JP2012139284A

JP2012139284A - 磁気共鳴イメージング装置

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Publication number: JP2012139284A
Application number: JP2010292725A
Authority: JP
Inventors: Naoyuki Takei; 直行竹井
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2010-12-28
Filing date: 2010-12-28
Publication date: 2012-07-26
Anticipated expiration: 2030-12-28
Also published as: US20120161765A1; CN102525464A; JP5345610B2; CN105662414B; US9439603B2; US20130027036A9; CN105662414A; CN102525464B

Abstract

【課題】スキャン中に被検体の呼吸や心拍が乱れても、画質の劣化が少ない画像を提供する。
【解決手段】呼吸信号のピークＰ_０を検出し、選択反転パルスＳＩＲを送信するための第１の呼吸同期トリガＴＧ_{ｒｅｓｐ１}を発生する。第１の呼吸同期トリガＴＧ_{ｒｅｓｐ１}が発生したら、第１の呼吸同期トリガＴＧ_{ｒｅｓｐ１}に同期して、選択反転パルスＳＩＲが送信される。選択反転パルスＳＩＲを送信した後、トリガ発生部９は、呼吸の体動が小さい間にデータ収集シーケンスＤＡＱを実行するための第２の呼吸同期トリガＴＧ_{ｒｅｓｐ２}を発生する。第２の呼吸同期トリガＴＧ_{ｒｅｓｐ２}を発生させたら、脂肪抑制パルスＰ_ＦＡＴを送信し、データ収集シーケンスＤＡＱを実行する。
【選択図】図３

Description

本発明は、生体信号に同期してパルスシーケンスを実行する磁気共鳴イメージング装置に関する。

被検体の腹部の血流を撮影する場合、呼吸信号に同期してパルスシーケンスを実行する呼吸同期法や、心拍信号に同期してパルスシーケンスを実行する心拍同期法が知られている（特許文献１および特許文献２参照）。

特開2008-148806号公報特開2010-220859号公報

呼吸同期法では、被検体の呼吸を検出し、呼吸による体動が小さい期間にデータを収集することができるように、パルスシーケンスを実行するタイミングを決定している。しかし、スキャン中に被検体の呼吸が乱れた場合、体動の小さい期間にデータを収集することができず、画質が劣化してしまうことがある。
また、心拍同期法では、被検体の心拍を検出し、所望の心位相の期間（例えば、心拡張期）にデータを収集することができるように、パルスシーケンスを実行するタイミングを決定している。しかし、スキャン中に、不整脈などが原因で心拍が乱れた場合、所望の心位相の期間にデータを収集することができず、やはり画質が劣化してしまうことがある。
したがって、スキャン中に被検体の呼吸や心拍が乱れても、画質の劣化が少ない画像が望まれている。

本発明の一態様は、生体信号に同期してパルスシーケンスを実行する磁気共鳴イメージング装置であって、
前記パルスシーケンスは、
ＲＦパルスと、
前記ＲＦパルスから待ち時間が経過したときにデータを収集するためのデータ収集シーケンスと、
を有し、
前記待ち時間は、前記生体信号に基づいて変更可能な可変値である、磁気共鳴イメージング装置である。

待ち時間を、生体信号に基づいて変更可能な可変値にすることによって、データ収集シーケンスの開始タイミングを調整することができるので、画質の劣化を低減することができる。

本発明の第１の形態の磁気共鳴イメージング装置の概略図である。被検体１４をスキャンするときの説明図である。呼吸信号RespとパルスシーケンスＰＳとの関係を示す図である。シミュレーション結果を示す図である。第２の形態のＭＲＩ装置２００を示す図である。心拍信号ＰＳＤとパルスシーケンスＰＳとの関係を示す図である。第３の形態のＭＲＩ装置３００を示す図である。第３の形態における呼吸信号Resp、心拍信号ＰＳＤ、およびパルスシーケンスＰＳの関係を示す図である。第４の形態における呼吸信号Resp、心拍信号ＰＳＤ、およびパルスシーケンスＰＳの関係を示す図である。

以下、図面を参照しながら、発明を実施するための形態を詳細に説明するが、本発明は、以下の形態に限定されることはない。

（１）第１の形態
図１は、本発明の第１の形態の磁気共鳴イメージング装置の概略図である。

磁気共鳴イメージング装置（以下、「ＭＲＩ装置」と呼ぶ。ＭＲＩ：Magnetic Resonance Imaging）１００は、磁場発生装置２、テーブル３、ベローズ（Bellows）４、受信コイル５などを有している。

磁場発生装置２は、被検体１４が収容されるボア２１と、超伝導コイル２２と、勾配コイル２３と、送信コイル２４とを有している。超伝導コイル２２は静磁場Ｂ0を印加し、勾配コイル２３は勾配パルスを印加し、送信コイル２４はＲＦパルスを送信する。

