(57)【要約】【課題】被検者に負担がなく心臓のマルチスライス・マルチフレーム撮影を実施可能な核磁気共鳴を用いた検査装置を提供する。【解決手段】静磁場を発生する静磁場発生手段と、互いに直交する第１、第２、及び第３方向の傾斜磁場を発生する傾斜磁場発生手段と、高周波磁場を発生する高周波磁場発生手段と、検査対象から発生する核磁気共鳴信号（エコー）を検出する信号検出手段と、検出された前記核磁気共鳴信号の演算処理を行なう演算処理手段と、前記傾斜磁場発生手段と前記高周波磁場発生手段を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、投影像を撮影するパルスシーケンスを実施し、前記投影像と基準投影像との類似度係数（８０７）を求めることにより、検査対象の呼吸の動きを検出する。【選択図】  図８
2004209084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静磁場の中に置かれた生体に、高周波磁場、傾斜磁場を印加して、前記生体から発生する核磁気共鳴信号を検出するパルスシーケンスを制御する制御装置を有し、前記制御装置は、（１）前記生体が呼気又は吸気を止めた状態で、前記核磁気共鳴信号を検出し、前記生体の呼吸による体動のモニタの基準とする、撮影断面の基準投影像を得るための第１のパルスシーケンスの制御と、（２）前記生体が呼吸をしている状態で、前記核磁気共鳴信号を検出して、前記モニタに使用する前記撮影断面の投影像を得るための前記第１のパルスシーケンスを１回実行した後に、前記生体が呼吸をしている状態で、前記核磁気共鳴信号を検出して前記撮影断面の画像を得るための第２のパルスシーケンスを所定の繰返し時間間隔で繰返す制御と、及び、（３）前記投影像と前記基準投影像との間での類似度係数に基づいて、前記撮影断面の画像再構成に用いる前記核磁気共鳴信号を前記第２のパルスシーケンスで収集する制御とを行なうことを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査装置。
【請求項２】
静磁場の中に置かれた生体に、高周波磁場、傾斜磁場を印加して、前記生体から発生する核磁気共鳴信号を検出するパルスシーケンスを制御する制御装置を有し、前記制御装置は、（１）前記生体が呼気又は吸気を止めた状態で、前記核磁気共鳴信号を検出して、前記生体の呼吸による体動のモニタの基準とする、撮影断面の基準投影像を得るための第１のパルスシーケンスの制御と、（２）前記生体が呼吸をしている状態で、前記核磁気共鳴信号を検出して、前記モニタに使用する前記撮影断面の投影像を得るための前記第１のパルスシーケンスを１回実行した後に、前記生体が呼吸をしている状態で、前記核磁気共鳴信号を検出して前記撮影断面の画像を得るための第２のパルスシーケンスを所定の繰返し時間間隔で繰返す制御と、（３）前記投影像と前記基準投影像との間での類似度係数に基づいて、前記生体の呼吸による体動をモニタし、前記撮影断面の画像再構成に用いる前記核磁気共鳴信号を前記第２のパルスシーケンスで収集する制御と、及び、（４）前記（２）から前記（３）を繰返す制御とを行なうことを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査装置。
【請求項３】
静磁場の中に置かれた生体に、高周波磁場、傾斜磁場を印加して、前記生体から発生する核磁気共鳴信号を検出するパルスシーケンスを制御する制御装置と、検出された前記核磁気共鳴信号を用いて撮影断面の画像再構成を行なう演算処理装置とを有し、前記制御装置は、（１）前記生体が呼気又は吸気を止めた状態で、前記核磁気共鳴信号を検出する第１のパルスシーケンスの制御と、及び、（２）前記生体が呼吸をしている状態で、前記第１のパルスシーケンスを１回実行した後に、前記生体が呼吸をしている状態で、前記核磁気共鳴信号を検出する第２のパルスシーケンスを所定の繰返し時間間隔で繰返す制御とを行ない、前記演算処理装置は、（ａ）前記（１）の前記第１のパルスシーケンスで検出された前記核磁気共鳴信号から前記撮影断面の基準投影像を求める演算処理と、（ｂ）前記（２）の前記第１のパルスシーケンスで検出された前記核磁気共鳴信号から前記撮影断面の投影像を求める演算処理と、（ｃ）前記投影像と前記基準投影像との間での類似度係数を求める演算処理とを行ない、前記制御装置は、（３）前記類似度係数に基づいて、前記生体の呼吸による体動をモニタし、前記画像再構成に用いる前記核磁気共鳴信号を前記第２のパルスシーケンスで収集する制御と、及び、（４）前記（２）から前記（３）を繰返す制御とを行なうことを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査装置。
【請求項４】
請求項３に記載の核磁気共鳴を用いた検査装置において、前記制御装置は、前記（３）で、前記類似度係数の値と所定の閾値との比較に基づいて、前記体動をモニタすることを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査装置。
【請求項５】
静磁場の中に置かれた生体に、高周波磁場、傾斜磁場を印加して、前記生体から発生する核磁気共鳴信号を検出するパルスシーケンスを制御する制御装置と、検出された前記核磁気共鳴信号を用いて撮影断面の画像再構成を行なう演算処理装置とを有し、前記制御装置は、（１）前記生体が呼気又は吸気を止めた状態で、前記核磁気共鳴信号を検出する第１のパルスシーケンスの制御と、（２）前記生体が呼吸をしている状態で、前記第１のパルスシーケンスを１回実行する制御と、（３）前記生体が呼吸をしている状態で、前記核磁気共鳴信号を検出する第２のパルスシーケンスを所定の繰返し時間間隔で繰返す制御と、及び、（４）前記（２）から前記（３）を繰返す制御とを行ない、前記演算処理装置は、（ａ）前記（１）の前記第１のパルスシーケンスで検出された前記核磁気共鳴信号から前記撮影断面の基準投影像を求める演算処理と、（ｂ）前記（２）の前記第１のパルスシーケンスで検出された前記核磁気共鳴信号から前記撮影断面の投影像を求める演算処理と、及び、（ｃ）前記投影像と前記基準投影像との間での類似度係数を求める演算処理とを行ない、前記制御装置は、（５）前記類似度係数の値と所定の閾値との比較に基づいて、前記画像再構成に用いる前記核磁気共鳴信号を前記第２のパルスシーケンスで収集する制御を行なうことを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査装置。
【請求項６】
静磁場の中に置かれた生体に、高周波磁場、傾斜磁場を印加して、前記生体から発生する核磁気共鳴信号を検出するパルスシーケンスを制御する制御装置と、検出された前記核磁気共鳴信号を用いて撮影断面の画像再構成を行なう演算処理装置とを有し、前記制御装置は、（１）前記生体が呼気又は吸気を止めた状態で、前記核磁気共鳴信号を検出する第１のパルスシーケンスの制御と、（２）前記生体が呼吸をしている状態で、前記第１のパルスシーケンスを１回実行する制御と、及び、（３）前記核磁気共鳴信号を検出する第２のパルスシーケンスを所定の繰返し時間間隔で繰返す制御とを行ない、前記演算処理装置は、（ａ）前記（１）の前記第１のパルスシーケンスで検出された前記核磁気共鳴信号から前記撮影断面の基準投影像を求める演算処理と、（ｂ）前記（２）の前記第１のパルスシーケンスで検出された前記核磁気共鳴信号から前記撮影断面の投影像を求める演算処理と、及び、（ｃ）前記投影像と前記基準投影像との類似度係数を求める演算処理とを行ない、前記制御装置は、（４）前記類似度係数に基づいて、前記画像再構成に用いる前記核磁気共鳴信号を前記第２のパルスシーケンスで収集する制御を行なうことを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査装置。
【請求項７】
