(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
呼吸する検査対象の測定データを磁気共鳴技術によって取得するための方法であって、
ａ）  前記検査対象の呼吸に対応した生理的呼吸信号を検出するステップと、
ｂ）  前記検出した呼吸信号を評価するステップと、
ｃ）  前記評価した呼吸信号を基に、磁気共鳴による測定データの取得プロセスに影響する少なくとも１つのパラメータとして、前記検査対象の呼吸サイクル時間またはそれに代替する物理量を算出するステップであって、前記パラメータの算出と共に、前記検出した呼吸信号の前記評価を行った際に統計的に求めた呼吸サイクル時間のパーセント割合の算出もさらに含むステップと、
ｄ）  実際の生理的呼吸信号を検出するステップと、
ｅ）  最後に検出した前記呼吸信号を少なくとも１つのトリガ条件と比較するステップと、
ｆ）  前記ステップｅ）にて前記トリガ条件が充足されたとき、前記算出したパラメータを用いて、測定データの取得プロセスを作動開始（トリガ）するステップと、
ｇ）  所望の全ての測定データが取得されるまで、前記ステップｄ）、前記ステップｅ）、前記ステップｆ）を繰り返すステップと
を含み、前記磁気共鳴による前記測定データの取得プロセスに影響する前記少なくとも１つのパラメータに基づいて、前記測定データの取得プロセスをトリガ（作動開始）した後の、当該測定データの取得時間を決定する、または当該測定データの取得時間を決定するための設定を変更する
ことを特徴とする、呼吸する検査対象の測定データを磁気共鳴技術によって取得するための方法。
【請求項２】
請求項１記載の、呼吸する検査対象の測定データを磁気共鳴技術によって取得するための方法において、
前記測定データは、所定数の被測定層からなる層構造を複数有するものであり、
前記磁気共鳴による前記測定データの取得プロセスに影響する前記少なくとも１つのパラメータに基づいて、前記層構造の持つ層数のうちの最大値を算出し、
かつ前記トリガ条件の充足後に、各前記被測定層からそれぞれ前記測定データを取得する
ことを特徴とする、呼吸する検査対象の測定データを磁気共鳴技術によって取得するための方法。
【請求項３】
請求項２記載の、呼吸する検査対象の測定データを磁気共鳴技術によって取得するための方法において、
前記所定数の被測定層からなる層構造の層数の最大値を算出するプロセスには、前記トリガ条件の充足後に、当該最大値のデータ取得時間と、前記検出した呼吸信号の前記評価の際に求めた統計的サイクル時間とを、比較するプロセスが含まれる
ことを特徴とする、呼吸する検査対象の測定データを磁気共鳴技術によって取得するための方法。
【請求項４】
請求項１から３のうちいずれか１項に記載の、呼吸する検査対象の測定データを磁気共鳴技術によって取得するための方法において、
前記磁気共鳴による前記測定データの取得プロセスに影響する前記少なくとも１つのパラメータとして、前記磁気共鳴による前記測定データ取得の際に使用されるエコー列のエコー数を用いる
ことを特徴とする、呼吸する検査対象の測定データを磁気共鳴技術によって取得するための方法。
【請求項５】
請求項１から４のうちいずれか１項に記載の、呼吸する検査対象の測定データを磁気共鳴技術によって取得するための方法において、
前記磁気共鳴による前記測定データの取得プロセスに影響する少なくとも１つのパラメータを算出するための所定値Ｄであって前記検査対象の呼吸サイクル時間またはそれに代替する物理量に対するパーセント割合として予め定められる所定値Ｄを用いて、当該所定値Ｄを前記呼吸サイクル時間の中央値または平均値に乗算してなる値以下に、１つのトリガから発動した前記測定データの取得時間がなるように、前記少なくとも１つのパラメータを算出する
ことを特徴とする、呼吸する検査対象の測定データを磁気共鳴技術によって取得するための方法。
【請求項６】
請求項５記載の、呼吸する検査対象の測定データを磁気共鳴技術によって取得するための方法において、
前記所定値Ｄは、前記磁気共鳴による前記測定データの取得を行う者によって人的に設定される
ことを特徴とする、呼吸する検査対象の測定データを磁気共鳴技術によって取得するための方法。
【請求項７】
請求項５記載の、呼吸する検査対象の測定データを磁気共鳴技術によって取得するための方法において、
前記所定値Ｄは、前記測定データの取得の際に選択された取得プロセスに依存して設定される
ことを特徴とする、呼吸する検査対象の測定データを磁気共鳴技術によって取得するための方法。
【請求項８】
請求項１から４のうちいずれか１項に記載の、呼吸する検査対象の測定データを磁気共鳴技術によって取得するための方法において、
前記磁気共鳴による前記測定データの取得プロセスに影響する前記少なくとも１つのパラメータは、前記検出した生理的呼吸信号の最大の時間インターバルに依存しており、当該時間インターバル内では、前記生理的呼吸信号の最大変動または平均変動が、前記検出した呼吸信号内における、少なくとも１つの吸気の値と他の少なくとも１つの呼気の値との間での最大変動または平均変動の固定選択された値またはそのパーセント割合の値を、上まわらないように設定される
ことを特徴とする、呼吸する検査対象の測定データを磁気共鳴技術によって取得するための方法。
【請求項９】
請求項１から８のうちいずれか１項に記載の、呼吸する検査対象の測定データを磁気共鳴技術によって取得するための方法において、
前記評価した呼吸信号を基に、少なくとも１つの前記トリガ条件が、前記ａ）、前記ｂ）、前記ｃ）、前記ｄ）、前記ｅ）、前記ｆ）、前記ｇ）のうちの少なくともいずれか１つのステップにおいて算出される
ことを特徴とする、呼吸する検査対象の測定データを磁気共鳴技術によって取得するための方法。
【請求項１０】
請求項９記載の、呼吸する検査対象の測定データを磁気共鳴技術によって取得するための方法において、
前記呼吸信号の評価の際に、逐次に検出される呼吸信号のレベルがそれに到達した時点で前記トリガ条件が充足されることになるような呼吸信号値のレベルを、前記トリガ条件として算出する
ことを特徴とする、呼吸する検査対象の測定データを磁気共鳴技術によって取得するための方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の、呼吸する検査対象の測定データを磁気共鳴技術によって取得するための方法において、
前記呼吸信号値を算出するプロセスは、前記呼吸信号の平坦な曲線推移を探索するプロセスを含む
ことを特徴とする、呼吸する検査対象の測定データを磁気共鳴技術によって取得するための方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の、呼吸する検査対象の測定データを磁気共鳴技術によって取得するための方法において、
前記平坦な曲線推移は、少なくとも前記測定データ取得トリガ後の測定データの取得時間に亘って継続するものである
ことを特徴とする、呼吸する検査対象の測定データを磁気共鳴技術によって取得するための方法。
【請求項１３】
請求項１１または１２記載の、呼吸する検査対象の測定データを磁気共鳴技術によって取得するための方法において、
前記平坦な曲線推移の初端は、前記呼吸する検査対象の呼気相内にある
ことを特徴とする、呼吸する検査対象の測定データを磁気共鳴技術によって取得するための方法。
【請求項１４】
請求項９から１３のうちいずれか１項に記載の、呼吸する検査対象の測定データを磁気共鳴技術によって取得するための方法において、
前記少なくとも１つのトリガ条件は、前記磁気共鳴による測定データの取得プロセスに影響する前記少なくとも１つのパラメータに依存して定められるものである
ことを特徴とする、呼吸する検査対象の測定データを磁気共鳴技術によって取得するための方法。
【請求項１５】
請求項９から１４のうちいずれか１項に記載の、呼吸する検査対象の測定データを磁気共鳴技術によって取得するための方法において、
前記少なくとも１つのトリガ条件は、第１回目の算出後に、少なくともさらに１回、再計算される
ことを特徴とする、呼吸する検査対象の測定データを磁気共鳴技術によって取得するための方法。
【請求項１６】
請求項１から１５のうちいずれか１項に記載の、呼吸する検査対象の測定データを磁気共鳴技術によって取得するための方法において、
前記検出した呼吸信号の評価ステップには、前記検出した呼吸信号内の局所極値を求める、または、前記検出した呼吸信号内の１サイクル時間を求める、または、前記検出した呼吸信号内にある複数のサイクル時間の中央値もしくは平均値もしくは統計値を求めるプロセスが含まれる
ことを特徴とする、呼吸する検査対象の測定データを磁気共鳴技術によって取得するための方法。
【請求項１７】
請求項１から１６のうちいずれか１項に記載の、呼吸する検査対象の測定データを磁気共鳴技術によって取得するための方法において、
前記算出したパラメータを用いて前記測定データ取得トリガ用に充足すべきトリガ条件が、前記呼吸する検査対象の呼気相内に前記実際の検出した呼吸信号があること、および、前記実際の検出した呼吸信号が所定の許容範囲内にあること、および、最後の測定データ取得トリガ以降に前記算出したパラメータを用いて統計的に求めた前記呼吸サイクル時間に依存してその長さが選択される少なくとも１つの時間インターバルが経過すること、のうちの少なくともいずれか一つである
ことを特徴とする、呼吸する検査対象の測定データを磁気共鳴技術によって取得するための方法。
【請求項１８】
請求項１から１７のうちいずれか１項に記載の、呼吸する検査対象の測定データを磁気共鳴技術によって取得するための方法において、
前記検出した生理的呼吸信号を、一連のデータ点の集合として記憶するステップをさらに含んでおり、
かつ前記データ点の集合として記憶されるべきか否かを判定するための条件が、予め定められていて、当該条件に適合するもののみを記憶する
ことを特徴とする、呼吸する検査対象の測定データを磁気共鳴技術によって取得するための方法。
【請求項１９】
請求項１から１３のうちいずれか１項に記載の方法を演算ユニットにて実施する際に用いられる、磁気共鳴機器に結合された前記演算ユニットによって前記方法を処理するための、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、呼吸する検査対象の測定データを磁気共鳴技術によって取得するための方法およびそれに用いられるコンピュータプログラムであって、特に、検査対象の呼吸がいわゆる外乱として働いて測定データに悪影響が及ぶことを回避しつつ、その呼吸する検査対象の測定データを、磁気共鳴技術によって、正確に取得することを支援するための方法、およびその方法をコンピュータシステムにおいて実施する際に用いられるようなコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴技術（以下ではＭＲと略記する）は、例えば検査対象内部の画像を生成することのできる公知の技術である。それを簡単に述べると、ＭＲ検査、すなわち１回もしくは複数回のＭＲ測定において、検査対象は検査対象の核スピンが基本磁場に沿って整列するように、ＭＲ機器内で比較的強い、大抵は均一な、基本静磁場（磁場強度０．２テスラ〜７テスラ以上）内で、まず位置決めが行われる。核スピン共鳴を生じせしめるために、高周波励起パルスが検査対象に照射され、発生した核スピン共鳴が測定され、この測定に基づいて、例えばＭＲ画像が再構成される。測定データを空間符号化するために、基本磁場に高速切換傾斜磁場が重畳される。記録された測定データは、デジタルデータ化され、複素数の値としてｋ空間マトリックスに格納される。そのような複素数の値を割り当てられたｋ空間マトリックスから、多次元フーリエ変換によって、そのＭＲ画像が再構成できるようになっている。
