JP6008839B2 - 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

Description

本発明は、被検体中の水素や燐等からの核磁気共鳴（以下、ＮＭＲという）信号を測定し、核の密度分布や緩和時間分布等を画像化する磁気共鳴イメージング（以下、ＭＲＩという）装置に関する。

ＭＲＩ装置を用いた胸部や腹部の撮像では、しばしば呼吸動に起因するアーチファクトが問題となる。呼吸動のアーチファクトを防止するための方法としては、例えば特許文献１に記載されているように、息止め撮像方法や、ナビゲートシーケンスを用いる方法がある。

息止め撮像は、最も簡便な方法であり、広く臨床に用いられている。息止め撮像は、１回の撮像時間が息止め可能な時間（長くて１５秒程度）に制限されるため、マルチスライス撮像など撮像時間が長い場合には、複数回の息止め撮像に分割される。

ナビゲートシーケンスを用いる方法は、息止めせずに横隔膜の位置をナビゲートシーケンスでモニターし、横隔膜の位置が所定のゲートウインドウに含まれた期間に撮像シーケンスを実行する方法や、横隔膜の位置をナビゲートシーケンスでモニターし、所定の位置に到達したときに、被検体に息止めを指示し、息止め期間中に撮像シーケンスを実行する方法が知られている。これらの場合も、撮像シーケンスは、画像再構成に必要な所定数のエコー信号が得られるまで複数回に分割して行われる。

また、特許文献１には、ナビゲートシーケンスで検出した横隔膜の位置が所定のゲートウインドウ内に入ったことが確認された後、撮像シーケンスを実行する方法や、撮像シーケンスの最中にも簡易的な体動モニターを実行して横隔膜の位置がゲートウインドウ内にあることを確認する方法や、撮像シーケンスの前のみならず直後にも横隔膜の位置を検出して横隔膜の位置がゲートウインドウ内にあることを確認する方法が開示されている。これにより、ゲートウインドウ外での撮像シーケンスの実行を防止し、エコー信号の取得効率を向上させている。

また、ゲートウインドウ外で実行された撮像シーケンスのエコー信号は、廃棄して画像再構成には使用しない。さらに特許文献１には、上記方法と組み合わせて、第１回目と第２回目の撮像シーケンスの直前の横隔膜の位置にずれがある場合には、それに応じてスライス位置を変更して同じ位置を撮像することも開示されている。

また、特許文献１には、ナビゲートシーケンスではなく、外部センサーで呼吸動をモニターし、息止め（呼吸動の停止）を確認して撮像シーケンスを実行する方法も開示されている。この方法は、外部センサーを用いるため、撮像シーケンスの最中にも呼吸動をモニターし、呼吸動の乱れを検出した場合にはアラームを表示することもできる。

息止めの位置ずれ量を検出し、これに応じて撮像時にスライス位置等を変更する技術は、例えば特許文献２、３に開示されている。

特開２００７−２９２５０号公報 特開２００８−１４８９１８号公報 特開２００７−７５３８７号公報

上記従来の撮像方法は、いずれも、横隔膜が所定のゲートウインドウ内に位置する場合に得られたエコー信号のみを画像再構成に使用するため、画像再構成に必要な数のエコー信号が得られるまでの撮像時間が長くかかるという問題がある。また、横隔膜が所定のゲートウインドウ内に位置する状態で息止めする方法は、息止めしない場合より撮像時間が短縮されるが、ゲートウインドウ内に横隔膜が位置するように息止めする動作を複数回繰り返さなければならない。息を吸う途中で止めるのが楽か、吐く途中で止めるのが楽か、また、どの位置で止めるのが楽かは被検体によって異なるため、指示されたゲートウインドウの位置およびタイミングで息止めを繰り返すのは、被検体にとって容易ではない。臨床的には、息止めの練習を予め被検体にさせることもある。

また、従来の撮像方法では、被検体が真に息止め状態にあるのかどうか操作者が撮像途中で知ることができない。特許文献１には、撮像シーケンス実行の途中に位相エンコード傾斜磁場をゼロにした簡易的な体動モニターを行う方法も開示されているが、この方法は、簡易的な体動モニターの実行時間分だけ撮像シーケンスの実行時間が延長される。外部センサーを被検者に装着して呼吸動を常にモニターする方法は、息止めの失敗をアラームで操作者に知らせることはできるが、それを撮像シーケンスの途中でシーケンスに反映させることはできず、撮像の終了後にアーチファクトが確認されたならば、再撮像する他に術がない。

本発明の目的は、ＭＲＩ装置による撮像において、被検体が任意の位置で息止め可能で、かつ、真に息止めがされているかどうかを撮像の途中で確認して撮像シーケンスに反映することができる技術を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明では、被検体の呼吸変位を検出するナビゲートシーケンスと、被検体を撮像する本撮像シーケンスとを含むパルスシーケンスを実行する。ナビゲートシーケンスを実行して取得した核磁気共鳴信号から呼吸変位の時間変化を表示する画像を生成して表示する。この画像を見た操作者が息止め状態を確認した場合、その確認操作を受け付け、本撮像シーケンスを実行する。

