磁共振成像装置
阅读：321发布：2020-05-12
专利汇可以提供磁共振成像装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及 磁共振成像 装置。具体而言，磁共振成像装置(1)包括扫描执行单元(2)、 信号 处理单元(3)和RF线圈(24)。 信号处理 单元(3)包括线圈元件选择单元(321)，其相对于在预扫描中由导航程序所产生的并在各个线圈元件(241-248)上所接收的磁共振信号而产生强度分布，在所产生的强度分布中确定在预定方向上与高信号物质(402)相对应的分布线的梯度极性，并选择线圈元件，该线圈元件接收梯度极性被确定为面向上的强度分布中的最大信号强度方面最高的强度分布的磁共振信号。基于在常规扫描中由导航程序所产生的并在所选线圈元件上接收到的磁共振信号来检测关注区(403)的 位置 。，下面是磁共振成像装置专利的具体信息内容。
1.一种磁共振成像装置(1)，包括：
扫描执行单元(2)，所述扫描执行单元(2)执行常规扫描，在所述常规扫描中执行用于在导航区域(NA)中产生磁共振信号的导航程序和用于在对象的成像区域(IA)中产生磁共振信号的成像程序，所述导航区域(NA)包含随着对象的生物运动而移动的关注区(403)和将所述关注区(403)夹在中间的高信号物质(402)和低信号物质(401)；和信号处理单元(3)，所述信号处理单元(3)基于在所述常规扫描中由导航程序产生的磁共振信号来检测所述关注区(403)的位置，并基于所述检测的位置和所述成像程序所产生的磁共振信号而产生图像，
所述磁共振成像装置(1)还包括RF线圈(24)，所述RF线圈(24)包括多个线圈元件(241-248)，
其中，所述扫描执行单元(2)在执行所述常规扫描之前执行预扫描，在所述预扫描中执行导航程序，
其中，所述信号处理单元(3)包括：
线圈元件选择单元(321)，所述线圈元件选择单元(321)相对于在所述预扫描中由导航程序产生的并在各个线圈元件(241-248)上所接收的磁共振信号而产生强度分布，所述强度分布指示了在所述导航区域(NA)中从靠近所述高信号物质(402)的该导航区域(NA)的一端至靠近所述低信号物质(401)的该导航区域(NA)的另一端的预定方向上的位置与磁共振信号强度之间的关系，确定在所产生的强度分布中在所述预定方向上与所述高信号物质(402)相对应的分布线的梯度极性，并选择如下线圈元件：该线圈元件接收梯度极性被确定为面向上的强度分布中在最大信号强度方面最高的强度分布的磁共振信号，并且其中，基于在所述常规扫描中由导航程序所产生并在所选的线圈元件上接收到的磁共振信号来检测所述关注区(403)的位置。
2.根据权利要求1所述的磁共振成像装置(1)，其特征在于，
所述线圈元件选择单元(321)基于通过在所述预定方向上将强度分布划分成多个范围而获得的第一范围内的信号强度的代表值与第二范围内的信号强度的代表值之间的大小关系来确定梯度极性。
3.根据权利要求1所述的磁共振成像装置(1)，其特征在于，
所述线圈元件选择单元(321)基于所产生的强度分布中的至少一个来检测所述关注区(403)的位置，并且基于在强度分布中开始于一端且在所述预定方向上延伸到距离所述一端预定距离的位置的范围内的信号强度的代表值和开始于所述检测的关注区的位置并在与所述预定方向相反的方向上延伸到距离所述检测的关注区的位置所述预定距离的位置的范围内的信号强度的代表值之间的大小关系来确定梯度极性。
4.根据权利要求2所述的磁共振成像装置(1)，其特征在于，
所述信号强度的代表值是目标范围内的中心位置的信号强度。
5.根据权利要求2所述的磁共振成像装置(1)，其特征在于，
所述信号强度的代表值是目标范围内的各个位置上的信号强度的总和或平均值。
6.根据权利要求1所述的磁共振成像装置(1)，其特征在于，
所述线圈元件选择单元(321)选择第一线圈元件和第二线圈元件，所述第一线圈元件接收梯度极性被确定为面向上的强度分布中的最大信号强度方面最高的强度分布的磁共振信号，所述第二线圈元件接收梯度极性被确定为面向下的强度分布中的最大信号强度方面最高的强度分布的磁共振信号，且
其中，所述信号处理单元(3)基于由所述常规扫描执行的导航程序产生并在所述第一和第二线圈元件上接收的磁共振信号来检测预定的位置。
