(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】2022-10-07
(45)【発行日】2022-10-18
(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 20060101AFI20221011BHJP
G01N 24/08 20060101ALI20221011BHJP
【ＦＩ】
A61B5/055 311
A61B5/055 372
G01N24/08 510D
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2018148766
(22)【出願日】2018-08-07
(65)【公開番号】P2020022639
(43)【公開日】2020-02-13
【審査請求日】2021-06-23
(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】金澤 仁
【審査官】下村 一石
(56)【参考文献】
【文献】特開平０３－０１２１３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－１１９７４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１０／００５２６７９（ＵＳ，Ａ１）
【文献】GUENTHER, Matthias et al.，Simultaneous Spin-Echo Refocusing，Magnetic Resonance in Medicine，米国，Wiley-Liss, Inc.，2005年08月05日，54，pp.513-523
(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】
複数の励起パルスのうちの少なくとも１組の励起パルス間に、縦磁化の正負を反転する反転パルスを印加し、かつ当該反転パルスの印加中に横磁化を分散させるスポイラー傾斜磁場を印加する励起パルスシーケンスを設定する設定部と、前記励起パルスシーケンスに従って、前記励起パルス、前記反転パルスおよび前記スポイラー傾斜磁場の印加を制御し、当該励起パルスシーケンスを実行後、データ収集シーケンスを実行する制御部と、
前記データ収集シーケンスに基づき磁気共鳴信号を収集する収集部と、
前記磁気共鳴信号を用いて磁気共鳴画像を生成する画像生成部と、
を具備する磁気共鳴イメージング装置。
【請求項2】
前記設定部は、前記複数の励起パルスがそれぞれ印加されるタイミングで位相差が閾値以下となるように、前記反転パルスの印加タイミングを設定する請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項3】
前記設定部は、前記複数の励起パルスがそれぞれ印加されるタイミングで負の傾斜磁場を印加し、前記反転パルスが印加されるタイミングで正のスポイラー傾斜磁場を印加するように設定する請求項１または請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項4】
前記設定部は、前記励起パルスおよび前記反転パルスの印加期間中、傾斜磁場を連続して印加するように設定する請求項１または請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項5】
前記複数の励起パルスは、スライス面内を選択励起する２次元局所励起パルスである請求項１から請求項４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6】
前記複数の励起パルスは、Ｓｐｏｋｅ法で用いられる励起パルスである請求項１から請求項４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7】
前記反転パルスは、前記複数の励起パルスの各パルス間で印加される請求項１から請求項６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8】
前記反転パルスは、前記複数の励起パルスの総数よりも少ない数を１組とした励起パルスセットの間で印加される請求項１から請求項６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】
撮影領域において、スライス面だけでなく面内の１方向も選択して励起する２次元局所励起法がある。この２次元局所励起法は、スライス選択用の励起パルスを複数個のサブパルスに分けて印加し、サブパルスの励起期間で撮像面において位相変化を生じさせ、位相変化を生じさせた方向にも空間選択的な励起特性を得るものである。
しかし、２次元局所励起法では、静磁場の不均一が存在すると、サブパルス間の位相変化により、励起位置が傾斜磁場の傾斜方向にシフトしてしまうという問題がある。特に、サブパルス数が多い場合など励起時間が長くなると、位相変化の影響が大きくなる。
しかし、２次元局所励起法では、静磁場の不均一が存在すると、サブパルス間の位相変化により、励起位置が傾斜磁場の傾斜方向にシフトしてしまうという問題がある。特に、サブパルス数が多い場合など励起時間が長くなると、位相変化の影響が大きくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特許第３４８３９４７号公報
【非特許文献】
【0004】
【文献】Paul A. Bottomley, Christopher J. Hardy, “Two-dimensional spatially selective spin inversion and spin-echo refocusing with a single nuclear magnetic resonance pulse”, J. Appl. Phys. 60(10), 15 November 1987, p.4284-4290.
【文献】Jing Yuan, et. al., “Reduced Field-of-View Single-Shot Fast Spin Echo Imaging Using Two-Dimensional Spatially Selective Radiofrequency Pulses”, JOURNAL OF MAGNETIC RESONANCE IMAGING 32:242-248 (2010).
【文献】Donald S. Williams, Irving J. Lowe, “A Chemical-Shift-Insensitive Slice-Selective RF pulse (CHISS)", Journal of Magnetic Resonance, Vol.91, 57-64, 1991.
