(57)【要約】      （修正有）【課題】磁気共鳴イメージングにおいて、撮影タイミングに依存しない簡便な手法で確実に呼吸体動の影響を低減する技術を提供する。【解決手段】呼吸動、心拍動などの周期的体動により変位する被検体において、特定の体動時相で収集したエコー信号を特定のｋ空間に集め、その結果から画像を再構成する。被検体の体動時相は、受信コイルを構成する複数のサブコイルの感度分布を用い、各サブコイルで受信したエコー信号のピーク値に基づき、被検体の変位を特定し、判別する。【選択図】図１２
2010162112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
均一な磁場空間を生成する静磁場生成手段と、ｘ、ｙ、ｚの３軸方向に沿って磁場強度が線形に変化する傾斜磁場を生成する傾斜磁場生成手段と、被検体内の原子核スピンに磁気共鳴を誘起する高周波磁場パルスを照射する高周波磁場送信手段と、前記原子核スピンから放出されるエコー信号を検出する受信手段と、前記受信手段で検出したエコー信号を用いて画像を再構成する信号処理手段と、前記傾斜磁場生成手段、前記高周波磁場送信手段、および前記受信手段の動作を制御する動作制御手段と、を備える磁気共鳴イメージング装置であって、
前記受信手段は、複数のサブコイルを備え、
前記動作制御手段は、非直交系サンプリング法に基づくパルスシーケンスに従って前記制御を行い、
前記信号処理手段は、
前記複数のサブコイル各々の感度分布と当該複数のサブコイルで検出したエコー信号各々のピーク値の変化量とにより前記被検体の体動時相を判別し、前記検出したエコー信号を予め用意された複数のｋ空間の中で前記判別した体動時相に対応づけられたｋ空間にｋ空間データとして配置するｋ空間配置手段と、
前記ｋ空間データから画像を再構成する画像再構成手段と、を備えること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記複数のサブコイルの少なくとも２個のサブコイルは、前記被検体を中心に対向した位置に配置されること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記ｋ空間配置手段は、各サブコイルにおいて、前記被検体が基準位置にある場合のエコー信号のピーク値からの前記検出したエコー信号のピーク値の変化量を特定し、前記被検体が基準位置にある場合の当該サブコイルの感度からの感度の変化量が前記ピーク値の変化量と同等となる位置を特定し、当該位置に応じて前記体動時相を判別する体動時相判別手段を備えること、
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
請求項１から３いずれか１項記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記ｋ空間配置手段は、所定の体動時相範囲毎に前記ｋ空間を用意すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
請求項１から４いずれか１項記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記ｋ空間配置手段は、前記ｋ空間データとして配置後、当該ｋ空間において画像再構成の可否を判別し、不可能な場合、前記動作制御手段に前記制御を行うよう通知する画像再構成可否判別手段、を備えること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
請求項１から５いずれか１項記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記非直交系サンプリング法に基づくパルスシーケンスは、ラディアルサンプリング法であること
を特徴とする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、被検体中の水素や燐等からの核磁気共鳴（以下、「ＮＭＲ」という）信号を検出し、核の密度分布や緩和時間分布等を画像化する磁気共鳴イメージング（以下、「ＭＲＩ」という）技術に関する。特に、呼吸体動の影響を低減する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴イメージングにおいて、呼吸体動による画質劣化を低減する手法としてゲート法が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、横隔膜の一部を励起した信号をトリガとして、横隔膜の動きに合わせて撮影断面を移動させ、呼吸体動による影響を低減する技術が開示されている。ここでは、体軸方向の動きを相殺し、被検体が相対的に静止した状態を作り出すため、撮影断面を、被検体の体軸方向に移動させる。
【０００３】
