JP5442490B2 - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Description

本発明は、被検体の体動に伴って変位する領域からデータを収集する磁気共鳴イメージング装置に関する。

腹部などを撮影する場合、体動アーチファクトを低減するために、横隔膜の位置を検出しながら撮影を行うナビゲータ法が知られている。

特開2009-082609号公報

ナビゲータ法を用いる場合、ナビゲータエコーを収集するためのナビゲータ領域の位置は、オペレータが手動で決めている。したがって、オペレータの違いによって、ナビゲータ領域の位置にばらつきが生じることがある。このようなばらつきは、できるだけ小さくすることが望まれる。

被検体の体動に伴って変位する第１の部位を含むナビゲータ領域を設定し、前記ナビゲータ領域から、前記第１の部位の位置を検出するためのデータを収集する磁気共鳴イメージング装置であって、
前記第１の部位を含む領域に対して３Ｄスキャンを実行するスキャン手段と、
前記３Ｄスキャンにより収集された磁気共鳴信号に基づいて、前記第１の部位を含む領域の三次元画像のデータを求める三次元画像データ算出手段と、
前記三次元画像のデータに基づいて、所定の投影面に投影された二次元投影画像のデータを求める二次元投影画像データ算出手段と、
前記二次元投影画像のデータを所定の投影方向に投影し、一次元投影データを求める一次元投影データ算出手段と、
前記一次元投影データに基づいて、前記ナビゲータ領域を設定するナビゲータ領域設定手段と、を有する。

三次元画像のデータから、二次元投影画像のデータを作成し、更に一次元投影データを求めることにより、ナビゲータ領域の位置を求めることができる。

本発明の一形態の磁気共鳴イメージング装置を示す概略図である。 撮影部位を概略的に示す図である。 被検体１３を撮影するときに実行されるスキャンの説明図である。 ＭＲＩ装置１の処理フローを示す図である。 撮影部位の３Ｄスカウト画像のデータを示す図である。 しきい値処理の説明図である。 ２Ｄコロナル投影画像Ｉcoと、２Ｄサジタル投影画像Ｉsaとを示す一例である。 ２Ｄコロナル投影画像Ｉcoに対して、ナビゲータトラッカーの位置を決定するときのフローを示す図である 作成された一次元の投影データの一例を示す図である。 １Ｄ投影データＤＣsiの中から、データ値が急激に減少し再び増加する谷の部分Ｐｖを検出した様子を示す図である。 １Ｄ投影データＤＣrlの中から、データ値が最大となるピークの部分Ｐｍを検出した様子を示す図である。 ２Ｄサジタル投影画像Ｉsaに対して、ナビゲータトラッカーの位置を決定するときのフローを示す図である。 作成された一次元の投影データの一例を示す図である。 １Ｄ投影データＤＳsiの中から、データ値が急激に減少し再び増加する谷の部分Ｐｗを検出した様子を示す図である。 １Ｄ投影データＤＳapの中から、データ値が最大となるピークの部分Ｐｎを検出した様子を示す図である。 第２の実施形態のＭＲＩ装置２００を示す図である。 第２の実施形態のＭＲＩ装置２００の処理フローを示す図である。 ２Ｄコロナル投影画像Ｉcoの微分画像ＩＤcoの一例を示す図である。 肝臓の最上部と最下部とを検出する方法の説明図である。 スライスＳを示す図である。 横隔膜の許容範囲ＡＷの一例を示す図である。 本スキャンの説明図である。

以下、発明の実施するための形態について説明するが、発明を実施するための形態は、以下の形態に限定されることはない。

（１）第１の実施形態
図１は、本発明の一形態の磁気共鳴イメージング装置を示す概略図である。

磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging））装置１は、磁場発生装置２と、テーブル３と、クレードル４と、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１３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、周波数エンコード方向、位相エンコード方向、およびスライス選択方向に勾配磁場を印加する。また、送信コイル２４はＲＦパルスを送信する。尚、超伝導コイル２２の代わりに、永久磁石を用いてもよい。

クレードル４は、テーブル３からボア２１に移動できるように構成されている。クレードル４によって、被検体１３はボア２１に搬送される。

受信コイル５は、被検体１３の撮影部位に取り付けられている。受信コイル５は、撮影部位からの磁気共鳴信号を受信する。

ＭＲＩ装置１は、更に、シーケンサ６、送信器７、勾配磁場電源８、受信器９、中央処理装置１０、入力装置１１、および表示装置１２を有している。

シーケンサ６は、中央処理装置１０の制御を受けて、後述するスカウトスキャンおよび本スキャン（図３参照）を実行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。具体的には、シーケンサ６は、中央処理装置１０の制御を受けて、ＲＦパルスの情報（中心周波数、バンド幅など）を送信器７に送り、勾配磁場の情報（勾配磁場の強度など）を勾配磁場電源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、ＲＦコイル２４を駆動する駆動信号を出力する。

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を駆動する駆動信号を出力する。

受信器９は、受信コイル５で受信された磁気共鳴信号を信号処理し、中央処理装置１０に伝送する。

中央処理装置１０は、シーケンサ６および表示装置１２に必要な情報を伝送したり、受信器９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１の各種の動作を実現するように、ＭＲＩ装置１の各部の動作を制御する。中央処理装置１０は、例えばコンピュータ（computer）によって構成される。中央処理装置１０は、三次元画像データ算出手段１０１、二次元投影画像データ算出手段１０２、一次元投影データ算出手段１０６、およびナビゲータ領域設定手段１０７などを有している。

三次元画像データ算出手段１０１は、３Ｄスキャンにより収集された磁気共鳴信号に基づいて、三次元画像のデータを求める。

二次元投影画像データ算出手段１０２は、三次元画像のデータに基づいて、所定の投影面に投影された二次元投影画像のデータを求める。二次元投影画像データ算出手段１０２は、フィルタ処理手段１０３と、しきい値処理手段１０４と、投影手段１０５とを有している。

