JP2014121597A - 磁気共鳴イメージング装置及び磁気共鳴イメージング方法 - Google Patents

磁気共鳴イメージング装置及び磁気共鳴イメージング方法 Download PDF

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Abstract

【課題】各種領域を簡易に設定することができる磁気共鳴イメージング装置を提供する。
【解決手段】磁気共鳴イメージング装置は、シーケンス制御部１２０と、画像生成部１３６と、導出部とを備える。シーケンス制御部１２０は、パルスシーケンスの実行を制御することによって、対象臓器を含む範囲のデータを収集する第１撮像と、診断画像用のデータを収集する第２撮像とを実行する。画像生成部１３６は、前記第１撮像によって収集されたデータを用いて画像を生成する。導出部は、前記画像を用いた画像処理に基づいて、前記第２撮像において前記診断画像用のデータが収集される撮像領域、及び、前記第２撮像において前記撮像領域に関連して設定される関連領域を導出する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージング装置及び磁気共鳴イメージング方法に関する。
磁気共鳴イメージングは、静磁場中に置かれた被検体の原子核スピンを、そのラーモア（Larmor）周波数のＲＦ（Radio Frequency）パルスで磁気的に励起し、この励起に伴って発生する磁気共鳴信号のデータから画像を生成する撮像法である。
この磁気共鳴イメージングにおいては、診断画像用のデータが収集される撮像領域の他に、この撮像領域に関連する関連領域が設定されて撮像が行われる場合がある。例えば、心臓全体における冠動脈の走行を画像化する撮像法（ＷＨ（Whole Heart） ＭＲＣＡ（Magnetic Resonance Coronary Angiography））では、心臓を包含する撮像領域の他に、呼吸動を検出するための動き検出パルス（Motion Probe）の印加領域が設定される。また、例えば、ＡＳＬ（Arterial Spin Labeling）によって選択的に血管を描出する撮像法のひとつであるＴｉｍｅ−ＳＬＩＰ（Spatial Labeling Inversion Pulse）では、撮像領域の他に、血液を標識するためのタグパルス（Tag Pulse）の印加領域が設定される。
このように、各種撮像において、撮像領域の他に、撮像領域に関連する関連領域の設定が求められる場合があるが、手順が煩雑で時間を要してしまうことが多く見受けられた。
特開２０１１−１４７５６１号公報
本発明が解決しようとする課題は、各種領域を簡易に設定することができる磁気共鳴イメージング装置及び磁気共鳴イメージング方法を提供することである。
実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、シーケンス制御部と、画像生成部と、導出部とを備える。シーケンス制御部は、パルスシーケンスの実行を制御することによって、対象臓器を含む範囲のデータを収集する第１撮像と、診断画像用のデータを収集する第２撮像とを実行する。画像生成部は、前記第１撮像によって収集されたデータを用いて画像を生成する。導出部は、前記画像を用いた画像処理に基づいて、前記第２撮像において前記診断画像用のデータが収集される撮像領域、及び、前記第２撮像において前記撮像領域に関連して設定される関連領域を導出する。
図１は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置の構成を示す機能ブロック図。 図２は、第１の実施形態における心臓の撮像を説明するための図。 図３は、第１の実施形態における心臓の撮像を説明するための図。 図４は、第１の実施形態における処理手順を示すフローチャート。 図５は、第１の実施形態における撮像条件入力用のＧＵＩを示す図。 図６は、第１の実施形態における３次元のＭＲデータを説明するための図。 図７は、第１の実施形態における各種領域の導出手順を示すフローチャート。 図８は、第１の実施形態における各種領域の導出を説明するための図。 図９は、第１の実施形態における各種領域の導出を説明するための図。 図１０は、第１の実施形態における確認画面を説明するための図。 図１１は、第１の実施形態の変形例を説明するための図。 図１２は、第２の実施形態における各種領域の導出手順を示すフローチャート。 図１３は、第２の実施形態における撮像条件入力用のＧＵＩを示す図。 図１４は、第２の実施形態におけるモデル画像を説明するための図。 図１５は、第２の実施形態における撮像領域及びタグパルスの印加領域を説明するための図。 図１６は、第２の実施形態における確認画面を説明するための図。 図１７は、第２の実施形態において生成された画像を例示する図。
以下、図面を参照しながら、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置（以下、適宜「ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置」）及び磁気共鳴イメージング方法を説明する。なお、実施形態は、以下の実施形態に限られるものではない。また、各実施形態において説明する内容は、原則として、他の実施形態においても同様に適用することができる。
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００の構成を示す機能ブロック図である。図１に示すように、ＭＲＩ装置１００は、静磁場磁石１０１と、静磁場電源１０２と、傾斜磁場コイル１０３と、傾斜磁場電源１０４と、寝台１０５と、寝台制御部１０６と、送信コイル１０７と、送信部１０８と、受信コイルアレイ１０９と、受信部１１０と、シーケンス制御部１２０と、計算機１３０とを備える。なお、ＭＲＩ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、シーケンス制御部１２０及び計算機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１０２から電流の供給を受けて励磁する。静磁場電源１０２は、静磁場磁石１０１に電流を供給する。なお、静磁場磁石１０１は、永久磁石でもよく、この場合、ＭＲＩ装置１００は、静磁場電源１０２を備えなくてもよい。また、静磁場電源１０２は、ＭＲＩ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、及び読み出し用傾斜磁場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、寝台制御部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。寝台制御部１０６は、計算機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、送信部１０８からＲＦパルスの供給を受けて、高周波磁場を発生する。送信部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、適宜「ＭＲ信号」）を受信する。受信コイル１０９は、ＭＲ信号を受信すると、受信したＭＲ信号を受信部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。
受信部１１０は、受信コイル１０９から出力されるＭＲ信号を検出し、検出したＭＲ信号に基づいてＭＲデータを生成する。具体的には、受信部１１０は、受信コイル１０９から出力されるＭＲ信号をデジタル変換することによってＭＲデータを生成する。また、受信部１１０は、生成したＭＲデータをシーケンス制御部１２０へ送信する。なお、受信部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。
シーケンス制御部１２０は、計算機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、送信部１０８及び受信部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、送信部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、受信部１１０がＭＲ信号を検出するタイミング等が定義される。例えば、シーケンス制御部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、シーケンス制御部１２０は、傾斜磁場電源１０４、送信部１０８及び受信部１１０を駆動して被検体Ｐを撮像した結果、受信部１１０からＭＲデータを受信すると、受信したＭＲデータを計算機１３０へ転送する。
