JP2004305454A

JP2004305454A - 磁気共鳴イメージング装置

Info

Publication number: JP2004305454A
Application number: JP2003103678A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Goto; 智宏後藤; Hiroyuki Itagaki; 博幸板垣; Tetsuhiko Takahashi; 哲彦高橋
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2003-04-08
Filing date: 2003-04-08
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2023-04-08
Also published as: JP4349647B2

Abstract

【課題】撮影時間を短縮化し、診断時間を短縮化し、被検体の息止め負担を軽減する。
【解決手段】撮影中に操作者がＴＩ値を任意に設定可能で、設定すると直ちに撮影シーケンスに反映され、任意の１テスト画像に関心領域を設定すると、他の全てのテスト画像においても関連する位置に関心領域が設定され、各テスト画像の関心領域毎に信号値の最小値または信号値の平均値を取得し、そのうち最小の値を有するテスト画像を取得した際のＴＩ値を求める。この値を本撮影のＴＩ値として、本撮影を完了するまでを自動で行う。また、テスト撮影と本撮影では、ナビゲーターエコーを使って非息止め撮影でも精度良く遅延造影が行える様にする。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、核磁気共鳴（ＮＭＲ）現象を利用して被検体の検査部位の断層画像を得る磁気共鳴イメージング（以下、「ＭＲＩ」と表す）装置に関し、特に、インバージョンリカバリー法における最適反転時間を決定し、当該最適反転時間を設定したスキャンによって断層画像を取得するまでの一連の処理の簡略化と自動化を行う技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、心臓領域においてＭＲＩ装置を用いた診断、すなわち、心臓ＭＲＩの臨床的な有用性が高まっている。心臓ＭＲＩの一例として、虚血性心疾患者において重要な心筋バイアビリティの診断がある。心筋バイアビリティの診断では梗塞心筋を見つけることが重要で、その方法として遅延造影法がある（［非特許文献１］）。遅延造影とは、ガドリニウム系の造影剤（Ｇｄ−ＤＴＰＡなど）注入した後、一定時間たってから心臓を撮影し、造影される部位を見ることによって梗塞心筋を発見する手法である。血流に造影剤を注入した直後は、正常心筋、梗塞心筋の両方に造影剤が取り込まれる。しかし、一定時間が経過すると、梗塞心筋のみに造影剤が蓄積された状態となり、結果的に同組織の縦磁化の回復時間（Ｔ−１値（通常「Ｔ１」と表記されるが、以下に述べる「ＴＩ」と明確に区別するため「Ｔ−１」と表わす。））が短縮する。つまり、造影後十分に時間経過すると、正常心筋と梗塞心筋でＴ−１値が異なる。この差によって正常心筋と梗塞心筋のコントラストが異なる断層画像を得ることができる。
【０００３】
上記Ｔ−１値の差を画像コントラストに強く反映でき、上記心筋バイアビリティの診断に有用なパルスシーケンスがインバージョンリカバリー法である。インバージョンリカバリー法は、最初に縦磁化を１８０°反転する高周波磁場パルス（以下、「反転パルス」という）を印加し、次の９０°高周波磁場パルス（以下、「９０°パルス」という）までの反転時間の間に縦磁化をＴ−１回復させ、組織毎のＴ−１回復の違いを画像コントラストに反映する手法である。前述の様な遅延造影では梗塞心筋のＴ−１値が正常心筋のＴ−１値より短くなるので、９０°パルス印加の時点で正常心筋の縦磁化がゼロになる様な反転時間とすれば、その時点では梗塞心筋の縦磁化はゼロ以上に回復しているため梗塞心筋のみのエコー信号を取り出すことができ、心臓の梗塞部位を明瞭に描出できる。
【０００４】
しかし、正常心筋の縦磁化がゼロとなる反転時間は被検体毎に差があるので、梗塞部位のみを高信号で描出するためには、被検体毎に反転時間を正しく設定する必要がある。そのために、遅延造影法では診断に用いる断層画像の撮影（以下、「本撮影」と表す）の前に正常心筋からのエコー信号値がゼロとなる反転時間を探すための撮影（以下、「テスト撮影」と表す）を行う必要がある。テスト撮影では、ある反転時間を設定して撮影した後、反転時間の値を変えて同じ断面の撮影を繰り返し行う。［非特許文献２］のテスト撮影の例では、反転時間を１７５ｍｓから３００ｍｓまで２５ｍｓ間隔で変化させる。各反転時間でシングルスライスの息止め（１２心拍）撮影を６回繰り返す。続いて、６回の撮影によって得られた断層画像の中から正常心筋の信号値が最も小さくなったものを検索する。本撮影は、正常心筋の信号値が最小になったときの反転時間を最適反転時間として設定して行う。
