JP3748662B2 - Ｍｒｉ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファンクショナルＭＲ（Magnetic Resonance）撮像方法およびＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置に関する。さらに詳しくは、被検体の体動や装置の不安定性などの影響を除去でき、信頼性を向上できるファンクショナルＭＲ撮像方法およびＭＲＩ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ファンクショナルＭＲ撮像方法では、図８に示すように、被検体に間欠的に刺激を与えながらＭＲ撮像して一群の画像Ｉ１，Ｉ２，…を得る。次に、図９に示すように、得られた一群の画像Ｉ１，Ｉ２，…に対して統計処理等を適用して、各画像で微小に変化した部位、すなわち、刺激に反応した部位を同定する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ファンクショナルＭＲ撮像方法では、ＭＲ撮像に要する時間が長くかかるため、被検体の体動や装置の不安定性などの影響が一群の画像Ｉ１，Ｉ２，…中に入りやすくなる。
しかし、従来のファンクショナルＭＲ撮像方法では、一群の画像Ｉ１，Ｉ２，…中に入った被検体の体動や装置の不安定性などの影響を排除する対処がなされておらず、信頼性が低い問題点があった。
そこで、本発明の目的は、画像中に入った被検体の体動や装置の不安定性などの影響を排除でき、信頼性を向上できるファンクショナルＭＲ撮像方法およびＭＲＩ装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、本発明は、無刺激状態の被検体をＭＲ撮像して１枚以上の画像を取得すると共に刺激状態の被検体をＭＲ撮像して１枚以上の画像を取得し、前記画像中の一つの画像の各画素値と所定の基準画像の対応する画素の画素値の差が所定の画素値閾値より大きい画素の数をカウントした積算値が所定の積算値閾値より大きいか否かを前記各画像について判定し大きい画像を除外し、除外されないで残った画像を解析して前記刺激に反応した部位を同定することを特徴とするファンクショナルＭＲ撮像方法を提供する。
刺激に起因した各画像の変化は、非常に微小である。例えば、１．５ＴのＭＲＩ装置で脳実質をＭＲ撮像した場合、刺激に起因した各画像の画素値の変化は、高々３〜５％程度である（画素値の最小値と最大値の差を１００％とする）。従って、もし、ある画像の画素値の変化が例えば５０％もあれば、それは刺激に起因した変化ではなく、被検体の体動や装置の不安定性などの影響による変化と考えられる。
そこで、上記第１の観点によるファンクショナルＭＲ撮像方法では、例えば画像中の１枚を選択して基準画像とするか又は画像中の２枚以上を選択してそれらの平均画像を基準画像とし、その基準画像の画素値と画像中の一つの画像の対応する画素値の差が画素値閾値より大きい画素の数をカウントする。ここで、画素値閾値を、刺激に起因する通常の変化よりも大きめに設定しておけば、カウントされた積算値は、被検体の体動や装置の不安定性などの影響を受けた画素の数となる。そして、その積算値が積算値閾値より大きい画像は、被検体の体動や装置の不安定性などの影響が大きいとして除外する。ここで、積算値閾値は、経験的に定めればよい。残った画像を解析して刺激に反応した部位を同定すれば、被検体の体動や装置の不安定性などの影響が排除されており、信頼性を向上することが出来る。
【０００５】
第２の観点では、本発明は、無刺激状態の被検体をＭＲ撮像して１枚以上の画像を得ると共に刺激状態の被検体をＭＲ撮像して１枚以上の画像を得るＭＲ撮像手段と、前記画像中の一つの画像の各画素値と所定の基準画像の対応する画素の画素値の差が所定の画素値閾値より大きい画素の数をカウントした積算値が所定の積算値閾値より大きいか否かを前記各画像について判定し大きい画像を除外する画素除外手段と、除外されないで残った画像を解析し前記刺激に反応した部位を同定する解析手段とを具備したことを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第２の観点によるＭＲＩ装置では、上記第１の観点によるファンクショナルＭＲ撮像方法を好適に実施できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施形態により本発明をさらに詳しく説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
図１は、本発明の一実施形態にかかるＭＲＩ装置のブロック図である。
このＭＲＩ装置１００において、マグネットアセンブリ１は、内部に被検体を挿入するための空間部分（孔）を有し、この空間部分を取りまくようにして、被検体に一定の主磁場を印加する主磁場コイルと、勾配磁場を発生するための勾配磁場コイル（勾配磁場コイルはｘ軸，ｙ軸，ｚ軸の各コイルを備えており、これらの組み合わせによりスライス軸，位相軸，周波数軸が決まる）と、被検体内の原子核のスピンを励起するためのＲＦパルスを送信する送信コイルと、被検体からのＮＭＲ信号を受信する受信コイル等が配置されている。主磁場コイル，勾配磁場コイル，送信コイルおよび受信コイルは、それぞれ主磁場電源２，勾配磁場駆動回路３，ＲＦ電力増幅器４および前置増幅器５に接続されている。
【０００７】
