磁気共鳴映像装置
【課題】被検者に呼吸レベルの調整を適切に行わせるのに有益な情報を知らせる。
【解決手段】主制御部１０ｇの制御の下での各部の動作により被検者２００の呼吸レベルを検出するためのモニタ用ＮＭＲ信号および表示用ＮＭＲ信号と被検体の体内の画像を得るための再構成用ＮＭＲ信号とを取得する。主制御部１０ｇは、取得されたモニタ用ＮＭＲ信号および表示用ＮＭＲ信号のぞれぞれに基づいて被検者２００の呼吸レベルを第１および第２の呼吸レベルとして検出する。主制御部１０ｇは、第１の呼吸レベルが許容範囲内であるときに再構成用ＮＭＲ信号を得るように上記の取得を制御する。主制御部１０ｇは、第２の呼吸レベルの変化を表した表示画像を生成する。表示システム１２は、表示画像を被検者２００に対して表示する。
【解決手段】主制御部１０ｇの制御の下での各部の動作により被検者２００の呼吸レベルを検出するためのモニタ用ＮＭＲ信号および表示用ＮＭＲ信号と被検体の体内の画像を得るための再構成用ＮＭＲ信号とを取得する。主制御部１０ｇは、取得されたモニタ用ＮＭＲ信号および表示用ＮＭＲ信号のぞれぞれに基づいて被検者２００の呼吸レベルを第１および第２の呼吸レベルとして検出する。主制御部１０ｇは、第１の呼吸レベルが許容範囲内であるときに再構成用ＮＭＲ信号を得るように上記の取得を制御する。主制御部１０ｇは、第２の呼吸レベルの変化を表した表示画像を生成する。表示システム１２は、表示画像を被検者２００に対して表示する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検者の体内から放射される磁気共鳴信号に基づいて前記被検者の体内の画像を得る磁気共鳴映像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴映像（ＭＲＩ）法で冠動脈を撮像するためには、３次元（３Ｄ）のＳＳＦＰ（steady state free precession）シーケンスを用いて、息止め、もしくは自然呼吸下で撮像する方法が用いられる。特に心臓全体の冠動脈走行を画像化するＷＨ ＭＲＣＡ（whole heart MR coronary angiography）の場合には、息止めでは空間分解能が不十分なことがある。これの対策としては、自然呼吸下で、例えば横隔膜の位置をＮＭＲ（nuclear magnetic resonance）信号に基づいて検出することによって呼吸レベルをモニタしながら、その呼吸レベルに合わせて撮像する位置を変えながら撮像するＲＭＣ（realtime motion correction）法が用いられる。
【０００３】
ただし、撮像する位置の可変量には限りがあるために、呼吸による動きの範囲に対して一定の閾値を設けて、その閾値より動きが大きくなっているときには撮像のためのＮＭＲ信号の収集を休止するという方法が用いられる。すなわち例えば、図１１に示すような領域Ｒについて収集したＮＭＲ信号を１次元フーリエ変換して得られる信号からは、体軸方向に関しての横隔膜の位置が検出できる。体軸方向に関する横隔膜の位置は呼吸に応じて周期的に上下するから、周期的に検出される横隔膜の位置を時系列にプロットすることによって、呼吸動に同期した図１２に示すようなモニタ信号を得ることができる。このモニタ信号のピークが図１２に示すように上限閾値ＵＳＬと下限閾値ＬＳＬとの間の許容範囲外にあるときには撮像しないか、もしくは収集したデータを用いないようにし、許容範囲内にあるときにはデータ収集を行う。
【０００４】
図１４は以上のような撮像法に係るシーケンスの一例を示す図である。
【０００５】
上記の撮像法は、通常は心電同期を伴って実施される。そしてＲ波から一定の遅延時間が経過したのちに、呼吸レベルを把握するための位置情報を得るためのＮＭＲ信号としてＭＰＰ（motion probing pulse）を収集する。そしてこの直後に、撮影のためのデータ収集が行われる。
【０００６】
この様にすることで、自然呼吸下でもかなりの高分解能の３Ｄ画像が良好に得られる。
【０００７】
しかしながら、呼吸レベルが一定でなく次第に下がったり、あるいは次第に上がったりし、ＮＭＲ信号を１次元フーリエ変換して得られる信号における横隔膜の位置に相当する部分が例えば図１３に示すように許容範囲から外れてしまうと、撮像時間が長くなったり、最悪のケースでは検査を終了できなくなるおそれがあった。
【０００８】
そこで本出願人は、上記のようにモニタされている呼吸レベルを被検者に知らせることにより、被検者が呼吸レベルを容易に許容範囲に合わせられるように支援する技術を特願２００７−１２２７３７として提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−０４１９７０号公報
【特許文献２】特開２０００−１５７５０７号公報
【特許文献３】特開２００４−０５７２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、位置情報を得るためのＮＭＲ信号の収集は、上述のように１心拍につき１回しか行われていない。つまり呼吸レベルのモニタは、図１５に示すように１回の呼吸について１，２回程度しか行われておらず、モニタされた呼吸レベルのみを被検者に知らせても、被検者は呼吸の変化を認識することができない。つまり、上述のような周期で取得された情報の更新速度は、呼吸レベルを制御するための情報の更新速度としては遅すぎる。言い換えれば、呼吸レベル制御におけるフィードバック時定数が長くなっている。
【００１１】
このような事情から、上記のようにモニタされた呼吸レベルに基づいての被検者による呼吸レベルの調整は、自動制御におけるフィードバック時定数が長い場合と類似して考えられ、過小制御や過大制御が起こり得る。
【００１２】
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、被検者が呼吸レベルの調整を適切に行うことを可能とする有益な情報を知らせることが可能な磁気共鳴映像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一態様による磁気共鳴映像装置は、被検者の体内から放射される磁気共鳴信号に基づいて前記被検者の体内の画像を得る磁気共鳴映像装置において、前記被検者の呼吸レベルを検出するためのモニタ用磁気共鳴信号および表示用磁気共鳴信号と前記画像を得るための再構成用磁気共鳴信号のそれぞれとしてそれぞれ異なるタイミングで前記磁気共鳴信号を取得する取得手段と、前記取得手段により取得された前記モニタ用磁気共鳴信号と前記表示用磁気共鳴信号とのそれぞれに基づいて前記被検者についての第１および第２の呼吸レベルを検出する検出手段と、前記検出手段により検出された前記第１の呼吸レベルが許容範囲内であるときに前記再構成用磁気共鳴信号を取得するように前記取得手段を制御する手段と、前記検出手段により検出された前記第２の呼吸レベルの変化を表した表示画像を生成する生成手段と、前記表示画像を前記被検者に対して表示する表示手段とを備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、被検者が呼吸レベルの調整を適切に行うことを可能とする有益な情報を知らせることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１乃至第３の実施形態に係る磁気共鳴映像装置１００の構成を示す図。
【図２】第１の実施形態における第１の画像の一例を示す図。
【図３】第１の実施形態における第２の画像の一例を示す図。
【図４】第１の実施形態における第１の呼吸レベルの第２の呼吸レベルに対する遅れを示す図。
【図５】第１の実施形態における第１の呼吸レベルが新たに検出される直前の表示画像の一例を示す図。
【図６】第１の実施形態における第１の呼吸レベルが新たに検出された直後の表示画像の一例を示す図。
