡＳＬ法と比べてＳＡＲが大きい、タグ（標識用のパルス）の印加時間が長いなどの課題がある。
【００５１】
このような課題に対し、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、ＰＡＳＬ法をベースにしながら、ＣＡＳＬ法と比べてＳＡＲや血管信号の残存を低減するとともに、ＣＡＳＬ法と同じがそれ以上の血流信号のＳＮＲを提供することができるデータ収集方法を実行する。
【００５２】
具体的には、ＭＲＩ装置１００は、被検体内を流れる血液の流速に応じて、当該血液の標識化を行うためのＲＦ波が印加されるタグ領域の空間的な厚さを示すタグ厚及び当該ＲＦ波が印加される時間間隔を示すタグ間隔を含むタグ条件を設定する。そして、ＭＲＩ装置１００は、設定されたタグ間隔で標識用のＲＦ波をタグ領域に複数回印加し、当該ＲＦ波が印加されてから所定の待ち時間が経過した後に血液が流れる撮像領域のＭＲデータを収集し、収集されたＭＲデータから画像を再構成する。
【００５３】
以下、かかるＭＲＩ装置１００について具体的に説明する。まず、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００について説明する前に、従来のＰＡＳＬ法について説明しておく。図６は、従来のＰＡＳＬ法を説明するための図である。図６は、タグモード用のＲＦパルスを１回印加し、当該ＲＦパルスを印加してから待ち時間ＴＩが経過した後にデータ収集を行うＳｉｎｇｌｅ−Ｔａｇ−ＰＡＳＬ（ＳＴ−ＰＡＳＬ）法の一例を示している。図６において、（ａ）は、ＳＴ−ＰＡＳＬ法におけるＲＦパルスの印加範囲の一例を示しており、（ｂ）は、ＳＴ−ＰＡＳＬ法のパルスシーケンスの一例を示している。
【００５４】
ＰＡＳＬ法では、タグ画像を生成するためのタグモードのデータ収集とコントロール画像を生成するためのコントロールモードのデータ収集とがそれぞれ実行される。例えば、タグモードでは、図６に示すように、まず、撮像領域４１を包含する領域４２に飽和パルスＳＡＴ１が印加され、続いて、撮像領域４１の上流に設定されたタグ領域４３にタグモード用のＲＦパルスｔａｇ ＲＦが印加される。
【００５５】
その後、データ収集（図６（ｂ）示すｉｍａｇｉｎｇ）の開始からＴＩｎｓｓ２だけ前の時点で、撮像領域４１の上流に設定されたタグ領域４３及び下流に設定されたコントロール領域４４を含む領域４５に、領域非選択ＩＲパルスｎｓｓＩＲ２が印加される。続いて、ＲＦパルスｔａｇ ＲＦを印加してから所定の時間Ｔｔｅｃが経過した後に、撮像領域４１の上流に設定されたタグ領域４３を包含する領域４６に、飽和パルスＳＡＴ２が印加される。ここで、飽和パルスＳＡＴ２は、撮像領域４１内にある太い血管内の信号を低減させるために用いられる。
【００５６】
その後、データ収集の開始からＴＩｎｓｓ１だけ前の時点で、撮像領域４１の上流に設定されたタグ領域４３及び下流に設定されたコントロール領域４４を含む領域４５に、領域非選択ＩＲパルスｎｓｓＩＲ１が印加される。ここで、領域非選択ＩＲパルスｎｓｓＩＲ１及びｎｓｓＩＲ２は、所定のタイミングで縦磁化を反転させることで、脳の白質や灰白質などの複数の異なる組織の信号強度を選択的に抑制するために用いられる。そして、タグモード用のＲＦパルスを印加してから待ち時間ＴＩが経過した時点で、撮像領域４１からのデータ収集が開始される。
【００５７】
一方、コントロールモードでは、図６に示すように、まず、撮像領域４１を包含する領域４２に飽和パルスＳＡＴ１が印加され、続いて、撮像領域４１の下流に設定されたコントロール領域４４にコントロールモード用のＲＦパルスｃｏｎｔｒｏｌ ＩＲが印加される。
【００５８】
その後、タグモードと同様に、領域非選択ＩＲパルスｎｓｓＩＲ２、飽和パルスＳＡＴ２、及び領域非選択ＩＲパルスｎｓｓＩＲ１が順に印加される。そして、領域非選択ＩＲパルスｎｓｓＩＲ１を印加してからＴＩｎｓｓ１が経過した時点で、撮像領域４１からのデータ収集が開始される。
【００５９】
第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、上述したＰＡＳＬ法をベースにしながら、１回のデータ収集に対して標識用のＲＦパルスを複数回印加する撮像法を実行する。以下では、かかるＭＲＩ装置１００によって実行される撮像法をＭｕｌｔｉ−Ｔａｇ−ＰＡＳＬ（ＭＴ−ＰＡＳＬ）法と呼ぶ。
【００６０】
図７は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００により実行されるＭＴ−ＰＡＳＬ法の概要を示す図である。図７において、（ａ）は、従来のＳＴ−ＰＡＳＬ法によるデータ収集におけるＡＩＦと組織ＴＩＣとを示しており、（ｂ）は、ＭＴ−ＰＡＳＬ法によるデータ収集におけるＡＩＦと組織ＴＩＣとを示している。
【００６１】
図７の（ａ）に示すように、従来のＳＴ−ＰＡＳＬ法では、標識用のＲＦパルス（ｔａｇ／ｃｏｎｔｒｏｌ ＲＦ）５１が１回され、ＲＦパルス５１が印加されてから待ち時間ＴＩが経過した後にデータ収集（ｉｍａｇｉｎｇ）が行われる。この結果、図７の（ａ）に示すＡＩＦ６１及び組織ＴＩＣ７１が得られる。
【００６２】
これに対し、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、ＭＴ−ＰＡＳＬ法を実行する場合には、図７の（ｂ）に示すように、例えば、複数の標識用のＲＦパルス５２〜５４をタグ間隔Ｔｉｎｔで印加し、最初のＲＦパルス５２が印加されてから待ち時間ＴＩが経過した後にデータ収集を行う。なお、図７の（ｂ）において、ＡＩＦ６２及び組織ＴＩＣ７２はＲＦパルス５２に対応し、ＡＩＦ６３及び組織ＴＩＣ７３はＲＦパルス５３に対応し、ＡＩＦ６４及び組織ＴＩＣ７４はＲＦパルス５４に対応する。
【００６３】