【０００３】
ＭＲによって検査すべき患者の呼吸運動は、磁気共鳴イメージング（"magnetic resonance imaging"‐ＭＲＩ）において、殊に胸郭や腹部の器官の検査時に、つまり患者の呼吸運動によって影響を受ける検査領域を検査する場合に、得られた画像中にいわゆるゴースト（"ghosting"）や、ぼやけ（"blurring"）、強度損失等をもたらし、また、得られた複数の画像同士の間での記録エラーをもたらすことがある。このような種々のアーチファクトは、これらの画像を例えば医師が臨床的な判断や所見等を行う際の資料として利用する場合などに、その正確な判断や所見を困難なものとしてしまう虞がある。例えば、外傷が見過ごされるといった不都合な事態が生じることがある。
【０００４】
そのような検査対象の呼吸運動に起因したアーチファクトを減らす技術は、既に数多く存在する。これらの技術の２つの群のうちの一方は、いわゆる呼吸ゲーティングであり、他方は、いわゆる呼吸トリガリングであるが、両方の概念は、必ずしも明確には区別されていない。
【０００５】
呼吸ゲーティングとは、測定中に患者の呼吸が検出され、取得した測定データに割り当てられる、ＭＲ測定のことである。しかし、ＭＲ測定の繰返し率（特にそのＴＲ、つまり１つの層の逐次的励起の間の時間インターバル）は、患者の呼吸に左右されない。むしろ、繰返し率は１つのパラメータによって制御され、または他の別の生理的信号、例えばＥＣＧによっても制御される。呼吸情報は、次に、例えば強い呼吸運動中に取得した個々の測定データ（パケット）が、例えば定常呼吸相内で検出されるまで、これらの測定データを繰返し取得するのに利用される。呼吸情報の別の利用は、安定的（定常）呼吸相またはそれに対応した横隔膜位置において殊に運動に対して敏感であることが見込まれる、もしくは画像印象を決定するための、ｋ空間ライン（いわゆる"ROPE-respiratory ordered phase encoding"）を取得することにある。
【０００６】
呼吸トリガリングとは、例えばイメージングＭＲ測定を、自由に呼吸する患者の呼吸と同期化し、確定された測定データパケットを安定的呼吸サイクル相中にのみ取得しようと努める技術のことである。安定的相とは、終末呼気（"end expiration"）付近の比較的落ち着いた呼吸サイクル相のことである。つまり、測定データの受容は、そのような呼吸サイクル相に基づいて、トリガ（作動開始）される。その際、検査（測定）対象を多層に分割して測定する場合には、その一つ一つの特定層に着目すると、それらはそれぞれ１トリガ当たり単に１回励起される。また、測定シーケンスの有効繰返し率（ＴＲ）は、患者の平均的呼吸サイクルの整数倍（ｖ＝１…ｋ）となる。
【０００７】
上記のような呼吸ゲーティングおよび呼吸トリガリングは、例えば非特許文献１に述べられている。
【０００８】
さらに、いわゆる呼吸一時停止技術があり、そこでは運動アーチファクトを防止するために、測定データ取得プロセスが実行されている間、患者は自己の呼吸を一時停止しなければならない。左様な呼吸一時停止技術として、多重呼吸一時停止技術の一例が、非特許文献２に開示されている。
【０００９】
以下では、呼吸トリガリングについて詳しく言及することとする。既に述べたように、呼吸トリガリング（あるいは単にトリガとも称される）は、ＭＲ測定を自由に呼吸する患者の呼吸サイクルと同期化し、終末呼気の比較的落ち着いた呼吸サイクル相にＭＲ測定を限定するようにしている。このため、患者の呼吸を、生理的信号として、例えば空気圧センサによって検出するようにしている。そのトリガリングのアルゴリズムの初期学習段階後、さらにそのトリガアルゴリズムによって所定の事象が検出されると、そのトリガアルゴリズムによって、“Trigger”信号が生成される。このような“Trigger”信号によってトリガ（作動開始）されて、単数または複数の層の測定データの所定部分を取得するＭＲシーケンスが実施される。そしてその所定の測定データパケットが取得された後、トリガアルゴリズムが次のトリガを発生するまで、測定データの取得が自動的に停止される。その後、第１測定のときと同様の手順で、第２測定データパケットが取得され、測定データの取得プロセスが実行される。
【００１０】
上記のような一連の測定データの取得プロセスは、全ての層の全ての測定データが取得されるまで、反復的に継続される。トリガを発動するための契機となる所定の事象としては、例えば、最後に測定された生理的信号が、最大吸気期間中の（複数の呼吸サイクルに亘って平均化した）生理的信号と最大呼気期間中の平均化した生理的信号との間で、ＭＲ設備の操作員によって確定された閾値を通過するときに生じるものと規定することなどが可能である。左様なトリガは一般に、検査対象の例えば患者が息を吐いている間に限って発動される。測定データの取得を、比較的落ち着いた終末呼気の呼吸サイクル相に限定できるようにするためには、一方では、好適な閾値が選択されなければならず、かつ他方では、所定の測定データパケットの取得時間が患者の個人的呼吸サイクルに比べて短くなければならない。
【００１１】
患者の呼吸サイクルは、代表的には３〜６秒であるが、しかし強い個人的な偏差の存在や、病気に起因した変動などに起因して、種々に変化する。測定データパケットの取得時間は、その取得に利用したパルスシーケンスにおける種々のパラメータに依存する。特に、１つの測定データパケットの内部で複数層から測定データが取得される、いわゆる多層測定では、トリガ後に測定データが取得される層の数に、大幅に依存する。測定データパケット当たりの取得時間が患者の呼吸サイクルに対して相対的に短ければ短いほど、検査の効率が低下する。つまり、総検査時間が長くなる。というのも、１つの呼吸サイクル当たりの測定データ量の減少に伴って、もしくは１つの呼吸サイクル毎にそれから測定データが取得される層の数の減少に伴って、全ての層の全ての測定データパケットを取得するために必要とされる呼吸サイクルの総数が増加せざるを得なくなるからである。
【００１２】
これに対して、測定データパケット当たりの取得時間が終末呼気の比較的落ち着いた相の時間を上まわると、１回の測定データの取得は、引き続く吸気期間中にも継続して行われることとなる。このため、やはり隣接する各層間の呼吸アーチファクトもしくは誤記録を生じる虞が大きくなる。さらに、測定データパケット当たりの取得時間が呼吸サイクル時間に達する、もしくはそれを上まわると、各呼吸インターバル内ではなく、例えば第２の（つまり次回の）呼吸インターバル内でトリガが生成されることとなる。従って、次回のトリガによって作動開始されるデータ取得は、実質的に、第３の呼吸インターバル中もしくはさらにそれ以降の呼吸インターバル中にまでずれ込むこととなる。このようなことに起因して、やはり総検査時間が長くなって、測定の効率が低下する。
【００１３】
上記のような先行技術においては、ＭＲ設備の操作員の役割は、一方で検査のイメージングＭＲシーケンスのパラメータを検査患者の個人的呼吸サイクルに適合させ、かつ他方でトリガ（作動開始）する事象を規定する他のパラメータを入力することである。
【００１４】
例えば、シーメンス社のＭＲ設備においては、求めた患者呼吸サイクルにまず依存して、操作員がいわゆる取得窓を確定するようにしている。この取得窓とは、トリガ当たりの測定データの取得時間の上限を限定する時間的インターバルである。続いて、使用すべきＭＲシーケンスのパラメータ値、例えば層の数、繰返し率ＴＲ、ターボファクタ等は、トリガ当たりの取得時間が取得窓を上まわらないように限定される。トリガ（作動開始）の発動を決定するための契機とするべき事象としては、例えばシーメンス社のＭＲ設備の場合には、最大吸気期間中の事前に算出した平均信号と最大呼気期間中の、やはり事前に算出した平均信号との間のパーセント閾値である１つのパラメータによって、記述される。すなわち、最後に測定された生理的信号（呼吸信号）が、この値を下まわると、トリガが発動される。取得窓の設定は、例えば非特許文献３の章"Application: Respiratory gating"、１１０〜１１３頁に述べられている。ここで付記しておくと、その非特許文献３において“Gating（ゲーティング）”と称されている方法は、上記定義によれば、“Triggering（トリガリング）”である。
【００１５】
フィリップス社のＭＲ-システムにおけるトリガリングは、シーメンス社におけるものと極めて類似している。そこではやはり、求めた患者呼吸サイクルに依存して、いわゆる取得窓が、操作員によって確定される。これは、例えば非特許文献４の２．２４．２章"Respiratory triggering"、２‐４６〜２‐４８頁上、などに述べられている。
【００１６】
ＧＥ社のＭＲシステムでは、呼吸トリガ測定を実行するためのパラメータとして、殊に取得窓が設定され、またトリガポイントも設定される。例えばＧＥ社の非特許文献５の章"Respiratory Gating and Triggering Parameters"、４５‐３２〜４５‐３４頁には、これに関して詳しく述べられている。
【００１７】
全ての主導的メーカによって提供されているＭＲシステムでは、上記課題において、測定された生理的信号に基づいて、患者の平均的呼吸サイクルを算出し、それを時間の関数として可視化して表示することによって、操作員を支援するようにしている。平均的呼吸サイクルは、例えば、最大吸気期間における生理的信号の、２つの隣り合った極値同士の間の時間間隔（時間インターバル）の平均値、と定義されている。
【００１８】
患者の生理的呼吸信号に基づいて、例えばＭＲ測定が作動開始されるが、この呼吸信号を検出するために、例えばいわゆる呼吸ベルトまたは呼吸パッドが利用される。これらは、患者に装着されて、呼吸によって引き起こされる胸郭の上下動を、例えば空気圧センサによって検出する。
【００１９】
