JP6266325B2 - 画像解析装置、画像解析プログラム、及び、磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents
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Description
(1)一実施形態では、画像解析装置は、取得部と、解析部とを有する。
取得部は、各画素の画素値にMR信号の強度が反映されるように造影剤投与の前後にそれぞれ撮像された複数画像の画像データを取得する。
解析部は、造影剤投与の前後における画像データの各画素値と、造影剤投与前の縦緩和時間に関する値とに基づいて、縦緩和時間に関する値の造影剤投与前後の差分に比例するように、且つ、各画素位置に対応する被検体領域における空気領域割合が大きいほど小さくなる係数に比例するように、造影剤濃度の推定値を算出する。
取得部は、各画素の画素値にMR信号の強度が反映されるように被検体への造影剤投与前に撮像された画像の画像データと、造影剤投与前の縦緩和時間に関する値と、造影剤投与後の縦緩和時間に関する値とを取得する。
解析部は、画像データの各画素値と、造影剤投与前後の縦緩和時間に関する値とに基づいて、縦緩和時間に関する値の造影剤投与前後の差分と、画素値との積に比例するように、各画素位置での造影剤濃度の推定値を算出する。
信号収集部は、被検体に対する造影剤投与の前後においてそれぞれ、傾斜磁場を印加すると共にRFパルスを送信することで被検体の撮像領域からMR信号を収集する。
画像再構成部は、各画素の画素値に上記MR信号の強度が反映されるように、造影剤投与の前後における被検体の各画像の画像データを再構成する。
画像解析装置は、造影剤投与の前後における画像データの各画素値と、造影剤投与前の縦緩和時間に関する値とに基づいて、造影剤濃度の推定値を算出する。
取得機能は、各画素の画素値にMR信号の強度が反映されるように被検体への造影剤投与の前後にそれぞれ撮像された複数画像の画像データを取得する。
解析機能は、造影剤投与の前後における画像データの各画素値と、造影剤投与前の縦緩和時間に関する値とに基づいて、縦緩和時間に関する値の造影剤投与前後の差分に比例するように、且つ、各画素位置に対応する被検体領域における空気領域割合が大きいほど小さくなる係数に比例するように、造影剤濃度の推定値を算出する。
図1は、本実施形態のMRI装置10の全体構成の一例を示すブロック図である。ここでは一例として、MRI装置10の構成要素を寝台装置20、ガントリ30、制御装置40の3つに分けて説明する。
天板22の上面には、被検体Pが載置される。また、天板22の上面には、被検体Pに装着される胸部用のRFコイル装置100が接続される接続ポート25が配置される。
入力装置72は、撮像条件や画像処理条件を設定する機能をユーザに提供する。
解析部67は、造影剤濃度の時間変化を算出し、灌流マップを生成する。
また、上記説明では、MRI装置10の構成要素をガントリ30、寝台装置20、制御装置40の3つに分類したが、これは一解釈例にすぎない。例えば、天板移動機構23は、制御装置40の一部として捉えてもよい。
次に、本実施形態における造影剤濃度の算出方法について説明する。ここでは一例として、FE(Field Echo)法のダイナミック撮像により同一の撮像領域に対して時系列的に画像が順次撮像され、時刻t=0(以下、時刻t0と表記)において造影剤が被検体Pに投与されるものとする。また、以下の説明で用いられるパラメータにおいて、(t)は、経過時間を示す時刻tの関数であることを意味するものとする。
従って、R10=1/T10であり、R1(t)=1/T1(t)である。造影剤投与後の各時刻における、造影剤投与前との緩和度変化分をΔR1(t)とする。緩和度変化分ΔR1(t)は、次式で与えられる。
={1/T1(t)}−{1/T10} …(3)
SI(0)は、(1)式の右辺においてT1(t)をT10に置換したものであるから、(2)式のm及び(4)式のBを(1)式に代入することで、次式で表される。
ここで、別の観点から造影剤濃度C(t)を規定する(6)式を変形し、(6)式の物理的意味について考える。まず、上記(7)式から、以下の(15)式の関係が成り立つ。
図5は、本実施形態のMRI装置10の動作の流れの一例を示すフローチャートである。ここでは一例として、造影剤投与を伴った胸部のダイナミック撮像がFE法の本スキャンとして実行される場合について説明する。以下、前述した各図を適宜参照しながら、図5に示すステップ番号に従って、MRI装置10の動作を説明する。
システム制御部61は、入力装置72に対して入力された撮像条件に基づいて、本スキャンの撮像条件の一部(例えば繰り返し時間TR、フリップ角度α等)を設定する。システム制御部61は、設定した撮像条件を画像解析装置65の取得部66に入力し、取得部66は入力された条件を記憶する。
この後、ステップS2に進む。
この後、ステップS5に進む。
この後、ステップS6に進む。
この後、ステップS7に進む。
この後、ステップS8に進む。
この後、ステップS9に進む。
以上が本実施形態のMRI装置10の動作説明である。
このように本実施形態では、造影剤濃度C(t)を示す(6)式から分かるように、『画素内の空気領域割合が大きいほど小さくなる係数m』と、ΔR1との積に比例するように造影剤濃度C(t)が算出されるので、この造影剤濃度C(t)は、空気を含む所定体積当たりの造影剤濃度に換算されている。
