CN103126675B - 磁共振成像装置 - Google Patents

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Abstract

实施方式涉及磁共振成像装置。目的在于提供一种能够一边维持图像对比度,一边减轻呼吸性体运动导致的伪影的磁共振成像装置。实施方式所涉及的磁共振成像装置具备执行部、通知部、检测部以及判定部。执行部以固定的周期执行用于收集被检体的数据的脉冲序列。通知部与执行上述脉冲序列的周期同步地,对上述被检体通知呼吸的定时。检测部检测上述被检体的呼吸水平或者呼吸周期。当执行上述脉冲序列时,判定部根据上述被检体的呼吸水平或者呼吸周期,判定是否采用由该脉冲序列收集的数据作为图像重建所使用的数据。

Description

磁共振成像装置
本申请主张2011年11月25日申请的日本专利申请号2011-258299及2012年10月11日申请的日本专利申请号2012-225843的优先权,并在本申请中引用上述日本专利申请的全部内容。
技术领域
实施方式涉及磁共振成像（imaging）装置。
背景技术
以往,众所周知，在磁共振成像装置中,作为用于防止呼吸导致的画质的劣化的拍摄法,有一种与被检体的呼吸同步进行拍摄的呼吸同步拍摄。另外,众所周知在这样的呼吸同步拍摄中,为了使呼吸周期保持为固定,有一种在拍摄中对被检体通知指导（guide）呼吸的定时（timing）的声音的方法。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种能够一边维护图像对比度（contrast）,一边减轻呼吸性体运动导致的伪影（artifact）的磁共振成像装置。
实施方式所涉及的磁共振成像装置具备执行部、通知部、检测部、判定部。执行部以固定的周期来执行用于收集被检体的数据（data）的脉冲序列（pulse sequence）。通知部与执行上述脉冲序列的周期同步,对上述被检体通知呼吸的定时。检测部检测上述被检体的呼吸水平（level）或者呼吸周期。当执行上述脉冲序列时,判定部根据上述被检体的呼吸水平或者呼吸周期,判定是否采用由该脉冲序列收集的数据作为图像重建所使用的数据。
根据以上所述的至少一个实施方式所涉及的磁共振成像装置,能够一边维持图像对比度,一边减少呼吸性体运动导致的伪影。
附图说明
图1是表示第1实施方式所涉及的磁共振成像装置的结构的图。
图2是表示基于脉冲序列的重复周期的纵向磁化的大小的变化的图。
图3是表示以往的呼吸同步拍摄的例子的图。
图4是表示第1实施方式所涉及的磁共振成像装置的详细的结构的框（block）图。
图5是表示第1实施方式所涉及的磁共振成像装置的动作的流程图（flowchart）。
图6以及7是表示第1实施方式中的拍摄控制的例子的图。
图8是表示第2实施方式中的拍摄控制的例子的图。
具体实施方式
以下,参照附图，对实施方式所涉及的磁共振成像装置进行说明。
（第1实施方式）
首先,对第1实施方式所涉及的磁共振成像装置的结构进行说明。图1是表示第1实施方式所涉及的磁共振成像装置的结构的图。如该图所示,第1实施方式所涉及的磁共振成像装置100具备：静磁场磁铁1、倾斜磁场线圈（coil）2、倾斜磁场电源3、床4、床控制部5、发送RF线圈6、发送部7、接收RF线圈8、接收部9、计算机系统（system）10。
静磁场磁铁1是形成为中空的圆筒状的磁铁,在内部的空间中产生同样的静磁场。作为该静磁场磁铁1,例如使用永久磁铁、超导磁铁等。
倾斜磁场线圈2是形成为中空的圆筒状的线圈,被配置在静磁场磁铁1的内侧。该倾斜磁场线圈2由与相互正交的X、Y、Z各轴对应的3个线圈组合来形成，这3个线圈从后述的倾斜磁场电源3单独地接受电流供给,产生沿着X、Y、Z各轴而磁场强度发生变化的倾斜磁场。另外,Z轴方向与静磁场是同方向。
在此,由倾斜磁场线圈2产生的X、Y、Z各轴的倾斜磁场，例如，分别与切片（slice）选择用倾斜磁场Gs、相位编码（encode）用倾斜磁场Ge以及读出（readout）用倾斜磁场Gr对应。切片选择用倾斜磁场Gs用于任意地确定拍摄剖面。相位编码用倾斜磁场Ge用于根据空间位置使磁共振信号的相位发生变化。读出用倾斜磁场Gr用于根据空间位置使磁共振信号的频率发生变化。
倾斜磁场电源3是根据从计算机系统发出的脉冲序列执行数据,对倾斜磁场线圈2供给电流的装置。
床4是具备载置被检体S的顶板4a的装置,在基于后述的床控制部5的控制下,将顶板4a以载置有被检体S的状态插入倾斜磁场线圈2的空洞（拍摄口）内。通常,该床4设置成长度方向与静磁场磁铁1的中心轴平行。
床控制部5是控制床4的装置,驱动床4,将顶板4a向长度方向以及上下方向移动。
发送RF线圈6是被配置在倾斜磁场线圈2的内侧的线圈，从发送部7接受高频脉冲的供给，产生高频磁场。
发送部7是根据从计算机系统发出的脉冲序列执行数据,对发送RF线圈6发送与拉莫尔（Larmor）频率对应的高频脉冲的装置,具有振荡部、相位选择部、频率转换部、振幅调制部、高频电力放大部等。振荡部产生静磁场中的对象原子核固有的共振频率的高频信号。相位选择部选择上述高频信号的相位。频率转换部对从相位选择部输出的高频信号的频率进行转换。振幅调制部例如按照sinc函数对从频率调制部输出的高频信号的振幅进行调制。高频电力放大部对从振幅调制部输出的高频信号进行放大。作为这些各部动作的结果，发送部7对发送RF线圈6发送与拉莫尔频率对应的高频脉冲。
