JP7243973B2 - Simulator, Injection Device or Imaging System Equipped with Simulator, and Simulation Program - Google Patents

Simulator, Injection Device or Imaging System Equipped with Simulator, and Simulation Program Download PDF

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本発明は、核磁気共鳴画像法を用いて得られるべき信号強度の経時変化をシミュレーションするシミュレータ、該シミュレータを備える注入装置または撮像システム、及びシミュレーションプログラムに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a simulator for simulating temporal changes in signal intensity to be obtained using nuclear magnetic resonance imaging, an injection device or an imaging system equipped with the simulator, and a simulation program.

特許文献1には、被写体情報と、注入プロトコルと、組織情報とに基づいて、組織を血流方向に沿って分割した複数のコンパートメントのそれぞれの画素値の経時変化を予測する予測部を備えるシミュレータが記載されている。 Patent Document 1 discloses a simulator equipped with a prediction unit that predicts temporal changes in pixel values of each of a plurality of compartments obtained by dividing a tissue along the blood flow direction, based on subject information, an injection protocol, and tissue information. is described.

国際公開第2016/084373号WO2016/084373

特許文献1に記載されているようなCT(Computed Tomography)においては、X線減衰が造影剤の体積または注入速度とほぼ直線的に相関する。一方、核磁気共鳴画像法を用いるMRI(Magnetic Resonance Imaging)では、造影剤の体積または注入速度の増加に伴って信号強度が増加するが、造影剤の体積または注入速度の増加率に比べて信号強度の増加率が小さい。そのため、造影剤の体積または注入速度が増加しても、信号強度は直線的には増加しない。したがって、被験者の組織を核磁気共鳴画像法を用いて撮像して得られるべき信号強度を、比例係数を用いてシミュレーションすることができなかった。 In CT (Computed Tomography) as described in Patent Document 1, the X-ray attenuation is approximately linearly correlated with the volume or injection rate of the contrast agent. On the other hand, in MRI (Magnetic Resonance Imaging) using nuclear magnetic resonance imaging, the signal intensity increases as the volume of the contrast agent or the injection speed increases. The rate of increase in strength is small. As such, signal intensity does not increase linearly with increasing volume of contrast agent or injection rate. Therefore, the signal intensity that should be obtained by imaging the subject's tissue using the nuclear magnetic resonance imaging method could not be simulated using the proportionality factor.

本発明の一態様に係るシミュレータは、薬液情報を取得する薬液情報取得部と、造影剤の注入プロトコルを取得するプロトコル取得部と、前記注入プロトコル及び前記薬液情報に基づいて、被写体の組織の造影剤濃度の経時変化をシミュレーションする予測部であって、造影剤濃度と核磁気共鳴画像法を用いて得られるべき信号強度とが関連付けられた変換データを参照して、シミュレーションして得られた前記造影剤濃度の前記経時変化から前記組織の前記信号強度の経時変化をシミュレーションする予測部とを備える。 A simulator according to an aspect of the present invention includes a drug solution information acquisition unit that acquires drug solution information; a protocol acquisition unit that acquires an injection protocol of a contrast medium; A predicting unit for simulating a change in agent concentration over time, wherein the conversion data in which the contrast agent concentration and the signal intensity to be obtained using the nuclear magnetic resonance imaging method are associated with each other are referred to, and are obtained by the simulation. and a predicting unit for simulating the time course of the signal intensity of the tissue from the time course of the contrast medium concentration.

本発明のさらなる特徴は、添付図面を参照して例示的に示した以下の実施例の説明から明らかになる。 Further features of the invention will become apparent from the following description of an exemplary embodiment, given by way of example with reference to the accompanying drawings.

シミュレータの概略ブロック図。Schematic block diagram of the simulator. 造影剤濃度と信号強度とが関連付けられた変換データ。Transformed data in which contrast agent concentration and signal intensity are related. 試料の撮像に用いられる試料支持具の概略斜視図。FIG. 4 is a schematic perspective view of a sample support used for imaging a sample; シミュレータの表示部に表示されるメイン画面。Main screen displayed on the display of the simulator. シミュレータの表示部に表示される自動最適化画面。Automatic optimization screen displayed on the display of the simulator. 自動最適化のフローチャート。Automatic optimization flow chart. 注入装置及び撮像システムの概略図。Schematic of an injection device and imaging system.

以下、本発明を実施するための例示的な実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。ただし、以下の実施形態で説明する寸法、材料、形状、及び構成要素の相対的な位置は任意であり、本発明が適用される装置の構成または様々な条件に応じて変更できる。また、特別な記載がない限り、本発明の範囲は、以下に具体的に記載された実施形態に限定されない。特に言及した場合を除き、造影剤という用語は、造影剤単体と、造影剤に加えて他の溶媒及び添加物を含む薬液との両方を含む。 Exemplary embodiments for carrying out the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, and relative positions of the components described in the following embodiments are arbitrary and can be changed according to the configuration of the device to which the present invention is applied or various conditions. Also, unless otherwise stated, the scope of the invention is not limited to the embodiments specifically described below. Unless otherwise specified, the term contrast agent includes both a contrast agent alone and a drug solution containing other solvents and additives in addition to the contrast agent.

[第1実施形態]
図1に示すシミュレータ(灌流シミュレータ)20は、核磁気共鳴画像法を用いて得られるべき被写体の組織の信号強度の経時変化を予測する。そのため、シミュレータ20は、CPU等を含む制御部25と記憶部24とを備えている。この制御部25は、記憶部24に記憶された制御プログラムに従ってシミュレータ20の各部を制御している。そして、記憶部24に実装された制御プログラムに対応して制御部25が各種処理を実行することにより、各部が各種機能として論理的に実現される。さらに、制御部25は、表示部26を制御する表示制御部としても機能する。
[First embodiment]
A simulator (perfusion simulator) 20 shown in FIG. 1 predicts temporal changes in signal intensity of a subject's tissue to be obtained using nuclear magnetic resonance imaging. Therefore, the simulator 20 includes a control section 25 including a CPU and the like and a storage section 24 . The control unit 25 controls each unit of the simulator 20 according to control programs stored in the storage unit 24 . Each part is logically realized as various functions by the control part 25 executing various processes corresponding to the control program installed in the storage part 24 . Furthermore, the control unit 25 also functions as a display control unit that controls the display unit 26 .

記憶部24は、制御部25が動作するためのシステムワークメモリであるRAM(Random Access Memory)、並びにプログラム若しくはシステムソフトウェアを格納するROM(Read Only Memory)、HD(Hard-disk Drive)及びSSD(Solid State Drive)等の記憶装置を有する。また、記憶部24は、コンピューターとしての制御部25を、核磁気共鳴画像法を用いて得られるべき被写体の組織の信号強度の経時変化を予測する予測部16として機能させる制御プログラムとしてシミュレーションプログラム29を記憶している。代替的に、制御部25は、CD(Compact Disc)及びDVD(Digital Versatile Disc)、CF(Compact Flash)カード等の可搬記録媒体、またはインターネット上のサーバー等の外部記憶媒体に記憶された制御プログラム及びシミュレーションプログラム29に従って、各種処理を制御することもできる。 The storage unit 24 includes a RAM (Random Access Memory) that is a system work memory for the control unit 25 to operate, a ROM (Read Only Memory) that stores programs or system software, an HD (Hard-disk Drive), and an SSD ( (Solid State Drive), etc. The storage unit 24 also includes a simulation program 29 as a control program that causes the control unit 25 as a computer to function as a prediction unit 16 that predicts changes over time in the signal intensity of the tissue of the subject to be obtained using nuclear magnetic resonance imaging. Remember. Alternatively, the control unit 25 can be stored in a portable recording medium such as a CD (Compact Disc), a DVD (Digital Versatile Disc), a CF (Compact Flash) card, or an external storage medium such as a server on the Internet. Various processes can also be controlled according to the program and the simulation program 29 .

制御部25は、被写体である被験者に関する被写体情報を取得する被写体情報取得部11を備えている。被写体情報取得部11は、シミュレータ20のオペレータがシミュレータ20の入力部27から入力された被写体情報を取得する。この被写体情報は、一例として、体重、身長、心機能、及び心拍数を含む。また、被写体情報は、他の例として、ヘモグロビン量、体表面積、一回拍出量、心拍出量、推定糸球体濾過量(eGFR)、クレアチニン値、年齢、性別、除脂肪体重、ボディマス指数、循環血液量、被験者番号(被験者ID)、被験者の疾病及び副作用の履歴、被験者氏名、生年月日、血液量、並びに血流速度を含んでいてもよい。 The control unit 25 includes a subject information acquiring unit 11 that acquires subject information about a subject who is a subject. The subject information acquisition unit 11 acquires subject information input from the input unit 27 of the simulator 20 by the operator of the simulator 20 . This subject information includes, for example, weight, height, heart function, and heart rate. Other examples of subject information include hemoglobin amount, body surface area, stroke volume, cardiac output, estimated glomerular filtration rate (eGFR), creatinine level, age, sex, lean body mass, and body mass index. , circulating blood volume, subject number (subject ID), history of subject illness and side effects, subject name, date of birth, blood volume, and blood flow velocity.

代替的に、被写体情報取得部11は、シミュレータ20の記憶部24または外部記憶装置(サーバー)から被写体情報を取得してもよい。このようなサーバーとしては、例えば、RIS(Radiology Information System)、PACS(Picture Archiving and Communication System)、HIS(Hospital Information System)、検像システム、及び画像作成用ワークステーションがある。さらに、被写体情報取得部11は、図7に示すMR装置3または注入装置2から被写体情報を取得してもよい。 Alternatively, the subject information acquisition unit 11 may acquire subject information from the storage unit 24 of the simulator 20 or an external storage device (server). Such servers include, for example, RIS (Radiology Information System), PACS (Picture Archiving and Communication System), HIS (Hospital Information System), imaging systems, and imaging workstations. Furthermore, the subject information acquisition unit 11 may acquire subject information from the MR device 3 or the injection device 2 shown in FIG.

また、制御部25は、造影剤の注入プロトコルを取得するプロトコル取得部12を備える。このプロトコル取得部12は、入力部27を介してオペレータが記憶部24に記憶させた注入プロトコルを取得する。注入プロトコルは、一例として、薬液の注入時間及び注入速度を含んでいる。また、注入プロトコルは、他の例として、注入方法、造影剤注入箇所、注入量、注入タイミング、造影剤濃度、注入圧力、注入速度の加速度、造影剤の注入時間及び注入速度、生理食塩水の注入時間及び注入速度、造影剤の後押し注入の有無、注入速度の増減、クロス注入の有無、リンク速度設定の有無、並びに注入用チューブの体積等の情報を含んでいてもよい。 The control unit 25 also includes a protocol acquisition unit 12 that acquires a contrast agent injection protocol. The protocol acquisition unit 12 acquires an injection protocol stored in the storage unit 24 by the operator via the input unit 27 . The injection protocol includes, for example, the injection time and injection rate of the drug solution. In addition, the injection protocol includes, as another example, an injection method, a contrast medium injection site, an injection amount, an injection timing, a contrast medium concentration, an injection pressure, an injection rate acceleration, a contrast medium injection time and injection rate, and a physiological saline solution. Information such as injection time and injection speed, presence/absence of boost injection of contrast medium, increase/decrease of injection speed, presence/absence of cross injection, presence/absence of link speed setting, volume of injection tube, and the like may be included.

