JP4040742B2 - Ｍｒｉ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検体内の原子核スピンの磁気共鳴現象を利用したＭＲアンギオグラフィ（ＭＲ血管造影）に係り、とくに、スライス選択パルスと共に印加されるサチュレーションパルス（動静脈分離や体動アーチファクト抑制などに使用するスピン飽和パルス）を用いたＭＲアンギオグラフィの改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＭＲ（磁気共鳴）イメージングは、静磁場中に置かれた被検体の原子核スピンを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信号に基づいて画像を再構成したり、スペクトルを得る手法である。
【０００３】
このＭＲＩの分野において、既に、被検体内の血流を画像化したり、その流速を測定するＭＲアンギオグラフィが医療現場で実施されている。このＭＲアンギオグラフィの手法の一つに、サチュレーションパルスと呼ばれるスピン飽和用の飽和パルスをスライス選択パルスと共に印加する手法がある。
【０００４】
従来の場合、このサチュレーションパルス（飽和パルス）は、ＭＲ信号の収集シーケンスのパルスを印加する前に、撮影断面を通って流れる血流の上流または下流の横断面に印加する。例えば、下肢においては、動脈と静脈とで流れる方向が互いに反対であるため、１個（回）のサチュレーションパルスを撮影断面の動脈または静脈の上流側または下流側の横断面に印加し、その後に、撮影断面のエコー信号を例えばＦＥ法で収集する。これにより、撮影断面に流入する動脈または静脈のスピン（磁化）はすでに励起され、飽和しているため、その血流のＭＲ信号値が低くなる。撮影断面に反対側から流入する静脈または動脈にはサチュレーションパルスは印加されていないので、ＭＲ信号の高い値が収集される。このため、収集データを再構成して得られる撮影断面のＭＲＡ像は動脈と静脈とを分離した動静脈分離画像となる筈である。
【０００５】
しかしながら、実際には、撮影対象の血流の流速が早すぎる場合や遅すぎる （とくに、下肢では遅い）場合、またはパルセーション的流れの血液に対しては、フローボイド現象や飽和スピンの流入が極端に遅いことに因って、サチュレーションパルスの実効度が低い。このようにスピンの飽和が事前に十分になされていない場合、当然に、明瞭な動静脈分離画像は得られない。
【０００６】
とくに、下肢や手などにおいては、末梢血管に至るほど、パルセーションに因って血流速度は一般に著しく遅くなる。すなわち、タイム・オブ・フライト効果が小さいので、従来法のサチュレーションパルスを使用したシーケンスの場合、下肢の血流の画像化それ自体が殆ど困難な状況にある。ましてや、例えば膝の病気などにおいて、動静脈を分離して画像化して欲しいとする医療現場の要求に応えるには、ほど遠いのが現状である。
【０００７】
このような状況下で、サチュレーションパルスを使用したシーケンスとは別のＭＲアンギオグラフィの手法で、かかる動静脈の分離に挑戦しようとする研究もある。この研究は、被検体にＭＲ造影剤を注入し、動脈への造影と静脈への造影の時間変化の違いに基づいて動静脈を分離しようとする試みである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＭＲ造影剤を用いるＭＲアンギオグラフィの手法にあっては、造影剤を注入するために、侵襲性が大きいことから、患者の体力的、精神的負担も非常に大きいものとなる。
【０００９】
さらに、ＭＲ造影剤を用いる場合、下肢における造影効果は薄いので、動脈と静脈のピーク時間の違いはあまり望めず、動静脈分離は殆ど困難であった。
【００１０】
このように従来のＭＲアンギオグラフィは、いずれの手法も、下肢や手などの血流速度が著しく小さい部位には不向きであり、侵襲性が無い状態で、動静脈の分離画像を良好に得たいとする診療現場からのニーズを満たすことは実際上、殆ど困難であった。
【００１１】
本発明は、このような従来技術の現状を打破するためになされたものである。具体的には、本発明は、ＭＲイメージング本来の無侵襲性を保持したままで、血流速度が著しく大きい、または小さい場合でも、血流／実質部のコントラストを向上させたＭＲＡ像を提供することを、その目的とする。
【００１２】
また、血流／実質部のコントラストを向上させる同時に、動静脈を視覚的に確実に分離したＭＲＡ像を提供することを、別の目的とする。
【００１３】
さらに、そのような血流／実質部のコントラスト改善および動静脈の確実な分離を様々なタイプの撮像シーケンスで実行できるようにすることを、別の目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成させるため、本発明のＭＲＩ装置の１つの側面によれば、被検体の撮像スライスの血流像を得るＭＲＩ装置において、前記被検体内の前記撮像スライスとは異なる位置に設定した飽和スライスに時系列的に印加する複数個の飽和パルスを含む事前シーケンスを実行し、前記事前シーケンスは、所要の反転時間を利用して、複数個の飽和パルスであるサチュレーションパルス列を印加し、サチュレーションパルス列の最後尾の飽和パルスの印加後のみにスポイラーパルスを印加するサチュレーションシーケンスを実行する第１の実行手段と、前記事前シーケンスの実行後に、前記撮影スライスからＭＲ信号を収集するデータ収集シーケンスを実行する第２の実行手段と、前記ＭＲ信号に基づき前記血流像を生成する画像生成手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
この場合、好適には、前記事前シーケンスは、前記複数個の飽和パルスと並行して印加され且つ前記飽和スライスのスライス位置を決めるためのスライス用傾斜磁場パルスを含む。
【００１６】
一例として、前記スライス用傾斜磁場パルスは、前記複数個の飽和パルスのそれぞれと並行して印加される複数のパルスから成る。前記複数個の飽和パルスは、その隣り合う飽和パルス同士間の空き時間間隔を零に設定して時系列に並べたパルス列してもよい。
【００１７】
また別の一例として、前記スライス用傾斜磁場パルスは、前記複数個の飽和パルス全体と並行して印加される１個のパルスから成る。
【００１８】
さらに別の一例は、前記事前シーケンスは、前記複数個の飽和パルスのそれぞれの印加後に印加する傾斜磁場方向のスポイラーパルスを含むことができる。
【００１９】
さらに、前記スポイラーパルスは、前記スライス方向に印加する傾斜磁場スポイラーパルスを少なくとも含むようにしてもよい。またこれに代えて、前記スポイラーパルスは、前記スライス方向とこれに直交する位相エンコード方向および読出し方向との３方向それぞれに印加する傾斜磁場スポイラーパルスを含むようにしてもよい。
【００２０】
上述の好適な態様において、その一例は、前記複数個の飽和パルスのそれぞれが前記スピンに与えるフリップ角は全て同一で１００°以下の値である。
【００２１】
また、かかる好適な態様において、前記複数個の飽和パルスのそれぞれが前記スピンに与えるフリップ角は、その少なくとも一個の飽和パルスと残りの飽和パルスとでは異なる値に設定してもよい。この場合、例えば、前記複数個の飽和パルスのそれぞれは前記フリップ角度が互いに異なるように設定してもよい。さらに、前記複数個の飽和パルスのそれぞれのフリップ角度は、時系列の時間的後ろに至る飽和パルスになるほど低下する値としてもよい。
【００２２】
さらに上述の好適な態様において、前記スライス用傾斜磁場は、前記飽和スライスと前記撮影スライスとが略平行になるように設定できる。
【００２３】
さらに上述の好適な態様において、前記データ収集シーケンスは、高速ＦＬＡＩＲ法の一部を成すインバージョンパルスの印加後の所定反転時間に実行される当該高速ＦＬＡＩＲ法の残りの部分を成す高速ＳＥ系列に基づくパルス列であることも望ましい。この場合、例えば、前記第１の実行手段は、前記インバージョンパルスと前記高速ＳＥ系列に基づくパルス列との間の前記反転時間の間に前記事前シーケンスを実行する手段である。また、前記第１の実行手段はマルチスライス法に基づいて前記事前シーケンスを複数回繰り返す手段であり、かつ、前記第２の実行手段はそのマルチスライス法に基づいて前記データ収集シーケンスをその事前シーケンスの繰り返し回数と同数の複数回繰り返す手段である。さらに、前記第１の実行手段および第２の実行手段は、前記マルチスライス法に拠る複数枚の前記撮像スライスに対して時系列に入れ子方式で前記事前シーケンスおよび前記データ収集シーケンスを繰り返す手段としてよい。
【００２４】
また、本発明のＭＲＩ装置の別の側面によれば、被検体の撮像スライスの血流像を得るＭＲＩ装置において、前記被検体が存在する空間に静磁場を発生する磁石と、前記静磁場にスライス用、位相エンコード用、および読出し用の傾斜磁場を重畳する傾斜磁場コイルと、この傾斜磁場コイルに前記傾斜磁場を発生させるパルス電流を供給する傾斜磁場発生ユニットと、前記被検体にスピン励起用の高周波信号を送信するとともに当該被検体で発生したＭＲ信号を受信するＲＦコイルと、このＲＦコイルを介して前記高周波信号を送信するとともに前記ＭＲ信号を受信する送受信ユニットと、この送受信ユニットで受信された前記ＭＲ信号に基づき前記血流像を再構成する再構成ユニットと、前記傾斜磁場発生ユニットおよび前記送受信ユニットを制御して所望のスキャンシーケンスを実行するシーケンサとを備え、前記スキャンシーケンスは、前記被検体内の前記撮像スライスとは異なる位置に設定された飽和スライスに複数個の飽和パルスを含む事前シーケンスと、この事前シーケンスに続いて印加するＭＲ信号収集用のデータ収集シーケンスとからなり、前記事前シーケンスは、所要の反転時間を利用して、複数個の飽和パルスであるサチュレーションパルス列を印加し、サチュレーションパルス列の最後尾の飽和パルスの印加後のみにスポイラーパルスを印加し、且つ当該飽和スライスを選択するスライス用傾斜磁場パルスを当該複数個の飽和パルスと並行して印加し、この複数個の飽和パルスと前記スライス用傾斜磁場パルスの印加後に、前記撮影スライスからＭＲ信号を収集するデータ収集シーケンスのパルス列を印加するアルゴリズムに基づくシーケンスであることを特徴とする。
【００２６】
これらの構成により、血流の流速が早すぎたり遅すぎる場合でも、動脈または静脈の信号を確実に抑制でき、動静脈を確実に分離したＭＲＡ像を提供できる。また、複数の飽和パルスを同一面に印加することで、撮影スライスの静止している実質部に大きなＭＴ効果を起こさせ、流れている血流のＭＴ効果は小さく抑え、飽和対象の血流（動脈または静脈）に１個のサチュレーションパルス分のサチュレーションだけを与えることができ、これにより血流／実質部のコントラストの高い、視認性に優れたＭＲＡ像を提供できる。さらに、造影剤を使用しない非侵襲の状態でＭＲＡ像を提供でき、患者の精神的、体力的負担を軽減できる。
【００２７】
さらに、前記複数個の飽和パルスのフリップ角度はそれぞれ異なる値に設定できる。その場合、例えば、前記複数個の飽和パルスのそれぞれのフリップ角度は、時系列方向における時間的後ろ方向の飽和パルスになるほど低下する値となるように設定できる。これにより、撮影断面の実質部には大きなＭＴ効果を起こさせ、撮影断面に流入する血流のＭＴ効果を小さく抑え、動脈または静脈には飽和パルスのみが支配的に効くようにできる。この結果、撮影断面の血流／実質部の優れたコントラストを確保できる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００２９】
第１の実施形態
第１の実施形態を図１〜図４を参照して説明する。この実施形態にかかるＭＲＩ（磁気共鳴イメージング）装置の概略構成を図１に示す。
【００３０】
このＭＲＩ装置は、被検体Ｐを載せる寝台部と、静磁場を発生させる静磁場発生部と、静磁場に位置情報を付加するための傾斜磁場発生部と、高周波信号を送受信する送受信部と、システム全体のコントロール及び画像再構成を担う制御・演算部と、被検体Ｐの心電信号を計測する心電計測部とを備えている。
【００３１】
静磁場発生部は、例えば超電導方式の磁石１と、この磁石１に電流を供給する静磁場電源２とを備え、被検体Ｐが遊挿される円筒状の開口部（診断用空間）の軸方向（Ｚ軸方向）に静磁場Ｈ0 を発生させる。なお、この磁石部にはシムコイル１４が設けられている。このシムコイル１４には、後述するコントローラの制御下で、シムコイル電源１５から静磁場均一化のための電流が供給される。寝台部は、被検体Ｐを載せた天板を磁石１の開口部に退避可能に挿入できる。
【００３２】
傾斜磁場発生部は、磁石１に組み込まれた傾斜磁場コイルユニット３を備える。この傾斜磁場コイルユニット３は、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の傾斜磁場を発生させるための３組（種類）のｘ，ｙ，ｚコイル３ｘ〜３ｚを備える。傾斜磁場部はさらに、ｘ，ｙ，ｚコイル３ｘ〜３ｚに電流を供給する傾斜磁場電源４を備える。この傾斜磁場電源４は、後述するシーケンサ５の制御のもとで、ｘ，ｙ，ｚコイル３ｘ〜３ｚに傾斜磁場を発生させるためのパルス電流を供給する。
【００３３】