フィルタ処理手段１０３は、三次元画像データ算出手段１０１により得られた三次元画像のデータに対して、ノイズを除去するためのフィルタ処理を実行する。

しきい値処理手段１０４は、フィルタ処理が実行された三次元画像のデータに対して、所定のしきい値よりも大きい信号値を有する組織を除去するためのしきい値処理を実行する。

投影手段１０５は、しきい値処理が実行された三次元画像のデータを、所定の投影面に投影する。

一次元投影データ算出手段１０６は、二次元投影画像データ算出手段１０２により得られた二次元投影画像のデータを所定の投影方向に投影し、一次元投影データを求める。

ナビゲータ領域設定手段１０７は、一次元投影データ算出手段１０６により得られた一次元投影データに基づいて、ナビゲータ領域を設定する。ナビゲータ領域設定手段１０７は、検出手段１０８と、ナビゲータトラッカー決定手段１０９とを有している。

検出手段１０８は、一次元投影データの中から、一次元投影データの谷の位置又はピークの位置を検出する。

ナビゲータトラッカー決定手段１０９は、一次元投影データの谷の部分又はピークの部分に基づいて、ナビゲータ領域を設定するときの基準位置として使用されるナビゲータトラッカーの位置を決定する。

中央処理装置１０は、三次元画像データ算出手段１０１、二次元投影画像データ算出手段１０２、一次元投影データ算出手段１０６、およびナビゲータ領域設定手段１０７の一例であり、所定のプログラムを実行することにより、これらの手段として機能する。

入力装置１１は、オペレータ１４の操作に応答して種々の命令を中央処理装置１０に入力する。表示装置１２は種々の情報を表示する。

尚、磁場発生装置２と、シーケンサ６と、送信器７と、勾配磁場電源８とを合わせたものが、課題を解決するための手段に記載されたスキャン手段に相当する。
磁気共鳴イメージング装置１は、上記のように構成されている。
次に、第１の実施形態における撮影部位について説明する。

図２は、撮影部位を概略的に示す図である。
第１の実施形態では、被検体１３の肝臓１３ａ、およびその周辺部位を撮影する。また、横隔膜１３ｂの動きを検出するために、ナビゲータエコーを収集するための柱状のナビゲータ領域Ｒnavが設定される。ナビゲータ領域Ｒnavは、肝臓１３ａ、横隔膜１３ｂ、および肺１３ｃに跨るように設定される。ナビゲータ領域Ｒnavを設定する方法については、後述する。
次に、被検体１３を撮影するときに実行されるスキャンについて説明する。

図３は、被検体１３を撮影するときに実行されるスキャンの説明図である。

第１の実施形態では、スカウトスキャンおよび本スキャンが実行される。
スカウトスキャンは、ナビゲータ領域Ｒnav（図２参照）を設定するときに使用されるスカウト画像（後述する図５参照）のデータを収集するためのスキャンである。第１の実施形態では、スカウトスキャンは、３Ｄ（Dimension）イメージングのためのパルスシーケンスを用いて被検体をスキャンする３Ｄスキャンである。スカウトスキャンの後、本スキャンが実行される。

本スキャンは、ナビゲータ領域Ｒnavから横隔膜の位置を検出するためのデータを収集し、更に、肝臓１３ａの画像データを収集するためのスキャンである。
次に、ＭＲＩ装置１の処理フローについて説明する。

図４は、ＭＲＩ装置１の処理フローを示す図である。
ステップＳ１では、ナビゲータ領域Ｒnavを設定するときに使用されるスカウト画像を得るためのスカウトスキャンが実行される。スカウトスキャンは、３Ｄ（Dimension）イメージングのためのパルスシーケンスによって被検体をスキャンする３Ｄスキャンである。したがって、スカウトスキャンを実行することにより、肝臓１３ａを含む撮影部位から、三次元のスカウト画像（以下、「３Ｄスカウト画像」と呼ぶ。）を作成するための磁気共鳴信号を収集することができる。磁気共鳴信号は、受信コイル５（図１参照）で受信され、受信器９に送信される。受信器９は、受信コイル５から伝送された信号に対して、デジタル処理を含む所定の信号処理を行い、中央処理装置１０に出力する。中央処理装置１０では、三次元画像データ算出手段１０１が、受信器９から得られた信号に基づいて、撮影部位の３Ｄスカウト画像のデータを求める（図５参照）。

図５（ａ）は、肝臓１３ａを含む撮影部位の３Ｄスカウト画像ＢＳを概略的に示す図、図５（ｂ）は、３Ｄスカウト画像ＢＳの所定のコロナル断面における画像の一例を示す図である。

図５に示す記号Ｒ−Ｌ、Ｓ−Ｉ、およびＡ−Ｐは、それぞれ、ＲＬ方向（左右方向）、ＳＩ方向（上下方向）、およびＡＰ方向（前後方向）を表している。３Ｄスカウト画像ＢＳのデータを求めた後、ステップＳ２に進む。

ステップＳ２では、フィルタ処理手段１０３（図１参照）が、３Ｄスカウト画像ＢＳのデータに対して、フィルタ処理を行い、ノイズを除去する。フィルタ処理には、例えば、３Ｄメジアンフィルタなどを使用することができる。フィルタ処理を実行した後、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、しきい値処理手段１０４（図１参照）が、フィルタ処理された３Ｄスカウト画像ＢＳのデータに対して、肝臓よりも信号値の大きい組織を除去するためのしきい値処理を実行する。

図６は、しきい値処理の説明図である。
図６（ａ）は、しきい値処理により得られた３Ｄスカウト画像ＢＳ′を概略的に示す図、図６（ｂ）は、３Ｄスカウト画像ＢＳ′の所定のコロナル断面における画像の一例を示す図である。

