JPH0775627A

JPH0775627A - 磁気共鳴診断装置における体動追従計測方法

Info

Publication number: JPH0775627A
Application number: JP5330516A
Authority: JP
Inventors: Junichi Taguchi; 順一田口; Kunihiko Kido; 邦彦木戸; Koichi Sano; 耕一佐野
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1993-06-11
Filing date: 1993-12-27
Publication date: 1995-03-20
Also published as: US5545993A

Abstract

(57)【要約】【目的】磁気共鳴診断装置において、撮影中の検査対
象物の体動による画質劣化を抑える。【構成】検査対象物の位置と方向を検出する位置方向
検出手段を設けた。はじめに撮影所望断面を決め（１０
１）、検査対象物に固定して定義した位置と方向の検出
用座標系と撮影所望座標系の関係を求め（１０２）、撮
影所望断面を撮影できるように高周波磁場周波数と傾斜
磁場強度を決め（１０３）、撮影所望断面と撮影面の両
者の中心の位置差を求め（１０４）、撮影動作し（１０
５）、得られた計測信号に位置差分の位相補正をし（１
０６）、所定回の撮影動作をしていれば撮影を終了し、
所定回の撮影動作をしていなければ次のステップに続き
（１０７）、検査対象物の位置と方向を検出し（１０
８）、撮影所望断面の位置と方向を算出し、ステップ１
０３に戻る。【効果】自由度６の体動にも追従してた撮影ができ、
撮影中の検査対象物の体動による画質劣化を抑えること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気共鳴診断装置にお
いて、検査対象物が撮影中に移動することによって発生
する偽像を低減する技術に関わり、特に剛体と見なせる
検査対象物の移動に追従して撮影操作をする方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】

（１）特願昭６３−１４０２１０。

【０００３】（２）マーク・ヘドゥリー他、アイトリ
プルイートランザクションオンメディカルイメー
ジング他、１０巻、５号、(１９９１)５４８ページ。

【０００４】（Mark Hedley et al., IEEE Transaction
on Medical Imaging, Vol.10 No.4,(1991)p548.) （３）エイチ・ダブル・コーリン他、ソサイアティ
オブマグネティックレゾナンスインメディスン、
第９回大会予稿集、(１９９０)５６０頁。

【０００５】（H.W.Korin et al. ,Society of Magneti
c resonance in medicine ,9thAnnual meeting and Exh
ibition, Vol.1, (1988)p.241.) （４）ジェイ・ピイ・フェルムリー、ソサイアティ
オブマグネティックレゾナンスインメディスン、
第１０回大会予稿集、(１９９１)１２２７頁。（J.P.Fe
lmlee et al. ,Society of Magnetic resonance in med
icine ,10th Annual meeting and Exhibition, Works i
n Progress, (1991)p.1227.) 上記従来技術（１）は、高周波磁場周波数を変化させる
ことにより、心臓の上下動に追従して撮影するものであ
る。心臓の位置に応じて撮影を所望するスライス断面が
上下に移動するため、高周波磁場周波数を撮影所望断面
の共鳴周波数に設定し、心臓の上下動に追従した撮影を
行う。

【０００６】上記従来技術（２）は、頭部などの剛体と
みなせる検査対象物が撮影断面と平行な動きをした場合
について、画像上に発生する偽像を計測信号の位相補正
で除去する技術である。以下、文献とは少し異なった記
号を用い説明する。剛体が撮影断面に平行な動きをした
場合の信号データＳ(K,L)は、動きのない時の信号デー
タＳ₀(K,L)で表すと、

【０００７】

【数１】Ｓ(K,L) ＝Ｓ₀(K,L)・exp(2πi・(K・ΔX₁＋L・ΔY₁)) …（数１）となる。

【０００８】ただし、Ｋは、読みだし方向の周波数空間
座標値、Ｌは、エンコード方向の周波数空間座標値、Δ
X₁は、読みだし方向の移動量、ΔY₁は、エンコード方向
の移動量、である。

【０００９】従って、

【００１０】

【数２】Ｓ'(K,L) ＝Ｓ(K,L)・exp(-2πi・(K・ΔX₁＋L・ΔY₁)) …（数２）のように、位相補正した信号データＳ'(K,L)を作ると、

【００１１】

【数３】Ｓ'(K,L) ＝Ｓ₀(K,L) …（数３）となり、位相補正した信号データＳ'(K,L)は、動きのな
いときの信号データＳ₀(K,L)と等しくなる。

【００１２】上記従来技術（２）では、移動量ΔX₁、Δ
Y₁の検出を、得られた再生画像に現われる偽像から推定
することに特徴がある。すなわち、本来検査対象物がな
い部分に現われた偽装を除去した画像を作り、その偽像
除去画像から作った信号データと、本来の信号データの
位相差を基に、移動量ΔX₁、ΔY₁を推定する。さらに、
数２の補正を行った信号から再生した画像について、同
様に本来物体がない部分に出た偽像を除去し、逐次的に
移動量ΔX₁、ΔY₁の正しい推定を行っていくものであ
る。

【００１３】上記従来技術（３）は、頭部などの剛体と
みなせる検査対象物が、撮影スライス断面内で回転した
場合に有効な補正手段を提供している。スライス断面内
で検査対象物が回転すると、計測信号データもＫ空間上
で同様な回転をする性質に着目し、外部マーカーで回転
をモニターし、回転を含んだ計測信号をＫ空間上で回転
して補間することにより、回転の影響を含まない補正画
像を得る。

【００１４】上記従来技術（４）は、ナビゲーションエ
コーと呼ばれるゼロエンコードデータから撮影スライス
断面内の読みだし方向の位置移動量を検出し、補正をか
けるものである。あらかじめ左右に動くと予想する方向
を読みだし方向に取り、ナビゲーションエコーで左右の
位置移動量を検出して補正し、良好な脊椎画像を得てい
る。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術（１）
（２）（３）（４）は、頭部のような剛体とみなせる検
査対象物が、自由度６を持つ剛体の任意移動を行う場合
に対応できないという問題点があった。

【００１６】本発明の目的は、検査対象物が自由度６を
持つ剛体の任意移動を行うことによって起こる画質劣化
を抑制する方法を提供することにある。

【００１７】また、検査対象物の移動方向に制限を仮定
し、自由度５以下の任意移動を行う場合にも同様に画質
劣化を抑制する方法を提供する。

【００１８】

【課題を解決するための手段】検査対象物の多くも自由
度６を持つ剛体の移動に伴う位置と方向を検出し、撮影
所望断面の方向が撮影断面の方向となるように傾斜磁場
強度を決定し、撮影所望断面のスライス方向位置と撮影
断面のスライス方向位置が一致するように高周波磁場周
波数を決定し、撮影動作によって得られた計測信号に、
撮影所望断面の中心と撮影断面の中心の位置差に応じた
位相補正を行う。

【００１９】

【作用】頭部のような剛体とみなせる検査対象物は自由
度６を持つ。剛体上に位置と方向を検出するための検出
用の座標系を定義し、該検出用の座標系の位置と方向を
決める自由度６の物理量を測定すると、剛体が、自由度
６をもつ任意の移動をしても、上記物理量から剛体がど
こにどのように置かれているのかを完全に把握すること
ができる。また、剛体と見なせる検査対象物の移動に制
限があり、自由度５以下の移動をすると仮定した場合で
も、その制限された自由度の移動に対応した物理量を検
出することにより、剛体がどこにどのように置かれてい
るのかを把握することができる。以下に図１０を用い、
位置と方向の検出用の座標系と撮影を所望する断面の座
標系の関係について簡単に述べる。

