JP5642398B2 - 血流動態解析装置、磁気共鳴イメージング装置、およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、被検体の血流の動態を解析する血流動態解析装置、磁気共鳴イメージング装置、およびプログラムに関する。

造影ＭＲ灌流画像を表示条件を決定する方法として、オペレータが画面に表示されたマップ（例えば、造影剤到達時間のマップ）に対して健側半球のＲＯＩを設定し、設定されたＲＯＩ内の画素値を用いて表示条件を決定する方法が知られている。
また、ヒストグラムにより表示条件を決定する方法も知られている（特許文献１参照）。

特開2007-68852号公報

しかし、特許文献１の方法で表示された画像では、病変が存在している病変領域と、病変が存在していない正常領域との間の境界が不明瞭になりやすく、病変領域を特定するのに時間がかかるという問題がある。

本発明は、上記の事情に鑑み、病変領域を容易に特定することが可能な血流動態解析装置、およびそ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を提供することを目的とする。

上記の問題を解決する本発明の血流動態解析装置は、
被検体に造影剤を注入して上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、
上記被検体に注入された上記造影剤の濃度の時間変化に関するパラメータの値を算出し、上記パラメータのマップを作成するマップ作成手段と、
上記マップにおいて病変が存在する病変領域と病変が存在しない正常領域とを区別するための上記パラメータのしきい値に基づいて、上記マップの表示条件を決定する表示条件決定手段と、
を有する。

また本発明の血流動態解析方法は、
被検体に造影剤を注入して上記被検体の血流の動態を解析するための血流動態解析方法であって、
上記被検体に注入された上記造影剤の濃度の時間変化に関するパラメータの値を算出し、上記パラメータのマップを作成するマップ作成ステップと、
上記マップにおいて病変が存在する病変領域と病変が存在しない正常領域とを区別するための上記パラメータのしきい値に基づいて、上記マップの表示条件を決定する表示条件決定ステップと、
を有する。

更に、本発明のプログラムは、
被検体に造影剤を注入して上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、
上記被検体に注入された上記造影剤の濃度の時間変化に関するパラメータの値を算出し、上記パラメータのマップを作成するマップ作成処理と、
上記マップにおいて病変が存在する病変領域と病変が存在しない正常領域とを区別するための上記パラメータのしきい値に基づいて、上記マップの表示条件を決定する表示条件決定処理と、
を計算機に実行させるためのプログラムである。

本発明では、マップにおける正常領域と病変領域とを区別するためのパラメータのしきい値に基づいて、マップの表示条件を決定している。したがって、正常領域と病変領域とを視覚的に容易に区別できるように、表示条件を決定することができる。

本発明の一実施形態の磁気共鳴イメージング装置１の概略図である。 ＭＲＩ装置１の処理フローを示す図である。 被検体９に設定されたスライスの一例である。 スライスＳ１〜Ｓｎから得られるフレーム画像を示す概念図である。 造影剤の濃度の時間変化を表すプロファイルの一例である。 スライスＳ１〜Ｓｎごとに作成された２個のマップを説明する図である。 脳に病変が発生している場合のＴＴＰマップの一例を概略的に示す図である。 図７に示すＴＴＰマップに対して設定されるウィンドウ幅ＷＷおよびウィンドウレベルＷＬの一例を示す図である。 図８（ｂ）に示すウィンドウ幅ＷＷおよびウィンドウレベルＷＬを用いて表示されたＴＴＰマップを模式的に示す図である。 表示装置８に表示されたスライスＳｋのＴＴＰマップおよびＭＴＴマップを示す図である。 正常領域に関心領域を設定した様子を示す図である。 記憶部６４６に記憶されている値を示す概略図である。 ステップＳ４８で算出されたウィンドウ幅ＷＷおよびウィンドウレベルＷＬに従って表示されたＴＴＰマップおよびＭＴＴマップを示す図である。

以下、図面を参照しながら、発明を実施するための形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態の磁気共鳴イメージング装置１の概略図である。
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。

コイルアセンブリ２は、被検体９が収容されるボア２１と、超伝導コイル２２と、勾配コイル２３と、送信コイル２４とを有している。超伝導コイル２２は静磁場Ｂ0を印加し、勾配コイル２３は勾配パルスを印加し、送信コイル２４はＲＦパルスを送信する。

テーブル３は、クレードル３１を有している。クレードル３１は、ｚ方向および−ｚ方向に移動するように構成されている。クレードル３１がｚ方向に移動することによって、被検体９がボア２１に搬送される。クレードル３１が−ｚ方向に移動することによって、ボア２１に搬送された被検体９は、ボア２１から搬出される。