接收RF线圈8是被配置在倾斜磁场线圈2的内侧的线圈，由于上述的高频磁场的影响而接收从被检体放射的磁共振信号。如果该接收RF线圈8接收磁共振信号,则将该磁共振信号向接收部9输出。
接收部9是根据从计算机系统发出的脉冲序列执行数据,根据从接收RF线圈8输出的磁共振信号生成磁共振信号数据的装置。如果生成磁共振信号数据,则该接收部9将该磁共振信号数据发送至计算机系统10。另外,接收部9也可以安装在具备静磁场磁铁1或倾斜磁场线圈2等的架台装置侧。
计算机系统10是进行磁共振成像装置100的整体控制、或数据收集、图像重建等的装置,具有接口（interface）部11、数据收集部12、数据处理部13、存储部14、显示部15、输入部16以及控制部17。接口部11与倾斜磁场电源3、床控制部5、发送部7以及接收部9连接,是控制在这些连接的各部与计算机系统10之间授受的信号的输入输出的处理部。
数据收集部12是经由接口部11,收集从接收部9发送的磁共振信号数据的处理部。如果收集磁共振信号数据,则数据收集部12将收集到的磁共振信号数据存储于存储部14。
数据处理部13是通过对存储于存储部14的磁共振信号数据,实施后处理,即实施傅立叶（Fourier）变换等重建处理,从而生成被检体S内的所希望的核自旋（spin）的频谱数据（spectrum data）或者图像数据的处理部。
存储部14是将由数据收集部12收集到的磁共振信号数据、和由数据处理部13生成的图像数据等按照每个被检体S进行存储的存储部。
显示部15是在基于控制部17的控制下,显示频谱数据或者图像数据等各种信息的装置。作为该显示部15,能够利用液晶显示器等显示设备。
输入部16是从操作者接受各种操作或信息输入的装置。作为该输入部16,能够适当地利用鼠标（mouse）或轨迹球（trackball）等定位设备（pointing device）、模式（mode）切换开关（switch）等选择设备、或者键盘（keyboard）等输入设备。
控制部17是具有未图示的CPU（Central Processing Unit）或存储器等，且总括地控制磁共振成像装置100的处理部。
呼吸传感器（sensor）18被安装在被检体S的腹部,检测基于呼吸的活动。例如,呼吸传感器18将基于呼吸的活动检测为气压,将所检测到的气压转换成电信号作为呼吸信号来输出。从呼吸传感器18输出的呼吸信号被发送至计算机系统10的接口部11,用于脉冲序列的定时设定或呼吸水平或者呼吸周期的检测。另外,在此所谓的呼吸水平是指呼吸深度。
声音产生部19产生用于对被检体S指示呼吸的声音。例如,声音产生部19将“吸”或“吐”等预先记录的声音作为电信号发送至扬声器20。扬声器（speaker）20将电信号转换成振动而输出声音。
以上,对第1实施方式所涉及的磁共振成像装置100的整体结构进行了说明。在此，在对本实施方式所涉及的磁共振成像装置100详细地进行说明之前，对以往的磁共振成像装置中的问题进行说明。
以往,在磁共振成像装置中,一般的情况是分多次来收集图像重建所需的数据。因此,当正在收集数据的期间被检体发生了活动的情况下，将变为从不同的位置收集数据，有时在重建后的图像中产生伪影（虚像）等、画质发生劣化。并且,为了抑制这样的画质劣化,监视（monitor）被检体的呼吸或心跳、脉搏,常常进行与这些同步的拍摄。
另一方面,作为使用磁共振成像装置而不使用造影剂来观察向血管或脏器的血液供给状态的方法，存在使用反转（Inversion Recovery：IR）脉冲等对血液中的自旋磁性地进行标记的拍摄法。该拍摄法被称为ASL(Arterial Spin Labeling：动脉自旋标记)。使用这样的方法呼吸同步地对肾动脉进行拍摄的事例例如记载在Takahashi et al.“Non-Contrast-Enhanced Renal MRA using time-spatial labelingpulse（t-SLIP）with3D balanced SSFP”；book of abstract15thannual meeting ISMRM2007等中。
在该方法中,对关心区域施加被称为Tag的反转脉冲,经过了固定时间（反转恢复时间：TI）之后,通过ssfp（Steady State FreePrecession：稳态自由进动序列）法来进行数据收集。位于关心区域内的静止部的自旋的纵向磁化在由反转脉冲反转之后，以组织的T1恢复时间的时间常数来缓和,TI时间后的纵向磁化分量的绝对值变得比没有施加反转脉冲时小。
另一方面,由于从施加了反转脉冲的区域外流入的血液的自旋没有受到反转脉冲的影响，因此，保存原来的纵向磁化,产生高的信号。在以该方法来产生血管与背景的对比度的过程中，如何降低背景的信号、即如何使TI时间后的静止部的纵向磁化分量的绝对值保持较小很重要。
从反转脉冲开始TI时间后的纵向磁化分量不仅依存于组织的缓和时间T1和反转恢复时间TI，还依存于施加反转脉冲的时点的纵向磁化分量。并且,该时点的纵向磁化分量根据从施加反转脉冲的紧前面的脉冲的时刻到施加反转脉冲的时间而变化。