ここで、例えば、ＭＲＩ装置１００は、被検体内を流れる血液の流速に応じて、タグ厚Ｄｔａｇ及びタグ間隔Ｔｉｎｔを含むタグ条件を設定する。具体的には、ＭＲＩ装置１００は、血液がタグ領域を通過するのに要する通過時間Ｔｔａｇとタグ間隔Ｔｉｎｔとが同じになるように、タグ厚Ｄｔａｇ及びタグ間隔Ｔｉｎｔの少なくとも一方を設定する。これにより、タグ間隔Ｔｉｎｔごとにタグ厚Ｄｔａｇで標識化された血液が空間的に隙間なく連続することになる。
【００６４】
図８及び９は、第１の実施形態に係るＭＴ−ＰＡＳＬ法による血液の標識化を説明するための図である。図８は、ＭＴ−ＰＡＳＬ法において標識用のＲＦパルスを３回印加した場合に標識化 される血液の空間的な分布の一例を示している。図８の（ａ）〜（ｃ）に示すように、例えば、ｔ＝０、ｔ＝Ｔｉｎｔ、ｔ＝２Ｔｉｎｔそれぞれにおいて、タグ厚をＤｔａｇとしたタグ領域８１にＲＦパルスが印加されたとする。この場合は、図８の（ｄ）に示すように、ｔ＝３Ｔｉｎｔにおいてタグ領域８１の外に流出する血液は、空間的に隙間なく標識化される結果、３Ｄｔａｇの範囲が標識化されることになる。
【００６５】
一方、図９は、ＳＴ−ＰＡＳＬ法において標識用のＲＦパルスを１回印加した場合に標識化される血液の空間的な分布の一例を示している。図９の（ａ）に示すように、例えば、ｔ＝０において、タグ厚が３Ｄｔａｇであるタグ領域８２にＲＦパルスが印加された場合には、図９の（ｂ）に示すように、ｔ＝３Ｔｉｎｔにおいてタグ領域８２の外に流出する血液は、３Ｄｔａｇの範囲が標識化されることになる。すなわち、ＭＴ−ＰＡＳＬ法においてタグ厚をＤｔａｇとしてＲＦパルスを３回印加した場合に標識化される血液の範囲は、ＳＴ−ＰＡＳＬ法においてタグ厚を３Ｄｔａｇとした場合に標識化される血液の範囲と同じになる。
【００６６】
この結果として、図７の（ｃ）に示すように、ＭＴ−ＰＡＳＬ法における全体のＡＩＦ６５は、ＡＩＦ６２〜６４を合成したものになり、ＳＴ−ＰＡＳＬ法におけるＡＩＦ６１に比べて、ＡＩＦの時間積分値が大きくなる。また、ＭＴ−ＰＡＳＬ法における全体の組織ＴＩＣ７５は、組織ＴＩＣ７２〜７４を合成したものになり、組織ＡＳＬ信号のＳＮＲが増大する。したがって、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００によれば、ＰＡＳＬ法をベースにしながら、ＣＡＳＬ法と比べてＳＡＲや血管信号の残存を低減するとともに、ＣＡＳＬ法と同じがそれ以上の血流信号のＳＮＲを提供することができる。
【００６７】
次に、上述したＭＲＩ装置１００の構成例について説明する。図１０は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００の構成例を示す図である。図１０では、図１に示したシーケンサ１０及び計算機システム３０を示しており、さらに、計算機システム３０が有する機能部のうち、インタフェース部３１、画像再構成部３２、記憶部３３、入力部３４、表示部３５、及び制御部３６を示している。
【００６８】
図１０に示すように、記憶部３３は、撮像パラメータ記憶部３３ａ、ＭＲデータ記憶部３３ｂ、及び画像データ記憶部３３ｃを有する。
【００６９】
撮像パラメータ記憶部３３ａは、血流画像を得るための撮像条件を設定するうえで必要な各種の撮像パラメータを記憶する。ＭＲデータ記憶部３３ｂは、インタフェース部３１を介してシーケンサ１０から受信されたＭＲデータを記憶する。画像データ記憶部３３ｃは、画像再構成部３２によりＭＲデータから再構成された画像を記憶する。
【００７０】
また、制御部３６は、撮像条件設定部３６ａ、データ収集部３６ｂ、血流画像生成部３６ｃ、及び表示制御部３６ｄを有する。
【００７１】
撮像条件設定部３６ａは、入力部３４を介して操作者から受け付けられた各種指示と、撮像パラメータ記憶部３３ａにより記憶された撮像パラメータとに基づいて撮像条件を設定する。また、撮像条件設定部３６ａは、ＭＴ−ＰＡＳＬ法による撮像が行われる場合には、被検体内を流れる血液の流速に応じて、当該血液の標識化を行うためのＲＦ波が印加されるタグ領域の空間的な厚さを示すタグ厚及び当該ＲＦ波が印加される時間間隔を示すタグ間隔を含むタグ条件を設定する。
【００７２】
なお、第１の実施形態では、撮像条件設定部３６ａは、ＭＴ−ＰＡＳＬ法による撮像が行われる場合に、血液の流れを定常流とみなしてタグ条件を設定する例について説明する。血液の流れを定常流とすると、血液の流速をＶｂｌｏｏｄ、タグ厚をＤｔａｇとした場合に、血液がタグ領域を通過するのに要する通過時間をＴｔａｇは、Ｔｔａｇ＝Ｄｔａｇ／Ｖｂｌｏｏｄで表される。
【００７３】
ここで、タグ効率を最大にするためには、血液の流速に応じて、タグ厚及びタグ間隔を含むタグ条件を最適に設定することが望まれる。そこで、撮像条件設定部３６ａは、ＭＴ−ＰＡＳＬ法による撮像が行われる場合に、血液が流れる方向で、順次標識化される血液が２回以上標識化されないように干渉を避け、かつ、標識化された血液間に隙間が生じないように、タグ条件を設定する。
【００７４】
具体的には、撮像条件設定部３６ａは、血液がタグ領域を通過するのに要する通過時間Ｔｔａｇとタグ間隔Ｔｉｎｔとが同じになるように、タグ厚Ｄｔａｇ及びタグ間隔Ｔｉｎｔを設定する。すなわち、撮像条件設定部３６ａは、以下に示す式１を満たすように、タグ間隔Ｔｉｎｔを設定する。
【００７５】
Ｔｉｎｔ＝Ｄｔａｇ／Ｖｂｌｏｏｄ ・・・（式１）
【００７６】
図１１〜１３は、第１の実施形態に係るＭＴ−ＰＡＳＬ法におけるタグ間隔とＡＩＦとの関係を示す図である。図１１は、Ｔｉｎｔ＝Ｔｔａｇとした場合を示しており、（ａ）は、標識化される血液の空間的な分布を示しており、（ｂ）は、標識用のＲＦパルスの印加タイミングを示しており、（ｃ）は、（ａ）に示した矢印８３の位置におけるＡＩＦを示している。また、図１２は、Ｔｉｎｔ＞Ｔｔａｇとした場合を示しており、（ａ）は、標識化される血液の空間的な分布を示しており、（ｂ）は、標識用のＲＦパルスの印加タイミングを示しており、（ｃ）は、（ａ）に示した矢印８４の位置におけるＡＩＦを示している。また、図１３は、Ｔｉｎｔ＜Ｔｔａｇとした場合を示しており、（ａ）は、標識化される血液の空間的な分布を示しており、（ｂ）は、標識用のＲＦパルスの印加タイミングを示しており、（ｃ）は、（ａ）に示した矢印８５の位置におけるＡＩＦを示している。