呼吸信号を検出するための、他の可能性としては、いわゆるナビゲータがある。そこで問題とされているＭＲ信号は、所望のＭＲ検査、例えばイメージング検査または分光検査用の、本来のＭＲ信号の他に、使用されるＭＲ機器によって生成され、また検出されることも可能である。ナビゲータとは、一般に、例えば横隔膜からＭＲ信号を取得する短いシーケンスである。このシーケンスから、例えばナビゲータ取得時点の患者の横隔膜位置を抽出し、それと共に、そのナビゲータ取得時点の呼吸運動状態に対応した生理的信号を抽出することができる。ナビゲータシーケンスは、イメージングシーケンスと組み合わされ、そのときのナビゲータ測定で求められた呼吸相または位置は、その直後に取得される解剖学的ＭＲデータに、割り当てられる（関連付けられた一組のデータとして扱われる。以下同様）。このことは、分光検査にも同様に当て嵌まる。
【００２０】
しかし、ナビゲータを呼吸トリガリングに利用すると、ＭＲ測定中に初めて患者の呼吸が検出されるので、一般に、患者の呼吸サイクルは、測定準備中は未だ把握されていない、という問題が生じる。従って、例えばＭＲシーケンスのイメージングパラメータを患者の個人的呼吸サイクルに適合したものとすること、もしくは所望のトリガ事象を記述するパラメータをＭＲ測定開始前に最適に設定することは、操作員にとって不可能である。
【００２１】
このようなシーメンス社の既存のＭＲシステムにおいて既存の方法でナビゲータ付き呼吸トリガリングを適用すると、学習段階中に操作員によるトリガ当たりの取得時間を、検出した生理的呼吸信号と一緒に、グラフで可視化する可能性が得られる。これにより、操作員は、パラメータ化が不適切な場合にはＭＲ測定を早期に中断して、相応に適合させる可能性を持つこととなる。このことは、既に挙げた非特許文献３の章"Measurement during normal breathing − Navigator gating with 2-D PACE (I-IV)"、２０〜２７頁に述べられている。しかしながら、このやり方を正しく実施するには、操作員がパラメータ化と呼吸サイクルとの関連について、十分な知識を有し、かつその知識に基づいて随時に適切な操作および設定を行うことができるように、操作員の十分な教育等を施すことが、そのシステムの整備等とはまた別段に、必要となる。
【００２２】
“Scout mode”と呼ばれる純ナビゲータ測定を含んだシーメンス社のＭＲシステムでは、さらに、検査対象についての測定の開始に先立ってナビゲータシーケンスのみが実行される短いＭＲ測定を行うことができる。この純ナビゲータ測定中に、生理的呼吸信号が可視化される。完全な１呼吸周期が検出されると、呼吸サイクルが算出されて表示される。こうして、“Scout mode”に続く例えばイメージングシーケンスの準備中に、患者の呼吸サイクルが既知となり、その情報は、イメージングシーケンスのパラメータを定めるときに、操作員によって利用されることが可能となる。このことは、既に挙げた非特許文献３の章"Application Navigator Gating - Optional measurement parameters (II)"の例えば１０８頁に述べられている。
【００２３】
しかしながら、ＭＲ測定のパラメータ、つまり磁気共鳴による測定データの取得プロセスを確定するためのパラメータを適正化することなくしては、大抵の場合、不十分な結果が得られるに過ぎない。このため、殊に、検査すべき器官をカバーするために多くの層からの測定データが必要とされる患者の場合には、１トリガ当たりのデータ取得時間が、呼吸サイクルよりも明らかに長くなることが多くなる。このため、上述のように、画像がアーチファクトを伴なうこととなり、かつそれは大きくなり、またその検査時間も長くなってしまうこととなる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００２４】
【非特許文献１】Lewis et al.：Comparison of Respiratory Triggering and Gating Techniques for the Removal of Respiratory Artifacts in MR Imaging、Radiology 1986；160：803‐310
【非特許文献２】Wang et al.：Navigator-Echo-based Real-Time Respiratory Gating and Triggering for Reduction of Respiratory Effects in Three-dimensional Coronary MR Angiography、Radiology 1996；198：55‐60
【非特許文献３】Application Brochure fur Body Imaging der Siemens AG
【非特許文献４】Application Guide, Volume 2, Intera, Achieva, Panorama 1.0T, Release 1.5
【非特許文献５】MR 1.5 SignaR EXCITETM 11.0 Learning and Reference Guide
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
本発明の目的は、上記のような問題を解決するために成されたもので、呼吸トリガＭＲ検査時に、操作者の熟練や学習を必要とすることなしに、検査対象の呼吸に起因して生じていた運動アーチファクタを減らし、測定準備を簡素化し、ＭＲ検査の総時間を極力短いものに抑えることを可能とする方法、およびそのような方法の実施に用いられるコンピュータプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
上記の課題は、本発明に係る請求項１記載の方法、および請求項２０記載のコンピュータプログラムによって、それぞれ解決される。
【００２７】
すなわち、本発明に係る、呼吸する検査対象の測定データを磁気共鳴技術によって取得するための方法は；
ａ）  検査対象の生理的呼吸信号を呼吸信号検出ユニットで検出する；
ｂ）  検出した呼吸信号を、評価ユニット内で評価する；
ｃ）  評価した呼吸信号を基に、磁気共鳴による測定データの取得プロセスに影響する少なくとも１つのパラメータを、演算ユニット内で算出する；
ｄ）  実際の生理的呼吸信号を、呼吸信号検出ユニットで検出する；
ｅ）  最後に検出した呼吸信号を、少なくとも１つのトリガ条件と比較する；
ｆ）  ステップｅ）のトリガ条件の充足時、算出したパラメータを用いて、制御ユニットによって測定データの取得を作動開始させる；
ｇ）  所望の全ての測定データが取得されるまで、ステップｄ）〜ｆ）を繰り返す；
ｈ）  取得した測定データを、記憶ユニットに記憶する、および／または処理ユニット内で処理する；
というステップを含んでいる。
【００２８】
このようにして検出された呼吸信号の評価後、後続の測定データ取得の少なくとも１つのパラメータは、使用したＭＲ機器の利用者または操作員の入力を必要とすることなく、自動的に決定されることができる。上記のステップｆ）で取得した測定データは一般に、ＭＲ検査の結果として得られる分光測定データまたはイメージング測定データである。このようにすることにより、ＭＲ検査の準備に必要な準備時間が短縮される。同時に、操作員の入力時に有り得る誤操作が避けられる。少なくとも１つのパラメータは、検査対象である患者等（主に人間、もしくは動物）の個人的（または個体的）な呼吸信号に同調されており、これによって、その患者の呼吸に起因した運動アーチファクトが防止され、ＭＲ検査の総時間が最適化される。また、操作員の教育や技能熟練のための訓練等を省くことができる。あるいはさらに、使用したナビゲータシーケンスを点検するための、または平均的呼吸サイクルを求めるための、本来は選択的に個別に実施されるべき上記“Scout mode”を省くことも可能となる。
【００２９】
本発明の一実施態様において、磁気共鳴による測定データの取得プロセスおよびその結果に影響を与え得る少なくとも１つのパラメータは、測定データ取得トリガ後の測定データの取得時間に影響するパラメータ、もしくは取得時間を一緒に決定するパラメータである。測定データ取得作動開始後、つまりトリガ後の、測定データの取得時間は、周期的呼吸信号のサイクルとの相対的な関係から、取得した測定データの品質に著しく影響する。
【００３０】
一実施態様において、磁気共鳴による測定データの取得プロセスおよびその結果に影響する少なくとも１つのパラメータは、それぞれトリガ後にそこからデータが検出される層の、最大数である。例えば、多層測定において、所定数の被測定層を複数の群に分割して、その個々の群毎の最大層数がトリガ当たりの最大層数を上まわらないようにする。その場合、１回のトリガ後、１つの群に割り当てられた複数層のデータのみが検出される。こうして、１回のトリガ後の測定データの取得時間は、検査すべき複数層の１つの群内にある層の最大数によって、簡潔に制御することができる。各群にほぼ同数の層を割り当てる場合、被測定層を分割した群の数も、磁気共鳴による測定データの取得プロセスおよびその結果に影響する少なくとも１つのパラメータと見做すことができる。
【００３１】
一実施態様においては、磁気共鳴による測定データの取得プロセスに影響する、前述の少なくとも１つのパラメータは、測定データ取得用に使用されるエコー列のエコー数である。１つのエコー列内のエコー数は、エコー列の時間に対して、従って１つの測定データ取得トリガ後の１つの測定データの取得時間に対して、直接的な影響を有する。なぜなら、本発明が掲げている上記のような課題を解決するためには、１つの測定データ取得トリガ後の１つの測定データの取得時間内に１つのエコー列が収まるように自動的に（操作者による操作等に依存することなしに）設定することが望ましいからである。
【００３２】
一実施態様では、他のステップにおいて評価した呼吸信号に基づいて、前述の少なくとも１つのトリガ条件が算出される。特に、ある呼吸信号値の到達時に、１つのトリガ条件が充足されたことになり得る１つの呼吸信号値が決定されるように、その呼吸信号が評価されるようにすることが望ましい。
【００３３】
本発明によれば、上記の方法は、最も典型的にはコンピュータのいわゆる演算ユニットによって実施されることになるが、その際、当該磁気共鳴機器に結合された当該演算ユニットによって、本発明に係るコンピュータプログラムが用いられる。
【００３４】
上記のような方法に関して述べた諸利点は、本発明に係るコンピュータプログラムについても同様に当て嵌まる。
【００３５】
本発明のその他の利点および詳細は、以下に述べる実施の形態から、およびそれに関連した図１〜６の各図面に基づいて、明らかとなる。なお、その実施の形態として開示した諸態様は、それらのみに本発明を限定するものではないことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本方法を実行することのできるＭＲ機器を模式的に示す概略図である。
