JP2016154619A - Magnetic resonance imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
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。 Embodiments described herein relate generally to a magnetic resonance imaging apparatus.
磁気共鳴イメージング(MRI:Magnetic Resonance Imaging)は、静磁場中に置かれた被検体の原子核スピンをラーモア周波数(Larmor frequency)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NMR(Nuclear Magnetic Resonance)信号から画像を再構成する撮像法である。 Magnetic Resonance Imaging (MRI) magnetically excites a subject's nuclear spin placed in a static magnetic field with a Larmor frequency RF (Radio Frequency) pulse. This is an imaging method for reconstructing an image from a generated NMR (Nuclear Magnetic Resonance) signal.
磁気共鳴イメージングにおいては、呼吸動に対応する横隔膜の動きに追従して心臓を撮像する撮像法がある。この場合、横隔膜の動きを検出する動き検出パルスの印加領域が横隔膜に設定され、心臓の撮像領域から磁気共鳴信号が収集される直前に、動き検出パルスの印加領域から磁気共鳴信号が収集される。動き検出パルスの印加領域から収集された磁気共鳴信号は、心臓の撮像領域の補正に用いられたり、心臓の撮像のタイミング決めに用いられたりする。 In magnetic resonance imaging, there is an imaging method in which the heart is imaged following the movement of the diaphragm corresponding to respiratory motion. In this case, the motion detection pulse application region for detecting the motion of the diaphragm is set in the diaphragm, and the magnetic resonance signal is collected from the motion detection pulse application region immediately before the magnetic resonance signal is collected from the imaging region of the heart. . The magnetic resonance signals collected from the motion detection pulse application region are used to correct the heart imaging region or to determine the timing of heart imaging.
本発明が解決しようとする課題は、精度良く横隔膜などの部位の動きを検出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ことである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a magnetic resonance imaging apparatus that can accurately detect the movement of a region such as the diaphragm.
実施形態の磁気共鳴イメージング装置は、設定部は、呼吸時相を検出するための励起パルス及びリフォーカスパルスの双方が印加される領域の体積が所定の体積値となるように、前記励起パルスが印加される第1印加領域と、前記リフォーカスパルスが印加される第2印加領域とを設定する。制御部は、前記励起パルス及び前記リフォーカスパルスそれぞれを前記第1印加領域及び前記第2印加領域に印加しながら、前記領域から得られた第1撮像データに基づいて呼吸時相を検出する第1撮像と、前記第1撮像により得られた呼吸時相に基づいて、対象を含む範囲の第2撮像データを収集する第2撮像とを実行する。 In the magnetic resonance imaging apparatus of the embodiment, the setting unit is configured so that the volume of a region to which both the excitation pulse for detecting the respiratory time phase and the refocusing pulse are applied has a predetermined volume value. A first application region to be applied and a second application region to which the refocus pulse is applied are set. The controller detects the respiratory time phase based on the first imaging data obtained from the region while applying the excitation pulse and the refocus pulse to the first application region and the second application region, respectively. One imaging and a second imaging for collecting second imaging data in a range including the target are executed based on the respiratory time phase obtained by the first imaging.
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」)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。 Hereinafter, a magnetic resonance imaging apparatus according to an embodiment (hereinafter, appropriately referred to as an “MRI (Magnetic Resonance Imaging) apparatus”) will be described with reference to the drawings. Note that the embodiments are not limited to the following embodiments. The contents described in each embodiment can be applied in the same manner to other embodiments in principle.
(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1と、傾斜磁場コイル2と、傾斜磁場電源3と、寝台4と、寝台制御部5と、送信コイル6と、送信部7と、受信コイル8と、受信部9と、シーケンス制御部10と、計算機20とを備える。なお、MRI装置100に、図1において点線の枠内に示す被検体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10及び計算機20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。
(First embodiment)
FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of the
静磁場磁石1は、中空の円筒形状(円筒の軸に直交する断面が楕円状となるものを含む)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1は、例えば、永久磁石である。なお、静磁場磁石1は、超伝導磁石でもよい。静磁場磁石1が超伝導磁石である場合、MRI装置100は、図示しない静磁場電源を備え、この静磁場電源が、静磁場磁石1に電流を供給する。このとき、静磁場磁石1は、静磁場電源から電流の供給を受けて励磁する。また、静磁場電源は、MRI装置100とは別に備えられてもよい。
The static magnetic field magnet 1 is a magnet formed in a hollow cylindrical shape (including a magnet whose cross section perpendicular to the axis of the cylinder is elliptical), and generates a static magnetic field in an internal space. The static magnetic field magnet 1 is, for example, a permanent magnet. The static magnetic field magnet 1 may be a superconducting magnet. When the static magnetic field magnet 1 is a superconducting magnet, the
傾斜磁場コイル2は、中空の円筒形状(円筒の軸に直交する断面が楕円状となるものを含む)に形成されたコイルであり、静磁場磁石1の内側に配置される。傾斜磁場コイル2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3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2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3は、傾斜磁場コイル2に電流を供給する。 The gradient magnetic field coil 2 is a coil formed in a hollow cylindrical shape (including a coil whose cross section perpendicular to the axis of the cylinder is elliptical), and is disposed inside the static magnetic field magnet 1. The gradient coil 2 is formed by combining three coils corresponding to the X, Y, and Z axes orthogonal to each other, and these three coils individually supply current from the gradient magnetic field power supply 3. In response, a gradient magnetic field is generated in which the magnetic field strength varies along the X, Y, and Z axes. The gradient magnetic fields of the X, Y, and Z axes generated by the gradient magnetic field coil 2 are, for example, a slice gradient magnetic field Gs, a phase encode gradient magnetic field Ge, and a read gradient magnetic field Gr. The gradient magnetic field power supply 3 supplies a current to the gradient magnetic field coil 2.
寝台4は、被検体Pが載置される天板4aを備え、寝台制御部5による制御の下、天板4aを、被検体Pが載置された状態で、傾斜磁場コイル2の空洞(撮像口)内へ挿入する。通常、寝台4は、長手方向が静磁場磁石1の中心軸と平行になるように設置される。寝台制御部5は、計算機20による制御の下、寝台4を駆動して天板4aを長手方向及び上下方向へ移動する。
The bed 4 includes a
送信コイル6は、傾斜磁場コイル2の内側に配置され、送信部7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7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6に供給する。 The transmission coil 6 is arranged inside the gradient magnetic field coil 2 and receives a supply of RF pulses from the transmission unit 7 to generate a high-frequency magnetic field. The transmission unit 7 supplies the transmission coil 6 with an RF pulse corresponding to the Larmor frequency determined by the type of target atom and the magnetic field strength.
受信コイル8は、傾斜磁場コイル2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8は、MR信号を受信すると、受信したMR信号を受信部9へ出力する。 The receiving coil 8 is disposed inside the gradient magnetic field coil 2 and receives a magnetic resonance signal (hereinafter referred to as “MR signal” as appropriate) emitted from the subject P due to the influence of the high-frequency magnetic field. When receiving the MR signal, the receiving coil 8 outputs the received MR signal to the receiving unit 9.
なお、上述した送信コイル6及び受信コイル8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。 The transmission coil 6 and the reception coil 8 described above are merely examples. What is necessary is just to comprise by combining one or more among the coil provided only with the transmission function, the coil provided only with the reception function, or the coil provided with the transmission / reception function.