また、受信コイルを複数のチャンネル（サブコイル）によって構成し、各々のサブコイルの感度分布を画像再構成時に用いるものがある（例えば、非特許文献１参照）。非特許文献１では、感度分布を折り返しアーチファクトを除去するために用いる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−０５７２２６号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｋｌａｓｓ  Ｐ．  Ｐｒｕｅｓｓｍａｎｎ，  Ｍａｒｋｕｓ  Ｗｅｉｇｅｒ，  Ｍａｒｋｕｓ  Ｂ．  Ｓｃｈｅｉｄｅｇｇｅｒ，  ａｎｄ  Ｐｅｔｅｒ  Ｂｏｅｓｉｇｅｒ．  ＳＥＮＳＥ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ  Ｅｎｃｏｄｉｎｇ  ｆｏｒ  Ｆａｓｔ  ＭＲＩ．  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  ｉｎ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ  ４２：９５２−９６２（１９９９）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
呼吸体動による画質劣化を低減するため、横隔膜の信号をトリガとして用いる場合、通常の撮影パルスシーケンスに加えて横隔膜の選択とトリガ信号発生のための第二のパルスシーケンスが必要となる。また、トリガ信号から被検体の変位を算出し、励起毎に算出した変位に合わせた撮影断面に変更するといった作業が必要となり、撮影手順全体が煩雑となる。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、磁気共鳴イメージングにおいて、撮影タイミングに依存しない簡便な手法で確実に呼吸体動の影響を低減する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、呼吸動、心拍動などの周期的体動により変位する被検体において、特定の体動時相で収集したエコー信号を特定のｋ空間に集め、その結果から画像を再構成する。被検体の体動時相は、受信コイルを構成する複数のサブコイルの感度分布を用いて特定する。
【０００９】
具体的には、均一な磁場空間を生成する静磁場生成手段と、ｘ、ｙ、ｚの３軸方向に沿って磁場強度が線形に変化する傾斜磁場を生成する傾斜磁場生成手段と、被検体内の原子核スピンに磁気共鳴を誘起する高周波磁場パルスを照射する高周波磁場送信手段と、前記原子核スピンから放出されるエコー信号を検出する受信手段と、前記受信手段で検出したエコー信号を用いて画像を再構成する信号処理手段と、前記傾斜磁場生成手段、前記高周波磁場送信手段、および前記受信手段の動作を制御する動作制御手段と、を備える磁気共鳴イメージング装置であって、前記受信手段は、複数のサブコイルを備え、前記動作制御手段は、非直交系サンプリング法に基づくパルスシーケンスに従って前記制御を行い、前記信号処理手段は、前記複数のサブコイル各々の感度分布と当該複数のサブコイルで検出したエコー信号各々のピーク値の変化量とにより前記被検体の体動時相を判別し、前記検出したエコー信号を予め用意された複数のｋ空間の中で前記判別した体動時相に対応づけられたｋ空間にｋ空間データとして配置するｋ空間配置手段と、前記ｋ空間データから画像を再構成する画像再構成手段と、を備えることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、磁気共鳴イメージングにおいて、撮影タイミングに依存しない簡便な手法で確実に呼吸体動の影響を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態のＭＲＩ装置の機器構成および機能ブロック図である。
【図２】本発明の実施形態のパルスシーケンス例である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、ラディアルサンプリング法によるｋ空間充填の様子を説明するための図である。
【図４】（ａ）は、本発明の実施形態の変位特定手法を説明するための図であり、（ｂ）は、本発明の実施形態の各サブコイルの感度分布を示す図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態の被検体の変位特定手法を説明するための図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態の被検体の変位特定手法を説明するための図である。
【図７】（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態の被検体の変位特定手法を説明するための図である。
【図８】本発明の実施形態の信号処理の処理フローである。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施形態の計測軌跡を説明するための図である。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態のｋ空間充填の様子を説明するための図である。
【図１１】本発明の実施形態の他の例の変位特定手法を説明するための図である。
