JP5063279B2 - 磁気共鳴装置 - Google Patents

Description

本発明は、磁気共鳴装置に関する。特に体動によるアーティファクトを抑制しながら高速イメージングを行うための技術に関する。

磁気共鳴装置は、静磁場中に置かれた測定対象に特定周波数の高周波磁場（ＲＦパルス）を照射して核磁気共鳴現象を誘起し、測定対象の物理的化学的情報を取得する装置である。現在、広く普及している磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ、 Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）は、主として水分子中の水素原子核の核磁気共鳴現象を用い、組織によって異なる水素原子核密度や緩和時間の差などを画像化する。ＭＲＩでは、ＲＦパルス照射後、スライス傾斜磁場、位相エンコード傾斜磁場、読み出し傾斜磁場を印加し、画像を再構成するために必要な空間的情報を磁気共鳴信号（エコー）に付与する。

エコー形成前に印加量の異なる位相エンコード傾斜磁場を繰り返し与えて空間的情報を付与する場合、測定対象に動き（体動）があると、位相エンコード傾斜磁場を印加する方向（位相エンコード方向）に、位相誤差が混入し易く、そのエコーから再構成される画像に、位相エンコード方向に流れるアーティファクト（体動アーティファクト）が発生しがちである。水分子の拡散運動の激しさを測定する拡散強調イメージングでは、この体動アーティファクトが顕著となる。拡散傾斜磁場は、拡散係数の高さに応じて信号減衰を生じさせることを意図したものであり、この拡散傾斜磁場の印加中に体動があると、大きな位相誤差が生じるためである。

上記位相エンコード傾斜磁場の繰り返しの印加を行わず、体動アーティファクトの影響が少ない撮像方法には、Ｅｃｈｏ Ｐｌａｎａｒ Ｉｍａｇｉｎｇ（ＥＰＩ）法とラインスキャン法とがある。しかしながら、ＥＰＩ法では、エコー取得中に振動傾斜磁場という傾斜磁場を高速にスイッチングしながら印加する。このため、高性能な傾斜磁場系が必要とされ、また静磁場不均一の影響で画像が歪むことがある。

ラインスキャン法は、第１のＲＦパルスで一つのスライス面を選択励起し、第２のＲＦパルス（反転パルス）で選択励起されたスライス面と交差する他の一つのスライス面を選択反転し、二つのスライス面の交差領域であるライン状の領域からのエコーを計測する。ライン状の領域を順次移動させて計測を繰り返し、画像再構成に必要な領域の計測を行う。ラインスキャン法は位相エンコード傾斜磁場を用いないため、体動の影響を受けやすい拡散強調イメージングに用いられる（例えば、非特許文献１参照。）。ラインスキャン法に、代謝物のケミカルシフトを利用して代謝物分布を分離画像化するケミカルシフトイメージングや拡散強調イメージング（ＥＰＳＩ：Ｅｃｈｏ Ｐｌａｎａｒ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｉｃ Ｉｍａｇｉｎｇ）を組み合わせる手法もある（例えば、特許文献１、非特許文献２、３）。

ラインスキャン法の計測時間を短縮するために、二つのスライス面のいずれとも角度を持たせた方向に交差領域を移動させて待ち時間を短縮する方法（例えば、特許文献２参照。）、第１の励起パルスを２回印加することで、得られるエコーを二つにし、２スライスを同時に取得する方法（例えば、非特許文献４参照。）等が提案されている。また、ラインスキャン法により得られる再構成画像の品質を高めるため、交差領域を走査する際に前回励起した交差領域の高周波信号が混入しないようクラッシャー傾斜磁場の印加強度を変化させる方法が提案されている（例えば、特許文献３参照。）。さらに、ラインスキャン法により得られる画像の空間分解能を高めるために、交差領域を重ね合わせて取得するとともに、交差領域内をさらに細かく高速イメージングで画像化する方法が提案されている（例えば、特許文献４参照。）。大きな体動があった場合に生じる画像抜けを防ぐため、大きな体動を検知して再測定する方法が提案されている(例えば、特許文献５参照。）。

一方、ＭＲＩにおける一般的な計測方法において、計測時間を短縮するために、複数のＲＦコイルの感度分布の差を用いる方法が提案されている（例えば、非特許文献５、６参照。）。位相エンコード傾斜磁場の印加回数を間引いて計測し、位相エンコード方向に折り返しを有する画像から、各コイルの感度分布の差を利用して折り返しを除去する。位相エンコード印加回数が減少するために計測時間が短縮される。さらには、計測時間の短縮に伴い、計測時間中に体動が起きる確率も低下し、体動アーティファクトも抑制される。

特許第３５８８６９０号 特開昭６３−１０５７４９号 特許第３３４２８５３号 特許第３４１５７５４号 特許第３８８４２８３号 GudbjartssonH他、Line scan diffusion imaging. Magnetic Resonance in Medicine、36巻、509-519頁(1996年) BitoY他、Echo-planar diffusion spectroscopic imaging:reduction of motion artifacts using line-scan technique. Proceedings of International Society for Magnetic Resonance in Medicine、1235頁(1998年) OshioK他、Line scan echo planar spectroscopic imaging. Magnetic Resonance in Medicine、44巻、521-524頁(2000年) GudbjartssonH他、Double line scan diffusion imaging. Magnetic Resonance in Medicine、38巻、101-109頁(1997年) SodicksonDK他、Simultaneous acquisition of spatial harmonics(SMASH): fast imaging with radiofrequency coil arrays. Magnetic Resonance inMedicine、38巻、591-603頁(1997年) PruessmannKP他、SENSE: Sensitivity encoding for fast MRI. Magnetic Resonance in Medicine、42巻、952-962頁(1999年)

特許文献２、３に記載の方法では、１回のエコーを計測するために最低限必要な時間、傾斜磁場のスイッチングスピードおよびＲＦ印加量などの制約があり、計測時間の短縮効果は十分ではない。特に、ラインスキャンとＥＰＳＩとを組み合わせたケミカルシフトイメージングでは、計測時間のいっそうの短縮が望まれている。これは、強力な拡散傾斜磁場を印加するため、体動アーティファクトの影響が出やすいためである。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、測定対象の体動によるアーティファクトを抑制しつつ、計測時間を短縮して高速なイメージングが可能な磁気共鳴測定技術を提供することを目的とする。

本発明は、実質的に平行な複数の線状の交差領域を同時に計測し、計測結果から画像を再構成する。

具体的には、測定対象に高周波磁場（ＲＦ）パルスを印加するＲＦパルス印加部と、前記高周波信号に空間的な変調を加えるための傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加部と、前記ＲＦパルスに起因する高周波信号を計測する信号検出部と、前記信号検出部が計測する前記高周波信号から、画像を再構成する計算部と、前期ＲＦパルス印加部、前記信号検出部、前記傾斜磁場印加部、および、前記計算部の動作を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、第１の傾斜磁場とともに複数の実質的に平行な励起面を有する第１のＲＦパルスを印加し、前記第１の傾斜磁場を印加する方向と異なる方向の第２の傾斜磁場とともに第２のＲＦパルスを印加するよう制御するとともに、前記信号検出部が前記高周波信号を計測する期間中、前記傾斜磁場印加部を、前記第１の傾斜磁場および前記第２の傾斜磁場のいずれにも直交する方向に第３の傾斜磁場を印加するよう前記ＲＦパルス印加部と前記傾斜磁場印加部とを制御することを特徴とする磁気共鳴装置を提供する。

本発明によれば、測定対象の体動によるアーティファクトを抑制しつつ、計測時間を短縮して高速なイメージングが可能な磁気共鳴測定技術を提供できる。

＜＜第一の実施形態＞＞
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。まず、本発明を適用する第一の実施形態を説明する。本実施形態では、複数の線状の交差領域（ライン）のスキャンを同時に行う。以下、一例として、２つのラインのスキャンを同時に行う場合を例にあげて説明する。

まず、本実施形態の磁気共鳴装置の装置構成を説明する。図１は、本実施形態の磁気共鳴装置１００の概要を説明するための図である。磁気共鳴装置１００は、静磁場発生磁石１１、傾斜磁場発生コイル１２、高周波磁場コイル系１３、制御装置１４、傾斜磁場電源１５、シンセサイザ１６、変調装置１７、増幅器１８、ＡＤ変換器１９、データ処理装置２０を備える。

シンセサイザ１６および変調装置１７は送信部を構成する。シンセサイザ１６は高周波を発生し、変調装置１７は、シンセサイザ１６が発生させた高周波を波形整形、電力増幅し、高周波磁場コイル系１３に電流を供給する。高周波磁場コイル系１３は、供給された電流により測定対象１０の核スピンを励起する高周波磁場（励起パルス：ＲＦパルス）を発生させ、測定対象１０に照射する。傾斜磁場電源１５は、傾斜磁場発生コイル１２に電流を供給し、電流を供給された傾斜磁場発生コイル１２は傾斜磁場を発生し、測定対象１０からの磁気共鳴信号である高周波信号を空間的な位置に応じて変調する。高周波磁場コイル系１３は、変調された高周波信号を受信（検出）する。増幅器１８は、高周波磁場コイル系３が受信した高周波信号を増幅する。ＡＤ変換器１９は、増幅された高周波信号をＡ／Ｄ変換し、データ処理装置２０に入力する。データ処理装置２０は、入力された信号をデータ処理し保存する。制御装置１４は、予めプログラムされたタイミングで各装置が動作するように制御を行う。

本実施形態の磁気共鳴装置１００は、以上の装置により、測定対象に高周波磁場を照射するＲＦパルス印加部と、ＲＦパルス印加部が印加した高周波磁場に起因する高周波信号を検出する信号検出部と、高周波信号に空間情報を付与する傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加部と、信号検出部が検出した高周波信号から画像を再構成する計算部の各機能を実現する。ＲＦパルス印加部は、高周波磁場コイル系１３のうち高周波磁場の照射に係る部分と、シンセサイザ１６と、変調装置１７と、制御装置１４のうち高周波磁場を印加するハードウェアおよび制御ソフトウェアとにより実現される。信号検出部は、高周波磁場コイル系１３のうち高周波磁場の検出に係る部分と、増幅器１８と、ＡＤ変換器１９と、制御装置１４のうち高周波磁場を検出するハードウェアおよび制御ソフトウェアとにより実現される。傾斜磁場印加部は、傾斜磁場発生コイル１２と、傾斜磁場電源１５と、制御装置１４のうち傾斜磁場を印加するハードウェアおよび制御ソフトウェアとにより実現される。また、計算部は、データ処理装置２０および制御装置１４のうちデータ処理に係るハードウェアおよび制御ソフトウェアにより実現される。

なお、構成によっては、これらＲＦパルス印加部、信号検出部、傾斜磁場印加部、計算部は、ハードウェアやソフトウェアを共用し分離できない場合もある。例えば、高周波磁場コイル系１３が高周波磁場の送信コイルと受信コイルを兼用する送受兼用コイルの高周波磁場コイルで構成される場合、この高周波磁場コイルはＲＦパルス印加部にも信号検出部にも属する。また、高周波磁場の印加や検出、傾斜磁場による変調などは、それぞれ独立に動作するものではないため、各部に属する制御ソフトウェアには、それら動作を統合する部分が含まれる。なお、本構成は典型的な構成を示したもので、これに限るものでない。

次に、高周波磁場コイル系１３について詳述する。図２は、本実施形態の高周波磁場コイル系１３の構成を示す図である。本実施形態の高周波磁場コイル系１３は、ＲＦコイル２１、２２、２３と、デチューニング回路２４、２５、２６とを備える。

