JP5689595B2 - Magnetic resonance imaging system - Google Patents

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本発明は、被検体の原子核スピンをラーモア周波数の高周波(RF: radio frequency)信号で磁気的に励起し、この励起に伴って発生する核磁気共鳴(NMR: nuclear magnetic resonance)信号から画像を再構成する磁気共鳴イメージング(MRI: Magnetic Resonance Imaging)装置に係り、特に、拍動を表す信号に同期して血流像を得るMRA(Magnetic Resonance Angiography)を実施することが可能な磁気共鳴イメージング装置に関する。   The present invention magnetically excites a subject's nuclear spin with a radio frequency (RF) signal of Larmor frequency, and reconstructs an image from the nuclear magnetic resonance (NMR) signal generated by this excitation. The present invention relates to a magnetic resonance imaging (MRI) apparatus, and more particularly to a magnetic resonance imaging apparatus capable of performing MRA (Magnetic Resonance Angiography) to obtain a blood flow image in synchronization with a signal representing pulsation. .

磁気共鳴イメージングは、静磁場中に置かれた被検体の原子核スピンをラーモア周波数のRF信号で磁気的に励起し、この励起に伴って発生するMR信号から画像を再構成する撮像法である。   Magnetic resonance imaging is an imaging method in which a nuclear spin of a subject placed in a static magnetic field is magnetically excited with an RF signal having a Larmor frequency, and an image is reconstructed from an MR signal generated by the excitation.

この磁気共鳴イメージングの分野において、血流像を得る手法としてMRAが知られている。MRAのうち、造影剤を使用しないものは非造影MRAと呼ばれる。非造影MRAでは、ECG(electro cardiogram)同期を行って心臓から拍出された速い流速の血流を捕捉することにより良好に血管を描出するFBI(Fresh Blood Imaging)法が考案されている。   In the field of magnetic resonance imaging, MRA is known as a technique for obtaining a blood flow image. MRA that does not use a contrast agent is called non-contrast MRA. In non-contrast MRA, an FBI (Fresh Blood Imaging) method has been devised in which blood vessels are well imaged by capturing blood flow at a high flow rate pumped from the heart by performing ECG (electro cardiogram) synchronization.

さらに、FBI法に併用される技術として、適切な心電同期の遅延時間を測定するためのECG-prepという技術が考案されている。ECG-prepは、イメージングスキャンに先立って、適切な心電同期の遅延時間を決定するための準備スキャンであるECG-prepスキャンを行い、ECG-prepスキャンによって決定したECG遅延時間でイメージングスキャンを実行するものである。ECG-prepスキャンは、ECG信号のR波からの遅延時間を徐々に変化させでデータ収集を行うことにより互いに時相が異なる複数のECG-prep画像を得るスキャンである。このECG-prepスキャンによって得られた複数のECG-prep画像から適切に血管が描出されたECG-prep画像を選択することにより、イメージングスキャンにおけるECG遅延時間を決定することができる。   Furthermore, as a technique used together with the FBI method, an ECG-prep technique for measuring an appropriate ECG synchronization delay time has been devised. ECG-prep performs an ECG-prep scan, which is a preparation scan for determining an appropriate ECG delay time, prior to the imaging scan, and executes the imaging scan with the ECG delay time determined by the ECG-prep scan. To do. The ECG-prep scan is a scan for acquiring a plurality of ECG-prep images having different time phases by collecting data by gradually changing the delay time from the R wave of the ECG signal. By selecting an ECG-prep image in which blood vessels are appropriately depicted from a plurality of ECG-prep images obtained by this ECG-prep scan, the ECG delay time in the imaging scan can be determined.

また、ECG-prepスキャンによって得られた複数のECG-prep画像に基づいて適切な遅延時間を決定するための支援情報を生成する技術も考案されている(例えば特許文献1参照)。   In addition, a technique for generating support information for determining an appropriate delay time based on a plurality of ECG-prep images obtained by an ECG-prep scan has been devised (see, for example, Patent Document 1).

この技術では、任意に設定された関心領域(ROI: region of interest)について、基準となるECG-prep画像と他の複数のECG-prep画像との差分画像に最大値投影(MIP: maximum intensity projection)処理を施すことにより、1枚のMIP画像が生成される。そうすると、MIP画像は、各位置において最も大きい血流変化を信号差分値として抽出した画像となる。   In this technology, for a region of interest (ROI) that is set arbitrarily, maximum intensity projection (MIP: maximum intensity projection) is applied to the difference image between the reference ECG-prep image and other ECG-prep images. ) Process, one MIP image is generated. Then, the MIP image is an image obtained by extracting the largest blood flow change at each position as a signal difference value.

次に、所望の閾値を用いてMIP画像を二値化することによって、閾値以上の信号強度を有する画素の画素値を1とし、他の画素の画素値を0とするマスク画像が生成される。さらに、各時相に対応するROI内におけるECG-prep画像とマスク画像とを乗算することによって各時相に対応する複数の被マスク画像が生成される。そうすると、被マスク画像は、ECG-prep画像に設定されたROI内から血管である可能性が高い部分を抽出した画像となる。   Next, by binarizing the MIP image using a desired threshold value, a mask image in which the pixel value of a pixel having a signal intensity equal to or higher than the threshold value is 1 and the pixel value of another pixel is 0 is generated. . Furthermore, a plurality of masked images corresponding to each time phase are generated by multiplying the ECG-prep image and the mask image in the ROI corresponding to each time phase. Then, the masked image is an image obtained by extracting a portion that is highly likely to be a blood vessel from the ROI set in the ECG-prep image.

次に、各被マスク画像内の全ての画素についての画素値の平均値が求められる。これにより、各時相に対応する画素値の代表値が求められる。そして、画素値の平均値が最小となる時相と最大となる時相に対応するECG-prep画像の遅延時間がイメージングスキャン用の遅延時間の候補として決定される。   Next, an average value of pixel values for all the pixels in each masked image is obtained. Thereby, the representative value of the pixel value corresponding to each time phase is obtained. Then, the delay time of the ECG-prep image corresponding to the time phase in which the average value of the pixel values is the minimum and the time phase in which the average value is the maximum is determined as a delay time candidate for the imaging scan.

つまり、血管の特徴を時相毎の信号値の代表値で表し、代表値が最大値または最小値となるときのR波からの遅延時間をイメージングスキャン用の遅延時間の候補とすることができる。   In other words, blood vessel characteristics can be represented by representative values of signal values for each time phase, and the delay time from the R wave when the representative value becomes the maximum value or the minimum value can be used as a delay time candidate for the imaging scan. .

特開2008−23317号公報JP 2008-23317 A

しかしながら、拡張期に対応する適切な遅延時間は、個人差はあるものの瞬間的ではなく一定時間継続的に存在する。これに対して、従来の最適遅延時間の決定方法では、信号値が瞬間的に最大値または最小値となるときの遅延時間を撮像条件の候補とすることしかできない。このため、オペレータは、時相ごとの信号変化を把握することによって拡張期におけるデータ収集に適切な時相を判断する必要がある。   However, an appropriate delay time corresponding to the diastole exists continuously for a certain time, not instantaneously, although there are individual differences. On the other hand, in the conventional method for determining the optimum delay time, the delay time when the signal value instantaneously becomes the maximum value or the minimum value can only be used as a candidate for the imaging condition. For this reason, the operator needs to determine the appropriate time phase for data collection in the diastole by grasping the signal change for each time phase.

