知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-04-08
(45)【発行日】2022-04-18
(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 20060101AFI20220411BHJP
G01N 24/08 20060101ALI20220411BHJP
【ＦＩ】
A61B5/055 311
G01N24/08 520Y
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2017124487
(22)【出願日】2017-06-26
(65)【公開番号】P2019005289
(43)【公開日】2019-01-17
【審査請求日】2020-04-17
(73)【特許権者】
【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】100108855
【弁理士】
【氏名又は名称】蔵田 昌俊
(74)【代理人】
【識別番号】100103034
【弁理士】
【氏名又は名称】野河 信久
(74)【代理人】
【識別番号】100075672
【弁理士】
【氏名又は名称】峰 隆司
(74)【代理人】
【識別番号】100153051
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 直樹
(74)【代理人】
【識別番号】100179062
【弁理士】
【氏名又は名称】井上 正
(74)【代理人】
【識別番号】100189913
【氏名又は名称】鵜飼 健
(72)【発明者】
【氏名】齊藤 佳奈子
(72)【発明者】
【氏名】武口 智行
【審査官】永田 浩司
(56)【参考文献】
【文献】特開２００１－０４６３５４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１３－５２１９５５（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１６／０５８８７６（ＷＯ，Ａ２）
【文献】特開２０１０－１３１４２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１１／０９００８９（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６１Ｂ ５／０５５
Ｇ０１Ｎ ２４／０８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ｋ空間における複数のラジアル方向に沿った複数のスポーク各々において、磁気共鳴信号を収集する収集部を具備し、前記収集部は、前記複数のスポークの総数より少ないＮ（前記Ｎは２以上の自然数）本のスポーク各々において磁気共鳴信号を収集した後、前記Ｎ本のスポークにおいて隣接するスポーク間の角度を維持して前記Ｎ本のスポークを回転させた回転後の前記Ｎ本のスポーク各々において磁気共鳴信号を収集する、
磁気共鳴イメージング装置であって、
前記ｋ空間において前記角度が等間隔になるように前記Ｎ本のスポークを設定する設定部をさらに備え、
前記設定部は、前記Ｎのべき乗で前記等間隔となる再帰的な分割を３６０°に対して実行することにより、前記ｋ空間において前記Ｎ本のスポークの回転角度を設定し、
前記総数と前記Ｎとに基づいて、前記再帰的な分割として、バランス木であって前記Ｎの多分木である木構造を生成し、
前記木構造における最下層の葉ノードの各々に対して、互いに異なる自然数と、前記ｋ空間において互いに異なるスポークの前記角度とを割り当てる、
磁気共鳴イメージング装置。
【請求項2】
ｋ空間における複数のラジアル方向に沿った複数のスポーク各々において、磁気共鳴信号を収集する収集部を具備し、前記収集部は、前記複数のスポークの総数より少ないＮ（前記Ｎは２以上の自然数）本のスポーク各々において磁気共鳴信号を収集した後、前記Ｎ本のスポークにおいて隣接するスポーク間の角度を維持して前記Ｎ本のスポークを回転させた回転後の前記Ｎ本のスポーク各々において磁気共鳴信号を収集する、
磁気共鳴イメージング装置であって、
前記収集部は、前記Ｎ本のスポークをランダムに回転させる、
磁気共鳴イメージング装置。
【請求項3】
ｋ空間におけるラジアル方向に沿った複数のスポークを設定する設定部であって、前記複数のスポークの総数と前記総数よりも少ないＮ（前記Ｎは２以上の自然数）とに基づくＮ分木の再帰木構造に従い前記複数のスポーク各々の角度を等間隔で割り当てる、設定部と、
前記複数のスポーク各々において、磁気共鳴信号を収集する収集部を具備し、
前記収集部は、前記Ｎ本のスポーク各々において磁気共鳴信号を収集した後、前記Ｎ本のスポークにおいて隣接するスポーク間の角度を維持して前記Ｎ本のスポークを回転させた回転後の前記Ｎ本のスポーク各々において磁気共鳴信号を収集する、
磁気共鳴イメージング装置。
【請求項4】
前記Ｎは、前記２以上の自然数のうち、奇数である、請求項１乃至３の何れか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項5】
前記Ｎは、３である、請求項４に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項6】
前記設定部は、前記Ｎのべき乗で前記等間隔となる再帰的な分割を３６０°に対して実行することにより、前記ｋ空間において前記Ｎ本のスポークの回転角度を設定する、請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項7】
前記収集部は、前記葉ノードに割り当てられた前記自然数をスキャン順序として、前記葉ノードに割り当てられた前記角度に対応するスポークにおいて、前記磁気共鳴信号を収集する、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項8】
前記設定部は、１つの磁気共鳴画像の再構成に用いられる前記スポークの本数と、前記葉ノードに属する前記自然数と前記角度とに基づいて、前記再構成に用いられる複数のスポークを特定し、前記収集された磁気共鳴信号のうち前記特定されたスポークに対応する磁気共鳴信号を用いて、フレームごとに磁気共鳴画像を再構成する再構成部をさらに具備する、
請求項１又は７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】
本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージング装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、磁気共鳴イメージング装置における磁気共鳴信号の収集において、ｋ空間におけるラジアルサンプリングに関するスポークを、黄金角（ｇｏｌｄｅｎ－ａｎｇｌｅ）で変化させる収集方法がある。このとき、フィボナッチ数で連続したスポークを抽出すると、ｋ空間において、スポークの偏りが少なくなる。
【0003】
しかしながら、上記収集方法では、隣接するスポークの間の角度は、均等になることはない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】米国特許出願公開第２０１５／００７７１１２号明細書
【非特許文献】
【0005】
