专利名称：磁共振影像装置及其控制方法
技术领域：
本发明涉及根据从被检测体的身体发射的磁共振(NMR)信号得到上述被检测体 的身体的图像的磁共振影像装置及其控制方法。
背景技术：
为了用磁共振影像(MRI)法拍摄冠状动脉，使用利用3维(3D)的SSFP(Steady state free precession)顺序，在屏气、或者自然呼吸下拍摄的方法。特别是在对心脏整体 的冠状动脉脉络进行图像化的WH MRCA(whole heart MR coronary angiography)的情况 下，存在屏气时空间分辨率不充分的情况。作为其对策，使用在自然呼吸下，例如通过根据NMR(nuclear magnetic resonance)信号检测横隔膜的位置，一边监视呼吸水平，一边与该呼吸水平一致地改变拍 摄的位置的同时进行拍摄的RMC(realtime motion correction)法。但是，因为在能够高精度地拍摄的位置的可变量中有某一程度的限制，所以使用 对于由呼吸引起的运动的范围设置一定的阈值，在运动比该阈值大时，停止用于拍摄的NMR 信号的收集的方法。即例如，对关于图1所示那样的区域R收集到的NMR信号进行1维傅 立叶变换得到的信号(以下，称为监视信号)中，能够检测与身体轴方向有关的横隔膜的位 置。与身体轴方向有关的横隔膜的位置因为根据呼吸周期性地上下移动，所以通过按照时 间序列对周期性检测的横隔膜的位置画出曲线，能够得到与呼吸运动同步的图2所示那样 的监视信号。该监视信号的峰值如图2所示在处于上限阈值USL和下限阈值LSL之间的允 许范围外时，不拍摄或者不使用收集到的数据，在处于允许范围内时进行数据收集。进而， 一边与呼吸运动一致地改变拍摄的位置一边进行拍摄。由此，在自然呼吸下也能够良好地得到相当高的分辨率的3D图像。但是，如果呼吸水平不是一定而是逐渐下降，或者逐渐上升，对NMR信号进行1维 傅立叶变换得到的信号中的相当于横隔膜的位置的部分例如如图3所示从允许范围脱离， 则拍摄时间变长，或在最差的情况下有可能不能结束检查。因此，例如如图4所示，使用利用带状的固定工具，所谓的腹带500固定腹部的方 法。用该腹带500得到某种程度的呼吸运动的抑制效果。但是，即使用腹带500固定腹部也不能完全抑制呼吸运动，仍然在长时间的拍摄 中，有可能使呼吸水平变动，检测时间延长。此外，如果为了减轻呼吸运动提高利用腹带500的固定强度，则对被检测体的负担加大，当检查拉长的情况下，这次有可能因固定的不舒服 感而使被检测体活动。进而，当被检测体的身体大的情况下，还产生连腹带500也不能利用 的情况。另一方面，也有不是在自然呼吸下，重复多次屏气而拍摄3维数据的多屏息法 (multi breath holding method)。在多屏息法中，与被检测体重复屏气同步地间歇地进行与如图5所示那样包含心 脏整体的1个板块(slab)Sl有关的数据收集。进而，有在该多屏息法中并用RMC，只在监 视信号进入到允许范围内时进行数据收集的方法。但是，因为被检测体正确地掌握自身的 呼吸水平是困难的，所以即使被检测体打算进行均勻的屏气，在其屏气状态中的呼吸水平 也不齐。因此，例如在RMC并用的情况下，如图6所示，即使进行屏气也有监视信号未在允 许范围内的情况。这种情况下，尽管被检测体正在进行屏气也不进行数据收集，成为被检测 体的负担。而且，这种不适宜的屏气招致不能进行数据收集的期间延长，数据收集的效率下 降而使检查时间变长。此外，如果拍摄时间变长，则由于重复屏气而使被检测体疲劳，在屏 气状态中的呼吸水平容易进一步紊乱，所以在最差的情况下有可能不能结束检查。此外，当 未并用RMC的多屏息法的情况下，因为将在屏气位置不同的状态下分别收集到的数据作为 1个数据处理，所以有可能产生模糊(blurring)。另一方面，考虑如图7所示将包含心脏整体的区域分割为多个板块Sl S4，用这 些板块Sl S4的每一个独立地进行数据收集的多板块法。这种情况下，也考虑应用单纯 的多屏息法或者并用RMC的多屏息法。图8表示应用并用RMC的多屏息法的情况，对每个 板块改变允许范围。这种情况下，因为在各板块中允许范围分别不同，所以如果使用收集到 的数据按原样直接进行重构，则有在每个板块中出现断层这种不良情况。即使在单纯的多 屏息法的情况下，也产生同样的断层。即使在采用这种多板块法的情况下，也在并用RMC的 多屏息法的情况下因每次的屏气位置不同引起的数据收集效率下降和上述一样地产生，在 单纯的多屏息法的情况下因屏气位置每次不同而产生的各板块的模糊和上述一样地产生。如上所述，在自然呼吸法中，因呼吸水平的差异或呼吸水平的长期变动，采用导航 回波法的数据收集效率劣化。此外，在组合多屏息法和单板块法来应用时，产生由于屏气位置每次不同而导致 的模糊。在组合多屏息法和单板块法来应用的情况下，虽然对于1个拍摄区域的每次数据 收集屏气位置不同，但为了与它一致地改变允许范围，收集到的数据变成在不同的位置上 的数据。因此，在最终得到的3D图像上发生配准误差(registration error)，在该3D图像 中发生数据的不连续性的不良情况。因而为了减轻这种不连续性，在图像处理等中需要进 行各板块的定位，但因为在数据收集时包含在各板块中的数据位置已经不同，所以适宜地 对准是困难的。而且，相关的技术通过特开2000-041970、特开2000-157507，或者特开 2004-057226等被公开。根据这种情况要求适宜地进行支援，使得被检测体容易让呼吸水平与允许范围一致。此外，还要求抑制各板块间的配准误差或模糊的发生。

