JP2000157508A - Ｎｍｒ画像デ―タを取得する方法及び装置 - Google Patents
Ｎｍｒ画像デ―タを取得する方法及び装置Info
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- G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
- G01R33/48—NMR imaging systems
- G01R33/54—Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
- G01R33/56—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
- G01R33/567—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution gated by physiological signals, i.e. synchronization of acquired MR data with periodical motion of an object of interest, e.g. monitoring or triggering system for cardiac or respiratory gating
- G01R33/5676—Gating or triggering based on an MR signal, e.g. involving one or more navigator echoes for motion monitoring and correction
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 呼吸ゲート法を用いたＭＲイメージングにお
いて、画質を大幅に低下させずに走査時間を短縮する。 【解決手段】 画像を再構成するのに必要なＮＭＲデー
タを中央ｋ空間ビューと周辺ｋ空間ビューとに分割す
る。走査中に患者の呼吸を示すＮＭＲナヴィゲータ信号
が取得され（３６０）、呼吸が狭い取得ウィンドウ内に
あるときには第１のゲート信号が発生され（３６２）、
呼吸がより広い取得ウィンドウ内にあるときには第２の
ゲート信号が発生される（３６６）。第１のゲート信号
が発生されたときには中央のｋ空間ビューを取得し（３
６４）、第２のゲート信号が発生されたときには周辺の
ｋ空間ビューを取得する（３６８）。
いて、画質を大幅に低下させずに走査時間を短縮する。 【解決手段】 画像を再構成するのに必要なＮＭＲデー
タを中央ｋ空間ビューと周辺ｋ空間ビューとに分割す
る。走査中に患者の呼吸を示すＮＭＲナヴィゲータ信号
が取得され（３６０）、呼吸が狭い取得ウィンドウ内に
あるときには第１のゲート信号が発生され（３６２）、
呼吸がより広い取得ウィンドウ内にあるときには第２の
ゲート信号が発生される（３６６）。第１のゲート信号
が発生されたときには中央のｋ空間ビューを取得し（３
６４）、第２のゲート信号が発生されたときには周辺の
ｋ空間ビューを取得する（３６８）。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明の分野は、核磁気共鳴
イメージング方法及びシステムである。より具体的に
は、本発明は、ＮＭＲ（核磁気共鳴）画像データの取得
に関して患者の呼吸の関数としてゲート作用を行うこと
に関する。
イメージング方法及びシステムである。より具体的に
は、本発明は、ＮＭＲ（核磁気共鳴）画像データの取得
に関して患者の呼吸の関数としてゲート作用を行うこと
に関する。
【０００２】
【従来の技術】人体組織のような物体が一様の磁場（分
極磁場Ｂ0 ）にさらされると、該物体内のスピンの個々
の磁気モーメントは、この分極磁場に沿って整列しよう
とするが、各スピン固有のラーモア周波数でランダムな
秩序で分極磁場の周りを歳差運動する。物体、即ち組織
が、ｘ−ｙ平面内に存在すると共にラーモア周波数に近
い周波数を持つ磁場（励起磁場Ｂ1 ）にさらされると、
整列後の正味のモーメントＭz は、ｘ−ｙ平面に向かっ
て回転、即ち「傾斜」して、正味の横（方向）磁気モー
メントＭt を発生する。このように励起されたスピンに
よって信号が放出され、この信号を受信して処理するこ
とにより画像を作成することができる。
極磁場Ｂ0 ）にさらされると、該物体内のスピンの個々
の磁気モーメントは、この分極磁場に沿って整列しよう
とするが、各スピン固有のラーモア周波数でランダムな
秩序で分極磁場の周りを歳差運動する。物体、即ち組織
が、ｘ−ｙ平面内に存在すると共にラーモア周波数に近
い周波数を持つ磁場（励起磁場Ｂ1 ）にさらされると、
整列後の正味のモーメントＭz は、ｘ−ｙ平面に向かっ
て回転、即ち「傾斜」して、正味の横（方向）磁気モー
メントＭt を発生する。このように励起されたスピンに
よって信号が放出され、この信号を受信して処理するこ
とにより画像を作成することができる。
【０００３】これらの信号を利用して画像を作成すると
きに、磁場勾配（Ｇx 、Ｇy 及びＧ z ）が用いられる。
典型的には、イメージング対象の領域は、用いられてい
る特定の局在化方法に応じてこれらの勾配が変化するよ
うな一連の測定サイクルによって走査される。結果とし
て得られる１組のＮＭＲ受信信号をディジタル化して、
多くの周知の再構成手法のうちの１つを用いて処理する
ことにより、画像が再構成される。
きに、磁場勾配（Ｇx 、Ｇy 及びＧ z ）が用いられる。
典型的には、イメージング対象の領域は、用いられてい
る特定の局在化方法に応じてこれらの勾配が変化するよ
うな一連の測定サイクルによって走査される。結果とし
て得られる１組のＮＭＲ受信信号をディジタル化して、
多くの周知の再構成手法のうちの１つを用いて処理する
ことにより、画像が再構成される。
【０００４】本発明は、「スピン・ワープ（spin-warp
）」法としばしば呼ばれる周知のフーリエ変換（Ｆ
Ｔ）イメージング手法の一形式を参照して詳しく説明す
る。スピン・ワープ法は、Physics in Medicine and Bi
ology 誌、第２５巻、第７５１頁〜第７５６頁（１９８
０年）のW. A. Edelstein 等による「スピン・ワープ式
ＮＭＲイメージング及び人体の全身イメージングへの応
用」と題された論文で議論されている。この手法は、Ｎ
ＭＲ信号の取得の前に、可変振幅の位相エンコーディン
グ磁場勾配パルスを用いて、この勾配の方向における空
間的情報を位相エンコードするものである。２次元での
実現形式（２ＤＦＴ）では、例えば、位相エンコーディ
ング勾配（Ｇy ）を１つの方向に沿って印加することに
よりこの方向において空間的情報をエンコードし、次い
で、位相エンコーディング方向に対して直交する方向の
読み出し磁場勾配（Ｇx ）の存在下で信号を取得する。
取得中に存在している読み出し勾配は、この直交する方
向における空間的情報をエンコードする。典型的な２Ｄ
ＦＴパルス・シーケンスでは、位相エンコーディング勾
配パルスＧy の大きさが、走査時に取得される一連の
「ビュー(view)」においてインクリメント（増分）され
て（ΔＧy ）、全体の画像を再構成することができる１
組のＮＭＲデータを生じさせる。
）」法としばしば呼ばれる周知のフーリエ変換（Ｆ
Ｔ）イメージング手法の一形式を参照して詳しく説明す
る。スピン・ワープ法は、Physics in Medicine and Bi
ology 誌、第２５巻、第７５１頁〜第７５６頁（１９８
０年）のW. A. Edelstein 等による「スピン・ワープ式
ＮＭＲイメージング及び人体の全身イメージングへの応
用」と題された論文で議論されている。この手法は、Ｎ
ＭＲ信号の取得の前に、可変振幅の位相エンコーディン
グ磁場勾配パルスを用いて、この勾配の方向における空
間的情報を位相エンコードするものである。２次元での