【文献】Ｓ．Ｗｉｎｋｅｌｍａｎｎ ｅｔ ａｌ．， “Ａｎ ｏｐｔｉｍａｌ ｒａｄｉａｌ ｐｒｏｆｉｌｅ ｏｒｄｅｒ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｇｏｌｄｅｎ ｒａｔｉｏ ｆｏｒ ｔｉｍｅ－ｒｅｓｏｌｖｅｄ ＭＲＩ，” ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． Ｍｅｄｉｃａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ ２６：６８－７６ （２００７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
発明が解決しようとする課題は、磁気共鳴画像の画質を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、ｋ空間における複数のラジアル方向に沿った複数のスポーク各々において、磁気共鳴信号を収集する収集部を有する。前記収集部は、前記複数のスポークの総数より少ないＮ（Ｎは２以上の自然数）本のスポーク各々において磁気共鳴信号を収集した後、前記Ｎ本のスポークにおいて隣接するスポーク間の角度を維持して前記Ｎ本のスポークを回転させた回転後の前記Ｎ本のスポーク各々において磁気共鳴信号を収集する。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、添付図面を用いて、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置を詳細に説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【0010】
図１を用いて、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ：以下、ＭＲＩと呼ぶ）装置の構成について説明する。図１は、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００の構成を示す図である。同図に示すように、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、静磁場磁石１０１と、傾斜磁場コイル１０３と、傾斜磁場電源１０５と、寝台１０７と、寝台制御回路１０９と、送信回路（送信部）１１３と、送信コイル１１５と、受信コイル１１７と、受信回路（受信部）１１９と、シーケンス制御回路（収集部）１２１と、バス１２３と、インタフェース回路（入力部）１２５と、ディスプレイ（表示部）１２７と、記憶装置（記憶部）１２９と、処理回路（処理部）１３１とを備える。なお、ＭＲＩ装置１００は、静磁場磁石１０１と傾斜磁場コイル１０３との間において中空の円筒形状のシムコイルを有していてもよい。
【0011】
静磁場磁石１０１は、中空の略円筒形状に形成された磁石である。なお、静磁場磁石１０１は、略円筒形状に限らず、開放型の形状で構成されてもよい。静磁場磁石１０１は、内部の空間に一様な静磁場を発生する。この静磁場磁石１０１としては、例えば、超伝導磁石等が使用される。
【0012】
傾斜磁場コイル１０３は、中空の円筒形状に形成されたコイルである。傾斜磁場コイル１０３は、静磁場磁石１０１の内側に配置される。傾斜磁場コイル１０３は、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの各軸に対応する３つのコイルが組み合わされて形成される。Ｚ軸方向は、静磁場の方向と同方向であるとする。また、Ｙ軸方向は、鉛直方向とし、Ｘ軸方向は、Ｚ軸及びＹ軸に垂直な方向とする。傾斜磁場コイル１０３における３つのコイルは、傾斜磁場電源１０５から個別に電流供給を受けて、Ｘ、Ｙ、Ｚの各軸に沿って磁場強度が変化する傾斜磁場を発生させる。
【0013】
傾斜磁場コイル１０３によって発生するＸ、Ｙ、Ｚ各軸の傾斜磁場は、例えば、スライス選択用傾斜磁場、位相エンコード用傾斜磁場および周波数エンコード用傾斜磁場（リードアウト傾斜磁場ともいう）にそれぞれ対応している。スライス選択用傾斜磁場は、任意に撮像断面を決めるために利用される。位相エンコード用傾斜磁場は、空間的位置に応じて磁気共鳴（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ：以下、ＭＲと呼ぶ）信号の位相を変化させるために利用される。周波数エンコード用傾斜磁場は、空間的位置に応じてＭＲ信号の周波数を変化させるために利用される。
【0014】
傾斜磁場電源１０５は、シーケンス制御回路１２１の制御により、傾斜磁場コイル１０３に電流を供給する電源装置である。
【0015】
寝台１０７は、被検体Ｐが載置される天板１０７１を備えた装置である。寝台１０７は、寝台制御回路１０９による制御のもと、被検体Ｐが載置された天板１０７１を、ボア１１１内へ挿入する。通常、寝台１０７は、長手方向が静磁場磁石１０１の中心軸と平行になるように、本ＭＲＩ装置１００が設置された検査室内に設置される。
【0016】
寝台制御回路１０９は、寝台１０７を制御する回路であり、例えばプロセッサにより実現される。寝台制御回路１０９は、インタフェース回路１２５を介した操作者の指示により寝台１０７を駆動し、天板１０７１を長手方向および上下方向へ移動させる。
【0017】
送信回路１１３は、シーケンス制御回路１２１の制御により、ラーモア周波数に対応する高周波パルスを送信コイル１１５に供給する。
【0018】
送信コイル１１５は、傾斜磁場コイル１０３の内側に配置されたＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）コイルである。送信コイル１１５は、送信回路１１３から高周波パルス（ＲＦパルス）の供給を受けて、高周波磁場に相当する送信ＲＦ波を発生する。送信コイルは、例えば、全身用コイル（ｗｈｏｌｅ ｂｏｄｙ ｃｏｉｌ：ＷＢコイル）である。ＷＢコイルは、送受信コイルとして使用されてもよい。
【0019】
受信コイル１１７は、傾斜磁場コイル１０３の内側に配置されたＲＦコイルである。受信コイル１１７は、高周波磁場によって被検体Ｐから放射されるＭＲ信号を受信する。受信コイル１１７は、受信したＭＲ信号を受信回路１１９へ出力する。受信コイル１１７は、例えば、１以上、典型的には複数のコイルエレメントを有するコイルアレイである。なお、図１において送信コイル１１５と受信コイル１１７とは別個のＲＦコイルとして記載されているが、送信コイル１１５と受信コイル１１７とは、一体化された送受信コイルとして実施されてもよい。送受信コイルは、例えば、被検体Ｐの撮像対象に対応し、頭部コイルのような局所的な送受信ＲＦコイルである。
【0020】
受信回路１１９は、シーケンス制御回路１２１の制御により、受信コイル１１７から出力されたＭＲ信号に基づいて、デジタル化されたＭＲ信号を生成する。具体的には、受信回路１１９は、受信コイル１１７から出力されたＭＲ信号に対して各種信号処理を施した後、各種信号処理が施されたデータに対してアナログ/デジタル（Ａ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ））変換を実行する。受信回路は１１９は、ＡＤ変換されたデータに対して標本化（サンプリング）を実行する。これにより、受信回路１１９は、デジタルのＭＲ信号（以下、ＭＲデータと呼ぶ）を、シーケンス制御回路１２１に出力する。
【0021】