受信部9は、受信コイル8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9は、受信コイル8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9は、生成したMRデータをシーケンス制御部10へ送信する。なお、受信部9は、静磁場磁石1や傾斜磁場コイル2等を備える架台装置側に備えられてもよい。
The receiving unit 9 detects the MR signal output from the receiving coil 8 and generates MR data based on the detected MR signal. Specifically, the receiving unit 9 generates MR data by digitally converting the MR signal output from the receiving coil 8. In addition, the reception unit 9 transmits the generated MR data to the
シーケンス制御部10は、計算機20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3、送信部7及び受信部9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3が傾斜磁場コイル2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7が送信コイル6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9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10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。
The
なお、シーケンス制御部10は、傾斜磁場電源3、送信部7及び受信部9を駆動して被検体Pを撮像した結果、受信部9からMRデータを受信すると、受信したMRデータを計算機20へ転送する。
When the
計算機20は、MRI装置100の全体制御や、画像の生成等を行う。計算機20は、インタフェース部21と、画像生成部22と、記憶部23と、入力部24と、表示部25と、制御部26とを備える。
The computer 20 performs overall control of the
インタフェース部21は、シーケンス情報をシーケンス制御部10へ送信し、シーケンス制御部10からMRデータを受信する。また、インタフェース部21は、MRデータを受信すると、受信したMRデータを記憶部23に格納する。記憶部23に格納されたMRデータは、制御部26によってk空間に配置される。この結果、記憶部23は、k空間データを記憶する。
The
画像生成部22は、k空間データを記憶部23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。
The
記憶部23は、インタフェース部21によって受信されたMRデータや、制御部26によってk空間に配置されたk空間データ、画像生成部22によって生成された画像データ等を記憶する。また、記憶部23は、プローブ撮像条件23aを記憶する。プローブ撮像条件23aについては、後述する。記憶部23は、例えば、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。
The
入力部24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24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、キーボード等の入力デバイスである。表示部25は、制御部26による制御の下、各種GUI(Graphical User Interface)や、画像生成部22によって生成された画像等を表示する。表示部25は、例えば、液晶ディスプレイ等の表示デバイスである。
The
制御部26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、制御部26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し、生成したシーケンス情報をシーケンス制御部10へ送信する。制御部26は、撮像条件設定部26aを備える。例えば、制御部26は、ASIC、FPGA等の集積回路、CPU、MPU等の電子回路である。
The
続いて、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である。第1の実施形態においては、呼吸動に対応する横隔膜の動きに追従して心臓を撮像する撮像法を適用する。この撮像法には、横隔膜の動きを検出して、心臓の撮像領域自体を補正する手法(以下、「体動補正法」と呼ぶ)と、心臓の撮像領域は固定のまま撮像タイミングを決める手法(以下、「体動トリガ法」と呼ぶ)とがある。 Subsequently, FIG. 2 is a diagram for explaining imaging of the heart in the first embodiment. In the first embodiment, an imaging method for imaging the heart following the movement of the diaphragm corresponding to the respiratory motion is applied. In this imaging method, there are a method for detecting the movement of the diaphragm and correcting the heart imaging region itself (hereinafter referred to as “body motion correction method”), and a method for determining the imaging timing while the heart imaging region is fixed. (Hereinafter referred to as “body motion trigger method”).
図2の(A)は、体動補正法を適用した際のタイミングチャートを示す図であり、図2の(B)は、体動トリガ法を適用した際のタイミングチャートを示す図である。まず、図2の(A)と図2の(B)とに共通の点を説明する。図2に示す波形は、被検体Pの呼吸動に伴って上下動する横隔膜の位置を示す。息を吸って吐いてを繰り返す呼吸時相のうち、息を吸った際には横隔膜の位置は下がり、息を吐いた際には横隔膜の位置は上がる。図2の(A)及び図2の(B)のいずれの場合も、横隔膜の動きを検出する動き検出パルスの印加領域が横隔膜に設定され、心臓の撮像領域から各エコー分や各セグメント分の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。図2において、「本スキャン」と記載されたボックスが、心臓の撮像領域からのMRデータの収集に相当し、「本スキャン」の直前に複数個並ぶ「トレーススキャン」のボックスが、動き検出パルスの印加領域からのMRデータの収集に相当する。 2A is a diagram illustrating a timing chart when the body motion correction method is applied, and FIG. 2B is a diagram illustrating a timing chart when the body motion trigger method is applied. First, points common to FIG. 2A and FIG. 2B will be described. The waveform shown in FIG. 2 shows the position of the diaphragm that moves up and down as the subject P breathes. Of the breathing phases that repeat inhaling and exhaling, the position of the diaphragm is lowered when inhaling and the position of the diaphragm is raised when exhaling. 2A and 2B, the application area of the motion detection pulse for detecting the movement of the diaphragm is set in the diaphragm, and each echo and each segment from the imaging area of the heart. Immediately before the MR data is collected, the MR data is collected from the motion detection pulse application region. In FIG. 2, a box described as “main scan” corresponds to the collection of MR data from the imaging region of the heart, and a plurality of “trace scan” boxes arranged immediately before “main scan” are motion detection pulses. This corresponds to the collection of MR data from the application region.
図2の(A)を用いて体動補正法の一例を説明する。体動補正法は、横隔膜の動きを検出し、心臓の撮像領域自体を補正する手法である。例えば、体動補正法では、図2の(A)に示すように、本スキャンと本スキャンとの間隔であるTR(Repetition Time)が概ね一定に保たれ、本スキャンの直前に行われるトレーススキャンの繰り返し回数も一定である。即ち、体動補正法では、TRを概ね一定に保ちながら、トレーススキャンを一定回数行った後、本スキャンに切り替え、最終回のトレーススキャンで検出された横隔膜の位置が、閾値の範囲内(上限値と下限値との間の範囲内)であれば、本スキャンで収集されたMRデータを画像生成に用いる(図2において「Correct」)。一方、横隔膜の位置が、閾値の範囲外であれば、本スキャンでMRデータを収集するものの、画像生成には用いない(図2において「Correct&Reject」)。 An example of the body motion correction method will be described with reference to FIG. The body motion correction method is a method for detecting the movement of the diaphragm and correcting the imaging region itself of the heart. For example, in the body movement correction method, as shown in FIG. 2A, a trace scan that is performed immediately before the main scan is maintained with the TR (Repetition Time), which is the interval between the main scan and the main scan being substantially constant. The number of repetitions of is also constant. In other words, in the body motion correction method, the trace scan is performed a certain number of times while keeping the TR substantially constant, and then the main scan is switched. The position of the diaphragm detected in the last trace scan is within the threshold range (upper limit). MR data collected in the main scan is used for image generation (“Correct” in FIG. 2). On the other hand, if the position of the diaphragm is outside the threshold range, MR data is collected in the main scan, but is not used for image generation (“Correct & Reject” in FIG. 2).
また、この体動補正法では、リアルタイムに検出した横隔膜の位置に基づき心臓の移動量がリアルタイムに推定され、推定された心臓の移動量に基づき、本スキャンの撮像領域の位置がリアルタイムに補正される。 In this body motion correction method, the amount of movement of the heart is estimated in real time based on the position of the diaphragm detected in real time, and the position of the imaging region of the main scan is corrected in real time based on the estimated amount of movement of the heart. The
図2の(B)を用いて体動トリガ法の一例を説明する。体動トリガ法は、横隔膜の動きを検出し、心臓の撮像領域は固定のまま撮像タイミングを決める手法である。例えば、体動トリガ法では、図2の(B)に示すように、一定期間のTRは確保されるものの、TR自体が一定に保たれるものではない。また、本スキャンの直前に行われるトレーススキャンの繰り返し回数も一定ではない。即ち、体動トリガ法では、トレーススキャンを任意の回数行った後、トレーススキャンで検出された横隔膜の位置が、閾値の範囲内(上限値と下限値との間の範囲内)に入ると、本スキャンに切り替える。なお、仮に、トレーススキャンで検出された横隔膜の位置が閾値の範囲内に入ったとしても、一定期間のTRが確保されていない場合には、本スキャンには切り替えない。 An example of the body movement trigger method will be described with reference to FIG. The body motion trigger method is a method of detecting the movement of the diaphragm and determining the imaging timing while the imaging region of the heart is fixed. For example, in the body motion trigger method, as shown in FIG. 2 (B), TR for a certain period is secured, but TR itself is not kept constant. Also, the number of repetitions of the trace scan performed immediately before the main scan is not constant. That is, in the body movement trigger method, after the trace scan is performed an arbitrary number of times, when the position of the diaphragm detected by the trace scan falls within the threshold range (within the range between the upper limit value and the lower limit value), Switch to the main scan. Even if the diaphragm position detected by the trace scan falls within the threshold range, if the TR for a certain period is not secured, the main scan is not switched.
この体動トリガ法では、本スキャンの呼吸時相が概ね一定になるため、体動補正法とは異なり、本スキャンの撮像領域の位置の補正は原則行わない。 In this body motion trigger method, since the respiratory time phase of the main scan is substantially constant, unlike the body motion correction method, the position of the imaging region of the main scan is not corrected in principle.