发明内容
本发明的第1种形态的磁共振影像装置具备对被检测体的身体施加一样的静磁 场，并且按照规定的脉冲顺序将高频磁场以及倾斜磁场施加在上述被检测体上，收集来自 上述身体的磁共振信号的收集单元；根据由上述收集单元收集为影像化用的上述磁共振信 号对上述身体进行影像化的影像化单元；检测上述被检测体的呼吸水平的检测单元；向上 述被检测体报告所检测到的上述呼吸水平是否在允许范围内的报告单元；控制上述收集单 元以及上述影像化单元，以便在所检测到的上述呼吸水平在上述允许范围内时，收集上述 磁共振信号，并且根据这样收集到的上述磁共振信号对上述身体进行影像化的单元。本发明的第2种形态的磁共振影像装置具备对被检测体的身体施加一样的静磁 场，并且按照规定的脉冲顺序将高频磁场以及倾斜磁场施加在上述身体上，对多个板块分 别独立地收集来自上述身体的磁共振信号的收集单元；根据收集到的上述磁共振信号关于 包含上述多个板块的拍摄区域进行影像化的影像化单元；检测上述被检测体的呼吸水平的 单元；控制上述收集单元，以便在检测到的上述呼吸水平在对上述多个板块分别设定的允 许范围内时收集上述磁共振信号的单元；根据与上述多个板块中的最初的板块有关的上述 收集开始之前检测到的上述呼吸水平，作为对上述多个板块的每一个共同适用的范围，设 定一个上述允许范围的单元。本发明的第3种形态的显示装置与磁共振影像装置一同使用，该磁共振影像装置 根据被检测体的呼吸水平在允许范围内时从上述被检测体的身体收集到的影像化用的磁 共振信号，对上述身体进行影像化，该显示装置具备生成表示上述被检测体的呼吸水平是 否在上述允许范围内的影像的生成单元；对上述被检测体显示上述影像的显示单元。本发明的第4种形态的磁共振影像装置的控制方法中，该磁共振影像装置具备 对被检测体的身体施加一样的静磁场，并且按照规定的脉冲顺序将高频磁场以及倾斜磁场 施加在上述身体上，收集来自上述身体的磁共振信号的收集单元；根据由上述收集单元收 集为影像化用的上述磁共振信号对上述身体进行影像化的影像化单元，在该磁共振影像装 置的控制方法中检测上述被检测体的呼吸水平，向上述被检测体报告检测到的上述呼吸 水平是否在允许范围内，控制上述收集单元以及上述影像化单元，以便在检测到的上述呼 吸水平在上述允许范围内时收集上述磁共振信号，并且根据这样收集到的上述磁共振信号 对上述身体进行影像化。本发明的第5种形态的磁共振影像装置的控制方法中，该磁共振影像装置具备 对被检测体的身体施加一样的静磁场，并且按照规定的脉冲顺序将高频磁场以及倾斜磁场 施加在上述身体上，对多个板块分别独立地收集来自上述身体的磁共振信号的收集单元； 根据收集到的上述磁共振信号关于包含上述多个板块的拍摄区域进行影像化的影像化单 元，在该磁共振影像装置的控制方法中检测上述被检测体的呼吸水平，控制上述收集单 元，以便在检测到的上述呼吸水平在对上述多个板块分别设定的允许范围内时收集上述磁 共振信号，根据与上述多个板块中的最初的板块有关的上述收集开始之前检测到的上述呼 吸水平，作为对上述多个板块的每一个共同适用的范围，设定一个上述允许范围。在下面的描述中将提出本发明的其它目的和优点，部分内容可以从说明书的描述 中变得明显，或者通过实施本发明可以明确上述内容。通过下文中详细指出的手段和组合可以实现和得到本发明的目的和优点。


引入说明书并构成说明书的一部分的附图描述本发明当前优选的实施方式，并且 与上述的大体说明以及下面的对于优选实施方式的详细描述一同用来说明本发明的原理。图1是说明以往技术的图。图2是说明以往技术的图。图3是说明以往技术的图。图4是说明以往技术的图。图5是说明以往技术的图。图6是说明以往技术的图。图7是说明以往技术的图。图8是说明以往技术的图。图9是表示本发明的第1实施方式的磁共振影像装置(MRI装置)的结构的图。图10是表示图9中的影像传送系统以及显示系统的详细结构的图。图11是表示图10中的反射镜的功能的图。图12是表示在第1实施方式中的板块的设定例子的图。图13是表示在第1实施方式中的允许范围的设定例子的图。图14是表示涉及NMR信号的收集的顺序的一例的图。图15是表示在图9中的显示系统的变形结构例子的图。图16是表示在图9中的显示系统的变形结构例子的图。图17是表示在图9中的影像传送系统以及显示系统的变形结构例子的图。图18是表示将LED排列为1维形状而组成的图10中的LED阵列中的影像的再生 状态的一例的图。图19是表示将LED排列为2维形状而组成的图10中的LED阵列中的影像的再生 状态的一例的图。图20是表示其端部起到图17中的可视化部的功能的光缆群的结构的一例的图。图21是表示图17中的可视化部的具体的结构例子的图。图22是表示可以代替图17中的光缆群使用的纤维镜的图。图23是表示图17中的可视化部的具体的结构例子的图。图24是表示图23所示的可视化部的配置例子的图。图25是表示作为图17中的可视化部使用了半透明光缆阵列时的配置例子的图。图26是表示可视化部的变形结构例子的图。图27是表示图9中的影像传送系统以及显示系统的变形结构例子的图。图28是表示图9中的影像传送系统以及显示系统的变形结构例子的图。图29是表示图10中的室内显示器的变形结构例子的图。图30是表示实际的呼吸水平的变化和所监视到的呼吸水平的关系的图。图31是表示本发明的第2种至第4实施方式的磁共振影像装置的结构的图。图32是表示第2实施方式中的第1个图像的一例的图。