7.根据权利要求6所述的磁共振成像装置(1)，其特征在于，
相对于通过将所述第一线圈元件上所接收的磁共振信号和所述第二线圈元件上所接收的磁共振信号合成而获得的信号，所述信号处理单元(3)产生指示在所述导航区域(NA)中的位置与所述合成信号的强度之间的关系的强度分布，并且基于这个强度分布来检测所述关注区(403)的位置。
8.根据权利要求7所述的磁共振成像装置(1)，其特征在于，
所述合成信号是所述第一线圈元件上所接收的磁共振信号的平方和所述第二线圈元件上所接收的磁共振信号的平方之和的平方根。
9.根据权利要求1至权利要求8中的任一项所述的磁共振成像装置(1)，其特征在于，所述线圈元件(241-248)包括靠近对象的前侧放置的四个或更多线圈元件，以及靠近对象的背侧放置的四个或更多线圈元件。
10.根据权利要求1至权利要求8中的任一项所述的磁共振成像装置(1)，其特征在于，
所述关注区(403)是隔膜，所述高信号物质(402)是肝，且所述低信号物质(401)是肺。
磁共振成像装置
技术领域
[0001] 相关申请的交叉引用
背景技术
[0004] [0003]传统上已经提出了各种用于在通过磁共振成像装置成像时减少生成图像中的生物运动伪像(artifacts)的方法。例如在一种方法中，执行以下处理过程：在正常吸气下检测随着生物运动而移动的例如隔膜等关注区的位置；根据关注区的位置变化而实时校正对象的被激励部位；并从而恒定地从相同部位获得MR(磁共振)信号。在另一方法中，例如，执行以下处理过程：检测例如隔膜等关注区的位置；并基于检测位置而改变成像程序或选择用于生成图像的成像数据。(参阅例如日本未审核的专利出版物No.2007-111188的段落0047至段落0055，以及日本未审核的专利出版物No.2007-098026的段落0057至段落0062。)
[0005] [0004]用于检测例如隔膜这种关注区的位置的方法的一个示例：包含关注区的导航区域(navigator area)被激励以获得由该区域所产生的MR信号；产生强度分布(intensity profile)，该强度分布指示导航区域中的位置与该信号强度之间的关系；并利用微分方法、Du方法(参阅例如Journal of Cardiovascular Magneticresonance，Vol.6，No.2，pp.483-490，2004)等等检测强度分布中的边缘。
[0006] [0005]已知以下用于顺利地获得导航区域或成像区域中所产生的MR信号的方法：将具有多个线圈元件的射频线圈(RF线圈)例如相阵列线圈放置为靠近对象，并由该RF线圈接收MR信号。
[0007] [0006]然而，在各个线圈元件上所接收的来自导航区域的MR信号会根据在包含于导航区域中的对象关注区和线圈元件之间的位置关系而变化。出于这个原因，如果对象或RF线圈发生变化或RF线圈的布置发生变化，那么可能发生以下情况：最适合接收MR信号的线圈元件可能发生变化，利用该线圈元件可最稳定地检测到关注区的位置。因此，难以稳定地检测对象的生物运动。发明内容
[0008] [0007]根据第一方面，本发明提供了一种磁共振成像装置，其包括扫描执行单元和信号处理单元。扫描执行单元执行常规扫描，在常规扫描中执行导航程序和成像程序。导航程序用于在导航区域中产生磁共振信号，导航区域包含随着对象的生物运动而移动的关注区以及将这个关注区夹在中间的高信号物质和低信号物质。成像程序用于在对象的成像区域中产生磁共振信号。信号处理单元基于在常规扫描中由导航程序所产生的磁共振信号来检测关注区的位置，并基于检测位置和成像程序所产生的磁共振信号而产生图像。磁共振成像装置具有包括多个线圈元件的RF线圈。扫描执行单元在执行常规扫描之前执行预扫描，在预扫描中执行导航程序。信号处理单元包括线圈元件选择单元。相对于在预扫描中由导航程序所产生并且在各个线圈元件上所接收的磁共振信号，线圈元件选择单元产生强度分布。强度分布指示在导航区域中从靠近高信号物质的一端至靠近低信号物质的另一端的预定方向上的位置与磁共振信号的强度之间的关系。相对于所产生的多个强度分布，线圈元件选择单元确定预定方向上与高信号物质相对应的分布线的梯度极性。然后其选择线圈元件，该线圈元件接收梯度极性被确定为面向上的强度分布中的最大信号强度方面最高的强度分布的磁共振信号。基于在常规扫描中由导航程序所产生的并在所选线圈元件上接收到的磁共振信号来检测关注区的位置。
