図面 (/)

技術 磁気共鳴イメージング装置及びその制御方法

出願人 株式会社日立製作所
発明者 西原崇板垣博幸
出願日 2016年7月13日 (3年9ヶ月経過) 出願番号 2016-138403
公開日 2018年1月18日 (2年3ヶ月経過) 公開番号 2018-007817
状態 未査定
技術分野 磁気共鳴イメージング装置
主要キーワード 空間帯 空間中心 低減領域 励起位置 最適帯 指定帯域 サイズ大 予備励起
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年1月18日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (16)

課題

プリサチュレーションパルスを用いた3D血管撮像において、エンコード数を低減した場合の画質劣化を防止する。

解決手段

プリサチュレーションパルスを用いた3D血管撮像を行い、3D−k空間データ収集する際に、3D−k空間データのうちエンコード数を減らすデータ方向を設定するとともに、設定されたエンコード低減方向について、データを取得するk空間帯域を設定し、エンコード低減方向について、設定されたk空間帯域で撮像する。

概要

背景

次元選択励起パルス(以下、2DRFパルスという)は、所定の形状の領域を選択的に励起することができるため、これをTOF撮像においてプリサチュレーションパルスとして印加することで特定血管の支配領域を確認できる。このようなプリサチュレーションパルスを用いたTOF撮像は、例えば非特許文献1に開示されており、Selective TOFMRAと呼ばれる。またプリサチュレーションパルスとして用いられる2DRFパルスは、BeamSaturationパルス(略してBeamSatパルス)と呼ばれる。

Selective TOFMRAでは、BeamSatパルスを用いない通常のTOF撮像に加えて、支配領域を調べたい血管数分だけBeamSatパルスを併用した撮像を行う必要がある。このため撮像時間が、血管数に比例して延長する。例えば、TOFの撮像時間は通常5分程度であるが、左右の内頸動脈2本の支配領域を調べるためには、合計10分(5分×2回)程度の撮像時間を要する。撮像時間が長い場合、検査効率が悪いだけではなく、被検体体動に依存する位置ずれも起きるので検査の精度も低下する。また、Selective TOF MRAでは、BeamSatパルスによって抑制された血管のみを描出するために、BeamSatパルスを用いた撮像と用いない撮像との差分画像を取得する。これら2つの撮像間で、上述した位置ずれがあった場合、差分不良も起きる。

プリサチュレーションパルスを用いた血管撮像時間を短縮する技術として、効果的に信号を取得することで高速撮像が可能な手法も提案されている。例えば、特許文献1に開示された技術では、取得すべき3Dデータのうち、スライス方向又は位相方向のエンコードカットして撮像時間を短縮する方法を開示している。

概要

プリサチュレーションパルスを用いた3D血管撮像において、エンコード数を低減した場合の画質劣化を防止する。プリサチュレーションパルスを用いた3D血管撮像を行い、3D−k空間データ収集する際に、3D−k空間データのうちエンコード数を減らすデータ方向を設定するとともに、設定されたエンコード低減方向について、データを取得するk空間帯域を設定し、エンコード低減方向について、設定されたk空間帯域で撮像する。

目的

本発明は、特許文献1に記載された技術を基本として、位置ずれが問題となりやすい血管周辺臓器或いは組織と目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

プリサチュレーションパルスを用いた3D血管撮像を行い、3D−k空間データ収集する撮像部と、前記撮像部による撮像の条件を設定する撮像条件設定部と、前記撮像部の動作を制御する制御部と、を備え、前記撮像条件設定部が設定する条件は、前記3D−k空間データのうちエンコード数を減らすデータ方向の設定を含み、前記制御部は、前記撮像条件設定部で設定された前記データ方向について、データを取得するk空間帯域を設定する帯域設定部を備えることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置

請求項2

請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、操作者によるk空間帯域の指定を受け付ける入力部をさらに備え、前記帯域設定部は前記入力部が受け付けたk空間帯域を前記3D血管撮像の条件として設定することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。

請求項3

請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、操作者による撮像部位に関する情報の入力を受け付ける入力部をさらに備え、前記帯域設定部は前記入力部が受け付けた情報を用いて当該撮像部位のk空間帯域を決定し、前記3D血管撮像の条件として設定することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。

請求項4

請求項3記載の磁気共鳴イメージング装置であって、前記撮像部位に関する情報は、前記撮像部位又は画像から除去したい組織名称、大きさ、径、構造上の特徴のいずれかを含むことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。

請求項5

請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、プリサチュレーションパルスを用いた3D血管撮像と、プリサチュレーションを用いない3D血管撮像との差分画像を作成する演算部をさらに備えることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。