テーブル３は、被検体１４を搬送するためのクレードル３１を有している。クレードル３１によって、被検体１４はボア２１に搬送される。

ベローズ４は、被検体１４の呼吸信号を取得する。
受信コイル５は、被検体１４の胸部から腹部に渡って取り付けられており、被検体１４からの磁気共鳴信号を受信する。

ＭＲＩ装置１００は、更に、シーケンサ６、送信器７、勾配磁場電源８、トリガ発生部９、受信器１０、中央処理装置１１、操作部１２、および表示装置１３を有している。

シーケンサ６は、中央処理装置１１などの制御を受けて、被検体１２を撮影するための情報を送信器７および勾配磁場電源８に送る。

送信器７は、シーケンサ６から送られた情報に基づいて、送信コイル２４を駆動する。

勾配磁場電源８は、シーケンサ６から送られた情報に基づいて、勾配コイル２３を駆動する。

トリガ発生部９は、ベローズ４からの呼吸信号に基づいて、呼吸同期トリガを発生する。

受信器１０は、受信コイル５で受信された磁気共鳴信号に各種の処理を施し、中央処理装置１１に伝送する。

中央処理装置１１は、シーケンサ６および表示装置１３に必要な情報を伝送したり、受信器１０から受け取った信号に基づいて画像を再構成するなど、ＭＲＩ装置１００の各種の動作を実現するように、ＭＲＩ装置１００の各部の動作を制御する。

操作部１２は、オペレータ１５の操作に応じて、種々の命令を中央処理装置１１に入力する。表示装置１３は種々の情報を表示する。
上記のように構成されたＭＲＩ装置１００を用いて、被検体１４を撮影する。

図２は、被検体１４をスキャンするときの説明図である。
図２（ａ）は、被検体の撮像領域を概略的に示す図、図２（ｂ）は、被検体１４をスキャンするときに使用されるパルスシーケンスＰＳの一例の説明図である。

第１の形態では、心臓１４ａからの動脈血１４ｂの流入効果を利用して、腎臓１４ｃを含む撮影領域Ｒの動脈血１４ｂを描出するためのスキャンが実行される。このスキャンでは、図２（ｂ）に示すように、パルスシーケンスＰＳが繰返し実行される。

各パルスシーケンスＰＳは、選択反転パルスＳＩＲ（Selective
Inversion Recovery）、脂肪抑制パルスＰ_ＦＡＴ、およびデータ収集シーケンスＤＡＱを有している。

選択反転パルスＳＩＲは、被検体１４の反転領域Ｒ_ＳＩＲの組織（動脈血、静脈血、脂肪、筋肉など）の縦磁化を反転させるパルスである。選択反転パルスＳＩＲから待ち時間Ｗ（反転時間）が経過した時点で、撮影領域Ｒのデータを収集するためのデータ収集シーケンスＤＡＱが実行される。データ収集シーケンスは、例えば３ＤＦＳＥ（Fast Spin Echo）や、ＦＩＥＳＴＡ（Fast Imaging
Employing Steady state Acquisition）である。心臓１４ａは、反転領域Ｒ_ＳＩＲの外側に位置しているので、選択反転パルスＳＩＲが送信されても、心臓１４ａの中の動脈血は、縦磁化Ｍ＝１のままである。したがって、待ち時間Ｗの間に、心臓１４ａから、縦磁化Ｍ＝１の動脈血１４ｂが撮影領域Ｒに流入するので、データ収集シーケンスＤＡＱを実行することによって、動脈血が強調して描出されるとともに背景組織（静脈血など）が抑制されたＭＲ画像を得ることができる。また、データ収集シーケンスＤＡＱの直前には、脂肪抑制パルスＰ_ＦＡＴが送信されている。したがって、撮影領域Ｒの脂肪信号を効果的に抑制することができる。尚、脂肪抑制パルスＰ_ＦＡＴは、例えばＳＰＥＣＩＲ（Spectrally
Selected IR）や、ＳＴＩＲ（Short-TI IR）である。

パルスシーケンスＰＳでは、待ち時間Ｗが、被検体１４の呼吸信号に基づいて変更可能な可変値である。待ち時間Ｗを可変値にすることによって、被検体の撮影中に被検体の呼吸が乱れても、呼吸による体動アーチファクトが十分に低減された画像データを取得することができる。以下に、この理由について説明する。

図３は、呼吸信号RespとパルスシーケンスＰＳとの関係を示す図である。
図３（ａ）は、呼吸周期Ｔ_ａの場合のパルスシーケンスＰＳを示す図、図３（ｂ）は、呼吸周期Ｔ_ｂ（＜Ｔ_ａ）の場合のパルスシーケンスＰＳを示す図である。

先ず、図３（ａ）について先に説明する。
トリガ発生部９（図１参照）は、呼吸信号Respの信号値に基づいて、呼吸信号Respのピークを検出する。図３（ａ）では、時点ｔ_０に呼吸信号RespのピークＰ_０が現れているので、トリガ発生部９は、ピークＰ_０を検出する。トリガ発生部９は、ピークＰ_０を検出すると、選択反転パルスＳＩＲを送信するための第１の呼吸同期トリガＴＧ_{ｒｅｓｐ１}を発生する。第１の呼吸同期トリガＴＧ_{ｒｅｓｐ１}は、ピークＰ_０の位置で発生させてもよいし、ピークＰ_０よりも時間的に遅れたタイミングで発生させてもよい。第１の形態では、ピークＰ_０よりも時間的に遅れたタイミングで、第１の呼吸同期トリガＴＧ_{ｒｅｓｐ１}を発生させている。