[0009] [0008]这里所述的“高信号物质”是从中检测到具有相对较高强度的磁共振信号的物质，“低信号物质”是从中检测到具有相对较低强度的磁共振信号的物质。
[0010] [0009]根据第二方面，本发明提供了根据第一方面所述的磁共振成像装置，其中线圈元件选择单元执行以下处理：其基于通过在预定方向上将强度分布划分成多个范围而获得的第一范围内的信号强度的代表值与第二范围内的信号强度的代表值之间的大小关系来确定梯度极性。
[0011] [0010]根据第三方面，本发明提供了根据第二方面所述的磁共振成像装置，其中各个范围具有相等的辖域。
[0012] [0011]根据第四方面，本发明提供了根据第二方面或第三方面所述的磁共振成像装置，其中范围是四个范围。
[0013] [0012]根据第五方面，本发明提供了根据第一方面所述的磁共振成像装置，其中线圈元件选择单元执行以下处理：基于所产生的强度分布中的至少一个来检测关注区的位置；并基于以下代表值之间的大小关系而确定梯度极性：处于预定方向上的近侧的强度分布的一端和预定方向上离该端预定距离的位置之间的范围内的信号强度的代表值；以及处于在检测的位置和与预定方向相反方向上离该位置预定距离的位置之间的范围内的信号强度的代表值。
[0014] [0013]根据第六方面，本发明提供了根据第五方面所述的磁共振成像装置，其中预定距离是等于实空间中10毫米至30毫米之间的任何距离。
[0015] [0014]根据第七方面，本发明提供了根据第二方面至第六方面中的任一方面所述的磁共振成像装置，其中信号强度的代表值是目标范围内的中心位置上的信号强度。
[0016] [0015]根据第八方面，本发明提供了根据第二方面至第六方面中的任一方面所述的磁共振成像装置，其中执行了以下处理：信号强度的代表值是目标范围内的各个位置上的信号强度的总和或平均值。
[0017] [0016]根据第九方面，本发明提供了根据第一方面至第八方面中的任一方面所述的磁共振成像装置，其中线圈元件选择单元选择以下线圈元件：第一线圈元件，其接收梯度极性被确定为面向上的强度分布中的最大信号强度方面最高的强度分布的磁共振信号；和第二线圈元件，其接收梯度极性被确定为面向下的强度分布中的最大信号强度方面最高的强度分布的磁共振信号。信号处理单元基于由导航程序产生并在第一和第二线圈元件上所接收的磁共振信号来检测预定位置。
[0018] [0017]根据第十方面，本发明提供了根据第九方面所述的磁共振成像装置，其中：相对于通过合成第一线圈元件上所接收的磁共振信号和第二线圈元件上所接收的磁共振信号而获得的信号，信号处理单元产生强度分布。该强度分布指示在导航区域中的位置和合成信号的强度之间的关系。信号处理单元基于这个强度分布来检测关注区的位置。
[0019] [0018]根据第十一方面，本发明提供了根据第十方面所述的磁共振成像装置，其中：合成信号是第一线圈元件上所接收的磁共振信号的平方和第二线圈元件上所接收的磁共振信号的平方之和的平方根。
[0020] [0019]根据第十二方面，本发明提供了根据第一方面至第十一方面中的任一方面所述的磁共振成像装置，其中：线圈元件包括靠近对象的前侧放置的四个或更多线圈元件，以及靠近对象的背侧放置的四个或更多线圈元件。
[0021] [0020]根据第十三方面，本发明提供了根据第一方面至第十二方面中的任一方面所述的磁共振成像装置，其中：信号处理单元基于与当关注区的检测位置处于预定范围内时所执行的导航程序在时间上相对应的成像程序所产生的磁共振信号来产生图像。
[0022] [0021]根据第十四方面，本发明提供了根据第一方面至第十三方面中的任一方面所述的磁共振成像装置，其中生物运动基于呼吸运动或心跳运动。
[0023] [0022]根据第十五方面，本发明提供了根据第一方面至第十四方面中的任一方面所述的磁共振成像装置，其中关注区是隔膜，高信号物质是肝，低信号物质是肺。
[0024] [0023]根据第十六方面，本发明提供了根据第一方面至第十四方面中的任一方面所述的磁共振成像装置，其中：关注区是肾的表面区域，高信号物质是肝或脂肪，低信号物质是肾。
