特許 6356412 磁気共鳴装置およびプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6356412

(24)【登録日】2018年6月22日

(45)【発行日】2018年7月11日

(54)【発明の名称】磁気共鳴装置およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/055 20060101AFI20180702BHJP

【ＦＩ】

   A61B5/055 374

【請求項の数】9

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2013-248331(P2013-248331)

(22)【出願日】2013年11月29日

(65)【公開番号】特開2015-104546(P2015-104546A)

(43)【公開日】2015年6月8日

【審査請求日】2016年11月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】300019238

【氏名又は名称】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

(74)【代理人】

【識別番号】100137545

【弁理士】

【氏名又は名称】荒川 聡志

(72)【発明者】

【氏名】岩舘 雄治

【審査官】 後藤 順也

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１３／１４４７９１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００４／０４６７４６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 Christoph Kolbitsch et al.，Cardiac function assessment without ECG using image-based navigation，Proc.Intl.Soc.Mag.Reson.Med.20(2012)，２０１２年 ５月，P.3849

【文献】 Junmin Liu et al.，Rapid Six-Degree-of-Freedom Motion Detection Using Prerotated Baseline Spherical Navigator Echoes，Magnetic Resonance in Medicine，２０１０年 ９月２４日，vol.65，P.506-514

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ５／０５５

Ｇ０１Ｒ ３３／２０−３３／６４

ＰｕｂＭｅｄ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

体動する部位に設定された複数のスライスの各々からイメージングデータとナビゲータ信号とを収集するためのシーケンスを実行するスキャン手段と、
前記複数のスライスのうちの２つ以上のスライスの各々から収集されたナビゲータ信号の大きさを反映する特性値を算出し、前記特性値に基づいて、被検体の体動情報を含む生体信号を求める手段と、
を有する、磁気共鳴装置。

【請求項2】

前記生体信号を求める手段は、
前記２つ以上のスライスの各々から収集されたナビゲータ信号の前記特性値を合成し、合成された特性値に基づいて前記生体信号を求める、請求項１に記載の磁気共鳴装置。

【請求項3】

前記生体信号を求める手段は、
前記２つ以上のスライスの各々から収集されたナビゲータ信号の前記特性値を加算することにより、前記特性値を合成する、請求項２に記載の磁気共鳴装置。

【請求項4】

前記生体信号を求める手段は、
前記２つ以上のスライスの各々から収集されたナビゲータ信号の前記特性値を重み付けし、重み付けされた特性値を加算することにより、前記特性値を合成する、請求項２に記載の磁気共鳴装置。

【請求項5】

前記生体信号を求める手段は、
前記２つ以上のスライスの位置に基づいて前記特性値を重み付けする、請求項４に記載の磁気共鳴装置。

【請求項6】

前記２つ以上のスライスには、空気を含む部位側に設定された第１のスライスと、空気を含む部位から離れた位置に設定された第２のスライスとが含まれており、
前記第１のスライスから収集されたナビゲータ信号の前記特性値は、前記第２のスライスから収集されたナビゲータ信号の前記特性値よりも、大きく重み付けされる、請求項５に記載の磁気共鳴装置。

【請求項7】

前記特性値は、前記ナビゲータ信号の積分値又は最大値である、請求項１〜６のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。

【請求項8】

前記生体信号は、被検体の呼吸による体動情報を含む信号、又は被検体の心拍による体動情報を含む信号である、請求項１〜７のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。

【請求項9】

体動する部位に設定された複数のスライスの各々からイメージングデータとナビゲータ信号とを収集するためのシーケンスを実行する磁気共鳴装置に適用されるプログラムであって、
前記複数のスライスのうちの２つ以上のスライスの各々から収集されたナビゲータ信号の大きさを反映する特性値を算出し、前記特性値に基づいて被検体の体動情報を含む生体信号を求める処理を計算機に実行させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ナビゲータ信号を収集する磁気共鳴装置、およびその磁気共鳴装置に適用されるプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

体動補正を行う手法として、ＤＣセルフナビゲータ法が知られている（非特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【非特許文献1】Brau et al., Magnetic Resonance in Medicine 55:263-270 (2006)

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ＤＣセルフナビゲータ法では、イメージングデータを収集するために使用されるＲＦパルスと同じＲＦパルスを用いてナビゲータ信号を収集する。したがって、ＤＣセルフナビゲータ法では、イメージングデータとナビゲータ信号とを別々のＲＦパルスで収集した場合に起こるスピン飽和効果を考える必要はなく、フリップ角の大きいＲＦパルス（例えば、９０°パルス）を用いた２Ｄ撮影に適している。

【0005】

しかし、ＤＣセルフナビゲータ法を用いた場合、各スライスから収集されるナビゲータ信号は、スライス位置に応じた特性を示す。例えば、肺などの空気を含む部位を横切るスライスから収集されたナビゲータ信号はＳＮＲ（Signal Noise Ratio）が低く、一方、空気をあまり含まない部位を横切るスライスから収集されたナビゲータ信号は、ＳＮＲは高いが、スピンの定常状態の乱れの影響を受けやすい。したがって、必ずしも全てのスライスから良好なナビゲータ信号を収集できるわけではないので、体動アーチファクトを低減することが難しい場合がある。このような理由から、例えばＤＣセルフナビゲータ法を用いて各スライスのデータを収集する場合に、体動アーチファクトを低減できる方法が望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１の態様は、体動する部位に設定された複数のスライスの各々からイメージングデータとナビゲータ信号とを収集するためのシーケンスを実行するスキャン手段と、
前記複数のスライスのうちの２つ以上のスライスの各々から収集されたナビゲータ信号に基づいて、被検体の体動情報を含む生体信号を求める手段と、
を有する、磁気共鳴装置である。

