(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
位相エンコード方向に勾配磁場を印加し、被検体の体動に伴って変位する所定の部位を撮影するための本スキャンを実行する磁気共鳴イメージング装置であって、
前記所定の部位にタグが付されたタギング画像のデータを収集するためのトレーニングスキャンを実行するスキャン手段と、
前記タギング画像のデータに基づいて、前記所定の部位の変位量を算出する第１の変位量算出手段と、
前記第１の変位量算出手段により算出された前記所定の部位の変位量に基づいて、前記本スキャンのｎ回目の位相エンコードにおける前記所定の部位の変位量を算出する第２の変位量算出手段と、
前記第２の変位量算出手段が算出した前記所定の部位の変位量と、前記本スキャンにより得られるｋ空間のデータとに基づいて、前記所定の部位の画像データを算出する画像データ算出手段と、
を有する、磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
前記第１の変位量算出手段は、
前記タギング画像の各ピクセル位置ごとに前記変位量を算出する、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
前記トレーニングスキャンおよび前記本スキャンでは、
前記被検体の体動に伴って変位する第１の部位の位置を検出するためのシーケンスが実行される、請求項１又は２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
前記第１の変位量算出手段は、
前記所定の部位の変位量を、前記第１の部位の位置の関数として算出し、
前記第２の変位量算出手段は、
前記本スキャンのｎ回目の位相エンコードにおける前記所定の部位の変位量を、前記第１の部位の位置の関数として算出する、請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記第１の部位の位置の許容範囲を設定する許容範囲設定手段を有する、請求項３又は４に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
前記トレーニングスキャンは、
前記所定の部位にタグを付すためのタギングシーケンスと、
タグが付された前記所定の部位からデータを収集するデータ収集シーケンスと、
前記第１の部位の位置を検出するためのナビゲータシーケンスと、
を有する請求項３〜５のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
前記本スキャンは、
位相エンコード方向に勾配磁場を印加し、前記所定の部位からｋ空間のデータを収集するためのイメージングシーケンスと、
前記第１の部位の位置を検出するためのナビゲータシーケンスと、
を有する請求項３〜６のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項８】
前記所定の部位は肝臓である、請求項１〜７のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項９】
前記第１の部位は横隔膜である、請求項３〜７のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１０】
前記画像データ算出手段は、
前記本スキャンにより得られた前記所定の部位のｋ空間のデータと、体動補正を受けたフーリエ変換のカーネルの逆行列とに基づいて、前記所定の部位の画像データを算出する、請求項１〜９のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１１】
前記画像データ算出手段は、
前記第２の変位量算出手段が算出した前記所定の部位の変位量に基づいて、前記体動補正を受けたフーリエ変換のカーネルの逆行列を算出する、請求項１０に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１２】
前記画像データ算出手段は、
前記トレーニングスキャンにより得られた磁気共鳴信号に基づいて、前記タギング画像のデータを算出する、請求項１〜１１のうちのいずれか一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、体動を補正するための磁気共鳴イメージング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
