JP2010075573A - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ナビゲータシーケンスを繰り返し実施するプレスキャンを行った後、ナビゲータシーケンスとイメージングシーケンスとを繰り返し実施する本スキャンを行う呼吸同期または心拍同期の磁気共鳴イメージングにおいて、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、生成される画像における体動アーチファクトを抑制し画質を向上させる。
【解決手段】本スキャンにおいて、ナビゲータシーケンスを実施して得られる情報に基づいて、被検体の体動する所定の部位を時系列的に順次検出する際に、２回目以降においてはその検出範囲を前回検出した位置を含む所定範囲内に絞る。
【選択図】図１１

Description

本発明は、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）装置に関し、特に、静磁場空間において被検体にＲＦパルス（ｐｕｌｓｅ）を放射することによって被検体にて発生する磁気共鳴信号に基づいて、被検体の画像を生成する磁気共鳴イメージング装置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放射することにより、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（ｓｌｉｃｅ）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。例えば、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に伴う体動によって、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）。

これらの技術に用いる横隔膜の位置検出の手法として、ナビゲータエコーを利用して横隔膜の動きを追跡し、得られたナビゲータデータを利用して呼吸同期、ゲーティング（ｇａｔｉｎｇ）を行う方法が知られている（例えば、特許文献３参照）。

例えば、ナビゲータデータの信号強度Ｉとナビゲータ領域における位置Ｘとの関係をプロット（ｐｌｏｔ）した信号強度プロファイル（ｐｒｏｆｉｌｅ）を生成し、生成した信号強度プロファイルにおいて、例えば、肝臓と肺臓の境界にある横隔膜の位置を検出し呼吸同期を行う。

この信号強度プロファイルにおいて、横隔膜の位置を検出する方法として、例えば微分法、またはＤｕ法（例えば、非特許文献１参照）などが知られている。
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。） 特開平１０−２７７０１０号公報（例えば、段落０００２から段落０００６参照。） JOURNAL OF CARDIOVASCULAR MAGNETICRESONANCE, Vol.6,No.2、ｐｐ．483-490,2004

しかし、図１４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（ｉｍａｇｉｎｇ ｄａｔａ）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干渉による信号の乱れが発生し、図１５の破線部に示すように、信号強度プロファイル（ｐｒｏｆｉｌｅ）に低信号部位が発生する。ここで、図１５における破線部は、図１４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は横隔膜の誤検出が発生し、安定した解析結果を得ることは困難である。

この問題を解決する一つの方法として、ナビゲータデータの強度情報を用いるのではなく、スライス干渉による信号乱れが少ない、ナビゲータデータの位相情報を用いて、横隔膜の位置を検出する方法が考えられる。

しかし、この方法では、スライス干渉による信号乱れに起因した横隔膜の位置の誤検出は抑制することができるが、例えばナビゲータデータの信号強度が低くなる肺領域などの部位では、心拍運動に伴う血流の変化によって位相にばらつきが生じやすいため、このような位相のばらつきに起因した横隔膜の位置の誤検出が発生するという問題がある。

また、別の方法として、被検体の呼吸情報を得るためにナビゲータシーケンスを繰り返し実施するプレスキャン（ｐｒｅｓｃａｎ）におけるナビゲータデータの強度情報に基づいて、横隔膜の位置を検出する際の検出範囲を絞り込む方向が考えられる。

しかし、この方法では、スライス干渉による信号乱れや位相のばらつきに起因した横隔膜の誤検出を抑制することはできるが、その検出範囲内にノイズ（ｎｏｉｓｅ）が入ると、これを横隔膜の位置として誤検出する場合がある。

本発明は、上記事情に鑑み、ナビゲータシーケンスを実施して得られる情報の解析結果をより安定させて、生成される被検体の画像の画質を向上させることができる磁気イメージング装置を提供する。

第１の観点では、本発明は、静磁場空間内の被検体にＲＦパルスを放射することにより前記被検体の撮影領域に発生する磁気共鳴信号に基づいて、前記被検体の画像を生成する磁気共鳴イメージング装置であって、前記被検体の呼吸運動または心拍運動である周期運動に伴って体動する所定の部位を含むナビゲータ領域において発生する磁気共鳴信号を得るナビゲータシーケンスと、前記被検体の前記撮影領域において発生する磁気共鳴信号を得るイメージングシーケンスとを繰り返し実施する本スキャンを行うスキャン部と、前記本スキャンにおけるナビゲータシーケンスを実施して得られる磁気共鳴信号の位相プロファイルに基づいて前記所定の部位の位置を検出する検出処理を、該ナビゲータシーケンスごとに該ナビゲータシーケンスを実施した順番に従って実行する本スキャン（ｓｃａｎ）用位置検出部であって、２回目以降の前記検出処理において前回検出された位置を含むように設定された検出範囲において前記所定の部位の位置を検出する本スキャン用位置検出部とを備える磁気共鳴イメージング装置を提供する。

第２の観点では、本発明は、前記スキャン部が、前記本スキャンを実施する前に、ナビゲータシーケンスを繰り返し実施するプレスキャンを行い、前記プレスキャンにおけるナビゲータシーケンスごとに、該ナビゲータシーケンスを実施して得られる磁気共鳴信号の強度プロファイルおよび／または位相プロファイルに基づいて前記所定の部位の位置を検出するプレスキャン用位置検出部をさらに備える上記第１の観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。

第３の観点では、本発明は、前記プレスキャン用位置検出部が、前記強度プロファイルに基づいて前記所定の部位の位置を第１の位置として検出し、前記位相プロファイルに基づいて前記第１の位置を含む所定範囲内において前記所定の部位の位置を第２の位置として検出し、該第２の位置を検出された前記所定の部位の位置とする上記第２の観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。

第４の観点では、本発明は、前記本スキャン用位置検出部が、前記プレスキャン用位置検出部により検出された複数の前記所定の部位の位置から得られる前記被検体の前記周期運動に関する情報に基づいて検出範囲を設定する上記第２の観点または第３の観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。

第５の観点では、本発明は、前記本スキャン用位置検出部が、前記前回検出された位置を中心として、前記プレスキャン用位置検出部により検出された複数の前記所定の部位の位置における時間的に隣接する位置間での最大変化量に基づく所定の距離が幅となるよう検出範囲を設定する上記第４の観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。

第６の観点では、本発明は、前記所定の距離が、前記最大変化量に所定の係数を乗算してなる距離である上記第５の観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。

第７の観点では、本発明は、前記プレスキャン用位置検出部により検出された前記所定の部位の位置に基づいて、前記所定の部位の位置の許容範囲を設定し、前記本スキャン用位置検出部により検出された前記所定の部位の位置が、前記許容範囲内となるナビゲータシーケンスと時間的に対応して実施されたイメージングシーケンスによって得られる磁気共鳴信号を、前記画像の生成に用いるローデータ（ｒａｗ ｄａｔａ）として取得するローデータ取得部とをさらに備える上記第２の観点から第６の観点のいずれか１つの観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。

