JP2013163012A - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明が解決しようとする課題は、渦磁場に含まれる時定数が短い渦成分による画質劣化を抑え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。
【解決手段】実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、制御部と、画像再構成部とを備える。制御部は、高速スピンエコー法による撮像が行われる場合に、励起用のＲＦパルスが印加された後にリードアウト方向に印加されるディフェーズ用傾斜磁場の立下り後から最初のリフォーカス用のＲＦパルスが印加されるまでの間に空き時間を有するパルスシーケンスを実行する。画像再構成部は、前記パルスシーケンスを実行すること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。
【選択図】図１

Description

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。

従来、磁気共鳴イメージング装置に関する撮像法として、高速スピンエコー（Fast Spin Echo：ＦＳＥ）法がある。このＦＳＥ法は、被検体に対して励起用のＲＦ（Radio Frequency）パルスを印加した後に複数のリフォーカス用のＲＦパルスを順次印加することで、エコートレインと呼ばれる複数のエコー信号を収集する撮像法である。かかるＦＳＥ法による撮像では、渦磁場によってスピンエコー信号とスティミュレイテッドエコー信号のエコーピーク又は位相がずれることで、画質劣化が生じることが知られている。

米国特許第６３６９５６８号明細書

本発明が解決しようとする課題は、渦磁場に含まれる時定数が短い渦成分による画質劣化を抑え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。

実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、制御部と、画像再構成部とを備える。制御部は、高速スピンエコー法による撮像が行われる場合に、励起用のＲＦパルスが印加された後にリードアウト方向に印加されるディフェーズ用傾斜磁場の立下り後から最初のリフォーカス用のＲＦパルスが印加されるまでの間に空き時間を有するパルスシーケンスを実行する。画像再構成部は、前記パルスシーケンスを実行すること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。

図１は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置の構成を示す図である。 図２は、従来のＦＳＥ法のパルスシーケンスの一例を示す図である。 図３は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置の詳細な構成を示す機能ブロック図である。 図４は、第１の実施形態に係るＦＳＥ法のパルスシーケンスの一例を示す図である。 図５は、第１の実施形態に係るＦＳＥ法のパルスシーケンスの第１の変形例を示す図である。 図６は、第１の実施形態に係るＦＳＥ法のパルスシーケンスの第２の変形例を示す図である。 図７は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置による撮像の流れを示すフローチャートである。 図８は、従来のＦＳＥ法により撮像されたファントム画像を示す図である。 図９は、第１の実施形態に係るＦＳＥ法により撮像されたファントム画像を示す図である。 図１０は、第２の実施形態に係るＦＳＥ法のパルスシーケンスの一例を示す図である。 図１１は、第３の実施形態に係るＳＥ法のパルスシーケンスの一例を示す図である。

以下に、図面に基づいて、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置について詳細に説明する。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。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置の構成を示す図である。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、シーケンス制御部１０、及び計算機システム２０を備える。

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。

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。

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Ｇｓｓ、位相エンコード用傾斜磁場Ｇｐｅ及びリードアウト用傾斜磁場Ｇｒｏにそれぞれ対応する。スライス選択用傾斜磁場Ｇｓｓ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Ｇｐｅ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Ｇｒｏ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。

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２６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。

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から供給される高周波パルス電流によりＲＦ（Radio Frequency）パルス（高周波磁場パルス）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電流を送信ＲＦコイル６に供給する。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ＲＦパルス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。

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磁気共鳴（Magnetic Resonance：ＭＲ）信号データを生成する。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信号データを生成する。このＭＲ信号データには、前述したスライス選択用傾斜磁場Ｇｓｓ、位相エンコード用傾斜磁場Ｇｐｅ及びリードアウト用傾斜磁場Ｇｒｏによって、位相エンコード方向、リードアウト方向、スライスエンコード方向の空間周波数の情報が対応付けられてｋ空間に配置される。そして、ＭＲ信号データを生成すると、受信部９は、そのＭＲ信号データをシーケンス制御部１０へ送信する。

シーケンス制御部１０は、計算機システム２０から送信されるシーケンス実行データに基づいて、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のスキャンを実行する。ここでいうシーケンス実行データとは、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、被検体Ｐのスキャンを実行するための手順を示すパルスシーケンスを定義した情報である。なお、シーケンス制御部１０は、シーケンス実行データに基づいて傾斜磁場電源３、送信部７及び受信部９を駆動した後に、受信部９からＭＲ信号データが送信されると、そのＭＲ信号データを計算機システム２０へ転送する。

計算機システム２０は、ＭＲＩ装置１００の全体制御を行う。例えば、計算機システム２０は、ＭＲＩ装置１００が有する各部を駆動することで、被検体Ｐのスキャンや画像再構成などを行う。この計算機システム２０は、インタフェース部２１、画像再構成部２２、記憶部２３、入力部２４、表示部２５及び制御部２６を有する。

