以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ここで、互いに同じ構成には共通の符号を付して、重複する説明は省略する。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置100を示すブロック図である。図1に示すように、磁気共鳴イメージング装置100は、静磁場磁石101と、静磁場電源(図示しない)と、傾斜磁場コイル103と、傾斜磁場電源104と、寝台105と、寝台制御回路106と、送信コイル107と、送信回路108と、受信コイル109と、受信回路110と、シーケンス制御回路120(シーケンス制御部)と、コンピューター130(「画像処理装置」とも称される)とを備える。なお、磁気共鳴イメージング装置100に、被検体P(例えば、人体)は含まれない。また、図1に示す構成は一例に過ぎない。例えば、シーケンス制御回路120及びコンピューター130内の各部は、適宜統合若しくは分離して構成されてもよい。
静磁場磁石101は、中空の略円筒形状に形成された磁石であり、内部の空間に静磁場を発生する。静磁場磁石101は、例えば、超伝導磁石等であり、静磁場電源から電流の供給を受けて励磁する。静磁場電源は、静磁場磁石101に電流を供給する。別の例として、静磁場磁石101は、永久磁石でもよく、この場合、磁気共鳴イメージング装置100は、静磁場電源を備えなくてもよい。また、静磁場電源は、磁気共鳴イメージング装置100とは別に備えられてもよい。
傾斜磁場コイル103は、中空の略円筒形状に形成されたコイルであり、静磁場磁石101の内側に配置される。傾斜磁場コイル103は、互いに直交するX、Y、及びZの各軸に対応する3つのコイルが組み合わされて形成されており、これら3つのコイルは、傾斜磁場電源104から個別に電流の供給を受けて、X、Y、及びZの各軸に沿って磁場強度が変化する傾斜磁場を発生する。傾斜磁場コイル103によって発生するX、Y、及びZの各軸の傾斜磁場は、例えば、スライス用傾斜磁場Gs、位相エンコード用傾斜磁場Ge、及びリードアウト用傾斜磁場Grである。傾斜磁場電源104は、傾斜磁場コイル103に電流を供給する。
寝台105は、被検体Pが載置される天板105aを備え、寝台制御回路106による制御の下、天板105aを、被検体Pが載置された状態で、傾斜磁場コイル103の空洞(撮像口)内へ挿入する。通常、寝台105は、長手方向が静磁場磁石101の中心軸と平行になるように設置される。寝台制御回路106は、コンピューター130による制御の下、寝台105を駆動して天板105aを長手方向及び上下方向へ移動する。
送信コイル107は、傾斜磁場コイル103の内側に配置され、送信回路108からRFパルスの供給を受けて、高周波磁場を発生する。送信回路108は、対象とする原子の種類及び磁場強度で定まるラーモア(Larmor)周波数に対応するRFパルスを送信コイル107に供給する。
受信コイル109は、傾斜磁場コイル103の内側に配置され、高周波磁場の影響によって被検体Pから発せられる磁気共鳴信号(以下、必要に応じて、「MR信号」と呼ぶ)を受信する。受信コイル109は、磁気共鳴信号を受信すると、受信した磁気共鳴信号を受信回路110へ出力する。
なお、上述した送信コイル107及び受信コイル109は一例に過ぎない。送信機能のみを備えたコイル、受信機能のみを備えたコイル、若しくは送受信機能を備えたコイルのうち、1つ若しくは複数を組み合わせることによって構成されればよい。
受信回路110は、受信コイル109から出力される磁気共鳴信号を検出し、検出した磁気共鳴信号に基づいて磁気共鳴データを生成する。具体的には、受信回路110は、受信コイル109から出力される磁気共鳴信号をデジタル変換することによって磁気共鳴データを生成する。また、受信回路110は、生成した磁気共鳴データをシーケンス制御回路120へ送信する。なお、受信回路110は、静磁場磁石101や傾斜磁場コイル103等を備える架台装置側に備えられてもよい。
シーケンス制御回路120は、コンピューター130から送信されるシーケンス情報に基づいて、傾斜磁場電源104、送信回路108及び受信回路110を駆動することによって、被検体Pの撮像を行う。ここで、シーケンス情報は、撮像を行うための手順を定義した情報である。シーケンス情報には、傾斜磁場電源104が傾斜磁場コイル103に供給する電流の強さや電流を供給するタイミング、送信回路108が送信コイル107に供給するRFパルスの強さやRFパルスを印加するタイミング、受信回路110が磁気共鳴信号を検出するタイミング等が定義される。例えば、シーケンス制御回路120は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)等の集積回路、CPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)等の電子回路である。なお、シーケンス制御回路120が実行するパルスシーケンスの詳細については、後述する。