計算機１３０は、ＭＲＩ装置１００の全体制御や、画像の生成等を行う。計算機１３０は、インタフェース部１３１、記憶部１３２、制御部１３３、入力部１３４、表示部１３５、及び画像生成部１３６を備える。また、制御部１３３は、撮像条件設定部１３３ａ、及び領域導出部１３３ｂを備える。
インタフェース部１３１は、シーケンス情報をシーケンス制御部１２０へ送信し、シーケンス制御部１２０からＭＲデータを受信する。また、インタフェース部１３１は、ＭＲデータを受信すると、受信したＭＲデータを記憶部１３２に格納する。記憶部１３２に格納されたＭＲデータは、制御部１３３によってｋ空間に配置される。この結果、記憶部１３２は、ｋ空間データを記憶する。
記憶部１３２は、インタフェース部１３１によって受信されたＭＲデータや、制御部１３３によってｋ空間に配置されたｋ空間データ、画像生成部１３６によって生成された画像データ等を記憶する。例えば、記憶部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。
入力部１３４は、操作者からの各種指示や情報入力を受け付ける。入力部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。表示部１３５は、制御部１３３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、画像生成部１３６によって生成された画像等を表示する。表示部１３５は、例えば、液晶表示器等の表示デバイスである。
制御部１３３は、ＭＲＩ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、撮像条件設定部１３３ａは、撮像条件の入力を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、撮像条件設定部１３３ａは、生成したシーケンス情報をシーケンス制御部１２０へ送信する。また、例えば、領域導出部１３３ｂは、撮像条件設定部１３３ａによって受け付けられた撮像条件や、画像生成部１３６によって生成された画像を用いて、撮像領域や、その関連領域（若しくはこれらの候補）を自動的に導出する。例えば、制御部１３３は、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等の集積回路、ＣＰＵ、ＭＰＵ等の電子回路である。なお、撮像条件設定部１３３ａや領域導出部１３３ｂによる処理の詳細は、後述する。
画像生成部１３６は、ｋ空間データを記憶部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。
続いて、図２及び図３は、第１の実施形態における心臓の撮像を説明するための図である。第１の実施形態においては、呼吸動を検出して、心臓を含む撮像領域をリアルタイムに移動させることで、呼吸動に起因する撮像部位の位置ずれを補正する。また、第１の実施形態においては、この補正法として、１Ｄ Ｍｏｔｉｏｎ Ｐｒｏｂｅを用いたＭｏｔｉｏｎ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎを用いる。
例えば、動き検出パルスの印加領域は、右横隔膜の凸面のトップ（頂点）に設定される。制御部１３３は、この印加領域から収集されたＭＲデータを１次元フーリエ変換する。すると、図２に示すように、横隔膜の移動量が検出される。例えば、シーケンス制御部１２０は、図３に示すように、心電信号（ECG（Electrocardiogram））に同期しながら、各心拍において、撮像領域からＭＲデータを収集する直前に、動き検出パルスの印加領域からＭＲデータを収集する。なお、以下では、説明の便宜上、撮像領域からＭＲデータを収集することを「本収集」と呼び、動き検出パルスの印加領域からＭＲデータを収集することを「Ｍｏｔｉｏｎ Ｐｒｏｂｅ収集」と呼ぶ。また、図３において、黒塗りの矩形がＭｏｔｉｏｎ Ｐｒｏｂｅ収集を示し、白塗りの矩形が本収集を示す。
一方、制御部１３３は、Ｍｏｔｉｏｎ Ｐｒｏｂｅ収集によって収集されたＭＲデータを１次元フーリエ変換することで、横隔膜の移動量をリアルタイムに検出し、検出した移動量に基づき、読み出し方向、位相エンコード方向、及びスライスエンコード方向のずれ量を、リアルタイムに推定する。そして、制御部１３３が、推定したずれ量に基づき、同心拍で実行される本収集の撮像領域の位置を補正すると、シーケンス制御部１２０は、この補正された撮像領域からＭＲデータを収集する。
こうして、シーケンス制御部１２０は、Ｍｏｔｉｏｎ Ｐｒｏｂｅ収集と本収集とを交互に繰り返しながら、画像の生成に必要とされる全てのＭＲデータを収集する。なお、自由呼吸下でこの撮像が行われる場合、例えば、図２に示すように、横隔膜の移動量に上限値及び下限値を設定し、閾値の範囲外の移動が発生した場合には、本収集によって収集されたＭＲデータを、画像生成の対象から除外する等の制御を行ってもよい。なお、上述した心臓の撮像は一例に過ぎない。例えば、撮像は、自由呼吸下でなく、息止め下で行ってもよい。
次に、図４は、第１の実施形態における処理手順を示すフローチャートである。以下、図５〜図１０を併せて参照しながら、第１の実施形態における処理手順を説明する。
まず、撮像条件設定部１３３ａが、操作者による撮像条件の入力を、入力部１３４を介して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（ステップＳ１０１）。
図５は、第１の実施形態における撮像条件入力用のＧＵＩを示す図である。例えば、図５に示すように、ＧＵＩ上には、右から順に、プロトコル（パルスシーケンス）の一覧を表示する領域１、領域１に表示された一群のプロトコルの総称を表示する領域２、及び、人体模型図上で撮像部位毎の選択を受け付ける領域３が表示される。このようなＧＵＩ上で、操作者は、例えば、階層構造に従って、領域３、領域２、領域１の順に選択を行うことで、実行すべき所望のプロトコル群（パルスシーケンス群）を指定することができる。
例えば、操作者が、領域１上で『胸部』に対応する矩形を選択すると、『胸部』に関連するプロトコルの総称の一覧が領域２に表示される。続いて、操作者が、領域２上で、心臓全体を画像化する目的の一群のプロトコルの総称である『Whole Heart』を選択すると、この総称に対応する一群のプロトコルの一覧が、領域１に表示される。この一覧には、例えば、感度マップを収集するためのプロトコルや、シミングのためのプロトコル、イメージングのためのプロトコルが、それぞれ、１つ又は複数含まれる。そこで、操作者は、領域１に表示された一覧の中から、感度マップ用、シミング用、イメージング用等、それぞれについて、所望のプロトコルを選択し、終了ボタンを押下する。こうして、撮像条件設定部１３３ａは、実行すべき所望のプロトコル群の指定を受け付け、各プロトコルに定義された撮像条件に従ってシーケンス情報を生成する。なお、図５に示すＧＵＩは、説明の便宜上の一例に過ぎず、例えば、各領域に表示される情報は、運用の形態に応じて、任意に変更することができる。
図４に戻り、続いて、被検体Ｐに受信コイル１０９が装着され、被検体Ｐが寝台１０５の天板１０５ａ上に載置され、受信コイル１０９がＭＲＩ装置１００に電気的に接続される（ステップＳ１０２）。例えば、受信コイル１０９は、複数のコイルエレメントを有するボディコイルである。
次に、寝台制御部１０６が、寝台１０５を移動する（ステップＳ１０３）。具体的には、寝台制御部１０６が、天板１０５ａを所定位置に移動させると、投光器（図示を省略）の光が被検体Ｐに当てられる。操作者は、この投光器の光が、撮像部位（例えば、心臓）に当てられたタイミングで、入力部１３４を介して、撮像部位の位置の指定を入力する。すると、寝台制御部１０６は、指定された撮像部位が磁場中心に位置付けられるように、天板１０５ａを移動させる。
続いて、シーケンス制御部１２０が、シーケンス情報に基づきパルスシーケンスの実行を制御することによって、心臓を含む範囲の３次元のＭＲデータを収集する（ステップＳ１０４）。例えば、シーケンス制御部１２０は、ＧＥ（Gradient Echo）系のパルスシーケンスを用いてＭＲデータを収集する。ＧＥ系のパルスシーケンスは、小さなフリップ角の励起パルス、及び傾斜磁場パルスを印加する手法であるので、ＳＥ（Spin Echo）系のパルスシーケンスに比較してＴＲ（Repetition Time）が短い。例えば、シーケンス制御部１２０は、３Ｄ ＦＦＥ（Fast Field Echo）を用いて、ＭＲデータを収集する。