傾斜磁場電源４からｘ，ｙ，ｚコイル３ｘ〜３ｚに供給されるパルス電流を制御することにより、物理軸としての３軸であるＸ，Ｙ，Ｚ方向の傾斜磁場を合成して、論理軸としてのスライス方向傾斜磁場ＧS 、位相エンコード方向傾斜磁場ＧE 、および読出し方向（周波数エンコード方向）傾斜磁場ＧR の各方向を任意に設定・変更することができる。スライス方向、位相エンコード方向、および読出し方向の各傾斜磁場は静磁場Ｈ0 に重畳される。
【００３４】
送受信部は、磁石１内の撮影空間にて被検体Ｐの近傍に配設されるＲＦコイル７と、このコイル７に接続された送信器８Ｔ及び受信器８Ｒとを備える。この送信器８Ｔ及び受信器８Ｒは、後述するシーケンサ５の制御のもとで、磁気共鳴 （ＭＲ）現象を誘起させるためのラーモア周波数のＲＦ電流パルスをＲＦコイル７に供給する一方、ＲＦコイル７が受信した高周波のＭＲ信号を受信し、各種の信号処理を施して、対応するデジタル信号を形成するようになっている。
【００３５】
さらに、制御・演算部は、シーケンサ５、コントローラ６、演算ユニット１０、記憶ユニット１１、表示器１２、入力器１３、および音声発生器１６を備える。この内、コントローラ６はコンピュータを有し、このコンピュータに記憶させたソフトウエア手順により、シーケンサ５にスキャンシーケンス情報を指令するとともに、シーケンサ５を含む装置全体の制御ブロックの動作タイミングの同期をとりながら、それらの制御を統括する機能を有する。
【００３６】
このＭＲＩ装置は、対象となる撮像スライスのＭＲデータを収集する前に、この撮像スライスに流入する血流を含み且つ撮像スライスとは異なる事前励起スライス（例えば、ギャップあり又はギャップレスで撮像スライスに隣接する並行スライスや、角度の異なるスライス）を複数個のサチュレーションパルスでスライス選択的に事前励起し、この後、傾斜磁場スポイラーパルスを加えるという事前シーケンスを実行することを特徴とする。
【００３７】
このため、コントローラ６およびシーケンサ５は共働して、図２に示すＭＲアンギオグラフィ用の一連のスキャンシーケンスに基づくスキャンを実施する。このスキャンシーケンスは、最初に実行する血流飽和用の事前シーケンスＳＱpre と、この後に実行するイメージング用のデータ収集シーケンスＳＱacq とで構成される。この処理は、コントローラ６が所定のメインプログラムを実行していく中でコンピュータ制御により実施される。このスキャンにより収集されたＭＲ信号は、演算ユニット１０により所定の再構成ルーチンに基づき処理され、ＭＲＡ像が作成される。
【００３８】
シーケンサ５は、ＣＰＵおよびメモリを備えており、コントローラ６から送られてきたスキャンシーケンス情報を記憶し、この情報にしたがって傾斜磁場電源４、送信器８Ｔ、受信機８Ｒの一連の動作を制御する。ここで、スキャンシーケンス情報とは、一連のスキャンシーケンスにしたがって傾斜磁場電源４、送信器８Ｔおよび受信器８Ｒを動作させるために必要な全ての情報であり、例えばｘ，ｙ，ｚコイル３ｘ〜３ｚに印加するパルス電流の強度、印加時間、印加タイミングなどに関する情報を含む。また、シーケンサ５は必要に応じて、上述したタイミング制御をＥＣＧ信号のゲートパルスに同期して実施し、心電同期を行えるようになっている。
【００３９】
このスキャンシーケンスの一部を成すデータ収集シーケンスとしては、例えばフーリエ変換法を適用した２次元（２Ｄ）スキャンが採用される。また、そのパルス列の形態としては、ＳＥ（スピンエコー）法、ＦＥ（フィールド・グラジェントエコー）法、ＦＳＥ（高速ＳＥ）法、ＦＡＳＥ法（高速ＳＥ法とハーフフーリエ法を組み合わせた方法）、ＦＬＡＩＲ（FLuid Attenuated Inversion Reco-very)法、高速ＦＬＡＩＲ法、ＥＰＩ(Echo Planar Imaging) 法、ハイブリッド ＥＰＩ法など、広範囲に及び各種のパルス列を採用できる。
【００４０】
また、演算ユニット１０は、受信器８ＲからのＭＲ信号のデジタルデータを入力して内蔵メモリで形成されるフーリエ空間（ｋ空間または周波数空間とも呼ばれる）への原データ（生データとも呼ばれる）の配置、および、原データを実空間画像に再構成するための２次元または３次元のフーリエ変換処理を行うようになっている。また、この演算ユニット１０は必要に応じて、３次元画像データを最大値投影（ＭＩＰ）処理に掛けて、２次元像を作成する機能をも有する。
【００４１】
記憶ユニット１１は、原データおよび再構成画像データのみならず、演算処理が施された画像データなどを保管することができる。表示器１２は画像を表示する。また、術者は入力器１３を介して所望のスキャン条件、スキャンシーケンス、画像処理法などの必要情報をコントローラ６に入力できるようになっている。
【００４２】
音声発生器１４は、必要に応じて、コントローラ６から指令があったときに、撮像中の息止め開始および息止め終了のメッセージを音声として発することができる。
【００４３】
さらに、心電計測部は、被検体の体表に付着させてＥＣＧ信号を電気信号として検出するＥＣＧセンサ１７と、ＥＣＧ信号中のＲ波のピーク値に同期した微小幅のゲートパルスを心電同期信号としてコントローラ６およびシーケンサ５に出力するＥＣＧユニット１８とを備える。この心電計測部によるゲートパルスは、必要に応じて、スキャン開始タイミングの制御に心電同期信号としてシーケンサ５により利用される。これにより、心電同期タイミングを適切に設定でき、この設定した同期タイミングに拠る心電同期スキャンを行ってＭＲ原（生）データを収集できるようになっている。
【００４４】
次に、この実施形態の動作を説明する。
【００４５】
このＭＲＩ装置が起動すると、コントローラ６は所定メインプログラムを実行する中で、図２に示すスキャンシーケンスを実行する。このシーケンスの実行に拠るパルス印加は、シーケンサ５の制御の元、ｘ，ｙ，ｚコイル３ｘ〜３ｚ及びＲＦコイル７を介して実施される。
【００４６】
同図に示すように、このスキャンシーケンスは、スピン（磁化）を飽和させるサチュレーションパルス（飽和パルス）を含んだサチュレーションシーケンスとしての事前シーケンスＳＱpre と、この事前シーケンスＳＱpre に続いて印加するＭＲ信号収集用のデータ収集シーケンスＳＱacq とから成る。
【００４７】
まず、事前シーケンスＳＱpre においては、フリップ角ＦＡ＝９０°のｎ個 （ｎ≧２：例えばｎ＝１０）のサチュレーションパルスＳＡＴ1 〜ＳＡＴn をスライス用傾斜磁場ＧS （＝強度ＧS1）と共に一定時間毎に印加する。このサチュレーションパルスＳＡＴ1 〜ＳＡＴn のそれぞれは、例えば、所定ＲＦ周波数のキャリア信号をシンク関数で変調して形成されるＲＦパルスである。診断部位を例えば図３に示す如く下肢とすると、スライス用傾斜磁場ＧS ＝ＧS1の例えば強度を適宜に設定することで、所望の撮影スライスＡima の動脈流入側のほぼ隣接した所定厚さの平行な事前飽和スライスＡsat が設定される。この結果、事前飽和スライスＡsat の同一面に、サチュレーションパルスＳＡＴ1 〜ＳＡＴn が一定時間毎に順次印加される。
【００４８】
なお、スライス用傾斜磁場ＧS の例えば強度を調節することで、事前飽和スライスＡsat を撮影スライスＡima の動脈流出側、すなわち静脈流入側に設定することができる。また撮影スライスＡima と事前飽和スライスＡsat との間に必要に応じてギャップを設けてもよいし、ギャップレスの状態に設定してもよい。
【００４９】
さらに事前シーケンスＳＱpre において、サチュレーションパルスＳＡＴ1 〜ＳＡＴn のそれぞれの印加直後に、スライス方向、読出し方向、および位相エンコード方向のそれぞれに、スポイラーパルスＳＰs1〜ＳＰsn、ＳＰr1〜ＳＰrn、およびＳＰe1〜ＳＰenをそれぞれ印加する。
【００５０】
この結果、最初に、事前飽和スライスＡsat がサチュレーションパルスＳＡＴ1 およびスライス用傾斜磁場ＧS により選択励起される。これにより、このスライスＡsat を通る血流（動脈および静脈）が励起され、そのスピンが飽和する。この励起によって横磁化に残っているスピンは、その後のスポイラ−パルスＳＰs1、ＳＰr1、ＳＰe1によって各傾斜磁場方向において夫々分散される。このサチュレーションパルス及びスポイラーパルスの印加の繰返しがｎ回（例えば１０回）行われる。
【００５１】
このように、事前飽和スライスＡsat が複数回にわたって励起されるから、下肢などの遅い流速の血流であっても、その血流のスピンは確実に励起・飽和する。この飽和したスピンの内、動脈流がその後に撮影スライスＡima に流入して撮影に関与するが、静脈流は事前飽和スライスＡsat から腎臓側に流出するだけであり、撮影には関与しない。
【００５２】
上記事前シーケンスＳＱpre に続いて、撮影スライスＡima のデータ収集シーケンスＳＱacq の各パルスがシーケンサ５の制御の元に被検体Ｐに印加される。このシーケンスＳＱacq は例えばＦＥ（フィールドエコー）法に基づいて設定されている。このときのスライス用傾斜磁場ＧS の強度はＧS ＝ＧS2≠ＧS1である。被検体Ｐからのエコーデータ（ＭＲ信号）は、受信器８Ｒでデジタルデータに処理され、演算ユニット１０に順次格納される。演算ユニット１０はコントローラ６からの再構成指令に応答して、２次元ｋ（フーリエ）空間上に配置したエコーデータの組を２次元フーリエ変換して断層像、すなわちＭＲＡ像を生成する。
【００５３】
事前シーケンスＳＱpre の複数個のサチュレーションパルスの印加によって、撮影スライスＡima には十分に飽和した動脈流スピンが流入する一方で、事前飽和スライスＡsat とは反対側の、下肢で言えば心臓に遠い側から飽和されていないフレッシュな静脈も流入している。このため、データ収集シーケンスＳＱacq でデータ収集するとき、動脈流からのエコー信号の信号値は非常に低く、静脈流からのそれは高い。
【００５４】
したがって、演算ユニット１０で再構成して得られるＭＲＡ像には図４に示す如く、信号値低下によって画素値抜けした動脈と、信号値が確保できて血流跡の画素値を得る静脈とが写り込むので、動静脈を視覚的に良好に分離できた画像となる。
【００５５】
この実施形態において、小さなフリップ角（ここでは９０°）の複数個のサチュレーションパルスは同一の事前飽和スライスＡsat に断続的に印加される。これは、とりも直さず、撮影スライスＡima にとっては一定の周波数オフセットをもって、この小さなフリップ角で断続的に励起されることにもなる。撮影スライスＡima の実質部は動いていないから、サチュレーションパルスのフリップ角ＦＡ＝９０°でｎ＝１０個の場合、実質部は、トータルで９０°×１０（＝ｎ）＝９００°のフリップ角によるＭＴ（magnetization transfer）効果を受ける。この結果、実質部からのＭＲ信号値が低下する。
【００５６】
一方、撮影スライスＡima に流入する静脈流の場合、血流が移動しており、かつ、小さなフリップ角（ここでは９０°）に分けて印加されることと等価であるから、そのＭＴ効果は実質部よりも小さく、最小限に抑制される。また撮影スライスＡima に流入する動脈流にとっては、血流が流れているので、ＭＴ効果が少なく、フリップ角ＦＡ＝９０°としてだけの効果が支配的となる。この結果、再構成されるＭＲＡ像の血流／実質部のコントラストが著しく向上する。
【００５７】
さらに、この実施形態のＭＲＡ像はＭＲ造影剤を使用するものでないから、通常のＭＲイメージングの非侵襲性の特性を生かしたものとなる。このため、造影剤を使用したＭＲＡ像の撮影に比べて、患者の精神的、体力的負担が著しく少なくて済む。
【００５８】
第２の実施形態
本発明の第２の実施形態を図５に基づき説明する。この実施形態は、事前シーケンスにおいて印加する傾斜磁場スポイラーパルスの印加数の節約に関する。
【００５９】
なお、本実施形態以降の実施形態において、前述した第１の実施形態におけるＭＲＩ装置と同一または同等の構成要素には同一の符号を用いて、その説明を省略または簡略化する。
【００６０】
本実施形態のＭＲＩ装置のシーケンサ５は、図５に示す撮影のためのスキャンシーケンスを実行するようになっている。
【００６１】
図５のスキャンシーケンスは、第１の実施形態のときと同様に、事前シーケンスＳＱpreとデータ収集シーケンスＳＱacqとを含む。このスキャンシーケンスは第１の実施形態のものと比較して、データ収集シーケンスＳＱaquが同一に設定されている一方で、事前シーケンスＳＱpreのスポイラーパルスの設定数が異なる。具体的には、フリップ角ＦＡ＝９０°の複数ｎ個のサチュレーションパルスＳＡＴ1〜ＳＡＴnが所定時間間隔Δｔ毎にスライス用傾斜磁場ＧＳ＝強度Ｇ Ｓ１ と共に順次印加される。スポイラーパルスは最後のサチュレーションパルスＳＡＴnが印加された後に、スライス方向、読出し方向、位相エンコード方向それぞれにおいてエンドスポイラとして１個だけ印加される。このスポイラーパルスの印加後に、データ収集シーケンスＳＱacqが前述と同様に続く。
【００６２】
このように最後のサチュレーションパルスＳＡＴnの印加後に、各傾斜磁場方向に１個のスポイラーパルスＳＰs，ＳＰr，ＳＰeを印加することによっても、横磁化に残ったまま撮影スライスＡimaに入ろうとする、及び、撮像スライスＡimaに残っている不要なスピン（実質部と血液の両スピン）を確実に分散させることができ、撮影スライスＡ imaのアーチファクトを抑制できる。これにより、「血流は流れているので、必ずしも各飽和毎にスポイル（分散）させる必要はない」ことに着目した、スポイラーパルスの効果的な且つ時間節約タイプの印加法になっている。
【００６３】
