JPH03184530A - Ｎｍｒ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 この発明は核磁気共鳴作像方法に関する。更に具体的に
云えば、この発明は例えばＮＭＲ走査の進行中の被検体
の動きによる略周期的なＮＭＲ信号の変動が原因で起る
像の人為効果（アーチファクト）を制御する方法に関す
る。

ＮＭＲは、患者の解εり学的な特徴の像を求める様に開
発されている。こう云う像は、核スピンの分布（典型的
には水及び組織に関連する陽子）、スピン−格子緩和時
間Ｔ１、及び／又はスピン−スピン緩和１侍間Ｔ２を表
わし、医学的に診断価値がある。像を構成する為のＮＭ
Ｒデータは、多重角度投影再生及びフーリエ変換（ＦＴ
）の杵な利用し得る多数の方式の１つを用いて、収集す
ること力咄来る。典型的には、こう云う方式は、逐次的
に求められる複数個のビュー（Ｖｉｅｗ）で構成すれた
パルス順序で構成される。各々のビュー（よ１回又は更
に多くのＮＭＲ実験を含んでいることがあり、各々の吏
験は少なくともＲＦ励振）くルスと、その結果得られる
ＮＭＲ信号に空間情報を符号化する為の磁界勾配パルス
とで構成される。周知の様に、ＮＭＲ信号は自由誘導減
衰（ＦＩＤ）信号であってもよいし、或いはこの方が好
ましいが、スピン・エコー信号である。

次に、「スピン捩れ（ｓｐｉｎ−ｗａｒｐ　）形」とよ
く呼ばれる周知のＦＴ方式の変形の場合について、この
発明の好ましい実施例を詳しく説明する。然し、この発
明の方法がＦＴ作像方法に制限されず、米国特許第４．
４７１．’３０６号に記載されている多重角度投影再生
、並びに米国特許第４，０７０．６１１号に記載されて
いるＦＴ方式の別の変形の様な他の方式と共に有利に実
施することが出来ることを承知されたい。スピン捩れ形
方式は、フィジックス・イン・メディスン・アンド・バ
イオロジ誌、第２５巻第７５１頁乃至第７５６頁（１９
８０年）所載のＷ、　Ａ、ニーデルシュタイン他の論文
「スピン捩れ形ＮＭＲ作像と全身作像への応用」に記載
されている。

簡単に云うと、スピン捩れ形方式は、ＮＭＲスピン・エ
コー信号を収集する前に、可変銀輪の位相符号化磁界勾
配パルスを用いて、この勾配の方向に空間情報を位相符
号化する。例えば、２次元形式（２ＤＦＴ）では、位相
符号化勾配（Ｇｙ）をその方向に印加することによって
、空間情報を一方の方向に符号化し、その後位相符号化
方向に対して直交する方向に磁界勾配（Ｇ１）が存在す
る状態でスピン・エコー信号を観１１１１１する。スピ
ン・エコーの間に存在する勾配が、空間情報を直交方向
に？１月化する。典型的な２ＤＦＴ／くルス順序ては、
位相符号化勾配パルスｃｙｙの大きさを、像全体を再坐
し得る様な１組のＮＭＲデータを発生する為に収集され
る一連のビューで、単調に増分（ΔＧ、）的に州側する
。

ＮＭＲ像データの収集中に物体の変位があると、位相符
号化方向にぼけと「ゴースト」の両方が坐する。動きが
周期的であるか或いは大体周期的である侍、特に別々の
ゴーストが目につき、動きが非周期的である時、スミア
リングが起る。心臓及び呼吸の運動を含む大抵の生理学
的な動きでは、ＮＭＲ信号の各々のビューは、収集窓の
間に物体が不動と見なしてもよい位短い期朋内に収集さ
れる。従って、ぼけ及びゴーストは主に物体がビュ毎に
一貫しない形で見えることによるものであり、特に動き
によるＮＭＲ信号の振幅並びに／又は位相の変化によっ
て起る。

データの収集を物体の機能的なサイクルと同期させれば
、ぼけもゴーストも少なくすることが出来る。この方法
がゲート式ＮＭＲ走査の名前で知られており、その目的
は、各々のビューで物体が同じ様に「見える」様に相次
ぐ機能的なサイクルの間、同じ点のＮＭＲデータを収集
することである。ゲート作用の欠点は、物体の機能的な
サイクルの小さな一部分の間しか、ＮＭＲデータを収集
することが出来ないことであり、受入れることの出来る
様な最も短いパルス順序を用いた１１！ｉでも、このゲ
ート方式では、データ収集時間が大幅に長くなることが
ある。

