(57)【要約】      （修正有）【課題】ＤＣセルフナビゲータ法を用いて各スライスのデータを収集する場合に、体動アーチファクトを低減できる方法を提供する。【解決手段】肝臓に設定されたｎ枚のスライスＬ１〜Ｌｎの各々からイメージングデータとナビゲータ信号とを収集するためのシーケンスを実行するスキャン手段と、ｎ枚のスライスＬ１〜Ｌｎのうちの肝臓の上端側に設定されたｊ枚のスライスＬ１〜Ｌｊの各々から収集されたナビゲータ信号に基づいて、被検体の体動情報を含む呼吸信号を求める手段とを有する磁気共鳴装置。呼吸信号を求める手段は、ｊ枚のスライスＬ１〜Ｌｊの各々から収集されたナビゲータ信号の積分値を加算する。【選択図】図１２
2015104546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体動する部位に設定された複数のスライスの各々からイメージングデータとナビゲータ信号とを収集するためのシーケンスを実行するスキャン手段と、
前記複数のスライスのうちの２つ以上のスライスの各々から収集されたナビゲータ信号に基づいて、被検体の体動情報を含む生体信号を求める手段と、
を有する、磁気共鳴装置。
【請求項２】
前記生体信号を求める手段は、
前記２つ以上のスライスの各々から収集されたナビゲータ信号の大きさを反映する特性値を算出し、前記特性値に基づいて生体信号を求める、請求項１に記載の磁気共鳴装置。
【請求項３】
前記生体信号を求める手段は、
前記２つ以上のスライスの各々から収集されたナビゲータ信号の前記特性値を合成し、合成された特性値に基づいて前記生体信号を求める、請求項２に記載の磁気共鳴装置。
【請求項４】
前記生体信号を求める手段は、
前記２つ以上のスライスの各々から収集されたナビゲータ信号の前記特性値を加算することにより、前記特性値を合成する、請求項３に記載の磁気共鳴装置。
【請求項５】
前記生体信号を求める手段は、
前記２つ以上のスライスの各々から収集されたナビゲータ信号の前記特性値を重み付けし、重み付けされた特性値を加算することにより、前記特性値を合成する、請求項３に記載の磁気共鳴装置。
【請求項６】
前記生体信号を求める手段は、
前記２つ以上のスライスの位置に基づいて前記特性値を重み付けする、請求項５に記載の磁気共鳴装置。
【請求項７】
前記２つ以上のスライスには、空気を含む部位側に設定された第１のスライスと、空気を含む部位から離れた位置に設定された第２のスライスとが含まれており、
前記第１のスライスから収集されたナビゲータ信号の前記特性値は、前記第２のスライスから収集されたナビゲータ信号の前記特性値よりも、大きく重み付けされる、請求項６に記載の磁気共鳴装置。
【請求項８】
前記特性値は、前記ナビゲータ信号の積分値又は最大値である、請求項２〜７のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
【請求項９】
前記生体信号は、被検体の呼吸による体動情報を含む信号、又は被検体の心拍による体動情報を含む信号である、請求項１〜８のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
【請求項１０】
体動する部位に設定された複数のスライスの各々からイメージングデータとナビゲータ信号とを収集するためのシーケンスを実行する磁気共鳴装置に適用されるプログラムであって、
前記複数のスライスのうちの２つ以上のスライスの各々から収集されたナビゲータ信号に基づいて被検体の体動情報を含む生体信号を求める処理を計算機に実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナビゲータ信号を収集する磁気共鳴装置、およびその磁気共鳴装置に適用されるプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
体動補正を行う手法として、ＤＣセルフナビゲータ法が知られている（非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Brau et al., Magnetic Resonance in Medicine 55:263-270 (2006)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＤＣセルフナビゲータ法では、イメージングデータを収集するために使用されるＲＦパルスと同じＲＦパルスを用いてナビゲータ信号を収集する。したがって、ＤＣセルフナビゲータ法では、イメージングデータとナビゲータ信号とを別々のＲＦパルスで収集した場合に起こるスピン飽和効果を考える必要はなく、フリップ角の大きいＲＦパルス（例えば、９０°パルス）を用いた２Ｄ撮影に適している。
【０００５】
