JP2004202043A - 磁気共鳴撮影装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】呼吸状態の変化にかかわらず正しい撮影を行う磁気共鳴撮影装置を実現する。
【解決手段】撮影の対象からナビゲータエコーを繰り返し獲得し（５０５）、ナビゲータエコーに基づいて対象のプロファイルを作成し（５０７）、対象の呼吸位相が予め定められた位相に一致するか否かを予め定められた個所におけるプロファイルの信号強度に基づいて判定し（５１１）、呼吸位相が予め定められた位相に一致しない頻度が予め定められた限度を超えたとき位相判定個所を修正し（５３７）、位相判定に基づいて撮影の対象から予め定められた呼吸位相におけるイメージングエコーを獲得し（５２３）、それに基づいて画像を生成する（５２７）。
【選択図】 図５
【解決手段】撮影の対象からナビゲータエコーを繰り返し獲得し（５０５）、ナビゲータエコーに基づいて対象のプロファイルを作成し（５０７）、対象の呼吸位相が予め定められた位相に一致するか否かを予め定められた個所におけるプロファイルの信号強度に基づいて判定し（５１１）、呼吸位相が予め定められた位相に一致しない頻度が予め定められた限度を超えたとき位相判定個所を修正し（５３７）、位相判定に基づいて撮影の対象から予め定められた呼吸位相におけるイメージングエコーを獲得し（５２３）、それに基づいて画像を生成する（５２７）。
【選択図】 図５
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気共鳴撮影装置に関し、とくに、ナビゲータエコー（ｎａｖｉｇａｔｏｒ ｅｃｈｏ）を利用する磁気共鳴撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、磁気共鳴撮影装置では、撮影遂行の過程でナビゲータエコーを獲得し、それを用いて撮影結果を補正することが行われる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２７６０１７号公報（第７−１０頁、図３−７）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ナビゲータエコーに基づいて撮影の対象のプロファイル（ｐｒｏｆｉｌｅ）を作成し、所定の判定点におけるプロファイルの信号強度に基づいて対象の呼吸の位相を判定して所定の呼吸位相の像を撮影する場合、呼吸状態の経時的変化等により、当初設定した判定点が適当でなくなり、撮影が不正確になることがある。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、呼吸状態の変化にかかわらず正しい撮影を行う磁気共鳴撮影装置を実現することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）上記の課題を解決するためのひとつの観点での本発明は、撮影の対象からナビゲータエコーを繰り返し獲得するナビゲータエコー獲得手段と、前記ナビゲータエコーに基づいて対象のプロファイルを作成する作成手段と、対象の呼吸位相が予め定められた位相に一致するか否かを予め定められた個所における前記プロファイルの信号強度に基づいて判定する判定手段と、呼吸位相が予め定められた位相に一致しない頻度が予め定められた限度を超えたとき前記判定手段の判定個所を修正する修正手段と、前記判定に基づいて撮影の対象から予め定められた呼吸位相におけるイメージングエコーを獲得するイメージングエコー獲得手段と、前記イメージングエコーに基づいて画像を生成する生成手段と、を具備することを特徴とする磁気共鳴撮影装置である。
【０００７】
（２）上記の課題を解決するための他の観点での本発明は、ナビゲータエコーおよびイメージングエコーを繰り返し獲得する獲得手段と、前記ナビゲータエコーに基づいて対象のプロファイルを作成する作成手段と、対象の呼吸位相が予め定められた位相に一致するか否かを予め定められた個所における前記プロファイルの信号強度に基づいて判定する判定手段と、呼吸位相が予め定められた位相に一致しない頻度が予め定められた限度を超えたとき前記判定手段の判定個所を修正する修正手段と、前記判定に基づいて前記イメージングエコーのうち予め定められた呼吸位相におけるイメージングエコーを採用する採用手段と、前記採用されたイメージングエコーに基づいて画像を生成する生成手段と、を具備することを特徴とする磁気共鳴撮影装置である。
【０００８】
上記各観点での発明では、修正手段により、呼吸位相が予め定められた位相に一致しない頻度が予め定められた限度を超えたとき判定手段の判定個所を修正するので、呼吸状態の変化にかかわらず正しい撮影を行うことができる。
【０００９】
前記ナビゲータエコーはスピンエコーであることが、ナビゲータエコーとして適切な信号を得る点で好ましい。前記イメージングエコーはグラディエントエコーであることが、イメージングエコーとして適切な信号を得る点で好ましい。前記プロファイルは体軸方向の１次元プロファイルであることが、呼吸位相の判定が容易な点で好ましい。前記予め定められた位相は呼気位相であることが、呼気位相の像を撮影する点で好ましい。前記予め定められた位相は吸気位相であることが、吸気位相の像を撮影する点で好ましい。前記頻度は呼吸位相が予め定められた位相に一致しない回数または時間であることが、呼吸状態の変化に適切に対応する点で好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。図１に磁気共鳴撮影装置のブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。
【００１１】
同図に示すように、本装置はマグネットシステム（ｍａｇｎｅｔ ｓｙｓｔｅｍ）１００を有する。マグネットシステム１００は主磁場コイル（ｃｏｉｌ）部１０２、勾配コイル部１０６およびＲＦ（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）コイル部１０８を有する。これら各コイル部は概ね円筒状の形状を有し、互いに同軸的に配置されている。マグネットシステム１００の概ね円柱状の内部空間（ボア：ｂｏｒｅ）に、撮影の対象１がクレードル（ｃｒａｄｌｅ）５００に搭載されて図示しない搬送手段により搬入および搬出される。
【００１２】
主磁場コイル部１０２はマグネットシステム１００の内部空間に静磁場を形成する。静磁場の方向は概ね対象１の体軸の方向に平行である。すなわちいわゆる水平磁場を形成する。主磁場コイル部１０２は例えば超伝導コイルを用いて構成される。なお、超伝導コイルに限らず常伝導コイル等を用いて構成してもよい。
【００１３】
勾配コイル部１０６は、互いに垂直な３軸すなわちスライス（ｓｌｉｃｅ）軸、位相軸および周波数軸の方向において、それぞれ静磁場強度に勾配を持たせるための３つの勾配磁場を生じる。
【００１４】
静磁場空間における互いに垂直な座標軸をｘ，ｙ，ｚとしたとき、いずれの軸もスライス軸とすることができる。その場合、残り２軸のうちの一方を位相軸とし、他方を周波数軸とする。また、スライス軸、位相軸および周波数軸は、相互間の垂直性を保ったままｘ，ｙ，ｚ軸に関して任意の傾きを持たせることも可能である。これはオブリーク（ｏｂｌｉｑｕｅ）とも呼ばれる。なお、本装置では対象１の体軸の方向をｚ軸方向とする。
【００１５】
スライス軸方向の勾配磁場をスライス勾配磁場ともいう。位相軸方向の勾配磁場を位相エンコード（ｅｎｃｏｄｅ）勾配磁場またはフェーズエンコード（ｐｈａｓｅ ｅｎｃｏｄｅ）勾配磁場ともいう。周波数軸方向の勾配磁場をリードアウト（ｒｅａｄ ｏｕｔ）勾配磁場ともいう。リードアウト勾配磁場は周波数エンコード勾配磁場と同義である。このような勾配磁場の発生を可能にするために、勾配コイル部１０６は図示しない３系統の勾配コイルを有する。以下、勾配磁場を単に勾配ともいう。
【００１６】
ＲＦコイル部１０８は静磁場空間に対象１の体内のスピン（ｓｐｉｎ）を励起するための高周波磁場を形成する。以下、高周波磁場を形成することをＲＦ励起信号の送信ともいう。また、ＲＦ励起信号をＲＦパルス（ｐｕｌｓｅ）ともいう。励起されたスピンが生じる電磁波すなわち磁気共鳴信号は、ＲＦコイル部１０８によって受信される。
【００１７】
磁気共鳴信号は、周波数ドメイン（ｄｏｍａｉｎ）すなわちフーリエ（Ｆｏｕｒｉｅｒ）空間の信号となる。位相軸方向および周波数軸方向の勾配により、磁気共鳴信号のエンコードを２軸で行うので、磁気共鳴信号は２次元フーリエ空間における信号として得られる。フェーズエンコード勾配およびリードアウト勾配は、２次元フーリエ空間における信号のサンプリング位置を決定する。以下、２次元フーリエ空間をｋスペース（ｋ−ｓｐａｃｅ）ともいう。
【００１８】
勾配コイル部１０６には勾配駆動部１３０が接続されている。勾配駆動部１３０は勾配コイル部１０６に駆動信号を与えて勾配磁場を発生させる。勾配駆動部１３０は、勾配コイル部１０６における３系統の勾配コイルに対応して、図示しない３系統の駆動回路を有する。
【００１９】
