(57)【要約】  磁気共鳴（ＭＲ）撮像デバイス１０は、ナビゲータパルスシーケンス４０を繰り返し実行して、時間の関数としての画像空間内のナビゲータデータを生成し、時間の関数としての、生理学的周期（例えば呼吸）と共に動く解剖学的特徴の動き信号４４がナビゲータデータから抽出される。時間の関数としての同時生理学的信号１６が、ナビゲータパルスシーケンスの繰り返しの実行と同時に生理学的モニタ１２、１４によって生成される。ゲーティング時間オフセット５０は、時間の関数としての解剖学的特徴の動き信号と時間の関数としての同時生理学的信号とを比較することによって決定される。ＭＲ撮像デバイスは、ゲーティング時間オフセットによって修正された生理学的モニタによって検出されたゲーティングイベントの発生時間として定義されるゲーティング時間を使用してプロスペクティブ又はレトロスペクティブ同期ＭＲ撮像シーケンス３６を行う。
2020501683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気共鳴（ＭＲ）撮像デバイス用のゲーティングデバイスであって、
生理学的モニタと、
電子プロセッサと、
ナビゲータパルスシーケンス、同期ＭＲ撮像シーケンス及び同期ＭＲ撮像方法を行うために前記電子プロセッサによって読み取り可能及び実行可能な命令が記憶された非一時的記憶媒体と、
を含み、
前記同期ＭＲ撮像方法は、
時間の関数として画像空間内にナビゲータデータを生成するように、前記ナビゲータパルスシーケンスを繰り返し実行するように前記ＭＲ撮像デバイスを動作させるステップと、
前記ナビゲータデータから時間の関数としての解剖学的特徴の動き信号を抽出するステップと、
前記ナビゲータパルスシーケンスを繰り返し実行するように前記ＭＲ撮像デバイスを動作させるステップと同時に、前記生理学的モニタによって生成される時間の関数としての同時生理学的信号を取得するステップと、
時間の関数としての前記解剖学的特徴の前記動き信号と、時間の関数としての前記同時生理学的信号とを比較することによって、ゲーティング時間オフセットを決定するステップと、
前記ゲーティング時間オフセットによって修正された、前記生理学的モニタによって検出されたゲーティングイベントの発生時間として定義されるゲーティング時間を使用して、前記同期ＭＲ撮像シーケンスを行うように前記ＭＲ撮像デバイスを動作させるステップと、
を含む、ゲーティングデバイス。
【請求項２】
前記ゲーティング時間オフセットを決定するステップは、
前記解剖学的特徴の前記動き信号と前記同時生理学的信号との間の位相シフトに対応する時間を計算するステップを含む、請求項１に記載のゲーティングデバイス。
【請求項３】
ディスプレイと、
ユーザ入力デバイスと、
を更に含み、
前記同期ＭＲ撮像方法は更に、
前記解剖学的特徴の前記動き信号及び前記同時生理学的信号を、共通の時間軸に対してプロットするように前記ディスプレイを動作させるステップと、
前記ユーザ入力デバイスを介して、前記同時生理学的信号のプロット上のゲーティングイベントを示すユーザ入力を受信するステップと、
前記ユーザ入力デバイスを介して、前記解剖学的特徴の前記動き信号のプロット上のＭＲ撮像データ取得の所望の開始を示すユーザ入力を受信するステップと、
示された前記ゲーティングイベントとＭＲ撮像データ取得の示された前記所望の開始との間の時間差に基づいて、前記ゲーティング時間オフセットを計算するステップと、
を含む、請求項１又は２に記載のゲーティングデバイス。
【請求項４】
前記同期ＭＲ撮像方法は、ＭＲ撮像データ取得が前記ゲーティング時間においてトリガされるプロスペクティブゲーティングを使用する、請求項１乃至３の何れか一項に記載のゲーティングデバイス。
【請求項５】
前記同期ＭＲ撮像方法は、前記生理学的モニタを用いて検出された前記ゲーティングイベントを記録する間にＭＲ撮像データが連続的に取得され、前記ゲーティング時間オフセットによって修正された記録済み前記ゲーティングイベントを用いて遡及的にゲーティングされるレトロスペクティブゲーティングを使用する、請求項１乃至３の何れか一項に記載のゲーティングデバイス。
【請求項６】
前記生理学的モニタは、呼吸モニタを含み、前記同期ＭＲ撮像方法は、呼吸同期ＭＲ撮像方法である、請求項１乃至５の何れか一項に記載のゲーティングデバイス。