【００２０】検査対象物２０１の適当な場所に、位置方
向検出用の座標系を設ける。位置方向検出用の座標系
は、Ｖで示した位置方向検出基準点中心３１１と、
ｅ₁、ｅ₂、ｅ₃で示した３方向の単位ベクトル３１２、
３１３、３１４がある。撮影所望断面３１９の座標系に
もＱで示した撮影所望断面中心３１５と、ｅｒ、ｅｅ、
ｅｓで示した各方向の単位ベクトル３０６、３０７、３
０８がある。方向位置検出系の座標系と撮影所望断面の
座標系の位置関係は、検査対象物２０１が動いても変わ
らない。従って、方向位置検出系の中心３１１と各方向
の単位ベクトル３１２、３１３、３１４、を検出するこ
とにより、撮影所望断面の座標系が決まる。以下式で示
す。

【００２１】ベクトルの内積を＜｜＞で表すことにす
る。撮影所望面の座標系の方向を検出系の座標系の方向
で表すと以下になる。

【００２２】

【数４】ｅｒ＝＜ｅｒ｜ｅ₁＞ｅ₁＋＜ｅｒ｜ｅ₂＞ｅ₂＋＜ｅｒ｜ｅ₃＞ｅ₃ …（数４）

【００２３】

【数５】ｅｅ＝＜ｅｅ｜ｅ₁＞ｅ₁＋＜ｅｅ｜ｅ₂＞ｅ₂＋＜ｅｅ｜ｅ₃＞ｅ₃ …（数５）

【００２４】

【数６】ｅｓ＝＜ｅｓ｜ｅ₁＞ｅ₁＋＜ｅｓ｜ｅ₂＞ｅ₂＋＜ｅｓ｜ｅ₃＞ｅ₃ …（数６）数４から数６までの関係により、検査対象物が適当な位
置にあるときのｅ₁、ｅ₂、ｅ₃を測定し、撮影断面を定
めてｅｒ、ｅｅ、ｅｓを知ると、＜ｅｒ｜ｅ₁＞などの
内積値が求まる。検査対象物２０１の位置が移動して
も、＜ｅｒ｜ｅ₁＞などの内積値は変わらず、従って移
動後のｅ₁、ｅ₂、ｅ₃を測定したら、数４から数６の関
係式を使ってｅｒ、ｅｅ、ｅｓを知る事ができる。

【００２５】点Ｖから点Ｑまでの距離ベクトルをｖｑと
すると、同様に以下の事が言える。

【００２６】

【数７】ｖｑ＝＜ｖｑ｜ｅ₁＞ｅ₁＋＜ｖｑ｜ｅ₂＞ｅ₂＋＜ｖｑ｜ｅ₃＞ｅ₃ …（数７）同様に検査対象物２０１が移動しても＜ｖｑ｜ｅ₁＞な
どの内積値が変わらないことから、一度内積値を求める
と、その後、検査対象が移動しても、Ｖの位置と、
ｅ₁、ｅ₂、ｅ₃を計測する事によりＱの位置を知ること
ができる。

【００２７】以上、検査対象物の撮影所望断面３１９位
置方向検出基準点中心３１１の位置と各軸の単位ベクト
ル３１２、３１３、３１４を検出する事によって撮影所
望断面中心３１５と、各単位ベクトル３１６、３１７、
３１８を求める事ができることを示した。

【００２８】撮影所望断面３１９の位置と方向の検出に
より、撮影所望断面３１９がわかると、傾斜磁場強度と
高周波磁場周波数を適当に設定して、実際に撮影する断
面を撮影所望断面３１９と一致させることができる。傾
斜磁場強度と、高周波磁場強度の設定でどのように撮影
断面が定まるかについては、従来から良く知られてい
る。以下、図９を用い、簡単に説明する。

【００２９】図９は、撮影断面３０９と傾斜磁場系の関
係を示したものである。磁気共鳴診断装置の傾斜磁場発
生装置２０３が作る傾斜磁場は、傾斜磁場系と呼ぶ固有
な座標系を持つ。傾斜磁場系は、図中にＯで表した傾斜
磁場中心３０１と、３つの固有な方向Ｘ、Ｙ、Ｚからな
る。各方向の単位ベクトルをｅｘ、ｅｙ、ｅｚと表し、
それぞれ、Ｘ方向単位ベクトル３０２、Ｙ方向単位ベク
トル３０３、Ｚ方向単位ベクトル３０４と呼ぶことにす
る。傾斜磁場発生装置は、Ｘ、Ｙ、Ｚの３方向に対応し
てそれぞれの傾斜磁場コイルを持ち、それぞれの方向の
傾斜磁場を独立して発生することができる。各方向の傾
斜磁場の重ねあわせにより、任意方向の傾斜磁場を発生
することができる。撮影断面３０９には、図中にＰで示
した撮影断面中心３０５と読みだし方向、エンコード方
向、スライス方向の３方向がある。それぞれの方向の単
位ベクトルをｅｒ、ｅｅ、ｅｚと記し、それぞれ読みだ
し方向単位ベクトル３０６、エンコード方向単位ベクト
ル３０７、スライス方向単位ベクトル３０８と呼ぶこと
にする。撮影断面３０９の方向は、撮影時に、読みだし
方向、エンコード方向、スライス方向の傾斜磁場を必要
な時に発生させることによって決まる。撮影断面中心３
０５は、スライス選択時の高周波磁場の周波数と、読み
だし時の中心周波数で決まる。

【００３０】初めに、撮影断面３０９の方向を決める傾
斜磁場の作り方を式で示す。

【００３１】傾斜磁場系と撮影断面３０９の座標系に
は、以下の関係がある。

【００３２】

【数８】ｅｒ＝＜ｅｒ｜ｅｘ＞ｅｘ＋＜ｅｒ｜ｅｙ＞ｅｙ＋＜ｅｒ｜ｅｚ＞ｅｚ …（数８）

【００３３】

【数９】ｅｅ＝＜ｅｅ｜ｅｘ＞ｅｘ＋＜ｅｅ｜ｅｙ＞ｅｙ＋＜ｅｅ｜ｅｚ＞ｅｚ …（数９）

【００３４】

【数１０】ｅｓ＝＜ｅｓ｜ｅｘ＞ｅｘ＋＜ｅｓ｜ｅｙ＞ｅｙ＋＜ｅｓ｜ｅｚ＞ｅｚ …（数１０）以上の数８から数１０までにより、傾斜磁場系と撮影断
面３０９の座標系の関係が表現でき、各方向の傾斜磁場
の作り方がわかる。たとえば、読みだし方向に強度ＧＲ
なる傾斜磁場を作る場合、この時の傾斜磁場をＧＲ・ｅ
ｒと表現すると、数４から、

【００３５】

【数１１】ＧＲ・ｅｒ＝ＧＲ＜ｅｒ｜ｅｘ＞ｅｘ＋ＧＲ＜ｅｒ｜ｅｙ＞ｅｙ＋ＧＲ＜ｅｒ｜ｅｚ＞ｅｚ …（数１１）数１１は強度ＧＲ＜ｅｒ｜ｅｘ＞のＸ方向傾斜磁場と、
強度ＧＲ＜ｅｒ｜ｅｙ＞のＹ方向傾斜磁場と、強度ＧＲ
＜ｅｒ｜ｅｚ＞のＺ方向傾斜磁場の重ね合わせによって
強度ＧＲ・ｅｒの読みだし方向の傾斜磁場が作られるこ
とを意味する。以上により、撮影断面３０９の方向を決
める傾斜磁場の作り方を説明した。

【００３６】次に、撮影断面中心３０５の位置の決め方
を説明する。

【００３７】傾斜磁場中心３０１から撮影断面中心３０
５までの距離ベクトルをｏｐと記す。ベクトルｏｐは、
以下に分解できる。

【００３８】

【数１２】ｏｐ＝＜ｏｐ｜ｅｒ＞ｅｒ＋＜ｏｐ｜ｅｓ＞ｅｓ …（数１２）以上の撮影断面中心位置は、良く知られているように、
撮影時の中心周波数ｆｒを

【００３９】

【数１３】ｆｒ＝ｆ₀＋γ・＜ｏｐ｜ｅｒ＞ …（数１３）スライス時の高周波磁場周波数ｆｓを

【００４０】

【数１４】ｆｓ＝ｆ₀＋γ・＜ｏｐ｜ｅｓ＞ …（数１４）にすることによって実現できる。

【００４１】ただし、ｆ₀は静磁場中心周波数、γは磁
気回転比である。

【００４２】なお、数１２にエンコード方向の項がない
のは、撮影断面中心をエンコード方向にずらす撮影手段
がないことによる。ただし、エンコード方向に撮影断面
中心をずらす手段はないが、計測信号に位相ずれを加え
たり、再生画像の位置シフトをしたりして、エンコード
方向に画像の表示をずらす方法はある。