このため、第２の実施形態においても前述した第１の実施形態のものと同一または同等の作用効果を得るとともに、事前シーケンスの印加時間の短縮を図ることができる。つまり、実質部と血流との良好なコントラストを保持できるとともに、動静脈を確実に分離したＭＲＡ像を、非侵襲で、より高速に提供することができる。
【００６４】
第３の実施形態
さらに、本発明の第３の実施形態を図６及び図７に基づき説明する。この実施形態は、サチュレーションパルスのフリップ角を可変にした構成に関する。
【００６５】
本実施形態のＭＲＩ装置のシーケンサ５は、図６に示す撮影のためのスキャンシーケンスを実行するようになっている。
【００６６】
この図６のスキャンシーケンスは、第１の実施形態のときと同様に、事前シーケンスＳＱpreとデータ収集シーケンスＳＱacqとを含む。このパルスシーケンスは第１の実施形態のものと比較して、データ収集シーケンスＳＱacqが同一に設定されている一方で、事前シーケンスＳＱpreのスポイラーパルスの設定数が異なる。また、フリップ角を各パルス毎に変えた複数ｎ個のサチュレーションパルスＳＡＴ1〜ＳＡＴnが所定時間間隔Δｔ毎にスライス用傾斜磁場ＧＳ＝強度Ｇ Ｓ１ と共に順次印加される。スポイラーパルスＳＰ ｓ ，ＳＰ ｒ ，ＳＰ ｅ は最後のサチュレーションパルスＳＡＴnが印加された後に、スライス方向、読出し方向、位相エンコード方向それぞれで１個だけ印加される。このスポイラーパルスＳＰ ｓ ，ＳＰ ｒ ，ＳＰ ｅ の印加後に、データ収集シーケンスＳＱacqが前述と同様に続く。
【００６７】
複数ｎ個のサチュレーションパルスＳＡＴ1 〜ＳＡＴn のフリップ角ＦＡは、一例として、１番目のＦＡ＝９０°、２番目のＦＡ＝８５°、３番目のＦＡ＝８０°、…、最終番目のＦＡ＝６０°の如く漸減するフリップ角系列が選択されている。この漸減するフリップ角系列を選択する理由は以下のようである。
【００６８】
図７のグラフは、スピンの共鳴周波数（スライス位置に相当）を横軸に、ＭＲ信号値を縦軸にとって、１つのサチュレーションパルス当たりのフリップ角ＦＡをパラメータとしたときの信号値の変化の様子を示す。横軸に示す周波数ｆ0 は、撮影スライスの中心位置での水の共鳴周波数（中心周波数）である。このグラフから分かるように、周波数が中心周波数ｆ0 に近付くほど、またフリップ角ＦＡが大きくなるほど、信号値が低下してＭＴ効果が大きい。
【００６９】
このため、サチュレーションパルスのフリップ角ＦＡを経時的後ろのものほど低下させるということは、撮影スライスＡima に注入する静脈流（図３参照）にとって、その血流のある注目位置が中心周波数ｆ0 （撮像スライス位置）に近付くほどＭＴ効果を緩和する（下げる）ことになる。この状態を図７に模式的に表すと、フリップ角ＦＡ＝９０°の曲線から分岐する曲線Ｄに相当する（同図は、サチュレーションパルスの周波数範囲が横軸（−）側に位置している場合を示す）。そこで、事前飽和スライスＡsat の反対側から流入する血流（ここでは静脈流）のＭＲ信号値の低下は最小限に抑えられ、比較的高い信号値が得られる。
【００７０】
一方、撮影スライスＡima の実質部は前述と同様に、複数ｎ個のサチュレーションパルスの事前飽和スライスＡsat への印加に伴って、そのスライス位置の相違分だけ一定の周波数オフセット（off resonance ）の状態で励起されるから、大きなＭＴ効果を発生させ、ＭＲ信号値が低下する。
【００７１】
したがって、本第３の実施形態のＭＲＩ装置にあっては、前述した第２の実施形態のものと同一または同等の作用効果を得るとともに、撮影スライスの実質部／血流のコントラストを一層高めることができ、高画質の視認性に優れたＭＲＡ像を提供することができる。
【００７２】
なお、本第３の実施形態において、複数のサチュレーションパルスのフリップ角ＦＡは時系列後方のパルスになるほど、例えば９０°、９０°、８０°、８０°、…、６０°、６０°のように変化させる手法であってもよい。
【００７３】
また、第３の実施形態の１つの変形例として、撮影スライスから流出する血流の飽和効果を促進する必要がある場合、複数のサチュレーションパルスのフリップ角ＦＡは時系列後方のパルスになるほど、例えば６０°、６５°、７０°、７５°、…、８５°、９０°のように、大きな値に向かうように変化させることもできる。
【００７４】
第４の実施形態
さらに、本発明の第４の実施形態を図８に基づき説明する。この実施形態のＭＲＩ装置は、前述した第２の実施形態のスキャンシーケンスをさらに改善したもので、とくに、事前シーケンスＳＱpre の時間短縮に関する。
【００７５】
図８に、この実施形態のＭＴＩ装置が採用するスキャンシーケンスを示す。同図から分かるように、このスキャンシーケンスで用いているサチュレーションシーケンスとしての事前シーケンスＳＱpre では、事前飽和スライスＡsat に選択的にサチュレーションパルスＳＡＴ1 〜ＳＡＴn を印加するが、各サチュレーションパルスと共に印加するスライス用傾斜磁場パルスＧS を連続的に印加するもので、各パルス間に前述した各実施形態で設定していたΔｔの時間間隔を排除している。
【００７６】
これにより、複数ｎ個のサチュレーションパルスＳＡＴ1 〜ＳＡＴn を印加するための必要なトータルの時間が「Δｔ×（ｎ−１）」の分だけ短縮され、結局、ＭＲアンギオグラフィの撮像時間が短縮されるという効果がある。
【００７７】
第５の実施形態
本発明の第５の実施形態を図９に基づき説明する。この実施形態のＭＲＩ装置も、上述した第４の実施形態のスキャンシーケンスをさらに改善したもので、とくに、事前シーケンスＳＱpre の時間短縮およびスライス用傾斜磁場ＧS のスイッチング時の負荷軽減に関する。
【００７８】
図９に、この実施形態のＭＴＩ装置が採用するスキャンシーケンスを示す。同図から分かるように、このスキャンシーケンスで用いている事前シーケンスＳＱpre では、複数ｎ個のサチュレーションパルスＳＡＴ1 〜ＳＡＴn と共に印加するスライス用傾斜磁場ＧS をそれらのサチュレーションＳＡＴ1 〜ＳＡＴn 全部の印加時間に合わせて連続的に印加するように設定したものである。
【００７９】
これにより、第４の実施形態のときと同様に、パルス間の間隔Δｔに起因した約「Δｔ×（ｎ−１）」の時間短縮に加えて、傾斜磁場パルスＧS のスリューレート分の時間Δｔs （例えば０．６〜１ｍｓｅｃ）も不要になり、約「Δｔs ×（２ｎ−２）」分の更なる時間短縮がなされる。
【００８０】
この結果、ＭＲアンギオグラフィの撮像時間も短縮されるとともに、傾斜磁場ＧS を極めて短時間でオン・オフするときのスイッチング時の負荷が緩和されることになり、傾斜磁場電源４およびｘ，ｙ，ｚコイル３ｘ，３ｙ，３ｚのスイッチング特性の要求条件も緩和でき、設計面での容易化が可能になる。
【００８１】
第６の実施形態
本発明の第６の実施形態を図１０に基づき説明する。この実施形態のＭＲＩ装置は、本発明独特の複数個のサチュレーションパルスを含むサチュレーションシーケンスを高速ＦＬＡＩＲ法に組み込んだものである。
【００８２】
つまり、図１０に示すように、この実施形態のＭＲＩ装置が採用するスキャンシーケンスは、シングルスライス撮像用であり、インバージョン（反転）パルスＩｎｖ及びサチュレーションシーケンスＳＱsat を含む事前シーケンスＳＱpre と、高速ＳＥ法（ＦＳＥ法またはＲＡＲＥ法とも呼ばれる）から成るデータ収集シーケンスＳＱacq とを含む。この内、インバージョンパルスＩｎｖと高速ＳＥ法のデータ収集シーケンスＳＱacq が高速ＦＬＡＩＲ（Fast FLuid Attenuaed with Inversion Recovery）を成す。この高速ＳＥ法は、ここでは、脂肪抑制を行うためのＰＡＳＴＡ（Polarity altered spectral and spatial selective acquisition ）法に基づいて実施する。このＰＡＳＴＡ法は例えば，「SMR 1995 #657 "A Polarity Altered Spectral and Spatial Selective Acquisition Technique" 」で知られている。
【００８３】
なお、このデータ収集シーケンスＳＱacq を通常ＳＥ法で構成することもでき、この場合は、ＦＬＡＩＲ法に、本発明独特のサチュレーションシーケンスのパルスを組み入れたことになる。
【００８４】
図１０に示すサチュレーションシーケンスＳＱsat は、事前シーケンスＳＱpre の一部として実施されるパルス列で、サチュレーションパルス列Ｔｓａｔおよび傾斜磁場スポイラーパルスＳＰs ，ＳＰr ，ＳＰe から成る。このサチュレーションシーケンスＳＱsat は、前述した第４の実施形態のものと同様に構成されている。
【００８５】
このスキャンシーケンスによれば、最初に、撮像スライスＡima （図３参照）対するインバージョンパルスＩｎｖとスライス用傾斜磁場ＧS とが並行して印加される。インバージョンパルスＩｎｖは、例えば１８０°ＲＦパルスで構成される。インバージョンパルスＩｎｖは送信機８ＴからＲＦコイル７を介して、またスライス用傾斜磁場ＧS は傾斜磁場電源４から傾斜磁場コイル３ｚ、３ｚを介してそれぞれ印加される。この傾斜磁場ＧS は撮像スライスを選択できるようにその強度が設定されている。
【００８６】
このインバージョンパルスＩｎｖの印加が終わると、高速ＦＬＡＩＲ法としては、所要の反転時間（遅延時間）ＴI の間待機することになるが、本実施形態では、この反転時間ＴI を利用して、この時間の間に、サチュレーションパルス列Ｔｓａｔおよび傾斜磁場スポイラーパルスＳＰs ，ＳＰr ，ＳＰe から成るサチュレーションシーケンスＳＱsat が図示の如く実行される。サチュレーションパルス列Ｔｓａｔは、前述と同様に、複数個のサチュレーションパルスＳＡＴ1 ，ＳＡＴ2 ，…，ＳＡＴn およびこれと並行して印加される複数個のスライス用傾斜磁場パルスＧS で形成される。
【００８７】
このサチュレーションシーケンスＳＱsat の実行により、前述と同様に、事前飽和スライスＡsat を通る血流のスピンが飽和され、また、オフ・レゾナンスとなる撮像スライスＡima にはＭＴ効果が生じる。
【００８８】
この反転時間ＴI が経過すると、インバージョンパルスＩｎｖにより反転励起させていた撮像スライスＡima に対してデータ収集シーケンスＳＱacq が実行される。すなわち、ＰＡＳＴＡ法に基づく高速ＳＥ法のパルス列が印加される。
【００８９】
最初に、スライス用傾斜磁場ＧS と水スピンのみを周波数選択的に励起する狭い周波数帯域の９０°ＲＦパルスが印加される。これにより、撮像スライスＡima が選択されるとともに、そのスライス内の水のみの磁化スピンが励起され、ｙ′軸（回転座標）までフリップする。次いで、このスライス用傾斜磁場ＧS が極性反転して一種のリフェーズパルスとして印加される。また、読出し用傾斜磁場ＧR が傾斜磁場コイル３ｘ、３ｘを介して印加される。これは撮像スライス内の読出し方向に並んだスピンの位相が各エコーの中心時刻において揃うようにするためである。
【００９０】
次いで、逆極性で高強度のスライス用傾斜磁場ＧS と広い周波数帯域の最初の１８０゜ＲＦパルスが印加される。これにより、プロトンスピンが１８０度、ｙ′軸の回りに回転する。これにより、水のプロトンスピンに対してのみエコー信号のリフォーカスが行われる。さらに、最初の位相エンコード用傾斜磁場ＧE ＝Ａが傾斜磁場電源４から傾斜磁場コイル３ｙ、３ｙを介して被検体Ｐに印加された後、傾斜磁場コイル３ｘ、３ｘを介して印加される読出し用傾斜磁場ＧR とともに、最初のスピンエコー信号Ｒ１がＲＦコイル７を介して収集される。
【００９１】
この後、反転させた位相エンコード用傾斜磁場ＧE ＝−Ａを印加させる。これは疑似エコー（stimulated echo)による画質劣化を避けるため、１８０゜ＲＦパルスの印加時のエンコード位置をｋ空間上の位相エンコード方向の中心位置（ｋｅ＝０）に引き戻すためである。
【００９２】
次いで、第１番目のときと同様に、スライス用傾斜磁場ＧS とともに２番目の１８０゜ＲＦパルスを印加した後、２番目の位相エンコード用傾斜磁場ＧE ＝Ｂを印加する。そして、２番目のスピンエコー信号Ｒ２が、読出し用傾斜磁場ＧR の印加とともに、ＲＦコイル７を介して収集される。
【００９３】
同様にして、３番目及び４番目のスピンエコー信号Ｒ３およびＲ４が収集される。
【００９４】
以上のスキャンシーケンスの実行は、位相エンコード量毎に、所定の繰返し時間ＴＲで繰り返される。
【００９５】
この収集に係るシングルスライススキャンのエコー信号は、ＰＡＳＴＡ法に拠って、その殆ど水のプロトンスピンから収集されたものであり、受信器８Ｒに順次送られる。受信器８Ｒでは、エコー信号は、増幅、中間周波変換、位相検波、低周波増幅などの処理を受けた後、Ａ／Ｄ変換されてエコーデータに生成される。このエコーデータは演算ユニット１０で、フーリエ変換可能な、ｋ空間に対応したメモリ領域にデータが配置される。そして２次元フーリエ変換により実空間のＭＲＡ像に再構成される。この画像は記憶ユニット１３に記憶されるとともに、表示器１４に表示される。
【００９６】
