JP5851283B2 - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージング装置に関する。

従来、磁気共鳴イメージング装置において、呼吸による画質の劣化を防ぐための撮像法として、被検体の呼吸に同期させて撮像を行う呼吸同期撮像が知られている。また、このような呼吸同期撮像において、呼吸周期を一定に保つために、撮像中に呼吸のタイミングをガイドする音声を被検体に報知する方法が知られている。

Ｐａｒｉｅｎｔｙ ｅｔ ａｌ． "Ｒｅｎａｌ Ａｒｔｅｒｙ Ｓｔｅｎｏｓｉｓ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｉｎ Ｃｈｒｏｎｉｃ Ｋｉｄｎｅｙ Ｄｉｓｅａｓｅ； Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ： Ｖｏｌｕｍｅ ２５９： Ｎｕｍｂｅｒ ２ ｐｐ ５９２−６０１， ２０１１

本発明が解決しようとする課題は、呼吸タイミングを報知する間隔を被検体に応じて適切に設定することができる磁気共鳴イメージング装置を提供することである。

実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、実行部と、計測部と、シーケンス設定部とを備える。実行部は、本スキャンの前に、所定の繰り返し間隔で被検体に呼吸タイミングを報知しながら前記被検体の呼吸による移動量を示すデータを収集する準備スキャンを、前記繰り返し間隔を変えて複数回実行する。計測部は、前記準備スキャンにより収集されたデータに基づいて、複数の繰り返し間隔ごとに、前記被検体の呼吸による移動量が所定量より小さい状態が続く期間である静止期間の長さを計測する。シーケンス設定部は、前記静止期間の長さが最も長くなる繰り返し間隔を特定し、特定した繰り返し間隔で前記被検体に呼吸タイミングを報知しながら前記静止期間で画像生成用のデータを収集する本スキャン用のシーケンスを設定する。

図１は、本実施形態に係るＭＲＩ装置の構成を示す図である。 図２は、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００の詳細な構成を示す機能ブロック図である。 図３は、本実施形態に係る実行部１７ａによって実行される準備スキャンの一例を示す図である。 図４は、本実施形態に係るシーケンス設定部１７ｃによって設定される本スキャン用のシーケンスの一例を示す図である。 図５は、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００による呼吸同期撮像の処理手順を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、実施形態に係る磁気共鳴イメージング（Magnetic Resonance Imaging：ＭＲＩ）装置について説明する。

図１は、本実施形態に係るＭＲＩ装置の構成を示す図である。同図に示すように、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、静磁場磁石１、傾斜磁場コイル２、傾斜磁場電源３、寝台４、寝台制御部５、送信ＲＦコイル６、送信部７、受信ＲＦコイル８、受信部９、計算機システム１０を備える。

静磁場磁石１は、中空の円筒形状に形成された磁石であり、内部の空間に一様な静磁場を発生する。この静磁場磁石１としては、例えば永久磁石、超伝導磁石等が使用される。

傾斜磁場コイル２は、中空の円筒形状に形成されたコイルであり、静磁場磁石１の内側に配置される。この傾斜磁場コイル２は、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚの各軸に対応する３つのコイルが組み合わされて形成されており、これら３つのコイルは、後述する傾斜磁場電源３から個別に電流供給を受けて、Ｘ，Ｙ，Ｚの各軸に沿って磁場強度が変化する傾斜磁場を発生させる。なお、Ｚ軸方向は、静磁場と同方向とする。

ここで、傾斜磁場コイル２によって発生するＸ，Ｙ，Ｚ各軸の傾斜磁場は、例えば、スライス選択用傾斜磁場Ｇｓ、位相エンコード用傾斜磁場Ｇｅおよびリードアウト用傾斜磁場Ｇｒにそれぞれ対応している。スライス選択用傾斜磁場Ｇｓは、任意に撮像断面を決めるために利用される。位相エンコード用傾斜磁場Ｇｅは、空間的位置に応じて磁気共鳴信号の位相を変化させるために利用される。リードアウト用傾斜磁場Ｇｒは、空間的位置に応じて磁気共鳴信号の周波数を変化させるために利用される。

