JP4862073B2 - 磁気共鳴イメージング装置および磁気共鳴イメージング収集データの処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、被検体内における原子核スピンの磁気共鳴により生じた核磁気共鳴信号を利用して被検体の画像を再構成する磁気共鳴イメージング装置および磁気共鳴イメージング収集データの処理方法に係り、特にパラレルイメージング撮影において、撮影の適否を確認するための確認用画像を表示させる磁気共鳴イメージング装置および磁気共鳴イメージング収集データの処理方法に関する。

従来、医療現場におけるモニタリング装置として、図１２に示すような磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ：Magnetic Resonance Imaging）装置１が利用される（例えば特許文献１参照）。

磁気共鳴イメージング装置１は、静磁場を形成する筒状の静磁場用磁石２内部にセットされた被検体Ｐの撮像領域に傾斜磁場コイルユニット３の各傾斜磁場コイル３ｘ、３ｙ、３ｚでＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の傾斜磁場を形成するとともにＲＦ（Radio Frequency）コイル４からラーモア周波数の高周波（ＲＦ）信号を送信することにより被検体Ｐ内の原子核スピンを磁気的に共鳴させ、励起により生じた核磁気共鳴（ＮＭＲ：Nuclear Magnetic Resonance）信号を利用して被検体Ｐの画像を再構成する装置である。

すなわち、予め静磁場電源５により静磁場用磁石２内部に静磁場が形成される。さらに、入力装置６からの指令によりシーケンスコントローラ制御手段７は、信号の制御情報であるシーケンスをシーケンスコントローラ８に与え、シーケンスコントローラ８はシーケンスに従って各傾斜磁場コイル３ｘ、３ｙ、３ｚに接続された傾斜磁場電源９およびＲＦコイル４に高周波信号を与える送信器１０を制御する。このため、撮像領域に傾斜磁場が形成され、被検体Ｐには高周波信号が送信される。

この際、傾斜磁場コイル３ｘ、３ｙ、３ｚにより形成されたＸ軸傾斜磁場、Ｙ軸傾斜磁場，Ｚ軸傾斜磁場は主として、位相エンコード（PE：phase encoding）用傾斜磁場、読出し（RO:readout）用傾斜磁場、スライスエンコード（SE:slice encoding）用傾斜磁場としてそれぞれ使用される。このため、原子核の位置情報であるＸ座標、Ｙ座標、Ｚ座標はそれぞれ原子核スピンの位相、周波数、スライスの位置に変換され、位相エンコード量を変えながらシーケンスが繰返し実行される。

そして、被検体Ｐ内の原子核スピンの励起に伴って発生したＮＭＲ信号は、ＲＦコイル４で受信されるとともに受信器１１に与えられてデジタル化された生データ（raw data）に変換される。さらに、生データは、シーケンスコントローラ８を介してシーケンスコントローラ制御手段７に取り込まれ、シーケンスコントローラ制御手段７は生データデータベース１２に形成されたＫ空間（フーリエ空間）に生データを配置する。そして、画像再構成手段１３が、Ｋ空間に配置された生データに対してフーリエ変換を実行することにより、被検体Ｐの再構成画像が得られる。

このような磁気共鳴イメージング装置１による高速撮影技術の１つにパラレルイメージング（ＰＩ：Parallel Imaging）法がある（例えば非特許文献１、非特許文献２、非特許文献２および非特許文献４参照）。ＰＩ法は、ＲＦコイル４を複数の表面コイルで構成されるマルチコイルとし、各表面コイルで同時にＮＭＲ信号を受信して画像を再構成させる撮影方法である。ＰＩ法によれば画像の再構成に必要な位相エンコードの数を表面コイルの数の分だけ減らすことができるため撮影時間を短縮することができる。

ＰＩ法によれば、３次元（３Ｄ：three dimensions）撮影においても数秒という高時間分解能の撮影が可能であるため、造影剤を被検体Ｐに投入して時間的な移動を観測する造影磁気共鳴血管撮影（ＭＲＡ：magnetic resonance angiography）法等のようなダイナミック撮影に適用される。すなわち、ＰＩ法によるダイナミック撮影では、非常に多時相の撮影が可能であるため、造影ＭＲＡ法において造影剤の移動を克明に描出できる。

ＰＩ法による撮影は、図１３に示す手順で実施される。まず、ステップＳ１において、上述のようにＰＩシーケンスによる撮影が行われて生データデータベース１２に形成されたＫ空間に生データが配置される。すなわち、３Ｄダイナミック撮影の場合には、図１４（ａ）に示すような３Ｄボリュームデータが時相Ｔごとに得られる。

さらに、図１３のステップＳ２において、画像再構成手段１３によりＫ空間のうち予め指定されたマトリクスについて画像が再構成される。すなわち、図１４（ｂ）に示すようにマトリクスに含まれる生データを３Ｄ−ＦＴ（３Ｄ Fourier transformation）することにより３次元の画像情報が得られる。

ここで、ＰＩ法により得られた画像には、フォールディング（ｆｏｌｄｉｎｇ）と呼ばれる折り返しが生じる。そこで、図１３のステップＳ３において、マルチコイルの各表面コイルの感度の相違に基づいて展開（ｕｎｆｏｌｄｉｎｇ）処理が画像再構成処理の後処理としてＰＩ展開処理手段１４により実行される。

すなわち図１５に示すように予めマルチコイルの感度マップデータＤ１が収集され、図１２の感度マップデータベース１４ａに保存される。そして、図１５に示すようにＫ空間における生データＤ２を３Ｄ−ＦＴすることにより得られたＰＩ展開処理前の３次元画像情報（実空間データ）Ｄ３の各スライス面に相当する感度マップデータＤ１が感度マップデータベース１４ａからＰＩ展開処理手段１４により展開処理用感度マップデータＤ４として切り出される。さらに、３次元画像情報Ｄ３について展開処理用感度マップデータＤ４を用いてスライスごとにＰＩ展開処理が実行され、ＰＩ展開処理後の３次元画像が展開画像Ｄ５として得られる。

この結果、図１４（ｃ）に示すように全時相における全画像が得られて適宜保存される。

また、図１３のステップＳ４において、必要に応じて所定の時相における画像を親画像として親画像よりも時相が後の画像に対して差分（複素差分、絶対値差分）処理が差分処理手段１５により実行される。このため、図１４（ｄ）に示すように親画像よりも後の時相における差分画像が得られて適宜保存される。

さらに、図１３のステップＳ５において、必要に応じて最大値投影（ＭＩＰ：maximum intensity projection）法による画像処理であるＭＩＰ処理がＭＩＰ処理手段１６により実行され、３次元の全画像や差分画像が２次元平面に投影されてＭＩＰ像が得られる。すなわち、３次元画像を構成する各スライス画像データのうち最大信号値を有するスライス画像データを投影面上での値とすることにより図１４（ｅ）に示す２次元の全画像あるいは図１４（ｆ）に示す差分画像であるＭＩＰ像が得られる。

この結果、図１３のステップＳ６において、ＭＩＰ像並びに全時相における全画像や差分画像が確認用画像として画像データベース１７に保存される。さらに、画像表示手段１８により画像データベース１７に保存された確認用画像が表示装置１９に与えられて表示される。このため、オペレータは、ＭＩＰ像や全時相における全画像等の確認用画像を確認することにより撮影の適否を判断することができる。

一方、磁気共鳴イメージング装置１による３Ｄ撮影では、３Ｄボリュームデータの３Ｄ再構成処理が膨大になることに鑑みてＲｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｖｉｅｗの作成技術が利用される（例えば特許文献２および特許文献３参照）。Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｖｉｅｗは、３ＤボリュームデータからＫ空間中心の２次元（２Ｄ：two dimensions）データを切り出して２ＤＦＴすることにより得られ、簡易的に投影像に相当する２Ｄ画像である。このＲｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｖｉｅｗによりオペレータは、より少ないデータ処理量かつ短時間で画像を確認することができる。

また、磁気共鳴イメージング装置１による３Ｄ撮影において、画像表示の高速化のために撮影中に随時得られる２Ｄデータを２ＤＦＴすることにより、２Ｄ画像を再構成させて表示する技術が提案される（例えば特許文献４参照）。