静磁場の中に置かれた生体に、高周波磁場、傾斜磁場を印加して、前記生体から発生する核磁気共鳴信号を検出するパルスシーケンスを制御する制御装置と、検出された前記核磁気共鳴信号を用いて撮影断面の画像再構成を行なう演算処理装置とを有し、前記制御装置は、（１ａ）前記生体が呼気を止めた状態で、前記核磁気共鳴信号を検出する第１のパルスシーケンスの制御と、（２）前記生体が呼吸をしている状態で、前記第１のパルスシーケンスを１回実行する制御と、及び、（３）前記核磁気共鳴信号を検出する第２のパルスシーケンスを所定の繰返し時間間隔で繰返す制御とを行ない、前記演算処理装置は、（ａ）前記（１ａ）の前記第１のパルスシーケンスで検出された前記核磁気共鳴信号から前記撮影断面の基準投影像を求める演算処理と、（ｂ）前記（２）の前記第１のパルスシーケンスで検出された前記核磁気共鳴信号から前記撮影断面の投影像を求める演算処理と、及び、（ｃ）前記投影像と前記基準投影像との間での類似度係数を求める演算処理とを行ない、前記制御装置は、（４）前記類似度係数の値が所定の閾値以上である場合に、前記画像再構成に用いる前記核磁気共鳴信号を前記第２のパルスシーケンスで収集する制御を行なうことを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査装置。
【請求項８】
請求項７に記載の核磁気共鳴を用いた検査装置において、前記制御装置は、前記（１ａ）の前記第１のパルスシーケンスを１回実行することを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査装置。
【請求項９】
請求項７に記載の核磁気共鳴を用いた検査装置において、前記制御装置は、前記（１ａ）の前記第１のパルスシーケンスを前記所定の繰返し時間間隔で繰返す制御を行ない、前記演算処理装置は、前記（１ａ）の前記第１のパルスシーケンスの繰返しで検出された前記核磁気共鳴信号から求めた、前記撮影断面の投影像の平均値を、前記基準投影像として求めることを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査装置。
【請求項１０】
請求項７に記載の核磁気共鳴を用いた検査装置において、前記制御装置は、前記（１ａ）の制御と、前記（２）の制御との間で、（１ｂ）前記生体が呼吸をしている状態で、前記第１のパルスシーケンスを前記所定の繰返し時間間隔で繰返す制御を行ない、前記演算処理装置は、前記（１ｂ）の前記第１のパルスシーケンスの繰返しで検出された前記核磁気共鳴信号から求めた前記撮影断面の投影像と前記基準投影像との間での前記類似度係数の出現頻度を求める演算処理を行ない、前記類似度係数が１に近い部分での前記出現頻度の和が、ｍを３以上の正の数として、前記出現頻度の総和の１／ｍとなる前記類似度係数を、前記所定の閾値とすることを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査装置。
【請求項１１】
静磁場の中に置かれた生体に、高周波磁場、傾斜磁場を印加して、前記生体から発生する核磁気共鳴信号を検出するパルスシーケンスを制御する制御装置と、検出された前記核磁気共鳴信号を用いて撮影断面の画像再構成を行なう演算処理装置とを有し、前記制御装置は、（１）前記生体が呼気を止めた状態で、前記核磁気共鳴信号を検出する第１のパルスシーケンスの制御と、（２）前記生体が呼吸をしている状態で、前記第１のパルスシーケンスを所定の繰返し時間間隔で繰返す制御と、（３）前記生体が呼吸をしている状態で、前記第１のパルスシーケンスを１回実行する制御と、（４）前記核磁気共鳴信号を検出する第２のパルスシーケンスを前記所定の繰返し時間間隔で繰返す制御と、及び、（５）前記（３）から前記（４）を繰返す制御とを行ない、前記演算処理装置は、（ａ）前記（１）の前記第１のパルスシーケンスで検出された前記核磁気共鳴信号から前記撮影断面の基準投影像を求める演算処理と、（ｂ）前記（２）の前記第１のパルスシーケンスで検出された前記核磁気共鳴信号から前記撮影断面の投影像を求める演算処理と、（ｃ）前記投影像と前記基準投影像との間での類似度係数を求める演算処理と、及び、（ｄ）前記類似度係数の出現頻度から所定の閾値を求める演算処理とを行ない、前記制御装置は、（６）前記類似度係数の値が前記所定の閾値以上である場合に、前記画像再構成に用いる前記核磁気共鳴信号を前記第２のパルスシーケンスで収集する制御を行なうことを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の核磁気共鳴を用いた検査装置において、前記類似度係数が１に近い部分での前記出現頻度の和が、ｍを３以上の正の数として、前記出現頻度の総和の１／ｍとなる前記類似度係数を、前記所定の閾値とすることを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査装置。
【請求項１３】
静磁場の中に置かれた生体に、高周波磁場、傾斜磁場を印加して、前記生体から発生する核磁気共鳴信号を検出するパルスシーケンスを制御する制御装置と、検出された前記核磁気共鳴信号を用いて撮影断面の画像再構成を行なう演算処理装置とを有し、前記制御装置は、（１）前記生体に、正の極性のスライス傾斜磁場と共に高周波磁場を印加する第１の時間区画と、前記生体に、負の極性のリードアウト傾斜磁場を印加する第２の時間区画と、正の極性の前記リードアウト傾斜磁場が印加された状態で、前記核磁気共鳴信号を検出する第３の時間区間と、前記生体に、負の極性の前記リードアウト傾斜磁場を印加する第４の時間区画とを有する第１のパルスシーケンスを、前記生体が呼気を止めた状態で、実行する制御と、（２）前記第１のパルスシーケンスを、前記生体が呼吸をしている状態で、１回実行する制御と、（３）前記生体に、正の極性の前記スライス傾斜磁場と共に前記高周波磁場を印加する第５の時間区画と、前記生体に、位相エンコード傾斜磁場、及び、負の極性のリードアウト傾斜磁場の各傾斜磁場を印加する第６の時間区画と、正の極性の前記リードアウト傾斜磁場が印加された状態で、前記核磁気共鳴信号を検出する第７の時間区間と、前記生体に、前記第２の時間区画で印加した前記位相エンコード傾斜磁場の極性と反対の極性をもつ前記位相エンコード傾斜磁場、及び、負の極性の前記リードアウト傾斜磁場を印加する第８の時間区画とを有するパルスシーケンスを、前記位相エンコード傾斜磁場の大きさ変化させて、所定の繰返し時間間隔で繰返す第２のパルスシーケンスを、前記生体が呼吸をしている状態で、前記（２）の前記第１のパルスシーケンスに続いて、実行する制御と、及び、（４）前記（２）から前記（３）を繰返す制御とを行ない、前記演算処理装置は、（ａ）前記（１）の前記第１のパルスシーケンスで検出された前記核磁気共鳴信号を１次元逆フーリエ変換して、前記撮影断面の前記リードアウト傾斜磁場が印加される方向に於ける前記撮影断面の基準投影像を求める演算処理と、（ｂ）前記（２）の前記第１のパルスシーケンスで検出された前記核磁気共鳴信号を１次元逆フーリエ変換して、前記撮影断面の前記リードアウト傾斜磁場が印加される方向に於ける投影像を求める演算処理と、（ｃ）前記投影像と前記基準投影像との間での類似度係数を求める演算処理とを行ない、前記制御装置は、（５）前記類似度係数の値と所定の閾値との比較に基づいて、前記画像再構成に用いる前記核磁気共鳴信号を前記第２のパルスシーケンスで収集する制御を行なうことを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の核磁気共鳴を用いた検査装置において、前記制御装置は、前記類似度係数の値が所定の閾値以上である場合に、前記画像再構成に用いる前記核磁気共鳴信号を前記第２のパルスシーケンスで検出する制御を行なうことを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査装置。
【請求項１５】
請求項１３に記載の核磁気共鳴を用いた検査装置において、前記演算処理装置は、前記類似度係数の出現頻度を求める演算処理を行ない、前記類似度係数が１に近い部分での前記出現頻度の和が、ｍを３以上の正の数として、前記出現頻度の総和の１／ｍとなる前記類似度係数を、前記所定の閾値とすることを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査装置。
【請求項１６】