しかし、ＤＣセルフナビゲータ法を用いた場合、各スライスから収集されるナビゲータ信号は、スライス位置に応じた特性を示す。例えば、肺などの空気を含む部位を横切るスライスから収集されたナビゲータ信号はＳＮＲ（Signal Noise Ratio）が低く、一方、空気をあまり含まない部位を横切るスライスから収集されたナビゲータ信号は、ＳＮＲは高いが、スピンの定常状態の乱れの影響を受けやすい。したがって、必ずしも全てのスライスから良好なナビゲータ信号を収集できるわけではないので、体動アーチファクトを低減することが難しい場合がある。このような理由から、例えばＤＣセルフナビゲータ法を用いて各スライスのデータを収集する場合に、体動アーチファクトを低減できる方法が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様は、体動する部位に設定された複数のスライスの各々からイメージングデータとナビゲータ信号とを収集するためのシーケンスを実行するスキャン手段と、
前記複数のスライスのうちの２つ以上のスライスの各々から収集されたナビゲータ信号に基づいて、被検体の体動情報を含む生体信号を求める手段と、
を有する、磁気共鳴装置である。
【０００７】
本発明の第２の態様は、体動する部位に設定された複数のスライスの各々からイメージングデータとナビゲータ信号とを収集するためのシーケンスを実行する磁気共鳴装置に適用されるプログラムであって、
前記複数のスライスのうちの２つ以上のスライスの各々から収集されたナビゲータ信号に基づいて被検体の体動情報を含む生体信号を求める処理を計算機に実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【０００８】
２つ以上のスライスから収集されたナビゲータ信号に基づいて生体信号を求めるので、スライス位置に応じてナビゲータ信号の特性が違っていても、安定した生体信号を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の形態の磁気共鳴装置の概略図である。
【図２】第１の形態で実行されるスキャンの説明図である。
【図３】ローカライズスキャンＬＳの説明図である。
【図４】オペレータによって設定されたｎ枚のスライスＬ１〜Ｌｎを概略的に示す図である。
【図５】本スキャンＭＳの説明図である。
【図６】期間Ｐ１においてシーケンスＣ１〜Ｃｎを実行するときの説明図である。
【図７】期間Ｐ２においてシーケンスＣ１〜Ｃｎを実行するときの説明図である。
【図８】期間ＰｍにおいてシーケンスＣ１〜Ｃｎを実行するときの説明図である。
【図９】スライスＬ２から収集されたナビゲータ信号Ａ１２〜Ａｍ２を用いて呼吸信号を作成する例を示す図である。
【図１０】スライスＬ２が範囲Ｗから外れている例を示す図である。
【図１１】第１の形態において呼吸信号を求めるときの説明図である。
【図１２】期間Ｐ１〜Ｐｍの間における呼吸信号ｒ１〜ｒｍを示す図である。
【図１３】イメージングデータの受入れ、拒否を判断する方法の説明図である。
【図１４】ｋｙ＝３２のイメージングデータＢ１１〜Ｂ１ｎを再収集するときの説明図である。
【図１５】期間Ｐｍ＋２においてシーケンスＣ１〜Ｃｎを実行するときの説明図である。
【図１６】スライスの位置に応じて積分値を重み付けし、重み付けされた積分値に基づいて呼吸信号を作成する方法の説明図である。
【図１７】本スキャンＭＳの前にプレスキャンＰＳを実行する例の説明図である。
【図１８】信号波形を示す図である。
【図１９】ファントム画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、発明を実施するための形態について説明するが、本発明は、以下の形態に限定されることはない。
【００１１】
（１）第１の形態
図１は、本発明の第１の形態の磁気共鳴装置の概略図である。
磁気共鳴装置（以下、「ＭＲ装置」と呼ぶ。ＭＲ：Magnetic Resonance）１００は、マグネット２、テーブル３、受信コイル４などを有している。
【００１２】
マグネット２は、被検体１１が収容されるボア２１を有している。またマグネット２には、超伝導コイル、勾配コイル、ＲＦコイルなど（図示せず）が内蔵されている。超伝導コイルは静磁場を印加し、勾配コイルは勾配磁場を印加し、ＲＦコイルはＲＦパルスを印加する。
【００１３】
テーブル３は、クレードル３ａを有している。クレードル３ａは、ボア２１内に移動できるように構成されている。クレードル３ａによって、被検体１１はボア２１に搬送される。
【００１４】
受信コイル４は、被検体１１の腹部から胸部に渡って取り付けられている。受信コイル４は、被検体１１からの磁気共鳴信号を受信する。
【００１５】
ＭＲ装置１００は、更に、送信器５、勾配磁場電源６、受信器７、制御部８、操作部９、および表示部１０などを有している。
【００１６】
送信器５はＲＦコイルに電流を供給し、勾配磁場電源６は勾配コイルに電流を供給する。受信器７は、受信コイル４から受け取った信号に対して、検波などの信号処理を実行する。尚、マグネット２、受信コイル４、送信器５、勾配磁場電源６、受信器７を合わせたものがスキャン手段に相当する。
【００１７】
制御部８は、表示部１０に必要な情報を伝送したり、受信器７から受け取ったデータに基づいて画像を再構成するなど、ＭＲ装置１００の各種の動作を実現するように、ＭＲ装置１００の各部の動作を制御する。制御部８は、呼吸信号算出手段８１および判断手段８２などを有している。
【００１８】
呼吸信号算出手段８１は、ナビゲータ信号に基づいて呼吸信号を算出する。