ＲＦコイル２１はＲＦパルス印加部に属し、測定対象１０に励起パルスを送信するアンテナとして機能する。ＲＦコイル２１は、コイルとコンデンサとを備え、コイルのサイズ（インダクタンス（Ｌ））とコンデンサの容量（Ｃ）とは、磁気共鳴信号の共振周波数に合致するよう調整される。ＲＦコイル２２およびＲＦコイル２３は信号検出部に属し、測定対象１０から発生する磁気共鳴信号を受信するアンテナとして機能する。ＲＦコイル２２およびＲＦコイル２３は、コイルとコンデンサとを備え、コイルサイズ（Ｌ）とコンデンサ容量（Ｃ）とは、ＲＦコイル２１と同様に、磁気共鳴信号の共振周波数に合致するよう調整される。ＲＦコイル２２および２３はそれぞれ別の増幅器１８に接続され、取得される高周波信号は別個にデータ処理装置２０に渡される。また、本実施形態では、ＲＦコイル２２およびＲＦコイル２３は、それぞれループコイルであり、ｘｚ平面にそのループ面が平行になるよう配置される。

デチューニング回路２４、２５、２６は、高周波磁場の送信時と受信時とに、それぞれＲＦコイル２２、２３とＲＦコイル２１とのＬＣ共振周波数を磁気共鳴信号の周波数からずらし、コイル間の干渉を防ぐ。すなわち、励起パルス印加時には、制御装置１４からの制御信号に基づき、デチューニング回路２５、２６を動作させて、ＲＦコイル２２、２３がアンテナとして機能しないようにこれらのＬＣ共振周波数を磁気共鳴信号の周波数からずらす。また、信号検出時には、制御装置１４からの制御信号に基づき、デチューニング回路２４を動作させて、ＲＦコイル２１がアンテナとして機能しないようにＲＦコイル２１のＬＣ共振周波数を磁気共鳴信号の周波数からずらす。

なお、本構成は典型的な例を示したもので、ＲＦコイルの個数や形状、デチューニング回路などはこれに限られない。例えば、信号検出に使用するＲＦコイルの個数は３つ以上であってもよい。また、測定対象の周囲を囲むよう配置されていてもよい。また、複数のＲＦコイルが送受信兼用であっても構わない。また、それぞれのＲＦコイルは、円形、四角形、鳥かご形、蝶型、鞍型など様々な形状でよく、コンデンサの配置も特に制限はない。また、図では簡単のため、デチューニング回路２４、２５、２６はそれぞれ１箇所しか記されていないが、デチューニングの効果を高めるために複数箇所に設置してもよい。

次に、本実施形態のＲＦパルス印加部、信号検出部、傾斜磁場印加部、計算部の処理について詳述する。本実施形態では、ＲＦパルス印加部、信号検出部、傾斜磁場印加部は、制御装置１４からの指示に従って動作し、測定対象からエコーを取得する。計算部は、得られたエコーを処理し、画像に再構成する。

まず、本実施形態のＲＦパルス印加部、信号検出部、傾斜磁場印加部によるエコーの取得手法および取得されるエコーについて説明する。制御装置１４が予めプログラムされたタイミング（撮像パルスシーケンス）に従って、これら各部を制御する。以下、本実施形態の撮像パルスシーケンスに従って、各部の動作を説明する。

図３（ａ）は、本実施形態の撮像パルスシーケンスである。ここでは、横軸に時間（ｔ）、縦軸に高周波磁場ＲＦ、ｘ、ｙ、ｚ方向の傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚをとり、それぞれの動作タイミングと強度とを表す。ＡＤは、データ取得期間である。

ｘ方向のスライス傾斜磁場３２の印加とともに、二つの励起面を持つ周波数ｆｎの第１ＲＦパルス３１を印加し、ｘ方向の所定の二つのスライス内に核磁気共鳴現象を誘起する。ここで、ｓｉｎｃ波形を連続した周期的関数波形で変調することにより、複数の励起面を持つＲＦパルスを得ることができる。本実施形態では、第１ＲＦパルス３１として、（式１）に示す、ｓｉｎｃ波形をコサイン波形で変調し、強度を９０度に設定したパルス（９０度パルス）を用いる。

この波形を図３（ｂ）に示す。本図に示すＲＦパルスは、二つの変調周波数帯を有する。このようなＲＦパルスを、ＲＦパルス印加期間中一定強度を保つ傾斜磁場とともに印加することにより、二つの変調周波数帯に相応する二つの磁場強度帯である平行な二平面が励起される。一定強度の傾斜磁場印加の下で、本波形のＲＦパルスが印加された際に励起される実空間での励起領域のプロファイルを図３（ｃ）に示す。なお、本図において、Ｘｉは励起される二つのスライス面の距離、Ｘｗは二つのスライス面のそれぞれの厚さを示す。すなわち、本波形のＲＦパルスの印加により、厚さＸｗを持ち、互いに距離Ｘｉだけ離れた２つの領域が励起される。

次に、ｚ方向のスライス傾斜磁場３４の印加とともに、一つの励起面を持つ周波数ｆｍの第２ＲＦパルス３３を印加し、ｚ方向の所定の一つのスライス内の磁化を反転する。第２ＲＦパルス３３として、ｓｉｎｃ波形を有し、強度を１８０度に設定したパルス（１８０度パルス）を用いる。その後、ｙ方向にリードアウト傾斜磁場３６を印加しながら高周波信号であるエコー３５をＡＤ取得３７する。

なお、前述したように高周波磁場コイル系１３のＲＦコイル２２、２３で取得された高周波信号は、それぞれ別個に取得される。以下において、区別する必要がある場合、それぞれエコー３５_２２、３５_２３と呼ぶ。また、以下、簡単のため、第１ＲＦパルス３１とスライス傾斜磁場３２を合わせて第１励起パルス、第２ＲＦパルスとスライス傾斜磁場３４を合わせて第２励起パルスと呼ぶ。

第１励起パルスおよび第２励起パルスで核磁気共鳴現象が誘起される領域を図４に図示する。スライス面４１、４２は第１励起パルスで励起される面、スライス面４３は第２励起パルスで励起される面である。本図に示すように、エコー３５を発生する領域は、スライス面４１とスライス面４３とが交差する領域（交差領域）４４と、スライス面４２とスライス面４３が交差する領域（交差領域）４５と、の二つの線状の領域である。なお、ｙ方向の空間情報は、リードアウト傾斜磁場３６の印加によって得られる。エコー３５は、この二つの交差領域からの高周波信号により形成される。従って、本実施形態では、得られたエコー３５を分離し、それぞれの領域からの高周波信号を抽出する必要がある。分離は計算部により行う。

次に、計算部の処理について説明する。計算部は上述のように、上記撮像パルスシーケンスに従って得られたエコー３５から画像を再構成する。本実施形態では、各ＲＦコイル２２、２３の感度分布を用い、２つの交差領域４４、４５からの高周波信号を分離する。

計算部は、まず、各ＲＦコイル２２、２３で得られたエコー３５_２２、３５_２３を、それぞれフーリエ逆変換し、ｙ方向の空間情報を得、ｙ方向の一次元画像を得る。ただし、ここで得られたｙ方向の一次元画像は、２つの交差領域４４、４５からの信号が混合したものである。そして、各ＲＦコイル２２、２３の感度分布を用い、その一次元画像を２つの交差領域４４、４５の一次元画像に分離する。以下、分離の手順を説明する。図５は、各ＲＦコイル２２、２３で得られた一次元画像を、各ＲＦコイル２２、２３の感度分布を用い、２つの交差領域４４、４５の画像に分離する手法を説明するための図である。

交差領域４４上の座標（ｘ_ｉ，ｙ）からの信号（計測信号）の強度をＦ（ｘ_ｉ，ｙ）、交差領域４５上の座標（ｘ_ｊ，ｙ）からの信号（計測信号）の強度をＦ（ｘ_ｊ，ｙ）とし、ＲＦコイル２２で計測される高周波信号を１次元画像に変換したデータをＳ（ａ，ｙ）、ＲＦコイル２３で計測される高周波信号を１次元画像に変換したデータをＳ（ｂ，ｙ）とする。各ＲＦコイル２２、２３の感度分布Ｗは、位置と計測対象の構造とにより定まる。以下、位置（ｘ、ｙ）の信号を計測する場合のＲＦコイル２２およびＲＦコイル２３の感度をそれぞれＷ（ａ，ｘ，ｙ）、Ｗ（ａ，ｘ，ｙ）と表す。

データＳ（ａ、ｙ）は、交差領域４４上の座標（ｘ_ｉ，ｙ）からの計測信号の強度Ｆ（ｘ_ｉ，ｙ）にその位置のＲＦコイル２２の感度Ｗ（ａ，ｘ_ｉ，ｙ）を乗算したものと、交差領域４５上の座標（ｘ_ｊ，ｙ）からの信号（計測信号）の強度Ｆ（ｘ_ｊ，ｙ）にその位置のＲＦコイル２２の感度Ｗ（ａ，ｘ_ｊ，ｙ）を乗算したものとの和である。データＳ（ｂ、ｙ）についても同様である。従って、各ＲＦコイル２２、２３で計測されるデータＳと、本来の信号強度Ｆと、感度Ｗとは、以下の（式２）のように表される。

ここで、（式２）において感度Ｗからなる行列を感度行列Ａと呼ぶ。感度行列Ａの行列式が０ではない場合には、その逆行列を用い、交差領域４４、４５の各座標点の計測信号の強度Ｆは、（式３）により得られる。

以上のように、ＲＦコイル２２、２３それぞれの感度Ｗの分布を用い、各ＲＦコイル２２、２３で得られたエコー３５_２２、３５_２３から算出した一次元画像を、それぞれの各交差領域４４、４５の一次元画像（信号強度）に分離することができる。

なお、各ＲＦコイル２２、２３の感度分布は、以下の方法等により予め求める。例えば、一般的な撮像パルスシーケンスを用いて、励起強度を変えた複数の画像を取得し、それぞれの差から、ＲＦコイル２２、２３それぞれの感度を計算する。この場合、ＲＦコイル２２、２３の感度は空間的に滑らかに変化することが多いので、低周波領域のみ取得することで計測時間を短縮し、体動アーティファクトを抑えることができる。例えば、ＲＦパルス印加部に属するＲＦコイル２１が空間的に均一な感度分布を持つ場合、ＲＦコイル２１で送受して得た画像と、ＲＦコイル２１を送信、ＲＦコイル２２、２３を受信に使用して得た画像との強度の差から、ＲＦコイル２２、２３それぞれの感度分布を計算する。例えば、従来のラインスキャン法でデータを取得し、ＲＦコイル２２、２３それぞれで取得した計測信号の比を感度分布とすることもできる。この場合、ＲＦコイル２２、２３の感度は空間的に滑らかに変化することが多いので、全てのラインの計測を行うのではなく間引きして計測することにより計測時間を短縮し、かつ、体動アーティファクトを抑えることができる。なお、感度分布は、測定対象の構造や組成に依存するため、感度分布算出のための計測は、実際の測定対象を用いて行うことが望ましい。しかしながら、模擬試料を用いて予備計測を行い、感度分布を算出し、その結果をデータ処理装置２０に保存し、使用してもよい。

なお、本実施形態では、両交差領域４４、４５からの信号を分離するために、ＲＦコイル２２、２３の感度分布の差を利用するため、計測対象の交差領域４４、４５（同時に計測する座標（ｘ_ｉ，ｙ）と（ｘ_ｊ、ｙ）と）が、ＲＦコイル２２、２３に感度差を生じさせる配置でなければならない。すなわち、上述の（式３）において、感度行列Ａの行列式が０にならないようにすることが重要である。一般にループコイルの感度分布は、ループ面に水平な方向に関しては、ループの中心からの距離に応じて単調に減少する。一方、ループ面に垂直な方向に関しては、ループ面からの距離に応じて単調に減少する。本実施形態では、計測対象の交差領域４４、４５は、ｘｙ平面に平行なスライス面４３上のｘ座標が異なる領域である。すなわち、ｘ方向にアレイ状に並んでいる。従って、このようなｘ方向に離れた２点から各ＲＦコイル２２、２３の中心までの距離の比が異なるよう、ＲＦコイル２２、２３を配置する。本実施形態では、一例として、ＲＦコイル２２、２３を、そのループ面をスライス４１、４２に直交させ、かつ、スライス４１と４２の法線方向にアレイ状に配置する。ここでは、ループ面をｘｚ平面に平行にしてｘ方向にアレイ状に配置する。なお、ここでは典型的な例を示しており、ループ面はスライス４１、４２と平行でなければよく、またアレイ状に配置する方向も前記法線方向と垂直な方向でなければよい。