インタフェース部２１は、シーケンス制御部１０との間で授受される各種信号の入出力を制御する。例えば、このインタフェース部２１は、シーケンス制御部１０に対してシーケンス実行データを送信し、シーケンス制御部１０からＭＲ信号データを受信する。ＭＲ信号データを受信すると、インタフェース部２１は、各ＭＲ信号データを被検体Ｐごとに記憶部２３に格納する。

画像再構成部２２は、記憶部２３によって記憶されたＭＲ信号データに対して、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によって、被検体Ｐ内における所望核スピンのスペクトラムデータあるいは画像データを生成する。

記憶部２３は、後述する制御部２６によって実行される処理に必要な各種データや各種プログラムなどを記憶する。例えば、記憶部２３は、インタフェース部２１によって受信されたＭＲ信号データや、画像再構成部２２によって生成されたスペクトラムデータや画像データなどを、被検体Ｐごとに記憶する。この記憶部２３は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ（flash memory）などの半導体メモリ素子や、ハードディスク、光ディスクなどの記憶装置である。

入力部２４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２４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。

表示部２５は、制御部２６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２５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。

制御部２６は、図示していないＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリ等を有し、ＭＲＩ装置１００の全体制御を行う。この制御部２６は、例えば、入力部２４を介して操作者から入力される撮像条件に基づいて各種のシーケンス実行データを生成し、生成したシーケンス実行データをシーケンス制御部１０に送信することによってスキャンを制御する。また、制御部２６は、スキャンの結果としてシーケンス制御部１０からＭＲ信号データが送られた場合に、そのＭＲ信号データに基づいて画像を再構成するよう画像再構成部２２を制御する。

以上、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００の構成について説明した。このような構成のもと、ＭＲＩ装置１００では、制御部２６が、スピンエコー系の撮像法による撮像が行われる場合に、ディフェーズ用傾斜磁場の立下り後から最初のリフォーカス用のＲＦパルスが印加されるまでの間に、装置のハードウェアで補償しきれない程度の短い渦磁場の時定数から求められた空き時間を有するパルスシーケンスを実行する。例えば、制御部２６は、スピンエコー系の撮像法による撮像が行われる場合に、励起用のＲＦパルスが印加されてから最初のリフォーカス用のＲＦパルスが印加されるまでの時間を所定の延長時間だけ延長したパルスシーケンスを実行する。そして、画像再構成部２２が、かかるパルスシーケンスを実行すること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。なお、本実施形態では、リードアウト方向にディフェーズ用傾斜磁場が印加される場合について説明するが、スライス選択方向にディフェーズ用傾斜磁場が印加される場合も、当該ディフェーズ用傾斜磁場の立下り後から最初のリフォーカス用のＲＦパルスが印加されるまでの間に空き時間を設けることで、同様に実施が可能である。

なお、第１の実施形態では、高速スピンエコー（Fast Spin Echo：ＦＳＥ）法による撮像が行われる場合の例について説明する。ＦＳＥ法では、通常、スピンエコー信号とスティミュレイテッドエコー信号のエコーピーク及び位相を揃えるようにして画像化が行われる。そして、これらの信号のエコーピーク又は位相がずれることによって、画質劣化（感度むら、信号低下、ゴーストなど）が発生することが知られている。この画質劣化を防ぐため、従来、プリスキャンを行って、ＲＦパルスや傾斜磁場の調整を行う方法が広く利用されている。

一方、近年では、ＦＳＥ法のパルスシーケンスにおいて、リフォーカス用のＲＦパルスのフリップ角をエコーごとに変化させるＶＦＡ（Variable Flip Angle）法が開発されている。このＶＦＡ法では、１ショット（１ＴＲ（Repetition Time））で多くのエコー信号が収集されるため、ブラーの少ない画像を得るためには、エコースペース（以下、ＥＴＳ）を短くすることが望ましい。しかし、ＥＴＳを短く（例えば、５ｍｓ以下）すると、時定数が非常に短い渦成分（時定数が数１００μｓ程度の渦成分）が生じている場合や、傾斜磁場が理想的に立ち上がらないことで時定数が短い渦のような振る舞いをする場合に、プリスキャンを行う方法でも画質劣化が生じることがある。

図２は、従来のＦＳＥ法のパルスシーケンスの一例を示す図である。ここで、図２に示す例は、ＶＦＡ法を用いた場合のパルスシーケンスの例であり、さらに、各リフォーカスパルスにおけるスライス選択を非選択とした場合の例である。また、図２において、横軸は時間を示しており、「ＲＦ」は、励起用のＲＦパルス（以下、励起パルスと呼ぶ）及びリフォーカス用のＲＦパルス（以下、リフォーカスパルスと呼ぶ）の印加タイミングを示している。また、「Ｇｓｓ」はスライス選択用傾斜磁場の印加タイミング及び強度を、「Ｇｐｅ」は位相エンコード用傾斜磁場の印加タイミング及び強度を、「Ｇｒｏ」はリードアウト用傾斜磁場の印加タイミング及び強度を、それぞれ示している。