判断手段８２は、イメージングデータを受け入れるか、イメージングデータの受入れを拒否するかを判断する。
制御部８は、呼吸信号算出手段８１および判断手段８２を構成する一例であり、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。
【００１９】
操作部９は、オペレータにより操作され、種々の情報を制御部８に入力する。表示部１０は種々の情報を表示する。
ＭＲ装置１００は、上記のように構成されている。
【００２０】
図２は、第１の形態で実行されるスキャンの説明図である。
第１の形態では、ローカライズスキャンＬＳと、本スキャンＭＳとが実行される。
【００２１】
図３は、ローカライズスキャンＬＳの説明図である。
ローカライザスキャンＬＳは、被検体の肺および肝臓を含む部位の画像Ｄを取得するためのスキャンである。ローカライザスキャンＬＳでは、アキシャル画像、サジタル画像、コロナル画像が取得される。図３では、ローカライザスキャンＬＳにより取得された画像Ｄとして、コロナル画像のみが示されている。
【００２２】
オペレータは、画像Ｄに基づいてスライスを設定する。図４に、オペレータによって設定されたｎ枚のスライスＬ１〜Ｌｎを概略的に示す。スライスＬ１〜Ｌｎを設定した後、本スキャンＭＳが実行される。
【００２３】
図５は本スキャンＭＳの説明図である。
本スキャンＭＳは、マルチスライス法により、ｎ枚のスライスＬ１〜Ｌｎの画像を取得するためのスキャンである。本スキャンＭＳでは、先ず、期間Ｐ１において、スライスＬ１〜Ｌｎの画像を取得するためのシーケンスＣ１〜Ｃｎが実行される。図５に、シーケンスＣ１の具体例が示されている。シーケンスＣ１は、ＤＣセルフナビゲータ法により、ナビゲータ信号ＡとイメージングデータＢとを収集するように構成されている。
【００２４】
シーケンスＣ１は、スライスＬ１を励起するためのＲＦパルスαを有している。ＲＦパルスαによって励起されたスライスＬ１からイメージングデータＢが収集される。また、ＲＦパルスαは、イメージングデータＢを収集するだけでなく、ナビゲータ信号Ａを収集するためにも使用される。ナビゲータ信号Ａは、ｋ空間の中心のデータであり、勾配磁場ＧｘおよびＧｙが印加される直前に設けられた待ち時間Ｔｗａｉｔの間に収集される。待ち時間Ｔｗａｉｔは、例えば２０μｓである。
【００２５】
シーケンスＣ１を実行した後、スライスＬ２〜Ｌｎの画像を取得するためのシーケンスＣ２〜Ｃｎが順に実行される。シーケンスＣ２〜Ｃｎは、ＲＦパルスαの励起周波数を除いて、シーケンスＣ１と同じシーケンスチャートで表される。したがって、期間Ｐ１では、シーケンスＣ１〜Ｃｎの各々を実行するたびに、ナビゲータ信号ＡおよびイメージングデータＢが収集される。
【００２６】
期間Ｐ１においてシーケンスＣ１〜Ｃｎを実行した後、次の期間Ｐ２でもシーケンスＣ１〜Ｃｎが実行される。以下同様に、シーケンスＣ１〜Ｃｎが繰り返し実行される。図５には、期間Ｐ１〜Ｐｍにおいて実行されるシーケンスＣ１〜Ｃｎが示されている。尚、シーケンスＣ１〜Ｃｎの位相エンコード量は、期間ごとに変化する。
【００２７】
次に、本スキャンＭＳにより収集されたイメージングデータＢをｋ空間に配置する手順の一例について説明する。
【００２８】
本スキャンＭＳでは、先ず、期間Ｐ１において、シーケンスＣ１〜Ｃｎが実行される（図６参照）。
【００２９】
図６は、期間Ｐ１においてシーケンスＣ１〜Ｃｎを実行するときの説明図である。
図６には、期間Ｐ１においてシーケンスＣ１〜Ｃｎを実行することにより収集されるナビゲータ信号ＡとイメージングデータＢとが概略的に示されている。尚、図６では、期間Ｐ１で得られる複数のナビゲータ信号Ａを区別するために、符号Ａには、添え字「１１」、「１２」、・・・「１ｊ」、・・・「１ｎ」を付してある。同様に、イメージングデータＢを区別するために、符号Ｂにも、添え字「１１」、「１２」、・・・「１ｊ」、・・・「１ｎ」を付してある。
【００３０】
また、図６には、期間Ｐ１におけるスライスＬ１〜Ｌｎと肝臓との位置関係が概略的に示してある。以下、図６について説明する。
【００３１】
期間Ｐ１では、先ず、シーケンスＣ１が実行される。シーケンスＣ１を実行することにより、ナビゲータ信号Ａ１１と、イメージングデータＢ１１とが収集される。イメージングデータＢ１１は、スライスＬ１のｋｙ＝３２のラインのデータである。シーケンスＣ１を実行した後、シーケンスＣ２が実行される。
【００３２】
シーケンスＣ２を実行することにより、ナビゲータ信号Ａ１２と、イメージングデータＢ１２とが収集される。イメージングデータＢ１２は、スライスＬ２のｋｙ＝３２のラインのデータである。
【００３３】
以下同様に、スライスＬ３〜Ｌｎの各々からナビゲータ信号およびイメージングデータを収集するためのシーケンスが実行される。例えば、スライスＬｊのデータを収集する場合、シーケンスＣｊが実行される。シーケンスＣｊを実行することにより、ナビゲータ信号Ａ１ｊと、イメージングデータＢ１ｊとが収集される。イメージングデータＢ１ｊは、スライスＬｊのｋｙ＝３２のラインのデータである。そして、期間Ｐ１の最後に、スライスＬｎのデータを収集するためのシーケンスＣｎが実行される。シーケンスＣｎを実行することにより、ナビゲータ信号Ａ１ｎと、イメージングデータＢ１ｎとが収集される。イメージングデータＢ１ｎは、スライスＬｎのｋｙ＝３２のラインのデータである。