【図２】呼吸トリガＭＲ検査の一例の概略の模式図である。
【図３】群への被測定層の分割が、トリガ当たりの取得時間と検査時間とに、どのように作用するのかを説明する図である。
【図４】先行技術によるターボスピンエコーシーケンスにおけるエコー列の概略図である。
【図５】パラメータを個人的呼吸に適合後のターボスピンエコーシーケンスのエコー列の概略図である。
【図６】本発明による方法の概略フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図１は、本発明の実施の形態に係る方法を実行することのできるＭＲ機器１の主要な構成を模式的に示したものである。ＭＲ機器１は、その主磁石１．１と勾配兼ＨＦコイルユニット１．２とに基づいて図示してあり、これらで以て、例えば患者の検査対象内にＭＲ信号を生成し、測定データとして取得することができる。ＭＲ機器それ自体の、本発明に係る特徴的な構成以外の、一般的な構成およびその機能（作用）については、公知であるから、その詳細な説明については省略する。また、同様の理由から、それら公知の構成およびその機能については、図１等を見易くする理由から、詳細な図示については省略する。
【００３８】
患者Ｐが、患者支持装置１．３上に仰臥しており、この患者支持装置１．３上で患者はＭＲ機器１の検査領域に移動し、また再び検査領域から外に移動することができる。患者の生理的呼吸信号を検出するために、例えば呼吸ベルトまたは呼吸パッドのような呼吸信号検出装置３が、患者に装着される。選択的に、患者Ｐの呼吸信号は、いわゆるナビゲータによって、ＭＲ機器１で直接検出することもでき、従ってまた他のハードウエアを省くことができ、患者は他の制約的機器なしに自己の身体を患者支持装置１．３上に置くことができる。両方の事例において、患者Ｐから呼吸信号検出装置３によって検出された生理的呼吸信号は、呼吸信号検出ユニット５に送られ、そこで検出される。検出した呼吸信号はさらに評価ユニット７へと送られ、そこで評価することができる。検出した呼吸信号の評価は、例えば、検出した呼吸信号中の局所極値を求めること、および／または検出した呼吸信号中のサイクル時間を求めることを含む。
【００３９】
演算ユニット９は評価した呼吸信号にアクセスし、例えば評価した呼吸信号を基に、測定データ取得プロセスに影響する少なくとも１つのパラメータを算出することができる。
【００４０】
呼吸トリガＭＲ測定用に、患者の実際の生理的呼吸信号を呼吸信号検出装置３および呼吸信号検出ユニット５で検出し、例えば、演算ユニット９内で、少なくとも１つのトリガ条件と比較することもできる。少なくとも１つのトリガ条件が充足されると、制御ユニット１１によって、算出したパラメータを用いて測定データの取得が実行される（トリガされる）。その際、実際の生理的呼吸信号の検出、実際の生理的呼吸信号と少なくとも１つのトリガ条件との比較、そして少なくとも１つのトリガ条件の充足時の測定データの取得は、所望の全ての測定データ、例えば検査すべき器官を完全に再現する測定データが、全て取得されるまで、繰り返される。
【００４１】
取得した測定データは、次に、記憶ユニット１３に記憶され、および／または処理ユニット１５内で処理されて、例えば画像データへと換算されることができる。
【００４２】
その際、呼吸信号検出ユニット５、評価ユニット７、演算ユニット９、制御ユニット１１、処理ユニット１５は、画像データを記憶ユニット１３に記憶し、また再び呼び出すことができる。
【００４３】
既述した様々なユニット（主に５〜１５）の、ここで選択した分割は、必ずしもその物理的分割でなくて、本実施の形態に係るシステムの記述およびその内容理解をより容易なものとするために、ここで便宜的に、１つのコンピュータシステムの全体を、その主要な機能に分けて、それらを各ユニットとして表現したものであると、理解されるべきである。従って、列挙した全てのユニットは、単一の物理的ユニットに（つまり例えば１つのコンピュータシステムに）纏めることができる。あるいは、その他の任意の仕方でさらに分割する、もしくは分割アクセス可能なように複数のコンピュータ装置に振り分けて準備しておき、それらを例えば構内（病院内）ネットワークのようなデータ伝送手段を介してデータ的に接続して、１つのシステムとして機能せしめるようにすることなども可能であることは勿論である。
【００４４】
そして、例えば、検出した呼吸信号、実際の呼吸信号、画像データおよび／またはその他のＭＲ検査に係るデータは、表示ユニット１７で表示することができる。
【００４５】
演算ユニット９では、その演算ユニット９にて実行されるべき本発明に係る計測方法の手順を含んでなるコンピュータプログラム２０が実行される。
【００４６】
呼吸する検査対象の測定データをＭＲ機器１で取得するために、本発明による方法を、コンピュータシステムによって実施する場合、例えば、まず複数の呼吸サイクルに亘って生理的呼吸信号が検出され、次にそれが評価され、その後に、別のＭＲ測定データ、例えばイメージング測定データが、もしくはそれに加えてさらに分光測定データも、取得される。この段階では、検査対象の個人的呼吸信号が「学習」されるので、その観点から、学習段階と称することができる。この学習段階は、過度に長く選択することは望ましくない。なぜなら、もしも長くすると、それに相応してＭＲ検査の総時間が長くなってしまうからである。しかし、この学習段階は、個人的呼吸信号を正しく学習できるためには、過度に短く選択すべきでもない。例えば、１呼吸サイクル時間を決定しなければならない場合、この学習段階で、少なくとも１つの完全呼吸サイクル全体に亘ってその生理的呼吸信号を検出することが、大抵は必要となる。しかし、呼吸する検査対象の呼吸信号は、厳密に周期的ではなく、一定の変動を受けるので、左様な変動を考慮できるようにするために、複数の呼吸サイクルに亘って生理的呼吸信号を検出することが、より有利である。このことが該当する理由は、殊に、患者はしばしば検査の開始時に興奮し、その結果、一時的に呼吸が早まるからである。それゆえに、例えば５呼吸サイクルに亘る時間を、この学習段階の時間とすることは、望ましい一態様である。但し、このような数値のみには限定されないことは言うまでもない。
【００４７】
図２は、本発明の実施の形態に係る呼吸トリガ方式のＭＲ検査における、測定データ取得プロセスの一例を模式的に示した概略図であって、特に、そのデータ取得に利用したシーケンスの時間的推移を示している。この図２に示した一例では、呼吸信号は、ナビゲータ（“Navigators”）によって検出される。そのシーケンスの初端で、ナビゲータシーケンスは、イメージングシーケンスまたは分光シーケンスによる中断なしに一定した時間間隔で、十分な個数の生理的データ点が検出されるまで、繰り返される。この段階が、既に述べた学習段階（“ＬＰ”）である。なお、この“Navigators”およびそれに関連した“Scout‐TR”のプロセスの詳細については、以下の説明でも例えば図６に関連して述べることとする。
【００４８】
学習段階“ＬＰ”後、ＭＲ検査の例えばイメージング段階が始まる。この段階では、ナビゲータシーケンスが、まずやはり一定した時間間隔（“Scout‐TR”）で繰り返される（“Navigators”）。このようにして、実際の生理的呼吸信号が検出される。ナビゲータによる各測定の結果は、それぞれ１つの生理的データ点、例えば横隔膜位置である。最後に検出された複数の生理的データ点の列から、実際の呼吸相の逆推定が可能となる。図２では、検出した複数のデータ点の列を、より直感的に理解しやすいものとして表現するために、多数の点を連続してなる実線２００として示してある。実際には、“Scout‐TR”の時間間隔において（その時間間隔毎に）、個々のナビゲータにおいてはそれぞれ唯１つずつ、生理的データ点が検出される。従って、そのようなナビゲータシーケンスが実施されない時間には、生理的信号も存在していない。但し、ここでは前述の理由から、検出した複数のデータ点つまり生理的信号は、あたかも連続的な信号２００であるかの如く実線で表現してある。与えられたトリガ条件が充足されると（“Resp. Trigger”）、さしあたり次のナビゲータシーケンスは実行されない。而してその代りに、トリガが発動されて、図２に示す一例ではイメージングシーケンスの実行が開始される（“anatomical sequence bloc １”）。すなわち、その“anatomical sequence bloc １”なるイメージングシーケンスにて、例えば最も典型的には、イメージング測定データの取得が作動開始され、測定データの第１パケットが取得される。測定データ取得の作動開始の契機となる事象、つまりその作動開始タイミングを決定付けるための条件付けとなる事象を、以下では手短に、トリガ事象とも称することとする。
【００４９】
この測定データ取得プロセスは、事前に決定された時間インターバル（「取得時間」；“ＡＤ”）に亘って行われる。取得後は、大抵は比較的短い（例えば長さ約４００ｍｓ程度の）一定の余白時間“Ｒ”を挿入することができる。この余白時間“Ｒ”は、例えば、検査対象内でイメージングシーケンスによって引き起こされた磁化の乱れを少なくとも部分的に減衰させるために利用することができる。このようにすることが有利なのは、磁化の乱れがナビゲータ測定に否定的に影響することがあるからである。その後、トリガ条件が一般に患者の次の呼吸サイクル中に再び充足されるまで、ナビゲータシーケンスの繰返しが新たに始まる。こうして作動開始（トリガ）された第２トリガ後、イメージングシーケンスは、測定データの第２パケット（“anatomical sequence bloc ２”）を取得する。この経過は、全ての画像データが取得されるまで、繰り返される。
【００５０】
トリガ条件が充足されると、１つのトリガが発動される。つまり、測定データの取得が作動開始（トリガ）される。トリガ条件は、その全てが充足されねばならない複数の条件を含むものとすることができる。その１つの条件としては、例えば「患者が息を吐くこと」のように定めることができる。あるいは、図２に模式的に示したように、例えば「測定した生理的呼吸信号（図２では実線２００として表現）が、事前に設定してある許容範囲２０１に入ること」のように定めることができる。初期学習段階ＬＰの終端の許容範囲２０１の位置設定は、評価した呼吸信号に基づいて、自動的に決定されるようにしてもよく、あるいは例えばメーカまたは操作者によって予め設定されているようにしてもよい。
【００５１】
次に、図３を参照しつつ、被測定層の群への分割が、１トリガ当たりの取得時間と検査時間とに、どのように作用するのかを説明する。
【００５２】
