JP2022048875A - Magnetic resonance imaging device - Google Patents

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Abstract

To generate information on an interaction derived from biological information such as a ventricular-vascular interaction by a non-invasive method based on a magnetic resonance signal.SOLUTION: A magnetic resonance imaging device in an embodiment includes: an acquisition unit for acquiring first information on the shape of an organ of a subject and second information on the flow of fluid input to and output from the organ simultaneously with a plurality of time phases on the basis of magnetic resonance signals collected by imaging the subject; and an analysis unit for generating diagnosis support information indicating an interaction between the first information and the second information by using the first information and the second information.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本明細書及び図面に開示の実施形態は、磁気共鳴イメージング装置に関する。 The embodiments disclosed herein and in the drawings relate to a magnetic resonance imaging apparatus.

心筋の挙動や心臓内の弁の挙動、心室の容積、心室へ流入し流出する血液の流量等の相互作用を反映した生理学的変化は、心室血管統合関係(venticular-vascular interaction)と呼ばれており、弁異常などの心疾患の病態を把握するために重要な情報である。 Physiological changes that reflect interactions such as myocardial behavior, valve behavior in the heart, ventricular volume, and blood flow into and out of the ventricle are called venticular-vascular interactions. This is important information for understanding the pathophysiology of heart diseases such as valve abnormalities.

心室血管統合関係を得る従来の手法として、心室(例えば左心室)の圧力(Pressure)と容積(Volume)の計測結果に基づく解析結果としてのPressure-Volume loop diagramが知られている。Pressure-Volume loop diagramは、心室血管統合関係を高い信頼性で得ることができる手法である。しかしながら、Pressure-Volume loop diagramを作成するためには、カテーテル等のデバイスを心臓内に挿入して心室内の圧力を測定するといった侵襲性の高い検査が必要である。 As a conventional method for obtaining a ventricular vascular integration relationship, a Pressure-Volume loop diagram as an analysis result based on the measurement results of pressure (Pressure) and volume (Volume) of a ventricle (for example, the left ventricle) is known. The Pressure-Volume loop diagram is a method that can obtain a ventricular vascular integration relationship with high reliability. However, in order to create a Pressure-Volume loop diagram, a highly invasive examination such as inserting a device such as a catheter into the heart and measuring the pressure in the ventricle is required.

一方、磁気共鳴イメージング装置は、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の高周波(RF:Radio Frequency)信号で励起し、励起に伴って被検体から発生する磁気共鳴信号(MR(Magnetic Resonance)信号)を再構成して画像を生成する撮像装置である。磁気共鳴イメージング装置では、被検体からの磁気共鳴信号を非侵襲で収集することができる。 On the other hand, the magnetic resonance imaging device excites the nuclear spin of a subject placed in a static magnetic field with a high frequency (RF: Radio Frequency) signal of Larmor frequency, and the magnetic resonance signal (MR) generated from the subject with the excitation. (Magnetic Resonance) An image pickup device that reconstructs a signal to generate an image. The magnetic resonance imaging device can collect magnetic resonance signals from a subject non-invasively.

特開2016-129662号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-129662

本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の1つは、心室血管統合関係等の生体情報由来の相互作用に関する情報を、磁気共鳴信号に基づく非侵襲な手法によって生成できるようにすることである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。 One of the problems to be solved by the embodiments disclosed in the present specification and the drawings is to be able to generate information on interactions derived from biological information such as ventricular vascular integration relations by a non-invasive method based on a magnetic resonance signal. Is to. However, the problems to be solved by the embodiments disclosed in the present specification and the drawings are not limited to the above problems. The problem corresponding to each effect by each configuration shown in the embodiment described later can be positioned as another problem.

一実施形態の磁気共鳴イメージング装置は、被検体を撮像して収集される磁気共鳴信号に基づいて、前記被検体の臓器の形態に関する第1情報と、前記臓器に入出力する流体の流れに関する第2情報とを、同時に、かつ、複数の時相で取得する取得部と、前記第1情報と前記第2情報とを用いて、前記第1情報と前記第2情報との間の相互作用を示す診断支援情報を生成する解析部と、を備える。 The magnetic resonance imaging apparatus of one embodiment has the first information regarding the morphology of the organ of the subject and the flow of fluid input / output to / from the organ based on the magnetic resonance signal collected by imaging the subject. The interaction between the first information and the second information is performed by using the acquisition unit that acquires the two information at the same time and in a plurality of time phases, and the first information and the second information. It is equipped with an analysis unit that generates the indicated diagnostic support information.

実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の全体構成例を示す構成図。The block diagram which shows the whole structure example of the magnetic resonance imaging apparatus which concerns on embodiment. Pressure-Volume loop diagramの概念を説明する第1の図。The first figure explaining the concept of a Pressure-Volume loop diagram. Pressure-Volume loop diagramの概念を説明する第2の図。The second figure explaining the concept of the Pressure-Volume loop diagram. 本実施形態の磁気共鳴イメージング装置で取得する左心室容積及び左心室流量の概念を示す図。The figure which shows the concept of the left ventricle volume and the left ventricle flow rate acquired by the magnetic resonance imaging apparatus of this embodiment. Volume-Flow loop diagramの概念を説明する図。A diagram illustrating the concept of a Volume-Flow loop diagram. 本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の細部構成例を示す図。The figure which shows the detailed configuration example of the magnetic resonance imaging apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の動作例を示すフローチャート。The flowchart which shows the operation example of the magnetic resonance imaging apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態の磁気共鳴イメージング装置で行う同時マルチスライス収集の概念を説明する図。The figure explaining the concept of simultaneous multi-slice collection performed by the magnetic resonance imaging apparatus of this embodiment. 本実施形態の磁気共鳴イメージング装置で用いるパルスシーケンスの一例を示す図。The figure which shows an example of the pulse sequence used in the magnetic resonance imaging apparatus of this embodiment. マルチバンド励起パルスにより、複数のスライス断面が励起されることを示す動作概念図。Operational conceptual diagram showing that a plurality of slice cross sections are excited by a multi-band excitation pulse. 左心室容積を時相毎に求める処理の概念を示す図。The figure which shows the concept of the process which obtains the left ventricular volume for each time phase. 左心室に流入する血液の流量と左心室から流出する血液の流量とを心時相毎に算出する処理の概念を示す図。The figure which shows the concept of the process which calculates the flow rate of the blood flowing into a left ventricle and the flow rate of the blood flowing out from a left ventricle for each cardiac phase. 左心室の容積と、左心室流量の心時相毎の変化から診断支援情報を生成する処理概念を説明する図。The figure explaining the processing concept which generates diagnostic support information from the volume of the left ventricle and the change of the left ventricle flow rate for each cardiac time phase. 左心室の容積の時間変化と流量の時間変化から心時相情報を取得する処理概念を説明する図。The figure explaining the processing concept which acquires the cardiac time phase information from the time change of the volume of the left ventricle and the time change of the flow rate. 左心室に流入するときと流出するときとで、スライス断面の向き変更する処理概念を説明する図。The figure explaining the processing concept of changing the direction of a slice cross section when it flows into the left ventricle and when it flows out.

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
(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1の全体構成を示すブロック図である。実施形態の磁気共鳴イメージング装置1は、磁石架台100、制御キャビネット300、コンソール400、寝台500等を備えて構成される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(First Embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the magnetic resonance imaging apparatus 1 according to the first embodiment. The magnetic resonance imaging device 1 of the embodiment includes a magnet stand 100, a control cabinet 300, a console 400, a sleeper 500, and the like.

磁石架台100と寝台500は、通常、シールドルームに配置される。一方、制御キャビネット300は、例えば、機械室と呼ばれる部屋に配置され、コンソール400は操作室に配置される。なお、制御キャビネット300とコンソール400とを併せて、スキャナ600と呼ぶものとする。 The magnet stand 100 and the sleeper 500 are usually arranged in a shield room. On the other hand, the control cabinet 300 is arranged in a room called a machine room, for example, and the console 400 is arranged in an operation room. The control cabinet 300 and the console 400 are collectively referred to as a scanner 600.

磁石架台100は、静磁場磁石10、傾斜磁場コイル11、WB(Whole Body)コイル12等を有しており、これらの構成品は円筒状の筐体に収納されている。寝台500は、寝台本体50と寝台天板51を有している。また、磁気共鳴イメージング装置1は、被検体に近接して配設されるRFコイル20を有している。以下の説明では、RFコイル20は磁気共鳴イメージング装置1の構成品の1つであるものとして説明するが、RFコイル20が磁気共鳴イメージング装置1の構成に含まれない場合もあり得る。この場合、RFコイル20は磁気共鳴イメージング装置1の構成には含まれないものの、RFコイル20と磁気共鳴イメージング装置1とは互いに接続可能に構成されている。より具体的には、RFコイル20と、磁気共鳴イメージング装置1の寝台天板51とが互いに接続可能に構成されている。 The magnet mount 100 includes a static magnetic field magnet 10, a gradient magnetic field coil 11, a WB (Whole Body) coil 12, and the like, and these components are housed in a cylindrical housing. The sleeper 500 has a sleeper main body 50 and a sleeper top plate 51. Further, the magnetic resonance imaging device 1 has an RF coil 20 arranged close to the subject. In the following description, the RF coil 20 will be described as one of the components of the magnetic resonance imaging device 1, but the RF coil 20 may not be included in the configuration of the magnetic resonance imaging device 1. In this case, although the RF coil 20 is not included in the configuration of the magnetic resonance imaging device 1, the RF coil 20 and the magnetic resonance imaging device 1 are configured to be connectable to each other. More specifically, the RF coil 20 and the bed top plate 51 of the magnetic resonance imaging device 1 are configured to be connectable to each other.

制御キャビネット300は、傾斜磁場電源31(X軸用31x、Y軸用31y、Z軸用31z)、RF受信器32、RF送信器33、及びシーケンスコントローラ34を備えている。 The control cabinet 300 includes a gradient magnetic field power supply 31 (31x for X-axis, 31y for Y-axis, 31z for Z-axis), an RF receiver 32, an RF transmitter 33, and a sequence controller 34.

