JP6362847B2 - 磁気共鳴装置およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、イメージングシーケンスを実行する磁気共鳴装置、およびこの磁気共鳴装置に適用することができるプログラムに関する。

血流を撮影する方法として、流入（inflow）効果を利用した方法が知られている（特許文献１参照）。

特開２００８−０８６７４８号公報

流入効果を利用して血流画像を取得する手法として、ＩＦＩＲ（Inflow IR）シーケンスを用いた方法が知られている。ＩＦＩＲシーケンスでは、撮影したい領域の磁化を反転させるための反転パルスを印加する。そして、反転パルスを印加してから反転時間が経過するのを待ち、データ収集を実行する。この方法では、反転パルスを印加してからデータを収集するまでの間に、縦磁化の十分に大きい血液が撮影領域に流入するので、血液が描出された画像を取得することができる。

しかし、上記のシーケンスを用いて撮影する場合、撮影技師は、反転パルスによって磁化を反転させる領域（ＩＲバンド）を手動で設定する必要がある。ＩＲバンドの設定範囲が適切でない場合、描出したい血液（例えば、動脈血）が低信号になったり、あるいは背景組織（例えば静脈血、ＣＳＦ）が高信号になってしまい、画質が劣化してしまうことがある。したがって、撮影技師は、このような画質劣化ができるだけ発生しないように、ＩＲバンドの範囲を決める必要がある。しかし、ＩＲバンドの設定範囲は撮影技師によるばらつきがあるので、場合によっては、画質が劣化してしまうことがある。この場合、再撮影をしなければならないなどの問題がある。
したがって、最適な位置にＩＲバンドを設定する技術が要求されている。

本発明の第１の観点は、血液および背景組織の磁化をフリップさせるためのＲＦパルスと、前記血液および前記背景組織を含むスラブから画像データを取得するためのデータ収集シーケンスとを有するイメージングシーケンスを実行する磁気共鳴装置であって、
前記スラブを設定する第１の設定手段と、
前記ＲＦパルスにより磁化のフリップが行われる領域を設定する第２の設定手段であって、前記スラブ内に設けられた基準点の位置に基づいて、前記領域の一端の位置を決める第２の設定手段と、
を有する磁気共鳴装置である。

本発明の第２の観点は、血液および背景組織の磁化をフリップさせるためのＲＦパルスと、前記血液および前記背景組織を含むスラブから画像データを取得するためのデータ収集シーケンスとを有するイメージングシーケンスを実行する磁気共鳴装置であって、
前記スラブを設定する第１の設定手段と、
前記ＲＦパルスにより磁化のフリップが行われる領域を設定する第２の設定手段であって、前記スラブの一端の位置に基づいて、前記領域の一端の位置を決める第２の設定手段と、
を有する磁気共鳴装置である。

本発明の第３の観点は、血液および背景組織の磁化をフリップさせるためのＲＦパルスと、前記血液および前記背景組織を含むスラブから画像データを取得するためのデータ収集シーケンスとを有するイメージングシーケンスを実行する磁気共鳴装置であって、
前記血液を含む部位の２次元画像に基づいて、前記血液が流れる血管の特徴部分を検出する検出手段と、
前記ＲＦパルスにより磁化のフリップが行われる領域を設定する設定手段であって、前記血管の特徴部分に前記領域の一端が位置決めされるように、前記領域を設定する設定手段と、
を有する磁気共鳴装置である。

本発明の第４の観点は、血液および背景組織の磁化をフリップさせるためのＲＦパルスと、前記血液および前記背景組織を含むスラブから画像データを取得するためのデータ収集シーケンスとを有するイメージングシーケンスを実行する磁気共鳴装置に適用されるプログラムであって、
前記スラブを設定する第１の設定処理と、
前記ＲＦパルスにより磁化のフリップが行われる領域を設定する第２の設定処理であって、前記スラブ内に設けられた基準点の位置に基づいて、前記領域の一端の位置を決める第２の設定処理と、
を計算機に実行させるためのプログラムである。

本発明の第５の観点は、血液および背景組織の磁化をフリップさせるためのＲＦパルスと、前記血液および前記背景組織を含むスラブから画像データを取得するためのデータ収集シーケンスとを有するイメージングシーケンスを実行する磁気共鳴装置に適用されるプログラムであって、
前記スラブを設定する第１の設定処理と、
前記ＲＦパルスにより磁化のフリップが行われる領域を設定する第２の設定処理であって、前記スラブの一端の位置に基づいて、前記領域の一端の位置を決める第２の設定処理と、
を計算機に実行させるためのプログラムである。

本発明の第６の観点は、血液および背景組織の磁化をフリップさせるためのＲＦパルスと、前記血液および前記背景組織を含むスラブから画像データを取得するためのデータ収集シーケンスとを有するイメージングシーケンスを実行する磁気共鳴装置に適用されるプログラムであって、
前記血液を含む部位の２次元画像に基づいて、前記血液が流れる血管の特徴部分を検出する検出処理と、
前記ＲＦパルスにより磁化のフリップが行われる領域を設定する設定処理であって、前記血管の特徴部分に前記領域の一端が位置決めされるように、前記領域を設定する設定処理と、
を計算機に実行させるためのプログラムである。

ＲＦパルスにより磁化のフリップが行われる領域を、所望の位置に設定することができる。

本発明の第１の形態の磁気共鳴装置の概略図である。 第１の形態において実行されるスキャンを概略的に示す図である。 ローカライザスキャンＬＳの説明図である。 スラブＳＬを概略的に示す図である。 待ち時間Ｔｗの許容範囲を求めるときに使用されるコントラストマップＭ１を示す図である。 本スキャンＭＳの説明図である。 ＩＲバンドＢのｘ方向の位置が異なる３つの例を示す図である。 ローカライザスキャンＬＳを実行してから、ＩＲバンドＢを自動的に設定し、本スキャンＭＳを実行するまでのフローを示す図である。 ＩＲバンドＢの設定位置を概略的に示す図である。 距離ｄ０の値の決定方法の一例の説明図である。 スラブＳＬの中心Ｃとは別の点を基準点として、ＩＲバンドＢを設定する例を示す図である。 ＩＲバンドＢの設定位置を概略的に示す図である。 ｒ_ｄの値の決定方法の一例の説明図である。 ＩＲバンドＢの設定位置を概略的に示す図である。 距離ｈ０の値の決定方法の一例の説明図である。 第４の形態のＭＲ装置の概略図である。 第４の形態において実行されるスキャンの説明図である。 図１７のスキャンを実行するときのフローを示す図である。 レファレンススキャンＲＳの説明図である。 ２次元画像ＤＲを示す図である。 ２値化する前の２次元画像ＤＲと、２次元画像ＤＲを２値化することにより得られた２値化画像ＤＢを示す図である。 フィッティングの説明図である。 ＩＲバンドＢを示す図である。

