ＭＲＩ装置
【課題】１ＴＲ内の勾配磁場の積分値に影響しない選択飽和を行うＭＲＩ装置を実現する。
【解決手段】ＭＲＩ装置は、静磁場、勾配磁場パルスおよびＲＦパルスを対象に印加して信号を収集する信号収集手段と、収集された信号に基づいて画像を再構成する画像再構成手段と、それら両手段を制御する制御手段とを有するＭＲＩ装置であって、制御手段は、信号収集手段に、選択飽和のための勾配磁場パルスとＲＦパルスを複数回印加（ＳＡＴ）させた後に、信号収集のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加（ＡＣＱ）を行わせる。
【解決手段】ＭＲＩ装置は、静磁場、勾配磁場パルスおよびＲＦパルスを対象に印加して信号を収集する信号収集手段と、収集された信号に基づいて画像を再構成する画像再構成手段と、それら両手段を制御する制御手段とを有するＭＲＩ装置であって、制御手段は、信号収集手段に、選択飽和のための勾配磁場パルスとＲＦパルスを複数回印加（ＳＡＴ）させた後に、信号収集のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加（ＡＣＱ）を行わせる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）装置に関し、とくに、空間的選択飽和と組み合わせて磁気共鳴信号の収集を行うＭＲＩ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＲＩ装置では、血管撮像等を行うときに、空間的選択飽和と組み合わせた磁気共鳴信号収集が行われる。すなわち、先ず撮像範囲外の血流の上流部分について空間的選択飽和を行い、その後に撮像範囲についての信号収集を行う（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−３３４９８号公報（第４−５頁、図１−３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
空間的選択飽和には、スピン（ｓｐｉｎ）励起用のＲＦパルス（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｐｕｌｓｅ）と、空間的選択用およびキラー（ｋｉｌｌｅｒ）用の勾配磁場パルスがそれぞれ用いられるので、磁気共鳴信号収集用のパルスシーケンス（ｐｕｌｓｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）と組み合わせたとき、１ＴＲ（Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ Ｔｉｍｅ）内での勾配磁場の積分値を０にすることが不可能である。
【０００４】
このため、例えばステディステート・フリープリセッション（ＳＳＦＰ： Ｓｔｅａｄｙ Ｓｔａｔｅ Ｆｒｅｅ Ｐｒｅｃｅｓｓｉｏｎ）のように、１ＴＲ内での勾配磁場積分値を０にしなければならないパルスシーケンスでは、１ＴＲごとの空間的選択飽和を行うことができない。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、１ＴＲ内の勾配磁場の積分値に影響しない空間的選択飽和を行うＭＲＩ装置を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するための第１の観点での発明は、静磁場、勾配磁場パルスおよびＲＦパルスを対象に印加して磁気共鳴信号を収集する信号収集手段と、収集された磁気共鳴信号に基づいて画像を再構成する画像再構成手段と、それら両手段を制御する制御手段とを有するＭＲＩ装置であって、前記制御手段は、前記信号収集手段に、空間的選択飽和のための勾配磁場パルスとＲＦパルスを複数回印加させた後に、磁気共鳴信号収集のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加を行わせる信号収集制御部、を具備することを特徴とするＭＲＩ装置である。
【０００７】
上記の課題を解決するための第２の観点での発明は、静磁場、勾配磁場パルスおよびＲＦパルスを対象に印加して磁気共鳴信号を収集する信号収集手段と、収集された磁気共鳴信号に基づいて画像を再構成する画像再構成手段と、それら両手段を制御する制御手段とを有するＭＲＩ装置であって、前記制御手段は、前記信号収集手段に、空間的選択飽和のための勾配磁場パルスとＲＦパルスを複数回印加させた後に、磁気共鳴信号収集のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加を行わせる第１の信号収集制御部と、前記信号収集手段に、空間的選択飽和のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加を行わせることなく、磁気共鳴信号収集のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加を行わせる第２の信号収集制御部と、前記画像再構成手段に、前記第１の信号収集制御部による制御の下で収集した磁気共鳴信号に基づく画像と、前記第２の信号収集制御部による制御の下で収集した磁気共鳴信号に基づく画像をそれぞれ再構成させるとともに、それら両画像の差分画像を構成させる画像構成制御部と、を具備することを特徴とするＭＲＩ装置である。
【０００８】
前記空間的選択飽和は動脈の上流における空間的選択飽和であることが、動脈を撮像する点で好ましい。
前記空間的選択飽和は静脈の上流における空間的選択飽和であることが、静脈を撮像する点で好ましい。
【０００９】
前記空間的選択飽和のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加は少なくとも２秒間にわたって繰り返されることが、血管撮像を適切に行う点で好ましい。
前記空間的選択飽和のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの複数回の印加は、フリップアングルが逐次変化するように行われることが、血管撮像を適切に行う点で好ましい。
【００１０】
前記フリップアングルは１８０°から９０°まで逐次変化することが、血管撮像を適切に行う点で好ましい。
前記空間的選択飽和のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの複数回の印加は、ＲＦパルスの位相が逐次変化するように行われることが、血管撮像を適切に行う点で好ましい。
【００１１】
前記空間的選択飽和のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加、または／および、前記磁気共鳴信号収集のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加は、心拍に同期して行われることが、撮像品質を高める点で好ましい。
【００１２】
前記空間的選択飽和のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加、または／および、前記磁気共鳴信号収集のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加は、体動に同期して行われることが、撮像品質を高める点で好ましい。
【００１３】
前記磁気共鳴信号収集のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加は、ステディステート・フリープリセッションのシーケンスで行われることが、信号収集時間が短い点で好ましい。
【００１４】
前記各信号収集制御部は、前記信号収集手段に、磁気共鳴信号収集のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加の前にＴ２プレパレーション用のＲＦパルスの印加を行わせることが、血管撮像を適切に行う点で好ましい。
【００１５】
前記各信号収集制御部は、前記信号収集手段に、磁気共鳴信号収集のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加の前に脂肪信号抑制用のＲＦパルスの印加を行わせることが、血管撮像を適切に行う点で好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
第１の観点での発明によれば、ＭＲＩ装置は、静磁場、勾配磁場パルスおよびＲＦパルスを対象に印加して磁気共鳴信号を収集する信号収集手段と、収集された磁気共鳴信号に基づいて画像を再構成する画像再構成手段と、それら両手段を制御する制御手段とを有するＭＲＩ装置であって、前記制御手段は、前記信号収集手段に、空間的選択飽和のための勾配磁場パルスとＲＦパルスを複数回印加させた後に、磁気共鳴信号収集のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加を行わせる信号収集制御部を具備するので、１ＴＲ内の勾配磁場の積分値に影響することなく空間的選択飽和を行うことができる。
【００１７】