そして、図２に示すように、ＦＳＥ法では、励起パルスＡ０（９０°パルス）が印加された後に、複数のリフォーカスパルスＡ１、Ａ２、Ａ３が順次印加される。ここで、図２に示す例は、ＶＦＡのパルスシーケンスであるので、リフォーカスパルスごとにフリップ角が異なっている。また、図２では、簡便化のために３番目のリフォーカスパルスまでを示しているが、実際には、さらに続けて複数のリフォーカスパルスが印加される。

また、スライス選択方向には、励起パルスＡ０が印加される際にスライス選択用傾斜磁場Ｓ０が印加される。さらに、各リフォーカスパルスが印加された後に、リフォーカスパルスにより発生するＦＩＤ信号を無信号化するためのスポイラー用傾斜磁場Ｓ１がそれぞれ印加され、各リフォーカスパルスが印加される前に、スライス選択方向の位相ずれをキャンセルするためのリワインド用傾斜磁場Ｓ２がそれぞれ印加される。なお、図２に示す例は、各リフォーカスパルスにおけるスライス選択を非選択とした場合の例であるので、各リフォーカスパルスが印加される際には、スライス選択用傾斜磁場は印加されない。

また、リードアウト方向には、励起パルスＡ０が印加された後に、ディフェーズ用傾斜磁場Ｒ０が印加される。さらに、各エコー信号が発生するタイミングで、リードアウト用傾斜磁場Ｒ１がそれぞれ印加される。また、位相エンコード方向には、各リフォーカスパルスが印加された後に、位相エンコード用傾斜磁場Ｐ１がそれぞれ印加される。ここで、各位相エンコード傾斜磁場は、エコー信号ごとに位相エンコード量が変化するように、それぞれリフォーカスパルスごとに強度が変化する。

なお、図２において、Ｔｐｄはディフェーズ用傾斜磁場の印加時間を示しており、Ｔｔｒは各傾斜磁場の立下り（ｔｒａｎｓｉｅｎｔ）の時間を示している。また、Ｔｐｅは位相エンコード用傾斜磁場の印加時間を示しており、Ｔｒｏはリードアウト用傾斜磁場の印加時間を示している。そして、励起パルスＡ０から最初のリフォーカスパルスＡ１までの時間はＥＴＳの半分であり、２番目のリフォーカスパルスＡ２以降は、ＥＴＳの間隔でリフォーカスパルスが印加される。この結果、複数のエコー信号Ｅｃｈｏ１、Ｅｃｈｏ２、・・・がリフォーカスパルスごとにＥＴＳの間隔で収集される。

このようなパルスシーケンスを用いてＦＳＥ法による撮像が行われる場合には、本スキャンの前にプリスキャンを行うことによって、エコーピークのずれ（画像空間では、リードアウト方向の１次の位相ずれ）が測定される。そして、プリスキャンによって測定されたずれの量に基づいてディフェーズ用傾斜磁場Ｒ０の面積を調整することで、渦磁場の影響による画質劣化が抑えられる。

しかし、前述したように、ＶＦＡ法では、ブラーの少ない画像を得るためにはＥＴＳを短縮することが望ましく、そのためには、リフォーカスパルスの印可時間やＴｐｄ、Ｔｔｒなどを全て短縮する必要がある。ところが、ＥＴＳを短縮すると、時定数が長い渦成分（数１０ｍｓ〜数１００ｍｓの渦成分）に対しては画質劣化が起きにくいが、時定数が非常に短い渦成分（時定数が数１００μｓ程度の渦成分）がある場合や、傾斜磁場が理想的に立ち上がらないことで時定数が短い渦のような振る舞いをする場合には、画質劣化が起きやすくなってしまう。

また、時定数が短い渦成分は画像空間上で単純な１次の位相ずれを示さないため、ディフェーズ用傾斜磁場の面積の調整だけでは画質劣化（特にリードアウト方向の面内感度むら）を解決しきれない場合がある。例えば、渦調整によって傾斜磁場波形の劣化を補償することでも画質劣化は解決できるが、傾斜磁場波形を１０％以上オーバーシュートさせる必要があるため、ＭＲＩ装置の持つ最大傾斜磁場を使用できなくなる場合もある。また、時定数が短い渦成分の測定や調整に時間がかかる場合もある。

このような課題を解決するため、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００では、制御部２６が、ＦＳＥ法による撮像が行われる場合に、励起用のＲＦパルスが印加された後にリードアウト方向に印加されるディフェーズ用傾斜磁場の立下り後から最初のリフォーカス用のＲＦパルスが印加されるまでの間に空き時間を有するパルスシーケンスを実行する。例えば、制御部２６は、ＦＳＥ法による撮像が行われる場合に、励起用のＲＦパルスが印加されてから最初のリフォーカス用のＲＦパルスが印加されるまでの時間をＥＴＳの半分より所定の延長時間だけ長い時間となるように延長したパルスシーケンスを実行する。以下では、かかるＭＲＩ装置１００の機能について詳細に説明する。