第１の呼吸同期トリガＴＧ_{ｒｅｓｐ１}が発生したら、第１の呼吸同期トリガＴＧ_{ｒｅｓｐ１}に同期して、選択反転パルスＳＩＲが送信される。選択反転パルスＳＩＲによって、反転領域Ｒ_ＳＩＲ（図２（ａ）参照）に含まれる組織の縦磁化が反転する。図３（ａ）では、選択反転パルスＳＩＲによって縦磁化が反転した組織として、静脈血を示してある。

選択反転パルスＳＩＲを送信した後、トリガ発生部９は、被検体１４の呼吸による体動が小さい間にデータ収集シーケンスＤＡＱを実行するための第２の呼吸同期トリガＴＧ_{ｒｅｓｐ２}を発生する。第２の呼吸同期トリガＴＧ_{ｒｅｓｐ２}は、例えば、呼吸信号Respの信号値が、Ｓ_２まで低下した時点で発生させることができる。信号値Ｓ_２の値は、例えば、以下の式（１）で表すことができる。
Ｓ_２＝ｋ（Ｓ_０−Ｓ_ｂａｓｅ）・・・（１）

ここで、ｋ：係数
Ｓ_０：呼吸信号RespのピークＰ_０の信号値
Ｓ_ｂａｓｅ：呼吸信号Respのベースライン

呼吸信号RespのベースラインＳ_ｂａｓｅは、被検体１４の呼吸による体動が十分に小さいときの信号値を表している。ベースラインＳ_ｂａｓｅは、例えば、時点ｔ０より以前の呼吸信号Respに基づいて事前に算出しておく。例えば、ベースラインＳ_ｂａｓｅ＝０の場合、式（１）は、以下の式となる。
Ｓ_２＝ｋ×Ｓ_０・・・（２）

したがって、信号値Ｓ_２は、ｋおよびＳ_０によって決定することができる。ｋの値は、例えばｋ＝０．１とすることができる。ｋ＝０．１の場合、Ｓ_２＝０．１×Ｓ_０であるので、呼吸信号Respの信号値が、ピーク値Ｓ_０よりも９０％低下したときに、第２の呼吸同期トリガＴＧ_{ｒｅｓｐ２}が発生する。したがって、呼吸信号RespがベースラインＳ_ｂａｓｅに十分に近づいたときに、第２の呼吸同期トリガＴＧ_{ｒｅｓｐ２}を発生させることができる。

第２の呼吸同期トリガＴＧ_{ｒｅｓｐ２}を発生させたら、脂肪抑制パルスＰ_ＦＡＴが送信され、データ収集シーケンスＤＡＱが実行される。図３（ａ）では、第２の呼吸同期トリガＴＧ_{ｒｅｓｐ２}からデータ収集シーケンスＤＡＱが開始されるまでの時間間隔を、記号「ｔ_ｔｒｇ」で示し、脂肪抑制パルスＰ_ＦＡＴからデータ収集シーケンスＤＡＱが開始されるまでの時間間隔を、記号「ｔ_ｆａｔ」で示してある。

第２の呼吸同期トリガＴＧ_{ｒｅｓｐ２}からデータ収集シーケンスＤＡＱが開始されるまでの時間間隔ｔ_ｔｒｇは、呼吸による体動が小さい間にデータ収集シーケンスＤＡＱが実行できるように設定された値である。時間間隔ｔ_ｔｒｇは、被検体１４をスキャンする前に事前に決定した固定値とすることができる。ただし、スキャン中に被検体１４の呼吸周期が大きく変動してしまう場合は、被検体１４のスキャン中に定期的に（例えば、十数秒間隔〜数十秒間隔で）被検体１４の呼吸周期を測定し、測定した最新の呼吸周期に基づいて、時間間隔ｔ_ｉｎｖの値を変更してもよい。また、脂肪抑制パルスＰ_ＦＡＴからデータ収集シーケンスＤＡＱが開始されるまでの時間間隔ｔ_ｆａｔは、一般的には固定値であるが、必要に応じて値を変更してもよい。

選択反転パルスＳＩＲによって、反転領域Ｒ_ＳＩＲの静脈血は、縦磁化が反転するが、待ち時間Ｗ＝Ｗ_ａの間に次第に回復する。呼吸周期Ｔ_ａが、例えば４秒であるとすると、待ち時間Ｗ_ａは、例えば１．５秒程度である。この場合、図３（ａ）の縦磁化のグラフに示すように、静脈血の縦磁化は、データ収集シーケンスＤＡＱの開始時点ｔ_ｓにおいてＭ_ａまで回復している。一方、待ち時間Ｗ_ａの間に、反転領域Ｒ_ＳＩＲ（図２（ａ）参照）の外側に位置する心臓１４ａから、縦磁化Ｍ＝１の動脈血が、撮影領域Ｒに流入する。したがって、撮影領域Ｒでは、データ収集シーケンスＤＡＱの開始時点ｔ_ｓにおいて、動脈血の縦磁化が、静脈血の縦磁化よりも十分に大きいので、静脈血よりも動脈血が十分に強調された画像を得ることができる。