第２の観点での発明によれば、ＭＲＩ装置は、静磁場、勾配磁場パルスおよびＲＦパルスを対象に印加して磁気共鳴信号を収集する信号収集手段と、収集された磁気共鳴信号に基づいて画像を再構成する画像再構成手段と、それら両手段を制御する制御手段とを有するＭＲＩ装置であって、前記制御手段は、前記信号収集手段に、空間的選択飽和のための勾配磁場パルスとＲＦパルスを複数回印加させた後に、磁気共鳴信号収集のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加を行わせる第１の信号収集制御部と、前記信号収集手段に、空間的選択飽和のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加を行わせることなく、磁気共鳴信号収集のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加を行わせる第２の信号収集制御部と、前記画像再構成手段に、前記第１の信号収集制御部による制御の下で収集した磁気共鳴信号に基づく画像と、前記第２の信号収集制御部による制御の下で収集した磁気共鳴信号に基づく画像をそれぞれ再構成させるとともに、それら両画像の差分画像を構成させる画像構成制御部とを具備するので、１ＴＲ内の勾配磁場の積分値に影響することなく空間的選択飽和を行うことができ、また、血管だけを撮像することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、本発明は発明を実施するための最良の形態に限定されるものではない。図１にＭＲＩ装置のブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。本装置は発明を実施するための最良の形態の一例である。本装置の構成によって、ＭＲＩ装置に関する発明を実施するための最良の形態の一例が示される。
【００１９】
同図に示すように、本装置はマグネットシステム（ｍａｇｎｅｔ ｓｙｓｔｅｍ）１００を有する。マグネットシステム１００は主磁場コイル（ｃｏｉｌ）部１０２、勾配コイル部１０６およびＲＦコイル部１０８を有する。これら各コイル部は概ね円筒状の形状を有し、互いに同軸的に配置されている。
【００２０】
マグネットシステム１００の概ね円柱状の内部空間（ボア： ｂｏｒｅ）に、撮像の対象１がクレードル（ｃｒａｄｌｅ）５００に搭載されて図示しない搬送手段により搬入および搬出される。
【００２１】
主磁場コイル部１０２はマグネットシステム１００の内部空間に静磁場を形成する。静磁場の方向は概ね対象１の体軸の方向に平行である。すなわちいわゆる水平磁場を形成する。主磁場コイル部１０２は例えば超伝導コイルを用いて構成される。なお、超伝導コイルに限らず常伝導コイル等を用いて構成してもよい。
【００２２】
マグネットシステムは、水平磁場方式のものに変えて、静磁場の方向が対象１の体軸に垂直な垂直磁場方式のものを用いるようにしてもよい。垂直磁場方式では例えば永久磁石が静磁場発生に利用される。
【００２３】
勾配コイル部１０６は、互いに垂直な３軸すなわちスライス（ｓｌｉｃｅ）軸、位相軸および周波数軸の方向において、それぞれ静磁場強度に勾配を持たせるための３つの勾配磁場を生じる。
【００２４】
静磁場空間における互いに垂直な座標軸をｘ，ｙ，ｚとしたとき、いずれの軸もスライス軸とすることができる。その場合、残り２軸のうちの一方を位相軸とし、他方を周波数軸とする。また、スライス軸、位相軸および周波数軸は、相互間の垂直性を保ったままｘ，ｙ，ｚ軸に関して任意の傾きを持たせることも可能である。本装置では対象１の体幅の方向をｘ方向とし、体厚の方向をｙ方向とし、体軸の方向をｚ方向とする。
【００２５】
スライス軸方向の勾配磁場をスライス勾配磁場ともいう。位相軸方向の勾配磁場を位相エンコード（ｅｎｃｏｄｅ）勾配磁場ともいう。周波数軸方向の勾配磁場をリードアウト（ｒｅａｄ ｏｕｔ）勾配磁場ともいう。リードアウト勾配磁場は周波数エンコード勾配磁場と同義である。このような勾配磁場の発生を可能にするために、勾配コイル部１０６は図示しない３系統の勾配コイルを有する。以下、勾配磁場を単に勾配ともいう。
【００２６】
ＲＦコイル部１０８は、静磁場空間に、対象１の体内のスピンを励起するためのＲＦ磁場を形成する。以下、ＲＦ磁場を形成することをＲＦ励起信号の送信ともいう。また、ＲＦ励起信号をＲＦパルスともいう。
【００２７】
励起されたスピンが生じる電磁波すなわち磁気共鳴信号は、ＲＦコイル部１０８によって受信される。受信された磁気共鳴信号は、周波数ドメイン（ｄｏｍａｉｎ）すなわちフーリエ（Ｆｏｕｒｉｅｒ）空間についてのサンプリング（ｓａｍｐｌｉｎｇ）信号となる。
【００２８】
位相軸方向および周波数軸方向の勾配により、磁気共鳴信号のエンコードを２軸で行えば、磁気共鳴信号は２次元フーリエ空間についてのサンプリング信号として得られ、スライス勾配をも利用してエンコードを３軸で行えば３次元フーリエ空間についての信号として得られる。各勾配は、２次元あるいは３次元フーリエ空間における信号のサンプリング位置を決定する。以下、フーリエ空間をｋスペース（ｋ−ｓｐａｃｅ）ともいう。
【００２９】
勾配コイル部１０６には勾配駆動部１３０が接続されている。勾配駆動部１３０は勾配コイル部１０６に駆動信号を与えて勾配磁場を発生させる。勾配駆動部１３０は、勾配コイル部１０６における３系統の勾配コイルに対応して、図示しない３系統の駆動回路を有する。
【００３０】
ＲＦコイル部１０８にはＲＦ駆動部１４０が接続されている。ＲＦ駆動部１４０はＲＦコイル部１０８に駆動信号を与えてＲＦパルスを送信させ、対象１の体内のスピンを励起する。
【００３１】
ＲＦコイル部１０８には、また、データ（ｄａｔａ）収集部１５０が接続されている。データ収集部１５０は、ＲＦコイル部１０８が受信した受信信号をディジタルデータ（ｄｉｇｉｔａｌ ｄａｔａ）として収集する。
【００３２】
勾配駆動部１３０、ＲＦ駆動部１４０およびデータ収集部１５０にはシーケンス（ｓｅｑｕｅｎｃｅ）制御部１６０が接続されている。シーケンス制御部１６０は、勾配駆動部１３０ないしデータ収集部１５０をそれぞれ制御して磁気共鳴信号の収集を遂行する。
【００３３】
シーケンス制御部１６０は、例えばコンピュータ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等を用いて構成される。シーケンス制御部１６０はメモリ（ｍｅｍｏｒｙ）を有する。メモリはシーケンス制御部１６０用のプログラム（ｐｒｏｇｒａｍ）および各種のデータを記憶している。シーケンス制御部１６０の機能は、コンピュータがメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現される。マグネットシステム１００ないしシーケンス制御部１６０からなる部分は、本発明における信号収集装置の一例である。
【００３４】
データ収集部１５０の出力側はデータ処理部１７０に接続されている。データ収集部１５０が収集したデータは、データ処理部１７０に入力される。データ処理部１７０は、例えばコンピュータ等を用いて構成される。データ処理部１７０はメモリを有する。メモリはデータ処理部１７０用のプログラムおよび各種のデータを記憶している。
【００３５】
データ処理部１７０はシーケンス制御部１６０に接続されている。データ処理部１７０はシーケンス制御部１６０の上位にあってそれを統括する。本装置の機能は、データ処理部１７０がメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現される。
【００３６】
データ処理部１７０は、データ収集部１５０が収集したデータをメモリに記憶する。メモリ内にはデータ空間が形成される。このデータ空間はｋスペースに対応する。データ処理部１７０は、ｋスペースのデータを逆フ−リエ変換することにより画像を再構成する。データ処理部１７０は、本発明における画像再構成手段の一例である。データ処理部１７０は、また、本発明における制御手段の一例である。
【００３７】
対象１には心拍センサ（ｓｅｎｓｏｒ）１１２が装着され、それを通じて心拍検出部１１０により対象１の心拍が検出され、心拍検出信号がデータ処理部１７０に入力される。データ処理部１７０は、心拍検出信号に基づいて心拍同期の撮像を行う。
【００３８】
心拍センサ１１２および心拍検出部１１０の代わりに（またはそれに加えて）体動センサおよび体動検出部を設け、呼吸に伴う体動を検出し体動同期の撮像を行うようにしてもよい。なお、体動検出は、磁気共鳴撮像によって得られる横隔膜像の運動に基づいて行うようにしてもよい。
【００３９】
データ処理部１７０には、表示部１８０および操作部１９０が接続されている。表示部１８０はグラフィックディスプレー（ｇｒａｐｈｉｃ ｄｉｓｐｌａｙ）等で構成される。操作部１９０はポインティングデバイス（ｐｏｉｎｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）を備えたキーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）等で構成される。
【００４０】