以下、発明を実施するための形態について説明するが、本発明は、以下の形態に限定されることはない。

（１）第１の形態
図１は、本発明の第１の形態の磁気共鳴装置の概略図である。
磁気共鳴装置（以下、「ＭＲ装置」と呼ぶ。ＭＲ：Magnetic Resonance）１００は、マグネット２、テーブル３、受信コイル４などを有している。

マグネット２は、被検体１２が収容されるボア２１を有している。また、マグネット２には、超伝導コイル、ＲＦコイル、勾配コイルなどが内蔵されている。

テーブル３は、被検体１２を支持するクレードル３ａを有している。クレードル３ａは、ボア２１内に移動できるように構成されている。クレードル３ａによって、被検体１２はボア２１に搬送される。

受信コイル４は、被検体１２に取り付けられている。受信コイル４は、被検体１２からの磁気共鳴信号を受信する。

ＭＲ装置１００は、更に、心拍信号処理部５、送信器６、勾配磁場電源７、受信器８、制御部９、操作部１０、および表示部１１などを有している。

心拍信号処理部５は、被検体１２に取り付けられたセンサ５ａから信号を受け取り、被検体の心拍数やＲＲ間隔を求める。

送信器６はＲＦコイルに電流を供給し、勾配磁場電源７は勾配コイルに電流を供給する。受信器８は、受信コイル４から受け取った信号に対して、検波などの信号処理を実行する。

制御部９は、表示部１１に必要な情報を伝送したり、受信器８から受け取ったデータに基づいて画像を再構成するなど、ＭＲ装置１００の各種の動作を実現するように、ＭＲ装置１００の各部の動作を制御する。制御部９は、スラブ設定手段９１およびＩＲバンド設定手段９２などを有している。

スラブ設定手段９１は、操作部１０から入力された情報に基づいてスラブを設定する。
ＩＲバンド設定手段９２は、後述する反転パルスＳＩＲにより磁化の反転が行われる領域を設定する。

尚、制御部９は、スラブ設定手段９１およびＩＲバンド設定手段９２を構成する一例であり、所定のプログラムを実行することにより、これらの手段として機能する。

操作部１０は、撮影技師（オペレータ）により操作され、種々の情報を制御部９に入力する。表示部１１は種々の情報を表示する。

ＭＲ装置１００は、上記のように構成されている。
上記のように構成されたＭＲＩ装置１００を用いて、被検体１２を撮影する。

図２は第１の形態において実行されるスキャンを概略的に示す図である。
第１の形態では、ローカライザスキャンＬＳと本スキャンＭＳとが実行される。

図３はローカライザスキャンＬＳの説明図である。
ローカライザスキャンＬＳは、被検体の胸部、頸部、および頭部を含む部位の画像Ｄを取得するためのスキャンである。ローカライザスキャンＬＳでは、アキシャル画像、サジタル画像、コロナル画像が取得される。図３では、ローカライザスキャンＬＳにより取得された画像Ｄとして、コロナル画像のみが示されている。

ローカライザスキャンＬＳを実行した後、撮影技師は、画像Ｄを参考にして、本スキャンＭＳの撮影領域を表すスラブＳＬを設定する。図４に、設定されたスラブＳＬを概略的に示す。スラブＳＬを設定する場合、撮影技師は操作部１０を操作し、スラブＳＬを設定するために必要な情報（スラブＳＬのｘ方向の長さＦＯＶｘ、スラブＳＬのｙ方向の長さＦＯＶｙ、スラブ厚（スラブのｚ方向の長さ）など）を入力する。スラブ設定手段９１（図１参照）は、操作部１０から入力された情報に基づいてスラブＳＬを設定する。第１の形態では、頸動脈を流れる動脈血を特に高品質でイメージングすることを考えているので、スラブの中心Ｃは被検体の頸部に位置決めされている。ＦＯＶｘおよびＦＯＶｙによって、スラブＳＬのｘｙ面内の範囲が規定される。スラブ厚は、例えば、１０ｃｍである。

尚、第１の形態では、スラブＳＬの他に、磁化の反転が行われる領域（以下、「ＩＲバンド」と呼ぶ）も設定される（図５参照）。

図５はＩＲバンドを概略的に示す図である。
ＩＲバンドＢは、後述する選択反転パルスＳＩＲ（図６参照）により磁化の反転が行われる領域であり、頸動脈を含むように設定される。ＩＲバンドＢは、撮影技師が手作業で設定するのではなく、自動的に設定する。ＩＲバンドＢの設定方法については後で詳しく説明する。

このように、スラブＳＬおよびＩＲバンドＢを設定した後、本スキャンＭＳが実行される（図６参照）。

図６は、本スキャンＭＳの説明図である。
図６の上側には、被検体の心拍信号ＣＳと、被検体をスキャンするときに使用されるイメージングシーケンスＩＳが示されている。図６の下側には、ｋ空間（ｋｙ−ｋｚ面）と、スラブＳＬおよびＩＲバンドＢが示されている。

イメージングシーケンスＩＳは、選択反転パルスＳＩＲ（Selective Inversion Recovery）、脂肪抑制パルスＦ、データ収集シーケンスＤＡＱ、非選択反転パルスＮＩＲを有している。