ＲＦコイル部１０８にはＲＦ駆動部１４０が接続されている。ＲＦ駆動部１４０はＲＦコイル部１０８に駆動信号を与えてＲＦパルスを送信し、対象１の体内のスピンを励起する。
【００２０】
ＲＦコイル部１０８にはデータ収集部１５０が接続されている。データ収集部１５０は、ＲＦコイル部１０８が受信した受信信号をディジタルデータ（ｄｉｇｉｔａｌ ｄａｔａ）として収集する。
【００２１】
勾配駆動部１３０、ＲＦ駆動部１４０およびデータ収集部１５０にはシーケンス（ｓｅｑｕｅｎｃｅ）制御部１６０が接続されている。シーケンス制御部１６０は、勾配駆動部１３０ないしデータ収集部１５０をそれぞれ制御して磁気共鳴信号の収集を遂行する。
【００２２】
シーケンス制御部１６０は、例えばコンピュータ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等を用いて構成される。シーケンス制御部１６０は図示しないメモリ（ｍｅｍｏｒｙ）を有する。メモリはシーケンス制御部１６０用のプログラムおよび各種のデータを記憶している。シーケンス制御部１６０の機能は、コンピュータがメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現される。
【００２３】
データ収集部１５０の出力側はデータ処理部１７０に接続されている。データ収集部１５０が収集したデータがデータ処理部１７０に入力される。データ処理部１７０は、例えばコンピュータ等を用いて構成される。データ処理部１７０は図示しないメモリを有する。メモリはデータ処理部１７０用のプログラムおよび各種のデータを記憶している。
【００２４】
データ処理部１７０はシーケンス制御部１６０に接続されている。データ処理部１７０はシーケンス制御部１６０の上位にあってそれを統括する。本装置の機能は、データ処理部１７０がメモリに記憶されたプログラムを実行することによりを実現される。
【００２５】
データ処理部１７０は、データ収集部１５０が収集したデータをメモリに記憶する。メモリ内にはデータ空間が形成される。このデータ空間はｋスペースに対応する。データ処理部１７０は、ｋスペースのデータを２次元逆フ−リエ変換することにより画像を再構成する。
【００２６】
データ処理部１７０には表示部１８０および操作部１９０が接続されている。表示部１８０は、グラフィックディスプレー（ｇｒａｐｈｉｃ ｄｉｓｐｌａｙ）等で構成される。操作部１９０はポインティングデバイス（ｐｏｉｎｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅ）を備えたキーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）等で構成される。
【００２７】
表示部１８０は、データ処理部１７０から出力される再構成画像および各種の情報を表示する。操作部１９０は、使用者によって操作され、各種の指令や情報等をデータ処理部１７０に入力する。使用者は表示部１８０および操作部１９０を通じてインタラクティブ（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ）に本装置を操作する。
【００２８】
図２に、他の方式の磁気共鳴撮影装置のブロック図を示す。同図に示す磁気共鳴撮影装置は、本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。
【００２９】
本装置は、図１に示した装置とは方式を異にするマグネットシステム１００’を有する。マグネットシステム１００’以外は図１に示した装置と同様な構成になっており、同様な部分は同一の符号を付して説明を省略する。
【００３０】
マグネットシステム１００’は主磁場マグネット部１０２’、勾配コイル部１０６’およびＲＦコイル部１０８’を有する。これら主磁場マグネット部１０２’および各コイル部は、いずれも空間を挟んで互いに対向する１対のものからなる。また、いずれも概ね円盤状の形状を有し中心軸を共有して配置されている。マグネットシステム１００’の内部空間（ボア）に、対象１がクレードル５００に搭載されて図示しない搬送手段により搬入および搬出される。
【００３１】
主磁場マグネット部１０２’はマグネットシステム１００’の内部空間に静磁場を形成する。静磁場の方向は概ね対象１の体軸方向と直交する。すなわちいわゆる垂直磁場を形成する。主磁場マグネット部１０２’は例えば永久磁石等を用いて構成される。なお、永久磁石に限らず超伝導電磁石あるいは常伝導電磁石等を用いて構成してもよい。
【００３２】
勾配コイル部１０６’は、互いに垂直な３軸すなわちスライス軸、位相軸および周波数軸の方向において、それぞれ静磁場強度に勾配を持たせるための３つの勾配磁場を生じる。
【００３３】
静磁場空間における互いに垂直な座標軸をｘ，ｙ，ｚとしたとき、いずれの軸もスライス軸とすることができる。その場合、残り２軸のうちの一方を位相軸とし、他方を周波数軸とする。また、スライス軸、位相軸および周波数軸は、相互間の垂直性を保ったままｘ，ｙ，ｚ軸に関して任意の傾きを持たせること、すなわちオブリークが可能である。本装置でも対象１の体軸の方向をｚ軸方向とする。３軸方向の勾配磁場の発生を可能にするために、勾配コイル部１０６’は図示しない３系統の勾配コイルを有する。
【００３４】
ＲＦコイル部１０８’は静磁場空間に対象１の体内のスピンを励起するためのＲＦパルスを送信する 励起されたスピンが生じる電磁波すなわち磁気共鳴信号は、ＲＦコイル部１０８’によって受信される。ＲＦコイル部１０８’の受信信号がデータ収集部１５０に入力される。
【００３５】
図３に、磁気共鳴撮影に用いるパルスシーケンス（ｐｕｌｓｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）の一例を示す。このパルスシーケンスは、スピンエコー（ＳＥ：ＳｐｉｎＥｃｈｏ）法のパルスシーケンスである。
【００３６】
すなわち、（１）はＳＥ法におけるＲＦ励起用の９０°パルスおよび１８０°パルスのシーケンスであり、（２）、（３）、（４）および（５）は、同じくそれぞれ、スライス勾配Ｇｓ、リードアウト勾配Ｇｒ、フェーズエンコード勾配ＧｐおよびスピンエコーＭＲのシーケンスである。なお、９０°パルスおよび１８０°パルスはそれぞれ中心信号で代表する。パルスシーケンスは時間軸ｔに沿って左から右に進行する。
【００３７】
同図に示すように、９０°パルスによりスピンの９０°励起が行われる。このときスライス勾配Ｇｓが印加され所定のスライスについての選択励起が行われる。９０°励起から所定の時間後に、１８０°パルスによる１８０°励起すなわちスピン反転が行われる。このときもスライス勾配Ｇｓが印加され、同じスライスについての選択的反転が行われる。
【００３８】
９０°励起とスピン反転の間の期間に、リードアウト勾配Ｇｒおよびフェーズエンコード勾配Ｇｐが印加される。リードアウト勾配Ｇｒによりスピンのディフェーズ（ｄｅｐｈａｓｅ）が行われる。フェーズエンコード勾配Ｇｐによりスピンのフェーズエンコードが行われる。
【００３９】
スピン反転後、リードアウト勾配Ｇｒでスピンをリフェーズ（ｒｅｐｈａｓｅ）してスピンエコーＭＲを発生させる。スピンエコーＭＲはデータ収集部１５０によりビューデータ（ｖｉｅｗ ｄａｔａ）として収集される。このようなパルスシーケンスが周期ＴＲ（ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ ｔｉｍｅ）で６４〜５１２回繰り返される。繰り返しのたびにフェーズエンコード勾配Ｇｐを変更し、毎回異なるフェーズエンコードを行う。これによって、６４〜５１２ビューのビューデータが得られる。
【００４０】
磁気共鳴撮影用パルスシーケンスの他の例を図４に示す。このパルスシーケンスは、グラディエントエコー（ＧＲＥ：Ｇｒａｄｉｅｎｔ Ｅｃｈｏ）法のパルスシーケンスである。
【００４１】
すなわち、（１）はＧＲＥ法におけるＲＦ励起用のα°パルスのシーケンスであり、（２）、（３）、（４）および（５）は、同じくそれぞれ、スライス勾配Ｇｓ、リードアウト勾配Ｇｒ、フェーズエンコード勾配ＧｐおよびグラディエントエコーＭＲのシーケンスである。なお、α°パルスは中心信号で代表する。パルスシーケンスは時間軸ｔに沿って左から右に進行する。
【００４２】
同図に示すように、α°パルスによりスピンのα°励起が行われる。αは９０以下である。このときスライス勾配Ｇｓが印加され所定のスライスについての選択励起が行われる。
【００４３】
α°励起後、フェーズエンコード勾配Ｇｐによりスピンのフェーズエンコードが行われる。次に、リードアウト勾配Ｇｒによりまずスピンをディフェーズし、次いでスピンをリフェーズして、グラディエントエコーＭＲを発生させる。グラディエントエコーＭＲはデータ収集部１５０によりビューデータとして収集される。このようなパルスシーケンスが周期ＴＲで６４〜５１２回繰り返される。繰り返しのたびにフェーズエンコード勾配Ｇｐを変更し、毎回異なるフェーズエンコードを行う。これによって、６４〜５１２ビューのビューデータが得られる。
【００４４】