第８の観点では、本発明は、前記許容範囲が、前記プレスキャンにおけるナビゲータシーケンスを実施した時間と、前記プレスキャン用位置検出部により検出された該ナビゲータシーケンスに対応する前記所定の部位の位置との関係をプロット（ｐｌｏｔ）してなる位置プロファイルにおいて、位置方向を一定の幅で分割したそれぞれの領域に含まれるプロットの数が最も多い領域に対応する位置を含む上記第７の観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。

第９の観点では、本発明は、前記本スキャン用位置検出部が、前記プレスキャン用位置検出部により検出された複数の前記所定の部位の位置の変化範囲に基づいて、検出範囲の上限および下限を設定する上記第１の観点から第８の観点のいずれか１つの観点の磁気共鳴イメージング装置を提供する。

第１０の観点では、本発明は、前記周期運動が、呼吸運動であり、前記所定の部位が、横隔膜である上記第１の観点から第９の観点のいずれか１つの観点の磁気共鳴イメージング装置を提供することを目的とする。

本発明によれば、本スキャンにおいて、ナビゲータシーケンスを実施して得られる情報に基づいて、被検体の体動する所定の部位を時系列的に順次検出する際に、２回目以降においてはその検出範囲を前回検出した位置を含む所定範囲内に絞っているので、上記所定の部位の位置をより正確に検出して、ナビゲータシーケンスを実施して得られる情報の解析結果をより安定させることができ、生成される画像における体動アーチファクトを抑制して画像の画質を向上させることができる。

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（ｃｏｉｌ）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、勾配コイル部１３と、ＲＦコイル部１４と、撮影テーブル（ｔａｂｌｅ）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３０と、記憶部３１と、操作部３２と、データ処理部３３と、表示部３４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パルスを放射し、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、プレスキャン時には、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を繰り返し実施する。また本スキャン時には、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取得す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、例えば、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３０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に放射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とイメージングシーケンスＩＳとにおいて、ＲＦパルスを放射する。

撮影テーブル１５は、被検体４０を載置するクレードル（ｃｒａｄｌｅ）を有する。撮影テーブル１５は、制御部３０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クレード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３０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３０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３１、データ処理部３３へ出力する。

制御部３０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）とを有する。そして、制御部３０は、後述する操作部３２に接続されており、操作部３２に入力された操作信号を処理し、撮影テーブル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３０は、所望の画像を得るために、操作部３２からの操作信号に基づいてデータ処理部３３、表示部３４を制御する。

本実施形態においては、制御部３０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。また、制御部３０は、ナビゲータシーケンスＮＳを実施して得られたナビゲータデータに基づいて、スキャン部２が実施するイメージングシーケンスＩＳの制御を実施する。

記憶部３１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とを有する。そして、記憶部３１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、後述するデータ処理部３３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。

操作部３２は、キーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）やマウス（ｍｏｕｓｅ）などの操作デバイス（ｄｅｖｉｃｅ）により構成されている。操作部３２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３０に出力する。

データ処理部３３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憶するメモリ（ｍｅｍｏｒｙ）とを有しており、制御部３０からの制御信号に基づいて、データ処理を実施する。

ここで、図２は、本発明に係る一実施形態におけるデータ処理部３３の構成を示すブロック（ｂｌｏｃｋ）図である。

図２に示すように、データ処理部３３は、強度プロファイル生成部３３１と、位相プロファイル生成部３３２と、プレスキャン用位置検出部３３３と、位置プロファイル生成部３３４と、呼吸情報取得部３３５と、本スキャン用位置検出部３３６と、ローデータ取得部３３７と、画像生成部３３８とを有する。

データ処理部３３の各部について順次説明する。

強度プロファイル生成部３３１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憶するメモリとを有しており、プレスキャン時には、被検体４０のナビゲータ領域ＮＡについてのナビゲータシーケンスＮＳを複数回実施すること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、ローデータとして用いることによって、その被検体４０のナビゲータ領域ＮＡについて、複数の強度プロファイルを生成する。

また、本スキャン時には、例えば、被検体４０のイメージング領域ＩＡについてのイメージングシーケンスＩＳの実施前に実施されたナビゲータシーケンスＮＳ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用いることによって、その被検体４０のナビゲータ領域ＮＡについての強度プロファイルを生成する。

すなわち、本実施形態においては、スキャン部２によるナビゲータシーケンスＮＳの複数回の実施において、ＲＦコイル部１４がナビゲータ領域ＮＡへＲＦパルスを放射し、その撮影領域において発生する磁気共鳴信号を、ＲＦコイル部１４が受信することによってデータ収集部２４に収集されたナビゲータデータを一次元フーリエ（Ｆｏｕｒｉｅｒ）変換し、一次元フーリエ変換したデータの強度ｍと位置Ｘとの関係をプロットすることにより複数の強度プロファイルを生成する。

位相プロファイル生成部３３２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憶するメモリとを有しており、プレスキャン時には、被検体４０のナビゲータ領域ＮＡについてのナビゲータシーケンスＮＳを複数回実施すること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用いることによって、その被検体４０のナビゲータ領域ＮＡについて、複数の位相プロファイルを生成する。

また、本スキャン時には、例えば、被検体４０のイメージング領域ＩＡについてのイメージングシーケンスＩＳの実施前に実施されたナビゲータシーケンスＮＳ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用いることによって、その被検体４０のナビゲータ領域ＮＡについての位相プロファイルを生成する。

すなわち、本実施形態においては、スキャン部２によるナビゲータシーケンスＮＳの複数回の実施において、ＲＦコイル部１４がナビゲータ領域ＮＡへＲＦパルスを放射し、その撮影領域において発生する磁気共鳴信号を、ＲＦコイル部１４が受信することによってデータ収集部２４に収集されたナビゲータデータを一次元フーリエ変換し、一次元フーリエ変換したデータの位相Ｐと位置Ｘとの関係をプロットすることにより複数の位相プロファイルを生成する。

プレスキャン用位置検出部３３３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憶するメモリとを有しており、プレスキャン時において、制御部３０からの制御信号に基づいて、被検体４０における体動する所定の部位の位置を検出する。

なお、本実施形態においては、被検体４０における体動する所定の部位を、肺臓６０と肝臓６１の境界にある横隔膜６２とする。

プレスキャン用位置検出部３３３は、まず、強度プロファイル生成部３３１により１次元フーリエ変換が実施されたプレスキャン時のナビゲータデータに基づいて生成された複数の強度プロファイルそれぞれにおいて、被検体４０における横隔膜６２の位置（第１の位置）Ｘｍｄを検出する。検出方法としては、例えば、ＬＳＱ法、相互情報量法、相関係数法、微分法、Ｄｕのエッジ検出法などが挙げられる。