傾斜磁場電源３は、計算機システム１０から送られるパルスシーケンス実行データに基づいて、傾斜磁場コイル２に電流を供給する装置である。

寝台４は、被検体Ｓが載置される天板４ａを備えた装置であり、後述する寝台制御部５による制御のもと、天板４ａを、被検体Ｓが載置された状態で傾斜磁場コイル２の空洞（撮像口）内へ挿入する。通常、この寝台４は、長手方向が静磁場磁石１の中心軸と平行になるように設置される。

寝台制御部５は、寝台４を制御する装置であり、寝台４を駆動して、天板４ａを長手方向および上下方向へ移動する。

送信ＲＦコイル６は、傾斜磁場コイル２の内側に配置されたコイルであり、送信部７から高周波パルスの供給を受けて、高周波磁場を発生する。

送信部７は、計算機システム１０から送られるパルスシーケンス実行データに基づいて、ラーモア周波数に対応する高周波パルスを送信ＲＦコイル６に送信する装置であり、発振部、位相選択部、周波数変換部、振幅変調部、高周波電力増幅部などを有する。発振部は、静磁場中における対象原子核に固有の共鳴周波数の高周波信号を発生する。位相選択部は、上記高周波信号の位相を選択する。周波数変換部は、位相選択部から出力された高周波信号の周波数を変換する。振幅変調部は、周波数変調部から出力された高周波信号の振幅を例えばｓｉｎｃ関数に従って変調する。高周波電力増幅部は、振幅変調部から出力された高周波信号を増幅する。これらの各部の動作の結果として、送信部７は、ラーモア周波数に対応する高周波パルスを送信ＲＦコイル６に送信する。

受信ＲＦコイル８は、傾斜磁場コイル２の内側に配置されたコイルであり、上記の高周波磁場の影響によって被検体から放射される磁気共鳴信号を受信する。この受信ＲＦコイル８は、磁気共鳴信号を受信すると、その磁気共鳴信号を受信部９へ出力する。

受信部９は、計算機システム１０から送られるパルスシーケンス実行データに基づいて、受信ＲＦコイル８から出力される磁気共鳴信号に基づいて磁気共鳴信号データを生成する装置である。この受信部９は、磁気共鳴信号データを生成すると、その磁気共鳴信号データを計算機システム１０に送信する。なお、受信部９は、静磁場磁石１や傾斜磁場コイル２などを備える架台装置側に備えられていてもよい。

計算機システム１０は、ＭＲＩ装置１００の全体制御や、データ収集、画像再構成などを行う装置であり、インタフェース部１１、データ収集部１２、データ処理部１３、記憶部１４、表示部１５、入力部１６および制御部１７を有している。
インタフェース部１１は、傾斜磁場電源３、寝台制御部５、送信部７および受信部９に接続されており、これらの接続された各部と計算機システム１０との間で授受される信号の入出力を制御する処理部である。

データ収集部１２は、インタフェース部１１を介して、受信部９から送信される磁気共鳴信号データを収集する処理部である。データ収集部１２は、磁気共鳴信号データを収集すると、収集した磁気共鳴信号データを記憶部１４に記憶させる。

データ処理部１３は、記憶部１４に記憶されている磁気共鳴信号データに対して、後処理、すなわちフーリエ変換等の再構成処理を施すことによって、被検体Ｓ内における所望核スピンのスペクトラムデータあるいは画像データを生成する処理部である。

記憶部１４は、データ収集部１２によって収集された磁気共鳴信号データと、データ処理部１３によって生成された画像データなどを、被検体Ｓごとに記憶する記憶部である。表示部１５は、制御部１７による制御のもと、スペクトラムデータあるいは画像データ等の各種の情報を表示する装置である。この表示部１５としては、液晶表示器などの表示デバイスを利用可能である。

入力部１６は、操作者から各種操作や情報入力を受け付ける装置である。この入力部１６としては、マウスやトラックボールなどのポインティングデバイス、モード切替スイッチ等の選択デバイス、あるいはキーボード等の入力デバイスを適宜に利用可能である。