選択反転パルスＳＩＲは、ＩＲバンドＢに含まれる組織（動脈血、静脈血、脂肪、筋肉など）の縦磁化を反転させるためのＲＦパルスである。選択反転パルスＳＩＲは、心拍信号ＣＳのＲ波から遅延時間ＴＤが経過した時点で印加される。選択反転パルスＳＩＲによってＩＲバンドＢに含まれる組織の縦磁化が反転する。図６では、選択反転パルスＳＩＲによって縦磁化が反転した組織として、静脈血を示してある。一方、心臓はＩＲバンドＢの外側に位置しているので、選択反転パルスＳＩＲを印加しても、心臓の中の動脈血は、縦磁化Ｍ＝１のままである。

選択反転パルスＳＩＲから反転時間ＴＩが経過した時点で、スラブＳＬのデータを収集するためのデータ収集シーケンスＤＡＱが実行される。データ収集シーケンスＤＡＱは、例えば３Ｄ ＦＳＥ（Fast Spin Echo）や、ＦＩＥＳＴＡ（Fast Imaging Employing Steady state Acquisition）である。選択反転パルスＳＩＲによってＩＲバンドＢの組織の縦磁化は反転するので、反転時間ＴＩの間に、ＩＲバンドＢ内の各組織の縦磁化はヌルポイントに近づく。図６の縦磁化のグラフに示すように、静脈血の縦磁化は、データ収集シーケンスＤＡＱの開始時点ｔ_ｓにおいてＭ_ａまで回復している。一方、心臓はＩＲバンドＢの外側に位置しているので、選択反転パルスＳＩＲを印加しても、心臓の中の動脈血は、縦磁化Ｍ＝１のままである。したがって、反転時間ＴＩの間に、心臓から、縦磁化Ｍ＝１の動脈血が頸部および頭部に流入する。したがって、データ収集シーケンスＤＡＱの開始時点ｔ_ｓにおいて、動脈血の縦磁化が、静脈血の縦磁化よりも十分に大きいので、静脈血よりも動脈血が十分に強調された画像を得ることができる。

尚、データ収集シーケンスＤＡＱの直前には、脂肪抑制パルスＦが印加されている。したがって、撮影領域Ｒの脂肪信号を効果的に抑制することができる。尚、脂肪抑制パルスＦは、例えばＳＴＩＲ（Short-TI IR）である。

更に、データ収集シーケンスＤＡＱの直後には、非選択反転パルスＮＩＲが印加される。非選択反転パルスＮＩＲは、被検体内の各組織の磁化を反転させるために印加されるパルスである。

非選択反転パルスＮＩＲを印加した後、待ち時間Ｔｗが経過した時点で、次のイメージングシーケンスＩＳが実行される。

次のイメージングシーケンスＩＳでも、選択反転パルスＳＩＲおよび脂肪抑制パルスＦを印加した後、データ収集シーケンスＤＡＱを実行し、非選択反転パルスＮＩＲを印加する。以下同様に、イメージングシーケンスＩＳを繰り返し実行する。第１の形態では、イメージングシーケンスＩＳを実行するたびに、１つのｋｚビューのデータが収集されるとする。図６では、シーケンシャルでデータを収集する例が示されている。イメージングシーケンスＩＳを繰り返し実行し、画像再構成に必要なｋ空間のデータが全て収集されたら、本スキャンＭＳを終了する。
したがって、動脈血が十分に強調された画像を得ることができる。

ただし、動脈血および背景組織の信号の大きさは、ＩＲバンドＢのｘ方向の範囲が被検体のどの部位をカバーしているかに依存する。したがって、ＩＲバンドＢの設定範囲が適切でない場合、スラブＳＬ内の頸動脈の動脈血が低信号になったり、あるいは背景組織（静脈血やＣＳＦなど）が高信号になってしまい、スラブＳＬの画質が劣化してしまうことがある。そこで、このようなスラブＳＬの画質劣化ができるだけ発生しないように、ＩＲバンドＢの範囲を決める必要がある。以下に、スラブＳＬの画質劣化ができるだけ発生しないようにするためのＩＲバンドＢの範囲について、図７を参照しながら説明する。

図７は、ＩＲバンドＢのｘ方向の位置が異なる３つの例が示されている。以下、図７（ａ）〜（ｃ）について順に説明する。
図７（ａ）は、ＩＲバンドＢの下端Ｅが頸部を横切るように設定された例が示されている。図７（ａ）では、ＩＲバンドＢは、頸部から上側（頭部側）の部位Ａ１を含んでいる。したがって、選択反転パルスＳＩＲを印加することにより、部位Ａ１に含まれる背景組織の磁化を反転させることができるので、部位Ａ１の中では、動脈血と背景組織とのコントラストを十分に大きくすることができる。しかし、ＩＲバンドＢは、頸部から下側（心臓側）の部位Ａ２を含んでいないので、選択反転パルスＳＩＲを印加しても、頸部から下側の部位Ａ２に含まれる背景組織の磁化を反転させることはできない。したがって、頸部から下側の部位Ａ２では、動脈血と背景組織とのコントラストが小さくなってしまい、動脈血を高品質でイメージングすることができない。そこで、ＩＲバンドＢの範囲を図７（ａ）とは別の位置にずらすことが考えられる（図７（ｂ）参照）。

図７（ｂ）は、ＩＲバンドＢの下端Ｅが心臓のやや下側の部位を横切っている例が示されている。図７（ｂ）では、ＩＲバンドＢは、心臓から頭部までの全体を含んでいるので、選択反転パルスＳＩＲを印加することにより、心臓から頭部までの部位に含まれている背景組織の磁化を反転させることができる。しかし、図７（ｂ）では、心臓もＩＲバンドＢに含まれているので、選択反転パルスＳＩＲを印加することにより、心臓内に含まれる動脈血の磁化も反転する。したがって、図７（ｂ）のＩＲバンドＢでは、動脈血と背景組織との両方の磁化が反転してしまうので、動脈血と背景組織とのコントラストを十分に大きくすることができず、高品質な頸動脈の画像を取得することはできない。そこで、第１の形態では、図７（ｃ）に示すように、ＩＲバンドＢを設定する。