また、図３（ｂ）には、被検体１４のスキャン中に、被検体１４の呼吸周期が、Ｔ_ａからＴ_ｂに変動した場合の例が示されている。尚、図３（ｂ）でも、図３（ａ）と同様の方法でパルスシーケンスＰＳが実行されるので、図３（ｂ）の詳細な説明は省略する。

図３（ａ）および（ｂ）に示すように、第１の形態では、選択反転パルスＳＩＲを送信した後、呼吸信号RespがベースラインＳ_ｂａｓｅに近づいたときに、第２の呼吸同期トリガＴＧ_{ｒｅｓｐ２}を発生させている。したがって、スキャン中に被検体１４の呼吸周期が変化した場合、その変化に合わせて、第２の呼吸同期トリガＴＧ_{ｒｅｓｐ２}の発生タイミングが変化するので、パルスシーケンスＰＳの待ち時間Ｗの値も変化する。図３（ａ）と図３（ｂ）とを比較すると、図３（ａ）では、パルスシーケンスＰＳの待ち時間Ｗは、Ｗ＝Ｗ_ａであるが、図３（ｂ）では、パルスシーケンスＰＳの待ち時間Ｗは、Ｗ＝Ｗ_ｂに変化している。したがって、待ち時間Ｗを可変値にすることによって、データ収集シーケンスＤＡＱの開始タイミングを調整することができるので、被検体１４の呼吸による体動が小さい間にデータ収集シーケンスＤＡＱを実行することができ、体動アーチファクトが低減された画像を得ることができる。

尚、第１の形態では、スキャン中の呼吸信号Respの呼吸周期の変化に応じて、パルスシーケンスＰＳの待ち時間Ｗが変化するので、静脈血の縦磁化の回復度が異なる。図３（ａ）と図３（ｂ）とを比較すると、図３（ａ）では、静脈血の縦磁化は、Ｍ＝Ｍ_ａまで回復しているが、図３（ｂ）では、静脈血の縦磁化は、Ｍ＝Ｍ_ｂ（＜Ｍ_ａ）までしか回復していない。静脈血以外の他の背景組織（筋肉、脂肪など）も、静脈血と同様に、パルスシーケンスＰＳの待ち時間Ｗの変化に応じて、縦磁化の回復度が異なる。したがって、パルスシーケンスＰＳの待ち時間Ｗを変化させると、動脈血と背景組織とのコントラストが低下することも考えられる。しかし、データ収集シーケンスＤＡＱを実行するときの撮影領域Ｒの動脈血は、縦磁化Ｍ＝１であるので、背景組織の縦磁化よりも十分に大きい。したがって、パルスシーケンスＰＳの待ち時間Ｗが変化しても、十分なコントラストを保持できると考えられる。このことを検証するため、シミュレーションを行った。以下に、シミュレーション結果について説明する。

図４は、シミュレーション結果を示す図である。
図４（ａ）は、動脈血と静脈血とのコントラストを示す図、図４（ｂ）は、動脈血と筋肉とのコントラストを示す図、図４（ｃ）は、動脈血と脂肪とのコントラストを示す図である。

図４（ａ）〜（ｃ）の横軸は、パルスシーケンスＰＳの待ち時間Ｗを表し、縦軸は、パルスシーケンスＰＳと次のパルスシーケンスＰＳとの間の時間間隔Ｔ_ｉｎｔ（図２（ｂ）参照）を表している。

図４（ａ）〜（ｃ）を参照すると、時間間隔Ｔ_ｉｎｔが例えば２０００（ｍｓ）の場合、待ち時間ＷがＷ＝１４００（ｍｓ）〜１９００（ｍｓ）の間で変動しても、コントラストは０．４以上あるので、動脈血を十分に描出することができる。したがって、パルスシーケンスＰＳの待ち時間Ｗが変化することは、画質にはほとんど影響しないと考えられる。

尚、パルスシーケンスＰＳは、選択反転パルスＳＩＲとデータ収集シーケンスＤＡＱとの間に、脂肪抑制パルスＰ_ＦＡＴを備えている。しかし、脂肪抑制パルスＰ_ＦＡＴは必要に応じて除去してもよいし、脂肪抑制パルスＰ_ＦＡＴの代わりに、別のＲＦパルスを備えてもよい。更に、脂肪抑制パルスＰ_ＦＡＴに加えて更に別のＲＦパルスを備えてもよい。

また、図２に示すパルスシーケンスＰＳは、選択反転パルスＳＩＲを備えているが、選択反転パルスＳＩＲの代わりに、非選択反転パルスを用いてもよいし、α°ＲＦパルス（α°≠１８０°）を用いてもよい。