図３は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００の詳細な構成を示す機能ブロック図である。なお、図３では、図１に示した計算機システム２０が有する各部のうち、インタフェース部２１、記憶部２３、及び制御部２６を示している。

図３に示すように、記憶部２３は、延長時間記憶部２３ａと、シーケンス実行データ記憶部２３ｂとを有する。

延長時間記憶部２３ａは、ＦＳＥ法による撮像が行われる場合に、励起用パルスが印加された後にリードアウト方向に印加されるディフェーズ用傾斜磁場の立下り後から最初のリフォーカスパルスが印加されるまでの間に設定される空き時間を延長時間として記憶する。ここで、延長時間記憶部２３ａに記憶される延長時間は、例えば、ＭＲＩ装置１００が設置される際にシステム管理者などによってあらかじめ登録される。この延長時間には、例えば、数１００μｓ程度から数十ｍｓ程度の時間が設定される。より具体的には、延長時間には、例えば１ｍｓが設定される。

ここで、延長時間記憶部２３ａには、ＭＲＩ装置１００のハードウェアで補償しきれない程度の短い渦磁場の時定数から求められた空き時間が設定される。例えば、空き時間は、ＭＲＩ装置１００の据付時に計測された渦磁場の時定数や、プリスキャンにより計測された渦磁場の時定数に基づいて設定される。具体的な例として、例えば、計測された渦磁場の時定数が２００μｓであった場合には、約３倍の６００μｓが空き時間として設定される。

シーケンス実行データ記憶部２３ｂは、後述する生成部２６ｂによって生成されるシーケンス実行データが記憶される。ここでいうシーケンス実行データは、前述したように、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、被検体のスキャンを実行するための手順を示すパルスシーケンスを定義した情報である。

また、制御部２６は、スピンエコー系の撮像法による撮像が行われる場合に、励起パルスが印加されてから最初のリフォーカスパルスが印加されるまでの時間を所定の延長時間だけ延長したパルスシーケンスを実行する。第１の実施形態では、制御部２６は、ＦＳＥ法による撮像が行われる場合に、励起用のＲＦパルスが印加されてから最初のリフォーカス用のＲＦパルスが印加されるまでの時間をＥＴＳの半分より所定の延長時間だけ長い時間となるように延長したパルスシーケンスを実行する。具体的には、制御部２６は、変更部２６ａと、生成部２６ｂと、実行部２６ｃとを有する。

変更部２６ａは、操作者からの指示に基づいて所定の延長時間を変更する。具体的には、変更部２６ａは、入力部２４を介して操作者から延長時間の変更指示を受け付け、受け付けた変更指示に応じて、延長時間記憶部２３ａに記憶されている延長時間を変更する。このとき、例えば、変更部２６ａは、表示部２５に表示されたテキストボックスやスライドバーなどのＧＵＩ（Graphical User Interface）を用いて操作者が指定した延長時間を受け付ける。

生成部２６ｂは、ＦＳＥ法による撮像が行われる場合に、励起パルスが印加された後にリードアウト方向に印加されるディフェーズ用傾斜磁場の立下り後から最初のリフォーカスパルスが印加されるまでの間に空き時間を有するシーケンス実行データを生成する。例えば、生成部２６ｂは、ＦＳＥ法による撮像が行われる場合に、励起パルスが印加されてから最初のリフォーカスパルスが印加されるまでの時間を所定の延長時間だけ長い時間となるように延長したシーケンス実行データを生成する。具体的には、生成部２６ｂは、ＦＳＥ法による撮像が行われる場合に、励起パルスが印加されてから最初のリフォーカスパルスが印加されるまでの時間を、ＥＴＳの半分より延長時間記憶部２３ａに記憶されている延長時間だけ延長したシーケンス実行データを生成する。

なお、生成部２６ｂは、操作者からの指示に応じて所定の延長時間を変更し、励起パルスが印加されてから最初のリフォーカスパルスが印加されるまでの時間を変更後の延長時間だけ延長したシーケンス実行データを生成する。具体的には、生成部２６ｂは、変更部２６ａによって延長時間が変更された場合に、変更後の延長時間を延長時間記憶部２３ａから読み出す。そして、生成部２６ｂは、励起パルスが印加されてから最初のリフォーカスパルスが印加されるまでの時間を延長時間記憶部２３ａから読み出した延長時間だけ延長したシーケンス実行データを生成する。その後、生成部２６ｂは、生成したシーケンス実行データをシーケンス実行データ記憶部２３ｂに記憶させる。これにより、操作者が任意に延長時間を調整することができるので、感度むらの緩和の調整やＪ−Ｃｏｕｐｌｉｎｇによる脂肪信号の増大の調整を行うこともできるようになる。

