JP4130405B2 - 磁気共鳴撮影装置 - Google Patents

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Description

本発明は、磁気共鳴撮影装置および磁気共鳴撮影方法に関し、特に、本スキャンによって被検体の撮影領域から放出され受信コイルにより受信される磁気共鳴信号に基づいて生成される撮影領域の断層画像を、参照スキャンにより生成される撮影領域での受信コイルの感度分布に基づいて補正する磁気共鳴撮影装置とその磁気共鳴撮影方法とに関する。
磁気共鳴撮影（ＭＲＩ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）装置は、核磁気共鳴（ＮＭＲ：Ｎｕｃｌｅａｒ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）現象を利用して、被検体の断層画像を撮影できる装置として、特に、医療用途において多く用いられている。
磁気共鳴撮影装置においては、静磁場内に被検体を置くことによって被検体内のプロトン（ｐｒｏｔｏｎ）のスピンの方向を静磁場の方向へ整列させて磁化ベクトルを得た状態にし、共鳴周波数の電磁波を照射することによって核磁気共鳴現象を発生させてプロトンの磁化ベクトルを変化させる。その後、磁気共鳴撮影装置は、プロトンが元の磁化ベクトルの状態に戻る際に生成される磁気共鳴（ＭＲ）信号を受信し、受信された磁気共鳴信号に基づいて被検体の断層画像を生成する。
磁気共鳴撮影装置において磁気共鳴信号を受信する受信コイルとして、表面コイルが、高Ｓ／Ｎ比および高感度であって折り返しアーチファクト（ａｒｔｉｆａｃｔ）を防止できるために多用されている。しかし、表面コイルは、被検体内の磁気共鳴信号の発生源との距離が離れるに伴って、受信する感度が低下する特性を有しており、撮影領域全体での感度分布が均一でない。このため、生成される断層画像は、表面コイルにより受信された磁気共鳴信号に基づく場合、不均一な画像になる問題がある。
従来において、上記問題に対応するため、さまざまな方法が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
米国特許４８１２７５３号明細書
従来においては、表面コイルの感度不均一性に起因する問題に対応するために、本スキャンの他に参照スキャンを実施することによって表面コイルの撮影領域における感度分布を算出し、その算出された感度分布に基づいて本スキャンによって生成される断層画像を補正している。
この従来の方法では、まず、表面コイルを受信コイルとして用いる参照スキャンによって、被検体の撮影領域を所定の撮影シーケンスにて撮影し、第１参照画像Ｉｓ（ｘ，ｙ）を各ピクセル位置（ｘ，ｙ）に対応するように生成する。さらに、撮影領域全体での感度が均一なボリュームコイルを受信コイルとして用いる参照スキャンによって、同様にして、被検体の撮影領域を所定の撮影シーケンスにて撮影し、第２参照画像Ｉｂ（ｘ，ｙ）を生成する。そして、第１参照画像Ｉｓ（ｘ，ｙ）と第２参照画像Ｉｂ（ｘ，ｙ）とのそれぞれに対してノイズを除去するための処理を実施する。
つぎに、以下の数式（１）に示すように、第１参照画像Ｉｓ（ｘ，ｙ）と、第２参照画像Ｉｂ（ｘ，ｙ）とを用いて、表面コイルの感度分布Ｈｓ（ｘ，ｙ）を算出する。そして、算出された感度分布Ｈ（ｘ，ｙ）に対して外挿または内挿処理をし、低域周波数成分を通過させるローパスフィルタリング処理を実施する。
Ｈｓ（ｘ，ｙ）＝Ｉｓ（ｘ，ｙ）／Ｉｂ（ｘ，ｙ） ・・・（１）
つぎに、以下の数式（２）に示すようにして、表面コイルを用いた本スキャンによって生成された断層画像Ｉｓａ（ｘ，ｙ）を、感度分布Ｈｓ（ｘ，ｙ）を用いて補正して、補正された断層画像Ｉｓａ'（ｘ，ｙ）を得る。
Ｉｓａ'（ｘ，ｙ）＝Ｉｓａ（ｘ，ｙ）／Ｈｓ（ｘ，ｙ） ・・・（２）
そして、補正された断層画像Ｉｓａ'（ｘ，ｙ）に基づいて、グラフィックディスプレイ（ｇｒａｐｈｉｃ ｄｉｓｐｌａｙ）などの表示デバイスにより構成されている表示部に画像を表示する。
以上のように、従来においては、本スキャンの前に、表面コイルとボリュームコイルとの両者を用いて参照画像を複数枚撮影し、ボリュームコイルによる参照画像を用いて撮影領域全体での表面コイルの感度分布を算出している。そして、算出された感度分布を用いることにより、表面コイルによって生成された断層画像が均一になるように補正している。
しかしながら、ボリュームコイルは、特に、３テスラ以上の超高磁場にて用いる際には、誘電率効果によって感度分布が著しく不均一となる場合があり、十分に均一な画像を生成することができない場合がある。このため、ボリュームコイルによる画像を用いて表面コイルの感度分布を算出する際、表面コイルの感度分布が正確に算出されない場合があった。
また、たとえば、オープン型磁気共鳴撮影装置においては、ボリュームコイルなどの高い感度均一性の受信コイルが実装されていない場合がある。この場合、均一な感度の受信コイルがないために、上記のように、撮影領域全体での表面コイルの感度分布を予め算出することができなかった。
以上のように、従来においては、受信コイルの感度分布が正確に算出されない場合があり、被検体の断層画像を正確に撮影することが困難な場合があった。
したがって、本発明の目的は、受信コイルの感度分布を正確に算出し、被検体の断層画像を正確に撮影することが容易な磁気共鳴撮影装置と磁気共鳴撮影方法を提供することにある。
上記目的の達成のために本発明の磁気共鳴撮影装置は、本スキャンにて受信コイルにより受信される磁気共鳴信号に基づいて生成される被検体の撮影領域の断層画像を、参照スキャンにて生成される前記撮影領域での前記受信コイルの感度分布に基づいて補正する磁気共鳴撮影装置であって、前記参照スキャンとして、複数の異なるエコー時間での所定の撮影シーケンスにおいて前記受信コイルにより受信される前記撮影領域からの前記磁気共鳴信号に基づいて、複数の異なるエコー時間での参照画像をそれぞれに生成する第１参照画像生成手段と、前記第１参照画像生成手段により生成された複数の参照画像に基づいてＴ２緩和時間を算出するＴ２緩和時間算出手段と、前記Ｔ２緩和時間算出手段により算出されたＴ２緩和時間に基づいて、前記複数の異なるエコー時間のいずれかにおけるＴ２強調画像を算出するＴ２強調画像算出手段と、前記Ｔ２強調画像算出手段が前記Ｔ２強調画像を算出する際に用いたエコー時間における前記第１参照画像生成手段により生成された参照画像と、Ｔ２強調画像算出手段により算出された前記Ｔ２強調画像とに基づいて、前記感度分布を算出する感度分布算出手段とを有する。
本発明の磁気共鳴撮影装置によれば、第１参照画像生成手段によって、参照スキャンとしての複数の異なるエコー時間での所定の撮影シーケンスにおいて受信コイルにより受信される撮影領域からの磁気共鳴信号に基づいて、複数の異なるエコー時間での参照画像をそれぞれに生成する。そして、Ｔ２緩和時間算出手段によって、第１参照画像生成手段により生成された複数の参照画像に基づいてＴ２緩和時間を算出する。そして、Ｔ２強調画像算出手段によって、Ｔ２緩和時間算出手段により算出されたＴ２緩和時間に基づいて複数の異なるエコー時間のいずれかにおけるＴ２強調画像を算出する。そして、感度分布算出手段によって、Ｔ２強調画像算出手段がＴ２強調画像を算出する際に用いたエコー時間における参照画像と、Ｔ２強調画像算出手段により算出されたＴ２強調画像とに基づいて感度分布を算出する。
上記目的を達成するために本発明の磁気共鳴撮影方法は、本スキャンにて受信コイルにより受信される磁気共鳴信号に基づいて生成される被検体の撮影領域の断層画像を、参照スキャンにて生成される前記撮影領域での前記受信コイルの感度分布に基づいて補正する磁気共鳴撮影方法であって、前記参照スキャンとして、複数の異なるエコー時間での所定の撮影シーケンスにおいて前記受信コイルにより受信される前記撮影領域からの前記磁気共鳴信号に基づいて、前記複数の異なるエコー時間での参照画像をそれぞれに生成する第１参照画像生成ステップと、前記第１参照画像生成ステップにより生成された複数の参照画像に基づいてＴ２緩和時間を算出するＴ２緩和時間算出ステップと、前記Ｔ２緩和時間算出ステップにより算出されたＴ２緩和時間に基づいて、前記複数の異なるエコー時間のいずれかにおけるＴ２強調画像を算出するＴ２強調画像算出ステップと、前記Ｔ２強調画像算出ステップにて前記Ｔ２強調画像を算出する際に用いたエコー時間における前記第１参照画像生成ステップにより生成された参照画像と、Ｔ２強調画像算出ステップにより算出された前記Ｔ２強調画像とに基づいて、前記感度分布を算出する感度分布算出ステップとを有する。
本発明の磁気共鳴撮影方法によれば、第１参照画像生成ステップにおいては、参照スキャンとして複数の異なるエコー時間での所定の撮影シーケンスにおいて受信コイルにより受信される撮影領域からの磁気共鳴信号に基づいて、複数の異なるエコー時間での参照画像をそれぞれに生成する。そして、Ｔ２緩和時間算出ステップにおいては、第１参照画像生成ステップにより生成された複数の参照画像に基づいてＴ２緩和時間を算出する。そして、Ｔ２強調画像算出ステップにおいては、Ｔ２緩和時間算出ステップにより算出されたＴ２緩和時間に基づいて複数の異なるエコー時間のいずれかにおけるＴ２強調画像を算出する。そして、感度分布算出ステップにおいては、Ｔ２強調画像算出ステップにてＴ２強調画像を算出する際に用いたエコー時間における参照画像と、Ｔ２強調画像算出ステップにて算出されたＴ２強調画像とに基づいて、感度分布を算出する。
以上のように本発明によれば、受信コイルの感度分布を正確に算出し、被検体の断層画像を正確に撮影することが容易な磁気共鳴撮影装置と磁気共鳴撮影方法を提供することができる。
以下より、本発明にかかる実施形態の一例について図面を参照して説明する。
＜実施形態１＞
本発明にかかる実施形態１の磁気共鳴撮影装置の構成について説明する。
図１は、本発明にかかる実施形態１の磁気共鳴撮影装置１の構成を示すブロック（ｂｌｏｃｋ）図である。
図１に示すように、磁気共鳴撮影装置１は、マグネットシステム２１と、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）駆動部２２と、勾配駆動部２３と、データ収集部２４と、制御部２５と、クレードル２６と、データ処理部３１と、操作部３２と、表示部３３とを有する。
以下より、各構成要素について、順次、説明する。