請求項１３に記載の核磁気共鳴を用いた検査装置において、前記制御装置は、前記（１）の前記第１のパルスシーケンスを１回実行することを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査装置。
【請求項１７】
請求項１３に記載の核磁気共鳴を用いた検査装置において、前記制御装置は、前記（１）の前記第１のパルスシーケンスを前記所定の繰返し時間間隔で繰返す制御を行ない、前記演算処理装置は、前記（１）の前記第１のパルスシーケンスの繰返しで検出された前記核磁気共鳴信号から求めた、前記撮影断面の投影像の平均値を、前記基準投影像として求めることを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査装置。
【請求項１８】
静磁場の中に置かれた生体に、高周波磁場、傾斜磁場を印加して、前記生体から発生する核磁気共鳴信号を検出するパルスシーケンスを制御する制御装置と、検出された前記核磁気共鳴信号を用いて撮影断面の画像再構成を行なう演算処理装置とを有し、前記制御装置は、（１）前記生体に、正の極性のスライス傾斜磁場と共に高周波磁場を印加する第１の時間区画と、前記生体に、負の極性のリードアウト傾斜磁場を印加する第２の時間区画と、正の極性の前記リードアウト傾斜磁場が印加された状態で、前記核磁気共鳴信号を検出する第３の時間区間と、前記生体に、負の極性の前記リードアウト傾斜磁場を印加する第４の時間区画とを有する第１のパルスシーケンスを、前記生体が呼気を止めた状態で、実行する制御と、（２）前記生体が呼吸をしている状態で、前記第１のパルスシーケンスを所定の繰返し時間間隔で繰返す制御と、（３）前記生体が呼吸をしている状態で、前記第１のパルスシーケンスを１回実行する制御と、（４）前記生体に、正の極性の前記スライス傾斜磁場と共に前記高周波磁場を印加する第５の時間区画と、前記生体に、位相エンコード傾斜磁場、及び、負の極性のリードアウト傾斜磁場の各傾斜磁場を印加する第６の時間区画と、正の極性の前記リードアウト傾斜磁場が印加された状態で、前記核磁気共鳴信号を検出する第７の時間区間と、前記生体に、前記第２の時間区画で印加した前記位相エンコード傾斜磁場の極性と反対の極性をもつ前記位相エンコード傾斜磁場、及び、負の極性の前記リードアウト傾斜磁場を印加する第８の時間区画とを有するパルスシーケンスを、前記位相エンコード傾斜磁場の大きさ変化させて、前記所定の繰返し時間間隔で繰返す第２のパルスシーケンスを、前記生体が呼吸をしている状態で、前記（３）の前記第１のパルスシーケンスに続いて、実行する制御と、及び、（５）前記（３）から前記（４）を繰返す制御とを行ない、前記演算処理装置は、（ａ）前記（１）の前記第１のパルスシーケンスで検出された前記核磁気共鳴信号を１次元逆フーリエ変換して、前記撮影断面の前記リードアウト傾斜磁場が印加される方向に於ける前記撮影断面の基準投影像を求める演算処理と、（ｂ）前記（２）の前記第１のパルスシーケンスで検出された前記核磁気共鳴信号を１次元逆フーリエ変換して、前記撮影断面の前記リードアウト傾斜磁場が印加される方向に於ける投影像を求める演算処理と、（ｃ）前記（ｂ）で求められた前記投影像と前記基準投影像との間での類似度係数を求める演算処理と、（ｄ）前記類似度係数の出現頻度から所定の閾値を求める演算処理と、（ｅ）前記（３）の前記第１のパルスシーケンスで検出された前記核磁気共鳴信号を１次元逆フーリエ変換して、前記撮影断面の前記リードアウト傾斜磁場が印加される方向に於ける投影像を求める演算処理と、及び、（ｆ）前記（ｅ）で求められた前記投影像と前記基準投影像との間での類似度係数を求める演算処理とを行ない、前記制御装置は、（６）前記（ｆ）で求められた前記類似度係数の値と前記所定の閾値との比較に基づいて、前記画像再構成に用いる前記核磁気共鳴信号を前記第２のパルスシーケンスで収集する制御を行なうことを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の核磁気共鳴を用いた検査装置において、前記制御装置は、前記類似度係数の値が所定の閾値以上である場合に、前記画像再構成に用いる前記核磁気共鳴信号を前記第２のパルスシーケンスで収集する制御を行なうことを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査装置。
【請求項２０】
静磁場の中に置かれた生体に、高周波磁場、傾斜磁場を印加して、前記生体から発生する核磁気共鳴信号を検出するパルスシーケンスを制御する制御装置を有し、前記制御装置は、（１）前記核磁気共鳴信号を検出し、前記生体の心拍のモニタの基準とする、撮影断面の基準投影像を得るための第１のパルスシーケンスの制御と、（２）前記核磁気共鳴信号を検出して、前記モニタに使用する前記撮影断面の投影像を得るための前記第１のパルスシーケンスを１回実行した後に、前記核磁気共鳴信号を検出して前記撮影断面の画像を得るための第２のパルスシーケンスを所定の繰返し時間間隔で繰返す制御と、及び、（３）前記投影像と前記基準投影像との間での類似度係数に基づいて、前記撮影断面の画像再構成に用いる前記核磁気共鳴信号を前記第２のパルスシーケンスで収集する制御とを行なうことを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査装置。
【請求項２１】
静磁場の中に置かれた生体に、高周波磁場、傾斜磁場を印加して、前記生体から発生する核磁気共鳴信号を検出するためのパルスシーケンスを実行し制御する手段と、検出された前記核磁気共鳴信号を用いて投影像の再構成を行ない、前記生体の体動をモニタする手段とを有し、かつ、前記制御手段は、前記投影像を撮影するための前記パルスシーケンスを実施し、前記投影像と、前記パルスシーケンスに連動して求めた基準投影像との類似度係数を求めることにより、前記生体の体動をモニタするよう構成したことを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、核磁気共鳴信号を用いて検査対象の動きをモニタしながら撮影を行うための核磁気共鳴を用いた検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
核磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）装置は、被検体を横切る任意の平面内の水素原子核に核磁気共鳴を起こさせ、発生する核磁気共鳴信号からその平面内における断層像を得る医用画像診断装置である。
【０００３】
一般的には、被検体の断層像を得ようとする平面を特定するスライス傾斜磁場を印加すると同時にその平面内の磁化を励起させる励起パルスを与え、これにより励起された磁化が収束する段階で発生する核磁気共鳴信号（エコー）を得る。磁化に位置情報を与えるため、励起からエコーを得るまでの間に、断層面内で互いに垂直な方向の位相エンコード傾斜磁場とリードアウト傾斜磁場を印加する。計測されたエコーは、横軸をｋｘ、縦軸をｋｙとするｋ空間に配置される。１つのエコーは、ｋｘ軸に平行な１本のラインを占める。このｋ空間に対して逆フーリエ変換することによって画像再構成が行われる。
【０００４】
エコーを発生させるためのパルスと各傾斜磁場は、あらかじめ設定されたパルスシーケンスに基づいて印加されるようになっている。このパルスシーケンスは、  目的に応じて種々のものが知られている。
【０００５】
例えば、一般的な撮影法の一つであるグラディエントエコー（ＧＥ）法は、そのパルスシーケンスを繰り返して作動させ、繰り返しごとに位相エンコード傾斜磁場を順次変化させることにより、１枚の断層像を得るために必要な数のエコーを順次計測していく方法である。
【０００６】
図１の（Ａ）に、ＧＥ法のパルスシーケンスを示す。このパルスシーケンスの動作は以下のとおりである。ｚ方向のスライス傾斜磁場パルス２０１の印加とともにプロトンの共鳴周波数ｆ０の磁化励起用高周波磁場（ＲＦ）パルス２０２を印加し、対象物体内のあるスライスのプロトンに核磁気共鳴現象を誘起する。そして、磁化の位相に位相エンコード方向（ｙ）の位置情報を付加するための位相エンコード傾斜磁場パルス２０３、ディフェーズ用リードアウト傾斜磁場２０５を印加した後、リードアウト方向（ｘ）の位置情報を付加するためのリードアウト傾斜磁場パルス２０６を印加しながら核磁気共鳴信号（エコー）２０８を計測する。エコー計測後、リフェーズ傾斜磁場パルス２０７を印加して磁化の位相を戻し、次の励起に備える。
