JP6461680B2 - 磁気共鳴装置およびプログラム - Google Patents

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Description

本発明は、ナビゲータデータを取得する磁気共鳴装置、およびこの磁気共鳴装置に適用されるプログラムに関する。
近年、被検体の体内の画像を取得する手法として、ＭＲ（Magnetic Resonance）信号に基づいて被検体の体内の画像を得るＭＲイメージング（Magnetic Resonance Imaging）法が普及している。ＭＲイメージングは、比較的容易に体内の組織間のコントラストを高くすることができるので、体内の様々な情報の画像化に優れているというメリットがある。
一方、被検体の臓器は、被検体の呼吸や心臓の拍動などにより動くので、ＭＲイメージングでは、体動アーチファクトを低減することが重要となる。そこで、呼吸同期法と心拍同期法とを併用したイメージング法が開示されている（特許文献１参照）。
特開２００８−１５４９４５号公報
特許文献１では、呼吸センサの代わりに、ナビゲータシーケンスを用いて呼吸同期を行うことが開示されている。一方で、特許文献１では、心拍同期を行うためにＥＣＧセンサが用いられている。したがって、特許文献１では、呼吸同期法および心拍同期法を併用する場合、呼吸センサは不要であるが、ＥＣＧセンサが必要となる。このため、オペレータは、被検体をスキャンする前に、ＥＣＧセンサを被検体に装着する必要がある。ＥＣＧセンサなどの外部センサの装着作業はオペレータにとっても負担の掛かる作業であるので、外部センサを使用せずに、被検体の呼吸信号と心拍信号との両方を取得することが望まれている。
本発明の第１の観点は、呼吸により動く部位と心臓とを含む第１の部位のナビゲータデータを取得するための第１のナビゲータシーケンスを実行するスキャン手段と、
前記ナビゲータデータに基づいて、前記第１の部位の第１の方向における位置の信号値を表す第１のプロファイルを作成するプロファイル作成手段と、
前記第１のプロファイルに基づいて、前記呼吸により動く部位の位置を求め、求めた位置を用いて呼吸信号の信号値を求める手段と、
前記第１のプロファイルの心臓の位置における信号値に基づいて、心拍信号の信号値を求める手段と、
を有する、磁気共鳴装置である。
本発明の第２の観点は、呼吸により動く部位と心臓の拍動により動く部位とを含む第１の部位のナビゲータデータを取得するための第１のナビゲータシーケンスを実行するスキャン手段と、
前記ナビゲータデータに基づいて、前記第１の部位の第１の方向における位置の信号値を表す第１のプロファイルを作成するプロファイル作成手段と、
前記第１のプロファイルに基づいて、前記呼吸により動く部位の位置を求め、求めた位置を用いて呼吸信号の信号値を求める手段と、
前記第１のプロファイルの心臓の拍動により動く部位の位置における信号値に基づいて、心拍信号の信号値を求める手段と、
を有する、磁気共鳴装置である。
本発明の第３の観点は、呼吸により動く部位と心臓とを含む第１の部位のナビゲータデータを取得するための第１のナビゲータシーケンスを実行する磁気共鳴装置に適用されるプログラムであって、
前記ナビゲータデータに基づいて、前記第１の部位の第１の方向における位置の信号値を表す第１のプロファイルを作成するプロファイル作成処理と、
前記第１のプロファイルに基づいて、前記呼吸により動く部位の位置を求め、求めた位置を用いて呼吸信号の信号値を求める処理と、
前記第１のプロファイルの心臓の位置における信号値に基づいて、心拍信号の信号値を求める処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
本発明の第４の観点は、呼吸により動く部位と心臓の拍動により動く部位とを含む第１の部位のナビゲータデータを取得するための第１のナビゲータシーケンスを実行する磁気共鳴装置に適用されるプログラムであって、
前記ナビゲータデータに基づいて、前記第１の部位の第１の方向における位置の信号値を表す第１のプロファイルを作成するプロファイル作成処理と、
前記第１のプロファイルに基づいて、前記呼吸により動く部位の位置を求め、求めた位置を用いて呼吸信号の信号値を求める処理と、
前記第１のプロファイルの心臓の拍動により動く部位の位置における信号値に基づいて、心拍信号の信号値を求める処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
本発明では、呼吸により動く部位と心臓（又は、心臓の拍動により動く部位）とを含む第１の部位のナビゲータデータに基づいてプロファイルを作成する。したがって、プロファイルから、呼吸信号の信号値だけでなく、心拍信号の信号値を求めることができるので、呼吸信号や心拍信号を取得するための外部センサを使用せずに、被検体の呼吸信号と心拍信号との両方を取得することができる。
本発明の第１の形態の磁気共鳴装置の概略図である。 プロセッサ９が実行する処理を示す図である。 第１の形態において実行されるスキャンを概略的示す図である。 ナビゲータシーケンスによりＭＲ信号が収集される領域を概略的に示す図である。 プロファイルの例を概略的に示す図である。 呼吸信号および心拍信号を取得するためのフローを示す図である。 ローカライザスキャンＳＣ１により取得された画像ＬＤを概略的に示す図である。 ナビゲータ領域Ｒｎａｖを概略的に示す図である。 ナビゲータシーケンスＮ１により励起された領域Ｒｅを斜線で概略的に示してある。 ナビゲータシーケンスＮ１を実行することにより得られたナビゲータデータＮＤ１を概略的に示す図である。 プロセッサ９で実行されるデータ処理を表すフローを示す図である。 ナビゲータデータＮＤ１から得られたプロファイルＦ１の一例が概略的に示す図である。 検出された肝臓のエッジの位置を示す図である。 ステップＳＴ３３の説明図である。 ナビゲータシーケンスＮ２の説明図である。 ナビゲータシーケンスＮ５までが実行されたときの様子を示す図である。 ナビゲータシーケンスＮ６〜Ｎ１０の説明図である。 ナビゲータシーケンスＮａ−４〜Ｎａの説明図である。 スキャンＳＣにより得られた呼吸信号Ｓｒｅｓと心拍信号Ｓｈｂとを概略的に示す図である。 検証結果を示す図である。 第２の形態におけるプロセッサの処理の説明図である。 第２の形態で実行されるスキャンを示す図である。 図２２に示すスキャンを実行するためのフローを示す図である。 ナビゲータ領域ＲｎａｖおよびスライスＳＬ１〜ＳＬｎを概略的に示す図である。 ウインドウＷの一例を示す図である。 心拍信号Ｓｈｂと閾値ＴＨとの関係を示す図である。 本スキャンＳＣ３の説明図である。 イメージングデータを、画像再構成用のデータとして受け入れるか破棄するかを判断するためのフローを示す図である。 心拍信号の最大値Ｓmaxおよび最小値Ｓmin式（２）に代入することにより得られた閾値ＴＨ（＝ＴＨ３）を示す図である。 ナビゲータ領域の長手方向がＳＩ方向とは異なる方向に設定されたナビゲータ領域の一例を概略的に示す図である。 肺をできるだけ含まないように設定されたナビゲータ領域Ｒｎａｖ２の一例を概略的に示す図である。 他の心拍信号の一例を示す図である。
以下、発明を実施するための形態について説明するが、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の形態の磁気共鳴装置の概略図である。
磁気共鳴装置（以下、「ＭＲ装置」と呼ぶ。）１００は、マグネット２、テーブル３、受信ＲＦコイル（以下、「受信コイル」と呼ぶ）４などを有している。
マグネット２は、被検体１３が収容される収容空間２１を有している。また、マグネット２は、静磁場を発生させるための超伝導コイル、勾配磁場を印加するための勾配コイル、およびＲＦパルスを送信するためのＲＦコイルなどを有している。超伝導コイルの代わりに、永久磁石を用いてもよい。
テーブル３は、クレードル３ａを有している。クレードル３ａは、収容空間２１内に移動できるように構成されている。クレードル３ａによって、被検体１３は収容空間２１に搬送される。
受信コイル４は、被検体１３の腹部に取り付けられている。受信コイル４は、被検体１３からの磁気共鳴信号を受信する。
ＭＲ装置１００は、更に、送信器５、勾配磁場電源６、受信器７、コンピュータ８、操作部１１、および表示部１２などを有している。
送信器５はＲＦコイルに電流を供給し、勾配磁場電源６は勾配コイルに電流を供給する。受信器７は、受信コイル４から受け取った信号に対して、検波などの信号処理を実行する。尚、マグネット２、受信コイル４、送信器５、勾配磁場電源６、および受信器７を合わせたものがスキャン手段に相当する。