造影剤注入装置４は、被検体９に造影剤を注入する。
受信コイル５は、被検体９の頭部９ａに取り付けられている。受信コイル５が受信したＭＲ（Magnetic Resonance）信号は、制御装置６に伝送される。
制御装置６は、コイル制御手段６１〜表示条件決定手段６４を有している。

コイル制御手段６１は、オペレータ１０によって入力装置７から入力された撮影命令に応答して、被検体９を撮影するためのパルスシーケンスが実行されるように、勾配コイル２３および送信コイル２４を制御する。

プロファイル作成手段６２は、フレーム画像のデータ（図４（ａ）参照）に基づいて、スライスＳ１〜Ｓｎの区域Ｚ１〜Ｚｚ（図４（ｂ）参照）ごとに、造影剤の濃度の時間変化を表すプロファイルを作成する。

マップ作成手段６３は、造影剤の濃度−時間曲線ＣＴ（図５参照）から、造影剤の濃度の時間変化に関するパラメータの値を算出し、パラメータのマップを作成する。

表示条件決定手段６４は、表示制御手段６４１〜表示条件算出手段６４８を有している。

表示制御手段６４１は、表示装置８がマップ（図１０および図１３参照）や種々の情報を表示するように、表示装置８を制御する。

分布算出手段６４２は、ＴＴＰマップの関心領域ROIt（図１１参照）に含まれる画素のピーク濃度到達時間ＴＴＰの値の分布と、ＭＴＴマップの関心領域ROIm（図１１参照）に含まれる画素の平均到達時間ＭＴＴの値の分布を算出する。

平均値算出手段６４３は、ピーク濃度到達時間ＴＴＰの平均値ＡＶＥ（図８（ａ）参照）および平均到達時間ＭＴＴの平均値を算出する。

標準偏差算出手段６４４は、ピーク濃度到達時間ＴＴＰの標準偏差ＳＤ（図８（ａ）参照）および平均到達時間ＭＴＴの標準偏差を算出する。

時間差設定手段６４５は、後述する式（７）および（８）の右辺に含まれる時間差Ａ２の値を設定する。

記憶部６４６は、ピーク濃度到達時間ＴＴＰに関する時間差Ａ２と、平均通過時間ＭＴＴに関する時間差Ａ２とを記憶する。

時間差算出手段６４７は、後述する式（７）および（８）の右辺に含まれる時間差Ａ１の値を算出する。

表示条件算出手段６４８は、ＴＴＰマップおよびＭＴＴマップに関するウィンドウ幅ＷＷおよびウィンドウレベルＷＬを算出する。

尚、コイル制御手段６１〜表示条件決定手段６４は、各手段を実行するためのプログラムを制御装置５にインストールすることにより実現されている。ただし、プログラムを用いずに、ハードウェアのみで実現してもよい。

入力装置７は、オペレータ１０の操作に応じて、種々の命令を制御装置６に入力する。表示装置８は、マップ（図１０および図１３参照）や種々の情報を表示する。

ＭＲＩ装置１は上記のように構成されている。次に、ＭＲＩ装置１の動作について説明する。

図２は、ＭＲＩ装置１の処理フローを示す図である。
ステップＳ１では、被検体９の頭部９ａの造影撮影が行われる。オペレータ１０は、造影を行うために、入力装置７（図１参照）を操作して、被検体９にスライスを設定する。

図３は、被検体９に設定されたスライスの一例である。
被検体９には、ｎ枚のスライスＳ１〜Ｓｎが設定されている。スライスの枚数は、例えば、ｎ＝１２である。スライスの枚数は、必要に応じて、任意の枚数を設定することができる。

オペレータ１０は、スライスＳ１〜Ｓｎを設定した後、ＭＲＩ装置１のコイル制御手段６１（図１参照）に、被検体９を撮影する撮影命令を伝送する。この命令に応答して、造影剤注入装置４は被検体９に造影剤を注入するとともに、コイル制御手段６１は、被検体９の頭部９ａを撮影するためのパルスシーケンスが実行されるように、勾配コイル２３および送信コイル２４を制御する。

本実施形態では、マルチスライススキャンにより、各スライスＳ１〜Ｓｎからｍ枚のフレーム画像を得るためのパルスシーケンス（例えば、ＥＰＩ（Echo Planar Imaging）シーケンス）が実行される。したがって、１枚のスライスにつき、ｍ枚のフレーム画像が得られる。例えば、フレーム画像の枚数ｍ＝８５枚である。パルスシーケンスを実行することにより、スライスＳ１〜Ｓｎからフレーム画像のデータが収集される。

図４は、スライスＳ１〜Ｓｎから得られるフレーム画像を示す概念図である。
図４（ａ）は、被検体１４の頭部１４ａに設定されたｎ枚のスライスＳ１〜Ｓｎにおけるフレーム画像を、収集順序に従って時系列に並べて示している。図４（ａ）では、スライスＳ１〜ＳｎのうちのスライスＳｋにおけるフレーム画像について、符号ＦＫ１〜ＦＫｍで示されている。