検査領域全体を２Ｄシーケンスによってカバーするには、つまり所望の検査領域を描出するのに必要な測定データを全て取得するには、一般に、その検査領域が区分された多数の層の全てから測定データを取得しなければならない。その層の正確な数は、主に、検査領域の大きさ、層厚、個々の層の相互距離に依存して定まる。例えば、腹部の器官をカバーして、それを３次元描出することを可能とするためには、一般に、例えば２０〜４０の層が必要である。呼吸トリガＭＲ技術では一般に、測定データの取得に使用されるシーケンスの有効繰返し時間（“repetition time”つまり“ＴＲ”）が、患者の呼吸サイクル（代表的には約４〜６ｓ）によって予め与えられているので、この有効繰返し時間は、比較的長い繰返し時間を使ったシーケンス技術において利用されることが望ましい。このシーケンス技術において、やはり主に、いわゆるインタリーブ（「分割アクセス」："interleaved"）取得プロセスが利用されることが望ましい。この場合、次の測定データパケットを取得するために、個々の層の励起が繰り返される前に、様々な層についてのデータが、予備データとして、まず取得される。ここで、インタリーブ取得の代りに、次の１つの層の測定データの取得を開始する前に、その前の１つの層の全ての測定データが完全に取得される、いわゆる逐次データ取得プロセスを利用することも可能である。但し、そのような逐次２Ｄ法は一般に、呼吸トリガリングに関連して、呼吸トリガ後に１つの層の全てのデータを取得できるほどに取得が迅速であるときにのみ、利用可能である。その場合、呼吸トリガリングは、層間の記録エラーを避けるのに役立つ。
【００５３】
図３は、合計９つの層のインタリーブ多層測定の取得時間（“ＡＤ”）を患者の個人的呼吸サイクルに適合するようにした場合の一例を、模式的に示したものである。
【００５４】
図３の上段には、全部で９つの層の、インタリーブ取得プロセスが示してある。９つの層は、各トリガ後、一つずつ順次に励起され、そのそれぞれについて、測定データが取得される。ここで、各層には、その各空間的位置に相応して、例えば最も深い位置の層には添字１が付され、そこから浅い位置になるにつれて添字２、３、…９のように順番に添字が付けられているものとする。隣接層のクロストーク（"cross talk"）を減らすために、図示したように、例えば、まず第１サイクルにおいては奇数が添字された全ての層を検出し、続いて、第２サイクルにおいては偶数が添字された全ての層を検出する、というような順序で検出を行うことが望ましい。なお、上記のクロストークとは、各高周波パルスがその有限時間のゆえに、１つの測定タイミングにおいてその測定対象となっている１つの層の外側の領域に存在している他の層も付加的に励起される現象のことを意味している。この隠れた励起は、まずその真に測定対象である１層の直近に隣接した層に最も強く影響し、その影響は連続する２つのサイクルで最も顕著なものとなる。このため、上記のように、偶数番目の層を順次に測定することと、奇数番目の層を順次に測定することとを、分けて実行することで、互いに隣接した層同士における最も顕著なクロストークの発生を回避することが有利なのである。蓋しいずれにしても、１連の層構成全体についてのデータを完全に検出するには、ｎ回の励起が必要となる。こうして、ＭＲ検査は、ｎ回のトリガ事象後つまり一般にｎ個の呼吸サイクル後に、完了する。１つのトリガ事象当たりの取得時間ＡＤ１は、アーチファクトを防止するために、例えば１呼吸サイクルよりも著しく短くしなければならない。ここでは、最も単純（簡易）に、１層の励起時間当たりの取得時間ＡＤSの９倍となっている（ＡＤ１＝９×ＡＤS）。
【００５５】
図３の中段には、例えば１呼吸サイクルが取得時間のオーダーＡＤ１＝９×ＡＤSと合致している場合に、１トリガ事象当たりの取得時間を減らす可能性を有する手法が示してある。この場合、１連の層構成全体の測定タイミングは、図３の中段に示したように、第１群および第２群なる２つの群に分割される。ここに、第１群は、例えば奇数が添字された層（１、３、５、７、９）を有する各層からなり、第２群は、偶数が添字された層（２、４、６、８）を有する全ての層からなる。第２群の測定データの取得を開始する前に、まず第１群の測定データが完全に取得される。各群の測定データを検出するには（イメージングシーケンスのその他のパラメータが不変の場合）、やはりｎ個の励起、つまりｎ個のトリガ事象が必要である。従って、１呼吸インターバル当たり１つのトリガ事象を仮定すると、上段に図示した手法の場合に比べて、総測定時間は２倍になる。しかし、１トリガ事象当たりの取得時間ＡＤ２は、１つの層の励起当たりの取得時間の５倍（第１群の場合）、または４倍（第２群の場合）であり、著しく短縮している。つまり、ＡＤ２＝５×ＡＤS、もしくはＡＤ２’＝４×ＡＤSである。従って、ここでは群当たりの最大層数は、５であるものと判定される。複数の層を独立した個々の群に分割するこの方式は、隣接層の間でクロストークを減らすという、既に指摘した利点を有し、またさらには、隣接層の間で異なるクロストークの結果として発生する虞のあるコントラスト差を防止することができるという利点をも有している。蓋し、必要に応じて、他の分割方式を選択することも可能であることは勿論である。
【００５６】
計測データの取得時間を制限する呼吸サイクルが、さらに短い場合には、図３の下段に示したように、１連の層構成全体を、例えば３つの群に分割して取り扱うようにすることは、望ましい一態様である。この場合、計測データの取得時間ＡＤ３は、１層の励起時間当たりの取得時間ＡＤSの３倍となる（ＡＤ３＝３×ＡＤS）。従って、ここでは１つの群当たりの最大層数は、３である。これと同様に、第３層は第３群に割り当てられ、第４層は第４群に割り当てられ、…第Ｃ層は第Ｃ群に割り当てられる、というように、一般にＣ個の群への各層の分割が、簡便に行われる。なお、群の数に伴って、１トリガ当たりの取得時間は短縮し、それとは裏腹に（いわゆるトレードオフで）、全ての層の全ての測定データを検出するためのトリガ事象の総数は増加する。
【００５７】
このように、群の数が大きい場合には、一般に残存する運動アーチファクトが少なくなる。というのも、データ取得のタイミングを、より落ち着いた呼吸サイクル相に限定しやすくなるからである。但し、これはトリガ時点を最適に選択した場合である（なお、これについては、図３では図示省略）。あるいは、１トリガ当たりの測定データの取得時間が１呼吸サイクルよりもさらに著しく短い場合には、左様な少ない数の群は一般に、検査時間（つまり測定データ取得時間）をさらに短縮することとなる。このような群の最適数は一般に、患者の個人的な呼吸の態様にも左右される。先行技術では、最適数は操作員によって患者の呼吸サイクルに適合されるように人的に設定されるが、既述のような諸々の欠点を有している。本発明に係るこの実施の形態では、最適数は、例えば学習段階の最後に、このシステム自体によって自動的に決定されることができる。
【００５８】
測定データ取得プロセスに影響するパラメータである「群数（群の総数、以下同様）」は、基礎となるシーケンス技術に左右されることなく１トリガ当たりの取得時間（ＡＤ）を変更できる、という利点を有する。このパラメータは一般に、画像コントラストに対する影響もごく僅かに過ぎない。こうして得られる測定データに否定的影響を及ぼすこともなく、この「群数」なるパラメータは、斯くして自動的に選択されることができる。つまり、本発明に係るこの実施の形態にて開示している方法およびコンピュータプログラムによれば、「群数」を自動的に探索するようにしたので、パラメータである操作者が確認することさえ省略することが可能となる。
【００５９】
一般に、イメージングシーケンスまたは分光シーケンスのパラメータのうち、１層励起当たりの測定データの取得時間に影響するパラメータ、つまり１つまたは複数の群当たりの層数Ｃが一定の場合の、１トリガ当たりの取得時間に影響するパラメータは、他にも数多くある。１画素当たりの読取帯幅、ターボスピンエコーシーケンス（ＴＳＥ）におけるエコー列長さ、またはエコープラナーシーケンス（ＥＰＩ）のエコー列長さなどが、その典型的な例である。しかし、これらのパラメータは一般に、再構成画像のコントラストを直接または間接的にも決定することとなる。多くの場合、例えばシングルショットシーケンスにおけるパラメータである「エコー列長さ」が、再構成画像の分解能に影響を及ぼし得る。しかし、コントラストおよび分解能は、測定データから再構成された画像の診断値にとって、決定的である。それゆえ、一般に、コンピュータシステムまた操作者による任意の変更は受け入れられない。従って、コントラストまたは分解能の不都合な変化を防止するためには、各シーケンス毎に特別に調整した他の措置を施すことが必要である。このことを、以下に、図４および図５を参照しつつ、ターボスピンエコーシーケンスのエコー列長さの変化を例として挙げて、説明することにする。
【００６０】
図４は、先行技術の例えばＴ２重み付け腹部イメージングにおいて使用されるようなターボスピンエコーシーケンスにおける、単一エコー列の一例の概略を模式的に示したものである。
【００６１】
１つのエコー列は、上段“ＲＦ”に示したように、１つの高周波励起パルス（ここでは９０°）と、それに続く複数の高周波再集束パルス（ここでは１８０°）の列とから成る。各パルス再集束後、第３行目のエコー（“Echo”）に示したように、“ＥＳ”なる時間間隔毎にスピンエコーが発せられる。そのタイミングに従って、各１つのｋ空間ライン（ｋX）が読み出され、測定データとして取得される。それに加えて、磁気共鳴技術において一般的である通り、選択的に層を特定して励起し、その励起によって取得された測定信号を空間符号化する。そしてそれと共に、望ましくない信号成分を抑制するために、勾配磁場が適用される。図４においては、図示を見易いものとするために、第２行目の“ＰＥ”に当該する位相符号化勾配と位相再集束勾配との概略を示すだけに止めている。
【００６２】
図４の下側領域（ほぼ下側半分）には、測定データが仮想的に割り当てられる（以下、これを「充填される」とも記載する）ｋ空間を示してある。この図４に示した例では、３５個のｋ空間ラインｋX（垂直な実線と垂直な一点鎖線）が充填されなければならない。１つのエコー列の各エコーを以て、ｋ空間ラインが読み取られる。従って、１つのエコー列当たり♯１〜７なる合計７つのエコーを有するこの図４に示した一例では、各エコー列当たり７ラインの測定データが取得されることとなる。つまり、所望のｋ空間を３５のｋ空間ラインから完全に読み取るためには、この図４に示したように、１エコー列に含まれるラインが、３５÷７＝５で、５つ必要である。これは、１つのトリガ事象後に、各１つのエコー列が作動開始されるから、５つのトリガ事象が必要であることを意味している。各位相符号化勾配と位相再集束勾配との対の振幅および符号に基づいてエコーとｋ空間ラインとの関係付けが定まる。この関係付けは、一連の境界条件に支配される。いわゆるギブスのリンギングアーチファクト（"Ringing artifact"）とゴーストアーチファクトを防止するために、ｋ空間内の振幅と位相は、最小にされるべきである。エコー列に沿ったＴ２が終束することにより、同じエコー添字Echo＃１〜＃７を付して示されている様々なエコー列のエコーは、隣接ｋ空間ラインに分類される。このようにして、エコー列当たり各１つのラインが、つまりセグメント当たり５つのラインを有するｋ空間内に７つのセグメントSegment＃１〜＃７が得られる。この図４では、各セグメントを明確にするために、１つのセグメントの第１ライン（作動開始（トリガ）タイミングに対応）を実線で、かつ同じセグメントにおける、他の４つのラインを一点鎖線で、それぞれ示してある。