患者の呼吸による体動アーチファクトを低減するために、患者に息止めを指示し、患者が息止めをしている間に撮影を行う場合がある。しかし、この方法では、息止めが困難な患者に対しては十分に体動アーチファクトを低減することができない。そこで、呼吸同期法によって撮影を行う方法が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2009-034485号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の方法では、体動アーチファクトを低減するために、呼吸が安定しているときにデータを収集している。したがって、呼吸が安定している間にデータを収集した後、再び呼吸が安定するまではデータを収集することができず、撮影時間が長くなるという問題があり、この問題を解決することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
位相エンコード方向に勾配磁場を印加し、被検体の体動に伴って変位する所定の部位を撮影するための本スキャンを実行する磁気共鳴イメージング装置であって、
前記所定の部位にタグが付されたタギング画像のデータを収集するためのトレーニングスキャンを実行するスキャン手段と、
前記タギング画像のデータに基づいて、前記所定の部位の変位量を算出する第１の変位量算出手段と、
前記第１の変位量算出手段により算出された前記所定の部位の変位量に基づいて、前記本スキャンのｎ回目の位相エンコードにおける前記所定の部位の変位量を算出する第２の変位量算出手段と、
前記第２の変位量算出手段が算出した前記所定の部位の変位量と、前記本スキャンにより得られるｋ空間のデータとに基づいて、前記所定の部位の画像データを算出する画像データ算出手段と、
を有する。
【発明の効果】
【０００６】
タギングデータのタグの歪を解析することにより、所定の部位がどれだけ変位しているかが分かるので、体動補正をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１の実施形態の磁気共鳴イメージング装置を示す概略図である。
【図２】被検体１３を撮影するときに実行されるスキャンの説明図である。
【図３】撮影部位を概略的に示す図である。
【図４】トレーニングスキャンの説明図である。
【図５】横隔膜位置ｕ’１〜ｕ’ｚにおける変位量を算出するときの説明図である。
【図６】横隔膜位置ｕ’１〜ｕ’ｚにおける変位量を示す図である。
【図７】本スキャンの説明図である。
【図８】ＭＲＩ装置１の処理フローの一例を示す図である。
【図９】２箇所の基準位置ｕref１およびｕref２を設け、各基準位置ｕref１およびｕref２においてタギングシーケンスを実行する例を示す図である。
【図１０】第２の実施形態において、トレーニングスキャン時における横隔膜の変位を表すグラフである。
【図１１】本スキャンにおける横隔膜の変位と、横隔膜位置の許容範囲ＡＷとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、発明の実施するための形態について説明するが、発明を実施するための形態は、以下の形態に限定されることはない。
【０００９】
（１）第１の実施形態
図１は、本発明の第１の実施形態の磁気共鳴イメージング装置を示す概略図である。
磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging））装置１は、磁場発生装置２と、テーブル３と、クレードル４と、受信コイル５などを有している。
【００１０】
磁場発生装置２は、被検体１３が収容されるボア２１と、超伝導コイル２２と、勾配コイル２３と、送信コイル２４とを有している。超伝導コイル２２は静磁場Ｂ0を印加し、勾配コイル２３は、周波数エンコード方向、位相エンコード方向、およびスライス選択方向に勾配磁場を印加する。また、送信コイル２４はＲＦパルスを送信する。尚、超伝導コイル２２の代わりに、永久磁石を用いてもよい。
【００１１】
クレードル４は、テーブル３からボア２１に移動できるように構成されている。クレードル４によって、被検体１３はボア２１に搬送される。
【００１２】
受信コイル５は、被検体１３の胸部から腹部にかけて取り付けられている。受信コイル５は、撮影部位からの磁気共鳴信号を受信する。
【００１３】
ＭＲＩ装置１は、更に、シーケンサ６、送信器７、勾配磁場電源８、受信器９、中央処理装置１０、入力装置１１、および表示装置１２を有している。
【００１４】
シーケンサ６は、中央処理装置１０の制御を受けて、後述するトレーニングスキャンおよび本スキャン（図２参照）を実行するための情報を送信器７および勾配磁場電源８に送る。具体的には、シーケンサ６は、中央処理装置１０の制御を受けて、ＲＦパルスの情報（中心周波数、バンド幅など）を送信器７に送り、勾配磁場の情報（勾配磁場の強度など）を勾配磁場電源８に送る。
【００１５】
送信器７は、シーケンサ６から送られた情報に基づいて、ＲＦコイル２４を駆動する駆動信号を出力する。
【００１６】
勾配磁場電源８は、シーケンサ６から送られた情報に基づいて、勾配コイル２３を駆動する駆動信号を出力する。