【０００７】
以上のスライス傾斜磁場パルス印加からエコー計測までの手順を、繰り返し時間ＴＲで繰り返し、１枚の画像を得るのに必要なエコーを計測する。各エコーは、図１の（Ｂ）のようにｋ空間２０９上に配置され、２次元逆フーリエ変換によって画像再構成される。１画像当たりの撮影時間は、例えば、ＴＲ＝１０ｍｓとして１２８×１２８画素の画像を撮影した場合、１．２８秒である。なお、このシーケンスはＴＲが短いため、磁化が定常状態になってエコーが安定するまで、２０回程度以上のシーケンス実行が余分に必要である。
【０００８】
心臓を撮影する場合には、心周期が約１秒と撮影時間よりも短いため、心電図同期を用いて撮影の時間分解能を高める方法が広く用いられている（例えば、非特許文献１参照）。この方法は、心電図のＲ波のトリガに同期して位相エンコードを変化させ、１画像の再構成に必要なエコーを複数の心拍にまたがって計測する方法である。撮影中に呼吸による体動が生じると、再構成されたゴーストが発生するため、撮影は息止め中に行われるのが普通である。
【０００９】
図２の（Ａ）には、その一例として、１２８×１２８の画像を１心拍当たり８フレーム、ＴＲ＝５ｍｓで撮影する場合の心電図と計測の関係について示している。まず、Ｒ波Ｔ１直後から位相エンコードを８ずつ変化させながら−６４から５６まで計測する。これを８フレーム分、計８回繰り返す。次に、Ｒ波Ｔ２直後から位相エンコードを同じく８ずつ変化させながら−６３から５７まで計測する。これを８フレーム分、計８回繰り返す。以上の計測をＴ８まで連続して実施した後、図２の（Ｂ）のようにフレーム毎にエコー２０８を位相エンコード順に並べ替えてｋ空間２０９に配置し、再構成する。
【００１０】
これに対して、核磁気共鳴信号を用いて呼吸をモニタする方法が提案されている。これは、肝臓から肺にかけて棒状に励起された領域の１次元投影像から、肝臓と肺の境界  （横隔膜）の動きを検出する方法である（例えば、特許文献１参照）。
【００１１】
【非特許文献１】
「ＮＭＲ医学−基礎と臨床」、丸善出版、１９９１年、第１４４頁〜第１４５頁
【特許文献１】
米国特許第５，３６３，８４４号
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の心電図同期を用いて撮影の時間分解能を高める方法では、１画像の撮影時間は８心拍分、約８秒である。息止め時間は健常者でも３０秒程度が限界であるため、１回の息止めで撮影できるスライス枚数はせいぜい４枚程度である。それ以上の枚数の撮影を実施する場合には、複数回の息止めを行わなければならないが、これは、被検者にとってかなりの負担となる。
【００１３】
また、上述した従来の核磁気共鳴信号を用いて呼吸をモニタする方法は、撮影面と呼吸モニタ用の励起領域が異なるため、呼吸モニタを実施するたびに磁化を定常状態に戻すための余分なシーケンス実行が必要となり、  撮影時間が長くなるという課題を有する。
【００１４】
また、従来の心臓撮影においては心電図に同期させて撮影を行うため、必ず心電計などの装置を被検体に装着する必要があった。
【００１５】
本発明の目的は、被検者に負担がなく心臓等のマルチスライス・マルチフレーム撮影を実施可能な核磁気共鳴を用いた検査装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の核磁気共鳴を用いた検査装置は、静磁場を発生する静磁場発生手段と、互いに直交する第１、第２、及び第３方向の傾斜磁場を発生する傾斜磁場発生手段と、高周波磁場を発生する高周波磁場発生手段と、検査対象（生体）から発生する核磁気共鳴信号（エコー）を検出する信号検出手段と、検出された前記核磁気共鳴信号の演算処理を行なう演算処理手段と、前記傾斜磁場発生手段と前記高周波磁場発生手段を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、投影像を撮影するパルスシーケンスを実施し、前記投影像と基準投影像との類似度係数を求めることにより、検査対象の呼吸の動きを検出する。
【００１７】
また、前記制御手段は、  位相エンコードを付与してエコーを計測するパルスシーケンスを、前記位相エンコードの大きさを変化させながら実施して断面像を撮影し、前記基準投影像を前記パルスシーケンスの実施の前に撮影し、前記投影像を前記パルスシーケンス実施の間に撮影することにより、呼吸動の影響のない画像を撮影する。
【００１８】
また、本発明の核磁気共鳴を用いた検査方法は、以下に示す特徴を有する。
【００１９】
１）  静磁場の中に置かれた生体に、高周波磁場、傾斜磁場を印加して、前記生体から発生する核磁気共鳴信号を検出する工程と、検出された前記核磁気共鳴信号を用いて撮影断面の画像再構成を行なう工程とを有する核磁気共鳴を用いた検査方法であって、（１）前記生体が呼気又は吸気を止めた状態で、前記核磁気共鳴信号を検出し、前記生体の呼吸による体動のモニタの基準とする、撮影断面の基準投影像を得るための第１のパルスシーケンスを実行する工程と、（２）前記生体が呼吸をしている状態で、前記核磁気共鳴信号を検出して、前記モニタに使用する前記撮影断面の投影像を得るための前記第１のパルスシーケンスを１回実行した後に、前記生体が呼吸をしている状態で、前記核磁気共鳴信号を検出して前記撮影断面の画像を得るための第２のパルスシーケンスを所定の繰返し時間間隔で繰返す工程と、及び、（３）前記投影像と前記基準投影像との間での類似度係数に基づいて、前記画像再構成に用いる前記核磁気共鳴信号を前記第２のパルスシーケンスで収集する工程とを有することを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査方法。
【００２０】
２）  静磁場の中に置かれた生体に、高周波磁場、傾斜磁場を印加して、前記生体から発生する核磁気共鳴信号を検出する工程と、検出された前記核磁気共鳴信号を用いて撮影断面の画像再構成を行なう工程とを有する核磁気共鳴を用いた検査方法であって、（１）前記生体が呼気又は吸気を止めた状態で、前記核磁気共鳴信号を検出して、前記生体の呼吸による体動のモニタの基準とする、撮影断面の基準投影像を得るための第１のパルスシーケンスを実行する工程と、（２）前記生体が呼吸をしている状態で、前記核磁気共鳴信号を検出して、前記モニタに使用する前記撮影断面の投影像を得るための前記第１のパルスシーケンスを１回実行した後に、前記生体が呼吸をしている状態で、前記核磁気共鳴信号を検出して前記撮影断面の画像を得るための第２のパルスシーケンスを所定の繰返し時間間隔で繰返す工程と、（３）前記投影像と前記基準投影像との間での類似度係数に基づいて、前記体動をモニタし、前記画像再構成に用いる前記核磁気共鳴信号を前記第２のパルスシーケンスで収集する工程と、及び、（４）前記（２）から前記（３）を繰返す工程と有することを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査方法。
【００２１】
３）  静磁場の中に置かれた生体に、高周波磁場、傾斜磁場を印加して、前記生体から発生する核磁気共鳴信号を検出する工程と、検出された前記核磁気共鳴信号を用いて撮影断面の画像再構成を行なう工程とを有する核磁気共鳴を用いた検査方法であって、（１）前記生体が呼気又は吸気を止めた状態で、前記核磁気共鳴信号を検出する第１のパルスシーケンスを実行して、前記撮影断面の前記撮影断面の基準投影像を求める工程と、（２）前記生体が呼吸をしている状態で、前記第１のパルスシーケンスを１回実行した後に、前記生体が呼吸をしている状態で、前記核磁気共鳴信号を検出する第２のパルスシーケンスを所定の繰返し時間間隔で繰返す工程と、（３）前記（２）の前記第１のパルスシーケンスで検出された前記核磁気共鳴信号から前記撮影断面の投影像を求める工程と、（４）前記投影像と前記基準投影像との間での類似度係数を求める工程と、（５）前記類似度係数に基づいて、前記生体の呼吸による体動をモニタする工程と、（６）前記モニタの結果に従って、前記画像再構成に用いる前記核磁気共鳴信号を前記第２のパルスシーケンスで収集する工程と、及び、（７）前記（２）から前記（６）を繰返す工程とを有することを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査方法。