图2是表示基于脉冲序列的重复周期的纵向磁化的大小的变化的图。图2的（a）表示以假定的重复周期Trep执行了脉冲序列的状态的纵向磁化的大小。如图2的（a）所示，如果组织的T1时间是既知的,则通过适当地设定作为从反转脉冲到数据收集的等待时间的TI，从而能够使数据收集时的纵向磁化分量接近零,能够抑制该分量的信号。
但是,例如,在与被检体的呼吸同步的拍摄中,由于被检体的呼吸周期不是固定的，因此，重复脉冲序列的间隔发生变动。例如,如图2的（b）所示，当呼吸周期比预想的时间延长了时，刚要施加第2个反转脉冲之前的纵向磁化分量M0 -朝向M0更长时间地恢复的结果，变为大的值。并且,时刻TI的纵向磁化的绝对值M0（TI）变得比图2的（a）时大。由此,静止部的信号抑制变得不充分。
为了消除这样的不适合，有如下方法：在进行呼吸同步拍摄时,例如,使被检体倾听指导呼吸的定时的声音而将呼吸周期保持固定,从而尽可能使脉冲序列的重复周期为固定的方法（例如,参照Parienty etal.“Renal Artery Stenosis Evaluation in Chronic Kidney Disease；Radiology：Volume259：Number2pp592-601，2011）。然而,即使在该方法中,在拍摄的整个期间，被检体也未必都能够按照声音的指导进行呼吸。
图3是表示以往的呼吸同步拍摄的例子的图。图3的（a）表示按照V1、V2所示的语音指导,被检体进行呼吸的状况。在此,例如,V1是“吸”等声音,V2是“吐”等声音,分别从声音产生部19输出,经由扬声器20传达给被检体。
另外,呼吸信号是将由呼吸传感器18检测到的被检体的腹部的位移转换成电信号的信号,与其同步地执行脉冲序列。例如,将呼吸信号超过了预定的阈值thr1的时刻作为基准，在从该时刻起经过了固定的延迟时间Td之后施加反转脉冲IR,另外,在经过了TI时间之后进行数据收集。经过拍摄时间如果呼吸周期为固定,则与呼吸周期同步地执行的脉冲序列的重复周期Trep也变为固定。
但是,如图3的（b）所示，当在拍摄的过程中被检体不能按照语音指导进行呼吸时,由于拍摄与被检体的呼吸同步,因此，脉冲序列的重复周期Trep’发生变动。此时,由于使用图2说明了的理由，因此，不能得到所希望的对比度即画质。即,即使在使用了语音指导的方法中，有时也不能得到所希望的对比度即画质。
为了解决这样的问题，在本实施方式所涉及的磁共振成像装置100中,控制部17以固定的周期执行用于收集被检体的数据的脉冲序列,与该周期同步,对被检体通知呼吸的定时。另外,在控制部17检测被检体的呼吸水平并执行脉冲序列时，根据被检体的呼吸水平,判定是否采用由该脉冲序列收集的数据作为图像重建所使用的数据。由此,由于脉冲序列总是以固定的间隔进行动作，因此，能够维持图像对比度。另外,通过只采用呼吸位置为固定的范围的数据，从而，能够减少呼吸性体运动导致的伪影。
以下,针对该磁共振成像装置100详细地进行说明。图4是表示第1实施方式所涉及的磁共振成像装置100的详细的结构的框图。另外,图4表示出图1所示的各部中的、倾斜磁场电源3、发送部7、接收部9、计算机系统10、接口部11、数据收集部12、存储部14、输入部16、控制部17、呼吸传感器18以及声音产生部19。
如图4所示，存储部14具有拍摄条件存储部14a和收集数据存储部14b。
拍摄条件存储部14a存储由操作者设定的拍摄条件。例如,作为拍摄条件,拍摄条件存储部14a存储拍摄的种类或脉冲序列的种类、作为脉冲序列的拍摄参数的反转恢复时间TI、回波（echo）时间TE、激发用RF脉冲的翻转（flip）角FA、高频磁场的中心频率f0等。
收集数据存储部14b存储由数据收集部12收集到的磁共振信号数据。存储于该收集数据存储部14b的磁共振信号数据用于由数据处理部13进行的图像重建。
另外,控制部17具有设定部17a、执行部17b、通知部17c、检测部17d以及判定部17e。
设定部17a经由输入部16从操作者接受拍摄条件的输入,并将所接受的拍摄条件存储在拍摄条件存储部14a中。
执行部17b以固定的重复周期执行用于收集被检体的数据的脉冲序列。例如,执行部17b根据在主扫描（scan）之前通过进行预扫描（pre-scan）而测量到的被检体的呼吸水平来设定重复周期,以所设定的重复周期来执行脉冲序列。作为具体的例子,例如,执行部17b将呼吸水平的峰值间隔的平均值设定为重复周期。另外,当执行部17b执行脉冲序列时,通过根据存储于拍摄条件存储部14a的拍摄条件,生成脉冲序列执行数据并向倾斜磁场电源3、发送部7以及接收部9发送,从而分别控制倾斜磁场电源3、发送部7以及接收部9。
通知部17c与由执行部17b执行脉冲序列的周期同步,对被检体通知呼吸的定时。在本实施方式,通知部17c指示声音产生部19，使得与执行脉冲序列的周期同步地产生声音。该通知部17c通过与脉冲序列的重复周期同步地通知呼吸的定时,从而能够促使被检体配合数据收集的定时地进行呼吸。由此,能够防止数据收集的定时与呼吸发生偏差,能够减少由后述的判定部17e舍弃数据的次数。其结果,将能够有效地进行数据收集,缩短拍摄时间。