図６は、第１の実施形態における３次元のＭＲデータを説明するための図である。図６に示すように、例えば、シーケンス制御部１２０は、頭足方向を読み出し方向に設定し、左右方向を位相エンコード方向に設定し、背腹方向をスライスエンコード方向に設定して、３次元のＭＲデータを収集する。頭足方向を読み出し方向に設定することで、頭足方向の分解能を高めることができる。
また、例えば、シーケンス制御部１２０は、磁場中心を中心に、ＭＲＩ装置１００として設定可能な最大ＦＯＶ（Field Of View）（例えば、静磁場強度の均一性を担保可能な範囲）で、ＭＲデータを収集する。後述するように、このＭＲデータから生成された３次元画像は、心臓を含む撮像領域、及び動き検出パルスの印加領域の導出に用いられる。このため、ＭＲデータは、各領域の導出においてランドマークとして用いられる部位を含む範囲で収集される必要がある。例えば、第１の実施形態において、ＭＲデータは、心臓及び右横隔膜の凸面のトップを含む範囲で収集されることが望ましい。
次に、画像生成部１３６が、ステップＳ１０４において収集されたＭＲデータを用いて３次元画像を生成する（ステップＳ１０５）。そして、領域導出部１３３ｂが、ステップＳ１０５において生成された３次元画像を用いた画像処理に基づいて、心臓を含む撮像領域、及び動き検出パルスの印加領域を導出する（ステップＳ１０６）。
図７は、第１の実施形態における各種領域の導出手順を示すフローチャートである。図７は、図４のステップＳ１０６の処理に対応する。また、図８及び図９は、第１の実施形態における各種領域の導出を説明するための図である。図７に示すように、まず、領域導出部１３３ｂは、図４のステップＳ１０１で設定された撮像条件を判定する（ステップＳ１０６−１）。領域導出部１３３ｂは、後述するように、各種領域の導出にあたり、その目的に合致したモデル画像を読み出し、また、読み出したモデル画像を用いて、その目的に合致した撮像領域や関連領域を導出する必要がある。このため、領域導出部１３３ｂは、撮像条件設定部１３３ａによって受け付けられた撮像条件の入力を用いて、読み出すべきモデル画像や、導出すべき各種領域を判定する。なお、第１の実施形態において、モデル画像とは、予め被検体Ｐ（例えば、標準的な１人の患者）をＭＲＩ装置１００によって撮像することで得られた画像（ＭＲ画像）である。また、実施形態はこれに限られるものではなく、モデル画像として、例えば、複数の患者を撮像することで得られた画像の平均画像を用いてもよい。また、モデル画像は、画像処理が施された画像でもよい。
図５を用いて説明したように、例えば、操作者は、領域１、領域２、及び領域３の階層それぞれで、撮像条件を指定することができる。このため、領域導出部１３３ｂは、そのいずれかの階層における撮像条件の指定によって、読み出すべきモデル画像や、導出すべき各種領域を判定することができる。例えば、領域導出部１３３ｂは、領域３で『胸部』に対応する矩形が選択されたことに基づいて、読み出すべきモデル画像や、導出すべき各種領域を判定してもよい。また、例えば、領域導出部１３３ｂは、領域２で『Whole Heart』の総称が選択されたことに基づいて、読み出すべきモデル画像や、導出すべき各種領域を判定してもよい。また、例えば、領域導出部１３３ｂは、領域１で、Whole Heartのイメージングスキャンに相当するプロトコル（例えば、Whole Heart専用のプロトコル等）が選択されたことに基づいて、読み出すべきモデル画像や、導出すべき各種領域を判定してもよい。
そして、領域導出部１３３ｂは、いずれかの撮像条件に基づいて、例えば、心臓の撮像（WH MRCA）であるか否かを判定する（ステップＳ１０６−２）。心臓の撮像（WH MRCA）でないと判定した場合（ステップＳ１０６−２，Ｎｏ）、領域導出部１３３ｂは、他の領域の導出処理を行い（ステップＳ１０６−３）、処理を終了する。
一方、心臓の撮像（WH MRCA）であると判定した場合（ステップＳ１０６−２，Ｙｅｓ）、領域導出部１３３ｂは、予め記憶していたモデル画像の中から、心臓及び右横隔膜の凸面のトップの位置が既知であるモデル画像を読み出す（ステップＳ１０６−４）。なお、このモデル画像には、例えば、ステップＳ１０４でＭＲデータを収集する際のプロトコル（例えば、３Ｄ ＦＦＥ）と同じプロトコルで収集されたものを用いることが望ましい。画像のコントラストが類似するので、モデル画像を用いた画像処理の精度を高めることができる。
図８において、モデル画像Ｍ１及びモデル画像Ｍ２は、心臓及び右横隔膜の凸面のトップの位置が既知であるモデル画像であり、いずれも同じモデル画像である。一方、入力画像Ｉ１は、図４のステップＳ１０５で生成された画像であり、入力画像Ｉ２は、この入力画像Ｉ１に対して、後述する剛体変形、若しくは非剛体変形の画像処理を行った画像である。また、合成画像Ｆ１は、モデル画像Ｍ１と入力画像Ｉ１との合成画像であり、合成画像Ｆ２は、モデル画像Ｍ２と入力画像Ｉ２との合成画像である。なお、合成画像Ｆ１及び合成画像Ｆ２は、いずれも、２つの画像の差分を説明するためのものであり、領域導出部１３３ｂによる領域導出の処理に用いられるものではない。なお、いずれの画像も、３次元の画像である。
図７に戻り、領域導出部１３３ｂは、モデル画像に一致するように、入力画像に対して剛体変形、若しくは非剛体変形の画像処理（ｇ）を行う（ステップＳ１０６−５）。例えば、領域導出部１３３ｂは、下記の（１）式を解き、画像変形パラメータを求めるレジストレーションを行う。
（１）式における『ｉ』は、画像の位置ベクトルであり、『Ｉ（ｉ）』は、位置ｉにおける入力画像の画素値であり、『Ｍ（ｉ）』は、位置ｉにおけるモデル画像の画素値である。また、関数『Ｅ』は、入力画像とモデル画像との類似度の評価関数である。関数『Ｅ』は、類似しているほど値が低くなる関数であり、対応画素同士の二乗誤差の総和等で実現される。また、関数『ｇ』は、剛体変形や、Ａｆｆｉｎｅ変換、Ｔｈｉｎ−Ｐｌａｔｅ−Ｓｐｌｉｎｅ変換等の非剛体変形の関数である。
例えば、図８では、モデル画像Ｍ１（若しくはモデル画像Ｍ２）に一致するように、入力画像Ｉ１に対して、剛体変形、若しくは非剛体変形の画像処理（ｇ）を行った結果、入力画像Ｉ２が得られた様子を示す。合成画像Ｆ１に比較して、合成画像Ｆ２は、２つの画像の差分が少なくなっている。
図７に戻り、領域導出部１３３ｂは、剛体変形、若しくは非剛体変形後の入力画像で、心臓及び右横隔膜の凸面のトップの位置を特定する（ステップＳ１０６−６）。例えば、図８に示すように、モデル画像Ｍ２では、心臓及び右横隔膜の凸面のトップの位置が、３次元で既知であるので、これと一致するように剛体変形、若しくは非剛体変形された入力画像Ｉ２でも、同じ位置に、心臓及び右横隔膜の凸面のトップの位置を特定することができる。なお、トップの位置は、点で特定されてもよいし、ある程度の範囲を有する領域で特定されてもよい。
続いて、領域導出部１３３ｂは、剛体変形、若しくは非剛体変形後の入力画像を、元の入力画像に逆変形する画像処理（ｇ-1）を行う（ステップＳ１０６−７）。すると、図８に示すように、領域導出部１３３ｂは、逆変形後の入力画像Ｉ１上に、心臓及び右横隔膜の凸面のトップの位置を特定することができる。そこで、領域導出部１３３ｂは、これらの位置に基づいて、心臓を含む撮像領域、及び動き検出パルスの印加領域を導出する（ステップＳ１０６−８）。
例えば、領域導出部１３３ｂは、モデル画像を用いた画像処理により「心臓」の位置を特定すると、続いて、この「心臓」を包含する「心臓領域」を導出し、次に、導出した「心臓領域」を包含する「心臓を含む撮像領域」を導出する。この手法は、モデル画像から直接導出される「心臓」の大きさと、「心臓領域」の大きさとが異なる（「心臓領域」の方が大きい）場合を主に想定するものである。後述するように、動き検出パルスの印加領域は、心臓と重ならないように設定されることが望ましいため、「心臓領域」をある程度大きめに導出しておいた方が、動き検出パルスの印加領域との重なりは、より確実に回避可能であるとも言える。
また、領域導出部１３３ｂは、モデル画像を用いた画像処理により「右横隔膜の凸面のトップ」の位置を特定すると、この「右横隔膜の凸面のトップ」に基づいて、「動き検出パルスの印加領域」を導出する。このような処理により、領域導出部１３３ｂは、心臓を含む撮像領域及び動き検出パルスの印加領域について、その位置、大きさ、及び向きのうち、少なくとも１つを導出する。この点について、以下、詳細に説明する。
例えば、領域導出部１３３ｂは、予め、心臓領域の大きさや、動き検出パルスの印加領域の大きさを定めておき、入力画像Ｉ１上に特定された撮像部位や、その他のランドマークを包含するように、予め定めた大きさの領域を設定する。