次に、プレスキャン用位置検出部３３３は、位相プロファイル生成部３３２により１次元フーリエ変換が実施されたプレスキャン時のナビゲータデータに基づいて生成された複数の位相プロファイルそれぞれにおいて、先に特定された位置Ｘｍｄを含む所定範囲内を検索し、被検体４０における横隔膜６２の位置（第２の位置）Ｘｐｄを検出する。検出方法としては、例えば、微分法、Ｄｕのエッジ検出法などが挙げられる。

プレスキャン用位置検出部３３３は、このようにして検出された位置Ｘｐｄを、このナビゲータデータから最終的に検出された横隔膜６２の位置Ｘｄとする。

位置プロファイル生成部３３４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憶するメモリとを有しており、プレスキャン用位置検出部３３３により検出された横隔膜６２の位置Ｘｄと時間ｔとの関係をプロットすることにより位置プロファイルを生成する。

呼吸情報取得部３３５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憶するメモリとを有しており、制御部３０からの制御信号に基づいて、被検体４０の呼吸情報を取得する。

具体的には、呼吸情報取得部３３５は、プレスキャン用位置検出部３３３により検出された複数の位置、すなわち位置プロファイル生成部３３４により生成された位置プロファイルに基づいて、被検体４０が息を吸い終わった時の横隔膜６２の位置である最大吸気位置Ｘｉを検出する。最大吸気位置Ｘｉを検出する方法としては、例えば、位置プロファイルにおいて、プロットされた位置のうち座標が最小（座標の正負の取り方によっては最大）となる位置を、最大吸気位置Ｘｉとして検出する方法が考えられる。

また、呼吸情報取得部３３５は、プレスキャン用位置検出３３３により検出された複数の位置、すなわち位置プロファイル生成部３３４により生成された位置プロファイルに基づいて、被検体４０が息を吐き終わった時の横隔膜６２の位置である最大呼気位置Ｘｅを検出する。最大呼気位置Ｘｅを検出する方法としては、例えば、位置プロファイルにおいて、位置方向を一定の幅で分割したそれぞれの領域に含まれるプロットの数が最も多い領域に対応する位置を、最大呼気位置Ｘｅとして検出する方法が考えられる。また例えば、位置プロファイルにおいて、プロットされた位置のうち座標が最大（座標の正負の取り方によっては最小）となる位置を、最大呼気位置Ｘｅとして検出する方法も考えられる。

呼吸情報取得部３３５は、さらに、プレスキャン用位置検出部３３３により検出された複数の位置における時間的に隣接する位置間での変化量のうち最大のものである最大変化量ΔＸｍａｘを求める。なお、この際、プロットされた位置のうち検出した最大吸気位置Ｘｉと最大呼気位置Ｘｅとの間に入らない位置を含む位置間の変化量は、算出対象から外してもよい。また、プロットされた位置に最小二乗法等によりカーブフィッティング（ｃｕｒｖｅ ｆｉｔｔｉｎｇ）を行って、そのカーブから所定の距離ΔＸｔｈ以上離れた場所にプロットされた位置は誤検出されたものとみなし、その位置を含む位置間の変化量を算出対象から外したり、その位置をそのカーブ上の位置に補正したりしてもよい。

本スキャン用位置検出部３３６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憶するメモリとを有しており、本スキャン時において、制御部３０からの制御信号に基づいて、被検体４０における横隔膜６２の位置を検出する。

具体的には、本スキャン用位置検出部３３６は、まず、プレスキャン用位置検出部３３３により検出された複数の横隔膜６２の位置の変化範囲に基づいて、横隔膜６２の位置を検出する際の検出範囲の上限および下限を設定する。ここでは、呼吸情報取得部３３５により得られた最大吸気位置Ｘｉおよび最大呼気位置Ｘｅを基準に、検出範囲の上限Ｒｕを最大呼気位置Ｘｅ＋δＸｅ、検出範囲の下限ＲＬを最大吸気位置Ｘｉ−δＸｉとし、例えばδＸｉ＝δＸｅ＝２ｍｍとする。

また、本スキャン用位置検出部３３６は、位相プロファイル生成部３３２により生成された、本スキャンにおけるナビゲータシーケンスＮＳを実施して得られる磁気共鳴信号の位相プロファイルに基づいて、被検体４０における横隔膜６２の位置を検出する検出処理を、このナビゲータシーケンスごとにナビゲータシーケンスを実施した順番に従って実行する。そして、１回目の検出処理においては、プレスキャン時と同様に、本スキャンにおけるナビゲータシーケンスＮＳを実施して得られる磁気共鳴信号の強度プロファイルおよび位相プロファイルに基づいて横隔膜６２の位置を検出する。２回目以降の検出処理においては、前回検出された位置を含むように検出範囲を設定し、この設定された検出範囲内を検索して横隔膜６２の位置を検出する。

横隔膜６２のように周期運動に伴って体動する部位の位置は、時間の経過と共に徐々に変化する。その単位時間当たりの変化量は、周期運動の位相によって異なるが、平常状態であれば、一定の変化量を超えることはない。したがって、周期運動の周期よりも十分短い間隔で体動する部位を検出する場合、前回検出した位置を含むように検出範囲を設定することで、ノイズ等によって誤検出される確率が低くなり、より信頼度の高い位置検出が可能となる。

ここでは、本スキャン用位置検出部３３６は、２回目以降の検出処理における検出範囲として、例えば、前回検出された位置を中心として、呼吸情報取得部３３５により得られた最大変化量ΔＸｍａｘに所定の係数αを乗算してなる距離α・ΔＸｍａｘを幅とする範囲を設定する。係数αは、プレスキャンにおけるナビゲータシーケンスＮＳの繰返し周期と本スキャンにおけるナビゲータシーケンスＮＳの繰返し周期との比率、余裕を持たせるためのマージン（ｍａｒｇｉｎ）等により値を定める。マージンを取る理由の１つは、本スキャンでは、プレスキャンに比べて実行時間が長くなるので、隣接する位置間の変化量ΔＸがよりばらつき、本スキャンにおける最大変化量ΔＸｍａｘがより大きくなるからである。したがって、例えば、ナビゲータシーケンスＮＳの繰返し周期がプレスキャンと本スキャンとで同じ場合、好適にはα＝２〜５程度となる。なお、ここでは、ナビゲータシーケンスＮＳの繰返し周期がプレスキャンと本スキャンとで同じであるものとし、α＝２とする。ただし、ここで設定した検出範囲が、先に設定した検出範囲の上限と下限を超える場合には、これら上限と下限を優先して検出範囲を定める。