【0007】

本発明の第２の態様は、体動する部位に設定された複数のスライスの各々からイメージングデータとナビゲータ信号とを収集するためのシーケンスを実行する磁気共鳴装置に適用されるプログラムであって、
前記複数のスライスのうちの２つ以上のスライスの各々から収集されたナビゲータ信号に基づいて被検体の体動情報を含む生体信号を求める処理を計算機に実行させるためのプログラムである。

【発明の効果】

【0008】

２つ以上のスライスから収集されたナビゲータ信号に基づいて生体信号を求めるので、スライス位置に応じてナビゲータ信号の特性が違っていても、安定した生体信号を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の第１の形態の磁気共鳴装置の概略図である。

【図2】第１の形態で実行されるスキャンの説明図である。

【図3】ローカライズスキャンＬＳの説明図である。

【図4】オペレータによって設定されたｎ枚のスライスＬ_１〜Ｌ_ｎを概略的に示す図である。

【図5】本スキャンＭＳの説明図である。

【図6】期間Ｐ_１においてシーケンスＣ１〜Ｃｎを実行するときの説明図である。

【図7】期間Ｐ_２においてシーケンスＣ１〜Ｃｎを実行するときの説明図である。

【図8】期間Ｐ_ｍにおいてシーケンスＣ１〜Ｃｎを実行するときの説明図である。

【図9】スライスＬ_２から収集されたナビゲータ信号Ａ_１２〜Ａ_ｍ２を用いて呼吸信号を作成する例を示す図である。

【図10】スライスＬ_２が範囲Ｗから外れている例を示す図である。

【図11】第１の形態において呼吸信号を求めるときの説明図である。

【図12】期間Ｐ_１〜Ｐ_ｍの間における呼吸信号ｒ_１〜ｒ_ｍを示す図である。

【図13】イメージングデータの受入れ、拒否を判断する方法の説明図である。

【図14】ｋｙ＝３２のイメージングデータＢ_１１〜Ｂ_１ｎを再収集するときの説明図である。

【図15】期間Ｐ_ｍ＋２においてシーケンスＣ１〜Ｃｎを実行するときの説明図である。

【図16】スライスの位置に応じて積分値を重み付けし、重み付けされた積分値に基づいて呼吸信号を作成する方法の説明図である。

【図17】本スキャンＭＳの前にプレスキャンＰＳを実行する例の説明図である。

【図18】信号波形を示す図である。

【図19】ファントム画像を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、発明を実施するための形態について説明するが、本発明は、以下の形態に限定されることはない。

【0011】

（１）第１の形態
図１は、本発明の第１の形態の磁気共鳴装置の概略図である。
磁気共鳴装置（以下、「ＭＲ装置」と呼ぶ。ＭＲ：Magnetic Resonance）１００は、マグネット２、テーブル３、受信コイル４などを有している。

【0012】

マグネット２は、被検体１１が収容されるボア２１を有している。またマグネット２には、超伝導コイル、勾配コイル、ＲＦコイルなど（図示せず）が内蔵されている。超伝導コイルは静磁場を印加し、勾配コイルは勾配磁場を印加し、ＲＦコイルはＲＦパルスを印加する。

【0013】

テーブル３は、クレードル３ａを有している。クレードル３ａは、ボア２１内に移動できるように構成されている。クレードル３ａによって、被検体１１はボア２１に搬送される。

【0014】

受信コイル４は、被検体１１の腹部から胸部に渡って取り付けられている。受信コイル４は、被検体１１からの磁気共鳴信号を受信する。

【0015】

ＭＲ装置１００は、更に、送信器５、勾配磁場電源６、受信器７、制御部８、操作部９、および表示部１０などを有している。

【0016】

送信器５はＲＦコイルに電流を供給し、勾配磁場電源６は勾配コイルに電流を供給する。受信器７は、受信コイル４から受け取った信号に対して、検波などの信号処理を実行する。尚、マグネット２、受信コイル４、送信器５、勾配磁場電源６、受信器７を合わせたものがスキャン手段に相当する。

【0017】

制御部８は、表示部１０に必要な情報を伝送したり、受信器７から受け取ったデータに基づいて画像を再構成するなど、ＭＲ装置１００の各種の動作を実現するように、ＭＲ装置１００の各部の動作を制御する。制御部８は、呼吸信号算出手段８１および判断手段８２などを有している。

【0018】

呼吸信号算出手段８１は、ナビゲータ信号に基づいて呼吸信号を算出する。
判断手段８２は、イメージングデータを受け入れるか、イメージングデータの受入れを拒否するかを判断する。
制御部８は、呼吸信号算出手段８１および判断手段８２を構成する一例であり、所定のプログラムを実行することにより、これらの手段として機能する。

【0019】

操作部９は、オペレータにより操作され、種々の情報を制御部８に入力する。表示部１０は種々の情報を表示する。
ＭＲ装置１００は、上記のように構成されている。

【0020】

図２は、第１の形態で実行されるスキャンの説明図である。
第１の形態では、ローカライズスキャンＬＳと、本スキャンＭＳとが実行される。

【0021】

図３は、ローカライズスキャンＬＳの説明図である。
ローカライザスキャンＬＳは、被検体の肺および肝臓を含む部位の画像Ｄを取得するためのスキャンである。ローカライザスキャンＬＳでは、アキシャル画像、サジタル画像、コロナル画像が取得される。図３では、ローカライザスキャンＬＳにより取得された画像Ｄとして、コロナル画像のみが示されている。

【0022】

オペレータは、画像Ｄに基づいてスライスを設定する。図４に、オペレータによって設定されたｎ枚のスライスＬ_１〜Ｌ_ｎを概略的に示す。スライスＬ_１〜Ｌ_ｎを設定した後、本スキャンＭＳが実行される。