図４（ｂ）は、スライスＳｋの断面と、スライスＳｋから取得されたｍ枚のフレーム画像ＦＫ１〜ＦＫｍが示されている。各フレーム画像ＦＫ１〜ＦＫｍは、α×β個の画素Ｐ１、Ｐ２、・・・Ｐｚを有している。各フレーム画像ＦＫ１〜ＦＫｍの画素Ｐ１、Ｐ２、・・・Ｐｚは、スライスＳｋにおける区域Ｚ１、Ｚ２、・・・Ｚｚに対応している。
ステップＳ１を実行した後、ステップＳ２に進む。

ステップＳ２では、プロファイル作成手段６２（図１参照）が、フレーム画像のデータ（図４（ａ）参照）に基づいて、スライスＳ１〜Ｓｎの区域Ｚ１〜Ｚｚごとに、造影剤の濃度の時間変化を表すプロファイルを作成する。

図５は、造影剤の濃度の時間変化を表すプロファイルの一例である。
図５には、スライスＳｋの区域Ｚｂにおける造影剤の濃度−時間曲線ＣＴが示されている。しかし、スライスＳｋの他の区域についても、造影剤の濃度−時間曲線ＣＴが作成され、更に、他のスライスの各区域についても、造影剤の濃度−時間曲線ＣＴが作成される。
造影剤の濃度−時間曲線ＣＴを作成した後、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、マップ作成手段６３（図１参照）が、造影剤の濃度−時間曲線ＣＴから、造影剤の濃度の時間変化に関するパラメータの値を算出し、パラメータのマップを作成する。本実施形態では、造影剤の濃度−時間曲線ＣＴから、以下の２個のパラメータを算出する。
（１）ピーク濃度到達時間ＴＴＰ（Time To Peak）
（２）平均通過時間ＭＴＴ（Mean
Transit Time）

これらのパラメータは、血流動態解析の分野ではよく知られたパラメータであり、公知の方法を用いて算出することができる。したがって、上記のパラメータの具体的な算出手順については省略する。図５には、スライスＳｋの区域Ｚｂにおけるピーク濃度到達時間ＴＴＰおよび平均通過時間ＭＴＴが示されている。しかし、スライスＳｋの他の区域についても、ピーク濃度到達時間ＴＴＰおよび平均通過時間ＭＴＴが算出され、更に、他のスライスの各区域についても、ピーク濃度到達時間ＴＴＰおよび平均通過時間ＭＴＴが算出される。

マップ作成手段６３（図１参照）は、ピーク濃度到達時間ＴＴＰおよび平均通過時間ＭＴＴを算出した後、スライスＳ１〜Ｓｎごとに、ピーク濃度到達時間ＴＴＰおよび平均通過時間ＭＴＴのパラメータを表す２個のマップを作成する。

図６は、スライスＳ１〜Ｓｎごとに作成された２個のマップを説明する図である。
図６（ａ）は、スライスＳ１〜Ｓｎごとに作成された２個のマップを概略的に示す図である。

マップ作成手段６３は、スライスＳ１〜Ｓｎごとに、２個のマップ（ＴＴＰマップおよびＭＴＴマップ）を作成する。各マップは、以下のパラメータを表している。
ＴＴＰマップ：ピーク濃度到達時間ＴＴＰ
ＭＴＴマップ：平均通過時間ＭＴＴ

図６（ｂ）は、スライスＳｋについての２個のマップの一例を示す図である。
図６（ｂ）では、ＴＴＰマップの各画素の画素値の大きさの違いが、画素の濃淡で示されている。ピーク濃度到達時間ＴＴＰが大きければ大きいほど、画素の色は白に近くなり、ピーク濃度到達時間ＴＴＰが小さければ小さいほど、画素の色は黒に近くなる。

上記では、ＴＴＰマップについて説明されているが、ＭＴＴマップについても、ＴＴＰマップと同様に説明できる。
ＴＴＰマップおよびＭＴＴマップを作成した後、ステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、ＴＴＰマップおよびＭＴＴマップを表示するときのウィンドウ幅ＷＷおよびウィンドウレベルＷＬを算出する。本実施形態では、ウィンドウ幅ＷＷの算出式は、後述する式（７）によって表され、ウィンドウレベルＷＬの算出式は、後述する式（８）によって表される。式（７）および（８）に従ってウィンドウ幅ＷＷおよびウィンドウレベルＷＬを算出することによって、被検体の脳に病変が存在している場合、脳の病変領域と病変の存在していない正常領域とが視覚的に区別しやすいように、ＴＴＰマップおよびＭＴＴマップを表示できる。以下に、後述する式（７）および（８）に従ってウィンドウ幅ＷＷおよびウィンドウレベルＷＬを算出することによって、脳の正常領域と病変領域とが視覚的に区別しやすくなる理由について、図７〜図９を参照しながら説明する。