【００１７】
受信器９は、受信コイル５で受信された磁気共鳴信号を信号処理し、中央処理装置１０に伝送する。
【００１８】
中央処理装置１０は、シーケンサ６および表示装置１２に必要な情報を伝送したり、受信器９から受け取った信号に基づいて画像を再構成するなど、ＭＲＩ装置１の各種の動作を実現するように、ＭＲＩ装置１の各部の動作を総括する。中央処理装置１０は、例えばコンピュータ（computer）によって構成される。中央処理装置１０は、第１の変位量算出手段１０１、第２の変位量算出手段１０２、および画像データ算出手段１０３を有している。
【００１９】
第１の変位量算出手段１０１は、トレーニングスキャン（図２参照）により得られたタギング画像のデータに基づいて、所定の部位の変位量を算出する。
【００２０】
第２の変位量算出手段１０２は、第１の変位量算出手段１０１により算出された所定の部位の変位量に基づいて、本スキャン（図２参照）のｎ回目の位相エンコードにおける所定の部位の変位量を算出する。
【００２１】
画像データ算出手段１０３は、第２の変位量算出手段１０２が算出した所定の部位の変位量と、本スキャンにより得られるｋ空間のデータとに基づいて、所定の部位の画像データを算出する。また、画像データ算出手段１０３は、タギング画像のデータも算出する。
【００２２】
中央処理装置１０は、第１の変位量算出手段１０１、第２の変位量算出手段１０２、および画像データ算出手段１０３の一例であり、所定のプログラムを実行することにより、これらの手段として機能する。
【００２３】
入力装置１１は、オペレータ１４の操作に応答して種々の命令を中央処理装置１０に入力する。表示装置１２は種々の情報を表示する。
【００２４】
尚、磁場発生装置２と、シーケンサ６と、送信器７と、勾配磁場電源８とを合わせたものが、課題を解決するための手段に記載されたスキャン手段に相当する。
磁気共鳴イメージング装置１は、上記のように構成されている。
次に、被検体１３を撮影するときに実行されるスキャンについて説明する。
【００２５】
図２は、被検体１３を撮影するときに実行されるスキャンの説明図、図３は、撮影部位を概略的に示す図である。
【００２６】
第１の実施形態では、トレーニングスキャンおよび本スキャンが実行される。
トレーニングスキャンは、変位量Δｘ（ｕ，ｘ，ｙ）およびΔｙ（ｕ，ｘ，ｙ）を決定するために実行されるスキャンである。変位量Δｘ（ｕ，ｘ，ｙ）、Δｙ（ｕ，ｘ，ｙ）については、後述する。
【００２７】
トレーニングスキャンでは、タギングシーケンスＴＳａ（ａ＝１〜Ａ）と複数のデータ収集シーケンスＤＳとの組合せSetが、複数回実行される。タギングシーケンスＴＳａは、イメージング領域Ｒimにタグを付するためのシーケンスである。データ収集シーケンスＤＳは、タグが付されたイメージング領域Ｒimからｋ空間のデータを収集するためのシーケンスである。
【００２８】
また、タギングシーケンスＴＳａが実行される前と、データ収集シーケンスＤＳが実行される前には、一回又は複数回のナビゲータシーケンスＮＴが実行される。ナビゲータシーケンスＮＴは、肝臓１３ａ、横隔膜１３ｂ、および肺１３ｃに跨る柱状のナビゲータ領域Ｒna（図３参照）をスライス選択し、ナビゲータ領域Ｒnaから、被検体の体軸方向に関する横隔膜１３ｂの位置ｕを検出するのに必要なデータを収集するためのシーケンスである。
【００２９】
図４は、トレーニングスキャンの説明図である。
図４（ａ）は、トレーニングスキャン時における横隔膜の変位を表すグラフである。
【００３０】
グラフの横軸は時間を表し、グラフの縦軸は横隔膜位置ｕを示している。グラフの黒丸は、ナビゲータシーケンスＮＴにより検出された横隔膜位置ｕを表している。
【００３１】
トレーニングスキャンでは、イメージング領域Ｒimのタギング画像を作成するためのデータを収集する。図４（ｂ）には、横隔膜が位置ｕ’αに変位したときのイメージング領域Ｒimにおけるタギング画像ＴＧαの概略図が示されており、図４（ｃ）には、横隔膜が位置ｕ’βに変位したときのイメージング領域Ｒimにおけるタギング画像ＴＧβの概略図が示されている。以下に、タギング画像ＴＧαのデータと、タギング画像ＴＧβのデータとを収集する方法について説明する。
【００３２】
