JP7034673B2 - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージング装置に関する。

ＭＲによる血流を計測する手法の一つとして、ＡＳＬ（Ａｔｅｒｉａｌ Ｓｐｉｎ Ｌａｂｅｌｉｎｇ）がある。ＡＳＬでは、組織に流入する動脈内のスピンを反転させ、血液内血液の磁化状態を内因性のトレーサの代わりとして利用する。ＡＳＬは、非侵襲的方法であり、造影剤を用いなくても画像を得ることができる利点がある。ＡＳＬでは、例えば反転パルスをＲ波トリガから所定の遅延時間後に印加したのち、例えば組織の縦磁化がゼロになるヌルポイントで収集シーケンスを実行する。これにより、画像上の不要な組織からの信号を抑制する。

しかしながら、例えば反転パルスを複数印加する場合等、反転パルスを、どのようなタイミングで印加するかをＧＵＩ上で簡単に決定するのは、複雑な設定が必要となるため、実際には難しい場合があった。

特開２０１６－０９６９８９号公報

本発明が解決しようとする課題は、撮像条件の設定を容易にすることである。

実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、制御部を備える。制御部は、反転パルスを印加したのちデータ収集を行うパルスシーケンスをシーケンス制御部が実行することに伴う複数の組織それぞれの磁化の回復度合いと、生体情報とを、リアルタイムに表示部に表示させる。

図１は、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置を示す図である。 図２は、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の有するＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）について説明した図である。 図３は、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の行う処理について説明した図である。 図４は、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置が行う処理について説明した図である。 図５は、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置が行う処理について説明した図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。ここで、互いに同じ構成には共通の符号を付して、重複する説明は省略する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００を示すブロック図である。図１に示すように、磁気共鳴イメージング装置１００は、静磁場磁石１０１と、静磁場電源（図示しない）と、傾斜磁場コイル１０３と、傾斜磁場電源１０４と、寝台１０５と、寝台制御回路１０６と、送信コイル１０７と、送信回路１０８と、受信コイル１０９と、受信回路１１０と、シーケンス制御回路１２０（シーケンス制御部）と、コンピューター１３０（「画像処理装置」とも称される）とを備える。なお、磁気共鳴イメージング装置１００に、被検体Ｐ（例えば、人体）は含まれない。また、図１に示す構成は一例に過ぎない。例えば、シーケンス制御回路１２０及びコンピューター１３０内の各部は、適宜統合若しくは分離して構成されてもよい。

静磁場磁石１０１は、中空の略円筒形状に形成された磁石であり、内部の空間に静磁場を発生する。静磁場磁石１０１は、例えば、超伝導磁石等であり、静磁場電源から電流の供給を受けて励磁する。静磁場電源は、静磁場磁石１０１に電流を供給する。別の例として、静磁場磁石１０１は、永久磁石でもよく、この場合、磁気共鳴イメージング装置１００は、静磁場電源を備えなくてもよい。また、静磁場電源は、磁気共鳴イメージング装置１００とは別に備えられてもよい。

傾斜磁場コイル１０３は、中空の略円筒形状に形成されたコイルであり、静磁場磁石１０１の内側に配置される。傾斜磁場コイル１０３は、互いに直交するＸ、Ｙ、及びＺの各軸に対応する３つのコイルが組み合わされて形成されており、これら３つのコイルは、傾斜磁場電源１０４から個別に電流の供給を受けて、Ｘ、Ｙ、及びＺの各軸に沿って磁場強度が変化する傾斜磁場を発生する。傾斜磁場コイル１０３によって発生するＸ、Ｙ、及びＺの各軸の傾斜磁場は、例えば、スライス用傾斜磁場Ｇs、位相エンコード用傾斜磁場Ｇe、及びリードアウト用傾斜磁場Ｇrである。傾斜磁場電源１０４は、傾斜磁場コイル１０３に電流を供給する。

寝台１０５は、被検体Ｐが載置される天板１０５ａを備え、寝台制御回路１０６による制御の下、天板１０５ａを、被検体Ｐが載置された状態で、傾斜磁場コイル１０３の空洞（撮像口）内へ挿入する。通常、寝台１０５は、長手方向が静磁場磁石１０１の中心軸と平行になるように設置される。寝台制御回路１０６は、コンピューター１３０による制御の下、寝台１０５を駆動して天板１０５ａを長手方向及び上下方向へ移動する。

送信コイル１０７は、傾斜磁場コイル１０３の内側に配置され、送信回路１０８からＲＦパルスの供給を受けて、高周波磁場を発生する。送信回路１０８は、対象とする原子の種類及び磁場強度で定まるラーモア（Larmor）周波数に対応するＲＦパルスを送信コイル１０７に供給する。

受信コイル１０９は、傾斜磁場コイル１０３の内側に配置され、高周波磁場の影響によって被検体Ｐから発せられる磁気共鳴信号（以下、必要に応じて、「ＭＲ信号」と呼ぶ）を受信する。受信コイル１０９は、磁気共鳴信号を受信すると、受信した磁気共鳴信号を受信回路１１０へ出力する。

なお、上述した送信コイル１０７及び受信コイル１０９は一例に過ぎない。送信機能のみを備えたコイル、受信機能のみを備えたコイル、若しくは送受信機能を備えたコイルのうち、１つ若しくは複数を組み合わせることによって構成されればよい。

