JP5601677B2 - 血流動態解析装置、磁気共鳴イメージング装置、血流動態解析方法、およびプログラム - Google Patents
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Description
Blood Flow))を推定することが行われている。灌流パラメータを推定する方法として、Γ変量関数の一次モーメントを用いる一次モーメント法がある。一次モーメント法として、フィッティングを行わずにΓ変量関数の定数を算出する方法などが知られている。
造影剤が注入された被検体から各時刻における磁気共鳴信号を収集し、収集された前記磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の血流の動態を解析する血流動態解析装置であって、
前記被検体の所定の領域から収集された各時刻における前記磁気共鳴信号の信号強度に基づいて、前記所定の領域の各時刻における前記造影剤の濃度を算出する造影剤濃度算出手段と、
前記各時刻における前記造影剤の濃度を表すデータが時系列的に並べられた濃度データ系列を用いて、フィッティング関数の定数を算出するフィッティング手段と、
算出された前記フィッティング関数の定数を用いて、前記被検体の血流の動態を解析するためのパラメータを算出するパラメータ算出手段と、
を有し、
前記フィッティング手段は、
前記濃度データ系列に現れるピーク部における前記造影剤の濃度の重みが、前記ピーク部よりも時間的に遅れた部分における前記造影剤の濃度の重みよりも大きくなるように、前記造影剤の濃度を重み付けし、重み付けされた前記造影剤の濃度に基づいて、前記フィッティング関数の定数を算出する。
本発明の第1の磁気共鳴イメージング装置は、本発明の第1の血流動態解析装置を有している。
造影剤が注入された被検体から各時刻における磁気共鳴信号を収集し、収集された前記磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の血流動態を解析する血流動態解析装置であって、
前記被検体の所定の領域から収集された各時刻における前記磁気共鳴信号の信号強度に基づいて、前記所定の領域の各時刻における前記造影剤の濃度を算出する造影剤濃度算出手段と、
算出された前記各時刻における前記造影剤の濃度の対数値を求める対数処理手段と、
前記各時刻における前記造影剤の濃度の対数値を表すデータが時系列的に並べられた対数値データ系列を用いて、フィッティング関数の定数を算出するフィッティング手段と、
算出された前記フィッティング関数の定数を用いて、前記被検体の血流の動態を解析するためのパラメータを算出するパラメータ算出手段と、
を有し、
前記フィッティング手段は、
前記対数値データ系列に現れるピーク部における前記造影剤の濃度の対数値の重みが、前記ピーク部よりも時間的に遅れた部分における前記造影剤の濃度の対数値の重みよりも大きくなるように、前記造影剤の濃度の対数値を重み付けし、重み付けされた前記造影剤の濃度の対数値に基づいて、前記フィッティング関数の定数を算出する。
本発明の第2の磁気共鳴イメージング装置は、本発明の第2の血流動態解析装置を有している。
造影剤が注入された被検体から各時刻における磁気共鳴信号を収集し、収集された前記磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の血流の動態を解析する血流動態解析方法であって、
前記被検体の所定の領域から収集された各時刻における前記磁気共鳴信号の信号強度に基づいて、前記所定の領域の各時刻における前記造影剤の濃度を算出する造影剤濃度算出ステップと、
前記各時刻における前記造影剤の濃度を表すデータが時系列的に並べられた濃度データ系列を用いて、フィッティング関数の定数を算出するフィッティングステップと、
算出された前記フィッティング関数の定数を用いて、前記被検体の血流の動態を解析するためのパラメータを算出するパラメータ算出ステップと、
を有し、
前記フィッティングステップは、