【文献】David A. Feinberg, Koichi Oshio, “Gradient-echo Shifting in Fast MRI techniques(GRASE Imaging) for Correction of Field Inhomogeneity Errors and Chemical Shift”, J. Magn. Reson. Vol.97, 177-183, 1992.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本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である。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、設定部と、制御部と、収集部と、画像生成部とを含む。設定部は、複数のＲＦパルスのうちの少なくとも１組のＲＦパルス間に、縦磁化の正負を反転する反転パルスを含む励起パルスを印加し、かつ当該反転パルスの印加中に横磁化を分散させるスポイラー傾斜磁場を印加する励起パルスシーケンスを設定する。制御部は、前記励起パルスシーケンスに従って、前記励起パルスおよび前記スポイラー傾斜磁場の印加を制御し、当該励起パルスシーケンスを実行後、データ収集シーケンスを実行する。収集部は、前記データ収集シーケンスに基づき磁気共鳴信号を収集する。画像生成部は、前記磁気共鳴信号を用いて磁気共鳴画像を生成する。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、図面を参照しながら本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置について説明する。以下の実施形態では、同一の参照符号を付した部分は同様の動作をおこなうものとして、重複する説明を適宜省略する。
【0009】
（第１の実施形態）
図１を用いて、本実施形態における磁気共鳴イメージング装置１００の全体構成について説明する。図１は、本実施形態における磁気共鳴イメージング装置１００の構成を示す図である。図１に示すように、磁気共鳴イメージング装置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、送信コイル１１３と、送信回路１１５と、受信コイル１１７と、受信回路１１９と、シーケンス制御回路１２１と、バス１２３と、インタフェース１２５と、ディスプレイ１２７と、記憶装置１２９と、処理回路１３１とを備える。なお、磁気共鳴イメージング装置１００は、静磁場磁石１０１と傾斜磁場コイル１０３との間に中空の円筒形状のシムコイルを有していてもよい。
図１を用いて、本実施形態における磁気共鳴イメージング装置１００の全体構成について説明する。図１は、本実施形態における磁気共鳴イメージング装置１００の構成を示す図である。図１に示すように、磁気共鳴イメージング装置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、送信コイル１１３と、送信回路１１５と、受信コイル１１７と、受信回路１１９と、シーケンス制御回路１２１と、バス１２３と、インタフェース１２５と、ディスプレイ１２７と、記憶装置１２９と、処理回路１３１とを備える。なお、磁気共鳴イメージング装置１００は、静磁場磁石１０１と傾斜磁場コイル１０３との間に中空の円筒形状のシムコイルを有していてもよい。
【0010】
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。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。
【0011】
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軸および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。
【0012】
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、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）位相エンコード用傾斜磁場およびスライス選択用傾斜磁場を形成する。スライス選択用傾斜磁場は、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。
【0013】
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。
【0014】
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。寝台１０７は、例えば、長手方向が静磁場磁石１０１の中心軸と平行になるように、磁気共鳴イメージング装置１００が設置された検査室内に設置される。
寝台制御回路１０９は、寝台１０７を制御する回路であり、インタフェース１２５を介した操作者の指示により寝台１０７を駆動することで、天板１０７１を長手方向および上下方向へ移動させる。
寝台制御回路１０９は、寝台１０７を制御する回路であり、インタフェース１２５を介した操作者の指示により寝台１０７を駆動することで、天板１０７１を長手方向および上下方向へ移動させる。
【0015】
送信コイル１１３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。送信コイル１１３は、送信回路１１５からＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）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１１３は、例えば、全身コイル（以下、ＷＢＣ（ｗｈｏｌｅ ｂｏｄｙ ｃｏｉｌ）という）である。ＷＢＣは、送受信コイルとして使用されてもよい。ＷＢコイルと傾斜磁場コイル１０３との間には、これらのコイルを磁気的に分離するための円筒状のＲＦシールドが設置される。
【0016】
送信回路１１５は、シーケンス制御回路１２１の制御により、ラーモア周波数等に対応するＲＦパルス）を送信コイル１１３に供給する。
【0017】
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、受信された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。受信コイル１１７は、例えば、フェーズドアレイコイル（以下、ＰＡＣ（Ｐｈａｓｅｄ Ａｒｒａｙ Ｃｏｉｌ）ともいう）である。
【0018】
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、デジタル化された複素数データであるデジタルの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１１９は、Ａ／Ｄ変換されたデータを標本化（サンプリング）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）を生成する。受信回路１１９は、生成されたＭＲデータを、シーケンス制御回路１２１に出力する。
【0019】
シーケンス制御回路１２１は、処理回路１３１から出力された検査プロトコルに従って、傾斜磁場電源１０５、送信回路１１５および受信回路１１９等を制御し、被検体Ｐに対する撮像を行う。検査プロトコルは、検査に応じた各種パルスシーケンスを有する。検査プロトコルには、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１１５により送信コイル１１３に供給されるＲＦパルスの大きさ、送信回路１１５により送信コイル１１３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。
【0020】
バス１２３は、インタフェース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。例えば、生体信号計測器として、不図示の心電計がバスに接続される。