コンピュータ８は、表示部１２に必要な情報を伝送したり、画像を再構成するなど、ＭＲ装置１００の各種の動作を実現するように、ＭＲ装置１００の各部の動作を制御する。コンピュータ８は、プロセッサ９および記憶部１０などを有している。
記憶部１０には、プロセッサ９により実行されるプログラムなどが記憶されている。尚、記憶部１０は、コンピュータで読取り可能な非一過性の記録媒体であってもよい。非一過性の記録媒体としては、例えば、ＣＤ−ＲＯＭを用いることができる。プロセッサ９は、記憶部１０に記憶されているプログラムを読み出し、プログラムに記述されている処理を実行する。図２に、プロセッサ９が実行する処理を示す。プロセッサ９は、記憶部１０に記憶されているプログラムを読み出すことにより、領域設定手段９１〜加算値算出手段９４などを構成する。
領域設定手段９１は、後述するナビゲータ領域（図８参照）を設定する。
プロファイル作成手段９２は、後述するプロファイル（図１６参照）を作成する。
エッジ位置検出手段９３は、プロファイル作成手段９２により作成されたプロファイルに基づいて、肝臓のエッジのＳＩ方向の位置を検出する。
加算値算出手段９４は、プロファイルの心臓側の範囲の信号値の加算値を算出する。
プロセッサ９は、領域設定手段９１〜加算値算出手段９４を構成する一例であり、記憶部１０に記憶された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。尚、エッジ位置検出手段９３は呼吸信号の信号値を求める手段に相当し、加算値算出手段９４は心拍信号の信号値を求める手段に相当する。
操作部１１は、オペレータにより操作され、種々の情報をコンピュータ８に入力する。表示部１２は種々の情報を表示する。
ＭＲ装置１００は、上記のように構成されている。
図３は、第１の形態において実行されるスキャンを概略的示す図である。
ローカライザスキャンＳＣ１は、ナビゲータ領域（図８参照）を設定するために使用される画像を取得するためのスキャンである。
スキャンＳＣ２では、複数のナビゲータシーケンスＮ１〜Ｎａが実行される。各ナビゲータシーケンスは、被検体の呼吸信号を取得するために使用されるペンシルビーム型のシーケンスである。しかし、本形態では、ナビゲータシーケンスを実行することにより、呼吸信号だけでなく、心拍信号も取得している。以下に、ナビゲータシーケンスにより、どのようにして、呼吸信号と心拍信号との両方の信号を得ているかについて、図４および図５を参照しながら説明する。
図４は、ナビゲータシーケンスによりＭＲ信号が収集される部位を概略的に示す図である。
本形態では、肝臓および心臓を含む部位が励起されるように、ナビゲータシーケンスが実行される。図４には、ナビゲータシーケンスにより励起される部位（以下、「励起部位」と呼ぶ）Ｒｅを概略的に示してある。本形態では、励起部位Ｒｅは、肝臓、肺、および心臓を横切る円柱形状を有している。円柱形状の励起部位Ｒｅを実現するためのナビゲータシーケンスとしては、例えば、ペンシルビーム型のシーケンスを用いることができる。
本形態では、励起部位Ｒｅから収集されたＭＲ信号に基づいて、励起部位Ｒｅ内のＳＩ方向の各位置における信号値を表すプロファイルを作成する（図５参照）。
図５は、プロファイルの例を概略的に示す図である。
ナビゲータシーケンスを繰り返し時間ＴＲ（例えば、ＴＲ＝２００ｍｓｅｃ）で実行し、ナビゲータシーケンスごとにプロファイルを作成すると、得られるプロファイルは、大きく２種類に分けられる。２種類のプロファイルを図５（ａ）および図５（ｂ）に概略的に示してある。
図５（ａ）のプロファイルｆ１は、肝臓側（Ｉ側）の信号値が大きく、心臓側（Ｓ側）の信号値は十分に小さくなっている。
一方、図５（ｂ）のプロファイルｆ２は、プロファイルｆ１と同様に、肝臓側（Ｉ側）の信号値は大きい。しかし、プロファイルｆ２の心臓側（Ｓ側）の範囲ＲＡには、プロファイルｆ１の心臓側の範囲ＲＡの信号値よりも大きい信号値が現れている。
図４に示すように、励起部位Ｒｅには肝臓および肺が含まれている。肝臓は比較的高信号となるが、肺は空気を含んでいるので、肺は肝臓よりも低信号となる。したがって、プロファイルｆ１およびｆ２の中から信号値が急激に変化する位置を検出することにより、肝臓の肺側のエッジの位置を検出することができる。肝臓は被検体の呼吸に応じてＳＩ方向に移動する。したがって、肝臓のエッジの検出位置は、時間とともに変動するので、この検出位置の時間変化を求めることにより、呼吸信号を取得することができる。
また、励起部位Ｒｅには心臓が含まれている。心臓は拍動するので、励起部位Ｒｅと心臓との重なる部分の体積は時間とともに変化する。したがって、心臓から収集されるＭＲ信号の信号値は、心臓の動きに応じて増減する。このため、ある時刻では、プロファイルの心臓側の範囲ＲＡの信号値は十分に小さいが（図５（ａ）参照）、別の時刻では、プロファイルの心臓側の範囲ＲＡの信号値は大きい値になる（図５（ｂ）参照）。このように、プロファイルの心臓側の範囲の信号値は、心臓の動きを反映して増減するので、プロファイルの心臓側の範囲の信号値に基づいて、心拍信号を取得することが可能となる。
本形態では、上記の考え方に基づいて、呼吸信号と心拍信号を取得している。
以下に、図３に示すスキャンを実行し、呼吸信号および心拍信号を取得する方法について説明する。
図６は、呼吸信号および心拍信号を取得するためのフローを示す図である。
ステップＳＴ１では、ローカライザスキャンＳＣ１を実行する。図７に、ローカライザスキャンＳＣ１により取得された画像ＬＤを概略的に示す。ローカライザスキャンＳＣ１を実行した後、ステップＳＴ２に進む。
ステップＳＴ２では、呼吸情報および心拍情報を取得するための領域（以下、「ナビゲータ領域」と呼ぶ）が設定される。図８に、設定されたナビゲータ領域Ｒｎａｖを概略的に示す。以下に、ナビゲータ領域Ｒｎａｖの設定方法について説明する。
オペレータは、操作部１１を操作し、画像ＬＤを参考にして、ナビゲータ領域Ｒｎａｖを設定するために必要な情報を入力する。領域設定手段９１（図２参照）は、入力された情報に基づいて、ナビゲータ領域Ｒｎａｖを設定する。本形態では、ナビゲータ領域Ｒｎａｖは、肝臓、肺、および心臓を横切るように設定されている。ナビゲータ領域ＲｎａｖのＳＩ方向の上端は位置Ｐｕに設定されており、ナビゲータ領域ＲｎａｖのＳＩ方向の下端は位置Ｐｖに設定されている。また、ナビゲータ領域ＲｎａｖのＳＩ方向の中心位置Ｐｃは、肝臓の肺側のエッジ１３ａの近傍に位置決めされている。ナビゲータ領域Ｒｎａｖを設定した後、ステップＳＴ３に進む。
ステップＳＴ３では、スキャンＳＣ２が実行される。
スキャンＳＣ２では、ナビゲータ領域Ｒｎａｖから呼吸情報及び心拍情報を取得するためのナビゲータシーケンスＮ１〜Ｎａが順に実行される。以下、ナビゲータシーケンスＮ１〜Ｎａについて説明する。
先ず、ナビゲータシーケンスＮ１が実行される。ナビゲータシーケンスＮ１が実行されることにより、ナビゲータ領域Ｒｎａｖ（図８参照）を含む円柱形状の部位が励起される。図９に、ナビゲータシーケンスＮ１により励起された励起部位Ｒｅを斜線で概略的に示してある。ナビゲータ領域Ｒｎａｖを含む励起部位Ｒｅから発生したＭＲ信号は受信コイル４（図１参照）で受信される。受信コイル４で受信されたＭＲ信号は受信器７（図１参照）に供給される。受信器７は、受信コイル４から受け取った信号に対して検波などの信号処理を行い、信号処理により得られたデータを出力する。したがって、ナビゲータシーケンスＮ１を実行することにより、呼吸情報および心拍情報を含むナビゲータデータＮＤ１を得ることができる（図１０参照）。ナビゲータデータＮＤ１は、コンピュータ８（図１参照）に供給される。
ナビゲータデータＮＤ１がコンピュータ８に供給された後、プロセッサ９は以下のようなデータ処理を実行する（図１１参照）。
図１１は、プロセッサ９で実行されるデータ処理を表すフローである。
ステップＳＴ３１では、プロファイル作成手段９２（図２参照）が、受信器７から受け取ったナビゲータデータＮＤ１に基づいて、ナビゲータ領域Ｒｎａｖを含む励起部位Ｒｅ内のＳＩ方向の信号値の変化を表すプロファイルＦ１を作成する。図１２に、ナビゲータデータＮＤ１から得られたプロファイルＦ１の一例が概略的に示してある。プロファイルＦ１に示されている「Ｐｃ」は、ナビゲータ領域ＲｎａｖのＳＩ方向の中心位置Ｐｃを表している。プロファイルＦ１を求めた後、ステップＳＴ３２に進む。