実現形式（２ＤＦＴ）では、例えば、位相エンコーディ
ング勾配（Ｇy ）を１つの方向に沿って印加することに
よりこの方向において空間的情報をエンコードし、次い
で、位相エンコーディング方向に対して直交する方向の
読み出し磁場勾配（Ｇx ）の存在下で信号を取得する。
取得中に存在している読み出し勾配は、この直交する方
向における空間的情報をエンコードする。典型的な２Ｄ
ＦＴパルス・シーケンスでは、位相エンコーディング勾
配パルスＧy の大きさが、走査時に取得される一連の
「ビュー(view)」においてインクリメント（増分）され
て（ΔＧy ）、全体の画像を再構成することができる１
組のＮＭＲデータを生じさせる。
【０００５】冠状動脈の画像のような高分解能３次元医
用画像を作成するのに現在用いられている殆どのＮＭＲ
走査は、必要なデータを取得するのに多くの時間（分）
を要求する。走査時間が長いため、走査中に患者が動く
と問題となることがあり、再構成画像がモーション・ア
ーティファクトによって損なわれる可能性がある。ま
た、患者の動きには、呼吸運動、心拍運動、血流及び蠕
動等の多くの種類がある。これらのモーション・アーテ
ィファクトを減少させる又は解消するのに用いられてい
る多くの方法があり、動きを減少させる方法（例えば、
保息）、動きの影響を減少させる方法（例えば、米国特
許第４，６６３，５９１号に記載の方法）及び既知の動
きについて取得データを補正する方法（例えば、米国特
許第５，２００，７００号に記載の方法）等がある。呼
吸運動の場合には、モーション・アーティファクトを減
少させる公知の方法で最良のものの１つに、呼吸周期の
うち所定の部分の間でのみビューが取得されるようにデ
ータの取得をゲートする方法がある。
用画像を作成するのに現在用いられている殆どのＮＭＲ
走査は、必要なデータを取得するのに多くの時間（分）
を要求する。走査時間が長いため、走査中に患者が動く
と問題となることがあり、再構成画像がモーション・ア
ーティファクトによって損なわれる可能性がある。ま
た、患者の動きには、呼吸運動、心拍運動、血流及び蠕
動等の多くの種類がある。これらのモーション・アーテ
ィファクトを減少させる又は解消するのに用いられてい
る多くの方法があり、動きを減少させる方法（例えば、
保息）、動きの影響を減少させる方法（例えば、米国特
許第４，６６３，５９１号に記載の方法）及び既知の動
きについて取得データを補正する方法（例えば、米国特
許第５，２００，７００号に記載の方法）等がある。呼
吸運動の場合には、モーション・アーティファクトを減
少させる公知の方法で最良のものの１つに、呼吸周期の
うち所定の部分の間でのみビューが取得されるようにデ
ータの取得をゲートする方法がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の呼吸ゲート法
は、患者の呼吸を検知し（例えば、米国特許第４，９９
４，４７３号に記載の方法）、呼吸周期のうち所定の部
分の間にＭＲＩ（磁気共鳴イメージング）システム用の
ゲート信号を発生する手段を用いている。ゲート信号が
発生されている限り、ＭＲＩシステムは所定のビュー順
序でＮＭＲデータを取得する。呼吸周期の他の部分の間
は、ゲート信号はオフになり、データは取得されない。
この結果、呼吸ゲートを用いるとき、各々の呼吸周期の
うち比較的短い部分でしかデータを取得することができ
ないので、走査時間が大幅に延長する。
は、患者の呼吸を検知し（例えば、米国特許第４，９９
４，４７３号に記載の方法）、呼吸周期のうち所定の部
分の間にＭＲＩ（磁気共鳴イメージング）システム用の
ゲート信号を発生する手段を用いている。ゲート信号が
発生されている限り、ＭＲＩシステムは所定のビュー順
序でＮＭＲデータを取得する。呼吸周期の他の部分の間
は、ゲート信号はオフになり、データは取得されない。
この結果、呼吸ゲートを用いるとき、各々の呼吸周期の
うち比較的短い部分でしかデータを取得することができ
ないので、走査時間が大幅に延長する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、画質を大幅に
低下させずに各々の呼吸周期の大部分にわたってのデー
タの取得を可能にする呼吸ゲート法を用いて、ＮＭＲデ
ータを取得する方法である。より具体的に述べると、イ
メージング対象の被検体の呼吸を監視し、呼吸が狭いウ
ィンドウ内にあるときには第１のゲート信号を発生し、
呼吸が広いウィンドウ内にあるときには第２のゲート信
号を発生し、第１のゲート信号が発生されたときにはｋ
空間の中央領域からＮＭＲデータを取得するようにＭＲ
Ｉ（磁気共鳴イメージング）システムを作動し、第２の
ゲート信号が発生されたときにはｋ空間の周辺領域から
ＮＭＲデータを取得するようにＭＲＩシステムを作動
し、いずれのゲート信号も発生されないときにはＮＭＲ
データを取得しない。
低下させずに各々の呼吸周期の大部分にわたってのデー
タの取得を可能にする呼吸ゲート法を用いて、ＮＭＲデ
ータを取得する方法である。より具体的に述べると、イ
メージング対象の被検体の呼吸を監視し、呼吸が狭いウ
ィンドウ内にあるときには第１のゲート信号を発生し、
呼吸が広いウィンドウ内にあるときには第２のゲート信
号を発生し、第１のゲート信号が発生されたときにはｋ
空間の中央領域からＮＭＲデータを取得するようにＭＲ
Ｉ（磁気共鳴イメージング）システムを作動し、第２の
ゲート信号が発生されたときにはｋ空間の周辺領域から
ＮＭＲデータを取得するようにＭＲＩシステムを作動
し、いずれのゲート信号も発生されないときにはＮＭＲ
データを取得しない。
【０００８】本発明によって、呼吸ゲート法を用いた場
合に、画質を大幅に低下させずに走査時間を短縮するこ
とが可能になる。位相エンコーディング勾配が小さいｋ
空間の中央領域からのビューは、再構成画像の画質に大
きく寄与することが当業界で公知である。他方、位相エ
ンコーディングが大きいｋ空間の周辺領域からのビュー
は、画質に余り寄与しない。本発明は、スピン・ワープ
法のこの現象を利用して、各々の呼吸サイクル中にｋ空
間データを取得することができる２つのウィンドウを作
成する。第１のゲート信号は、高品質の画像を保証する
狭い範囲の呼吸時相にわたってｋ空間の中央領域を取得
することを可能にし、また、第２のゲート信号は、より
広い範囲の呼吸時相にわたって周辺ｋ空間データを取得
するのを可能にすることにより、より緩い基準を設定す
る。このようにすれば、画質を大幅に低下させずに各々
の呼吸周期の大部分にわたってデータを取得することが
できる。
合に、画質を大幅に低下させずに走査時間を短縮するこ
とが可能になる。位相エンコーディング勾配が小さいｋ
空間の中央領域からのビューは、再構成画像の画質に大
きく寄与することが当業界で公知である。他方、位相エ
ンコーディングが大きいｋ空間の周辺領域からのビュー
は、画質に余り寄与しない。本発明は、スピン・ワープ
法のこの現象を利用して、各々の呼吸サイクル中にｋ空
間データを取得することができる２つのウィンドウを作
成する。第１のゲート信号は、高品質の画像を保証する
狭い範囲の呼吸時相にわたってｋ空間の中央領域を取得
することを可能にし、また、第２のゲート信号は、より
広い範囲の呼吸時相にわたって周辺ｋ空間データを取得
するのを可能にすることにより、より緩い基準を設定す
る。このようにすれば、画質を大幅に低下させずに各々
の呼吸周期の大部分にわたってデータを取得することが
できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１には、本発明を採用する好ま
しいＭＲＩシステムの主要な構成要素が示されている。
システムの動作は、キーボード及び制御パネル１０２と
表示装置１０４とを含むオペレータ・コンソール１００
により制御される。コンソール１００はリンク１１６を
介して別体のコンピュータ・システム１０７に接続さ
れ、コンピュータ・システム１０７は、操作者がスクリ
