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技術 磁気共鳴イメージング装置

出願人 キヤノンメディカルシステムズ株式会社
発明者 篠田健輔葛西由守渡邊良照
出願日 2018年9月14日 (2年3ヶ月経過) 出願番号 2018-172699
公開日 2020年3月26日 (9ヶ月経過) 公開番号 2020-043909
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 スライス体 検査プラン 事前計測 磁場情報 RO方向 領域境界線 操作部品 歪補正画像
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(2020年3月26日)のものです。
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図面 (13)

課題

撮像条件に基づいて最適な撮像断面補正を行うこと。

解決手段

実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、補正部と、設定部と、算出部とを備える。補正部は、磁場の歪みの影響を受けた第1の画像から、歪みの影響を補正した第2の画像を生成する。設定部は、第2の画像において第1の領域を設定する。算出部は、第1の領域に対応する、第1の画像上の第2の領域を算出する処理を撮像条件に応じて異ならせて実行する。

概要

背景

磁気共鳴イメージング(Magnetic Resonance Imaging:MRI)装置において、例えば静磁場不均一性傾斜磁場非線形性に起因して再構成画像の歪みが現れることがある。

通常、MRI装置は、上記歪みを補正することによって、歪補正画像を再構成画像として生成している。この歪補正画像は、例えば、診断位置決め画像として用いられる。MRI装置は、例えば、歪補正画像上で位置決めされたスライス位置撮像断面の領域を上記歪みが補正される前の非歪補正画像上に表示させる場合、当該撮像断面の領域に対して歪補正の逆補正である撮像断面補正を行うことによって、非歪補正画像上に対応したスライス位置を表示することができる。

歪補正画像を用いた位置決めによって撮像断面を設定する場合、MRI装置では、撮像条件にかかわらず、設定した撮像断面の領域に対して毎回同様の撮像断面補正が行われる。しかし、撮像条件によっては、MRI装置は、計算量の少ない手法を用いた撮像断面補正でもよい場合がある。

概要

撮像条件に基づいて最適な撮像断面補正を行うこと。実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、補正部と、設定部と、算出部とを備える。補正部は、磁場の歪みの影響を受けた第1の画像から、歪みの影響を補正した第2の画像を生成する。設定部は、第2の画像において第1の領域を設定する。算出部は、第1の領域に対応する、第1の画像上の第2の領域を算出する処理を撮像条件に応じて異ならせて実行する。

目的

ユーザ操作制約するとは、例えば、ユーザがポインティングデバイスを用いて関心領域を設定する場合、上記部分にポインタを移動させることができないようにすることである

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

磁場の歪みの影響を受けた第1の画像から、前記歪みの影響を補正した第2の画像を生成する補正部と、前記第2の画像において第1の領域を設定する設定部と、前記第1の領域に対応する、前記第1の画像上の第2の領域を算出する処理を撮像条件に応じて異ならせて実行する算出部とを具備する、磁気共鳴イメージング装置

請求項2

前記第2の領域に基づいて撮像を実行する撮像部を更に具備する、請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。

請求項3

前記撮像条件は、被検体撮像部位の情報を含み、前記算出部は、前記第1の領域に対して前記撮像部位の情報に対応付けられた前記逆補正の手法を適用することによって、前記第2の領域を生成する、請求項1または請求項2に記載の磁気共鳴イメージング装置。

請求項4

前記撮像条件は、シーケンス種の情報を含み、前記算出部は、前記第1の領域に対して前記シーケンス種の情報に対応付けられた前記逆補正の手法を適用することによって、前記第2の領域を生成する、請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。

請求項5

前記第2の画像に対して、前記第1の領域を設定可能な第1の部分と前記第1の領域を設定不可能な第2の部分との間を示す境界線重畳してディスプレイに表示させる表示制御部を更に具備する、請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。

請求項6

前記表示制御部は、前記第2の部分に関心領域が設定された場合、前記関心領域が前記境界線を越えたこと示す注意をディスプレイに表示させる、請求項5に記載の磁気共鳴イメージング装置。

請求項7

前記設定部は、前記第2の部分に関心領域を設定できないようにユーザ操作制約する、請求項5に記載の磁気共鳴イメージング装置。

請求項8

前記第2の画像に表示されうる撮像部位が撮像視野をはみ出して生成される場合、前記撮像部位が前記撮像視野をはみ出すことを示す注意をディスプレイに表示する表示制御部を更に具備する、請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。

請求項9

前記第2の領域のスライス幅閾値を越えた場合、寝台の移動を促す注意をディスプレイに表示する表示制御部を更に具備する、請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。

請求項10

前記第2の領域のスライス幅が閾値を下回った、或いは前記第2の領域のスライス幅が前記閾値を越えた場合、前記逆補正の手法を切り替える提案をディスプレイに表示する表示制御部を更に具備する、請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。

請求項11

前記撮像条件に基づいて前記歪みに関する逆補正の手法を決定する決定部を更に具備する、請求項1から請求項10までのいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。

請求項12

前記算出部は、前記第1の領域を並進させて前記第2の領域を生成する、請求項1から請求項11までのいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。

請求項13

前記算出部は、前記第1の領域を回転させて前記第2の領域を生成する、請求項1から請求項12までのいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。

請求項14

前記逆補正は、前記第1の領域に関する位置に基づく手法を用いる、請求項1から請求項13までのいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。

請求項15

前記逆補正は、前記第1の領域の中心の位置に基づく手法を用いる、請求項14に記載の磁気共鳴イメージング装置。

請求項16

前記逆補正は、前記第1の領域の各頂点の位置に基づく手法を用いる、請求項14に記載の磁気共鳴イメージング装置。

請求項17

前記第1の領域が、厚みを有するスラブである場合、前記逆補正は、直方体近似をさらに用いる、請求項14から請求項16までのいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。

請求項18

前記逆補正は、撮像部位に基づいて前記手法を適用する領域を変更する、請求項14から請求項17までのいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。