[0025] [0024]根据第十七方面，本发明提供了根据第一方面至第十四方面中的任一方面所述的磁共振成像装置，其中：关注区是头的表面区域，高信号物质是头，低信号物质是空气。
[0026] [0025]根据第十八方面，本发明提供了根据第一方面至第十七方面中的任一方面所述的磁共振成像装置，其中信号处理单元利用边缘检测方法来检测关注区的位置。
[0027] [0026]根据本发明，可以从包括RF线圈的多个线圈元件中自动地选择最适合获得用于检测生物运动的MR信号的线圈元件，并稳定地检测对象的生物运动，而不管RF线圈的布置如何。结果，可以进一步减少生成图像中的生物运动伪像。
附图说明
[0029] [0028]图1显示了一个实施例中的MRI装置的配置。
[0030] [0029]图2显示了RF相阵列线圈单元的配置。
[0031] [0030]图3显示了导航区域和成像区域。
[0032] [0031]图4显示了实施例中进行扫描时所执行的时序图的一个示例。
[0033] [0032]图5显示了各个线圈元件的强度分布的一个示例。
[0034] [0033]图6是解释第一梯度极性确定方法的图。
[0035] [0034]图7是解释第二梯度极性确定方法的图。
[0036] [0035]图8显示了由实施例中的MRI装置成像时所执行的操作示例的流程图。
[0037] [0036]图9显示了通过由两个所选线圈元件接收到的两个MR信号合成而获得的信号的强度分布的示例。
具体实施方式
[0038] [0037]在后文中将对本发明的实施例给出描述。在这个实施例中，MRI装置(磁共振成像装置)1基于相阵列线圈上所接收的来自导航区域的MR信号(磁共振信号)而检测对象的生物运动。然后其基于在生物运动轻微时所获得的成像区域的MR信号而产生图像。MRI装置1的特征在于，这时其自动地从包括相阵列线圈在内的多个线圈元件中选择最合适用来获得MR信号的线圈元件以用于生物运动检测。本发明并不局限于下述实施例。
[0039] [0038]图1显示了这个实施例中的MRI装置(磁共振成像装置)1的配置。
[0040] [0039]如图1中所示，MRI装置1包括扫描单元2和操作控制台单元3。图1中所示的座标系统xyz是整个MRI装置1的座标系统。
[0041] [0040]以下将对扫描单元2给出描述。
[0043] [0042]扫描单元2在后面所述的控制单元31的控制下执行扫描。在扫描过程中，其在成像空间中利用梯度场所形成的静态磁场而选择对象40的目标区域。其将电磁波施加于对象40上，以便在目标区域产生MR信号，并接收这个信号。
[0044] [0043]现在将一个接一个地给出对扫描单元2的各个组成元件的描述。
[0045] [0044]静态磁场磁体单元21由例如超导磁体组成，并在放置对象40的成像空间中形成静态磁场。在这个示例中，静态磁场磁体单元21沿着对象40的体轴方向(z方向)而形成静态磁场。静态磁场磁体单元21可包括一对永久磁体。
[0046] [0045]梯度线圈单元22在成像空间中利用其里面形成的静态磁场而形成梯度场，并将空间位置信息添加到由RF整体线圈单元23或RF相阵列线圈单元24所接收的MR信号中。在这个示例中，梯度线圈单元22包括x方向、y方向和z方向上的三个系统，并在频率编码方向、相编码方向和层面选择方向的各个方向上根据成像条件而形成梯度场。具体地说，梯度线圈单元22在对象40的层面选择方向上施加梯度场，并且选择对象40的一个层面，其由发送RF脉冲(射频脉冲)的RF整体线圈单元23激励。另外，梯度线圈单元22在对象40的相编码方向上施加梯度场，并且对来自由RF脉冲激励的层面的MR信号进行相编码。此外，梯度线圈单元22在对象40的频率编码方向上施加梯度场，并且对来自由RF脉冲激励的层面的MR信号进行频率编码。
[0047] [0046]如图1中所示，将RF整体线圈单元23放置为环绕对象40。RF整体线圈单元23将RF脉冲以电磁波形式发送给成像空间中的对象40，在成像空间中，静态磁场磁体单元21形成静态磁场。因此其形成高频磁场以激励对象40中的质子旋转。
