(57)【要約】【課題】被検体の動きの変化に適応して常に適正な画像を生成することを可能とする。【解決手段】傾斜磁場電源３、送信部７、受信部９およびデータ収集部１０ｂなどは、被検体２００からの磁気共鳴信号を取得する。主制御部１０ｇは、被検体２００の動きを検出する。主制御部１０ｇは、検出した動きに基づいて定まる取得順序で、撮像断面に対応したｋ空間の各ラインについての磁気共鳴信号の取得を連続的に行うように傾斜磁場電源３、送信部７、受信部９およびデータ収集部１０ｂなどを制御する。再構成部１０ｃは、主制御部１０ｇの制御の下に、ｋ空間の各ラインのそれぞれについて取得された最新の磁気共鳴信号に基づいて画像を再構成する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体からの磁気共鳴信号を取得する取得手段と、
前記被検体の動きを検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて定まる取得順序で、撮像断面に対応したｋ空間の各ラインについての磁気共鳴信号の取得を連続的に行うように前記取得手段を制御する第１の制御手段と、
前記ｋ空間の各ラインのそれぞれについて前記取得手段により取得された最新の磁気共鳴信号に基づいて画像を再構成する再構成手段とを具備し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】
前記検出手段は、前記撮像断面と同一断面について前記取得手段により取得された磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の動き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】
前記検出手段は、前記第１の制御手段の制御の下に前記取得手段により取得された磁気共鳴信号のうちの一部を動き検出用の磁気共鳴信号として流用し、この動き検出用の磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の動きを検出することを特徴とする請求項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の制御手段の制御の下での前記磁気共鳴信号の取得よりも低い頻度で動き検出用の磁気共鳴信号の取得を行うように前記取得手段を制御する第２の制御手段をさらに備え、
前記検出手段は、前記動き検出用の磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の動きを検出することを特徴とする請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記第１の制御手段の制御の下での前記磁気共鳴信号の取得よりも低い頻度で、前記撮像断面とは異なる動き検出断面について動き検出用の磁気共鳴信号の取得を行うように前記取得手段を制御する第２の制御手段をさらに備え、
前記検出手段は、前記動き検出用の磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の動き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６】
前記第２の制御手段は、前記第１の制御手段の制御の下での前記磁気共鳴信号の取得とは異なるシーケンスにより前記動き検出用の磁気共鳴信号の取得を行うように前記取得手段を制御することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
前記第１の制御手段は、前記ｋ空間の各ラインを複数のセグメントに分割して、１つのセグメントに属するラインについての前記磁気共鳴信号の取得を連続的に行うように前記取得手段を制御するものであり、前記検出手段による検出結果に基づいて前記セグメントの分割数を変更することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項８】
前記検出手段は、前記動き検出用の磁気共鳴信号に含まれる複数の周波成分のそれぞれに関しての変化の度合いとして前記被検体の動きを検出し、
前記第１の制御手段は、より低い周波成分に関する変化の度合いが大きいほど前記セグメントの分割数を増加させることを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項９】
前記検出手段は、前記動き検出用の磁気共鳴信号に含まれる複数の周波成分のそれぞれに関しての変化の度合いとして前記被検体の動きを検出し、
前記第１の制御手段は、前記変化の度合いが大きな周波成分に関する情報の収集密度を向上するように前記取得順序を設定することを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１０】