前記濃度データ系列に現れるピーク部における前記造影剤の濃度の重みが、前記ピーク部よりも時間的に遅れた部分における前記造影剤の濃度の重みよりも大きくなるように、前記造影剤の濃度を重み付けし、重み付けされた前記造影剤の濃度に基づいて、前記フィッティング関数の定数を算出する。
造影剤が注入された被検体から各時刻における磁気共鳴信号を収集し、収集された前記磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の血流動態を解析する血流動態解析方法であって、
前記被検体の所定の領域から収集された各時刻における前記磁気共鳴信号の信号強度に基づいて、前記所定の領域の各時刻における前記造影剤の濃度を算出する造影剤濃度算出ステップと、
算出された前記各時刻における前記造影剤の濃度の対数値を求める対数処理ステップと、
前記各時刻における前記造影剤の濃度の対数値を表すデータが時系列的に並べられた対数値データ系列を用いて、フィッティング関数の定数を算出するフィッティングステップと、
算出された前記フィッティング関数の定数を用いて、前記被検体の血流の動態を解析するためのパラメータを算出するパラメータ算出ステップと、
を有し、
前記フィッティングステップは、
前記対数値データ系列に現れるピーク部における前記造影剤の濃度の対数値の重みが、前記ピーク部よりも時間的に遅れた部分における前記造影剤の濃度の対数値の重みよりも大きくなるように、前記造影剤の濃度の対数値を重み付けし、重み付けされた前記造影剤の濃度の対数値に基づいて、前記フィッティング関数の定数を算出する。
造影剤が注入された被検体から各時刻における磁気共鳴信号を収集し、収集された前記磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の血流の動態を解析するためのプログラムであって、
前記被検体の所定の領域から収集された各時刻における前記磁気共鳴信号の信号強度に基づいて、前記所定の領域の各時刻における前記造影剤の濃度を算出する造影剤濃度算出処理と、
前記各時刻における前記造影剤の濃度を表すデータが時系列的に並べられたデータ系列を用いて、フィッティング関数の定数を算出するフィッティング処理であって、前記データ系列に現れるピーク部における前記造影剤の濃度の重みが、前記ピーク部よりも時間的に遅れた部分における前記造影剤の濃度の重みよりも大きくなるように、前記造影剤の濃度を重み付けし、重み付けされた前記造影剤の濃度に基づいて、前記フィッティング関数の定数を算出するフィッティング処理と、
算出された前記フィッティング関数の定数を用いて、前記被検体の血流の動態を解析するためのパラメータを算出するパラメータ算出処理と、
を実行するためのプログラムである。
造影剤が注入された被検体から各時刻における磁気共鳴信号を収集し、収集された前記磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の血流動態を解析するためのプログラムであって、
前記被検体の所定の領域から収集された各時刻における前記磁気共鳴信号の信号強度に基づいて、前記所定の領域の各時刻における前記造影剤の濃度を算出する造影剤濃度算出処理と、
算出された前記各時刻における前記造影剤の濃度の対数値を求める対数変換処理と、
前記各時刻における前記造影剤の濃度の対数値を表すデータが時系列的に並べられた対数値データ系列を用いて、フィッティング関数の定数を算出するフィッティング処理であって、前記対数値データ系列に現れるピーク部における前記造影剤の濃度の対数値の重みが、前記ピーク部よりも時間的に遅れた部分における前記造影剤の濃度の対数値の重みよりも大きくなるように、前記造影剤の濃度の対数値を重み付けし、重み付けされた前記造影剤の濃度の対数値に基づいて、前記フィッティング関数の定数を算出するフィッティング処理と、
算出された前記フィッティング関数の定数を用いて、前記被検体の血流の動態を解析するためのパラメータを算出するパラメータ算出処理と、
を実行するためのプログラムである。