図６（ｂ）では、しきい値処理により除去された組織が黒色で示されている。しきい値処理により、肝臓よりも信号値の大きい組織（例えば、小腸）を除去することができる。尚、肝臓よりも信号値の大きい組織を除去するときに使用されるしきい値は、デフォルト値として予め記憶しておいてもよいし、スカウト画像ＢＳの信号値に基づいて計算してもよい。しきい値処理を実行した後、ステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、投影手段１０５（図１参照）が、しきい値処理により得られた３Ｄスカウト画像ＢＳ′（図６参照）をコロナル面およびサジタル面に投影し、コロナル面に投影された２次元の投影画像（以下、「２Ｄコロナル投影画像」と呼ぶ）のデータと、サジタル面に投影された２次元の投影画像（以下、「２Ｄサジタル投影画像」と呼ぶ）のデータとを作成する（図７参照）。

図７は、２Ｄコロナル投影画像Ｉcoと、２Ｄサジタル投影画像Ｉsaとを示す一例である。

第１の実施形態では、２Ｄコロナル投影画像Ｉcoは、３Ｄスカウト画像のボクセルの積分値をコロナル面に投影することにより作成されており、２Ｄサジタル投影画像Ｉsaは、３Ｄスカウト画像のボクセルの積分値をサジタル面に投影することにより作成されている。２Ｄコロナル投影画像Ｉcoのデータおよび２Ｄサジタル投影画像Ｉsaのデータを作成した後、ステップ５に進む。

ステップＳ５では、２Ｄコロナル投影画像Ｉcoのデータと、２Ｄサジタル投影画像Ｉsaのデータとに基づいて、ナビゲータ領域Ｒnav（図２参照）を設定するときの基準位置として使用されるナビゲータトラッカーを位置決めする。第１の実施形態では、ナビゲータトラッカーは、横隔膜１３ｂの付近に位置決めされる。以下に、ナビゲータトラッカーを、横隔膜１３ｂの付近に位置決めする方法について説明する。

図８〜図１５は、ナビゲータトラッカーを位置決めする方法の説明図である。
先ず、２Ｄコロナル投影画像Ｉcoに対して、ナビゲータトラッカーの位置を決定する。

図８は、２Ｄコロナル投影画像Ｉcoに対して、ナビゲータトラッカーの位置を決定するときのフローを示す図である。

ステップＳ５１では、一次元投影データ算出手段１０６（図１参照）が、２Ｄコロナル投影画像Ｉcoを所定の投影方向に投影し、一次元の投影データを求める（図９参照）。

図９は、作成された一次元の投影データの一例を示す図である。
第１の実施形態では、２つの１Ｄ投影データＤＣsiおよびＤＣrlを作成する。

１Ｄ投影データＤＣsiは、２Ｄコロナル投影画像ＩcoをＲＬ方向に沿う投影方向Ａ（又はＡ′）に投影することにより得られる一次元の投影データである。第１の実施形態では、１Ｄ投影データＤＣsiは、２Ｄコロナル投影画像ＩcoのＲＬ方向に並ぶピクセルの積分値を投影方向Ａ（又はＡ′）に投影することにより作成されている。１Ｄ投影データＤＣsiによって、ＳＩ方向のデータ値の変化を知ることができる。

一方、１Ｄ投影データＤＣrlは、２Ｄコロナル投影画像ＩcoをＳＩ方向に沿う投影方向Ｂ（又はＢ′）に投影することにより得られる一次元の投影データである。第１の実施形態では、１Ｄ投影データＤＣrlは、２Ｄコロナル投影画像ＩcoのＳＩ方向に並ぶピクセルの積分値を投影方向Ｂ（又はＢ′）に投影することにより作成されている。１Ｄ投影データＤＣrlによって、ＲＬ方向のデータ値の変化を知ることができる。
１Ｄ投影データＤＣsiおよびＤＣrlとを作成した後、ステップＳ５２に進む。

ステップＳ５２では、検出手段１０８（図１参照）が、１Ｄ投影データＤＣsiの中から、データ値が急激に減少し再び増加する谷の部分を検出する（図１０参照）。

図１０は、１Ｄ投影データＤＣsiの中から、データ値が急激に減少し再び増加する谷の部分Ｐｖを検出した様子を示す図である。

第１の実施形態では、ステップＳ３のしきい値処理（図４参照）によって、肝臓よりも高信号の組織の大部分は除去されているので、１Ｄ投影データＤＣsiにおいてデータ値の大きい部分は、肝臓であると考えることができる。また、横隔膜の付近のデータ値は比較的小さい値になる。したがって、１Ｄ投影データＤＣsiのデータ値が肝臓側から肺側に移動するにつれてどのように変化するかを調べていき、データ値が急激に減少し再び増加する谷の部分Ｐｖを検出することにより、横隔膜の付近を横切るラインＬ１を規定することができる。ラインＬ１によって、ナビゲータトラッカーのＳＩ方向に関する位置を特定することができる。

しかし、ラインＬ１は、ＲＬ方向に被検体を横切っているので、ラインＬ１のみでは、ナビゲータトラッカーのＲＬ方向に関する位置を特定することができない。そこで、ナビゲータトラッカーのＲＬ方向に関する位置を特定するために、ステップＳ５３に進む。

ステップＳ５３では、検出手段１０８（図１参照）が、１Ｄ投影データＤＣrlの中から、データ値が最大となるピークの部分を検出する。

図１１は、１Ｄ投影データＤＣrlの中から、データ値が最大となるピークの部分Ｐｍを検出した様子を示す図である。

第１の実施形態では、ステップＳ３のしきい値処理によって、肝臓よりも高信号の組織の大部分は除去されているので、１Ｄ投影データＤＣrlにおいてデータ値の大きい部分は、肝臓であると考えることができる。したがって、１Ｄ投影データＤＣrlの中から、データ値が最大となるピークの部分Ｐｍを検出することにより、肝臓を横切るラインＬ２を規定することができる。ラインＬ２によって、ナビゲータトラッカーのＲＬ方向に関する位置を特定することができる。