【００７７】
前述したように、通過時間Ｔｔａｇとタグ間隔Ｔｉｎｔとが同じになるようにタグ厚Ｄｔａｇ及びタグ間隔Ｔｉｎｔを設定することによって、図１１の（ａ）に示すように、血液が流れる方向で、タグ間隔Ｔｉｎｔごとにタグ厚Ｄｔａｇで標識化された血液が空間的に隙間なく連続することになる。この結果、図１１の（ｃ）に示すように、各ＲＦパルスに対応する個々のＡＩＦでは磁化が緩和しつつも、全体のＡＩＦでは、時間軸に沿ってＡＩＦが隙間なく並ぶことになり、ＡＩＦの時間積分値が増大する。
【００７８】
なお、Ｔｉｎｔ＞Ｔｔａｇとした場合には、図１２の（ａ）に示すように、空間的に標識化されない血液が生じるので、図１２の（ｃ）に示すように、各ＲＦパルスに対応するＡＩＦの間にも隙間が生じることになる。したがって、Ｔｉｎｔ＝Ｔｔａｇとした場合と比べてＡＩＦの時間積分値が小さくなり、タグ効率が低下することになる。
【００７９】
また、Ｔｉｎｔ＜Ｔｔａｇとした場合には、図１３の（ａ）に示すように、いったん標識化された血液の一部に含まれる核スピンが次のＲＦパルスによって再度反転（ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ）されることになる。これにより、ΔＭｚの値は、緩和によってＭ０からＭ０×ｅｘｐ（−ｔ／Ｔｉｎｔ）だけ小さくなった後に反転された値をＭ０から差し引くことになる。この結果、図１３の（ｃ）に示すように、各ＲＦパルスに対応するＡＩＦは、Ｔｉｎｔ＜ｔ＜ＴｔａｇでΔＭｚは０にならず、小さな正の値として残る。しかし、Ｔｉｎｔ＝Ｔｔａｇとした場合と比べてＡＩＦの時間積分値が小さくなり、タグ効率が低下することになる。
【００８０】
なお、撮像条件設定部３６ａは、例えば、血液の流速として、タグ部の血管（標識用のパルスが印加される血管）の種類ごとにあらかじめ決められた血液の標準的な流速を用いる。または、撮像条件設定部３６ａは、例えば、血液の流速として、本スキャンの前に行われるプリスキャンにより計測された血液の流速を用いるようにしてもよい。この場合には、ＭＲＩ装置１００は、例えば、プリスキャンにおいてＰｈａｓｅ Ｃｏｎｔｒａｓｔ（ＰＣ）法を実行することによって、血液の流速を計測する。
【００８１】
図１０の説明にもどって、データ収集部３６ｂは、撮像条件設定部３６ａにより設定された撮像条件に基づいてシーケンス情報を生成し、インタフェース部３１を介して、生成したシーケンス情報をシーケンサ１０に送信する。また、データ収集部３６ｂは、インタフェース部３１を介してシーケンサ１０から受信したＭＲデータをＭＲデータ記憶部３３ｂに格納する。
【００８２】
また、データ収集部３６ｂは、ＭＴ−ＰＡＳＬ法による撮像が行われる場合には、撮像条件設定部３６ａにより設定されたタグ間隔で標識用のＲＦ波をタグ領域に複数回印加し、当該ＲＦ波が印加されてから所定の待ち時間ＴＩが経過した後に血液が流れる撮像領域のＭＲデータを収集する。
【００８３】
具体的には、データ収集部３６ｂは、上述したＰＡＳＬ法によるデータ収集において、タグモードでは、撮像条件設定部３６ａにより設定されたタグ間隔で、タグモード用のＲＦパルスをタグ領域に複数回印加し、ＲＦ波が印加されてから待ち時間ＴＩが経過した後に撮像領域のＭＲデータを収集する。また、データ収集部３６ｂは、コントロールモードでは、撮像条件設定部３６ａにより設定されたタグ間隔で、コントロールモード用のＲＦパルスをコントロール領域に複数回印加し、ＲＦ波が印加されてから待ち時間ＴＩが経過した後に撮像領域のＭＲデータを収集する。
【００８４】
例えば、データ収集部３６ｂが、ｔ＝０、ｔ＝Ｔｉｎｔ、ｔ＝２Ｔｉｎｔそれぞれにおいて、タグ厚をＤｔａｇとしたタグ領域８１にＲＦパルスを印加した場合には、図８に示したように、ｔ＝３Ｔｉｎｔにおいてタグ領域８１の外に流出する血液は、空間的に隙間なく標識化される結果、３Ｄｔａｇの範囲が標識化されることになる。
【００８５】
画像再構成部３２は、データ収集部３６ｂにより収集されたＭＲデータから複数の異なる待ち時間ＴＩそれぞれに対応する複数の画像を再構成する。具体的には、画像再構成部３２は、タグモードで収集されたＭＲデータからタグ画像を再構成し、コントロールモードで収集されたＭＲデータからコントロール画像を再構成する。
【００８６】
血流画像生成部３６ｃは、画像再構成部３２により再構成された画像から血流画像を生成する。具体的には、血流画像生成部３６ｃは、画像再構成部３２により再構成されたタグ画像とコントロール画像とを同じＴＩごとに画像データ記憶部３３ｃから読み出し、読み出したタグ画像とコントロール画像との差分画像を血流画像として生成する。そして、血流画像生成部３６ｃは、生成した血流画像を内部メモリなどに保存する。
【００８７】
表示制御部３６ｄは、血流画像生成部３６ｃによって生成された血流画像を表示部３５に表示させる。具体的には、表示制御部３６ｄは、血流画像生成部３６ｃによって血流画像が内部メモリなどに保存されると、保存された血流画像を読み出して表示部３５に表示させる。
【００８８】
次に、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００によって実行されるＭＴ−ＰＡＳＬ法の処理手順について説明する。図１４は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００によって実行されるＭＴ−ＰＡＳＬ法の処理手順を示すフローチャートである。図１４に示すように、ＭＲＩ装置１００は、入力部３４を介して操作者からＭＴ−ＰＡＳＬ法による撮像の開始指示を受け付けると（ステップＳ１１，Ｙｅｓ）、以下の処理を実行する。
【００８９】