図４は、第１の実施形態に係るＦＳＥ法のパルスシーケンスの一例を示す図である。ここで、図４に示す例は、図２と同様にＶＦＡ法を用いた場合のパルスシーケンスの例であり、さらに、各リフォーカスパルスにおけるスライス選択を非選択とした場合の例である。ただし、このパルスシーケンスでは、励起パルスＡ０から最初のリフォーカスパルスＡ１までの区間の長さが、図２に示したものより延長されている。

図４に示すように、具体的には、生成部２６ｂは、励起パルスＡ０から最初のリフォーカスパルスＡ１までの区間をＥＴＳの半分よりＴｐｌｕｓだけ延長する。ここで、Ｔｐｌｕｓは、延長時間記憶部２３ａに記憶されている延長時間である。このとき、例えば、図４に示すように、生成部２６ｂは、励起ＲＦパルスＡ０が印加された後にリードアウト方向に印加されるディフェーズ用傾斜磁場Ｒ０の立下り後の時間をＴｐｌｕｓだけ延長する。なお、２番目のリフォーカスパルスＡ２以降は、ＥＴＳの間隔でリフォーカスパルスが印加される。

このように、ディフェーズ用傾斜磁場Ｒ０の立下り後の時間を所定の延長時間Ｔｐｌｕｓだけ延長することによって、延長された時間の間に、ディフェーズ用傾斜磁場Ｒ０によって生じる渦磁場の時定数が短い渦成分を消滅させることができる。これにより、ディフェーズ用傾斜磁場Ｒ０の面積の調整では解決しきれなかった時定数が短い渦成分による影響を緩和することができるので、リードアウト方向の画質劣化を抑えることができる。

さらに、生成部２６ｂは、ディフェーズ用傾斜磁場Ｒ０の立下り後の時間に加えて、ディフェーズ用傾斜磁場Ｒ０の印加時間（Ｔｐｄ）をさらに延長してもよい。このとき、例えば、生成部２６ｂは、Ｔｐｌｕｓを２つの時間に分け、一方の時間をディフェーズ用傾斜磁場Ｒ０の印加時間の延長に割り当て、もう一方の時間をディフェーズ用傾斜磁場Ｒ０の立下り後の時間の延長に割り当てる。このように、ディフェーズ用傾斜磁場Ｒ０の印加時間を延長することによって、ディフェーズ用傾斜磁場Ｒ０の振幅（強度）を小さくすることができるので、ディフェーズ用傾斜磁場Ｒ０によって生じる渦磁場を小さくすることができる。これにより、ディフェーズ用傾斜磁場Ｒ０によって生じる渦磁場に含まれる時定数が短い渦成分による影響をより小さくすることができる。

なお、図４に示す例では、生成部２６ｂは、最初のリフォーカスパルスＡ１から２番目のリフォーカスパルスＡ２までの区間についても、Ｔｐｌｕｓだけ延長している。このとき、例えば、図４に示すように、生成部２６ｂは、最初のリフォーカスパルスＡ１が印加されてから最初の位相エンコード用傾斜磁場Ｐ１が印加されるまでの時間をＴｐｌｕｓだけ延長する。または、生成部２６ｂは、Ｔｒｏの前のＴｔｒの区間を延長してもよいし、Ｔｐｅの区間を延長してもよい。

また、図４に示す例では、励起パルスが印加されてから最初のリフォーカスパルスが印加されるまでの時間をＥＴＳの半分より所定の延長時間だけ長い時間となるように延長することとしたが、この場合には、エコー信号が静磁場の不均一性の影響を受ける場合もあり得る。そこで、例えば、生成部２６ｂは、最初のリフォーカスパルスが印加された後に印加される最初のスポイラー用傾斜磁場や、最初のリフォーカスパルスが印加される前に印加される最初のリワインド用傾斜磁場の強さを調整してもよい。

図５は、第１の実施形態に係るＦＳＥ法のパルスシーケンスの第１の変形例を示す図である。図５に示すように、例えば、生成部２６ｂは、図４に示したパルスシーケンスと基本的には同じであるが、最初のリフォーカスパルスＡ１が印加された後に印加される最初のスポイラー用傾斜磁場Ｓ１’が、２番目以降に印加されるスポイラー用傾斜磁場より強く、最初のリフォーカスパルスＡ１が１８０°パルスであるパルスシーケンスを生成する。また、このとき、生成部２６ｂは、最初のリフォーカスパルスＡ０が印加される前に印加される最初のリワインド用傾斜磁場Ｓ０’も、スポイラー用傾斜磁場Ｓ１’と同じ分だけ強くする。これにより、励起パルスが印加されてから最初のリフォーカスパルスが印加されるまでの時間をＥＴＳの半分より延長した場合でも、エコー信号に対する静磁場の不均一性の影響を抑えることができる。

また、図４に示す例では、励起パルスが印加されてから最初のリフォーカスパルスが印加されるまでの時間をＥＴＳの半分より所定の延長時間だけ長い時間となるように延長することとしたが、実施形態はこれに限られない。例えば、生成部２６ｂは、図２に示したパルスシーケンスのように、励起パルスから最初のリフォーカスパルまでの時間をＥＴＳの半分としたパルスシーケンスを生成してもよい。