【図１２】本発明の実施形態の他の例の変位特定手法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を適用する実施形態について説明する。以下、本発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１３】
本実施形態の磁気共鳴イメージング装置（以下、ＭＲＩ装置）について説明する。図１は、本実施形態のＭＲＩ装置１００の機器構成および機能ブロック図である。本図に示すように、本実施形態のＭＲＩ装置１００は、均一な磁場空間を発生する超伝導コイルからなる静磁場発生コイル１と、傾斜磁場発生系を構成するｘ、ｙ、ｚの３軸方向に沿って磁場強度が線形に変化する傾斜磁場を発生する３組の傾斜磁場発生コイル２および傾斜磁場電源５と、送信系を構成する被検体１０の磁気共鳴を誘起する高周波磁場発生コイル３および高周波磁場電源６と、受信系を構成する被検体１０から発生する核磁気共鳴信号（エコー信号）を受信する受信コイル４および受信コイル４で受信した信号を検出する信号検出部８と、被検体１０を静磁場発生コイル１内に搬送する寝台７と、シーケンサ９と、制御装置１１と、ユーザインタフェースとして制御装置１１に接続される表示装置１２と、操作装置１３と、を備える。
【００１４】
なお、本実施形態の受信コイル４は、少なくとも２つのサブコイル４１を備えた、多チャンネル型受信コイルにより構成される。サブコイル４１それぞれに、信号検出部８として増幅器、直交位相検波器、Ａ／Ｄ変換器が接続される。各サブコイル４１で収集されたデータは、シーケンサ９を介して制御装置１１に送られ、それぞれ処理される。
【００１５】
シーケンサ９は、制御装置１１からの指示を受け、予め記憶するパルスシーケンスに従って、傾斜磁場電源５、高周波磁場電源６および信号検出部８の動作を制御する。パルスシーケンスには、これらの各部を動作させるために必要な情報、たとえば、傾斜磁場および高周波磁場の印加強度、印加時間、印加タイミング、エコー信号検出タイミング等が含まれる。
【００１６】
制御装置１１は、シーケンサ９に制御指示を与える動作制御部１１０と、信号検出部８が検出したエコー信号を処理して画像を再構成する信号処理部１２０とを備え、ＭＲＩ装置１００全体の動作を制御する。制御装置１１は、ＣＰＵとメモリと記憶装置とを備え、ＣＰＵが記憶装置に格納されているプログラムをメモリにロードして実行することにより、動作制御部１１０と信号処理部１２０とを実現する。
【００１７】
次に、本実施形態の動作制御部１１０が、シーケンサ９に実行させるパルスシーケンスの一例を説明する。本実施形態では、直交系サンプリング法の場合と比較して、被検体の体動による影響が少ない非直交系サンプリング法を用いる。ここでは、非直交系サンプリング法の一つであるラディアルサンプリング法を用いる場合を例にあげて説明する。ラディアルサンプリング法では、ｋ空間を放射線状に走査し、原点を通る放射状の軌跡を有するサンプリングデータを取得する。なお、本実施形態では、以下のパルスシーケンスで選択励起される平面をｘｙ平面とし、それに直交する方向をｚ方向とする。
【００１８】
図２は、ラディアルサンプリング法を用いた本実施形態のパルスシーケンス２０１の例である。なお、図２のＲＦ、Ｇｚ、Ｇｘ，Ｇｙ、ｅｃｈ０は、それぞれ、高周波磁場パルス、ｚ方向の傾斜磁場、ｘ方向の傾斜磁場、ｙ方向の傾斜磁場の印加およびエコー信号収集のタイミングチャートである。本図に示すように、まず、高周波磁場２１とｚ方向の傾斜磁場２２とを同時に印加し、傾斜磁場２２により特定される領域（ｘｙ平面）を選択励起する。次に、ｘ方向に傾斜磁場２３を印加し、ｙ方向に傾斜磁場２４を印加しながら、エコー信号２５をサンプリングする。
【００１９】
エコー信号２５を配置するｋ空間において、傾斜磁場２３の時間積分値はｋｘ方向に沿って変化し、傾斜磁場２４の時間積分値はｋｙ方向に沿って変化するため、傾斜磁場２３および傾斜磁場２４を合成することによりｋ空間におけるサンプリングの軌跡が示される。本実施形態では、ラディアルサンプリング法を用いるため、動作制御部１１０は、これらの軌跡がｋ空間で放射状になるよう、傾斜磁場２３および傾斜磁場２４を変化させ、シーケンサ９にパルスシーケンス２０１の実行を繰り返させる。なお、パルスシーケンス２０１は、繰り返し時間ＴＲごとに繰り返される。ｋ空間を３６０度走査し、画像再構成に必要な数のエコー信号２５を収集するため、繰り返し毎に軌跡がｋｘ軸と成す角度が変化するよう傾斜磁場２３および傾斜磁場２４の印加強度、印加時間は制御される。
【００２０】
図２に示すパルスシーケンス２０１を実行し、サンプリングしたエコー信号２５をｋ空間に配置した結果を図３に示す。図３（ａ）では、パルスシーケンス２０１を１回実行し、軌跡３１に沿ってエコー信号２５を取得した結果である。図３（ｂ）は、パルスシーケンス２０１を１０回繰り返し、それぞれ、軌跡３０〜３９に沿ってエコー信号２５を取得した結果である。
【００２１】
従来は、図３に示すように、１のｋ空間に取得した全てのエコー信号２５（軌跡）を配置する。そして、エコー信号２５（軌跡）が画像再構成に必要な数だけ得られたら、補間処理を用いて規則正しい格子座標上のデータを作成するグリッディング処理を行い、画像を再構成する。
