(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
診断画像を生成するためのデータを収集するイメージングシーケンスと動き検出用の画像であるナビゲータ画像を生成するためのデータを収集するナビゲータシーケンスとを交互に続けて実行するシーケンス実行制御手段と、
前記シーケンス実行制御手段によって前記ナビゲータシーケンスが実行されるごとに、当該ナビゲータシーケンスによって収集されたデータから生成されたナビゲータ画像を解析することで、当該ナビゲータシーケンスの前に実行されたイメージングシーケンスによって励起されたスライスを示す痕跡の位置を検出するスライス位置検出手段と、
前記スライス位置検出手段によって検出された前記痕跡の位置に基づいて、前記被検体の呼吸による前記部位の動きを推定する呼吸動推定手段と、
前記呼吸動推定手段によって推定された前記部位の動きに基づいて、後続して実行されるイメージングシーケンスを補正するシーケンス補正手段と
を備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
前記スライス位置検出手段は、前記痕跡の位置として、前記イメージングシーケンスにおける前記スライスの励起によって前記ナビゲータ画像上に生じた低信号領域の位置を検出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。
【請求項３】
前記ナビゲータシーケンスは、前記診断画像のスライスとは異なる位置に設定されたダミースライスからデータを収集するものであって、
前記スライス位置検出手段は、前記痕跡の位置として、前記イメージングシーケンスにおける前記ダミースライスの励起によって前記ナビゲータ画像上に生じた高信号領域の位置を検出する請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
前記スライス位置検出手段は、前記ナビゲータ画像における所定方向のプロファイルに対してモデルフィッティングを行うことで、前記痕跡の位置を検出することを特徴とする請求項１、２または３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記スライス位置検出手段は、前記ナビゲータ画像において所定方向に並ぶピクセルに対してピクセル差分処理を行うことで、前記痕跡の位置を検出することを特徴とする請求項１、２または３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装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴イメージング装置は、磁気共鳴現象を利用して被検体内を画像化する装置である。具体的には、磁気共鳴イメージング装置は、静磁場内に置かれた被検体に高周波磁場を印加し、それにより被検体から発せられるＮＭＲ（Nuclear  Magnetic  Resonance）信号を検出する。そして、磁気共鳴イメージング装置は、検出したＮＭＲ信号に基づいて画像を再構成する。
【０００３】
従来、かかる磁気共鳴イメージング装置を用いて腹部等を撮像する場合、息止め撮像や呼吸同期撮像などが行われている。息止め撮像は、被検体である患者が１０秒前後の息止めをしている間に撮像を行う方法である。また、呼吸同期撮像は、ベローズなどの装身具を患者に装着して呼吸状態を監視することで、呼吸と同期して撮像を行う方法である。
【０００４】
息止め撮像および呼吸同期撮像は、いずれも、呼吸によって画像に生じるアーチファクトを減らすことを目的としている。しかし、息止め撮像では、息止め時間によって空間分解能が実質的に制限されることや、息止めをすることが難しい患者には適用できないことなどの欠点が指摘されている。また、呼吸同期撮像では、装身具の感度を安定して得ることが難しいことや、呼吸が安定したフェーズにデータ収集のタイミングが限定されることで全体の撮影時間が長くなるなどの欠点が指摘されている。
【０００５】
そこで、近年では、ＮＭＲ信号を用いて横隔膜の呼吸状態を監視して呼吸同期撮影を行う方法が行われている（例えば、非特許文献１参照）。図１２および１３は、ＮＭＲ信号を用いた従来の呼吸同期撮影を説明するための図である。
【０００６】
図１２の（ａ）に示すように、従来の方法では、磁気共鳴イメージング装置は、２Ｄグラディエントエコーシーケンスなどのナビゲータシーケンス（呼吸モニタ用シーケンス）を実行することによって腹部のコロナル像８１を撮像し、撮像したコロナル像８１に設定された横隔膜を含む１ライン分の領域８２におけるＮＭＲ信号をプロファイルとして取得する。このプロファイルの収集を連続的に行うことで、横隔膜の動きを間欠的（典型的には１５０ｍｓ間隔）に検出することができる。
【０００７】
また、この方法では、図１２の（ｂ）に示すように、通常、磁気共鳴イメージング装置は、基準となるプロファイルであるリファレンスプロファイル８３に対する相対的な動き量として、横隔膜の動きの位置８４を検出する。そして、磁気共鳴イメージング装置は、検出した動き量に基づいて横隔膜の動きが少ないフェーズにトリガ信号を生成し、そのトリガ信号を契機にイメージングシーケンスを実行する。すなわち、磁気共鳴イメージング装置は、動きの少ない呼吸フェーズのみで限定的にイメージングシーケンスを実行する。