ナビゲータトラッカー決定手段１０９（図１参照）は、ラインＬ１とＬ２との交点を、ナビゲータトラッカーＮＴ１の位置と決定する。このようにして、２Ｄコロナル投影画像Ｉcoに対して、ナビゲータトラッカーＮＴ１を位置決めすることができる。したがって、ナビゲータトラッカーＴＮ１によって、ＲＬ方向およびＳＩ方向に関して、ナビゲータ領域Ｒnav（図２参照）を位置決めすることができる。しかし、ナビゲータトラッカーＮＴ１は、２Ｄコロナル投影画像Ｉcoに位置決めされているので、ナビゲータトラッカーＮＴ１のＡＰ方向の位置は、特定されていない。したがって、ナビゲータトラッカーＮＴ１だけでは、ナビゲータ領域ＲnavをＡＰ方向に位置決めすることができない。そこで、ナビゲータ領域ＲnavをＡＰ方向にも位置決めすることができるようにするため、２Ｄサジタル投影画像Ｉsa（図７参照）に対しても、ナビゲータトラッカーの位置を決定する。

図１２は、２Ｄサジタル投影画像Ｉsaに対して、ナビゲータトラッカーの位置を決定するときのフローを示す図である。

ステップＳ５０１では、一次元投影データ算出手段１０６（図１参照）が、２Ｄサジタル投影画像Ｉsaを所定の投影方向に投影し、一次元の投影データを作成する（図１３参照）。

図１３は、作成された一次元の投影データの一例を示す図である。
第１の実施形態では、２つの１Ｄ投影データＤＳsiおよびＤＳapを作成する。

１Ｄ投影データＤＳsiは、２Ｄサジタル投影画像ＩsaをＡＰ方向に沿う投影方向Ｃ（又はＣ′）に投影することにより得られる一次元の投影データである。第１の実施形態では、１Ｄ投影データＤＳsiは、２Ｄサジタル投影画像ＩsaのＡＰ方向に並ぶピクセルの積分値を投影方向Ｃ（又はＣ′）に投影することにより作成されている。１Ｄ投影データＤＳsiによって、ＳＩ方向のデータ値の変化を知ることができる。尚、１Ｄ投影データＤＳsiは、１Ｄ投影データＤＣsiと同じデータになる。

一方、１Ｄ投影データＤＳapは、２Ｄサジタル投影画像ＩsaをＳＩ方向に沿う投影方向Ｂ（又はＢ′）に投影することにより得られる一次元の投影データである。第１の実施形態では、１Ｄ投影データＤＳapは、２Ｄサジタル投影画像ＩsaのＳＩ方向に並ぶピクセルの積分値を投影方向Ｂ（又はＢ′）に投影することにより作成されている。１Ｄ投影データＤＳapによって、ＡＰ方向のデータ値の変化を知ることができる。
１Ｄ投影データＤＳsiおよびＤＳapとを作成した後、ステップＳ５０２に進む。

ステップＳ５０２では、検出手段１０８（図１参照）が、１Ｄ投影データＤＳsiのデータ値がどのように変化するかを調べていき、１Ｄ投影データＤＳsiの中から、データ値が急激に減少し再び増加する谷の部分を検出する（図１４参照）。

図１４は、１Ｄ投影データＤＳsiの中から、データ値が急激に減少し再び増加する谷の部分Ｐｗを検出した様子を示す図である。

第１の実施形態では、ステップＳ３のしきい値処理（図４参照）によって、肝臓よりも高信号の組織の大部分は除去されているので、１Ｄ投影データＤＳsiにおいてデータ値の大きい部分は、肝臓であると考えることができる。また、横隔膜の付近のデータ値は比較的小さい値になる。したがって、１Ｄ投影データＤＳsiのデータ値が肝臓側から肺側に移動するにつれてどのように変化するかを調べていき、データ値が急激に減少し再び増加する谷の部分Ｐｗを検出することにより、横隔膜の付近を横切るラインＬ１１を規定することができる。ラインＬ１１によって、ナビゲータトラッカーのＳＩ方向に関する位置を特定することができる。

しかし、ラインＬ１１は、ＡＰ方向に被検体を横切っているので、ラインＬ１１のみでは、ナビゲータトラッカーのＡＰ方向に関する位置を特定することができない。そこで、ナビゲータトラッカーのＡＰ方向に関する位置を特定するために、ステップＳ５０３に進む。

ステップＳ５０３では、検出手段１０８（図１参照）は、１Ｄ投影データＤＳapの中から、データ値が最大となるピークの部分を検出する。

図１５は、１Ｄ投影データＤＳapの中から、データ値が最大となるピークの部分Ｐｎを検出した様子を示す図である。

第１の実施形態では、ステップＳ３のしきい値処理によって、肝臓よりも高信号の組織の大部分は除去されているので、１Ｄ投影データＤＳapにおいてデータ値の大きい部分は、肝臓であると考えることができる。したがって、１Ｄ投影データＤＳapのデータ値が最大となるピークの部分Ｐｎを検出することにより、肝臓を横切るラインＬ２１を規定することができる。ラインＬ２１によって、ナビゲータトラッカーのＡＰ方向に関する位置を特定することができる。