前記第１の制御手段は、デフォルトのルールに従って前記取得順序を設定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１１】
前記第１の制御手段は、ユーザにより指定されたルールに従って前記取得順序を設定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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フルオロスコピー機能を備えた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におけるフルオロスコピーにおいては、ｋ空間についての磁気共鳴信号の収集を繰り返し行いつつ、この収集動作に同期して画像再構成を繰り返し行うことによって、被検体の構造をほぼリアルタイムに描出する。
【０００３】
このフルオロスコピーにおいて、ｋ空間の各ラインについての磁気共鳴信号の取得の順序（エンコードオーダ）は、撮像の計画段階で定められ、フルオロスコピーを継続する間は変更されない。
【特許文献１】特開２００４−２０１８８６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
基本的なエンコードオーダは、ｋ空間の全てのラインについての磁気共鳴信号の取得頻度を均一にするように定められる。このようなエンコードオーダでは、全ての周波成分の情報が均一に取得できるために画質を向上することができる反面、被検体の体動、臓器の運動、あるいは体液の流れなどの被検体の動きに追従できない恐れがある。そこで、特定の動きに追従できるように各ラインについての磁気共鳴信号の取得頻度を不均一にしたエンコードオーダでは、特定の動きに関する時間分解能を向上できる反面、上記の特定の動きとは異なる動きに関する時間分解能が低下してしまったり、画質が劣化してしまったりする恐れがある。
【０００５】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、被検体の動きの変化に適応して常に適正な画像を生成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にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様による磁気共鳴イメージング装置は、被検体からの磁気共鳴信号を取得する取得手段と、前記被検体の動きを検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果に基づいて定まる取得順序で、撮像断面に対応したｋ空間の各ラインについての磁気共鳴信号の取得を連続的に行うように前記取得手段を制御する第１の制御手段と、前記ｋ空間の各ラインのそれぞれについて前記取得手段により取得された最新の磁気共鳴信号に基づいて画像を再構成する再構成手段とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、被検体の動きの変化に適応して常に適正な画像を生成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。
【０００９】
図１は本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置（ＭＲＩ装置）１００の構成を示す図である。このＭＲＩ装置１００は、静磁場磁石ユニット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、送信用ＲＦコイル６、送信部７、受信用ＲＦコイル８、受信部９および計算機システム１０を具備する。
【００１０】
静磁場磁石ユニット１は、中空の円筒形をなし、内部の空間に一様な静磁場を発生する。この静磁場磁石ユニット１は、静磁場磁石１１と補正コイル１２とを含む。静磁場磁石１１は、例えば永久磁石または超伝導磁石等が使用される。補正コイル１２は、複数のコイルが組み合わされている。補正コイル１２は、静磁場磁石１１が発生する静磁場の均一性を補正するための補正磁場を発生する。
【００１１】
傾斜磁場コイル２は、中空の円筒形をなし、静磁場磁石ユニット１の内側に配置される。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いる。傾斜磁場コイル２は、上記の３つのコイルが傾斜磁場電源３から個別に電流供給を受けて、磁場強度がＸ，Ｙ，Ｚの各軸に沿って変化する傾斜磁場を発生する。なお、Ｚ軸方向は、例えば静磁場と同方向とする。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のそれぞれとして任意に使用される。スライス選択用傾斜磁場Ｇsは、任意に撮影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磁気共鳴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磁気共鳴信号の周波数を変化させるために利用される。
