JP2015084893A - 磁気共鳴イメージング装置および磁気共鳴イメージング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】体動等により血管位置が変動する場合であっても、所望の血管血行動態の描出精度を維持可能な磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【解決手段】血行動態を描出するためにプリサチレーションパルスやＩＲパルスとして印加する２ＤＲＦパルスの印加位置を、描出対象の血管の動きに追従させるよう制御する。追従制御は、被検体の腹壁の動きに基づいて行う。腹壁の動きは、腹壁の動きを直接モニタリングすることにより得る。または、被検体の呼吸波形から推察する。
【選択図】図２

Description

本発明は、Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ（以下、ＭＲＩ）技術に関し、特に、２次元選択ＲＦパルス（以下、２ＤＲＦパルス）を用いて、血行動態を描出する技術に関する。

ＭＲＩ装置は、核磁気共鳴（ＮＭＲ）現象を利用して被検体の画像を得る計測装置である。被検体に高周波磁場（以下、ＲＦという）パルスを照射し、その応答として、被検体の組織を構成する原子核スピンが発生するＮＭＲ信号を計測する。そして計測したＮＭＲ信号に基づいて、被検体の頭部、腹部、四肢等の形態や機能を２次元的に或いは３次元的に画像化する。

撮像の際には、傾斜磁場によって、ＮＭＲ信号には、異なる位相エンコードやスライスエンコードが付与されると共に、周波数エンコードが付与されて、時系列データとして計測される。計測されたＮＭＲ信号は、２次元又は３次元フーリエ変換され、画像に再構成される。

このようなＭＲＩ装置において、プリサチレーションパルスやＩＲ（ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ ｒｅｃｏｖｅｒｙ）パルスを用いて血行動態を描出、または抑制する手法がある。その方法の一つとして、ＩＲパルスを用いて、撮像対象以外の血流を抑え、血管を描出する手法がある（例えば、非特許文献１参照）。

また、２ＤＲＦパルスをプリサチレーションパルス（Ｂｅａｍ Ｓａｔパルス）として印加する事で、特定血管の支配領域を確認するＴＯＦ撮像（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ＴＯＦ ＭＲＡ）がある（例えば、非特許文献２参照）。

Ｈｉｔｏｓｉ Ｋａｎａｚａｗａ ａｎｄ Ｍｉｔｓｕｅ Ｍｉｙａｚａｋｉ， ｅｔ． ａｌ．， "Ｔｉｍｅ−Ｓｐａｔｉａｌ Ｌａｂｅｌｉｎｇ Ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ Ｔａｇ （ｔ−ＳＬＩＰ） ｕｓｉｎｇ ａ Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ＩＲ−Ｔａｇ ＯＮ／ＯＦＦ Ｐｕｌｓｅ ｉｎ ２Ｄ ａｎｄ ３Ｄ ｈａｌｆ−Ｆｏｕｒｉｅｒ ＦＳＥ ａｓ Ａｒｔｅｒｉａｌ Ｓｐｉｎ Ｌａｂｅｌｉｎｇ"，Ｐｒｏｃ． Ｉｎｔｌ． Ｓｏｃ． Ｍａｇ． Ｒｅｓｏｎ． Ｍｅｄ．２００２ １０ Ｔａｋａｓｈｉ Ｎｉｓｈｉｈａｒａ， ｅｔ ａｌ．， "Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ＴＯＦ ＭＲＡ ｕｓｉｎｇ Ｂｅａｍ Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ ｐｕｌｓｅ"， Ｐｒｏｃ． ＩＳＭＲＭ ２０１２， ｐ２４９７

非特許文献１に開示の手法では、特定血管の血行動態を選択的に描出、または抑制することはできない。また、非特許文献２に開示の手法では、呼吸動など体動により血管位置がずれた場合、特定血管に２ＤＲＦパルスを、プリサチレーションパルスやＩＲパルスとして印加できず、描出能が低下することがある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、体動等により血管位置が変動する場合であっても、所望の血管の血行動態の描出精度を維持可能な技術を提供することを目的とする。

本発明は、血行動態を描出するためにプリサチレーションパルスやＩＲパルスとして印加する２ＤＲＦパルスの印加位置を、描出対象の血管の動きに追従させるよう制御する。追従制御は、被検体の腹壁の動きに基づいて行う。腹壁の動きは、腹壁の動きを直接モニタリングすることにより得る。または、被検体の呼吸波形から推察する。

本発明によれば、体動により血管位置が変動する場合であっても、所望の血管の描出精度を維持できる。

第一の実施形態のＭＲＩ装置のブロック図である。 第一の実施形態の全体制御部の機能ブロック図である。 第一の実施形態の腹壁モニタリングを説明するための説明図である。 第一の実施形態の撮像処理のフローチャートである。 第二の実施形態のＭＲＩ装置のブロック図である。 第二の実施形態の全体制御部の機能ブロック図である。 （ａ）は、第二の実施形態の呼吸波形モニタリングを説明するための説明図である。（ｂ）は、同変形例を説明するための説明図である。 第二の実施形態の撮像処理のフローチャートである。 第三の実施形態の全体制御部の機能ブロック図である。 第三の実施形態のデータベース作成部の機能ブロック図である。 第三の実施形態の撮像処理のフローチャートである。

＜＜第一の実施形態＞＞
以下、添付図面に従って本発明の第一の実施形態を説明する。なお、発明の実施形態を説明するための全図において、特に断らない限り、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。

