ＭＲＩ装置
【課題】同一核種の励起にバイノミアルパルスを利用することでＭＲＩ画像を生成するＭＲＩ装置において、被検者の撮像時の負担を軽減すると共に、画像診断に最適なＭＲＩ画像を提供すること。
【解決手段】ＭＲＩ装置１０は、非対称パルス波形設定部６１、パルス印加制御部６２及び信号受信・画像再構成部６３を有する。非対称パルス波形設定部６１は、前後非対称のＲＦパルスの波形を設定する。パルス印加制御部６２は、ＲＦパルスの波形に従ったパルス印加を制御する。信号受信・画像再構成部６３は、パルス印加に基づき受信される信号を基に画像を再構成する。再構成された画像は表示される。
【解決手段】ＭＲＩ装置１０は、非対称パルス波形設定部６１、パルス印加制御部６２及び信号受信・画像再構成部６３を有する。非対称パルス波形設定部６１は、前後非対称のＲＦパルスの波形を設定する。パルス印加制御部６２は、ＲＦパルスの波形に従ったパルス印加を制御する。信号受信・画像再構成部６３は、パルス印加に基づき受信される信号を基に画像を再構成する。再構成された画像は表示される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同一核種の励起にバイノミアルパルスを利用することでＭＲＩ（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｉｍａｇｉｎｇ）画像を生成するＭＲＩ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＲＩ装置は、静磁場中に置かれた被検体の原子核スピンをそのラーモア周波数の高周波信号で磁気的に励起し、この励起に伴って発生するＭＲ信号から被検体の断面のＭＲＩ画像を再構成する撮像法を用いる装置である。
【０００３】
ＭＲＩ装置を用いて水（自由水）励起によって受信されるＭＲ信号を基にＭＲＩ画像を生成する場合、断面内に在る脂肪（結合水）は化学シフトに因ってアーチファクト等の原因になるから、脂肪からのＭＲ信号はなるべく収集しないようにする脂肪抑制の技術が必要不可欠となる。一方、脂肪励起によって受信されるＭＲ信号を基にＭＲＩ画像を生成する場合、断面内に在る水は化学シフトに因ってアーチファクト等の原因になるから、水からのＭＲ信号はなるべく収集しないようにする水抑制の技術が必要不可欠となる。これら脂肪抑制や水抑制を行なうために、従来、各種のパルスシーケンスを使用する手法が知られている。その一つに周波数選択励起パルスで脂肪又は水からの信号抑制を行なう方法がある。その方法では、周波数選択励起パルスとして、例えば、水又は脂肪のフリップ角比が１−２−１系列や、１−３−３−１系列の連続したＲＦ波（バイノミアルパルス（ｂｉｎｏｍｉａｌ ｐｕｌｓｅ）を用いる。
【０００４】
なお、本発明に関連する従来技術として、次のような文献が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−２４８０９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら従来技術において、水励起及び脂肪励起の特性を上げようとするとＴＥ（ｅｃｈｏ ｔｉｍｅ）及びＴＲ（ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ ｔｉｍｅ）等が長くなることで全体の撮像時間が長くなり、被検者に負担がかかっていた。
【０００６】
また、従来技術によると、場合によっては、サセプタビリティ（磁化率）が弱くなることで水と脂肪との分離特性が向上しない。また、パルス長が長くなる程Ｓ／Ｎが低下するという問題が発生していた。
【０００７】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、被検者の撮像時の負担を軽減できるＭＲＩ装置を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、画像診断に最適なＭＲＩ画像を提供できるＭＲＩ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るＭＲＩ装置は、上述した課題を解決するために、前後非対称のＲＦパルスの波形を設定する波形設定部と、前記ＲＦパルスの波形に従ったパルス印加を制御する印加制御部と、前記パルス印加に基づき受信される信号を基に画像を再構成する再構成部と、前記画像の表示を制御する表示制御部と、を有する。
【００１０】
本発明に係るＭＲＩ装置は、上述した課題を解決するために、同一核種の励起にバイノミアルパルスを利用することでＭＲＩ画像を生成するＭＲＩ装置において、前記バイノミアルパルスの波形内の波数が３以上の場合、前記バイノミアルパルスの波形から一部分の波形を削除し、残部分の波形に、前記一部分の波形を基に演算される強度分を加算することで変形バイノミアルパルスの波形を生成して設定する波形設定部と、前記波形設定部によって設定される前記変形バイノミアルパルスの波形に従ったパルス印加を制御する印加制御部と、を有する。
【００１１】
本発明に係るＭＲＩ装置は、上述した課題を解決するために、同一核種の励起にバイノミアルパルスを利用することでＭＲＩ画像を生成するＭＲＩ装置において、前記バイノミアルパルスの波形のうち一部分の波形がない残部分の波形に、前記一部分の波形に用いられるべき強度又はフリップ角を分配した変形バイノミアルパルスの波形を設定する波形設定部と、前記波形設定部によって設定される前記変形バイノミアルパルスの波形に従ったパルス印加を制御する印加制御部と、を有する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るＭＲＩ装置によると、被検者の撮像時の負担を軽減できる。
【００１３】
また、本発明に係るＭＲＩ装置によると、画像診断に最適なＭＲＩ画像を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明に係るＭＲＩ装置の実施形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係るＭＲＩ装置の実施形態のハードウェア構成を示す概略図である。
【００１６】
図１は、同一核種の励起にバイノミアルパルスを利用することでＭＲＩ画像を生成するための本実施形態のＭＲＩ装置１０を示す。このＭＲＩ装置１０は、大きくは、撮像系１１と制御系１２とから構成される。
【００１７】
ＭＲＩ装置１０の撮像系１１には、架台（図示しない）が備えられ、その架台内に、静磁場磁石２１と、この静磁場磁石２１の内部であって静磁場磁石２１と同軸上に筒状のシムコイル２２と、静磁場磁石２１の内部で筒状に形成される傾斜磁場コイルユニット２３とを収容する。また、撮像系１１には、ＲＦコイル２４と、患者Ｐを架台内に進退させる寝台機構２５とが設けられる。
【００１８】
一方、ＭＲＩ装置１０の制御系１２には、静磁場電源３１、傾斜磁場電源３３、シムコイル電源３２、送信器３４、受信器３５、シーケンスコントローラ（シーケンサ）３６及びコンピュータ３７が設けられる。
【００１９】
静磁場磁石２１は、静磁場電源３１と接続される。静磁場電源３１から供給された電流によって撮像領域（ＦＯＶ：ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｖｉｅｗ）に静磁場を形成させる。
【００２０】
シムコイル２２はシムコイル電源３２と接続され、シムコイル電源３２からシムコイル２２に電流を供給して、静磁場を均一化する。
【００２１】
傾斜磁場コイルユニット２３は、Ｘ軸傾斜磁場コイル２３ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル２３ｙ及びＺ軸傾斜磁場コイル２３ｚで構成される。また、傾斜磁場コイルユニット２３の内側には寝台機構２５の天板２６が設けられ、その天板２６には患者Ｐが載置される。天板２６は、寝台機構２５によって移動させられる。
【００２２】