ゴーストの人為効果を除く為に提案された１つの方法が
、米国特許第４．５６７．８９３号に記載されている。

この米国特許では、動きが周期的である時、ゴーストと
作像する物体との間の像の中での距離は、ＮＭＲパルス
順序の繰返し時間が、（米国特許第４，４４３，７６０
号に記載されている様に、１つのビュー当たりに２つの
位相交番のＲＦ励振パルスを使う場合）周期的な信号の
変化の持続■、＋ｉ間の１７４の奇数倍である１ｊ７、
最大になることが認識されている。この比を使って、呼
吸運動によるゴーストを軽減することが出来ることが判
っている。この方法は、実際に像の品質を改善するが、
これはＮＭＲパルス順序の繰返し時間に拘束を加えるも
のであり、その結果合計の走査間開が一層長くなる場合
が多い。更にこれは、動きが周期的であると仮定してい
る。彼検体の呼吸が不規則である時、ゴーストがぼけ、
関心のある像領域と重なることがあるので、その効果が
減少する。

周期的な信号の変化による望ましくない影響を減少する
別の方法が、米国特許第４．　７０６．　０２６号に記
載されている。この方法の１例では、（例えば患者の呼
吸による）信号の変化の周期に成る仮定を下し、ビュー
の順序を普通の様に単調に増加する位相符号化勾配から
予め選ばれた順序に変更する。これは、勾配パラメータ
、即ち、（スピン捩れ形方法に於ける）位相符号化勾配
パルスの振幅又は読出し勾配パルスの方向（多重角度投
影再生方法に於ける）を用いる順序を定めることを必要
とする。所定の信号の変動の周期に対し、ビューの順序
は、位相符号化振幅（又は勾配の方向）の関数としての
ＮＭＲ信号の変動が所望の周波数になる様に選ぶ。１丈
施例では、動きの受動周期が合計のＮＭＲ走査時間（低
周波数）と等しくなる様にビューの順序を選んで、ゴー
ストの人為効果が出来るだけ作像する物体に接近する様
にする。別の史施例（高周波数）では、変動周期を出来
るだけ短くして、ゴーストの人為効果を出来るだけ物体
から遠ざける様に、ビューの順序が選ばれる。

従来のこの方法は、人為効果を少なくする効果があり、
変動が割合規則的でその周波数がｔｌ＋つていれば、成
る点では理想的である。他方、動きの時間的な周期に対
して下した仮定が成立しない（例えば思考の呼吸パター
ンが変化するか或いは不規則である為に）場合、この方
法は余りよく成立しない。そう云うことが起ると、ゴー
ストを出来るだけ物体に近付けるとか或いは物体から出
来るだけ遠ざけると云う集束作用がぼける為に、その効
果の幾分かゾ失われる。この問題に対する解決策が米国
特許第４，６６３，５９１号に記載されている。この方
法では、走査を実行する時、単調でないビューの順序を
決定し、これは周期の変化に応答する様にして、信号の
変動と勾配パラメータの間に所望の関係（低周波数又は
高周波数）を生ずる様にする。勿論、この方法の有効性
は、患者の動き、特にその動きの周期の振幅変動を感知
するのに使われる手段の精度によってた右される。

Ｎ　Ｍ　Ｒ走査を受ける患者の呼吸運動を監視する為に
使われる普通の１つの手段は、患者の胸の周りに取付け
た圧力センサを有する空気圧ベローで構成される。患者
が呼吸すると、前脚及び胃壁が膨張並びに収縮し、その
結果ベローに起る圧力変化により、圧力変換器からの電
気信号の大きさが呼吸位相の関数として変化する。空気
圧ベローは連続的な保守を必要とする複雑な電気機械的
な装置であるばかりでなく、こう云うモニタによって発
生される信号は、ＮＭＲ像に動きによる人為効果を招く
呼吸運動を必ずしも正確に表示しないことが判った。