マグネットシステム２１は、静磁場マグネット部２１２と、勾配コイル部２１３と、ＲＦコイル部２１４とを有する。静磁場マグネット部２１２と勾配コイル部２１３とは、円柱状の撮影空間であるボア２１１の周囲に配置されている。ＲＦコイル部２１４は、クレードル２６に載置されている被検体４０の頭部に設けられている。そして、ボア２１１内には、被検体４０を載置しているクレードル２６が搬入されている。
なお、図１においては、図示を明確とするために、被検体４０の頭部とＲＦコイル部２１４とは、ボア２１１の外部に示しているが、被検体４０の頭部とＲＦコイル部２１４とは、ボア２１１の中心部分に配置されている。
静磁場マグネット部２１２は、たとえば、超伝導磁石を用いて構成されており、ボア２１１内に静磁場を形成する。静磁場マグネット部２１２としては、超伝導磁石の他に、永久磁石や常伝導磁石などの磁場発生用磁石を用いることができる。静磁場マグネット部２１２は、静磁場の方向が被検体４０の体軸方向Ｚに沿うように構成されている
勾配コイル部２１３は、ＲＦコイル部２１４が受信する磁気共鳴信号に３次元の位置情報を持たせるために、静磁場マグネット部２１２が形成する静磁場の強度に勾配を付ける勾配磁場を形成する。勾配コイル部２１３が形成する勾配磁場は、スライス（ｓｌｉｃｅ）選択勾配磁場、読み取り勾配磁場、位相エンコード勾配磁場の３種類であり、これらの勾配磁場を形成するために、それぞれの勾配磁場に対応する勾配コイルを３系統有する。
ＲＦコイル部２１４は、静磁場マグネット部２１２により形成されている静磁場空間内において、被検体４０の撮影領域のプロトンのスピンを励起するために、電磁波を送信して高周波磁場を形成し、そして、被検体４０の撮影領域内で励起されたプロトンから発生する電磁波を磁気共鳴信号として受信する。本実施形態においてＲＦコイル部２１４は、第１ＲＦコイル２１４ａと第２ＲＦコイル２１４ｂとを有する。
第１ＲＦコイル２１４ａは、ボリュームコイルにより構成されており、被検体４０の撮影領域である頭部全体を囲むように配置されている。また、第２ＲＦコイル２１４ｂは、撮影領域の一部である被検体４０の首部を覆うように配置されている。本実施形態において、第１ＲＦコイル２１４ａは、主に、送信コイルとして用いられ、後述の第５参照画像生成部２６１により複数の参照画像が生成される際には受信コイルとして用いられる。
一方、第２ＲＦコイル２１４ｂは受信コイルとして用いられる。なお、第２ＲＦコイル２１４ｂも第１ＲＦコイルと同様に、送信と受信とを兼用させて使用してもよい。
ＲＦ駆動部２２は、ゲート変調器（図示なし）とＲＦ電力増幅器（図示なし）とＲＦ発振器（図示なし）とを有する。ＲＦ駆動部２２は、制御部２５からの指示に基づいて駆動信号を生成し、ゲート変調器を駆動して、ＲＦ発振器からの高周波出力信号を所定のタイミングおよび所定の包絡線のパルス信号に変調する。そして、ゲート変調器により変調されたＲＦ信号をＲＦ電力増幅器により電力を増幅した後、送信コイルである第１ＲＦコイル２１４ａに印加して被検体４０の撮影領域に送信させ、被検体４０の撮影領域内のスピンを励起する。
勾配駆動部２３は、制御部２５の指示に基づいて、駆動信号を勾配コイル部２１３に与えてボア２１１内に勾配磁場を発生させる。なお、勾配駆動部２３は、勾配コイル部２１３の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。
データ収集部２４は、前置増幅器（図示なし）と位相検波器（図示なし）とアナログ／デジタル変換器（図示なし）とを有する。データ収集部２４は、受信コイルである第２ＲＦコイル２１４ｂから磁気共鳴信号を取得して、前置増幅器によって増幅し、位相検波器に出力する。そして、前置増幅器により増幅された磁気共鳴信号を、ＲＦ駆動部２２のＲＦ発振器の出力を参照信号として位相検波器によって位相検波し、アナログ／デジタル変換器に出力する。そして、位相検波器により位相検波されたアナログ信号である磁気共鳴信号を、アナログ／デジタル変換器によってデジタル信号に変換して、データ処理部３１に出力する。
制御部２５は、操作部３２からの指令信号に基づく所定のパルスシーケンスに従うように、ＲＦ駆動部２２、勾配駆動部２３、データ収集部２４を制御する。また、制御部２５は、所望の画像を得るために操作部３２に入力される各種指令信号に基づいてデータ処理部３１を制御する。
クレードル２６は、被検体４０を載置する台であり、クレードル駆動部（図示なし）により撮影空間であるボア２１１内に出し入れ可能となっている。
データ処理部３１は、制御部２５に接続されており、操作部３２から入力された操作指令に応じて制御部２５を制御する。また、データ処理部３１は、データ収集部２４に接続されており、データ収集部２４から出力される磁気共鳴信号に対して各種の画像処理をして、表示部３３に画像を表示させる。
図２は、データ処理部３１において画像処理を行う構成部材を示すブロック図である。
図２に示すように、データ処理部３１は、第１参照画像生成部２３１と、Ｔ２緩和時間算出部２３２と、スピン密度分布算出部２３３と、Ｔ２強調画像算出部２３４と、感度分布算出部２３５と、補正部２３６と、本スキャン画像生成部２７１とを有する。
なお、本実施形態の第１参照画像生成部２３１は、本発明の第１参照画像生成手段に相当する。そして、本実施形態のＴ２緩和時間算出部２３２は、本発明のＴ２緩和時間算出手段に相当する。そして、本実施形態のスピン密度分布算出部２３３は、本発明のスピン密度分布算出手段に相当する。そして、本実施形態のＴ２強調画像算出部２３４は、本発明のＴ２強調画像算出手段に相当する。そして、本実施形態の感度分布算出部２３５は、本発明の感度分布算出手段に相当する。
また、第１参照画像生成部２３１は、表面コイルである第２ＲＦコイル２１４ｂの受信の感度分布を作成するための参照スキャンとして、複数の異なるエコー時間での所定の撮影シーケンスにおいて第２ＲＦコイル２１４ｂにより受信される撮影領域からの磁気共鳴信号に基づいて複数の参照画像を生成する。第１参照画像生成部２３１は、データ収集部２４によりデジタル信号として出力される磁気共鳴信号をフーリエ変換してｋ空間を形成した後、逆フーリエ変換することによって再構成して被検体４０の撮影領域の断層画像を生成する。たとえば、第１参照画像生成部２３１は、高速スピンエコー（ｆａｓｔ ｓｐｉｎ ｅｃｈｏ）法による参照スキャンにおいて、第１エコー時間ＴＥ１において第２ＲＦコイル２１４ｂにより受信される磁気共鳴信号に基づいて第１参照画像Ｉｓ１（ｘ，ｙ）を生成し、第１エコー時間ＴＥ１と異なる第２エコー時間ＴＥ２において受信される磁気共鳴信号に基づいて第２参照画像Ｉｓ２（ｘ，ｙ）を各ピクセル位置（ｘ，ｙ）に対応するように生成する。第１参照画像Ｉｓ１（ｘ，ｙ）と第２参照画像Ｉｓ２（ｘ，ｙ）とは、第１エコー時間ＴＥ１と第２エコー時間ＴＥ２とが異なることを除いて、同様な撮影シーケンスにより生成されている。参照スキャンを高速スピンエコー（ｆａｓｔ ｓｐｉｎ ｅｃｈｏ）法に基づいくパルスシーケンスにて実行することにより、参照スキャンに要する時間を短縮化することができる。なお、第１参照画像生成部２３１は、Ｔ２緩和時間算出部２３２においてＴ２緩和時間Ｔ２（ｘ，ｙ）が算出できるように、Ｔ２強調となるようなパルスシーケンスにより受信される磁気共鳴信号を用いて複数の参照画像を生成することが好ましい。
Ｔ２緩和時間算出部２３２は、第１参照画像生成部２３１により生成された複数の参照画像に基づいて、スピン−スピン緩和時間、すなわち、Ｔ２緩和時間を算出する。たとえば、Ｔ２緩和時間算出部２３２は、第１参照画像生成部２３１により生成された第１参照画像Ｉｓ１（ｘ，ｙ）と第２参照画像Ｉｓ２（ｘ，ｙ）とに基づいて、Ｔ２緩和時間Ｔ２（ｘ，ｙ）を算出する。
スピン密度分布算出部２３３は、Ｔ２緩和時間算出部２３２により算出されたＴ２緩和時間Ｔ２（ｘ，ｙ）に基づいて、スピン密度分布Ｎ（ｘ，ｙ）を算出する。
Ｔ２強調画像算出部２３４は、Ｔ２緩和時間算出部２３２により算出されたＴ２緩和時間Ｔ２（ｘ，ｙ）と、スピン密度分布算出部２３３により算出されたスピン密度分布Ｎ（ｘ，ｙ）とに基づいて、複数の異なるエコー時間におけるＴ２強調画像を算出する。たとえば、Ｔ２強調画像算出部２３４は、第２エコー時間ＴＥ２におけるＴ２強調画像Ｉｅ２（ｘ，ｙ）を生成する。なお、ここで、Ｔ２強調画像算出部２３４は、第１エコー時間ＴＥ１におけるＴ２強調画像Ｉｅ１（ｘ，ｙ）を生成してもよい。
感度分布算出部２３５は、Ｔ２強調画像算出部２３４がＴ２強調画像を算出する際に用いたエコー時間における参照画像と、Ｔ２強調画像算出部２３４が算出したＴ２強調画像とに基づいて、被検体４０の撮影領域での第２ＲＦコイル２１４ｂの感度分布を算出する。たとえば、感度分布算出部２３５は、第２エコー時間ＴＥ２におけるＴ２強調画像Ｉｅ２（ｘ，ｙ）と、第１参照画像生成部２３１が生成した第２参照画像Ｉｓ２（ｘ，ｙ）との組み合わせに基づいて、第２ＲＦコイル２１４ｂの感度分布Ｈ（ｘ，ｙ）を算出する。なお、感度分布算出部２３５は、第１エコー時間ＴＥ１におけるＴ２強調画像Ｉｅ２（ｘ，ｙ）と第１参照画像Ｉｓ１（ｘ，ｙ）との組み合わせに基づいて、第２ＲＦコイル２１４ｂの感度分布Ｈ（ｘ，ｙ）を算出することもできる。
補正部２３６は、感度分布算出部２３５により算出された感度分布Ｈ（ｘ，ｙ）に基づいて、後述の本スキャン画像生成部２７１が生成した本スキャンによる断層画像Ｉｓａ（ｘ，ｙ）を補正する。
本スキャン画像生成部２７１は、所定の撮影シーケンスによる本スキャンにおいて、被検体４０の撮影領域から放出され受信される磁気共鳴信号に基づいて、被検体４０の撮影領域の断層画像Ｉｓａ（ｘ，ｙ）を生成する。本スキャン画像生成部２７１は、たとえば、スピンエコー法やグラディエントエコー法などの撮影方法に基づく撮影シーケンスの本スキャンにより得られる磁気共鳴信号に基づいて被検体４０の撮影領域の断層画像Ｉｓａ（ｘ，ｙ）を生成する。そして、本スキャン画像生成部２７１により生成された断層画像Ｉｓａ（ｘ，ｙ）は、上述のように、感度分布Ｈ（ｘ，ｙ）に基づいて補正部２３６により補正されて表示部３３に表示させる。
操作部３２は、キーボードやマウスなどの操作デバイスにより構成されており、オペレータの操作に応じた操作信号を制御部２５に出力する。
表示部３３は、グラフィックディスプレイなどの表示デバイスにより構成されており、データ処理部３１から出力された断層画像に基づいて表示を行う。