【０００８】
また、図１３に示すように、磁気共鳴イメージング装置は、イメージングシーケンス９１を実行した後には、数１００ｍｓの空き時間を経て、ナビゲータシーケンス９２を再開する。ここで、イメージングシーケンス９１とナビゲータシーケンス９２との間に空き時間が設けられる理由は、イメージングシーケンス９１における信号励起の影響が、サチュレーション効果として、ナビゲータシーケンス９２によって撮像される画像に残ってしまうことを避けるためである。
【０００９】
このように、従来の方法では、磁気共鳴イメージング装置は、ナビゲータシーケンスとイメージングシーケンスとを交互に実施する。なお、ここで説明した方法は呼吸同期撮影に関するものであるが、磁気共鳴イメージング装置は、息止め撮影においても、同じシーケンスおよび同じ計算処理を実行する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Klessen  他７名、「Magnetic  Resonance  Imaging  of  the  Upper  Abdomen  Using  a  Free-Breathing  T2-Weighted  Turbo  Spin  Echo  Sequence  with  Navigator  Triggered  Prospective  Acquisition  Correction」、JURNAL  OF  MAGNETIC  RESONANCE  IMAGING  ２１、２００５年、ｐ．５７６〜５８２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述した従来の方法では、以下に説明するように、撮影時間が長くなるという課題があった。
【００１２】
例えば、前述したように、従来の方法では、磁気共鳴イメージング装置は、動きの少ない呼吸フェーズのみで限定的にイメージングシーケンスを実行する。したがって、従来の方法では、必要なデータがすべて収集されるまでは、動きの少ない呼吸フェーズごとにイメージングシーケンスを繰り返し実行する必要があるので、全体の撮影時間が長くなっていた。仮に、撮像時間を短縮するために１回のデータ収集の時間を延長した場合には、動きの影響が大きくなってしまうので、イメージングシーケンスによって撮像される画像に生じるアーチファクトが増加してしまう。
【００１３】
さらに、ナビゲータシーケンスをイメージングシーケンスの直後にすぐ再開できないことも撮影時間が長くなる原因になっている。仮に、撮像時間を短縮するために、イメージングシーケンスが終わった直後にナビゲータシーケンスを再開した場合には、ナビゲータシーケンスによって撮像される画像上に低信号領域が生じ、横隔膜の位置を正確に算出することが難しくなってしまう。
【００１４】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、呼吸によって画像に生じるアーチファクトを低減しつつ、撮影時間を短縮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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１記載の本発明は、磁気共鳴イメージング装置が、診断画像を生成するためのデータを収集するイメージングシーケンスと動き検出用の画像であるナビゲータ画像を生成するためのデータを収集するナビゲータシーケンスとを交互に続けて実行するシーケンス実行制御手段と、前記シーケンス実行制御手段によって前記ナビゲータシーケンスが実行されるごとに、当該ナビゲータシーケンスによって収集されたデータから生成されたナビゲータ画像を解析することで、当該ナビゲータシーケンスの前に実行されたイメージングシーケンスによって励起されたスライスを示す痕跡の位置を検出するスライス位置検出手段と、前記スライス位置検出手段によって検出された前記痕跡の位置に基づいて、前記被検体の呼吸による前記部位の動きを推定する呼吸動推定手段と、前記呼吸動推定手段によって推定された前記部位の動きに基づいて、後続して実行されるイメージングシーケンスを補正するシーケンス補正手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１記載の本発明によれば、呼吸によって画像に生じるアーチファクトを低減しつつ、撮影時間を短縮することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本実施例１に係るＭＲＩ装置の全体構成を示す図である。
【図２】図２は、本実施例１に係る計算機システムの詳細な構成を示す機能ブロック図である。
【図３】図３は、シーケンス実行制御部によって実行されるシーケンスの実行スケジュールを示す図である。
【図４】図４は、本実施例１におけるイメージングシーケンスおよびナビゲータシーケンスの一例を示す図である。
【図５】図５は、ナビゲータシーケンスによって収集されたデータから生成されるナビゲータ画像の一例を示す図である。