呼吸を監視する別の方式は、米国特許第４，５６４．０
１７号に記載されている様に、走査中に得られたＮＭＲ
信号を用いて、呼吸の速度を表わす信号を発生すること
である。この方法は、ＮＭＲエコー信号の大きさの変化
を測定することにより、呼吸の速度の「オン・ライン」
の目安を生ずるが、呼吸サイクルの位相を示す正確なオ
ン・ラインのデータとはならない。

発明の要約 この発明は、動きによる人為効果を抑圧する方式に使う
為、ＮＭＲ走査の間、呼吸位相情報を求める改良された
装置に関する。具体的に云うと、この発明は、ＮＭＲ走
査の間、ＮＭＲ運動信号を発生する手段と、ＮＭＲ運動
信号を処理して、走査される彼検体の特徴の位１ｄを示
す１組のデータを発生する手段と、１組のデータ中の特
定の特徴の位置を突ＩＬめる手段と、特定の特徴の現在
の位置をその特徴の基準位置と相関させることによって
、呼吸信号を発生する手段とを含む。

この発明の全般的な目的は、ＮＭＲ走査の間、解ｉｌｌ
学的な描込の動きの一層正確な表示を発生することであ
る。動きを検出するｌ′ｂの１　ｉｌｌのＮＭＲデータ
は、像の為の１組のＮ　ＭＲデータを収集するのに使わ
れるのと同じ走査の間に収集され、全く同し装置を用い
て収集される。呼吸運動を監視するのに全く同じＮＭＲ
装置を使うことにより、像を再生するハに使われるＮＭ
Ｒ信号に対する動きの影響を一層ｉＥ　６＆に測定する
ことが出来る。多数の、動きによる人為効果の抑圧力ｌ
ノ、のどれに使った時でも、この改良された呼吸位相信
号により、曹通の呼吸モニタからの位相情報を用い？：
＊ｒｒ生された像よりも、−層よい像を再生することが
出来る。

この発明の別の目的は、帯紐によって患者に取イ；１け
なければならない電気機械的な装置の必要をなくすこと
である。この発明は、像の為のＮＭＲデータを収集する
のに必要な装置以外の装置を何″、９必要としない。Ｎ
ＭＲパルス順序は、動きを検出する為の１組のＮ　Ｍ　
Ｒデータを収集する様に女史されるが、このハに余分の
装置を必要としない。

患者に対するＩＩＩＦ−の影響は、走査全体を文施する
のに必要な時間が若干長くなることである。

この発明の上記並びにその他の目的及び利点は、以下説
明する所から明らかになろう。この説明では、この発明
の好ましい実施例を示した図面を参ｊ１（くする。然し
、この実施例は必ずしもこの発明の範１Ｊ１１全体を表
わすものではなく、この発明の範囲の解釈に当たっては
特許請求の範囲を参照されたい。

好ましい起径例の説［ｊｌｌ 第ｉｉ”４＋よ１．・ハ仔凹力好ましい実施例をＬ１２
いるＮＭＲ作像装置の簡略ブロック図である。装置はパ
ルス制御モジュール１１２を持ち、これがホスト・コン
ピュータ１１４の制御のもとに、包括的に１１６に示し
た磁界勾配電源に文・ｌする正しいタイミングのパルス
波形信号を供給する。電源１１６が、全体をブロック１
１８で示した勾配コイル集成体の一部分をなす勾配コイ
ルを付勢する。集成体は、デカルト座標系のｘ、　　ｙ
、　　ｚ方向の向きを持つ磁Ｗ勾配Ｃ，，Ｃｙ、Ｃ２を
夫々発生するコイルを含む。ＮＭＲ作像の用途で勾配Ｃ
，，Ｃｙ。

Ｇ２をどの様に使うかは、後で第２図について説明する
。

第１図の説明を続けると、パルス制御モジュール１１２
がＲＦ合成器１２０に作動パルスを供給する。この合成
基はＲＦトランシーバの一部分であり、その一部が破線
のブロック１２２の中に囲い込まれている。パルス制御
モジュール１１２は、ＲＦ周波数合成器１２０の出力を
変調する変２１器１２４にも信号を供給する。変、ｉＲ
Ｆ信号が、ＲＦ電力僧幅器１２８及び送信／受信スイッ
チ１３０を介してＲＦコイル集成体１２６に印加される
。