例えば、図９に示すように、入力画像Ｉ１上には、撮像部位である心臓Ｈと、その他のランドマークである右横隔膜の凸面のトップＴとが、特定されている。一方、図９に示すように、心臓領域ＨＲや、動き検出パルスの印加領域ＭＰ１及びＭＰ２は、その直方体の大きさが予め定められている。なお、第１の実施形態においては、動き検出パルスの印加方式として、ＳＥ法の励起パルスとリフォーカスパルスとを交差させて四角柱状の領域を励起する２面の交差方式を採用する。このため、動き検出パルスの印加領域は、ＭＰ１及びＭＰ２の２つである。
そこで、例えば、領域導出部１３３ｂは、逆変形後の入力画像Ｉ１上に特定された心臓を包含するように、予め大きさの定まった直方体の心臓領域ＨＲを設定する。また、例えば、領域導出部１３３ｂは、右横隔膜の凸面のトップＴが、交差する四角柱状の領域（図９において実線で表現）の中心に位置づけられるように、予め大きさの定まった直方体の印加領域ＭＰ１及びＭＰ２を設定する。
このとき、領域導出部１３３ｂは、印加領域ＭＰ１及びＭＰ２が、心臓領域ＨＲと重ならないように、その交差具合、即ち、印加領域ＭＰ１及びＭＰ２の向きを調整する。これは、上述したように、心臓を含む撮像領域からＭＲデータが収集される直前に、動き検出パルスの印加領域からＭＲデータが収集されるため、心臓に印加領域が重なってしまうと、縦磁化の回復との関係で、心臓の画像にアーチファクトが生じてしまうおそれがあるからである。領域導出部１３３ｂは、３次元画像上で心臓の位置を把握しているので、このような設定も可能である。
また、領域導出部１３３ｂは、心臓領域ＨＲを導出すると、心臓領域ＨＲを包含するように、実際にＭＲデータが収集される撮像領域を導出する。なお、撮像領域は、心臓領域ＨＲを包含するように導出されるだけでなく、画像の折り返し等を考慮した十分な大きさで導出される。この撮像領域の大きさも、予め設定されている。
なお、上述では、予め、心臓領域の大きさや、動き検出パルスの印加領域の大きさ、撮像領域の大きさを定めておく例を説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、領域導出部１３３ｂは、入力画像上で特定した心臓の大きさや、右横隔膜の凸面のトップと心臓との距離等の情報に基づいて、適宜、各種領域の大きさや向きを調整してもよい。また、例えば、領域導出部１３３ｂは、モデル画像上で、直方体の各種領域自体を設定しておいてもよい。この場合、逆変形の過程で、各種領域が直方体の形状を維持できなくなると考えられるが、逆変形後に、領域導出部１３３ｂが、直方体の形状に整えてもよい。例えば、上述した手法では、モデル画像から「心臓」の位置を特定し、更に「心臓領域ＨＲ」を導出するというように、２段階の手順を踏む手法を説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、領域導出部１３３ｂは、モデル画像を用いた画像処理により、直接「心臓領域ＨＲ」を導出してもよい。また、例えば、領域導出部１３３ｂは、モデル画像を用いた画像処理により、直接、動き検出パルスの印加領域ＭＰ１及びＭＰ２を導出してもよい。
こうして、領域導出部１３３ｂによって、心臓を含む撮像領域、及び動き検出パルスの印加領域が導出された。図４に戻り、続いて、領域導出部１３３ｂは、領域導出部１３３ｂによって導出された各種領域を操作者に確認させるための確認画面を表示部１３５に表示する（ステップＳ１０７）。
図１０は、第１の実施形態における確認画面を説明するための図である。領域導出部１３３ｂは、例えば、ステップＳ１０４で収集されたＭＲデータから、２次元の断面像であるコロナル像及びアキシャル像を生成する。そして、領域導出部１３３ｂは、図１０に示すように、生成したコロナル像及びアキシャル像それぞれの上に、ステップＳ１０６で導出された、心臓を含む撮像領域（図１０において点線で表現）、心臓領域ＨＲ、印加領域ＭＰ１及びＭＰ２、並びに２つの印加領域の交差領域（図１０において網掛けで表現）を表示する。操作者は、この確認画面上で、適宜、心臓を含む撮像領域や、心臓領域ＨＲ、印加領域ＭＰ１及びＭＰ２を修正することができる。なお、この図１０において明らかであるように、撮像領域自体は、心臓領域ＨＲよりも、十分に大きく設定される。例えば、図１０のコロナル像において、撮像領域は、被検体Ｐの体の横幅よりも大きい幅で設定されていることが分かる。また、例えば、図１０のアキシャル像において、撮像領域は、被検体Ｐの体を包含する大きさで設定されていることが分かる。
図４に戻り、領域導出部１３３ｂは、確認の入力を受け付けたか否かを判定する（ステップＳ１０８）。確認の入力を受け付けていない場合（ステップＳ１０８，Ｎｏ）、領域導出部１３３ｂは、確認画面上で修正の入力を受け付けて（ステップＳ１０９）、再び、確認画面を表示する（ステップＳ１０７）。一方、確認の入力を受け付けると（ステップＳ１０８，Ｙｅｓ）、続いて、シーケンス制御部１２０が、各種準備スキャンを実行する（ステップＳ１１０）。
例えば、準備スキャンには、例えば、各コイルエレメント（若しくはチャネル）の配列方向の感度を示すプロファイルデータを収集するためのスキャン、各コイルエレメント（若しくはチャネル）の感度分布を示す感度マップを収集するためのスキャン、ＲＦパルスの中心周波数を求めるためのスペクトラムデータを収集するためのスキャン、静磁場の均一性を調整するために補正コイル（図示を省略）に流す電流値を求めるためのスキャン等がある。なお、感度マップは、通常、画像生成処理までに収集されればよいので、必ずしもイメージングスキャンに先行して収集されなくてもよい。
そして、シーケンス制御部１２０は、ステップＳ１０６で導出され、ステップＳ１０８で確認された、撮像領域や動き検出パルスの印加領域を設定の上、Ｍｏｔｉｏｎ Ｐｒｏｂｅ収集と本収集とを交互に繰り返すイメージングスキャンを実行する（ステップＳ１１１）。
その後、画像生成部１３６が、シーケンス制御部１２０によって収集されたＭＲデータから画像を生成し（ステップＳ１１２）、生成した画像を表示部１３５に表示する（ステップＳ１１３）。
上述したように、第１の実施形態によれば、イメージングスキャンに先行して収集された３次元のＭＲデータから、撮像領域と、動き検出パルスの印加領域とを、自動的に導出することができるので、各種領域を、簡易且つ短時間で設定することができる。また、第１の実施形態によれば、動き検出パルスの印加領域が心臓と重ならないように、領域相互間の位置関係を調整して導出するので、撮像に必要な領域を、矛盾無く高精度に導出することができる。
また、第１の実施形態によれば、操作者から入力された撮像条件によって、領域導出で用いられるモデル画像等を判定するので、領域導出までの処理を、領域導出のための付加的な操作なしに、中断なく行うことができる。また、第１の実施形態によれば、自動的に導出した各種領域の確認画面を表示し、操作者からの修正を受け付けるので、例えば、個別の検査毎の細かい要望にも対応することができる。
（第１の実施形態の変形例）
なお、実施形態は、上述した第１の実施形態に限られるものではない。
例えば、第１の実施形態においては、右横隔膜の凸面のトップをランドマークとして動き検出パルスの印加領域を求めたが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、左横隔膜（心尖部側）をランドマークとして検出して動き検出パルスの印加領域を求めてもよい。また、この場合、例えば、領域導出部１３３ｂは、複数の印加領域の候補を求めて確認画面に表示し、操作者による選択を受け付けてもよい。また、例えば、領域導出部１３３ｂは、より適切な印加領域を判定して、最適な印加領域のみを確認画面に表示するか、あるいは優先順位とともに印加領域を表示してもよい。この判定は、例えば、心臓との重なり具合等を基準に行うことができる。なお、複数の候補を求める点等、上述した内容は、他の実施形態においても同様に適用することができる。
また、例えば、上述した第１の実施形態においては、動き検出パルスの印加方式として２面の交差方式を説明したが、実施形態はこれに限られるものではなく、例えば、ＧＥ系のパルスシーケンスで用いられるペンシルビーム方式でもよい。