注入プロトコルにおけるクロス注入とは、注入開始から設定された時間が経過するまで、生理食塩水の注入速度より高速で造影剤を注入した後、注入速度が徐々に減少するように造影剤を注入すると同時に、注入速度が徐々に増加するように生理食塩水を注入する注入方法である。また、注入プロトコルにおけるリンク速度設定とは、造影剤と生理食塩水の注入速度が同一になるように、両者の注入速度をリンクさせる設定である。代替的に、プロトコル取得部12は、外部記憶装置または注入装置2(図7)から注入プロトコルを取得してもよい。 Cross-injection in the injection protocol refers to injecting the contrast agent at a higher injection rate than the saline solution until the set time has elapsed from the start of the injection, and then injecting the contrast agent so that the injection rate gradually decreases. At the same time, it is an injection method in which physiological saline is injected so that the injection rate increases gradually. The link speed setting in the injection protocol is a setting that links the injection speeds of the contrast medium and the physiological saline so that the injection speeds of both are the same. Alternatively, the protocol acquisition unit 12 may acquire the injection protocol from an external storage device or the injection device 2 (Fig. 7).

さらに、制御部25は、被写体の組織情報を取得する組織情報取得部13を備えている。この組織情報取得部13は、入力部27を介してオペレータが記憶部24に記憶させた組織情報を取得する。組織情報は、一例として、組織におけるコンパートメント数(血管及び臓器の分割コンパートメント数)、組織の体積(血管腔の体積)、毛細血管の体積、細胞外液腔の体積、単位組織あたりの血流量(血流速度)、組織における造影剤の染み出し速度(毛細血管透過性表面積)、組織における造影剤の染み戻り速度(毛細血管透過性表面積)、及び組織生来の信号強度を含んでいる。組織情報においてコンパートメント数は、小さな体積を有する組織よりも大きな体積を有する組織の方が多くなるように設定することができる。組織には、心臓(右心室及び左心室)、血管、腎臓、尿管、その他の臓器及び筋肉が含まれる。代替的に、組織情報取得部13は、外部記憶装置または注入装置2(図7)から組織情報を取得してもよい。 Furthermore, the control unit 25 includes a tissue information acquisition unit 13 that acquires tissue information of the subject. The tissue information acquisition unit 13 acquires tissue information stored in the storage unit 24 by the operator via the input unit 27 . The tissue information includes, for example, the number of compartments in the tissue (the number of divided compartments of blood vessels and organs), the volume of the tissue (volume of vascular lumen), the volume of capillaries, the volume of extracellular fluid lumen, the blood flow rate per unit tissue ( blood flow velocity), contrast agent penetration rate in tissue (capillary permeability surface area), contrast agent penetration back rate in tissue (capillary permeability surface area), and tissue-native signal intensity. The number of compartments in tissue information can be set such that there are more tissues with large volumes than tissues with small volumes. Tissues include the heart (right and left ventricles), blood vessels, kidneys, ureters, other organs and muscles. Alternatively, the tissue information acquisition unit 13 may acquire tissue information from an external storage device or the injection device 2 (FIG. 7).

また、制御部25は、薬液情報の一例として造影剤量を取得する薬液情報取得部14を備えている。この薬液情報取得部14は、入力部27を介してオペレータが記憶部24に記憶させた薬液情報を取得する。この薬液情報は、他の例として、粘稠度、浸透圧比、生理食塩水量、製品ID、製品名称、化学分類、含有成分、濃度、消費期限、シリンジ容量、シリンジ耐圧、シリンダ内径、ピストンストローク、及びロット番号を含んでいてもよい。以下においては、薬液情報としてガドリニウム造影剤の製品名称、造影剤濃度、浸透圧比、粘稠度、及び造影剤量を取得する場合について説明する。一例として、製品名称は、バイエル薬品株式会社が販売するガドビスト(Gd-BT-DO3A)並びにプリモビスト(Gd-EOB-DTPA)、エーザイ株式会社が販売するプロハンス(Gd-HP-DO3A)、富士製薬工業株式会社が販売するマグネスコープ(Gd-DOTA)を含んでいる。 The control unit 25 also includes a drug solution information acquisition unit 14 that acquires a contrast medium amount as an example of drug solution information. The medicinal solution information acquisition unit 14 acquires medicinal solution information stored in the storage unit 24 by the operator via the input unit 27 . This medicinal liquid information includes, as other examples, viscosity, osmotic pressure ratio, amount of physiological saline, product ID, product name, chemical classification, contained ingredients, concentration, expiry date, syringe capacity, syringe pressure resistance, cylinder inner diameter, piston stroke, and lot number. A case will be described below in which the product name, contrast medium concentration, osmotic pressure ratio, viscosity, and contrast medium amount of a gadolinium contrast medium are acquired as drug solution information. As an example, the product names are Gadovist (Gd-BT-DO3A) and Primovist (Gd-EOB-DTPA) sold by Bayer Yakuhin Co., Ltd., Prohanth (Gd-HP-DO3A) sold by Eisai Co., Ltd., Fuji Pharma Includes Magnescope (Gd-DOTA) sold by Co., Ltd.

代替的に、薬液情報取得部14は、外部記憶装置または注入装置2から薬液情報を取得してもよい。さらに、薬液情報取得部14は、注入装置2(図7)に内蔵された読取部から薬液情報を取得してもよい。この読取部は、注入ヘッド21に搭載されるシリンジに取り付けられたデータキャリアから薬液情報を読み取る。このデータキャリアは、例えば、RFIDチップ、ICタグ、またはバーコードである。 Alternatively, the liquid medicine information acquisition unit 14 may acquire liquid medicine information from an external storage device or the injection device 2 . Furthermore, the liquid medicine information acquisition unit 14 may acquire liquid medicine information from a reading unit built into the injection device 2 (FIG. 7). This reading unit reads liquid medicine information from a data carrier attached to a syringe mounted on the injection head 21 . This data carrier is, for example, an RFID chip, an IC tag or a bar code.

また、制御部25は、目標信号強度の目標持続時間を取得する目標値取得部15を備えている。オペレータは、目標信号強度及び目標持続時間の少なくとも一方を、入力部27から入力することができる。そして、目標値取得部15は、入力部27を介してオペレータが記憶部24に記憶させた目標信号強度及び目標持続時間を取得する。この目標持続時間とは、目標信号強度よりも大きい信号強度が維持される時間を意味する。代替的に、制御部25は、外部記憶装置または注入装置2から目標信号強度及び目標持続時間を取得してもよい。 The control unit 25 also includes a target value acquisition unit 15 that acquires the target duration of the target signal strength. The operator can input at least one of the target signal strength and the target duration from the input section 27 . Then, the target value acquisition unit 15 acquires the target signal strength and the target duration stored in the storage unit 24 by the operator via the input unit 27 . This target duration means the time during which a signal strength greater than the target signal strength is maintained. Alternatively, controller 25 may obtain the target signal strength and target duration from an external storage device or injection device 2 .

また、制御部25は、検査情報の一例としてエコー時間(TE)またはフリップ角(FA)を取得する検査情報取得部17を備えている。検査情報取得部17は、入力部27を介してオペレータが記憶部24に記憶させた検査情報を取得することができる。この検査情報は、他の例として、繰り返し時間(TR)等の撮像パラメータ、検査番号(検査ID)、検査部位、検査日時、薬液種類、薬液名称、及び撮像する部位に関する部位情報を含んでいてもよい。この部位情報は、撮像対象として選択される部位(範囲)を特定できる情報である。例えば部位情報は、撮像部位名、撮像方法の名称、及び薬液の注入部位から撮像部位までの距離を含む。代替的に、制御部25は、外部記憶装置またはMR装置3から検査情報を取得してもよい。 The control unit 25 also includes an examination information acquisition unit 17 that acquires an echo time (TE) or a flip angle (FA) as an example of examination information. The examination information acquisition unit 17 can acquire examination information stored in the storage unit 24 by the operator via the input unit 27 . This examination information includes, as another example, imaging parameters such as repetition time (TR), examination number (examination ID), examination site, examination date and time, chemical liquid type, chemical liquid name, and site information related to the site to be imaged. good too. This part information is information that can specify a part (range) selected as an imaging target. For example, the site information includes the name of the imaging site, the name of the imaging method, and the distance from the injection site of the drug solution to the imaging site. Alternatively, the control unit 25 may acquire examination information from an external storage device or the MR apparatus 3 .

また、制御部25は、一例として注入プロトコル及び薬液情報に基づいて、被写体の組織の造影剤濃度の経時変化をシミュレーションする予測部16を備えている。この予測部16は、造影剤濃度と核磁気共鳴画像法を用いて得られるべき信号強度とが関連付けられた変換テーブルまたは変換マップ等の変換データ28を参照する。これにより、予測部16は、シミュレーションして得られた造影剤濃度の経時変化から組織の信号強度の経時変化をシミュレーションする。例えば、予測部16は、プロトコル取得部12から、注入プロトコルとして、造影剤の注入時間(sec)及び注入速度(mL/sec)、生理食塩水の注入時間(sec)及び注入速度(mL/sec)、クロス注入の有無、及びリンク速度設定の有無を取得できる。さらに、予測部16は、薬液情報取得部14から、薬液情報として、造影剤濃度(mol/L)、浸透圧比、粘稠度(mPs.s)、及び造影剤量(mL)を取得できる。 The control unit 25 also includes a prediction unit 16 that simulates temporal changes in the concentration of the contrast agent in the subject's tissue based on the injection protocol and the drug solution information, for example. The prediction unit 16 refers to conversion data 28 such as a conversion table or a conversion map in which contrast agent concentrations and signal intensities to be obtained using nuclear magnetic resonance imaging are associated. Thereby, the prediction unit 16 simulates the time-dependent change in tissue signal intensity based on the time-dependent change in contrast agent concentration obtained by simulation. For example, the prediction unit 16 receives the injection protocol from the protocol acquisition unit 12 as injection time (sec) and injection rate (mL/sec) of contrast medium, injection time (sec) and injection rate (mL/sec) of physiological saline, ), the presence or absence of cross injection, and the presence or absence of link speed setting. Further, the prediction unit 16 can acquire the contrast agent concentration (mol/L), the osmotic pressure ratio, the viscosity (mPs.s), and the amount of the contrast agent (mL) as the drug solution information from the drug solution information acquisition unit 14 .