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图33是表示第2实施方式中的第2个图像的一例的图。图34是表示第2实施方式中的第1呼吸水平相对于第2呼吸水平的延迟的图。图35是表示第2实施方式中新检测第1呼吸水平紧接之前的显示图像的一例的 图。图36是表示第2实施方式中新检测第1呼吸水平紧接之后的显示图像的一例的 图。图37是表示在第3实施方式中进行WH MRCA时的顺序的图。图38是表示在第3实施方式中的显示图像的一例的图。图39是表示在第4实施方式中的呼吸水平的检测状态的一例的图。图40是表示在图39中的各时刻生成的显示图像的一例的图。
具体实施例方式以下，参照

本发明的实施方式。(第1实施方式)图9是表示第1实施方式的磁共振影像装置(MRI装置)100的结构的图。该MRI 装置100具备静磁场磁铁1 ；倾斜磁场线圈单元2 ；倾斜磁场电源3 ；床台4 ；床台控制部5 ； 发送RF线圈6 ；发送部7 ；接收RF线圈8 ；接收部9 ；计算机系统10 ；影像传送系统11以及 显示系统12。静磁场磁铁1形成中空的圆筒形，在内部的空间上发生一样的静磁场。作为该静 磁场磁铁1例如使用永久磁铁或者超导磁铁等。倾斜磁场线圈单元2形成中空的圆筒形，配置在静磁场磁铁1的内侧。倾斜磁场 线圈单元2组合与相互正交的X、Y、Z的各轴对应的3种线圈。倾斜磁场线圈单元2中，上 述3种线圈从倾斜磁场电源3中分别独立接收电流供给，发生磁场强度沿着X、Y、Z的各轴 变化的倾斜磁场。而且，Z轴方向例如设与静磁场相同的方向。X、Y、Z各轴的倾斜磁场分 别任意使用为例如切片(slice)选择用倾斜磁场Gs、相位编码用倾斜磁场Ge以及读出用倾 斜磁场Gr。切片选择用倾斜磁场Gs为了任意决定成像剖面而使用。相位编码用倾斜磁场 Ge为了根据空间位置改变NMR信号的相位而使用。读出用倾斜磁场Gr为了根据空间位置 改变NMR信号的频率而使用。被检测体200在放置在床台4的顶板4a上的状态下插入到倾斜磁场线圈单元2 的空洞内。床台4所具有的顶板4a由床台控制部5驱动，在其长度方向以及上下方向上移 动。通常，以该长度方向与静磁场磁铁1的中心轴平行的方式设置床台4。发送RF线圈6配置在倾斜磁场线圈单元2的内侧。发送RF线圈6从发送部7接 收高频脉冲的供给，发生高频磁场。发送部7将与拉莫尔频率对应的高频脉冲发送到发送RF线圈6。接收RF线圈8配置在倾斜磁场线圈单元2的内侧。接收RF线圈8接收由于上述 高频磁场的影像而从被检测体发射的NMR信号。来自接收RF线圈8的输出信号输入到接 收部9。接收部9根据来自接收RF线圈8的输出信号生成NMR信号数据。计算机系统10具有接口部IOa ；数据收集部IOb ；重构部IOc ；存储部IOd ；显示部IOe ；输入部IOf以及主控制部10g。在接口部IOa上连接倾斜磁场电源3、床台控制部5、发送部7、接收RF线圈8以及 接收部9等。接口部IOa进行这些连接着的各部和计算机系统10之间交换的信号的输入 输出。数据收集部IOb经由接口部IOa收集从接收部9输出的数字信号。数据收集部 IOb将收集到的数字信号、即NMR信号数据存储在存储部IOd中。重构部IOc对存储在存储部IOd中的NMR信号数据执行后处理、即傅立叶变换等 的重构，求出被检测体200内的所希望核自旋的频谱数据或者图像数据。存储部IOd对每名患者存储NMR信号数据、频谱数据或者图像数据。显示部IOe在主控制部IOg的控制下显示频谱数据或者图像数据等的各种信息。 作为显示部IOe可以利用液晶显示器等的显示设备。输入部IOf受理来自操作者的各种指令或信息输入。作为输入部10f，可以适宜地 利用鼠标或跟踪球等的定点设备、模式切换开关等的选择设备，或者键盘等的输入设备。此 外输入部IOf根据包含心脏整体等的成像区域、横隔膜等的对象部位的激励切片或者激励 板块的操作者受理指定。主控制部IOg具有未图示的CPU或存储器等，总括性控制MRI装置100。此外主控 制部IOg生成表示呼吸水平是否在上述允许范围内的影像的影像信号。该影像信号例如是 NTSC(national television system committee)信号。影像传送系统11利用光来传送由主控制部IOg生成的影像信号。显示系统12根据影像信号将影像显示为放置成拍摄状态的被检测体200可以目 视。图10是表示影像传送系统11以及显示系统12的详细结构的图。而且，在和图9 相同部分上附加相同的符号，并省略其详细说明。影像传送系统11包含电_光信号变换器11a、光缆(光纤缆)lib以及光-电信号 变换器11c。显示系统12包含室内显示器12a以及反射镜12b。图10中的符号20表示托架(gantry)。托架20收纳静磁场磁铁1、倾斜磁场线 圈单元2以及发送RF线圈6。托架20在内部具有带有和静磁场磁铁1形成的圆筒形的轴 心一致的轴心的大致圆筒形的拍摄空间20a，在拍摄空间的两端上分别形成让该拍摄空间 20a向托架20的外部放开的开口 20b、20c。