ナビゲータトラッカー決定手段１０９（図１参照）は、ラインＬ１１とＬ２１との交点を、ナビゲータトラッカーＮＴ２の位置と決定する。

ナビゲータトラッカー決定手段１０９が決定したナビゲータトラッカーＮＴ１およびＮＴ２によって、ＲＬ方向、ＳＩ方向、およびＡＰ方向についてナビゲータ領域Ｒnavの位置が決定される。また、第１の実施形態では、ナビゲータ領域ＲnavのＲＬ方向、ＳＩ方向、およびＡＰ方向の長さは、事前に決められている。したがって、ＲＬ方向、ＳＩ方向、およびＡＰ方向についてナビゲータ領域Ｒnavの位置を決定することによって、図２に示すように、ナビゲータ領域Ｒnavを設定することができる。

尚、図１５では、１Ｄ投影データＤＳapには、ピークの部分Ｐｎとは異なる位置に、データ値が急激に増加し再び減少する山の部分Ｐｓが現れる。山の部分Ｐｓのデータ値は、かなり大きな値を有しているので、被検体によっては、山の部分Ｐｓにおけるデータ値が、ピークの部分Ｐｎにおけるデータ値よりも大きくなる可能性がある。この場合、検出手段１０８（図１参照）は、山の部分Ｐｓを、データ値が最大となるピークの部分として検出してしまい、ラインＬ１１とＬ２２との交点が、ナビゲータトラッカーＮＴ３の位置と決定される。しかし、ナビゲータトラッカーＮＴ３は、肝臓や横隔膜から離れているので、ナビゲータトラッカーＮＴ３に基づいてナビゲータ領域Ｒnavを設定してしまうと、被検体の呼吸の動きを正しく検出することができなくなる。そこで、山の部分Ｐｓが、データ値が最大となるピークの部分Ｐｎとして検出される恐れがある場合は、山の部分ＰｓのＡＰ方向の座標値と、ピークの部分ＰｎのＡＰ方向の座標値とを比較すればよい。ピークの部分Ｐｎは腹部側に位置しているが、山の部分Ｐｓは背中側に位置しているので、ＡＰ方向の座標値を比較することによって、ピークの部分Ｐｎおよび山の部分Ｐｓのうち、どちらが腹部側に位置しているかを判断することができる。したがって、山の部分Ｐｓが、データ値が最大となるピークの部分Ｐｎとして誤検出されないようにすることができる。

ナビゲータ領域Ｒnavが設定されたら、ステップＳ６に進む。ステップＳ６では、オペレータが、撮影対象である肝臓１３ａにスライスを設定し（図示せず）、本スキャン（図３参照）を実行する。本スキャンでは、ナビゲータ領域Ｒnavから横隔膜の位置を検出するためのデータと、肝臓１３ａの画像データとを収集するためのスキャンが行われる。このようにして、図４に示すフローが終了する。

第１の実施形態では、ナビゲータトラッカーＮＴ１およびＮＴ２を求めるために、先ず、しきい値処理により得られた３Ｄスカウト画像ＢＳ′（図６参照）をコロナル面およびサジタル面に投影し、２Ｄコロナル投影画像Ｉcoおよび２Ｄサジタル投影画像Ｉsaを作成している。（図７参照）。肝臓の信号値は大きいので、このような３Ｄから２Ｄへの変換を行っても、２Ｄコロナル投影画像Ｉcoおよび２Ｄサジタル投影画像Ｉsaに、肝臓の情報を保持させることができる。第１の実施形態では、作成された２Ｄコロナル投影画像Ｉcoから、１Ｄ投影データＤＣsiおよびＤＣrlを作成する（図９参照）。１Ｄ投影データＤＣsiは、横隔膜の付近でデータ値が急激に低下し、１Ｄ投影データＤＣrlは、肝臓でデータ値が最大となるので、ナビゲータトラッカーＮＴ１の位置を求めることができる。また、作成された２Ｄサジタル投影画像Ｉsaから１Ｄ投影データＤＳsiおよびＤＳapを作成する（図１３参照）。１Ｄ投影データＤＳsiは、横隔膜の付近でデータ値が急激に低下し、１Ｄ投影データＤＳapは、肝臓でデータ値が最大となるので、ナビゲータトラッカーＮＴ２の位置を求めることができる。したがって、ナビゲータトラッカーＮＴ１およびＮＴ２を求めることができるので、ナビゲータ領域Ｒnavを自動で設定することができる。

尚、第１の実施形態では、２Ｄコロナル投影画像Ｉcoおよび２Ｄサジタル投影画像Ｉsaは、積分値が投影された画像であるが、肝臓の情報を保持させることができるのであれば、最大値、平均値、又は最小値など、積分値以外の値を投影してもよい。同様に、２Ｄコロナル投影画像Ｉcoおよび２Ｄサジタル投影画像Ｉsaから作成される１Ｄ投影データについても、最大値、平均値、又は最小値など、積分値以外の値を投影してもよい。

第１の実施形態では、しきい値処理により得られた３Ｄスカウト画像ＢＳ′（図６参照）をコロナル面およびサジタル面に投影している。しかし、肝臓の情報を保持させることができるのであれば、コロナル面およびサジタル面とは異なる別の面に投影し、別の面に投影された２Ｄ投影画像を作成してもよい。

また、第１の実施形態では、２Ｄコロナル投影画像Ｉcoを投影方向Ａ（又はＡ′）およびＢ（又はＢ′）に投影し、２Ｄサジタル投影画像Ｉsaを投影方向Ｃ（又はＣ′）およびＢ（又はＢ′）に投影することにより、１Ｄ投影データを作成している。しかし、横隔膜の付近を特定できるのであれば、投影方向は、別の方向であってもよい。

第１の実施形態では、３Ｄスカウト画像ＢＳ（図５参照）に対して、フィルタ処理およびしきい値処理を実行している。しかし、ナビゲータトラッカーの位置決めができるのであれば、フィルタ処理およびしきい値処理のうちの一方の処理又は両方の処理は実行しなくてもよい。