ーン１０４上での画像の作成及び表示を制御できるよう
にする。コンピュータ・システム１０７は、バックプレ
ーンを介して互いに通信するいくつかのモジュールを含
んでいる。これらのモジュールは、画像プロセッサ・モ
ジュール１０６と、ＣＰＵモジュール１０８と、画像デ
ータ配列を記憶するフレーム・バッファとして当業界で
知られているメモリ・モジュール１１３とを含んでい
る。コンピュータ・システム１０７は、画像データ及び
プログラムを記憶するためのディスク記憶装置１１１及
びテープ・ドライブ１１２に結合されており、また、高
速シリアル・リンク１１５を介して別個のシステム制御
部１２２に接続されている。
しいＭＲＩシステムの主要な構成要素が示されている。
システムの動作は、キーボード及び制御パネル１０２と
表示装置１０４とを含むオペレータ・コンソール１００
により制御される。コンソール１００はリンク１１６を
介して別体のコンピュータ・システム１０７に接続さ
れ、コンピュータ・システム１０７は、操作者がスクリ
ーン１０４上での画像の作成及び表示を制御できるよう
にする。コンピュータ・システム１０７は、バックプレ
ーンを介して互いに通信するいくつかのモジュールを含
んでいる。これらのモジュールは、画像プロセッサ・モ
ジュール１０６と、ＣＰＵモジュール１０８と、画像デ
ータ配列を記憶するフレーム・バッファとして当業界で
知られているメモリ・モジュール１１３とを含んでい
る。コンピュータ・システム１０７は、画像データ及び
プログラムを記憶するためのディスク記憶装置１１１及
びテープ・ドライブ１１２に結合されており、また、高
速シリアル・リンク１１５を介して別個のシステム制御
部１２２に接続されている。
【００１０】システム制御部１２２は、バックプレーン
１１８によって連結されている一組のモジュールを含ん
でいる。これらのモジュールにはＣＰＵモジュール１１
９及びパルス発生器モジュール１２１が含まれており、
パルス発生器モジュール１２１は、シリアル・リンク１
２５を介してオペレータ・コンソール１００に接続され
ている。リンク１２５を介して、システム制御部１２２
は実行されるべき走査シーケンスを指示する命令（コマ
ンド）を操作者から受け取る。パルス発生器モジュール
１２１は、システムの構成要素を動作させて、所望の走
査シーケンスを実行する。モジュール１２１は、発生さ
れるべきＲＦパルスのタイミング、強度及び形状、並び
にデータ収集ウィンドウのタイミング及び長さを指示す
るデータを発生する。パルス発生器モジュール１２１
は、一組の勾配増幅器１２７に接続しており、走査中に
発生される勾配パルスのタイミング及び形状を指示す
る。パルス発生器モジュール１２１はまた、患者に接続
されたセンサからの信号、例えばベローズからの呼吸信
号を受信する生理学データ収集制御装置１２９から患者
のデータを受信する。そして最後に、パルス発生器モジ
ュール１２１は走査室インタフェイス回路１３３に接続
されており、走査室インタフェイス回路１３３は、患者
及びマグネット・システムの状態に関連した様々なセン
サからの信号を受信する。走査室インタフェイス回路１
３３を介して、患者位置決めシステム１３４もまた、走
査に望ましい位置に患者を移動させるための命令を受信
する。
１１８によって連結されている一組のモジュールを含ん
でいる。これらのモジュールにはＣＰＵモジュール１１
９及びパルス発生器モジュール１２１が含まれており、
パルス発生器モジュール１２１は、シリアル・リンク１
２５を介してオペレータ・コンソール１００に接続され
ている。リンク１２５を介して、システム制御部１２２
は実行されるべき走査シーケンスを指示する命令（コマ
ンド）を操作者から受け取る。パルス発生器モジュール
１２１は、システムの構成要素を動作させて、所望の走
査シーケンスを実行する。モジュール１２１は、発生さ
れるべきＲＦパルスのタイミング、強度及び形状、並び
にデータ収集ウィンドウのタイミング及び長さを指示す
るデータを発生する。パルス発生器モジュール１２１
は、一組の勾配増幅器１２７に接続しており、走査中に
発生される勾配パルスのタイミング及び形状を指示す
る。パルス発生器モジュール１２１はまた、患者に接続
されたセンサからの信号、例えばベローズからの呼吸信
号を受信する生理学データ収集制御装置１２９から患者
のデータを受信する。そして最後に、パルス発生器モジ
ュール１２１は走査室インタフェイス回路１３３に接続
されており、走査室インタフェイス回路１３３は、患者
及びマグネット・システムの状態に関連した様々なセン
サからの信号を受信する。走査室インタフェイス回路１
３３を介して、患者位置決めシステム１３４もまた、走
査に望ましい位置に患者を移動させるための命令を受信
する。
【００１１】パルス発生器モジュール１２１によって発
生される勾配波形は、Ｇx 増幅器とＧy 増幅器とＧz 増
幅器とで構成されている勾配増幅器システム１２７に印
加される。各々の勾配増幅器は、全体的に参照番号１３
９で示すアセンブリ内の対応する勾配コイルを励起し
て、収集される信号を空間的にエンコードするのに用い
られる磁場勾配を発生する。勾配コイル・アセンブリ１
３９は、分極マグネット１４０と全身型ＲＦコイル１５
２とを含んでいるマグネット・アセンブリ１４１の一部
を形成している。システム制御部１２２内の送受信器
（トランシーバ）モジュール１５０がパルスを発生し、
これらのパルスは、ＲＦ増幅器１５１によって増幅され
て、送信／受信切換え（Ｔ／Ｒ）スイッチ１５４によっ
てＲＦコイル１５２に結合される。その結果として患者
の内部の励起された核によって放出される信号は、同じ
ＲＦコイル１５２によって検知され、送信／受信切換え
スイッチ１５４を介して前置増幅器１５３に結合するこ
とができる。増幅されたＮＭＲ信号は、送受信器１５０
の受信器部において復調され、濾波されてディジタル化
される。送信／受信切換えスイッチ１５４は、パルス発
生器モジュール１２１からの信号によって制御されて、
送信モード時にはＲＦ増幅器１５１をコイル１５２に電
気的に接続し、受信モード時には前置増幅器１５３をコ
イル１５２に電気的に接続する。送信／受信切換えスイ
ッチ１５４はまた、送信モード又は受信モードのいずれ
の場合にも、分離型ＲＦコイル（例えば、頭部コイル又
は表面コイル）を用いることを可能にする。
生される勾配波形は、Ｇx 増幅器とＧy 増幅器とＧz 増
幅器とで構成されている勾配増幅器システム１２７に印
加される。各々の勾配増幅器は、全体的に参照番号１３
９で示すアセンブリ内の対応する勾配コイルを励起し
て、収集される信号を空間的にエンコードするのに用い
られる磁場勾配を発生する。勾配コイル・アセンブリ１
３９は、分極マグネット１４０と全身型ＲＦコイル１５
２とを含んでいるマグネット・アセンブリ１４１の一部
を形成している。システム制御部１２２内の送受信器
（トランシーバ）モジュール１５０がパルスを発生し、
これらのパルスは、ＲＦ増幅器１５１によって増幅され
て、送信／受信切換え（Ｔ／Ｒ）スイッチ１５４によっ
てＲＦコイル１５２に結合される。その結果として患者
の内部の励起された核によって放出される信号は、同じ
ＲＦコイル１５２によって検知され、送信／受信切換え
スイッチ１５４を介して前置増幅器１５３に結合するこ
とができる。増幅されたＮＭＲ信号は、送受信器１５０
の受信器部において復調され、濾波されてディジタル化
される。送信／受信切換えスイッチ１５４は、パルス発
生器モジュール１２１からの信号によって制御されて、
送信モード時にはＲＦ増幅器１５１をコイル１５２に電
気的に接続し、受信モード時には前置増幅器１５３をコ
イル１５２に電気的に接続する。送信／受信切換えスイ
ッチ１５４はまた、送信モード又は受信モードのいずれ
の場合にも、分離型ＲＦコイル（例えば、頭部コイル又
は表面コイル）を用いることを可能にする。
【００１２】ＲＦコイル１５２によって捕えられたＮＭ