磁石架台100の静磁場磁石10は、概略円筒形状をなしており、被検体(例えば患者)の撮像領域であるボア(静磁場磁石10の円筒内部の空間)内に静磁場を発生させる。静磁場磁石10は超電導コイルを内蔵し、液体ヘリウムによって超電導コイルが極低温に冷却されている。静磁場磁石10は、励磁モードにおいて静磁場用電源(図示せず)から供給される電流を超電導コイルに印加することで静磁場を発生し、その後、永久電流モードに移行すると、静磁場用電源は切り離される。一旦永久電流モードに移行すると、静磁場磁石10は長時間、例えば1年以上に亘って、大きな静磁場を発生し続ける。なお、静磁場磁石10を永久磁石として構成しても良い。 The static magnetic field magnet 10 of the magnet mount 100 has a substantially cylindrical shape, and generates a static magnetic field in a bore (a space inside the cylinder of the static magnetic field magnet 10) which is an imaging region of a subject (for example, a patient). The static magnetic field magnet 10 has a built-in superconducting coil, and the superconducting coil is cooled to an extremely low temperature by liquid helium. The static magnetic field magnet 10 generates a static magnetic field by applying a current supplied from a static magnetic field power supply (not shown) to the superconducting coil in the excitation mode, and then shifts to the permanent current mode to generate a static magnetic field power supply. Is separated. Once transitioned to the permanent current mode, the static magnetic field magnet 10 continues to generate a large static magnetic field for a long period of time, for example, one year or more. The static magnetic field magnet 10 may be configured as a permanent magnet.

傾斜磁場コイル11も概略円筒形状をなし、静磁場磁石10の内側に固定されている。この傾斜磁場コイル11は、X軸用、Y軸用、Z軸用の3つの傾斜磁場コイルから構成されている。夫々の傾斜磁場コイルが傾斜磁場電源(31x、31y、31z)から傾斜磁場電流を供給されることにより、X軸,Y軸,Z軸の方向に傾斜磁場を発生し、被検体に印加する。 The gradient magnetic field coil 11 also has a substantially cylindrical shape and is fixed inside the static magnetic field magnet 10. The gradient magnetic field coil 11 is composed of three gradient magnetic field coils for the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis. Each gradient magnetic field coil is supplied with a gradient magnetic field current from a gradient magnetic field power source (31x, 31y, 31z) to generate a gradient magnetic field in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions and apply it to the subject.

寝台500の寝台本体50は寝台天板51を上下方向及び水平方向に移動可能であり、撮像前に寝台天板51に載った被検体を所定の高さまで移動させる。その後、撮影時には寝台天板51を水平方向に移動させて被検体をボア内に移動させる。 The bed body 50 of the bed 500 can move the bed top plate 51 in the vertical direction and the horizontal direction, and moves the subject placed on the bed top plate 51 to a predetermined height before imaging. After that, at the time of photographing, the sleeper top plate 51 is moved in the horizontal direction to move the subject into the bore.

WBコイル12は、傾斜磁場コイル11の内側に被検体を取り囲むように概略円筒形状に固定されている。WBコイル12は、RF送信器33から伝送されるRFパルスを被検体に向けて送信する一方、水素原子核の励起によって被検体から放出される磁気共鳴信号(即ち、MR信号)を受信する。 The WB coil 12 is fixed to the inside of the gradient magnetic field coil 11 in a substantially cylindrical shape so as to surround the subject. The WB coil 12 transmits an RF pulse transmitted from the RF transmitter 33 toward the subject, while receiving a magnetic resonance signal (that is, an MR signal) emitted from the subject by the excitation of hydrogen nuclei.

RFコイル20は、被検体から放出されるMR信号を被検体に近い位置で受信する。RFコイル20は、例えば、複数の要素コイルを備えている。RFコイル20は、被検体の撮像部位に応じて、頭部用、胸部用、脊椎用、下肢用、或いは全身用など種々のタイプがある。そして、複数のRFコイル20を同時に被検体に載置することが可能である。図1では胸部用のRFコイル20が載置されている状態を例示している。 The RF coil 20 receives the MR signal emitted from the subject at a position close to the subject. The RF coil 20 includes, for example, a plurality of element coils. The RF coil 20 has various types such as for the head, for the chest, for the spine, for the lower limbs, or for the whole body, depending on the imaging site of the subject. Then, a plurality of RF coils 20 can be placed on the subject at the same time. FIG. 1 illustrates a state in which the RF coil 20 for the chest is placed.

RF送信器33は、シーケンスコントローラ34からの指示に基づいて、WBコイル12にRFパルスを送信する。コイル選択回路36は、WBコイル12によって受信されたMR信号又はRFコイル20で受信されたMR信号を選択し、RF受信器32に伝送する。RF受信器32は、WBコイル12又はRFコイル20によって受信されたMR信号を検出し、検出したMR信号をデジタル化して得られる生データをシーケンスコントローラ34に送る。 The RF transmitter 33 transmits an RF pulse to the WB coil 12 based on the instruction from the sequence controller 34. The coil selection circuit 36 selects the MR signal received by the WB coil 12 or the MR signal received by the RF coil 20, and transmits the MR signal to the RF receiver 32. The RF receiver 32 detects the MR signal received by the WB coil 12 or the RF coil 20, digitizes the detected MR signal, and sends the raw data obtained by digitizing the detected MR signal to the sequence controller 34.

シーケンスコントローラ34は、コンソール400による制御のもと、傾斜磁場電源31、RF送信器33およびRF受信器32をそれぞれ駆動することによって被検体のスキャンを行う。そして、シーケンスコントローラ34は、スキャンを行ってRF受信器32から生データを受信すると、その生データをコンソール400に送る。 The sequence controller 34 scans the subject by driving the gradient magnetic field power supply 31, the RF transmitter 33, and the RF receiver 32, respectively, under the control of the console 400. Then, when the sequence controller 34 scans and receives the raw data from the RF receiver 32, the sequence controller 34 sends the raw data to the console 400.

シーケンスコントローラ34は、処理回路(図示を省略)を具備している。この処理回路は、例えば所定のプログラムを実行するプロセッサや、FPGA(Field Programmable Gate Array)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等のハードウェアで構成される。
コンソール400は、処理回路40、記憶回路41、ディスプレイ42、及び入力デバイス43を有するコンピュータとして構成されている。
The sequence controller 34 includes a processing circuit (not shown). This processing circuit is composed of, for example, a processor that executes a predetermined program and hardware such as an FPGA (Field Programmable Gate Array) and an ASIC (Application Specific Integrated Circuit).
The console 400 is configured as a computer having a processing circuit 40, a storage circuit 41, a display 42, and an input device 43.

記憶回路41は、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)の他、HDD(Hard Disk Drive)や光ディスク装置等の外部記憶装置を含む記憶媒体である。記憶回路41は、各種の情報やデータを記憶する他、処理回路40が具備するプロセッサが実行する各種のプログラムを記憶する。 The storage circuit 41 is a storage medium including an external storage device such as an HDD (Hard Disk Drive) or an optical disk device in addition to a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory). The storage circuit 41 stores various information and data, and also stores various programs executed by the processor included in the processing circuit 40.

ディスプレイ42は、液晶ディスプレイパネル、プラズマディスプレイパネル、有機ELパネル等の表示デバイスである。入力デバイス43は、例えば、マウス、キーボード、トラックボール、タッチパネル等であり、各種の情報やデータを操作者が入力するための種々のデバイスを含む。 The display 42 is a display device such as a liquid crystal display panel, a plasma display panel, or an organic EL panel. The input device 43 is, for example, a mouse, a keyboard, a trackball, a touch panel, or the like, and includes various devices for an operator to input various information and data.

処理回路40は、例えば、CPUや、専用又は汎用のプロセッサを備える回路である。プロセッサは、記憶回路41に記憶した各種のプログラムを実行することによって、後述する各種の機能を実現する。処理回路40は、FPGA(field programmable gate array)やASIC(application specific integrated circuit)等のハードウェアで構成してもよい。これらのハードウェアによっても後述する各種の機能を実現することができる。また、処理回路40は、プロセッサとプログラムによるソフトウェア処理と、ハードウェア処理とを組み合わせて、各種の機能を実現することもできる。 The processing circuit 40 is, for example, a circuit including a CPU and a dedicated or general-purpose processor. The processor realizes various functions described later by executing various programs stored in the storage circuit 41. The processing circuit 40 may be configured by hardware such as FPGA (field programmable gate array) or ASIC (application specific integrated circuit). Various functions described later can also be realized by these hardware. Further, the processing circuit 40 can also realize various functions by combining software processing by a processor and a program and hardware processing.

これらの各構成品によって、コンソール400は、磁気共鳴イメージング装置1全体を制御する。処理回路40は、入力された撮像条件に基づいてシーケンスコントローラ34にスキャンを実行させる一方、シーケンスコントローラ34から入力される生データ、即ち、デジタル化されたMR信号に基づいて画像を再構成する。再構成された画像はディスプレイ42に表示され、或いは記憶回路41に保存される。 With each of these components, the console 400 controls the entire magnetic resonance imaging device 1. The processing circuit 40 causes the sequence controller 34 to perform scanning based on the input imaging conditions, while reconstructing the image based on the raw data input from the sequence controller 34, that is, the digitized MR signal. The reconstructed image is displayed on the display 42 or stored in the storage circuit 41.

実施形態の磁気共鳴イメージング装置1のより詳細な構成と動作の説明に入る前に、心臓疾患の診断に従来から用いられているPressure-Volume loop diagramについて簡単に説明すると共に、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置1で用いるVolume-Flow loop diagramについて説明する。 Before going into a more detailed description of the configuration and operation of the magnetic resonance imaging apparatus 1 of the embodiment, a brief description of the Pressure-Volume loop diagram conventionally used for diagnosing a heart disease is described, and the magnetism of the present embodiment is described. The Volume-Flow loop diagram used in the resonance imaging device 1 will be described.