また、予測部16は、被写体情報取得部11から、被写体情報として、ヘモグロビン量(g/dL)、体重(kg)、身長(cm)、心機能(%)、心拍数(bpm)、体表面積(m2)、心拍出量(L/min)、及びeGFRを取得してもよい。ここで心機能は、平均的心機能を100%としたときに、平均的心機能に対して優れていれば増加し(例えば120%)、劣っていれば低減する(例えば80%)ように、オペレータが設定する値である。代替的に、予測部16は、体表面積、心拍出量、及び推定糸球体濾過量の少なくとも一つを算出してもよい。例えば、体表面積は、体重及び身長に基づいて、藤本式、デュボア式または新谷式によって算出できる。また、心拍出量は、体表面積、心機能及び心拍数に基づいて算出できる。また、eGFRは、クレアチニン値、年齢及び性別に基づいて算出できる。また、心機能に代替するパラメータとして、測定された心拍出量(L/min)、または平均的心拍出量に対する測定された心拍出量の割合を用いてもよい。 Further, the prediction unit 16 obtains the hemoglobin amount (g/dL), weight (kg), height (cm), heart function (%), heart rate (bpm), body surface area, and body surface area from the subject information acquisition unit 11 as subject information. (m 2 ), cardiac output (L/min), and eGFR may be obtained. Here, when the average cardiac function is taken as 100%, if the cardiac function is superior to the average cardiac function, it will increase (e.g., 120%), and if it is inferior, it will decrease (e.g., 80%). , is the value set by the operator. Alternatively, the prediction unit 16 may calculate at least one of body surface area, cardiac output, and estimated glomerular filtration rate. For example, the body surface area can be calculated by the Fujimoto formula, the Dubois formula, or the Shintani formula based on the weight and height. Cardiac output can also be calculated based on body surface area, cardiac function and heart rate. Also, eGFR can be calculated based on creatinine level, age and gender. Measured cardiac output (L/min) or the ratio of measured cardiac output to average cardiac output may also be used as a parameter that substitutes for cardiac function.

さらに、予測部16は、組織情報取得部13から、組織情報として、組織におけるコンパートメント数、組織の体積、毛細血管の体積、細胞外液腔の体積、血流速度、毛細血管透過性表面積、毛細血管透過性表面積、及び組織生来の信号強度を取得してもよい。これにより、予測部16は、被写体の組織を血流方向に沿って分割した複数のコンパートメントのそれぞれにおいて、被写体の組織における信号強度の経時変化をシミュレーションできる。このシミュレーションは、被写体情報と、注入プロトコルと、組織情報とに基づいて実行される。その後、予測部16は、時間ごとの各コンパートメントの信号強度を、各組織と関連付けて記憶部24に記憶させる。 Furthermore, the prediction unit 16 obtains the tissue information from the tissue information acquisition unit 13 as the number of compartments in the tissue, the volume of the tissue, the volume of the capillary, the volume of the extracellular fluid cavity, the blood flow velocity, the capillary permeability surface area, the capillary Vascular permeability surface area and tissue native signal intensity may be obtained. Thereby, the prediction unit 16 can simulate changes in signal intensity over time in the tissue of the subject in each of a plurality of compartments obtained by dividing the tissue of the subject along the blood flow direction. This simulation is performed based on subject information, injection protocol, and tissue information. After that, the prediction unit 16 causes the storage unit 24 to store the signal intensity of each compartment for each time in association with each tissue.

また、予測部16は、検査情報取得部17から検査情報として、エコー時間(TE)及びフリップ角(FA)を取得してもよい。これにより、予測部16は、エコー時間(TE)及びフリップ角(FA)等の撮像パラメータを参照して、互いに撮像パラメータが異なる複数の造影剤濃度と関連付けられている信号強度を取得できる。さらに、予測部16は、入力部27からオペレータが入力した、解析時間(sec)等の付加情報を取得できる。この解析時間は、予測の対象となる時間の長さであり、時間信号強度曲線のX軸(図4)の長さに対応する。これにより、予測部16は、X軸の長さをオペレータが所望する解析時間に一致させることができる。 Also, the prediction unit 16 may acquire the echo time (TE) and the flip angle (FA) from the inspection information acquisition unit 17 as inspection information. Thereby, the prediction unit 16 can refer to the imaging parameters such as the echo time (TE) and the flip angle (FA) to acquire signal intensities associated with a plurality of contrast agent concentrations having different imaging parameters. Furthermore, the prediction unit 16 can acquire additional information such as the analysis time (sec) input by the operator from the input unit 27 . This analysis time is the length of time to be predicted, and corresponds to the length of the X-axis (FIG. 4) of the time signal intensity curve. Thereby, the prediction unit 16 can match the length of the X-axis with the analysis time desired by the operator.

また、シミュレータ20は、各組織のコンパートメントを信号強度に応じた濃度の色で表示する表示部26を備えている。そして、制御部25は、信号強度の経時変化に応じて、表示部26に表示された予測画像41(図4)の各組織のコンパートメントの濃淡を変更する。そのために、制御部25は、記憶部24から選択された時間におけるコンパートメントの信号強度を読み出して、コンパートメントの濃淡を変更する。この表示部26には、後述するメイン画面及び自動最適化画面等の操作画面が表示される。また、表示部26には、注入プロトコル、装置の入力状態、設定状態、及び注入結果が表示されてもよい。 The simulator 20 also includes a display section 26 that displays each tissue compartment in a color having a density corresponding to the signal intensity. Then, the control unit 25 changes the density of each tissue compartment in the predicted image 41 (FIG. 4) displayed on the display unit 26 according to the change in signal intensity over time. Therefore, the control unit 25 reads out the signal intensity of the compartment at the selected time from the storage unit 24 and changes the shade of the compartment. The display unit 26 displays operation screens such as a main screen and an automatic optimization screen, which will be described later. The display 26 may also display the injection protocol, device input status, setting status, and injection results.

また、シミュレータ20は、被写体情報取得部11、プロトコル取得部12、組織情報取得部13、薬液情報取得部14、目標値取得部15、及び検査情報取得部17に接続された入力部27を備えている。この入力部27としては、例えばテンキーまたはキーボードを用いることができる。代替的に、入力部27と表示部26とを兼用するタッチパネルを用いてもよい。 The simulator 20 also includes an input unit 27 connected to the subject information acquisition unit 11, the protocol acquisition unit 12, the tissue information acquisition unit 13, the drug solution information acquisition unit 14, the target value acquisition unit 15, and the examination information acquisition unit 17. ing. As this input unit 27, for example, a numeric keypad or a keyboard can be used. Alternatively, a touch panel that serves both as the input unit 27 and the display unit 26 may be used.

[信号強度の経時変化の予測]
予測部16は、被写体の組織における造影剤濃度の経時変化を予測するシミュレーションを行う。この被写体の組織は、例えば、右心室、大動脈、静脈(頭部静脈、肺静脈、上行大静脈、下行大静脈、肝静脈、及び腎静脈)、動脈(頭部動脈、肺動脈、上行大動脈、下行大動脈、腹部大動脈、下腹部大動脈、膵動脈、肝動脈、及び腎静脈)、脳(頭)、上肢、心筋(右冠動脈が支配的な心筋、前下行枝が支配的な心筋、回旋枝が支配的な心筋)、肺、肝臓、胃、脾臓、膵臓、腸管、腎臓、尿管、下肢、左心室及び門脈を含む。被写体の各組織は、組織情報取得部13から取得された組織の分割コンパートメント数に応じて、血流方向に沿って複数のコンパートメントに分割されている。ただし、高い精度のシミュレーションが求められない場合、各組織におけるコンパートメント数は単数であってもよい。
[Prediction of changes over time in signal intensity]
The prediction unit 16 performs a simulation for predicting temporal changes in the concentration of the contrast medium in the tissue of the subject. The tissues of this subject include, for example, the right ventricle, aorta, veins (cephalic vein, pulmonary vein, ascending vena cava, descending vena cava, hepatic vein, and renal vein), arteries (cephalic artery, pulmonary artery, ascending aorta, descending aorta, abdominal aorta, lower abdominal aorta, pancreatic artery, hepatic artery, and renal vein), brain (head), upper extremities, myocardium (myocardium dominated by right coronary artery, myocardium dominated by anterior descending artery, circumflex artery) myocardium), lungs, liver, stomach, spleen, pancreas, intestine, kidneys, ureters, lower extremities, left ventricle and portal vein. Each tissue of the subject is divided into a plurality of compartments along the blood flow direction according to the number of divided compartments of the tissue acquired from the tissue information acquisition unit 13 . However, if a highly accurate simulation is not required, the number of compartments in each tissue may be singular.

予測部16は、予測対象のコンパートメントを含む組織の体積と、当該組織の毛細血管体積と、当該組織の細胞外液腔体積とを、分割コンパートメント数で除算して、各コンパートメントについて造影剤濃度の経時変化を予測する。例えば、分割コンパートメント数が15である場合、予測部16は、組織の体積と、毛細血管体積と、細胞外液腔体積とのそれぞれを、15で除算した値に基づいて造影剤濃度の経時変化を予測する。ここで予測部16は、造影剤の浸透圧と粘稠度とを参照して、造影剤の拡散をシミュレーションする。MRIにおいては、CTと比較して造影剤の量がはるかに少ないためである。具体的に予測部16は、血液中の造影剤の拡散速度が、造影剤の浸透圧に正比例しかつ造影剤の粘稠度に反比例するように、造影剤の拡散をシミュレーションする。 The prediction unit 16 divides the volume of the tissue including the compartment to be predicted, the capillary volume of the tissue, and the extracellular fluid cavity volume of the tissue by the number of divided compartments to obtain the contrast agent concentration for each compartment. Predict changes over time. For example, when the number of divided compartments is 15, the prediction unit 16 divides each of the tissue volume, the capillary volume, and the extracellular fluid cavity volume by 15. to predict. Here, the prediction unit 16 refers to the osmotic pressure and viscosity of the contrast medium to simulate diffusion of the contrast medium. This is because MRI uses a much smaller amount of contrast medium than CT. Specifically, the prediction unit 16 simulates the diffusion of the contrast agent such that the diffusion speed of the contrast agent in blood is directly proportional to the osmotic pressure of the contrast agent and inversely proportional to the viscosity of the contrast agent.

