(57)【要約】【課題】ナビゲータシーケンスとイメージングシーケンスとを繰り返し実行する本スキャンを行う磁気共鳴イメージングにおいて、被検体の体動をより安定に検出し、生成画像における体動アーチファクトをより低減する。【解決手段】本スキャン前にナビゲータシーケンスを実行して、ＲＦコイルを構成する複数のコイルエレメントの各々で受信されたＭＲ信号をその強度プロファイルを用いて評価し、その評価結果に基づいて本スキャンにおける体動検出用のＭＲ信号の取得元にするコイルエレメントを選択する。【選択図】  図８
2010155021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の体動に伴って移動する関心部位と該関心部位を挟む高信号物質および低信号物質とを含むナビゲータ領域において磁気共鳴信号を発生させるナビゲータシーケンスと、前記被検体の撮像領域において磁気共鳴信号を発生させるイメージングシーケンスとを実行する本スキャンを実施するスキャン実施部と、前記本スキャンにおけるナビゲータシーケンスによって発生した磁気共鳴信号に基づいて前記関心部位の位置を検出し、該検出された位置と前記イメージングシーケンスによって発生した磁気共鳴信号とに基づいて画像を生成する信号処理部とを備える磁気共鳴イメージング装置であって、
複数のコイルエレメントを有するＲＦコイルを備えており、
前記スキャン実施部は、前記本スキャンを実施する前にナビゲータシーケンスを実行するプレスキャンを実施し、
前記信号処理部は、
前記プレスキャンにおけるナビゲータシーケンスによって発生し、前記複数のコイルエレメントの各々で受信された磁気共鳴信号について、前記ナビゲータ領域における前記高信号物質寄りの一端から前記低信号物質寄りの他端へ向かう所定方向での位置と磁気共鳴信号の強度との関係を示す強度プロファイルを生成し、前記生成された強度プロファイルにおける前記高信号物質に対応するプロファイルラインの前記所定方向に対する勾配極性を判定し、前記勾配極性が上向きであると判定された強度プロファイルのうち最大信号強度が最も大きい強度プロファイルの磁気共鳴信号を受信したコイルエレメントを選択するコイルエレメント選択部を有しており、
前記本スキャンにおけるナビゲータシーケンスによって発生し、前記選択されたコイルエレメントで受信された磁気共鳴信号に基づいて、前記関心部位の位置を検出する磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
前記コイルエレメント選択部は、強度プロファイルを前記所定方向にて複数の領域に分割したときの第１の領域における信号強度の代表値と第２の領域における信号強度の代表値との大小関係に基づいて、前記勾配極性を判定する請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
前記複数の領域は、それぞれ等しい範囲を有する請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
前記複数の領域は、４つの領域である請求項２または請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記コイルエレメント選択部は、前記生成された複数の強度プロファイルの少なくとも１つに基づいて前記関心部位の位置を検出し、強度プロファイルにおける前記一端から始まり前記所定方向に所定距離だけ移動した位置までの領域における信号強度の代表値と、該検出された位置から始まり前記所定方向の逆方向に所定距離だけ移動した位置までの領域における信号強度の代表値との大小関係に基づいて前記勾配極性を判定する請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
前記所定距離は、実空間における１０ミリメートルから３０ミリメートルまでのいずれかに相当する距離である請求項５に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
前記信号強度の代表値は、対象となる領域の中心位置における信号強度である請求項２から請求項６のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項８】
前記信号強度の代表値は、対象となる領域の各位置における信号強度の総和または平均値である請求項２から請求項６のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項９】
前記コイルエレメント選択部は、前記勾配極性が上向きであると判定された強度プロファイルのうち最大信号強度が最も大きい強度プロファイルの磁気共鳴信号を受信した第１のコイルエレメントと、前記勾配極性が下向きであると判定された強度プロファイルのうち最大信号強度が最も大きい強度プロファイルの磁気共鳴信号を受信した第２のコイルエレメントとを選択しており、
前記信号処理部は、前記ナビゲータシーケンスによって発生し、前記第１および第２のコイルエレメントで受信された磁気共鳴信号に基づいて、前記所定の位置を検出する請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１０】
前記信号処理部は、前記第１のコイルエレメントで受信された磁気共鳴信号と前記第２のコイルエレメントで受信された磁気共鳴信号とを合成してなる信号について、前記ナビゲータ領域における位置と前記合成してなる信号の強度との関係を示す強度プロファイルを生成し、該強度プロファイルに基づいて前記関心部位の位置を検出する請求項９に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１１】