このように、高速ＦＬＡＩＲ法にサチュレーションシーケンスＳＱsatを適用した場合でも、前述した実施形態のものと同等の作用効果を得ることができるとともに、高速ＦＬＡＩＲ法に基づく撮像であることから、とくに、スライス枚数の増加と動静脈の分離ができるという利点が得られる。また、サチュレーションシーケンスＴsatを反転時間ＴＩの間で実行することから、高速ＦＬＡＩＲ法に基づくスキャン時間を格別長くするものではない。一方、適用できるデータ収集シーケンスの幅も広がり、本発明の特徴であるサチュレーションシーケンスの汎用性が高まる。さらに、ＰＡＳＴＡ法に基づくデータ収集であるから、撮像スライスＡimaの脂肪抑制効果（脂肪からのエコー信号収集を抑制する効果）も合わせて享受できる。
【００９７】
第７の実施形態
さらに、本発明の第７の実施形態を図１１〜１３に基づき説明する。この実施形態のＭＲＩ装置は、本発明独特の複数個のサチュレーションパルスを含むサチュレーションシーケンスを第６の実施形態と同様に高速ＦＬＡＩＲ法に組み込み、且つ、それを入れ子方式のマルチスライス法で実施したものである。
【００９８】
図１１に、本発明独特の高速ＦＬＡＩＲ法を入れ子方式（nesting ）のマルチスライス法で実施したスキャンシーケンス全体の概要を示す。図１２は、このスキャンシーケンスをスライス位置との対応関係で示す。さらに、図１３には、そのスキャンシーケンスの最初の一部の詳細なパルス列を示す。
【００９９】
図１２（ａ）には、マルチスキャンに拠る７枚の撮像スライスＡima-1 〜Ａima-7 の一例を、また、各撮像スライスに対応して設定される７枚の事前飽和スライスＡpre-1 〜Ａpre-7 の一例を模式的に示す。
【０１００】
図１１および図１２（ｂ）に示すスキャンシーケンスは、シーケンシャルモードの入れ子方式の例を示す。高速ＦＬＡＩＲ法を成すインバージョンパルスＩｎｖ１〜Ｉｎｖ７の７個と、これに対応するデータ収集シーケンス（イメージングシーケンス）Ｉｍａｇｉｎｇ１〜Ｉｍａｇｉｎｇ７の７個とを使用するとともに、各撮像スライスにインバージョンパルスＩｎｖを印加した後の反転時間ＴI の間に、２枚の撮像スライスＡima に相当する分のインバージョンパルスＩｎｖ、サチュレーションシーケンスＳＱsat 、およびデータ収集シーケンスＳＱacq をシーケンシャルに実行し、全体のスキャン時間の短縮を図っている。各撮像スライスに対するインバージョンパルスＩｎｖ及びサチュレーションシーケンスＳＱsat が本発明の事前シーケンスＳＱpre に相当する。なお、データ収集シーケンスＩｍａｇｉｎｇ１〜Ｉｍａｇｉｎｇ７はＰＡＳＴＡ法に基づいている。
【０１０１】
各撮像スライスに対するインバージョンパルスＩｎｖ、サチュレーションシーケンスＳＱsat 、およびデータ収集シーケンスＳＱacq は、前述した図１０のものと同様に形成される。
【０１０２】
このシーケンシャルモードに入れ子方式によれば、最初に、１番目の撮像スライスＡima-1 にインバージョンパルスＩｎｖ１が印加され、その所定時間後に、既にインバージョンパルスＩｎｖ６を印加していた撮像スライスＡima-6 に対する事前飽和スライスＡpre-6 にサチュレーションシーケンスＳＱsat-6 を実行し、さらに、その撮像スライスＡima-6 にデータ収集シーケンスＳＱacq-6 を実行する。
【０１０３】
この所定時間後に、２番目の撮像スライスＡima-2 にインバージョンパルスＩｎｖ２を印加する。この後、所定時間を置いて、既にインバージョンパルスＩｎｖ７を印加していた撮像スライスＡima-7 に対する事前飽和スライスＡpre-7 にサチュレーションシーケンスＳＱsat-7 を実行し、さらに、その撮像スライスＡima-7 にデータ収集シーケンスＳＱacq-7 を実行する。
【０１０４】
さらに所定時間を置いて、３番目の撮像スライスＡima-3 にインバージョンパルスＩｎｖ３を印加する。さらに再び、所定時間の後、先程、インバージョンパルスＩｎｖ１を印加した撮像スライスＡima-1 に対する事前飽和スライスＡpre-1 にサチュレーションシーケンスＳＱsat-1 を実行し、その所定時間後に、その撮像スライスＡima-1 にデータ収集シーケンスＳＱacq-1 を実行する。
【０１０５】
そして、再び所定時間後、４番目の撮像スライスＡima-4 にインバージョンパルスＩｎｖ４を印加する。以下、同様にしてパルス印加およびＭＲ信号収集を行い、最後には、５番目の撮像スライスＡima-5 にデータ収集シーケンスＳＱacq-5 を実行して、繰返し時間ＴＲを終える。
【０１０６】
このようにすることで、インバージョンパルスとデータ収集シーケンス（本シーケンス）との間の反転時間を有効に利用でき、スライス枚数を増加させることができ、しかも、全体のスキャン時間の長期化を回避したイメージングを提供できる。
【０１０７】
第８の実施形態
さらに、本発明の第８の実施形態を図１４に基づき説明する。この実施形態のＭＲＩ装置は、第７の実施形態で説明したスキャン法の入れ子方式を別のモード、すなわち「インターリーブモード」に変更したものである。
【０１０８】
この実施形態のＭＲＩ装置において、このモード以外の構成および機能は第７の実施形態のものと同一または同様である。
【０１０９】
このインターリーブモードの入れ子方式によれば、図１４に示す如く、最初に、１番目の撮像スライスＡima-1 にインバージョンパルスＩｎｖ１が印加され、その所定時間後に、既にインバージョンパルスＩｎｖ４を印加していた撮像スライスＡima-4 に対する事前飽和スライスＡpre-4 にサチュレーションシーケンスＳＱsat-4 を実行し、さらに、その撮像スライスＡima-4 にデータ収集シーケンスＳＱacq-4 を実行する。
【０１１０】
この所定時間後に、３番目の撮像スライスＡima-3 にインバージョンパルスＩｎｖ３を印加する。この後、所定時間を置いて、既にインバージョンパルスＩｎｖ６を印加していた撮像スライスＡima-6 に対する事前飽和スライスＡpre-6 にサチュレーションシーケンスＳＱsat-6 を実行し、さらに、その撮像スライスＡima-6 にデータ収集シーケンスＳＱacq-6 を実行する。
【０１１１】
さらに所定時間を置いて、５番目の撮像スライスＡima-5 にインバージョンパルスＩｎｖ５を印加する。さらに再び、所定時間の後、先程、インバージョンパルスＩｎｖ１を印加した撮像スライスＡima-1 に対する事前飽和スライスＡpre-1 にサチュレーションシーケンスＳＱsat-1 を実行し、その所定時間後に、その撮像スライスＡima-1 にデータ収集シーケンスＳＱacq-1 を実行する。
【０１１２】
そして、再び所定時間後、７番目の撮像スライスＡima-7 にインバージョンパルスＩｎｖ７を印加する。以下、同様にしてパルス印加およびＭＲ信号収集を行い、最後には、２番目の撮像スライスＡima-2 にデータ収集シーケンスＳＱacq-2 を実行して、繰返し時間ＴＲを終える。
【０１１３】
このように同じ高速ＦＬＡＩＲ法を利用したマルチスライスシーケンスでありながら、撮像スライスを４、６、１、５、７と１枚置きに選択するので、第７の実施形態の効果に加え、スライス間のスピンの干渉をより確実に排除して画質を向上させることができるなどの、更なる利点がある。
【０１１４】
なお、上記各実施形態では、複数個のサチュレーションパルスを撮影スライスの動脈流入側に設定したスライス（事前飽和スライス）に印加する例を中心に説明したが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではない。複数個のサチュレーションパルスを撮影スライスの動脈流出側（静脈流入側）に設定したスライス（図３の場合、撮影スライスＡima の図中下側）に印加するようにしてもよい。その場合、動静脈の信号値の大小関係が反対になるが、動静脈を良好に分離した、実質部／血流のコントラストの高いＭＲＡ像を非侵襲で得ることができる。
【０１１５】
また、上記各実施形態において、スポイラーパルスは任意の１方向または２方向のみに印加するようにしてもよい。
【０１１６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るＭＲアンギオグラフィのデータ収集方法およびＭＲＩ装置によれば、
血流の原子核スピンを飽和させる複数個の飽和パルスを含む事前シーケンスを撮影スライスとは異なる被検体の同一スライスに時系列的に順次印加するようにし、例えば、その事前シーケンスは、複数個の飽和パルスのそれぞれの印加後に印加する血流スピン分散用のスポイラーパルスを含んだり、複数個の飽和パルスの内の時系列的に最後尾の飽和パルスの印加後に印加する血流スピン分散用の１個のスポイラーパルスを含むようにしたため、１）血流の流速が早すぎたり遅すぎる場合でも、動脈または静脈の信号を確実に抑制でき、動静脈を視覚的に確実に分離したＭＲＡ像であって、２）複数のサチュレーションパルスを同一面に印加することで、撮影スライスの静止している実質部に大きなＭＴ効果を起こさせ、かつ、流れている血流のＭＴ効果は小さく抑えて、飽和させる血流（動脈または静脈）に１個分のサチュレーションパルスだけの機能を与えることができ、これにより血流／実質部のコントラストの高い、視認性に優れたＭＲＡ像を、３）造影剤を使用しない非侵襲の状態で提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るＭＲＩ装置の一例を示すブロック図。
【図２】第１の実施形態に係るスキャンシーケンスの一例を示す図。
【図３】第１の実施形態に係る撮影スライス、事前飽和スライス、および血流の走行状態の一例を説明する図。
【図４】第１の実施形態で得られるＭＲＡ像の一例を模式的に示す図。
【図５】第２の実施形態に係るスキャンシーケンスの一例を示す図。
【図６】第３の実施形態に係るスキャンスシーケンスの一例を示す図。
【図７】フリップ角の可変に伴うＭＴ効果の変化を説明する図。
【図８】第４の実施形態に係るスキャンシーケンスの一例を示す図。
【図９】第５の実施形態に係るスキャンスシーケンスの一例を示す図。
【図１０】第６の実施形態に係る高速ＦＬＡＩＲ法を利用したシングルスライスのスキャンスシーケンスの一例を示す図。
【図１１】第７の実施形態に係る高速ＦＬＡＩＲ法を利用したマルチスライスのスキャンスシーケンスの全体を示す図。
【図１２】第７の実施形態に係るスキャンスシーケンスとスライス位置との対応関係を明確にした図。
【図１３】図１１のスキャンシーケンスの最初の一部を詳細に示すパルス列の図。
【図１４】第８の実施形態に係る高速ＦＬＡＩＲ法を利用したマルチスライスのスキャンスシーケンスの全体を示す図。
【符号の説明】
１ 磁石
２ 静磁場電源
３ 傾斜磁場コイルユニット
４ 傾斜磁場電源
５ シーケンサ
６ コントローラ
７ ＲＦコイル
８Ｔ 送信器
８Ｒ 受信器
１０ 演算ユニット
１１ 記憶ユニット
１２ 表示器
１３ 入力器
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検体内の原子核スピンの磁気共鳴現象を利用したＭＲアンギオグラフィ（ＭＲ血管造影）に係り、とくに、スライス選択パルスと共に印加されるサチュレーションパルス（動静脈分離や体動アーチファクト抑制などに使用するスピン飽和パルス）を用いたＭＲアンギオグラフィの改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＭＲ（磁気共鳴）イメージングは、静磁場中に置かれた被検体の原子核スピンを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信号に基づいて画像を再構成したり、スペクトルを得る手法である。
【０００３】
このＭＲＩの分野において、既に、被検体内の血流を画像化したり、その流速を測定するＭＲアンギオグラフィが医療現場で実施されている。このＭＲアンギオグラフィの手法の一つに、サチュレーションパルスと呼ばれるスピン飽和用の飽和パルスをスライス選択パルスと共に印加する手法がある。
【０００４】
従来の場合、このサチュレーションパルス（飽和パルス）は、ＭＲ信号の収集シーケンスのパルスを印加する前に、撮影断面を通って流れる血流の上流または下流の横断面に印加する。例えば、下肢においては、動脈と静脈とで流れる方向が互いに反対であるため、１個（回）のサチュレーションパルスを撮影断面の動脈または静脈の上流側または下流側の横断面に印加し、その後に、撮影断面のエコー信号を例えばＦＥ法で収集する。これにより、撮影断面に流入する動脈または静脈のスピン（磁化）はすでに励起され、飽和しているため、その血流のＭＲ信号値が低くなる。撮影断面に反対側から流入する静脈または動脈にはサチュレーションパルスは印加されていないので、ＭＲ信号の高い値が収集される。このため、収集データを再構成して得られる撮影断面のＭＲＡ像は動脈と静脈とを分離した動静脈分離画像となる筈である。
【０００５】
しかしながら、実際には、撮影対象の血流の流速が早すぎる場合や遅すぎる （とくに、下肢では遅い）場合、またはパルセーション的流れの血液に対しては、フローボイド現象や飽和スピンの流入が極端に遅いことに因って、サチュレーションパルスの実効度が低い。このようにスピンの飽和が事前に十分になされていない場合、当然に、明瞭な動静脈分離画像は得られない。
【０００６】
とくに、下肢や手などにおいては、末梢血管に至るほど、パルセーションに因って血流速度は一般に著しく遅くなる。すなわち、タイム・オブ・フライト効果が小さいので、従来法のサチュレーションパルスを使用したシーケンスの場合、下肢の血流の画像化それ自体が殆ど困難な状況にある。ましてや、例えば膝の病気などにおいて、動静脈を分離して画像化して欲しいとする医療現場の要求に応えるには、ほど遠いのが現状である。