【００２２】
本実施形態では、従来のように、受信（取得）したエコー信号２５を１のｋ空間に配置せず、被検体１０の基準位置からの変位に応じて、予め設けられた複数のｋ空間のいずれかに配置し、少なくとも１のｋ空間に配置されたエコー信号２５から画像を再構成する。すなわち、本実施形態では、呼吸動、心拍動などの周期的体動により変位する被検体１０において、特定の体動時相で収集したエコー信号２５を特定のｋ空間に集め、その結果から画像を再構成する。
【００２３】
これを実現するため、本実施形態の信号処理部１２０は、エコー信号２５取得時の被検体１０の体動時相を判別し、体動時相毎に予め設けられているｋ空間に当該エコー信号２５を配置するｋ空間配置部１２１と、画像再構成可能なエコー信号２５が充填された際、当該ｋ空間データから画像を再構成する画像再構成部１２２とを備える。
【００２４】
ｋ空間配置部１２１は、被検体１０の体動時相を判別するにあたり、各サブコイル４１の感度分布を用いる。すなわち、各サブコイル４１の感度分布と各サブコイル４１で受信したエコー信号２５のピーク値とから算出した被検体１０の基準位置からの変位に基づき、当該エコー信号２５取得時の被検体１０の体動時相を判別する体動時相判別部１２３を備える。また、エコー信号２５がいずれかのｋ空間に配置される毎に、当該ｋ空間において充填されたエコー信号２５により画像再構成が可能か否かを判別する再構成可否判別部１２４とを備える。ｋ空間配置部１２１は、体動時相判別部１２３が判別した体動時相に応じて、予め設けられた複数のｋ空間の中の、当該体動時相に応じて設けられたｋ空間に受信したエコー信号２５を配置する。また、画像再構成部１２２は、再構成可否判別部１２４で画像再構成に必要なだけのエコー信号２５が充填されたと判別されたｋ空間について、当該ｋ空間に配置されたエコー信号２５に対してフーリエ変換を行い、実空間の画像を再構成する。
【００２５】
次に、本実施形態の体動時相判別部１２３が、各サブコイル４１の感度分布と、各サブコイル４１で受信したエコー信号２５のピーク値とから、被検体１０の体動時相を判別する処理の詳細について説明する。体動時相判別部１２３は、取得した各エコー信号２５について、当該エコー信号２５取得時の被検体１０の変位を特定し、同程度の変位のものを、同体動時相で収集したエコー信号２５と判別する。
【００２６】
以下、各サブコイル４１が受信したエコー信号２５のピーク値の変化から、被検体１０の変位を特定する変位特定手法について説明する。図４（ａ）は、本実施形態の変位特定手法を説明するための図である。ここでは、簡単のため、被検体１０が１方向（ｘ方向とする）のみ変位する場合を例にあげて説明する。１方向のみの変位を検出するため、受信コイル４は少なくとも２つのサブコイル４１ａとサブコイル４１ｂとを備える。
【００２７】
ここでは、サブコイル４１ａとサブコイル４１ｂとが、図示するような略同一の感度分布特性を持つ同種のコイルである場合を例にあげて説明する。そして、サブコイル４１ａおよび４１ｂは、傾斜磁場１２により選択励起された領域４０により特定されるｘｙ平面上のｘ軸方向に沿って、被検体１０を中心に対向する位置に配置されるものとする。また、本実施形態では、サブコイル４１ａおよび４１ｂのｘ軸方向の中間点を座標軸の原点とする。また、各サブコイル４１ａおよび４１ｂの感度分布は、予め求め、記憶装置などに格納しておく。感度分布を求める際には、空間分解能は低くてもよいため、被検体の動きが影響しないような短時間で画像を取得可能なパルスシーケンスを用いる。
【００２８】
サブコイル４１ａで受信したエコー信号２５を、エコー信号２５ａとし、サブコイル４１ｂで受信したエコー信号をエコー信号２５ｂとする。これらのエコー信号２５ａおよび２５ｂのピーク値は、ｋ空間において、原点を走査した時刻において得られる。
【００２９】
ここで、各サブコイル４１ａおよびサブコイル４１ｂのｘ軸方向の感度分布６１ａおよび６１ｂを図４（ｂ）に示す。本図に示すように、各サブコイル４１ａおよびサブコイル４１ｂの感度は、サブコイル４１ａおよびサブコイル４１ｂの近傍は高く、コイルから離れるに従ってなめらかに低くなるよう変化する。ピーク値は、コイルの感度分布に依存して変化するため、被検体１０がサブコイル４１ａに近いと、サブコイル４１ａで検出するエコー信号２５ａのピーク値は高くなり、被検体１０がサブコイル４１ａから離れるに従って同ピーク値は低くなる。サブコイル４１ｂで受信するエコー信号２５ｂについても同様である。
【００３０】
図５から図７を用い、変位特定手法を具体的に説明する。ここでは、被検体１０の重心が原点にある場合の、エコー信号２５ａおよび２５ｂそれぞれのピーク値を、Ｐａ０、Ｐｂ０とし、各サブコイル４１ａおよび４１ｂの感度分布６１ａおよび感度分布６１ｂの、原点における感度をｓ０とする。また、被検体１０の重心が原点にある場合の被検体１０の位置を基準位置と呼ぶ。
【００３１】