【０００５】
【非特許文献１】
ＤｅｌａｙｅｄＣｏｎｔｒａｓｔＥｎｈａｎｃｅｍｅｎｔｆｏｒＡｓｓｅｓｓｉｎｇＭｙｏｃａｒｄｉａｌＶｉａｂｉｌｉｔｙ，ＩＳＭＲＭ２００２；６２５−６２８（２００２），ＪｏｈｎＮ．Ｏｓｈｉｎｓｋｙ
【非特許文献２】
Ｐｈａｓｅ−ＳｅｎｓｉｔｉｖｅＩｎｖｅｒｓｉｏｎＲｅｃｏｖｅｒｙｆｏｒＤｅｔｅｃｔｉｎｇＭｙｏｃａｒｄｉａｌＩｎｆａｒｃｔｉｏｎＵｓｉｎｇＧａｄｏｌｉｎｉｕｍ−ＤｅｌａｙｅｄＨｙｐｅｒｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ，ＭＲＭ４７：３７２−３８３（２００２），ＰｅｔｅｒＫｅｌｌｍａｎｅｔａｌ
【０００６】
図２に従来の処理フローの詳細を示す。処理は大きく分けて３つのステップからなる。初めに、テスト撮影を行う（２１０）。反転時間を設定し（２１０１）、撮影を行う（２１０３，２１０４）。テスト撮影では異なる反転時間値で複数のテスト画像を取得する必要があるので、反転時間値の設定（２１０１）、撮影開始（２１０３）、撮影終了（２１０４）をテスト画像の枚数分繰り返す（２１０６）。また、撮影は通常息止めをして行う（２１０２，２１０５）。必要な枚数（ｎ枚）のテスト画像の取得が完了したらテスト撮影を終了する。続いて、本撮影の断層画像を取得する際の反転時間を決定する（２２０）。ここでは、テスト撮影で取得されたｎ枚のテスト画像（２１０７）それぞれで正常心筋の信号値を確認し（２２０１）、それらの中で信号値が最も小さなテスト画像を取得したときの反転時間を本撮影用の反転時間として決定する（２２０２）。最後に、２２０で決定された反転時間（２２０３）を設定して本撮影を行う（２３０）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述の様に、遅延造影を行う場合、本撮影の前に正常心筋の信号値がゼロになる反転時間を見つけるためにテスト撮影が必須である。
【０００８】
しかし、主に以下の２つの問題がある。
▲１▼処理が独立した多数のステップに分かれているため、撮影を行っていない時間（以下、「デッドタイム」と表す）が生じる。
▲２▼テスト撮影を繰り返した回数だけ息止めを行う必要がある。
▲１▼に関しては、図２に基づいて具体的に以下の２点があげられる。
▲１▼−１：テスト撮影２１０において、２１０−１は撮影を停止した状態で行うため、２１０−６を繰り返すことで多くのデッドタイムが生じる。
▲１▼−２：２２０において、本撮影の反転時間を決定するために２２０−１の作業を個々のテスト画像を確認して行うこと、更に、２２０と、その結果を反映させた本撮影（２３０）が独立していることがデッドタイムを生じる原因となる。
【０００９】
また、▲２▼のように１回の撮影毎に息止めを繰り返すと、各撮影における息止めレベルを合わせることが困難で、断層画像毎に被検体の位置がずれる可能性がある。加えて、息止めが出来ない被検者の場合撮影が困難となる。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、遅延造影法のテスト撮影において、フロロスコピィ撮影中の反転時間の変更によるデッドタイムを少なくして撮影時間を短縮化することである。更に続いて、テスト撮影の結果から本撮影で用いる反転時間を決定し、本撮影を終了するまでの一連の処理の簡略化と自動化を行うことによって、全体の診断時間を短縮化することである。加えて、非息止めでの撮影による撮影断面及び／又は関心領域の位置ずれを補正し、被検体の息止め負担を軽減することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明は次の様に構成される。
（１）被検体に静磁場を与える静磁場発生手段と、スライス方向と位相エンコード方向と周波数エンコード方向の傾斜磁場を与える傾斜磁場発生手段と、前記被検体内の原子核スピンに核磁気共鳴を起こさせる高周波磁場パルスを照射する高周波磁場送信手段と、核磁気共鳴により放出されるエコー信号を検出するエコー信号受信手段と、前記エコー信号受信手段で検出したエコー信号を用いて画像再構成演算を行う信号処理手段と、前記エコー信号を受信するパルスシーケンスを制御するパルスシーケンス制御手段とを備える磁気共鳴イメージング装置において、
インバージョンリカバリー法に基づく前記パルスシーケンスを外部信号に同期させて連続的に繰り返すフロロスコピィ撮影によって、前記被検体の関心領域を含む同一断面を、反転時間を変えながら撮影するテスト撮影を行う手段と、
前記テスト撮影によって得られた複数のテスト画像上で前記関心領域を設定し、当該関心領域の撮影に適した最適反転時間を導出する手段と、
前記最適反転時間を設定した前記インバージョンリカバリー法に基づく前記パルスシーケンスによって前記関心領域を撮影する本撮影を行う手段と