表示部１８０は、データ処理部１７０から出力される再構成画像および各種の情報を表示する。操作部１９０は、使用者によって操作され、各種の指令や情報等をデータ処理部１７０に入力する。使用者は表示部１８０および操作部１９０を通じてインタラクティブ（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ）に本装置を操作することが可能である。
【００４１】
図２に、磁気共鳴信号収集用のパルスシーケンスの一例を示す。このパルスシーケンスはステディステート・フリープリセッションのパルスシーケンスである。以下、ステディステート・フリープリセッションをＳＳＦＰともいう。なお、磁気共鳴信号収集は、ＳＳＦＰ以外の技法で行ってもよい。以下、磁気共鳴信号収集を単に信号収集ともいう。
【００４２】
同図において、（１）はＲＦ励起のシーケンスを示す。（２）−（４）はいずれも勾配磁場パルスのシーケンスを示す。（５）は磁気共鳴信号のシーケンスを示す。勾配磁場（２）−（４）のうち、（２）はスライス勾配、（３）は周波数エンコード勾配、（４）は位相エンコード勾配である。なお、静磁場は一定の磁場強度で常時印加されている。以下同様である。
【００４３】
９０°パルスによるＲＦ励起が１ＴＲ間隔で行われる。９０°励起はスライス勾配ｓｌｉｃｅの下での選択励起である。２つの９０°励起の間において、周波数エンコード勾配（ｒｅａｄ）、位相エンコード勾配（ｗａｒｐ）およびスライスエンコード勾配（ｓｌｉｃｅ）が所定のシーケンスで印加され、磁気共鳴信号ｅｃｈｏすなわちエコー（ｅｃｈｏ）が読み出される。１ＴＲは、例えば、３ｍｓｅｃないし５ｍｓｅｃである。
【００４４】
スライス勾配ｓｌｉｃｅ、周波数エンコード勾配ｒｅａｄおよび位相エンコード勾配ｗａｒｐのパルスは、いずれも、１ＴＲにおける積分値が０となるように波形と振幅が規制される。
【００４５】
このようなパルスシーケンスが、所定回数繰り返され、そのつど、エコーが読み出される。繰り返しのたびにエコーの位相エンコードが変更され、所定回数の繰り返しによって、２次元ｋスペース全体についてのエコー信号収集が行われる。なお、スライス方向にも位相エンコードを行うときは、３次元ｋスペースについてのエコー信号収集が行われる。
【００４６】
２次元ｋスペースのエコーデータを２次元逆フーリエ変換することにより２Ｄ画像が再構成される。３次元ｋスペースのエコーデータを３次元逆フーリエ変換することにより３Ｄ画像が再構成される。
【００４７】
図３に、空間的選択飽和用のパルスシーケンスの一例を示す。同図において、（１）はＲＦ励起、（２）はスライス勾配、（３）はキラー勾配のパルスシーケンスである。９０°パルスによるＲＦ励起が、スライス勾配ｓｌｉｃｅの下での空間的選択励起として行われ、その後に印加されるキラー勾配ｋｉｌｌｅｒによって、スピンの位相の分散が行われる。これによって、縦磁化と横磁化が共になくなり以後のＲＦ励起に感応しない状態となる。以下、空間的選択飽和を単に選択飽和ともいう。
【００４８】
このような選択飽和が、信号収集に先立って行われる。図４に、選択飽和を伴う信号収集のタイムチャート（ｔｉｍｅ ｃｈａｒｔ）の一例を示す。図４に示すように、先ず期間ＳＡＴにおいて選択飽和が行われ、次に期間ＡＣＱにおいて信号収集が行われる。
【００４９】
このような選択飽和を伴う信号収集は、データ処理部１０による制御の下で行われる。データ処理部１０は、本発明における信号収集制御部の一例である。データ処理部１０は、また、本発明における第１の信号収集制御部の一例である。
【００５０】
期間ＳＡＴにおける選択飽和は、間欠的に複数回行われる。ここでは、各回の選択飽和をＲＦパルスで代表する。期間ＳＡＴの長さは例えば２秒であり、その間に選択飽和が例えば４０回繰り返される。すなわち、選択飽和は例えば５０ｍｓｅｃ間隔で行われる。
【００５１】
期間ＡＣＱにおける信号収集は、連続する複数のＴＲにわたって行われる。ここでは、個々の信号収集をＴＲで代表する。期間ＡＣＱの長さは例えば０．５秒であり、その間に例えば１２８ＴＲの信号収集が行われる。すなわち、信号収集は極めて短時間に行われる。
【００５２】
このように、先ず期間ＳＡＴで複数回選択飽和を繰り返し、その後に期間ＡＣＱで連続する複数のＴＲにわたって信号収集を行うので、選択飽和用の勾配は信号収集時の１ＴＲ内の勾配磁場の積分値に全く影響を及ぼさない。
【００５３】
期間ＳＡＴのおける複数回の選択飽和は、フリップアングルを逐次変化させながら行うようにしてもよい。フリップアングルは、例えば、１８０°から９０°まで漸減するように変化させる。これによって、選択飽和の順序が早いスピンほど縦磁化の回復時間が長くなるなるので、撮像可能な血管の延長距離を長くすることができる。期間ＳＡＴのおける複数回の選択飽和は、また、ＲＦ励起の位相を逐次変化させながら行うようにしてもよい。
【００５４】
図５に、選択飽和と撮像範囲の位置関係の一例を示す。図５に示すように、撮像範囲ＦＯＶが腹部大動脈から左右の大腿動脈まで含むように設定されたとき、選択飽和領域ＳＳＴは、撮像範囲ＦＯＶ外の動脈の上流部分に設定される。矢印は血流の方向を示す。対象血管が静脈である場合は、静脈の上流側に選択飽和領域ＳＳＴが設定される。要するに、選択飽和領域ＳＳＴは、目的の血管の上流側に設定すればよい。
【００５５】
選択飽和領域ＳＳＴのスラブ（ｓｌａｂ）厚は例えば１０ｃｍに設定される。そのように設定したとき、速度が１００ｃｍ／ｓｅｃの血流は、０．１秒で選択飽和領域ＳＳＴを通過する。その間、選択飽和が５０ｍｓｅｃ間隔で行われることにより、血流は２回ずつ飽和処理を受けることになる。このため、飽和個所に切れ目を生じさせることがない。
【００５６】
なお、選択飽和の繰り返し間隔と選択飽和領域ＳＳＴのスラブ厚の関係は、切れ目のない飽和が可能な範囲で適宜に設定してよい。一般的には、下記の関係を満足するように設定すればよい。
【００５７】
選択飽和領域の厚さ÷励起時間間隔＞血流の最大速度
選択飽和領域ＳＳＴに流入する血液には、２秒間にわたって飽和処理が繰り返される。このため、血流速度が１００ｃｍ／ｓｅｃであるとすると、単純計算で２００ｃｍの長さにわたって血流が飽和することになる。これは、撮像範囲ＦＯＶにおける腹部大動脈と大腿動脈における血流の長さを優に上まわる。したがって、撮像範囲ＦＯＶ内の腹部大動脈と大腿動脈の血流を全て飽和させることができる。
【００５８】
飽和処理を行う時間は、２秒に限らず、撮像範囲の大小に応じて適宜に増減してよい。ただし、血液の縦緩和時間Ｔ１が最大で２０００ｍｓｅｃ程度なので、２秒を大きく越えて設定することは意義が乏しい。
【００５９】
このような選択飽和の後に収集した磁気共鳴信号に基づいて画像を再構成することにより、腹部大動脈と大腿動脈が黒く描出された画像が得られる。この画像は、腹部および大腿部の他の組織の像を含んだ画像となる。
【００６０】
組織像を除去して血管だけの像を得るために、別途撮像した組織像との差分画像が構成される。組織像の撮像は選択飽和を行わずに行われる。選択飽和を伴わない信号収集は、データ処理部１０による制御の下で行われる。データ処理部１０は、本発明における第２の信号収集制御部の一例である。
【００６１】
選択飽和を行わないことにより、再構成画像としては腹部大動脈と大腿動脈が黒抜けにならない組織像が得られる。このため、選択飽和を行った画像との差を求めると、組織像が消え去り血管だけが明るく描出された画像が得られる。
【００６２】
選択飽和を行った画像の再構成、選択飽和を行わない画像の再構成、および、それらの差分画像の構成はデータ処理部１０による制御の下で行われる。データ処理部１０は、本発明における画像構成制御部の一例である。
【００６３】
図６に、選択飽和と信号収集を心拍同期で行うときのタイムチャートの一例を示す。図６に示すように、心電図のＲ波をトリガ（ｔｒｉｇｇｅｒ）として例えば２秒間の選択飽和を行い、その後のＲ波をトリガとして信号収集を行う。選択飽和を伴わない信号収集も心拍同期で行う。このようにすることにより、ゴースト（ｇｈｏｓｔ）のない高品質の血管撮像を行うことができる。なお、心拍同期は、選択飽和と信号収集のいずれか一方だけとしてもよい。
【００６４】
心拍同期を体動同期と組み合わせてもよい。その例を図７に示す。図７に示すように、、呼吸に伴う周期的体動の動きが小さい時期において、心拍に同期した選択飽和と信号収集をそれぞれ行う。選択飽和を伴わない信号収集も同様にして行う。このようにすることにより、さらに高品質の血管撮像を行うことができる。なお、このような同期は、選択飽和と信号収集のいずれか一方だけとしてもよい。
【００６５】
差分による筋肉組織像の消去を完璧なものにするときは、Ｔ２プリパレーション（ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ）が行われる。Ｔ２プリパレーションとは、横緩和時間Ｔ２の違いに着目して筋肉の信号を血液の信号よりも小さくする処理である。Ｔ２プリパレーションは、信号収集に先立って行われる。
【００６６】