さらに、シーケンス制御回路120は、傾斜磁場電源104、送信回路108及び受信回路110を駆動して被検体Pを撮像した結果、受信回路110から磁気共鳴データを受信すると、受信した磁気共鳴データをコンピューター130へ転送する。
コンピューター130は、磁気共鳴イメージング装置100の全体制御や、画像の生成等を行う。コンピューター130は、メモリ132、入力装置134、ディスプレイ135、処理回路150を備える。処理回路150は、インタフェース機能131、制御機能133、及び画像生成機能136を備える。
第1の実施形態では、インタフェース機能131、制御機能133、画像生成機能136にて行われる各処理機能は、コンピューターによって実行可能なプログラムの形態でメモリ132へ記憶されている。処理回路150はプログラムをメモリ132から読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路150は、図1の処理回路150内に示された各機能を有することになる。なお、図1においては単一の処理回路150にて、インタフェース機能131、制御機能133、画像生成機能136にて行われる処理機能が実現されるものとして説明するが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路150を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより機能を実現するものとしても構わない。換言すると、上述のそれぞれの機能がプログラムとして構成され、1つの処理回路150が各プログラムを実行する場合であってもよい。別の例として、特定の機能が専用の独立したプログラム実行回路に実装される場合であってもよい。なお、図1において、インタフェース機能131、制御機能133、画像生成機能136は、それぞれ受付部、制御部、画像生成部の一例である。また、シーケンス制御回路120は、シーケンス制御部の一例である。
上記の説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphical Processing Unit)或いは、特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit:ASIC)、プログラマブル論理デバイス(例えば、単純プログラマブル論理デバイス(Simple Programmable Logic Device:SPLD)、複合プログラマブル論理デバイス(Complex Programmable Logic Device:CPLD)、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ(Field Programmable Gate Array:FPGA))等の回路を意味する。プロセッサはメモリ132に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。
また、メモリ132にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、寝台制御回路106、送信回路108、受信回路110等も同様に、上記のプロセッサ等の電子回路により構成される。
処理回路150は、インタフェース機能131により、シーケンス情報をシーケンス制御回路120へ送信し、シーケンス制御回路120から磁気共鳴データを受信する。また、磁気共鳴データを受信すると、インタフェース機能131を有する処理回路150は、受信した磁気共鳴データをメモリ132に格納する。
メモリ132に格納された磁気共鳴データは、制御機能133によってk空間に配置される。この結果、メモリ132は、k空間データを記憶する。
メモリ132は、インタフェース機能131を有する処理回路150によって受信された磁気共鳴データや、制御機能133を有する処理回路150によってk空間に配置されたk空間データ、画像生成機能136を有する処理回路150によって生成された画像データ等を記憶する。例えば、メモリ132は、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等である。
入力装置134は、操作者からの各種指示や情報入力を受け付ける。入力装置134は、例えば、マウスやトラックボール等のポインティングデバイス、モード切替スイッチ等の選択デバイス、あるいはキーボード等の入力デバイスである。ディスプレイ135は、制御機能133を有する処理回路150による制御の下、撮像条件の入力を受け付けるためのGUI(Graphical User Interface)や、画像生成機能136を有する処理回路150によって生成された画像等を表示する。ディスプレイ135は、例えば、液晶表示器等の表示デバイスである。入力装置134、ディスプレイ135は、それぞれ入力部、表示部の一例である。
