特許 7433871 磁気共鳴イメージング装置及びｋ空間軌跡の収集角度設定方法

(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】2024-02-09

(45)【発行日】2024-02-20

(54)【発明の名称】磁気共鳴イメージング装置及びｋ空間軌跡の収集角度設定方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/055 20060101AFI20240213BHJP

【ＦＩ】

A61B5/055 372

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2019220279

(22)【出願日】2019-12-05

(65)【公開番号】P2021087669

(43)【公開日】2021-06-10

【審査請求日】2022-08-30

【前置審査】

(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】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(72)【発明者】

【氏名】竹島 秀則

(72)【発明者】

【氏名】朽名 英明

【審査官】冨永 昌彦

(56)【参考文献】

【文献】特表２００９－５４０８７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１９２５８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００９／００９９４４３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２６１５８３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－１７５８２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０５０７３８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ５／０５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

非カーテシアン収集に関するｋ空間軌跡の収集角度を設定する設定部と、
前記ｋ空間軌跡に従い前記非カーテシアン収集を実行する撮像制御部と、を具備し、
前記設定部は、
収集角度とは異なる変数により規定される第１の変数空間に標本点を配置し、
前記第１の変数空間に配置された前記標本点を、前記収集角度により規定される第２の変数空間に、前記収集角度の価値に応じて写像することにより、前記収集角度を設定する、
磁気共鳴イメージング装置。

【請求項2】

前記設定部は、前記標本点を前記第１の変数空間に第１の距離間隔で配置し、前記標本点を前記写像により前記第２の変数空間において前記価値に応じた第２の距離間隔で配置し、前記第２の変数空間において配置された前記標本点の位置を前記収集角度に設定する、請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項3】

前記第１の距離間隔は、等間隔である、請求項２記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項4】

前記第２の距離間隔は、前記収集角度の前記価値が高いほど狭い、請求項２記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項5】

前記価値は、前記収集角度に対応する前記ｋ空間軌跡が通るカーテシアン格子点間の距離が狭いほど高い、請求項２記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項6】

前記価値は、前記ｋ空間軌跡の前記収集角度が過去撮像の他のｋ空間軌跡の収集角度から遠いほど高い、請求項２記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項7】

前記価値は、前記ｋ空間軌跡の収集時刻が過去撮像の他のｋ空間軌跡の収集時刻に近いほど高い、請求項２記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項8】

前記価値は、前記収集角度に対応する前記ｋ空間軌跡が通り且つ画像化範囲に存在するカーテシアン格子点の個数が多いほど高い、又は前記収集角度に対応する前記ｋ空間軌跡のうちの、ｋ空間に設定された円からはみ出る部分が多いほど高い、請求項２記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項9】

前記画像化範囲を調整する調整部を更に備え、
前記設定部は、前記調整部による前記画像化範囲の調整に連動して前記ｋ空間軌跡の本数及び前記収集角度を設定する、
請求項８記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項10】

前記設定部は、前記調整部による調整後の前記画像化範囲に基づく写像に応じて前記収集角度を設定する、請求項９記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項11】

前記ｋ空間軌跡の本数に基づいて撮像時間を決定する決定部と、
前記撮像時間を表示する表示部と、を更に備える、
請求項１０記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項12】

前記第１の変数空間に前記ｋ空間軌跡を配置するための設定画面を表示する表示部を更に備え、
前記設定部は、前記設定画面を介したユーザの指示に従い前記ｋ空間軌跡を前記第１の変数空間に配置する、
請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項13】

前記設定画面は、前記第１の変数空間を模した図形要素と前記ｋ空間軌跡を模した図形要素とを含む、請求項１２記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項14】

前記非カーテシアン収集は、２次元又は３次元のラディアル収集、スパイラル収集又はＰＲＯＰＥＬＬＥＲ収集である、請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項15】

非カーテシアン収集に関するｋ空間軌跡の収集角度とは異なる変数により規定される第１の変数空間に標本点を配置し、
前記第１の変数空間に配置された前記標本点を、前記収集角度により規定される第２の変数空間に、前記収集角度の価値に応じて写像することにより、前記ｋ空間軌跡の収集角度を設定する、
ことを具備するｋ空間軌跡の収集角度設定方法。

【請求項16】

非カーテシアン収集に関する、ｋ空間における画像化範囲を設定する設定部と、
前記画像化範囲のｋ空間での形状に基づいて撮像時間を決定する決定部と、
前記撮像時間を表示する表示部と、
を具備し、
前記設定部は、前記画像化範囲のｋ空間での形状に基づいてｋ空間軌跡の本数を設定し、
前記表示部は、前記ｋ空間軌跡の本数を表示する、
磁気共鳴イメージング装置。

【請求項17】

非カーテシアン収集に関する、ｋ空間における画像化範囲を設定する設定部と、
前記画像化範囲のｋ空間での形状に基づいて撮像時間を決定する決定部と、
前記撮像時間を表示する表示部と、
を具備し、
前記表示部は、ｋ空間を模した第１の図形要素及び前記画像化範囲を調整するための第２の図形要素を表示する、
磁気共鳴イメージング装置。

【請求項18】

前記表示部は、前記第１の図形要素及び／又は前記第２の図形要素に、カーテシアン格子点を表示する、請求項１７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及びｋ空間軌跡の収集角度設定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

非カーテシアン収集の一つとして、ｋ空間に設定された放射状のｋ空間軌跡に沿ってデータ収集を行うラディアル法が知られている。ラディアル法におけるｋ空間軌跡の収集角度の設定方法の一つとして、黄金比（約１１１．２５度）の角度間隔で繰り返しｋ空間軌跡の収集角度を設定する黄金角ラディアル（golden angle radial）法が知られている。黄金角ラディアル法によれば、ｋ空間においてｋ空間軌跡を略等間隔に設定することが可能である。これは、ｋ空間軌跡の価値が収集角度に依らず等しいことを前提にしている。収集角度の価値を考慮した場合には黄金角ラディアル法が必ずしも適切とはいえない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】米国特許出願公開第２０１５／１８５３０１号明細書

【文献】特開２０１４－２１０２０９号公報

【文献】米国特許出願公開第２０１９／００７９１５４号明細書

【文献】特開２０１８－４２６７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明が解決しようとする課題は、非カーテシアン収集に関するデータ収集の効率を向上することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、設定部と撮像制御部とを含む。前記設定部は、非カーテシアン収集に関するｋ空間軌跡の収集角度を設定する。前記設定部は、収集角度とは異なる変数により規定される第１の変数空間に標本点を配置し、前記第１の変数空間に配置された前記標本点を、前記収集角度により規定される第２の変数空間に、前記収集角度の価値に応じて写像することにより、前記収集角度を設定する。前記撮像制御部は、前記ｋ空間軌跡に従い前記非カーテシアン収集を実行する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】図１は、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の構成を示す図である。

【図2】図２は、本実施形態に係るｋ空間におけるラディアル収集に関するｋ空間軌跡を示す図である。

【図3】図３は、ｋ空間の原点周辺の拡大図である。

【図4】図４は、ｋ空間軌跡の疎密のｋ空間分布の一例を示す図である。

【図5】図５は、ｋ空間軌跡の疎密のｋ空間分布の他の例を示す図である。

【図6】図６は、ｋ空間軌跡の疎密のｋ空間分布の他の例を示す図である。

【図7】図７は、磁気共鳴イメージング装置によるＧＭＡ法を利用したＭＲ検査の典型的な流れを示す図である。

【図8】図８は、仮想変数軸から収集角度軸へのｋ空間軌跡の写像の一例を示す図である。

【図9】図９は、収集角度の設定画面の一例を示す図である。

【図10】図１０は、ｋ空間におけるラディアル収集に関するｋ空間軌跡と画像化範囲とを示す図である。

【図11】図１１は、ｋ空間軌跡の疎密のｋ空間分布の一例を示す図である。

【図12】図１２は、応用例１に係るＧＭＡ法を利用したＭＲ検査の流れを示す図である。

【図13】図１３は、応用例２に係るＧＭＡ法を利用したＭＲ検査の流れを示す図である。

【図14】図１４は、画像化範囲の調整のためのＧＵＩ画面の一例を示す図である。

【図15】図１５は、変形例に係るｋ空間におけるラディアル収集に関するｋ空間軌跡と画像化範囲とを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