図７は、スライス断面に病変が含まれている場合のＴＴＰマップの模式図の一例を示す図、図８は、図７に示すＴＴＰマップに対して設定されるウィンドウ幅ＷＷおよびウィンドウレベルＷＬの一例を示す図である。

図７には、脳の右側に病変領域ＲＬが発生した例が示されている。病変領域ＲＬの周囲は、病変が発生していない正常領域ＲＵである。

図８（ａ）は、図７に示す正常領域ＲＵおよび病変領域ＲＬにおいて、ピーク濃度到達時間ＴＴＰの違いを説明するためのグラフである。

図８（ａ）に示すグラフには、ピーク濃度到達時間ＴＴＰの値の分布を表す２つの分布曲線ＣＵおよびＣＬが示されている。グラフの横軸は、ピーク濃度到達時間ＴＴＰであり、縦軸は、ピーク濃度到達時間ＴＴＰが同じ値になる画素の個数Ｎを示している。曲線ＣＵは、正常領域ＲＵにおけるピーク濃度到達時間ＴＴＰの値の分布を概略的に表しており、曲線ＣＬは、病変領域ＲＬにおけるピーク濃度到達時間ＴＴＰの値の分布を概略的に表している。

２つの曲線ＣＵおよびＣＬから分かるように、正常領域ＲＵでは、各画素のピーク濃度到達時間ＴＴＰは比較的小さい値になりやすく、一方、病変領域ＲＬでは、各画素のピーク濃度到達時間ＴＴＰは、比較的大きい値になりやすいことが知られている。

図８（ａ）を参照すると、ピーク濃度到達時間ＴＴＰは、３つの範囲Ａ、Ｂ、およびＣに分けることができる。範囲Ａは、正常領域ＲＵにおけるピーク濃度到達時間が集中する範囲であり、範囲Ｂは、病変領域ＲＬにおけるピーク濃度到達時間が集中する範囲である。また、範囲Ｃは、ピーク濃度到達時間ＴＴＰの値が小さすぎて、ノイズの可能性が高い範囲である。

ピーク濃度到達時間ＴＴＰの軸上には、２つのしきい値ＴＨ１およびＴＨ２が示されている。しきい値ＴＨ１は、正常領域ＲＵにおけるピーク濃度到達時間が集中する範囲Ａと、病変領域ＲＬにおけるピーク濃度到達時間が集中する範囲Ｂとを区別するためのピーク濃度到達時間ＴＴＰの値である。しきい値ＴＨ２は、正常領域ＲＵにおけるピーク濃度到達時間が集中する範囲Ａと、ノイズの可能性が高い範囲Ｃとを区別するためのピーク濃度到達時間ＴＴＰの値である。

図８（ｂ）は、ウィンドウ幅ＷＷおよびウィンドウレベルＷＬの設定の一例を示す図である。図８（ｂ）には、ＴＴＰマップを、ピーク濃度到達時間ＴＴＰの値に応じて、階調値０〜Ｔ（例えば、２５６階調表示の場合、Ｔ＝２５５）で表示する場合のウィンドウ幅ＷＷおよびウィンドウレベルＷＬの一例が示されている。

ウィンドウ幅ＷＷおよびウィンドウレベルＷＬは、以下の式（１）および（２）で表される。
ＷＷ＝ＵＬ−ＬＬ ・・・（１）
ＷＬ＝（ＵＬ＋ＬＬ）／２・・・（２）
ここで、ＵＬ：ウィンドウ幅ＷＷの上限値、ＬＬ：ウィンドウ幅ＷＷの下限値である。

図８では、ウィンドウ幅ＷＷの上限値ＵＬは、ピーク濃度到達時間ＴＴＰのしきい値ＴＨ１に一致しており、ウィンドウ幅ＷＷの下限値ＬＬは、ピーク濃度到達時間ＴＴＰのしきい値ＴＨ２に一致している。したがって、式（１）および（２）は、以下のように表される。
ＷＷ＝ＴＨ１−ＴＨ２ ・・・（３）
ＷＬ＝（ＴＨ１＋ＴＨ２）／２・・・（４）