【００４３】以上により、傾斜磁場強度の設定方法およ
び高周波磁場周波数の設定方法について述べた。以上で
示したように、撮影所望断面３１９と撮影断面３０９の
方向を一致させることができるが、図１１に示すように
撮影所望断面中心３１５と撮影断面中心３０５は一般に
一致しない。両者の位置差が生じる。Δｘを読み出し方
向位置差３４１、Δｙをエンコード方向位置差３４２と
する。この時得られる信号データは、位置差Δｘ、Δｙ
だけ検査対象物２０１が移動した時の信号データとな
る。従って、上記従来技術の数２で記した位相補正と同
様に、

【００４４】

【数１５】Ｓ'(K,L) ＝Ｓ(K,L)・exp(-2πi・(K・ΔX＋L・ΔY)) …（数１５）なる、位相補正を行うと、あたかも検査対象物２０１の
撮影所望断面３１９が、撮影断面３０９に撮影面内方向
の位置までそろってピッタリ一致したかのような補正し
た信号データＳ'(K,L)を得る事ができる。

【００４５】以上、図１２に示すように検査対象物２０
１が移動しても、上記のように、位置と方向の検出手段
で測定した位置と方向のデータから、撮影所望断面３１
９の位置と方向が分かり、傾斜磁場強度と高周波磁場周
波数の設定で、撮影所望断面３１９と撮影断面３０９の
方向とスライス軸方向の位置を一致させ、得られた信号
の位相補正により、撮影面内の位置差をキャンセルした
補正信号データを得る事ができる。

【００４６】

【実施例】以下本発明の実施例を（１）節から（３）節
に分けて説明する。（１）節では本発明を実施する磁気
共鳴診断装置の構成について説明し、（２）節では本発
明の手順、（３）節では本発明の手順中で利用する位置
方向検出手段の実施例を説明する。

【００４７】（１）構成図４に本発明を実施する磁気共鳴診断装置のブロック構
成図を示す。また、図５に本発明を実施する別の磁気共
鳴診断装置のブロック構成図を示す。どちらも、本発明
を実施できる。図４と図５の装置構成の違いは、位置方
向検出装置２０９を備えているかいないかの違いしかな
い。図４の装置構成で本発明を実施する場合は、位置方
向検出手段を従来の磁気共鳴診断装置のみで行い、図５
の装置構成で本発明を実施する場合は、位置方向検出手
段として位置方向検出装置２０９を付加した。

【００４８】以下、初めに、従来からよく知られている
図４のブロック構成図を持つ磁気共鳴診断装置につい
て、簡単に説明する。

【００４９】図４の磁気共鳴診断装置は、静磁場発生装
置２０２、傾斜磁場発生装置２０３、高周波磁場発生装
置２０４、受信装置２０５、シーケンス制御装置２０
６、処理装置２０７、表示装置２０８からなる。静磁場
発生装置２０２は、強度の強い均一な磁場を作り、検査
対象物２０１に磁化を発生させる。傾斜磁場発生装置２
０３は、任意の時刻に任意の強度と方向を持った傾斜磁
場を発生し、検査対象物２０１の磁化のラーマー周波数
を位置に応じて変える。傾斜磁場の印加で、検査対象物
２０１は位置の区別がつく。高周波磁場発生装置２０４
は、高周波磁場を発生し、検査対象物２０１の磁化を共
鳴励起して、共鳴条件を満足した磁化のみ電磁波を出す
ようにする。傾斜磁場と高周波磁場の組合せで、共鳴条
件を満足したスライス領域のみから電磁波を発生させ、
そのスライス領域の画像化を可能にすることができる。
受信装置２０５は、検査対象物２０１の磁化が共鳴励起
して発生する電磁波を計測し、信号データとして処理装
置２０７に渡す。処理装置２０７は、信号データを保存
したり、信号データから画像再構成して画像データを作
る。表示装置２０８は、画像データを表示する。シーケ
ンス表示装置２０６は、傾斜磁場発生装置２０３、高周
波磁場発生装置２０４、受信装置２０５、処理装置２０
７、表示装置２０８の動作の制御を行う。シーケンス制
御装置２０６は、通常の計算機の機能を有し、各機器を
動作させる指令を送るプログラムと、プログラムが参照
する各機器の動作状態を記述したデータを持つ。

【００５０】次に、図５のブロック構成図で示す磁気共
鳴診断装置について簡単に説明する。

【００５１】図５の装置構成では、図４の装置に位置方
向検出手段として位置方向検出装置２０９を付加した。
位置方向検出装置２０９は、検査対象物２０１に定義し
た位置方向検出用の座標系の自由度６を表す物理量、た
とえば、座標系中心と軸方向を検出する。また、検査対
象物２０１の移動方向に制限を仮定する場合には、位置
方向検出装置２０９は、移動方向の自由度を決める物理
量を検出する。位置方向検出装置２０９は、シーケンス
制御装置２０６の制御により、検査対象物２０１の位置
や方向などの物理量を処理装置２０７に渡す。処理装置
２０７では、上記物理量に基づいた信号データの補正処
理を行い、同様な画像再構成を行う。図５の装置では、
以上で説明した事以外は、図４の装置と全く同様であ
る。

【００５２】以上、本発明における磁気共鳴診断装置の
構成について述べた。本発明は、図４または図５の上記
磁気共鳴診断装置を用いて、検査対象物２０１の体動に
追従した撮影を行う撮影方法を提供するものである。本
発明の実施は、本発明に基づいた各機器の動作を制御す
るプログラムの作成と、そのプログラムが参照するデー
タを与える事により行える。プログラムの作成や、デー
タの与え方は撮影動作の手順を明らかにする事により容
易に実施できるため、次の（２）節で手順について詳し
く述べる。

【００５３】（２）手順図１に本発明の手順を示す流れ図を示す。図２に図１の
手順を一部変更した第一の変更流れ図を示し、図３に図
１の手順を一部変更した第２の変更流れ図を示す。

【００５４】（２−１）図１の手順以下、初めに図１の流れ図に基づき本発明の一実施例に
おける手順を説明する。以後の説明では、図中に示した
番号とステップ番号を一致させた。手順は、ステップの
若い番号から順に進み、途中、分岐指示がある場合に
は、指示に基づいたステップに進むものとする。

【００５５】ステップ１０１… 検査対象物２０１の撮
影所望断面を決定する。

【００５６】ステップ１０２… 上記検査対象物２０１
に固定して定義した検出用の座標系と上記撮影所望断面
との関係を求める。

【００５７】ステップ１０３… 上記撮影断面の方向
が、上記撮影所望断面の断面方向と一致するように傾斜
磁場強度を決め、上記撮影断面のスライス方向位置と上
記撮影所望断面のスライス方向位置が一致するように高
周波磁場周波数を決定する。

【００５８】ステップ１０４… 上記撮影所望断面の中
心位置と上記撮影断面の中心位置との位置差を求める。

【００５９】ステップ１０５… 上記ステップ３で決定
した傾斜磁場強度と高周波磁場周波数に基づいて撮影動
作を行う。

【００６０】ステップ１０６… 上記撮影動作によって
得られた計測信号データＳ(K，L）に、

【００６１】

【数１６】Ｓ'(K,L) ＝Ｓ(K,L)・exp(-2πi・(K・ΔX＋L・ΔY)) …（数１６）なる位相補正を行う。

【００６２】ただし、Ｓ'(K,L)は、位相補正後の信号デ
ータ、Ｋは、読みだし方向の周波数空間座標値、Ｌは、
エンコード方向の周波数空間座標値、ΔXは、上記ステ
ップ４で求めた読みだし方向の位置差、ΔYは、上記ス
テップ４で求めたエンコード方向の位置差、である。