【請求項７】
前記抽出するステップは、前記ナビゲータデータから時間の関数として横隔膜境界の動き信号を抽出するステップを含む、請求項６に記載のゲーティングデバイス。
【請求項８】
前記生理学的モニタは、心電計（ＥＣＧ）を含み、前記同期ＭＲ撮像方法は、ＥＣＧ同期ＭＲ撮像方法である、請求項１乃至５の何れか一項に記載のゲーティングデバイス。
【請求項９】
前記ナビゲータパルスシーケンスは、ペンシルビームナビゲータであり、前記ペンシルビームナビゲータパルスシーケンスを繰り返し実行するように前記ＭＲ撮像デバイスを動作させることによって、画像空間内に１次元（１Ｄ）ナビゲータデータセットの時系列が生成される、請求項１乃至８の何れか一項に記載のゲーティングデバイス。
【請求項１０】
前記ナビゲータパルスシーケンスは、２次元（２Ｄ）ナビゲータパルスシーケンス又は３次元（３Ｄ）ナビゲータパルスシーケンスであり、前記２Ｄナビゲータパルスシーケンス又は前記３Ｄナビゲータパルスシーケンスを繰り返し実行するように前記ＭＲ撮像デバイスを動作させることによって、２Ｄ画像又は３Ｄ画像の時系列が生成される、請求項１乃至８の何れか一項に記載のゲーティングデバイス。
【請求項１１】
ナビゲータパルスシーケンスと、
同期磁気共鳴（ＭＲ）撮像シーケンスと、
同期ＭＲ撮像方法を行うように電子プロセッサによって読み取り可能及び実行可能である命令と、
を格納する非一時的記憶媒体であって、
前記同期ＭＲ撮像方法は、
時間の関数として画像空間内にナビゲータデータを生成するように、前記ナビゲータパルスシーケンスを繰り返し実行するようにＭＲ撮像デバイスを動作させるステップと、
前記ナビゲータデータから時間の関数としての解剖学的特徴の動き信号を抽出するステップと、
前記ナビゲータパルスシーケンスを繰り返し実行するように前記ＭＲ撮像デバイスを動作させるステップと同時に、呼吸モニタ又は心臓モニタによって生成される時間の関数としての同時呼吸周期信号又は同時心臓周期信号を取得するステップと、
時間の関数としての前記解剖学的特徴の前記動き信号と、時間の関数としての前記同時呼吸周期信号又は前記同時心臓周期信号とを比較することによって、ゲーティング時間オフセットを決定するステップと、
前記ゲーティング時間オフセットによって修正された、前記呼吸モニタ又は前記心臓モニタによって検出されたゲーティングイベントの発生時間として定義されるゲーティング時間を使用して、前記同期ＭＲ撮像シーケンスを行うように前記ＭＲ撮像デバイスを動作させるステップと、
を含む、非一時的記憶媒体。
【請求項１２】
前記ゲーティング時間オフセットを決定するステップは、前記解剖学的特徴の前記動き信号と、前記同時呼吸周期信号又は前記同時心臓周期信号との間の位相シフトに対応する時間を計算するステップを含む、請求項１１に記載の非一時的記憶媒体。
【請求項１３】
前記同期ＭＲ撮像方法は更に、
前記解剖学的特徴の前記動き信号と前記同時呼吸周期信号又は前記心臓周期信号とを、共通の時間軸に対してプロットするようにディスプレイを動作させるステップを含む、請求項１１又は１２に記載の非一時的記憶媒体。
【請求項１４】
前記同期ＭＲ撮像方法は更に、
前記同時呼吸周期信号又は前記心臓周期信号内のゲーティングイベントの特定を受信するか、又は、前記ゲーティングイベントを自動的に特定するステップと、
前記解剖学的特徴の前記動き信号内のＭＲ撮像データ取得の所望の開始の特定を受信するか、又は、前記所望の開始を自動的に特定するステップと、
示された前記ゲーティングイベントとＭＲ撮像データ取得の示された前記所望の開始との間の時間差に基づいて前記ゲーティング時間オフセットを計算するステップと、
を含む、請求項１１乃至１３の何れか一項に記載の非一時的記憶媒体。
【請求項１５】
前記同期ＭＲ撮像方法は、
ＭＲ撮像データ取得が前記ゲーティング時間においてトリガされるプロスペクティブゲーティングと、
前記呼吸モニタ又は前記心臓モニタを用いて検出された前記ゲーティングイベントを記録する間にＭＲ撮像データ取得が連続的に取得され、前記ゲーティング時間オフセットによって修正された記録済み前記ゲーティングイベントを用いて遡及的にゲーティングされるレトロスペクティブゲーティングと、
