JP2009261574A - 磁気共鳴イメージング装置及びｒｆパルス印加方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ナビゲータデータの安定した解析結果を得ることにより、画質を向上させる
【解決手段】被検体において、ＲＦパルスにより励起させて磁気共鳴信号を得たい、異なる部位間の距離を距離算出部が軸位横断面上で算出する。そして、この距離に基づいてＲＦパルス決定部がナビゲータ用パルスを決定する。そして、スキャン部が被検体において、ＲＦパルス決定部により決定されたナビゲータ用パルスを送信するナビゲータシーケンスを実施し、イメージング領域においてイメージングシーケンスを交互に実施する。そして、ナビゲータシーケンスを実施することにより取得された複数のナビゲータデータに対して、ナビゲータデータ処理部がデータ処理を施し、その処理データに基づいてローデータ選択部がイメージングデータをローデータとして選択する。そして、このローデータに基づいてスライス画像を生成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、磁気共鳴イメージング装置（ＭＲＩ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）及びＲＦパルス印加方法に関し、特に静磁場空間内において被検体にＲＦパルス（ｐｕｌｓｅ）を送信し、被検体から磁気共鳴信号を収集するスキャン（ｓｃａｎ）を実施することによって、被検体についての画像を生成する磁気共鳴イメージング装置、及びスキャンを実施するときに印加させるＲＦパルスのＲＦパルス印加方法に関するものである。

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（ｐｒｏｔｏｎ）のスピン（ｓｐｉｎ）を核磁気共鳴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る磁気共鳴信号に基づいて、被検体の断層面についてスライス画像を生成する装置である。

この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被検体に体動が生じた場合には、生成したスライス画像に体動アーチファクト（ａｒｔｉｆａｃｔ）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、画像の質が低下する。

そこで、この体動アーチファクトによる画像の低下の問題を解決する手法が提案されている。その一つの方法は、例えば、通常呼吸下での撮像において、横隔膜の位置の変化に合わせて、被検体の励起断面をリアルタイム（ｒｅａｌ ｔｉｍｅ）で補正し、常に同一の断面から磁気共鳴信号を計測することにより体動アーチファクトによる画像の低下を防止する。また、取得したナビゲータエコー（ｎａｖｉｇａｔｏｒ ｅｃｈｏ）を利用して、イメージングシーケンス（ｉｍａｇｉｎｇ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）を変更したり、イメージングデータ（ｉｍａｇｉｎｇ ｄａｔａ）を選択したりすることにより体動アーチファクトによる画像の質の低下を防止する（例えば、特許文献１、２参照）。

しかし、図１３のコロナル（ｃｏｒｏｎａｌ）画像に示すように、イメージングスキャン（ｉｍａｇｉｎｇ ｓｃａｎ）を実施してイメージングデータを取得するイメージング領域ＩＡがナビゲータデータの取得位置であるナビゲータ領域ＮＡと重なった結果、取得したナビゲータデータにスライス（ｓｌｉｃｅ）干渉による信号の乱れが発生し、図１４の破線部に示すように、取得したナビゲータデータの信号強度Ｉとナビゲータ領域の位置Ｘとの関係をプロット（ｐｌｏｔ）した信号強度プロファイル（ｐｒｏｆｉｌｅ）にノイズ（ｎｏｉｓｅ）が発生する。ここで、図１４における破線部は、図１３におけるイメージング領域ＩＡとナビゲータ領域ＮＡとの重複部分における信号強度プロファイルを示す。そうすると、上記に示す従来のナビゲータデータの解析法で安定した解析結果を得ることは困難であった。

そこで、ナビゲータデータの位相情報を用いることにより、イメージングスキャンの干渉による信号乱れの発生を抑制する方法が考えられた。

特開２００７−１１１１８８号公報（例えば、段落００４７から段落００５５参照。） 特開２００７−９８０２６号公報（例えば、段落００５７から段落００６２参照。）

ナビゲータデータの位相情報を用いることにより、イメージングスキャンの干渉による信号乱れの発生は抑制することができる。しかし、図１５に示すように、信号の強度の低い部位では位相にばらつきが生じやすいため、安定してナビゲータデータの解析結果を得ることが難しく、画質の低下が発生するという問題があった。

したがって、本発明は、ナビゲータデータの安定した解析結果を得ることにより、画質を向上させることができる磁気共鳴イメージング装置、及び画質を向上させることができるＲＦパルス印加方法を提供する。

本発明の磁気共鳴イメージング装置は、被検体にＲＦパルスを送信し、磁気共鳴信号をナビゲータデータとして得るナビゲータシーケンスを実施するスキャン部を有し、前記スキャン部は、前記ナビゲータシーケンスの実施の際には、前記被検体における体動する部位を含む異なるナビゲータデータ信号の強度が得られる２つの部位を有するナビゲータ領域と、前記２つの部位と異なる部位とを同時に励起させ、前記異なる部位から得られるナビゲータデータの位相が、前記２つの部位から得られるナビゲータデータの少なくとも１つの部位の位相と異なるように前記ＲＦパルスを送信する。

好適には、前記スキャン部は、前記異なる部位から得られるナビゲータデータ信号の強度が、前記２つの部位から得られるナビゲータデータ信号の強度の間となるように前記ＲＦパルスを送信する。

好適には、前記スキャン部は、前記２つの部位として肺臓及び肝臓に、前記異なる部位として皮下脂肪にＲＦパルスを送信する。

好適には、前記スキャン部は、前記異なる部位として前記ナビゲータ領域と垂直な平面に位置する皮下脂肪にＲＦパルスを送信する。

好適には、前記スキャン部は、皮下脂肪から得られるナビゲータデータの位相が、肝臓から得られるナビゲータデータの位相と異なるように前記ナビゲータシーケンスを実施する。