Ｒ信号は、送受信器モジュール１５０によってディジタ
ル化されて、システム制御部１２２内のメモリ・モジュ
ール１６０へ転送される。走査が完了してｋ空間ＮＭＲ
データの配列の全体がメモリ・モジュール１６０内に収
集されたときに、アレイ・プロセッサ１６１が動作し
て、このデータをフーリエ変換して画像データの配列を
作成する。この画像データは、シリアル・リンク１１５
を介してコンピュータ・システム１０７へ伝送されて、
そこで、ディスク・メモリ１１１に記憶される。オペレ
ータ・コンソール１００から受信された命令に応答し
て、この画像データをテープ・ドライブ１１２に保管し
てもよいし、又は画像プロセッサ１０６によって更に処
理してオペレータ・コンソール１００へ伝送すると共に
表示装置１０４で表示してもよい。送受信器１５０に関
する更なる詳細については、米国特許第４，９５２，８
７７号及び同第４，９９２，７３６号の明細書に記載さ
れており、これらの特許はここに参照されるべきもので
ある。
Ｒ信号は、送受信器モジュール１５０によってディジタ
ル化されて、システム制御部１２２内のメモリ・モジュ
ール１６０へ転送される。走査が完了してｋ空間ＮＭＲ
データの配列の全体がメモリ・モジュール１６０内に収
集されたときに、アレイ・プロセッサ１６１が動作し
て、このデータをフーリエ変換して画像データの配列を
作成する。この画像データは、シリアル・リンク１１５
を介してコンピュータ・システム１０７へ伝送されて、
そこで、ディスク・メモリ１１１に記憶される。オペレ
ータ・コンソール１００から受信された命令に応答し
て、この画像データをテープ・ドライブ１１２に保管し
てもよいし、又は画像プロセッサ１０６によって更に処
理してオペレータ・コンソール１００へ伝送すると共に
表示装置１０４で表示してもよい。送受信器１５０に関
する更なる詳細については、米国特許第４，９５２，８
７７号及び同第４，９９２，７３６号の明細書に記載さ
れており、これらの特許はここに参照されるべきもので
ある。
【００１３】図１のＭＲＩシステムは、一連のパルス・
シーケンスを実行して、所望の画像を再構成するのに十
分なＮＭＲデータを取得する。ここで、具体的に図２を
参照すると、例示的な３次元グラディエント・リコール
ド・エコー型パルス・シーケンスが、Ｇｚスライス選択
性勾配パルス３０１の存在下で被検体に印加される選択
性ＲＦ励起パルス３００を用いている。スライス選択性
勾配パルス３０１によって生ずる位相シフトについて、
励起パルス３００から時間ＴＥの所に最大強度を有する
ＮＭＲ信号３０３を補償するため、且つｚ軸に沿った速
度に対するＮＭＲ信号３０３の感度を低下させるため
に、米国特許第４，７３１，５８３号に教示されている
ように、負のＧz 勾配パルス３０４及びこれに続く正の
Ｇz 勾配パルス３０５がＧz 勾配コイルによって発生さ
れる。パルス３０４は、多数の振幅を有しており、ｚ軸
に沿った位相エンコードを行う。パルス３０４及び３０
５はｚ軸に沿った速度を補償するが、加速及びより高次
の運動を補償するより複雑な勾配波形もまた当業者に周
知である。
シーケンスを実行して、所望の画像を再構成するのに十
分なＮＭＲデータを取得する。ここで、具体的に図２を
参照すると、例示的な３次元グラディエント・リコール
ド・エコー型パルス・シーケンスが、Ｇｚスライス選択
性勾配パルス３０１の存在下で被検体に印加される選択
性ＲＦ励起パルス３００を用いている。スライス選択性
勾配パルス３０１によって生ずる位相シフトについて、
励起パルス３００から時間ＴＥの所に最大強度を有する
ＮＭＲ信号３０３を補償するため、且つｚ軸に沿った速
度に対するＮＭＲ信号３０３の感度を低下させるため
に、米国特許第４，７３１，５８３号に教示されている
ように、負のＧz 勾配パルス３０４及びこれに続く正の
Ｇz 勾配パルス３０５がＧz 勾配コイルによって発生さ
れる。パルス３０４は、多数の振幅を有しており、ｚ軸
に沿った位相エンコードを行う。パルス３０４及び３０
５はｚ軸に沿った速度を補償するが、加速及びより高次
の運動を補償するより複雑な勾配波形もまた当業者に周
知である。
【００１４】ＮＭＲ信号３０３を位置エンコードするた
めに、ＲＦ励起パルス３００の印加から短時間の後に被
検体に対して位相エンコーディングＧy 勾配パルス３０
６が印加される。当業界で周知のように、ＮＭＲ信号を
発生するスピンの位置をｙ軸に沿って局在化させるため
にＧy 位相エンコーディング・パルスの値が、例えば２
５６個の一連の離散的な位相エンコーディング値にわた
って段階的に変えられるようにした一連の上述のパルス
・シーケンスで、完全な走査が構成される。ｘ軸に沿っ
た位置は、ＮＭＲ勾配エコー信号３０３を取得するのと
同時に発生されるＧx 勾配パルス３０７によって決定さ
れ、この勾配パルス３０７はＮＭＲ信号３０３を周波数
エンコードする。Ｇy 位相エンコーディング勾配パルス
３０６と異なり、Ｇx 読み出し勾配パルス３０７は、走
査全体にわたって一定の値に留まる。勾配エコー３０３
を発生させると共にｘ方向に沿った速度に対するエコー
３０３の感度を低下させるために、米国特許第４，７３
１，５８３号に教示されているように、勾配パルス３０
８及び３０９が勾配パルス３０７の前に印加される。
めに、ＲＦ励起パルス３００の印加から短時間の後に被
検体に対して位相エンコーディングＧy 勾配パルス３０
６が印加される。当業界で周知のように、ＮＭＲ信号を
発生するスピンの位置をｙ軸に沿って局在化させるため
にＧy 位相エンコーディング・パルスの値が、例えば２
５６個の一連の離散的な位相エンコーディング値にわた
って段階的に変えられるようにした一連の上述のパルス
・シーケンスで、完全な走査が構成される。ｘ軸に沿っ
た位置は、ＮＭＲ勾配エコー信号３０３を取得するのと
同時に発生されるＧx 勾配パルス３０７によって決定さ
れ、この勾配パルス３０７はＮＭＲ信号３０３を周波数
エンコードする。Ｇy 位相エンコーディング勾配パルス
３０６と異なり、Ｇx 読み出し勾配パルス３０７は、走
査全体にわたって一定の値に留まる。勾配エコー３０３
を発生させると共にｘ方向に沿った速度に対するエコー
３０３の感度を低下させるために、米国特許第４，７３
１，５８３号に教示されているように、勾配パルス３０
８及び３０９が勾配パルス３０７の前に印加される。
【００１５】ＮＭＲ信号３０３は、システムの送受信器
１５０によって取得され、１行Ｎx（例えば、２５６）
個の複素数にディジタル化されて、メモリに記憶され
る。（Ｇy ，Ｇz ）位相エンコーディング勾配の各々の
組み合わせについて、ＮＭＲ信号３０３が発生されて取
得され、ディジタル化されて、それぞれの１行のＮ
x （例えば、２５６）個の複素数として記憶される。従
って、走査の完了時には、３次元（Ｎx ×Ｎy ×Ｎz ）
配列のｋ空間データが記憶されており、ここで、Ｎyは
ｙ方向に沿った位相エンコーディング段階の数であり、
Ｎz はｚ方向に沿った位相エンコーディング段階の数で
ある。
１５０によって取得され、１行Ｎx（例えば、２５６）
個の複素数にディジタル化されて、メモリに記憶され
る。（Ｇy ，Ｇz ）位相エンコーディング勾配の各々の
組み合わせについて、ＮＭＲ信号３０３が発生されて取
得され、ディジタル化されて、それぞれの１行のＮ
x （例えば、２５６）個の複素数として記憶される。従
って、走査の完了時には、３次元（Ｎx ×Ｎy ×Ｎz ）
配列のｋ空間データが記憶されており、ここで、Ｎyは
ｙ方向に沿った位相エンコーディング段階の数であり、
Ｎz はｚ方向に沿った位相エンコーディング段階の数で
ある。
【００１６】このｋ空間データの配列を図３に破線３１
０で示す。ここで、ｋy 軸はｙ軸に沿った位相エンコー
ディングの量を示しており、ｋz 軸はｚ軸に沿った位相
エンコーディングを示している。この例では、１つのセ
グメントを成す時間（例えば、１回の心拍）内にＮz 個
のエコーが取得されている。これらＮz 個のイメージン