【０００７】
このような状況下で、サチュレーションパルスを使用したシーケンスとは別のＭＲアンギオグラフィの手法で、かかる動静脈の分離に挑戦しようとする研究もある。この研究は、被検体にＭＲ造影剤を注入し、動脈への造影と静脈への造影の時間変化の違いに基づいて動静脈を分離しようとする試みである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＭＲ造影剤を用いるＭＲアンギオグラフィの手法にあっては、造影剤を注入するために、侵襲性が大きいことから、患者の体力的、精神的負担も非常に大きいものとなる。
【０００９】
さらに、ＭＲ造影剤を用いる場合、下肢における造影効果は薄いので、動脈と静脈のピーク時間の違いはあまり望めず、動静脈分離は殆ど困難であった。
【００１０】
このように従来のＭＲアンギオグラフィは、いずれの手法も、下肢や手などの血流速度が著しく小さい部位には不向きであり、侵襲性が無い状態で、動静脈の分離画像を良好に得たいとする診療現場からのニーズを満たすことは実際上、殆ど困難であった。
【００１１】
本発明は、このような従来技術の現状を打破するためになされたものである。具体的には、本発明は、ＭＲイメージング本来の無侵襲性を保持したままで、血流速度が著しく大きい、または小さい場合でも、血流／実質部のコントラストを向上させたＭＲＡ像を提供することを、その目的とする。
【００１２】
また、血流／実質部のコントラストを向上させる同時に、動静脈を視覚的に確実に分離したＭＲＡ像を提供することを、別の目的とする。
【００１３】
さらに、そのような血流／実質部のコントラスト改善および動静脈の確実な分離を様々なタイプの撮像シーケンスで実行できるようにすることを、別の目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成させるため、本発明のＭＲＩ装置の１つの側面によれば、被検体の撮像スライスの血流像を得るＭＲＩ装置において、前記被検体内の前記撮像スライスとは異なる位置に設定した飽和スライスに時系列的に印加する複数個の飽和パルスを含む事前シーケンスを実行し、前記事前シーケンスは、所要の反転時間を利用して、複数個の飽和パルスであるサチュレーションパルス列を印加し、サチュレーションパルス列の最後尾の飽和パルスの印加後のみにスポイラーパルスを印加するサチュレーションシーケンスを実行する第１の実行手段と、前記事前シーケンスの実行後に、前記撮影スライスからＭＲ信号を収集するデータ収集シーケンスを実行する第２の実行手段と、前記ＭＲ信号に基づき前記血流像を生成する画像生成手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
この場合、好適には、前記事前シーケンスは、前記複数個の飽和パルスと並行して印加され且つ前記飽和スライスのスライス位置を決めるためのスライス用傾斜磁場パルスを含む。
【００１６】
一例として、前記スライス用傾斜磁場パルスは、前記複数個の飽和パルスのそれぞれと並行して印加される複数のパルスから成る。前記複数個の飽和パルスは、その隣り合う飽和パルス同士間の空き時間間隔を零に設定して時系列に並べたパルス列してもよい。
【００１７】
また別の一例として、前記スライス用傾斜磁場パルスは、前記複数個の飽和パルス全体と並行して印加される１個のパルスから成る。
【００１８】
さらに別の一例は、前記事前シーケンスは、前記複数個の飽和パルスのそれぞれの印加後に印加する傾斜磁場方向のスポイラーパルスを含むことができる。
【００１９】
さらに、前記スポイラーパルスは、前記スライス方向に印加する傾斜磁場スポイラーパルスを少なくとも含むようにしてもよい。またこれに代えて、前記スポイラーパルスは、前記スライス方向とこれに直交する位相エンコード方向および読出し方向との３方向それぞれに印加する傾斜磁場スポイラーパルスを含むようにしてもよい。
【００２０】
上述の好適な態様において、その一例は、前記複数個の飽和パルスのそれぞれが前記スピンに与えるフリップ角は全て同一で１００°以下の値である。
【００２１】
また、かかる好適な態様において、前記複数個の飽和パルスのそれぞれが前記スピンに与えるフリップ角は、その少なくとも一個の飽和パルスと残りの飽和パルスとでは異なる値に設定してもよい。この場合、例えば、前記複数個の飽和パルスのそれぞれは前記フリップ角度が互いに異なるように設定してもよい。さらに、前記複数個の飽和パルスのそれぞれのフリップ角度は、時系列の時間的後ろに至る飽和パルスになるほど低下する値としてもよい。
【００２２】
さらに上述の好適な態様において、前記スライス用傾斜磁場は、前記飽和スライスと前記撮影スライスとが略平行になるように設定できる。
【００２３】
さらに上述の好適な態様において、前記データ収集シーケンスは、高速ＦＬＡＩＲ法の一部を成すインバージョンパルスの印加後の所定反転時間に実行される当該高速ＦＬＡＩＲ法の残りの部分を成す高速ＳＥ系列に基づくパルス列であることも望ましい。この場合、例えば、前記第１の実行手段は、前記インバージョンパルスと前記高速ＳＥ系列に基づくパルス列との間の前記反転時間の間に前記事前シーケンスを実行する手段である。また、前記第１の実行手段はマルチスライス法に基づいて前記事前シーケンスを複数回繰り返す手段であり、かつ、前記第２の実行手段はそのマルチスライス法に基づいて前記データ収集シーケンスをその事前シーケンスの繰り返し回数と同数の複数回繰り返す手段である。さらに、前記第１の実行手段および第２の実行手段は、前記マルチスライス法に拠る複数枚の前記撮像スライスに対して時系列に入れ子方式で前記事前シーケンスおよび前記データ収集シーケンスを繰り返す手段としてよい。
【００２４】
また、本発明のＭＲＩ装置の別の側面によれば、被検体の撮像スライスの血流像を得るＭＲＩ装置において、前記被検体が存在する空間に静磁場を発生する磁石と、前記静磁場にスライス用、位相エンコード用、および読出し用の傾斜磁場を重畳する傾斜磁場コイルと、この傾斜磁場コイルに前記傾斜磁場を発生させるパルス電流を供給する傾斜磁場発生ユニットと、前記被検体にスピン励起用の高周波信号を送信するとともに当該被検体で発生したＭＲ信号を受信するＲＦコイルと、このＲＦコイルを介して前記高周波信号を送信するとともに前記ＭＲ信号を受信する送受信ユニットと、この送受信ユニットで受信された前記ＭＲ信号に基づき前記血流像を再構成する再構成ユニットと、前記傾斜磁場発生ユニットおよび前記送受信ユニットを制御して所望のスキャンシーケンスを実行するシーケンサとを備え、前記スキャンシーケンスは、前記被検体内の前記撮像スライスとは異なる位置に設定された飽和スライスに複数個の飽和パルスを含む事前シーケンスと、この事前シーケンスに続いて印加するＭＲ信号収集用のデータ収集シーケンスとからなり、前記事前シーケンスは、所要の反転時間を利用して、複数個の飽和パルスであるサチュレーションパルス列を印加し、サチュレーションパルス列の最後尾の飽和パルスの印加後のみにスポイラーパルスを印加し、且つ当該飽和スライスを選択するスライス用傾斜磁場パルスを当該複数個の飽和パルスと並行して印加し、この複数個の飽和パルスと前記スライス用傾斜磁場パルスの印加後に、前記撮影スライスからＭＲ信号を収集するデータ収集シーケンスのパルス列を印加するアルゴリズムに基づくシーケンスであることを特徴とする。
【００２６】
これらの構成により、血流の流速が早すぎたり遅すぎる場合でも、動脈または静脈の信号を確実に抑制でき、動静脈を確実に分離したＭＲＡ像を提供できる。また、複数の飽和パルスを同一面に印加することで、撮影スライスの静止している実質部に大きなＭＴ効果を起こさせ、流れている血流のＭＴ効果は小さく抑え、飽和対象の血流（動脈または静脈）に１個のサチュレーションパルス分のサチュレーションだけを与えることができ、これにより血流／実質部のコントラストの高い、視認性に優れたＭＲＡ像を提供できる。さらに、造影剤を使用しない非侵襲の状態でＭＲＡ像を提供でき、患者の精神的、体力的負担を軽減できる。
【００２７】
さらに、前記複数個の飽和パルスのフリップ角度はそれぞれ異なる値に設定できる。その場合、例えば、前記複数個の飽和パルスのそれぞれのフリップ角度は、時系列方向における時間的後ろ方向の飽和パルスになるほど低下する値となるように設定できる。これにより、撮影断面の実質部には大きなＭＴ効果を起こさせ、撮影断面に流入する血流のＭＴ効果を小さく抑え、動脈または静脈には飽和パルスのみが支配的に効くようにできる。この結果、撮影断面の血流／実質部の優れたコントラストを確保できる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００２９】
第１の実施形態
第１の実施形態を図１〜図４を参照して説明する。この実施形態にかかるＭＲＩ（磁気共鳴イメージング）装置の概略構成を図１に示す。
【００３０】
このＭＲＩ装置は、被検体Ｐを載せる寝台部と、静磁場を発生させる静磁場発生部と、静磁場に位置情報を付加するための傾斜磁場発生部と、高周波信号を送受信する送受信部と、システム全体のコントロール及び画像再構成を担う制御・演算部と、被検体Ｐの心電信号を計測する心電計測部とを備えている。
【００３１】
静磁場発生部は、例えば超電導方式の磁石１と、この磁石１に電流を供給する静磁場電源２とを備え、被検体Ｐが遊挿される円筒状の開口部（診断用空間）の軸方向（Ｚ軸方向）に静磁場Ｈ0 を発生させる。なお、この磁石部にはシムコイル１４が設けられている。このシムコイル１４には、後述するコントローラの制御下で、シムコイル電源１５から静磁場均一化のための電流が供給される。寝台部は、被検体Ｐを載せた天板を磁石１の開口部に退避可能に挿入できる。
【００３２】
傾斜磁場発生部は、磁石１に組み込まれた傾斜磁場コイルユニット３を備える。この傾斜磁場コイルユニット３は、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の傾斜磁場を発生させるための３組（種類）のｘ，ｙ，ｚコイル３ｘ〜３ｚを備える。傾斜磁場部はさらに、ｘ，ｙ，ｚコイル３ｘ〜３ｚに電流を供給する傾斜磁場電源４を備える。この傾斜磁場電源４は、後述するシーケンサ５の制御のもとで、ｘ，ｙ，ｚコイル３ｘ〜３ｚに傾斜磁場を発生させるためのパルス電流を供給する。
【００３３】
傾斜磁場電源４からｘ，ｙ，ｚコイル３ｘ〜３ｚに供給されるパルス電流を制御することにより、物理軸としての３軸であるＸ，Ｙ，Ｚ方向の傾斜磁場を合成して、論理軸としてのスライス方向傾斜磁場ＧS 、位相エンコード方向傾斜磁場ＧE 、および読出し方向（周波数エンコード方向）傾斜磁場ＧR の各方向を任意に設定・変更することができる。スライス方向、位相エンコード方向、および読出し方向の各傾斜磁場は静磁場Ｈ0 に重畳される。
【００３４】
送受信部は、磁石１内の撮影空間にて被検体Ｐの近傍に配設されるＲＦコイル７と、このコイル７に接続された送信器８Ｔ及び受信器８Ｒとを備える。この送信器８Ｔ及び受信器８Ｒは、後述するシーケンサ５の制御のもとで、磁気共鳴 （ＭＲ）現象を誘起させるためのラーモア周波数のＲＦ電流パルスをＲＦコイル７に供給する一方、ＲＦコイル７が受信した高周波のＭＲ信号を受信し、各種の信号処理を施して、対応するデジタル信号を形成するようになっている。
【００３５】
さらに、制御・演算部は、シーケンサ５、コントローラ６、演算ユニット１０、記憶ユニット１１、表示器１２、入力器１３、および音声発生器１６を備える。この内、コントローラ６はコンピュータを有し、このコンピュータに記憶させたソフトウエア手順により、シーケンサ５にスキャンシーケンス情報を指令するとともに、シーケンサ５を含む装置全体の制御ブロックの動作タイミングの同期をとりながら、それらの制御を統括する機能を有する。
【００３６】
このＭＲＩ装置は、対象となる撮像スライスのＭＲデータを収集する前に、この撮像スライスに流入する血流を含み且つ撮像スライスとは異なる事前励起スライス（例えば、ギャップあり又はギャップレスで撮像スライスに隣接する並行スライスや、角度の異なるスライス）を複数個のサチュレーションパルスでスライス選択的に事前励起し、この後、傾斜磁場スポイラーパルスを加えるという事前シーケンスを実行することを特徴とする。
【００３７】
このため、コントローラ６およびシーケンサ５は共働して、図２に示すＭＲアンギオグラフィ用の一連のスキャンシーケンスに基づくスキャンを実施する。このスキャンシーケンスは、最初に実行する血流飽和用の事前シーケンスＳＱpre と、この後に実行するイメージング用のデータ収集シーケンスＳＱacq とで構成される。この処理は、コントローラ６が所定のメインプログラムを実行していく中でコンピュータ制御により実施される。このスキャンにより収集されたＭＲ信号は、演算ユニット１０により所定の再構成ルーチンに基づき処理され、ＭＲＡ像が作成される。
【００３８】
シーケンサ５は、ＣＰＵおよびメモリを備えており、コントローラ６から送られてきたスキャンシーケンス情報を記憶し、この情報にしたがって傾斜磁場電源４、送信器８Ｔ、受信機８Ｒの一連の動作を制御する。ここで、スキャンシーケンス情報とは、一連のスキャンシーケンスにしたがって傾斜磁場電源４、送信器８Ｔおよび受信器８Ｒを動作させるために必要な全ての情報であり、例えばｘ，ｙ，ｚコイル３ｘ〜３ｚに印加するパルス電流の強度、印加時間、印加タイミングなどに関する情報を含む。また、シーケンサ５は必要に応じて、上述したタイミング制御をＥＣＧ信号のゲートパルスに同期して実施し、心電同期を行えるようになっている。