式（３）および（４）で表されるウィンドウ幅ＷＷおよびウィンドウレベルＷＬを用いると、ＴＴＰマップは、以下のように表示される。

図９は、図７に示すＴＴＰマップの模式図を、図８（ｂ）に示すウィンドウ幅ＷＷおよびウィンドウレベルＷＬを用いて表示したときの様子を示す図である。

図９では、全ての階調値０〜Ｔで表示される領域は斜線で示されており、階調値０又は階調値Ｔで表示される領域は白抜きで示されている。ウィンドウ幅ＷＷおよびウィンドウレベルＷＬが式（３）および（４）で表される場合、ウィンドウ幅ＷＷの範囲は、図８に示すように、正常領域ＲＵにおけるピーク濃度到達時間が集中する範囲Ａに一致する。したがって、正常領域ＲＵの大部分は、階調値０〜Ｔを使用して表示される。

一方、病変領域ＲＬにおけるピーク濃度到達時間が集中する範囲Ｂは、ウィンドウ幅ＷＷからずれているので（図８参照）、一つの階調値Ｔで表示される。尚、背景領域ＲＢは、一つの階調値０で表される。

図９では、正常領域ＲＵは階調値０〜Ｔを使用して表示されるが、病変領域ＲＬは一つの階調値Ｔで表示されるので、正常領域ＲＵと病変領域ＲＬとを視覚的に容易に区別することが可能となる。

したがって、ピーク濃度到達時間ＴＴＰのしきい値ＴＨ１およびＴＨ２を算出し、算出したしきい値ＴＨ１およびＴＨ２を式（３）および（４）に代入すれば、正常領域ＲＵと病変領域ＲＬとを視覚的に容易に区別できるように、ＴＴＰマップを表示することができる。以下に、しきい値ＴＨ１およびＴＨ２の算出方法について、図８を参照しながら説明する。

図８（ａ）には、正常領域ＲＵにおける各画素のピーク濃度到達時間ＴＴＰの平均値ＡＶＥが示されている。平均値ＡＶＥとしきい値ＴＨ１との間には、以下の関係がある。
ＴＨ１＝ＡＶＥ＋Ａ２・・・（５）
ここで、Ａ２：しきい値ＴＨ１と平均値ＡＶＥとの時間差

しきい値ＴＨ１および平均値ＡＶＥは、被検体ごとのばらつきが大きい値であるが、時間差Ａ２は、被検体ごとのばらつきが小さいことが、臨床データからわかっている。そこで、本実施形態では、臨床データから、時間差Ａ２として適切な値を予め決定し、決定した時間差Ａ２の値を記憶部６４６（図１参照）に予め記憶してある。したがって、本実施形態では、式（５）の右辺の時間差Ａ２は、記憶部６４６に予め記憶された値が使用される。尚、式（５）に示すように、しきい値ＴＨ１を算出するためには、時間差Ａ２の他に、平均値ＡＶＥの値を知る必要があるが、平均値ＡＶＥは、後述する方法で算出することができる。したがって、式（５）の右辺の２つの項ＡＶＥおよびＡ２が決まるので、しきい値ＴＨ１を算出することができる。

尚、しきい値ＴＨ２も、しきい値ＴＨ１と同様に、平均値ＡＶＥを使って決定される。しきい値ＴＨ２は、平均値ＡＶＥを用いて、以下の式で表される。
ＴＨ２＝ＡＶＥ−Ａ１・・・（６）
ここで、Ａ１：しきい値ＴＨ２と平均値ＡＶＥとの時間差

平均値ＡＶＥは後述する方法で算出することができ、Ａ１も後述する方法で算出することができるので、しきい値ＴＨ２を算出することができる。

式（５）および（６）を式（３）に代入すると、ウィンドウ幅ＷＷは、以下の式（７）で表すことができる。
ＷＷ＝ＴＨ１−ＴＨ２
＝（ＡＶＥ＋Ａ２）−（ＡＶＥ−Ａ１）
＝Ａ２＋Ａ１ ・・・（７）

また、式（５）および（６）を式（４）に代入すると、ウィンドウレベルＷＬは、以下の式（８）で表すことができる。
ＷＬ＝（ＴＨ１＋ＴＨ２）／２
＝｛（ＡＶＥ＋Ａ２）＋（ＡＶＥ−Ａ１）｝／２
＝ＡＶＥ＋（Ａ２−Ａ１）／２ ・・・（８）

式（７）および（８）から、ＴＴＰマップのウィンドウ幅ＷＷおよびウィンドウレベルＷＬは、平均値ＡＶＥ、時間差Ａ１、および時間差Ａ２によって決定できることが分かる。

尚、図７〜図９では、ＴＴＰマップのウィンドウ幅ＷＷおよびウィンドウレベルＷＬを決定する方法について説明されているが、ＭＴＴマップのウィンドウ幅ＷＷおよびウィンドウレベルＷＬを決定する場合も同様に説明することができる。