ローデータ取得部３３７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憶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ＩＳを実施することにより得られたイメージングデータを、位置プロファイル生成部３３４が生成した位置プロファイルに基づいて、ローデータとして取得するデータ処理を実施する。

ここでは、ローデータ取得部３３７は、呼吸情報取得部３３５により得られた最大呼気位置Ｘｅを含む所定の範囲を許容範囲ＡＷとして設定する。許容範囲ＡＷは、例えば、最大呼気位置Ｘｅを中心として±２ｍｍの範囲とする。そして、本スキャン用位置検出部３３６により検出された横隔膜６２の位置が、設定された許容範囲ＡＷ内にあるか否かを判定し、許容範囲ＡＷ内にあると判定されることになったナビゲータデータが得られたナビゲータシーケンスＮＳと時間的に対応して実施されたイメージングシーケンスＩＳによって得られるイメージングデータをローデータとして取得する。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、本スキャン用位置検出部３３６により検出された横隔膜６２の位置Ｘｄが許容範囲ＡＷ内にあると判定されることになったナビゲータデータが得られたナビゲータシーケンスＮＳに続いて行われるイメージングシーケンスＩＳ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取得する。

画像生成部３３８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憶するメモリとを有する。そして、画像生成部３３８は、ローデータ取得部３３７により取得されたローデータを用いることによって、その被検体４０の撮影領域についての画像を生成する。すなわち、本実施形態においては、スキャン部２によるイメージングシーケンスＩＳの実施において、ＲＦコイル部１４が撮影領域へＲＦパルスを放射し、その撮影領域において発生する磁気共鳴信号を、ＲＦコイル部１４が受信することによって収集したイメージングデータを位置プロファイルに基づいてローデータ取得部３３７がローデータとして取得し、この取得したローデータに基づいて、被検体４０のスライス画像を生成する。そして、生成されたスライス画像を表示部３４に出力する。

表示部３４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３０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３４は、例えば、オペレータによって操作部３２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３４は、画像生成部３３８が生成する被検体４０のスライス画像を表示する。

また、本実施形態において、表示部３４は、強度プロファイル、位相プロファイルまたは位置プロファイルのそれぞれを表示させる場合がある。

（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３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。また、図４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４において、横軸は時間軸ｔである。また、図５は、本発明に係る一実施形態において、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５におけるｚ方向は、後述する図９における横軸の位置Ｘの方向である。なお、ここでは、黒色領域は肺臓６０を示す。また、灰色領域は肝臓６１を示し、肺臓６０と肝臓６１の間に横隔膜６２が位置する。また、横隔膜６２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６１において、横隔膜６２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。図６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を示すパルスシーケンスを示す図である。Ｇ_ｓはｚ軸方向スライス選択傾斜磁場、Ｇ_φはｙ軸方向スライス選択傾斜磁場、Ｇ_ｆは周波数エンコーディング傾斜磁場を示し、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。図７は、本発明に係る一実施形態におけるシリンドリカルグラジエントエコー型ナビゲータシーケンスであるパルスシーケンスを示す図である。ＲＦは高周波パルスを示す。ｘｇｒａｄはｘ軸方向に印加する傾斜磁場、ｙｇｒａｄはｙ軸方向に印加する傾斜磁場、ｚｇｒａｄはｚ軸方向に印加する傾斜磁場を示し、ＲＦは高周波パルスを示す。なお、ここでは、縦軸は強度を示し、横軸は時間を示す。

まず、図３に示すように、プレスキャンを実施する（ＳＴ１０）。

はじめに、ナビゲータ領域ＮＡを設定する。例えば、図５に示すように、表示部３４がコロナル画像５０を表示する。そして、オペレータが操作部３２を操作することにより、表示されたコロナル画像５０上においてナビゲータ領域ＮＡを設定する。ここでは、図５に示すように、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をナビゲータ領域ＮＡとして設定する。

なお、ナビゲータ領域ＮＡはイメージング領域ＩＡと重なっていてもよい。また、ナビゲータ領域ＮＡを設定するために表示する画像は、被検体４０のコロナル断面のほか、アキシャル（ａｘｉａｌ）断面やサジタル（ｓａｇｉｔｔａｌ）断面であってもよい。

その後、スキャン部２が、図４に示すように、プレスキャンとしてナビゲータシーケンスＮＳを繰り返し実施する。すなわち、時点ｔ1から所定時間Ｄ1が経過した時点ｔ2までの間、ナビゲータシーケンスＮＳを実施する。そして、所定時間Ｄ2が経過した時点ｔ3から所定時間Ｄ1が経過した時点ｔ4までの間、再びナビゲータシーケンスＮＳを実施する。このようにして、ナビゲータシーケンスＮＳを例えば数十回程度、繰り返し実施する。

なお、ここでは、ナビゲータシーケンスＮＳは、次に説明するようなシーケンスである。

すなわち、設定されたナビゲータ領域ＮＡに対して、図６に示すように、フリップアングル（ｆｌｉｐ ａｎｇｌｅ）９０°の高周波パルスＲＦ１と共に第１のスライス選択傾斜磁場Ｇ_ｓ１を印加することによって、被検体４０において横隔膜６２を含む第１のスライス面を選択的に９０°励起する。その後、第２のスライス選択傾斜磁場Ｇ_ｓ２を被検体４０に印加することによって位相を戻した後、フリップアングル１８０°の高周波パルスＲＦ２と共に第３のスライス選択傾斜磁場Ｇ_φ１とを印加することによって、横隔膜６２を含む領域において第１のスライス面と交差する第２のスライス面を１８０°励起する。

そして、周波数エンコードするように第１と第２の周波数エンコーディング傾斜磁場Ｇ_ｆ１，Ｇ_ｆ２を印加し、被検体４０において第１のスライス面と第２のスライス面とが交差する領域からの磁気共鳴信号Ｅを、スキャン部２がナビゲータデータとして取得する。

また、ナビゲータ領域ＮＡにおいて、図７に示すように、例えば、ＲＦパルスの放射と同時に、ｙ方向およびｚ方向に極性が交互に連続的に変化するように傾斜磁場を印加し線状に被検体４０のスライスを選択し、そしてｘ方向に読み取り傾斜磁場を印加するシリンドリカルグラジエントエコー（ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ ｇｒａｄｉｅｎｔ ｅｃｈｏ）型ナビゲータシーケンスを実施してもよい。

なお、本実施形態では、ナビゲータデータから横隔膜６２の位置を検出し、その検出された位置から被検体４０の呼吸位相を把握する。この場合、横隔膜６２とほぼ垂直な方向（ｚ軸方向）における横隔膜６２の位置情報は必要であるが、横隔膜６２とほぼ平行な方向（ｘ軸方向）における横隔膜６２の位置情報は必ずしも必要でない。そこで、ここでは、ナビゲータシーケンスＮＳを、ｘ軸方向の空間情報を取得する位相エンコード傾斜磁場を印加しないシーケンスとする。