技術分野

0001

本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージング装置に関する。

背景技術

0002

磁気共鳴イメージング(Magnetic Resonance Imaging:MRI)装置において、例えば静磁場不均一性傾斜磁場非線形性に起因して再構成画像の歪みが現れることがある。

0003

通常、MRI装置は、上記歪みを補正することによって、歪補正画像を再構成画像として生成している。この歪補正画像は、例えば、診断位置決め画像として用いられる。MRI装置は、例えば、歪補正画像上で位置決めされたスライス位置撮像断面の領域を上記歪みが補正される前の非歪補正画像上に表示させる場合、当該撮像断面の領域に対して歪補正の逆補正である撮像断面補正を行うことによって、非歪補正画像上に対応したスライス位置を表示することができる。

0004

歪補正画像を用いた位置決めによって撮像断面を設定する場合、MRI装置では、撮像条件にかかわらず、設定した撮像断面の領域に対して毎回同様の撮像断面補正が行われる。しかし、撮像条件によっては、MRI装置は、計算量の少ない手法を用いた撮像断面補正でもよい場合がある。

先行技術

0005

特開2010−119740号公報

発明が解決しようとする課題

0006

本発明が解決しようとする課題は、撮像条件に基づいて最適な撮像断面補正を行うことである。

課題を解決するための手段

0007

実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、補正部と、設定部と、算出部とを備える。補正部は、磁場の歪みの影響を受けた第1の画像から、歪みの影響を補正した第2の画像を生成する。設定部は、第2の画像において第1の領域を設定する。算出部は、第1の領域に対応する、第1の画像上の第2の領域を算出する処理を撮像条件に応じて異ならせて実行する。

図面の簡単な説明

0008

図1は、一実施形態に係るMRI装置の構成例を示す図。
図2は、一実施形態における撮像部位と撮像断面補正の係数とを対応付け対応表を例示する図。
図3は、一実施形態における撮像断面補正のFOV中心位置を重視する手法を説明する図。
図4は、一実施形態における撮像断面補正のFOV中心位置を重視する手法を説明する図。
図5は、一実施形態における撮像断面補正のスライス体積の再現を重視する手法を説明する図。
図6は、一実施形態における撮像断面補正のスライス体積の再現を重視する手法を説明する図。
図7は、一実施形態において、撮像断面補正の手法における歪み立体の直方体近似を説明する図。
図8は、一実施形態において、位置決め画像上に重畳される境界線を例示する図。
図9は、一実施形態における処理回路にて実行される処理を例示するフローチャート
図10は、一実施形態における処理回路にて実行される処理を例示するフローチャート。
図11は、一実施形態における処理回路にて実行される処理を例示するフローチャート。
図12は、一実施形態における処理回路にて実行される処理を例示するフローチャート。

実施例

0009

以下、図面を参照しながら、磁気共鳴イメージング装置の実施形態について詳細に説明する。

0010

図1は、一実施形態に係るMRI装置の構成例を示す図である。例えば、図1に示すように、一実施形態に係るMRI装置100は、静磁場磁石101と、傾斜磁場コイル103と、傾斜磁場電源105と、寝台107と、寝台制御回路109と、送信回路113と、送信コイル115と、受信コイル117と、受信回路119と、撮像制御回路121と、インタフェース123と、ディスプレイ125と、記憶装置127と、処理回路129とを備える。尚、MRI装置100は、静磁場磁石101と傾斜磁場コイル103との間に、中空円筒形状のシムコイルを有していてもよい。

0011

静磁場磁石101は、例えば中空の略円筒形状に形成された磁石である。静磁場磁石101は、被検体Pが挿入される空間であるボア111に一様な静磁場を発生する。静磁場磁石101としては、例えば、超伝導磁石などが使用される。

0012

傾斜磁場コイル103は、例えば中空の略円筒形状に形成されたコイルである。傾斜磁場コイル103は、静磁場磁石101の内側に配置される。傾斜磁場コイル103は、互いに直交するX、Y、Zの各軸に対応する3つのコイルが組み合わされて形成される。Z軸方向は、静磁場の方向と同方向であるとする。また、Y軸方向は、鉛直方向とし、X軸方向は、Z軸およびY軸に垂直な方向とする。傾斜磁場コイル103は、静磁場に重畳させる傾斜磁場を発生する。具体的には、傾斜磁場コイル103における3つのコイルは、傾斜磁場電源105から個別に電流供給を受けて、X、Y、Zの各軸に沿って磁場強度が変化する傾斜磁場を発生させる。

0013

傾斜磁場コイル103によって発生するX、Y、Z各軸の傾斜磁場は、例えば、周波数エンコード用傾斜磁場(リードアウト傾斜磁場ともいう)、位相エンコード用傾斜磁場、およびスライス選択用傾斜磁場を形成する。周波数エンコード用傾斜磁場は、空間的位置に応じてMR信号の周波数を変化させるために利用される。位相エンコード用傾斜磁場は、空間的位置に応じて磁気共鳴(Magnetic Resonance:以下、MRと呼ぶ)信号の位相を変化させるために利用される。スライス選択用傾斜磁場は、撮像断面を決めるために利用される。

0014

傾斜磁場電源105は、撮像制御回路121の制御により、傾斜磁場コイル103に電流を供給する電源装置である。

0015

寝台107は、被検体Pが載置される天板107aを備えた装置である。寝台107は、寝台制御回路109による制御のもと、被検体Pが載置された天板107aを、ボア111内へ挿入する。寝台107は、例えば、長手方向が静磁場磁石101の中心軸と平行になるように、MRI装置100が設置された検査室内に設置される。

0016

寝台制御回路109は、寝台107を制御する回路である。寝台制御回路109は、インタフェース123を介したユーザの指示により寝台107を駆動することで、天板107aを長手方向および上下方向、場合によっては左右方向へ移動させる。