检测部17d检测被检体的呼吸水平。在本实施方式中,检测部17d根据从安装于被检体的腹部的呼吸传感器18输出的呼吸信号,来检测被检体的呼吸水平。
当由执行部17b执行脉冲序列时,判定部17e根据被检体的呼吸水平,判定是否采用由该脉冲序列收集的数据作为图像重建所用的数据。在本实施方式中,判定部17e通过将被检体的呼吸水平与规定的阈值进行比较，来判定是否采用由脉冲序列收集的数据作为图像重建所使用的数据。在此,例如,判定部17e根据在主扫描之前通过进行预扫描而测量到的被检体的呼吸水平,来设定用于判定数据的采用或者舍弃的阈值。作为具体的例子,例如,判定部17e将对被检体吐气时的呼吸水平的平均值加上了规定的值而得到的值设定为阈值。
并且,当判定部17e判定为采用由脉冲序列收集的数据作为图像重建所用的数据时，对数据收集部12指示将由该脉冲序列收集到的磁共振信号数据保存到收集数据存储部14b中。
另一方面,当判定部17e判定为不采用由脉冲序列收集的数据作为图像重建所用的数据时，舍弃由该脉冲序列收集到的磁共振信号数据。并且,此时,判定部17e控制执行部17b，以在该脉冲序列之后的周期重新收集没有被采用的数据。例如,判定部17e控制执行部17b,以在该脉冲序列的下一周期重新收集该数据。或者,判定部17e也可以控制执行部17b,以在结束了预定的一系列的脉冲序列的执行之后，重新收集此前没有被采用的数据。
接着,对第1实施方式所涉及的磁共振成像装置100的动作进行说明。图5是表示第1实施方式所涉及的磁共振成像装置100的动作的流程图。另外,在此，对由操作者设定了拍摄条件之后的动作进行说明。
如图5所示，在磁共振成像装置100中,如果执行部17b从操作者接受拍摄开始的指示（步骤（step）S101，“是”）,则以固定的重复周期执行用于收集被检体的数据的脉冲序列（步骤S102）。另外,此时,执行部17b例如根据拍摄的种类或拍摄条件（例如,从预脉冲（pre-pulse）到激发用RF脉冲的等待时间、或数据收集时间等）设定了脉冲序列的重复周期之后,开始执行脉冲序列。
并且,通知部17c与由执行部17b执行脉冲序列的周期同步,对被检体通知呼吸的定时（步骤S103）。之后,检测部17d检测被检体的呼吸水平（步骤S104）,判定部17e判定被检体的呼吸水平是否超过了规定的阈值（步骤S105）。
在此,当被检体的呼吸水平是规定的阈值以下时（步骤S105，“否”）,判定部17e判定为采用由该脉冲序列收集的数据作为图像重建所使用的数据（步骤S106）。并且,此时,数据收集部12将收集到的磁共振信号数据保存到收集数据存储部14b中。
另一方面,当被检体的呼吸水平超过了规定的阈值时（步骤S105，“是”）,判定部17e舍弃所收集到的数据（步骤S107）。并且,此时,判定部17e例如控制执行部17b，再次执行相同的脉冲序列（步骤S108）。由此,在下一周期再次进行没有被采用的数据的收集。
直到收集到所有的数据,执行部17b重复上述的步骤S102～S108的处理（步骤S109，“否”）。并且,当判定为执行部17b收集了全部的数据时（步骤S109，“是”）,数据处理部13根据所收集到的磁共振信号数据进行图像重建（步骤S110）。
接着,针对第1实施方式中的拍摄控制的例子进行说明。图6以及7是表示第1实施方式中的拍摄控制的例子的图。图6以及7按照时间序列示出任一个脉冲序列和与其联动的声音,图6表示被检体按照语音指导进行了呼吸时的例子，图7表示被检体没有按照语音的指导进行呼吸时的例子。
在本实施方式中,直到结束了图像重建所需的全部数据的收集,执行部17b以固定的重复周期Trep重复执行脉冲序列。在此,例如,执行部17b进行将用于重建1个图像的数据按照每个重复周期Trep进行分割并收集的分段收集。例如,当以256相位编码来重建1个图像时,当分为2段（segment）来收集数据时，执行部17b以2次重复周期,每次分别收集128相位编码的数据。或者,执行部17b将三维拍摄中的1个切片编码（切片方向的相位编码）分为一段，或者按照多编码来收集（所谓的相位编码方向的）相位编码。
另外,通知部17c在以时刻0开始的1次的重复周期中,在t1所示的时刻,输出V1所示的声音,例如,输出“吸”这样的用于使被检体知道吸气的定时的声音。并且,在时刻t2,通过由IR所示的反转脉冲将拍摄区域的整体或者一部分的区域的自旋反转。
之后,在时刻t3,通知部17c输出V2所示的声音,例如,输出“吐”那样的用于使被检体知道吐气的定时的声音。并且,在从时刻t3开始反转恢复时间TI后的时刻t4,例如，通过ssfp法来执行用于ACQ所示的数据收集的脉冲列。
在此,声音V1、V2以及脉冲序列的定时存储在存储部14中,通过控制部17经由接口部11驱动声音产生部19、倾斜磁场电源3、发送部7、接收部9,从而产生各个事件（event）。
如图6所示，当被检体按照声音V1、V2进行呼吸时，由于数据收集ACQ与腹部的活动比较少的呼气的定时一致，因此，能够抑制活动导致的位置偏离或伪影。另一方面,由于数据收集与被检体的呼吸周期无关而以固定的重复周期Trep来执行，因此，不会产生上述的纵向磁化的变动而能够得到固定的对比度。
