JP6996985B2 - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Description

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。

膝軟骨の損傷度合いを評価する方法として、スピン格子緩和時定数であるＴ１ρの情報を用いる方法がある。Ｔ１ρの情報を反映したＴ１ρ画像は、例えば、スピンロックパルスと呼ばれる所定のパルスを印加したのちデータ収集を行うことで、生成することができる。

しかしながら、Ｔ１ρ画像に係るパルスシーケンスの実行には、一般に長時間の撮像時間が必要となる。

特開２０１１－２４７２２号公報 特表２０１４－５０２９１０号公報

本発明が解決しようとする課題は、撮像時間を短縮することである。

実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、抽出部と、シーケンス制御部とを備える。抽出部は、被検体の軟骨領域を含んで実行された第１のスキャンより得られた画像に基づいて、前記軟骨領域を抽出する。シーケンス制御部は、前記抽出部が抽出した前記軟骨領域に対して、Ｔ１ρ画像を生成するための第２のスキャンを実行する。

図１は、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置を示す図である。 図２は、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置が実行するパルスシーケンスの一例である。 図３は、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置が行う処理の手順を示したフローチャートである。 図４は、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置が行う処理について説明した図である。 図５は、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置が行う処理について説明した図である。 図６は、第１の実施形態に磁気共鳴イメージング装置が実行するパルスシーケンスについて説明した図である。 図７は、第２の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置が行う処理の手順を示したフローチャートである。 図８は、第２の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置が実行するパルスシーケンスの一例である。 図９は、第２の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置が行う処理の一例を示した図である。 図１０は、第２の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置が生成する画像の一例を示した図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ここで、互いに同じ構成には共通の符号を付して、重複する説明は省略する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００を示すブロック図である。図１に示すように、磁気共鳴イメージング装置１００は、静磁場磁石１０１と、静磁場電源（図示しない）と、傾斜磁場コイル１０３と、傾斜磁場電源１０４と、寝台１０５と、寝台制御回路１０６と、送信コイル１０７と、送信回路１０８と、受信コイル１０９と、受信回路１１０と、シーケンス制御回路１２０と、コンピューター１３０（「画像処理装置」とも称される）とを備える。なお、磁気共鳴イメージング装置１００に、被検体Ｐ（例えば、人体）は含まれない。また、図１に示す構成は一例に過ぎない。例えば、シーケンス制御回路１２０及びコンピューター１３０内の各部は、適宜統合若しくは分離して構成されてもよい。

静磁場磁石１０１は、中空の略円筒形状に形成された磁石であり、内部の空間に静磁場を発生する。静磁場磁石１０１は、例えば、超伝導磁石等であり、静磁場電源から電流の供給を受けて励磁する。静磁場電源は、静磁場磁石１０１に電流を供給する。別の例として、静磁場磁石１０１は、永久磁石でもよく、この場合、磁気共鳴イメージング装置１００は、静磁場電源を備えなくてもよい。また、静磁場電源は、磁気共鳴イメージング装置１００とは別に備えられてもよい。

傾斜磁場コイル１０３は、中空の略円筒形状に形成されたコイルであり、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、及び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ており、これら３つのコイルは、傾斜磁場電源１０４から個別に電流の供給を受けて、Ｘ、Ｙ、及びＺの各軸に沿って磁場強度が変化する傾斜磁場を発生する。傾斜磁場コイル１０３によって発生するＸ、Ｙ、及びＺの各軸の傾斜磁場は、例えば、スライス用傾斜磁場Ｇs、位相エンコード用傾斜磁場Ｇe、及びリードアウト用傾斜磁場Ｇrである。傾斜磁場電源１０４は、傾斜磁場コイル１０３に電流を供給する。

寝台１０５は、被検体Ｐが載置される天板１０５ａを備え、寝台制御回路１０６による制御の下、天板１０５ａを、被検体Ｐが載置された状態で、傾斜磁場コイル１０３の空洞（撮像口）内へ挿入する。通常、寝台１０５は、長手方向が静磁場磁石１０１の中心軸と平行になるように設置される。寝台制御回路１０６は、コンピューター１３０による制御の下、寝台１０５を駆動して天板１０５ａを長手方向及び上下方向へ移動する。送信コイル１０７は、傾斜磁場コイル１０３の内側に配置され、送信回路１０８からＲＦパルスの供給を受けて、高周波磁場を発生する。送信回路１０８は、対象とする原子の種類及び磁場強度で定まるラーモア（Larmor）周波数に対応するＲＦパルスを送信コイル１０７に供給する。