【図６】図６は、モデルフィッティングによるサチュレーションバンドの検出方法を説明するための図である。
【図７】図７は、ピクセル差分処理によるサチュレーションバンドの検出方法を説明するための図である。
【図８】図８は、動き予測部による呼吸動の推定を説明するための図である。
【図９】図９は、本実施例１に係るＭＲＩ装置によって実行される動き補正方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、本実施例２におけるイメージングシーケンスおよびナビゲータシーケンスおよびの一例を示す図である。
【図１１】図１１は、本実施例２におけるダミースライスによって生じた高信号領域の検出を説明するための図である。
【図１２】図１２は、ＮＭＲ信号を用いた従来の呼吸同期撮影を説明するための図（１）である。
【図１３】図１３は、ＮＭＲ信号を用いた従来の呼吸同期撮影を説明するための図（２）である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に添付図面を参照して、この発明に係る磁気共鳴イメージング装置および撮像条件設定方法の好適な実施例を詳細に説明する。なお、以下に示す実施例では、磁気共鳴イメージング装置を「ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置」と呼ぶ。
【実施例１】
【００１９】
まず、本実施例１に係るＭＲＩ装置の全体構成について説明する。図１は、本実施例１に係るＭＲＩ装置の全体構成を示す図である。
【００２０】
図１に示すように、本実施例１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を有する。
【００２１】
静磁場磁石１は、中空の円筒形状に形成され、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は、例えば、永久磁石や超伝導磁石などを用いて形成される。
【００２２】
傾斜磁場コイル２は、中空の円筒形状に形成され、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る。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、静磁場と同方向であることとする。
【００２３】
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にそれぞれ対応する。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ＮＭＲ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ＮＭＲ信号の周波数を変化させるために利用される。
【００２４】
傾斜磁場電源３は、後述する計算機システム１０による制御のもと、傾斜磁場コイル２に電流を供給する。
【００２５】
寝台４は、被検体Ｐが載置される天板４ａを有し、後述する寝台制御部５による制御のもと、天板４ａを上下方向または長手方向へ移動することで、傾斜磁場コイル２の内側にある撮像領域の内外へ被検体を移動する。通常、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。
【００２６】
寝台制御部５は、後述する計算機システム１０による制御のもと、天板４ａを長手方向または上下方向へ移動するように寝台４を駆動する。
【００２７】
送信ＲＦコイル６は、傾斜磁場コイル２の内側に配置され、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。
【００２８】
送信部７は、後述する計算機システム１０による制御のもと、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。
【００２９】
受信ＲＦコイル８は、傾斜磁場コイル２の内側に配置され、送信ＲＦコイル６によって発生した高周波磁場の影響によって被検体から発せられるＮＭＲ信号を受信する。そして、受信ＲＦコイル８は、受信したＮＭＲ信号を後述する受信部９に出力する。
【００３０】
受信部９は、後述する計算機システム１０による制御のもと、受信ＲＦコイル８から出力されたＮＭＲ信号に基づいてＮＭＲ信号データを生成する。そして、受信部９は、生成したＮＭＲ信号データを計算機システム１０に送信する。
【００３１】
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。この計算機システム１０は、インタフェース部１１、データ収集部１２、画像再構成部１３、記憶部１４、表示部１５、入力部１６および制御部１７を有する。
【００３２】
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、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。
【００３３】
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ＮＭＲ信号データを収集する。そして、データ収集部１２は、収集したＮＭＲ信号データを記憶部１４に格納する。