然而,在拍摄的期间，可能存在被检体不能按照语音指导进行呼吸的情况。例如,在图7所示的例子中，在第3个周期被检体没有使呼吸与语音指导相一致的结果是，在被检体呼气中进行ACQ所示的数据收集。此时,在第3个周期中不能够从与其他周期的数据相同的位置来收集信号。其结果,在所重建的图像中产生伪影。
在本实施方式中,为了删除这样的不希望的数据，检测部17d在拍摄中检测被检体的呼吸水平。在呼吸水平的检测中,例如,一般使用呼吸同步拍摄所使用的呼吸传感器18的输出信号。由安装于被检体的呼吸传感器18感知到的压力等信号被转换成电信号。并且,当从呼吸传感器18输出的信号超过了预定的阈值thr2时（参照图7所示的圆30内）,判定部17e判定为此时收集到的数据不适合使用于图像重建而舍弃（由图7所示的带有斜线的数据收集部ACQ所收集到的数据）,并且进行控制，使得在之后的周期重新收集相同的数据。
另外,在呼吸水平的检测中,除了如上述那样使用与某一个阈值的大小关系之外，为了进一步提高精度，也可以使用由2个阈值规定的范围。例如,当使用了2个阈值thr3以及thr4（thr3＞thr4）时,判定部17e在从呼吸传感器18输出的信号超过了thr3的情况下,或者低于thr4的情况下，舍弃数据。
另外,当判定部17e判定为采用由脉冲序列收集的数据作为图像重建所使用的数据时，也可以控制执行部17b，以使得根据被检体的呼吸水平,调整由该脉冲序列激发的区域。由此,即使由于呼吸拍摄对象的脏器移动了,也能够从相同的位置来收集数据,能够减少活动导致的伪影。
例如,判定部17e在开始执行脉冲序列之后，在刚要进行数据收集之前，由检测部17d使用呼吸水平的检测所使用的输出信号,测量距离基准位置的被检体的移动量。并且,在相同的周期内在紧接之后进行的数据收集中,判定部17e控制执行部17b,调整施加激发用RF脉冲的区域，以补偿测量到的移动量。
如上述那样，根据第1实施方式,执行部17b以固定的周期执行脉冲序列,通知部17c与执行脉冲序列的周期同步,对上述被检体通知呼吸的定时。并且,检测部17d检测被检体的呼吸水平,判定部17e在执行脉冲序列时,根据被检体的呼吸水平,判定是否采用由该脉冲序列收集的数据作为图像重建所使用的数据。从而,由于脉冲序列总是以固定的间隔进行动作，因此，能够维持图像对比度。另外,通过只采用呼吸位置为固定的范围的数据，从而，能够减少呼吸性体运动导致的伪影。
另外,根据第1实施方式,当判定部17e判定为不采用由脉冲序列收集的数据作为图像重建所用的数据时，控制执行部17b，以在此脉冲序列之后的周期重新收集该数据。从而,针对图像重建所需的全部的数据,能够得到呼吸位置在固定的范围的数据。
（第2实施方式）
另外,假设在上述第1实施方式中,检测部17d根据从安装于被检体的腹部的呼吸传感器18输出的信号,检测被检体的呼吸水平。然而,例如,检测部17d也可以使用表示被检体的活动的导航（navigator）信号（也称为导航回波（navigator echo））来检测被检体的呼吸水平。以下,作为第2实施方式来说明此时的例子。
另外,第2实施方式所涉及的磁共振成像装置的结构基本上与图1以及2所示的结构相同。但是,由执行部17b执行的脉冲序列包含用于从设定于被检体的腹部的区域收集导航信号的脉冲列的点、和检测部17d使用导航信号来检测被检体的呼吸水平的点不同。
在本实施方式中,例如,执行部17b通过执行包含用于收集导航信号的脉冲列的脉冲序列,从设定于被检体的横隔膜附近的区域收集被称为导航信号的磁共振信号。并且,检测部17d通过使用所收集到的导航信号测定横隔膜的头脚方向的位移,来检测被检体的呼吸水平。利用了这样的磁共振信号的呼吸水平的检测方法例如记载在Wang et．al“Navigator-Echo-based Real-Time Respiratory Gating andTriggering for Reduction of Respiration Effects inTree-dimensional Coronary MR Angiography”，Radiology1996；198：55-60中。
图8是表示第2实施方式中的拍摄控制的例子的图。图8示出按照时间序列示出脉冲序列和与其联动的声音,并且被检体没有按照语音指导进行呼吸时的例子。
即使在本实施方式中,执行部17b也是直到结束图像重建所需的全部数据的收集为止,都以固定的重复周期Trep来重复执行脉冲序列。并且,在本实施方式中,如图8所示，在脉冲序列中,在开始数据收集的时刻t4之前的时刻t5插入NAV所示的导航信号收集部。在此,导航信号收集部是用于从设定于被检体的腹部的区域来收集导航信号的脉冲列。
并且,在本实施方式中,检测部17d根据由导航信号收集部收集到的导航信号来检测肝脏与肺的边界，求横隔膜的位移（图8所示的黑色的圆的位置）。另外,判定部17e当由检测部17d求得的位移进入了预先设定的范围（图8所示的双箭头40的范围）时,采用所收集到的数据,当位移没有进入预先设定的范围时，舍弃所收集到的数据。
例如,在图8所示的例子中，在第1个周期、第2个周期、第4个周期根据导航信号求得的位移进入了预先设定的范围,但在第3个周期根据导航信号求得的位移没有进入范围。因此,在图8所示的例子中，分别采用在第1个周期、第2个周期、第4个周期收集到的数据,舍弃在第3个周期收集到的数据（由图8所示的带有斜线的数据收集部ACQ收集到的数据）。