前述したように、心筋の挙動や心臓内の弁の挙動、心室の容積、心室へ流入し流出する血液の流量等の相互作用を反映した生理学的変化は、心室血管統合関係(venticular-vascular interaction)と呼ばれており、弁異常などの心疾患の病態を把握するために重要な情報である。心室血管統合関係を得る従来の手法として、心室(例えば左心室)の圧力(Pressure)と容積(Volume)の計測結果に基づく解析結果としてのPressure-Volume loop diagramが知られている。Pressure-Volume loop diagramは、例えば、左心室の圧力と容積を、横軸が容積、縦軸が圧力の2次元座標に、一心周期分プロットした図である。 As mentioned above, physiological changes that reflect interactions such as myocardial behavior, valve behavior in the heart, ventricular volume, and blood flow into and out of the ventricle are venticular-vascular interactions. ), Which is important information for understanding the pathophysiology of heart diseases such as valve abnormalities. As a conventional method for obtaining a ventricular vascular integration relationship, a Pressure-Volume loop diagram as an analysis result based on the measurement results of pressure (Pressure) and volume (Volume) of a ventricle (for example, the left ventricle) is known. The Pressure-Volume loop diagram is, for example, a diagram in which the pressure and volume of the left ventricle are plotted for one core cycle on the two-dimensional coordinates of volume on the horizontal axis and pressure on the vertical axis.

図2及び図3は、Pressure-Volume loop diagramの概念を説明する図である。図2(a)は、心臓の内部を模式的に示した図であり、図2(b)及び図3(a)は、Pressure-Volume loop diagramの一例を示す図である。左右の肺から排出された新鮮な血液は、拡張期において左心房から僧帽弁を通って左心室に送られ、収縮期において左心室から大動脈弁を通って体の各部に送出される。 2 and 3 are diagrams illustrating the concept of the Pressure-Volume loop diagram. FIG. 2A is a diagram schematically showing the inside of the heart, and FIGS. 2B and 3A are diagrams showing an example of a Pressure-Volume loop diagram. Fresh blood drained from the left and right lungs is pumped from the left ventricle through the mitral valve to the left ventricle during diastole and from the left ventricle through the aortic valve to parts of the body during systole.

図2(b)及び図3(a)に示すPressure-Volume loop diagramは、心拍の1周期内における左心室内の圧力と容積の相互の関係を、心時相に沿ったループ状の軌跡として表した図である。 The Pressure-Volume loop diagram shown in FIGS. 2 (b) and 3 (a) shows the mutual relationship between pressure and volume in the left ventricle within one cycle of the heartbeat as a loop-shaped locus along the cardiac time phase. It is a representation figure.

Pressure-Volume loop diagram上の時相「A」で僧帽弁が閉じる。このとき、大動脈弁も閉じた状態である。時相「A」から時相「B」の期間は、僧帽弁と大動脈弁とが両方閉じた状態で左心室の周囲に心筋が収縮する。このため、この期間は心室の容積がほぼ一定の状態で心室内の圧力が増加する等容性収縮の期間となる。 The mitral valve closes at the time phase "A" on the Pressure-Volume loop diagram. At this time, the aortic valve is also closed. During the period from phase "A" to phase "B", the myocardium contracts around the left ventricle with both the mitral and aortic valves closed. Therefore, this period is a period of isovolumetric contraction in which the pressure in the ventricle increases while the volume of the ventricle is almost constant.

時相「B」で大動脈弁が開く。僧帽弁は閉じたままである。時相「B」から時相「C」の期間は左心室の心筋は収縮を継続するため、左心室内の血液は大動脈弁から排出され、左心室の容積は減少する。この期間、左心室の圧力は高い値をほぼ維持する。時相「C」において、左心室内の血液の大半が大静脈弁から吐き出される。時相「A」から時相「C」までの期間が、収縮期に該当する。 The aortic valve opens in phase "B". The mitral valve remains closed. During the period from phase "B" to phase "C", the myocardium of the left ventricle continues to contract, so that blood in the left ventricle is drained from the aortic valve and the volume of the left ventricle decreases. During this period, the pressure in the left ventricle remains almost high. In phase "C", most of the blood in the left ventricle is expelled from the vena cava valve. The period from time phase "A" to time phase "C" corresponds to systole.

時相「C」で大動脈弁が閉じる。僧帽弁は閉じたままである。時相「C」から時相「D」の期間は、大動脈弁と僧帽弁が両方閉じた状態で左心室の周囲に心筋が弛緩する。このため、この期間は心室の容積がほぼ一定の状態で心室内の圧力が減少する等容性弛緩の期間となる。 The aortic valve closes at time phase "C". The mitral valve remains closed. During the period from phase "C" to phase "D", the myocardium relaxes around the left ventricle with both the aortic and mitral valves closed. Therefore, this period is a period of isotropic relaxation in which the pressure in the ventricle decreases while the volume of the ventricle is almost constant.

時相「D」で僧帽弁が開く。大動脈弁は閉じたままである。時相「D」から時相「A」の期間は、僧帽弁が開いた状態で左心室が拡張する。このため、血液は左心房から僧帽弁を通って左心室に流れ込み、左心室の容積が増加する。この期間、左心室の圧力は低い値得をほぼ維持する。時相「C」から時相「A」までの期間が、拡張期に該当する。 The mitral valve opens at the time phase "D". The aortic valve remains closed. During the period from time phase "D" to time phase "A", the left ventricle dilates with the mitral valve open. This causes blood to flow from the left atrium through the mitral valve into the left ventricle, increasing the volume of the left ventricle. During this period, the pressure in the left ventricle maintains a low value. The period from time phase "C" to time phase "A" corresponds to diastole.

Pressure-Volume loop diagramを観察することにより、弁異常などの心疾患の病態を的確に把握することができる。例えば、僧帽弁や大動脈弁に異常があると、左心室に流入する血液の量が減少したり、左心室から流出する血液の量が減少したりすることになる。この結果、左心室から吐き出される血液の量、即ち、心拍出量が減少することとなる。心拍出量の減少は、Pressure-Volume loop diagramでは、容積方向の幅の減少として反映されることになり、Pressure-Volume loop diagramの形状が正常時に比べて変化する。したがって、Pressure-Volume loop diagramの形状から、弁異常などの心疾患の病態を診断することができる。 By observing the Pressure-Volume loop diagram, it is possible to accurately grasp the pathophysiology of heart diseases such as valve abnormalities. For example, an abnormality in the mitral valve or aortic valve results in a decrease in the amount of blood flowing into the left ventricle or a decrease in the amount of blood flowing out of the left ventricle. As a result, the amount of blood exhaled from the left ventricle, that is, the cardiac output, is reduced. The decrease in cardiac output will be reflected in the Pressure-Volume loop diagram as a decrease in the width in the volume direction, and the shape of the Pressure-Volume loop diagram will change compared to normal. Therefore, the pathological condition of heart disease such as valve abnormality can be diagnosed from the shape of the Pressure-Volume loop diagram.

このように、Pressure-Volume loop diagramを用いた診断は有用であるため、従来から一般的に行われている手法である。しかしながら、心室の容積は、超音波画像等の医用画像から求めることが可能であるものの、圧力を測定するためには、カテーテル等のデバイスを心臓内に挿入して行う侵襲性の高い検査が必要となる。 As described above, since the diagnosis using the Pressure-Volume loop diagram is useful, it is a method generally used in the past. However, although the volume of the ventricle can be obtained from a medical image such as an ultrasound image, a highly invasive examination performed by inserting a device such as a catheter into the heart is required to measure the pressure. It becomes.

そこで、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置1では、心室血管統合関係を示す指標として、従来の圧力に換えて、非侵襲で測定することのできる流量を用いるものとしている。そして、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置1では、心室の流量と容積を用いて、Pressure-Volume loop diagramに類似するVolume-Flow loop diagramを生成することを可能としている。 Therefore, in the magnetic resonance imaging device 1 of the present embodiment, a flow rate that can be measured non-invasively is used instead of the conventional pressure as an index showing the ventricular vascular integration relationship. Then, in the magnetic resonance imaging apparatus 1 of the present embodiment, it is possible to generate a Volume-Flow loop diagram similar to the Pressure-Volume loop diagram by using the flow rate and the volume of the ventricle.

なお、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置1では、被検体を撮像して収集される磁気共鳴信号に基づいて、被検体の臓器の形態に関する情報(第1情報)と、臓器に入出力する流体の流れに関する情報(第2情報)とを、同時に、かつ、複数の時相で取得するようにしている。ここで、心室、或いは、左心室は臓器の一例であり、これ以外に、例えば、脳や腎臓なども本実施形態の対象とする臓器の例となりうる。そして、これら臓器の容積が、臓器の形態に関する情報(第1情報)となり得る。 In the magnetic resonance imaging device 1 of the present embodiment, information on the morphology of the organ of the subject (first information) and a fluid input to / from the organ are input / output based on the magnetic resonance signal collected by imaging the subject. Information (second information) regarding the flow of the above is acquired at the same time and in a plurality of time phases. Here, the ventricle or the left ventricle is an example of an organ, and in addition to this, for example, a brain or a kidney can also be an example of an organ targeted by the present embodiment. Then, the volume of these organs can be information (first information) regarding the morphology of the organs.

また、心室、或いは、左心室に流入出する血液の流量や速度、或いは、脳に入出力する脳脊髄液の流量や速度なども、臓器に入出力する流体の流れに関する情報(第2情報)となり得る。 In addition, the flow rate and speed of blood flowing into and out of the ventricle or the left ventricle, or the flow rate and speed of cerebrospinal fluid input and output to the brain are also information regarding the flow of fluid input and output to the organ (second information). Can be.

ただし、以下では、被検体の臓器の形態に関する情報(第1情報)の一例として、左心室の容積を例として説明し、臓器に入出力する液体の流れに関する情報(第2情報)の一例として、左心室に入出力する血液の流量を例として説明する。 However, in the following, as an example of information on the morphology of the organ of the subject (first information), the volume of the left ventricle will be described as an example, and as an example of information on the flow of liquid input to and from the organ (second information). , The flow rate of blood input to and from the left ventricle will be described as an example.

図4は、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置1で取得する左心室容積及び左心室流量の概念を示す図である。図4(a)に示すように、磁気共鳴イメージング装置1では、心臓を心時相毎に非侵襲に撮像することによって、MR信号を収集し、収集したMR信号に基づいて、左心室の容積と、左心室へ流入する血液の流量及び左心室から流出する血液の流量を、心時相毎に算出する。 FIG. 4 is a diagram showing the concepts of the left ventricular volume and the left ventricular flow rate acquired by the magnetic resonance imaging apparatus 1 of the present embodiment. As shown in FIG. 4A, the magnetic resonance imaging apparatus 1 collects MR signals by non-invasively imaging the heart for each cardiac phase, and based on the collected MR signals, the volume of the left ventricle. Then, the flow rate of blood flowing into the left ventricle and the flow rate of blood flowing out of the left ventricle are calculated for each cardiac phase.