を備える。
【００１２】
（２）好ましくは前記（１）に於いて、前記テスト撮影手段と前記最適反転時間の導出手段と前記本撮影手段を制御して、前記テスト撮影と前記最適反転時間の導出と前記本撮影の３つ処理間を連続して行う手段を備える。
【００１３】
（３）また、好ましくは前記（１）または前記（２）に於いて、前記テスト撮影を行う手段は、前記フロロスコピィ撮影の任意のタイミングで前記反転時間をインタラクティブに変更でき、当該変更された反転時間を当該変更の直後から当該フロロスコピィ撮影に反映する。
【００１４】
（４）また、好ましくは前記（１）または前記（２）に於いて、前記最適反転時間を導出する手段は、前記テスト撮影で得られた同一断面の複数のテスト画像の内、任意の１のテスト画像上で前記関心領域の位置を設定すると、他のテスト画像上の同一位置にも当該関心領域を同時に設定し、当該設定された関心領域の画素値の最小値、または、平均値を評価値として取得し、最小の評価値を持つ関心領域を含む断層画像が得られたときの反転時間を前記最適反転時間とする。
【００１５】
（５）また、好ましくは前記（４）に於いて、前記テスト撮影と前記最適反転時間の導出を平行して行うことによって、前記テスト撮影で前記テスト画像が得られる度に前記評価値を取得し、当該評価値が最小になったと判断できた時点で当該テスト撮影を中止し、当該最小の評価値が得られた時の前記反転時間を前記最適反転時間とする手段を備える。
【００１６】
（６）また、好ましくは前記（１）または前記（２）に於いて、前記テスト撮影に際して、予め幾つかの異なる反転時間の候補を用意しておき、当該反転時間の候補値を順次設定して前記関心領域を含む同一断面の撮影を行う。
【００１７】
（７）また、好ましくは前記（６）に於いて、前記予め用意しておく反転時間の候補を、前記最適反転時間の過去のデータから導出される平均と分散に基づいて決定する手段を備える。
【００１８】
（８）また、好ましくは前記（１）または前記（２）に於いて、前記テスト撮影または前記本撮影の際に、被検者の呼吸による体動をモニターするためのナビゲーターエコーを取得して被検者の変位を検出し、当該変位に連動して撮影断面の位置を移動する手段を備える。
【００１９】
（９）また、好ましくは前記（１）または前記（２）または前記（４）に於いて、前記テスト撮影または前記本撮影の際に、被検者の呼吸による体動をモニターするためのナビゲーターエコーを取得して被検者の変位を検出し、当該変位に連動して前記設定された関心領域の位置を移動する手段を備える。
【００２０】
これにより、遅延造影法のテスト撮影において、フロロスコピィ撮影中の反転時間の変更によるデッドタイムを少なくして撮影時間の短縮化が可能になる。更に続いて、テスト撮影の結果から本撮影で用いる反転時間を決定し、本撮影を終了するまでの一連の処理の簡略化と自動化を行うことによって、全体の診断時間の短縮化が可能になる。加えて、非息止めでの撮影によるスライス面及び／又は関心領域の位置ずれを補正し、被検体の息止め負担を軽減できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図４は本発明による磁気共鳴イメージング装置の全体構成を示すブロック図である。この磁気共鳴イメージング装置は、核磁気共鳴（ＮＭＲ）現象を利用して被検体の断層画像を得るもので、図４に示すように、静磁場発生系２と、傾斜磁場発生系３と、シーケンサ４と、送信系５と、受信系６と、信号処理系７と、中央処理装置（ＣＰＵ）８とを備えて構成される。
【００２２】
静磁場発生系２は、被検体１の周りの空間にその体軸方向または体軸と直交する方向に均一な静磁場を発生させるもので、被検体１の周りに永久磁石方式または常電導方式あるいは超電導方式の磁場発生手段が配置されている。
【００２３】
傾斜磁場発生系３は、Ｘ，Ｙ，Ｚの３軸方向に巻かれた傾斜磁場コイル９と、それぞれの傾斜磁場コイルを駆動する傾斜磁場電源１０とから成り、後述のシ−ケンサ４からの命令に従ってそれぞれのコイルの傾斜磁場電源１０を駆動することにより、Ｘ，Ｙ，Ｚの３軸方向の傾斜磁場Ｇｓ，Ｇｐ，Ｇｆを被検体１に印加する。より具体的には、Ｘ，Ｙ，Ｚのいずれかの１方向にスライス方向傾斜磁場パルス（Ｇｓ）を印加して被検体９に対するスライス面を設定し、残り２つの方向に位相エンコード方向傾斜磁場パルス（Ｇｐ）と周波数エンコード方向傾斜磁場パルス（Ｇｆ）を印加して、エコー信号にそれぞれの方向の位置情報をエンコードする。
【００２４】
シーケンサ４は、高周波磁場パルス（以下、「ＲＦパルス」と表す）と傾斜磁場パルスをある所定のパルスシーケンスで繰り返し印加する制御手段で、ＣＰＵ８の制御で動作し、被検体１の断層画像のデータ収集に必要な種々の命令を送信系５、傾斜磁場発生系３、および受信系６に送る。
【００２５】