ステップＳＴ３２では、エッジ位置検出手段９３（図２参照）が、プロファイルＦ１に基づいて、肝臓のエッジの位置を検出する。図５を参照しながら説明したように、プロファイルの肝臓側の信号は、プロファイルの肺側の信号よりも高くなる。したがって、プロファイルＦ１には、肺と肝臓との間に、信号強度の段差が現れる。エッジ位置検出手段９３は、この信号強度の段差を検出することにより、肝臓のエッジ１３ａの位置を検出することができる。図１３に、検出された肝臓のエッジの位置を示す。図１３では、検出された肝臓のエッジの位置を符号「Ｐ１」で示してある。肝臓のエッジの位置Ｐ１を検出した後、ステップＳＴ３３に進む（図１４参照）。
図１４はステップＳＴ３３の説明図である。
ステップＳＴ３３では、加算値算出手段９４（図２参照）が、プロファイルに基づいて、プロファイルの心臓の位置における信号値を含む範囲ＲＡを求め、範囲ＲＡにおける信号の加算値Ａ１を求める。図５を参照しながら説明したように、プロファイルの心臓側の範囲ＲＡの信号値は、心臓の動きに応じて増減する。したがって、プロファイルの心臓側の範囲ＲＡの信号を加算することにより、心拍情報を得ることができる。
図１４では、プロファイルＦ１の位置Ｐｒ〜Ｐｄの範囲が、心臓の位置における信号値を含む範囲ＲＡとして設定されている。尚、範囲ＲＡのＳ側の位置Ｐｒは、ナビゲータ領域ＲｎａｖのＳ側の位置Ｐｕ（図９参照）に設定されていてもよいし、位置ＰｕよりもＳ側に離れた位置に設定されていてもよいし、位置ＰｕよりもＩ側に離れた位置に設定されていてもよい。ただし、範囲ＲＡのＳ側の位置ＰｒをＩ側に寄せすぎると、範囲ＲＡが狭くなってしまい、心拍情報を得ることが難しくなることが考えられる。したがって、範囲ＲＡの位置Ｐｒは、ナビゲータ領域ＲｎａｖのＳ側の位置Ｐｕ、又は位置ＰｕよりもＳ側に離れた位置に設定することが望ましい。
また、範囲ＲＡのＩ側の位置Ｐｄが、肝臓のエッジの検出位置Ｐ１に近すぎると、範囲ＲＡ内に肝実質の信号が含まれる可能性が高くなり、高品質な心拍信号を得ることができない恐れがある。そこで、本形態では、肝臓のエッジの位置Ｐ１の近傍の信号は、信号が加算される範囲ＲＡから外している。具体的には、加算値算出手段９４は、ナビゲータ領域の中心位置ＰｃからＳ側にΔｄだけ離れた位置を、範囲ＲＡのＩ側の位置Ｐｄとして特定し、この位置ＰｄからＳ側の範囲（Ｐｒ〜Ｐｄ）の信号を加算している。このようにして加算値を求めることにより、肝実質の影響が十分に低減された加算値を得ることができる。Δｄはデフォルト値として予め設定されている値であり、数ｃｍ程度の値に設定することができる。
ナビゲータシーケンスＮ１を実行した後、次のナビゲータシーケンスＮ２が実行される。
図１５は、ナビゲータシーケンスＮ２の説明図である。
ナビゲータシーケンスＮ２が実行されることにより、ナビゲータ領域Ｒｎａｖを含む励起部位Ｒｅ（図９参照）が励起される。ナビゲータ領域Ｒｎａｖを含む励起部位Ｒｅから発生したＭＲ信号は受信コイル４（図１参照）で受信される。受信コイル４で受信されたＭＲ信号は受信器７（図１参照）に供給される。受信器７は、受信コイル４から受け取った信号に対して検波などの信号処理を行い、信号処理により得られたデータを出力する。したがって、ナビゲータシーケンスＮ２を実行することにより、呼吸情報および心拍情報を含むナビゲータデータＮＤ２が得られる。ナビゲータデータＮＤ２は、コンピュータ８（図１参照）に供給される。
ナビゲータデータＮＤ２を得た後、図１１に示すフローが実行される。具体的には、ステップＳＴ３１において、プロファイル作成手段９２が、ナビゲータ領域Ｒｎａｖを含む励起部位Ｒｅ内のＳＩ方向の信号値の変化を表すプロファイルＦ２を作成する。そして、ステップＳＴ３２において、エッジ位置検出手段９３が、プロファイルＦ２に基づいて、肝臓のエッジの位置Ｐ２を検出し、ステップＳＴ３３において、加算値算出手段９４が、プロファイルＦ２の心臓側の範囲ＲＡの信号の加算値Ａ２を算出する。
以下同様に、ナビゲータシーケンスが順に実行される。
図１６は、ナビゲータシーケンスＮ５までが実行されたときの様子を示す図である。
ナビゲータシーケンスＮ２が実行された後、ナビゲータシーケンスＮ３、Ｎ４、およびＮ５が順に実行される。ナビゲータシーケンスＮ３、Ｎ４、およびＮ５を実行することにより、それぞれプロファイルＦ３、Ｆ４、およびＦ５が得られる。
エッジ位置検出手段９３は、プロファイルＦ３、Ｆ４、およびＦ５に基づいて、肝臓のエッジの位置Ｐ３、Ｐ４、およびＰ５を検出する。また、加算値算出手段９４は、プロファイルＦ３、Ｆ４、およびＦ５に基づいて、範囲ＲＡの加算値Ａ３、Ａ４、およびＡ５を求める。
図１６には、加算値Ａ１〜Ａ５の大きさの違いを分かりやすくするために、プロファイルＦ１〜Ｆ５の下側に、加算値Ａ１〜Ａ５の時間変化を表す曲線が概略的に示されている。この曲線から、心臓の動きに応じて加算値が変化していることがわかる。加算値Ａ２は、他の加算値よりも大きい値を有していることもわかる。尚、紙面の都合上、肝臓のエッジの位置Ｐ１〜Ｐ５の時間変化を表す曲線は図示省略されているが、被検体の呼吸に応じて、肝臓のエッジの位置は変化している。
ナビゲータシーケンスＮ１〜Ｎ５を実行した後、ナビゲータシーケンスＮ６〜Ｎ１０が実行される（図１７参照）。
図１７は、ナビゲータシーケンスＮ６〜Ｎ１０の説明図である。
ナビゲータシーケンスＮ６〜Ｎ１０を実行することにより、それぞれプロファイルＦ６〜Ｆ１０が得られる。
エッジ位置検出手段９３は、プロファイルＦ６〜Ｆ１０に基づいて、肝臓のエッジの位置Ｐ６〜Ｐ１０を検出する。また、加算値算出手段９４は、プロファイルＦ６〜Ｆ１０に基づいて、範囲ＲＡの加算値Ａ６〜Ａ１０を求める。
図１７には、加算値Ａ６〜Ａ１０の大きさの違いを分かりやすくするために、プロファイルＦ６〜Ｆ１０の下側に、加算値Ａ６〜Ａ１０の時間変化を表す曲線が概略的に示されている。この曲線から、加算値Ａ６〜Ａ１０は、加算値Ａ１〜Ａ５と同様に、心臓の動きに応じて変化していることがわかる。
以下同様に、ナビゲータシーケンスが実行される。
図１８は、ナビゲータシーケンスＮａ−４〜Ｎａの説明図である。
ナビゲータシーケンスＮａ−４〜Ｎａを実行することにより、それぞれプロファイルＦａ−４〜Ｆａが得られる。
エッジ位置検出手段９３は、プロファイルＦａ−４〜Ｆａに基づいて、肝臓のエッジの位置Ｐａ−４〜Ｐａを検出する。また、加算値算出手段９４は、プロファイルＦａ−４〜Ｆａに基づいて、範囲ＲＡの加算値Ａａ−４〜Ａａを求める。
図１８では、加算値Ａａ−４〜Ａａの大きさの違いを分かりやすくするために、プロファイルＦａ−４〜Ｆａの下側に、加算値Ａａ−４〜Ａａの時間変化を表す曲線が概略的に示されている。この曲線から、加算値Ａａ−４〜Ａａは、加算値Ａ１〜Ａ５と同様に、心臓の動きに応じて変化していることがわかる。
このようにして、スキャンＳＣ２が実行される。
スキャンＳＣ２を実行することにより、肝臓のエッジの位置を検出することができるので、呼吸信号を取得することができる。また、スキャンＳＣ２を実行することにより、加算値が得られるので、心拍信号を取得することができる。図１９に、スキャンＳＣにより得られた呼吸信号Ｓｒｅｓと心拍信号Ｓｈｂとを概略的に示す。
第１の形態では、肝臓と心臓とを含むようにナビゲータ領域Ｒｎａｖを設定している。したがって、ナビゲータ領域から収集されたＭＲ信号には、肝臓のエッジの動きを反映した情報だけでなく、心臓の動きを反映した情報が含まれる。このため、ナビゲータシーケンスごとに得られたプロファイルには、肝臓のエッジの位置を反映した信号値の急激な変化が現れるだけでなく、心臓側に、心臓の動きを反映した信号成分が現れる。したがって、被検体の呼吸信号を取得するための専用のデバイス（例えば、ベローズ）や、心拍信号を取得するための専用のデバイス（例えば、ＥＣＧ電極や脈波センサ）を用いなくても、ナビゲータシーケンスを実行することにより、呼吸信号と心拍信号の両方の信号が得られるので、オペレータの作業負担を軽減することができる。
尚、ナビゲータシーケンスを実行することにより呼吸信号および心拍信号が得られることを検証するために、図８に示すようにナビゲータ領域Ｒｎａｖを設定し、実際にナビゲータシーケンスを実行した。そして、ナビゲータシーケンスを実行することにより得られたデータに基づいてプロファイルを作成した。以下に、検証結果について説明する。
図２０は、検証結果を示す図である。