受信コイル１０９は、傾斜磁場コイル１０３の内側に配置され、高周波磁場の影響によって被検体Ｐから発せられる磁気共鳴信号（以下、必要に応じて、「ＭＲ信号」と呼ぶ）を受信する。受信コイル１０９は、磁気共鳴信号を受信すると、受信した磁気共鳴信号を受信回路１１０へ出力する。

なお、上述した送信コイル１０７及び受信コイル１０９は一例に過ぎない。送信機能のみを備えたコイル、受信機能のみを備えたコイル、若しくは送受信機能を備えたコイルのうち、１つ若しくは複数を組み合わせることによって構成されればよい。

受信回路１１０は、受信コイル１０９から出力される磁気共鳴信号を検出し、検出した磁気共鳴信号に基づいて磁気共鳴データを生成する。具体的には、受信回路１１０は、受信コイル１０９から出力される磁気共鳴信号をデジタル変換することによって磁気共鳴データを生成する。また、受信回路１１０は、生成した磁気共鳴データをシーケンス制御回路１２０へ送信する。なお、受信回路１１０は、静磁場磁石１０１や傾斜磁場コイル１０３等を備える架台装置側に備えられてもよい。

シーケンス制御回路１２０は、コンピューター１３０から送信されるシーケンス情報に基づいて、傾斜磁場電源１０４、送信回路１０８及び受信回路１１０を駆動することによって、被検体Ｐの撮像を行う。ここで、シーケンス情報は、撮像を行うための手順を定義した情報である。シーケンス情報には、傾斜磁場電源１０４が傾斜磁場コイル１０３に供給する電流の強さや電流を供給するタイミング、送信回路１０８が送信コイル１０７に供給するＲＦパルスの強さやＲＦパルスを印加するタイミング、受信回路１１０が磁気共鳴信号を検出するタイミング等が定義される。例えば、シーケンス制御回路１２０は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の電子回路である。なお、シーケンス制御回路１２０が実行するパルスシーケンスの詳細については、後述する。シーケンス制御回路１２０は、シーケンス制御部の一例である。

さらに、シーケンス制御回路１２０は、傾斜磁場電源１０４、送信回路１０８及び受信回路１１０を駆動して被検体Ｐを撮像した結果、受信回路１１０から磁気共鳴データを受信すると、受信した磁気共鳴データをコンピューター１３０へ転送する。

コンピューター１３０は、磁気共鳴イメージング装置１００の全体制御や、画像の生成等を行う。コンピューター１３０は、メモリ１３２、入力インタフェース１３４、ディスプレイ１３５、処理回路１５０を備える。処理回路１５０は、インタフェース機能１３１、制御機能１３３、画像生成機能１３６、抽出機能１３７を備える。

第１の実施形態では、インタフェース機能１３１、制御機能１３３、画像生成機能１３６、抽出機能１３７にて行われる各処理機能は、コンピューター１３０によって実行可能なプログラムの形態でメモリ１３２へ記憶されている。処理回路１５０はプログラムをメモリ１３２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１５０は、図１の処理回路１５０内に示された各機能を有することになる。なお、図１においては単一の処理回路１５０にて、インタフェース機能１３１、制御機能１３３、画像生成機能１３６、抽出機能１３７にて行われる処理機能が実現されるものとして説明するが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路１５０を構成し、各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も構わない。換言すると、上述のそれぞれの機能がプログラムとして構成され、１つの処理回路１５０が各プログラムを実行する場合であってもよい。別の例として、特定の機能が専用の独立したプログラム実行回路に実装される場合であってもよい。なお、制御機能１３３は、画像生成機能１３６は、それぞれ制御部、画像生成部の一例である。

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（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）或いは、特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：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）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサはメモリ１３２に保存さ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。

また、メモリ１３２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１０６、送信回路１０８、受信回路１１０等も同様に、上記のプロセッサ等の電子回路により構成される。

処理回路１５０は、インタフェース機能１３１により、シーケンス情報をシーケンス制御回路１２０へ送信し、シーケンス制御回路１２０から磁気共鳴データを受信する。また、磁気共鳴データを受信すると、インタフェース機能１３１を有する処理回路１５０は、受信した磁気共鳴データをメモリ１３２に格納する。