処理回路150は、制御機能133により、磁気共鳴イメージング装置100の全体制御を行い、撮像や画像の生成、画像の表示等を制御する。例えば、制御機能133を有する処理回路150は、撮像条件(撮像パラメータ等)の入力をGUI上で受け付け、受け付けた撮像条件に従ってシーケンス情報を生成する。また、制御機能133を有する処理回路150は、生成したシーケンス情報をシーケンス制御回路120へ送信する。処理回路150は、画像生成機能136により、k空間データをメモリ132から読み出し、読み出したk空間データにフーリエ変換等の再構成処理を施すことで、画像を生成する。
なお、磁気共鳴イメージング装置100の有するコンピュータ130は、図示しない生体情報取得部から生体情報を取得する。処理回路150は、制御機能133により、生体情報取得部から取得した生体情報を、ディスプレイ135に表示させる。ここで、生体情報とは、例えば心電情報や、拍動に関する情報、呼吸動に関する情報である。また、生体情報取得部は、例えば心電情報を得るための心電計や、拍動や呼吸動に関する情報を得るための装置により構成される。
次に、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の背景について簡単に説明する。
MRによる血流を計測する手法の一つとして、ASL(Aterial Spin Labeling)がある。ASLでは、組織に流入する動脈内のスピンを反転させ、血液内血液の磁化状態を内因性のトレーサの代わりとして利用する。ASLは、非侵襲的方法であり、造影剤を用いなくても画像を得ることができる利点がある。
ASLでは、例えば反転パルスをR波トリガから所定の遅延時間後に印加したのち、例えば組織の縦磁化がゼロになるヌルポイントで収集シーケンスを実行する。これにより、
画像上の不要な信号を抑制し、必要な血液に関する信号のみを得ることができる。
ここで、信号抑制の対象となる背景組織が複数ある場合、背景組織として存在する複数の組織は通常それぞれ異なるT1値を有し、従ってそれらがヌルポイントに至る時刻は異なっている。従って、これらの複数の背景組織の信号を抑制するために、反転パルスを複数回印加する場合がある。
ここで、反転パルスを複数回印加する場合、2回目以降の反転パルスの印加タイミングが、適切なタイミングか否かを把握したい場合がある。例えば、心電同期で撮像を行う場合等において、反転パルスを複数回印加する場合、次のR波がくる前に、反転パルスを印加して収集する作業を完了できそうかを把握したい場合がある。
しかしながら、反転パルスを複数印加する場合、2回目以降の反転パルスを、どのようなタイミングで印加するかをGUI上で簡単に決定するのは、複雑な設定が必要となるため、実際には難しい場合があった。
かかる背景に鑑み、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置100において、処理回路150は、制御機能133により、反転パルスを印加したのちデータ収集を行うパルスシーケンスをシーケンス制御部が実行することに伴う複数の組織それぞれの磁化の回復度合いと、生体情報とを、リアルタイムにディスプレイ135に表示させる。すなわち、各組織の回復度合いが、生体信号のリアルタイム表示と同期して表示できるようになる。これにより、反転パルスの印加タイミングや、反転パルスの印加回数のプランニングが容易になり、ユーザの利便性が向上する。
また、背景組織を完全に抑制したい場合だけではなく、背景組織を完全には消さず、うっすらと背景組織が見えるような回復タイミングで、反転パルスを印加したい場合なども考えられる。実施形態に係る磁気共鳴イメージング100によれば、このような、若干背景組織を残して撮像したい場合の撮像のプランニングが容易になり、ユーザの要求にこたえることができる。
なお、例えば心電同期撮像に係るGUIに関して、以下のような背景があった。
第1の背景として、実際に被験者から取得する心電情報には、R波の他にP、Q、S、T、U波などがあるが、撮像条件編集画面上のタイムチャートで、データ収集タイミングの指標として、R波を基にしたトリガーのみが表示される場合があった。そのため、データ収集のタイミングを設定する際に、実際の心電波形とデータ収集のタイミングのイメージがしづらく、最適なデータ収集のタイミングが把握しづらい場合があった。
また、第2の背景として、撮像条件編集画面上のタイムチャートで、RR間隔等のトリガー間隔は、心拍1拍ごとのRR間隔の違いなどについては考慮されず、常に同じ間隔で表示される場合がある。しかしながら、実際には、RR間隔は、被験者によって間隔が異なる上に、同じ被験者においても、心拍1拍ごとに、RR間隔は異なってくる。そのため、RR間隔を1としたときの収集に最低限必要な時間の長さを表す%RR(percent RR)の設定のいかんによっては、データ収集にRR間隔の2サイクル分の時間が必要となり、検査時間の増大につながる場合があった。また、操作者の手業や被験者によって、データ収集タイミングの設定精度にばらつきが出る場合ある。
また、第3の背景として、高磁場内で心電情報取得をする場合、被検体から取得する心電情報において、R波が小さくなる一方で、T波が大きくなる現象が起こる場合がある。このため、R波が正しく認識できない場合がある。