前記合成してなる信号は、前記第１のコイルエレメントで受信された磁気共鳴信号の自乗と前記第２のコイルエレメントで受信された磁気共鳴信号の自乗との和の平方根である請求項１０に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１２】
前記複数のコイルエレメントは、前記被検体の正面に近接して配置される４つ以上のコイルエレメントと、前記被検体の背面に近接して配置される４つ以上のコイルエレメントを含む請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１３】
前記信号処理部は、前記検出された前記関心部位の位置が所定範囲内であるときに実行されたナビゲータシーケンスと時間的に対応するイメージングシーケンスによって発生した磁気共鳴信号とに基づいて画像を生成する請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１４】
前記体動は、呼吸運動または心拍運動に基づいている請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１５】
前記関心部位は横隔膜であり、前記高信号物質は肝臓であり、前記低信号物質は肺臓である請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１６】
前記関心部位は腎臓表面部であり、前記高信号物質は肝臓または脂肪であり、前記低信号物質は腎臓である請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１７】
前記関心部位は頭部表面部であり、前記高信号物質は頭部であり、前記低信号物質は空気である請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１８】
前記信号処理部は、エッジ検出法を用いて前記関心部位の位置を検出する請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴イメージング（MRI: Magnetic Resonance
Imaging）装置に関し、特に、被検体の体動を検出して撮像する磁気共鳴イメージング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、磁気共鳴イメージング装置による撮像において、生成画像における体動アーチファクト（artifact）を低減する方法が種々提案されている。例えば、通常呼吸下で体動に伴って移動する横隔膜等の関心部位の位置を検出し、その関心部位の位置の変化に合わせて被検体の励起断面をリアルタイム（real time）で補正し、常に同一の断面からＭＲ（magnetic resonance）信号（磁気共鳴信号）を取得する方法がある。また例えば、横隔膜等の関心部位の位置を検出し、その検出位置に基づいてイメージングシーケンス（imaging sequence）を変更したり、画像生成に用いるイメージングデータ（imaging
data）を選択したりする方法がある（例えば、特許文献１，段落００４７から段落００５５参照、特許文献２，段落００５７から段落００６２参照）。
【０００３】
横隔膜等の関心部位の位置を検出する方法としては、例えばその関心部位を含むナビゲータ（navigator）領域を励起して当該領域から発生するＭＲ信号を取得し、ナビゲータ領域における位置とその信号強度との関係を表す強度プロファイル（profile）を生成し、その強度プロファイルにおいて、微分法、Ｄｕ法（例えば、非特許文献１参照）等を用いてエッジ（edge）を検出する方法がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１１１１８８号公報
【特許文献２】特開２００７−０９８０２６号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】JOURNAL OF CARDIOVASCULAR MAGNETICRESONANCE, Vol.6, No.2, pp. 483-490, 2004
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ナビゲータ領域や撮像領域で発生したＭＲ信号を良好に取得するため、複数のコイルエレメント（coil element）を有するフェーズドアレイコイル（phased-array
coil）等のＲＦコイル（radio-frequency coil）を被検体に近接して配置し、このＲＦコイルでＭＲ信号を受信する方法が知られている。
【０００７】
しかし、各コイルエレメントで受信されるナビゲータ領域からのＭＲ信号は、ナビゲータ領域に含まれる被検体の関心部位とそのコイルエレメントとの位置関係に応じて変化する。そのため、被検体やＲＦコイルを替えたりＲＦコイルの配置を変更したりすると、関心部位の位置を最も安定に検出できるＭＲ信号を受信する最適なコイルエレメントが変わることがあり、被検体の体動を安定して検出することが難しい。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑み、被検体の体動をより安定に検出し、生成画像における体動アーチファクトをより低減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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の観点では、本発明は、被検体の体動に伴って移動する関心部位と該関心部位を挟む高信号物質および低信号物質とを含むナビゲータ領域において磁気共鳴信号を発生させるナビゲータシーケンス（navigator