図３または図４のパルスシーケンスによって得られたビューデータが、データ処理部１７０のメモリに収集される。なお、パルスシーケンスはＳＥ法またはＧＲＥ法に限るものではなく、例えばファーストスピンエコー（ＦＳＥ：ＦａｓｔＳｐｉｎ Ｅｃｈｏ）法等、他の適宜の技法のものであってよい。データ処理部１７０は、メモリに収集したビューデータに基づいて画像を再構成する。
【００４５】
このような撮影が、対象１の呼吸の所定の位相について行われる。すなわち呼吸同期の撮影が行われる。呼吸同期撮影を行う場合の、本装置の動作のフロー（ｆｌｏｗ）図を図５に示す。
【００４６】
同図に示すように、ステップ（ｓｔｅｐ）５０１で、位相指定が行われる。位相指定のフロー図を図６に示す。同図に示すように、ステップ６０１で、ナビゲータエコー獲得が行われる。ナビゲータエコー獲得には図７に示すようなパルスシーケンスが用いられる。このパルスシーケンスは、図３に示したスピンエコー法のパルスシーケンスにおいて、位相エンコード勾配Ｇｐを０としたものに相当する。
【００４７】
このようなパルスシーケンスを用いて、図８に示すように、対象１のスライスＡについて９０°励起を行い、スライスＢについて１８０°励起を行い、両スライスが交差する直線部Ｃから生じるスピンエコーをナビゲータエコーとして読み出す。スライスＡおよびＢは、直線部Ｃが体軸と概ね平行でかつ体軸からずれ、肺野から腹部にかけて延在するように設定される。
【００４８】
なお、９０°励起をスライスＢについて行い、１８０°励起をスライスＡについて行うようにしてもよい。スライスＡ，Ｂは、基本的には、後述のイメージングエコーを獲得するスライスとは無関係に、ナビゲータエコーを適切に獲得できる位置に設定される。
【００４９】
次に、ステップ６０３で、プロファイル作成が行われる。プロファイル作成は、ナビゲータエコーを１次元逆フーリエ変換することによって行われる。これによって、直線Ｃ上のスピンの信号強度分布すなわち１次元のプロファイルが得られる。
【００５０】
次に、ステップ６０５で、プロファイル表示が行われる。これによって表示部１８０にプロファイルが表示される。直線Ｃが肺野から腹部にかけて設定されているので、例えば、図９に示すようなプロファイルが得られる。このプロファイルは、中間部を境にして信号強度が大きく異なる。信号強度が小さい部分は肺野に相当し、信号強度が大きい部分は腹部に相当し、中間部が横隔膜に相当する。
【００５１】
横隔膜に相当する部分は呼吸とともに体軸方向に往復運動する。以下、横隔膜に相当する部分を単に横隔膜ともいう。呼吸に伴う横隔膜の変位を図１０に示す。同図に示すように、横隔膜は吸気時に腹部側に移動し、呼気時に胸部側に移動する。
【００５２】
次に、ステップ６０７で、プロファイル上に位相判定点を設定することが行われる。位相判定点の設定は、使用者により操作部１９０を用いて行われる。これによって、例えば、体軸上の一点が位相判定点Ｐとして設定される。位相判定点Ｐは、横隔膜の吸気時の最大変位位置と呼気時の最大変位位置と間の所望の位置に設定される。
【００５３】
図１１〜１３に、位相判定点Ｐの設定の３つの例をそれぞれ示す。図１１は呼気側寄りに設定した例である。このような設定により、撮影位相として呼気位相が指定される。図１２は吸気側寄りに設定した例である。このような設定により吸気位相が撮影位相として指定される。図１３は呼気と吸気の中間に設定した例である。これにより呼気と吸気の中間の位相が指定される。
【００５４】
呼吸位相は横隔膜が位相判定点Ｐを中心とする所定距離±αの範囲に入っているか否かに基づいて判定される。以下、この範囲を判定領域ともいう。図１１に示したような設定では、破線で示すように、横隔膜が判定領域に入っているとき呼気位相と判定される。
【００５５】
横隔膜が判定領域に入っているか否かの検出は判定領域におけるプロファイルの形状に基づいて行われる。プロファイルは横隔膜のところで信号強度が大きく変化するので検出は容易である。図１２に示した設定では、横隔膜が判定領域に入ったことにより呼気位相と判定される。図１３に示した設定では呼気と吸気の中間位相と判定される。
【００５６】
図５に戻って、ステップ５０５で、ナビゲータエコーを獲得することが行われる。ナビゲータエコーの獲得は、図６のステップ６０１と同様にして行われる。すなわちスピンエコーとして獲得される。スピンエコーは９０°励起と１８０°励起によって発生するので、プロファイルを求めるためのナビゲータエコーとして好適である。
【００５７】
次に、ステップ５０７で、プロファイル作成が行われる。プロファイル作成は、図６のステップ６０１と同様に、ナビゲータエコーを用いて行われる。これによって、図９に示したプロファイルと同様なプロファイルが得られる。
【００５８】
次に、ステップ５１１で、指定位相か否かが判定される。指定位相か否かの判定は、前述したように、判定領域に横隔膜が入っているか否かに基づいて行われる。
【００５９】
指定位相のときは、ステップ５２３で、イメージングエコー獲得が行われる。イメージングエコーの獲得は、例えば、図３に示したパルスシーケンスまたは図４に示したパルスシーケンスによって行われる。なお、図４に示したグラディエントエコー法のパルスシーケンスの法のほうが、一回のＲＦ励起でイメージングエコーすなわちグラディエントエコーが得られる点で好ましい。イメージングエコー獲得は１ビューないし数ビューの適宜のビュー数について行われる。
【００６０】
次に、ステップ５２５で、全ビュー獲得済みか否かが判定され、そうでないときはステップ５０５に戻る。以下、呼吸位相が指定位相に一致しかつ全ビュー採用済みでないときは、ステップ５０５〜５２５の動作が繰り返される。このような動作によって、指定位相に一致する呼吸位相におけるイメージングエコーが逐次獲得される。
【００６１】
ステップ５１１で指定位相でないと判定されたときは、ステップ５３５で、不一致頻度が限度を超えたか否かが判定され、限度を超えていないときはステップ５０５に戻る。以下、呼吸位相が指定位相に不一致でかつその頻度が限度を超えないときは、ステップ５０５〜５３５の動作が繰り返される。これによって、位相不一致の間は、ナビゲータエコーだけが獲得され、イメージングエコーは獲得されない。
【００６２】
呼吸の周期性により、位相の不一致は周期的に発生する。そのため、不一致の頻度には許容限度が設けられている。この限度は、例えば、一定時間内の不一致回数とされる。あるいは、不一致の継続時間としてもよい。
【００６３】
ステップ５０５〜５２５の動作およびステップ５０５〜５３５の動作の繰り返しによって、呼吸位相が指定位相に一致する期間のイメージングエコーが獲得される。なお、不一致回数または時間の計測は、位相が一致するたびにリセット（ｒｅｓｅｔ）される。
【００６４】
このような動作の過程で、時間の経過とともに対象の入眠等により呼吸状態が変化し、プロファイルが例えば図１４または図１５に示すようになることがあり得る。図１４は、横隔膜の移動範囲が吸気側に移動し、相対的に、判定領域が横隔膜の移動範囲から外れてしまった状態を示す。図１５は、横隔膜の移動範囲が呼気側に移動し、相対的に、判定領域が横隔膜の移動範囲から外れてしまった状態を示す。
【００６５】
このようになった場合は、呼吸が継続しているにもかかわらず横隔膜が判定領域に入らなくなるので、常に位相不一致と判定される。このため、不一致回数または不一致時間がやがて限度を超えるに至る。
【００６６】
限度を超えた場合は、ステップ５３７で、位相判定点修正が行われる。位相判定点の修正は、データ処理部１７０により自動的に行われる。すなわち、例えば図１６に示すように、腹部の信号強度と肺野の信号強度の中間の値を持つ閾値ＴＨに基づいて、横隔膜の吸気時の最大変位位置ｐ１および呼気時の最大変位位置ｐ２をそれぞれ求め、それら両位置の間に新たな位相判定点Ｐ’を定める。これによって、例えば呼気位相の判定を再開することが可能となる。吸気位相の判定および呼気と吸気の中間位相の判定用には、図１７および図１８に示すように新たな位相判定点Ｐ’をそれぞれ定める。
【００６７】
このような位相判定点修正により、呼吸状態の変化にかかわらずその位相を正しく判定することができるので、指定位相に一致する呼吸位相におけるイメージングエコーを全ビュー分獲得することができる。
【００６８】
全ビュー獲得済みとなったときは、ステップ５２７で、画像再構成が行われる。イメージングエコーは全て指定位相において獲得されたものであるから、再構成画像は高品質のものとなる。再構成された画像は、ステップ５２９で、表示および記憶が行われる。
【００６９】
図１９に、本装置の機能ブロック図を示す。同図に示すように、本装置は、ナビゲータエコー獲得部７０２、プロファイル作成部７０４、位相判定部７０６、イメージングエコー獲得部７０８、判定点修正部７１０および画像生成部７１２を有する。
【００７０】
ナビゲータエコー獲得部７０２は、ナビゲータエコーを獲得してプロファイル作成部７０４に入力する。プロファイル作成部７０４は、ナビゲータエコーからプロファイルを作成して位相判定部７０６に入力する。位相判定部７０６は、プロファイルから呼吸位相を判定し、判定結果をイメージングエコー獲得部７０８および判定点修正部７１０に入力する。判定点修正部７１０は、位相不一致の頻度が限度を超えたとき、位相判定部７０６の位相判定点を修正する。