上述の背景に鑑みて、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置100において、処理回路150は、制御機能133により、シーケンス制御回路120が実行するパルスシーケンスに係るタイミングチャートと心電情報とを、リアルタイムにディスプレイ135に表示させる。このように、被検体から取得した同期波形をリアルタイムに表示しながら撮像条件設定を行うことで、操作者が意図した条件設定を行うことができ、操作性が向上する。また、適切なタイミングでデータ収集をすることが可能なため、意図しないデータ収集による撮像条件再設定や、再撮像の可能性を低減することができる。
かかる点について、図2〜図5を用いて説明する。図2は、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置100の有するGUI(Graphical User Interface)について説明した図である。
前述したように、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置100において、処理回路150は、制御機能133により、シーケンス制御回路120が実行するパルスシーケンスに係るタイミングチャートと心電情報等の生体情報とを、リアルタイムにディスプレイ135に表示させる。かかる点について、図2を用いて説明する。
具体的には、図2において、処理回路150は、制御機能133により、シーケンス制御回路120が実行するパルスシーケンスに係るタイミングチャート49と、生体情報10とを、パルスシーケンスの実行と同時進行的に、すなわちリアルタイムで、ディスプレイ135を通じて,GUI(Graphical User Interface)1の表示領域2に表示させる。
図2では、シーケンス制御回路120が、反転パルスを複数回印加したのち、所定のタイミングでデータ収集を行う場合のタイミングチャート49について示している。かかる場合、タイミングチャート49において、横方向が時刻を表し、タイミングチャート49は、例えば時刻16において、1回目に印加される反転パルス11a、時刻17から時刻18までの間行われるデータ収集13、反転パルス11aが印加されてからデータ収集13が開始されるまでの部分であり、撮像に先駆けてパルスが印加される部分であるプリパルス部分12、データ収集13が終了した後の処理を行う部分である後処理部分14とからなる。また、処理回路150は、制御機能133により、時刻37において2回目に印加される反転パルス11bのタイミングも、表示領域2にあわせて表示させる。データ収集13は、反転パルス11a、反転パルス11b等複数回の反転パルスの印加ののち行われる。
ここで、生体情報10は、例えば、心電情報である。すなわち、処理回路150は、制御機能133により、例えば図示しない心電計等から、同期波形を、生体情報10としてリアルタイムに取得する。処理回路150は、制御機能133により、このようにしてリアルタイムに取得した生体情報10を、タイミングチャート49とともに、リアルタイムで表示領域2に表示させる。なお、生体情報10及びタイミングチャート49は、例えば表示領域2中の矢印で示されているように、例えば全体波形が右から左へと流れていきながら、リアルタイムで表示領域2上に表示され続ける。
なお、処理回路150が制御機能133により表示領域2に表示する生体情報10の例としては、心電計等からリアルタイムで取得された同期波形そのものであってもよいし、心電計等からリアルタイムで取得された同期波形に基づいて生成された模擬波形であってもよい。
ここで、模擬波形とは、例えば心電波形を、P波、Q波、S波、T波、U波等の特徴的な波形の重ねあわせとして表現し、それぞれの波形について、高さや幅等いくつかのパラメータを用いて表現することで、全体として少数個のパラメータで実際の心電波形を再現した波形である。生体情報10として、心電計等からリアルタイムで取得された同期波形に基づいて生成された模擬波形を用いる場合、処理回路150は、制御機能133により、心電計等から同期波形をリアルタイムで取得する。処理回路150は、図示しない算出機能により、リアルタイムで取得された同期波形に対して、模擬波形を用いてフィッティングを行い、同期波形と模擬波形のずれが最も小さくなるような模擬波形のパラメータの値を算出する。処理回路150は、制御機能133により、算出された模擬波形のパラメータに基づいて模擬波形を描画し、生体情報10として、タイミングチャート49とともにリアルタイムで表示領域2に表示させる。
なお、模擬波形におけるRR間隔は、リアルタイムで取得された同期波形から自動検出されたRR間隔であってもよい。すなわち、処理回路150は、図示しない算出機能により、リアルタイムで取得された同期波形からRR間隔を検出し、検出したRR間隔を模擬波形のRR間隔とする。処理回路150は、制御機能133により、当該RR間隔で模擬波形を生体情報10としてタイミングチャート49とともにリアルタイムで表示領域2に表示させる。