制御部１７は、図示していないＣＰＵやメモリ等を有し、ＭＲＩ装置１００を総括的に制御する処理部である。

報知部１８は、被検体に呼吸タイミングを報知する。本実施形態では、報知部１８は、音声により呼吸タイミングを報知する。例えば、報知部１８は、「吸って」や「吐いて」などのあらかじめ記録された音声を電気信号としてスピーカ１９に送る。スピーカ１９は、電気信号を振動に変換して音声を出力する。

以上、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００の全体構成について説明した。このような構成のもと、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、一定の間隔で被検体に呼吸タイミングを報知して、呼吸同期撮像を行う。従来、このような呼吸同期撮像では、例えば、息を吸うタイミングと吐くタイミングとを音声で被検体に報知し、腹部の動きが少ない状態で画像生成用のデータが収集される。しかしながら、腹部の動きが少ない状態となるタイミングは、被検体によって異なり、さらに、呼吸タイミングを報知する間隔によっても異なる。そのため、従来、呼吸タイミングを報知する間隔が適切であるか否かは、実際に被検体の撮像を行ってみないと分からなかった。

そこで、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、本スキャンの前に、所定の繰り返し間隔で被検体に呼吸タイミングを報知しながら被検体の呼吸による移動量を示すデータを収集する準備スキャンを、繰り返し間隔を変えて複数回実行する。また、ＭＲＩ装置１００は、準備スキャンにより収集されたデータに基づいて、複数の繰り返し間隔ごとに、被検体の呼吸による移動量が所定量より小さい状態が続く期間である静止期間の長さを計測する。そして、ＭＲＩ装置１００は、静止期間の長さが最も長くなる繰り返し間隔を特定し、特定した繰り返し間隔で被検体に呼吸タイミングを報知しながら静止期間で画像生成用のデータを収集する本スキャン用のシーケンスを設定する。

すなわち、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、本スキャンの前に繰り返し間隔を変えて複数回準備スキャンを実行することで、被検体の動きが小さい静止期間が最も長くなる繰り返し間隔を特定して本スキャン用のシーケンスを設定する。これにより、呼吸タイミングを報知する間隔を被検体に応じて適切に設定することができるようになる。

以下、かかるＭＲＩ装置１００について詳細に説明する。図２は、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００の詳細な構成を示す機能ブロック図である。なお、図２は、図１に示した各部のうち、傾斜磁場電源３、送信部７、受信部９、計算機システム１０、インタフェース部１１、データ収集部１２、記憶部１４、入力部１６、制御部１７、及び報知部１８を示している。

図２に示すように、記憶部１４は、撮像条件記憶部１４ａと、収集データ記憶部１４ｂと、閾値記憶部１４ｃとを有する。また、制御部１７は、実行部１７ａと、計測部１７ｂと、シーケンス設定部１７ｃと、閾値設定部１７ｄと、検出部１７ｅと、報知制御部１７ｆとを有する。

撮像条件記憶部１４ａは、撮像条件を記憶する。具体的には、撮像条件記憶部１４ａは、撮像条件として、各種スキャンで用いられるシーケンスを定義するため各種の撮像パラメータの値を記憶する。

収集データ記憶部１４ｂは、データ収集部１２によって収集されたデータ（磁気共鳴信号データ）を記憶する。

閾値記憶部１４ｃは、本スキャン中に被検体の移動量が少ないと判定するための閾値を記憶する。なお、この閾値記憶部１４ｃによって記憶される閾値は、後述する閾値設定部１７ｄによって設定される。

実行部１７ａは、各種スキャンを実行する。具体的には、実行部１７ａは、本スキャンの前に、所定の繰り返し間隔で被検体に呼吸タイミングを報知しながら被検体の呼吸による移動量を示すデータを収集する準備スキャンを、繰り返し間隔を変えて複数回実行する。この準備スキャンは、例えば、本スキャンの前に被検体が行う息止め練習の際に実行される。

ここで、例えば、実行部１７ａは、準備スキャンを実行するごとに、操作者から繰り返し間隔の指定を受け付け、受け付けた繰り返し間隔を用いて準備スキャンを行う。この場合には、実行部１７ａは、操作者によって指示された回数だけ、準備スキャンを実行することになる。