最初に、本実施形態のＭＲＩ装置の一例の全体概要を図１に基づいて説明する。図１は、本実施形態のＭＲＩ装置１００の全体構成を示すブロック図である。本実施形態のＭＲＩ装置１００は、ＮＭＲ現象を利用して被検体１０１の断層画像を得るもので、図１に示すように、静磁場発生磁石１０２と、傾斜磁場コイル１０３及び傾斜磁場電源１０９と、送信ＲＦコイル１０４及びＲＦ送信部１１０と、受信ＲＦコイル１０５及び信号検出部１０６と、信号処理部１０７と、計測制御部１１１と、全体制御部１０８と、表示・操作部１１３と、被検体１０１を搭載してその被検体１０１を静磁場発生磁石１０２の内部に出し入れするベッド１１２と、を備える。

静磁場発生磁石１０２は、垂直磁場方式であれば被検体１０１の体軸と直交する方向に、水平磁場方式であれば体軸方向に、それぞれ均一な静磁場を発生させるもので、被検体１０１の周りに永久磁石方式、常電導方式あるいは超電導方式の静磁場発生源が配置される。

傾斜磁場コイル１０３は、例えば、ＭＲＩ装置１００の実空間座標系（静止座標系）であるＸ，Ｙ，Ｚの３軸方向に巻かれたコイルで構成される。それぞれの傾斜磁場コイルは、それを駆動する傾斜磁場電源１０９に接続され、この電源から電流が供給される。具体的には、各傾斜磁場コイルの傾斜磁場電源１０９は、それぞれ後述の計測制御部１１１からの命令に従って駆動されて、それぞれの傾斜磁場コイルに電流を供給する。これにより、Ｘ，Ｙ，Ｚの３軸方向に傾斜磁場Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚが発生する。

２次元スライス面の撮像時は、スライス面（撮像断面）に直交する方向にスライス傾斜磁場パルス（Ｇｓ）が印加されて被検体１０１に対するスライス面が設定され、そのスライス面に直交して且つ互いに直交する残りの２つの方向に位相エンコード傾斜磁場パルス（Ｇｐ）と周波数エンコード（リードアウト）傾斜磁場パルス（Ｇｆ）が印加されて、エコー信号にそれぞれの方向の位置情報がエンコードされる。

送信ＲＦコイル１０４は、被検体１０１にＲＦパルスを照射するコイルであり、ＲＦ送信部１１０に接続され、ここから高周波パルス電流が供給される。被検体１０１にＲＦパルスが照射されることにより、被検体１０１の生体組織を構成する原子の原子核スピンにＮＭＲ現象が誘起される。具体的には、ＲＦ送信部１１０が、後述の計測制御部１１１からの命令に従って駆動されて、高周波パルス電流が振幅変調される。高周波パルス電流は、増幅された後に被検体１０１に近接して配置された送信ＲＦコイル１０４に供給され、ＲＦパルスが被検体１０１に照射される。

受信ＲＦコイル１０５は、被検体１０１の生体組織を構成する原子核スピンのＮＭＲ現象により放出されるＮＭＲ信号（エコー信号）を受信するコイルである。受信ＲＦコイル１０５は、信号検出部１０６に接続され、受信したエコー信号は信号検出部１０６に送られる。

信号検出部１０６は、受信ＲＦコイル１０５で受信されたエコー信号の検出処理を行う。具体的には、後述の計測制御部１１１からの命令に従って、信号検出部１０６は、受信されたエコー信号を増幅し、直交位相検波により直交する二系統の信号に分割し、それぞれを所定数（例えば１２８，２５６，５１２等）サンプリングし、各サンプリング信号をＡ／Ｄ変換してディジタル量に変換し、後述の信号処理部１０７に送る。このように、エコー信号は所定数のサンプリングデータからなる時系列のデジタルデータ（以下、エコーデータという）として得られる。

信号処理部１０７は、エコー信号に対して各種の信号処理を行い、処理後のエコーデータを計測制御部１１１に送る。

計測制御部１１１は、被検体１０１の断層画像の再構成に必要なデータ収集のための種々の命令を、主に、傾斜磁場電源１０９と、ＲＦ送信部１１０と、信号検出部１０６に送信してこれらを制御する。具体的には、計測制御部１１１は、後述する全体制御部１０８の制御で動作し、所定のパルスシーケンスに基づいて、傾斜磁場電源１０９、ＲＦ送信部１１０及び信号検出部１０６を制御して、被検体１０１へのＲＦパルスと傾斜磁場パルスの印加及び被検体１０１からのエコー信号の検出を繰り返し実行し、被検体１０１の撮像領域についての画像の再構成に必要なエコーデータを収集し、全体制御部１０８へ受け渡す。

全体制御部１０８は、計測制御部１１１の制御、及び、各種データ処理と処理結果の表示及び保存等の制御を行う。全体制御部１０８は、ＣＰＵ及びメモリを内部に有する演算処理部１１４と、光ディスク、磁気ディスク等の記憶部１１５とを備える。

全体制御部１０８は、計測制御部１１１を制御してエコーデータの収集を実行させる。また、計測制御部１１１からのエコーデータが入力されると、演算処理部１１４がそのエコーデータに印加されたエンコード情報に基づいて、メモリのｋ空間に相当する領域に記憶させる。メモリのｋ空間に相当する領域に記憶されたエコーデータ群をｋ空間データともいう。そして、演算処理部１１４は、このｋ空間データに対して信号処理やフーリエ変換による画像再構成等の処理を実行し、その結果として被検体１０１の画像を得る。また、その画像を、後述の表示・操作部１１３に表示させると共に記憶部１１５に記録する。

表示・操作部１１３は、再構成された被検体１０１の画像を表示する表示部と、ＭＲＩ装置の各種制御情報や上記全体制御部１０８で行う処理の制御情報を入力するトラックボール又はマウス及びキーボード等の操作部と、を備える。この操作部は表示部に近接して配置され、操作者が表示部を見ながら操作部を通してインタラクティブにＭＲＩ装置の各種処理を制御する。