尚、本発明において、フィッティング関数の定数とは、フィッティング関数を表す式(例えば、式(4)、式(6))に含まれる係数や次数(例えば、式(4)、式(6)に含まれるα、β、γ)など、重み付けされた造影剤の濃度(又は重み付けされた造影剤の濃度の対数値)を用いることによって算出される数である。
磁気共鳴イメージング装置(以下、MRI(Magnetic Resonance Imaging)装置と呼ぶ)1は、コイルアセンブリ2と、テーブル3と、造影剤注入装置4と、受信コイル5と、制御装置6と、入力装置7と、表示装置8とを有している。
S0=(ΣSi×Wi)/ΣWi ・・・(1)
ここで、Si:データDSiにおける信号強度S(t)
Wi:重み係数
尚、i=2〜16である。
Wi=k1/{1+k2(t−ts)} ・・・(2)
k1およびk2:任意の定数
t:時刻(t2≦t≦t16)
C(t)=lnS0−lnS(t) ・・・(3)
ここで、lnS0:ベースラインS0の対数値
lnS(t):信号強度S(t)の対数値
f(t)=α(t−ts)β・eγ(t−ts) ・・・(4)
ただし、t≧ts
ts:ピーク部開始時間
α、β、およびγ:t≧tsにおける造影剤の濃度に基づいて決定される定数
Wj=k1/{1+k2|t−tp|k3} ・・・(5)
k1、k2、およびk3:任意の定数
t:時刻(t≧ts)
第1の実施形態においては、式(3)のC(t)を用いて、式(4)のフィッティング関数f(t)のα、β、およびγを算出している。しかし、式(4)のフィッティング関数f(t)は、非線形であるので、α、β、およびγを算出するためには反復計算を行う必要がある。したがって、計算時間が長くなることがある。そこで、第2の実施形態では、短い計算時間でα、β、およびγを算出できる例について説明する。
ln{f(t)}=ln(α)+β・ln(t−ts)−γ(t−ts) ・・・(6)
ただし、t≧ts
lnC(t)=ln{lnS0−lnS(t)} ・・・(7)
(1)第2の実施形態のMRI装置100は、新たな構成要素として、造影剤濃度算出手段65とフィッティング手段66との間に対数変換手段651を備えている。
(2)第2の実施形態のMRI装置100が有するフィッティング手段66は、第1の実施形態のMRI装置1が有するフィッティング手段66とは異なる構造である。
2 コイルアセンブリ
3 テーブル
4 造影剤注入装置
5 受信コイル
6 制御装置
7 入力装置
8 表示装置
9 被検体
9a 頭部
10 オペレータ
21 ボア
22 超伝導コイル
23 勾配コイル
24 送信コイル
31 クレードル
61 コイル制御手段
62 信号強度算出手段
63 時刻算出手段
64 ベースライン決定手段
65 造影剤濃度算出手段
66 フィッティング手段
67 灌流パラメータ算出手段
651 対数変換手段
Claims (14)
- 造影剤が注入された被検体から各時刻における磁気共鳴信号を収集し、収集された前記磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の血流の動態を解析する血流動態解析装置であって、
前記被検体の所定の領域から収集された各時刻における前記磁気共鳴信号の信号強度に基づいて、前記所定の領域の各時刻における前記造影剤の濃度を算出する造影剤濃度算出手段と、
前記各時刻における前記造影剤の濃度を表すデータが時系列的に並べられた濃度データ系列を用いて、フィッティング関数の定数を算出するフィッティング手段と、
算出された前記フィッティング関数の定数を用いて、前記被検体の血流の動態を解析するためのパラメータを算出するパラメータ算出手段と、
を有し、
前記フィッティング手段は、
前記濃度データ系列に現れるピーク部における前記造影剤の濃度の重みが、前記ピーク部よりも時間的に遅れた部分における前記造影剤の濃度の重みよりも大きくなるように、前記造影剤の濃度を重み付けし、重み付けされた前記造影剤の濃度に基づいて、前記フィッティング関数の定数を算出する、血流動態解析装置。 - 前記被検体の所定の領域から収集された各時刻における前記磁気共鳴信号の信号強度を算出する信号強度算出手段と、