ここで、左心室の容積の単位は、慣習上、mL(ミリリットル)で表されるものとする。また、左心室の血液の流量は、単位時間あたりに僧帽弁を通って左心室に流入する血液の量と、単位時間あたりに大動脈弁を通って左心室から流出する血液の量の和であり、単位は、例えば、mL/s(ミリリットル/秒)、で表されるものとする。なお、以下では、左心室に流入する血液の流量の符号をプラスで表し、左心室から流出する血液の流量の符号をマイナスで表すものとするが、これに限定するもではなく、この逆でもよい。 Here, the unit of volume of the left ventricle is customarily expressed in mL (milliliter). The flow rate of blood in the left ventricle is the sum of the amount of blood flowing into the left ventricle through the mitral valve per unit time and the amount of blood flowing out of the left ventricle through the aortic valve per unit time. Yes, the unit is, for example, mL / s (milliliter / sec). In the following, the sign of the flow rate of blood flowing into the left ventricle is represented by a plus, and the sign of the flow rate of blood flowing out of the left ventricle is represented by a minus. good.

図4(b)の上段は左心室容積の時間変化を、図4(b)の中段は左心室流量の時間変化を、夫々心時相一周期分だけ模式的に示すグラフである。なお、図4(b)の下段は、例えば心電計で測定される心電波形の典型的な時間変化を、左心室容積及び左心室流量のグラフの時間軸と対応付けて表示したものである。 The upper part of FIG. 4B schematically shows the time change of the left ventricular volume, and the middle part of FIG. 4B schematically shows the time change of the left ventricular flow rate for one cycle of the cardiac time phase. The lower part of FIG. 4B shows, for example, a typical time change of an electrocardiographic waveform measured by an electrocardiograph in association with the time axis of a graph of left ventricular volume and left ventricular flow rate. be.

時相「A」から時相「C」までの期間が収縮期に相当する。この期間、左心室周囲の心筋が収縮する。時相「A」で僧帽弁が閉じ、時相「A」から時相「B」までは僧帽弁と大動脈弁の双方が閉じている期間である。したがって、この期間は、左心室の容積は最大値近傍でほぼ一定となり、左心室の流量はほぼゼロとなる。一方、時相「B」で大動脈弁が開く。この結果、左心室内の血液が大動脈弁から流出する。したがって、左心室の容積は減少すると共に、左心室の流量はマイナス側に大きく変化する。 The period from time phase "A" to time phase "C" corresponds to systole. During this period, the myocardium around the left ventricle contracts. The mitral valve is closed in the time phase "A", and both the mitral valve and the aortic valve are closed from the time phase "A" to the time phase "B". Therefore, during this period, the volume of the left ventricle becomes almost constant near the maximum value, and the flow rate of the left ventricle becomes almost zero. On the other hand, the aortic valve opens in the time phase "B". As a result, blood in the left ventricle drains from the aortic valve. Therefore, as the volume of the left ventricle decreases, the flow rate of the left ventricle changes significantly to the negative side.

時相「C」から時相「A」までの期間は拡張期に相当する。この期間、左心室周囲の心筋は弛緩する。時相「C」で大動脈弁が閉じ、時相「C」から時相「D」までは僧帽弁と大動脈弁の双方が閉じている期間である。したがって、この期間は、左心室の容積は最小値近傍でほぼ一定となり、左心室の流量はほぼゼロとなる。時相「D」で僧帽弁が開く。この結果、左心房から左心室内へ血液が僧帽弁を通って流入する。したがって、左心室の容積は増加すると共に、左心室の流量はプラス側に変化する。 The period from time phase "C" to time phase "A" corresponds to diastole. During this period, the myocardium around the left ventricle relaxes. The aortic valve is closed in the time phase "C", and both the mitral valve and the aortic valve are closed from the time phase "C" to the time phase "D". Therefore, during this period, the volume of the left ventricle becomes almost constant near the minimum value, and the flow rate of the left ventricle becomes almost zero. The mitral valve opens at the time phase "D". As a result, blood flows from the left atrium into the left ventricle through the mitral valve. Therefore, as the volume of the left ventricle increases, the flow rate of the left ventricle changes to the positive side.

本実施形態の磁気共鳴イメージング装置1は、被検体を連続的に複数の時相で撮像することによってMR信号を収集し、収集したMR信号から、図4(b)の上段及び中段に例示したような左心室容積と左心室流量を時相毎に取得する。 The magnetic resonance imaging apparatus 1 of the present embodiment collects MR signals by continuously imaging a subject in a plurality of time phases, and from the collected MR signals, an example is shown in the upper and middle stages of FIG. 4 (b). The left ventricular volume and the left ventricular flow rate are obtained for each phase.

図4(b)に示す左心室容積と左心室流量の時間変化は、心筋の挙動や心臓内の弁の挙動、心室の容積、心室へ流入し流出する血液の流量等の相互作用を反映した生理学的変化を示すものであり、前述したように、心室血管統合関係(venticular-vascular interaction)とも呼ばれているものである。 The time variation of the left ventricular volume and the left ventricular flow rate shown in FIG. 4 (b) reflects the interaction of the behavior of the myocardium, the behavior of the valve in the heart, the volume of the ventricle, the flow rate of blood flowing into and out of the ventricle, and the like. It indicates a physiological change, and as described above, it is also called a venticular-vascular interaction.

一方、左心室容積と左心室流量の時間変化から、図5に示すようなVolume-Flow loop diagramを生成することもできる。Volume-Flow loop diagramは、一方の軸(例えばX軸)が左心室容積、他方の軸(例えばY軸)が左心室流量で表される2次元座標に、心拍の1周期における左心室容積と左心室流量の時間変化を時相の流れに沿ってプロットしたものである。 On the other hand, it is also possible to generate a Volume-Flow loop diagram as shown in FIG. 5 from the time change of the left ventricular volume and the left ventricular flow rate. In the Volume-Flow loop diagram, one axis (for example, X-axis) is represented by the left ventricular volume, and the other axis (for example, Y-axis) is represented by the left ventricular flow rate. The time variation of the left ventricular flow rate is plotted along the flow of the time phase.

Volume-Flow loop diagramにより、心室血管統合関係をより的確に把握することができるため、有用な診断支援情報を提供することが可能となる。例えば、図5(b)に例示するように、正常な被験体のVolume-Flow loop diagramと、心臓に疾患のある被検体のVolume-Flow loop diagramとは、明らかに異なる。例えば、僧帽弁狭疾症(MS: Mitral Stenosis)や大動脈弁狭窄症(AS: Aorta Stenosis)を患っている被検体では、心拍出量(Stroke Volume)が減少するため、1心周期における左心室容積の最大値と最小値の差が小さくなる。言い換えると、Volume-Flow loop diagramの、容積軸方向の幅が小さくなる。また、僧帽弁狭疾症と大動脈弁狭窄症とでは、図5(b)に例示するように、Volume-Flow loop diagramのループの重心位置が互いに異なっている。 The Volume-Flow loop diagram makes it possible to more accurately grasp the ventricular and vascular integration relationship, and thus it is possible to provide useful diagnostic support information. For example, as illustrated in FIG. 5 (b), the volume-flow loop diagram of a normal subject and the volume-flow loop diagram of a subject having a heart disease are clearly different. For example, in a subject suffering from mitral valve stenosis (MS: Mitral Stenosis) or aortic valve stenosis (AS: Aorta Stenosis), the Stroke Volume decreases, so that in one cardiac cycle. The difference between the maximum and minimum values of the left ventricular volume becomes small. In other words, the width of the Volume-Flow loop diagram in the volume axis direction becomes smaller. Further, in mitral valve stenosis and aortic valve stenosis, the positions of the centers of gravity of the loops in the Volume-Flow loop diagram are different from each other as illustrated in FIG. 5 (b).

このように、Volume-Flow loop diagramには心臓の生理学的変化が反映されるため、Volume-Flow loop diagramの形状から、心臓疾患の有無のみならず、心臓疾患の種類も推定することが可能である。 In this way, since the volume-flow loop diagram reflects the physiological changes in the heart, it is possible to estimate not only the presence or absence of heart disease but also the type of heart disease from the shape of the volume-flow loop diagram. be.

図6は、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置1の細部構成を示す図であり、特に、上述した左心室容積、左心室流量、及び、Volume-Flow loop diagramを生成する機能に焦点を絞った機能構成例を示すブロック図である。また、図7は、左心室容積、左心室流量、及び、Volume-Flow loop diagramを生成する機能に焦点を絞った磁気共鳴イメージング装置1の動作例を示す全体フローチャートである。 FIG. 6 is a diagram showing a detailed configuration of the magnetic resonance imaging apparatus 1 according to the present embodiment, and particularly focuses on the above-mentioned left ventricular volume, left ventricular flow rate, and function of generating a Volume-Flow loop diagram. It is a block diagram which shows the function configuration example. Further, FIG. 7 is an overall flowchart showing an operation example of the magnetic resonance imaging device 1 focusing on the left ventricular volume, the left ventricular flow rate, and the function of generating the Volume-Flow loop diagram.

図6に示すように、コンソール400の処理回路40は、撮像条件設定機能401、形態画像生成機能403及び速度画像生成機能404を含むマルチスライス/マルチ時相画像生成機能402、臓器容積(左心室容積)算出機能405、流量算出機能406、及び、解析機能407を実現する。これらの各機能は、例えば、処理回路40が具備するプロセッサが、記憶回路41に記憶される所定のプログラムを実行することによって実現される。これら各機能の動作について図7の全体フローチャート、及び、図8乃至図13の各動作説明図を用いて説明する。 As shown in FIG. 6, the processing circuit 40 of the console 400 includes a multi-slice / multi-time phase image generation function 402 including an imaging condition setting function 401, a morphological image generation function 403, and a velocity image generation function 404, and an organ volume (left ventricle). Volume) calculation function 405, flow rate calculation function 406, and analysis function 407 are realized. Each of these functions is realized, for example, by the processor included in the processing circuit 40 executing a predetermined program stored in the storage circuit 41. The operation of each of these functions will be described with reference to the overall flowchart of FIG. 7 and the operation explanatory diagrams of FIGS. 8 to 13.