なお、図１において、送信側の送信ＲＦコイル１０４と傾斜磁場コイル１０３とは、被検体１０１が挿入される静磁場発生磁石１０２の静磁場空間内に、垂直磁場方式であれば被検体１０１に対向して、水平磁場方式であれば被検体１０１を取り囲むようにして設置される。また、受信側の受信ＲＦコイル１０５は、被検体１０１に対向して、或いは取り囲むように設置される。

現在のＭＲＩ装置の撮像対象核種は、臨床で普及しているものとしては、被検体の主たる構成物質である水素原子核（プロトン）である。プロトン密度の空間分布や、励起状態の緩和時間の空間分布に関する情報を画像化することで、人体頭部、腹部、四肢等の形態または、機能を２次元もしくは３次元的に撮像する。

＜全体制御部の機能構成＞
本実施形態では、上述のように、所望の血管にプリサチレーションパルスまたはＩＲパルスとして２ＤＲＦパルスを印加することにより、当該血管の血行動態を選択的に描出、または、抑制する。このとき、全体制御部１０８は、呼吸動などの体動により当該血管の位置が変動する場合であっても、２ＤＲＦパルスの印加位置がその変動に追従するよう制御する。

本実施形態では、全体制御部１０８は、腹壁の動きをモニタリングし、モニタリング結果に応じて、２ＤＲＦパルスを、印加対象の特定血管に追従させる。腹壁の動きのモニタリング（以下、腹壁モニタリングと呼ぶ）は、腹壁に２ＤＲＦパルスを印加し、ナビゲータエコーを得ることにより行う。

これを実現するため、本実施形態の全体制御部１０８は、図２に示すように、スキャン制御部３１０と、腹壁モニタリング部３２０と、腹壁移動量取得部３３０と、血管移動量算出部３４０と、シーケンス調整部３５０と、を備える。これらの各機能は、全体制御部１０８のＣＰＵが、予め記憶部１１５に格納されたプログラムを、メモリにロードして実行することにより実現される。

＜スキャン制御部＞
スキャン制御部３１０は、撮像シーケンスに従って、各部を制御する指示を計測制御部１１１に出力し、撮像を実行する。撮像シーケンスは、予め定めたパルスシーケンスに撮像パラメータを適用し、生成される。本実施形態では、上述のように、所定の血管（以後、特定血管と呼ぶ）にプリパルスとして２ＤＲＦパルスを印加し、当該特定血管の血行動態を選択的に抽出可能な撮像シーケンス（例えば、ＴＯＦ−ＭＲＡシーケンス）を用いる。

＜腹壁モニタリング部＞
腹壁モニタリング部３２０は、腹壁の動きをモニタする。本実施形態の腹壁モニタリング部３２０は、撮像シーケンス実行前にナビゲータシーケンスを実行することにより、腹壁２１０の動きをモニタし、モニタ結果を出力する。

ここで、腹壁モニタリングの手法を、図３を用いて説明する。図３は、被検体１０１である患者が、息を吸うことにより、腹壁２１０がＡ方向に移動する様子を示す。

腹壁モニタリング部３２０は、ナビゲータシーケンスとして、２ＤＲＦパルス２２０を照射するシーケンスを用いる。２ＤＲＦパルス２２０は、腹壁２１０に照射する。そして、２ＤＲＦパルス２２０を印加することにより取得したデータをフーリエ変換することでプロファイル２３０を得る。２ＤＲＦパルス２２０は、被検体１０１の左右方向の中央位置Ｃｔに印加する。

本実施形態の腹壁モニタリング部３２０は、このプロファイル２３０を、モニタ結果として出力する。このプロファイル２３０は、腹壁２１０の動きを反映したものとなるため、プロファイル２３０を観察することで腹壁２１０の動きをモニタリングできる。

＜腹壁移動量取得部＞
腹壁移動量取得部３３０は、腹壁モニタリング部３２０のモニタ結果を用いて腹壁２１０の変位量（移動量）を算出し、腹壁移動量として得る。本実施形態では、被検体１０１の前後方向（ＡＰ方向）の、初期位置からの変位量を腹壁移動量として算出する。初期位置２１１は、被検体１０１が息を吐き切った状態の腹壁２１０の位置とする。

図３では、腹壁２１０が初期位置２１１にある場合のプロファイル２３１から得る腹壁位置をｂ１とする。また、モニタ時の腹壁の位置２１２とする。腹壁移動量取得部３３０は、モニタ結果として受け取ったプロファイル２３２から腹壁位置ｂ２を特定し、初期位置ｂ１との差（ｂ２−ｂ１）として、モニタ時の腹壁移動量Δｂを算出する。

なお、呼吸時に被検体１０１の背面２４０はほとんど動かない。これを利用し、背面２４０のプロファイル位置をａとして、ａとｂ１との間の距離Δａ１と、ａとｂ２との間の距離Δａ２との差（Δａ２−Δａ１）を、腹壁２１０の移動量（腹壁移動量）Δｂとして算出してもよい。

＜血管移動量算出部＞
血管移動量算出部３４０は、腹壁移動量Δｂから、２ＤＲＦパルスを印加する特定血管２５０の移動量を血管移動量Δｃとして算出する。本実施形態では、血管移動量Δｃとして、特定血管２５０の、初期位置からの、ＡＰ方向の変位量を算出する。