【００６３】
隣接セグメントを、エコー列内部の継続的エコーで充填することによって、セグメント間の振幅急変を最小にすることができる。この割当てに則して、ｋ空間内での位相の階段状化および振幅変調が得られる。
【００６４】
ｋ空間中心付近の複数のｋ空間ラインが、コントラストおよび画像印象を決定する。これらのｋ空間ラインは、この例においては、５つのエコー列の第４エコーから、それぞれ取得される。つまり、第４エコーのエコー時間によって、シーケンスのコントラストおよび画像印象が決定される。それは有効エコー時間ＴＥeffと呼ばれる。この有効エコー時間は一般に、利用者によって調整可能である。
【００６５】
既に述べたように、１トリガ当たりの取得時間は、１つのエコー列長さとも称される１つのエコー列のエコー数を変更することによって、制御することができる。エコー列の短縮、つまり１つのエコー列当たりのエコー数をより少ないものとすることは、測定データの完全取得に要する、エコー列全体もしくはトリガ事象の回数の、増加を伴う。エコー列長さの延長（１エコー列当たりさらに多くのエコーの追加）は、測定データが取得されるｋ空間ラインの総数が一定に保たれるとき、測定データの完全取得に必要なエコー列もしくはトリガ事象の数の減少を伴うこととなる。測定データが取得されるｋ空間ラインの総数は、達成される測定データ分解能を劣化させないために、少なくとも減少しないように努めることが望ましい。
【００６６】
さらに、ｋ空間の中心は、コントラストと画像印象を維持するために、引き続き同じエコー添字（この例ではエコー添字＃４）を付されたエコーで符号化されねばならない。アーチファクトを防止するためには、付加的に極力平滑な振幅推移および位相推移をｋ空間内で維持することが望ましい。
【００６７】
図５は、「エコー列当たりのエコー数」なるパラメータを、個々の呼吸に適合させた後の、ターボスピンエコーシーケンスの１つのエコー列の概略を示したものである。この図５には、エコー列の各エコーに対するｋ空間ラインの割当てが図示してある。この割当ては、図４に示したものと同様に、やはり３５のｋ空間ライン全体をカバーし、上記に既に指摘した全ての条件を充足するが、より短縮したエコー列長さで、つまり図４に示したような１エコー列当たり７つのエコーの代りに、ここでは１エコー列当たり５つのエコーであるEcho＃１〜＃５が充填される。
【００６８】
よって、３５のｋ空間ラインを満たすためには７つのエコー列が必要である。従って、７つのトリガ事象が必要である。そして、ｋ空間は、Segment＃１〜＃１０なる全１０個のセグメントに区分されている。Segment＃２〜＃６なるセグメントは、それぞれ４つのｋ空間ラインから成る。これらのセグメントにおいては、１つのエコー列は、例えば４つのエコーが充填される。より詳細には、セグメント＃２の１ラインは、添字Echo＃１のエコーが充填され、セグメント＃３の１ラインは、添字Echo＃２のエコーが充填される、等々となっている。
【００６９】
セグメント＃５は、ｋ空間中心を含み、有効エコー時間ＴＥeffをそのまま維持するために、添字Echo＃４のエコーが充填される。残りのSegment＃１およびSegment＃７〜＃１０なるセグメントは、合計７つのエコー列のうちの残り３つのエコー列が充填される。その際、添字Echo＃１が付されたエコー（４つの第１エコー列の添字Echo＃１のエコーと一層容易に区別するために、敢えて若干上方にずらして記載してある）は、添字Segment＃１のセグメントを満たす。ここに、各セグメントに対するエコー添字のさらなる割当てはｋ空間の周辺から内へと向かう順番（つまりそれまでとは逆向きの順序）になっている。このようにして、添字Echo＃２のエコーはセグメント＃１０を満たし、添字Echo＃３のエコーはセグメント＃９を満たし…等々となる。この割当て方法によって、セグメント＃６とセグメント＃７との間での振幅急変が防止され、これら両方のセグメントは、図５におけるエコー列における遅めの順番のエコーが充填される。同様に、セグメント＃１、セグメント＃２には、その両方とも、エコー列における早めの順番のエコーが充填される。こうして、隣接セグメントは、それぞれ、同じエコー添字または１だけ異なるエコー添字のエコーが充填され、これにより、振幅急変が防止される。
【００７０】
図６は、本発明の実施の形態に係る方法が含んでいる主要なプロセスを概略フローチャートで示したものである。
【００７１】
本発明の実施の形態に係る方法が開始されると（ステップ１００）、呼吸する検査対象の生理的呼吸信号の検出が開始される（ステップ１０１）。例えば、ナビゲータシーケンスの実施が開始され、例えば呼吸信号検出装置３の具体的な構成要素として検査対象である患者Ｐに予め装着されている呼吸ベルトまたは呼吸パッド（どちらも図示省略）から出力される信号が検出される。
【００７２】
処理性をさらに改善するために、ステップ１０２では、最初に検出した信号を、生理的呼吸信号値と付属する時刻スタンプとから成る値対（データ対）に変換する。このステップ１０２では、例えば、１つのナビゲータシーケンスから取得した生データから、生理的データ点、例えば横隔膜の位置が、データ取得時点の時刻データと一緒に、ナビゲータシーケンスによって抽出される。前述のような呼吸ベルトまたは呼吸パッドを使用した場合には、例えば、特定時点に圧力センサによって読み取られる呼吸ベルトもしくは呼吸パッドの圧縮に比例した電圧が、ディジタル処理可能な生理的信号に変換される。上記のように生理的信号に割り当てられる時刻スタンプの時刻の値は、従って、電圧読取時刻の値と一致している。
【００７３】
抽出された複数のデータ（生理的呼吸信号と時刻スタンプとの値対）点の列は、例えば総合記憶装置１０３に記憶される。ここで、「総合」とは、フローチャート中の様々なプロセス（ステップ）で利用される様々なデータ処理ユニット（例えば図１に示した各ユニット５〜１１など）が、その総合記憶装置１０３に随時アクセス可能であることを意味している。
【００７４】
質問（分岐判断）のステップ１０４では、学習段階が既に終了したか否か、すなわち生理的呼吸信号の十分な数のデータ点が既に総合記憶装置１０３に記憶されたか否かが質問される。十分な数のデータ点は、例えば、さらに以下で詳しく述べるように、検出すべき最小数の呼吸サイクルの所定値Ｍを用いて決定することができる。本方法の開始時（ステップ１００）には、このブール変数は「偽」となっている。すなわち、生理的呼吸信号の第１データ点の検出後、質問１０４は「否」つまり“Ｎ”で返答される。
【００７５】
質問のステップ１０４に対する返答が「否」（“Ｎ”）であるとき（ステップ１０４のＮ）、例えば検出された呼吸信号の評価が開始される（ステップ１０５）。そして、例えば評価ユニット７は、総合記憶装置１０３にアクセスし、既に検出した複数のデータ点の列を読み取り、例えばその列中の局所極値（極小と極大）を求める。これは、例えば公知の仕方で、例えば時間に対する列の少なくとも１つの導関数を算出することによって、いわゆる解析学的な「極小値」や「極大値」として求めることができる。一般性を制限するものではないが、ここでは符号の意味を次のように定めておく。すなわち、局所極小は、最大吸気状態に相当し、局所極大は、最大呼気状態に相当するものとする。
【００７６】
ステップ１０４のＮに続いて、ステップ１０５では、検出した呼吸信号内の少なくとも１つの呼吸サイクル時間（呼吸サイクル、呼吸インターバルとも称される）を求めることもできる。その際、１つの呼吸サイクルは、例えばある１つの最大吸気状態から次の最大吸気状態までの時間インターバルと規定されている。従って、検出した時間インターバルつまり呼吸サイクルの個数は、局所極小の数から１を引いたものに等しいこととなる。このステップ１０５に続いて、他の質問のステップ１０６が実行される。この質問の内容は、例えば、既に検出した複数の生理的データ点の列中の、例えば局所極小において、所定値Ｍが既に求められたか否かを質問するものとすることができる。検出した呼吸インターバルの数が、所定値Ｍよりも小さい場合には（ステップ１０６のＮ）、質問１０６は「否」（“Ｎ”）で返答され、生理的呼吸信号のさらなる（新たな）検出、例えば次回のナビゲータシーケンスによる測定データ取得の検出が継続される（ステップ１０１、１０２）。
【００７７】
特に、ナビゲータによって生理的呼吸信号を検出する場合、検査対象内の磁化が動的定常状態（"Steady State"）に到達できるように、順次発生するナビゲータシーケンスの時間間隔は、等しくなければならないこととなる。その際、図２の“Scout‐TR”に相当するナビゲータシーケンスの時間間隔は、少なくとも、その間に１つのナビゲータシーケンスを実行できるとともに、このナビゲータシーケンスで取得した測定データも処理できるように、十分に長く選択しておくことが望ましい。
【００７８】
第（Ｍ＋１）番目の局所極小、つまり第（Ｍ＋１）最大吸気状態が求められると、質問のステップ１０６においては、「是（肯定）」（“Ｙ”）なる返答が為される。それを受けて、検出した生理的信号を、評価することができる（ステップ１０７）。例えば、検出された呼吸信号内の様々なサイクルからステップ１０５によって得られた複数の時刻の値の中央値を、ここで求めることができる。これは、例えば次のようにして行われる。すなわち、生理的データ点の列中で局所極小として識別された、検出した生理的データ点の時刻スタンプの列を、列（Ｔ1、…、ＴM+1）とする。これによって、まず列Ａ＝（ａ1、…、ａM）が算出される。列Ａの第ｎ要素は、検出した呼吸信号の第ｎサイクルの時間である。すなわち、ａn＝（Ｔn+1−Ｔn）、ｎ＝１、…、Ｍである。列Ａは、引き続いて、呼吸サイクルの長さ別に分類される。この新規な列は、ここでＢ＝（ｂ1、…、ｂM）で表される。つまり、Ｂは、Ａと同じ要素を有する。但し、ここに、ｂn≦ｂn+1が成り立っている（つまり、左記のような不等式で表現される序列が規定されている）。次に、呼吸サイクルＢの時間の中央値ｂ〜は、次式によって得られる：
【００７９】
【数１】
0005840359.tif 000002
ここに、Ｎが奇数の場合には、上記の「数１」の上段に記載の式が該当し、Ｎが偶数の場合には、上記の「数１」の下段に記載の式が該当する。
【００８０】
