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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022189560
(43)【公開日】2022-12-22
(54)【発明の名称】磁気共鳴イメージング装置
(51)【国際特許分類】
A61B 5/055 20060101AFI20221215BHJP
G01N 24/00 20060101ALI20221215BHJP
G01N 24/08 20060101ALI20221215BHJP
G01R 33/50 20060101ALI20221215BHJP
G01R 33/54 20060101ALI20221215BHJP
【ＦＩ】
A61B5/055 380
G01N24/00 530B
G01N24/08 510L
G01R33/50
G01R33/54
【審査請求】未請求
【請求項の数】18
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021098207
(22)【出願日】2021-06-11
(71)【出願人】
【識別番号】594164542
【氏名又は名称】キヤノンメディカルシステムズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001380
【氏名又は名称】弁理士法人東京国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】油井 正生
(72)【発明者】
【氏名】池崎 愛菜
【テーマコード（参考）】
4C096
【Ｆターム（参考）】
4C096AB12
4C096AB44
4C096AD06
4C096AD07
4C096AD14
4C096BA05
4C096BA07
4C096BA10
4C096BA21
4C096BB02
4C096BB07
4C096DC22
4C096DC33
(57)【要約】
【課題】精度の高いＴ２値と、拡散や乱流的な動きに関する指標とを、短い撮像時間で取得できるようにする。
【解決手段】一実施形態の磁気共鳴イメージング装置は、励起パルスと、前記励起パルスに続く複数のリフォーカスとを有するＦＳＥ型のパルスシーケンスであって、隣接する前記リフォーカスパルスの夫々の間に第１の傾斜磁場パルスが配置される第１のパルスシーケンスと、隣接する前記リフォーカスパルスの夫々の間に、前記第１の傾斜磁場パルスとはパルス形状が異なる第２の傾斜磁場パルスが配置される第２のパルスシーケンスと、を設定する撮像条件設定部と、前記第１のパルスシーケンス及び前記第２のパルスシーケンスを被検体に印加し、第１の信号及び第２の信号を夫々取得する撮像部と、前記第１の信号及び前記第２の信号から、第１の画像及び第２の画像をそれぞれ生成する画像生成部と、前記第１の画像及び前記第２の画像から、前記被検体の体液の拡散を含む動きの影響が除去された前記体液のＴ２値を算出する、解析部と、を備える。
【選択図】 図２
【解決手段】一実施形態の磁気共鳴イメージング装置は、励起パルスと、前記励起パルスに続く複数のリフォーカスとを有するＦＳＥ型のパルスシーケンスであって、隣接する前記リフォーカスパルスの夫々の間に第１の傾斜磁場パルスが配置される第１のパルスシーケンスと、隣接する前記リフォーカスパルスの夫々の間に、前記第１の傾斜磁場パルスとはパルス形状が異なる第２の傾斜磁場パルスが配置される第２のパルスシーケンスと、を設定する撮像条件設定部と、前記第１のパルスシーケンス及び前記第２のパルスシーケンスを被検体に印加し、第１の信号及び第２の信号を夫々取得する撮像部と、前記第１の信号及び前記第２の信号から、第１の画像及び第２の画像をそれぞれ生成する画像生成部と、前記第１の画像及び前記第２の画像から、前記被検体の体液の拡散を含む動きの影響が除去された前記体液のＴ２値を算出する、解析部と、を備える。
【選択図】 図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
励起パルスと、前記励起パルスに続く複数のリフォーカスパルスとを有するＦＳＥ（Fast Spin Echo）型のパルスシーケンスであって、隣接する前記リフォーカスパルスの夫々の間に第１の傾斜磁場パルスが配置される第１のパルスシーケンスと、隣接する前記リフォーカスパルスの夫々の間に、前記第１の傾斜磁場パルスとはパルス形状が異なる第２の傾斜磁場パルスが配置される第２のパルスシーケンスと、を設定する撮像条件設定部と、
前記第１のパルスシーケンス及び前記第２のパルスシーケンスを被検体に印加し、第１の信号及び第２の信号を夫々取得する撮像部と、
前記第１の信号及び前記第２の信号から、第１の画像及び第２の画像をそれぞれ生成する画像生成部と、
前記第１の画像及び前記第２の画像から、前記被検体の体液の拡散を含む動きの影響が除去された前記体液のＴ２値を算出する、解析部と、
を備える磁気共鳴イメージング装置。
前記第１のパルスシーケンス及び前記第２のパルスシーケンスを被検体に印加し、第１の信号及び第２の信号を夫々取得する撮像部と、
前記第１の信号及び前記第２の信号から、第１の画像及び第２の画像をそれぞれ生成する画像生成部と、
前記第１の画像及び前記第２の画像から、前記被検体の体液の拡散を含む動きの影響が除去された前記体液のＴ２値を算出する、解析部と、
を備える磁気共鳴イメージング装置。
【請求項2】
前記画像生成部は、エコー時間の異なる複数の前記第１の画像と、エコー時間の異なる複数の前記第２の画像とを生成する、
請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項3】
前記解析部は、前記被検体の体液の拡散を含む動きに関する指標を算出し、算出した前記指標を用いて前記Ｔ２値を算出する、
請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項4】
前記第２の傾斜磁場パルスは、前記第１の傾斜磁場パルスの前縁側と後縁側にそれぞれ所定の形状の追加傾斜磁場パルスを付加して構成される、
請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項5】
前記第１のパルスシーケンス及び第２のパルスシーケンスの夫々では、前記複数のリフォーカスパルスは前記エコー時間の異なる複数のグループに分割され、前記リフォーカスパルスの夫々に対応付けられる位相エンコード量は、グループ内では位相エンコード量が所定の変化パターンで前記リフォーカスパルス毎に変化するように設定される、
請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項6】
前記位相エンコード量の前記変化パターンは各グループで同じ変化パターンが繰り返されるように設定される、
請求項５に記載の磁気共鳴イメージング装置。
請求項５に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項7】
前記位相エンコード量の前記変化パターンは各グループで異なる変化パターンに設定される、
請求項５に記載の磁気共鳴イメージング装置。
請求項５に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項8】
前記第１のパルスシーケンス及び第２のパルスシーケンスの夫々は、所定の繰り返し時間で所定の繰り返し数だけ繰り返されるように設定され、
繰り返される各第１のパルスシーケンスの間、及び、繰り返される各第２のパルスシーケンスの間における、同じエコー時間に対応する前記グループ内の前記位相エンコード量は、互いに重複せず、所望の画像を再構成するのに必要な位相エンコード方向のｋ空間を充填できるように設定される、
請求項５乃至７のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
