磁気共鳴イメージング装置
【課題】画像のコントラストを向上し、画像品質を向上させる。
【解決手段】各イメージングシーケンスＩＳの実施前に、ナビゲータエコーデータを得るナビゲータシーケンスＮＳを実施し、そのナビゲータエコーデータに基づいて呼吸運動による横隔膜の変位Ｎを検出する。そして、その検出された被検体の呼吸運動による変位Ｎが許容範囲ＡＷ内の場合に、撮影領域のイメージングデータを得るイメージングシーケンスＩＳを実施する。その後、複数のイメージングシーケンスＩＳにおいて得られた複数のイメージングデータのそれぞれを、そのイメージングデータのそれぞれを得た第１のイメージングシーケンスＩＳ１と、その第１のイメージングシーケンスＩＳ１の前に実施された第２のイメージングシーケンスＩＳ２との時間間隔に対応した補正係数を用いて補正し、その補正した複数のイメージングデータからスライス画像を生成する。
【解決手段】各イメージングシーケンスＩＳの実施前に、ナビゲータエコーデータを得るナビゲータシーケンスＮＳを実施し、そのナビゲータエコーデータに基づいて呼吸運動による横隔膜の変位Ｎを検出する。そして、その検出された被検体の呼吸運動による変位Ｎが許容範囲ＡＷ内の場合に、撮影領域のイメージングデータを得るイメージングシーケンスＩＳを実施する。その後、複数のイメージングシーケンスＩＳにおいて得られた複数のイメージングデータのそれぞれを、そのイメージングデータのそれぞれを得た第１のイメージングシーケンスＩＳ１と、その第１のイメージングシーケンスＩＳ１の前に実施された第２のイメージングシーケンスＩＳ２との時間間隔に対応した補正係数を用いて補正し、その補正した複数のイメージングデータからスライス画像を生成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴イメージング装置に関し、特に、静磁場空間内において被検体の撮影領域を励起するように被検体に電磁波を照射し、その被検体の撮影領域において発生する磁気共鳴信号を得るスキャンを実施した後に、そのスキャンの実施により得られる磁気共鳴信号に基づいて、被検体の画像を生成する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（ＭＲＩ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）装置は、医療用途、産業用途などのさまざまな分野において利用されている。
【０００３】
磁気共鳴イメージング装置は、静磁場空間内の被検体に電磁波を照射することにより、その被検体内のプロトンのスピンを核磁気共鳴（ＮＭＲ：Ｎｕｃｌｅａｒ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）現象によって励起させ、その励起されたスピンにより発生する磁気共鳴（ＭＲ）信号を得るスキャンを実施する。そして、そのスキャンにより得られた磁気共鳴信号に基づいて、被検体の断層面についてのスライス画像を生成する。
【０００４】
このように磁気共鳴イメージング装置を用いて被検体を撮影する際においてスキャン中に被検体が動いた場合には、生成したスライス画像に体動アーチファクトが発生する場合がある。たとえば、被検体の心臓や腹部を撮影する場合においては、呼吸運動や心拍運動などの体動によって、体動アーチファクトが発生し、画像品質が低下する。
【０００５】
この体動アーチファクトの発生による画像品質の低下を防止するために、呼吸運動や心拍運動などの体動に同期させて撮影を実施する方法が提案されている（たとえば、特許文献１，特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２７７０１０号公報
【特許文献２】特開２００２−１０２２０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような方法においては、たとえば、周期的な心拍運動による変位を心電信号として検出し、その心電信号に基づいて、被検体の心拍運動が特定の位相である時に、磁気共鳴イメージング装置が被検体を繰り返してスキャンする。このスキャンにおいては、まず、被検体の呼吸運動をモニターするために、たとえば、横隔膜を含む領域を選択的に励起して、ナビゲータエコーデータとしての磁気共鳴信号を得るナビゲータシーケンスを実施する。その後、このナビゲータシーケンスに続いて、スライス画像を生成するスライス位置からイメージングデータとしての磁気共鳴信号を得るイメージングシーケンスを実施する。ここでは、ナビゲータシーケンスによって得られた横隔膜の変位が予め設定した許容範囲（ａｃｃｅｐｔａｎｃｅ ｗｉｎｄｏｗ）内である場合に、その後のイメージングシーケンスにより得られたイメージングデータをスライス画像のローデータとして選択し、順次、ｋ空間を埋める。具体的には、被検体の心拍数が一般に毎分６０回程度であるため、１０００ｍｓｅｃ間隔の周期でナビゲータシーケンスとイメージングシーケンスとのそれぞれを実施してナビゲータエコーデータとイメージングデータとのそれぞれを取得し、ナビゲータエコーデータによる横隔膜の変位が予め設定した許容範囲内においてイメージングデータが取得された場合に、スライス画像の原料となるローデータとして、そのイメージングデータを選択する。そして、このローデータとして選択されたイメージングデータに基づいて、スライス画像を再構成する。
【０００８】
しかしながら、被検体の心拍運動に同期するように１秒間隔の周期でＲＦパルスを発生させてイメージングデータを取得する場合においては、たとえば、血管のＴ１値が１３００ｍｓｅｃ程度であるために、撮影領域内のプロトンの縦磁化が十分に回復せず、上記のようにして取得されるイメージングデータの信号強度が低くなる場合がある。このため、画像のコントラストが低下し、画像品質を向上させることが困難な場合があった。特に、冠状動脈を撮影する場合においては、この不具合が顕在化する場合があった。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、画像のコントラストを向上させ、画像品質を向上可能な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】
【００１０】
上記目的の達成のために本発明の磁気共鳴イメージング装置は、静磁場空間内において被検体の撮影領域を励起するように前記被検体に電磁波を照射し、前記被検体の撮影領域において発生する磁気共鳴信号をイメージングデータとして得るイメージングシーケンスを複数実施するスキャン部と、前記スキャン部が前記イメージングシーケンスを実施することによって得られる前記複数のイメージングデータに基づいて、前記被検体の画像を生成する画像生成部とを有する磁気共鳴イメージング装置であって、前記被検体の体動による変位を周期的に検出する体動検出部を含み、前記スキャン部は、前記体動検出部によって検出された前記体動による変位が基準範囲内の場合に前記イメージングシーケンスを実施し、前記画像生成部は、前記スキャン部により実施された前記複数のイメージングシーケンスにおいて得られた前記複数のイメージングデータのそれぞれを、前記イメージングデータのそれぞれを得た第１のイメージングシーケンスと、前記第１のイメージングシーケンスの前に実施された第２のイメージングシーケンスとの時間間隔に対応した補正係数を用いて補正した後に、当該補正した複数のイメージングデータに基づいて、前記被検体の画像を生成する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、画像のコントラストを向上させ、画像品質を向上可能な磁気共鳴イメージング装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下より、本発明にかかる実施形態の一例について図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は、本発明にかかる実施形態において、磁気共鳴イメージング装置１の構成を示す構成図である。
【００１４】
図１に示すように、磁気共鳴イメージング装置１は、スキャン部２と、操作コンソール部３とを有する。
【００１５】
スキャン部２について説明する。
【００１６】
スキャン部２は、図１に示すように、静磁場マグネット部１２と、勾配コイル部１３と、ＲＦコイル部１４と、クレードル１５とを有しており、静磁場が形成された撮影空間Ｂ内において、被検体ＳＵの撮影領域を励起するように被検体ＳＵに電磁波を照射し、その被検体ＳＵの撮影領域において発生する磁気共鳴信号を得るスキャンを実施する。
【００１７】
本実施形態においては、スキャン部２は、後述の操作コンソール部３の体動検出部２５によって検出された心電信号に基づいて、被検体ＳＵの心拍運動が特定の位相である時に、被検体ＳＵを繰り返してスキャンする。