メモリ１３２に格納された磁気共鳴データは、制御機能１３３によってｋ空間に配置される。この結果、メモリ１３２は、ｋ空間データを記憶する。

メモリ１３２は、インタフェース機能１３１を有する処理回路１５０によって受信された磁気共鳴データや、制御機能１３３を有する処理回路１５０によってｋ空間に配置されたｋ空間データ、画像生成機能１３６を有する処理回路１５０によって生成された画像データ等を記憶する。例えば、メモリ１３２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等である。

入力インタフェース１３４は、操作者からの各種指示や情報入力を受け付ける。入力インタフェース１３４は、例えば、マウスやトラックボール等のポインティングデバイス、モード切替スイッチ等の選択デバイス、あるいはキーボード等の入力デバイスである。ディスプレイ１３５は、制御機能１３３を有する処理回路１５０による制御の下、撮像条件の入力を受け付けるためのＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）や、画像生成機能１３６を有する処理回路１５０によって生成された画像等を表示する。ディスプレイ１３５は、例えば、液晶表示器等の表示デバイスである。ディスプレイ１３５は、表示部の一例である。

処理回路１５０は、制御機能１３３により、磁気共鳴イメージング装置１００の全体制御を行い、撮像や画像の生成、画像の表示等を制御する。例えば、制御機能１３３を有する処理回路１５０は、撮像条件（撮像パラメータ等）の入力をＧＵＩ上で受け付け、受け付けた撮像条件に従ってシーケンス情報を生成する。また、制御機能１３３を有する処理回路１５０は、生成したシーケンス情報をシーケンス制御回路１２０へ送信する。

処理回路１５０は、画像生成機能１３６により、ｋ空間データをメモリ１３２から読み出し、読み出したｋ空間データにフーリエ変換等の再構成処理を施すことで、画像を生成する。また、抽出機能１３７については後述する。

続いて、実施形態に係る背景について、簡単に説明する。

膝軟骨の損傷度合いを評価する方法として、スピン格子緩和時定数であるＴ１ρの情報を用いる方法がある。シーケンス制御回路１２０は、例えば、スピンロックパルスと呼ばれる所定のパルスを印加したのちデータ収集を行うことで、Ｔ１ρの情報を反映したＴ１ρ画像を生成することができる。

図２に、Ｔ１ρ画像の生成にかかるパルスシーケンスの一例が示されている。図２は、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００が実行するパルスシーケンスの一例である。

はじめに、シーケンス制御回路１２０は、９０度パルス１を例えば領域非選択的に印加する。この結果、静磁場方向をｚ軸とすると、磁化はｙ軸方向に倒される。続いて、シーケンス制御回路１２０は、低出力のＲＦパルスであるスピンロックパルス２ａを、ｙ軸方向に倒された磁化に加え続ける。スピンロックパルス２ａが印加され続けられる時間はＴＳＬ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｓｐｉｎ Ｌｏｃｋ）と呼ばれる。スピンロックパルス２ａが印加されている間、磁化には、回転座標系で考えたとき、スピン格子緩和の時定数Ｔ１ρに従って、スピン格子緩和が起こる。続いて、シーケンス制御回路１２０は、９０度パルス３を再び印加し、ｙ軸方向に倒された磁化を再びｚ軸方向に戻す。この段階で、シーケンス制御回路１２０は、データ収集シーケンスを実行し、データ収集４を行う。なお、ここで実行されるデータ収集シーケンスの種類については特に制限はなく、撮像の目的に応じた様々なデータ収集シーケンスが実行される。

続いて、次の収集を開始するまでの待ち時間１０の経過後、シーケンス制御回路１２０は、９０度パルス１を印加し、ＴＳＬを変化させてスピンロックパルス２ｂを印加し、以下同様にデータ収集４を行う。これら複数のＴＳＬにおいて得られたデータに基づいて、処理回路１５０は、画像生成機能１３６により、Ｔ１ρ画像を生成する。

ひざ軟骨をＴ１ρ画像を用いて撮像する場合、例えばスライス枚数を増やすことにより、良好なコントラストを得ることができる。また、撮像領域を複数のセグメントに分割し、１回の収集範囲を減らして収集回数を増やすことにより、良好なコントラストを得ることができる。

しかしながら、これらの場合、Ｔ１ρ画像を生成するためには、一般に撮像時間が長時間に及ぶこともある。例えば、撮像時間が数十分以上必要になることもあり、検査スループットの負担になる場合もある。