あるいは、上記のようなプロセスの代りに、１呼吸サイクルの「平均」時間（これは単に数学的な平均ということを意味しているのではなくて、むしろ「正則な」時間と理解すべきである）を再現する、別の統計値として、例えば算出した呼吸サイクル時間の平均値等を、算出することも可能である。その際、列Ａを列Ｂに再分類することは省くことが可能である。しかし、中央値が平均値に比べて有利な点としては、中央値は「異常値」に対して影響を受けにくいということである。ここで「異常値」とは、残りの呼吸インターバルよりも遥かに長い、または遥かに短い、個々の呼吸サイクル時間のことである。それゆえに、以下では、常に呼吸サイクル時間の中央値に言及するが、これは本発明に係る方法が呼吸サイクル時間としてその測定データの中央値を用いることのみに限定することを意味するものではないことは勿論である。
【００８１】
そして、評価した呼吸信号を基に、磁気共鳴による測定データの取得プロセスに影響する少なくとも１つのパラメータを、算出することができる（ステップ１０８）。そのために、例えば、生理的呼吸信号の評価時に求めた呼吸サイクル時間の中央値が演算ユニット９に引き渡され、その演算ユニット９によって、例えば図３に関連して既に説明したように、パラメータとして検査用に必要な層数を分割する群の数Ｃが算出される。
【００８２】
これは、例えば、群の最小数Ｃを選択することによって行われる。この最小数には、１トリガ当たりの取得時間ＡＤが検出した呼吸サイクル時間の中央値ｂ〜のパーセント割合よりも小さいことが妥当する：
ＡＤ≦（Ｄ／１００）×ｂ〜            （２）。
すなわち、パラメータＣは、求めた個人的呼吸サイクルの規定されたパーセント割合を１トリガ当たりの取得時間ＡＤが上まわることのないように、選択されなければならない。
【００８３】
このように、磁気共鳴による測定データの取得プロセスに影響するパラメータの算出は、検出した呼吸信号の評価時に求めた検出呼吸信号のサイクル時間のパーセント割合（Ｄ／１００）×ｂ〜の算出をも含む。
【００８４】
こうして、（Ｄ／１００）×ｂ〜が、１トリガ当たりの最大取得時間ＡＤに制限を与える。その際、所定値Ｄは、一般に患者に左右されない、すなわち患者の個人的呼吸には左右されずに、１〜１００の数値範囲内において、予め定められる値である。その実用上好適な具体的数値としては、典型的には、２５〜５０である。なお、このようにパーセント割合をＤ／１００で表現することは、問題としているのがパーセント割合であることを具体的に示すのに役立つに過ぎないのであって、当然、値ｄとして、ｄ＝（Ｄ／１００）と設定することもできる。
【００８５】
この所定値Ｄは、例えば操作者のような、磁気共鳴による測定データの取得を処理する者によって、例えば手動で（つまり人的に）設定されることができる。しかし、この所定値Ｄは、測定データの取得用に選択された取得プロセスに依存するものでもあるから、例えば選択したシーケンスに依存して設定される経験値とすることなども可能である。
【００８６】
この値Ｄを、測定データの取得を行う者によって設定する場合には、例えば短い検査時間（値Ｄをより大きくしたとき）と僅かな残留運動アーチファクト（値Ｄをより小さくしたとき）という、トレードオフの関係にあって相矛盾する利点同士の間で、適宜に選択することができる。あるいは、操作者によって修正することのできない経験値を利用する場合には、この経験値は、望ましくは、基礎となるイメージングシーケンスまたは分光シーケンスに依存して選択される。例えば、相対運動に敏感でないPROPELLERシーケンスでは、同じシーケンスの運動に敏感なデカルト変数の場合よりも大きな値を選択することができる。
【００８７】
求めた呼吸サイクル時間の、このように設定してなるパーセント割合によって、１トリガ当たりの最大取得時間ＡＤを制限する代りに、その１トリガ当たりの最大取得時間ＡＤを、検出した生理的呼吸信号から、例えば最大時間インターバルを決定し、それに対応して決定することもできる。この最大時間インターバル内では、生理的呼吸信号の最大変動または平均変動が、検出した呼吸信号中の少なくとも１つの吸気の値と少なくとも１つの呼気の値との間の、最大変動、または平均変動の固定選択値、もしくはパーセント割合を、上まわらない（換言すれば、そのように最大時間インターバルが設定される）。つまり、絶対変動、または生理的呼吸信号の変動に対して相対的な変動が設定され、その変動を所定の変動が上まわらないような、最大時間インターバルが探索される。その時間インターバルが長くなればなるほど、時間インターバル内の変動は一層大きくなる。その場合、ここで探索する最大時間インターバルは、１トリガ当たりの最大取得時間ＡＤを示している。
【００８８】
そしてまた、１トリガ当たりの最大取得時間ＡＤは、１つの群当たりの最大層数に比例している。こうして、図３に関連して述べたように、複数の被測定層を各群に割り当てると、ＡＤは群の数Ｃに依存することとなる。その場合、ＡＤの最大値は、測定データを取得すべき層の数Ｓを群の数Ｃで割って、次の整数に切り上げて層励起当たりの取得時間ＡＤSを掛けたものとなる。つまり、ＡＤ≦［Ｓ／Ｃ］×ＡＤSである。ここに、［・］は、ガウス関数的な切り上げ関数である。つまり、磁気共鳴による測定データの取得プロセスに影響する少なくとも１つのパラメータ、ここでは群の数Ｃは、患者に左右されない値Ｄと、患者に依存した呼吸サイクル時間の中央値とに、依存していることとなる。
【００８９】
所要の層数Ｓが分割される群の数Ｃの具体的な値は、不等式（２）により、１群内の全ての層の測定データの取得時間と、検出した呼吸信号の評価時に求めた統計的な呼吸サイクル時間との、比較を含んだ演算プロセスによって、算出することができる。
【００９０】
ここで、不等式（２）が、可能な全てのＣなる数値について満足することができない場合には、次善の策として、群の数Ｃを層数Ｓに等しく設定すればよい。
【００９１】
次に、測定データ取得プロセスにおいては、制御ユニット１１を介して、測定データ取得のために使用したシーケンスが新たな群数Ｃ用に準備され、もしくは既に行われた準備が新たな群数に適合されるように、制御が行われる。その際、「準備」は、本来のシーケンス開始前に行うことのできる全ての算出を含む。殊に、層励起順序の算出、余白時間（充填時間）の算出などを含む。
【００９２】
図４と図５に関連して述べたように、選択的パラメータ、または測定データ取得プロセスに影響する他のパラメータとして、使用されるエコー列のエコー数を用いることも可能である。その場合、不等式（２）がやはり当てはまるが、但しここでは１層励起当たりの取得時間ＡＤSは、使用されるエコー列当たりのエコー数Ｅに依存することとなる。すなわち、ＡＤS＝Ｅ＊ＥＳ＋Ｋ  である。ここに、ＥＳは、エコー間隔である。Ｋは、シーケンスに依存して生じる時間、例えば使用される励起パルスの時間、励起パルスと第１再集束パルスとの間の時間ＥＳ／２、もしくは場合によっては他の時間、例えば可能なスポイラ勾配の時間等である。さらに、ＡＤ≦［Ｓ／Ｃ］×ＡＤSが成り立つ。
【００９３】
このように、群数Ｃも、エコー列当たりのエコー数Ｅも、それぞれ上記の取得プロセスに影響する具体的なパラメータとして、算出し、利用することができる。
【００９４】
あるいは、そのパラメータとしては、「１エコー列当たりのエコー数」のみを算出し用いるようにすることも可能である。その場合には特に、Ｓ＝１と設定される。Ｓ＝１は、例えば、一般に（但し、「必ず」ではないが）、検査領域が単一の励起ボリュームによって完全にカバーされる３Ｄシーケンスにおいて典型的である。この場合、単一の層を群に分割することはできないので、当然、図３に関連して述べた方法は、Ｓ＝１には利用できない。Ｓ＝１を有するＭＲ検査に妥当するのは、ＡＤがＥ*ＥＳに概ね等しい場合である。
【００９５】
不等式（２）と測定データ取得プロセスに影響するパラメータとに基づいて、トリガ当たりの取得時間ＡＤが個人的呼吸信号に自動的に調整して選択された後、その検出された個人的呼吸信号に基づいて、少なくとも１つのトリガ条件を算出することができる（ステップ１０９）。
【００９６】
例えば、トリガ条件として、いわゆるトリガポイント（ＴＰ）を算出することができる。トリガポイント（ＴＰ）は、生理的呼吸信号と同じディメンジョン（物理的単位）を有する数量である。例えば、「最後に測定された実際の生理的呼吸信号のデータ点とトリガポイント（ＴＰ）との偏差が所定の許容範囲［ＴＰ−δ、…、ＴＰ＋δ］に等しいか、もしくはこれよりも小さい場合にのみ、トリガが発動される」というような、明確に定義可能なトリガ条件を設定することが可能である。
【００９７】
トリガポイントの算出は、例えば次のようにして行うことができる。すなわち、測定した生理的データ点の列をＰ＝（ｐ1、…、ｐL）とする。さらに、ステップ１０５において、この列ＰのＭ＋１個の要素が最大吸気状態として識別されたとする。ここに、最大吸気状態をアドレス指定する添字の列をＩ＝（ｉ1、…、ｉM+1）とする。換言するならば、ｐik（１≦ｋ≦Ｍ＋１）は時点Ｔkに検出された、第ｋ番目の最大吸気状態中の生理的呼吸信号のデータ点の値である。人間もしくは肺呼吸する生物においては、その解剖学的な身体構造もしくは組織構造から、通常、連続して隣り合った２つの最大吸気状態（最大吸気タイミング）同士の間に、常に１つの最大呼気状態が必ず存在している筈である。そこで、このような生物学的な事実に基づいて、検出された生理的呼吸信号における当該トリガポイントの算出等に寄与し得るデータ点の候補全体は、第２添字列Ｅ＝（ｅ1、…、ｅN）によってアドレス指定されるようなものとなる。そしてその場合、関数ｔは、１つの信号点にその時刻スタンプを割り当てることができる。すなわち、次式が成り立つ：
【００９８】
【数２】
0005840359.tif 000003
【００９９】
ところで、検出された呼吸信号のＭ個の呼吸インターバルの、それぞれについて、トリガポイントＴＰkは、以下のようにして決定されることが可能である：
【０１００】
本発明に係る一実施の形態では、１トリガ当たりの取得時間ＡＤに基づいて、従って測定データ取得プロセスに影響するパラメータに依存して、そして検出した呼吸信号に基づいて、トリガポイントＴＰを算出する。そのためには、ステップ１０８で算出したトリガ当たりの取得時間ＡＤを用いる。
【０１０１】
すなわち、ＡＤを構成しているデータ点の総個数（整数）の最小値をａｄとすると、ａｄ≧ＡＤ／Scout‐TRが成り立つ。Scout‐TRは、２つの連続する生理的データ点の間の、一定した時間間隔である：Scout‐TR＝ｔ（ｐi+1）−ｔ（ｐi）。従って、ａｄは、検出した生理的呼吸信号の連続的データ点の個数であり、これらのデータ点は、１トリガ当たりの取得時間ＡＤをカバーする時間内に検出されたものである。
【０１０２】
つまり、ｉkとｅkとの間のインターバルｉk≦ｊ≦ｅkにおいてｊなる添字を付されたデータ点は、最大吸気と最大呼気との間、従って呼気相内にあり、このデータ点について、検出した呼吸信号の当該データ点の推移の「平坦性」の尺度である、下記の合計を算出することができる：