【００３４】
画像再構成部１３は、記憶部１４に記憶されているＮＭＲ信号データに対して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Ｐの体内に関する画像を生成する。そして、画像再構成部１３は、生成した画像を記憶部１４に格納する。
【００３５】
記憶部１４は、データ収集部１２によって収集されたＮＭＲ信号データや、画像再構成部１３によって生成された画像などを被検体Ｐごとに記憶する。例えば、記憶部１４は、ハードディスクドライブやＤＶＤドライブなどである。
【００３６】
表示部１５は、制御部１７による制御のもと、記憶部１４に記憶されている画像や、操作者から撮像条件を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）などの各種情報を表示する。例えば、表示部１５は、ＣＲＴ（Cathode Ray  Tube）モニタや液晶モニタなどである。
【００３７】
入力部１６は、撮像条件などの各種情報や各種操作の入力を操作者から受け付ける。例えば、入力部１６は、マウスやキーボード、トラックボール、ポインティングデバイスなどである。
【００３８】
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。例えば、制御部１７は、操作者から受け付けた撮像条件に基づいて各種のパルスシーケンスを生成し、生成したパルスシーケンスにしたがって傾斜磁場電源３、送信部７および受信部９を制御することで、各種の撮像を実行する。
【００３９】
なお、ここでいう「パルスシーケンス」とは、傾斜磁場電源３が傾斜磁場コイル２に供給する電源の強さや電源を供給するタイミング、送信部７が送信ＲＦコイル６に送信するＲＦ信号の強さやＲＦ信号を送信するタイミング、受信部９がＮＭＲ信号を検出するタイミングなど、撮像を実行するための手順を定義した情報である。
【００４０】
以上、本実施例１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、本実施例１に係るＭＲＩ装置１００では、計算機システム１０が、診断画像を生成するためのデータを収集するイメージングシーケンスと、動き検出用の画像であるナビゲータ画像を生成するためのデータを収集するナビゲータシーケンスとを交互に続けて実行する。
【００４１】
そして、計算機システム１０は、ナビゲータシーケンスが実行されるごとに、ナビゲータシーケンスによって収集されたデータから生成されたナビゲータ画像を解析することで、そのナビゲータシーケンスの前に実行されたイメージングシーケンスによって励起されたスライスを示す痕跡の位置を検出する。さらに、計算機システム１０は、検出した痕跡の位置に基づいて、被検体の呼吸による部位の動きを推定し、推定した部位の動きに基づいて、後続して実行されるイメージングシーケンスを補正する。
【００４２】
なお、本実施例１では、イメージングシーケンスによって励起されたスライスを示す痕跡として、サチュレーションバンドを検出する場合について説明する。ここでいう「サチュレーションバンド」とは、イメージングシーケンスにおけるスライスの励起によって前記ナビゲータ画像上に生じる低信号領域（信号強度が弱い領域）である。このサチュレーションバンドは、スライスの励起によるサチュレーション効果によって生じる。
【００４３】
次に、本実施例１に係る計算機システム１０の詳細について説明する。図２は、本実施例１に係る計算機システム１０の詳細な構成を示す機能ブロック図である。
【００４４】
図２に示すように、計算機システム１０において、制御部１７は、シーケンス実行制御部１７ａと、スライス位置検出部１７ｂと、呼吸動推定部１７ｃと、シーケンス補正部１７ｄとを有する。
【００４５】
シーケンス実行制御部１７ａは、診断画像を生成するためのデータを収集するイメージングシーケンスと、動き検出用の画像であるナビゲータ画像を生成するためのデータを収集するナビゲータシーケンスとを交互に続けて実行する。図３は、シーケンス実行制御部１７ａによって実行されるシーケンスの実行スケジュールを示す図である。
【００４６】
具体的には、シーケンス実行制御部１７ａは、操作者によって設定された撮像条件に基づいて、イメージングシーケンス２１用のパルスシーケンスとナビゲータシーケンス２２用のパルスシーケンスとをそれぞれ生成する。そして、シーケンス実行制御部１７ａは、生成した各パルスシーケンスを内部メモリなどに保存する。
【００４７】
その後、シーケンス実行制御部１７ａは、図３に示すように、生成したパルスシーケンスに基づいて、イメージングシーケンス２１とナビゲータシーケンス２２とを交互に続けて実行するように傾斜磁場電源３、送信部７および受信部９を制御する。なお、同図において、点線は、被検体の呼吸レベルを模式的に示している。また、点線上の丸点は、ナビゲータシーケンス２２によって収集されるＮＭＲ信号を処理することで呼吸情報を得るタイミングを示している。
【００４８】