グ・エコーにつき１つのナヴィゲータ（navigator ）・
エコーが取得される。このｋ空間の中央領域を参照番号
３１２に示し、周辺領域を参照番号３１４及び３１６に
示す。図３に示す本発明の一実施例では、このｋ空間
は、ｋy 方向に線毎にサンプリングされる。全体の走査
について、ｋy 位相エンコーディングについてのルック
アップ・テーブル（図示されていない）が作成される。
このルックアップ・テーブルは、ｋy 空間の中心から開
始して、周辺に向かって外側に交互に進む（即ち、Ｎy
／２−１，Ｎy ／２，Ｎy ／２−２，Ｎy ／２＋１，Ｎ
y ／２−３，…１，Ｎy −２，０，Ｎy −１）。後で詳
述するが、１つのインデクスを用いてルックアップ・テ
ーブルの冒頭（即ち、ｋy 空間の中心）から下方に進
み、第２のインデクスを用いてルックアップ・テーブル
の末尾（即ち、ｋy 空間の周辺）から上方に進む。
０で示す。ここで、ｋy 軸はｙ軸に沿った位相エンコー
ディングの量を示しており、ｋz 軸はｚ軸に沿った位相
エンコーディングを示している。この例では、１つのセ
グメントを成す時間（例えば、１回の心拍）内にＮz 個
のエコーが取得されている。これらＮz 個のイメージン
グ・エコーにつき１つのナヴィゲータ（navigator ）・
エコーが取得される。このｋ空間の中央領域を参照番号
３１２に示し、周辺領域を参照番号３１４及び３１６に
示す。図３に示す本発明の一実施例では、このｋ空間
は、ｋy 方向に線毎にサンプリングされる。全体の走査
について、ｋy 位相エンコーディングについてのルック
アップ・テーブル（図示されていない）が作成される。
このルックアップ・テーブルは、ｋy 空間の中心から開
始して、周辺に向かって外側に交互に進む（即ち、Ｎy
／２−１，Ｎy ／２，Ｎy ／２−２，Ｎy ／２＋１，Ｎ
y ／２−３，…１，Ｎy −２，０，Ｎy −１）。後で詳
述するが、１つのインデクスを用いてルックアップ・テ
ーブルの冒頭（即ち、ｋy 空間の中心）から下方に進
み、第２のインデクスを用いてルックアップ・テーブル
の末尾（即ち、ｋy 空間の周辺）から上方に進む。
【００１７】図４に示す本発明のもう１つの実施例で
は、米国特許第５，１２２，７４７号、及びMagn. Reso
n. Med. 誌、第３６巻、第３８４頁〜第３９２頁（１９
９６年）のA. H. Wilman及びS. J. Riedererによる論文
「３次元磁化プレパレーション式ＭＲアンジオグラフィ
用の改良された同心的な位相エンコーディングの順序
（Improved Centric Phase Encoding Orders for Three
-Dimensional Magnetization-Prepared MR Angiograph
y）」に記載されているような楕円渦状の経路でｋy−ｋ
z 空間をサンプリングする。この実施例では、ルックア
ップ・テーブルは、参照番号３１１に示すｋ空間の原点
に最も近いｋy −ｋz サンプルから開始して、原点３１
１の周りの渦状のパターンに沿ったサンプルに続くよう
に形成される。その結果、楕円状中央領域３１３からの
ｋ空間サンプルがテーブルの始めに列挙され、周囲の環
状周辺領域３１５のｋ空間サンプルがテーブルの終わり
に列挙される。第１の実施例と同様に、位相エンコード
されたビューを取得する順序は、このテーブルの冒頭か
ら下方に進むと共にその末尾から上方に進むことによ
り、すべてのビューが取得されるまで決定される。
は、米国特許第５，１２２，７４７号、及びMagn. Reso
n. Med. 誌、第３６巻、第３８４頁〜第３９２頁（１９
９６年）のA. H. Wilman及びS. J. Riedererによる論文
「３次元磁化プレパレーション式ＭＲアンジオグラフィ
用の改良された同心的な位相エンコーディングの順序
（Improved Centric Phase Encoding Orders for Three
-Dimensional Magnetization-Prepared MR Angiograph
y）」に記載されているような楕円渦状の経路でｋy−ｋ
z 空間をサンプリングする。この実施例では、ルックア
ップ・テーブルは、参照番号３１１に示すｋ空間の原点
に最も近いｋy −ｋz サンプルから開始して、原点３１
１の周りの渦状のパターンに沿ったサンプルに続くよう
に形成される。その結果、楕円状中央領域３１３からの
ｋ空間サンプルがテーブルの始めに列挙され、周囲の環
状周辺領域３１５のｋ空間サンプルがテーブルの終わり
に列挙される。第１の実施例と同様に、位相エンコード
されたビューを取得する順序は、このテーブルの冒頭か
ら下方に進むと共にその末尾から上方に進むことによ
り、すべてのビューが取得されるまで決定される。
【００１８】当業者には明らかなように、他の多くのＮ
ＭＲパルス・シーケンスを用いてもよく、本発明は２Ｄ
ＦＴ取得及び３ＤＦＴ取得の両方に適用することができ
る。３ＤＦＴ取得の場合には、ｋ空間のサンプリング
は、米国特許第５，１２２，７４７号に記載されている
ような渦状パターンに順序付けすることができ、そのと
き、渦の中央の部分がｋ空間の中央領域に設定され、渦
状ｋ空間サンプリングの外側の部分がｋ空間の周辺部分
に設定される。
ＭＲパルス・シーケンスを用いてもよく、本発明は２Ｄ
ＦＴ取得及び３ＤＦＴ取得の両方に適用することができ
る。３ＤＦＴ取得の場合には、ｋ空間のサンプリング
は、米国特許第５，１２２，７４７号に記載されている
ような渦状パターンに順序付けすることができ、そのと
き、渦の中央の部分がｋ空間の中央領域に設定され、渦
状ｋ空間サンプリングの外側の部分がｋ空間の周辺部分
に設定される。
【００１９】ｋ空間ＮＭＲデータ配列の取得は、呼吸ゲ
ート信号の制御下で行われる。患者の呼吸は、ベローズ
等の多くの方法で監視することができるが、好ましい実
施例では、走査全体にわたって周期的に取得されるＮＭ
Ｒナヴィゲータ信号を用いて監視される。１９９４年１
１月１５日に付与された米国特許第５，３６３，８４４
号、発明の名称「ＭＲイメージングのための保息式監視
（Breath-Hold Monitor for MR Imaging）」に記載され
ているように、胸郭の拡張の程度が患者の横隔膜の上方
／下方（Ｓ／Ｉ）位置のＮＭＲ測定によって監視され
る。尚、上記特許はここに参照されるべきものである。
ＮＭＲ測定は、一連のナヴィゲータ・パルス・シーケン
スであり、このとき、腹部の右側に位置していて肝臓の
ドーム（dome）の付近で横隔膜を横断する一列のスピン
が、２次元ＲＦパルスによって励起される。励起された
スピン列の長手方向の次元に沿った向きの読み出し勾配
（好ましい実施例ではＧz ）の存在下で、続いて生ずる
ＮＭＲ信号が取得され、ＮＭＲナヴィゲータ信号のＮ
echo（例えば、２５６）個のサンプルがアレイ・プロセ
ッサ１６１によってフーリエ変換される。上述の２次元
励起ＲＦパルスは、例えば、９０°のフリップ角を生ず
る３０ｍｍ直径のガウス励起であるが、他の直径を励起
させてもよい。例えば、米国特許第４，８１２，７６０
号に記載されているように、これらのような２次元ＲＦ
パルスは２つの勾配磁場（好ましい実施例ではＧx 及び
Ｇy ）の存在下で発生され、受信器の低域通過フィルタ
が、励起した列（ｚ軸）に沿った視野（例えば、２６０
ｍｍ）について設定される。ＮＭＲ信号は、例えば、４
ミリ秒のサンプリング期間中にＮecho個の点においてサ
ンプリングされる。励起した列における横隔膜位置は、
取得されフーリエ変換されたＮＭＲナヴィゲータ信号に
おける変曲点として現れる。この変曲点の位置は、エッ
ジ検出（微分フィルタ）手法を用いることにより決定さ
れ、この手法は、より高い周波数のノイズを減少させる
２０サンプル幅の平均化フィルタを含んでおり、その後
に、横隔膜のエッジを抽出する５サンプルの高域通過フ
ィルタを含んでいる。横隔膜位置はまた、Magn. Reson.