請求項6

請求項5記載の磁気共鳴イメージング装置であって、前記制御部は、前記撮像条件設定部で設定された前記データ方向について、所定の複数のエンコード分、プリサチュレーションパルスを用いた3D血管撮像を行うように前記撮像部を制御し、前記演算部は、前記複数のエンコードのそれぞれについて、プリサチュレーションパルスを用いた第一の3D血管撮像と、プリサチュレーションを用いない第二の3D血管撮像との差分画像を作成し、表示装置に表示させることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。

請求項7

請求項5記載の磁気共鳴イメージング装置であって、前記制御部は、前記撮像条件設定部で設定された前記データ方向について所定の複数のエンコード分、プリサチュレーションパルスを用いた第一の3D血管撮像を行うように前記撮像部を制御し、前記演算部は、前記複数のエンコードのそれぞれについて、プリサチュレーションパルスを用いた第一の3D血管撮像と、プリサチュレーションを用いない第二の3D血管撮像との差分データを作成し、前記帯域設定部は、前記複数のエンコードの差分データをもとに前記k空間帯域を決定することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。

請求項8

請求項7記載の磁気共鳴イメージング装置であって、前記帯域設定部は、前記複数のエンコードの差分データのピーク強度及び信号積分値の少なくとも一方を用いて前記k空間帯域を決定することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。

請求項9

請求項6又は請求項7記載の磁気共鳴イメージング装置であって、前記第二の3D血管撮像は、撮像領域を決めるための位置決め撮像であり、前記制御部は、前記位置決め撮像を前記第一の3D血管撮像と同じTR及びエンコードステップで行うよう前記撮像部を制御することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。

請求項10

請求項1ないし9のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、前記撮像条件設定部が設定する条件は、プリサチュレーション位置を含み、前記制御部は、前記プリサチュレーションパルス位置を撮像領域と重畳しない位置に制御することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。

請求項11

請求項1ないし10のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、前記プリサチュレーションパルスは、ビームサチュレーションパルスであることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。

請求項12

磁気共鳴イメージング装置の動作を制御して、プリサチュレーションパルスを用いた3D血管撮像を行い、3D−k空間データを収集する方法であって、前記3D−k空間データのうちエンコード数を減らすデータ方向を設定し、設定された前記データ方向について、データを取得するk空間帯域を設定し、設定された前記データ方向について、設定されたk空間帯域で撮像する制御を行うことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置の制御方法

技術分野

0001

本発明は、血管撮像機能を有する磁気共鳴イメージング装置(以下、MRI装置という)に関し、特に2次元選択励起パルスプリサチュレーションパルスとして用いるTOF(Time−off−Fright)撮像を行うMRI装置とその制御方法に関する。

背景技術

0002

2次元選択励起パルス(以下、2DRFパルスという)は、所定の形状の領域を選択的に励起することができるため、これをTOF撮像においてプリサチュレーションパルスとして印加することで特定血管の支配領域を確認できる。このようなプリサチュレーションパルスを用いたTOF撮像は、例えば非特許文献1に開示されており、Selective TOFMRAと呼ばれる。またプリサチュレーションパルスとして用いられる2DRFパルスは、BeamSaturationパルス(略してBeamSatパルス)と呼ばれる。

0003

Selective TOFMRAでは、BeamSatパルスを用いない通常のTOF撮像に加えて、支配領域を調べたい血管数分だけBeamSatパルスを併用した撮像を行う必要がある。このため撮像時間が、血管数に比例して延長する。例えば、TOFの撮像時間は通常5分程度であるが、左右の内頸動脈2本の支配領域を調べるためには、合計10分(5分×2回)程度の撮像時間を要する。撮像時間が長い場合、検査効率が悪いだけではなく、被検体体動に依存する位置ずれも起きるので検査の精度も低下する。また、Selective TOF MRAでは、BeamSatパルスによって抑制された血管のみを描出するために、BeamSatパルスを用いた撮像と用いない撮像との差分画像を取得する。これら2つの撮像間で、上述した位置ずれがあった場合、差分不良も起きる。

0004

プリサチュレーションパルスを用いた血管撮像時間を短縮する技術として、効果的に信号を取得することで高速撮像が可能な手法も提案されている。例えば、特許文献1に開示された技術では、取得すべき3Dデータのうち、スライス方向又は位相方向のエンコードカットして撮像時間を短縮する方法を開示している。

0005

Selective TOFMRA using Beam Saturation pulse,Takashi Nishihara,et al, Proc.ISMRM 2012, 2497