また、傾斜磁場コイルユニット２３は、傾斜磁場電源３３と接続される。傾斜磁場コイルユニット２３のＸ軸傾斜磁場コイル２３ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル２３ｙ及びＺ軸傾斜磁場コイル２３ｚはそれぞれ、傾斜磁場電源３３のＸ軸傾斜磁場電源３３ｘ、Ｙ軸傾斜磁場電源３３ｙ及びＺ軸傾斜磁場電源３３ｚとそれぞれ接続される。
【００２３】
そして、Ｘ軸傾斜磁場電源３３ｘ、Ｙ軸傾斜磁場電源３３ｙ及びＺ軸傾斜磁場電源３３ｚからそれぞれＸ軸傾斜磁場コイル２３ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル２３ｙ及びＺ軸傾斜磁場コイル２３ｚに供給された電流により、撮像領域にそれぞれＸ軸方向の傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸方向の傾斜磁場Ｇｙ、Ｚ軸方向の傾斜磁場Ｇｚを形成する。
【００２４】
ＲＦコイル２４はマルチコイルによって構成され、送信器３４及び受信器３５と接続される。ＲＦコイル２４は、送信器３４から高周波信号を受けて患者Ｐの撮像部位（被検体）にラーモア周波数（共鳴周波数）の高周波（ＲＦ：ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号を送信する機能と、撮像部位内部の原子核スピンの高周波信号による励起に伴って発生したＮＭＲ（ｎｕｃｌｅａｒ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）信号を受信して受信器３５に与える機能を有する。なお、ＲＦコイル２４の送受方式としては、送信コイルと受信コイルとを１つのコイルで兼用する方式の他、送信コイルと受信コイルに別々のコイルを用いる方式も存在する。そして、図１に示すＭＲＩ装置１０では、ＲＦコイル２４の一例として送信コイルと受信コイルとを１つのコイルで兼用する方式である頭部用コイルを例示している。
【００２５】
一方、制御系１２のシーケンスコントローラ３６は、寝台機構２５、傾斜磁場電源３３、送信器３４及び受信器３５と接続される。シーケンスコントローラ３６は、図示しないプロセッサ、例えばＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）及びメモリを備えており、寝台機構２５、傾斜磁場電源３３、送信器３４及び受信器３５を駆動させるために必要な制御情報、例えば傾斜磁場電源３３に印加すべきパルス電流の強度や印加時間、印加タイミング等の動作制御情報を記述したシーケンス情報を記憶する。
【００２６】
また、シーケンスコントローラ３６は、記憶した所定のシーケンスに従って寝台機構２５を駆動させることによって、天板２６を架台に対してＺ軸方向に進退させる。さらに、シーケンスコントローラ３６は、記憶した所定のシーケンスに従って傾斜磁場電源３３、送信器３４及び受信器３５を駆動させることによって、架台内にＸ軸傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸傾斜磁場Ｇｙ，Ｚ軸傾斜磁場Ｇｚ及びＲＦ信号を発生させる。
【００２７】
送信器３４は、シーケンスコントローラ３６から受けた制御情報に基づいてＲＦ信号をＲＦコイル２４に与える。一方、受信器３５は、ＲＦコイル２４から受けたＮＭＲ信号に所要の信号処理を実行すると共にＡ／Ｄ（ａｎａｌｏｇ ｔｏ ｄｉｇｉｔａｌ）変換することにより、受信器３５からデジタル化されたＮＭＲ信号である生データ（ｒａｗ ｄａｔａ）を生成する。また、生成した生データをシーケンスコントローラ３６に与える。シーケンスコントローラ３６は、受信器３５からの生データを受けてコンピュータ３７に与える。
【００２８】
コンピュータ３７は、プロセッサとしてのＣＰＵ５１、メモリ５２、ＨＤ（ｈａｒｄ ｄｉｓｋ）５３、ＩＦ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）５４、表示装置５５及び入力装置５６等、コンピュータとしての基本的なハードウェアから構成される。ＣＰＵ５１は、共通信号伝送路としてのバスＢを介して、コンピュータ３７を構成する各ハードウェア構成要素５２，５３，５４，５５及び５６に相互接続されている。また、コンピュータ３７は、ＩＦ５４を介して病院基幹のＬＡＮ（ｌｏｃａｌ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）等のネットワークＮに相互通信可能に接続されることで、ネットワークＮ上の図示しない画像管理装置（サーバ）から後述する過去の画像を取得することができる。
【００２９】
なお、コンピュータ３７には、各種アプリケーションプログラムやデータを記憶したメディアから各種アプリケーションプログラムやデータを読み込むドライブを具備する場合もある。
【００３０】
ＣＰＵ５１は、メモリ５２に記憶しているプログラムを実行する。又は、ＣＰＵ５１は、ＨＤ５３に記憶しているプログラム、ネットワークＮから転送されＩＦ５４で受信されてＨＤ５３にインストールされたプログラムを、メモリ５２にロードして実行する。
【００３１】
メモリ５２は、ＲＯＭ（ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）等の要素を兼ね備え、ＢＩＯＳ（ｂａｓｉｃ ｉｎｐｕｔ／ｏｕｔｐｕｔ ｓｙｓｔｅｍ）、ＩＰＬ（ｉｎｉｔｉａｌ ｐｒｏｇｒａｍ ｌｏａｄｉｎｇ）及び画像を記憶したり、ＣＰＵ５１のワークメモリやデータの一時的な記憶に用いたりする記憶装置である。
【００３２】
ＨＤ５３は、磁性体を塗布又は蒸着した金属のディスクによって構成され、読み取り装置（図示しない）に着脱不能で内蔵されている。ＨＤ５３は、コンピュータ３７にインストールされたプログラム（アプリケーションプログラムの他、ＯＳ（ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）等も含まれる）やＭＲＩ画像等の画像データを記憶する記憶装置である。また、ＯＳに、ユーザに対する情報の表示にグラフィックを多用し、基礎的な操作を入力装置５６によって行なうことができるＧＵＩ（ｇｒａｐｈｉｃａｌ ｕｓｅｒ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を提供させることもできる。
【００３３】
ＩＦ５４は、各規格に応じた通信制御を行なう通信制御装置である。ＩＦ５４により、コンピュータ３７は、ネットワークＮ網に接続することができる。
【００３４】
表示装置５５は、Ｄ／Ａ（ｄｉｇｉｔａｌ ｔｏ ａｎａｌｏｇ）変換回路及びモニタ等を含み、モニタを介してＭＲＩ画像等を表示する。
【００３５】
入力装置５６としては、技師等のオペレータによって操作が可能なキーボード及びマウス等が挙げられ、操作に従った入力信号がＣＰＵ５１に送られる。
【００３６】
図２は、本実施形態のＭＲＩ装置１０の機能を示すブロック図である。
【００３７】
図１に示すＣＰＵ５１（又はシーケンスコントローラ３６のＣＰＵ）がプログラムを実行することによって、図２に示すように、非対称パルス波形設定部６１、パルス印加制御部６２及び信号受信・画像再構成部６３として機能する。
【００３８】
非対称パルス波形設定部６１は、前後非対称のＲＦパルス（以下、「非対称パルス」という。）の波形、例えば、励起中心までのフリップ角の増加割合と、励起中心以降のフリップ角の減少割合とが異なる非対称パルスの波形を設定する機能を有する。例えば、非対称パルス波形設定部６１は、非対称パルスの波形を設定するために、バイノミアルパルス波形設定部６１ａ、変形バイノミアルパルス波形生成部６１ｂ及び変形バイノミアルパルス波形設定部６１ｃを有する。
【００３９】
バイノミアルパルス波形設定部６１ａは、入力装置５６を介したオペレータの操作に従って、所望のバイノミアルパルスの波形を設定する機能を有する。
【００４０】
