JP5643580B2 - 血流動態解析装置、血流動態解析プログラム、流体解析装置及び流体解析プログラム - Google Patents
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Description
[数5]
A=UDVT ・・・(5)
そして、ノルム推定値が求められたら、次式(7)に示すようにしてインパルス応答関数Riを算出することができる。
このように、非特許文献2の技術では、システム行列を拡張せずに、時間方向のずれに対する依存性を小さくするようにしている。
また、本発明の実施形態に係る流体解析プログラムは、コンピュータを、上述の濃度変化算出手段及び流体情報算出手段として機能させる。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る血流動態解析装置1の構成例を示す図である。
図2は、局所血流解析アプリケーションを実行するCPU1aの機能の一例を示すブロック図である。
造影濃度曲線算出部2bは、時系列データ取得部2aから出力される時系列の撮影データを入力し、各画素の画素値の変化を計測して造影濃度曲線を算出する。
[数9]
Ci=Si−S0 ・・・(9)
[数10]
ΔR2*=−log(Si/S0)/TE ・・・(10)
[数11]
φ(t; t0, α, β, K)=K(t-t0)αexp{-β-1(t-t0)} ・・・(11)
[数12]
a(t)=φ(t; t0, α, β, K) ・・・(12)
[数14]
Ai=a(iTR) ・・・(14)
図3は、ピークフェーズを説明する図である。
[数18]
CBF=MAX(Ri)
CBV=SUM(Ri)
MTT=SUM(Ri)/MAX(Ri)・・・(18)
[数19]
CBV=(100h/ρ)TRSUM(Ri)
CBF(r)=60(100h/ρ)MAX(Ri)
MTT2(r)=TR{SUM(Ri)/MAX(Ri)} ・・・(19)
[数20]
CBF=CBV/MTT2 ・・・(20)
ステップS1において、時系列データ取得部2aは、医用画像撮影装置が所定時間撮影して生成した時系列の撮影データを取得する。
ステップS4において、システム行列作成部2dは、解析対象となる先頭フェーズibsおよびフェーズ範囲ibs≦i≦L−1を決定する。
図5は、第1の実施形態に係る式(15)のシステム行列を模式的に示す図である。
図6は、本発明の第2の実施形態に係る流体解析装置の構成例を示す機能ブロック図である。
図7は、図6に示すMRI装置4のイメージング部4aにおいて実行される非造影流体イメージング用の撮像条件の第1の例を示す図である。
図8は、図6に示すMRI装置4のイメージング部4aにおいて実行される非造影流体イメージング用の撮像条件の第2の例を示す図である。
図9は、図6に示すMRI装置4のイメージング部4aにおいて実行される非造影流体イメージング用の撮像条件の第3の例を示す図である。
尚、図8及び図9においてIRパルスの代わりにSATパルスを用いてもよい。
画素濃度に比例する量及び画素値は、流体の流れに対応する量となる。従って、組織における画素濃度変化曲線は、組織における流体の動態情報を含んでいる。
図10は、図6に示すシステム行列作成部3dにおける解析対象となる要素の作成方法を説明する図である。
次に、流体解析装置3の動作及び作用について説明する。
まず予め、MRI装置4のイメージング部4aは非造影イメージング又は造影イメージングを実行し、複数フレーム分のMR流体画像データを収集する。
以上、特定の実施形態について記載したが、記載された実施形態は一例に過ぎず、発明の範囲を限定するものではない。ここに記載された新規な方法及び装置は、様々な他の様式で具現化することができる。また、ここに記載された方法及び装置の様式において、発明の要旨から逸脱しない範囲で、種々の省略、置換及び変更を行うことができる。添付された請求の範囲及びその均等物は、発明の範囲及び要旨に包含されているものとして、そのような種々の様式及び変形例を含んでいる。
2 局所血流解析アプリケーション
2a 局所血流解析アプリケーション
2b 造影濃度曲線算出部
2c 動脈の時間濃度曲線算出部
2d システム行列作成部
2e デコンボリューション部
3 流体解析装置
3a イメージデータ取得部
3b 組織画素変化曲線算出部
3c 流体画素変化曲線算出部
3d システム行列作成部
3e デコンボリューション部
4 MRI装置
4a イメージング部
Claims (13)
- 医用画像撮影装置により得られた複数の時相における被検体の造影画像データに基づいて、前記複数の時相間における各画素の画素値の変化を計測して組織における造影剤の濃度に対応する量の時間変化を表す時間濃度曲線を算出する組織の時間濃度曲線算出手段と、
前記組織に対応する前記時間濃度曲線から動脈領域を設定し、動脈に対応する時間濃度曲線を算出する動脈の時間濃度曲線算出手段と、
前記組織に対応する前記時間濃度曲線を、第1の時刻を基準にして離散化し、異なる時刻での前記組織における前記造影剤の濃度に対応する値を含む複数の要素を1次元に配列した第1の集合を構成する第1の構成手段と、
前記動脈に対応する前記時間濃度曲線を、前記第1の時刻より後方の第2の時刻を基準にして離散化し、異なる時刻での前記動脈における前記造影剤の濃度に対応する値を含む複数の要素を2次元に配列した第2の集合を構成する第2の構成手段と、
前記第1の集合と前記第2の集合の逆畳み込み積分を行い、前記組織の伝達関数を算出する逆畳み込み積分手段と、
前記伝達関数に基づいて、血流動態に関する情報を算出する血流情報算出手段と