本発明によれば、ＭＲＩ装置による撮像において、被検体が任意の位置で息止め可能で、かつ、真に息止めがされているかどうかを撮像の途中で確認して撮像シーケンスに反映することができる。

本発明のＭＲＩ装置の全体構造を示すブロック図。 第１の実施形態の撮像動作の全体処理を示すフローチャート。 第１の実施形態の、ナビゲートシーケンスと本撮像シーケンス等のＭＲＩ装置内部の動作と、ナビゲーターエコーで検出した呼吸変位と、ユーザーの操作との関係を示す説明図。 （ａ）第１の実施形態のナビゲートシーケンスを示す説明図、（ｂ）連続ナビゲートシーケンスを示す説明図。 第１の実施形態で、表示部１０８に表示される呼吸波の画像と、呼吸停止を確認した操作者が操作する「Scan Start」ボタン４０２を示す説明図。 第１の実施形態の連続ナビゲートシーケンスから本撮像シーケンスへの切り替えを示す説明図。 第２の実施形態の撮像動作の全体処理を示すフローチャート。 第２の実施形態の、ナビゲートシーケンスと本撮像シーケンス等のＭＲＩ装置内部の動作と、ナビゲーターエコーで検出した呼吸変位と、ユーザーの操作との関係を示す説明図。 第２の実施形態で、表示部１０８に表示される本撮像シーケンス画像６１１等の表示領域と、呼吸停止の失敗と判断した操作者が撮り直しを指示する「Scan Back」ボタン６０２を示す説明図。 第２の実施形態で、表示部１０８に表示される呼吸波と、本撮像シーケンスの直前と直後の呼吸変位の差を示す画像と、呼吸停止の失敗と判断した操作者が撮り直しを指示する「Scan Back」ボタン６０２を示す説明図。 第３の実施形態の撮像動作の全体処理を示すフローチャート。 第３の実施形態の、ナビゲートシーケンスと本撮像シーケンス等のＭＲＩ装置内部の動作と、ナビゲーターエコーで検出した呼吸変位と、ユーザーの操作との関係を示す説明図。 第３の実施形態で、表示部１０８に表示される呼吸波と、本撮像シーケンスの直前と直後の呼吸変位の差を示す画像と、呼吸変位の差から呼吸停止の失敗を判定するための閾値を示す説明図。

本発明のＭＲＩ装置は、被検体が配置される撮像空間に静磁場を発生する静磁場発生部と、撮像空間に傾斜磁場を印加する傾斜磁場発生部と、撮像空間に高周波磁場パルスを照射する高周波照射部と、被検体が発生する核磁気共鳴信号を受信する受信部と、傾斜磁場発生部と高周波照射部と受信部を制御し、所定のパルスシーケンスを実行させる制御部とを有する。上記パルスシーケンスは、被検体の呼吸変位を検出するナビゲートシーケンスと、被検体を撮像する本撮像シーケンスとを含む。制御部は、呼吸動画像生成部と、息止め確認受付部と、本撮像実行部とを含む。呼吸動画像生成部は、ナビゲートシーケンスを実行して取得した核磁気共鳴信号から呼吸変位の時間変化を表示する画像を生成して表示する。息止め確認受付部は、呼吸動画像生成部の表示した画像を見た操作者が息止め状態を確認した場合の確認操作を受け付ける。本撮像実行部は、息止め確認受付部が確認操作を受け付けたタイミングで本撮像シーケンスを実行させる。

制御部は、呼吸動画像生成部と、息止め確認受付部と、本撮像実行部のそれぞれの動作をこの順に、所定の撮像領域の画像再構成に必要な核磁気共鳴信号が本撮像シーケンスによりすべて得られるまで複数回繰り返し行う構成にすることもできる。

制御部は、複数回繰り返し行わせる本撮像シーケンスのそれぞれの直前に取得された呼吸変位の差を求め、この差に応じて、２回目以降の前記本撮像シーケンスの撮像位置を調整することもできる。

制御部は、さらに再撮像受付部を有していてもよい。再撮像受付部は、複数回繰り返し行われる本撮像シーケンスのたびに、その回の本撮像シーケンスで取得された核磁気共鳴信号から画像を再構成して表示し、その回の本撮像シーケンスの撮り直しをするかどうかの指示を操作者から受け付ける。再撮像受付部は、撮り直しの指示を操作者から受け付けた場合、その回の本撮像シーケンスの撮像位置を次の回の本撮像シーケンスの撮像位置として設定する。

再撮像受付部は、複数回繰り返し行われる本撮像シーケンスのたびに、本撮像シーケンスの直前と直後の呼吸変位の差を求めて表示し、その回の本撮像シーケンスの撮り直しをするかどうかの指示を操作者から受け付けることもできる。