ＲＦ倍信号使って、作像するサンプル物体（図面に示し
てない）内の咳スピンを励振する。

励振された核スピンからのＮＭＲ信号がＲＦコイル集成
体１２６によって感知され、送信／受信スイッチ１３０
を介してＲＦ前置増幅器１３２に印加される。増幅され
たＮＭＲ信号が直角位相検波器１３４に印加され、検波
された信号がＡ／Ｄ変換器１３６によってディジタル化
され、周知の様に記憶並びに処理の為に、コンピュータ
１１４に印加される。

第２図は２次元フーリエ変換（２ＤＦＴ）と呼ばれるが
、２次元「スピン捩れ形」とも呼ばれる従来の作像パル
ス順序の２つのビューを示す。このパルス順序は、周知
の様に、検査する物体の像を再生する為の作像ＮＭＲデ
ータを求めるのに役立つ。２つのビューを“Ａ”及びＢ
′で示してあり、これらは位相符号化勾配磁界Ｇｙの他
は同一である。各々のビューは、位相交番ＲＦ励振パル
スを利用するパルス順序であり、こう云う位相交番ＲＦ
励振パルスにより、米国特許第４，４４３，７６０号に
記載されている様に、位相交番のＮＭＲ信倍信＋　　（
ｔ）及びＳ＋’　　（ｔ）が発生され、ＮＭＲ装置に於
ける成るベースライン誤差を相殺する。

第２図のビューＡについて説明すると、期間１（横軸に
沿って示す）に、正のＧ！磁界勾配パルスの７’ｊ　（
Ｌのちとに印加される選択性９０°ＲＦ励振パルスが示
されている。パルス制御モジュール１１２（第１図）が
、周波数合成櫓１２０及び変、ＬＪｅ１２４に必要な制
御信号を供給して、その結果ｉすられる励振パルスが、
作像する物体の予定の領域にある核スピンだけを励振す
るのに正しい位相及び周波数になる様にする。典型的に
は、励振パルスは（ｓｌｎ　　ｘ）　／ｘ関数によって
振幅変調することが出来る。合成器１２０の周波数は、
周知のラーモアの方程式に従って、印加された分極磁Ｗ
の強度と作像される特定のＮ　Ｍ　Ｒ種口とに関係スる
。パルス制御モジュール１１２は勾配電源１１６にも作
動信号を印加して、この場合はＧ：！勾配パルスを売上
する。

第２図の説明を続けると、Ｇ、、Ｇ、及びＧ工勾配パル
スが期間２に同時に印加される。期間２のＧ２勾配は位
相戻しパルスであって、典型的には期間２にわたる勾配
波形の時間積分が、期間１にわたるＧ２勾配波形の間開
積分の一１／２倍に大体等しくなる様に選ばれる。負の
Ｇエバルスの作用は、期間１に励振された核スピンの位
相戻しをすることである。Ｇｙ勾配パルスは、勾配の方
向に空間情報を符号化する為に、ビューＡ、Ｂ。

・・・・・・等の各々で異なる振幅を持つ様に選ばれた
位相符号化パルスである。相異なるＧｙ勾配の振幅の数
は、典型的には、再生像が位相符号化方向（Ｙ）に持つ
画素分解要素の数と少なくとも等しくなる様に選ばれる
。典型的には、１２８個、２５６個又は５１２個の異な
る勾配Ｇｙの振幅が選ばれ、典型的なＮＭＲ装置では、
ＮＭＲ走査が完了するまで、Ｇｙの値は、あるビューと
次のビューで、一定ヱた１プ僧加する。

期間２の６１勾配パルスは、スピン・エコー信号Ｓ＋　
　（ｔ）の発生時刻を期間４に遅延させる為に、励振さ
れた核スピンを予定工だけ位相外しするのに必要な位相
外しパルスである。スピン・エコー信号が、典型的には
期間３に１８０’ＲＦパルスを印加することによって発
生される。周知の様に、１８０″ＲＦパルスは、スピン
・エコー信号を発生する様にスピンの位相外しの方向を
逆転するパルスである。スピン・エコー信号が、期間４
に、勾配パルスＧ１の存在のもとに標本化され、この勾
配の方向（Ｘ）に空間情報を符号化する。