なお、体動補正法及び体動トリガ法のいずれの場合も、本スキャンは、心電信号(ECG(Electrocardiogram))に同期しながら行われる場合がある。即ち、この場合には、所望の呼吸時相と心位相とを同時に満たすタイミングで収集されたMRデータのみが、画像生成に用いられる。また、上限値と下限値とで示される閾値の範囲は、所望の画質との関係に応じて、その広狭が適宜調整される。また、図2では、息を吐く期間において本スキャンが行われる例を示したが、実施形態はこれに限られるものではなく、息を吸う期間において本スキャンを行ってもよい。 In both cases of the body motion correction method and the body motion trigger method, the main scan may be performed in synchronization with an electrocardiogram signal (ECG (Electrocardiogram)). That is, in this case, only MR data collected at a timing that satisfies a desired respiratory time phase and cardiac phase at the same time are used for image generation. In addition, the range of the threshold value indicated by the upper limit value and the lower limit value is adjusted as appropriate according to the relationship with the desired image quality. FIG. 2 shows an example in which the main scan is performed during the period when the person exhales. However, the embodiment is not limited thereto, and the main scan may be performed during the period when the person inhales.
図3は、第1の実施形態における撮像の処理手順を示すフローチャートである。図3に示すように、第1の実施形態において、まず、撮像条件設定部26aは、操作者から、撮像計画の設定を受け付ける(ステップS101)。例えば、撮像条件設定部26aは、TRやTE(Echo Time)等の撮像パラメータの初期値が設定されたパルスシーケンスの情報を予め保持している。また、パルスシーケンスの情報は、例えば、撮像部位や撮像目的毎に、準備スキャン用やイメージングスキャン用を含む複数のパルスシーケンス群のセットで管理される。撮像条件設定部26aは、GUIを介してパルスシーケンス群のセットを操作者に提示し、操作者から適宜選択や変更を受け付けることで、対象の検査で行われるパルスシーケンス群や撮像パラメータを決定する。
FIG. 3 is a flowchart illustrating an imaging process procedure according to the first embodiment. As shown in FIG. 3, in the first embodiment, the imaging
続いて、撮像条件設定部26aによって受け付けられた撮像計画に基づき、シーケンス制御部10は、準備スキャンの実行を開始する(ステップS102)。ここで、準備スキャン(「準備撮像」とも呼ばれる)とは、診断に用いられる画像を収集するイメージングスキャン(「本撮像」とも呼ばれる)に先行して行われるスキャンのことであり、受信コイル8の感度マップを収集するためのスキャンや、シミングのためのスキャン等が含まれる。
Subsequently, based on the imaging plan received by the imaging
続いて、シーケンス制御部10は、最大FOV(Field Of View)のボリュームデータの収集スキャン(最大FOVスキャン)を実行する(ステップS103)。
Subsequently, the
なお、第1の実施形態においては、呼吸動を検出するための手法として、「1D Motion Probe」を用いるため、動き検出パルスを、「プローブ」と呼ぶ。 In the first embodiment, since “1D Motion Probe” is used as a technique for detecting respiratory motion, the motion detection pulse is referred to as a “probe”.
ここで、最大FOVのボリュームデータとは、磁場中心を中心に、MRI装置100として設定可能な最大FOV(例えば、静磁場強度の均一性を担保可能な範囲)で収集される3次元のMRデータのことである。なお、このボリュームデータは、プローブ位置及びマルチスライスデータの収集範囲の導出に用いられるため、各位置の導出に用いられるランドマーク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、ボリュームデータは、肝臓の頂点及び心臓を含む範囲で収集される。
Here, the volume data of the maximum FOV is the three-dimensional MR data collected with the maximum FOV that can be set as the
図4は、第1の実施形態における最大FOVボリュームデータを説明するための図である。例えば、シーケンス制御部10は、図4に示すように、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、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。なお、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、横隔膜の位置や心臓の位置は、コロナル断面像上における画像特徴が、自動検出する場合も、検出結果を確認する場合も、最も有効である。また、コロナル断面像上の2方向である頭足方向と左右方向とでは、左右方向の方が、撮像領域外の折り返しの影響が少ない。以上の理由から、ボリュームデータは、上述したエンコード方向の組み合わせで収集することが望ましい。
FIG. 4 is a diagram for explaining the maximum FOV volume data in the first embodiment. For example, as shown in FIG. 4, the
図3に戻り、続いて、撮像条件設定部26aは、ステップS103で収集された最大FOVボリュームデータを用いて、プローブ位置及びマルチスライスデータの収集範囲を導出する(ステップS104)。
Returning to FIG. 3, subsequently, the imaging
図5は、第1の実施形態におけるステップS104における処理を示すフローチャートである。図5に示すように、撮像条件設定部26aは、モデル画像を用いて、例えば、肝臓の頂点の位置、及び、心臓の領域を検出する(ステップS201)。そして、撮像条件設定部26aは、検出した肝臓の頂点の位置を示す情報と心臓の領域を示す情報を記憶部23に記憶させる。なお、モデル画像とは、予め被検体(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。
FIG. 5 is a flowchart showing the processing in step S104 in the first embodiment. As illustrated in FIG. 5, the imaging
モデル画像を用いて、最大FOVボリュームデータから肝臓の頂点の位置及び心臓の領域を検出する手法を説明する。まず、モデル画像上では、肝臓の頂点の位置、及び、心臓の領域が、既知である。例えば、心臓の領域として、3次元の心臓の領域を構成するボクセル群が既知である。そこで、撮像条件設定部26aは、モデル画像に一致するように、最大FOVボリュームデータを剛体変形若しくは非剛体変形する画像処理を行い、変形後の最大FOVボリュームデータ上で、肝臓の頂点の位置、及び、心臓の領域を特定する。例えば、撮像条件設定部26aは、モデル画像内の心臓の領域を構成する各ボクセルに対応する変形後の最大FOVボリュームデータ内の各ボクセルを特定し、特定したボクセル群を心臓の領域として特定する。
A technique for detecting the position of the apex of the liver and the heart region from the maximum FOV volume data using the model image will be described. First, on the model image, the position of the apex of the liver and the region of the heart are known. For example, a group of voxels constituting a three-dimensional heart region is known as the heart region. Therefore, the imaging
その後、撮像条件設定部26aは、最大FOVボリュームデータを元の最大FOVボリュームデータに逆変形する画像処理を行い、逆変形後の最大FOVボリュームデータ上に、肝臓の頂点の位置を最終的に特定するとともに、心臓の領域を暫定的に特定する。例えば、撮像条件設定部26aは、逆変形後の最大FOVボリュームデータ内の心臓の領域を構成するボクセル群を特定することで、心臓の領域を暫定的に特定する。図6Aは、暫定的に特定された心臓の領域の一例を示す図である。例えば、撮像条件設定部26aは、図6Aに示すように、逆変形後の最大FOVボリュームデータ内の心臓の領域を構成するボクセル群を特定することで、心臓の3次元の領域H1を暫定的に特定する。ここで、領域H1の形状は、複雑であるため、領域H1を心臓の領域として扱い、領域H1に対して後段の各種の処理を行うことは、処理が煩雑になる場合がある。図6B、図6Cは、最終的に特定された心臓の領域の一例を示す図である。そこで、撮像条件設定部26aは、図6Bに示すように、領域H1に外接する直方体H2を最終的に特定する。直方体H2の形状は複雑でないため、領域H2を心臓の領域として扱い、領域H2に対して後段の各種の処理を行うことは、処理が煩雑にならない。なお、撮像条件設定部26aは、図6Cに示すように、領域H1に外接する楕円体H3を最終的に特定してもよい。楕円体H3の形状についても、同様に、複雑でないため、領域H3を心臓の領域として扱い、領域H3に対して後段の各種の処理を行うことは、処理が煩雑にならない。上述のような方法によって、肝臓の頂点の最終的な位置及び心臓の領域の最終的な領域を特定することにより、肝臓の頂点の位置及び心臓の領域を検出する。ここで、形状が複雑でない領域H2等を心臓の領域として検出するため、検出された心臓の領域に対して行われる後段の各種の処理を簡易に行うことができる。なお、実施形態はこれに限られるものではなく、撮像条件設定部26aは、最大FOVボリュームデータに一致するように、モデル画像に対して、剛体変形若しくは非剛体変形する画像処理を行ってもよい。
Thereafter, the imaging
また、撮像条件設定部26aは、他の方法によっても心臓の領域を検出してもよい。例えば、モデル画像上では、心臓の位置(例えば、心臓の上端位置、下端位置、心臓の特徴点である僧帽弁、心尖部、左室中心等)が、既知である。そこで、撮像条件設定部26aは、例えば、モデル画像に一致するように、最大FOVボリュームデータを剛体変形若しくは非剛体変形する画像処理を行い、変形後の最大FOVボリュームデータ上で、心臓の位置を特定する。その後、撮像条件設定部26aは、最大FOVボリュームデータを元の最大FOVボリュームデータに逆変形する画像処理を行い、逆変形後の最大FOVボリュームデータ上に、心臓の位置を特定する。そして、撮像条件設定部26aは、特定された心臓の位置から心臓の領域を推定することにより、心臓の領域を検出する。
The imaging
なお、撮像条件設定部26aは、同様の方法によって、更に、大血管や脊髄などの位置を検出してもよい。
Note that the imaging
そして、撮像条件設定部26aは、記憶部23に記憶されたプローブ撮像条件23aを取得する(ステップS202)。プローブ撮像条件23aには、後述の「所定の体積値」が含まれている。また、プローブ撮像条件23aには、後述の領域R3の体積が「所定の体積値」になるような場合における、後述の印加領域P1のスライス厚み、後述の印加領域P2のスライス厚み、後述の印加領域R1の向き、後述の印加領域R2の向き、並びに、印加領域P1及び印加領域P2の読み出し方向の長さを含む各種の印加領域R1及び印加領域R3に関する撮像条件が含まれている。
Then, the imaging
ここで、所定の体積値について説明する。図7は、第1の実施形態におけるプローブの印加領域の一例について説明するための図である。第1の実施形態では、プローブの印加方式として、SE(Spin Echo)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面の交差方式が用いられた場合を例に挙げて説明する。なお、励起パルスは、フリップパルス又は90°パルスとも称される。また、リフォーカスパルスは、フロップパルス又は180°パルスとも称される。図7には、励起パルスが印加される直方体の印加領域R1、及び、リフォーカスパルスが印加される直方体の印加領域R2が示されている。 Here, the predetermined volume value will be described. FIG. 7 is a diagram for explaining an example of a probe application region in the first embodiment. In the first embodiment, as an application method of a probe, a case where a two-surface crossing method in which an excitation pulse of a SE (Spin Echo) method and a refocusing pulse are crossed to excite a square columnar region is used as an example. Will be described. The excitation pulse is also referred to as a flip pulse or a 90 ° pulse. The refocus pulse is also referred to as a flop pulse or a 180 ° pulse. FIG. 7 shows a rectangular parallelepiped application region R1 to which an excitation pulse is applied and a rectangular parallelepiped application region R2 to which a refocus pulse is applied.