本実施形態では、ステップＳ４（図２参照）は、式（７）および式（８）を用いてウィンドウ幅ＷＷおよびウィンドウレベルＷＬを算出することができるように、ステップＳ４１〜Ｓ４９を有している。以下に、各ステップＳ４１〜Ｓ４９について説明する。

ステップＳ４１では、表示装置８が、表示制御手段６４１（図１参照）の命令に応答して、ステップＳ３で作成されたスライスＳｋのＴＴＰマップおよびＭＴＴマップ（図６参照）を表示する。

図１０は、表示装置８に表示されたスライスＳｋのＴＴＰマップおよびＭＴＴマップを示す図である。

表示装置８の画面８ａには、スライスＳｋのＴＴＰマップおよびＭＴＴマップが表示される。マップが表示された後、ステップＳ４２に進む。

ステップＳ４２では、オペレータ１０は、表示されたスライスＳｋのＴＴＰマップおよびＭＴＴマップを参考にしながら、スライスＳｋの断面の中から、病変の発生していない正常領域を探し、正常領域に関心領域を設定する。

図１１は、正常領域に関心領域を設定した様子を示す図である。

オペレータ１０は、入力装置７を操作して、表示装置の画面８ａに表示されたＴＴＰマップ上に、関心領域ROItを設定する。オペレータ１０がＴＴＰマップ上に関心領域ROItを設定することによって、ＭＴＴマップには、ＴＴＰマップの関心領域ROItに対応する関心領域ROImが自動的に表示される。関心領域ROItおよびROImを設定した後、ステップＳ４３に進む。

ステップＳ４３では、分布算出手段６４２（図１参照）が、ＴＴＰマップの関心領域ROItに含まれる画素のピーク濃度到達時間ＴＴＰの値の分布を算出する。本実施形態では、算出された分布は、図８（ａ）に示す曲線ＣＵで表されるとして説明を続ける。曲線ＣＵで表されるピーク濃度到達時間ＴＴＰの値の分布を算出した後、ステップＳ４４に進む。

ステップＳ４４では、平均値算出手段６４３（図１参照）が、曲線ＣＵにおける各画素のピーク濃度到達時間ＴＴＰの平均値ＡＶＥ（図８（ａ）参照）を算出する。ピーク濃度到達時間ＴＴＰの平均値ＡＶＥを算出した後、ステップＳ４５に進む。

ステップＳ４５では、標準偏差算出手段６４４（図１参照）が、曲線ＣＵにおけるピーク濃度到達時間ＴＴＰの標準偏差ＳＤ（図８（ａ）参照）を算出する。標準偏差ＳＤは、時間差Ａ１を算出するために使用される値である。標準偏差ＳＤを算出した後、ステップＳ４６に進む。

ステップＳ４６では、時間差設定手段６４５（図１参照）が、式（７）および（８）の右辺に含まれる時間差Ａ２の値を設定する。時間差Ａ２の値を設定するために、時間差設定手段６４５は、記憶部６４６にアクセスし、予め記憶されている時間差Ａ２を読み出す。

図１２は、記憶部６４６に記憶されている値を示す概略図である。

記憶部６４６には、ピーク濃度到達時間ＴＴＰに関する時間差Ａ２と、平均通過時間ＭＴＴに関する時間差Ａ２が記憶されている。本実施形態では、ピーク濃度到達時間ＴＴＰに関する時間差Ａ２は５秒であり、平均通過時間ＭＴＴに関する時間差Ａ２は４．８秒である。これらの値（５秒および４．８秒）は、臨床データに基づいて決定された値である。図１２から、ピーク濃度到達時間ＴＴＰと平均通過時間ＭＴＴとを比較すると、時間差Ａ２は異なる値になっていることが分かる。

時間差設定手段６４５は、ＴＴＰマップに関する時間差Ａ２を設定するので、記憶部６４６に記憶されている値５秒および４．８秒のうち、５秒を、ＴＴＰマップに関する時間差Ａ２として設定する。ＴＴＰマップに関する時間差Ａ２を設定した後、ステップＳ４７に進む。

ステップＳ４７では、時間差算出手段６４７（図１参照）が、式（７）および（８）の右辺に含まれる時間差Ａ１の値を設定する。本実施形態では、時間差Ａ１は、以下の式（９）によって算出される。
Ａ１＝scale＊ＳＤ・・・（９）
ここで、scale：スケール値、ＳＤ：標準偏差

式（９）に示すように、時間差Ａ１は、標準偏差ＳＤにスケール値scaleを乗算した値である。本実施形態では、スケール値scaleは、scale＝２であるが、必ずしもscale＝２である必要はなく、必要に応じて、別の値を採用してもよい。

式（９）の標準偏差ＳＤは、ステップＳ４５で算出されているので、算出された標準偏差ＳＤを、式（９）に代入することによって、時間差Ａ１が算出される。時間差Ａ１を算出した後、ステップＳ４８に進む。