先行技術

0006

特開2014−100392号公報

発明が解決しようとする課題

0007

特許文献1に記載された技術は、3Dデータを観察したい方向から投影処理した画像を作成した場合、エンコードを減らした方向を上述の観察した方向に一致させておくことで、画質を低下させることなく血管の視認性に優れた画像を得られるという利点がある。しかし、単純にエンコードをカット又はエンコード数を減らした場合、BeamSatパルス印加領域や体動により位置ずれした領域が差分画像において高信号になり、特に投影画像において、血管の視認性が悪くなるという問題がある。

課題を解決するための手段

0008

本発明は、特許文献1に記載された技術を基本として、位置ずれが問題となりやすい血管周辺臓器或いは組織と目的とする血管との構造の微細さの違いに着目し、エンコード数を減らす方向について、データを取得する帯域を制限することにより上記課題を解決する。

0009

具体的には、本発明のMRI装置は、プリサチュレーションパルスを用いた3D血管撮像を行い、3D−k空間データ収集する撮像部と、前記撮像部による撮像の条件を設定する撮像条件設定部と、前記撮像部の動作を制御する制御部と、を備える。前記撮像条件設定部が設定する条件は、前記3D−k空間データのうちエンコード数を減らすデータ方向の設定を含み、前記制御部は、前記撮像条件設定部で設定された前記データ方向について、データを取得するk空間帯域を設定する帯域設定部を備える。

発明の効果

0010

本発明によれば、データを取得する帯域を目的血管に合わせた帯域に制限することで、血管以外の臓器や組織或いはBeamSatパルス印加領域の高信号化を抑制し、血管の視認性が優れた画像が得られる。

図面の簡単な説明

0011

本発明が適用されるMRI装置の全体構成を示す図。
本発明のMRI装置のパルスシーケンスの一例を示す図。
(a)、(b)は、それぞれ、プリサチュレーションパルスの一例を示す図。
第一実施形態の演算部の機能ブロック図。
第一実施形態のMRI装置の動作の流れを示す図。
第一実施形態のMRI装置において表示部に表示されるGUIの一例を示す図。
(a)、(b)は、それぞれ、第一実施形態のプリスキャンのパルスシーケンス例を示す図。
帯域設定のための画像表示例を示す図。
異なるエンコードで取得した差分画像の例を示す図。
第二実施形態のMRI装置の動作の流れを示す図。
第三実施形態の演算部の機能ブロック図。
第三実施形態のMRI装置の動作の流れを示す図。
(a)〜(c)は、部位と帯域との関係を説明する図。
第四実施形態のMRI装置の動作の流れを示す図。
第四実施形態のMRI装置において表示部に表示されるGUIの一例を示す図。

実施例

0012

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
まず本発明が適用されるMRI装置の全体構成を説明する。図1に典型的なMRI装置の構成を示す。このMRI装置は、撮像系として、被検体101が置かれる空間に静磁場を発生する磁石102と、この空間に傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイル103と、静磁場空間に置かれた被検体に対し高周波磁場を印加するRFコイル104と、被検体101が発生するMR信号を検出するRFプローブ105と、被検体101を配置し、静磁場空間に搬入するためのベッド112と、を備える。また演算制御系として、信号処理部107と、演算部108と、制御部111と、記憶装置115とを備える。演算制御系は、また、操作者とのやり取りを行うためのユーザーインターフェイスとして入力部113や表示部114を備えている。

0013

傾斜磁場コイル103は、X、Y、Zの3方向の傾斜磁場コイルで構成され、傾斜磁場電源109からの信号に応じてそれぞれ傾斜磁場を発生する。X,Y,Zの3方向の組み合わせによって、互いに直交する3方向、スライス方向、位相エンコード方向及び読出し方向を任意に設定することができる。RFコイル104はRF送信部110の信号に応じて高周波磁場を発生する。RFプローブ105で受信した信号は、信号検出部106で検出され、信号処理部107で信号処理された後、演算部108で画像再構成補正などの演算処理がされ、画像に変換される。画像は表示部114で表示される。傾斜磁場電源109、RF送信部110、信号検出部106は制御部111で制御され、制御のタイムチャートは一般にパルスシーケンスと呼ばれている。パルスシーケンスは、撮像方法によって種々のものがあり、これら基本形は予めプログラムとして制御部111の内部メモリ或いは記憶装置115に格納されている。またパルスシーケンスの生成に必要な撮像条件は、入力部113より入力し、表示部114で確認することができる。

0014

本実施形態のMRI装置は、パルスシーケンスとしてTOFパルスシーケンスが格納されており、これを特定の条件で実行する。TOFパルスシーケンスの一例を図2に示す。図2中、横軸時間軸であり、RF/Signalの軸は、RFパルスの印加とエコー信号計測、Gsはスライス方向の傾斜磁場、Gpは位相エンコード方向の傾斜磁場、Grは読出し方向の傾斜磁場を表す。