受信回路１１０は、受信コイル１０９から出力される磁気共鳴信号を検出し、検出した磁気共鳴信号に基づいて磁気共鳴データを生成する。具体的には、受信回路１１０は、受信コイル１０９から出力される磁気共鳴信号をデジタル変換することによって磁気共鳴データを生成する。また、受信回路１１０は、生成した磁気共鳴データをシーケンス制御回路１２０へ送信する。なお、受信回路１１０は、静磁場磁石１０１や傾斜磁場コイル１０３等を備える架台装置側に備えられてもよい。

シーケンス制御回路１２０は、コンピューター１３０から送信されるシーケンス情報に基づいて、傾斜磁場電源１０４、送信回路１０８及び受信回路１１０を駆動することによって、被検体Ｐの撮像を行う。ここで、シーケンス情報は、撮像を行うための手順を定義した情報である。シーケンス情報には、傾斜磁場電源１０４が傾斜磁場コイル１０３に供給する電流の強さや電流を供給するタイミング、送信回路１０８が送信コイル１０７に供給するＲＦパルスの強さやＲＦパルスを印加するタイミング、受信回路１１０が磁気共鳴信号を検出するタイミング等が定義される。例えば、シーケンス制御回路１２０は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の電子回路である。なお、シーケンス制御回路１２０が実行するパルスシーケンスの詳細については、後述する。

さらに、シーケンス制御回路１２０は、傾斜磁場電源１０４、送信回路１０８及び受信回路１１０を駆動して被検体Ｐを撮像した結果、受信回路１１０から磁気共鳴データを受信すると、受信した磁気共鳴データをコンピューター１３０へ転送する。

コンピューター１３０は、磁気共鳴イメージング装置１００の全体制御や、画像の生成等を行う。コンピューター１３０は、メモリ１３２、入力装置１３４、ディスプレイ１３５、処理回路１５０を備える。処理回路１５０は、インタフェース機能１３１、制御機能１３３、及び画像生成機能１３６を備える。

第１の実施形態では、インタフェース機能１３１、制御機能１３３、画像生成機能１３６にて行われる各処理機能は、コンピューターによって実行可能なプログラムの形態でメモリ１３２へ記憶されている。処理回路１５０はプログラムをメモリ１３２から読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路１５０は、図１の処理回路１５０内に示された各機能を有することになる。なお、図１においては単一の処理回路１５０にて、インタフェース機能１３１、制御機能１３３、画像生成機能１３６にて行われる処理機能が実現されるものとして説明するが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路１５０を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより機能を実現するものとしても構わない。換言すると、上述のそれぞれの機能がプログラムとして構成され、１つの処理回路１５０が各プログラムを実行する場合であってもよい。別の例として、特定の機能が専用の独立したプログラム実行回路に実装される場合であってもよい。なお、図１において、インタフェース機能１３１、制御機能１３３、画像生成機能１３６は、それぞれ受付部、制御部、画像生成部の一例である。また、シーケンス制御回路１２０は、シーケンス制御部の一例である。

上記の説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）或いは、特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Ｓｉｍｐｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサはメモリ１３２に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。

また、メモリ１３２にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、寝台制御回路１０６、送信回路１０８、受信回路１１０等も同様に、上記のプロセッサ等の電子回路により構成される。

処理回路１５０は、インタフェース機能１３１により、シーケンス情報をシーケンス制御回路１２０へ送信し、シーケンス制御回路１２０から磁気共鳴データを受信する。また、磁気共鳴データを受信すると、インタフェース機能１３１を有する処理回路１５０は、受信した磁気共鳴データをメモリ１３２に格納する。

メモリ１３２に格納された磁気共鳴データは、制御機能１３３によってｋ空間に配置される。この結果、メモリ１３２は、ｋ空間データを記憶する。

メモリ１３２は、インタフェース機能１３１を有する処理回路１５０によって受信された磁気共鳴データや、制御機能１３３を有する処理回路１５０によってｋ空間に配置されたｋ空間データ、画像生成機能１３６を有する処理回路１５０によって生成された画像データ等を記憶する。例えば、メモリ１３２は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等である。

入力装置１３４は、操作者からの各種指示や情報入力を受け付ける。入力装置１３４は、例えば、マウスやトラックボール等のポインティングデバイス、モード切替スイッチ等の選択デバイス、あるいはキーボード等の入力デバイスである。ディスプレイ１３５は、制御機能１３３を有する処理回路１５０による制御の下、撮像条件の入力を受け付けるためのＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）や、画像生成機能１３６を有する処理回路１５０によって生成された画像等を表示する。ディスプレイ１３５は、例えば、液晶表示器等の表示デバイスである。入力装置１３４、ディスプレイ１３５は、それぞれ入力部、表示部の一例である。

処理回路１５０は、制御機能１３３により、磁気共鳴イメージング装置１００の全体制御を行い、撮像や画像の生成、画像の表示等を制御する。例えば、制御機能１３３を有する処理回路１５０は、撮像条件（撮像パラメータ等）の入力をＧＵＩ上で受け付け、受け付けた撮像条件に従ってシーケンス情報を生成する。また、制御機能１３３を有する処理回路１５０は、生成したシーケンス情報をシーケンス制御回路１２０へ送信する。処理回路１５０は、画像生成機能１３６により、ｋ空間データをメモリ１３２から読み出し、読み出したｋ空間データにフーリエ変換等の再構成処理を施すことで、画像を生成する。