好適には、前記スキャン部は、皮下脂肪から得られるナビゲータデータ信号の強度が、肝臓から得られるナビゲータデータ信号の強度より低くなるように前記ナビゲータシーケンスを実施する。

好適には、前記スキャン部は、前記ナビゲータ励起時の傾斜磁場がｋ空間上でらせん状の軌跡をとるように前記ナビゲータシーケンスを実施する。

好適には、前記スキャン部は、前記２つの部位と前記異なる部位をそれぞれ円筒状に励起するＲＦパルスを送信する。

好適には、前記ナビゲータ領域と前記異なる部位との間隔に基づいて、前記ナビゲータ励起時の傾斜磁場がｋ空間上でらせん状の軌跡をとるときの巻き数を決定する。

好適には、前記ｋ空間の中心から外側にらせん状の軌跡をとるように傾斜磁場を発生させる。

好適には、前記ｋ空間の外側から中心にらせん状の軌跡をとるように傾斜磁場を発生させる。

本発明は、被検体にＲＦパルスを送信させ、磁気共鳴信号をナビゲータデータとして得るナビゲータシーケンスを実施するＲＦパルス印加方法であって、前記ナビゲータシーケンスの実施の際には、前記被検体の体動する部位を含む異なるナビゲータデータ信号の強度が得られる２つの部位を有するナビゲータ領域と、前記２の部位と異なる部位とを同時に励起させ、前記異なる部位から得られるナビゲータデータの位相が、前記２つの部位から得られるナビゲータデータの少なくとも１つの部位の位相と異なるように前記ＲＦパルスを送信する。

好適には、前記異なる部位から得られるナビゲータデータ信号の強度が、前記２つの部位から得られるナビゲータデータ信号の強度の間となるように前記ＲＦパルスを送信する。

好適には、前記２つの部位として肺臓及び肝臓に、前記異なる部位として皮下脂肪に前記ＲＦパルスを送信する。

好適には、前記異なる部位として前記ナビゲータ領域と垂直な平面に位置する皮下脂肪に前記ＲＦパルスを実施する。

好適には、皮下脂肪から得られるナビゲータデータの位相が、肝臓から得られるナビゲータデータの位相と異なるように前記ナビゲータシーケンスを実施する。

好適には、皮下脂肪から得られるナビゲータデータ信号の強度が、肝臓から得られるナビゲータデータ信号の強度より低くなるように前記ナビゲータシーケンスを実施する。

好適には、前記ナビゲータ励起時の傾斜磁場がｋ空間でらせん状の軌跡をとるように前記ナビゲータシーケンスを実施する。

好適には、前記２つの部位と異なる部位をそれぞれ円筒状に励起するＲＦパルスを送信する。

好適には、前記ナビゲータ領域と前記異なる部位との間隔に基づいて、前記ナビゲータ励起時の傾斜磁場がｋ空間上でらせん状の軌跡をとるときの巻き数を決定する。

本発明によれば、ナビゲータデータの安定した解析結果を得ることにより、画質を向上させることができる磁気共鳴イメージング装置、及び画質を向上させることができるＲＦパルス印加を提供することができる。

以下より、本発明に係る一実施形態について図面を参照して説明する。

（装置構成）
図１は、本発明に係る一実施形態におけるＲＦコイル部により構成される磁気共鳴イメージング装置の構成を示す構成図である。本装置は、本発明の実施形態の一例である。

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（ｃｏｎｓｏｌｅ）部３とを有している。ここで、スキャン部２は、静磁場マグネット（ｍａｇｎｅｔ）部１２と、勾配コイル（ｃｏｉｌ）部１３と、ＲＦコイル部１４と、クレードル（ｃｒａｄｌｅ）１５とを有する。そして、操作コンソール部３は、ＲＦ駆動部２２と、勾配駆動部２３と、データ収集部２４と、制御部２５と、記憶部２６と、距離算出部３０と、ＲＦパルス決定部３１と、ナビゲータデータ処理部３２と、ローデータ（Ｒａｗ Ｄａｔａ）選択部３３と、画像生成部３４と、操作部３５と、表示部３６とを有する。

スキャン部２について説明する。

スキャン部２は、図１に示すように、被検体４０における撮影スライス領域が収容される静磁場空間１１を含んでいる。そして、スキャン部２は、操作コンソール部３からの制御信号に基づいて、その静磁場が形成される静磁場空間１１に収容した被検体４０の撮影領域にＲＦパルスを照射し、その撮影領域から磁気共鳴信号を取得するスキャンを実施する。

本実施形態において、スキャン部２は、被検体４０のイメージング領域ＩＡ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と、被検体４０のナビゲータ領域ＮＡにおいて発生する磁気共鳴信号をナビゲータデータとして取得するナビゲータシーケンスＮＳとを繰り返し実施する。

スキャン部２の各構成要素について、順次、説明する。

静磁場マグネット部１２は、被検体４０が収容される静磁場空間１１に静磁場を形成するために設けられている。静磁場マグネット部１２は、水平磁場型であって、被検体４０が収容される静磁場空間１１において載置される被検体４０の体軸方向（ｚ方向）に沿うように、超伝導磁石（図示なし）が静磁場を形成する。なお、静磁場マグネット部１２は、水平磁場型の他に、垂直磁場型であってもよく、永久磁石により構成されていてもよい。