かかる背景に鑑み、実施形態において、処理回路１５０は、抽出機能１３７により、被検体Ｐの軟骨領域を含んで実行された第１のスキャンにより得られた画像に基づいて、軟骨領域を抽出し、シーケンス制御回路１２０は、抽出した軟骨領域に対して、Ｔ１ρ画像を生成するための第２のスキャンを実行する。

図３～図６を用いて、かかる処理の詳細について説明する。図３は、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００が行う処理の手順を示したフローチャートである。図４及び図５は、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００が行う処理について説明した図である。図６は、第１の実施形態に磁気共鳴イメージング装置１００が実行するパルスシーケンスについて説明した図である。

はじめに、シーケンス制御回路１２０は、第１のスキャンを実行する（ステップＳ１００）。ここで、第１のスキャンは、被検体Ｐの軟骨領域を含んで実行され、例えば膝全体が撮像範囲に含まれているようなスキャンである。第１のスキャンとしては、例えば３次元のＴ２強調画像やＴ２＊強調画像等、骨と軟骨を区別することのできる画像を得るためのスキャンが挙げられる。なお、Ｔ１ρ画像を生成するための本スキャンである第２のスキャンに対する予備スキャンが第１のスキャンとして実行される場合でもよいし、別の目的や方法で膝全体を撮像したスキャンを第１のスキャンとして使用してもよい。例えば、シーケンス制御回路１２０は、膝の撮像において通常デフォルトで実行されるスキャンを、第１のスキャンとして使用してもよい。

続いて、処理回路１５０は、抽出機能１３７により、第１のスキャンにより収集された画像から、軟骨領域を抽出する（ステップＳ１１０）。例えば、処理回路１５０は、抽出機能１３７により、第１のスキャンにより収集された画像から特徴点を抽出し、抽出した特徴点を用いて、軟骨領域を抽出する。また、処理回路１５０は、抽出機能１３７により、抽出された軟骨領域に基づいて、Ｔ１ρ画像を生成するための第２のスキャンにおける関心領域（ＦＯＶ（Ｆｉｅｌｄ Ｏｆ Ｖｉｅｗ））を設定する。例えば、処理回路１５０は、抽出機能１３７により、抽出された軟骨領域を完全に含む長方形領域を、第２のスキャンにおける関心領域として設定する。

図４に、かかる関心領域の例が示されている。図４において、領域８は、予備スキャン（第１のスキャン）における撮像範囲を示し、関心領域９は、抽出された軟骨領域を含む、第２のスキャンにおける関心領域を示している。すなわち、処理回路１５０は、抽出機能１３７により、被検体Ｐの軟骨領域を含んで、領域８に対して実行された第１のスキャンにより収集された画像から、軟骨領域を抽出し、抽出した軟骨領域に基づいて、Ｔ１ρ画像を生成するための第２のスキャンにおける関心領域９を設定する。なお、関心領域９は、領域８と同じ向きでなくともよく、例えば関心領域９は、狭い面積で効率よく軟骨領域を撮像可能となるように、領域８に対して斜めに傾いていても良い。すなわち、処理回路１５０は、抽出機能１３７により、第１のスキャンのスキャン方向とは異なる方向で第２のスキャンを実行するように、関心領域９を設定してもよい。

図４からもわかるように、第１のスキャンにおいてスキャンされた領域８と比較して、第２のスキャンにおける関心領域９は、大幅に小さな領域となっている。従って、第２のスキャンにおける関心領域９を領域８から抽出することにより、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００においては、撮像時間を大幅に短縮することが可能となる。

続いて、処理回路１５０は、抽出機能１３７により、ステップＳ１２０により抽出された軟骨領域及び設定された関心領域９に基づいて、第２のスキャンにおけるスライス方向を決定する（ステップＳ１２０）。例えば、処理回路１５０は、抽出機能１３７により、第２のスキャンにおけるスライス枚数が最小となるように、第２のスキャンにおけるスライス方向を決定する。一例として、関心領域９が長方形である場合、処理回路１５０は、抽出機能１３７により、関心領域９の短辺に対応する方向がスライス方向となるように、スライス方向を決定する。

かかる状況が、図５に示されている。まず、図５（ａ）の場合のように、関心領域９が横長の場合、すなわち、辺９ａの長さより辺９ｂの長さが大きい場合を考える。かかる場合、辺９ａが短辺となる。このような場合、処理回路１５０は、抽出機能１３７により、辺９ａの方向を、第２のスキャンにおけるスライス方向に設定する。スライス方向をこのような方向にすることで、シーケンス制御回路１２０は、第２のスキャンにおけるスライス枚数を最小にすることができ、従って、第２のスキャンに係る撮像時間を短縮することができる。