Ｔ２プリパレーションには、図８に示すようなＲＦ励起のパルスシーケンスが用いられる。図８に示すように、フリップアングルが９０°で位相が０°のＲＦ励起を行い、時間Ｔ後に、フリップアングルが１８０°で位相が９０°のＲＦ励起を行い、時間２Ｔ後に、フリップアングルが１８０°で位相が９０°のＲＦ励起を行い、時間２Ｔ後に、フリップアングルが−１８０°で位相が９０°のＲＦ励起を行い、時間２Ｔ後に、フリップアングルが−１８０°で位相が９０°のＲＦ励起を行い、時間Ｔ後に、フリップアングルが−９０°で位相が０°のＲＦ励起を行う。以上のＲＦ励起は非選択励起で行われる。ＲＦ励起の後にキラー勾配が印加される。
【００６７】
差分による脂肪組織像の消去を完璧なものにするときは、脂肪抑制が行われる。脂肪抑制とは、磁気共鳴周波数のケミカルシフト（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｓｈｉｆｔ）に着目して脂肪の信号を血液の信号よりも小さくする処理である。脂肪抑制は、信号収集に先立って行われる。
【００６８】
脂肪抑制には、図９に示すような１８０°パルスが用いられる。１８０°励起の後にキラー勾配が印加される。１８０°パルスの周波数は脂肪の周波数に合わせてある。これによって、脂肪のスピンの周波数選択インバージョンリカバリ（ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ ｒｅｃｏｖｅｒｙ）の過程において信号振幅を０にすることができる。
【００６９】
図１０に、選択飽和、Ｔ２プリパレーション、脂肪抑制、および、信号収集のタイムチャートの一例を示す。図１０に示すように、先ず選択飽和を複数回繰り返し、その後に、Ｔ２プリパレーション、脂肪抑制、信号収集の順で行う。なお、選択飽和を行わないときは、Ｔ２プリパレーション、脂肪抑制、信号収集の順で行う。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明を実施するための最良の形態の一例のＭＲＩ装置のブロック図である。
【図２】磁気共鳴信号収集用のパルスシーケンスの一例を示す図である。
【図３】空間的選択飽和用のパルスシーケンスの一例を示す図である。
【図４】空間的選択飽和を伴う磁気共鳴信号収集のタイムチャートの一例を示す図である。
【図５】撮像範囲と選択飽和の位置関係の一例を示す図である。
【図６】選択飽和と信号収集を心拍同期で行うときのタイムチャートの一例を示す図である。
【図７】選択飽和と信号収集を心拍同期および体動同期で行うときのタイムチャートの一例を示す図である。
【図８】Ｔ２プリパレーションのパルスシーケンスを示す図である。
【図９】脂肪抑制のパルスシーケンスを示す図である。
【図１０】選択飽和、Ｔ２プリパレーションおよび脂肪抑制を伴う信号収集のタイムチャートを示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
１ 対象
１００ マグネットシステム
１０２ 主磁場コイル部
１０６ 勾配コイル部
１０８ ＲＦコイル部
１１０ 心拍検出部
１１２ 心拍センサ
１３０ 勾配駆動部
１６０ ＲＦ駆動部
１６０ データ収集部
１６０ シーケンス制御部
１７０ データ処理部
１８０ 表示部
１８２ 表示器
１９０ 操作部
５００ クレードル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）装置に関し、とくに、空間的選択飽和と組み合わせて磁気共鳴信号の収集を行うＭＲＩ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＲＩ装置では、血管撮像等を行うときに、空間的選択飽和と組み合わせた磁気共鳴信号収集が行われる。すなわち、先ず撮像範囲外の血流の上流部分について空間的選択飽和を行い、その後に撮像範囲についての信号収集を行う（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−３３４９８号公報（第４−５頁、図１−３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
空間的選択飽和には、スピン（ｓｐｉｎ）励起用のＲＦパルス（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｐｕｌｓｅ）と、空間的選択用およびキラー（ｋｉｌｌｅｒ）用の勾配磁場パルスがそれぞれ用いられるので、磁気共鳴信号収集用のパルスシーケンス（ｐｕｌｓｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）と組み合わせたとき、１ＴＲ（Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ Ｔｉｍｅ）内での勾配磁場の積分値を０にすることが不可能である。
【０００４】
このため、例えばステディステート・フリープリセッション（ＳＳＦＰ： Ｓｔｅａｄｙ Ｓｔａｔｅ Ｆｒｅｅ Ｐｒｅｃｅｓｓｉｏｎ）のように、１ＴＲ内での勾配磁場積分値を０にしなければならないパルスシーケンスでは、１ＴＲごとの空間的選択飽和を行うことができない。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、１ＴＲ内の勾配磁場の積分値に影響しない空間的選択飽和を行うＭＲＩ装置を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するための第１の観点での発明は、静磁場、勾配磁場パルスおよびＲＦパルスを対象に印加して磁気共鳴信号を収集する信号収集手段と、収集された磁気共鳴信号に基づいて画像を再構成する画像再構成手段と、それら両手段を制御する制御手段とを有するＭＲＩ装置であって、前記制御手段は、前記信号収集手段に、空間的選択飽和のための勾配磁場パルスとＲＦパルスを複数回印加させた後に、磁気共鳴信号収集のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加を行わせる信号収集制御部、を具備することを特徴とするＭＲＩ装置である。
【０００７】
上記の課題を解決するための第２の観点での発明は、静磁場、勾配磁場パルスおよびＲＦパルスを対象に印加して磁気共鳴信号を収集する信号収集手段と、収集された磁気共鳴信号に基づいて画像を再構成する画像再構成手段と、それら両手段を制御する制御手段とを有するＭＲＩ装置であって、前記制御手段は、前記信号収集手段に、空間的選択飽和のための勾配磁場パルスとＲＦパルスを複数回印加させた後に、磁気共鳴信号収集のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加を行わせる第１の信号収集制御部と、前記信号収集手段に、空間的選択飽和のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加を行わせることなく、磁気共鳴信号収集のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加を行わせる第２の信号収集制御部と、前記画像再構成手段に、前記第１の信号収集制御部による制御の下で収集した磁気共鳴信号に基づく画像と、前記第２の信号収集制御部による制御の下で収集した磁気共鳴信号に基づく画像をそれぞれ再構成させるとともに、それら両画像の差分画像を構成させる画像構成制御部と、を具備することを特徴とするＭＲＩ装置である。
【０００８】
前記空間的選択飽和は動脈の上流における空間的選択飽和であることが、動脈を撮像する点で好ましい。
前記空間的選択飽和は静脈の上流における空間的選択飽和であることが、静脈を撮像する点で好ましい。
【０００９】
前記空間的選択飽和のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加は少なくとも２秒間にわたって繰り返されることが、血管撮像を適切に行う点で好ましい。
前記空間的選択飽和のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの複数回の印加は、フリップアングルが逐次変化するように行われることが、血管撮像を適切に行う点で好ましい。
【００１０】
前記フリップアングルは１８０°から９０°まで逐次変化することが、血管撮像を適切に行う点で好ましい。
前記空間的選択飽和のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの複数回の印加は、ＲＦパルスの位相が逐次変化するように行われることが、血管撮像を適切に行う点で好ましい。
【００１１】
前記空間的選択飽和のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加、または／および、前記磁気共鳴信号収集のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加は、心拍に同期して行われることが、撮像品質を高める点で好ましい。
【００１２】
前記空間的選択飽和のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加、または／および、前記磁気共鳴信号収集のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加は、体動に同期して行われることが、撮像品質を高める点で好ましい。