図５は、被検体１０がｘ軸上でサブコイル４１ｂ側に移動した場合の、変位特定手法を説明するための図である。図５（ａ）は被検体１０の移動とピーク値の変化の様子を、図５（ｂ）は、各サブコイル４１ａおよび４１ｂの感度分布６１ａおよび６１ｂを示す。本図に示すように、被検体１０がｘ軸上でサブコイル４１ｂ側に移動した場合、エコー信号２５ａのピーク値Ｐａは、ピーク値Ｐａ０から減少し、エコー信号２５ｂのピーク値ＰｂはＰｂ０から増加する。
【００３２】
このとき、例えば、本図に示すように、エコー信号２５ａのピーク値Ｐａがピーク値Ｐａ０から例えば１０％減少したとすると、サブコイル４１ａに関して、被検体１０は、基準位置から感度分布６１ａ上で感度がｓ０から１０％低い感度（ｓ１１）に対応する位置（ｘ１１）に移動したものと考えられる。また、エコー信号２５ｂのピーク値Ｐｂが、ピーク値Ｐｂ０から例えば２０％増加したとすると、サブコイル４１ｂに関して、被検体１０は、基準位置から感度分布６１ｂ上で感度がｓ０から２０％高い感度（ｓ１２）に対応する位置（ｘ１２）に移動したものと考えられる。
【００３３】
なお、｜ｘ１１｜と｜ｘ１２｜とが等しい場合、図５（ａ）に示すように、被検体１０は略その形状を保ち、ｘ軸方向に平行移動した状態と考えられる。一方、｜ｘ１１｜と｜ｘ１２｜とが異なる値であれば、被検体１０は、サブコイル４１ａおよびサブコイル４１ｂに対して、異なる変位を示したことになる。この場合は、図６に示すように、変形してｘ軸方向に移動した状態と考えられる。なお、図６（ａ）は、被検体１０の移動とピーク値の変化の様子を、図６（ｂ）は、各サブコイル４１ａおよび４１ｂの感度分布６１ａおよび６１ｂを示す。本図における各符号は、図５と同じ意味である。
【００３４】
図７は、被検体１０がｘ軸上でサブコイル４１ａ側に移動した場合の、変位特定手法を明するための図である。図７（ａ）は被検体１０の移動とピーク値の変化の様子を、図７（ｂ）は、各サブコイル４１ａおよび４１ｂの感度分布６１ａおよび６１ｂを示す。本図に示すように、上記図５で説明した場合とは逆に、被検体１０がｘ軸上でサブコイル４１ａ側に移動した場合、エコー信号２５ａのピーク値Ｐａは、ピーク値Ｐａ０から増加し、エコー信号２５ｂのピーク値ＰｂはＰｂ０から減少する。
【００３５】
このとき、例えば、エコー信号２５ａのピーク値Ｐａがピーク値Ｐａ０から例えば２０％増加したとすると、サブコイル４１ａに関し、被検体１０は、基準位置から感度分布６１ａ上で感度がｓ０から２０％高くなる感度（ｓ２１）に対応する位置（ｘ２１）に移動したものと考えられる。また、エコー信号２５ｂのピーク値Ｐｂが、ピーク値Ｐｂ０から例えば１０％減少したとすると、サブコイル４１ｂに関し、被検体１０は、基準位置から感度分布６１ｂ上で感度がｓ０から１０％低い感度（ｓ２２）に対応する位置（ｘ２２）に移動したものと考えられる。なお、｜ｘ２１｜と｜ｘ２２｜とが等しい場合、被検体１０は略その形状を保ち、ｘ軸方向に平行移動した状態と考えられる。一方、｜ｘ２１｜と｜ｘ２２｜とが異なる値である場合、被検体１０は変形してｘ軸方向に移動した状態と考えられる。
【００３６】
上述のように、エコー信号２５ａおよび２５ｂのピーク値の変化量に応じて、サブコイル４１ａおよび４１ｂそれぞれに関する、被検体１０の基準位置からの変位を特定することができる。体動時相判別部１２３は、この結果を用い、各エコー信号２５について、取得時の被検体１０の体動時相を判別する。
【００３７】
具体的には、本実施形態の体動時相判別部１２３は、各サブコイル４１ａおよび４１ｂで得たエコー信号２５ａおよび２５ｂそれぞれについて、ピーク値の変化量を求める。そして、それぞれ、感度分布を参照し、ピーク値の変化量に相当する変化量を示す変位を特定し、当該エコー信号２５ａおよび２５ｂ取得時の被検体１０の、サブコイル４１ａに関する変位およびサブコイル４１ｂに関する変位の組を得る。そして、得られた変位の組が、変位の組に応じて予め定められた区分（体動時相区分）のいずれに該当するか判別する。
【００３８】
なお、各体動時相区分に該当する変位の組の範囲は、予め定められ、記憶装置などに格納される。本実施形態では、体動時相区分ごとにｋ空間が用意される。ｋ空間配置部１２１は、体動時相判別部１２３による判別結果に応じて、該当するｋ空間に、エコー信号２５ａおよびエコー信号２５ｂを合成してエコー信号２５を生成し、生成したエコー信号２５を配置する。
【００３９】
以下、本実施形態の信号処理部１２０による、本実施形態の信号処理手順について説明する。図８は、本実施形態の信号処理の処理フローである。なお、本実施形態では、上述のように、動作制御部１１０が、繰り返し時間ＴＲごとにパルスシーケンス２０１に従ってＭＲＩ装置１００を動作させ、エコー信号２５を収集する。なお、信号処理は、エコー信号２５を取得する毎に行われるため、ここでは、エコー信号の取得も１ステップとして記載する。また、基準位置および基準位置における各エコー信号２５ａおよび２５ｂのピーク値（基準ピーク値）は、予め測定され、記憶装置に格納されているものとする。
【００４０】
各サブコイル４１ａおよび４１ｂが、それぞれエコー信号２５ａおよび２５ｂを取得する（ステップＳ１００１）と信号処理を開始する。まず、体動時相判別部１２３は、各エコー信号２５ａおよび２５ｂのピーク値の基準ピーク値からの変化量に基づき、被検体１０の変位を特定し、体動時相を判別する（ステップＳ１００２）。