図２０（ａ）は、時系列に並べられた多数のプロファイルを表すプロファイルデータＤ１を示している。データＤ１の横軸は時間を表しており、データＤ１の縦軸はＳＩ方向の位置を表している。縦軸のゼロ点は、ナビゲータ領域ＲｎａｖのＳＩ方向の中心位置Ｐｃを表している。また、縦軸の下側がナビゲータ領域Ｒｎａｖの肝臓側を表しており、縦軸の上側がナビゲータ領域の心臓側を表している。図２０（ａ）では、プロファイルの信号値の大きさの違いを、白黒の濃淡で示してある。白に近いほど、信号値は大きいことを意味しており、黒に近いほど、信号値は小さいことを意味している。データＤ１内に示されている実線Ｌは、検出された肝臓のエッジの位置の時間変化を表している。
図２０（ａ）から、肝臓のエッジ検出が適正に行われていることが分かる。また、プロファイルデータＤ１の心臓側では、信号の増減が周期的に現れており、心拍信号が得られることがわかる。図２０（ｂ）に、図２０（ａ）に示すプロファイルデータＤ１から得られた心拍信号を示す。図２０（ｂ）から、心拍信号は周期的に信号値が増減しており、心拍情報が得られていることがわかる。
尚、第１の形態では、範囲ＲＡの信号の加算値を求めることにより、心拍信号を得ている。しかし、心拍信号を得ることができるのであれば、必ずしも範囲ＲＡの信号の加算値を求める必要はない。例えば、範囲ＲＡの信号の加算値の代わりに、範囲ＲＡ内の最大値を心拍信号の信号値として求めてもよいし、範囲ＲＡの信号値の最大値と最小値との差を心拍信号の信号値としてもよい。
（２）第２の形態
第２の形態では、呼吸同期法および心拍同期法を併用して被検体を撮影する例について説明する。
尚、第２の形態のＭＲ装置のハードウェア構成は、第１の形態と同じである。ただし、第２の形態のＭＲ装置は、第１の形態のＭＲ装置と比較すると、プロセッサ９で実行される処理に違いがあるので、第２の形態のＭＲ装置におけるプロセッサ９について説明する。
図２１は、第２の形態におけるプロセッサの処理の説明図である。尚、領域設定手段９１、プロファイル作成手段９２、エッジ位置検出手段９３、および加算値算出手段９４は第１の形態と同じである。したがって、領域設定手段９１〜加算値算出手段９４の説明は省略し、スライス設定手段９５、ウインドウ設定手段９６、閾値算出手段９７、判断手段９８、トリガ発生手段９９、および決定手段９９１について説明する。
スライス設定手段９５は、スライスを設定する。
ウインドウ設定手段９６は、呼吸信号に基づいて後述するウインドウＷ（図２５参照）を設定する。
閾値算出手段９７は、心拍信号に基づいて閾値ＴＨ（図２６参照）を算出する。
判断手段９８は、呼吸信号の信号値がウインドウＷに入っているか否かを判断したり、心拍信号の信号値が閾値ＴＨよりも大きいか否かを判断する。
トリガ発生手段９９は、イメージングシーケンスを実行するためのトリガを発生する。
決定手段９９１は、イメージングシーケンスにより取得されたデータを、画像再構成用のデータとして受け入れるか、それとも破棄するかを決定する。
プロセッサ９は、領域設定手段９１〜決定手段９９１を構成する一例であり、記憶部１０に記憶された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の形態で実行されるスキャンについて説明する。
図２２は第２の形態で実行されるスキャンを概略的に示す図である。
第３の形態では、ローカライザスキャンＳＣ１、ナビゲータプレスキャンＳＣ２、および本スキャンＳＣ３が実行される。
ローカライザスキャンＳＣ１は、スライスやナビゲータ領域を設定するために使用される画像を取得するためのスキャンである。
ナビゲータプレスキャンＳＣ２は、ウインドウＷおよび閾値ＴＨを求めるために実行されるスキャンである。
本スキャンＳＣ３は、肝臓の画像を取得するためのスキャンである。
以下に、ローカライザスキャンＳＣ１、ナビゲータプレスキャンＳＣ２、および本スキャンＳＣ３を実行するときのフローについて説明する。
図２３は、図２２に示すスキャンを実行するためのフローを示す図である。
ステップＳＴ１では、第１の形態と同様に、ローカライザスキャンＳＣ１を実行する。ローカライザスキャンＳＣ１を実行することにより、画像ＬＤ（図７参照）を得ることができる。ローカライザスキャンＳＣ１を実行した後、ステップＳＴ２に進む。
ステップＳＴ２では、ナビゲータ領域ＲｎａｖおよびスライスＳＬ１〜ＳＬｎが設定される。図２４に、設定されたナビゲータ領域ＲｎａｖおよびスライスＳＬ１〜ＳＬｎを概略的に示す。オペレータは、操作部１１を操作し、画像ＬＤを参考にして、ナビゲータ領域Ｒｎａｖを設定するために必要な情報を入力する。領域設定手段９１は、入力された情報に基づいて、第１の形態と同様に、ナビゲータ領域Ｒｎａｖを設定する。
また、オペレータは、操作部１１を操作し、画像ＬＤを参考にして、スライスＳＬ１〜ＳＬｎを設定するために必要な情報を入力する。スライス設定手段９５（図２１参照）は、入力された情報に基づいて、スライスＳＬ１〜ＳＬｎを設定する。第２の形態では、肝臓を撮影するので、肝臓を含む部位にスライスＳＬ１〜ＳＬｎが設定される。ナビゲータ領域ＲｎａｖおよびスライスＳＬ１およびＳＬｎを設定した後、ステップＳＴ３に進む。
ステップＳＴ３では、ナビゲータプレスキャンＳＣ２を実行する。ナビゲータプレスキャンＳＣ２は、第１の形態で実行されたスキャンＳＣ２と同じである。したがって、ナビゲータプレスキャンＳＣ２を実行することにより、第１の形態で説明したように、呼吸信号Ｓｒｅｓと心拍信号Ｓｈｂとを得ることができる（図１９参照）。ナビゲータプレスキャンＳＣ２を実行した後、ステップＳＴ４に進む。
ステップＳＴ４では、ウインドウ設定手段９６（図２１参照）が、呼吸信号Ｓｒｅｓに基づいてウインドウＷを設定する。図２５に、ウインドウＷの一例を示す。ウインドウＷは、本スキャンＳＣ３において後述するイメージングシーケンス（図２７参照）を実行するか否かを判断するための呼吸位相の範囲を表している。以下に、ウインドウＷを設定する方法の一例について簡単に説明する。
ウインドウ設定手段９６は、呼吸信号Ｓｒｅｓから、被検体の息の吐き終わりの呼吸位相に対応した肝臓のエッジ１３ａの位置Ｐｅｘを特定する。被検体が息を吐いている間、エッジ１３ａの位置はＳ方向に移動するが、被検体が息を吸い始めると、エッジ１３ａの位置はＩ方向に移動し始める。したがって、エッジの位置の極大値を検出することにより、被検体の息の吐き終わりの呼吸位相に対応した肝臓のエッジ１３ａの位置Ｐｅｘを求めることができる。位置Ｐｅｘを求めた後、ウインドウ設定手段９６は、この位置Ｐｅｘに対して一定の範囲を、イメージングシーケンスを実行するか否かを判断するための呼吸位相の範囲を表すウインドウＷとして設定する。ウインドウＷが本スキャンＳＣ３を実行するときにどのように使用されるかについては後述する。ウインドウＷを設定した後、ステップＳＴ５に進む。
ステップＳＴ５では、閾値算出手段９７（図２１参照）が、心拍信号Ｓｈｂ（図１９参照）に基づいて、心臓の動きが大きいときの心位相を求めるための閾値ＴＨを算出する。以下に、閾値ＴＨの算出方法について説明する。
心臓の心位相について考えると、心臓の心位相は、心臓の動きが大きいときの心位相と、心臓の動きが小さいときの心位相に分けることができる。一般的に、心臓の動きが大きい場合、心拍信号の信号値は大きく変化し、心臓の動きが小さい場合、心拍信号の信号値の変化は小さいと考えられる。そこで、本形態では、心拍信号Ｓｈｂに基づいて、心拍信号が大きく変化したか否かを判断するための信号値を求め、この信号値を、心臓の動きが大きいときの心位相を求めるための閾値ＴＨとする。閾値ＴＨは、例えば、以下の式で求めることができる。
ＴＨ＝（Ｓmax−Ｓmin）＊ｋ＋Ｓmin ・・・（１）
ここで、Ｓmax：心拍信号の最大値
Ｓmin：心拍信号の最小値
ｋ：係数
係数ｋは、０＜ｋ＜１の範囲内で予め決定されている値である。閾値ＴＨは係数ｋの値に応じて変化する。したがって、心臓の動きが大きいときの心位相を求めるのに適した閾値ＴＨが得られるように、係数ｋを決定する必要がある。図２６は、ｋ＝０．１、ｋ＝０．３、およびｋ＝０．９の場合の、心拍信号Ｓｈｂと閾値ＴＨとの関係を示す図である。
図２６（ａ）では、ｋが０に近すぎる場合（ｋ＝０．１）の閾値ＴＨ＝ＴＨ１が示されている。この場合、閾値ＴＨ１が心拍信号の最小値Ｓminに近い値になるので、大部分の信号値が閾値ＴＨ１よりも大きい値となる。例えば、心周期ａでは、大部分の信号値が閾値ＴＨ１よりも大きい値であり、心周期ｂでは、心周期ｂの間に渡って信号値が閾値ＴＨ１よりも大きい値である。したがって、図２６（ａ）の閾値ＴＨ１は、心臓の動きが大きいときの心位相を求めるための閾値としては適していないことが分かる。