【００１３】
前記磁気共鳴信号収集のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加は、ステディステート・フリープリセッションのシーケンスで行われることが、信号収集時間が短い点で好ましい。
【００１４】
前記各信号収集制御部は、前記信号収集手段に、磁気共鳴信号収集のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加の前にＴ２プレパレーション用のＲＦパルスの印加を行わせることが、血管撮像を適切に行う点で好ましい。
【００１５】
前記各信号収集制御部は、前記信号収集手段に、磁気共鳴信号収集のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加の前に脂肪信号抑制用のＲＦパルスの印加を行わせることが、血管撮像を適切に行う点で好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
第１の観点での発明によれば、ＭＲＩ装置は、静磁場、勾配磁場パルスおよびＲＦパルスを対象に印加して磁気共鳴信号を収集する信号収集手段と、収集された磁気共鳴信号に基づいて画像を再構成する画像再構成手段と、それら両手段を制御する制御手段とを有するＭＲＩ装置であって、前記制御手段は、前記信号収集手段に、空間的選択飽和のための勾配磁場パルスとＲＦパルスを複数回印加させた後に、磁気共鳴信号収集のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加を行わせる信号収集制御部を具備するので、１ＴＲ内の勾配磁場の積分値に影響することなく空間的選択飽和を行うことができる。
【００１７】
第２の観点での発明によれば、ＭＲＩ装置は、静磁場、勾配磁場パルスおよびＲＦパルスを対象に印加して磁気共鳴信号を収集する信号収集手段と、収集された磁気共鳴信号に基づいて画像を再構成する画像再構成手段と、それら両手段を制御する制御手段とを有するＭＲＩ装置であって、前記制御手段は、前記信号収集手段に、空間的選択飽和のための勾配磁場パルスとＲＦパルスを複数回印加させた後に、磁気共鳴信号収集のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加を行わせる第１の信号収集制御部と、前記信号収集手段に、空間的選択飽和のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加を行わせることなく、磁気共鳴信号収集のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加を行わせる第２の信号収集制御部と、前記画像再構成手段に、前記第１の信号収集制御部による制御の下で収集した磁気共鳴信号に基づく画像と、前記第２の信号収集制御部による制御の下で収集した磁気共鳴信号に基づく画像をそれぞれ再構成させるとともに、それら両画像の差分画像を構成させる画像構成制御部とを具備するので、１ＴＲ内の勾配磁場の積分値に影響することなく空間的選択飽和を行うことができ、また、血管だけを撮像することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、本発明は発明を実施するための最良の形態に限定されるものではない。図１にＭＲＩ装置のブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。本装置は発明を実施するための最良の形態の一例である。本装置の構成によって、ＭＲＩ装置に関する発明を実施するための最良の形態の一例が示される。
【００１９】
同図に示すように、本装置はマグネットシステム（ｍａｇｎｅｔ ｓｙｓｔｅｍ）１００を有する。マグネットシステム１００は主磁場コイル（ｃｏｉｌ）部１０２、勾配コイル部１０６およびＲＦコイル部１０８を有する。これら各コイル部は概ね円筒状の形状を有し、互いに同軸的に配置されている。
【００２０】
マグネットシステム１００の概ね円柱状の内部空間（ボア： ｂｏｒｅ）に、撮像の対象１がクレードル（ｃｒａｄｌｅ）５００に搭載されて図示しない搬送手段により搬入および搬出される。
【００２１】
主磁場コイル部１０２はマグネットシステム１００の内部空間に静磁場を形成する。静磁場の方向は概ね対象１の体軸の方向に平行である。すなわちいわゆる水平磁場を形成する。主磁場コイル部１０２は例えば超伝導コイルを用いて構成される。なお、超伝導コイルに限らず常伝導コイル等を用いて構成してもよい。
【００２２】
マグネットシステムは、水平磁場方式のものに変えて、静磁場の方向が対象１の体軸に垂直な垂直磁場方式のものを用いるようにしてもよい。垂直磁場方式では例えば永久磁石が静磁場発生に利用される。
【００２３】
勾配コイル部１０６は、互いに垂直な３軸すなわちスライス（ｓｌｉｃｅ）軸、位相軸および周波数軸の方向において、それぞれ静磁場強度に勾配を持たせるための３つの勾配磁場を生じる。
【００２４】
静磁場空間における互いに垂直な座標軸をｘ，ｙ，ｚとしたとき、いずれの軸もスライス軸とすることができる。その場合、残り２軸のうちの一方を位相軸とし、他方を周波数軸とする。また、スライス軸、位相軸および周波数軸は、相互間の垂直性を保ったままｘ，ｙ，ｚ軸に関して任意の傾きを持たせることも可能である。本装置では対象１の体幅の方向をｘ方向とし、体厚の方向をｙ方向とし、体軸の方向をｚ方向とする。
【００２５】
スライス軸方向の勾配磁場をスライス勾配磁場ともいう。位相軸方向の勾配磁場を位相エンコード（ｅｎｃｏｄｅ）勾配磁場ともいう。周波数軸方向の勾配磁場をリードアウト（ｒｅａｄ ｏｕｔ）勾配磁場ともいう。リードアウト勾配磁場は周波数エンコード勾配磁場と同義である。このような勾配磁場の発生を可能にするために、勾配コイル部１０６は図示しない３系統の勾配コイルを有する。以下、勾配磁場を単に勾配ともいう。
【００２６】
ＲＦコイル部１０８は、静磁場空間に、対象１の体内のスピンを励起するためのＲＦ磁場を形成する。以下、ＲＦ磁場を形成することをＲＦ励起信号の送信ともいう。また、ＲＦ励起信号をＲＦパルスともいう。
【００２７】
励起されたスピンが生じる電磁波すなわち磁気共鳴信号は、ＲＦコイル部１０８によって受信される。受信された磁気共鳴信号は、周波数ドメイン（ｄｏｍａｉｎ）すなわちフーリエ（Ｆｏｕｒｉｅｒ）空間についてのサンプリング（ｓａｍｐｌｉｎｇ）信号となる。
【００２８】
位相軸方向および周波数軸方向の勾配により、磁気共鳴信号のエンコードを２軸で行えば、磁気共鳴信号は２次元フーリエ空間についてのサンプリング信号として得られ、スライス勾配をも利用してエンコードを３軸で行えば３次元フーリエ空間についての信号として得られる。各勾配は、２次元あるいは３次元フーリエ空間における信号のサンプリング位置を決定する。以下、フーリエ空間をｋスペース（ｋ−ｓｐａｃｅ）ともいう。
【００２９】
勾配コイル部１０６には勾配駆動部１３０が接続されている。勾配駆動部１３０は勾配コイル部１０６に駆動信号を与えて勾配磁場を発生させる。勾配駆動部１３０は、勾配コイル部１０６における３系統の勾配コイルに対応して、図示しない３系統の駆動回路を有する。
【００３０】
ＲＦコイル部１０８にはＲＦ駆動部１４０が接続されている。ＲＦ駆動部１４０はＲＦコイル部１０８に駆動信号を与えてＲＦパルスを送信させ、対象１の体内のスピンを励起する。
【００３１】
ＲＦコイル部１０８には、また、データ（ｄａｔａ）収集部１５０が接続されている。データ収集部１５０は、ＲＦコイル部１０８が受信した受信信号をディジタルデータ（ｄｉｇｉｔａｌ ｄａｔａ）として収集する。
【００３２】
勾配駆動部１３０、ＲＦ駆動部１４０およびデータ収集部１５０にはシーケンス（ｓｅｑｕｅｎｃｅ）制御部１６０が接続されている。シーケンス制御部１６０は、勾配駆動部１３０ないしデータ収集部１５０をそれぞれ制御して磁気共鳴信号の収集を遂行する。
【００３３】
シーケンス制御部１６０は、例えばコンピュータ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等を用いて構成される。シーケンス制御部１６０はメモリ（ｍｅｍｏｒｙ）を有する。メモリはシーケンス制御部１６０用のプログラム（ｐｒｏｇｒａｍ）および各種のデータを記憶している。シーケンス制御部１６０の機能は、コンピュータがメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現される。マグネットシステム１００ないしシーケンス制御部１６０からなる部分は、本発明における信号収集装置の一例である。
【００３４】
データ収集部１５０の出力側はデータ処理部１７０に接続されている。データ収集部１５０が収集したデータは、データ処理部１７０に入力される。データ処理部１７０は、例えばコンピュータ等を用いて構成される。データ処理部１７０はメモリを有する。メモリはデータ処理部１７０用のプログラムおよび各種のデータを記憶している。
【００３５】