sequence）と、前記被検体の撮像領域において磁気共鳴信号を発生させるイメージングシーケンスとを実行する本スキャン（scan）を実施するスキャン実施部と、前記本スキャンにおけるナビゲータシーケンスによって発生した磁気共鳴信号に基づいて前記関心部位の位置を検出し、該検出された位置と前記イメージングシーケンスによって発生した磁気共鳴信号とに基づいて画像を生成する信号処理部とを備える磁気共鳴イメージング装置であって、複数のコイルエレメントを有するＲＦコイルを備えており、前記スキャン実施部が、前記本スキャンを実施する前にナビゲータシーケンスを実行するプレスキャン（pre-scan）を実施し、前記信号処理部が、前記プレスキャンにおけるナビゲータシーケンスによって発生し、前記複数のコイルエレメントの各々で受信された磁気共鳴信号について、前記ナビゲータ領域における前記高信号物質寄りの一端から前記低信号物質寄りの他端へ向かう所定方向での位置と磁気共鳴信号の強度との関係を示す強度プロファイルを生成し、該生成された複数の強度プロファイルについて、前記高信号物質に対応するプロファイルライン（profile line）の前記所定方向に対する勾配極性を判定し、前記勾配極性が上向きであると判定された強度プロファイルのうち最大信号強度が最も大きい強度プロファイルの磁気共鳴信号を受信したコイルエレメントを選択するコイルエレメント選択部を有しており、前記本スキャンにおけるナビゲータシーケンスによって発生し、前記選択されたコイルエレメントで受信された磁気共鳴信号に基づいて、前記関心部位の位置を検出する磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【００１０】
ここで、「高信号物質」とは、磁気共鳴信号が相対的に大きい強度で検出される物質であり、「低信号物質」とは磁気共鳴信号が相対的に小さい強度で検出される物質である。
【００１１】
第２の観点では、本発明は、前記コイルエレメント選択部が、強度プロファイルを前記所定方向にて複数の領域に分割したときの第１の領域における信号強度の代表値と第２の領域における信号強度の代表値との大小関係に基づいて、前記勾配極性を判定する上記第１の観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【００１２】
第３の観点では、本発明は、前記複数の領域が、それぞれ等しい範囲を有する上記第２の観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【００１３】
第４の観点では、本発明は、前記複数の領域が、４つの領域である上記第２の観点または第３の観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【００１４】
第５の観点では、本発明は、前記コイルエレメント選択部が、前記生成された複数の強度プロファイルの少なくとも１つに基づいて前記関心部位の位置を検出し、強度プロファイルにおける前記所定方向の手前側の端と該端から前記所定方向に所定距離だけ移動した位置との間の領域における信号強度の代表値と、該検出された位置と該位置から前記所定方向の逆方向に所定距離だけ移動した位置との間の領域における信号強度の代表値との大小関係に基づいて前記勾配極性を判定する上記第１の観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【００１５】
第６の観点では、本発明は、前記所定距離が、実空間における１０ミリメートル（millimeters）から３０ミリメートルまでのいずれかに相当する距離である上記第５の観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【００１６】
第７の観点では、本発明は、前記信号強度の代表値が、対象となる領域の中心位置における信号強度である上記第２の観点から第６の観点のいずれか１つの観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【００１７】
第８の観点では、本発明は、前記信号強度の代表値が、対象となる領域の各位置における信号強度の総和または平均値である上記第２の観点から第６の観点のいずれか１つの観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【００１８】
第９の観点では、本発明は、前記コイルエレメント選択部が、前記勾配極性が上向きであると判定された強度プロファイルのうち最大信号強度が最も大きい強度プロファイルの磁気共鳴信号を受信した第１のコイルエレメントと、前記勾配極性が下向きであると判定された強度プロファイルのうち最大信号強度が最も大きい強度プロファイルの磁気共鳴信号を受信した第２のコイルエレメントとを選択しており、前記信号処理部が、前記ナビゲータシーケンスによって発生し、前記第１および第２のコイルエレメントで受信された磁気共鳴信号に基づいて、前記所定の位置を検出する上記第１の観点から第８の観点のいずれか１つの観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【００１９】
第１０の観点では、本発明は、前記信号処理部が、前記第１のコイルエレメントで受信された磁気共鳴信号と前記第２のコイルエレメントで受信された磁気共鳴信号とを合成してなる信号について、前記ナビゲータ領域における位置と前記合成してなる信号の強度との関係を示す強度プロファイルを生成し、該強度プロファイルに基づいて前記関心部位の位置を検出する上記第９の観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【００２０】
第１１の観点では、本発明は、前記合成してなる信号が、前記第１のコイルエレメントで受信された磁気共鳴信号の自乗と前記第２のコイルエレメントで受信された磁気共鳴信号の自乗との和の平方根である上記第１０の観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【００２１】