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及びｋ空間軌跡の収集角度設定方法を説明する。

【0008】

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１は、架台１１、寝台１３、傾斜磁場電源２１、送信回路２３、受信回路２５、寝台駆動装置２７、シーケンス制御回路２９及びホストコンピュータ（Host Computer）５０を有する。

【0009】

架台１１は、静磁場磁石４１と傾斜磁場コイル４３とを有する。静磁場磁石４１と傾斜磁場コイル４３とは架台１１の筐体に収容されている。架台１１の筐体には中空形状を有するボアが形成されている。架台１１のボア内には送信コイル４５と受信コイル４７とが配置される。

【0010】

静磁場磁石４１は、中空の略円筒形状を有し、略円筒内部に静磁場を発生する。静磁場磁石４１としては、例えば、永久磁石、超伝導磁石または常伝導磁石等が使用される。ここで、静磁場磁石４１の中心軸をＺ軸に規定し、Ｚ軸に対して鉛直に直交する軸をＹ軸に規定し、Ｚ軸に水平に直交する軸をＸ軸に規定する。Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、直交３次元座標系を構成する。

【0011】

傾斜磁場コイル４３は、静磁場磁石４１の内側に取り付けられ、中空の略円筒形状に形成されたコイルユニットである。傾斜磁場コイル４３は、傾斜磁場電源２１からの電流の供給を受けて傾斜磁場を発生する。より詳細には、傾斜磁場コイル４３は、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に対応する３つのコイルを有する。当該３つのコイルは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各軸に沿って磁場強度が変化する傾斜磁場を形成する。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各軸に沿う傾斜磁場は合成されて互いに直交するスライス選択傾斜磁場Ｇｓ、位相エンコード傾斜磁場Ｇｐ及び周波数エンコード傾斜磁場Ｇｒが所望の方向に形成される。スライス選択傾斜磁場Ｇｓは、任意に撮像断面（スライス）を決めるために利用される。位相エンコード傾斜磁場Ｇｐは、空間的位置に応じて磁気共鳴信号（以下、ＭＲ信号と呼ぶ）の位相を変化させるために利用される。周波数エンコード傾斜磁場Ｇｒ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。なお、以下の説明においてスライス選択傾斜磁場Ｇｓの傾斜方向はＺ軸、位相エンコード傾斜磁場Ｇｐの傾斜方向はＹ軸、周波数エンコード傾斜磁場Ｇｒの傾斜方向はＸ軸であるとする。

【0012】

傾斜磁場電源２１は、シーケンス制御回路２９からのシーケンス制御信号に従い傾斜磁場コイル４３に電流を供給する。傾斜磁場電源２１は、傾斜磁場コイル４３に電流を供給することにより、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各軸に沿う傾斜磁場を傾斜磁場コイル４３により発生させる。当該傾斜磁場は、静磁場磁石４１により形成された静磁場に重畳されて被検体Ｐに印加される。

【0013】

送信コイル４５は、例えば、傾斜磁場コイル４３の内側に配置され、送信回路２３から電流の供給を受けて高周波パルス（以下、ＲＦパルスと呼ぶ）を発生する。

【0014】

送信回路２３は、被検体Ｐ内に存在する対象プロトンを励起するためのＲＦパルスを、送信コイル４５を介して被検体Ｐに印加するために、送信コイル４５に電流を供給する。ＲＦパルスは、対象プロトンに固有の共鳴周波数で振動し、対象プロトンを励起させる。励起された対象プロトンからＭＲ信号が発生され、受信コイル４７により検出される。送信コイル４５は、例えば、全身用コイル（ＷＢコイル）である。全身用コイルは、送受信コイルとして使用されても良い。

【0015】

受信コイル４７は、ＲＦ磁場パルスの作用を受けて被検体Ｐ内に存在する対象プロトンから発せられるＭＲ信号を受信する。受信コイル４７は、ＭＲ信号を受信可能な複数の受信コイルエレメントを有する。受信されたＭＲ信号は、有線又は無線を介して受信回路２５に供給される。図１に図示しないが、受信コイル４７は、並列的に実装された複数の受信チャネルを有している。受信チャネルは、ＭＲ信号を受信する受信コイルエレメント及びＭＲ信号を増幅する増幅器等を有している。ＭＲ信号は、受信チャネル毎に出力される。受信チャネルの総数と受信コイルエレメントの総数とは同一であっても良いし、受信チャネルの総数が受信コイルエレメントの総数に比して多くてもよいし、少なくてもよい。

【0016】

受信回路２５は、励起された対象プロトンから発生されるＭＲ信号を受信コイル４７を介して受信する。受信回路２５は、受信されたＭＲ信号を信号処理してデジタルのＭＲ信号を発生する。デジタルのＭＲ信号は、空間周波数により規定されるｋ空間にて表現することができる。よって、以下、デジタルのＭＲ信号をｋ空間データと呼ぶことにする。ｋ空間データは、画像再構成に供される生データの一種である。ｋ空間データは、有線又は無線を介してホストコンピュータ５０に供給される。

【0017】

なお、上記の送信コイル４５と受信コイル４７とは一例に過ぎない。送信コイル４５と受信コイル４７との代わりに、送信機能と受信機能とを備えた送受信コイルが用いられても良い。また、送信コイル４５、受信コイル４７及び送受信コイルが組み合わされても良い。

【0018】

架台１１に隣接して寝台１３が設置される。寝台１３は、天板１３１と基台１３３とを有する。天板１３１には被検体Ｐが載置される。基台１３３は、天板１３１をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸各々に沿ってスライド可能に支持する。基台１３３には寝台駆動装置２７が収容される。寝台駆動装置２７は、シーケンス制御回路２９からの制御を受けて天板１３１を移動する。寝台駆動装置２７は、例えば、サーボモータやステッピングモータ等の如何なるモータ等を含んでも良い。

【0019】

シーケンス制御回路２９は、ハードウェア資源として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）あるいはＭＰＵ（Micro Processing Unit）のプロセッサとＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリとを有する。シーケンス制御回路２９は、処理回路５１の撮像条件設定機能５１２により設定された撮像条件に基づいて傾斜磁場電源２１、送信回路２３及び受信回路２５を同期的に制御し、当該撮像条件に応じたパルスシーケンスに従い被検体ＰにＭＲ撮像を実行し、被検体Ｐに関するｋ空間データを収集する。シーケンス制御回路２９は、撮像制御部の一例である。

【0020】

本実施形態に係るシーケンス制御回路２９は、ｋ空間充填方式として、非カーテシアン収集を実行する。非カーテシアン収集は、カーテシアン収集とは異なるｋ空間のスキャン方式であり、例えば、２次元又は３次元のラディアル収集、スパイラル収集又はＰＲＯＰＥＬＬＥＲ（periodically rotated overlapping parallel lines with enhanced reconstruction）収集である。非カーテシアン収集に関するｋ空間軌跡は、ｋ空間におけるｋ空間軌跡の角度（以下、収集角度と呼ぶ）により特徴付けられる。例えば、ラディアル収集のｋ空間軌跡は、スポークとも呼ばれ、ｋ空間の原点を放射状に通過する。ラディアル収集のｋ空間軌跡の収集角度は、ｋ空間原点回りの角度に設定される。

【0021】

図１に示すように、ホストコンピュータ５０は、処理回路５１、メモリ５２、ディスプレイ５３、入力インタフェース５４及び通信インタフェース５５を有するコンピュータである。処理回路５１は処理部の一例であり、メモリ５２は記憶部の一例であり、ディスプレイ５３は表示部の一例であり、入力インタフェース５４は入力部の一例であり、通信インタフェース５５は通信部の一例である。

【0022】

処理回路５１は、ハードウェア資源としてＣＰＵ等のプロセッサを有する。処理回路５１は、磁気共鳴イメージング装置１の中枢として機能する。例えば、処理回路５１は、各種プログラムの実行により取得機能５１１、撮像条件設定機能５１２、再構成機能５１３、画像処理機能５１４及び表示制御機能５１５を有する。取得機能５１１は取得部の一例であり、撮像条件設定機能５１２は設定部、調整部及び決定部の一例であり、再構成機能５１３は再構成部の一例であり、画像処理機能５１４は画像処理部の一例であり、表示制御機能５１５は表示部の一例である。