以下より、上記の本実施形態の磁気共鳴撮影装置１を用いて被検体４０の撮影領域の断層画像を撮影する磁気共鳴撮影方法について説明する。
図３は、本実施形態の磁気共鳴撮影方法を示すフロー図である。
図３に示すように、本実施形態の磁気共鳴撮影方法は、画像生成ステップＳＴ２１と、Ｔ２緩和時間算出ステップＳＴ２２と、スピン密度分布算出ステップＳＴ２５と、Ｔ２強調画像算出ステップＳＴ２６と、感度分布算出ステップＳＴ２７と、補正ステップＳＴ２８と、表示ステップＳＴ２９とを、順次、実施する。本実施形態の磁気共鳴撮影方法は、本スキャンによって第２ＲＦコイル２１４ｂにより受信される磁気共鳴信号に基づいて生成される被検体４０の撮影領域の断層画像を補正するために、参照スキャンによって撮影領域での第２ＲＦコイル２１４ｂの感度分布を算出する。そして、第２ＲＦコイル２１４ｂの感度分布を用いて、本スキャンによって生成される被検体４０の撮影領域の断層画像を補正する。
以下より、各ステップについて、順次説明する。
上記のステップに先がけて、まず始めに、被検体４０をクレードル２６に載置する。その後、被検体４０の頭部にＲＦコイル部２１４を設置する。そして、被検体４０が載置されているクレードル２６をクレードル駆動部により駆動させて、静磁場マグネット部２１２により静磁場が形成されているボア２１１内に搬入し、被検体４０の撮影領域をボア２１１の中心部に位置させる。
そして、撮影するための情報がオペレータによって操作部３２に入力される。本実施形態においては、後述の画像生成ステップＳＴ２１において、第１参照画像生成部２３１に出力する磁気共鳴信号を表面コイルである第２ＲＦコイル２１４ｂにて受信するために、それぞれに対応するような撮影シーケンスがオペレータにより参照スキャンとして設定される。
具体的には、第１参照画像生成部２３１へ出力する磁気共鳴信号を表面コイルである第２ＲＦコイル２１４ｂにて受信するために、たとえば、複数の異なるエコー時間の撮影シーケンスが高速スピンエコー法に基づいてオペレータにより参照スキャンとして設定される。
また、さらに、本スキャンとして、本スキャン画像生成部２７１へ出力する磁気共鳴信号を表面コイルである第２ＲＦコイル２１４ｂにて受信するために、たとえば、スピンエコー法に基づく撮影シーケンスがオペレータにより設定される。そして、この時、操作部３２は、オペレータの操作に基づく操作信号を制御部２５に出力する。
そして、画像生成ステップＳＴ２１においては、制御部２５が操作信号に基づいてＲＦ駆動部２２と勾配駆動部２３とデータ収集部２４とを制御して、マグネットシステム２１のＲＦコイル部２１４と勾配コイル部２１３とを駆動して参照スキャンと本スキャンとを順次実施させる。そして、被検体４０からの磁気共鳴信号を第２ＲＦコイル２１４ｂにより受信させて、第１参照画像生成部２３１と本スキャン画像生成部２７１とのそれぞれに対応するように受信された磁気共鳴信号を出力して、それぞれに画像を生成させる。そして、各参照画像のそれぞれに対してノイズを除去するための処理を所定の閾値に基づいて実施する。
図４は、第１参照画像生成部２３１へ出力する磁気共鳴信号を表面コイルである第２ＲＦコイル２１４ｂにて受信する際の参照スキャンとしての撮影シーケンス図である。図４において、（ａ）は、送信コイルである第１ＲＦコイル２１４ａから被検体４０の撮影領域に照射されるＲＦパルスを示している。また、（ｂ）は、勾配コイル部２１３が形成するスライス選択勾配磁場Ｇｚを示し、（ｃ）は勾配コイル部２１３が形成する位相エンコード勾配磁場Ｇｙを示し、（ｄ）は、勾配コイル部２１３が形成する読み取り勾配磁場Ｇｘを示している。そして、（ｅ）は、受信コイルである第２ＲＦコイル２１４ｂが受信する磁気共鳴信号ＭＲを示している。
図４に示すように、第１参照画像生成部２３１へ出力する磁気共鳴信号を受信する際の参照スキャンにおいては、撮影シーケンスとして高速スピンエコー法を用いている。本実施形態においては、たとえば、繰り返し時間ＴＲを３０００ｍｓｅｃ、１繰り返し時間でのエコートレインを８としている。そして、本実施形態は、分離エコートレインとし、前半の１番目から４番目までのエコートレインを第１エコー時間ＴＥ１のために割り当て、後半の５番目から８番目までのエコートレインを第２エコー時間ＴＥ２のために割り当てている。また、エコー間隔１６ｍｓｅｃとし、第１エコー時間ＴＥ１における実効エコー時間として１６ｍｓｅｃ，第２エコー時間ＴＥ２における実効エコー時間として９６ｍｓｅｃとしている。
第１参照画像生成部２３１へ出力する磁気共鳴信号を受信する際の参照スキャンにおいては、図４に示すように、まず、ＲＦ駆動部２２によりＲＦコイル部２１４の第１ＲＦコイル２１４ａに駆動信号を印加して９０°ＲＦパルスを被検体４０に送信すると共に、勾配駆動部２３により勾配コイル２１３を駆動させて正方向のスライス勾配磁場Ｇｚを被検体４０に印加して所定のスライスを選択的に励起する。その後、負方向のスライス勾配磁場Ｇｚを印加してスライス選択方向におけるスピンの位相を再収束させて、位相ズレによる信号減衰を補正する。
そして、９０°ＲＦパルスの印加から所定時間経過後、正方向の読み取り勾配磁場Ｇｘを被検体４０に印加する。ここでは、後述のエコー時間における読み取り勾配磁場Ｇｘの印加に対して半分の面積に相当する傾斜磁場を印加してスピンの位相を予め分散させておき、エコー時間においてスピンが同位相に戻るように調整して高い信号強度の磁気共鳴信号を得るようにしている。
そして、９０°ＲＦパルスの印加から所定時間経過後、ＲＦ駆動部２２によりＲＦコイル部２１４の第１ＲＦコイル２１４ａに駆動信号を印加して１８０°ＲＦパルスを被検体４０に印加すると共に、勾配駆動部２３により勾配コイル２１３を駆動させて正方向のスライス勾配磁場Ｇｚを被検体４０に印加して、所定のスライスを選択的に励起しスピンを反転させる。この時、１８０°ＲＦパルス印加時のライス勾配磁場Ｇｚの前段と後段とにクラッシャー勾配磁場を適用し、エコー時間の際にスピンが正確に再収束するようにしている。
そして、１８０°ＲＦパルスの印加から所定時間経過後、勾配駆動部２３により勾配コイル２１３を駆動させて正方向の位相エンコード勾配磁場Ｇｙを被検体４０に印加して、選択励起されたスライスを位相エンコード処理する。
そして、勾配駆動部２３により勾配コイル２１３を駆動させて正方向の読み出し勾配磁場Ｇｘを被検体４０に所定のサンプリング時間となるように印加して、選択励起されたスライスを周波数エンコード処理し、受信コイルである第２ＲＦコイル２１４ｂにより第１の磁気共鳴信号Ｍ１１を受信する。
そして、受信された磁気共鳴信号をデータ収集部２４により所定の処理がなされデジタル信号に変換した後、フーリエ変換してｋ空間を形成する。
前述したように、本実施形態においては、繰り返し時間ＴＲでのエコートレインを８としており、前半の１番目から４番目までのエコートレインを第１エコー時間ＴＥ１のために割り当て、後半の５番目から８番目までのエコートレインを第２エコー時間ＴＥ２のために割り当てている。このため、本実施形態においては、所定の位相エンコード処理と周波数エンコードとを繰り返し時間ＴＲ内で繰り返して、第１から第４の磁気共鳴信号Ｍ１１〜Ｍ１４と、第５から第８の磁気共鳴信号Ｍ１５〜Ｍ１８とのそれぞれを、２つのｋ空間のそれぞれに埋めるようにしている。
そして、それぞれのｋ空間における位相エンコード数を、たとえば、６４とする場合、上記の繰り返し時間ＴＲにおけるステップを１６回繰り返してｋ空間を満たす。そして、画像生成部２３１により、フーリエ変換された磁気共鳴信号を逆フーリエ変換することによって再構成して、第１エコー時間ＴＥ１による第１参照画像Ｉｓ１（ｘ，ｙ）と、第２エコー時間ＴＥ２による第２参照画像Ｉｓ２（ｘ，ｙ）とを各ピクセル位置（ｘ，ｙ）に対応させて生成する。
つぎに、Ｔ２緩和時間算出ステップＳＴ２２においては、第１参照画像生成部２３１が生成した第１参照画像Ｉｓ１（ｘ，ｙ）と第２参照画像Ｉｓ２（ｘ，ｙ）とに基づいて、Ｔ２緩和時間算出部２３２によってＴ２緩和時間Ｔ２（ｘ，ｙ）を各ピクセル位置（ｘ，ｙ）に対応するように算出する。ここで、Ｔ２強調画像の信号強度Ｉ（ｘ，ｙ）は、スピン密度Ｎ（ｘ，ｙ）と感度分布Ｈ（ｘ，ｙ）とエコー時間ＴＥとＴ２緩和時間Ｔ２（ｘ，ｙ）との関係において数式（３）の関係にある。このため、Ｔ２緩和時間算出部２３２は、複数の異なるエコー時間ＴＥ１，ＴＥ２にて生成された第１参照画像Ｉｓ１（ｘ，ｙ）と第２参照画像Ｉｓ２（ｘ，ｙ）を用いて、数式（４）によりＴ２緩和時間Ｔ２（ｘ，ｙ）を各ピクセル位置（ｘ，ｙ）に対応するように算出する。
Ｉ（ｘ，ｙ）＝Ｎ（ｘ，ｙ）・Ｈ（ｘ，ｙ）・ｅｘｐ｛−ＴＥ／Ｔ２（ｘ，ｙ）｝ …（３）
Ｔ２（ｘ，ｙ）＝−（ＴＥ１−ＴＥ２）／Ｌｏｇ｛Ｉｓ１（ｘ，ｙ）／Ｉｓ２（ｘ，ｙ）｝ ・・・（４）
つぎに、スピン密度分布算出ステップＳＴ２５においては、スピン密度分布算出部２３３を用いることによって、Ｔ２緩和時間算出部２３２により算出されたＴ２緩和時間Ｔ２（ｘ，ｙ）に基づいて、たとえば、１．５テスラの静磁場強度の場合において、脳脊髄液のスピン密度を１．００とした場合のスピン密度分布Ｎ（ｘ，ｙ）を算出する。たとえば、Ｔ２（ｘ，ｙ）＝５０〜８０ｍｓ未満の範囲にある場合は、そのピクセル位置（ｘ，ｙ）の組織を白質と判断し、白質のスピン密度の文献値である０．６１を求める。また、たとえば、Ｔ２（ｘ，ｙ）＝８０〜２００ｍｓ未満の範囲にある場合は、そのピクセル位置（ｘ，ｙ）の組織を灰白質と判断し、灰白質のスピン密度の文献値である０．６９を求める。また、たとえば、Ｔ２（ｘ，ｙ）＝２００ｍｓ以上の範囲にある場合は、そのピクセル位置（ｘ，ｙ）の組織を脳脊髄液と判断し、脳脊髄液のスピン密度の文献値である１．００を求める。
つぎに、Ｔ２強調画像算出ステップＳＴ２６においては、Ｔ２緩和時間算出部２３２によって算出されたＴ２緩和時間Ｔ２（ｘ，ｙ）と、スピン密度分布算出部２３３によって算出されたスピン密度分布Ｎ（ｘ，ｙ）とに基づいて、第２エコー時間ＴＥ２におけるＴ２強調画像Ｉｅ２（ｘ，ｙ）を、Ｔ２強調画像算出部２３３を用いて、数式（５）に従って生成する。なお、第２エコー時間ＴＥ２でなく第１エコー時間ＴＥ１におけるＴ２強調画像Ｉｅ１（ｘ，ｙ）を生成してもよい。ここで、数式（５）からわかるように、Ｔ２強調画像は、感度分布Ｈ（ｘ，ｙ）に依存しない画像となる。
Ｉｅ２（ｘ，ｙ）＝Ｎ（ｘ，ｙ）・ｅｘｐ｛−ＴＥ２／Ｔ２（ｘ，ｙ）｝ …（５）