また、再撮像受付部は、複数回繰り返し行われる本撮像シーケンスのたびに、本撮像シーケンスの最中の息止めの成否を判定し、息止めが失敗していたと判定した場合には、その回の本撮像シーケンスの撮像位置を次の回の本撮像シーケンスの撮像位置として設定することもできる。例えば、本撮像シーケンスの直前と直後の呼吸変位の差を求め、呼吸変位の差が所定の閾値よりも大きい場合、本撮像シーケンスの最中の息止めが失敗していたと判定することができる。

また、本発明では、磁気共鳴イメージング方法も提供される。この磁気共鳴イメージング方法は、被検体に繰り返しナビゲートシーケンスを実行して取得した核磁気共鳴信号から、被検体の呼吸変位の時間変化を表示する画像を生成して表示する第１ステップと、画像を見た操作者が息止め状態を確認した場合の確認操作を操作者から受け付けたならば、ナビゲートシーケンスから本撮像シーケンスに切り替えて所定期間実行する第２ステップとを、所定の撮像領域の画像再構成に必要な核磁気共鳴信号が本撮像シーケンスによりすべて得られるまで複数回繰り返す。

本撮像シーケンスの最中の息止めの成否は、本撮像シーケンスの直前と直後の呼吸変位の差から判定することができる。息止めが失敗していたと判定した場合には、その回の本撮像シーケンスの撮像位置を次の回の前記本撮像シーケンスで撮り直すことができる。

このように本発明では、ゲートウインドウを用いないため、被検者が任意の位置で息止めが可能である。また、操作者は、本撮像シーケンスの開始前に、被検者の呼吸が停止していることを確認可能である。もし息止めを失敗している場合にも、必要最低限のデータ再取得が容易に可能である。加えて、息止め間に呼吸変位差がある場合も、変位差相当のスライス位置ずれを補償可能である。

本発明の一実施の形態について具体的に説明する。

まず、本実施形態のＭＲＩ装置の構成を図１を用いて説明する。ＭＲＩ装置は、被検体１０１の撮像部位が配置される撮像領域に静磁場を発生する磁石１０２と、撮像領域に傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイル１０３と、撮像領域に高周波磁場を発生する高周波（ＲＦ）コイル１０４と、被検体１０１が発生するＮＭＲ信号を受信するＲＦプローブ１０５とを備えている。さらに、ベッド１１２、ＲＦ送信部１１０、信号検出部１０６、傾斜磁場電源１０９、信号処理部１０７、計測制御部１１１および表示部１０８を備えている。

傾斜磁場コイル１０３は、直交するＸ、Ｙ、Ｚの３方向の傾斜磁場をそれぞれ発生するコイルを含む。傾斜磁場コイル１０３には、傾斜磁場電源１０９が接続されている。傾斜磁場コイル１０３は、傾斜磁場電源１０９から受け取った信号に応じてＸ，Ｙ，Ｚそれぞれ傾斜磁場を発生する。ＲＦコイル１０４には、ＲＦ送信部１１０が接続され、ＲＦ送信部１１０からの信号に応じて高周波磁場を発生する。ＲＦプローブ１０５には、信号検出部１０６が接続されており、ＲＦプローブ１０５が受信したＮＭＲ信号は、信号検出部１０６で検出される。

信号処理部１０７は、信号検出部１０６の検出した信号を処理し、演算により画像信号に変換する。画像は、表示部１０８で表示される。

計測制御部１１１は、傾斜磁場電源１０９、ＲＦ送信部１１０、信号検出部１０６の動作を制御する。この制御のタイムチャートは一般にパルスシーケンスと呼ばれている。ベッド１１２は、被検体１０１が横たわるためのものである。

ＭＲＩの撮影対象は、臨床で普及しているものとしては、被検体１０１の撮像部位の主たる構成物質、プロトンである。プロトン密度の空間分布や、励起状態の緩和現象の空間分布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元もしくは３元的に撮影する。

次に、ＭＲＩの撮影方法の原理を簡単に説明する。磁石１０２から静磁場が印加されている撮像空間に配置された被検体１０１に、傾斜磁場コイル１０３から所定方向の傾斜磁場を印加することにより所定のスライスを選択するとともに、ＲＦコイル１０４からＲＦパルスを印加し、核磁気を励起する。傾斜磁場により異なる位相エンコードを与え、それぞれの位相エンコードで得られるＮＭＲ信号（エコー信号）を検出する。このとき必要に応じて、読み出し傾斜磁場を印加する。位相エンコードの数は通常１枚の画像あたり１２８、２５６、５１２等の値が選ばれる。各エコー信号は通常１２８、２５６、５１２、１０２４個のサンプリングデータからなる時系列信号として得られる。これらのデータを２次元フーリエ変換して１のＭＲ画像を作成する。具体的なパルスシーケンスについては後述する。

＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態の撮像時の各部の動作について、図２、図３等を用いて説明する。図２は、撮像時の全体動作を示すフローチャートであり、図３は、ナビゲートシーケンスと本撮像シーケンス等のＭＲＩ装置内部の動作と、ナビゲーターエコーで検出した呼吸変位と、ユーザーの操作との関係を示す説明図である。

計測制御部１１１は、内蔵するメモリに格納されたプログラムを読み込んで実行することにより図２のフローのように各部を制御し、撮像を実行させる。具体的には、計測制御部１１１は、各部を制御し図４（ａ）に示したナビゲートシーケンスを実行させ、ナビゲーターエコーを取得する（ステップ２１）。これにより、被検者の呼吸動をモニターする。ナビゲーターエコーを取得する位置は、横隔膜や腹壁など呼吸動する部位であれば任意である。具体的には、Ｘ軸方向の傾斜磁場パルスＧｘ４２とＹ軸方向の傾斜磁場パルスＧｙ４３を印加しながらＲＦパルス４１を印加することにより、体軸方向（Ｚ軸方向に）沿った柱状の領域を選択励起し、Ｚ軸方向に読み出し傾斜磁場パルスＧｚ４４を印加することにより、ナビゲーターエコーを取得する。その後、ＸＹＺ軸方向にクラッシャー用傾斜磁場パルスＧｘ４５，Ｇｙ４６，Ｇｚ４７を印加し、磁化を分散させる。

取得したナビゲーターエコーは、計測制御部１１１内のメモリに格納するとともに、信号処理部１０７がフーリエ変換し、絶対値データ（画像）化する（ステップ２２，２３）。ナビゲーターエコーは、体軸方向に読み出されているので、絶対値データ化すると、横隔膜や腹壁等の位置の絶対値データが大きい値を示す。これを例えば、図５のように、Ｚ軸方向を縦軸、取得時間を横軸とする表示部１０８の画面に、絶対値データを輝度として取得のたびに表示していくことにより、Ｚ軸方向の変位が呼吸変位（振幅）を表わす画像４１１を生成し表示できる（ステップ２４）。

操作者は、この呼吸変位の画像４１１を見て、被検者１０１を呼吸波２２１を確認できる。操作者が、呼吸の停止を確認していない、すなわち、例えば画面上の「Scan Start」ボタン４０２を操作していない（本撮影シーケンス２１１の開始を指示していない）場合には、ステップ２１〜２４により、図４（ｂ）のようにナビゲートシーケンスを繰り返し実行させる（連続ナビゲートシーケンス２３１）。それに伴いナビゲーターエコーの画像化を連続して繰り返すことにより、画像４１１の呼吸波２２１が時間軸方向に順次表示されていく（ステップ２５）。

操作者は、画像４１１の呼吸波２２１を見ながら、任意のタイミングにて被検者に息止めの指示を出す。例えば、音声で息止めを指示する。画像４１１の呼吸波２２１の変化を確認することにより、被検者１０１が実際に呼吸を停止したことを確認する。呼吸が停止すると、図３に示すように呼吸波２２１の振幅が平坦になり、一定レベルで安定した領域２５０が生じるので、容易に呼吸停止（息止め）を確認できる。

呼吸停止の確認が出来た時点で、操作者は、例えば画面上の「Scan Start」ボタン４０２を操作し、本撮影シーケンス２１１の開始を指示する（ステップ２５）。これにより、１回目の本撮像シーケンス２１１が実行される（ステップ２６、２７）。すなわち、図６に示したように、連続ナビゲートシーケンス２３１を終了し、本撮像シーケンス２１１を実行する。本撮像は、本実施形態では、所定の複数のスライスの画像再構成に必要なエコー信号を、３回の本撮像シーケンス２１１，２１２、２１３に分割して撮像するマルチスライス撮像法により行う。図６に示した本撮像シーケンス２１１は、短い繰り返し時間（ＴＲ）でＲＦパルス６１を連続的に印加することにより、横磁化を定常状態にしてエコー信号を取得するＢＡＳＧ（Ｂａｌａｎｃｅｄ ＳＡＲＧＥ）法を一例として示したが、撮像シーケンス２１１は、ＢＡＳＧ法に限らず、所望の撮像シーケンスを行うことができる。本撮像シーケンス２１１は、息止め可能な時間（例えば１０〜１５秒）で終了するように繰り返し回数が予め定められている。

本撮像シーケンス２１１が終了したならば、被検者１０１に呼吸再開を指示し（ステップ２８）、ステップ２７の本撮像シーケンス２１１で、全てのスライスの画像再構成に必要なエコー信号が全て取得されていない場合（ステップ２９）には、２回目の本撮像シーケンス２１２を行う準備のために、ステップ２１に戻って連続ナビゲートシーケンス２３２が実行される。被検者に対する息止め終了指示は、予め用意された音声を自動で流す方法でもよいし、操作者が自分の声で指示を行っても良い。