また、図５（ｂ）の場合のように関心領域９が縦長の場合、すなわち、辺９ｂの長さより辺９ａの長さが大きい場合を考える。かかる場合、辺９ｂが短辺となる。このような場合、処理回路１５０は、抽出機能１３７により、辺９ｂの方向を、第２のスキャンにおけるスライス方向に設定する。スライス方向をこのような方向にすることで、シーケンス制御回路１２０は、第２のスキャンにおけるスライス枚数を最小にすることができ、従って、第２のスキャンに係る撮像時間を短縮することができる。

続いて、シーケンス制御回路１２０は、ステップＳ１１０で抽出機能１３７により抽出された軟骨領域に対して、抽出機能１３７により決定された関心領域９及びステップＳ１２０で抽出機能１３７により決定されたスライス方向で、Ｔ１ρ画像を生成するための第２のスキャンを実行する（ステップＳ１３０）。一例として、シーケンス制御回路１２０は、抽出機能１３７により抽出された軟骨領域に対して、抽出機能１３７により決定されたスライス方向で、図２に示されたパルスシーケンスを実行する。すなわち、シーケンス制御回路１２０は、９０度パルス１を印加し、スピンロックパルス２ａ、２ｂ等を印加し、９０度パルス３を印加した後、データ収集シーケンスを実行してデータ収集４を実行する。ここで、シーケンス制御回路１２０は、第２のスキャンとして、ＴＳＬ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｓｐｉｎ Ｌｏｃｋ）の異なる複数のスキャンを実行する。

続いて、処理回路１５０は、画像生成機能１３６により、ステップＳ１３０で実行された第２のスキャンにより得られたデータに基づいて、スピン格子緩和時定数であるＴ１ρの情報を反映した画像であるＴ１ρ画像を生成する（ステップＳ１４０）。すなわち、シーケンス制御回路１２０は、画像生成機能１３６により、ＴＳＬの異なる複数のスキャンにより得られた画像に基づいて、Ｔ１ρ画像を生成する。

なお、実施形態はこれに限られない。

ステップＳ１１０及びステップＳ１２０において、処理回路１５０が抽出機能１３７により、第２のスキャンにおける関心領域を自動抽出する場合について説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、ステップＳ１１０及びステップＳ１２０において、処理回路１５０は、ユーザからの入力を受け付けて手動で第２のスキャンにおける関心領域を抽出してもよい。

かかる場合、ステップＳ１１０において処理回路１５０が抽出機能１３７により第２のスキャンにおける関心領域９を自動抽出する代わりに、処理回路１５０は、制御機能１３３により、第１のスキャンにより生成された画像を、ディスプレイ１３５に表示させ、入力インタフェース１３４を通じて、ユーザから、軟骨領域の入力または関心領域９の入力を受け付ける。処理回路１５０は、制御機能１３３により、ユーザから受け付けた入力に基づいて、第２のスキャンにおける関心領域９等の設定を行う。

また、ステップＳ１２０において処理回路１５０が抽出機能１３７によりスライス方向を自動決定する代わりに、処理回路１５０は、制御機能１３３により、ユーザからスライス方向の入力を受け付けても良い。

ステップＳ１００において、第２のスキャンを実行する磁気共鳴イメージング装置１００が、第１のスキャンを実行し、軟骨領域を抽出するための画像を生成する場合について説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、軟骨領域を抽出するための画像は、磁気共鳴イメージング装置１００とは異なる磁気共鳴イメージング装置が実行するスキャンにより生成された画像であってもよい。また、軟骨領域を抽出するための画像は、Ｘ線ＣＴ装置等、磁気共鳴イメージング装置１００とは異なるモダリティが実行するスキャンにより生成された画像であってもよい。処理回路１５０は、制御機能１３３により、例えばＤＩＣＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｉｎ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ）等のフォーマットにより、ＰＡＣＳ（Ｐｉｃｔｕｒｅ Ａｒｃｈｉｖｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）等を用いて、異なる磁気共鳴イメージング装置や異なるモダリティにて生成された画像を取得することができる。

また、シーケンス制御回路１２０は、ステップＳ１３０において、複数のセグメントに分けて、第２のスキャンを実行してもよい。ここで、セグメント数を増やした場合、１回のスピンロックパルスの印加に対して収集される領域は減少するが、画像のコントラストは増加する。一方、セグメント数を増やした場合、撮像時間は増加する。