図７（ｃ）は、ＩＲバンドＢの下端Ｅが、心臓の近傍に位置する大動脈弓から頸動脈が分岐する部分（以下、「分岐部分」と呼ぶ）Ａ３を横切っている例が示されている。したがって、選択反転パルスＳＩＲを印加することにより、分岐部分Ａ３から上側の部位に含まれている背景組織の磁化を反転させることができる。また、ＩＲバンドＢは、分岐部分Ａ３から下側（心臓側）の部位を含んでいないので、選択反転パルスＳＩＲを印加しても、心臓に含まれる動脈血の磁化が反転されることはない。したがって、心臓から縦磁化Ｍ＝１の動脈血を頸動脈に流入させることができるので、スラブＳＬの全体において、動脈血と背景組織とのコントラストが十分に大きくなり、高品質な頸動脈の画像を取得することができる。

上記のような理由から、ＩＲバンドＢは、ＩＲバンドＢの下端Ｅが分岐部分Ａ３（又は分岐部分Ａ３の近くの部位）を横切るように設定する必要がある。しかし、一般的なＭＲ装置では、撮影技師が、予め取得した画像を参考にしながら手動でＩＲバンドＢを設定するので、ＩＲバンドＢが設定される範囲は、撮影技師によって異なる。特に、経験の浅い撮影技師は、ＩＲバンドＢの下端Ｅを分岐部分Ａ３から離れた位置に位置決めしてしまうことがあり、この場合、画質が劣化してしまう問題がある。そこで、第１の形態では、ローカライザスキャンＬＳを実行した後、本スキャンＭＳを実行する前に、ＩＲバンドＢを自動的に設定し、自動的に設定されたＩＲバンドＢに従って本スキャンＭＳが実行される。以下に、ローカライザスキャンＬＳを実行してから、ＩＲバンドＢを自動的に設定し、本スキャンＭＳを実行するまでのフローについて説明する。

図８は、ローカライザスキャンＬＳを実行してから、ＩＲバンドＢを自動的に設定し、本スキャンＭＳを実行するまでのフローを示す図である。

ステップＳＴ１では、ローカライザスキャンＬＳが実行される。ローカライザスキャンＬＳにより、画像Ｄ（図３参照）が得られる。ローカライザスキャンＬＳを実行した後、ステップＳＴ２に進む。

ステップＳＴ２では、撮影技師は、本スキャンＭＳを実行するときのスラブＳＬを設定する。スラブＳＬの一例は、先に説明した図４に示されている。

撮影技師は操作部１０を操作し、スラブＳＬを設定するために必要な情報（スラブＳＬのｘ方向の長さＦＯＶｘ、スラブＳＬのｙ方向の長さＦＯＶｙ、スラブ厚（スラブのｚ方向の長さ）など）を入力する。スラブ設定手段９１（図１参照）は、操作部１０から入力された情報に基づいてスラブＳＬを設定する。スラブＳＬを設定した後、ステップＳＴ３に進む。

ステップＳＴ３では、ＩＲバンド設定手段９２（図１参照）が、スラブＳＬの位置情報に基づいて、ＩＲバンドＢを設定する。図９に、ＩＲバンドＢの設定位置を概略的に示す。

第１の形態では、ＩＲバンドＢの下端Ｅは、スラブＳＬの中心Ｃのｘ方向の位置ｘ１から心臓側（−ｘ方向）に距離ｄ＝ｄ０だけ離れた位置ｘ２に設定される。ここで、距離ｄ０は、ＩＲバンドＢの下端Ｅが大動脈弓の分岐部分Ａ３（又は大動脈弓の分岐部分Ａ３にできるだけ近い部位）を横切るように決められた固定値であり、被検体をスキャンする前に事前に決定されている。以下に、ｄ０をどのようにして決定したかについて説明する。

図１０は距離ｄ０の値の決定方法の一例の説明図である。
図１０（ａ１）〜（ａｚ）の各々は、過去にイメージングシーケンスＩＳを用いて頸動脈の撮影が行われたときに撮影技師が実際に設定したスラブＳＬとＩＲバンドＢとを概略的に示している。図１０（ａ１）〜（ａｚ）の撮影では、撮影技師は、スラブＳＬを設定する場合、スラブＳＬの中心Ｃのｘ方向の位置ｘ１を被検体の頸部に位置決めしている。また、撮影技師は、ＩＲバンドＢを設定する場合、ＩＲバンドＢの下端Ｅを大動脈弓の分岐部分Ａ３に位置決めしている。

第１の形態では、図１０（ａ１）〜（ａｚ）の実際に設定されたスラブＳＬとＩＲバンドＢに基づいて、距離ｄ０の値を決定している。具体的には、以下のようにして距離ｄ０の値を決定している。

先ず、図１０（ａ１）〜（ａｚ）ごとに距離ｄを求める。距離ｄは、スラブＳＬの中心Ｃのｘ方向の位置ｘ１と、ＩＲバンドＢの下端Ｅのｘ方向の位置ｘ２との間の距離を表している。図１０（ａ１）〜（ａｚ）では、距離ｄは、それぞれｄ１〜ｄｚで示されている。

距離ｄ１〜ｄｚを求めた後、機械学習などの手法を用いて、距離ｄ１〜ｄｚを学習させる。距離ｄ１〜ｄｚを学習させることにより、図９の距離ｄ０を求めることができる。

距離ｄ０は、過去に撮影したときの実際の距離ｄ１〜ｄｚを学習させることにより求められているので、スラブＳＬの中心Ｃから距離ｄ０離れた位置は、大動脈弓の分岐部分Ａ３（又は分岐部分Ａ３の近くの部位）が存在する位置と考えられる。したがって、スラブＳＬの中心Ｃから距離ｄ０離れた位置に、ＩＲバンドＢの下端Ｅを設定することにより、ＩＲバンドＢの下端Ｅを大動脈弓の分岐部分Ａ３（又は分岐部分Ａ３の近くの部位）に位置決めすることができる。図９に示すようにＩＲバンドＢを設定した後、ステップＳＴ４に進む。