【図７】第２の実施形態におけるＷＨ ＭＲＣＡを行う場合のシーケンスを示す図。
【図８】第２の実施形態における表示画像の一例を示す図。
【図９】第３の実施形態における呼吸レベルの検出状態の一例を示す図。
【図１０】図９中の各時点で生成される表示画像の一例を示す図。
【図１１】呼吸レベルを検出するためのＮＭＲ信号を収集する領域を示す図。
【図１２】モニタ信号の一例を示す図。
【図１３】モニタ信号のピークが許容範囲外へとずれていく様子の一例を示す図。
【図１４】ＷＨ ＭＲＣＡの基本的なシーケンスを示す図。
【図１５】実際の呼吸レベルの変化とモニタされた呼吸レベルとの関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の第１乃至第３の実施形態について説明する。
【００１７】
図１は第１乃至第３の実施形態に係る磁気共鳴映像装置（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１、傾斜磁場コイルユニット２、傾斜磁場電源３、寝台４、寝台制御部５、送信ＲＦコイル６、送信部７、受信ＲＦコイル８、受信部９、計算機システム１０、映像伝送システム１１、表示システム１２および呼吸同期センサ１３を具備する。
【００１８】
静磁場磁石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１としては、例えば永久磁石または超伝導磁石等が使用される。
【００１９】
傾斜磁場コイルユニット２は、中空の円筒形をなし、静磁場磁石１の内側に配置される。傾斜磁場コイルユニット２は、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚの各軸に対応する３種類のコイルが組み合わされている。傾斜磁場コイルユニット２は、上記の３種類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にそれぞれ任意に使用される。スライス選択用傾斜磁場Ｇsは、任意にイメージング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ＮＭＲ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ＮＭＲ信号の周波数を変化させるために利用される。
【００２０】
被検者２００は、寝台４の天板４ａに載置された状態で傾斜磁場コイルユニット２の空洞内に挿入される。寝台４が有する天板４ａ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１の中心軸と平行になるように寝台４が設置される。
【００２１】
送信ＲＦコイル６は、傾斜磁場コイルユニット２の内側に配置される。送信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。
【００２２】
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ＲＦコイル６に送信する。
【００２３】
受信ＲＦコイル８は、傾斜磁場コイルユニット２の内側に配置される。受信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ＮＭＲ信号を受信する。受信ＲＦコイル８からの出力信号は、受信部９に入力される。
【００２４】
受信部９は、受信ＲＦコイル８からの出力信号に基づいてＮＭＲ信号データを生成する。
【００２５】
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。
【００２６】
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ＲＦコイル８、受信部９および呼吸同期センサ１３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。
【００２７】
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ＮＭＲ信号データを、記憶部１０ｄに格納する。
【００２８】
再構成部１０ｃは、記憶部１０ｄに記憶されたＮＭＲ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、被検者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。
【００２９】
記憶部１０ｄは、ＮＭＲ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。
【００３０】
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。
【００３１】
入力部１０ｆは、オペレータからの各種指令や情報入力を受け付ける。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利用可能である。また入力部１０ｆは、心臓全体などのイメージング領域、横隔膜などの同期対象部位としての励起スライスあるいは励起スラブのオペレータにより指定を受け付ける。
【００３２】
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を総括的に制御する。また主制御部１０ｇは、呼吸レベルが前記許容範囲内であるか否かを表す映像の映像信号を生成する。この映像信号は、例えばＮＴＳＣ（national television system committee）信号である。
【００３３】
映像伝送システム１１は、主制御部１０ｇにより生成された映像信号を光で伝送する。
【００３４】
表示システム１２は、映像信号に基づいて映像を、撮影状態に置かれた被検者２００が目視可能なように表示する。
【００３５】
なお、映像伝送システム１１および表示システム１２としては、例えば特願２００７−１２２７３７に記載された構成を採用することができる。
【００３６】
呼吸同期センサ１３は、被検者２００の腹部に取り付けられ、被検者２００の腹部の物理的な動きに基づいて被検者２００の呼吸レベルを検出する。
【００３７】
（第１の実施形態）
第１の実施形態において主制御部１０ｇは、次のような複数の機能を備える。なおこれら複数の機能は、主制御部１０ｇが備えるプロセッサにプログラムを実行させることによって実現できる。
【００３８】
上記の機能の１つは、被検者２００の呼吸レベルを検出するためのＮＭＲ信号（以下、モニタ用ＮＭＲ信号と称する）をデータ収集部１０ｂに取得させるように関係各部を制御する。上記の機能の１つは、データ収集部１０ｂにより取得されたモニタ用ＮＭＲ信号に基づいて被検者２００の呼吸レベルを検出する。上記の機能の１つは、画像を再構成するためのＮＭＲ信号（以下、再構成用ＮＭＲ信号と称する）を、モニタ用ＮＭＲ信号に基づいて検出された呼吸レベルが許容範囲内であるときにデータ収集部１０ｂに収集させるように関係各部を制御する。上記の機能の１つは、呼吸同期センサ１３により検出された呼吸レベルの変化を表した呼吸波形にモニタ用ＮＭＲ信号に基づいて検出した呼吸レベルを表す画像を合成した表示画像を生成する。なお以下においては、モニタ用ＮＭＲ信号に基づいて検出した呼吸レベルを第１の呼吸レベル、呼吸同期センサ１３により検出された呼吸レベルを第２の呼吸レベルと称する。
【００３９】
この第１の実施形態のＭＲＩ装置１００では、ＷＨ ＭＲＣＡを周知のシーケンスに従って実行する。このようなＷＨ ＭＲＣＡの実行中において主制御部１０ｇは、被検者２００の呼吸レベルが許容範囲内であるか否か被検者２００に知らせるための表示画像を以下のようにして生成する。なお、ＷＨ ＭＲＣＡにおいてはモニタ用ＮＭＲ信号が取得される。モニタ用ＮＭＲ信号は、同期対象部位（励起スライス、励起スラブなど）から収集されるＮＭＲ信号である。モニタ用ＮＭＲ信号は、例えば位相エンコード用傾斜磁場を印加しないで取得される。