つぎに、感度分布算出ステップＳＴ２７においては、第２エコー時間ＴＥ２におけるＴ２強調画像Ｉｅ２（ｘ，ｙ）と第２参照画像Ｉｓ２（ｘ，ｙ）との組み合わせに基づいて、表面コイルである第２ＲＦコイル２１４ｂの感度分布Ｈ（ｘ，ｙ）を数式（６）に従って感度分布算出部２３５を用いて算出する。その後、感度分布Ｈ（ｘ，ｙ）に対して外挿または内挿の処理を行い、低域周波数成分を通過させるローパスフィルタリング処理を行う。
Ｈ（ｘ，ｙ）＝Ｉｓ２（ｘ，ｙ）／Ｉｅ２（ｘ，ｙ） ・・・（６）
なお、前ステップのＴ２強調画像算出ステップＳＴ２６において、第２エコー時間ＴＥ２でなく第１エコー時間ＴＥ１におけるＴ２強調画像Ｉｅ１（ｘ，ｙ）を生成する場合には、第１エコー時間ＴＥ１におけるＴ２強調画像Ｉｅ１（ｘ，ｙ）との組み合わせに基づいて、同様にして、感度分布Ｈ（ｘ，ｙ）を算出する。
つぎに、補正ステップＳＴ２８においては、感度分布算出部２３５により算出された感度分布Ｈ（ｘ，ｙ）に基づいて、本スキャンにより生成された断層画像Ｉｓａ（ｘ，ｙ）を補正部２３６によって補正する。補正部２３６は、本スキャンにより生成された断層画像Ｉｓａ（ｘ，ｙ）を数式（７）に従って補正し、補正された断層画像Ｉｓａ'（ｘ，ｙ）を表示部３３に出力する。
Ｉｓａ'（ｘ，ｙ）＝Ｉｓａ（ｘ，ｙ）／Ｈ（ｘ，ｙ） ・・・（７）
つぎに、表示ステップＳＴ２９においては、補正された断層画像Ｉｓａ'（ｘ，ｙ）に基づいて被検体４０の断層画像を表示部３３に表示する。このようにして、本実施形態の磁気共鳴撮影方法においては、参照スキャンによって受信コイルである第２ＲＦコイル２１４ｂの感度分布を算出し、その算出された感度分布を用いることによって、本スキャンによる断層画像の不均一性を補正して表示する。
以上のように、本実施形態によれば、第１参照画像生成部２３１によって、参照スキャンとしての複数の異なるエコー時間ＴＥ１，ＴＥ２での所定の撮影シーケンスにおいて、表面コイルの第２ＲＦコイル２１４ｂにより受信される撮影領域からの磁気共鳴信号に基づいて、複数の異なるエコー時間ＴＥ１，ＴＥ２での撮影領域のＴ２強調画像となる参照画像Ｉｓ１（ｘ，ｙ），Ｉｓ２（ｘ，ｙ）をそれぞれに生成する。そして、Ｔ２緩和時間算出部２３２によって、第１参照画像生成部２３１により生成された複数の参照画像Ｉｓ１（ｘ，ｙ），Ｉｓ２（ｘ，ｙ）に基づいてＴ２緩和時間Ｔ２（ｘ，ｙ）を算出する。そして、Ｔ２強調画像算出部２３４によって、Ｔ２緩和時間算出部２３２により算出されたＴ２緩和時間Ｔ２（ｘ，ｙ）に基づいて、エコー時間ＴＥ２におけるＴ２強調画像Ｉｅ２（ｘ，ｙ）を算出する。そして、感度分布算出部２３５によって、Ｔ２強調画像算出部２３４がＴ２強調画像Ｉｅ２（ｘ，ｙ）を算出する際に用いたエコー時間ＴＥ２における参照画像Ｉｓ２（ｘ，ｙ）と、Ｔ２強調画像算出部２３４により算出されたＴ２強調画像Ｉｅ２（ｘ，ｙ）とに基づいて感度分布Ｈ（ｘ，ｙ）を算出する。そして、感度分布算出部２３５によって算出された感度分布Ｈ（ｘ，ｙ）に基づいて、本スキャンによる断層画像Ｉｓａ（ｘ，ｙ）を補正する。そして、補正された断層画像Ｉｓａ'（ｘ，ｙ）を表示部３３に出力して表示する。つまり、本実施形態は、複数の異なるエコー時間ＴＥ１，ＴＥ２での複数の参照画像Ｉｓ１（ｘ，ｙ），Ｉｓ２（ｘ，ｙ）を用いてＴ２緩和時間Ｔ２（ｘ，ｙ）を算出した後、感度が寄与していないＴ２強調画像Ｉｅ２（ｘ，ｙ）を算出し、そのＴ２強調画像Ｉｅ２（ｘ，ｙ）に基づいて表面コイルである第２ＲＦコイル２１４ｂの撮影領域での感度分布Ｈ（ｘ，ｙ）を生成している。このため、本実施形態は、従来と異なって、感度分布を算出する受信コイルとは別に、ボリュームコイルなどの感度分布が均一な受信コイルを用いる必要がないため、正確な感度分布を容易に算出し、被検体の断層画像を正確に撮影することが容易となる。
また、本実施形態は、Ｔ２緩和時間算出部２３２により算出されたＴ２緩和時間Ｔ２（ｘ，ｙ）に基づいてスピン密度分布Ｎ（ｘ，ｙ）をスピン密度分布算出部２３３が算出する。そして、Ｔ２強調画像算出部２３４は、Ｔ２緩和時間算出部２３２により算出されたＴ２緩和時間Ｔ２（ｘ，ｙ）と共に、スピン密度分布算出部２３３により算出されたスピン密度分布Ｎ（ｘ，ｙ）とに基づいて、Ｔ２強調画像Ｉｅ２（ｘ，ｙ）を算出する。本実施形態は、Ｔ２緩和時間Ｔ２（ｘ，ｙ）の他に、スピン密度分布Ｎ（ｘ，ｙ）に基づいて、感度分布Ｈ（ｘ，ｙ）を算出しているため、正確な感度分布Ｈ（ｘ，ｙ）を容易に算出し、被検体の断層画像を正確に撮影することが容易となる。
＜実施形態２＞
以下より、本発明にかかる実施形態２の磁気共鳴撮影装置の構成について説明する。
図５は、実施形態２のデータ処理部３１において画像処理を行う構成部材を示すブロック図である。
図５に示すように、実施形態２のデータ処理部３１は、第１参照画像生成部２３１と、Ｔ２緩和時間算出部２３２と、スピン密度分布算出部２３３と、Ｔ２強調画像算出部２３４と、感度分布算出部２３５と、補正部２３６と、第２参照画像生成部２４１ａと、第３参照画像生成部２４１ｂと、Ｔ１緩和時間算出部２４２と、本スキャン画像生成部２７１とを有する。
実施形態２の磁気共鳴撮影装置は、第２参照画像生成部２４１ａと、第３参照画像生成部２４１ｂと、Ｔ１緩和時間算出部２４２とを有することを除き、実施形態１と同様である。このため、重複する個所については、説明を省略する。
なお、本実施形態の第２参照画像生成部２４１ａは、本発明の第２参照画像生成手段に相当する。そして、本実施形態の第３参照画像生成部２４１ｂは、本発明の第３参照画像生成手段に相当する。そして、本実施形態のＴ１緩和時間算出部２４２は、本発明のＴ１緩和時間算出手段に相当する。
以下より、各構成要素について、順次、説明する。
第２参照画像生成部２４１ａは、参照スキャンとして、飽和回復法による複数の異なる繰り返し時間での撮影シーケンスにおいて第２ＲＦコイル２１４ｂにより受信される撮影領域からの磁気共鳴信号に基づいて複数の参照画像を生成する。たとえば、第２参照画像生成部２４１ａは、スピンエコー法による参照スキャンにおいて繰り返し時間ＴＲをスピンの縦磁化ベクトルが完全に回復するように設定し、第１繰り返し時間ＴＲ１において第２ＲＦコイル２１４ｂにより受信される磁気共鳴信号に基づいて第３参照画像Ｉｓ３（ｘ，ｙ）を生成し、第１繰り返し時間ＴＲ１と異なる第２繰り返し時間ＴＲ２において受信される磁気共鳴信号に基づいて第４参照画像Ｉｓ４（ｘ，ｙ）を各ピクセル位置（ｘ，ｙ）に対応するように生成する。第３参照画像Ｉｓ３（ｘ，ｙ）と第４参照画像Ｉｓ４（ｘ，ｙ）とは、第１繰り返し時間ＴＲ１と第２繰り返し時間ＴＲ２とが異なることを除いて、同様な撮影シーケンスにより生成されている。
第３参照画像生成部２４１ｂは、参照スキャンとして、反転回復法による複数の異なる反転時間での撮影シーケンスにおいて第２ＲＦコイル２１４ｂにより受信される撮影領域からの磁気共鳴信号に基づいて複数の参照画像を生成する。第３参照画像生成部２４１ｂは、参照スキャンとして、まず、１８０°の反転パルスを被検体４０に照射してスピンを反転させた後に反転時間ＴＩを経過させてスピンを回復させ、その後、たとえば、スピンエコー法によるパルスシーケンスに基づいてスキャンを行う。ここで、第３参照画像生成部２４１ａは、たとえば、第１反転時間ＴＩ１において第２ＲＦコイル２１４ｂにより受信される磁気共鳴信号に基づいて第５参照画像Ｉｓ５（ｘ，ｙ）を生成し、第１反転時間ＴＩ１と異なる第２反転時間ＴＩ２において受信される磁気共鳴信号に基づいて第６参照画像Ｉｓ６（ｘ，ｙ）を生成する。第５参照画像Ｉｓ５（ｘ，ｙ）と第６参照画像Ｉｓ６（ｘ，ｙ）とは、第１反転時間ＴＩ１と第２反転時間ＴＩ２とが異なることを除いて、同様な撮影シーケンスにより生成されている。なお、第２参照画像生成部２４１ａと第３参照画像生成部２４１ｂとは、Ｔ１緩和時間算出部２４２がＴ１緩和時間Ｔ１（ｘ，ｙ）を算出できるように、Ｔ１強調となるようなパルスシーケンスにより受信される磁気共鳴信号を用いて複数の参照画像を生成することが好ましい。
Ｔ１緩和時間算出部２４２は、第２参照画像生成部２４１ａにより生成された複数の参照画像に基づいて、スピンー格子緩和時間、つまり、Ｔ１緩和時間Ｔ１（ｘ，ｙ）を算出する。たとえば、Ｔ１緩和時間算出部２４２は、第２参照画像生成部２４１ａにより生成された第３参照画像Ｉｓ３（ｘ，ｙ）と第４参照画像Ｉｓ４（ｘ，ｙ）とに基づいて、Ｔ１緩和時間Ｔ１（ｘ，ｙ）を算出する。また、さらに、Ｔ１緩和時間算出部２４２は、第３参照画像生成部２４１ｂにより生成された複数の参照画像に基づいてＴ１緩和時間Ｔ１（ｘ，ｙ）を算出する。たとえば、Ｔ１緩和時間算出部２４２は、第３参照画像生成部２４１ｂにより生成された第５参照画像Ｉｓ５（ｘ，ｙ）と第６参照画像Ｉｓ６（ｘ，ｙ）とに基づいて、Ｔ１緩和時間Ｔ１（ｘ，ｙ）を算出する。
ここで、スピン密度分布算出部２３３は、実施形態１と異なって、Ｔ２緩和時間算出部２３２により算出されたＴ２緩和時間Ｔ２（ｘ，ｙ）と、共に、Ｔ１緩和時間算出部２４２により算出されたＴ１緩和時間Ｔ１（ｘ，ｙ）との組み合わせに基づいて、スピン密度分布Ｎ（ｘ，ｙ）を算出する。
以下より、上記の本実施形態の磁気共鳴撮影装置１を用いて被検体４０の撮影領域の断層画像を撮影する磁気共鳴撮影方法について説明する。
図６は、本実施形態の磁気共鳴撮影方法を示すフロー図である。
図６に示すように、本実施形態の磁気共鳴撮影方法は、画像生成ステップＳＴ２１と、Ｔ２緩和時間算出ステップＳＴ２２と、Ｔ１緩和時間算出ステップＳＴ２３と、スピン密度分布算出ステップＳＴ２５と、Ｔ２強調画像算出ステップＳＴ２６と、感度分布算出ステップＳＴ２７と、補正ステップＳＴ２８と、表示ステップＳＴ２９とを、順次、実施する。本実施形態の磁気共鳴撮影方法は、実施形態１に対して、Ｔ１緩和時間算出ステップＳＴ２３が追加されている。
以下より、各ステップについて、順次説明する。
実施形態１と同様に、上記のステップに先がけて、まず始めに、被検体４０をクレードル２６に載置する。その後、被検体４０の頭部にＲＦコイル部２１４を設置する。そして、被検体４０が載置されているクレードル２６をクレードル駆動部により駆動させて、静磁場マグネット部２１２により静磁場が形成されているボア２１１内に搬入し、被検体４０の撮影領域をボア２１１の中心部に位置させる。