つぎに、図３に示すように、プレスキャンにより得られたナビゲータデータのデータ処理を実施する（ＳＴ２０）。

ここでは、ステップＳＴ１０においてナビゲータシーケンスＮＳを繰り返し実施するプレスキャンを行った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、一次元フーリエ変換を実施する。その後、一次元フーリエ変換を実施された複数のナビゲータデータそれぞれにおける強度プロファイル及び位相プロファイルを生成し、強度プロファイル及び位相プロファイルにおいて、被検体４０における横隔膜６２の位置を検出し、位置プロファイルを生成し、位置プロファイルにおいて被検体４０の呼吸情報を取得する。そして、取得した呼吸情報を基に本スキャンにおける各種の設定を行う。

図８は、ステップＳＴ２０におけるデータ処理のフローを示す図である。

まず、ナビゲータデータの強度プロファイルを生成する（ＳＴ２０１）。

図９は、本発明に係る一実施形態において、ナビゲータデータを一次元フーリエ変換することにより得られる強度プロファイルと位相プロファイルとを示す図である。図９（ａ）は、強度をプロットした強度プロファイルを示し、図９（ｂ）は、位相をプロットした位相プロファイルを示す。ここで、図９（ａ）、（ｂ）の横軸は、位置Ｘを表し、位置Ｘは図５に示すナビゲータ領域ＮＡにおけるｚ軸方向の位置である。また、図９（ａ）の縦軸は信号強度を示し、図９（ｂ）は位相であり、角度をラジアン（ｒａｄｉａｎ）で示す。そして、強度ｍの値が大きい領域は図５における肝臓６１の位相を示し、強度ｍの値が小さい領域は図５における肺臓６０の位相を示す。また、位相Ｐの値が大きい領域は図５における肺臓６０の位相を示し、位相Ｐの値が小さい領域は図５における肝臓６１の位相を示す。以下の図においても同様である。なお、位相の値の大小は肝臓と肺臓で逆になる場合もある。

ここでは、ステップＳＴ１０において取得されたナビゲータデータに対して、一次元フーリエ変換処理を実施し、図９（ａ）に示すように、ナビゲータデータの強度ｍと被検体４０におけるナビゲータ領域ＮＡの位置Ｘとの関係を示す強度プロファイルを強度プロファイル生成部３３１が生成する。

具体的には、例えば所定時間Ｄ１におけるナビゲータデータに対して、一次元フーリエ変換処理を実施し、縦軸をナビゲータデータの強度ｍ、横軸を被検体４０におけるナビゲータ領域ＮＡの位置とし、ナビゲータ領域における肝臓６１側の端部を位置Ｘ＝０として、ナビゲータデータの強度ｍと位置Ｘとの関係をプロットし、強度プロファイルを強度プロファイル生成部３３１が生成する。強度プロファイルは、表示部３４に表示させてもよいが、表示させないほうが望ましい。

つぎに、強度プロファイルにおいて、横隔膜６２の位置を検出する（ＳＴ２０２）。

ここでは、ステップＳＴ２０１おいて生成された強度プロファイルにおける横隔膜６２の位置Ｘｍｄをプレスキャン用位置検出部３３３が検出する。図９に強度プロファイルにおける横隔膜６２の位置Ｘｍｄを示す。

つぎに、ナビゲータデータの位相プロファイルを生成する（ＳＴ２０３）。

ここでは、ステップＳＴ１０において取得されたナビゲータデータに対して、一次元フーリエ変換処理を実施し、図９（ｂ）に示すように、ナビゲータデータの位相Ｐと被検体４０におけるナビゲータ領域ＮＡの位置Ｘとの関係を示す位相プロファイルを位相プロファイル生成部３３２が生成する。

具体的には、例えば所定時間Ｄ１におけるナビゲータデータに対して、一次元フーリエ変換処理を実施し、縦軸をナビゲータデータの位相Ｐ、横軸を被検体４０におけるナビゲータ領域ＮＡの位置とし、ナビゲータ領域における肝臓６１側の端部を位置Ｘｐ＝０として、ナビゲータデータの位相Ｐと位置Ｘｐとの関係をプロットし、位相プロファイルを位相プロファイル生成部３３２が生成する。位相プロファイルは、表示部３４に表示させてもよいが、表示させないほうが望ましい。

つぎに、位相プロファイルにおいて、横隔膜６２の位置を検出する（ＳＴ２０４）。

ここでは、ステップＳＴ２０３において生成された位相プロファイルにおける横隔膜６２の位置Ｘｐｄをプレスキャン用位置検出部３３３が検出する。ここで、位相プロファイルにおいて横隔膜６２の位置Ｘｐｄを検出するために検索する範囲は、図９に示すように、ステップＳＴ２０２において特定された強度プロファイルにおける横隔膜６２の位置Ｘｍｄを基準に所定範囲Ｒ1が設定される。所定範囲Ｒ1は、例えば、強度プロファイルにおける横隔膜６２の位置Ｘｍｄを中心に図９のｘ軸方向に±１０ピクセルのラインの間とする。そして、所定範囲Ｒ1内にある位相プロファイルにおいて横隔膜６２の位置Ｘｐｄを検出する。検出された位置Ｘｐｄを最終的な横隔膜６２の位置Ｘｄとして決定する。なお、このような検出方法を採用する理由は、次のような理由による。

図９（ｂ）に示すように、位相プロファイルに、血管などの影響により横隔膜６２の位置でない位置にピークが発生することがあり、このピークを位相プロファイルにおける横隔膜６２の位置Ｘｐｄと誤認してしまうことがある。一方、同じ時間に取得したナビゲータデータから算出された強度プロファイル及び位相プロファイルにおけるそれぞれの横隔膜６２の位置ＸｍｄとＸｐｄは近接している。したがって、強度プロファイルにおける横隔膜６２の位置Ｘｍｄに基づいて、位相プロファイルにおける横隔膜６２の位置Ｘｐｄを求めることにより、この誤認を防止することができる。

つぎに、プレスキャンで取得したすべてのナビゲータデータに対して横隔膜６２の位置を検出したか否かを判定する（ＳＴ２０５）。この判定において否定される場合には、ステップＳＴ２０１に戻り、処理対象を別のナビゲータデータとして横隔膜６２の位置の検出を行う。