并且,当判定部17e判定为不采用数据时，与第1实施方式相同，控制执行部17b，以使得在该脉冲序列之后的周期,重新收集没有被采用的数据。例如,判定部17e控制执行部17b,以在该脉冲序列的下一周期重新收集该数据。或者,判定部17e也可以控制执行部17b，以在结束了预定的一系列的脉冲序列的执行之后，重新收集此前没有被采用的数据。
另外,当判定部17e判定为采用由脉冲序列收集的数据作为图像重建所使用的数据时，也可以控制执行部17b，以根据横隔膜的位移量,调整由该脉冲序列激发的区域。由此,即使由于呼吸而拍摄对象的脏器产生了移动,也能够从相同的位置来收集数据,能够减少活动导致的伪影。
例如,判定部17e使用由检测部17d在呼吸水平的检测中使用的导航信号,测量距离基准位置的横隔膜的移动量。并且,在相同的周期内在紧接之后进行的数据收集中,判定部17e控制执行部17b而对施加激发用RF脉冲的区域进行调整，以使得补偿所测量到的移动量。
如上述那样，根据第2实施方式,由执行部17b执行的脉冲序列包含用于从设定于被检体的腹部的区域来收集导航信号的脉冲列。并且,检测部17d使用所收集到的导航信号对被检体的呼吸水平进行检测。因此,由于能够不使用呼吸传感器18来对被检体的呼吸水平进行检测,从而能够削减装置的成本。
另外,在上述实施方式中,设为执行部17b根据在主扫描之前通过进行预扫描而测量到的被检体的呼吸水平,来设定脉冲序列的重复周期。然而,例如,执行部17b也可以根据由操作者设定的拍摄条件,来设定执行脉冲序列的周期。
例如,在本实施方式所示的那样的、通过反转脉冲抑制来自静止部的信号,并描绘流入的血液的拍摄方法中,根据被检体的血流速度,在从反转脉冲到数据收集的等待时间TI的期间，从区域外流入的血液的到达距离发生变化，描绘出血管的范围发生变化,因此，有时根据心跳数或者其他的信息来推定被检体的血流速度并调整TI。此时,执行部17b根据调整后的TI设定脉冲序列的重复周期，使得抑制来自静止部的信号。
另外,例如,当作为拍摄条件而设定的拍摄的种类是心肌延迟造影时,执行部17b根据TI来设定脉冲序列的重复周期。心肌延迟造影是将具有缩短T1缓和时间的效果的造影剂注入被检体,例如，在15～20分钟之后对心脏的T1强调图像进行拍摄,从而以高信号描绘出心肌梗塞部位等的拍摄法。在该心肌延迟造影中,TI是从施加反转脉冲到正常的心肌的信号强度大致变为零的时间。
另外,例如,当作为拍摄条件而设定的拍摄的种类是非造影血管摄影（MR Angiography：MRA：磁共振血管造影成像）时,执行部17b根据BBTI（Black Blood Inversion Time：黑色血液反转时间）,来设定脉冲序列的重复周期。非造影MRA例如在通过对位于拍摄区域内的规定的区域施加反转脉冲而对该区域进行了标记（labeling）之后,通过检测从所标记出的区域流出的血流,来将拍摄区域内的血流动态进行图像化的拍摄法。在该非造影MRA中,BBTI是表示从施加反转脉冲到拍摄开始的时间的时间。
一般而言,拍摄周期（脉冲序列的重复周期）包含从预脉冲到分割收集期间、或者包含从声音信号到分割收集期间,根据拍摄的种类或拍摄条件来确定。例如,通过反转脉冲或饱和脉冲（saturation pulse）对拍摄区域的一部分或者上游的标识化区域添加标记（tug）,并在等待时间（在反转脉冲时为TI）进行成像的拍摄中,流体的移动距离根据等待时间发生变化。在这样的拍摄中,等待时间对拍摄周期的影响大。即使在对拍摄区域的整个区域施加反转脉冲,并在TI后进行成像的其他的拍摄中,等待时间对拍摄周期的影响也较大。
另外,在上述实施方式中,设为判定部17e根据在主扫描之前通过进行预扫描而测量到的被检体的呼吸水平,来设定用于判定数据的采用或者舍弃的阈值。然而,例如,判定部17e也可以根据被检体的呼吸水平的变化,来变更用于判定数据的采用或者舍弃的阈值。
在此使用的阈值例如根据主摄影前的屏气练习来确定。但是,例如,当在主摄影中患者睡着了时，存在呼吸水平变浅并从阈值的范围偏离的情况。此时,某一数据收集之后的数据会被全部舍弃,无论何时主摄影都不会结束。因此,例如,根据呼吸水平的变化来追随（调整）阈值的范围。例如,当呼吸水平连续规定的次数偏离了阈值的范围时,变更阈值的范围，使得该时刻的呼吸水平进入。
例如,优选当被检体的呼吸逐渐地变浅，或者逐渐地变深时，阈值也与此对应地发生变更。因此,例如,当被检体吐气时的呼吸水平在规定数的周期中连续地增加时，判定部17e将阈值增大规定的值。另一方面,当被检体吐气时的呼吸水平在规定数的周期中连续地减少了时，判定部17e将阈值减小规定的值。另外,此时的阈值例如在拍摄前由操作者初始设定。
另外,在上述实施方式中,设为通知部17c通过指示声音产生部19产生声音而对被检体通知呼吸的定时。然而,例如,通知部17c也可以以声音以外的信息对被检体通知呼吸的定时。例如,通知部17c也可以将表示呼吸的定时的映像输出至被检体能够视觉识别的监视器。作为具体的例子,例如,通知部17c以波状的曲线来表示呼气以及吸气的定时，并将该曲线动态地输出至监视器。