ステップＳＴ４では、本スキャンＭＳが実行される。本スキャンＭＳでは、図６を参照しながら説明したように、イメージングシーケンスＩＳが繰り返し実行される。そして、画像再構成に必要なｋ空間の全データが収集されたら、フローを終了する。

第１の形態では、ＩＲバンドＢを設定する場合、ＩＲバンドＢの下端Ｅを、スラブの中心Ｃのｘ方向の位置ｘ１から距離ｄ０だけ離れた位置ｘ２に位置決めしている。ｄ０は大動脈弓の分岐部分Ａ３（又は大動脈弓の分岐部分Ａの近くの部位）を横切るように設定されているので、頸動脈の撮影に適した位置にＩＲバンドＢを位置決めすることができ、高品質な画像を得ることができる。

尚、第１の形態では、スラブＳＬの中心Ｃを基準点にしてＩＲバンドＢの下端Ｅを位置決めしている。しかし、スラブＳＬの中心Ｃとは別の点を基準点として、ＩＲバンドＢを設定してもよい。図１１は、スラブＳＬの中心Ｃとは別の点を基準点として、ＩＲバンドＢを設定する例を示す図である。図１１には、スラブＳＬの中心Ｃよりも頭部側に位置する点ｖが示されている。点ｖのｘ方向の位置は、符号「ｘ_ｖ」で示されている。ＩＲバンドＢの下端Ｅは、位置ｘ_ｖから−ｘ方向に距離ｗ＝ｗ０離れた位置に位置決めされている。ここで、ｗ０は、ｄ０と同様に、過去に実際に設定されたスラブＳＬおよびＩＲバンドＢのデータに基づいて求めることができる。

スラブＳＬの中心Ｃとは別の点ｖを基準点としても、ｗ＝ｗ０に設定することによって、スラブの下端Ｅを大動脈弓の分岐部分Ａ３（又は大動脈弓の分岐部分Ａの近くの部位）に位置決めすることができる。

（２）第２の形態
第１の形態では、距離ｄは固定値（ｄ０）である。しかし、被検体によって頸部の長さは異なり、一般的に被検体の頸部が長い場合、スラブＳＬのｘ方向のＦＯＶｘは長く設定され、一方、被検体の頸部が短い場合、スラブＳＬのｘ方向のＦＯＶｘは短く設定される傾向がある。したがって、より高品質な血流画像を取得するためには、ＦＯＶｘの値に応じて距離ｄを調整することが望ましい。そこで、第２の形態では、ＦＯＶｘの値に応じて距離ｄを調整し、血流画像を取得する例について説明する。

尚、第２の形態についても、第１の形態と同様に、図８に示すフローを参照しながら説明する。

ステップＳＴ１およびＳＴ２は、第１の形態と同じであるので、説明は省略する。ステップＳＴ２においてスラブＳＬ（図４参照）を設定した後、ステップＳＴ３に進む。

ステップＳＴ３では、ＩＲバンド設定手段が、スラブＳＬの位置情報に基づいて、ＩＲバンドＢを設定する。図１２に、ＩＲバンドＢの設定位置を概略的に示す。ＩＲバンドＢの下端Ｅは、スラブＳＬの中心Ｃのｘ方向の位置ｘ１から心臓側（−ｘ方向）に距離ｄだけ離れた位置ｘ２に設定される。ただし、第２の形態では、距離ｄとＦＯＶｘとの関係が以下の式を満たすように、距離ｄが設定される。
ｄ／ＦＯＶｘ＝ｒ_ｄ ・・・（１）

ここでｒ_ｄは、ＩＲバンドＢの下端Ｅが大動脈弓の分岐部分Ａ３（又は大動脈弓の分岐部分Ａ３にできるだけ近い部位）を横切るように決められた固定値であり、被検体をスキャンする前に事前に決定されている。以下に、ｒ_ｄをどのようにして決定したかについて説明する。

図１３はｒ_ｄの値の決定方法の一例の説明図である。
図１３（ａ１）〜（ａｚ）の各々は、過去にイメージングシーケンスＩＳを用いて頸動脈の撮影が行われたときに撮影技師が実際に設定したスラブＳＬとＩＲバンドＢとを概略的に示している。図１３（ａ１）〜（ａｚ）の撮影では、撮影技師は、スラブＳＬを設定する場合、スラブＳＬの中心Ｃのｘ方向の位置ｘ１を被検体の頸部に位置決めしている。また、撮影技師は、ＩＲバンドＢを設定する場合、ＩＲバンドＢの下端Ｅを大動脈弓の分岐部分Ａ３に位置決めしている。

第２の形態では、図１３（ａ１）〜（ａｚ）の実際に設定されたスラブＳＬとＩＲバンドＢに基づいてｒ_ｄの値を求めている。具体的には、以下のようにしてｒ_ｄの値を求めている。

先ず、図１３（ａ１）〜（ａｚ）ごとに、ｄ／ＦＯＶｘの値を求める。ｄは、スラブＳＬの中心Ｃのｘ方向の位置ｘ１と、ＩＲバンドＢの下端Ｅのｘ方向の位置ｘ２との間の距離である。また、ＦＯＶｘは、スラブＳＬのｘ方向の長さである。図１３（ａ１）〜（ａｚ）では、ｄ／ＦＯＶｘの値は、それぞれｒ１〜ｒｚで示されている。

ｒ１〜ｒｚを求めた後、機械学習などの手法を用いて、ｒ１〜ｒｚを学習させる。ｒ１〜ｒｚを学習させることにより、式（１）のｒ_ｄを求めることができる。

ｒ_ｄは、過去に撮影したときの実際のｄ／ＦＯＶｘの値ｒ１〜ｒｚを学習させることにより求められている。したがって、式（１）を満たすようにｄの値を設定することにより、ＩＲバンドＢの下端Ｅを分岐部分Ａ３（又は分岐部分Ａ３の近くの部位）に位置決めすることができる。式（１）から、ｄは以下の式によって求められる。
ｄ＝ｒ_ｄ×ＦＯＶｘ ・・・（２）