２回目のステップ２１〜２４のナビゲートシーケンス２３２においても、１回目のナビゲートシーケンス２３１と同様に、ナビゲーターエコーにてモニターされた呼吸波２２２の画像４１２から、被検者１０１が息止め状態になったことを操作者が確認し（ステップ２５）、操作者が「Scan Start」ボタン４０２を操作することにより、本撮像シーケンス２１２を開始する。

このとき、２回目の本撮像シーケンス２１２を行う前に、ステップ３０に進み、１回目の本撮像シーケンス２１１直前の息止めの呼吸変位（振幅）と２回目本撮像シーケンス２１２直前の呼吸変位の差ΔＺ１を算出する。呼吸変位の差ΔＺ１は、１回目は息を吸った状態で止め、２回目は息を吐いた状態で止めた場合などに容易に起こり得る。そこで、ステップ２２で計測制御部１１１のメモリに格納しておいた、１回目の本撮像シーケンス直前、すなわち、１回目の連続ナビゲートシーケンス２３１の最後のシーケンス２０１で取得したナビゲーターエコーを読み出し、これを基準として、２回目の連続ナビゲートシーケンス２３２の最後のシーケンス２０２で取得したナビゲーターエコーを比較することによりΔＺ１を定量的に算出する。定量比較は、例えば最小２乗法や相関係数算出など一般的な計算で可能である。

この変位差ΔＺ１は、横隔膜や腹壁の位置のずれ量を表わしているので、このまま２回目の本撮像シーケンス２１２をステップ２７で実行すると、本来２回目の本撮像シーケンス２１２で撮像すべき部位（スライス）からずれた部位（スライス）を撮像してしまう。そこで、定量的に算出された変位差ΔＺ１に対応する位置だけ、２回目の本撮像シーケンス２１２のスライスをずらすように、計測制御部１１１は、本撮像シーケンス２１２の傾斜磁場パルスやＲＦパルスの周波数の値を予め定めた演算により調整する。調整後の本撮像シーケンス２１２をステップ２７で実行する。これにより、２回目の本撮像シーケンス２１２で本来撮像すべきスライスについて、本撮像シーケンス２１２でエコー信号を取得できる。

２回目の本撮像シーケンス２１２の終了後は、呼吸再開を被検体に指示し（ステップ２８）、全ての画像再構成に必要なエコー信号がまだ取得できていない場合には、再びステップ２１に戻る。ステップ２１〜２４により、３回目の撮像のための連続ナビゲートシーケンス２３３を行い、ナビゲーターエコーにてモニターされた呼吸波２２３の画像４１３から呼吸停止を確認する（ステップ２５）。そして、１回目の撮像の息止めの呼吸変位（振幅）と３回目の撮像の呼吸変位の差ΔＺ２を算出し、呼吸変位の差Ｚ２に対応させて、本撮像シーケンス２１３のスライス位置を調整する（ステップ３０，３１）。調整後の本撮像シーケンス２１３を実行して、エコー信号を取得する（ステップ２７）。以上により、全てのスライスの画像再構成に必要なエコー信号が本撮像シーケンスにより取得できたならば、画像再構成を行い、表示部１０８に表示する。

このように、本実施形態では、ゲートウインドウを使用することなく、実際に息止めされているかどうかを操作者がナビゲーターエコーで確認してから本撮像シーケンスを行うことができる。このため、息止めされていない状態で本撮像シーケンスを行うことを防止できるため、息止めの失敗から再撮像が必要になるのを防ぎ、全体の撮像時間を短縮することができる。

また、ナビゲーターエコーで検出した呼吸波を、操作者が画像上で確認できるため、息止めが実行されているかどうかを、撮像の途中で確認できる。このため、息止めの失敗による撮像のやり直しが生じた場合には、それを撮像の途中で判断できるため、撮像に要する時間を短縮できる。

また、本実施の形態ではゲートウインドウを用いないため、ゲートウインドウ外で取得したエコー信号を廃棄することがない。

本実施の形態ではゲートウインドウを用いないため、被検体は、自分の息止めをしやすい所望の位置で息止めすることができ、被検体の負担が小さい。

＜第２の実施形態＞
本発明の第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では、実際に息止めされていることを操作者がナビゲーターエコーで確認してから本撮像シーケンスを開始するが、撮像終了まで息止め状態が保持されない場合があり得る。第２の実施形態では、この問題を解決する。

図７は、第２の実施形態の撮像方法の全体動作を示すフローチャートである。図８は、ナビゲートシーケンスと本撮像シーケンス等の装置の動作と、ナビゲーターエコーで検出した呼吸変位と、ユーザーの操作との関係を示す説明図である。これらの図において、第１の実施形態と同様の構成および処理は同じ符号を付している。