另外,在上述实施方式中,设为了执行部17b根据呼吸水平或拍摄条件设定额脉冲序列的重复周期。具体而言,执行部17b将MRI装置100所具有的时钟（clock）作为基准,设定重复周期。例如,执行部17b通过将时钟动作了规定的次数的定时作为图6～8所示的时刻0,通过改变该规定的次数，来设定重复周期的长度。
另外,在上述实施方式中,设为了判定部17e通过比较被检体的呼吸水平与规定的阈值，来判定数据的采用或者舍弃,但实施方式并不限定于此。为了在呼吸状态稳定的时间带中判定是否进行了数据收集,除了呼吸水平之外，也可以检测呼吸周期是否在规定的阈值的范围内。因此,例如,判定部17e也可以通过将被检体的呼吸周期与规定的阈值进行比较，来判定数据的采用或者舍弃。
在第1实施方式中，当使用呼吸周期时,判定部17e例如对数据收集期间紧前面的呼吸信号的峰值进行检测,判定所检测到的峰值（peak）间（例如,2个峰值间）的时间是否是规定的阈值的范围内,判定数据的采集或者舍弃。另一方面,当在第2实施方式中使用呼吸周期时,判定部17e例如增加在一个周期内收集的导航信号的数量,按照每个周期收集多个导航信号。并且,判定部17e通过对收集到的多个导航信号实施样条（spline）插补等,针对每个周期检测导航信号的变化的峰值,判定所检测到的峰值间（例如,2个峰值间）的时间是否是规定的阈值的范围内,判定数据的采用或者舍弃。
另外,判定部17e既可以只使用呼吸水平来进行阈值的判定,也可以只使用呼吸周期来进行阈值的判定。另外,判定部17e也可以使用呼吸水平以及呼吸周期的双方来进行阈值的判定。
另外,在上述实施方式中,说明了进行伴随一个反转预脉冲的数据收集的例子，但实施方式并不限定于此。例如,即使在存在多个预脉冲时、或伴随着反转脉冲以外的脂肪抑制等的预脉冲时、或执行组合了这些多种预脉冲的脉冲序列时也能够适用。另外,不管有无预脉冲，在需要将脉冲序列的重复周期保持固定的拍摄时都有效。
另外,根据在上述实施方式中说明的数据收集方法,能够在主拍摄中对各种拍摄部位进行拍摄,但在对要求与呼吸同步地收集数据的腹部进行拍摄时特别地有用。另外,特别的,当通过非造影MRA对肾脏进行拍摄时有用。这是由于肾脏优选不使用造影剂来进行检查，且由呼吸导致的移动量大。
另外,在上述实施方式中,说明了根据被检体的呼吸水平或者呼吸周期,判定是否采用由该脉冲序列收集的数据作为图像重建所使用的数据的例子,但实施方式并不限定于此。例如,也可以根据被检体的呼吸水平或者呼吸周期,来判定是否进行基于脉冲序列的数据收集。
此时,例如,当执行脉冲序列时,判定部17e根据被检体的呼吸水平或者呼吸周期,判定是否进行基于该脉冲序列的数据收集。具体而言，判定部17e通过与上述实施方式相同地将被检体的呼吸水平与规定的阈值进行比较，来判定是否进行基于脉冲序列的数据收集。另外,设定阈值的方法与上述实施方式相同。
并且,当判定部17e判定为不进行基于脉冲序列的数据收集时,控制对由RF线圈接收到的磁共振信号进行处理的接收部9，使得不进行用于将由该脉冲序列收集到的磁共振信号进行数字化的采样（sampling）。另外,在此所谓的采样是指用于根据作为模拟（analog）信号的磁共振信号生成作为数字（digital）信号的磁共振信号数据的A/D转换处理。另一方面,当判定为进行基于脉冲序列的数据收集时,判定部17e控制接收部9,使得进行用于将由该脉冲序列收集到的磁共振信号进行数字化的采样。
在此,当判定部17e判定为不进行基于脉冲序列的数据收集时,控制接收部9以不进行采样,并且控制执行部17b，使得施加该脉冲序列中的激发用RF脉冲。此时,执行部17b例如生成用于只施加该脉冲序列所包含的激发用RF脉冲的脉冲序列执行数据,并将所生成的脉冲序列执行数据发送给发送部7。
这样,即使在判定部17e判定为不进行基于脉冲序列的数据收集的情况下,也不会停止脉冲序列的执行本身,通过施加激发用RF脉冲,从而当停止了脉冲序列的执行本身时也能够防止可能在由后续的脉冲序列收集的磁共振信号产生的纵向磁化的偏离。
或者,当判定部17e判定为不进行基于脉冲序列的数据收集时,控制接收部9以不进行采样,并且也可以与判定为进行基于该脉冲序列的数据收集相同，控制执行部17b以使得施加激发用RF脉冲以及倾斜磁场。此时,例如,执行部17b生成用于只施加该脉冲序列所包含的激发用RF脉冲以及倾斜磁场的脉冲序列执行数据,并将所生成的脉冲序列执行数据向倾斜磁场电源3以及发送部7发送。
这样,即使在判定部17e判定为不进行基于脉冲序列的数据收集的情况下,也不会停止脉冲序列的执行本身,通过施加激发用RF脉冲,从而能够在停止了脉冲序列的执行本身时防止可能在由后续的脉冲序列收集的磁共振信号中产生的纵向磁化以及横磁化的偏离。
另外,作为控制基于接收部9的采样的方法,判定部17e对于接收部9既可以分别明确地指示进行采样或者不进行采样,也可以只指示不进行采样。即,当接收部9构成为只要没有从判定部17e明确地指示，作为规定动作就进行采样时，判定部17e对接收部9指示只有在控制为不进行采样的情况下，才指示不进行采样,当控制为进行采样时,也可以不进行指示。
根据以上所述的至少一个实施方式所涉及的磁共振成像装置,将能够一边维持图像对比度,一边减少呼吸性体运动导致的伪影。