0017

送信回路113は、撮像制御回路121の制御により、ラーモア周波数などに対応する高周波パルスを送信コイル115に供給する。

0018

送信コイル115は、傾斜磁場コイル103の内側に配置されたRF(Radio Frequency)コイルである。送信コイル115は、送信回路113から高周波パルスの供給を受けて、高周波磁場に相当する送信RF波RFパルス)を発生する。送信コイルは、例えば、全身用コイル(whole body coil:WBコイル)である。WBコイルは、送受信コイルとして使用されてもよい。

0019

受信コイル117は、傾斜磁場コイル103の内側に配置されたRFコイルである。受信コイル117は、高周波磁場によって被検体Pから放射されるMR信号を受信する。受信コイル117は、受信されたMR信号を受信回路119へ出力する。受信コイル117は、例えば、1以上のコイルであり、典型的には複数のコイルエレメントを有するコイルアレイである。なお、図1において送信コイル115と受信コイル117とは別個のRFコイルとして記載されているが、送信コイル115と受信コイル117とは、一体化された送受信コイルとして実施されてもよい。送受信コイルは、例えば、頭部コイルのような局所的な送受信RFコイルである。

0020

受信回路119は、撮像制御回路121の制御により、受信コイル117から出力されたMR信号に基づいて、デジタル化された複素数データであるデジタルのMR信号を生成する。具体的には、受信回路119は、受信コイル117から出力されたMR信号に対して各種信号処理を施した後、各種信号処理が施されたデータに対してアナログ/デジタル(A/D(Analog to Digital))変換を実行する。受信回路119は、A/D変換されたデータを標本化サンプリング)することにより、デジタルのMR信号(以下、MRデータと呼ぶ)を生成する。受信回路119は、生成されたMRデータを、撮像制御回路121に出力する。

0021

撮像制御回路121は、処理回路129から出力された撮像プロトコルに従って、傾斜磁場電源105、送信回路113および受信回路119などを制御し、被検体Pに対する撮像を行う。撮像プロトコルは、検査に応じた各種パルスシーケンスを有する。撮像プロトコルには、傾斜磁場電源105により傾斜磁場コイル103に供給される電流の大きさ、傾斜磁場電源105により電流が傾斜磁場コイル103に供給されるタイミング、送信回路113により送信コイル115に供給される高周波パルスの大きさ、送信回路113により送信コイル115に高周波パルスが供給されるタイミング、受信コイル117によりMR信号が受信されるタイミングなどが予め設定されている。撮像制御回路121は、撮像部の一例である。

0022

撮像制御回路121は、例えば、処理回路129の領域算出機能129fにより生成された第2の領域に基づいて撮像を実行してもよい。

0023

例えば、本実施形態では、一つの検査を行う際に、一つ以上の撮像プロトコルが設定される。検査に対して設定された撮像プロトコルの集合は、検査プロトコルと呼ばれる。一つの撮像プロトコルでは、例えば、一つのパルスシーケンスに応じた撮像が行われる。または、一つのプロトコルでは、例えば、一つのパルスシーケンスに応じた撮像および撮像によって得られたデータを用いた画像処理が行われてもよい。尚、「検査プロトコルを設定する」こと、即ち「撮像の順番を設定する」ことを、「検査プランを立てる」、或いは「撮像プランを立てる」と言い換えてもよく、単に「プランを立てる」と言い換えてもよい。また、撮像には、ロケータ撮像、T2強調画像を得るための撮像、およびT1強調画像を得るための撮像など様々な種類がある。

0024

ロケータ撮像とは、スライス位置を設定する際に用いられる位置決め画像を取得する撮像である。位置決め画像は、例えば、撮像部位に関する状断面(Coronal)、矢状断面(Sagittal)および体軸断面(Axial)などの画像である。また、本実施形態では、冠状断面の方向、矢状断面の方向、および体軸断面の方向を総称して撮像断面方向と呼ぶ。尚、「スライス位置を設定すること」は、「スライス断面を設定すること」「撮像断面を設定すること」、或いは「スライスを設定すること」に読み替えられてもよい。

0025

インタフェース123は、ユーザからの各種指示や情報入力受け付ける回路を有する。インタフェース123は、例えば、マウスなどのポインティングデバイス、あるいはキーボードなどの入力デバイスに関する回路を有する。なお、インタフェース123が有する回路は、マウス、キーボードなどの物理的な操作部品に関する回路に限定されない。例えば、インタフェース123は、MRI装置100とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号受け取り、受け取った電気信号を種々の回路へ出力するような電気信号の処理回路を有していてもよい。

0026

ディスプレイ125は、後述する処理回路129におけるシステム制御機能129aによる制御のもとで、画像生成機能129bにより生成された各種MR画像、撮像および画像処理に関する各種情報などを表示する。ディスプレイ125は、例えば、CRTディスプレイ液晶ディスプレイ有機ELディスプレイLEDディスプレイプラズマディスプレイ、または当技術分野で知られている他の任意のディスプレイ、モニタなどの表示デバイスである。

0027

記憶装置127は、画像生成機能129bを介してk空間に充填されたMRデータ、画像生成機能129bにより生成された画像データなどを記憶する。記憶装置127は、各種撮像プロトコル、撮像プロトコルを規定する複数の撮像パラメータを含む撮像条件などを記憶する。換言すると、撮像条件は、例えば、撮像部位およびシーケンス種などを含む。撮像部位は、例えば、頭、心臓脊椎(例えば腰椎および全脊椎など)、関節(肩、、手および足など)である。シーケンス種は、例えば、スピンエコー(Spin Echo)法、グラディエントエコー(Gradient Echo)法、高速スピンエコー法高速グラディエントエコー法、Echo Planar Imaging(EPI)などである。記憶装置127は、処理回路129で実行される各種機能に対応するプログラムを記憶する。

0028

また、記憶装置127は、静磁場磁石101によって形成される静磁場および傾斜磁場コイル103によって形成される傾斜磁場に関する情報(以下、「磁場情報」とも言う)を記憶する。磁場情報は、例えば静磁場の不均一性や傾斜磁場の非線形性に関する情報を含む。以下、静磁場の不均一性や傾斜磁場の非線形性などを総称して、磁場の歪みと呼ぶ。つまり、磁場情報は磁場の歪みを示す情報である。磁場情報は、例えば事前計測およびシミュレーションなどによって取得される。