また、図7には、印加領域R1と印加領域R2とが交差する部分の四角柱状の領域R3が示されている。すなわち、領域R3は、励起パルス及びリフォーカスパルスの双方が印加される領域である。励起パルス及びリフォーカスパルスが印加された結果、領域R3から得られるMRデータが1次元フーリエ変換されて、肺野と肝臓との間のエッジが検出されることにより、横隔膜の頂点の位置が検出される。すなわち、上述のトレーススキャンでは、例えば、呼吸時相を検出するための励起パルス及びリフォーカスパルスの印加を伴いながら、励起パルスが印加される印加領域R1とリフォーカスパルスが印加される印加領域R2とが交差する領域R3から得られたMRデータに基づいて呼吸時相が検出される。また、上述のイメージングスキャンでは、検出された呼吸時相が用いられて心臓を含む範囲のMRデータが収集される。なお、トレーススキャンは、例えば、第1撮像に対応し、イメージングスキャンは、例えば、第2撮像に対応する。 Further, FIG. 7 shows a quadrangular columnar region R3 where the application region R1 and the application region R2 intersect. That is, the region R3 is a region where both the excitation pulse and the refocus pulse are applied. As a result of applying the excitation pulse and the refocus pulse, the MR data obtained from the region R3 is subjected to a one-dimensional Fourier transform, and the edge between the lung field and the liver is detected, thereby detecting the position of the apex of the diaphragm. Is done. That is, in the above trace scan, for example, an application region R1 to which an excitation pulse is applied and an application region R2 to which a refocus pulse is applied while applying an excitation pulse and a refocus pulse for detecting a respiratory time phase. The respiratory time phase is detected based on the MR data obtained from the region R3 where and intersect. In the above-described imaging scan, MR data in a range including the heart is collected using the detected respiratory phase. Note that the trace scan corresponds to, for example, the first imaging, and the imaging scan corresponds to, for example, the second imaging.
ここで、領域R3の体積が大きいほど、領域R3から得られるMRデータのSNR(signal-to-noise ratio)が良好となるが、エッジがなまる傾向がある。一方、領域R3の体積が小さいほど、得られるエッジが鋭敏なものとなるが、領域R3から得られるMRデータのSNRが悪くなる傾向がある。なお、エッジの検出は、SNRが良好となるほど、または、得られるエッジが鋭敏なものとなるほど、成功しやすくなる。したがって、単純に、領域R3の体積を大きく又は小さくしただけでは、エッジの検出精度を高めることは困難である。 Here, the larger the volume of the region R3, the better the SNR (signal-to-noise ratio) of the MR data obtained from the region R3, but there is a tendency for the edges to become blurred. On the other hand, the smaller the volume of the region R3, the sharper the edge obtained, but the SNR of the MR data obtained from the region R3 tends to deteriorate. Note that the edge detection is more likely to succeed as the SNR becomes better or the obtained edge becomes more sensitive. Therefore, it is difficult to increase the edge detection accuracy simply by increasing or decreasing the volume of the region R3.
上述の「所定の体積値」とは、例えば、操作者が、領域R3の体積を様々な値に変更しながら各体積におけるエッジの鋭敏さやSNRを測定する実験を行った結果得られた、エッジの鋭敏さやSNRによって定まるエッジの検出精度が所定の基準を超えるような場合の領域R3の体積値である。 The above-mentioned “predetermined volume value” means, for example, an edge obtained as a result of an experiment in which the operator changes the volume of the region R3 to various values and measures the edge sensitivity and SNR in each volume. This is the volume value of the region R3 when the edge detection accuracy determined by the sharpness and SNR exceeds a predetermined reference.
図5の説明に戻り、撮像条件設定部26aは、2つの印加領域の向きを算出する(ステップS203)。図8及び図9A〜図9Bは、第1の実施形態において、印加領域の向きの算出方法の一例を説明するための図である。例えば、図8の例に示すように、ステップS201で肝臓の頂点の位置P1、及び、心臓の領域H2が検出された場合には、撮像条件設定部26aは、心臓の領域H2が含まれないように、かつ、領域R3の中心に肝臓の頂点の位置P1が含まれるように、印加領域R1及び印加領域R2を設定した場合の印加領域R1及び印加領域R2の向きを算出する。ここで、向きが算出される印加領域R1及び印加領域R2の大きさは、ステップS202で取得したプローブ撮像条件23aに含まれる撮像条件に基づいた大きさである。
Returning to the description of FIG. 5, the imaging
第1の実施形態における印加領域の向きの算出方法の一例について、より詳細に説明する。例えば、心臓の領域H2のアキシャル断面上での領域(例えば、2次元の領域)が、図9Aの例に示すような領域である場合について説明する。この場合には、撮像条件設定部26aは、図9Aの例に示すように、頭足方向から見て、アキシャル断面において、領域H2が含まれないように、かつ、領域R3の中心に肝臓の頂点の位置P1が含まれるように、印加領域R1及び印加領域R2を交差させて設定した場合の印加領域R1及び印加領域R2の向きを算出する。
An example of a method for calculating the direction of the application region in the first embodiment will be described in more detail. For example, a case will be described in which a region (for example, a two-dimensional region) on the axial cross section of the heart region H2 is a region as shown in the example of FIG. 9A. In this case, as shown in the example of FIG. 9A, the imaging
また、例えば、心臓の領域H3のアキシャル断面上での領域が、図9Bの例に示すような領域である場合について説明する。この場合には、撮像条件設定部26aは、図9Bの例に示すように、頭足方向から見て、アキシャル断面において、領域H3が含まれないように、かつ、領域R3の中心に肝臓の頂点の位置P1が含まれるように、印加領域R1及び印加領域R2を交差させて設定した場合の印加領域R1及び印加領域R2の向きを算出する。
For example, the case where the region on the axial cross section of the heart region H3 is a region as shown in the example of FIG. 9B will be described. In this case, as shown in the example of FIG. 9B, the imaging
なお、心臓の領域からMRデータが収集される直前に、プローブの印加領域からMRデータが収集される場合、心臓の領域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場合がある。このため、心臓の領域が含まれないように印加領域R1及び印加領域R2の向きを算出する。 When MR data is collected from the application region of the probe immediately before the MR data is collected from the heart region, if the application region overlaps the heart region, the relationship between the recovery of longitudinal magnetization and the heart Artifacts may occur in this image. Therefore, the orientations of the application region R1 and the application region R2 are calculated so that the heart region is not included.