なお、磁気共鳴イメージング装置１００の有するコンピュータ１３０は、図示しない生体情報取得部から生体情報を取得する。処理回路１５０は、制御機能１３３により、生体情報取得部から取得した生体情報を、ディスプレイ１３５に表示させる。ここで、生体情報とは、例えば心電情報や、拍動に関する情報、呼吸動に関する情報である。また、生体情報取得部は、例えば心電情報を得るための心電計や、拍動や呼吸動に関する情報を得るための装置により構成される。

次に、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の背景について簡単に説明する。

ＭＲによる血流を計測する手法の一つとして、ＡＳＬ（Ａｔｅｒｉａｌ Ｓｐｉｎ Ｌａｂｅｌｉｎｇ）がある。ＡＳＬでは、組織に流入する動脈内のスピンを反転させ、血液内血液の磁化状態を内因性のトレーサの代わりとして利用する。ＡＳＬは、非侵襲的方法であり、造影剤を用いなくても画像を得ることができる利点がある。

ＡＳＬでは、例えば反転パルスをＲ波トリガから所定の遅延時間後に印加したのち、例えば組織の縦磁化がゼロになるヌルポイントで収集シーケンスを実行する。これにより、
画像上の不要な信号を抑制し、必要な血液に関する信号のみを得ることができる。

ここで、信号抑制の対象となる背景組織が複数ある場合、背景組織として存在する複数の組織は通常それぞれ異なるＴ_１値を有し、従ってそれらがヌルポイントに至る時刻は異なっている。従って、これらの複数の背景組織の信号を抑制するために、反転パルスを複数回印加する場合がある。

ここで、反転パルスを複数回印加する場合、２回目以降の反転パルスの印加タイミングが、適切なタイミングか否かを把握したい場合がある。例えば、心電同期で撮像を行う場合等において、反転パルスを複数回印加する場合、次のＲ波がくる前に、反転パルスを印加して収集する作業を完了できそうかを把握したい場合がある。

しかしながら、反転パルスを複数印加する場合、２回目以降の反転パルスを、どのようなタイミングで印加するかをＧＵＩ上で簡単に決定するのは、複雑な設定が必要となるため、実際には難しい場合があった。

かかる背景に鑑み、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００において、処理回路１５０は、制御機能１３３により、反転パルスを印加したのちデータ収集を行うパルスシーケンスをシーケンス制御部が実行することに伴う複数の組織それぞれの磁化の回復度合いと、生体情報とを、リアルタイムにディスプレイ１３５に表示させる。すなわち、各組織の回復度合いが、生体信号のリアルタイム表示と同期して表示できるようになる。これにより、反転パルスの印加タイミングや、反転パルスの印加回数のプランニングが容易になり、ユーザの利便性が向上する。

また、背景組織を完全に抑制したい場合だけではなく、背景組織を完全には消さず、うっすらと背景組織が見えるような回復タイミングで、反転パルスを印加したい場合なども考えられる。実施形態に係る磁気共鳴イメージング１００によれば、このような、若干背景組織を残して撮像したい場合の撮像のプランニングが容易になり、ユーザの要求にこたえることができる。

なお、例えば心電同期撮像に係るＧＵＩに関して、以下のような背景があった。

第１の背景として、実際に被験者から取得する心電情報には、Ｒ波の他にＰ、Ｑ、Ｓ、Ｔ、Ｕ波などがあるが、撮像条件編集画面上のタイムチャートで、データ収集タイミングの指標として、Ｒ波を基にしたトリガーのみが表示される場合があった。そのため、データ収集のタイミングを設定する際に、実際の心電波形とデータ収集のタイミングのイメージがしづらく、最適なデータ収集のタイミングが把握しづらい場合があった。

また、第２の背景として、撮像条件編集画面上のタイムチャートで、ＲＲ間隔等のトリガー間隔は、心拍１拍ごとのＲＲ間隔の違いなどについては考慮されず、常に同じ間隔で表示される場合がある。しかしながら、実際には、ＲＲ間隔は、被験者によって間隔が異なる上に、同じ被験者においても、心拍１拍ごとに、ＲＲ間隔は異なってくる。そのため、ＲＲ間隔を１としたときの収集に最低限必要な時間の長さを表す％ＲＲ（percent ＲＲ）の設定のいかんによっては、データ収集にＲＲ間隔の２サイクル分の時間が必要となり、検査時間の増大につながる場合があった。また、操作者の手業や被験者によって、データ収集タイミングの設定精度にばらつきが出る場合ある。

また、第３の背景として、高磁場内で心電情報取得をする場合、被検体から取得する心電情報において、Ｒ波が小さくなる一方で、Ｔ波が大きくなる現象が起こる場合がある。このため、Ｒ波が正しく認識できない場合がある。

上述の背景に鑑みて、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００において、処理回路１５０は、制御機能１３３により、シーケンス制御回路１２０が実行するパルスシーケンスに係るタイミングチャートと心電情報とを、リアルタイムにディスプレイ１３５に表示させる。このように、被検体から取得した同期波形をリアルタイムに表示しながら撮像条件設定を行うことで、操作者が意図した条件設定を行うことができ、操作性が向上する。また、適切なタイミングでデータ収集をすることが可能なため、意図しないデータ収集による撮像条件再設定や、再撮像の可能性を低減することができる。

かかる点について、図２～図５を用いて説明する。図２は、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００の有するＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）について説明した図である。