ここで、イメージングシーケンス２１およびナビゲータシーケンス２２としては、それぞれ、所定の種類のパルスシーケンスが用いられる。図４は、本実施例１におけるイメージングシーケンス２１およびナビゲータシーケンス２２の一例を示す図である。同図において、「ＲＦ」は、送信ＲＦコイル６に供給される高周波パルスを示している。また、「Ｇｙ」、「Ｇｚ」および「Ｇｘ」は、それぞれ、傾斜磁場コイル２に供給される傾斜磁場パルスを示している。「Ｇｙ」はＹ軸方向の傾斜磁場に対応し、「Ｇｚ」はＺ軸方向の傾斜磁場に対応し、「Ｇｘ」はＸ軸方向の傾斜磁場に対応する。
【００４９】
図４に示すように、例えば、イメージングシーケンス２１としては、拡散強調画像用の２ＤマルチスライスＥＰＩ（Echo  Planner  Imaging）法のパルスシーケンスが用いられる。なお、同図に示す例は、２ＤマルチスライスＥＰＩ法のパルスシーケンスであるが、イメージングシーケンス２１としては、任意のパルスシーケンスを用いることができる。例えば、ＦＳＥ（Fast  Spin  Echo）法などの他の撮像法のパルスシーケンスを用いてもよいし、２Ｄ法の代わりに３Ｄ法を用いてもよい。
【００５０】
また、図４に示すように、例えば、ナビゲータシーケンス２２としては、２Ｄグラディエントエコー法のパルスシーケンスが用いられる。なお、同図に示す例は、コロナル断面で実施されるものであるが、ナビゲータシーケンス２２は、任意の断面で実施することができる。より好適には、ナビゲータシーケンス２２は、イメージングシーケンス２１が実施される断面に直交する断面で実施されるのが望ましい。例えば、イメージングシーケンス２１がアキシャル断面で実施される場合には、ナビゲータシーケンス２２はコロナル像またはサジタル像で実施される。
【００５１】
そして、計算機システム１０では、シーケンス実行制御部１７ａによってナビゲータシーケンス２２が実行されるごとに、画像再構成部１３によってナビゲータ画像が生成される。図５は、ナビゲータシーケンス２２によって収集されたデータから生成されるナビゲータ画像の一例を示す図である。同図は、図２に示したナビゲータシーケンス２２およびイメージングシーケンス２１が実行された場合に生成される２Ｄ画像を模式的に示している。
【００５２】
図５に示すように、例えば、２Ｄマルチスライス法のパルスシーケンスがイメージングシーケンス２１として実行された場合には、ナビゲータ画像３１には、複数のサチュレーションバンド３２が縞状に発生する。各サチュレーションバンド３２は、それぞれイメージングシーケンス２１によって励起されたスライスに対応している。ここで、サチュレーションバンド３２の飽和度は、縦緩和などによってスライスごとに異なる。また、サチュレーションバンド３２の飽和度と位置は、イメージングシーケンス２１の撮像条件（例えば、スライスの厚み、スライス間のギャップ、スライスの励起順、スライスの方向など）に依存して変化する。
【００５３】
図２にもどって、スライス位置検出部１７ｂは、ナビゲータシーケンスが実行されるごとに、ナビゲータシーケンスによって収集されたデータから生成されたナビゲータ画像を解析することで、そのナビゲータシーケンスの前に実行されたイメージングシーケンスにおけるスライスの励起によって生じたサチュレーションバンドの位置を検出する。ここで、ナビゲータ画像におけるサチュレーションバンドの位置を検出する方法としては、各種の方法を用いることができる。
【００５４】
例えば、スライス位置検出部１７ｂは、ナビゲータシーケンスが実行されることで記憶部１４に格納されたナビゲータ画像１４ａを読み出し、読み出したナビゲータ画像１４ａにおける所定方向のプロファイル（信号分布）に対してモデルフィッティングを行うことで、サチュレーションバンドの位置を検出する。図６は、モデルフィッティングによるサチュレーションバンドの検出方法を説明するための図である。
【００５５】
図６において、破線４１は、図５に示したナビゲータ画像３１における頭尾方向（Ｚ軸方向）のプロファイルの一部を示している。ここで、Ｚ方向のプロファイルにおいて低信号になっている部分が、それぞれサチュレーションバンド３２に対応する。すなわち、図６に示す例では、４つのサチュレーションバンドが示されている。
【００５６】
図６に示すように、例えば、スライス位置検出部１７ｂは、プロファイルに対して井戸型のモデルをフィッティングすることで、サチュレーションバンドを表すモデルサチュレーションバンド４２を決定する。そして、スライス位置検出部１７ｂは、決定したモデルサチュレーションバンド４２の底部の中心位置Ｚ0をサチュレーションバンドの位置として検出する。
【００５７】
また、例えば、スライス位置検出部１７ｂは、ナビゲータシーケンスが実行されることで記憶部１４に格納されたナビゲータ画像１４ａを読み出し、読み出したナビゲータ画像１４ａにおいて所定方向に並ぶピクセルに対してピクセル差分処理を行うことで、サチュレーションバンドの位置を検出する。なお、ここでいう「ピクセル差分処理」とは、所定方向に並ぶピクセルの信号値に対して微分処理を行うことで、所定方向における信号値の変化率を算出する処理である。図７は、ピクセル差分処理によるサチュレーションバンドの検出方法を説明するための図である。
【００５８】