【００１８】
このスキャンにおいては、まず、被検体ＳＵの呼吸運動をモニターするために、被検体ＳＵにおいて横隔膜を含む領域を選択的に励起し、ナビゲータエコーデータとしての磁気共鳴信号を得るナビゲータシーケンスを実施する。その後、このナビゲータシーケンスに続いて、被検体ＳＵにおいて冠状動脈を含む領域を撮影領域とするイメージングシーケンスを実施し、スライス画像を生成するためのイメージングデータとして、磁気共鳴信号を得る。詳細については後述するが、ここでは、ナビゲータシーケンスの実施によって得られたナビゲータエコーデータに基づいて体動検出部２５が検出した呼吸運動による横隔膜の変位が、予め設定した基準範囲内である場合に、このイメージングシーケンスの実施をスキャン部２が行う。つまり、スキャン部２は、被検体ＳＵの心拍運動が各周期において同じ位相であって、被検体ＳＵの呼吸運動による横隔膜の変位が予め設定した基準範囲内である場合に、イメージングシーケンスを順次繰り返して実施する。
【００１９】
スキャン部２の各構成要素について、順次、説明する。
【００２０】
静磁場マグネット部１２は、たとえば、一対の永久磁石により構成されており、被検体ＳＵが収容される撮像空間Ｂに静磁場を形成する。ここでは、静磁場マグネット部１２は、被検体ＳＵの体軸方向に対して垂直な方向Ｚに静磁場の方向が沿うように静磁場を形成する。なお、静磁場マグネット部１２は、超伝導磁石により構成されていてもよい。
【００２１】
勾配コイル部１３は、静磁場が形成された撮像空間Ｂに勾配磁場を形成し、ＲＦコイル部１４が受信する磁気共鳴信号に空間位置情報を付加する。ここでは、勾配コイル部１３は、ｘ方向とｙ方向とｚ方向との３系統からなり、撮像条件に応じて、周波数エンコード方向と位相エンコード方向とスライス選択方向とのそれぞれに勾配磁場を形成する。具体的には、勾配コイル部１３は、被検体ＳＵのスライス選択方向に勾配磁場を印加し、ＲＦコイル部１４がＲＦパルスを送信することによって励起させる被検体ＳＵのスライスを選択する。また、勾配コイル１３は、被検体ＳＵの位相エンコード方向に勾配磁場を印加し、ＲＦパルスにより励起されたスライスからの磁気共鳴信号を位相エンコードする。そして、勾配コイル部１３は、被検体ＳＵの周波数エンコード方向に勾配磁場を印加し、ＲＦパルスにより励起されたスライスからの磁気共鳴信号を周波数エンコードする。
【００２２】
ＲＦコイル部１４は、図１に示すように、被検体ＳＵの撮像領域を囲むように配置される。ＲＦコイル部１４は、静磁場マグネット部１２によって静磁場が形成される撮像空間Ｂ内において、電磁波であるＲＦパルスを被検体ＳＵに送信して高周波磁場を形成し、被検体ＳＵの撮像領域におけるプロトンのスピンを励起する。そして、ＲＦコイル部１４は、その励起された被検体ＳＵ内のプロトンから発生する電磁波を磁気共鳴信号として受信する。
【００２３】
クレードル１５は、被検体ＳＵを載置する台を有する。クレードル部２６は、制御部３０からの制御信号に基づいて、撮像空間Ｂの内部と外部との間を移動する。
【００２４】
操作コンソール部３について説明する。
【００２５】
操作コンソール部３は、図１に示すように、ＲＦ駆動部２２と、勾配駆動部２３と、データ収集部２４と、体動検出部２５と、制御部３０と、画像生成部３１と、操作部３２と、表示部３３と、記憶部３４とを有する。
【００２６】
操作コンソール部３の各構成要素について、順次、説明する。
【００２７】
ＲＦ駆動部２２は、ＲＦコイル部１４を駆動させて撮像空間Ｂ内にＲＦパルスを送信させて高周波磁場を形成する。ＲＦ駆動部２２は、制御部３０からの制御信号に基づいて、ゲート変調器を用いてＲＦ発振器からの信号を所定のタイミングおよび所定の包絡線の信号に変調した後に、そのゲート変調器により変調された信号を、ＲＦ電力増幅器によって増幅してＲＦコイル部１４に出力し、ＲＦパルスを送信させる。
【００２８】
勾配駆動部２３は、制御部３０からの制御信号に基づいて、勾配パルスを勾配コイル部１３に印加して駆動させ、静磁場が形成されている撮像空間Ｂ内に勾配磁場を発生させる。勾配駆動部２３は、３系統の勾配コイル部１３に対応して３系統の駆動回路（図示なし）を有する。
【００２９】
データ収集部２４は、制御部３０からの制御信号に基づいて、ＲＦコイル部１４が受信する磁気共鳴信号を収集する。ここでは、データ収集部２４は、ＲＦコイル部１４が受信する磁気共鳴信号をＲＦ駆動部２２のＲＦ発振器の出力を参照信号として位相検波器が位相検波する。その後、Ａ／Ｄ変換器を用いて、このアナログ信号である磁気共鳴信号をデジタル信号に変換して出力する。
【００３０】
本実施形態においては、データ収集部２４は、スキャン部２が実施するイメージングシーケンスによってイメージングデータとして得られた磁気共鳴信号を、操作コンソール３のローデータ選択部２６へ出力する。また、データ収集部２４は、スキャン部２が実施するナビゲータシーケンスによってナビゲータエコーデータとして得られた磁気共鳴信号を、体動検出部２５へ出力する。
【００３１】
体動検出部２５は、コンピュータと、コンピュータに所定のデータ処理を実行させるプログラムとを有しており、スキャン部２がイメージングシーケンスのそれぞれを実施する際に、被検体ＳＵの体動による変位を検出するデータ処理を実施する。
【００３２】
本実施形態において、体動検出部２５は、被検体ＳＵの心拍運動による変位を、心電計を用いて検出する。
【００３３】
そして、これと共に、体動検出部２５は、スキャン部２がイメージングシーケンスを実施する前において、被検体ＳＵの体動による変位を周期的に検出する。ここでは、体動検出部２５は、被検体ＳＵの心拍運動の周期ごとであって、その心拍運動の各周期において同じ位相の時に、イメージングシーケンスの実施前の呼吸運動によって変化する被検体ＳＵの横隔膜の変位を繰り返し検出する。具体的には、体動検出部２５は、スキャン部２がナビゲータシーケンスを実施することによって得られたナビゲータエコーデータに基づいて、スキャン部２がイメージングシーケンスを実施する前に呼吸運動によって動いた横隔膜の変位を検出する。
【００３４】
制御部３０は、コンピュータと、コンピュータを用いて所定のスキャンに対応する動作を各部に実行させるプログラムとを有しており、各部を制御する。ここでは、制御部３０は、操作部３２からの操作データが入力され、その操作部３２から入力される操作データに基づいて、ＲＦ駆動部２２と勾配駆動部２３とデータ収集部２４とのそれぞれに、所定のスキャンを実行させる制御信号を出力し制御を行うと共に、体動検出部２５と画像生成部３１と表示部３３と記憶部３４とへ制御信号を出力し制御を行う。
【００３５】
画像生成部３１は、コンピュータと、そのコンピュータに所定のデータ処理を実行させるプログラムとを有しており、制御部３０からの制御信号に基づいて、被検体ＳＵのスライスについてのスライス画像を再構成する。本実施形態においては、画像生成部３１は、スキャン部２がイメージングシーケンスを実施することによって得られる複数のイメージングデータに基づいて、被検体ＳＵのスライス画像を生成する。ここでは、画像生成部３１は、スキャン部２により実施された複数のイメージングシーケンスにおいて得られた複数のイメージングデータのそれぞれを、イメージングデータのそれぞれを得た第１のイメージングシーケンスと、その第１のイメージングシーケンスの前に実施された第２のイメージングシーケンスとの時間間隔に対応した補正係数を用いて補正する。その後、その補正した複数のイメージングデータに基づいて、被検体ＳＵのスライス画像を再構成する。そして、画像生成部３１は、その再構成したスライス画像を表示部３３に出力する。
【００３６】
操作部３２は、キーボードやポインティングデバイスなどの操作デバイスにより構成されている。操作部３２は、オペレータによって操作データが入力され、その操作データを制御部３０に出力する。
【００３７】
表示部３３は、ＣＲＴなどの表示デバイスにより構成されており、制御部３０からの制御信号に基づいて、表示画面に画像を表示する。たとえば、表示部３３は、オペレータによって操作部３２に操作データが入力される入力項目についての画像を表示画面に複数表示する。また、表示部３３は、被検体ＳＵからの磁気共鳴信号に基づいて生成される被検体ＳＵのスライス画像についてのデータを画像生成部３１から受け、表示画面にそのスライス画像を表示する。
【００３８】
記憶部３４は、メモリにより構成されており、各種データを記憶している。記憶装置３３は、その記憶されたデータが必要に応じて制御部３０によってアクセスされる。
【００３９】
以下より、上記の本発明にかかる実施形態の磁気共鳴イメージング装置１を用いて、被検体ＳＵを撮像する際の動作について説明する。
【００４０】