床台4在一方的开口 20b—侧接近托架20配 置。而且，床台4将顶板4a从开口 20b送入到拍摄空间20a。因此以后，将开口 20b称为床 台一侧开口 20b，将开口 20c称为反床台一侧开口 20c。托架20以及床台4配置在磁屏蔽的屏蔽室Rl内。计算机系统10配置在和屏蔽 室Rl不同的操作室R2中。电-光信号变换器Ila配置在屏蔽室Rl外，在此配置在操作室R2内。电-光信 号变换器Ila将从接口部IOa作为电信号输出的影像信号变换为光信号。光缆(optical cable) lib将从电-光信号变换器Ila中作为光信号输出的影像 信号传送到光_电信号变换器11c。光-电信号变换器Ilc配置在屏蔽室Rl内。光-电信号变换器Ilc将用光缆lib 作为光信号传送的影像信号变换为电信号。
这样影像传送系统11将影像信号作为光信号传送到屏蔽室Rl内。室内显示器12a配置在屏蔽室Rl内。室内显示器12a显示从光-电信号变换器 Ilc作为电信号输出的影像信号表示的影像。室内显示器12a以在其显示面与拍摄空间20a 的轴心大致正交的同时向着拍摄空间20a —侧的姿势，配置在反床台一侧开口 20c—侧。作 为室内显示器12a，可以利用液晶监视器等的公知的显示设备。但是室内显示器12a具备电 磁屏蔽等，以防止在其内部发生的噪声泄漏到屏蔽室Rl内。反射镜12b配置在拍摄空间20a的内部。反射镜12b改变显示在室内显示器12a 上的影像的视野方向。具体地说，反射镜12b为了使放置在顶板4a上送入到拍摄空间20a 的被检测体200能够以原有的姿势目视显示在室内显示器12a上的影像，通过让显示在室 内显示器12a上的影像如图11所示那样反射来改变视野方向。以下说明如以上那样构成的MRI装置100的动作。在该MRI装置100中，在WH MRCA时，利用多板块-多屏息法进行数据收集。即， 例如如图12所示那样将包含心脏整体的区域分割成多个板块Sl S4，对这些板块Sl S4分别独立地进行数据收集。而后和以往一样，在对从横隔膜或者肝脏的周边得到的NMR 信号进行1维傅立叶变换得到的监视信号的水平在上限阈值USL和下限阈值LSL之间的允 许范围内时执行上述的数据收集。但是在第1实施方式中，主控制部IOg如图13所示那样，对于根据第1板块Sl的 收集前或者和开始同时求得的被检测体200的呼吸水平确定的上限阈值USL以及下限阈值 LSL，对全部板块Sl S4都不改变而应用。上限阈值USL以及下限阈值LSL的设定是在扫 描前让被检测体200进行多次自然呼吸，例如可以统计性地求出呼吸水平的最频值，以该 值为基准(中心)，确定为能够得到预先设定的允许宽度(例如5mm)。该上限阈值USL以及 下限值LSL的设定可以由操作者进行，也可以在主控制部IOg的控制下自动地进行。此时， 在被检测体200的呼吸水平的判定中，可以使用NMR信号，也可以使用呼吸同步装置(波纹 管(bellows)等)的信号。图14是表示NMR信号的收集的顺序的一例的图。该拍摄法通常伴随心电同步而实施。而且在从R波经过了一定的延迟时间后，作 为用于得到监视信号的NMR信号收集MPP (motion probing pulse)。该MPP的收集不施加 相位编码用倾斜磁场Ge而进行。而且在收集了 MPP的紧接之后，进行用于拍摄的数据收集。 在用于该拍摄的数据收集中，施加相位编码用倾斜磁场Ge。另一方面，在这种形态下的WH MRCA执行中主控制部IOg生成表示被检测体200的 呼吸水平是否在允许范围内的影像。上述影像例如设为表示监视信号和上限阈值USL以及 下限阈值LSL的例如图13所示那样的影像。主控制部IOg为了让操作者确认该影像而将 其显示在显示部IOe上。此外，主控制部IOg经由接口部IOa将表示上述影像的影像信号 给予电_光信号变换器11a。该影像信号利用电_光信号变换器Ila变换为光信号，在光缆 lib中传送，导入到屏蔽室Rl内。而后，影像信号在屏蔽室Rl内用光_电信号变换器Ilc 返回为电信号后，给予室内显示器12a。这样，室内显示器12a显示该影像信号所表示的上 述的影像。用室内显示器12a显示的影像利用反射镜12b反射而可使被检测体200目视。这样，被检测体200通过确认利用反射镜12b映出的影像，能够确认现在自己的呼 吸水平是否在允许范围内。而后，被检测体200能够在自己的呼吸水平变成允许范围内的
10状态中屏气。这样，在MRI装置100中，在被检测体200每次屏气时能够可靠地进行数据收集， 数据收集的效率提高。而且，在每次屏气时收集的数据因为多个板块中的任何板块中都是 在一定的允许范围内的呼吸状态下得到的，所以根据对多个板块的每一个收集到的数据最 终得到的3D图像能够作为配准误差或模糊少的高画质的图像。进而，在MRI装置100中，将在屏蔽室Rl外生成的影像信号作为光信号导入到屏 蔽室Rl内。由此，能够防止来自屏蔽室Rl外的噪声等对NMR信号的收集产生影响。(第2至第4实施方式)可是在第1实施方式中，用于得到位置信息的NMR信号的收集如上所述对1个心 跳只进行1次。即呼吸水平的监视如图30所示那样对于1次呼吸只进行1、2次左右，即 使让被检测体只知道受到监视的呼吸水平，也可能出现被检测体不能识别呼吸的变化的情 况。