【0021】
インタフェース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を有する。インタフェース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を有する。なお、インタフェース１２５が有する回路は、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、インタフェース１２５は、磁気共鳴イメージング装置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を有していてもよい。
【0022】
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、画像生成機能により生成された各種磁気共鳴画像（ＭＲ画像）、撮像および画像処理に関する各種情報などを表示する。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。
【0023】
記憶装置１２９は、画像生成機能１３１３を介してｋ空間に配列されたＭＲデータ、画像生成機能１３１３により生成された画像データ等を記憶する。記憶装置１２９は、各種検査プロトコル、検査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。
【0024】
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（Read-Only Memory）やＲＡＭ等のメモリ等を有し、磁気共鳴イメージング装置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と、画像生成機能１３１３と、設定機能１３１５とを有する。システム制御機能１３１１と、画像生成機能１３１３と、設定機能１３１５とで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。
【0025】
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。
【0026】
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）、およ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。
【0027】
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各種機能を実現する。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１１５、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。
【0028】
処理回路１３１は、システム制御機能１３１１により、磁気共鳴イメージング装置１００を制御する。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磁気共鳴イメージング装置１００の各回路を制御する。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１２５を介して操作者から入力される撮像条件に基づいて、検査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、検査プロトコルを生成してもよい。処理回路１３１は、検査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。
【0029】
なお、複数のＲＦパルスを含む励起パルスを印加する場合、処理回路１３１は、設定機能１３１５により、複数のＲＦパルスのうちの少なくとも１組のＲＦパルス間に反転パルスを印加する。反転パルスは、縦磁化の正負を反転し、横磁化の位相進み・遅れの関係を逆転させるＲＦパルスであり、１８０°パルスまたはリフォーカスパルスともいう。また、反転パルス自体から発生するＦＩＤ(Free Induction Decay)信号によってアーチファクトが発生するのを抑制するため、反転パルスの前後あるいは印加中にスライス方向の傾斜磁場を印加する。この傾斜磁場は、スライス方向の横磁化の位相分散を抑制し画像のＳ／Ｎを維持するためには、反転パルスの前後の傾斜磁場の面積が同一になるようにする必要がある。この傾斜磁場パルスのことをここではフロップスポイラーと呼ぶ。また、複数の反転パルスを使用する場合、反転パルス自体から発生するＦＩＤ信号の影響を最小限にするため、複数の反転パルス前後のスポイラーは、それぞれの反転パルス毎に時間積分値（面積）が同じ値になるようにする。
【0030】
処理回路１３１は、システム制御機能１３１１により、励起パルスシーケンスに従って励起パルスを印加し、スポイラー傾斜磁場を含む傾斜磁場を印加するように制御する。処理回路１３１は、システム制御機能１３１１により、励起パルスシーケンスを実行後、各種データ収集用のパルスシーケンスであるデータ収集シーケンスに従って、被検体ＰからのＭＲ信号を収集し、ＭＲデータを生成する。
【0031】
処理回路１３１は、画像生成機能１３１３により、リードアウト傾斜磁場の強度に従って、ｋ空間のリードアウト方向に沿って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画像を生成する。例えば、処理回路１３１は、複素のＭＲデータから絶対値（Magnitude）画像を生成することが可能である。また、処理回路１３１は、複素のＭＲデータにおける実部データと虚部データとを用いて位相画像を生成することが可能である。処理回路１３１は、絶対値画像および位相画像などのＭＲ画像を、ディスプレイ１２７や記憶装置１２９に出力する。
【0032】
次に、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００の励起パルスシーケンスについて図２を参照して説明する。
図２に示すシーケンス図は、上から順に、ＲＦパルス、スライス選択用傾斜磁場（傾斜磁場Ｇｓｓ）、位相エンコード用傾斜磁場（傾斜磁場Ｇｐ）の各時系列を示す。
図２に示すシーケンス図は、上から順に、ＲＦパルス、スライス選択用傾斜磁場（傾斜磁場Ｇｓｓ）、位相エンコード用傾斜磁場（傾斜磁場Ｇｐ）の各時系列を示す。
【0033】
第１の実施形態で用いる励起パルスは、スライス面内を選択励起する２次元局所励起パルスを想定する。励起パルスは、複数のＲＦパルスをサブパルスとして含む。ここでは、５つのサブパルス２０１，２０３，２０５，２０７および２０９により局所励起用の励起パルスを形成する。また、図２に示す例では、３番目のサブパルス２０５をメインパルスとし、メインパルスを中心として時系列の前後で、サブパルス及び傾斜磁場の構成が対称となるように励起パルスシーケンスを設定する。なお、これに限らず、時系列上で最後のサブパルス、ここではサブパルス２０９がメインパルスとなるように設定されてもよい。
【0034】
以下、シーケンス制御回路１２１が各回路を制御することで、設定機能１３１５により設定された励起パルスシーケンスが実行されるとする。