前述したように、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００において、処理回路１５０は、制御機能１３３により、シーケンス制御回路１２０が実行するパルスシーケンスに係るタイミングチャートと心電情報等の生体情報とを、リアルタイムにディスプレイ１３５に表示させる。かかる点について、図２を用いて説明する。

具体的には、図２において、処理回路１５０は、制御機能１３３により、シーケンス制御回路１２０が実行するパルスシーケンスに係るタイミングチャート４９と、生体情報１０とを、パルスシーケンスの実行と同時進行的に、すなわちリアルタイムで、ディスプレイ１３５を通じて，ＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１の表示領域２に表示させる。

図２では、シーケンス制御回路１２０が、反転パルスを複数回印加したのち、所定のタイミングでデータ収集を行う場合のタイミングチャート４９について示している。かかる場合、タイミングチャート４９において、横方向が時刻を表し、タイミングチャート４９は、例えば時刻１６において、１回目に印加される反転パルス１１ａ、時刻１７から時刻１８までの間行われるデータ収集１３、反転パルス１１ａが印加されてからデータ収集１３が開始されるまでの部分であり、撮像に先駆けてパルスが印加される部分であるプリパルス部分１２、データ収集１３が終了した後の処理を行う部分である後処理部分１４とからなる。また、処理回路１５０は、制御機能１３３により、時刻３７において２回目に印加される反転パルス１１ｂのタイミングも、表示領域２にあわせて表示させる。データ収集１３は、反転パルス１１ａ、反転パルス１１ｂ等複数回の反転パルスの印加ののち行われる。

ここで、生体情報１０は、例えば、心電情報である。すなわち、処理回路１５０は、制御機能１３３により、例えば図示しない心電計等から、同期波形を、生体情報１０としてリアルタイムに取得する。処理回路１５０は、制御機能１３３により、このようにしてリアルタイムに取得した生体情報１０を、タイミングチャート４９とともに、リアルタイムで表示領域２に表示させる。なお、生体情報１０及びタイミングチャート４９は、例えば表示領域２中の矢印で示されているように、例えば全体波形が右から左へと流れていきながら、リアルタイムで表示領域２上に表示され続ける。

なお、処理回路１５０が制御機能１３３により表示領域２に表示する生体情報１０の例としては、心電計等からリアルタイムで取得された同期波形そのものであってもよいし、心電計等からリアルタイムで取得された同期波形に基づいて生成された模擬波形であってもよい。

ここで、模擬波形とは、例えば心電波形を、Ｐ波、Ｑ波、Ｓ波、Ｔ波、Ｕ波等の特徴的な波形の重ねあわせとして表現し、それぞれの波形について、高さや幅等いくつかのパラメータを用いて表現することで、全体として少数個のパラメータで実際の心電波形を再現した波形である。生体情報１０として、心電計等からリアルタイムで取得された同期波形に基づいて生成された模擬波形を用いる場合、処理回路１５０は、制御機能１３３により、心電計等から同期波形をリアルタイムで取得する。処理回路１５０は、図示しない算出機能により、リアルタイムで取得された同期波形に対して、模擬波形を用いてフィッティングを行い、同期波形と模擬波形のずれが最も小さくなるような模擬波形のパラメータの値を算出する。処理回路１５０は、制御機能１３３により、算出された模擬波形のパラメータに基づいて模擬波形を描画し、生体情報１０として、タイミングチャート４９とともにリアルタイムで表示領域２に表示させる。

なお、模擬波形におけるＲＲ間隔は、リアルタイムで取得された同期波形から自動検出されたＲＲ間隔であってもよい。すなわち、処理回路１５０は、図示しない算出機能により、リアルタイムで取得された同期波形からＲＲ間隔を検出し、検出したＲＲ間隔を模擬波形のＲＲ間隔とする。処理回路１５０は、制御機能１３３により、当該ＲＲ間隔で模擬波形を生体情報１０としてタイミングチャート４９とともにリアルタイムで表示領域２に表示させる。

処理回路１５０が制御機能１３３により表示領域２にタイミングチャート４９とともに表示させる生体情報１０の種類の変更は、ＧＵＩ１の設定パネル７により行うことができる。例えば、ユーザが設定パネル７上のボタン６０をクリックすると、処理回路１５０が制御機能１３３により表示領域２にタイミングチャート４９とともに表示させる生体情報１０は、心電計等を通じてリアルタイムで取得される生体信号波形そのものとなる。また、ユーザが設定パネル７上のボタン６１をクリックすると、処理回路１５０が制御機能１３３により表示領域２にタイミングチャート４９とともに表示させる生体情報１０は、心電計などを通じてリアルタイムで取得された同期波形に基づいて生成された模擬波形となる。

また、処理回路１５０は、制御機能１３３により、ディスプレイ１３５に生体情報をユーザに表示させる。例えば、処理回路１５０は、制御機能１３３により、心電計などから、現在のＲ－Ｒ間隔を取得し、設定パネル５の表示領域５０に表示させる。また、処理回路１５０は、制御機能１３３により、心電計などから、現在の心拍数を取得し、設定パネル５の表示領域５１に表示させる。また、ユーザがボタン５２をクリックすると、処理回路１５０は、制御機能１３３により、心電計などから、現在のＲ－Ｒ間隔や現在の心拍数を再取得し、再取得され更新されて最新の値となった現在のＲ－Ｒ間隔や現在の心拍数の値を、設定パネルの表示領域５０や表示領域５１に表示させる。