また、先の図8の例における「α」は、印加領域R1の向きの方向と印加領域R2の向きの方向との成す角の角度を示す。また、「L」は、領域R3の読み出し方向(頭足方向)の長さを示す。なお、領域R3の読み出し方向の長さは、印加領域R1の読み出し方向の長さ及び印加領域R2の読み出し方向の長さと等しい。また、「A」は、印加領域R1及び印加領域R2のスライス方向の厚み(スライス厚み)を示す。 Further, “α” in the example of FIG. 8 indicates an angle formed by the direction of the application region R1 and the direction of the application region R2. “L” indicates the length of the region R3 in the reading direction (head-and-foot direction). Note that the length in the readout direction of the region R3 is equal to the length in the readout direction of the application region R1 and the length in the readout direction of the application region R2. “A” indicates the thickness (slice thickness) of the application region R1 and the application region R2 in the slice direction.
また、ステップS201で、大血管や脊髄の位置が更に検出された場合には、ステップS203において、撮像条件設定部26aは、更に、大血管の位置が含まれないように、かつ、脊髄が含まれるように、印加領域R1及び印加領域R2を設定した場合の印加領域R1及び印加領域R2の向きを算出してもよい。
If the position of the large blood vessel or the spinal cord is further detected in step S201, the imaging
図5の説明に戻り、撮像条件設定部26aは、領域R3の体積が「所定の体積値」となる場合のスライス厚みAを算出する(ステップS204)。スライス厚みAの算出方法の一例について説明する。図10は、第1の実施形態におけるスライス厚みAの算出方法の一例について説明するための図である。図10は、読み出し方向から、印加領域R1、印加領域R2及び領域R3を見た場合の一例を示す。
Returning to the description of FIG. 5, the imaging
図10の例に示す領域R3の菱形の面積Sは、以下の式(1)で表すことができる。
S=A2/sinα・・・式(1)
なお、「/」は除算を示す演算子である。
The rhombus area S of the region R3 shown in the example of FIG. 10 can be expressed by the following formula (1).
S = A 2 / sin α (1)
“/” Is an operator indicating division.
撮像条件設定部26aは、以下の式(2)を満たすようなスライス厚みAを算出することで、領域R3の体積が「所定の体積値」となる場合のスライス厚みAを算出する。
V=S×L
=A2/sinα×L・・・式(2)
なお、「×」は乗算を示す演算子である。また、式(2)において、「V」は、ステップS202で取得したプローブ撮像条件23aに含まれる「所定の体積値」である。また、式(2)において、「L」は、ステップS202で取得したプローブ撮像条件23aに含まれる印加領域P1及び印加領域P2の読み出し方向の長さ(領域R3の読み出し方向の長さ)である。また、式(1)及び式(2)において、「α」は、ステップS203で算出された印加領域R1の向きの方向と印加領域R2の向きの方向との成す角の角度である。
The imaging
V = S × L
= A 2 / sin α × L (2)
“×” is an operator indicating multiplication. In Expression (2), “V” is a “predetermined volume value” included in the probe imaging condition 23a acquired in step S202. In Expression (2), “L” is the length in the reading direction of the application region P1 and the application region P2 included in the probe imaging condition 23a acquired in step S202 (the length in the reading direction of the region R3). . In the expressions (1) and (2), “α” is an angle formed by the direction of the application region R1 calculated in step S203 and the direction of the application region R2.
すなわち、撮像条件設定部26aは、値が既知である「V」、「α」、「L」を用いて、式(2)より、スライス厚みAを算出する。
That is, the imaging
そして、撮像条件設定部26aは、算出した印加領域R1及び印加領域R2の向き並びにスライス厚みAと、ステップS202で取得したプローブ撮像条件23aに含まれる印加領域P1及び印加領域P2の読み出し方向の長さとを含む撮像条件をプローブ撮像条件23aに設定する(ステップS205)。
The imaging
また、ステップS205では、撮像条件設定部26aは、設定した撮像条件を表示部25に表示されたGUI(Graphical User Interface)上に表示させて、操作者に確認させてもよい。更に、撮像条件設定部26aは、表示された撮像条件の操作者による修正を受け付けてもよい。表示された撮像条件が修正された場合には、撮像条件設定部26aは、修正後の撮像条件をプローブ撮像条件23aに設定する。
In step S205, the imaging
そして、撮像条件設定部26aは、最大FOVボリュームデータから特定された心臓の上端位置及び下端位置に基づいて、マルチスライスデータの収集範囲を設定する(ステップS206)。図11は、第1の実施形態に係るマルチスライスデータの収集範囲の設定方法の一例を説明するための図である。例えば、撮像条件設定部26aは、スライス方向の収集範囲として、図11の例に示すように、心臓の上端位置から頭方向にオフセットL1を取った位置と、心臓の下端位置から足方向にオフセットL2を取った位置とで定まる範囲を設定する。
Then, the imaging
図3に戻り、シーケンス制御部10は、心臓の基本断面像を位置決めするためのスキャンを実行する(ステップS105)。
Returning to FIG. 3, the
ステップS105において、シーケンス制御部10は、ステップS206で設定された収集範囲に従って、マルチスライスデータを収集する。なお、第1の実施形態において、シーケンス制御部10は、心電信号に同期しながらマルチスライスデータを収集する。即ち、シーケンス制御部10は、心電信号をトリガ信号として励起パルスを印加し、1スライス分のMRデータを収集する動作を複数スライス分行う。この場合、シーケンス制御部10は、1心拍周期(例えば、1RR)内に1スライス分のMRデータを収集し終えることが望ましい。また、シーケンス制御部10は、トリガ信号(例えば、R波)からの遅延時間を同一にして各スライスを収集することが望ましい。
In step S105, the
次に、画像生成部22が、マルチスライスデータから、被検体Pの体軸方向に沿った複数のアキシャル像を再構成することで、ボリュームデータを生成する。例えば、ボリュームデータは、20枚のアキシャル像群である。なお、画像生成部22は、ボリュームデータに対して等方化処理(x、y、zの3方向がそれぞれ等距離間隔となるように行う補間処理)を施した上で、後段の処理に提供してもよい。あるいは、画像生成部22は、等方化処理を施さないボリュームデータを後段の処理に提供してもよい。
Next, the
続いて、撮像条件設定部26aが、ボリュームデータから、複数の種類の基本断面像の断面位置を検出し、検出した位置に従い、ボリュームデータから、複数の種類の基本断面像を生成し、表示する。基本断面像の断面位置とは、3次元画像空間における基本断面像の空間的な位置のことであり、ボリュームデータから基本断面像を一意に特定可能なパラメータで表される。例えば、パラメータは、基本断面像の中心座標点(例えば、左室中心)と基本断面像上の2本のベクトル(例えば、短軸及び長軸)とで表される。また、ここで生成された複数の種類の基本断面像は、後段のイメージングスキャンで収集される画像の位置決め画像として生成されたものである。
Subsequently, the imaging
続いて、撮像条件設定部26aは、基本断面像上で、操作者から基本断面像の設定を受け付け、全ての基本断面像の設定が終了すると、図3のステップS106の処理に移行する。操作者は、表示された基本断面像を閲覧し、イメージングスキャンで収集する画像として適切な基本断面像が設定されているか否かを確認し、必要に応じて基本断面像の位置を調整する等する。このとき、例えば、撮像条件設定部26aは、設定又は調整された基本断面像の断面位置を示す情報を記憶部23に格納する。
Subsequently, the imaging
図3に戻り、こうして、一連の準備スキャンの実行が終了すると、シーケンス制御部10は、引き続き、イメージングスキャンの実行を開始する(ステップS106)。なお、以下では、イメージングスキャンにおいて、データ収集を複数のセグメントに分けて行う場合を例に挙げて説明する。
Returning to FIG. 3, when the execution of a series of preparation scans is completed in this manner, the
体動補正法と体動トリガ法とで、若干の違いはあるものの、第1の実施形態において、シーケンス制御部10は、本スキャンを実行する直前に、ステップS205で設定された撮像条件の組合せ(印加領域R1及び印加領域R2の向き並びにスライス厚みと、印加領域P1及び印加領域P2の読み出し方向の長さ)に基づいて、トレーススキャンを実行して横隔膜の頂点の位置を検出する(ステップS107)。
Although there is a slight difference between the body motion correction method and the body motion trigger method, in the first embodiment, the
ここで、ステップS205で設定された撮像条件の組合せは、エッジの検出精度が所定の基準を超えるようなトレーススキャンを行う際の条件である。したがって、ステップS107では、シーケンス制御部10は、精度良く横隔膜の頂点の位置を検出することができる。この結果、精度良く横隔膜の動きを検出することができる。
Here, the combination of the imaging conditions set in step S205 is a condition for performing a trace scan such that the edge detection accuracy exceeds a predetermined reference. Therefore, in step S107, the
また、操作者がトレースキャンを行う際の撮像条件の設定を行う手間が省けるので、検査のスループットが向上する。 Further, since the operator can save the trouble of setting the imaging conditions when performing the tray scan, the inspection throughput is improved.