図７において、破線５１は、図５に示したナビゲータ画像３１における頭尾方向（Ｚ軸方向）に並ぶピクセルについてピクセル差分処理を行うことで得られた差分プロファイルの一部を示している。ここで、Ｚ方向の差分プロファイルにおいて負値のピークから正値のピークへ反転する区間が、それぞれサチュレーションバンド３２に対応する。
【００５９】
図７に示すように、例えば、スライス位置検出部１７ｂは、ナビゲータ画像３１においてＺ方向に並ぶピクセルに対してピクセル差分処理を行い、ピクセル差分処理によって得られた差分プロファイルにおいて負値のピークから正値のピークへ反転する区間を特定する。そして、スライス位置検出部１７ｂは、特定した区間の中心位置Ｚ0をサチュレーションバンドの位置として検出する。なお、ナビゲータ画像においてピクセル差分処理の対象となる所定方向は、イメージングシーケンスによって得られる診断画像の断面に沿った方向とすることが望ましい。
【００６０】
図２にもどって、呼吸動推定部１７ｃは、スライス位置検出部１７ｂによって検出されたサチュレーションバンドの位置に基づいて、被検体の呼吸による部位の動きを推定する。なお、以下では、被検体の呼吸による部位の動きを「呼吸動」とよぶ。図８は、呼吸動推定部１７ｃによる呼吸動の推定を説明するための図である。
【００６１】
前述したように、ナビゲータ画像に発生するサチュレーションバンドの位置は、ナビゲータシーケンスの前に実行されたイメージングシーケンスによって励起されたスライスの位置に対応する。また、サチュレーションバンドの位置は、イメージングシーケンスの撮像条件（例えば、スライスの厚み、スライス間のギャップ、スライスの励起順、スライスの方向など）に依存して変化する。
【００６２】
そこで、呼吸動推定部１７ｃは、以下で説明するように、スライス位置検出部１７ｂによって検出されたサチュレーションバンドの位置および撮像条件に基づいて、呼吸動を推定する。以下、呼吸動推定部１７ｃによる呼吸動の推定方法について具体的に説明する。
【００６３】
まず、本実施例１では、以下に示す式（１）で呼吸動を表すこととする。
【００６４】
Ｚ’＝Ｚ＋ｆ（ｔ）      ・・・（１）
【００６５】
ここで、Ｚは、被検体内の任意の部位の平均的な位置（以下、「平均位置」とよぶ）である。この平均位置Ｚは装置座標で表され、Ｚ＝０は装置によって決まる原点とする。また、Ｚ’は、その部位の時刻ｔにおける位置である。また、ｆ（）は、大まかに周期性を有する関数であり、呼吸動を表す。
【００６６】
例えば、時刻ｔ＝Ｔnにｎ番目のナビゲータ画像が得られたとする。また、ｎ番目のナビゲータ画像上で検出された複数のサチュレーションバンドのうち、ｉ番目のサチュレーションバンドの位置をＺn,iとする。
【００６７】
ここで、時刻ｔ＝Ｔi（＜Ｔn）に実行されたイメージングシーケンスにおいてスライスが励起された結果生じたｉ番目のサチュレーションバンドが、平均位置Ｚiの部位に対応していたとする。イメージングシーケンスにおいてスライスが励起された位置は、撮影条件とパルスシーケンスのスケジューリングによって決まる位置Ｚex,iによって一意に決定することができる。
【００６８】
したがって、上記の変数の関係は、以下に示す式（２）および（３）で表される。
【００６９】
Ｚi＋ｆ（Ｔi）＝Ｚex,i      ・・・（２）
Ｚi＋ｆ（Ｔn）＝Ｚn,i      ・・・（３）
【００７０】
さらに、式（２）および式（３）から、以下に示す式（４）が得られる。
【００７１】
ｆ（Ｔi）−ｆ（Ｔn）＝Ｚex,i−Ｚn,i      ・・・（４）
【００７２】
ここで、式（４）において、右辺はすでに決定されている変数であるので、左辺のｆ（Ｔi）−ｆ（Ｔn）を求めることができる。また、２Ｄマルチスライス撮影の場合にはｉが複数あるので、検出可能なサチュレーションバンド数をＮＳとすると、時刻ｔ＝Ｔi（ｉ＝１，，，ＮＳ）について、それぞれｆ（ｔ）を求めることができる。
【００７３】
呼吸動推定部１７ｃは、スライス位置検出部１７ｂによって検出されたサチュレーションバンドの位置Ｚn,iと、撮像条件から得られる位置Ｚex,iとを式（４）に代入することで、時刻ｔ＝Ｔiごとにｆ（Ｔi）−ｆ（Ｔn）を求める。これにより、呼吸動推定部１７ｃは、ｆ（Ｔn）に対する相対値としてｆ（Ｔi）を求めることができる。例えば、図８に示すように、呼吸動推定部１７ｃは、ｆ（Ｔn）に対する相対値としてｆ（Ｔ1）、ｆ（Ｔ3）、ｆ（Ｔ5）を求める。
【００７４】
さらに、ｉ番目サチュレーションバンドが（ｎ＋１）番目のナビゲータ画像でも検出できるとした場合、式（４）と同様に、以下に示す式（５）が得られる。
【００７５】
ｆ（Ｔi）−ｆ（Ｔn+1）＝Ｚex,i−Ｚn+1,i      ・・・（５）
【００７６】
さらに、ｆ（Ｔi）−ｆ（Ｔn）がすでに求められていることから、以下に示す式（６）が得られる。
【００７７】
ｆ（Ｔn+1）−ｆ（Ｔn）＝Ｚn+1,i−Ｚn,i      ・・・（６）
【００７８】
すなわち、式（６）を用いることで、図８に示すように、ｆ（Ｔn）に対する相対値としてｆ（Ｔi）を求めることができる。さらに、（ｎ＋１）番目のナビゲータ画像からは、ｊ番目のサチュレーションバンドの位置を検出することで、同様にｆ（Ｔj）（Ｔn＜Ｔj＜Ｔn+1）を推定することができる。