【００２２】
４）  前記事項３）に記載の核磁気共鳴を用いた検査方法において、前記（５）で、前記類似度係数の値と所定の閾値との比較に基づいて、前記体動をモニタすることを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査方法。
【００２３】
５）  静磁場の中に置かれた生体に、高周波磁場、傾斜磁場を印加して、前記生体から発生する核磁気共鳴信号を検出する工程と、検出された前記核磁気共鳴信号を用いて撮影断面の画像再構成を行なう工程とを有する核磁気共鳴を用いた検査方法であって、（１）前記生体が呼気又は吸気を止めた状態で、前記核磁気共鳴信号を検出する第１のパルスシーケンスを実行する工程と、（２）前記第１のパルスシーケンスで検出された前記核磁気共鳴信号から前記撮影断面の基準投影像を求める工程と、（３）前記生体が呼吸をしている状態で、前記第１のパルスシーケンスを１回実行した後に、前記生体が呼吸をしている状態で、前記核磁気共鳴信号を検出する第２のパルスシーケンスを所定の繰返し時間間隔で繰返す工程と、（４）前記（３）の前記第１のパルスシーケンスで検出された前記核磁気共鳴信号から前記撮影断面の投影像を求める工程と、（５）前記投影像と前記基準投影像との間での類似度係数を求める工程と、（６）前記類似度係数の値と所定の閾値との比較に基づいて、前記画像再構成に用いる前記核磁気共鳴信号を前記第２のパルスシーケンスで収集する工程と、及び、（７）前記（３）から前記（６）を繰返す工程とを有することを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査方法。
【００２４】
６）  静磁場の中に置かれた生体に、高周波磁場、傾斜磁場を印加して、前記生体から発生する核磁気共鳴信号を検出する工程と、検出された前記核磁気共鳴信号を用いて撮影断面の画像再構成を行なう工程とを有する核磁気共鳴を用いた検査方法であって、（１）前記生体が呼気又は吸気を止めた状態で、前記核磁気共鳴信号を検出する第１のパルスシーケンスを実行する工程と、（２）前記第１のパルスシーケンスで検出された前記核磁気共鳴信号から前記撮影断面の基準投影像を求める工程と、（３）前記生体が呼吸をしている状態で、前記第１のパルスシーケンスを１回実行した後に、前記生体が呼吸をしている状態で、前記核磁気共鳴信号を検出する第２のパルスシーケンスを所定の繰返し時間間隔で繰返す工程と、（４）前記（３）の前記第１のパルスシーケンスで検出された前記核磁気共鳴信号から前記撮影断面の投影像を求める工程と、（５）前記投影像と前記基準投影像との類似度係数を求める工程と、（６）前記類似度係数に基づいて、前記画像再構成に用いる前記核磁気共鳴信号を前記第２のパルスシーケンスで収集する工程と、及び、（７）前記（３）から前記（６）を繰返す工程とを有することを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査方法。
【００２５】
７）  静磁場の中に置かれた生体に、高周波磁場、傾斜磁場を印加して、前記生体から発生する核磁気共鳴信号を検出する工程と、検出された前記核磁気共鳴信号を用いて撮影断面の画像再構成を行なう工程とを有する核磁気共鳴を用いた検査方法であって、（１）前記生体が呼気を止めた状態で、前記核磁気共鳴信号を検出する第１のパルスシーケンスを実行する工程と、（２）前記第１のパルスシーケンスで検出された前記核磁気共鳴信号から前記撮影断面の基準投影像を求める工程と、（３）前記生体が呼吸をしている状態で、前記第１のパルスシーケンスを１回実行した後に、前記生体が呼吸をしている状態で、前記核磁気共鳴信号を検出する第２のパルスシーケンスを所定の繰返し時間間隔で繰返す工程と、（４）前記（３）の前記第１のパルスシーケンスで検出された前記核磁気共鳴信号から前記撮影断面の投影像を求める工程と、（５）前記投影像と前記基準投影像との間での類似度係数を求める工程と、（６）前記類似度係数の値が所定の閾値以上である場合に、前記画像再構成に用いる前記核磁気共鳴信号を前記第２のパルスシーケンスで収集する工程と、（７）前記（３）から前記（６）を繰返す工程とを有することを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査方法。
【００２６】
８）  前記事項８）に記載の核磁気共鳴を用いた検査方法において、前記（１）の前記第１のパルスシーケンスを１回実行することを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査方法。
【００２７】
９）  前記事項８）に記載の核磁気共鳴を用いた検査方法において、前記（１）の前記第１のパルスシーケンスを前記所定の繰返し時間間隔で繰返し、前記（１）の前記第１のパルスシーケンスの繰返しで検出された前記核磁気共鳴信号から求めた、前記撮影断面の投影像の平均値を、前記基準投影像として求めることを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査方法。
【００２８】
１０）  前記事項８）に記載の核磁気共鳴を用いた検査方法において、前記（２）と前記（３）との間に、（ａ）前記生体が呼吸をしている状態で、前記第１のパルスシーケンスを前記所定の繰返し時間間隔で繰返す工程と、（ｂ）前記（ａ）の前記第１のパルスシーケンスの繰返しで検出された前記核磁気共鳴信号から求めた前記撮影断面の投影像と前記基準投影像との間での前記類似度係数の出現頻度を求める工程と、（ｃ）前記類似度係数が１に近い部分での前記出現頻度の和が、ｍを３以上の正の数として、前記出現頻度の総和の１／ｍとなる前記類似度係数を、前記所定の閾値とする工程とを有することを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査方法。
【００２９】
１１）  静磁場の中に置かれた生体に、高周波磁場、傾斜磁場を印加して、前記生体から発生する核磁気共鳴信号を検出する工程と、検出された前記核磁気共鳴信号を用いて撮影断面の画像再構成を行なう工程とを有する核磁気共鳴を用いた検査方法であって、（１）前記生体が呼気を止めた状態で、前記核磁気共鳴信号を検出する第１のパルスシーケンスを実行する工程と、（２）前記第１のパルスシーケンスで検出された前記核磁気共鳴信号から前記撮影断面の基準投影像を求める工程と、（３）前記生体が呼吸をしている状態で、前記第１のパルスシーケンスを所定の繰返し時間間隔で繰返す工程と、（４）前記（３）の前記第１のパルスシーケンスで検出された前記核磁気共鳴信号から前記撮影断面の投影像を求める工程と、（５）前記投影像と前記基準投影像との間での類似度係数を求める工程と、（６）前記類似度係数の出現頻度から所定の閾値を求める工程と、（７）前記生体が呼吸をしている状態で、前記第１のパルスシーケンスを１回実行した後に、前記生体が呼吸をしている状態で、前記核磁気共鳴信号を検出する第２のパルスシーケンスを前記所定の繰返し時間間隔で繰返す工程と、（８）前記（７）の前記第１のパルスシーケンスで検出された前記核磁気共鳴信号から前記撮影断面の投影像を求める工程と、（９）前記（８）の前記投影像と前記基準投影像との間での前記類似度係数を求める工程と、（１０）前記（９）の前記類似度係数の値が前記所定の閾値以上である場合に、前記画像再構成に用いる前記核磁気共鳴信号を前記第２のパルスシーケンスで収集する工程と、（１１）前記（７）から前記（１０）を繰返す工程とを有することを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査方法。