図３は、バイノミアルパルスの波形の一例を示す図である。
【００４１】
図３に示すように、バイノミアルパルスの波形として、自由水又は結合水のフリップ角（共鳴周波数の強度）比が１−１系列、１−２−１系列、１−３−３−１系列、１−４−６−４−１系列、１−５−１０−１０−５−１系列、１−６−１５−２０−１５−６−１系列等が存在する。
【００４２】
また、図２に示す変形バイノミアルパルス波形生成部６１ｂは、バイノミアルパルス波形設定部６１ａによって設定されるバイノミアルパルスの波形内の波数が３以上の場合、バイノミアルパルスの波形から一部分（削除部分）の波形を削除し、残部分（加算部分）の波形に、削除部分の波形を基に演算されるフリップ角分を加算することで変形バイノミアルパルスの波形を生成する機能を有する。例えば、変形バイノミアルパルス波形生成部６１ｂは、加算部分の波形に、削除部分の波形を基に演算されるフリップ角分を均等に加算して総フリップ角をバイノミアルパルスの波形に合わせることで、変形バイノミアルパルスの波形を生成する構成とする。また、例えば、変形バイノミアルパルス波形生成部６１ｂは、加算部分の波形に、削除部分の波形を基に演算されるフリップ角分を割合的に加算して総フリップ角をバイノミアルパルスの波形に合わせることで、変形バイノミアルパルスの波形を生成する構成とする。
【００４３】
なお、変形バイノミアルパルス波形生成部６１ｂは、バイノミアルパルスの波形を構成する波数が奇数の場合、バイノミアルパルスの波形のうち先頭から励起中心までの波によって加算部分の波形を形成する。一方、変形バイノミアルパルス波形生成部６１ｂは、バイノミアルパルスの波形を構成する波数が偶数の場合、バイノミアルパルスの波形のうち先頭から励起中心直後までの波によって加算部分の波形を形成する。なお、変形バイノミアルパルス波形生成部６１ｂは、バイノミアルパルスの波形を構成する波数が偶数の場合、バイノミアルパルスの波形のうち半分の波によって加算部分の波形を形成してもよい。
【００４４】
図４は、変形バイノミアルパルスの波形の生成例を説明するための図である。また、図５乃至図７は、変形バイノミアルパルスの波形の一例を示す図である。
【００４５】
図４に示す１−３−３−１系列のバイノミアルパルスの波形内の波数は偶数である。よって、変形バイノミアルパルス波形生成部６１ｂは、１−３−３−１系列のバイノミアルパルスの波形に基づく総フリップ角と、変形バイノミアルパルスの波形に基づく総フリップ角とを等しくするために、削除部分の波形を加算部分に均等に加算した上で、フリップ角比が（４／３）−（１０／３）−（１０／３）系列の変形バイノミアルパルスの波形（図５に図示）を生成する。
【００４６】
また、変形バイノミアルパルス波形生成部６１ｂは、１−３−３−１系列のバイノミアルパルスの波形に基づく総フリップ角と、変形バイノミアルパルスの波形に基づく総フリップ角とを等しくするために、削除部分の波形を加算部分に割合的に加算した上で、フリップ角比が（８／７）−（２４／７）−（２４／７）系列の変形バイノミアルパルスの波形（図６に図示）を生成する。
【００４７】
加えて、図４に示す１−４−６−４−１系列のバイノミアルパルスの波形内の波数は奇数である。よって、変形バイノミアルパルス波形生成部６１ｂは、１−４−６−４−１系列のバイノミアルパルスの波形に基づく総フリップ角と、変形バイノミアルパルスの波形に基づく総フリップ角とを等しくするために、削除部分の波形を加算部分に均等に加算した上で、フリップ角比が（８／３）−（１７／３）−（２３／３）系列の変形バイノミアルパルスの波形（図７に図示）を生成する。
【００４８】
さらに、図２に示す変形バイノミアルパルス波形設定部６１ｃは、変形バイノミアルパルス波形生成部６１ｂによって複数のフリップ角比の変形バイノミアルパルスの波形が生成される場合、入力装置５６を介したオペレータの操作に従って、所望の変形バイノミアルパルスの波形を設定する機能を有する。ここで、変形バイノミアルパルス波形設定部６１ｃは、バイノミアルパルス波形設定部６１ａによって設定されるバイノミアルパルスの波形と、変形バイノミアルパルス波形生成部６１ｂによって生成される変形バイノミアルパルスの波形とを共に表示装置５５のモニタを介して表示させ、その中から、所望のバイノミアルパルスの波形又は変形バイノミアルパルスの波形を選択できるようにしてもよい。
【００４９】
パルス印加制御部６２は、シーケンスコントローラ３６を介して送信器３４を制御して、非対称パルス波形設定部６１によって設定される非対称パルスの波形に従った周波数選択励起パルスの印加を制御する機能を有する。
【００５０】
図８は、バイノミアルパルスの波形に従ったパルスシーケンスの一例を示す図である。なお、図８は、フリップ角比が１−３−３−１系列のバイノミアルパルスの波形を含むパルスシーケンスを示している。また、図９は、自由水の共鳴周波数のバイノミアルパルスの波形に従ったパルスシーケンスを基に撮像を行なって再構成されるＭＲＩ画像の一例を示す図である。なお、図９は、フリップ角比が１−１系列及び１−３−３−１系列のバイノミアルパルスの波形を含むパルスシーケンスを基に撮像を行なって再構成されるＭＲＩ画像の一例をそれぞれ示す図である。
【００５１】
フリップ角比が１−１系列のバイノミアルパルスの波形に従ったパルスシーケンスによると、図９の左側のＭＲＩ画像上に示すように、３ヶ所（図中の破線部分）の脂肪の消え残りが現われている。また、フリップ角比が１−３−３−１系列のバイノミアルパルスの波形に従ったパルスシーケンスによると、図９の右側のＭＲＩ画像上に示すように脂肪は消滅するが、パルス長が長いためにＳ／Ｎ（ｓｉｇｎａｌ ｔｏ ｎｏｉｓｅ）が低下する。
【００５２】
図１０は、非対称パルス波形設定部６１によって設定される非対称パルスの波形に従ったパルスシーケンス（フィールドエコー法）の一例を示す図である。なお、図１０は、変形バイノミアルパルス波形設定部６１ｃによって設定される（８／７）−（２４／７）−（２４／７）系列の変形バイノミアルパルスの波形を含むパルスシーケンスを示している。
【００５３】
図１０に示すように、変形バイノミアルパルスの波形を含むパルスシーケンスを採用することにより、図８に示すバイノミアルパルスの波形を含むパルスシーケンスと比較してパルス長が短縮される結果、ＴＥ及びＴＲが短縮されることになり、その分、撮像時間が短縮される。
【００５４】
また、図２に示す信号受信・画像再構成部６３は、シーケンスコントローラ３６を介して受信器３５を制御して、ＮＭＲ信号の受信を制御する機能を有する。また、信号受信・画像再構成部６３は、受信されるＮＭＲ信号を基にＭＲＩ画像を再構成する機能を有する。信号受信・画像再構成部６３によって再構成されるＭＲＩ画像は、ＨＤ５３等の記憶装置に記憶されたり、表示装置５５のモニタを介して表示されたりする。
【００５５】
図１１は、自由水の共鳴周波数の非対称パルスの波形に従ったパルスシーケンスを基に撮像を行なって再構成されるＭＲＩ画像の一例を示す図である。なお、図１１は、（８／７）−（２４／７）−（２４／７）系列の変形バイノミアルパルスの波形を含むパルスシーケンスを基に撮像を行なって再構成されるＭＲＩ画像の一例を示す図である。
【００５６】
図１１に示すように、図９の左側のＭＲＩ画像上に現われていた脂肪の消え残りが消滅しており、水励起使用時の分離特性の向上、サセプタビリティによるＭＲＩ画像の画質の劣化（脂肪抑制効果の低下）の問題点が改善される。また、変形バイノミアルパルスによるとバイノミアルパルスと比較してパルス長が短縮されるので、図１１に示すように、図９の右側のＭＲＩ画像と比較して、Ｓ／Ｎの低下を抑止することができる。
【００５７】
ここで、図１０に示すパルスシーケンスにて水励起を行なった場合のＭＲＩ画像を用いてＭＲＩ装置１０の動作における効果を説明したが、ＭＲＩ装置１０によると、脂肪励起使用時の分離特性の向上、サセプタビリティによる画質の劣化（水抑制効果の低下）の問題点をも改善しうる。