また、操作者がトレーススキャンを行う前に、試験的に撮影条件を様々に変更させてトレーススキャンを行って、最適な撮像条件を探すような手間もかけることなく、エッジの検出精度が所定の基準を超えるような撮像条件を自動的に設定することができる。 In addition, before the operator performs a trace scan, the scanning conditions are variously changed on a trial basis and the trace scan is performed, and the detection accuracy of the edge is set to a predetermined value without taking the trouble of searching for an optimal imaging condition. Imaging conditions that exceed the standard can be automatically set.
そして、シーケンス制御部10は、横隔膜の頂点の位置が閾値の範囲内であるか否かを判定する(ステップS108)。横隔膜の頂点の位置が閾値の範囲内の場合(ステップS108;Yes)、シーケンス制御部10は、引き続き本スキャンを実行する(ステップS109)。なお、横隔膜の頂点の位置が閾値の範囲内でない場合(ステップS108;No)には、シーケンス制御部10は、再び、トレーススキャンの実行に戻る。そして、シーケンス制御部10は、次のセグメントが有るか否かを判定する(ステップS110)。次のセグメントが有る場合(ステップS110;Yes)には、シーケンス制御部10は、再び、トレーススキャンの実行に戻る。一方、次のセグメントがない場合(ステップS110;No)には、処理を終了する。
Then, the
以上、第1の実施形態に係るMRI装置100について説明した。MRI装置100によれば、上述したように、精度良く横隔膜の動きを検出することができる。
The
なお、第1の実施形態に係るMRI装置100は、印加領域R1及び印加領域R2の向きを算出した後に、領域R3の体積が「所定の体積値」となる場合のスライス厚みを算出する。これは、何らかの理由で、印加領域R1及び印加領域R2の向きの自由度に制限がある場合に有効な方法である。例えば、心臓と肝臓(横隔膜)の位置が近い場合や、経験的に脊柱管を流れる髄液に励起パルスを敢えて印加して信号を落とすとよいことが分かっている場合には、励起パルスの向きが決まってしまうため、有効である。
Note that the
(第2の実施形態)
第1の実施形態では、上述したように、印加領域R1及び印加領域R2の向きを設定した後に、領域R3の体積が「所定の体積値」となるようにスライス厚みを算出する場合について説明した。しかしながら、MRI装置は、印加領域R1及び印加領域R2のスライス厚みを、プローブ撮像条件23aに予め含まれる撮像条件が示すスライス厚みとした上で、領域R3の体積が「所定の体積値」となるように、印加領域R1及び印加領域R2の向きを算出してもよい。そこで、このような実施形態を第2の実施形態として説明する。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, as described above, the case where the slice thickness is calculated so that the volume of the region R3 becomes the “predetermined volume value” after setting the directions of the application region R1 and the application region R2 has been described. . However, the MRI apparatus sets the slice thickness of the application region R1 and the application region R2 to the slice thickness indicated by the imaging condition included in the probe imaging condition 23a in advance, and the volume of the region R3 becomes the “predetermined volume value”. As described above, the directions of the application region R1 and the application region R2 may be calculated. Such an embodiment will be described as a second embodiment.
図12は、第2の実施形態におけるステップS104における処理を示すフローチャートである。第2の実施形態に係るMRI装置は、第1の実施形態に係るMRI装置100と比較して、ステップS203〜S205の処理に代えて、ステップS301〜S303の処理を実行する点が異なる。そこで、このような異なる点について説明し、同様の処理及び構成については、同一の符号を付して説明を省略する場合がある。
FIG. 12 is a flowchart showing the process in step S104 in the second embodiment. The MRI apparatus according to the second embodiment is different from the
ステップS201、ステップS202、S206は、第1の実施形態と同様の処理であるため、説明を省略する。 Steps S201, S202, and S206 are the same processes as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
撮像条件設定部26aは、印加領域R1の向きを算出する(ステップS301)。例えば、ステップS201で肝臓の頂点の位置P1、及び、心臓の領域H2が検出された場合には、撮像条件設定部26aは、心臓の領域H2が含まれないように、かつ、中心部分に肝臓の頂点の位置P1が含まれるように、印加領域R1を設定した場合の印加領域R1の向きを算出する。ここで、向きが算出される印加領域R1の大きさは、ステップS202で取得したプローブ撮像条件23aに含まれる撮像条件に基づいた大きさである。例えば、心臓の領域H2のアキシャル断面上での領域(例えば、2次元の領域)が、先の図9Aの例に示すような領域である場合には、撮像条件設定部26aは、頭足方向から見て、アキシャル断面において、領域H2が含まれないように、かつ、中心部分に肝臓の頂点の位置P1が含まれるように、印加領域R1を設定した場合の印加領域R1の向きを算出する。
The imaging
また、ステップS201で、大血管や脊髄の位置が更に検出された場合には、ステップS301において、撮像条件設定部26aは、更に、大血管の位置が含まれないように、かつ、脊髄が含まれるように、印加領域R1を設定した場合の印加領域R1の向きを算出してもよい。
If the position of the large blood vessel or the spinal cord is further detected in step S201, the imaging
そして、撮像条件設定部26aは、領域R3の体積が「所定の体積値」となる場合の印加領域R2の向きを算出する(ステップS302)。なお、向きが算出される印加領域R2の大きさも、ステップS202で取得したプローブ撮像条件23aに含まれる撮像条件に基づいた大きさである。印加領域R2の向きの算出方法の一例について説明する。
Then, the imaging
例えば、撮像条件設定部26aは、上述の式(2)を満たすような角度αを算出することで、領域R3の体積が「所定の体積値」となる場合の印加領域R2の向きを算出する。
For example, the imaging
なお、第2の実施形態では、式(2)において、「V」は、ステップS202で取得したプローブ撮像条件23aに含まれる「所定の体積値」である。また、式(2)において、「L」は、ステップS202で取得したプローブ撮像条件23aに含まれる印加領域P1及び印加領域P2の読み出し方向の長さ(領域R3の読み出し方向の長さ)である。また、式(2)において、「A」は、ステップS202で取得したプローブ撮像条件23aに含まれる印加領域P1及び印加領域P2のスライス厚みである。 In the second embodiment, in Expression (2), “V” is a “predetermined volume value” included in the probe imaging condition 23a acquired in step S202. In Expression (2), “L” is the length in the reading direction of the application region P1 and the application region P2 included in the probe imaging condition 23a acquired in step S202 (the length in the reading direction of the region R3). . In Expression (2), “A” is the slice thickness of the application region P1 and the application region P2 included in the probe imaging condition 23a acquired in step S202.