送信系５は、被検体１の生体組織を構成する原子の原子核スピンに核磁気共鳴を起こさせるためにＲＦパルスを照射するもので、高周波発振器１１と変調器１２と高周波増幅器１３と送信側の高周波コイル１４ａとから成る。高周波発振器１１から出力された高周波パルスをシーケンサ４からの指令によるタイミングで変調器１２により振幅変調し、この振幅変調された高周波パルスを高周波増幅器１３で増幅した後に被検体１に近接して配置された高周波コイル１４ａに供給することにより、電磁波（ＲＦパルス）が被検体１に照射される。
【００２６】
受信系６は、被検体１の生体組織を構成する原子核スピンの核磁気共鳴により放出されるエコー信号（ＮＭＲ信号）を検出するもので、受信側の高周波コイル１４ｂと増幅器１５と直交位相検波器１６と、Ａ／Ｄ変換器１７とから成る。送信側の高周波コイル１４ａから照射された電磁波によって誘起される被検体１の応答の電磁波（ＮＭＲ信号）が被検体１に近接して配置された高周波コイル１４ｂで検出され、増幅器１５で増幅された後、シーケンサ４からの指令によるタイミングで直交位相検波器１６により直交する二系統の信号に分割され、それぞれがＡ／Ｄ変換器１７でディジタル量に変換されて、信号処理系７に送られる。
【００２７】
信号処理系７は、光ディスク１９、磁気ディスク１８等の外部記憶装置と、ＣＲＴ等からなるディスプレイ２０とを有し、受信系６からのデータがＣＰＵ８に入力されると、ＣＰＵ８が信号処理、画像再構成等の処理を実行し、その結果である被検体１の断層画像をディスプレイ２０に表示すると共に、外部記憶装置の磁気ディスク１８等に記録する。
【００２８】
なお、図４において、送信側及び受信側の高周波コイル１４ａ，１４ｂと傾斜磁場コイル９は、被検体１の周りの空間に配置された静磁場発生系２の静磁場空間内に設置されている。
【００２９】
現在ＭＲＩの撮影対象は、臨床で普及しているものとしては、被検体の主たる構成物質、プロトンである。プロトン密度の空間分布や、励起状態の緩和現象の空間分布を断層画像化することで、人体頭部、腹部、四肢等の形態または、機能を２次元もしくは３次元的に撮影する。
【００３０】
次に、撮影方法を説明する。傾斜磁場により異なる位相エンコード量（＝位相エンコード傾斜磁場パルス波形と時間軸との囲む面積）を与え、それぞれの位相エンコード量で得られるエコー信号を検出する。位相エンコードの回数は通常１枚の断層画像あたり１２８，２５６，５１２等の値が選ばれる。各エコー信号は通常１２８，２５６，５１２，１０２４個のサンプリングデータからなる時系列信号として得られる。これらのデータを２次元フーリエ変換して１枚の断層画像を作成する。
【００３１】
次に遅延造影に使用されるインバージョンリカバリー法によるパルスシーケンスについて説明する。
図１に［非特許文献３］に示されたパルスシーケンスの一例を示す。心電波１０１が検出されてから、ディレイタイム１０３の後に本計測データ１０６を取得するにあたり、１０６取得より時間１０４だけ前に非選択の反転パルス１０５を被検体に印加する。ここで、１０９，１１０はそれぞれ正常心筋と梗塞心筋の縦磁化の時間的変化を示している。１０５を印加したことで反転した両縦磁化１０９，１１０は、時間の経過と共に回復してゆく。しかし、前述のように造影剤の取り込み方が異なる両組識ではＴ−１値が異なるため、縦磁化の回復曲線に差が生じる。図１の例では、正常心筋の縦磁化１０９は、１０５を印加してからデータ取得するまでの時間１０４（反転時間）が１０８のときゼロとなっている。これに対し、１１０は１０８よりも早く１０７において縦磁化がゼロとなっており、１０８ではある程度回復している。そこで、正常心筋の縦磁化がゼロとなる時間１０８のときに本計測データ１０６を取得することで正常心筋の信号値がゼロで、梗塞心筋は信号値の高い断層画像が取得でき、梗塞部位を発見できる。なお、本計測データ１０６の取得には、ＥＰＩ法ＴＲが３〜４ｍｓ程度のＳＳＦＰ型シーケンスを用いることができる。
【００３２】
【非特許文献３】
ＡｎＩｍｐｒｏｖｅｄＭＲＩｍａｇｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅｆｏｒｔｈｅＶｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＭｙｏｃａｒｄｉａｌＩｎｆａｒｃｔｉｏｎ，Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ２１；２１５−２２３（２００１），ＯｒｌａｎｄｏＰ．Ｓｉｍｏｎｅｔｔｉｅｔａｌ
【００３３】
以上のインバージョンリカバリー法に基づいて、以下に本発明を説明する。
本発明では、撮影シーケンスを連続的に繰り返しながら（フロロスコピィ撮影）、撮影の最中に反転時間（以下、「ＴＩ値」と表す）を変更することを可能にする。実施例１の処理フローを図３に示す。この例は、フロロスコピィ撮影中、操作者がインタラクティブにＴＩ値を変更できる。つまり、任意のタイミングでＴＩ値の設定が可能で、設定すると直ちに次の撮影シーケンスに反映される。息止め後（３１０１）、テスト撮影を開始する（３１０２）。撮影（３１０４）は連続的に繰り返され、この間、操作者は任意にＴＩ値の設定（３１０３）が可能である。本撮影用のＴＩ値を決定するために必要なテスト画像枚数を取得したらテスト撮影を終了する（３１０５）。また、３１０３は操作者が必要に応じて実施するため、同じＴＩ値のテスト画像が複数枚取得される場合もある。