【００３９】
このスキャンシーケンスの一部を成すデータ収集シーケンスとしては、例えばフーリエ変換法を適用した２次元（２Ｄ）スキャンが採用される。また、そのパルス列の形態としては、ＳＥ（スピンエコー）法、ＦＥ（フィールド・グラジェントエコー）法、ＦＳＥ（高速ＳＥ）法、ＦＡＳＥ法（高速ＳＥ法とハーフフーリエ法を組み合わせた方法）、ＦＬＡＩＲ（FLuid Attenuated Inversion Reco-very)法、高速ＦＬＡＩＲ法、ＥＰＩ(Echo Planar Imaging) 法、ハイブリッド ＥＰＩ法など、広範囲に及び各種のパルス列を採用できる。
【００４０】
また、演算ユニット１０は、受信器８ＲからのＭＲ信号のデジタルデータを入力して内蔵メモリで形成されるフーリエ空間（ｋ空間または周波数空間とも呼ばれる）への原データ（生データとも呼ばれる）の配置、および、原データを実空間画像に再構成するための２次元または３次元のフーリエ変換処理を行うようになっている。また、この演算ユニット１０は必要に応じて、３次元画像データを最大値投影（ＭＩＰ）処理に掛けて、２次元像を作成する機能をも有する。
【００４１】
記憶ユニット１１は、原データおよび再構成画像データのみならず、演算処理が施された画像データなどを保管することができる。表示器１２は画像を表示する。また、術者は入力器１３を介して所望のスキャン条件、スキャンシーケンス、画像処理法などの必要情報をコントローラ６に入力できるようになっている。
【００４２】
音声発生器１４は、必要に応じて、コントローラ６から指令があったときに、撮像中の息止め開始および息止め終了のメッセージを音声として発することができる。
【００４３】
さらに、心電計測部は、被検体の体表に付着させてＥＣＧ信号を電気信号として検出するＥＣＧセンサ１７と、ＥＣＧ信号中のＲ波のピーク値に同期した微小幅のゲートパルスを心電同期信号としてコントローラ６およびシーケンサ５に出力するＥＣＧユニット１８とを備える。この心電計測部によるゲートパルスは、必要に応じて、スキャン開始タイミングの制御に心電同期信号としてシーケンサ５により利用される。これにより、心電同期タイミングを適切に設定でき、この設定した同期タイミングに拠る心電同期スキャンを行ってＭＲ原（生）データを収集できるようになっている。
【００４４】
次に、この実施形態の動作を説明する。
【００４５】
このＭＲＩ装置が起動すると、コントローラ６は所定メインプログラムを実行する中で、図２に示すスキャンシーケンスを実行する。このシーケンスの実行に拠るパルス印加は、シーケンサ５の制御の元、ｘ，ｙ，ｚコイル３ｘ〜３ｚ及びＲＦコイル７を介して実施される。
【００４６】
同図に示すように、このスキャンシーケンスは、スピン（磁化）を飽和させるサチュレーションパルス（飽和パルス）を含んだサチュレーションシーケンスとしての事前シーケンスＳＱpre と、この事前シーケンスＳＱpre に続いて印加するＭＲ信号収集用のデータ収集シーケンスＳＱacq とから成る。
【００４７】
まず、事前シーケンスＳＱpre においては、フリップ角ＦＡ＝９０°のｎ個 （ｎ≧２：例えばｎ＝１０）のサチュレーションパルスＳＡＴ1 〜ＳＡＴn をスライス用傾斜磁場ＧS （＝強度ＧS1）と共に一定時間毎に印加する。このサチュレーションパルスＳＡＴ1 〜ＳＡＴn のそれぞれは、例えば、所定ＲＦ周波数のキャリア信号をシンク関数で変調して形成されるＲＦパルスである。診断部位を例えば図３に示す如く下肢とすると、スライス用傾斜磁場ＧS ＝ＧS1の例えば強度を適宜に設定することで、所望の撮影スライスＡima の動脈流入側のほぼ隣接した所定厚さの平行な事前飽和スライスＡsat が設定される。この結果、事前飽和スライスＡsat の同一面に、サチュレーションパルスＳＡＴ1 〜ＳＡＴn が一定時間毎に順次印加される。
【００４８】
なお、スライス用傾斜磁場ＧS の例えば強度を調節することで、事前飽和スライスＡsat を撮影スライスＡima の動脈流出側、すなわち静脈流入側に設定することができる。また撮影スライスＡima と事前飽和スライスＡsat との間に必要に応じてギャップを設けてもよいし、ギャップレスの状態に設定してもよい。
【００４９】
さらに事前シーケンスＳＱpre において、サチュレーションパルスＳＡＴ1 〜ＳＡＴn のそれぞれの印加直後に、スライス方向、読出し方向、および位相エンコード方向のそれぞれに、スポイラーパルスＳＰs1〜ＳＰsn、ＳＰr1〜ＳＰrn、およびＳＰe1〜ＳＰenをそれぞれ印加する。
【００５０】
この結果、最初に、事前飽和スライスＡsat がサチュレーションパルスＳＡＴ1 およびスライス用傾斜磁場ＧS により選択励起される。これにより、このスライスＡsat を通る血流（動脈および静脈）が励起され、そのスピンが飽和する。この励起によって横磁化に残っているスピンは、その後のスポイラ−パルスＳＰs1、ＳＰr1、ＳＰe1によって各傾斜磁場方向において夫々分散される。このサチュレーションパルス及びスポイラーパルスの印加の繰返しがｎ回（例えば１０回）行われる。
【００５１】
このように、事前飽和スライスＡsat が複数回にわたって励起されるから、下肢などの遅い流速の血流であっても、その血流のスピンは確実に励起・飽和する。この飽和したスピンの内、動脈流がその後に撮影スライスＡima に流入して撮影に関与するが、静脈流は事前飽和スライスＡsat から腎臓側に流出するだけであり、撮影には関与しない。
【００５２】
上記事前シーケンスＳＱpre に続いて、撮影スライスＡima のデータ収集シーケンスＳＱacq の各パルスがシーケンサ５の制御の元に被検体Ｐに印加される。このシーケンスＳＱacq は例えばＦＥ（フィールドエコー）法に基づいて設定されている。このときのスライス用傾斜磁場ＧS の強度はＧS ＝ＧS2≠ＧS1である。被検体Ｐからのエコーデータ（ＭＲ信号）は、受信器８Ｒでデジタルデータに処理され、演算ユニット１０に順次格納される。演算ユニット１０はコントローラ６からの再構成指令に応答して、２次元ｋ（フーリエ）空間上に配置したエコーデータの組を２次元フーリエ変換して断層像、すなわちＭＲＡ像を生成する。
【００５３】
事前シーケンスＳＱpre の複数個のサチュレーションパルスの印加によって、撮影スライスＡima には十分に飽和した動脈流スピンが流入する一方で、事前飽和スライスＡsat とは反対側の、下肢で言えば心臓に遠い側から飽和されていないフレッシュな静脈も流入している。このため、データ収集シーケンスＳＱacq でデータ収集するとき、動脈流からのエコー信号の信号値は非常に低く、静脈流からのそれは高い。
【００５４】
したがって、演算ユニット１０で再構成して得られるＭＲＡ像には図４に示す如く、信号値低下によって画素値抜けした動脈と、信号値が確保できて血流跡の画素値を得る静脈とが写り込むので、動静脈を視覚的に良好に分離できた画像となる。
【００５５】
この実施形態において、小さなフリップ角（ここでは９０°）の複数個のサチュレーションパルスは同一の事前飽和スライスＡsat に断続的に印加される。これは、とりも直さず、撮影スライスＡima にとっては一定の周波数オフセットをもって、この小さなフリップ角で断続的に励起されることにもなる。撮影スライスＡima の実質部は動いていないから、サチュレーションパルスのフリップ角ＦＡ＝９０°でｎ＝１０個の場合、実質部は、トータルで９０°×１０（＝ｎ）＝９００°のフリップ角によるＭＴ（magnetization transfer）効果を受ける。この結果、実質部からのＭＲ信号値が低下する。
【００５６】
一方、撮影スライスＡima に流入する静脈流の場合、血流が移動しており、かつ、小さなフリップ角（ここでは９０°）に分けて印加されることと等価であるから、そのＭＴ効果は実質部よりも小さく、最小限に抑制される。また撮影スライスＡima に流入する動脈流にとっては、血流が流れているので、ＭＴ効果が少なく、フリップ角ＦＡ＝９０°としてだけの効果が支配的となる。この結果、再構成されるＭＲＡ像の血流／実質部のコントラストが著しく向上する。
【００５７】
さらに、この実施形態のＭＲＡ像はＭＲ造影剤を使用するものでないから、通常のＭＲイメージングの非侵襲性の特性を生かしたものとなる。このため、造影剤を使用したＭＲＡ像の撮影に比べて、患者の精神的、体力的負担が著しく少なくて済む。
【００５８】
第２の実施形態
本発明の第２の実施形態を図５に基づき説明する。この実施形態は、事前シーケンスにおいて印加する傾斜磁場スポイラーパルスの印加数の節約に関する。
【００５９】
なお、本実施形態以降の実施形態において、前述した第１の実施形態におけるＭＲＩ装置と同一または同等の構成要素には同一の符号を用いて、その説明を省略または簡略化する。
【００６０】
本実施形態のＭＲＩ装置のシーケンサ５は、図５に示す撮影のためのスキャンシーケンスを実行するようになっている。
【００６１】
図５のスキャンシーケンスは、第１の実施形態のときと同様に、事前シーケンスＳＱpreとデータ収集シーケンスＳＱacqとを含む。このスキャンシーケンスは第１の実施形態のものと比較して、データ収集シーケンスＳＱaquが同一に設定されている一方で、事前シーケンスＳＱpreのスポイラーパルスの設定数が異なる。具体的には、フリップ角ＦＡ＝９０°の複数ｎ個のサチュレーションパルスＳＡＴ1〜ＳＡＴnが所定時間間隔Δｔ毎にスライス用傾斜磁場ＧＳ＝強度Ｇ Ｓ１ と共に順次印加される。スポイラーパルスは最後のサチュレーションパルスＳＡＴnが印加された後に、スライス方向、読出し方向、位相エンコード方向それぞれにおいてエンドスポイラとして１個だけ印加される。このスポイラーパルスの印加後に、データ収集シーケンスＳＱacqが前述と同様に続く。
【００６２】
このように最後のサチュレーションパルスＳＡＴnの印加後に、各傾斜磁場方向に１個のスポイラーパルスＳＰs，ＳＰr，ＳＰeを印加することによっても、横磁化に残ったまま撮影スライスＡimaに入ろうとする、及び、撮像スライスＡimaに残っている不要なスピン（実質部と血液の両スピン）を確実に分散させることができ、撮影スライスＡ imaのアーチファクトを抑制できる。これにより、「血流は流れているので、必ずしも各飽和毎にスポイル（分散）させる必要はない」ことに着目した、スポイラーパルスの効果的な且つ時間節約タイプの印加法になっている。
【００６３】
このため、第２の実施形態においても前述した第１の実施形態のものと同一または同等の作用効果を得るとともに、事前シーケンスの印加時間の短縮を図ることができる。つまり、実質部と血流との良好なコントラストを保持できるとともに、動静脈を確実に分離したＭＲＡ像を、非侵襲で、より高速に提供することができる。
【００６４】
第３の実施形態
さらに、本発明の第３の実施形態を図６及び図７に基づき説明する。この実施形態は、サチュレーションパルスのフリップ角を可変にした構成に関する。
【００６５】
本実施形態のＭＲＩ装置のシーケンサ５は、図６に示す撮影のためのスキャンシーケンスを実行するようになっている。
【００６６】
この図６のスキャンシーケンスは、第１の実施形態のときと同様に、事前シーケンスＳＱpreとデータ収集シーケンスＳＱacqとを含む。このパルスシーケンスは第１の実施形態のものと比較して、データ収集シーケンスＳＱacqが同一に設定されている一方で、事前シーケンスＳＱpreのスポイラーパルスの設定数が異なる。また、フリップ角を各パルス毎に変えた複数ｎ個のサチュレーションパルスＳＡＴ1〜ＳＡＴnが所定時間間隔Δｔ毎にスライス用傾斜磁場ＧＳ＝強度Ｇ Ｓ１ と共に順次印加される。スポイラーパルスＳＰ ｓ ，ＳＰ ｒ ，ＳＰ ｅ は最後のサチュレーションパルスＳＡＴnが印加された後に、スライス方向、読出し方向、位相エンコード方向それぞれで１個だけ印加される。このスポイラーパルスＳＰ ｓ ，ＳＰ ｒ ，ＳＰ ｅ の印加後に、データ収集シーケンスＳＱacqが前述と同様に続く。
【００６７】
複数ｎ個のサチュレーションパルスＳＡＴ1 〜ＳＡＴn のフリップ角ＦＡは、一例として、１番目のＦＡ＝９０°、２番目のＦＡ＝８５°、３番目のＦＡ＝８０°、…、最終番目のＦＡ＝６０°の如く漸減するフリップ角系列が選択されている。この漸減するフリップ角系列を選択する理由は以下のようである。
【００６８】
図７のグラフは、スピンの共鳴周波数（スライス位置に相当）を横軸に、ＭＲ信号値を縦軸にとって、１つのサチュレーションパルス当たりのフリップ角ＦＡをパラメータとしたときの信号値の変化の様子を示す。横軸に示す周波数ｆ0 は、撮影スライスの中心位置での水の共鳴周波数（中心周波数）である。このグラフから分かるように、周波数が中心周波数ｆ0 に近付くほど、またフリップ角ＦＡが大きくなるほど、信号値が低下してＭＴ効果が大きい。
【００６９】
このため、サチュレーションパルスのフリップ角ＦＡを経時的後ろのものほど低下させるということは、撮影スライスＡima に注入する静脈流（図３参照）にとって、その血流のある注目位置が中心周波数ｆ0 （撮像スライス位置）に近付くほどＭＴ効果を緩和する（下げる）ことになる。この状態を図７に模式的に表すと、フリップ角ＦＡ＝９０°の曲線から分岐する曲線Ｄに相当する（同図は、サチュレーションパルスの周波数範囲が横軸（−）側に位置している場合を示す）。そこで、事前飽和スライスＡsat の反対側から流入する血流（ここでは静脈流）のＭＲ信号値の低下は最小限に抑えられ、比較的高い信号値が得られる。