の一方を使用する、請求項１１乃至１４の何れか一項に記載の非一時的記憶媒体。
【請求項１６】
前記抽出するステップは、前記ナビゲータデータから時間の関数として臓器境界の動き信号を抽出するステップを含む、請求項１１乃至１５の何れか一項に記載の非一時的記憶媒体。
【請求項１７】
前記ナビゲータパルスシーケンスは、ペンシルビームナビゲータであり、前記ペンシルビームナビゲータパルスシーケンスを繰り返し実行するように前記ＭＲ撮像デバイスを動作させることによって、画像空間内に１次元（１Ｄ）ナビゲータデータセットの時系列が生成されるか、
前記ナビゲータパルスシーケンスは、２次元（２Ｄ）ナビゲータパルスシーケンスであり、前記２Ｄナビゲータパルスシーケンスを繰り返し実行するように前記ＭＲ撮像デバイスを動作させることによって、２Ｄ画像の時系列が生成されるか、又は、
前記ナビゲータパルスシーケンスは、３次元（３Ｄ）ナビゲータパルスシーケンスであり、前記３Ｄナビゲータパルスシーケンスを繰り返し実行するように前記ＭＲ撮像デバイスを動作させることによって、３Ｄ画像の時系列が生成される、請求項１１乃至１６の何れか一項に記載の非一時的記憶媒体。
【請求項１８】
時間の関数として画像空間内にナビゲータデータを生成するように、磁気共鳴（ＭＲ）撮像デバイスを用いてナビゲータパルスシーケンスを繰り返し実行するステップと、
前記ナビゲータデータから時間の関数としての解剖学的特徴の動き信号を抽出するステップと、
前記ナビゲータシーケンスを繰り返し実行するように前記ＭＲ撮像デバイスを動作させるステップと同時に、呼吸モニタによって生成される時間の関数としての同時呼吸周期信号を取得するステップと、
時間の関数としての前記解剖学的特徴の前記動き信号と時間の関数としての前記同時呼吸周期信号とを比較することによってゲーティング時間オフセットを決定するステップと、
前記ゲーティング時間オフセットによって修正された、前記呼吸モニタによって検出されたゲーティングイベントの発生時間として定義されるゲーティング時間を使用して、同期ＭＲ撮像シーケンスを行うように前記ＭＲ撮像デバイスを動作させるステップと、
を含む、同期ＭＲ撮像方法。
【請求項１９】
前記解剖学的特徴は、臓器境界である、請求項１８に記載の同期ＭＲ撮像方法。
【請求項２０】
前記ゲーティング時間オフセットを決定するステップは、
前記呼吸周期信号内のゲーティングイベントと前記解剖学的特徴の前記動き信号内の基準点との時間差として前記ゲーティング時間オフセットを計算するステップを含む、請求項１８又は１９に記載の同期ＭＲ撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
以下は、概して、医用撮像技術、同期（gated）医用撮像技術、磁気共鳴撮像技術及び関連技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴（ＭＲ）撮像スキャンにおける呼吸又は心拍動による撮像アーチファクトが懸念される場合、ＭＲ検査中に生理学的センサを使用して、関連する生理学的信号を測定し、生理学的曲線を計算することができる。データ取得をトリガするか又はゲーティングのために、この信号を撮像中に使用することができる。生理学的センサは、例えば圧力センサに取り付けられた空気充填ベルトを使用して呼吸運動を測定するか、又は、光学カメラが身体部分若しくは専用マーカの動きを追跡し、撮像された動きから呼吸信号が導出される。心拍動は、しばしば、パルスピックアップ式フォトプレチスモグラフィ（ＰＰＧ）センサ又は心電図（ＥＣＧ）デバイスを使用して測定される。或いは、皮膚領域上の反射光の変動を測定する光学カメラシステムを用いて心臓の活動をモニタリングすることができる。このような生理学的センサによって測定される呼吸信号又は心臓信号は、ＭＲ撮像によって撮像されている内臓の動きの代わりになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
以下は、新規かつ改良されたシステム及び方法を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