図２６（ｂ）では、ｋが１に近すぎる場合（ｋ＝０．９）の閾値ＴＨ＝ＴＨ２が示されている。この場合、閾値ＴＨ２が心拍信号の最大値Ｓmaxに近い値になるので、大部分の信号値が閾値ＴＨ２よりも小さい値となる。例えば、心周期ａでは、信号値の大部分が閾値ＴＨ２よりも小さい値となり、心周期ｂでは、心周期ｂの間に渡って信号値が閾値ＴＨ２よりも小さい値になっている。したがって、図２６（ｂ）の閾値ＴＨ２も、心臓の動きが大きいときの心位相を求めるための閾値としては適していないことが分かる。
図２６（ａ）および（ｂ）から、ｋは０に近すぎず、且つ１に近すぎないことが望ましいことがわかる。
図２６（ｃ）では、ｋ＝０．３の場合の閾値ＴＨ＝ＴＨ３の例が示されている。図２６（ｃ）では、心拍信号の信号値は、一定の周期で閾値ＴＨ３よりも大きい値になっている。したがって、図２６（ｃ）の閾値ＴＨ３は、心臓の動きが大きいときの心位相を求めるための閾値として適していることが分かる。信号値が閾値以上の期間Ｈ１は、心臓の動きが大きいときの心位相の期間Ｈ１と考えることができ、一方、信号値が閾値より小さい期間Ｈ２は、心臓の動きが小さいときの心位相の期間Ｈ２と考えることができる。このような理由から、第２の形態では、係数ｋは、ｋ＝０．３に設定されている。ｋ＝０．３を式（１）に代入すると、以下の式（２）が得られる。
ＴＨ＝（Ｓmax−Ｓmin）＊０．３＋Ｓmin ・・・（２）
したがって、第２の形態では、閾値算出手段９７は、式（２）を用いて閾値ＴＨを算出する。閾値算出手段９７は、心拍信号Ｓｈｂの最大値Ｓmaxおよび最小値Ｓminを求め、これらの値ＳmaxおよびＳminを式（２）に代入することにより、閾値ＴＨ（＝ＴＨ３）を算出することができる。閾値ＴＨ＝ＴＨ３を算出した後、ステップＳＴ６に進む。
ステップＳＴ６では、本スキャンＳＣ３が実行される。
図２７は、本スキャンＳＣ３の説明図である。
図２７には、本スキャンＳＣ３で実行されるナビゲータシーケンスおよびイメージングシーケンスと、ナビゲータシーケンスを実行することにより得られた呼吸信号Ｓｒｅｓ１および心拍信号Ｓｈｂ１とが概略的示されている。
本スキャンＳＣ３では、先ず、ナビゲータシーケンスＮｂ１〜Ｎｂ７が実行される。ナビゲータシーケンスＮｂ１〜Ｎｂ７の各々が実行されるたびに、図１１に示すフローに従って、プロファイル作成手段９２（図２１参照）がプロファイルを作成し（ステップＳＴ３１）、エッジ位置検出手段９３（図２１参照）が肝臓のエッジ１３ａの位置を検出し（ステップＳＴ３２）、加算値算出手段９４（図２１参照）が加算値を算出する（ステップＳＴ３３）。図２７では、ナビゲータシーケンスＮｂ１〜Ｎｂ７を実行することにより検出された肝臓のエッジ１３ａの位置が、符号「Ｐｂ１」、「Ｐｂ２」、・・・「Ｐｂ７」で示されており、一方、加算値が「Ａｂ１」、「Ａｂ２」、・・・「Ａｂ７」で示されている。肝臓のエッジ１３ａの位置は呼吸信号Ｓｒｅｓ１の信号値を表しており、加算値は心拍信号Ｓｈｂ１の信号値を表している。
判断手段９８（図２１参照）は、エッジ位置検出手段９３により検出されたエッジ位置に基づいて、エッジ位置がウインドウＷの外側から内側に入り込んだか否かを判断する。図２７では、ナビゲータシーケンスＮｂ１およびＮｂ２における肝臓のエッジの位置Ｐｂ１およびＰｂ２はウインドウＷの外側であるが、ナビゲータシーケンスＮｂ３における肝臓のエッジの位置Ｐｂ３はウインドウＷに入っている。したがって、判断手段９８は、ナビゲータシーケンスＮｂ３が実行されたときに肝臓のエッジ１３ａの位置Ｐｂ３がウインドウＷに入ったと判断する。
次に、判断手段９８は、ナビゲータシーケンスＮｂ３を実行することにより得られた加算値Ａｂ３が閾値ＴＨ３よりも大きい値であるか否かを判断する。加算値Ａｂ３が閾値ＴＨ３よりも大きい場合（Ａｂ３＞ＴＨ３）、トリガ発生手段９９（図２１参照）は、イメージングシーケンスＩＳ１を実行するためのトリガＴＧ１を発生する。一方、加算値Ａｂ３が閾値ＴＨ３以下の場合（Ａｂ３≦ＴＨ３）、トリガＴＧ１は発生されず、引き続きナビゲータシーケンスが実行される。図２７では、Ａｂ３≦ＴＨ３であるので、判断手段９８は、加算値Ａｂ３は閾値ＴＨ３以下であると判断する。したがって、トリガＴＧ１は発生されず、ナビゲータシーケンスＮｂ４が実行される。
ナビゲータシーケンスＮｂ４が実行されるとプロファイルが作成され、プロファイルに基づいて、肝臓のエッジの位置Ｐｂ４および加算値Ａｂ４が求められる。図２７を参照すると、肝臓のエッジの位置Ｐｂ４はウインドウＷに入っているが、加算値Ａｂ４は閾値ＴＨ３以下である。したがって、トリガＴＧ１は発生されず、引き続きナビゲータシーケンスが実行される。
以下同様に、肝臓のエッジの位置がウインドウＷに入っており、且つ加算値が閾値ＴＨ３よりも大きい値であると判断されるまで、ナビゲータシーケンスが繰り返し実行される。
図２７を参照すると、ナビゲータシーケンスＮｂ４の後、ナビゲータシーケンスＮｂ５、Ｎｂ６、Ｎｂ７が実行されている。ナビゲータシーケンスＮｂ５およびＮｂ６を実行した場合、肝臓のエッジの位置Ｐｂ５およびＰｂ６はウインドウＷに入っているが、加算値Ａｂ５およびＡｂ６は閾値ＴＨ３以下である。しかし、ナビゲータシーケンスＮｂ７を実行した場合、肝臓のエッジの位置Ｐｂ７はウインドウＷに入っており、且つ加算値Ａｂ７は閾値ＴＨ３よりも大きい値である。したがって、トリガ発生手段９９は、ナビゲータシーケンスＮｂ７の直後にトリガＴＧ１を発生する。
トリガ発生手段９９がトリガＴＧ１を発生させた後、トリガＴＧ１から待ち時間Ｔｗが経過した時点で、イメージングシーケンスＩＳ１が開始される。
尚、本形態では、拍動アーチファクトを低減するために、イメージングシーケンスＩＳ１は、心臓の動きが小さいときの心位相の期間Ｈ２に実行されることが望まれる。しかし、待ち時間Ｔｗが短すぎると、心拍信号が、心臓の動きが大きいときの心位相の期間Ｈ１から、心臓の動きが小さいときの心位相の期間Ｈ２に移行する前に、イメージングシーケンスＩＳ１が開始される恐れがある。一方、待ち時間Ｔｗが長すぎると、イメージングシーケンスＩＳ１の実行中に、心拍信号が、心臓の動きが小さいときの心位相の期間Ｈ２から、心臓の動きが大きいときの心位相の期間Ｈ１に移行してしまう恐れがある。そこで、第２の形態では、心臓の動きが小さいときの心位相の期間Ｈ２の間にイメージングシーケンスＩＳ１によるデータ収集が行われるように、待ち時間Ｔｗの値が設定されている。待ち時間Ｔｗは、被検体をスキャンする前に、デフォルト値として予め設定されている値であり、例えば、Ｔｗ＝２００msecに設定することができる。
イメージングシーケンスＩＳ１を実行した後、決定手段９９１（図２１参照）は、イメージングシーケンスＩＳ１により取得されたイメージングデータを、画像再構成用のデータとして受け入れるか、それとも破棄するかを決定する。以下に、この決定方法について説明する。
図２８は、イメージングデータを画像再構成用のデータとして受け入れるか破棄するかを判断するためのフローを示す図である。
ステップＳＴ６１１では、ナビゲータシーケンスＮＣ１が実行される。ナビゲータシーケンスＮＣ１を実行した後、ステップＳＴ６１２、ＳＴ６１３、およびＳＴ６１４が順に実行される。ステップＳＴ６１２、ＳＴ６１３、およびＳＴ６１４は、それぞれ、図１１に示すステップＳＴ３１、ＳＴ３２、およびＳＴ３３と同じである。したがって、ステップＳＴ６１２では、プロファイル作成手段９２がナビゲータデータに基づいてプロファイルを作成し、ステップＳＴ６１３では、エッジ位置検出手段９３が肝臓のエッジ１３ａの位置を検出し、ステップＳＴ６１４では、加算値算出手段９４が加算値を算出する。図２７では、ナビゲータシーケンスＮＣ１を実行することにより検出された肝臓のエッジ１３ａの位置が符号「ＰＣ１」で示されており、一方、加算値が「ＡＣ１」で示されている。
加算値ＡＣ１を算出した後、ステップＳＴ６１５に進む。
ステップＳＴ６１５では、判断手段９８が、ナビゲータシーケンスＮｃ１における肝臓のエッジの位置Ｐｃ１がウインドウＷに入っているか否かを判断する。肝臓のエッジの位置Ｐｃ１がウインドウＷに入っていない場合、イメージングシーケンスＩＳ１の実行中に、肝臓のエッジの位置がウインドウＷから外れた可能性がある。そこで、ナビゲータシーケンスＮｃ１における肝臓のエッジの位置Ｐｃ１がウインドウＷに入っていないと判断された場合、ステップＳＴ６１６に進み、決定手段９９１は、イメージングシーケンスＩＳ１のイメージングデータを破棄すると決定する。
一方、判断手段９８が、ナビゲータシーケンスＮｃ１における肝臓のエッジの位置Ｐｃ１がウインドウＷに入っていると判断した場合、ステップＳＴ６１７に進む。