【００５８】
なお、ＭＲＩ装置１０によると、ＲＦコイル２４がマルチコイルによって構成されているので、マルチコイルを被検者の関心領域に配置して、マルチコイルから並列的にＮＭＲ信号を受信して処理するＭＲＩ画像を再構成するパラレルイメージング（ＰＩ：ｐａｒａｌｌｅｌ ｉｍａｇｉｎｇ）法を併用して撮像を行なうことができる。ＰＩ法によれば、ＭＲＩ画像の再構成に必要な位相エンコードの数を表面コイルの数の分だけ減らすことができるため撮影時間を短縮することができる。
【００５９】
また、ＭＲＩ装置１０によると、ＲＦコイル２４がマルチコイルによって構成されているので、マルチコイルを被検者の関心領域に配置して、マルチコイルから並列的にＲＦパルスを送信するトランスミットセンス（ｔｒａｎｓｍｉｔ ｓｅｎｓｅ）法を併用して撮像を行なうことができる。
【００６０】
また、撮像のタイミングで、図２に示すバイノミアルパルス波形設定部６１ａによってバイノミアルパルスを設定した後、変形バイノミアルパルス生成部６１ｂによって変形バイノミアルパルスを生成する構成としてＭＲＩ装置１０を説明したが、その場合に限定されるものではない。例えば、ＭＲＩ装置１０は、予め、変形バイノミアルパルス生成部６１ｂによって各種バイノミアルパルスに対して変形バイノミアルパルスを生成して対応付けて記憶しておき、撮像のタイミングで、バイノミアルパルス波形設定部６１ａによってバイノミアルパルスが設定されると、設定されたバイノミアルパルスに対応付けられる変形バイノミアルパルスを読み出して設定する構成としてもよい。
【００６１】
本実施形態のＭＲＩ装置１０によると、パルス長が短縮される結果、ＴＥ及びＴＲが短縮されて撮像時間を短縮できるので、被検者の撮像時の負担を軽減することができる。
【００６２】
また、本実施形態のＭＲＩ装置１０によると、画像診断に最適なＭＲＩ画像を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明に係るＭＲＩ装置の実施形態のハードウェア構成を示す概略図。
【図２】本実施形態のＭＲＩ装置の機能を示すブロック図。
【図３】バイノミアルパルスの波形の一例を示す図。
【図４】変形バイノミアルパルスの波形の生成例を説明するための図。
【図５】変形バイノミアルパルスの波形（（４／３）−（１０／３）−（１０／３））の一例を示す図。
【図６】変形バイノミアルパルスの波形（（８／７）−（２４／７）−（２４／７））の一例を示す図。
【図７】変形バイノミアルパルスの波形（（８／３）−（１７／３）−（２３／３系列））の一例を示す図。
【図８】バイノミアルパルスの波形に従ったパルスシーケンスの一例を示す図。
【図９】自由水の共鳴周波数のバイノミアルパルスの波形に従ったパルスシーケンスを基に撮像を行なって再構成されるＭＲＩ画像の一例を示す図。
【図１０】非対称パルスの波形に従ったパルスシーケンスの一例を示す図；及び
【図１１】自由水の共鳴周波数の非対称パルスの波形に従ったパルスシーケンスを基に撮像を行なって再構成されるＭＲＩ画像の一例を示す図。
【符号の説明】
【００６４】
１０ ＭＲＩ装置
１１ 撮像系
１２ 制御系
３６ シーケンスコントローラ
３７ コンピュータ
５１ ＣＰＵ
５２ メモリ
６１ 非対称パルス波形設定部
６１ａ バイノミアルパルス波形設定部
６１ｂ 変形バイノミアルパルス波形生成部
６１ｃ 変形バイノミアルパルス波形設定部
６２ パルス印加制御部
６３ 信号受信・画像再構成部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同一核種の励起にバイノミアルパルスを利用することでＭＲＩ（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｉｍａｇｉｎｇ）画像を生成するＭＲＩ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＲＩ装置は、静磁場中に置かれた被検体の原子核スピンをそのラーモア周波数の高周波信号で磁気的に励起し、この励起に伴って発生するＭＲ信号から被検体の断面のＭＲＩ画像を再構成する撮像法を用いる装置である。
【０００３】
ＭＲＩ装置を用いて水（自由水）励起によって受信されるＭＲ信号を基にＭＲＩ画像を生成する場合、断面内に在る脂肪（結合水）は化学シフトに因ってアーチファクト等の原因になるから、脂肪からのＭＲ信号はなるべく収集しないようにする脂肪抑制の技術が必要不可欠となる。一方、脂肪励起によって受信されるＭＲ信号を基にＭＲＩ画像を生成する場合、断面内に在る水は化学シフトに因ってアーチファクト等の原因になるから、水からのＭＲ信号はなるべく収集しないようにする水抑制の技術が必要不可欠となる。これら脂肪抑制や水抑制を行なうために、従来、各種のパルスシーケンスを使用する手法が知られている。その一つに周波数選択励起パルスで脂肪又は水からの信号抑制を行なう方法がある。その方法では、周波数選択励起パルスとして、例えば、水又は脂肪のフリップ角比が１−２−１系列や、１−３−３−１系列の連続したＲＦ波（バイノミアルパルス（ｂｉｎｏｍｉａｌ ｐｕｌｓｅ）を用いる。
【０００４】
なお、本発明に関連する従来技術として、次のような文献が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−２４８０９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら従来技術において、水励起及び脂肪励起の特性を上げようとするとＴＥ（ｅｃｈｏ ｔｉｍｅ）及びＴＲ（ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ ｔｉｍｅ）等が長くなることで全体の撮像時間が長くなり、被検者に負担がかかっていた。
【０００６】
また、従来技術によると、場合によっては、サセプタビリティ（磁化率）が弱くなることで水と脂肪との分離特性が向上しない。また、パルス長が長くなる程Ｓ／Ｎが低下するという問題が発生していた。
【０００７】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、被検者の撮像時の負担を軽減できるＭＲＩ装置を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、画像診断に最適なＭＲＩ画像を提供できるＭＲＩ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るＭＲＩ装置は、上述した課題を解決するために、前後非対称のＲＦパルスの波形を設定する波形設定部と、前記ＲＦパルスの波形に従ったパルス印加を制御する印加制御部と、前記パルス印加に基づき受信される信号を基に画像を再構成する再構成部と、前記画像の表示を制御する表示制御部と、を有する。
【００１０】
本発明に係るＭＲＩ装置は、上述した課題を解決するために、同一核種の励起にバイノミアルパルスを利用することでＭＲＩ画像を生成するＭＲＩ装置において、前記バイノミアルパルスの波形内の波数が３以上の場合、前記バイノミアルパルスの波形から一部分の波形を削除し、残部分の波形に、前記一部分の波形を基に演算される強度分を加算することで変形バイノミアルパルスの波形を生成して設定する波形設定部と、前記波形設定部によって設定される前記変形バイノミアルパルスの波形に従ったパルス印加を制御する印加制御部と、を有する。
【００１１】
本発明に係るＭＲＩ装置は、上述した課題を解決するために、同一核種の励起にバイノミアルパルスを利用することでＭＲＩ画像を生成するＭＲＩ装置において、前記バイノミアルパルスの波形のうち一部分の波形がない残部分の波形に、前記一部分の波形に用いられるべき強度又はフリップ角を分配した変形バイノミアルパルスの波形を設定する波形設定部と、前記波形設定部によって設定される前記変形バイノミアルパルスの波形に従ったパルス印加を制御する印加制御部と、を有する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るＭＲＩ装置によると、被検者の撮像時の負担を軽減できる。