【００３４】
テスト撮影のシーケンス図を図７（ａ）に示す。図７（ａ）は、１心周期で１テスト画像を取得し、Ｎ枚のテスト画像を取得する場合を示している。最初の心周期７１０１で、心電波（Ｒ波）７１０４からディレイタイム７１０２の後に本計測データ（ｎエコー）７１０６を取得するにあたり（７１０２は７１０４から本計測データの中心エコーまでとする）、７１０６取得よりも時間（ＴＩ値）７１０３だけ前に反転パルス７１０５を印加する。この状態で本計測データ（７１０６）は取得され、テスト画像７１０７が得られる。
【００３５】
本パルスシーケンスはフロロスコピィ撮影であるので、続いて次の心周期７２０１における撮影が始まる。ここで、７２０８のタイミングで操作者が７１０３と異なるＴＩ値を設定したとする。設定後ＴＩ値は、直ちに７２０３として反映され、ＴＩ値７２０３で反転パルス７２０５が印加された状態で本計測データ７２０６が取得される。続いて心周期７３０１における撮影が開始されるが、この心周期において操作者からＴＩ値の設定が行われないため、前心周期７２０１における撮影と同じＴＩ値（７３０３＝７２０３）で反転パルス（７３０５）が印加され、本計測データ（７３０６）取得が行われる。７３０６取得直後、７４０８のようなタイミングで操作者よりＴＩ値の設定が行われたとする。この場合、４番目の心周期７４０１の撮影に７４０８で設定されたＴＩ値が反映され（７４０３）、本計測データ取得（７４０６）が実施される。以下、必要なテスト画像が取得完了するまで撮影を続ける。
【００３６】
図７（ａ）では、１心周期で１テスト画像取得する場合を示したが、複数心周期で１テスト画像を取得する場合も同様に任意のタイミングでＴＩ値を設定できる。図７（ｂ）は２心周期で１テスト画像を取得する例である。このとき、７６０７のようなタイミングで操作者がＴＩ値を設定した場合、直後の２心周期のＴＩ値（７６０３，７６１０）に反映され、また、７７０７のようなタイミングの場合も直後の２心周期のＴＩ値（７７０３，７７１０）に反映される。
【００３７】
以上のようにすることによって、従来技術と比べ撮影を行っていないデッドタイムが極めて少なくなり、上記▲１▼−１の問題点が解決される。
【００３８】
テスト撮影が終了し、Ｎ枚のテスト画像が取得されると（図３、３１０８）これらを用いて本計測で設定するＴＩ値を決定する（図３、３２０）。ここでは、３１０８のテスト画像のうち何れか１枚の正常心筋の部分に関心領域（以下、「ＲＯＩ」と表す）を設定する（３２０１）。設定されたＲＯＩは他のテスト画像で共通に用いられる。遅延造影法では正常心筋の信号値が最もゼロに近くなるＴＩを用いて撮影を行うので、設定したＲＯＩ内の画素値が最小のテスト画像を検索し、同テスト画像が得られたときのＴＩを本計測に設定する（３２０２）。最後に本計測を行い（３２０３）終了する。
【００３９】
以上述べたＴＩ値の決定および本撮影は、本発明では一連の処理として行う。その様子を図５（ａ）に示す。テスト撮影で取得するテスト画像は、例として左心室の短軸像とする。５０４が心筋、５０５が心室内腔を示している。Ｎ枚のテスト画像（５０１〜５０３）のうち、任意の１テスト画像（ここでは５０１とする）の心筋部分にＲＯＩを設定する（５０６）。ここで、テスト画像は前述のように同一の心時相で、尚且つ、一回の息止めで（同じ呼吸レベルで）取得したテスト画像であるので、任意の１テスト画像（５０１）で設定したＲＯＩは残りのテスト画像（５０２，５０３）においても共通に用いることが可能である（５０７，５０８）。５０６設定後、処理を開始すると５０６内の画素値の最小値または平均値を評価値として求める。図５（ａ）では評価値として最小値（５１２）を求める（５０９）例を示している。続いて、５０７，５０８においても画素値の最小値（５１３，５１４）が順次求められる（５０９，５１０）。
【００４０】
全てのテスト画像について最小値が求められたら、５１２〜５１４のうちで最も小さいものを検索する（５１５）。５１２〜５１４をプロットした例を図５（ｂ）に示す。縦軸がＲＯＩ内の画素値の最小値、横軸は各テスト画像を撮影したときのＴＩ値となっている。５２０のように、同じＴＩ値に複数点プロットされているのは、操作者がＴＩ値を更新しなかった場合である。この図の場合５２１で画素値が最小となっており、このテスト画像を取得したときのＴＩ値が本計測に用いられる。あるいは、図５（ｂ）での５２１が得られた後の２〜３点のみを計測するだけで、５２１が最小値であると断定できるので、５２１が最小値であることが判明した時点で最適ＴＩ値を求めるテスト撮影を終了しても良い。また、いずれの場合も、得られた実測値に基づいて補間により最適ＴＩ値を求めることもできる。