１つの開示される態様では、磁気共鳴（ＭＲ）撮像デバイス用のゲーティングデバイスが開示される。ゲーティングデバイスは、生理学的モニタと、電子プロセッサと、ナビゲータパルスシーケンス、同期ＭＲ撮像シーケンス及び同期ＭＲ撮像方法を行うために電子プロセッサによって読み取り可能及び実行可能な命令が記憶された非一時的記憶媒体とを含む。同期ＭＲ撮像方法は、時間の関数として画像空間内にナビゲータデータを生成するように、ナビゲータパルスシーケンスを繰り返し実行するようにＭＲ撮像デバイスを動作させるステップと、ナビゲータデータから時間の関数としての解剖学的特徴の動き信号を抽出するステップと、ナビゲータシーケンスを繰り返し実行するようにＭＲ撮像デバイスを動作させるステップと同時に、生理学的モニタによって生成される時間の関数としての同時生理学的信号を取得するステップと、時間の関数としての解剖学的特徴の動き信号と、時間の関数としての同時生理学的信号とを比較することによって、ゲーティング時間オフセットを決定するステップと、ゲーティング時間オフセットによって修正された、生理学的モニタによって検出されたゲーティングイベントの発生時間として定義されるゲーティング時間を使用して、同期ＭＲ撮像シーケンスを行うようにＭＲ撮像デバイスを動作させるステップとを含む。
【０００５】
別の開示される態様では、非一時的記憶媒体が、ナビゲータパルスシーケンスと、同期磁気共鳴（ＭＲ）撮像シーケンスと、同期ＭＲ撮像方法を行うように電子プロセッサによって読み取り可能及び実行可能である命令とを含む。同期ＭＲ撮像方法は、時間の関数として画像空間内にナビゲータデータを生成するように、ナビゲータパルスシーケンスを繰り返し実行するようにＭＲ撮像デバイスを動作させるステップと、ナビゲータデータから時間の関数としての解剖学的特徴の動き信号を抽出するステップと、ナビゲータシーケンスを繰り返し実行するようにＭＲ撮像デバイスを動作させるステップと同時に、呼吸モニタ又は心臓モニタによって生成される時間の関数としての同時呼吸周期信号又は同時心臓周期信号を取得するステップと、時間の関数としての解剖学的特徴の動き信号と、時間の関数としての同時呼吸周期信号又は同時心臓周期信号とを比較することによって、ゲーティング時間オフセットを決定するステップと、ゲーティング時間オフセットによって修正された、呼吸モニタ又は心臓モニタによって検出されたゲーティングイベントの発生時間として定義されるゲーティング時間を使用して、同期ＭＲ撮像シーケンスを行うようにＭＲ撮像デバイスを動作させるステップとを含む。
【０００６】
別の開示される態様では、同期磁気共鳴（ＭＲ）撮像方法は、時間の関数として画像空間内にナビゲータデータを生成するように、ＭＲ撮像デバイスを用いてナビゲータパルスシーケンスを繰り返し実行するステップと、ナビゲータデータから時間の関数としての解剖学的特徴の動き信号を抽出するステップと、ナビゲータシーケンスを繰り返し実行するようにＭＲ撮像デバイスを動作させるステップと同時に、呼吸モニタによって生成される時間の関数としての同時呼吸周期信号を取得するステップと、時間の関数としての解剖学的特徴の動き信号と時間の関数としての同時呼吸周期信号とを比較することによってゲーティング時間オフセットを決定するステップと、ゲーティング時間オフセットによって修正された、呼吸モニタによって検出されたゲーティングイベントの発生時間として定義されるゲーティング時間を使用して、同期ＭＲ撮像シーケンスを行うようにＭＲ撮像デバイスを動作させるステップとを含む。
【０００７】
１つの利点は、撮像されている臓器の所望の状態に対する忠実度が向上される生理学的ゲーティングが提供される点にある。
【０００８】
別の利点は、撮像されている臓器の所望の状態をより正確に標的とする同期ＭＲ撮像が提供される点にある。
【０００９】
別の利点は、ゲーティングによって分離された臓器の所望の状態をユーザが選択できる同期ＭＲ撮像が提供される点にある。
【００１０】
所与の実施形態が、上記利点を１つも提供しないか、又は、１つ、２つ、それ以上若しくはすべての利点を提供し、及び／又は、本開示を読み、理解した当業者には明らかとなる他の利点を提供してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