すなわち、撮像条件設定部26aは、値が既知である「V」、「A」、「L」を用いて、式(2)より、角度αを算出する。そして、撮像条件設定部26aは、印加領域R1の向きの方向に対して、角度αとなるような向きの方向に印加領域R2を設定した場合の印加領域R2の向きを算出する。この際、撮像条件設定部26aは、心臓の領域が含まれないように、かつ、中心部分に肝臓の頂点の位置P1が含まれるように、印加領域R2を設定した場合の印加領域R2の向きを算出する。例えば、心臓の領域H2のアキシャル断面上での領域が、先の図9Aの例に示すような領域である場合には、撮像条件設定部26aは、頭足方向から見て、アキシャル断面において、領域H2が含まれないように、かつ、中心部分に肝臓の頂点の位置P1が含まれるように、印加領域R2を設定した場合の印加領域R2の向きを算出する。
That is, the imaging
そして、撮像条件設定部26aは、算出した印加領域R1及び印加領域R2の向きと、ステップS202で取得したプローブ撮像条件23aに含まれる印加領域P1及び印加領域P2のスライス厚み及び読み出し方向の長さとを含む撮像条件をプローブ撮像条件23aに設定する(ステップS303)。
The imaging
また、ステップS303では、撮像条件設定部26aは、設定した撮像条件を表示部25に表示されたGUI上に表示させて、操作者に確認させてもよい。更に、撮像条件設定部26aは、表示された撮像条件の操作者による修正を受け付けてもよい。表示された撮像条件が修正された場合には、撮像条件設定部26aは、修正後の撮像条件をプローブ撮像条件23aに設定する。
In step S303, the imaging
その後、S107において、シーケンス制御部10は、本スキャンを実行する直前に、ステップS303で設定された撮像条件に基づいて、トレーススキャンを実行して横隔膜の頂点の位置を検出する。
Thereafter, in S107, immediately before executing the main scan, the
ここで、ステップS303で設定された撮像条件は、エッジの検出精度が所定の基準を超えるようなトレーススキャンを行う際の条件である。したがって、ステップS107では、シーケンス制御部10は、精度良く横隔膜の頂点の位置を検出することができる。この結果、精度良く横隔膜の動きを検出することができる。
Here, the imaging conditions set in step S303 are conditions for performing a trace scan such that the edge detection accuracy exceeds a predetermined reference. Therefore, in step S107, the
なお、印加領域R1の向きを算出した後に、領域R3の体積が「所定の体積値」となる場合の印加領域R2の向きを算出する場合について説明したが、印加領域R2の向きを算出した後に、領域R3の体積が「所定の体積値」となる場合の印加領域R1の向きを算出してもよい。 In addition, after calculating the direction of the application region R1, the case where the direction of the application region R2 is calculated when the volume of the region R3 becomes the “predetermined volume value” has been described. The direction of the application region R1 when the volume of the region R3 becomes a “predetermined volume value” may be calculated.
以上、第2の実施形態に係るMRI装置について説明した。第2の実施形態に係るMRI装置によれば、上述したように、精度良く横隔膜の動きを検出することができる。 The MRI apparatus according to the second embodiment has been described above. According to the MRI apparatus according to the second embodiment, as described above, the movement of the diaphragm can be detected with high accuracy.
なお、上述したように、第2の実施形態に係るMRI装置は、印加領域R1及び印加領域R2のスライス厚みを、プローブ撮像条件23aに予め含まれる撮像条件が示すスライス厚みとした上で、領域R3の体積が「所定の体積値」となるように、印加領域R1及び印加領域R2の向きを算出する。これは、何らかの理由で、印加領域R1及び印加領域R2のスライス厚みの自由度に制限がある場合に有効な方法である。 As described above, the MRI apparatus according to the second embodiment uses the slice thicknesses of the application region R1 and the application region R2 as the slice thickness indicated by the imaging conditions included in the probe imaging condition 23a in advance. The directions of the application region R1 and the application region R2 are calculated so that the volume of R3 becomes a “predetermined volume value”. This is an effective method when the degree of freedom of the slice thickness of the application region R1 and the application region R2 is limited for some reason.
(第3の実施形態)
第1の実施形態では、領域R3の体積が「所定の体積値」となる場合のスライス厚みAを算出する場合について説明し、第2の実施形態では、領域R3の体積が「所定の体積値」となる場合の印加領域R1又は印加領域R2の向きを算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、操作者による設定に応じて、領域R3の体積が「所定の体積値」となる場合のスライス厚みAを算出する処理と、領域R3の体積が「所定の体積値」となる場合の印加領域R1又は印加領域R2の向きを算出する処理とを切り替えることもできる。例えば、これらの2つの処理のうち、操作者が優先的に算出させたい方の処理に切り替えることもできる。そこで、このような実施形態を第3の実施形態として説明する。
(Third embodiment)
In the first embodiment, a case where the slice thickness A is calculated when the volume of the region R3 becomes “a predetermined volume value” will be described. In the second embodiment, the volume of the region R3 is “a predetermined volume value”. However, the embodiment is not limited to this, but the direction of the application region R1 or the application region R2 is calculated. For example, according to the setting by the operator, the process of calculating the slice thickness A when the volume of the region R3 is “predetermined volume value” and the application when the volume of the region R3 is “predetermined volume value” The processing for calculating the direction of the region R1 or the application region R2 can be switched. For example, it is possible to switch to a process that the operator wants to preferentially calculate among these two processes. Such an embodiment will be described as a third embodiment.
図13は、第3の実施形態におけるステップS104における処理を示すフローチャートである。第3の実施形態に係るMRI装置は、第1の実施形態に係るMRI装置100と比較して、ステップ202の後に、ステップ401の処理を実行するとともに、第2の実施形態におけるステップS301〜S303の処理をも実行する点が異なる。そこで、このような異なる点について説明し、同様の処理及び構成については、同一の符号を付して説明を省略する場合がある。
FIG. 13 is a flowchart showing the processing in step S104 in the third embodiment. Compared to the
ステップS202の次のステップS401において、撮像条件設定部26aは、記憶部23に記憶された切替フラグの値が「1」であるか否かを判定する。
In step S401 following step S202, the imaging
切替フラグについて説明する。操作者が、MRI装置に、領域R3の体積が「所定の体積値」となる場合のスライス厚みAを算出させたい場合には、切替フラグには、操作者により、所定値、例えば、「1」が設定される。また、操作者が、MRI装置に、領域R3の体積が「所定の体積値」となる場合の印加領域R1又は印加領域R2の向きを算出させたい場合には、切替フラグには、操作者により、所定値、例えば、「0」が設定される。すなわち、操作者は、切替フラグに所定値を設定することにより、スライス厚みA及び印加領域R1又は印加領域R2の向きのうち、優先的に算出させたいほうを設定することができる。すなわち、切替フラグの値は、操作者により指定された指定内容を表すといえる。 The switching flag will be described. When the operator wants the MRI apparatus to calculate the slice thickness A when the volume of the region R3 is the “predetermined volume value”, the switch flag has a predetermined value, for example, “1” Is set. In addition, when the operator wants the MRI apparatus to calculate the direction of the application region R1 or the application region R2 when the volume of the region R3 is “predetermined volume value”, the switching flag is set by the operator A predetermined value, for example, “0” is set. That is, the operator can set the slice thickness A and the direction of the application region R1 or the application region R2 to be preferentially calculated by setting a predetermined value in the switching flag. That is, it can be said that the value of the switching flag represents the specified content specified by the operator.
切替フラグの値が「1」であると判定した場合(ステップS401;Yes)には、撮像条件設定部26aは、第1の実施形態と同様に、ステップS203〜206を実行する。
When it is determined that the value of the switching flag is “1” (step S401; Yes), the imaging
一方、切替フラグの値が「1」でないと判定した場合、すなわち、切替フラグの値が「0」であると判定した場合(ステップS401;No)には、撮像条件設定部26aは、第2の実施形態と同様に、ステップS301〜303、206を実行する。
On the other hand, when it is determined that the value of the switching flag is not “1”, that is, when it is determined that the value of the switching flag is “0” (step S401; No), the imaging
したがって、第3の実施形態に係るMRI装置によれば、スライス厚みA及び印加領域R1又は印加領域R2の向きのうち、優先的に算出させたいほうを操作者に設定させることができる。 Therefore, according to the MRI apparatus according to the third embodiment, the operator can set the slice thickness A and the orientation of the application region R1 or the application region R2 to be preferentially calculated.
その後、S107において、シーケンス制御部10は、本スキャンを実行する直前に、ステップS205又はS303で設定された各種の条件に基づいて、トレーススキャンを実行して横隔膜の頂点の位置を検出する。
Thereafter, in S107, immediately before executing the main scan, the
ここで、ステップS205又はS303で設定された各種の条件は、エッジの検出精度が所定の基準を超えるようなトレーススキャンを行う際の条件である。したがって、ステップS107では、シーケンス制御部10は、精度良く横隔膜の頂点の位置を検出することができる。この結果、精度良く横隔膜の動きを検出することができる。
Here, the various conditions set in step S205 or S303 are conditions for performing a trace scan such that the edge detection accuracy exceeds a predetermined reference. Therefore, in step S107, the
以上、第3の実施形態に係るMRI装置について説明した。第3の実施形態に係るMRI装置によれば、上述したように、精度良く横隔膜の動きを検出することができる。 The MRI apparatus according to the third embodiment has been described above. According to the MRI apparatus according to the third embodiment, as described above, the movement of the diaphragm can be detected with high accuracy.