第１の実施形態と同様に、ステップ２１〜２５により繰り返しナビゲートシーケンス２３１を実行してナビゲーターエコーを連続して取得し、呼吸波５２１の画像を表示し、操作者が呼吸停止を確認して本撮像を指示したならば、息止め状態で１回目の本撮像シーケンス２１１を実行する。本撮像シーケンス２１１が終了したならば、呼吸再開を指示する（ステップ２８）。

ここで第２の実施形態では、ステップ７１に進み、１回目の本撮像シーケンス２１１で取得したエコー信号を用いて画像再構成を行い、図９のように再構成画像６１１を表示部１０８に表示する。操作者は、本撮像中に真に息止め状態であったか否かを操作者が再構成画像６１１により視覚的に確認できる。もし、被検体１０１が息止めを失敗していた場合には、画像６１１に流れアーチファクトやブラーリングが生じる。操作者は、表示画像６１１から被検体１０１が息止めを失敗したと判断した場合、表示画面上の「Scan Back」ボタン６０２を押すことにより、１回目の本撮像シーケンスと同じスライスの再撮像を２回目の本撮像シーケンスで行うように指示する（ステップ７２）。

これにより、ステップ２１〜ステップ２５を行い、呼吸波５２２の画像を表示し、操作者が呼吸停止を確認して本撮像を指示したならば、息止め状態で２回目の本撮像シーケンス２１２を実行する。２回目の本撮像シーケンス２１２においては、ステップ７２で再撮像を指示された１回目の本撮像シーケンス２１１と同じスライスが撮像される。なお、２回目の撮像シーケンスの前に、ステップ３０、３１により、息止め位置の変位差ΔＺ１を求め、撮像位置を調整するのは、第１の実施形態と同様である。

同様に、以降の撮像においても、本撮像シーケンスのたびに得られたエコー信号から画像を再構成し、再構成画像６１２〜６１４を順に表示装置１０８の画面のウインドウに並べて表示する（ステップ７１）。操作者は、これらの画像を見て、撮り直し必要か否かの判断をする（ステップ７２）。これを繰り返し、画像再構成に必要なエコー信号が全て取得されたならば（ステップ２９）、本撮像で得られた全てのエコー信号を用いて画像再構成を行い、画像が表示される（ステップ３２）。

このように、第２の実施形態では、第１の実施形態の撮像動作に加え、本撮像の最中にも息止めが行われていたかを、操作者が再構成画像により逐次確認することができ、撮像の途中で再撮像を行うことができる。これにより、確実に息止めされ、息止め失敗のアーチファクトのない画像を得ることができる。また、全ての撮像が終わってから、息止めの失敗のために全ての撮像をやり直す場合と比較して、再撮像時間を最小限にとどめることができ、撮像時間を短縮できる。

第２の実施形態において上述した以外の構成および作用・効果は、第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。

上記第２の実施形態においては、各回ごとの本撮像シーケンスで得られたエコー信号から再構成画像６１１〜６１４を生成して表示し、画質の劣化の有無から息止めの失敗の有無を操作者が判断したが、図１０のように、呼吸波５２１〜５２３の波形の位置ずれ量から、本撮像中の息止めの失敗の有無を操作者が判断する構成にすることも可能である。すなわち、ステップ２３，２４で生成および表示したナビゲーターエコーの呼吸波５２１〜５２３の画像４１１〜４１３に、１回目の本撮像シーケンスの直前と直後の呼吸波の位置ずれ量７０５、２回目の本撮像シーケンスの直前と直後の呼吸波の位置ずれ量７０６を示すゲージをそれぞれ表示する。また、これら位置ずれ量７０５，７０６を表示画面上の領域７０７，７０８に数値で示す。なお、これらゲージおよび数値は、２回目または３回目の最初のナビゲートシーケンスを実行した後で表示可能である。操作者は、これら情報を基に再撮像するか否かの判断をし、ステップ７１において、再撮像をする場合には、「Scan Back」ボタン６０２を押し、次の撮像に進む場合は「Scan Start」ボタン４０２を押すことができる。

なお、図１０の表示とともに、ステップ７１の再構成画像を表示することも可能である。

＜第３の実施形態＞
第３の実施形態について説明する。第３の実施形態では、図１０の位置ずれ量７０７，７０８を用いて本撮像シーケンスの撮り直しの必要性を計測制御部１１１が自動で判断する。

図１１は、第３の実施形態の撮像方法の全体動作を示すフローチャートである。図１２は、ナビゲートシーケンスと本撮像シーケンス等の装置の動作と、ナビゲーターエコーで検出した呼吸変位と、ユーザーの操作との関係を示す説明図である。これらの図において、第１および第２の実施形態と同様の構成および処理は同じ符号を付している。