0029

また、記憶装置127は、撮像部位と撮像断面補正の係数とを対応付けた対応表を記憶する。図2は、一実施形態における撮像部位と撮像断面補正の係数とを対応付けた対応表を例示する図である。例えば、図2に示すように、対応表LUTは、複数の撮像部位と複数の係数の組とがそれぞれ対応付けられている。撮像断面補正は、磁場の歪みが補正された画像上で設定された撮像断面を、磁場の歪みが存在する実際の撮像空間において設定すべき撮像断面に変換する処理である。また、例えば、撮像断面補正は、磁場の歪みが補正された画像において設定された撮像断面を、磁場の歪みの影響を受けた画像における撮像断面に補正することと捉えることもできる。さらに例えば、撮像断面に対して、磁場の歪みの補正とは逆の補正を行うこととも捉えられる。なお、MRI装置において設定可能な撮像断面には制約があるため、磁場の歪みが補正された画像上における撮像断面と、磁場の歪みの影響を受けた画像上における撮像断面との間で厳密には対応関係のずれが生じる場合もある。そのような場合でも実質的な対応関係があれば、磁場の歪みが補正された画像上における撮像断面と、磁場の歪みの影響を受けた画像上における撮像断面とが対応していると表現することとする。係数は、撮像断面補正を行うための範囲を設定するものである。対応表LUTとして、ルックアップテーブル(Look Up Table)が用いられてもよい。また、対応表LUTは、撮像部位と、撮像断面補正の係数と、さらに撮像断面方向とが対応付けられてもよい。尚、係数の具体的な説明は後述される。

0030

また、記憶装置127は、撮像部位と撮像断面補正の手法とを対応付けた対応表を記憶してもよい。記憶装置127は、シーケンス種と断面補正の手法とを対応付けた対応表を記憶してもよい。さらに、記憶装置127は、撮像部位とシーケンス種と断面補正手法とを対応付けた対応表を記憶してもよい。

0031

記憶装置127は、例えば、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリなどの半導体メモリ素子ハードディスクドライブ(hard disk drive)、ソリッドステートドライブ(solid state drive)、光ディスクなどである。また、記憶装置127は、CD−ROMドライブDVDドライブ、フラッシュメモリなどの可搬性記憶媒体との間で種々の情報を読み書きする駆動装置などであってもよい。

0032

処理回路129は、ハードウェア資源として、図示していないプロセッサ、ROM(Read−Only Memory)やRAMなどのメモリなどを有し、MRI装置100を制御する。処理回路129は、システム制御機能129a、画像生成機能129b、歪み補正機能129c、決定機能129d、スライス位置設定機能129e、領域算出機能129f、および表示制御機能129gを有する。システム制御機能129a、画像生成機能129b、歪み補正機能129c、決定機能129d、スライス位置設定機能129e、領域算出機能129f、および表示制御機能129gにて行われる各種機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶装置127へ記憶されている。処理回路129は、これら各種機能に対応するプログラムを記憶装置127から読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路129は、図1の処理回路129内に示された複数の機能などを有することになる。

0033

なお、図1においては単一の処理回路129にて前述の各種機能が実現されるものとして説明したが、複数の独立したプロセッサがプログラムを実行することにより機能を実現するものとして構わない。換言すると、前述の各種機能がプログラムとして構成され、一つの処理回路が各プログラムを実行する場合であってもよいし、特定の機能が専用の独立したプログラム実行回路実装される場合であってもよい。

0034

上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)或いは、特定用途向け集積回路(Application Specific IntegratedCircuit:ASIC)、プログラマブル論理デバイス(例えば、単純プログラマブル論理デバイス(Simple Programmable Logic Device:SPLD)、複合プログラマブル論理デバイス(Complex Programmable Logic Device:CPLD)、およびフィールドプログラマブルゲートアレイ(Field Programmable Gate Array:FPGA))などの回路を意味する。

0035

プロセッサは、記憶装置127に保存されたプログラムを読み出し実行することで各種機能を実現する。なお、記憶装置127にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、寝台制御回路109、送信回路113、受信回路119、撮像制御回路121なども同様に、上記プロセッサなどの電子回路により構成される。また、処理回路129が有するシステム制御機能129a、画像生成機能129b、歪み補正機能129c、決定機能129d、スライス位置設定機能129e、領域算出機能129f、および表示制御機能129gは、それぞれシステム制御部、画像生成部、補正部、決定部、設定部、算出部、および表示制御部の一例である。

0036

処理回路129は、システム制御機能129aにより、MRI装置を制御する。具体的には、処理回路129は、記憶装置127に記憶されているシステム制御プログラムを読み出してメモリ上に展開し、展開されたシステム制御プログラムに従ってMRI装置100の各回路を制御する。例えば、処理回路129は、システム制御機能129aにより、インタフェース123を介してユーザから入力される撮像条件に基づいて、撮像プロトコルを記憶装置127から読み出す。なお、処理回路129は、撮像条件に基づいて、撮像プロトコルを生成してもよい。処理回路129は、撮像プロトコルを撮像制御回路121に送信し、被検体Pに対する撮像を制御する。

0037

処理回路129は、画像生成機能129bにより、MRデータをk空間に充填する。処理回路129は、k空間に充填されたMRデータに対して例えばフーリエ変換などを行うことにより、MR画像を生成する。MR画像は、例えば、被検体Pに関する形態画像に対応する。処理回路129は、MR画像を、ディスプレイ125や記憶装置127に出力する。

0038

処理回路129は、歪み補正機能129cにより、磁場の歪みの影響を受けた画像(これは、第1の画像、或いは非歪補正画像ともいう)を補正して磁場の歪みの影響を低減した画像(第2の画像、或いは歪補正画像ともいう)を生成する。換言すると、処理回路129は、磁場の歪みの影響を受けた非歪補正画像から、歪みの影響を補正した歪補正画像を生成する。具体的には、処理回路129は、例えば、記憶装置127に記憶されている磁場情報に基づき、磁場の歪みを補正する歪み補正処理を、MRデータに対して行う。