特開２００３−３３４１７７号公報 米国特許第５，１６６，８７５号明細書 特公平５−７８３４１号公報 特開平２−４６８２８号公報

論文"Carlson J.W. and Minemura T., Image Time Reduction Through Multiple Receiver Coil Data Acquisition and Image Reconstruction, MRM 29:681-688, 1993" 論文"Sodikson D.K. and Manning W.J., Simultaneous Acquisition of Spatial Harmonics (SMASH): Fast Imaging with Radiofrequency Coil Arrays, MRM 38:591-603, 1997" 論文"Pruessman K.P., Weiger M., Scheidegger M.B., and Boesiger P., SENSE: Sensitivity Encoding for Fast MRI, MRM 42:952-962, 1999" 論文"Ra J.B. and Rim C.Y., Fast Imaging Using Subencoding Data Sets From Multiple Detectors, MRM 30:142-145, 1993"

ＰＩ法による高速造影ＭＲＡ撮影では、撮影時間分解能を向上させてリアルタイムでの観察が望まれる。しかし、従来の磁気共鳴イメージング装置１では、ゼロ詰め等の再構成処理含む画像再構成やＰＩ展開処理等の各処理に数十秒から数分時間程度の時間を要し、リアルタイムでの観察が困難である。このため、最終画像である確認用画像を表示するまでに時間がかかり、オペレータは撮影後直ちに撮影の適否を確認することができない。この結果、確認用画像が得られてオペレータが撮影の適否を確認するまで、被検体Ｐを磁気共鳴イメージング装置１から降ろすことができないという問題がある。

さらに、通常ダイナミック撮影の場合には非常に多くの時相撮影が行われるため、画像枚数の増加に伴って保存すべき画像容量が膨大となり画像検索や画像転送にも時間を要するという問題がある。

一方、従来のＲｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｖｉｅｗを利用した技術はＰＩ撮影に対応しておらず、Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｖｉｅｗをそのまま用いても位相エンコード方向に折り返しを有する画像となり、撮影の適否を確認するには不十分な精度の画像しか得ることができない。すなわち、ＰＩ撮影では、位相エンコード方向の撮影領域（ＦＯＶ：field of view）が小さく設定されるため、そのまま画像を再構成させるとＦＯＶの大きさに応じて位相エンコード方向に折り返しを有する画像となる。

本発明はかかる従来の事情に対処するためになされたものであり、ＰＩ法による高速造影ＭＲＡ撮影において、より短時間で撮影の適否を確認するための確認用画像を表示させることが可能な磁気共鳴イメージング装置および磁気共鳴イメージング収集データの処理方法を提供することを目的とする。

また、本発明の別の目的は、ダイナミック撮影において保存すべきデータ容量を低減させることが可能な磁気共鳴イメージング装置および磁気共鳴イメージング収集データの処理方法を提供することである。

本発明に係る磁気共鳴イメージング装置は、上述の目的を達成するために、パラレルイメージング展開処理に必要な複数コイルからなるマルチコイルの感度マップデータを保存する感度マップデータベースと、時相毎に行われるパラレルイメージング撮影により、前記コイル毎及び前記時相毎に収集されたｋ空間上の３次元ボリュームデータから、任意のスライスにおける１つの２次元データである部分データ、或いは任意のスライスにおける複数の２次元データである部分データをそれぞれ切り出すデータ切出手段と、前記部分データに対して２次元、或いは３次元の再構成処理を実行することにより、前記時相毎及び前記コイル毎に１つの中間画像を再構成する中間画像再構成手段と、前記中間画像に対応する感度マップデータを展開処理用感度マップデータとして前記感度マップデータベースから切り出して、前記展開処理用感度マップデータを用いて前記中間画像に対してパラレルイメージング展開処理を実行し、前記時相毎に参照画像を生成する参照画像生成手段と、前記参照画像を参照して入力される時相によって指定時相を特定する時相指定手段と、前記時相指定手段によって特定された前記指定時相における前記３次元ボリュームデータに対して３次元再構成処理を実行することにより３次元画像を再構成させる画像再構成手段と、前記指定時相における前記再構成された３次元画像に対してパラレルイメージング展開処理を実行するパラレルイメージング展開処理手段とを有することを特徴とするものである。

また、本発明に係る磁気共鳴イメージング収集データの処理方法は、上述の目的を達成するために、時相毎に行われるパラレルイメージング撮影により、複数コイルからなるマルチコイルのコイル毎及び前記時相毎に収集されたｋ空間上の３次元ボリュームデータから、任意のスライスにおける１つの２次元データである部分データ、或いは任意のスライスにおける複数の２次元データである部分データをそれぞれ切り出すステップと、前記部分データに対して２次元、或いは３次元の再構成処理を実行することにより、前記時相毎及び前記コイル毎に１つの中間画像を再構成するステップと、パラレルイメージング展開処理に必要な前記マルチコイルの感度マップデータから前記中間画像に対応する感度マップデータを展開処理用感度マップデータとして切り出すステップと、前記展開処理用感度マップデータを用いて前記中間画像に対してパラレルイメージング展開処理を実行することにより、前記時相毎に参照画像を生成するステップと、前記参照画像を参照して入力される時相によって指定時相を特定するステップと、特定された前記指定時相における前記３次元ボリュームデータを抽出するステップと、抽出された前記指定時相における前記３次元ボリュームデータに対して３次元再構成処理を実行することにより前記指定時相における３次元画像を再構成させるステップと、前記指定時相における前記再構成された３次元画像に対してパラレルイメージング展開処理を実行するステップとを有することを特徴とするものである。

本発明に係る磁気共鳴イメージング装置および磁気共鳴イメージング収集データの処理方法においては、ＰＩ法による高速造影ＭＲＡ撮影において、より短時間で撮影の適否を確認するための確認用画像を表示させることができる。

本発明に係る磁気共鳴イメージング装置の第１の実施形態を示す機能ブロック図。 図１に示すＲＦコイルとして用いられるマルチコイルの構成図。 図１に示す磁気共鳴イメージング装置によりＰＩ法による被検体Ｐの断層画像を撮像する際の手順を示すフローチャート。 図３に示すＰＩ法の各処理により得られるデータを示す図。 図３に示す２Ｄ中間画像のＰＩ展開処理の手順を示す概念図。 図１に示す磁気共鳴イメージング装置により作成された参照画像の一例を示す図。 本発明に係る磁気共鳴イメージング装置の第２の実施形態を示す機能ブロック図。 図７に示す磁気共鳴イメージング装置によりＰＩ法による被検体Ｐの断層画像を撮像する際の手順を示すフローチャート。 図８に示すＰＩ法の各処理により得られるデータを示す図。 本発明に係る磁気共鳴イメージング装置の第３の実施形態を示す機能ブロック図。 図１０に示す磁気共鳴イメージング装置による２Ｄ中間画像のＰＩ展開処理の手順を示す概念図。 従来の磁気共鳴イメージング装置の機能ブロック図。 従来のＰＩ法による画像処理の手順を示すフローチャート。 図１３に示すＰＩ法の各処理により得られるデータを示す図。 図１３に示すＰＩ展開処理の手順を示す概念図。

本発明に係る磁気共鳴イメージング装置および磁気共鳴イメージング収集データの処理方法の実施の形態について添付図面を参照して説明する。

図１は本発明に係る磁気共鳴イメージング装置の第１の実施形態を示す機能ブロック図である。

磁気共鳴イメージング装置２０は、静磁場を形成する筒状の静磁場用磁石２１と、この静磁場用磁石２１の内部に設けられたシムコイル２２、傾斜磁場コイルユニット２３およびＲＦコイル２４とを図示しないガントリに内蔵した構成である。

また、磁気共鳴イメージング装置２０には、制御系２５が備えられる。制御系２５は、静磁場電源２６、傾斜磁場電源２７、シムコイル電源２８、送信器２９、受信器３０、シーケンスコントローラ３１およびコンピュータ３２を具備している。制御系２５の傾斜磁場電源２７は、Ｘ軸傾斜磁場電源２７ｘ、Ｙ軸傾斜磁場電源２７ｙおよびＺ軸傾斜磁場電源２７ｚで構成される。また、コンピュータ３２は、図示しない演算装置および記憶装置を備え、入力装置３３および表示装置３４が設けられる。

静磁場用磁石２１は静磁場電源２６と接続され、静磁場電源２６から供給された電流により撮像領域に静磁場を形成させる機能を有する。また、静磁場用磁石２１の内側には、同軸上に筒状のシムコイル２２が設けられる。シムコイル２２はシムコイル電源２８と接続され、シムコイル電源２８からシムコイル２２に電流が供給されて静磁場が均一化されるように構成される。