【００７９】
したがって、同一スライスの励起によるサチュレーションバンドを複数のナビゲータ画像で観測できるような撮影条件を設定することで、順次ｆ（ｔ）を決定していくことができる。このような撮影条件は、数枚あるいは１０数枚のスライスを励起する合間にナビゲータシーケンスを挿入することで容易に設定することができる。なお、ｆ（Ｔn）については唯一未決定であるが、基準となる任意のナビゲータ画像を選択することで、相対値ｆ（ｔ）−ｆ（Ｔn,ref）として呼吸動を推定することができる。
【００８０】
呼吸動推定部１７ｃは、上記で説明したように、式（５）および（６）を用いて、順次ｆ（ｔ）を決定することで、呼吸動を推定する。
【００８１】
図２にもどって、シーケンス補正部１７ｄは、呼吸動推定部１７ｃによって推定された呼吸動に基づいて、後続して実行されるイメージングシーケンスを補正する。具体的には、シーケンス補正部１７ｄは、呼吸動推定部１７ｃによって呼吸動が推定されると、推定された呼吸動に基づいて、シーケンス実行制御部１７ａの内部メモリに保存されているイメージングシーケンス用のパルスシーケンスを修正する。
【００８２】
例えば、シーケンス補正部１７ｄは、呼吸動を表す相対値ｆ（Ｔi）−ｆ（Ｔn）（ｔ＝Ｔi（＜Ｔn））の平均あるいは変化傾向をもとに、呼吸動によるずれ量を算出する。または、シーケンス補正部１７ｄは、あらかじめ実施されたプリスキャンによって得られた呼吸動のパターンからずれ量を算出してもよい。
【００８３】
そして、シーケンス補正部１７ｄは、算出したずれ量に基づいて、後続して実行されるイメージングシーケンスを補正する。例えば、算出したずれ量がスライス方向のずれであった場合には、シーケンス補正部１７ｄは、スライスを選択的に励起するための周波数オフセットを変えることで、イメージングシーケンスを補正する。
【００８４】
なお、ｊ番目のスライスが励起される時刻におけるずれ量をｄＺjとすると、イメージングシーケンスの補正によって、前述した式（５）は以下のように変更される。
【００８５】
ｆ（Ｔj）−ｆ（Ｔn+1）＝Ｚex,j＋ｄＺj−Ｚn+1,j      ・・・（７）
【００８６】
このように、シーケンス補正部１７ｄによってイメージングシーケンスの補正が行なわれた場合でも、前述したように、呼吸動を逐次検出できることに変わりはない。
【００８７】
次に、本実施例１に係るＭＲＩ装置１００によって実行される動き補正方法の処理手順について説明する。図９は、本実施例１に係るＭＲＩ装置１００によって実行される動き補正方法の処理手順を示すフローチャートである。
【００８８】
図９に示すように、本実施例１では、まず、画像再構成部１３が、ナビゲータシーケンスが実行されるごとに、ナビゲータ画像を生成する（ステップＳ０１）。
【００８９】
続いて、スライス位置検出部１７ｂが、画像再構成部１３によって生成されたナビゲータ画像を解析することで、そのナビゲータシーケンスの前に実行されたイメージングシーケンスによって励起されたスライスを示すサチュレーションバンドの位置を検出する（ステップＳ０２）。
【００９０】
続いて、呼吸動推定部１７ｃが、スライス位置検出部１７ｂによって検出されたサチュレーションバンドの位置に基づいて、呼吸動を推定する（ステップＳ０３）。
【００９１】
そして、シーケンス補正部１７ｄが、呼吸動推定部１７ｃによって推定された呼吸動に基づいて、後続して実行されるイメージングシーケンスを補正する（ステップＳ０４）。
【００９２】
本実施例１では、腹部等の撮像において、撮像中は上記ステップＳ０１〜Ｓ０４の処理が繰り返し実行される。
【００９３】
上述してきたように、本実施例１では、シーケンス実行制御部１７ａが、診断画像を生成するためのデータを収集するイメージングシーケンスと、動き検出用の画像であるナビゲータ画像を生成するためのデータを収集するナビゲータシーケンスとを交互に続けて実行する。また、スライス位置検出部１７ｂが、ナビゲータシーケンスが実行されるごとに、ナビゲータシーケンスによって収集されたデータから生成されたナビゲータ画像を解析することで、そのナビゲータシーケンスの前に実行されたイメージングシーケンスによって励起されたスライスを示すサチュレーションバンドの位置を検出する。さらに、呼吸動推定部１７ｃが、検出されたサチュレーションバンドの位置に基づいて、呼吸動を推定する。そして、シーケンス補正部１７ｄが、推定された呼吸動に基づいて、後続して実行されるイメージングシーケンスを補正する。
【００９４】
これにより、本実施例１では、従来は呼吸が停止している間のみで限定的に行われていたイメージングシーケンスを、呼吸周期のほぼ全体にわたって実行することができるようになる。また、イメージングシーケンスとナビゲータシーケンスとの間に空き時間を設けることなく、両シーケンスを連続して実行することができるようになる。したがって、本実施例１によれば、呼吸によって画像に生じるアーチファクトを低減しつつ、撮影時間を短縮することができる。
【００９５】
また、本実施例１では、スライス位置検出部１７ｂが、ナビゲータ画像における所定方向のプロファイルに対してモデルフィッティングを行うことで、サチュレーションバンドの位置を検出する。