0039

処理回路129は、決定機能129dにより、撮像条件に基づいて磁場の歪みに関する逆補正の手法を決定する。具体的には、処理回路129は、撮像条件に含まれる被検体の撮像部位の情報に基づいて逆補正の手法を決定してもよい。また、処理回路129は、撮像条件に含まれるシーケンス種に基づいて逆補正の手法を決定してもよい。

0040

逆補正は、前述の撮像断面補正と同義であり、以降では、「逆補正の手法」と「撮像断面補正の手法」とは互いに言い換えられてもよい。撮像断面補正の手法の具体例については後述される。

0041

処理回路129は、例えば、決定機能129dにより、撮像条件に含まれる被検体の撮像部位に基づいて逆補正の手法を適用する領域に関するパラメータを決定してもよい。このパラメータは、例えば、前述の係数の組などである。具体的には、処理回路129は、例えば図2の対応表LUTを参照することによって、撮像部位に対応する係数を読み出してパラメータとして決定してもよい。

0042

また、処理回路129は、決定機能129dにより、位置決め画像に基づいて逆補正の手法を適用する領域に関するパラメータを決定してもよい。具体的には、処理回路129は、位置決め画像に対して領域セグメンテーション処理を行うことによって位置決め画像から撮像部位の領域を抽出し、位置決め画像に対する撮像部位の割合を示す係数をパラメータとして決定してもよい。

0043

処理回路129は、スライス位置設定機能129eにより、歪補正画像において第1の領域を設定する。具体的には、処理回路129は、例えば、インタフェース123を介したユーザの指示により、歪補正画像上においてスライス位置を設定する。また、処理回路129は、例えば、インタフェース123を介したユーザの指示によって関心領域を設定する場合、歪補正画像において第1の領域を設定不可能な部分に関心領域を設定できないように、ユーザ操作を制約する。ユーザ操作を制約するとは、例えば、ユーザがポインティングデバイスを用いて関心領域を設定する場合、上記部分にポインタを移動させることができないようにすることである。

0044

処理回路129は、領域算出機能129fにより、歪補正画像上に設定された第1の領域に対して、撮像条件に基づく磁場の歪みに関する逆補正を適用することによって、非歪補正画像における第2の領域を生成する。具体的には、例えば、処理回路129は、歪補正画像上の第1の領域に対して撮像部位の情報に対応付けられた逆補正の手法を適用することによって、非歪補正画像上の第2の領域を生成する。または、処理回路129は、歪補正画像上の第1の領域に対してシーケンス種の情報に対応付けられた逆補正の手法を適用することによって、非歪補正画像上の第2の領域を生成してもよい。言い換えれば、処理回路129は、領域算出機能129fにより、第1の領域に対応する、非歪補正画像上の第2の領域を算出する処理を、撮像条件に応じて異ならせて実行する。

0045

処理回路129は、領域算出機能129fにより、設定されたスライス位置に対して撮像断面補正手法を適用することによって、第2の領域を生成する。または、処理回路129は、設定されたスライス位置に対して撮像断面補正手法およびパラメータを適用することによって、第2の領域を生成してもよい。

0046

撮像断面補正の手法にはいくつかの種類があるが、それぞれ計算量が異なる。計算量の少ない手法としては、例えば、第1の領域の中心位置の移動に着目し、第1の領域と同サイズのFOV(或いはスラブ)を当該中心位置の移動分だけ並進させて第2の領域を生成するものがある。また、計算量の多い手法としては、例えば、第1の領域の全ての頂点の位置の移動に着目し、移動後の頂点によって形成される歪んだ形の領域(以降、歪み立体とよぶ)を立方体に近似することによって第2の領域を生成するものがある。以下、それぞれの手法について具体的に説明をする。

0047

図3は、一実施形態における撮像断面補正のFOV中心位置を重視する手法を説明する図である。例えば、図3に示すように、第1の領域10は、例えば、厚みを持たないスライスに相当し、頂点A,B,C,Dを結んだ平面の領域である。例えば、線分ADは、位置決め画像上におけるスライス位置に相当する。

0048

処理回路129は、第1の領域10の各頂点から中心位置Oを算出する。次に、処理回路129は、記憶装置127に記憶されている磁場情報に基づき、歪補正後の中心位置Oから歪補正前の中心位置O’を算出する。そして、処理回路129は、第1の領域10と同様のFOVを有し、中心位置O’を基準とした第2の領域を生成する。中心位置O’を基準とした第2の領域は、例えば、第1の領域10を並進させることによって生成される。

0049

換言すれば、処理回路129は、第1の領域10を並進させて第2の領域を生成する。また、処理回路129は、第2の領域を生成する際に、第1の領域に関する位置に基づく逆補正の手法を用いる。具体的には、処理回路129は、第1の領域の中心の位置に基づく逆補正の手法を用いる。

0050

なお、第1の領域が厚みを有するスラブである場合、処理回路129は、第1の領域の各頂点(8点)から中心位置を算出し、上記と同様に第2の領域を生成すればよい。

0051

図4は、一実施形態における撮像断面補正のFOV中心位置を重視する手法を説明する図である。例えば、図4に示すように、仮の第2の領域20は、例えば、厚みを持たないスライスに相当し、頂点A’,B’,C’,D’を結んだ平面の領域である。

0052

処理回路129は、記憶装置127に記憶されている磁場情報に基づき、歪補正後の第1の領域10の各頂点から歪補正前の仮の第2の領域20の各頂点を算出する。次に、処理回路129は、仮の第2の領域20の各頂点から中心位置O’2を算出する。そして、処理回路129は、第1の領域10と同様のFOVを有し、中心位置O’2を基準とした第2の領域を生成する。

0053

中心位置O’2を基準とした第2の領域は、例えば、第1の領域10を並進させることによって生成される。または、当該第2の領域は、例えば、第1の領域10を回転させることによって生成される。または、当該第2の領域は、例えば、第1の領域10を並進および回転させることによって生成される。