【００３４】
したがって、期間Ｐ１の間に、スライスＬ１〜Ｌｎのｋｙ＝３２のデータを収集することができる。次に、期間Ｐ２に移行する。
【００３５】
図７は期間Ｐ２においてシーケンスＣ１〜Ｃｎを実行するときの説明図である。
図７では、期間Ｐ２で得られる複数のナビゲータ信号Ａを区別するために、符号Ａには、添え字「２１」、「２２」、・・・「２ｊ」、・・・「２ｎ」を付してある。同様に、イメージングデータＢを区別するために、符号Ｂにも、添え字「２１」、「２２」、・・・「２ｊ」、・・・「２ｎ」を付してある。
【００３６】
また、図７には、期間Ｐ２におけるスライスＬ１〜Ｌｎと肝臓との位置関係が概略的に示してある。被検体の呼吸により肝臓は動くので、期間Ｐ２における肝臓の位置は、期間Ｐ１における肝臓の位置に対してＳＩ方向にずれている。以下、図７について説明する。
【００３７】
期間Ｐ２では、先ず、シーケンスＣ１が実行される。シーケンスＣ１を実行することにより、ナビゲータ信号Ａ２１と、イメージングデータＢ２１とが収集される。イメージングデータＢ２１は、スライスＬ１のｋｙ＝３１のラインのデータである。シーケンスＣ１を実行した後、シーケンスＣ２〜Ｃｎが順に実行される。したがって、期間Ｐ２の間に、スライスＬ１〜Ｌｎのｋｙ＝３１のデータを収集することができる。
【００３８】
期間Ｐ２でｋｙ＝３１のデータを収集した後も、残りのｋｙビューのデータを収集するためのシーケンスＣ１〜Ｃｎが繰り返し実行される（図８参照）。
【００３９】
図８は期間ＰｍにおいてシーケンスＣ１〜Ｃｎを実行するときの説明図である。
図８では、期間Ｐｍで得られる複数のナビゲータ信号Ａを区別するために、符号Ａには、添え字「ｍ１」、「ｍ２」、・・・「ｍｊ」、・・・「ｍｎ」を付してある。同様に、イメージングデータＢを区別するために、符号Ｂにも、添え字「ｍ１」、「ｍ２」、・・・「ｍｊ」、・・・「ｍｎ」を付してある。
また、図８には、期間ＰｍにおけるスライスＬ１〜Ｌｎと肝臓との位置関係が概略的に示してある。以下、図８について説明する。
【００４０】
期間Ｐｍでは、先ず、シーケンスＣ１が実行される。シーケンスＣ１を実行することにより、ナビゲータ信号Ａｍ１と、イメージングデータＢｍ１とが収集される。イメージングデータＢｍ１は、スライスＬ１のｋｙ＝−３２のラインのデータである。シーケンスＣ１を実行した後、シーケンスＣ２〜Ｃｎが順に実行される。したがって、期間Ｐｍの間に、スライスＬ１〜Ｌｎのｋｙ＝−３２のデータを収集することができる。
【００４１】
また、第１の形態では、各期間において収集されたナビゲータ信号に基づいて、被検体の呼吸信号を作成している。以下に、第１の形態において、どのようにして呼吸信号を作成しているかについて説明する。
【００４２】
尚、呼吸信号の作成方法を説明するに当たり、先ず、スライスＬ１〜Ｌｎから収集されたナビゲータ信号の違いについて説明する。以下では、説明の便宜上、スライスＬ１〜Ｌｎのうち、代表して、２つのスライスＬ２およびＬｎを取り上げて、スライスＬ２から収集されたナビゲータ信号Ａ１２〜Ａｍ２と、スライスＬｎから収集されたナビゲータ信号Ａ１ｎ〜Ａｍｎとの違いについて説明する。
【００４３】
（１）スライスＬ２から収集されたナビゲータ信号Ａ１２〜Ａｍ２について
肝臓は被検体の呼吸によりＳＩ方向に体動する。したがって、肝臓の上端は、被検体の呼吸運動に応じてＳＩ方向に移動する。図８には、被検体の呼吸による肝臓の上端のＳＩ方向の移動範囲を、符号「Ｗ」で示してある。肝臓がＳＩ方向に移動するので、スライスＬ２に対する肝臓の位置は、各期間によって異なる。したがって、同一のスライスＬ２から収集されたナビゲータ信号Ａ１２〜Ａｍ２であっても、期間に応じて、ナビゲータ信号の波形は異なる。例えば、期間Ｐ１では、スライスＬ２は肺を横切っているが肝臓は横切っておらず、一方、期間Ｐ２では、スライスＬ２は肝臓を横切っている。肺は空気を含んでいるので、肺領域からの信号は低信号となる。したがって、期間Ｐ１においてスライスＬ２から得られたナビゲータ信号Ａ１２は、肺の空気の影響で低信号となる。これに対し、期間Ｐ２においてスライスＬ２から得られたナビゲータ信号Ａ２２は、ナビゲータ信号Ａ１２よりも肺の空気の影響が小さいので、高信号となる。したがって、スライスＬ２のナビゲータ信号Ａ１２〜Ａｍ２は、被検体の呼吸に応じて大きく変化することが分かる。
【００４４】
（２）スライスＬｎから収集されたナビゲータ信号Ａ１ｎ〜Ａｍｎについて
肝臓は被検体の呼吸によりＳＩ方向に体動するので、スライスＬｎに対する肝臓の位置は、各期間によって異なる。しかし、スライスＬｎは、スライスＬ２よりも肺から離れているので、肝臓が動いても肺がスライスＬｎを横切ることはない。したがって、スライスＬｎから収集されたナビゲータ信号Ａ１ｎ〜Ａｍｎは、肺の空気の影響を受けないので、ナビゲータ信号Ａ１ｎ〜Ａｍｎには大きな信号値の差は見られない。
【００４５】