トレーニングスキャンでは、ナビゲータシーケンスＮＴを実行し、横隔膜位置ｕを検出する。第１の実施形態では、検出された横隔膜位置の時間変化に基づいて、横隔膜位置ｕが、減少から増大に変化したか否かを判断する。図４（ａ）では、時刻ｔ１において、横隔膜位置ｕが、減少から増大に変化している。時刻ｔ１以降も、ナビゲータシーケンスＮＴによって横隔膜位置ｕを検出し、横隔膜が基準位置ｕrefに変位したら、タギングシーケンスＴＳ１を実行する。この場合、基準位置ｕrefに対して許容範囲ＡＷrefを予め決めておき、検出された横隔膜位置ｕが許容範囲ＡＷrefに含まれている場合は、横隔膜は基準位置ｕrefに変位したと判断して、タギングシーケンスＴＳ１を実行する。タギングシーケンスＴＳ１を実行することによりイメージング領域Ｒimにタグが付される。タギングシーケンスＴＳ１を実行した後、再びナビゲータシーケンスＮＴを実行し、横隔膜位置ｕを検出する。横隔膜が、位置ｕ’αに変位したら、データ収集シーケンスＤＳを実行する。この場合、位置ｕ’αに対して許容範囲ＡＷαを予め決めておき、検出された横隔膜位置ｕが許容範囲ＡＷαに含まれている場合は、横隔膜は位置ｕ’αに変位したと判断して、データ収集シーケンスＤＳを実行する。データ収集シーケンスＤＳを実行することにより、タギングシーケンスＴＳ１でタグが付されたイメージング領域Ｒimから、横隔膜がｕ’αに変位したときのｋ空間のデータＤα１を収集することができる。
【００３３】
ｋ空間のデータＤα１を収集した後、再びナビゲータシーケンスＮＴを実行し、横隔膜位置ｕを検出する。横隔膜が、位置ｕ’βに変位したら、データ収集シーケンスＤＳを実行する。この場合、位置ｕ’βに対して許容範囲ＡＷβを予め決めておき、検出された横隔膜位置ｕが許容範囲ＡＷβに含まれている場合は、横隔膜は位置ｕ’βに変位したと判断して、データ収集シーケンスＤＳを実行する。データ収集シーケンスＤＳを実行することにより、タギングシーケンスＴＳ１でタグが付されたイメージング領域Ｒimから、横隔膜がｕ’βに変位したときのｋ空間のデータＤβ１を収集することができる。
【００３４】
ｋ空間のデータＤβ１を収集した後、再びナビゲータシーケンスＮＴを実行し、横隔膜位置ｕを検出する。そして、検出された横隔膜位置の時間変化に基づいて、横隔膜位置ｕが、減少から増大に変化したか否かを判断する。図４（ａ）では、時刻ｔ２において、横隔膜位置ｕが、減少から増大に変化している。時刻ｔ２以降も、ナビゲータシーケンスＮＴによって横隔膜位置ｕを検出し、横隔膜が基準位置ｕrefに変位したら、タギングシーケンスＴＳ２を実行する。タギングシーケンスＴＳ２を実行することによりイメージング領域Ｒimに再びタグが付される。タギングシーケンスＴＳ２を実行した後、ナビゲータシーケンスＮＴによって再び横隔膜位置ｕを検出する。横隔膜が、位置ｕ’αおよびｕ’βおよび変位したら、データ収集シーケンスＤＳを実行し、ｋ空間のデータＤα２およびＤβ２を収集する。
【００３５】
以下、同様の手順で、タギング画像ＴＧαおよびＴＧβを作成するのに必要なｋ空間のデータが収集されるまでスキャンを実行する。したがって、タギング画像ＴＧαおよびＴＧβを作成することができる。
【００３６】
また、横隔膜位置ｕは時間とともに変位するので、イメージング領域Ｒimに付されたタグも、時間とともに歪んでいく。したがって、タギング画像ＴＧαのタグと、タギング画像ＴＧβのタグには、イメージング領域Ｒimにタグを付してからデータが収集されるまでの時間に応じた歪が生じる。尚、図４（ｂ）および（ｃ）では、説明の便宜上、タギング画像ＴＧαおよびＴＧβには、歪のないタグが示されているが、実際には、タグには、イメージング領域Ｒimにタグを付してからデータが収集されるまでの時間に応じた歪が生じている。
【００３７】
次に、図４（ｂ）を参照しながら、イメージング領域Ｒim内の組織Ｔの変位について説明する。
【００３８】
横隔膜の基準位置ｕrefにおいて、イメージング領域Ｒim内の組織Ｔが、ピクセル位置Ｐ０＝（ｘ０，ｙ０）に位置しているとする。しかし、横隔膜位置ｕが、位置ｕ’αに変位すると、組織Ｔは、ピクセル位置Ｐ０＝（ｘ０，ｙ０）から、ピクセル位置Ｐα＝（ｘα，ｙα）に移動する。つまり、組織Ｔは、イメージング領域Ｒimにタグが付されてからデータが収集されるまでの間に、ｘ方向に変位量Δｘだけ変位し、ｙ方向に変位量Δｙだけ変位する（尚、ｚ方向の変位は無視する）。また、変位量ΔｘおよびΔｙは、横隔膜位置ｕ、ピクセル位置（ｘ，ｙ）に依存する値であるので、ΔｘおよびΔｙは、以下のように、ｕ、ｘ、およびｙの関数として表すことができる。
Δｘ（ｕ，ｘ，ｙ）、Δｙ（ｕ，ｘ，ｙ）
【００３９】
変位量Δｘ（ｕ，ｘ，ｙ）およびΔｙ（ｕ，ｘ，ｙ）の値は、タギング画像に付されたタグの歪を解析することによって算出することができる。例えば、横隔膜位置ｕ＝ｕ’αにおける変位量Δｘ（ｕ’α，ｘ，ｙ）およびΔｙ（ｕ’α，ｘ，ｙ）を算出するには、タギング画像ＴＧαに付されたタグの歪を解析すればよい。タギング画像ＴＧαに付されたタグの歪を解析することによって、変位量Δｘ（ｕ’α，ｘ，ｙ）およびΔｙ（ｕ’α，ｘ，ｙ）を算出することができる。
【００４０】