図６は、第１の実施形態に係るＦＳＥ法のパルスシーケンスの第２の変形例を示す図である。ここで、図６に示す例は、図２と同様にＶＦＡ法を用いた場合のパルスシーケンスの例であり、さらに、各リフォーカスパルスにおけるスライス選択を非選択とした場合の例である。図６に示すように、例えば、生成部２６ｂは、図２に示したパルスシーケンスにおいて、励起パルスＡ０から最初のリフォーカスパルＡ１までの時間はＥＴＳの半分にしたまま、励起パルスＡ０が印加された後にリードアウト方向に印加されるディフェーズ用傾斜磁場Ｒ０の印加時間Ｔｐｄを短縮することで、ディフェーズ用傾斜磁場Ｒ０の立下り後からリフォーカスパルスＡ１が印加されるまでの間に空き時間Ｔｐｌｕｓを確保する。これにより、空き時間Ｔｐｌｕｓの間に、ディフェーズ用傾斜磁場Ｒ０によって生じる渦磁場の時定数が短い渦成分を消滅させることができる。

実行部２６ｃは、生成部２６ｂによって生成されたシーケンス実行データに基づいてパルスシーケンスを実行する。具体的には、実行部２６ｃは、生成部２６ｂによってシーケンス実行データが生成された場合に、生成されたシーケンス実行データをシーケンス実行データ記憶部２３ｂから読み出す。そして、実行部２６ｃは、生成したシーケンス実行データをインタフェース部２１経由でシーケンス制御部１０に送信することで、シーケンス実行データによって定義されたパルスシーケンスを実行する。

次に、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００による撮像の流れについて説明する。

図７は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００による撮像の流れを示すフローチャートである。図７に示すように、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００では、制御部２６が、操作者からＦＳＥ法による撮像の開始指示を受け付けた場合に（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、以下に示す処理手順を実行する。

まず、変更部２６ａが、操作者から延長時間の変更指示を受け付け（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）、受け付けた変更指示に応じて、延長時間記憶部２３ａに記憶されている延長時間を変更する（ステップＳ１０３）。なお、変更部２６ａは、操作者から延長時間の変更指示を受け付けなかった場合には（ステップＳ１０２，Ｎｏ）、延長時間記憶部２３ａに記憶されている延長時間を変更せずに処理を進める。

続いて、生成部２６ａが、励起パルスが印加されてから最初のリフォーカスパルスが印加されるまでの時間を延長したシーケンス実行データを生成する（ステップＳ１０４）。このとき、生成部２６ｂは、励起パルスが印加されてから最初のリフォーカス用のＲＦパルスが印加されるまでの時間を、ＥＴＳの半分より延長時間記憶部２３ａに記憶されている延長時間だけ延長したパルスシーケンスを実行する。

続いて、実行部２６ｃが、生成部２６ｂによって生成されたシーケンス実行データに基づいてパルスシーケンスを実行する（ステップＳ１０５）。そして、画像再構成部２２が、実行部２６ｃがパルスシーケンスを実行すること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（ステップＳ１０６）。

上述したように、第１の実施形態によれば、ＦＳＥ法による撮像が行われる場合に、励起パルスが印加されてから最初のリフォーカスパルスが印加されるまでの時間をＥＴＳの半分より長い時間となるように延長することで、延長された時間の間に時定数が短い渦成分を消滅させることができる。したがって、第１の実施形態によれば、ＦＳＥ法による撮像において、ＥＴＳを短くした場合でも、時定数が短い渦成分による感度むら、リンギング、信号低下などの画質劣化がない画像を得ることができる。

図８は、従来のＦＳＥ法により撮像されたファントム画像を示す図である。また、図９は、第１の実施形態に係るＦＳＥ法により撮像されたファントム画像を示す図である。図８及び９において、上下方向がリードアウト方向を示している。図８に示すように、従来のＦＳＥ法によって撮像されたファントム画像では、リードアウト方向の端部で信号低下が発生している。これに対し、図９に示すように、第１の実施形態に係るＦＳＥ法によって撮像されたファントム画像では、リードアウト方向の端部での信号低下が抑えられる。

（第２の実施形態）
なお、上記実施形態では、ＦＳＥ法のパルスシーケンスにおいて各リフォーカスパルスにおけるスライス選択を非選択とした場合の例について説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、上記実施形態で説明した技術は、ＦＳＥ法のパルスシーケンスにおいて各リフォーカスパルスにおけるスライス選択を行う場合でも同様に実施が可能である。以下では、この場合の例を第２の実施形態として説明する。なお、第２の実施形態に係るＭＲＩ装置は、基本的には、図１及び３に示したものと同様であるが、生成部２６ｂによって生成されるパルスシーケンスが異なる。