スライス選択用傾斜磁場では、１番目のサブパルス２０１が印加される際に、正の傾斜磁場Ｇｓｓ２２１が印加される。傾斜磁場Ｇｓｓ２２１が印加された後、スライス面内の局所磁化の位相を揃えるため、傾斜磁場Ｇｓｓ２２１の磁場勾配の強さを示す線と時系列の基線とで囲まれる領域（以下、パルスともいう）の面積（グラディエントモーメント：ＧＭ）の半分に相当する負の傾斜磁場Ｇｓｓ２２３が印加される。すなわち、面積は、傾斜磁場Ｇｓｓ２２１各々についての磁場勾配の強さの印加期間に亘る積分値に対応する。
位相エンコード用傾斜磁場では、傾斜磁場Ｇｓｓ２２３が印加されるタイミングで、ｋ空間における位相エンコード方向での選択のために、傾斜磁場Ｇｐ２４１が印加される。
スライス選択用傾斜磁場では、１番目のサブパルス２０１が印加される際に、正の傾斜磁場Ｇｓｓ２２１が印加される。傾斜磁場Ｇｓｓ２２１が印加された後、スライス面内の局所磁化の位相を揃えるため、傾斜磁場Ｇｓｓ２２１の磁場勾配の強さを示す線と時系列の基線とで囲まれる領域（以下、パルスともいう）の面積（グラディエントモーメント：ＧＭ）の半分に相当する負の傾斜磁場Ｇｓｓ２２３が印加される。すなわち、面積は、傾斜磁場Ｇｓｓ２２１各々についての磁場勾配の強さの印加期間に亘る積分値に対応する。
位相エンコード用傾斜磁場では、傾斜磁場Ｇｓｓ２２３が印加されるタイミングで、ｋ空間における位相エンコード方向での選択のために、傾斜磁場Ｇｐ２４１が印加される。
【0035】
次に、１番目のサブパルス２０１と２番目のサブパルス２０３との間に、反転パルス２０２が印加される。反転パルス２０２が印加されることで、縦磁化の正負が反転する。言い換えれば、縦磁化が正の値と負の値との間で反転する。
ここで、反転パルス２０２を印加した場合は、横磁化が発生する。よって、発生した横磁化を消去するために、反転パルス２０２の印加に併せて、スライス選択用傾斜磁場では、スポイラー傾斜磁場Ｇｓｓ２２５が印加される。
なお、設定機能１３１５により処理回路１３１は、スポイラー傾斜磁場Ｇｓｓ２２５のパルス面積を、反転パルス２０２の印加されたタイミングを中心として時系列上の前後で等しくなるようなパルス面積に設定する。また、設定機能１３１５により処理回路１３１は、ＲＦパルスが印加されるタイミングでＲＦパルス間の位相差が閾値以下となるように、反転パルス２０２の印加タイミングを設定する。好ましくは、複数のサブパルス２０１それぞれの印加タイミングにおいて位相差がゼロとなるように、反転パルス２０２の印加タイミングが設定されればよい。
ここで、反転パルス２０２を印加した場合は、横磁化が発生する。よって、発生した横磁化を消去するために、反転パルス２０２の印加に併せて、スライス選択用傾斜磁場では、スポイラー傾斜磁場Ｇｓｓ２２５が印加される。
なお、設定機能１３１５により処理回路１３１は、スポイラー傾斜磁場Ｇｓｓ２２５のパルス面積を、反転パルス２０２の印加されたタイミングを中心として時系列上の前後で等しくなるようなパルス面積に設定する。また、設定機能１３１５により処理回路１３１は、ＲＦパルスが印加されるタイミングでＲＦパルス間の位相差が閾値以下となるように、反転パルス２０２の印加タイミングを設定する。好ましくは、複数のサブパルス２０１それぞれの印加タイミングにおいて位相差がゼロとなるように、反転パルス２０２の印加タイミングが設定されればよい。
【0036】
次に、２番目のサブパルス２０３が印加される。サブパルス２０３の印加に併せて、スライス選択用傾斜磁場では、正の傾斜磁場Ｇｓｓ２２７が印加される。なお、正の傾斜磁場２２７が印加される前に、正の傾斜磁場Ｇｓｓ２２７のパルス面積の半分となる負の傾斜磁場Ｇｓｓ２２９を印加する。また、負の傾斜磁場Ｇｓｓ２２９にあわせて、位相エンコード用傾斜磁場では、負の傾斜磁場２４３が印加される。これは、ｋ空間上の励起開始位置を調整するためである。
以降は上述した励起パルスシーケンスが、局所励起に対応するｋ空間上のトラジェクトリに沿って繰り返される。すなわち、反転パルスは、複数のサブパルスの各パルス間で印加される。
以降は上述した励起パルスシーケンスが、局所励起に対応するｋ空間上のトラジェクトリに沿って繰り返される。すなわち、反転パルスは、複数のサブパルスの各パルス間で印加される。
【0037】
次に、第１の実施形態に係るスライス選択方向の位相変化及び位相エンコード方向の位相変化を示す位相ダイアグラムについて図３を参照して説明する。
図３の上段は、図２に示す励起パルスシーケンスである。図３の中段は、時系列に沿ったスライス選択方向の磁化の位相差Δθｓｓを示すグラフ３０１である。図３の下段は、時系列に沿った位相エンコード方向の磁化の位相差Δθｐを示すグラフ３０３である。
図３に示すように、スライス選択用傾斜磁場が印加される時間に比例して、反転パルス２０２が印加されるタイミングでスライス選択方向の磁化の位相が反転する。反転パルス２０２によって位相が反転しない磁化も存在するため、反転パルスの印加毎にグラフ３０１が２つに分岐する。また、スライス選択方向の位相のずれ量がゼロとなるタイミングでサブパルスが印加される。
図３の上段は、図２に示す励起パルスシーケンスである。図３の中段は、時系列に沿ったスライス選択方向の磁化の位相差Δθｓｓを示すグラフ３０１である。図３の下段は、時系列に沿った位相エンコード方向の磁化の位相差Δθｐを示すグラフ３０３である。
図３に示すように、スライス選択用傾斜磁場が印加される時間に比例して、反転パルス２０２が印加されるタイミングでスライス選択方向の磁化の位相が反転する。反転パルス２０２によって位相が反転しない磁化も存在するため、反転パルスの印加毎にグラフ３０１が２つに分岐する。また、スライス選択方向の位相のずれ量がゼロとなるタイミングでサブパルスが印加される。
【0038】
サブパルス２０１が印加されるタイミングでは、サブパルス２０１毎にエンコード量が異なるように位相エンコード用磁場が印加される。また、反転パルス２０２が印加される前に、位相エンコード方向のエンコード量がゼロとなるように、反転パルス毎にリワインダ４０３と呼ばれる位相エンコード用磁場が印加される。
【0039】
次に、第１の実施形態に係る励起パルスシーケンスと静磁場不均一の影響による磁化の位相変化を図４に示す。
図４の上段は、図２に示す励起パルスシーケンスを示す。図４の下段は、時系列に沿った静磁場Ｂ０の位相変化を示す。反転パルス２０２により横磁化の位相の進み・遅れの関係が逆転するため、静磁場不均一による位相変化が相殺されるときに各サブパルスが印加される。これにより、各サブパルスを印加する場合に位相差が生じないため、局所励起特性の劣化を低減することができる。
図４の上段は、図２に示す励起パルスシーケンスを示す。図４の下段は、時系列に沿った静磁場Ｂ０の位相変化を示す。反転パルス２０２により横磁化の位相の進み・遅れの関係が逆転するため、静磁場不均一による位相変化が相殺されるときに各サブパルスが印加される。これにより、各サブパルスを印加する場合に位相差が生じないため、局所励起特性の劣化を低減することができる。
【0040】
以上に示した第１の実施形態によれば、複数のサブパルスの印加を伴う励起パルスシーケンスの一種である２次元局所励起において、サブパルス間で反転パルスを印加し、反転パルスの印加タイミングにおいてスポイラー傾斜磁場を印加する。これにより、反転パルスの印加に伴うＦＩＤ信号の発生をスポイラー傾斜磁場の印加で抑制しつつ、サブパルスの印加タイミングにおいて磁化の位相回転に由来する位相ずれを低減することができる。