かかる状況が、図６に示されている。図６（ａ）は、分割するセグメント数が少ない場合、例えば、セグメント数が「２」である場合にステップＳ１３０においてシーケンス制御回路１２０が実行するパルスシーケンスの例を示す。また、図６（ｂ）は、分割するセグメント数が多い場合、例えば、セグメント数が「４」である場合にステップＳ１３０においてシーケンス制御回路１２０が実行するパルスシーケンスの例を示す。

図６（ａ）のように、分割するセグメント数が少ない場合、１回のスピンロックパルスあたり、より多くの領域のデータを収集する必要があるので、データ収集５の時間は長くなる。一方、図６（ｂ）のように、分割するセグメント数が大きい場合、１回のスピンロックパルスあたりデータ収集する必要がある領域は小さくなる。よって、データ収集６の時間は短くなる。

ここで、データ収集が行われる時刻が、９０度パルス３の印加時刻から長時間経過してしまうと、収集されるデータに、Ｔ１ρ成分以外の要素が大きく含まれてしまう。よって、かかるデータの質は低下してしまう。従って、例えばデータ収集５において期間１１に収集されたデータ及びデータ収集６において期間１３に収集されたデータの質は、９０度パルス３の印加時刻から長時間系経過していないため大きくは低下しないが、例えばデータ収集５において期間１２に収集されたデータの質は、９０度パルス３の印加時刻から長時間経過しているため、低下してしまう。従って、分割するセグメント数が少ない場合、画像のコントラストは低下し、逆に分割するセグメント数が多い場合、画像のコントラストは向上する。

一方、例えばセグメント数が「４」の場合、セグメント数が「２」の場合と比較して、１回のスピンロックパルスの印加あたりに収集されるデータの量は半分になるので、スピンロックパルスの印加回数は２倍になり、撮像時間は増加する。従って、分割するセグメント数が少ない場合、撮像時間は減少し、逆に分割するセグメント数が多い場合、撮像時間は増加する。

従って、シーケンス制御回路１２０は、ユーザから予め指定されたセグメント数で、ステップＳ１３０において、複数のセグメントに分けて、第２のスキャンを実行してもよい。

例えば、シーケンス制御回路１２０は、ステップＳ１００の実行前に、分割するセグメント数を変えて、複数のセグメント数で、それぞれＴ１ρ画像を生成するための試験的なスキャンを実行してもよい。例えば、シーケンス制御回路１２０は、セグメント数が「２」、「４」及び「８」で、合計３回、試験的なスキャンを実行する。処理回路１５０は、画像生成機能１３６により、当該複数のセグメント数それぞれで実行されたスキャンごとに、Ｔ１ρ画像を生成する。例えば、処理回路１５０は、画像生成機能１３６により、セグメント数が「２」に対応するＴ１ρ画像、セグメント数が「４」に対応するＴ１ρ画像、セグメント数が「８」に対応するＴ１ρ画像を生成する。処理回路１５０は、制御機能１３３により、それらのＴ１ρ画像をディスプレイ１３５に表示させ、入力インタフェース１３４を通じて、ユーザから、ステップＳ１３０において第２のスキャンが実行されるセグメント数の値の入力を受け付ける。シーケンス制御回路１２０は、処理回路１５０がユーザから受け付けたセグメント数で、ステップＳ１３０において第２のスキャンを実行する。

なお、セグメント数を決定するための試験的なスキャンや、セグメント数の決定は、患者ごと、撮影ごとに行われる必要はなく、ユーザは例えば一度決定されたセグメント数で、多数の患者の撮影をおこなってもよい。

以上のように、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置によれば、膝軟骨の撮像において、撮像時間を短縮することができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、図７～図１０を用いて、Ｔ１ρ画像に係るスキャン（第２のスキャン）の待ち時間に、別の種類のスキャンを実行する場合や、Ｔ１ρ画像を、他の種類の画像と合成し合成画像を生成する場合について説明する。

図７は、第２の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００が行う処理の手順を示したフローチャートである。

はじめに、図３で説明したステップＳ１００からステップＳ１２０までの処理が、必要に応じて実行される。続いて、図３のステップＳ１３０及びステップＳ１４０の代わりに、図７のステップＳ２００～ステップＳ２３０の処理が実行される。

シーケンス制御回路１２０は、Ｔ１ρ画像に係るスキャンを実行するとともに、待ち時間に別のスキャンを実行する（ステップＳ２００）。かかる状況が、図８に示されている。図８は、第２の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置が実行するパルスシーケンスの一例である。