【００４１】
この処理の中で、操作者は任意の１テスト画像に対してＲＯＩを設定するだけで、ＴＩ値の決定から本計測終了まで自動で完了することができ、従来例における▲１▼−２の問題点は解決される。また、この例では５１２〜５１４を各ＲＯＩ内の最小値として求めたが、これは平均値を求めることでも可能である。
【００４２】
別の実施例２の処理フローを図８に示す。この例は実施例１とＴＩ値の変更方法が異なる。撮影開始前に予め、互いに異なるＴＩ値を設定する（８１０１）。息止め後（８１０２）撮影を開始すると（８１０３）、テスト撮影が完了するまで自動でＴＩ値が更新され（８１０５）撮影が行われる（８１０４）。
【００４３】
この予め設定するＴＩ値は、事前に決められた値のセット、例えば１７５ｍｓから３００ｍｓまで２５ｍｓ刻みの６個の値でも良いし、既に他の被検者で得られたＴＩ値の統計値に基づいて決定しても良い。例えば、平均値をμ、標準偏差をσとすると、（μ−２σ）〜（μ＋２σ）の範囲を６等分した各値を用いても良い。この場合、ＴＩ値の分布が正規分布であれば、過去の最適ＴＩ値の約９５％がこの範囲に入ることになるので、この範囲内に限定して最適ＴＩ値を探索すれば、効率のより探索ができる。
【００４４】
実施例２の場合も、実施例１の場合と同様に、ＲＯＩ内の画素値の最小値が得られたと断定できる時点で最適ＴＩ値を求めるためのテスト撮影を終了することができ、得られた実測値に基づいて補間により最適ＴＩ値を求めることもできる。
【００４５】
撮影シーケンスを図６（ａ）に示す。図６（ａ）は、１心周期で１テスト画像を取得し、Ｎ枚のテスト画像を取得する場合を示している。本例では実施例１のように撮影途中でＴＩ値が設定されることはなく、予め設定した通りにＴＩ値が自動で更新されながらフロロスコピィ撮影が行われる。最初の心周期６１０１では反転パルス６１０５から本計測６１０６までのＴＩ値が６１０３と設定された状態でテスト画像（６１０７）が取得され、続く心周期６２０１ではＴＩ値が６１０３と異なる値の６２０３に自動更新された状態でテスト画像（６２０７）が取得される。以下同様に各心周期においてＴＩ値のみが更新され（６３０３，６４０３，６５０３）、Ｎ枚目のテスト画像６５０７が取得されたら終了する。
【００４６】
複数心周期で１テスト画像を取得する場合も同様である。図６（ｂ）は、２心周期で１テスト画像を取得する例で心周期６６０１、６６０８で得た本計測データ（６６０６，６６１３）からテスト画像−１（６６１４）が得られ、心周期６７０１，６７０８で得た本計測データ（６７０６，６７１３）からテスト画像−２（６７１４）が得られる。この場合２心周期毎にＴＩ値が自動更新される。図の例では、ＴＩ値６６０３と６６１０が等しく、６７０３と６７１０が等しくなっている。
本例も、従来技術と比べ撮影を行っていないデッドタイムが極めて少なくなり、上記▲１▼−１の問題点が解決される。
【００４７】
テスト撮影終了後、テスト画像を用いて本計測のＴＩ値を決定する処理（図８、８２０）は実施例１（図５（ａ））と同様である。但し、各テスト画像のＲＯＩにおける画素値をプロットしたグラフは図５（ｃ）のように各テスト画像のＴＩ値について１点がプロットされ、この図の場合５３１のＴＩ値が本撮影に用いられる。
【００４８】
実施例１，２は息止め撮影であったが、非息止めの場合の実施例を示す。非息止め撮影を行う場合、被検体の呼吸動による変位を検出するために、ナビゲーターエコーを用いる。ナビゲーターエコーは、本計測と独立したシーケンスより取得される。図９は実施例１，２のパルスシーケンスの１心周期分においてナビゲーターエコーを取得する例である。反転パルス（９０５）印加後、本計測（９０７）の直前でナビゲーターシーケンス（９０６）を実行しナビゲーターエコーを取得し、被検体の変位を検出する。
【００４９】
ナビゲーターシーケンス（９０６）の典型例を図１２に示す。第一のスライスに９０°パルス（１２０１）を印加し、第二のスライスに反転パルスを印加する（１２０２）。両スライス選択傾斜磁場（１２０３，１２０５）は異なる軸に印加されているのでスライスの交差領域からエコー信号（１２１０）が、周波数エンコード傾斜磁場（１２０７，１２０８）を印加して取得される。通常の画像取得用シーケンスと異なり、位相エンコードは行われない。また、１２０４，１２０６，１２０９は磁化を分散させるための傾斜磁場である。
検出した変位を本撮影に反映させる方法として以下に示す２種類がある。
【００５０】
第１の方法は、ナビゲーターエコーによって検出された呼吸動による変位に合わせて、撮影断面を移動させる（スライストラッキング）ことで実施例１，２を非息止めで行う。図１０にこの実施例３を示す。１００２は心臓、１００３は横隔膜、１００４はナビゲーターエコー取得位置を示す。ナビゲーターエコーによって、１００３の呼吸動による変位をモニターする。モニターされた変位に合わせて撮影断面（１００１）をリアルタイムに移動させる（１００５）。これによって、非息止めでも常に同じ位置を撮影することとなり、本手法を併用することで、実施例１，２が非息止めで可能となる。