また、シミュレーションにおいて、上肢静脈から注入された造影剤は、右心室、肺、左心室、大動脈(上行大動脈、下行大動脈)を介して各臓器に移動し、その後、静脈を介して右心室に到達する。さらにシミュレーションにおいて、体内に注入された造影剤は、腎臓及び尿管を介して体外に排出される。なお、シミュレーションにおいて、一部の造影剤(例えば、バイエル薬品株式会社が販売するプリモビスト)は、肝細胞に取り込まれた後に胆道から排出されてもよい。 In addition, in the simulation, the contrast agent injected from the vein of the upper extremities moves to each organ via the right ventricle, lungs, left ventricle, and aorta (ascending aorta, descending aorta), and then reaches the right ventricle via the vein. do. Furthermore, in the simulation, the contrast agent injected into the body is discharged out of the body through the kidney and ureter. In the simulation, some contrast agents (for example, Primovist sold by Bayer Yakuhin, Ltd.) may be excreted from the biliary tract after being taken up by hepatocytes.

そのため、予測部16は、血流方向における上流及び下流のそれぞれに向かって右心室から順に各組織の造影剤濃度の経時変化を予測する。例えば、予測部16は、最初に右心室の予測を行い、次いで右心室に対して血流方向の上流側に位置する大静脈及び静脈と、右心室に対して血流方向の下流側に位置する動脈とを含む組織群の予測を行う。すなわち、予測部16は、血流方向における上流及び下流のそれぞれに向かって造影剤の注入箇所に近い組織から順に各組織の造影剤濃度の経時変化を予測する。 Therefore, the prediction unit 16 predicts temporal changes in the contrast agent concentration of each tissue in order from the right ventricle toward upstream and downstream in the blood flow direction. For example, the prediction unit 16 first predicts the right ventricle, then the vena cava and vein located upstream in the blood flow direction with respect to the right ventricle, and the vena cava and vein located downstream in the blood flow direction with respect to the right ventricle. Prediction of tissue groups including arteries and arteries. That is, the prediction unit 16 predicts the temporal change in contrast agent concentration of each tissue in order from the tissue closer to the injection site of the contrast agent toward the upstream and downstream in the blood flow direction.

また、予測部16は、各組織(血管及び臓器)における造影剤濃度の変化を時間関数として求めるために、例えば下記式1のような微分方程式を用いる。ここでは、コンパートメントに流入する造影剤の濃度をCとし、コンパートメントから流出する造影剤の濃度をCとし、コンパートメントの体積をVとし、コンパートメントにおける単位組織あたりの血流量(血流速度)をQとしている。 Also, the prediction unit 16 uses a differential equation such as Equation 1 below, for example, in order to obtain the change in contrast agent concentration in each tissue (blood vessel and organ) as a time function. Here, the concentration of the contrast agent flowing into the compartment is C1 , the concentration of the contrast agent flowing out of the compartment is C2 , the volume of the compartment is V, and the blood flow rate (blood velocity) per unit tissue in the compartment is Q.

Figure 0007243973000001
Figure 0007243973000001

さらに、予測部16は、右心室、左心室、血管以外の組織における造影剤濃度の変化を求めるために、造影剤が毛細血管から細胞外液腔へと透過する際の染み出し速度と、細胞外液腔から毛細血管へと透過する際の染み戻り速度とを考慮する。そのため、予測部16は、例えば下記式2及び式3のような微分方程式を用いている。ここでは、細胞外液腔の体積をVecとし、細胞外液腔の造影剤濃度をCecとし、毛細血管の体積をVivとし、毛細血管の造影剤濃度をCivとし、染み出し速度をPSとし、染み戻り速度をPSとしている。 Furthermore, the prediction unit 16 calculates the seepage speed when the contrast agent permeates from the capillaries into the extracellular fluid space and the cell Consider the permeation back speed when permeating from the external fluid cavity to the capillaries. Therefore, the prediction unit 16 uses, for example, differential equations such as Equations 2 and 3 below. Here, the volume of the extracellular fluid space is Vec, the contrast agent concentration in the extracellular fluid space is Cec, the volume of the capillary is Viv, the contrast agent concentration in the capillary is Civ, and the seepage speed is PS1 . , and the stain return speed is PS2 .

Figure 0007243973000002
Figure 0007243973000002

Figure 0007243973000003
Figure 0007243973000003

上記微分方程式を解くことにより、注入開始からの経過時間と造影剤濃度の変化が時間関数として求められる。この予測に用いられるパラメータの例として、胃については、120mL以上160mL以下の組織体積、2mL以上5mL以下の毛細血管体積、12mL以上18mL以下の細胞外液腔体積、120mL/min以上180mL/min以下の単位組織あたり血流量(動脈血流速度)、15以上25以下の染み出し速度、及び15以上25以下の染み戻り速度が用いられる。この染み出し速度及び染み戻り速度は、毛細血管面積と透過性の積により算出できる。例えば、人体内の毛細血管の総面積を800m2と仮定して、各臓器ごとにその重量に応じた毛細血管面積を割り当てる。そして、全ての臓器の透過性を1ml/min/gと仮定して、染み出し速度及び染み戻り速度を算出できる。 By solving the above differential equation, the elapsed time from the start of injection and the change in contrast medium concentration are obtained as functions of time. Examples of parameters used for this prediction are: tissue volume of 120 mL to 160 mL, capillary volume of 2 mL to 5 mL, extracellular fluid cavity volume of 12 mL to 18 mL, and 120 mL/min to 180 mL/min for the stomach. of blood flow per unit tissue (arterial blood flow velocity), a seepage speed of 15 or more and 25 or less, and a seepage return speed of 15 or more and 25 or less are used. The seepage speed and the seepage-back speed can be calculated from the product of capillary area and permeability. For example, assuming that the total area of capillaries in the human body is 800m 2 , the capillary area is assigned to each organ according to its weight. Then, assuming that the permeability of all organs is 1 ml/min/g, the seepage rate and the seepage return rate can be calculated.

さらに、予測部16は、隣り合うコンパートメント間での造影剤の拡散を考慮する。すなわち、予測部16は、隣り合うコンパートメント間において、濃度の高いコンパートメントの造影剤濃度を減少させて、濃度の低いコンパートメントの造影剤濃度を増加させるように造影剤濃度の経時変化を予測する。ここで、予測部16は、濃度差が大きい場合には、造影剤濃度の減少量及び増加量を大きくする。 Furthermore, the predictor 16 takes into account the diffusion of contrast agents between adjacent compartments. That is, the prediction unit 16 predicts the time-dependent change in contrast agent concentration such that the contrast agent concentration in the high-concentration compartment is decreased and the contrast agent concentration in the low-concentration compartment is increased between adjacent compartments. Here, when the density difference is large, the prediction unit 16 increases the amount of decrease and the amount of increase of the contrast agent density.

また、予測部16は、造影剤の浸透圧比が大きいときには、造影剤濃度の減少量及び増加量を大きくする。さらに、予測部16は、コンパートメント同士の接触面積が大きい場合には、造影剤濃度の減少量及び増加量を大きくする。具体的に、予測部16は、異なる組織のコンパートメント同士が隣り合う場合には、接触面積が小さくなるため、造影剤濃度の減少量及び増加量を小さくする。そして、予測部16は、同じ組織のコンパートメント同士が隣り合う場合には、接触面積が大きくなるため、造影剤濃度の減少量及び増加量を大きくする。 Also, when the osmotic pressure ratio of the contrast agent is large, the prediction unit 16 increases the amount of decrease and the amount of increase in the concentration of the contrast agent. Furthermore, the prediction unit 16 increases the amount of decrease and the amount of increase of the contrast agent concentration when the contact area between the compartments is large. Specifically, when compartments of different tissues are adjacent to each other, the prediction unit 16 reduces the amount of decrease and the amount of increase in contrast agent concentration because the contact area is small. Then, when the compartments of the same tissue are adjacent to each other, the contact area becomes large, so the prediction unit 16 increases the amount of decrease and the amount of increase of the contrast medium concentration.

[造影剤の排出]
実際の体内に注入された造影剤の一部は、腎臓及び尿管を介して体外に排出されるため再循環しない。そのため、予測部16は、所定の排出速度に基づく造影剤の排出量を算出し、腎臓の毛細血管内の造影剤から当該排出量を減じてシミュレーションする。その結果、腎臓に到達した造影剤の一部が、体全体(血漿中)の合計造影剤量から減算される。具体的に、予測部16は、腎臓に到達した造影剤を、毛細血管、細胞外液腔、及び細胞実質に割り当てる。その後、予測部16は、腎臓の毛細血管に割り当てられた造影剤を3分割して、腎動脈、腎臓の細胞外液腔、及び尿管に割り当てる。すなわち、予測部16は、腎臓の毛細血管から排出量の造影剤を尿管に移動させるようにシミュレーションする。この尿管に移動された造影剤は、体内には戻らないため、体全体の合計造影剤量からは減算される。
[Discharge of contrast medium]
A portion of the contrast medium actually injected into the body does not recirculate as it exits the body via the kidneys and ureters. Therefore, the prediction unit 16 calculates the discharge amount of the contrast medium based on the predetermined discharge rate, and performs simulation by subtracting the discharge amount from the contrast medium in the capillaries of the kidney. As a result, a portion of the contrast that reaches the kidneys is subtracted from the total body (in plasma) contrast. Specifically, the prediction unit 16 allocates the contrast agent that has reached the kidney to capillaries, extracellular fluid spaces, and cellular parenchyma. After that, the prediction unit 16 divides the contrast agent assigned to the renal capillaries into three and assigns them to the renal arteries, renal extracellular fluid spaces, and ureters. That is, the prediction unit 16 performs a simulation to move the excreted amount of the contrast agent from the capillaries of the kidney to the ureter. Since the contrast agent that has moved to the ureters does not return to the body, it is subtracted from the total amount of contrast agent for the entire body.

尿管に移動させる造影剤は、腎臓の毛細血管内の造影剤濃度に比例して多くなる。すなわち、造影剤の排出速度(mL/sec)は、毛細血管内の造影剤濃度に比例して増加する。この造影剤濃度は、単位時間(例えば10msec)毎の組織(コンパートメント)中の造影剤及び血液に対する造影剤の割合である。また、実際の体内に注入された造影剤は、eGFRに比例して多くなる。そこで、予測部16は、eGFRに調整係数を乗算して得た値を、さらに造影剤濃度に乗算して造影剤の排出速度を求める。この調整係数は、一例として0より大きく5より小さい値である。造影剤の排出をシミュレーションすることによって、体全体の合計造影剤量が経時的に減少するため、より精度の高いシミュレーションを行うことができる。 More of the contrast agent moves into the ureters in proportion to the concentration of the contrast agent in the capillaries of the kidney. That is, the discharge rate (mL/sec) of the contrast medium increases in proportion to the concentration of the contrast medium in the capillaries. This contrast agent concentration is the ratio of the contrast agent to the contrast agent in the tissue (compartment) and the blood per unit time (for example, 10 msec). In addition, the amount of contrast medium actually injected into the body increases in proportion to the eGFR. Therefore, the prediction unit 16 further multiplies the value obtained by multiplying the eGFR by the adjustment coefficient by the contrast medium concentration to obtain the contrast medium discharge rate. This adjustment coefficient is a value larger than 0 and smaller than 5 as an example. By simulating the discharge of the contrast agent, the total amount of the contrast agent for the entire body decreases over time, so a more accurate simulation can be performed.