【００１３】
また、本発明に係るＭＲＩ装置によると、画像診断に最適なＭＲＩ画像を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明に係るＭＲＩ装置の実施形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係るＭＲＩ装置の実施形態のハードウェア構成を示す概略図である。
【００１６】
図１は、同一核種の励起にバイノミアルパルスを利用することでＭＲＩ画像を生成するための本実施形態のＭＲＩ装置１０を示す。このＭＲＩ装置１０は、大きくは、撮像系１１と制御系１２とから構成される。
【００１７】
ＭＲＩ装置１０の撮像系１１には、架台（図示しない）が備えられ、その架台内に、静磁場磁石２１と、この静磁場磁石２１の内部であって静磁場磁石２１と同軸上に筒状のシムコイル２２と、静磁場磁石２１の内部で筒状に形成される傾斜磁場コイルユニット２３とを収容する。また、撮像系１１には、ＲＦコイル２４と、患者Ｐを架台内に進退させる寝台機構２５とが設けられる。
【００１８】
一方、ＭＲＩ装置１０の制御系１２には、静磁場電源３１、傾斜磁場電源３３、シムコイル電源３２、送信器３４、受信器３５、シーケンスコントローラ（シーケンサ）３６及びコンピュータ３７が設けられる。
【００１９】
静磁場磁石２１は、静磁場電源３１と接続される。静磁場電源３１から供給された電流によって撮像領域（ＦＯＶ：ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｖｉｅｗ）に静磁場を形成させる。
【００２０】
シムコイル２２はシムコイル電源３２と接続され、シムコイル電源３２からシムコイル２２に電流を供給して、静磁場を均一化する。
【００２１】
傾斜磁場コイルユニット２３は、Ｘ軸傾斜磁場コイル２３ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル２３ｙ及びＺ軸傾斜磁場コイル２３ｚで構成される。また、傾斜磁場コイルユニット２３の内側には寝台機構２５の天板２６が設けられ、その天板２６には患者Ｐが載置される。天板２６は、寝台機構２５によって移動させられる。
【００２２】
また、傾斜磁場コイルユニット２３は、傾斜磁場電源３３と接続される。傾斜磁場コイルユニット２３のＸ軸傾斜磁場コイル２３ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル２３ｙ及びＺ軸傾斜磁場コイル２３ｚはそれぞれ、傾斜磁場電源３３のＸ軸傾斜磁場電源３３ｘ、Ｙ軸傾斜磁場電源３３ｙ及びＺ軸傾斜磁場電源３３ｚとそれぞれ接続される。
【００２３】
そして、Ｘ軸傾斜磁場電源３３ｘ、Ｙ軸傾斜磁場電源３３ｙ及びＺ軸傾斜磁場電源３３ｚからそれぞれＸ軸傾斜磁場コイル２３ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル２３ｙ及びＺ軸傾斜磁場コイル２３ｚに供給された電流により、撮像領域にそれぞれＸ軸方向の傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸方向の傾斜磁場Ｇｙ、Ｚ軸方向の傾斜磁場Ｇｚを形成する。
【００２４】
ＲＦコイル２４はマルチコイルによって構成され、送信器３４及び受信器３５と接続される。ＲＦコイル２４は、送信器３４から高周波信号を受けて患者Ｐの撮像部位（被検体）にラーモア周波数（共鳴周波数）の高周波（ＲＦ：ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号を送信する機能と、撮像部位内部の原子核スピンの高周波信号による励起に伴って発生したＮＭＲ（ｎｕｃｌｅａｒ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）信号を受信して受信器３５に与える機能を有する。なお、ＲＦコイル２４の送受方式としては、送信コイルと受信コイルとを１つのコイルで兼用する方式の他、送信コイルと受信コイルに別々のコイルを用いる方式も存在する。そして、図１に示すＭＲＩ装置１０では、ＲＦコイル２４の一例として送信コイルと受信コイルとを１つのコイルで兼用する方式である頭部用コイルを例示している。
【００２５】
一方、制御系１２のシーケンスコントローラ３６は、寝台機構２５、傾斜磁場電源３３、送信器３４及び受信器３５と接続される。シーケンスコントローラ３６は、図示しないプロセッサ、例えばＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）及びメモリを備えており、寝台機構２５、傾斜磁場電源３３、送信器３４及び受信器３５を駆動させるために必要な制御情報、例えば傾斜磁場電源３３に印加すべきパルス電流の強度や印加時間、印加タイミング等の動作制御情報を記述したシーケンス情報を記憶する。
【００２６】
また、シーケンスコントローラ３６は、記憶した所定のシーケンスに従って寝台機構２５を駆動させることによって、天板２６を架台に対してＺ軸方向に進退させる。さらに、シーケンスコントローラ３６は、記憶した所定のシーケンスに従って傾斜磁場電源３３、送信器３４及び受信器３５を駆動させることによって、架台内にＸ軸傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸傾斜磁場Ｇｙ，Ｚ軸傾斜磁場Ｇｚ及びＲＦ信号を発生させる。
【００２７】
送信器３４は、シーケンスコントローラ３６から受けた制御情報に基づいてＲＦ信号をＲＦコイル２４に与える。一方、受信器３５は、ＲＦコイル２４から受けたＮＭＲ信号に所要の信号処理を実行すると共にＡ／Ｄ（ａｎａｌｏｇ ｔｏ ｄｉｇｉｔａｌ）変換することにより、受信器３５からデジタル化されたＮＭＲ信号である生データ（ｒａｗ ｄａｔａ）を生成する。また、生成した生データをシーケンスコントローラ３６に与える。シーケンスコントローラ３６は、受信器３５からの生データを受けてコンピュータ３７に与える。
【００２８】
コンピュータ３７は、プロセッサとしてのＣＰＵ５１、メモリ５２、ＨＤ（ｈａｒｄ ｄｉｓｋ）５３、ＩＦ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）５４、表示装置５５及び入力装置５６等、コンピュータとしての基本的なハードウェアから構成される。ＣＰＵ５１は、共通信号伝送路としてのバスＢを介して、コンピュータ３７を構成する各ハードウェア構成要素５２，５３，５４，５５及び５６に相互接続されている。また、コンピュータ３７は、ＩＦ５４を介して病院基幹のＬＡＮ（ｌｏｃａｌ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）等のネットワークＮに相互通信可能に接続されることで、ネットワークＮ上の図示しない画像管理装置（サーバ）から後述する過去の画像を取得することができる。
【００２９】
なお、コンピュータ３７には、各種アプリケーションプログラムやデータを記憶したメディアから各種アプリケーションプログラムやデータを読み込むドライブを具備する場合もある。
【００３０】
ＣＰＵ５１は、メモリ５２に記憶しているプログラムを実行する。又は、ＣＰＵ５１は、ＨＤ５３に記憶しているプログラム、ネットワークＮから転送されＩＦ５４で受信されてＨＤ５３にインストールされたプログラムを、メモリ５２にロードして実行する。
【００３１】
メモリ５２は、ＲＯＭ（ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）等の要素を兼ね備え、ＢＩＯＳ（ｂａｓｉｃ ｉｎｐｕｔ／ｏｕｔｐｕｔ ｓｙｓｔｅｍ）、ＩＰＬ（ｉｎｉｔｉａｌ ｐｒｏｇｒａｍ ｌｏａｄｉｎｇ）及び画像を記憶したり、ＣＰＵ５１のワークメモリやデータの一時的な記憶に用いたりする記憶装置である。