また、データを複数のセグメントに分割して収集する場合、拡張期として判断される区間内において収集が可能となるようにセグメントの数を調整する必要がある。   Further, when collecting data by dividing it into a plurality of segments, it is necessary to adjust the number of segments so that the data can be collected in the section determined as the expansion period.

このように従来の手法では、遅延時間の設定や遅延時間に応じた撮像条件の設定時にオペレータの労力を要するという問題がある。また、より的確に遅延時間等の撮像条件を設定できるようにすることが望まれる。さらに、このような問題は、脈波同期等の拍動に同期させたMRAにおいても同様である。   As described above, the conventional method has a problem that it takes an operator's labor when setting the delay time or setting the imaging condition according to the delay time. It is also desirable to be able to set imaging conditions such as delay time more accurately. Furthermore, such a problem also applies to MRA synchronized with pulsations such as pulse wave synchronization.

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、ECG信号等の同期信号に同期させたMRAにおいて、R波等のトリガからのデータ収集の遅延時間をより簡易かつ的確に設定することが可能な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。   The present invention has been made in order to cope with such a conventional situation, and in MRA synchronized with a synchronization signal such as an ECG signal, a delay time for collecting data from a trigger such as an R wave is more easily and accurately set. An object of the present invention is to provide a magnetic resonance imaging apparatus capable of performing the above.

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、拍動を表す信号上に設定されたトリガからデータ収集開始タイミングまでの遅延時間を変えてプレスキャンを実行するプレスキャン手段と、前記プレスキャンによって被検体から収集された遅延時間ごとの磁気共鳴信号の強度または磁気共鳴画像データの画素値の変化曲線から、前記変化曲線のうち直線とみなせる区間を検出するための処理を含む処理によって安定期間を検出し、検出した前記安定期間に応じた遅延時間を算出する遅延時間算出手段と、
前記算出された遅延時間に基づいて決定された遅延時間でイメージングスキャンを実行することにより血流像データを生成するイメージングスキャン手段と、を備えるものである。
In order to achieve the above-described object, the magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention performs prescan by changing the delay time from the trigger set on the signal representing pulsation to the data collection start timing. And processing for detecting a section of the change curve that can be regarded as a straight line from the change curve of the intensity of the magnetic resonance signal or the pixel value of the magnetic resonance image data for each delay time collected from the subject by the pre-scan. A delay time calculating means for detecting a stable period by processing including calculating a delay time according to the detected stable period;
Imaging scan means for generating blood flow image data by executing an imaging scan with a delay time determined based on the calculated delay time.

本発明に係る磁気共鳴イメージング装置においては、ECG信号等の同期信号に同期させた非造影MRAにおいて、R波等のトリガからのデータ収集の遅延時間をより簡易かつ的確に設定することができる。   In the magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention, in the non-contrast MRA synchronized with a synchronization signal such as an ECG signal, the delay time of data collection from a trigger such as an R wave can be set more simply and accurately.

本発明に係る磁気共鳴イメージング装置の実施の形態を示す構成図。1 is a configuration diagram showing an embodiment of a magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention. 図1に示すコンピュータの機能ブロック図。The functional block diagram of the computer shown in FIG. 図1に示す磁気共鳴イメージング装置により被検体の血流像を撮像する際の流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow at the time of imaging the blood-flow image of a subject with the magnetic resonance imaging apparatus shown in FIG. 遅延時間ごとの画素値の相対強度を表す曲線から最小2乗近似によって直線とみなせる範囲を検出した例を示す図。The figure which shows the example which detected the range which can be considered as a straight line by the least square approximation from the curve showing the relative intensity | strength of the pixel value for every delay time. 近似計算の対象となる遅延時間の数と近似曲線の傾きおよび近時の度合いを表す標本標準偏差の値の関係を示す表。The table | surface which shows the relationship between the number of the delay times used as the object of approximation calculation, the value of the sample standard deviation showing the inclination of an approximate curve, and the recent degree. 遅延時間ごとのPPG-prep画像データの代表画素値の相対強度を表す曲線の一例を示す図。The figure which shows an example of the curve showing the relative intensity | strength of the representative pixel value of the PPG-prep image data for every delay time. 図6に示す相対画素強度曲線上の3点から点を順次追加して直線近似を行った例を示す図。FIG. 7 is a diagram showing an example in which points are sequentially added from three points on the relative pixel intensity curve shown in FIG. 6 to perform linear approximation. 遅延時間ごとのECG-prep画像データの代表画素値の相対強度を表す曲線から検出された拡張期間に基づいて遅延時間を設定した例を示す図。The figure which shows the example which set delay time based on the extended period detected from the curve showing the relative intensity | strength of the representative pixel value of ECG-prep image data for every delay time.

本発明に係る磁気共鳴イメージング装置の実施の形態について添付図面を参照して説明する。   Embodiments of a magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

(構成および機能)
図1は本発明に係る磁気共鳴イメージング装置の実施の形態を示す構成図である。
(Configuration and function)
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention.

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、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23およびRFコイル24を備えている。   The magnetic resonance imaging apparatus 20 includes a cylindrical static magnetic field magnet 21 that forms a static magnetic field, a shim coil 22, a gradient magnetic field coil 23, and an RF coil 24 provided inside the static magnetic field magnet 21.

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には、入力装置33、表示装置34、演算装置35および記憶装置36が備えられる。   In addition, the magnetic resonance imaging apparatus 20 includes a control system 25. The control system 25 includes a static magnetic field power supply 26, a gradient magnetic field power supply 27, a shim coil power supply 28, a transmitter 29, a receiver 30, a sequence controller 31, and a computer 32. The gradient magnetic field power source 27 of the control system 25 includes an X-axis gradient magnetic field power source 27x, a Y-axis gradient magnetic field power source 27y, and a Z-axis gradient magnetic field power source 27z. In addition, the computer 32 includes an input device 33, a display device 34, an arithmetic device 35, and a storage device 36.

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。尚、静磁場用磁石21は超伝導コイルで構成される場合が多く、励磁の際に静磁場電源26と接続されて電流が供給されるが、一旦励磁された後は非接続状態とされるのが一般的である。また、静磁場用磁石21を永久磁石で構成し、静磁場電源26が設けられない場合もある。   The static magnetic field magnet 21 is connected to a static magnetic field power supply 26 and has a function of forming a static magnetic field in the imaging region by a current supplied from the static magnetic field power supply 26. In many cases, the static magnetic field magnet 21 is composed of a superconducting coil, and is connected to the static magnetic field power supply 26 at the time of excitation and supplied with current. It is common. In some cases, the static magnetic field magnet 21 is composed of a permanent magnet and the static magnetic field power supply 26 is not provided.