図２７では、ナビゲータシーケンスＮｃ１における肝臓のエッジの位置Ｐｃ１は、ウインドウＷから外れている。したがって、ステップＳＴ６１５において、ナビゲータシーケンスＮｃ１における肝臓のエッジの位置Ｐｃ１がウインドウＷから外れていると判断されるので、ステップＳＴ６１５からステップＳＴ６１６に進み、決定手段９９１は、イメージングシーケンスＩＳ１のイメージングデータを破棄すると決定する。
ナビゲータシーケンスＮＣ１を実行した後、ナビゲータシーケンスＮＣ２〜Ｎｄ６が順に実行される。ナビゲータシーケンスＮＣ２〜Ｎｄ６が実行されるたびに、肝臓のエッジの位置および加算値が求められる。判断手段９８は、エッジ位置検出手段９３により検出されたエッジ位置に基づいて、エッジ位置がウインドウＷの外側から内側に入り込んだか否かを判断する。図２７では、ナビゲータシーケンスＮＣ２〜Ｎｄ２における肝臓のエッジの位置ＰＣ２〜Ｐｄ２はウインドウＷの外側であるが、ナビゲータシーケンスＮｄ３における肝臓のエッジの位置Ｐｄ３はウインドウＷに入っている。したがって、判断手段９８は、ナビゲータシーケンスＮｄ３が実行されたときに肝臓のエッジ１３ａの位置がウインドウＷに入ったと判断する。
次に、判断手段９８は、ナビゲータシーケンスＮｄ３を実行することにより得られた加算値Ａｄ３が閾値ＴＨ３よりも大きい値であるか否かを判断する。加算値Ａｄ３が閾値ＴＨ３よりも大きい場合（Ａｄ３＞ＴＨ３）、トリガ発生手段９９は、イメージングシーケンスＩＳ２を実行するためのトリガＴＧ２を発生する。一方、加算値Ａｄ３が閾値ＴＨ３以下の場合（Ａｄ３≦ＴＨ３）、トリガＴＧ２は発生されず、引き続きナビゲータシーケンスが実行される。図２７では、Ａｄ３≦ＴＨ３であるので、判断手段９８は、加算値Ａｄ３は閾値ＴＨ３以下であると判断する。したがって、トリガＴＧ２は発生されず、ナビゲータシーケンスＮｄ４が実行される。
ナビゲータシーケンスＮｄ４が実行されるとプロファイルが作成され、プロファイルに基づいて、肝臓のエッジの位置Ｐｄ４および加算値Ａｄ４が求められる。図２７を参照すると、肝臓のエッジの位置Ｐｄ４はウインドウＷに入っているが、加算値Ａｄ４は閾値ＴＨ３以下である。したがって、トリガＴＧ２は発生されず、引き続きナビゲータシーケンスが実行される。
以下同様に、肝臓のエッジの位置がウインドウＷに入っており、且つ加算値が閾値ＴＨ３よりも大きい値であると判断されるまで、ナビゲータシーケンスが繰り返し実行される。
図２７を参照すると、ナビゲータシーケンスＮｄ４の後、ナビゲータシーケンスＮｄ５およびＮｄ６が実行されている。ナビゲータシーケンスＮｄ５を実行した場合、肝臓のエッジの位置Ｐｄ５はウインドウＷに入っているが、加算値Ａｄ５は閾値ＴＨ３以下である。しかし、ナビゲータシーケンスＮｄ６を実行した場合、肝臓のエッジの位置Ｐｄ６はウインドウＷに入っており、且つ加算値Ａｄ６は閾値ＴＨ３よりも大きい値である。したがって、トリガ発生手段９９は、ナビゲータシーケンスＮｄ６の直後にトリガＴＧ２を発生する。
トリガ発生手段９９がトリガＴＧ２を発生させた後、トリガＴＧ２から待ち時間Ｔｗが経過した時点で、イメージングシーケンスＩＳ２が開始される。
イメージングシーケンスＩＳ２を実行した後、図２８に示すフローに従って、イメージングシーケンスＩＳ２により取得されたイメージングデータを、画像再構成用のデータとして受け入れるか、それとも破棄するかが決定される。以下に、この決定方法について説明する。
ステップＳＴ６１１では、ナビゲータシーケンスＮｅ１が実行される。ナビゲータシーケンスＮｅ１を実行した後、ステップＳＴ６１２、ＳＴ６１３、およびＳＴ６１４が順に実行される。ステップＳＴ６１２、ＳＴ６１３、およびＳＴ６１４は、それぞれ、図１１に示すステップＳＴ３１、ＳＴ３２、およびＳＴ３３と同じである。したがって、ステップＳＴ６１２では、プロファイル作成手段９２がナビゲータデータに基づいてプロファイルを作成し、ステップＳＴ６１３では、エッジ位置検出手段９３が肝臓のエッジ１３ａの位置を検出し、ステップＳＴ６１４では、加算値算出手段９４が加算値を算出する。図２７では、ナビゲータシーケンスＮｅ１を実行することにより検出された肝臓のエッジ１３ａの位置が符号「Ｐｅ１」で示されており、一方、加算値が「Ａｅ１」で示されている。
加算値Ａｅ１を算出した後、ステップＳＴ６１５に進む。
ステップＳＴ６１５では、判断手段９８が、ナビゲータシーケンスＮｅ１における肝臓のエッジの位置Ｐｅ１がウインドウＷに入っているか否かを判断する。図２７では、肝臓のエッジの位置Ｐｅ１はウインドウＷに入っている。したがって、ステップＳＴ６１７に進む。
ステップＳＴ６１７では、判断手段９８が、ナビゲータシーケンスＮｅ１における加算値Ａｅ１が閾値ＴＨ３よりも大きいか否かを判断する。加算値Ａｅ１が閾値ＴＨ３よりも大きい場合、イメージングシーケンスＩＳ２の実行中に、心拍信号が、心臓の動きが小さいときの心位相の期間Ｈ２から、心臓の動きが大きいときの心位相の期間Ｈ１に移行した可能性がある。心臓の動きが大きいときに取得されたデータに基づいて画像再構成すると、拍動アーチファクトによる画質劣化が増強される可能性がある。そこで、判断手段９８が、ナビゲータシーケンスＮｅ１における加算値Ａｅ１が閾値ＴＨ３よりも大きいと判断した場合（Ａｅ１＞ＴＨ３）、ステップＳＴ６１６に進み、決定手段９９１は、イメージングシーケンスＩＳ２のイメージングデータは破棄すると決定する。
一方、ナビゲータシーケンスＮｅ１における加算値Ａｅ１が閾値ＴＨ３以下の場合、イメージングシーケンスＩＳ２のイメージングデータは、心臓の動きが小さいときの心位相の期間Ｈ２に収集されたと考えられるので、拍動アーチファクトは十分に低減できると考えられる。したがって、判断手段９８が、ナビゲータシーケンスＮｅ１における加算値Ａｅ１が閾値ＴＨ３以下であると判断した場合（Ａｅ１≦ＴＨ３）、ステップＳＴ６１８に進み、決定手段９９１は、イメージングデータを画像再構成用のデータとして受け入れると決定する。
図２７では、Ａｅ１≦ＴＨ３であるので、判断手段９８は、ナビゲータシーケンスＮｅ１における加算値Ａｅ１は閾値ＴＨ３以下であると判断する。したがって、ステップＳＴ６１７からステップＳＴ６１８に進み、決定手段９９１は、イメージングシーケンスＩＳ２により取得されたイメージングデータを画像再構成用のデータとして受け入れると決定する。
以下同様にナビゲータシーケンスを繰り返し実行し、肝臓のエッジ１３ａの位置がウインドウＷに入り、且つ加算値が閾値ＴＨ３よりも大きい値のときに、イメージングシーケンスを実行する。イメージングシーケンスを実行した後、図２８に示すフローに従って、イメージングデータを受け入れるか破棄するかを決定する。そして、画像再構成に必要な全データが取得されたら、本スキャンＳＣ３を終了する。
第２の形態でも、第１の形態と同様に、肝臓と心臓とを含むようにナビゲータ領域Ｒｎａｖを設定している。したがって、被検体の呼吸信号を取得するためのデバイス（例えば、ベローズ）や、心拍信号を取得するための専用のデバイス（例えば、ＥＣＧ電極や脈波センサ）を用いなくても、呼吸信号と心拍信号の両方の信号が得られるので、オペレータの作業負担を軽減することができる。
また、第２の形態では、式（２）（ｋ＝０．３）を用いて、心臓の動きが大きいときの心位相を求めるための閾値ＴＨ３を算出している。ｋ＝０．３に設定することにより、十分な精度で心臓の動きが大きいときの心位相を求めることができる。このことを検証するため、実際にナビゲータシーケンスを実行することにより得られた図２０（ｂ）に示す心拍信号の最大値Ｓmaxおよび最小値Ｓminを式（２）に代入し、閾値ＴＨ３を求めた。図２９に、心拍信号の最大値Ｓmaxおよび最小値Ｓmin式（２）に代入することにより得られた閾値ＴＨ３（＝ＴＨ３）を示す。図２９において、心拍信号と閾値ＴＨ３とを比較すると、心拍信号の信号値は、一定の周期で閾値ＴＨ３を超えている。したがって、式（２）を用いて算出された閾値ＴＨ３は、心臓の動きが大きいときの心位相を求めるための閾値として適していることが分かる。尚、第２の形態では、ｋ＝０．３に設定されているが、心臓の動きが大きいときの心位相を求めることができるのであれば、必ずしもｋ＝０．３に設定する必要はなく、ｋは０．３より小さくてもよいし、大きくてもよい。
第２の形態では、被検体の息の吐き終わりの呼吸位相に対応した肝臓のエッジ１３ａの位置Ｐｅｘに基づいて、ウインドウＷを設定している。しかし、別の呼吸位相（例えば、被検体の息の吸い終わりの呼吸位相、息の吸い終わりから吐き終わりの途中の呼吸位相）に対応した肝臓のエッジ１３ａの位置に基づいて、ウインドウＷを設定してもよい。