即，在上述那样的周期中取得的信息的更新速度作为用于控制呼吸水平的信息的更新 速度有时过慢。换句话说，在呼吸水平控制中的反馈时间常数长。由于这种情况，根据如上述那样进行监视的呼吸水平的、由被检测体进行的呼吸 水平的调整被认为是和自动控制中的反馈时间常数长的情况类似，能够引起过小控制或过 大控制。因而，以下说明避免这种不良情况的第2至第4实施方式。图31是表示第2至第4实施方式的磁共振影像装置(MRI)300的结构的图。另外， 在图31中在和图9相同部分上标注同一符号，省略其详细说明。该MRI装置300具备静磁场磁铁1、倾斜磁场线圈单元2、倾斜磁场电源3、床台 4、床台控制部5、发送RF线圈6、发送部7、接收RF线圈8、接收部9、计算机系统10、影像传 送系统11、显示系统12以及呼吸同步传感器13。即MRI装置300除了 MRI装置100具备的各要素外还具备呼吸同步传感器13。呼吸同步传感器13安装在被检测体200的腹部，根据被检测体200的腹部的物理 运动来检测被检测体200的呼吸水平。(第2实施方式)在第2实施方式中主控制部IOg具备以下那样的多个功能。而且这些多个功能可 通过让主控制部IOg具备的处理器执行程序而实现。上述的功能之一是，为了在数据收集部IOb中取得用于检测被检测体200的呼吸 水平的NMR信号(以下，称为监视用NMR信号)而控制相关各部。上述的功能之一是，根据 由数据收集部IOb取得的监视用NMR信号检测被检测体200的呼吸水平。上述的功能之一 是，为了在根据监视用NMR信号检测到的呼吸水平在允许范围内时将用于重构图像的NMR 信号(以下，称为重构用NMR信号)收集到数据收集部IOb中而控制相关各部。上述的功 能之一是，生成在表示用呼吸同步传感器13检测到的呼吸水平的变化的呼吸波形中合成 表示根据监视用NMR信号检测到的呼吸水平的图像的显示图像。而且在以下中，将基于监 视用NMR信号检测到的呼吸水平称为第1呼吸水平，将用呼吸同步传感器13检测到的呼吸 水平称为第2呼吸水平。在该第2实施方式的MRI装置300中，根据公知的顺序执行WH MRCA。在这种WH MRCA的执行中主控制部IOg如以下那样生成用于让被检测体200知道被检测体200的呼吸水平是否在允许范围内的显示图像。而且，在WH MRCA中取得监视用NMR信号。监视用 NMR信号是从包含横隔膜等的对象部位的激励切片或者激励板块中收集的NMR信号。监视 用NMR信号例如不施加相位编码用倾斜磁场而取得。作为监视用NMR信号，例如和第1实 施方式一样能够使用MPP。主控制部IOg以对于再现呼吸波形来说充分的速率取得呼吸同步传感器13检测 到的第2呼吸水平。而且呼吸同步传感器13使用波纹管等能够以实际时间且连续地检测 呼吸水平。主控制部IOg在用于WH MRCA的控制中，以1个心跳1次的比例检测第1呼吸水 平。主控制部IOg生成将在最近的一定期间中取得的第1呼吸水平分别配置在由时间轴以 及呼吸水平轴定义的平面上的例如图32所示那样的第1图像。另一方面，主控制部IOg根据在上述一定期间中取得的第2呼吸水平，生成表示在 该期间中的呼吸波形的例如图33所示那样的第2图像。而后主控制部IOg作为合成第1图像和第2图像的图像生成显示图像。此时主控 制部IOg对第1呼吸水平以及第2呼吸水平的各自的振幅标度(振幅的最大值以及最小 值)进行标准化并合成。主控制部IOg在每次取得第2呼吸水平时更新显示图像。这样，显示图像变成呼 吸波形随着时间的经过翻滚的图像。可是，为了取得监视用NMR信号，根据该监视用NMR信号求出第1呼吸水平，在第1 呼吸水平的检测中稍微需要时间。因此，第1呼吸水平的检测与第2呼吸水平的检测相比 实时性低。因而如图34所示，第1呼吸水平相对第2呼吸水平具有一定的延迟。因而主控 制部IOg以补正该延迟的方式合成第1图像以及第2图像。S卩，设新检测第1呼吸水平紧接之前的显示图像是图35表示的状态。而且在新 检测了第1呼吸水平后更新显示图像时，新检测的呼吸水平并不是作为现在时刻的信息表 示，而是如图36所示那样更新显示图像，使得作为在追溯相当于上述延迟的时间的时刻的
信息表不。这样生成的显示图像经由接口部IOa以及影像传送系统11传送到显示系统12，用 该显示系统12以被检测体200可以目视的状态显示。这样，如果采用该第2实施方式，则在显示图像上同时显示根据监视用NMR信号检 测的第1呼吸水平，和根据呼吸同步传感器13检测到的第2呼吸水平。因而被检测体200 能够根据该显示图像的呼吸波形识别呼吸水平变化的状态，此外根据第2呼吸水平的显示 识别正确的呼吸水平。由此，被检测体200可以正确地掌握实际的呼吸状态，可以适宜地调 整呼吸。(第3实施方式)在第3实施方式中主控制部IOg具备以下那样的多个功能。而且这些多个功能可 通过让主控制部IOg具备的处理器执行程序来实现。上述的功能之一是，为了在数据收集部IOb中取得监视用NMR信号而控制相关各 部。上述的功能之一是，根据监视用NMR信号检测第1呼吸水平。上述的功能之一是，为了 根据监视用NMR信号检测到的呼吸水平在允许范围内时将重构用NMR信号收集到数据收集 部IOb而控制相关各部。上述的功能之一是，为了在数据收集部IOb中取得在用于显示的呼吸水平的检测中使用的NMR信号(以下，称为显示用NMR信号)而控制相关各部。