上記のように、スライスＬ２から収集されたナビゲータ信号Ａ１２〜Ａｍ２は、被検体の呼吸によって大きく変化するが、一方、スライスＬｎから収集されたナビゲータ信号Ａ１ｎ〜Ａｍｎは、被検体が呼吸しても大きな変化は見られない。したがって、スライスＬ２から収集されたナビゲータ信号Ａ１２〜Ａｍ２は、スライスＬｎから収集されたナビゲータ信号Ａ１ｎ〜Ａｍｎよりも、被検体の呼吸運動を大きく反映している。このような理由から、スライスＬ２から収集されたナビゲータ信号Ａ１２〜Ａｍ２を用いることにより、呼吸信号を作成することができる。そこで、以下に、スライスＬ２から収集されたナビゲータ信号Ａ１２〜Ａｍ２を用いて呼吸信号を作成する例について説明する。
【００４６】
図９は、スライスＬ２から収集されたナビゲータ信号Ａ１２〜Ａｍ２を用いて呼吸信号を作成する例を示す図である。
図９では、スライスＬ２から収集されたナビゲータ信号Ａ１２〜Ａｍ２の積分値Ｓ１２〜Ｓｍ２を計算している。ナビゲータ信号が高信号の場合、積分値は大きくなる。一方、ナビゲータ信号が低信号の場合、積分値は小さくなる。したがって、積分値Ｓ１２〜Ｓｍ２を呼吸信号として用いることができる。
【００４７】
しかし、スライスの設定条件（例えば、スライス位置、スライス枚数、スライス間隔）は、撮影の目的などに依存するので、スライスＬ２が必ずしも呼吸信号を作成する上で最適でない場合がある。図１０にその例を示す。図１０では、スライスＬ２は、肝臓の上端が動く範囲Ｗから外れているので、スライスＬ２のみから収集されたナビゲータ信号は肝臓が動いても大きな変化はない。したがって、図１０の場合、スライスＬ２から収集されたナビゲータ信号を用いても、高品質な呼吸信号を得ることができない。
【００４８】
このように、１枚のスライスから収集されたナビゲータ信号に基づいて呼吸信号を作成すると、スライス位置に応じてナビゲータ信号が不安定となり、高品質な呼吸信号を得ることができない。そこで、第１の形態では、以下のようにして呼吸信号を求める。
【００４９】
図１１は、第１の形態において呼吸信号を求めるときの説明図である。
第１の形態では、１枚のスライスのナビゲータ信号だけでなく、複数枚のスライスのナビゲータ信号に基づいて、呼吸信号を求める。図１１では、ｎ枚のスライスＬ１〜Ｌｎのうち、肝臓の上端側に位置するｊ枚のスライスＬ１〜Ｌｊに着目し、ｊ枚のスライスＬ１〜Ｌｊから収集されたナビゲータ信号に基づいて呼吸信号を作成する例が示されている。具体的には、以下の方法で呼吸信号を作成する。
【００５０】
先ず、呼吸信号算出手段８１（図１参照）は、期間Ｐ１において収集されたｊ枚のスライスＬ１〜Ｌｊのナビゲータ信号Ａ１１〜Ａ１ｊの積分値Ｓ１１〜Ｓ１ｊを計算する。
【００５１】
積分値Ｓ１１〜Ｓ１ｊを計算した後、これらの積分値Ｓ１１〜Ｓ１ｊを合成する。図１１では、積分値Ｓ１１〜Ｓ１ｊを加算することにより、積分値を合成する。このようにして得られた加算値ｒ１が、期間Ｐ１における被検体の呼吸信号ｒ＝ｒ１として使用される。図１１では、ｊ枚のスライスＬ１〜Ｌｊのナビゲータ信号Ａ１１〜Ａ１ｊを用いて呼吸信号ｒを作成している。したがって、図１０に示すようにスライスＬ２が肝臓の上端の動く範囲Ｗから外れていても、他のスライスが肝臓の上端の動く範囲Ｗに含まれるので、被検体の呼吸状態が反映された呼吸信号を得ることができる。
【００５２】
以下同様に、他の期間Ｐ２〜Ｐｍでも、ｊ枚のスライスＬ１〜Ｌｊのナビゲータ信号の積分値を加算し、呼吸信号を作成する。したがって、撮影部位のイメージングデータを収集しながら、呼吸信号を得ることができる。図１２に、期間Ｐ１〜Ｐｍの間における呼吸信号ｒ１〜ｒｍを示す。
【００５３】
尚、撮影部位は呼吸により体動するので、期間Ｐ１〜Ｐｍに収集されたイメージングデータを画像再構成用のデータとして使用すると、画像に体動アーチファクトが現れる。そこで、第１の形態では、アーチファクトを軽減するため、イメージングデータを再構成用のデータとして受け入れるか、それとも、イメージングデータの受入れを拒否するかを判断している。以下に、その判断方法について説明する。
【００５４】
図１３はイメージングデータの受入れ、拒否を判断する方法の説明図である。
判断手段８２（図１参照）は、先ず、被検体の息の吐き終わりの位置に相当する信号値ｘ０を求める。息の吐き終わりの信号値ｘ０は、例えば、呼吸信号のピーク値を参考にして求めることができる。次に、呼吸信号の最大値と最小値との差ΔＤを求める。そして、息の吐き終わりの信号値ｘ０を中心として、差ΔＤのｘ％（例えば、ｘ＝１０）の範囲ＡＷを設定する。このようにして設定された範囲ＡＷを、イメージングデータＢを受け入れる許容範囲ＡＷと定める。ここでは、判断手段８２は、呼吸信号が許容範囲ＡＷに含まれている場合、イメージングデータを受け入れると判断し、一方、呼吸信号が許容範囲ＡＷに含まれていない場合、イメージングデータを拒否すると判断する。図１３を見ると、期間Ｐ１の呼吸信号ｒ１は許容範囲ＡＷに含まれていないので、期間Ｐ１に収集されたイメージングデータＢ１１〜Ｂ１ｎは拒否される。一方、期間Ｐ２の呼吸信号ｒ２は許容範囲ＡＷに含まれているので、期間Ｐ２に収集されたイメージングデータＢ２１〜Ｂ２ｎは受け入れると判断される。以下同様に、各期間の呼吸信号が許容範囲ＡＷに含まれているか否に応じて、イメージングデータを受け入れるか拒否するかを判断する。呼吸信号が許容範囲ＡＷに含まれている場合、肝臓の位置のばらつきは十分に小さいと考えられるので、呼吸信号が許容範囲ＡＷに含まれているイメージングデータを受け入れることにより、体動アーチファクトを軽減することができる。