【００７０】
一方、撮影スライスＡima の実質部は前述と同様に、複数ｎ個のサチュレーションパルスの事前飽和スライスＡsat への印加に伴って、そのスライス位置の相違分だけ一定の周波数オフセット（off resonance ）の状態で励起されるから、大きなＭＴ効果を発生させ、ＭＲ信号値が低下する。
【００７１】
したがって、本第３の実施形態のＭＲＩ装置にあっては、前述した第２の実施形態のものと同一または同等の作用効果を得るとともに、撮影スライスの実質部／血流のコントラストを一層高めることができ、高画質の視認性に優れたＭＲＡ像を提供することができる。
【００７２】
なお、本第３の実施形態において、複数のサチュレーションパルスのフリップ角ＦＡは時系列後方のパルスになるほど、例えば９０°、９０°、８０°、８０°、…、６０°、６０°のように変化させる手法であってもよい。
【００７３】
また、第３の実施形態の１つの変形例として、撮影スライスから流出する血流の飽和効果を促進する必要がある場合、複数のサチュレーションパルスのフリップ角ＦＡは時系列後方のパルスになるほど、例えば６０°、６５°、７０°、７５°、…、８５°、９０°のように、大きな値に向かうように変化させることもできる。
【００７４】
第４の実施形態
さらに、本発明の第４の実施形態を図８に基づき説明する。この実施形態のＭＲＩ装置は、前述した第２の実施形態のスキャンシーケンスをさらに改善したもので、とくに、事前シーケンスＳＱpre の時間短縮に関する。
【００７５】
図８に、この実施形態のＭＴＩ装置が採用するスキャンシーケンスを示す。同図から分かるように、このスキャンシーケンスで用いているサチュレーションシーケンスとしての事前シーケンスＳＱpre では、事前飽和スライスＡsat に選択的にサチュレーションパルスＳＡＴ1 〜ＳＡＴn を印加するが、各サチュレーションパルスと共に印加するスライス用傾斜磁場パルスＧS を連続的に印加するもので、各パルス間に前述した各実施形態で設定していたΔｔの時間間隔を排除している。
【００７６】
これにより、複数ｎ個のサチュレーションパルスＳＡＴ1 〜ＳＡＴn を印加するための必要なトータルの時間が「Δｔ×（ｎ−１）」の分だけ短縮され、結局、ＭＲアンギオグラフィの撮像時間が短縮されるという効果がある。
【００７７】
第５の実施形態
本発明の第５の実施形態を図９に基づき説明する。この実施形態のＭＲＩ装置も、上述した第４の実施形態のスキャンシーケンスをさらに改善したもので、とくに、事前シーケンスＳＱpre の時間短縮およびスライス用傾斜磁場ＧS のスイッチング時の負荷軽減に関する。
【００７８】
図９に、この実施形態のＭＴＩ装置が採用するスキャンシーケンスを示す。同図から分かるように、このスキャンシーケンスで用いている事前シーケンスＳＱpre では、複数ｎ個のサチュレーションパルスＳＡＴ1 〜ＳＡＴn と共に印加するスライス用傾斜磁場ＧS をそれらのサチュレーションＳＡＴ1 〜ＳＡＴn 全部の印加時間に合わせて連続的に印加するように設定したものである。
【００７９】
これにより、第４の実施形態のときと同様に、パルス間の間隔Δｔに起因した約「Δｔ×（ｎ−１）」の時間短縮に加えて、傾斜磁場パルスＧS のスリューレート分の時間Δｔs （例えば０．６〜１ｍｓｅｃ）も不要になり、約「Δｔs ×（２ｎ−２）」分の更なる時間短縮がなされる。
【００８０】
この結果、ＭＲアンギオグラフィの撮像時間も短縮されるとともに、傾斜磁場ＧS を極めて短時間でオン・オフするときのスイッチング時の負荷が緩和されることになり、傾斜磁場電源４およびｘ，ｙ，ｚコイル３ｘ，３ｙ，３ｚのスイッチング特性の要求条件も緩和でき、設計面での容易化が可能になる。
【００８１】
第６の実施形態
本発明の第６の実施形態を図１０に基づき説明する。この実施形態のＭＲＩ装置は、本発明独特の複数個のサチュレーションパルスを含むサチュレーションシーケンスを高速ＦＬＡＩＲ法に組み込んだものである。
【００８２】
つまり、図１０に示すように、この実施形態のＭＲＩ装置が採用するスキャンシーケンスは、シングルスライス撮像用であり、インバージョン（反転）パルスＩｎｖ及びサチュレーションシーケンスＳＱsat を含む事前シーケンスＳＱpre と、高速ＳＥ法（ＦＳＥ法またはＲＡＲＥ法とも呼ばれる）から成るデータ収集シーケンスＳＱacq とを含む。この内、インバージョンパルスＩｎｖと高速ＳＥ法のデータ収集シーケンスＳＱacq が高速ＦＬＡＩＲ（Fast FLuid Attenuaed with Inversion Recovery）を成す。この高速ＳＥ法は、ここでは、脂肪抑制を行うためのＰＡＳＴＡ（Polarity altered spectral and spatial selective acquisition ）法に基づいて実施する。このＰＡＳＴＡ法は例えば，「SMR 1995 #657 "A Polarity Altered Spectral and Spatial Selective Acquisition Technique" 」で知られている。
【００８３】
なお、このデータ収集シーケンスＳＱacq を通常ＳＥ法で構成することもでき、この場合は、ＦＬＡＩＲ法に、本発明独特のサチュレーションシーケンスのパルスを組み入れたことになる。
【００８４】
図１０に示すサチュレーションシーケンスＳＱsat は、事前シーケンスＳＱpre の一部として実施されるパルス列で、サチュレーションパルス列Ｔｓａｔおよび傾斜磁場スポイラーパルスＳＰs ，ＳＰr ，ＳＰe から成る。このサチュレーションシーケンスＳＱsat は、前述した第４の実施形態のものと同様に構成されている。
【００８５】
このスキャンシーケンスによれば、最初に、撮像スライスＡima （図３参照）対するインバージョンパルスＩｎｖとスライス用傾斜磁場ＧS とが並行して印加される。インバージョンパルスＩｎｖは、例えば１８０°ＲＦパルスで構成される。インバージョンパルスＩｎｖは送信機８ＴからＲＦコイル７を介して、またスライス用傾斜磁場ＧS は傾斜磁場電源４から傾斜磁場コイル３ｚ、３ｚを介してそれぞれ印加される。この傾斜磁場ＧS は撮像スライスを選択できるようにその強度が設定されている。
【００８６】
このインバージョンパルスＩｎｖの印加が終わると、高速ＦＬＡＩＲ法としては、所要の反転時間（遅延時間）ＴI の間待機することになるが、本実施形態では、この反転時間ＴI を利用して、この時間の間に、サチュレーションパルス列Ｔｓａｔおよび傾斜磁場スポイラーパルスＳＰs ，ＳＰr ，ＳＰe から成るサチュレーションシーケンスＳＱsat が図示の如く実行される。サチュレーションパルス列Ｔｓａｔは、前述と同様に、複数個のサチュレーションパルスＳＡＴ1 ，ＳＡＴ2 ，…，ＳＡＴn およびこれと並行して印加される複数個のスライス用傾斜磁場パルスＧS で形成される。
【００８７】
このサチュレーションシーケンスＳＱsat の実行により、前述と同様に、事前飽和スライスＡsat を通る血流のスピンが飽和され、また、オフ・レゾナンスとなる撮像スライスＡima にはＭＴ効果が生じる。
【００８８】
この反転時間ＴI が経過すると、インバージョンパルスＩｎｖにより反転励起させていた撮像スライスＡima に対してデータ収集シーケンスＳＱacq が実行される。すなわち、ＰＡＳＴＡ法に基づく高速ＳＥ法のパルス列が印加される。
【００８９】
最初に、スライス用傾斜磁場ＧS と水スピンのみを周波数選択的に励起する狭い周波数帯域の９０°ＲＦパルスが印加される。これにより、撮像スライスＡima が選択されるとともに、そのスライス内の水のみの磁化スピンが励起され、ｙ′軸（回転座標）までフリップする。次いで、このスライス用傾斜磁場ＧS が極性反転して一種のリフェーズパルスとして印加される。また、読出し用傾斜磁場ＧR が傾斜磁場コイル３ｘ、３ｘを介して印加される。これは撮像スライス内の読出し方向に並んだスピンの位相が各エコーの中心時刻において揃うようにするためである。
【００９０】
次いで、逆極性で高強度のスライス用傾斜磁場ＧS と広い周波数帯域の最初の１８０゜ＲＦパルスが印加される。これにより、プロトンスピンが１８０度、ｙ′軸の回りに回転する。これにより、水のプロトンスピンに対してのみエコー信号のリフォーカスが行われる。さらに、最初の位相エンコード用傾斜磁場ＧE ＝Ａが傾斜磁場電源４から傾斜磁場コイル３ｙ、３ｙを介して被検体Ｐに印加された後、傾斜磁場コイル３ｘ、３ｘを介して印加される読出し用傾斜磁場ＧR とともに、最初のスピンエコー信号Ｒ１がＲＦコイル７を介して収集される。
【００９１】
この後、反転させた位相エンコード用傾斜磁場ＧE ＝−Ａを印加させる。これは疑似エコー（stimulated echo)による画質劣化を避けるため、１８０゜ＲＦパルスの印加時のエンコード位置をｋ空間上の位相エンコード方向の中心位置（ｋｅ＝０）に引き戻すためである。
【００９２】
次いで、第１番目のときと同様に、スライス用傾斜磁場ＧS とともに２番目の１８０゜ＲＦパルスを印加した後、２番目の位相エンコード用傾斜磁場ＧE ＝Ｂを印加する。そして、２番目のスピンエコー信号Ｒ２が、読出し用傾斜磁場ＧR の印加とともに、ＲＦコイル７を介して収集される。
【００９３】
同様にして、３番目及び４番目のスピンエコー信号Ｒ３およびＲ４が収集される。
【００９４】
以上のスキャンシーケンスの実行は、位相エンコード量毎に、所定の繰返し時間ＴＲで繰り返される。
【００９５】
この収集に係るシングルスライススキャンのエコー信号は、ＰＡＳＴＡ法に拠って、その殆ど水のプロトンスピンから収集されたものであり、受信器８Ｒに順次送られる。受信器８Ｒでは、エコー信号は、増幅、中間周波変換、位相検波、低周波増幅などの処理を受けた後、Ａ／Ｄ変換されてエコーデータに生成される。このエコーデータは演算ユニット１０で、フーリエ変換可能な、ｋ空間に対応したメモリ領域にデータが配置される。そして２次元フーリエ変換により実空間のＭＲＡ像に再構成される。この画像は記憶ユニット１３に記憶されるとともに、表示器１４に表示される。
【００９６】
このように、高速ＦＬＡＩＲ法にサチュレーションシーケンスＳＱsatを適用した場合でも、前述した実施形態のものと同等の作用効果を得ることができるとともに、高速ＦＬＡＩＲ法に基づく撮像であることから、とくに、スライス枚数の増加と動静脈の分離ができるという利点が得られる。また、サチュレーションシーケンスＴsatを反転時間ＴＩの間で実行することから、高速ＦＬＡＩＲ法に基づくスキャン時間を格別長くするものではない。一方、適用できるデータ収集シーケンスの幅も広がり、本発明の特徴であるサチュレーションシーケンスの汎用性が高まる。さらに、ＰＡＳＴＡ法に基づくデータ収集であるから、撮像スライスＡimaの脂肪抑制効果（脂肪からのエコー信号収集を抑制する効果）も合わせて享受できる。
【００９７】
第７の実施形態
さらに、本発明の第７の実施形態を図１１〜１３に基づき説明する。この実施形態のＭＲＩ装置は、本発明独特の複数個のサチュレーションパルスを含むサチュレーションシーケンスを第６の実施形態と同様に高速ＦＬＡＩＲ法に組み込み、且つ、それを入れ子方式のマルチスライス法で実施したものである。
【００９８】
図１１に、本発明独特の高速ＦＬＡＩＲ法を入れ子方式（nesting ）のマルチスライス法で実施したスキャンシーケンス全体の概要を示す。図１２は、このスキャンシーケンスをスライス位置との対応関係で示す。さらに、図１３には、そのスキャンシーケンスの最初の一部の詳細なパルス列を示す。
【００９９】
図１２（ａ）には、マルチスキャンに拠る７枚の撮像スライスＡima-1 〜Ａima-7 の一例を、また、各撮像スライスに対応して設定される７枚の事前飽和スライスＡpre-1 〜Ａpre-7 の一例を模式的に示す。
【０１００】
図１１および図１２（ｂ）に示すスキャンシーケンスは、シーケンシャルモードの入れ子方式の例を示す。高速ＦＬＡＩＲ法を成すインバージョンパルスＩｎｖ１〜Ｉｎｖ７の７個と、これに対応するデータ収集シーケンス（イメージングシーケンス）Ｉｍａｇｉｎｇ１〜Ｉｍａｇｉｎｇ７の７個とを使用するとともに、各撮像スライスにインバージョンパルスＩｎｖを印加した後の反転時間ＴI の間に、２枚の撮像スライスＡima に相当する分のインバージョンパルスＩｎｖ、サチュレーションシーケンスＳＱsat 、およびデータ収集シーケンスＳＱacq をシーケンシャルに実行し、全体のスキャン時間の短縮を図っている。各撮像スライスに対するインバージョンパルスＩｎｖ及びサチュレーションシーケンスＳＱsat が本発明の事前シーケンスＳＱpre に相当する。なお、データ収集シーケンスＩｍａｇｉｎｇ１〜Ｉｍａｇｉｎｇ７はＰＡＳＴＡ法に基づいている。
【０１０１】
各撮像スライスに対するインバージョンパルスＩｎｖ、サチュレーションシーケンスＳＱsat 、およびデータ収集シーケンスＳＱacq は、前述した図１０のものと同様に形成される。
【０１０２】
このシーケンシャルモードに入れ子方式によれば、最初に、１番目の撮像スライスＡima-1 にインバージョンパルスＩｎｖ１が印加され、その所定時間後に、既にインバージョンパルスＩｎｖ６を印加していた撮像スライスＡima-6 に対する事前飽和スライスＡpre-6 にサチュレーションシーケンスＳＱsat-6 を実行し、さらに、その撮像スライスＡima-6 にデータ収集シーケンスＳＱacq-6 を実行する。