繰り返される各第１のパルスシーケンスの間、及び、繰り返される各第２のパルスシーケンスの間における、同じエコー時間に対応する前記グループ内の前記位相エンコード量は、互いに重複せず、所望の画像を再構成するのに必要な位相エンコード方向のｋ空間を充填できるように設定される、
請求項５乃至７のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項9】
前記解析部は、
前記第１の傾斜磁場パルス及び前記第２の傾斜磁場パルスのそれぞれの強度と形状から第１のｂ値及び第２のｂ値をそれぞれ算出し、
前記第１の信号及び前記第２の信号からそれぞれ生成された第１の画像及び第２の画像の画素値と、前記第１のｂ値及び前記第２のｂ値とから、前記被検体の体液の拡散を含む動きに関する指標が画素位置ごとに配置されたＡＤＣマップを算出する、
請求項２乃至８のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
前記第１の傾斜磁場パルス及び前記第２の傾斜磁場パルスのそれぞれの強度と形状から第１のｂ値及び第２のｂ値をそれぞれ算出し、
前記第１の信号及び前記第２の信号からそれぞれ生成された第１の画像及び第２の画像の画素値と、前記第１のｂ値及び前記第２のｂ値とから、前記被検体の体液の拡散を含む動きに関する指標が画素位置ごとに配置されたＡＤＣマップを算出する、
請求項２乃至８のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項10】
前記解析部は、前記ＡＤＣマップの中の前記指標を用いて前記第１の画像の各画素値を補正し、前記体液の前記動きの影響が除去された前記体液のＴ２値が反映されるように前記第１の画像を補正する、
請求項９に記載の磁気共鳴イメージング装置。
請求項９に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項11】
前記解析部は、エコー時間の異なる複数の前記第１の画像のそれぞれに対して、前記ＡＤＣマップの中の前記指標を用いて前記第１の画像の各画素値を補正し、前記体液の前記動きの影響が除去された前記体液のＴ２値が反映されるように前記複数の前記第１の画像を補正する、
請求項１０に記載の磁気共鳴イメージング装置。
請求項１０に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項12】
前記解析部は、補正後の前記エコー時間の異なる前記複数の前記第１の画像間の、同じ画素位置における画素値の変化から画素毎のＴ２値を算出して、Ｔ２マップを生成する、
請求項１１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
請求項１１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項13】
前記解析部は、補正後の前記エコー時間の異なる前記複数の前記第１の画像間の、同じ画素位置における画素値の変化から画素毎のＴ２スペクトラム、を算出する、
請求項１１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
請求項１１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項14】
前記第２の傾斜磁場パルスは、前記第１の傾斜磁場パルスと同じ方向に印加され、
前記撮像条件設定部は、その印加方向が前記第２の傾斜磁場パルスの印加方向に直交する第３の傾斜磁場パルスを有する第３のパルスシーケンスと、その印加方向が前記第２の傾斜磁場パルスの印加方向と前記第３の傾斜磁場パルスの印加方向の双方に直交する第４の傾斜磁場パルスを有する第４のパルスシーケンスとをさらに設定し、
前記画像生成部は、前記第２、第３、及び第４のパルスシーケンスの前記被検体への印加によって取得されるそれぞれの信号に基づいて、第２、第３、及び第４の拡散強調画像、第２、第３、及び第４の拡散係数画像、並びに、拡散テンソル画像、の少なくとも１つを生成する、
請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
前記撮像条件設定部は、その印加方向が前記第２の傾斜磁場パルスの印加方向に直交する第３の傾斜磁場パルスを有する第３のパルスシーケンスと、その印加方向が前記第２の傾斜磁場パルスの印加方向と前記第３の傾斜磁場パルスの印加方向の双方に直交する第４の傾斜磁場パルスを有する第４のパルスシーケンスとをさらに設定し、
前記画像生成部は、前記第２、第３、及び第４のパルスシーケンスの前記被検体への印加によって取得されるそれぞれの信号に基づいて、第２、第３、及び第４の拡散強調画像、第２、第３、及び第４の拡散係数画像、並びに、拡散テンソル画像、の少なくとも１つを生成する、
請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項15】
前記第２のパルスシーケンスにおける前記追加傾斜磁場パルスは、前記励起パルスに続く複数のリフォーカスパルスのうち、前記励起パルスから所定のエコー時間が経過した後の前記リフォーカスパルスのそれぞれの間に設けられる、
請求項４に記載の磁気共鳴イメージング装置。
請求項４に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項16】
前記画像生成部は、前記エコー時間の異なる複数の第１、第２の画像の一部を間引きして、対応する前記エコー時間の間隔を不等間隔とし、間引きによって削減された数の第１、第２の画像を用いて、前記Ｔ２値を算出する、
請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項17】
前記被検体の体液は、脳脊髄液および脳間質液の少なくとも一方である、
請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項18】
前記ＦＳＥ型のパルスシーケンスは、ＣＰＭＧ（Carr-Purcell-Meiboom-Gill）シーケンスである、
請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書及び図面に開示の実施形態は、磁気共鳴イメージング装置に関する。
【背景技術】
【0002】
磁気共鳴イメージング装置は、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（ＲＦ：Radio Frequency）信号で励起し、励起に伴って被検体から発生する磁気共鳴信号（ＭＲ（Magnetic Resonance）信号）を再構成して画像を生成する撮像装置である。
【0003】
磁気共鳴イメージング装置は、脳脊髄液（ＣＳＦ：cerebrospinal fluid）や脳間質液等を撮像することが可能である。近年、脳脊髄液や脳間質液はNeurofluidと呼ばれ、脳内老廃物のクリアランス機能（即ち、除去機能）の解明で重要であると考えられている。Neurofluidの撮像画像の代表例として、Ｔ２強調画像や拡散強調画像が挙げられる。
【0004】
Ｔ２強調画像において、ＣＳＦ等のNeurofluidを良好に描出しようとすると、脳実質部を分離する必要があり、ＣＰＭＧ（Carr-Purcell-Meiboom-Gill）シーケンス、或いは、ＦＳＥ（Fast Spin Echo）シーケンスと呼ばれるパルスシーケンスがしばしば用いられる。一方、拡散強調画像においては、ブラウン運動による拡散（diffusion）のみではなく、灌流（perfusion）や乱流的な動きを含めた画像化が試みられている。
【0005】
Neurofluidの着目領域は、脳内の血管周囲腔（即ち、脳内の血管の周囲にできた隙間）、狭い脳溝（即ち、脳のしわの溝の部分）、脳表面等であり、空間分解能の高いイメージング手法が必要とされる。