そして、撮影するための情報がオペレータによって操作部３２に入力される。本実施形態においては、後述の画像生成ステップＳＴ２１において、第１参照画像生成部２３１と第２参照画像生成部２４１ａとのそれぞれに出力する磁気共鳴信号を表面コイルである第２ＲＦコイル２１４ｂにて受信するために、それぞれに対応するような撮影シーケンスがオペレータにより参照スキャンとして設定される。
具体的には、第１参照画像生成部２３１へ出力する磁気共鳴信号を表面コイルである第２ＲＦコイル２１４ｂにて受信するために、たとえば、複数の異なるエコー時間の撮影シーケンスが高速スピンエコー法に基づいてオペレータにより参照スキャンとして設定される。また、第２参照画像生成部２４１ａへ出力する磁気共鳴信号を表面コイルである第２ＲＦコイル２１４ｂにて受信するために、たとえば、複数の異なる繰り返し時間の飽和回復法による撮影シーケンスがスピンエコー法に基づいてオペレータにより参照スキャンとして設定される。
なお、ここで、第２参照画像生成部２４１ａへの磁気共鳴信号を受信するための撮影シーケンスに代わって、第３参照画像生成部２４１ｂに出力する磁気共鳴信号を表面コイルである第２ＲＦコイル２１４ｂにて受信するために、たとえば、複数の異なる反転時間の反転回復法による撮影シーケンスを参照スキャンとしてスピンエコー法に基づいて設定してもよい。
また、さらに、本スキャンとして、本スキャン画像生成部２７１へ出力する磁気共鳴信号を表面コイルである第２ＲＦコイル２１４ｂにて受信するために、たとえば、スピンエコー法に基づく撮影シーケンスがオペレータにより設定される。そして、この時、操作部３２は、オペレータの操作に基づく操作信号を制御部２５に出力する。
そして、画像生成ステップＳＴ２１においては、実施形態１と同様に、制御部２５が操作信号に基づいてＲＦ駆動部２２と勾配駆動部２３とデータ収集部２４とを制御して、マグネットシステム２１のＲＦコイル部２１４と勾配コイル部２１３とを駆動して参照スキャンと本スキャンとを順次実施させる。そして、被検体４０からの磁気共鳴信号を第２ＲＦコイル２１４ｂにより受信させて、第１参照画像生成部２３１と第２参照画像生成部２４１ａと本スキャン画像生成部２７１とのそれぞれに対応するように受信された磁気共鳴信号を出力して、それぞれに画像を生成させる。そして、各参照画像のそれぞれに対してノイズを除去するための処理を所定の閾値に基づいて実施する。
まず、画像生成ステップＳＴ２１においては、実施形態１と同様にして、第１エコー時間ＴＥ１による第１参照画像Ｉｓ１（ｘ，ｙ）と、第２エコー時間ＴＥ２による第２参照画像Ｉｓ２（ｘ，ｙ）とを各ピクセル位置（ｘ，ｙ）に対応させて生成する。
また、さらに、画像生成ステップＳＴ２１においては、参照スキャンとして、第１繰り返し時間ＴＲ１と、第１繰り返し時間ＴＲ１と異なる第２繰り返し時間ＴＲ２との複数の繰り返し時間での飽和回復法による撮影シーケンスを実施し、表面コイルである第２ＲＦコイル２１４ｂにて受信される磁気共鳴信号を第２参照画像生成部２４１ａへ出力する。そして、第２参照画像生成部２４１ａを用いて、第１繰り返し時間ＴＲ１において受信される磁気共鳴信号に基づいて第３参照画像Ｉｓ３（ｘ，ｙ）を各ピクセル位置（ｘ，ｙ）に対応させて生成し、第２繰り返し時間ＴＲ２において受信される磁気共鳴信号に基づいて第４参照画像Ｉｓ４（ｘ，ｙ）を各ピクセル位置（ｘ，ｙ）に対応させて生成する。
なお、ここで画像生成ステップＳＴ２１においては、前述のように、第２参照画像生成部２４１ａへの磁気共鳴信号を受信するための撮影シーケンスに代わって、第３参照画像生成部２４１ｂへの磁気共鳴信号を受信するための撮影シーケンスを行うことができる。この場合、制御部２５は、参照スキャンとして、たとえば、第１反転時間ＴＩ１と、第１反転時間ＴＩ１と異なる第２反転時間ＴＩ１との複数の反転時間での反転回復法による撮影シーケンスを実施し、表面コイルである第２ＲＦコイル２１４ｂにて受信される磁気共鳴信号を第３参照画像生成部２４１ａへ出力してもよい。そして、この場合においては、第３参照画像生成部２４１を用いて、第１反転時間ＴＩ１において受信される磁気共鳴信号に基づいて第５参照画像Ｉｓ５（ｘ，ｙ）を各ピクセル位置（ｘ，ｙ）に対応させて生成し、第２反転時間ＴＩ２において受信される磁気共鳴信号に基づいて第６参照画像Ｉｓ６（ｘ，ｙ）を各ピクセル位置（ｘ，ｙ）に対応させて生成する。
つぎに、Ｔ２緩和時間算出ステップＳＴ２２においては、実施形態１と同様にして、第１参照画像生成部２３１が生成した第１参照画像Ｉｓ１（ｘ，ｙ）と第２参照画像Ｉｓ２（ｘ，ｙ）とに基づいて、Ｔ２緩和時間算出部２３２によってＴ２緩和時間Ｔ２（ｘ，ｙ）を各ピクセル位置（ｘ，ｙ）に対応するように算出する。
つぎに、Ｔ１緩和時間算出ステップＳＴ２３においては、第２参照画像生成部２４１ａが生成した第３参照画像Ｉｓ３（ｘ，ｙ）と、第４参照画像Ｉｓ４（ｘ，ｙ）とをＴ１緩和時間算出部２４２によって各繰り返し時間ＴＲ１，ＴＲ２に対応するようなフィッティング処理を行い、Ｔ１緩和時間Ｔ１（ｘ，ｙ）を各ピクセル位置（ｘ，ｙ）に対応するように算出する。なお、第２参照画像生成部２４１ａが生成した第３参照画像Ｉｓ３（ｘ，ｙ）と、第４参照画像Ｉｓ４（ｘ，ｙ）とに代わって、第３参照画像生成部２４１ｂが生成した第５参照画像Ｉｓ５（ｘ，ｙ）と、第６参照画像Ｉｓ６（ｘ，ｙ）とに基づいてＴ１緩和時間を算出する場合には、各反復時間ＴＩ１，ＴＩ２に対応するようなフィッティング処理を行い、Ｔ１緩和時間Ｔ１（ｘ，ｙ）を各ピクセル位置（ｘ，ｙ）に対応するように算出する。
つぎに、スピン密度分布算出ステップＳＴ２５においては、スピン密度分布算出部２３３を用いることによって、Ｔ２緩和時間算出部２３２により算出されたＴ２緩和時間Ｔ２（ｘ，ｙ）と、Ｔ１緩和時間算出部２４２により算出されたＴ１緩和時間Ｔ１（ｘ，ｙ）との組み合わせに基づいて、たとえば、１．５テスラの静磁場強度の場合において、脳脊髄液のスピン密度を１．００とした場合のスピン密度分布Ｎ（ｘ，ｙ）を算出する。たとえば、Ｔ１（ｘ，ｙ）：Ｔ２（ｘ，ｙ）＝（４５０〜５５０ｍｓ未満）：（５０〜８０ｍｓ未満）の範囲にある場合は、そのピクセル位置（ｘ，ｙ）の組織を白質と判断し、白質のスピン密度の文献値である０．６１を求める。また、たとえば、Ｔ１（ｘ，ｙ）：Ｔ２（ｘ，ｙ）＝（５５０〜２０００ｍｓ未満）：（８０〜２００ｍｓ未満）の範囲にある場合は、そのピクセル位置（ｘ，ｙ）の組織を灰白質と判断し、灰白質のスピン密度の文献値である０．６９を求める。また、たとえば、Ｔ１（ｘ，ｙ）：Ｔ２（ｘ，ｙ）＝（２０００ｍｓ以上）：（２００ｍｓ以上）の範囲にある場合は、そのピクセル位置（ｘ，ｙ）の組織を脳脊髄液と判断し、脳脊髄液のスピン密度の文献値である１．００を求める。
つぎに、Ｔ２強調画像算出ステップＳＴ２６においては、実施形態１と同様にして、Ｔ２緩和時間算出部２３２によって算出されたＴ２緩和時間Ｔ２（ｘ，ｙ）と、スピン密度分布算出部２３３によって算出されたスピン密度分布Ｎ（ｘ，ｙ）とに基づいて、第２エコー時間ＴＥ２におけるＴ２強調画像Ｉｅ２（ｘ，ｙ）を、Ｔ２強調画像算出部２３３を用いて生成する。
つぎに、感度分布算出ステップＳＴ２７においては、実施形態１と同様にして、第２エコー時間ＴＥ２におけるＴ２強調画像Ｉｅ２（ｘ，ｙ）と第２参照画像Ｉｓ２（ｘ，ｙ）との組み合わせに基づいて、表面コイルである第２ＲＦコイル２１４ｂの感度分布Ｈ（ｘ，ｙ）を感度分布算出部２３５を用いて算出する。その後、感度分布Ｈ（ｘ，ｙ）に対して外挿または内挿の処理を行い、低域周波数成分を通過させるローパスフィルタリング処理を行う。
つぎに、補正ステップＳＴ２８においては、実施形態１と同様にして、感度分布算出部２３５により算出された感度分布Ｈ（ｘ，ｙ）に基づいて、本スキャンにより生成された断層画像Ｉｓａ（ｘ，ｙ）を補正部２３６によって補正する。補正部２３６は、本スキャンにより生成された断層画像Ｉｓａ（ｘ，ｙ）を補正し、補正された断層画像Ｉｓａ'（ｘ，ｙ）を表示部３３に出力する。
つぎに、表示ステップＳＴ２９においては、実施形態１と同様にして、補正された断層画像Ｉｓａ'（ｘ，ｙ）に基づいて被検体４０の断層画像を表示部３３に表示する。このようにして、本実施形態の磁気共鳴撮影方法においては、参照スキャンによって受信コイルである第２ＲＦコイル２１４ｂの感度分布を算出し、その算出された感度分布を用いることによって、本スキャンによる断層画像の不均一性を補正して表示する。
以上のように、本実施形態によれば、参照スキャンとして、飽和回復法による複数の異なる繰り返し時間ＴＲ１，ＴＲ２での撮影シーケンスにおいて第２ＲＦコイル２１４ｂにより受信される撮影領域からの磁気共鳴信号に基づいて、複数の異なる繰り返し時間ＴＲ１，ＴＲ２でのＴ１強調画像となる参照画像Ｉｓ３（ｘ，ｙ），Ｉｓ４（ｘ，ｙ）を第２参照画像生成部２４１ａがそれぞれ生成する。そして、第２参照画像生成部２４１ａにより生成された複数の参照画像Ｉｓ３（ｘ，ｙ），Ｉｓ４（ｘ，ｙ）に基づいて、Ｔ１緩和時間Ｔ１（ｘ，ｙ）をＴ１緩和時間算出部２４２が算出する。そして、スピン密度分布算出部２３３が、Ｔ２緩和時間算出部２３２により算出されたＴ２緩和時間Ｔ２（ｘ，ｙ）と共に、Ｔ１緩和時間算出部２４２により算出されたＴ１緩和時間Ｔ１（ｘ，ｙ）とに基づいて、スピン密度分布Ｎ（ｘ，ｙ）を算出する。本実施形態は、Ｔ２緩和時間Ｔ２（ｘ，ｙ）の他に、Ｔ１緩和時間Ｔ１（ｘ，ｙ）に基づいてスピン密度分布Ｎ（ｘ，ｙ）を算出しているために、正確なスピン密度分布Ｎ（ｘ，ｙ）が算出することができるため、正確な感度分布Ｈ（ｘ，ｙ）を容易に算出し、被検体の断層画像を正確に撮影することが容易となる。なお、参照スキャンとして、反転回復法による複数の異なる反転時間での撮影シーケンスにおいて第２ＲＦコイル２１４ｂにより受信される撮影領域からの磁気共鳴信号に基づいて、複数の異なる反転時間での参照画像Ｉｓ５（ｘ，ｙ），Ｉｓ６（ｘ，ｙ）を第３参照画像生成部２４１がそれぞれ生成し、同様にして、Ｔ１緩和時間Ｔ１（ｘ，ｙ）を算出してスピン密度分布Ｎ（ｘ，ｙ）を算出する場合においても、同様な効果が得られる。
＜実施形態３＞
以下より、本発明にかかる実施形態３の磁気共鳴撮影装置の構成について説明する。
図７は、実施形態３のデータ処理部３１において画像処理を行う構成部材を示すブロック図である。
図７に示すように、データ処理部３１は、第１参照画像生成部２３１と、Ｔ２緩和時間算出部２３２と、スピン密度分布算出部２３３と、Ｔ２強調画像算出部２３４と、感度分布算出部２３５と、補正部２３６と、第２参照画像生成部２４１ａと、第３参照画像生成部２４１ｂと、Ｔ１緩和時間算出部２４２と、第４参照画像生成部２５１と、拡散係数（ＡＤＣ：Ａｐｐａｒｅｎｔ Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｔ）算出部２５２と、本スキャン画像生成部２７１とを有する。