本発明は、様々なコンポーネント及びコンポーネントの構成、また、様々なステップ及びステップの構成の形を取ってよい。図面は、好適な実施形態を例示することのみを目的とし、本発明を限定するものと解釈されるべきではない。
【００１２】
【図１】図１は、本明細書に開示される呼吸ゲーティングを含む磁気共鳴（ＭＲ）撮像デバイスを図示する。
【図２】図２は、時間の関数として呼吸モニタ波形を図示する。
【図３】図３は、時間の関数としてナビゲータ特徴波形を図示する。
【図４】図４は、幾つかの顕著な測定値が示されている、一緒にプロットされた呼吸モニタ波形及びナビゲータ特徴波形を図示する。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
典型的な同期ＭＲ撮像における暗黙の仮定は、生理学的センサによって測定される生理学的信号（例えば呼吸周期信号又は心臓周期信号）が、内臓の優勢な動き、また、呼気終末又は吸気終末（或いは、拡張末期及び収縮末期）といった内臓の運動状態と密接に相関し、同相であるということである。一部のゲーティングデバイスでは、生理学的デバイスによって測定された各呼吸周期又は心臓周期内で検出された生理学的信号ゲーティングイベントに、事前設定又はオペレータ設定の一定時間遅延を追加することができる。本明細書では、この仮定が特定の患者又は特定のＭＲ撮像検査では誤っている可能性があることを認識している。本明細書に開示されるゲーティング手法では、最適な画質のために、ゲーティング時間オフセットが、各患者及び各ＭＲ撮像検査に対して個別に設定される。
【００１４】
図１を参照すると、同期磁気共鳴（ＭＲ）撮像システムは、オランダのアイントホーフェンにあるコーニンクレッカフィリップスエヌヴェから入手可能なＩｎｇｅｎｉａ（商標）ＭＲ撮像デバイスを非限定的な例として含んでよいＭＲ撮像デバイス１０を含む。生理学的モニタ１２が設けられ、ゲーティングに使用される生理学的信号がモニタリングされる。例示の実施形態では、生理学的モニタ１２は、圧力センサに取り付けられた空気充填ベルトの形態の呼吸モニタであり、これにより、患者が息を吸うと、空気充填ベルト内の圧力が増加し、患者が息を吐き出すと、圧力が減少する。したがって、時間の関数としての圧力は、時間の関数としての患者の呼吸の表現である。（本明細書では「患者」という用語は簡潔さのために使用されているが、当然ながら、ＭＲ撮像対象は、入院患者、外来患者、医療スクリーニングを受けている被験者、ＭＲ撮像検査を含む健康診断を受けている運動選手又は他の人等であってよい）。例示されるベルト式呼吸モニタ１２は単なる一例であり、当然ながら、呼吸モニタは、ゲーティングに使用される他の選択された生理学的変数をモニタリングするように選択されてもよい。別の例として、生理学的モニタは、心臓周期をモニタリングする心電図（ＥＣＧ）デバイスであってよい。この生理学的モニタは、心臓ゲーティングに適している。生理学的モニタ１２は、例示のベルト式呼吸モニタ１２では、圧力センサを読み取り、アナログ又はデジタル圧力読み取り値を出力するように接続された生理学的モニタコントローラ１４（例えば電子プロセッサ）を含むか若しくは当該コントローラに接続され、又は、ＥＣＧベースの心臓モニタでは、ＥＣＧコントローラを含むか若しくは当該コントローラに接続されている。生理学的モニタ１２、１４の出力は、時間の関数としての生理学的信号（例えば呼吸信号）１６である。
【００１５】
電子プロセッサ２０は、本明細書に開示されている様々な機能を行うようにプログラムされている。例示の電子プロセッサ２０は、ディスプレイ２４と少なくとも１つのユーザ入力デバイス（例えば例示的なキーボード２６及びマウス２８、及び／又は、ディスプレイ２４のタッチセンシティブオーバーレイ等）とを有するコンピュータ２２として具現化される。より具体的には、開示される様々な機能を行うように電子プロセッサ２０によって読み取り可能及び実行可能な命令を記憶する非一時的記憶媒体（図示せず）が提供される。非一時的記憶媒体は、非限定的な例として、ハードディスクドライブ若しくは他の磁気記憶媒体、光ディスク若しくは他の光記憶媒体、半導体ドライブ（ＳＳＤ）若しくは他の電子記憶媒体、又は、それらの様々な組み合わせ等を含んでよい。電子プロセッサ２０は、ＭＲ撮像データ取得を行うようにＭＲ撮像デバイス１０を制御するＭＲコントローラ３０を実施し、ＭＲ画像再構成及び表示処理３２（例えばフーリエ再構成又は他のＭＲ画像再構成を行い、取得したｋ空間ＭＲ撮像データを画像空間内の画像に変換し、ディスプレイ２４を動作させて再構成された画像を表示する）を実施する。