また、例えば、上述した第１の実施形態においては、呼吸動に起因する撮像部位の位置ずれを補正する補正法として、１Ｄ Ｍｏｔｉｏｎ Ｐｒｏｂｅを用いたＭｏｔｉｏｎ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎの場合を説明したが、実施形態はこれに限られるものではなく、例えば、２Ｄ Ｍｏｔｉｏｎ Ｐｒｏｂｅを用いたＭｏｔｉｏｎ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎを用いてもよい。２Ｄ Ｍｏｔｉｏｎ Ｐｒｏｂｅでは、Ｍｏｔｉｏｎ Ｐｒｏｂｅ収集で収集されたＭＲデータに対して２次元フーリエ変換が施され、画像化されたデータに基づき、例えば、横隔膜の上下方向や前後方向の移動量が検出される。この場合、２Ｄ Ｍｏｔｉｏｎ Ｐｒｏｂｅの断面設定は、特定された横隔膜のトップの位置（点）を通る体軸方向のラインを軸とした、例えば、２Ｄ水平断面として設定することができる。あるいは、重要な臓器、若しくは脈管系統の位置も特定できているため、横隔膜のトップの位置（点）を通る体軸方向のラインを軸として、これらの重要臓器等を避けるような角度で断面設定を行うようにしてもよい。
また、第１の実施形態の実施形態においては、撮像部位として心臓を想定したが、実施形態はこれに限られるものではなく、他の撮像部位でもよい。例えば、腹部のＤＷＩ（Diffusion Weighted Image）検査等において２Ｄ Ｍｏｔｉｏｎ Ｐｒｏｂｅを用いる場合を想定することができる。
図１１は、第１の実施形態の変形例を説明するための図である。図１１に示すように、腹部のＤＷＩ検査等においては、腹部の撮像領域ＡＲとともに、例えば、右横隔膜の凸面のトップの位置に、動き検出パルスの印加領域ＭＰ３が設定される。動き検出パルスの印加領域は、第１の実施形態と同様であるが、２Ｄ ＰＡＣＥである分、やや幅が広くなる場合が多い。領域導出部１３３ｂによる処理は、第１の実施形態と同様である。すなわち、領域導出部１３３ｂは、入力された撮像条件に基づく判定に従って、その目的に合致したモデル画像を読み出し、読み出したモデル画像を用いて、その目的に合致した腹部の撮像領域や、動き検出パルスの印加領域を導出する。この場合、ランドマークとしては、例えば、横隔膜、肝臓、心臓、脊椎、その他の脈管系等が、適宜選択されたり、組み合わせて利用される。
（第２の実施形態）
続いて、第２の実施形態を説明する。第２の実施形態においては、Ｔｉｍｅ−ＳＬＩＰによる門脈の撮像を説明する。なお、第２の実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、第１の実施形態と同様の構成を備え（図１を参照）、また、第１の実施形態と同様の処理手順を実行する（図４を参照）。
まず、Ｔｉｍｅ−ＳＬＩＰについて簡単に説明する。Ｔｉｍｅ−ＳＬＩＰでは、撮像領域に流入、若しくは撮像領域に流出する流体を、この撮像領域とは独立した標識化領域（タグパルスの印加領域）内で標識化する。標識化領域は、例えば、流体経路の上流に設定される。すると、所定時間後に撮像領域に流入、若しくは撮像領域に流出する流体の信号値は、相対的に高く、若しくは低くなり、流体が描出される。なお、この所定時間のことを、ＢＢＴＩ（Black-Blood Time to Inversion）時間等と称する場合がある。
例えば、シーケンス制御部１２０は、心電信号のＲ波のピークから所定の遅延時間が経過すると、タグパルスとして、領域非選択インバージョンパルス、及び領域選択インバージョンパルスを印加する。通常、領域非選択インバージョンパルスは、撮像領域全体に印加され、領域選択インバージョンパルスは、標識化領域に印加される。どのように信号を描出するかによって、領域非選択インバージョンパルスの印加の有無は、選択することができる。
典型的な例を説明する。例えば、標識化領域が撮像領域内に設定された場合を想定する。まず、シーケンス制御部１２０が、撮像領域全体に領域非選択インバージョンパルスを印加すると、撮像領域全体の組織の縦磁化成分は反転する。続いて、シーケンス制御部１２０は、撮像領域内の標識化領域にのみ領域選択インバージョンパルスを印加する。すると、標識化領域内の組織の縦磁化成分は再び反転する。この印加からＢＢＴＩ時間後、領域非選択インバージョンパルスのみを印加された組織、すなわち標識化された組織以外の組織は回復し、その縦磁化成分が０になる（Null Point）。シーケンス制御部１２０は、例えばこのタイミングでＭＲ信号を収集する。この結果、標識化された流体のみが、高い信号値で可視化される。標識化された流体は撮像領域に流出するので、「フローアウト」等と称される場合がある。
一方、例えば、標識化領域が撮像領域外に設定された場合を想定する。シーケンス制御部１２０が、撮像領域外の標識化領域にのみ領域選択インバージョンパルスを印加すると、標識化領域内の組織の縦磁化成分は反転する。標識化された流体は、その後、撮像領域内に流入するが、撮像領域内の組織はインバージョンパルスの印加を受けていないため、両者の縦磁化成分には差が生じる。シーケンス制御部１２０は、ＢＢＴＩ時間後にエコー信号を収集する。この結果、標識化された流体のみが、低い信号値で可視化される。標識化された流体は撮像領域に流入するので、「フローイン」等と称される場合がある。
なお、Ｔｉｍｅ−ＳＬＩＰでは、上述した典型例に限らず、標識化領域の設定方法や、領域非選択インバージョンパルスの印加の有無等を適宜組み合わせることで、所望の対象を選択的に描出することができる。
さて、第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様の処理手順（図４を参照）で全体の処理が進められる。すなわち、第２の実施形態において、まず、撮像条件設定部１３３ａが、撮像条件の入力を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。続いて、被検体Ｐに受信コイル１０９が装着され、寝台制御部１０６が、寝台１０５を移動する。このとき、操作者は、投光器の光が、撮像部位（例えば、腹部）に当てられたタイミングで、撮像部位の位置の指定を入力する。すると、寝台制御部１０６は、指定された撮像部位が磁場中心に位置付けられるように、天板１０５ａを移動させる。
続いて、シーケンス制御部１２０が、シーケンス情報に基づきパルスシーケンスの実行を制御することによって、磁場中心を中心に、ＭＲＩ装置１００として設定可能な最大ＦＯＶで３次元のＭＲデータを収集する。次に、画像生成部１３６が、収集されたＭＲデータを用いて３次元画像を生成し、領域導出部１３３ｂが、生成された３次元画像を用いた画像処理に基づいて、腹部の撮像領域、及びタグパルスの印加領域を導出する。領域導出部１３３ｂによる各種領域に導出については、後述する。
その後、領域導出部１３３ｂが、各種領域を操作者に確認させるための確認画面を表示して確認を受け付けた後、シーケンス制御部１２０が、各種準備スキャンや、イメージングスキャン（例えば、３Ｄ ＳＳＦＰ（Steady−State Free Precession）や、３Ｄ ＦＦＥ）を実行して、画像生成部１３６が、画像の生成・表示を行う。
図１２は、第２の実施形態における各種領域の導出手順を示すフローチャートである。図１２に示すように、まず、領域導出部１３３ｂは、第１の実施形態と同様、図４のステップＳ１０１で設定された撮像条件を判定する（ステップＳ２０６−１）。
図１３は、第２の実施形態における撮像条件入力用のＧＵＩを示す図である。例えば、領域導出部１３３ｂは、領域３で『腹部』に対応する矩形が選択されたことに基づいて、読み出すべきモデル画像や、導出すべき各種領域を判定してもよい。また、例えば、領域導出部１３３ｂは、領域２で、Ｔｉｍｅ−ＳＬＩＰを用いた門脈の撮像を目的とする一群のプロトコルの総称である『Time-SLIP（portal）』が選択されたことに基づいて、読み出すべきモデル画像や、導出すべき各種領域を判定してもよい。また、例えば、領域導出部１３３ｂは、領域１で、Ｔｉｍｅ−ＳＬＩＰを用いた門脈のイメージングスキャン（例えば、Ｔｉｍｅ−ＳＬＩＰを用いた門脈の撮像専用のプロトコル等）に相当するプロトコルが選択されたことに基づいて、読み出すべきモデル画像や、導出すべき各種領域を判定してもよい。
そして、領域導出部１３３ｂは、いずれかの撮像条件に基づいて、例えば、Ｔｉｍｅ−ＳＬＩＰを用いた門脈の撮像であるか否かを判定する（ステップＳ２０６−２）。Ｔｉｍｅ−ＳＬＩＰを用いた門脈の撮像でないと判定した場合（ステップＳ２０６−２，Ｎｏ）、領域導出部１３３ｂは、他の領域の導出処理を行い（ステップＳ２０６−３）、処理を終了する。
一方、Ｔｉｍｅ−ＳＬＩＰを用いた門脈の撮像であると判定した場合（ステップＳ２０６−２，Ｙｅｓ）、領域導出部１３３ｂは、予め記憶していたモデル画像の中から、肝臓、脾臓、及び、脈管系である門脈及び腸間膜静脈の位置が既知であるモデル画像を読み出す（ステップＳ２０６−４）。図１４は、第２の実施形態におけるモデル画像を説明するための図である。図１４に示すように、第２の実施形態においては、モデル画像Ｍ３上で、肝臓、脾臓、及び、脈管系である門脈及び腸間膜静脈（例えば、門脈と腸間膜静脈との分岐）の位置が既知である。