磁場不均一化においては空間位置間に周波数オフセットが生じ、周波数オフセットに基づき磁化の位相が回転するために、励起位置が局所励起方向にシフトしてしまうが、第１の実施形態によれば、局所励起位置が局所励起方向にシフトすることなく、２次元局所励起における励起パルスの特性劣化を低減することができる。ひいては、磁気共鳴画像の画質を向上させることができる。
磁場不均一化においては空間位置間に周波数オフセットが生じ、周波数オフセットに基づき磁化の位相が回転するために、励起位置が局所励起方向にシフトしてしまうが、第１の実施形態によれば、局所励起位置が局所励起方向にシフトすることなく、２次元局所励起における励起パルスの特性劣化を低減することができる。ひいては、磁気共鳴画像の画質を向上させることができる。
【0041】
（第２の実施形態）
第２の実施形態では、サブパルスが印加されるタイミングで、スライス選択用傾斜磁場として負の傾斜磁場が印加される点が第１の実施形態とは異なる。
第２の実施形態では、サブパルスが印加されるタイミングで、スライス選択用傾斜磁場として負の傾斜磁場が印加される点が第１の実施形態とは異なる。
【0042】
第２の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００の励起パルスシーケンスについて図５に示す。
設定機能１３１５により処理回路１３１は、サブパルスがそれぞれ印加されるタイミングにおけるスライス選択用傾斜磁場として、負の傾斜磁場５０１を印加するように設計する。負の傾斜磁場５０１が印加されるため、スライス面内の局所磁化の位相を揃えるための傾斜磁場Ｇｓｓ５０３は、反対の極性である正の傾斜磁場である。さらに、ｋ空間上の励起開始位置を定めるための正の傾斜磁場Ｇｓｓ５０５も正の傾斜磁場である。よって、傾斜磁場Ｇｓｓ５０３と傾斜磁場Ｇｓｓ５０５と、反転パルスが印加されるタイミングで印加される正のスポイラー傾斜磁場２２５との極性が同じであるため、スライス選択用傾斜磁場の切り換えが必要なく、パルス間隔を短縮することができる。
設定機能１３１５により処理回路１３１は、サブパルスがそれぞれ印加されるタイミングにおけるスライス選択用傾斜磁場として、負の傾斜磁場５０１を印加するように設計する。負の傾斜磁場５０１が印加されるため、スライス面内の局所磁化の位相を揃えるための傾斜磁場Ｇｓｓ５０３は、反対の極性である正の傾斜磁場である。さらに、ｋ空間上の励起開始位置を定めるための正の傾斜磁場Ｇｓｓ５０５も正の傾斜磁場である。よって、傾斜磁場Ｇｓｓ５０３と傾斜磁場Ｇｓｓ５０５と、反転パルスが印加されるタイミングで印加される正のスポイラー傾斜磁場２２５との極性が同じであるため、スライス選択用傾斜磁場の切り換えが必要なく、パルス間隔を短縮することができる。
【0043】
次に、パルス間隔を詰めた場合の第２の実施形態に係る励起パルスシーケンスについて図６に示す。
図６に示すように、正の傾斜磁場Ｇｓｓ５０３、スポイラー傾斜磁場Ｇｓｓ２２５および正の傾斜磁場Ｇｓｓ５０５が連続した傾斜磁場となる。
また、励起パルスシーケンスに加え、ＭＲ信号を収集してＭＲ画像を生成するデータ収集シーケンスについても記載する。図６の例では、フィールドエコー法（ＦＥ、グラディエントエコー（ＧＲＥ）法とも呼ぶ）によりイメージングする場合を示す。よって、位相エンコード用傾斜磁場の下段に、リードアウト用傾斜磁場の時系列、さらに下段にエコーに関する時系列を示す。
図６に示すように、正の傾斜磁場Ｇｓｓ５０３、スポイラー傾斜磁場Ｇｓｓ２２５および正の傾斜磁場Ｇｓｓ５０５が連続した傾斜磁場となる。
また、励起パルスシーケンスに加え、ＭＲ信号を収集してＭＲ画像を生成するデータ収集シーケンスについても記載する。図６の例では、フィールドエコー法（ＦＥ、グラディエントエコー（ＧＲＥ）法とも呼ぶ）によりイメージングする場合を示す。よって、位相エンコード用傾斜磁場の下段に、リードアウト用傾斜磁場の時系列、さらに下段にエコーに関する時系列を示す。
【0044】
以上に示した第２の実施形態によれば、サブパルス印加時のスライス選択用傾斜磁場を負の傾斜磁場とすることで、スポイラー傾斜磁場２２５と傾斜磁場Ｇｓｓ５０３と傾斜磁場Ｇｓｓ５０５とが連続した傾斜磁場となり、サブパルス間隔を詰めることができる。よって、励起パルスシーケンスの印加時間を短縮することができる。
【0045】
（第３の実施形態）
第３の実施形態では、励起パルスの印加中にスライス選択用傾斜磁場を連続して印加する点が上述の実施形態とは異なる。
第３の実施形態では、励起パルスの印加中にスライス選択用傾斜磁場を連続して印加する点が上述の実施形態とは異なる。
【0046】
第３の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の励起パルスシーケンスについて図７に示す。
第１の実施形態に係る図２のＲＦパルスシーケンスでは、スライス選択用傾斜磁場により、正の傾斜磁場Ｇｓｓ２２１の直後に負の傾斜磁場２２３が印加される。ここで、負の傾斜磁場２２３と同じ面積で、極性が正の傾斜磁場２２７をフロップスポイラーの前後に追加することを想定する。
この場合、図７の斜線で示す負の傾斜磁場２２３と、追加した正の傾斜磁場２２７とは相殺することができる。相殺された傾斜磁場の印加時間分、サブパルスおよび反転パルスの間隔を詰めることができる。
第１の実施形態に係る図２のＲＦパルスシーケンスでは、スライス選択用傾斜磁場により、正の傾斜磁場Ｇｓｓ２２１の直後に負の傾斜磁場２２３が印加される。ここで、負の傾斜磁場２２３と同じ面積で、極性が正の傾斜磁場２２７をフロップスポイラーの前後に追加することを想定する。
この場合、図７の斜線で示す負の傾斜磁場２２３と、追加した正の傾斜磁場２２７とは相殺することができる。相殺された傾斜磁場の印加時間分、サブパルスおよび反転パルスの間隔を詰めることができる。
【0047】
次に、パルスの間隔を詰めた場合の第３の実施形態に係る励起パルスシーケンスとスライス選択方向及び位相エンコード方向の位相変化とについて図８に示す。
図８の上段は、第２の実施形態に係る励起パルスの励起パルスシーケンスを示し、図８の中段は、スライス選択方向の磁化の位相差を示し、図８の下段は、位相エンコード方向の磁化の位相差を示す。
図８の上段は、第２の実施形態に係る励起パルスの励起パルスシーケンスを示し、図８の中段は、スライス選択方向の磁化の位相差を示し、図８の下段は、位相エンコード方向の磁化の位相差を示す。
【0048】
図８に示すように、設定機能１３１５により処理回路１３１が、励起パルスの印加期間中、スライス選択用傾斜磁場として正の傾斜磁場を連続して印加し続けるように設定する。正のスライス選択用傾斜磁場がかかった状態であるため、スライス選択方向の磁化の位相差は、反転パルスが印加されるまでは右肩上がりとなる。反転パルスの印加後は、位相が反転し、サブパルスが印加されるタイミングで位相差がゼロとなる。
位相エンコード方向の磁化の位相差は図４の場合と同様であり、反転パルスが印加される前は位相エンコード量がゼロとなるようにリワインダの傾斜磁場が印加される。
位相エンコード方向の磁化の位相差は図４の場合と同様であり、反転パルスが印加される前は位相エンコード量がゼロとなるようにリワインダの傾斜磁場が印加される。
【0049】
次に、第３の実施形態に係る励起パルスシーケンスと静磁場不均一の影響による磁化の位相変化を図９に示す。