また、例えば、実行部１７ａは、あらかじめ操作者から指定された複数の繰り返し間隔を用いて、準備スキャンを行ってもよい。この場合には、例えば、繰り返し間隔は、複数の間隔が段階的に設定される。そして、実行部１７ａは、操作者から指定された繰り返し間隔の数だけ、準備スキャンを実行することになる。

なお、実行部１７ａは、１つの繰り返し間隔について、準備スキャンを１回だけ実行してもよいし、複数回実行してもよい。

図３は、本実施形態に係る実行部１７ａによって実行される準備スキャンの一例を示す図である。図３に示すように、例えば、実行部１７ａは、準備スキャンとして、音声ガイドＶ１及びＶ２を繰り返し間隔Ｔrepで繰り返し報知しながら、音声ガイドと同期して、モニタスキャンＮａｖｉを実行する。このとき、実行部１７ａは、報知部１８に指示することで、繰り返し間隔Ｔrepで音声ガイドＶ１及びＶ２を報知させる。このとき、例えば、実行部１７ａは、音声ガイドＶ１として「吸って」の音声を発生させ、音声ガイドＶ２として「吐いて」の音声を発生させるように、報知部１８に指示する。

また、例えば、実行部１７ａは、モニタスキャンＮａｖｉとして、被検体の横隔膜付近に設定された領域からナビゲータ信号と呼ばれる磁気共鳴信号を収集するスキャンを実行する。このスキャンによって収集されたナビゲータ信号により肝臓と肺の境界を検出して横隔膜の変位を測定することで、腹部の移動量を検出することができる。このような磁気共鳴信号を利用した検出方法は、例えば、Ｗａｎｇ ｅｔ．ａｌ “Ｎａｖｉｇａｔｏｒ−Ｅｃｈｏ−ｂａｓｅｄ Ｒｅａｌ−Ｔｉｍｅ Ｒｅｓｐｉｒａｔｏｒｙ Ｇａｔｉｎｇ ａｎｄ Ｔｒｉｇｇｅｒｉｎｇ ｆｏｒ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｉｎ Ｔｒｅｅ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｃｏｒｏｎａｒｙ ＭＲ Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ”， Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ １９９６； １９８：５５−６０に記載されている。

そして、図３に示すように、実行部１７ａは、報知制御部１７ｆに指示することで、繰り返し間隔Ｔrepを変えながら、上述した準備スキャンを繰り返し実行する。なお、準備スキャンによって収集されたデータは、繰り返し間隔ごとに収集データ記憶部１４ｂに記憶される。

以上、実行部１７ａによって実行される準備スキャンについて説明したが、実行部１７ａは、後述するシーケンス設定部１７ｃによって設定される本スキャン用のシーケンスに基づいて、本スキャンも実行する。なお、シーケンス設定部１７ｃによって設定される本スキャン用のシーケンスについては、後に詳細に説明する。

図２に戻って、計測部１７ｂは、準備スキャンにより収集されたデータに基づいて、複数の繰り返し間隔ごとに、被検体の呼吸による移動量が所定量より小さい状態が続く期間である静止期間の長さを計測する。

具体的には、計測部１７ｂは、実行部１７ａによって準備スキャンが実行されると、準備スキャンによって収集されたデータを収集データ記憶部１４ｂから読み出す。そして、計測部１７ｂは、読み出したデータを用いて、繰り返し間隔ごとに、呼吸タイミングの報知が終了してから被検体の呼吸による移動量が所定量より小さくなるまでの時間と、被検体の呼吸による移動量が所定量より小さい状態が続く静止期間の長さを計測する。

例えば、図３に示した例で説明すると、計測部１７ｂは、モニタスキャンＮａｖｉによって収集されたデータに基づいて、音声ガイドＶ２が終了してから、単位時間当たりの腹部の移動量が所定の範囲内に収まるまでの時間Ｔxを計測する。さらに、計測部１７ｂは、モニタスキャンＮａｖｉによって収集されたデータに基づいて、音声ガイドＶ２が終了して時間Ｔxが経過した時点から、単位時間当たりの腹部の移動量が所定の範囲内に収まっている状態が続く期間を静止期間として検出する。そして、計測部１７ｂは、検出した静止期間の長さＴyを計測する。