計算機７は、パルスシーケンスを作成し、シーケンス記憶回路８に渡す。
シーケンス記憶回路８は、パルスシーケンスを記憶し、そのパルスシーケンスに基づいて勾配磁場駆動回路３を操作し、マグネットアセンブリ１の勾配磁場コイルから勾配磁場を発生させると共に、ゲート変調回路９を操作し、ＲＦ発振回路１０の搬送波出力信号を所定タイミング・所定包絡線形状のパルス状信号に変調し、それをＲＦパルスとしてＲＦ電力増幅器４に加え、ＲＦ電力増幅器４でパワー増幅した後、前記マグネットアセンブリ１の送信コイルに印加する。
【０００８】
前置増幅器５は、マグネットアセンブリ１の受信コイルで受信したＮＭＲ信号を増幅し、位相検波器１２に入力する。位相検波器１２は、ＲＦ発振回路１０の搬送波出力信号を参照信号とし、ＮＭＲ信号を位相検波して、Ａ／Ｄ変換器１１に与える。Ａ／Ｄ変換器１１は、アナログ信号のＮＭＲ信号をディジタル信号のＭＲデータに変換し、計算機７に入力する。
【０００９】
計算機７は、Ａ／Ｄ変換器１１からＭＲデータを読み込み、画像再構成演算を行い、画像を作成する。この画像は、表示装置６にて表示される。
また、計算機７は、操作卓１３から入力された情報を受け取るなどの全体的な制御を受け持つ。
【００１０】
図２は、上記ＭＲＩ装置１００におけるファンクショナルＭＲ撮像処理のフローチャートである。
ステップＱ１では、図８に示すように、被検体に間欠的に刺激を与えながらＭＲ撮像して一群の画像Ｉ１，Ｉ２，…，Ｉｎを得る。
ステップＱ２では、画像Ｉ１，Ｉ２，…，Ｉｎ中の１枚以上を用いて基準画像Irefを作成する。例えば、図３に示すように、画像Ｉ１，Ｉ２，…，Ｉｎ中の中間の３枚の画像Ｉ５，Ｉ６，Ｉ７の平均画像を基準画像Irefとする。
Iref＝（Ｉ５＋Ｉ６＋Ｉ７）／３
ステップＱ３では、画像Ｉ１，Ｉ２，…，Ｉｎと基準画像Irefの差の絶対値の画像Ｉ１’，Ｉ２’，…，Ｉｎ’を作成する。
Ｉｍ’＝｜Ｉｍ−Iref｜ 但し、ｍ＝１〜ｎ
次に、各画像Ｉ１’，Ｉ２’，…，Ｉｎ’の画素値のヒストグラムＨ１，Ｈ２，…，Ｈｎをそれぞれ作成する。図４の(ａ)に、ヒストグラムＨ１を例示する。また、図４の(ｂ)に、ヒストグラムＨ２を例示する。
【００１１】
ステップＱ４では、ヒストグラムＨ１，Ｈ２，…，Ｈｎから画素値閾値α（例えば１０％）以下の成分を除去したヒストグラムＨ１’，Ｈ２’，…，Ｈｎ’を作成する。図５の(ａ)に、ヒストグラムＨ１’を例示する。また、図５の(ｂ)に、ヒストグラムＨ２’を例示する。
【００１２】
ステップＱ５では、ヒストグラムＨ１’，Ｈ２’，…，Ｈｎ’の画素数の積算値Ｎ１，Ｎ２，…，Ｎｎを求め、積算値閾値β（例えば１０画素）と比較し、積算値Ｎｍが積算値閾値βより大きい画像Ｉｍを除外する。図６の例では、画像Ｉ２と画像Ｉ３とを除外する。
ステップＱ６では、除外されずに残った一群の画像に対してｔ−検定などの統計処理を行い、刺激に反応した部位を同定できるファンクショナル画像を作成する。図７の例では、画像Ｉ１，Ｉ４，…，Ｉｎからファンクショナル画像を作成する。
【００１３】
以上のＭＲＩ装置１００によれば、被検体の体動や装置の不安定性などの影響を大きく受けた画像を除外してファンクショナル画像を作成できるから、信頼性を向上することが出来る。
【００１４】
【発明の効果】
本発明のファンクショナルＭＲ撮像方法およびＭＲＩ装置によれば、画像中に入った被検体の体動や装置の不安定性などの影響を排除でき、信頼性を向上することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかるＭＲＩ装置のブロック図である。
【図２】図１のＭＲＩ装置におけるファンクショナルＭＲ撮像処理のフローチャートである。
【図３】基準画像の作成方法の一例を示す説明図である。
【図４】ヒストグラムの例示図である。
【図５】画素値閾値以下の成分を除去したヒストグラムの例示図である。
【図６】積算値閾値を用いて画像を除外する処理の説明図である。
【図７】除外されずに残った画像からファンクショナル画像を作成する処理の説明図である。
【図８】ファンクショナルＭＲ撮像方法の説明図である。
【図９】一群の画像からファンクショナル画像を作成する処理の説明図である。
【符号の説明】
１００ ＭＲＩ装置
１ マグネットアセンブリ
３ 勾配磁場駆動回路
７ 計算機
８ シーケンス記憶回路
Ｉ１〜Ｉｎ 画像
Ｈ１〜Ｈｎ ヒストグラム
α 画素値閾値
β 積算値閾値

Claims (2)

1. 無刺激状態の被検体をＭＲ撮像して１枚以上の画像を得ると共に刺激状態の被検体をＭＲ撮像して１枚以上の画像を得るＭＲ撮像手段と、
   前記ＭＲ撮像手段により得られた複数枚の画像における１枚の画像の各画素値と所定の基準画像の対応する画素の画素値との差が所定の画素値閾値より大きい画素の数をカウントした積算値が所定の積算値閾値より大きいか否かを前記ＭＲ撮像手段により得られた各画像について判定し、前記積算値閾値より大きい画像を除外する画像除外手段と、
   除外されないで残った画像を解析して前記刺激に反応した部位を同定する解析手段とを具備したことを特徴とするＭＲＩ装置。
2. 請求項１に記載のＭＲＩ装置において、
   前記画像除外手段における所定の基準画像は、前記複数枚の画像における所定の複数枚の画像の各画素値を加算平均することにより得られた画像であることを特徴とするＭＲＩ装置。

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