また、処理回路１５０は、制御機能１３３により、ユーザ操作に応じた撮像条件の変更を任意のタイミングで受け付け、それを撮像条件に対して反映する。すなわち、処理回路１５０は、制御機能１３３により、ユーザからパルスシーケンスに関する設定条件の入力を受け付けて、シーケンス制御回路１２０が実行するパルスシーケンスを動的に変更する。ここで、ユーザから入力を受け付けるパルスシーケンスに関する設定条件とは、例えば、パルスシーケンスにおいてデータ収集に確保すべき時間のＲ－Ｒ間隔に対する比を表すパラメータであるｐｅｒｃｅｎｔ Ｒ－Ｒ、Ｒ波のトリガから反転パルス１１ａの印加までの時間である遅延時間、反転パルス１１ａの印加から反転パルス１１ｂの印加までの時間、反転パルス１１ａの印加からデータ収集１３の開始までの時間、収集のＴＲ（Ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ Ｔｉｍｅ）、スライス厚さ、スライス枚数等の設定条件である。例えば、ユーザが設定パネル４にあるボタン７５をクリックしてｐｅｒｃｅｎｔ Ｒ－Ｒの値を変更すると、またはユーザが設定パネル４にある入力フィールド７０にｐｅｒｃｅｎｔ Ｒ－Ｒの値を変更すると、処理回路１５０は、制御機能１３３により、シーケンス制御回路１２０が実行するパルスシーケンスにおけるｐｅｒｃｅｎｔ Ｒ－Ｒの値を、変更後の値に変更する。処理回路１５０は、制御機能１３３により、変更後のパルスシーケンスの情報をシーケンス制御回路１２０に送信し、シーケンス制御回路１２０は、処理回路１５０から受信した変更後のパルスシーケンスの情報をもとに、パルスシーケンスを実行する。これらの手順は、リアルタイムで実行される。また、例えばユーザが設定パネル４にあるボタン７６をクリックして、Ｒ波にトリガから反転パルス１１ａまでの印加時間である遅延時間の値を変更すると、またはユーザが設定パネル４にある入力フィールド７１に遅延時間の値を変更すると、処理回路１５０は、制御機能１３３により、遅延時間の値を、変更後の値に変更する。処理回路１５０は、制御機能１３３により、変更後の遅延時間の情報をシーケンス制御回路１２０に送信し、シーケンス制御回路１２０は、処理回路１５０から受信した変更後の情報をもとに、パルスシーケンスを実行する。

また、シーケンス制御回路１２０が制御機能１３３によりディスプレイ１３５に表示させるタイミングチャート４９及び生体情報１０の表示は、リアルタイムで例えば右から左へと流れていくが、実施形態においては、ユーザ操作に応じて、これらの表示を一時停止することができる。例えば、ユーザがボタン６３をクリックすると、シーケンス制御回路１２０は、制御機能１３３により、ディスプレイ１３５に表示させるタイミングチャート４９及び生体情報１０の表示の更新を一時停止する。この時、シーケンス制御回路１２０は、制御機能１３３により、ユーザ操作が実行された時点、すなわちユーザがボタン６３をクリックした時点での、タイミングチャート４９及び生体情報１０をディスプレイ１３５に表示させる。また、ユーザがボタン６４をクリックすると、シーケンス制御回路１２０は、制御機能１３３により、ディスプレイ１３５に表示させるタイミングチャート４９及び生体情報１０の表示を最新のものに更新し、リアルタイムでの表示を再開する。

なお、表示が一時停止している時、ユーザは、表示領域２に表示されたボタンを操作することにより、シーケンス制御回路１２０が実行するパルスシーケンスの撮像条件を変更することができる。一例として、ユーザがボタン２０又はボタン２１をクリックすると、処理回路１５０は、制御機能１３３により、反転パルス１１ａを印加するタイミングである時刻１６の設定の変更を受け付ける。また、ユーザがボタン２２又は２３をクリックすると、処理回路１５０は、制御機能１３３により、データ収集１３が開始される時刻である時刻１７の設定の変更を受け付ける。ユーザがボタン２４又は２５をクリックすると、処理回路１５０は、制御機能１３３により、データ収集１３が終了する時刻である時刻１８の設定の変更を受け付ける。ユーザがボタン２６又は２７をクリックすると、処理回路１５０は、制御機能１３３により、データ収集１３後に印加する傾斜磁場やＲＦパルスの印加が終了する時刻である時刻１９の設定の変更を受け付ける。ユーザがボタン３８又は３９をクリックすると、処理回路１５０は、制御機能１３３により、２回目に印加される反転パルス１１ｂを印加するタイミングである時刻３７の設定の変更を受け付ける。

また、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００は、ユーザ操作に応じて任意のタイミングで、タイムチャート４９及び生体情報１０の拡大や縮小を受け付ける。一例として、ユーザがボタン６５をクリックしたのち、タイムチャート４９及び生体情報１０のうち、拡大したい範囲をマウスで選択すると、処理回路１５０は、制御機能１３３により、タイムチャート４９及び生体情報１０のうち、当該選択された範囲を、拡大表示する。また、ユーザがボタン６６をクリックしたのち、タイムチャート４９及び生体情報１０のうち、縮小したい範囲をマウスで選択すると、処理回路１５０は、制御機能１３３により、タイムチャート４９及び生体情報１０のうち、当該選択された範囲を、縮小表示する。