【0006】
上述したＣＰＭＧ（或いはＦＳＥ）シーケンスを用いてＴ２強調画像やＴ２マッピングを高分解能で取得しようとすると、リードアウト傾斜磁場パルスの強度Ｇやパルス長ＴＳを大きくする必要がある。
【0007】
しかしながら、リードアウト傾斜磁場パルスの強度Ｇやパルス長ＴＳを大きくすると、リードアウト傾斜磁場パルスそのものによって、拡散や乱流的な動きによる影響が無視できなくなり、Ｔ２マッピングにおけるＴ２値の精度が低下することになる。
【0008】
脳内の老廃物のクリアランスに関連する評価では、拡散や乱流的な動きの影響のないNeurofluidのＴ２値が重要であると共に、Neurofluidの拡散や乱流的な動きに関する指標もまた重要である。
【0009】
上述したように、従来のイメージング手法では、Neurofluidの拡散や乱流的な動きの影響によってＴ２マッピングにおけるＴ２値の精度が低下していた。また、拡散や乱流的な動きに関する指標を得ようとすると、Ｔ２値を取得するための撮像とは別の撮像を行う必要があり、全体の撮像時間が長くなっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【特許文献1】特開２０１７－２２５５０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の１つは、精度の高いＴ２値と、拡散や乱流的な動きに関する指標とを、短い撮像時間で取得できるようにすることである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限らない。後述する各実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置付けることもできる。
【課題を解決するための手段】
【0012】
一実施形態の磁気共鳴イメージング装置は、励起パルスと、前記励起パルスに続く複数のリフォーカスとを有するＦＳＥ型のパルスシーケンスであって、隣接する前記リフォーカスパルスの夫々の間に第１の傾斜磁場パルスが配置される第１のパルスシーケンスと、隣接する前記リフォーカスパルスの夫々の間に、前記第１の傾斜磁場パルスとはパルス形状が異なる第２の傾斜磁場パルスが配置される第２のパルスシーケンスと、を設定する撮像条件設定部と、前記第１のパルスシーケンス及び前記第２のパルスシーケンスを被検体に印加し、第１の信号及び第２の信号を夫々取得する撮像部と、前記第１の信号及び前記第２の信号から、第１の画像及び第２の画像をそれぞれ生成する画像生成部と、前記第１の画像及び前記第２の画像から、前記被検体の体液の拡散を含む動きの影響が除去された前記体液のＴ２値を算出する、解析部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の全体構成例を示す構成図。
【図2】実施形態の処理回路で実現する機能に焦点を当てた機能ブロック図。
【図3】ＣＳＦの撮像における従来の課題を説明する図。
【図4】第１、第２のパルスシーケンスの概略シーケンスダイヤグラムを例示する図。
【図5】拡散や乱流的な動きの影響のない真のＴ２値を得るための処理概念の説明図。
【図6】実施形態の磁気共鳴イメージング装置の処理例を示すフローチャート。
【図7】第１、第２のパルスシーケンスの第１の詳細シーケンスダイヤグラムを例示する図。
【図8】第１、第２のパルスシーケンスの第２の詳細シーケンスダイヤグラムを例示する図。
【図9】複数のセグメントで収集したｋ空間データをｋ空間に配列する方法の概念を説明する図。
【図10】エコー時間毎の第１、第２のｋ空間データセットを再構成して、エコー時間毎の第１、第２の画像を生成する処理の概念を示す図。
【図11】第１、第２の画像の画素値と第１、第２のｂ値とからＡＤＣマップを算出する処理の概念を示す図。
【図12】ＡＤＣマップを用いて、エコー時間毎に生成されている第１の画像の補正し、拡散・乱流の影響を取り除く処理の概念を示す図。
【図13】補正後の第１の画像の画素値のエコー時間ＴＥに対する変化から、拡散・乱流の影響が取り除かれた真のＴ２値を画素位置ごとに算出し、Ｔ２マップを生成する処理の概念を示す図。
【図14】補正後の第１の画像の画素値のエコー時間ＴＥに対する変化から、Ｔ２スペクトラムを算出する処理の概念を示す図。
【図15】実施形態の第１の変形例に係る第１、第２のパルスシーケンスのシーケンスダイヤグラム。
【図16】実施形態の第２の変形例の処理概念を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１を、添付図面に基づいて説明する。
【0015】
（構成及び基本動作の概要）
図１は、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１の全体構成を示すブロック図である。実施形態の磁気共鳴イメージング装置１は、磁石架台１００、制御キャビネット３００、コンソール４００、寝台５００等を備えて構成される。
図１は、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１の全体構成を示すブロック図である。実施形態の磁気共鳴イメージング装置１は、磁石架台１００、制御キャビネット３００、コンソール４００、寝台５００等を備えて構成される。
【0016】
磁石架台１００は、静磁場磁石１０、傾斜磁場コイル１１、ＷＢ（Whole Body）コイル１２等を有しており、これらの構成品は円筒状の筐体に収納されている。寝台５００は、寝台本体５０と天板５１を有している。また、磁気共鳴イメージング装置１は、被検体に近接して配設されるアレイコイル２０を有している。
【0017】
制御キャビネット３００は、傾斜磁場電源３１（Ｘ軸用３１ｘ、Ｙ軸用３１ｙ、Ｚ軸用３１ｚ）、ＲＦ受信器３２、ＲＦ送信器３３、及びシーケンスコントローラ３４を備えている。
【0018】
磁石架台１００の静磁場磁石１０は、概略円筒形状をなしており、被検体（例えば、患者）の撮像領域であるボア（即ち、静磁場磁石１０の円筒内部の空間）内に静磁場を発生させる。静磁場磁石１０は超電導コイルを内蔵し、液体ヘリウムによって超電導コイルが極低温に冷却されている。静磁場磁石１０は、励磁モードにおいて静磁場用電源（図示せず）から供給される電流を超電導コイルに印加することで静磁場を発生し、その後、永久電流モードに移行すると、静磁場用電源は切り離される。一旦永久電流モードに移行すると、静磁場磁石１０は長時間、例えば１年以上に亘って、大きな静磁場を発生し続ける。なお、静磁場磁石１０を永久磁石として構成しても良い。
【0019】
傾斜磁場コイル１１も概略円筒形状をなし、静磁場磁石１０の内側に固定されている。この傾斜磁場コイル１１は、傾斜磁場電源（３１ｘ、３１ｙ、３１ｚ）から供給される電流によりＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の方向に傾斜磁場を被検体に印加する。
【0020】
寝台５００の寝台本体５０は天板５１を上下方向に移動可能であり、撮像前に天板５１に載った被検体を所定の高さまで移動させる。その後、撮影時には天板５１を水平方向に移動させて被検体をボア内に移動させる。
【0021】
ＷＢコイル１２は、傾斜磁場コイル１１の内側に被検体を取り囲むように概略円筒形状に固定されている。ＷＢコイル１２は、ＲＦ送信器３３から伝送されるＲＦパルスを被検体に向けて送信する一方、水素原子核の励起によって被検体から放出される磁気共鳴信号を受信する。
【0022】
アレイコイル２０はＲＦコイルであり、被検体から放出される磁気共鳴信号を被検体に近い位置で受信する。アレイコイル２０は、例えば、複数の要素コイルから構成される。アレイコイル２０は、被検体の撮像部位に応じて、頭部用、胸部用、脊椎用、下肢用、或いは全身用など種々のタイプがあるが、図１では胸部用のアレイコイル２０を例示している。
【0023】