【００６３】ステップ１０７…所望の撮影動作回数が満
たされたら撮影動作を終了し、さもなくば、以下のステ
ップ８に続く。

【００６４】ステップ１０８…上記位置方向検出手段２
０９により上記検査対象物２０１に固定した上記座標系
の自由度６個を決める物理量、たとえば、座標系中心と
軸方向を検出する。または、検査対象物２０１の移動方
向に制限を仮定する場合には、位置方向検出装置２０９
は、移動方向の自由度を決める物理量を検出する。

【００６５】ステップ１０９…ステップ８で検出した上
記物理量から、上記検査対象物の撮影所望断面の自由度
６個を決める物理量を求め、ステップ３に戻る。

【００６６】以上の手順中の各ステップで行う事柄につ
いて、以下補足説明する。

【００６７】ステップ１０１で検査対象物２０１の撮影
所望断面を決める方法は、通常の磁気共鳴診断装置で行
っている撮影手順中での撮影所望断面を決める方法と同
一である。よく用いる方法に、短時間で粗く素画像を撮
影し、素画像と直交する断面を素画像上の線で指定して
撮影所望断面を決める方法がある。素画像の分解能が分
かっているので、素画像上の線で指定した撮影所望断面
は、位置と方向が正確に求まる。そのほか、素画像の代
わりに、一度撮影した通常撮影画像から同様に撮影所望
断面を決める方法や、検査対象物２０１の設定位置によ
らず、あらかじめ決めた磁気共鳴診断装置上の位置を撮
影所望断面とする方法などがある。

【００６８】ステップ１０２、ステップ１０３、ステッ
プ１０４、ステップ１０６については、上記作用の項で
詳しく述べた。ステップ１０２の検出用の座標系と上記
撮影所望断面との関係については、数４から数７までに
示した。ステップ１０３の傾斜磁場強度の設定について
は、数８から数１１までに示し、高周波磁場周波数の設
定については、数１４に示した。ステップ１０４の位置
差は、数１２の撮影断面中心と、撮影所望断面中心を比
べれば明かであり、ステップ１０６の位相補正は、数１
５で示した。

【００６９】ステップ１０５の撮影動作には、通常の磁
気共鳴診断装置で用いる撮影シーケンス全てが適用可能
である。ステップ１０５で行う撮影動作と、撮影シーケ
ンスについては、後ほど（２−３）節で詳しく述べる。

【００７０】ステップ１０７で、撮影動作の回数チェッ
クをする。所望の撮影動作回数は、撮影シーケンスによ
っても変わる。所望の撮影動作回数を行うと、全ての撮
影データが得られ、撮影動作を終了し、画像再構成や画
像表示といった撮影動作後の処理に移る。

【００７１】ステップ１０８で検査対象物２０１の位置
と方向を検出する手段は、数多くある。検査対象物２０
１の位置と方向を知ることのできる方法ならばどのよう
な手段でも用いることができる。一例を後に（３）節で
示す。

【００７２】ステップ１０９で撮影所望断面の位置と方
向を算出する算出方法は、上記作用の項で、数４から数
７までに示した関係式から明白である。

【００７３】（２−２）手順変更例以上説明してきた図１で示す手順には、変更を加えるこ
とが可能である。図２と図３に手順変更した例を示す。

【００７４】図２では、図１でステップ１０２からステ
ップ１０３に流れていた手順を、ステップ１０２からス
テップ１０８に飛ばすように手順変更した。図２の手順
は、ステップ１０２からステップ１０３に行く途中にス
テップ１０８とステップ１０９を実行することと等し
い。図２のようにすると、ステップ１０２で撮影所望断
面を決めてからステップ３に移る時間が比較的長い場
合、その間で体動があっても、ステップ１０８で再び位
置と方向を検出しなおすため、その区間の体動の影響を
受けなくする効果がある。

【００７５】図３では、図１のステップ１０６で計測信
号の位相補正を毎回行っていたものをやめ、代わりに撮
影動作終了後にステップ１１６を付加して一度にまとめ
て計測信号全体の位相補正を行うようにした。図３で
は、撮影動作終了後にステップ１１６で計測信号の位相
補正をするまでで一連の動作を終了し、その後画像再構
成や画像表示といった撮影動作終了後の処理に移る。図
３のように計測終了後に信号の位相補正を行う代わり
に、ステップ１１６で行っていた位相補正を画像再構成
時に行うような手順変更も可能である。なお、図１のよ
うにステップ１０５で得られた信号データをすぐに位相
補正する場合は、ステップ１０４で求めた位置差のデー
タをすぐにステップ１０６で参照するだけで、何回目の
ステップ１０４で求めた位置差のデータかという情報を
保存する必要がない。従って図１の場合では、決まった
メモリー番地を位置差のデータのやりとりに使うことが
できる。ところが、図３の場合では、何回目のステップ
１０４で求めた位置差のデータかという情報を保存する
必要があり、回数とデータが正しく対応するデーブルが
必要となる。

【００７６】以上、図１の手順の変更例を２例上げた
が、そのほかにも数多くの変更が可能である。例えば、
図２と図３の変更を同時に行ったものや、ステップ１０
３とステップ１０４の順番を入れ替えたものなどがあ
る。

【００７７】（２−３）ステップ１０５で行う撮影動作
と、撮影シーケンス代表的なシーケンスとして、図６から図８まで３例上げ
た。

【００７８】図６は、スピンエコー法に基づいた撮影シ
ーケンス例で、１エコーシーケンスについて図示した。
図の横軸は時間を表し、縦軸は、各機器の動作状態を表
す。高周波磁場４０１は、高周波磁場発生装置２０４が
発生するもので、特定の磁化を９０度励起する９０度パ
ルス４０６と１８０度励起する１８０度パルス４０７の
２種類がある。スライス方向傾斜磁場４０２と、エンコ
ード方向傾斜磁場４０３、読みだし方向傾斜磁場４０４
は、傾斜磁場発生装置２０３が発生するもので、上記作
用の項で述べた。Ａ／Ｄ４０５は、受信装置２０５が行
う計測信号のデジタル化で、図のタイミングでゲートを
開き信号の計測を行う。全体の撮影からすると、図６で
示した部分は一部であり、一連の撮影動作は、エンコー
ド部４０８の値を少しずつ変えて図６で示した部分を何
回も動作する。繰り返し回数は、画像のマトリクス数や
加算回数に依存し、例えは、２５６マトリクス、２回加
算の場合は、５１２回の繰り返しを行う。図６で示した
部分は数十ミリ秒と短いが、繰返しの時間間隔は、通常
０．４秒〜３秒程度に設定する。従って体動は、繰返し
のための待ち時間中に起こると考えて良く、図６で示し
た部分をステップ１０５では１回、または数回動作し、
その間の体動がないものとして処理する。なお、マルチ
スライス撮影では、繰返しの待ち時間に他のスライスの
撮影を行うが、その場合、図６で示した部分は、１スラ
イスの１回の部分スキャンに対応し、同スライスの次回
の部分スキャンを行うまでに、他のスライスの部分スキ
ャンを行う。ステップ１０５で行う撮影動作は、１スラ
イスの１回の部分スキャンを行うこともできるし、数ス
ライス分の部分スキャンを１回ずつ行うこともできる
し、全てのスライスの部分スキャンを１回、または数回
ずつ行うこともできる。