続いて、図２及び図３を用いて、実施形態における、複数の組織それぞれの縦磁化の回復の表示について説明する。実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００において、処理回路１５０は、制御機能１３３により、反転パルス１１ａ、１１ｂ等を印加したのちデータ収集を行うパルスシーケンスをシーケンス制御部が実行することに伴う複数の組織それぞれの磁化の回復度合いと、生体情報１０とを、リアルタイムにディスプレイ１３５に表示させる。例えば、処理回路１５０は、制御機能１３３により、Ｔ_１が比較的大きい組織である組織Ａの、１回目に印加される反転パルスである反転パルス１１ａを印加したのちの縦磁化の回復度合いを表す緩和曲線４０を、生体情報１０とともに、リアルタイムに表示領域３に表示させる。また、処理回路１５０は、制御機能１３３により、Ｔ_１が中程度の組織である組織Ｂの、縦磁化の回復度合いを表す緩和曲線４１を、生体情報１０とともに、リアルタイムに表示領域３に表示させる。また、処理回路１５０は、制御機能１３３により、Ｔ_１が比較的小さい組織である組織Ｃの、縦磁化の回復度合いを表す緩和曲線４２を、生体情報１０とともに、リアルタイムに表示領域３に表示させる。

ここで、縦磁化の回復度合いを表す緩和曲線４０～４２は、それぞれの組織のＴ_１緩和の時定数が与えられれば既知である。従って、処理回路１５０は、図示しない算出機能により、それぞれの組織のＴ_１緩和の時定数として知られている値に基づいて、縦磁化の回復度合いの理論値を算出することにより緩和曲線４０～４２を生成しディスプレイ１３５に表示させる。ここで、処理回路１５０は、制御機能１３３により、それぞれの組織のＴ_１緩和の時定数を、メモリ１３２に記憶されたデータベースから例えば取得してもよい。

また、縦磁化の回復度合いを表す情報の表示は、緩和曲線４０、４１、４２によるのではなく、白黒またはカラーのグラデーションにより行ってもよい。例えば、制御機能１３３を有する処理回路１５０は、グラデーション４６～４８により、組織Ａ～Ｃの縦磁化の回復度合いを、ディスプレイ１３５に表示させる。なお、グラデーション４６～４８において、黒い領域は縦磁化の値が小さく、白い領域は縦磁化の値が大きいことを示している。

また、実施形態において、制御機能１３３を有する処理回路１５０は、例えば設定パネル６のようなＧＵＩを用いて、撮像部位に応じて、縦磁化の回復度合いをディスプレイ１３５に表示させる複数の組織の組み合わせを選択してもよい。かかる処理の流れについて、図３を用いて説明する。図３は、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００の行う処理について説明した図である。

はじめに、処理回路１５０は、制御機能１３３により、シーケンス制御回路１２０が実行するパルスシーケンスにおける撮像部位を取得する（ステップＳ１００）。

一例として、処理回路１５０は、制御機能１３３により、図２のプルボタンメニュー３０を通じてユーザから撮像部位の入力を受け付ける。すなわち、ユーザがプルボタンメニュー３０からあらかじめ登録されている撮像部位の候補のうちの一つを選択すると、処理回路１５０は、制御機能１３３により、当該選択した撮像部位の候補を、ユーザからの撮像部位の入力として受け付け、処理はステップＳ１１０へと進む。また、別の例として、処理回路１５０は、制御機能１３３により、撮像プロトコルに紐付けられている情報に基づいて、撮像部位を定める。例えば、ユーザがボタン３２をクリックすると、処理回路１５０は、制御機能１３３により、メモリ１３２から、撮像プロトコルに紐付けられている情報を取得し、取得した情報を元に、撮像部位を定め、処理はステップＳ１１０へと進む。

続いて、処理回路１５０は、制御機能１３３により、ステップＳ１００においてユーザから受け付けた撮像部位や、撮像プロトコルに紐付けられている情報に基づいて定められた撮像部位に応じて、磁化の回復度合いを表示する複数の組織の組み合わせを取得する（ステップＳ１１０）。例えば、処理回路１５０は、制御機能１３３により、取得した撮像部位において、最も大きな場所を占める組織と、２番目に大きな場所を占める組織と、３番目に大きな場所を占める組織とを、磁化の回復度合いをディスプレイ１３５に表示させる複数の組織Ａ～Ｃの組み合わせとして選択する。また、別の例として、処理回路１５０は、制御機能１３３により、取得した撮像部位において、最も画質に影響を与える組織と、２番目に画質に影響を与える組織と、３番目に画質に影響を与える組織とを、磁化の回復度合いをディスプレイ１３５に表示させる複数の組織の組み合わせとして選択する。

続いて、処理回路１５０は、制御機能１３３により、選択した組み合わせにおける各組織それぞれのＴ_１の値を、メモリ１３２が記憶するデータベースから取得する。処理回路１５０は、制御機能１３３により、取得したＴ_１の値それぞれに基づいて、緩和曲線４０～４２やグラデーション４６～４８を生成する。シーケンス制御回路１２０は、パルスシーケンスを実行し、生体情報１０と、複数の組織Ａ～Ｃにおける磁化の回復度合いを表す情報である緩和曲線４０～４２やグラデーション４６～４８を、パルスシーケンスの実行と同時進行的（リアルタイム）にディスプレイ１３５のＧＵＩ１に表示させるとともに、ボタン７５、７６、２０、２１、２２、２３等を通じてパルスシーケンスの設定の変更を受け付ける。また、処理回路１５０は、制御機能１３３により、シーケンス制御回路１２０が実行するパルスシーケンスに係るタイミングチャート４９も、ディスプレイ１３５にリアルタイムに表示させる（ステップＳ１２０）。