第１２の観点では、本発明は、前記複数のコイルエレメントが、前記被検体の正面に近接して配置される４つ以上のコイルエレメントと、前記被検体の背面に近接して配置される４つ以上のコイルエレメントを含む上記第１の観点から第１１の観点のいずれか１つの観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【００２２】
第１３の観点では、本発明は、前記信号処理部が、前記検出された前記関心部位の位置が所定範囲内であるときに実行されたナビゲータシーケンスと時間的に対応するイメージングシーケンスによって発生した磁気共鳴信号とに基づいて画像を生成する上記第１の観点から第１２の観点のいずれか１つの観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【００２３】
第１４の観点では、本発明は、前記体動が、呼吸運動または心拍運動に基づいている上記第１の観点から第１３の観点のいずれか１つの観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【００２４】
第１５の観点では、本発明は、前記関心部位が横隔膜であり、前記高信号物質が肝臓であり、前記低信号物質が肺臓である上記第１の観点から第１４の観点のいずれか１つの観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【００２５】
第１６の観点では、本発明は、前記関心部位が腎臓表面部であり、前記高信号物質が肝臓または脂肪であり、前記低信号物質が腎臓である上記第１の観点から第１４の観点のいずれか１つの観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【００２６】
第１７の観点では、本発明は、前記関心部位が頭部表面部であり、前記高信号物質が頭部であり、前記低信号物質が空気である上記第１の観点から第１４の観点のいずれか１つの観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【００２７】
第１８の観点では、本発明は、前記信号処理部が、エッジ検出法を用いて前記関心部位の位置を検出する上記第１の観点から第１７の観点のいずれか１つの観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、ＲＦコイルを構成する複数のコイルエレメントの中から、体動を検出するためのＭＲ信号の取得元として最適なコイルエレメントを自動で選択することができ、ＲＦコイルの配置によらず被検体の体動を安定して検出することができる。その結果、生成画像における体動アーチファクトをより低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本実施形態によるＭＲＩ装置の構成を示す図である。
【図２】ＲＦフェーズドアレイコイル部の構成を示す図である。
【図３】ナビゲータ領域及び撮像領域を示す図である。
【図４】本実施形態におけるスキャンにて実行されるシーケンスのタイムチャートの一例を示す図である。
【図５】コイルエレメント毎の強度プロファイルの一例を示す図である。
【図６】第１の勾配極性判定方法を説明するための図である。
【図７】第２の勾配極性判定方法を説明するための図である。
【図８】本実施形態によるＭＲＩ装置の撮像時の動作例を示すフロー図である。
【図９】選択された２つのコイルエレメントが受信した２つのＭＲ信号を合成してなる信号の強度プロファイルの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態について説明する。本実施形態によるＭＲＩ装置（磁気共鳴イメージング装置）１は、フェーズドアレイコイルで受信されたナビゲータ領域からのＭＲ信号（磁気共鳴信号）を基に被検体の体動を検出し、体動が穏やかなときに収集された撮像領域からのＭＲ信号を基に画像を生成する。ＭＲＩ装置１は、この際、フェーズドアレイコイルを構成する複数のコイルエレメントの中から、体動検出用のＭＲ信号の取得元として最適なコイルエレメントを自動選択することを特徴とする。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。
【００３１】
図１は、本実施形態によるＭＲＩ装置（磁気共鳴イメージング装置）１の構成を示す図である。
【００３２】
ＭＲＩ装置１は、図１に示すように、スキャン部２と、操作コンソール（console）部３とを有する。なお、図１に示す座標系ｘｙｚがＭＲＩ装置１の装置全体の座標系である。
【００３３】
スキャン部２について説明する。
【００３４】
スキャン部２は、図１に示すように、静磁場マグネット（magnet）部２１と、勾配コイル部２２と、ＲＦホールボディコイル（whole body
coil）部２３と、ＲＦフェーズドアレイコイル部（ＲＦコイル）２４と、テーブル部（table）２５とを有する。
【００３５】
スキャン部２は、後述の制御部３１からの制御を受けて、静磁場が形成された撮像空間内において、被検体４０の目的の領域を勾配磁場で選択し、被検体４０に電磁波を照射して、目的の領域においてＭＲ信号を発生させ、それを受信するスキャンを実施する。
【００３６】
スキャン部２の各構成要素について、順次、説明する。
【００３７】
静磁場マグネット部２１は、例えば、超伝導磁石により構成されており、被検体４０が収容される撮像空間に静磁場を形成する。ここでは、静磁場マグネット部２１は、被検体４０の体軸方向（ｚ方向）に沿うように静磁場を形成する。なお、静磁場マグネット部２１は、一対の永久磁石により構成されていてもよい。
【００３８】