【００７９】図７は、グラディエントエコー法に基づい
た撮影シーケンスである。ステップ１０５で行う撮影動
作は、同様に、１スライスの１回の部分スキャンを行う
こともできるし、数スライス分の部分スキャンを１回ず
つ行うこともできるし、全てのスライスの部分スキャン
を１回、または数回ずつ行うこともできる。また、図７
の、グラディエントエコー法に基づいた撮影シーケンス
では、９０度パルス４０６の代わりに、９０度より少な
い励起角度を持ったパルスを用い、繰返し時間を短くし
て高速撮影を行う場合もある。高速撮影を行う場合に
は、１枚当りの撮影時間が短いので、同一部分を何回も
撮影して経時変化を見ることがある。そのときは、ステ
ップ１０５で行う撮影動作では、上記撮影動作の他に、
画像１枚、または数枚分の計測を行うこともできる。

【００８０】図８は、エコープレナー法に基づいた超高
速撮影シーケンスの一例で、図で示した部分の１回の動
作で１枚の画像を得ることができる。超高速撮影は、同
一部分を何回も撮影して経時変化を見る事が可能で、そ
の場合、ステップ１０５で行う撮影動作では、画像１
枚、または数枚分の計測を行う。

【００８１】以上、撮影シーケンスについて図６から図
８までに３例示したが、本発明は、他の全ての撮影シー
ケンスに適用可能である。他の撮影シーケンスについて
は、例えば、論文誌、マグネティック・レゾナンス・イ
ン・メディスン（ＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｓｏｎａｎｃ
ｅｉｎＭｅｄｉｃｉｎｅ）や、アイトリプルイー・
トランザクションズ・オン・メディカル・イメージング
（ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＭｅｄ
ｉｃａｌＩｍａｇｉｎｇ）などに数多く記載されてい
る。

【００８２】（３）位置と方向の検出手段検査対象物の位置と方向を検出する手段は数多くある。
ここでは、位置検出装置２０９を用いた方法を（３−
１）節で説明し、位置検出装置２０９を用いずに位置方
向検出用のシーケンス部を設けて位置と方向の検出を行
う方法を（３−２）節で説明する。

【００８３】（３−１）位置方向検出装置２０９を用い
た方法図１３に位置方向検出装置２０９としてビデオカメラを
用いて検査対象物２０１の位置と方向を検出する実施例
を図１３と図１４を用いて説明する。

【００８４】図１３の実施例では、検査対象物２０１に
位置方向検出用マーカー３５０を付け、ビデオカメラで
位置方向検出用マーカー３５０をモニターし、検査対象
物３０５の位置と方向を求める。位置方向検出用マーカ
ー３５０は、人体に密着したバンドと、バンドに固定し
て位置関係の変わらない球形のマーカー３個からなる。
球形のマーカーは、いろいろな方向から見ても円形に見
えるため、その方向から見た球の重心位置を簡単に知る
ことができる。ビデオカメラはビデオカメラ１…３５１
とビデオカメラ２…３５２で示した２台あり、３個の球
形のマーカーの重心位置Ａ、Ｂ、Ｃを画像処理によって
求める。重心を求める画像処理の方法はいろいろある
が、一例を以下に示す。

【００８５】検査対象物２０１は、磁気共鳴診断装置内
のいつも同じような位置にくるように挿入する。従っ
て、ビデオカメラ１…３５１やビデオカメラ２…３５２
と位置方向検出用マーカー３５０とのおよその位置関係
は決まっており、各ビデオカメラの撮影範囲を固定して
も、各ビデオが捉えた画像中に方向位置検出用マーカー
３５０の全体を映すことができる。また、各マーカーの
画像中での大きさもおよそ決まったものになる。従っ
て、画像中から、所定の大きさの円をマッチングして検
出し、その円の中心位置を求めると、その画像を撮った
ビデオの撮影面内方向でのマーカー球の重心位置がわか
る。別の角度から見た２台のビデオでモニターしている
ので、マーカー球の重心位置の３次元的な位置を知るこ
とができる。なお、３つのマーカー球の区別を簡単につ
けるため、各マーカー球の大きさを変えたり、色をつけ
たりすることもできる。特に色を付ける場合は、色彩情
報から簡単に画像上のマーカーを他と区別して検出する
ことができる。また、一度マーカーの位置を検出した
ら、短い時間では、移動量が少ない事を利用し、次のマ
ーカーの検出では前に検出した場所からマーカーを探し
はじめ、近くのマーカーを見つけることなどで高速にマ
ーカーを見つけることができる。

【００８６】以上のようにして３つのマーカー球の重心
位置Ａ、Ｂ、Ｃの３次元的な位置を検出すると、図１４
で示すように方向位置検出用の座標系の中心位置と方向
を求めることができる。以下、数式を用いて説明する。
なお、傾斜磁場中心３０１の位置は分かっているものと
し、Ｏで記す。

【００８７】Ｖで記した位置方向検出基準位置３１１
を、三角形ＡＢＣの重心とする。ｅ₁で記した方向検出
用単位ベクトル１…３１２をＡからＣに向かうベクトル
ａｃと平行にとり、ｅ₂で記した方向検出用単位ベクト
ル２…３１３を三角形ＡＢＣの平面内でａｃと垂直にと
る。

【００８８】Ｖで記した位置方向検出基準位置３１１
は、三角形ＡＢＣの重心なので、ＯからＶへ向かうベク
トルをｏｖのように記し、他も同様に記すと、

【００８９】

【数１７】ｏｖ＝（ｏａ＋ｏｂ＋ｏｃ）／３ …（数１７）ｅ₁で記した方向検出用単位ベクトル１…３１２は、Ａ
からＣに向かうベクトルａｃと平行なので、ベクトルの
絶対値を｜｜で記すと、下記のように求まる。

【００９０】

【数１８】ｅ₁＝ａｃ／｜ａｃ｜ …（数１８）ｅ₂で記した方向検出用単位ベクトル２…３１３は、三
角形ＡＢＣ面内で、ＡからＣに向かうベクトルａｃと垂
直なベクトルであるが、もし、三角形ＡＢＣが正三角形
であるとか、辺ＡＢと辺ＣＢの等しい２等辺三角形であ
るとすれば、図１４で示すようにベクトルｅ₂とベクト
ルｖｂが平行になり、ベクトルｅ₂が下記のように簡単
に求められる。

【００９１】

【数１９】ｅ₂＝ｖｂ／｜ｖｂ｜ …（数１９）ｅ₃と定義した方向検出用単位ベクトル３…３１３は、
ベクトルｅ₁、ｅ₂に共に直交する単位ベクトルで、
ｅ₁、ｅ₂が求まれば、ｅ₃も求めることができる。

【００９２】以上、ビデオカメラを２台用いて位置と方
向を検出する一実施例を示したが、その他にも、ビデオ
カメラを３台用いて３方向からモニタし、位置検出精度
を向上させることもできるし、逆に体軸方向の上下動が
少ないことを用い、体軸方向の上下動がないと仮定て体
軸方向と垂直な面方向を中心とした動きの検出のみを行
うなどいろいろな変形が考えられる。なお、物体の位置
や方向を検出する装置は、バーチャルリアリティを研究
する分野などで課数多く提案されている。本発明では、
それらの位置や方向を検出する装置を位置方向検出装置
２０９として利用することができる。

【００９３】（３−２）位置方向検出用のシーケンス部
を設ける方法図１５に撮影面内の平行移動と回転量を検出するシーケ
ンスを示す。以下、図１５に基づき説明する。

【００９４】図１５で示した位置方向検出用のシーケン
スは、図で示した部分の１回の動作でＫ空間上の原点を
中心とした円形領域の信号を計測する。Ｋ空間とは画像
をフーリエ変換したときの周波数を意味する空間で、９
０度パルス４０６の印加から計測時までの傾斜磁場の積
分値がＫ空間の座標を決める。以下、図１５の位置方向
検出用のシーケンスがＫ空間の原点を中心とした円形領
域の信号を計測することを数式を用いて説明する。

【００９５】Ａ／Ｄ４０５の計測中心の時間を０として
時刻ｔを定義し、読みだし方向傾斜磁場４０４の強度を
Ｇｒ（ｔ）、エンコード方向傾斜磁場４０３の強度をＧ
ｅ（ｔ）と表記し、以下の強度に設定する。