Med. 誌、第３６巻、第１１７頁〜第１２３頁（１９９
６年）のY. Wang 等による論文「ナヴィゲータ・エコー
から動きの情報を抽出するアルゴリズム（Algorithms f
or Extracting Motion Information From Navigator Ec
hoes）」に記載されているような相関及び最小自乗法を
用いて検出することもできる。
ート信号の制御下で行われる。患者の呼吸は、ベローズ
等の多くの方法で監視することができるが、好ましい実
施例では、走査全体にわたって周期的に取得されるＮＭ
Ｒナヴィゲータ信号を用いて監視される。１９９４年１
１月１５日に付与された米国特許第５，３６３，８４４
号、発明の名称「ＭＲイメージングのための保息式監視
（Breath-Hold Monitor for MR Imaging）」に記載され
ているように、胸郭の拡張の程度が患者の横隔膜の上方
／下方（Ｓ／Ｉ）位置のＮＭＲ測定によって監視され
る。尚、上記特許はここに参照されるべきものである。
ＮＭＲ測定は、一連のナヴィゲータ・パルス・シーケン
スであり、このとき、腹部の右側に位置していて肝臓の
ドーム（dome）の付近で横隔膜を横断する一列のスピン
が、２次元ＲＦパルスによって励起される。励起された
スピン列の長手方向の次元に沿った向きの読み出し勾配
（好ましい実施例ではＧz ）の存在下で、続いて生ずる
ＮＭＲ信号が取得され、ＮＭＲナヴィゲータ信号のＮ
echo（例えば、２５６）個のサンプルがアレイ・プロセ
ッサ１６１によってフーリエ変換される。上述の２次元
励起ＲＦパルスは、例えば、９０°のフリップ角を生ず
る３０ｍｍ直径のガウス励起であるが、他の直径を励起
させてもよい。例えば、米国特許第４，８１２，７６０
号に記載されているように、これらのような２次元ＲＦ
パルスは２つの勾配磁場（好ましい実施例ではＧx 及び
Ｇy ）の存在下で発生され、受信器の低域通過フィルタ
が、励起した列（ｚ軸）に沿った視野（例えば、２６０
ｍｍ）について設定される。ＮＭＲ信号は、例えば、４
ミリ秒のサンプリング期間中にＮecho個の点においてサ
ンプリングされる。励起した列における横隔膜位置は、
取得されフーリエ変換されたＮＭＲナヴィゲータ信号に
おける変曲点として現れる。この変曲点の位置は、エッ
ジ検出（微分フィルタ）手法を用いることにより決定さ
れ、この手法は、より高い周波数のノイズを減少させる
２０サンプル幅の平均化フィルタを含んでおり、その後
に、横隔膜のエッジを抽出する５サンプルの高域通過フ
ィルタを含んでいる。横隔膜位置はまた、Magn. Reson.
Med. 誌、第３６巻、第１１７頁〜第１２３頁（１９９
６年）のY. Wang 等による論文「ナヴィゲータ・エコー
から動きの情報を抽出するアルゴリズム（Algorithms f
or Extracting Motion Information From Navigator Ec
hoes）」に記載されているような相関及び最小自乗法を
用いて検出することもできる。
【００２０】ここで、図５を参照して具体的に説明す
る。周期的に取得されるナヴィゲータ信号によって監視
される横隔膜位置は、周期的なパターンに従う。この呼
吸信号の例示的な周期を線３２０によって示す。ここで
は、高い方のピークが呼息を示している。本発明の教示
によれば、呼吸信号３２０に関して２つの取得ウィンド
ウが設定される。破線３２２によって示す第１のウィン
ドウは、比較的狭く、呼息の付近の横隔膜位置の狭い範
囲に対応している。点線３２４によって示す第２のウィ
ンドウは、ウィンドウ３２２の約２倍の幅を持ち、第１
のウィンドウ３２２の両側の所定の帯域の横隔膜位置ま
で広がっている。より広いウィンドウ３２４は、データ
取得に影響を与える横隔膜の運動がより多く存在してい
る範囲を包含していることがわかる。
る。周期的に取得されるナヴィゲータ信号によって監視
される横隔膜位置は、周期的なパターンに従う。この呼
吸信号の例示的な周期を線３２０によって示す。ここで
は、高い方のピークが呼息を示している。本発明の教示
によれば、呼吸信号３２０に関して２つの取得ウィンド
ウが設定される。破線３２２によって示す第１のウィン
ドウは、比較的狭く、呼息の付近の横隔膜位置の狭い範
囲に対応している。点線３２４によって示す第２のウィ
ンドウは、ウィンドウ３２２の約２倍の幅を持ち、第１
のウィンドウ３２２の両側の所定の帯域の横隔膜位置ま
で広がっている。より広いウィンドウ３２４は、データ
取得に影響を与える横隔膜の運動がより多く存在してい
る範囲を包含していることがわかる。
【００２１】以下に詳述するように、本発明の方法で
は、横隔膜位置が狭い位置の範囲内にある狭いウィンド
ウ３２２の間に１つのゲート信号を発生し、また横隔膜
位置がこの狭い範囲の両側の帯域内にある広いウィンド
ウ３２４の間に第２のゲート信号を発生する。第１のゲ
ート信号は、ｋ空間の中央領域３１２からｋ空間データ
を取得するようにＭＲＩスキャナを作動し、また第２の
ゲート信号は、周辺領域３１４及び３１６からｋ空間デ
ータを取得するようにＭＲＩスキャナを作動する。
は、横隔膜位置が狭い位置の範囲内にある狭いウィンド
ウ３２２の間に１つのゲート信号を発生し、また横隔膜
位置がこの狭い範囲の両側の帯域内にある広いウィンド
ウ３２４の間に第２のゲート信号を発生する。第１のゲ
ート信号は、ｋ空間の中央領域３１２からｋ空間データ
を取得するようにＭＲＩスキャナを作動し、また第２の
ゲート信号は、周辺領域３１４及び３１６からｋ空間デ
ータを取得するようにＭＲＩスキャナを作動する。
【００２２】次に、図６について具体的に説明する。本
発明を用いて走査を行うときには、手順の第１段階の１
つは、処理ブロック３５０に示すように、参照走査を行
うことである。参照走査は、上述したようなナヴィゲー
タ信号パルス・シーケンスによって実行され、時間の関
数として測定された横隔膜位置が記録される。一定数の
呼吸周期が記録され、記憶された横隔膜位置の情報か
ら、狭いウィンドウ３２２を画定する横隔膜位置の範囲
及び広いウィンドウ３２４を画定する横隔膜位置の範囲
が決定され記憶される。次いで、処理ブロック３５２に
示すように、操作者が入力したパラメータによって画像
走査を初期化する。加えて、ビュー順序テーブル３５４
を作成する。上に示したように、テーブル３５４は、走
査中にビューが取得される順序を示しており、中央領域
のビューが始めに列挙されており、周辺領域のビューが
終わりに列挙されている。テーブル３５４に対する２つ
のインデクスが保持されている。第１のインデクスは中
央ビュー・インデクスであり、このインデクスは、テー
ブル３５４の始め、即ち冒頭に予め設定されており、走
査中にテーブル３５４を下降するようにインクリメント
される。第２のインデクスは周辺ビュー・インデクスで
あり、このインデクスは、テーブル３５４の終わり、即
ち末尾に予め設定されており、走査中にテーブル３５４
を上昇するようにデクリメント（漸減）される。
発明を用いて走査を行うときには、手順の第１段階の１
つは、処理ブロック３５０に示すように、参照走査を行
うことである。参照走査は、上述したようなナヴィゲー
タ信号パルス・シーケンスによって実行され、時間の関
数として測定された横隔膜位置が記録される。一定数の