【0023】

図５は本スキャンＭＳの説明図である。
本スキャンＭＳは、マルチスライス法により、ｎ枚のスライスＬ_１〜Ｌ_ｎの画像を取得するためのスキャンである。本スキャンＭＳでは、先ず、期間Ｐ_１において、スライスＬ_１〜Ｌ_ｎの画像を取得するためのシーケンスＣ１〜Ｃｎが実行される。図５に、シーケンスＣ１の具体例が示されている。シーケンスＣ１は、ＤＣセルフナビゲータ法により、ナビゲータ信号ＡとイメージングデータＢとを収集するように構成されている。

【0024】

シーケンスＣ１は、スライスＬ_１を励起するためのＲＦパルスαを有している。ＲＦパルスαによって励起されたスライスＬ_１からイメージングデータＢが収集される。また、ＲＦパルスαは、イメージングデータＢを収集するだけでなく、ナビゲータ信号Ａを収集するためにも使用される。ナビゲータ信号Ａは、ｋ空間の中心のデータであり、勾配磁場ＧｘおよびＧｙが印加される直前に設けられた待ち時間Ｔ_ｗａｉｔの間に収集される。待ち時間Ｔ_ｗａｉｔは、例えば２０μｓである。

【0025】

シーケンスＣ１を実行した後、スライスＬ_２〜Ｌ_ｎの画像を取得するためのシーケンスＣ２〜Ｃｎが順に実行される。シーケンスＣ２〜Ｃｎは、ＲＦパルスαの励起周波数を除いて、シーケンスＣ１と同じシーケンスチャートで表される。したがって、期間Ｐ_１では、シーケンスＣ１〜Ｃｎの各々を実行するたびに、ナビゲータ信号ＡおよびイメージングデータＢが収集される。

【0026】

期間Ｐ_１においてシーケンスＣ１〜Ｃｎを実行した後、次の期間Ｐ_２でもシーケンスＣ１〜Ｃｎが実行される。以下同様に、シーケンスＣ１〜Ｃｎが繰り返し実行される。図５には、期間Ｐ_１〜Ｐ_ｍにおいて実行されるシーケンスＣ１〜Ｃｎが示されている。尚、シーケンスＣ１〜Ｃｎの位相エンコード量は、期間ごとに変化する。

【0027】

次に、本スキャンＭＳにより収集されたイメージングデータＢをｋ空間に配置する手順の一例について説明する。

【0028】

本スキャンＭＳでは、先ず、期間Ｐ_１において、シーケンスＣ１〜Ｃｎが実行される（図６参照）。

【0029】

図６は、期間Ｐ_１においてシーケンスＣ１〜Ｃｎを実行するときの説明図である。
図６には、期間Ｐ_１においてシーケンスＣ１〜Ｃｎを実行することにより収集されるナビゲータ信号ＡとイメージングデータＢとが概略的に示されている。尚、図６では、期間Ｐ_１で得られる複数のナビゲータ信号Ａを区別するために、符号Ａには、添え字「１１」、「１２」、・・・「１ｊ」、・・・「１ｎ」を付してある。同様に、イメージングデータＢを区別するために、符号Ｂにも、添え字「１１」、「１２」、・・・「１ｊ」、・・・「１ｎ」を付してある。

【0030】

また、図６には、期間Ｐ_１におけるスライスＬ_１〜Ｌ_ｎと肝臓との位置関係が概略的に示してある。以下、図６について説明する。

【0031】

期間Ｐ_１では、先ず、シーケンスＣ１が実行される。シーケンスＣ１を実行することにより、ナビゲータ信号Ａ_１１と、イメージングデータＢ_１１とが収集される。イメージングデータＢ_１１は、スライスＬ_１のｋｙ＝３２のラインのデータである。シーケンスＣ１を実行した後、シーケンスＣ２が実行される。

【0032】

シーケンスＣ２を実行することにより、ナビゲータ信号Ａ_１２と、イメージングデータＢ_１２とが収集される。イメージングデータＢ_１２は、スライスＬ_２のｋｙ＝３２のラインのデータである。

【0033】

以下同様に、スライスＬ_３〜Ｌ_ｎの各々からナビゲータ信号およびイメージングデータを収集するためのシーケンスが実行される。例えば、スライスＬ_ｊのデータを収集する場合、シーケンスＣｊが実行される。シーケンスＣｊを実行することにより、ナビゲータ信号Ａ_１ｊと、イメージングデータＢ_１ｊとが収集される。イメージングデータＢ_１ｊは、スライスＬ_ｊのｋｙ＝３２のラインのデータである。そして、期間Ｐ_１の最後に、スライスＬ_ｎのデータを収集するためのシーケンスＣｎが実行される。シーケンスＣｎを実行することにより、ナビゲータ信号Ａ_１ｎと、イメージングデータＢ_１ｎとが収集される。イメージングデータＢ_１ｎは、スライスＬ_ｎのｋｙ＝３２のラインのデータである。

【0034】

したがって、期間Ｐ_１の間に、スライスＬ_１〜Ｌ_ｎのｋｙ＝３２のデータを収集することができる。次に、期間Ｐ_２に移行する。

【0035】

図７は期間Ｐ_２においてシーケンスＣ１〜Ｃｎを実行するときの説明図である。
図７では、期間Ｐ_２で得られる複数のナビゲータ信号Ａを区別するために、符号Ａには、添え字「２１」、「２２」、・・・「２ｊ」、・・・「２ｎ」を付してある。同様に、イメージングデータＢを区別するために、符号Ｂにも、添え字「２１」、「２２」、・・・「２ｊ」、・・・「２ｎ」を付してある。

【0036】

また、図７には、期間Ｐ_２におけるスライスＬ_１〜Ｌ_ｎと肝臓との位置関係が概略的に示してある。被検体の呼吸により肝臓は動くので、期間Ｐ_２における肝臓の位置は、期間Ｐ_１における肝臓の位置に対してＳＩ方向にずれている。以下、図７について説明する。