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。   A cylindrical shim coil 22 is coaxially provided inside the static magnetic field magnet 21. The shim coil 22 is connected to the shim coil power supply 28, and is configured such that a current is supplied from the shim coil power supply 28 to the shim coil 22 to make the static magnetic field uniform.

傾斜磁場コイル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23の内側には寝台37が設けられて撮像領域とされ、寝台37には被検体Pがセットされる。RFコイル24にはガントリに内蔵されたRF信号の送受信用の全身用コイル(WBC: whole body coil)や寝台37や被検体P近傍に設けられるRF信号の受信用の局所コイルなどがある。   The gradient magnetic field coil 23 includes an X-axis gradient magnetic field coil 23 x, a Y-axis gradient magnetic field coil 23 y, and a Z-axis gradient magnetic field coil 23 z, and is formed in a cylindrical shape inside the static magnetic field magnet 21. A bed 37 is provided inside the gradient magnetic field coil 23 as an imaging region, and the subject P is set on the bed 37. The RF coil 24 includes a whole body coil (WBC) for transmitting and receiving an RF signal built in the gantry, a bed 37 and a local coil for receiving an RF signal provided near the subject P.

また、傾斜磁場コイル23は、傾斜磁場電源27と接続される。傾斜磁場コイル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。   The gradient magnetic field coil 23 is connected to a gradient magnetic field power supply 27. The X-axis gradient magnetic field coil 23x, the Y-axis gradient magnetic field coil 23y, and the Z-axis gradient magnetic field coil 23z of the gradient magnetic field coil 23 are respectively an X-axis gradient magnetic field power source 27x, a Y-axis gradient magnetic field power source 27y, and a Z-axis gradient magnetic field coil 27z. It is connected to the magnetic field power supply 27z.

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。   The X-axis gradient magnetic field power source 27x, the Y-axis gradient magnetic field power source 27y, and the Z-axis gradient magnetic field power source 27z are supplied with currents supplied to the X-axis gradient magnetic field coil 23x, the Y-axis gradient magnetic field coil 23y, and the Z-axis gradient magnetic field coil 23z, respectively. In the imaging region, a gradient magnetic field Gx in the X-axis direction, a gradient magnetic field Gy in the Y-axis direction, and a gradient magnetic field Gz in the Z-axis direction can be formed, respectively.

RFコイル24は、送信器29および/または受信器30と接続される。送信用のRFコイル24は、送信器29からRF信号を受けて被検体Pに送信する機能を有し、受信用のRFコイル24は、被検体P内部の原子核スピンのRF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。   The RF coil 24 is connected to the transmitter 29 and / or the receiver 30. The transmission RF coil 24 has a function of receiving an RF signal from the transmitter 29 and transmitting it to the subject P, and the reception RF coil 24 is accompanied by excitation of the nuclear spin inside the subject P by the RF signal. It has a function of receiving the NMR signal generated in this way and giving it to the receiver 30.

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RF信号を発生させる機能を有する。   On the other hand, the sequence controller 31 of the control system 25 is connected to the gradient magnetic field power source 27, the transmitter 29, and the receiver 30. The sequence controller 31 has control information necessary for driving the gradient magnetic field power supply 27, the transmitter 29, and the receiver 30, for example, operation control information such as the intensity, application time, and application timing of the pulse current to be applied to the gradient magnetic field power supply 27. And the gradient magnetic field power source 27, the transmitter 29, and the receiver 30 are driven according to the stored predetermined sequence to drive the X-axis gradient magnetic field Gx, the Y-axis gradient magnetic field Gy, and the Z-axis gradient magnetic field. It has the function of generating Gz and RF signals.

また、シーケンスコントローラ31は、受信器30におけるNMR信号の検波およびA/D (analog to digital)変換により得られた複素データである生データ(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。   In addition, the sequence controller 31 is configured to receive raw data, which is complex data obtained by detection of an NMR signal and A / D (analog to digital) conversion in the receiver 30, and supply the raw data to the computer 32. The

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RF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信号を検波して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、デジタル化された複素データ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。   For this reason, the transmitter 29 is provided with a function of applying an RF signal to the RF coil 24 based on the control information received from the sequence controller 31, while the receiver 30 detects the NMR signal received from the RF coil 24. Then, by executing required signal processing and A / D conversion, a function of generating raw data that is digitized complex data and a function of supplying the generated raw data to the sequence controller 31 are provided.

さらに、磁気共鳴イメージング装置20には、被検体PのECG (electro cardiogram)信号を取得するECGユニット38が備えられる。ECGユニット38により取得されたECG信号はシーケンスコントローラ31を介してコンピュータ32に出力されるように構成される。   Further, the magnetic resonance imaging apparatus 20 includes an ECG unit 38 that acquires an ECG (electro cardiogram) signal of the subject P. The ECG signal acquired by the ECG unit 38 is configured to be output to the computer 32 via the sequence controller 31.

尚、拍動を心拍情報として表すECG信号の代わりに拍動を脈波情報として表す脈波同期(PPG: peripheral pulse gating)信号を取得することもできる。PPG信号は、例えば指先の脈波を光信号として検出した信号である。PPG信号を取得する場合には、PPG信号検出ユニットが設けられる。以下、特段の説明がある場合を除き、ECG信号を取得する場合について述べる。   A pulse wave synchronization (PPG: peripheral pulse gating) signal that represents pulsation as pulse wave information can be acquired instead of an ECG signal that represents pulsation as heart rate information. The PPG signal is, for example, a signal obtained by detecting a fingertip pulse wave as an optical signal. When acquiring the PPG signal, a PPG signal detection unit is provided. Hereinafter, a case where an ECG signal is acquired will be described unless otherwise specified.

また、コンピュータ32の記憶装置36に保存されたプログラムを演算装置35で実行することにより、コンピュータ32には各種機能が備えられる。ただし、プログラムによらず、各種機能を有する特定の回路を磁気共鳴イメージング装置20に設けてもよい。   Further, the computer 32 is provided with various functions by executing the program stored in the storage device 36 of the computer 32 by the arithmetic unit 35. However, a specific circuit having various functions may be provided in the magnetic resonance imaging apparatus 20 regardless of the program.

図2は、図1に示すコンピュータ32の機能ブロック図である。   FIG. 2 is a functional block diagram of the computer 32 shown in FIG.

コンピュータ32は、プログラムにより撮像条件設定部40、シーケンスコントローラ制御部41、k空間データベース42および血流像作成部43として機能する。撮像条件設定部40は、拡張期間算出部40A、セグメント数設定部40B、遅延時間設定部40Cを有する。   The computer 32 functions as an imaging condition setting unit 40, a sequence controller control unit 41, a k-space database 42, and a blood flow image creation unit 43 by a program. The imaging condition setting unit 40 includes an extended period calculation unit 40A, a segment number setting unit 40B, and a delay time setting unit 40C.