勾配コイル部１３は、ＲＦコイル部１４が受信する磁気共鳴信号に３次元の位置情報を持たせるために、静磁場空間１１に勾配磁場を形成する。勾配コイル部１３は、スライス選択勾配磁場、読み取り勾配磁場、位相エンコード勾配磁場の３種類の勾配磁場を形成するために勾配コイルを３系統有する。

ＲＦコイル部１４は、たとえば、被検体４０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静磁場空間１１内において、制御部２５からの制御信号に基づいて、電磁波であるＲＦパルスを被検体４０に送信して高周波磁場を形成する。これにより、被検体４０の撮影スライス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４０の撮影スライス領域におけるプロトンのスピンが元の磁化ベクトル（ｖｅｃｔｏｒ）へ戻る際に生ずる電磁波を、磁気共鳴信号として受信する。ＲＦコイル部１４は、同一のＲＦコイルによりＲＦパルスの送受信を行ってもよい。

本実施形態において、ＲＦコイル部１４は、ナビゲータシーケンスＮＳにおいてナビゲータ用パルスを送信し、イメージングシーケンスＩＳにおいてイメージング用パルスを送信する。

図２は、被検体の軸位横断面を示す図面である。図中の×印はＲＦパルスにより励起させる位置を示す。また、図３は、ペンシルビーム（ｐｅｎｃｉｌ ｂｅａｍ）励起の際のｋ空間軌道を示す図である。また、図４は、本発明に係る一実施形態において、ペンシルビームの励起直後の横磁化を示す図である。実線はペンシルビーム励起の際のらせん状の軌跡の巻き数が８の場合であり、点線は巻き数が６の場合を示す。

ナビゲータ用パルスは、ナビゲータ領域における体動する部位と、当該体動する部位と異なる部位とを同時に励起させるＲＦパルスである。
本実施形態において、例えば、図２に示すように、ナビゲータ領域における体動する部位は肝臓６１または肺臓６０であり、体動する部位と異なる部位は皮下脂肪６３である。この皮下脂肪６３は、図２に示すように、例えば、ナビゲータ領域と垂直に交わる面上にある皮下脂肪６３である。ナビゲータ用パルスとして、例えばペンシルビームが挙げられる。

ペンシルビームは、円筒状の領域のみを励起するために使用される励起方法であり、図３に示すように、ｋ空間の中心から外側あるいは外側から中心にらせん状の軌跡をとるように傾斜磁場を発生させる。また、図４に示すように、ペンシルビームにより励起された直後の横磁化は、中心に横磁化の大きいメインローブ（ｍａｉｎ ｒｏｂｅ）、両サイド（ｓｉｄｅ）にメインローブよりも横磁化の小さいサイドローブが位置する。
本実施形態の場合、メインローブが肝臓６１と肺臓６０に位置し、サイドローブが皮下脂肪６３に位置する。

クレードル１５は、被検体４０を載置するテーブル（ｔａｂｌｅ）を有する。クレードル１５は、制御部２５からの制御信号に基づいて、静磁場空間１１の内部と外部との間でテーブルに載置された被検体４０を移動する。

操作コンソール部３について説明する。

操作コンソール部３は、スキャン部２が被検体４０についてスキャンを実施するように制御し、そのスキャン部２が実施したスキャンによって得られた磁気共鳴信号に基づいて、被検体４０の画像を生成すると共に、その生成した画像を表示する。

操作コンソール部３を構成する各部について、順次、説明する。

ＲＦ駆動部２２は、ＲＦコイル部１４を駆動させて静磁場空間１１内に高周波磁場を形成するために、ゲート（ｇａｔｅ）変調器（図示なし）とＲＦ電力増幅器（図示なし）とＲＦ発振器（図示なし）とを有する。ＲＦ駆動部２２は、制御部２５からの制御信号に基づいて、ＲＦ発振器からのＲＦ信号を、ゲート変調器を用いて所定のタイミング（ｔｉｍｉｎｇ）および所定の包絡線の信号に変調する。そして、ゲート変調器により変調されたＲＦ信号を、ＲＦ電力増幅器により増幅した後、ＲＦコイル部１４に出力する。

勾配駆動部２３は、制御部２５の制御信号に基づいて勾配コイル部１３を駆動させて、静磁場空間１１内に勾配磁場を発生させる。勾配駆動部２３は、勾配コイル部１３の３系統の勾配コイルに対応して３系統の駆動回路（図示なし）を有する。

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収集するために、位相検波器（図示なし）とアナログ（ａｎａｌｏｇ）／デジタル（ｄｉｇｉｔａｌ）変換器（図示なし）とを有する。データ収集部２４は、ＲＦコイル部１４からの磁気共鳴信号を、ＲＦ駆動部２２のＲＦ発振器の出力を参照信号として、位相検波器によって位相検波し、アナログ／デジタル変換器に出力する。そして、位相検波器により位相検波されたアナログ信号である磁気共鳴信号を、アナログ／デジタル変換器によってデジタル信号に変換して出力する。

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及びナビゲータシーケンスによってナビゲータデータとして得られた磁気共鳴信号を、後述の記憶部２６、ナビゲータデータ処理部３２へ出力する。

制御部２５は、コンピュータ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ）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（ｐｒｏｇｒａｍ）を記録するメモリとを有する。そして、制御部２５は、後述する操作部３５に接続されており、操作部３５に入力された操作信号を処理し、クレードル１５とＲＦ駆動部２２と勾配駆動部２３とデータ収集部２４との各部に、制御信号を出力し制御を行う。また、制御部２５は、所望の画像を得るために、操作部３５からの操作信号に基づいてナビゲータデータ処理部、ＲＦパルス決定部３１、表示部３６などを制御する。