血管移動量Δｃは、腹壁移動量Δｂを、そのまま用いてもよい。また、腹壁移動量Δｂに所定の割合を乗じたものを血管移動量Δｃとしてもよい。例えば、腹壁移動量が１ｍｍ未満では腹壁移動量の８０％を血管移動量とし、１ｍｍ以上で腹壁移動量の６０％を血管移動量とするなどである。さらに、被検体１０１の左右方向（ＬＲ方向）における、腹壁２１０の中央位置Ｃｔから特定血管２５０の位置までの距離Δｄを用いて、腹壁移動量Δｂに、距離に応じた割合を乗算することにより、求めてもよい。なお、腹壁移動量に応じて算出する血管移動量の計算方法はこれに限定されない。

＜シーケンス調整部＞
シーケンス調整部３５０は、２ＤＲＦパルスの印加位置が、初期位置から血管移動量ΔｃだけＡＰ方向に変化するよう、撮像シーケンスを調整する。本実施形態では、２ＤＲＦパルスの印加位置は、Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚ各方向に印加する傾斜磁場パルスの印加量、および、ＲＦパルスの照射周波数の少なくとも一方を制御することにより調整する。

＜撮像処理の流れ＞
上記各部による、本実施形態の全体制御部１０８による撮像処理の流れを説明する。図４は、本実施形態の撮像処理のフローチャートである。

全体制御部１０８は、撮像位置や２ＤＲＦパルス印加位置を設定するための位置決め画像を取得する（ステップＳ１１０１）。そして、撮像した位置決め画像を用いて２ＤＲＦパルスの印加位置の初期位置ｃ１を設定する（ステップＳ１１０２）。

上述のように、本実施形態では、被検体１０１が息を吐き切った状態の腹壁の位置を、腹壁の初期位置２１１とする。そして、そこからの腹壁移動量Δｂ、血管移動量Δｃを算出する。従って、本実施形態では、位置決め画像は、被検体１０１が息を吐き切り、息止めをした状態で取得する。

全体制御部１０８は、操作者が設定した２ＤＲＦパルス印加位置以外の撮像条件を設定し、操作者の指示に従って、本撮像を開始する（ステップＳ１１０３）。

本撮像では、まず、腹壁モニタリング部３２０は、腹壁２１０のモニタを行い、モニタ結果（プロファイル２３０）を出力する腹壁モニタリングを行う（ステップＳ１１０４）。モニタ結果の出力を受け、腹壁移動量取得部３３０は、腹壁移動量Δｂを算出する（ステップＳ１１０５）。そして、血管移動量算出部３４０は、算出された腹壁移動量Δｂに基づき、２ＤＲＦパルスの血管移動量Δｃを算出する（ステップＳ１１０６）。そして、シーケンス調整部３５０は、撮像シーケンスに血管移動量Δｃを反映する（ステップＳ１１０７）。

スキャン制御部３１０は、血管移動量Δｃ反映後の撮像シーケンスに従って、２ＤＲＦパルスを印加し、データを取得する（ステップＳ１１０８）。

本実施形態の全体制御部１０８は、所定の時間間隔で、ステップＳ１１０４からステップＳ１１０８の処理を、画像再構成に必要なデータを取得するまで繰り返す（ステップＳ１１０９）。そして、必要なデータが取得されたら、それらを逆フーリエ変換し、画像を再構成する（ステップＳ１１１０）。

以上説明したように、本実施形態のＭＲＩ装置１００は、プリパルスを特定血管２５０に印加して当該特定血管２５０の血行動態を描出する撮像シーケンスに従って撮像を行うスキャン制御部３１０と、腹壁２１０の移動に応じた前記特定血管２５０の移動量を血管移動量として算出する血管移動量算出部３４０と、前記血管移動量に基づき、前記撮像シーケンスにおける前記プリパルスの印加位置を調整するシーケンス調整部３５０と、を備える。
前記撮像時の前記腹壁２１０の移動量である腹壁移動量を得る腹壁移動量取得部３３０をさらに備え、前記血管移動量算出部３４０は、前記腹壁移動量を用いて前記血管移動量を算出してもよい。
前記腹壁の動きをモニタする腹壁モニタリング部３２０をさらに備え、前記腹壁移動量取得部３３０は、前記撮像時の前記腹壁モニタリング部３２０のモニタ結果から前記腹壁移動量を得てもよい。

本実施形態では、撮像シーケンス実行直前に腹壁２１０の動きをモニタし、それに応じて２ＤＲＦパルスを追従させる。従って、２ＤＲＦパルスの印加位置が所望の血管からずれることが少ない。従って、適切に所望の血管にプリサチレーションパルスやＩＲパルスとして２ＤＲＦパルスを印加できる可能性が高まり、当該血管の描出能を維持できる。

＜変形例＞
なお、上記実施形態では、腹壁移動量として、被検体１０１の前後方向（ＡＰ方向）の腹壁移動量Δｂのみを検出し、血管移動量Δｃも同方向のみ算出する場合を例にあげて説明したが、これに限定されない。例えば、腹壁２１０の、２方向、３方向の移動量をモニタし、これらに従って、２方向、３方向の血管移動量を算出してもよい。

この場合、腹壁モニタリング部３２０は、ナビゲータシーケンスにおいて、２ＤＲＦパルス２２０を、前後方向に加え、左右方向、上下方向に印加し、それぞれの方向のプロファイルをモニタ結果として出力する。そして、腹壁移動量取得部３３０、血管移動量算出部３４０は、それぞれの方向の腹壁移動量、血管移動量を算出する。シーケンス調整部３５０は、算出した血管移動量に基づき、傾斜磁場の印加量およびＲＦパルスの周波数の少なくとも一方を調整する。

また、上記実施形態では、位置決め画像を、被検体１０１が息を吐き切った状態で息止めをして取得しているが、これに限定されない。位置決め画像取得時の、平均化された腹壁２１０の位置を腹壁の初期位置ｂ１としてもよい。