虽然说明了本发明的几个实施方式,但这些实施方式是作为例子而提示的,并不意图限定本发明的范围。这些实施方式能够以其他的各种方式进行实施，在不脱离发明的要旨的范围内，能够进行各种的省略、置换、变更。这些实施方式或其变形包含于发明的范围或要旨中，并且包含于权利要求书记载的发明及其均等的范围中。

Claims (20)

1.一种磁共振成像装置，其特征在于，具备：
执行部，以固定的周期执行用于收集被检体的数据的脉冲序列；
通知部，与执行上述脉冲序列的周期同步地，对上述被检体通知呼吸的定时；
检测部，检测作为上述被检体的呼吸深度的呼吸水平或者呼吸周期；以及
判定部，在执行上述脉冲序列时，根据上述被检体的呼吸水平或者呼吸周期，判定是否采用由该脉冲序列收集的数据作为图像重建所使用的数据。
2.根据权利要求1所述的磁共振成像装置，其特征在于，
上述执行部根据由操作者设定的拍摄条件，设定执行上述脉冲序列的周期。
3.根据权利要求1所述的磁共振成像装置，其特征在于，
当上述判定部判定为不采用由上述脉冲序列收集的数据作为图像重建所使用的数据时，控制上述执行部，以使得在该脉冲序列之后的周期重新收集该数据。
4.根据权利要求2所述的磁共振成像装置，其特征在于，
当上述判定部判定为不采用由上述脉冲序列收集的数据作为图像重建所使用的数据时，控制上述执行部，以使得在该脉冲序列之后的周期重新收集该数据。
5.根据权利要求1所述的磁共振成像装置，其特征在于，
当上述判定部判定为采用由上述脉冲序列收集的数据作为图像重建所使用的数据时，控制上述执行部，以使得根据上述被检体的呼吸水平或者呼吸周期来调整由该脉冲序列激发的区域。
6.根据权利要求1所述的磁共振成像装置，其特征在于，
上述检测部根据从安装于上述被检体的腹部的呼吸传感器输出的信号，检测上述被检体的呼吸水平或者呼吸周期。
7.根据权利要求1所述的磁共振成像装置，其特征在于，
由上述执行部执行的脉冲序列包含用于从设定于被检体的腹部的区域收集表示上述被检体的活动的导航信号的脉冲列，
上述检测部使用上述导航信号来检测上述被检体的呼吸水平或者呼吸周期。
8.根据权利要求1所述的磁共振成像装置，其特征在于，
上述判定部通过将上述被检体的呼吸水平或者呼吸周期与规定的阈值进行比较，来判定是否采用由上述脉冲序列收集的数据作为图像重建所使用的数据。
9.根据权利要求8所述的磁共振成像装置，其特征在于，
上述判定部根据上述被检体的呼吸水平或者呼吸周期的变化，来变更上述阈值。
10.一种磁共振成像装置，其特征在于，具备：
执行部，以固定的周期来执行用于收集被检体的数据的脉冲序列；
通知部，与执行上述脉冲序列的周期同步地，对上述被检体通知呼吸的定时；
检测部，检测作为上述被检体的呼吸深度的呼吸水平或者呼吸周期；以及
判定部，当执行上述脉冲序列时，根据上述被检体的呼吸水平或者呼吸周期，判定是否进行基于该脉冲序列的数据收集。
11.根据权利要求10所述的磁共振成像装置，其特征在于，
当上述判定部判定为不进行基于上述脉冲序列的数据收集的情况下，控制对由RF线圈接收到的磁共振信号进行处理的接收部，以使得不进行用于对由该脉冲序列收集到的磁共振信号进行数字化的采样。
12.根据权利要求11所述的磁共振成像装置，其特征在于，
当上述判定部判定为不进行基于上述脉冲序列的数据收集的情况下，控制上述接收部，以使得不进行上述采样，并且控制上述执行部，以使得施加该脉冲序列中的激发用RF脉冲。
13.根据权利要求11所述的磁共振成像装置，其特征在于，
当上述判定部判定为不进行基于上述脉冲序列的数据收集的情况下，控制上述接收部，以使得不进行上述采样，并且控制上述执行部，以使得与判定为进行基于该脉冲序列的数据收集时相同地施加激发用RF脉冲以及倾斜磁场。
14.根据权利要求10所述的磁共振成像装置，其特征在于，
上述执行部根据由操作者设定的拍摄条件，设定执行上述脉冲序列的周期。
15.根据权利要求10所述的磁共振成像装置，其特征在于，
当上述判定部判定为不进行基于上述脉冲序列的数据收集的情况下，控制上述执行部，以使得在该脉冲序列之后的周期重新收集该数据。
16.根据权利要求10所述的磁共振成像装置，其特征在于，
当上述判定部判定为不进行基于上述脉冲序列的数据收集的情况下，控制上述执行部，以使得根据上述被检体的呼吸水平或者呼吸周期，调整由该脉冲序列激发的区域。
17.根据权利要求10所述的磁共振成像装置，其特征在于，
上述检测部根据从安装于上述被检体的腹部的呼吸传感器输出的信号，检测上述被检体的呼吸水平或者呼吸周期。
18.根据权利要求10所述的磁共振成像装置，其特征在于，
由上述执行部执行的脉冲序列包含用于从设定于被检体的腹部的区域收集表示上述被检体的活动的导航信号的脉冲列，
上述检测部使用上述导航信号来检测上述被检体的呼吸水平或者呼吸周期。
19.根据权利要求10所述的磁共振成像装置，其特征在于，
上述判定部通过将上述被检体的呼吸水平或者呼吸周期与规定的阈值进行比较，来判定是否采用由上述脉冲序列收集的数据作为图像重建所使用的数据。
20.根据权利要求19所述的磁共振成像装置，其特征在于
上述判定部根据上述被检体的呼吸水平或者呼吸周期的变化，来变更上述阈值。
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