勾配コイル部２２は、静磁場が形成された撮像空間に勾配磁場を形成し、ＲＦホールボディコイル部２３やＲＦフェーズドアレイコイル部２４が受信するＭＲ信号に空間位置情報を付加する。ここでは、勾配コイル部２２は、ｘ方向とｙ方向とｚ方向との３系統からなり、撮像条件に応じて、周波数エンコード（encode）方向と位相エンコード方向とスライス（slice）選択方向とのそれぞれに勾配磁場を形成する。具体的には、勾配コイル部２２は、被検体４０のスライス選択方向に勾配磁場を印加し、ＲＦホールボディコイル部２３がＲＦパルス（radio-frequency pulse）を送信することによって励起させる被検体４０のスライスを選択する。また、勾配コイル部２２は、被検体４０の位相エンコード方向に勾配磁場を印加し、ＲＦパルスにより励起されたスライスからのＭＲ信号を位相エンコードする。そして、勾配コイル部２２は、被検体４０の周波数エンコード方向に勾配磁場を印加し、ＲＦパルスにより励起されたスライスからのＭＲ信号を周波数エンコードする。
【００３９】
ＲＦホールボディコイル部２３は、図１に示すように、被検体４０を囲むように配置される。ＲＦホールボディコイル部２３は、静磁場マグネット部２１によって静磁場が形成される撮像空間内において、電磁波であるＲＦパルスを被検体４０に送信して高周波磁場を形成し、被検体４０におけるプロトン（proton）のスピン（spin）を励起する。
【００４０】
ＲＦフェーズドアレイコイル部２４は、図１に示すように、被検体４０に近接して配置される。ＲＦフェーズドアレイコイル部２４は、被検体４０において励起されたプロトンから発生する電磁波をＭＲ信号として受信する。なお、被検体４０において発生するＭＲ信号は、ＲＦホールボディコイル部２３で受信することもできる。
【００４１】
図２は、ＲＦフェーズドアレイコイル部２４の構成を示す図である。
【００４２】
ＲＦフェーズドアレイコイル部２４は、複数のコイルエレメントを有するマルチチャネルコイル（multi-channel coil）であり、本実施例では、図２に示すように、計８個のコイルエレメント２４１〜２４８で構成される。なお図２では、各コイルエレメントの接続線は省略してある。各コイルエレメントは、例えば、直径が１５〜２０ｃｍ程度である円形状、あるいは、一辺が１５〜２０ｃｍ程度である正方形状のシングルループコイル（single-loop coil）である。コイルエレメント２４１〜２４８は、コイルのループ（loop）面をｘｚ平面と平行にしてアレイ（array）状に配列されており、コイルエレメント２４１〜２４４は、被検体４０の正面側に２×２で配列され、コイルエレメント２４５〜２４８は、被検体４０の背面側に２×２で配列される。フェーズドアレイコイルは、ループ面がコイルエレメント間で一部重複して配置されるタイプ（type）と重複しないで配置されるタイプとがあるが、どちらでもよい。なお、ＲＦフェーズドアレイコイル部２４を、被検体４０に対して一般的な位置関係で設置すると、コイルエレメント２４１，２４２，２４７，２４８は、被検体４０の胸部側に、コイルエレメント２４３，２４４，２４５，２４６は、被検体４０の腹部側にそれぞれ配置される。
【００４３】
テーブル部２５は、被検体４０を載置する台を有する。テーブル部２５は、操作コンソール部３からの制御信号に基づいて、撮像空間の内部と外部との間を移動する。
【００４４】
次に、操作コンソール部３について説明する。
【００４５】
操作コンソール部３は、図１に示すように、制御部（スキャン実施部）３１と、データ処理部（信号処理部）３２と、操作部３３と、表示部３４と、記憶部３５とを有する。
【００４６】
操作コンソール部３の各構成要素について、順次、説明する。
【００４７】
制御部３１は、ＲＦパルスの照射、勾配磁場の印加およびＭＲ信号の受信を所定のタイミング（timing）で行うためのシーケンスを実行し、スキャン部２に制御信号を送信してスキャンを実施する。
【００４８】
制御部３１は、ここでは、ナビゲータ領域にＲＦパルスを照射してナビゲータ領域からＭＲ信号を発生させ、そのＭＲ信号を受信するナビゲータシーケンスと、撮像領域にＲＦパルスを照射して撮像領域からＭＲ信号を発生させ、そのＭＲ信号を受信するイメージングシーケンスとを実行する。
【００４９】
図３は、ナビゲータ領域および撮像領域の一例を示す図である。
【００５０】
ナビゲータ領域は、被検体４０の体動に伴って移動する関心部位と、当該関心部位を挟む高信号物質および低信号物質とを含むように設定される。ここで、高信号物質とはＭＲ信号が相対的に大きい強度で検出される物質であり、低信号物質とはＭＲ信号が相対的に小さい強度で検出される物質である。これにより、ナビゲータ領域において発生したＭＲ信号の位置的な強度差を基にその関心部位の位置や移動量を検出し、被検体４０の体動を検出することができる。本実施例では、図３に示すように、上記高信号物質が肝臓４０２、上記低信号物質が肺臓４０１であり、上記関心部位を被検体４０の肺臓４０１と肝臓４０２との間にある横隔膜４０３とし、横隔膜４０３を略中心に体軸方向（ｚ方向）に沿った領域をナビゲータ領域ＮＡとして設定する。また、被検体４０の腹部の所定領域を撮像領域ＩＡとして設定する。図３に示すコイルエレメント２４１〜２４８の位置は、ＲＦフェーズドアレイコイル部２４を被検体４０に対して一般的な位置関係で配置したときの位置である。なお、ナビゲータ領域と撮像領域とは一部重複してもよい。
【００５１】
図４は、本実施形態におけるスキャンにて実行されるシーケンスのタイムチャート（time chart）の一例を示す図である。
【００５２】
制御部３１は、図４に示すように、ナビゲータシーケンスを少なくとも１回実行するプレスキャンと、このプレスキャンの後に、ナビゲータシーケンスとイメージングシーケンスとを複数回繰り返し実行する本スキャンとを実施する。
【００５３】
データ処理部３２は、図１に示すように、コイルエレメント選択部３２１と、位置検出部３２２と、ローデータ（raw data）取得部３２３と、画像生成部３２４とを有する。