（２）第２の形態
第２の形態では、心拍同期法を用いて被検体を撮影する一例について説明する。

図５は、第２の形態のＭＲＩ装置２００を示す図である。
第２の形態のＭＲＩ装置２００は、第１の形態のＭＲＩ装置１００と比較すると、以下の点が異なっている。
（１）ベローズ４の代わりに、被検体１４の心拍信号を取得する心拍センサ４１を備えている。心拍センサ４１は、例えば、脈波センサである。
（２）トリガ発生部９は、心拍センサ４１からの心拍信号に基づいて、心拍同期トリガを発生する。

尚、その他の構成は、第１の形態のＭＲＩ装置１００と同じであるであるので、説明は省略する。

第２の形態のＭＲＩ装置２００は、上記のように構成されている。次に、第２の形態において、被検体１４をスキャンする方法について説明する。尚、第２の形態の撮影領域ＲおよびパルススーケンスＰＳは、第１の形態と同様に、図２で示されるとする。

図６は、心拍信号ＰＳＤとパルスシーケンスＰＳとの関係を示す図である。
図６（ａ）は、心拍周期が一定の場合のパルスシーケンスＰＳを示す図、図６（ｂ）は、不整脈などによって、心拍周期が乱れた場合のパルスシーケンスＰＳを示す図である。

先ず、図６（ａ）について先に説明する。
トリガ発生部９は、心拍信号ＰＳＤの信号値に基づいて、心拍信号ＰＳＤのピークを検出する。トリガ発生部９は、ピークＰ_０を検出すると、選択反転パルスＳＩＲを送信するための第１の心拍同期トリガＴＧ_ＰＳＤ１を発生する。第１の心拍同期トリガＴＧ_ＰＳＤ１は、ピークＰ_０の位置で発生させてもよいし、ピークＰ_０よりも時間的に遅れたタイミングで発生させてもよい。第２の形態では、ピークＰ_０よりも時間的に遅れたタイミングで、第１の心拍同期トリガＴＧ_ＰＳＤ１を発生させている。

第１の心拍同期トリガＴＧ_ＰＳＤ１が発生したら、第１の心拍同期トリガＴＧ_ＰＳＤ１に同期して、選択反転パルスＳＩＲが送信される。選択反転パルスＳＩＲによって、反転領域Ｒ_ＳＩＲ（図２（ａ）参照）に含まれる組織の縦磁化が反転する。

そして、トリガ発生部９が、選択反転パルスＳＩＲが送信されてから２番目に発生した心拍信号ＰＳＤのピークＰ_２を検出したら、検出したピークＰ_２から心拍遅延時間ｔ_ＰＳＤが経過した時点で、第２の心拍同期トリガＴＧ_ＰＳＤ２を発生する。第２の心拍同期トリガＴＧ_ＰＳＤ２は、データ収集シーケンスＤＡＱを心拡張期に実行するためのトリガである。

第２の心拍同期トリガＴＧ_ＰＳＤ２を発生させたら、脂肪抑制パルスＰ_ＦＡＴが送信され、データ収集シーケンスＤＡＱが実行される。図６（ａ）では、第２の心拍同期トリガＴＧ_ＰＳＤ２からデータ収集シーケンスＤＡＱが開始されるまでの時間間隔を、記号「ｔ_ｔｒｇ」で示し、脂肪抑制パルスＰ_ＦＡＴからデータ収集シーケンスＤＡＱが開始されるまでの時間間隔を、記号「ｔ_ｆａｔ」で示してある。

第２の心拍同期トリガＴＧ_ＰＳＤ２からデータ収集シーケンスＤＡＱが開始されるまでの時間間隔ｔ_ｔｒｇは、データ収集シーケンスＤＡＱが心拡張期に実行できるように設定された値である。時間間隔ｔ_ｔｒｇは、被検体１４をスキャンする前に事前に決定した固定値とすることができる。ただし、被検体１４のスキャン中に定期的に（例えば、数秒間隔〜十数間隔で）被検体１４の心拍周期を測定し、測定した最新の心拍周期に基づいて、時間間隔ｔ_ｔｒｇの値を変更してもよい。また、脂肪抑制パルスＰ_ＦＡＴからデータ収集シーケンスＤＡＱが開始されるまでの時間間隔ｔ_ｆａｔは、一般的には固定値であるが、必要に応じて値を変更してもよい。

また、図６（ｂ）には、被検体１４のスキャン中に、不整脈などによって、心拍信号ＰＳＤのピークＰ_１とＰ_２との間の間隔が図６（ａ）よりも広がった例が示されている。尚、図６（ｂ）でも、図６（ａ）と同様の方法でパルスシーケンスＰＳが実行されるので、図６（ｂ）の詳細な説明は省略する。

第２の形態では、選択反転パルスＳＩＲを送信した後に現れたピークＰ_２を検出し、このピークＰ_２から心拍遅延時間ｔ_ＰＳＤだけ遅れたタイミングで、第２の心拍同期トリガＴＧ_ＰＳＤ２を発生させている。したがって、スキャン中に、不整脈などにより、被検体１４の心拍周期が瞬間的に変化しても、その変化に合わせて、第２の心拍同期トリガＴＧ_ＰＳＤ２の発生タイミングが変化するので、パルスシーケンスＰＳの待ち時間Ｗの値も変化する。図６（ａ）と図６（ｂ）とを比較すると、図６（ａ）では、パルスシーケンスＰＳの待ち時間Ｗは、Ｗ＝Ｗ_ａであるが、図６（ｂ）では、パルスシーケンスＰＳの待ち時間Ｗは、Ｗ＝Ｗ_ｂに変化している。したがって、待ち時間Ｗを可変値にすることによって、データ収集シーケンスＤＡＱの開始タイミングを調整することができるので、スキャン中に不整脈が発生しても、心拡張期にデータ収集シーケンスＤＡＱを実行することができ、動脈血が強調された画像を得ることができる。