【0023】

取得機能５１１において処理回路５１は、種々のデータを取得する。例えば、処理回路５１は、シーケンス制御回路２９により収集された、非カーテシアン収集に関するｋ空間データを取得する。処理回路５１は、シーケンス制御回路２９又は受信回路２５からｋ空間データを直接的に取得してもよいし、ｋ空間データを一旦メモリ５２に記憶し、当該メモリ５２から取得してもよい。

【0024】

撮像条件設定機能５１２において処理回路５１は、自動的又は手動的に撮像条件を設定する。例えば、処理回路５１は、撮像条件の一つとして、非カーテシアン収集に関するｋ空間軌跡の収集角度を設定する。また、処理回路５１は、撮像条件の一つとして、画像化範囲（ＦＯＶ：Field Of View）を設定又は調整してもよい。また、処理回路５１は、画像化範囲の形状に基づいて撮像時間を決定してもよい。処理回路５１は、これら撮像条件の他、エコー時間ＴＥや繰り返し時間ＴＲ等、如何なる撮像条件を設定することも可能である。

【0025】

再構成機能５１３において処理回路５１は、取得機能５１１により取得されたｋ空間データに基づいて、被検体Ｐに関するＭＲ画像を再構成する。例えば、処理回路５１は、ｋ空間データにフーリエ変換又は逆フーリエ変換を施してＭＲ画像を生成する。なお再構成法は、フーリエ変換又は逆フーリエ変換に限定されず、パラレルイメージング（parallel imaging）や圧縮センシング、機械学習モデル等が用いられてもよい。

【0026】

画像処理機能５１４において処理回路５１は、ＭＲ画像に種々の画像処理を施す。例えば、処理回路５１は、ボリュームレンダリングやサーフェスレンダリング、画素値投影処理、ＭＰＲ（Multi-Planer Reconstruction）処理、ＣＰＲ（Curved MPR）処理等の画像処理を施す。また、処理回路５１は、画像処理として、領域抽出や画像認識、画像解析、位置合わせ等の種々の処理を行うことも可能である。

【0027】

表示制御機能５１５において処理回路５１は、種々の情報をディスプレイ５３に表示する。例えば、処理回路５１は、再構成機能５１３により生成されたＭＲ画像、画像処理機能５１４により生成されたＭＲ画像、収集角度の設定画面等をディスプレイ５３に表示する。処理回路５１は、ＭＲ画像に対して階調処理や拡大／縮小処理、アノテーション付与等の表示処理を適宜行ってもよい。

【0028】

メモリ５２は、種々の情報を記憶するＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）、集積回路記憶装置等の記憶装置である。また、メモリ５２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良い。例えば、メモリ５２は、撮像条件、ｋ空間データ、ＭＲ画像、制御プログラム等を記憶する。

【0029】

ディスプレイ５３は、表示制御機能５１５により種々の情報を表示する。例えば、ディスプレイ５３は、再構成機能５１３により生成されたＭＲ画像、画像処理機能５１４により生成されたＭＲ画像、収集角度の設定画面等を表示する。ディスプレイ５３としては、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が適宜利用可能である。

【0030】

入力インタフェース５４は、ユーザからの各種指令を受け付ける入力機器を含む。入力機器としては、キーボードやマウス、各種スイッチ、タッチスクリーン、タッチパッド等が利用可能である。なお、入力機器は、マウス、キーボードなどの物理的な操作部品を備えるものだけに限らない。例えば、磁気共鳴イメージング装置１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入力インタフェース５４の例に含まれる。また、入力インタフェース５４は、マイクロフォンにより収集された音声信号を指示信号に変換する音声認識装置でもよい。

【0031】

通信インタフェース５５は、ＬＡＮ（Local Area Network）等を介して磁気共鳴イメージング装置１と、ワークステーションやＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System）、ＨＩＳ（Hospital Information System）、ＲＩＳ（Radiology Information System）等とを接続するインタフェースである。ネットワークＩＦは、各種情報を接続先のワークステーション、ＰＡＣＳ、ＨＩＳ及びＲＩＳとの間で送受信する。

【0032】

なお、上記の構成は一例であって、これに限定されない。例えば、シーケンス制御回路２９は、ホストコンピュータ５０に組み込まれても良い。また、シーケンス制御回路２９と処理回路５１とが同一の基板に実装されても良い。また、撮像条件設定機能５１２は、必ずしも磁気共鳴イメージング装置１の処理回路５１に実装されている必要性はない。例えば、磁気共鳴イメージング装置１とは別体の、撮像条件を設定するためのコンピュータに撮像条件設定機能５１２が実装されればよい。この場合、当該コンピュータにより生成された撮像条件が、ネットワーク又は可搬型記録媒体等を介して磁気共鳴イメージング装置１に供給される。また、メモリ５２のうちの撮像条件の記憶領域は、磁気共鳴イメージング装置１に実装されている必要はなく、例えば、磁気共鳴イメージング装置１にネットワークを介して接続された記憶装置に実装されてもよい。

【0033】

本実施形態に係る処理回路５１は、撮像条件設定機能５１２により、黄金角ラディアル法とは異なる方法により、非カーテシアン収集に関するｋ空間軌跡の収集角度を設定する。より詳細には、処理回路５１は、まず、収集角度とは異なる変数により規定される第１の変数空間に標本点を配置する。次に処理回路５１は、第１の変数空間に配置された標本点を、収集角度により規定される第２の変数空間に、収集角度の価値に応じて写像することにより、収集角度を設定する。以下、本実施形態に係る収集角度の設定方法をＧＭＡ（Golden Mapped Angle）法と呼ぶことにする。

【0034】

ＧＭＡ法は各ｋ空間軌跡の収集角度の価値（以下、単に価値と呼ぶ）が一定ではないことに着目している。価値は、収集角度の有用性、より詳細には、再構成画像の画質に対する寄与度を意味する。価値が比較的高い収集角度範囲ほどｋ空間軌跡の密度が大きく設定され、価値が比較的低い収集角度範囲ほどｋ空間軌跡の密度が小さく設定される。

【0035】

以下、より詳細に価値について説明する。なお、説明を具体的に行うため、２次元のラディアル収集を非カーテシアン収集の一例として説明する。

【0036】

図２は、ラディアル収集に関するｋ空間６０に設定されるｋ空間軌跡ＫＴを示す図である。ｋ空間６０は、空間周波数ｋｙ及び空間周波数ｋｘにより張られる空間である。ｋ空間６０のｋｙ方向のサイズとｋｘ方向のサイズとは同一に設定される。ｋ空間６０には、ｋ空間軌跡ＫＴのスキャン範囲の外周を示す円６１が設定される。また、ｋ空間６０にはカーテシアン座標系により規定された複数の格子点（カーテシアン格子点とも呼ぶ）６２が設定される。例えば、円６１の中心はカーテシアン座標系の原点６２１に一致するように設定される。ｋ空間軌跡ＫＴは、始点が円６１上の一点に設定され、終点が、当該始点から原点６２１を挟んで反対側の一点に設定され、原点６２１を通過する直線として設定される。ｋ空間軌跡ＫＴの原点６２１回りの角度が収集角度に規定される。異なる複数の収集角度に関する複数のｋ空間軌跡ＫＴがｋ空間６０に設定される。＋ｋｘ方向に延びるｋ空間軌跡の収集角度が０度に規定され、＋ｋｙ方向に延びるｋ空間軌跡の収集角度が９０度に規定され、－ｋｘ方向に延びるｋ空間軌跡の収集角度が１８０度に規定される。ラディアル収集においては円６１よりも外側の格子点６２については無視される。なお、図２においては４本のｋ空間軌跡ＫＴが設定されているが、ｋ空間軌跡ＫＴの設定本数は特に限定されない。

【0037】

ｋ空間６０には再構成画像に用いるｋ空間データの範囲を示す画像化範囲（ＦＯＶ）が設定される。本実施形態において画像化範囲はｋ空間６０全体に設定されているものとする。円６１は、画像化範囲に内接するように設定される。この場合、円６１の形状は真円となる。

【0038】

ラディアル収集により得られた各ｋ空間軌跡ＫＴのｋ空間データは、例えば、グリッド処理の前処理部を経て図２に示すカーテシアン座標空間に配置される。グリッド処理の前処理部により、複数のｋ空間軌跡ＫＴのｋ空間データに基づいて各格子点６２のデータ値が得られる。カーテシアン座標空間に配置されたｋ空間データにフーリエ変換又は逆フーリエ変換が施され、得られたデータに対するグリッド処理の後処理が施されることにより、カーテシアン座標系により表現されるＭＲ画像が再構成される。すなわち、カーテシアン座標系の格子点６２相当の分解能があれば、ｋ空間軌跡の本数又は密度が十分である。