【００３２】
ＨＤ５３は、磁性体を塗布又は蒸着した金属のディスクによって構成され、読み取り装置（図示しない）に着脱不能で内蔵されている。ＨＤ５３は、コンピュータ３７にインストールされたプログラム（アプリケーションプログラムの他、ＯＳ（ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）等も含まれる）やＭＲＩ画像等の画像データを記憶する記憶装置である。また、ＯＳに、ユーザに対する情報の表示にグラフィックを多用し、基礎的な操作を入力装置５６によって行なうことができるＧＵＩ（ｇｒａｐｈｉｃａｌ ｕｓｅｒ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を提供させることもできる。
【００３３】
ＩＦ５４は、各規格に応じた通信制御を行なう通信制御装置である。ＩＦ５４により、コンピュータ３７は、ネットワークＮ網に接続することができる。
【００３４】
表示装置５５は、Ｄ／Ａ（ｄｉｇｉｔａｌ ｔｏ ａｎａｌｏｇ）変換回路及びモニタ等を含み、モニタを介してＭＲＩ画像等を表示する。
【００３５】
入力装置５６としては、技師等のオペレータによって操作が可能なキーボード及びマウス等が挙げられ、操作に従った入力信号がＣＰＵ５１に送られる。
【００３６】
図２は、本実施形態のＭＲＩ装置１０の機能を示すブロック図である。
【００３７】
図１に示すＣＰＵ５１（又はシーケンスコントローラ３６のＣＰＵ）がプログラムを実行することによって、図２に示すように、非対称パルス波形設定部６１、パルス印加制御部６２及び信号受信・画像再構成部６３として機能する。
【００３８】
非対称パルス波形設定部６１は、前後非対称のＲＦパルス（以下、「非対称パルス」という。）の波形、例えば、励起中心までのフリップ角の増加割合と、励起中心以降のフリップ角の減少割合とが異なる非対称パルスの波形を設定する機能を有する。例えば、非対称パルス波形設定部６１は、非対称パルスの波形を設定するために、バイノミアルパルス波形設定部６１ａ、変形バイノミアルパルス波形生成部６１ｂ及び変形バイノミアルパルス波形設定部６１ｃを有する。
【００３９】
バイノミアルパルス波形設定部６１ａは、入力装置５６を介したオペレータの操作に従って、所望のバイノミアルパルスの波形を設定する機能を有する。
【００４０】
図３は、バイノミアルパルスの波形の一例を示す図である。
【００４１】
図３に示すように、バイノミアルパルスの波形として、自由水又は結合水のフリップ角（共鳴周波数の強度）比が１−１系列、１−２−１系列、１−３−３−１系列、１−４−６−４−１系列、１−５−１０−１０−５−１系列、１−６−１５−２０−１５−６−１系列等が存在する。
【００４２】
また、図２に示す変形バイノミアルパルス波形生成部６１ｂは、バイノミアルパルス波形設定部６１ａによって設定されるバイノミアルパルスの波形内の波数が３以上の場合、バイノミアルパルスの波形から一部分（削除部分）の波形を削除し、残部分（加算部分）の波形に、削除部分の波形を基に演算されるフリップ角分を加算することで変形バイノミアルパルスの波形を生成する機能を有する。例えば、変形バイノミアルパルス波形生成部６１ｂは、加算部分の波形に、削除部分の波形を基に演算されるフリップ角分を均等に加算して総フリップ角をバイノミアルパルスの波形に合わせることで、変形バイノミアルパルスの波形を生成する構成とする。また、例えば、変形バイノミアルパルス波形生成部６１ｂは、加算部分の波形に、削除部分の波形を基に演算されるフリップ角分を割合的に加算して総フリップ角をバイノミアルパルスの波形に合わせることで、変形バイノミアルパルスの波形を生成する構成とする。
【００４３】
なお、変形バイノミアルパルス波形生成部６１ｂは、バイノミアルパルスの波形を構成する波数が奇数の場合、バイノミアルパルスの波形のうち先頭から励起中心までの波によって加算部分の波形を形成する。一方、変形バイノミアルパルス波形生成部６１ｂは、バイノミアルパルスの波形を構成する波数が偶数の場合、バイノミアルパルスの波形のうち先頭から励起中心直後までの波によって加算部分の波形を形成する。なお、変形バイノミアルパルス波形生成部６１ｂは、バイノミアルパルスの波形を構成する波数が偶数の場合、バイノミアルパルスの波形のうち半分の波によって加算部分の波形を形成してもよい。
【００４４】
図４は、変形バイノミアルパルスの波形の生成例を説明するための図である。また、図５乃至図７は、変形バイノミアルパルスの波形の一例を示す図である。
【００４５】
図４に示す１−３−３−１系列のバイノミアルパルスの波形内の波数は偶数である。よって、変形バイノミアルパルス波形生成部６１ｂは、１−３−３−１系列のバイノミアルパルスの波形に基づく総フリップ角と、変形バイノミアルパルスの波形に基づく総フリップ角とを等しくするために、削除部分の波形を加算部分に均等に加算した上で、フリップ角比が（４／３）−（１０／３）−（１０／３）系列の変形バイノミアルパルスの波形（図５に図示）を生成する。
【００４６】
また、変形バイノミアルパルス波形生成部６１ｂは、１−３−３−１系列のバイノミアルパルスの波形に基づく総フリップ角と、変形バイノミアルパルスの波形に基づく総フリップ角とを等しくするために、削除部分の波形を加算部分に割合的に加算した上で、フリップ角比が（８／７）−（２４／７）−（２４／７）系列の変形バイノミアルパルスの波形（図６に図示）を生成する。
【００４７】
加えて、図４に示す１−４−６−４−１系列のバイノミアルパルスの波形内の波数は奇数である。よって、変形バイノミアルパルス波形生成部６１ｂは、１−４−６−４−１系列のバイノミアルパルスの波形に基づく総フリップ角と、変形バイノミアルパルスの波形に基づく総フリップ角とを等しくするために、削除部分の波形を加算部分に均等に加算した上で、フリップ角比が（８／３）−（１７／３）−（２３／３）系列の変形バイノミアルパルスの波形（図７に図示）を生成する。
【００４８】
さらに、図２に示す変形バイノミアルパルス波形設定部６１ｃは、変形バイノミアルパルス波形生成部６１ｂによって複数のフリップ角比の変形バイノミアルパルスの波形が生成される場合、入力装置５６を介したオペレータの操作に従って、所望の変形バイノミアルパルスの波形を設定する機能を有する。ここで、変形バイノミアルパルス波形設定部６１ｃは、バイノミアルパルス波形設定部６１ａによって設定されるバイノミアルパルスの波形と、変形バイノミアルパルス波形生成部６１ｂによって生成される変形バイノミアルパルスの波形とを共に表示装置５５のモニタを介して表示させ、その中から、所望のバイノミアルパルスの波形又は変形バイノミアルパルスの波形を選択できるようにしてもよい。
【００４９】
パルス印加制御部６２は、シーケンスコントローラ３６を介して送信器３４を制御して、非対称パルス波形設定部６１によって設定される非対称パルスの波形に従った周波数選択励起パルスの印加を制御する機能を有する。
【００５０】
図８は、バイノミアルパルスの波形に従ったパルスシーケンスの一例を示す図である。なお、図８は、フリップ角比が１−３−３−１系列のバイノミアルパルスの波形を含むパルスシーケンスを示している。また、図９は、自由水の共鳴周波数のバイノミアルパルスの波形に従ったパルスシーケンスを基に撮像を行なって再構成されるＭＲＩ画像の一例を示す図である。なお、図９は、フリップ角比が１−１系列及び１−３−３−１系列のバイノミアルパルスの波形を含むパルスシーケンスを基に撮像を行なって再構成されるＭＲＩ画像の一例をそれぞれ示す図である。
【００５１】
フリップ角比が１−１系列のバイノミアルパルスの波形に従ったパルスシーケンスによると、図９の左側のＭＲＩ画像上に示すように、３ヶ所（図中の破線部分）の脂肪の消え残りが現われている。また、フリップ角比が１−３−３−１系列のバイノミアルパルスの波形に従ったパルスシーケンスによると、図９の右側のＭＲＩ画像上に示すように脂肪は消滅するが、パルス長が長いためにＳ／Ｎ（ｓｉｇｎａｌ ｔｏ ｎｏｉｓｅ）が低下する。