0015

図2に示すパルスシーケンスは、3D−グラディエントエコー(GrE)系のパルスシーケンス200にプリサチュレーションパルス210が追加されたパルスシーケンスである。プリサチュレーションパルス210は、その後のパルスシーケンス200で撮像する領域(目的撮像領域)に流入する血液を飽和させるために目的撮像領域とは異なる領域(プリサチ領域という)を励起するパルスである。プリサチュレーションパルスとしては、図3(a)に示すような従来のスライス選択型のパルスでもよいし、図3(b)に示すようなBeamSatパルスでもよいが、本実施形態ではBeamSatパルスを用いる。BeamSatパルスは、所定の形状のRFパルス211と、2方向ないし3方向の、振幅振動する傾斜磁場212、213、ここではX方向の傾斜磁場GxとY方向の傾斜磁場Gy、とから構成され、従来のスライス選択と異なり、例えば傾斜磁場の方向で決まる柱状の領域のみを選択的に励起することができる。従って従来ならばプリサチュレーションパルスで同時に励起される同一スライス内の複数の血管も、それぞれ、別個に励起することができ、また、プリサチュレーション領域の設定の自由度が大きい。なお図3では省略しているが、このようなプルサチュレーションパルスの後に、磁場強度の大きいクラッシャー傾斜磁場パルスを印加する。それにより特定領域の信号を抑制できる。

0016

パルスシーケンス200は、一般的に3D−GrE系パルスシーケンスとほぼ同様であるので、詳しい説明を省略するが、操作者からの指示や後述するプリスキャンの結果に応じて、スライスエンコード或いは位相エンコードの一方についてエンコード数を間引いた計測が行われる。

0017

本実施形態のMRI装置は、エンコード数を間引いた計測を前提として、エンコード数を間引く方向について、さらにデータを取得する帯域(k空間帯域)を制御する。帯域は、撮像対象である血管やその周囲組織や臓器の構造の微細度を考慮して制御される。具体的には、制御部111が、最適帯域設定のためのプリスキャンを実行し、プリスキャンで得た画像をもとに手動或いは自動で帯域を決定する、或いは、操作者が指定する撮像条件や撮像部位、又は画像から除去したい組織の情報をもとに自動的に帯域を決定する。以下、制御の手法とそれを実現するための装置構成の実施形態を詳述する。

0018

<第一実施形態>
本実施形態は、操作者が最適帯域を入力し、撮像部は入力された最適帯域を用いて、エンコードを間引く方向(以下、エンコード低減方向という)について帯域のオフセット量を設定し、このオフセット量で、プリサチュレーションパルスなしの撮像とプリサチュレーション有の撮像を行う。この際、操作者が最適帯域を決定するために必要な情報を取得し、提示する。

0019

まず本実施形態の演算部の機能を、図4を参照して説明する。演算部は、図1に示すMRI装置の演算制御系の機能(演算部108の一部の機能と制御部111の機能)を実現するもので、主な機能部として、上述した3D−TOF撮像のパルスシーケンスとユーザ設定の撮像条件に従って撮像系の動作を制御する撮像制御部(撮像条件設定部を含む)401、自動又は手動で3D−TOF撮像の際にエンコード低減方向についての帯域を設定する帯域設定部402、3D−TOF撮像で取得した3D−k空間データに対しフーリエ変換等の演算を行って画像データを作成したりk空間データ或いは画像データの差分を行って差分画像を作成するなど画像再構成に必要な演算を行う画像再構成部403、及び画像データを他の付帯情報とともに表示部114に表示させる表示画像を作成するとともに入力部113を介して入力された指令等に従って表示を制御する表示制御部404を備える。

0020

これら演算制御系の機能は、例えば、CPUに実装されたプログラムを実行することで、また一部はASICFPGAなどのハードウェアで実現される。

0021

次に、図5を参照して、本実施形態のMRI装置の動作を詳述する。なお図5において、右側のステップS12、S15、S17は主として操作者の入力部を介して操作に伴う設定処理を表し、左側のステップはそれ以外の装置の動作を表す(他の処理フローを示す図面においても同様である)。

0022

[ステップS11]
まず検査対象の所望の撮像部位を静磁場空間(検査空間)の中央に配置した後、詳細な撮像位置やプリサチュレーションパルスによって予備励起する部位を決定するための予備撮像(プリスキャン1)を行う。プリスキャン1で実行するパルスシーケンスは、基本的に、図2に示す3D−TOFのパルスシーケンス200と同じであり、プリサチュレーションパルス210は用いない。プリスキャン1の撮像条件は、特に限定されないが、目的撮像領域を比較的広い領域を選択して撮像を行う。また、後述する帯域決定のためのステップS14で、プリスキャン1のデータを利用する場合には、ステップS14で実行する予備撮像(プリスキャン2)と、撮像条件を一致させておく。撮像条件として、具体的には、プリスキャン1のRF条件、TR及びエンコード方向のステップ幅などを、プリスキャン2のRF条件、TR及びエンコードステップ幅などと一致させる。ここでは、プリスキャン1のデータを利用する場合を例に説明する。