式（２）のｒ_ｄは図１３を参照しながら説明した手順で予め求められるので既知である。また、ＦＯＶｘはステップＳＴ２において撮影技師が設定しているので、ＦＯＶｘの値も既知である。したがって、ｄの値を求めることができる。

ＩＲバンド設定手段９２は、式（２）を用いてｄの値を算出し、スラブＳＬの中心Ｃから距離ｄ（＝ｒ_ｄ×ＦＯＶｘ）離れた位置ｘ２に、ＩＲバンドＢの下端Ｅが位置決めされるように、ＩＲバンドＢを設定する。ＩＲバンドＢを設定した後、ステップＳＴ４に進む。

ステップＳＴ４では、本スキャンＭＳが実行される。本スキャンＭＳでは、イメージングシーケンスＩＳ（図６参照）が繰り返し実行される。そして、画像再構成に必要なｋ空間の全データが収集されたら、フローを終了する。

第２の形態では、ＩＲバンドＢを設定する場合、ＦＯＶｘの値に応じて距離ｄの値を調整している(式（２）参照)。したがって、ＦＯＶｘの長さに応じて最適な位置にＩＲバンドＢを位置決めすることができるので、高品質な画像を得ることができる。

（３）第３の形態
第１および第２の形態では、スラブＳＬの中心Ｃのｘ方向の位置ｘ１を基準にしてＩＲバンドＢを設定する例について説明したが、第３の形態では、スラブの下端Ｅのｘ方向の位置に基づいてＩＲバンドＢを設定する例について説明する。尚、第３の形態のＭＲ装置のハードウェア構成は、第１の形態のＭＲ装置と同じである。

以下、第３の形態について、図８に示すフローを参照しながら説明する。
ステップＳＴ１およびＳＴ２は、第１の形態と同じであるので、説明は省略する。ステップＳＴ２においてスラブＳＬ（図４参照）を設定した後、ステップＳＴ３に進む。

ステップＳＴ３では、ＩＲバンド設定手段９２（図１参照）が、スラブＳＬの位置情報に基づいて、ＩＲバンドＢを設定する。図１４に、ＩＲバンドＢの設定位置を概略的に示す。

第３の形態では、ＩＲバンド設定手段９２は、ＩＲバンドＢの下端Ｅを、スラブＳＬの下端Ｊのｘ方向の位置ｘ３から頭部側（ｘ方向）に距離ｈ＝ｈ０だけ離れた位置ｘ２に設定する。ここで、距離ｈ０は、ＩＲバンドＢの下端Ｅが大動脈弓の分岐部分Ａ３（又は大動脈弓の分岐部分Ａ３にできるだけ近い部位）を横切るように決められた固定値であり、被検体をスキャンする前に事前に決定されている。以下に、ｈ０をどのようにして決定したかについて説明する。

図１５は距離ｈ０の値の決定方法の一例の説明図である。
図１５（ａ１）〜（ａｚ）の各々は、過去にイメージングシーケンスＩＳを用いて頸動脈の撮影が行われたときに撮影技師が実際に設定したスラブＳＬとＩＲバンドＢとを概略的に示している。図１５（ａ１）〜（ａｚ）の撮影では、撮影技師は、スラブＳＬを設定する場合、スラブＳＬの下端Ｊのｘ方向の位置ｘ３を心臓の下端付近に位置決めしている。また、撮影技師は、ＩＲバンドＢを設定する場合、ＩＲバンドＢの下端Ｅを大動脈弓の分岐部分Ａ３に位置決めしている。

第３の形態では、図１５（ａ１）〜（ａｚ）の実際に設定されたスラブＳＬとＩＲバンドＢに基づいて、距離ｈ０を決定している。具体的には、以下のようにして距離ｈ０を決定する。

先ず、図１５（ａ１）〜（ａｚ）ごとに距離ｈを求める。距離ｈは、スラブＳＬの下端Ｊのｘ方向の位置ｘ３と、ＩＲバンドＢの下端Ｅのｘ方向の位置ｘ２との間の距離を表している。図１５（ａ１）〜（ａｚ）では、距離ｈは、それぞれｈ１〜ｈｚで示されている。

距離ｈ１〜ｈｚを求めた後、機械学習などの手法を用いて、距離ｈ１〜ｈｚを学習させる。距離ｈ１〜ｈｚを学習させることにより、図１４の距離ｈ０を求めることができる。

距離ｈ０は、過去に撮影したときの実際の距離ｈ１〜ｈｚを学習させることにより求められているので、スラブＳＬの下端Ｊから距離ｈ０離れた位置は、大動脈弓の分岐部分Ａ３（又は分岐部分Ａ３の近くの部位）が存在する位置と考えられる。したがって、スラブＳＬの下端Ｊから距離ｈ０離れた位置に、ＩＲバンドＢの下端Ｅを設定することにより、ＩＲバンドＢの下端Ｅを大動脈弓の分岐部分Ａ３（又は分岐部分Ａ３の近くの部位）に位置決めすることができる。図１４に示すようにＩＲバンドＢを設定した後、ステップＳＴ４に進む。

ステップＳＴ４では、本スキャンＭＳが実行される。本スキャンＭＳでは、図６を参照しながら説明したように、イメージングシーケンスＩＳが繰り返し実行される。そして、画像再構成に必要なｋ空間の全データが収集されたら、フローを終了する。

第３の形態でも、第１および第２の形態と同様に、ＩＲバンドＢの下端Ｅを大動脈弓の分岐部分Ａ３（又は分岐部分Ａ３の近くの部位）に位置決めすることができるので、高品質な画像を取得することができる。

尚、第３の形態では、距離ｈは固定値（ｈ０）である。しかし、ＦＯＶｘの値に応じて距離ｈを調整してもよい。この場合、距離ｈは、以下の式で表される。
ｈ＝ｒ_ｈ×ＦＯＶｘ ・・・（３）

ここで、ｒ_ｈは、例えば、図１５（ａ１）〜（ａｚ）ごとにｈ／ＦＯＸｘの値を求め、これらの値を学習することによって決定することができる。式（３）によりＦＯＶｘの値に応じたｈを計算することができるので、ＦＯＶｘの長さに応じて最適な位置にＩＲバンドＢを位置決めすることができる。