データ処理部１７０はシーケンス制御部１６０に接続されている。データ処理部１７０はシーケンス制御部１６０の上位にあってそれを統括する。本装置の機能は、データ処理部１７０がメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現される。
【００３６】
データ処理部１７０は、データ収集部１５０が収集したデータをメモリに記憶する。メモリ内にはデータ空間が形成される。このデータ空間はｋスペースに対応する。データ処理部１７０は、ｋスペースのデータを逆フ−リエ変換することにより画像を再構成する。データ処理部１７０は、本発明における画像再構成手段の一例である。データ処理部１７０は、また、本発明における制御手段の一例である。
【００３７】
対象１には心拍センサ（ｓｅｎｓｏｒ）１１２が装着され、それを通じて心拍検出部１１０により対象１の心拍が検出され、心拍検出信号がデータ処理部１７０に入力される。データ処理部１７０は、心拍検出信号に基づいて心拍同期の撮像を行う。
【００３８】
心拍センサ１１２および心拍検出部１１０の代わりに（またはそれに加えて）体動センサおよび体動検出部を設け、呼吸に伴う体動を検出し体動同期の撮像を行うようにしてもよい。なお、体動検出は、磁気共鳴撮像によって得られる横隔膜像の運動に基づいて行うようにしてもよい。
【００３９】
データ処理部１７０には、表示部１８０および操作部１９０が接続されている。表示部１８０はグラフィックディスプレー（ｇｒａｐｈｉｃ ｄｉｓｐｌａｙ）等で構成される。操作部１９０はポインティングデバイス（ｐｏｉｎｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）を備えたキーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）等で構成される。
【００４０】
表示部１８０は、データ処理部１７０から出力される再構成画像および各種の情報を表示する。操作部１９０は、使用者によって操作され、各種の指令や情報等をデータ処理部１７０に入力する。使用者は表示部１８０および操作部１９０を通じてインタラクティブ（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ）に本装置を操作することが可能である。
【００４１】
図２に、磁気共鳴信号収集用のパルスシーケンスの一例を示す。このパルスシーケンスはステディステート・フリープリセッションのパルスシーケンスである。以下、ステディステート・フリープリセッションをＳＳＦＰともいう。なお、磁気共鳴信号収集は、ＳＳＦＰ以外の技法で行ってもよい。以下、磁気共鳴信号収集を単に信号収集ともいう。
【００４２】
同図において、（１）はＲＦ励起のシーケンスを示す。（２）−（４）はいずれも勾配磁場パルスのシーケンスを示す。（５）は磁気共鳴信号のシーケンスを示す。勾配磁場（２）−（４）のうち、（２）はスライス勾配、（３）は周波数エンコード勾配、（４）は位相エンコード勾配である。なお、静磁場は一定の磁場強度で常時印加されている。以下同様である。
【００４３】
９０°パルスによるＲＦ励起が１ＴＲ間隔で行われる。９０°励起はスライス勾配ｓｌｉｃｅの下での選択励起である。２つの９０°励起の間において、周波数エンコード勾配（ｒｅａｄ）、位相エンコード勾配（ｗａｒｐ）およびスライスエンコード勾配（ｓｌｉｃｅ）が所定のシーケンスで印加され、磁気共鳴信号ｅｃｈｏすなわちエコー（ｅｃｈｏ）が読み出される。１ＴＲは、例えば、３ｍｓｅｃないし５ｍｓｅｃである。
【００４４】
スライス勾配ｓｌｉｃｅ、周波数エンコード勾配ｒｅａｄおよび位相エンコード勾配ｗａｒｐのパルスは、いずれも、１ＴＲにおける積分値が０となるように波形と振幅が規制される。
【００４５】
このようなパルスシーケンスが、所定回数繰り返され、そのつど、エコーが読み出される。繰り返しのたびにエコーの位相エンコードが変更され、所定回数の繰り返しによって、２次元ｋスペース全体についてのエコー信号収集が行われる。なお、スライス方向にも位相エンコードを行うときは、３次元ｋスペースについてのエコー信号収集が行われる。
【００４６】
２次元ｋスペースのエコーデータを２次元逆フーリエ変換することにより２Ｄ画像が再構成される。３次元ｋスペースのエコーデータを３次元逆フーリエ変換することにより３Ｄ画像が再構成される。
【００４７】
図３に、空間的選択飽和用のパルスシーケンスの一例を示す。同図において、（１）はＲＦ励起、（２）はスライス勾配、（３）はキラー勾配のパルスシーケンスである。９０°パルスによるＲＦ励起が、スライス勾配ｓｌｉｃｅの下での空間的選択励起として行われ、その後に印加されるキラー勾配ｋｉｌｌｅｒによって、スピンの位相の分散が行われる。これによって、縦磁化と横磁化が共になくなり以後のＲＦ励起に感応しない状態となる。以下、空間的選択飽和を単に選択飽和ともいう。
【００４８】
このような選択飽和が、信号収集に先立って行われる。図４に、選択飽和を伴う信号収集のタイムチャート（ｔｉｍｅ ｃｈａｒｔ）の一例を示す。図４に示すように、先ず期間ＳＡＴにおいて選択飽和が行われ、次に期間ＡＣＱにおいて信号収集が行われる。
【００４９】
このような選択飽和を伴う信号収集は、データ処理部１０による制御の下で行われる。データ処理部１０は、本発明における信号収集制御部の一例である。データ処理部１０は、また、本発明における第１の信号収集制御部の一例である。
【００５０】
期間ＳＡＴにおける選択飽和は、間欠的に複数回行われる。ここでは、各回の選択飽和をＲＦパルスで代表する。期間ＳＡＴの長さは例えば２秒であり、その間に選択飽和が例えば４０回繰り返される。すなわち、選択飽和は例えば５０ｍｓｅｃ間隔で行われる。
【００５１】
期間ＡＣＱにおける信号収集は、連続する複数のＴＲにわたって行われる。ここでは、個々の信号収集をＴＲで代表する。期間ＡＣＱの長さは例えば０．５秒であり、その間に例えば１２８ＴＲの信号収集が行われる。すなわち、信号収集は極めて短時間に行われる。
【００５２】
このように、先ず期間ＳＡＴで複数回選択飽和を繰り返し、その後に期間ＡＣＱで連続する複数のＴＲにわたって信号収集を行うので、選択飽和用の勾配は信号収集時の１ＴＲ内の勾配磁場の積分値に全く影響を及ぼさない。
【００５３】
期間ＳＡＴのおける複数回の選択飽和は、フリップアングルを逐次変化させながら行うようにしてもよい。フリップアングルは、例えば、１８０°から９０°まで漸減するように変化させる。これによって、選択飽和の順序が早いスピンほど縦磁化の回復時間が長くなるなるので、撮像可能な血管の延長距離を長くすることができる。期間ＳＡＴのおける複数回の選択飽和は、また、ＲＦ励起の位相を逐次変化させながら行うようにしてもよい。
【００５４】
図５に、選択飽和と撮像範囲の位置関係の一例を示す。図５に示すように、撮像範囲ＦＯＶが腹部大動脈から左右の大腿動脈まで含むように設定されたとき、選択飽和領域ＳＳＴは、撮像範囲ＦＯＶ外の動脈の上流部分に設定される。矢印は血流の方向を示す。対象血管が静脈である場合は、静脈の上流側に選択飽和領域ＳＳＴが設定される。要するに、選択飽和領域ＳＳＴは、目的の血管の上流側に設定すればよい。
【００５５】
選択飽和領域ＳＳＴのスラブ（ｓｌａｂ）厚は例えば１０ｃｍに設定される。そのように設定したとき、速度が１００ｃｍ／ｓｅｃの血流は、０．１秒で選択飽和領域ＳＳＴを通過する。その間、選択飽和が５０ｍｓｅｃ間隔で行われることにより、血流は２回ずつ飽和処理を受けることになる。このため、飽和個所に切れ目を生じさせることがない。
【００５６】
なお、選択飽和の繰り返し間隔と選択飽和領域ＳＳＴのスラブ厚の関係は、切れ目のない飽和が可能な範囲で適宜に設定してよい。一般的には、下記の関係を満足するように設定すればよい。
【００５７】
選択飽和領域の厚さ÷励起時間間隔＞血流の最大速度
選択飽和領域ＳＳＴに流入する血液には、２秒間にわたって飽和処理が繰り返される。このため、血流速度が１００ｃｍ／ｓｅｃであるとすると、単純計算で２００ｃｍの長さにわたって血流が飽和することになる。これは、撮像範囲ＦＯＶにおける腹部大動脈と大腿動脈における血流の長さを優に上まわる。したがって、撮像範囲ＦＯＶ内の腹部大動脈と大腿動脈の血流を全て飽和させることができる。
【００５８】
飽和処理を行う時間は、２秒に限らず、撮像範囲の大小に応じて適宜に増減してよい。ただし、血液の縦緩和時間Ｔ１が最大で２０００ｍｓｅｃ程度なので、２秒を大きく越えて設定することは意義が乏しい。
【００５９】
このような選択飽和の後に収集した磁気共鳴信号に基づいて画像を再構成することにより、腹部大動脈と大腿動脈が黒く描出された画像が得られる。この画像は、腹部および大腿部の他の組織の像を含んだ画像となる。
【００６０】
組織像を除去して血管だけの像を得るために、別途撮像した組織像との差分画像が構成される。組織像の撮像は選択飽和を行わずに行われる。選択飽和を伴わない信号収集は、データ処理部１０による制御の下で行われる。データ処理部１０は、本発明における第２の信号収集制御部の一例である。
【００６１】