次に、本実施形態のＭＲＩ装置１００における計測および画像再構成の手順を説明する。図６は、本実施形態の処理フローである。

制御装置１４は、撮像パルスシーケンスに従ってＲＦパルス印加部、信号検出部、傾斜磁場印加部を動作させ、二つの交差領域４４、４５から発生する高周波信号を二つのＲＦコイル２２、２３で取得する（ステップ６０１）。次に、制御装置１４は、計算部にＲＦコイル２２、２３で取得した二つの線状の交差領域４４、４５からの高周波信号（エコー３５_２２、３５_２３）をフーリエ逆変換させる（ステップ６０２）。これにより、各ＲＦコイル２２、２３で取得した高周波信号（エコー３５_２２、３５_２３）は、ｙ方向の１次元画像に変換される。ただし、この１次元画像には、交差領域４４および４５からの計測信号が混合されている。次に、制御装置１４は、計算部に、各ＲＦコイル２２、２３の感度分布を用いて、両交差領域４４、４５からの計測信号が混合している１次元画像を、各交差領域４４、４５の一次元画像に分離させる（ステップ６０３）。

制御装置１４は、励起する交差領域４４、４５をシフトしながら、以上のステップ６０１〜６０３の処理を全計測領域を計測し終えるまで繰り返し（ステップ６０４）、２次元画像（ｘｙ平面の画像）を取得する。なお、励起する交差領域４４、４５のシフトは、第１ＲＦパルス３１の周波数ｆｎを変えることにより行う。例えば、第１ＲＦパルス３１の第一回目の計測で印加する周波数（初期周波数）を、計測毎にΔｆだけ増加させ、ステップ状に励起周波数ｆｎを変化させる。すなわち、ｋ回目の計測における第１ＲＦパルス３１の周波数ｆｎは、ｆｎ＝ｆｎ０＋ｋ・Δｆ（ここで、ｆｎ０は初期周波数、ｋは計測回数、Δｆは増加量）と表される。このように励起周波数を変化させることにより、励起されるスライス面４１、４２をｘ方向に移動させることができ、結果として、交差領域４４、４５をｘ方向に移動させることができる。なお、１つのスライス面内を隙間なく計測する場合の増加量Δｆは、２/Ｃ（Ｃは、変調前のｓｉｎｃ波形の周期（秒））である。また、スライス面４１、４２の厚さＸｗとＣとの間には、Ｘｗ＝４π/（γ・Ｇｓｘ・Ｃ）（γは磁気回転比、Ｇｓｘは傾斜磁場３２の印加強度（Ｔ/ｍ））の関係がある。

従来のラインスキャン法では、交差領域が一つだったために、全領域をカバーするために線状の領域の幅で除算した回数の繰り返しが必要である。しかし、本実施形態によれば、同時に二つの交差領域の信号を取得できるために、繰り返し回数を削減できる。特に、二つの交差領域である線状領域４４、４５の間隔を、視野（ＦＯＶ）の半分に設定すると、繰り返し回数が従来の半分になり、計測時間が半減する。

このように、本実施形態によれば、二つの面が交差する１ラインを走査する従来のラインスキャンに比べて、最高２倍の高速イメージングが可能となる。具体的には、例えば、視野２５６ｍｍ、分解能２ｍｍ、画素数１２８、一回のライン計測に要する時間を１ｓとすると、従来の単一ラインスキャンによれば計測に１２８秒かかるところ、本実施形態の方法では計測時間を６４秒に削減できる。

本実施形態によれば、従来のラインスキャンと同様に位相エンコード傾斜磁場を使用していないために、これによる体動アーティファクトの抑制効果は保持される。その上、計測時間の短縮により測定対象の計測中の動きが減るため、その分、さらに体動アーティファクトを抑制できる。特に、本実施形態によれば、交差領域を計測しながら分離処理も行うため、画像再構成に要する時間をさらに短縮することができる。なお、高速化により生じた余裕の時間を信号加算に用いることにより、ＳＮ比も向上させることができる。

また、複数のＲＦコイルの感度分布を用いて複数の交差領域からの計測信号を分離するため、計測時間の短縮だけでなく、空間的な誤差の混入を抑制することもできる。

また、本実施形態では、交差領域４４、４５をシフトする際に、前回の第２励起パルスで励起されたスライス面４３内をシフトする。このため、スライス面４３の磁化が十分回復するのを待たずに交差領域をシフトして計測を続けるよう構成することができ、Ｔ１強調を施した画像を取得しやすい。

なお、本実施形態では、交差領域、ＲＦコイル数をともに２つとした場合を例にあげて説明している。しかし、これらは、２つに限られない。

例えば、本実施例では、第１励起パルスで２面を励起し、第２励起パルスで１面を励起することで、２つの交差領域を同時に計測し、その後分離処理を行う。これを拡張し、ＲＦコイルの個数を３つにし、第１励起パルスが励起する面を３面に増加してもよい。なお、励起面を３面に増加するには、例えば、sinc波形と（式１）で表されるコサイン変調されたsinc波形とを加算した波形を、第１ＲＦパルスとして用いればよい。この場合、３つの交差領域の分離処理において３行３列の逆行列演算が必要となる。３次元以上であっても、ＬＵ分解などの一般的な解法で解くことができる。また、ＲＦコイルの個数を第１励起パルスが励起する面の数より多くしてもよい。例えば、ＲＦコイルの数を３つにし、第１励起パルスが励起する面を２面にする。この場合、感度行列は２行３列の行列となる。これは、一般的な行列の解法である、行列の正規化を経て２行２列の正則行列に変換し、その逆行列を求めるといった手法で解くことができる。

このように、交差領域数が２、３の計測方法はそのまま４以上の交差領域の処理に拡張でき、同時に信号計測が可能な交差領域の数を増加させると、その分、高速化が図れる。ただし、感度行列Ａに逆行列を持たせるためには、交差領域の数は、ＲＦコイルの数以下に設定する必要がある。これにより、複数のＲＦコイルの感度分布を用いた計測信号の分離算出の際に、混入する誤差を低減することが可能となる。また、感度行列Ａの行列式の値が小さいと高周波信号に混入するノイズを増幅し、分離計算の誤差に伴うアーティファクトが発生しやすくなる。従って、複数のＲＦコイルの感度分布の差異がなるべく大きくなるような位置に、交差領域が設定されるよう、第１励起パルスと第２励起パルスとを制御する必要がある。

また、本実施形態では、撮像パルスシーケンスにおいて、第１ＲＦパルス３１が９０度パルス、第２ＲＦパルス３３が１８０度パルスの場合を例にあげて説明した。しかし、スライス面４３を励起する第２ＲＦパルスが９０度パルスで時間的に先にあり、続いてスライス面４１、４２を励起する第１ＲＦパルスが１８０度パルスに設定されていてもよい。すなわち、前記第１ＲＦパルス３１もしくは第２ＲＦパルス３３のどちらか一方を９０度パルス、他方を１８０度パルスにする。９０度と１８０度とのパルスを組み合わせることにより高周波信号の強度を高くすることができる。また、第２ＲＦパルス３３の周波数ｆｍを変化させて、ｚ方向にも走査するようにし、３次元画像を取得するよう構成してもよい。

なお、本実施形態では、周波数ｆｎを変化させ励起させるスライス面を移動させているが、第１の励起パルスの印加中に時間的に連続して第１のＲＦパルスの位相を変化させ、スライス面を移動させてもよい。周波数ｆｎを変化させる場合、位相の連続性を保持するために、変化させる幅や時間に制限がかかる場合がある。例えば、シンセサイザ１６の仕様によっては、周波数ｆｎを変化させる場合、周波数を変化させる命令を受けた後、次に同じ位相となるまでの１／(周波数変化幅）の時間待つ必要がある。具体的には、１００Ｈｚ変化させる場合、最大１０ｍｓの待ち時間が必要になる。しかし、位相を時間的に連続的して変化させる場合、このような待ち時間がなくなる。

また、二つのラインの間隔を視野の半分以下にし、測定対象１０の存在する領域のみ両交差領域４４、４５として重複して計測し、この領域のＳＮ比を高めるよう構成してもよい。また、両交差領域の間隔を、交差領域の幅のｎ＋０．５倍（ｎは整数）とし、二つの交差領域が交差領域の幅の半分だけずれた状態にし、交差領域４４を移動して視野全体を走査するとともに交差領域４５を交差領域の幅が半分だけずれた状態で視野全体を走査してもよい。これにより、得られる画像の空間分解能を交差領域の幅の半分に向上することが可能となる。簡単に説明するため、交差領域４４により視野の左端の１次元画像が取得され、交差領域４５により視野の左端から交差領域の半分の幅だけ右にずれた位置の１次元画像が取得されているものとする。また、視野の端では測定対象がなく信号量が０という条件があるものとする。このとき、左端の半分の幅の１次元画像は０を値としてとり、右側に半分の幅ずれた１次元画像は、交差領域４４の１次元画像から左端の半分の幅の１次元画像（すなわち０）を減算した値をとる。その右側に半分の幅ずれた１次元画像は、交差領域４５の１次元画像から、先に計算した一つ左側の１次元画像を減算して得られる。このように逐次的に交差領域の半分の幅の１次元画像を計算していき、２次元画像を構成する。この結果、空間分解能を交差領域の半分の幅に向上した画像を得ることができる。

なお、第１ＲＦパルス３１に用いられるパルス形状は、図３（ｂ）に示すものに限られない。例えば、交差領域４４、４５の末端でのリンギングを抑えるためにパルスの両端の強度を下げるなどの最適化処理を施した波形を用いてもよい。また、（式４）に示すように、ｓｉｎｃ波形にサイン波形で強度変調を加えたものを用いてもよい。

この波形を図７（ａ）に示す。本波形を用いる場合、図７（ｂ）に示すように実空間の励起領域のプロファイルにおいて二つの励起領域の励起位相は逆転する。励起位相が同一の場合、高周波信号のエコー中心での信号強度は二つを合わせたものとなるため、受信ゲインを低くする必要がある。これに対して、励起位相が逆転する場合、高周波信号のエコー中心での信号強度は二つを引いたものとなり、受信ゲインを高めることができ、結果として、ダイナミックレンジを拡大することができる。すなわち、第１ＲＦパルス３１もしくは第２ＲＦパルス３３もしくはその両方のＲＦパルスが励起する実質的に平行な複数の面の励起位相が、交互に逆転するよう励起パルスの波形形状を設定する。これにより、最大信号強度が抑制され、高周波信号のダイナミックレンジを高めることができる。また、パルス形状を強度変調したものではなく、（式５）に示すように、二つの周波数ｆｎ＋α、ｆｎ−αの周波数を持つｓｉｎｃパルスを、同時に印加してもよい。

このときのｓｉｎｃパルスの形状を図７（ｃ）に、実空間での励起領域のプロファイルを図７（ｄ）に示す。

＜第二の実施形態＞＞
次に第二の実施形態を説明する。本実施形態のＭＲＩ装置は、基本的に第一の実施形態と同様の構成を有する。第一の実施形態では、計測対象の交差領域４４、４５を計測し終える毎に、ＲＦコイル２２、２３の感度分布を用いて両信号を分離し、各交差領域の１次元画像を取得する。しかし、本実施形態では、各線状領域の計測結果をメモリ等に保持し、測定対象の全領域の計測を終えた後に画像を分離し、全体画像を得る。また、本実施形態では、ＲＦコイル２２、２３の感度分布の取得を、交差領域４４，４５の計測中に行う。以下、本実施形態の詳細について、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。