【００７１】
イメージングエコー獲得部７０８は、位相判定結果に基づき所定位相のイメージングエコー獲得して画像生成部７１２に入力する。画像生成部７１２は、入力されたイメージングエコーに基づいて画像を生成する。
【００７２】
ナビゲータエコー獲得部７０２は、図５のフロー図におけるステップ５０５の機能に相当する。ナビゲータエコー獲得部７０２は、本発明におけるナビゲータエコー獲得手段の実施の形態の一例である。プロファイル作成部７０４は、図５のフロー図におけるステップ５０７の機能に相当する。プロファイル作成部７０４は、本発明における作成手段の実施の形態の一例である。
【００７３】
位相判定部７０６は、図５のフロー図におけるステップ５１１の機能に相当する。位相判定部７０６は、本発明における判定手段の実施の形態の一例である。イメージングエコー獲得部７０８は、図５のフロー図におけるステップ５２３の機能に相当する。イメージングエコー獲得部７０８は、本発明におけるイメージングエコー獲得手段の実施の形態の一例である。
【００７４】
判定点修正部７１０は、図５のフロー図におけるステップ５３５，５３７の機能に相当する。判定点修正部７１０は、本発明における修正手段の実施の形態の一例である。画像生成部７１２は、図５のフロー図におけるステップ５２７の機能に相当する。画像生成部７１２は、本発明における生成手段の実施の形態の一例である。
【００７５】
図２０に、本装置の他の動作のフロー図を示す。同図において図５に示したものと同様の動作は同一の符号を付して説明を省略する。同図に示すように、ステップ５０５’で、ナビゲータエコーとイメージングエコー（ｉｍａｇｉｎｇ ｅｃｈｏ）を獲得することが行われる。ナビゲータエコーの獲得は、図６のステップ６０１と同様にして行われる。イメージングエコーの獲得は、例えば、図３に示したパルスシーケンスまたは図４に示したパルスシーケンスによって行われる。
【００７６】
図２１に、ナビゲータエコーとイメージングエコーを獲得するタイムチャート（ｔｉｍｅ ｃｈａｒｔ）を示す。同図に示すように、まずナビゲータエコーを獲得し、次いでイメージングエコーを獲得する。このようなエコー獲得を周期的に繰り返す。これによって、例えば６４〜５１２ビューのイメージングエコーが逐次獲得される。なお、ナビゲータエコーを１つ獲得するたびにイメージングエコーを複数個獲得するようにしてもよい。
【００７７】
このようにして、ナビゲータエコーと対にして獲得されたイメージングエコーは、ステップ５１１の位相判定に応じて、指定位相に一致するときはステップ５２３’でイメージングエコー採用が行われ、不一致のときはステップ５３３でイメージングエコー不採用が行われる。
【００７８】
このような動作によって、ステップ５０５’で獲得したイメージングエコーのうち、指定位相に一致する呼吸位相で獲得したものが、画像再構成用の信号として採用され、指定位相に一致しない呼吸位相で獲得したものは採用されない。なお、採用されなかったビューのイメージングエコーはナビゲータエコーとともに取り直しが行われる。
【００７９】
不採用すなわち位相不一致のときは、ステップ５２５で、不一致頻度が限度を超えたか否かが判定され、限度を超えていないときはステップ５０５’に戻るが、限度を超えた場合は、ステップ５３７で、位相判定点修正が行われる。位相判定点修正は前述と同様にして行われる。これによって呼吸状態の変化にかかわらず所定の位相での撮影の継続が可能となり、不採用のビューのイメージングエコーの取り直しと相まって、全ビューのデータを指定の位相で獲得することができる。
【００８０】
図２２に、本装置の機能ブロック図を示す。同図に示すように、本装置は、信号獲得部７０２’、プロファイル作成部７０４、位相判定部７０６、信号採用部７０８’、判定点修正部７１０’および画像生成部７１２を有する。同図において、図１９に示したものと同様の部分は同一の符号を付して説明を省略する。
【００８１】
信号獲得部７０２’は、ナビゲータエコーおよびイメージングエコーを獲得し、ナビゲータエコーをプロファイル作成部７０４に入力し、イメージングエコーを信号採用部７０８’に入力する。
【００８２】
プロファイル作成部７０４は、ナビゲータエコーからプロファイルを作成して位相判定部７０６に入力する。位相判定部７０６は、プロファイルから呼吸位相を判定し、判定結果を信号採用部７０８’および判定点修正部７１０に入力する。
【００８３】
信号採用部７０８’は、呼吸位相に応じてイメージングエコーの採用／不採用を決定し、採用したイメージングエコーを画像生成部７１２に入力する。判定点修正部７１０’は、位相不一致の頻度が限度を超えたとき、位相判定部７０６の位相判定点を修正する。画像生成部７１２は、採用されたイメージングエコーに基づいて画像を生成する。
【００８４】
信号獲得部７０２’は、図２０のフロー図におけるステップ５０５’の機能に相当する。信号獲得部７０２’は、本発明における獲得手段の実施の形態の一例である。プロファイル作成部７０４は、図２０のフロー図におけるステップ５０７の機能に相当する。プロファイル作成部７０４は、本発明における作成手段の実施の形態の一例である。
【００８５】
位相判定部７０６は、図２０のフロー図におけるステップ５１１の機能に相当する。位相判定部７０６は、本発明における判定手段の実施の形態の一例である。信号採用部７０８’は、図２０のフロー図におけるステップ５２３’，５３３の機能に相当する。信号採用部７０８’は、本発明における採用手段の実施の形態の一例である。
【００８６】
判定点修正部７１０’は、図２０のフロー図におけるステップ５２５，５３７の機能に相当する。判定点修正部７１０’は、本発明における修正手段の実施の形態の一例である。画像生成部７１２は、図２０のフロー図におけるステップ５２７の機能に相当する。画像生成部７１２は、本発明における生成手段の実施の形態の一例である。
【００８７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、呼吸状態の変化にかかわらず正しい撮影を行う磁気共鳴撮影装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態の一例の装置が実行するパルスシーケンスの一例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態の一例の装置が実行するパルスシーケンスの一例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態の一例の装置の動作のフロー図である。
【図６】図５のフロー図の一部の詳細図である。
【図７】ナビゲータエコー獲得用のパルスシーケンスの一例を示す図である。
【図８】ナビゲータエコー獲得のためのスライス選択の一例を示す図である。
【図９】プロファイルを示す図である。
【図１０】プロファイルを示す図である。
【図１１】位相判定点設定の一例を示す図である。
【図１２】位相判定点設定の一例を示す図である。
【図１３】位相判定点設定の一例を示す図である。
【図１４】位相判定点の相対的なずれを示す図である。
【図１５】位相判定点の相対的なずれを示す図である。
【図１６】位相判定点の修正を示す図である。
【図１７】位相判定点の修正を示す図である。
【図１８】位相判定点の修正を示す図である。
【図１９】本発明の実施の形態の一例の装置の機能ブロック図である。
【図２０】本発明の実施の形態の一例の装置の動作のフロー図である。
【図２１】ナビゲータエコーとイメージングエコーの獲得のタイムチャートを示す図である。
【図２２】本発明の実施の形態の一例の装置の機能ブロック図である。
【符号の説明】
１ 対象
１００，１００’ マグネットシステム
１０２ 主磁場コイル部
１０２’ 主磁場マグネット部
１０６，１０６’ 勾配コイル部
１０８，１０８’ ＲＦコイル部
１３０ 勾配駆動部
１４０ ＲＦ駆動部
１５０ データ収集部
１６０ シーケンス制御部
１７０ データ処理部
１８０ 表示部
１９０ 操作部
５００ クレードル
７０２ ナビゲータエコー獲得部
７０４ プロファイル作成部
７０６ 位相判定部
７０８ イメージングエコー獲得部
７１０，７１０’ 判定点修正部
７１２ 画像生成部
７０２’ 信号獲得部
７０８’ 信号採用部