【0039】

図３は、ｋ空間の原点６２１周辺の拡大図である。図３に示すように、各ｋ空間軌跡ＫＴは複数の格子点６２を通過する。ｋ空間軌跡ＫＴが通過する隣接する２つの格子点６２間の距離は当該ｋ空間軌跡ＫＴの収集角度に応じて異なる。例えば、収集角度「０度」のｋ空間軌跡ＫＴ（０度）が通過する隣接する２つの格子点６２間の距離が「１」である場合、収集角度「４５度」のｋ空間軌跡ＫＴ（４５度）が通過する隣接する２つの格子点６２間の距離は「√２」である。ｋ空間軌跡ＫＴ（０度）及びＫＴ（４５度）が同一長さであるので、ｋ空間軌跡ＫＴ（０度）が通過する格子点６２の個数は、ｋ空間軌跡ＫＴ（４５度）が通過する格子点６２の個数よりも多いこととなる。従って格子点６２相当の分解能を得るためには、必ずしも収集角度が均等になるようにｋ空間軌跡ＫＴを設定する必要はないことがわかる。この場合、収集角度の価値は、ｋ空間軌跡が通過するカーテシアン格子点間の距離が狭いほど高いといえる。

【0040】

図４は、ｋ空間軌跡の疎密のｋ空間分布の一例を示す図である。図４に示すように、ｋ空間軌跡が通過するカーテシアン格子点間の距離が短い収集角度については、価値が高く、ｋ空間軌跡が密に設定される。ｋ空間軌跡が通過するカーテシアン格子点間の距離が長い収集角度については、価値が低く、ｋ空間軌跡が疎に設定される。ｋ空間軌跡が密に設定される収集角度範囲においては、隣接するｋ空間軌跡間の角度間隔が比較的狭く設定され、ｋ空間軌跡が疎に設定される収集角度範囲においては、隣接するｋ空間軌跡間の角度間隔が比較的広く設定される。例えば、収集角度「４５度」付近の収集角度範囲における収集角度間隔は、収集角度「０度」及び「９０度」付近の収集角度範囲における収集角度間隔に比して広く設定される。

【0041】

このように、収集角度の価値の高い範囲については密にｋ空間軌跡を配置し且つ価値の低い角度範囲については疎にｋ空間軌跡を配置することにより、効率良くデータ収集を行うことができる。

【0042】

「密」に対応する収集角度間隔及び「疎」に対応する収集角度間隔は、任意の値に設定可能である。なお、収集角度間隔は、「密」及び「疎」の２段階で設定されてもよいが、３以上の複数段階で設定されてもよいし、下限値から上限値に亘る連続値で設定されてもよい。この下限値及び上限値については任意に設定可能である。

【0043】

価値は、ｋ空間軌跡が通過するカーテシアン格子点の個数に基づいて設定される事に限定されず、種々の観点（以下、価値観点と呼ぶ）により設定可能である。例えば、対象撮像により収集されたｋ空間データと過去撮像により収集されたｋ空間データとに基づいてＭＲ画像を生成する場合がある。この場合、価値は、例えば、ｋ空間軌跡の設定対象の撮像（以下、対象撮像と呼ぶ）のｋ空間軌跡と過去撮像のｋ空間軌跡の収集角度との近接性に基づいて設定されるとよい。価値観点は、収集角度の価値の定義の仕方を意味する。

【0044】

図５は、ｋ空間軌跡の疎密のｋ空間分布の他の例を示す図である。図５に示すように、過去撮像のｋ空間軌跡ＫＴＰに近い収集角度は、価値が低く、対象撮像のｋ空間軌跡が疎に設定される。ｋ空間軌跡ＫＴＰから遠い収集角度は、価値が高く、対象撮像のｋ空間軌跡が密に設定される。

【0045】

なお、過去撮像のｋ空間軌跡は、対象撮像のｋ空間軌跡よりも何フレーム時間的に前でもよい。また、対象撮像の収集角度の価値を設定するに際しては、過去撮像のｋ空間軌跡を幾つ考慮してもよい。例えば、図５においては、簡単のため、過去撮像の１本のｋ空間軌跡に対する対象撮像の収集角度の価値を示しているが、同様のアルゴリズムにより、過去撮像の２本以上のｋ空間軌跡に対する対象撮像の収集角度の価値が設定されてもよい。

【0046】

上記の通り、図５において価値は、過去撮像のｋ空間軌跡の収集角度との場所的近接性に基づいて設定されるものとした。しかしながら、過去撮像のｋ空間軌跡の収集角度との時間的近接性に基づいて価値が設定されてもよい。

【0047】

図６は、ｋ空間軌跡の疎密のｋ空間分布の他の例を示す図である。図６において、対象撮像のフレームを「ｔ」と表記し、「ｔ」に対してｎ（整数）フレーム前の過去撮像のフレームを「ｔ－ｎ」と表記することとする。図６においては、対象撮像の収集角度の価値の設定に際して、対象撮像フレームｔから１フレーム前の過去撮像のｋ空間軌跡ＫＴ（ｔ－１）と５フレーム前の過去撮像のｋ空間軌跡ＫＴ（ｔ－５）とを考慮するものとする。

【0048】

図６に示すように、５フレーム前のｋ空間軌跡ＫＴ（ｔ－５）周辺の収集角度範囲は、１フレーム前のｋ空間軌跡ＫＴ（ｔ－１）周辺の収集角度範囲に比して、価値が高く、対象撮像のｋ空間軌跡が密に設定される。このように、このように、対象撮像の収集角度が、時間的に離れた過去撮像のｋ空間軌跡ＫＴ（ｔ－ｎ）に対して場所的に近いほど価値が高く設定され、ｋ空間軌跡が密に設定される。対象撮像のｋ空間軌跡の収集時刻が、過去撮像のｋ空間軌跡ＫＴ（ｔ－ｎ）の収集時刻から離れているほど、価値が低く設定される。

【0049】

なお、過去撮像のフレームは対象撮像のフレームに対して幾つ前のフレームでもよい。また、対象撮像の収集角度の価値を設定するに際しては、過去撮像のｋ空間軌跡を幾つ考慮してもよい。例えば、図６においては、簡単のため、１フレーム前の１本のｋ空間軌跡ＫＴ（ｔ－１）と５フレーム前の１本のｋ空間軌跡ＫＴ（ｔ－５）とに対する対象撮像の収集角度の価値を示しているが、同様のアルゴリズムにより、２～４フレーム前のｋ空間軌跡が考慮されてもよいし、６フレーム以上前のｋ空間軌跡が考慮されてもよい。

【0050】

次に、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１によるＧＭＡ法を利用したＭＲ検査の流れについて説明する。

【0051】

図７は、磁気共鳴イメージング装置１によるＧＭＡ法を利用したＭＲ検査の典型的な流れを示す図である。なお、図７においてｋ空間充填方式はラディアル法であるとする。

【0052】

図７に示すように、まず、処理回路５１は、撮像条件設定機能５１２の実現により、ＧＭＡ法を利用してラディアル収集に関するｋ空間軌跡の収集角度を設定する（ステップＳＡ１－ＳＡ３）。具体的には、処理回路５１は、標本点を第１の変数空間に設定し（ステップＳＡ１）、標本点を第２の変数空間に写像し（ステップＳＡ２）、第２の変数空間での標本点の位置を収集角度に設定する（ステップＳＡ３）。

【0053】

第１の変数空間は、収集角度とは異なる仮想の変数（以下、仮想変数と呼ぶ）により規定される空間である。第２の変数空間は、収集角度により規定される空間である。第２の変数空間の次元数は、２次元のラディアル法の場合、１次元であり、３次元のラディアル法の場合、２次元である。第１の変数空間の次元数は、第２の変数空間の次元数と同一であってもよいし、異なっていてもよい。すなわち、第１の変数空間の次元数は、例えば、２次元のラディアル法の場合、１であり、３次元のラディアル法の場合、１又は２である。

【0054】

以下、図８を参照しながら、２次元のラディアル法を例にしてステップＳＡ１－ＳＡ３について説明する。この場合、第１の変数空間は、一次元の仮想変数により規定される軸であり、仮想変数軸と称することにする。第２の変数空間は、一次元の収集角度により規定される軸であり、収集角度軸と称することにする。