図１１および図１２のように１回目の本撮像シーケンス２１１の終了後、２回目の連続ナビゲートシーケンス２３２において、最初のシーケンス２０４でナビゲーターエコーを取得したタイミングで、被検者１０１に対し呼吸再開の指示が出される（ステップ８１、２８）。取得したナビゲーターエコーと、１回目の連続ナビゲートシーケンス２３１の最後のシーケンス２０１のナビゲーターエコーとの位置ずれ量７０５を算出し、図１３のように領域７０７に数値として表示する（ステップ８２）。

その後、連続ナビゲートシーケンス２３２を繰り返しながら、操作者は被検体１０１に呼吸停止を指示し、表示装置１０８の画像４１２の呼吸波５２２から呼吸停止を確認し、２回目の本撮像シーケンス２１２の開始を表示装置１０８の画面の「Scan Start」ボタン４０２で指示する（ステップ２５）。これを受け付けた計測制御部１１１は、ステップ８２で求めた位置ずれ量７０５が閾値よりも大きいかどうかを判定し（ステップ８３）、閾値より大きい場合には、１回目の本撮像シーケンス２１１で息止めに失敗していると判断し、ステップ８４に進み、１回目の本撮像シーケンス２１１と同スライスを設定し、再撮像の本撮像シーケンス２１２を実行させる（ステップ２７）。ステップ８３で、位置ずれ量７０５が閾値以下の場合には、再撮像は不要であるので、次のスライスを設定して本撮像シーケンス２１２を実行させる（ステップ２７）。これを全てのスライスの画像再構成に必要なエコー信号が得られるまで繰り返す（ステップ２９）。

ステップ８３で用いる閾値としては、例えばスライス厚を基準に計測制御部１１１が自動設定する構成にすることができる。例えば、スライス厚の５０％を閾値に設定することができる。また、操作者が、表示部１０８の領域８０４上で任意の数値を設定する構成や、画像４１１〜４１３上に示したバー８０８および８０９を画面上でマウス等で移動させることにより、閾値を任意の値に設定する構成にすることも可能である。

このように第３の実施形態の構成では、息止めの失敗を計測制御部１１１が自動で認識して再撮像を行うことができるため、操作者の負担が軽減される。

第３の実施形態において上述した以外の構成および作用・効果は、第１および第２の実施形態と同様である。

上述してきた本発明では、ゲートウインドウを用いることなく、息止め撮像開始前に、被検者の呼吸が停止していることを確認可能であり、もし息止めを失敗している場合にも、撮像の途中で再撮像を行うことができるため、必要最低限のデータ再取得が容易に可能である。加えて、息止め間に呼吸変位差がある場合も、変位差相当のスライス位置ずれを補償可能である。また、ゲートウインドウを用いないため、被検体は任意の位置で息止めでき、被検体にとって負担が小さい。

１０１：被検体、１０２：静磁場磁石、１０３：傾斜磁場コイル、１０４：ＲＦコイル、１０５：ＲＦプローブ、１０６：信号検出部、１０７：信号処理部（画像再構成部）、１０８：表示部、１０９：傾斜磁場電源、１１０：ＲＦ送信部、１１１：計測制御部、１１２：ベッド

Claims (8)