【００１６】
引き続き図１を参照すると、同期ＭＲ撮像シーケンス３６が、非一時的記憶媒体（例えば電子プロセッサ２０によって読み取られ実行される命令を記憶する非一時的記憶媒体と同じ非一時的記憶媒体）に記憶される。更に、ナビゲータパルスシーケンス４０も当該非一時的記憶媒体に記憶される。ＭＲコントローラ３０は、ナビゲータパルスシーケンス４０を使用して、本明細書に開示されるように、決定されたゲーティング時間オフセットによって修正された生理学的モニタ１２、１４によって検出されたゲーティングイベントの発生時間として定義されるゲーティング時間を使用して同期ＭＲ撮像シーケンス３６を行うように、ＭＲ撮像デバイス１０を動作させるようにプログラムされる。
【００１７】
ナビゲータパルスシーケンス４０は、画像空間に変換可能なＭＲデータ（例えばｋ空間サンプル）を生成した高速ＭＲＩシーケンスである。ナビゲータパルスシーケンス４０は、２次元（２Ｄ）ナビゲータ画像又は３次元（３Ｄ）ナビゲータ画像をそれぞれ取得する高速２Ｄ撮像シーケンス又は高速３Ｄ撮像シーケンスであってよい。或いは、ナビゲータパルスシーケンス４０は、画像空間内の１つ以上の１次元（１Ｄ）ナビゲータデータセットを取得する１つ以上の１Ｄペンシルビームナビゲータであってもよい。ナビゲータパルスシーケンス４０は、通常、ゲーティングの基礎である起動生理学に対応する動きを有する解剖学的特徴と交差する１Ｄ、２Ｄ又は３Ｄ画像データセットを生成するように作られている。例えば呼吸同期ＭＲ撮像の場合、適切な解剖学的特徴は、横隔膜境界又は肝臓境界である。これらの境界は呼吸周期と共に動くと予想されるからである。横隔膜境界は、横隔膜の収縮及びその結果としての動きが吸気のための起動を提供することにより動く。肝臓境界は、肝臓が横隔膜に近く、横隔膜と共に動くことにより呼吸周期と共に動くと予想される。例えば胸郭の選択された肋骨である他の解剖学的特徴が代わりに使用されてもよい。心電同期ＭＲ撮像の場合、ナビゲータによってその動きがモニタリングされる適切な解剖学的特徴には、心筋壁を形成する心筋組織境界、又は、心臓の鼓動によって与えられる血圧波によって引き起こされる動きを有する主要動脈又は静脈が含まれる。これらは例示な例に過ぎない。
【００１８】
ゲーティングデバイス（例えばＭＲコントローラ３０及び補助構成要素）は、時間の関数として画像空間内にナビゲータデータを生成するように、ナビゲータパルスシーケンス４０を繰り返し実行するようにＭＲ撮像デバイス１０を動作させることによって、ゲーティング時間オフセットを決定する。時間の関数としての解剖学的特徴の動き信号４４が、ナビゲータデータから抽出される（４２）。例えば横隔膜境界を含む特徴の場合、演算４２は、この境界を各２Ｄ又は３Ｄナビゲータ画像（又は１Ｄペンシルビームナビゲータの場合、画像空間内の各１Ｄナビゲータデータセット）内の急勾配の強度勾配として特定することを含み、この境界の位置は、画像又は１Ｄナビゲータデータセットの時系列の時間の関数としてプロットされて、動き信号４４が生成される。ナビゲータシーケンス４０を繰り返し実行するようにＭＲ撮像デバイス１０を動作させるのと同時に、生理学的モニタ１２、１４によって、時間の関数としての同時生理学的信号１６が生成される。生理学的モニタ１２（例えば空気充填ベルト）は、ゲーティング信号を提供するためにＭＲ撮像デバイス１０内に入れられた患者と共に動作するように作られているので、これは簡単である。したがって、ナビゲータパルスシーケンス４０の繰り返しの実行中に同じ生理学的モニタリングが行われ、同時生理学的信号１６が生成される。この後、時間の関数としての解剖学的特徴の動き信号４４と時間の関数としての同時生理学的信号１６とを比較することによって、ゲーティング時間オフセット５０が決定される。このゲーティング時間オフセット５０は、後にゲーティングに使用される。つまり、ＭＲコントローラ３０は、ゲーティング時間オフセット５０によって修正された、生理学的モニタ１２、１４によって検出されたゲーティングイベントの発生時間として定義されたゲーティング時間を使用して、同期ＭＲ撮像を行う（即ち、同期ＭＲ撮像シーケンス３６を実行する）ようにＭＲ撮像デバイス１０を動作させる。