まず、撮像条件設定部３６ａが、被検体内を流れる血液の流速に応じて、当該血液の標識化を行うためのＲＦ波が印加されるタグ領域の空間的な厚さを示すタグ厚及び当該ＲＦ波が印加される時間間隔を示すタグ間隔を含むタグ条件を設定する（ステップＳ１２）。
【００９０】
続いて、データ収集部３６ｂが、撮像条件設定部３６ａにより設定されたタグ間隔で標識用のＲＦ波をタグ領域に複数回印加し、当該ＲＦ波が印加されてから所定の待ち時間ＴＩが経過した後に血液が流れる撮像領域のＭＲデータを収集する（ステップＳ１３）。
【００９１】
続いて、画像再構成部３２が、データ収集部３６ｂにより収集されたＭＲデータからタグ画像及びコントロール画像を再構成する（ステップＳ１４）。その後、血流画像生成部３６ｃが、画像再構成部３２により再構成されたタグ画像とコントロール画像との差分画像を血流画像として生成する（ステップＳ１５）。そして、表示制御部３６ｄが、血流画像生成部３６ｃによって生成された血流画像を表示部３５に表示させる（ステップＳ１６）。
【００９２】
上述したように、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００では、撮像条件設定部３６ａが、被検体内を流れる血液の流速に応じて、当該血液の標識化を行うためのＲＦ波が印加されるタグ領域の空間的な厚さを示すタグ厚及び当該ＲＦ波が印加される時間間隔を示すタグ間隔を含むタグ条件を設定する。また、データ収集部３６ｂが、撮像条件設定部３６ａにより設定されたタグ間隔で標識用のＲＦ波をタグ領域に複数回印加し、当該ＲＦ波が印加されてから所定の待ち時間が経過した後に、血液が流れる撮像領域のＭＲデータを収集する。そして、画像再構成部３２が、データ収集部３６ｂにより収集されたＭＲデータから画像を再構成する。したがって、第１の実施形態によれば、ＰＡＳＬ法をベースにしながら、ＣＡＳＬ法と比べてＳＡＲや血管信号の残存を低減するとともに、ＣＡＳＬ法と同じがそれ以上の血流信号のＳＮＲを提供することができる。
【００９３】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では、撮像条件設定部３６ａが、ＭＴ−ＰＡＳＬ法による撮像が行われる場合に、血液の流れを定常流とみなしてタグ条件を設定する場合の例について説明した。第２の実施形態では、血液の流れを拍動流（定常流ではない流れ）としてタグ条件を設定する場合の例について説明する。
【００９４】
第２の実施形態でも、撮像条件設定部３６ａは、血液がタグ領域を通過するのに要する通過時間Ｔｔａｇとタグ間隔Ｔｉｎｔとが同じになるように、タグ厚及びタグ間隔の少なくとも一方を設定する。具体的には、第２の実施形態では、撮像条件設定部３６ａは、時刻ｔにおける血液の流速をＶｂｌｏｏｄ（ｔ）、タグ厚をＤｔａｇ、タグ間隔をＴｉｎｔとして、以下に示す式１を満たすように、Ｄｔａｇ及びＴｉｎｔの少なくとも一方を設定する。
【００９５】
【数１】
【００９６】
例えば、撮像条件設定部３６ａは、血液の流れが拍動流である場合に、当該血液の流速の変化に応じて、タグ厚Ｄｔａｇが一定となるように、タグ間隔Ｔｉｎｔを動的に設定する。具体的には、撮像条件設定部３６ａは、タグ厚Ｄｔａｇを固定の値としたうえで、式２を満たすように、血液の流速Ｖｂｌｏｏｄ（ｔ）に応じて、タグ間隔Ｔｉｎｔを動的に設定する。これは、撮像条件設定部３６ａが、血液の流速の変化に応じてタグ間隔Ｔｉｎｔを変動させることを意味する。
【００９７】
図１５〜１７は、第２の実施形態に係るＭＴ−ＰＡＳＬ法によるタグ厚Ｄｔａｇを固定した場合のデータ収集を説明するための図である。図１５の（ａ）は、ＥＣＧセンサ２１によって検出されるＥＣＧ信号の経時的な変化を示しており、図１５の（ｂ）は、血液の流速Ｖｂｌｏｏｄ（ｔ）の経時的な変化を示している。また、図１５の（ｃ）は、標識用のＲＦパルスの印加タイミングを示しており、図１５の（ｄ）は、図１６の（ｃ）に示した矢印８６に対応するＡＩＦを示している。また、図１６の（ａ）〜（ｃ）は、ＭＴ−ＰＡＳＬ法においてタグ厚Ｄｔａｇを固定した場合に標識化される血液の空間的な分布を示しており、図１７は、ＳＴ−ＰＡＳＬ法において標識化される血液の空間的な分布の一例を示している。
【００９８】
第２の実施形態では、撮像条件設定部３６ａは、ＥＣＧセンサ２１によって検出された心拍に基づいて、ＭＴ−ＰＡＳＬ法のシーケンスの実行を制御する。例えば、図１５の（ａ）〜（ｃ）に示すように、撮像条件設定部３６ａは、１回のＭＴ−ＰＡＳＬ法のシーケンスで印加されるＲＦパルスの数を３回とし、１心拍ごとに１回のＭＴ−ＰＡＳＬ法のシーケンスを実行するようにタグ条件及び撮像条件を設定する。この結果、図１６に示すように、標識化された血液は、同じタグ厚で空間的に隙間無く並ぶことになる。
【００９９】
そして、ＡＩＦは、図１５の（ｄ）に示すように、ＲＦパルスごとに異なる時間間隔で並ぶことになる。例えば、ＭＴ−ＰＡＳＬ（図１５の（ｄ）に示す実線を参照）におけるＡＩＦは、図１７に示すようにＳＴ−ＰＡＳＬ法において標識用のＲＦパルスを１回印加した場合のＡＩＦ（図１５の（ｄ）に示す破線を参照）と比べて、時間積分値が大きくなる。
【０１００】
なお、撮像条件設定部３６ａは、例えば、超音波血流計などの血流計によって血液の流速Ｖｂｌｏｏｄ（ｔ）をリアルタイムに計測し、計測された流速を用いて動的にタグ間隔Ｔｉｎｔを設定する。または、例えば、撮像条件設定部３６ａは、血液の流速Ｖｂｌｏｏｄ（ｔ）として、タグ部の血管の種類ごとにあらかじめ決められた血液の標準的な流速を用いる。または、撮像条件設定部３６ａは、例えば、血液の流速Ｖｂｌｏｏｄ（ｔ）として、本スキャンの前に行われるプリスキャンにより計測された血液の流速を用いるようにしてもよい。この場合には、ＭＲＩ装置１００は、例えば、プリスキャンにおいてＰｈａｓｅ Ｃｏｎｔｒａｓｔ（ＰＣ）法を実行することによって、血液の流速を計測する。
【０１０１】