なお、実行部１７ａによって１つの繰り返し間隔について準備スキャンが複数回実行された場合には、１つの繰り返し間隔について、複数の静止期間の長さが計測されることになる。その場合には、例えば、計測部１７ｂは、繰り返し間隔ごとに、最も長い静止期間を採用してもよいし、最も短い静止期間を採用してもよい。または、計測部１７ｂは、繰り返し間隔ごとに、静止期間の長さの平均値を算出してもよい。

図２に戻って、シーケンス設定部１７ｃは、計測部１７ｂによって計測された静止期間の長さが最も長くなる繰り返し間隔を特定し、特定した繰り返し間隔で被検体に呼吸タイミングを報知しながら静止期間で画像生成用のデータを収集する本スキャン用のシーケンスを設定する。なお、シーケンス設定部１７ｃは、ｋ空間を複数の領域に分割し、分割した領域ごとにデータ収集を行うシーケンスが本スキャンで実行される場合に、特定した繰り返し間隔に対応する静止期間の長さに応じてｋ空間の分割数を導出して、シーケンスを設定する。

具体的には、シーケンス設定部１７ｃは、計測部１７ｂによって、繰り返し間隔ごとに、呼吸タイミングの報知が終了してから被検体の呼吸による移動量が所定量より小さくなるまでの時間Ｔxと静止期間の長さＴyとが計測されると、複数の繰り返し間隔のうち、静止期間の長さが最も長くなる繰り返し間隔を特定する。そして、シーケンス設定部１７ｃは、特定した繰り返し間隔、及び、その繰り返し間隔に対応するＴx及びＴyを用いて、本スキャン用のシーケンスを設定する。

図４は、本実施形態に係るシーケンス設定部１７ｃによって設定される本スキャン用のシーケンスの一例を示す図である。なお、図４は、ＦＦＥ（Ｆａｓｔ Ｆｉｅｌｄ Ｅｃｈｏ）３Ｄ（Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ）−ＳＳＦＰ（Ｓｔｅａｄｙ Ｓｔａｔｅ Ｆｒｅｅ Ｐｒｅｃｅｓｓｉｏｎ）のシーケンスを一例として示しており、このシーケンスでは、ｋ空間を複数の領域に分割し、分割した領域ごとにデータの収集が行われる。

図４に示すように、例えば、シーケンス設定部１７ｃは、繰り返し間隔Ｔrepで音声ガイドＶ１（”吸って”）及びＶ２（”吐いて”）を報知しながらデータ収集を行うシーケンスを設定する。このとき、シーケンス設定部１７ｃは、Ｔrepとして、静止期間の長さが最も長くなるものとして特定した繰り返し時間を設定する。

また、シーケンス設定部１７ｃは、シーケンスの開始から時間Ｔvが経過した時に音声ガイドＶ１を報知し、その後、時間Ｔvoiceが経過した時点で音声ガイドＶ２の報知が完了するように、音声ガイドＶ１及びＶ２の報知タイミングを設定する。なお、Ｔv及びＴvoiceは、あらかじめ操作者によって設定される。

そして、シーケンス設定部１７ｃは、音声ガイドＶ２の報知が完了してから時間Ｔdが経過した後に、時間Ｔacqの間にデータ収集が行われるように、データ収集のタイミングを設定する。このとき、シーケンス設定部１７ｃは、計測部１７ｂによって計測された時間ＴxをＴdとして設定し、計測部１７ｂによって計測された時間ＴyをＴacqとして設定する。なお、シーケンス設定部１７ｃは、時間Ｔacqが経過した後は、あらかじめ操作者によって決められた時間Ｔrecが経過した時点で次の音声ガイドＶ１が報知されるように、シーケンスを設定する。

例えば、図４に示すように、ラベリング用の反転パルスＴＡＧを印加した後に、被検体の移動を検出するためのモニタスキャンｒｅｆＰｒｏｂｅを行い、その後、脂肪抑制パルスＦａｔＳａｔ及びアーチファクト軽減のための信号抑制パルスＰｒｅＳａｔを印加した後に、時間ＴＩが経過してから複数の繰り返し時間ＴＲごとに励起用のＲＦパルスを印加してデータ収集を行うこととする。なお、ＴＡＧが印加されてから最初の励起パルスが印加されるまでの時間ＴＩと、モニタスキャンが開始されるタイミングから最初の励起パルスが印加されるまでの時間Ｔrefは、それぞれ、あらかじめ操作者によって撮像条件として設定され、撮像条件記憶部１４ａに記憶される。

