JP4822397B2 - 磁気共鳴撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、磁気共鳴撮像装置(以下、「MRI装置」と略記する)に係り、撮像パラメータの設定効率を向上させる操作技術に関するものである。

磁気共鳴撮像における再構成画像の画質および撮像の時間は、撮像に用いるパルスシーケンスにより大きく異なるが、同種のパルスシーケンスであっても、その撮像パラメータ(視野・パルスの繰返し時間(TR)・エコー時間(TE)・反転回復時間(TI)・スライス厚・スライス数・撮像のマトリクス数・信号の加算回数等)の違いにより大きな差を生じる。 従って、操作者は被検体の負担を考え、医師が正確な診断を行える画像を得るために、被検体毎に撮像の時間・疾患種類・診断部位・撮像の領域を考慮し、細かに撮像パラメータを設定する必要がある。

ところで、各撮像パラメータの間には種々の相関関係があり、独立に任意の値を設定することはできない。例えば、スライス数は、パルスの繰返し時間とエコー時間から決定される値以下の枚数までしか設定できないということである。操作者は、このような相関関係に基づく制約の下で、所望する撮像パラメータに最も近い条件を探し設定しなければならない。
(特許文献1)には、相互に相関関係のある撮像パラメータの設定値と共にその設定可能範囲を表示し、且つ、一の撮像パラメータの変更に伴って、関連する他の撮像パラメータの設定可能範囲を変更して再表示する表示手段を備えたMRI装置が開示されている。
特許第3335381号公報

しかし、上記(特許文献1)には、表示された設定可能範囲を超えて撮像パラメータを設定する方法については開示されていない。そのため、表示された設定可能範囲を超えて撮像パラメータを設定できないという誤解を操作者に与える可能性が考えられる。また、所望の撮像パラメータをその表示されている設定可能範囲を越えて設定しようとする場合に、敢えて関連する他の撮像パラメータを変更して、所望の撮像パラメータの設定可能範囲を広げてから行う必要も考えられる。この場合には、操作が煩雑になる。いずれにしても、表示された設定可能範囲を超えて撮像パラメータを効率的に設定する事に関して、解決すべき課題が残されている。

そこで、本発明の目的は、MRI装置において、設定可能範囲を超えて撮像パラメータを効率的に設定する方法および装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明のMRI装置は以下のように構成される。即ち、
磁場中に被検体を配置し、この被検体に高周波磁場を印加し、それによって発生する核
磁気共鳴信号に基づいて前記被検体を撮像し、相互に関連する複数の撮像パラメータの値を入力する入力手段と、前記複数の撮像パラメータの値の設定可能範囲を演算する演算手段と、前記複数の撮像パラメータの少なくとも一つに係る情報を表示する表示手段とを備え、前記演算手段は、入力された前記撮像パラメータの入力値による撮像が不可能な場合に、該入力値を維持するための変更可能な他の撮像パラメータとその値の候補を演算し、前記表示手段は、前記他の撮像パラメータとその値の候補を表示する。

また、前記演算手段は、前記他の撮影パラメータをその候補値に変更した場合の画質の変化量を演算し、前記表示手段は、前記画質の変化量も合わせて表示しても良い。その際、前記画質の変化量として、S/N とコントラストと分解能の内の少なくとも1つの変化量を含めてもよい。
或いは、前記演算手段は、前記他の撮影パラメータをその候補値に変更した場合のSARとdB/dtの内の少なくとも一方を演算し、前記表示手段は、前記SARとdB/dtの内の少なくとも一方の値も合わせて表示してもよい。

以上説明したように、本発明のMRI装置によれば、設定可能範囲を超えて撮像パラメータを効率的に設定することができる。

以下、添付図面に従って本発明のMRI装置の好ましい実施形態について詳説する。なお、発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。