標準的な流速又はプリスキャンにより計測された流速を用いる場合には、例えば、本スキャンの前に計測された１心拍時間（ＴＲＲ）分の流速を用いて、１心拍内で印加するＲＦパルスの数ｎと、タグ間隔Ｔｉｎｔ（ｔ１）、Ｔｉｎｔ（ｔ２）、・・・Ｔｉｎｔ（ｔｎ）とが事前に決定されて記憶部３３などに記憶される。そして、撮像条件設定部３６ａは、ＥＣＧセンサ２１によって検出された心拍に基づいて、ゲート信号をＲ波と同期させながら、Ｒ波からの遅れ時間より所望の位相での流速を類推することにより、１心拍ごとに１回のＭＴ−ＰＡＳＬ法のシーケンスが実行されるように撮像条件を動的に設定する。なお、血液の流速は連続的に変化するので、例えば、撮像条件設定部３６ａは、各Ｔｉｎｔ間の平均流速を用いればよい。また、ＴＲＲは同一対象測定中に変動する可能性があるが、Ｒ波のタイミングは常に測定しており、次のＲ波までの変動が多少あっても大きな問題は生じない。
【０１０２】
または、例えば、撮像条件設定部３６ａは、血液の流れが拍動流である場合に、当該血液の流速の変化に応じて、血液がタグ領域を通過するのに要する通過時間Ｔｔａｇが一定となるようにタグ厚Ｄｔａｇを動的に設定してもよい。具体的には、撮像条件設定部３６ａは、通過時間Ｔｔａｇを固定の値としたうえで、式２を満たすように、血液の流速Ｖｂｌｏｏｄ（ｔ）に応じて、タグ厚Ｄｔａｇを動的に設定する。これは、撮像条件設定部３６ａが、血液の流速の変化に応じてタグ厚Ｄｔａｇを変動させることを意味する。
【０１０３】
図１８〜２０は、第２の実施形態に係るＭＴ−ＰＡＳＬ法による通過時間Ｔｔａｇを固定した場合のデータ収集を説明するための図である。図１８の（ａ）は、ＥＣＧセンサ２１によって検出されるＥＣＧ信号の経時的な変化を示しており、図１８の（ｂ）は、血液の流速Ｖｂｌｏｏｄ（ｔ）の経時的な変化を示している。また、図１８の（ｃ）は、標識用のＲＦパルスの印加タイミングを示しており、図１８の（ｄ）は、図１９の（ｃ）に示した矢印８７に対応するＡＩＦを示している。また、図１９の（ａ）〜（ｃ）は、ＭＴ−ＰＡＳＬ法において通過時間Ｔｔａｇを固定した場合に標識化される血液の空間的な分布を示しており、図２０は、ＳＴ−ＰＡＳＬ法において標識化される血液の空間的な分布の一例を示している。
【０１０４】
第２の実施形態では、撮像条件設定部３６ａは、ＥＣＧセンサ２１によって検出された心拍に基づいて、ＭＴ−ＰＡＳＬ法のシーケンスの実行を制御する。例えば、図１８の（ａ）〜（ｃ）に示すように、撮像条件設定部３６ａは、１回のＭＴ−ＰＡＳＬ法のシーケンスで印加されるＲＦパルスの数を３回とし、１心拍ごとに１回のＭＴ−ＰＡＳＬ法のシーケンスを実行するようにタグ条件及び撮像条件を設定する。この結果、図１９に示すように、標識化された血液は、流速に比例したタグ厚Ｄｔａｇ（ｔ１）、Ｄｔａｇ（ｔ２）、Ｄｔａｇ（ｔ３）で空間的には隙間無く並ぶことになる。
【０１０５】
そして、ＡＩＦは、図１８の（ｄ）に示すように、ＲＦパルスごとに同じ時間間隔で並ぶことになる。例えば、ＭＴ−ＰＡＳＬ（図１８の（ｄ）に示す実線を参照）におけるＡＩＦは、図２０に示すようにＳＴ−ＰＡＳＬ法において標識用のＲＦパルスを１回印加した場合のＡＩＦ（図１８の（ｄ）に示す破線を参照）と比べて、時間積分値が大きくなる。また、ＴＲＲ間でのＡＩＦ時間幅および空間厚は、タグ厚Ｄｔａｇを固定する場合と同じになる。
【０１０６】
なお、撮像条件設定部３６ａは、例えば、超音波血流計などの血流計によって血液の流速Ｖｂｌｏｏｄ（ｔ）をリアルタイムに計測し、計測された流速を用いて動的にタグ間隔Ｔｉｎｔを設定する。または、例えば、撮像条件設定部３６ａは、血液の流速Ｖｂｌｏｏｄ（ｔ）として、タグ部の血管の種類ごとにあらかじめ決められた血液の標準的な流速を用いる。または、撮像条件設定部３６ａは、例えば、血液の流速Ｖｂｌｏｏｄ（ｔ）として、本スキャンの前に行われるプリスキャンにより計測された血液の流速を用いるようにしてもよい。この場合には、ＭＲＩ装置１００は、例えば、プリスキャンにおいてＰｈａｓｅ Ｃｏｎｔｒａｓｔ（ＰＣ）法を実行することによって、血液の流速を計測する。
【０１０７】
標準的な流速又はプリスキャンにより計測された流速を用いる場合には、例えば、本スキャンの前に計測された１心拍時間（ＴＲＲ）分の流速を用いて、１心拍内で印加するＲＦパルスの数ｎと、タグ厚Ｄｔａｇ（ｔ１）、Ｄｔａｇ（ｔ２）、・・・Ｄｔａｇ（ｔｎ）とが事前に決定されて記憶部３３などに記憶される。そして、撮像条件設定部３６ａは、ＥＣＧセンサ２１によって検出された心拍に基づいて、ゲート信号をＲ波と同期させながら、Ｒ波からの遅れ時間より所望の位相での流速を類推することにより、１心拍ごとに１回のＭＴ−ＰＡＳＬ法のシーケンスが実行されるように撮像条件を動的に設定する。なお、血液の流速は連続的に変化するので、例えば、撮像条件設定部３６ａは、各Ｔｉｎｔ間の平均流速を用いればよい。また、ＴＲＲは同一対象測定中に変動する可能性があるが、Ｒ波のタイミングは常に測定しており、次のＲ波までの変動が多少あっても大きな問題は生じない。
【０１０８】
上述したように、第２の実施形態に係るＭＲＩ装置１００では、撮像条件設定部３６ａが、血液がタグ領域を通過するのに要する通過時間とタグ間隔とが同じになるように、タグ厚及びタグ間隔の少なくとも一方を設定する。例えば、撮像条件設定部３６ａは、通過時間が一定となるようにタグ厚を動的に設定する。または、撮像条件設定部３６ａは、タグ厚が一定となるようにタグ間隔を動的に設定する。いずれの場合でも、拍動流下でのＭＴ−ＰＡＳＬでも時間的な隙間のないＡＩＦが生成され、タグ効率を向上させることができる。
【０１０９】
なお、例えば、標識用のＲＦパルスが印加される総時間が同じであれば、Ｄｔａｇを小さく、又は、Ｔｉｎｔを短くすることでＲＦパルスの印加回数を多くしたほうが、ＡＩＦの緩和による減衰が小さくなるので、ＲＦパルスのスラブ空間特性（プロファイル）がより矩形に近くなってタグ効率が向上する。
【０１１０】