[0048] [0047]如图1中所示，RF相阵列线圈单元24放置为靠近对象40。RF相阵列线圈单元24接收由对象40中被激励的质子产生的电磁波作为MR信号。对象40所产生的MR信号还可由RF整体线圈单元23接收。
[0049] [0048]图2显示了RF相阵列线圈单元24的配置。
[0050] [0049]RF相阵列线圈单元24是包括多个线圈元件的多通道线圈。在这个实施例中，如图2中所示，其由八个线圈元件241至248组成。在图2中，省略了各个线圈元件的连接线。各个线圈元件是例如大约15至20cm直径的圆圈形状或大约15至20cm边长的方形形状的单环路线圈。线圈元件241至248布置成阵列模式，其中线圈的环路表面与xz平面平行。线圈元件241至244以2x2阵列形式布置在对象40的前侧，并且线圈元件245至248以2x2阵列形式布置在对象40的背侧。这里有不同类型的相阵列线圈：环路表面被安置成在线圈元件之间彼此部分重叠的类型以及环路表面被安置成彼此不重叠的类型。任一类型都是可接受的。当以相对对象40成公共位置关系安装RF相阵列线圈24时，发生以下情况：线圈元件241，242，247，248定位在对象40的胸侧，并且线圈元件243，244，245，246定位在对象40的腹侧。
[0052] [0051]以下将对操作控制台单元3给出描述。
[0054] [0053]以下将一个接一个地给出对操作控制台单元3的各个组成元件的描述。
[0055] [0054]控制单元31执行程序，以用于执行RF脉冲的应用、梯度场的应用以及以预定的时间接收MR信号。其将控制信号发送给扫描单元2以执行扫描。
[0056] [0055]在这个示例中，控制单元31执行导航程序和成像程序。在导航程序中，将RF脉冲施加于导航区域，以产生来自导航区域的MR信号，并接收这个MR信号。在成像程序中，将RF脉冲施加于成像区域，以产生来自成像区域的MR信号，并接收这个MR信号。
[0057] [0056]图3显示了导航区域和成像区域的一个示例。
[0058] [0057]导航区域如此设定，使其包含随着对象40的生物运动而移动的关注区以及将关注区夹在中间的高信号物质和低信号物质。这里所述的“高信号物质”是从中检测到具有相对较高强度的MR信号的物质，并且“低信号物质”是从中检测到具有相对较低强度的MR信号的物质。这使得基于导航区域中各个位置所产生的MR信号的强度的不同而检测关注区的位置和运动量以及检测对象40的生物运动变得可行。在这个示例中，如图3中所示，上述高信号物质是肝402，并且上述低信号物质是肺401。上述关注区被设定于隔膜403，其位于对象40的肺401和肝402之间。沿着体轴方向(z方向)延伸的其中隔膜403基本位于中心的区域被设定为导航区域NA。另外，对象40的腹部上的预定区域被设定为成像区域IA。图3中所示的线圈元件241至248的位置是当以相对对象40成公共位置关系放置RF相阵列线圈单元24时所获得的位置。导航区域和成像区域可彼此部分地重叠。
[0059] [0058]图4显示了这个实施例中进行扫描时所执行的时序图的一个示例。
[0060] [0059]如图4中所示，控制单元31执行预扫描和常规扫描，在预扫描中至少执行一次导航程序(NS)，在常规扫描中，在这次预扫描之后重复执行不止一次导航程序和成像程序(IS)。
[0061] [0060]如图1中所示，数据处理单元32包括线圈元件选择单元321、位置检测单元322、原始数据获取单元323和图像生成单元324。
[0062] [0061]以下将一个接一个地给出对数据处理单元32的各个组成元件的描述。
[0063] [0062]线圈元件选择单元321获得通过预扫描中执行导航程序而产生的MR信号，并在包括RF相阵列线圈单元24的各个线圈元件上接收。然后其从上述线圈元件中基于所获得的MR信号而选择对于在常规扫描期间获取用于检测对象40的生物运动的MR信号最合适的线圈元件。后面将对用于选择线圈元件的方法给出详细描述。
[0064] [0063]位置检测单元322在常规扫描中执行导航程序，并基于所选线圈元件上所接收的MR信号而检测对象40的隔膜403的位置或运动量。例如，其使所接收的MR信号经历一维傅里叶变换，以产生强度分布，该强度分布指示了在导航区域NA中的位置和MR信号强度之间的关系。然后其检测隔膜403在强度分布中的位置。为了检测隔膜403的位置，可使用例如微分或边缘检测方法，如非专利文献1中所公开的Du方法。在Du方法中，强度分布的分布线与预定的信号强度阈值线的交点位置被检测为隔膜403的位置。