処理回路150が制御機能133により表示領域2にタイミングチャート49とともに表示させる生体情報10の種類の変更は、GUI1の設定パネル7により行うことができる。例えば、ユーザが設定パネル7上のボタン60をクリックすると、処理回路150が制御機能133により表示領域2にタイミングチャート49とともに表示させる生体情報10は、心電計等を通じてリアルタイムで取得される生体信号波形そのものとなる。また、ユーザが設定パネル7上のボタン61をクリックすると、処理回路150が制御機能133により表示領域2にタイミングチャート49とともに表示させる生体情報10は、心電計などを通じてリアルタイムで取得された同期波形に基づいて生成された模擬波形となる。
また、処理回路150は、制御機能133により、ディスプレイ135に生体情報をユーザに表示させる。例えば、処理回路150は、制御機能133により、心電計などから、現在のR−R間隔を取得し、設定パネル5の表示領域50に表示させる。また、処理回路150は、制御機能133により、心電計などから、現在の心拍数を取得し、設定パネル5の表示領域51に表示させる。また、ユーザがボタン52をクリックすると、処理回路150は、制御機能133により、心電計などから、現在のR−R間隔や現在の心拍数を再取得し、再取得され更新されて最新の値となった現在のR−R間隔や現在の心拍数の値を、設定パネルの表示領域50や表示領域51に表示させる。
また、処理回路150は、制御機能133により、ユーザ操作に応じた撮像条件の変更を任意のタイミングで受け付け、それを撮像条件に対して反映する。すなわち、処理回路150は、制御機能133により、ユーザからパルスシーケンスに関する設定条件の入力を受け付けて、シーケンス制御回路120が実行するパルスシーケンスを動的に変更する。ここで、ユーザから入力を受け付けるパルスシーケンスに関する設定条件とは、例えば、パルスシーケンスにおいてデータ収集に確保すべき時間のR−R間隔に対する比を表すパラメータであるpercent R−R、R波のトリガから反転パルス11aの印加までの時間である遅延時間、反転パルス11aの印加から反転パルス11bの印加までの時間、反転パルス11aの印加からデータ収集13の開始までの時間、収集のTR(Repetition Time)、スライス厚さ、スライス枚数等の設定条件である。例えば、ユーザが設定パネル4にあるボタン75をクリックしてpercent R−Rの値を変更すると、またはユーザが設定パネル4にある入力フィールド70にpercent R−Rの値を変更すると、処理回路150は、制御機能133により、シーケンス制御回路120が実行するパルスシーケンスにおけるpercent R−Rの値を、変更後の値に変更する。処理回路150は、制御機能133により、変更後のパルスシーケンスの情報をシーケンス制御回路120に送信し、シーケンス制御回路120は、処理回路150から受信した変更後のパルスシーケンスの情報をもとに、パルスシーケンスを実行する。これらの手順は、リアルタイムで実行される。また、例えばユーザが設定パネル4にあるボタン76をクリックして、R波にトリガから反転パルス11aまでの印加時間である遅延時間の値を変更すると、またはユーザが設定パネル4にある入力フィールド71に遅延時間の値を変更すると、処理回路150は、制御機能133により、遅延時間の値を、変更後の値に変更する。処理回路150は、制御機能133により、変更後の遅延時間の情報をシーケンス制御回路120に送信し、シーケンス制御回路120は、処理回路150から受信した変更後の情報をもとに、パルスシーケンスを実行する。
また、シーケンス制御回路120が制御機能133によりディスプレイ135に表示させるタイミングチャート49及び生体情報10の表示は、リアルタイムで例えば右から左へと流れていくが、実施形態においては、ユーザ操作に応じて、これらの表示を一時停止することができる。例えば、ユーザがボタン63をクリックすると、シーケンス制御回路120は、制御機能133により、ディスプレイ135に表示させるタイミングチャート49及び生体情報10の表示の更新を一時停止する。この時、シーケンス制御回路120は、制御機能133により、ユーザ操作が実行された時点、すなわちユーザがボタン63をクリックした時点での、タイミングチャート49及び生体情報10をディスプレイ135に表示させる。また、ユーザがボタン64をクリックすると、シーケンス制御回路120は、制御機能133により、ディスプレイ135に表示させるタイミングチャート49及び生体情報10の表示を最新のものに更新し、リアルタイムでの表示を再開する。
なお、表示が一時停止している時、ユーザは、表示領域2に表示されたボタンを操作することにより、シーケンス制御回路120が実行するパルスシーケンスの撮像条件を変更することができる。一例として、ユーザがボタン20又はボタン21をクリックすると、処理回路150は、制御機能133により、反転パルス11aを印加するタイミングである時刻16の設定の変更を受け付ける。また、ユーザがボタン22又は23をクリックすると、処理回路150は、制御機能133により、データ収集13が開始される時刻である時刻17の設定の変更を受け付ける。ユーザがボタン24又は25をクリックすると、処理回路150は、制御機能133により、データ収集13が終了する時刻である時刻18の設定の変更を受け付ける。ユーザがボタン26又は27をクリックすると、処理回路150は、制御機能133により、データ収集13後に印加する傾斜磁場やRFパルスの印加が終了する時刻である時刻19の設定の変更を受け付ける。ユーザがボタン38又は39をクリックすると、処理回路150は、制御機能133により、2回目に印加される反転パルス11bを印加するタイミングである時刻37の設定の変更を受け付ける。