選択飽和を行わないことにより、再構成画像としては腹部大動脈と大腿動脈が黒抜けにならない組織像が得られる。このため、選択飽和を行った画像との差を求めると、組織像が消え去り血管だけが明るく描出された画像が得られる。
【００６２】
選択飽和を行った画像の再構成、選択飽和を行わない画像の再構成、および、それらの差分画像の構成はデータ処理部１０による制御の下で行われる。データ処理部１０は、本発明における画像構成制御部の一例である。
【００６３】
図６に、選択飽和と信号収集を心拍同期で行うときのタイムチャートの一例を示す。図６に示すように、心電図のＲ波をトリガ（ｔｒｉｇｇｅｒ）として例えば２秒間の選択飽和を行い、その後のＲ波をトリガとして信号収集を行う。選択飽和を伴わない信号収集も心拍同期で行う。このようにすることにより、ゴースト（ｇｈｏｓｔ）のない高品質の血管撮像を行うことができる。なお、心拍同期は、選択飽和と信号収集のいずれか一方だけとしてもよい。
【００６４】
心拍同期を体動同期と組み合わせてもよい。その例を図７に示す。図７に示すように、、呼吸に伴う周期的体動の動きが小さい時期において、心拍に同期した選択飽和と信号収集をそれぞれ行う。選択飽和を伴わない信号収集も同様にして行う。このようにすることにより、さらに高品質の血管撮像を行うことができる。なお、このような同期は、選択飽和と信号収集のいずれか一方だけとしてもよい。
【００６５】
差分による筋肉組織像の消去を完璧なものにするときは、Ｔ２プリパレーション（ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ）が行われる。Ｔ２プリパレーションとは、横緩和時間Ｔ２の違いに着目して筋肉の信号を血液の信号よりも小さくする処理である。Ｔ２プリパレーションは、信号収集に先立って行われる。
【００６６】
Ｔ２プリパレーションには、図８に示すようなＲＦ励起のパルスシーケンスが用いられる。図８に示すように、フリップアングルが９０°で位相が０°のＲＦ励起を行い、時間Ｔ後に、フリップアングルが１８０°で位相が９０°のＲＦ励起を行い、時間２Ｔ後に、フリップアングルが１８０°で位相が９０°のＲＦ励起を行い、時間２Ｔ後に、フリップアングルが−１８０°で位相が９０°のＲＦ励起を行い、時間２Ｔ後に、フリップアングルが−１８０°で位相が９０°のＲＦ励起を行い、時間Ｔ後に、フリップアングルが−９０°で位相が０°のＲＦ励起を行う。以上のＲＦ励起は非選択励起で行われる。ＲＦ励起の後にキラー勾配が印加される。
【００６７】
差分による脂肪組織像の消去を完璧なものにするときは、脂肪抑制が行われる。脂肪抑制とは、磁気共鳴周波数のケミカルシフト（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｓｈｉｆｔ）に着目して脂肪の信号を血液の信号よりも小さくする処理である。脂肪抑制は、信号収集に先立って行われる。
【００６８】
脂肪抑制には、図９に示すような１８０°パルスが用いられる。１８０°励起の後にキラー勾配が印加される。１８０°パルスの周波数は脂肪の周波数に合わせてある。これによって、脂肪のスピンの周波数選択インバージョンリカバリ（ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ ｒｅｃｏｖｅｒｙ）の過程において信号振幅を０にすることができる。
【００６９】
図１０に、選択飽和、Ｔ２プリパレーション、脂肪抑制、および、信号収集のタイムチャートの一例を示す。図１０に示すように、先ず選択飽和を複数回繰り返し、その後に、Ｔ２プリパレーション、脂肪抑制、信号収集の順で行う。なお、選択飽和を行わないときは、Ｔ２プリパレーション、脂肪抑制、信号収集の順で行う。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明を実施するための最良の形態の一例のＭＲＩ装置のブロック図である。
【図２】磁気共鳴信号収集用のパルスシーケンスの一例を示す図である。
【図３】空間的選択飽和用のパルスシーケンスの一例を示す図である。
【図４】空間的選択飽和を伴う磁気共鳴信号収集のタイムチャートの一例を示す図である。
【図５】撮像範囲と選択飽和の位置関係の一例を示す図である。
【図６】選択飽和と信号収集を心拍同期で行うときのタイムチャートの一例を示す図である。
【図７】選択飽和と信号収集を心拍同期および体動同期で行うときのタイムチャートの一例を示す図である。
【図８】Ｔ２プリパレーションのパルスシーケンスを示す図である。
【図９】脂肪抑制のパルスシーケンスを示す図である。
【図１０】選択飽和、Ｔ２プリパレーションおよび脂肪抑制を伴う信号収集のタイムチャートを示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
１ 対象
１００ マグネットシステム
１０２ 主磁場コイル部
１０６ 勾配コイル部
１０８ ＲＦコイル部
１１０ 心拍検出部
１１２ 心拍センサ
１３０ 勾配駆動部
１６０ ＲＦ駆動部
１６０ データ収集部
１６０ シーケンス制御部
１７０ データ処理部
１８０ 表示部
１８２ 表示器
１９０ 操作部
５００ クレードル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静磁場、勾配磁場パルスおよびＲＦパルスを対象に印加して磁気共鳴信号を収集する信号収集手段と、収集された磁気共鳴信号に基づいて画像を再構成する画像再構成手段と、それら両手段を制御する制御手段とを有するＭＲＩ装置であって、
前記制御手段は、
前記信号収集手段に、空間的選択飽和のための勾配磁場パルスとＲＦパルスを複数回印加させた後に、磁気共鳴信号収集のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加を行わせる信号収集制御部、
を具備することを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項２】
静磁場、勾配磁場パルスおよびＲＦパルスを対象に印加して磁気共鳴信号を収集する信号収集手段と、収集された磁気共鳴信号に基づいて画像を再構成する画像再構成手段と、それら両手段を制御する制御手段とを有するＭＲＩ装置であって、
前記制御手段は、
前記信号収集手段に、空間的選択飽和のための勾配磁場パルスとＲＦパルスを複数回印加させた後に、磁気共鳴信号収集のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加を行わせる第１の信号収集制御部と、
前記信号収集手段に、空間的選択飽和のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加を行わせることなく、磁気共鳴信号収集のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加を行わせる第２の信号収集制御部と、
前記画像再構成手段に、前記第１の信号収集制御部による制御の下で収集した磁気共鳴信号に基づく画像と、前記第２の信号収集制御部による制御の下で収集した磁気共鳴信号に基づく画像をそれぞれ再構成させるとともに、それら両画像の差分画像を構成させる画像構成制御部と、
を具備することを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項３】
前記空間的選択飽和は動脈の上流における空間的選択飽和である、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＭＲＩ装置。
【請求項４】
前記空間的選択飽和は静脈の上流における空間的選択飽和である、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＭＲＩ装置。
【請求項５】
前記空間的選択飽和のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加は少なくとも２秒間にわたって繰り返される、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載のＭＲＩ装置。
【請求項６】
前記空間的選択飽和のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの複数回の印加は、フリップアングルが逐次変化するように行われる、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載のＭＲＩ装置。
【請求項７】
前記フリップアングルは１８０°から９０°まで逐次変化する、
ことを特徴とする請求項６に記載のＭＲＩ装置。
【請求項８】
前記空間的選択飽和のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの複数回の印加は、ＲＦパルスの位相が逐次変化するように行われる、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載のＭＲＩ装置。
【請求項９】