[0065] [0064]原始数据获取单元323获取以下MR信号作为原始数据：当位置检测单元322所检测的位置处于预定范围内时与所执行的导航程序在时间上相对应的成像程序所产生的MR信号，其中，在该预定范围内对象40的生物运动被认为是轻微的。
[0066] [0065]至于上述生物运动，在这个示例中，假定是基于对象40的呼吸运动的周期性的生物运动。因此，上述预定范围被设定为等于呼吸过程中最大吸气或最大呼气的位置范围，在该位置范围中隔膜403的运动是最轻微的。
[0067] [0066]图像生成单元33基于原始数据获取单元323所获得的原始数据而产生MR图像。
[0068] [0067]操作单元34由操作装置例如键盘和定点装置组成。操作单元34由操作员输入操作数据，并将这个操作数据输出给各个部分。
[0069] [0068]显示单元35包括显示装置，例如CRT(阴极射线管)，并将图像显示在显示屏上。例如，显示单元35显示与输入项目相关联的多个图像，其相关的操作数据由操作员在显示屏上输入给操作单元34。另外，显示单元35接收属于对象40的层面图像的数据，其是基于来自对象40的MR信号由图像生成单元324产生的，并且将此层面图像显示于显示屏上。
[0071] [0070]以下将对用于选择线圈元件的方法给出详细描述。
[0072] [0071]首先，获得在各个线圈元件241至248上所接收的MR信号，并对其进行一维傅里叶变换。然后关于各个线圈元件产生强度分布，其指示在导航区域中的位置和MR信号强度之间的关系。
[0073] [0072]图5显示了各个线圈元件的强度分布的示例。强度分布241P至248P分别与此实施例中的线圈元件241至248相对应。在各个强度分布中，采用水平轴来表示指示+z方向上的位置的坐标数，并采用垂直轴表示MR信号强度的相对值。+z方向是从靠近高信号物质的导航区域NA的一端至靠近低信号物质的另一端的预定方向。
[0074] [0073]通常，导航区域NA包括关注区和信号强度相对较高的高信号物质以及信号强度相对较低的低信号物质，关注区夹在高信号物质和低信号物质之间。在图5所示的强度分布中，在z方向上具有相对较小的坐标数的区域相当于基本上由高信号物质组成的肝402；并且在z方向上具有相对较大的坐标数的区域相当于基本上由低信号物质组成的肺401。
[0075] [0074]接下来，相对于多个所产生的强度分布241P至248P，确定上述预定方向(+z方向)上与高信号物质相对应的各个分布线的梯度极性。
[0076] [0075]如上面提到的那样，导航区域NA包括高信号物质和低信号物质以及夹在它们之间的关注区。在来自这种导航区域的MR信号的强度分布中，面向上的或面向下的梯度极性出现在与高信号物质相对应的分布线中。梯度极性的特征在于：在预定方向上相对于关注区定位于高信号物质附近的线圈元件中，与高信号物质相对应的分布线的梯度极性在预定方向上是面向下的；并且在相对于关注区定位于低信号物质附近的线圈元件中，与高信号物质相对应的分布线的梯度极性在预定方向上是面向上的。在这个实施例中，关注区是隔膜408，高信号物质是肝402，并且低信号物质是肺401。因此，确定了与肝402相对应的分布线在+z方向上的梯度极性。(在这个实施例中，这个方向是z方向上的坐标数增加的方向，并且与对象40的头-尾方向相对应。)
[0077] [0076]当在以下描述中单纯提到“梯度极性”时，其意味着在上述预定方向(+z方向)上与高信号物质相对应的分布线的梯度极性。
[0078] [0077]以下将对用于确定强度分布的梯度极性的方法的示例给出描述。本发明并不局限于这些梯度极性的确定方法。
[0079] [0078]图6解释了第一梯度极性确定方法。
[0080] [0079]在第一梯度极性确定方法中，首先，在有待确定的强度分布P中将与导航区域NA相对应的座标zs至zf的范围划分成多个范围，例如，图6中所示的四个范围R11至R14。多个范围适宜具有相等的辖域。