0054

換言すれば、処理回路129は、第1の領域10を並進および回転のいずれか一方を用いて第2の領域を生成する。また、処理回路129は、第2の領域を生成する際に、第1の領域に関する位置に基づく逆補正の手法を用いる。具体的には、処理回路129は、第1の領域の各頂点の位置に基づく逆補正の手法を用いる。

0055

なお、第1の領域が厚みを有するスラブである場合、処理回路129は、第1の領域の各頂点(8点)から仮の第2の領域の各頂点(8点)を算出し、上記と同様に第2の領域を生成すればよい。

0056

図5および図6は、一実施形態における撮像断面補正のスライス体積の再現を重視する手法を説明する図である。例えば、図5に示すように、第1の領域30は、例えば、厚みを有するスラブに相当し、頂点A,B,C,D,E,F,G,Hを結んだ立体の領域である。SO_vectorは、第1の領域30のスライスオーダー(Slice Order:SO)方向を示す。PE_vectorは、第1の領域30の位相エンコード(Phase Encode:PE)方向を示す。

0057

また、図6に示すように、仮の第2の領域40は、第1の領域30に基づいて算出された頂点A’,B’,C’,D’,E’,F’,G’,H’を結んだ立体の領域である。SO’は、仮の第2の領域40のSO方向の単位ベクトルを示す。PE’は、仮の第2の領域40のPE方向の単位ベクトルを示す。

0058

仮の第2の領域40は歪み立体であるため、SO’およびPE’は、例えば以下の式(1),(2)を用いて算出される。

0059

SO’=Normalize(Sum(E’A’, F’B’,G’C’, H’D’)) ・・・ (1)

0060

PE’=Normalize(Project(Sum(D’A’, C’B’, G’F’,H’E’))) ・・・ (2)

0061

式(1)の右辺におけるSum()は、括弧内の和を算出する関数であり、具体的には、各方向ベクトルの和を算出する。Normalize()は、括弧内の数値正規化する関数であり、合計された方向ベクトルを正規化する。式(2)の右辺におけるProject()は、基準とするベクトルに対する直交方向のベクトルを算出する関数であり、例えば、グラム・シュミット正規直交化法を用いる。

0062

また、第1の領域30の中心位置を基準とし、第1の領域30の中心位置から仮の第2の領域40の中心位置までの移動距離は、例えば以下の式(3)を用いて算出される。

0063

Offset’=Average(A’,B’,C’,D’,E’,F’,G’,H’) ・・・ (3)

0064

式(3)の右辺におけるAverage()は、括弧内の平均を算出する関数であり、具体的には、歪み立体である仮の第2の領域40の中心位置を算出する。

0065

処理回路129は、記憶装置127に記憶されている磁場情報に基づき、歪補正後の第1の領域30の各頂点から歪補正前の仮の第2の領域40の各頂点を算出する。次に、処理回路129は、仮の第2の領域40のSO方向の単位ベクトルSO’と、仮の第2の領域40のPE方向の単位ベクトルPE’と、中心位置の移動距離Offset’を算出する。そして、処理回路129は、SO’と、PE’と、Offset’とを用いて、第1の領域30から第2の領域を生成する。換言すれば、処理回路129は、第1の領域30を並進および回転させて第2の領域を生成する。

0066

ここで、第1の領域30における撮像部位に着目して補正を行いたい場合、例えば以下の式(4)を用いて、各頂点が補正する領域に合わせるように縮小されてもよい。

0067

Point=OffsetVector+(PE_vector)*PE_FOV/2*Kpe+(RO_vector)*RO_FOV/2*Kro+(SO_vector)*SO_FOV/2*Kso ・・・ (4)

0068

式(4)の右辺におけるOffsetVectorは、例えば、第1の領域30の中心位置から各頂点までのベクトルである。PE_FOVは、PE方向のFOVサイズである。Kpeは、PE方向のFOVサイズに対する割合を示す係数である。RO_FOVは、リードアウト(Read Out:RO)方向のFOVサイズである。Kroは、RO方向のFOVサイズに対する割合を示す係数である。SO_FOVは、SO方向のFOVサイズである。Ksoは、SO方向のFOVサイズに対する割合を示す係数である。

0069

上記各係数Kpe,Kro,Ksoは、重みづけのための係数であり、換言すると、各係数は、撮像断面補正手法を適用する領域に関するパラメータである。これらのパラメータはユーザにより、或いはプリセットにより設定される。例えば、FOV中心周辺を重視すべき場合、ユーザは、各係数の値を小さくするように設定する。また、体積全体の一致率を重視する場合、ユーザは、各係数の値を大きくするように設定する。また、中心スライスを重視する場合、ユーザは、Ksoの値を小さくするように設定する。よって、処理回路129は、撮像部位に基づいて撮像断面補正手法を適用する領域を変更することができる。

0070

なお、上記各係数は、例えばFOVに対する範囲を狭める場合、0.0から1.0までの範囲で設定されるが、これに限らない。例えばFOVに対する範囲を広げる場合、上記各係数は、1.0よりも大きい値に設定されてもよい。

0071

図7は、一実施形態において、撮像断面補正の手法における歪み立体の直方体近似を説明する図である。例えば、図7に示すように、仮の第2の領域50は、頂点A’,B’,C’,D’,E’,F’,G’,H’を結んだ立体の領域である。第2の領域60は、仮の第2の領域50に対して直方体近似を行った領域である。

0072

処理回路129は、仮の第2の領域50に対して直方体近似を用いた逆補正を行うことによって第2の領域60を生成する。具体的には、処理回路129は、歪み立体である仮の第2の領域を全て包含するような直方体に相当する第2の領域を生成する。または、処理回路129は、歪み立体である第2の領域の体積の一致率が一番高くなるように直方体の第2の領域を生成する。