【００１９】
図１に例示される例では、ゲーティング時間オフセット５０は、次の通りに信号１６、５０を比較することによって決定される。演算５２において、選択されたゲーティングイベントの発生が生理学的信号１６内で特定される。これは自動的に行われてもよい。例えばゲーティングイベントは、例示の空気充填ベルトである呼吸モニタでは、測定された圧力最大値（又は最小値）として定義することができ、この最大値（又は最小値）は、圧力対時間波形において自動的に容易に検出される。或いは、演算５２は手動で行われてもよい。例えば圧力対時間波形がプロットされ、ＭＲオペレータがマウス２８を使用してイベントを手動で選択してもよい。同様に、演算５４において、ＭＲ撮像データ取得の所望の開始の発生が動き信号４４内で特定される。ここでも、これは自動的に行われても手動で行われてもよい。例えば動き信号４４は、時間の関数としてプロットされ、ユーザが解剖学的特徴の動き信号４４のプロット上の所望の開始を選択してもよい。或いは、所望の開始は、動きが小さい静止期間の開始を特定すること等、何らかの基準を使用して自動的に選択されてもよい。呼吸の場合、これは、通常、呼気終末期に対応し、横隔膜（したがって、その境界）はこの期間の間はほとんど動かないことが予想される。次いで、ゲーティング時間オフセット５０は、選択されたゲーティングイベントの時間とＭＲ撮像データ取得の所望の開始の時間との時間差として選択される。
【００２０】
なお、ゲーティングは、予想的（prospectively）にも遡及的（retrospectively）にも行うことができる。同期ＭＲ撮像が、プロスペクティブゲーティングを使用する実施形態では、ＭＲ撮像データ取得は、ゲーティング時間オフセット５０によって修正された、生理学的モニタによって検出されたゲーティングイベントの発生時間として定義されるゲーティング時間にトリガされる。この場合、ゲーティング時間オフセット５０は、ゲーティング遅延であるべきである。即ち、修正は、ＭＲ撮像データ取得の開始をゲーティング時間オフセットだけ遅らせることである。
【００２１】
レトロスペクティブゲーティングの場合、ＭＲ撮像データは、生理学的モニタ１２、１４を使用して検出されたゲーティングイベントを記録している間に連続的に取得され、収集された撮像データが、ゲーティング時間オフセット５０によって修正された記録済みゲーティングイベントを使用して、遡及的にゲーティングされる。イベントは、各データを有効又は無効にして、完了まで測定されたデータを追跡するように、受け入れウィンドウの開始点として、イベント時間＋オフセットでマークされる。
【００２２】
変形実施形態では、ゲーティング時間オフセット５０は、演算５６において、２つの信号１６、４４間の時間シフトを計算することによって自動的に決定される。この手法は、生理学的信号１６及び動き信号４４は共に少なくとも準周期的である（呼吸又は心電同期の場合）ことにより、２つの信号１６、４４間で位相シフトを定義できることを認識している。この場合、位相シフトがゲーティング時間オフセット５０として使用される。
【００２３】
上記は、時間の関数としての解剖学的特徴の動き信号４４と、時間の関数としての同時生理学的信号１６とを比較することによってゲーティング時間オフセット５０を決定する幾つかの手法の例示的な例に過ぎない。また、開示される手法は相互に排他的ではない。例えば生理学的信号１６内のトリガイベントを特定し（５２）、動き信号４４内の所望の開始時間を特定し（５４）、差をゲーティング時間オフセット５０とする手法は、相関関係５６によって時間差を計算することによって増強することができ、これにより、演算５２、５４内で特定された時間が同じ呼吸周期（又は同じ心臓周期等）にあることが確保される。他の手法も考えられる。一般に、時間の関数としての解剖学的特徴の動き信号４４は、測定された生理学的信号（例えば呼吸信号又は心臓信号）と生理学的過程（例えば呼吸周期又は心臓周期）によって生成される撮像された解剖学的構造の動きとの時間オフセットにおける患者特有又は更には撮像スキャン特有の変動を説明するために利用される。