【００４０】
主制御部１０ｇは、呼吸同期センサ１３が検出した第２の呼吸レベルを、呼吸波形を再現するのに十分なレートで取得する。なお呼吸同期センサ１３は、ベローズなどを用いて、呼吸レベルを実時間で、しかも連続的に検出できる。
【００４１】
主制御部１０ｇは、ＷＨ ＭＲＣＡのための制御のなかで、１心拍につき１回の割合で第１の呼吸レベルを検出する。主制御部１０ｇは、最近の一定期間に取得した第１の呼吸レベルのそれぞれを、時間軸および呼吸レベル軸により定義される平面上に配置した例えば図２に示すような第１の画像を生成する。
【００４２】
一方、主制御部１０ｇは、上記の一定期間に取得した第２の呼吸レベルに基づいて、当該期間における呼吸波形を表した例えば図３に示すような第２の画像を生成する。
【００４３】
そして主制御部１０ｇは、第１の画像と第２の画像とを合成した画像として表示画像を生成する。このときに主制御部１０ｇは、第１の呼吸レベルおよび第２の呼吸レベルのそれぞれの振幅スケール（振幅の最大値および最小値）を正規化して合わせる。
【００４４】
主制御部１０ｇは、第２の呼吸レベルを取得する毎に、表示画像を更新する。かくして表示画像は、呼吸波形が時間の経過にともなってスクロールする画像となる。
【００４５】
ところで第１の呼吸レベルは、モニタ用ＮＭＲ信号を取得するため、あるいはモニタ用ＮＭＲ信号に基づいて呼吸レベルを求めるために若干の時間を要するために、呼吸同期センサ１３に比べて実時間性が低い。このため図４に示すように、第１の呼吸レベルは第２の呼吸レベルに対して一定の遅れを有する。そこで主制御部１０ｇは、この遅れを補正するように第１の画像および第２の画像を合成する。
【００４６】
すなわち、第１の呼吸レベルが新たに検出される直前の表示画像が図５に示す状態であったとする。そして第１の呼吸レベルが新たに検出された後に表示画像を更新する際には、新たに検出された呼吸レベルが現時点の情報として表されるのではなく、図６に示すように上記の遅れに相当する時間を遡った時点における情報として表されるように表示画像が更新される。
【００４７】
このように生成された表示画像は、インタフェース部１０ａおよび映像伝送システム１１を介して表示システム１２へと伝送され、この表示システム１２によって被検者２００が目視可能な状態で表示される。
【００４８】
かくしてこの第１の実施形態によれば、表示画像には、モニタ用ＮＭＲ信号に基づいて検出された第１の呼吸レベルと、呼吸同期センサ１３に基づいて検出された第２の呼吸レベルとが同時に表される。従って被検者２００はこの表示画像の呼吸波形に基づいて呼吸レベルの変化の様子を、また第２の呼吸レベルの表示に基づいて正確な呼吸レベルをそれぞれ認識することができる。これにより被検者２００は、実際の呼吸の状態を正確に把握することが可能となり、適切に呼吸を調整することが可能となる。
【００４９】
（第２の実施形態）
第２の実施形態において主制御部１０ｇは、次のような複数の機能を備える。なおこれら複数の機能は、主制御部１０ｇが備えるプロセッサにプログラムを実行させることによって実現できる。
【００５０】
上記の機能の１つは、ＷＨ ＭＲＣＡのための呼吸レベルの検出に使用するＮＭＲ信号（以下、モニタ用ＮＭＲ信号と称する）をデータ収集部１０ｂに取得させるように関係各部を制御する。上記の機能の１つは、モニタ用ＮＭＲ信号に基づいて被検者２００の呼吸レベル（以下、第１の呼吸レベルと称する）を検出する。上記の機能の１つは、画像を再構成するためのＮＭＲ信号（以下、再構成用ＮＭＲ信号と称する）を、モニタ用ＮＭＲ信号に基づいて検出された呼吸レベルが許容範囲内であるときにデータ収集部１０ｂに収集させるように関係各部を制御する。上記の機能の１つは、表示のための呼吸レベルの検出に使用するＮＭＲ信号（以下、表示用ＮＭＲ信号と称する）をデータ収集部１０ｂに取得させるように関係各部を制御する。上記の機能の１つは、表示用ＮＭＲ信号に基づいて被検者２００の呼吸レベル（以下、第２の呼吸レベルと称する）を検出する。上記の機能の１つは、第１の呼吸レベルおよび第２の呼吸レベルの変化を表した表示画像を生成する。
【００５１】
この第２の実施形態のＭＲＩ装置１００では、ＷＨ ＭＲＣＡを行う場合には、主制御部１０ｇは図７に示すようなシーケンスによりデータ収集部１０ｂにＮＭＲ信号を収集させる。
【００５２】
図７に示すシーケンスでは、１心拍内にＭＰＰが複数回収集される。複数のＭＰＰは、イメージング領域のデータ収集期間直前に収集される主ＭＰＰと、データ収集期間を避けかつ主ＭＰＰとは別のタイミングで収集される副ＭＰＰとに分類される。副ＭＰＰは、イメージング領域のデータ収集期間を除く期間であれば、主ＭＰＰの前、後のいずれに収集されても良い。例えば主ＭＰＰの前に複数の副ＭＰＰを収集しても良い。また１心拍内で（副ＭＰＰだけでなく主ＭＰＰを含む）複数のＭＰＰを等間隔に収集するようにしても良い。この場合、等間隔に設定された複数のＭＰＰのいずれかがイメージング領域のデータ収集期間に含まれる場合は、そのＭＰＰは収集しないようにする。
【００５３】
主ＭＰＰは、図１４に示した従来のシーケンスにおいて取得されていたＭＰＰに相当し、モニタ用ＮＭＲ信号として使用される。副ＭＰＰは、ＷＨ ＭＲＣＡの制御のためとは無関係に追加して取得されるものであり、表示用ＮＭＲ信号として使用される。
【００５４】
そして主制御部１０ｇは、ＷＨ ＭＲＣＡのための第１の呼吸レベルの検出は、モニタ用ＮＭＲ信号のみに基づいて行う。主制御部１０ｇは、ＷＨ ＭＲＣＡには使用しないが、表示用ＮＭＲ信号に基づいても第２の呼吸レベルの検出を行う。そして主制御部１０ｇは、最近の一定期間に取得した第１の呼吸レベルおよび第２の呼吸レベルのそれぞれを、時間軸および呼吸レベル軸により定義される平面上に配置した例えば図８に示すような表示画像を生成する。
【００５５】
このように生成された表示画像は、インタフェース部１０ａおよび映像伝送システム１１を介して表示システム１２へと伝送され、この表示システム１２によって被検者２００が目視可能な状態で表示される。
【００５６】
かくしてこの第２の実施形態によれば、表示画像には、短い周期でそれぞれ検出された多数の呼吸レベルが時系列的に表される。従って被検者２００はこの表示画像から呼吸レベルの変化の様子を認識することができる。これにより被検者２００は、実際の呼吸の状態を正確に把握することが可能となり、適切に呼吸を調整することが可能となる。
【００５７】
（第３の実施形態）
第３の実施形態において主制御部１０ｇは、次のような複数の機能を備える。なおこれら複数の機能は、主制御部１０ｇが備えるプロセッサにプログラムを実行させることによって実現できる。
【００５８】
上記の機能の１つは、呼吸レベルの検出に使用するＮＭＲ信号（以下、モニタ用ＮＭＲ信号と称する）をデータ収集部１０ｂに取得させるように関係各部を制御する。上記の機能の１つは、モニタ用ＮＭＲ信号に基づいて被検者２００の呼吸レベルを検出する。上記の機能の１つは、画像を再構成するためのＮＭＲ信号（以下、再構成用ＮＭＲ信号と称する）を、モニタ用ＮＭＲ信号に基づいて検出された呼吸レベルが許容範囲内であるときにデータ収集部１０ｂに収集させるように関係各部を制御する。上記の機能の１つは、最も新しく検出された呼吸レベルと、所定期間内に検出された検出レベルの最高値とをそれぞれ表す表示画像を生成する。
【００５９】
この第３の実施形態のＭＲＩ装置１００では、ＷＨ ＭＲＣＡを周知のシーケンスに従って実行する。このようなＷＨ ＭＲＣＡの実行中において主制御部１０ｇは、被検者２００の呼吸レベルが許容範囲内であるか否か被検者２００に知らせるための表示画像を以下のようにして生成する。