撮像条件設定部40は、入力装置33からの指示情報に基づいてパルスシーケンスを含む撮像条件を設定し、設定した撮像条件をシーケンスコントローラ制御部41に与える機能を有する。特に、撮像条件設定部40は、ECG同期下において血流像を取得するための撮像条件を設定する機能を備えている。   The imaging condition setting unit 40 has a function of setting imaging conditions including a pulse sequence based on instruction information from the input device 33 and providing the set imaging conditions to the sequence controller control unit 41. In particular, the imaging condition setting unit 40 has a function of setting imaging conditions for acquiring a blood flow image under ECG synchronization.

血流像を収集する撮像法としては、非造影で血流像データを収集するFBI法が知られている。FBI法は、R波等の被検体Pの心時相を表す基準波に同期したトリガ信号から所定時間遅延させて複数心拍毎にエコーデータを繰り返して収集する非造影MRAである。FBI法によれば、複数心拍の経過によって血液の横緩和(T2)成分の磁化が回復し、血液のT2磁化成分を強調した水(血液)強調画像を血管画像として得ることができる。さらに、FBI法では所定スライスエンコード量分のエコーデータ(ボリュームデータ)を収集する3次元スキャンが実行される。   As an imaging method for collecting a blood flow image, an FBI method for collecting blood flow image data without contrast is known. The FBI method is a non-contrast-enhanced MRA in which echo data is repeatedly collected for a plurality of heartbeats with a predetermined time delay from a trigger signal synchronized with a reference wave representing a cardiac time phase of the subject P such as an R wave. According to the FBI method, the magnetization of the transverse relaxation (T2) component of blood is recovered with the passage of a plurality of heartbeats, and a water (blood) enhanced image in which the T2 magnetization component of blood is emphasized can be obtained as a blood vessel image. Further, in the FBI method, a three-dimensional scan for collecting echo data (volume data) for a predetermined slice encoding amount is executed.

血流像を取得するための代表的なパルスシーケンスとしては、FASE (fast asymmetric spin echo又はfast advanced spin echo)シーケンスやSSFP (steady state free precession)シーケンスなどがある。また、心臓をイメージングする場合には、セグメントk-space法(segment k-space method)によるFFE (fast field echo)シーケンスを用いることができる。セグメントk-space法は、k空間をいくつかの領域に分割することによってセグメント化し、セグメントごとに順次k空間データを取り込んでいく方法である。   Typical pulse sequences for acquiring a blood flow image include a FASE (fast asymmetric spin echo or fast advanced spin echo) sequence and an SSFP (steady state free precession) sequence. When imaging the heart, an FFE (fast field echo) sequence based on a segment k-space method can be used. The segment k-space method is a method in which k-space is segmented by dividing it into several regions, and k-space data is taken in sequentially for each segment.

さらに、撮像条件設定部40は、イメージングスキャンにおけるECG同期の遅延時間を決定するためのプレスキャンであるECG-prepスキャン用の撮像条件を設定する機能を備えている。ECG-prepスキャンは、ECG信号のR波等の基準波からデータ収集開始タイミングまでの遅延時間を変えて異なる心時相に対応する複数のECG-prep画像データを収集するスキャンである。ECG-prepスキャンは、スキャン時間短縮化の観点から2次元(2D: two dimensional)スキャンとし、他の撮像条件はイメージングスキャンと同等に設定することが望ましい。   Furthermore, the imaging condition setting unit 40 has a function of setting imaging conditions for an ECG-prep scan, which is a pre-scan for determining an ECG synchronization delay time in an imaging scan. The ECG-prep scan is a scan for collecting a plurality of ECG-prep image data corresponding to different cardiac phases by changing a delay time from a reference wave such as an R wave of an ECG signal to a data collection start timing. The ECG-prep scan is preferably a two-dimensional (2D) scan from the viewpoint of shortening the scan time, and other imaging conditions are preferably set to be equivalent to the imaging scan.

拡張期間算出部40Aは、ECG-prepスキャンによって収集された異なる遅延時間に対応するECG-prep画像データまたはNMR信号に基づいて心筋の拡張期として安定した期間を求める機能を有する。   The expansion period calculation unit 40A has a function of obtaining a stable period as a myocardial expansion period based on ECG-prep image data or NMR signals corresponding to different delay times collected by the ECG-prep scan.

セグメント数設定部40Bは、拡張期間算出部40Aにより求められた拡張期間内に設定可能なデータ収集用のセグメント長およびセグメント数を計算し、計算結果に基づいて複数のセグメントをイメージングスキャン用の撮像条件として設定する機能を有する。   The segment number setting unit 40B calculates the segment length and the number of segments for data collection that can be set within the extension period obtained by the extension period calculation unit 40A, and images a plurality of segments for imaging scan based on the calculation result. It has a function to set as a condition.

遅延時間設定部40Cは、拡張期間算出部40Aにより求められた拡張期間および/またはセグメント数設定部40Bにより設定されたセグメントに応じた適切な遅延時間をイメージングスキャン用の撮像条件として設定する機能を有する。   The delay time setting unit 40C has a function of setting an appropriate delay time according to the extension period obtained by the extension period calculation unit 40A and / or the segment set by the segment number setting unit 40B as an imaging condition for the imaging scan. Have.

尚、脈波同期MRAを行う場合には、PPG信号上に設定されたトリガからの遅延時間を変えたPPG-prepスキャンを実行し、時相の異なる複数のPPG-prep画像に基づいて信号強度の時間変化が少ない安定した期間が求められる。   In addition, when performing pulse wave synchronization MRA, the PPG-prep scan with different delay time from the trigger set on the PPG signal is executed, and the signal strength is based on multiple PPG-prep images with different time phases. Therefore, a stable period with little change in time is required.

シーケンスコントローラ制御部41は、入力装置33からのスキャン開始指示情報に基づいて、シーケンスコントローラ31にパルスシーケンスを含む撮像条件を与えること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部41は、シーケンスコントローラ31から生データを受けてk空間データベース42に形成されたk空間に配置する機能を有する。   The sequence controller control unit 41 has a function of controlling driving by giving an imaging condition including a pulse sequence to the sequence controller 31 based on scan start instruction information from the input device 33. The sequence controller control unit 41 has a function of receiving raw data from the sequence controller 31 and arranging it in the k space formed in the k space database 42.

血流像作成部43は、k空間データベース42からk空間データを取り込んでフーリエ変換(FT: Fourier transform)を含む画像再構成処理を施すことにより画像データを再構成する機能と、再構成して得られた画像データに差分処理やMIP処理等の必要な画像処理を施すことにより血流像データを生成する機能を有する。また、血流像作成部43は、ECG-prepスキャンによって収集された心時相ごとの血流像データをECG-prep画像データとして撮像条件設定部40に与えるように構成される。   The blood flow image creation unit 43 has a function of reconstructing image data by taking k-space data from the k-space database 42 and performing an image reconstruction process including Fourier transform (FT). It has a function of generating blood flow image data by performing necessary image processing such as difference processing and MIP processing on the obtained image data. The blood flow image creation unit 43 is configured to provide the blood flow image data for each cardiac phase collected by the ECG-prep scan to the imaging condition setting unit 40 as ECG-prep image data.

(動作および作用)
次に磁気共鳴イメージング装置20の動作および作用について説明する。
(Operation and action)
Next, the operation and action of the magnetic resonance imaging apparatus 20 will be described.