【００５５】
ただし、第１の形態では、ｋｙ＝−３２〜３２のイメージングデータを用いて画像を再構成する必要がある。そこで、拒否されたイメージングデータは、期間Ｐｍの後で再収集する。例えば、ｋｙ＝３２のイメージングデータＢ１１〜Ｂ１ｎは拒否されている。そこで、期間Ｐｍが終了した後、次の期間Ｐｍ＋１で、スライスＬ１〜Ｌｎからｋｙ＝３２のイメージングデータＢ１１〜Ｂ１ｎを再収集する（図１４参照）。
【００５６】
図１４は、ｋｙ＝３２のイメージングデータＢ１１〜Ｂ１ｎを再収集するときの説明図である。
期間Ｐｍ＋１では、イメージングデータＢ１１〜Ｂ１ｎを収集するためのシーケンスＣ１〜Ｃｎが実行される。シーケンスＣ１〜Ｃｎを実行することにより、ナビゲータ信号Ａ１１〜Ａ１ｎと、イメージングデータＢ１１〜Ｂ１ｎとが再収集される。
【００５７】
呼吸信号算出手段８１は、ｊ枚のスライスＬ１〜Ｌｊのナビゲータ信号Ａ１１〜Ａ１ｊの各々の積分値Ｓ１１〜Ｓ１ｊを求め、これらの積分値Ｓ１１〜Ｓ１ｊを加算する。これにより、期間Ｐｍ＋１における呼吸信号ｒｍ＋１を得ることができる。
【００５８】
次に、判断手段８２は、呼吸信号ｒｍ＋１が許容範囲ＡＷに含まれているか否かを判断する。図１４では、呼吸信号ｒｍ＋１は許容範囲ＡＷに含まれていないので、期間Ｐｍ＋１で収集されたイメージングデータＢ１１〜Ｂ１ｎは画像再構成用のデータとして受け入れることができない。したがって、イメージングデータＢ１１〜Ｂ１ｎは拒否される。この場合、引き続いて、次の期間Ｐｍ＋２においても、イメージングデータＢ１１〜Ｂ１ｎを再収集するためのシーケンスＣ１〜Ｃｎが実行される（図１５参照）。
【００５９】
図１５は、期間Ｐｍ＋２においてシーケンスＣ１〜Ｃｎを実行するときの説明図である。
期間Ｐｍ＋２でも、期間Ｐｍ＋１と同様に、イメージングデータＢ１１〜Ｂ１ｎを再収集するためのシーケンスＣ１〜Ｃｎが実行される。シーケンスＣ１〜Ｃｎを実行することにより、ナビゲータ信号Ａ１１〜Ａ１ｎと、イメージングデータＢ１１〜Ｂ１ｎとが再収集される。
【００６０】
呼吸信号算出手段８１は、ｊ枚のスライスＬ１〜Ｌｊのナビゲータ信号Ａ１１〜Ａ１ｊの各々の積分値Ｓ１１〜Ｓ１ｊを求め、これらの積分値Ｓ１１〜Ｓ１ｊを加算する。これにより、期間Ｐｍ＋２における呼吸信号ｒｍ＋２を得ることができる。
【００６１】
次に、判断手段８２は、呼吸信号ｒｍ＋２が許容範囲ＡＷに含まれているか否かを判断する。図１５では、呼吸信号ｒｍ＋２は許容範囲ＡＷに含まれているので、期間Ｐｍ＋２で収集されたイメージングデータＢ１１〜Ｂ１ｎは画像再構成用のデータとして受け入れると判断される。
【００６２】
以下同様に、他の拒否されたイメージングデータを再収集する場合も、呼吸信号が許容範囲ＡＷに含まれるまでシーケンスが繰り返し実行される。したがって、呼吸信号が許容範囲ＡＷに含まれているときに収集されたｋｙ＝−３２〜３２のイメージングデータを、画像再構成用のデータとして得ることができる。
【００６３】
このようにして、拒否されたイメージングデータを再収集した後、画像再構成を行う。画像再構成に使用されたｋｙ＝−３２〜３２のイメージングデータは、呼吸信号が許容範囲ＡＷに含まれているときに収集されているので、体動アーチファクトが低減された画像を得ることができる。
【００６４】
また、第１の形態では、ｊ枚のスライスＬ１〜Ｌｊのナビゲータ信号を用いて呼吸信号を作成している。肝臓を撮影する場合、スライスＬ１〜Ｌｎは、一般的に、肝臓の上端から下端を覆うように設定されるので、肝臓の上端側に位置するｊ枚のスライスＬ１〜Ｌｊのうちの少なくとも１枚のスライスは、肝臓の上端が動く範囲Ｗに含まれる。したがって、ｊ枚のスライスＬ１〜Ｌｊのナビゲータ信号を用いて呼吸信号を作成することにより、高品質な呼吸信号を得ることができる。
【００６５】
また、第１の形態では、ｎ枚のスライスうちのｊ枚のスライスから収集されたナビゲータ信号を用いて呼吸信号を求めている。しかし、ｎ枚のスライス全てのナビゲータ信号を用いて呼吸信号を求めてもよい。上記のように、スライスＬ１〜Ｌｎは肝臓の上端から下端を覆うように設定されるので、ｎ枚のスライスＬ１〜Ｌｎのうちの少なくとも１枚のスライスは、肝臓の上端が動く範囲Ｗに含まれる。したがって、ｎ枚のスライスＬ１〜Ｌｎ全てのナビゲータ信号を用いても、呼吸信号を得ることができる。ただし、肝臓の下端側に位置するスライスは、肝臓の上端の動く範囲Ｗに含まれないので、肝臓の下端側に位置するスライスから収集されたナビゲータ信号は、被検体が呼吸しても大きな変化は見られない。したがって、より高品質な呼吸信号を得るためには、スライスＬ１〜Ｌｎのうち肝臓の上端側に位置するスライスのナビゲータ信号のみを用いて呼吸信号を求めることが望ましい。
【００６６】