本実施形態においては、制御部２５は、ＲＦ駆動部２２と勾配駆動部２３とを制御して、スキャン部２にナビゲータシーケンスＮＳ及びイメージングシーケンスＩＳを実施させる。

記憶部２６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を記録するメモリとを有する。そして、記憶部２６は、データ収集部２４に収集されたデータ処理前のナビゲータデータ、画像生成処理前の磁気共鳴信号であるイメージングデータ、後述するナビゲータデータ処理部３２でデータ処理されたナビゲータデータ、画像生成処理された画像データ等を記憶する。

距離算出部３０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を記録するメモリとを有しており、断層画像において、選択された２点間の距離を算出する。そして、算出された２点間の距離を、接続されているＲＦパルス決定部３１へ出力する。

本実施形態においては、距離算出部３０は、図２に示すような記憶部２６に記憶されている軸位横断面画像上で励起させたい２点間の距離を算出し、ＲＦパルス決定部３１へ出力する。

ＲＦパルス決定部３１は、コンピュータとコンピュータに所定の処理を実行させるプログラムを記録するメモリとを有する。そして、距離算出部３０により算出された２点間の距離に基づいて、ＲＦパルス決定部３１は、ＲＦコイル部１４から被検体４０に送信させるＲＦパルスを決定する。

本実施形態において、ナビゲータ用パルスは、ナビゲータ領域における体動する部位と、当該体動する部位と異なる部位とを同時に励起させるＲＦパルスである。図２に示すように、例えば、ナビゲータ領域における体動する部位は肝臓６１または肺臓６０であり、体動する部位と異なる部位は皮下脂肪６３である。この皮下脂肪６３は、例えば、ナビゲータ領域と垂直に交わる面上にある皮下脂肪６３である。

ナビゲータ領域として円筒状の領域のみを励起させるパルスとしてペンシルビームが挙げられる。
図３に示すように、ペンシルビームは、ｋ空間の中心から外側あるいは外側から中心にらせん状の軌跡をとるように傾斜磁場を発生させる。このｋ空間におけるらせん状の軌跡の巻き数は、励起後の横磁化におけるメインローブとサイドローブの距離を決めるため、励起させるナビゲータ領域における体動する部位を含む複数の部位と当該複数の部位と異なる部位、例えばナビゲータ領域における肝臓６１と皮下脂肪６３との距離によりＲＦパルス決定部３１が決定する。

ｋ空間におけるらせん状の軌跡の巻き数を決定する方法として、ＲＦパルス決定部３１が、励起させたい部位間の距離と巻き数とのデータをメモリに有しており、そのデータに基づいて巻き数を決定する。

また、ナビゲータ用パルスとして、異なる複数の部位を同時に励起させることができるＲＦパルスであればよく、ペンシルビームに限られない。この場合も、ＲＦパルス決定部３１が異なる複数の部位のみを励起させるＲＦパルスを決定する。

ナビゲータデータ処理部３２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を記録するメモリとを有しており、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り得られた磁気共鳴信号であるナビゲータデータに対し、データ処理を施し、体動する部位の変位情報を生成する。

本実施形態において、体動する部位として例えば、横隔膜が挙げられる。ナビゲータデータ処理部３２は、ナビゲータデータから横隔膜の変位情報を生成する。横隔膜の変位情報として、例えば、ナビゲータ領域における横隔膜の位置と時間との関係を示す位置プロファイルを生成し、後述するローデータ選択部３３へ出力する。

ローデータ選択部３３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を記録するメモリとを有しており、スキャン部２がイメージングシーケンスを実施することによって得られたイメージングデータを、ナビゲータデータ処理部３２によって生成された体動する部位の変位情報に基づいて、ローデータとして選択するデータ処理を実施する。

本実施形態においては、例えば、ローデータ選択部３３は、ナビゲータ処理部２７が生成した横隔膜の位置プロファイルが、予め設定された許容範囲ＡＷ内にあるか否かをローデータ選択部３３が判断し、許容範囲ＡＷ内にある位置プロファイルを生成したナビゲータデータに対応するイメージングデータを選択する。例えば、本スキャンにおいて、ナビゲータシーケンスＮＳを先に行い、続いてイメージングシーケンスＩＳを実施してナビゲータデータとイメージングデータとを取得する場合、ナビゲータシーケンスに続いて行われるイメージングシーケンスにより得られるイメージングデータをローデータとして選択する。

画像生成部３４は、コンピュータと、そのコンピュータを用いて所定のデータ処理を実行するプログラムを記録するメモリとを有しており、制御部２５からの制御信号に基づいて、ローデータ選択部３３によってローデータとして選択されたイメージングデータから、被検体４０のスライスについてのスライス画像を再構成する。そして、画像生成部３４は、その生成した画像を表示部３６に出力する。

操作部３５は、キーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）やマウス（ｍｏｕｔｈ）などの操作デバイス（ｄｅｖｉｃｅ）により構成されている。操作部３５は、オペレータ（ｏｐｅｒａｔｏｒ）によって操作データ、撮像プロトコル（ｐｒｏｔｏｃｏｌ）などが入力され、またイメージングシーケンスＩＳを実施する領域、ナビゲータシーケンスＮＳを実施する領域の設定がされ、その操作データ、撮像プロトコル、設定領域に関するデータを制御部２５に出力する。

表示部３６は、ディスプレイ（ｄｉｓｐｌａｙ）などの表示デバイスにより構成されており、制御部２５からの制御信号に基づいて、表示画面に画像を表示する。表示部３６は、例えば、オペレータによって操作部３５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表示する。また、表示部３６は、画像生成部３４が生成する被検体４０のスライス画像を表示する。