さらに、予測部16は、肝臓において肝細胞に取り込まれた肝特異性造影剤(例えば、バイエル薬品株式会社が販売するプリモビスト)が胆道を介して排出されることをシミュレーションしてもよい。また、予測部16は、尿管中の造影剤が尿に押されて膀胱に移動することをシミュレーションするように、所定時間が経過すると尿管内の造影剤を減算してもよい。 Furthermore, the prediction unit 16 may simulate that a liver-specific contrast agent (for example, Primovist sold by Bayer Yakuhin, Ltd.) taken into hepatocytes in the liver is discharged through the biliary tract. In addition, the prediction unit 16 may subtract the contrast agent in the ureter after a predetermined period of time so as to simulate that the contrast agent in the ureter is pushed by urine and moved to the bladder.

[変換データの作成]
上述したように、MRIでは、造影剤の体積または注入速度の増加率に比べて信号強度の増加率が小さい。そのため、造影剤の体積または注入速度が増加しても、信号強度は直線的には増加しない。その結果、組織における造影剤濃度を予測しても、当該造影剤濃度から比例係数を用いて信号強度を導き出すことができない。そこで、予測部16は、記憶部24に記憶されている変換データ28を参照して、予測した造影剤濃度に対応する信号強度を取得する。具体的に、予測部16は、被験者の体内の造影剤の経時的な造影剤濃度を算出すると共に、造影剤濃度と信号強度とが関連付けられた変換データ28を参照して予測した造影剤濃度に対応する信号強度を取得する。この変換データ28は、様々な濃度に希釈して作成された複数の造影剤の試料を、MR装置の機種毎に、複数のパターンの撮像パラメータで撮像して信号強度を取得することによって予め作成できる。
[Create conversion data]
As noted above, in MRI, the rate of increase in signal intensity is small relative to the rate of increase in contrast volume or injection rate. As such, signal intensity does not increase linearly with increasing volume of contrast agent or injection rate. As a result, even if the contrast agent concentration in tissue is predicted, the signal intensity cannot be derived from the contrast agent concentration using a proportionality factor. Therefore, the prediction unit 16 refers to the conversion data 28 stored in the storage unit 24 and acquires the signal intensity corresponding to the predicted contrast agent concentration. Specifically, the prediction unit 16 calculates the contrast medium concentration over time of the contrast medium in the body of the subject, and predicts the contrast medium concentration by referring to the conversion data 28 in which the contrast medium concentration and the signal intensity are associated. Get the signal strength corresponding to . This conversion data 28 is prepared in advance by imaging a plurality of samples of contrast agents prepared by diluting them to various densities with a plurality of patterns of imaging parameters for each model of MR apparatus and obtaining signal intensities. can.

例えば、記憶部24は図2に示すような変換データ28を記憶している。この変換データ28では、実際にMR装置(キヤノンメディカルシステムズ株式会社が販売する「Vantage Titan(3.0T)」)によって撮像した画像の信号強度が、造影剤濃度に関連付けられている。また、変換データ28の信号強度は、互いに濃度が異なる複数の造影剤濃度と関連付けられている。そのために、変換データ28は、様々な濃度に希釈した造影剤の試料を複数作成し、作成した複数の試料を核磁気共鳴画像法を用いて撮像して得られた信号強度に基づいて作成されている。一例として、0.000001%、0.000002%、0.000005%、0.00001%、0.00002%、0.00005%、0.0001%、0.0002%、0.0005%、0.001%、0.002%、0.005%、0.01%%、0.02%、0.05%、0.1%、0.2%、0.5%、1%、2%、5%の割合で希釈した試料が使用できる。すなわち、造影剤のモル濃度5×10-9mol/Lから0.5mol/Lの範囲において、造影剤を21段階に希釈した試料が使用できる。これにより、造影剤濃度を対数軸にとった変換データ28において、計測点をほぼ等間隔にすることができる。 For example, the storage unit 24 stores conversion data 28 as shown in FIG. In this conversion data 28, the signal intensity of an image actually captured by an MR device (“Vantage Titan (3.0T)” sold by Canon Medical Systems Inc.) is associated with the contrast agent concentration. Also, the signal intensity of the transformed data 28 is associated with a plurality of contrast agent concentrations that differ from each other. For this purpose, the conversion data 28 is created based on signal intensities obtained by preparing a plurality of contrast agent samples diluted to various concentrations and imaging the prepared plurality of samples using nuclear magnetic resonance imaging. ing. Examples include 0.000001%, 0.000002%, 0.000005%, 0.00001%, 0.00002%, 0.00005%, 0.0001%, 0.0002%, 0.0005%, 0.001%, 0.002%, 0.005%, 0.01%%, 0.02%, 0.05%, 0.05% %, 0.2%, 0.5%, 1%, 2% and 5% diluted samples can be used. That is, samples obtained by diluting the contrast agent in 21 steps in the molar concentration range of 5×10 −9 mol/L to 0.5 mol/L can be used. As a result, in the converted data 28 in which the contrast agent concentration is plotted on the logarithmic axis, the measurement points can be spaced at approximately equal intervals.

これらの試料は、人血(例えば、コスモ・バイオ株式会社が販売する「Human blood O Type 450 ml」)によって造影剤を希釈して得ることができる。具体的には、造影剤を蒸留水によって希釈して得られた2mlの造影剤水溶液と8mlの血液とを混合し、目的の希釈濃度となるような試料を作成できる。一例として、まず0.5mlの造影剤と999.5mlの蒸留水とを混合して2000倍希釈の造影剤水溶液を作成する。そして、8mlの血液と2000倍希釈の造影剤水溶液 2mlを混合する。これにより、10000倍希釈の10mlの試料を作成できる。 These samples can be obtained by diluting the contrast medium with human blood (for example, "Human blood O Type 450 ml" sold by Cosmo Bio Co., Ltd.). Specifically, 2 ml of an aqueous contrast agent solution obtained by diluting a contrast agent with distilled water is mixed with 8 ml of blood to prepare a sample having a desired diluted concentration. As an example, first, 0.5 ml of contrast agent and 999.5 ml of distilled water are mixed to prepare a 2000-fold diluted contrast agent aqueous solution. Then, 8 ml of blood and 2 ml of 2000-fold diluted contrast agent aqueous solution are mixed. This makes it possible to prepare a 10000-fold diluted sample of 10 ml.

このように、造影剤水溶液を使用することによって、希釈精度を落とさず使用する血液の量を少なくすることができる。すなわち、低濃度の試料を作成する場合には、投入する造影剤の量が極めて少量となり、僅かな計量誤差でも大きな誤差となってしまう。例えば、10000倍希釈の試料10mlを作成する場合、造影剤0.001mlを正確に計量し投入しなければならない。一方、投入する造影剤をある程度の量とした上で、希釈する血液の量を増やした場合には、大量の血液が必要となってしまう。例えば、10000倍希釈の試料を1mlの造影剤から作成する場合、9999mlの血液が必要となってしまう。そこで、造影剤水溶液を使用することによって、使用する血液の量を少なくすることができる。 By using the aqueous contrast agent solution in this way, the amount of blood to be used can be reduced without lowering the dilution accuracy. That is, when preparing a low-concentration sample, the amount of contrast medium to be put in is extremely small, and even a slight measurement error can result in a large error. For example, when preparing 10 ml of a 10,000-fold diluted sample, 0.001 ml of contrast medium must be accurately weighed and added. On the other hand, if the amount of blood to be diluted is increased while the amount of contrast medium to be injected is set to a certain amount, a large amount of blood is required. For example, 9999 ml of blood is required to prepare a 10000-fold diluted sample from 1 ml of contrast agent. Therefore, the amount of blood to be used can be reduced by using the contrast agent aqueous solution.

また、撮像パラメータによって得られるべき信号強度が異なるため、変換データ28の造影剤濃度は、互いに撮像パラメータが異なる複数の信号強度と関連付けられている。具体的に、変換データ28の造影剤濃度は、エコー時間を、1.2ms、1.6ms、2.0ms、及び2.4msに設定した条件で得られるべき信号強度に関連付けられている。さらに、変換データ28の造影剤濃度は、フリップ角を、10deg、15deg、20deg、及び25degに設定した条件で得られるべき信号強度に関連付けられている。そのために、変換データ28は、複数の試料を異なる撮像パラメータにおいて撮像して得られた信号強度に基づいて作成されている。すなわち、4パターンのエコー時間のそれぞれについて、4パターンのフリップ角を設定して試料を撮像し、一つの試料に対して合計16回の撮像を行っている。なお、エコー時間及びフリップ角の他に、撮像パラメータとして、繰り返し時間(TR)を複数の範囲で設定したそれぞれの条件においてさらに試料を撮像してもよい。 In addition, since the signal intensity to be obtained differs depending on the imaging parameters, the contrast medium concentration of the conversion data 28 is associated with a plurality of signal intensities with mutually different imaging parameters. Specifically, the contrast agent concentration of the transformed data 28 is associated with the signal intensity to be obtained under the condition that the echo time is set to 1.2ms, 1.6ms, 2.0ms and 2.4ms. Furthermore, the contrast medium concentration of the conversion data 28 is associated with the signal intensity that should be obtained under the condition that the flip angles are set to 10 degrees, 15 degrees, 20 degrees, and 25 degrees. Therefore, the conversion data 28 is created based on signal intensities obtained by imaging multiple samples with different imaging parameters. That is, four patterns of flip angles are set for each of the four patterns of echo time to image the sample, and a total of 16 images are captured for one sample. In addition to the echo time and the flip angle, the sample may be further imaged under each condition in which the repetition time (TR) is set in a plurality of ranges as an imaging parameter.