この場合には、シーケンス設定部１７ｃは、時間Ｔacqの間に、モニタスキャンｒｅｆＰｒｏｂｅ及びデータ収集が行われるように、モニタスキャンｒｅｆＰｒｏｂｅ及びデータ収集のタイミングを設定する。例えば、シーケンス設定部１７ｃは、音声ガイドＶ２の報知が完了してから時間Ｔdが経過した時点でモニタスキャンｒｅｆＰｒｏｂｅを開始するように、シーケンスを設定する。

ここで、前述したように、Ｔrefは撮像条件として設定されるため、長さが固定である。そのため、最初の励起パルスが印加されてから各ＴＲについてデータ収集が行われるまでの時間Ｔssfpは、Ｔacqの長さに応じて変わることになる。そして、Ｔacqは、計測部１７ｂによって計測された時間Ｔyが設定されるので、準備スキャンの結果に応じて変化する。

そこで、シーケンス設定部１７ｃは、ここで例示するＦＦＥ３Ｄ−ＳＳＦＰのように、ｋ空間を複数の領域に分割し、分割した領域ごとにデータの収集が行われる場合には、特定した繰り返し間隔Ｔrepに対応する静止期間の長さＴacqに応じて、ｋ空間の分割数を導出する。例えば、画像生成に必要なライン数が２５６であったとすると、Ｔacqの間に３２ライン分のデータ収集が可能であった場合には、セグメント数を８とする。この場合には、図４に示すシーケンスが８回繰り返されることになる。

このように、シーケンス設定部１７ｃが、ｋ空間を複数の領域に分割してデータ収集を行うシーケンスが本スキャンで実行される場合に、特定した繰り返し間隔に対応する静止期間の長さに応じてｋ空間の分割数を導出することで、被検体に応じて、適切なセグメント数を設定することが可能になる。

図２に戻って、閾値設定部１７ｄは、準備スキャンによって収集されたデータに基づいて、被検体の移動量が少ないと判定するための閾値を設定する。例えば、閾値設定部１７ｄは、計測部１７ｂによって静止期間を検出する際に用いられる所定量に一定の値を加算又は減算することで、閾値を設定する。

検出部１７ｅは、本スキャン中に、被検体の呼吸による移動量を検出する。具体的には、検出部１７ｅは、本スキャン中に実行されるモニタスキャンによって収集されたデータに基づいて、被検体の呼吸による移動量を検出する。例えば、検出部１７ｅは、本スキャン中に、図４に示したモニタスキャンｒｅｆＰｒｏｂｅによって収集されたデータに基づいて、被検体の呼吸による移動量を検出する。なお、この本スキャンで行われるモニタスキャンによる被検体の移動量の検出方法は、準備スキャンで行われるモニタスキャンによる方法と同じである。

報知制御部１７ｆは、本スキャン中に、検出部１７ｅによって検出された移動量に基づいて、報知部１８による呼吸タイミングの報知を制御する。

具体的には、報知制御部１７ｆは、本スキャン中に、検出部１７ｅによって検出された移動量が閾値設定部１７ｄによって設定された閾値を所定の回数連続して超えた場合に、呼吸タイミングの報知を休止させ、所定の回数休止させた後に呼吸タイミングの報知を再開させるように報知部１８を制御する。

また、報知制御部１７ｆは、本スキャン中に、検出部１７ｅによって検出された移動量に基づいて被検体の実際の呼吸タイミングを検知し、検知した呼吸タイミングに応じて、音声の再生速度を変えるように報知部１８を制御する。

例えば、報知制御部１７ｆは、本スキャン中に、検出部１７ｅによって検出された移動量に基づいて、被検体の呼吸周期を検出する。そして、報知制御部１７ｆは、検出した呼吸周期の長さと本スキャン中に報知される呼吸タイミングの繰り返し間隔の長さとの間にずれが生じた場合に、報知部１８に指示することで、音声の再生速度を変更させる。