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気共鳴撮影装置に関し、とくに、ナビゲータエコー（ｎａｖｉｇａｔｏｒ ｅｃｈｏ）を利用する磁気共鳴撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、磁気共鳴撮影装置では、撮影遂行の過程でナビゲータエコーを獲得し、それを用いて撮影結果を補正することが行われる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−２７６０１７号公報（第７−１０頁、図３−７）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ナビゲータエコーに基づいて撮影の対象のプロファイル（ｐｒｏｆｉｌｅ）を作成し、所定の判定点におけるプロファイルの信号強度に基づいて対象の呼吸の位相を判定して所定の呼吸位相の像を撮影する場合、呼吸状態の経時的変化等により、当初設定した判定点が適当でなくなり、撮影が不正確になることがある。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、呼吸状態の変化にかかわらず正しい撮影を行う磁気共鳴撮影装置を実現することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）上記の課題を解決するためのひとつの観点での本発明は、撮影の対象からナビゲータエコーを繰り返し獲得するナビゲータエコー獲得手段と、前記ナビゲータエコーに基づいて対象のプロファイルを作成する作成手段と、対象の呼吸位相が予め定められた位相に一致するか否かを予め定められた個所における前記プロファイルの信号強度に基づいて判定する判定手段と、呼吸位相が予め定められた位相に一致しない頻度が予め定められた限度を超えたとき前記判定手段の判定個所を修正する修正手段と、前記判定に基づいて撮影の対象から予め定められた呼吸位相におけるイメージングエコーを獲得するイメージングエコー獲得手段と、前記イメージングエコーに基づいて画像を生成する生成手段と、を具備することを特徴とする磁気共鳴撮影装置である。
【０００７】
（２）上記の課題を解決するための他の観点での本発明は、ナビゲータエコーおよびイメージングエコーを繰り返し獲得する獲得手段と、前記ナビゲータエコーに基づいて対象のプロファイルを作成する作成手段と、対象の呼吸位相が予め定められた位相に一致するか否かを予め定められた個所における前記プロファイルの信号強度に基づいて判定する判定手段と、呼吸位相が予め定められた位相に一致しない頻度が予め定められた限度を超えたとき前記判定手段の判定個所を修正する修正手段と、前記判定に基づいて前記イメージングエコーのうち予め定められた呼吸位相におけるイメージングエコーを採用する採用手段と、前記採用されたイメージングエコーに基づいて画像を生成する生成手段と、を具備することを特徴とする磁気共鳴撮影装置である。
【０００８】
上記各観点での発明では、修正手段により、呼吸位相が予め定められた位相に一致しない頻度が予め定められた限度を超えたとき判定手段の判定個所を修正するので、呼吸状態の変化にかかわらず正しい撮影を行うことができる。
【０００９】
前記ナビゲータエコーはスピンエコーであることが、ナビゲータエコーとして適切な信号を得る点で好ましい。前記イメージングエコーはグラディエントエコーであることが、イメージングエコーとして適切な信号を得る点で好ましい。前記プロファイルは体軸方向の１次元プロファイルであることが、呼吸位相の判定が容易な点で好ましい。前記予め定められた位相は呼気位相であることが、呼気位相の像を撮影する点で好ましい。前記予め定められた位相は吸気位相であることが、吸気位相の像を撮影する点で好ましい。前記頻度は呼吸位相が予め定められた位相に一致しない回数または時間であることが、呼吸状態の変化に適切に対応する点で好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。図１に磁気共鳴撮影装置のブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。
【００１１】
同図に示すように、本装置はマグネットシステム（ｍａｇｎｅｔ ｓｙｓｔｅｍ）１００を有する。マグネットシステム１００は主磁場コイル（ｃｏｉｌ）部１０２、勾配コイル部１０６およびＲＦ（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）コイル部１０８を有する。これら各コイル部は概ね円筒状の形状を有し、互いに同軸的に配置されている。マグネットシステム１００の概ね円柱状の内部空間（ボア：ｂｏｒｅ）に、撮影の対象１がクレードル（ｃｒａｄｌｅ）５００に搭載されて図示しない搬送手段により搬入および搬出される。
【００１２】
主磁場コイル部１０２はマグネットシステム１００の内部空間に静磁場を形成する。静磁場の方向は概ね対象１の体軸の方向に平行である。すなわちいわゆる水平磁場を形成する。主磁場コイル部１０２は例えば超伝導コイルを用いて構成される。なお、超伝導コイルに限らず常伝導コイル等を用いて構成してもよい。
【００１３】
勾配コイル部１０６は、互いに垂直な３軸すなわちスライス（ｓｌｉｃｅ）軸、位相軸および周波数軸の方向において、それぞれ静磁場強度に勾配を持たせるための３つの勾配磁場を生じる。
【００１４】
静磁場空間における互いに垂直な座標軸をｘ，ｙ，ｚとしたとき、いずれの軸もスライス軸とすることができる。その場合、残り２軸のうちの一方を位相軸とし、他方を周波数軸とする。また、スライス軸、位相軸および周波数軸は、相互間の垂直性を保ったままｘ，ｙ，ｚ軸に関して任意の傾きを持たせることも可能である。これはオブリーク（ｏｂｌｉｑｕｅ）とも呼ばれる。なお、本装置では対象１の体軸の方向をｚ軸方向とする。
【００１５】
スライス軸方向の勾配磁場をスライス勾配磁場ともいう。位相軸方向の勾配磁場を位相エンコード（ｅｎｃｏｄｅ）勾配磁場またはフェーズエンコード（ｐｈａｓｅ ｅｎｃｏｄｅ）勾配磁場ともいう。周波数軸方向の勾配磁場をリードアウト（ｒｅａｄ ｏｕｔ）勾配磁場ともいう。リードアウト勾配磁場は周波数エンコード勾配磁場と同義である。このような勾配磁場の発生を可能にするために、勾配コイル部１０６は図示しない３系統の勾配コイルを有する。以下、勾配磁場を単に勾配ともいう。
【００１６】
ＲＦコイル部１０８は静磁場空間に対象１の体内のスピン（ｓｐｉｎ）を励起するための高周波磁場を形成する。以下、高周波磁場を形成することをＲＦ励起信号の送信ともいう。また、ＲＦ励起信号をＲＦパルス（ｐｕｌｓｅ）ともいう。励起されたスピンが生じる電磁波すなわち磁気共鳴信号は、ＲＦコイル部１０８によって受信される。
【００１７】
磁気共鳴信号は、周波数ドメイン（ｄｏｍａｉｎ）すなわちフーリエ（Ｆｏｕｒｉｅｒ）空間の信号となる。位相軸方向および周波数軸方向の勾配により、磁気共鳴信号のエンコードを２軸で行うので、磁気共鳴信号は２次元フーリエ空間における信号として得られる。フェーズエンコード勾配およびリードアウト勾配は、２次元フーリエ空間における信号のサンプリング位置を決定する。以下、２次元フーリエ空間をｋスペース（ｋ−ｓｐａｃｅ）ともいう。
【００１８】
勾配コイル部１０６には勾配駆動部１３０が接続されている。勾配駆動部１３０は勾配コイル部１０６に駆動信号を与えて勾配磁場を発生させる。勾配駆動部１３０は、勾配コイル部１０６における３系統の勾配コイルに対応して、図示しない３系統の駆動回路を有する。
【００１９】
ＲＦコイル部１０８にはＲＦ駆動部１４０が接続されている。ＲＦ駆動部１４０はＲＦコイル部１０８に駆動信号を与えてＲＦパルスを送信し、対象１の体内のスピンを励起する。
【００２０】
ＲＦコイル部１０８にはデータ収集部１５０が接続されている。データ収集部１５０は、ＲＦコイル部１０８が受信した受信信号をディジタルデータ（ｄｉｇｉｔａｌ ｄａｔａ）として収集する。
【００２１】
勾配駆動部１３０、ＲＦ駆動部１４０およびデータ収集部１５０にはシーケンス（ｓｅｑｕｅｎｃｅ）制御部１６０が接続されている。シーケンス制御部１６０は、勾配駆動部１３０ないしデータ収集部１５０をそれぞれ制御して磁気共鳴信号の収集を遂行する。
【００２２】
シーケンス制御部１６０は、例えばコンピュータ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等を用いて構成される。シーケンス制御部１６０は図示しないメモリ（ｍｅｍｏｒｙ）を有する。メモリはシーケンス制御部１６０用のプログラムおよび各種のデータを記憶している。シーケンス制御部１６０の機能は、コンピュータがメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現される。
【００２３】
データ収集部１５０の出力側はデータ処理部１７０に接続されている。データ収集部１５０が収集したデータがデータ処理部１７０に入力される。データ処理部１７０は、例えばコンピュータ等を用いて構成される。データ処理部１７０は図示しないメモリを有する。メモリはデータ処理部１７０用のプログラムおよび各種のデータを記憶している。
【００２４】
データ処理部１７０はシーケンス制御部１６０に接続されている。データ処理部１７０はシーケンス制御部１６０の上位にあってそれを統括する。本装置の機能は、データ処理部１７０がメモリに記憶されたプログラムを実行することによりを実現される。
【００２５】
データ処理部１７０は、データ収集部１５０が収集したデータをメモリに記憶する。メモリ内にはデータ空間が形成される。このデータ空間はｋスペースに対応する。データ処理部１７０は、ｋスペースのデータを２次元逆フ−リエ変換することにより画像を再構成する。
【００２６】