【０１０３】
【数３】
0005840359.tif 000004
【０１０４】
ここに、合計Ｓｕｍ（ｊ）を最小にする添字、すなわち後続のａｄデータ点を介して「最も平坦な」推移が続くことになるデータ点の添字をｊminとする：
【０１０５】
【数４】
0005840359.tif 000005
【０１０６】
斯くして、第ｋ呼吸インターバルのトリガポイントＴＰkにおける生理的信号値は、添字ｊminを有するデータ点の信号値に相当することとなる。
【０１０７】
一層安定したトリガポイントＴＰを得るために、Ｍ個のトリガポイントＴＰkの中央値を、実際のトリガポイントＴＰとして設定することが可能である。その中央値の算出方法は、既に上記で呼吸サイクル時間の中央値を一例として説明した通りである。つまり、それと同様の手法で以て、このトリガポイントについての中央値も算出可能である。
【０１０８】
このように、トリガポイントＴＰは、その到達時に所定偏差（許容範囲）の枠内でトリガ条件が充足されている呼吸信号値に相当するものである。
【０１０９】
少なくとも１つのトリガ条件の算出（ステップ１０９）を以て、遅くともそれまでには学習段階が終了しており（ステップ１１０）、それに伴って、質問のステップ１０４のブール変数が「真」に設定される（ステップ１０４のＹ）。そして、イメージング段階もしくは分光段階に進む。まず、１つのトリガユニットを含む制御ユニット１１は、最後に検出した呼吸信号をトリガ条件と比較する（ステップ１１１）。
【０１１０】
ナビゲータシーケンスを一定した時間間隔Scout‐TRで実行し（ステップ１０１）、それに付属して、検出信号を生理的データ点に変換する（ステップ１０２）。これは、ステップ１１１でトリガ条件の最初の充足が確認されるまで（質問のステップ１１２の結果が“Ｙ”になるまで）、継続される。トリガ事象が発動されるためには、本発明に係る一実施の形態においては、少なくとも下記のような２つの条件が充足されていなければならない：
１）  最後に検出した生理的データ点の列が、上昇的でなければならない。これは、呼気相に相当する。
２）  最後に測定した生理的信号点とトリガポイントＴＰとの偏差Δは、事前に確定した
許容範囲［ＴＰ−δ、…、ＴＰ＋δ］に等しいか、またはそれ以下でなければならない。すなわち、｜Δ｜≦δである。
【０１１１】
トリガ条件が充足されたならば（ステップ１１２のＹ）、トリガユニットによって、測定データの取得が実行される（ステップ１１３）。すなわち、トリガ事象が発動され、イメージング測定データもしくは分光測定データのパケットが、測定データ取得に影響する算出パラメータを考慮して、１トリガ当たりの取得時間ＡＤの間に取得される。その際に、第１パケットとして扱われるものは、その基礎となるイメージングシーケンスもしくは分光シーケンスに依存する。例えば、一般的なＴ２重み付けターボスピンエコーシーケンスでは、１つのパケットを、第１群の層当たり各１つのエコー列で構成することができる。
【０１１２】
第１の測定データパケットの取得後、測定データの取得は、このトリガ条件が二度目に充足されるまで、次のナビゲータシーケンスの実行によって継続される。こうして発動された第２のトリガ事象後、イメージングシーケンスもしくは分光シーケンスの第２測定データパケットが取得される。このプロセスは、検査すべき所望の検査領域の全測定データが取得される（質問のステップ１１４のＹ）まで、継続される。データの取得後、一連の測定プロセスが完了する（ステップ１１５）。
【０１１３】
特に、実際の呼吸信号をナビゲータで検出する場合、トリガ事象によるナビゲータ列の中断（図２の“Navigators”も参照）が、磁化の動的定常状態（"steady state"）を乱すことがある。この乱れは、ナビゲータシーケンスの再投入直後にナビゲータ信号から抽出される生理的呼吸信号に対して、否定的に影響する（いわゆる悪影響を生じる）ことがある。例えば、このようなナビゲータ信号内に、信号変化が現れることがあるが、その原因は主に、定常状態に再到達する期間中の磁化過渡状態にある。このような信号変化は、生理的呼吸運動の結果としての信号変化から区別することができない。従ってこれは、検出した実際の呼吸信号を歪め、斯くして誤ったタイミングでトリガを発動させてしまうことがある。
【０１１４】
しかし、これらの不都合な事態の発生は、例えば下記のような措置によって、抑制ないしは解消することができる。
【０１１５】
例えば、１つのトリガ事象後、そして測定データ取得後、生理的データ点を検出するために次のナビゲータシーケンスが実施される前に、呼吸サイクル時間に対して相対的に短い余白時間“Ｒ”を挿入することができる。この余白時間“Ｒ”の期間中、検査対象内で、磁化の部分的な緩和が進む。このような余白時間の一例を、図２では、符号“Ｒ”を付して示してある。
【０１１６】
さらに、質問のステップ１１６において、例えばカウンタ素子によって、ステップ１０２において１つのトリガ事象後に実際の呼吸信号のデータ点が幾つ検出されるのかを、質問（判別）することができる。１つのデータ点の、このようなカウンタ値が、所定値Ｚよりも小さければ、そのデータ点を廃棄することができ、従ってそのデータは総合記憶装置１０３には記憶されない。もしくは所定値Ｚよりも大きければ、そのデータは総合記憶装置１０３に記憶される。ここで、その所定値Ｚは整数であり、例えば一方で、定常状態が既に少なくとも近似的に再び到達でき、他方で、後続の呼吸インターバル内で１つのトリガ事象を発生するべく、過度に多くのデータ点が廃棄されないように選択されることが望ましい。例えば、Ｚ＝２であると、ナビゲータの再利用後、１つのトリガ事象後に検出される２つの第１データ点がその都度廃棄されるようにすることなどが可能である。
【０１１７】
但し、このような措置は、呼吸パッドまたは呼吸ベルト等の外部センサで呼吸信号を検出する場合には一般に、必要ではない。というのも、これらのセンサの信号は一般に、イメージングシーケンスもしくは分光シーケンスによって乱されることが、殆どないからである。
【０１１８】
本発明に係る一実施の形態では、さらに、質問のステップ１１２における判定が“Ｙ”となった後にトリガ事象を発動するためには、下記のトリガ条件が充足されていなければならないことがある：
３）  第１トリガ事象が既に現れている場合、設定可能な時間幅Ｔtが、最終トリガ事象以降に経過していなければならない。その際、この時間幅Ｔtは、例えば、ステップ１０７で算出した呼吸サイクル中央値の約６０％よりも大きい。
【０１１９】
１つのトリガ事象は一般に、１呼吸サイクル毎に唯１回発生するだけであり、少なくとも１つの呼吸サイクル時間は一般に、２つのトリガ事象の間にある。従って、２つのトリガ事象は、算出した呼吸サイクル時間の中央値のパーセント割合よりも近づけるべきではないと考えられる。この中央値は、呼吸サイクル時間の正常変動の範囲内にある。
【０１２０】
上記の他の一実施の形態において、トリガポイントの算出は、場合によっては、初期学習段階の終了後に新たなトリガポイントＴＰ’として再計算することも可能であり、ステップ１１１での実際の呼吸信号の次の比較のために、初期学習段階で算出したトリガポイントＴＰの代りに用いることができる。
【０１２１】
これは、例えば次のようにして行われる。すなわち、質問のステップ１１７では、最後に検出された連続して隣り合う２つの最大吸気状態の同士の間に、１つのトリガが発せられたか否かを監視する。あるいは、その代りに、質問のステップ１１７では、例えば最終トリガ事象後に経過した時間を監視することなども可能である。１呼吸サイクル時間内に、場合によってはその正常変動を考慮して、つまり例えば時間ｂmax内に次なるトリガ事象が現れない場合、質問のステップ１１７を経由して、ステップ１０９内でトリガポイントの再計算が開始される。その際、学習段階の最後と同様に、但し例えば最後に完全に検出されたＭ個の呼吸サイクルに基づいて、上で述べたように新たなトリガポイントＴＰ’が算出される。再計算の最初の開始後、再計算は、例えば学習段階の最後のＭ−１個の呼吸サイクルとトリガが発生されなかった間の呼吸サイクルとに基づいて行われる。このようにして、与えられた条件のもとで、トリガ条件「トリガポイント」は、開始された学習段階の間の第１回目の計算後に、少なくともさらに１回再計算される。
【０１２２】
有利な一実施の形態において、測定データ取得に影響するパラメータは、トリガポイントと一緒には適合されない。すなわち、上記の例において１トリガ当たりの取得時間は再計算されない。このことから、一般に、既に取得した例えばイメージング測定データの一部が廃棄されねばならないということにもなり得る。というのも、測定データ取得に影響するパラメータがデータ取得中に変化すると、アーチファクトまたはコントラスト差を生じることがあるからである。
【０１２３】
選択的な質問のステップ１１７において、ｂmaxは、例えば、呼吸サイクルの算出した中央値ｂ〜の、呼吸サイクルが正常変動だけ延長された時間、すなわちｂmax＝（１＋k）b〜であり、またｋは、呼吸信号の正常変動のもとで許容される延長であることを意味する。
【０１２４】
トリガポイントの、このような再計算は、検査中に患者の呼吸が変化する場合に有利である。例えば、多くの患者は、ＭＲ検査の開始時には、例えば興奮などによって、より迅速に、および／または、より深く呼吸する。そして、そのように呼吸が速くなると、呼吸サイクルは短くなる。従って、トリガ当たりの所定取得時間ＡＤにおいて、ＡＤが呼吸サイクルと比べて相対的に長くなるので、トリガポイントは後方にずれ込むこととなる。あるいは、例えば検査中に患者が眠り込んだ場合などには、呼吸が通常の場合とは異なり大幅にもしくは不規則的に変化することもある。斯様な変化は、トリガポイントの再計算によって、ＭＲ検査実行中にも考慮することができる。
以上のようにして、本発明の実施の形態に係る方法およびコンピュータプログラムによれば、ＭＲ検査の結果を改善すること、およびＭＲ検査の総時間を短縮することが、可能となる。
【符号の説明】
【０１２５】
１      ＭＲ機器
１．１  主磁石
１．２  コイルユニット
１．３  患者支持装置
３      呼吸信号検出装置
５      呼吸信号検出ユニット
７      評価ユニット
９      演算ユニット
１１    制御ユニット
１３    記憶ユニット
１５    処理ユニット
１７    表示ユニット
２０    コンピュータプログラム
【図１】
0005840359.tif 000006
【図２】
0005840359.tif 000007
【図３】
0005840359.tif 000008
【図４】
0005840359.tif 000009
【図５】
0005840359.tif 000010
【図６】
0005840359.tif 000011