【００４１】
ｋ空間配置部１２１は、判別された体動時相に応じて、エコー信号２５を配置すべきｋ空間を決定し（ステップＳ１００３）、決定したｋ空間に得られたエコー信号２５を配置する（ステップＳ１００４）。その後、再構成可否判別部１２４は、ステップＳ１００２においてエコー信号２５が配置されたｋ空間について、現在充填されているエコー信号２５により、画像を再構成することが可能か否かを判別する（ステップＳ１００５）。ここで、再構成可否判別部１２４は、動作制御部１１０が撮影時に用いた撮影パラメータ等、パルスシーケンス９を構成する条件から、各ｋ空間に充填された軌跡を特定し、予め定められた画像再構成に必要な軌跡が充填されているか否かを判別する。具体的には、撮影条件（分解能）から、ｋ空間上の走査線の数（例えば２５６本）を算出する。そして、ｋ空間ごとに設定したカウンタでデータ格納ごとにカウントアップし、算出した数の走査線の数に等しくデータを格納したか否かを判別する。
【００４２】
ステップＳ１００５において、再構成可否判別部１２４が画像再構成不能と判別した場合、ステップＳ１００１に戻り、次のエコー信号２５の取得を待ち処理を継続する。一方、画像再構成可能と判別した場合、再構成可否判別部１２４は、動作制御部１１０に撮影終了を意味する信号を送出し、撮影を終了させるとともに、画像再構成部１２２にデータ収集完了とデータ収集が完了したｋ空間を特定する情報を通知する（ステップＳ１００６）。画像再構成１２２は、特定されたｋ空間に配置されたエコー信号２５から画像を再構成する（ステップＳ１００７）。
【００４３】
次に、本実施形態の動作制御部１１０が図２に示すパルスシーケンス２０１を実行し、信号処理部１２０のｋ空間配置部１２１が得られたエコー信号２５を予め用意された複数のｋ空間に配置するまでの処理の具体例を図９および図１０を用いて説明する。ここでは、簡単のため、被検体１０が略形状を保ったままｘ軸方向に変位するものとし、また、被検体１０の体動時相区分は、Ａ、Ｂ、Ｃの３区分とし、それぞれに対応づけて、図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）にそれぞれ示すｋ空間８０１、８０２、８０３が用意されているものとする。なお、それぞれ、被検体１０の変位ｘがｘ＜−Ｌのとき体動時相区分Ａに、−Ｌ≦ｘ≦Ｌのとき体動時相区分Ｂに、ｘ＞Ｌのとき体動時相区分Ｃに区分けされるものとする。なお、図９に示すｋ空間は、走査の軌跡を説明するためのものである。
【００４４】
図４に示す位置に被検体１０が位置する場合の時刻をｔ０とし、このときの撮影断面上の被検体１０の重心の位置ををｘ０とする。第一回目のパルスシーケンス２０１は、時刻ｔ０から開始されるものとする。なお、パルスシーケンス２０１のエコー時間ＴＥは十分短いため、エコー信号２５取得時の被検体１０の状態は時刻ｔ０における状態と略同一である。実際、エコー時間ＴＥは、数ｍｓから数十ｍｓであり、本設定は妥当といえる。
【００４５】
動作制御部１１０により第１回目のパルスシーケンス２０１が実行され、図９（ａ）に示すｋ空間において軌跡７１が走査される。このとき、サブコイル４１ａおよびサブコイル４１ｂで受信するエコー信号２５ａおよび２５ｂは、図９（ｂ）に示すｋ空間において、軌跡７１ａおよび軌跡７１ｂに対応する。
【００４６】
体動時相判別部１２３は、このとき得られたエコー信号２５ａおよび２５ｂのピーク値の変位量から被検体１０の変位ｘを０と特定し、体動時相区分Ｂと判別する。ｋ空間配置部１２１は、図１０（ｂ）に示すように、区分Ｂに対応づけて設けられたｋ空間８０２に配置する。図１０（ｂ）では、軌跡ｔ０と表す。
【００４７】
第１回目のパルスシーケンス２０１の実行からＴＲ時間後の時刻ｔ１に、動作制御部１１０は、第２回目のパルスシーケンス２０１を実行する。ここでは、図９（ａ）のｋ空間において、軌跡７２が走査される。サブコイル４１ａおよびサブコイル４１ｂで検出されたエコー信号２５ａおよび２５ｂは、図９（ｃ）のｋ空間において、軌跡７２ａおよび７２ｂに対応する。
【００４８】
ここで、図５に示すように、被検体１０（の重心）が、時刻ｔ０からｔ１の間にｘ０からｘ１（＜−Ｌ）に変位したものとする。体動時相判別部１２３は、このとき得られたエコー信号２５ａおよび２５ｂのピーク値の変位量から被検体１０の変位をｘ１と特定する。そして、ｘ１＜Ｌであるため、このとき取得したエコー信号２５の体動時相区分をＡと判別する。ｋ空間配置部１２１は、図１０（ａ）に示すように、区分Ａに対応づけて設けられたｋ空間８０１に配置する。図１０（ａ）では、軌跡ｔ１と表す。
【００４９】
第２回目のパルスシーケンス２０１の実行からＴＲ時間後の時刻ｔ２（＝ｔ１×２）に、動作制御部１１０は、第３回目のパルスシーケンス２０１を実行する。ここでは、図９（ａ）のｋ空間において、軌跡７３に沿って走査する。サブコイル４１ａおよびサブコイル４１ｂで検出されたエコー信号２５ａおよび２５ｂは、図９（ｄ）のｋ空間において、軌跡７３ａおよび７３ｂに対応する。
【００５０】