図１２に戻り、領域導出部１３３ｂは、第１の実施形態と同様、モデル画像に一致するように、入力画像に対して剛体変形、若しくは非剛体変形の画像処理（ｇ）を行う（ステップＳ２０６−５）。
続いて、領域導出部１３３ｂは、剛体変形、若しくは非剛体変形後の入力画像で、肝臓、脾臓、及び、脈管系である門脈及び腸間膜静脈（例えば、門脈と腸間膜静脈との分岐）の位置を特定する（ステップＳ２０６−６）。例えば、図１４に示すように、モデル画像Ｍ３では、肝臓、脾臓、及び、脈管系である門脈及び腸間膜静脈の位置が、３次元で既知であるので、これと一致するように剛体変形、若しくは非剛体変形された入力画像でも、同じ位置に、これらの位置を特定することができる。
続いて、領域導出部１３３ｂは、剛体変形、若しくは非剛体変形後の入力画像を、元の入力画像に逆変形する画像処理（ｇ-1）を行う（ステップＳ２０６−７）。すると、領域導出部１３３ｂは、逆変形後の入力画像上に、肝臓、脾臓、及び、例えば、門脈と腸間膜静脈との分岐の位置を特定することができる。そこで、領域導出部１３３ｂは、これらの位置に基づいて、撮像領域、及びタグパルスの印加領域を導出する（ステップＳ２０６−８）。
図１５は、第２の実施形態における撮像領域及びタグパルスの印加領域を説明するための図である。まず、第２の実施形態において、撮像領域としては、肝臓及び脾臓を包含する大きさの立方体が設定される。また、第２の実施形態において、タグパルスの印加領域としては、門脈に流れ込む血液を画像化する第１のパターン、腸間膜静脈から門脈に流れ込む血液のみを画像化する第２のパターン、脾静脈から門脈に流れ込む血液のみを画像化する第３のパターンのそれぞれが設定される。なお、実施形態は図１４に示す例に限られるものではない。撮像領域やタグパルスの印加領域は、画像化の対象や、どのように描出するか（例えば、ブラックブラッドで描出するか、ブライトブラッドで描出するか）等によって、任意に変更することができる。
例えば、図１５の（Ａ）に示すように、領域導出部１３３ｂは、入力画像上に特定された肝臓及び脾臓の位置に基づいて、これらを包含する大きさの立方体の領域を、撮像領域Ｒ１として設定する。また、例えば、領域導出部１３３ｂは、入力画像上で、門脈と腸間膜静脈との分岐の位置を特定し、特定した分岐の位置より肝臓側に、肝臓の下辺の傾きに沿うような傾きの斜め置きで、予め大きさの定まった直方体のタグパルスの印加領域ＴＰ１を設定する。
例えば、図１５の（Ａ）に示す第１のパターンの場合、タグパルスの印加領域ＴＰ１内の縦磁化を反転させて、所定時間後に（門脈以外の肝臓内の血液信号がヌルポイントとなる時間に）撮像領域Ｒ１内のＭＲ信号を収集すると、門脈に流れ込む血液を選択的に描出することができる。
また、例えば、図１５の（Ｂ）に示すように、領域導出部１３３ｂは、入力画像上に特定された肝臓及び脾臓の位置に基づいて、これらを包含する大きさの立方体の領域を、撮像領域Ｒ２として設定する。また、例えば、領域導出部１３３ｂは、入力画像上で、門脈と腸間膜静脈との分岐の位置を特定し、特定した分岐の位置を含む上側に、予め大きさの定まった直方体のタグパルスの印加領域ＴＰ２を横置きで設定する。
例えば、図１５の（Ｂ）に示す第２のパターンの場合、タグパルスの印加領域ＴＰ２内の縦磁化を反転させて、所定時間後に（門脈以外の肝臓内の血液信号がヌルポイントとなる時間に）撮像領域Ｒ２内のＭＲ信号を収集すると、腸間膜静脈から門脈に流れ込む血液を選択的に描出することができる。
また、例えば、図１５の（Ｃ）に示すように、領域導出部１３３ｂは、入力画像上に特定された肝臓及び脾臓の位置に基づいて、これらを包含する大きさの立方体の領域を、撮像領域Ｒ３として設定する。また、例えば、領域導出部１３３ｂは、入力画像上で、門脈と腸間膜静脈との分岐の位置を特定し、特定した分岐の位置を包む左側に、予め大きさの定まった直方体のタグパルスの印加領域ＴＰ３を縦置きで設定する。
例えば、図１５の（Ｃ）に示す第３のパターンの場合、タグパルスの印加領域ＴＰ３内の縦磁化を反転させて、所定時間後に（門脈以外の肝臓内の血液信号がヌルポイントとなる時間に）撮像領域Ｒ３内のＭＲ信号を収集すると、脾静脈から門脈に流れ込む血液を選択的に描出することができる。
なお、上述では、予め、タグパルスの印加領域の大きさを定めておく例を説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、領域導出部１３３ｂは、入力画像上で特定した肝臓の大きさや、肝臓と脾臓との距離等の情報に基づいて、適宜、各種領域の位置、大きさ、向きを調整してもよい。また、例えば、領域導出部１３３ｂは、モデル画像上で、直方体の各種領域自体を設定しておいてもよい。この場合、逆変形の過程で、各種領域が直方体の形状を維持できなくなると考えられるが、逆変形後に、領域導出部１３３ｂが、直方体の形状に整えてもよい。
図１６は、第２の実施形態における確認画面を説明するための図である。領域導出部１３３ｂは、例えば、ステップＳ１０４で収集されたＭＲデータから、２次元の断面像であるコロナル像及びアキシャル像を生成する。そして、領域導出部１３３ｂは、生成したコロナル像及びアキシャル像それぞれの上に、ステップＳ２０６で導出された門脈の撮像領域Ｒ１〜Ｒ３、タグパルスの印加領域ＴＰ１〜ＴＰ３を表示する。なお、図１６においてはコロナル像のみを例示する。操作者は、この確認画面上で、適宜、門脈の撮像領域Ｒ１〜Ｒ３や、タグパルスの印加領域ＴＰ１〜ＴＰ３を修正することができる。
なお、図１７は、第２の実施形態において生成された画像を例示する図である。図１７に示すように、タグパルスの印加領域は、全体的に信号の低下が認められるものの、この印加領域に流入する血液は、ブライトブラッドで描出されている。
上述したように、第２の実施形態によれば、イメージングスキャンに先行して収集された３次元のＭＲデータから、門脈の撮像領域と、タグパルスの印加領域とを、自動的に導出することができるので、各種領域を、簡易且つ短時間で設定することができる。
また、第２の実施形態によれば、操作者から入力された撮像条件によって、領域導出で用いられるモデル画像等を判定するので、領域導出までの処理を、領域導出のための付加的な操作なしに、中断なく行うことができる。また、第２の実施形態によれば、自動的に導出した各種領域の確認画面を表示し、操作者からの修正を受け付けるので、例えば、個別の検査毎の細かい要望にも対応することができる。
（その他の実施形態）
なお、実施形態は、上述した実施形態に限られるものではない。
（３次元のＭＲデータの収集）
上述した実施形態においては、イメージングスキャンに先行して各種領域導出用に３次元のＭＲデータを収集する場合に、パルスシーケンスとして３Ｄ ＦＦＥを用いる例を説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。シーケンス制御部１２０は、３次元のＭＲデータを収集する場合に、パルスシーケンスとして、例えば、３Ｄ ＳＳＦＰや、３Ｄ ＦＡＳＥ（Fast Asymmetric Spin Echo）を用いてもよい。例えば、第２の実施形態においては、門脈、腸間膜静脈、脾静脈等の脈管系をランドマークとして用いるので、脈管系の血液の信号値が高く描出されるパルスシーケンスで３次元のＭＲデータを収集することで、領域導出処理の精度を高めることができる。また、例えば、シーケンス制御部１２０は、２種類以上のパルスシーケンスを併用してもよい。この場合、領域導出部１３３ｂは、例えば、各ＭＲデータからそれぞれ領域を導出して、その結果を併用してもよい。
また、例えば、シーケンス制御部１２０は、２Ｄ ＦＦＥ、２Ｄ ＳＳＦＰ、２Ｄ ＦＡＳＥを用いたマルチスライス撮像によって、３次元のＭＲデータを収集してもよい。また、例えば、シーケンス制御部１２０は、これらのパルスシーケンスの実行に先行して、Ｔ２プリパレーション（preparation）パルスを印加するパルスシーケンスを付加してもよい。Ｔ２プリパレーションパルスを印加することで、画像のコントラストを強調することができる。
（３次元、２次元）
また、上述した実施形態においては、領域導出用に３次元のＭＲデータを収集し、その後３次元のイメージングスキャンを実行する例を説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、シーケンス制御部１２０は、領域導出用に３次元のＭＲデータを収集し、その後２次元のイメージングスキャンを実行してもよい。また、例えば、シーケンス制御部１２０は、領域導出用に２次元のＭＲデータを収集し、その後３次元や２次元のイメージングスキャンを実行してもよい。