図２は、本実施形態において、被検体ＳＵを撮像する際の動作を示すフロー図である。また、図３は、本実施形態において、被検体ＳＵをスキャンする際のシーケンスを示すシーケンス図であり、横軸が時間軸ｔである。
【００４１】
本実施形態においては、体動検出部２５によって検出された心電信号に基づいて、被検体ＳＵの心拍運動が特定の位相である時に、スキャン部２が被検体ＳＵについてのスキャンＳを繰り返し実施して磁気共鳴信号を取得する。具体的には、図３に示すように、体動検出部２５によって検出された心電信号においてＲ波５１を検出し、そのＲ波５１を検出した時点ｔ０から所定の遅延時間Ｄ１を経過後の心臓収縮期に対応した時点ｔ１に、スキャン部２が被検体ＳＵの胸部についてのスキャンＳを周期的に繰り返して開始する。たとえば、１秒周期ごとに、このスキャンＳを繰り返す。
【００４２】
このスキャンＳの実施においては、図２と図３とに示すように、まず、ナビゲータシーケンスＮＳの実施を行う（Ｓ１１）。
【００４３】
ここでは、被検体ＳＵの呼吸運動をモニターするために、スキャン部２が、横隔膜を含む領域のスピンを選択的に励起し、ナビゲータエコーデータとしての磁気共鳴信号を得るナビゲータシーケンスＮＳをスピンエコー法に基づいて実施する。たとえば、このナビゲータシーケンスＮＳは、図３に示すように、Ｒ波５１を検出した時点ｔ０から所定の遅延時間Ｄ１を経過後の時点ｔ１から、所定時間Ｄ２が経過した時点ｔ２までの間において実施される。
【００４４】
図４は、ナビゲータシーケンスＮＳを示すパルスシーケンス図である。図４においては、ＲＦパルスＲＦと、ｘ方向の勾配磁場Ｇｘと、ｚ方向の勾配磁場Ｇｚと、ｙ方向の勾配磁場Ｇｙとを示している。なお、ここでは、縦軸が強度を示し、横軸が時間軸を示している。
【００４５】
ナビゲータシーケンスＮＳの実施においては、まず、図４に示すように、９０°パルスＲＦ１と共に第１のｘ方向傾斜磁場Ｇｘ１を印加することによって、被検体ＳＵにおいて横隔膜を含む第１のスライス面を選択的に９０°励起する。その後、第２のｘ方向傾斜磁場Ｇｘ２を被検体ＳＵに印加することによって位相を戻した後、１８０°パルスＲＦ２と共に第３のｘ方向傾斜磁場Ｇｘ３と第１のｚ方向傾斜磁場Ｇｚ１とを印加することによって、横隔膜を含む領域において第１のスライス面と交差する第２のスライス面を１８０°励起する。そして、周波数エンコードするように第１と第２とのｙ方向勾配磁場Ｇｙ１，Ｇｙ２を印加し、被検体ＳＵにおいて第１のスライス面と第２のスライス面とが交差する領域からの磁気共鳴信号ＭＲ１を、ナビゲータエコーデータとして取得する。
【００４６】
そして、このナビゲータシーケンスＮＳの実施によってナビゲータエコーデータとして得られた磁気共鳴信号ＭＲ１を、データ収集部２４が収集し、体動検出部２５へ出力する。
【００４７】
つぎに、横隔膜の変位Ｎが許容範囲ＡＷ内であるか判断する（Ｓ２１）。
【００４８】
ここでは、体動検出部２５によって検出された被検体ＳＵの横隔膜の変位Ｎ１が許容範囲ＡＷ内であるか否かを、制御部３０が判断する。
【００４９】
具体的には、まず、スキャン部２が上記のようにナビゲータシーケンスＮＳを実施することによって得られたナビゲータエコーデータに基づいて、スキャン部２がイメージングシーケンスＩＳを実施する前に呼吸運動によって動いた横隔膜の変位Ｎ１を、体動検出部２５が求める。ここでは、ナビゲータエコーデータを１次元逆フーリエ変換して、横隔膜を含む領域のプロファイルを生成し、そのプロファイルから横隔膜の変位Ｎ１を体動検出部２５が求める。本実施形態においては、この生成したプロファイルにおいて、高信号強度の部分が腹部に相当し、低信号強度の部分が胸部に相当し、この腹部と胸部とを示す部分の境界部分が横隔膜に相当するために、この横隔膜に相当する境界部分が体軸方向において変化した位置を、体動検出部２５が横隔膜の変位Ｎ１として求める。
【００５０】
その後、この体動検出部２５によって検出された被検体ＳＵの横隔膜の変位Ｎ１と、予め定められた許容範囲ＡＷの上下限値とを制御部３０が比較処理することにより、許容範囲ＡＷ内であるか否かを判断する。
【００５１】
図５は、本実施形態において、横隔膜の変位Ｎ１が許容範囲ＡＷ内か否かを判断する様子を示す図であり、横軸が時間軸ｔであり、縦軸が横隔膜の変位Ｎを示している。ここで、図５（ａ）は、横隔膜の変位Ｎ１が許容範囲ＡＷ内でない場合を示しており、図５（ｂ）は、横隔膜の変位Ｎ１が許容範囲ＡＷ内である場合を示している。
【００５２】
図５（ａ）に示すように、この横隔膜の変位Ｎ１が予め設定した許容範囲ＡＷ内でない場合（Ｎｏ）には、図２に示すように、イメージングシーケンスＩＳを実施せずに、心拍運動の次の周期においてナビゲータシーケンスを実施する（Ｓ１１）。
【００５３】
一方で、図５（ｂ）に示すように、この横隔膜の変位Ｎ１が予め設定した許容範囲ＡＷ内である場合（Ｙｅｓ）においては、図２に示すように、イメージングシーケンスＩＳを実施する（Ｓ３１）。
【００５４】
ここでは、ナビゲータシーケンスＮＳに続いて、被検体ＳＵにおいて冠状動脈を含む領域を撮影領域とするイメージングシーケンスを実施し、スライス画像を生成するためのイメージングデータとして、磁気共鳴信号を得る。たとえば、グラディエントエコー法によって、このイメージングシーケンスＩＳを、スキャン部２が実施する。このイメージングシーケンスＩＳは、図３に示すように、ナビゲータシーケンスＮＳ１の実施が終了された時点ｔ２から、所定時間Ｄ３が経過した時点ｔ３までの間において実施される。そして、このイメージングシーケンスＩＳの実施によってイメージングデータとして得られた磁気共鳴信号を、データ収集部２４が収集する。
【００５５】
このように、各スキャンＳにおいて、ナビゲータシーケンスＮＳの実施によって得られたナビゲータエコーデータに基づいて体動検出部２５が検出した呼吸運動による横隔膜の変位Ｎ１が予め設定した許容範囲ＡＷ内である場合には、図３の左側にて実線で示すように、イメージングシーケンスＩＳの実施をスキャン部２が行う。一方で、各スキャンＳにおいて、ナビゲータシーケンスＮＳの実施によって得られたナビゲータエコーデータに基づいて体動検出部２５が検出した呼吸運動による横隔膜の変位Ｎ１が予め設定した許容範囲ＡＷ内でない場合には、図３の右側にて破線で示すように、イメージングシーケンスＩＳをスキャン部２は実施しない。つまり、スキャン部２は、被検体ＳＵの心拍運動が各周期において同じ位相であって、被検体ＳＵの呼吸運動による横隔膜の変位が予め設定した基準範囲内である場合に、このイメージングシーケンスＩＳを実施する。
【００５６】
つぎに、図２に示すように、イメージングデータの取得完了の判断を実施する（Ｓ４１）。
【００５７】
ここでは、生成するスライス画像のマトリクスに対応するように、イメージングデータをデータ収集部２４が収集したかどうかを、制御部３０が判断する。たとえば、ｋ空間において全ての位相エンコードステップに対応するようにイメージングデータを得たかどうかを判断する。そして、イメージングデータの全てをデータ収集部２４が収集していない場合（Ｎｏ）には、上記の被検体ＳＵのスキャンＳを継続するように制御部３０が各部を制御する。
【００５８】
一方で、必要なイメージングデータの全てをデータ収集部２５が収集して取得を完了した場合（Ｙｅｓ）には、図２に示すように、その取得したイメージングデータの補正を行う（Ｓ５１）。
【００５９】
ここでは、スキャン部２により実施された複数のイメージングシーケンスＩＳにおいて得られた複数のイメージングデータＩのそれぞれを、各イメージングデータＩのそれぞれを得た第１のイメージングシーケンスＩＳ１と、その第１のイメージングシーケンスＩＳ２の前に実施された第２のイメージングシーケンスＩＳ２との時間間隔ｑに対応した補正係数Ｒｐｑを用いて、画像生成部３１が補正する。つまり、スキャン部２により実施された複数のイメージングシーケンスＩＳのそれぞれにおいて縦磁化Ｍｚが回復する時間が異なることに起因して発生する各イメージングデータＩの信号強度のバラツキを、画像生成部３１が補正する。
【００６０】
図６は、縦磁化が回復する様子を示す図であり、縦軸が縦磁化の強度Ｍｚであり、横軸が時間ｔを示している。
【００６１】
図６に示すように信号取得後のプロトンの縦磁化は下記の数式（１）に従って回復するために、本実施形態においては、補正係数Ｒｐｑを以下の数式（２）のように定義し、第１のイメージングシーケンスＩＳ１にて得られたイメージングデータＩと補正係数Ｒｐｑとを数式（３）のように画像生成部３１が積算処理を施して、補正したイメージングデータＨを得る。なお、下記数式において、Ｍｐは、第１のイメージングシーケンスＩＳ１実施前の第２のイメージングシーケンスＩＳ２にて励起された縦磁化の強度であって、図６に示すように、第１時点ｔ１においてｐ秒間の回復時間が経過した後の縦磁化の強度を示している。そして、Ｍｑは、第１のイメージングシーケンスＩＳ１にて励起を開始する際の縦磁化強度であって、前述の第１時点ｔ１後の第２時点ｔ２においてｑ秒間の回復時間が経過した後の縦磁化強度を示している。また、Ｍｏは、初期磁化を示しており、Ｔ１は、撮像領域に含まれる動脈の縦緩和時間を示している。