図７に示すように、被検体１０（の重心）が、時刻ｔ１からｔ２の間にｘ１からｘ２（＞Ｌ）に変位したものとする。体動時相判別部１２３は、このとき得られたエコー信号２５ａおよび２５ｂのピーク値の変位量から被検体１０の変位ｘをｘ２と特定する。そして、Ｌ＜ｘ２であるため、このとき取得したエコー信号２５の体動時相区分をＣと判別する。そして、ｋ空間配置部１２３は、図１０（ｃ）に示すように、区分Ｃに対応づけた設けられたｋ空間８０３に配置する。図１０（ｃ）では、軌跡ｔ２と表す。
【００５１】
動作制御部１１０による第４回目以降のパルスシーケンス２０１の実行においても、同様の処理を繰り返し、両サブコイル４１ａおよび４１ｂで取得したエコー信号２５ａおよび２５ｂのピーク値の変化から、被検体１０の体動時相を判別し、上記体動時相区分の中の該当する区分に対応づけて設けられるｋ空間８０１、８０２、８０３のいずれかに格納していく。
【００５２】
例えば、被検体１０の変位が、上記ｘ１、ｘ０、ｘ２に限定され、時刻ｔ０、ＴＲ間隔の各時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５、ｔ６、ｔ７、ｔ８におけるそれぞれの変位が、ｘ０、ｘ１、ｘ２、ｘ２、ｘ１、ｘ０、ｘ２、ｘ０、ｘ２であったとする。このときの、各ｋ空間８０１、８０２、８０３のデータ（エコー信号）の格納状況は図１０のとおりである。なお、図１０では、各軌跡に取得時刻を符号として付す。本実施形態では、以上の処理を再構成可否判別部１２４が、いずれかのｋ空間８０１、８０２、８０３において、画像再構成に必要なだけのデータが格納されたと判別するまで継続する。
【００５３】
ここで、本実施形態では、被検体１０の呼吸や心拍による周期的な体動による画質の劣化を防ぐことを目的としている。一般には、被検体１０の変位の周期Ｔとシーケンス２０１の繰り返し時間ＴＲとは、独立しているため、計測を繰り返すにつれて、予め定めた体動時相区分ごとに設けたｋ空間の中の所定のｋ空間において、画像再構成可能な状態を得ることができる。
【００５４】
また、ｋ空間における未走査領域の信号は補間処理により推定することができる。従って、再構成可否判別部１２４は、上述のように、撮影条件（分解能）から算出した走査線数ではなく、その過半数の走査を終えている場合、パルスシーケンス２０１の繰り返しを終了するよう構成してもよい。
【００５５】
以下、被検体の変位の周期Ｔとシーケンス２０１の繰り返し時間ＴＲとの関係で特定される計測パターンについて説明する。
【００５６】
第一のパターンは、被検体１０の変位の周期Ｔがシーケンス２０１の繰り返し時間ＴＲと等しい場合である。この場合は、各計測時刻における被検体１０の変位は、いずれも同じとなり、被検体１０は見かけ上静止している。従って、各計測時刻で検出されたエコー信号は全て同じｋ空間に格納される。このとき、再構成可否判別部１２４は略３６０度分の軌跡が得られたか否か、従来と同手法で必要数の満足を判別すればよい。
【００５７】
第二のパターンは、被検体１０の変位の周期Ｔが、シーケンス２０１の繰り返し時間ＴＲと異なる場合であって、ＴＲの整数倍である場合である。例えば、３倍の場合、上記ｔ０、ｔ３、ｔ６において、被検体１０の変位は同一となり、第一のｋ空間に格納され、ｔ１、ｔ４、ｔ７において、被検体１０の変位は同一となり、第二のｋ空間に格納され、ｔ２、ｔ５、ｔ８において、被検体１０の変位は同一となり、第三のｋ空間に格納される。
【００５８】
第三のパターンは、被検体１０の変位の周期Ｔが不規則で、かつ、繰り返し時間ＴＲに比べ、十分大きい場合である。例えば、上記時刻ｔ０〜ｔ８における被検体１０の各変位が、それぞれ異なる場合である。この場合、各変位ごとに、予め定められた体動時相区分に判別され、対応するｋ空間に格納される。
【００５９】
以上説明したように、被検体の変位の周期Ｔとシーケンス２０１の繰り返し時間ＴＲとの関係に応じて、ｋ空間への格納のされ方が異なり、画像再構成可能となるまでに必要な計測数も異なる。従って、全体の計測時間が異なるため、実用的な範囲で計測を終了させるため、上述のように過半の領域の走査で計測を終了し、補間処理を行うよう構成すると効果的である。
【００６０】
以上説明したように、本実施形態によれば、呼吸動、心拍動などの周期的体動により変位する被検体１０において、特定の体動時相で収集したエコー信号２５を特定のｋ空間に集め、その結果から画像を再構成する。従って、各ｋ空間に配置されるエコー信号２５は、被検体１０が略同じ体動状態の時に収集したものとなり、被検体１０の動きによる影響は低減される。
【００６１】
また、本実施形態によれば、被検体１０の周期的体動による変位は、多チャンネル型受信コイルにおける感度分布を用いて検出する。このため、特定のトリガ信号を要しないし、また、体動の周期が不規則であっても対応できる。従って、トリガ信号との関係を満たす複雑なパルスシーケンスも不要であるし、トリガ信号の間隔との整合をとるための無駄な時間もない。従って、本実施形態によれば、ナビエコー等の付加的な信号を取得することなく、簡易な手法で、確実に被検体の動きの影響を低減させたＭＲＩ画像を得ることができる。