【0037】

期間Ｐ_２では、先ず、シーケンスＣ１が実行される。シーケンスＣ１を実行することにより、ナビゲータ信号Ａ_２１と、イメージングデータＢ_２１とが収集される。イメージングデータＢ_２１は、スライスＬ_１のｋｙ＝３１のラインのデータである。シーケンスＣ１を実行した後、シーケンスＣ２〜Ｃｎが順に実行される。したがって、期間Ｐ_２の間に、スライスＬ_１〜Ｌ_ｎのｋｙ＝３１のデータを収集することができる。

【0038】

期間Ｐ_２でｋｙ＝３１のデータを収集した後も、残りのｋｙビューのデータを収集するためのシーケンスＣ１〜Ｃｎが繰り返し実行される（図８参照）。

【0039】

図８は期間Ｐ_ｍにおいてシーケンスＣ１〜Ｃｎを実行するときの説明図である。
図８では、期間Ｐ_ｍで得られる複数のナビゲータ信号Ａを区別するために、符号Ａには、添え字「ｍ１」、「ｍ２」、・・・「ｍｊ」、・・・「ｍｎ」を付してある。同様に、イメージングデータＢを区別するために、符号Ｂにも、添え字「ｍ１」、「ｍ２」、・・・「ｍｊ」、・・・「ｍｎ」を付してある。
また、図８には、期間Ｐ_ｍにおけるスライスＬ_１〜Ｌ_ｎと肝臓との位置関係が概略的に示してある。以下、図８について説明する。

【0040】

期間Ｐ_ｍでは、先ず、シーケンスＣ１が実行される。シーケンスＣ１を実行することにより、ナビゲータ信号Ａ_ｍ１と、イメージングデータＢ_ｍ１とが収集される。イメージングデータＢ_ｍ１は、スライスＬ_１のｋｙ＝−３２のラインのデータである。シーケンスＣ１を実行した後、シーケンスＣ２〜Ｃｎが順に実行される。したがって、期間Ｐ_ｍの間に、スライスＬ_１〜Ｌ_ｎのｋｙ＝−３２のデータを収集することができる。

【0041】

また、第１の形態では、各期間において収集されたナビゲータ信号に基づいて、被検体の呼吸信号を作成している。以下に、第１の形態において、どのようにして呼吸信号を作成しているかについて説明する。

【0042】

尚、呼吸信号の作成方法を説明するに当たり、先ず、スライスＬ_１〜Ｌ_ｎから収集されたナビゲータ信号の違いについて説明する。以下では、説明の便宜上、スライスＬ_１〜Ｌ_ｎのうち、代表して、２つのスライスＬ_２およびＬ_ｎを取り上げて、スライスＬ_２から収集されたナビゲータ信号Ａ_１２〜Ａ_ｍ２と、スライスＬ_ｎから収集されたナビゲータ信号Ａ_１ｎ〜Ａ_ｍｎとの違いについて説明する。

【0043】

（１）スライスＬ_２から収集されたナビゲータ信号Ａ_１２〜Ａ_ｍ２について
肝臓は被検体の呼吸によりＳＩ方向に体動する。したがって、肝臓の上端は、被検体の呼吸運動に応じてＳＩ方向に移動する。図８には、被検体の呼吸による肝臓の上端のＳＩ方向の移動範囲を、符号「Ｗ」で示してある。肝臓がＳＩ方向に移動するので、スライスＬ_２に対する肝臓の位置は、各期間によって異なる。したがって、同一のスライスＬ_２から収集されたナビゲータ信号Ａ_１２〜Ａ_ｍ２であっても、期間に応じて、ナビゲータ信号の波形は異なる。例えば、期間Ｐ_１では、スライスＬ_２は肺を横切っているが肝臓は横切っておらず、一方、期間Ｐ_２では、スライスＬ_２は肝臓を横切っている。肺は空気を含んでいるので、肺領域からの信号は低信号となる。したがって、期間Ｐ_１においてスライスＬ_２から得られたナビゲータ信号Ａ_１２は、肺の空気の影響で低信号となる。これに対し、期間Ｐ_２においてスライスＬ_２から得られたナビゲータ信号Ａ_２２は、ナビゲータ信号Ａ_１２よりも肺の空気の影響が小さいので、高信号となる。したがって、スライスＬ_２のナビゲータ信号Ａ_１２〜Ａ_ｍ２は、被検体の呼吸に応じて大きく変化することが分かる。

【0044】

（２）スライスＬ_ｎから収集されたナビゲータ信号Ａ_１ｎ〜Ａ_ｍｎについて
肝臓は被検体の呼吸によりＳＩ方向に体動するので、スライスＬ_ｎに対する肝臓の位置は、各期間によって異なる。しかし、スライスＬ_ｎは、スライスＬ_２よりも肺から離れているので、肝臓が動いても肺がスライスＬ_ｎを横切ることはない。したがって、スライスＬ_ｎから収集されたナビゲータ信号Ａ_１ｎ〜Ａ_ｍｎは、肺の空気の影響を受けないので、ナビゲータ信号Ａ_１ｎ〜Ａ_ｍｎには大きな信号値の差は見られない。

【0045】

上記のように、スライスＬ_２から収集されたナビゲータ信号Ａ_１２〜Ａ_ｍ２は、被検体の呼吸によって大きく変化するが、一方、スライスＬ_ｎから収集されたナビゲータ信号Ａ_１ｎ〜Ａ_ｍｎは、被検体が呼吸しても大きな変化は見られない。したがって、スライスＬ_２から収集されたナビゲータ信号Ａ_１２〜Ａ_ｍ２は、スライスＬ_ｎから収集されたナビゲータ信号Ａ_１ｎ〜Ａ_ｍｎよりも、被検体の呼吸運動を大きく反映している。このような理由から、スライスＬ_２から収集されたナビゲータ信号Ａ_１２〜Ａ_ｍ２を用いることにより、呼吸信号を作成することができる。そこで、以下に、スライスＬ_２から収集されたナビゲータ信号Ａ_１２〜Ａ_ｍ２を用いて呼吸信号を作成する例について説明する。