傾斜磁場コイルユニット２３は、Ｘ軸傾斜磁場コイル２３ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル２３ｙおよびＺ軸傾斜磁場コイル２３ｚで構成され、静磁場用磁石２１の内部において筒状に形成される。傾斜磁場コイルユニット２３の内側には寝台３５が設けられて撮像領域とされ、寝台３５には被検体Ｐがセットされる。ＲＦコイル２４はガントリに内蔵されず、寝台３５や被検体Ｐ近傍に設けられる場合もある。

また、傾斜磁場コイルユニット２３は、傾斜磁場電源２７と接続される。傾斜磁場コイルユニット２３のＸ軸傾斜磁場コイル２３ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル２３ｙおよびＺ軸傾斜磁場コイル２３ｚはそれぞれ、傾斜磁場電源２７のＸ軸傾斜磁場電源２７ｘ、Ｙ軸傾斜磁場電源２７ｙおよびＺ軸傾斜磁場電源２７ｚと接続される。

そして、Ｘ軸傾斜磁場電源２７ｘ、Ｙ軸傾斜磁場電源２７ｙおよびＺ軸傾斜磁場電源２７ｚからそれぞれＸ軸傾斜磁場コイル２３ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル２３ｙおよびＺ軸傾斜磁場コイル２３ｚに供給された電流により、撮像領域にそれぞれＸ軸方向の傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸方向の傾斜磁場Ｇｙ、Ｚ軸方向の傾斜磁場Ｇｚを形成することができるように構成される。

ＲＦコイル２４はマルチコイルで構成され、送信器２９および受信器３０と接続される。ＲＦコイル２４は、送信器２９から高周波信号を受けて被検体Ｐに送信する機能と、被検体Ｐ内部の原子核スピンの高周波信号による励起に伴って発生したＮＭＲ信号を受信して受信器３０に与える機能を有する。

図２は図１に示すＲＦコイル２４として用いられるマルチコイルの構成図である。

ＲＦコイル２４は、複数の表面コイル２４ａを備えたマルチコイルで構成される。ＲＦコイル２４の各表面コイル２４ａは、それぞれ個別に送信器２９および受信器３０と接続される。このため、ＲＦコイル２４の各表面コイル２４ａにより、多チャンネルで被検体Ｐに高周波信号を送信する一方、ＮＭＲ信号を受信して各受信器３０に与えることができるように構成される。

一方、制御系２５のシーケンスコントローラ３１は、傾斜磁場電源２７、送信器２９および受信器３０と接続される。シーケンスコントローラ３１は傾斜磁場電源２７、送信器２９および受信器３０を駆動させるために必要な制御情報、例えば傾斜磁場電源２７に印加すべきパルス電流の強度や印加時間、印加タイミング等の動作制御情報を記述したシーケンス情報を記憶する機能と、記憶した所定のシーケンスに従って傾斜磁場電源２７、送信器２９および受信器３０を駆動させることによりＸ軸傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸傾斜磁場Ｇｙ，Ｚ軸傾斜磁場Ｇｚおよび高周波信号を発生させる機能を有する。

また、シーケンスコントローラ３１は、受信器３０からデジタル化されたＮＭＲ信号である生データ（raw data）を受けてコンピュータ３２に与えるように構成される。

このため、送信器２９には、シーケンスコントローラ３１から受けた制御情報に基づいて高周波信号をＲＦコイル２４に与える機能が備えられる一方、受信器３０には、ＲＦコイル２４から受けたＮＭＲ信号に所要の信号処理を実行するとともにＡ／Ｄ変換することにより、デジタル化されたＮＭＲ信号である生データを生成する機能と、生成した生データをシーケンスコントローラ３１に与える機能とが備えられる。

また、コンピュータ３２には、プログラムが読み込まれて実行されることによりシーケンスコントローラ制御手段３６、生データデータベース３７、画像表示手段３８およびＰＩ収集信号処理システム３９として機能する。ＰＩ収集信号処理システム３９は、データ切出手段４０、中間画像再構成手段４１、参照画像生成手段４２、参照画像差分処理手段４３、参照画像データベース４４、時相指定手段４５、画像再構成手段４６、ＰＩ展開処理手段４７、差分処理手段４８、ＭＩＰ処理手段４９、画像データベース５０および感度マップデータベース５１を有する。ただし、プログラムによらず、特定の回路を設けてコンピュータ３２を構成してもよい。

シーケンスコントローラ制御手段３６は、入力装置３３またはその他の構成要素からの情報に基づいてシーケンスコントローラ３１にＰＩ撮影を実行するためのシーケンスであるＰＩシーケンスを与えてＰＩ法により駆動制御させる機能を有する。また、シーケンスコントローラ制御手段３６は、シーケンスコントローラ３１からＰＩシーケンスによるダイナミック撮影あるいは単一の時相における撮影においてマルチコイルの各コイル毎に収集された各時相の生データを受けて３Ｄボリュームデータとして生データデータベース３７に形成されたＫ空間（フーリエ空間）に配置する機能を有する。

このため、生データデータベース３７には、受信器３０において生成されたＰＩ法による各生データが時相ごとに保存される。すなわち、生データデータベース３７に形成されたＫ空間に生データが配置される。

感度マップデータベース５１には、ＰＩ展開処理に必要な複数コイルからなるマルチコイルの感度マップデータが保存される。

データ切出手段４０は生データデータベース３７のＫ空間に３Ｄボリュームデータとして配置された生データから部分データの一例として任意のスライスにおける２Ｄデータをそれぞれ切り出す機能と、切り出した２Ｄデータを中間画像再構成手段４１に与える機能を有する。この際、データ切出手段４０は、必要に応じて血管以外の静止部組織からのＮＭＲ信号により得られた生データの影響を抑制することが可能な２Ｄデータを切り出すことができるようにされる。すなわち、データ切出手段４０には、必要に応じてＫ空間中心を含まない２Ｄデータ、例えばＫ空間中心から少しずれた部分の２Ｄデータを切り出す機能が備えられる。

中間画像再構成手段４１は、データ切出手段４０から受けた部分データである２Ｄデータに対して再構成処理である２ＤＦＴを実行することにより被検体Ｐの２Ｄ中間画像を中間画像の一例として各コイル毎に再構成する機能と、得られた各２Ｄ中間画像を参照画像生成手段４２に与える機能を有する。

参照画像生成手段４２は、中間画像再構成手段４１から受けた２Ｄ中間画像に対してＰＩ展開処理を実行することにより２Ｄ参照画像を参照画像として生成する機能と、ＰＩ展開処理後の２Ｄ参照画像を参照画像差分処理手段４３に与えるとともに参照画像データベース４４に書き込む機能を有する。

ここで、２Ｄ中間画像は２ＤＦＴにより得られるため、スライス厚は、スラブ選択励起厚となる。そこで、参照画像生成手段４２は、感度マップデータベース５１に保存されたマルチコイルの感度マップデータから中間画像に対応する感度マップデータを展開処理用感度マップデータとして切り出してＰＩ展開処理に用いるようにされる。２Ｄ中間画像に対応する感度マップデータとしては、例えば２ＤＦＴスラブの中心位置に相当する感度マップデータ等の任意の位置における感度マップデータを用いることができる。

参照画像差分処理手段４３は、参照画像生成手段４２から受けたＰＩ展開処理後の２Ｄ参照画像のうち、所定の時相における２Ｄ参照画像を２Ｄ親参照画像として２Ｄ親参照画像よりも時相が後の２Ｄ参照画像に対して複素差分処理や絶対値差分処理といった差分（ＤＳＡ；Digital Subtraction Anigiology）処理を実行することにより、２Ｄ差分参照画像を得る機能と、得られた２Ｄ差分参照画像を参照画像データベース４４に書き込む機能を有する。

参照画像データベース４４には、参照画像生成手段４２により生成された２Ｄ参照画像と参照画像差分処理手段４３により生成された２Ｄ差分参照画像が蓄積される。

時相指定手段４５は、入力装置３３から２Ｄ参照画像または２Ｄ差分参照画像の指定情報を受けて、指定された２Ｄ参照画像または２Ｄ差分参照画像の時相である指定時相における生データを生データデータベース３７から抽出して画像再構成手段４６に与える機能を有する。この際、時相指定手段４５は、参照画像データベース４４に保存された２Ｄ参照画像または２Ｄ差分参照画像を参照することができるように構成される。指定時相は、単一の時相あるいは複数の時相のいずれであってもよい。

ただし、入力装置３３から２Ｄ参照画像または２Ｄ差分参照画像の指定情報ではなく時相指定情報を受けて、時相指定情報に対応する時相を指定時相として各指定時相における生データを生データデータベース３７から抽出する機能を時相指定手段４５に設けてもよい。