例えば、第１の実施形態においては、心臓全体を画像化する３次元のイメージングスキャンを想定して説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、シーケンス制御部１２０は、心臓の基本断面をシネ撮像する２次元のイメージングスキャンを実行してもよい。基本断面とは、心臓の解剖学的な特徴に基づく断面のことであり、例えば、垂直長軸像、水平長軸像、二腔長軸像、三腔長軸像、四腔長軸像、左室短軸像等である。例えば、シーケンス制御部１２０は、領域導出用に収集された３次元のＭＲデータから、基本断面を収集するための位置情報である基本位置を算出し、算出した基本位置に基づいて基本断面を収集してもよい。
（その他領域の導出）
また、上述した実施形態においては、領域導出用に収集したＭＲデータから、撮像領域の他に、動き検出パルスの印加領域、若しくはタグパルスの印加領域を導出する例を説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。領域導出部１３３ｂは、領域導出用に収集したＭＲデータから、空間的な位置の設定を伴う各種パルスの印加領域を導出することができる。例えば、領域導出部１３３ｂは、サチュレーションパルスや他のＡＳＬパルスの（１つ、又は複数の）印加領域を導出することができる。
また、領域導出部１３３ｂは、領域導出用に収集したＭＲデータから各種パルスの印加領域を導出するだけでなく、その他の領域を導出してもよい。例えば、領域導出部１３３ｂは、ＭＲデータから心臓の上端位置や下端位置を検出し、マルチスライス像を収集する撮像範囲を導出してもよい。また、例えば、領域導出部１３３ｂは、ＭＲデータから被検体Ｐに外接する直方体領域を検出し、この直方体領域をよりも広い範囲を感度マップ撮像の撮像範囲として導出してもよい。また、例えば、領域導出部１３３ｂは、ＭＲデータから心臓に外接する直方体領域を検出し、この直方体領域を含む所定範囲をシミング撮像の撮像範囲として導出してもよい。
また、領域導出部１３３ｂは、撮像領域を導出する際、併せて、その３次元の撮像領域内で収集されるスライス数、スライス厚、スライス間隔についても導出することもできる。例えば、プロトコルにスライス厚とスライス間隔とが固定値として設定されている場合、領域導出部１３３ｂは、撮像領域の導出に伴いスライス数を算出する。また、例えば、プロトコルにスライス数とスライス間隔とが固定値として設定されている場合、領域導出部１３３ｂは、撮像領域の導出に伴いスライス厚を算出する。また、例えば、プロトコルにスライス厚とスライス数とが固定値として設定されている場合、領域導出部１３３ｂは、撮像領域の導出に伴いスライス間隔を算出する。なお、例えば、スライス数を固定すれば、撮像時間を一定にすることができ、スライス厚を調整すれば、空間分解能を調整することができる。
（画像処理）
また、領域導出のための画像処理は、上述した実施形態に限られるものではない。上述した実施形態では、入力画像がモデル画像に一致するようにレジストレーションする手法を説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、モデル画像を変形させて入力画像とレジストレーションさせることにより各領域を導出する手法でもよい。また、例えば、領域導出部１３３ｂは、モデル画像を用いない手法によって、撮像領域や関連領域を導出してもよい。例えば、領域導出部１３３ｂは、３次元画像に対して閾値処理を施すことによって、空気領域と空気以外の領域とにセグメンテーションする。続いて、領域導出部１３３ｂは、空気領域の境界に、横隔膜面モデルや、心臓を模した球体のモデルをあてはめることで、心臓や、横隔膜の凸面のトップの位置を検出する。そして、領域導出部１３３ｂは、これをランドマークとして、撮像領域や、動き検出パルスの印加領域を導出する。
また、上述した実施形態において、モデル画像を用いた画像処理を説明したが、このモデル画像は、例えば、年齢や、既往症等に応じて、複数種類準備されていてもよい。上述した実施形態において、入力された撮像条件に基づいてモデル画像が選択される手法を説明したが、例えば、領域導出部１３３ｂは、検査のための項目として入力された、被検体Ｐの年齢や既往症等の情報に基づいて、適切なモデル画像を選択してもよい。
また、上述した実施形態においては、入力された撮像条件に基づいてモデル画像等が選択される手法を説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、領域導出用にＭＲデータが収集され、このＭＲデータから生成された３次元画像が、ＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communications in Medicine）規格に則ったデータ構造で記憶部１３２に格納されたとする。この場合、領域導出部１３３ｂは、例えば、この３次元画像に付帯された付帯情報（例えば、『心臓』、『３Ｄ ＦＦＥ』等）に基づいて、モデル画像等を選択してもよい。なお、付帯情報は、例えば、ＤＩＣＯＭ規格の付帯情報に限られず、ＭＲＩ装置１００固有の付帯される付帯情報であってもよい。
また、上述した実施形態においては、領域導出部１３３ｂが、自動的に、モデル画像を選択して読み出す例を説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、領域導出部１３３ｂは、複数準備されたモデル画像の一覧をＧＵＩ上に表示して、操作者から、モデル画像の選択を受け付けてもよい。この場合、領域導出部１３３ｂは、操作者から選択されたモデル画像を、各種領域の導出に用いる。なお、例えば、領域導出部１３３ｂは、例えば、撮像条件や、被検体Ｐの年齢、既往症等の情報に基づいて、複数のモデル画像の中から、一覧表示の対象とするモデル画像を絞り込み、絞り込んだモデル画像のみを一覧表示してもよい。
また、上述した実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、準備スキャンの段階や、あるいはイメージングスキャン後の段階において、モデル画像の選択し直しと、選択し直したモデル画像による各種領域の導出し直しとを実現することができる。例えば、上述した実施形態においては、領域導出部１３３ｂが、確認画面を表示し、確認画面上で修正の入力を受け付ける例を説明した（図４のステップＳ１０７〜Ｓ１０９）が、領域導出部１３３ｂは、この段階で、モデル画像の選択し直しと、選択し直したモデル画像による各種領域の導出し直しとを実行してもよい。例えば、領域導出部１３３ｂは、確認画面とともに、「モデル画像の再選択」ボタンを表示する。そして、領域導出部１３３ｂは、このボタンの押下を受け付けると、自動的に新たなモデル画像を選択するか、あるいは、モデル画像の一覧を表示して、操作者から新たなモデル画像の選択を受け付ける。その後、領域導出部１３３ｂは、新たに選択された新たなモデル画像を用いて、各種領域を再度導出する。
また、例えば、上述した実施形態においては、画像生成部１３６が、イメージングスキャンによって収集され、生成した画像を表示部１３５に表示する例を説明した（図４のステップＳ１１２〜Ｓ１１３）が、領域導出部１３３ｂは、この段階で、モデル画像の選択し直しと、選択し直したモデル画像による各種領域の導出し直しとを実行してもよい。例えば、領域導出部１３３ｂは、イメージングスキャンによって収集された画像とともに、「モデル画像の再選択」ボタンを表示する。そして、領域導出部１３３ｂは、このボタンの押下を受け付けると、自動的に新たなモデル画像を選択するか、あるいは、モデル画像の一覧を表示して、操作者から新たなモデル画像の選択を受け付ける。その後、領域導出部１３３ｂは、新たに選択された新たなモデル画像を用いて、各種領域を再度導出する。なお、この場合、イメージングスキャンについても、再度の実行となる。
（具体的な数値、処理の順序）
また、上述した実施形態において例示した具体的な数値や処理の順序は、原則として、一例に過ぎない。例えば、各種領域の導出に用いたランドマークは、任意に変更することができる。また、処理の順序についても、例えば、確認画面を表示しない処理手順等、任意に変更することができる。また、具体的なパルスシーケンスについても、任意に変更することができる。
（画像処理システム）