呼吸周期が記録され、記憶された横隔膜位置の情報か
ら、狭いウィンドウ３２２を画定する横隔膜位置の範囲
及び広いウィンドウ３２４を画定する横隔膜位置の範囲
が決定され記憶される。次いで、処理ブロック３５２に
示すように、操作者が入力したパラメータによって画像
走査を初期化する。加えて、ビュー順序テーブル３５４
を作成する。上に示したように、テーブル３５４は、走
査中にビューが取得される順序を示しており、中央領域
のビューが始めに列挙されており、周辺領域のビューが
終わりに列挙されている。テーブル３５４に対する２つ
のインデクスが保持されている。第１のインデクスは中
央ビュー・インデクスであり、このインデクスは、テー
ブル３５４の始め、即ち冒頭に予め設定されており、走
査中にテーブル３５４を下降するようにインクリメント
される。第２のインデクスは周辺ビュー・インデクスで
あり、このインデクスは、テーブル３５４の終わり、即
ち末尾に予め設定されており、走査中にテーブル３５４
を上昇するようにデクリメント（漸減）される。
【００２３】図６において、次いで、ＭＲＩシステムは
走査を実行して画像データを取得する。ループに入り、
処理ブロック３６０に示す第１の工程は、ナヴィゲーシ
ョン・パルス・シーケンスを実行して患者の横隔膜の現
在位置を取得するものである。この呼吸信号は、狭い取
得ウィンドウ３２２の境界を示す横隔膜位置の記憶され
ている範囲と比較される。判定ブロック３６２で決定さ
れるように、呼吸が狭いウィンドウ３２２内にあるとき
には、第１のゲート信号が指示されて、処理ブロック３
６４に示すように図２のパルス・シーケンスを用いてｋ
空間の中央ビューが取得される。中央ビュー・インデク
スを用いて、ビュー順序テーブル３５４の冒頭から、取
得されるべき具体的なビューを読み出し、インデクスは
その後にインクリメントされる。呼吸信号が狭いウィン
ドウ内になければ、判定ブロック３６６で試験が行わ
れ、横隔膜位置が、広い取得ウィンドウ３２４を画定す
る範囲内にあるか否かを決定する。この範囲内にあれ
ば、第２のゲート信号が指示されて、処理ブロック３６
８に示すように図２のパルス・シーケンスを用いてｋ空
間の周辺ビューを取得する。周辺ビュー・インデクスを
用いて、ビュー順序テーブル３５４の末尾から、取得さ
れるべき次の周辺ビューを読み出し、インデクスはその
後にデクリメントされる。
走査を実行して画像データを取得する。ループに入り、
処理ブロック３６０に示す第１の工程は、ナヴィゲーシ
ョン・パルス・シーケンスを実行して患者の横隔膜の現
在位置を取得するものである。この呼吸信号は、狭い取
得ウィンドウ３２２の境界を示す横隔膜位置の記憶され
ている範囲と比較される。判定ブロック３６２で決定さ
れるように、呼吸が狭いウィンドウ３２２内にあるとき
には、第１のゲート信号が指示されて、処理ブロック３
６４に示すように図２のパルス・シーケンスを用いてｋ
空間の中央ビューが取得される。中央ビュー・インデク
スを用いて、ビュー順序テーブル３５４の冒頭から、取
得されるべき具体的なビューを読み出し、インデクスは
その後にインクリメントされる。呼吸信号が狭いウィン
ドウ内になければ、判定ブロック３６６で試験が行わ
れ、横隔膜位置が、広い取得ウィンドウ３２４を画定す
る範囲内にあるか否かを決定する。この範囲内にあれ
ば、第２のゲート信号が指示されて、処理ブロック３６
８に示すように図２のパルス・シーケンスを用いてｋ空
間の周辺ビューを取得する。周辺ビュー・インデクスを
用いて、ビュー順序テーブル３５４の末尾から、取得さ
れるべき次の周辺ビューを読み出し、インデクスはその
後にデクリメントされる。
【００２４】判定ブロック３６２及び３６６で呼吸信号
が両方のウィンドウの外側にあると判定された場合に
は、ゲート信号は指示されず、画像データは取得されな
い。システムは、ループを介して元に戻り、他のナヴィ
ゲーション信号を取得して、以上の各工程を繰り返して
画像データを取得し得るか否かを決定する。
が両方のウィンドウの外側にあると判定された場合に
は、ゲート信号は指示されず、画像データは取得されな
い。システムは、ループを介して元に戻り、他のナヴィ
ゲーション信号を取得して、以上の各工程を繰り返して
画像データを取得し得るか否かを決定する。
【００２５】走査は、判定ブロック３７０で決定される
ように、ｋ空間画像データのすべてが取得されるまで継
続する。ビュー順序テーブル３５４に対する２つのイン
デクスが同じになると、テーブルに列挙されているビュ
ーのすべてが取得されたことを示し、このときにｋ空間
画像データのすべてが取得されたことになる。単一のビ
ュー順序テーブル３５４と、テーブル３５４の両端から
進む２つのインデクスとを用いることにより、中央ビュ
ーと周辺ビューとの間の境界は固定されなくなる。代替
的には、狭いウィンドウ３２２の間には中央ビューを取
得し、広い取得ウィンドウ３２４の間には周辺ビューを
取得し、これを２つのインデクスがビュー順序テーブル
３５４の中央のいずれかの場所で出合うまで行う。
ように、ｋ空間画像データのすべてが取得されるまで継
続する。ビュー順序テーブル３５４に対する２つのイン
デクスが同じになると、テーブルに列挙されているビュ
ーのすべてが取得されたことを示し、このときにｋ空間
画像データのすべてが取得されたことになる。単一のビ
ュー順序テーブル３５４と、テーブル３５４の両端から
進む２つのインデクスとを用いることにより、中央ビュ
ーと周辺ビューとの間の境界は固定されなくなる。代替
的には、狭いウィンドウ３２２の間には中央ビューを取
得し、広い取得ウィンドウ３２４の間には周辺ビューを
取得し、これを２つのインデクスがビュー順序テーブル
３５４の中央のいずれかの場所で出合うまで行う。
【００２６】処理ブロック３７４に示すように、すべて
のｋ空間ビューが取得されたとき、前述のようにして画
像が再構成されて、走査が完了する。
のｋ空間ビューが取得されたとき、前述のようにして画
像が再構成されて、走査が完了する。
【００２７】当業者には、以上に述べた好ましい実施例
から多くの変形が可能であることが明らかであろう。例
えば、処理ブロック３６２で取得されるナヴィゲータ信
号の代わりにベローズ等のその他の方法を用いて呼吸周
期を監視することができる。画像データを取得するのに
その他のパルス・シーケンスを用いることもできるし、
ビューの数、即ち処理ブロック３６４から処理ブロック
３６８にわたる各々の過程で取得されるＮＭＲ信号の数
を変えることもできる。
から多くの変形が可能であることが明らかであろう。例
えば、処理ブロック３６２で取得されるナヴィゲータ信
号の代わりにベローズ等のその他の方法を用いて呼吸周
期を監視することができる。画像データを取得するのに
その他のパルス・シーケンスを用いることもできるし、
ビューの数、即ち処理ブロック３６４から処理ブロック
３６８にわたる各々の過程で取得されるＮＭＲ信号の数
を変えることもできる。
【図１】本発明を採用するＭＲＩシステムのブロック図
である。
である。
【図２】本発明を実施するときに用いることのできる例
示的な３次元ＮＭＲパルス・シーケンスの時間線図であ
る。
示的な３次元ＮＭＲパルス・シーケンスの時間線図であ
る。
【図３】（ｋy ，ｋz ）空間を表すグラフであり、従来
の３次元データ取得におけるこの空間の中央領域及び周