図９の上段は、局所励起用のＲＦパルスシーケンスを示し、図９の下段は、磁化の位相変化を示す。図９の下段の破線は、反転パルスが印加されないときの位相変化を示す。反転パルスにより、静磁場不均一による位相変化が相殺されるときに各サブパルスが印加される。これにより、位相ずれによる局所励起特性の劣化を低減することができる。
図９の上段は、局所励起用のＲＦパルスシーケンスを示し、図９の下段は、磁化の位相変化を示す。図９の下段の破線は、反転パルスが印加されないときの位相変化を示す。反転パルスにより、静磁場不均一による位相変化が相殺されるときに各サブパルスが印加される。これにより、位相ずれによる局所励起特性の劣化を低減することができる。
【0050】
ここで、第３の実施形態に係る励起パルスシーケンスによるｋ空間のトラジェクトリの一例について図１０を参照して説明する。
図１０は、横軸がスライス選択方向、縦軸が位相エンコード方向のｋ空間を示す。「１」から「５」までの矢印は、ｋ空間上でのトラジェクトリ８０１を示す。
反転パルスを用いることで、スライス選択用傾斜磁場において、正の傾斜磁場が印加し続けている状態でも、ｋ空間上で局所励起に必要なトラジェクトリを描くことができる。
なお、第３の実施形態では、正の傾斜磁場を連続して印加し続ける場合を説明したが、負の傾斜磁場を連続して印加し続けてもよい。
図１０は、横軸がスライス選択方向、縦軸が位相エンコード方向のｋ空間を示す。「１」から「５」までの矢印は、ｋ空間上でのトラジェクトリ８０１を示す。
反転パルスを用いることで、スライス選択用傾斜磁場において、正の傾斜磁場が印加し続けている状態でも、ｋ空間上で局所励起に必要なトラジェクトリを描くことができる。
なお、第３の実施形態では、正の傾斜磁場を連続して印加し続ける場合を説明したが、負の傾斜磁場を連続して印加し続けてもよい。
【0051】
以上に示した第３の実施形態によれば、スライス選択用傾斜磁場において、負の傾斜磁場を印加せずに、励起パルスシーケンスのサブパルスの印加タイミングでは正の傾斜磁場を印加する。これにより、スライス選択用傾斜磁場において、一定の傾斜磁場を印加すればよいため、傾斜磁場を切り換える必要がなく、処理を簡易化することができる。さらに、サブパルス及び反転パルスの間隔を短縮することができるため、励起パルスシーケンスの印加時間を短縮することができる。
【0052】
なお、データ収集シーケンスとして、高速スピンエコー（Fast Spin Echo）法、ＧＲＡＳＥ（Gradient and Spin Echo）法、あるいはＣＰＭＧ（Carr-Purcell Meiboom-Gill）法を利用したマルチエコー法などを用いる場合、データ収集にも複数個の反転パルスを使用する。これらの撮像シーケンスと上述した励起パルスシーケンスとを併用した場合、以下の点に留意すべきである。
上述したように、複数の反転パルスを使用する場合、反転パルス自体から発生するＦＩＤ信号の影響を最小限にするため、複数の反転パルス前後のスポイラーはそれぞれの反転パルス毎に時間積分値（パルス面積）が同じ値になるようにすることが望ましい。しかし、上述の励起パルスシーケンスと上述のデータ収集シーケンスとを併用した場合は、データ収集シーケンス側での反転パルス前後のスポイラーのパルス面積も、励起パルスシーケンス側での反転パルス前後のスポイラーのパルス面積に合わせることが望ましい。
上述したように、複数の反転パルスを使用する場合、反転パルス自体から発生するＦＩＤ信号の影響を最小限にするため、複数の反転パルス前後のスポイラーはそれぞれの反転パルス毎に時間積分値（パルス面積）が同じ値になるようにすることが望ましい。しかし、上述の励起パルスシーケンスと上述のデータ収集シーケンスとを併用した場合は、データ収集シーケンス側での反転パルス前後のスポイラーのパルス面積も、励起パルスシーケンス側での反転パルス前後のスポイラーのパルス面積に合わせることが望ましい。
【0053】
本実施形態に係る励起パルスシーケンスと４エコーの高速スピンエコー法とを組み合わせた例を図１１に示す。図１１中、スライス方向の傾斜磁場Ｇｓｓにおいて、２種類の斜線部分の面積を揃える。ここでは、面積「ａ」とする。また、励起パルスシーケンスとデータ収集シーケンスとが隣接する反転パルス間のＧｓｓの面積を合わせ、全て図１１のように２ａ（ａの２倍）とする。
同様に、リードアウト方向の傾斜磁場Ｇｒｏの部分も２種類の斜線の部分の面積を揃えて面積「ｂ」とする。また、励起パルスシーケンスとデータ収集シーケンスとが隣接する反転パルス間のＧｒｏの面積を合わせ、全て図１１のように２ｂ（ｂの２倍）とする。
同様に、リードアウト方向の傾斜磁場Ｇｒｏの部分も２種類の斜線の部分の面積を揃えて面積「ｂ」とする。また、励起パルスシーケンスとデータ収集シーケンスとが隣接する反転パルス間のＧｒｏの面積を合わせ、全て図１１のように２ｂ（ｂの２倍）とする。
【0054】
位相エンコード方向の傾斜磁場Ｇｐのように、位相エンコードが必要なチャンネルでは、傾斜磁場Ｇｓｓ及び傾斜磁場Ｇｒｏにおける斜線に相当するような部分の面積は合わせられない。しかし、励起パルスシーケンスとデータ収集シーケンスとが隣接する反転パルス間の面積は、正負で全て相殺されるように設計する。具体的には、励起パルスシーケンスの最後のＲＦパルス「Ｐ５」照射前の傾斜磁場Ｇｐの面積は正であり、ＲＦパルス「Ｐ５」照射後のデータ収集シーケンスに係る傾斜磁場Ｇｐの面積は負であるため、正負で相殺され、一定であることは守られている。なお、隣接する反転パルスの時間間隔も、励起パルスシーケンスとデータ収集シーケンスとで同じ間隔で一定にそろえることが望ましい。
パルス面積を揃えにくい場合は、基準となるパルス面積の奇数倍の関係にすればよい。その場合は、隣接する反転パルスの間隔もその面積比に合わせて奇数倍の間隔にすればよい。
パルス面積を揃えにくい場合は、基準となるパルス面積の奇数倍の関係にすればよい。その場合は、隣接する反転パルスの間隔もその面積比に合わせて奇数倍の間隔にすればよい。
【0055】
図１１に示すように、上述したパルス面積の関係及び反転パルスの時間間隔の関係をなるべく多く守ることにより、反転パルスから発生するＦＩＤ信号が適切に抑制され、エコーサンプリングウィンドウ内に混入しにくくなり、アーチファクトや信号値ムラの少ない高画質の画像が得られる。
【0056】
（第４の実施形態）
第４の実施形態では、２次元局所励起用の励起パルスシーケンスを、Ｓｐｏｋｅ法に適用する。
第４の実施形態では、２次元局所励起用の励起パルスシーケンスを、Ｓｐｏｋｅ法に適用する。
【0057】
Ｓｐｏｋｅ法は、ｋ空間上に分散配置されたスライス選択パルスによって生成可能なＢ１分布により、Ｂ１分布の不均一性を抑制する技術である。フリップ角が小さいとき、ＳＴＡ（Ｓｍａｌｌ Ｔｉｐ Ａｎｇｌｅ）近似により、横磁化は、磁化ベクトルの大きさＭ０を用いて線形近似できる。これにより、ブロッホ方程式を簡易化できるため、ｋ空間と実空間とをフーリエ変換対として考えることができる。
【0058】
ｋ空間上のＳｐｏｋｅ法のトラジェクトリの概念について図１２に示す。
Ｓｐｏｋｅ法では、ｋ空間上にｋｚ軸に平行なインパルス（デルタ関数）の線（ｋｘ－kｙ平面で見れば点）があり、この線をＳｐｏｋｅとも呼ぶ。図１２の例では、５本のＳｐｏｋｅ１２０１があり、「開始」の位置から「終了」の位置まで、トラジェクトリ１２０２に沿って各Ｓｐｏｋｅ１２０１が結ばれる（選択される）。トラジェクトリ１２０２は、ｋｘ軸、ｋｙ軸及びｋｚ軸により表現されるｋ空間上のＳｐｏｋｅ１２０１の位置、及びＳｐｏｋｅ１２０１に対応するＲＦパルスの印加順序を示す軌跡である。