（動作）
以下より、本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４０を撮像する際の動作について説明する。

図５は、本発明に係る一実施形態において、被検体を撮像する際の動作を示すフロー（ｆｌｏｗ）図である。

まず、図５に示すように、ナビゲータ領域を設定する（ＳＴ１０）。

図６は、本発明に係る一実施形態における、ナビゲータ領域ＮＡ及びイメージング領域ＩＡを示すコロナル画像を示す図である。図６におけるｚ方向は、後述する図１０における縦軸の位置の方向である。なお、ここでは、黒色領域は肺臓を示す。また、灰色領域は肝臓を示し、肺臓と肝臓の間に横隔膜が位置する。また、横隔膜にほぼ直交するｚ軸方向に長辺が配置された矩形領域は、ナビゲータシーケンスＮＳを実施するナビゲータ領域ＮＡである。また、コロナル画像における肝臓において、横隔膜にほぼ平行なｘ軸方向に平行となるように配置された領域は、イメージングシーケンスＩＳを実施するイメージング領域ＩＡである。
ここでは、図６に示すコロナル画像上において、ナビゲータシーケンスＮＳを実施するナビゲータ領域ＮＡを設定する。

具体的には、図６に示すように、コロナル画像５０を表示部３６が表示する。そして、表示部３６が表示するコロナル画像５０上にナビゲータシーケンスを実施する領域をナビゲータ領域ＮＡとして、例えば、オペレータが操作部３５により設定する。このとき体動する部位を含み、ナビゲータデータから得られる信号強度の異なる２つの部位を含むようにナビゲータ領域ＮＡを設定する。設定されるナビゲータ領域ＮＡはイメージングシーケンスＩＳを実施するイメージング領域ＩＡと重なっていてもよい。図６に示すように、本実施形態の場合、ナビゲータ領域ＮＡは、例えば肺臓６０と肝臓６１との間に位置する横隔膜６２と交差し、横隔膜６２とほぼ垂直であるｚ軸方向に平行な長辺を有する矩形領域として設定する。なお、被検体４０の断面としてアキシャル断面、コロナル断面またはサジタル断面のいずれを用いても良い。

つぎに、図５に示すように、励起させる２つの部位間の距離を算出する（ＳＴ２０）。

ここでは、被検体４０において、ＲＦパルスにより励起させて磁気共鳴信号を得るナビゲータ領域ＮＡとナビゲータ領域ＮＡと異なる部位の間の距離を軸位横断面上で測定する。ここで、ナビゲータ領域ＮＡと異なる部位のナビゲータデータの位相は、ナビゲータ領域から得られるナビゲータデータの少なくとも１つの部位の位相と異なる。

具体的には、例えば図２に示すように軸位横断面上の肝臓６１上の点Ａと皮下脂肪６３上の点Ｂとの間の距離を測定する。この場合、表示部３６に示された軸位横断面上で励起させたい位置を選択することにより、距離算出部３０が２点間の距離を算出する。

つぎに、図５に示すように、ナビゲータ用パルスを決定する（ＳＴ３０）。

ここでは、ステップＳＴ２０において算出された励起させる２つの部位関の距離に基づいてＲＦパルス決定部３１がナビゲータ用ＲＦパルスおよび勾配磁場を決定する。

本実施形態において、ナビゲータ用パルスは、ナビゲータ領域ＮＡと、ナビゲータ領域ＮＡと異なる部位とを同時に励起させるＲＦパルスである。そして、このＲＦパルスは、ナビゲータ領域ＮＡと異なる部位から得られるナビゲータデータ信号の強度が、ナビゲータ領域ＮＡから得られるナビゲータデータ信号の強度の間となるように、ナビゲータ領域ＮＡと、ナビゲータ領域ＮＡと異なる部位とを励起させる。

例えば、異なる部位を同時に励起させるナビゲータ用パルスとして、例えば、ペンシルビームが挙げられる。

ここで、図７は、本発明に係る一実施形態において、メインローブとサイドローブ間との距離と、ペンシルビーム励起の際のらせん状の軌跡の巻き数との関係を示す図である。

最大傾斜磁場強度３３［ｍＴ／ｍ］、最大Ｓｌｅｗ Ｒａｔｅ１２０［Ｔ／ｍ／ｓ］の装置において、長さ４ｍｓのＲＦパルスを用いて励起を行う一例では、図４に示すように、ペンシルビーム励起の際のらせん状の軌跡の巻き数が８の場合、メインローブとサイドローブとの間の距離は約２５ｃｍである。また、ペンシルビーム励起の際のらせん状の軌跡の巻き数が６の場合、メインローブとサイドローブとの間の距離は約１８．８ｃｍである。ｋ空間におけるナビゲータデータのらせん状の軌跡の巻き数が減少すると、メインローブとサイドローブとの間の距離が短くなる。このようにｋ空間におけるナビゲータデータのらせん状の軌跡の巻き数が変化すると、中心のメインローブとサイドローブとの間の距離が変化する。
この原理を利用して、巻き数を調整して励起させたい部位を励起させる。

本実施形態において、例えば、ナビゲータ領域における体動する部位が横隔膜６２、体動する部位を含む複数の部位が肝臓６１と肺臓６０であり、体動する部位を含む複数の部位と異なる部位が皮下脂肪６３である。この皮下脂肪６３は、例えば、ナビゲータ領域と垂直に交わる面上にある皮下脂肪６３である。