(第4の実施形態)
実施形態に係るMRI装置は、スライス厚みA、印加領域R1の向き、及び、印加領域R2の向きの撮像条件の組合せを複数生成し、生成した複数の組合せの中から操作者により選択された組合せが示す撮像条件でトレーススキャンを実行してもよい。そこで、このような実施形態を第4の実施形態として説明する。なお、印加領域R1の向き及びスライス厚みは、印加領域R1に関するパラメータの一例であり、印加領域R2の向き及びスライス厚みは、印加領域R2に関するパラメータの一例である。
(Fourth embodiment)
The MRI apparatus according to the embodiment generates a plurality of combinations of imaging conditions of the slice thickness A, the direction of the application region R1, and the direction of the application region R2, and the combination selected by the operator from the generated plurality of combinations Trace scanning may be executed under the imaging conditions indicated by. Such an embodiment will be described as a fourth embodiment. The direction and slice thickness of the application region R1 are examples of parameters related to the application region R1, and the direction and slice thickness of the application region R2 are examples of parameters related to the application region R2.
図14は、第4の実施形態におけるステップS104における処理を示すフローチャートである。第4の実施形態に係るMRI装置は、第1の実施形態に係るMRI装置100と比較して、ステップS203〜S205の処理に代えて、ステップS501〜S506の処理を実行する点が異なる。そこで、このような異なる点について説明し、同様の処理及び構成については、同一の符号を付して説明を省略する場合がある。
FIG. 14 is a flowchart showing the processing in step S104 in the fourth embodiment. The MRI apparatus according to the fourth embodiment is different from the
ステップS201、S202、S206は、第1の実施形態と同様の処理であるため、説明を省略する。 Steps S201, S202, and S206 are the same processes as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
撮像条件設定部26aは、プローブ撮像条件23aに含まれる撮像条件の組合せが示すスライス厚みA、印加領域R1の向き、及び、印加領域R2の向きのうち、スライス厚みAの大きさだけを変更して、撮像条件の組合せを複数生成する(ステップS501)。なお、これに限らず、ステップS501では、撮像条件設定部26aは、撮像条件の組合せが示すスライス厚みA、印加領域R1の向き、及び、印加領域R2の向きのうち、少なくとも1つを変更して、撮像条件の組合せを複数生成してもよい。
The imaging
そして、撮像条件設定部26aは、複数の組合せのそれぞれが示す撮像条件でトレーススキャンを実行する(ステップS502)。
Then, the imaging
そして、撮像条件設定部26aは、トレーススキャンによって得られた領域R3から得られるMRデータのSNRと、このMRデータが1次元フーリエ変換されることにより検出される肺野と肝臓との間のエッジの強度とを、撮像条件の組合せごとに計測する(ステップS503)。
Then, the imaging
そして、撮像条件設定部26aは、SNRとエッジの強度とを撮像条件の組合せごとに表示部25に表示させる(ステップS504)。図15は、第4の実施形態に係る表示例の一例を示す図である。例えば、図15の例に示すように、撮像条件設定部26aは、プローブ撮像条件23aに含まれる撮像条件の組合せが示すスライス厚みA、印加領域R1の向き、及び、印加領域R2の向きのうち、大きさが変更されるスライス厚みAだけを、SNR及びエッジ強度と対応付けて表示部25に表示させる。この際、撮像条件設定部26aは、スライス厚みを選択可能に表示させる。図15の例に示す表示内容からは、スライス厚みによるSNR及びエッジ強度の変化の傾向が分かる。
Then, the imaging
そして、撮像条件設定部26aは、操作者が入力部24を介してスライス厚みを選択したか否かを判定する(ステップS505)。スライス厚みを選択していないと判定した場合(ステップS505;No)には、撮像条件設定部26aは、再び、スライス厚みを選択したか否かの判定を行う。一方、スライス厚みを選択したと判定した場合(ステップS505;Yes)には、撮像条件設定部26aは、生成した撮像条件の複数の組合せのうち、選択されたスライス厚みを含む撮像条件の組合せをプローブ撮像条件23aに設定する(ステップS506)。
Then, the imaging
その後、S107において、シーケンス制御部10は、本スキャンを実行する直前に、ステップS506で設定された各種の条件に基づいて、トレーススキャンを実行して横隔膜の頂点の位置を検出する。
Thereafter, in S107, immediately before executing the main scan, the
ここで、ステップS506で設定された各種の条件が、エッジの検出精度が所定の基準を超えるようなトレーススキャンを行う際の条件である場合には、ステップS107では、シーケンス制御部10は、精度良く横隔膜の頂点の位置を検出することができる。この結果、精度良く横隔膜の動きを検出することができる。
Here, when the various conditions set in step S506 are conditions for performing a trace scan such that the edge detection accuracy exceeds a predetermined reference, in step S107, the
以上、第4の実施形態に係るMRI装置について説明した。第4の実施形態に係るMRI装置によれば、上述したように、精度良く横隔膜の動きを検出することができる。 The MRI apparatus according to the fourth embodiment has been described above. The MRI apparatus according to the fourth embodiment can detect the movement of the diaphragm with high accuracy as described above.
(その他の実施形態)
実施形態は、上述した第1の実施形態〜第4の実施形態に限られるものではない。
(Other embodiments)
The embodiment is not limited to the above-described first to fourth embodiments.
(対象部位)
上述した第1の実施形態〜第4の実施形態では、対象部位として「心臓」を例に挙げて説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、「肝臓」といった呼吸動によって移動するような内臓、各種の循環器等他の対象部位の検査の場合にも同様に適用することができる。
(Target part)
In the first to fourth embodiments described above, the “heart” is described as an example of the target site, but the embodiment is not limited to this. For example, the present invention can be similarly applied to the inspection of other target parts such as an internal organ that moves by respiratory motion such as “liver”, and various circulatory organs.
以上述べた少なくとも1つの実施形態の磁気共鳴イメージング装置によれば、精度良く横隔膜などの部位の動きを検出することができる。 According to the magnetic resonance imaging apparatus of at least one embodiment described above, it is possible to accurately detect the movement of a part such as the diaphragm.
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。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
26a 撮像条件設定部
100 磁気共鳴イメージング装置
26a Imaging
Claims (6)
前記励起パルス及び前記リフォーカスパルスそれぞれを前記第1印加領域及び前記第2印加領域に印加しながら、前記領域から得られた第1撮像データに基づいて呼吸時相を検出する第1撮像と、前記第1撮像により得られた呼吸時相に基づいて、対象を含む範囲の第2撮像データを収集する第2撮像とを実行する制御部と、
を備える、磁気共鳴イメージング装置。 A first application region to which the excitation pulse is applied, and the refocus pulse so that a volume of a region to which both the excitation pulse and the refocusing pulse for detecting the respiratory time phase are applied has a predetermined volume value; A setting unit for setting a second application region to which is applied;
First imaging for detecting a respiratory time phase based on first imaging data obtained from the region while applying the excitation pulse and the refocusing pulse to the first application region and the second application region, A control unit that executes second imaging for collecting second imaging data in a range including a target based on the respiratory time phase obtained by the first imaging;
A magnetic resonance imaging apparatus comprising:
前記複数の組み合わせそれぞれで得られた撮像データの特性を、前記複数の組み合わせのいずれかを操作者が選択可能なように表示部に表示させ、前記操作者が選択した組み合わせに対応する第1パラメータ及び第2パラメータを、前記撮像における撮像条件として設定する設定部と、
を備える、磁気共鳴イメージング装置。 First application region to which the excitation pulse is applied for imaging for detecting the respiratory phase based on imaging data obtained from the region to which both the excitation pulse and the refocus pulse for detecting the respiratory phase are applied A control unit that executes each of a plurality of combinations of imaging conditions in which at least one of the first parameter relating to the second parameter relating to the second application region to which the refocusing pulse is applied differs
The characteristics of the imaging data obtained by each of the plurality of combinations are displayed on the display unit so that the operator can select any of the plurality of combinations, and the first parameter corresponding to the combination selected by the operator And a setting unit that sets the second parameter as an imaging condition in the imaging,
A magnetic resonance imaging apparatus comprising:
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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