上記の説明では、横隔膜位置ｕ’αにおける変位量Δｘ（ｕ’α，ｘ，ｙ）およびΔｙ（ｕ’α，ｘ，ｙ）を算出する例について説明したが、横隔膜位置ｕ’βにおける変位量Δｘ（ｕ’β，ｘ，ｙ）およびΔｙ（ｕ’β，ｘ，ｙ）を算出する場合には、タギング画像ＴＧβに付されたタグの歪を解析すればよい。タギング画像ＴＧβに付されたタグの歪を解析することにより、横隔膜位置ｕ’βにおける変位量Δｘ（ｕ’β，ｘ，ｙ）およびΔｙ（ｕ’β，ｘ，ｙ）を算出することができる。
【００４１】
図４では、横隔膜位置ｕ’αにおける変位量Δｘ（ｕ’α，ｘ，ｙ）およびΔｙ（ｕ’α，ｘ，ｙ）と、横隔膜位置ｕ’βにおける変位量Δｘ（ｕ’β，ｘ，ｙ）およびΔｙ（ｕ’β，ｘ，ｙ）とを算出する例について説明している。しかし、タギングシーケンスを実行してからデータを収集するまでの時間を更に細かく規定することにより、横隔膜位置ｕ’αおよびｕ’β以外の横隔膜位置における変位量も算出することができる。第１の実施形態では、横隔膜位置ｕ’ｋ（ｋ＝１〜ｚ）における変位量を算出している（図５参照）。
【００４２】
図５は、横隔膜位置ｕ’１〜ｕ’ｚにおける変位量を算出するときの説明図である。
例えば、横隔膜位置ｕ＝ｕ’ｚにおける変位量Δｘ（ｕ’ｚ，ｘ，ｙ）およびΔｙ（ｕ’ｚ，ｘ，ｙ）を算出するには、横隔膜位置ｕ’ｚおけるタギング画像の歪を解析すればよい。横隔膜位置ｕ’ｚおけるタギング画像を作成するためのｋ空間のデータは、横隔膜が位置ｕ’ｚに変位したときにデータ収集シーケンスＤＳを実行することにより、収集することができる。図６に、横隔膜位置ｕ’１〜ｕ’ｚにおける変位量をまとめて示す。
【００４３】
トレーニングスキャンの後に、本スキャンが実行される（図２参照）。本スキャンでは、イメージングシーケンスＩＳｂ（ｂ＝１〜Ｂ）が実行される。
【００４４】
イメージングシーケンスＩＳｂは、イメージング領域Ｒim（図３参照）のｋ空間の各ラインのデータを収集するためのシーケンスである。第１の実施形態では、イメージングシーケンスＩＳｂは、グラディエントエコー系のシーケンスである。ただし、イメージングシーケンスＩＳｂは、スピンエコー系など、別のシーケンスを用いてもよい。位相エンコード数Ｎは、例えば、Ｎ＝１２８である。
【００４５】
また、イメージングシーケンスＩＳｂが実行される前に、一回又は複数回のナビゲータシーケンスＮＶが実行される。ナビゲータシーケンスＮＶは、トレーニングスキャンにおいて実行されるナビゲータシーケンスＮＴと同様に、ナビゲータ領域Ｒna（図３参照）から、横隔膜の位置ｕを検出するのに必要なデータを収集するためのシーケンスである。
【００４６】
図７は、本スキャンの説明図である。
図７（ａ）は、横隔膜の変位を表すグラフである。
グラフの横軸は時間を表し、グラフの縦軸は横隔膜位置ｕを示している。グラフの黒丸は、ナビゲータシーケンスＮＶにより検出された横隔膜位置ｕを表している。
【００４７】
図７（ｂ）は、横隔膜が基準位置ｕrefに変位したときのイメージング領域Ｒimの画像の概略図であり、図７（ｃ）は、ｎ回目の位相エンコード（イメージングシーケンスＩＳｎ）を実行したときのイメージング領域Ｒimの画像の概略図が示されている。
【００４８】
横隔膜が基準位置ｕrefに変位したときのイメージング領域Ｒimの位置（ｘ，ｙ）における画像データをｆ（ｘ，ｙ）とし（図７（ｂ）参照）、ｎ回目の位相エンコードにおけるイメージング領域Ｒimの位置（ｘ，ｙ）における画像データをｇｎ（ｘ，ｙ）とする（図７（ｃ）参照）。ｆ（ｘ，ｙ）は、Δｘ（ｕ，ｘ，ｙ）およびΔｙ（ｕ，ｘ，ｙ）を用いて、以下の式（１）で表される。
ｇｎ（ｘ，ｙ）
＝ｆ（ｘ＋Δｘ（ｕｎ，ｘ，ｙ），ｙ＋Δｙ（ｕｎ，ｘ，ｙ））  ・・・（１）
ただし、ｕｎ：ｎ回目の位相エンコードの際の横隔膜位置
【００４９】
ｇｎ（ｘ，ｙ）をフーリエ変換したものが、ｋ空間のデータＳ（ｔ，ｎ）となるので、ｋ空間のデータＳ（ｔ，ｎ）は、以下の式で表される。
【数１】
0005627903.tif 000002
【００５０】
尚、式（２）では、画像データｆ（ｘ，ｙ）をベクトルｆで表し、体動補正を受けたフーリエ変換のカーネルを行列Ｋで表した。式（２）において、ｋ空間のデータＳ（ｔ，ｎ）をベクトルＳで表すと、以下の式が得られる。
ｆ＝Ｋ−１Ｓ  ・・・（３）
【００５１】
式（３）において、ベクトルＳによって表されるｋ空間のデータＳ（ｔ，ｎ）は、本スキャンのイメージングシーケンスＩＳｂを実行することにより得られるデータである。また、逆行列Ｋ−１は、変位量Δｘ（ｕｎ，ｘ，ｙ）およびΔｙ（ｕｎ，ｘ，ｙ）が分かれば、求めることができる。したがって、変位量Δｘ（ｕｎ，ｘ，ｙ）およびΔｙ（ｕｎ，ｘ，ｙ）を求めることができれば、式（３）により、ベクトルｆで表される画像データｆ（ｘ，ｙ）を算出することができる。横隔膜位置ｕｎにおける変位量Δｘ（ｕｎ，ｘ，ｙ）およびΔｙ（ｕｎ，ｘ，ｙ）を求める方法としては、例えば、以下の２つの方法（１）および（２）が考えられる。
【００５２】