図２１は、第２の実施形態に係るＭＴ−ＰＡＳＬ法におけるＲＦパルスのプロファイルの改善を説明するための図である。図２１において、（ａ）は、ＳＴ−ＰＡＳＬ法におけるＲＦパルスのプロファイルを示しており、（ｂ）は、ＭＴ−ＰＡＳＬ法におけるＲＦパルスのプロファイルを示している。
【０１１１】
図２１に示すように、ＭＴ−ＰＡＳＬ法では、標識用のＲＦパルスを複数回印加することによって、ＳＴ−ＰＡＳＬ法と比べて、同一のＲＦパルスを用いても空間軸（ｚ）方向のスラブ空間特性（ｐｒｏｆｉｌｅ）が改善される。
【０１１２】
ここで、例えば、核スピンが最大で１８０°倒れるＲＦパルスの場合には、複数のＲＦパルスについて、隣り合うＲＦパルスの１８０°以下となる部分を半値幅の９０°になる位置ごとに重ねるようにするのが望ましい。これにより、２つのＲＦパルスが印加された場合に、それらのＲＦパルスの間の部分が合計で約１８０°になるので、核スピンが１８０°倒れることになる。すなわち、ＲＦパルスのプロファイルの半値幅ＦＷＨＭが、ＲＦパルスの数の倍率に改善される。
【０１１３】
なお、ＭＴ−ＰＡＳＬ法で用いられる標識用のＲＦパルスは、必ずしもスラブ励起特性が良くなくてもよい。Ｚ軸方向に流れがある場合でも、一様な栓流（ｐｌｕｂ ｆｌｏｗ）でタグ条件を最適化して緩和を無視すれば、静止部と同じになる。層流や乱流の場合は流れが互いに混じるので多少異なる可能性はあるが、空間的に０°〜１８０°に至る遷移部が短く、Ｔｉｎｔが十分に短ければ（〜１００ｍｓ）、誤差として無視できる。
【０１１４】
また、タグ厚は、通常用いられるＲＦパルスのプロファイルの半値幅ＦＷＨＭで定義されるので、複数の標識用のＲＦパルスのＦＷＨＭごとに流速方向で隙間なく重なるようにすれば、スラブ間の１８０°以下の部分でのｔａｇ効率の劣化を無視できる。逆に、ｓｌａｂ空間特性が同等でよいのであれば、ＭＴ−ＰＡＳＬでは、ピーク値の小さいプロファイルの良くないＲＦパルスを使用すれば、ＳＡＲは同等にできるし、最大ＲＦパワーの制約も低減できる。
【０１１５】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態では、上述した第１及び第３の実施形態に関する各種の変形例について説明する。
【０１１６】
例えば、標識用のＲＦパルスを印加するタイミングについては、頭部のＡＳＬでは、標識用のＲＦパルスが印加される位置となる頸動脈の近辺では流速が心臓の収縮期で最大となる。そのため、例えば、撮像条件設定部３６ａは、ＥＣＧセンサ２１によって検出された心拍に基づいて、血流の流速が最大速度となる心臓の収縮期を含む期間に標識用のＲＦ波が印加されるように撮像条件を設定するようにしてもよい。タグ厚が薄いか流速が速くて、Ｔｔａｇが１心拍周期に比べて短くなる場合は、ＶｂｌｏｏｄはＴｔａｇ内で一定とみなせるので、定常流に近似でき、かつ、その場合は流速が速い方がＴｉｎｔを短くできるので都合がよい。
【０１１７】
例えば、心拍周期は通常１ｓｅｃ前後で、Ｖｂｌｏｏｄが頸動脈で平均とされる３０ｃｍ／ｓｅｃの場合、通常のタグ厚とされるＤｔａｇ＝１０〜２０ｃｍでＴｔａｇ＝０．３３−０．６７ｓｅｃと心拍周期以下となる。心拍に基づいて標識用のＲＦパルスの印加タイミングを収縮期に合わせると、Ｖｂｌｏｏｄが大きいので、Ｔｉｎｔはもっと短くできる。例えば、Ｄｔａｇ＝１０ｃｍでＶｂｌｏｏｄ＝１００ｃｍであれば、Ｔｉｎｔ＝０．１ｓｅｃとなる。このように、最適条件でのＴｉｎｔが心拍周期以下ならば、収縮期から複数のＲＦパルスを印加するのは効果的である。
【０１１８】
また、Ｄｔａｇ自体をＴｉｎｔが心拍周期の整数倍（通常は１倍）になるように設定することも可能である。特に、ＳＡＲが問題となる場合には、Ｔｉｎｔを大きくしつつタグ効率を最大化するための１つの方法である。例えば、Ｄｔａｇ＝１００ｃｍでＶｂｌｏｏｄ＝１００ｃｍ／ｓｅｃであれば、Ｔｉｎｔ＝１ｓｅｃとほぼ心拍周期となる。ただし、実際は血液のＴ１が１．５ｓｅｃ程度なので、心拍周期間隔で標識用のＲＦパルスを印加する回数は、２回程度が望ましい。
【０１１９】
ここで、ＭＴ−ＰＡＳＬ法では、必ずしも心拍に基づいてＲＦパルスの印加タイミングを制御しなくても、タグ条件を対象血管の平均流速（公称値又は計測値）における最適条件に設定しておけば、心電同期しないＳＴ−ＰＡＳＬ法に比べて、タグ効率の向上が期待できる。
【０１２０】
なお、ここで説明した最適なタグ条件の設定方法は、ＭＴ−ＰＡＳＬ法のみならず、後述するＨＥ−ＭＴ−ＰＡＳＬ法でも同様に適用できる。また、標識用のＲＦパルスの印加に関する特長であるので、イメージング部とは独立に適用できる。すなわち、イメージング部が１つであるｓｉｎｇｌｅ ＴＩでも複数のｍｕｌｔｉ ＴＩでも適用できる。
【０１２１】
また、ここで説明した流速変動時のＴｔａｇ制御法はＭｕｌｔｉ−Ｔａｇ（ＭＴ）においてタグ効率の向上に有用であるが、Ｓｉｎｇｌｅ−Ｔａｇ（ＳＴ）のＳＴ−ＰＡＳＬにおいても流速が複数回のタグごとに変動する場合にＴｔａｇを一定化、ひいてはｔａｇ血液の流量を一定化するために適用可能である。
【０１２２】
なお、タグ部に流速の異なる複数の血管が存在する場合は、一本の結果の流速（時間分布）で決めても他の血管では合わなくなる。標識対象が頚部なら脳組織へ行く主要な動脈として内頸動脈、外頸動脈と脊椎骨動脈があり、前者２者により後者より流速が遅い。その場合は平均流速であわせるか血流量の多い頸動脈であわせるのがよいが、ＭＴ−ＰＡＳＬ法のタグ厚が薄くなるほどあまり差異はなくなる。
【０１２３】
また、上記実施形態で説明したＭＴ−ＰＡＳＬ法は、Ｈａｄａｍａｒｄ Ｅｎｃｏｄｉｎｇ（ＨＥ）法に適用することもできる。ＨＥ法については、例えば、ＣＡＳＬ法と組み合わせた方法が、Wells JA at al. In vivo hadamard encoded continuous arterial spin labeling (H-CASL). MRM 63:1111-1118 (2010)により提案されている。以下では、ＨＥ法を用いたＭＴ−ＰＡＳＬ法であるＨＥ−ＭＴ−ＭＡＳＬ法について説明する。