【０１０３】
この所定時間後に、２番目の撮像スライスＡima-2 にインバージョンパルスＩｎｖ２を印加する。この後、所定時間を置いて、既にインバージョンパルスＩｎｖ７を印加していた撮像スライスＡima-7 に対する事前飽和スライスＡpre-7 にサチュレーションシーケンスＳＱsat-7 を実行し、さらに、その撮像スライスＡima-7 にデータ収集シーケンスＳＱacq-7 を実行する。
【０１０４】
さらに所定時間を置いて、３番目の撮像スライスＡima-3 にインバージョンパルスＩｎｖ３を印加する。さらに再び、所定時間の後、先程、インバージョンパルスＩｎｖ１を印加した撮像スライスＡima-1 に対する事前飽和スライスＡpre-1 にサチュレーションシーケンスＳＱsat-1 を実行し、その所定時間後に、その撮像スライスＡima-1 にデータ収集シーケンスＳＱacq-1 を実行する。
【０１０５】
そして、再び所定時間後、４番目の撮像スライスＡima-4 にインバージョンパルスＩｎｖ４を印加する。以下、同様にしてパルス印加およびＭＲ信号収集を行い、最後には、５番目の撮像スライスＡima-5 にデータ収集シーケンスＳＱacq-5 を実行して、繰返し時間ＴＲを終える。
【０１０６】
このようにすることで、インバージョンパルスとデータ収集シーケンス（本シーケンス）との間の反転時間を有効に利用でき、スライス枚数を増加させることができ、しかも、全体のスキャン時間の長期化を回避したイメージングを提供できる。
【０１０７】
第８の実施形態
さらに、本発明の第８の実施形態を図１４に基づき説明する。この実施形態のＭＲＩ装置は、第７の実施形態で説明したスキャン法の入れ子方式を別のモード、すなわち「インターリーブモード」に変更したものである。
【０１０８】
この実施形態のＭＲＩ装置において、このモード以外の構成および機能は第７の実施形態のものと同一または同様である。
【０１０９】
このインターリーブモードの入れ子方式によれば、図１４に示す如く、最初に、１番目の撮像スライスＡima-1 にインバージョンパルスＩｎｖ１が印加され、その所定時間後に、既にインバージョンパルスＩｎｖ４を印加していた撮像スライスＡima-4 に対する事前飽和スライスＡpre-4 にサチュレーションシーケンスＳＱsat-4 を実行し、さらに、その撮像スライスＡima-4 にデータ収集シーケンスＳＱacq-4 を実行する。
【０１１０】
この所定時間後に、３番目の撮像スライスＡima-3 にインバージョンパルスＩｎｖ３を印加する。この後、所定時間を置いて、既にインバージョンパルスＩｎｖ６を印加していた撮像スライスＡima-6 に対する事前飽和スライスＡpre-6 にサチュレーションシーケンスＳＱsat-6 を実行し、さらに、その撮像スライスＡima-6 にデータ収集シーケンスＳＱacq-6 を実行する。
【０１１１】
さらに所定時間を置いて、５番目の撮像スライスＡima-5 にインバージョンパルスＩｎｖ５を印加する。さらに再び、所定時間の後、先程、インバージョンパルスＩｎｖ１を印加した撮像スライスＡima-1 に対する事前飽和スライスＡpre-1 にサチュレーションシーケンスＳＱsat-1 を実行し、その所定時間後に、その撮像スライスＡima-1 にデータ収集シーケンスＳＱacq-1 を実行する。
【０１１２】
そして、再び所定時間後、７番目の撮像スライスＡima-7 にインバージョンパルスＩｎｖ７を印加する。以下、同様にしてパルス印加およびＭＲ信号収集を行い、最後には、２番目の撮像スライスＡima-2 にデータ収集シーケンスＳＱacq-2 を実行して、繰返し時間ＴＲを終える。
【０１１３】
このように同じ高速ＦＬＡＩＲ法を利用したマルチスライスシーケンスでありながら、撮像スライスを４、６、１、５、７と１枚置きに選択するので、第７の実施形態の効果に加え、スライス間のスピンの干渉をより確実に排除して画質を向上させることができるなどの、更なる利点がある。
【０１１４】
なお、上記各実施形態では、複数個のサチュレーションパルスを撮影スライスの動脈流入側に設定したスライス（事前飽和スライス）に印加する例を中心に説明したが、本発明は必ずしもこれに限定されるものではない。複数個のサチュレーションパルスを撮影スライスの動脈流出側（静脈流入側）に設定したスライス（図３の場合、撮影スライスＡima の図中下側）に印加するようにしてもよい。その場合、動静脈の信号値の大小関係が反対になるが、動静脈を良好に分離した、実質部／血流のコントラストの高いＭＲＡ像を非侵襲で得ることができる。
【０１１５】
また、上記各実施形態において、スポイラーパルスは任意の１方向または２方向のみに印加するようにしてもよい。
【０１１６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るＭＲアンギオグラフィのデータ収集方法およびＭＲＩ装置によれば、
血流の原子核スピンを飽和させる複数個の飽和パルスを含む事前シーケンスを撮影スライスとは異なる被検体の同一スライスに時系列的に順次印加するようにし、例えば、その事前シーケンスは、複数個の飽和パルスのそれぞれの印加後に印加する血流スピン分散用のスポイラーパルスを含んだり、複数個の飽和パルスの内の時系列的に最後尾の飽和パルスの印加後に印加する血流スピン分散用の１個のスポイラーパルスを含むようにしたため、１）血流の流速が早すぎたり遅すぎる場合でも、動脈または静脈の信号を確実に抑制でき、動静脈を視覚的に確実に分離したＭＲＡ像であって、２）複数のサチュレーションパルスを同一面に印加することで、撮影スライスの静止している実質部に大きなＭＴ効果を起こさせ、かつ、流れている血流のＭＴ効果は小さく抑えて、飽和させる血流（動脈または静脈）に１個分のサチュレーションパルスだけの機能を与えることができ、これにより血流／実質部のコントラストの高い、視認性に優れたＭＲＡ像を、３）造影剤を使用しない非侵襲の状態で提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るＭＲＩ装置の一例を示すブロック図。
【図２】第１の実施形態に係るスキャンシーケンスの一例を示す図。
【図３】第１の実施形態に係る撮影スライス、事前飽和スライス、および血流の走行状態の一例を説明する図。
【図４】第１の実施形態で得られるＭＲＡ像の一例を模式的に示す図。
【図５】第２の実施形態に係るスキャンシーケンスの一例を示す図。
【図６】第３の実施形態に係るスキャンスシーケンスの一例を示す図。
【図７】フリップ角の可変に伴うＭＴ効果の変化を説明する図。
【図８】第４の実施形態に係るスキャンシーケンスの一例を示す図。
【図９】第５の実施形態に係るスキャンスシーケンスの一例を示す図。
【図１０】第６の実施形態に係る高速ＦＬＡＩＲ法を利用したシングルスライスのスキャンスシーケンスの一例を示す図。
【図１１】第７の実施形態に係る高速ＦＬＡＩＲ法を利用したマルチスライスのスキャンスシーケンスの全体を示す図。
【図１２】第７の実施形態に係るスキャンスシーケンスとスライス位置との対応関係を明確にした図。
【図１３】図１１のスキャンシーケンスの最初の一部を詳細に示すパルス列の図。
【図１４】第８の実施形態に係る高速ＦＬＡＩＲ法を利用したマルチスライスのスキャンスシーケンスの全体を示す図。
【符号の説明】
１ 磁石
２ 静磁場電源
３ 傾斜磁場コイルユニット
４ 傾斜磁場電源
５ シーケンサ
６ コントローラ
７ ＲＦコイル
８Ｔ 送信器
８Ｒ 受信器
１０ 演算ユニット
１１ 記憶ユニット
１２ 表示器
１３ 入力器
Claims (18)
- 被検体の撮像スライスの血流像を得るＭＲＩ装置において、
前記被検体内の前記撮像スライスとは異なる位置に設定した飽和スライスに時系列的に印加する複数個の飽和パルスを含む事前シーケンスを実行し、前記事前シーケンスは、所要の反転時間を利用して、複数個の飽和パルスであるサチュレーションパルス列を印加し、サチュレーションパルス列の最後尾の飽和パルスの印加後のみにスポイラーパルスを印加するサチュレーションシーケンスを実行する第１の実行手段と、
前記事前シーケンスの実行後に、前記撮影スライスからＭＲ信号を収集するデータ収集シーケンスを実行する第２の実行手段と、
前記ＭＲ信号に基づき前記血流像を生成する画像生成手段とを備えることを特徴とするＭＲＩ装置。 - 請求項１に記載の発明において、前記事前シーケンスは、前記複数個の飽和パルスと並行して印加され且つ前記飽和スライスのスライス位置を決めるためのスライス用傾斜磁場パルスを含むＭＲＩ装置。
- 請求項２に記載の発明において、
前記スライス用傾斜磁場パルスは、前記複数個の飽和パルスのそれぞれと並行して印加される複数のパルスから成るＭＲＩ装置。 - 請求項３に記載の発明において、
前記複数個の飽和パルスは、その隣り合う飽和パルス同士間の空き時間間隔を零に設定して時系列に並べたパルス列であるＭＲＩ装置。 - 請求項２に記載の発明において、
前記スライス用傾斜磁場パルスは、前記複数個の飽和パルス全体と並行して印加される１個のパルスから成るＭＲＩ装置。 - 請求項２に記載の発明において、
前記事前シーケンスは、前記複数個の飽和パルスの印加後に印加するスライス方向、読出し方向および位相エコー方向の傾斜磁場スポイラーパルスを含むＭＲＩ装置。 - 請求項１に記載の発明において、
前記スポイラーパルスは、前記スライス方向に印加する傾斜磁場スポイラーパルスを少なくとも含むＭＲＩ装置。 - 請求項１に記載の発明において、
前記スポイラーパルスは、前記スライス方向とこれに直交する位相エンコード方向および読出し方向との３方向それぞれに印加する傾斜磁場スポイラーパルスを含むＭＲＩ装置。 - 請求項２に記載の発明において、
前記複数個の飽和パルスのそれぞれが前記スピンに与えるフリップ角は全て同一で１００°以下の値であるＭＲＩ装置。 - 請求項２に記載の発明において、
前記複数個の飽和パルスのそれぞれが前記スピンに与えるフリップ角は、その少なくとも一個の飽和パルスと残りの飽和パルスとでは異なる値に設定されているＭＲＩ装置。 - 請求項１０に記載の発明において、
前記複数個の飽和パルスのそれぞれは前記フリップ角度が互いに異なるように設定されているＭＲＩ装置。 - 請求項１１に記載の発明において、
前記複数個の飽和パルスのそれぞれのフリップ角度は、時系列の時間的後ろに至る飽和パルスになるほど低下する値であるＭＲＩ装置。 - 請求項２に記載の発明において、
前記スライス用傾斜磁場は、前記飽和スライスと前記撮影スライスとが略平行になるように設定されているＭＲＩ装置。 - 請求項２に記載の発明において、
前記データ収集シーケンスは、高速ＦＬＡＩＲ法の一部を成すインバージョンパルスの印加後の所定反転時間に実行される当該高速ＦＬＡＩＲ法の残りの部分を成す高速ＳＥ系列に基づくパルス列であるＭＲＩ装置。 - 請求項１４に記載の発明において、
前記第１の実行手段は、前記インバージョンパルスと前記高速ＳＥ系列に基づくパルス列との間の前記反転時間の間に前記事前シーケンスを実行する手段であるＭＲＩ装置。 - 請求項１５に記載の発明において、
前記第１の実行手段はマルチスライス法に基づいて前記事前シーケンスを複数回繰り返す手段であり、かつ、前記第２の実行手段はそのマルチスライス法に基づいて前記データ収集シーケンスをその事前シーケンスの繰り返し回数と同数の複数回繰り返す手段であるＭＲＩ装置。 - 請求項１６に記載の発明において、
前記第１の実行手段および第２の実行手段は、前記マルチスライス法に拠る複数枚の前記撮像スライスに対して時系列に入れ子方式で前記事前シーケンスおよび前記データ収集シーケンスを繰り返す手段であるＭＲＩ装置。 - 被検体の撮像スライスの血流像を得るＭＲＩ装置において、
前記被検体が存在する空間に静磁場を発生する磁石と、
前記静磁場にスライス用、位相エンコード用、および読出し用の傾斜磁場を重畳する傾斜磁場コイルと、
この傾斜磁場コイルに前記傾斜磁場を発生させるパルス電流を供給する傾斜磁場発生ユニットと、
前記被検体にスピン励起用の高周波信号を送信するとともに当該被検体で発生したＭＲ信号を受信するＲＦコイルと、
このＲＦコイルを介して前記高周波信号を送信するとともに前記ＭＲ信号を受信する送受信ユニットと、
この送受信ユニットで受信された前記ＭＲ信号に基づき前記血流像を再構成する再構成ユニットと、
前記傾斜磁場発生ユニットおよび前記送受信ユニットを制御して所望のスキャンシーケンスを実行するシーケンサとを備え、
前記スキャンシーケンスは、前記被検体内の前記撮像スライスとは異なる位置に設定された飽和スライスに複数個の飽和パルスを含む事前シーケンスと、この事前シーケンスに続いて印加するＭＲ信号収集用のデータ収集シーケンスとからなり、
前記事前シーケンスは、所要の反転時間を利用して、複数個の飽和パルスであるサチュレーションパルス列を印加し、サチュレーションパルス列の最後尾の飽和パルスの印加後のみにスポイラーパルスを印加し、且つ当該飽和スライスを選択するスライス用傾斜磁場パルスを当該複数個の飽和パルスと並行して印加し、この複数個の飽和パルスと前記スライス用傾斜磁場パルスの印加後に、前記撮影スライスからＭＲ信号を収集するデータ収集シーケンスのパルス列を印加するアルゴリズムに基づくシーケンスであることを特徴とするＭＲＩ装置。
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