つぎに、位置プロファイルを生成する（ＳＴ２０６）。

図１０は、ナビゲータデータを取得した時間とそのナビゲータデータから検出された横隔膜６２の位置Ｘｄとの関係を表す位置プロファイルの一例を示す図である。

ここでは、位置プロファイル生成部３３４が、ステップＳＴ２０１からステップＳＴ２０４までを繰り返し実施することにより検出される横隔膜６２の複数の位置Ｘｄ1，Ｘｄ2，…を基に位置プロファイルを生成する。

具体的には、位置プロファイル生成部３３４が、図１０に示すように、ナビゲータデータを取得した時間ｔを横軸、ナビゲーション領域ＮＡにおける位置Ｘを縦軸にとり、所定時間Ｄ１においてスキャン部２により実施されたプレスキャンにより取得されたナビゲータデータに対して、上記のステップＳＴ２０１からステップＳＴ２０４を実施することにより検出された横隔膜６２の位置Ｘｄ1、所定時間Ｄ３においてスキャン部２により実施されたプレスキャンにより取得されたナビゲータデータに対して、上記のステップＳＴ２０１からステップＳＴ２０４を実施することにより検出された横隔膜６２の位置Ｘｄ3、所定時間Ｄnにおいてスキャン部２により実施されたプレスキャンにより取得されたナビゲータデータに対して、上記のステップＳＴ２０１からステップＳＴ２０４を実施することにより検出された横隔膜６２の位置Ｘｄnそれぞれをプロットしてゆき、位置プロファイルを生成する。位置プロファイルは、表示部３４に表示させるのが望ましい。

つぎに、位置プロファイルにおいて被検体４０の呼吸情報を取得する（ＳＴ２０７）。

ここでは、呼吸情報取得部３３５が、ステップＳＴ２０６において生成された位置プロファイルを基に、前述の検出方法により、図１０に示すような最大吸気位置Ｘｉ、最大呼気位置Ｘｅ、および最大変化量ΔＸｍａｘを呼吸情報として取得する。

つぎに、横隔膜６２の位置の許容範囲ＡＷを設定する（ＳＴ２０８）。

すなわち、ステップＳＴ２０７において取得された呼吸情報を基に、本スキャンにより取得されたイメージングデータをローデータ取得部３３６がローデータとして取得するか否かの基準となる横隔膜６２の位置の許容範囲ＡＷを設定する。

ここでは、図１０に示すように、ステップＳＴ２０７において検出された最大呼気位置Ｘｅを中心に±δＸａの幅を許容範囲ＡＷとする。δＸａは、例えば２ｍｍとする。

つぎに、検出範囲の上限Ｒｕと下限ＲＬを設定する（ＳＴ２０９）。

すなわち、ステップＳＴ２０６において取得された呼吸情報を基に、本スキャンにおいてナビゲータデータから得られた位相プロファイル上で横隔膜６２の位置を検出する際の検出範囲の上限Ｒｕと下限ＲＬを本スキャン用位置検出部３３６が設定する。

ここでは、前述のごとく、図１０に示すように、検出範囲の上限Ｒｕを最大呼気位置Ｘｅ＋δＸｅ、検出範囲の下限ＲＬを最大吸気位置Ｘｉ−δＸｉとし、δＸｉ＝δＸｅ＝２ｍｍとする。

つぎに、図３に示すように、本スキャンを実施する（ＳＴ３０）。なお、本スキャンは、プレスキャンを行ってから所定時間経過後に開始してもよいが、ここでは、プレスキャンを行った直後に本スキャンを開始する。

具体的には、ナビゲータシーケンスＮＳを実施し、イメージングシーケンスＩＳを実施し、その間またはその後、取得したナビゲータデータから横隔膜６２の位置を検出し、検出した横隔膜６２の位置が許容範囲ＡＷ内であれば、このとき取得したイメージングデータをローデータとして取得するという処理を、被検体４０の画像を生成するための必要なローデータをすべて取得するまでスキャンパラメータを変えながら繰り返す。

本スキャンにおけるナビゲータシーケンスＮＳとイメージングシーケンスＩＳとに着目すると、被検体４０の呼吸位相が所定の位相範囲内にあるときのイメージングデータを取得するために、スキャン部２が、図４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とイメージングシーケンスＩＳとを繰り返し実施する。すなわち、ナビゲータシーケンスＮＳが開始される時点ｔ11から、所定時間Ｄ11が経過した時点ｔ12までの間において実施される。その後、所定時間Ｄ12が経過した時点ｔ13から、所定時間Ｄ13が経過した時点ｔ14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、所定時間が経過した時点で再びナビゲータシーケンスＮＳが開始される。なお、ここでは、所定時間Ｄ13は、ＭＲ撮影におけるいわゆる繰り返し時間ＴＲに相当する。また、ナビゲータシーケンスＮＳやイメージングシーケンスＩＳの繰り返し周期は、数十ミリ秒（ｍＳ）から数百ミリ秒（ｍＳ）程度である。

図１１は、ステップＳＴ３０における本スキャンのフローを示す図である。

まず、スキャン部２がナビゲータシーケンスＮＳを実施する（ＳＴ３０１）。ここでのナビゲータシーケンスＮＳは、プレスキャンにおけるナビゲータシーケンスと同様のシーケンスであるため、詳細な説明を省略する。

つぎに、スキャン部２がイメージングシーケンスＩＳを実施する（ＳＴ３０２）。イメージングシーケンスＩＳには、スピンエコー（ＳＥ）法、グラジエントエコー（ＧＲＥ）法などのパルスシーケンスを用いることができる。

また、本スキャン用位置検出部３３６が、このイメージングシーケンスＩＳと並行して、ＳＴ３０１においてナビゲータシーケンスＮＳを実施して得られたナビゲータデータから横隔膜６２の位置を検出する。まず、本スキャン用位置検出部３３６が、これから行う横隔膜６２の位置の検出処理が、何回目の処理にあたるかを判定する（ＳＴ３０３）。ここで、１回目と判定された場合には、１回目用の検出処理（ＳＴ３０４）を実行し、２回目以降と判定された場合には、２回目以降用の検出処理（ＳＴ３０５〜ＳＴ３０７）を実行する。

１回目用の検出処理は、前述のステップＳＴ２０１〜ＳＴ２０４における横隔膜６２の位置を検出する処理と同様である。すなわち、強度プロファイル生成部３３１が、ナビゲータデータから強度プロファイルを生成し、本スキャン用位置検出部３３６が、その強度プロファイルにおいて微分法やＤｕ法等を用いて横隔膜６２の位置を第１の位置として検出する。つぎに、位相プロファイル生成部３３２が、ナビゲータデータから位相プロファイルを生成し、本スキャン用位置検出部３３６が、位相プロファイルにおいて微分法やＤｕ法等を用いて第１の位置を含む所定範囲内を検索して横隔膜６２の位置を第２の位置として検出する。そして、最終的にこの第２の位置を、１回目の検出処理において検出された横隔膜６２の位置Ｘ1とする。