【０１２４】
ＨＥ−ＭＴ−ＭＡＳＬ法では、例えば、データ収集部３６ｂは、タグモード用のＲＦパルスとコントロールモード用のＲＦパルスとを所定の時間間隔ごとに効率よく配置してデータを収集し、収集した画像を加減算することで、待ち時間ＴＩが異なる複数のＡＳＬ画像を得るＨＥ−ＭＴＰＡＳＬ法を実行する。この方法によれば、ＳＴ−ＳＩ法やＳＴ−ＭＩ法に比べて、ＳＮＲをより向上させることができる。
【０１２５】
図２２及び２３は、第３の実施形態に係るＨＥ−ＭＴ−ＭＡＳＬ法を説明するための図である。ＨＥ−ＭＴ−ＰＡＳＬ法では、例えば、異なる待ち時間ＴＩの組み合わせ数Ｎが、３、５、７、１５・・・など、すなわち、Ｎ＝２ｎ−１（ｎは自然数）に設定される。例えば、図２２は、異なる待ち時間ＴＩの組み合わせ数Ｎ＝７（ｎ＝２）である例を示している。
【０１２６】
なお、図２２に示す複数のＲＦパルス（ｔａｇ／ｃｏｎｔｒｏｌ ＲＦ）のうち、左下がりの斜線が付されたものはタグモード用のＲＦパルスであり、右下がりの斜線が付されたものはコントロールモード用のＲＦパルスである。図２２に示すように、例えば、Ｎ＝７とした場合には、ＲＦパルスの順序が異なるＮ＋１＝８種類のパルスシーケンスの組み合わせが用いられる。なお、ＴＩ（ｉ）は、ｋ＝１〜８の各パルスシーケンスで同じであれば、任意の時間間隔でよい。
【０１２７】
ここで、ｋ＝１〜８の各パルスシーケンスで収集されるデータの複素信号をＳｋとし、各ＴＩ（ｉ）における４倍の差分信号Ｓ｛ＴＩ（ｉ）｝、ｉ＝１〜７は、以下の式で求められる。
【０１２８】
Ｓ｛ＴＩ（ｉ）｝＝４［Ｓ｛ＴＩ（ｉ）｝−Ｓｃｏｎｔ｛ＴＩ（ｉ）｝］
【０１２９】
すなわち、ｉ＝１〜７とした場合には、Ｓ｛ＴＩ（１）｝〜Ｓ｛ＴＩ（７）｝は、以下の式により求められる。
【０１３０】
Ｓ｛ＴＩ（１）｝＝Ｓ１−Ｓ２＋Ｓ３−Ｓ４＋Ｓ５−Ｓ６＋Ｓ７−Ｓ８
Ｓ｛ＴＩ（２）｝＝Ｓ１＋Ｓ２−Ｓ３−Ｓ４＋Ｓ５＋Ｓ６−Ｓ７−Ｓ８
Ｓ｛ＴＩ（３）｝＝Ｓ１−Ｓ２−Ｓ３＋Ｓ４＋Ｓ５−Ｓ６−Ｓ７＋Ｓ８
Ｓ｛ＴＩ（４）｝＝Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３＋Ｓ４−Ｓ５−Ｓ６−Ｓ７−Ｓ８
Ｓ｛ＴＩ（５）｝＝Ｓ１−Ｓ２＋Ｓ３−Ｓ４＋Ｓ５−Ｓ６＋Ｓ７−Ｓ８
Ｓ｛ＴＩ（６）｝＝Ｓ１＋Ｓ２−Ｓ３−Ｓ４−Ｓ５−Ｓ６＋Ｓ７＋Ｓ８
Ｓ｛ＴＩ（７）｝＝Ｓ１−Ｓ２−Ｓ３＋Ｓ４−Ｓ５＋Ｓ６＋Ｓ７−Ｓ８
【０１３１】
そして、この場合のＳＮＲは、１回あたりの差分のＮＡＱ＝（Ｎ＋１）／２回加算に相当するｓｑｒｔ［（Ｎ＋１）／２］倍となる。ここでは、ＮＡＱ＝４回加算に相当するｓｑｒｔ（４）＝２倍となる。すなわち、最終的には、合成演算の結果として、図２３に示すように、ＴＩが分離されたＲＦパルスとイメージング（Ｉｍａｇｉｎｇ）部とが配置され、ＳＮＲが２倍の差分画像が生成される。
【０１３２】
また、１回の繰り返し時間をＴｒｅｐｅａｔとすると、撮像時間は、Ｎ組のＴＩに対して、
（Ｎ＋１）＊Ｔｒｅｐｅａｔとなる。一方、標識用のＲＦパルスを１回印加するごとにデータ収集を行う場合には、撮像時間は、Ｎ組のＴＩに対して、２＊（Ｎ＋１）／２＊Ｎ＊Ｔｒｅｐｅａｔ＝Ｎ（Ｎ＋１）＊Ｔｒｅｐｅａｔとなる。したがって、ＨＥ−ＭＴ−ＳＩ法では、標識用のＲＦパルスを１回印加するごとにデータ収集を行う場合に比べて、撮像時間比はＮ＋１／Ｎ（Ｎ＋１）＝１／Ｎとなる。つまり、Ｎ＝７とした場合には、標識用のＲＦパルスを１回印加するごとにデータ収集を行う場合と同等のＳＮＲのＴＩの異なる差分画像が、１／７の時間で得られることになる。
【０１３３】
なお、ＡＳＬ ＭＲ Ｐｅｒｆｕｓｉｏｎ（ＡＳＬ−ＭＲＰ）において一般的なＳＴ−ＰＡＳＬ法では、十分なＳＮＲを確保するためには数回程度の加算平均が行われる。これに対し、上述したＨＥ−ＭＴ−ＰＡＳＬ法によれば、同一のデータが１回の収集のみで得られ、かつ、数段階のＴＩの加算平均と等価な画像が得られるので、収集時間を有効に短縮することができる。なお、コントロールモード用のＲＦパルスは、ＭＲＰ用でＭＴＣが問題となる場合のみ印加されればよい。したがって、血管のＭＲＡ用などでＭＴＣが問題とならない場合には、コントロールモード用のＲＦパルスは省略されてもよい。
【０１３４】
以上、ＨＥ−ＭＴ−ＰＡＳＬ法を用いた例を説明したが、この方法では、血液の流速に応じたタグ間隔の制御など、タグ条件に制約がある。さらに、ＨＥ法では、血液の流速が時間的に変動する場合、例えば拍動流下で用いられる場合には、同一時刻でのＲＦパルスのタイミングで血液の流速が同じでないと、画像を加減算する際、特に減算の際に、不要なタイミングで標識化された流体信号が意図した通りに消えない場合もある。これは、ＰＡＳＬと組み合わせた場合でも、ＣＡＳＬと組み合わせた場合でも同様である。
【０１３５】
そこで、例えば、同一時刻のＲＦパルスが同一の心位相で行われるように、例えば、心拍のゲート信号におけるＲ波をトリガ信号として、最初のＲＦパルスを印加するようにしてもよい。
【０１３６】
さらに、ＰＡＳＬ法では、定常流であってもタグ効率を最大化するためには、タグ厚とタグ間隔などのタグ条件を血液の流速に合わせて制御するのが望ましい。そこで、例えば、データ収集部３６ｂが、対象血管の流速、径又は流量に基づいて、タグ効率が最大になるように、タグ厚、タグ間隔及びＲＦパルスの数を設定するようにしてもよい。なお、この場合には、例えば、対象血管の流速、径、及び流量は、統計データなどに基づいて、あらかじめ血管の種類ごとに装置に記憶させておく。また、例えば、対象血管の流速は、ｐｈａｓｅ ｃｏｎｔｒａｓｔ ＭＲＡ法などにより、動的に求めてもよい。このようなタグ条件の最適化に関しては、上記実施形態で説明した、複数の標識用のパルスを用いるＭＴ−ＰＡＳＬ法をそのまま適用することができる。
【０１３７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１３８】