データ処理部１７０には表示部１８０および操作部１９０が接続されている。表示部１８０は、グラフィックディスプレー（ｇｒａｐｈｉｃ ｄｉｓｐｌａｙ）等で構成される。操作部１９０はポインティングデバイス（ｐｏｉｎｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅ）を備えたキーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）等で構成される。
【００２７】
表示部１８０は、データ処理部１７０から出力される再構成画像および各種の情報を表示する。操作部１９０は、使用者によって操作され、各種の指令や情報等をデータ処理部１７０に入力する。使用者は表示部１８０および操作部１９０を通じてインタラクティブ（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ）に本装置を操作する。
【００２８】
図２に、他の方式の磁気共鳴撮影装置のブロック図を示す。同図に示す磁気共鳴撮影装置は、本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。
【００２９】
本装置は、図１に示した装置とは方式を異にするマグネットシステム１００’を有する。マグネットシステム１００’以外は図１に示した装置と同様な構成になっており、同様な部分は同一の符号を付して説明を省略する。
【００３０】
マグネットシステム１００’は主磁場マグネット部１０２’、勾配コイル部１０６’およびＲＦコイル部１０８’を有する。これら主磁場マグネット部１０２’および各コイル部は、いずれも空間を挟んで互いに対向する１対のものからなる。また、いずれも概ね円盤状の形状を有し中心軸を共有して配置されている。マグネットシステム１００’の内部空間（ボア）に、対象１がクレードル５００に搭載されて図示しない搬送手段により搬入および搬出される。
【００３１】
主磁場マグネット部１０２’はマグネットシステム１００’の内部空間に静磁場を形成する。静磁場の方向は概ね対象１の体軸方向と直交する。すなわちいわゆる垂直磁場を形成する。主磁場マグネット部１０２’は例えば永久磁石等を用いて構成される。なお、永久磁石に限らず超伝導電磁石あるいは常伝導電磁石等を用いて構成してもよい。
【００３２】
勾配コイル部１０６’は、互いに垂直な３軸すなわちスライス軸、位相軸および周波数軸の方向において、それぞれ静磁場強度に勾配を持たせるための３つの勾配磁場を生じる。
【００３３】
静磁場空間における互いに垂直な座標軸をｘ，ｙ，ｚとしたとき、いずれの軸もスライス軸とすることができる。その場合、残り２軸のうちの一方を位相軸とし、他方を周波数軸とする。また、スライス軸、位相軸および周波数軸は、相互間の垂直性を保ったままｘ，ｙ，ｚ軸に関して任意の傾きを持たせること、すなわちオブリークが可能である。本装置でも対象１の体軸の方向をｚ軸方向とする。３軸方向の勾配磁場の発生を可能にするために、勾配コイル部１０６’は図示しない３系統の勾配コイルを有する。
【００３４】
ＲＦコイル部１０８’は静磁場空間に対象１の体内のスピンを励起するためのＲＦパルスを送信する 励起されたスピンが生じる電磁波すなわち磁気共鳴信号は、ＲＦコイル部１０８’によって受信される。ＲＦコイル部１０８’の受信信号がデータ収集部１５０に入力される。
【００３５】
図３に、磁気共鳴撮影に用いるパルスシーケンス（ｐｕｌｓｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）の一例を示す。このパルスシーケンスは、スピンエコー（ＳＥ：ＳｐｉｎＥｃｈｏ）法のパルスシーケンスである。
【００３６】
すなわち、（１）はＳＥ法におけるＲＦ励起用の９０°パルスおよび１８０°パルスのシーケンスであり、（２）、（３）、（４）および（５）は、同じくそれぞれ、スライス勾配Ｇｓ、リードアウト勾配Ｇｒ、フェーズエンコード勾配ＧｐおよびスピンエコーＭＲのシーケンスである。なお、９０°パルスおよび１８０°パルスはそれぞれ中心信号で代表する。パルスシーケンスは時間軸ｔに沿って左から右に進行する。
【００３７】
同図に示すように、９０°パルスによりスピンの９０°励起が行われる。このときスライス勾配Ｇｓが印加され所定のスライスについての選択励起が行われる。９０°励起から所定の時間後に、１８０°パルスによる１８０°励起すなわちスピン反転が行われる。このときもスライス勾配Ｇｓが印加され、同じスライスについての選択的反転が行われる。
【００３８】
９０°励起とスピン反転の間の期間に、リードアウト勾配Ｇｒおよびフェーズエンコード勾配Ｇｐが印加される。リードアウト勾配Ｇｒによりスピンのディフェーズ（ｄｅｐｈａｓｅ）が行われる。フェーズエンコード勾配Ｇｐによりスピンのフェーズエンコードが行われる。
【００３９】
スピン反転後、リードアウト勾配Ｇｒでスピンをリフェーズ（ｒｅｐｈａｓｅ）してスピンエコーＭＲを発生させる。スピンエコーＭＲはデータ収集部１５０によりビューデータ（ｖｉｅｗ ｄａｔａ）として収集される。このようなパルスシーケンスが周期ＴＲ（ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ ｔｉｍｅ）で６４〜５１２回繰り返される。繰り返しのたびにフェーズエンコード勾配Ｇｐを変更し、毎回異なるフェーズエンコードを行う。これによって、６４〜５１２ビューのビューデータが得られる。
【００４０】
磁気共鳴撮影用パルスシーケンスの他の例を図４に示す。このパルスシーケンスは、グラディエントエコー（ＧＲＥ：Ｇｒａｄｉｅｎｔ Ｅｃｈｏ）法のパルスシーケンスである。
【００４１】
すなわち、（１）はＧＲＥ法におけるＲＦ励起用のα°パルスのシーケンスであり、（２）、（３）、（４）および（５）は、同じくそれぞれ、スライス勾配Ｇｓ、リードアウト勾配Ｇｒ、フェーズエンコード勾配ＧｐおよびグラディエントエコーＭＲのシーケンスである。なお、α°パルスは中心信号で代表する。パルスシーケンスは時間軸ｔに沿って左から右に進行する。
【００４２】
同図に示すように、α°パルスによりスピンのα°励起が行われる。αは９０以下である。このときスライス勾配Ｇｓが印加され所定のスライスについての選択励起が行われる。
【００４３】
α°励起後、フェーズエンコード勾配Ｇｐによりスピンのフェーズエンコードが行われる。次に、リードアウト勾配Ｇｒによりまずスピンをディフェーズし、次いでスピンをリフェーズして、グラディエントエコーＭＲを発生させる。グラディエントエコーＭＲはデータ収集部１５０によりビューデータとして収集される。このようなパルスシーケンスが周期ＴＲで６４〜５１２回繰り返される。繰り返しのたびにフェーズエンコード勾配Ｇｐを変更し、毎回異なるフェーズエンコードを行う。これによって、６４〜５１２ビューのビューデータが得られる。
【００４４】
図３または図４のパルスシーケンスによって得られたビューデータが、データ処理部１７０のメモリに収集される。なお、パルスシーケンスはＳＥ法またはＧＲＥ法に限るものではなく、例えばファーストスピンエコー（ＦＳＥ：ＦａｓｔＳｐｉｎ Ｅｃｈｏ）法等、他の適宜の技法のものであってよい。データ処理部１７０は、メモリに収集したビューデータに基づいて画像を再構成する。
【００４５】
このような撮影が、対象１の呼吸の所定の位相について行われる。すなわち呼吸同期の撮影が行われる。呼吸同期撮影を行う場合の、本装置の動作のフロー（ｆｌｏｗ）図を図５に示す。
【００４６】
同図に示すように、ステップ（ｓｔｅｐ）５０１で、位相指定が行われる。位相指定のフロー図を図６に示す。同図に示すように、ステップ６０１で、ナビゲータエコー獲得が行われる。ナビゲータエコー獲得には図７に示すようなパルスシーケンスが用いられる。このパルスシーケンスは、図３に示したスピンエコー法のパルスシーケンスにおいて、位相エンコード勾配Ｇｐを０としたものに相当する。
【００４７】
このようなパルスシーケンスを用いて、図８に示すように、対象１のスライスＡについて９０°励起を行い、スライスＢについて１８０°励起を行い、両スライスが交差する直線部Ｃから生じるスピンエコーをナビゲータエコーとして読み出す。スライスＡおよびＢは、直線部Ｃが体軸と概ね平行でかつ体軸からずれ、肺野から腹部にかけて延在するように設定される。
【００４８】
なお、９０°励起をスライスＢについて行い、１８０°励起をスライスＡについて行うようにしてもよい。スライスＡ，Ｂは、基本的には、後述のイメージングエコーを獲得するスライスとは無関係に、ナビゲータエコーを適切に獲得できる位置に設定される。
【００４９】
次に、ステップ６０３で、プロファイル作成が行われる。プロファイル作成は、ナビゲータエコーを１次元逆フーリエ変換することによって行われる。これによって、直線Ｃ上のスピンの信号強度分布すなわち１次元のプロファイルが得られる。
【００５０】
次に、ステップ６０５で、プロファイル表示が行われる。これによって表示部１８０にプロファイルが表示される。直線Ｃが肺野から腹部にかけて設定されているので、例えば、図９に示すようなプロファイルが得られる。このプロファイルは、中間部を境にして信号強度が大きく異なる。信号強度が小さい部分は肺野に相当し、信号強度が大きい部分は腹部に相当し、中間部が横隔膜に相当する。