ステップＳ４８では、表示条件算出手段が、ステップＳ４４で算出された平均値ＡＶＥ、ステップＳ４６で設定された時間差Ａ２、ステップＳ４７で算出された時間差Ａ１を、式（７）および（８）に代入する。これによって、ＴＴＰマップに関するウィンドウ幅ＷＷおよびウィンドウレベルＷＬが算出される。算出されたウィンドウ幅ＷＷおよびウィンドウレベルＷＬは、図８（ｂ）に示すように設定されるので、正常領域ＲＵの大部分は、階調値０〜Ｔを使って表示されるが、病変領域ＲＬの大部分は、階調値Ｔのみで表示される。

尚、ステップＳ４８で計算されたＴＴＰマップに関するウィンドウ幅ＷＷおよびウィンドウレベルＷＬは、全てのスライスＳ１〜ＳｎのＴＴＰマップに対して共通に使用される。

ＴＴＰマップに関するウィンドウ幅ＷＷおよびウィンドウレベルＷＬを計算した後、ステップＳ４９に進む。

ステップＳ４９では、全てのマップについて、ウィンドウ幅ＷＷおよびウィンドウレベルＷＬが計算されたか否かを判断する。上記の説明では、ＴＴＰマップに関するウィンドウ幅ＷＷおよびウィンドウレベルＷＬは計算されたが、ＭＴＴマップに関するウィンドウ幅ＷＷおよびウィンドウレベルＷＬはまだ計算されていない。そこで、ステップＳ４３に戻る。

ステップＳ４３では、分布算出手段６４２（図１参照）が、ＭＴＴマップの関心領域ROIm（図１１参照）に含まれる画素の平均到達時間ＭＴＴの値の分布を算出する。この分布を算出した後、上述したように、ステップＳ４４〜ステップＳ４８を実行することによって、ＭＴＴマップに関するウィンドウ幅ＷＷおよびウィンドウレベルＷＬが計算される。尚、ＭＴＴマップに関するウィンドウ幅ＷＷおよびウィンドウレベルＷＬを計算する場合、ステップＳ４６では、記憶部６４６に記憶されている値５秒および４．８秒のうち（図１２参照）、４．８秒が、ＭＴＴマップに関する時間差Ａ２として設定される。

ＭＴＴマップに関するウィンドウ幅ＷＷおよびウィンドウレベルＷＬを計算した後、ステップＳ４９に進む。

ステップＳ４９では、全てのマップについて、ウィンドウ幅ＷＷおよびウィンドウレベルＷＬが計算されたか否かを判断する。上記のように、ＴＴＰマップとＭＴＴマップとの両方のマップについて、ウィンドウ幅ＷＷおよびウィンドウレベルＷＬが計算されたので、ステップＳ５に進む。

ステップＳ５では、ステップＳ４８で算出されたウィンドウ幅ＷＷおよびウィンドウレベルＷＬに従って、表示装置８がＴＴＰマップおよびＭＴＴマップを表示する。

図１３は、ステップＳ４８で算出されたウィンドウ幅ＷＷおよびウィンドウレベルＷＬに従って表示装置８に表示されたＴＴＰマップおよびＭＴＴマップを示す図である。

図１３を参照すると、ＴＴＰマップおよびＭＴＴマップに、同じ階調値で表示された領域が表れていることがわかる。図１３において、白く表示されている部分が、病変の疑われる病変領域ＲＬである。したがって、図１１と図１３とを比較すると、図１３に示すようにＴＴＰマップおよびＭＴＴマップを表示することによって、正常領域ＲＵと病変領域ＲＬとを視覚的に容易に区別できることがわかる。

尚、本実施形態では、正常領域におけるピーク濃度到達時間ＴＴＰの値の分布を算出するために、ステップＳ４２において、オペレータ１０が手動で、正常領域に関心領域ＲＯＩを設定している。しかし、正常領域を自動的に検出することによって、正常領域におけるピーク濃度到達時間ＴＴＰの値の分布を算出してもよい。

本実施形態では、式（７）および（８）を用いてＷＬおよびＷＷを算出しているが、式（７）および（８）とは異なる別の式を用いてＷＬおよびＷＷを算出してもよい。

本実施形態では、ＴＴＰマップおよびＭＴＴマップに関するＷＷおよびＷＬを算出しているが、別のマップ（ＢＶマップ、ＣＢＦマップ、ＢＡＴマップ、ＴＴＰマップなど）を用いてもよい。