【００９６】

【数２０】Ｇｒ（ｔ）＝０ … ｔ≦−３Ｔ／４、Ｔ／２≦ｔ …（数２０）

【００９７】

【数２１】Ｇｒ（ｔ）＝Ｒ・ｓｉｎ（２πｔ／Ｔ） … −３Ｔ／４≦ｔ≦Ｔ／２ …（数２１）

【００９８】

【数２２】Ｇｅ（ｔ）＝０ … ｔ≦−Ｔ、Ｔ／２≦ｔ …（数２２）

【００９９】

【数２３】Ｇｅ（ｔ）＝−Ｒ・ｃｏｓ（２πｔ／Ｔ）… −Ｔ≦ｔ≦Ｔ／２ …（数２３）ここで、Ｔは読みだし時間で、Ｒは、適当な定数であ
る。以上の数２０から数２３で表した強度の傾斜磁場を
印加すると、計測の各時刻ｔで、以下の式で表したＫ空
間上の点（ｋ，ｌ）の信号データを得ることができる。

【０１００】

【数２４】ｋ＝∫Ｇｒ（τ）dτ［−３Ｔ／４≦τ≦ｔ］＝−Ｒ・ｃｏｓ（２πｔ／Ｔ）＋Ｒ・ｃｏｓ（２π（−３Ｔ／４）／Ｔ）＝−Ｒ・ｃｏｓ（２πｔ／Ｔ） …（数２４）

【０１０１】

【数２５】ｌ＝∫Ｇｅ（τ）dτ［−Ｔ≦τ≦ｔ］＝−Ｒ・ｓｉｎ（２πｔ／Ｔ）＋Ｒ・ｓｉｎ（２π（−Ｔ）／Ｔ）＝−Ｒ・ｓｉｎ（２πｔ／Ｔ） …（数２５）以上の数２４と数２５で表したｋとｌには以下の関係が
ある。

【０１０２】

【数２６】ｋ＊ｋ＋ｌ＊ｌ＝Ｒ＊Ｒ …（数２６）従ってＫ空間上の点（ｋ，ｌ）は、原点を中心とした半
径Ｒ上の点であることがわかる。また、数２４と数２５
を見ると、時刻−Ｔ／２で円周上の点（Ｒ，０）にあ
り、時間が進むに従って反時計回りに回り、時刻Ｔ／２
で一周することがわかる。従って時刻−Ｔ／２からＴ／
２までの信号計測で、Ｋ空間上の半径Ｒの円周上の一周
分の計測データを得る。

【０１０３】次に、以上のようにして計測したＫ空間上
の円周領域の計測信号から、撮影断面内の平行移動と回
転量を求め、位置と方向を知る方法について述べる。

【０１０４】検査対象物２０１が基準の位置と方向を向
いてある時に以上の位置方向検出用のシーケンス部を動
作して得られたＫ空間上の円周領域の計測信号を基準位
置方向信号データと呼び、検査対象物２０１の位置と方
向を知りたい時に上記位置方向検出用のシーケンス部を
動作して得られたＫ空間上の円周領域の計測信号を位置
方向検出用信号データと呼ぶ事にする。位置方向検出用
信号データと基準位置方向信号データを比較することに
より、検査対象物２０１の基準位置からの平行移動量と
回転量が求まり、従って位置と方向を知ることができ
る。以下、基準位置方向信号データをＵ₀(n)、位置方向
検出用信号データをＵ(n)、フーリエ変換をＦとして説
明する。なお、ｎは、計測のサンプリング順序で、時間
的に等間隔で１からＮまで計測し、ｎ＝Ｎ＋１で一周し
てｎ＝１のときと同等になる。

【０１０５】検査対象物２０１の撮影断面内での平行移
動は、信号データの位相を変え、回転は信号データの回
転となる。信号の絶対値をとると平行移動の情報が消
え、回転だけの情報となる。Ｕ₀(n)とＵ(n)は、円周上
のデータなのでＮでサイクリックになっていると定義
し、回転による円周上のずれをｒとすると、以下のよう
になる。

【０１０６】

【数２７】｜Ｕ(n-r)｜＝｜Ｕ₀(n)｜ …（数２７）従って、｜Ｕ(n)｜と｜Ｕ₀(n)｜のデータの比較を行っ
て円周上のずれｒを求め回転量を求めることができる。
なお、｜Ｕ(n)｜と｜Ｕ₀(n)｜のデータの比較は相関を
取ってもできるし、フーリエ変換してＦ（｜Ｕ(n)｜）
とＦ（｜Ｕ₀(n)｜）のデータの位相差からｒを求めても
よい。なお、フーリエ変換してｒを求めると、サンプリ
ングの間隔以下でｒを求めることができる利点がある。

【０１０７】以上のように回転移動量が分かれば、Ｕ(n
-r)とＵ₀(n)の位相の比較で平行移動量がわかる。その
原理は、上記従来技術の数１などで示した。なお、フー
リエ変換してｒを求め、サンプリングの間隔以下でｒが
求まった場合、Ｕ(n-r)のデータは、Ｆ（｜Ｕ(n)｜）の
データの位相をｒの移動に伴う位相だけ補償し、Ｆ（｜
Ｕ(n)｜）を位相補正したデータをフーリエ変換するこ
とにより得ることができる。

【０１０８】以上、図１５の位置方向検出用のシーケン
スでＫ空間の円形領域の信号を計測して検査対象物２０
１のスライス断面内の平行移動量と回転量を測定し、位
置と方向を求める方法を示した。以上では、撮影断面内
の体動にしか対応できない位置方向手段であるが、Ｋ空
間の原点を中心した球形領域の信号を計測して６自由度
全ての移動を検出することもできる。すなわち、検査対
象物２０１が基準の位置と方向を向いてある時に上記位
置方向検出用のシーケンス部を動作して得られた基準位
置方向信号データと検査対象物２０１の位置を知りたい
時に上記位置方向検出用のシーケンス部を動作して得ら
れた位置方向検出用信号データを比較することにより、
３次元的な回転と平行移動が分かり、位置と方向を求め
ることができる。

【０１０９】次に、図１６から図１８までを用い、位置
方向検出用のシーケンス部を設ける別の方法について説
明する。

【０１１０】図１６のように、人体にバンドを固定す
る。バンドは、ケミカルシフトの強い化合物からなるマ
ーカー球５００をＡ、Ｂ、Ｃ、３個、固定している。ケ
ミカルシフトの強い化合物としては、例えば、４．５ｐ
ｐｍシフトするテトロ・メチル・シタンなどがある。そ
の他、水と脂肪が主である生体（ケミカルシフト０〜３
ｐｐｍ）区別して独立に励起できる程度の強さのケミカ
ルシフトを有する化合物をマーカー球として用いること
ができる。図１３と図１６の違いは、マーカー球の材質
だけでなく、図１６ではビデオカメラがないこと、およ
び、バンドとマーカー球の位置関係が若干異なる事であ
る。図１６では、ＡとＣの固定具を鍵型にして、人体の
体軸方向にＡ、Ｂ、Ｃともずれた位置関係にした。体軸
方向をスライス軸に取った撮影ではＡ、Ｂ、Ｃのスライ
ス位置が異なるようになる。また、撮影断面を変えた場
合でも、バンドを図１６の位置から適当に回転して固定
し、容易にＡ、Ｂ、Ｃのスライス位置が重ならないよう
にすることができる。

【０１１１】図１７にケミカルシフトの強いマーカー球
の位置を検出するシーケンスの一例を示す。このシーケ
ンスでは、高周波磁場の周波数をマーカー球の材質のケ
ミカルシフトにあわせたバンドに設定し、マーカー球は
励起するが、人体は励起しない。続けて３方向の位置検
出をするため、高周波磁場の励起角度はα度と表記し
た。図ではα度、α度、α度と記入しているが、特に同
じ励起角にする必要はなく、例えば、３０度、４５度、
９０度等としてもよい。このシーケンスでは、読出し＃
１…５０１、読出し＃２…５０２、読出し＃３…５０
３、で３つのデータが取れる。読出し＃１…５０１では
スライス方向の位置検出が、読出し＃２…５０２ではエ
ンコード方向の位置検出が、読出し＃３…５０３では読
出方向の位置検出ができる。