【００５１】
横隔膜に相当する部分は呼吸とともに体軸方向に往復運動する。以下、横隔膜に相当する部分を単に横隔膜ともいう。呼吸に伴う横隔膜の変位を図１０に示す。同図に示すように、横隔膜は吸気時に腹部側に移動し、呼気時に胸部側に移動する。
【００５２】
次に、ステップ６０７で、プロファイル上に位相判定点を設定することが行われる。位相判定点の設定は、使用者により操作部１９０を用いて行われる。これによって、例えば、体軸上の一点が位相判定点Ｐとして設定される。位相判定点Ｐは、横隔膜の吸気時の最大変位位置と呼気時の最大変位位置と間の所望の位置に設定される。
【００５３】
図１１〜１３に、位相判定点Ｐの設定の３つの例をそれぞれ示す。図１１は呼気側寄りに設定した例である。このような設定により、撮影位相として呼気位相が指定される。図１２は吸気側寄りに設定した例である。このような設定により吸気位相が撮影位相として指定される。図１３は呼気と吸気の中間に設定した例である。これにより呼気と吸気の中間の位相が指定される。
【００５４】
呼吸位相は横隔膜が位相判定点Ｐを中心とする所定距離±αの範囲に入っているか否かに基づいて判定される。以下、この範囲を判定領域ともいう。図１１に示したような設定では、破線で示すように、横隔膜が判定領域に入っているとき呼気位相と判定される。
【００５５】
横隔膜が判定領域に入っているか否かの検出は判定領域におけるプロファイルの形状に基づいて行われる。プロファイルは横隔膜のところで信号強度が大きく変化するので検出は容易である。図１２に示した設定では、横隔膜が判定領域に入ったことにより呼気位相と判定される。図１３に示した設定では呼気と吸気の中間位相と判定される。
【００５６】
図５に戻って、ステップ５０５で、ナビゲータエコーを獲得することが行われる。ナビゲータエコーの獲得は、図６のステップ６０１と同様にして行われる。すなわちスピンエコーとして獲得される。スピンエコーは９０°励起と１８０°励起によって発生するので、プロファイルを求めるためのナビゲータエコーとして好適である。
【００５７】
次に、ステップ５０７で、プロファイル作成が行われる。プロファイル作成は、図６のステップ６０１と同様に、ナビゲータエコーを用いて行われる。これによって、図９に示したプロファイルと同様なプロファイルが得られる。
【００５８】
次に、ステップ５１１で、指定位相か否かが判定される。指定位相か否かの判定は、前述したように、判定領域に横隔膜が入っているか否かに基づいて行われる。
【００５９】
指定位相のときは、ステップ５２３で、イメージングエコー獲得が行われる。イメージングエコーの獲得は、例えば、図３に示したパルスシーケンスまたは図４に示したパルスシーケンスによって行われる。なお、図４に示したグラディエントエコー法のパルスシーケンスの法のほうが、一回のＲＦ励起でイメージングエコーすなわちグラディエントエコーが得られる点で好ましい。イメージングエコー獲得は１ビューないし数ビューの適宜のビュー数について行われる。
【００６０】
次に、ステップ５２５で、全ビュー獲得済みか否かが判定され、そうでないときはステップ５０５に戻る。以下、呼吸位相が指定位相に一致しかつ全ビュー採用済みでないときは、ステップ５０５〜５２５の動作が繰り返される。このような動作によって、指定位相に一致する呼吸位相におけるイメージングエコーが逐次獲得される。
【００６１】
ステップ５１１で指定位相でないと判定されたときは、ステップ５３５で、不一致頻度が限度を超えたか否かが判定され、限度を超えていないときはステップ５０５に戻る。以下、呼吸位相が指定位相に不一致でかつその頻度が限度を超えないときは、ステップ５０５〜５３５の動作が繰り返される。これによって、位相不一致の間は、ナビゲータエコーだけが獲得され、イメージングエコーは獲得されない。
【００６２】
呼吸の周期性により、位相の不一致は周期的に発生する。そのため、不一致の頻度には許容限度が設けられている。この限度は、例えば、一定時間内の不一致回数とされる。あるいは、不一致の継続時間としてもよい。
【００６３】
ステップ５０５〜５２５の動作およびステップ５０５〜５３５の動作の繰り返しによって、呼吸位相が指定位相に一致する期間のイメージングエコーが獲得される。なお、不一致回数または時間の計測は、位相が一致するたびにリセット（ｒｅｓｅｔ）される。
【００６４】
このような動作の過程で、時間の経過とともに対象の入眠等により呼吸状態が変化し、プロファイルが例えば図１４または図１５に示すようになることがあり得る。図１４は、横隔膜の移動範囲が吸気側に移動し、相対的に、判定領域が横隔膜の移動範囲から外れてしまった状態を示す。図１５は、横隔膜の移動範囲が呼気側に移動し、相対的に、判定領域が横隔膜の移動範囲から外れてしまった状態を示す。
【００６５】
このようになった場合は、呼吸が継続しているにもかかわらず横隔膜が判定領域に入らなくなるので、常に位相不一致と判定される。このため、不一致回数または不一致時間がやがて限度を超えるに至る。
【００６６】
限度を超えた場合は、ステップ５３７で、位相判定点修正が行われる。位相判定点の修正は、データ処理部１７０により自動的に行われる。すなわち、例えば図１６に示すように、腹部の信号強度と肺野の信号強度の中間の値を持つ閾値ＴＨに基づいて、横隔膜の吸気時の最大変位位置ｐ１および呼気時の最大変位位置ｐ２をそれぞれ求め、それら両位置の間に新たな位相判定点Ｐ’を定める。これによって、例えば呼気位相の判定を再開することが可能となる。吸気位相の判定および呼気と吸気の中間位相の判定用には、図１７および図１８に示すように新たな位相判定点Ｐ’をそれぞれ定める。
【００６７】
このような位相判定点修正により、呼吸状態の変化にかかわらずその位相を正しく判定することができるので、指定位相に一致する呼吸位相におけるイメージングエコーを全ビュー分獲得することができる。
【００６８】
全ビュー獲得済みとなったときは、ステップ５２７で、画像再構成が行われる。イメージングエコーは全て指定位相において獲得されたものであるから、再構成画像は高品質のものとなる。再構成された画像は、ステップ５２９で、表示および記憶が行われる。
【００６９】
図１９に、本装置の機能ブロック図を示す。同図に示すように、本装置は、ナビゲータエコー獲得部７０２、プロファイル作成部７０４、位相判定部７０６、イメージングエコー獲得部７０８、判定点修正部７１０および画像生成部７１２を有する。
【００７０】
ナビゲータエコー獲得部７０２は、ナビゲータエコーを獲得してプロファイル作成部７０４に入力する。プロファイル作成部７０４は、ナビゲータエコーからプロファイルを作成して位相判定部７０６に入力する。位相判定部７０６は、プロファイルから呼吸位相を判定し、判定結果をイメージングエコー獲得部７０８および判定点修正部７１０に入力する。判定点修正部７１０は、位相不一致の頻度が限度を超えたとき、位相判定部７０６の位相判定点を修正する。
【００７１】
イメージングエコー獲得部７０８は、位相判定結果に基づき所定位相のイメージングエコー獲得して画像生成部７１２に入力する。画像生成部７１２は、入力されたイメージングエコーに基づいて画像を生成する。
【００７２】
ナビゲータエコー獲得部７０２は、図５のフロー図におけるステップ５０５の機能に相当する。ナビゲータエコー獲得部７０２は、本発明におけるナビゲータエコー獲得手段の実施の形態の一例である。プロファイル作成部７０４は、図５のフロー図におけるステップ５０７の機能に相当する。プロファイル作成部７０４は、本発明における作成手段の実施の形態の一例である。
【００７３】
位相判定部７０６は、図５のフロー図におけるステップ５１１の機能に相当する。位相判定部７０６は、本発明における判定手段の実施の形態の一例である。イメージングエコー獲得部７０８は、図５のフロー図におけるステップ５２３の機能に相当する。イメージングエコー獲得部７０８は、本発明におけるイメージングエコー獲得手段の実施の形態の一例である。
【００７４】
判定点修正部７１０は、図５のフロー図におけるステップ５３５，５３７の機能に相当する。判定点修正部７１０は、本発明における修正手段の実施の形態の一例である。画像生成部７１２は、図５のフロー図におけるステップ５２７の機能に相当する。画像生成部７１２は、本発明における生成手段の実施の形態の一例である。
【００７５】
図２０に、本装置の他の動作のフロー図を示す。同図において図５に示したものと同様の動作は同一の符号を付して説明を省略する。同図に示すように、ステップ５０５’で、ナビゲータエコーとイメージングエコー（ｉｍａｇｉｎｇ ｅｃｈｏ）を獲得することが行われる。ナビゲータエコーの獲得は、図６のステップ６０１と同様にして行われる。イメージングエコーの獲得は、例えば、図３に示したパルスシーケンスまたは図４に示したパルスシーケンスによって行われる。
【００７６】
図２１に、ナビゲータエコーとイメージングエコーを獲得するタイムチャート（ｔｉｍｅ ｃｈａｒｔ）を示す。同図に示すように、まずナビゲータエコーを獲得し、次いでイメージングエコーを獲得する。このようなエコー獲得を周期的に繰り返す。これによって、例えば６４〜５１２ビューのイメージングエコーが逐次獲得される。なお、ナビゲータエコーを１つ獲得するたびにイメージングエコーを複数個獲得するようにしてもよい。