また、上述した実施形態においては、医用画像診断装置であるＭＲＩ装置１００が各種処理を実行する場合を説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、ＭＲＩ装置１００と画像処理装置とを含む画像処理システムが、上述した各種処理を実行してもよい。ここで、画像処理装置とは、例えば、ワークステーション、ＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System）の画像保管装置（画像サーバ）やビューワ、電子カルテシステムの各種装置等である。この場合、例えば、ＭＲＩ装置１００は、シーケンス制御部１２０による収集を行う。一方、画像処理装置は、ＭＲＩ装置１００によって収集されたＭＲデータやｋ空間データを、ＭＲＩ装置１００から、若しくは、画像サーバからネットワーク経由で受信することで、あるいは、記録媒体を介して操作者から入力されること等で受け付けて、記憶部に記憶する。そして、画像処理装置は、記憶部に記憶したこのＭＲデータやｋ空間データを対象として、上述した各種処理（例えば、画像生成部１３６による処理や、領域導出部１３３ｂによる処理）を実行すればよい。
（プログラム）
また、上述した実施形態の中で示した処理手順に示された指示は、ソフトウェアであるプログラムに基づいて実行されることが可能である。汎用コンピュータが、このプログラムを予め記憶しておき、このプログラムを読み込むことにより、上述した実施形態のＭＲＩ装置１００による効果と同様の効果を得ることも可能である。上述した実施形態で記述された指示は、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、磁気ディスク（フレキシブルディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ±Ｒ、ＤＶＤ±ＲＷなど）、半導体メモリ、又はこれに類する記録媒体に記録される。コンピュータ又は組み込みシステムが読み取り可能な記憶媒体であれば、その記憶形式は何れの形態であってもよい。コンピュータは、この記録媒体からプログラムを読み込み、このプログラムに基づいてプログラムに記述されている指示をＣＰＵで実行させれば、上述した実施形態のＭＲＩ装置１００と同様の動作を実現することができる。また、コンピュータがプログラムを取得する場合又は読み込む場合は、ネットワークを通じて取得又は読み込んでもよい。
また、記憶媒体からコンピュータや組み込みシステムにインストールされたプログラムの指示に基づきコンピュータ上で稼働しているＯＳ（Operating System）や、データベース管理ソフト、ネットワーク等のＭＷ（Middleware）等が、上述した実施形態を実現するための各処理の一部を実行してもよい。更に、記憶媒体は、コンピュータあるいは組み込みシステムと独立した媒体に限らず、ＬＡＮ（Local Area Network）やインターネット等により伝達されたプログラムをダウンロードして記憶又は一時記憶した記憶媒体も含まれる。また、記憶媒体は１つに限られず、複数の媒体から、上述した実施形態における処理が実行される場合も、実施形態における記憶媒体に含まれ、媒体の構成は何れの構成であってもよい。
なお、実施形態におけるコンピュータ又は組み込みシステムは、記憶媒体に記憶されたプログラムに基づき、上述した実施形態における各処理を実行するためのものであって、パソコン、マイコン等の１つからなる装置、複数の装置がネットワーク接続されたシステム等の何れの構成であってもよい。また、実施形態におけるコンピュータとは、パソコンに限らず、情報処理機器に含まれる演算処理装置、マイコン等も含み、プログラムによって実施形態における機能を実現することが可能な機器、装置を総称している。
以上述べた少なくとも一つの実施形態の磁気共鳴イメージング装置及び磁気共鳴イメージング方法によれば、各種領域を簡易に設定することができる。
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。
１００ ＭＲＩ装置
１２０ シーケンス制御部
１３３ 制御部
１３３ａ 撮像条件設定部
１３３ｂ 領域導出部
１３６ 画像生成部

Claims (11)

  1. パルスシーケンスの実行を制御することによって、対象臓器を含む範囲のデータを収集する第１撮像と、診断画像用のデータを収集する第２撮像とを実行するシーケンス制御部と、
    前記第１撮像によって収集されたデータを用いて画像を生成する画像生成部と、
    前記画像を用いた画像処理に基づいて、前記第２撮像において前記診断画像用のデータが収集される撮像領域、及び、前記第２撮像において前記撮像領域に関連して設定される関連領域を導出する導出部と
    を備える、磁気共鳴イメージング装置。
  2. 前記導出部は、前記画像から、前記撮像領域の導出に用いられるランドマークと、前記関連領域の導出に用いられるランドマークとをともに検出し、検出したランドマークに基づいて、前記撮像領域及び前記関連領域を導出する、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  3. 前記導出部は、前記撮像領域と前記関連領域との相互の位置関係を調整した上で、前記撮像領域及び前記関連領域を導出する、請求項１又は２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  4. 撮像条件の入力を受け付ける撮像条件設定部を更に備え、
    前記導出部は、入力を受け付けた前記撮像条件に基づいて、前記画像処理に用いるモデル画像を選択する、請求項１〜３のいずれかひとつに記載の磁気共鳴イメージング装置。
  5. 前記シーケンス制御部は、心臓及び横隔膜を含む範囲のデータを収集する第１撮像と、診断画像用に心臓全体のデータを収集する第２撮像とを実行し、
    前記画像生成部は、前記第１撮像によって収集されたデータを用いて、心臓及び横隔膜を含む画像を生成し、
    前記導出部は、画像処理に基づいて、前記画像から、心臓、及び横隔膜の凸面の頂点の位置を検出し、検出した位置に基づいて、心臓の領域、及び、呼吸動を検出して撮像領域を移動させるための動き検出パルスの印加領域を導出する、請求項１〜４のいずれかひとつに記載の磁気共鳴イメージング装置。
  6. 前記導出部は、前記心臓の領域と、前記動き検出パルスの印加領域とが重ならないように、相互の位置関係を調整した上で、前記心臓の領域、及び前記動き検出パルスの印加領域を導出する、請求項５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、肝臓及び門脈を含む範囲のデータを収集する第１撮像と、診断画像用にＴｉｍｅ−ＳＬＩＰ（Spatial Labeling Inversion Pulse）を用いて門脈のデータを収集する第２撮像とを実行し、
    前記画像生成部は、前記第１撮像によって収集されたデータを用いて、肝臓及び門脈を含む画像を生成し、
    前記導出部は、画像処理に基づいて、前記画像から、肝臓、及び、門脈と腸間膜静脈との分岐の位置を検出し、検出した位置に基づいて、撮像領域、及び、タグパルスの印加領域を導出する、請求項１〜４のいずれかひとつに記載の磁気共鳴イメージング装置。
  8. 前記導出部は、前記撮像領域及び前記関連領域について、位置、大きさ、及び向きのうち、少なくともひとつを導出する、請求項１〜７のいずれかひとつに記載の磁気共鳴イメージング装置。
  9. 前記シーケンス制御部は、前記第１撮像と、前記第２撮像とを、交互に繰り返して実行する、請求項１〜８のいずれかひとつに記載の磁気共鳴イメージング装置。
  10. 前記導出部は、前記画像処理に用いるモデル画像の一覧を表示部に表示し、操作者からモデル画像の選択を受け付けて、前記画像処理を行う、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  11. 磁気共鳴イメージング装置で実行される磁気共鳴イメージング方法であって、
    パルスシーケンスの実行を制御することによって、対象臓器を含む範囲のデータを収集する第１撮像と、診断画像用のデータを収集する第２撮像とを実行し、
    前記第１撮像によって収集されたデータを用いて画像を生成し、
    前記画像を用いた画像処理に基づいて、前記第２撮像において前記診断画像用のデータが収集される撮像領域、及び、前記第２撮像において前記撮像領域に関連して設定される関連領域を導出する、磁気共鳴イメージング方法。
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