シーケンス制御回路１２１は、処理回路１３１から出力された撮像プロトコルに従って、傾斜磁場電源１０５、送信回路１１３及び受信回路１１９等を制御し、被検体Ｐに対する撮像を行う。撮像プロトコルは、検査に応じた各種パルスシーケンスを有する。撮像プロトコルには、傾斜磁場電源１０５により傾斜磁場コイル１０３に供給される電流の大きさ、傾斜磁場電源１０５により電流が傾斜磁場コイル１０３に供給されるタイミング、送信回路１１３により送信コイル１１５に供給されるＲＦパルスの大きさ、送信回路１１３により送信コイル１１５にＲＦパルスが供給されるタイミング、受信コイル１１７によりＭＲ信号が受信されるタイミング等が定義されている。傾斜磁場電源１０５により傾斜磁場コイル１０３に供給される電流の大きさは、パルスシーケンスに応じたリードアウト傾斜磁場の波形に対応する。
【0022】
例えば、ｋ空間における複数のラジアル方向に沿った複数のスポーク各々においてＭＲ信号が収集されるパルスシーケンスによるラジアルスキャンが実行される場合、シーケンス制御回路１２１は、リードアウト傾斜磁場として位相エンコード用傾斜磁場と周波数エンコード用傾斜磁場とを同時に発生させるように傾斜磁場電源１０５を制御する。加えて、シーケンス制御回路１２１は、送信コイル１１５への高周波パルスの印加毎に、位相エンコード用傾斜磁場の強度と周波数エンコード用傾斜磁場の強度とを変化させるように、傾斜磁場電源１０５を制御する。シーケンス制御回路１２１は、リードアウト傾斜磁場の発生とともに、ＭＲ信号を受信するために受信回路１１９を制御する。シーケンス制御回路１２１は、受信回路１１９から出力されたＭＲデータを、リードアウト傾斜磁場の強度およびラジアル方向（ｋ空間に充填される位置）とともに、処理回路１３１および記憶装置１２９に出力する。
【0023】
バス１２３は、インタフェース回路１２５と、ディスプレイ１２７と、記憶装置１２９と、処理回路１３１との間でデータを伝送させる伝送路である。バス１２３には、ネットワーク等を介して、各種生体信号計測器、外部記憶装置、各種モダリティなどが適宜接続されてもよい。
【0024】
インタフェース回路１２５は、操作者からの各種指示や情報入力を受け付ける回路である。インタフェース回路１２５は、例えば、マウス等のポインティングデバイス、あるいはキーボード等の入力デバイスに関する回路である。なお、インタフェース回路１２５は、マウス、キーボードなどの物理的な操作部品に関する回路に限定されない。例えば、本ＭＲＩ装置１００とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、受け取った電気信号を種々の回路へ出力するような電気信号の処理回路もインタフェース回路１２５の例に含まれる。
【0025】
ディスプレイ１２７は、処理回路１３１におけるシステム制御機能１３１１による制御のもとで、例えば、再構成機能１３１３により再構成された磁気共鳴画像（以下、ＭＲ画像と呼ぶ）、不図示の画像処理機能によりＭＲ画像に対して画像処理を実行した画像等を表示する。ディスプレイ１２７は、例えば、ＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、プラズマディスプレイ、又は当技術分野で知られている他の任意のディスプレイ、モニタ等の表示デバイスである。
【0026】
記憶装置１２９は、再構成機能１３１３を介してｋ空間に充填されたＭＲデータ、再構成機能１３１３により再構成された画像データ等を記憶する。記憶装置１２９は、各種撮像プロトコル、撮像プロトコルを規定する複数の撮像パラメータを含む撮像条件等を記憶する。記憶装置１２９は、処理回路１３１で実行される各種機能に対応するプログラムを記憶する。記憶装置１２９は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスクドライブ（ｈａｒｄ ｄｉｓｋ ｄｒｉｖｅ）、ソリッドステートドライブ（ｓｏｌｉｄ ｓｔａｔｅ ｄｒｉｖｅ）、光ディスク等である。また、記憶装置１２９は、ＣＤ－ＲＯＭドライブやＤＶＤドライブ、フラッシュメモリ等の可搬性記憶媒体との間で種々の情報を読み書きする駆動装置等であってもよい。
【0027】
処理回路１３１は、ハードウェア資源として図示していないプロセッサ、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ等を有し、本ＭＲＩ装置１００を統括的に制御する。処理回路１３１は、システム制御機能１３１１、再構成機能１３１３、設定機能１３１５を有する。システム制御機能１３１１、再構成機能１３１３、設定機能１３１５にて行われる各種機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶装置１２９へ記憶されている。処理回路１３１は、これら各種機能に対応するプログラムを記憶装置１２９から読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読みだした状態の処理回路１３１は、図１の処理回路１３１内に示された複数の機能等を有することになる。
【0028】
なお、図１においては単一の処理回路１３１にてこれら各種機能が実現されるものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路１３１を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより機能を実現するものとしても構わない。換言すると、上述のそれぞれの機能がプログラムとして構成され、１つの処理回路が各プログラムを実行する場合であってもよいし、特定の機能が専用の独立したプログラム実行回路に実装される場合であってもよい。なお、処理回路１３１が有するシステム制御機能１３１１、再構成機能１３１３、設定機能１３１５は、それぞれシステム制御部、再構成部、設定部の一例である。
【0029】
上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）或いは、特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Ｓｉｍｐｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。
【0030】
プロセッサは、記憶装置１２９に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶装置１２９にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、寝台制御回路１０９、送信回路１１３、受信回路１１９、シーケンス制御回路１２１等も同様に、上記プロセッサなどの電子回路により構成される。
【0031】
処理回路１３１は、システム制御機能１３１１により、ＭＲＩ装置１００を統括的に制御する。具体的には、処理回路１３１は、記憶装置１２９に記憶されているシステム制御プログラムを読み出してメモリ上に展開し、展開されたシステム制御プログラムに従って本ＭＲＩ装置１００における各種回路を制御する。例えば、処理回路１３１は、システム制御機能１３１１により、インタフェース回路１２５を介して操作者から入力される撮像条件に基づいて、撮像プロトコルを記憶装置１２９から読み出す。なお、処理回路１３１は、撮像条件に基づいて、撮像プロトコルを生成してもよい。処理回路１３１は、撮像プロトコルをシーケンス制御回路１２１に送信し、被検体Ｐに対する撮像を制御する。
【0032】
処理回路１３１は、再構成機能１３１３により、ｋ空間のリードアウト方向（ラジアルスキャンの場合はラジアル方向）に沿ってＭＲデータを充填する。処理回路１３１は、ｋ空間に充填されたＭＲデータに対してフーリエ変換を行うことにより、ＭＲ画像を再構成する。
【0033】
以上が本実施形態に係るＭＲＩ装置１００の全体構成についての説明である。以下、ラジアルスキャンにおける複数のスポーク各々を設定する処理および、設定されたスポークを用いてラジアルスキャンを実行する処理等について説明する。