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の血流像を撮像する際の流れを示すフローチャートである。   FIG. 3 is a flowchart showing a flow when a blood flow image of the subject P is captured by the magnetic resonance imaging apparatus 20 shown in FIG.

まずステップS1において、ECG-prepスキャンが実行される。そのために、撮像条件設定部40において複数の遅延時間を含むECG-prepスキャン用の撮像条件が設定される。   First, in step S1, an ECG-prep scan is executed. For this purpose, the imaging condition setting unit 40 sets imaging conditions for ECG-prep scan including a plurality of delay times.

一方、予め寝台37に被検体Pがセットされ、静磁場電源26により励磁された静磁場用磁石21(超伝導磁石)の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。   On the other hand, the subject P is set on the bed 37 in advance, and a static magnetic field is formed in the imaging region of the static magnetic field magnet 21 (superconducting magnet) excited by the static magnetic field power supply 26. Further, a current is supplied from the shim coil power supply 28 to the shim coil 22, and the static magnetic field formed in the imaging region is made uniform.

そして、入力装置33からシーケンスコントローラ制御部41にスキャン開始指示が与えられると、シーケンスコントローラ制御部41は撮像条件設定部40から取得したパルスシーケンスを含む撮影条件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、ECGユニット38からのECG信号による同期下においてシーケンスコントローラ制御部41から受けたパルス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傾斜磁場を形成させるとともに、RFコイル24からRF信号を発生させる。   When the scan start instruction is given from the input device 33 to the sequence controller control unit 41, the sequence controller control unit 41 gives the imaging conditions including the pulse sequence acquired from the imaging condition setting unit 40 to the sequence controller 31. The sequence controller 31 sets the subject P by driving the gradient magnetic field power source 27, the transmitter 29, and the receiver 30 according to the pulse sequence received from the sequence controller control unit 41 under the synchronization with the ECG signal from the ECG unit 38. A gradient magnetic field is formed in the obtained imaging region, and an RF signal is generated from the RF coil 24.

このため、被検体Pの内部における核磁気共鳴により生じたNMR信号が、RFコイル24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からNMR信号を受けて、所要の信号処理を実行した後、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、生データをシーケンスコントローラ制御部41に与え、シーケンスコントローラ制御部41はk空間データベース42に形成されたk空間に生データをk空間データとして配置する。   Therefore, an NMR signal generated by nuclear magnetic resonance inside the subject P is received by the RF coil 24 and given to the receiver 30. The receiver 30 receives the NMR signal from the RF coil 24, performs necessary signal processing, and then performs A / D conversion to generate raw data that is an NMR signal of digital data. The receiver 30 gives the generated raw data to the sequence controller 31. The sequence controller 31 provides the raw data to the sequence controller control unit 41, and the sequence controller control unit 41 arranges the raw data as k-space data in the k-space formed in the k-space database 42.

血流像作成部43は、k空間データベース42からk空間データを取り込んで遅延時間ごとの血流像データを生成し、生成した血流像データをECG-prep画像データとして撮像条件設定部40に与える。   The blood flow image creation unit 43 takes in k-space data from the k-space database 42, generates blood flow image data for each delay time, and uses the generated blood flow image data as ECG-prep image data to the imaging condition setting unit 40. give.

次にステップS2において、拡張期間算出部40Aは、ECG-prepスキャンによって収集された異なる遅延時間に対応するECG-prep画像データまたはNMR信号に基づいて拡張期として安定した期間を求める。拡張期間は、ECG-prep画像データの画素値またはNMR信号の遅延時間(時相)ごとの強度変化を表す曲線から直線的に変化する区間を検出することによって求めることができる。   Next, in step S2, the expansion period calculation unit 40A obtains a stable period as the expansion period based on ECG-prep image data or NMR signals corresponding to different delay times collected by the ECG-prep scan. The extension period can be obtained by detecting a linearly changing section from a curve representing the intensity change for each delay time (time phase) of the pixel value of the ECG-prep image data or the NMR signal.

ここでは、遅延時間ごとのECG-prep画像データの画素値に基づいて拡張期間を求める例について説明する。同様に、遅延時間ごとのNMR信号に基づいて拡張期間を求めることもできる。   Here, an example in which the extension period is obtained based on the pixel value of the ECG-prep image data for each delay time will be described. Similarly, the extension period can be obtained based on the NMR signal for each delay time.

まず、各遅延時間におけるECG-prep画像データの画素値の代表値が求められる。代表値は、画素値の合計値、最大値、平均値等の任意の値とすることができる。代表値を算出するための領域も任意に決定することができる。例えば、ECG-prep画像データ全体を代表値の算出に用いてもよい。   First, the representative value of the pixel value of ECG-prep image data at each delay time is obtained. The representative value can be an arbitrary value such as a total value, a maximum value, or an average value of the pixel values. The region for calculating the representative value can also be arbitrarily determined. For example, the entire ECG-prep image data may be used for calculating the representative value.

ただし、データ処理量の低減化の観点からは、ECG-prep画像データから着目する血管部分の画素値を抽出し、抽出した画素値を用いて代表値を算出することが望ましい。そこで、例えば着目する血管が含まれるように任意に設定されたROIについて、基準となるECG-prep画像データと他の複数のECG-prep画像データとの差分画像データがそれぞれ生成される。そうすると、差分画像データは、血流の変化量に応じた画素値を示す画像データとなる。   However, from the viewpoint of reducing the data processing amount, it is desirable to extract the pixel value of the blood vessel portion of interest from the ECG-prep image data and calculate the representative value using the extracted pixel value. Therefore, for example, for ROI arbitrarily set so as to include the blood vessel of interest, difference image data between ECG-prep image data serving as a reference and other plurality of ECG-prep image data is generated. Then, difference image data turns into image data which shows the pixel value according to the variation | change_quantity of the blood flow.

次に、生成した複数の差分画像データにMIP処理を施すことにより、1枚のMIP画像データが生成される。そうすると、MIP画像データは、ROI内の各位置において最も大きい血流変化を画素差分値として抽出した画像データとなる。   Next, one piece of MIP image data is generated by performing MIP processing on the plurality of generated difference image data. Then, the MIP image data is image data obtained by extracting the largest blood flow change at each position in the ROI as a pixel difference value.

次に、所望の閾値を用いてMIP画像データを二値化することによって、閾値以上の画素値を有する画素の画素値を1とし、他の画素の画素値を0とするマスク画像データが生成される。そうすると、マスク画像データは、血管である可能性が高い位置における画素値が1であり、血管である可能性が低い位置における画素値が0の画像データとなる。   Next, by binarizing the MIP image data using a desired threshold value, mask image data in which the pixel value of a pixel having a pixel value equal to or greater than the threshold value is 1 and the pixel value of another pixel is 0 is generated. Is done. Then, the mask image data is image data having a pixel value of 1 at a position where the possibility of being a blood vessel is high and a pixel value of 0 at a position where the possibility of being a blood vessel is low.