尚、第３の形態では、スラブＳＬの下端Ｊを基準にしてＩＲバンドＢの下端Ｅを位置決めしている。しかし、スラブＳＬの下端の代わりにスラブＳＬの上端を基準にして、ＩＲバンドＢの下端Ｅを位置決めしてもよい。

（４）第４の形態
図１６は、第４の形態のＭＲ装置の概略図である。
尚、第４の形態のＭＲ装置４００は、第１の形態のＭＲ装置１００と比較すると、制御部９が異なるが、その他の構成は第１の形態と同じである。したがって、第４の形態のＭＲ装置４００の説明に当たっては、制御部９について主に説明する。

制御部９は、スラブ設定手段９０１、変換手段９０２、検出手段９０３、およびＩＲバンド設定手段９０４などを有している。

スラブ設定手段９１は、操作部１０から入力された情報に基づいてスラブを設定する。
変換手段９０２は、後述するレファレンススキャンＲＳ（図１７参照）により取得されたスラブの３次元データを２次元画像に変換する。
検出手段９０３は、変換手段９０２により得られた２次元画像の中から、大動脈弓の分岐部分を検出する。
ＩＲバンド設定手段９２は、ＩＲバンドの下端が大動脈弓の分岐部分に位置決めされるように、ＩＲバンドを設定する。

尚、制御部９は、スラブ設定手段９０１、変換手段９０２、検出手段９０３、およびＩＲバンド設定手段９０４を構成する一例であり、所定のプログラムを実行することにより、これらの手段として機能する。

図１７は、第４の形態において実行されるスキャンの説明図である。
第４の形態では、ローカライザスキャンＬＳ、レファレンススキャンＲＳ、および本スキャンＭＳが実行される。

ローカライザスキャンＬＳおよび本スキャンＭＳは、第１の形態と同じであるので説明は省略する。

レファレンススキャンＲＳは、大動脈弓の分岐部分を検出するときに使用される３次元データを取得するためのスキャンである。第３の形態では、レファレンススキャンＲＳにより取得された３次元データに基づいてＩＲバンドを自動的に設定し、本スキャンＭＳを実行する。以下に、図１７のスキャンを実行するときのフローについて説明する。

図１８は、図１７のスキャンを実行するときのフローを示す図である。
ステップＳＴ１およびＳＴ２は、第１の形態と同じであるので、説明は省略する。ステップＳＴ２においてスラブＳＬ（図４参照）を設定した後、ステップＳＴ３に進む。

ステップＳＴ３では、ＩＲバンドＢを設定する。以下に、ＩＲバンドＢの設定方法について説明する。尚、ステップＳＴ３は、ステップＳＴ３１〜ＳＴ３４を有しているので、ステップＳＴ３１〜ＳＴ３４について順に説明する。

ステップＳＴ３１では、レファレンススキャンＲＳが実行される（図１９参照）。

図１９は、レファレンススキャンＲＳの説明図である。
レファレンススキャンＲＳは、スラブＳＬから動脈血の３次元データＤＴを取得するためのスキャンである。動脈血の３次元データＤＴを取得する方法としては、ＰＣ（Phase Contrast）法を用いることができる。動脈血の３次元データＤＴを取得した後、ステップＳＴ３２に進む。

ステップＳＴ３２では、変換手段９０２（図１６参照）が、ＭＩＰ(maximum intensity projection）法を用いて３次元データをｘｙ面に投影し、２次元画像を作成する。図２０に２次元画像ＤＲを示す。レファレンススキャンＲＳを実行した後、ステップＳＴ３３に進む。

ステップＳＴ３３では、検出手段９０３が、２次元画像ＤＲに基づいて、大動脈弓の分岐部分Ａ３を検出する。以下に分岐部分Ａ３の検出方法について説明する。

検出手段９０３は、先ず、２次元画像ＤＲを２値化する。図２１に、２値化する前の２次元画像ＤＲと、２次元画像ＤＲを２値化することにより得られた２値化画像ＤＢを示す。

２値化により、２次元画像ＤＲに描出されていた低信号の背景組織（脂肪など）を除去することができる。２値化画像ＤＢを得た後、検出手段９０３は、モデル画像と２値化画像ＤＢとのフィッティングを行う（図２２参照）。

図２２はフィッティングの説明図である。
モデル画像Ｍは、心臓、大動脈弓、および頸動脈の形状を概略的に表しており、被検体を撮影する前に予め準備されている画像である。モデル画像Ｍの略球形の部分Ｍ１は、心臓と大動脈弓とを含む部位の形状を表しており、略直線形状の部分Ｍ２は、頸動脈の形状を表している。部分Ｍ１とＭ２との境界部分Ａ３が、大動脈弓の分岐部分に相当する。モデル画像Ｍは、例えば、複数の人間を実際に撮影することにより得られた画像を参考にして作成することができる。

検出手段９０３は、２値化画像ＤＢに対して、モデル画像Ｍを拡大、縮小、回転させ、モデル画像Ｍが２値化画像ＤＢに最も一致するようにフィッティングを行う。図２２の下側に、フィッティングさせた後のモデル画像Ｍと２値化画像ＤＢとを重ねて示してある。

次に、検出手段９０３は、２値化画像における分岐部分の位置を検出する。モデル画像Ｍには分岐部分の位置情報が対応付けられているので、検出手段９０３は、モデル画像Ｍに対応付けられた位置を特定することにより、２値化画像ＤＢにおける分岐部分Ａ３の位置を検出することができる。
分岐部分Ａ３の位置を検出した後、ステップＳＴ３４に進む。

ステップＳＴ３４では、ＩＲバンド設定手段９０４（図１６参照）が、ＩＲバンドＢの下端Ｅが分岐部分に位置決めされるように、ＩＲバンドＢを設定する。図２３に設定されたＩＲバンドＢを示す。ＩＲバンドＢを設定した後、ステップＳＴ４に進み、本スキャンＭＳを実行し、フローを終了する。