【００６０】
主制御部１０ｇは、ＷＨ ＭＲＣＡのための制御のなかで、１心拍につき１回の割合で呼吸レベルを検出する。主制御部１０ｇは、呼吸レベルを新たに検出する毎に、その検出した呼吸レベルを表した表示画像を生成する。
【００６１】
例えば図９に示すように時点ＴＡにおいて図９に示すような呼吸レベルが検出されたことに応じて、主制御部１０ｇは図１０に示すような表示画像ＩＡを生成する。表示画像ＩＡでは、時点ＴＡにおいて検出された呼吸レベルを黒点により表している。
【００６２】
一方、時点ＴＢにおいて図９に示すような呼吸レベルが検出されたことに応じて、主制御部１０ｇは図１０に示すように、時点ＴＢにおいて検出された呼吸レベルを黒点により表した表示画像ＩＢを生成する。さて、時点ＴＢにおいて検出された検出レベルは、時点ＴＡにおいて検出された検出レベルよりも低下している。このような場合に主制御部１０ｇは、時点ＴＡにおいて検出された検出レベルを、最近の最高レベルとして表示画像ＩＢ中に表す。なお図１０では、最高レベルはハッチングした点として表している。
【００６３】
時点ＴＢにおいて図９に示すような呼吸レベルが検出されたことに応じて、主制御部１０ｇは図１０に示すように、時点ＴＣにおいて検出された呼吸レベルを黒点により表した表示画像ＩＣを生成する。時点ＴＣにおいて検出された呼吸レベルは、これまでの最高レベルよりも高いので、表示画像ＩＣには最高レベルは表示されない。
【００６４】
以降同様にして、図９の時点ＴＤ〜時点ＴＦのそれぞれで、図１０の表示画像ＩＤ〜ＩＦがそれぞれ生成される。
【００６５】
時点ＴＨにおいて図９に示すような呼吸レベルが検出されたことに応じて、主制御部１０ｇは図１０に示すように、時点ＴＨにおいて検出された呼吸レベルを黒点により表した表示画像ＩＨを生成する。さて、これまでの最高レベルは、時点ＴＣにおいて検出された呼吸レベルであったが、時点ＴＨは時点ＴＣから規定時間Ｔ１以上が経過している。このような場合に主制御部１０ｇは、これまでの最高レベルを解除し、新たに生成した画像には表さない。
【００６６】
以降同様にして、図９の時点ＴＨ〜時点ＴＪのそれぞれで、図１０の表示画像ＩＧ〜ＩＪがそれぞれ生成される。
【００６７】
このように生成された表示画像は、インタフェース部１０ａおよび映像伝送システム１１を介して表示システム１２へと伝送され、この表示システム１２によって被検者２００が目視可能な状態で逐次表示される。
【００６８】
かくしてこの第３の実施形態によれば、表示画像には、最も新しく検出された呼吸レベルと、最近の一定期間内において検出された最高の呼吸レベルとが表される。従って被検者２００はこの表示画像から、現在の呼吸レベルが最近の最高レベルとどのような関係にあるかを認識することができる。これにより被検者２００は、実際の呼吸の状態を正確に把握することが可能となり、適切に呼吸を調整することが可能となる。
【００６９】
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。
【００７０】
前記第１の実施形態では、正規化や遅延補正は行わなくても良い。
【００７１】
前記第２の実施形態では、副ＭＰＰの取得を行う１心拍当たりの回数は、１回以上の任意の回数で良い。
【００７２】
前記第２の実施形態では、副ＭＰＰの取得を１心拍当たりに複数回行う場合には、主ＭＰＰに基づいて判定した呼吸レベルは表示画像に含めなくても良い。
【００７３】
前記第３の実施形態では、最高レベルと現時点の呼吸レベルとを互いに異なる形態で表すことにより、両レベルが一致する場合にもそれぞれが表示されるようにすれば、最高レベルと現時点の呼吸レベルとが一致していることを被検者２００がより理解し易くなる。これは、例えば最高レベルを水平線により表すなどの変更により実現可能である。
【００７４】
各実施形態とも、表示画像の具体的な内容は任意に変更が可能である。
【００７５】
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。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１…静磁場磁石、２…傾斜磁場コイルユニット、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、１０ａ…インタフェース部、１０ｂ…データ収集部、１０ｄ…記憶部、１０…計算機システム、１０ｃ…再構成部、１０ｇ…主制御部、１０ｆ…入力部、１０ｅ…表示部、１１…映像伝送システム、１２…表示システム、１３…呼吸同期センサ、１００…磁気共鳴映像装置（ＭＲＩ装置）、２００…被検者。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検者の体内から放射される磁気共鳴信号に基づいて前記被検者の体内の画像を得る磁気共鳴映像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴映像（ＭＲＩ）法で冠動脈を撮像するためには、３次元（３Ｄ）のＳＳＦＰ（steady state free precession）シーケンスを用いて、息止め、もしくは自然呼吸下で撮像する方法が用いられる。特に心臓全体の冠動脈走行を画像化するＷＨ ＭＲＣＡ（whole heart MR coronary angiography）の場合には、息止めでは空間分解能が不十分なことがある。これの対策としては、自然呼吸下で、例えば横隔膜の位置をＮＭＲ（nuclear magnetic resonance）信号に基づいて検出することによって呼吸レベルをモニタしながら、その呼吸レベルに合わせて撮像する位置を変えながら撮像するＲＭＣ（realtime motion correction）法が用いられる。
【０００３】
ただし、撮像する位置の可変量には限りがあるために、呼吸による動きの範囲に対して一定の閾値を設けて、その閾値より動きが大きくなっているときには撮像のためのＮＭＲ信号の収集を休止するという方法が用いられる。すなわち例えば、図１１に示すような領域Ｒについて収集したＮＭＲ信号を１次元フーリエ変換して得られる信号からは、体軸方向に関しての横隔膜の位置が検出できる。体軸方向に関する横隔膜の位置は呼吸に応じて周期的に上下するから、周期的に検出される横隔膜の位置を時系列にプロットすることによって、呼吸動に同期した図１２に示すようなモニタ信号を得ることができる。このモニタ信号のピークが図１２に示すように上限閾値ＵＳＬと下限閾値ＬＳＬとの間の許容範囲外にあるときには撮像しないか、もしくは収集したデータを用いないようにし、許容範囲内にあるときにはデータ収集を行う。
【０００４】
図１４は以上のような撮像法に係るシーケンスの一例を示す図である。
【０００５】
上記の撮像法は、通常は心電同期を伴って実施される。そしてＲ波から一定の遅延時間が経過したのちに、呼吸レベルを把握するための位置情報を得るためのＮＭＲ信号としてＭＰＰ（motion probing pulse）を収集する。そしてこの直後に、撮影のためのデータ収集が行われる。
【０００６】
この様にすることで、自然呼吸下でもかなりの高分解能の３Ｄ画像が良好に得られる。
【０００７】
しかしながら、呼吸レベルが一定でなく次第に下がったり、あるいは次第に上がったりし、ＮＭＲ信号を１次元フーリエ変換して得られる信号における横隔膜の位置に相当する部分が例えば図１３に示すように許容範囲から外れてしまうと、撮像時間が長くなったり、最悪のケースでは検査を終了できなくなるおそれがあった。
【０００８】
そこで本出願人は、上記のようにモニタされている呼吸レベルを被検者に知らせることにより、被検者が呼吸レベルを容易に許容範囲に合わせられるように支援する技術を特願２００７−１２２７３７として提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−０４１９７０号公報