【００３０】
１２）  前記事項１１）に記載の核磁気共鳴を用いた検査方法において、前記類似度係数が１に近い部分での前記出現頻度の和が、ｍを３以上の正の数として、前記出現頻度の総和の１／ｍとなる前記類似度係数を、前記所定の閾値とする工程を有することを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査方法。
【００３１】
１３）  静磁場の中に置かれた生体に、高周波磁場、傾斜磁場を印加して、前記生体から発生する核磁気共鳴信号を検出する工程と、検出された前記核磁気共鳴信号を用いて撮影断面の画像再構成を行なう工程とを有する核磁気共鳴を用いた検査方法であって、（１）前記生体に、正の極性のスライス傾斜磁場と共に高周波磁場を印加する第１の時間区画と、前記生体に、負の極性のリードアウト傾斜磁場を印加する第２の時間区画と、正の極性の前記リードアウト傾斜磁場が印加された状態で、前記核磁気共鳴信号を検出する第３の時間区間と、前記生体に、負の極性の前記リードアウト傾斜磁場を印加する第４の時間区画とを有する第１のパルスシーケンスを、前記生体が呼気を止めた状態で、実行する工程と、（２）前記第１のパルスシーケンスで検出された前記核磁気共鳴信号を１次元逆フーリエ変換して、前記撮影断面の前記リードアウト傾斜磁場が印加される方向に於ける前記撮影断面の基準投影像を求める工程と、（３）前記第１のパルスシーケンスを、前記生体が呼吸をしている状態で、１回実行した後に、前記生体に、正の極性の前記スライス傾斜磁場と共に前記高周波磁場を印加する第５の時間区画と、前記生体に、位相エンコード傾斜磁場、及び、負の極性のリードアウト傾斜磁場の各傾斜磁場を印加する第６の時間区画と、正の極性の前記リードアウト傾斜磁場が印加された状態で、前記核磁気共鳴信号を検出する第７の時間区間と、前記生体に、前記第２の時間区画で印加した前記位相エンコード傾斜磁場の極性と反対の極性をもつ前記位相エンコード傾斜磁場、及び、負の極性の前記リードアウト傾斜磁場を印加する第８の時間区画とを有するパルスシーケンスを、前記位相エンコード傾斜磁場の大きさ変化させて、所定の繰返し時間間隔で繰返す第２のパルスシーケンスを、前記生体が呼吸をしている状態で、実行する工程と、（４）前記（３）の前記第１のパルスシーケンスで検出された前記核磁気共鳴信号を１次元逆フーリエ変換して、前記撮影断面の前記リードアウト傾斜磁場が印加される方向に於ける投影像を求める工程と、（５）前記投影像と前記基準投影像との間での類似度係数を求める工程と、（６）前記類似度係数の値と所定の閾値との比較に基づいて、前記画像再構成に用いる前記核磁気共鳴信号を前記第２のパルスシーケンスで収集する工程と、（７）前記（３）から前記（６）を繰返す工程とを有することを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査方法。
【００３２】
１４）  前記事項１３）に記載の核磁気共鳴を用いた検査方法において、前記類似度係数の値が所定の閾値以上である場合に、前記画像再構成に用いる前記核磁気共鳴信号を前記第２のパルスシーケンスで収集する工程とを有することを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査方法。
【００３３】
１５）  前記事項１３）に記載の核磁気共鳴を用いた検査方法において、前記類似度係数の出現頻度を求める工程と、前記類似度係数が１に近い部分での前記出現頻度の和が、ｍを３以上の正の数として、前記出現頻度の総和の１／ｍとなる前記類似度係数を、前記所定の閾値とする工程とを有することを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査方法。
【００３４】
１６）  前記事項１３）に記載の核磁気共鳴を用いた検査方法において、前記（１）の前記第１のパルスシーケンスを１回実行することを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査方法。
【００３５】
１７）  前記事項１３）に記載の核磁気共鳴を用いた検査方法において、前記（１）の前記第１のパルスシーケンスを前記所定の繰返し時間間隔で繰返す工程をと、前記（１）の前記第１のパルスシーケンスの繰返しで検出された前記核磁気共鳴信号から求めた、前記撮影断面の投影像の平均値を、前記基準投影像として求めることを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査方法。
【００３６】
１８）  静磁場の中に置かれた生体に、高周波磁場、傾斜磁場を印加して、前記生体から発生する核磁気共鳴信号を検出する工程と、検出された前記核磁気共鳴信号を用いて撮影断面の画像再構成を行なう工程とを有する核磁気共鳴を用いた検査方法であって、（１）前記生体に、正の極性のスライス傾斜磁場と共に高周波磁場を印加する第１の時間区画と、前記生体に、負の極性のリードアウト傾斜磁場を印加する第２の時間区画と、正の極性の前記リードアウト傾斜磁場が印加された状態で、前記核磁気共鳴信号を検出する第３の時間区間と、前記生体に、負の極性の前記リードアウト傾斜磁場を印加する第４の時間区画とを有する第１のパルスシーケンスを、前記生体が呼気を止めた状態で、実行する工程と、（２）前記第１のパルスシーケンスで検出された前記核磁気共鳴信号を１次元逆フーリエ変換して、前記撮影断面の前記リードアウト傾斜磁場が印加される方向に於ける前記撮影断面の基準投影像を求める工程と、（３）前記生体が呼吸をしている状態で、前記第１のパルスシーケンスを所定の繰返し時間間隔で繰返す工程と、（４）前記（３）の前記第１のパルスシーケンスで検出された前記核磁気共鳴信号を１次元逆フーリエ変換して、前記撮影断面の前記リードアウト傾斜磁場が印加される方向における投影像を求める工程と、（５）前記（４）で求められた前記投影像と前記基準投影像との間での類似度係数を求める工程と、（６）前記類似度係数の出現頻度から所定の閾値を求める工程と、（７）前記生体が呼吸をしている状態で、前記第１のパルスシーケンスを１回実行した後に、前記生体に、正の極性の前記スライス傾斜磁場と共に前記高周波磁場を印加する第５の時間区画と、前記生体に、位相エンコード傾斜磁場、及び、負の極性のリードアウト傾斜磁場の各傾斜磁場を印加する第６の時間区画と、正の極性の前記リードアウト傾斜磁場が印加された状態で、前記核磁気共鳴信号を検出する第７の時間区間と、前記生体に、前記第２の時間区画で印加した前記位相エンコード傾斜磁場の極性と反対の極性をもつ前記位相エンコード傾斜磁場、及び、負の極性の前記リードアウト傾斜磁場を印加する第８の時間区画とを有するパルスシーケンスを、前記位相エンコード傾斜磁場の大きさ変化させて、前記所定の繰返し時間間隔で繰返す第２のパルスシーケンスを、前記生体が呼吸をしている状態で、実行する工程と、（８）前記（７）の前記第１のパルスシーケンスで検出された前記核磁気共鳴信号を１次元逆フーリエ変換して、前記撮影断面の前記リードアウト傾斜磁場が印加される方向に於ける投影像を求める工程と、（９）前記（８）で求められた前記投影像と前記基準投影像との間での前記類似度係数を求める工程と、（１０）前記（９）で求められた前記類似度係数の値と前記所定の閾値との比較に基づいて、前記画像再構成に用いる前記核磁気共鳴信号を前記第２のパルスシーケンスで収集する工程と、（１１）前記（７）から前記（１０）を繰返す工程とを有することを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査方法。
【００３７】
１９）  前記事項１８）に記載の核磁気共鳴を用いた検査方法において、前記類似度係数の値が前記所定の閾値以上である場合に、前記画像再構成に用いる前記核磁気共鳴信号を前記第２のパルスシーケンスで収集する工程とを有することを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査方法。
【００３８】