図１０は、第２の実施形態に係るＦＳＥ法のパルスシーケンスの一例を示す図である。ここで、図１０に示す例は、図２と同様にＶＦＡ法を用いた場合のパルスシーケンスであるが、各リフォーカスパルスにおいてスライス選択が行われる点で、図２のパルスシーケンスとは異なる。具体的には、図１０に示す例では、各リフォーカスパルスが印加される際に、スライス選択用傾斜磁場Ｓ３を印加することでスライス選択が行われる。

そして、第２の実施形態では、生成部２６ｂは、このようなパルスシーケンスを用いてＦＳＥ法による撮像が行われる場合に、励起パルスＡ０から最初のリフォーカスパルスＡ１までの区間をＥＴＳの半分よりＴｐｌｕｓだけ延長する。ここで、Ｔｐｌｕｓは、延長時間記憶部２３ａに記憶されている延長時間である。このとき、例えば、図１０に示すように、生成部２６ｂは、励起ＲＦパルスＡ０が印加された後にリードアウト方向に印加されるディフェーズ用傾斜磁場Ｒ０の立下り後の時間をＴｐｌｕｓだけ延長する。なお、図１０に示す例の場合も、２番目のリフォーカスパルスＡ２以降は、ＥＴＳの間隔でリフォーカスパルスが印加される。

このように、第２の実施形態でも、ディフェーズ用傾斜磁場Ｒ０の立下り後の時間を所定の延長時間Ｔｐｌｕｓだけ延長することによって、延長された時間の間に短い渦磁場の成分を消滅させることができる。これにより、ディフェーズ用傾斜磁場Ｒ０によって生じる渦磁場に含まれる時定数が短い渦成分による影響を緩和することができるので、リードアウト方向の画質劣化を抑えることができる。

なお、図１０に示すように、各リフォーカスパルスにおいてスライス選択を行う場合には、生成部２６ｂは、例えば、最初のリフォーカスパルスＡ１の際に印加されるスライス選択用傾斜磁場については、磁場を立上げるタイミングを早めて、励起パルスＡ０の際に印加されるスライス選択用傾斜磁場の直後から印加を始めてもよいし、リフォーカスパルスＡ１の直前に印加をしてもよい。

また、第２の実施形態でも、生成部２６ｂは、励起パルスＡ０が印加されてから最初のリフォーカスパルスＡ１が印加されるまでの時間に加えて、ディフェーズ用傾斜磁場Ｒ０の印加時間をさらに延長してもよい。このとき、例えば、生成部２６ｂは、Ｔｐｌｕｓの一部の時間をディフェーズ用傾斜磁場Ｒ０の印加時間の延長に割り当て、残りの時間を最初のリフォーカスパルスＡ１から２番目のリフォーカスパルスＡ２までの区間の延長に割り当てる。このように、ディフェーズ用傾斜磁場Ｒ０の印加時間を延長することによって、ディフェーズ用傾斜磁場Ｒ０の振幅（強度）を小さくすることができるので、第１の実施形態と同様に、ディフェーズ用傾斜磁場Ｒ０によって生じる渦磁場を小さくすることができる。これにより、第２の実施形態でも、ディフェーズ用傾斜磁場Ｒ０によって生じる渦磁場に含まれる時定数が短い渦成分による影響をより小さくすることができる。

また、図１０に示す例では、第１の実施形態と同様に、生成部２６ｂは、最初のリフォーカスパルスＡ１から２番目のリフォーカスパルスＡ２までの区間についても、Ｔｐｌｕｓだけ延長している。このとき、例えば、図１０に示すように、生成部２６ｂは、最初のリフォーカスパルスＡ１が印加されてから位相エンコード用傾斜磁場が印加されるまでの時間をＴｐｌｕｓだけ延長する。または、生成部２６ｂは、Ｔｒｏの前のＴｔｒの区間を延長してもよいし、Ｔｐｅの区間を延長してもよい。

また、上記実施形態では、ＶＦＡ法を用いた場合の例について説明したが、実施形態はこれに限られない。上記実施形態で説明した技術は、例えば、ＦＳＥ法のパルスシーケンスにおいて、リフォーカスパルスのフリップ角を一定にして複数のエコー信号を収集するＣＦＡ（Constant Flip Angle）法でも同様に実施が可能である。

（第３の実施形態）
また、上記実施形態では、ＦＳＥ法による撮像が行われる場合の例について説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、上記実施形態で説明した技術は、スピンエコー（Spin Echo：ＳＥ）法による撮像が行われる場合でも同様に実施が可能である。以下では、この場合の例を第３の実施形態として説明する。なお、第３の実施形態に係るＭＲＩ装置は、基本的には、図１及び３に示したものと同様であるが、生成部２６ｂによって生成されるパルスシーケンスが異なる。

図１１は、第３の実施形態に係るＳＥ法のパルスシーケンスの一例を示す図である。図１１に示すように、ＳＥ法では、励起パルスＡ０（９０°パルス）が印加されてからＴＥ（Echo Time）／２が経過した後に、リフォーカスパルスＡ１が印加される。これにより、励起パルスＡ０が印加されてからＴＥが経過した後に、被検体からエコー信号Ｅｃｈｏ１が発生する。