第１の実施形態では、２Ｄコロナル投影画像Ｉcoおよび２Ｄサジタル投影画像Ｉsaを求めている。しかし、ナビゲータ領域Ｒnavを設定することができるのであれば、２Ｄコロナル投影画像Ｉcoおよび２Ｄサジタル投影画像Ｉsaのうちの一方の投影画像は求めなくてもよい。

第１の実施形態では、ナビゲータ領域Ｒnavは柱状であるが、別の形状（例えば、平面形状）であってもよい。また、ナビゲータ領域Ｒnavは、肝臓１３ａ、横隔膜１３ｂ、および肺１３ｃに跨るように設定されているが、撮影条件などに応じて、別の位置に設定してもよい。

第１の実施形態では、ナビゲータトラッカーＮＴ１およびＮＴ２は、２本のラインの交点として求められている。しかし、ナビゲータトラッカーＮＴ１およびＮＴ２を、例えば、直線、平面、又は立体として求めてもよい。

（２）第２の実施形態
図１６は、第２の実施形態のＭＲＩ装置２００を示す図である。

第２の実施形態のＭＲＩ装置２００は、中央処理装置１０が、スライス設定手段１１０および許容範囲設定手段１１４を有しているが、その他の構成要素は、第１の実施形態と同じである。したがって、第２の実施形態の説明に当たっては、スライス設定手段１１０および許容範囲設定手段１１４を主に説明する。

スライス設定手段１１０は、二次元投影画像データ算出手段１０２が算出した二次元投影画像データに基づいて、スライスを設定する。スライス設定手段１１０は、輪郭強調手段１１１と、検出手段１１２と、スライス位置決定手段１１３とを有している。

輪郭強調手段１１１は、二次元投影画像データ算出手段１０２が算出した二次元投影画像データに基づいて、肝臓の輪郭が強調された輪郭強調画像のデータを求める。

検出手段１１２は、輪郭強調画像のデータに基づいて、肝臓の最上部と最下部とを検出する。

スライス位置決定手段１１３は、肝臓の最上部と最下部とに基づいて、スライス位置を決定する。

中央処理装置１０は、スライス設定手段１１０および許容範囲設定手段１１４の一例であり、所定のプログラムを実行することにより、これらの手段として機能する。

次に、第２の実施形態のＭＲＩ装置２００の処理フローについて説明する。
図１７は、第２の実施形態のＭＲＩ装置２００の処理フローを示す図である。

尚、ステップＳ１〜ステップＳ５は、第１の実施形態と同じであるので、説明は省略する。ステップＳ５においてナビゲータ領域Ｒnavを設定した後、ステップＳ６に進む。

ステップＳ６では、スライス設定手段１１０（図１６参照）が、二次元投影画像データ算出手段１０２が算出した２Ｄコロナル投影画像Ｉcoおよび２Ｄサジタル投影画像Ｉsa（図７参照）のデータに基づいて、スライスを設定する。スライスを設定するために、ステップＳ６は、ステップＳ６１、Ｓ６２、およびＳ６３を有している。以下に、ステップＳ６１、Ｓ６２、およびＳ６３について説明する。

ステップＳ６１は、輪郭強調手段１１１（図１６参照）が、２Ｄコロナル投影画像Ｉcoのデータに基づいて、肝臓の輪郭が強調された輪郭強調画像のデータを求める。第１の実施形態では、輪郭強調画像として、２Ｄコロナル投影画像Ｉcoの微分画像を作成する（図１８参照）。

図１８は、２Ｄコロナル投影画像Ｉcoの微分画像ＩＤcoの一例を示す図である。
微分画像ＩＤcoは、ソーベルフィルタ（Sobel filter）などを用いることにより得ることができる。微分画像ＩＤcoにより、肝臓の輪郭を強調することができる。微分画像ＩＤcoを求めた後、ステップＳ６２に進む。

ステップＳ６２では、検出手段１１２（図１６参照）が、微分画像ＩＤcoに基づいて、肝臓の最上部と最下部とを検出する。

図１９は、肝臓の最上部と最下部とを検出する方法の説明図である。
検出手段１１２は、先ず、２Ｄコロナル投影画像Ｉcoの微分画像ＩＤcoに基づいて、肝臓の特徴点Ｆを決定する。特徴点Ｆは、例えば、ＳＳＭ（Statistical Shape
Model）などの形状モデルを用いて特定することができる。

尚、特徴点Ｆの位置を決定する場合、ステップＳ５で求めたナビゲータトラッカーＮＴ１のＳＩ方向の座標値をしきい値として用いてもよい。ナビゲータトラッカーＮＴ１は、肝臓と肺との間の腹膜の付近に位置決めされているので、特徴点ＦのＳＩ方向の座標値が、ナビゲータトラッカーＮＴ１のＳＩ方向の座標値よりも大きい場合は、肝臓の特徴点としては、不適切であると考えられる。したがって、特徴点ＦのＳＩ方向の座標値と、ナビゲータトラッカーＮＴ１のＳＩ方向の座標値とを比較し、特徴点ＦのＳＩ方向の座標値の方が大きい場合は、肝臓の特徴点を計算し直すことにより、肝臓の特徴点Ｆの位置の精度を高めることができる。

肝臓の特徴点Ｆを決定したら、各特徴点ＦのＳＩ方向の座標値に基づいて、肝臓の最上部と最下部とを求める。肝臓の最上部は、各特徴点ＦのＳＩ方向の座標値の最大値に基づいて求めることができ、肝臓の最下部は、各特徴点ＦのＳＩ方向の座標値の最小値に基づいて求めることができる。肝臓の最上部と最下部とを決定した後、ステップＳ６３に進む。

ステップＳ６３では、スライス位置決定手段１１３（図１６参照）が、肝臓の最上部および最下部に基づいて、スライス位置を決定する（図２０参照）。

図２０は、スライスＳを示す図である。
スライスＳの位置は、肝臓の最上部から最下部の領域を覆うように決定される。このようにして、スライスＳを設定することができる。スライスＳを設定した後、ステップＳ９に進む。