【００５１】
第２の方法は、スライス位置は固定したままで、図５（ａ）に示したＲＯＩをナビゲーターエコーでモニターされた変位に合わせて移動させる。この実施例４を図１１に示す。図１１は心臓の短軸像で１１０１が心筋、１１０２が心室内腔、１１０４がナビゲーターエコー取得位置、１００５は横隔膜を示している。テスト撮影時にテスト画像と合わせて、ナビゲーターエコーより横隔膜の呼吸動変位を取得しておき（１１０６）、図５（ａ）に示した解析時に１１０６に連動させてＲＯＩの位置を動かす（１１０７）。これにより、非息止めにおいても心臓の同じ位置にＲＯＩが設置され本計測で用いるＴＩ値の検索ができるので、実施例１，２が非息止めで可能となる。
【００５２】
この２つの方法のいずれか、或いはこれらの組み合わせにより前述の問題点▲２▼が解決される。
ここで、上記２つの方法で取得するナビゲーターエコーから変位を検出する方法は、例えば［非特許文献４］に記載された方法を使用する。最初の一つのナビゲーターエコーを参照エコーとし、以降の各ナビゲーターエコーを比較エコーとして、参照エコーと比較エコー間で相互相関を計算する。その際、参照エコーを１画素分シフトしながら相互相関を計算する処理を数十画素分繰り返し実行する。その結果、相互相関値が最大となるシフト量（画素値）が参照エコーを取得した時点での基準位置からの位置ずれとして得られる。
【００５３】
【非特許文献４】
ＹｉＷａｎｇｅｔ．ａｌ．，ＡｌｇｏｒｉｔｈｍｓｆｏｒＥｘｔｒａｃｔｉｎｇｍｏｔｉｏｎＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｆｒｏｍＮａｖｉｇａｔｏｒＥｃｈｏｅｓ，ＭＲＭ３６：１１７−１２３（１９９６）
【００５４】
以上により、フロロスコピィ撮影中の反転時間の変更によるデッドタイムを少なくして撮影時間の短縮化が可能になる。更に続いて、テスト撮影の結果から本撮影で用いる反転時間を決定し、本撮影を終了するまでの一連の処理の簡略化と自動化を行うことによって、全体の診断時間の短縮化が可能になる。加えて、非息止めでの撮影によるスライス面及び／又は関心領域の位置ずれを補正し、被検体の息止め負担を軽減できる。
【００５５】
【発明の効果】
本発明は、遅延造影法のテスト撮影において、フロロスコピィ撮影の最中にＴＩ値を変更可能であるため画像取得の出来ないデッドタイムが極めて少なく、撮影時間を短縮できる。また、テスト撮影の結果から本撮影で用いるＴＩ値を決定し、本撮影を終了するまでが一連の処理で行われるので、操作が簡略化され診断時間の短縮化される。加えて、非息止めでの撮影も可能であるので、息止めが出来ない被検者への適応も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】遅延造影法撮影シーケンス図。
【図２】従来の遅延造影法処理フロー。
【図３】本発明の処理フロー（実施例１）。
【図４】本発明が適用されるＭＲＩ装置。
【図５】（ａ）本発明の一実施例の模式図（反転時間の決定および、本撮影、（ｂ）本発明におけるＴＩ値決定方法（実施例１）、（ｃ）本発明におけるＴＩ値決定方法（実施例２）、
【図６】（ａ）本発明の一実施例のシーケンス図（実施例１）、（ｂ）本発明の一実施例のシーケンス図（実施例１）。
【図７】（ａ）本発明の一実施例のシーケンス図（実施例２）、（ｂ）本発明の一実施例のシーケンス図（実施例２）。
【図８】本発明の処理フロー（実施例２）
【図９】ナビゲーター併用時の実施例（実施例３，４）。
【図１０】ナビゲーター併用時の実施例（実施例３）。
【図１１】ナビゲーター併用時の実施例（実施例４）。
【図１２】ナビゲーターシーケンス図。
【符号の説明】
１被検体、２磁場発生装置、３傾斜磁場発生系、４シーケンサ、５送信系、６受信系、７信号処理系、８ＣＰＵ、９傾斜磁場コイル、１０傾斜磁場電源、１３高周波増幅器、１４ａ送信側の高周波コイル、１４ｂ受信側の高周波コイル、１５増幅器、１６直交位相検波器、１７Ａ／Ｄ変換機１０２，６１０１，６２０１，６３０１，６４０１，６５０１，６６０１，６６０８，６７０１，６７０８，６８０１，７１０１，７２０１，７３０１，７４０１，７５０１，７６０１，７６０８，７７０１，７７０８，７８０１，９０１１心周期の期間、１０３，６１０２，６２０２，６３０２，６４０２，６５０２，６６０２，６６０９，６７０２，６７０９，６８０２，７１０２，７２０２，７３０２，７４０２，７５０２，７６０２，７６０９，７７０２，７７０９，７８０２，９０２ディレイタイム、１０１，６１０４，６２０４，６３０４，７４０４，６５０４，６６１１，６７０４，６７１１，６８０４，７１０４，７２０４，７３０