そして、図４に示すように、ペンシルビームにより励起された直後の横磁化は、中心に横磁化の大きいメインローブ、両サイドにメインローブよりも横磁化の小さいサイドローブが位置する。本実施形態の場合、メインローブが肝臓６１と肺臓６０に位置し、サイドローブが皮下脂肪６３に位置するようにナビゲータ用パルスを決定する。

具体的には、図７に示すように、予めメインローブとサイドローブ間との距離と、ペンシルビーム励起の際のらせん状の軌跡の巻き数との関係のデータを予め算出し、このデータをＲＦパルス決定部３１のメモリに記憶させておき、ステップＳＴ２０において距離算出部３０により算出された励起させる２つの部位間の距離に対応する巻き数を決定する。これによりナビゲータ用パルスが決定される。

つぎに、図５に示すように、スキャンを実施する（ＳＴ４０）。

ここでは、ステップＳＴ１０において設定された被検体４０のナビゲータ領域ＮＡに対して、ステップＳＴ３０において決定されたナビゲータ用パルスを送信するナビゲータシーケンスＮＳをスキャン部２が実施し、イメージング領域ＩＡにおいてイメージングシーケンスＩＳを交互に実施する。

図８は、本発明に係る一実施形態において、被検体４０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る。横軸が時間軸ｔである。また、図９は、本発明に係る一実施形態におけるペンシルビームを用いたナビゲータシーケンスを実施する場合の励起パルスを示す図である。Ｇｘはｘ方向勾配磁場、Ｇｙはｙ方向勾配磁場を示し、ＲＦは高周波パルスを示す。なお、ここでは、縦軸が強度を示し、横軸が時間を示す。

具体的には、例えば、スキャン部２が、図８に示すように本スキャンとして、ナビゲータシーケンスＮＳが開始される時点ｔ１から、所定時間Ｄ１が経過した時点ｔ２までの間において実施される。そして、時点ｔ２から所定時間Ｄ２が経過した時点ｔ３までの間、イメージングシーケンスＩＳが実施される。そして、時点ｔ３から所定時間Ｄ３が経過した時点ｔ４からナビゲータシーケンスＮＳが実施される。
また、イメージングシーケンスＩＳを先に実施し、その後ナビゲータシーケンスＮＳを実施しても良い。

ナビゲータシーケンスＮＳは、ナビゲータ領域ＮＡにおいて、図９に示すように、ＲＦパルスＲＦを送信する際には、ｘ方向勾配磁場Ｇｘとｙ方向勾配磁場Ｇｙとを極性が交互に連続的に変化するように印加する。
そして、図４に示すように、メインローブとしての磁気共鳴信号をナビゲータエコーデータとして取得する。また、ここで得られるナビゲータエコーデータには、ナビゲータ領域ＮＡに含まれる部位と異なる部位からサイドローブによって励起される磁気共鳴信号も含まれる。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を、データ収集部２４が収集し、ナビゲータデータ処理部３２へ出力する。

つぎに、図５に示すように、ローデータの選択を行う（ＳＴ５０）

ここでは、ステップＳＴ４０においてナビゲータシーケンスＮＳを実施することにより取得したナビゲータデータに対して、ナビゲータデータ処理部３２がデータ処理を施し、その処理データに基づいてローデータ選択部３３がイメージングデータをローデータとして選択する。

本実施形態においては、呼吸運動による被検体４０の横隔膜６２の変位に基づいて、ローデータ選択部３３がイメージングデータをローデータとして選択する。

図１０は、本発明に係る一実施形態において、横隔膜の位置と時間との関係を表す位置プロファイルを示す図である。

具体的には、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データの位相とナビゲータ領域における位置との関係を示す位相プロファイルを生成する。その後、位相プロファイルにおいて横隔膜６２の位置を検出し、図１０に示すように、肺臓６０と肝臓６１との境界である横隔膜６２の位置とナビゲータデータを取得した時間との関係を示す位置プロファイルを生成する。そして、生成された位置プロファイルに基づいて、ローデータ選択部３３がイメージングデータをローデータとして取得する。
本実施形態における位置プロファイルは、図１０に示すように肺臓６０と肝臓６１との境界部位である横隔膜６２を正確に検出することができる。

位置プロファイルに基づいてイメージングデータをローデータとして取得するか否かを判断する方法として、例えば、位置プロファイルにおける位置が予め設定された許容範囲ＡＷ内か否かをローデータ選択部３３が判断し、許容範囲ＡＷ内の場合には、許容範囲ＡＷナビゲータデータを取得したナビゲータシーケンスＮＳが実施された後のイメージングシーケンスＩＳで取得されたイメージングデータをローデータとして選択する。

つぎに、図５に示すように、スライス画像を生成する（ＳＴ６０）。

ここでは、ステップＳＴ５０においてローデータ選択部３３によって選択されたローデータに基づいて、被検体４０のスライス面についてのスライス画像を画像生成部３４が生成する。そして、その生成したスライス画像を画像生成部３４が表示部３６に出力する。

以上のように、本発明の一実施形態は、ＲＦパルスにより励起させて磁気共鳴信号を得たい異なる部位間の距離を距離算出部３０が軸位横断面上で測定する。そして、この距離に基づいてＲＦパルス決定部３１がナビゲータ用パルスを決定する。そして、スキャン部２が被検体４０のナビゲータ領域ＮＡにおいて、ＲＦパルス決定部３１により決定されたナビゲータ用パルスを送信するナビゲータシーケンスＮＳを実施し、イメージング領域ＩＡにおいてイメージングシーケンスＩＳを交互に実施する。そして、ナビゲータシーケンスＮＳを実施することにより取得された複数のナビゲータデータに対して、ナビゲータデータ処理部３２がデータ処理を施し、その処理データに基づいてローデータ選択部３３がイメージングデータをローデータとして選択する。そして、このローデータに基づいてスライス画像を生成する。