【0055】

図８は、仮想変数軸７１から収集角度軸７２への標本点の写像の一例を示す図である。仮想変数軸７１は所定の数値範囲（長さ）を有する。数値範囲は、任意の値に設定可能であるが、例えば、図８に示すように、下限「０」から上限「１」までの範囲に設定される。仮想変数軸７１上の位置は仮想変数を表す。収集角度軸７２は所定の角度範囲を有する。角度範囲は、任意の値に設定可能であるが、例えば、図８に示すように、下限「０度」から上限「１８０度」までの範囲に設定される。収集角度軸７２上の位置は収集角度を表す。仮想変数「０」は収集角度「０度」に対応する。

【0056】

図８に示すように、処理回路５１は、ｎ個の標本点ＫＴ１ｋ（１≦ｋ≦ｎ）を仮想変数軸７１に第１の距離間隔Ｄ１ｋで配置し、ｎ個の標本点ＫＴ１ｋを収集角度軸７２に写像することにより、価値に応じた第２の距離間隔Ｄ２ｋで配置し、収集角度軸７２において配置されたｎ個の標本点ＫＴ２ｋ各々の位置を収集角度に設定する。具体的には、まず仮想変数軸７１の数値範囲と仮想変数軸７１上での隣接する２つの標本点ＫＴ１ｋ間の距離間隔Ｄ１ｋとが設定される。各距離間隔Ｄ１ｋは、例えば、等間隔に設定される。次に、仮想変数軸７１の数値範囲と距離間隔Ｄ１ｋとに従い、仮想変数軸７１に標本点ＫＴ１ｋが点列として配置される。各標本点ＫＴ１ｋは一のｋ空間軌跡の位置を示すシンボルである。各標本点ＫＴ１ｋが収集角度軸７２に写像される。写像により、仮想変数軸７１上の各標本点ＫＴ１ｋが収集角度軸７２上の各標本点ＫＴ２ｋに変換される。収集角度軸７２上の各標本点ＫＴ２ｋの位置が特定され、特定された位置が収集角度に設定される。これにより収集角度集合が設定されることとなる。写像により、例えば、等間隔Ｄ１ｋに配置されたｎ個の標本点ＫＴ１ｋの集合が、収集角度の価値に応じて非等間隔Ｄ２ｋに配置されたｎ個の収集角度ＫＴ２ｋの集合に変換されることとなる。例えば、間隔Ｄ２１は、間隔Ｄ２２に比して狭いので、間隔Ｄ２１に対応する収集角度の価値が高いことを意味する。

【0057】

ここで、仮想変数をｘ、収集角度をθで表記すると、仮想変数ｘから収集角度θへの写像は関数θ＝ｆ（ｘ）のように表される。写像関数ｆの勾配ｄｆ／ｄｘは収集角度の価値、換言すれば、収集角度の重みを表す。なお、収集角度軸７２上でのｋ空間軌跡ＫＴ２の距離間隔Ｄ２が均等である場合、勾配ｄｆ／ｄｘはｘによらない定数に相当する。

【0058】

写像関数ｆは、上記の価値観点とパラメータとに応じて設計可能である。上記の通り、価値観点は、１．ｋ空間軌跡が通過するカーテシアン格子点の個数、２．過去撮像のｋ空間軌跡に対する場所的近接性、３．過去撮像のｋ空間軌跡に対する時間的近接性、の３種類に大別される。換言すれば、価値観点は写像関数ｆの種類を決定付ける一の要素である。パラメータは、写像関数ｆの勾配ｄｆ／ｄｘやバイアス等である。

【0059】

価値観点１の場合、ｋ空間軌跡が通るカーテシアン格子点間の距離が狭いほど、当該ｋ空間軌跡の収集角度の価値が高い。価値観点１の場合、勾配ｄｆ／ｄｘは、ｋ空間軌跡が通過するカーテシアン格子点の個数が多い収集角度ほど大きくなるように、少ない収集角度ほど小さくなるように設定される。具体的には、勾配ｄｆ／ｄｘは、格子点の距離間隔に応じた値に設定されるとよい。例えば、勾配ｄｆ／ｄｘは１／√２から１までの範囲に設定される。このとき、収集角度θ＝４５度及び１３５度について、勾配ｄｆ／ｄｘは最小値＝１／√２に設定され、収集角度θ＝０度、９０度及び１８０度について、勾配ｄｆ／ｄｘは最大値＝１に設定される。

【0060】

価値観点２の場合、対象撮像のｋ空間軌跡の収集角度が過去撮像の他のｋ空間軌跡の収集角度から遠いほど、当該対象撮像のｋ空間軌跡の収集角度の価値が高い。価値観点２の場合、勾配ｄｆ／ｄｘは、過去撮像のｋ空間軌跡に対して場所的に近い収集角度ほど大きくなるように、遠い収集角度ほど小さくなるように設定される。具体的には、勾配ｄｆ／ｄｘは、１／２から１までの範囲に設定される。

【0061】

価値観点３の場合、対象撮像のｋ空間軌跡の収集時刻が過去撮像の他のｋ空間軌跡の収集時刻に近いほど、当該対象撮像のｋ空間軌跡の収集角度の価値が高い。価値観点３の場合、勾配ｄｆ／ｄｘは、過去撮像のｋ空間軌跡に対して時間的に近い収集角度ほど大きくなるように、遠い収集角度ほど小さくなるように設定される。具体的には、勾配ｄｆ／ｄｘは、１／２から１までの範囲に設定される。

【0062】

例えば、価値観点１での写像関数ｆの導出方法を簡単に説明する。まず、ｋ空間に設定された円と、カーテシアン格子点を通りｋｙ軸及びｋｘ軸に平行な線(以下、格子線と呼ぶ)とを設定する。次に、円と各格子線とが交差する角度を算出し、算出された角度に基づいて、各格子点において許容できるサンプリング密度を決定する。そして各格子点におけるサンプリング密度を補間することにより写像関数ｆが求まる。補間は、例えば、スプライン関数が適当であるが、これに限らず如何なる一次関数、二次関数又はより高次の関数により補間されてもよい。

【0063】

写像関数ｆの導出方法は上記方法に限定されず、例えば、収集角度θから仮想変数ｘへの写像関数ｇを決定し、写像関数ｇの逆関数として写像関数ｆを算出してもよい。写像関数ｇは任意の方法により決定されればよい。また、写像関数ｆは、複数の仮想変数を入力して複数の収集角度を出力するように学習されたニューラルネットワークでもよい。

【0064】

上記の説明においては価値観点１、価値観点２及び価値観点３を独立に説明したが、価値観点１、価値観点２及び価値観点３は互いに排他的ではなく両立可能である。すなわち、価値観点１、価値観点２及び価値観点３のうちの２種又は３全てを組み合わせてもよい。

【0065】

上記の説明においては二次元ラディアル収集を例にして写像について説明したが、三次元ラディアル収集にも拡張可能である。三次元ラディアル収集としては、スタック・オブ・スターズ収集やクッシュボール収集が利用可能である。スタック・オブ・スターズ収集は二次元ラディアル収集の例として述べた方法を用いることができる。クッシュボール収集の場合、収集角度が第１の偏角と第２の偏角との組み合わせにより規定される。従って、収集角度軸は、第１の偏角に関する第１の収集角度軸と第２の偏角に関する第２の収集角度軸とを有する。これに対応して、仮想変数軸は、第１の偏角に対応する第１仮想変数ｘ１に関する第１の仮想変数軸と第２の偏角に対応する第２の仮想変数ｘ２に関する第２の仮想変数軸とを有する。例えば、第１の偏角「４５度」且つ第２の偏角「４５度」の場合、カーテシアン格子点間の距離間隔は最長であり、第１の偏角「０度」且つ第２の偏角「０度」の場合、カーテシアン格子点間の距離間隔は最短である。よって勾配ｄｆ／ｄｘ１及び勾配ｄｆ／ｄｘ２は１／√３～１の範囲に設定されるとよい。

【0066】

上記の説明においてはラディアル収集を例にして写像について説明したが、２次元スパイラル収集や３次元スパイラル収集にも適用可能である。３次元スパイラル収集としては、コーン形状のｋ空間軌跡によるコーン収集等も可能である。また、２次元ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ収集や３次元のＳｔａｃｋ－ｏｆ－ＰＲＯＰＥＬＬＥＲｓ収集にも適用可能である。