前に述べた様に、各々のビューで追加のＮＭＲ７ＩＩ１
１定を用いることにより、ベースライン誤差成分が除か
れる。この２回目の測定は、ビューＡの期＋：：＋Ｓの
ＲＦ励振パルスが、ビューＡの期間１の励振パルスに比
べて（負の符号で示す様に）１０００位…がずれる様に
選ばれることを別とすると、１回１１と路間−である。

その結果、期間８のスピン・エコー信号ｓ　＋　’　　
（ｔ　）は、期間４のスピン・エコー信号Ｓ＋　　（ｔ
）に対して１８０６位相がずれている。信号Ｓ＋’　　
（ｔ）をＳｔ　　（ｔ）から減算すれば、信号の内、信
号Ｓ＋　　　（ｔ）で符号が逆転した成分だけが残る。

この２′５１ベ一スライン誤差成分が相殺される。

ｋ：ユＡについて上に述べた過程が、位相符号化勾配Ｇ
ｙの全ての振幅に対し、ビューＢ等で繰返される。この
走査の間に収集されたＮＭＲ像デタをホスト・コンピュ
ータ１１４に記憶し、そこで処理して、ＣＲＴ表示装置
を制御するのに適した像データを発生する。

−にに述べた普通のＮＭＲ走査を実施するｎ；ｆ、作像
される物体の平面又はスライス内の物理的な全ての場所
からのＮＭＲデータが収集される。正確な像を再生しよ
うとする場合、Ｎ　Ｍ　Ｒ走査全体を完了するのに必要
な時間の間、物体及び測定条件の両方が安定であるか、
固定でなければならない。

この究明は、そうならない実際的な場合を取上げるもの
である。実際的には、測定条件は成る循環的な或いは循
環的に近い形で変化する。

人体の腹を通る像を発生する場合、この様な状態が起る
。この場合、作像する物質の大部分は、人体の呼吸のれ
に動いており、像全体の為のＮＭＲデータを収集するの
に要する旧聞が、多数の呼吸サイクルを越える場合が多
い。呼吸サイクル全体にわたってＮＭＲデータを連続的
に収集すると、ビュー毎に肢検体の配置が異なり、再坐
像は動きによる多くの人為効果を持つことになる。

この発明は、呼吸による披検体の運動を示すＮＭＲデー
タを収集することが出来る様にすると共に、このＮＭＲ
運動データを処理して呼吸モニタ信号を発生する様なＮ
ＭＲ装置の改良である。前に述べた様に、呼吸モニタ信
号は、公知の多数の、動きによる人為効果を抑圧する方
式のどれにも用いることが出来る。

走査の間のＮＭＲ運動情報を収集するハ、第２図の像デ
ータ・パルス順序の各々のビューの間に、別個のパルス
順序をインターリーブ形に入れる。

この運動用のＮＭＲパルス順序か第３図に示されており
、これは第４図に示す様に、像データ・パルス順序の各
々のビューの直前に実行される。第３図について具体的
に説明すると、運動用ＮＭＲパルス順序は像用データ・
パルス順序とは幾つかの点で異なる。例えば、スライス
中のスピンを励振する為に、ＲＦ励振パルス１４１を印
加する間、スライス選択勾配パルス１４０を印加するが
、位相符号化勾配パルスは印加しない。その代りに、Ｎ
ＭＲ信号１４２は読出し勾配パルス１４３の間に収集す
る。好ましい実施例では、パルス１４３は磁Ｗ勾配Ｇ、
によってＹ軸に沿って発生される。

Ｘ軸磁Ｗ勾配Ｇ、が印加されず、従って、この結果得ら
れるＮＭＲ信号はＸ軸に沿った位置情報を持っていない
。この発明の好ましい実施例では、ＲＦ励振パルス１４
１がスピンに対して９０°のはしき（Ｎｉｐ）角を加え
、スライス選択勾配パルス１４０が、像データを収集す
るのと同じスライスを選択する。