４，７４０４，７５０４，７６０４，７６１１，７７０４，７７１１，７８０４，９０４心電波、１０５，６１０５，６２０５，６３０５，６４０５，６５０５，６６０５，６６１２，６７０５，６７１２，６８０５，７１０５，７２０５，７３０５，７４０５，７５０５，７６０５，７６１２，７７０５，７７１２，７８０５，９０５非選択の反転パルス、１０４，６１０３，６２０３，６３０３，６４０３，６５０３，６６０３，６６１１，６７０３，６７１０，６８０３，７１０３，７２０３，７３０３，７４０３，７５０３，７６０３，７６１０，７７０３，７７１０，７８０３，９０３反転時間、１０６，６１０６，６２０６，６３０６，６４０６，６５０６，６６０６，６６１３，６７０６，６７１３，６８０６，７１０６，７２０６，７３０６，７４０６，７５０６，７６０６，７６１３，７７０６，７７１３，７８０６，９０７本計測データ、６１０７，６２０７，６３０７，６４０７，６５０７，６６１４，６７１４，６８０７，７１０７，７２０７，７３０７，７４０７，７５０７，７６１４，７７１４，７８０７テスト画像、５０６，５０７，５０８，１１０３関心領域（ＲＯＩ）、５０４，１１０１心筋、５０５，１１０２心室内腔

Claims

被検体に静磁場を与える静磁場発生手段と、スライス方向と位相エンコード方向と周波数エンコード方向の傾斜磁場を与える傾斜磁場発生手段と、前記被検体内の原子核スピンに核磁気共鳴を起こさせる高周波磁場パルスを照射する高周波磁場送信手段と、核磁気共鳴により放出されるエコー信号を検出するエコー信号受信手段と、前記エコー信号受信手段で検出したエコー信号を用いて画像再構成演算を行う信号処理手段と、前記エコー信号を受信するパルスシーケンスを制御するパルスシーケンス制御手段とを備える磁気共鳴イメージング装置において、
インバージョンリカバリー法に基づく前記パルスシーケンスを外部信号に同期させて連続的に繰り返すフロロスコピィ撮影によって、前記被検体の関心領域を含む同一断面を、反転時間を変えながら撮影するテスト撮影を行う手段と、
前記テスト撮影によって得られた複数のテスト画像上で前記関心領域を設定し、当該関心領域の撮影に適した最適反転時間を導出する手段と、
前記最適反転時間を設定した前記インバージョンリカバリー法に基づく前記パルスシーケンスによって前記関心領域を撮影する本撮影を行う手段と
を備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
請求項１に於いて、前記テスト撮影手段と前記最適反転時間の導出手段と前記本撮影手段を制御して、前記テスト撮影と前記最適反転時間の導出と前記本撮影の３つ処理間を連続して行う手段を備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
請求項１または請求項２に於いて、前記テスト撮影を行う手段は、前記フロロスコピィ撮影の任意のタイミングで前記反転時間をインタラクティブに変更でき、当該変更された反転時間を当該変更の直後から当該フロロスコピィ撮影に反映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１または請求項２に於いて、前記最適反転時間を導出する手段は、前記テスト撮影で得られた同一断面の複数のテスト画像の内、任意の１のテスト画像上で前記関心領域の位置を設定すると、他のテスト画像上の同一位置にも当該関心領域を同時に設定し、当該設定された関心領域の画素値の最小値、または、平均値を評価値として取得し、最小の評価値を持つ関心領域を含むテスト画像が得られたときの反転時間を前記最適反転時間と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に於いて、前記テスト撮影と前記最適反転時間の導出を平行して行うことによって、前記テスト撮影で前記テスト画像が得られる度に前記評価値を取得し、当該評価値が最小になったと判断できた時点で当該テスト撮影を中止し、当該最小の評価値が得られた時の前記反転時間を前記最適反転時間とする手段を備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
請求項１または請求項２に於いて、前記テスト撮影または前記本撮影の際に、被検者の呼吸による体動をモニターするためのナビゲーターエコーを取得して被検者の変位を検出し、当該変位に連動して撮影断面の位置を移動する手段を備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
請求項１または請求項２または請求項４に於いて、前記テスト撮影または前記本撮影の際に、被検者の呼吸による体動をモニターするためのナビゲーターエコーを取得して被検者の変位を検出し、当該変位に連動して前記設定された関心領域の位置を移動する手段を備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。