【0046】

図９は、スライスＬ_２から収集されたナビゲータ信号Ａ_１２〜Ａ_ｍ２を用いて呼吸信号を作成する例を示す図である。
図９では、スライスＬ_２から収集されたナビゲータ信号Ａ_１２〜Ａ_ｍ２の積分値Ｓ_１２〜Ｓ_ｍ２を計算している。ナビゲータ信号が高信号の場合、積分値は大きくなる。一方、ナビゲータ信号が低信号の場合、積分値は小さくなる。したがって、積分値Ｓ_１２〜Ｓ_ｍ２を呼吸信号として用いることができる。

【0047】

しかし、スライスの設定条件（例えば、スライス位置、スライス枚数、スライス間隔）は、撮影の目的などに依存するので、スライスＬ_２が必ずしも呼吸信号を作成する上で最適でない場合がある。図１０にその例を示す。図１０では、スライスＬ_２は、肝臓の上端が動く範囲Ｗから外れているので、スライスＬ_２のみから収集されたナビゲータ信号は肝臓が動いても大きな変化はない。したがって、図１０の場合、スライスＬ_２から収集されたナビゲータ信号を用いても、高品質な呼吸信号を得ることができない。

【0048】

このように、１枚のスライスから収集されたナビゲータ信号に基づいて呼吸信号を作成すると、スライス位置に応じてナビゲータ信号が不安定となり、高品質な呼吸信号を得ることができない。そこで、第１の形態では、以下のようにして呼吸信号を求める。

【0049】

図１１は、第１の形態において呼吸信号を求めるときの説明図である。
第１の形態では、１枚のスライスのナビゲータ信号だけでなく、複数枚のスライスのナビゲータ信号に基づいて、呼吸信号を求める。図１１では、ｎ枚のスライスＬ_１〜Ｌ_ｎのうち、肝臓の上端側に位置するｊ枚のスライスＬ_１〜Ｌ_ｊに着目し、ｊ枚のスライスＬ_１〜Ｌ_ｊから収集されたナビゲータ信号に基づいて呼吸信号を作成する例が示されている。具体的には、以下の方法で呼吸信号を作成する。

【0050】

先ず、呼吸信号算出手段８１（図１参照）は、期間Ｐ_１において収集されたｊ枚のスライスＬ_１〜Ｌ_ｊのナビゲータ信号Ａ_１１〜Ａ_１ｊの積分値Ｓ_１１〜Ｓ_１ｊを計算する。

【0051】

積分値Ｓ_１１〜Ｓ_１ｊを計算した後、これらの積分値Ｓ_１１〜Ｓ_１ｊを合成する。図１１では、積分値Ｓ_１１〜Ｓ_１ｊを加算することにより、積分値を合成する。このようにして得られた加算値ｒ１が、期間Ｐ_１における被検体の呼吸信号ｒ＝ｒ_１として使用される。図１１では、ｊ枚のスライスＬ_１〜Ｌ_ｊのナビゲータ信号Ａ_１１〜Ａ_１ｊを用いて呼吸信号ｒを作成している。したがって、図１０に示すようにスライスＬ_２が肝臓の上端の動く範囲Ｗから外れていても、他のスライスが肝臓の上端の動く範囲Ｗに含まれるので、被検体の呼吸状態が反映された呼吸信号を得ることができる。

【0052】

以下同様に、他の期間Ｐ_２〜Ｐ_ｍでも、ｊ枚のスライスＬ_１〜Ｌ_ｊのナビゲータ信号の積分値を加算し、呼吸信号を作成する。したがって、撮影部位のイメージングデータを収集しながら、呼吸信号を得ることができる。図１２に、期間Ｐ_１〜Ｐ_ｍの間における呼吸信号ｒ_１〜ｒ_ｍを示す。

【0053】

尚、撮影部位は呼吸により体動するので、期間Ｐ_１〜Ｐ_ｍに収集されたイメージングデータを画像再構成用のデータとして使用すると、画像に体動アーチファクトが現れる。そこで、第１の形態では、アーチファクトを軽減するため、イメージングデータを再構成用のデータとして受け入れるか、それとも、イメージングデータの受入れを拒否するかを判断している。以下に、その判断方法について説明する。

【0054】

図１３はイメージングデータの受入れ、拒否を判断する方法の説明図である。
判断手段８２（図１参照）は、先ず、被検体の息の吐き終わりの位置に相当する信号値ｘ０を求める。息の吐き終わりの信号値ｘ０は、例えば、呼吸信号のピーク値を参考にして求めることができる。次に、呼吸信号の最大値と最小値との差ΔＤを求める。そして、息の吐き終わりの信号値ｘ０を中心として、差ΔＤのｘ％（例えば、ｘ＝１０）の範囲ＡＷを設定する。このようにして設定された範囲ＡＷを、イメージングデータＢを受け入れる許容範囲ＡＷと定める。ここでは、判断手段８２は、呼吸信号が許容範囲ＡＷに含まれている場合、イメージングデータを受け入れると判断し、一方、呼吸信号が許容範囲ＡＷに含まれていない場合、イメージングデータを拒否すると判断する。図１３を見ると、期間Ｐ_１の呼吸信号ｒ_１は許容範囲ＡＷに含まれていないので、期間Ｐ_１に収集されたイメージングデータＢ_１１〜Ｂ_１ｎは拒否される。一方、期間Ｐ_２の呼吸信号ｒ_２は許容範囲ＡＷに含まれているので、期間Ｐ_２に収集されたイメージングデータＢ_２１〜Ｂ_２ｎは受け入れると判断される。以下同様に、各期間の呼吸信号が許容範囲ＡＷに含まれているか否に応じて、イメージングデータを受け入れるか拒否するかを判断する。呼吸信号が許容範囲ＡＷに含まれている場合、肝臓の位置のばらつきは十分に小さいと考えられるので、呼吸信号が許容範囲ＡＷに含まれているイメージングデータを受け入れることにより、体動アーチファクトを軽減することができる。