第４の形態では、モデル画像を用いて分岐部分の位置を検出するので、ＦＯＶの大きさ、ＦＯＶの位置によらずに、ＩＲバンドの下端Ｅを分岐部分に位置決めすることができる。

尚、第４の形態では、ＭＩＰ法を用いて２次元画像を作成しているが、ＭＩＰ法とは別の方法で２次元画像を作成してもよい。

第１〜第４の形態では、イメージングシーケンスＩＳは反転パルスＳＩＲ（つまり、フリップ角が１８０°のＲＦパルス）を有している。しかし、本発明は、血液を描出することができるのであれば、反転パルスＳＩＲの代わりに、α°パルス（αは任意の角度）を用いることができる。

また、第１〜第４の形態では、イメージングシーケンスＩＳは、選択反転パルスＳＩＲと、脂肪抑制パルスＦと、データ収集シーケンスＤＡＱと、非選択反転パルスＮＩＲとを備えている。しかし、イメージングシーケンスＩＳは、選択反転パルスＳＩＲ、脂肪抑制パルスＦ、および非選択反転パルスＮＩＲとは別のパルスを有していてもよいし、データ収集シーケンスＤＡＱとは別のシーケンスを有していてもよい。また、イメージングシーケンスＩＳは、脂肪抑制パルスＦおよび非選択反転パルスＮＩＲを備えているが、これらのパルスＦおよびＮＩＲを備えないようにしてもよい。

第１〜第４の形態では、頸動脈を流れる動脈血を撮影する例について説明したが、本発明は、頸動脈とは別の動脈を流れる動脈血を撮影する場合にも適用することができ、更に、静脈血を撮影する場合にも適用することができる。

２ マグネット
３ テーブル
３ａ クレードル
４ 受信コイル
５ 心拍信号処理部
６ 送信器
７ 勾配磁場電源
８ 受信器
９ 制御部
１０ 操作部
１１ 表示部
１２ 被検体
２１ ボア
９１、９０１ スラブ設定手段
９２、９０４ ＩＲバンド設定手段
９０２ 変換手段
９０３ 検出手段
１００、４００ ＭＲ装置

Claims (14)

1. 血液および背景組織の磁化をフリップさせるためのＲＦパルスと、前記血液および前記背景組織を含むスラブから画像データを取得するためのデータ収集シーケンスとを有するイメージングシーケンスを実行する磁気共鳴装置であって、
   被検体の撮影対象である頸動脈を含むスラブを設定する第１の設定手段と、
   前記ＲＦパルスにより磁化のフリップが行われる領域を設定する第２の設定手段であって、前記スラブ内に設けられた基準点の位置に基づいて、前記領域が前記被検体の頸動脈を含むが心臓を含まないように、前記領域の一端の位置を決める第２の設定手段と、
   を有する磁気共鳴装置。
2. 前記第２の設定手段は、
   前記領域の一端と前記基準点との間の距離が第１の距離となるように、前記領域を設定する、請求項１に記載の磁気共鳴装置。
3. 前記第１の距離の値は固定値である、請求項２に記載の磁気共鳴装置。
4. 前記第１の距離の値は、前記被検体の心臓から頭部に向かう方向における前記スラブの長さに応じて変化する、請求項２に記載の磁気共鳴装置。
5. 前記基準点は前記スラブの中心である、請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
6. 血液および背景組織の磁化をフリップさせるためのＲＦパルスと、前記血液および前記背景組織を含むスラブから画像データを取得するためのデータ収集シーケンスとを有するイメージングシーケンスを実行する磁気共鳴装置であって、
   被検体の撮影対象である頸動脈を含むスラブを設定する第１の設定手段と、
   前記ＲＦパルスにより磁化のフリップが行われる領域を設定する第２の設定手段であって、前記スラブの一端の位置に基づいて、前記領域が頸動脈を含むが心臓を含まないように、前記領域の一端の位置を決める第２の設定手段と、
   を有する磁気共鳴装置。
7. 前記第２の設定手段は、
   前記領域の一端と前記スラブの心臓側に位置する一端との間の距離が第２の距離となるように、前記領域を設定する、請求項６に記載の磁気共鳴装置。
8. 前記第２の距離の値は固定値である、請求項７に記載の磁気共鳴装置。
9. 前記第２の距離の値は、前記被検体の心臓から頭部に向かう方向における前記スラブの長さに応じて変化する、請求項７に記載の磁気共鳴装置。
10. 前記第１の設定手段は、操作者から入力された情報に基づいて前記スラブを設定する、請求項１〜９のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
11. 前記血液は動脈血であり、前記背景組織は静脈血である、請求項１〜１０のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
12. 前記イメージングシーケンスは、前記ＲＦパルスと前記データ収集シーケンスとの間に、脂肪抑制を行うための別のＲＦパルスを有する、請求項１〜１１のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
13. 血液および背景組織の磁化をフリップさせるためのＲＦパルスと、前記血液および前記背景組織を含むスラブから画像データを取得するためのデータ収集シーケンスとを有するイメージングシーケンスを実行する磁気共鳴装置に適用されるプログラムであって、
    被検体の撮影対象である頸動脈を含むスラブを設定する第１の設定処理と、
    前記ＲＦパルスにより磁化のフリップが行われる領域を設定する第２の設定処理であって、前記スラブ内に設けられた基準点の位置に基づいて、前記領域が前記被検体の頸動脈を含むが心臓を含まないように、前記領域の一端の位置を決める第２の設定処理と、
    を計算機に実行させるためのプログラム。
14. 血液および背景組織の磁化をフリップさせるためのＲＦパルスと、前記血液および前記背景組織を含むスラブから画像データを取得するためのデータ収集シーケンスとを有するイメージングシーケンスを実行する磁気共鳴装置に適用されるプログラムであって、
    被検体の撮影対象である頸動脈を含むスラブを設定する第１の設定処理と、
    前記ＲＦパルスにより磁化のフリップが行われる領域を設定する第２の設定処理であって、前記スラブの一端の位置に基づいて、前記領域が頸動脈を含むが心臓を含まないように、前記領域の一端の位置を決める第２の設定処理と、
    を計算機に実行させるためのプログラム。