走査の間に収集されたデータが第６図に示されている。

収集された像データが２次元配列５０に記憶される。こ
の配列は、発生しようとする像の選ばれた分解能によっ
て決定された寸法（例えば１２８Ｘ１２８．２５６Ｘ２
５６又は５１２Ｘ５１２個の画素）を持つ。当業者であ
れば、実際にはこの様な配列を２つ収集することが理解
されよう。１つは同相収集データ（Ｉ）を持ち、他方は
直角位ｔ０データ（Ｑ）を持つ。配列５０にあるブタの
各行が、１つのビューの間に収集されたディジタル化さ
れたデータを表わし、各々の行は、位相７：）号化磁昇
勾配Ｇｙの異なる値を用いて収集される。位＃＋１？：
）９化勾配Ｇｙの各々に対するデータが収集された哨、
走査が完了し、配列５０を処理して、表示装置に於ける
各々の画素の輝度を示す像配列５１を作成する。好まし
い実施例では、この処理は、配列５０にある像データの
読出し次元に沿った第１のフーリエ変換を実施し、その
後こうして得られたデータ配列に位相符号化次元に沿っ
た第２のフーリエ変換を実施することを含む。

この結果得られたデータ配列中の要素の値が、像配列５
１に於ける対応する画素の輝度を示す。

配列５０にある像データの各々の行を収集する直前に、
第３図の運動用ＮＭＲパルス順序を用いて、運動データ
の１次元配列５２を収集する。第５図及び第６図につい
て説明すると、この運動データは作像するスライス５４
から収集され、垂直又はＹ軸方向の所望の位置７ＩＩ１
１定の分解能が得られる様にするのに十分な数のサンプ
ル（例えば、１２８個、２５６個、５１２個等）を持っ
ている。

好ましい実施例では、運動データは、像データと同じ垂
直及び水平の視野から収集され、同じ数のサンプルを有
する。然し、これはこの発明を実施するのに必要なこと
ではない。

運動データの各々の配列５２を収集した時、それを直ち
に処理して動きを表わす信号を発生する。

この信号は、例えば、次のビューで使われる位相符号化
勾配Ｇｙの値を決定するハに使うことか出来る。好まし
い実施例では、監蜆される動きは、前側腹壁の動きであ
る。これは、呼吸の関数として、身体の他の描込の動き
を非常に正確に示すと共に、収集された運動用ＮＭＲデ
ータを確認するのが比較的容易であるからである。腹壁
は、ＮＭＲ信号にピークを発生する脂肪層を有し、これ
は殆んど信号を発生しない患者の身体の外側の空気に隣
接している。

第３図のパルス順序が、運動用ＮＭＲ信号を収集するｌ
′ｈの好ましい手段であるが、この他の代りも考えられ
るし、場合によっては好ましいことがある。例えば、運
動用パルス順序によって選ばれるスライスは、像パルス
順序によって選択されるスライスと同じである必要はな
く、スライスは同じ軸に沿った向きである必要さえない
。９０９ＲＦ励振パルスを使うことが出来るが、はじき
角（ｘ）を−ＩＷ小さくしてもよく、それでも作像用パ
ルス順序との相互作用が一層少なくなる。第３図の運動
用パルス順序では１８０°ＲＦパルスを用いているが、
勾配パルス１４３の前縁に負のローブを印加することに
より、勾配エコー信号を発生することも可能である。１
８０°ＲＦ励振によって発生されるエコーに較べた、勾
配によって誘起されるエコーの利点は、運動用ＮＭＲデ
ータを収集するのに、時間がかなり短縮されることであ
る。実際、像データと同じ順序で運動データを収集すれ
ば、合計走査時間は更に短縮することが出来る。例えば
、勾配によって誘起されたエコー信号は、第２図の期間
２で、位相符号化勾配パルスの直前に、又は第２図の期
間４で、エコー信号Ｓ＋　　（ｔ）を収集した直後に収
集することが出来る。

この発明による運動データの処理が、記憶されているプ
ログラム命令に応答して、コンピュータ１１４によって
実行される。こう云うプログラム命令が第８図にフロー
チャートで示されている。

運動ＮＭＲデータを処理する肋の最初の工程は、配列５
２にあるデータの１つの次元、即ち垂直読出し次元に沿
って、プロセス・ブロック６５で示す様に、フーリエ変
換を史施することである。