0073

処理回路129は、表示制御機能129gにより、上記各機能の処理中、或いはユーザの操作中に発生する様々な注意などをディスプレイ125に表示する。例えば、処理回路129は、領域境界線を位置決め画像に重畳表示する。図8は、一実施形態において、位置決め画像上に重畳される境界線を例示する図である。例えば、図8に示すように、処理回路129は、非歪補正画像70(第1の画像)を歪み補正して、歪補正画像80(第2の画像)を生成する。

0074

非歪補正画像70は、歪補正前の撮像部位71の一部が表示されている。撮像部位71は、非歪補正画像70内に含まれる領域72と、非歪補正画像70に含まれない領域73とを有する。

0075

歪補正画像80は、歪補正後の撮像部位81が表示されている。撮像部位81は、境界線82を挟んで、領域72に対応する第1の部分83と、領域73に対応する第2の部分84とを有する。

0076

ここで、処理回路129は、歪補正画像80の第2の部分84において、第1の領域を設定する場合、領域73に第2の領域を設定することとなる。つまり、設定された第2の領域は非歪補正画像70の外の領域に少なくとも一部が位置してしまうため、ユーザは、非歪補正画像70を表示した際に、第2の領域を確認することができない。

0077

そのため、処理回路129は、表示制御機能129gにより、歪補正画像80において第1の領域を設定可能な第1の部分83と第1の領域を設定不可能な第2の部分84との間を示す境界線82を重畳してディスプレイ125に表示させてもよい。

0078

処理回路129は、例えば、第2の部分84に関心領域が設定された場合、関心領域が境界線82を越えたことを示す注意をディスプレイ125に表示してもよい。関心領域を設定させない例として、処理回路129は、スライス位置設定機能129eにより、第2の部分84に関心領域を設定できないようにユーザ操作を制約してもよい。

0079

また、処理回路129は、表示制御機能129gにより、歪補正画像に表示されうる撮像部位が撮像視野をはみ出して生成される場合、撮像部位が撮像視野をはみ出すことを示す注意をディスプレイ125に表示してもよい。

0080

また、処理回路129は、表示制御機能129gにより、第2の領域のスライス幅閾値を越えた場合、スライス幅の変更を促す注意をディスプレイ125に表示してもよい。

0081

また、処理回路129は、表示制御機能129gにより、第2の領域のスライス幅が閾値を越えた場合、寝台107(或いは天板107a)の移動を促す注意をディスプレイ125に表示してもよい。

0082

また、処理回路129は、表示制御機能129gにより、第2の領域のスライス幅が閾値を下回った、或いは第2の領域のスライス幅が閾値を越えた場合、逆補正の手法(撮像断面補正の手法)を切り替える提案をディスプレイ125に表示してもよい。

0083

また、処理回路129は、表示制御機能129gにより、検査プランにおいて撮像プロトコルが切り替わる場合、逆補正の手法(撮像断面補正の手法)を切り替える提案をディスプレイ125に表示してもよい。

0084

また、処理回路129は、表示制御機能129gにより、撮像目的がバイオプシーなどの計測の場合、逆補正をするか否かの提案をディスプレイ125に表示してもよい。

0085

(第1の処理例)
図9は、一実施形態における処理回路にて実行される処理を例示するフローチャートである。図9の処理は、例えば、ユーザなどによりインタフェース123から撮像条件が入力されることを契機として、処理回路129が撮像断面補正手法の決定に関するプログラムを実行することにより開始される。

0086

(ステップST10)
処理回路129は、システム制御機能129aにより、撮像条件を取得する。処理回路129は、撮像条件に関する撮像プロトコル(或いは、検査プロトコル)を撮像制御回路121へと出力する。

0087

(ステップST11)
撮像制御回路121は、撮像プロトコルに基づいてロケータ撮像を実行する。そして、処理回路129は、ロケータ撮像によって取得されたデータに対して、画像生成機能129bおよび歪み補正機能129cにより、歪補正画像を生成する。

0088

(ステップST12)
処理回路129は、決定機能129dにより、取得された撮像条件に基づいて撮像断面補正手法を決定する。例えば、処理回路129は、撮像条件に含まれる被検体の撮像部位またはシーケンス種の少なくともいずれかに基づいて逆補正の手法を決定する。

0089

(ステップST13)
処理回路129は、スライス位置設定機能129eにより、スライス位置を設定する。具体的には、処理回路129は、例えば、インタフェース123を介したユーザの指示により、歪補正画像上においてスライス位置を設定する。

0090

(ステップST14)
撮像制御回路121は、決定された撮像断面補正手法と設定されたスライス位置とに基づいて撮像を実行する。具体的には、処理回路129は、領域算出機能129fにより、設定されたスライス位置に対して決定された撮像断面補正手法を適用することによって、非歪補正画像上における第2の領域を決定する。そして、撮像制御回路121は、第2の領域に基づいて撮像を実行する。ステップST14の後、処理は終了する。

0091

(第2の処理例)
図10は、一実施形態における処理回路にて実行される処理を例示するフローチャートである。図10の処理は、撮像断面補正手法のパラメータを決定する処理が追加される点において、図9の処理と異なる。図10では、ステップST12の後、処理はステップST20aへと進む。尚、ステップST10からステップST12までの処理とステップST13の処理とは、前述の説明と重複するため、説明を省略する。

0092

(ステップST20a)
処理回路129は、決定機能129dにより、取得された撮像条件に基づいて撮像断面補正手法のパラメータを決定する。例えば、処理回路129は、撮像条件に含まれる被検体の撮像部位に基づいてパラメータを決定する。より具体的には、処理回路129は、例えば、撮像部位が「頭」である場合、図2の対応表LUTを参照することによって、係数(Kpe, Kro, Kso)=(0.8, 0.5, 0.8)を決定する。ステップST20aの後、処理はステップST13、ステップST21へと進む。

0093

(ステップST21)
撮像制御回路121は、決定された撮像断面補正手法およびパラメータと、設定されたスライス位置とに基づいて撮像を実行する。具体的には、処理回路129は、領域算出機能129fにより、設定されたスライス位置に対して決定された撮像断面補正手法およびパラメータを適用することによって、非歪補正画像上における第2の領域を決定する。そして、撮像制御回路121は、第2の領域に基づいて撮像を実行する。ステップST21の後、図12の処理は終了する。