【特許文献２】特開２０００−１５７５０７号公報
【特許文献３】特開２００４−０５７２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、位置情報を得るためのＮＭＲ信号の収集は、上述のように１心拍につき１回しか行われていない。つまり呼吸レベルのモニタは、図１５に示すように１回の呼吸について１，２回程度しか行われておらず、モニタされた呼吸レベルのみを被検者に知らせても、被検者は呼吸の変化を認識することができない。つまり、上述のような周期で取得された情報の更新速度は、呼吸レベルを制御するための情報の更新速度としては遅すぎる。言い換えれば、呼吸レベル制御におけるフィードバック時定数が長くなっている。
【００１１】
このような事情から、上記のようにモニタされた呼吸レベルに基づいての被検者による呼吸レベルの調整は、自動制御におけるフィードバック時定数が長い場合と類似して考えられ、過小制御や過大制御が起こり得る。
【００１２】
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、被検者が呼吸レベルの調整を適切に行うことを可能とする有益な情報を知らせることが可能な磁気共鳴映像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一態様による磁気共鳴映像装置は、被検者の体内から放射される磁気共鳴信号に基づいて前記被検者の体内の画像を得る磁気共鳴映像装置において、前記被検者の呼吸レベルを検出するためのモニタ用磁気共鳴信号および表示用磁気共鳴信号と前記画像を得るための再構成用磁気共鳴信号のそれぞれとしてそれぞれ異なるタイミングで前記磁気共鳴信号を取得する取得手段と、前記取得手段により取得された前記モニタ用磁気共鳴信号と前記表示用磁気共鳴信号とのそれぞれに基づいて前記被検者についての第１および第２の呼吸レベルを検出する検出手段と、前記検出手段により検出された前記第１の呼吸レベルが許容範囲内であるときに前記再構成用磁気共鳴信号を取得するように前記取得手段を制御する手段と、前記検出手段により検出された前記第２の呼吸レベルの変化を表した表示画像を生成する生成手段と、前記表示画像を前記被検者に対して表示する表示手段とを備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、被検者が呼吸レベルの調整を適切に行うことを可能とする有益な情報を知らせることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１乃至第３の実施形態に係る磁気共鳴映像装置１００の構成を示す図。
【図２】第１の実施形態における第１の画像の一例を示す図。
【図３】第１の実施形態における第２の画像の一例を示す図。
【図４】第１の実施形態における第１の呼吸レベルの第２の呼吸レベルに対する遅れを示す図。
【図５】第１の実施形態における第１の呼吸レベルが新たに検出される直前の表示画像の一例を示す図。
【図６】第１の実施形態における第１の呼吸レベルが新たに検出された直後の表示画像の一例を示す図。
【図７】第２の実施形態におけるＷＨ ＭＲＣＡを行う場合のシーケンスを示す図。
【図８】第２の実施形態における表示画像の一例を示す図。
【図９】第３の実施形態における呼吸レベルの検出状態の一例を示す図。
【図１０】図９中の各時点で生成される表示画像の一例を示す図。
【図１１】呼吸レベルを検出するためのＮＭＲ信号を収集する領域を示す図。
【図１２】モニタ信号の一例を示す図。
【図１３】モニタ信号のピークが許容範囲外へとずれていく様子の一例を示す図。
【図１４】ＷＨ ＭＲＣＡの基本的なシーケンスを示す図。
【図１５】実際の呼吸レベルの変化とモニタされた呼吸レベルとの関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の第１乃至第３の実施形態について説明する。
【００１７】
図１は第１乃至第３の実施形態に係る磁気共鳴映像装置（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１、傾斜磁場コイルユニット２、傾斜磁場電源３、寝台４、寝台制御部５、送信ＲＦコイル６、送信部７、受信ＲＦコイル８、受信部９、計算機システム１０、映像伝送システム１１、表示システム１２および呼吸同期センサ１３を具備する。
【００１８】
静磁場磁石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１としては、例えば永久磁石または超伝導磁石等が使用される。
【００１９】
傾斜磁場コイルユニット２は、中空の円筒形をなし、静磁場磁石１の内側に配置される。傾斜磁場コイルユニット２は、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚの各軸に対応する３種類のコイルが組み合わされている。傾斜磁場コイルユニット２は、上記の３種類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にそれぞれ任意に使用される。スライス選択用傾斜磁場Ｇsは、任意にイメージング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ＮＭＲ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ＮＭＲ信号の周波数を変化させるために利用される。
【００２０】
被検者２００は、寝台４の天板４ａに載置された状態で傾斜磁場コイルユニット２の空洞内に挿入される。寝台４が有する天板４ａ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１の中心軸と平行になるように寝台４が設置される。
【００２１】
送信ＲＦコイル６は、傾斜磁場コイルユニット２の内側に配置される。送信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。
【００２２】
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ＲＦコイル６に送信する。
【００２３】
受信ＲＦコイル８は、傾斜磁場コイルユニット２の内側に配置される。受信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ＮＭＲ信号を受信する。受信ＲＦコイル８からの出力信号は、受信部９に入力される。
【００２４】
受信部９は、受信ＲＦコイル８からの出力信号に基づいてＮＭＲ信号データを生成する。
【００２５】
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。
【００２６】
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ＲＦコイル８、受信部９および呼吸同期センサ１３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。
【００２７】
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ＮＭＲ信号データを、記憶部１０ｄに格納する。
【００２８】
再構成部１０ｃは、記憶部１０ｄに記憶されたＮＭＲ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、被検者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。
【００２９】