ステップＳ７では、ステップＳ５で求めたナビゲータトラッカーＮＴ１およびＮＴ２のＳＩ方向の座標値に基づいて、横隔膜の許容範囲ＡＷを設定する（図２１参照）。

図２１は、横隔膜の許容範囲ＡＷの一例を示す図である。
横隔膜の許容範囲ＡＷは、後述するステップＳ１０においてイメージングシーケンスＩＳ（後述する図２２（ｂ）参照）を実行するか否かの判断に使用されるものである。横隔膜の許容範囲ＡＷは、ナビゲータトラッカーＮＴ１（又はＮＴ２）のＳＩ方向の座標値を基準にして、例えば、数ｍｍ〜１ｃｍの範囲とすることができる。横隔膜の許容範囲ＡＷを設定した後、ステップＳ８に進む。

ステップＳ８では、本スキャンを実行する。
図２２は、本スキャンの説明図である。

図２２（ａ）は、本スキャンで実行されるシーケンスを示す図、図２２（ｂ）は、スライスＳと、ナビゲータ領域Ｒnavとを示した図である。

本スキャンでは、ナビゲータシーケンスＮＡＶと、イメージングシーケンスＩＳとが実行される。ナビゲータシーケンスＮＡＶは、ナビゲータ領域Ｒnavから、横隔膜の位置を検出するためのナビゲータエコーを収集するシーケンスである。イメージングシーケンスＩＳは、スライスＳが設定された領域（肝臓など）の画像データを収集するシーケンスである。

本スキャンでは、ナビゲータシーケンスＮＡＶにより横隔膜の位置を検出し、検出した横隔膜の位置が許容範囲ＡＷに含まれていない場合、再びナビゲータシーケンスＮＡＶを実行する。検出された横隔膜の位置が許容範囲ＡＷに含まれている場合、イメージングシーケンスＩＳを実行する。上記の手順を繰り返し、ｋ空間を埋めるのに必要なデータが収集されたら、フローを終了する。

第２の実施形態では、検出された横隔膜の位置が許容範囲ＡＷに含まれている場合イメージングシーケンスＩＳを実行するので、横隔膜がほぼ同じような位置に変位したときにデータを収集することができ、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２の実施形態では、検出された横隔膜の位置が許容範囲ＡＷに含まれるまでナビゲータシーケンスＮＡＶを繰返し実行し、検出された横隔膜の位置が許容範囲ＡＷに含まれたときに、イメージングシーケンスＩＳを実行しているが、別の方法として、例えば、ナビゲータシーケンスＮＡＶとイメージングシーケンスＩＳとを一回ずつ交互に繰返し実行してもよい。この場合、横隔膜の位置の検出と、肝臓のデータの収集とが交互に行われるが、検出された横隔膜の位置が許容範囲ＡＷに含まれていない場合は、その直後に収集された肝臓のデータはｋ空間を埋めるデータとしては採用せず、一方、検出された横隔膜の位置が許容範囲ＡＷに含まれている場合は、その直後に収集された肝臓のデータはｋ空間を埋めるデータとして採用される。このように、ナビゲータシーケンスＮＡＶとイメージングシーケンスＩＳとを一回ずつ交互に繰返し実行しても、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。

第２の実施形態では、２Ｄコロナル投影画像Ｉcoの微分画像ＩＤcoを作成することによって、肝臓の輪郭が求められる。肝臓の輪郭を求めることによって、肝臓の特徴点Ｆを決定することができるので、特徴点Ｆの座標値から、肝臓の最上部および最下部を検出することができる。したがって、肝臓の全体に渡ってスライスＳを位置決めすることができるので、肝臓の画像データを収集することができる。

尚、ステップＳ７で横隔膜の許容範囲ＡＷを設定する前に、ナビゲータトラッカーＮＴ１又はＮＴ２の位置を、特徴点Ｆ（図１９参照）に基づいて、微調整してもよい。特徴点Ｆは肝臓の輪郭に位置しているので、ナビゲータトラッカーＮＴ１又はＮＴ２の位置を特徴点Ｆ（図１９参照）に基づいて微調整することにより、ナビゲータトラッカーＮＴ１又はＮＴ２の位置を、肝臓の撮影に更に適した位置に移動させることができる。

第２の実施形態では、肝臓の輪郭が強調された輪郭強調画像のデータを求めるために、２Ｄコロナル投影画像Ｉcoの微分画像ＩＤcoを作成している。しかし、肝臓の輪郭を強調することができるのであれば、２Ｄコロナル投影画像Ｉcoの微分画像ＩＤcoの代わりに、２Ｄサジタル投影画像Ｉsaの微分画像を作成してもよい。また、２Ｄコロナル投影画像Ｉcoおよび２Ｄサジタル投影画像Ｉsaの両方の微分画像を作成してもよい。更に、肝臓の輪郭を強調することができるのであれば、微分画像とは別の画像を求めてもよい。

第１および第２の実施形態では、被検体の体動に伴って変位する第１の部位の例として、横隔膜が示されている。しかし、被検体の体動に伴って変位する部位であれば、横隔膜以外の別の部位（例えば、体表など）であってもよい。また、被検体の体動に伴って変位する第２の部位の例として、肝臓が示されている。しかし、被検体の体動に伴って変位する部位であれば、肝臓以外の別の部位（例えば、心臓など）であってもよい。