【0067】

仮想変数軸７１へのｋ空間軌跡ＫＴ１ｎの配置は、例えば、収集角度の設定のためのＧＵＩ（Graphical User Interface）画面（以下、設定画面と呼ぶ）を介して行われる。処理回路５１は、設定画面を介したユーザの指示に従い、ｋ空間軌跡ＫＴ１ｎを仮想変数軸７１に配置する、

【0068】

図９は、収集角度の設定画面Ｉ１の一例を示す図である。図９に示すように、設定画面Ｉ１は、表示欄Ｉ１１、等間隔ボタンＩ１２、非等間隔ボタンＩ１３、ＧＵＩ図形要素Ｉ１４及びＧＵＩ図形要素Ｉ１６を有する。表示欄Ｉ１１には対象撮像においてデータ収集する予定のｋ空間軌跡の本数が表示される。等間隔ボタンＩ１２は仮想変数軸においてｋ空間軌跡を等間隔に配置するためのＧＵＩボタンである。非等間隔ボタンＩ１３は仮想変数軸においてｋ空間軌跡を非等間隔に配置するためのＧＵＩボタンである。ＧＵＩ図形要素Ｉ１４は、第１の変数空間である仮想変数軸を模した図形要素である。ＧＵＩ図形要素Ｉ１４には、写像前の標本点に対応する図形要素Ｉ１５が重畳される。ＧＵＩ図形要素Ｉ１６は、第２の変数空間である収集角度軸を模した図形要素である。ＧＵＩ図形要素Ｉ１６には、写像後の標本点に対応する図形要素Ｉ１７が重畳される。以下、ＧＵＩ図形要素Ｉ１４は、仮想変数軸と同義であるので、単に仮想変数軸Ｉ１４と呼び、図形要素Ｉ１５は、写像前の標本点と同義であるので、単に標本点Ｉ１５と呼び、ＧＵＩ図形要素Ｉ１６は、収集角度軸と同義であるので、単に収集角度軸Ｉ１６と呼び、図形要素Ｉ１７は、写像後の標本点と同義であるので、単に標本点Ｉ１７と呼ぶ。

【0069】

例えば、ユーザは、入力インタフェース５４を介して、仮想変数軸Ｉ１４上での標本点Ｉ１５の距離間隔と写像の種類と写像のパラメータとを設定する。標本点Ｉ１５の距離間隔は、例えば、入力インタフェース５４を介して数値が指定される。仮想変数軸Ｉ１４の長さは、入力インタフェース５４を介して、写像の種類と写像のパラメータとを選択することにより設定される。そして等間隔ボタンＩ１２が押下された場合、処理回路５１は、設定された距離間隔と写像の種類と写像のパラメータとに従い複数の標本点Ｉ１５を仮想変数軸Ｉ１４に配置する。仮想変数軸Ｉ１４に配置された標本点Ｉ１５の個数が、ｋ空間軌跡数として表示欄Ｉ１１に表示される。

【0070】

また、表示欄Ｉ１１に、入力インタフェースを介して、本数に対応する数値が入力されてもよい。表示欄Ｉ１１に本数が入力され且つ等間隔ボタンＩ１２が押下された場合、処理回路５１は、入力された本数の標本点Ｉ１５を仮想変数軸Ｉ１４に等間隔で配置する。

【0071】

不等間隔ボタンＩ１３が押下された場合、処理回路５１は、仮想変数軸Ｉ１４に標本点Ｉ１５を非等間隔で配置する。例えば、処理回路５１は、ユーザにより入力インタフェース５４を介して指定された、仮想変数軸Ｉ１４の位置に標本点Ｉ１５を配置する。これにより、ユーザの自由裁量で標本点Ｉ１５を仮想変数軸Ｉ１４に配置することができる。また、非等間隔ボタンＩ１３が押下された場合、処理回路５１は、本数の標本点Ｉ１５を、所定の規則に従い仮想変数軸Ｉ１４に非等間隔で配置する。所定の規則としては、例えば、ビット・リバ－ス（bit reverse）や乱数を用いた手法が用いられればよい。

【0072】

仮想変数軸Ｉ１４に複数の標本点Ｉ１５が配置された場合、処理回路５１は、配置された標本点Ｉ１５を、収集角度軸Ｉ１６に写像する。具体的には、処理回路５１は、仮想変数軸Ｉ１４上の各標本点Ｉ１５の位置に対応する仮想変数を特定し、特定された仮想変数に写像関数を適用して収集角度を算出する。写像関数は、価値観点毎に予め設定されている。ユーザは、例えば、入力インタフェース５４を介して、複数の価値観点の中から所望の価値観点を指定する。処理回路５１は、指定された価値観点に対応する写像関数に基づき写像を行う。処理回路５１は、算出された収集角度に対応する、収集角度軸Ｉ１６上の位置に、写像後の標本点Ｉ１７を配置する。処理回路５１は、収集角度軸Ｉ１６上の標本点Ｉ１７の位置を収集角度として設定する。典型的には、ｋ空間軌跡Ｉ１７の入力インタフェース５４を介した位置調整は制限されている。

【0073】

ステップＳＡ３が行われるとシーケンス制御回路２９は、ステップＳＡ３において設定された収集角度のｋ空間軌跡に沿ってラディアル収集を実行する（ステップＳＡ４）。

【0074】

ステップＳＡ４が行われると処理回路５１は、再構成機能５１３の実行により、画像再構成を実行する（ステップＳＡ５）。ステップＳＡ５において処理回路５１は、ステップＳＡ４において収集されたｋ空間データに基づいて被検体Ｐに関するＭＲ画像を再構成する。再構成されたＭＲ画像は、処理回路５１による表示制御機能５１５の実現により、ディスプレイ５３に表示される。

【0075】

以上により、図７に示す、ＧＭＡ法を利用したＭＲ検査が終了する。

【0076】

上記の説明の通り、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１は、処理回路５１とシーケンス制御回路２９とを有する。処理回路５１は、非カーテシアン収集に関するｋ空間軌跡の収集角度を設定する。処理回路５１は、収集角度とは異なる変数により規定される第１の変数空間に、標本点を配置し、第１の変数空間に配置された標本点を、収集角度により規定される第２の変数空間に、収集角度の価値に応じて写像することにより、収集角度を設定する。シーケンス制御回路２９は、設定された収集角度のｋ空間軌跡に従い非カーテシアン収集を実行する。

【0077】

上記の構成によれば、処理回路５１は、収集角度の価値を考慮してｋ空間軌跡の収集角度を設定することができる。収集角度の価値を考慮した場合、考慮しない場合に比して、カーテシアン格子点の分解能程度のデータ収集を、少ないｋ空間軌跡数で効率的に行うことができる。換言すれば、同一本数のｋ空間軌跡に基づく再構成画像の画質を比較すれば、収集角度の価値を考慮した場合の方が、考慮しない場合に比して、価値の高い収集角度を密にデータ収集できるので画質が向上する。

【0078】

また、上記の構成によれば、処理回路５１は、収集角度の価値が考慮されたｋ空間軌跡を第２の変数空間に直接的に設定するのではない。処理回路５１は、まず第１の変数空間に標本点を設定し、価値を第２の変数空間に反映する写像により、当該標本点を第２の変数空間に配置する。第１の変数空間は、収集角度設定用の仮想変数により規定されており、収集角度の価値は反映されていない。第１の変数空間において標本点を等間隔に配置することは、物理的意味や分解能的意味、効率的意味において等間隔であることを意味する。ユーザは、これら意味を考慮して第１の変数空間に標本点を配置すればよく、価値的意味を考慮する必要はない。よって上記の構成によれば、データ収集効率の良い収集角度を簡便に設定することが可能である。

【0079】

（応用例１）
上記の説明においてｋ空間全体に画像化範囲が設定されるものとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。応用例１に係る処理回路５１は、ｋ空間に任意の画像化範囲を設定し、画像化範囲の形状に応じてｋ空間軌跡の収集角度を設定するものとする。以下、応用例１に係る磁気共鳴イメージング装置及びｋ空間軌跡の収集角度設定方法について説明する。なお以下の説明において、本実施形態と略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、必要な場合にのみ重複説明する。