まず、図7のステップST100において、撮像条件の設定を行う。ステップST100の処理は、図6の撮像条件設定機能401が行う。ステップST100で設定する撮像条件に含まれるパルスシーケンスは、複数のスライスからMR信号を収集するパルスシーケンスであり、高速データ収集の観点から、好ましくは、複数のスライスから同時にMR信号を収集するパルスシーケンス、即ち、同時マルチスライス収集を可能とするパルスシーケンスである。 First, in step ST100 of FIG. 7, the imaging conditions are set. The processing of step ST100 is performed by the imaging condition setting function 401 of FIG. The pulse sequence included in the imaging conditions set in step ST100 is a pulse sequence that collects MR signals from a plurality of slices, and is preferably a pulse sequence that simultaneously collects MR signals from a plurality of slices from the viewpoint of high-speed data collection. That is, it is a pulse sequence that enables simultaneous multi-slice collection.

また、ステップST100で設定する撮像条件は、同時マルチスライス収集であると共に、複数心時相に亘って連続的にMR信号を収集する、マルチ時相収集である。また、ステップST100で設定する撮像条件に含まれるパルスシーケンスは、被検体の臓器の形態に関する第1情報、例えば、左心室容積と、被検体の臓器に入出力する液体の流れに関する第2情報、例えば、左心室流量とを同時に収集することができるパルスシーケンスである。 Further, the imaging conditions set in step ST100 are simultaneous multi-slice collection and multi-time phase collection in which MR signals are continuously collected over a plurality of core time phases. Further, the pulse sequence included in the imaging conditions set in step ST100 includes first information regarding the morphology of the organ of the subject, for example, second information regarding the volume of the left ventricle and the flow of liquid input to and from the organ of the subject. For example, it is a pulse sequence that can simultaneously collect the left ventricular flow rate.

図8は、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置1で行う同時マルチスライス収集の概念を説明する図である。ステップST100で設定する撮像条件では、撮像断面として、被検体の左心房の一部と、左心室の全体を含む3次元空間をカバーするように、複数のスライスを設定する。例えば、図8に例示するように、僧帽弁の中心と心尖部(左心室の先端)とを結ぶ軸(所謂、左心室長軸)に直交する複数のスライス断面を設定する。 FIG. 8 is a diagram illustrating the concept of simultaneous multi-slice collection performed by the magnetic resonance imaging apparatus 1 of the present embodiment. In the imaging conditions set in step ST100, a plurality of slices are set as the imaging cross section so as to cover a part of the left atrium of the subject and a three-dimensional space including the entire left ventricle. For example, as illustrated in FIG. 8, a plurality of slice cross sections orthogonal to the axis (so-called left ventricular long axis) connecting the center of the mitral valve and the apex of the heart (the tip of the left ventricle) are set.

複数のスライス断面のうち、少なくとも1つは、左心室への血液の流入口である僧帽弁と、左心室からの血液の流出口である大動脈弁の近傍に設定される。図8に示す例では、スライス断面SLが、これに該当する。スライス断面SLは、左心室流量を計測するために設定するスライス断面である。後述するように、スライス断面SLから収集したMR信号から、形態画像と速度画像とを生成する。そして、スライス断面SLの形態画像と速度画像から、僧帽弁を通って左心室に流入する左心室流量と、大動脈弁を通って左心室から流出する左心室流量とを算出する。 At least one of the slice sections is set near the mitral valve, which is the inlet of blood to the left ventricle, and the aortic valve, which is the outlet of blood from the left ventricle. In the example shown in FIG. 8, the slice cross section SLA corresponds to this. The slice cross section SL A is a slice cross section set for measuring the left ventricular flow rate. As will be described later, a morphological image and a velocity image are generated from the MR signal collected from the slice cross section SLA. Then, from the morphological image and velocity image of the slice cross section SLA , the left ventricular flow rate flowing into the left ventricle through the mitral valve and the left ventricular flow rate flowing out from the left ventricle through the aortic valve are calculated.

他の複数のスライス断面は、左心室を概ねカバーするように設定される。図8に示す例では、3つのスライス断面SL1、SL2、SL3が、これに該当する。後述するように、スライス断面SL1、SL2、SL3から収集したMR信号から、それぞれのスライス断面の形態画像を生成し、左心室の容積を算出する。 The other slice sections are set to generally cover the left ventricle. In the example shown in FIG. 8, three slice cross sections SL B 1, SL B 2, and SL B 3 correspond to this. As will be described later, a morphological image of each slice cross section is generated from MR signals collected from the slice cross sections SL B 1, SL B 2, and SL B 3, and the volume of the left ventricle is calculated.

図9は、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置1で用いるパルスシーケンスの一例を示すPSD(Pulse Sequence Diagram)の一例である。図9に例示するパルスシーケンスは、フェーズコントラスト(PC:Phase Contrast)法を伴った、高速GRE(Gradient Echo)系のパルスシーケンスである。また、図9に例示するパルスシーケンスは、複数の周波数成分が混合された励起パルスで臓器を励起することにより、臓器の複数のスライス断面を同時に励起するマルチバンド励起法に基づくパルスシーケンスでもある。 FIG. 9 is an example of a PSD (Pulse Sequence Diagram) showing an example of a pulse sequence used in the magnetic resonance imaging apparatus 1 of the present embodiment. The pulse sequence exemplified in FIG. 9 is a high-speed GRE (Gradient Echo) system pulse sequence accompanied by a phase contrast (PC: Phase Contrast) method. The pulse sequence illustrated in FIG. 9 is also a pulse sequence based on a multi-band excitation method that simultaneously excites a plurality of slice sections of an organ by exciting the organ with an excitation pulse in which a plurality of frequency components are mixed.

図9に示すPSDの1段目はRFパルスを示している。2段目には、スライス選択用の傾斜磁場GSSを示すと共に、フェーズコントラスト用の正極バイポーラパルスPC(+)の傾斜磁場と負極バイポーラパルスPC(-)の傾斜磁場とを示している。正極、負極の夫々のバイポーラパルスPC(+)、PC(-)は、スライス選択用の傾斜磁場GSSと同じ方向に印加される。 The first stage of the PSD shown in FIG. 9 shows an RF pulse. In the second stage, the gradient magnetic field GSS for slice selection is shown, and the gradient magnetic field of the positive electrode bipolar pulse PC (+) and the gradient magnetic field of the negative electrode bipolar pulse PC (−) for phase contrast are shown. The bipolar pulse PC (+) and PC (−) of the positive electrode and the negative electrode are applied in the same direction as the gradient magnetic field GSS for slice selection.

PSDの3段目には位相エンコード用の傾斜磁場GPEを示している。正極バイポーラパルスPC(+)の直後に印加される位相エンコード量と、負極バイポーラパルスPC(-)の直後に印加される位相エンコード量とは同じ値に設定される。PSDの4段目にはリードアウト傾斜磁場Groを示し、5段目にはリードアウト傾斜磁場Groによって読み出されるMR信号を示している。 The gradient magnetic field GPE for phase encoding is shown in the third stage of the PSD. The phase encoding amount applied immediately after the positive electrode bipolar pulse PC (+) and the phase encoding amount applied immediately after the negative electrode bipolar pulse PC (−) are set to the same value. The fourth stage of the PSD shows the lead-out gradient magnetic field Gro , and the fifth stage shows the MR signal read by the lead-out gradient magnetic field Gro .

四角の破線で囲んだ部分によって1つの位相エンコード量に対応するMR信号が収集される。位相エンコード(1)から位相エンコード(N)までの2N個のMR信号を用いて、速度画像と形態画像を生成することができる。 The MR signal corresponding to one phase encoding amount is collected by the portion surrounded by the broken line of the square. A velocity image and a morphological image can be generated by using 2N MR signals from the phase encoding (1) to the phase encoding (N).

例えば、正極のバイポーラパルスPC(+)に対応するN個のMR信号を再構成して生成される第1の位相画像と、負極のバイポーラパルスPC(-)に対応するN個のMR信号を再構成して生成される第2の位相画像とを差分することによって、速度画像を生成することができる。また、正極又は負極のいずれかのバイポーラパルスに対応するN個のMR信号を再構成して生成される振幅画像から形態画像を生成することができる。 For example, a first phase image generated by reconstructing N MR signals corresponding to the positive electrode bipolar pulse PC (+) and N MR signals corresponding to the negative electrode bipolar pulse PC (-) are displayed. A velocity image can be generated by differentiating from the second phase image generated by reconstruction. Further, a morphological image can be generated from an amplitude image generated by reconstructing N MR signals corresponding to a bipolar pulse of either a positive electrode or a negative electrode.

さらに、図9の最上段に示すように、位相エンコード(1)から位相エンコード(N)までのパルスシーケンスを、1心周期(例えばR波と次のR波の間の期間)内を複数回繰り返すことにより、複数の心時相に亘る速度画像と形態画像を時間に沿って(即ち、時相に沿って)生成することができる。 Further, as shown in the uppermost stage of FIG. 9, the pulse sequence from the phase encode (1) to the phase encode (N) is performed a plurality of times within one cardiac cycle (for example, the period between the R wave and the next R wave). By repeating, velocity images and morphological images over a plurality of cardiac time phases can be generated over time (that is, along the time phase).

また、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置1では、励起パルスを複数の周波数成分が混合されたマルチバンド励起パルスを用いることにより、位相エンコード(1)から位相エンコード(N)までの1回のパルスシーケンスの印加により、複数のスライス断面の速度画像と形態画像とを生成することができる。 Further, in the magnetic resonance imaging apparatus 1 of the present embodiment, the excitation pulse is a single pulse from phase encoding (1) to phase encoding (N) by using a multi-band excitation pulse in which a plurality of frequency components are mixed. By applying the sequence, it is possible to generate a velocity image and a morphological image of a plurality of slice cross sections.