画像再構成手段４６は、時相指定手段４５から受けた各指定時相における生データに対して３ＤＦＴを実行することにより被検体Ｐの３Ｄ画像を再構成させる機能と、得られた各３Ｄ画像をＰＩ展開処理手段４７に与える機能を有する。

ＰＩ展開処理手段４７は、画像再構成手段４６から受けた各指定時相における３Ｄ画像に対してＰＩ展開処理を実行する機能と、ＰＩ展開処理後の各３Ｄ画像を差分処理手段４８およびＭＩＰ処理手段４９に与えるとともに画像データベース５０に書き込む機能を有する。この際、ＰＩ展開処理手段４７は、感度マップデータベース５１に保存された感度マップデータから３Ｄ画像に対応する感度マップデータを展開処理用感度マップデータとして切り出してＰＩ展開処理に用いるようにされる。３Ｄ画像に対応する展開処理用感度マップデータとしては、３Ｄ画像の各３ＤＦＴスライス面に相当する感度マップデータを用いることができる。

差分処理手段４８は、ＰＩ展開処理手段４７から受けたＰＩ展開処理後の各３Ｄ画像のうち、所定の時相、例えば２Ｄ親参照画像の時相における３Ｄ画像を３Ｄ親画像として、３Ｄ親画像よりも時相が後の３Ｄ画像に対して複素差分処理や絶対値差分処理といった差分処理を実行することにより、３Ｄ差分画像を得る機能と、得られた３Ｄ差分画像をＭＩＰ処理手段４９に与えるとともに画像データベース５０に書き込む機能を有する。

ＭＩＰ処理手段４９は、ＰＩ展開処理手段４７から受けたＰＩ展開処理後の各３Ｄ画像および差分処理手段４８から受けた３Ｄ差分画像に対して、３Ｄ画像または３Ｄ差分画像を構成する各スライス画像データのうち最大信号値を有するスライス画像データを投影面上での値とするＭＩＰ処理を行うことにより、３Ｄ画像あるいは３Ｄ差分画像を２次元平面に投影したＭＩＰ像を得る機能と、得られたＭＩＰ像を画像データベース５０に書き込む機能を有する。

画像データベース５０には、画像再構成手段４６により生成された各指定時相におけるＰＩ展開処理後の各３Ｄ画像、差分処理手段４８により生成された各指定時相における３Ｄ差分画像およびＭＩＰ処理手段４９により生成された各指定時相におけるＭＩＰ像がそれぞれ蓄積される。

画像表示手段３８は、参照画像データベース４４に保存された２Ｄ参照画像および２Ｄ差分参照画像並びに画像データベース５０に保存された３Ｄ画像、３Ｄ差分画像およびＭＩＰ像を表示装置３４に与えて表示させる機能を有する。

次に磁気共鳴イメージング装置２０の作用について説明する。

図３は、図１に示す磁気共鳴イメージング装置２０により被検体Ｐの断層画像を撮像する際の手順を示すフローチャートであり、図中Ｓに数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。また、図４は図３に示すＰＩ法の各処理により得られるデータを示す図である。

まずステップＳ１０において、ＰＩシーケンスに従って造影ＭＲＡ法によるダイナミック撮影が行われて生データデータベース１２に形成されたＫ空間に各時相における生データが３Ｄボリュームデータとして順次配置される。この際、３Ｄボリュームデータは時系列にソーティングされる。

すなわち予め寝台３５には被検体Ｐがセットされるとともに、静磁場電源２６から静磁場用磁石２１に電流が供給されて撮像領域に静磁場が形成される。また、シムコイル電源２８からシムコイル２２に電流が供給されて撮像領域に形成された静磁場が均一化される。

次に、入力装置３３からシーケンスコントローラ制御手段３６にＰＩシーケンスの選択情報とともに動作指令が与えられる。このため、シーケンスコントローラ制御手段３６はＰＩシーケンスをシーケンスコントローラ３１に与える。シーケンスコントローラ３１は、シーケンスコントローラ制御手段３６から受けたＰＩシーケンスに従って傾斜磁場電源２７、送信器２９および受信器３０を駆動させることにより被検体Ｐがセットされた撮像領域にＸ軸傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸傾斜磁場Ｇｙ，Ｚ軸傾斜磁場Ｇｚを形成させるとともに、高周波信号を発生させる。

この際、傾斜磁場コイルにより形成されたＸ軸傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸傾斜磁場Ｇｙ，Ｚ軸傾斜磁場Ｇｚは主として、位相エンコード（PE）用傾斜磁場、読出し（RO）用傾斜磁場、スライスエンコード(SE)用傾斜磁場としてそれぞれ使用される。このため、被検体Ｐ内部における原子核のスピンの回転方向に規則性が現れ、SE用傾斜磁場によりＺ軸方向に形成されたスライスにおける二次元的な位置情報であるＸ座標およびＹ座標は、PE用傾斜磁場およびRO用傾斜磁場によりそれぞれ被検体Ｐ内部における原子核のスピンの位相変化量および周波数変化量に変換される。

そして、送信器２９からＰＩシーケンスに応じてＲＦコイル２４の各チャンネルを経由して各表面コイル２４ａにそれぞれに高周波信号が与えられ、各表面コイル２４ａから被検体Ｐに高周波信号が送信される。さらに、被検体Ｐの内部において高周波信号の周波数に応じたスライスに含まれる原子核の核磁気共鳴により生じたＮＭＲ信号が、ＲＦコイル２４の各表面コイル２４ａにより受信されて受信器３０に与えられる。

受信器３０は、ＲＦコイル２４の各表面コイル２４ａからＮＭＲ信号を受けて、前置増幅、中間周波変換、位相検波、低周波増幅、フィルタリング等の各種信号処理を実行する。さらに受信器３０は、ＮＭＲ信号をＡ／Ｄ変換することにより、デジタルデータのＮＭＲ信号である生データを生成する。受信器３０は、生成した生データをシーケンスコントローラ３１に与える。

シーケンスコントローラ３１は、受信器３０から受けた生データをシーケンスコントローラ制御手段３６に与え、シーケンスコントローラ制御手段３６は生データデータベース３７に形成されたＫ空間に生データを配置する。この結果、図４（ａ）に示すように経時的に変化する生データが３Ｄダイナミック収集され、被検体Ｐの各スライスにおける各時相の生データが３Ｄボリュームデータとして生データデータベース３７に蓄積される。

尚、造影ＭＲＡ法によるＰＩダイナミック撮影では、上述のようなＭＲＡ画像を生成するための本スキャンに先立って表面コイル２４ａの感度分布を測定して感度マップデータを得るための感度分布測定用スキャンがＰＩシーケンスにより実行される。そして、感度分布測定用スキャンの実行後にＭＲＡ画像の輝度を増強させるための造影剤が被検体Ｐに投与される。さらに、本スキャンは、例えば造影剤の輝度増強効果を測定するに十分な所定回数だけ実行される。

感度分布測定用スキャンはスキャン時間短縮のため、より高速なシーケンスを用いて空間分解能を低下させたマトリクスサイズで行われる。本スキャンには、造影ＭＲＡ用の所望の３次元パルスシーケンスが用いられ、位相エンコードのステップ数を減らして（間引いて）設定される。

このため、ＰＩ撮影では、画像の再構成に必要な位相エンコードの数を減らすことができる。すなわち、表面コイル２４ａの個数が増加するにつれて時間分解能が向上するため、撮影時間を短くすることができる。例えば、表面コイル２４ａの個数がｎ個であれば時間分解能をｎ倍に向上させる一方、撮影時間を１／ｎに短縮することができる。

次にステップＳ１１において、データ切出手段４０が生データデータベース３７のＫ空間に３Ｄボリュームデータとして配置された各時相の生データから任意のスライスにおける２Ｄデータを図４（ｂ）に示すようにそれぞれ切り出して、切り出した各時相における２Ｄデータを順次中間画像再構成手段４１に与える。すなわち、データ切出手段４０は撮影の適否を判断するための確認用画像を生成するための２Ｄデータを３Ｄボリュームデータから切り出す。

ここで、データ切出手段４０は、必要に応じて必要に応じて血管以外の静止部組織からのＮＭＲ信号により得られた生データの影響を抑制することが可能な２Ｄデータ、例えばＫ空間中心から少しずれた低周波成分のＫ空間中心を含まない２Ｄデータを切り出す。すなわち、例えば３Ｄボリュームデータのスラブ選択励起厚をαｃｍとしたとき、Ｋ空間中心からスライスエンコード方向に±１から±αまでの範囲内における２Ｄデータがデータ切出手段４０により切り出される。