また、第２の形態では、イメージングシーケンスを実行した後、図２８に示すフローに従って、イメージングシーケンスにより取得されたイメージングデータを受け入れるか破棄するかを判断している。したがって、イメージングシーケンスを実行している途中で、肝臓のエッジがウインドウＷの外側に移動してしまった場合や、心臓の動きが大きくなった場合は、イメージングデータが破棄される。このため、呼吸や拍動による体動アーチファクトが十分に低減された画像を得ることができる。
ただし、イメージングシーケンスの時間長Ｔが長くなるほど、イメージングシーケンスを実行している間に、肝臓のエッジがウインドウＷの外側に移動してしまう可能性や、心拍信号が期間Ｈ２から期間Ｈ１（図２７参照）に移行してしまう可能性が高くなる。したがって、イメージングシーケンスの時間長Ｔが長い場合に図２８に示すフローを実行すると、イメージングデータが破棄される頻度が高くなるので、本スキャンＳＣ３のスキャン時間が長くなることがある。そこで、スキャン時間の短縮化を優先したい場合は、図２８に示すステップＳＴ６１５およびＳＴ６１７のうちのいずれか一方のステップを省略してもよい。ステップＳＴ６１５およびＳＴ６１７のうちのいずれか一方のステップを省略する場合、イメージングシーケンスの前半で、ｋ空間の低周波領域のデータを収集し、イメージングシーケンスの後半で高周波領域のデータを収集することが望ましい。このようにデータ収集することにより、イメージングシーケンスの途中で肝臓のエッジがウインドウＷの外側に移動してしまっても、ｋ空間の低周波領域の大部分のデータを、肝臓のエッジがウインドウ内に位置している間に収集することができる。更に、イメージングシーケンスの途中で心臓の動きが大きくなっても、ｋ空間の低周波領域の大部分のデータを、心臓の動きが小さい間に収集することができる。したがって、呼吸や拍動による体動アーチファクトが十分に抑制された画像を得ることが可能となる。また、図２８に示すフローは実行せずに、イメージングシーケンスにより得られたデータは全て受け入れるようにしてもよい。この場合、イメージングデータは破棄されないので、スキャン時間を更に短縮することができる。ただし、体動アーチファクトを十分に抑制する観点から、ｋ空間の低周波領域のデータは、イメージングシーケンスの前半に収集することが望ましい。
また、第１の形態および第２の形態では、ナビゲータ領域Ｒｎａｖの長手方向がＳＩ方向に一致するように、ナビゲータ領域Ｒｎａｖが設定されている（図８および図２４参照）。しかし、呼吸信号および心拍信号を取得することができるのであれば、ナビゲータ領域Ｒｎａｖの長手方向がＳＩ方向とは異なる方向になるように、ナビゲータ領域Ｒｎａｖを設定してもよい（図３０参照）。
図３０は、ナビゲータ領域の長手方向がＳＩ方向とは異なる方向に設定されたナビゲータ領域の一例を概略的に示す図である。
図３０では、ナビゲータ領域Ｒｎａｖ１の長手方向はＳＩ方向に対して約４５°ずれた例が示されている。ナビゲータ領域Ｒｎａｖ１は、心臓、肺、および肝臓を含むように設定されているので、呼吸信号および心拍信号を取得することができる。
ただし、一般的には、肝臓のエッジはＳＩ方向の移動量が比較的大きいので、高品質な呼吸信号を取得するためには、図８および図２４に示すようにナビゲータ領域Ｒｎａｖを設定することが望ましい。
尚、ナビゲータ領域Ｒｎａｖ（図８および図２４参照）およびナビゲータ領域Ｒｎａｖ１（図３０参照）は肺を含むように設定されている。しかし、肺をできるだけ含まないようにナビゲータ領域を設定してもよい（図３１参照）。
図３１は、肺をできるだけ含まないように設定されたナビゲータ領域Ｒｎａｖ２の一例を概略的に示す図である。
ナビゲータ領域Ｒｎａｖ２のＳ側の大部分は心臓で占められており、ナビゲータ領域Ｒｎａｖ２のＩ側の大部分は肝臓で占められている。図３１に示すようにナビゲータ領域Ｒｎａｖ２を設定しても、心拍情報および呼吸情報を得ることができるので、呼吸信号および心拍信号を得ることができる。ただし、ナビゲータ領域Ｒｎａｖ２には肺があまり含まれていないので、ナビゲータ領域Ｒｎａｖ２から得られたナビゲータデータに基づいてプロファイルを作成した場合、肝臓のエッジ付近で信号強度の急激な変化（例えば図１３参照）が現れにくい可能性があり、肝臓のエッジ検出の精度が悪くなる恐れがある。したがって、肝臓のエッジ検出の精度を優先する場合には、図８および図２４に示すようにナビゲータ領域Ｒｎａｖを設定することが望ましい。
また、第１および第２の形態では、心拍信号を得るために、心臓を含むようにナビゲータ領域を設定している。しかし、心臓の代わりに、心臓の拍動の影響を受けて動く部位（例えば、心臓に繋がる血管）を含むようにナビゲータ領域を設定してもよい。ナビゲータ領域に、心臓の拍動の影響を受けて動く部位が含まれていれば、プロファイルに、心臓の動きを反映した信号が現れると考えられる。したがって、心臓の代わりに、心臓の拍動の影響を受けて動く部位（例えば、心臓に繋がる血管）を含むようにナビゲータ領域を設定することにより、心拍信号を得ることが可能となる。また、心臓と、心臓の拍動の影響を受けて動く部位との両方が含まれるように、ナビゲータ領域を設定してもよい。更に、本形態では、呼吸信号を得るために、肝臓のエッジを含むようにナビゲータ領域を設定している。しかし、肝臓のエッジの代わりに、呼吸の影響を受けて動く部位（例えば、被検体の腹部の体表面）を含むようにナビゲータ領域を設定してもよい。
尚、第1および第２の形態における心拍信号では、心臓の動きが大きいときの心位相の期間Ｈ１における信号値が、心臓の動きが小さいときの心位相の期間Ｈ２における信号値よりも大きい例が示されている（図１９、図２６参照）。しかし、ナビゲータ領域の設定位置や、被検体によっては、心臓の動きが大きいときの心位相の期間Ｈ１における信号値が、心臓の動きが小さいときの心位相の期間Ｈ２における信号値よりも小さくなることがある（図３２参照）。
図３２（ａ）は、図１９の心拍信号Ｓｈｂ（心臓の動きが大きいときの心位相の期間Ｈ１における信号値が、心臓の動きが小さいときの心位相の期間Ｈ２における信号値よりも大きい例）を示している。一方、図３２（ｂ）は他の心拍信号（心臓の動きが大きいときの心位相の期間Ｈ１における信号値が、心臓の動きが小さいときの心位相の期間Ｈ２における信号値よりも小さい例）を示している。
図３２（ａ）では、閾値ＴＨは式（２）を用いて算出すればよい。一方、図３２（ｂ）では、閾値ＴＨは以下の式を用いて求めればよい。
ＴＨ＝Ｓmax−（Ｓmax−Ｓmin）＊０．３ ・・・（３）
図３２（ｂ）には、式（３）を用いて求められた閾値ＴＨが示されている。式（３）を用いることにより、心臓の動きが大きいときの心位相の期間Ｈ１を求めることができるので、心拍同期撮影を行うことができる。
図３２（ａ）の心拍信号Ｓｈｂ１では、心臓の動きが大きいときの心位相の期間Ｈ１において信号値は大きい値になる。一方、図３２（ｂ）の心拍信号Ｓｈｂ２では、心臓の動きが大きいときの心位相の期間Ｈ１において信号値は小さい値になる。したがって、心臓の動きが大きいときの心位相の期間Ｈ１において、信号値は大きい値になるのか、それとも小さい値になるのかを判断することにより、心拍信号は、図３２（ａ）に示す波形を有しているのか、それとも図３２（ｂ）に示す波形を有しているのか区別することができる。心拍信号が図３２（ａ）に示す波形を有している場合、式（２）を用いて閾値ＴＨを決定すればよく、一方、心拍信号が図３２（ｂ）に示す波形を有している場合、式（３）を用いて閾値ＴＨを決定すればよい。
２ マグネット
３ テーブル
３ａ クレードル
４ 受信コイル
５ 送信器
６ 勾配磁場電源
７ 受信器
８ コンピュータ
９ プロセッサ
１０ 記憶部
１１ 操作部
１２ 表示部
１３ 被検体
２１ 収容空間
９１ 領域設定手段
９２ プロファイル作成手段
９３ エッジ位置検出手段
９４ 加算値算出手段
９５ スライス設定手段
９６ ウインドウ設定手段
９７ 閾値設定手段
９８ 判断手段
９９ トリガ発生手段
９９１ 決定手段
１００ ＭＲ装置

Claims (26)

  1. 呼吸により動く部位と心臓とを含む第１の部位のナビゲータデータを取得するための第１のナビゲータシーケンスを実行するスキャン手段と、
    前記ナビゲータデータに基づいて、前記第１の部位の第１の方向における位置の信号値を表す第１のプロファイルを作成するプロファイル作成手段と、