第１の実施形態と同様に、シーケンス制御回路１２０は、９０度パルス１を印加したのち、スピンロックパルス２ａ、２ｂ等を印加し、９０度パルス３を再び印加した後データ収集４を行うことにより、ＴＳＬの異なる複数のスキャンを行う。ここで、データ収集４が終了する直後は、縦磁化は緩和しておらず、このタイミングで次の９０度パルス１を印加すると正しいデータが得られない場合がある。従って、データ収集４の終了から次の９０度パルス１の印加まで、ＴＳＬの異なる複数のスキャンが実行されていない時間である待ち時間１０が必要となる。第２の実施形態において、シーケンス制御回路１２０は、ＴＳＬの異なるスキャンが実行されていない時間である待ち時間１０に、第２のスキャンとは異なるスキャンである第３のスキャン７を実行する。第３のスキャン７としては、例えば、Ｔ１ρ撮像前後に通常実施するであろう種類のスキャンが選ばれる。例えば、シーケンス制御回路１２０は、待ち時間１０に、プロトン密度（ＰＤ）強調画像を生成するためのスキャンやＴ２強調画像を生成するためのスキャンを、第３のスキャン７として実行する。第３のスキャン７としては、例えば小さなフリップ角で撮像が可能な種類のスキャンが、例えば選択される。シーケンス制御回路１２０は、第２のスキャンとして、ＴＳＬの異なる複数のスキャンを実行するので、待ち時間１０に実行される第３のスキャン７も、複数のスキャンから構成される。これらの複数のスキャンは、同一の撮像条件で行われる同じ種類のスキャンであってもよいし、撮像条件を少しずつ変えながら実行される同じ種類のスキャンであってもよいし、違う種類のスキャンから構成されてもよい。

なお、シーケンス制御回路１２０は、ＴＳＬに応じて、待ち時間１０の間に実施する第３のスキャン７に含まれる各スキャンを実行してもよい。例えば、シーケンス制御回路１２０は、ＴＳＬに応じて、分解能や関心領域の大きさを変化させながら、第３のスキャン７に含まれる各スキャンを実行する。一例として、ＴＳＬが小さい場合には、次の９０度パルス１の印加までの待ち時間１０は大きくなることから、第３のスキャン７としては、高分解能での撮影が可能になる。従って、シーケンス制御回路１２０は、ＴＳＬが小さい場合には、待ち時間１０に実行する第３のスキャン７を高分解能のスキャンとし、ＴＳＬが大きい場合には、待ち時間１０に実行する第３のスキャン７を低分解能のスキャンとする。また、例えば、シーケンス制御回路１２０は、ＴＳＬが小さい場合には、待ち時間１０に実行する第３のスキャン７の関心領域の大きさを大きくし、ＴＳＬが大きい場合には、待ち時間１０に実行する第３のスキャン７の関心領域の大きさを小さくしてもよい。

続いて、処理回路１５０は、画像生成機能１３６により、Ｔ１ρ画像に係るスキャンである第２のスキャンにより得られたデータに基づいて、第１の画像を生成する（ステップＳ２１０）。例えば、図９のパネル２０に示されているように、処理回路１５０は、画像生成機能１３６により、ＴＳＬの異なる複数のスキャンである第２のスキャンに基づいて得られたデータから、異なるＴＳＬそれぞれに対応する第１の画像２０ａ～２０ｄを生成する。

また、処理回路１５０は、画像生成機能１３６により、待ち時間１０に実行されたスキャンである第３のスキャン７により得られたデータに基づいて、第２の画像を生成する（ステップＳ２２０）。例えば、図９のパネル３０に示されているように、処理回路１５０は、画像生成機能１３６により、待ち時間１０に実行された第３のスキャン７に含まれる各スキャンに基づいて得られたデータから、第２の画像３０ａ～３０ｄを生成する。

続いて、処理回路１５０は、画像生成機能１３６により、ステップＳ２１０において生成された第１の画像及びステップＳ２２０において生成された第２の画像に基づいて、合成画像を生成する（ステップＳ２３０）。例えば、図９に示されているように、処理回路１５０は、第２のスキャンにより得られた画像である第１の画像２０ａ～２０ｄと第３のスキャンにより得られた画像である第２の画像３０ａ～３０ｄとを合成して、合成画像４０を生成する。