図10は、マルチバンド励起パルスにより、複数のスライス断面が励起されることを示す動作概念図である。例えば、図10左下部に示すように、f1からf4の4つの中心周波数を有する励起パルスを合成することにより、図10左上部に示すマルチバンド励起パルスが生成される。このようなマルチバンド励起パルスを、スライス選択磁場GSSと共に被検体の臓器、例えば、左心室を含む領域に印加することにより、図10右部に示すように、スライス選択磁場GSSの印加方向に直交する複数のスライス断面(例えば、スライス断面SL1からスライス断面SL4までの4つのスライス断面)を同時に励起することができる。 FIG. 10 is an operation conceptual diagram showing that a plurality of slice cross sections are excited by a multi-band excitation pulse. For example, as shown in the lower left part of FIG. 10, by synthesizing the excitation pulses having four center frequencies f1 to f4, the multiband excitation pulse shown in the upper left part of FIG. 10 is generated. By applying such a multi-band excitation pulse together with the slice selective magnetic field GSS to the organ of the subject, for example, the region including the left ventricle, the application direction of the slice selective magnetic field GSS as shown in the right part of FIG. A plurality of slice cross sections orthogonal to (for example, four slice cross sections from the slice cross section SL1 to the slice cross section SL4) can be excited at the same time.

同時に励起された複数のスライス断面から収集されるMR信号は、例えば、SENSE(Sensitivity encoding)法等のパラレルイメージングのアルゴリズムを用いることにより、各スライス断面の信号に分離される。 MR signals collected from a plurality of slice sections excited at the same time are separated into signals of each slice section by using a parallel imaging algorithm such as the SENSE (Sensitivity encoding) method.

図7に戻って、図7のステップST102において、上述したパルスシーケンスを含む撮像条件で被検体を撮像し、MR信号を複数の心時相に亘って心時相毎に収集する。さらに、ステップST104において、収集したMR信号に基づいて、心時相毎に、左心室の各スライス断面において、形態画像を生成する。 Returning to FIG. 7, in step ST102 of FIG. 7, the subject is imaged under the imaging conditions including the pulse sequence described above, and MR signals are collected for each cardiac phase over a plurality of cardiac phases. Further, in step ST104, a morphological image is generated in each slice cross section of the left ventricle for each cardiac time phase based on the collected MR signal.

また、ステップST106では、左心室の複数の形態画像から、心時相毎に、左心室の容積を算出する。ステップST106の処理は、図6の形態画像生成機能403と臓器容積(左心室容積)算出機能405が行う処理である。 Further, in step ST106, the volume of the left ventricle is calculated for each cardiac phase from a plurality of morphological images of the left ventricle. The process of step ST106 is a process performed by the morphological image generation function 403 and the organ volume (left ventricular volume) calculation function 405 of FIG.

図11は、左心室容積を時相毎に求める処理(図7のステップST104とステップST106に相当する処理)の概念を示す図である。左心室容積は、左心室のほぼ全領域をカバーするように設定された複数のスライス断面の形態画像を用いて算出される。 FIG. 11 is a diagram showing the concept of a process for obtaining the left ventricular volume for each time phase (process corresponding to step ST104 and step ST106 in FIG. 7). Left ventricular volume is calculated using morphological images of multiple slice cross sections set to cover almost the entire area of the left ventricle.

スライス断面の数は特に限定するものではないが、例えば、図11の左図に例示するように、スライス断面SL1、スライス断面SL2、及び、スライス断面SL3の3つのスライス断面の形態画像を生成する。これらの形態画像は、図11の右上部に示すように、例えば、時相(1)から時相(N)のように複数の心時相に沿って生成される。 The number of slice cross sections is not particularly limited, but for example, as illustrated in the left figure of FIG. 11, three slice cross sections of slice cross section SL B 1, slice cross section SL B 2, and slice cross section SL B 3 are shown. Generates a morphological image of. As shown in the upper right part of FIG. 11, these morphological images are generated along a plurality of cardiac time phases, for example, from the time phase (1) to the time phase (N).

各スライス断面の形態画像には、左心室の短軸断面(僧帽弁の中心と心尖部とを結ぶ軸、即ち、左心室長軸に直交する断面)が描出されている。したがって、各スライス断面の形態画像から、左心室の短軸断面の面積(S1(n)、S2(n)、S3(n))を、時相(n)(n=1~N)毎に算出することができる。 In the morphological image of each slice cross section, a short axis cross section of the left ventricle (an axis connecting the center of the mitral valve and the apex of the heart, that is, a cross section orthogonal to the long axis of the left ventricle) is depicted. Therefore, from the morphological image of each slice cross section, the area of the short axis cross section of the left ventricle (S1 (n), S2 (n), S3 (n)) is set for each time phase (n) (n = 1 to N). Can be calculated.

一方、各スライス断面の左心室長軸方向の間隔は、設定する撮像条件によって既知であるため、左心室の各短軸断面の面積と、各短軸断面の間隔とから、左心室の容積(Volume)を算出することができる。図11の右下部に示す図は、上記のようにして算出された左心室容積の時相に沿った変化を模式的に示すものである。 On the other hand, since the distance in the long axis direction of the left ventricle of each slice cross section is known depending on the imaging conditions to be set, the volume of the left ventricle (from the area of each short axis cross section of the left ventricle and the distance of each short axis cross section, Volume) can be calculated. The figure shown in the lower right part of FIG. 11 schematically shows the change of the left ventricular volume calculated as described above along the time phase.

図7に戻り、ステップST108では、左心室への流入口、流出口近傍のスライス断面の形態画像と速度画像を生成する。そして、左心室に流入する血液の流量と、左心室から流出する血液の流量とを、心時相毎に算出する。ステップST108の処理は、図6の速度画像生成機能404と流量算出機能406が行う処理である。
なお、形態画像生成機能403と速度画像生成機能404は、マルチスライス/マルチ時相画像生成機能402に含まれる機能である。
Returning to FIG. 7, in step ST108, a morphological image and a velocity image of the slice cross section in the vicinity of the inlet and outlet to the left ventricle are generated. Then, the flow rate of blood flowing into the left ventricle and the flow rate of blood flowing out of the left ventricle are calculated for each cardiac phase. The process of step ST108 is a process performed by the velocity image generation function 404 and the flow rate calculation function 406 of FIG.
The morphological image generation function 403 and the speed image generation function 404 are functions included in the multi-slice / multi-time phase image generation function 402.

図12は、ステップST108の処理概念を説明する図である。僧帽弁と大動脈弁の近傍に設定したスライス断面SLから収集したMR信号に基づいて、図12右上部に示すように、速度画像SLと形態画像SLを心時相毎に(例えば、時相(1)から時相(N)の夫々の心時相毎に)生成する。 FIG. 12 is a diagram illustrating the processing concept of step ST108. Based on the MR signal collected from the slice cross section SLA set near the mitral valve and the aortic valve, the velocity image SLA and the morphological image SLA are displayed for each cardiac phase (for example, as shown in the upper right part of FIG. 12). , For each cardiac time phase from time phase (1) to time phase (N)).

速度画像SLでは、僧帽弁又は大動脈弁を通って左心室に流入、流出する血液の速度の大きさが画素値として描出される。速度画像SLに描出される血液の速度は、フェーズコントラスト法によって得られる値であり、スライス断面に直交する方向の速度成分の空間分布が、正負の符号と共に得られる。例えば、時相毎の各速度画像には、僧帽弁を通って左心室に流入する血液の速度成分は正の速度の空間分布として、また、大動脈弁を通って左心室から流出する血液の速度成分は負の速度の空間分布として描出される。 In the velocity image SLA , the magnitude of the velocity of blood flowing into and out of the left ventricle through the mitral valve or the aortic valve is visualized as a pixel value. The velocity of the blood depicted in the velocity image SLA is a value obtained by the phase contrast method, and the spatial distribution of the velocity components in the direction orthogonal to the slice cross section is obtained with positive and negative signs. For example, in each velocity image for each phase, the velocity component of the blood flowing into the left ventricle through the mitral valve is a positive velocity spatial distribution, and the blood flowing out of the left ventricle through the aortic valve. The velocity component is depicted as a spatial distribution of negative velocities.

一方、各形態画像SLでは、時相毎に変化する僧帽弁又は大動脈弁の形状が描出される。さらに、ステップST108では、形態画像SLにおける僧帽弁又は大動脈弁の形状から、僧帽弁又は大動脈弁の径面積を時相毎に求め、僧帽弁の径面積と僧帽弁を通る血液の速度との積(或いは、速度の空間分布と径面積の積分)により、僧帽弁を通って左心室に流入する血液の流量を時相毎に算出する。同様に、大動脈弁の径面積と大動脈弁を通る血液の速度との積(或いは、速度の空間分布と径面積の積分)により、大動脈弁を通って左心室から流出する血液の流量(Flow)を時相毎に算出する。図12の右下部に示す図は、上記のようにして算出された左心室流量の時相に沿った変化を模式的に示すものである。 On the other hand, in each morphological image SLA , the shape of the mitral valve or the aortic valve that changes with each phase is depicted. Further, in step ST108, the diameter area of the mitral valve or the aortic valve is obtained for each time phase from the shape of the mitral valve or the aortic valve in the morphological image SLA , and the diameter area of the mitral valve and the blood passing through the mitral valve are obtained. The flow rate of blood flowing into the left ventricle through the mitral valve is calculated for each phase by the product of the velocity (or the spatial distribution of the velocity and the integration of the radial area). Similarly, the flow of blood flowing out of the left ventricle through the aortic valve by the product of the diameter area of the aortic valve and the velocity of blood passing through the aortic valve (or the spatial distribution of velocity and the integration of the radial area). Is calculated for each time phase. The figure shown in the lower right part of FIG. 12 schematically shows the change of the left ventricular flow rate calculated as described above along the time phase.

図7に戻り、ステップST110では、左心室の容積(Volume)と、左心室に流入し、左心室から流出する血液の流量(Flow)の心時相毎の変化から、診断支援情報を生成する。例えば、診断支援情報として、左心室の容積(Volume)と流量(Flow)の心時相毎の変化から、前述したVolume-Flow loop diagramを生成する。ステップST110の処理は、図6の解析機能407が行う。 Returning to FIG. 7, in step ST110, diagnostic support information is generated from the changes in the volume of the left ventricle and the flow rate of blood flowing into and out of the left ventricle for each cardiac phase. .. For example, as diagnostic support information, the volume-flow loop diagram described above is generated from the changes in the volume and flow rate of the left ventricle for each cardiac phase. The processing of step ST110 is performed by the analysis function 407 of FIG.