記憶部１０ｄは、ＮＭＲ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。
【００３０】
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。
【００３１】
入力部１０ｆは、オペレータからの各種指令や情報入力を受け付ける。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利用可能である。また入力部１０ｆは、心臓全体などのイメージング領域、横隔膜などの同期対象部位としての励起スライスあるいは励起スラブのオペレータにより指定を受け付ける。
【００３２】
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を総括的に制御する。また主制御部１０ｇは、呼吸レベルが前記許容範囲内であるか否かを表す映像の映像信号を生成する。この映像信号は、例えばＮＴＳＣ（national television system committee）信号である。
【００３３】
映像伝送システム１１は、主制御部１０ｇにより生成された映像信号を光で伝送する。
【００３４】
表示システム１２は、映像信号に基づいて映像を、撮影状態に置かれた被検者２００が目視可能なように表示する。
【００３５】
なお、映像伝送システム１１および表示システム１２としては、例えば特願２００７−１２２７３７に記載された構成を採用することができる。
【００３６】
呼吸同期センサ１３は、被検者２００の腹部に取り付けられ、被検者２００の腹部の物理的な動きに基づいて被検者２００の呼吸レベルを検出する。
【００３７】
（第１の実施形態）
第１の実施形態において主制御部１０ｇは、次のような複数の機能を備える。なおこれら複数の機能は、主制御部１０ｇが備えるプロセッサにプログラムを実行させることによって実現できる。
【００３８】
上記の機能の１つは、被検者２００の呼吸レベルを検出するためのＮＭＲ信号（以下、モニタ用ＮＭＲ信号と称する）をデータ収集部１０ｂに取得させるように関係各部を制御する。上記の機能の１つは、データ収集部１０ｂにより取得されたモニタ用ＮＭＲ信号に基づいて被検者２００の呼吸レベルを検出する。上記の機能の１つは、画像を再構成するためのＮＭＲ信号（以下、再構成用ＮＭＲ信号と称する）を、モニタ用ＮＭＲ信号に基づいて検出された呼吸レベルが許容範囲内であるときにデータ収集部１０ｂに収集させるように関係各部を制御する。上記の機能の１つは、呼吸同期センサ１３により検出された呼吸レベルの変化を表した呼吸波形にモニタ用ＮＭＲ信号に基づいて検出した呼吸レベルを表す画像を合成した表示画像を生成する。なお以下においては、モニタ用ＮＭＲ信号に基づいて検出した呼吸レベルを第１の呼吸レベル、呼吸同期センサ１３により検出された呼吸レベルを第２の呼吸レベルと称する。
【００３９】
この第１の実施形態のＭＲＩ装置１００では、ＷＨ ＭＲＣＡを周知のシーケンスに従って実行する。このようなＷＨ ＭＲＣＡの実行中において主制御部１０ｇは、被検者２００の呼吸レベルが許容範囲内であるか否か被検者２００に知らせるための表示画像を以下のようにして生成する。なお、ＷＨ ＭＲＣＡにおいてはモニタ用ＮＭＲ信号が取得される。モニタ用ＮＭＲ信号は、同期対象部位（励起スライス、励起スラブなど）から収集されるＮＭＲ信号である。モニタ用ＮＭＲ信号は、例えば位相エンコード用傾斜磁場を印加しないで取得される。
【００４０】
主制御部１０ｇは、呼吸同期センサ１３が検出した第２の呼吸レベルを、呼吸波形を再現するのに十分なレートで取得する。なお呼吸同期センサ１３は、ベローズなどを用いて、呼吸レベルを実時間で、しかも連続的に検出できる。
【００４１】
主制御部１０ｇは、ＷＨ ＭＲＣＡのための制御のなかで、１心拍につき１回の割合で第１の呼吸レベルを検出する。主制御部１０ｇは、最近の一定期間に取得した第１の呼吸レベルのそれぞれを、時間軸および呼吸レベル軸により定義される平面上に配置した例えば図２に示すような第１の画像を生成する。
【００４２】
一方、主制御部１０ｇは、上記の一定期間に取得した第２の呼吸レベルに基づいて、当該期間における呼吸波形を表した例えば図３に示すような第２の画像を生成する。
【００４３】
そして主制御部１０ｇは、第１の画像と第２の画像とを合成した画像として表示画像を生成する。このときに主制御部１０ｇは、第１の呼吸レベルおよび第２の呼吸レベルのそれぞれの振幅スケール（振幅の最大値および最小値）を正規化して合わせる。
【００４４】
主制御部１０ｇは、第２の呼吸レベルを取得する毎に、表示画像を更新する。かくして表示画像は、呼吸波形が時間の経過にともなってスクロールする画像となる。
【００４５】
ところで第１の呼吸レベルは、モニタ用ＮＭＲ信号を取得するため、あるいはモニタ用ＮＭＲ信号に基づいて呼吸レベルを求めるために若干の時間を要するために、呼吸同期センサ１３に比べて実時間性が低い。このため図４に示すように、第１の呼吸レベルは第２の呼吸レベルに対して一定の遅れを有する。そこで主制御部１０ｇは、この遅れを補正するように第１の画像および第２の画像を合成する。
【００４６】
すなわち、第１の呼吸レベルが新たに検出される直前の表示画像が図５に示す状態であったとする。そして第１の呼吸レベルが新たに検出された後に表示画像を更新する際には、新たに検出された呼吸レベルが現時点の情報として表されるのではなく、図６に示すように上記の遅れに相当する時間を遡った時点における情報として表されるように表示画像が更新される。
【００４７】
このように生成された表示画像は、インタフェース部１０ａおよび映像伝送システム１１を介して表示システム１２へと伝送され、この表示システム１２によって被検者２００が目視可能な状態で表示される。
【００４８】
かくしてこの第１の実施形態によれば、表示画像には、モニタ用ＮＭＲ信号に基づいて検出された第１の呼吸レベルと、呼吸同期センサ１３に基づいて検出された第２の呼吸レベルとが同時に表される。従って被検者２００はこの表示画像の呼吸波形に基づいて呼吸レベルの変化の様子を、また第２の呼吸レベルの表示に基づいて正確な呼吸レベルをそれぞれ認識することができる。これにより被検者２００は、実際の呼吸の状態を正確に把握することが可能となり、適切に呼吸を調整することが可能となる。
【００４９】
（第２の実施形態）
第２の実施形態において主制御部１０ｇは、次のような複数の機能を備える。なおこれら複数の機能は、主制御部１０ｇが備えるプロセッサにプログラムを実行させることによって実現できる。
【００５０】
上記の機能の１つは、ＷＨ ＭＲＣＡのための呼吸レベルの検出に使用するＮＭＲ信号（以下、モニタ用ＮＭＲ信号と称する）をデータ収集部１０ｂに取得させるように関係各部を制御する。上記の機能の１つは、モニタ用ＮＭＲ信号に基づいて被検者２００の呼吸レベル（以下、第１の呼吸レベルと称する）を検出する。上記の機能の１つは、画像を再構成するためのＮＭＲ信号（以下、再構成用ＮＭＲ信号と称する）を、モニタ用ＮＭＲ信号に基づいて検出された呼吸レベルが許容範囲内であるときにデータ収集部１０ｂに収集させるように関係各部を制御する。上記の機能の１つは、表示のための呼吸レベルの検出に使用するＮＭＲ信号（以下、表示用ＮＭＲ信号と称する）をデータ収集部１０ｂに取得させるように関係各部を制御する。上記の機能の１つは、表示用ＮＭＲ信号に基づいて被検者２００の呼吸レベル（以下、第２の呼吸レベルと称する）を検出する。上記の機能の１つは、第１の呼吸レベルおよび第２の呼吸レベルの変化を表した表示画像を生成する。
【００５１】
この第２の実施形態のＭＲＩ装置１００では、ＷＨ ＭＲＣＡを行う場合には、主制御部１０ｇは図７に示すようなシーケンスによりデータ収集部１０ｂにＮＭＲ信号を収集させる。
【００５２】