次に、各遅延時間に対応するROI内におけるECG-prep画像データとマスク画像データとを乗算することによって各遅延時間に対応する複数の被マスク画像データが生成される。そうすると、被マスク画像データは、ECG-prep画像データに設定されたROI内から血管である可能性が高い部分を抽出した画像となる。   Next, a plurality of masked image data corresponding to each delay time is generated by multiplying the ECG-prep image data and the mask image data in the ROI corresponding to each delay time. Then, the masked image data is an image obtained by extracting a portion that is highly likely to be a blood vessel from the ROI set in the ECG-prep image data.

次に、例えば各被マスク画像データ内の全ての画素についての画素値の平均値が求められる。これにより、各遅延時間に対応する画素値の代表値が求められる。すなわち、遅延時間tの変化に対する画素値の変化曲線F(t)が得られる。そうすると、変化曲線F(t)から直線とみなせる区間を任意の手法で検出することが可能となる。   Next, for example, an average value of pixel values for all pixels in each masked image data is obtained. Thereby, the representative value of the pixel value corresponding to each delay time is obtained. That is, a change curve F (t) of the pixel value with respect to the change of the delay time t is obtained. Then, an interval that can be regarded as a straight line from the change curve F (t) can be detected by an arbitrary method.

図4は、遅延時間ごとの画素値の相対強度を表す曲線から最小2乗近似によって直線とみなせる範囲を検出した例を示す図である。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example in which a range that can be regarded as a straight line is detected by a least-square approximation from a curve representing the relative intensity of the pixel value for each delay time.

図4において、縦軸は、画素値の代表値の相対強度を示し、横軸は、心時相に対応するR波からの遅延時間を示す。図4に示すような遅延時間-強度曲線Cecg上において、分散が最小となるような隣接する3点の遅延時間を起点として、近似の計算に加える点を増やしながら最小2乗近似による直線近似を順次行うことによって直線とみなせる区間を検出することができる。具体例として、以下のようなアルゴリズムに従って、直線的に変化する区間を検出することができる。   In FIG. 4, the vertical axis indicates the relative intensity of the representative value of the pixel value, and the horizontal axis indicates the delay time from the R wave corresponding to the cardiac time phase. On the delay time-intensity curve Cecg as shown in Fig. 4, starting from the three adjacent delay times that minimize the variance, increasing the number of points to be added to the approximation calculation, and performing linear approximation by least square approximation It is possible to detect a section that can be regarded as a straight line by sequentially performing it. As a specific example, a linearly changing section can be detected according to the following algorithm.

まず、遅延時間t=Tsからt=Teの検索範囲において、強度F(t)が最大値Fmax(Tm)となるときの遅延時間Tmを検索する。次に、遅延時間Tm近傍における3点F(t-Δt), F(t), F(t+Δt)の分散が最小となる遅延時間Tdを検索する。つまり、最大画素値付近の安定した時相が検出される。   First, in the search range from the delay time t = Ts to t = Te, the delay time Tm when the intensity F (t) becomes the maximum value Fmax (Tm) is searched. Next, a delay time Td that minimizes the variance of the three points F (t−Δt), F (t), and F (t + Δt) in the vicinity of the delay time Tm is searched. That is, a stable time phase near the maximum pixel value is detected.

次に、分散が最小となる3点F(Td-Δt), F(Td), F(Td+Δt)について最小2乗法により直線の近似式を求める。次に、分散が最小となる3点F(Td-Δt), F(Td), F(Td+Δt)に負方向に隣接する点F(Td-2Δt)を追加して4点について最小2乗法により直線の近似式を求める。次に、分散が最小となる3点F(Td-Δt), F(Td), F(Td+Δt)に正方向に隣接する点F(Td+2Δt)を追加して4点について最小2乗法により直線の近似式を求める。次に、3点F(Td-Δt), F(Td), F(Td+Δt)に正負の双方の方向に隣接する2点F(Td-2Δt), F(Td+2Δt)を追加して5点について最小2乗法により直線の近似式を求める。さらに同様に正負の方向に順次点を加えながら直線近似を行う。   Next, an approximate expression of a straight line is obtained by the least square method for the three points F (Td−Δt), F (Td), and F (Td + Δt) at which the variance is minimum. Next, the point F (Td-2Δt) adjacent in the negative direction is added to the three points F (Td−Δt), F (Td), F (Td + Δt) at which the variance is minimum, and the minimum 2 for the four points An approximate expression of a straight line is obtained by multiplication. Next, the point F (Td + 2Δt) adjacent in the positive direction is added to the three points F (Td−Δt), F (Td), F (Td + Δt) at which the variance is minimum, and the minimum 2 for the four points An approximate expression of a straight line is obtained by multiplication. Next, two points F (Td-2Δt) and F (Td + 2Δt) that are adjacent in both positive and negative directions are added to the three points F (Td-Δt), F (Td), and F (Td + Δt). Then, an approximate expression of a straight line is obtained for the five points by the least square method. Similarly, linear approximation is performed while sequentially adding points in the positive and negative directions.

そして、直線の傾きが閾値を超えた場合または検定により直線近似の度合が低下した場合に探索を終了する。例えば直線の傾きが0.1を超えた場合や直線近似の度合を示す指標となる相関係数が0.9未満となった場合に直線近似処理を終了させることができる。   Then, the search is terminated when the slope of the straight line exceeds the threshold value or when the degree of straight line approximation is reduced by the test. For example, the linear approximation process can be terminated when the slope of the straight line exceeds 0.1 or when the correlation coefficient serving as an index indicating the degree of linear approximation is less than 0.9.

このようにして近似直線の傾きが閾値以下であり、かつ、近似の度合いを表す相関係数が閾値以上の範囲において最大となる直線区間を抽出することができる。すなわち、相対画素値の変化曲線F(t)を、直線的に変化する安定した拡張期間とその他の期間とに分離することができる。   In this way, it is possible to extract a straight line section in which the slope of the approximate straight line is equal to or less than the threshold and the maximum is obtained in the range where the correlation coefficient representing the degree of approximation is equal to or greater than the threshold. That is, the change curve F (t) of the relative pixel value can be separated into a stable expansion period that changes linearly and another period.

図5は、近似計算の対象となる遅延時間の数と近似曲線の傾きおよび近時の度合いを表す標本標準偏差の値の関係を示す表である。   FIG. 5 is a table showing the relationship between the number of delay times to be approximated, the slope of the approximate curve, and the value of the sample standard deviation representing the recent degree.

図5に示すように、遅延時間を例えば600, 700, 800の3点として直線近似を行うと近似直線の傾きが0.06となり標本の標準偏差は4.38となる。次に、遅延時間500および遅延時間900の一方および双方を追加した4点および5点の直線近似を行うと、近時直線の傾きおよび標準偏差はいずれも閾値内となる。そして、遅延時間400および遅延時間1000を加えると標準偏差がそれぞれ46.25および22.30となり閾値外となる。このため、遅延時間500-900の範囲を拡張期間として抽出することができる。   As shown in FIG. 5, when linear approximation is performed with delay times of, for example, three points of 600, 700, and 800, the slope of the approximate line is 0.06 and the standard deviation of the sample is 4.38. Next, when 4-point and 5-point linear approximation is performed by adding one or both of the delay time 500 and the delay time 900, the slope and standard deviation of the recent straight line are both within the threshold. When the delay time 400 and the delay time 1000 are added, the standard deviations are 46.25 and 22.30, respectively, which are outside the threshold value. For this reason, the range of the delay time 500-900 can be extracted as the extended period.