【0055】

ただし、第１の形態では、ｋｙ＝−３２〜３２のイメージングデータを用いて画像を再構成する必要がある。そこで、拒否されたイメージングデータは、期間Ｐ_ｍの後で再収集する。例えば、ｋｙ＝３２のイメージングデータＢ_１１〜Ｂ_１ｎは拒否されている。そこで、期間Ｐ_ｍが終了した後、次の期間Ｐ_ｍ＋１で、スライスＬ_１〜Ｌ_ｎからｋｙ＝３２のイメージングデータＢ_１１〜Ｂ_１ｎを再収集する（図１４参照）。

【0056】

図１４は、ｋｙ＝３２のイメージングデータＢ_１１〜Ｂ_１ｎを再収集するときの説明図である。
期間Ｐ_ｍ＋１では、イメージングデータＢ_１１〜Ｂ_１ｎを収集するためのシーケンスＣ１〜Ｃｎが実行される。シーケンスＣ１〜Ｃｎを実行することにより、ナビゲータ信号Ａ_１１〜Ａ_１ｎと、イメージングデータＢ_１１〜Ｂ_１ｎとが再収集される。

【0057】

呼吸信号算出手段８１は、ｊ枚のスライスＬ_１〜Ｌ_ｊのナビゲータ信号Ａ_１１〜Ａ_１ｊの各々の積分値Ｓ_１１〜Ｓ_１ｊを求め、これらの積分値Ｓ_１１〜Ｓ_１ｊを加算する。これにより、期間Ｐ_ｍ＋１における呼吸信号ｒ_ｍ＋１を得ることができる。

【0058】

次に、判断手段８２は、呼吸信号ｒ_ｍ＋１が許容範囲ＡＷに含まれているか否かを判断する。図１４では、呼吸信号ｒ_ｍ＋１は許容範囲ＡＷに含まれていないので、期間Ｐ_ｍ＋１で収集されたイメージングデータＢ_１１〜Ｂ_１ｎは画像再構成用のデータとして受け入れることができない。したがって、イメージングデータＢ_１１〜Ｂ_１ｎは拒否される。この場合、引き続いて、次の期間Ｐ_ｍ＋２においても、イメージングデータＢ_１１〜Ｂ_１ｎを再収集するためのシーケンスＣ１〜Ｃｎが実行される（図１５参照）。

【0059】

図１５は、期間Ｐ_ｍ＋２においてシーケンスＣ１〜Ｃｎを実行するときの説明図である。
期間Ｐ_ｍ＋２でも、期間Ｐ_ｍ＋１と同様に、イメージングデータＢ_１１〜Ｂ_１ｎを再収集するためのシーケンスＣ１〜Ｃｎが実行される。シーケンスＣ１〜Ｃｎを実行することにより、ナビゲータ信号Ａ_１１〜Ａ_１ｎと、イメージングデータＢ_１１〜Ｂ_１ｎとが再収集される。

【0060】

呼吸信号算出手段８１は、ｊ枚のスライスＬ_１〜Ｌ_ｊのナビゲータ信号Ａ_１１〜Ａ_１ｊの各々の積分値Ｓ_１１〜Ｓ_１ｊを求め、これらの積分値Ｓ_１１〜Ｓ_１ｊを加算する。これにより、期間Ｐ_ｍ＋２における呼吸信号ｒ_ｍ＋２を得ることができる。

【0061】

次に、判断手段８２は、呼吸信号ｒ_ｍ＋２が許容範囲ＡＷに含まれているか否かを判断する。図１５では、呼吸信号ｒ_ｍ＋２は許容範囲ＡＷに含まれているので、期間Ｐ_ｍ＋２で収集されたイメージングデータＢ_１１〜Ｂ_１ｎは画像再構成用のデータとして受け入れると判断される。

【0062】

以下同様に、他の拒否されたイメージングデータを再収集する場合も、呼吸信号が許容範囲ＡＷに含まれるまでシーケンスが繰り返し実行される。したがって、呼吸信号が許容範囲ＡＷに含まれているときに収集されたｋｙ＝−３２〜３２のイメージングデータを、画像再構成用のデータとして得ることができる。

【0063】

このようにして、拒否されたイメージングデータを再収集した後、画像再構成を行う。画像再構成に使用されたｋｙ＝−３２〜３２のイメージングデータは、呼吸信号が許容範囲ＡＷに含まれているときに収集されているので、体動アーチファクトが低減された画像を得ることができる。

【0064】

また、第１の形態では、ｊ枚のスライスＬ_１〜Ｌ_ｊのナビゲータ信号を用いて呼吸信号を作成している。肝臓を撮影する場合、スライスＬ_１〜Ｌ_ｎは、一般的に、肝臓の上端から下端を覆うように設定されるので、肝臓の上端側に位置するｊ枚のスライスＬ_１〜Ｌ_ｊのうちの少なくとも１枚のスライスは、肝臓の上端が動く範囲Ｗに含まれる。したがって、ｊ枚のスライスＬ_１〜Ｌ_ｊのナビゲータ信号を用いて呼吸信号を作成することにより、高品質な呼吸信号を得ることができる。