まず、本実施形態における感度分布取得の手法を説明する。感度分布は、単一のラインスキャンにより得られた信号の強度比を用いる。すなわち、単一スキャンで得た交差領域（Ｌ_ｉ、ｙ）のＲＦコイル２２、２３の計測結果Ｓ（ａ，ｙ），Ｓ（ｂ，ｙ）と、各ＲＦコイル２２、２３の感度Ｗ（ａ，Ｌ_ｉ，ｙ）、Ｗ（ｂ，Ｌ_ｉ，ｙ）とは、以下の（式６）の関係がある。

ここで、Ｆ（Ｌ_ｉ、ｙ）は、交差領域（Ｌ_ｉ、ｙ）の信号強度である。従って、感度Ｗの比は、計測結果Ｓの比で表すことができる。本実施形態では、複数箇所の交差領域（Ｌ_ｉ，ｙ）の感度Ｗの比を求め、内挿または外挿により、全領域でのｘ方向のＲＦコイル２２、２３の感度Ｗの比の分布を算出する。

次に、本実施形態の計測領域の計測手順について説明する。図８は、本実施形態の計測領域の計測手順を説明するための図である。本実施形態では、交差領域４４、４５の計測（２ラインスキャン計測）の間に単一ラインスキャン計測を行い、単一ラインスキャン計測でられた信号の強度比からＲＦコイル２２、２３の感度分布を得る。本図において、領域（ｉ〜ｖｉ）は、２ラインスキャン計測により計測される交差領域である。同じ符号の領域が交差領域４４、４５として計測される領域である。また、領域（Ｌ_１，Ｌ_２，Ｌ_３）は、単一ラインスキャン計測により計測される領域である。このように、本実施形態では、２ラインスキャン計測を行いながら励起する交差領域４４、４５をシフトさせ、Ｌ_１，Ｌ_２，Ｌ_３の位置に来た際、単一ラインスキャン計測を行う。なお、上述のように、各Ｌ_１，Ｌ_２，Ｌ_３の領域において取得した感度Ｗの比から内挿または外挿入により全計測領域の感度Ｗの分布を算出する。従って、Ｌ_１，Ｌ_２，Ｌ_３の領域は、全計測領域を満遍なく代表するとともに、測定対象が存在する可能性の高い場所から選択する。また、各領域間の間隔は、未計測領域の誤差が大きくならないよう選択する。

次に、本実施形態のＭＲＩ装置１００における計測および画像再構成の手順を説明する。図９は、本実施形態の計測処理を説明するためのフローである。

制御装置１４は、撮像パルスシーケンスに従って、ＲＦパルス印加部、信号検出部、傾斜磁場印加部を動作させ、二つの交差領域４４、４５から発生する高周波信号を二つのＲＦコイル２２、２３で取得する（ステップ８１３）。取得した高周波信号は、データ処理装置２０のメモリ(不図示）などに保存する。第一の実施形態と同様の手法で励起する交差領域４４、４５をシフトさせながら、計測対象領域を計測し終えるまで計測を繰り返す（ステップ８１１〜８１６）。このとき、本実施形態では、制御装置１４は、図８の示す領域（ｉ〜ｖｉ）を計測する場合は、二つの交差領域４４、４５を同時に計測する２ラインスキャン計測を行い、Ｌ_１およびＬ_３、Ｌ_２を計測する場合は、従来の単一ラインスキャン計測を行うよう各部を制御する（ステップ８１２）。図８の例では、励起する交差領域４４、４５をシフトさせ、２ラインスキャン計測で、領域ｉ〜ｉｉｉを計測し、次に、単一ラインスキャン計測で、領域Ｌ_１およびＬ_３を順に計測し、その後、２ラインスキャン計測で領域ｉｖ〜ｖｉを計測し、最後に単一ラインスキャン計測でＬ_２を計測する。

全計測領域の計測を終えると、制御装置１４は、計算部に、ＲＦコイル２２、２３それぞれで取得した高周波信号（領域ｉ〜ｖｉ、Ｌ_１、Ｌ_２，Ｌ_３からの高周波信号）をｙ方向にフーリエ逆変換することによりｙ方向の一次元画像を算出させる（ステップ８１７）。

次に、制御装置１４は、計算部に、単一ラインスキャンで得た領域Ｌ_１、Ｌ_２、Ｌ_３の、ＲＦコイル２２、２３それぞれの計測結果から、全計測領域のｘ方向のＲＦコイル２２、２３の感度Ｗの比の分布を作成させる（ステップ８１８）。

制御装置１４は、計算部に、ステップ８１４で得られた感度Ｗの比の分布を用い、第一の実施形態と同様に、交差領域４４、４５の信号が混合した領域ｉ〜ｖｉの一次元画像を、それぞれ、交差領域４４、４５の一次元画像に分離させる（ステップ８１９）。

制御装置１４は、計算部に、分離後の各交差領域ｉ〜ｖｉ、ｉ〜ｖｉの一次元画像と、単一ラインスキャンで取得したＬ_１、Ｌ_２、Ｌ_３から算出した一次元画像とを合わせ、二次元画像を再構成させる（ステップ８２０）。

以上説明したように、本実施形態によれば、２ラインスキャン計測の合間に、単一ラインスキャン計測を行うことにより、計測中に感度Ｗ（の比）の分布を取得することができる。従って、より正確な感度分布を得ることができるとともに、別個に感度分布を取得する計測を行う場合に比べ、計測全体にかかる時間を短縮することができる。

なお、本実施形態においても、予め取得した感度分布を用いて計測をおこなってもよい。このときの制御装置１４の制御による処理のフローを図１０に示す。本図に示すように、二つの交差領域４４、４５から発生する高周波信号を二つのＲＦコイル２２、２３で取得する（ステップ８０１）。取得した高周波信号は、データ処理装置２０のメモリなどに保存する。第一の実施形態と同様の手法で励起する線状領域４４、４５をシフトしながら、全計測対象領域を計測し終えるまで計測を繰り返す（ステップ８０２）。

次に、保存された各高周波信号をｙ方向にフーリエ逆変換することにより、各ＲＦコイル２２、２３について、２次元画像を算出する（ステップ８０３）。

ここで得られた２次元画像には、同時に取得した交差領域４４および交差領域４５の計測信号が混入している。従って、これらを分離する処理を行い、画像を再構成する（ステップ８０４）。本実施形態においても、第一の実施形態と同様に、ＲＦコイル２２、２３の感度分布を用い、交差領域４４側から得られた高周波信号による２次元画像と、交差領域４５側から得られた高周波信号による２次元画像とに分離する。なお、２次元画像において、感度分布を用いて分離処理を行う。従って、従来のＳＥＮＳＥ法で用いられるアルゴリズムを分離処理に適用することができる。また、本実施形態において、ステップ８０３の処理をステップ８０１の直後に行うよう構成することにより、計測後の画像再構成の処理がステップ８０４のみとなり、処理時間を短縮することができる。すなわち、高周波信号取得後ｙ方向にフーリエ逆変換を行い、メモリに格納し、それを全計測領域について繰り返す。

＜＜第三の実施形態＞＞
次に、第三の実施形態を説明する。本実施形態のＭＲＩ装置は、基本的に第一の実施形態と同様の構成を有する。第１の実施形態では、第１励起パルスの周波数ｆｎを変化させ、第２励起パルスにより励起するスライス面内で励起させる交差領域を移動させている。本実施形態では、第１励起パルスの周波数ｆｎを変化させ、直前に印加された第２励起パルスにより励起する励起面外に交差領域を移動させる。以下、本実施形態の詳細につき、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。

まず、本実施形態の、ＲＦパルス印加部、信号検出部、傾斜磁場印加部によるエコーの取得法および取得されるエコーについて説明する。本実施形態においても、制御装置１４が、予めプログラムされたタイミング（撮像パルスシーケンス）に従ってこれらの各部を制御する。以下、本実施形態の撮像パルスシーケンスに従って、各部の動作を説明する。

図１１は、本実施形態の撮像パルスシーケンス図である。ここでは、横軸に時間（ｔ）、縦軸にＲＦパルス印加部により印加される高周波磁場ＲＦ、傾斜磁場印加部により印加される傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚをとり、それぞれの動作タイミングと強度とを表す。ＡＤは、信号検出部によるデータ取得期間である。また、図１２は、本実施形態の撮像パルスシーケンスにより励起される領域を、説明するための図である。ここでは、ｘｚ平面で説明する。

ｘ方向のスライス傾斜磁場９２とｚ方向のスライス傾斜磁場９３との印加とともに、周波数ｆｎで二つの励起面をもつ第１ＲＦパルス９１を印加し、図１２に示す二つのスライス１０１および１０２内に核磁気共鳴現象を誘起する。ここで、第１ＲＦパルス９１には、第一の実施形態と同様の、ｓｉｎ波形を連続した周期的関数波形で変調し、強度を９０度に設定したパルスを用いる。また、本実施形態においても、以降、簡単のため、第１ＲＦパルス９１とスライス傾斜磁場９２、９３とを合わせて第１励起パルスと呼ぶ。

次に、ｘ方向のスライス傾斜磁場９５とｚ方向のスライス傾斜磁場９６との印加とともに、周波数ｆｍで一つの励起面をもつ第２ＲＦパルス９４を印加し、図１２のスライス１０３内の磁化を反転する。第２ＲＦパルス９４には、第一の実施形態と同様の、ｓｉｎｃ波形の強度を１８０度に設定したパルスを用いる。また、スライス傾斜磁場９６は、スライス傾斜磁場９３と極性を反転させる。ここでも、以後、簡単のため、第２ＲＦパルス９４とスライス傾斜磁場９５、９６とを合わせて第２励起パルスと呼ぶ。

スライス傾斜磁場９３と９６との極性が反転していることから、第１の励起パルスにより励起されるスライス１０１および１０２と、第２の励起パルスにより励起されるスライス１０３とは交差し、この交差領域からエコーが発生する。なお、交差領域は、二つの線状の領域１０４および１０５である。その後、ｙ方向にリードアウト傾斜磁場９８を印加しながら交差領域１０４および１０５からの高周波信号であるエコー９７をＡＤ取得９９する。これにより、ｙ方向の空間情報が得られる。なお、前述したように高周波磁場コイル系１３のＲＦコイル２２、２３で取得された高周波信号は、それぞれ別個に信号検出部に送られ、処理される。

本実施形態においても、制御装置１４は、励起する領域１０４および１０５をシフトさせ、全計測領域を計測する。すなわち、制御装置１４は、第１ＲＦパルス９１の周波数ｆｎと第２ＲＦパルス９４の周波数ｆｍとを変えることにより、スライス面１０１、１０２、１０３をｘ方向に移動させ、結果として、交差領域である１０４、１０５をｘ方向、すなわち、スライス面１０３外に移動させる。これを繰り返し、所定の２スライス内の、全領域の計測信号を取得する。

本実施形態においても、第一の実施形態と同様にＲＦパルスの周波数をステップ状に変化させ、交差領域１０４、１０５を移動させる。ここでは、第１ＲＦパルス９１の周波数ｆｎおよび第２ＲＦパルス９４の数端数ｆｍを、計測毎にそれぞれΔｆｎおよびΔｆｍ増加させ、ステップ状に励起周波数を変化させる。すなわち、ｋ回目の計測における第１ＲＦパルス９１および第２ＲＦパルス９４の周波数は、それぞれ、ｆｎ＝ｆｎ０＋ｋ・Δｆｎ、ｆｍ＝ｆｍ０＋ｋ・Δｆｍ（ここで、ｆｎ０およびｆｍ０は初期周波数、ｋは計測回数、ΔｆｎおよびΔｆｍはそれぞれ増加量）と表される。