【0080】

図１０は、ｋ空間に設定される、ラディアル収集に関するｋ空間軌跡と画像化範囲とを示す図である。図１０に示すように、ｋ空間６０に画像化範囲６５が設定される。画像化範囲６５は、再構成画像の出力画像範囲を示し、ＦＯＶ（Field Of View）とも称される。画像化範囲６５のサイズは、再構成画像のサイズに対応し、マトリクスサイズとも称される。

【0081】

応用例１においては画像化範囲６５のｋｙ方向のサイズがｋ空間６０のサイズに比して短く設定されるものとする。この場合、画像化範囲６５は横長の矩形状を有する。ｋ空間軌跡を設定する際、上記実施形態と同様、円６１の一端から原点を通り他点に至るようにｋ空間軌跡ＫＴが設定される。すなわち、一部が画像化範囲６５からはみ出るようにｋ空間軌跡が設定される。設定されたｋ空間軌跡に沿ってラディアル収集が行われｋ空間データが収集される。収集されたｋ空間データのうち、画像化範囲６５からはみ出た部分を破棄してもよい。画像を得るために、収集したｋ空間データに対して画像再構成が行われる。

【0082】

図１１は、ｋ空間軌跡の疎密のｋ空間分布の一例を示す図である。図１１に示すように、画像化範囲６５が空間周波数ｋｙ方向に関して短縮している場合、画像化範囲６５は矩形状である。画像化範囲６５が扁平であるほど、収集角度「０度」、「９０度」及び「１８０度」周辺の収集角度の価値と、収集角度「４５度」及び「１３５度」周辺の収集角度の価値とが乖離することとなる。ｋ空間軌跡が画像化範囲６５からはみ出る収集角度は、価値が低く、ｋ空間軌跡が疎に設定される。ｋ空間軌跡が画像化範囲６５に収まる収集角度は、価値が高く、ｋ空間軌跡が密に設定される。他の観点から言えば、画像化範囲６５内においてｋ空間軌跡が通過する格子点の個数が少ない収集角度は、価値が低く、ｋ空間軌跡が疎に設定される。画像化範囲６５内においてｋ空間軌跡が通過する格子点の個数が多い収集角度は、価値が高く、ｋ空間軌跡が密に設定される。

【0083】

なお、画像化範囲がｋ空間全体に設定されている場合、すなわち、画像化範囲が等方形状である場合、全てのｋ空間軌跡が画像化範囲に収まることとなる。この場合、応用例１に係る価値観点においては、収集角度に依らず価値は均一である。この場合、上記の価値観点１、価値観点２及び価値観点３のうちの１以上の価値観点に従い収集角度の価値が設定されればよい。

【0084】

図１２は、応用例１に係るＧＭＡ法を利用したＭＲ検査の流れを示す図である。なお、図１２においてｋ空間充填方式はラディアル法であるとする。

【0085】

図１２に示すように、処理回路５１は、撮像条件設定機能５１２の実現により、画像化範囲（ＦＯＶ）を設定する（ステップＳＢ１）。

【0086】

ステップＳＢ１が行われると処理回路５１は、標本点を第１の変数空間に設定し（ステップＳＢ２）、標本点を第２の変数空間に写像し（ステップＳＢ３）、第２の変数空間での標本点の位置を収集角度に設定する（ステップＳＢ４）。ステップＳＢ２、ＳＢ３及びＳＢ４は、価値観点が異なる以外は、それぞれ図７のステップＳＡ１、ＳＡ２及びＳＡ３と同一である。

【0087】

ステップＳＢ４が行われるとシーケンス制御回路２９は、ステップＳＢ４において設定された収集角度のｋ空間軌跡に沿ってラディアル収集を実行する（ステップＳＢ５）。なお、ｋ空間軌跡が画像化範囲からはみ出る収集角度については、ｋ空間軌跡が画像化範囲に収まる収集角度に比して、リードアウト傾斜磁場の印加間隔が短く設定されるとよい。これによりｋ空間軌跡が画像化範囲からはみ出る収集角度については、オーバーサンプリングすることとなり、画像化範囲のｋ空間データ量を十分に確保することができる。

【0088】

ステップＳＢ５が行われると処理回路５１は、再構成機能５１３の実行により、画像再構成を実行する（ステップＳＢ６）。ステップＳＢ６において処理回路５１は、ステップＳＡ４において収集されたｋ空間データから、ステップＳＢ１において設定された画像化範囲からはみ出る部分を除去する。そして処理回路５１は、残りのｋ空間データに基づいて、画像化範囲に関するＭＲ画像を再構成する。再構成されたＭＲ画像は、処理回路５１による表示制御機能５１５の実現により、ディスプレイ５３に表示される。

【0089】

以上により、図１２に示すＭＲ検査が終了する。

【0090】

上記の説明の通り、応用例１に係る処理回路５１は、画像化範囲の形状に応じて収集角度の価値を変更する。例えば、画像化範囲が空間周波数ｋｙ方向に関して短縮している場合、画像化範囲は矩形状である。画像化範囲がｋ空間全体に亘る場合、画像化範囲は等方形状である。画像化範囲が扁平であるほど、収集角度「０度」、「９０度」及び「１８０度」周辺の収集角度の価値と、収集角度「４５度」及び「１３５度」周辺の収集角度の価値とが乖離することとなる。よって、画像化範囲が扁平であるほど、収集角度「０度」、「９０度」及び「１８０度」周辺の収集角度範囲と収集角度「４５度」及び「１３５度」周辺の収集角度範囲とにおける角度方向に対するｋ空間軌跡の密度の差が大きくても許容されることとなる。そこで、画像化範囲が扁平であるほど、ｋ空間軌跡の本数、換言すれば、読出エンコードステップ数を減らすことができるので、撮像時間を短縮することができる。また、ｋ空間軌跡の本数を減らさない場合、価値の高い収集角度範囲に、角度方向に対してより密にｋ空間軌跡を設定することができるので、画質を向上することができる。上記の通り、応用例１によれば、非カーテシアン収集に関するデータ収集の効率を向上することができる。

【0091】

（応用例２）
応用例２は応用例１の発展である。応用例２に係る処理回路５１は、画像化範囲の調整のためのＧＵＩ画面を表示する。以下、応用例２に係る磁気共鳴イメージング装置及びｋ空間軌跡の収集角度設定方法について説明する。なお以下の説明において、応用例１と略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、必要な場合にのみ重複説明する。

【0092】

図１３は、応用例２に係るＧＭＡ法を利用したＭＲ検査の流れを示す図である。なお、図１３においてｋ空間充填方式はラディアル法であるとする。

【0093】

図１３に示すように、処理回路５１は、撮像条件設定機能５１２の実現により、画像化範囲（ＦＯＶ）を設定する（ステップＳＣ１）。ステップＳＣ１が行われると処理回路５１は、撮像条件設定機能５１２の実現により、ｋ空間軌跡の本数及び収集角度を設定する（ステップＳＣ２）。ステップＳＣ２が行われると処理回路５１は、撮像条件設定機能５１２の実現により、撮像時間を決定する（ステップＳＣ３）。ステップＳＣ３が行われると処理回路５１は、表示制御機能５１５の実現により、撮像時間を表示する（ステップＳＣ４）。

【0094】

ここで、図１４を参照しながら、ステップＳＣ１－ＳＣ４を詳細に説明する。図１４は、画像化範囲の調整のためのＧＵＩ画面（以下、調整画面と呼ぶ）Ｉ２の一例を示す図である。図１４に示すように、調整画面Ｉ２は、ｋ空間を模した図形要素Ｉ２１、画像化範囲を調整するためのＧＵＩ図形要素Ｉ２２、撮像時間の表示欄Ｉ２３、ｋ空間軌跡の本数の表示欄Ｉ２４及び確定ボタンＩ２５を有する。ステップＳＣ１において処理回路５１は、表示制御機能５１５の実現により、調整画面Ｉ２をディスプレイ５３に表示する。なお、図形要素Ｉ２１は、ｋ空間と同義であるので、単にｋ空間Ｉ２１と呼び、ＧＵＩ図形要素Ｉ２２は、画像化範囲と同義であるので、単に画像化範囲Ｉ２２と呼ぶことにする。