尚、第２の形態でも、第１の形態と同様に、スキャン中にパルスシーケンスＰＳの待ち時間Ｗが変化する。しかし、図４に示すシミュレーション結果を参照しながら説明したように、パルスシーケンスＰＳの待ち時間Ｗが変化しても、画質にはほとんど影響しないと考えられる。

（３）第３の形態
第３の形態では、呼吸同期法と心拍同期法とを併用して被検体を撮影する一例について説明する。

図７は、第３の形態のＭＲＩ装置３００を示す図である。
第３の形態のＭＲＩ装置３００は、第１の形態のＭＲＩ装置１００と比較すると、以下の点が異なっている。
（１）ベローズ４に加えて、被検体１４の心拍信号を取得する心拍センサ４１を備えている。心拍センサ４１は、例えば、脈波センサである。
（２）トリガ発生部９は、ベローズ４からの呼吸信号に基づいて、呼吸同期トリガを発生し、心拍センサ４１からの心拍信号に基づいて、心拍同期トリガを発生する。

第３の形態のＭＲＩ装置３００は、上記のように構成されている。次に、第３の形態において、被検体１４をスキャンする方法について説明する。尚、第３の形態の撮影領域ＲおよびパルススーケンスＰＳは、第１の形態と同様に、図２で示されるとする。

図８は、第３の形態における呼吸信号Resp、心拍信号ＰＳＤ、およびパルスシーケンスＰＳの関係を示す図である。
図８（ａ）は、心拍周期が一定の場合のパルスシーケンスＰＳを示す図、図８（ｂ）は、不整脈などによって、心拍周期が乱れた場合のパルスシーケンスＰＳを示す図である。

先ず、図８（ａ）について先に説明する。
トリガ発生部９は、呼吸信号Respの信号値に基づいて、呼吸信号Respのピークを検出する。図８（ａ）では、時点ｔ_０に呼吸信号RespのピークＰ_０が現れているので、トリガ発生部９は、ピークＰ_０を検出する。トリガ発生部９は、ピークＰ_０を検出すると、選択反転パルスＳＩＲを送信するための呼吸同期トリガＴＧ_ｒｅｓｐを発生する。呼吸同期トリガＴＧ_ｒｅｓｐは、ピークＰ_０の位置で発生させてもよいし、ピークＰ_０よりも時間的に遅れたタイミングで発生させてもよい。第３の形態では、ピークＰ_０よりも時間的に遅れたタイミングで、呼吸同期トリガＴＧ_ｒｅｓｐを発生させている。

呼吸同期トリガＴＧ_ｒｅｓｐが発生したら、呼吸同期トリガＴＧ_ｒｅｓｐに同期して、選択反転パルスＳＩＲが送信される。選択反転パルスＳＩＲによって、反転領域Ｒ_ＳＩＲ（図２（ａ）参照）に含まれる組織の縦磁化が反転する。

そして、トリガ発生部９が、選択反転パルスＳＩＲが送信されてから２番目に発生する心拍信号ＰＳＤのピークＰ_２を検出したら、検出したピークＰ_２から心拍遅延時間ｔ_ＰＳＤが経過した時点で、心拍同期トリガＴＧ_ＰＳＤを発生する。心拍同期トリガＴＧ_ＰＳＤは、データ収集シーケンスＤＡＱを心拡張期に実行するためのトリガである。

心拍同期トリガＴＧ_ＰＳＤを発生させたら、脂肪抑制パルスＰ_ＦＡＴが送信され、データ収集シーケンスＤＡＱが実行される。図８（ａ）では、心拍同期トリガＴＧ_ＰＳＤからデータ収集シーケンスＤＡＱが開始されるまでの時間間隔を、記号「ｔ_ｔｒｇ」で示し、脂肪抑制パルスＰ_ＦＡＴからデータ収集シーケンスＤＡＱが開始されるまでの時間間隔を、記号「ｔ_ｆａｔ」で示してある。

心拍同期トリガＴＧ_ＰＳＤからデータ収集シーケンスＤＡＱが開始されるまでの時間間隔ｔ_ｔｒｇは、データ収集シーケンスＤＡＱが心拡張期に実行できるように設定された値である。時間間隔ｔ_ｔｒｇは、被検体１４をスキャンする前に事前に決定した固定値とすることができる。ただし、被検体１４のスキャン中に定期的に（例えば、数秒間隔〜十数間隔で）被検体１４の心拍周期を測定し、測定した最新の心拍周期に基づいて、時間間隔ｔ_ｔｒｇの値を変更してもよい。また、脂肪抑制パルスＰ_ＦＡＴからデータ収集シーケンスＤＡＱが開始されるまでの時間間隔ｔ_ｆａｔは、一般的には固定値であるが、必要に応じて値を変更してもよい。