また、スライス面１０１および１０２と、スライス面１０３との厚みが等しく、かつ、直交している場合、すなわち、交差領域１０４および１０５のｘｚ平面への投影面が正方形となる場合、重なること無しに隙間なく全計測領域のスライスを走査するためには、Δｆｎ＝４／Ｃ、Δｆｍ＝−４／Ｃとすればよい。ここで、Ｃは、第一の実施形態同様、変調前のｓｉｎｃ波形の周期（秒）である。

なお、ここでは、周波数ｆｎ、ｆｍを変化させ、計測信号を取得する線状の交差領域を移動させる場合を例にあげて説明した。しかし、交差領域を移動させる手法はこれに限られない。例えば、第一の実施形態同様、第１励起パルスおよび第２励起パルスの印加中に時間的に連続してそれぞれ第１ＲＦパルス９１および第２励起パルス９４の位相を変化させ、スライス面１０１、１０２、１０３を移動させてもよい。位相を時間的に連続して変化させて交差領域を移動させる場合、位相の連続性を保持するための待ち時間が不要になる。

本実施形態においても、計算部は制御装置１４の指示に従って、以上の撮像パルスシーケンスにより取得したエコー９７から画像を再構成する。再構成にあたり、本実施形態においても、２つの交差領域１０４、１０５からの高周波信号が混合したエコー９７を、各領域からのものに分離する。本実施形態において、エコーの分離および画像の再構成は、第一の実施形態および第二の実施形態、いずれの方法も用いることができる。なお、本実施形態において、ＲＦコイル２２、２３は、第一、第二の実施形態同様、両交差領域１０４、１０５からの信号が分離可能なように配置する。

以上説明したように、本実施形態においても、同時に二つの交差領域から高周波信号を取得するために、画像を再構成するために必要なラインスキャン計測を繰り返す回数が従来の半分になる。また、第一および第二の実施の形態では、前回の第２励起パルスで励起されたスライス面４３内で線状領域４４、４５をシフトさせる。従って、Ｔ１強調を求めない場合は、スライス面４３内の磁化が十分回復するのを待つため、繰り返し時間ＴＲを十分長くとる必要がある。これに対し、本実施形態によれば、線状領域１０４、１０５をシフトする方向は、前回の第１、２励起パルスでは励起されていない領域の方向である。従って、磁化の回復を待つために長い繰り返し時間ＴＲをとる必要はなく、短い繰り返し時間ＴＲで十分な信号強度が得られる。なお、励起プロファイルの不完全性により隣接した領域で前回の計測の影響が残る場合は、逐次的に線状領域１０４、１０５をシフトするのではなく、数個置きにシフトするなどのシーケンス上の工夫をし、影響を除くことが可能である。

以上、本実施形態によれば、繰り返し時間ＴＲを短く設定することができるため、さらに、画像再構成に必要な領域全体を計測する時間を短縮することができる。具体的には、例えば、視野２５６ｍｍ、分解能２ｍｍ、画素数１２８、一回のライン計測に要する時間を１００ｍｓとすると、従来法では取得に、１スライスあたり１２．８秒必要である。一方、本実施形態によれば、２スライスを同時に取得できるため、１スライスに換算すれば、６．４秒で計測できることとなる。本実施形態においても、位相エンコードを行わないため、ラインスキャン法が本来有する体動アーティファクトの少なさは保持される。さらに、計測時間が短縮されるために、測定対象が計測時間中に動いてしまう確率を低減することができ、結果的に体動アーティファクトを更に抑制できる。

＜＜第四の実施形態＞＞
次に、第四の実施形態を説明する。本実施形態のＭＲＩ装置は、基本的に第一の実施形態と同様の構成を有する。前記各実施形態では、同時に２つの線状の交差領域を計測する。しかし、本実施形態では、同時に４つの線状の交差領域を計測する。従って、撮像パルスシーケンスが同時の４つの線状領域を励起可能なものであることに加え、コイルの配置が、４つの線状領域からの高周波信号を分離可能なものである点が上記各実施形態とは異なる。以下、本実施形態について、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。

まず、本実施形態の、ＲＦパルス印加部、信号検出部、傾斜磁場印加部によるエコーの取得法および取得されるエコーについて説明する。本実施形態においても、制御装置１４が、予めプログラムされたタイミング（撮像パルスシーケンス）に従ってこれらの各部を制御する。以下、本実施形態の撮像パルスシーケンスに従って、各部の動作を説明する。

図１３は、本実施形態の撮像パルスシーケンスである。ここでは、横軸に時間（ｔ）、縦軸に高周波磁場ＲＦ、傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚをとり、それぞれの動作タイミングと強度を表す。ＡＤはデータ取得期間である。また、図１４は、本実施形態の撮像パルスシーケンスにより励起される領域を説明するための図である。ここでは、ｘｙ平面で説明する。なお、図１４において、１１１、１１２、１１３、１１４は、本実施形態の周波磁場コイル系１３を構成するＲＦコイルである。詳細は後述する。

ｘ方向のスライス傾斜磁場１２２とｙ方向のスライス傾斜磁場１２３との印加とともに、周波数ｆｎで二つの励起面をもつ第１ＲＦパルス１２１を印加し、図１４に示す二つのスライス１３１および１３２内に核磁気共鳴現象を誘起する。ここで、第１ＲＦパルス１２１には、第一の実施形態と同様の、ｓｉｎｃ波形を連続した周期関数波形で変調し、強度を９０度に設定したパルスを用いる。また、本実施形態のおいても、以降、簡単のため、第１ＲＦパルス１２１とスライス傾斜磁場１２２、１２３とを合わせて第１励起パルスと呼ぶ。

次に、ｘ方向のスライス傾斜磁場１２５とｙ方向のスライス傾斜磁場１２６との印加とともに、周波数ｆｍで二つの励起面をもつ第２ＲＦパルス１２４を印加し、図１４に示す二つのスライス１３３および１３４内の磁化を反転する。第２ＲＦパルス１２４には、第１ＲＦパルス１２１と同様の、ｓｉｎｃ波形を連続した周期関数波形で変調したものであって、強度は１８０度に設定したパルスを用いる。また、スライス傾斜磁場１２６は、スライス傾斜磁場１２３と極性を反転させる。ここでも、以後、簡単のため、第２ＲＦパルス１２４とスライス傾斜磁場１２５、１２６とを合わせて第２励起パルスと呼ぶ。

本実施形態においても、スライス傾斜磁場１２３と１２６との極性が反転していることから、第１の励起パルスにより励起されるスライス１３１、１３２と、第２の励起パルスにより励起されるスライス１３３、１３４とは交差し、この交差領域からエコーが発生する。なお、交差領域は、四つの線状の領域１３５、１３６、１３７、１３８である。

その後、ｚ方向にリードアウト傾斜磁場１２８を印加しながら高周波信号であるエコー１２７をＡＤ取得１２９する。これにより、ｚ方向の空間情報が得られる。なお、本実施形態においても、高周波磁場コイル計１３のＲＦコイルで取得される高周波信号は、それぞれ別個に信号検出部に送られ、処理される。

本実施形態においても、制御装置１４は、第１ＲＦパルス１２１の周波数ｆｎと第２ＲＦパルス１２４の周波数ｆｍとをそれぞれ変更し、スライス面１３１、１３２、１３３、１３４をｘ方向に移動し、結果として、交差領域１３５、１３６、１３７、１３８をｘ方向に移動する。さらに、ｙ方向についても同様に第１ＲＦパルス１２１の周波数ｆｎと第２ＲＦパルス１２４の周波数ｆｍとを変更して各スライス面を移動させ、各交差領域を移動させる。これを繰り返し、３次元の全領域の計測信号を取得する。

本実施形態においても、第三の実施形態と同様に、第１ＲＦパルス１２１の周波数ｆｎおよび第２ＲＦパルス１２４の周波数ｆｍを、計測毎にそれぞれΔｆｎおよびΔｆｍ増加させ、ステップ状に励起周波数を変化させ、交差領域１３５、１３６、１３７、１３８を移動させる。すなわち、ｋ回目の計測における第１ＲＦパルス１２１および第２ＲＦパルス１２４の周波数は、それぞれ、ｆｎ＝ｆｎ０＋ｋ・Δｆｎ、ｆｍ＝ｆｍ０＋ｋ・Δｆｍ（ここで、ｆｎ０およびｆｍ０は初期周波数、ｋは計測回数、ΔｆｎおよびΔｆｍはそれぞれ増加量）と表される。

以上のように各スライス面を移動させ、各線状領域を移動させることにより、３次元の全領域の計測信号を取得し、３次元画像を再構成する。本実施形態の画像再構成の手法は、基本的に第一から第三の実施形態と同じである。すなわち、計算部は制御部１４の指示に従って、以上の撮像パルスシーケンスにより取得したエコー１２７を、各交差領域からの信号に分離し、画像を再構成する。ただし、４つの交差領域１３５、１３６、１３７、１３８からの信号を分離する必要がある。このため、各高周波信号を受信するＲＦコイルは、最低４つ必要であり、かつ、感度行列Ａの逆行列が０でないように、すなわち、各ＲＦコイルについて、４つの交差領域からの信号を異なる感度で受信可能なように配置する必要がある。

上記条件を満たす高周波磁場コイル系１３のＲＦコイルの配置の一例を図１５に示す。本例では、４つのＲＦコイル１１１、１１２、１１３、１１４がそれぞれｘｙ平面上の断面が略１／４の円弧形状を有し、全体で円筒形を成すように構成される。それぞれのＲＦコイルは増幅器１８に別個に接続され、計測された高周波信号は別個に取得される。なお、本図では、簡単のため、送信用のＲＦコイルやデチューニング回路を省略する。また、この例では４つのＲＦコイルが重ならないように表示されているが、実際には円筒形の側面において、隣り合うＲＦコイルの一部が重なるよう配置される。もちろん、ＲＦコイルの個数や形状は、４つの交差領域からの信号を異なる感度で受信可能であれば、これに限られず、様々な変形が可能である。

なお、上述のように、本実施形態では、４つの交差領域からの信号を分離する必要があり、ＲＦコイル数も４つであるため、各ＲＦコイルの感度分布から得られる感度行列も４×４行列となる。このため、逆行列演算には、ＬＵ分解やＳｉｎｇｕｌａｒ Ｖａｌｕｅ Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎなどの高次行列の逆行列演算に使用する解法を使う。

以上説明したように、本実施形態によれば、同時に４つの線状領域の高周波信号を取得できるため、繰り返し回数が従来の１／４になり、その分全体の計測時間も短縮する。本実施形態においても、第２励起パルスが励起する面数を３以上に増加させてもよい。第２励起パルスが励起する面も実質的に平行な複数の面となり、交差領域の個数が増加し、計測時間の短縮率を高めることができる。

さらに、第一〜第三の実施形態と比較すると、本実施形態によれば、本実施形態特有のＲＦコイルの配置により、励起させる複数の線状領域の設定（ライン設定）の自由度が上昇する。例えば、第１の実施の形態では、ＲＦコイルの感度の差がｘ方向にのみ高いため、感度の差を明確にして分離するため、励起する複数の交差領域は、ｘ方向に離れるよう設定する必要がある。これに対し、本実施形態の上記配置によれば、ＲＦコイルの感度の差はｘ方向にもｙ方向にも高く、いずれの方向に離して複数の交差領域を設定しても計測信号を分離することができる。