（方法１）先ず、ｎ回目の位相エンコードの際の横隔膜位置ｕｎを求める。横隔膜位置ｕｎを求める方法としては、例えば、ナビゲータシーケンスＮＶｎにより検出された横隔膜位置ｕｖｎと、ナビゲータシーケンスＮＶｎ＋１により検出された横隔膜位置ｕｖｎ＋１との平均値として求める方法や、横隔膜位置ｕｖｎ又はｕｖｎ＋１を、横隔膜位置ｕｎとして採用する方法が考えられる。
横隔膜位置ｕｎを求めた後、トレーニングスキャンにより求められた横隔膜位置ｕ’ｋ（ｋ＝１〜ｚ）における変位量Δｘ（ｕ’ｋ，ｘ，ｙ）およびΔｙ（ｕ’ｋ，ｘ，ｙ）（図６参照）に基づいて、横隔膜位置ｕｎにおける変位量Δｘ（ｕｎ，ｘ，ｙ）およびΔｙ（ｕｎ，ｘ，ｙ）を算出する。算出方法としては、図６に示す変位量Δｘ（ｕ’ｋ，ｘ，ｙ）およびΔｙ（ｕ’ｋ，ｘ，ｙ）の中から、ｕ’ｋがｕｎに近い変位量Δｘ（ｕ’ｋ，ｘ，ｙ）およびΔｙ（ｕ’ｋ，ｘ，ｙ）を用いて、変位量Δｘ（ｕｎ，ｘ，ｙ）およびΔｙ（ｕｎ，ｘ，ｙ）を算出する方法が考えられる。図７（ａ）を参照すると、ｕｎは、横隔膜位置ｕ’αとｕ’α−１との間に位置しているので、横隔膜位置ｕ’αとｕ’α−１は、ｕｎに近い値を有している。したがって、横隔膜位置ｕ’αにおける変位量Δｘ（ｕ’α，ｘ，ｙ）およびΔｙ（ｕ’α，ｘ，ｙ）と、横隔膜位置ｕ’α−１における変位量Δｘ（ｕ’α−１，ｘ，ｙ）およびΔｙ（ｕ’α−１，ｘ，ｙ）とに基づいて、横隔膜位置ｕｎにおける変位量Δｘ（ｕｎ，ｘ，ｙ）およびΔｙ（ｕｎ，ｘ，ｙ）を算出することができる。この場合、例えば、横隔膜位置ｕ’αにおける変位量Δｘ（ｕ’α，ｘ，ｙ）およびΔｙ（ｕ’α，ｘ，ｙ）と、横隔膜位置ｕ’α−１における変位量Δｘ（ｕ’α−１，ｘ，ｙ）およびΔｙ（ｕ’α−１，ｘ，ｙ）との平均値を、横隔膜位置ｕｎにおける変位量Δｘ（ｕｎ，ｘ，ｙ）およびΔｙ（ｕｎ，ｘ，ｙ）として算出することができる。尚、ｕ’αとｕｎとの差、およびｕ’α−１とｕｎとの差に応じて、変位量Δｘ（ｕ’α，ｘ，ｙ），Δｙ（ｕ’α，ｘ，ｙ）、および変位量Δｘ（ｕ’α−１，ｘ，ｙ），Δｙ（ｕ’α−１，ｘ，ｙ）に重み付けしてもよい。重み付けられた変位量に基づいて、横隔膜位置ｕｎにおける変位量Δｘ（ｕｎ，ｘ，ｙ）およびΔｙ（ｕｎ，ｘ，ｙ）を算出することにより、変位量Δｘ（ｕｎ，ｘ，ｙ）およびΔｙ（ｕｎ，ｘ，ｙ）の値の精度を高めることができる。
【００５３】
（方法２）  先ず、横隔膜位置ｕｎを求める（横隔膜位置ｕｎを求める方法は、方法１と同じでよい）。横隔膜位置ｕｎを求めたら、横隔膜位置ｕ’１〜ｕ’ｚの中で、ｕｎに一番近い横隔膜位置（ここでは、横隔膜位置ｕ’αとする）における変位量Δｘ（ｕ’α，ｘ，ｙ），Δｙ（ｕ’α，ｘ，ｙ）（図６参照）を、横隔膜位置ｕｎにおける変位量Δｘ（ｕｎ，ｘ，ｙ）およびΔｙ（ｕｎ，ｘ，ｙ）として採用する。この場合、ｕ’αとｕｎとの差に応じて、変位量Δｘ（ｕ’α，ｘ，ｙ），Δｙ（ｕ’α，ｘ，ｙ）を重み付けしてもよい。
【００５４】
したがって、図４〜図７を参照しながら説明したように、トレーニングスキャンと、本スキャンとを実行することにより、画像データｆ（ｘ，ｙ）が得られることがわかる。
【００５５】
次に、画像データｆ（ｘ，ｙ）を算出するときのＭＲＩ装置１の処理フローについて説明する。
【００５６】
図８は、ＭＲＩ装置１の処理フローの一例を示す図である。
ステップＳ１では、画像データ算出手段１０３（図１参照）が、トレーニングスキャンにより得られたデータに基づいて、タギング画像を作成する。そして、第１の変位量算出手段１０１（図１参照）が、タギング画像に付されたタグの歪を解析することにより、変位量Δｘ（ｕ’ｋ，ｘ，ｙ）およびΔｙ（ｕ’ｋ，ｘ，ｙ）を算出する（図６参照）。変位量Δｘ（ｕ’ｋ，ｘ，ｙ）およびΔｙ（ｕ’ｋ，ｘ，ｙ）を算出した後、ステップＳ２に進む。
【００５７】
ステップＳ２では、第２の変位量算出手段１０２（図１参照）が、本スキャンにおけるｎ回目の位相エンコーディングの際の変位量Δｘ（ｕｎ，ｘ，ｙ）およびΔｙ（ｕｎ，ｘ，ｙ）を算出する。変位量Δｘ（ｕｎ，ｘ，ｙ）およびΔｙ（ｕｎ，ｘ，ｙ）は、図７を参照しながら説明した方法で算出することができる。変位量Δｘ（ｕｎ，ｘ，ｙ）およびΔｙ（ｕｎ，ｘ，ｙ）を算出した後、ステップＳ３に進む。
【００５８】
ステップＳ３では、画像データ算出手段１０３が、ステップＳ２で算出した変位量Δｘ（ｕｎ，ｘ，ｙ）およびΔｙ（ｕｎ，ｘ，ｙ）と、本スキャンのイメージングシーケンスにより得られたｋ空間のデータＳ（ｔ，ｎ）とを、式（３）に代入する。これにより、画像データｆ（ｘ，ｙ）を得ることができる。
【００５９】
第１の実施形態では、タギングデータに基づいて変位量Δｘ（ｕｎ，ｘ，ｙ）およびΔｙ（ｕｎ，ｘ，ｙ）を算出するので、イメージング領域の各位置（ｘ，ｙ）がどれだけ変位したかを求めることができる。したがって、被検体の呼吸による体動アーチファクトが低減されたＭＲ画像を得ることができる。