この変換は要素２５６の配列に対しては、数学的に次の
様に表わすことが出来る。

こ＼でＳ　はデータ配列５２の要素、Ｓ　、は変換ｙ されたデータ配列の対応する要素である。

その後、プロセス・ブロック６６で、運動データのこう
して得られた１次元配列の大きさを計算して、前側腹壁
の物理的な場所の表示を発生する。

この計算は、変換された配列の各々の要素に対し、数学
的に次の様に表わすことが出来る。

１ｍ　、　−（１＝）　　＋（Ｑ　、）　　　　（２）
ｘ　　　　　　　　ｙ　　　　　　　　　　ｙこ＼でＩ
　、は変換された配列の要素Ｓ　、の同相のｙ 値、Ｑ　、は変換された配列の要素Ｓ　、の直角位相ｙ の値である。

この様な変換された運動データの１例が第７図に示され
ており、グラフ６０は、最初の運動データ・パルス順序
に対する変換されたデータの大きさを示し、グラフ６１
は同じ走査の間にこの後収集された運動データに対して
変換されたデータの大きさを示す。最初のグラフ６０を
基準として使い、この後の各々のグラフ６１の位置はこ
の基準に対して測定する。例えば、前側腹壁によって発
生された信号６０のピークが６２に示されており、この
後の１組のＮＭＲ運動データの中にある同じピークが６
３に示されている。これらのピークの位置のずれ（ΔＹ
）が、前側腹壁の運動の直接的な測定値であり、この量
に倍率をかけて、呼吸モニタのディジタル出力に直接的
に代るものにする。

第１図に戻って説明すると、上に述べた運動ＮＭＲデー
タがコンピュータ１１４に印加され、そこで呼吸モニタ
信号ΔＹを発生する様に処理される。こう云う呼吸モニ
タ信号は、内部で人為効果を抑圧する為に使ってもよい
し、或いは６４から出力して外部で使ってもよい。例え
ば、６４に出力されるΔＹ倍信号、前に引用した米国特
許第４゜６６３．５９１号の第１８図に示される呼吸計
変換器、ま曽幅器及びＡ／Ｄ変換器の代りに使うことが
出来る。

第７図及び第８図に戻って説明すると、位置のずれΔＹ
の測定は２つの工程に分けて行なわれる。

即ち、窓ぎめ工程と相互相関工程とである。窓ぎめは、
配列５２にある運動データから、前側腹壁によって発生
された信号のピークを含む小さな部分又は窓を隔離する
様に作用する。この窓が第７図に示されており、これは
数ある周知の方法の任意の１つによって選ぶことが出来
る。好ましい実施例では、第８図のプロセス・ブロック
７０に示す様に、ポインタを定めて、変換された配列Ｉ
ｍ、中の最後の要素を読出す。この要素をスライス５４
のてっぺんに於けるスピン密度と関係づけるが、典型的
には、この場所には空気しか存在しない２′）に非常に
小さい。その後、ループに入り、プロセス・ブロック７
１で示す様に、ｉ１１定ブロック７２で２１１定して予
め設定した閾値を越える１つの要素が見つかるまで、変
換された配列の相次ぐ要素を検品する。ブロック７３で
ポインタをデクレメントして、探索がスライス５４のて
っぺんから始まり、前側腹壁を示す信号に出会うまで、
下向きに作業を続ける。出会った時、変換された配列の
中にあって、選ばれた窓の外側にある全ての値は、プロ
セス・ブロック７４て示す様にゼロに設定される。好ま
しい実施例では、要素６０個の窓寸法を使い、予め設定
した閾値を最初に越えた要素を中心とする。

次の工程は、基準のグラフ６０から得られた窓ぎめして
求めたデータを、現在のグラフ６１からの窓ぎめして求
めたデータと相関させることである。一方の波形を他方
の波形と出来るだけ密接に相関させ又は整合させる為に
、一方の波形をどれだけずらさなければならないかを決
定する相関方式は、数多く知られている。第７図及び第
８図について云うと、好ましい実施例では、プロセス・
ブロック７５に示す様に、窓ぎめした両方の組のデータ
を最初に微分し、その後プロセス・ブロック７６に示す
様に、微分しなかった値に定数を加えたもので除して、
投影の縁を表わす、振幅が小さくて変化の激しい信号に
有利となる様に、加重する。