２０）  静磁場の中に置かれた生体に、高周波磁場、傾斜磁場を印加して、前記生体から発生する核磁気共鳴信号を検出する工程と、検出された前記核磁気共鳴信号を用いて撮影断面の画像再構成を行なう工程とを有する核磁気共鳴を用いた検査方法であって、（１）前記核磁気共鳴信号を検出し、前記生体の心拍のモニタの基準とする、撮影断面の基準投影像を得るための第１のパルスシーケンスを実行する工程と、（２）前記核磁気共鳴信号を検出して、前記モニタに使用する前記撮影断面の投影像を得るための前記第１のパルスシーケンスを１回実行した後に、前記核磁気共鳴信号を検出して前記撮影断面の画像を得るための第２のパルスシーケンスを所定の繰返し時間間隔で繰返す工程と、及び、（３）前記投影像と前記基準投影像との間での類似度係数に基づいて、前記画像再構成に用いる前記核磁気共鳴信号を前記第２のパルスシーケンスで収集する工程とを有することを特徴とする核磁気共鳴を用いた検査方法。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について、図面を参照して詳述する。
【００４０】
図３は、核磁気共鳴イメージング装置の概略構成を示すブロック図である。図３において、１０１は静磁場を発生するマグネット、１０２は傾斜磁場を発生するコイル、１０３は被検体（生体）であり、被検体１０３はマグネット１０１の発生する静磁場空間内に設置される。また、シーケンサ１０４は傾斜磁場電源１０５と高周波磁場発生器１０６に命令を送り、それぞれ傾斜磁場および高周波磁場を発生させる。高周波磁場は、プローブ１０７を通じて検査対象１０３に印加される。検査対象１０３から発生した信号はプローブ１０７によって受波され、受信器１０８で検波が行われる。検波の基準とする核磁気共鳴周波数（以下、検波基準周波数と記す。）は、シーケンサ１０４によりセットされる。検波された信号は計算機１０９に送られ、ここで画像再構成などの信号処理が行われる。
【００４１】
その結果は、ディスプレイ１１０に表示される。必要に応じて、記憶媒体１１１に検波された信号や測定条件を記憶させることもできる。また、静磁場空間内にはシーケンサ１０４に接続された心電計１１４があり、被検体１０３の心電波形を計測することができる。計測された心電波形は、シーケンサ１０４に取り込まれる。また、静磁場均一度を調整する必要があるときは、シムコイル１１２を使う。シムコイル１１２は複数のチャネルからなり、シム電源１１３により電流が供給される。静磁場均一度調整時には各シムコイルに流れる電流をシーケンサ１０４により制御する。シーケンサ１０４は、シム電源１１３に命令を送り、静磁場不均一を補正するような付加的な磁場をコイル１１２より発生させる。
【００４２】
なお、シーケンサ１０４は通常、予めプログラムされたタイミング、強度で各装置が動作するように制御を行う。上記プログラムのうち、特に、高周波磁場、傾斜磁場、信号受信のタイミングや強度を記述したものはパルスシーケンスと呼ばれている。
【００４３】
本発明による呼吸モニタは、撮影断面の基準投影像とモニタ中に撮影される投影像との類似度係数を計算することにより行われる。類似度係数とは、２個の投影像の類似度を表す係数で、２個の投影像が同一の場合に１となり類似度が低くなるにつれて単調に減少する係数である。
【００４４】
呼吸による被検体の動きは、周期的である。従って、モニタ中の呼吸の位相が、基準投影像を撮影した時点での呼吸位相に近くなれば、類似度係数は１に近づき、逆に基準投影像の呼吸位相から離れるほど小さくなる。ここで、息を吸い込んだ状態  （吸気時点）で基準投影像を撮影しておけば、モニタ中の類似度係数は、吸気時には徐々に大きくなって１に近づき、  呼気時には徐々に小さくなる。また、息を吐き出した状態（呼気時点）  で基準投影像を撮影しておけば、モニタ中の類似度係数は、呼気時に徐々に大きくなって１に近づき、吸気時には徐々に小さくなる。
【００４５】
類似度係数としては、例えば、線形相関係数を用いることができる。基準投影像の各点の値をｘｉ、モニタ中に撮影される投影像の各点の値をｙｉとすると、ｉ＝１、．．．、Ｎについて線形相関係数ｒ１は次式で与えられる。
【００４６】
【数１】
2004209084.tif 000003
2004209084.tif 000004
あるいは、次式で与えられる内積ａを用いて、
【００４７】
【数２】
2004209084.tif 000005
2004209084.tif 000006
近似的に以下の式で表されるｒ２でも良い。
【００４８】
【数３】
2004209084.tif 000007
2004209084.tif 000008
すなわち、投影像の強度の積分値は呼吸によってほとんど変化しないため、２個の投影像それぞれを多次元のベクトルと考えた場合、投影像が類似しているかどうかはベクトルの向きが近いかどうかで表すことができる。従って、類似度は、ｒ２に帰着できる。
【００４９】
いずれの係数を用いても、２個の投影像が同一であれば係数は１となり、類似度が低くなるにつれて係数も小さな値をとる。
【００５０】
通常、安静時の呼吸における吸気時点の体の動きと、深呼吸したときの動きにはかなりの違いがあるのに比較すると、安静時の呼気と息を吐ききった際の呼気との違いは小さい。また、深呼吸の深さは自由度が大きいのに対し、呼気の自由度は小さい。従って、呼吸モニタの基準投影像には、呼気時点の投影像を用いた方がより安定な結果が得られる傾向にある。
【００５１】
図３のイメージング装置で被検体の呼吸動をモニタする際の呼吸とシーケンサの動作の関係を、図４に示す。まず、被検体はゆっくり息を吐き、吐ききったところで呼吸を停止する。シーケンサは、呼吸停止中に、図５に示すパルスシーケンスを実行して１個のエコーを計測し、これを１次元逆フーリエ変換して得られた投影像を基準投影像とする。
【００５２】
図５は、本発明において、図３のイメージング装置で呼吸モニタ情報を取得するためのパルスシーケンスの基本構成を示す。このパルスシーケンスは、図１のパルスシーケンスから位相エンコードパルス（Ｇｙパルス）を削除した形となっている。このパルスシーケンスで計測されたエコー２２０を１次元逆フーリエ変換することにより、撮影断面のリードアウト方向（Ｇｘ方向）の投影像が得られる。
【００５３】
シーケンサは、基準投影像取得後、一定時間間隔で、図５のシーケンスを実行して投影像を作成し、計算機がこの投影像と先に得られた基準投影像との線形相関を計算する。この間、被検体は通常の呼吸を行なっている。
【００５４】
基準投影像を取得する際、通常は１個のエコーを計測すれば十分である。しかし、撮影面に心臓が含まれる場合には、心臓の拍動によって投影像が大きく変化する。その場合には、図５のパルスシーケンスを繰り返し実行して複数のエコーを計測し、１心拍分のエコーを平均することによって拍動の影響を除去することができる。また、基準投影像を平均によって求めた場合でも、モニタ中の個々の投影像が拍動の影響を受けて線形相関係数が安定しない場合には、線形相関係数の移動平均をとることにより、安定したモニタが可能になる。
【００５５】
図６に実際に計測して得られた撮影断面像と線形相関係数の一例を示す。（Ａ）に示すように、撮影面は、胸部の冠状断面を示し、冠状断面の左右方向（図中、紙面上で上下方向）をリードアウト方向とし、投影方向はリードアウト方向と垂直をなす（図中、紙面上で左右方向）。（Ｂ）に示す投影像の取得は、８０ミリ秒間隔で３０秒間取得した。（Ｃ）に示す線形相関係数（類似度係数）のグラフは、１５個の線形相関係数の移動平均をとった結果を示している。グラフから被検体の呼吸に同期した線形相関係数の変化が読み取れる。線形相関係数は、呼気時には１に近付き、吸気時には小さくなっている。線形相関を利用することにより被検体の呼吸動をモニタすることが可能であることが分かる。
【００５６】
次に、上述の方法で呼吸をリアルタイムにモニタしながら動きによるアーチファクトのない画像を撮影する方法について説明する。一般に、吸気時より呼気時の方が動きの停止期間が長い。そこで、この方法では、被検体の呼吸が呼気であると判定された期間だけエコーを計測し、画像を再構成する。
【００５７】