【0034】
処理回路１３１は、設定機能１３１５により、ｋ空間において隣接するスポークの間の角度が等間隔となるように、Ｎ本のスポークを設定する。ここで、Ｎは、一例として、２以上の自然数であって、デフォルトとして設定される。Ｎが偶数の場合、スポーク間の角度を等間隔にする条件から、対向するスポークが発生するため、ｋ空間上の収集効率の観点で、Ｎは奇数が好適である。さらに、２以上の奇数の中でも、Ｎ＝３の場合、後述するように、スポーク収集におけるｋ空間上での１回転にかかる時間がもっとも短く、少ない本数でｋ空間分布がばらつきやすいという観点で好適である。
【0035】
具体的には、処理回路１３１は、設定機能１３１５により、Ｎのｊ乗（Ｎｊ）で等間隔となる再帰的な分割を３６０°に対して実行することで、ｋ空間においてＮ本のスポークの回転角度を設定する。ここで、ｊは、Ｎｊがラジアルスキャンにおけるスポークの総数以上となる自然数のうち、最小の自然数である。具体的には、処理回路１３１は、３６０°に対する再帰的な分割の一例として、スポークの総数とＮとに基づいて、バランス木であってＮの多分木である木構造（以下、再帰木（リカーシブツリー（ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ ｔｒｅｅ））を生成する。スポークの総数とＮとは、再帰木の生成に関するパラメータである。処理回路１３１は、生成された再帰木を記憶装置１２９に記憶させる。なお、３６０°に対する再帰的な分割は、再帰木に限定されない。
【0036】
再帰木の一例として、Ｎが３であって、ラジアルスキャンにおけるスポークの総数が９本である場合の再帰木について説明する。このとき、ｊは、２となる。図２は、Ｎが３であって、スポークの総数が９本である場合の再帰木ＲＴ１を示す図である。
【0037】
処理回路１３１は、設定機能１３１５により、木構造における根ノードの下層に３本の枝を介して３個の親ノードを設定する。処理回路１３１は、設定された３個の親ノードに、１から３までの自然数（第１自然数と呼ぶ）を、３個の親ノードの左側から順に割り当てる。処理回路１３１は、設定された３個の親ノード各々の下層に、３本の枝を介して、３個の子ノードをそれぞれ設定する。設定された子ノードは、図２に示す再帰木ＲＴ１の葉ノードに相当する。処理回路１３１は、分岐元が同一な３個の葉ノードに、枝を介してこれらの３個の葉ノードの上層に位置する親ノードの第１自然数と、１から２までの回数に亘って３を順次加算した２個の自然数とを、３個の葉ノードの左側からこれらの自然数の小さい順にそれぞれ割り当てる。葉ノードに割り当てられた自然数を、以下第２自然数と呼ぶ。処理回路１３１は、３６０°をスポークの総数で除算した除算値に１からＮをそれぞれ乗じた複数の値を計算する。複数の値各々は、ｋ空間において基準の軸に対するスポークの角度に相当する。処理回路１３１は、複数の葉ノード各々に、計算された複数の角度を、複数の葉ノードの左側から角度の小さい順に割り当てる。このような割り当てにより、図２に示す再帰木ＲＴ１が生成される。図２に示す再帰木ＲＴ１における複数の葉ノードに割り当てられた第２自然数は、ラジアルスキャンが実行されるスポークのスキャン順序に対応する。すなわち、処理回路１３１は、木構造における最下層の葉ノードの各々に対して、互いに異なる自然数（第２自然数、スキャン順序）と、前記ｋ空間において互いに異なるスポークの角度と割り当てる。
【0038】
再帰木における子ノードの下層に、葉ノードとしての子ノードが再帰的に生成される場合について、図３を用いて説明する。このとき、ｊは、３となる。図３は、Ｎが３であって、スポークの総数が２７本である場合の再帰木ＲＴ２を示す図である。図３に示す子ノードに１から９までの自然数を割り当てるまでの処理は、図２を用いた説明と同様なため、説明を省略する。
【0039】
処理回路１３１は、設定機能１３１５により、木構造における３個の子ノード各々の下層に、３本の枝を介して、３個の子ノードをそれぞれ設定する。設定された子ノードは、木構造における最下層の子ノードであって、図３に示す再帰木ＲＴ２の葉ノードに相当する。処理回路１３１は、分岐元が同一な３個の葉ノードに、枝を介してこれら３個の葉ノードの上層に位置する親ノードの第１自然数と、１から２までの回数に亘って３の２乗を順次加算した２個の自然数とを、３個の葉ノードの左側から第２自然数の小さい順にそれぞれ割り当てる。処理回路１３１は、複数の葉ノード各々に、計算された複数の角度を、複数の葉ノードの左側から角度の小さい順に割り当てる。このような割り当てにより、図３に示す再帰木ＲＴ２が生成される。図３に示す再帰木ＲＴ２における複数の葉ノードに割り当てられた第２自然数は、ラジアルスキャンが実行されるスポークのスキャン順序を示している。
【0040】
上記再帰木の生成を一般化すると、処理回路１３１は、設定機能１３１５により、以下のような手順で再帰木を設定する。処理回路１３１は、木構造における根ノードの下層にＮ個の親ノードを設定する。処理回路１３１は、親ノード各々の下層に、Ｎ本の枝を介してＮ個の子ノードをそれぞれ設定する。処理回路１３１は、複数の子ノード各々の下層に、（ｊ－２）回に亘って、枝を介して子ノードを再帰的に設定する。処理回路１３１は、親ノードに、１からＮまでの第１自然数を小さい順にそれぞれ割り当てる。処理回路１３１は、親ノードから子ノードまでの枝の数がｉ（ｉは、ｊ未満の自然数）であって枝の分岐元が同一なＮ個の子ノードに、枝を介してこれらＮ個の子ノードの上層に位置する親ノードの第１自然数と、１から（Ｎ－１）までの回数に亘ってＮｉを第１自然数に順次加算した（Ｎ－１）個の自然数とを、小さい順に第２自然数としてそれぞれ割り当てる。処理回路１３１は、ｋ空間におけるスポークの角度として、３６０°をスポークの総数で除算した除算値に１からＮをそれぞれ乗じた複数の値を計算する。処理回路１３１は、木構造における最下層の子ノードに相当する葉ノード各々に、計算された複数の角度を、複数の葉ノードの左側から角度の小さい順に割り当てる。なお、再帰木の生成は、上記手順に限定されず、例えば、処理回路１３１は、根ノードからＮが３の場合で子ノードを生成し、次いでＮが２の場合で子ノードを生成し、これらの子ノードの生成を再帰的に繰り返すことで、再帰木の木構造を生成してもよい。いずれの場合も、生成された木構造の葉ノードの数で等間隔となる再帰的な分割がなされる。
【0041】
また、再帰木は、スポークの総数とＮとに対する第２自然数とスポークの角度との対応表（Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ：以下、ＬＵＴと呼ぶ）として、記憶装置１２９に記憶されてもよい。また、検査時間（ＭＲ信号の収集時間）に対するスポークの総数の対応関係も、記憶装置１２９に記憶されてもよい。このとき、インタフェース回路１２５等を介した操作者の指示により、被検体Ｐに対する検査時間が入力されると、処理回路１３１は、入力された検査時間に応じてスポークの総数を決定する。スポークの総数の決定は、一例であり、上記記載に限定されない。例えば、スポークの総数は、インタフェース回路１２５を介した操作者の指示により入力されてもよい。次いで、処理回路１３１は、スポークの総数とＬＵＴとに基づいて、スポーク各々のスキャン順序と、スポーク各々の角度とを設定する。処理回路１３１は、設定されたスキャン順序と設定されたスポークの角度とを、シーケンス制御回路１２１に出力する。なお、スポークの総数は検査時間に比例するため、ＬＵＴは、検査時間とＮとに対する第２自然数とスポークの角度との対応表であってもよい。このとき、検査時間に応じてスポークの総数を決定する処理は不要となる。