【００７７】
このようにして、ナビゲータエコーと対にして獲得されたイメージングエコーは、ステップ５１１の位相判定に応じて、指定位相に一致するときはステップ５２３’でイメージングエコー採用が行われ、不一致のときはステップ５３３でイメージングエコー不採用が行われる。
【００７８】
このような動作によって、ステップ５０５’で獲得したイメージングエコーのうち、指定位相に一致する呼吸位相で獲得したものが、画像再構成用の信号として採用され、指定位相に一致しない呼吸位相で獲得したものは採用されない。なお、採用されなかったビューのイメージングエコーはナビゲータエコーとともに取り直しが行われる。
【００７９】
不採用すなわち位相不一致のときは、ステップ５２５で、不一致頻度が限度を超えたか否かが判定され、限度を超えていないときはステップ５０５’に戻るが、限度を超えた場合は、ステップ５３７で、位相判定点修正が行われる。位相判定点修正は前述と同様にして行われる。これによって呼吸状態の変化にかかわらず所定の位相での撮影の継続が可能となり、不採用のビューのイメージングエコーの取り直しと相まって、全ビューのデータを指定の位相で獲得することができる。
【００８０】
図２２に、本装置の機能ブロック図を示す。同図に示すように、本装置は、信号獲得部７０２’、プロファイル作成部７０４、位相判定部７０６、信号採用部７０８’、判定点修正部７１０’および画像生成部７１２を有する。同図において、図１９に示したものと同様の部分は同一の符号を付して説明を省略する。
【００８１】
信号獲得部７０２’は、ナビゲータエコーおよびイメージングエコーを獲得し、ナビゲータエコーをプロファイル作成部７０４に入力し、イメージングエコーを信号採用部７０８’に入力する。
【００８２】
プロファイル作成部７０４は、ナビゲータエコーからプロファイルを作成して位相判定部７０６に入力する。位相判定部７０６は、プロファイルから呼吸位相を判定し、判定結果を信号採用部７０８’および判定点修正部７１０に入力する。
【００８３】
信号採用部７０８’は、呼吸位相に応じてイメージングエコーの採用／不採用を決定し、採用したイメージングエコーを画像生成部７１２に入力する。判定点修正部７１０’は、位相不一致の頻度が限度を超えたとき、位相判定部７０６の位相判定点を修正する。画像生成部７１２は、採用されたイメージングエコーに基づいて画像を生成する。
【００８４】
信号獲得部７０２’は、図２０のフロー図におけるステップ５０５’の機能に相当する。信号獲得部７０２’は、本発明における獲得手段の実施の形態の一例である。プロファイル作成部７０４は、図２０のフロー図におけるステップ５０７の機能に相当する。プロファイル作成部７０４は、本発明における作成手段の実施の形態の一例である。
【００８５】
位相判定部７０６は、図２０のフロー図におけるステップ５１１の機能に相当する。位相判定部７０６は、本発明における判定手段の実施の形態の一例である。信号採用部７０８’は、図２０のフロー図におけるステップ５２３’，５３３の機能に相当する。信号採用部７０８’は、本発明における採用手段の実施の形態の一例である。
【００８６】
判定点修正部７１０’は、図２０のフロー図におけるステップ５２５，５３７の機能に相当する。判定点修正部７１０’は、本発明における修正手段の実施の形態の一例である。画像生成部７１２は、図２０のフロー図におけるステップ５２７の機能に相当する。画像生成部７１２は、本発明における生成手段の実施の形態の一例である。
【００８７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、呼吸状態の変化にかかわらず正しい撮影を行う磁気共鳴撮影装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態の一例の装置が実行するパルスシーケンスの一例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態の一例の装置が実行するパルスシーケンスの一例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態の一例の装置の動作のフロー図である。
【図６】図５のフロー図の一部の詳細図である。
【図７】ナビゲータエコー獲得用のパルスシーケンスの一例を示す図である。
【図８】ナビゲータエコー獲得のためのスライス選択の一例を示す図である。
【図９】プロファイルを示す図である。
【図１０】プロファイルを示す図である。
【図１１】位相判定点設定の一例を示す図である。
【図１２】位相判定点設定の一例を示す図である。
【図１３】位相判定点設定の一例を示す図である。
【図１４】位相判定点の相対的なずれを示す図である。
【図１５】位相判定点の相対的なずれを示す図である。
【図１６】位相判定点の修正を示す図である。
【図１７】位相判定点の修正を示す図である。
【図１８】位相判定点の修正を示す図である。
【図１９】本発明の実施の形態の一例の装置の機能ブロック図である。
【図２０】本発明の実施の形態の一例の装置の動作のフロー図である。
【図２１】ナビゲータエコーとイメージングエコーの獲得のタイムチャートを示す図である。
【図２２】本発明の実施の形態の一例の装置の機能ブロック図である。
【符号の説明】
１ 対象
１００，１００’ マグネットシステム
１０２ 主磁場コイル部
１０２’ 主磁場マグネット部
１０６，１０６’ 勾配コイル部
１０８，１０８’ ＲＦコイル部
１３０ 勾配駆動部
１４０ ＲＦ駆動部
１５０ データ収集部
１６０ シーケンス制御部
１７０ データ処理部
１８０ 表示部
１９０ 操作部
５００ クレードル
７０２ ナビゲータエコー獲得部
７０４ プロファイル作成部
７０６ 位相判定部
７０８ イメージングエコー獲得部
７１０，７１０’ 判定点修正部
７１２ 画像生成部
７０２’ 信号獲得部
７０８’ 信号採用部
Claims (9)
- 撮影の対象からナビゲータエコーを繰り返し獲得するナビゲータエコー獲得手段と、
前記ナビゲータエコーに基づいて対象のプロファイルを作成する作成手段と、対象の呼吸位相が予め定められた位相に一致するか否かを予め定められた個所における前記プロファイルの信号強度に基づいて判定する判定手段と、
呼吸位相が予め定められた位相に一致しない頻度が予め定められた限度を超えたとき前記判定手段の判定個所を修正する修正手段と、
前記判定に基づいて撮影の対象から予め定められた呼吸位相におけるイメージングエコーを獲得するイメージングエコー獲得手段と、
前記イメージングエコーに基づいて画像を生成する生成手段と、
を具備することを特徴とする磁気共鳴撮影装置。 - ナビゲータエコーおよびイメージングエコーを繰り返し獲得する獲得手段と、
前記ナビゲータエコーに基づいて対象のプロファイルを作成する作成手段と、対象の呼吸位相が予め定められた位相に一致するか否かを予め定められた個所における前記プロファイルの信号強度に基づいて判定する判定手段と、
呼吸位相が予め定められた位相に一致しない頻度が予め定められた限度を超えたとき前記判定手段の判定個所を修正する修正手段と、
前記判定に基づいて前記イメージングエコーのうち予め定められた呼吸位相におけるイメージングエコーを採用する採用手段と、
前記採用されたイメージングエコーに基づいて画像を生成する生成手段と、
を具備することを特徴とする磁気共鳴撮影装置。 - 前記ナビゲータエコーはスピンエコーである、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の磁気共鳴撮影装置。 - 前記イメージングエコーはグラディエントエコーである、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の磁気共鳴撮影装置。 - 前記プロファイルは体軸方向の１次元プロファイルである、ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載の磁気共鳴撮影装置。
- 前記予め定められた位相は呼気位相である、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載の磁気共鳴撮影装置。 - 前記予め定められた位相は吸気位相である、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載の磁気共鳴撮影装置。 - 前記頻度は呼吸位相が予め定められた位相に一致しない回数である、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載の磁気共鳴撮影装置。 - 前記頻度は呼吸位相が予め定められた位相に一致しない時間である、
ことを特徴とする請求項１ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載の磁気共鳴撮影装置。
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