上述 的功能之一是，根据显示用NMR信号检测被检测体200的呼吸水平(以下，称为第2呼吸水 平)。上述的功能之一是，生成表示第1呼吸水平以及第2呼吸水平的变化的显示图像。在该第3实施方式的MRI装置300中，当进行WH MRCA的情况下，主控制部IOg利 用图37所示那样的顺序在数据收集部IOb中收集NMR信号。在图37所示的顺序中，在1次心跳内多次收集MPP。将多个MPP分类为主MPP和 副MPP。主MPP在成像区域的数据收集期间的紧接之前收集。副MPP避开数据收集期间且 在和主MPP不同的定时收集。副MPP只要是除了成像区域的数据收集期间的期间，则可以 在主MPP之前、之后的任一个都可以收集。例如，也可以在主MPP之前收集多个副MPP。此 外也可以在1次心跳内(不仅是副MPP还包含主MPP)以等间隔收集多个MPP。这种情况 下，当以等间隔设定的多个MPP的某个包含在成像区域的数据收集期间的情况下，不收集 该 MPP。主MPP相当于在图14所示的顺序中取得的MPP，作为监视用NMR信号使用。副MPP 是和为了 WH MRCA的控制没有关系地追加取得的，作为显示用NMR信号使用。而主控制部IOg只根据监视用NMR信号进行用于WH MRCA的第1呼吸水平的检测。 主控制部IOg虽然在WH MRCA中不使用，但还根据显示用NMR信号进行第2呼吸水平的检 测。而后主控制部IOg生成将在最近的一定期间中取得的第1呼吸水平以及第2呼吸水平 分别配置在利用时间轴以及呼吸水平轴定义的平面上的例如图38所示那样的显示图像。这样生成的显示图像经由接口部IOa以及影像传送系统11传送到显示系统12，由 该显示系统12以被检测体200可以目视的状态显示。这样，如果采用该第3实施方式，则在显示图像上按照时间序列显示以短周期分 别检测到的多个呼吸水平。因而，被检测体200能够从该显示图像中识别呼吸水平变化的 状态。由此被检测体200可以正确地掌握实际的呼吸状态。可以适宜地调整呼吸。(第4实施方式)在第4实施方式中主控制部IOg具备以下那样的多个功能。而且这些多个功能可 通过让主控制部IOg具备的处理器执行程序来实现。上述的功能之一是，为了在数据收集部IOb中取得监视用NMR信号而控制相关各 部。上述的功能之一是，根据监视用NMR信号检测被检测体200的呼吸水平。上述的功能 之一是，为了在根据监视用NMR信号检测到的呼吸水平在允许范围内时将重构用NMR信号 收集到数据收集部IOb中而控制相关各部。上述的功能之一是，生成分别表示最新检测到 的呼吸水平、和在规定期间内检测到的检测水平的最高值的显示图像。在该第4实施方式的MRI装置300中，根据公知的顺序执行WH MRCA。在这样的WH MRCA的执行中，主控制部IOg如以下那样生成用于让被检测体200知道被检测体200的呼 吸水平是否在允许范围内的显示图像。主控制部IOg在用于WH MRCA的控制中，以1个心跳1次的比例检测呼吸水平。主 控制部IOg在每次新检测呼吸水平时，生成表示该检测到的呼吸水平的显示图像。例如根据如图39所示那样在时刻TA中检测到图39所示那样的呼吸水平，主控制 部IOg生成图40所示那样的显示图像IA。在显示图像IA中，用黑点表示在时刻TA中检测 到的呼吸水平。
另一方面，在时刻TB中根据检测到如图39所示那样的呼吸水平，主控制部IOg如 图40所示那样生成用黑点表示了在时刻TB中检测到的呼吸水平的显示图像IB。而且，在 时刻TB中检测到的检测水平比在时刻TA中检测到的检测水平还低。这种情况下主控制部 IOg将在时刻TA中检测到的检测水平作为最近的最高水平表示在显示图像IB中。而且，在 图40中，最高水平作为画出阴影线的点表示。在时刻TB中根据检测到如图39所示那样的呼吸水平，主控制部IOg如图40所示 那样，生成用黑点表示了在时刻TC中检测到的呼吸水平的显示图像IC。在时刻TC中检测 到的呼吸水平因为比此前的最高水平还高，所以在显示图像IC中不显示最高水平。以下同样地在图39的时刻TD 时刻TF的每一个中，分别生成图40的显示图像 ID-IF0在时刻TG中根据检测到在图39所示那样的呼吸水平，主控制部IOg如图40所示 那样，生成用黑点表示在时刻TG中检测到的呼吸水平的显示图像IG。而且，此前的最高水 平是在时刻TC中检测到的呼吸水平，但时刻TG从时刻TC经过了规定时间Tl以上。这种 情况下主控制部IOg解除此前的最高水平，不显示在新生成的图像上。以后一样，在图39的时刻TH 时刻TJ的每一个中，分别生成图40的显示图像 IH IJ。这样生成的显示图像经由接口部IOa以及影像传送系统11传送到显示系统12，由 该显示系统12以被检测体200可以目视的状态逐次显示。这样根据第4实施方式，在显示图像中显示最新检测到的呼吸水平和在最近的一 定期间内检测到的最高的呼吸水平。因而，被检测体200可从该显示图像中识别现在的呼 吸水平与最近的最高水平处于怎样的关系。由此被检测体200可以正确地掌握实际的呼吸 状态，可以适宜地调整呼吸。上述的各实施方式可以进行如下那样的各种变形实施。(1)在各实施方式中，影像信号可以通过利用CCD (charge-coupled device)照相 机等拍摄显示在显示部IOe上的影像而生成。