つまり、確認用画像を生成するための２ＤデータをＫ空間中心から少しずらすと、静止部からの信号が低下し、血管のような細かい構造物からの信号を強調することができる。このため、血管以外の静止部組織からの生データを抑制した２Ｄデータを確認用画像用に切り出すことができる。ただし、切り出す２ＤデータをＫ空間中心からずらし過ぎると太い血管からの信号も抑制してしまうため、適切なαが設定される。αの値は例えば過去のデータに基づいて所要の信号抑制量となるように予め経験的に設定することができる。

次にステップＳ１２において、中間画像再構成手段４１は、データ切出手段４０から受けた各時相における２Ｄデータに対して順次２ＤＦＴを実行することにより被検体Ｐの２Ｄ中間画像を図４（ｃ）に示すように再構成し、得られた各２Ｄ中間画像を参照画像生成手段４２に与える。

次にステップＳ１３において、参照画像生成手段４２は、中間画像再構成手段４１から受けた各時相における２Ｄ中間画像に対して、予め感度分布測定用スキャンにより測定された表面コイル２４ａの感度分布に基づいて順次ＰＩ展開処理を実行することにより図４（ｄ）に示すように２Ｄ参照画像を生成する。

図５は、図３に示す２Ｄ中間画像のＰＩ展開処理の手順を示す概念図である。

図５に示すように、ＰＩ展開処理に必要なマルチコイルの感度マップデータＤ１０が予め感度分布測定用スキャンにより収集されて感度マップデータベース５１に保存される。そして、２Ｄデータがデータ切出手段４０により３ＤボリュームデータＤ１１から切り出され、中間画像再構成手段４１により２Ｄ−ＦＴされて２Ｄ中間画像Ｄ１２がＰＩ展開処理前の実空間データとして得られる。

さらに、参照画像生成手段４２は、感度マップデータベース５１に保存された感度マップデータＤ１０から例えば２Ｄ中間画像Ｄ１２における２ＤＦＴスラブの中心位置Ｄ１２ｍに相当する感度マップデータＤ１０を展開処理用感度マップデータＤ１３として切り出す。そして、参照画像生成手段４２は、展開処理用感度マップデータＤ１３を用いて２Ｄ中間画像Ｄ１２にＰＩ展開処理を実行し、２Ｄ参照画像Ｄ１４が得られる。

参照画像生成手段４２は、得られた各２Ｄ参照画像を順次参照画像データベース４４に書き込む。また、参照画像生成手段４２は、参照用に差分画像が必要な場合には、各２Ｄ参照画像を順次参照画像差分処理手段４３に与える。

次にステップＳ１４において、参照画像差分処理手段４３が参照画像生成手段４２から２Ｄ参照画像を受けた場合には、所定の時相、例えば造影剤注入前の時相における２Ｄ参照画像を２Ｄ親参照画像として２Ｄ親参照画像よりも時相が後となる造影剤注入後の時相における２Ｄ参照画像に対して複素差分処理や絶対値差分処理といった差分処理を実行することにより、図４（ｅ）に示すように２Ｄ差分参照画像を生成する。さらに、参照画像差分処理手段４３は、生成した２Ｄ差分参照画像を参照画像データベース４４に書き込む。

この結果ステップＳ１５において、参照画像データベース４４に２Ｄ参照画像と２Ｄ差分参照画像とが順次保存される。そして、画像表示手段３８が参照画像データベース４４に保存された時系列の２Ｄ参照画像および２Ｄ差分参照画像を順次表示装置３４に与えて表示させる。

図６は、図１に示す磁気共鳴イメージング装置により作成された参照画像の一例を示す図である。

図６に示すように各時相Ｔにおける２Ｄ参照画像が時系列に表示装置３４に順次表示される。このため、オペレータは２Ｄ参照画像を確認することにより、造影ＭＲＡ法によるダイナミック撮影の適否を判断することができる。

ここで、２Ｄ参照画像および２Ｄ差分参照画像の生成のためのデータ処理量は、従来行われるようなＫ空間の３Ｄボリュームデータを３ＤＦＴすることにより３Ｄ画像を生成し、さらにＰＩ展開処理やＭＩＰ処理して３Ｄ画像やＭＩＰ像を表示させる場合におけるデータ処理量に比べて小さい。このため、３Ｄ画像やＭＩＰ像を表示させる場合に比べてより短時間で２Ｄ参照画像および２Ｄ差分参照画像を表示させることが可能となり、オペレータはより速くリアルタイムに撮影の適否を判断することができる。

さらに、オペレータはリアルタイムに造影剤の移動を観察することが可能となり、ダイナミック撮影の開始後にどの時相Ｔにおいて造影剤が診断領域に到達したかを確認することができる。

また、通常ダイナミック撮影の場合には非常に多くの時相撮影が行われ、保存すべきデータ量が膨大となるが、３Ｄ画像やＭＩＰ像を確認用の画像とした場合に比べて、２Ｄ参照画像や２Ｄ差分参照画像を確認用の画像とする場合のほうがデータ量が小さいため保存すべきデータ量を低減させることができる。このため、画像枚数の増加に伴う画像検索や画像転送の時間を短縮させることが可能となり、より短時間で被検体Ｐを診断できる。

さらに、造影剤注入前の時相における２Ｄ参照画像を２Ｄ親参照画像として差分処理で得られた造影剤注入後の時相における２Ｄ差分参照画像を表示装置３４に順次表示させることにより、より精細な観察が可能となる。この場合、２Ｄ親参照画像までの時相における２Ｄ参照画像と２Ｄ差分参照画像とを併せて表示装置３４に順次表示させれば、２Ｄ親参照画像前後の各時相においてリアルタイムに被検体Ｐを観察することができる。

また、オペレータは各時相における２Ｄ参照画像および２Ｄ差分参照画像から３Ｄ画像を再構成させる必要がある時相を指定することができる。

そこで、ステップＳ１６において、オペレータは入力装置３３から２Ｄ参照画像または２Ｄ差分参照画像の指定情報を時相指定手段４５に与える。例えばオペレータは入力装置３３から２Ｄ参照画像の指定情報を時相指定手段４５に与え、表示装置３４には図６に示すような枠による指定表示８０が表示される。

このため、時相指定手段４５は、入力装置３３から２Ｄ参照画像または２Ｄ差分参照画像の指定情報を受けて、参照画像データベース４４に保存された２Ｄ参照画像または２Ｄ差分参照画像を参照することにより、図４（ｆ）または（ｇ）の示すように指定された太線枠で示す２Ｄ参照画像または２Ｄ差分参照画像の時相を特定する。時相指定手段４５は、特定した時相を指定時相として、図４（ｈ）に示すように指定時相における３Ｄボリュームデータ（生データ）を生データデータベース３７から抽出して画像再構成手段４６に与える。

次にステップＳ１７において、画像再構成手段４６は、時相指定手段４５から受けた各指定時相における３Ｄボリュームデータ（生データ）のうち、予め再構成させる範囲として指定されたマトリクスに対して順次３ＤＦＴを実行することにより被検体Ｐの３Ｄ画像を図４（ｉ）に示すように再構成させる。さらに、画像再構成手段４６は、再構成して得られた各３Ｄ画像をＰＩ展開処理手段４７に与える。

次にステップＳ１８において、ＰＩ展開処理手段４７は、画像再構成手段４６から受けた各指定時相における３Ｄ画像に対して順次ＰＩ展開処理を実行することにより図４（ｊ）に示すようなＰＩ展開処理後の各３Ｄ画像を生成する。すなわち、感度マップデータベース５１に保存されたマルチコイルの感度マップデータから３Ｄ画像の各スライス面に相当する感度マップデータが展開処理用感度マップデータとしてＰＩ展開処理手段４７により切り出される。そして、ＰＩ展開処理手段４７は、切り出した展開処理用感度マップデータを用いてスライスごとに各３Ｄ画像のＰＩ展開処理を実行して、ＰＩ展開処理後の３Ｄ画像を得る。