【0042】
処理回路１３１は、設定機能１３１５により、１つのＭＲ画像の再構成に用いられるスポークの本数と、再帰木における葉ノードに属する第２自然数とスポークの角度とに基づいて、１つのＭＲ画像（１フレーム）の再構成に用いられる複数のスポーク（以下、再構成スポークと呼ぶ）を特定する。ＭＲ画像の再構成に用いられるスポークの本数は、複数のフレームに亘って同一であってもよいし、異なっていてもよい。複数のフレーム各々における再構成スポークは、インタフェース回路１２５を介した操作者の指示により、適宜設定、変更されてもよい。
【0043】
１つのＭＲ画像の再構成に用いられるスポークの本数は、インタフェース回路１２５を介した操作者の指示により入力されてもよいし、記憶装置１２９に記憶されたデフォルト値であってもよい。デフォルト値は、例えば（ｊ－１）より小さい自然数をＮの指数とする値である。例えば、Ｎが３であってスポークの総数が４５本である場合、記憶装置１２９は、デフォルト値として再構成スポークを９本として記憶する。
【0044】
具体的には、処理回路１３１は、設定機能１３１５により、入力されたスポークの本数またはデフォルト値と、再帰木とを用いて、１フレームに対応するｋ空間において、複数のスポークのうち隣接する２つのスポークの間隔が略等間隔となるように、再構成スポークを特定する。再構成スポークの特定は、再帰木におけるスキャン順序とスポークの角度とを用いたラジアルスキャンの実行前でもよいし、全スポークに対するＭＲデータの収集後であってもよい。
【0045】
シーケンス制御回路１２１は、複数のスポークの総数より少ないＮ本のスポーク各々においてＭＲ信号を収集した後、隣接するスポーク間の角度を維持してＮ本のスポークを回転させた回転後のＮ本のスポーク各々において、ＭＲ信号を収集する。具体的には、シーケンス制御回路１２１は、再帰木における葉ノードに割り当てられた第２自然数をスキャン順序として、葉ノードに割り当てられた角度に対応するスポークにおいて、ＭＲ信号を収集するように、傾斜磁場電源１０５、送信回路１１３及び受信回路１１９等を制御する。すなわち、シーケンス制御回路１２１は、設定されたスキャン順序と設定されたスポークの角度とを用いて、ラジアルスキャンを実行する。
【0046】
図４は、図２における再帰木ＲＴ１を用いたスキャン順序の一例を示す図である。図４に示すように、３本スポークの２回転後まで、図２に示す再帰木ＲＴ１の葉ノードにおける第２自然数の１乃至９の順序でスキャンが実行される。具体的には、まず、（３６０／９）×１の角度のスポークに沿ってスキャンが実行され、次いで、（３６０／９）×４の角度のスポークに沿ってスキャンが実行され、最後に（３６０／９）×７の角度のスポークに沿ってスキャンが実行される。次いで、３本のスポークは、再帰木ＲＴ１において第２自然数が４である葉ノードに割り当てられたスポークの角度分だけ回転される。３本のスポークの１回転後、（３６０／９）×２の角度のスポークに沿ってスキャンが実行され、次いで、（３６０／９）×５の角度のスポークに沿ってスキャンが実行され、最後に（３６０／９）×８の角度のスポークに沿ってスキャンが実行される。次いで、３本のスポークは、再帰木ＲＴ１において第２自然数が７である葉ノードに割り当てられたスポークの角度分だけ回転される。３本のスポークの２回転後、（３６０／９）×３の角度のスポークに沿ってスキャンが実行され、次いで、（３６０／９）×６の角度のスポークに沿ってスキャンが実行され、最後に（３６０／９）×９の角度のスポークに沿ってスキャンが実行される。
【0047】
なお、図４に示す複数のスポーク各々は、ｋ空間の中心付近からｋ空間の中心を経由してｋ空間の端部近傍まで記載されている。これは、傾斜磁場の立ち上がり期間に応じたＭＲ信号の収集開始時点の遅れやＭＲ信号の収集時間の短縮、エコー時間（ＴＥ）の短縮等のために、図４に示す複数のスポーク各々に沿って、ラジアルスキャンが実行されることを示している。なお、本実施形態においては、図４の示すスポークの経路長に限定されない。例えば、本実施形態におけるラジアルスキャンは、ｋ空間の中心を通り、かつｋ空間の両端を結ぶ経路（ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ）に沿ったスポークにおいて実行されてもよい
【0048】
処理回路１３１は、再構成機能１３１３により、収集されたＭＲ信号のうち、設定機能１３１５により設定されたスポークに対応するＭＲ信号を用いて、フレームごとにＭＲ画像を再構成する。例えば、図４において、１フレームあたりのスポークが３と設定された場合、処理回路１３１は、第２自然数が１乃至３各々に対応するＭＲデータを用いて、第１フレームの第１ＭＲ画像を再構成する。処理回路１３１は、第２自然数が４乃６各々に対応するＭＲデータを用いて、第２フレームの第３ＭＲ画像を再構成する。処理回路１３１は、第２自然数が７乃至９各々に対応するＭＲデータを用いて、第３フレームの第３ＭＲ画像を再構成する。
【0049】
（動作）
図５は、本実施形態における動作の処理手順の一例を示すフローチャートである。再帰木は、上述した手順により予め生成され、スポークの総数とＮとに応じたＬＵＴとして記憶装置１２９に記憶されているものとする。以下、説明を具体的にするために、Ｎは３であって、ラジアルスキャンにおけるスポークの総数は、４５本であるものとする。このとき、再帰木は、図３に示す最下層の子ノードの下層に葉ノードがさらに生成された、ｊ＝４であってＮｊ＝８１の木構造となる。
図５は、本実施形態における動作の処理手順の一例を示すフローチャートである。再帰木は、上述した手順により予め生成され、スポークの総数とＮとに応じたＬＵＴとして記憶装置１２９に記憶されているものとする。以下、説明を具体的にするために、Ｎは３であって、ラジアルスキャンにおけるスポークの総数は、４５本であるものとする。このとき、再帰木は、図３に示す最下層の子ノードの下層に葉ノードがさらに生成された、ｊ＝４であってＮｊ＝８１の木構造となる。
【0050】
（ステップＳａ１）
インタフェース回路１２５を介して被検体Ｐに対する検査時間が入力される。なお、検査時間は、放射線部門情報管理システム（Ｒａｄｉｏｒｏｇｙ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ：ＲＩＳ）、病院情報システム（Ｈｏｓｐｉｔａｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ：ＨＩＳ）等の本ＭＲＩ装置１００の外部から、例えば検査オーダーなどにより、ネットワークを介して本ＭＲＩ装置１００に入力されてもよい。検査時間が入力されると、検査時間に基づいてスポークの総数が決定される。なお、再帰木に対応するＬＵＴが、検査時間に対する第２自然数とスポークの角度との対応表として記憶装置１２９に記憶されている場合、本ステップは、不要となる。
インタフェース回路１２５を介して被検体Ｐに対する検査時間が入力される。なお、検査時間は、放射線部門情報管理システム（Ｒａｄｉｏｒｏｇｙ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ：ＲＩＳ）、病院情報システム（Ｈｏｓｐｉｔａｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ：ＨＩＳ）等の本ＭＲＩ装置１００の外部から、例えば検査オーダーなどにより、ネットワークを介して本ＭＲＩ装置１００に入力されてもよい。検査時間が入力されると、検査時間に基づいてスポークの総数が決定される。なお、再帰木に対応するＬＵＴが、検査時間に対する第２自然数とスポークの角度との対応表として記憶装置１２９に記憶されている場合、本ステップは、不要となる。