    前記第１のプロファイルに基づいて、前記呼吸により動く部位の位置を求め、求めた位置を用いて呼吸信号の信号値を求める手段と、
    前記第１のプロファイルの心臓の位置における信号値に基づいて、心拍信号の信号値を求める手段と、
    を有する、磁気共鳴装置。
  2. 前記心拍信号の信号値を求める手段は、
    前記第１のプロファイルの心臓の位置における信号値を含む第１の範囲を求め、前記第１の範囲に含まれる信号値に基づいて、前記心拍信号の信号値を求める、請求項１に記載の磁気共鳴装置。
  3. 前記スキャン手段は、第１のスキャンおよび第２のスキャンを実行し、
    前記第１のスキャンでは、前記第１のナビゲータシーケンスが実行され、
    前記第２のスキャンでは、前記第１の部位のナビゲータデータを取得するための第２のナビゲータシーケンスと、撮影部位の画像を取得するためのイメージングシーケンスとが実行される、請求項２に記載の磁気共鳴装置。
  4. 前記プロファイル作成手段は、
    前記第２のナビゲータシーケンスにより取得されたナビゲータデータに基づいて、前記第１の部位の第１の方向における位置の信号値を表す第２のプロファイルを作成し、
    前記呼吸信号の信号値を求める手段は、
    前記第２のプロファイルに基づいて、前記呼吸により動く部位の位置を求め、求めた位置を用いて他の呼吸信号の信号値を求め、
    前記心拍信号の信号値を求める手段は、
    前記第２のプロファイルの心臓の位置における信号値に基づいて、他の心拍信号の信号値を求める、請求項３に記載の磁気共鳴装置。
  5. 前記心拍信号の信号値を求める手段は、
    前記第２のプロファイルの心臓の位置における信号値を含む第２の範囲を求め、前記第２の範囲に含まれる信号値に基づいて、前記他の心拍信号の信号値を求める、請求項４に記載の磁気共鳴装置。
  6. 呼吸により動く部位と心臓の拍動により動く部位とを含む第１の部位のナビゲータデータを取得するための第１のナビゲータシーケンスを実行するスキャン手段と、
    前記ナビゲータデータに基づいて、前記第１の部位の第１の方向における位置の信号値を表す第１のプロファイルを作成するプロファイル作成手段と、
    前記第１のプロファイルに基づいて、前記呼吸により動く部位の位置を求め、求めた位置を用いて呼吸信号の信号値を求める手段と、
    前記第１のプロファイルの心臓の拍動により動く部位の位置における信号値に基づいて、心拍信号の信号値を求める手段と、
    を有する、磁気共鳴装置。
  7. 前記心拍信号の信号値を求める手段は、
    前記第１のプロファイルの心臓の拍動により動く部位の位置における信号値を含む第１の範囲を求め、前記第１の範囲に含まれる信号値に基づいて、前記心拍信号の信号値を求める、請求項６に記載の磁気共鳴装置。
  8. 前記スキャン手段は、第１のスキャンおよび第２のスキャンを実行し、
    前記第１のスキャンでは、前記第１のナビゲータシーケンスが実行され、
    前記第２のスキャンでは、前記第１の部位のナビゲータデータを取得するための第２のナビゲータシーケンスと、撮影部位の画像を取得するためのイメージングシーケンスとが実行される、請求項７に記載の磁気共鳴装置。
  9. 前記プロファイル作成手段は、
    前記第２のナビゲータシーケンスにより取得されたナビゲータデータに基づいて、前記第１の部位の第１の方向における位置の信号値を表す第２のプロファイルを作成し、
    前記呼吸信号の信号値を求める手段は、
    前記第２のプロファイルに基づいて、前記呼吸により動く部位の位置を求め、求めた位置を用いて他の呼吸信号の信号値を求め、
    前記心拍信号の信号値を求める手段は、
    前記第２のプロファイルの心臓の拍動により動く部位の位置における信号値に基づいて、他の心拍信号の信号値を求める、請求項８に記載の磁気共鳴装置。
  10. 前記心拍信号の信号値を求める手段は、
    前記第２のプロファイルの心臓の拍動により動く部位の位置における信号値を含む第２の範囲を求め、前記第２の範囲に含まれる信号値に基づいて、前記他の心拍信号の信号値を求める、請求項９に記載の磁気共鳴装置。
  11. 前記呼吸信号に基づいて、前記イメージングシーケンスを実行するか否かを判断するための呼吸位相の範囲を表すウインドウを設定するウインドウ設定手段を有する、請求項４、５、９、１０のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
  12. 前記他の呼吸信号の信号値が前記ウインドウ内に入っているか否かを判断する判断手段を有する、請求項１１に記載の磁気共鳴装置。
  13. 前記心拍信号に基づいて、第１の心位相を求めるための閾値を算出する算出手段を有する、請求項１２に記載の磁気共鳴装置。
  14. 前記第１の心位相は、心臓の動きが大きいときの心位相である、請求項１３に記載の磁気共鳴装置。
  15. 前記算出手段は、
    前記心拍信号の最小値と最大値との差に基づいて前記閾値を算出する、請求項１３又は１４に記載の磁気共鳴装置。
  16. 前記判断手段は、
    前記他の心拍信号の信号値が前記閾値よりも大きいか否か判断する、請求項１５に記載の磁気共鳴装置。
  17. 前記他の心拍信号の信号値が前記閾値よりも大きいか否かの判断結果に基づいて、前記イメージング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手段を有する、請求項１６に記載の磁気共鳴装置。
  18. 前記第１の部位を特定するための領域を設定する設定手段を有する、請求項２〜５、７〜１７のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
  19. 前記心拍信号の信号値を求める手段は、
    前記領域の前記第１の方向における基準位置に基づいて、前記第１の範囲を求める、請求項１８に記載の磁気共鳴装置。
  20. 前記基準位置は、前記領域の前記第１の方向における中心位置である、請求項１９に記載の磁気共鳴装置。
  21. 前記心拍信号の信号値を求める手段は、
    前記呼吸により動く部位の位置に基づいて、前記第１の範囲を求める、請求項２〜５、７〜１７のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
  22. 前記呼吸により動く部位は肝臓のエッジを含む、請求項１〜２１のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
  23. 前記第１の部位は肺を含む、請求項１〜２２のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
  24. 前記第１の部位は、心臓の拍動により動く部位を含む、請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
  25. 呼吸により動く部位と心臓とを含む第１の部位のナビゲータデータを取得するための第１のナビゲータシーケンスを実行する磁気共鳴装置に適用されるプログラムであって、
    前記ナビゲータデータに基づいて、前記第１の部位の第１の方向における位置の信号値を表す第１のプロファイルを作成するプロファイル作成処理と、
    前記第１のプロファイルに基づいて、前記呼吸により動く部位の位置を求め、求めた位置を用いて呼吸信号の信号値を求める処理と、
    前記第１のプロファイルの心臓の位置における信号値に基づいて、心拍信号の信号値を求める処理と、
    をコンピュータに実行させるためのプログラム。
  26. 呼吸により動く部位と心臓の拍動により動く部位とを含む第１の部位のナビゲータデータを取得するための第１のナビゲータシーケンスを実行する磁気共鳴装置に適用されるプログラムであって、
    前記ナビゲータデータに基づいて、前記第１の部位の第１の方向における位置の信号値を表す第１のプロファイルを作成するプロファイル作成処理と、
    前記第１のプロファイルに基づいて、前記呼吸により動く部位の位置を求め、求めた位置を用いて呼吸信号の信号値を求める処理と、
    前記第１のプロファイルの心臓の拍動により動く部位の位置における信号値に基づいて、心拍信号の信号値を求める処理と、
    をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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