また、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置100は、ユーザ操作に応じて任意のタイミングで、タイムチャート49及び生体情報10の拡大や縮小を受け付ける。一例として、ユーザがボタン65をクリックしたのち、タイムチャート49及び生体情報10のうち、拡大したい範囲をマウスで選択すると、処理回路150は、制御機能133により、タイムチャート49及び生体情報10のうち、当該選択された範囲を、拡大表示する。また、ユーザがボタン66をクリックしたのち、タイムチャート49及び生体情報10のうち、縮小したい範囲をマウスで選択すると、処理回路150は、制御機能133により、タイムチャート49及び生体情報10のうち、当該選択された範囲を、縮小表示する。
続いて、図2及び図3を用いて、実施形態における、複数の組織それぞれの縦磁化の回復の表示について説明する。実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置100において、処理回路150は、制御機能133により、反転パルス11a、11b等を印加したのちデータ収集を行うパルスシーケンスをシーケンス制御部が実行することに伴う複数の組織それぞれの磁化の回復度合いと、生体情報10とを、リアルタイムにディスプレイ135に表示させる。例えば、処理回路150は、制御機能133により、T1が比較的大きい組織である組織Aの、1回目に印加される反転パルスである反転パルス11aを印加したのちの縦磁化の回復度合いを表す緩和曲線40を、生体情報10とともに、リアルタイムに表示領域3に表示させる。また、処理回路150は、制御機能133により、T1が中程度の組織である組織Bの、縦磁化の回復度合いを表す緩和曲線41を、生体情報10とともに、リアルタイムに表示領域3に表示させる。また、処理回路150は、制御機能133により、T1が比較的小さい組織である組織Cの、縦磁化の回復度合いを表す緩和曲線42を、生体情報10とともに、リアルタイムに表示領域3に表示させる。
ここで、縦磁化の回復度合いを表す緩和曲線40〜42は、それぞれの組織のT1緩和の時定数が与えられれば既知である。従って、処理回路150は、図示しない算出機能により、それぞれの組織のT1緩和の時定数として知られている値に基づいて、縦磁化の回復度合いの理論値を算出することにより緩和曲線40〜42を生成しディスプレイ135に表示させる。ここで、処理回路150は、制御機能133により、それぞれの組織のT1緩和の時定数を、メモリ132に記憶されたデータベースから例えば取得してもよい。
また、縦磁化の回復度合いを表す情報の表示は、緩和曲線40、41、42によるのではなく、白黒またはカラーのグラデーションにより行ってもよい。例えば、制御機能133を有する処理回路150は、グラデーション46〜48により、組織A〜Cの縦磁化の回復度合いを、ディスプレイ135に表示させる。なお、グラデーション46〜48において、黒い領域は縦磁化の値が小さく、白い領域は縦磁化の値が大きいことを示している。
また、実施形態において、制御機能133を有する処理回路150は、例えば設定パネル6のようなGUIを用いて、撮像部位に応じて、縦磁化の回復度合いをディスプレイ135に表示させる複数の組織の組み合わせを選択してもよい。かかる処理の流れについて、図3を用いて説明する。図3は、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置100の行う処理について説明した図である。
はじめに、処理回路150は、制御機能133により、シーケンス制御回路120が実行するパルスシーケンスにおける撮像部位を取得する(ステップS100)。
一例として、処理回路150は、制御機能133により、図2のプルボタンメニュー30を通じてユーザから撮像部位の入力を受け付ける。すなわち、ユーザがプルボタンメニュー30からあらかじめ登録されている撮像部位の候補のうちの一つを選択すると、処理回路150は、制御機能133により、当該選択した撮像部位の候補を、ユーザからの撮像部位の入力として受け付け、処理はステップS110へと進む。また、別の例として、処理回路150は、制御機能133により、撮像プロトコルに紐付けられている情報に基づいて、撮像部位を定める。例えば、ユーザがボタン32をクリックすると、処理回路150は、制御機能133により、メモリ132から、撮像プロトコルに紐付けられている情報を取得し、取得した情報を元に、撮像部位を定め、処理はステップS110へと進む。