また、同様に脈波同期イメージングの場合においても、遅延時間ごとのPPG-prep画像データの代表画素値の変化を表す曲線に対する直線近似によって安定した期間を検出することができる。   Similarly, in the case of pulse wave synchronous imaging, a stable period can be detected by linear approximation to a curve representing a change in the representative pixel value of PPG-prep image data for each delay time.

図6は、遅延時間ごとのPPG-prep画像データの代表画素値の相対強度を表す曲線の一例を示す図であり、図7は、図6に示す相対画素強度曲線上の3点から点を順次追加して直線近似を行った例を示す図である。   FIG. 6 is a diagram showing an example of a curve representing the relative intensity of the representative pixel value of the PPG-prep image data for each delay time, and FIG. 7 shows points from three points on the relative pixel intensity curve shown in FIG. It is a figure which shows the example which performed the linear approximation by adding sequentially.

図6及び図7の縦軸は、PPG-prep画像データの代表画素値の相対強度を示し、横軸はPPGトリガからの遅延時間を示す。図6に示すような遅延時間-強度曲線Cppgに対して図7に示すような直線近似を行うことによって安定した脈波信号の期間を検出することができる。   6 and 7, the vertical axis represents the relative intensity of the representative pixel value of the PPG-prep image data, and the horizontal axis represents the delay time from the PPG trigger. A stable pulse wave signal period can be detected by performing linear approximation as shown in FIG. 7 on the delay time-intensity curve Cppg as shown in FIG.

次に心臓のイメージングのようにk空間データをセグメントごとに収集する場合には、ステップS3において、拡張期間算出部40Aにより求められた拡張期間内に設定可能なデータ収集用のセグメント長およびセグメント数がセグメント数設定部40Bにより計算される。すなわち、セグメント数設定部40Bは、拡張期間の長さを上限として設定可能なセグメント長を自動計算する。これにより、1つのセグメント内のデータ数およびセグメント数(shot数)を撮像条件として設定することができる。   Next, when k-space data is collected for each segment as in cardiac imaging, the segment length and the number of segments for data collection that can be set within the expansion period obtained by the expansion period calculation unit 40A in step S3. Is calculated by the segment number setting unit 40B. That is, the segment number setting unit 40B automatically calculates a segment length that can be set with the length of the expansion period as an upper limit. Thereby, the number of data in one segment and the number of segments (number of shots) can be set as imaging conditions.

次にステップS4において、遅延時間設定部40Cによりイメージングスキャン用の遅延時間が設定される。   In step S4, the delay time for imaging scan is set by the delay time setting unit 40C.

図8は、遅延時間ごとのECG-prep画像データの代表画素値の相対強度を表す曲線から検出された拡張期間に基づいて遅延時間を設定した例を示す図である。   FIG. 8 is a diagram illustrating an example in which the delay time is set based on the extended period detected from the curve representing the relative intensity of the representative pixel value of the ECG-prep image data for each delay time.

図8(A)において縦軸は、ECG-prep画像データの代表画素値の相対強度を示し、横軸はECG信号のR波トリガからの遅延時間を示す。図8(A)に示すように、遅延時間-強度曲線Cecg上において拡張期間が検出されると、拡張期間に応じた適切な遅延時間を設定することが可能となる。   In FIG. 8A, the vertical axis represents the relative intensity of the representative pixel value of the ECG-prep image data, and the horizontal axis represents the delay time from the R wave trigger of the ECG signal. As shown in FIG. 8A, when the extended period is detected on the delay time-intensity curve Cecg, it is possible to set an appropriate delay time according to the extended period.

図8(B)は、セグメントに分けてデータ収集を行う場合におけるR波トリガからデータ収集セグメントまでの遅延時間の設定例を示す。図8(B)に示すように、例えばセグメント数設定部40Bにおいて設定された長さのセグメントの中心位置が拡張期間の中央となるように遅延時間設定部40Cにおいて遅延時間を自動設定することができる。或いは、拡張期間の開始タイミングからデータ収集の開始タイミングまでのマージン期間が所望の期間となるように遅延時間を自動設定することもできる。マージン期間は、経験的または試験によって予め決定しておくことができる。   FIG. 8B shows an example of setting the delay time from the R-wave trigger to the data collection segment when collecting data in segments. As shown in FIG. 8B, for example, the delay time can be automatically set in the delay time setting unit 40C so that the center position of the segment having the length set in the segment number setting unit 40B is the center of the extension period. it can. Alternatively, the delay time can be automatically set so that the margin period from the start timing of the expansion period to the start timing of data collection becomes a desired period. The margin period can be determined in advance by experience or testing.

一方、図8(C)に示すようにデータ収集期間が拡張期間よりも長くなる場合には、データ収集タイミングが拡張期間の開始タイミングとなるようにR波トリガからの遅延時間を自動設定することもできる。   On the other hand, when the data collection period is longer than the extended period as shown in FIG. 8C, the delay time from the R-wave trigger is automatically set so that the data collection timing becomes the start timing of the extended period. You can also.

遅延時間設定部40Cにおいて設定された遅延時間は、そのままイメージングスキャン用の撮像条件として用いることができる。一方、遅延時間設定部40Cにおいて設定された遅延時間を候補として表示装置34に表示させ、入力装置33の操作によって遅延時間を調整できるようにしてもよい。このため、オペレータは、遅延時間をより簡易かつ的確に設定することが可能となる。また、セグメント数設定部40Bにいて設定されたセグメント長およびセグメント数についても同様である。   The delay time set in the delay time setting unit 40C can be used as it is as an imaging condition for an imaging scan. On the other hand, the delay time set in the delay time setting unit 40C may be displayed on the display device 34 as a candidate, and the delay time may be adjusted by operating the input device 33. For this reason, the operator can set the delay time more simply and accurately. The same applies to the segment length and the number of segments set in the segment number setting unit 40B.

次にステップS5において、設定された遅延時間を撮像条件としてイメージングスキャンが実行される。すなわち、撮像条件設定部40においてイメージングスキャン用の撮像条件が設定され、ECG-prepスキャンと同様な流れで3次元スキャンが実行される。   Next, in step S5, an imaging scan is executed using the set delay time as an imaging condition. That is, the imaging condition setting unit 40 sets imaging conditions for the imaging scan, and the three-dimensional scan is executed in the same flow as the ECG-prep scan.