前記各時刻における前記信号強度を表すデータが時系列的に並べられた信号強度データ系列において前記信号強度がピーク値になるときの第1の時刻を算出する時刻算出手段と、
を有し、
前記重み付け手段は、
前記第1の時刻における前記造影剤の濃度の重みが、前記第1の時刻よりも遅い第2の時刻における前記造影剤の濃度の重みよりも大きくなるように、前記造影剤の濃度を重み付けする、請求項1に記載の血流動態解析装置。 - 前記重み付け手段は、
前記第2の時刻が前記第1の時刻から離れるに従い、前記第2の時刻における前記造影剤の濃度の重みが小さくなるように、前記造影剤の濃度を重み付けする、請求項2に記載の血流動態解析装置。 - 前記信号強度算出手段が算出した各時刻における前記磁気共鳴信号の信号強度に基づいて、前記被検体の所定の領域に前記造影剤が到達する前の前記信号強度の値を表すベースラインを決定するベースライン決定手段を有する請求項2又は3に記載の血流動態解析装置。
- 前記時刻算出手段は、
前記信号強度データ系列にピーク部が現れ始めるときの第3の時刻を算出し、
前記ベースライン決定手段は、
前記第3の時刻における前記信号強度の重みが、前記第3の時刻よりも早い第4の時刻における前記信号強度の重みよりも大きくなるように、前記信号強度を重み付けし、重み付けした前記信号強度を用いて、前記ベースラインを算出する、請求項4に記載の血流動態解析装置。 - 前記ベースライン決定手段は、
前記第4の時刻が前記第3の時刻から離れるに従い、前記第4の時刻における前記信号強度の重みが小さくなるように、前記信号強度を重み付けする、請求項5に記載の血流動態解析装置。 - 前記フィッティング関数は、以下の式で表される、請求項5又は6に記載の血流動態解析装置。
f(t)=α(t−ts)β・eγ(t−ts)
ただし、t≧ts
ts:第3の時刻
α、β、およびγ:t≧tsにおける造影剤の濃度に基づいて決定される定数 - 請求項1〜7のうちのいずれか一項に記載の血流動態解析装置を有する磁気共鳴イメージング装置。
- 造影剤が注入された被検体から各時刻における磁気共鳴信号を収集し、収集された前記磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の血流動態を解析する血流動態解析装置であって、
前記被検体の所定の領域から収集された各時刻における前記磁気共鳴信号の信号強度に基づいて、前記所定の領域の各時刻における前記造影剤の濃度を算出する造影剤濃度算出手段と、
算出された前記各時刻における前記造影剤の濃度の対数値を求める対数変換手段と、
前記各時刻における前記造影剤の濃度の対数値を表すデータが時系列的に並べられた対数値データ系列を用いて、フィッティング関数の定数を算出するフィッティング手段と、
算出された前記フィッティング関数の定数を用いて、前記被検体の血流の動態を解析するためのパラメータを算出するパラメータ算出手段と、
を有し、
前記フィッティング手段は、
前記対数値データ系列に現れるピーク部における前記造影剤の濃度の対数値の重みが、前記ピーク部よりも時間的に遅れた部分における前記造影剤の濃度の対数値の重みよりも大きくなるように、前記造影剤の濃度の対数値を重み付けし、重み付けされた前記造影剤の濃度の対数値に基づいて、前記フィッティング関数の定数を算出する、血流動態解析装置。 - 前記フィッティング関数は、以下の式で表される、請求項9に記載の血流動態解析装置。
ln{f(t)}=ln(α)+β・ln(t−ts)−γ(t−ts)
ただし、t≧ts
ts:ピーク部開始時間
α、β、およびγ:t≧tsにおける造影剤の濃度の対数値に基づいて決定される定数 - 被検体の所定の領域から収集された各時刻における磁気共鳴信号の信号強度に基づいて、前記所定の領域の各時刻における造影剤の濃度を算出する造影剤濃度算出ステップと、
前記各時刻における前記造影剤の濃度を表すデータが時系列的に並べられたデータ系列を用いて、フィッティング関数の定数を算出するフィッティングステップと、
算出された前記フィッティング関数の定数を用いて、前記被検体の血流の動態を解析するためのパラメータを算出するパラメータ算出ステップと、