さらに、ＰＩ展開処理手段４７は、ＰＩ展開処理後の各３Ｄ画像を順次差分処理手段４８およびＭＩＰ処理手段４９に与えるとともに画像データベース５０に書き込む。

次にステップＳ１９において、差分処理手段４８は、ＰＩ展開処理手段４７から受けたＰＩ展開処理後の各３Ｄ画像のうち、２Ｄ親参照画像の時相における３Ｄ画像を３Ｄ親画像として３Ｄ親画像よりも時相が後の３Ｄ画像に対して差分処理を実行することにより、図４（ｋ）に示すように３Ｄ差分画像を生成する。差分処理手段４８は、得られた３Ｄ差分画像をＭＩＰ処理手段４９に与えるとともに画像データベース５０に書き込む。

次にステップＳ２０において、ＭＩＰ処理手段４９は、ＰＩ展開処理手段４７から受けたＰＩ展開処理後の各３Ｄ画像および差分処理手段４８から受けた３Ｄ差分画像に対して、それぞれＭＩＰ処理を行うことにより、図４（ｌ）に示すような３Ｄ画像を２次元平面に投影したＭＩＰ像および図４（ｍ）に示すような３Ｄ差分画像を２次元平面に投影したＭＩＰ像を生成する。そして、ＭＩＰ処理手段４９は、得られたＭＩＰ像を画像データベース５０に書き込む。

この結果ステップＳ２１において、画像データベース５０には、画像再構成手段４６により生成された各指定時相におけるＰＩ展開処理後の各３Ｄ画像、差分処理手段４８により生成された各指定時相における３Ｄ差分画像およびＭＩＰ処理手段４９により生成された各指定時相におけるＭＩＰ像がそれぞれ蓄積される。そして、画像表示手段３８は、画像データベース５０に保存された３Ｄ画像、３Ｄ差分画像およびＭＩＰ像を表示装置３４に与えて表示させる。

このため、ＰＩ収集信号処理システム３９により３Ｄ画像、３Ｄ差分画像またはＭＩＰ像が必要な時相についてのみ３Ｄ画像、３Ｄ差分画像またはＭＩＰ像が生成されて表示装置３４に表示される。すなわち、診断に必要な時相についてのみ３Ｄ画像、３Ｄ差分画像またはＭＩＰ像を生成することにより、全ての３Ｄボリュームデータを３ＤＦＴすることにより３Ｄ画像、３Ｄ差分画像またはＭＩＰ像を生成する場合に比べて、より短時間で表示装置３４に表示させることができる。

この結果、オペレータは、より早く３Ｄ画像、３Ｄ差分画像またはＭＩＰ像を確認して被検体Ｐの診断を行うことができる。

以上のような磁気共鳴イメージング装置２０によれば、上述のように３Ｄボリュームデータからデータ量がより小さい２Ｄデータを切り出して２ＤＦＴやＰＩ展開処理等の処理により、２Ｄ参照画像または２Ｄ差分参照画像を確認用画像として生成するため、より短時間で撮影の適否を確認するための確認用画像を表示させるとともに保存すべき確認用画像のデータ量を低減させることができる。さらに、診断に必要な時相における３Ｄボリュームデータのみを３ＤＦＴおよびＰＩ展開処理して３Ｄ画像、３Ｄ差分画像またはＭＩＰ像を生成するため、より短時間で被検体Ｐの診断を行うことができるのみならず、保存すべき３Ｄ画像等のデータ量を低減させることができる。

この結果、磁気共鳴イメージング装置２０によるダイナミック撮影後の被検体Ｐの拘束時間が短縮され、スループットの向上にもつながる。

また、２Ｄ差分参照画像や３Ｄ差分画像等の差分画像を生成することにより、造影剤の時間的な移動をリアルタイムに把握することができる。

さらに、３Ｄボリュームデータから２Ｄ参照画像または２Ｄ差分参照画像を生成するための２Ｄデータを、Ｋ空間中心から少しずれた低周波成分のＫ空間中心を含まない２Ｄデータとすることにより、２Ｄ参照画像または２Ｄ差分参照画像を血管以外の静止部組織からの生データを抑制して生成することができる。

尚、従来の磁気共鳴イメージング装置１によりスライス枚数２２枚のＰＩ撮影を行って、３Ｄボリュームデータを３ＤＦＴおよびＰＩ展開処理することにより３Ｄ画像を再構成した場合、再構成に要する時間が１８秒であり、かつ再構成後のＭＩＰ処理に１秒要したが、磁気共鳴イメージング装置２０では、１秒で診断用の３Ｄ画像を再構成できることが確認された。

また、従来の磁気共鳴イメージング装置１によりスライス枚数２２枚で全３０時相のダイナミック撮影を行う場合には、全３０時相分の６６０枚もの３Ｄ画像を保存する必要があったが、磁気共鳴イメージング装置２０では、２Ｄ参照画像が３０枚、３時相を選択して３ＤＦＴして再構成された３Ｄ画像が６６枚であり合計でも９６枚の画像を保存すればよいことが確認された。

図７は、本発明に係る磁気共鳴イメージング装置の第２の実施形態を示す機能ブロック図である。

図２に示された、磁気共鳴イメージング装置２０Ａでは、ＰＩ収集信号処理システム３９Ａに参照画像ＭＩＰ処理手段４９を設けた点およびＰＩ収集信号処理システム３９Ａの各構成要素の詳細機能が図１に示す磁気共鳴イメージング装置２０と相違する。他の構成および作用については図１に示す磁気共鳴イメージング装置２０と実質的に異ならないため同一の構成については同符号を付して説明を省略する。

磁気共鳴イメージング装置ＡのＰＩ収集信号処理システム３９Ａは、データ切出手段４０、中間画像再構成手段４１、参照画像生成手段４２、参照画像差分処理手段４３、参照画像データベース４４、時相指定手段４５、画像再構成手段４６、ＰＩ展開処理手段４７、差分処理手段４８、ＭＩＰ処理手段４９、画像データベース５０、感度マップデータベース５１および参照画像ＭＩＰ処理手段６０を有する。

データ切出手段４０は生データデータベース３７のＫ空間に３Ｄボリュームデータとして配置された生データから部分データの一例として任意のスライスにおける複数の２Ｄデータをそれぞれ切り出す機能と、切り出した複数の２Ｄデータを中間画像再構成手段４１に与える機能を有する。

中間画像再構成手段４１は、データ切出手段４０から受けた複数の２Ｄデータに対して再構成処理である３ＤＦＴを実行することにより被検体Ｐの３Ｄ中間画像を中間画像の一例として各コイル毎に再構成する機能と、得られた各３Ｄ中間画像を参照画像生成手段４２に与える機能を有する。

参照画像生成手段４２は、中間画像再構成手段４１から受けた３Ｄ中間画像に対してＰＩ展開処理を実行することにより３Ｄ参照画像を参照画像として生成する機能と、ＰＩ展開処理後の３Ｄ参照画像を参照画像差分処理手段４３および参照画像ＭＩＰ処理手段６０に与えるとともに参照画像データベース４４に書き込む機能を有する。この際、ＰＩ展開処理手段４７は、感度マップデータベース５１に保存された感度マップデータから各３Ｄ中間画像に対応する感度マップデータを展開処理用感度マップデータとして切り出してＰＩ展開処理に用いるようにされる。３Ｄ中間画像に対応する展開処理用感度マップデータとしては、例えば３Ｄ中間画像の各３ＤＦＴスライス面に相当する感度マップデータを用いることができる。

参照画像差分処理手段４３は、参照画像生成手段４２から受けた３Ｄ参照画像のうち、所定の時相における３Ｄ参照画像を３Ｄ親参照画像として３Ｄ親参照画像よりも時相が後の３Ｄ参照画像に対して差分処理を実行することにより、３Ｄ差分参照画像を得る機能と、得られた３Ｄ差分参照画像を参照画像ＭＩＰ処理手段６０に与えるとともに参照画像データベース４４に書き込む機能を有する。

参照画像ＭＩＰ処理手段６０は、参照画像生成手段４２から受けた３Ｄ参照画像および参照画像差分処理手段４３から受けた３Ｄ差分参照画像に対して、ＭＩＰ処理を行うことによりＭＩＰ像をそれぞれ得る機能と、得られた各ＭＩＰ像を参照画像データベース４４に書き込む機能とを有する。

参照画像データベース４４には、参照画像生成手段４２により生成された３Ｄ参照画像、参照画像差分処理手段４３により生成された３Ｄ差分参照画像および参照画像ＭＩＰ処理手段６０により生成されたＭＩＰ像が蓄積される。

時相指定手段４５は、入力装置３３から３Ｄ参照画像、３Ｄ差分参照画像またはＭＩＰ像の指定情報を受けて、参照画像データベース４４に保存された３Ｄ参照画像、３Ｄ差分参照画像またはＭＩＰ像を参照することにより、指定された３Ｄ参照画像、３Ｄ差分参照画像またはＭＩＰ像の時相である指定時相における生データを生データデータベース３７から抽出して画像再構成手段４６に与える機能を有する。