なお、実施形態は、以上の例に限られない。例えば、図２において、ユーザがボタン６２を選択すると、処理回路１５０は、制御機能１３３により、生体情報１０をタイムチャート上に更新表示してもよい。例えば、処理回路１５０は、制御機能１３３により、図４に示されているように、トリガ波形位置を固定し、リアルタイムに変動するＲＲ間隔に合わせて続く波形をリアルタイムにタイムチャート上にディスプレイ１３５に表示させ、表示させた同期波形に合わせてデータ収集タイミングの設定をしてもよい。

図４の最上段は、心電情報である生体情報１０を示している。心拍９３、９４、９５は、生体情報１０のうち心拍１拍ずつをそれぞれ表す。処理回路１５０は、制御機能１３３により、例えば期間８０に対応する間、パネル９０をディスプレイ１３５にポップアップさせ、生体情報１０と、タイムチャート４９とを、パネル９０内に重ねて表示させる。続いて、時間が経過して、期間８１に対応する時刻になった場合、処理回路１５０は、制御機能１３３により、パネル９１をディスプレイ１３５にポップアップさせ、生体情報１０と、タイムチャート４９とを、パネル９１内に重ねて表示させる。続いて、時間が経過して、期間８２に対応する時刻になった場合、処理回路１５０は、制御機能１３３により、パネル９２をディスプレイ１３５にポップアップさせ、生体情報１０と、タイムチャート４９とを、パネル９２内に重ねて表示させる。この時、処理回路１５０は、トリガ波形の表示位置を画面の左右方向で揃えて表示することで、ＲＲ間隔が各心拍間で多少異なったとしても、ユーザは生体情報１０と、タイムチャート４９との関係を、容易に把握することができる。

このように、処理回路１５０は、制御機能１３３により、シーケンス制御回路１２０が実行するパルスシーケンスに係るタイミングチャート４９と生体情報１０としての心電情報とを、トリガ波形の表示位置を固定し、かつトリガが検出されるごとに新たな表示画面を生成する表示方法により、リアルタイムにディスプレイ１３５に表示させる。

また、例えば、図２において、ユーザがボタン６９を選択すると、処理回路１５０は、制御機能１３３により、データ収集が次のトリガにかかる場合、警告をディスプレイ１３５に表示するように制御を行ってもよい。かかる状況が、図５に示されている。

図５では、データ収集１３が、トリガ１５とオーバーラップしている場合を示している。データ収集１３が、トリガ１５とオーバーラップしてしまうと、その付近では心臓が大きく動くため、データ収集１３にノイズが混入する。従って、データ収集１３が、次のトリガにかかってしまうと、データ収集が正しく行われない。

従って、そのような場合においては、シーケンスの再設定が行われるのが望ましい。従って、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００においては、処理回路１５０は、制御機能１３３により、データ収集１３が、同期波形のトリガ１５となる位置に重なる場合、ユーザに対する警告９６をディスプレイ１３５に表示させる。例えば、処理回路１５０は、制御機能１３３により、データ収集１３が、同期波形のトリガ１５となる位置に重なる場合、ディスプレイ１３５に、「データ収集が次のトリガにかかっています。シーケンスを再設定してください。」と表示する。また、例えば、処理回路１５０は、制御機能１３３により、データ収集１３が、同期波形のトリガ１５となる位置に重なる場合、データ収集１３を表すタイムチャート４９上の部分を、点滅表示や赤色で表示させるなどして強調表示させる。警告９６やデータ収集１３の強調表示を参照したユーザは、ボタン２０、２１、２２、２３、２４、２５、７５、７６等により、シーケンス制御回路１２０が実行するパルスシーケンスの変更を行うことができる。

なお、心電同期撮像の場合、同期撮像のトリガはＲ波に限定されず、Ｐ波などのトリガを用いて心電同期撮像が行われても良い。

また、処理回路１５０は、図示しない算出機能により、ＲＲ間隔の各心拍ごとのばらつきや、データ収集１３がトリガ１５となる位置に重なる割合等に基づいて、トータルの撮像に要する時間を算出し、算出したトータルの撮像に要する時間をディスプレイ１３５に表示させてもよい。

実施形態は、以上述べた例に限られない。

例えば、シーケンス制御回路１２０がスライス選択励起により撮像する場合、例えば、図２の反転パルス１１ａがスライス選択励起を伴って印加される場合、制御機能１３３を有する処理回路１５０は、スライスごとの縦磁化の回復度合いを、ディスプレイ１３５に一覧表示させてもよい。

また、制御機能１３３を有する処理回路１５０は、必要に応じて、スライスごとに、生体情報や磁化回復に関する情報を変えてディスプレイ１３５に表示させる。一例として、制御機能１３３を有する処理回路１５０は、第１のスライスにおいては組織Ａの縦磁化の情報が重要であり、第２のスライスにおいては組織Ｂの縦磁化の情報が重要であるような場合において、第１のスライスにおいては組織Ａに関する縦磁化の緩和曲線を表示させ、また第２のスライスにおいては組織Ｂに関する縦磁化の緩和曲線を表示させる。