[1]上記実施形態において、本スキャンの画像データが再構成された後、灌流マップが生成及び表示されるまでの画像解析処理(ステップS5〜S9)をプログラムコード化することで、画像解析プログラムを作成してもよい。上記実施形態の画像解析装置65は、そのような画像解析プログラムがインストールされたコンピュータとして捉えてもよい。
(2)式及び(14)式における係数mは、請求項記載の「各画素位置に対応する被検体の領域における空気領域割合が大きいほど小さくなる係数」の一例である。
ガントリ30内の各構成要素、及び、制御装置40の全体(図1参照)が、傾斜磁場及びRFパルスの印加を伴った撮像により被検体PからMR信号を収集する機能は、請求項記載の信号収集部の一例である。
20:寝台装置,22:天板,30:ガントリ,
31:静磁場磁石,32:シムコイルユニット,33:傾斜磁場コイルユニット,
34:RFコイルユニット,40:制御装置,60:演算装置,65:画像解析装置
Claims (9)
- 各画素の画素値に磁気共鳴信号強度が反映されるように被検体への造影剤投与の前後にそれぞれ撮像された複数画像の画像データを取得する取得部と、
造影剤投与の前後における前記画像データの各画素値と、造影剤投与前の縦緩和時間に関する値とに基づいて、前記縦緩和時間に関する値の造影剤投与前後の差分に比例するように、且つ、各画素位置に対応する前記被検体の領域における空気領域割合が大きいほど小さくなる係数に比例するように、造影剤濃度の推定値を算出する解析部と
を備えることを特徴とする画像解析装置。 - 請求項1記載の画像解析装置において、
前記取得部は、前記縦緩和時間に関する値として、緩和度を示すR1値を取得し、前記R1値を前記解析部に入力する
ことを特徴とする画像解析装置。 - 請求項2記載の画像解析装置において、
前記取得部は、造影剤投与の前後の撮像条件である繰り返し時間及びフリップ角を取得し、
前記解析部は、前記繰り返し時間及び前記フリップ角にも基づいて、前記造影剤濃度の推定値を算出する
ことを特徴とする画像解析装置。 - 請求項2又は請求項3記載の画像解析装置において、
前記取得部は、造影剤投与後に時系列的に複数回撮像された同一の撮像領域の各画像データと、造影剤投与前に撮像された前記同一の撮像領域の画像データとを取得し、
前記解析部は、造影剤投与前に撮像された前記同一の撮像領域の画像データと、前記時系列的に複数回撮像された前記同一の撮像領域の各画像データとに基づいて、前記造影剤濃度の推定値の時間変化を算出する
ことを特徴とする画像解析装置。 - 請求項4記載の画像解析装置において、
前記取得部は、前記同一の撮像領域の一部領域として設定された動脈領域を取得し、
前記解析部は、前記動脈領域に対しては前記造影剤濃度の推定値の時間変化を画一的に算出すると共に、全画素に対して前記造影剤濃度の推定値の時間変化をそれぞれ算出し、前記動脈領域の前記造影剤濃度の推定値の時間変化と、各画素での前記造影剤濃度の推定値の時間変化とに基づいて、各画素での血流量を示す灌流マップを生成する
ことを特徴とする画像解析装置。 - 請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の画像解析装置において、
前記取得部は、前記被検体の肺領域が含まれる複数画像の画像データを取得する
ことを特徴とする画像解析装置。 - 各画素の画素値に磁気共鳴信号強度が反映されるように被検体への造影剤投与前に撮像された画像の画像データと、造影剤投与前の縦緩和時間に関する値と、造影剤投与後の縦緩和時間に関する値とを取得する取得部と、
前記画像データの各画素値と、造影剤投与前後の前記縦緩和時間に関する値とに基づいて、前記縦緩和時間に関する値の造影剤投与前後の差分と、画素値との積に比例するように、各画素位置での造影剤濃度の推定値を算出する解析部と
を備えることを特徴とする画像解析装置。 - 被検体に対する造影剤投与の前後においてそれぞれ、傾斜磁場を印加すると共にRFパルスを送信することで前記被検体の撮像領域から磁気共鳴信号を収集する信号収集部と、
各画素の画素値に磁気共鳴信号強度が反映されるように、造影剤投与の前後における前記被検体の各画像の画像データを再構成する画像再構成部と、
造影剤投与の前後における前記画像データの各画素値と、造影剤投与前の縦緩和時間に関する値とに基づいて、造影剤濃度の推定値を算出する請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の画像解析装置と
を備えることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 各画素の画素値に磁気共鳴信号強度が反映されるように被検体への造影剤投与の前後にそれぞれ撮像された複数画像の画像データを取得する取得機能と、
造影剤投与の前後における前記画像データの各画素値と、造影剤投与前の縦緩和時間に関する値とに基づいて、前記縦緩和時間に関する値の造影剤投与前後の差分に比例するように、且つ、各画素位置に対応する前記被検体の領域における空気領域割合が大きいほど小さくなる係数に比例するように、造影剤濃度の推定値を算出する解析機能と
をコンピュータに実行させるための画像解析プログラム。
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