さらに、MR装置毎に得られるべき信号強度が異なるため、変換データ28は、互いに異なる複数のMR装置に対応している。すなわち、変換データ28は、MR装置の機種毎(例えば、株式会社フィリップス・ジャパンが販売する「Ingenia CX(3.0T)」、株式会社日立製作所が販売する「Trilium Oval(3.0T)」、及びキヤノンメディカルシステムズ株式会社が販売する「Vantage Titan(3.0T)」)に作成された複数のデータを含んでいる。そのため、変換データ28は、複数の試料をMR装置の機種毎に撮像して得られた信号強度に基づいて作成されている。 Furthermore, since the signal strength to be obtained differs for each MR apparatus, the conversion data 28 corresponds to a plurality of different MR apparatuses. That is, the conversion data 28 is for each model of MR apparatus (for example, "Ingenia CX (3.0T)" sold by Philips Japan, "Trilium Oval (3.0T)" sold by Hitachi, Ltd., and Canon It contains multiple data created in "Vantage Titan (3.0T)" sold by Medical Systems Co., Ltd. Therefore, the conversion data 28 is created based on signal intensities obtained by imaging a plurality of samples for each model of MR apparatus.

図3を参照して、試料の撮像の一例について説明する。試料の撮像時には、目的の希釈濃度の試料をそれぞれ10ml作成した後、10mlのシリンジ51に試料を封入する。そして、略円筒状の試料支持具50にシリンジ51を挿入して、不図示のMR装置のボア内に試料支持具50を載置して信号強度を計測する。そのために、試料支持具50の中央には、試料を封入したシリンジ51を挿入する穴52が形成されている。一例として、穴52の直径は10mmである。また、一例として、試料支持具50の外径は120mmであり、長さは60mmである。このような試料支持具50は、アクリル樹脂を材料として、3Dプリンタを使用して形成できる。 An example of imaging a sample will be described with reference to FIG. When imaging a sample, after preparing 10 ml of each sample with a desired dilution concentration, the sample is enclosed in a 10-ml syringe 51 . Then, the syringe 51 is inserted into the substantially cylindrical sample support 50, the sample support 50 is placed in the bore of the MR apparatus (not shown), and the signal intensity is measured. For this purpose, a hole 52 into which a syringe 51 enclosing a sample is inserted is formed in the center of the sample support 50 . As an example, the diameter of hole 52 is 10 mm. As an example, the sample support 50 has an outer diameter of 120 mm and a length of 60 mm. Such a sample support 50 can be formed from acrylic resin using a 3D printer.

さらに、穴52の周囲には、MRIの基準物質となる液体を封入できる内部空間53が形成されている。また、試料支持具50の背面には、封止具の一例としてのスクリューキャップ54によって封止可能な物質の充填口(不図示)が形成されている。このスクリューキャップ54を開けることによって、試料支持具50の内部空間53に液体を充填することができる。また、スクリューキャップ54には、内部空間53内の気泡を逃がすため気泡逃げ部が形成されている。この気泡逃げ部は、内部空間53と連通しており、液体に混入した気泡を撮像範囲から気泡逃げ部内へと逃がすことができる。 In addition, an internal space 53 is formed around the hole 52 in which a liquid that serves as a reference material for MRI can be enclosed. In addition, a filling port (not shown) for a substance that can be sealed with a screw cap 54 as an example of a sealing device is formed on the rear surface of the sample support 50 . By opening the screw cap 54, the internal space 53 of the sample support 50 can be filled with liquid. Further, the screw cap 54 is formed with a bubble escape portion for releasing bubbles in the internal space 53 . This bubble escape section communicates with the internal space 53, and allows bubbles mixed in the liquid to escape from the imaging range into the bubble escape section.

試料支持具50内の液体は、T1強調画像及びT2強調画像のいずれにおいても、試料に対して十分なコントラスト比が得られる物質である。MRIにおいては、例えば撮影時のレシーバゲインによって信号強度が変動してしまう。そのため、基準物質を試料と同時に撮影し、基準物質の信号強度によって試料の信号強度を正規化している。一例として、基準物質としては、濃度0.5w/v%から1w/v%の硫酸銅水溶液(CuSO水溶液)を用いることができる。さらに、基準物質に増粘剤、例えば、濃度5w/v%から10w/v%のポリビニルアルコール水溶液(PVA水溶液)を添加してもよい。具体的には、試料支持具50に10w/v%のポリビニルアルコール水溶液を充填し、さらに試料支持具50に濃度が1w/v%となるように硫酸銅水溶液を添加する。これにより、基準物質の対流によるアーチファクトを防ぐことができる。 The liquid in the sample support 50 is a substance that provides a sufficient contrast ratio with respect to the sample in both T1-weighted images and T2-weighted images. In MRI, for example, the signal strength fluctuates depending on the receiver gain at the time of imaging. Therefore, the reference material is imaged simultaneously with the sample, and the signal intensity of the sample is normalized by the signal intensity of the reference material. As an example, a copper sulfate aqueous solution ( CuSO4 aqueous solution) with a concentration of 0.5 w/v% to 1 w/v% can be used as the reference substance. Furthermore, a thickening agent such as a polyvinyl alcohol aqueous solution (PVA aqueous solution) having a concentration of 5 w/v% to 10 w/v% may be added to the reference substance. Specifically, the sample support 50 is filled with a 10 w/v % polyvinyl alcohol aqueous solution, and a copper sulfate aqueous solution is added to the sample support 50 so that the concentration becomes 1 w/v %. This can prevent artifacts due to convection of the reference material.

撮像シーケンスは、一般的なダイナミック造影MRI検査に使用されるグラディエントエコー系のT1強調画像とすることができる。一例として、MRI血管造影検査用のルーチン撮像シーケンスを使用し、3D-FFE(Fast Field Echo 3D)法によって、試料支持具50及び試料のアキシャル断面画像を撮影する。キヤノンメディカルシステムズ株式会社が販売する「Vantage Titan(3.0T)」によって撮像する場合、エコー時間及びフリップ角以外の撮像パラメータは、例えば、繰り返し時間(repetition time):3.6、加算回数(number of acquisition):1.0、間引量(reduction factor):2.0、脂肪飽和パルス:オン設定、マトリックス数(matrix):224×256、撮像視野(field of view):360mm、スライス厚:4.0mm、スライスギャップ:0mm、スキャン時間:20secに設定する。 The imaging sequence can be T1-weighted images of the gradient echo system used in typical dynamic contrast-enhanced MRI examinations. As an example, a routine imaging sequence for MRI angiography is used to take axial cross-sectional images of the sample support 50 and the sample by the 3D-FFE (Fast Field Echo 3D) method. When imaging with "Vantage Titan (3.0T)" sold by Canon Medical Systems Inc., imaging parameters other than echo time and flip angle are, for example, repetition time (3.6), number of acquisition (number of acquisition) : 1.0, reduction factor: 2.0, fat saturation pulse: ON, matrix: 224 × 256, field of view: 360 mm, slice thickness: 4.0 mm, slice gap: 0 mm , Scan time: set to 20sec.

そして、試料の領域と基準物質の領域の信号強度をそれぞれ計測し、試料の信号強度を基準物質の信号強度によって除すことで正規化する。すなわち、基準物質の信号強度が1000になるように試料の信号強度を正規化する。この正規化して得られる試料の信号強度は、0.0~1.0程度の実数となる。そして、得られた試料の信号強度を、試料の造影剤濃度と関連付けて変換データ28を作成する。すなわち、造影剤濃度を横軸にプロットし、信号強度を縦軸にプロットして半対数グラフを作成する。また、得られた信号強度が離散的なデータであるため、スプライン関数を用いて補間する。代替的に、ラグランジュ関数、または最小二乗法等の他の補間法を用いて補間してもよい。 Then, the signal intensities of the sample region and the reference substance region are measured, respectively, and normalized by dividing the signal intensity of the sample by the signal intensity of the reference substance. That is, the signal intensity of the sample is normalized so that the signal intensity of the reference substance becomes 1000. The signal intensity of the sample obtained by this normalization is a real number of about 0.0 to 1.0. Then, the obtained signal intensity of the sample is associated with the contrast agent concentration of the sample to create conversion data 28 . That is, contrast agent concentration is plotted on the horizontal axis and signal intensity is plotted on the vertical axis to create a semi-logarithmic graph. Also, since the obtained signal intensity is discrete data, it is interpolated using a spline function. Alternatively, it may be interpolated using the Lagrangian function or other interpolation methods such as the method of least squares.

図2の変換データ28では、エコー時間を2.0msに設定しかつフリップ角を10度、15度、20度または25度に設定した場合の信号強度が、複数の試料の造影剤濃度に関連付けられている。図2中右端のプロットは、造影剤濃度5%に対応する信号強度を示している。また、図2中左端のプロットは、造影剤濃度0.000001%に対応する信号強度を示している。図2に示すように、造影剤濃度と信号強度とは比例していない。すなわち、造影剤の注入速度が増加するにつれて、所定の組織における造影剤濃度が増加するが、当該組織において、信号強度は直線的に増加しない。そのため、造影剤濃度が大きく増加しても、信号強度の増加が小さいまたは信号強度が減少することがある。 In the transform data 28 of FIG. 2, the signal intensity is related to the contrast agent concentration for multiple samples when the echo time is set to 2.0 ms and the flip angle is set to 10 degrees, 15 degrees, 20 degrees, or 25 degrees. ing. The rightmost plot in FIG. 2 shows the signal intensity corresponding to a contrast agent concentration of 5%. Also, the leftmost plot in FIG. 2 shows the signal intensity corresponding to a contrast agent concentration of 0.000001%. As shown in FIG. 2, contrast agent concentration and signal intensity are not proportional. That is, as the injection rate of the contrast agent increases, the contrast agent concentration in a given tissue increases, but the signal intensity does not increase linearly in that tissue. Therefore, a large increase in contrast agent concentration may result in a small increase in signal intensity or a decrease in signal intensity.

また、図2の変換データ28において、フリップ角10度に設定した場合、造影剤濃度0.5%に関連付けられたピークの信号強度は0.812である。しかし、これよりも高い造影剤濃度5%に関連付けられた信号強度は0.179であり、ピークの信号強度から大きく減少している。換言すると、信号強度のピークに対応する造影剤濃度に対して、これよりも高い造影剤濃度では、信号強度が減少してしまう。そのため、組織における造影剤濃度を予測しても、当該造影剤濃度から信号強度を導き出すことができない。 Also, in the converted data 28 of FIG. 2, when the flip angle is set to 10 degrees, the signal intensity of the peak associated with the contrast medium concentration of 0.5% is 0.812. However, the signal intensity associated with the higher contrast agent concentration of 5% is 0.179, a significant decrease from the peak signal intensity. In other words, with respect to the contrast agent concentration corresponding to the peak of signal intensity, the signal intensity decreases at higher contrast agent concentrations. Therefore, even if the contrast agent concentration in tissue is predicted, the signal intensity cannot be derived from the contrast agent concentration.