なお、本実施形態によれば、交差領域選択について高い自由度を有し、かつ、高速化が可能である。しかし、２次元画像のみが必要な場合でも、不必要な計測信号を取得することとなる。以下、本実施形態において、４つの交差領域のうち、２つの交差領域からの信号を抑制する手法を説明する。撮像パルスシーケンス以外は、４つの交差領域からの信号を取得する実施形態と同様であるため、以下、撮像パルスシーケンスのみ説明する。

図１６は、２つの交差領域のみから計測信号を発生させるための撮像パルスシーケンスである。また、図１７は、図１６の撮像パルスシーケンスにより励起される領域を説明するための図である。ここでは、ｘｙ平面で説明する。なお、図１６では、横軸に時間（ｔ）、縦軸に高周波磁場ＲＦ、傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚをとり、それぞれの動作タイミングと強度を表す。ＡＤはデータ取得期間である。また、制御装置１４は、本撮像パルスシーケンスに従って、ＲＦパルス印加部、信号検出部、傾斜磁場印加部の動作を制御し、エコーを取得する。

スライス傾斜磁場１４２およびスライス傾斜磁場１４３の印加とともに、二つの励起面を有する二つのＲＦパルスの組で、最初のＲＦパルスの周波数がｆｎ、２番目のＲＦパルスの周波数がｆｍである第１ＲＦパルス１４１を印加する。個々のＲＦパルスをそれぞれ１４１−１、１４１−２とする。ここで、第１ＲＦパルス１４１の個々のＲＦパルス１４１−１、１４１−２には、二つの励起領域の励起位相が逆転するよう変調を施されたｓｉｎｃパルス、例えば、図７（ａ）に示すサイン変調を施したｓｉｎｃパルス、を用いる。また、第１ＲＦパルスを構成する個々のＲＦパルス１４１−１，１４１−２の強度はそれぞれ４５度とする。また、図１６に示すように、第１ＲＦパルス１４１の２番目のパルス１４１−２を印加する際、スライス傾斜磁場１４３を反転させる。

第１ＲＦパルス１４１の最初のパルス１４１−１と傾斜磁場１４２、１４３とにより、図１７に示す二つのスライス１５１および１５２内に核磁気共鳴現象を誘起する。ただし、スライス１５１の励起プロファイルの位相はプラス（＋）、スライス１５２のそれはマイナス（−）で、核磁化は４５度倒される。次いで、第１ＲＦパルス１４１の２番目のパルス１４１−２と傾斜磁場１４２、１４３とにより、図１７に示す二つのスライス１５３および１５４内に核磁気共鳴現象を誘起する。ただし、スライス１５３の励起プロファイルの位相は＋、励起スライス１５４のそれは−で、核磁化は４５度倒される。このように、第１ＲＦパルス１４１と傾斜磁場１４２、１４３とにより、ともに励起プロファイルの位相が＋で核磁化が倒される交差領域１５７と、ともに−で核磁化が倒される交差領域１５８とは、結果として９０度核磁化が倒されることになる。これに対し、他の交差領域１５５、１５６では核磁化は０度になり励起されない。

次に、スライス傾斜磁場１４５およびスライス傾斜磁場１４６の印加とともに、二つの励起面を有する二つのＲＦパルスの組で、最初のＲＦパルスの周波数がｆｎ、２番目のＲＦパルスの周波数がｆｍである第２ＲＦパルス１４４を印加する。個々のＲＦパルスをそれぞれ１４４−１、１４４−２とする。ここで、第２ＲＦパルス１４４の個々のＲＦパルス１４４−１、１４４−２にも、図７（ａ）に示すサイン変調を施したｓｉｎｃパルスを用いる。ただし、第２ＲＦパルスを構成する個々のＲＦパルス１４４−１，１４４−２の強度はそれぞれ９０度とする。これにより、第１ＲＦパルス１４１と傾斜磁場１４２、１４３とにより核磁化が倒されている交差領域１５７および１５８のみ１８０度核磁化が倒され、エコー１４７を発生する。従って、エコー１４７には、交差領域１５７および１５８からの計測信号のみが混合される。

本実施形態においても、制御装置１４は、第１ＲＦパルス１４１の周波数ｆｎ、ｆｍと第２ＲＦパルス１４４の周波数ｆｎ、ｆｍとをそれぞれ変更し、スライス面１５１、１５２、１５３、１５４をｘ方向に移動し、結果として、交差領域１５７、１５８をｘ方向に移動する。これを繰り返し、ｘ方向に平行な所定の２スライス内の全領域の計測信号を取得する。本実施形態においても、第１ＲＦパルス１４１および第２ＲＦパルス１４４の周波数ｆｎ、ｆｍを、計測毎にそれぞれΔｆｎおよびΔｆｍ増加させ、ステップ状に励起周波数を変化させ、交差領域１５５、１５６、１５７、１５８を移動させる。すなわち、ｋ回目の計測における第１ＲＦパルス１４１および第２ＲＦパルス１４４の周波数は、それぞれ、ｆｎ＝ｆｎ０＋ｋ・Δｆｎ、ｆｍ＝ｆｍ０＋ｋ・Δｆｍ（ここで、ｆｎ０およびｆｍ０は初期周波数、ｋは計測回数、ΔｆｎおよびΔｆｍはそれぞれ増加量）と表される。

また、スライス面１５１および１５２と、スライス面１５３、１５５との厚みが等しく、かつ、直交している場合、すなわち、交差領域１５７および１５８のｘｙ平面への投影面が正方形となる場合、重なること無しに隙間なく全計測領域のスライスを走査するためには、Δｆｎ＝４／Ｃ、Δｆｍ＝−４／Ｃとすればよい。ここで、Ｃは、第一の実施形態同様、変調前のｓｉｎｃ波形の周期（秒）である。

なお、本実施形態において、交差領域１５７および１５８を含むスライス、すなわち、ｙ方向に平行な１つのスライスを高速に取得するためには、交差領域１５７および１５８をｙ方向に移動させるよう励起周波数を変化させる。例えば、上記Δｆｎ＝４／Ｃ、Δｆｍ＝４／Ｃとする等、走査する方向に応じて周波数の変更ステップの符号を変更する。なお、変更ステップの符号は、傾斜磁場の印加符号に応じて変化する。一般にスライス位置のオフセットΔｐｓは、Δｐｓ＝２π・Δｆ／（γ・ｇｓ）（Δｆは周波数のオフセット、ｇｓはスライス傾斜磁場の印加強度、γは磁気回転比）の関係がある。この関係を用い、励起位置を調整する。

なお、本撮像パルスシーケンスだけでは、励起プロファイルの不完全性により、端点から計測信号が若干発生する。このため、励起プロファイルが完全なものに近づくようＳＬＲ（Ｓｈｉｎｎａｒ−ＬｅＲｏｕｘ）パルスなどの最適化パルスを使用し、不要な計測信号の発生を抑える。また、本撮像パルスシーケンスのプリパルスとして、ＯＶＳ（Ｏｕｔｅｒ Ｖｏｌｕｍｅ Ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ）パルスを印加し、不要な信号をさらに抑制してもよい。また、不要なラインを測定対象やＲＦコイルの感度の外に設定してもよい。

以上説明したように、第１ＲＦパルス１４１の最初のＲＦパルス１４１−１および２番目のＲＦパルス１４１−２の励起位相が複数の面で反転するパルス形状を用い、これらを４５度パルスとして印加した後、さらに第２ＲＦパルス１４４の最初のＲＦパルス１４４−１および２番目のＲＦパルス１４４−２を９０度パルスとして印加し、前記複数の交差領域のうち第１ＲＦパルスの最初のＲＦパルス１４１−１および２番目のＲＦパルス１４１−２の両方の励起位相が合致した交差領域からの高周波信号のみを実質的に取得する。これにより、第一〜第三の実施形態と比較して交差領域選択の自由度が高い中で、実質的に計測信号を発する交差領域の個数を抑制することが可能となり、交差領域の数を必要数に抑えることができる。

なお、本実施形態において、ＲＦコイルの個数を８つにし、第１励起パルスで励起する面数を３面、第２励起パルスで励起する面数を２面とし、交差領域の数を６つとするよう設定してもよい。また、２つの交差領域からの計測信号を抑圧する方法を用い、第１励起パルスで励起する面数を３面、第２励起パルスで励起する面数を３面とし、９つの交差領域のうち４つの交差領域からの信号を抑圧するよう設定してもよい。このように、計測信号を発生する交差領域数を、ＲＦコイルの個数以下に制限する工夫を撮像パルスシーケンスにいれることで、画像再構成時に感度行列の逆行列が得られる可能性が高まり、複数の交差領域からの信号を分離できる可能性も高まる。さらに第１励起パルスや第２励起パルスで励起する面の数を３よりも多くし、同時に取得する交差領域の数を増やしてもよい。なお、励起する面の数を多くするには、sinc波形、コサイン変調sinc波形、サイン変調sinc波形の変調周波数を変え、適切に加減算した波形を生成し、ＲＦパルスとして用いればよい。もしくは周波数の異なるsinc波形を適切に加減算して生成した波形を用いてもよい。これは、励起する面を加えたいときには、相当するＲＦパルスを加算すればよいという、いわゆる加法性が成立しているためである。

＜＜第五の実施の形態＞＞
次に、第五の実施形態を説明する。本実施形態のＭＲＩ装置は、基本的に前述の各実施形態と同様の構成を有する。本実施形態では、前述の各実施形態の手法に拡散強調用傾斜磁場を加え、拡散画像を取得する。ここでは、一例として、第三の実施形態で示した撮像パルスシーケンスに拡散強調傾斜磁場を加えた場合を例に挙げて説明する。以下、第三の実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。

図１８は、本実施形態の撮像パルスシーケンスである。本図は、横軸に時間（ｔ）、縦軸に高周波磁場ＲＦ、傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚをとり、それぞれの動作タイミングと強度を表す。ＡＤはデータ取得期間である。ここでは、第三の実施形態の撮像パルスシーケンスと同じ機能を有するものには同じ番号を付与する。

第三の実施形態の撮像パルスシーケンスとの違いは、第２ＲＦパルス９４の前後に拡散傾斜磁場１６１、１６２が印加されている点である。この二つの拡散傾斜磁場１６１、１６２は、強度と時間の積が等しくなるように調整され、分子拡散の激しい程信号を減衰させる。それにより拡散の程度を計測する。なお、計測フローと画像再構成方法は第三の実施形態と同一である。

以上説明したように、本実施形態では、体動の影響を受けやすい拡散強調画像を再構成するために必要なエコーを取得するため、傾斜磁場印加部は、第１もしくは第２の励起パルスの時間的に早い方から、信号検出部が高周波信号を計測するまでの間に、分子拡散を検出するための互いに補償する少なくとも一組の拡散強調傾斜磁場を印加する。位相エンコード傾斜磁場を使用するシーケンスの場合、拡散傾斜磁場が印加されると、僅かな体動があっても大きな位相誤差となり、位相エンコード方向に画像が流れたようなアーティファクトが発生する。従来の単一ラインのラインスキャン法では、このようなアーティファクトを抑制することができるが、計測時間が長くかかる。本実施形態によれば、複数の交差領域の計測信号を同時に取得でき、１スライス当りの計測時間に換算すれば、計測時間を短縮できる。

なお、本シーケンスは典型的な一例を示したもので、拡散傾斜磁場をバイポーラ形に変更する、拡散傾斜磁場の強度や時間間隔等を変更して分子拡散による信号減衰の割合を変化させた画像を複数取得し、ＡＤＣ（Ａｐｐａｒｅｎｔ Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）を計算する等、撮像パルスシーケンスの変更は可能である。また、拡散傾斜磁場の印加方向を複数にし、拡散異方性を計算することやトラクトグラフィを行うなど拡散計測に関する様々な手法を組み合わせることも可能である。さらに、ここでは、第三の実施形態の撮像パルスシーケンスを基本とした場合を例にあげて説明したが、第一、第二、第四のいずれの実施形態の撮像パルスシーケンスであっても適用できる。