1. 被検体が配置される撮像空間に静磁場を発生する静磁場発生部と、前記撮像空間に傾斜磁場を印加する傾斜磁場発生部と、前記撮像空間に高周波磁場パルスを照射する高周波照射部と、被検体が発生する核磁気共鳴信号を受信する受信部と、前記傾斜磁場発生部と高周波照射部と受信部を制御し、所定のパルスシーケンスを実行させる制御部とを有し、
   前記パルスシーケンスは、前記被検体の呼吸変位を検出するナビゲートシーケンスと、前記被検体を撮像する本撮像シーケンスとを含み、
   前記制御部は、前記ナビゲートシーケンスを実行して取得した核磁気共鳴信号から呼吸変位の時間変化を表示する画像を生成して表示させる呼吸動画像生成部と、前記呼吸動画像生成部の表示させた画像を見た操作者が息止め状態を確認した場合の確認操作を受け付ける息止め確認受付部と、前記息止め確認受付部が前記確認操作を受け付けたタイミングで前記本撮像シーケンスを実行させる本撮像実行部と、前記本撮像シーケンスの撮り直しをするかどうかの指示を操作者から受け付ける再撮像受付部とを備え、前記再撮像受付部が撮り直しの指示を受け付けた場合、その回の前記本撮像シーケンスの撮像位置を次の回の前記本撮像シーケンスの撮像位置として設定し、
   前記制御部は、前記呼吸動画像生成部と、前記息止め確認受付部と、前記本撮像実行部のそれぞれの動作をこの順に、所定の撮像領域の画像再構成に必要な核磁気共鳴信号が前記本撮像シーケンスによりすべて得られるまで複数回繰り返し行わせ、複数回繰り返し行われる前記本撮像シーケンスのたびに、当該本撮像シーケンスの直前と直後の前記呼吸変位の差を求めて表示することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
2. 被検体が配置される撮像空間に静磁場を発生する静磁場発生部と、前記撮像空間に傾斜磁場を印加する傾斜磁場発生部と、前記撮像空間に高周波磁場パルスを照射する高周波照射部と、被検体が発生する核磁気共鳴信号を受信する受信部と、前記傾斜磁場発生部と高周波照射部と受信部を制御し、所定のパルスシーケンスを実行させる制御部とを有し、
   前記パルスシーケンスは、前記被検体の呼吸変位を検出するナビゲートシーケンスと、前記被検体を撮像する本撮像シーケンスとを含み、
   前記制御部は、前記ナビゲートシーケンスを実行して取得した核磁気共鳴信号から呼吸変位の時間変化を表示する画像を生成して表示させる呼吸動画像生成部と、前記呼吸動画像生成部の表示させた画像を見た操作者が息止め状態を確認した場合の確認操作を受け付ける息止め確認受付部と、前記息止め確認受付部が前記確認操作を受け付けたタイミングで前記本撮像シーケンスを実行させる本撮像実行部と、前記本撮像シーケンスの撮り直しをするかどうかの指示を操作者から受け付ける再撮像受付部とを備え、前記再撮像受付部が撮り直しの指示を受け付けた場合、その回の前記本撮像シーケンスの撮像位置を次の回の前記本撮像シーケンスの撮像位置として設定し、
   前記制御部は、複数回繰り返し行われる前記本撮像シーケンスのたびに、当該本撮像シーケンスの直前と直後の前記呼吸変位の差を求めて表示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１または２に記載の磁気共鳴イメージング装置において、前記制御部は、前記複数回繰り返し行わせる前記本撮像シーケンスのそれぞれの直前に取得された前記呼吸変位の差を求め、当該差に応じて、２回目以降の前記本撮像シーケンスの撮像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。
4. 請求項１または２に記載の磁気共鳴イメージング装置において、前記制御部は、複数回繰り返し行われる前記本撮像シーケンスのたびに、その回の前記本撮像シーケンスで取得された核磁気共鳴信号から画像を再構成して表示し、その回の本撮像シーケンスの撮り直しをするかどうかの指示を操作者から受け付ける再撮像受付部をさらに有し、前記再撮像受付部が撮り直しの指示を受け付けた場合、その回の本撮像シーケンスの撮像位置を次の回の前記本撮像シーケンスの撮像位置として設定す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１または２に記載の磁気共鳴イメージング装置において、前記制御部は、複数回繰り返し行われる前記本撮像シーケンスのたびに、当該本撮像シーケンスの最中の息止めの成否を判定し、前記息止めが失敗していたと判定した場合には、その回の本撮像シーケンスの撮像位置を次の回の前記本撮像シーケンスの撮像位置として設定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に記載の磁気共鳴イメージング装置において、前記制御部は、前記本撮像シーケンスの直前と直後の前記呼吸変位の差を求め、当該呼吸変位の差が所定の閾値よりも大きい場合、当該本撮像シーケンスの最中の息止めが失敗していたと判定することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
7. 被検体に繰り返しナビゲートシーケンスを実行して取得した核磁気共鳴信号から、被検体の呼吸変位の時間変化を表示する画像を生成して表示する第１ステップと、
   前記画像を見た操作者が息止め状態を確認した場合の確認操作を操作者から受け付けたならば、前記ナビゲートシーケンスから本撮像シーケンスに切り替えて所定期間実行する第２ステップとを、
   所定の撮像領域の画像再構成に必要な核磁気共鳴信号が前記本撮像シーケンスによりすべて得られるまで複数回繰り返し行い、
   本撮像シーケンスの撮り直しをする指示を操作者から受け付けた場合、その回の本撮像シーケンスの撮像位置を次の回の前記本撮像シーケンスの撮像位置として設定し、
   複数回繰り返し行われる前記本撮像シーケンスのたびに、当該本撮像シーケンスの直前と直後の前記呼吸変位の差を求めて表示させる
   ことを特徴とする磁気共鳴イメージング方法。
8. 被検体に繰り返しナビゲートシーケンスを実行して取得した核磁気共鳴信号から、被検体の呼吸変位の時間変化を表示する画像を生成して表示する第１ステップと、
   前記画像を見た操作者が息止め状態を確認した場合の確認操作を操作者から受け付けたならば、前記ナビゲートシーケンスから本撮像シーケンスに切り替えて所定期間実行する第２ステップとを、
   所定の撮像領域の画像再構成に必要な核磁気共鳴信号が前記本撮像シーケンスによりすべて得られるまで複数回繰り返し行い、
   本撮像シーケンスの撮り直しをする指示を操作者から受け付けた場合、その回の本撮像シーケンスの撮像位置を次の回の前記本撮像シーケンスの撮像位置として設定し、
   前記本撮像シーケンスの最中の息止めの成否を、前記本撮像シーケンスの直前と直後の前記呼吸変位の差から判定することを特徴とする磁気共鳴イメージング方法。

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