図７に示すシーケンスでは、１心拍内にＭＰＰが複数回収集される。複数のＭＰＰは、イメージング領域のデータ収集期間直前に収集される主ＭＰＰと、データ収集期間を避けかつ主ＭＰＰとは別のタイミングで収集される副ＭＰＰとに分類される。副ＭＰＰは、イメージング領域のデータ収集期間を除く期間であれば、主ＭＰＰの前、後のいずれに収集されても良い。例えば主ＭＰＰの前に複数の副ＭＰＰを収集しても良い。また１心拍内で（副ＭＰＰだけでなく主ＭＰＰを含む）複数のＭＰＰを等間隔に収集するようにしても良い。この場合、等間隔に設定された複数のＭＰＰのいずれかがイメージング領域のデータ収集期間に含まれる場合は、そのＭＰＰは収集しないようにする。
【００５３】
主ＭＰＰは、図１４に示した従来のシーケンスにおいて取得されていたＭＰＰに相当し、モニタ用ＮＭＲ信号として使用される。副ＭＰＰは、ＷＨ ＭＲＣＡの制御のためとは無関係に追加して取得されるものであり、表示用ＮＭＲ信号として使用される。
【００５４】
そして主制御部１０ｇは、ＷＨ ＭＲＣＡのための第１の呼吸レベルの検出は、モニタ用ＮＭＲ信号のみに基づいて行う。主制御部１０ｇは、ＷＨ ＭＲＣＡには使用しないが、表示用ＮＭＲ信号に基づいても第２の呼吸レベルの検出を行う。そして主制御部１０ｇは、最近の一定期間に取得した第１の呼吸レベルおよび第２の呼吸レベルのそれぞれを、時間軸および呼吸レベル軸により定義される平面上に配置した例えば図８に示すような表示画像を生成する。
【００５５】
このように生成された表示画像は、インタフェース部１０ａおよび映像伝送システム１１を介して表示システム１２へと伝送され、この表示システム１２によって被検者２００が目視可能な状態で表示される。
【００５６】
かくしてこの第２の実施形態によれば、表示画像には、短い周期でそれぞれ検出された多数の呼吸レベルが時系列的に表される。従って被検者２００はこの表示画像から呼吸レベルの変化の様子を認識することができる。これにより被検者２００は、実際の呼吸の状態を正確に把握することが可能となり、適切に呼吸を調整することが可能となる。
【００５７】
（第３の実施形態）
第３の実施形態において主制御部１０ｇは、次のような複数の機能を備える。なおこれら複数の機能は、主制御部１０ｇが備えるプロセッサにプログラムを実行させることによって実現できる。
【００５８】
上記の機能の１つは、呼吸レベルの検出に使用するＮＭＲ信号（以下、モニタ用ＮＭＲ信号と称する）をデータ収集部１０ｂに取得させるように関係各部を制御する。上記の機能の１つは、モニタ用ＮＭＲ信号に基づいて被検者２００の呼吸レベルを検出する。上記の機能の１つは、画像を再構成するためのＮＭＲ信号（以下、再構成用ＮＭＲ信号と称する）を、モニタ用ＮＭＲ信号に基づいて検出された呼吸レベルが許容範囲内であるときにデータ収集部１０ｂに収集させるように関係各部を制御する。上記の機能の１つは、最も新しく検出された呼吸レベルと、所定期間内に検出された検出レベルの最高値とをそれぞれ表す表示画像を生成する。
【００５９】
この第３の実施形態のＭＲＩ装置１００では、ＷＨ ＭＲＣＡを周知のシーケンスに従って実行する。このようなＷＨ ＭＲＣＡの実行中において主制御部１０ｇは、被検者２００の呼吸レベルが許容範囲内であるか否か被検者２００に知らせるための表示画像を以下のようにして生成する。
【００６０】
主制御部１０ｇは、ＷＨ ＭＲＣＡのための制御のなかで、１心拍につき１回の割合で呼吸レベルを検出する。主制御部１０ｇは、呼吸レベルを新たに検出する毎に、その検出した呼吸レベルを表した表示画像を生成する。
【００６１】
例えば図９に示すように時点ＴＡにおいて図９に示すような呼吸レベルが検出されたことに応じて、主制御部１０ｇは図１０に示すような表示画像ＩＡを生成する。表示画像ＩＡでは、時点ＴＡにおいて検出された呼吸レベルを黒点により表している。
【００６２】
一方、時点ＴＢにおいて図９に示すような呼吸レベルが検出されたことに応じて、主制御部１０ｇは図１０に示すように、時点ＴＢにおいて検出された呼吸レベルを黒点により表した表示画像ＩＢを生成する。さて、時点ＴＢにおいて検出された検出レベルは、時点ＴＡにおいて検出された検出レベルよりも低下している。このような場合に主制御部１０ｇは、時点ＴＡにおいて検出された検出レベルを、最近の最高レベルとして表示画像ＩＢ中に表す。なお図１０では、最高レベルはハッチングした点として表している。
【００６３】
時点ＴＢにおいて図９に示すような呼吸レベルが検出されたことに応じて、主制御部１０ｇは図１０に示すように、時点ＴＣにおいて検出された呼吸レベルを黒点により表した表示画像ＩＣを生成する。時点ＴＣにおいて検出された呼吸レベルは、これまでの最高レベルよりも高いので、表示画像ＩＣには最高レベルは表示されない。
【００６４】
以降同様にして、図９の時点ＴＤ〜時点ＴＦのそれぞれで、図１０の表示画像ＩＤ〜ＩＦがそれぞれ生成される。
【００６５】
時点ＴＨにおいて図９に示すような呼吸レベルが検出されたことに応じて、主制御部１０ｇは図１０に示すように、時点ＴＨにおいて検出された呼吸レベルを黒点により表した表示画像ＩＨを生成する。さて、これまでの最高レベルは、時点ＴＣにおいて検出された呼吸レベルであったが、時点ＴＨは時点ＴＣから規定時間Ｔ１以上が経過している。このような場合に主制御部１０ｇは、これまでの最高レベルを解除し、新たに生成した画像には表さない。
【００６６】
以降同様にして、図９の時点ＴＨ〜時点ＴＪのそれぞれで、図１０の表示画像ＩＧ〜ＩＪがそれぞれ生成される。
【００６７】
このように生成された表示画像は、インタフェース部１０ａおよび映像伝送システム１１を介して表示システム１２へと伝送され、この表示システム１２によって被検者２００が目視可能な状態で逐次表示される。
【００６８】
かくしてこの第３の実施形態によれば、表示画像には、最も新しく検出された呼吸レベルと、最近の一定期間内において検出された最高の呼吸レベルとが表される。従って被検者２００はこの表示画像から、現在の呼吸レベルが最近の最高レベルとどのような関係にあるかを認識することができる。これにより被検者２００は、実際の呼吸の状態を正確に把握することが可能となり、適切に呼吸を調整することが可能となる。
【００６９】
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。
【００７０】
前記第１の実施形態では、正規化や遅延補正は行わなくても良い。
【００７１】
前記第２の実施形態では、副ＭＰＰの取得を行う１心拍当たりの回数は、１回以上の任意の回数で良い。
【００７２】
前記第２の実施形態では、副ＭＰＰの取得を１心拍当たりに複数回行う場合には、主ＭＰＰに基づいて判定した呼吸レベルは表示画像に含めなくても良い。
【００７３】
前記第３の実施形態では、最高レベルと現時点の呼吸レベルとを互いに異なる形態で表すことにより、両レベルが一致する場合にもそれぞれが表示されるようにすれば、最高レベルと現時点の呼吸レベルとが一致していることを被検者２００がより理解し易くなる。これは、例えば最高レベルを水平線により表すなどの変更により実現可能である。
【００７４】
各実施形態とも、表示画像の具体的な内容は任意に変更が可能である。
【００７５】
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。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１…静磁場磁石、２…傾斜磁場コイルユニット、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、１０ａ…インタフェース部、１０ｂ…データ収集部、１０ｄ…記憶部、１０…計算機システム、１０ｃ…再構成部、１０ｇ…主制御部、１０ｆ…入力部、１０ｅ…表示部、１１…映像伝送システム、１２…表示システム、１３…呼吸同期センサ、１００…磁気共鳴映像装置（ＭＲＩ装置）、２００…被検者。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者の体内から放射される磁気共鳴信号に基づいて前記被検者の体内の画像を得る磁気共鳴映像装置において、