【００５４】
データ処理部３２の各構成要素について、順次、説明する。
【００５５】
コイルエレメント選択部３２１は、プレスキャンにおけるナビゲータシーケンスの実行によって発生し、ＲＦフェーズドアレイコイル部２４を構成する各コイルエレメントで受信されたＭＲ信号を取得する。そして、この取得したＭＲ信号を基に、上記の各コイルエレメントの中から、本スキャン時に被検体４０の体動を検出するためのＭＲ信号の取得元として最適なコイルエレメントを選択する。コイルエレメントの選択方法については、後ほど詳細に説明する。
【００５６】
位置検出部３２２は、本スキャンにおけるナビゲータシーケンスの実行して上記選択されたコイルエレメントで受信されたＭＲ信号に基づいて、被検体４０の横隔膜４０３の位置または移動量を検出する。例えば、受信されたＭＲ信号を１次元フーリエ変換（one-dimension Fourier transformation）して、ナビゲータ領域ＮＡにおける位置とＭＲ信号の強度との関係を表す強度プロファイルを生成する。そして、その強度プロファイルにおいて横隔膜４０３の位置を検出する。横隔膜４０３の位置を検出する方法としては、例えば、微分法、上記非特許文献１にて開示されているＤｕ法などのエッジ検出法を用いることができる。なお、Ｄｕ法は、強度プロファイルのプロファイルラインと信号強度の所定のしきい値ラインとの交点の位置を横隔膜４０３の位置として検出する方法である。
【００５７】
ローデータ取得部３２３は、位置検出部３２２で検出された位置が、被検体４０の体動が穏やかになっていると考えられる所定範囲内であるときに実行されたナビゲータシーケンスと時間的に対応するイメージングシーケンスによって発生したＭＲ信号をローデータとして取得する。
【００５８】
なおここでは、上記の体動として、被検体４０の呼吸運動に基づく周期的な体動を考える。そこで、上記所定範囲は、例えば、横隔膜４０３の動きが最も穏やかになる、呼吸位相における最大吸気または最大呼気に相当する位置範囲とする。
【００５９】
画像生成部３３は、ローデータ取得部３２３で取得したローデータを基にＭＲ画像を生成する。
【００６０】
操作部３４は、キーボード（keyboard）やポインティングデバイス（pointing device）などの操作デバイスにより構成されている。操作部３４は、オペレータ（operator）によって操作データが入力され、その操作データを各部に出力する。
【００６１】
表示部３５は、ＣＲＴ（cathode ray tube）などの表示デバイスを有しており、表示画面に画像を表示する。たとえば、表示部３５は、オペレータによって操作部３４に操作データが入力される入力項目についての画像を表示画面に複数表示する。また、表示部３５は、被検体４０からのＭＲ信号に基づいて生成される被検体４０のスライス画像についてのデータを画像生成部３２４から受け、表示画面にそのスライス画像を表示する。
【００６２】
記憶部３６は、メモリ（memory）により構成されており、各種データを記憶している。記憶部３６は、その記憶されたデータが必要に応じてアクセス（access）される。
【００６３】
ここで、コイルエレメントの選択方法について詳細に説明する。
【００６４】
まず、各コイルエレメント２４１〜２４８で受信されたＭＲ信号を取得して、それぞれ１次元フーリエ変換し、ナビゲータ領域における位置とＭＲ信号の強度との関係を示す強度プロファイルをコイルエレメント毎に生成する。
【００６５】
図５は、コイルエレメント毎の強度プロファイルの一例を示す図である。強度プロファイル２４１Ｐ〜２４８Ｐは、本実施例のコイルエレメント２４１〜２４８とそれぞれ対応している。各強度プロファイルにおいて、横軸はナビゲータ領域ＮＡにおける高信号物質寄りの一端から低信号物質寄りの他端へ向かう所定方向である＋ｚ方向での位置を示す座標番号、縦軸はＭＲ信号の強度の相対値である。
【００６６】
ナビゲータ領域ＮＡには、通常、関心部位と、その関心部位を挟む、信号強度が比較的大きく現れる高信号物質と、信号強度が比較的小さく現れる低信号物質とが含まれる。図５に示す強度プロファイルでは、ｚ方向の座標番号が比較的小さい領域は、概ね高信号物質である肝臓４０２に相当し、ｚ方向の座標番号が比較的大きい領域は、概ね低信号物質である肺臓４０１に相当する。
【００６７】
次に、生成された複数の強度プロファイル２４１Ｐ〜２４８Ｐについて、高信号物質に対応するプロファイルラインの上記所定方向（＋ｚ方向）に対する勾配極性を判定する。
【００６８】
ナビゲータ領域ＮＡには、前述したように、関心部位を挟むように高信号物質と低信号物質とが含まれる。そして、このようなナビゲータ領域からのＭＲ信号の強度プロファイルでは、高信号物質に対応するプロファイルラインに上向きか下向きの勾配極性が現れる。上記所定方向において、その関心部位に対して高信号物質寄りに位置するコイルエレメントでは、高信号物質に対応するプロファイルラインの上記所定方向に対する勾配極性は下向きになるという特徴がある。逆に、その関心部位に対して低信号物質寄りに位置するコイルエレメントでは、高信号物質に対応するプロファイルラインの上記所定方向に対する勾配極性が上向きになるという特徴がある。本実施例では、関心部位が横隔膜４０３であり、高信号物質が肝臓４０２であり、低信号物質が肺臓４０１であるから、肝臓４０２に対応するプロファイルラインの＋ｚの方向（ｚ方向の座標番号が増大する方向であり、本実施例では被検体４０の尾頭方向）に対する勾配極性を判定する。
【００６９】
なお、これ以降、単に「勾配極性」という場合には、高信号物質に対応するプロファイルラインの上記所定方向（＋ｚ方向）に対する勾配極性を意味する。
【００７０】
ここで、強度プロファイルにおける勾配極性判定方法の例について説明する。なお、本発明は、これらの勾配極性判定方法に限定されない。