ただし、入力装置３３から時相指定情報を受けて、各指定時相における生データを生データデータベース３７から抽出する機能を時相指定手段４５に設けてもよい。

画像再構成手段４６、ＰＩ展開処理手段４７、差分処理手段４８およびＭＩＰ処理手段４９は図１に示すＰＩ収集信号処理システム３９の画像再構成手段４６、ＰＩ展開処理手段４７、差分処理手段４８およびＭＩＰ処理手段４９と同等な機能を有し、画像データベース５０および感度マップデータベース５１には、それぞれ図１に示すＰＩ収集信号処理システム３９の画像データベース５０および感度マップデータベース５１と同様な３Ｄ画像や感度マップデータ等の情報が保存される。

図８は、図７に示す磁気共鳴イメージング装置２０ＡによりＰＩ法による被検体Ｐの断層画像を撮像する際の手順を示すフローチャートであり、図中Ｓに数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。また、図９は、図８に示すＰＩ法の各処理により得られるデータを示す図である。

次に磁気共鳴イメージング装置２０Ａの作用について説明する。

まずステップＳ３０において、ＰＩシーケンスに従って造影ＭＲＡ法によるダイナミック撮影が行われて生データデータベース１２に形成されたＫ空間に各時相における生データが図９（ａ）に示すように３Ｄボリュームデータとして順次配置される。

次にステップＳ３１において、データ切出手段４０が生データデータベース３７のＫ空間に３Ｄボリュームデータとして配置された各時相の生データから、再構成範囲として指定されたマトリクスよりも少ないマトリクスに含まれる２Ｄデータ、例えばＫ空間近傍の少数のマトリクスに含まれる２Ｄデータを図９（ｂ）に示すようにそれぞれ切り出して、切り出した各時相における複数の２Ｄデータを順次中間画像再構成手段４１に与える。

次にステップＳ３２において、中間画像再構成手段４１は、データ切出手段４０から受けた各時相における複数の２Ｄデータに対して順次３ＤＦＴを実行することにより被検体Ｐの３Ｄ中間画像を図９（ｃ）に示すように再構成し、得られた各３Ｄ中間画像を参照画像生成手段４２に与える。

次にステップＳ３３において、参照画像生成手段４２は、中間画像再構成手段４１から受けた各時相における３Ｄ中間画像に対して、順次ＰＩ展開処理を実行することにより図９（ｄ−１）に示すように３Ｄ参照画像を生成する。この際、ＰＩ展開処理手段４７は、感度マップデータベース５１に保存された感度マップデータから例えば３Ｄ中間画像の各３ＤＦＴスライス面に相当する感度マップデータを展開処理用感度マップデータとして切り出してＰＩ展開処理に用いる。

そして、参照画像生成手段４２は、３Ｄ参照画像を順次参照画像データベース４４に書き込むとともに、差分画像やＭＩＰ像が必要な場合には順次参照画像差分処理手段４３および参照画像ＭＩＰ処理手段６０に与える。

次にステップＳ３４において、参照画像差分処理手段４３が参照画像生成手段４２から３Ｄ参照画像を受けた場合には、所定の時相、例えば造影剤注入前の時相における３Ｄ参照画像を３Ｄ親参照画像として３Ｄ親参照画像よりも時相が後となる造影剤注入後の時相における３Ｄ参照画像に対して差分処理を実行することにより、図９（ｅ−１）に示すように３Ｄ差分参照画像を生成する。さらに、参照画像差分処理手段４３は、生成した３Ｄ差分参照画像を参照画像データベース４４に書き込むとともに、ＭＩＰ像が必要な場合には順次参照画像ＭＩＰ処理手段６０に与える。

次にステップＳ３５において、参照画像ＭＩＰ処理手段６０が参照画像生成手段４２からＰＩ展開処理後の各３Ｄ参照画像または参照画像差分処理手段４３から３Ｄ差分参照画像を受けた場合には、ＭＩＰ処理を順次行なうことにより図９（ｄ−２）に示すような３Ｄ参照画像のＭＩＰ像または図９（ｅ−２）に示すような３Ｄ差分参照画像のＭＩＰ像をそれぞれ得て参照画像データベース４４に書き込む。

この結果ステップＳ３６において、参照画像データベース４４に３Ｄ参照画像、３Ｄ差分参照画像またはＭＩＰ像が順次保存され、画像表示手段３８が時系列の各３Ｄ参照画像、３Ｄ差分参照画像またはＭＩＰ像を順次表示装置３４に与えて表示させる。

このため、オペレータはリアルタイムに各３Ｄ参照画像、３Ｄ差分参照画像またはＭＩＰ像を確認することにより、造影ＭＲＡ法によるダイナミック撮影の適否の判断や造影剤の移動の観察を行なうことができる。

また、オペレータは各時相における各３Ｄ参照画像、３Ｄ差分参照画像またはＭＩＰ像から３Ｄ画像を再構成させる必要がある時相を指定することができる。

そこで、ステップＳ３７において、オペレータは入力装置３３から各３Ｄ参照画像、３Ｄ差分参照画像またはＭＩＰ像の指定情報を時相指定手段４５に与え、時相指定手段４５は参照画像データベース４４を参照することにより、例えば図９（ｆ）または（ｇ）に示すように指定された太線枠で示す３Ｄ参照画像のＭＩＰ像または３Ｄ差分参照画像のＭＩＰ像における時相を特定する。時相指定手段４５は、特定した時相を指定時相として、図９（ｈ）に示すように指定時相における３Ｄボリュームデータ（生データ）を生データデータベース３７から抽出して画像再構成手段４６に与える。

さらに、ステップＳ３８からステップＳ４２において、図３のステップＳ１７からステップＳ２１と同様に、画像再構成手段４６、ＰＩ展開処理手段４７、差分処理手段４８、ＭＩＰ処理手段４９により図９（ｉ）に示す３Ｄ画像、図９（ｊ）に示すＰＩ展開処理後の各３Ｄ画像、図９（ｋ）に示す３Ｄ差分画像、図９（ｌ）に示す３Ｄ画像のＭＩＰ像および図９（ｍ）に示す３Ｄ差分画像のＭＩＰ像がそれぞれ診断に必要な時相のみについて生成されて、画像データベース５０に蓄積される。

そして、画像表示手段３８により、画像データベース５０に保存された３Ｄ画像、３Ｄ差分画像およびＭＩＰ像が表示装置３４に与えられて表示され、オペレータは、より早く３Ｄ画像、３Ｄ差分画像またはＭＩＰ像を確認して被検体Ｐの診断を行うことができる。

以上のような磁気共鳴イメージング装置２０Ａによれば、図１に示す磁気共鳴イメージング装置２０と同様な効果に加え、２Ｄ参照画像や２Ｄ差分参照画像では、撮影の適否を判断することが困難な場合や造影剤の移動を観察することが困難な場合であっても、３Ｄ参照画像、３Ｄ参照差分画像あるいはＭＩＰ画像により、撮影の適否を判断し、あるいは造影剤の移動を観察することができる。

図１０は、本発明に係る磁気共鳴イメージング装置の第３の実施形態を示す機能ブロック図である。

図１０に示された、磁気共鳴イメージング装置２０Ｂでは、ＰＩ収集信号処理システム３９Ｂに感度マップ平均化手段７０を設けた点が図１に示す磁気共鳴イメージング装置２０と相違する。他の構成および作用については図１に示す磁気共鳴イメージング装置２０と実質的に異ならないため同一の構成については同符号を付して感度マップ平均化手段７０の機能および作用についてのみ説明する。

感度マップ平均化手段７０は、感度マップデータベース５１から中間画像に対応する範囲の複数の感度マップデータを切り出して平均化処理をスライス方向に実行することにより展開処理用感度マップデータを生成する機能と、生成した展開処理用感度マップデータを参照画像生成手段４２に与える機能とを有する。２Ｄ中間画像に対応する範囲の感度マップデータとしては、例えば２Ｄ中間画像における２ＤＦＴスラブに含まれるすべての感度マップデータや２ＤＦＴスラブの中心位置からスライス方向に所要の範囲を設定し、設定した範囲に含まれる感度マップデータを用いることができる。

このため、参照画像生成手段４２は、２Ｄ中間画像のＰＩ展開処理の際、感度マップ平均化手段により生成された平均化処理後の感度マップデータである展開処理用感度マップデータを用いるようにされる。