【００５２】
図１０は、非対称パルス波形設定部６１によって設定される非対称パルスの波形に従ったパルスシーケンス（フィールドエコー法）の一例を示す図である。なお、図１０は、変形バイノミアルパルス波形設定部６１ｃによって設定される（８／７）−（２４／７）−（２４／７）系列の変形バイノミアルパルスの波形を含むパルスシーケンスを示している。
【００５３】
図１０に示すように、変形バイノミアルパルスの波形を含むパルスシーケンスを採用することにより、図８に示すバイノミアルパルスの波形を含むパルスシーケンスと比較してパルス長が短縮される結果、ＴＥ及びＴＲが短縮されることになり、その分、撮像時間が短縮される。
【００５４】
また、図２に示す信号受信・画像再構成部６３は、シーケンスコントローラ３６を介して受信器３５を制御して、ＮＭＲ信号の受信を制御する機能を有する。また、信号受信・画像再構成部６３は、受信されるＮＭＲ信号を基にＭＲＩ画像を再構成する機能を有する。信号受信・画像再構成部６３によって再構成されるＭＲＩ画像は、ＨＤ５３等の記憶装置に記憶されたり、表示装置５５のモニタを介して表示されたりする。
【００５５】
図１１は、自由水の共鳴周波数の非対称パルスの波形に従ったパルスシーケンスを基に撮像を行なって再構成されるＭＲＩ画像の一例を示す図である。なお、図１１は、（８／７）−（２４／７）−（２４／７）系列の変形バイノミアルパルスの波形を含むパルスシーケンスを基に撮像を行なって再構成されるＭＲＩ画像の一例を示す図である。
【００５６】
図１１に示すように、図９の左側のＭＲＩ画像上に現われていた脂肪の消え残りが消滅しており、水励起使用時の分離特性の向上、サセプタビリティによるＭＲＩ画像の画質の劣化（脂肪抑制効果の低下）の問題点が改善される。また、変形バイノミアルパルスによるとバイノミアルパルスと比較してパルス長が短縮されるので、図１１に示すように、図９の右側のＭＲＩ画像と比較して、Ｓ／Ｎの低下を抑止することができる。
【００５７】
ここで、図１０に示すパルスシーケンスにて水励起を行なった場合のＭＲＩ画像を用いてＭＲＩ装置１０の動作における効果を説明したが、ＭＲＩ装置１０によると、脂肪励起使用時の分離特性の向上、サセプタビリティによる画質の劣化（水抑制効果の低下）の問題点をも改善しうる。
【００５８】
なお、ＭＲＩ装置１０によると、ＲＦコイル２４がマルチコイルによって構成されているので、マルチコイルを被検者の関心領域に配置して、マルチコイルから並列的にＮＭＲ信号を受信して処理するＭＲＩ画像を再構成するパラレルイメージング（ＰＩ：ｐａｒａｌｌｅｌ ｉｍａｇｉｎｇ）法を併用して撮像を行なうことができる。ＰＩ法によれば、ＭＲＩ画像の再構成に必要な位相エンコードの数を表面コイルの数の分だけ減らすことができるため撮影時間を短縮することができる。
【００５９】
また、ＭＲＩ装置１０によると、ＲＦコイル２４がマルチコイルによって構成されているので、マルチコイルを被検者の関心領域に配置して、マルチコイルから並列的にＲＦパルスを送信するトランスミットセンス（ｔｒａｎｓｍｉｔ ｓｅｎｓｅ）法を併用して撮像を行なうことができる。
【００６０】
また、撮像のタイミングで、図２に示すバイノミアルパルス波形設定部６１ａによってバイノミアルパルスを設定した後、変形バイノミアルパルス生成部６１ｂによって変形バイノミアルパルスを生成する構成としてＭＲＩ装置１０を説明したが、その場合に限定されるものではない。例えば、ＭＲＩ装置１０は、予め、変形バイノミアルパルス生成部６１ｂによって各種バイノミアルパルスに対して変形バイノミアルパルスを生成して対応付けて記憶しておき、撮像のタイミングで、バイノミアルパルス波形設定部６１ａによってバイノミアルパルスが設定されると、設定されたバイノミアルパルスに対応付けられる変形バイノミアルパルスを読み出して設定する構成としてもよい。
【００６１】
本実施形態のＭＲＩ装置１０によると、パルス長が短縮される結果、ＴＥ及びＴＲが短縮されて撮像時間を短縮できるので、被検者の撮像時の負担を軽減することができる。
【００６２】
また、本実施形態のＭＲＩ装置１０によると、画像診断に最適なＭＲＩ画像を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明に係るＭＲＩ装置の実施形態のハードウェア構成を示す概略図。
【図２】本実施形態のＭＲＩ装置の機能を示すブロック図。
【図３】バイノミアルパルスの波形の一例を示す図。
【図４】変形バイノミアルパルスの波形の生成例を説明するための図。
【図５】変形バイノミアルパルスの波形（（４／３）−（１０／３）−（１０／３））の一例を示す図。
【図６】変形バイノミアルパルスの波形（（８／７）−（２４／７）−（２４／７））の一例を示す図。
【図７】変形バイノミアルパルスの波形（（８／３）−（１７／３）−（２３／３系列））の一例を示す図。
【図８】バイノミアルパルスの波形に従ったパルスシーケンスの一例を示す図。
【図９】自由水の共鳴周波数のバイノミアルパルスの波形に従ったパルスシーケンスを基に撮像を行なって再構成されるＭＲＩ画像の一例を示す図。
【図１０】非対称パルスの波形に従ったパルスシーケンスの一例を示す図；及び
【図１１】自由水の共鳴周波数の非対称パルスの波形に従ったパルスシーケンスを基に撮像を行なって再構成されるＭＲＩ画像の一例を示す図。
【符号の説明】
【００６４】
１０ ＭＲＩ装置
１１ 撮像系
１２ 制御系
３６ シーケンスコントローラ
３７ コンピュータ
５１ ＣＰＵ
５２ メモリ
６１ 非対称パルス波形設定部
６１ａ バイノミアルパルス波形設定部
６１ｂ 変形バイノミアルパルス波形生成部
６１ｃ 変形バイノミアルパルス波形設定部
６２ パルス印加制御部
６３ 信号受信・画像再構成部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前後非対称のＲＦパルスの波形を設定する波形設定部と、
前記ＲＦパルスの波形に従ったパルス印加を制御する印加制御部と、
前記パルス印加に基づき受信される信号を基に画像を再構成する再構成部と、
前記画像の表示を制御する表示制御部と、
を有することを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項２】
前記波形設定部は、励起中心までのフリップ角の増加割合と、前記励起中心以降のフリップ角の減少割合とが異なる前記ＲＦパルスの波形を設定する構成とすることを特徴とする請求項１に記載のＭＲＩ装置。
【請求項３】
前記波形設定部は、波数が３以上である所望のバイノミアルパルスの波形を設定する第１波形設定部と、前記バイノミアルパルスの波形から一部分の波形を削除し、残部分の波形に、前記一部分の波形を基に演算されるフリップ角分を加算することで、前記ＲＦパルスとしての変形バイノミアルパルスの波形を生成して設定する第２波形設定部と、を有することを特徴とする請求項１に記載のＭＲＩ装置。
【請求項４】
前記第２波形設定部は、前記バイノミアルパルスの波形を構成する波数が奇数の場合、前記バイノミアルパルスの波形のうち先頭から前記励起中心までの波によって前記残部分の波形を形成する一方、前記波数が偶数の場合、前記バイノミアルパルスの波形のうち先頭から前記励起中心直後までの波によって前記残部分の波形を形成する構成とすることを特徴とする請求項３に記載のＭＲＩ装置。
【請求項５】
前記第２波形設定部は、前記残部分の波形に、前記一部分の波形から演算される前記フリップ角分を均等に加算して総フリップ角を前記バイノミアルパルスの波形に合わせることで、前記変形バイノミアルパルスの波形を生成する構成とすることを特徴とする請求項３に記載のＭＲＩ装置。
【請求項６】
前記第２波形設定部は、前記残部分の波形に、前記一部分の波形から演算される前記フリップ角分を割合的に加算して総フリップ角を前記バイノミアルパルスの波形に合わせることで、前記変形バイノミアルパルスの波形を生成する構成とすることを特徴とする請求項３に記載のＭＲＩ装置。