この点、予測部16は、予め作成された変換データ28を参照することによって、信号強度を予測することができる。例えば、エコー時間が2.0msに設定されかつフリップ角が10度に設定されているとき、予測部16は、予測した造影剤濃度が5%である場合は信号強度として0.179を取得できる。同じ条件において、予測した造影剤濃度が0.5%である場合、予測部16は信号強度として0.812を取得できる。このシミュレーションが終了すると、予測部16は、シミュレーション結果を記憶部24に順次記憶させる。このシミュレーション結果は、組織に関連付けられた時間ごとの信号強度の情報が含まれている。 In this respect, the prediction unit 16 can predict the signal strength by referring to the transform data 28 created in advance. For example, when the echo time is set to 2.0 ms and the flip angle is set to 10 degrees, the prediction unit 16 can obtain a signal strength of 0.179 when the predicted contrast agent concentration is 5%. Under the same conditions, if the predicted contrast agent concentration is 0.5%, the prediction unit 16 can obtain 0.812 as the signal intensity. When this simulation ends, the prediction unit 16 causes the storage unit 24 to sequentially store the simulation results. The simulation results contain time-dependent signal strength information associated with the tissue.

[メイン画面]
図4を参照して、表示部26に表示される一例としてのメイン画面について説明する。メイン画面は各種数値を入力するための操作画面であり、メイン画面の右上には予測画像41が配置されている。また、メイン画面の左上には条件設定欄42が配置されており、メイン画面の中央上側には時間信号強度曲線を示すグラフ欄43が配置されている。また、メイン画面の中央下側には表示ボタン44が配置されており、メイン画面の右下には患者設定欄45が配置されている。
[Main screen]
A main screen as an example displayed on the display unit 26 will be described with reference to FIG. The main screen is an operation screen for inputting various numerical values, and a predicted image 41 is arranged on the upper right of the main screen. A condition setting column 42 is arranged on the upper left of the main screen, and a graph column 43 showing a time signal intensity curve is arranged on the upper center of the main screen. In addition, a display button 44 is arranged at the lower center of the main screen, and a patient setting field 45 is arranged at the lower right of the main screen.

グラフ欄43において、X軸は注入開始からの経過時間(sec)に対応し、Y軸は信号強度に対応する。このグラフ欄43には、複数の組織の時間に対する信号強度の変化を示す曲線を重ねて表示させることができる。この場合、制御部25は、各曲線を異なる色で表示する。なお、図4においては、肝動脈の信号強度の変化を示す曲線が表示されている。また、合計造影剤量を表示させる場合、X軸は注入開始からの経過時間(sec)に対応し、Y軸は造影剤量(mL)に対応する。また、グラフ欄43の右上には、Y軸固定チェックボックス435が設けられている。オペレータは、Y軸固定チェックボックス435を選択して、Y軸の最大値を固定できる(図4においてはY軸固定設定が選択されていない)。例えば、Y軸の最大値が50に固定された場合、合計造影剤量(例えば最大15.0mL)のみを表示させる場合であっても、Y軸の最大値は50で維持される。一方、Y軸固定設定が選択されていなければ、例えば最大15.0mLの合計造影剤量のみを表示させる場合、Y軸の最大値は15に変更される。 In graph column 43, the X-axis corresponds to elapsed time (sec) from the start of injection, and the Y-axis corresponds to signal intensity. In this graph field 43, curves showing changes in signal intensity of a plurality of tissues with respect to time can be superimposed and displayed. In this case, the controller 25 displays each curve in a different color. In addition, in FIG. 4, a curve showing changes in the signal intensity of the hepatic artery is displayed. When displaying the total amount of contrast medium, the X axis corresponds to the elapsed time (sec) from the start of injection, and the Y axis corresponds to the amount of contrast medium (mL). In addition, a Y-axis fixing check box 435 is provided on the upper right of the graph column 43 . The operator can select the Fixed Y-axis check box 435 to fix the maximum value of the Y-axis (the Fixed Y-axis setting is not selected in FIG. 4). For example, if the maximum value of the Y-axis is fixed at 50, the maximum value of the Y-axis is maintained at 50 even when only the total contrast medium volume (eg, maximum 15.0 mL) is displayed. On the other hand, if the fixed Y-axis setting is not selected, the maximum value of the Y-axis is changed to 15, for example, if only a maximum total contrast volume of 15.0 mL is to be displayed.

グラフ欄43の下側には、スクロールバー431が配置されている。オペレータは、このスクロールバー431を操作して、現在時点バー432をグラフ欄43の左右方向に動かすことができる。オペレータがスクロールバー431を操作すると、制御部25は、選択された時間における各コンパートメントの信号強度を記憶部24から読み出す。そして、制御部25は、読み出した信号強度を予測画像41に反映させ、表示部26に表示させる。例えば、図4においては、注入開始から72.5sec経過時点が選択され、当該時点の予測画像41が表示されている。初期設定では、注入開始時、つまり0sec経過時点における予測画像41が表示される。なお、図4には予測画像41として、体の水平断面が図示されているが、予測画像41として、横断面、冠状面、及び矢状面を含む任意の断面を示す画像、ボリュームレンダリング法又はサーフェスレンダリング法によって表示される三次元画像、並びにアンギオグラフィックビューなどの他の画像を表示させてもよい。また、図4には予測画像41として、人体の上半身を模した画像が表示されている。しかし、表示部26は、各組織がそれぞれ単独で表示されるようにコンパートメントを配置して、各コンパートメントを信号強度に応じた濃度の色で表示してもよい。また、表示部26は、各コンパートメントをカラー表示してもよい。 A scroll bar 431 is arranged below the graph column 43 . The operator can operate this scroll bar 431 to move the current time point bar 432 in the horizontal direction of the graph column 43 . When the operator operates the scroll bar 431 , the control section 25 reads from the storage section 24 the signal strength of each compartment at the selected time. Then, the control unit 25 causes the predicted image 41 to reflect the read out signal strength and causes the display unit 26 to display it. For example, in FIG. 4, a time point of 72.5 seconds after the start of injection is selected, and the predicted image 41 at that time point is displayed. In the initial setting, the predicted image 41 at the start of injection, that is, at the time when 0 sec has elapsed, is displayed. 4 shows a horizontal section of the body as the predicted image 41, but the predicted image 41 may be an image showing an arbitrary section including a transverse plane, a coronal plane, and a sagittal plane, a volume rendering method, or Three-dimensional images displayed by surface rendering methods, as well as other images such as angiographic views, may be displayed. Further, in FIG. 4, an image simulating the upper body of a human body is displayed as the predicted image 41 . However, the display unit 26 may arrange the compartments so that each tissue is displayed independently, and display each compartment in a color with a density corresponding to the signal intensity. Moreover, the display unit 26 may display each compartment in color.

グラフ欄43の下側には、表示する組織を選択するための複数の表示ボタン44が配置されている。オペレータは、グラフ欄43に表示する組織を、表示ボタン44の中から選択することができる。図4では、肝動脈ボタン442が選択されている。また、オペレータが合計造影剤量ボタン441を選択すると、グラフ欄43に合計造影剤量バー(不図示)が表示され、体内に残留する造影剤の総量の変化を示す曲線がグラフ欄43に表示される。この場合、オペレータは、スクロールバー433を操作して、表示された合計造影剤量バーをグラフ欄43の上下方向に動かすことができる。また、制御部25は、オペレータがスクロールバー433を操作して選択した位置における造影剤量を、スクロールバー433の下側に表示させる。さらに、表示ボタン44には保存ボタン443が配置されている。オペレータは、この保存ボタン443を選択して、造影剤濃度、及びグラフ欄43に表示された曲線をCSV(comma-separated values)形式で保存できる。 A plurality of display buttons 44 for selecting tissues to be displayed are arranged below the graph column 43 . The operator can select the tissue to be displayed in the graph column 43 from the display buttons 44 . In FIG. 4, the hepatic artery button 442 is selected. Further, when the operator selects the total contrast medium amount button 441, a total contrast medium amount bar (not shown) is displayed in the graph field 43, and a curve showing changes in the total amount of contrast medium remaining in the body is displayed in the graph field 43. be done. In this case, the operator can operate the scroll bar 433 to move the displayed total contrast medium amount bar vertically in the graph column 43 . In addition, the control unit 25 displays the contrast agent amount at the position selected by the operator by operating the scroll bar 433 below the scroll bar 433 . Furthermore, a save button 443 is arranged on the display button 44 . The operator can select this save button 443 to save the contrast medium concentration and the curve displayed in the graph field 43 in CSV (comma-separated values) format.

さらに、予測画像41の下側には、画像を操作する操作ボタン411が配置されている。この操作ボタン411には、メイン画面の左から順に停止ボタン、再生ボタン、3倍速再生ボタン、10倍速再生ボタン、30倍速再生ボタン、及びリセットボタンが含まれている。オペレータが再生ボタンを選択すると、経過時間に沿って予測画像41が連続的に動画として再生される。オペレータが3倍速再生ボタン、10倍速再生ボタン、及び30倍速再生ボタンを選択すると、動画再生速度が増加する。これにより、オペレータは、所望の時間における、各組織内の造影剤の位置を視覚により認識することができる。また、グラフ欄43の現在時点バー432は、予測画像41が連続的に再生されると、経過時間に対応してX軸に沿って移動する。そして、オペレータが停止ボタンを選択すると再生が一時停止する。オペレータが、リセットボタンを選択すると再生が終了し、予測画像41は初期設定(0sec経過時点)に戻る。 Furthermore, operation buttons 411 for operating the image are arranged below the predicted image 41 . The operation buttons 411 include a stop button, a play button, a 3x speed play button, a 10x speed play button, a 30x speed play button, and a reset button in order from the left of the main screen. When the operator selects the play button, the predicted image 41 is played continuously as a moving image along the elapsed time. When the operator selects the 3x speed play button, the 10x speed play button, and the 30x speed play button, the video playback speed increases. This allows the operator to visually recognize the position of the contrast agent within each tissue at the desired time. Also, the current time point bar 432 in the graph column 43 moves along the X-axis corresponding to the elapsed time when the predicted image 41 is continuously reproduced. Playback is paused when the operator selects the stop button. When the operator selects the reset button, the reproduction ends, and the predicted image 41 returns to the initial setting (when 0 sec has elapsed).