次にステップS6において、イメージングスキャンによって収集されたデータに基づいて血流像データが生成される。すなわち、血流像作成部43は、イメージングスキャンによって収集されたk空間データをk空間データベース42から取り込んで血流像データを生成する。そして、生成された血流像データは、表示装置34に表示される。これによりオペレータは、適切な心時相において収集された血流像を観察することができる。   Next, in step S6, blood flow image data is generated based on the data collected by the imaging scan. That is, the blood flow image creation unit 43 takes in the k-space data collected by the imaging scan from the k-space database 42 and generates blood flow image data. The generated blood flow image data is displayed on the display device 34. Thus, the operator can observe a blood flow image collected in an appropriate cardiac phase.

つまり以上のような磁気共鳴イメージング装置20は、ECG信号やPPG信号等の拍動を表す信号に同期して実行されるMRAにおいて、トリガ信号からデータ収集開始タイミングまでの遅延時間をより的確かつ簡易に設定できるように遅延時間の変化に対して信号強度または画素強度の変化が小さく安定した期間を検出するようにしたものである。そして、検出した拡張期等の安定期間においてデータが収集されるように遅延時間を自動設定するようにしたものである。   That is, the magnetic resonance imaging apparatus 20 as described above can more accurately and easily reduce the delay time from the trigger signal to the data collection start timing in MRA executed in synchronization with a signal representing a pulsation such as an ECG signal or a PPG signal. Thus, a stable period in which the change in signal intensity or pixel intensity is small with respect to the change in delay time is detected. Then, the delay time is automatically set so that data is collected in the detected stable period such as the expansion period.

(効果)
このため、磁気共鳴イメージング装置20によれば、データ収集開始タイミングとして最適な時相に対応する遅延時間をより的確かつ簡易に決定することができる。また、遅延時間や遅延時間に応じたデータ収集のセグメント数をより適切かつ自動的に設定することができる。
(effect)
For this reason, according to the magnetic resonance imaging apparatus 20, it is possible to more accurately and easily determine the delay time corresponding to the optimum time phase as the data collection start timing. In addition, the delay time and the number of data collection segments according to the delay time can be set more appropriately and automatically.

20 磁気共鳴イメージング装置
21 静磁場用磁石
23 傾斜磁場コイル
24 RFコイル
26 静磁場電源
27 傾斜磁場電源
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
38 ECGユニット
40 撮像条件設定部
40A 拡張期間算出部
40B セグメント数設定部
40C 遅延時間設定部
41 シーケンスコントローラ制御部
42 k空間データベース
43 血流像作成部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 Magnetic resonance imaging apparatus 21 Magnet for static magnetic field 23 Gradient magnetic field coil 24 RF coil 26 Static magnetic field power supply 27 Gradient magnetic field power supply 29 Transmitter 30 Receiver 31 Sequence controller 32 Computer 33 Input apparatus 34 Display apparatus 38 ECG unit 40 Imaging condition setting part 40A Expansion period calculation unit 40B Segment number setting unit 40C Delay time setting unit 41 Sequence controller control unit 42 k-space database 43 Blood flow image creation unit

Claims (6)

拍動を表す信号上に設定されたトリガからデータ収集開始タイミングまでの遅延時間を変えてプレスキャンを実行するプレスキャン手段と、
前記プレスキャンによって被検体から収集された遅延時間ごとの磁気共鳴信号の強度または磁気共鳴画像データの画素値の変化曲線から、前記変化曲線のうち直線とみなせる区間を検出するための処理を含む処理によって安定期間を検出し、検出した前記安定期間に応じた遅延時間を算出する遅延時間算出手段と、
前記算出された遅延時間に基づいて決定された遅延時間でイメージングスキャンを実行することにより血流像データを生成するイメージングスキャン手段と、
を備える磁気共鳴イメージング装置。
Pre-scanning means for changing the delay time from the trigger set on the signal representing the pulsation to the data collection start timing and executing the pre-scan,
Processing including processing for detecting a section of the change curve that can be regarded as a straight line from the change curve of the intensity of the magnetic resonance signal or the pixel value of the magnetic resonance image data for each delay time collected from the subject by the prescan. A delay time calculating means for detecting a stable period and calculating a delay time according to the detected stable period;
Imaging scan means for generating blood flow image data by executing an imaging scan with a delay time determined based on the calculated delay time;
A magnetic resonance imaging apparatus comprising:
前記イメージングスキャンにおいて磁気共鳴データを複数のセグメントに分割して収集するための各セグメントが前記安定期間内に設定されるように各セグメントを設定するセグメント条件算出手段をさらに備える請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic field according to claim 1, further comprising segment condition calculation means for setting each segment such that each segment for collecting and collecting magnetic resonance data into a plurality of segments in the imaging scan is set within the stable period. Resonance imaging device. 前記遅延時間算出手段は、前記セグメントが前記安定期間の中央となるように前記安定期間に応じた遅延時間を算出するように構成される請求項2記載の磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 2, wherein the delay time calculation unit is configured to calculate a delay time according to the stable period so that the segment is in the center of the stable period. 前記遅延時間算出手段は、前記安定期間の開始タイミングとデータ収集開始タイミングとの間にマージン期間が得られるように前記安定期間に応じた遅延時間を算出するように構成される請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置。 The delay time calculating unit is configured to calculate a delay time according to the stable period so that a margin period is obtained between a start timing of the stable period and a data collection start timing. Magnetic resonance imaging device. 前記遅延時間算出手段は、前記安定期間として心筋の拡張期間を検出し、前記拡張期間に応じた心電信号上の基準波からの遅延時間を算出するように構成される請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置。 2. The magnetism according to claim 1, wherein the delay time calculation unit is configured to detect a myocardial dilation period as the stable period and to calculate a delay time from a reference wave on an electrocardiogram signal according to the dilation period. Resonance imaging device. 拍動を表す信号上に設定されたトリガからデータ収集開始タイミングまでの遅延時間を変えてプレスキャンを実行するプレスキャン手段と、
前記プレスキャンによって被検体から収集された遅延時間ごとの磁気共鳴信号または磁気共鳴画像データから安定期間を検出し、検出した前記安定期間に応じた遅延時間を算出する遅延時間算出手段と、
前記算出された遅延時間に基づいて決定された遅延時間でイメージングスキャンを実行することにより血流像データを生成するイメージングスキャン手段と、
前記イメージングスキャンにおいて磁気共鳴データを複数のセグメントに分割して収集するための各セグメントが前記安定期間内に設定されるように各セグメントを設定するセグメント条件算出手段と、
を備え、
前記遅延時間算出手段は、前記セグメントが前記安定期間の中央となるように前記安定期間に応じた遅延時間を算出するように構成される、
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
Pre-scanning means for changing the delay time from the trigger set on the signal representing the pulsation to the data collection start timing and executing the pre-scan,
A delay time calculating means for detecting a stable period from a magnetic resonance signal or magnetic resonance image data for each delay time collected from the subject by the pre-scan, and calculating a delay time according to the detected stable period;
Imaging scan means for generating blood flow image data by executing an imaging scan with a delay time determined based on the calculated delay time;
Segment condition calculating means for setting each segment so that each segment for collecting and collecting magnetic resonance data into a plurality of segments in the imaging scan is set within the stable period;
With
The delay time calculating means is configured to calculate a delay time according to the stable period so that the segment is in the center of the stable period.
A magnetic resonance imaging apparatus.
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