【0051】
（ステップＳａ２）
スポークの総数と再帰木に関するＬＵＴとを用いて、スポーク各々に対するスキャン順序（第２自然数）とスポークの角度とが決定される。例えば、スポークの総数が４５本のとき、ｊ＝４に対応する再帰木のＬＵＴが記憶装置１２９から読み出される。読み出されたＬＵＴとスポークの総数とに基づいて、４５本のスポーク各々のスキャン順序と、４５本のスポーク各々のｋ空間での角度とが決定される。なお、再帰木に対応するＬＵＴが、検査時間に対する第２自然数とスポークの角度との対応表として記憶装置１２９に記憶されている場合、本ステップにおいて、検査時間に基づいて、スポーク各々に対するスキャン順序とスポークの角度とが決定される。
スポークの総数と再帰木に関するＬＵＴとを用いて、スポーク各々に対するスキャン順序（第２自然数）とスポークの角度とが決定される。例えば、スポークの総数が４５本のとき、ｊ＝４に対応する再帰木のＬＵＴが記憶装置１２９から読み出される。読み出されたＬＵＴとスポークの総数とに基づいて、４５本のスポーク各々のスキャン順序と、４５本のスポーク各々のｋ空間での角度とが決定される。なお、再帰木に対応するＬＵＴが、検査時間に対する第２自然数とスポークの角度との対応表として記憶装置１２９に記憶されている場合、本ステップにおいて、検査時間に基づいて、スポーク各々に対するスキャン順序とスポークの角度とが決定される。
【0052】
（ステップＳａ３）
決定されたスポークのスキャン順序に従って、決定された角度で被検体Ｐがスキャンされることにより、ＭＲ信号がスポークごとに収集される。ＭＲ信号の収集およびＭＲ画像の再構成において、パラレルイメージング（Ｐａｒａｌｌｅｌ Ｉｍａｇｉｎｇ）が実施される場合、またはパラレルイメージングに加えて圧縮センシング（Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ Ｓｅｎｓｉｎｇ）が実施される場合、本ステップの前または本ステップの後において、複数のコイルエレメントの空間的な感度差を示す感度マップを得るためのスキャンが実行されてもよい。また、感度マップを得るためのスキャンを実行する代わりに、処理回路１３１は、再構成機能１３１３により、コイルエレメント毎にｋ空間に充填されたＭＲデータに対して、スポークに応じた不均一高速フーリエ変換（Ｎｏｎ－Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ：ＮＵＦＦＴ）を実行することで、コイルエレメント各々の感度マップを推定してもよい。
決定されたスポークのスキャン順序に従って、決定された角度で被検体Ｐがスキャンされることにより、ＭＲ信号がスポークごとに収集される。ＭＲ信号の収集およびＭＲ画像の再構成において、パラレルイメージング（Ｐａｒａｌｌｅｌ Ｉｍａｇｉｎｇ）が実施される場合、またはパラレルイメージングに加えて圧縮センシング（Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ Ｓｅｎｓｉｎｇ）が実施される場合、本ステップの前または本ステップの後において、複数のコイルエレメントの空間的な感度差を示す感度マップを得るためのスキャンが実行されてもよい。また、感度マップを得るためのスキャンを実行する代わりに、処理回路１３１は、再構成機能１３１３により、コイルエレメント毎にｋ空間に充填されたＭＲデータに対して、スポークに応じた不均一高速フーリエ変換（Ｎｏｎ－Ｕｎｉｆｏｒｍ Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ：ＮＵＦＦＴ）を実行することで、コイルエレメント各々の感度マップを推定してもよい。
【0053】
【0054】
（ステップＳａ４）
操作者により入力されたスポークの本数（またはデフォルト値）と再帰木とに基づいて、再構成スポークが特定される。以下、ＭＲ画像の再構成に用いられるスポークの本数が、９本である場合について具体的に説明する。図７は、フレームごとに特定された再構成スポークの一例を示す図である。図７に示す第１フレームの再構成スポークは、葉ノードに第２自然数として割り当てられた１乃至９に対応する９本のスポークを有する。以下同様に、図７に示す第２乃至第５フレームの再構成スポークは、葉ノードに第２自然数として割り当てられた１０乃至１８、１９乃至２７、２８乃至３６、３７乃至４５にそれぞれ対応する９本のスポークを有する。
操作者により入力されたスポークの本数（またはデフォルト値）と再帰木とに基づいて、再構成スポークが特定される。以下、ＭＲ画像の再構成に用いられるスポークの本数が、９本である場合について具体的に説明する。図７は、フレームごとに特定された再構成スポークの一例を示す図である。図７に示す第１フレームの再構成スポークは、葉ノードに第２自然数として割り当てられた１乃至９に対応する９本のスポークを有する。以下同様に、図７に示す第２乃至第５フレームの再構成スポークは、葉ノードに第２自然数として割り当てられた１０乃至１８、１９乃至２７、２８乃至３６、３７乃至４５にそれぞれ対応する９本のスポークを有する。
【0055】
図７に示すように、第１乃至第５フレームにおけるｋ空間上での再構成スポークの位置は、再帰木において割り当てられた第２自然数とｋ空間におけるスポークの角度とにより、フレーム間において重複しないように設定される。加えて、第１乃至第５フレーム各々におけるｋ空間上での再構成スポークに含まれる９本のスポークのうち隣接する２つのスポークの間隔は、等間隔となる。
【0056】
なお、図７は４５本のスポークの総数に対して５つのフレームで９本づつの再構成スポークが特定された例を示しているが、再構成スポークの設定は、図７に示すようなフレームごとに同一のスポーク数に限定されない。例えば、再構成されるＭＲ画像の画質を向上させるために、処理回路１３１は、設定機能１３１５により、図７に示す第１乃至第５フレームにおけるスポーク番号を任意に組み合わせて、一つのフレームに対する再構成スポークを特定してもよい。
【0057】
具体的には、処理回路１３１は、設定機能１３１５により、一つのフレームに対する再構成スポークとして図７の第１、第２フレームにおけるスポーク番号１乃至１８を組み合わせ、次のフレームの再構成スポークとして図７の第２、第３フレームにおけるスポーク番号１０乃至２７を組み合わせ、さらに次のフレームの再構成スポークとして図７の第３、第４フレームにおけるスポーク番号１９乃至３６を組み合わせ、最後のフレームの再構成スポークとして図７の第４、第５フレームにおけるスポーク番号２８乃至４５を組み合わせてもよい。また、他の例として、処理回路１３１は、一つのフレームに対する再構成スポークとして図７の第１乃至第３フレームにおけるスポーク番号１乃至２７を組み合わせ、次のフレームの再構成スポークとして図７の第２乃至第４フレームにおけるスポーク番号１０乃至３６を組み合わせ、最後のフレームの再構成スポークとして図７の第３乃至第５フレームにおけるスポーク番号１９乃至４５を組み合わせてもよい。
【0058】