実施形態３の磁気共鳴撮影装置は、第４参照画像生成部２５１と、拡散係数算出部２５２とを有することを除き、実施形態２と同様である。このため、重複する個所については、説明を省略する。
なお、本実施形態の第４参照画像生成部２５１は、本発明の第４参照画像生成手段に相当する。そして、本実施形態の拡散係数算出部２５２は、本発明の拡散係数算出手段に相当する。
以下より、各構成要素について、順次、説明する。
第４参照画像生成部２５１は、参照スキャンとして、複数の異なるｂ値の拡散強調用傾斜磁場での所定の撮影シーケンスにおいて第２ＲＦコイル２１４ｂにより受信される撮影領域からの磁気共鳴信号に基づいて、複数の参照画像を生成する。第４参照画像生成部２５１は、参照スキャンとして、たとえば、スピンエコー型ＥＰＩ（Ｅｃｈｏ Ｐｌａｎａｒ Ｉｍａｇｉｎｇ）のパルスシーケンスにおいて、１８０°パルスの前後に拡散するプロトンの位相を分散させるようなｂ値の傾斜磁場を付加して拡散強調する。ここで、第４参照画像生成部２５１は、たとえば、第１のｂ値の傾斜磁場ｂ１において第２ＲＦコイル２１４ｂにより受信される磁気共鳴信号に基づいて第７参照画像Ｉｓ７（ｘ，ｙ）を生成し、第１のｂ値と異なる第２のｂ値の傾斜磁場ｂ２において受信される磁気共鳴信号に基づいて第８参照画像Ｉｓ８（ｘ，ｙ）を生成する。第７参照画像Ｉｓ７（ｘ，ｙ）と第８参照画像Ｉｓ８（ｘ，ｙ）とは、第１のｂ値ｂ１と第２のｂ値ｂ２とが異なることを除いて、同様な撮影シーケンスにより生成されている。なお、第４参照画像生成部２５１は、拡散係数算出部２５２が拡散係数Ｄ（ｘ，ｙ）を算出できるように、拡散強調となるようなパルスシーケンスにより受信される磁気共鳴信号を用いて複数の参照画像を生成することが好ましい。
拡散係数算出部２５２は、第４参照画像生成部２５１により生成された複数の参照画像に基づいて拡散係数を算出する。たとえば、拡散係数算出部２５２は、第４参照画像生成部２５１により生成された第７参照画像Ｉｓ７（ｘ，ｙ）と第８参照画像Ｉｓ８（ｘ，ｙ）とに基づいて拡散係数Ｄ（ｘ，ｙ）を算出する。
ここで、スピン密度分布算出部２３３は、実施形態２と異なって、Ｔ２緩和時間算出部２３２により算出されたＴ２緩和時間Ｔ２（ｘ，ｙ）と、Ｔ１緩和時間算出部２４２により算出されたＴ１緩和時間Ｔ１（ｘ，ｙ）と、さらに、後述の拡散係数算出部２５２により算出された拡散係数Ｄ（ｘ，ｙ）との組み合わせに基づいて、スピン密度分布Ｎ（ｘ，ｙ）を算出する。
図８は、本実施形態の磁気共鳴撮影方法を示すフロー図である。
図８に示すように、本実施形態の磁気共鳴撮影方法は、画像生成ステップＳＴ２１と、Ｔ２緩和時間算出ステップＳＴ２２と、Ｔ１緩和時間算出ステップＳＴ２３と、拡散係数算出ステップＳＴ２４と、スピン密度分布算出ステップＳＴ２５と、Ｔ２強調画像算出ステップＳＴ２６と、感度分布算出ステップＳＴ２７と、補正ステップＳＴ２８と、表示ステップＳＴ２９とを、順次、実施する。本実施形態の磁気共鳴撮影方法は、実施形態２に対して、Ｔ１緩和時間算出ステップＳＴ２３が追加されている。
以下より、各ステップについて、順次説明する。
実施形態２と同様に、上記のステップに先がけて、まず始めに、被検体４０をクレードル２６に載置する。その後、被検体４０の頭部にＲＦコイル部２１４を設置する。そして、被検体４０が載置されているクレードル２６をクレードル駆動部により駆動させて、静磁場マグネット部２１２により静磁場が形成されているボア２１１内に搬入し、被検体４０の撮影領域をボア２１１の中心部に位置させる。
そして、撮影するための情報がオペレータによって操作部３２に入力される。本実施形態においては、後述の画像生成ステップＳＴ２１において、第１参照画像生成部２３１と第２参照画像生成部２４１ａと第４参照画像生成部２５１とのそれぞれに出力する磁気共鳴信号を表面コイルである第２ＲＦコイル２１４ｂにて受信するために、それぞれに対応するような撮影シーケンスがオペレータにより参照スキャンとして設定される。
具体的には、第１参照画像生成部２３１へ出力する磁気共鳴信号を表面コイルである第２ＲＦコイル２１４ｂにて受信するために、たとえば、複数の異なるエコー時間の撮影シーケンスが高速スピンエコー法に基づいてオペレータにより参照スキャンとして設定される。また、第２参照画像生成部２４１ａへ出力する磁気共鳴信号を表面コイルである第２ＲＦコイル２１４ｂにて受信するために、たとえば、複数の異なる繰り返し時間の飽和回復法による撮影シーケンスがスピンエコー法に基づいてオペレータにより参照スキャンとして設定される。また、第４参照画像生成部２５１へ出力する磁気共鳴信号を表面コイルである第２ＲＦコイル２１４ｂにて受信するために、たとえば、複数の異なるｂ値の拡散強調用傾斜磁場での撮影シーケンスがスピンエコー型ＥＰＩ法に基づいてオペレータにより参照スキャンとして設定される。
また、さらに、本スキャンとして、本スキャン画像生成部２７１へ出力する磁気共鳴信号を表面コイルである第２ＲＦコイル２１４ｂにて受信するために、たとえば、スピンエコー法に基づく撮影シーケンスがオペレータにより設定される。そして、この時、操作部３２は、オペレータの操作に基づく操作信号を制御部２５に出力する。
そして、画像生成ステップＳＴ２１においては、制御部２５が操作信号に基づいてＲＦ駆動部２２と勾配駆動部２３とデータ収集部２４とを制御して、マグネットシステム２１のＲＦコイル部２１４と勾配コイル部２１３とを駆動して参照スキャンと本スキャンとを順次実施させる。そして、被検体４０からの磁気共鳴信号を第２ＲＦコイル２１４ｂにより受信させて、第１参照画像生成部２３１と第２参照画像生成部２４１ａと第４参照画像生成部２５１と本スキャン画像生成部２７１とのそれぞれに対応するように受信された磁気共鳴信号を出力して、それぞれに画像を生成させる。そして、各参照画像のそれぞれに対してノイズを除去するための処理を所定の閾値に基づいて実施する。
まず、画像生成ステップＳＴ２１においては、実施形態２と同様にして、第１エコー時間ＴＥ１による第１参照画像Ｉｓ１（ｘ，ｙ）と、第２エコー時間ＴＥ２による第２参照画像Ｉｓ２（ｘ，ｙ）とを各ピクセル位置（ｘ，ｙ）に対応させて生成する。
また、さらに、画像生成ステップＳＴ２１においては、実施形態２と同様にして、第１繰り返し時間ＴＲ１において受信される磁気共鳴信号に基づいて第３参照画像Ｉｓ３（ｘ，ｙ）を各ピクセル位置（ｘ，ｙ）に対応させて生成し、第２繰り返し時間ＴＲ２において受信される磁気共鳴信号に基づいて第４参照画像Ｉｓ４（ｘ，ｙ）を各ピクセル位置（ｘ，ｙ）に対応させて生成する。
また、その他に、画像生成ステップＳＴ２１においては、参照スキャンとして、第１のｂ値の傾斜磁場ｂ１と、第１のｂ値の傾斜磁場ｂ１と異なる第２のｂ値の傾斜磁場ｂ２との複数のｂ値の傾斜磁場による撮影シーケンスを実施し、表面コイルである第２ＲＦコイル２１４ｂにて受信される磁気共鳴信号を第４参照画像生成部２５１へ出力する。そして、第４参照画像生成部２５１を用いて、第１のｂ値の傾斜磁場ｂ１において受信される磁気共鳴信号に基づいて第７参照画像Ｉｓ７（ｘ，ｙ）を各ピクセル位置（ｘ，ｙ）に対応させて生成し、第２のｂ値の傾斜磁場において受信される磁気共鳴信号に基づいて第８参照画像Ｉｓ８（ｘ，ｙ）を各ピクセル位置（ｘ，ｙ）に対応させて生成する。
つぎに、Ｔ２緩和時間算出ステップＳＴ２２においては、実施形態２と同様にして、第１参照画像生成部２３１が生成した第１参照画像Ｉｓ１（ｘ，ｙ）と第２参照画像Ｉｓ２（ｘ，ｙ）とに基づいて、Ｔ２緩和時間算出部２３２によってＴ２緩和時間Ｔ２（ｘ，ｙ）を各ピクセル位置（ｘ，ｙ）に対応するように算出する。
つぎに、Ｔ１緩和時間算出ステップＳＴ２３においては、実施形態２と同様にして、第２参照画像生成部２４１ａが生成した第３参照画像Ｉｓ３（ｘ，ｙ）と、第４参照画像Ｉｓ４（ｘ，ｙ）とをＴ１緩和時間算出部２４２によって各繰り返し時間ＴＲ１，ＴＲ２に対応するようなフィッティング処理を行い、Ｔ１緩和時間Ｔ１（ｘ，ｙ）を各ピクセル位置（ｘ，ｙ）に対応するように算出する。
つぎに、拡散係数算出ステップＳＴ２４においては、第４参照画像生成部２５１が生成した第７参照画像Ｉｓ７（ｘ，ｙ）と、第８参照画像Ｉｓ８（ｘ，ｙ）とに基づいて、数式（８）を用いて拡散係数Ｄ（ｘ，ｙ）を拡散係数算出部２５２によって各ピクセル位置（ｘ，ｙ）に対応するように算出する。
Ｄ（ｘ，ｙ）＝−Ｌｏｇ｛Ｉｓ７（ｘ，ｙ）／Ｉｓ８（ｘ，ｙ）｝／（ｂ１−ｂ２） ・・・（８）
つぎに、スピン密度分布算出ステップＳＴ２５においては、スピン密度分布算出部２３３を用いることによって、Ｔ２緩和時間算出部２３２により算出されたＴ２緩和時間Ｔ２（ｘ，ｙ）と、Ｔ１緩和時間算出部２４２により算出されたＴ１緩和時間Ｔ１（ｘ，ｙ）と、拡散係数算出部２５２により算出された拡散係数Ｄ（ｘ，ｙ）との組み合わせに基づいて、たとえば、１．５テスラの静磁場強度の場合において、脳脊髄液のスピン密度を１．００とした場合のスピン密度分布Ｎ（ｘ，ｙ）を算出する。たとえば、Ｔ１（ｘ，ｙ）：Ｔ２（ｘ，ｙ）：Ｄ（ｘ，ｙ）＝（４５０〜５５０ｍｓ未満）：（５０〜８０ｍｓ未満）：（０．６〜０．８×１０−３ｍｍ２／ｓ未満）の範囲にある場合は、そのピクセル位置（ｘ，ｙ）の組織を白質と判断し、白質のスピン密度の文献値である０．６１を求める。また、たとえば、Ｔ１（ｘ，ｙ）：Ｔ２（ｘ，ｙ）：Ｄ（ｘ，ｙ）＝（５５０〜２０００ｍｓ未満）：（８０〜２００ｍｓ未満）：（０．８〜１．８×１０−３ｍｍ２／ｓ未満）の範囲にある場合は、そのピクセル位置（ｘ，ｙ）の組織を灰白質と判断し、灰白質のスピン密度の文献値である０．６９を求める。また、たとえば、Ｔ１（ｘ，ｙ）：Ｔ２（ｘ，ｙ）：Ｄ（ｘ，ｙ）＝（２０００ｍｓ以上）：（２００ｍｓ以上）：（１．８×１０−３ｍｍ２／ｓ以上）の範囲にある場合は、そのピクセル位置（ｘ，ｙ）の組織を脳脊髄液と判断し、脳脊髄液のスピン密度の文献値である１．００を求める。なお、Ｔ２緩和時間Ｔ２（ｘ，ｙ）およびＴ１緩和時間Ｔ１（ｘ，ｙ）は、測定時の静磁場強度に影響を受けるため、１．５テスラ以外の静磁場強度の場合においては別の文献値を用いてスピン密度を求める。