最初に、本発明のMRI装置の全体概要を図4に基づいて説明する。図4は、本発明のMRI装置の一実施例の概略ブロック図である。図4に示すMRI装置は、被検体用ベッドと静磁場発生源と傾斜磁場発生用コイルと高周波磁場発生用コイルと核磁気共鳴信号検出用コイルとを有して成る検査部40、傾斜磁場電源42、高周波磁場電源43、信号受信部44、パルスシーケンス制御部45、操作卓46、演算装置47、記憶装置48、ディスプレイ49を有して構成される。検査部40は、水平磁場型装置であれば磁場発生源の内部に被検体を挿入するための空間を有しており、垂直磁場型装置であれば上下対向して配置された一対の静磁場発生源の間に被検体を挿入するための空間を有している。

図4において撮像を行う場合は、被検体用ベッドを用いて、被検体を検査部40の空間内に設置する。撮像の際には、操作者は、記憶装置48より読みだされてディスプレイ49に表示された撮像パラメータに対し、所望する条件の変更を行って撮像パラメータを設定する。この設定された撮像パラメータにより、パルスシーケンス制御部45は、傾斜磁場電源42、高周波磁場電源43を制御して、検査部40内の被検体に対し核磁気共鳴現象をおこさせる。これにより発生した核磁気共鳴信号を検査部40内の核磁気共鳴信号検出用コイルで検出し、信号受信部44で増幅・検波し、演算装置47へ送る。演算装置47で画像再構成演算処理が行われ、ディスプレイ49に再構成画像が表示される。

次に、例えば上記ディスプレイ49に表示する撮像パラメータの表示方法について説明する。磁気共鳴撮像における再構成画像の画質および撮像時間は、前述のようにパルスシーケンスや撮像パラメータにより大きく異なるので、被検体の症状により細かに撮像パラメータを設定する必要がある。また、撮像パラメータの設定は、各条件間の相関関係による制約の中で行わなければならない。

撮像パラメータの設定にあたり、この制約を可視化するため、例えば図1に示すように、各撮像パラメータの設定可能範囲を表示することができる。記憶装置48から読みだした撮像パラメータの項目10と、その設定値12と、各撮像パラメータ間の相関関係より計算した設定可能範囲11をディスプレイ49に表示する。
操作者が所望するスライス数が10枚の場合、図1ではスライス数の設定可能範囲が1〜12枚であるので、操作者は直ちにスライス数を10枚と設定して撮像を開始することができる。

或いは、操作者が所望するスライス数が15枚の場合、操作者はスライス数の設定可能範囲を参照することにより、15枚のスライス数設定が不可能であることを直ちに判断できる。このような場合には、操作者が所望する撮像パラメータの許される範囲内で、例えばTRを大きくした後、図2に示すように、スライス数の設定可能範囲が1〜15枚になったことを確認し、スライス数を15枚と設定して撮像を開始することができる。

たとえ、操作者が所望する撮像パラメータの許される範囲内でTRを大きくしても、スライス数の設定可能範囲が1〜14枚にしかならなかったとしても、操作者は所望する撮像パラメータの設定が不可能であることを直ちに判断できるので、無駄な操作をすることなく所望する撮像パラメータに最も近い条件(スライス数14枚)で撮像を開始することができる。

上記の撮像パラメータの変更操作において、撮像パラメータの設定可能範囲の表示は、図3に示すフローに従い行われる。すなわち、ステップ30で、記憶装置48から読みだした撮像パラメータの項目10と、その値11をディスプレイ49に表示する。ステップ31で、全ての撮像パラメータの設定可能範囲を計算し、ステップ32で、計算した設定可能範囲をディスプレイ49に表示する。次に、ステップ33で、撮像パラメータが設定されたかをチェックする。設定されていれば、ステップ34で撮像を行う。設定されていなければ、ステップ35で、撮像パラメータの変更があったか否かをチェックする。変更があれば、変更された撮像パラメータと相関関係のある全ての撮像パラメータに対し、新たな設定可能範囲を計算し、ステップ32で新たな設定可能範囲をディスプレイ49にリアルタイムで表示する。