0023

画像再構成部403は、プリスキャン1で得られたエコー信号を用いて画像を再構成し、表示制御部404が画像を表示部114に表示させる。画像としては、例えば、3Dデータを投影したMIP(Maximum Intensity Projection)画像などが作成、表示される。

0024

[ステップS12]
操作者が表示部114に表示された画像を見て、目的撮像領域、プリサチュレーションパルスで励起すべき領域、及び、エンコード低減方向(スライスエンコード方向か位相エンコード方向か)を入力すると、この入力された条件に従い、撮像制御部401は、プリサチュレーションパルスを含むパルスシーケンスを計算し、設定する。領域の設定は、例えば図6に示すように、表示部114に表示されたMIP画像600の上に、目的撮像領域を矩形直方体)の枠601で囲って指定したり、プリサチュレーション位置をプリサチュレーションパルスの励起形状を模した柱状の位置決め用UI602で指定する。位置決め用UI602と血管とが交差する場所が目的とするプリサチュレーション領域であり、例えば、ハッチングで表示される。
撮像制御部401は、指定された画面上の座標を用いて、例えばスライス選択傾斜磁場の強度やエンコードステップ幅などを計算してパルスシーケンスを設定する(撮像条件設定部の機能)。エンコード数を間引く方向については、領域指定のための画像とともに表示制御部404が方向を選択させるボックスを含むGUIを表示部114に表示させることで、操作者が選択できるようにしてもよい。

0025

[ステップS13]
ステップS12で設定されたプリサチュレーション位置で、プリサチュレーションパルスを追加して3D−TOFのパルスシーケンスを実行する。この撮像は、エンコード数を間引く方向における帯域を設定するための予備撮像(プリスキャン2)であり、当該方向のエンコードをゼロから1エンコードずつ進めながら、数エンコード分(例えば5〜10エンコード程度)計測する。このエンコード数は、演算制御系内部で予め保持していてもよいし、その前のステップ(例えばS12)で操作者が設定してもよい。

0026

プリスキャン2のパルスシーケンスの例を図7に示す。図7(a)はスライス方向のエンコードを間引く場合、図7(b)は位相エンコード方向のエンコードを間引く場合である。いずれも基本形は、図2のパルスシーケンス200と同様であるが、これらのパルスシーケンスでは、エンコードを間引く方向については、ks空間或いはkp区間中心付近のエンコードのみを取得する。

0027

なお図7では示していないが、プリスキャン2では、目的撮像領域内の血液が十分に抑制されるまで、プリサチュレーションパルスを例えば1秒程度空打ちしてからデータを取得する必要がある。またプリスキャン2の時間短縮のため、ステップS12で選択されていない方向のエンコード数を減らしてもよい。

0028

[ステップS14]
プリスキャン2で得たデータとプリスキャン1で得たデータとを、同一エンコード同士で差分し、差分データをエンコード毎に2D−フーリエ変換し、画像再構成する。こうして得られる画像は、例えば、エンコード低減方向がスライス方向Gsであると、スライス面の画像であり、エンコード毎の画像として表示部114に表示される。図8に、表示画面の一例を示す。ここではステップS13でエンコードE=0〜5まで6エンコード数の撮像を行い、6枚の差分画像が表示されている。実際の撮像した頭部差分画像の2枚を図9に示す。図9の左側はエンコードE=0の場合、右側はエンコードE=5の場合である。これらの比較からわかるように、エンコードE=5の方が血管描出能がよい。

0029

[ステップS15]
操作者は、表示された画像を比較することで目的とする血管の描出能が最もよいエンコード即ち帯域を選択することができ、この帯域をエンコード0からのオフセット量として、設定する。設定の仕方は、表示された画像を選択させてもよいし、図9に示すように、数値として入力(選択)させてもよい。

0030

[ステップS16]〜[ステップS18]
入力部114を介して、オフセット量が設定されると、設定されたオフセット量を指定帯域として本撮像を開始する。本撮像は、図2に示す3D−TOF撮像パルスシーケンスを、プリサチュレーションパルス無(S16)、及び、プリサチュレーションパルス有(S18)の両方の条件で実行する。この際、ステップS12で指定された方向については、エンコードを間引くとともに設定されたオフセット量で撮像を行う。例えば、エンコードを間引いて一つのエンコードのデータを取得する場合には、オフセット量で指定された帯域のみ、所定の数のエンコードのデータを取得する場合には、オフセット量で指定された帯域(例えば、+5と−5)を中心とする複数のエンコードのデータを取得する。