【００１２】
被検体２００は、寝台４が有する天板４１に載置された状態で傾斜磁場コイル２の空洞（撮影口）内に挿入される。天板４１は寝台制御部５により駆動され、その長手方向および上下方向に移動する。通常、この長手方向が静磁場磁石ユニット１の中心軸と平行になるように寝台４が設置される。
【００１３】
送信用ＲＦコイル６は、傾斜磁場コイル２の内側に配置される。送信用ＲＦコイル６は、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。
【００１４】
送信部７は、ラーモア周波数に対応する高周波パルスを送信用ＲＦコイル６に送信する。
【００１５】
受信用ＲＦコイル８は、傾斜磁場コイル２の内側に配置される。受信用ＲＦコイル８は、上記の高周波磁場の影響により被検体から放射される磁気共鳴信号を受信する。受信用ＲＦコイル８からの出力信号は、受信部９に入力される。
【００１６】
受信部９は、受信用ＲＦコイル８からの出力信号に基づいて磁気共鳴信号データを生成する。
【００１７】
計算機システム１０は、インタフェース部１０ａ、データ収集部１０ｂ、再構成部１０ｃ、記憶部１０ｄ、表示部１０ｅ、入力部１０ｆおよび主制御部１０ｇを有している。
【００１８】
インタフェース部１０ａには、傾斜磁場電源３、寝台制御部５、送信部７、受信用ＲＦコイル８および受信部９等が接続される。インタフェース部１０ａは、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行う。
【００１９】
データ収集部１０ｂは、受信部９から出力されるデジタル信号をインタフェース部１０ａを介して収集する。データ収集部１０ｂは、収集したデジタル信号、すなわち磁気共鳴信号データを、記憶部１０ｄに格納する。データ収集部１０ｂは、静磁場の補正量を算出するためのデータを収集するべきときには、主制御部１０ｇの制御の下に、ＲＯＩの内側に関する磁気共鳴信号データを収集する。かくして、データ収集部１０ｂは、主制御部１０ｇとともに収集手段を構成する。
【００２０】
再構成部１０ｃは、記憶部１０ｄに記憶された磁気共鳴信号データに対して、後処理、すなわちフーリエ変換等の再構成を実行し、被検体２００内の所望核スピンのスペクトラムデータあるいは画像データを求める。
【００２１】
記憶部１０ｄは、磁気共鳴信号データと、スペクトラムデータあるいは画像データとを、患者毎に記憶する。また記憶部１０ｄは、過去の断面変換処理により生成した断面画像に関する切り出し断面について表した切り出し断面情報を記憶する
表示部１０ｅは、スペクトラムデータあるいは画像データ等の各種の情報を主制御部１０ｇの制御の下に表示する。表示部１０ｅとしては、液晶表示器などの表示デバイスを利用可能である。
【００２２】
入力部１０ｆは、オペレータの操作に応じて各種指令や情報を入力する。入力部１０ｆとしては、マウスやトラックボールなどのポインティングデバイス、モード切替スイッチ等の選択デバイス、あるいはキーボード等の入力デバイスを適宜に備える。
【００２３】
主制御部１０ｇは、図示していないＣＰＵやメモリ等を有しており、ＭＲＩ装置１００の上記の各部を総括的に制御する。また主制御部１０ｇは、周知のＭＲＩ装置が備えている周知の動作をＭＲＩ装置１００にて実現するように各部を制御する機能に加えて、この実施形態に特有の次のような機能を備える。上記の機能の１つは、フルオロスコピーのための磁気共鳴信号の収集（以下、フルオロスコピースキャンと称する）を行うように傾斜磁場電源３、寝台制御部５、送信部７、受信部９およびデータ収集部１０ｂなどを制御する。上記の機能の１つは、フルオロスコピースキャンよりも亭頻度で動き検出用の磁気共鳴信号の収集（以下、動き検出スキャンと称する）を行うように傾斜磁場電源３、寝台制御部５、送信部７、受信部９およびデータ収集部１０ｂなどを制御する。上記の機能の１つは、動き検出スキャンにより収集された磁気共鳴信号に基づいて、磁気共鳴信号の変化として被検体２００の動きを検出する。上記のフルオロスコピースキャンを制御する機能は、被検体２００の動きに応じて、フルオロスコピースキャンにおけるエンコードオーダを変化させる機能を含む。
【００２４】
次に以上のように構成されたＭＲＩ装置１００の動作について説明する。
【００２５】
図２はフルオロスコピーを実行する際のフルオロスコピースキャン（図２ではフルオロスキャンと略記）、動き検出スキャン、画像再構成およびエンコードオーダ設定処理の実行タイミングの関係を示す図である。
【００２６】