図13は、ステップST110の処理概念を示す図である。前述したように、Volume-Flow loop diagramは、一方の軸(例えばX軸)が左心室容積、他方の軸(例えばY軸)が左心室流量で表される2次元座標に、心拍の1周期における左心室容積と左心室流量の時間変化を時相の流れに沿ってプロットしたものである。ステップST106で算出される左心室の容積(Volume)と、ステップST108で算出される左心室の流量(Flow)とを、時相の流れに沿って上記の2次元座標にプロットすることにより、Volume-Flow loop diagramが生成される。 FIG. 13 is a diagram showing a processing concept of step ST110. As mentioned above, in the Volume-Flow loop diagram, one cycle of the heartbeat is set in two-dimensional coordinates in which one axis (for example, the X axis) is represented by the left ventricular volume and the other axis (for example, the Y axis) is represented by the left ventricular flow rate. It is a plot of the time change of the left ventricular volume and the left ventricular flow rate in the time phase flow. Volume by plotting the volume of the left ventricle calculated in step ST106 and the flow rate of the left ventricle calculated in step ST108 in the above two-dimensional coordinates along the flow of the time phase. -Flow loop diagram is generated.

図13の右図に例示したように、Volume-Flow loop diagramの形状は、心臓疾患のない正常な心臓と、心臓疾患のある異常な心臓とでは異なることが知られている。また、前述したように、心臓疾患の種類によって、例えば、僧帽弁狭疾症(MS: Mitral Stenosis)や大動脈弁狭窄症(AS: Aorta Stenosis)等の心臓疾患の種類によって、Volume-Flow loop diagramの形状が異なることも知られている。 As illustrated in the right figure of FIG. 13, it is known that the shape of the Volume-Flow loop diagram differs between a normal heart without heart disease and an abnormal heart with heart disease. Further, as described above, depending on the type of heart disease, for example, depending on the type of heart disease such as mitral valve stenosis (MS: Mitral Stenosis) and aortic valve stenosis (AS: Aorta Stenosis), Volume-Flow loop. It is also known that the shape of the diagram is different.

図7のステップST112では、ステップST110で生成されて診断支援情報をディスプレイ42に表示する。上述したVolume-Flow loop diagram(図13(b)に例示される図)を診断支援情報として表示してもよいし、Volume-Flow loop diagramに換えて、或いは、Volume-Flow loop diagramに加えて、左心室の容積(Volume)の時間変化と左心室の流量(Flow)の時間変化を示す図(図13(a)に例示される図)を診断支援情報として表示してもよい。 In step ST112 of FIG. 7, the diagnostic support information generated in step ST110 is displayed on the display 42. The above-mentioned Volume-Flow loop diagram (figure exemplified in FIG. 13B) may be displayed as diagnostic support information, replaced with the Volume-Flow loop diagram, or in addition to the Volume-Flow loop diagram. , A diagram showing a time change of the volume of the left ventricle and a time change of the flow rate of the left ventricle (a diagram exemplified in FIG. 13A) may be displayed as diagnostic support information.

Volume-Flow loop diagramや、左心室の容積(Volume)及び流量(Flow)の時間変化に関する情報は、心室血管統合関係等の生体情報由来の相互作用に関する情報であり、心臓疾患の診断をする上で有用な情報である。本実施形態の磁気共鳴イメージング装置1では、これらの情報を非侵襲に取得することができるため、カテーテル等を用いた従来の侵襲的な方法に比べて、患者負担の少ない心臓疾患検査を提供することができる。 The Volume-Flow loop diagram and information on the temporal changes in the volume and flow rate of the left ventricle are information on interactions derived from biological information such as ventricular vascular integration, and are useful for diagnosing heart disease. This is useful information. Since the magnetic resonance imaging device 1 of the present embodiment can acquire such information non-invasively, it provides a heart disease test with less burden on the patient as compared with the conventional invasive method using a catheter or the like. be able to.

(その他の実施形態)
図14は、その他の実施形態の第1例を説明する図である。ここまでは、左心室の容積(Volume)及び流量(Flow)の時間変化からVolume-Flow loop diagramを生成し、生成したVolume-Flow loop diagramをディスプレイ42に表示などすることによって、医師等のユーザに有用な診断支援情報を提供できる実施形態を説明してきた。
(Other embodiments)
FIG. 14 is a diagram illustrating a first example of another embodiment. Up to this point, users such as doctors have generated a Volume-Flow loop diagram from changes in the volume and flow rate of the left ventricle over time, and displayed the generated Volume-Flow loop diagram on the display 42. We have described embodiments that can provide useful diagnostic support information.

一方、左心室の容積(Volume)及び流量(Flow)の時間変化からは、Volume-Flow loop diagram以外の有用な情報を生成することができる。左心室の容積(Volume)及び流量(Flow)は、心筋の挙動や心臓内の弁の挙動等と、心室へ流入し流出する血液の流量等との相互作用による生理学的変化が反映されたものである。したがって、図14(b)の上段に示すように、左心室の容積(Volume)の時間変化や、流量(Flow)の時間変化から心時相情報を取得することができる。例えば、左心室の容積(Volume)の時間変化や流量(Flow)の時間変化から、収縮期から拡張期への遷移時刻、或いは、拡張期から収縮期への遷移時刻を高精度で取得することができる他、収縮期や拡張期の夫々の内部のより細かな心時相の変化を取得することができる。 On the other hand, useful information other than the Volume-Flow loop diagram can be generated from the time change of the volume and the flow rate of the left ventricle. The volume and flow rate of the left ventricle reflect the physiological changes caused by the interaction between the behavior of the myocardium and the valve in the heart and the flow rate of blood flowing into and out of the ventricle. Is. Therefore, as shown in the upper part of FIG. 14B, the cardiac time phase information can be acquired from the time change of the volume of the left ventricle and the time change of the flow rate. For example, to obtain the transition time from systole to diastole or the transition time from diastole to systole with high accuracy from the time change of volume of the left ventricle and the time change of flow. In addition, it is possible to obtain more detailed changes in the cardiac time phase inside each of systole and diastole.

また、取得した心時相情報に基づいて、心電同期撮像に用いる同期信号を生成することもできる。この手法によれば、心電計を用いることなく同期信号を得ることができるため、電極を患者に装着する必要がなく、患者への負担を軽減できる。また、磁気共鳴イメージング装置1のRFパルスや傾斜磁場の印加に起因するノイズが電極や電極から延びるケーブルに重畳することがない。このため、心時相内の所望のタイミングで、ノイズの影響を受けることのない精度の高い同期信号を生成することができる。 Further, it is also possible to generate a synchronization signal used for electrocardiographic synchronization imaging based on the acquired cardiac time phase information. According to this method, since the synchronization signal can be obtained without using an electrocardiograph, it is not necessary to attach an electrode to the patient, and the burden on the patient can be reduced. Further, noise caused by the application of the RF pulse or the gradient magnetic field of the magnetic resonance imaging device 1 does not overlap with the electrode or the cable extending from the electrode. Therefore, it is possible to generate a highly accurate synchronization signal that is not affected by noise at a desired timing in the cardiac phase.

図15は、その他の実施形態の第2例を説明する図である。前述した実施形態では、同一の向きに設定された複数のスライス断面から、速度画像と形態画像を生成するものとしていた。例えば、複数のスライス断面が僧帽弁の中心と心尖部とを結ぶ軸に直交するによりに、複数のスライス断面の向きを設定していた。この設定によれば、僧帽弁を通って左心室に流入する血液の速度の向きは、フェーズコントラスト法におけるバイポーラパルスPC(+)、PC(-)の印加方向とほぼ一致する。このため、僧帽弁を通って左心室に流入する血液の速度は精度よく計測することができる。 FIG. 15 is a diagram illustrating a second example of another embodiment. In the above-described embodiment, the velocity image and the morphological image are generated from a plurality of slice cross sections set in the same orientation. For example, the orientation of the plurality of slice sections was set by having the plurality of slice sections orthogonal to the axis connecting the center of the mitral valve and the apex of the heart. According to this setting, the direction of the velocity of the blood flowing into the left ventricle through the mitral valve is substantially the same as the application direction of the bipolar pulse PC (+) and PC (−) in the phase contrast method. Therefore, the velocity of blood flowing into the left ventricle through the mitral valve can be accurately measured.

しかしながら、大動脈弁を通って左心室から流出する血液の速度の向きは、バイポーラパルスPC(+)、PC(-)の印加方向と一致しない。このため、大動脈弁を通って左心室から流出する血液の速度は、実際の速度よりも低く計測される可能性がある。 However, the direction of the velocity of blood flowing out of the left ventricle through the aortic valve does not match the direction of application of the bipolar pulse PC (+) and PC (-). Therefore, the rate of blood flowing out of the left ventricle through the aortic valve may be measured lower than the actual rate.

そこで、その他の実施形態の第2例では、図15(a)及び図15(b)に例示するように、第1の心周期では、各スライス断面の向きを、僧帽弁の中心と心尖部とを結ぶ軸に直交する方向(スライス方向(α))に設定し、スライス断面SLの速度画像と形態画像から、僧帽弁を通って左心室に流入する血液の流量を算出する。 Therefore, in the second example of the other embodiment, as illustrated in FIGS. 15 (a) and 15 (b), in the first cardiac cycle, the orientation of each slice cross section is set to the center of the mitral valve and the apex of the heart. Set in the direction orthogonal to the axis connecting the parts (slice direction (α)), and calculate the flow rate of blood flowing into the left ventricle through the mitral valve from the velocity image and morphological image of the slice cross section SLA .

一方、第2の心周期では、各スライス断面の向きを、大動脈弁の中心と心尖部とを結ぶ軸に直交する方向(スライス方向(β))に設定し、スライス断面SLの速度画像と形態画像から、大動脈弁を通って左心室から流出する血液の流量を算出する。 On the other hand, in the second cardiac cycle, the orientation of each slice cross section is set in the direction orthogonal to the axis connecting the center of the aortic valve and the apex of the heart (slice direction (β)), and the speed image of the slice cross section SLA is set. From the morphological image, the flow rate of blood flowing out of the left ventricle through the aortic valve is calculated.