また、図８（ｂ）には、被検体１４のスキャン中に、不整脈などによって、心拍信号ＰＳＤのピークＰ_１とＰ_２との間の間隔が図８（ａ）よりも広がった例が示されている。尚、図８（ｂ）でも、図８（ａ）と同様の方法でパルスシーケンスＰＳが実行されるので、図８（ｂ）の詳細な説明は省略する。

第３の形態では、選択反転パルスＳＩＲを送信した後に現れたピークＰ_２を検出し、このピークＰ_２から心拍遅延時間ｔ_ＰＳＤだけ遅れたタイミングで、データ収集シーケンスＤＡＱを実行させるための心拍同期トリガＴＧ_ＰＳＤを発生させている。したがって、スキャン中に、不整脈などにより、被検体１４の心拍周期が瞬間的に変化した場合、その変化に合わせて、心拍同期トリガＴＧ_ＰＳＤの発生タイミングが変化するので、パルスシーケンスＰＳの待ち時間Ｗの値も変化する。図８（ａ）と図８（ｂ）とを比較すると、図８（ａ）では、パルスシーケンスＰＳの待ち時間Ｗは、Ｗ＝Ｗ_ａであるが、図８（ｂ）では、パルスシーケンスＰＳの待ち時間Ｗは、Ｗ＝Ｗ_ｂに変化している。したがって、待ち時間Ｗを可変値にすることによって、データ収集シーケンスＤＡＱの開始タイミングを調整することができるので、スキャン中に不整脈が発生しても、心拡張期にデータ収集シーケンスＤＡＱを実行することができ、動脈血が強調された画像を得ることができる。

尚、第３の形態でも、第１の形態と同様に、スキャン中にパルスシーケンスＰＳの待ち時間Ｗが変化するが、図４に示すシミュレーション結果を参照しながら説明したように、画質にはほとんど影響しないと考えられる。

（４）第４の形態
第４の形態では、呼吸同期法と心拍同期法とを併用して被検体を撮影する別の例について説明する。

第４の形態のＭＲＩ装置は、第３の形態のＭＲＩ装置３００と比較すると、２つの呼吸同期トリガを発生する点が異なっている。尚、その他の構成は、第３の形態のＭＲＩ装置３００と同じであるであるので、説明は省略する。

次に、第４の形態において、被検体１４をスキャンする方法について、図９を参照しながら説明する。

図９は、第３の形態における呼吸信号Resp、心拍信号ＰＳＤ、およびパルスシーケンスＰＳの関係を示す図である。
図９（ａ）は、心拍周期Ｔ_ａの場合のパルスシーケンスＰＳを示す図、図９（ｂ）は、心拍周期がＴ_ａからＴ_ｂに変化し、且つ不整脈などによって、心拍周期が乱れた場合のパルスシーケンスＰＳを示す図である。

先ず、図９（ａ）について先に説明する。
第４の形態では、呼吸信号Respに基づいて、第１の呼吸同期トリガＴＧ_{ｒｅｓｐ１}および第２の呼吸同期トリガＴＧ_{ｒｅｓｐ２}を発生させる。第１の呼吸同期トリガＴＧ_{ｒｅｓｐ１}および第２の呼吸同期トリガＴＧ_{ｒｅｓｐ２}は、第１の形態と同様の方法で発生させる。

そして、トリガ発生部９は、第２の呼吸同期トリガＴＧ_{ｒｅｓｐ２}の発生後に最初に現れる心拍信号ＰＳＤのピークＰ_２を検出する。心拍信号ＰＳＤのピークＰ_２が検出されると、検出したピークＰ_２から心拍遅延時間ｔ_ＰＳＤが経過した時点で、心拍同期トリガＴＧ_ＰＳＤを発生する。心拍同期トリガＴＧ_ＰＳＤは、データ収集シーケンスＤＡＱを心拡張期に実行するためのトリガである。

心拍同期トリガＴＧ_ＰＳＤを発生させたら、脂肪抑制パルスＰ_ＦＡＴが送信され、データ収集シーケンスＤＡＱが実行される。図９（ａ）では、心拍同期トリガＴＧ_ＰＳＤからデータ収集シーケンスＤＡＱが開始されるまでの時間間隔を、記号「ｔ_ｔｒｇ」で示し、脂肪抑制パルスＰ_ＦＡＴからデータ収集シーケンスＤＡＱが開始されるまでの時間間隔を、記号「ｔ_ｆａｔ」で示してある。

また、図９（ｂ）には、被検体の呼吸周期がＴ_ａからＴ_ｂに変化し、且つ不整脈などによって心拍信号ＰＳＤのピークＰ_０とＰ_１との間の間隔が図６（ａ）よりも狭くなった例が示されている。尚、図９（ｂ）でも、図９（ａ）と同様の方法でパルスシーケンスＰＳが実行されるので、図９（ｂ）の詳細な説明は省略する。