１００ ＭＲＩ（磁気共鳴イメージング）装置
３０ 計算機システム
３２ 画像再構成部
３６ 制御部
３６ａ 撮像条件設定部
３６ｂ データ収集部
３６ｃ 血流画像生成部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内を流れる流体の流速に応じて、当該流体の標識化を行うためのＲＦ波が印加されるタグ領域の空間的な厚さを示すタグ厚及び当該ＲＦ波が印加される時間間隔を示すタグ間隔を含むタグ条件を設定する撮像条件設定部と、
前記撮像条件設定部により設定された前記タグ間隔で前記ＲＦ波を前記タグ領域に複数回印加し、当該ＲＦ波が印加されてから所定の待ち時間が経過した後に前記流体が流れる撮像領域の磁気共鳴データを収集するデータ収集部と、
前記データ収集部により収集された磁気共鳴データから画像を再構成する画像再構成部と、
画像再構成部により再構成された画像から流体画像を生成する流体画像生成部と、
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】
前記撮像条件設定部は、前記流体が前記タグ領域を通過するのに要する通過時間と前記タグ間隔とが同じになるように、前記タグ厚及び前記タグ間隔の少なくとも一方を設定することを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
前記撮像条件設定部は、前記流体の流れが拍動流である場合に、当該流体の流速の変化に応じて、前記通過時間が一定となるように前記タグ厚を動的に設定することを特徴とする請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
前記撮像条件設定部は、前記流体の流れが拍動流である場合に、当該流体の流速の変化に応じて、前記タグ厚が一定となるように前記タグ間隔を動的に設定することを特徴とする請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記撮像条件設定部は、前記流体の流速として、タグ部の流管の種類ごとにあらかじめ決められた流体の標準的な流速を用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
前記撮像条件設定部は、前記流体の流速として、本スキャンの前に行われるプリスキャンにより計測された流体の流速を用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
前記被検体の心拍を検出する検出部をさらに備え、
前記撮像条件設定部は、前記検出部により検出された前記心拍に基づいて、前記流体の流速が最大速度となる心臓の収縮期を含む期間に前記ＲＦ波が印加されるように撮像条件を設定することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１】
被検体内を流れる流体の流速に応じて、当該流体の標識化を行うためのＲＦ波が印加されるタグ領域の空間的な厚さを示すタグ厚及び当該ＲＦ波が印加される時間間隔を示すタグ間隔を含むタグ条件を設定する撮像条件設定部と、
前記撮像条件設定部により設定された前記タグ間隔で前記ＲＦ波を前記タグ領域に複数回印加し、当該ＲＦ波が印加されてから所定の待ち時間が経過した後に前記流体が流れる撮像領域の磁気共鳴データを収集するデータ収集部と、
前記データ収集部により収集された磁気共鳴データから画像を再構成する画像再構成部と、
画像再構成部により再構成された画像から流体画像を生成する流体画像生成部と、
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】
前記撮像条件設定部は、前記流体が前記タグ領域を通過するのに要する通過時間と前記タグ間隔とが同じになるように、前記タグ厚及び前記タグ間隔の少なくとも一方を設定することを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
前記撮像条件設定部は、前記流体の流れが拍動流である場合に、当該流体の流速の変化に応じて、前記通過時間が一定となるように前記タグ厚を動的に設定することを特徴とする請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
前記撮像条件設定部は、前記流体の流れが拍動流である場合に、当該流体の流速の変化に応じて、前記タグ厚が一定となるように前記タグ間隔を動的に設定することを特徴とする請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記撮像条件設定部は、前記流体の流速として、タグ部の流管の種類ごとにあらかじめ決められた流体の標準的な流速を用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
前記撮像条件設定部は、前記流体の流速として、本スキャンの前に行われるプリスキャンにより計測された流体の流速を用いることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
前記被検体の心拍を検出する検出部をさらに備え、
前記撮像条件設定部は、前記検出部により検出された前記心拍に基づいて、前記流体の流速が最大速度となる心臓の収縮期を含む期間に前記ＲＦ波が印加されるように撮像条件を設定することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１３−３４５４９（Ｐ２０１３−３４５４９Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７１２５５（Ｐ２０１１−１７１２５５）
【出願日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
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