具体的な例として、報知制御部１７ｆは、検出した呼吸周期の長さが呼吸タイミングの繰り返し間隔より短くなった場合には、音声の再生速度を下げるように報知部１８に指示する。一方、報知制御部１７ｆは、検出した呼吸周期の長さが呼吸タイミングの繰り返し間隔より長くなった場合には、音声の再生速度を上げるように報知部１８に指示する。

このように、報知制御部１７ｆが、本スキャン中に、呼吸タイミングを報知する音声の再生速度を変えることで、被検体の呼吸間隔を調整して呼吸タイミングを報知する間隔に合わせることが可能になる。

次に、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００による呼吸同期撮像の処理手順について説明する。図５は、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００による呼吸同期撮像の処理手順を示すフローチャートである。

図５に示すように、ＭＲＩ装置１００では、実行部１７ａが、入力部１６を介して操作者から準備スキャンの開始指示を受け付けると（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、所定の繰り返し間隔で被検体に呼吸タイミングを報知しながらモニタスキャンを実行する（ステップＳ１０２）。また、計測部１７ｂが、モニタスキャンにより収集されたデータに基づいて、被検体の呼吸による移動量が所定量より小さい状態が続く期間である静止期間の長さを計測する（ステップＳ１０３）。

続いて、実行部１７ａは、モニタスキャンを所定の回数だけ実施したか否かを判定し（ステップＳ１０４）、実施していない場合には（ステップＳ１０４，Ｎｏ）、繰り返し間隔を変更して（ステップＳ１０５）、再度モニタスキャンを実行する（ステップＳ１０２）。そして、実行部１７ａがモニタスキャンを所定の回数だけ実施した場合には（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）、計測部１７ｂが、準備スキャンにより収集されたデータに基づいて、複数の繰り返し間隔ごとに、被検体の呼吸による移動量が所定量より小さい状態が続く期間である静止期間の長さを計測する。

続いて、シーケンス設定部１７ｃが、計測部１７ｂによって計測された静止期間の長さが最も長くなる繰り返し間隔を特定する（ステップＳ１０６）。そして、シーケンス設定部１７ｃは、特定した繰り返し間隔で被検体に呼吸タイミングを報知しながら静止期間で画像生成用のデータを収集する本スキャン用のシーケンスを設定する（ステップＳ１０７）。

その後、実行部１７ａが、入力部１６を介して操作者から本スキャンの開始指示を受け付けると（ステップＳ１０８，Ｙｅｓ）、シーケンス設定部１７ｃによって設定されたシーケンスを用いて、本スキャンを実行する（ステップＳ１０９）。そして、実行部１７ａが全てのデータを収集すると（ステップＳ１１０，Ｙｅｓ）、データ処理部１３が、収集されたデータから画像を再構成する（ステップＳ１１１）。

上述したように、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、本スキャンの前に繰り返し間隔を変えて複数回準備スキャンを実行することで、被検体の動きが小さい静止期間が最も長くなる繰り返し間隔を特定して本スキャン用のシーケンスを設定する。したがって、本実施形態によれば、呼吸タイミングを報知する間隔を被検体に応じて適切に設定することができる。

なお、上記実施形態では、報知制御部１７ｆが、閾値設定部１７ｄによって設定された閾値を用いて、呼吸タイミングの報知を制御する例について説明した。しかしながら、例えば、本撮像中に被検体が眠ってしまった場合など、被検体の状態に応じて、呼吸による移動量が変化する場合がある。そこで、例えば、報知制御部１７ｆが、本スキャン中に、検出部１７ｅによって検出された移動量に基づいて閾値を変更するようにしてもよい。

例えば、被検体の呼吸が徐々に浅くなったり、徐々に深くなったりする場合には、それに応じて閾値も変更するのが望ましい。そこで、例えば、報知制御部１７ｆは、被検体が息を吐ききったときの移動量が所定数の周期にわたって連続して増加した場合には、閾値を所定の値だけ大きくする。一方、検出部１７ｅは、被検体が息を吐ききったときの移動量が所定数の周期にわたって連続して減少した場合には、閾値を所定の値だけ小さくする。