前記空間的選択飽和のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加、または／および、前記磁気共鳴信号収集のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加は、心拍に同期して行われる、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項８のうちのいずれか１つに記載のＭＲＩ装置。
【請求項１０】
前記空間的選択飽和のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加、または／および、前記磁気共鳴信号収集のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加は、体動に同期して行われる、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項９のうちのいずれか１つに記載のＭＲＩ装置。
【請求項１１】
前記磁気共鳴信号収集のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加は、ステディステート・フリープリセッションのシーケンスで行われる、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項１０のうちのいずれか１つに記載のＭＲＩ装置。
【請求項１２】
前記各信号収集制御部は、前記信号収集手段に、磁気共鳴信号収集のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加の前にＴ２プレパレーション用のＲＦパルスの印加を行わせる、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項１１のうちのいずれか１つに記載のＭＲＩ装置。
【請求項１３】
前記各信号収集制御部は、前記信号収集手段に、磁気共鳴信号収集のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加の前に脂肪信号抑制用のＲＦパルスの印加を行わせる、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項１２のうちのいずれか１つに記載のＭＲＩ装置。
【請求項１】
静磁場、勾配磁場パルスおよびＲＦパルスを対象に印加して磁気共鳴信号を収集する信号収集手段と、収集された磁気共鳴信号に基づいて画像を再構成する画像再構成手段と、それら両手段を制御する制御手段とを有するＭＲＩ装置であって、
前記制御手段は、
前記信号収集手段に、空間的選択飽和のための勾配磁場パルスとＲＦパルスを複数回印加させた後に、磁気共鳴信号収集のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加を行わせる信号収集制御部、
を具備することを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項２】
静磁場、勾配磁場パルスおよびＲＦパルスを対象に印加して磁気共鳴信号を収集する信号収集手段と、収集された磁気共鳴信号に基づいて画像を再構成する画像再構成手段と、それら両手段を制御する制御手段とを有するＭＲＩ装置であって、
前記制御手段は、
前記信号収集手段に、空間的選択飽和のための勾配磁場パルスとＲＦパルスを複数回印加させた後に、磁気共鳴信号収集のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加を行わせる第１の信号収集制御部と、
前記信号収集手段に、空間的選択飽和のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加を行わせることなく、磁気共鳴信号収集のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加を行わせる第２の信号収集制御部と、
前記画像再構成手段に、前記第１の信号収集制御部による制御の下で収集した磁気共鳴信号に基づく画像と、前記第２の信号収集制御部による制御の下で収集した磁気共鳴信号に基づく画像をそれぞれ再構成させるとともに、それら両画像の差分画像を構成させる画像構成制御部と、
を具備することを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項３】
前記空間的選択飽和は動脈の上流における空間的選択飽和である、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＭＲＩ装置。
【請求項４】
前記空間的選択飽和は静脈の上流における空間的選択飽和である、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＭＲＩ装置。
【請求項５】
前記空間的選択飽和のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加は少なくとも２秒間にわたって繰り返される、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載のＭＲＩ装置。
【請求項６】
前記空間的選択飽和のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの複数回の印加は、フリップアングルが逐次変化するように行われる、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載のＭＲＩ装置。
【請求項７】
前記フリップアングルは１８０°から９０°まで逐次変化する、
ことを特徴とする請求項６に記載のＭＲＩ装置。
【請求項８】
前記空間的選択飽和のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの複数回の印加は、ＲＦパルスの位相が逐次変化するように行われる、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載のＭＲＩ装置。
【請求項９】
前記空間的選択飽和のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加、または／および、前記磁気共鳴信号収集のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加は、心拍に同期して行われる、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項８のうちのいずれか１つに記載のＭＲＩ装置。
【請求項１０】
前記空間的選択飽和のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加、または／および、前記磁気共鳴信号収集のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加は、体動に同期して行われる、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項９のうちのいずれか１つに記載のＭＲＩ装置。
【請求項１１】
前記磁気共鳴信号収集のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加は、ステディステート・フリープリセッションのシーケンスで行われる、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項１０のうちのいずれか１つに記載のＭＲＩ装置。
【請求項１２】
前記各信号収集制御部は、前記信号収集手段に、磁気共鳴信号収集のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加の前にＴ２プレパレーション用のＲＦパルスの印加を行わせる、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項１１のうちのいずれか１つに記載のＭＲＩ装置。
【請求項１３】
前記各信号収集制御部は、前記信号収集手段に、磁気共鳴信号収集のための勾配磁場パルスとＲＦパルスの印加の前に脂肪信号抑制用のＲＦパルスの印加を行わせる、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項１２のうちのいずれか１つに記載のＭＲＩ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００７−８２８６７（Ｐ２００７−８２８６７Ａ）
【公開日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２７７１７４（Ｐ２００５−２７７１７４）
【出願日】平成１７年９月２６日（２００５．９．２６）
【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１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月２６日（２００５．９．２６）
【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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