【００９６】
したがって、本実施例１によれば、簡易な処理でナビゲータ画像からサチュレーションバンドを検出することができるので、効率よく呼吸動を推定することが可能になる。これにより、呼吸動の推定にかかる処理時間を短縮することができるので、撮像時間をさらに短縮することが可能になる。
【００９７】
また、本実施例１では、スライス位置検出部１７ｂが、ナビゲータ画像において所定方向に並ぶピクセルに対してピクセル差分処理を行うことで、サチュレーションバンドの位置を検出する。
【００９８】
したがって、本実施例１によれば、ナビゲータ画像から精度よくサチュレーションバンドを検出することができるので、より正確に呼吸動を推定することが可能になる。これにより、呼吸動によって生じるアーチファクトをさらに低減することができる。
【実施例２】
【００９９】
なお、上記実施例１では、サチュレーションバンドの位置に基づいて呼吸動を推定する場合について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、イメージングシーケンスにおけるダミースライスの励起によってナビゲータ画像上に生じた高信号領域（信号強度が強い領域）の位置に基づいて呼吸動を推定することもできる。
【０１００】
そこで、以下では、ダミースライスの励起によって生じる高信号領域に基づいて呼吸動を推定する場合を実施例２として説明する。なお、本実施例２に係るＭＲＩ装置は、基本的には、図１に示したＭＲＩ装置１００と同様の構成を有する。しかし、ナビゲータシーケンスの種類、および、スライス位置検出部１７ｂによって行われる処理が異なる。
【０１０１】
具体的には、本実施例２では、シーケンス実行制御部１７ａは、ナビゲータシーケンスとして、診断画像のスライスとは異なる位置に設定されたダミースライスからデータを収集するためのパルスシーケンスを実行する。図１０は、本実施例２におけるイメージングシーケンスおよびナビゲータシーケンスの一例を示す図である。
【０１０２】
図１０に示すように、本実施例２では、シーケンス実行制御部１７ａは、ナビゲータシーケンス６２として、イメージングシーケンス６１とほぼ同様のパルスシーケンスを実行する。ただし、ナビゲータシーケンス６２は、診断画像とは異なる箇所に設定されたダミースライスからＮＭＲ信号データを収集する（図１０に示すナビゲータシーケンスにおける「ＡＣＱ」を参照）。また、ナビゲータシーケンス６２は、ＭＰＧパルスを印加しないようにする。
【０１０３】
そして、本実施例２では、スライス位置検出部１７ｂは、イメージングシーケンス６１におけるダミースライスの励起によってナビゲータ画像上に生じた高信号領域の位置を検出する。図１１は、本実施例２におけるダミースライスによって生じた高信号領域の検出を説明するための図である。
【０１０４】
図１１に示すように、具体的には、スライス位置検出部１７ｂは、ダミースライスから収集されたＮＭＲ信号データにＦＦＴ（Fast  Fourier  Transform）を施すことによって得られるＺ軸方向のプロファイル７１を解析する。このプロファイル７１では、ダミースライスが励起された位置が高信号領域として示される。
【０１０５】
スライス位置検出部１７ｂは、例えば、実施例１で説明したモデルフィッティングやピクセル差分処理をプロファイル７１に対して行うことで、ダミースライスによって生じた高信号領域の位置を検出する。
【０１０６】
例えば、図１１に示すように、スライス位置検出部１７ｂは、実施例１とは上下方向が逆の井戸型のモデル７２をフィッティングすることで、高信号領域の位置を特定する。そして、スライス位置検出部１７ｂは、検出した高信号領域のＺ軸上の中心位置Ｚ0をその高信号領域の位置として検出する。
【０１０７】
このように、本実施例２では、サチュレーションバンドの位置を検出する代わりにダミースライスによる高信号領域の位置を検出することで、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【０１０８】
１００    ＭＲＩ装置（磁気共鳴イメージング装置）
１０    計算機システム
１７    制御部
１７ａ    シーケンス実行制御部
１７ｂ    スライス位置検出部
１７ｃ    呼吸動推定部
１７ｄ    シーケンス補正部
【図１】
0005388749.tif 000002
【図２】
0005388749.tif 000003
【図３】
0005388749.tif 000004
【図４】
0005388749.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
0005388749.tif 000008
【図８】
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【図９】
0005388749.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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