辺領域を示す。
の３次元データ取得におけるこの空間の中央領域及び周
辺領域を示す。
【図４】（ｋy ，ｋz ）空間を表すグラフであり、楕円
渦状のビュー順序を用いたデータ取得におけるこの空間
の中央領域及び周辺領域を示す。
渦状のビュー順序を用いたデータ取得におけるこの空間
の中央領域及び周辺領域を示す。
【図５】典型的な呼吸周期における横隔膜位置を表すグ
ラフであり、本発明による狭い取得ウィンドウ及び広い
取得ウィンドウを示す。
ラフであり、本発明による狭い取得ウィンドウ及び広い
取得ウィンドウを示す。
【図６】図１のＭＲＩシステムを用いて本発明を実施す
る好ましい方法を示す流れ図である。
る好ましい方法を示す流れ図である。
【符号の説明】 １００ オペレータ・コンソール １０２ キーボード及び制御パネル １０４ 表示装置 １０６ 画像プロセッサ・モジュール １０７ コンピュータ・システム １０８、１１９ ＣＰＵモジュール １１１ ディスク記憶装置 １１２ テープ・ドライブ １１３、１６０ メモリ・モジュール １１５ 高速シリアル・リンク １１６ リンク １１８ バックプレーン １２１ パルス発生器モジュール １２２ システム制御部 １２５ シリアル・リンク １２７ 勾配増幅器 １２９ 生理学データ収集制御装置 １３３ 走査室インタフェイス回路 １３４ 患者位置決めシステム １３９ 勾配コイル・アセンブリ １４０ 分極マグネット １４１ マグネット・アセンブリ １５０ 送受信器 １５１ ＲＦ増幅器 １５２ 全身型ＲＦコイル １５３ 前置増幅器 １５４ 送信／受信切換えスイッチ １６１ アレイ・プロセッサ ３００ 選択ＲＦ励起パルス ３０１ Ｇz スライス選択勾配パルス ３０３ ＮＭＲ信号 ３０４ 負のＧz 勾配パルス ３０５ 正のＧz 勾配パルス ３０６ 位相エンコーディングＧy 勾配パルス ３０７ Ｇx 勾配パルス ３０８、３０９ 先行のＧx 勾配パルス ３１０ ｋ空間データ配列 ３１１ ｋ空間の原点 ３１２ 中央領域 ３１３ 楕円状中央領域 ３１４、３１６ 周辺領域 ３１５ 環状周辺領域 ３２０ 呼吸信号の周期 ３２２ 第１の狭いウィンドウ ３２４ 第２の広いウィンドウ ３５４ ビュー順序テーブル
Claims (11)
- 【請求項１】 ＭＲＩシステムを用いる走査の際に被検
体からＮＭＲ画像データを取得する方法であって、 （ａ）前記被検体の呼吸を監視する工程と、 （ｂ）被検体の呼吸が予め選択された狭い取得ウィンド
ウ内にあるときには第１のゲート信号を発生する工程
と、 （ｃ）被検体の呼吸が予め選択された広い取得ウィンド
ウ内にあるときには第２のゲート信号を発生する工程
と、 （ｄ）前記第１のゲート信号が発生されたときにはｋ空
間の中央領域からＮＭＲ画像データを取得する工程と、 （ｅ）前記第２のゲート信号が供給されたときにはｋ空
間の周辺領域からＮＭＲ画像データを取得する工程と、 （ｆ）ｋ空間の前記中央領域及び前記周辺領域から十分
なＮＭＲ画像データが取得されるまで前記工程（ａ）〜
工程（ｅ）を繰り返して画像を再構成する工程と、有し
ていることを特徴とする前記方法。 - 【請求項２】 前記工程（ａ）は、前記ＭＲＩ・システ
ムを用いて、前記被検体の横隔膜の位置を測定すること
が可能なナヴィゲータＮＭＲデータを取得して実行され
る請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 更に、ＮＭＲ画像データをｋ空間から取
得すべき順序を示すビュー順序テーブルを作成する工程
を含んでおり、 前記工程（ｄ）は、前記ビュー順序テーブルの一方の端
部から、ｋ空間から取得されるべき次のＮＭＲ画像デー
タの指標を読み出す工程を含んでおり、 前記工程（ｅ）は、前記ビュー順序テーブルの他方の端
部から、ｋ空間から取得されるべき次のＮＭＲ画像デー
タの指標を読み出す工程を含んでいる請求項１に記載の
方法。 - 【請求項４】 前記工程（ｆ）は、前記ビュー順序テー
ブルに示されているすべてのＮＭＲ画像データが取得さ
れたときに完了する請求項３に記載の方法。 - 【請求項５】 前記工程（ｄ）及び前記工程（ｅ）は、
３次元フーリエ変換パルス・シーケンスを用いて行われ
る請求項１に記載の方法。 - 【請求項６】 更に、各々のＮＭＲデータ取得中に前記
パルス・シーケンスに用いられる位相エンコーディング
勾配パルスの大きさを指示するビュー順序テーブルを作
成する工程を含んでいる請求項５に記載の方法。 - 【請求項７】 前記ビュー順序テーブルは、ｋ空間の渦
状のサンプリング順序を示す値を記憶している請求項６
に記載の方法。 - 【請求項８】 前記工程（ｄ）及び前記工程（ｅ）はそ
れぞれ、前記ビュー順序テーブルから値を読み出す工程
を含んでおり、前記走査中に、前記工程（ｄ）により前
記ビュー順序テーブルの一方の端部から開始して順に値
が読み出されると共に、前記工程（ｅ）により前記ビュ
ー順序テーブルの他方の端部から開始して順に値が読み
出される請求項７に記載の方法。 - 【請求項９】 前記工程（ｆ）は、前記ビュー順序テー
ブルの前記値のすべてが読み出されて前記工程（ｄ）又
は前記工程（ｅ）におけるＮＭＲ画像データの取得に用
いられたときに完了する請求項８に記載の方法。 - 【請求項１０】 前記第１のゲート信号は、前記被検体
の横隔膜が第１の狭い測定位置の範囲内にあるときに発
生され、また前記第２のゲート信号は、前記被検体の横
隔膜が第２の広い測定位置の範囲内にあるときに発生さ
れる請求項２に記載の方法。 - 【請求項１１】 ＭＲＩシステムを用いる走査の際に被
検体からＮＭＲ画像データを取得する装置であって、 （ａ）前記被検体の呼吸を監視する手段と、 （ｂ）被検体の呼吸が予め選択された狭い取得ウィンド
ウ内にあるときには第１のゲート信号を発生する手段
と、 （ｃ）被検体の呼吸が予め選択された広い取得ウィンド
ウ内にあるときには第２のゲート信号を発生する手段
と、 （ｄ）前記第１のゲート信号が発生されたときにはｋ空
間の中央領域からＮＭＲ画像データを取得する手段と、 （ｅ）前記第２のゲート信号が供給されたときにはｋ空
間の周辺領域からＮＭＲ画像データを取得する手段と、 （ｆ）ｋ空間の前記中央領域及び前記周辺領域から十分
なＮＭＲ画像データが取得されるまで前記手段（ａ）〜
手段（ｅ）を繰り返し作動して、画像を再構成する手段
と、有していることを特徴とする前記装置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/173,194 US6144874A (en) | 1998-10-15 | 1998-10-15 | Respiratory gating method for MR imaging |
| US09/173194 | 1998-10-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000157508A true JP2000157508A (ja) | 2000-06-13 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP (1) | JP2000157508A (ja) |
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