【００６２】
Ｍｑ＝Ｍｐ・ｅｘｐ（−ｑ／Ｔ１）＋Ｍｏ・（１−ｅｘｐ（−ｑ／Ｔ１））
・・・（１）
【００６３】
Ｒｐｑ＝Ｍｑ／Ｍｏ
＝[Ｍｐ・ｅｘｐ（−ｑ／Ｔ１）＋Ｍｏ・（１−ｅｘｐ（−ｑ／Ｔ１））］／Ｍｏ
・・・（２）
【００６４】
Ｈ＝Ｒｐｑ・Ｉ ・・・（３）
【００６５】
つぎに、図２に示すように、スライス画像の生成を行う（Ｓ６１）。
【００６６】
ここでは、上記のようにして補正した複数のイメージングデータを用いて、被検体ＳＵのスライス画像を画像生成部３１が再構成する。そして、画像生成部３１は、その再構成したスライス画像を表示部３３に出力する。
【００６７】
以上のように、本実施形態においては、静磁場空間内にて被検体ＳＵの冠状動脈を含む撮影領域を励起するように被検体ＳＵに電磁波を照射し、その被検体ＳＵの撮影領域において発生する磁気共鳴信号をイメージングデータとして得るイメージングシーケンスＩＳをスキャン部２が複数実施する。ここでは、各イメージングシーケンスＩＳの実施前に、被検体ＳＵの横隔膜を含む領域からの磁気共鳴信号をナビゲータエコーデータとして得るナビゲータシーケンスＮＳを、スキャン部２が実施し、そのスキャン部２がナビゲータシーケンスＮＳを実施することによって得られたナビゲータエコーデータに基づいて、体動検出部２５が、呼吸運動による横隔膜の変位Ｎを検出する。そして、その体動検出部２５によって検出された被検体ＳＵの呼吸運動による変位Ｎが許容範囲ＡＷ内の場合に、被検体ＳＵにおいて冠状動脈を含む領域を撮影領域とするイメージングシーケンスＩＳを、スキャン部２が実施する。
【００６８】
この後、スキャン部２がイメージングシーケンスＩＳを実施することによって得られる複数のイメージングデータに基づいて、被検体ＳＵのスライス画像を画像生成部３１が生成する。ここでは、スキャン部２により実施された複数のイメージングシーケンスＩＳにおいて得られた複数のイメージングデータのそれぞれを、そのイメージングデータのそれぞれを得た第１のイメージングシーケンスＩＳ１と、その第１のイメージングシーケンスＩＳ１の前に実施された第２のイメージングシーケンスＩＳ２との時間間隔に対応した補正係数を用いて画像生成部３１が補正する。そして、その補正した複数のイメージングデータに基づいて、被検体ＳＵのスライス画像を画像生成部３１が生成する。
【００６９】
このため、本実施形態においては、被検体ＳＵの呼吸運動に応じてイメージングシーケンスを実施してイメージングデータを取得することによって、撮影領域内のプロトンの縦磁化を十分に回復させることができると共に、イメージングシーケンスの実施の時間間隔に応じてイメージングデータを、完全に回復した縦磁化により得られる信号強度に近づくように補正するために、イメージングデータを高い信号強度のローデータとして取得することができる。したがって、本実施形態は、画像のコントラストを向上可能であって、画像品質を向上させることができる。
【００７０】
なお、上記の実施形態の磁気共鳴イメージング装置１は、本発明の画像診断装置に相当する。また、上記の実施形態のスキャン部２は、本発明のスキャン部に相当する。また、上記の実施形態の体動検出部２５は、本発明の体動検出部に相当する。また、上記の実施形態の画像生成部３１は、本発明の画像生成部に相当する。また、上記の実施形態の表示部３３は、本発明の表示部に相当する。
【００７１】
また、本発明の実施に際しては、上記した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形例を採用することができる。
【００７２】
たとえば、ナビゲータシーケンスの実施に際しては、スピンエコー法のほか、さまざまな撮像方法にて実施を行っても良い。
【００７３】
また、たとえば、被検体の体動を検出する際においては、ナビゲータシーケンスの実施に限定されない。たとえば、呼吸運動においては、被検体の胸部にベルトを巻き、そのベルトの伸縮を検知することで、呼吸運動を検出しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】図１は、本発明にかかる実施形態において、磁気共鳴イメージング装置１の構成を示す構成図である。
【図２】図２は、本実施形態において、被検体ＳＵを撮像する際の動作を示すフロー図である。
【図３】図３は、本実施形態において、被検体ＳＵをスキャンする際のシーケンスを示すシーケンス図であり、横軸が時間軸である。
【図４】図４は、本実施形態において、ナビゲータシーケンスＮＳを示すパルスシーケンス図である。
【図５】図５は、本実施形態において、横隔膜の変位Ｎ１が許容範囲ＡＷ内か否かを判断する様子を示す図である。
【図６】図６は、本実施形態において、縦磁化が回復する様子を示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
１：磁気共鳴イメージング装置（磁気共鳴イメージング装置）
２：スキャン部（スキャン部）、
３：操作コンソール部、
１２：静磁場マグネット部、
１３：勾配コイル部、
１４：ＲＦコイル部、
１５：クレードル、
２２：ＲＦ駆動部、
２３：勾配駆動部、
２４：データ収集部、
２５：体動検出部（体動検出部）
３０：制御部、
３１：画像生成部（画像生成部）、
３２：操作部、
３３：表示部（表示部）、
３４：記憶部、
Ｂ：撮像空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴イメージング装置に関し、特に、静磁場空間内において被検体の撮影領域を励起するように被検体に電磁波を照射し、その被検体の撮影領域において発生する磁気共鳴信号を得るスキャンを実施した後に、そのスキャンの実施により得られる磁気共鳴信号に基づいて、被検体の画像を生成する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（ＭＲＩ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）装置は、医療用途、産業用途などのさまざまな分野において利用されている。
【０００３】
磁気共鳴イメージング装置は、静磁場空間内の被検体に電磁波を照射することにより、その被検体内のプロトンのスピンを核磁気共鳴（ＮＭＲ：Ｎｕｃｌｅａｒ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）現象によって励起させ、その励起されたスピンにより発生する磁気共鳴（ＭＲ）信号を得るスキャンを実施する。そして、そのスキャンにより得られた磁気共鳴信号に基づいて、被検体の断層面についてのスライス画像を生成する。
【０００４】
このように磁気共鳴イメージング装置を用いて被検体を撮影する際においてスキャン中に被検体が動いた場合には、生成したスライス画像に体動アーチファクトが発生する場合がある。たとえば、被検体の心臓や腹部を撮影する場合においては、呼吸運動や心拍運動などの体動によって、体動アーチファクトが発生し、画像品質が低下する。
【０００５】
この体動アーチファクトの発生による画像品質の低下を防止するために、呼吸運動や心拍運動などの体動に同期させて撮影を実施する方法が提案されている（たとえば、特許文献１，特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−２７７０１０号公報
【特許文献２】特開２００２−１０２２０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような方法においては、たとえば、周期的な心拍運動による変位を心電信号として検出し、その心電信号に基づいて、被検体の心拍運動が特定の位相である時に、磁気共鳴イメージング装置が被検体を繰り返してスキャンする。このスキャンにおいては、まず、被検体の呼吸運動をモニターするために、たとえば、横隔膜を含む領域を選択的に励起して、ナビゲータエコーデータとしての磁気共鳴信号を得るナビゲータシーケンスを実施する。その後、このナビゲータシーケンスに続いて、スライス画像を生成するスライス位置からイメージングデータとしての磁気共鳴信号を得るイメージングシーケンスを実施する。ここでは、ナビゲータシーケンスによって得られた横隔膜の変位が予め設定した許容範囲（ａｃｃｅｐｔａｎｃｅ ｗｉｎｄｏｗ）内である場合に、その後のイメージングシーケンスにより得られたイメージングデータをスライス画像のローデータとして選択し、順次、ｋ空間を埋める。具体的には、被検体の心拍数が一般に毎分６０回程度であるため、１０００ｍｓｅｃ間隔の周期でナビゲータシーケンスとイメージングシーケンスとのそれぞれを実施してナビゲータエコーデータとイメージングデータとのそれぞれを取得し、ナビゲータエコーデータによる横隔膜の変位が予め設定した許容範囲内においてイメージングデータが取得された場合に、スライス画像の原料となるローデータとして、そのイメージングデータを選択する。そして、このローデータとして選択されたイメージングデータに基づいて、スライス画像を再構成する。