【００７１】
図６は、第１の勾配極性判定方法を説明するための図である。
【００７２】
第１の勾配極性判定方法では、まず、図６に示すように、判定対象の強度プロファイルＰにおけるナビゲーション領域ＮＡに相当する座標ｚｓ〜ｚｆの領域を、複数の領域、例えば４つの領域Ｒ１１〜Ｒ１４に分割する。なお、上記複数の領域は、それぞれ等しい範囲を有する方がよい。
【００７３】
次に、上記所定方向である＋ｚ方向の一番目の分割領域（第１の領域）Ｒ１１における信号強度の代表値Ｑ１１を求める。また、＋ｚ方向の二番目の分割領域（第２の領域）Ｒ１２における信号強度の代表値Ｑ１２を求める。信号強度の代表値は、例えば、対象となる分割領域の中心位置における信号強度、その分割領域の各位置における信号強度の平均値、中間値、あるいは総和（面積）等とする。
【００７４】
そして、代表値Ｑ１１と代表値Ｑ１２との大小関係を求め、Ｑ１１＜Ｑ１２なら勾配極性は上向きであると判定し、Ｑ１１＞Ｑ１２なら勾配極性は下向きであると判定する。Ｑ１１＝Ｑ１２の場合は、上向き、下向きのいずれに判定してもよい。
【００７５】
図７は、第２の勾配極性判定方法を説明するための図である。
【００７６】
第２の勾配極性判定方法では、まず、図７に示すように、生成された複数の強度プロファイルのうち少なくとも１つを基に関心部位すなわち横隔膜４０３の位置に相当する位置ｚａを決定する。例えば、任意の１つの強度プロファイルにおいて後述するエッジ検出法（例えば、プロファイルラインと信号強度しきい値ラインｔｈとの交点の位置を検出する方法）等を用いて横隔膜４０３の位置を検出し、その検出位置を位置ｚａとする。また、例えば、すべての強度プロファイルについて同様に横隔膜４０３の位置を検出し、その検出位置の平均位置、中間位置等を位置ｚａとする。
【００７７】
次に、ナビゲーション領域ＮＡの一端ｚｓから始まり上記所定方向である＋ｚ方向に所定距離Δｚだけ移動した位置ｚ１までの領域Ｒ２１における信号強度の代表値Ｑ２１を求める。また、先に検出された位置ｚａから始まり上記所定方向の逆方向である−ｚ方向に所定距離Δｚだけ移動した位置ｚ２までの領域Ｒ２２における信号強度の代表値Ｑ２２を求める。信号強度の代表値は、先述のとおり、例えば、対象となる領域の中心位置における信号強度、その領域の各位置における信号強度の平均値、中間値、あるいは総和（面積）等とする。所定距離Δｚは、例えば実空間における４〜１００ｍｍのいずれかに相当する距離とするが、特に１０〜３０ｍｍ程度が好適である。
【００７８】
そして、代表値Ｑ２１と代表値Ｑ２２との大小関係を求め、Ｑ２１＜Ｑ２２なら勾配極性は上向きであると判定し、Ｑ２１＞Ｑ２２なら勾配極性は下向きであると判定する。Ｑ２１＝Ｑ２２の場合は、上向き、下向きのいずれに判定してもよい。
【００７９】
次に、勾配極性が上向きであると判定された強度プロファイルを選定する。この勾配極性が上向きの強度プロファイルでは、その関心部位近傍で信号強度が大きく変化する特徴、換言するとプロファイルラインの傾きが急峻になるという特徴がある。このような強度プロファイルでは、高信号物質と低信号物質との境界がプロファイルライン上で強いエッジとして現れるため、その境界に相当する関心部位の位置を精度よく安定して検出することができる。ここでは、図５に示す８つの強度プロファイルのうち、勾配極性が上向きのものは強度プロファイル２４１Ｐ，２４２Ｐ，２４７Ｐ，２４８Ｐであるから、これらの強度プロファイルを選定することになる。
【００８０】
次に、選定された強度プロファイルのうち最大信号強度が最も大きい強度プロファイルを特定する。信号強度が大きければ、高信号物質と低信号物質との境界がプロファイルライン上で更に強いエッジとして現れるため、関心部位の位置をより精度よく安定して検出することができる。ここでは、先に選定された図５に示す強度プロファイル２４１Ｐ，２４２Ｐ，２４７Ｐ，２４８Ｐのうち、最大信号強度が最も大きい強度プロファイル２４１Ｐを特定する。
【００８１】
そして、特定された強度プロファイルのＭＲ信号を受信したコイルエレメントを選択する。ここでは、特定された強度プロファイル２４１Ｐに対応するコイルエレメント２４１を選択する。
【００８２】
本実施形態によるＭＲＩ装置１の撮像時の動作について説明する。
【００８３】
図８は、本実施形態によるＭＲＩ装置の撮像時の動作例を示すフロー図である。
【００８４】
ステップ（step）ＳＴ１では、制御部３１が、ナビゲータシーケンスを１回以上実行するプレスキャンを実施し、コイルエレメント選択部３２１が、各コイルエレメント２４１〜２４８で受信されたナビゲータ領域ＮＡからのＭＲ信号を取得する。
【００８５】
ステップＳＴ２では、コイルエレメント選択部３２２は、ステップＳＴ１において取得された各コイルエレメントのＭＲ信号について強度プロファイルを生成する。
【００８６】
ステップＳＴ３では、コイルエレメント選択部３２１は、ステップＳＴ２において生成された複数の強度プロファイルに対して、高信号物質に対応するプロファイルラインの、高信号物質から低信号物質への所定方向に対する勾配極性を判定する。
【００８７】
ステップＳＴ４では、コイルエレメント選択部３２１は、ステップＳＴ３において勾配極性が上向きである強度プロファイルを選定する。
【００８８】
ステップＳＴ５では、コイルエレメント選択部３２１は、ステップＳＴ４において選定された強度プロファイルのうち最大信号強度が最も大きい強度プロファイルを特定する。
【００８９】
ステップＳＴ６では、コイルエレメント選択部３２１は、ステップＳＴ５において特定された強度プロファイルの基になったＭＲ信号を受信したコイルエレメントを選択する。
【００９０】