主制御部１０ｇは図２に示すように、主としてフルオロスコピースキャンを行わせ、フルオロスコピースキャンよりも低頻度で動き検出スキャンを行わせる。図２の例では、フルオロスコピースキャンを４ライン分行う毎に、動き検出スキャンを１ライン分行っている。なお図２においてフルオロスコピースキャンおよび動き検出スキャンに関して表してある数値は、位相エンコードステップの番号を示している。ただしここでは、フルオロスコピースキャンでは図３に示すように「−８」〜「７」までの１６ステップの位相エンコードによりｋ空間の１６ライン分の磁気共鳴信号を収集し、動き検出スキャンでは図４に示すように「−８」「−６」「−４」「−２」「０」「２」「４」「６」の８ステップの位相エンコードによりｋ空間の８ライン分の磁気共鳴信号を収集することとしている。
【００２７】
このように動き検出スキャンは、フルオロスコピースキャンよりも粗い位相エンコードステップにより行われる。フルオロスコピースキャンおよび動き検出スキャンにそれぞれ適切なパルスシーケンスは、一般的には互いに異なる。例えば、フルオロスコピースキャン用のパルスシーケンスはＦＳＥ（fast spine echo）またはＦＦＥ（fast field echo）であり、動き検出スキャン用のパルスシーケンスはＦＥ（field echo）である。主制御部１０ｇは、フルオロスコピースキャンおよび動き検出スキャンをそれぞれに定められたパルスシーケンスにより行うように各部を制御する。また動き検出スキャンを行う断面は、フルオロスコピースキャンのために位置決めされた断面と同一であっても良いし、異なっても良い。動き検出スキャンを行う断面をフルオロスコピースキャンのために位置決めされた断面と異ならせるのは、例えば造影撮像を行う場合である。この場合、動き検出スキャンを行う断面を造影剤の動きが大きく現れる断面とする。なお、動き検出スキャンを、フルオロスコピースキャン用のパルスシーケンスにより同一断面について行うこともできる。この場合には、フルオロスコピースキャンにより取得された磁気共鳴信号を動き検出用にそのまま流用することも可能である。
【００２８】
主制御部１０ｇは、フルオロスコピースキャンのエンコードオーダを、初期状態においては標準エンコードオーダに設定している。標準エンコードオーダは、例えばシーケンシャルオーダである。図２における期間Ｐａでは、標準エンコードオーダに従ってフルオロスコピースキャンが行われている。
【００２９】
さて主制御部１０ｇは、１ライン分の動き検出スキャンが完了する毎に、図２に示すようにエンコードオーダ設定処理を実行する。図５にエンコードオーダ設定処理の手順を示す。
【００３０】
ステップＳａ１において主制御部１０ｇは、今回のエンコードオーダ設定処理の開始前の動き検出スキャンにより取得された磁気共鳴信号により該当ラインを更新した後のｋ空間の情報、すなわちこの時点において各ラインについて取得された最新の磁気共鳴信号から低周波、中周波および高周波の各周波成分を分離する。
【００３１】
ステップＳａ２において主制御部１０ｇは、今回のエンコードオーダ設定処理のステップＳａ１にて分離した現在の各周波成分と前回のエンコードオーダ設定処理のステップＳａ１にて分離した過去の各周波成分とに基づいて、各周波成分の変化量をそれぞれ算出する。変化量は、上記の現在の周波成分と過去の周波成分との差分として算出しても良いし、このようにして求まる差分の一定期間における積分値として算出しても良い。
【００３２】
ステップＳａ３乃至ステップＳａ６において主制御部１０ｇは、ステップＳａ２で算出した各成分の変化量に基づいて、大きな変化が生じているか否かと、大きな変化が生じているならばその変化の主体がどの周波成分であるかを判断する。この判断は例えば、各周波成分についての変化量のいずれが予め適切に定めた閾値を超えているかを分析することによって行うことができる。
【００３３】
全周波成分または低周波成分が主体となって大きな変化が生じているならば、主制御部１０ｇはステップＳａ３またはステップＳａ４からステップＳａ７へ進む。ステップＳａ７において主制御部１０ｇは、ｋ空間の中心部分、すなわち低周波部分の収集密度を高めるエンコードオーダをフルオロスコピースキャンのエンコードオーダとして設定する。
【００３４】
中周波成分が主体となって大きな変化が生じているならば、主制御部１０ｇはステップＳａ５からステップＳａ８へ進む。ステップＳａ８において主制御部１０ｇは、ｋ空間の中周波部分の収集密度を高めるエンコードオーダをフルオロスコピースキャンのエンコードオーダとして設定する。
【００３５】
高周波成分が主体となって大きな変化が生じているならば、主制御部１０ｇはステップＳａ６からステップＳａ９へ進む。ステップＳａ９において主制御部１０ｇは、ｋ空間の高周波部分の収集密度を高めるエンコードオーダをフルオロスコピースキャンのエンコードオーダとして設定する。
【００３６】