続いて、処理回路150は、制御機能133により、ステップS100においてユーザから受け付けた撮像部位や、撮像プロトコルに紐付けられている情報に基づいて定められた撮像部位に応じて、磁化の回復度合いを表示する複数の組織の組み合わせを取得する(ステップS110)。例えば、処理回路150は、制御機能133により、取得した撮像部位において、最も大きな場所を占める組織と、2番目に大きな場所を占める組織と、3番目に大きな場所を占める組織とを、磁化の回復度合いをディスプレイ135に表示させる複数の組織A〜Cの組み合わせとして選択する。また、別の例として、処理回路150は、制御機能133により、取得した撮像部位において、最も画質に影響を与える組織と、2番目に画質に影響を与える組織と、3番目に画質に影響を与える組織とを、磁化の回復度合いをディスプレイ135に表示させる複数の組織の組み合わせとして選択する。
続いて、処理回路150は、制御機能133により、選択した組み合わせにおける各組織それぞれのT1の値を、メモリ132が記憶するデータベースから取得する。処理回路150は、制御機能133により、取得したT1の値それぞれに基づいて、緩和曲線40〜42やグラデーション46〜48を生成する。シーケンス制御回路120は、パルスシーケンスを実行し、生体情報10と、複数の組織A〜Cにおける磁化の回復度合いを表す情報である緩和曲線40〜42やグラデーション46〜48を、パルスシーケンスの実行と同時進行的(リアルタイム)にディスプレイ135のGUI1に表示させるとともに、ボタン75、76、20、21、22、23等を通じてパルスシーケンスの設定の変更を受け付ける。また、処理回路150は、制御機能133により、シーケンス制御回路120が実行するパルスシーケンスに係るタイミングチャート49も、ディスプレイ135にリアルタイムに表示させる(ステップS120)。
なお、実施形態は、以上の例に限られない。例えば、図2において、ユーザがボタン62を選択すると、処理回路150は、制御機能133により、生体情報10をタイムチャート上に更新表示してもよい。例えば、処理回路150は、制御機能133により、図4に示されているように、トリガ波形位置を固定し、リアルタイムに変動するRR間隔に合わせて続く波形をリアルタイムにタイムチャート上にディスプレイ135に表示させ、表示させた同期波形に合わせてデータ収集タイミングの設定をしてもよい。
図4の最上段は、心電情報である生体情報10を示している。心拍93、94、95は、生体情報10のうち心拍1拍ずつをそれぞれ表す。処理回路150は、制御機能133により、例えば期間80に対応する間、パネル90をディスプレイ135にポップアップさせ、生体情報10と、タイムチャート49とを、パネル90内に重ねて表示させる。続いて、時間が経過して、期間81に対応する時刻になった場合、処理回路150は、制御機能133により、パネル91をディスプレイ135にポップアップさせ、生体情報10と、タイムチャート49とを、パネル91内に重ねて表示させる。続いて、時間が経過して、期間82に対応する時刻になった場合、処理回路150は、制御機能133により、パネル92をディスプレイ135にポップアップさせ、生体情報10と、タイムチャート49とを、パネル92内に重ねて表示させる。この時、処理回路150は、トリガ波形の表示位置を画面の左右方向で揃えて表示することで、RR間隔が各心拍間で多少異なったとしても、ユーザは生体情報10と、タイムチャート49との関係を、容易に把握することができる。
このように、処理回路150は、制御機能133により、シーケンス制御回路120が実行するパルスシーケンスに係るタイミングチャート49と生体情報10としての心電情報とを、トリガ波形の表示位置を固定し、かつトリガが検出されるごとに新たな表示画面を生成する表示方法により、リアルタイムにディスプレイ135に表示させる。
また、例えば、図2において、ユーザがボタン69を選択すると、処理回路150は、制御機能133により、データ収集が次のトリガにかかる場合、警告をディスプレイ135に表示するように制御を行ってもよい。かかる状況が、図5に示されている。
図5では、データ収集13が、トリガ15とオーバーラップしている場合を示している。データ収集13が、トリガ15とオーバーラップしてしまうと、その付近では心臓が大きく動くため、データ収集13にノイズが混入する。従って、データ収集13が、次のトリガにかかってしまうと、データ収集が正しく行われない。
従って、そのような場合においては、シーケンスの再設定が行われるのが望ましい。従って、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置100においては、処理回路150は、制御機能133により、データ収集13が、同期波形のトリガ15となる位置に重なる場合、ユーザに対する警告96をディスプレイ135に表示させる。例えば、処理回路150は、制御機能133により、データ収集13が、同期波形のトリガ15となる位置に重なる場合、ディスプレイ135に、「データ収集が次のトリガにかかっています。シーケンスを再設定してください。」と表示する。また、例えば、処理回路150は、制御機能133により、データ収集13が、同期波形のトリガ15となる位置に重なる場合、データ収集13を表すタイムチャート49上の部分を、点滅表示や赤色で表示させるなどして強調表示させる。警告96やデータ収集13の強調表示を参照したユーザは、ボタン20、21、22、23、24、25、75、76等により、シーケンス制御回路120が実行するパルスシーケンスの変更を行うことができる。