このように、空気がほとんどを占め、励起されるスピン密度の低い部位（例えば、肺臓６０）と励起されるスピン密度の高い部位（例えば、肝臓６１）との境界（例えば、横隔膜６２）を検出する際に、本来励起させる部位と異なる部位（例えば、皮下脂肪６３）を同時に励起させる。そして、この異なる部位から得られるナビゲータデータ信号の強度が、スピン密度の低い部位とスピン密度の高い部位とにおけるそれぞれのナビゲータデータ信号の強度の間のとなるようにすることにより、スピン密度の低い部位におけるナビゲータデータ信号の強度には、異なる部位からの位相信号が現れ、スピン密度の高い部位では異なる部位からの位相信号の影響はあまり受けずにすむ。
従来、図１５に示すように、肺臓領域における信号の強度は低いため、ノイズにより信号の強度が変化されやすく、肺臓６０と肝臓６１の境界にある横隔膜６２の位置を正確に検出することができなかった。しかし、本発明の一実施形態においては、肺臓領域に信号の強度が現れるため、ノイズによる信号の強度変化が起こりにくくなり、肺臓６０と肝臓６１との境界である横隔膜６２が正確に検出することができるようになった。これにより呼吸情報が正確に得られアーチファクトの少ないスライス画像を得ることができる。
また、横隔膜６２の位置を正確に検出することができるため、検出エラーが減少し、撮像時間の短縮化が図れる。

なお、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、種々の変形形態を採用することができる。

本発明の実施形態において、ナビゲータ用パルスとしてペンシルビームを用いたが、これには限定されず、二つの異なる部位を励起させることができるＲＦパルスであればよい。また、本発明の実施形態において、励起させる異なる組織間の距離を測定し、測定結果に基づきナビゲータパルスを決定したが、位相情報を用いて解析を行う場合には予め巻き数の小さいパルスを利用してこのプロセスを省略してもよい。

図１１は、本発明に係る一実施形態において、他のＲＦパルスの励起直後の横磁化を示す図である。また、図１２は、図１１に示す励起をさせるＲＦパルスと傾斜磁場を示す。図１２（ａ）はＲＦパルスの強度であり、図１２（ｂ）はＲＦパルスの位相であり、図１２（ｃ）はｘ方向勾配磁場であり、図１２（ｄ）はＹ方向勾配磁場である。

図１１に示すように肝臓６１の方に大きい横磁化を発生させ、皮下脂肪６３の方に小さい横磁化を発生させる。この横磁化を実現するために、図１２（ｃ）、（ｄ）に示す傾斜磁場において、図１２（ａ）、（ｂ）に示すＲＦパルスを印加させる。印加させるＲＦパルスは、以下の文献「J.Pauly, D.Nishimura, and A.Macovski, “A k-Space Analysis of Small-Tip-Angle Excitation”, J. Magn. Reson. 81, 43 (1989)」に記載されている方法により設計することができる。このとき、図１２（ａ）、（ｂ）に示すＲＦパルスと図１２（ｃ）、（ｄ）に示す傾斜磁場を印加するタイミングは、図９に示すペンシルビームのときと同じである。

このようなＲＦパルスを体動する部位を含む領域に印加させることにより、ペンシルビームと同様の効果を奏する。したがって、この場合にも呼吸情報が正確に得られ、アーチファクトの少ないスライス画像を得ることができる。
また、横隔膜６２の位置を正確に検出することができるため、検出エラーが減少し、撮像時間の短縮化が図れる。

図１は、本発明に係る一実施形態のＲＦコイル部により構成される磁気共鳴イメージング装置の構成を示す構成図である。 図２は、本発明に係る一実施形態において、被検体の軸位横断面を示す図面である。 図３は、本発明に係る一実施形態において、ペンシルビームのｋ空間軌道を示す図である。 図４は、本発明に係る一実施形態において、ペンシルビームの励起直後の横磁化を示す図である。 図５は、本発明に係る一実施形態において、被検体を撮像する際の動作を示すフロー図である。 図６は、本発明に係る一実施形態における、ナビゲータ領域ＮＡ及びイメージング領域ＩＡを示すコロナル画像を示す図である。 図７は、本発明に係る一実施形態において、メインローブとサイドローブ間との距離と、ｋ空間におけるナビゲータデータのらせん状の軌跡の巻き数との関係を示す図である。 図８は、本発明に係る一実施形態において、被検体４０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る。 図９は、本発明に係る一実施形態におけるナビゲータシーケンスにおける励起パルスを示す図である。 。 図１０は、本発明に係る一実施形態において、横隔膜の位置と時間との関係を表す位置プロファイルを示す図である。 図１１は、本発明に係る一実施形態において、他のＲＦパルスの励起直後の横磁化を示す図である。 図１２は、図１１に示す励起をさせるＲＦパルスと傾斜磁場を示す。 図１３は、従来技術を説明するためのナビゲータ領域ＮＡ及びイメージング領域ＩＡを示すコロナル画像を示す図である。 図１４は、従来技術を説明するための信号強度プロファイルを示す図である。 図１５は、従来技術を説明するための横隔膜の位置と時間との関係を表す位置プロファイルを示す図である。