【０００８】
しかしながら、被検体の心拍運動に同期するように１秒間隔の周期でＲＦパルスを発生させてイメージングデータを取得する場合においては、たとえば、血管のＴ１値が１３００ｍｓｅｃ程度であるために、撮影領域内のプロトンの縦磁化が十分に回復せず、上記のようにして取得されるイメージングデータの信号強度が低くなる場合がある。このため、画像のコントラストが低下し、画像品質を向上させることが困難な場合があった。特に、冠状動脈を撮影する場合においては、この不具合が顕在化する場合があった。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、画像のコントラストを向上させ、画像品質を向上可能な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】
【００１０】
上記目的の達成のために本発明の磁気共鳴イメージング装置は、静磁場空間内において被検体の撮影領域を励起するように前記被検体に電磁波を照射し、前記被検体の撮影領域において発生する磁気共鳴信号をイメージングデータとして得るイメージングシーケンスを複数実施するスキャン部と、前記スキャン部が前記イメージングシーケンスを実施することによって得られる前記複数のイメージングデータに基づいて、前記被検体の画像を生成する画像生成部とを有する磁気共鳴イメージング装置であって、前記被検体の体動による変位を周期的に検出する体動検出部を含み、前記スキャン部は、前記体動検出部によって検出された前記体動による変位が基準範囲内の場合に前記イメージングシーケンスを実施し、前記画像生成部は、前記スキャン部により実施された前記複数のイメージングシーケンスにおいて得られた前記複数のイメージングデータのそれぞれを、前記イメージングデータのそれぞれを得た第１のイメージングシーケンスと、前記第１のイメージングシーケンスの前に実施された第２のイメージングシーケンスとの時間間隔に対応した補正係数を用いて補正した後に、当該補正した複数のイメージングデータに基づいて、前記被検体の画像を生成する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、画像のコントラストを向上させ、画像品質を向上可能な磁気共鳴イメージング装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下より、本発明にかかる実施形態の一例について図面を参照して説明する。
【００１３】
図１は、本発明にかかる実施形態において、磁気共鳴イメージング装置１の構成を示す構成図である。
【００１４】
図１に示すように、磁気共鳴イメージング装置１は、スキャン部２と、操作コンソール部３とを有する。
【００１５】
スキャン部２について説明する。
【００１６】
スキャン部２は、図１に示すように、静磁場マグネット部１２と、勾配コイル部１３と、ＲＦコイル部１４と、クレードル１５とを有しており、静磁場が形成された撮影空間Ｂ内において、被検体ＳＵの撮影領域を励起するように被検体ＳＵに電磁波を照射し、その被検体ＳＵの撮影領域において発生する磁気共鳴信号を得るスキャンを実施する。
【００１７】
本実施形態においては、スキャン部２は、後述の操作コンソール部３の体動検出部２５によって検出された心電信号に基づいて、被検体ＳＵの心拍運動が特定の位相である時に、被検体ＳＵを繰り返してスキャンする。
【００１８】
このスキャンにおいては、まず、被検体ＳＵの呼吸運動をモニターするために、被検体ＳＵにおいて横隔膜を含む領域を選択的に励起し、ナビゲータエコーデータとしての磁気共鳴信号を得るナビゲータシーケンスを実施する。その後、このナビゲータシーケンスに続いて、被検体ＳＵにおいて冠状動脈を含む領域を撮影領域とするイメージングシーケンスを実施し、スライス画像を生成するためのイメージングデータとして、磁気共鳴信号を得る。詳細については後述するが、ここでは、ナビゲータシーケンスの実施によって得られたナビゲータエコーデータに基づいて体動検出部２５が検出した呼吸運動による横隔膜の変位が、予め設定した基準範囲内である場合に、このイメージングシーケンスの実施をスキャン部２が行う。つまり、スキャン部２は、被検体ＳＵの心拍運動が各周期において同じ位相であって、被検体ＳＵの呼吸運動による横隔膜の変位が予め設定した基準範囲内である場合に、イメージングシーケンスを順次繰り返して実施する。
【００１９】
スキャン部２の各構成要素について、順次、説明する。
【００２０】
静磁場マグネット部１２は、たとえば、一対の永久磁石により構成されており、被検体ＳＵが収容される撮像空間Ｂに静磁場を形成する。ここでは、静磁場マグネット部１２は、被検体ＳＵの体軸方向に対して垂直な方向Ｚに静磁場の方向が沿うように静磁場を形成する。なお、静磁場マグネット部１２は、超伝導磁石により構成されていてもよい。
【００２１】
勾配コイル部１３は、静磁場が形成された撮像空間Ｂに勾配磁場を形成し、ＲＦコイル部１４が受信する磁気共鳴信号に空間位置情報を付加する。ここでは、勾配コイル部１３は、ｘ方向とｙ方向とｚ方向との３系統からなり、撮像条件に応じて、周波数エンコード方向と位相エンコード方向とスライス選択方向とのそれぞれに勾配磁場を形成する。具体的には、勾配コイル部１３は、被検体ＳＵのスライス選択方向に勾配磁場を印加し、ＲＦコイル部１４がＲＦパルスを送信することによって励起させる被検体ＳＵのスライスを選択する。また、勾配コイル１３は、被検体ＳＵの位相エンコード方向に勾配磁場を印加し、ＲＦパルスにより励起されたスライスからの磁気共鳴信号を位相エンコードする。そして、勾配コイル部１３は、被検体ＳＵの周波数エンコード方向に勾配磁場を印加し、ＲＦパルスにより励起されたスライスからの磁気共鳴信号を周波数エンコードする。
【００２２】
ＲＦコイル部１４は、図１に示すように、被検体ＳＵの撮像領域を囲むように配置される。ＲＦコイル部１４は、静磁場マグネット部１２によって静磁場が形成される撮像空間Ｂ内において、電磁波であるＲＦパルスを被検体ＳＵに送信して高周波磁場を形成し、被検体ＳＵの撮像領域におけるプロトンのスピンを励起する。そして、ＲＦコイル部１４は、その励起された被検体ＳＵ内のプロトンから発生する電磁波を磁気共鳴信号として受信する。
【００２３】
クレードル１５は、被検体ＳＵを載置する台を有する。クレードル部２６は、制御部３０からの制御信号に基づいて、撮像空間Ｂの内部と外部との間を移動する。
【００２４】
操作コンソール部３について説明する。
【００２５】
操作コンソール部３は、図１に示すように、ＲＦ駆動部２２と、勾配駆動部２３と、データ収集部２４と、体動検出部２５と、制御部３０と、画像生成部３１と、操作部３２と、表示部３３と、記憶部３４とを有する。
【００２６】
操作コンソール部３の各構成要素について、順次、説明する。
【００２７】
ＲＦ駆動部２２は、ＲＦコイル部１４を駆動させて撮像空間Ｂ内にＲＦパルスを送信させて高周波磁場を形成する。ＲＦ駆動部２２は、制御部３０からの制御信号に基づいて、ゲート変調器を用いてＲＦ発振器からの信号を所定のタイミングおよび所定の包絡線の信号に変調した後に、そのゲート変調器により変調された信号を、ＲＦ電力増幅器によって増幅してＲＦコイル部１４に出力し、ＲＦパルスを送信させる。
【００２８】
勾配駆動部２３は、制御部３０からの制御信号に基づいて、勾配パルスを勾配コイル部１３に印加して駆動させ、静磁場が形成されている撮像空間Ｂ内に勾配磁場を発生させる。勾配駆動部２３は、３系統の勾配コイル部１３に対応して３系統の駆動回路（図示なし）を有する。
【００２９】
データ収集部２４は、制御部３０からの制御信号に基づいて、ＲＦコイル部１４が受信する磁気共鳴信号を収集する。ここでは、データ収集部２４は、ＲＦコイル部１４が受信する磁気共鳴信号をＲＦ駆動部２２のＲＦ発振器の出力を参照信号として位相検波器が位相検波する。その後、Ａ／Ｄ変換器を用いて、このアナログ信号である磁気共鳴信号をデジタル信号に変換して出力する。
【００３０】
本実施形態においては、データ収集部２４は、スキャン部２が実施するイメージングシーケンスによってイメージングデータとして得られた磁気共鳴信号を、操作コンソール３のローデータ選択部２６へ出力する。また、データ収集部２４は、スキャン部２が実施するナビゲータシーケンスによってナビゲータエコーデータとして得られた磁気共鳴信号を、体動検出部２５へ出力する。