前記被検者の呼吸レベルを検出するためのモニタ用磁気共鳴信号および表示用磁気共鳴信号と前記画像を得るための再構成用磁気共鳴信号のそれぞれとしてそれぞれ異なるタイミングで前記磁気共鳴信号を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された前記モニタ用磁気共鳴信号と前記表示用磁気共鳴信号とのそれぞれに基づいて前記被検者についての第１および第２の呼吸レベルを検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された前記第１の呼吸レベルが許容範囲内であるときに前記再構成用磁気共鳴信号を取得するように前記取得手段を制御する手段と、
前記検出手段により検出された前記第２の呼吸レベルの変化を表した表示画像を生成する生成手段と、
前記表示画像を前記被検者に対して表示する表示手段とを具備したことを特徴とする磁気共鳴映像装置。
【請求項２】
前記生成手段は、前記検出手段によりそれぞれ検出された前記第１および第２の呼吸レベルの変化を表した画像として前記表示画像を生成することを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴映像装置。
【請求項３】
前記取得手段は、前記取得手段が前記再構成用磁気共鳴信号を収集していない期間に前記モニタ用磁気共鳴信号および前記表示用磁気共鳴信号を取得することを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴映像装置。
【請求項４】
前記生成手段は、前記検出手段によりそれぞれ検出された前記第１および第２の呼吸レベルのうちの第２の呼吸レベルのみの変化を表した画像として前記表示画像を生成することを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴映像装置。
【請求項５】
前記取得手段は、前記モニタ用磁気共鳴信号および前記表示用磁気共鳴信号としての複数の前記磁気共鳴信号を等間隔に取得することを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴映像装置。
【請求項６】
被検者の体内から放射される磁気共鳴信号に基づいて前記被検者の体内の画像を得る磁気共鳴映像装置において、
前記被検者の呼吸レベルを検出するための前記磁気共鳴信号を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された前記磁気共鳴信号に基づいて前記被検者の呼吸レベルを検出する検出手段と、
前記画像を得るための前記磁気共鳴信号を収集する収集手段と、
前記検出手段により検出された前記呼吸レベルが許容範囲内であるときに前記磁気共鳴信号の収集を行うように前記収集手段を制御する手段と、
前記検出手段により最も新しく検出された前記呼吸レベルと、前記検出手段により検出された前記呼吸レベルの所定期間内における最高値とをそれぞれ表す表示画像を生成する生成手段と、
前記表示画像を前記被検者に対して表示する表示手段とを具備したことを特徴とする磁気共鳴映像装置。
【請求項１】
被検者の体内から放射される磁気共鳴信号に基づいて前記被検者の体内の画像を得る磁気共鳴映像装置において、
前記被検者の呼吸レベルを検出するためのモニタ用磁気共鳴信号および表示用磁気共鳴信号と前記画像を得るための再構成用磁気共鳴信号のそれぞれとしてそれぞれ異なるタイミングで前記磁気共鳴信号を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された前記モニタ用磁気共鳴信号と前記表示用磁気共鳴信号とのそれぞれに基づいて前記被検者についての第１および第２の呼吸レベルを検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された前記第１の呼吸レベルが許容範囲内であるときに前記再構成用磁気共鳴信号を取得するように前記取得手段を制御する手段と、
前記検出手段により検出された前記第２の呼吸レベルの変化を表した表示画像を生成する生成手段と、
前記表示画像を前記被検者に対して表示する表示手段とを具備したことを特徴とする磁気共鳴映像装置。
【請求項２】
前記生成手段は、前記検出手段によりそれぞれ検出された前記第１および第２の呼吸レベルの変化を表した画像として前記表示画像を生成することを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴映像装置。
【請求項３】
前記取得手段は、前記取得手段が前記再構成用磁気共鳴信号を収集していない期間に前記モニタ用磁気共鳴信号および前記表示用磁気共鳴信号を取得することを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴映像装置。
【請求項４】
前記生成手段は、前記検出手段によりそれぞれ検出された前記第１および第２の呼吸レベルのうちの第２の呼吸レベルのみの変化を表した画像として前記表示画像を生成することを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴映像装置。
【請求項５】
前記取得手段は、前記モニタ用磁気共鳴信号および前記表示用磁気共鳴信号としての複数の前記磁気共鳴信号を等間隔に取得することを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴映像装置。
【請求項６】
被検者の体内から放射される磁気共鳴信号に基づいて前記被検者の体内の画像を得る磁気共鳴映像装置において、
前記被検者の呼吸レベルを検出するための前記磁気共鳴信号を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された前記磁気共鳴信号に基づいて前記被検者の呼吸レベルを検出する検出手段と、
前記画像を得るための前記磁気共鳴信号を収集する収集手段と、
前記検出手段により検出された前記呼吸レベルが許容範囲内であるときに前記磁気共鳴信号の収集を行うように前記収集手段を制御する手段と、
前記検出手段により最も新しく検出された前記呼吸レベルと、前記検出手段により検出された前記呼吸レベルの所定期間内における最高値とをそれぞれ表す表示画像を生成する生成手段と、
前記表示画像を前記被検者に対して表示する表示手段とを具備したことを特徴とする磁気共鳴映像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１３−７５１９９（Ｐ２０１３−７５１９９Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１３−１３３８３（Ｐ２０１３−１３３８３）
【出願日】平成２５年１月２８日（２０１３．１．２８）
【分割の表示】特願２００８−１８２３２（Ｐ２００８−１８２３２）の分割
【原出願日】平成２０年１月２９日（２００８．１．２９）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２５年１月２８日（２０１３．１．２８）
【分割の表示】特願２００８−１８２３２（Ｐ２００８−１８２３２）の分割
【原出願日】平成２０年１月２９日（２００８．１．２９）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
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