本実施形態では、ウィンドウ幅ＷＷおよびウィンドウレベルＷＬは、平均値ＡＶＥ、時間差Ａ１、および時間差Ａ２を用いて規定されている（式（７）および（８）参照）。しかし、ＡＶＥ、Ａ１、およびＡ２とは異なる値を用いて、ウィンドウ幅ＷＷおよびウィンドウレベルＷＬを規定してもよい。例えば、図８に示されている以下の３つの値を用いて、ウィンドウ幅ＷＷおよびウィンドウレベルＷＬを規定してもよい。
（１）曲線ＣＵにおけるピーク濃度到達時間ＴＴＰのピーク値ＰＫ
（２）ピーク値ＰＫとしきい値ＴＨ１との時間差Ａ１’
（３）ピーク値ＰＫとしきい値ＴＨ２との時間差Ａ２’

ピーク値ＰＫ、時間差Ａ１’、および時間差Ａ２’を用いた場合、ウィンドウ幅ＷＷおよびウィンドウレベルＷＬは、以下の式で規定される。
ＷＷ＝Ａ２’＋Ａ１’ ・・・（７’）
ＷＬ＝ＰＫ＋（Ａ２’−Ａ１’）／２ ・・・（８’）

式（７’）および（８’）を用いてウィンドウ幅ＷＷおよびウィンドウレベルＷＬを算出する場合は、時間差Ａ２’を記憶部６４６（図１参照）に予め記憶しておけばよい。尚、曲線ＣＵにおけるピーク濃度到達時間ＴＴＰのピーク値ＰＫの代わりに、メジアンを使ってウィンドウ幅ＷＷおよびウィンドウレベルＷＬの式を規定してもよい。

１ ＭＲＩ装置
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
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 プロファイル作成手段
６３ マップ作成手段
６４ 表示条件決定手段
６４１ 表示制御手段
６４２ 分布算出手段
６４３ 平均値算出手段
６４４ 標準偏差算出手段
６４５ 時間差設定手段
６４６ 記憶部
６４７ 時間差算出手段
６４８ 表示条件算出手段

Claims (10)

1. 造影剤が注入された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、
   前記被検体に注入された前記造影剤の濃度の時間変化に関するパラメータの値を算出し、前記パラメータのマップを作成するマップ作成手段と、
   前記マップにおいて病変が存在する病変領域と病変が存在しない正常領域とを区別するための前記パラメータのしきい値に基づいて、前記マップの表示条件を決定する表示条件決定手段とを有し、
   前記表示条件決定手段は、前記マップの正常領域における前記パラメータの基準値と、前記パラメータのしきい値との差に基づいて、前記マップの表示条件を決定する血流動態解析装置。
2. 前記マップ作成手段は、前記造影剤の濃度の時間変化に関する複数のパラメータの値を算出し、前記複数のパラメータの各々のマップを作成し、
   前記表示条件決定手段は、前記複数のパラメータの各々のマップの表示条件を決定する、請求項１に記載の血流動態解析装置。
3. 前記表示条件決定手段は、前記マップの正常領域における前記パラメータの基準値と前記パラメータのしきい値との差となる値を予め記憶している、請求項１又は２に記載の血流動態解析装置。
4. 前記表示条件決定手段は、
   前記マップの正常領域における前記パラメータの基準値を算出する基準値算出部と、
   前記マップの正常領域における前記パラメータの標準偏差を算出する標準偏差算出部とを有する、請求項１〜３のいずれかに記載の血流動態解析装置。
5. 前記表示条件算出部は、前記パラメータの基準値と、前記パラメータの基準値と前記パラメータのしきい値との差となる予め記憶された値と、前記パラメータの標準偏差とに基づいて、前記マップの表示条件を算出する、請求項１〜４のいずれかに記載の血流動態解析装置。
6. 前記パラメータの基準値は、前記マップの正常領域における前記パラメータの平均値、ピーク値又はメジアンである、請求項１〜５のいずれかに記載の血流動態解析装置。
7. 前記表示条件は、ウィンドウ幅および／又はウィンドウレベルである、請求項１〜６のいずれかに記載の血流動態解析装置。
8. 前記パラメータは、ＴＴＰおよび／又はＭＴＴである、請求項１〜７のいずれかに記載の血流動態解析装置。
9. 請求項１〜８のいずれか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。
10. 造影剤が注入された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、
    前記被検体に注入された前記造影剤の濃度の時間変化に関するパラメータの値を算出し、前記パラメータのマップを作成するマップ作成処理と、
    前記マップにおいて病変が存在する病変領域と病変が存在しない正常領域とを区別するための前記パラメータのしきい値に基づいて、前記マップの表示条件を決定する表示条件決定処理であって、前記マップの正常領域における前記パラメータの基準値と、前記パラメータのしきい値との差に基づいて、前記マップの表示条件を決定する表示条件決定処理と、
    を計算機に実行させるためのプログラム。