【００３１】
体動検出部２５は、コンピュータと、コンピュータに所定のデータ処理を実行させるプログラムとを有しており、スキャン部２がイメージングシーケンスのそれぞれを実施する際に、被検体ＳＵの体動による変位を検出するデータ処理を実施する。
【００３２】
本実施形態において、体動検出部２５は、被検体ＳＵの心拍運動による変位を、心電計を用いて検出する。
【００３３】
そして、これと共に、体動検出部２５は、スキャン部２がイメージングシーケンスを実施する前において、被検体ＳＵの体動による変位を周期的に検出する。ここでは、体動検出部２５は、被検体ＳＵの心拍運動の周期ごとであって、その心拍運動の各周期において同じ位相の時に、イメージングシーケンスの実施前の呼吸運動によって変化する被検体ＳＵの横隔膜の変位を繰り返し検出する。具体的には、体動検出部２５は、スキャン部２がナビゲータシーケンスを実施することによって得られたナビゲータエコーデータに基づいて、スキャン部２がイメージングシーケンスを実施する前に呼吸運動によって動いた横隔膜の変位を検出する。
【００３４】
制御部３０は、コンピュータと、コンピュータを用いて所定のスキャンに対応する動作を各部に実行させるプログラムとを有しており、各部を制御する。ここでは、制御部３０は、操作部３２からの操作データが入力され、その操作部３２から入力される操作データに基づいて、ＲＦ駆動部２２と勾配駆動部２３とデータ収集部２４とのそれぞれに、所定のスキャンを実行させる制御信号を出力し制御を行うと共に、体動検出部２５と画像生成部３１と表示部３３と記憶部３４とへ制御信号を出力し制御を行う。
【００３５】
画像生成部３１は、コンピュータと、そのコンピュータに所定のデータ処理を実行させるプログラムとを有しており、制御部３０からの制御信号に基づいて、被検体ＳＵのスライスについてのスライス画像を再構成する。本実施形態においては、画像生成部３１は、スキャン部２がイメージングシーケンスを実施することによって得られる複数のイメージングデータに基づいて、被検体ＳＵのスライス画像を生成する。ここでは、画像生成部３１は、スキャン部２により実施された複数のイメージングシーケンスにおいて得られた複数のイメージングデータのそれぞれを、イメージングデータのそれぞれを得た第１のイメージングシーケンスと、その第１のイメージングシーケンスの前に実施された第２のイメージングシーケンスとの時間間隔に対応した補正係数を用いて補正する。その後、その補正した複数のイメージングデータに基づいて、被検体ＳＵのスライス画像を再構成する。そして、画像生成部３１は、その再構成したスライス画像を表示部３３に出力する。
【００３６】
操作部３２は、キーボードやポインティングデバイスなどの操作デバイスにより構成されている。操作部３２は、オペレータによって操作データが入力され、その操作データを制御部３０に出力する。
【００３７】
表示部３３は、ＣＲＴなどの表示デバイスにより構成されており、制御部３０からの制御信号に基づいて、表示画面に画像を表示する。たとえば、表示部３３は、オペレータによって操作部３２に操作データが入力される入力項目についての画像を表示画面に複数表示する。また、表示部３３は、被検体ＳＵからの磁気共鳴信号に基づいて生成される被検体ＳＵのスライス画像についてのデータを画像生成部３１から受け、表示画面にそのスライス画像を表示する。
【００３８】
記憶部３４は、メモリにより構成されており、各種データを記憶している。記憶装置３３は、その記憶されたデータが必要に応じて制御部３０によってアクセスされる。
【００３９】
以下より、上記の本発明にかかる実施形態の磁気共鳴イメージング装置１を用いて、被検体ＳＵを撮像する際の動作について説明する。
【００４０】
図２は、本実施形態において、被検体ＳＵを撮像する際の動作を示すフロー図である。また、図３は、本実施形態において、被検体ＳＵをスキャンする際のシーケンスを示すシーケンス図であり、横軸が時間軸ｔである。
【００４１】
本実施形態においては、体動検出部２５によって検出された心電信号に基づいて、被検体ＳＵの心拍運動が特定の位相である時に、スキャン部２が被検体ＳＵについてのスキャンＳを繰り返し実施して磁気共鳴信号を取得する。具体的には、図３に示すように、体動検出部２５によって検出された心電信号においてＲ波５１を検出し、そのＲ波５１を検出した時点ｔ０から所定の遅延時間Ｄ１を経過後の心臓収縮期に対応した時点ｔ１に、スキャン部２が被検体ＳＵの胸部についてのスキャンＳを周期的に繰り返して開始する。たとえば、１秒周期ごとに、このスキャンＳを繰り返す。
【００４２】
このスキャンＳの実施においては、図２と図３とに示すように、まず、ナビゲータシーケンスＮＳの実施を行う（Ｓ１１）。
【００４３】
ここでは、被検体ＳＵの呼吸運動をモニターするために、スキャン部２が、横隔膜を含む領域のスピンを選択的に励起し、ナビゲータエコーデータとしての磁気共鳴信号を得るナビゲータシーケンスＮＳをスピンエコー法に基づいて実施する。たとえば、このナビゲータシーケンスＮＳは、図３に示すように、Ｒ波５１を検出した時点ｔ０から所定の遅延時間Ｄ１を経過後の時点ｔ１から、所定時間Ｄ２が経過した時点ｔ２までの間において実施される。
【００４４】
図４は、ナビゲータシーケンスＮＳを示すパルスシーケンス図である。図４においては、ＲＦパルスＲＦと、ｘ方向の勾配磁場Ｇｘと、ｚ方向の勾配磁場Ｇｚと、ｙ方向の勾配磁場Ｇｙとを示している。なお、ここでは、縦軸が強度を示し、横軸が時間軸を示している。
【００４５】
ナビゲータシーケンスＮＳの実施においては、まず、図４に示すように、９０°パルスＲＦ１と共に第１のｘ方向傾斜磁場Ｇｘ１を印加することによって、被検体ＳＵにおいて横隔膜を含む第１のスライス面を選択的に９０°励起する。その後、第２のｘ方向傾斜磁場Ｇｘ２を被検体ＳＵに印加することによって位相を戻した後、１８０°パルスＲＦ２と共に第３のｘ方向傾斜磁場Ｇｘ３と第１のｚ方向傾斜磁場Ｇｚ１とを印加することによって、横隔膜を含む領域において第１のスライス面と交差する第２のスライス面を１８０°励起する。そして、周波数エンコードするように第１と第２とのｙ方向勾配磁場Ｇｙ１，Ｇｙ２を印加し、被検体ＳＵにおいて第１のスライス面と第２のスライス面とが交差する領域からの磁気共鳴信号ＭＲ１を、ナビゲータエコーデータとして取得する。
【００４６】
そして、このナビゲータシーケンスＮＳの実施によってナビゲータエコーデータとして得られた磁気共鳴信号ＭＲ１を、データ収集部２４が収集し、体動検出部２５へ出力する。
【００４７】
つぎに、横隔膜の変位Ｎが許容範囲ＡＷ内であるか判断する（Ｓ２１）。
【００４８】
ここでは、体動検出部２５によって検出された被検体ＳＵの横隔膜の変位Ｎ１が許容範囲ＡＷ内であるか否かを、制御部３０が判断する。
【００４９】
具体的には、まず、スキャン部２が上記のようにナビゲータシーケンスＮＳを実施することによって得られたナビゲータエコーデータに基づいて、スキャン部２がイメージングシーケンスＩＳを実施する前に呼吸運動によって動いた横隔膜の変位Ｎ１を、体動検出部２５が求める。ここでは、ナビゲータエコーデータを１次元逆フーリエ変換して、横隔膜を含む領域のプロファイルを生成し、そのプロファイルから横隔膜の変位Ｎ１を体動検出部２５が求める。本実施形態においては、この生成したプロファイルにおいて、高信号強度の部分が腹部に相当し、低信号強度の部分が胸部に相当し、この腹部と胸部とを示す部分の境界部分が横隔膜に相当するために、この横隔膜に相当する境界部分が体軸方向において変化した位置を、体動検出部２５が横隔膜の変位Ｎ１として求める。
【００５０】
その後、この体動検出部２５によって検出された被検体ＳＵの横隔膜の変位Ｎ１と、予め定められた許容範囲ＡＷの上下限値とを制御部３０が比較処理することにより、許容範囲ＡＷ内であるか否かを判断する。
【００５１】
図５は、本実施形態において、横隔膜の変位Ｎ１が許容範囲ＡＷ内か否かを判断する様子を示す図であり、横軸が時間軸ｔであり、縦軸が横隔膜の変位Ｎを示している。ここで、図５（ａ）は、横隔膜の変位Ｎ１が許容範囲ＡＷ内でない場合を示しており、図５（ｂ）は、横隔膜の変位Ｎ１が許容範囲ＡＷ内である場合を示している。
【００５２】
図５（ａ）に示すように、この横隔膜の変位Ｎ１が予め設定した許容範囲ＡＷ内でない場合（Ｎｏ）には、図２に示すように、イメージングシーケンスＩＳを実施せずに、心拍運動の次の周期においてナビゲータシーケンスを実施する（Ｓ１１）。
【００５３】
一方で、図５（ｂ）に示すように、この横隔膜の変位Ｎ１が予め設定した許容範囲ＡＷ内である場合（Ｙｅｓ）においては、図２に示すように、イメージングシーケンスＩＳを実施する（Ｓ３１）。
【００５４】