図5に、撮像パラメータの相関関係の一例を示す。図5は、SEシーケンスにおけるTRと、TEと、スライス数の相関関係を示したものであるが、これらの条件の値は、以下の(1)式を満たさなければならない。
ＴＲ≧(ＴＥ＋ｔ１＋ｔ２＋ｔ３)×スライス数
(ｔ１，ｔ２，ｔ３はスライス厚によって変化する) (１)
t1，t2，t3の値は操作者にとって未知数であるため、操作者が(1)式を解くことはできない。たとえt1，t2，t3の値が分かっていても、いちいち計算するのは非常に操作者にとって非常に面倒である。しかし、前述の各撮像パラメータの設定可能範囲を表示することにより、操作者は所望する撮像パラメータの設定が可能であるかを即座に判断することができる。

次に、本発明のMRI装置における撮影条件設定方法の一実施形態について説明する。本実施形態は、表示された設定可能範囲を越えて撮像パラメータを変更しようとする場合に、その撮像パラメータを入力された設定値にするための他の撮像パラメータの変更例を表示する形態である。

本実施形態の一実施例を図6に基づいて説明する。図6は、図1に表示された撮像パラメータ毎の設定値及び設定可能範囲の内、スライス数を表示された設定可範囲(1〜12)を越えて13に変更しようとした場合に、操作者に提示するメッセージ及び変更可能な他の撮像パラメータ名とその値の候補の一例である。これらのメッセージと候補は、例えば、ディスプレイ49にポップアップウィンドウ600を表示して、そのポップアップウィンドウ600内に表示される。この表示は、操作者へのメッセージを表示するメッセージエリア601と変更可能な撮像パラメータ名とその値の候補を表示する候補表示エリア602を有して成る。

メッセージエリア601には、入力された設定値が、その撮像パラメータの設定可能範囲を越えたことを警告するメッセージ1と、変更可能な他の撮像パラメータ名とその値の候補の中から一つを選択するように操作者に促すメッセージ2を表示する。図6には、メッセージ1として「撮像パラメータが設定可能範囲を超えました。」を表示し、メッセージ2として「以下のいずれかを選択してください：」を表示した例を示している。

候補表示エリア602には、スライス数を13枚に変更できるようにするための、変更可能な他の撮像パラメータ名とその変更できる値を少なくとも表示する。更に、撮像パラメータの変更に伴う画質の変化量も表示してもよい。画質に関する項目としては、SNR(信号対雑音比)、CNR(コントラスト対雑音比)、及び分解能等があり、これらの内の少なくとも一つの項目の変化量を表示することができる。またその他に、スキャン時間を表示しても良い。図6に示した例では、SNRの変化割合、CNRの変化割合及びスキャン時間(Scan Time)を共に表示している。

図6には2つの候補を提示する例を示している。候補1：「M.Acqを2に変更する。」は、加算回数(M．Acq)を2回に変更する候補であり、この場合はSNR＝100％でSNRが√2倍になり、CNR＝100％でCNRが√2倍になり、Scantime＝4：16で4分16秒となることを示している。また、候補2：「TRを600に延長する。」は、繰り返し時間TRを600msに変更する候補であり、この場合はSNR＝110％でSNRが1.1倍になり、CNR＝90％でCNRが1.1倍になり、Scantime＝2:33で2分33秒となることを示している。

或いは、上記画質に関する項目及びスキャン時間の他に、撮像パラメータの変更に伴うSAR(Specific Absorption Ratio；高周波磁場印加に伴い人体に吸収される単位質量当たりの発熱量)やdB/dt(傾斜磁場の時間変化率)を求めて表示しても良い。何れも生体に対する安全性に関わる数値であるので、これらの値の表示は被検体への安全性を高める上で有用である。
なお、候補リストの最後に、スライス数を13枚に変更する事を取り消すための選択肢：「変更を取り消す。」も用意しておく。

以上の候補表示エリア602に表示された候補のいずれかを選択し、OKボタン603を押下することによって、スライス数を13枚に変更すると共に、選択した候補が提示した撮像パラメータの変更を行う。或いは、「変更を取り消す。」を選択した場合には、撮像パラメータは何も変更されない。一方、Cancelボタン604を押下した場合は、このポップアップウィンドウ上で行った操作を無効にする。何れの場合も、ポップアンプウィンドウを消去して撮像パラメータの変更操作を終了する。
なお、上記説明では、候補として一つの撮像パラメータを変更する場合を説明したが、複数の撮像パラメータを同時に変更する組み合わせを候補として表示しても良い。