(2)在各实施方式中，室内显示器12a如图10中用虚线表示的那样，显示面可以在 与拍摄空间20a的轴心大致正交的同时向着拍摄空间20a—侧的姿势配置在床台一侧开口 20b—侧。或者室内显示器12a可以以显示面与拍摄空间20a的轴线大致平行的姿势，配置 在床台一侧开口 20b —侧上。当将室内显示器12a以其显示面与拍摄空间20a的轴心大致 平行的姿势配置的情况下，用反射镜12c将室内显示器12a显示的影像向反射镜12b反射。 但是，当在床台一侧开口 20b —侧上配置室内显示器12a的情况下，如图11中虚线所示那 样改变反射镜12b的朝向。反射镜12b的朝向可以固定也可以改变。(3)在各实施方式中，代替室内显示器12a如图15所示可以使用大型显示器(液 晶，等离子等)12d。(4)在各实施方式中，代替室内显示器12a如图16所示那样，可以使用投影机 12e，将影像信号表示的影像投射到屏蔽室Rl的壁上。当使用投影机12e的情况下，可以直 接在反射镜12b上投射影像，进而可以省略反射镜12b，在拍摄空间20a的周围的托架20的 壁面上投射影像。代替室内显示器12a以及反射镜12b，可以使用组合了激光发光装置和可 动反射镜的描画装置，在托架20的壁面上描画影像。
(5)在各实施方式中，也可以将室内显示器12a配置在拍摄空间20a的内部。这种 情况下，可以省略反射镜12b，使被检测体200直接目视显示在室内显示器12a上的影像。 此外在这种情况下，可以考虑将液晶板或有机EL (electroluminescence)等安装在拍摄空 间20a的周围的托架20的壁面上。(6)在各实施方式中，可以将在屏蔽室Rl外生成的影像导入到屏蔽室Rl内让被检 测体200目视。例如，如图17所示，将影像传送系统11构成为包含LED(lightemitted diode)阵 列Ild以及光缆群(光纤群)lie，将显示系统12构成为包含可视化部12f。LED阵列Ild将多个LED排列成1维形状或者2维形状来组成，重现影像信号表示 的影像。光缆群lie捆起多个光缆组成，按原样直接传送由LED阵列Ild重现的影像。可 视化部12f使被检测体目视利用光缆群lie传送的影像。图18是表示在将LED排列成1维形状组成的LED阵列Ild中的影像的重现状态 的一例的图。而且，图18中的1个圆圈表示1个LED。在图18中，通过用蓝色以及黄色分 别点亮两端的LED来表示上限阈值USL以及下限阈值LSL，通过将内侧的5个LED中的一 个点亮成红色来表示现在的监视信号的现在的水平。监视信号的现在的水平在允许范围外 时，内侧的5个LED的哪个都不点亮。图19是表示将LED排列成2维形状组成的LED阵列Ild中的影像的重现状态的 一例的图。而且，图19中的1个圆圈表示1个LED。在图19中，将如图18所示那样排列 的LED列排列4列。在这些4列LED列的每一个中将监视信号的水平变化和上述一样地表
7J\ ο可视化部12f可以通过将包含在光缆群lie中的多个光缆的端面排列成1维形状 或者2维形状，构成为利用从这些光缆射出的光的排列使影像可视化。图20是表示端部作为可视化部12f发挥功能的光缆群lie的结构的一例的图。或者，可视化部12f还能够如图21所示那样配置在拍摄空间20a内，构成为向拍 摄空间20a的上方的托架20的壁面投射影像。或者，代替光缆群lie使用图22所示那样的纤维镜(fiber scope) Ilf，也可以将 用LED阵列Ild重现的影像引导到被检测体200的眼前。也可以作为可视化部12f使用图23所示那样的半透明光缆阵列，将它如图24所 示那样安装在拍摄空间20a的上方的托架20的壁面上。作为可视化部12f的半透明光缆阵列如图25所示可以配置成让半透明光缆的排 列方向与拍摄空间20a的周围的托架的壁面的圆周方向一致。也可以将可视化部12f如图26所示那样构成为将光缆群lie的端部排列在透镜 部分上的眼镜模样，将它佩戴在被检测体200的脸上。(7)在各实施方式中，也可以使用上述的(6)表示的影像的传送技术，将在显示部 IOe上显示的影像或在室内显示器12a上显示的影像导入拍摄空间20a让被检测体200目 视。这种情况下如图27所示，为了能够无损失地让显示部IOe或者室内显示器12a显 示的影像的上方入射，将光缆群lie的输入端密接在显示部IOe或者室内显示器12a上。此 时，使用透镜、或辅助性的光引导媒体也是有用的。此外作为可视化部12f适合的是带透镜玻璃或扩散玻璃等。此外，当代替光缆群lie使用纤维镜Ilf的情况下，如图28所示那样用缩小透镜 Ilg缩小显示部IOe或者室内显示器12a显示的影像并入射到纤维镜llf，用放大透镜Ilh 放大从纤维镜Ilf射出的影像并入射到可视化部12f。(8)在各实施方式中，将室内显示器12a如图29所示那样构成为将LED阵列12g 内置于透镜部分中的眼镜的模样，可以将它佩戴在被检测体200的脸上。(9)在第1实施方式中，也可以预先作为理想状态登记几个呼吸图案，显示将它们 之中的1个作为引导图案可以和测量到的实际的呼吸图案比较地表示的影像。由此，可以 引导被检测体200，使得被检测体200的呼吸图案接近理想的图案。即，可以适宜地执行所 谓外部引导法。而且，也可以用相互不同的颜色显示引导图案以及测量图案。