こ＼でＣは基準の運動データの組のピーク値の一定の分
数である。この基準波形の窓で得られた要素（ｑ　、）
をに右にずらして、その要素と、現在の運動データの窓
ぎめした部分にある対応する要素との積の和が、最大に
なる位置をプロセス・ブロック７７で示す様に決定する
。云い換えれば、窓ぎめした基準要素を中心の左から右
までに及ぶ一連の位置にわたってずらし、各々の位置で
、窓ぎめした２つのデータ配列の対応する要素を乗算し
て加算する。こうして計算された値が、相互相関曲線を
定め、この曲線は、窓ぎめした基準データを相関が最も
よい位置へずらした時に、ピークになる。ずらした各々
の位置が、Ｙ軸に沿った距離の増分を表わし、中心から
のずらしの合計の回数が、基準位置からの前側腹壁の所
望の変位（ΔＹ）を示す。更に高い分解能を希望する場
合、補間方法を用いて、通常は２つの別々のずらし位置
の間にある相関山１線のピークを決定することが出来る
。何れにせよ、変位の値ΔＹが、プロセス・ブロック７
８に示す様に、現在の腹壁のｔ−ｕ　置を表示するもの
として出力され、それをコンピュータ１１４西で用いて
、人ハ効果を抑圧する方式に利用してもよいし、或いは
前に述べた様に使う為に出力してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を用いたＮＭＲ装置の電気的なブロッ
ク図、第２図は第１図の装置が実行する作像パルス順序
の１例を示すグラフ、第３図は第２図の作像パルス順序
とインターリーブ形に使われるこの発明の運動パルス順
序の好ましい１実施例を示すグラフ、第４図は運動パル
ス順序と像パルス順序がインターリーブになる様子を示
す１１、ｒ間線図、第５図は作像される披検体の見取図
で、腹部を通るスライスを示しており、このスライスか
らのＮＭＲデータを収集する。第６図はデータ収集及び
処理工程の間に得られるデータ構造を示す見取図、第７
図は所望の変位出力の値を発生するのに必要な相関を例
示する２組の処理済み運動ブタを示すグラフ、第８図は
この発明を実施するのに用いられるプログラムのフロー
チャー１・である。 ［主な符号の説明］ ５１；像配列、 ５２：運動データ配列、 ６０゜ ６２゜ 　１２ １４ ２２ ２６ ６１、運動データのグラフ、 ６３、ピーク、 ：パルス制御モジュール、 ：ボス！・・コンピュータ１ 、Ｉ・ランシーバ、 ＲＦコイル集成体。 特１；′「出願人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被検体のＮＭＲ走査の間、呼吸位相情報を発生する
   装置に於て、ＮＭＲ像データの走査の間、ＮＭＲ運動パ
   ルス順序を発生する手段と、該ＮＭＲ運動パルス順序に
   よって発生されたＮＭＲ運動信号を収集する手段と、該
   ＮＭＲ運動信号を処理して、被検体に於ける特徴の位置
   を示す１組のデータを発生する手段と、該１組のデータ
   中の特定の特徴の位置を突止める手段と、特定の特徴の
   現在の位置を該特徴に対する基準位置と相関させること
   によって呼吸信号を発生する手段とを有する装置。 ２、ＮＭＲ運動信号を処理する手段が、それに沿った特
   徴の位置を測定する軸に対応する次元に沿ってフーリエ
   変換を行なう手段を含む請求項１記載の装置。 ３、ＮＭＲ運動パルス順序を発生する手段が、被検体中
   にあるスピンに横方向磁化を発生するＲＦ励振パルスを
   発生する手段と、前記軸に沿って磁界勾配を発生する手
   段とを含み、ＮＭＲ運動信号を収集する手段が、前記磁
   界勾配を発生している間、前記ＮＭＲ運動信号を受取っ
   てディジタル化する手段を含む請求項２記載の装置。 ４、被検体の特定の特徴が人体の前側腹壁である請求項
   １記載の装置。 ５、ＮＭＲ走査が一連のＮＭＲ像パルス順序で構成され
   、ＮＭＲ運動パルス順序が各々のＮＭＲ像パルス順序の
   前に発生され、それで収集したデータを使って、次に続
   くＮＭＲ像パルス順序を発生する前に前記呼吸信号を発
   生する請求項１記載の装置。 ６、ＮＭＲ走査が一連のＮＭＲ像パルス順序で構成され
   、各々のＮＭＲ像パルス順序に続いてＮＭＲ運動パルス
   順序が発生され、それで収集したデータを使って、次に
   続くＮＭＲ像パルス順序を発生する前に、前記呼吸信号
   を発生する請求項１記載の装置。