また、他の例として、処理回路１３１は、設定機能１３１５により、一つのフレームに対する再構成スポークとして図７の第１乃至第３フレームにおけるスポーク番号１乃至２７を組み合わせ、最後のフレームの再構成スポークとして図７の第３乃至第５フレームにおけるスポーク番号１９乃至４５を組み合わせてもよい。また、他の例として、処理回路１３１は、一つのフレームに対する再構成スポークとして図７の第１乃至第４フレームにおけるスポーク番号１乃至３６を組み合わせ、最後のフレームの再構成スポークとして図７の第２乃至第５フレームにおけるスポーク番号１０乃至４５を組み合わせてもよい。また、他の例として、時間分解能を維持して再構成されるＭＲ画像の画質を順次向上させるために、処理回路１３１は、図７における第２フレーム以降のフレームにおいて、前のフレーム番号における再構成スポークに含まれる複数のスポークを累積させて、再構成スポークを特定してもよい。また、処理回路１３１は、図６に示すように、４５本の全スポークを１つのフレームに対応する再構成スポークとして特定されてもよい。また、造影剤、心拍、呼吸等の影響による時間的変化に応じて、再構成スポークにおけるスポークの本数はフレームごとに変化させてもよい。たとえば、ラジアル収集時間（たとえば１分間）のうち、最初に可能な時間の息止めを実施した場合、第１フレームはスポーク番号１～９、第２フレームはスポーク番号１０～１８、とし、息止め終了時刻以降のフレームは、１８フレームずつ使う、といったことも可能である。
【0059】
（ステップＳａ５）
ラジアルスキャンにより収集されたＭＲ信号のうち特定されたスポーク（再構成スポーク）に対応するＭＲ信号を用いて、フレームごとにＭＲ画像が再構成される。例えば、処理回路１３１は、再構成機能１３１３により、複数のフレーム各々の再構成スポークにおける複数のスポーク各々に対応するＭＲデータに対して、グリッディング（ｇｒｉｄｄｉｎｇ）処理を実行する。具体的には、処理回路１３１は、グリッディング処理により、再構成スポークにおける非直交座標系のＭＲデータを、直交座標系のＭＲデータに変換する。処理回路は１３１は、直交座標系に変換されたＭＲデータに対してフーリエ変換をフレームごとに実行することにより、複数のフレームに対応するＭＲ画像を再構成する。
ラジアルスキャンにより収集されたＭＲ信号のうち特定されたスポーク（再構成スポーク）に対応するＭＲ信号を用いて、フレームごとにＭＲ画像が再構成される。例えば、処理回路１３１は、再構成機能１３１３により、複数のフレーム各々の再構成スポークにおける複数のスポーク各々に対応するＭＲデータに対して、グリッディング（ｇｒｉｄｄｉｎｇ）処理を実行する。具体的には、処理回路１３１は、グリッディング処理により、再構成スポークにおける非直交座標系のＭＲデータを、直交座標系のＭＲデータに変換する。処理回路は１３１は、直交座標系に変換されたＭＲデータに対してフーリエ変換をフレームごとに実行することにより、複数のフレームに対応するＭＲ画像を再構成する。
【0060】
パラレルイメージングを用いたラジアルスキャンによりＭＲ信号が収集された場合、処理回路１３１は、再構成機能１３１３により、感度マップと再構成スポークに対応するＭＲ信号とを用いて、時系列に沿った複数のフレームに対応する複数のＭＲ画像を再構成する。また、パラレルイメージングに加えてさらに圧縮センシングを用いた場合、処理回路１３１は、例えば、以下のコスト関数Ｅ（ｘ）を最小化させることで、時系列に沿った複数のフレームに対応する複数のＭＲ画像を再構成する。
【0061】
Ｅ（ｘ）＝１／２×｜｜Ｆ・Ｓ・ｘ－ｂ｜｜２＋λ×｜｜Ｔ・ｘ｜｜１
上式において、ｘは、時系列に沿った複数のフレーム各々に対応するＭＲ画像の画素値である。Ｆは、再構成スポークにより定義された不均一高速フーリエ変換（ＮＵＦＦＴ）を実行する演算子である。Ｓは、複数のコイルエレメントの感度マップである。ｂは、複数のコイルエレメントに対応する再構成スポークのＭＲデータである。λは、パラレルイメージングによるＭＲデータの無矛盾性（ｃｏｎｓｉｓｉｔｅｎｃｙ）と疎らの程度（ｓｐａｒｓｉｔｙ）との間のトレードオフを制御するための正則パラメータである。Ｔは、時間的な全分散（ｔｏｔａｌ ｖａｒｉａｎｃｅ）を実行する演算子である。また、｜｜・・・｜｜１はＬ１ノルム、｜｜・・・｜｜２はＬ２ノルムである。
上式において、ｘは、時系列に沿った複数のフレーム各々に対応するＭＲ画像の画素値である。Ｆは、再構成スポークにより定義された不均一高速フーリエ変換（ＮＵＦＦＴ）を実行する演算子である。Ｓは、複数のコイルエレメントの感度マップである。ｂは、複数のコイルエレメントに対応する再構成スポークのＭＲデータである。λは、パラレルイメージングによるＭＲデータの無矛盾性（ｃｏｎｓｉｓｉｔｅｎｃｙ）と疎らの程度（ｓｐａｒｓｉｔｙ）との間のトレードオフを制御するための正則パラメータである。Ｔは、時間的な全分散（ｔｏｔａｌ ｖａｒｉａｎｃｅ）を実行する演算子である。また、｜｜・・・｜｜１はＬ１ノルム、｜｜・・・｜｜２はＬ２ノルムである。
【0062】
再構成されたＭＲ画像は、システム制御機能１３１１による処理回路の制御のもとで、ディスプレイ１２７に表示される。このとき、再帰木に関するパラメータ、図７に示すような再構成スポーク、フレームごとのスポークの分布等が、ＭＲ画像とともに表示されてもよい。このとき、操作者は、ｋ区間におけるスポークの分布状況を確認することができる。
【0063】
以上に述べた構成によれば、以下に示す効果を得ることができる。
本実施形態に係るＭＲＩ装置１００によれば、ｋ空間における複数のラジアル方向に沿った複数のスポーク各々において、ＭＲ信号を収集するシーケンス制御回路１２１（収集部）は、複数のスポークの総数より少ないＮ本のスポーク各々においてＭＲ信号を収集した後、Ｎ本のスポークにおいて隣接するスポーク間の角度を維持してＮ本のスポークを回転させた回転後のＮ本のスポーク各々においてＭＲ信号を収集する。
本実施形態に係るＭＲＩ装置１００によれば、ｋ空間における複数のラジアル方向に沿った複数のスポーク各々において、ＭＲ信号を収集するシーケンス制御回路１２１（収集部）は、複数のスポークの総数より少ないＮ本のスポーク各々においてＭＲ信号を収集した後、Ｎ本のスポークにおいて隣接するスポーク間の角度を維持してＮ本のスポークを回転させた回転後のＮ本のスポーク各々においてＭＲ信号を収集する。
【0064】
また、本ＭＲＩ装置１００によれば、ｋ空間において隣接するスポークの間の角度が等間隔になるようにＮ本のスポークを設定することができる。例えば、本ＭＲＩ装置１００によれば、ラジアルスキャンにおけるスポークの総数とＮとに基づいて、再帰的な分割として、バランス木であってＮの多分木である木構造を再帰木として生成することができる。例えば、本ＭＲＩ装置１００によれば、木構造における根ノードの下層にＮ個の親ノードを設定し、親ノード各々の下層にＮ本の枝を介してＮ個の子ノードをそれぞれ設定し、子ノード各々の下層に（ｊ－２）回に亘って枝を介して子ノードを再帰的に設定し、親ノードに１からＮまでの第１自然数を小さい順にそれぞれ割り当て、親ノードから子ノードまでの枝の数がｉであって枝の分岐元が同一なＮの子ノードに、枝を介してＮ個の子ノードの上層に位置する親ノードの第１自然数と、１から（Ｎ－１）までの回数に亘ってＮのｉ乗を第１自然数に順次加算した（Ｎ－１）個の自然数とを小さい順に第２自然数としてそれぞれ割り当て、木構造における最下層の子ノードに相当する葉ノード各々に、３６０°をスポークの総数で除算した除算値に１からＮをそれぞれ乗じた複数の値を、ｋ空間におけるスポークの角度として小さい順に割り当てることで、再帰木を生成することができる。すなわち、本ＭＲＩ装置１００によれば、木構造における最下層の葉ノードの各々に対して、互いに異なる自然数と、前記ｋ空間において互いに異なるスポークの角度と割り当てることができる。これにより、本ＭＲＩ装置１００によれば、生成された再帰木を用いて、葉ノードに割り当てられた第２自然数をスキャン順序として、葉ノードに割り当てられたスポークの角度に対応するスポークにおいて、ＭＲ信号を収集する。