を有する血流動態解析方法であって、
前記フィッティングステップは、
前記データ系列に現れるピーク部における前記造影剤の濃度の重みが、前記ピーク部よりも時間的に遅れた部分における前記造影剤の濃度の重みよりも大きくなるように、前記造影剤の濃度を重み付けし、重み付けされた前記造影剤の濃度に基づいて、前記フィッティング関数の定数を算出する、血流動態解析方法。 - 被検体の所定の領域から収集された各時刻における磁気共鳴信号の信号強度に基づいて、前記所定の領域の各時刻における造影剤の濃度を算出する造影剤濃度算出ステップと、
算出された前記各時刻における前記造影剤の濃度の対数値を求める対数変換ステップと、
前記各時刻における前記造影剤の濃度の対数値を表すデータが時系列的に並べられた対数値データ系列を用いて、フィッティング関数の定数を算出するフィッティングステップと、
算出された前記フィッティング関数の定数を用いて、前記被検体の血流の動態を解析するためのパラメータを算出するパラメータ算出ステップと、
を有する血流動態解析方法であって、
前記フィッティングステップは、
前記対数値データ系列に現れるピーク部における前記造影剤の濃度の対数値の重みが、前記ピーク部よりも時間的に遅れた部分における前記造影剤の濃度の対数値の重みよりも大きくなるように、前記造影剤の濃度の対数値を重み付けし、重み付けされた前記造影剤の濃度の対数値に基づいて、前記フィッティング関数の定数を算出する、血流動態解析方法。 - 造影剤が注入された被検体から各時刻における磁気共鳴信号を収集し、収集された前記磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の血流の動態を解析するためのプログラムであって、
前記被検体の所定の領域から収集された各時刻における前記磁気共鳴信号の信号強度に基づいて、前記所定の領域の各時刻における前記造影剤の濃度を算出する造影剤濃度算出処理と、
前記各時刻における前記造影剤の濃度を表すデータが時系列的に並べられたデータ系列を用いて、フィッティング関数の定数を算出するフィッティング処理であって、前記データ系列に現れるピーク部における前記造影剤の濃度の重みが、前記ピーク部よりも時間的に遅れた部分における前記造影剤の濃度の重みよりも大きくなるように、前記造影剤の濃度を重み付けし、重み付けされた前記造影剤の濃度に基づいて、前記フィッティング関数の定数を算出するフィッティング処理と、
算出された前記フィッティング関数の定数を用いて、前記被検体の血流の動態を解析するためのパラメータを算出するパラメータ算出処理と、
を実行するためのプログラム。 - 造影剤が注入された被検体から各時刻における磁気共鳴信号を収集し、収集された前記磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の血流動態を解析するためのプログラムであって、
前記被検体の所定の領域から収集された各時刻における前記磁気共鳴信号の信号強度に基づいて、前記所定の領域の各時刻における前記造影剤の濃度を算出する造影剤濃度算出処理と、
算出された前記各時刻における前記造影剤の濃度の対数値を求める対数変換処理と、
前記各時刻における前記造影剤の濃度の対数値を表すデータが時系列的に並べられた対数値データ系列を用いて、フィッティング関数の定数を算出するフィッティング処理であって、前記対数値データ系列に現れるピーク部における前記造影剤の濃度の対数値の重みが、前記ピーク部よりも時間的に遅れた部分における前記造影剤の濃度の対数値の重みよりも大きくなるように、前記造影剤の濃度の対数値を重み付けし、重み付けされた前記造影剤の濃度の対数値に基づいて、前記フィッティング関数の定数を算出するフィッティング処理と、
算出された前記フィッティング関数の定数を用いて、前記被検体の血流の動態を解析するためのパラメータを算出するパラメータ算出処理と、
を実行するためのプログラム。
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