0031

プリサチュレーションパルス無の撮像(S16)とプリサチュレーションパルス有の撮像(S18)は、連続して行ってもよいが、図5に示すフローでは、プリサチュレーションパルス無の撮像(S16)が終了した段階で計測を一旦中断し、操作者による指示を待つステップS17を挿入している。この場合、例えば図8に示すように、計測を継続する「Continue」ボタンと、計測を終了する「Stop」ボタンを表示させて、操作者の操作を待つ。或いは別デバイスの押しボタンを容易してもよい。このようなステップS17を挿入することにより公知の血管撮像技術であるDSA(Digital Subtraction Angiography)と操作を共通化し、操作者が慣れた手順で撮像を進められるようにしている。但しこの手順は本実施形態において必須ではない。

0032

計測を継続するボタンが選択されると、撮像制御部401はプリサチュレーションパルス有の3D−TOF撮像パルスシーケンスを実行する。このときのエンコードも、エンコード低減方向については指定された帯域である。なおステップS16の撮像終了後に被検体101の位置がずれて、S18を行っても有意な情報が得られないような場合には、計測を停止し、再度ステップS16を繰り返してもよい。

0033

[ステップS19]
画像再構成部403は、ステップS16及びS18の撮像で得た計測データを差分し、差分画像を作成する。差分は画像再構成前のデータ(RAWDATA)に対して行ってもよいし、再構成画像に対して行ってもよい。表示制御部404は差分画像を表示部113に表示させる。表示の仕方は、任意であり、例えば、差分画像だけを表示してもよいし、差分画像を半透明カラー画像とし、ステップS11など事前に取得した血管画像形態画像重畳してもよい。これにより血行動態をより直観的に確認することができる。

0034

以上説明したように、本実施形態のMRI装置によれば、複数のエンコードで取得した画像を提示し、最も血管描出能のよいエンコードを指定して本撮像を行うので、効果的に所望の方向についてエンコード数を低減し、撮像時間の短縮と画質の向上を図ることができる。

0035

なお以上の説明では、ステップS11で実行するプリスキャン1とステップS13で実行するプリスキャン2とで、TRやエンコードステップ幅等の撮像条件を一致させて、差分データ取得のためのスキャン数を減らす場合を説明したが、プリスキャン2において、プリサチュレーションパルス有と無の両方の撮像を行ってもよい。その場合には、プリスキャンの時間が延長するものの、プリスキャン2はプリスキャン1の撮像条件の制限を受けないので、より細かく帯域を変更することが可能となり、高精度に最適な帯域を見つけることができる。またこの際、プリサチュレーションパルス有と無の両撮像でTRは一致させ、プリサチュレーションパルス無でも目的撮像領域に影響を与えない外部に同様のプリサチュレーションパルスを印加することにより、プリサチュレーションパルスによるMT(Magnetization Transfer)効果を両撮像で一致させることができるため、差分画像における頭蓋骨な脳実質などの信号を低下させることができる。これにより血管の視認性をさらに向上させることができる。

0036

<第二実施形態>
本実施形態は、第一実施形態の構成を基本として、プリサチュレーション位置指定の制限を追加したことが特徴である。図4に示す機能ブロック図は共通しているので、以下、図10に示すフローを参照して、本実施形態の動作を説明する。なお図10において、図5と同じ内容の処理は同じ符号で示し、重複する説明は省略する。

0037

まず、第一実施形態と同様にプリスキャン1を行い、画像を表示する(S11)。この画像を見て、操作者が撮像領域と、エンコード低減方向を設定する(S21)。ここではプリサチュレーションパルスの励起位置は、まだ指定されない。図6に示したような枠601で撮像領域が指定され、エンコードを間引く方向(例えばスライス方向とする)が設定されると、演算部108は、撮像領域と重なる領域をプリサチュレーションパルスによる励起を制限する(S22)。このため、例えば図6に示すように、プリサチュレーションパルスの励起プロファイル理論値)に対応するマークを、プリサチュレーションの位置決め用UI602として表示し、この位置決め用UI602を目的血管の位置に移動(回転も含む)させてプリサチュレーション位置を決定する。このとき、位置決め用UI602の移動範囲を制限し、撮像領域を指定する枠601と重なる位置へは移動できないようにする。操作者は位置決め用UI602を移動可能な範囲において移動したり角度を変えたりすることで、目的血管を励起可能な位置に設定することができる(S23)。

0038

なお実際のプリサチュレーションパルスの励起プロファイルは、位置決め用UI602の作成に用いた励起プロファイルの理論値よりもブロードになる場合がある。そのような場合を想定して、例えば、UI602よりも所定のサイズ大きな領域が撮像領域と重畳しないように制限を設けてもよい。