次に磁気共鳴イメージング装置２０Ｂの作用について説明する。

図１１は、図１０に示す磁気共鳴イメージング装置２０Ｂによる２Ｄ中間画像のＰＩ展開処理の手順を示す概念図である。尚、図１１において、図５と同様なデータについては同符号を付してある。

磁気共鳴イメージング装置２０Ｂでは、感度マップ平均化手段７０が、感度マップデータベース５１に保存された感度マップデータＤ１０のうち例えば２Ｄ中間画像Ｄ１２における２ＤＦＴスラブに含まれるすべての感度マップデータＤ２０を切り出す。次に、感度マップ平均化手段７０は切り出した感度マップデータＤ２０の平均化処理をスライス方向に実行する。この結果、平均化処理後の感度マップデータＤ２１が展開処理用感度マップデータとして得られ、感度マップ平均化手段７０は得られた平均化処理後の感度マップデータＤ２１である展開処理用感度マップデータを参照画像生成手段４２に与える。

このため、参照画像生成手段４２による２Ｄ中間画像のＰＩ展開処理には、平均化処理後の感度マップデータＤ２１である展開処理用感度マップデータが用いられる。

以上のような磁気共鳴イメージング装置２０Ｂによれば、図１に示す磁気共鳴イメージング装置２０と同様な効果に加え、スラブが非常に厚い（例えば１０ｃｍ程度）であってもＰＩ展開処理の精度を維持することができる。すなわち、スラブが厚い程スラブの上部と下部とでマルチコイルの感度マップデータの相違がより大きくなり、スラブの中心位置における感度マップデータを用いてＰＩ展開処理を実行すると誤差が増加して精度が不十分となる。

しかし、磁気共鳴イメージング装置２０Ｂでは、スラブ全体の感度マップデータを平均化処理するため、参照画像の精度低下を抑制させることができる。

以上のような各実施形態における磁気共鳴イメージング装置２０、２０Ａ、２０Ｂを組合せて構成してもよい。すなわち、例えば一部の時相について２Ｄ参照画像を生成する一方、他の時相について３Ｄ参照画像を生成する構成や２Ｄ参照画像と３Ｄ参照画像の双方を生成する構成としてもよい。あるいは、磁気共鳴イメージング装置２０Ａに感度マップ平均化手段７０を設け、３ＤＦＴ後における３Ｄ中間画像の各スライスに含まれる感度マップデータについてそれぞれ平均化処理をスライス方向に実行するようにしてもよい。

また、磁気共鳴イメージング装置２０、２０Ａ、２０Ｂの一部の構成要素を省略してもよい。

さらに、ダイナミック撮影に限らず、単一の時相に対する通常のＰＩ撮影に磁気共鳴イメージング装置２０、２０Ａ、２０Ｂを用いることもできる。

２０ 磁気共鳴イメージング装置
２１ 静磁場用磁石
２２ シムコイル
２３ 傾斜磁場コイルユニット
２３ｘ Ｘ軸傾斜磁場コイル
２３ｙ Ｙ軸傾斜磁場コイル
２３ｚ Ｚ軸傾斜磁場コイル
２４ ＲＦコイル
２４ａ 表面コイル
２５ 制御系
２６ 静磁場電源
２７ 傾斜磁場電源
２７ｘ Ｘ軸傾斜磁場電源
２７ｙ Ｙ軸傾斜磁場電源
２７ｚ Ｚ軸傾斜磁場電源
２８ シムコイル電源
２９ 送信器
３０ 受信器
３１ シーケンスコントローラ
３２ コンピュータ
３３ 入力装置
３４ 表示装置
３５ 寝台
３６ シーケンスコントローラ制御手段
３７ 生データデータベース
３８ 画像表示手段
３９ ＰＩ収集信号処理システム
４０ データ切出手段
４１ 中間画像再構成手段
４２ 参照画像生成手段
４３ 参照画像差分処理手段
４４ 参照画像データベース
４５ 時相指定手段
４６ 画像再構成手段
４７ ＰＩ展開処理手段
４８ 差分処理手段
４９ ＭＩＰ処理手段
５０ 画像データベース
５１ 感度マップデータベース
６０ 参照画像ＭＩＰ処理手段
７０ 感度マップ平均化手段

Claims (10)

1. パラレルイメージング展開処理に必要な複数コイルからなるマルチコイルの感度マップデータを保存する感度マップデータベースと、
   時相毎に行われるパラレルイメージング撮影により、前記コイル毎及び前記時相毎に収集されたｋ空間上の３次元ボリュームデータから、任意のスライスにおける１つの２次元データである部分データ、或いは任意のスライスにおける複数の２次元データである部分データをそれぞれ切り出すデータ切出手段と、
   前記部分データに対して２次元、或いは３次元の再構成処理を実行することにより、前記時相毎及び前記コイル毎に１つの中間画像を再構成する中間画像再構成手段と、
   前記中間画像に対応する感度マップデータを展開処理用感度マップデータとして前記感度マップデータベースから切り出して、前記展開処理用感度マップデータを用いて前記中間画像に対してパラレルイメージング展開処理を実行し、前記時相毎に参照画像を生成する参照画像生成手段と、
   前記参照画像を参照して入力される時相によって指定時相を特定する時相指定手段と、
   前記時相指定手段によって特定された前記指定時相における前記３次元ボリュームデータに対して３次元再構成処理を実行することにより３次元画像を再構成させる画像再構成手段と、
   前記指定時相における前記再構成された３次元画像に対してパラレルイメージング展開処理を実行するパラレルイメージング展開処理手段と、
   を有することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
2. 前記部分データを２次元データとするとともに前記参照画像を２次元参照画像としたことを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
3. 前記部分データをＫ空間中心を含まない２次元データとするとともに前記参照画像を２次元参照画像としたことを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
4. 前記部分データを複数の２次元データとするとともに前記参照画像を３次元参照画像としたことを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
5. 前記参照画像のうち所定の時相における参照画像を親参照画像としてこの親参照画像よりも時相が後の参照画像に対して差分処理を実行することにより差分参照画像を得る参照画像差分処理手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
6. 前記部分データを複数の２次元データとするとともに前記参照画像を３次元参照画像とし、さらに前記３次元参照画像に対して、ＭＩＰ処理を行ってＭＩＰ像をそれぞれ得る参照画像ＭＩＰ処理手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
7. 前記パラレルイメージング展開処理後の前記３次元画像のうち所定の時相における３次元画像を３次元親画像として３次元親画像よりも時相が後の３次元画像に対して差分処理を実行することにより３次元差分画像を得る差分処理手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
8. 前記パラレルイメージング展開処理後の前記３次元画像に対してＭＩＰ処理を行ってＭＩＰ像を得るＭＩＰ処理手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
9. 前記感度マップデータベースから前記中間画像に対応する範囲の複数の感度マップデータを切り出して平均化処理をスライス方向に実行することにより展開処理用感度マップデータを生成する感度マップ平均化手段を設け、前記参照画像生成手段は、前記感度マップ平均化手段により生成された展開処理用感度マップデータを用いてパラレルイメージング展開処理を実行するようにしたことを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
10. 時相毎に行われるパラレルイメージング撮影により、複数コイルからなるマルチコイルのコイル毎及び前記時相毎に収集されたｋ空間上の３次元ボリュームデータから、任意のスライスにおける１つの２次元データである部分データ、或いは任意のスライスにおける複数の２次元データである部分データをそれぞれ切り出すステップと、
    前記部分データに対して２次元、或いは３次元の再構成処理を実行することにより、前記時相毎及び前記コイル毎に１つの中間画像を再構成するステップと、
    パラレルイメージング展開処理に必要な前記マルチコイルの感度マップデータから前記中間画像に対応する感度マップデータを展開処理用感度マップデータとして切り出すステップと、
    前記展開処理用感度マップデータを用いて前記中間画像に対してパラレルイメージング展開処理を実行することにより、前記時相毎に参照画像を生成するステップと、
    前記参照画像を参照して入力される時相によって指定時相を特定するステップと、
    特定された前記指定時相における前記３次元ボリュームデータを抽出するステップと、
    抽出された前記指定時相における前記３次元ボリュームデータに対して３次元再構成処理を実行することにより前記指定時相における３次元画像を再構成させるステップと、
    前記指定時相における前記再構成された３次元画像に対してパラレルイメージング展開処理を実行するステップと、
    を有することを特徴とする磁気共鳴イメージング収集データの処理方法。