[0081] [0080]然后，确定在+z方向上或上述预定方向上的第一划分范围(第一范围)R11中的信号强度的代表值Q11。确定在+z方向上的第二划分范围(第二范围)R12中的信号强度的代表值Q12。对于信号强度的代表值，可采用例如目标划分范围内的中心位置的信号强度或该划分范围内的各个位置上的信号强度的平均值、中值、总和(面积)等等。
[0082] [0081]确定在代表值Q11和代表值Q12之间的大小关系。当Q11＜Q12时，确定梯度极性是面向上的；当Q11＞Q12时，确定梯度极性是面向下的。当Q11＝Q12时，可确定其是面向上的或面向下的。
[0083] [0082]图7解释了第二梯度极性确定方法。
[0084] [0083]在第二梯度极性确定方法中，首先，基于图7所示的生成的强度分布中的至少一个来确定与关注区或隔膜403的位置相对应的位置za。例如，利用后面描述的边缘检测方法在任一强度分布中检测隔膜403的位置，并将检测的位置作为位置za。(边缘检测方法的一个示例是检测在分布线和信号强度阈值线th之间的交会位置。)例如，类似地在所有强度分布中检测隔膜403的位置，并将检测位置的平均位置、中值位置等等作为位置za。
[0085] [0084]接下来，确定范围R21中的信号强度的代表值Q21。这是开始于导航区域NA的一端zs并在+z方向或上述预定方向上延伸到位置z1的范围，位置z1离这一端有预定距离Δz。然后确定范围R22中的信号强度的代表值Q22。这是开始于首先检测的位置za并在-z方向或与上述预定方向的相反方向上延伸到位置z2的范围，z2离开始位置具有预定距离Δz。对于信号强度的代表值，如上所述可采用例如目标范围内的中心位置的信号强度或该范围内的各个位置上的信号强度的平均值、中值、总和(面积)等等。预定距离Δz被设定为例如等于实空间中4mm至100mm之间的任一距离；然而，大约10至30mm的距离是特别优选的。
[0086] [0085]确定在代表值Q21和代表值Q22之间的大小关系。当Q21＜Q22时，确定梯度极性是面向上的；当Q21＞Q22时，确定梯度极性时候面向下的。当Q21＝Q22时，可确定其是面向上的或面向下的。
[0087] [0086]选择梯度极性被确定为面向上的强度分布。梯度极性面向上的强度分布的特征在于，信号强度发生显著变化，换句话说，分布线的梯度在关注区附近变得陡峭。在这种强度分布中，在高信号物质和低信号物质之间的边界表现为分布线上的强边缘。因此，可精确且稳定地检测与这个边界相对应的关注区的位置。在这个示例中，对于图5中所示的八个强度分布，梯度极性面向上的强度分布是241P，242P，247P和248P；从而选择这些强度分布。
[0088] [0087]对于所选的强度分布，确定最大信号强度方面最高的强度分布。当信号强度较高时，在高信号物质和低信号物质之间的边界表现为分布线上强边缘；从而可精确且稳定地检测关注区的位置。在这个示例中，对于图5中所示的强度分布241P，242P，247P和248P，确定了最大信号强度方面最高的强度分布241P。
[0089] [0088]然后选择接收所确定的强度分布的MR信号的线圈元件。在这个示例中，选择与所确定的强度分布241P相对应的线圈元件241。
[0090] [0089]以下将对这个实施例中的MRI装置1在成像期间所执行的操作给出描述。
[0091] [0090]图8是流程图，其显示了这个实施例中的MRI装置在成像期间的操作的示例。
[0092] [0091]在步骤ST1中，控制单元31执行预扫描，以使执行导航程序一次或多次，并且线圈元件选择单元321从导航区域NA中获得在单独的线圈元件241至248所接收的MR信号。
[0093] [0092]在步骤ST2中，线圈元件选择单元322产生与各个线圈元件在步骤ST1中所获得的MR信号相关的强度分布。
[0094] [0093]在步骤ST3中，线圈元件选择单元321相对于步骤ST2中所产生的强度分布执行以下处理：其确定在从高信号物质至低信号物质的预定方向上与高信号物质相对应的分布线的梯度极性。
[0095] [0094]在步骤ST4中，线圈元件选择单元321选择梯度极性在步骤ST3中被确定为面向上的强度分布。