【0065】

また、第１の形態では、ｎ枚のスライスうちのｊ枚のスライスから収集されたナビゲータ信号を用いて呼吸信号を求めている。しかし、ｎ枚のスライス全てのナビゲータ信号を用いて呼吸信号を求めてもよい。上記のように、スライスＬ_１〜Ｌ_ｎは肝臓の上端から下端を覆うように設定されるので、ｎ枚のスライスＬ_１〜Ｌ_ｎのうちの少なくとも１枚のスライスは、肝臓の上端が動く範囲Ｗに含まれる。したがって、ｎ枚のスライスＬ_１〜Ｌ_ｎ全てのナビゲータ信号を用いても、呼吸信号を得ることができる。ただし、肝臓の下端側に位置するスライスは、肝臓の上端の動く範囲Ｗに含まれないので、肝臓の下端側に位置するスライスから収集されたナビゲータ信号は、被検体が呼吸しても大きな変化は見られない。したがって、より高品質な呼吸信号を得るためには、スライスＬ_１〜Ｌ_ｎのうち肝臓の上端側に位置するスライスのナビゲータ信号のみを用いて呼吸信号を求めることが望ましい。

【0066】

尚、第１の形態では、ｊ枚のスライスＬ_１〜Ｌ_ｊのナビゲータ信号の積分値を加算することにより呼吸信号を求めている。しかし、スライスの位置に応じて積分値を重み付けし、重み付けされた積分値を加算することにより呼吸信号を求めてもよい（図１６参照）。

【0067】

図１６は、スライスの位置に応じて積分値を重み付けし、重み付けされた積分値に基づいて呼吸信号を作成する方法の説明図である。
先ず、呼吸信号算出手段８１は、期間Ｐ_１において収集されたｊ枚のスライスＬ_１〜Ｌ_ｊのナビゲータ信号Ａ_１１〜Ａ_１ｊの積分値Ｓ_１１〜Ｓ_１ｊを計算する。

【0068】

積分値Ｓ_１１〜Ｓ_１ｊを計算した後、これらの積分値Ｓ_１１〜Ｓ_１ｊを、以下の式を用いて重付け加算する。

【数1】

【0069】

積分値Ｓ_１ｑは係数ｋｑで重み付けされる。重付け係数ｋｑの値は、スライス位置に応じて異なるように設定されている。具体的には、スライスＬ_１の重付け係数ｋ１が最も大きく、スライスＬ_１からスライスＬ_ｊに向かうにつれて重付け係数が小さくなるように設定されている。このようにして重み付けされた積分値を加算することにより積分値を合成し、呼吸信号ｒ＝ｒ_１が求められる。

【0070】

以下同様に、他の期間Ｐ_２〜Ｐ_ｍでも、ｊ枚のスライスＬ_１〜Ｌ_ｊのナビゲータ信号の積分値を重付け係数ｋｑで重み付けし、重み付けされた積分値を加算する。したがって、撮影部位のイメージングデータを収集しながら、呼吸信号を得ることができる。

【0071】

肝臓を撮影する場合、一般的には、肝臓の上端から下端を覆うようにｎ枚のスライスＬ_１〜Ｌ_ｎが設定される。したがって、ｊ枚のスライスＬ_１〜Ｌ_ｊのうち肺側（Ｓ側）に設定されたスライス（例えば、スライスＬ_２）は、肝臓の上端の動く範囲Ｗに含まれるので、スライスＬ_２から収集されたナビゲータ信号は、被検体の呼吸により大きく変化する。一方、スライスＬ_ｊは、スライスＬ_１〜Ｌ_ｊの中で、肺から最も離れた位置に設定されている。したがって、スライスＬ_ｊは、肝臓の上端の動く範囲Ｗに含まれる可能性が最も低い。したがって、スライスＬ_１からスライスＬ_ｊに向かうに従って重付け係数ｋｑを小さくすることにより、呼吸の影響を受けやすいナビゲータ信号は大きく重み付けされるので、更に高品質な呼吸信号を得ることができる。

【0072】

（２）第２の形態
第１の形態では、本スキャンＭＳにより収集されたナビゲータ信号に基づいて呼吸信号の許容範囲ＡＷを設定する例について説明した。第２の形態では、本スキャンＭＳの前に、呼吸信号の許容範囲ＡＷを設定するためのプレスキャンを実行する例について説明する。尚、ＭＲ装置のハードウエア構成は、第１の形態と同じである。

【0073】

図１７は、本スキャンＭＳの前にプレスキャンＰＳを実行する例の説明図である。
プレスキャンＰＳでは、本スキャンＭＳと同様に、シーケンスＣ１〜Ｃｎが繰り返し実行される。呼吸信号算出手段８１は、期間ごとに、スライスＬ_１〜Ｌ_ｊのナビゲータ信号の積分値を加算（又は重み付け加算）し、呼吸信号を算出する。呼吸信号を算出した後、息の吐き終わりの位置に相当する信号値を求め、呼吸信号の許容範囲ＡＷを設定する。尚、プレスキャンＰＳでは、ナビゲータ信号の他にイメージングデータも収集されるが、プレスキャンＰＳで収集されるイメージングデータは、画像再構成用のデータとしては使用されず破棄される。

【0074】

呼吸信号の許容範囲ＡＷを設定した後、本スキャンＭＳを実行する。本スキャンＭＳでは、第１の形態と同様に、シーケンスＣ１〜Ｃｎを繰り返し実行し、スライスＬ_１〜Ｌ_ｊのナビゲータ信号に基づいて呼吸信号を算出する。呼吸信号が許容範囲ＡＷに含まれている場合は、イメージングデータを受け入れ、呼吸信号が許容範囲ＡＷに含まれていない場合は、イメージングデータの受入れを拒否する。拒否された場合は、呼吸信号が許容範囲ＡＷに含まれるまで、シーケンスＣ１〜Ｃｎを繰り返し実行する。したがって、呼吸信号が許容範囲ＡＷに含まれたときに収集されたイメージングデータのみを用いて画像が再構成されるので、体動アーチファクトが低減された画像を得ることができる。