【００６０】
また、本スキャンにおいては、体動が安定する期間を待たずにイメージングシーケンスを実行することができるので、スキャン時間を短縮することができる。更に、被検体は自由呼吸下で撮影をすることができるので、撮影中に、被検体に呼吸停止の指示をする必要もなく、被検体の負担を軽減することができる。
【００６１】
更に、上記の説明では、コロナル画像の画像データについて説明されているが、本発明は、上記のサジタル画像、アキシャル画像、オブリーク画像など、任意の断面の画像データを算出する場合にも適用することができる。
【００６２】
尚、図４および図５では、横隔膜が基準位置ｕrefに変位したときにタギングシーケンスＴＳａおよびを実行している。しかし、横隔膜位置に対して複数の基準位置を設け、横隔膜が各基準位置に変位するたびにタギングシーケンスＴＳａを実行してもよい。以下では、横隔膜位置に対して２箇所の基準位置を設けた場合にタギングシーケンスＴＳａを実行する例について説明する。
【００６３】
図９は、２箇所の基準位置ｕref１およびｕref２を設け、各基準位置ｕref１およびｕref２においてタギングシーケンスを実行する例を示す図である。
【００６４】
図９において、グラフの横軸は時間を表し、グラフの縦軸は横隔膜位置ｕを示している。グラフの黒丸は、ナビゲータシーケンスＮＴにより検出された横隔膜位置ｕを表している。
【００６５】
基準位置ｕref１においてタギングシーケンスを実行する場合、先ず、横隔膜位置ｕが、減少から増大に変化したか否かを判断する。図９では、時刻ｔ１において、横隔膜位置ｕが、減少から増大に変化している。時刻ｔ１以降も、ナビゲータシーケンスＮＴによって横隔膜位置ｕを検出し、横隔膜が基準位置ｕref１に変位したら、タギングシーケンスＴＳ１を実行する。タギングシーケンスＴＳ１を実行することによりイメージング領域Ｒimにタグが付される。タギングシーケンスＴＳ１を実行した後、再びナビゲータシーケンスＮＴを実行し、横隔膜位置ｕが、ｕ’α１、ｕ’α２、ｕ’α３、およびｕ’α４に変位したら、データ収集シーケンスＤＳを実行する。データ収集シーケンスＤＳを実行することにより、タギングシーケンスＴＳ１でタグが付されたイメージング領域Ｒimから、横隔膜がｕ’α１、ｕ’α２、ｕ’α３、およびｕ’α４に変位したときのｋ空間のデータＤα１１、Ｄα２１、Ｄα３１、およびＤα４１を収集することができる。
【００６６】
一方、基準位置ｕref２においてタギングシーケンスを実行する場合、先ず、横隔膜位置ｕが、増大から減少に変化したか否かを判断する。図９では、時刻ｔ２において、横隔膜位置ｕが、減少から増大に変化している。時刻ｔ２以降も、横隔膜位置ｕを検出し、横隔膜が基準位置ｕref２に変位したら、タギングシーケンスＴＳ２を実行する。タギングシーケンスＴＳ２を実行することによりイメージング領域Ｒimにタグが付される。タギングシーケンスＴＳ２を実行した後、再びナビゲータシーケンスＮＴを実行し、横隔膜位置ｕが、ｕ’β１、ｕ’β２、およびｕ’β３に変位したら、データ収集シーケンスＤＳを実行する。データ収集シーケンスＤＳを実行することにより、タギングシーケンスＴＳ２でタグが付されたイメージング領域Ｒimから、横隔膜がｕ’β１、ｕ’β２、およびｕ’β３に変位したときのｋ空間のデータＤβ１１、Ｄβ２１、およびＤβ３１を収集することができる。
【００６７】
以下、同様に、基準位置ｕref１およびｕref２が検出されたらタギングシーケンスを実行し、横隔膜位置ｕ’α１、ｕ’α２、ｕ’α３、およびｕ’α４におけるｋ空間のデータと、横隔膜位置ｕ’β１、ｕ’β２、およびｕ’β３におけるｋ空間のデータとを交互に収集する。このようにしてイメージング領域Ｒimからｋ空間のデータを収集してタギング画像を作成し、変位量Δｘ（ｕ，ｘ，ｙ）およびΔｙ（ｕ，ｘ，ｙ）を算出してもよい。ただし、基準位置ｕref１と基準位置ｕref２との間には位置のズレがあるので、基準位置ｕref２を基準にして算出された変位量は、基準位置ｕref１を基準にして算出された変位量に補正する必要がある。
【００６８】
（２）第２の実施形態
第２の実施形態では、本スキャンにより収集されたｋ空間のデータを取り直すか否かを決定する方法について説明する。尚、ハードウェア構成は、第１の実施形態と同じである。
【００６９】
図１０は、第２の実施形態において、トレーニングスキャン時における横隔膜の変位を表すグラフである。グラフの黒丸は、トレーニングスキャン時のナビゲータシーケンスＮＴにより検出された横隔膜位置ｕを表している。
【００７０】
トレーニングスキャンにより検出された横隔膜位置に基づいて、被検体１３が息を吐き終わった時の横隔膜１３ｂの位置である最大呼気位置Ｘｅと、被検体１３が息を吸い終わった時の横隔膜１３ｂの位置である最大吸気位置Ｘｉとを決定する。