ここでは、ナビゲータシーケンスＮＳに続いて、被検体ＳＵにおいて冠状動脈を含む領域を撮影領域とするイメージングシーケンスを実施し、スライス画像を生成するためのイメージングデータとして、磁気共鳴信号を得る。たとえば、グラディエントエコー法によって、このイメージングシーケンスＩＳを、スキャン部２が実施する。このイメージングシーケンスＩＳは、図３に示すように、ナビゲータシーケンスＮＳ１の実施が終了された時点ｔ２から、所定時間Ｄ３が経過した時点ｔ３までの間において実施される。そして、このイメージングシーケンスＩＳの実施によってイメージングデータとして得られた磁気共鳴信号を、データ収集部２４が収集する。
【００５５】
このように、各スキャンＳにおいて、ナビゲータシーケンスＮＳの実施によって得られたナビゲータエコーデータに基づいて体動検出部２５が検出した呼吸運動による横隔膜の変位Ｎ１が予め設定した許容範囲ＡＷ内である場合には、図３の左側にて実線で示すように、イメージングシーケンスＩＳの実施をスキャン部２が行う。一方で、各スキャンＳにおいて、ナビゲータシーケンスＮＳの実施によって得られたナビゲータエコーデータに基づいて体動検出部２５が検出した呼吸運動による横隔膜の変位Ｎ１が予め設定した許容範囲ＡＷ内でない場合には、図３の右側にて破線で示すように、イメージングシーケンスＩＳをスキャン部２は実施しない。つまり、スキャン部２は、被検体ＳＵの心拍運動が各周期において同じ位相であって、被検体ＳＵの呼吸運動による横隔膜の変位が予め設定した基準範囲内である場合に、このイメージングシーケンスＩＳを実施する。
【００５６】
つぎに、図２に示すように、イメージングデータの取得完了の判断を実施する（Ｓ４１）。
【００５７】
ここでは、生成するスライス画像のマトリクスに対応するように、イメージングデータをデータ収集部２４が収集したかどうかを、制御部３０が判断する。たとえば、ｋ空間において全ての位相エンコードステップに対応するようにイメージングデータを得たかどうかを判断する。そして、イメージングデータの全てをデータ収集部２４が収集していない場合（Ｎｏ）には、上記の被検体ＳＵのスキャンＳを継続するように制御部３０が各部を制御する。
【００５８】
一方で、必要なイメージングデータの全てをデータ収集部２５が収集して取得を完了した場合（Ｙｅｓ）には、図２に示すように、その取得したイメージングデータの補正を行う（Ｓ５１）。
【００５９】
ここでは、スキャン部２により実施された複数のイメージングシーケンスＩＳにおいて得られた複数のイメージングデータＩのそれぞれを、各イメージングデータＩのそれぞれを得た第１のイメージングシーケンスＩＳ１と、その第１のイメージングシーケンスＩＳ２の前に実施された第２のイメージングシーケンスＩＳ２との時間間隔ｑに対応した補正係数Ｒｐｑを用いて、画像生成部３１が補正する。つまり、スキャン部２により実施された複数のイメージングシーケンスＩＳのそれぞれにおいて縦磁化Ｍｚが回復する時間が異なることに起因して発生する各イメージングデータＩの信号強度のバラツキを、画像生成部３１が補正する。
【００６０】
図６は、縦磁化が回復する様子を示す図であり、縦軸が縦磁化の強度Ｍｚであり、横軸が時間ｔを示している。
【００６１】
図６に示すように信号取得後のプロトンの縦磁化は下記の数式（１）に従って回復するために、本実施形態においては、補正係数Ｒｐｑを以下の数式（２）のように定義し、第１のイメージングシーケンスＩＳ１にて得られたイメージングデータＩと補正係数Ｒｐｑとを数式（３）のように画像生成部３１が積算処理を施して、補正したイメージングデータＨを得る。なお、下記数式において、Ｍｐは、第１のイメージングシーケンスＩＳ１実施前の第２のイメージングシーケンスＩＳ２にて励起された縦磁化の強度であって、図６に示すように、第１時点ｔ１においてｐ秒間の回復時間が経過した後の縦磁化の強度を示している。そして、Ｍｑは、第１のイメージングシーケンスＩＳ１にて励起を開始する際の縦磁化強度であって、前述の第１時点ｔ１後の第２時点ｔ２においてｑ秒間の回復時間が経過した後の縦磁化強度を示している。また、Ｍｏは、初期磁化を示しており、Ｔ１は、撮像領域に含まれる動脈の縦緩和時間を示している。
【００６２】
Ｍｑ＝Ｍｐ・ｅｘｐ（−ｑ／Ｔ１）＋Ｍｏ・（１−ｅｘｐ（−ｑ／Ｔ１））
・・・（１）
【００６３】
Ｒｐｑ＝Ｍｑ／Ｍｏ
＝[Ｍｐ・ｅｘｐ（−ｑ／Ｔ１）＋Ｍｏ・（１−ｅｘｐ（−ｑ／Ｔ１））］／Ｍｏ
・・・（２）
【００６４】
Ｈ＝Ｒｐｑ・Ｉ ・・・（３）
【００６５】
つぎに、図２に示すように、スライス画像の生成を行う（Ｓ６１）。
【００６６】
ここでは、上記のようにして補正した複数のイメージングデータを用いて、被検体ＳＵのスライス画像を画像生成部３１が再構成する。そして、画像生成部３１は、その再構成したスライス画像を表示部３３に出力する。
【００６７】
以上のように、本実施形態においては、静磁場空間内にて被検体ＳＵの冠状動脈を含む撮影領域を励起するように被検体ＳＵに電磁波を照射し、その被検体ＳＵの撮影領域において発生する磁気共鳴信号をイメージングデータとして得るイメージングシーケンスＩＳをスキャン部２が複数実施する。ここでは、各イメージングシーケンスＩＳの実施前に、被検体ＳＵの横隔膜を含む領域からの磁気共鳴信号をナビゲータエコーデータとして得るナビゲータシーケンスＮＳを、スキャン部２が実施し、そのスキャン部２がナビゲータシーケンスＮＳを実施することによって得られたナビゲータエコーデータに基づいて、体動検出部２５が、呼吸運動による横隔膜の変位Ｎを検出する。そして、その体動検出部２５によって検出された被検体ＳＵの呼吸運動による変位Ｎが許容範囲ＡＷ内の場合に、被検体ＳＵにおいて冠状動脈を含む領域を撮影領域とするイメージングシーケンスＩＳを、スキャン部２が実施する。
【００６８】
この後、スキャン部２がイメージングシーケンスＩＳを実施することによって得られる複数のイメージングデータに基づいて、被検体ＳＵのスライス画像を画像生成部３１が生成する。ここでは、スキャン部２により実施された複数のイメージングシーケンスＩＳにおいて得られた複数のイメージングデータのそれぞれを、そのイメージングデータのそれぞれを得た第１のイメージングシーケンスＩＳ１と、その第１のイメージングシーケンスＩＳ１の前に実施された第２のイメージングシーケンスＩＳ２との時間間隔に対応した補正係数を用いて画像生成部３１が補正する。そして、その補正した複数のイメージングデータに基づいて、被検体ＳＵのスライス画像を画像生成部３１が生成する。
【００６９】
このため、本実施形態においては、被検体ＳＵの呼吸運動に応じてイメージングシーケンスを実施してイメージングデータを取得することによって、撮影領域内のプロトンの縦磁化を十分に回復させることができると共に、イメージングシーケンスの実施の時間間隔に応じてイメージングデータを、完全に回復した縦磁化により得られる信号強度に近づくように補正するために、イメージングデータを高い信号強度のローデータとして取得することができる。したがって、本実施形態は、画像のコントラストを向上可能であって、画像品質を向上させることができる。
【００７０】
なお、上記の実施形態の磁気共鳴イメージング装置１は、本発明の画像診断装置に相当する。また、上記の実施形態のスキャン部２は、本発明のスキャン部に相当する。また、上記の実施形態の体動検出部２５は、本発明の体動検出部に相当する。また、上記の実施形態の画像生成部３１は、本発明の画像生成部に相当する。また、上記の実施形態の表示部３３は、本発明の表示部に相当する。
【００７１】
また、本発明の実施に際しては、上記した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形例を採用することができる。
【００７２】
たとえば、ナビゲータシーケンスの実施に際しては、スピンエコー法のほか、さまざまな撮像方法にて実施を行っても良い。
【００７３】
また、たとえば、被検体の体動を検出する際においては、ナビゲータシーケンスの実施に限定されない。たとえば、呼吸運動においては、被検体の胸部にベルトを巻き、そのベルトの伸縮を検知することで、呼吸運動を検出しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】図１は、本発明にかかる実施形態において、磁気共鳴イメージング装置１の構成を示す構成図である。
【図２】図２は、本実施形態において、被検体ＳＵを撮像する際の動作を示すフロー図である。
【図３】図３は、本実施形態において、被検体ＳＵをスキャンする際のシーケンスを示すシーケンス図であり、横軸が時間軸である。
【図４】図４は、本実施形態において、ナビゲータシーケンスＮＳを示すパルスシーケンス図である。
【図５】図５は、本実施形態において、横隔膜の変位Ｎ１が許容範囲ＡＷ内か否かを判断する様子を示す図である。