0094

(第3の処理例)
図11は、一実施形態における処理回路にて実行される処理を例示するフローチャートである。図11の処理は、位置決め画像に基づいて撮像断面補正のパラメータを決定する点において、図10の処理と異なる。具体的には、図11では、図10のステップST20aの処理の代わりに、ステップST20bの処理が行われる。

0095

(ステップST20b)
処理回路129は、決定機能129dにより、位置決め画像に基づいて撮像断面補正手法のパラメータを決定する。例えば、処理回路129は、位置決め画像である歪補正画像に対して領域セグメンテーション処理を行うことによって位置決め画像から撮像部位の領域を抽出し、歪補正画像に対する撮像部位の割合を示す係数をパラメータとして決定する。ステップST20bの後、処理はステップST13へと進む。

0096

(第4の処理例)
図12は、一実施形態における処理回路にて実行される処理を例示するフローチャートである。図12の処理は、撮像条件と、さらにスライス位置とに基づいて撮像断面補正手法を決定する点において、図9から図11までの処理と異なる。図12では、ステップST12が省略され、ステップST11の後、処理はステップST13へと進む。また、図12では、ステップST13の後、処理はステップST30へと進む。尚、ステップST10とステップST11との処理は、前述の説明と重複するため、説明を省略する。

0097

(ステップST30)
処理回路129は、決定機能129dにより、取得された撮像条件および設定されたスライス位置に基づいて撮像断面補正手法を決定する。例えば、処理回路129は、撮像条件に含まれる被検体の撮像部位またはシーケンス種の少なくともいずれかと、設定されたスライス位置に基づいて逆補正の手法を決定する。ステップST30の後、処理はステップST14へと進む。

0098

(ステップST14)
撮像制御回路121は、決定された撮像断面補正手法と設定されたスライス位置とに基づいて撮像を実行する。具体的には、処理回路129は、領域算出機能129fにより、設定されたスライス位置に対して決定された撮像断面補正手法を適用することによって、非歪補正画像上における第2の領域を決定する。そして、撮像制御回路121は、第2の領域に基づいて撮像を実行する。ステップST14の後、図12の処理は終了する。

0099

なお、図12の処理において、撮像断面補正手法のパラメータを決定する処理が含まれてもよい。

0100

以上説明したように一実施形態によれば、MRI装置は、磁場の歪みの影響を受けた非歪補正画像(第1の画像)から、歪みの影響を補正した歪補正画像(第2の画像)を生成し、歪補正画像において第1の領域を設定する。そしてMRI装置は、第1の領域に対応する、歪補正画像上の第2の領域を算出する処理を撮像条件に応じて異ならせて実行する。従って、MRI装置は、磁場の歪みの影響に応じた処理をすることができるため、撮像条件に基づく最適な撮像断面補正を行うことができる。

0101

また、一実施形態によれば、MRI装置は、非歪補正画像における第2の領域に基づいて撮像を実行する。一実施形態によれば、MRI装置は、非歪補正画像における第1の領域に対して被検体の撮像部位の情報に対応付けられた逆補正の手法を適用することによって、第2の領域を生成する。一実施形態によれば、MRI装置は、第1の領域に対してシーケンス種の情報に対応付けられた逆補正の手法を適用することによって、第2の領域を生成する。

0102

また、一実施形態によれば、MRI装置は、歪補正画像に対して、第1の領域を設定可能な第1の部分と第1の領域を設定不可能な第2の部分との間を示す境界線を重畳してディスプレイに表示させる。一実施形態によれば、MRI装置は、第2の部分に関心領域が設定された場合、関心領域が境界線を越えたことを示す注意をディスプレイに表示させる。

0103

また、一実施形態によれば、MRI装置は、第2の部分に関心領域を設定できないようにユーザ操作を制約する。一実施形態によれば、MRI装置は、歪補正画像に表示されうる撮像部位が撮像視野をはみ出して生成される場合、撮像部位が撮像視野をはみ出すことを示す注意をディスプレイに表示する。

0104

また、一実施形態によれば、MRI装置は、第2の領域のスライス幅が閾値を越えた場合、寝台の移動を促す注意をディスプレイに表示する。一実施形態によれば、MRI装置は、第2の領域のスライス幅が閾値を下回った、或いは第2の領域のスライス幅が閾値を越えた場合、逆補正の手法を切り替える提案をディスプレイに表示する。

0105

また、一実施形態によれば、MRI装置は、撮像条件に基づいて歪みに関する逆補正の手法を決定する。一実施形態によれば、MRI装置は、第1の領域を並進させて第2の領域を生成する。一実施形態によれば、MRI装置は、第1の領域を回転させて第2の領域を生成する。

0106

また、一実施形態によれば、MRI装置は、第1の領域に関する位置に基づく手法の逆補正を用いる。一実施形態によれば、MRI装置は、第1の領域の中心の位置に基づく手法の逆補正を用いる。一実施形態によれば、MRI装置は、第1の領域の各頂点の位置に基づく手法の逆補正を用いる。一実施形態によれば、MRI装置は、第1の領域が、厚みを有するスラブである場合、直方体近似をさらに用いた逆補正を行う。

0107

また、一実施形態によれば、MRI装置は、撮像部位に基づく、第1の領域に関する手法を適用する領域に関するパラメータを用いる。

0108

以上説明した少なくとも一実施形態によれば、MRI装置は、撮像条件に基づいて最適な撮像断面補正を行うことができる。

0109

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

0110

10,30 第1の領域
20,40,50 仮の第2の領域
60 第2の領域
70 非歪補正画像
71,81撮像部位
72,73 領域
80 歪補正画像
82境界線
83 第1の部分
84 第2の部分
100磁気共鳴イメージング装置
101静磁場磁石
103傾斜磁場コイル
107寝台
107a天板
111ボア
115送信コイル
117受信コイル
LUT対応表

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