此外，也可以 预先测量被检测体200安静时的HR(heart rate)，以此为参考，选择可以让数据收集稳定 而尽早结束的呼吸图案作为引导图案。(10)在各实施方式中，关于表示呼吸水平是否在允许范围内的影像的显示，只要 是在呼吸水平在允许范围内时进行数据收集的方法，则适用于使用多板块-多屏息法以外 的方法，即例如使用自然呼吸法或单板块_多屏息法的情况也有效。(11)在各实施方式中，也可以并用一边尾随横隔膜的运动一边尾随心脏的拍摄区 域的运动补正法。这样的话，因为可以用运动补正法补正在允许范围内的呼吸水平的变动， 高精度地对准多板块的位置，所以可以进一步减轻在3D图像中的配准误差或模糊。(12)在第1实施方式中，影像传送系统11以及显示系统12可以为了向被检测体 200报告呼吸水平是否在允许范围内的以外的各种信息而使用。(13)在各实施方式中，影像传送系统11也可以将影像信号以电信号的状态导入 到屏蔽室Rl内。(14)在第2实施方式中，不进行标准化、延迟补正也可以。(15)在第3实施方式中，进行副MPP的取得的每1次心跳的次数可以是大于等于 1次的任意的次数。(16)在第3实施方式中，当在每1次心跳进行多次副MPP的取得的情况下，根据主 MPP判定的呼吸水平可以不包含在显示图像中。(17)在第4实施方式中，通过用相互不同的形态表示最高水平和现在时刻的呼吸 水平，如果在两水平一致时也分别显示，则被检测体200更容易理解最高水平和现在时刻 的呼吸水平一致。这可以例如通过用水平线表示最高水平等的变更来实现。(18)在各实施方式中，显示图像的具体的内容可以任意改变。本领域技术人员容易想到其它优点和变更方式。因此，本发明就其更宽的方面而 言不限于这里示出和说明的具体细节和代表性的实施方式。因此，在不背离由所附的权利 要求书以及其等同物限定的一般发明概念的精神和范围的情况下，可以进行各种修改。
权利要求
一种磁共振影像装置，其特征在于具备对被检测体施加一样的静磁场，并且按照规定的脉冲顺序将高频磁场以及倾斜磁场施加在上述被检测体上，对多个板块分别独立地收集来自上述被检测体的磁共振信号的收集单元；根据收集到的上述磁共振信号关于包含上述多个板块的拍摄区域进行影像化的影像化单元；检测上述被检测体的呼吸水平的单元；控制上述收集单元，以便在检测到的上述呼吸水平在对上述多个板块分别设定的允许范围内时收集上述磁共振信号的单元；根据与上述多个板块中的最初的板块有关的上述收集开始之前检测到的上述呼吸水平，作为对上述多个板块的每一个共同适用的范围，设定一个上述允许范围的单元。
2.根据权利要求1所述的磁共振影像装置，其特征在于进一步具备向上述被检测体报告检测到的上述呼吸水平是否在上述允许范围内的报告单元。
3.根据权利要求1所述的磁共振影像装置，其特征在于进一步具备补正由上述收集单元收集到的上述磁共振信号，以便减轻上述呼吸水平的 变动的影响的单元。
4.根据权利要求2所述的磁共振影像装置，其特征在于 上述报告单元具备配置在与配置上述收集单元的被磁屏蔽的第1房间不同的第2房间中，生成表示检测 到的上述呼吸水平是否在上述允许范围内的影像的生成单元；利用光将上述影像从上述第2房间向上述第1房间传送的传送单元；配置在上述第1房间中，对上述被检测体显示利用上述传送单元传送的影像的显示单兀。
5.根据权利要求4所述的磁共振影像装置，其特征在于 上述生成单元生成表示上述影像的影像信息，上述传送单元利用光信号传送上述影像信息， 上述显示单元根据上述影像信息重现并显示上述影像。
6.根据权利要求4所述的磁共振影像装置，其特征在于 上述生成单元将上述影像作为可见光像生成，上述传送单元传送上述可见光像，上述显示单元将上述可见光像投射到上述被检测体的眼睛。
7.—种磁共振影像装置的控制方法，该磁共振影像装置具备对被检测体施加一样的静磁场，并且按照规定的脉冲顺序将高频磁场以及倾斜磁场施 加在上述被检测体上，对多个板块分别独立地收集来自上述被检测体的磁共振信号的收集 单元；根据收集到的上述磁共振信号关于包含上述多个板块的拍摄区域进行影像化的影像 化单元，该磁共振影像装置的控制方法的特征在于检测上述被检测体的呼吸水平，控制上述收集单元，以便在检测到的上述呼吸水平在对上述多个板块分别设定的允许 范围内时收集上述磁共振信号，根据与上述多个板块中的最初的板块有关的上述收集开始之前检测到的上述呼吸水 平，作为对上述多个板块的每一个共同适用的范围，设定一个上述允许范围。
全文摘要
本发明提供一种磁共振影像装置及其控制方法，本发明的磁共振影像装置具备对被检测体的身体施加一样的静磁场，并且按照规定的脉冲顺序将高频磁场以及倾斜磁场施加在上述被检测体上，收集来自上述身体的磁共振信号的收集单元；根据由上述收集单元收集为影像化用的上述磁共振信号对上述被检测体进行影像化的影像化单元；检测上述被检测体的呼吸水平的检测单元；向上述被检测体报告所检测到的上述呼吸水平是否在允许范围内的报告单元；控制上述收集单元以及上述影像化单元，以便在所检测到的上述呼吸水平在上述允许范围内时，收集上述磁共振信号，并且根据这样收集到的上述磁共振信号对上述被检测体进行影像化的单元。
文档编号G01R33/567GK101897587SQ20101026078
公开日2010年12月1日 申请日期2008年5月7日 优先权日2007年5月7日
发明者久原重英 申请人:株式会社东芝;东芝医疗系统株式会社