【請求項７】
同一核種の励起にバイノミアルパルスを利用することでＭＲＩ画像を生成するＭＲＩ装置において、
前記バイノミアルパルスの波形内の波数が３以上の場合、前記バイノミアルパルスの波形から一部分の波形を削除し、残部分の波形に、前記一部分の波形を基に演算される強度分を加算することで変形バイノミアルパルスの波形を生成して設定する波形設定部と、
前記波形設定部によって設定される前記変形バイノミアルパルスの波形に従ったパルス印加を制御する印加制御部と、
を有することを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項８】
同一核種の励起にバイノミアルパルスを利用することでＭＲＩ画像を生成するＭＲＩ装置において、
前記バイノミアルパルスの波形のうち一部分の波形がない残部分の波形に、前記一部分の波形に用いられるべき強度又はフリップ角を分配した変形バイノミアルパルスの波形を設定する波形設定部と、
前記波形設定部によって設定される前記変形バイノミアルパルスの波形に従ったパルス印加を制御する印加制御部と、
を有することを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項９】
前記印加制御部は、自由水の共鳴周波数に従って前記パルス印加を制御する構成とすることを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか一項に記載のＭＲＩ装置。
【請求項１０】
前記印加制御部は、結合水の共鳴周波数に従って前記パルス印加を制御する構成とすることを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか一項に記載のＭＲＩ装置。
【請求項１１】
マルチコイルとしてのＲＦコイルを用いることによって、前記再構成部は、前記マルチコイルから並列的に前記信号を受信する構成とすることを特徴とする請求項１乃至１０のうちいずれか一項に記載のＭＲＩ装置。
【請求項１２】
マルチコイルとしてのＲＦコイルを用いて、前記マルチコイルから並列的に前記ＲＦパルスを送信する構成とすることを特徴とする請求項１乃至１１のうちいずれか一項に記載のＭＲＩ装置。
【請求項１】
前後非対称のＲＦパルスの波形を設定する波形設定部と、
前記ＲＦパルスの波形に従ったパルス印加を制御する印加制御部と、
前記パルス印加に基づき受信される信号を基に画像を再構成する再構成部と、
前記画像の表示を制御する表示制御部と、
を有することを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項２】
前記波形設定部は、励起中心までのフリップ角の増加割合と、前記励起中心以降のフリップ角の減少割合とが異なる前記ＲＦパルスの波形を設定する構成とすることを特徴とする請求項１に記載のＭＲＩ装置。
【請求項３】
前記波形設定部は、波数が３以上である所望のバイノミアルパルスの波形を設定する第１波形設定部と、前記バイノミアルパルスの波形から一部分の波形を削除し、残部分の波形に、前記一部分の波形を基に演算されるフリップ角分を加算することで、前記ＲＦパルスとしての変形バイノミアルパルスの波形を生成して設定する第２波形設定部と、を有することを特徴とする請求項１に記載のＭＲＩ装置。
【請求項４】
前記第２波形設定部は、前記バイノミアルパルスの波形を構成する波数が奇数の場合、前記バイノミアルパルスの波形のうち先頭から前記励起中心までの波によって前記残部分の波形を形成する一方、前記波数が偶数の場合、前記バイノミアルパルスの波形のうち先頭から前記励起中心直後までの波によって前記残部分の波形を形成する構成とすることを特徴とする請求項３に記載のＭＲＩ装置。
【請求項５】
前記第２波形設定部は、前記残部分の波形に、前記一部分の波形から演算される前記フリップ角分を均等に加算して総フリップ角を前記バイノミアルパルスの波形に合わせることで、前記変形バイノミアルパルスの波形を生成する構成とすることを特徴とする請求項３に記載のＭＲＩ装置。
【請求項６】
前記第２波形設定部は、前記残部分の波形に、前記一部分の波形から演算される前記フリップ角分を割合的に加算して総フリップ角を前記バイノミアルパルスの波形に合わせることで、前記変形バイノミアルパルスの波形を生成する構成とすることを特徴とする請求項３に記載のＭＲＩ装置。
【請求項７】
同一核種の励起にバイノミアルパルスを利用することでＭＲＩ画像を生成するＭＲＩ装置において、
前記バイノミアルパルスの波形内の波数が３以上の場合、前記バイノミアルパルスの波形から一部分の波形を削除し、残部分の波形に、前記一部分の波形を基に演算される強度分を加算することで変形バイノミアルパルスの波形を生成して設定する波形設定部と、
前記波形設定部によって設定される前記変形バイノミアルパルスの波形に従ったパルス印加を制御する印加制御部と、
を有することを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項８】
同一核種の励起にバイノミアルパルスを利用することでＭＲＩ画像を生成するＭＲＩ装置において、
前記バイノミアルパルスの波形のうち一部分の波形がない残部分の波形に、前記一部分の波形に用いられるべき強度又はフリップ角を分配した変形バイノミアルパルスの波形を設定する波形設定部と、
前記波形設定部によって設定される前記変形バイノミアルパルスの波形に従ったパルス印加を制御する印加制御部と、
を有することを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項９】
前記印加制御部は、自由水の共鳴周波数に従って前記パルス印加を制御する構成とすることを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか一項に記載のＭＲＩ装置。
【請求項１０】
前記印加制御部は、結合水の共鳴周波数に従って前記パルス印加を制御する構成とすることを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか一項に記載のＭＲＩ装置。
【請求項１１】
マルチコイルとしてのＲＦコイルを用いることによって、前記再構成部は、前記マルチコイルから並列的に前記信号を受信する構成とすることを特徴とする請求項１乃至１０のうちいずれか一項に記載のＭＲＩ装置。
【請求項１２】
マルチコイルとしてのＲＦコイルを用いて、前記マルチコイルから並列的に前記ＲＦパルスを送信する構成とすることを特徴とする請求項１乃至１１のうちいずれか一項に記載のＭＲＩ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−１３１６２３（Ｐ２００９−１３１６２３Ａ）
【公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７８２５１（Ｐ２００８−２７８２５１）
【出願日】平成２０年１０月２９日（２００８．１０．２９）
【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)
【出願人】（５９４１６４５３１）東芝医用システムエンジニアリング株式会社 (892)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月１８日（２００９．６．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２９日（２００８．１０．２９）
【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)
【出願人】（５９４１６４５３１）東芝医用システムエンジニアリング株式会社 (892)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]