Ｓｐｏｋｅ法では、ｋ空間上にｋｚ軸に平行なインパルス（デルタ関数）の線（ｋｘ－kｙ平面で見れば点）があり、この線をＳｐｏｋｅとも呼ぶ。図１２の例では、５本のＳｐｏｋｅ１２０１があり、「開始」の位置から「終了」の位置まで、トラジェクトリ１２０２に沿って各Ｓｐｏｋｅ１２０１が結ばれる（選択される）。トラジェクトリ１２０２は、ｋｘ軸、ｋｙ軸及びｋｚ軸により表現されるｋ空間上のＳｐｏｋｅ１２０１の位置、及びＳｐｏｋｅ１２０１に対応するＲＦパルスの印加順序を示す軌跡である。
【0059】
各Ｓｐｏｋｅ１２０１には、各Ｓｐｏｋｅ１２０１のｋ空間上の位置に対応するＲＦパルスのパラメータ（振幅及び位相）が対応付けられる。各Ｓｐｏｋｅ１２０１に対応する振幅及び位相を有するＲＦパルスは、サブパルスとして印加される。すなわち、複数個のサブパルス全体として１つの励起パルスとなるようにＲＦパルスが設定される。なお、Ｓｐｏｋｅ法を単にＳｐｏｋｅと呼ぶこともある。
【0060】
図１２の例では、５本のＳｐｏｋｅを用いる例を示すが、これに限らず、オフセットに用いるｋ空間上の原点のＳｐｏｋｅを含む、３本以上のＳｐｏｋｅ１２０１であってもよい。なお、Ｓｐｏｋｅ１２０１の本数が多ければ、その分印加すべきサブパルスの数が増加し、励起パルスとなるまでに時間がかかるため、撮像時間を考慮して適宜Ｓｐｏｋｅ１２０１の本数が設定されればよい。
【0061】
次に、第４の実施形態に係るＳｐｏｋｅ法の励起パルスシーケンスについて図１３及び図１４を参照して説明する。
図１３は、第２の実施形態に示した励起パルスシーケンスをＳｐｏｋｅ法に適用した励起パルスシーケンスである。すなわち、複数のサブパルスは、Ｓｐｏｋｅ法で用いられる励起パルスである。Ｓｐｏｋｅ法では、周波数エンコード方向についても、傾斜磁場を印加するため、リードアウト用傾斜磁場の時系列が追加される。
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の両方について、反転パルスを印加する前にはリワインダの傾斜磁場１３０１を印加する。
図１３は、第２の実施形態に示した励起パルスシーケンスをＳｐｏｋｅ法に適用した励起パルスシーケンスである。すなわち、複数のサブパルスは、Ｓｐｏｋｅ法で用いられる励起パルスである。Ｓｐｏｋｅ法では、周波数エンコード方向についても、傾斜磁場を印加するため、リードアウト用傾斜磁場の時系列が追加される。
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の両方について、反転パルスを印加する前にはリワインダの傾斜磁場１３０１を印加する。
【0062】
次に、第３の実施形態に示した励起パルスシーケンスをＳｐｏｋｅ法に適用した励起パルスシーケンスを図１４に示す。
図１３に示す場合と同様に、Ｓｐｏｋｅ法を用いた励起パルスシーケンスでもスライス選択用傾斜磁場を印加し続けることにより、Ｂ１分布特性における静磁場不均一による位相ずれの影響を低減することができる。
図１３に示す場合と同様に、Ｓｐｏｋｅ法を用いた励起パルスシーケンスでもスライス選択用傾斜磁場を印加し続けることにより、Ｂ１分布特性における静磁場不均一による位相ずれの影響を低減することができる。
【0063】
次に、第４の実施形態に係るスライス選択方向の位相変化及び位相エンコード方向の位相変化を示す位相ダイアグラムについて図１５に示す。
図１５に示すように、Ｓｐｏｋｅ法に適用する場合でも、２次元局所励起と同様の位相変化を考慮することができる。なお、反転パルスが印加されるタイミングでは、周波数エンコード方向及び位相エンコード方向にリワインダの傾斜磁場が印加される。
図１５に示すように、Ｓｐｏｋｅ法に適用する場合でも、２次元局所励起と同様の位相変化を考慮することができる。なお、反転パルスが印加されるタイミングでは、周波数エンコード方向及び位相エンコード方向にリワインダの傾斜磁場が印加される。
【0064】
以上に示した第４の実施形態によれば、Ｓｐｏｋｅ法の場合も同様に、反転パルスにより静磁場不均一による位相変化が相殺されるときに、各サブパルスが印加されるため、静磁場不均一による位相ずれが発生しない。よって、Ｂ１分布特性における静磁場不均一による位相ずれの影響を低減することができる。結果として、高周波磁場Ｂ１の補正において、静磁場Ｂ０の影響を受けることなく補正することができる。
【0065】
（第５の実施形態）
局所励起の精度を向上させるためにはサブパルス数が多い方が望ましいが、サブパルス数が多い場合に、サブパルス間に反転パルスを印加すると、局所励起ＲＦパルスの印加時間が長くなってしまい、患者の負担にも繋がる。
そこで、第５の実施形態では、複数のサブパルスをまとめたサブパルスセットを形成し、複数のサブパルスセット間に反転パルスを印加することを想定する。
局所励起の精度を向上させるためにはサブパルス数が多い方が望ましいが、サブパルス数が多い場合に、サブパルス間に反転パルスを印加すると、局所励起ＲＦパルスの印加時間が長くなってしまい、患者の負担にも繋がる。
そこで、第５の実施形態では、複数のサブパルスをまとめたサブパルスセットを形成し、複数のサブパルスセット間に反転パルスを印加することを想定する。
【0066】
第５の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の励起パルスシーケンスについて図１６を参照して説明する。
複数のサブパルスの総数よりも少ない数を１組としたサブパルスセットを想定する。図１６に示す例では、３つのサブパルスを１組としてサブパルスセットを形成し、それぞれのサブパルスセットは、ｋ空間上２つおきのトラジェクトリに対応するパルスを有する。具体的に図１６の例では、１セット目のサブパルスセットには「１」「４」「７」番目のトラジェクトリに対応するサブパルスが含まれる。２つ目のサブパルスセットには「２」「５」「８」番目のトラジェクトリに対応するサブパルスが含まれる。３つ目のサブパルスセットには「３」「６」「９」番目のトラジェクトリに対応するサブパルスが含まれる。
複数のサブパルスの総数よりも少ない数を１組としたサブパルスセットを想定する。図１６に示す例では、３つのサブパルスを１組としてサブパルスセットを形成し、それぞれのサブパルスセットは、ｋ空間上２つおきのトラジェクトリに対応するパルスを有する。具体的に図１６の例では、１セット目のサブパルスセットには「１」「４」「７」番目のトラジェクトリに対応するサブパルスが含まれる。２つ目のサブパルスセットには「２」「５」「８」番目のトラジェクトリに対応するサブパルスが含まれる。３つ目のサブパルスセットには「３」「６」「９」番目のトラジェクトリに対応するサブパルスが含まれる。
【0067】
また、各サブセットの中心に位置するサブパルスに対しては、負の傾斜磁場が印加され、中心に位置するサブパルスの両隣のサブパルスに対しては、正の傾斜磁場が印加される。各サブパルスセットの間で、反転パルスが印加される。
【0068】
次に、第５の実施形態に係る励起パルスシーケンスによるｋ空間上のトラジェクトリについて図１７に示す。