[0096] [0095]在步骤ST5中，线圈元件选择单元321从步骤ST4中所选择的强度分布中确定在最大信号强度方面最高的强度分布。
[0097] [0096]在步骤ST6中，线圈元件选择单元321选择接收MR信号的线圈元件，在步骤ST5中所确定的强度分布基于此MR信号。
[0098] [0097]在步骤ST7中，控制单元31执行常规扫描，以便重复执行导航程序和成像程序不止一次。这时，位置检测单元322基于在步骤ST6中所选线圈元件上接收的来自导航区域NA的MR信号而执行以下处理：其检测隔膜403的位置以检测对象40的生物运动。原始数据获取单元323获取当生物运动的变化轻微时所获得的成像区域IA中的MR信号作为原始数据。
[0099] [0098]在步骤ST8中，图像生成单元324基于步骤ST7中所获得的原始数据而产生图像。
[0100] [0099]在步骤ST9中，显示单元35将步骤ST8中所产生的图像显示在显示屏上。
[0101] [0100]根据这个实施例中的MRI装置1，如目前所述，可执行以下处理过程：可以自动地从包括RF相阵列线圈单元24的线圈元件241至248中选择最适合获得用于检测生物运动的MR信号的线圈元件；并且不管RF相阵列线圈单元24的布置如何都可稳定地检测对象40的生物运动。结果，可以进一步减少生成图像中的生物运动伪像。
[0102] [0101]在这个实施例中，只选择了一个线圈元件作为获得用于检测生物运动的MR信号的来源。然而可采取以下措施：从包括RF相阵列线圈单元24的线圈元件中选择两个或更多个线圈元件；并且基于在所选线圈元件上所接收和从中所获得的多个MR信号而检测对象40的生物运动。
[0103] [0102]例如，可选择以下线圈元件：第一线圈元件，其接收单个线圈元件的强度分布241P至248P的梯度极性面向上的强度分布中的最大信号强度方面最高的强度分布所基于的MR信号；和第二线圈元件，其接收梯度极性面向下的强度分布中的最大信号强度方面最高的强度分布所基于的MR信号。在图5示例的情况下，选择强度分布241P和243P。然后将第一线圈元件上所接收的MR信号和第二线圈元件上所接收的MR信号合成以产生信号。然后基于这个合成信号可检测关注区例如隔膜的位置。例如可通过第一线圈元件上所接收的MR信号的平方与第二线圈元件上所接收的MR信号的平方之和的平方根而获得这个合成信号。图9显示了上述合成信号的强度分布PG的一个示例。
[0105] [0104]在这个实施例中，采用位于肺401和肝402之间的隔膜403作为关注区，其随着基于对象40的呼吸运动的生物运动而移动。本发明并不限于此，可采用任何其它区域作为关注区，只要其随着基于呼吸运动的生物运动而移动即可。例如头的表面区域、肾的表面区域等等都是可接受的。当关注区是头的表面区域时，例如，高信号物质是头，低信号物质是空气。当关注区是肾的表面区域时，例如，高信号物质是肝或脂肪，低信号物质是肾。
[0106] [0105]在这个实施例的描述中，已经采用了与对象40的呼吸运动相关联的生物运动伪像受到抑制的情况作为一个示例，但本发明并不局限于此。例如，本发明还可适用于与对象40的心跳运动相关联的生物运动伪像受到抑制的情况。
[0107] [0106]在这个实施例中，导航区域被设定为沿着z方向(对象40的体轴方向)，并且检测z方向上的生物运动。然而，本发明并不局限于此。例如，可采取以下措施：导航区域被设定在x方向或xz平面的斜方向上；并且检测x方向或斜方向上的生物运动。
[0108] [0107]在这个实施例中，RF相阵列线圈单元24包括八个线圈元件。然而，无须强调的是，对于线圈元件的数量没有限制。相反，随着线圈元件数量的增加，在生成图像中可稳定减少生物运动伪像的效果会得到增强。因为手动地选择最合适的线圈元件是非常麻烦的，所以在实践中强迫用户做这项工作是不可能的。每次附着或分离RF相阵列线圈单元24时，RF相阵列线圈单元24相对于对象40的位置是变化的。因此，如果获得用于检测生物运动的MR信号的来源固定在特定的线圈元件上，那么关注区的检测位置将变得不稳定。然而在这个实施例中，可自动地选择最合适的线圈元件而不会出现这些问题。
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