【０１１２】図１８に、読出し＃３…５０３で得られた
信号をフーリエ変換したプロジェクションデータを示
す。図１８のように、マーカーＡ、Ｂ、Ｃの位置に対応
した山がプロジェクションデータに現われる。各山の中
心位置がそれぞれの測定位置、すなわち、Ａのｘ方向測
定位置５１１、Ｂのｘ方向測定位置５１２、Ｃのｘ方向
測定位置５１３に対応する。各山の中心位置の見つけ方
はいろいろあり、単にピークとして見つけても良いし、
精度を上げるため、所定レベル以上のデータの重心とし
て見つけても良い。Ａ、Ｂ、Ｃ３つの区別は、あらかじ
め順番として与えておいて参照することができるし、マ
ーカーＡ、Ｂ、Ｃの大きさに差を持たせ、プロジェクシ
ョンデータの大きさから自動判定することもできる。な
お、このようにして得られた各点の位置は、ケミカルシ
フト分の周波数がずれているので、その分の補正をして
正確な位置が得られる。

【０１１３】以上のようにして、読出し＃１…５０１、
読出し＃２…５０２、読出し＃３…５０３のデータのプ
ロジェクションデータから各マーカーの位置を検出する
ことができ、従って、マーカーを取り付けた検査対象物
の位置と方向をモニタすることができる。

【０１１４】

【発明の効果】本発明によれば、撮影中に検査対象物が
動くことによる画質の劣化が抑えられる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の手順を表す流れ図である。