ＲＦ送信器３３は、シーケンスコントローラ３４からの指示に基づいて、ＷＢコイル１２にＲＦパルスを送信する。一方、ＲＦ受信器３２は、ＷＢコイル１２やアレイコイル２０によって受信された磁気共鳴信号を検出し、検出した磁気共鳴信号をデジタル化して得られる生データをシーケンスコントローラ３４に送る。
【0024】
シーケンスコントローラ３４は、コンソール４００による制御のもと、傾斜磁場電源３１、ＲＦ送信器３３およびＲＦ受信器３２をそれぞれ駆動することによって被検体のスキャンを行う。そして、シーケンスコントローラ３４は、スキャンを行ってＲＦ受信器３２から生データを受信すると、その生データをコンソール４００に送る。
【0025】
シーケンスコントローラ３４は、処理回路（図示を省略）を具備している。この処理回路は、例えば所定のプログラムを実行するプロセッサや、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェアで構成される。
コンソール４００は、処理回路４０、記憶回路４１、ディスプレイ４２、及び入力デバイス４３を有するコンピュータとして構成されている。
コンソール４００は、処理回路４０、記憶回路４１、ディスプレイ４２、及び入力デバイス４３を有するコンピュータとして構成されている。
【0026】
記憶回路４１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）の他、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）や光ディスク装置等の外部記憶装置を含む記憶媒体である。記憶回路４１は、各種の情報やデータを記憶する他、処理回路４０が具備するプロセッサが実行する各種のプログラムを記憶する。
【0027】
入力デバイス４３は、例えば、マウス、キーボード、トラックボール、タッチパネル等であり、各種の情報やデータを操作者が入力するための種々のデバイスを含む。ディスプレイ４２は、液晶ディスプレイパネル、プラズマディスプレイパネル、有機ＥＬパネル等の表示デバイスである。
【0028】
処理回路４０は、例えば、ＣＰＵや、専用又は汎用のプロセッサを備える回路である。プロセッサは、記憶回路４１に記憶した各種のプログラムを実行することによって、後述する各種の機能を実現する。処理回路４０は、ＦＰＧＡ（field programmable gate array）やＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）等のハードウェアで構成してもよい。これらのハードウェアによっても後述する各種の機能を実現することができる。また、処理回路４０は、プロセッサとプログラムによるソフトウェア処理と、ハードウェア処理とを組み合わせて、各種の機能を実現することもできる。
【0029】
これらの各構成品によって、コンソール４００は、磁気共鳴イメージング装置１全体を制御する。具体的には、検査技師等の操作者による、マウスやキーボード等（入力デバイス４３）の操作によって撮像条件その他の各種情報や指示を受け付ける。そして、処理回路４０は、入力された撮像条件に基づいてシーケンスコントローラ３４にスキャンを実行させる一方、シーケンスコントローラ３４から送信された生データに基づいて画像を再構成する。再構成された画像はディスプレイ４２に表示され、或いは記憶回路４１に保存される。
【0030】
（実施形態の細部構成と動作）
図２は、実施形態の磁気共鳴イメージング装置１のブロック図であり、特に、処理回路４０で実現する機能に焦点を当てた機能ブロック図である。
図２は、実施形態の磁気共鳴イメージング装置１のブロック図であり、特に、処理回路４０で実現する機能に焦点を当てた機能ブロック図である。
【0031】
【0032】
図２に示すように、磁気共鳴イメージング装置１の処理回路４０は、撮像条件設定機能Ｆ０１、画像生成機能Ｆ０２、ＡＤＣマップ生成機能Ｆ０３、拡散・動き補正機能Ｆ０４、Ｔ２マップ生成機能Ｆ０５、及び、Ｔ２スペクトラム生成機能Ｆ０６の各機能を実現する。
【0033】
撮像条件設定機能Ｆ０１は、入力デバイス４３等を介して設定或いは選択された撮像条件に基づいてパルスシーケンスのパラメータを決定し、決定したパラメータを有するパルスシーケンスを撮像部６００のシーケンスコントローラ３４に対して設定する。
【0034】
実施形態の磁気共鳴イメージング装置１は、特に、励起パルスと、この励起パルスに続く複数のリフォーカスとを有するＦＳＥ（Fast Spin Echo）型のパルスシーケンスであって、隣接するリフォーカスパルスの夫々の間に第１の傾斜磁場パルスが配置される第１のパルスシーケンスと、隣接する前記リフォーカスパルスの夫々の間に、前記第１の傾斜磁場パルスとはパルス形状が異なる第２の傾斜磁場パルスが配置される第２のパルスシーケンスとを設定することができる。第１、第２のパルスシーケンスについては、より詳しく後述する。
【0035】
撮像部６００は、設定された第１のパルスシーケンス及び第２のパルスシーケンスを被検体に印加し、第１のＭＲ信号及び第２のＭＲ信号を夫々取得し、シーケンスコントローラ３４を介して、コンソール４００の処理回路４０に送出する。
【0036】
処理回路４０の画像生成機能Ｆ０２は、第１のＭＲ信号及び第２のＭＲ信号から、第１の画像及び第２の画像をそれぞれ生成する。例えば、第１のＭＲ信号及び第２のＭＲ信号をそれぞれフーリエ変換等の処理によって再構成して、第１の画像及び第２の画像を生成する。
【0037】
解析機能Ｆ０７は、第１の画像及び第２の画像から、被検体の体液の拡散を含む動きの影響が除去された体液のＴ２値を算出する。ここで、被検体の体液とは、例えば、ＣＳＦ（脳脊髄液）や脳間質液などのNeurofluidである。また、被検体の体液とは、血液やリンパ液を含めてもよいし、その他の被検体の内部にある液体を含めても良い。
【0038】
解析機能Ｆ０７は、その内部構成として、ＡＤＣマップ生成機能Ｆ０３、拡散・動き補正機能Ｆ０４、Ｔ２マップ生成機能Ｆ０５、及びＴ２スペクトラム生成機能Ｆ０６を有している。
【0039】
ＡＤＣマップ生成機能Ｆ０３、拡散・動き補正機能Ｆ０４、Ｔ２マップ生成機能Ｆ０５、及びＴ２スペクトラム生成機能Ｆ０６の具体的な説明の前に、ＣＳＦ等のNeurofluidの撮像における従来の課題と、本実施形態による解決手段の要点を図３乃至図５を用いて説明しておく。なお、以下では、説明を簡潔にするため、撮像の対象がＣＳＦであるものとして説明するが、脳間質液等のNeurofluidやその他の体液を排除するものではない。
【0040】
図３は、ＣＳＦの撮像における従来の課題を説明する図である。ＣＳＦ等の体液は、脳実質部に比べると横緩和時間Ｔ２が長いため、ＣＳＦの撮像画像としてはＴ２強調画像が多く用いられている。特に、ＣＳＦを良好に描出しようとすると、脳実質部を十分に分離する必要があり、ＣＰＭＧ（Carr-Purcell-Meiboom-Gill）シーケンス、或いは、ＦＳＥ（Fast Spin Echo）シーケンスと呼ばれるパルスシーケンスが従来からしばしば用いられている。
ＣＰＭＧシーケンスは、所謂ＣＰＭＧ条件を満たすＦＳＥパルスシーケンスのことである。ここで、ＣＰＭＧ条件とは、
条件（１）隣接する２つのリフォーカスパルス間の間隔ＥＳＰが、励起パルスと１番目のリフォーカスパルスとの間隔の２倍であり、励起パルスとリフォーカスパルスのＲＦ信号の位相が９０度シフトしており、且つ、
条件（２）全ての隣接する２つのリフォーカスパルス間において、隣接する２つのリフォーカスパルス間における総ての傾斜磁場の積分値が同じである、
という条件である。ＣＰＭＧ条件が満たされると、スピンエコーＳＥと、誘発エコー（stimulated echo）ＳＴＥとが、時間方向の同じ位置において同位相で加算され、ＳＮ比が向上する。
ＣＰＭＧシーケンスは、所謂ＣＰＭＧ条件を満たすＦＳＥパルスシーケンスのことである。ここで、ＣＰＭＧ条件とは、