【図６】図６は、本実施形態において、縦磁化が回復する様子を示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
１：磁気共鳴イメージング装置（磁気共鳴イメージング装置）
２：スキャン部（スキャン部）、
３：操作コンソール部、
１２：静磁場マグネット部、
１３：勾配コイル部、
１４：ＲＦコイル部、
１５：クレードル、
２２：ＲＦ駆動部、
２３：勾配駆動部、
２４：データ収集部、
２５：体動検出部（体動検出部）
３０：制御部、
３１：画像生成部（画像生成部）、
３２：操作部、
３３：表示部（表示部）、
３４：記憶部、
Ｂ：撮像空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静磁場空間内において被検体の撮影領域を励起するように前記被検体に電磁波を照射し、前記被検体の撮影領域において発生する磁気共鳴信号をイメージングデータとして得るイメージングシーケンスを複数実施するスキャン部と、前記スキャン部が前記イメージングシーケンスを実施することによって得られる前記複数のイメージングデータに基づいて、前記被検体の画像を生成する画像生成部とを有する磁気共鳴イメージング装置であって、
前記被検体の体動による変位を周期的に検出する体動検出部
を含み、
前記スキャン部は、前記体動検出部によって検出された前記体動による変位が基準範囲内の場合に前記イメージングシーケンスを実施し、
前記画像生成部は、前記スキャン部により実施された前記複数のイメージングシーケンスにおいて得られた前記複数のイメージングデータのそれぞれを、前記イメージングデータのそれぞれを得た第１のイメージングシーケンスと、前記第１のイメージングシーケンスの前に実施された第２のイメージングシーケンスとの時間間隔に対応した補正係数を用いて補正した後に、当該補正した複数のイメージングデータに基づいて、前記被検体の画像を生成する
磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
前記体動検出部は、前記被検体の呼吸運動による変位を検出する
請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
前記体動検出部は、前記被検体の心拍運動の周期ごとに、前記呼吸運動による変位を検出する
請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
前記体動検出部は、前記被検体の心拍運動の各周期において同じ位相になるように、前記呼吸運動による変位を繰り返し検出し、
前記スキャン部は、前記被検体の心拍運動の各周期において同じ位相になるように、前記イメージングシーケンスを実施する
請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記スキャン部は、前記被検体において冠状動脈を含む領域を前記撮影領域として前記イメージングシーケンスを実施する
請求項１から４のいずれかに記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
前記スキャン部は、前記イメージングシーケンスの実施前に、前記磁気共鳴信号をナビゲータエコーデータとして得るナビゲータシーケンスを実施し、
前記体動検出部は、前記スキャン部が前記ナビゲータシーケンスを実施することによって得られた前記ナビゲータエコーデータに基づいて、前記体動による変位を検出する
請求項１から５のいずれかに記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
前記スキャン部は、前記被検体において横隔膜を含む領域について前記ナビゲータエコーデータを得るように前記ナビゲータシーケンスを実施する
請求項６に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項８】
前記画像生成部により生成された前記被検体の画像を表示画面に表示する表示部
を有する
請求項１から７のいずれかに記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１】
静磁場空間内において被検体の撮影領域を励起するように前記被検体に電磁波を照射し、前記被検体の撮影領域において発生する磁気共鳴信号をイメージングデータとして得るイメージングシーケンスを複数実施するスキャン部と、前記スキャン部が前記イメージングシーケンスを実施することによって得られる前記複数のイメージングデータに基づいて、前記被検体の画像を生成する画像生成部とを有する磁気共鳴イメージング装置であって、
前記被検体の体動による変位を周期的に検出する体動検出部
を含み、
前記スキャン部は、前記体動検出部によって検出された前記体動による変位が基準範囲内の場合に前記イメージングシーケンスを実施し、
前記画像生成部は、前記スキャン部により実施された前記複数のイメージングシーケンスにおいて得られた前記複数のイメージングデータのそれぞれを、前記イメージングデータのそれぞれを得た第１のイメージングシーケンスと、前記第１のイメージングシーケンスの前に実施された第２のイメージングシーケンスとの時間間隔に対応した補正係数を用いて補正した後に、当該補正した複数のイメージングデータに基づいて、前記被検体の画像を生成する
磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
前記体動検出部は、前記被検体の呼吸運動による変位を検出する
請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
前記体動検出部は、前記被検体の心拍運動の周期ごとに、前記呼吸運動による変位を検出する
請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
前記体動検出部は、前記被検体の心拍運動の各周期において同じ位相になるように、前記呼吸運動による変位を繰り返し検出し、
前記スキャン部は、前記被検体の心拍運動の各周期において同じ位相になるように、前記イメージングシーケンスを実施する
請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記スキャン部は、前記被検体において冠状動脈を含む領域を前記撮影領域として前記イメージングシーケンスを実施する
請求項１から４のいずれかに記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
前記スキャン部は、前記イメージングシーケンスの実施前に、前記磁気共鳴信号をナビゲータエコーデータとして得るナビゲータシーケンスを実施し、
前記体動検出部は、前記スキャン部が前記ナビゲータシーケンスを実施することによって得られた前記ナビゲータエコーデータに基づいて、前記体動による変位を検出する
請求項１から５のいずれかに記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
前記スキャン部は、前記被検体において横隔膜を含む領域について前記ナビゲータエコーデータを得るように前記ナビゲータシーケンスを実施する
請求項６に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項８】
前記画像生成部により生成された前記被検体の画像を表示画面に表示する表示部
を有する
請求項１から７のいずれかに記載の磁気共鳴イメージング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−１１１１８８（Ｐ２００７−１１１１８８Ａ）
【公開日】平成１９年５月１０日（２００７．５．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３０４７９８（Ｐ２００５−３０４７９８）
【出願日】平成１７年１０月１９日（２００５．１０．１９）
【出願人】（３０００１９２３８）ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー (1,125)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月１０日（２００７．５．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月１９日（２００５．１０．１９）
【出願人】（３０００１９２３８）ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー (1,125)
【Ｆターム（参考）】
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