【図２】本発明の手順を変更した第１の変更流れ図であ
る。

【図３】本発明の手順を変更した第２の変更流れ図であ
る。

【図４】磁気共鳴診断装置の構成図である。

【図５】位置方向検出装置を備えた磁気共鳴診断装置の
構成図である。

【図６】スピンエコー法に基づいた撮影シーケンス図で
ある。

【図７】グラディエントエコー法に基づいた撮影シーケ
ンス図である。

【図８】エコープレナー法に基づいた超高速撮影シーケ
ンス図である。

【図９】撮影断面と傾斜磁場系の関係を表す図である。

【図１０】位置方向検出系と撮影所望断面の関係を表す
図である。

【図１１】撮影断面中心と撮影所望断面中心の位置差を
示す図である。

【図１２】体動による撮影所望断面の変化を表す図であ
る。

【図１３】位置方向検出装置の一実施例である。

【図１４】マーカー各点と方向位置検出用の座標系の関
係を示す図である。

【図１５】位置方向検出用のシーケンスの一実施例を表
したシーケンス図である。

【図１６】人体とケミカルシフトの強い化合物を用いた
マーカーとの位置関係を示す図である。

【図１７】図１６のマーカーを用いる実施例の方向位置
検出用のシーケンスを示す図である。

【図１８】図１７で得られる信号のフーリエ変換後のプ
ロジェクションを示す図である。

【符号の説明】

１０１…撮影所望断面の決定、１０２…検出用座標系と
撮影所望座標系の関係を求める、１０３…高周波磁場周
波数と傾斜磁場強度の決定、１０４…撮影所望断面と撮
影断面の座標系どおしの中心位置の差を求める、１０５
…撮影動作、１０６…計測信号に位置差分の位相補正、
１０７…所定回の撮影動作をしたか判定、１０８…検査
対象物の位置方向検出、１０９…撮影所望断面の位置方
向算出、１１６…計測信号に位置差分の位相補正、２０
１…検査対象物、２０２…静磁場発生装置、２０３…傾
斜磁場発生装置、２０４…高周波磁場発生装置、２０５
…受信装置、２０６…シーケンス制御装置、２０７…処
理装置、２０８…表示装置、位置方向検出装置、３０１
…傾斜磁場中心、３０２…Ｘ軸方向単位ベクトル、３０
３…ｙ軸方向単位ベクトル、３０４…ｚ軸方向単位ベク
トル、３０５…撮影断面中心、３０６…読みだし方向単
位ベクトル、３０７…エンコード方向単位ベクトル、３
０８…スライス方向単位ベクトル、３０９…撮影断面、
３１１…位置方向検出基準中心、３１２…方向検出用単
位ベクトル１、３１３…方向検出用単位ベクトル２、３
１４…方向検出用単位ベクトル３、３１５…撮影所望断
面中心、３１９…撮影所望断面、３２０…体動前の検査
対象物、３２５…体動前の撮影所望断面中心、３２６…
体動前の読みだし方向単位ベクトル、３２７…体動前の
エンコード方向単位ベクトル、３２８…体動前のスライ
ス方向単位ベクトル、３２９…体動前の撮影所望断面、
３３０…体動後の検査対象物、３３５…体動後の撮影所
望断面中心、３３６…体動後の読みだし方向単位ベクト
ル、３３７…体動後のエンコード方向単位ベクトル、３
３８…体動後のスライス方向単位ベクトル、３３９…体
動後の撮影所望断面、３４１…読みだし方向位置差、３
４２…エンコード方向位置差、３５０…位置方向検出用
マーカー、３５１…ビデオカメラ１、３５２…ビデオカ
メラ２、４０１…高周波磁場、４０２…スライス方向傾
斜磁場、４０３…エンコード方向傾斜磁場、４０４…読
みだし方向傾斜磁場、４０５…Ａ／Ｄ、４０６…９０度
パルス、４０７…１８０度パルス、４０８…エンコード
部、５００…ケミカルシフトの強い化合物を用いたマー
カー球、５０１…読みだし＃１、５０２…読みだし＃
２、５０３…読みだし＃３、５１１…Ａのｘ方向測定位
置、５１２…Ｂのｘ方向測定位置、５１３…Ｃのｘ方向
測定位置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐野耕一神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地株式会社日立製作所システム開発研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】静磁場、傾斜磁場、高周波磁場の発生手段
と、検査対象物からの磁気共鳴信号を計測する計測手段
と、検出された信号に各種演算を行う演算手段と、上記
各手段の実行を制御する制御手段を有する磁気共鳴診断
装置において、上記検査対象物に固定して定義した座標
系の自由度６個を決める移動量を検出する検出手段を設
け、上記検査対象物の移動に伴った撮影所望断面の移動
に追従して撮影するように、上記傾斜磁場の強度と高周
波磁場の周波数を設定して撮影動作することを特徴とし
た体動追従計測方法。
【請求項２】上記請求項１において、下記の撮影手順に
基づいて撮影する体動追従計測方法。記．（ステップ１）上記検査対象物の撮影所望断面を決定
し、（ステップ２）上記検査対象物に固定して定義した
上記検出用の座標系と上記撮影所望断面との関係を求
め、（ステップ３）上記撮影断面の方向が、上記撮影所
望断面の断面方向と一致するように傾斜磁場強度を決
め、上記撮影断面のスライス方向位置と上記撮影所望断
面のスライス方向位置が一致するように高周波磁場周波
数を決定し、（ステップ４）上記撮影所望断面の中心位
置と上記撮影断面の中心位置との位置差を求め、（ステ
ップ５）上記ステップ３で決定した傾斜磁場強度と高周
波磁場周波数に基づいて撮影動作を行い、（ステップ
６）上記撮影動作によって得られた計測信号データＳ
(K,L)に、Ｓ'(K,L) ＝Ｓ(K,L)・exp(-2πi・(K・ΔX＋L・ΔY)) なる位相補正を行い、ただし、Ｓ'(K,L)は、位相補正後の信号データ、Ｋは、読みだし方向の周波数空間座標値、Ｌは、エンコード方向の周波数空間座標値、 ΔXは、上記ステップ４で求めた読みだし方向の位置
差、 ΔYは、上記ステップ４で求めたエンコード方向の位置
差、であり、（ステップ７）所望の撮影動作回数が満たされ
たら撮影動作を終了し、さもなくば、以下のステップ８
に続き、（ステップ８）上記検出手段により上記検査対
象物に固定した上記座標系の自由度６個を決める物理量
を検出し、（ステップ９）ステップ８で検出した上記物
理量から、上記検査対象物の撮影所望断面の自由度６個
を決める物理量を求め、ステップ３に戻る。
【請求項３】上記請求項１において、下記の撮影手順に
基づいて撮影する体動追従計測方法。記．（ステップ１）上記検査対象物の撮影所望断面を決定
し、（ステップ２）上記検査対象物に固定して定義した
上記検出用の座標系と上記撮影所望断面との関係を求
め、（ステップ３）上記撮影断面の方向が、上記撮影所
望断面の断面方向と一致するように傾斜磁場強度を決
め、上記撮影断面のスライス方向位置と上記撮影所望断
面のスライス方向位置が一致するように高周波磁場周波
数を決定し、（ステップ４）上記撮影所望断面の中心位
置と上記撮影断面の中心位置との位置差を求め、位置差
のデータを所定のテーブルに格納し、（ステップ５）上
記ステップ３で決定した傾斜磁場強度と高周波磁場周波
数に基づいて撮影動作を行い、（ステップ７）所望の撮
影動作回数が満たされたら撮影動作を終了してステップ
１６に続き、さもなくば、以下のステップ８に続き、
（ステップ８）上記検出手段により上記検査対象物に固
定した上記座標系の自由度６個を決める物理量を検出
し、（ステップ９）ステップ８で検出した上記物理量か
ら、上記検査対象物の撮影所望断面の自由度６個を決め
る物理量を求め、ステップ３に戻る。（ステップ１６）
上記撮影動作によって得られた計測信号データＳ(K,L)
に、Ｓ'(K,L) ＝Ｓ(K,L)・exp(-2πi・(K・ΔX＋L・ΔY)) なる位相補正を行う。ただし、Ｓ'(K,L)は、位相補正後
の信号データ、Ｋは、読みだし方向の周波数空間座標値、Ｌは、エンコード方向の周波数空間座標値、 ΔXは、上記ステップ４で求めた読みだし方向の位置
差、 ΔYは、上記ステップ４で求めたエンコード方向の位置
差、である。尚、上記請求項２と対比しやすくするため、こ
こではステップ６の番号を省き、分岐して最後に行うス
テップの番号を１６とした。
【請求項４】上記請求項１において、上記検査対象物に
固定して定義した座標系の自由度６個を決める物理量を
検出する検出手段として、上記磁気共鳴診断装置の撮影
シーケンスに位置方向検出用のシーケンス部を設け、シ
ーケンス動作によって得られた位置方向検出用の信号デ
ータを基に位置と方向の検出を行うことを特徴とした体
動追従計測方法。
【請求項５】上記請求項４において、上記位置方向検出
用のシーケンス部として、Ｋ空間上の原点を中心とした
球形領域を計測するシーケンス部を用い、シーケンス動
作によって得られた位置方向検出用の信号データを基に
位置と方向の検出を行うことを特徴とした体動追従計測
方法。
【請求項６】上記請求項５において、検査対象物が基準
の位置と方向を向いてある時に上記位置方向検出用のシ
ーケンス部を動作して得られた基準位置方向信号データ
と、検査対象物の位置を知りたい時に上記位置方向検出
用のシーケンス部を動作して得られた位置方向検出用信
号データとを比較することにより、検査対象物の位置と
方向の検出を行うことを特徴とした体動追従計測方法。
【請求項７】上記請求項４において、ケミカルシフトの
強い化合物からなるマーカーを上記検査対象物に固定
し、上記位置と方向を検出するシーケンス部で上記マー
カー位置を検出し、上記検査対象物の位置と方向を検出
することを特徴とする体動追従計測方法。
【請求項８】上記請求項１において、上記検査対象物に
固定して定義した座標系の自由度６個を決める物理量を
検出する検出手段として、上記磁気共鳴診断装置に位置
と方向を検出する装置を付加して、位置と方向の検出を
行うことを特徴とした体動追従計測方法。
【請求項９】上記請求項７において、位置と方向を検出
する装置としてビデオカメラを用いたことを特徴とする
体動追従計測方法。
【請求項１０】上記請求項１において、上記座標系の自
由度６を決める上記物理量を、座標系の中心位置と軸方
向ベクトルにすることを特徴とした体動追従計測方法。
【請求項１１】静磁場、傾斜磁場、高周波磁場の発生手
段と、検査対象物からの磁気共鳴信号を計測する検出手
段と、検出された信号に各種演算を行う演算手段と、上
記各手段の実行を制御する制御手段を有する磁気共鳴診
断装置において、上記検査対象物の移動方向に制限を仮
定し、上記検査対象物に固定して定義した座標系の上記
制限を仮定した移動方向の自由度を決める物理量を検出
する検出手段を設け、上記検出手段で検出した物理量を
基に、上記検査対象物の上記制限を仮定した移動に追従
して撮影するように、上記傾斜磁場の強度を設定して撮
影動作する、または、上記傾斜磁場の強度と高周波磁場
周波数を設定して撮影動作することを特徴とした体動追
従計測方法。
【請求項１２】上記請求項１１において、上記検査対象
物に固定して定義した座標系の上記制限を仮定した移動
方向の自由度を決める物理量を検出する検出手段とし
て、上記磁気共鳴診断装置の撮影シーケンスに位置検出
用のシーケンス部を設け、シーケンス動作によって得ら
れた位置検出用の信号データを基に上記制限を仮定した
移動方向の位置と方向の検出を行うことを特徴とした体
動追従計測方法。
【請求項１３】上記請求項１２において、上記位置方向
検出用のシーケンス部として、Ｋ空間上の原点を中心と
した円形領域を計測するシーケンス部を用い、シーケン
ス動作によって得られた位置方向検出用の信号データを
基に上記制限を仮定した移動方向の位置と方向の検出を
行うことを特徴とした体動追従計測方法。
【請求項１４】上記請求項１３において、検査対象物が
基準位置にある時に上記位置方向検出用のシーケンス部
を動作して得られた基準位置方向信号データと、検査対
象物の位置を知りたい時に上記位置方向検出用のシーケ
ンス部を動作して得られた位置方向検出用信号データと
を比較することにより、上記検査対象物の上記制限を仮
定した移動方向の位置と方向の検出を行うことを特徴と
した体動追従計測方法。
【請求項１５】上記請求項１４において、上記基準位置
方向信号データと上記位置方向検出用信号データを各
々、絶対値を取ってフーリエ変換し、位相差の傾きから
撮影面内の回転角度を求め、上記位置方向検出用信号デ
ータに上記回転角度分の補正をした補正データと、上記
基準位置方向信号データとの位相差から撮影面内の位置
ずれ量を求めることを特徴とした体動追従計測方法。
【請求項１６】上記請求項１１において、上記検査対象
物に固定して定義した座標系の上記制限を仮定した移動
方向の自由度を決める物理量を検出する検出手段とし
て、上記磁気共鳴診断装置に位置と方向を検出する装置
を付加して、位置と方向の検出を行うことを特徴とした
体動追従計測方法。
【請求項１７】静磁場、傾斜磁場、高周波磁場の発生手
段と、検査対象物からの磁気共鳴信号を計測する検出手
段と、検出された信号に各種演算を行う演算手段と、上
記各手段の実行を制御する制御手段を有する磁気共鳴診
断装置において、ケミカルシフトの強い化合物からなる
マーカーを上記検査対象物に固定し、上記対象物を励起
するが上記検査対象を実質的には励起しない撮像シーケ
ンスでマーカー位置を検出して上記検査対象物の位置と
方向を検出することを特徴とする位置と方向の検出方
法。