上記のように、左心室に流入する血液の流量を計測するときと、左心室から流出する血液の流量を計測するときとで、スライス断面の向き変更することにより、左心室に流入する血液と、左心室から流出する血液の双方の流量を、精度よく計測することができる。 As described above, when measuring the flow rate of blood flowing into the left ventricle and when measuring the flow rate of blood flowing out of the left ventricle, the blood flowing into the left ventricle can be obtained by changing the direction of the slice cross section. , Both flow rates of blood flowing out of the left ventricle can be accurately measured.

以上説明した少なくとも1つの実施形態によれば、心室血管統合関係等の生体情報由来の相互作用に関する情報を、磁気共鳴信号に基づく非侵襲な手法によって生成できる。 According to at least one embodiment described above, information on interactions derived from biological information such as ventricular vascular integration relationships can be generated by a non-invasive method based on a magnetic resonance signal.

なお、実施形態の説明におけるスキャナは、特許請求の範囲の記載における撮像部の一例である。また、実施形態の説明における撮像条件設定機能は、特許請求の範囲の記載における設定部の一例である。また、実施形態の説明における、スキャナ、撮像条件設定機能、マルチスライス/マルチ時相画像生成機能、形態画像生成機能、速度画像生成機能、臓器容積(左心室容積)算出機能、及び、流量算出機能は、特許請求の範囲の記載における取得部、の一例である。また、実施形態の説明における解析機能は、特許請求の範囲の記載における解析部の一例である。 The scanner in the description of the embodiment is an example of the image pickup unit in the description of the claims. Further, the imaging condition setting function in the description of the embodiment is an example of the setting unit in the description of the claims. Further, in the description of the embodiment, the scanner, the imaging condition setting function, the multi-slice / multi-time phase image generation function, the morphological image generation function, the velocity image generation function, the organ volume (left ventricle volume) calculation function, and the flow rate calculation function. Is an example of the acquisition unit in the description of the scope of claims. Further, the analysis function in the description of the embodiment is an example of the analysis unit in the description of the claims.

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、実施形態同士の組み合わせ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 some embodiments have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, changes, and combinations of embodiments can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and variations thereof are included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof, as are included in the scope and gist of the invention.

1 磁気共鳴イメージング装置
12 WBコイル
20 RFコイル
34 シーケンスコントローラ
40 処理回路
42 ディスプレイ
401 撮像条件設定機能
402 マルチスライス/マルチ時相画像生成機能
403 形態画像生成機能
404 速度画像生成機能
405 臓器容積(左心室容積)算出機能
406 流量算出機能
407 解析機能
1 Magnetic resonance imaging device 12 WB coil 20 RF coil 34 Sequence controller 40 Processing circuit 42 Display 401 Imaging condition setting function 402 Multi-slice / multi-time phase image generation function 403 Morphological image generation function 404 Speed image generation function 405 Organ volume (left ventricle) Volume) Calculation function 406 Flow rate calculation function 407 Analysis function

Claims (14)

被検体を撮像して収集される磁気共鳴信号に基づいて、前記被検体の臓器の形態に関する第1情報と、前記臓器に入出力する流体の流れに関する第2情報とを、同時に、かつ、複数の時相で取得する取得部と、
前記第1情報と前記第2情報とを用いて、前記第1情報と前記第2情報との間の相互作用を示す診断支援情報を生成する解析部と、
を備える磁気共鳴イメージング装置。
Based on the magnetic resonance signal collected by imaging the subject, the first information regarding the morphology of the organ of the subject and the second information regarding the flow of the fluid input / output to the organ can be simultaneously and plurally used. The acquisition part to be acquired in the time phase of
An analysis unit that uses the first information and the second information to generate diagnostic support information indicating the interaction between the first information and the second information.
A magnetic resonance imaging device.
前記取得部は、
前記第1情報と前記第2情報とを、同時に、かつ、複数の時相で取得するための撮像条件を設定する設定部と、
設定された前記撮像条件にしたがって前記被検体を撮像して、前記磁気共鳴信号を収集する撮像部と、
を備える、
請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。
The acquisition unit
A setting unit for setting imaging conditions for acquiring the first information and the second information at the same time and in a plurality of time phases.
An imaging unit that images the subject according to the set imaging conditions and collects the magnetic resonance signal.
To prepare
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
前記設定部は、前記臓器の複数のスライス断面から前記磁気共鳴信号を収集可能なパルスシーケンスであって、前記臓器に入出力する流体の速度を検出可能なパルスシーケンスを設定し、
前記撮像部は、設定された前記パルスシーケンスを前記被検体に印加して、前記磁気共鳴信号を収集する、
請求項2に記載の磁気共鳴イメージング装置。
The setting unit sets a pulse sequence capable of collecting the magnetic resonance signal from a plurality of slice cross sections of the organ, and can detect the velocity of the fluid input / output to / from the organ.
The imaging unit applies the set pulse sequence to the subject and collects the magnetic resonance signal.
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 2.
前記パルスシーケンスは、流体の速度を検出するフェーズコントラスト法に基づく、
請求項3に記載の磁気共鳴イメージング装置。
The pulse sequence is based on a phase contrast method that detects the velocity of a fluid.
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 3.
前記パルスシーケンスは、複数の周波数成分が混合された励起パルスで前記臓器を励起にすることにより、前記臓器の複数のスライス断面を同時に励起するマルチバンド励起法に基づくと共に、流体の速度を検出するフェーズコントラスト法に基づく、
請求項3に記載の磁気共鳴イメージング装置。
The pulse sequence is based on a multi-band excitation method that simultaneously excites a plurality of slice sections of the organ by exciting the organ with an excitation pulse in which a plurality of frequency components are mixed, and detects the fluid velocity. Based on the phase contrast method,
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 3.
前記パルスシーケンスは、高速GRE系である、
請求項3乃至5のいずれか1項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
The pulse sequence is a high-speed GRE system.
The magnetic resonance imaging apparatus according to any one of claims 3 to 5.
前記取得部は、前記臓器の内部の容積を前記第1情報として取得し、前記臓器の内部に流入する流体の流量及び前記臓器の内部から流出する流体の流量の少なくとも一方を前記第2情報として取得する、
請求項1又は2に記載の磁気共鳴イメージング装置。
The acquisition unit acquires the volume inside the organ as the first information, and at least one of the flow rate of the fluid flowing into the inside of the organ and the flow rate of the fluid flowing out from the inside of the organ is used as the second information. get,
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1 or 2.
前記取得部は、
前記臓器の複数のスライス断面の形態画像に基づいて前記臓器の容積を算出し、
前記臓器の内部への流入口近傍のスライス断面の形態画像から求められる流入口面積と、前記流入口近傍のスライス断面の速度画像から求められる速度とから前記臓器の内部に流入する流体の流量を算出し、
前記臓器の内部への流出口近傍のスライス断面の形態画像から求められる流出口面積と、前記流出口近傍のスライス断面の速度画像から求められる速度とから前記臓器の内部から流出する流体の流量を算出する、
請求項3乃至6のいずれか1項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
The acquisition unit
The volume of the organ was calculated based on the morphological images of the cross sections of the plurality of slices of the organ.
The flow rate of the fluid flowing into the inside of the organ is calculated from the inflow area obtained from the morphological image of the slice cross section near the inlet to the inside of the organ and the velocity obtained from the velocity image of the slice cross section near the inflow. Calculate and
The flow rate of the fluid flowing out from the inside of the organ is calculated from the outlet area obtained from the morphological image of the slice cross section near the outlet and the velocity obtained from the velocity image of the slice cross section near the outlet. calculate,
The magnetic resonance imaging apparatus according to any one of claims 3 to 6.
前記容積及び前記流量は、複数の時相ごとに算出される、
請求項8に記載の磁気共鳴イメージング装置。
The volume and the flow rate are calculated for each of a plurality of time phases.
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 8.
前記解析部は、前記第1情報と、前記第1情報の取得時刻と同じ時刻に取得される前記第2情報とを、複数の時相ごとに対応付けることにより、前記診断支援情報を生成する、
請求項1乃至9のいずれか1項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
The analysis unit generates the diagnosis support information by associating the first information with the second information acquired at the same time as the acquisition time of the first information for each of a plurality of time phases.
The magnetic resonance imaging apparatus according to any one of claims 1 to 9.
前記解析部は、算出された前記容積と算出された前記流量とを、一方の軸が容積で他方の軸が流量の2次元座標に、複数の時相に沿ってプロットすることにより、Volume-Flow loop diagramを生成する、
請求項7乃至9のいずれか1項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
The analysis unit plots the calculated volume and the calculated flow rate in two-dimensional coordinates where one axis is the volume and the other axis is the flow rate along a plurality of time phases. Generate a Flow loop diagram,
The magnetic resonance imaging apparatus according to any one of claims 7 to 9.
前記臓器は心臓であり、前記流体は前記心臓に入出する血液である、
請求項1乃至11のいずれか1項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
The organ is the heart and the fluid is the blood that enters and exits the heart.
The magnetic resonance imaging apparatus according to any one of claims 1 to 11.
前記臓器は心臓であり、前記流体は前記心臓に入出する血液であり、
前記解析部は、前記容積と前記流量とを時系列で順次算出し、算出された前記容積及び前記流量の少なくとも一方のデータに基づいて、心時相に関する情報を取得する、
請求項7乃至9のいずれか1項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
The organ is the heart and the fluid is the blood that enters and exits the heart.
The analysis unit sequentially calculates the volume and the flow rate in chronological order, and acquires information on the cardiac time phase based on at least one of the calculated data of the volume and the flow rate.
The magnetic resonance imaging apparatus according to any one of claims 7 to 9.
前記臓器は心臓であり、前記流体は前記心臓に入出する血液であり、
前記解析部は、前記容積と前記流量とを時系列で順次算出し、算出された前記容積及び前記流量の少なくとも一方のデータに基づいて、心電同期撮像に必要な同期信号を生成する、
請求項7乃至9のいずれか1項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
The organ is the heart and the fluid is the blood that enters and exits the heart.
The analysis unit sequentially calculates the volume and the flow rate in chronological order, and generates a synchronization signal necessary for electrocardiographic synchronization imaging based on at least one of the calculated data of the volume and the flow rate.
The magnetic resonance imaging apparatus according to any one of claims 7 to 9.
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