尚、第１の形態では、ｊ枚のスライスＬ１〜Ｌｊのナビゲータ信号の積分値を加算することにより呼吸信号を求めている。しかし、スライスの位置に応じて積分値を重み付けし、重み付けされた積分値を加算することにより呼吸信号を求めてもよい（図１６参照）。
【００６７】
図１６は、スライスの位置に応じて積分値を重み付けし、重み付けされた積分値に基づいて呼吸信号を作成する方法の説明図である。
先ず、呼吸信号算出手段８１は、期間Ｐ１において収集されたｊ枚のスライスＬ１〜Ｌｊのナビゲータ信号Ａ１１〜Ａ１ｊの積分値Ｓ１１〜Ｓ１ｊを計算する。
【００６８】
積分値Ｓ１１〜Ｓ１ｊを計算した後、これらの積分値Ｓ１１〜Ｓ１ｊを、以下の式を用いて重付け加算する。
【数１】
2015104546.tif 000003
【００６９】
積分値Ｓ１ｑは係数ｋｑで重み付けされる。重付け係数ｋｑの値は、スライス位置に応じて異なるように設定されている。具体的には、スライスＬ１の重付け係数ｋ１が最も大きく、スライスＬ１からスライスＬｊに向かうにつれて重付け係数が小さくなるように設定されている。このようにして重み付けされた積分値を加算することにより積分値を合成し、呼吸信号ｒ＝ｒ１が求められる。
【００７０】
以下同様に、他の期間Ｐ２〜Ｐｍでも、ｊ枚のスライスＬ１〜Ｌｊのナビゲータ信号の積分値を重付け係数ｋｑで重み付けし、重み付けされた積分値を加算する。したがって、撮影部位のイメージングデータを収集しながら、呼吸信号を得ることができる。
【００７１】
肝臓を撮影する場合、一般的には、肝臓の上端から下端を覆うようにｎ枚のスライスＬ１〜Ｌｎが設定される。したがって、ｊ枚のスライスＬ１〜Ｌｊのうち肺側（Ｓ側）に設定されたスライス（例えば、スライスＬ２）は、肝臓の上端の動く範囲Ｗに含まれるので、スライスＬ２から収集されたナビゲータ信号は、被検体の呼吸により大きく変化する。一方、スライスＬｊは、スライスＬ１〜Ｌｊの中で、肺から最も離れた位置に設定されている。したがって、スライスＬｊは、肝臓の上端の動く範囲Ｗに含まれる可能性が最も低い。したがって、スライスＬ１からスライスＬｊに向かうに従って重付け係数ｋｑを小さくすることにより、呼吸の影響を受けやすいナビゲータ信号は大きく重み付けされるので、更に高品質な呼吸信号を得ることができる。
【００７２】
（２）第２の形態
第１の形態では、本スキャンＭＳにより収集されたナビゲータ信号に基づいて呼吸信号の許容範囲ＡＷを設定する例について説明した。第２の形態では、本スキャンＭＳの前に、呼吸信号の許容範囲ＡＷを設定するためのプレスキャンを実行する例について説明する。尚、ＭＲ装置のハードウエア構成は、第１の形態と同じである。
【００７３】
図１７は、本スキャンＭＳの前にプレスキャンＰＳを実行する例の説明図である。
プレスキャンＰＳでは、本スキャンＭＳと同様に、シーケンスＣ１〜Ｃｎが繰り返し実行される。呼吸信号算出手段８１は、期間ごとに、スライスＬ１〜Ｌｊのナビゲータ信号の積分値を加算（又は重み付け加算）し、呼吸信号を算出する。呼吸信号を算出した後、息の吐き終わりの位置に相当する信号値を求め、呼吸信号の許容範囲ＡＷを設定する。尚、プレスキャンＰＳでは、ナビゲータ信号の他にイメージングデータも収集されるが、プレスキャンＰＳで収集されるイメージングデータは、画像再構成用のデータとしては使用されず破棄される。
【００７４】
呼吸信号の許容範囲ＡＷを設定した後、本スキャンＭＳを実行する。本スキャンＭＳでは、第１の形態と同様に、シーケンスＣ１〜Ｃｎを繰り返し実行し、スライスＬ１〜Ｌｊのナビゲータ信号に基づいて呼吸信号を算出する。呼吸信号が許容範囲ＡＷに含まれている場合は、イメージングデータを受け入れ、呼吸信号が許容範囲ＡＷに含まれていない場合は、イメージングデータの受入れを拒否する。拒否された場合は、呼吸信号が許容範囲ＡＷに含まれるまで、シーケンスＣ１〜Ｃｎを繰り返し実行する。したがって、呼吸信号が許容範囲ＡＷに含まれたときに収集されたイメージングデータのみを用いて画像が再構成されるので、体動アーチファクトが低減された画像を得ることができる。
【００７５】
第１および第２の形態で説明したように、複数枚のスライスから収集されたナビゲータ信号の積分値を合成することにより、高品質な呼吸信号を得ることができる。このことを検証するため、ファントムを用いて実験を行った。以下に、実験結果について説明する。
【００７６】
図１８および図１９は実験結果を示す図である。
図１８（ａ）は、実験に使用されたファントムＦと、ファントムＦに対して設定された１０枚のスライスＬ１〜Ｌ１０を示す図である。ファントムＦをｚ方向に往復運動させながら、各スライスからナビゲータ信号ＡおよびイメージングデータＢを収集した。図１８（ｂ１）、（ｂ２）、（ｂ３）は、それぞれ、スライスＬ１、Ｌ３、Ｌ５のナビゲータ信号Ａの積分値の時間変化を表す波形を示す。図１８（ｂ１）〜（ｂ３）を比較すると、スライスＬ３では、積分値の最大値と最小値との差ΔＤはΔＤ≒５５０であり、ファントムＦの移動量に応じてナビゲータ信号Ａの積分値が大きく変化していることがわかる。しかし、スライスＬ１ではΔＤ≒１．５であり、スライスＬ５ではΔＤ≒１５０であるので、スライスＬ３と比較するとΔＤの値が小さいことがわかる。したがって、ΔＤの値はスライス位置に応じて大きく異なることがわかる。