なお、心電同期撮像の場合、同期撮像のトリガはR波に限定されず、P波などのトリガを用いて心電同期撮像が行われても良い。
また、処理回路150は、図示しない算出機能により、RR間隔の各心拍ごとのばらつきや、データ収集13がトリガ15となる位置に重なる割合等に基づいて、トータルの撮像に要する時間を算出し、算出したトータルの撮像に要する時間をディスプレイ135に表示させてもよい。
実施形態は、以上述べた例に限られない。
例えば、シーケンス制御回路120がスライス選択励起により撮像する場合、例えば、図2の反転パルス11aがスライス選択励起を伴って印加される場合、制御機能133を有する処理回路150は、スライスごとの縦磁化の回復度合いを、ディスプレイ135に一覧表示させてもよい。
また、制御機能133を有する処理回路150は、必要に応じて、スライスごとに、生体情報や磁化回復に関する情報を変えてディスプレイ135に表示させる。一例として、制御機能133を有する処理回路150は、第1のスライスにおいては組織Aの縦磁化の情報が重要であり、第2のスライスにおいては組織Bの縦磁化の情報が重要であるような場合において、第1のスライスにおいては組織Aに関する縦磁化の緩和曲線を表示させ、また第2のスライスにおいては組織Bに関する縦磁化の緩和曲線を表示させる。
また、これらの複数の組織の縦磁化の回復度合いの表示形態としては、実施形態は、これらに限られない。例えば、制御機能133を有する処理回路150は、3次元的に複数の組織の縦磁化の回復度合いを表現しディスプレイ135に表示させてもよい。例えば、左右方向をx軸方向、前後方向をy軸方向、上下方向をz軸方向として、制御機能133を有する処理回路150は、x軸方向に時間軸をとり、y軸方向に組織の種別をとり、z軸方向に縦磁化の回復度合いをとり、3次元的に複数の組織の縦磁化をディスプレイ135に表示させてもよい。
実施形態では、生体情報10が心電情報であ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、生体情報10は、拍動に関する情報や、呼吸動に関する情報であってもよい。かかる場合、生体情報10は、拍動や呼吸動に関する情報を得るための図示しない装置から、リアルタイムで得られた情報となる。
また、タイミングチャート49としては、図示されたタイプのタイミングチャートに限られず、例えばプリパルス部分12で、ダミーパルスが印加されてもよい。また、処理回路150は、プリパルス部分12の表示を省略してもよい。また、シーケンス制御回路120が実行するパルスシーケンスの例としては、反転パルスを印加するシーケンスに限られない。
(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。汎用コンピューターが、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磁気共鳴イメージング装置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、コンピューター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。コンピューター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。コンピューターは、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磁気共鳴イメージング装置100と同様の動作を実現することができる。また、コンピューター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ー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ー上で稼働している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、コンピューター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ー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ーとは、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によれば、撮像条件の設定を容易にすることができる。
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、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。