【００６２】
なお、上記実施形態では、２つのサブコイル４１ａおよびサブコイル４１ｂが、略同一の感度分布特性を持つ同種のコイルである場合を例にあげて説明したが、これに限られない。また、２つのサブコイル４１ａおよびサブコイル４１ｂが被検体１０を中心に対向する位置に配置される場合を例にあげて説明している。しかし、配置もこれに限られない。２つのサブコイル４１ａおよび４１ｂで２つの信号を独立して検出可能な配置であればよい。
【００６３】
また、上記実施形態では、受信コイル４が、２つのサブコイル４１ａおよびサブコイル４１ｂから構成される場合であって、被検体１０の変位がｘ軸１方向である場合を例にあげて説明した。しかし、受信コイル４を構成するサブコイル数はこれに限られない。
【００６４】
例えば、図１１および図１２に示すように、４つ以上のサブコイルで構成される場合、被検体１０の２次元の動きにも対応できる。図１１に示すように、サブコイル４１ａおよび４１ｂは、上記実施形態同様、ｘｙ平面上のｘ軸方向に沿って、被検体１０を中心に対向する位置に配置され、サブコイル４１ｃおよび４１ｄは、同ｙ軸方向に沿って、被検体１０を中心に対向する位置に配置される。サブコイル４１ａおよび４１ｂとにより、ピーク値がＰａ０のエコー信号２５ａおよびピーク値がＰｂ０のエコー信号２５ｂが、サブコイル４１ｃおよび４１ｄにより、ピーク値がＰｃ０のエコー信号２５ｃおよびピーク値がＰｄ０のエコー信号２５ｄを得る。
【００６５】
例えば、図１２に示すように、被検体１０が選択励起された領域上で動いた場合、ｘ方向に設置されたサブコイル４１ａおよび４１ｂとにより、ピーク値がＰａ１のエコー信号２５ａおよびピーク値がＰｂ１のエコー信号２５ｂが、ｙ方向に設置されたサブコイル４１ｃおよび４１ｄにより、ピーク値がＰｃ１のエコー信号２５ｃおよびピーク値がＰｄ１のエコー信号２５ｄを得る。これらの各エコー信号のピーク値を比較し、ｘ方向およびｙ方向の変位を特定し、体動時相を判別することができる。
【００６６】
また、上記実施形態では、エコー信号２５の収集にラディアルサンプリング法を用いる場合を例にあげて説明しているが、これに限られない。例えば、ラディアルサンプリング法に位相エンコードの概念を適用した非直交系のサンプリング法（例えば、特許文献２参照）等各種の非直交系サンプリング法を適用することができる。
【特許文献２】国際公開第２００５／０２３１０８号
【００６７】
また、上記実施形態では、１のｋ空間において画像が再構成可能となった場合、そのｋ空間のデータを用いて画像を再構成して処理を終了するよう構成しているが、これに限られない。用意した全てのｋ空間が画像再構成可能となるまでエコー信号２５を収集し、被検体１０の各体動時相の画像を再構成するよう構成してもよい。
【００６８】
なお、上記実施形態では、ピーク値の変化量から被検体１０の変位を特定し、変位に基づいて被検体１０の体動時相区分を判別し、対応するｋ空間にデータを分配している。しかし、ピーク値の変化量（基準値に対する割合）から変位を算出することなく、変化量により体動時相区分に分類（判別）し、対応するｋ空間にデータを分配するよう構成してもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１：静磁場発生コイル、２：傾斜磁場発生コイル、３：高周波磁場発生コイル、４：受信コイル、５：傾斜磁場電源、６：高周波磁場電源、７：寝台、８：信号検出部、９：シーケンサ、１０：被検体、１１：制御装置、１２：表示装置、１３：操作装置、２１：高周波磁場、２２：傾斜磁場、２３：傾斜磁場、２４：傾斜磁場、２５：エコー信号、２５ａ：エコー信号、２５ｂ：エコー信号、３０：軌跡、３１：軌跡、３２：軌跡、３３：軌跡、３４：軌跡、３５：軌跡、３６：軌跡、３７：軌跡、３８：軌跡、３９：軌跡、４０：領域、４１：サブコイル、４１ａ：サブコイル、４１ｂ：サブコイル、４１ｃ：サブコイル、４１ｄ：サブコイル、６１ａ：感度分布、６１ｂ：感度分布、７１：軌跡、７１ａ：軌跡、７１ｂ：軌跡、７２：軌跡、７２ａ：軌跡、７２ｂ：軌跡、７３：軌跡、７３ａ：軌跡、７３ｂ：軌跡、１００：ＭＲＩ装置、１１０：動作制御部、１２０：信号処理部、１２１：体動時相判別部、１２２：画像再構成部、１２３：ｋ空間配置部、１２４：再構成可否判別部、２０１：パルスシーケンス、８０１：ｋ空間、８０２：ｋ空間、８０３：ｋ空間
【図１】
2010162112.tif 000003
【図２】
2010162112.tif 000004
【図３】
2010162112.tif 000005
【図４】
2010162112.tif 000006
【図５】
2010162112.tif 000007
【図６】
2010162112.tif 000008
【図７】
2010162112.tif 000009
【図８】
2010162112.tif 000010
【図９】
2010162112.tif 000011
【図１０】
2010162112.tif 000012
【図１１】
2010162112.tif 000013
【図１２】
2010162112.tif 000014