を備える血流動態解析装置。 - 前記第1の時刻は、前記画像データの収集開始時刻、または前記収集開始時刻と前記第2の時刻の間の所定時刻であり、前記第2の時刻は、前記動脈に対応する前記時間濃度曲線が上昇し始める時刻である請求項1に記載の血流動態解析装置。
- 前記第1の集合は、1次元に配列されたL個の異なる時刻での前記組織における前記造影剤の濃度に対応する値の集合に対して、時間軸方向の前方にH個の第1の要素が追加された集合であり、前記第2の集合は、2次元に配列されたL個の異なる時刻での前記動脈における前記造影剤の濃度に対応する値の集合に対して、前記時間軸方向の後方にH個の第2の要素が追加された集合である請求項1又は2に記載の血流動態解析装置。
- 前記第1の要素は、0及び前記組織における前記造影剤の濃度に対応する値の少なくとも一方であり、前記第2の要素は、0及び前記動脈における前記造影剤の濃度に対応する値の少なくとも一方である請求項3に記載の血流動態解析装置。
- 前記血流情報算出手段は、前記伝達関数の最大値を検索し、検索した前記伝達関数の最大値からピーク範囲を算出し、前記伝達関数の最大値および前記ピーク範囲に基づいて、前記血流動態に関する情報を算出する請求項1乃至4のいずれか1項に記載の血流動態解析装置。
- コンピュータを、
医用画像撮影装置により得られた複数の時相における被検体の造影画像データに基づいて、前記複数の時相間における各画素の画素値の変化を計測して組織における造影剤の濃度に対応する量の時間変化を表す時間濃度曲線を算出する組織の時間濃度曲線算出手段、
前記組織に対応する前記時間濃度曲線から動脈領域を設定し、動脈に対応する時間濃度曲線を算出する動脈の時間濃度曲線算出手段、
前記組織に対応する前記時間濃度曲線を、第1の時刻を基準にして離散化し、異なる時刻での前記組織における前記造影剤の濃度に対応する値を含む複数の要素を1次元に配列した第1の集合を構成する第1の構成手段、
前記動脈に対応する前記時間濃度曲線を、前記第1の時刻より後方の第2の時刻を基準にして離散化し、異なる時刻での前記動脈における前記造影剤の濃度に対応する値を含む複数の要素を2次元に配列した第2の集合を構成する第2の構成手段、
前記第1の集合と前記第2の集合の逆畳み込み積分を行い、前記組織の伝達関数を算出する逆畳み込み積分手段、及び
前記伝達関数に基づいて、血流動態に関する情報を算出する血流情報算出手段、
として機能させる血流動態解析プログラム。 - 被検体の複数のフレームの画像データに基づいて、組織に対応する画素において画素値の濃度に応じた量の前記複数のフレーム間における第1の変化を算出する一方、流体に対応する画素値の濃度に応じた量の前記複数のフレーム間における第2の変化を算出する濃度変化算出手段と、
前記第1の変化に基づいて前記第1の変化の第1の点に対応する要素を最初の要素とする解析対象となる数の第1の複数の要素を作成する一方、前記第2の変化に基づいて前記第2の変化の前記第1の点よりも後の第2の点に対応する要素を最初の要素とする前記解析対象となる数の第2の複数の要素を作成し、前記第1の複数の要素及び前記第2の複数の要素に基づいて逆畳み込み積分処理を伴って流体の動態に関する情報を算出する流体情報算出手段と、
を備える流体解析装置。 - 前記濃度変化算出手段は、複数のフレームの造影画像データに基づいて、造影剤の濃度に応じた量の時間変化を前記第1及び第2の変化として算出するように構成される請求項7に記載の流体解析装置。
- 前記濃度変化算出手段は、複数のフレームの非造影画像データに基づいて、前記第1及び第2の変化を算出するように構成される請求項7に記載の流体解析装置。
- 前記濃度変化算出手段は、磁気共鳴イメージング装置により共通のラベリングパルスからイメージングデータの収集タイミングまでの時間を変えてダイナミック収集された複数のフレームの非造影画像データに基づいて、前記第1及び第2の変化を算出するように構成される請求項9に記載の流体解析装置。
- 前記濃度変化算出手段は、磁気共鳴イメージング装置により反転回復パルス又は飽和パルスの印加とイメージングデータの収集とを繰り返し、かつ前記反転回復パルス又は飽和パルスの印加タイミングから前記イメージングデータの収集タイミングまでの時間を変えて収集された複数のフレームの非造影画像データに基づいて、前記第1及び第2の変化を算出するように構成される請求項9に記載の流体解析装置。
- 前記濃度変化算出手段は、磁気共鳴イメージング装置により反転回復パルス又は飽和パルスの印加とイメージングデータの収集とを繰り返し、かつ前記反転回復パルス又は飽和パルスの印加領域を変えて収集された複数のフレームの非造影画像データに基づいて、前記第1及び第2の変化を算出するように構成される請求項9に記載の流体解析装置。
- コンピュータを、
被検体の複数のフレームの画像データに基づいて、組織に対応する画素において画素値の濃度に応じた量の前記複数のフレーム間における第1の変化を算出する一方、流体に対応する画素値の濃度に応じた量の前記複数のフレーム間における第2の変化を算出する濃度変化算出手段、及び
前記第1の変化に基づいて前記第1の変化の第1の点に対応する要素を最初の要素とする解析対象となる数の第1の複数の要素を作成する一方、前記第2の変化に基づいて前記第2の変化の前記第1の点よりも後の第2の点に対応する要素を最初の要素とする前記解析対象となる数の第2の複数の要素を作成し、前記第1の複数の要素及び前記第2の複数の要素に基づいて逆畳み込み積分処理を伴って流体の動態に関する情報を算出する流体情報算出手段、
として機能させる流体解析プログラム。
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