この場合、腹壁移動量Δｂは、上記同様、モニタ時の腹壁位置ｂ２と初期位置ｂ１との差（ｂ２−ｂ１）で算出する。ただし、この場合は、腹壁移動量Δｂの正負により、初期位置からの移動方向が変わる。すなわち、Δｂが正の場合、Ａ方向に、負の場合、Ｐ方向に腹壁が移動したこととなる。血管移動量Δｃの算出およびシーケンスの調整は、移動方向も加味して行う。

また、腹壁移動量Δｂおよび血管移動量Δｃは、初期位置からの変位量ではなく、撮像処理のステップＳ１１０４からステップＳ１１０９のループにおいて、直前のループで得た位置からの変位量として算出してもよい。この場合、ループごとにこれらの値を保存しておき、それを用いて算出する。この場合、シーケンス調整部３５０も、直前の印加量、照射周波数からの調整量を算出する。

＜＜第二の実施形態＞＞
次に、本発明の第二の実施形態を説明する。第一の実施形態では、腹壁移動量をモニタし、そこから２ＤＲＦパルスの血管移動量を算出する。本実施形態では、腹壁の移動は、呼吸によるものが主体であることを利用し、呼吸波形をモニタし、その結果から２ＤＲＦパルスの血管移動量を算出する。

本実施形態のＭＲＩ装置１００ａは、基本的に第一の実施形態のＭＲＩ装置１００と同様の構成を有する。ただし、本実施形態では、上述のように、腹壁の変位ではなく、呼吸波形をモニタする。このため、本実施形態のＭＲＩ装置１００ａは、図５に示すように、被検体１０１の呼吸による体動を検出するセンサ部１１６をさらに備える。センサ部１１６は、被検体１０１に装着される。

また、本実施形態の全体制御部１０８は、図６に示すように、腹壁モニタリング部３２０および腹壁移動量取得部３３０の代わりに、呼吸波形モニタリング部３６０を備える。また、血管移動量算出部３４０の血管移動量算出手法が異なる。以下、本実施形態について、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。

＜呼吸波形モニタリング部＞
呼吸波形モニタリング部３６０は、センサ部１１６からのアナログ信号を処理し、呼吸波形を得ることにより、呼吸波形をモニタリングする。算出する呼吸波形の一例を図７（ａ）に示す。

被検体１０１の呼吸動による呼吸波形４１０は、一般に、本図に示すように吸気相４１１と呼気相４１２とに分けることができる。吸気相４１１では、腹壁は、図３のＡ方向（前方向）に動き、呼気相４１２では、腹壁はＰ方向（後方向）に動く。このように、呼吸波形４１０により、腹壁の移動に伴う、特定血管の、Ａ−Ｐ方向の位置の変化を把握することができる。

本実施形態の呼吸波形モニタリング部３６０は、モニタ時ｔの呼吸波形４１０の高さΔｈを、モニタリング結果として出力する。呼吸波形４１０の高さΔｈは、基準時の呼吸波形４１０の高さｈ１と、モニタ時の呼吸波形４１０の高さｈ２との差（ｈ２−ｈ１）として算出する。

本実施形態においても、基準時は、被検体１０１が息を吐き切った状態、すなわち、呼気相４１２から吸気相４１１に変わるタイミングとする。

＜血管移動量算出部＞
本実施形態の血管移動量算出部３４０は、呼吸波形モニタリング部３６０が出力する呼吸波形４１０の高さΔｈに基づき、２ＤＲＦパルスを印加する特定血管の移動量を血管移動量Δｃとして算出する。

血管移動量Δｃは、モニタリングしたタイミング（モニタ時ｔ）の、呼吸波形４１０の高さΔｈに応じて、予め定めておく。また、本実施形態においても、呼吸波形４１０の高さΔｈに所定の割合を乗じて算出する値を血管移動量Δｃとしてもよい。さらに、被検体１０１の左右方向（ＬＲ方向）における、腹壁２１０の中央位置Ｃｔから特定血管２５０の位置までの距離Δｄを用いて、呼吸波形４１０の高さΔｈに、距離に応じた割合を乗算することにより、求めてもよい。なお、呼吸波形４１０に応じて算出する血管移動量Δｃの計算方法はこれに限定されない。

本実施形態においても、シーケンス調整部３５０は、第一の実施形態と同様の手法で、２ＤＲＦパルスの印加位置が、初期位置から血管移動量ΔｃだけＡＰ方向に変化するよう、撮像シーケンスを調整する。

＜撮像処理の流れ＞
次に、本実施形態の全体制御部１０８による、撮像処理の流れを説明する。図８は、本実施形態の撮像処理のフローチャートである。

全体制御部１０８は、撮像位置や２ＤＲＦパルス印加位置を設定するための位置決め画像を取得する（ステップＳ１２０１）。そして、撮像した位置決め画像を用いて２ＤＲＦパルスの印加位置の初期位置ｃ１を設定する（ステップＳ１２０２）。

本実施形態では、呼吸波形４１０の基準時を、被検体１０１が息を吐き切った状態とする。従って、本実施形態においても、位置決め画像は、被検体１０１が息を吐き切り、息留めをした状態で取得する。

全体制御部１０８は、操作者が設定した２ＤＲＦパルス印加位置以外の撮像条件を設定し、操作者の指示に従って、本撮像を開始する（ステップＳ１２０３）。

本撮像では、まず、呼吸波形モニタリング部３６０は、呼吸波形４１０をモニタし、モニタ結果として、呼吸波形４１０の高さΔｈを出力する（ステップＳ１２０４）。モニタ結果の出力を受け、血管移動量算出部３４０は、出力された高さΔｈに基づき、２ＤＲＦパルスの血管移動量Δｃを算出する（ステップＳ１２０５）。そして、シーケンス調整部３５０は、撮像シーケンスに血管移動量Δｃを反映する（ステップＳ１２０６）。