また、スライス選択方向には、例えば、励起パルスＡ０が印加される際にスライス選択用傾斜磁場Ｓ０が印加され、リフォーカスパルスＡ１が印加される際にもスライス選択用傾斜磁場Ｓ３が印加される。また、リードアウト方向には、例えば、励起パルスＡ０におけるスライス選択用傾斜磁場Ｓ０が印加された後にディフェーズ用傾斜磁場Ｒ０が印加され、その後、エコー信号Ｅｃｈｏ１が発生するタイミングに合わせてリードアウト用傾斜磁場Ｒ１が印加される。また、位相エンコード方向には、例えば、励起パルスＡ０におけるスライス選択用傾斜磁場Ｓ０が印加された後に、位相エンコード用傾斜磁場Ｐ１が印加される。

ＳＥ法では、上述した励起パルスＡ０の印加からリードアウト用傾斜磁場Ｒ１の印加までのシーケンスを実行することによって、１つのエコー信号Ｅｃｈｏ０１が収集される。さらに、ＳＥ法では、このようなエコー信号の収集を位相エンコード傾斜磁場の強度を変えながらＴＲ間隔で繰り返し行うことで、位相エンコード量を変えた複数のエコー信号が収集される。

そして、第３の実施形態では、生成部２６ｂは、ＳＥ法による撮像が行われる場合に、励起パルスＡ０が印加された後に印加される位相エンコード用傾斜磁場Ｐ１の立下り後から最初のリフォーカスパルスＡ１が印加されるまでの間に空き時間を有するパルスシーケンスを生成する。例えば、生成部２６ｂは、このようなパルスシーケンスを用いてＳＥ法による撮像が行われる場合に、励起パルスＡ０が印加された後に印加される位相エンコード用傾斜磁場Ｐ１の立下り後の時間をＴｐｌｕｓだけ延長する。ここで、Ｔｐｌｕｓは、延長時間記憶部２３ａに記憶されている延長時間である。なお、生成部２６ｂは、２回目以降のデータ収集についても、同様に、励起パルスＡ０が印加された後に印加される位相エンコード用傾斜磁場Ｐ１の立下り後の時間を所定の延長時間Ｔｐｌｕｓだけ延長したシーケンスを実行する。

このように、第３の実施形態では、位相エンコード用傾斜磁場Ｐ１の立下り後の時間を所定の延長時間Ｔｐｌｕｓだけ延長することによって、延長された時間の間に、位相エンコード用傾斜磁場Ｐ１によって生じる渦磁場の時定数が短い成分を消滅させることができる。これにより、位相エンコード方向に生じる時定数が短い渦成分による影響を緩和することができるので、位相エンコード方向の画質劣化を抑えることができる。

以上で説明した実施形態によれば、渦磁場に含まれる時定数が短い渦成分による画質劣化を抑えることができる。

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。

１００ ＭＲＩ装置（磁気共鳴イメージング装置）
２０ 計算機システム
２２ 画像再構成部
２６ 制御部

Claims (6)

1. 高速スピンエコー法による撮像が行われる場合に、励起用のＲＦパルスが印加された後にリードアウト方向に印加されるディフェーズ用傾斜磁場の立下り後から最初のリフォーカス用のＲＦパルスが印加されるまでの間に空き時間を有するパルスシーケンスを実行する制御部と、
   前記パルスシーケンスを実行すること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
   を備える、磁気共鳴イメージング装置。
2. 前記パルスシーケンスは、前記励起用のＲＦパルスが印加されてから前記最初のリフォーカス用のＲＦパルスが印加されるまでの時間がエコースペースの半分より長い、
   請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
3. 前記パルスシーケンスは、複数のリフォーカスパルスそれぞれが印加された後にスポイラー用傾斜磁場を印加するものであって、前記最初のリフォーカスパルスが印加された後に印加される最初のスポイラー用傾斜磁場が、２番目以降に印加されるスポイラー用傾斜磁場より強く、前記最初のリフォーカスパルスが１８０°パルスである、
   請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
4. スピンエコー法による撮像が行われる場合に、励起用のＲＦパルスが印加された後に印加される位相エンコード用傾斜磁場の立下り後から最初のリフォーカス用のＲＦパルスが印加されるまでの間に空き時間を有するパルスシーケンスを実行する制御部と、
   前記パルスシーケンスを実行すること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
   を備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
5. 前記制御部は、操作者からの指示に応じて前記空き時間を変更する、
   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。
6. スピンエコー系の撮像法による撮像が行われる場合に、ディフェーズ用傾斜磁場の立下り後から最初のリフォーカス用のＲＦパルスが印加されるまでの間に、装置のハードウェアで補償しきれない程度の短い渦磁場の時定数から求められた空き時間を有するパルスシーケンスを実行する制御部と、
   前記パルスシーケンスを実行すること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備える、
   磁気共鳴イメージング装置。