符号の説明

１：磁気共鳴イメージング装置、２:スキャン部、３：操作コンソール部、１１：静磁場空間、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：制御部、２６：記憶部、３０：距離算出部、３１：ＲＦパルス決定部、３２：ナビゲータデータ処理部、３３：ローデータ選択部、３４：画像生成部、３５：操作部、３６：表示部、４０：被検体、６０：肺臓、６１：肝臓、６２：横隔膜、６３：皮下脂肪、ＮＡ：ナビゲータ領域、ＩＡ：イメージング領域

Claims (20)

1. 被検体にＲＦパルスを送信し、磁気共鳴信号をナビゲータデータとして得るナビゲータシーケンスを実施するスキャン部を有し、
   前記スキャン部は、前記ナビゲータシーケンスの実施の際には、前記被検体における体動する部位を含む異なるナビゲータデータ信号の強度が得られる２つの部位を有するナビゲータ領域と、前記２つの部位と異なる部位とを同時に励起させ、前記異なる部位から得られるナビゲータデータの位相が、前記２つの部位から得られるナビゲータデータの少なくとも１つの部位の位相と異なるように前記ＲＦパルスを送信する、
   磁気共鳴イメージング装置。
2. 前記スキャン部は、前記異なる部位から得られるナビゲータデータ信号の強度が、前記２つの部位から得られるナビゲータデータ信号の強度の間となるように前記ＲＦパルスを送信する、
   請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
3. 前記スキャン部は、前記２つの部位として肺臓及び肝臓に、前記異なる部位として皮下脂肪にＲＦパルスを送信する、
   請求項１または２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
4. 前記スキャン部は、前記異なる部位として前記ナビゲータ領域と垂直な平面に位置する皮下脂肪にＲＦパルスを送信する、
   請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
5. 前記スキャン部は、皮下脂肪から得られるナビゲータデータの位相が、肝臓から得られるナビゲータデータの位相と異なるように前記ナビゲータシーケンスを実施する、
   請求項３または４に記載の磁気共鳴イメージング装置。
6. 前記スキャン部は、皮下脂肪から得られるナビゲータデータ信号の強度が、肝臓から得られるナビゲータデータ信号の強度より低くなるように前記ナビゲータシーケンスを実施する、
   請求項５に記載の磁気共鳴イメージング装置。
7. 前記スキャン部は、前記ナビゲータ励起時の傾斜磁場がｋ空間上でらせん状の軌跡をとるように前記ナビゲータシーケンスを実施する、
   請求項１から６のいずれかに記載の磁気共鳴イメージング装置。
8. 前記スキャン部は、前記２つの部位と前記異なる部位をそれぞれ円筒状に励起するＲＦパルスを送信する、
   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。
9. 前記ナビゲータ領域と前記異なる部位との間隔に基づいて、前記ナビゲータ励起時の傾斜磁場がｋ空間上でらせん状の軌跡をとるときの巻き数を決定する、
   請求項７に記載の磁気共鳴イメージング装置。
10. 前記ｋ空間の中心から外側にらせん状の軌跡をとるように傾斜磁場を発生させる、
    請求項７に記載の磁気共鳴イメージング装置。
11. 前記ｋ空間の外側から中心にらせん状の軌跡をとるように傾斜磁場を発生させる、
    請求項７に記載の磁気共鳴イメージング装置。
12. 被検体にＲＦパルスを送信させ、磁気共鳴信号をナビゲータデータとして得るナビゲータシーケンスを実施するＲＦパルス印加方法であって、
    前記ナビゲータシーケンスの実施の際には、前記被検体の体動する部位を含む異なるナビゲータデータ信号の強度が得られる２つの部位を有するナビゲータ領域と、前記２の部位と異なる部位とを同時に励起させ、前記異なる部位から得られるナビゲータデータの位相が、前記２つの部位から得られるナビゲータデータの少なくとも１つの部位の位相と異なるように前記ＲＦパルスを送信する、
    ＲＦパルス印加方法。
13. 前記異なる部位から得られるナビゲータデータ信号の強度が、前記２つの部位から得られるナビゲータデータ信号の強度の間となるように前記ＲＦパルスを送信する、
    請求項１２に記載のＲＦパルス印加方法。
14. 前記２つの部位として肺臓及び肝臓に、前記異なる部位として皮下脂肪に前記ＲＦパルスを送信する、
    請求項１２または１３に記載のＲＦパルス印加方法。
15. 前記異なる部位として前記ナビゲータ領域と垂直な平面に位置する皮下脂肪に前記ＲＦパルスを実施する、
    請求項１４に記載のＲＦパルス印加方法。
16. 皮下脂肪から得られるナビゲータデータの位相が、肝臓から得られるナビゲータデータの位相と異なるように前記ナビゲータシーケンスを実施する、
    請求項１４または１５に記載のＲＦパルス印加方法。
17. 皮下脂肪から得られるナビゲータデータ信号の強度が、肝臓から得られるナビゲータデータ信号の強度より低くなるように前記ナビゲータシーケンスを実施する、
    請求項１６に記載のＲＦパルス印加方法。
18. 前記ナビゲータ励起時の傾斜磁場がｋ空間でらせん状の軌跡をとるように前記ナビゲータシーケンスを実施する、
    請求項１２から１７のいずれかに記載のＲＦパルス印加方法。
19. 前記２つの部位と異なる部位をそれぞれ円筒状に励起するＲＦパルスを送信する、
    請求項１２から１８のいずれかに記載のＲＦパルス印加方法。
20. 前記ナビゲータ領域と前記異なる部位との間隔に基づいて、前記ナビゲータ励起時の傾斜磁場がｋ空間上でらせん状の軌跡をとるときの巻き数を決定する、
    請求項１８に記載のＲＦパルス印加方法。