また、処理回路１５０は、画像生成機能１３６により、第１のスキャンにより得られた画像と、第２のスキャンにより得られた画像を合成して、合成画像を生成してもよい。例えば、処理回路１５０は、画像生成機能１３６により、第１のスキャンにより得られた画像である画像２５と、第２のスキャンにより得られた画像である第１の画像２０ａ～２０ｂとを合成して、合成画像４０を生成してもよい。

かかる合成画像４０の例が、図１０に示されている。図１０は、第２の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置が生成する画像の一例を示した図である。合成画像４０は、膝全体の画像と、膝軟骨部のＴ１ρ画像が合成された合成画像であるため、ユーザは、膝全体の情報と、膝軟骨部分のＴ１ρの情報とを、１画像内で同時に参照することができる。その結果、ユーザの利便性が向上する。

また、例えば、処理回路１５０は、画像生成機能１３６により、第１のスキャンにより得られた画像である画像２５と、第３のスキャン７により得られた画像である第２の画像３０ａ～３０ｄとを合成して、合成画像４０を生成してもよい。

また、例えば、処理回路１５０は、画像生成機能１３６により、第１のスキャンにより得られた画像である画像２５と、第２のスキャンにより得られた画像である第１の画像２０ａ～２０ｄとを合成して、合成画像４０を生成してもよく、更に第３のスキャン７により得られた画像である第２の画像３０ａ～３０ｄとを合成して、合成画像４０を生成してもよい。

なお、実施形態はこれに限られない。

ステップＳ２００において、シーケンス制御回路１２０は、第３のスキャンの実行のため、必要に応じて、脂肪抑制パルスや反転パルス等を、スピンロックパルス２ａ等の前後で印加してもよい。

また、ステップＳ２００において、シーケンス制御回路１２０が、第３のスキャンに含まれる各スキャンを同一のスキャンする場合、処理回路１５０が画像生成機能１３６により、それら各スキャンのデータを積算（アベレージング）して、画像を生成してもよい。これにより、画像のＳＮ比を向上させることができる。

以上のように、第２の実施形態においては、待ち時間１０に別のスキャンが行われることで、トータルでの撮像時間を短縮することができる。また、合成画像４０が生成されることで、一つの画像に多くの情報量が含まれることになることから、ユーザは画像診断をより簡便に行うことができる。

以上、少なくとも一つの実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００によれば、撮像時間を短縮することができる。

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。

１３７ 抽出機能
１２０ シーケンス制御回路

Claims (9)

1. 被検体の軟骨領域を含んで実行された第１のスキャンにより得られた画像に基づいて、前記軟骨領域を抽出する抽出部と、
   前記抽出部が抽出した前記軟骨領域に対して、Ｔ１ρ画像を生成するための第２のスキャンを実行するシーケンス制御部と
   を備える磁気共鳴イメージング装置。
2. 前記抽出部は、前記画像から特徴点を抽出し、抽出した前記特徴点を用いて、前記軟骨領域を抽出する、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
3. 前記第１のスキャンは、３次元のＴ２強調画像を生成するためのスキャンである、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
4. 前記抽出部は、抽出した前記軟骨領域に基づいて、前記第２のスキャンにおけるスライス方向を決定し、
   前記シーケンス制御部は、前記抽出部が決定した前記スライス方向で前記第２のスキャンを実行する、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
5. 前記第１のスキャンにより得られた画像と、前記第２のスキャンにより得られた画像とを合成して合成画像を生成する画像生成部を備える、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
6. 前記シーケンス制御部は、前記第２のスキャンとして、ＴＳＬ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｓｐｉｎ Ｌｏｃｋ）の異なる複数のスキャンを実行し、
   前記ＴＳＬの異なる複数のスキャンにより得られた画像に基づいて、前記Ｔ１ρ画像を生成する画像生成部を更に備える、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
7. 前記シーケンス制御部は、前記ＴＳＬの異なる複数のスキャンが実行されていない時間である待ち時間に、第３のスキャンを実行する、請求項６に記載の磁気共鳴イメージング装置。
8. 前記シーケンス制御部は、前記ＴＳＬに応じて、前記第３のスキャンに含まれる各スキャンを実行する、請求項７に記載の磁気共鳴イメージング装置。
9. 前記画像生成部は、前記第１のスキャンにより得られた画像と、前記第２のスキャンにより得られた画像のうち少なくとも一方と、前記第３のスキャンにより得られた画像とを合成して合成画像を生成する、請求項７に記載の磁気共鳴イメージング装置。

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