つぎに、Ｔ２強調画像算出ステップＳＴ２６においては、実施形態２と同様にして、Ｔ２緩和時間算出部２３２によって算出されたＴ２緩和時間Ｔ２（ｘ，ｙ）と、スピン密度分布算出部２３３によって算出されたスピン密度分布Ｎ（ｘ，ｙ）とに基づいて、第２エコー時間ＴＥ２におけるＴ２強調画像Ｉｅ２（ｘ，ｙ）を、Ｔ２強調画像算出部２３３を用いて生成する。
つぎに、感度分布算出ステップＳＴ２７においては、実施形態２と同様にして、第２エコー時間ＴＥ２におけるＴ２強調画像Ｉｅ２（ｘ，ｙ）と第２参照画像Ｉｓ２（ｘ，ｙ）との組み合わせに基づいて、表面コイルである第２ＲＦコイル２１４ｂの感度分布Ｈ（ｘ，ｙ）を感度分布算出部２３５を用いて算出する。その後、感度分布Ｈ（ｘ，ｙ）に対して外挿または内挿の処理を行い、低域周波数成分を通過させるローパスフィルタリング処理を行う。
つぎに、補正ステップＳＴ２８においては、実施形態２と同様にして、感度分布算出部２３５により算出された感度分布Ｈ（ｘ，ｙ）に基づいて、本スキャンにより生成された断層画像Ｉｓａ（ｘ，ｙ）を補正部２３６によって補正する。補正部２３６は、本スキャンにより生成された断層画像Ｉｓａ（ｘ，ｙ）を補正し、補正された断層画像Ｉｓａ'（ｘ，ｙ）を表示部３３に出力する。
つぎに、表示ステップＳＴ２９においては、実施形態２と同様にして、補正された断層画像Ｉｓａ'（ｘ，ｙ）に基づいて被検体４０の断層画像を表示部３３に表示する。このようにして、本実施形態の磁気共鳴撮影方法においては、参照スキャンによって受信コイルである第２ＲＦコイル２１４ｂの感度分布を算出し、その算出された感度分布を用いることによって、本スキャンによる断層画像の不均一性を補正して表示する。
以上のように、本実施形態によれば、参照スキャンとして、複数の異なるｂ値の拡散強調用傾斜磁場ｂ１，ｂ２での所定の撮影シーケンスにおいて第２ＲＦコイル２１４ｂにより受信される撮影領域からの磁気共鳴信号に基づいて、複数の異なるｂ値の拡散強調用傾斜磁場での拡散強調画像となる参照画像Ｉｓ７（ｘ，ｙ），Ｉｓ８（ｘ，ｙ）を第４参照画像生成部２５１がそれぞれ生成する。そして、第４参照画像生成部２５１により生成された複数の参照画像Ｉｓ７（ｘ，ｙ），Ｉｓ８（ｘ，ｙ）に基づいて拡散係数算出部２５２が拡散係数Ｄ（ｘ，ｙ）を算出する。そして、スピン密度分布算出部２３３は、Ｔ２緩和時間算出部２３２により算出されたＴ２緩和時間Ｔ２（ｘ，ｙ）と、Ｔ１緩和時間算出部２４２により算出されたＴ１緩和時間Ｔ１（ｘ，ｙ）と、さらに、拡散係数算出部２５２により算出された拡散係数Ｄ（ｘ，ｙ）とに基づいてスピン密度分布を算出する。本実施形態は、Ｔ２緩和時間Ｔ２（ｘ，ｙ）とＴ１緩和時間Ｔ１（ｘ，ｙ）との他に、拡散係数Ｄ（ｘ，ｙ）に基づいてスピン密度分布Ｎ（ｘ，ｙ）を算出しているために、正確なスピン密度分布Ｎ（ｘ，ｙ）が算出することができるため、正確な感度分布Ｈ（ｘ，ｙ）を容易に算出し、被検体の断層画像を正確に撮影することが容易となる。
＜実施形態４＞
以下より、本発明にかかる実施形態４の磁気共鳴撮影装置の構成について説明する。
図９は、実施形態４のデータ処理部３１において画像処理を行う構成部材を示すブロック図である。
図９に示すように、データ処理部３１は、第１参照画像生成部２３１と、Ｔ２緩和時間算出部２３２と、スピン密度分布算出部２３３と、Ｔ２強調画像算出部２３４と、感度分布算出部２３５と、補正部２３６と、第５参照画像生成部２６１と、本スキャン画像生成部２７１とを有する。
実施形態４の磁気共鳴撮影装置は、第５参照画像生成部２６１を有することを除き、実施形態１と同様である。このため、重複する個所については、説明を省略する。
なお、本実施形態の第５参照画像生成部２６１は、本発明の第５参照画像生成手段に相当する。
以下より、各構成要素について、順次、説明する。
第５参照画像生成部２６１は、参照スキャンとして、複数の異なるエコー時間での所定の撮影シーケンスにおいてボリュームコイルである第１ＲＦコイルにより受信される撮影領域からの磁気共鳴信号に基づいて複数の参照画像を生成する。たとえば、第５参照画像生成部２６１は、高速スピンエコー法による参照スキャンにおいて、第３エコー時間ＴＥ３において第２ＲＦコイル２１４ｂにより受信される磁気共鳴信号に基づいて第９参照画像Ｉｓ９（ｘ，ｙ）を生成し、第３エコー時間ＴＥ３と異なる第４エコー時間ＴＥ４において受信される磁気共鳴信号に基づいて第１０参照画像Ｉｓ１０（ｘ，ｙ）を生成する。第９参照画像Ｉｓ９（ｘ，ｙ）と第１０参照画像Ｉｓ１０（ｘ，ｙ）とは、第３エコー時間ＴＥ３と第４エコー時間ＴＥ４とが異なることを除いて、同様な撮影シーケンスにより生成されている。なお、第５参照画像生成部２６１は、スピン密度分布算出部２３３がスピン密度Ｎ（ｘ，ｙ）を算出することができるように、前述の第１参照画像生成部２３１よりも短いエコー時間とするパルスシーケンスにより受信される磁気共鳴信号を用いてスピン密度強調（プロトン密度強調）となるような参照画像を生成することが好ましい。
ここで、実施形態１と異なって、スピン密度分布算出部２３３は、第５参照画像生成部２６１により生成された複数の参照画像に基づいて被検体４０の撮影領域におけるスピン密度Ｎ（ｘ，ｙ）を算出する。
以下より、上記の本実施形態の磁気共鳴撮影装置１を用いて被検体４０の撮影領域の断層画像を撮影する磁気共鳴撮影方法について説明する。
図１０は、本実施形態の磁気共鳴撮影方法を示すフロー図である。
図１０に示すように、本実施形態の磁気共鳴撮影方法は、画像生成ステップＳＴ２１と、Ｔ２緩和時間算出ステップＳＴ２２と、スピン密度分布算出ステップＳＴ２５と、Ｔ２強調画像算出ステップＳＴ２６と、感度分布算出ステップＳＴ２７と、補正ステップＳＴ２８と、表示ステップＳＴ２９とを、順次、実施する。本実施形態の磁気共鳴撮影方法は、実施形態１と同様なステップを有する。
以下より、各ステップについて、順次説明する。
実施形態１と同様に、上記のステップに先がけて、まず始めに、被検体４０をクレードル２６に載置する。その後、被検体４０の頭部にＲＦコイル部２１４を設置する。そして、被検体４０が載置されているクレードル２６をクレードル駆動部により駆動させて、静磁場マグネット部２１２により静磁場が形成されているボア２１１内に搬入し、被検体４０の撮影領域をボア２１１の中心部に位置させる。
そして、撮影するための情報がオペレータによって操作部３２に入力される。本実施形態においては、後述の画像生成ステップＳＴ２１において、第１参照画像生成部２３１と第２参照画像生成部２４１ａとのそれぞれに出力する磁気共鳴信号を表面コイルである第２ＲＦコイル２１４ｂにて受信するために、それぞれに対応するような撮影シーケンスがオペレータにより参照スキャンとして設定される。
具体的には、第１参照画像生成部２３１へ出力する磁気共鳴信号を表面コイルである第２ＲＦコイル２１４ｂにて受信するために、たとえば、複数の異なるエコー時間の撮影シーケンスが高速スピンエコー法に基づいてオペレータにより参照スキャンとして設定される。
また、第５参照画像生成部２６１へ出力する磁気共鳴信号を、ボリュームコイルである第１ＲＦコイル２１４ａにて受信するために、たとえば、複数の異なるエコー時間での撮影シーケンスをスピンエコー法に基づいて参照スキャンとして設定する。
また、さらに、本スキャンとして、本スキャン画像生成部２７１へ出力する磁気共鳴信号を表面コイルである第２ＲＦコイル２１４ｂにて受信するために、たとえば、スピンエコー法に基づく撮影シーケンスがオペレータにより設定される。そして、この時、操作部３２は、オペレータの操作に基づく操作信号を制御部２５に出力する。
そして、画像生成ステップＳＴ２１においては、実施形態１と同様に、制御部２５が操作信号に基づいてＲＦ駆動部２２と勾配駆動部２３とデータ収集部２４とを制御して、マグネットシステム２１のＲＦコイル部２１４と勾配コイル部２１３とを駆動して参照スキャンと本スキャンとを順次実施させる。そして、被検体４０からの磁気共鳴信号を第２ＲＦコイル２１４ｂにより受信させて、第１参照画像生成部２３１と第２参照画像生成部２４１ａと本スキャン画像生成部２７１とのそれぞれに対応するように受信された磁気共鳴信号を出力して、それぞれに画像を生成させる。そして、各参照画像のそれぞれに対してノイズを除去するための処理を所定の閾値に基づいて実施する。
まず、画像生成ステップＳＴ２１においては、実施形態１と同様にして、第１エコー時間ＴＥ１による第１参照画像Ｉｓ１（ｘ，ｙ）と、第２エコー時間ＴＥ２による第２参照画像Ｉｓ２（ｘ，ｙ）とを各ピクセル位置（ｘ，ｙ）に対応させて生成する。
また、画像生成ステップＳＴ２１においては、第５参照画像生成部２６１への磁気共鳴信号を受信するための撮影シーケンスを行う。この場合、制御部２５は、参照スキャンとして、たとえば、第３エコー時間ＴＥ３と、第３エコー時間ＴＥ３と異なる第４エコー時間ＴＥ４との複数のエコー時間での高速スピンエコー法による撮影シーケンスを実施し、ボリュームコイルである第１ＲＦコイル２１４ａにて受信される磁気共鳴信号を第５参照画像生成部２６１へ出力する。そして、第５参照画像生成部２６１を用いて、第３エコー時間ＴＥ３において受信される磁気共鳴信号に基づいて第９参照画像Ｉｓ９（ｘ，ｙ）を各ピクセル位置（ｘ，ｙ）に対応させて生成し、第４エコー時間ＴＥ４において受信される磁気共鳴信号に基づいて第１０参照画像Ｉｓ１０（ｘ，ｙ）を各ピクセル位置（ｘ，ｙ）に対応させて生成する。
つぎに、Ｔ２緩和時間算出ステップＳＴ２２においては、実施形態１と同様にして、第１参照画像生成部２３１が生成した第１参照画像Ｉｓ１（ｘ，ｙ）と第２参照画像Ｉｓ２（ｘ，ｙ）とに基づいて、Ｔ２緩和時間算出部２３２によってＴ２緩和時間Ｔ２（ｘ，ｙ）を各ピクセル位置（ｘ，ｙ）に対応するように算出する。
つぎに、スピン密度分布算出ステップＳＴ２５においては、スピン密度分布算出部２３３を用いて、第５参照画像生成部２６１が生成した第９参照画像Ｉｓ９（ｘ，ｙ）と第１０参照画像Ｉｓ１０（ｘ，ｙ）との複数の参照画像に基づいて、被検体４０の撮影領域におけるスピン密度分布Ｎ（ｘ，ｙ）を算出する。たとえば、スピン密度分布算出部２３３は、第５参照画像生成部２６１が生成した第９参照画像Ｉｓ９（ｘ，ｙ）と、第１０参照画像Ｉｓ１０（ｘ，ｙ）とを各エコー時間ＴＥ３，ＴＥ４に対応するようなフィッティング処理を行い、スピン密度分布Ｎ（ｘ，ｙ）を各ピクセル位置（ｘ，ｙ）に対応するように算出する。