【0075】

第１および第２の形態で説明したように、複数枚のスライスから収集されたナビゲータ信号の積分値を合成することにより、高品質な呼吸信号を得ることができる。このことを検証するため、ファントムを用いて実験を行った。以下に、実験結果について説明する。

【0076】

図１８および図１９は実験結果を示す図である。
図１８（ａ）は、実験に使用されたファントムＦと、ファントムＦに対して設定された１０枚のスライスＬ_１〜Ｌ_１０を示す図である。ファントムＦをｚ方向に往復運動させながら、各スライスからナビゲータ信号ＡおよびイメージングデータＢを収集した。図１８（ｂ１）、（ｂ２）、（ｂ３）は、それぞれ、スライスＬ_１、Ｌ_３、Ｌ_５のナビゲータ信号Ａの積分値の時間変化を表す波形を示す。図１８（ｂ１）〜（ｂ３）を比較すると、スライスＬ_３では、積分値の最大値と最小値との差ΔＤはΔＤ≒５５０であり、ファントムＦの移動量に応じてナビゲータ信号Ａの積分値が大きく変化していることがわかる。しかし、スライスＬ_１ではΔＤ≒１．５であり、スライスＬ_５ではΔＤ≒１５０であるので、スライスＬ_３と比較するとΔＤの値が小さいことがわかる。したがって、ΔＤの値はスライス位置に応じて大きく異なることがわかる。

【0077】

図１８（ｃ１）は、１０枚のスライスＬ_１〜Ｌ_１０の各々から収集されたナビゲータ信号Ａの積分値を合成（加算）することにより得られた信号を示す。図１８（ｃ２）は、５枚のスライスＬ_１〜Ｌ_５の各々から収集されたナビゲータ信号Ａの積分値を合成（加算）することにより得られた信号を示す。また、図１８（ｃ３）は、５枚のスライスＬ_１〜Ｌ_５の各々から収集されたナビゲータ信号Ａの積分値を合成（重み付け加算）することにより得られた信号を示す。

【0078】

図１８（ｃ１）、（ｃ２）、（ｃ３）は、それぞれ、ΔＤ≒１６００、２４００、６５０である。したがって、複数のスライスの積分値を加算（又は重み付け加算）することにより、ファントムの移動量を十分に反映した信号が得られることがわかる。

【0079】

図１９は、ファントムＦのスライスＬ_５の画像を示す図である。
図１９（ａ）は、ファントムの移動に対して同期を行わずに収集されたイメージングデータを用いて作成されたスライスＬ_５の画像を示す図である。図１９（ｂ１）は、図１８（ｃ１）の信号に基づいてイメージングデータの受入れ、拒否を判断した場合のスライスＬ_５の画像を示す図である。図１９（ｂ２）は、図１８（ｃ２）の信号に基づいてイメージングデータの受入れ、拒否を判断した場合のスライスＬ_５の画像を示す図である。図１９（ｂ３）は、図１８（ｃ３）の信号に基づいてイメージングデータの受入れ、拒否を判断した場合の画像を示す図である。

【0080】

図１９（ａ）の画像と、図１９（ｂ１）〜（ｂ３）の画像とを比較すると、図１９（ａ）の画像は体動アーチファクトが目立っているが、図１９（ｂ１）〜（ｂ３）の画像は体動アーチファクトが軽減されていることがわかる。

【0081】

また、図１９（ｂ１）の画像と、図１９（ｂ２）および（ｂ３）の画像とを比較すると、図１９（ｂ２）および（ｂ３）の画像が、図１９（ｂ１）の画像よりも、体動アーチファクトが更に軽減されている。したがって、１０枚のスライスＬ_１〜Ｌ_１０の全てのナビゲータ信号を合成するよりも、ファントムＦの上端側に位置する５枚のスライスＬ_１〜Ｌ_５のナビゲータ信号を合成した方が、体動アーチファクトを更に軽減することができる。

【0082】

尚、第１および第２の形態では、ナビゲータ信号の積分値を求め、積分値を合成することにより呼吸信号を求めている。しかし、ナビゲータ信号の積分値の代わりに、ナビゲータ信号の大きさを表す別の特性値（例えば、ナビゲータ信号の最大値）を求め、別の特性値を合成することにより呼吸信号を求めてもよい。肝臓の上端側に位置するスライスから収集されたナビゲータ信号は、肝臓の動きに応じて信号値が大きく変化する。したがって、ナビゲータ信号の大きさを表す特性値（ナビゲータ信号の積分値や最大値）を用いることにより、呼吸信号を得ることができる。

【0083】

また、第１および第２の形態では、肝臓を撮影する場合について説明されている。しかし、本発明は、肝臓を撮影する場合に限定されることはなく、肝臓以外の体動する部位（例えば、心臓）を撮影する場合にも適用することができる。例えば、心臓を撮影する場合、シーケンスを実行することにより収集されたナビゲータ信号を合成することにより、被検体の心拍による体動情報を含む信号を得ることができる。したがって、心臓の動きによるアーチファクトを低減することができる。このように、本発明は、呼吸信号を求める場合に限定されることはなく、被検体の体動情報を含む別の生体信号（例えば、被検体の心拍による体動情報を含む信号）を求める場合にも適用することができる。

【符号の説明】

【0084】

２ マグネット
３ テーブル
３ａ クレードル
４ 受信コイル
５ 送信器
６ 勾配磁場電源
７ 受信器
８ 制御部
９ 操作部
１０ 表示部
１１ 被検体
２１ ボア
８１ 呼吸信号算出手段
８２ 判断手段
１００ ＭＲ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16】

【図17】

【図18】

【図19】