【0065】
また、本ＭＲＩ装置１００によれば、１つの磁気共鳴画像の再構成に用いられるスポークの本数と、葉ノードに属する第２自然数とスポークの角度とに基づいて、再構成に用いられる複数のスポークを特定し、収集されたＭＲ信号のうち特定されたスポークに対応するＭＲ信号を用いて、フレームごとにＭＲ画像を再構成することができる。また、本ＭＲＩ装置１００によれば、パラレルイメージングや圧縮センシングを組み込んだ再構成手法で、時系列に沿った複数のＭＲ画像をそれぞれ再構成することができる。
【0066】
これらのことから、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００によれば、ラジアルスキャンにおける複数のスポークの間隔を、ｋ空間において均等に重複なく設定することができる。特に、複数のフレーム各々における複数のスポーク数がＮのべき乗である場合、本ＭＲＩ装置１００によれば、全フレームに亘って隣接するスポークの間隔を均等に重複なく設定することができる。以上のことから、本実施形態におけるＭＲＩ装置１００によれば、再構成されるＭＲ画像の画質を向上させることができる。
【0067】
（変形例）
本実施形態との相違は、再帰木を用いることなく、１フレームあたりのスポークの本数を設定し、設定された本数に従って、隣接するスポークの間の角度が等間隔なるようにｋ空間上におけるスポークの位置を決定することにある。
本実施形態との相違は、再帰木を用いることなく、１フレームあたりのスポークの本数を設定し、設定された本数に従って、隣接するスポークの間の角度が等間隔なるようにｋ空間上におけるスポークの位置を決定することにある。
【0068】
処理回路１３１は、設定機能１３１５により、例えば、インタフェース回路１２５を介した操作者の指示に従って、１フレームあたりのスポークの本数を設定する。なお、１フレームあたりのスポークの本数は、記憶装置１２９にデフォルトとして記憶されてもよい。処理回路１３１は、設定されたスポークの本数で３６０°を除算することにより、１フレームにおいて隣接するスポークの間の角度を計算する。処理回路１３１は、計算された角度に基づいて、ラジアルスキャンが実施される初期のフレーム（以下、初期フレームと呼ぶ）におけるスポークの位置（以下、初期スポーク位置と呼ぶ）を、ｋ空間において設定する。処理回路１３１は、計算されたスポーク間の角度を、フレームの総数で除算することにより、初期スポーク位置を、フレーム数に応じて回転させる回転角度を決定する。なお、回転角度は、計算されたスポーク間の角度の範囲において、例えば不図示の乱数発生器により発生されてもよい。
【0069】
シーケンス制御回路１２１は、初期フレームにおいて、初期スポーク位置においてラジアルスキャンを実行しＭＲ信号を収集するように、傾斜磁場電源１０５、送信回路１１３及び受信回路１１９等を制御する。初期フレームにおいてラジアルスキャンが実行されると、シーケンス制御回路１２１は、初期スポーク位置を回転角度に応じて回転させた回転後のスポークの位置においてラジアルスキャンを実行する。以下、同様に、全フレームに亘ってＭＲ信号が収集されるまで、シーケンス制御回路１２１は、フレームごとに、初期スポーク位置を回転させてラジアルスキャンを実行する。
【0070】
図８は、１フレームあたりのスポークの本数が９本である場合において、初期スポーク位置をフレームごとに回転させた一例を示す図である。図８におけるフレーム１は、初期フレームに相当する。図８に示すように、フレームに応じて初期スポーク位置は回転し、回転後のスポークの位置においてラジアルスキャンが実行される。図８に示すように、複数のフレーム各々において、隣接するスポークの間隔は等間隔となる。
【0071】
図９は、ランダムに初期スポーク位置を回転させてラジアルスキャンを実行する一例を示す図である。図９に示すように、スポークの回転の１周目から２周目において、ランダムに発生された回転角度θｒ１で初期スポーク位置が回転され、ラジアルスキャンが実行される。次いで、スポークの回転の２周目から３周目において、ランダムに発生された回転角度θｒ２で、回転された初期スポーク位置がさらに回転され、ラジアルスキャンが実行される。全スポークに亘ってＭＲ信号が収集されるまで、初期スポーク位置が回転されて、ラジアルスキャンが実行される。
【0072】
以上に述べた構成によれば、以下に示す効果を得ることができる。
本変形例に係るＭＲＩ装置１００によれば、１フレームあたりのスポークの本数を設定し、設定された本数に従って、隣接するスポークの間の角度が等間隔なるようにｋ空間上におけるスポークの位置を決定し、決定されたスポークの位置を回転角度分だけ回転させてラジアルスキャンを実行することができる。これにより、本変形例によれば、ラジアルスキャンにおける複数のスポークの間隔を、ｋ空間において均等に設定することができる。すなわち、本ＭＲＩ装置１００によれば、全フレームにおいて隣接するスポークの間隔を均等に設定することができ、ＭＲ画像の画質を向上させることができる。
本変形例に係るＭＲＩ装置１００によれば、１フレームあたりのスポークの本数を設定し、設定された本数に従って、隣接するスポークの間の角度が等間隔なるようにｋ空間上におけるスポークの位置を決定し、決定されたスポークの位置を回転角度分だけ回転させてラジアルスキャンを実行することができる。これにより、本変形例によれば、ラジアルスキャンにおける複数のスポークの間隔を、ｋ空間において均等に設定することができる。すなわち、本ＭＲＩ装置１００によれば、全フレームにおいて隣接するスポークの間隔を均等に設定することができ、ＭＲ画像の画質を向上させることができる。
【0073】
加えて、本実施形態および変形例における再構成機能１３１３、設定機能１３１５等は、当該機能を実行するプログラム（データ収集プログラム）を本ＭＲＩ装置１００のコンピュータにインストールし、これらをメモリ上で展開することによっても実現することができる。このとき、データ収集プログラムは、例えば、コンピュータに、再帰木を生成することと、ラジアルスキャンを実行することとを実現させる。また、コンピュータに当該手法を実行させることのできるプログラムは、磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリなどの各種可搬型記憶媒体に格納して頒布することも可能である。
【0074】
以上に述べた実施形態、変形例等のＭＲＩ装置１００によれば、ＭＲ画像の画質の向上を実現することができる。
【0075】
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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。
【符号の説明】
【0076】
１００…磁気共鳴イメージング装置、１０１…静磁場磁石、１０３…傾斜磁場コイル、１０５…傾斜磁場電源、１０７…寝台、１０９…寝台制御回路、１１１…ボア、１１３…送信回路、１１５…送信コイル、１１７…受信コイル、１１９…受信回路、１２１…シーケンス制御回路、１２３…バス、１２５…インタフェース回路、１２７…ディスプレイ、１２９…記憶装置、１３１…処理回路、１０７１…天板、１３１１…システム制御機能、１３１３…再構成機能、１３１５…設定機能。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