＜＜第六の実施形態＞＞
次に、第六の実施形態を説明する。本実施形態のＭＲＩ装置は、基本的に第一から第四の各実施形態と同様の構成を有する。本実施形態では、ＥＰＩ（Ｅｃｈｏ Ｐｌａｎａｒ Ｉｍａｇｉｎｇ）などの高速イメージング技術に第一から第四の各実施形態で説明した複数ラインスキャンの手法を適用するものである。以下、ＥＰＩに第一の実施形態の手法を適用する場合を例にあげて説明する。ここでは、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。

図１９は、本実施形態の撮像パルスシーケンスである。本図は、横軸に時間（ｔ）、縦軸に高周波磁場ＲＦ、傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚをとり、それぞれの動作タイミングと強度を表す。ＡＤはデータ取得期間である。ここでは、第一の実施形態の撮像パルスシーケンスと同じ機能を有するものは同じ番号を付与する。

第一の実施形態の撮像パルスシーケンスとの違いは、スライス傾斜磁場３４の印加強度が第一の実施形態の撮像パルスシーケンスに比べて小さくなっている点、および、リードアウト傾斜磁場として、ＥＰＩで使用される振動傾斜磁場１７２およびブリップ状の傾斜磁場１７３がそれぞれｙ方向およびｚ方向に印加される点である。スライス傾斜磁場３４の印加強度が第一の実施形態の撮像パルスシーケンスに比べて小さくなっているため、本実施形態では、励起するスライス面の幅が第一の実施形態の場合に比べて広くなる。また、振動傾斜磁場１７２およびブリップ状の傾斜磁場１７３が印加されるため、計測されるエコー１７１が複数になる。

図２０を用いて、本撮像パルスシーケンスによる励起領域について説明する。図２０（ａ）に示すように、図４に示す場合と比べ、第２励起パルスによるスライス面１８３の厚さが増し、スライス面１８１、１８２とスライス面１８３との交差領域１８４、１８５がスラブ状となる。励起された交差領域（スラブ）１８４、１８５は、それぞれ、ｙ方向に印加される振動傾斜磁場１７２とｚ方向に印加されるブリップ状の傾斜磁場１７３とにより、図２０（ｂ）に示すようにｋ空間上でデータが充填される。各ＲＦコイル２２、２３で計測された高周波信号を、一般にＥＰＩで用いられる画像再構成方法により処理すると、各コイル２２、２３の感度分布に応じて計測された２つの交差領域（スラブ）１８４、１８５からの高周波信号が混入した二つの画像が得られる。これに対し、本実施形態においても、第一の実施形態と同様の分離処理を行い、各交差領域１８４、１８５の２次元画像を得る。

以上の処理を繰り返し、全計測領域をくまなく走査し、得られたエコーから３次元画像を再構成する。図２０（ｃ）はｘｚ平面上での走査順序の一例を示したものである。ここで、同じ数字が付与されている二つのスラブは同時に取得されるスラブ（交差領域）である。この一組のスラブ（交差領域）からの計測信号の取得を、付与された番号の順に繰り返す。本図に示す走査は、第１ＲＦパルス３１の周波数ｆｎをスラブの端から端までに相当する周波数間でステップ状に変化させ、第２ＲＦパルス３４の周波数ｆｍをｆｍとｆｍ＋Δｆｍを交互に繰り返すことにより実現できる。

例えば、以下のとおりである。ここで、ｆｎ０およびｆｍ０は初期周波数、ｋは計測回数、ΔｆｎおよびΔｆｍはそれぞれ増加量、ｍｏｄ（ｋ、２）は、ｋが偶数の時に０、奇数の時に１となる関数である。
計測回数ｋ＝１，２，３，４の場合
ｆｎ＝ｆｎ０＋（ｋ−１）・Δｆｎ、
ｆｍ＝ｆｍ０＋ｍｏｄ（（ｋ−１）、２）・Δｆｍ
計測回数ｋ＝５，６，７の場合
ｆｎ＝ｆｎ０＋（ｋ−４）・Δｆｎ、
ｆｍ＝ｆｍ０＋ｍｏｄ（１−（ｋ−１）、２）・Δｆｍ
計測回数ｋ＝８の場合
ｆｎ＝ｆｎ０＋（ｋ−４）・Δｆｎ、
ｆｍ＝ｆｍ０＋ｍｏｄ（１−（ｋ−１）、２）・Δｆｍ

本図に示すように取得する交差領域を移動させると、第三の実施の形態で述べたように、次の交差領域にシフトする場合、前回の励起スライスの影響を受けることが少ない。このため、磁化が回復するための長い待ち時間を設定する必要がなく、計測時間の短縮が可能となる。なお、本実施形態において、その他の計測フロー、複数スライス（スラブ）からの高周波信号の分離手法、画像再構成法は基本的に第一の実施形態と同一である。

以上説明したように、本実施形態によれば、交差領域の断面が広くなり画像の空間分解能が低下するのを防ぐために、傾斜磁場印加部は、交差領域のｙ方向およびそれと垂直な第１もしくは第２の方向、あるいは、ｙ方向に垂直な２方向に傾斜磁場を印加し、交差領域の内部の空間的な情報を取得する。これにより交差領域内の２次元画像もしくは３次元画像が取得できるため、画像の空間分解能を高めることができる。すなわち、本実施形態によれば、スラブ状の交差領域内について、ブリップ状の傾斜磁場によりジグザグにｋ空間が充填されるため、ｋｚ方向に十分データを取得すれば、空間分解能を高めることができる。また、本実施形態によれば、空間情報を付与するための繰り返しの位相エンコード傾斜磁場が使用されていないため、これによる体動アーティファクトは抑制される。その上で２つのスラブが同時に取得されるので計測時間を短縮することができる。

なお、本実施形態では、スラブ状の交差領域内をイメージングする方法としてＥＰＩを用いる場合を例にあげて説明した。しかし、用いるイメージング技術はこれに限られない。例えば、ＦＬＡＳＨやＦａｓｔ Ｓｐｉｎ Ｅｃｈｏなどの高速イメージングを組み合わせることも可能である。また、高速イメージング技術に第一の実施形態の複数ラインスキャンの手法を適用する場合を例にあげて説明したが、第二〜第四の実施形態も同様に適用できる。

さらにスラブ内で、コイル感度分布を用いて位相エンコード回数を減らすＳＥＮＳＥ法などを組み合わせてもよい。例えば、ＥＰＩの位相エンコード（ブリップ位相エンコード）を減らし、Ｔ２やＴ２*の影響を小さくすることができる。

なお、本実施形態の複数ラインスキャンで励起するスラブの大きさと高速イメージングの視野とは必ずしも同一でなくても良い。高速イメージングの視野をスラブより大きくすることでスラブの端での信号の落ち込みを計算し、補正処理を加えたり、隣り合うスラブの画像を滑らかに接続することが可能となる。

ブリップ状の傾斜磁場１７３の印加強度もしくは印加時間を低下させると，y方向の視野が広がる。従って、ｙ方向の視野Ｌｙ（＝２π／（γ・Ｇｂｚ・Ｔｂｚ））と、ＲＦパルス３３により励起される面の厚さＳｙ（＝４π／（γ・Ｇｓｚ・Ｃ））とが、Ｌｙ＞Ｓｙとの関係を満たすようブリップ状の傾斜磁場の強度Ｇｂｚもしくは印加時間Ｔｂｚを調整すればよい。ここで、γは磁気回転比，Ｇｂｚはブリップ状の傾斜磁場１７３の印加強度，Ｔｂｚは各ブリップの印加時間，Ｃはｓｉｎｃ波形の周期（秒），Ｇｓｚは傾斜磁場３４の印加強度である。

なお、全計測領域の走査は、上記手順に限られない。例えば、第１ＲＦパルスｆｎをステップ状に変化させ、ｘ方向の全計測領域の走査を終えた後、第２のＲＦパルスｆｍをステップ状に変化させ、ｚ方向の計測領域を移動させるといった手順を繰り返してもよい。

＜＜第七の実施形態＞＞
次に、第七の実施形態を説明する。本実施形態のＭＲＩ装置は、基本的に第一から第四の各実施形態と同様の構成を有する。本実施形態では、ケミカルシフトイメージング技術に第一から第四の各実施形態で説明した複数ラインスキャンの手法を適用するものである。以下、第一の実施形態の手法を適用する場合を例にあげて説明する。ここでは、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。

図２１は、本実施形態の撮像パルスシーケンスである。本図は、横軸に時間（ｔ）、縦軸に高周波磁場ＲＦ、傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚをとり、それぞれの動作タイミングと強度を表す。ＡＤはデータ取得期間である。ここでは、第一の実施形態の撮像パルスシーケンスと同じ機能を有するものは同じ番号を付与する。

第一の実施形態の撮像パルスシーケンスとの違いは、リードアウト傾斜磁場として振動傾斜磁場１９２がｙ方向に印加される点である。それに伴い、計測されるエコー１９１は複数となる。振動傾斜磁場１９２は、ｙ方向の空間情報とケミカルシフト情報とをエコー１９１に付与する。画像再構成処理において、取得した各エコー１９１を偶奇で正負向きを逆転させてｋ空間に充填し、もしくは偶数エコーのみ奇数エコーのみを別個に抽出してｋ空間に充填し、２次元ＦＦＴを適用すると、ｙ方向の空間情報とケミカルシフト情報とを有する１次元のケミカルシフトイメージングデータを得る。なお、本実施形態の撮像パルスシーケンスでは、ケミカルシフトイメージングに必要な、水抑圧パルスやＯＶＳ（Ｏｕｔｅｒ Ｖｏｌｕｍｅ Ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ）パルスの記載は省略する。

第一の実施形態と同様に、各ＲＦコイル２２、２３で取得する１次元のケミカルシフトイメージングデータには、二つの交差領域４４、４５の計測信号が混合している。第一の実施形態で説明した分離方法を用いて、それぞれの領域のケミカルシフトデータに分離する。また、第一の実施形態同様、第１励起パルスの周波数を変えて交差領域４４、４５をシフトさせ、同様の処理を繰り返すことにより、２次元ケミカルシフトイメージングデータを取得する。さらに交差領域をｚ方向にもシフトさせて同様の処理を繰り返すことにより、３次元ケミカルシフトイメージングデータも取得できる。なお、本実施形態において、その他の計測フロー、画像再構成法は基本的に第一の実施形態と同一である。

以上、第一の実施形態に適用する場合を例にあげて説明したが、第二〜第四の実施形態いずれにも適用可能である。例えば、ＲＦコイル構成を第四の実施形態と同様の構成にし、第四の実施形態の撮像パルスシーケンスを用いることにより、３次元ケミカルシフトイメージングを行うことができる。さらに、本実施形態は、第五の実施の形態で述べた拡散強調を加えたシーケンスに応用することも可能である。

以上説明したように、本実施形態によれば、計測時間が長くなりやすいケミカルシフトイメージングのために必要なエコーを、高速に取得するため、傾斜磁場印加部は、高周波信号の計測時間に、交差領域の線状の方向の空間的な情報とケミカルシフト情報とを付与するための振動傾斜磁場を印加する。さらに、各代謝物の分子拡散情報を取得するために、拡散傾斜磁場を追加する。一般に、ケミカルシフトイメージングが対象としている代謝物は、拡散係数が水分子よりも低く、強力な拡散傾斜磁場を印加する必要があるために、体動アーティファクトが出やすい。しかし、本実施形態によれば、複数のラインを同時に走査するため、計測時間を短縮でき、この体動アーティファクトを効果的に抑制できる。

本実施形態においても、第六の実施形態のように、交差領域の断面が広くなり画像の空間分解能が低下するのを防ぐために、傾斜磁場印加部は、交差領域のｙ方向およびそれと垂直な第１もしくは第２の方向、あるいは、ｙ方向に垂直な２方向に傾斜磁場を印加し、交差領域の内部の空間的な情報を取得してもよい。これにより２次元ケミカルシフトイメージングや３次元ケミカルシフトイメージングの空間分解能が向上する。