いずれの周波成分とも大きな変化が生じていなければ、主制御部１０ｇはステップＳａ６からステップＳａ１０へ進む。ステップＳａ１０において主制御部１０ｇは、標準エンコードオーダをフルオロスコピースキャンのエンコードオーダとして設定する。
【００３７】
そして主制御部１０ｇは、ステップＳａ７乃至ステップＳａ１０のいずれかにおいてエンコーダオーダを設定し終えたら、エンコーダオーダ設定処理を終了する。
【００３８】
なお、ステップＳａ７乃至ステップＳａ１０にて設定するエンコードオーダは、それぞれＭＲＩ装置１００のデフォルトであっても良いし、ユーザにより事前に指定されたものであっても良い。
【００３９】
図２では、時刻Ｔ１にて開始されたエンコードオーダ設定処理の結果、低周波成分主体の変化が検出されたことに応じて中心部分の収集密度を高めるエンコードオーダが設定された例を示している。すなわち図２に示す例では、時刻Ｔ１にて開始されたエンコードオーダ設定処理の結果、それ以降の期間Ｐｂにおいては４回に１回の割合でステップ「０」のライン、すなわちｋ空間中央のラインについての磁気共鳴信号の取得が行われている。
【００４０】
さて主制御部１０ｇは、図２に示すようにｋ空間中央のラインについての磁気共鳴信号の取得が完了する毎に、画像再構成を行うように再構成部１０ｃを制御する。かくして、期間Ｐｂにおいて画像再構成が行われる間隔ＴＢは、期間Ｐａにおいて画像再構成が行われる間隔ＴＡよりも短くなり、期間Ｐｂにおいては期間Ｐａよりも低周波部分に関わる時間分解能が向上する。なお主制御部１０ｇは、中周波部分または高周波部分に関わる時間分解能を向上させるために、取得頻度を他より高めた位相エンコードステップについての磁気共鳴信号の取得が完了する毎に画像再構成を行わせるようにする。
【００４１】
かくして本実施形態によれば、被検体の動きに伴って変化が大きくなった周波部分の収集密度を高めるので、被検体の動きに追従して適応的に各周波部分の時間分解能を変更することができ、画質の劣化を最小限に抑えつつ被検体の動きに追従した画像を描出することができる。
【００４２】
また本実施形態によれば、いずれの周波成分ともに変化が小さい場合には、各位相エンコードステップについて均等な割合で磁気共鳴信号の取得を行う標準エンコードオーダを設定するので、高画質で被検体を描出することができる。
【００４３】
この実施形態は、次のような種々の変形実施が可能である。
【００４４】
全周波成分が主体となって大きな変化が生じている場合には、標準エンコードオーダに設定するようにしても良い。
【００４５】
ｋ空間を連続する複数のライン毎に複数のセグメントに分割してセグメント毎に磁気共鳴信号の収集を行う場合には、セグメント毎の収集密度を変化させるようにしても良い。あるいは、セグメントの分割数（各セグメントに含まれるライン数）を変化させるようにしても良い。セグメントの分割数を変化させる場合には、例えば、低周波成分主体の変化の場合にはセグメント分割数を増やし、中周波成分や高周波成分主体の変化の場合にはセグメント分割数を減らし、全周波成分主体の変化あるいは各周波成分ともに大きな変化が無い場合にはセグメントの分割数を標準数に戻すことが考えられる。なお、標準の分割数、増加後の分割数、あるいは減少後の分割数は、それぞれデフォルト値を適用しても良いし、ユーザにより指定された値を使用しても良い。セグメントの分割数を増加するとコントラストが安定するが、時間分解能は低下する。セグメントの収集密度とセグメントの分割数とのいずれを変化させるかは、デフォルトでいずれか一方としても良いし、ユーザ指定に応じても良い。
【００４６】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００の構成を示す図。
【図２】フルオロスコピーを実行する際のフルオロスコピースキャン、動き検出スキャン、画像再構成およびエンコードオーダ設定処理の実行タイミングの関係を示す図。
【図３】ｋ空間におけるフルオロスコピースキャンでのラインの配置の一例を示す図。
【図４】ｋ空間における動き検出スキャンでのラインの配置の一例を示す図。
【図５】エンコードオーダ設定処理の手順を示す図。
【符号の説明】
【００４８】
１…静磁場磁石ユニット、２…傾斜磁場コイル、３…傾斜磁場電源、４…寝台、５…寝台制御部、６…送信ＲＦコイル、７…送信部、８…受信ＲＦコイル、９…受信部、１０…計算機システム、１０ａ…インタフェース部、１０ｂ…データ収集部、１０ｃ…再構成部、１０ｄ…記憶部、１０ｅ…表示部、１０ｆ…入力部、１０ｇ…主制御部、１００…磁気共鳴イメージング装置（ＭＲＩ装置）。
【図１】
2008212553.tif 000003
【図２】
2008212553.tif 000004
【図３】
2008212553.tif 000005
【図４】
2008212553.tif 000006
【図５】
2008212553.tif 000007