条件（１）隣接する２つのリフォーカスパルス間の間隔ＥＳＰが、励起パルスと１番目のリフォーカスパルスとの間隔の２倍であり、励起パルスとリフォーカスパルスのＲＦ信号の位相が９０度シフトしており、且つ、
条件（２）全ての隣接する２つのリフォーカスパルス間において、隣接する２つのリフォーカスパルス間における総ての傾斜磁場の積分値が同じである、
という条件である。ＣＰＭＧ条件が満たされると、スピンエコーＳＥと、誘発エコー（stimulated echo）ＳＴＥとが、時間方向の同じ位置において同位相で加算され、ＳＮ比が向上する。
【0041】
図３（ａ）乃至図３（ｃ）は、従来から用いられているＣＰＭＧシーケンスである。図３（ａ）はＲＦパルス列、図３（ｂ）は位相エンコード傾斜磁場パルス列、図３（ｃ）はリードアウト傾斜磁場パルス列を示している。なお、各ＲＦパルスの発生タイミングに対応してスライス選択傾斜磁場パルスも生成されるが、図３では図示を省略している。
【0042】
リードアウト傾斜磁場パルス、位相エンコード傾斜磁場パルス、スライス選択傾斜磁場パルスのそれぞれの印加方向は、例えば、図１におけるＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向であるが、これに限定されず、設定されたＦＯＶ（Field Of View）の傾き応じた、所望の印加方向を取り得る。
【0043】
図３（ａ）に示すように、ＲＦパルス列は、励起パルス（例えばフリップ角が９０°のＲＦパルス）と、励起パルスに続く複数のリフォーカスパルス（例えばフリップ角が１８０°のＲＦパルス）とで構成されている。励起パルスと複数のリフォーカスパルスは、前述したＣＰＭＧ条件（１）を満たしている。
【0044】
図３（ｂ）に示す位相エンコード傾斜磁場パルスＧＰでは、隣接する２つのリフォーカスパルスの間において、位相エンコード量を決定する位相エンコードパルスと、これと同一振幅で逆極性のリワインダパルスのペアを有している。このペアにより、リフォーカスパルス毎に異なる位相エンコード量を設定しつつ、前述したＣＰＭＧ条件（２）を満たすことができる。
【0045】
図３（ｃ）に示すリードアウト傾斜磁場パルスＧｒ１のうち、励起パルスと１番目のリフォーカスパルスとの間にある傾斜磁場パルスは、１番目と２番目のリフォーカスパルスの間にあるリードアウト傾斜磁場パルスの中央において横磁化の位相がゼロとなるように、事前に横磁化の位相をマイナス方向に回転させておくための傾斜磁場パルスであり、プリフェージングパルスと呼ばれている。通常、プリフェージングパルスの強度はリードアウト傾斜磁場パルスと同一に設定され、プリフェージングパルスのパルス長はリードアウト傾斜磁場パルスの半分に設定される。
【0046】
前述したように、ＣＳＦに対するＴ２強調画像やＴ２マッピングを高分解能で取得しようとすると、リードアウト傾斜磁場パルスの強度やパルス長を大きくする必要がある。これに対応してプリフェージングパルスの強度やパルス長も大きくなる。
【0047】
プリフェージングパルスとリードアウト傾斜磁場パルスの強度やパルス長が大きくなると、ＣＳＦの拡散や乱流的な動きに起因するＭＲ信号の位相分散による信号減衰が無視できなくなってくる。
【0048】
つまり、図３（ｃ）にハッチングで示した、プリフェージングパルスと、１番目のリードアウト傾斜磁場パルスの半分のパルスとのペアが、拡散強調撮像におけるＭＰＧ（Motion Probing Gradient）パルスと同等の働きをして、ＭＰＧパルスと同等な効果を示すようになる。以下、このような効果、即ち、強度やパルス長の大きいリードアウト傾斜磁場パルスの印加により、ＣＳＦの拡散や乱流的な動きに起因する位相分散が発生し、信号強度が減衰する効果を、リードアウト傾斜磁場パルスのＭＰＧ効果と呼ぶものとする。
【0049】
図３（ｄ）は、リードアウト傾斜磁場パルスの印加に伴って被検体から発せられるＭＲ信号を示している。ＭＲ信号は、隣接する２つのリフォーカスパルス間にあるそれぞれのリードアウト傾斜磁場パルスの中央の位置においてピークを示す。
【0050】
各ピーク値は、Ｔ２緩和により、励起パルスからの経過時間と共に、図３（ｄ）に破線で示した曲線のように減衰していく。通常は、この減衰曲線の形状から横緩和時間Ｔ２を算出する。
【0051】
しかしながら、上述したように、リードアウト傾斜磁場パルスの強度やパルス長が大きくなると、ＭＰＧ効果による減衰がＴ２緩和による減衰に重畳される。このため、得られた減衰曲線の形状から横緩和時間Ｔ２を算出しても、真のＴ２値とならず、誤差をもったＴ２値しか得られないことになる。なお、図３では、スライス選択ないしスライスエンコーディング傾斜磁場パルスを省略して示した。また、リフォーカスパルスの前後にＦＩＤ信号抑制用傾斜磁場パルス（いわゆるスポイラーないしクラッシャー傾斜磁場パルス）を挿入することもあり、同様にＭＰＧ効果を有しうる。この場合も、図３のようにリードアウト傾斜磁場パルスによるＭＰＧ効果とそれに対する補正方法を同様に適用することができる。
【0052】
このような課題を解決するため、実施形態の磁気共鳴イメージング装置１では、図３に示した従来のパルスシーケンス（第１のパルスシーケンス）に加えて、第２のパルスシーケンスを用いるものとしている。
【0053】
図４は、実施形態で用いる第１のパルスシーケンスと第２のパルスシーケンスを例示する図である。図４（ａ）から図４（ｄ）は、図３に示した従来のパルスシーケンス（第１のパルスシーケンス）と同じものである。図４（ｃ）にハッチングで示したプリフェージングパルスとリードアウト傾斜磁場パルスの前半部分とで構成されるペアが、上述したＭＰＧ効果を生むＭＰＧ１パルスを構成している。
【0054】
第２のパルスシーケンスは、ＲＦパルス（図４（ａ））、スライス選択傾斜磁場パルス（図示を省略）、及び、位相エンコード傾斜磁場パルス（図４（ｂ））は第１のパルスシーケンスと同じであり、リードアウト傾斜磁場パルスだけが第１のパルスシーケンスと異なる。
【0055】
図４（ｅ）は、第２のパルスシーケンスにおけるリードアウト傾斜磁場パルスＧｒ２の一例を示す図である。第２のパルスシーケンスにおけるリードアウト傾斜磁場パルスＧｒ２は、第１のパルスシーケンスにおけるリードアウト傾斜磁場パルスＧｒ1の前縁側と後縁側にそれぞれ所定の形状の追加傾斜磁場パルスが付加された形状となっている。また、第２のパルスシーケンスにおけるプリフェージングパルスは、第１のパルスシーケンスのプリフェージングパルスの後縁側に、上記と同じ追加傾斜磁場パルスが付加された形状となっている。図４（ｅ）にハッチングで示したプリフェージングパルスと、リードアウト傾斜磁場パルスの前半部分とで構成されるペアによって、第２のパルスシーケンスにおけるＭＰＧ効果を生むＭＰＧ２パルスが構成される。
【0056】
図４（ｆ）は、第２のパルスシーケンスのリードアウト傾斜磁場パルスの印加に伴って被検体から発せられるＭＲ信号を示している。第１のパルスシーケンスと同様に、ＭＲ信号の各ピーク値は、Ｔ２緩和により、励起パルスからの経過時間と共に減衰していく。
【0057】
図４（ｃ）と図４（ｅ）から明らかなように、第２のパルスシーケンスにおけるＭＰＧ２パルスの時間積分値の方が、第１のパルスシーケンスにおけるＭＰＧ１パルスの時間積分値よりも大きい。このため、ＭＰＧ効果に関しては第２のパルスシーケンスの方が第１のパルスシーケンスよりも大きくなり、励起パルスからの経過時間によるＭＲ信号ピーク値の減衰の程度は、第２のパルスシーケンスの方が大きくなる。
【0058】
図５は、第１のパルスシーケンスで得られるＭＲ信号s1(t)と、第２のパルスシーケンスで得られるＭＲ信号s２(t)とを用いて、拡散や乱流的な動きの影響のない、真のＴ２値を得るための処理の概念を説明する図である。
【0059】