スキャン制御部３１０は、血管移動量Δｃ反映後の撮像シーケンスに従って、２ＤＲＦパルスを印加し、データを取得する（ステップＳ１２０７）。

本実施形態の全体制御部１０８は、所定の時間間隔で、ステップＳ１２０４からステップＳ１２０７の処理を、画像再構成に必要なデータを取得するまで繰り返す（ステップＳ１２０８）。そして、必要なデータが取得されたら、それらを逆フーリエ変換し、画像を再構成する（ステップＳ１２０９）。

以上説明したように、本実施形態のＭＲＩ装置１００ａは、プリパルスを特定血管２５０に印加して当該特定血管２５０の血行動態を描出する撮像シーケンスに従って撮像を行うスキャン制御部３１０と、腹壁２１０の移動に応じた前記特定血管２５０の移動量を血管移動量として算出する血管移動量算出部３４０と、前記血管移動量に基づき、前記撮像シーケンスにおける前記プリパルスの印加位置を調整するシーケンス調整部３５０と、を備える。
また、前記撮像時に被検体１０１の呼吸波形４１０を検出する呼吸波形モニタリング部３６０をさらに備え、前記血管移動量算出部３４０は、前記呼吸波形４１０を用いて前記血管移動量を算出してもよい。
さらに、前記血管移動量算出部３４０は、前記撮像時の呼吸波形４１０の高さを用いて前記血管移動量を算出してもよい。

本実施形態では、撮像シーケンスの実行直前にモニタした呼吸波形４１０の高さに応じて、２ＤＲＦパルスを追従させる。呼吸波形４１０は、一般に、腹壁の動きに連動している。従って、本実施形態においても、第一の実施形態同様、２ＤＲＦパルスの印加位置が所望の血管からずれることが少ない。従って、適切に所望の血管にプリサチレーションパルスまたはＩＲパルスとして２ＤＲＦパルスを印加でき、当該血管の描出能を維持できる。

＜変形例＞
なお、本実施形態においても、基準とする呼吸波形４１０の高さは、息を吐き切った状態に限定されない。位置決め画像取得時の平均化された呼吸波形４１０の高さを、基準としてもよい。この場合、位置決め画像を取得したタイミングの呼吸波形４１０の高さをｈ１として取得する。そして、第一の実施形態同様、変位方向も考慮して、血管移動量Δｃを算出する。

また、呼吸波形４１０の高さを用いなくてもよい。例えば、図７（ｂ）に示すように、呼吸波形４１０を、複数の相に分け、相毎に予め血管移動量Δｃを決め、記憶部１１５に保持しておく。この場合、呼吸波形モニタリング部３６０は、モニタリング時の呼吸波形４１０の相を出力する。

例えば、図７（ｂ）において、吸気相４１１の開始ｅ１から中間の所定位置ｅ２までの第一相（Ｉ）、ｅ２から呼気相４１２の所定位置ｅ３までの第二相（ＩＩ）、ｅ３から呼気相４１２の定常状態直前のｅ４までの第三相（ＩＩＩ）、ｅ４から吸気相４１１の開始までの第四相（ＩＶ）の４相に分ける。そして、それぞれ、基準時、すなわち、息を吐き切った状態での血管位置からの、Ａ方向への血管移動量を決定しておく。例えば、第一相であれば１ｍｍ、第二相であれば、１．５ｍｍ、第三相であれば、１ｍｍ、第四相であれば、０．５ｍｍなどとする。なお、相の分割は、上記に限られない。

そして、血管移動量算出部３４０は、出力された相に応じて、予め定めた血管移動量Δｃを出力する。

また、本実施形態においても、血管移動量Δｃおよび調整量は、直前のループで得た値からの変化量としてもよい。

＜＜第三の実施形態＞＞
次に、本発明の第三の実施形態を説明する。本実施形態では、２ＤＲＦパルスを用いたナビゲータシーケンスをプリスキャンとして行い、呼吸波形４１０と腹壁移動量との関係を取得し、それらの関係をデータベースに保持する。撮像時は、呼吸波形をモニタし、モニタした呼吸波形４１０から腹壁移動量を得る。そして、第一の実施形態同様に、腹壁移動量に基づいて、２ＤＲＦパルスの血管移動量を算出する。

本実施形態のＭＲＩ装置は、基本的に第二の実施形態のＭＲＩ装置１００ａと同様の構成を有する。ただし、本実施形態の全体制御部１０８は、図９に示すように、腹壁移動量取得部３３０と、データベース作成部（ＤＢ作成部）３７０と、をさらに備える。

データベース作成部３７０は、呼吸波形４１０の高さと腹壁移動量とを対応づけたデータベース（ＤＢ）３８０を作成する。データベース作成部３７０が作成したデータベース３８０は、記憶部１１５に保持される。

また、本実施形態の腹壁移動量取得部３３０は、呼吸波形モニタリング部３６０が出力するモニタ結果（呼吸波形４１０の高さ）に応じて、データベース３８０から、腹壁移動量Δｂを取得する。なお、本実施形態の血管移動量算出部３４０は、腹壁移動量取得部３３０が取得した腹壁移動量Δｂを用いて、血管移動量Δｃを計算する。計算手法は、第一の実施形態と同様である。

＜データベース作成＞
本実施形態のデータベース作成部３７０による、データベース３８０の作成手法について説明する。

本実施形態のデータベース作成部３７０は、プリスキャンを実行し、経過時間に応じた腹壁移動量を取得する。また、その間の呼吸波形４１０も併せて取得する。図１０は、本実施形態のデータベース作成部３７０の機能ブロック図である。