0039

その後、ステップS23で設定したプリサチュレーション位置でステップS13のプリスキャン2を行う。次いで差分画像の作成表示(S14)及び帯域設定処理を行うこと(S15)、設定された帯域をオフセット量として本撮像と画像表示とを行うこと(S16〜S19)は第一実施形態と同じである。なお本撮像についてもプリサチュレーション位置は、ステップS23で設定したプリサチュレーション位置とする。

0040

本実施形態によれば、プリサリュレーション励起領域を撮像領域と重畳しないように制限しておくことにより、ステップS14で得られる差分画像は血管のみの画像になる。その結果、血管描出能が優れた画像が得られる最適帯域を決定する際の判断が容易となる。また本撮像においても血管描出能が優れた画像が得られる。

0041

<第三実施形態>
第一及び第二実施形態では、帯域決定のためのプリスキャン(プリスキャン2)の結果を表示し、表示された結果をもとに操作者が本撮像でエンコードを低減する方向のオフセット量を設定したが、本実施形態は、プリスキャンの結果を装置が分析し、その結果をもとに最適帯域を決定する。

0042

本実施形態の演算制御系の構成は、図11に示すように、図4に示す機能ブロック図の帯域設定部402を、システムが帯域を算出する帯域算出部405に代える以外は第一実施形態と同様である。また、本実施形態の演算制御系の動作は、図12に示すように、図10に示すステップS14、S15が、差分データ算出ステップS24、帯域算出ステップS25に代わった以外は第二実施形態と同様である。以下、第二実施形態と異なる点を中心に本実施形態を説明する。

0043

まず撮像領域設定のためのプリスキャン1と画像表示(S11)を行った後、撮像領域とエンコード低減方向の設定を受け付ける(S12)。プリサチュレーション制限領域を設定した後、プリサチュレーション位置の設定を受け付ける(S22、S23)。プリサチュレーション位置の制限は、第二実施形態と同様に、位置決め用UI602の移動を制限することで実施してもよい。この際、実際の励起プロファイルを考慮して、理論的な励起プロファイルより大きい領域となるように位置決め用UI602を設けてもよい。

0044

次いで設定されたプリサチュレーション位置で帯域設定のためのプリスキャン2を所定のエンコード分、行い(S13)、エンコード毎にプリスキャン1との差分を算出する(S24)。差分データでは、プリサチュレーション領域が撮像領域と重畳していないため、血管からの信号のみが支配的である。

0045

帯域算出部405は、各エンコードの差分データのピーク強度信号積分値などの特徴量を抽出し、ピーク強度或いは信号積分値が最大となるエンコードを決定する。これらの特徴量は血管描出能の指標であり、これらが最大であるとき血管描出能が最もよいと推定されるので、帯域算出部405は、このエンコードを最適帯域すなわちオフセット量に設定する(S25)。なお最適帯域の推定の精度を高めるために、差分データをフーリエ変換して実空間データとし、高信号となる可能性がある頭皮や頭蓋骨を自動でクリッピングしてから、再度逆フーリエ変換してk空間データに戻し、特徴量に基く最適帯域の推定を行ってもよい。

0046

その後、エンコード低減領域について、設定したオフセット量で本撮像(S16〜S19)を行うことは第一及び第二実施形態と同様である。

0047

本実施形態によれば、プリサチュレーション位置に制限を設けておくことにより、最適帯域設定の精度を高めることができ、またプリスキャン2で得た画像の特徴量を用いて自動的に最適帯域を決定することができる。

0048

<第四実施形態>
第一〜第三実施形態では、帯域決定のためのプリスキャン(プリスキャン2)の結果をもとに、手動又は自動で、本撮像でエンコードを低減する方向のオフセット量を設定したが、本実施形態のMRI装置は、帯域決定のためのプリスキャンを行うことなく、撮像条件として設定された撮像部位等をもとに自動で最適帯域を判断し、決定する。

0049

本実施形態の演算制御系の構成は、図10に示す機能ブロック図と同様であるが、演算制御系のメモリ或いは外部の記憶装置に、被検体の部位と帯域との関係を予めテーブル化したものを格納しておく。被検体の部位と帯域との関係とは、構造の微細度が異なる複数の部位について、各部位の構造の描出能が最も高くなる帯域を予め定めたものである。