つぎに、Ｔ２強調画像算出ステップＳＴ２６においては、実施形態１と同様にして、Ｔ２緩和時間算出部２３２によって算出されたＴ２緩和時間Ｔ２（ｘ，ｙ）と、スピン密度分布算出部２３３によって算出されたスピン密度分布Ｎ（ｘ，ｙ）とに基づいて、第２エコー時間ＴＥ２におけるＴ２強調画像Ｉｅ２（ｘ，ｙ）を、Ｔ２強調画像算出部２３３を用いて生成する。
つぎに、感度分布算出ステップＳＴ２７においては、実施形態１と同様にして、第２エコー時間ＴＥ２におけるＴ２強調画像Ｉｅ２（ｘ，ｙ）と第２参照画像Ｉｓ２（ｘ，ｙ）との組み合わせに基づいて、表面コイルである第２ＲＦコイル２１４ｂの感度分布Ｈ（ｘ，ｙ）を感度分布算出部２３５を用いて算出する。その後、感度分布Ｈ（ｘ，ｙ）に対して外挿または内挿の処理を行い、低域周波数成分を通過させるローパスフィルタリング処理を行う。
つぎに、補正ステップＳＴ２８においては、実施形態１と同様にして、感度分布算出部２３５により算出された感度分布Ｈ（ｘ，ｙ）に基づいて、本スキャンにより生成された断層画像Ｉｓａ（ｘ，ｙ）を補正部２３６によって補正する。補正部２３６は、本スキャンにより生成された断層画像Ｉｓａ（ｘ，ｙ）を補正し、補正された断層画像Ｉｓａ'（ｘ，ｙ）を表示部３３に出力する。
つぎに、表示ステップＳＴ２９においては、実施形態１と同様にして、補正された断層画像Ｉｓａ'（ｘ，ｙ）に基づいて被検体４０の断層画像を表示部３３に表示する。このようにして、本実施形態の磁気共鳴撮影方法においては、参照スキャンによって受信コイルである第２ＲＦコイル２１４ｂの感度分布を算出し、その算出された感度分布を用いることによって、本スキャンによる断層画像の不均一性を補正して表示する。
以上のように、本実施形態によれば、参照スキャンとして、複数の異なるエコー時間での所定の撮影シーケンスにおいてボリュームコイルである第１ＲＦコイル２１４ａにより受信される撮影領域からの磁気共鳴信号に基づいて、複数の異なるエコー時間でのスピン密度強調画像となる参照画像Ｉｓ９（ｘ，ｙ），Ｉｓ１０（ｘ，ｙ）を、第５参照画像生成部２６１が生成する。そして、第５参照画像生成部２６１により生成された複数の参照画像Ｉｓ９（ｘ，ｙ），Ｉｓ１０（ｘ，ｙ）に基づいて被検体の撮影領域におけるスピン密度をスピン密度算出部２３３が算出する。本実施形態は、スピン密度強調画像となる参照画像Ｉｓ９（ｘ，ｙ），Ｉｓ１０（ｘ，ｙ）に基づいてスピン密度分布Ｎ（ｘ，ｙ）を直接的に算出しているために、正確な感度分布Ｈ（ｘ，ｙ）を容易に算出し、被検体の断層画像を正確に撮影することが容易となる。
なお、本発明の実施に際しては、上記した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形形態を採用することができる。
たとえば、上記実施形態においては、Ｔ２強調画像生成手段は、Ｔ２緩和時間算出手段によるＴ２緩和時間と、スピン密度分布算出手段によるスピン密度分布との２つの因子に基づいてＴ２強調画像を算出しているが、被検体の撮影領域のスピン密度が均一な分布の際には、Ｔ２緩和時間のみに基づいてＴ２強調画像を算出する方が好ましい。この場合、スピン密度分布を算出するための参照スキャンが減り、さらに、Ｔ２強調画像を算出する計算量が減るため、受信コイルの正確な感度分布を容易に算出し、被検体の断層画像を正確に撮影することが容易となる。
図１は、本発明にかかる実施形態１の磁気共鳴撮影装置の構成を示すブロック図である。 図２は、本発明にかかる実施形態１におけるデータ処理部において画像処理を行う構成部材を示すブロック図である。 図３は、本発明にかかる実施形態１の磁気共鳴撮影方法を示すフロー図である。 図４は、本発明にかかる実施形態１における第１参照画像生成部へ出力する磁気共鳴信号を表面コイルである第２ＲＦコイルにて受信する際の参照スキャンとしての撮影シーケンス図である。 図５は、本発明にかかる実施形態２におけるデータ処理部において画像処理を行う構成部材を示すブロック図である。 図６は、本発明にかかる実施形態２の磁気共鳴撮影方法を示すフロー図である。 図７は、本発明にかかる実施形態３におけるデータ処理部において画像処理を行う構成部材を示すブロック図である。 図８は、本発明にかかる実施形態３の磁気共鳴撮影方法を示すフロー図である。 図９は、本発明にかかる実施形態４におけるデータ処理部において画像処理を行う構成部材を示すブロック図である。 図１０は、本発明にかかる実施形態４の磁気共鳴撮影方法を示すフロー図である。
符号の説明
１：磁気共鳴撮影装置、２１：マグネットシステム、２２：ＲＦ駆動部、２３：勾配駆動部、２４：データ収集部、２５：制御部、２６：クレードル、３１：データ処理部、３２：操作部、３３：表示部、２１２：静磁場マグネット部、２１３：勾配コイル部、２１４：ＲＦコイル部、２３１：第１参照画像生成部、２３２：Ｔ２緩和時間算出部、２３３：スピン密度分布算出部、２３４：Ｔ２強調画像算出部、２３５：感度分算出部、２３６：補正部、２４１ａ：第２参照画像生成部、２４１ｂ：第３参照画像生成部、２４２：Ｔ１緩和時間算出部、２５１：第４参照画像生成部、２５２：拡散係数算出部、２６１：第５参照画像生成部、２７１：本スキャン画像生成部

Claims (10)

  1. 本スキャンにて受信コイルにより受信される磁気共鳴信号に基づいて生成される被検体の撮影領域の断層画像を、参照スキャンにて生成される前記撮影領域での前記受信コイルの感度分布に基づいて補正する磁気共鳴撮影装置であって、
    前記参照スキャンとして、複数の異なるエコー時間での所定の撮影シーケンスにおいて前記受信コイルにより受信される前記撮影領域からの前記磁気共鳴信号に基づいて、前記複数の異なるエコー時間での参照画像をそれぞれに生成する第１参照画像生成手段と、
    前記第１参照画像生成手段により生成された複数の参照画像に基づいてＴ２緩和時間を算出するＴ２緩和時間算出手段と、
    前記Ｔ２緩和時間算出手段により算出されたＴ２緩和時間に基づいて、前記複数の異なるエコー時間のいずれかにおけるＴ２強調画像を算出するＴ２強調画像算出手段と、
    前記Ｔ２強調画像算出手段が前記Ｔ２強調画像を算出する際に用いたエコー時間における前記第１参照画像生成手段により生成された参照画像と、Ｔ２強調画像算出手段により算出された前記Ｔ２強調画像とに基づいて、前記感度分布を算出する感度分布算出手段と
    を有する磁気共鳴撮影装置。
  2. 前記第１参照画像生成手段は、前記所定の撮影シーケンスとして高速スピンエコー法を用いる
    請求項１に記載の磁気共鳴撮影装置。
  3. 前記Ｔ２緩和時間算出手段により算出されたＴ２緩和時間に基づいてスピン密度分布を算出するスピン密度分布算出手段を有し、
    前記Ｔ２強調画像算出手段は、さらに、前記スピン密度分布算出手段により算出されたスピン密度分布に基づいて、前記Ｔ２強調画像を生成する
    請求項１または２に記載の磁気共鳴撮影装置。
  4. 前記参照スキャンとして、飽和回復法による複数の異なる繰り返し時間での撮影シーケンスにおいて前記受信コイルにより受信される前記撮影領域からの前記磁気共鳴信号に基づいて、前記複数の異なる繰り返し時間での参照画像をそれぞれ生成する第２参照画像生成手段と、
    前記第２参照画像生成手段により生成された複数の参照画像に基づいてＴ１緩和時間を算出するＴ１緩和時間算出手段とを有し、
    前記スピン密度分布算出手段は、さらに、前記Ｔ１緩和時間算出手段により算出されたＴ１緩和時間に基づいてスピン密度分布を算出する
    請求項３に記載の磁気共鳴撮影装置。
  5. 前記参照スキャンとして、反転回復法による複数の異なる反転時間での撮影シーケンスにおいて前記受信コイルにより受信される前記撮影領域からの前記磁気共鳴信号に基づいて、前記複数の異なる反転時間での参照画像をそれぞれ生成する第３参照画像生成手段と、
    前記第３参照画像生成手段により生成された複数の参照画像に基づいてＴ１緩和時間を算出するＴ１緩和時間算出手段とを有し、
    前記スピン密度分布算出手段は、さらに、前記Ｔ１緩和時間算出手段により算出されたＴ１緩和時間に基づいてスピン密度分布を算出する
    請求項３に記載の磁気共鳴撮影装置。
  6. 前記参照スキャンとして、複数の異なるｂ値の拡散強調用傾斜磁場での所定の撮影シーケンスにおいて前記受信コイルにより受信される前記撮影領域からの前記磁気共鳴信号に基づいて、前記複数の異なるｂ値の拡散強調用傾斜磁場での参照画像をそれぞれ生成する第４参照画像生成手段と、
    前記第４参照画像生成手段により生成された複数の参照画像に基づいて拡散係数を算出する拡散係数算出手段とを有し、
    前記スピン密度分布算出手段は、さらに、前記拡散係数算出手段により算出された拡散係数に基づいてスピン密度分布を算出する
    請求項３から５のいずれかに記載の磁気共鳴撮影装置。
  7. 前記受信コイルとして、表面コイルを用いる
    請求項１から６のいずれかに記載の磁気共鳴撮影装置。
  8. 前記参照スキャンとして、複数の異なるエコー時間での所定の撮影シーケンスにおいて前記受信コイルにより受信される前記撮影領域からの前記磁気共鳴信号に基づいて、前記複数の異なるエコー時間での参照画像をそれぞれ生成する第５参照画像生成手段と、
    前記第５参照画像生成手段により生成された複数の参照画像に基づいて前記被検体の前記撮影領域におけるスピン密度を算出するスピン密度算出手段とを有し、
    前記Ｔ２強調画像算出手段は、さらに、前記スピン密度分布算出手段により算出されたスピン密度分布に基づいて、前記Ｔ２強調画像を生成する
    請求項１または２に記載の磁気共鳴撮影装置。
  9. 前記受信コイルとして、第１受信コイルと、前記撮影領域において前記第１受信コイルより感度分布が均一な第２受信コイルとを有しており、
    前記本スキャンにおいては、前記第１受信コイルにより受信される前記磁気共鳴信号に基づいて前記断層画像を生成し、
    前記第１参照画像生成手段は、前記第１受信コイルにより受信される前記磁気共鳴信号に基づいて複数の参照画像を生成し、
    前記第５参照画像生成手段は、前記第２受信コイルを用いて受信される前記磁気共鳴信号に基づいて複数の参照画像を生成する
    請求項８に記載の磁気共鳴撮影装置。
  10. 前記第１受信コイルとして、表面コイルを用い、
    前記第２受信コイルとして、ボリュームコイルを用いる
    請求項９に記載の磁気共鳴撮影装置。
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