【００７７】
図１８（ｃ１）は、１０枚のスライスＬ１〜Ｌ１０の各々から収集されたナビゲータ信号Ａの積分値を合成（加算）することにより得られた信号を示す。図１８（ｃ２）は、５枚のスライスＬ１〜Ｌ５の各々から収集されたナビゲータ信号Ａの積分値を合成（加算）することにより得られた信号を示す。また、図１８（ｃ３）は、５枚のスライスＬ１〜Ｌ５の各々から収集されたナビゲータ信号Ａの積分値を合成（重み付け加算）することにより得られた信号を示す。
【００７８】
図１８（ｃ１）、（ｃ２）、（ｃ３）は、それぞれ、ΔＤ≒１６００、２４００、６５０である。したがって、複数のスライスの積分値を加算（又は重み付け加算）することにより、ファントムの移動量を十分に反映した信号が得られることがわかる。
【００７９】
図１９は、ファントムＦのスライスＬ５の画像を示す図である。
図１９（ａ）は、ファントムの移動に対して同期を行わずに収集されたイメージングデータを用いて作成されたスライスＬ５の画像を示す図である。図１９（ｂ１）は、図１８（ｃ１）の信号に基づいてイメージングデータの受入れ、拒否を判断した場合のスライスＬ５の画像を示す図である。図１９（ｂ２）は、図１８（ｃ２）の信号に基づいてイメージングデータの受入れ、拒否を判断した場合のスライスＬ５の画像を示す図である。図１９（ｂ３）は、図１８（ｃ３）の信号に基づいてイメージングデータの受入れ、拒否を判断した場合の画像を示す図である。
【００８０】
図１９（ａ）の画像と、図１９（ｂ１）〜（ｂ３）の画像とを比較すると、図１９（ａ）の画像は体動アーチファクトが目立っているが、図１９（ｂ１）〜（ｂ３）の画像は体動アーチファクトが軽減されていることがわかる。
【００８１】
また、図１９（ｂ１）の画像と、図１９（ｂ２）および（ｂ３）の画像とを比較すると、図１９（ｂ２）および（ｂ３）の画像が、図１９（ｂ１）の画像よりも、体動アーチファクトが更に軽減されている。したがって、１０枚のスライスＬ１〜Ｌ１０の全てのナビゲータ信号を合成するよりも、ファントムＦの上端側に位置する５枚のスライスＬ１〜Ｌ５のナビゲータ信号を合成した方が、体動アーチファクトを更に軽減することができる。
【００８２】
尚、第１および第２の形態では、ナビゲータ信号の積分値を求め、積分値を合成することにより呼吸信号を求めている。しかし、ナビゲータ信号の積分値の代わりに、ナビゲータ信号の大きさを表す別の特性値（例えば、ナビゲータ信号の最大値）を求め、別の特性値を合成することにより呼吸信号を求めてもよい。肝臓の上端側に位置するスライスから収集されたナビゲータ信号は、肝臓の動きに応じて信号値が大きく変化する。したがって、ナビゲータ信号の大きさを表す特性値（ナビゲータ信号の積分値や最大値）を用いることにより、呼吸信号を得ることができる。
【００８３】
また、第１および第２の形態では、肝臓を撮影する場合について説明されている。しかし、本発明は、肝臓を撮影する場合に限定されることはなく、肝臓以外の体動する部位（例えば、心臓）を撮影する場合にも適用することができる。例えば、心臓を撮影する場合、シーケンスを実行することにより収集されたナビゲータ信号を合成することにより、被検体の心拍による体動情報を含む信号を得ることができる。したがって、心臓の動きによるアーチファクトを低減することができる。このように、本発明は、呼吸信号を求める場合に限定されることはなく、被検体の体動情報を含む別の生体信号（例えば、被検体の心拍による体動情報を含む信号）を求める場合にも適用することができる。
【符号の説明】
【００８４】
２  マグネット
３  テーブル
３ａ  クレードル
４  受信コイル
５  送信器
６  勾配磁場電源
７  受信器
８  制御部
９  操作部
１０  表示部
１１  被検体
２１  ボア
８１  呼吸信号算出手段
８２  判断手段
１００  ＭＲ装置
【図１】
2015104546.tif 000004
【図２】
2015104546.tif 000005
【図３】
2015104546.tif 000006
【図４】
2015104546.tif 000007
【図５】
2015104546.tif 000008
【図６】
2015104546.tif 000009
【図７】
2015104546.tif 000010
【図８】
2015104546.tif 000011
【図９】
2015104546.tif 000012
【図１０】
2015104546.tif 000013
【図１１】
2015104546.tif 000014
【図１２】
2015104546.tif 000015
【図１３】
2015104546.tif 000016
【図１４】
2015104546.tif 000017
【図１５】
2015104546.tif 000018
【図１６】
2015104546.tif 000019
【図１７】
2015104546.tif 000020
【図１８】
2015104546.tif 000021
【図１９】
2015104546.tif 000022