実際の撮影シーケンスとして、図７に示すように、図１の撮影シーケンスＢをｎ回実行するごとに１回だけ、図５の撮影シーケンスＡを実行するものを用いる。ｎはＴＲと呼吸モニタの時間分解能に依存する。例えば、ＴＲ＝５ｍｓで呼吸モニタの時間分解能を８０ｍｓとする場合には、ｎ＝１５となる。
【００５８】
撮影の流れを、図８に従って説明する。まず、撮影準備として、図５の撮影シーケンスを用いて被検体の呼気時あるいは吸気時の投影像を撮影し、  基準投影像を作成（ステップ８０１）する。以下、呼気時の投影像を用いた場合について説明する。
【００５９】
次に、図７の撮影シーケンスを実行して被検体の呼吸の動きによる線形相関の変化量を見積もる。すなわち、図７の撮影シーケンスを実行して前半部分Ａで得られた投影像と基準投影像との線形相関を計算する。これを十分な時間（例えば、３０秒間）実施し、図９に示すように、計算された線形相関のヒストグラムを作成する。このヒストグラムから、線形相関が１に近い部分の出現頻度が、全体の出現頻度の１／ｍ（ｍは、正の数）となる線形相関値Ｒｔｈを求める（ステップ８０２）。この間、撮影シーケンスの後半部分Ｂで得られるエコーは捨てる。
【００６０】
以後の計測では、図７の撮影シーケンスを用いて、呼吸をモニタしながら被検体の断層像を撮影する。まず、Ａを実行して投影像を取得し、基準投影像との線形相関係数を計算する（ステップ８０７）。この値が、Ｒｔｈより大きい場合を呼気と判定し（ステップ８０３）、その場合だけ画像再構成用のエコーを計測する（ステップ８０４）。呼気と判定されない場合もシーケンスは実行するが、エコーは捨てるか、計測しないものとする（ステップ８０５）。これを、画像再構成に必要なエコーを取得するまで続行する（ステップ８０６）。
【００６１】
再構成画像に対する動きの影響の大きさは、上記ｍに依存する。ｍを大きくすればするほどより動きの影響が小さくなり、画質の良い画像が得られる。通常、ｍは３以上とすれば、十分な画質が得られる。
【００６２】
図１０に、ｍ＝６、３、１の胸部トランス面の撮影結果を示す。呼吸モニタを使用しない場合（ｍ＝１）に発生しているぶれが、ｍ＝３、６では抑制されているのが分かる。また、ｍが大きくなるほど、画質は良くなっている。
【００６３】
次に、投影像の線形相関係数を用いて心臓の動き（心拍）をモニタする方法について説明する。心拍のモニタには、基準投影像としてＲ波直後に取得した１個のエコーから作成した投影像を用いる。これにより、モニタ中に得られる線形相関係数は、Ｒ波直後に１に近い値が得られることになる。また、呼吸モニタの場合と異なり通常は移動平均をとる必要はなく、呼吸モニタを行わず心拍だけをモニタする場合には基準投影像を取得する際に息止めを行う必要がない。
【００６４】
図１１は、Ｒ波直後に取得した１個のエコーから作成した基準投影像を用いて図６（Ｃ）と同様にして得られた線形相関係数の変化を、移動平均をとらなかった場合について示したグラフである。この場合、呼吸の動きに応じてゆっくりとした周期で線形相関係数が変化しているのに加えて、心拍に応じて短い周期で線形相関係数が一瞬だけ大きくなっている。基準投影像をＲ波直後のエコーから作成したため、線形相関係数が一瞬だけ大きくなっている時刻はＲ波と一致している。このデータを用いてピーク位置を検出することにより、Ｒ波を検出し、心拍をモニタすることが可能になる。
【００６５】
ピーク位置は、例えば、図１１のグラフの１回微分がゼロとなり、かつ、２回微分が負となる位置として検出することができる。図１２の（Ａ）は、図１１の一部を拡大したグラフであり（図中、ピーク位置を○で示す。）、図１２の（Ｂ）と（Ｃ）は、それぞれ（Ａ）を１回微分した結果と２回微分した結果を示している。図より、ピーク位置は１回微分がゼロとなり、かつ、２回微分が負となる位置と一致していることが分かる。
【００６６】
この方法を用いれば、心電図を用いることなく心拍をモニタすることが可能となる。これを図３の装置で実行する場合の動作は、以下のとおりである。
【００６７】
まず、図４のように被検体がゆっくり息を吐き、吐ききったところで呼吸を停止する間に、シーケンサは、図５のパルスシーケンスを実行して１個のエコーを計測し、これを１次元逆フーリエ変換して得られた投影像を基準投影像とする。その後、被検体は通常の呼吸を行う。シーケンサは、図５のパルスシーケンスを一定時間間隔で実行して投影像を作成し、計算機がこの投影像と先に得られた基準投影像との線形相関を計算し、上に説明した方法でピーク位置を検出する。ここでピークが検出された場合、計算機はＲ波のトリガをシーケンサに送り、シーケンサはこのトリガを従来の心電計からのトリガの代わりに利用する。例えば、従来技術で説明した心電図同期を用いた心臓撮影の場合には、このトリガに同期して位相エンコードを変化させる。
【００６８】
このように、本発明による心拍モニタを心電計の代わりに用いれば、検査前の心電計装着の手間が省け、検査効率の向上につながる。
【００６９】
また、上述した実施例では、基準投影像は投影像の撮影シーケンスに先だって求めていたが、本発明では、基準投影像は投影像の撮影シーケンスが終了した後に求めてもよい。ただし、この場合は、すべてのエコーを計測・保存しておき、後処理で類似度係数を計算し、それに応じてエコーの取捨選択を行う。また、計測・保存するエコーの数は、再構成に必要な数のｍ倍としておく。
【００７０】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、呼気期間だけのエコーを取得できるため、呼吸の動きによって発生する画像のぶれを抑制できるという顕著な効果が達成できる。また、本発明によって心拍をモニタすることにより、心電計の装着が不要となり、より簡便に診断を実施することが可能になる。
【００７１】
【発明の効果】
本発明によれば、被検者に負担がなく心臓のマルチスライス・マルチフレーム撮影を実施可能な核磁気共鳴を用いた検査装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術のＧＥ法のパルスシーケンスを示す図。
【図２】従来技術の心電図同期法を説明する図。
【図３】本発明が適用される核磁気共鳴イメージング装置の構成例を示す図。
【図４】本発明の一実施例の撮影タイミングを示す図。
【図５】本発明の一実施例のパルスシーケンスの基本構成を説明する図。
【図６】本発明の一実施例の呼吸モニタ結果を示す図。
【図７】本発明による実際の撮影シーケンスの一例を説明する図。
【図８】本発明における撮影の流れを示す図。
【図９】本発明におけるしきい値決定方法を示す図。
【図１０】本発明による撮影結果を示す図。
【図１１】本発明における線形相関係数を説明する図。
【図１２】本発明による心拍モニタの方法を示す図。
【符号の説明】
１０１…静磁場を発生するマグネット、１０２…傾斜磁場コイル、１０３…被検体、１０４…シーケンサ、１０５…傾斜磁場電源、１０６…高周波磁場発生器、１０７…プローブ、１０８…受信器、１０９…計算機、１１０…ディスプレイ、１１１…記憶媒体、１１２…シムコイル、１１３…シム電源、１１４…心電計、１１５…検査者、１１６…ベッド、１１７…ケーブル、１１８…スイッチ、２０１…スライス傾斜磁場パルス、２０２…磁化励起用高周波磁場パルス、２０３…位相エンコード傾斜磁場パルス、２０６、２０７…リードアウト傾斜磁場パルス、２０８…エコー、２０９…ｋ空間、２２０…エコー。
【図１】
2004209084.tif 000009
【図２】
2004209084.tif 000010
【図３】
2004209084.tif 000011
【図４】
2004209084.tif 000012
【図５】
2004209084.tif 000013
【図６】
2004209084.tif 000014
【図７】
2004209084.tif 000015
【図８】
2004209084.tif 000016
【図９】
2004209084.tif 000017
【図１０】
2004209084.tif 000018
【図１１】
2004209084.tif 000019
【図１２】
2004209084.tif 000020