図５の上段のグラフ中の実線は、第１のパルスシーケンスによるＭＲ信号s1(t)と、第２のパルスシーケンスによるＭＲ信号s２(t)の、励起パルス印加後の経過時間に伴う減衰曲線を模式的に示す図である。それぞれのカーブは、リフォーカスパルス間に発生するＭＲ信号の各ピークの包絡線となっている。
【0060】
第１のパルスシーケンスによるＭＲ信号s1(t)は、前述したように、Ｔ２緩和による減衰と、ＭＰＧ１パルスに起因する拡散や乱流的な動きによる減衰を受ける。ＭＲ信号s1(t)は、例えば、以下の（式１）で表すことができる。
s1(t)=s0*exp(-t/T2)*exp(-b1*ADC) （式１）
（式１）において、ｔは励起パルスからの経過時間、Ｔ２は撮像対象の横緩和時間Ｔ２値、ＡＤＣは、撮像対象の拡散や乱流的な動きの指標である、見かけ上の拡散係数（apparent diffusion coefficient）を表している。なお、以下では、ＡＤＣを単に拡散係数と呼ぶものとする。ｂ１は、ＭＰＧ１パルスによるＭＰＧ効果を示す指標であり、ＭＰＧ１パルスの時間波形から算出できる既知の値である。
s1(t)=s0*exp(-t/T2)*exp(-b1*ADC) （式１）
（式１）において、ｔは励起パルスからの経過時間、Ｔ２は撮像対象の横緩和時間Ｔ２値、ＡＤＣは、撮像対象の拡散や乱流的な動きの指標である、見かけ上の拡散係数（apparent diffusion coefficient）を表している。なお、以下では、ＡＤＣを単に拡散係数と呼ぶものとする。ｂ１は、ＭＰＧ１パルスによるＭＰＧ効果を示す指標であり、ＭＰＧ１パルスの時間波形から算出できる既知の値である。
【0061】
同様に、第２のパルスシーケンスによるＭＲ信号s２(t)も、例えば、以下の（式２）で表すことができる。
s２(t)=s0*exp(-t/T2)*exp(-b２*ADC) （式２）
（式１）と（式２）の差異はｂ２だけである。ｂ２も、ＭＰＧ２パルスによるＭＰＧ効果を示す指標であり、ＭＰＧ２パルスの時間波形から算出できる既知の値である。
s２(t)=s0*exp(-t/T2)*exp(-b２*ADC) （式２）
（式１）と（式２）の差異はｂ２だけである。ｂ２も、ＭＰＧ２パルスによるＭＰＧ効果を示す指標であり、ＭＰＧ２パルスの時間波形から算出できる既知の値である。
【0062】
ｂ１とｂ２とが既知の値であるので、（式１）と（式２）とから、拡散係数ＡＤＣを算出することができる。そして、算出されたＡＤＣと、既知のｂ値であるｂ１を（式１）に代入することにより、以下の（式３）を得ることができる。
sＣ(t)=s0*exp(-t/T2) （式３）
（式３）は、補正後のＭＲ信号sＣ(t)を表している。（式３）では、（式１）における拡散係数ＡＤＣの減衰項であるexp(-b1*ADC)が除去されており、撮像対象の拡散や乱流的な動きによる影響のない、Ｔ２減衰による減衰項であるexp(-t/T2)のみとなっている。したがって、（式３）で表される減衰曲線から、拡散や乱流的な動きによる影響のない、真のＴ２値を算出することができる。
sＣ(t)=s0*exp(-t/T2) （式３）
（式３）は、補正後のＭＲ信号sＣ(t)を表している。（式３）では、（式１）における拡散係数ＡＤＣの減衰項であるexp(-b1*ADC)が除去されており、撮像対象の拡散や乱流的な動きによる影響のない、Ｔ２減衰による減衰項であるexp(-t/T2)のみとなっている。したがって、（式３）で表される減衰曲線から、拡散や乱流的な動きによる影響のない、真のＴ２値を算出することができる。
【0063】
なお、図４に示した第１、第２のパルスシーケンス、及び、図５に示した本実施形態の処理の概念は、撮像対象の全体が同じＴ２値、同じ拡散係数ＡＤＣで一様に分布していることを暗に想定している。しかしながら、実際には、Ｔ２値や拡散係数ＡＤＣは、撮像対象の位置ごとに異なる値を示すはずである。したがって、拡散係数ＡＤＣは、再構成された画像の画素位置ごとに算出する必要があり、拡散や乱流的な動きによる影響が取り除かれた真のＴ２値も画素位置ごとに算出する必要がある。言い換えると、拡散係数ＡＤＣが画素位置ごとに配列されたＡＤＣマップと、真のＴ２値が画素位置ごとに配列された真のＴ２マップを算出する必要がある。
以下、実施形態に係る、ＡＤＣマップと真のＴ２マップの算出処理について、図６に示すフローチャートと、図７乃至図１３の説明図を用いて説明する。
以下、実施形態に係る、ＡＤＣマップと真のＴ２マップの算出処理について、図６に示すフローチャートと、図７乃至図１３の説明図を用いて説明する。
【0064】
まず、図６のステップＳＴ１００で、第１、第２のパルスシーケンスを設定する。ステップＳＴ１００の処理は、図３の撮像条件設定機能Ｆ０１が行う。図７乃至図９は、ステップＳＴ１００で設定される第１、第２のパルスシーケンスの一例を示す図である。
【0065】
図７（ａ）及び図７（ｂ）は、第１、第２のパルスシーケンスに共通するＲＦパルスと、位相エンコード傾斜磁場パルスＧＰをそれぞれ例示する図である。一方、図７（ｃ）は第１のパルスシーケンスのリードアウト傾斜磁場パルスＧｒ１であり、図７（ｄ）は第２のパルスシーケンスのリードアウト傾斜磁場パルスＧｒ２である。
【0066】
図８（ａ）及び図８（ｂ）は、第１、第２のパルスシーケンスを、図７よりも長い時間スパンで見た図である。図８（ｂ）は、横方向に延びる実線が位相エンコード量ゼロに対応し、黒四角の実線からの距離によって、位相エンコード量の値を模式的に示している。
【0067】
図７（ｂ）、図８（ａ）、図８（ｂ）に示すように、第１、第２のパルスシーケンスでは、複数のリフォーカスパルスはエコー時間ＴＥの異なる複数のグループに分割され、リフォーカスパルスの夫々に対応付けられる位相エンコード量は、グループ内では位相エンコード量が所定の変化パターンでリフォーカスパルス毎に変化するように設定される。
【0068】
例えば、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、複数のリフォーカスパルスは、グループ１からグループＮのＮ個のグループに分割され、それぞれのグループにはＭ個のリフォーカスパルス（図８の例では５つのリフォーカスパルス）が設けられている。そして、リフォーカスパルスの夫々に対応付けられる位相エンコード量は、各グループ内では位相エンコード量が、例えば、「＋２ａ、＋ａ、０、－ａ、－２ａ」（ａは所定の単位位相エンコード量）といった所定の変化パターンでリフォーカスパルス毎に変化するように設定されている。
【0069】
励起パルスから各グループの中央までの経過時間は、各グループを代表するエコー時間ＴＥと考えられる。つまり、グループ１、グループ２、グループ３、・・・、グループＮ内では、エコー時間ＴＥ１、ＴＥ２、ＴＥ３，・・・、ＴＥ（Ｎ）に対応するＭＲ信号が得られると考えられる。
【0070】
また、図８（ａ）に示すように、第１、第２のパルスシーケンスでは、１つの励起パルスとこれに続く複数のリフォーカスパルスで構成される１つの群（以下、この群をセグメントと呼ぶものとする）が、繰り返し時間ＴＲで、所定の繰り返し数だけ（例えば、Ｌ回）繰り返すように設定されている。
【0071】
そして、各グループ内での位相エンコード量の変化パターンは、異なるセグメント間では、異なる変化パターンとなるように位相エンコート量が設定される。例えば、図８（ｂ）に示すように、第１セグメントの位相エンコード量の変化パターンが「＋２ａ、＋ａ、０、－ａ、－２ａ」のとき、第２セグメントの位相エンコード量の変化パターンは、例えば、第１セグメントの位相エンコード量をプラス方向に一律αだけシフトさせた変化パターン「＋２ａ＋α、＋ａ＋α、＋α、－ａ＋α、－２ａ＋α」に設定される。
【0072】
このように、同じエコー時間ＴＥに対応するグループ内の位相エンコード量の変化パターンをセグメント間で異ならせることにより、エコー時間毎の画像を再構成するのに必要な位相エンコード方向のｋ空間を、互いに重複することなく充填することができる。
【0073】