【００７１】
最大呼気位置Ｘｅを決定する方法としては、例えば、検出された横隔膜位置の中で、座標が最大（座標の正負の取り方によっては最小）となる位置を、最大呼気位置Ｘｅとして決定する方法が考えられる。また、最大吸気位置Ｘｉを決定する方法としては、例えば、検出された横隔膜位置の中で、座標が最小（座標の正負の取り方によっては最大）となる位置を、最大吸気位置Ｘｉとして決定する方法が考えられる。
【００７２】
最大呼気位置Ｘｅおよび最大吸気位置Ｘｉを決定した後、最大呼気位置Ｘｅおよび最大吸気位置Ｘｉに基づいて、横隔膜の位置の許容範囲ＡＷを設定する。ＡＷの幅は、例えば、最大呼気位置Ｘｅと最大吸気位置Ｘｉとの間の範囲に設定したり、最大呼気位置Ｘｅ±ΔＸｅ（ΔＸｅ＞０）と最大吸気位置Ｘｉ±ΔＸｉ（ΔＸｉ＞０）との間の範囲に設定することができる。
以上のようにして、横隔膜の位置の許容範囲ＡＷが設定される。
【００７３】
本スキャンでは、横隔膜位置の許容範囲ＡＷに基づいて、イメージングシーケンスＩＳｎで収集されたイメージングデータを取り直すか否かを決定する（図１１参照）。
【００７４】
図１１は、本スキャンにおける横隔膜の変位と、横隔膜位置の許容範囲ＡＷとの関係を示す図である。グラフの黒丸は、本スキャン時のナビゲータシーケンスＮＶにより検出された横隔膜位置ｕを表している。
【００７５】
ｎ回目の位相エンコードにおける横隔膜位置ｕｎが、横隔膜位置の許容範囲ＡＷに含まれている場合、イメージングシーケンスＩＳｎで収集されたイメージングデータは、ｋ空間を埋めるデータとして採用される。一方、横隔膜位置ｕｎが、横隔膜位置の許容範囲ＡＷからはずれた場合、イメージングシーケンスＩＳｎで収集されたイメージングデータは、イメージングシーケンスＩＳｎ＋ｄ（ｄ：１以上の整数）おいて、データが取り直される。図１１では、ｎ回目の位相エンコードにおける横隔膜位置ｕｎは、横隔膜位置の許容範囲ＡＷに含まれているので、イメージングシーケンスＩＳｎで収集されたイメージングデータは、ｋ空間を埋めるデータとして採用される。
【００７６】
一方、ｘ回目の位相エンコードにおけるイメージングシーケンスＩＳｘは、横隔膜位置の許容範囲ＡＷから外れている。したがって、イメージングシーケンスＩＳｘで収集されたイメージングデータは、ｋ空間を埋めるデータとして採用されず、イメージングシーケンスＩＳｘ＋ｄ（ｄ：１以上の整数）おいて、データが取り直される。したがって、第２の実施形態によれば、横隔膜位置の許容範囲ＡＷにおけるデータのみを、ｋ空間を埋めるデータとして採用することができ、体動アーチファクトが更に低減された画像を得ることができる。
【００７７】
尚、本発明の実施に際しては、上記した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形形態を採用することができる。
【００７８】
第１および第２の実施形態では、横隔膜位置は、ナビゲータエコー法で算出しているが、ナビゲータエコー法の代わりに、ベローズを用いて横隔膜位置を算出してもよい。
【００７９】
第１および第２の実施形態では、ナビゲータエコーは、被検体のイメージング領域の内側から収集されている。しかし、体動アーチファクトが十分に低減された画像を得ることができるのであれば、ナビゲータエコーは、イメージング領域の外側に存在する部位から収集してもよい。
【００８０】
第１および第２の実施形態では、変位量Δｘ（ｕ，ｘ，ｙ）およびΔｙ（ｕ，ｘ，ｙ）を、横隔膜位置ｕの関数として求めている。しかし、イメージング領域Ｒimの位置（ｘ，ｙ）における変位量を求めることができるのであれば、横隔膜とは別の部位の位置の関数として、変位量Δｘ（ｕ，ｘ，ｙ）およびΔｙ（ｕ，ｘ，ｙ）を求めてもよい。
【００８１】
また、第１および第２の実施形態では、式（３）に従って画像データｆ（ｘ，ｙ）を算出しているが、式（３）とは別の式に従って画像データｆ（ｘ，ｙ）を算出してもよい。
【００８２】
更に、第１および第２の実施形態では、肝臓１３ａを撮影する例について説明されているが、被検体の体動に伴って変位する部位であれば、心臓などの他の部位であってもよい。
【符号の説明】
【００８３】
１  ＭＲＩ装置
２  磁場発生装置
３  テーブル
４  クレードル
５  受信コイル
６  シーケンサ
７  送信器
８  勾配磁場電源
９  受信器
１０  中央処理装置
１１  入力装置
１２  表示装置
１３  被検体
１４  オペレータ
２１  ボア
２２  超伝導コイル
２３  勾配コイル
２４  送信コイル
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図３】
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