また、上記実施形態では、実行部１７ａが、繰り返し間隔を変えて準備スキャンを複数回実行する例について説明した。しかしながら、例えば、実行部１７ａは、繰り返し間隔を変えるだけでなく、音声ガイドＶ１と音声ガイドＶ２との間隔や、音声ガイドＶ１及びＶ２それぞれの再生速度を変えて、準備スキャンを複数回実行してもよい。その場合には、静止期間の長さが最も長くなる繰り返し間隔だけでなく、静止期間の長さが最も長くなる音声ガイドＶ１と音声ガイドＶ２との間隔、及び／又は、静止期間の長さが最も長くなる音声ガイドＶ１及びＶ２それぞれの再生速度に基づいて、本スキャン用のシーケンスが設定される。

また、上記実施形態では、報知部１８が、音声により呼吸タイミングを報知する例について説明した。しかしながら、例えば、報知部１８は、音声以外の情報で被検体に呼吸のタイミングを報知してもよい。例えば、報知部１８は、呼吸のタイミングを示す映像を被検体が視認可能なモニタに出力してもよい。具体的な例として、例えば、報知部１８は、呼気及び吸気のタイミングを波状の曲線で表し、その曲線を動的にモニタに出力する。

また、上記実施形態では、検出部１７ｅが、本スキャン中に実行されるモニタスキャンによって収集されたデータに基づいて、被検体の呼吸による移動量を検出する例について説明した。しかしながら、検出部１７ｅは、例えば、呼吸センサによって検出される呼吸信号に基づいて、被検体の呼吸による移動量を検出してもよい。ここでいう呼吸センサは、例えば、呼吸による動きを空気圧として検出し、検出した空気圧を電気信号に変換して呼吸信号として出力するものである。

以上説明した実施形態によれば、呼吸タイミングを報知する間隔を被検体に応じて適切に設定することができる。

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。

１７ａ 実行部
１７ｂ 計測部
１７ｃ シーケンス設定部

Claims (5)

1. 本スキャンの前に、所定の繰り返し間隔で被検体に呼吸タイミングを報知しながら前記被検体の呼吸による移動量を示すデータを収集する準備スキャンを、前記繰り返し間隔を変えて複数回実行する実行部と、
   前記準備スキャンにより収集されたデータに基づいて、複数の繰り返し間隔ごとに、前記被検体の呼吸による移動量が所定量より小さい状態が続く期間である静止期間の長さを計測する計測部と、
   前記静止期間の長さが最も長くなる繰り返し間隔を特定し、特定した繰り返し間隔で前記被検体に呼吸タイミングを報知しながら前記静止期間で画像生成用のデータを収集する本スキャン用のシーケンスを設定するシーケンス設定部と
   を備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
2. 前記シーケンス設定部は、ｋ空間を複数の領域に分割し、分割した領域ごとにデータ収集を行うシーケンスが本スキャンで実行される場合に、特定した繰り返し間隔に対応する静止期間の長さに応じて前記ｋ空間の分割数を導出して、前記シーケンスを設定することを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
3. 前記被検体に前記呼吸タイミングを報知する報知部と、
   本スキャン中に、前記被検体の呼吸による移動量を検出する検出部と、
   本スキャン中に、前記検出部によって検出された移動量に基づいて、前記報知部による呼吸タイミングの報知を制御する報知制御部と
   をさらに備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
4. 前記準備スキャンによって収集されたデータに基づいて、前記被検体の移動量が少ないと判定するための閾値を設定する閾値設定部をさらに備え、
   前記報知制御部は、本スキャン中に、前記検出部によって検出された移動量が前記閾値を所定の回数連続して超えた場合に、前記呼吸タイミングの報知を休止させ、所定の回数休止させた後に前記呼吸タイミングの報知を再開させるように前記報知部を制御することを特徴とする請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
5. 前記報知部は、音声により前記呼吸タイミングを報知し、
   前記報知制御部は、本スキャン中に、前記検出部によって検出された移動量に基づいて前記被検体の実際の呼吸タイミングを検知し、検知した呼吸タイミングに応じて、前記音声の再生速度を変えるように前記報知部を制御することを特徴とする請求項３又は４に記載の磁気共鳴イメージング装置。

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