図９は、複数のセグメントで収集したＭＲ信号（即ち、ｋ空間データ）を、ｋ空間に配列する方法の概念を説明する図である。図９（ｃ）に示すように、同じエコー時間ＴＥに対応するグループ（即ち、同じ番号のグループ）のｋ空間データが、各セグメントから集められ、ＴＥ１、ＴＥ２、ＴＥ３、・・・、ＴＥ（ｎ）等の異なるエコー時間ＴＥごとに設けられるｋ空間に充填されていく。
【0074】
このようにして、異なるエコー時間の複数のグループで構成されるセグメントを複数回繰り返してｋ空間データを収集することにより、異なるエコー時間に対応する複数のｋ空間を、所望の画像を再構成するのに十分なだけのｋ空間データでフルに充填することができる。
【0075】
なお、図７乃至図９に示した例では、同一セグメント内のグループ間における位相エンコード量の変化パターンは同じパターンとなるものとしているが、これに限定されない。同一セグメント内のグループ間における位相エンコード量の変化パターンは異なるパターンであってもよい。要は、複数のセグメントでｋ空間データを収集するとき、異なるエコー時間に対応する複数のｋ空間を、所望の画像を再構成するのに十分なだけのｋ空間データで、最終的に重複なくフルに充填することができればよい。
図６に戻り、ステップＳＴ１００において、上述した第１、第２のパルスシーケンスが設定されることになる。
図６に戻り、ステップＳＴ１００において、上述した第１、第２のパルスシーケンスが設定されることになる。
【0076】
次のステップＳＴ１０１では、第１、第２のパルスシーケンスのリードアウト傾斜磁場パルスのうちのＭＰＧパルスの形状（ＭＰＧ１、ＭＰＧ２）から、公知の手法により第１、第２のｂ値（ｂ１、ｂ２）をそれぞれ算出する（図１１（ａ）参照）。ステップＳＴ１０１の処理は、例えば、ＡＤＣマップ生成機能Ｆ０３が行う。
【0077】
ステップＳＴ１０２では、ステップＳＴ１００で設定された第１、第２のパルスシーケンスを被検体に印加して、第１、第２のＭＲ信号を収集する。ステップＳＴ１０２の処理は、撮像部６００が行う。
【0078】
ステップＳＴ１０３では、図７乃至図９に関連して説明したように、第１、第２のＭＲ信号を同じエコー時間ＴＥのグループで集約するようにしてｋ空間に配列し、エコー時間ＴＥ毎の第１、第２のｋ空間データセットを生成する。図１０（ａ）及び図１０（ｃ）は、ＴＥ１からＴＥ（Ｎ）までのエコー時間毎に生成された第１、第２のｋ空間データセットを例示する図である。
【0079】
次のステップＳＴ１０４では、エコー時間毎の第１、第２のｋ空間データセットを再構成して、エコー時間毎の第１、第２の画像を生成する。図１０（ａ）乃至図１０（ｄ）は、エコー時間毎の第１、第２のｋ空間データセットを再構成して、エコー時間毎の第１、第２の画像を生成する処理の概念を示す図である。ステップＳＴ１０３とステップＳＴ１０４の処理は、例えば、図２の画像生成機能Ｆ０２が行う。
【0080】
次に、ステップＳＴ１０５では、第１、第２の画像の画素値S1(x, y)、S2(x, y)と第１、第２のｂ値（ｂ１、ｂ２）とから、画素位置ごとの拡散係数ＡＤＣ（ＡＤＣマップ）を算出する。ステップＳＴ１０５の処理は、図２のＡＤＣマップ生成機能Ｆ０３が行う。
【0081】
図１１は、ステップＳＴ１０５の処理概念を説明する図である。図１１（ｂ）に示すように、第１の画像の画素値S1(x, y)は、画素位置（x, y）における被検体の組織のＴ２値とエコー時間ＴＥ（ｎ）に応じたＴ２減衰（exp(-TE(n)/T2)を受けるとともに、画素位置（x, y）における拡散係数ＡＤＣと第１のパルスシーケンスのｂ１値に応じた拡散や乱流的な動きによる減衰（exp(-b1*ADC(x, y)）をリードアウト毎に受ける。ＴＥ(ｎ＋１)とＴＥ（ｎ）の間にＭ回のリードアウトを行う場合、ＭＰＧ効果として実効的に(Ｍ*ｂ１)値に相当する減衰を受ける（例えば、図７の場合はＭ＝５である）。以下では、説明の都合上、隣り合うエコー時間の間で積算された実効的なｂ値を用いることにする。したがって、第１の画像の画素値S1(x, y)は次の（式４）で表すことができる。
S1(x, y)=S0(x, y)*exp(-TE(n)/T2)*exp(-b1*ADC(x, y)) （式４）
S1(x, y)=S0(x, y)*exp(-TE(n)/T2)*exp(-b1*ADC(x, y)) （式４）
【0082】
同様に、図１１（ｃ）に示すように、第２の画像の画素値S２(x, y)は、画素位置（x, y）における被検体の組織のＴ２値とエコー時間ＴＥ（ｎ）に応じたＴ２減衰（exp(-TE(n)/T2)を受けるとともに、画素位置（x, y）における拡散係数ＡＤＣと第２のパルスシーケンスのｂ２値に応じた拡散や乱流的な動きによる減衰（exp(-b２*ADC(x, y)）を受ける。したがって、第２の画像の画素値S２(x, y)は次の（式５）で表すことができる。
S2(x, y)=S0(x, y)*exp(-TE(n)/T2)*exp(-b2*ADC(x, y)) （式５）
S2(x, y)=S0(x, y)*exp(-TE(n)/T2)*exp(-b2*ADC(x, y)) （式５）
【0083】
（式４）と（式５）の比（S1(x, y)／S2(x, y)）を求めることにより、拡散や乱流的な動きによる減衰の項のみが残り、ｂ値（ｂ１、ｂ２）は既知であることから、画素位置毎の拡散係数ADC(x, y)を算出することができる。そして、拡散係数ADC(x, y)を対応する画素位置に配列することにより、図１１（ｄ）に示すようなＡＤＣマップを生成することができる。
【0084】
次に、ステップＳＴ１０６において、画素位置ごとの拡散係数ＡＤＣ（即ち、ＡＤＣマップ）を用いて、エコー時間毎に生成されている第１の画像の補正し、拡散・乱流の影響を取り除く。ステップＳＴ１０６の処理は、図２の拡散・動き補正機能Ｆ０４が行う。
【0085】
図１２は、ステップＳＴ１０６の処理概念を説明する図である。図１２（ａ）は、拡散や乱流的な動きの影響を受けている補正前の、エコー時間ＴＥ（ｎ）（ｎ＝１～Ｎ）毎の第１の画像を示している。補正前の第１の画像は、（式４）に示されるように、第１のパルスシーケンスのｂ１値に応じた拡散や乱流的な動きによる減衰（exp(-b1*ADC(x, y)）を受けている。
【0086】
そこで、この減衰を、ステップＳＴ１０５で算出したＡＤＣマップ（図１２（ｂ））を用いて画素位置毎に補正する。その結果、図１２（ｃ）に示すように、拡散や乱流的な動きの影響を受けていない補正後の第１の画像が、エコー時間ＴＥ（ｎ）（ｎ＝１～Ｎ）毎に算出される。補正後の第１の画像の画素値SC(x, y)は、以下の（式６）で表される。
SC(x, y)=S0(x, y)*exp(-TE(n)/T2) （式６）
SC(x, y)=S0(x, y)*exp(-TE(n)/T2) （式６）
【0087】
次に、ステップＳＴ１０７において、補正された第１の画像の画素値のエコー時間ＴＥに対する変化から、拡散・乱流の影響が取り除かれた真のＴ２値を画素位置ごとに算出し、Ｔ２マップを生成する。ステップＳＴ１０７の処理は、図２のＴ２マップ生成機能Ｆ０５が行う。
【0088】
図１３は、ステップＳＴ１０７の処理概念を説明する図である。図１３（ｂ）に点線で示す曲線は、補正後の第１の画像の画素値SC(x, y)を、エコー時間ＴＥに対してプロットした模式的なグラフである。また、図１３（ｂ）に実線で示す曲線は、補正前の第１の画像の画素値S１(x, y)を、エコー時間ＴＥに対してプロットした模式的なグラフである。
【0089】
補正後の第１の画像の画素値SC(x, y)の変化が指数関数で変化するものと仮定すると、最低２つのエコー時間ＴＥに対する画素値SC(x, y)があればＴ２値を算出することができるが、エコー時間ＴＥのサンプルポイントを増やすことにより、カーブフィッティング等の手法を用いて、Ｔ２値の算出精度を高めることができる。
【0090】