本実施形態よれば、一般の単一ラインスキャンに比べ、計測時間も短縮可能であり、また、それに伴い、体動アーティファクトが混入する可能性がさらに減少する。

＜＜第八の実施形態＞＞
次に、第八の実施形態を説明する。本実施形態のＭＲＩ装置は、基本的に前述の各実施形態と同様の構成を有する。ただし、本実施形態では、複数の交差領域からの信号が混合しないよう受信するため、高周波信号の分離処理を行わない。従って、処理にＲＦコイルの感度分布を用いないため、受信側のＲＦコイルは必ずしも複数でなくてもよい。以下、本実施形態について、第一の実施形態の撮像パルスシーケンスを用いる場合を例に挙げて説明する。ここでは、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。

図２２（ａ）は、本実施形態の撮像パルスシーケンスである。本図は、横軸に時間（ｔ）、縦軸に高周波磁場ＲＦ、傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚをとり、それぞれの動作タイミングと強度とを表したものである。ＡＤはデータ取得期間である。ここでは、第一の実施形態の撮像パルスシーケンスと同じ機能を有するものは同じ番号を付与する。

第一の実施形態の撮像パルスシーケンスとの差異は、リードアウト傾斜磁場２０１、２０２がｘｙ方向に印加されている点である。本実施形態では、交差領域４４、４５からの二つの高周波信号をそれぞれ独立したものとして受信するため、投影した信号が重ならない方向にリードアウト傾斜磁場を印加する。

図２２（ｂ）は、本実施形態の空間情報付与を説明するための図である。第１励起パルスと第２励起パルスとにより励起された交差領域４４、４５から発生する高周波信号をｆ（ｘｉ，ｙ）、ｆ（ｘｊ，ｙ）とすると、それぞれを投影した信号が重ならない方向にリードアウト傾斜磁場を印加する。すなわち、リードアウト傾斜磁場は、交差領域４４、４５を２辺とする長方形の対角線に直交する方向と両交差領域４４、４５に直交する方向との間の角度を有するよう印加する。具体的には、ｙ方向の視野をＬｙ、２つの交差領域４４、４５の間隔を｜ｘｉ−ｘｊ｜とすると、リードアウト傾斜磁場印加の方向の角度は、ａｒｃｔａｎ（Ｌｙ／｜ｘｉ−ｘｊ｜≠０）以下にすればよい。すなわち、リードアウト傾斜磁場２０１の印加強度をｇｘ，リードアウト傾斜磁場２０２の印加強度をｇｙとすると、ｇｙ／ｇｘ＜＝｜ｘｉ−ｘｊ｜／Ｌｙ（ｇｘ≠０，ｇｙ≠０）を満たすようその印加の方向を制御する。

以上のようにリードアウト傾斜磁場２０１、２０２を印加することにより、得られる単一のエコーにおいて、高周波成分は交差領域４５からの計測信号、低周波成分は交差領域４４からの計測信号となり、両交差領域からの計測信号を区別することが可能となる。

本実施形態においても、複数のラインからの計測信号を同時に取得することができるため、計測時間を短縮することができる。もちろん、ラインスキャンが本来持つ体動アーティファクト抑制効果は保持される。

以上説明したように、各実施形態によれば、複数のスライス面を励起する励起パルスとそのスライス面と直交するスライス面を励起する励起パルスとを印加し、実質的に平行な複数の線状の交差領域を同時に計測する。その際、平面（スライス）が交差する領域の両平面に平行な方向（線方向）の空間情報は傾斜磁場による変調で取得し、線方向に直交する方向の空間情報は平面の位置を変化させることで取得する。これにより、２次元画像や３次元画像、２次元ケミカルシフトイメージングや３次元ケミカルシフトイメージングを高速に取得することが可能となる。従って、上記各実施形態によれば、磁気共鳴装置の測定時間短縮、精度向上等を図ることができ、性能を向上させることができる。特に、測定対象に体動がある場合に生じる体動アーティファクトを抑制しながら、計測時間を短縮することができる。

第一の実施形態の磁気共鳴装置の概要を説明するための図である。 第一の実施形態の高周波磁場コイル系の構成図である。 第一の実施形態の撮像パルスシーケンスおよび印加するＲＦパルスを説明するための図である。 第一の実施形態の撮像パルスシーケンスで励起される領域の模式図である。 第一の実施形態の一次元画像を分離する方法を説明するための図である。 第一の実施形態の計測および画像再構成の処理フローである。 第一の実施形態で印加するＲＦパルスの別の例を説明するための図である。 第二の実施形態の計測領域の計測手順を説明するための図である。 第二の実施形態の計測および画像再構成の処理フローである。 第二の実施形態の計測および画像再構成の別の処理フローである。 第三の実施形態の撮像パルスシーケンスである。 第三の実施形態の撮像パルスシーケンスで励起される領域の模式図である。 第四の実施形態の撮像パルスシーケンスである。 第四の実施形態の撮像パルスシーケンスで励起される領域の模式図である。 第四の実施形態の高周波磁場コイル系の構成図である。 第四の実施形態の別の撮像パルスシーケンスである。 第四の実施形態の別の撮像パルスシーケンスで励起される領域の模式図である。 第五の実施形態の撮像パルスシーケンスである。 第六の実施形態の撮像パルスシーケンスである。 第六の実施形態の撮像パルスシーケンスで励起される領域を説明するための図である。 第七の実施形態の撮像パルスシーケンスである。 第八の実施形態の撮像パルスシーケンスと空間情報付与を説明するための図である。

符号の説明

１０：測定対象、１１：静磁場発生磁石、１２：傾斜磁場発生コイル、１３：高周波磁場コイル系、１４：制御装置、１５：傾斜磁場電源、１６：シンセサイザ、１７：変調装置、１８：増幅器、１９：ＡＤ変換器、２０：データ処理装置、２１：ＲＦコイル、２２：ＲＦコイル、２３：ＲＦコイル、

Claims (8)

1. 測定対象に高周波磁場（ＲＦ）パルスを印加するＲＦパルス印加部と、
   前記ＲＦパルスに起因する高周波信号を計測する信号検出部と、
   前記高周波信号に空間的な変調を加えるための傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加部と、
   前記信号検出部が計測する前記高周波信号から、画像を再構成する計算部と、
   前期ＲＦパルス印加部、前記信号検出部、前記傾斜磁場印加部、および、前記計算部の動作を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、第１の傾斜磁場とともに複数の実質的に平行な励起面を有する第１のＲＦパルスを印加し、前記第１の傾斜磁場を印加する方向と異なる方向の第２の傾斜磁場とともに第２のＲＦパルスを印加するよう制御するとともに、前記信号検出部が前記高周波信号を計測する期間中、前記第１の傾斜磁場および前記第２の傾斜磁場のいずれにも直交する方向に第３の傾斜磁場を印加するよう前記ＲＦパルス印加部と前記傾斜磁場印加部とを制御し、
   前記信号検出部は、前記第１の傾斜磁場および前記第１のＲＦパルスにより励起される複数の励起面と前記第２の傾斜磁場および前記第２のＲＦパルスにより励起される励起面とが交差する複数の交差領域の数以上のＲＦ受信コイルを備え、
   前記複数のＲＦ受信コイルは、前記複数の交差領域からの高周波信号を、それぞれ異なる感度で受信する位置に配置され、
   前記制御部は、前記計算部に、前記複数の交差領域からの高周波信号を、前記複数のＲＦ受信コイルの感度分布を用いて、それぞれの交差領域の高周波信号に分離させること
   を特徴とする磁気共鳴装置。
2. 測定対象に高周波磁場（ＲＦ）パルスを印加するＲＦパルス印加部と、
   前記ＲＦパルスに起因する高周波信号を計測する信号検出部と、
   前記高周波信号に空間的な変調を加えるための傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加部と、
   前記信号検出部が計測する前記高周波信号から、画像を再構成する計算部と、
   前期ＲＦパルス印加部、前記信号検出部、前記傾斜磁場印加部、および、前記計算部の動作を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、第１の傾斜磁場とともに複数の実質的に平行な励起面を有する第１のＲＦパルスを印加し、前記第１の傾斜磁場を印加する方向と異なる方向の第２の傾斜磁場とともに第２のＲＦパルスを印加するよう制御するとともに、前記信号検出部が前記高周波信号を計測する期間中、前記第１の傾斜磁場および前記第２の傾斜磁場のいずれにも直交する方向に第３の傾斜磁場を印加するよう前記ＲＦパルス印加部と前記傾斜磁場印加部とを制御し、
   前記第２のＲＦパルスは、実質的に平行な複数の励起面を有すること
   を特徴とする磁気共鳴装置。
3. 請求項１記載の磁気共鳴装置であって、
   前記第２のＲＦパルスは、実質的に平行な複数の励起面を有すること
   を特徴とする磁気共鳴装置。
4. 測定対象に高周波磁場（ＲＦ）パルスを印加するＲＦパルス印加部と、
   前記ＲＦパルスに起因する高周波信号を計測する信号検出部と、
   前記高周波信号に空間的な変調を加えるための傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加部と、
   前記信号検出部が計測する前記高周波信号から、画像を再構成する計算部と、
   前期ＲＦパルス印加部、前記信号検出部、前記傾斜磁場印加部、および、前記計算部の動作を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、第１の傾斜磁場とともに複数の実質的に平行な励起面を有する第１のＲＦパルスを印加し、前記第１の傾斜磁場を印加する方向と異なる方向の第２の傾斜磁場とともに第２のＲＦパルスを印加するよう制御するとともに、前記信号検出部が前記高周波信号を計測する期間中、前記第１の傾斜磁場および前記第２の傾斜磁場のいずれにも直交する方向に第３の傾斜磁場を印加するよう前記ＲＦパルス印加部と前記傾斜磁場印加部とを制御し、
   前記第１のＲＦパルスは、当該第１のＲＦパルスと前記第１の傾斜磁場とが励起する複数の励起面の隣り合う励起面の励起位相が交互に逆転するよう変調されること
   を特徴とする磁気共鳴装置。
5. 請求項１から３いずれか１項記載の磁気共鳴装置であって、
   前記第１のＲＦパルスは、当該第１のＲＦパルスと前記第１の傾斜磁場とが励起する複数の励起面の隣り合う励起面の励起位相が交互に逆転するよう変調されること
   を特徴とする磁気共鳴装置。
6. 請求項２から５いずれか１項記載の磁気共鳴装置であって、
   前記第２のＲＦパルスは、当該第２のＲＦパルスと前記第２の傾斜磁場とが励起する複数の励起面の隣り合う励起面の励起位相が交互に逆転するよう変調されること
   を特徴とする磁気共鳴装置。
7. 請求項２または３記載の磁気共鳴装置であって、
   前記第１のＲＦパルスおよび前記第２のＲＦパルスは、ともに当該第１のＲＦパルスまたは当該第２のＲＦパルスが励起する複数の励起面の隣り合う励起面の励起位相が交互に逆転するよう変調され、
   前記制御部は、前記複数の交差領域を各励起面に沿って交互に抑制するＲＦパルスを、前記第１のＲＦパルスおよび前記第２のＲＦパルス印加それぞれの直後に印加するよう前記ＲＦパルス印加部を制御すること
   を特徴とする磁気共鳴装置。
8. 請求項１記載の磁気共鳴装置であって、
   前記複数のＲＦ受信コイルは、それぞれループコイルであり、
   各ループコイルは、それぞれのループ面が前記第１のＲＦパルスによる励起面とは平行にならないように、かつ、当該励起面とは平行にならないように並置されること
   を特徴とする磁気共鳴装置。

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