【００２４】
本明細書に例示される例では、簡潔にするために単一の電子プロセッサ２０が示されているが、当然ながら、本明細書に開示される電子処理は、複数の動作上相互接続された電子プロセッサによって具現化されてもよい。例えばＭＲコントローラ３０は、専用の電子コントローラとして実施される一方で、再構成／表示３２は、違うコンピュータによって実施されてよい。生理学的モニタコントローラを、ＭＲ撮像デバイス１０を制御する電子プロセッサ及び／又はＭＲ画像を再構成し表示する電子プロセッサと一体化することも考えられる。同様に、本明細書で「非一時的記憶媒体」等の用語が使用される場合は常に、記憶媒体は単一の記憶媒体であっても、複数の記憶媒体を含んでもよいことを理解されたい。例えば撮像シーケンス３６及びナビゲータシーケンス４０を記憶する記憶媒体とは異なる記憶媒体に、ＭＲコントローラ３０によって実行される命令を記憶することが考えられる。
【００２５】
ここで図２乃至図４を参照すると、呼吸同期ＭＲ撮像に関するより具体的な例が提示されている。この例では、撮像検査の始まりにおいて、ナビゲータパルスシーケンス４０を繰り返し実行するＭＲ撮像デバイス１０を使用してナビゲータ（１Ｄ、２Ｄ又は３Ｄ）信号が取得される。ナビゲータは、（例えばスカウトスキャンを使用して手動で又は自動的に）ターゲットの動く構造（即ち、その動きが追跡される解剖学的特徴）の位置に配置される。幾つかの呼吸周期又は心臓周期（又はゲーティングに使用される他の生理学的周期）にわたる動く解剖学的特徴のリアルタイムナビゲータ画像が取得される。主移動方向を表す動き曲線４４が、画像解析技術（例えばエッジ検出、領域分割等）を使用してナビゲータ画像から計算される（４２）。同時に、生理学的センサ１２、１４によって測定される生理学的信号１６が取得される。この例では、ゲーティング時間オフセット５０は、次の通りに決定される。２つの信号１６、４４間の平均（又はメジアン）シフトが、例えばこれら２つの信号間の相関を最大化することに基づいて計算される（演算５６）。撮像に望ましい臓器の動きの状態（例えば呼気終末又は吸気終末）が、オペレータによって手動で又は幾つかの事前設定に基づいて自動的に定義される（演算５２、５４）。これは、例えばグラフィカルユーザインタフェースを使用して手動で行われてよい。ゲーティング時間オフセット５０は、（呼吸同期の例示的な例では）１回の呼吸周期内の平均シフト及び所望の動きの状態の位置に基づいて計算される。図２は、生理学的信号１６の適切な例を示し、当該信号は、本明細書では、ＭＲ撮像デバイス１０の磁石ボアの壁上の胸部の影の動きを解析することによって決定される呼吸信号として具現化される。（対照的に、図１の実施形態では、この呼吸信号は、空気充填ベルト１２によって提供される）。図３は、解剖学的特徴の動きの曲線４４を示す。即ち、図３に例示される例では、図２の呼吸信号を生成したのと同じ呼吸周期にわたる１Ｄペンシルビームナビゲータシーケンスによって測定された呼吸による肝臓ドームの動きの曲線４４を示す。図３において、矢印は、撮像データ取得の所望の開始における動きの状態を示す。図４は、共通の時間軸に対してプロットされた両方の信号１６、４４の表示を示す。図４では、これら２つの曲線１６、４４間の平均又はメジアン時間シフトＴＳが、これら２つの曲線間の相互相関を最大化することによって決定された時間シフトによって示されている。信号１６、４４は（準）周期的であるので、この時間シフトはまた、解剖学的特徴の動き信号４４と同時生理学的信号１６との間の位相シフトとして考えることもできる。
【００２６】
本発明を好適な実施形態を参照して説明した。上記の詳細な説明を読んで理解すれば、修正態様及び変更態様を他の人が想到することができるであろう。本発明は、それらが添付の特許請求の範囲又はその均等物の範囲内に入る限り、そのようなすべての修正態様及び変更態様を含むと解釈されることが意図されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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