0050

部位と帯域との関係について、図13を参照して説明する。図13(a)は、一例として脳500の断層像(x−y断面)を示す図で、この画像には脳の実質510と血管520が含まれている。血管520の径は例えば1〜2mm程度であるが、血管が含まれる脳実質の構造は1〜3cm程度である。図13(a)の右側のグラフ図13(b))は、縦軸が画像のy方向、横軸が血管及び脳実質の信号強度である。このグラフで表される信号をフーリエ変換し、図13(c)に示すようなk空間データにすると、脳実質の信号はk空間の中央を挟んで比較的狭い帯域511に存在するのに対し、血管の信号は、それより広い帯域512に存在する。前掲の例で1〜3cmの脳実質の帯域幅は、66.6〜200[m−1]、1〜2mmの血管の帯域幅は1000〜2000[m−1]である。従って、k空間中心を0とすると、下限を33.3〜100[m−1]とし、上限を500〜1000[m−1]とする範囲は、血管の信号と脳実質の信号が混在しにくい範囲、つまり血管が支配的な帯域である。同様に下限を−1000〜−500[m−1]とし、上限を−100〜−33.3[m−1]とする範囲は、血管が支配的な帯域である。

0051

このように部位の構造(例えば径)と帯域とはフーリエ変換によって求められ、帯域はk空間を規定するエンコードに対応しているので、この関係から撮像目的の部位に応じた最適帯域或いはエンコードのオフセット量を求めることができる。例えば、血管が支配的な範囲の中間値、上記した例では300[m−1]、をオフセット量とする。

0052

以上の説明を前提として、以下、本実施形態の演算制御系の処理を説明する。図14に演算制御系の処理のフローを示す。図14において、図5及び図10と同じ処理内容のステップは、同じ符号で示し、重複する説明は省略する。

0053

[ステップS11]
まず、第一実施形態と同様にプリスキャン1を行い、画像を表示する。

0054

[ステップS31]
操作者による、撮像条件と撮像部位の設定、プリサチュレーションパルス位置の設定、及びエンコードを低減する方向の設定を受け付ける。撮像部位の設定の仕方は、特に限定されないが、例えば図15に示すようなMRAの撮像条件設定画面(UI)で、目的血管の径や対象部位を選択する。目的血管の径のみでもよいが、対象部位を併せて指定することで、その周囲の部位や組織のサイズも推定できるので、次のステップで目的血管が支配的となる帯域を精度よく設定できる。

0055

[ステップS32]
帯域算出部402は、ステップS31で設定された撮像部位と、記憶装置に格納された部位と帯域との関係を表すテーブル450とを用いて、その撮像部位の描出能が最も高くなる帯域(最適帯域)を算出し、オフセット量として設定する。

0056

[ステップS16〜S19]
その後、設定したエンコード低減方向について、設定したオフセット量で、本撮像を行い、適宜DASと同様の操作手順(S17)を採用し、差分画像の作成と表示を行うことは第一実施形態と同様である。

0057

本実施形態によれば、プリスキャンを行うことなく、装置側で最適帯域を算出し決定するので、撮像時間を短縮することができる。

0058

本実施形態でも、第二実施形態と同様に、プリスキャン領域について制限を与える機能を追加してもよい。例えば、図14のステップS31に、図10に示すステップS21〜S23を追加する。すなわち、操作者による撮像条件や撮像部位等の設定スッテプS31において、撮像領域とエンコード低減方向の設定を受け付ける(S21)。エンコード低減方向が設定されたならば、その方向について撮像領域とプリサチュレーション位置とが重畳しないように、プリサチュレーション位置に対し制限を設ける範囲を算出する(S22)。これにより操作者は撮像領域と重畳しない位置にプリサチュレーション位置を設定することができる(S23)。

0059

その後、ステップS31で設定された撮像部位と、記憶装置に格納されたテーブル450とを用いて最適帯域を算出すること、算出した最適帯域及びステップS23で設定されたプリサチュレーション位置で、本撮像を行うこと(S16〜S19)は上述した第四実施形態の動作と同様である。

0060

以上、本発明の各実施形態を説明したが、これら実施形態やその変形例は技術的に矛盾しないかぎり適宜組み合わせることが可能である。また演算制御系以外の要素については、適宜、省略したり新たな要素を追加することも本発明に包含される。さらに以上の実施形態では、演算制御系の機能はMRI装置の演算部や制御部が行う機能として説明したが、その一部(撮像を除く機能)をMRI装置以外の演算装置で実現することも可能である。

0061

本発明によれば、3D−血管撮像において、効果的に信号を取得することで高速撮像が可能なMRI装置およびその制御方法が提供される。

0062

102:静磁場磁石、103:傾斜磁場コイル、104:RFコイル、105:RFプローブ、106:信号検出部、107:信号処理部、108:演算部、109:傾斜磁場電源、110:RF送信部、112:ベッド、113:入力部、114:表示部、115:記憶装置、401:撮像制御部、402:帯域設定部、403:画像再構成部、404:表示制御部、405:帯域算出部。

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い技術

関連性が強い 技術一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