また、同じ画素位置に（即ち、同じボクセル内に）異なるＴ２値を示す多成分の物質が含まれる場合もあり得る。このような場合にも、２よりも多い複数のエコー時間ＴＥに対応する画素値SC(x, y)の変化曲線から、各成分のＴ２値を推定することもできる。
【0091】
そして、画素位置毎に算出したＴ２値（拡散や乱流的な動きの影響を受けていない、真のＴ２値）を対応する画素位置に配列することにより、図１３（ｃ）に示すような、真のＴ２マップを生成することができる。
【0092】
なお補正後の第１の画像の画素値SC(x, y)のエコー時間ＴＥに対する変化曲線（図１４（ａ））から、図１４（ｂ）に例示したＴ２スペクトラムを算出することもできる。Ｔ２スペクトラムは、横軸をＴ２値、縦軸を強度としてプロットしたものである。拡散や乱流的な動きの影響を受けていると、Ｔ２値のピークは真のＴ２値よりも大きな位置に現れるが、補正後の画素値の変化から算出した真のＴ２値では、本来のＴ２値の位置にピークが発生する。Ｔ２スペクトラムの算出処理は、図２のＴ２スペクトラム生成機能Ｆ０６が行う。
【0093】
（第１の変形例）
図１５は、実施形態の第１の変形例に係る第１、第２のパルスシーケンスのシーケンスダイヤグラムである。第１の変形例では、第１のパルスシーケンス（図１５（ａ）及び図１５（ｂ））は、上述した実施形態と同じであるが、図１５（ｃ）に示すように第２のパルスシーケンスのうちのリードアウト傾斜磁場パルスが若干異なっている。
図１５は、実施形態の第１の変形例に係る第１、第２のパルスシーケンスのシーケンスダイヤグラムである。第１の変形例では、第１のパルスシーケンス（図１５（ａ）及び図１５（ｂ））は、上述した実施形態と同じであるが、図１５（ｃ）に示すように第２のパルスシーケンスのうちのリードアウト傾斜磁場パルスが若干異なっている。
【0094】
具体的には、第２のパルスシーケンスのリードアウト傾斜磁場パルスでは、励起パルスの印加から所定のエコー時間ＴＥａの間は、第１のパルスシーケンスのリードアウト傾斜磁場パルスと同じ、即ち、追加傾斜磁場パルスを付加しないものとし、所定のエコー時間ＴＥａが経過した後に、追加傾斜磁場パルスを付加するものとしている。
【0095】
実施形態の磁気共鳴イメージング装置１の主な撮像対象は、比較的Ｔ２時間の長いＣＳＦ等の体液である。したがって、所定のエコー時間ＴＥａよりも長いエコー時間ＴＥの信号を処理の対象とすれば十分である場合も多い。励起パルスの印加から所定のエコー時間ＴＥａまでの期間に追加傾斜磁場パルスを付加しないことにより、装置への負担が軽減される。また、第１、第２の画像の再構成処理、第１の画像に対する補正処理、及び、補正後の第１の画像を用いたＴ２値算出処理等を、追加傾斜磁場パルスを付加して収集したデータに限定することにより、これらの処理時間を短縮することができる。
【0096】
（第２の変形例）
図１６は、実施形態の第２の変形例の処理概念を説明する図である。第２の変形例は、図１６（ｂ）に示すように、取得するエコー時間ＴＥの間隔を、図１４（ａ）のように等間隔ではなく、第１、第２の画像の一部を間引きして不等間隔にする。前述したように、Ｔ２値は補正後の第１の画像の画素値の、エコー時間ＴＥに対する曲線から算出する。通常、この曲線は、エコー時間ＴＥが短い領域では変化が大きく、エコー時間ＴＥが長くなるにつれて変化しなくなる。したがって、エコー時間ＴＥが短い領域では、図１４（ａ）のように等間隔でデータを取得し、エコー時間ＴＥが長い領域では、エコー時間ＴＥが短い領域よりも隣接するエコー時間の間隔を広くする。そして、このようにして取得したデータから第１の画像を生成することで、Ｔ２値の算出精度を劣化させることなく、生成する画像の総数を低減することができ、Ｔ２値の算出や解析に要する処理時間を短縮することができる。
図１６は、実施形態の第２の変形例の処理概念を説明する図である。第２の変形例は、図１６（ｂ）に示すように、取得するエコー時間ＴＥの間隔を、図１４（ａ）のように等間隔ではなく、第１、第２の画像の一部を間引きして不等間隔にする。前述したように、Ｔ２値は補正後の第１の画像の画素値の、エコー時間ＴＥに対する曲線から算出する。通常、この曲線は、エコー時間ＴＥが短い領域では変化が大きく、エコー時間ＴＥが長くなるにつれて変化しなくなる。したがって、エコー時間ＴＥが短い領域では、図１４（ａ）のように等間隔でデータを取得し、エコー時間ＴＥが長い領域では、エコー時間ＴＥが短い領域よりも隣接するエコー時間の間隔を広くする。そして、このようにして取得したデータから第１の画像を生成することで、Ｔ２値の算出精度を劣化させることなく、生成する画像の総数を低減することができ、Ｔ２値の算出や解析に要する処理時間を短縮することができる。
【0097】
（第３の変形例）
上述した実施形態における第２のパルスシーケンスのリードアウト傾斜磁場パルスの印加方向は、第１のパルスシーケンスのリードアウト傾斜磁場パルスの印加方向と同一に設定される。
上述した実施形態における第２のパルスシーケンスのリードアウト傾斜磁場パルスの印加方向は、第１のパルスシーケンスのリードアウト傾斜磁場パルスの印加方向と同一に設定される。
【0098】
第３の変形例では、撮像条件設定機能Ｆ０１は、リードアウト傾斜磁場パルスの印加方向が、第２のパルスシーケンスのリードアウト傾斜磁場パルスの印加方向に直交する第３のパルスシーケンスを設定する。さらに、リードアウト傾斜磁場パルスの印加方向が、第２のパルスシーケンスのリードアウト傾斜磁場パルスの印加方向と、第３のパルスシーケンスのリードアウト傾斜磁場パルスの印加方向の双方に直交する第４のパルスシーケンスを設定する。
【0099】
なお、第３、第４のパルスシーケンスにおけるリードアウト傾斜磁場パルスは、第２のパルスシーケンスにおけるリードアウト傾斜磁場パルスと同様に、第１のパルスシーケンスにおけるリードアウト傾斜磁場パルスの前縁側と後縁側に追加傾斜磁場パルスを付加したものであり、所定の大きさのＭＰＧ効果を有している。
【0100】
また、第３の変形例に係る画像生成機能Ｆ０２は、上記の第２、第３、及び第４のパルスシーケンスの被検体への印加によって取得されるそれぞれの信号に基づいて、第２、第３、及び第４の拡散強調画像、第２、第３、及び第４の拡散係数画像、並びに、拡散テンソル画像、の少なくとも１つを生成する。
【0101】
以上、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１といくつかの変形例を説明してきたが、実施形態またはその変形例の説明における撮像条件設定機能、画像生成機能、及び解析機能は、特許請求の範囲の記載における撮像条件設定部、画像生成部、及び解析部の一例である。
以上説明してきたように、実施形態の磁気共鳴イメージング装置は、精度の高いＴ２値と、拡散や乱流的な動きに関する指標とを、短い撮像時間で取得できる。
以上説明してきたように、実施形態の磁気共鳴イメージング装置は、精度の高いＴ２値と、拡散や乱流的な動きに関する指標とを、短い撮像時間で取得できる。
【0102】
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。
【符号の説明】
【0103】
１ 磁気共鳴イメージング装置
４０ 処理回路
４１ 記憶回路
４２ ディスプレイ
４３ 入力デバイス
４００ コンソール
６００ 撮像部
Ｆ０１ 撮像条件設定機能
Ｆ０２ 画像生成機能
Ｆ０３ ＡＤＣマップ生成機能
Ｆ０４ 拡散・動き補正機能
Ｆ０５ Ｔ２マップ生成機能
Ｆ０６ Ｔ２スペクトラム生成機能
４０ 処理回路
４１ 記憶回路
４２ ディスプレイ
４３ 入力デバイス
４００ コンソール
６００ 撮像部
Ｆ０１ 撮像条件設定機能
Ｆ０２ 画像生成機能
Ｆ０３ ＡＤＣマップ生成機能
Ｆ０４ 拡散・動き補正機能
Ｆ０５ Ｔ２マップ生成機能
Ｆ０６ Ｔ２スペクトラム生成機能
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