なお、１回目のナビゲータシーケンスＮＳは、イメージングシーケンスＩＳを実施する前に実施されるため、この１回目のナビゲータシーケンスＮＳを実施して得られたナビゲータデータの強度プロファイルには、スライス干渉（ＲＦ干渉）によるノイズは発生しない。そのため、このナビゲータデータの強度プロファイルを用いて検出された横隔膜６２の位置Ｘ１は、誤検出されたものである可能性が極めて低く、高い信頼度で検出された位置となる。

一方、２回目以降用の検出処理は、次のような処理である。

まず、位相プロファイル生成部３３２が、ナビゲータデータを一次元フーリエ変換することにより位相プロファイルを生成する（ＳＴ３０５）。なお、この位相プロファイルは、表示部３４に表示させてもよいが、表示させないほうが望ましい。

図１２は、ＳＴ３０５において得られる位相プロファイルの一例を示す図である。この図において、横軸はナビゲータ領域ＮＡにおける位置Ｘであり、縦軸はナビゲータデータとして得られた磁気共鳴信号の位相Ｐである。なお、位相Ｐの単位は角度を表すラジアン（ｒａｄｉａｎ）である。

つぎに、本スキャン用位置検出部３３６が、この位相プロファイルにおいて、前回検出された位置を含むように横隔膜６２の位置の検出範囲を設定する。具体的には、今回の検出処理をｎ回目の検出処理としたとき、図１２に示すように、横隔膜６２の位置の検出範囲Ｒ2nを、ｎ−１回目の検出処理にて検出された位置Ｘn-1を中心に±最大変化量ΔＸｍａｘに設定する（ＳＴ３０６）。ただし、ステップＳＴ２０９において設定された検出範囲の上限Ｒｕと下限ＲＬを優先する。

つぎに、本スキャン用位置検出部３３６が、ＳＴ３０４において生成された位相プロファイルにおいて、検出範囲Ｒ2n内を検索し、横隔膜６２の位置Ｘnを検出する（ＳＴ３０７）。

イメージングシーケンスＩＳが実施され、かつ、横隔膜６２の位置が検出されたら、位置プロファイル生成部３３４が、位置プロファイルを生成する（ＳＴ３０８）。

図１３は、ＳＴ３０８において得られる位置プロファイルの一例を示す図である。

ここでは、位置プロファイル生成部３３４が、横軸を時間ｔ、縦軸をナビゲータ領域ＮＡにおける位置Ｘとして、ナビゲータデータが取得された時間とそのナビゲータデータから検出された横隔膜６２の位置Ｘnとの関係をプロットして位置プロファイルを生成または更新する。なお、この位置プロファイルは、表示部３４に表示させるのが望ましい。

ちなみに、図１３に例示した位置プロファイルにおいては、検出された横隔膜６２の位置Ｘ1，Ｘ2，…，Ｘn-1までがプロットされている。ｎ回目の検出処理における検出範囲Ｒ2n（＝Ｘn-1±ΔＸｍａｘ）は、位置プロファイル上で見ると図１３に示すように、縦方向の所定の幅で表すことができる。

その後、ローデータ取得部３３７が、ＳＴ３０２においてイメージングシーケンスＩＳを実施して得られた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の判定を行う。すなわち、ＳＴ３０７にて検出された横隔膜６２の位置Ｘnが許容範囲ＡＷ内にあるか否かを判定する（ＳＴ３０９）。

この判定において否定される場合には、ローデータ取得部３３７は、イメージングデータをローデータとしては取得せず破棄する（ＳＴ３０１０）。そして、ステップＳＴ３０１に戻り、スキャン部２はスキャンパラメータを変更せずにスキャンを続行する。

一方、この判定において肯定される場合には、ローデータ取得部３３７は、イメージングデータをローデータとして取得する（ＳＴ３０１１）。そして、さらに、被検体４０の画像を生成するために必要なローデータがすべて取得されたか否かを判定する（ＳＴ３０１２）。この判定において肯定される場合には、スキャン部２は本スキャンを終了する。一方、この判定において否定される場合には、ステップＳＴ３０１に戻り、スキャン部２はスキャンパラメータを次に設定すべきパラメータに変更してスキャンを続行する。

つぎに、スライス画像を生成する（ＳＴ４０）。

ここでは、ステップＳＴ３０１１において取得されたイメージングデータを用いて、画像生成部３３７が被検体４０のスライス画像を生成する。例えば、画像生成部３３７は被検体４０における肝臓６１のスライス画像を生成する。そして、画像生成部３３７は、生成したスライス画像を表示部３４に出力する。

以上のように、本実施形態によれば、本スキャンにおいて、ナビゲータシーケンスを実施して得られる情報に基づいて、被検体の体動する所定の部位を時系列的に順次検出する際に、２回目以降においてはその検出範囲を前回検出した位置を含む所定範囲内に絞っているので、上記所定の部位の位置をより正確に検出して、ナビゲータシーケンスを実施して得られる情報の解析結果をより安定させることができ、生成される画像における体動アーチファクトを抑制して画像の画質を向上させることができる。

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。

本実施形態では、プレスキャンにおいて、ナビゲータデータから得られた強度プロファイルと位相プロファイルとを用いて横隔膜６２の位置を検出しているが、これに限定されず、例えば、強度プロファイルのみ、あるいは位相プロファイルのみを用いて横隔膜６２の位置を検出してもよい。

本実施形態では、本スキャンにおいて、ナビゲータシーケンスＮＳを実施した後、イメージングシーケンスＩＳを実施し、このイメージングシーケンスの実施と並行してまたはその実施後に、ナビゲータデータに対してデータ処理をし、その結果に基づいて、ローデータ取得部３３６がイメージングシーケンスを実施して得られたイメージングデータをローデータとして取得すべきか否かを判断している。しかし、本スキャンにおける各シーケンスのパターンや処理の順序はこれに限定されず、例えば、ナビゲータシーケンスを実施した直後に、ナビゲータデータに対してデータ処理をし、その結果に基づいて、スキャン部２がイメージングシーケンスＩＳを実施するか否かを制御部３０が判断してもよい。これにより、被検体４０について望ましいタイミングで撮像を開始することができる。また例えば、ナビゲータシーケンスを実施した直後に、ナビゲータデータに対してデータ処理をし、その結果に基づいて、イメージングシーケンスにおける被検体の励起断面すなわちスライス断面をリアルタイムで補正してもよい。これにより、被検体４０について時間効率のよい撮像を行うことができる。

本実施形態では、本スキャンにおける横隔膜の位置の検出処理において、２回目以降用の検出処理では、検出範囲は、前回検出された位置を中心とし、プレスキャンから得られた最大変化量に係数を乗算してなる距離を幅として定まる範囲としているが、これに限定されず、前回検出された位置を中心とし、所定の固定値を幅として定まる範囲としてもよい。