１、２００ ＭＲＩ装置
２ 磁場発生装置
３ テーブル
４ クレードル
５ 受信コイル
６ シーケンサ
７ 送信器
８ 勾配磁場電源
９ 受信器
１０ 中央処理装置
１１ 入力装置
１２ 表示装置
１３ 被検体
１４ 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
１０１ 三次元画像データ算出手段
１０２ 二次元投影画像データ算出手段
１０３ フィルタ処理手段
１０４ しきい値処理手段
１０５ 投影手段
１０６ 一次元投影データ算出手段
１０７ ナビゲータ領域設定手段
１０８、１１２ 検出手段
１０９ ナビゲータトラッカー決定手段
１１０ スライス設定手段
１１１ 輪郭強調手段
１１３ スライス位置決定手段
１１４ 許容範囲設定手段

Claims (18)

1. 被検体の体動に伴って変位する第１の部位を含むナビゲータ領域を設定し、前記ナビゲータ領域から、前記第１の部位の位置を検出するためのデータを収集する磁気共鳴イメージング装置であって、
   前記第１の部位を含む領域に対して３Ｄスキャンを実行するスキャン手段と、
   前記３Ｄスキャンにより収集された磁気共鳴信号に基づいて、前記第１の部位を含む領域の三次元画像のデータを求める三次元画像データ算出手段と、
   前記三次元画像のデータに基づいて、所定の投影面に投影された二次元投影画像のデータを求める二次元投影画像データ算出手段と、
   前記二次元投影画像のデータを所定の投影方向に投影し、一次元投影データを求める一次元投影データ算出手段と、
   前記一次元投影データに基づいて、前記ナビゲータ領域を設定するナビゲータ領域設定手段と、を有する磁気共鳴イメージング装置。
2. 前記二次元投影画像データ算出手段は、
   前記三次元画像のデータに対して所定の処理を実行し、前記所定の処理が実行された前記三次元画像のデータを、前記所定の投影面に投影する、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
3. 前記所定の処理は、ノイズを除去するためのフィルタ処理である、請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
4. 前記所定の処理は、所定のしきい値よりも大きい信号値を有する組織を除去するためのしきい値処理である、請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
5. 前記二次元投影画像データ算出手段は、
   前記三次元画像のデータに対して、ノイズを除去するためのフィルタ処理を実行するフィルタ処理手段と、
   前記フィルタ処理が実行された前記三次元画像のデータに対して、所定のしきい値よりも大きい信号値を有する組織を除去するためのしきい値処理を実行するしきい値処理手段と、
   前記しきい値処理が実行された前記三次元画像のデータを、前記所定の投影面に投影する投影手段と、
   を有する、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
6. 前記ナビゲータ領域設定手段は、
   前記一次元投影データの中から、前記一次元投影データの谷の位置又はピークの位置を検出する第１の検出手段と、
   前記一次元投影データの谷の位置又はピークの位置に基づいて、前記ナビゲータ領域を設定するときの基準位置として使用されるナビゲータトラッカーの位置を決定するナビゲータトラッカー決定手段と、
   を有する、請求項１〜５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。
7. 前記スキャン手段は、
   前記第１の部位を含む領域のスカウト画像のデータを収集するためのスカウトスキャンと、
   前記ナビゲータ領域設定手段により設定された前記ナビゲータ領域から前記第１の部位の位置を検出するためのデータと、前記被検体の体動に伴って変位する第２の部位の画像データとを収集するための本スキャンと、
   を実行し、
   前記３Ｄスキャンは、前記スカウトスキャンとして実行される、請求項１〜６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。
8. 前記スカウト画像は、前記第１の部位と前記第２の部位とを含む領域の画像である、請求項７に記載の磁気共鳴イメージング装置。
9. 前記二次元投影画像データに基づいて、スライスを設定するスライス設定手段を有する、請求項７又は８に記載の磁気共鳴イメージング装置。
10. 前記スライス設定手段は、
    前記二次元投影画像データに基づいて、前記第２の部位の輪郭が強調された輪郭強調画像のデータを求める輪郭強調手段と、
    前記輪郭強調画像のデータに基づいて、前記第２の部位の最上部と最下部とを検出する第２の検出手段と、
    前記第２の部位の最上部と最下部とに基づいて、スライス位置を決定するスライス位置決定手段と、
    を有する請求項９に記載の磁気共鳴イメージング装置。
11. 前記輪郭強調画像は、前記二次元投影画像の微分画像である、請求項１０に記載の磁気共鳴イメージング装置。
12. 前記スカウト画像のデータに基づいて、前記第１の部位の許容範囲を設定する許容範囲設定手段を有する、請求項１１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
13. 前記本スキャンでは、
    検出された前記第１の部位の位置が、前記許容範囲に含まれていない場合、前記第１の部位の位置の検出を再び行い、
    検出された前記第１の部位の位置が、前記許容範囲に含まれている場合、前記第２の部位の画像データを収集する、請求項１２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
14. 前記本スキャンは、
    前記ナビゲータ領域から前記第１の部位の位置を検出するためのナビゲータシーケンスと、
    前記第２の部位の画像データを収集するためのイメージングシーケンスと、
    を有している、請求項１３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
15. 前記所定の投影面は、コロナル面又はサジタル面であり、
    前記所定の投影方向は、左右方向に沿う第１の投影方向、上下方向に沿う第２の投影方向、又は前後方向に沿う第３の投影方向である、請求項７〜１４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。
16. 前記二次元投影画像データ算出手段は、
    前記三次元画像のデータに基づいて、コロナル面に投影された二次元コロナル投影画像のデータと、サジタル面に投影された二次元サジタル投影画像のデータとを求め、
    前記一次元投影データ算出手段は、
    前記二次元コロナル投影画像のデータを前記第１の投影方向および前記第２の投影方向に投影し、前記二次元サジタル投影画像のデータを前記第２の投影方向および前記第３の投影方向に投影する、請求項１５に記載の磁気共鳴イメージング装置。
17. 前記第１の部位は横隔膜である、請求項１〜１６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。
18. 前記第２の部位は肝臓である、請求項７〜１６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。