また、これらの複数の組織の縦磁化の回復度合いの表示形態としては、実施形態は、これらに限られない。例えば、制御機能１３３を有する処理回路１５０は、３次元的に複数の組織の縦磁化の回復度合いを表現しディスプレイ１３５に表示させてもよい。例えば、左右方向をｘ軸方向、前後方向をｙ軸方向、上下方向をｚ軸方向として、制御機能１３３を有する処理回路１５０は、ｘ軸方向に時間軸をとり、ｙ軸方向に組織の種別をとり、ｚ軸方向に縦磁化の回復度合いをとり、３次元的に複数の組織の縦磁化をディスプレイ１３５に表示させてもよい。

実施形態では、生体情報１０が心電情報である場合について説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、生体情報１０は、拍動に関する情報や、呼吸動に関する情報であってもよい。かかる場合、生体情報１０は、拍動や呼吸動に関する情報を得るための図示しない装置から、リアルタイムで得られた情報となる。

また、タイミングチャート４９としては、図示されたタイプのタイミングチャートに限られず、例えばプリパルス部分１２で、ダミーパルスが印加されてもよい。また、処理回路１５０は、プリパルス部分１２の表示を省略してもよい。また、シーケンス制御回路１２０が実行するパルスシーケンスの例としては、反転パルスを印加するシーケンスに限られない。

（プログラム）
また、上述した実施形態の中で示した処理手順に示された指示は、ソフトウェアであるプログラムに基づいて実行されることが可能である。汎用コンピューターが、このプログラムを予め記憶しておき、このプログラムを読み込むことにより、上述した実施形態の磁気共鳴イメージング装置１００による効果と同様の効果を得ることも可能である。上述した実施形態で記述された指示は、コンピューターに実行させることのできるプログラムとして、磁気ディスク（フレキシブルディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－ＲＷ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ±Ｒ、ＤＶＤ±ＲＷなど）、半導体メモリ、又はこれに類する記録媒体に記録される。コンピューター又は組み込みシステムが読み取り可能な記憶媒体であれば、その記憶形式は何れの形態であってもよい。コンピューターは、この記録媒体からプログラムを読み込み、このプログラムに基づいてプログラムに記述されている指示をＣＰＵで実行させれば、上述した実施形態の磁気共鳴イメージング装置１００と同様の動作を実現することができる。また、コンピューターがプログラムを取得する場合又は読み込む場合は、ネットワークを通じて取得又は読み込んでもよい。

また、記憶媒体からコンピューターや組み込みシステムにインストールされたプログラムの指示に基づきコンピューター上で稼働しているＯＳ（Operating System）や、データベース管理ソフト、ネットワーク等のＭＷ（Middleware）等が、上述した実施形態を実現するための各処理の一部を実行してもよい。更に、記憶媒体は、コンピューターあるいは組み込みシステムと独立した媒体に限らず、ＬＡＮ（Local Area Network）やインターネット等により伝達されたプログラムをダウンロードして記憶又は一時記憶した記憶媒体も含まれる。また、記憶媒体は１つに限られず、複数の媒体から、上述した実施形態における処理が実行される場合も、実施形態における記憶媒体に含まれ、媒体の構成は何れの構成であってもよい。

なお、実施形態におけるコンピューター又は組み込みシステムは、記憶媒体に記憶されたプログラムに基づき、上述した実施形態における各処理を実行するためのものであって、パソコン、マイコン等の１つからなる装置、複数の装置がネットワーク接続されたシステム等の何れの構成であってもよい。また、実施形態におけるコンピューターとは、パソコンに限らず、情報処理機器に含まれる演算処理装置、マイコン等も含み、プログラムによって実施形態における機能を実現することが可能な機器、装置を総称している。

以上述べた少なくとも一つの実施形態の磁気共鳴イメージング装置によれば、撮像条件の設定を容易にすることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１２０ シーケンス制御回路
１５０ 処理回路

Claims (9)

1. 反転パルスを印加したのちデータ収集を行うパルスシーケンスをシーケンス制御部が実行することに伴う複数の組織それぞれの磁化の回復度合いと、生体情報とを、リアルタイムに表示部に表示させる制御部を備える磁気共鳴イメージング装置。
2. 前記反転パルスは、スライス選択励起を伴って印加され、
   前記制御部は、スライスごとの前記磁化の回復度合いを前記表示部に一覧表示させる、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
3. 前記制御部は、撮像部位に応じて前記複数の組織の組み合わせを選択する、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
4. 前記制御部は、ユーザから前記撮像部位の入力を受け付け、受け付けた前記撮像部位に応じて前記複数の組織の組み合わせを選択する、請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
5. 前記制御部は、撮像プロトコルに紐付けられている情報に基づいて定められた前記撮像部位に応じて、前記複数の組織の組み合わせを選択する、請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
6. 前記制御部は、前記複数の組織それぞれの縦磁化の回復曲線を、前記磁化の回復度合いとして前記表示部に表示させる、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
7. 前記制御部は、グラデーションにより、前記磁化の回復度合いを前記表示部に表示させる、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
8. 前記生体情報は、心電情報であり、
   前記制御部は、前記データ収集が、同期波形のトリガとなる位置に重なる場合、ユーザに対する警告を前記表示部に表示させる、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
9. 前記データ収集は、複数回の前記反転パルスの印加ののち行われる、請求項８に記載の磁気共鳴イメージング装置。

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