本図に示すように、データベース作成部３７０は、腹壁モニタリング部３２０と、腹壁移動量取得部３３１と、呼吸波形モニタリング部３６１とを備える。なお、腹壁移動量取得部３３１および呼吸波形モニタリング部３６１は、データベース作成部３７０専用に備えていてもよいし、全体制御部１０８が備える腹壁移動量取得部３３０、呼吸波形モニタリング部３６０を、それぞれ用いるものとしてもよい。

呼吸波形モニタリング部３６１は、プリスキャン時に呼吸波形４１０をモニタし、結果を呼吸波形データベース３８１に格納する。呼吸波形データベース３８１に格納されるデータは、プリスキャン開始時からの所定の経過時間毎の呼吸波形４１０の高さ、あるいは、図７（ａ）に示す呼吸波形４１０そのものであってもよい。

腹壁モニタリング部３２０は、プリスキャン時に、腹壁２１０の動きをモニタし、モニタ結果を出力する。モニタ手法は、第一の実施形態と同様である。すなわち、２ＤＲＦパルス２２０を、腹壁２１０に照射することにより、プロファイル２３０を得る。本実施形態では、プリスキャン開始時から、所定の時間間隔で２ＤＲＦパルス２２０を照射し、それぞれ、プロファイル２３０を得る。

腹壁移動量取得部３３１は、腹壁モニタリング部３２０からプロファイル２３０を得る毎に、腹壁移動量を算出する。腹壁移動量の算出手法は、第一の実施形態と同様である。すなわち、プロファイル２３０を用い、基準とする腹壁の位置からの腹壁移動量Δｂを算出する。そして、算出した腹壁移動量を、２ＤＲＦパルス２２０の照射時間に対応づけて、腹壁移動量データベース３８２に格納する。

データベース作成部３７０は、呼吸波形データベース３８１と腹壁移動量データベース３８２にそれぞれ格納されたデータを用い、例えば、所定の時間毎の、呼吸波形４１０の高さと腹壁移動量との関係を得、データベース３８０に登録する。

＜撮像処理の流れ＞
次に、本実施形態の全体制御部１０８による撮像処理の流れを説明する。図１１は、本実施形態の撮像処理のフローチャートである。

全体制御部１０８は、撮像位置や２ＤＲＦパルス印加位置を設定するための位置決め画像を取得する（ステップＳ１３０１）。そして、撮像した位置決め画像を用いて２ＤＲＦパルスの印加位置の初期位置ｃ１を設定する（ステップＳ１３０２）。

次に、データベース作成部３７０は、プリスキャン（データベース（ＤＢ）作成用プリスキャン）を行い、呼吸波形４１０と腹壁移動量との関係を取得する（ステップＳ１３０３）。そして、取得結果からデータベース３８０を作成する（ステップＳ１３０４）。

全体制御部１０８は、操作者が設定した２ＤＲＦパルス印加位置以外の撮像条件を設定し、操作者の指示に従って、本撮像を開始する（ステップＳ１３０５）。

本撮像では、まず、呼吸波形モニタリング部３６０は、呼吸波形４１０をモニタし、モニタ結果として、呼吸波形４１０の高さを出力する（ステップＳ１３０６）。腹壁移動量取得部３３０は、データベース３８０にアクセスし、呼吸波形モニタリング部３６０の出力に応じた腹壁移動量Δｂを得る（ステップＳ１３０７）。

血管移動量算出部３４０は、腹壁移動量Δｂに基づき、２ＤＲＦパルスの血管移動量Δｃを算出する（ステップＳ１３０８）。そして、シーケンス調整部３５０は、撮像シーケンスに血管移動量Δｃを反映する（ステップＳ１３０９）。スキャン制御部３１０は、血管移動量Δｃを反映後の撮像シーケンスに従って、２ＤＲＦパルスを印加し、データを取得する（ステップＳ１３１０）。

本実施形態の全体制御部１０８は、所定の時間間隔で、ステップＳ１３０５からステップＳ１３０６の処理を、画像再構成に必要なデータを取得するまで繰り返す（ステップＳ１３１１）。そして、必要なデータが取得されたら、それらを逆フーリエ変換し、画像を再構成する（ステップＳ１３１２）。

以上説明したように、本実施形態のＭＲＩ装置１００ａは、プリパルスを特定血管２５０に印加して当該特定血管２５０の血行動態を描出する撮像シーケンスに従って撮像を行うスキャン制御部３１０と、腹壁２１０の移動に応じた前記特定血管２５０の移動量を血管移動量として算出する血管移動量算出部３４０と、前記血管移動量に基づき、前記撮像シーケンスにおける前記プリパルスの印加位置を調整するシーケンス調整部３５０と、を備える。
また、前記撮像時の前記腹壁２１０の移動量を腹壁移動量として得る腹壁移動量取得部３３０をさらに備え、前記血管移動量算出部３４０は、前記腹壁移動量を用いて前記血管移動量を算出してもよい。
被検体１０１の呼吸波形４１０を検出する呼吸波形モニタリング部３６０と、前記呼吸波形４１０と前記腹壁移動量とを関連づけたデータベース３８０を作成するデータベース作成部３７０と、をさらに備え、前記腹壁移動量取得部３３０は、前記撮像時に検出された呼吸波形４１０に関連づけられた腹壁移動量を前記データベース３８０から抽出することにより、前記腹壁移動量を得てもよい。
また、前記データベース作成部３７０は、プリスキャンを実行して経過時間に応じた前記腹壁移動量を得るとともに、当該プリスキャン中に前記呼吸波形４１０を検出し、検出した前記呼吸波形４１０と前記腹壁移動量とを関連付けてもよい。