図１７に示すトラジェクトリの番号は、図１６に示すサブパルスの番号に対応する。１番目のトラジェクトリから、２つ飛ばして４番目のトラジェクトリに移動し、さらに２つ飛ばして７番目のトラジェクトリに移動する。その後、リワインダの傾斜磁場が印加されて位相エンコード方向のシフト量がゼロとなり、反転パルスが印加される。
その後、同様に、２番目のトラジェクトリに移動し、他のサブパルスについても印加される傾斜磁場によって、ｋ空間上を移動して励起される。
図１７に示すトラジェクトリの番号は、図１６に示すサブパルスの番号に対応する。１番目のトラジェクトリから、２つ飛ばして４番目のトラジェクトリに移動し、さらに２つ飛ばして７番目のトラジェクトリに移動する。その後、リワインダの傾斜磁場が印加されて位相エンコード方向のシフト量がゼロとなり、反転パルスが印加される。
その後、同様に、２番目のトラジェクトリに移動し、他のサブパルスについても印加される傾斜磁場によって、ｋ空間上を移動して励起される。
【0069】
次に、図１６の励起パルスシーケンスに従って励起した場合の、磁化の位相差とｋ空間のトラジェクトリとの関係について図１８に示す。
縦軸は、静磁場の位相誤差を示し、横軸は、ｋ空間の位相エンコード方向のトラジェクトリの番号を示し、図１７に示すトラジェクトリの番号に対応する。
縦軸は、静磁場の位相誤差を示し、横軸は、ｋ空間の位相エンコード方向のトラジェクトリの番号を示し、図１７に示すトラジェクトリの番号に対応する。
【0070】
具体的には、１番目から３番目のパルスの位相誤差が同じ値となり、４番目から６番目のパルスの位相誤差が同じ値となり、および、７番目から９番目のパルスの位相誤差が同じ値となる。
このように、３つのサブパルス毎に反転パルスが印加されるため、静磁場不均一に起因する位相ずれがｋ空間上の３つのサブパルス毎に階段状となる。よって、位相ずれが非連続となることにより、ＭＲ画像の画像再構成処理において位相方向にリンギングアーチファクトが発生し得る。
このように、３つのサブパルス毎に反転パルスが印加されるため、静磁場不均一に起因する位相ずれがｋ空間上の３つのサブパルス毎に階段状となる。よって、位相ずれが非連続となることにより、ＭＲ画像の画像再構成処理において位相方向にリンギングアーチファクトが発生し得る。
【0071】
ここで、階段状となる位相誤差を解消するため、エコータイムシフトを考慮した励起パルスシーケンスについて図１９に示す。
図１９に示すように、中心に位置する２番目のサブパルスセット（２，５，８番目のサブパルス）を基準として、１番目のサブパルスセット（１，４，７番目のサブパルス）は、サブパルスセット内のパルス間隔（ＥＳＰ：echo spacing）の３分の１の間隔に対応した時間、サブパルスセットの印加を早める。一方、３番目のサブパルスセット（３，６，９番目のサブパルス）は、ＥＳＰの３分の１の間隔に対応した時間、サブパルスセットの印加を遅らせる。
図１９に示すように、中心に位置する２番目のサブパルスセット（２，５，８番目のサブパルス）を基準として、１番目のサブパルスセット（１，４，７番目のサブパルス）は、サブパルスセット内のパルス間隔（ＥＳＰ：echo spacing）の３分の１の間隔に対応した時間、サブパルスセットの印加を早める。一方、３番目のサブパルスセット（３，６，９番目のサブパルス）は、ＥＳＰの３分の１の間隔に対応した時間、サブパルスセットの印加を遅らせる。
【0072】
図１９の励起パルスシーケンスに従って励起した場合の、磁化の位相誤差とｋ空間のトラジェクトリとの関係について図２０に示す。
縦軸は、静磁場の位相誤差を示し、横軸は、ｋ空間の位相エンコード方向のトラジェクトリの番号を示し、図１７に示すトラジェクトリの番号に対応する。
図２０に示すように、各トラジェクトリの番号の昇順に従って、位相誤差が比例しており、離散的な位相誤差が解消していることが分かる。これによって、エコータイムシフトを考慮した励起パルスシーケンスが実現される。
縦軸は、静磁場の位相誤差を示し、横軸は、ｋ空間の位相エンコード方向のトラジェクトリの番号を示し、図１７に示すトラジェクトリの番号に対応する。
図２０に示すように、各トラジェクトリの番号の昇順に従って、位相誤差が比例しており、離散的な位相誤差が解消していることが分かる。これによって、エコータイムシフトを考慮した励起パルスシーケンスが実現される。
【0073】
以上に示した第５の実施形態によれば、複数のサブパルスセットを含む局所励起パルスシーケンスの場合、サブパルス間隔のサブパルスセット数分の１の間隔に対応する期間、印加タイミングをずらす制御を実行する。これによって、ＲＦパルスの印加時間を短縮しつつ、エコータイムシフトを考慮した励起パルスシーケンスを実現することができ、離散的な位相誤差の影響によるアーチファクトの発生を抑制できる。
【0074】
以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、磁気共鳴画像の画質を向上させることができる。
【0075】
加えて、実施形態に係る各機能は、当該処理を実行するプログラムをワークステーション等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、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（ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ、Ｂｌｕ－ｒａｙ（登録商標）ディスクなど）、半導体メモリなどの記憶媒体に格納して頒布することも可能である。
【0076】
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】
【0077】
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・・・送信コイル
１１５・・・送信回路
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
１２７・・・ディスプレイ
１２９・・・記憶装置
１３１・・・処理回路
２０１，２０３，２０５，２０７，２０９・・・サブパルス
２０２・・・反転パルス
２２１，２２３，２２７，２２９，２４１，２４３，５０１，５０３，５０５，１２０１・・・傾斜磁場
２２５・・・スポイラー傾斜磁場
３０１，３０３・・・グラフ
４０３・・・リワインダ
８０１，１１０２・・・トラジェクトリ
１０７１・・・天板
１３１１・・・システム制御機能
１３１３・・・画像生成機能
１３１５・・・設定機能
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・・・送信コイル
１１５・・・送信回路
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
１２７・・・ディスプレイ
１２９・・・記憶装置
１３１・・・処理回路
２０１，２０３，２０５，２０７，２０９・・・サブパルス
２０２・・・反転パルス
２２１，２２３，２２７，２２９，２４１，２４３，５０１，５０３，５０５，１２０１・・・傾斜磁場
２２５・・・スポイラー傾斜磁場
３０１，３０３・・・グラフ
４０３・・・リワインダ
８０１，１１０２・・・トラジェクトリ
１０７１・・・天板
１３１１・・・システム制御機能
１３１３・・・画像生成機能
１３１５・・・設定機能
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