本実施形態では、横隔膜の位置の許容範囲を、最大呼気位置を含む所定の範囲としているが、これに限定されず、例えば、最大吸気位置を含む所定の範囲としてもよい。

本実施形態では、呼吸運動に伴って体動する所定の部位を、肺臓と肝臓との間に位置する横隔膜としているが、もちろんこれに限定されず、呼吸運動に伴って体動する部位であれば、他の部位であってもよい。例えば、体表や腎臓等であってもよい。

本実施形態では、呼吸運動に伴う体動アーチファクトを抑制するよう、被検体の呼吸運動に伴って体動する部位を検出しているが、これに限定されず、例えば、心拍運動に伴う体動アーチファクトを抑制するよう、被検体の心拍運動に伴って体動する部位を検出してもよい。

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けるデータ処理部の構成を示すブロック図である。 図３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４は、本発明に係る一実施形態において、被検体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５は、本発明に係る一実施形態において、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を示すパルスシーケンスを示す図である。 図７は、本発明に係る一実施形態におけるシリンドリカルナビゲータシーケンスを示すパルスシーケンスを示す図である。 図８は、本発明に係る一実施形態において、ナビゲータデータから被検体における呼吸情報を取得し、本スキャンにおける各種の設定を行う際の動作を示すフロー図である。 図９は、本発明に係る一実施形態において、ナビゲータデータを一次元フーリエ変換することにより得られる強度プロファイルと位相プロファイルとを示す図である。図９（ａ）は、強度をプロットした強度プロファイルを示し、図９（ｂ）は、位相をプロットした位相プロファイルを示す。 図１０は、本発明に係る一実施形態において、被検体のナビゲータ領域における体動する部位の位置と、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、本スキャンにより得られたデータから被検体におけるイメージングデータをローデータとして取得する際の動作を示すフロー図である。 図１２は、本発明に係る一実施形態において、本スキャンで得られたナビゲータデータを一次元フーリエ変換することにより得られる位相プロファイルを示す図である。 図１３は、本発明に係る一実施形態において、本スキャンで検出された被検体の体動する部位の位置に基づいて生成された位置プロファイルを示す図である。 図１４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１５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。

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 撮影テーブル
２２ ＲＦ駆動部
２３ 勾配駆動部
２４ データ収集部
３０ 制御部
３１ 記憶部
３２ 操作部
３３ データ処理部
３４ 表示部
４０ 被検体
６０ 肺臓
６１ 肝臓
６２ 横隔膜
３３１ 強度プロファイル生成部
３３２ 位相プロファイル生成部
３３３ プレスキャン用位置検出部
３３４ 位置プロファイル生成部
３３５ 呼吸情報取得部
３３６ 本スキャン用位置検出部
３３７ ローデータ取得部
３３８ 画像生成部
ＮＡ ナビゲータ領域
ＩＡ イメージング領域

Claims (10)

1. 静磁場空間内の被検体にＲＦパルスを放射することにより前記被検体の撮影領域に発生する磁気共鳴信号に基づいて、前記被検体の画像を生成する磁気共鳴イメージング装置であって、
   前記被検体の呼吸運動または心拍運動である周期運動に伴って体動する所定の部位を含むナビゲータ領域において発生する磁気共鳴信号を得るナビゲータシーケンスと、前記被検体の前記撮影領域において発生する磁気共鳴信号を得るイメージングシーケンスとを繰り返し実施する本スキャンを行うスキャン部と、
   前記本スキャンにおけるナビゲータシーケンスを実施して得られる磁気共鳴信号の位相プロファイルに基づいて前記所定の部位の位置を検出する検出処理を、該ナビゲータシーケンスごとに該ナビゲータシーケンスを実施した順番に従って実行する本スキャン用位置検出部であって、２回目以降の前記検出処理において前回検出された位置を含むように設定された検出範囲において前記所定の部位を検出する本スキャン用位置検出部とを備える磁気共鳴イメージング装置。
2. 前記スキャン部は、前記本スキャンを実施する前に、ナビゲータシーケンスを繰り返し実施するプレスキャンを行い、
   前記プレスキャンにおけるナビゲータシーケンスごとに、該ナビゲータシーケンスを実施して得られる磁気共鳴信号の強度プロファイルおよび／または位相プロファイルに基づいて前記所定の部位の位置を検出するプレスキャン用位置検出部をさらに備える請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
3. 前記プレスキャン用位置検出部は、前記強度プロファイルに基づいて前記所定の部位の位置を第１の位置として検出し、前記位相プロファイルに基づいて前記第１の位置を含む所定範囲内において前記所定の部位の位置を第２の位置として検出し、該第２の位置を検出された前記所定の部位の位置とする請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
4. 前記本スキャン用位置検出部は、前記プレスキャン用位置検出部により検出された複数の前記所定の部位の位置から得られる前記被検体の前記周期運動に関する情報に基づいて検出範囲を設定する請求項２または請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
5. 前記本スキャン用位置検出部は、前記前回検出された位置を中心として、前記プレスキャン用位置検出部により検出された複数の前記所定の部位の位置における時間的に隣接する位置間での最大変化量に基づく所定の距離が幅となるよう検出範囲を設定する請求項４に記載の磁気共鳴イメージング装置。
6. 前記所定の距離は、前記最大変化量に所定の係数を乗算してなる距離である請求項５に記載の磁気共鳴イメージング装置。
7. 前記プレスキャン用位置検出部により検出された前記所定の部位の位置に基づいて、前記所定の部位の位置の許容範囲を設定し、
   前記本スキャン用位置検出部により検出された前記所定の部位の位置が、前記許容範囲内となるナビゲータシーケンスと時間的に対応して実施されたイメージングシーケンスによって得られる磁気共鳴信号を、前記画像の生成に用いるローデータとして取得するローデータ取得部とをさらに備える請求項２から請求項６のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
8. 前記許容範囲は、前記プレスキャンにおけるナビゲータシーケンスを実施した時間と、前記プレスキャン用位置検出部により検出された該ナビゲータシーケンスに対応する前記所定の部位の位置との関係をプロットしてなる位置プロファイルにおいて、位置方向を一定の幅で分割したそれぞれの領域に含まれるプロットの数が最も多い領域に対応する位置を含む請求項７に記載の磁気共鳴イメージング装置。
9. 前記本スキャン用位置検出部は、前記プレスキャン用位置検出部により検出された複数の前記所定の部位の位置の変化範囲に基づいて、検出範囲の上限および下限を設定する請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
10. 前記周期運動は、呼吸運動であり、
    前記所定の部位は、横隔膜である請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
    

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