以上の様にして変更された撮像パラメータは、図1に示すような撮像パラメータの設定値とその設定可能範囲の表示に反映される。つまり、変更された撮像パラメータはその値が設定値として表示され、且つ、この撮像パラメータの変更に伴う各撮像パラメータの設定可能範囲を計算して、それらの設定可能範囲が再表示される。例えば、前述の候補2が選択された場合は、スライス数が3枚から13枚に変更され、TRが500msから600msに変更される。そして、これらの撮像パラメータの変更にともなって、各撮像パラメータの設定可能範囲も再計算されて表示される。
なお、撮像パラメータの設定・変更及び設定可能範囲の計算は、例えば演算装置47で行われる。また、選択操作や撮像パラメータの設定値の入力は、操作卓47に備えられたキーボードやマウス等で行う。

以上説明した様に、本発明のMRI装置における撮像パラメータの設定方法によれば、設定可能範囲を超えて撮像パラメータの変更を容易に行うことが可能になる。

本発明の一実施例の撮像パラメータの項目と、その値と、設定可能範囲の表示例を示す図である。 図1において、TRを変更した場合の撮像パラメータの項目と、その値と、設定可能範囲の表示例を示す図。 撮像パラメータの設定可能範囲の計算，表示フロー図。 本発明の一実施例の磁気共鳴撮像装置の概略ブロック図。 撮像パラメータの相関関係図。 撮像パラメータの設定可能範囲を超えて変更する場合の表示の一例を示す図。

符号の説明

１０…撮像パラメータの項目、１１…撮像パラメータの値、１２…撮像パラメータの設定可能範囲、４０…検査部、４１…静磁場電源、４２…傾斜磁場電源、４３…高周波磁場電源、４４…信号受信部、４５…パルスシーケンス制御部、４６…操作卓、４７…演算装置、４８…記憶装置、４９…ディスプレイ。６０…ポップアップウィンドウ、６１…メッセージエリア、６２…候補表示エリア、６３…OKボタン、６４…Cancelボタン

Claims (4)

1. 磁場中に被検体を配置し、この被検体に高周波磁場を印加し、それによって発生する核磁気共鳴信号に基づいて前記被検体を撮像する磁気共鳴撮像装置であって、相互に関連する複数の撮像パラメータの値を入力する入力手段と、前記複数の撮像パラメータの値の設定可能範囲を演算する演算手段と、前記複数の撮像パラメータの少なくとも一つに係る情報を表示する表示手段とを備えた磁気共鳴撮像装置において、
   前記演算手段は、入力された前記撮像パラメータの入力値による撮像が不可能な場合に、該入力値を維持するための変更可能な他の複数の撮像パラメータとそれらの値の候補をそれぞれ演算し、
   前記表示手段は、前記他の複数の撮像パラメータとそれらの値の候補と、該候補の中から一つを選択することを促すメッセージを、それぞれ表示し、
   前記入力手段は、前記他の複数の撮像パラメータの候補の中からの選択を受け付けることを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
2. 請求項１記載の磁気共鳴撮像装置において、
   前記演算手段は、前記他の撮影パラメータをその候補値に変更した場合の画質の変化量を演算し、
   前記表示手段は、前記画質の変化量も合わせて表示することを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
3. 請求項２記載の磁気共鳴撮像装置において、
   前記画質の変化量は、Ｓ／ＮとＣＮＲと分解能の内の少なくとも１つの変化量を含むことを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
4. 請求項１記載の磁気共鳴撮像装置において、
   前記演算手段は、前記他の撮影パラメータをその候補値に変更した場合のＳＡＲとｄＢ／ｄｔの内の少なくとも一方を演算し、
   前記表示手段は、前記ＳＡＲとｄＢ／ｄｔの内の少なくとも一方の値も合わせて表示することを特徴とする磁気共鳴撮像装置。

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