ステップＳＴ７では、制御部３１が、ナビゲータシーケンスとイメージングシーケンスとを複数回繰り返し実行する本スキャンを実施する。この際、位置検出部３２２は、ステップＳＴ６において選択されたコイルエレメントで受信されたナビゲータ領域ＮＡからのＭＲ信号を基に、横隔膜４０３の位置を検出して被検体４０の体動を検出し、ローデータ取得部３２３は、体動の動きの変化が穏やかなときに収集された撮像領域ＩＡからのＭＲ信号をローデータとして取得する。
【００９１】
ステップＳＴ８では、画像生成部３２４は、ステップＳＴ７において取得されたローデータを基に画像を生成する。
【００９２】
ステップＳＴ９では、表示部３５は、ステップＳＴ８において生成された画像を表示画面に表示する。
【００９３】
以上説明したように、本実施形態のＭＲＩ装置１によれば、ＲＦフェーズドアレイコイル部２４を構成する複数のコイルエレメント２４１〜２４８の中から、体動を検出するためのＭＲ信号の取得元として最適なコイルエレメントを自動で選択することができ、ＲＦフェーズドアレイコイル部２４の配置によらず被検体４０の体動を安定して検出することができる。その結果、生成画像における体動アーチファクトをより低減することができる。
【００９４】
なお、本実施形態では、体動を検出するためのＭＲ信号の取得元としてコイルエレメントを１つだけ選択しているが、ＲＦフェーズドアレイコイル部２４を構成する複数のコイルエレメントの中から２以上のコイルエレメントを選択し、選択されたコイルエレメントで受信され取得した複数のＭＲ信号を基に被検体４０の体動を検出してもよい。
【００９５】
例えば、コイルエレメント毎の強度プロファイル２４１Ｐ〜２４８Ｐの中から、勾配極性が上向きである強度プロファイルのうち最大信号強度が最も大きい強度プロファイルの基になったＭＲ信号を受信した第１のコイルエレメントと、勾配極性が下向きである強度プロファイルのうち最大信号強度が最も大きい強度プロファイルの基になったＭＲ信号を受信した第２のコイルエレメントとを選択する。図５の例では、強度プロファイル２４１Ｐ，２４３Ｐを選択する。そして、第１のコイルエレメントで受信されたＭＲ信号と第２のコイルエレメントで受信されたＭＲ信号とを合成してなる信号を生成し、その合成してなる信号の強度プロファイルを基に横隔膜等の関心部位の位置を検出してもよい。この合成してなる信号は、例えば、第１のコイルエレメントで受信されたＭＲ信号の自乗と第２のコイルエレメントで受信されたＭＲ信号の自乗との和の平方根とすることができる。上記合成してなる信号の強度プロファイルＰＧの一例を図９に示す。
【００９６】
このようにすれば、ノイズが現れ難いより安定した強度プロファイルを基に横隔膜等の関心部位の位置を検出することができ、位置検出の安定性および精度が増す。
【００９７】
また、本実施形態では、被検体４０の呼吸運動に基づく体動に伴って移動する関心部位を、肺臓４０１と肝臓４０２との間に位置する横隔膜４０３としているが、これに限定されず、呼吸運動に基づく体動に伴って移動する部位であれば、他の部位であってもよい。例えば、頭部表面部や腎臓表面部等でもよい。なお、関心部位が頭部表面部である場合には、例えば、高信号物質は頭部、低信号物質は空気となる。また、関心部位が腎臓表面部である場合には、例えば、強度信号物質は肝臓または脂肪、低信号物質は腎臓となる。
【００９８】
また、本実施形態では、被検体４０の呼吸運動に伴う体動アーチファクトを抑制する場合について説明しているが、これに限定されない。例えば、本発明は、被検体４０の心拍運動に伴う体動アーチファクトを抑制する場合にも適用できる。
【００９９】
また、本実施形態では、ナビゲータ領域をｚ方向（被検体４０の体軸方向）に沿って設定し、ｚ方向の体動を検出しているが、これに限定されない。例えば、ｘ方向やｘｚ平面における斜め方向に設定し、ｘ方向や当該斜め方向の体動を検出してもよい。
【０１００】
また、本実施形態では、ＲＦフェーズドアレイコイル部２４は、８つのコイルエレメントにより構成されているが、もちろんコイルエレメントの個数に制限はない。むしろコイルエレメントの数が多くなるほど、生成画像における体動アーチファクトを安定して低減できるという効果は大きくなる。最適なコイルエレメントを手動で選択する作業は非常に煩雑であるため、このような作業をユーザに強いることは事実上困難である。また、ＲＦフェーズドアレイコイル部２４の被検体４０に対する位置は、そのＲＦフェーズドアレイコイル部２４を着脱する度に変化するため、体動を検出するためのＭＲ信号の取得元を特定のコイルエレメントに固定してしまうと、関心部位の検出位置が安定しない。その点、本実施形態では、最適なコイルエレメントを自動で選択できるので、これらの問題が生じない。
【符号の説明】
【０１０１】
１  ＭＲＩ装置
２  スキャン部
３  操作コンソール部
２１  静磁場マグネット部
２２  勾配コイル部
２３  ＲＦホールボディコイル部
２４  ＲＦフェーズドアレイコイル部
２５  テーブル部
３１  制御部
３２  データ処理部
３３  操作部
３４  表示部
３５  記憶部
４０  被検体
２４１〜２４８  コイルエレメント
２４１Ｐ〜２４８Ｐ  強度プロファイル
３２１  コイルエレメント選択部
３２２  位置検出部
３２３  ローデータ取得部
３２４  画像生成部
４０１  肺臓
４０２  肝臓
４０３  横隔膜
ＮＡ  ナビゲータ領域
ＩＡ  イメージング領域
【図１】
2010155021.tif 000003
【図２】
2010155021.tif 000004
【図３】
2010155021.tif 000005
【図４】
2010155021.tif 000006
【図５】
2010155021.tif 000007
【図６】
2010155021.tif 000008
【図７】
2010155021.tif 000009
【図８】
2010155021.tif 000010
【図９】
2010155021.tif 000011