【0095】

ステップＳＣ１において処理回路５１は、調整画面Ｉ２を介して画像化範囲Ｉ２２を調整する。図１４に示すように、ｋ空間Ｉ２１には画像化範囲Ｉ２２が実際の位置関係に従い重畳されている。ユーザは、入力インタフェース５４を介して画像化範囲Ｉ２２の縦サイズ（空間周波数ｋｙ方向のサイズ）及び／又は横サイズ（空間周波数ｋｘ方向のサイズ）を調整する。縦サイズ及び／又は横サイズを調整することにより画像化範囲Ｉ２２を縦又は横にシフトさせることも可能である。典型的には、画像化範囲Ｉ２２の縦サイズが調整され、横サイズは調整されない。画像化範囲Ｉ２２の縦サイズの調整は、ｋ空間における画像化範囲の形状の調整と同義である。

【0096】

ステップＳＣ２において処理回路５１は、ステップＳＣ１における画像化範囲の調整に連動してｋ空間軌跡の本数及び収集角度を設定する。具体的には、処理回路５１は、調整後の画像化範囲に基づいて、応用例１に係る価値観点のもとでの写像関数ｆを決定する。そして、処理回路５１は、写像関数ｆに応じてｋ空間軌跡の収集角度集合を決定する。具体的には、まず、図９の設定画面Ｉ１等を用いて、写像関数ｆの種類及びパラメータと仮想変数軸上の標本点間隔（第１の距離間隔）とに従い仮想変数軸に標本点集合が配置されている。次に、ユーザは、入力インタフェース５４等を介して画像化範囲の調整を行う。応用例１の手法により、調整後の画像化範囲の形状に応じて写像関数ｆがリアルタイムで決定される。決定された写像関数ｆに従い、標本点集合が収集角度軸に写像される。収集角度軸に配置された標本点の個数がｋ空間軌跡の本数として計数される。写像関数ｆの種類及びパラメータと仮想変数軸上の標本点間隔とを変更しない場合、画像化範囲の調整に連動して、ｋ空間軌跡の本数が増減することになる。

【0097】

ステップＳＣ３において処理回路５１は、ｋ空間軌跡数に基づいて撮像時間を決定する。ステップＳＣ４において処理回路５１は、決定された撮像時間を表示欄Ｉ２３に表示し、ｋ空間軌跡の本数を表示欄Ｉ２４に表示する。すなわち、画像化範囲の調整に連動して表示欄Ｉ２３に表示される撮像時間及び表示欄Ｉ２４に表示されるｋ空間軌跡数をリアルタイムで更新する。

【0098】

上記の通り、画像化範囲の形状と撮像時間とには相関関係がある。画像化範囲が等方形状から外れると、ｋ空間軌跡が画像化範囲からはみ出るので、収集角度の価値が等方ではなくなる。すなわち、画像化範囲が等方形状から外れるほど、ｋ空間軌跡を減らすことができる。ｋ空間軌跡数が少ない撮像時間が短くなるので、画像化範囲が等方形状から外れるほど撮像時間を短くすることができる。換言すれば、処理回路５１は、画像化範囲のｋ空間における形状に応じて撮像時間を変化させることができる。

【0099】

ステップＳＣ４が行われると処理回路５１は、ユーザにより入力インタフェース５４を介して確定ボタンＩ２３が押下されることを待機する（ステップＳＣ５）。ユーザは、ＧＵＩ画面Ｉ２を観察して、画像化範囲や撮像時間、ｋ空間軌跡数等の撮像条件を確認し、納得するまで画像化範囲図形を操作して画像化範囲を調整する。画像化範囲の調整が終了するとユーザは、入力インタフェース５４を介して確定ボタンＩ２３を押下する。確定ボタンＩ２３が押下されることを契機として処理回路５１は、調整後の画像化範囲、ｋ空間軌跡本数及び収集角度を対象撮像の撮像条件として確定する。

【0100】

確定された場合（ステップＳＣ５：Ｙｅｓ）、シーケンス制御回路２９は、ステップＳＣ５において確定された撮像条件に含まれる収集角度のｋ空間軌跡に沿ってラディアル収集を実行する（ステップＳＣ６）。

【0101】

ステップＳＣ６が行われると処理回路５１は、再構成機能５１３の実行により、画像再構成を実行する（ステップＳＣ７）。ステップＳＣ７において処理回路５１は、ステップＳＣ６において収集されたｋ空間データに基づいて画像化範囲に関するＭＲ画像を再構成する。再構成されたＭＲ画像は、処理回路５１による表示制御機能５１５の実現により、ディスプレイ５３に表示される。

【0102】

以上により、図１３に示すＭＲ検査が終了する。

【0103】

応用例２によれば、処理回路５１は、画像化範囲の調整に連動して、画像化範囲の形状に応じて撮像時間をリアルタイムで決定し、撮像時間をディスプレイ５３に表示する。具体的には、画像化範囲の形状に応じてｋ空間軌跡の本数が増減され、これに応じて、ｋ空間軌跡の本数に依存する撮像時間も増減される。このように応用例２によれば、収集角度の価値を考慮することにより、画像化範囲の形状に応じた、収集効率的に最適な撮像時間を決定することができる。

【0104】

（変形例）
応用例２においては画像化範囲が等方形状でない場合、ｋ空間に設定される円は真円であり、ｋ空間軌跡のうち画像化範囲からはみ出る部分についてもデータ収集が行われるものとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。

【0105】

図１５は、変形例に係るｋ空間６０に設定される、ラディアル収集に関するｋ空間軌跡ＫＴと画像化範囲６５とを示す図である。図１５に示すように、ｋ空間６０にはｋｙ方向長さがｋｘ方向長さに比して短い矩形の画像化範囲６５が設定されているとする。画像化範囲６５に内接するように、ラディアル収集のスキャン範囲を示す円６６が設定される。この場合、円６６は楕円となる。

【0106】

円６６が楕円である場合であっても、ＧＭＡ法により各ｋ空間軌跡の収集角度を決定することが可能である。ｋ空間軌跡ＫＴは楕円６６内に設定されるので、収集角度に応じて長さが異なる。すなわち、収集角度に応じてｋ空間軌跡ＫＴが通過するカーテシアン格子点の個数が異なる。収集角度の価値としては、ｋ空間軌跡ＫＴが通過するカーテシアン格子点の個数が少ない角度範囲ほど価値が低く、ｋ空間軌跡ＫＴが通過するカーテシアン格子点の個数が多い角度範囲ほど価値が高い。換言すれば、ｋ空間軌跡ＫＴの長さが短い角度範囲ほど価値が低く、ｋ空間軌跡ＫＴの長さが長い角度範囲ほど価値が高い。価値が低い角度範囲についてはｋ空間軌跡が疎に設定され、価値が高い角度範囲についてはｋ空間軌跡が密に設定される。

【0107】

ｋ空間軌跡ＫＴは楕円６６内に設定されるので、収集角度に応じて長さが異なる。ｋ空間軌跡ＫＴの長さは、データ収集においては、リードアウト傾斜磁場のバンド幅に対応する。従って、データ収集時においてシーケンス制御回路２９は、収集角度毎にリードアウト傾斜磁場のバンド幅を変えながらラディアル収集を行えばよい。

【0108】

（他の変形例）
上記の少なくとも一の実施形態においてｋ空間軌跡は、ｋ空間に設定された円の一端からｋ空間中心を通り他端に至る直線であるとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。ｋ空間軌跡は、例えば、ＵＴＥ（Ultrashort TE）の収集においてしばしば使われるように、円の中途又はｋ空間中心を始点として円上の点を終点とする直線でもよい。これによりＧＲＡ法を利用したＭＲ検査においてＴＥ時間を短縮することができる。

【0109】

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、非カーテシアン収集に関するデータ収集の効率を向上することができる。

【0110】

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、ＧＰＵ、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。プロセッサは記憶回路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、記憶回路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。また、プログラムを実行するのではなく、論理回路の組合せにより当該プログラムに対応する機能を実現しても良い。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、図１における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。

【0111】

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】

【0112】

１ 磁気共鳴イメージング装置
１１ 架台
１３ 寝台
２１ 傾斜磁場電源
２３ 送信回路
２５ 受信回路
２７ 寝台駆動装置
２９ シーケンス制御回路
４１ 静磁場磁石
４３ 傾斜磁場コイル
４５ 送信コイル
４７ 受信コイル
５０ ホストコンピュータ
５１ 処理回路
５２ メモリ
５３ ディスプレイ
５４ 入力インタフェース
５５ 通信インタフェース
１３１ 天板
１３３ 基台
５１１ 取得機能
５１２ 撮像条件設定機能
５１３ 再構成機能
５１４ 画像処理機能
５１５ 表示制御機能

【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】