本実施形態では、撮像シーケンスの実行時にモニタした呼吸波形４１０の高さに応じて、腹壁移動量を特定し、２ＤＲＦパルスを追従させる。従って、本実施形態においても、第一の実施形態同様、２ＤＲＦパルスの印加位置が所望の血管からずれることが少ない。従って、適切に所望の血管にプリサチレーションパルスまたはＩＲパルスとして２ＤＲＦパルスを印加でき、当該血管の描出能を維持できる。

＜変形例＞
なお、本実施形態では、データベース３８０において、呼吸波形４１０の高さと腹壁移動量とを対応づけているが、これに限定されない。例えば、第二の実施形態の変形例のように、呼吸波形４１０を複数の相に分割し、各相に腹壁移動量を対応づけてもよい。

また、本実施形態においても、第一の実施形態、第二の実施形態のように、血管移動量Δｃおよび調整量は、直前のループで得た値からの変化量としてもよい。

１００：ＭＲＩ装置、１００ａ：ＭＲＩ装置、１０１：被検体、１０２：静磁場発生磁石、１０３：傾斜磁場コイル、１０４：送信ＲＦコイル、１０５：受信ＲＦコイル、１０６：信号検出部、１０７：信号処理部、１０８：全体制御部、１０９：傾斜磁場電源、１１０：ＲＦ送信部、１１１：計測制御部、１１２：ベッド、１１３：表示・操作部、１１４：演算処理部、１１５：記憶部、１１６：センサ部、２１０：腹壁、２１１：初期位置、２１２：モニタ時の腹壁の位置、２２０：２ＤＲＦパルス、２３０：プロファイル、２３１：初期位置時のプロファイル、２３２：モニタ時のプロファイル、２４０：背面、２５０：特定血管、３１０：スキャン制御部、３２０：腹壁モニタリング部、３３０：腹壁移動量取得部、３４０：血管移動量算出部、３５０：シーケンス調整部、３６０：呼吸波形モニタリング部、３７０：データベース作成部、３８０：データベース、３８１：呼吸波形データベース、３８２：腹壁移動量データベース、４１０：呼吸波形、４１１：吸気相、４１２：呼気相

Claims (13)

1. プリパルスを特定血管に印加して当該特定血管の血行動態を描出する撮像シーケンスに従って撮像を行うスキャン制御部と、
   腹壁の移動に応じた前記特定血管の移動量を血管移動量として算出する血管移動量算出部と、
   前記血管移動量に基づき、前記撮像シーケンスにおける前記プリパルスの印加位置を調整するシーケンス調整部と、を備えること
   を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
2. 請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
   前記撮像時の前記腹壁の移動量を腹壁移動量として得る腹壁移動量取得部をさらに備え、
   前記血管移動量算出部は、前記腹壁移動量を用いて前記血管移動量を算出すること
   を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
3. 請求項２記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
   前記腹壁の動きをモニタする腹壁モニタリング部をさらに備え、
   前記腹壁移動量取得部は、前記撮像時の前記腹壁モニタリング部のモニタ結果から前記腹壁移動量を得ること
   を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
4. 請求項２記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
   被検体の呼吸波形を検出する呼吸波形モニタリング部と、
   前記呼吸波形と前記腹壁移動量とを関連づけたデータベースを作成するデータベース作成部と、をさらに備え、
   前記腹壁移動量取得部は、前記撮像時に検出された呼吸波形に関連づけられた腹壁移動量を前記データベースから抽出することにより、前記腹壁移動量を得ること
   を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
5. 請求項３記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
   前記腹壁モニタリング部は、ナビゲータシーケンスを実行することにより、前記腹壁の動きをモニタすること
   を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
6. 請求項５記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
   前記ナビゲータシーケンスは、２次元選択励起高周波磁場パルスを用いるシーケンスであり、
   前記腹壁モニタリング部は、前記ナビゲータシーケンスにより得たエコー信号からプロファイルを得、前記モニタ結果として出力すること
   を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
7. 請求項４記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
   前記データベース作成部は、プリスキャンを実行して経過時間に応じた前記腹壁移動量を得るとともに、当該プリスキャン中に前記呼吸波形を検出し、検出した前記呼吸波形と前記腹壁移動量とを関連付けること
   を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
8. 請求項２から７いずれか１項記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
   前記血管移動量算出部は、前記腹壁移動量に所定の割合を乗じた値を前記血管移動量とすること
   を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
9. 請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
   前記撮像時に被検体の呼吸波形を検出する呼吸波形モニタリング部をさらに備え、
   前記血管移動量算出部は、前記呼吸波形を用いて前記血管移動量を算出すること
   を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
10. 請求項９記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
    前記血管移動量算出部は、前記撮像時の呼吸波形の高さを用いて前記血管移動量を算出すること
    を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
11. 請求項１から１０いずれか１項記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
    前記プリパルスは、プリサチレーションパルスおよびＩＲ（ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ ｒｅｃｏｖｅｒｙ）パルスのいずれか一方として印加する２次元選択励起高周波磁場パルスであること
    を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
12. 請求項１から１１いずれか１項記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
    前記シーケンス調整部は、各軸方向の傾斜磁場パルスの印加量および高周波磁場パルスの照射周波数の少なくとも一方を調整することにより、前記プリパルスの印加位置を調整すること
    を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
13. 腹壁の移動に応じた特定血管の移動量を血管移動量として算出する血管移動量算出ステップと、
    前記血管移動量に基づき、本撮像で使用する撮像シーケンスにおけるプリパルスの印加位置を調整するシーケンス調整ステップと、
    調整後の印加位置で前記プリパルスを印加して前記撮像シーケンスを実行し、前記特定血管の血行動態を描出する撮像ステップと、を含むこと
    を特徴とする磁気共鳴イメージング方法。

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