第４の形態では、選択反転パルスＳＩＲを送信した後、呼吸信号RespがベースラインＳ_ｂａｓｅに近づいたときに、第２の呼吸同期トリガＴＧ_{ｒｅｓｐ２}を発生させている。したがって、スキャン中に被検体１４の呼吸周期が変化した場合、その変化に合わせて、第２の呼吸同期トリガＴＧ_{ｒｅｓｐ２}の発生タイミングが変化するので、パルスシーケンスＰＳの待ち時間Ｗの値も変化する。図９（ａ）と図９（ｂ）とを比較すると、図９（ａ）では、パルスシーケンスＰＳの待ち時間Ｗは、Ｗ＝Ｗ_ａであるが、図９（ｂ）では、パルスシーケンスＰＳの待ち時間Ｗは、Ｗ＝Ｗ_ｂに変化している。したがって、待ち時間Ｗを可変値にすることによって、データ収集シーケンスＤＡＱの開始タイミングを調整することができるので、被検体１４の呼吸による体動が小さい間にデータ収集シーケンスＤＡＱを実行することができ、体動アーチファクトが低減された画像を得ることができる。

更に、第４の形態では、第２の呼吸同期トリガＴＧ_{ｒｅｓｐ２}を発生させた後に、最初に現れる心拍信号ＰＳＤのピークＰ_２を検出し、このピークＰ_２から心拍遅延時間ｔ_ＰＳＤだけ遅れたタイミングで、心拍同期トリガＴＧ_ＰＳＤを発生させている。したがって、スキャン中に、不整脈などにより、被検体１４の心拍周期が瞬間的に変化した場合、その変化に合わせて、心拍同期トリガＴＧ_ＰＳＤの発生タイミングが変化するので、パルスシーケンスＰＳの待ち時間Ｗの値が変化する。このため、待ち時間Ｗを可変値にすることによって、データ収集シーケンスＤＡＱの開始タイミングを調整することができるので、スキャン中に不整脈が発生しても、心拡張期にデータ収集シーケンスＤＡＱを実行することができ、動脈血が強調された画像を得ることができる。

尚、第４の形態でも、第１の形態と同様に、スキャン中にパルスシーケンスＰＳの待ち時間Ｗが変化するが、図４に示すシミュレーション結果を参照しながら説明したように、画質にはほとんど影響しないと考えられる。

２磁場発生装置
３テーブル
４ベローズ
５受信コイル
６シーケンサ
７送信器
８勾配磁場電源
９トリガ発生部
１０受信器
１１中央処理装置
１２操作部
１３表示部
１４被検体
１５オペレータ
２１ボア
２２超伝導コイル
２３勾配コイル
２４送信コイル
３１クレードル
９１重心決定手段
９２正中面決定手段
９３スライス位置設定手段
１００ＭＲＩ装置

Claims

生体信号に同期してパルスシーケンスを実行する磁気共鳴イメージング装置であって、
前記パルスシーケンスは、
ＲＦパルスと、
前記ＲＦパルスから待ち時間が経過したときにデータを収集するためのデータ収集シーケンスと、
を有し、
前記待ち時間は、前記生体信号に基づいて変更可能な可変値である、磁気共鳴イメージング装置。
前記生体信号に基づいて、前記パルスシーケンスを実行するためのトリガを発生するトリガ発生部を有する、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
前記生体信号は、呼吸信号であり、
前記トリガ発生部は、
前記呼吸信号に基づいて、前記パルスシーケンスを実行するための呼吸同期トリガを発生する、請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
前記トリガ発生部は、
前記ＲＦパルスを送信するための第1の呼吸同期トリガと、前記被検体の呼吸による体動が小さい間に前記データ収集シーケンスを実行するための第２の呼吸同期トリガとを発生する、請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
前記生体信号は、心拍信号であり、
前記トリガ発生部は、
前記心拍信号に基づいて、前記パルスシーケンスを実行するための心拍同期トリガを発生する、請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
前記トリガ発生部は、
前記ＲＦパルスを送信するための第1の心拍同期トリガと、前記データ収集シーケンスを心拡張期に実行するための第２の心拍同期トリガとを発生する、請求項５に記載の磁気共鳴イメージング装置。
前記生体信号は、呼吸信号および心拍信号であり、
前記トリガ発生部は、
前記呼吸信号に基づいて、前記ＲＦパルスを送信するための呼吸同期トリガを発生し、前記心拍信号に基づいて、前記データ収集シーケンスを心拡張期に実行するための心拍同期トリガとを発生する、請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
前記生体信号は、呼吸信号および心拍信号であり、
前記トリガ発生部は、
前記呼吸信号に基づいて、前記ＲＦパルスを送信するための第1の呼吸同期トリガと、前記被検体の呼吸による体動が小さい間に前記データ収集シーケンスを実行するための第２の呼吸同期トリガとを発生し、前記心拍信号に基づいて、前記データ収集シーケンスを心拡張期に実行するための心拍同期トリガとを発生する、請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
前記パルスシーケンスは、
脂肪を抑制するための脂肪抑制パルスを有する、請求項１〜８のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。