メイン画面の予測画像41の右側には、予測画像41の表示条件変更ボタン412が配置されている。オペレータがこの表示条件変更ボタン412を押すと、押したボタンに応じて予測画像41の表示条件、すなわちWL(Window Level)またはWW(Window Width)が変更され、明るさまたはコントラストが変化する。ボタンA1からA3は自動ボタンであり、全組織の時間信号強度曲線から信号強度の最大値と最小値を抽出し、最適な表示条件となるような表示条件を決定する。具体的に、ボタンA3を選択するとコントラストが高く変更され、ボタンA1を選択するとコントラストが低く変更される。ボタンA2を選択すると、中間のコントラストに変更される。また、ボタンT1からT3は、表示ボタン44によって選択されている組織のみの時間信号強度曲線から信号強度の最大値と最小値を算出し、最適な表示条件となるような表示条件を決定する。具体的に、ボタンT3を選択するとコントラストが高く変更され、ボタンT1を選択するとコントラストが低く変更される。ボタンT2を選択すると、中間のコントラストに変更される。 A display condition change button 412 for the predicted image 41 is arranged on the right side of the predicted image 41 on the main screen. When the operator presses this display condition change button 412, the display condition of the predicted image 41, that is, WL (Window Level) or WW (Window Width) is changed according to the pressed button, and the brightness or contrast is changed. Buttons A1 to A3 are automatic buttons, extracting the maximum and minimum values of signal intensity from the time signal intensity curves of all tissues, and determining display conditions that are optimal display conditions. Specifically, when the button A3 is selected, the contrast is changed to high, and when the button A1 is selected, the contrast is changed to low. Selecting button A2 changes to medium contrast. Further, buttons T1 to T3 calculate the maximum and minimum signal intensity values from the time signal intensity curve of only the tissue selected by the display button 44, and determine display conditions that will be the optimum display conditions. Specifically, when the button T3 is selected, the contrast is changed to high, and when the button T1 is selected, the contrast is changed to low. Selecting button T2 changes to medium contrast.

メイン画面の左上に表示されている条件設定欄42では、薬剤情報、注入プロトコル、撮像パラメータ、及び解析時間等を設定できる。具体的に、オペレータは、薬剤プルダウンメニュー421を操作して、複数の薬剤名の中から一つを選択できる。例えば、選択できる造影剤としては、ガドビスト、プリモビスト、マグネスコープ及びプロハンスが挙げられる。オペレータが薬剤を選択すると、薬液情報取得部14(図1)は、オペレータが選択した薬剤名に対応する、造影剤濃度(ガドリニウム濃度)、粘稠度、浸透圧比及び造影剤量等の薬液情報を取得する。これらの薬液情報は、予め記憶部24に記憶されている。 In the condition setting field 42 displayed on the upper left of the main screen, drug information, injection protocol, imaging parameters, analysis time, etc. can be set. Specifically, the operator can operate the drug pull-down menu 421 to select one of a plurality of drug names. For example, contrast agents that may be selected include gadovist, primovist, magnescope and prohance. When the operator selects a drug, the drug solution information acquisition unit 14 (FIG. 1) acquires drug solution information such as contrast medium concentration (gadolinium concentration), viscosity, osmotic pressure ratio, and contrast medium amount corresponding to the drug name selected by the operator. to get These chemical information are stored in advance in the storage unit 24 .

代替的に、薬液情報取得部14は、オペレータが入力部27から入力するガドリニウム濃度、粘稠度、浸透圧比及び造影剤量を取得することもできる。例えば、ガドリニウム濃度ボタンを設け、オペレータがガドリニウム濃度ボタンを選択したときに、制御部25がガドリニウム濃度の入力画面を表示部26に表示させることができる。オペレータは、当該入力画面から所望のガドリニウム濃度を入力できる。同様に、粘稠度、浸透圧比及び造影剤量を入力できるボタンを設け、オペレータが薬液情報を入力してもよい。制御部25は、入力に応じて薬液情報取得部14が取得した造影剤量等を条件設定欄42に表示する。 Alternatively, the drug solution information acquisition unit 14 can also acquire the gadolinium concentration, the viscosity, the osmotic pressure ratio, and the amount of contrast medium that are input by the operator from the input unit 27 . For example, a gadolinium concentration button may be provided, and when the operator selects the gadolinium concentration button, the control unit 25 can cause the display unit 26 to display a gadolinium concentration input screen. The operator can input the desired gadolinium concentration from the input screen. Similarly, buttons for inputting the viscosity, osmotic pressure ratio, and contrast medium amount may be provided, and the operator may input drug solution information. The control unit 25 displays the amount of contrast medium and the like acquired by the drug solution information acquisition unit 14 in the condition setting field 42 according to the input.

オペレータは、造影剤設定欄の注入時間ボタン422を選択して、注入プロトコルにおける造影剤の注入時間を入力できる。オペレータが注入時間ボタン422を選択すると、制御部25は注入時間の入力画面を表示部26に表示する。そして、オペレータは、当該入力画面から所望の注入時間を入力できる。同様に、オペレータは、注入速度ボタン423を選択して、注入プロトコルにおける造影剤の注入速度を入力できる。さらに、造影剤設定欄には、体重当たり造影剤量を入力できるように、体重当たり造影剤量ボタンを配置してもよい。この場合、体重当たり造影剤量が入力されると、予測部16は、体重当たり造影剤量に体重を乗算して、自動的に造影剤量を変更する。 The operator can select the injection time button 422 in the contrast medium setting field to enter the injection time of the contrast medium in the injection protocol. When the operator selects the injection time button 422 , the control unit 25 displays an injection time input screen on the display unit 26 . The operator can then input the desired injection time from the input screen. Similarly, the operator can select injection rate button 423 to enter the injection rate of the contrast agent in the injection protocol. Furthermore, a contrast agent amount button per body weight may be arranged in the contrast agent setting field so that the contrast agent amount per body weight can be input. In this case, when the amount of contrast medium per body weight is input, the prediction unit 16 multiplies the amount of contrast medium per body weight by the body weight to automatically change the amount of contrast medium.

加えて、オペレータは、リンク速度設定チェックボックス426を選択して、リンク速度設定の有無を選択できる。リンク速度設定が選択されている場合は、造影剤の注入速度と生理食塩水の注入速度とが同一になるように設定される。例えば、造影剤の注入速度を1.0mL/secから2.0mL/secに変更した場合、生理食塩水の注入速度が自動的に2.0mL/secに設定される。この場合、生理食塩水の注入速度の入力を禁止してもよい。また、生理食塩水の注入速度を変更した場合に、造影剤の注入速度を自動的に設定してもよい。なお、図4においては、リンク速度設定が選択されている。 In addition, the operator can select link speed setting check box 426 to enable or disable link speed setting. When the link speed setting is selected, the contrast agent injection speed and the physiological saline injection speed are set to be the same. For example, when the contrast medium injection rate is changed from 1.0 mL/sec to 2.0 mL/sec, the saline injection rate is automatically set to 2.0 mL/sec. In this case, the input of the infusion rate of saline may be prohibited. Further, when the injection speed of the physiological saline is changed, the injection speed of the contrast medium may be automatically set. Note that the link speed setting is selected in FIG.

生理食塩水設定欄(生食設定欄)では、オペレータは、注入時間ボタン422を選択して、注入プロトコルにおける生理食塩水の注入時間を入力できる。オペレータが注入時間ボタン422を選択すると、制御部25は注入時間の入力画面を表示部26に表示する。そして、オペレータは、当該入力画面から所望の注入時間を入力できる。同様に、オペレータは、注入速度ボタン423及び生理食塩水量ボタン424を選択して、注入プロトコルにおける生理食塩水の注入速度及び生理食塩水量をそれぞれ入力できる。 In the saline setting field (saline setting field), the operator can select the injection time button 422 to enter the saline injection time in the injection protocol. When the operator selects the injection time button 422 , the control unit 25 displays an injection time input screen on the display unit 26 . The operator can then input the desired injection time from the input screen. Similarly, the operator can select infusion rate button 423 and saline volume button 424 to enter the saline infusion rate and volume, respectively, in the infusion protocol.

生理食塩水設定欄の下側には、注入量表示画面427が配置されている。注入量表示画面427において、X軸は注入開始からの経過時間であり、Y軸は注入速度である。この注入量表示画面427において、造影剤の注入量を表す領域、及び生理食塩水の注入量を表す領域は、それぞれ異なる色で塗り潰して表示されている。制御部25は、プロトコル取得部12(図1)が取得した注入プロトコルにおける注入量を注入量表示画面427に表示させる。 An injection amount display screen 427 is arranged below the physiological saline setting field. In the injection amount display screen 427, the X axis is the elapsed time from the start of injection, and the Y axis is the injection rate. In the injection amount display screen 427, the area representing the injection amount of the contrast agent and the area representing the injection amount of the physiological saline are displayed in different colors. The control unit 25 displays the injection amount in the injection protocol acquired by the protocol acquisition unit 12 ( FIG. 1 ) on the injection amount display screen 427 .

注入量表示画面427の下側には、撮像パラメータプルダウンメニュー425が配置されている。オペレータは、撮像パラメータプルダウンメニュー425を操作して、撮像パラメータとしてエコー時間及びフリップ角を変更できる。エコー時間及びフリップ角を変更すると、制御部25は、グラフ欄43に表示されるデータ及び予測画像41に表示される画像を変化させる。一方、各組織の造影剤濃度分布は、エコー時間及びフリップ角の変更の影響を受けない。 An imaging parameter pull-down menu 425 is arranged below the injection amount display screen 427 . The operator can manipulate the imaging parameter pull-down menu 425 to change the echo time and flip angle as imaging parameters. When the echo time and flip angle are changed, the control unit 25 changes the data displayed in the graph column 43 and the image displayed in the predicted image 41 . On the other hand, the contrast agent concentration distribution of each tissue is unaffected by changes in echo time and flip angle.

撮像パラメータプルダウンメニュー425の下側には、グラフ設定チェックボックス428、解析時間ボタン429、及び更新ボタン420が配置されている。オペレータは、グラフ設定チェックボックス428の造影剤濃度または信号強度のいずれかを選択できる。オペレータが信号強度を選択すると、グラフ欄43に表示されるデータ及び予測画像41に表示される画像が、各組織の信号強度に変更される。また、オペレータが造影剤濃度を選択すると、グラフ欄43に表示されるデータ及び予測画像41に表示される画像が、各組織の造影剤濃度分布に変更される。また、オペレータは、解析時間ボタン429を選択して、グラフ欄43のX軸の長さに対応する解析時間を入力できる。なお、更新ボタン420については後述する。 A graph setting check box 428 , an analysis time button 429 , and an update button 420 are arranged below the imaging parameter pull-down menu 425 . The operator can select either contrast agent concentration or signal intensity in the graph settings checkboxes 428 . When the operator selects the signal intensity, the data displayed in the graph column 43 and the image displayed in the predicted image 41 are changed to the signal intensity of each tissue. Further, when the operator selects the contrast agent concentration, the data displayed in the graph column 43 and the image displayed in the predicted image 41 are changed to the contrast agent concentration distribution of each tissue. Also, the operator can select the analysis time button 429 to input the analysis time corresponding to the length of the X-axis of the graph column 43 . Note that the update button 420 will be described later.

メイン画面の右下には、患者設定欄45が配置されている。患者設定欄45では、体重、身長、心機能、及び心拍数を入力できる。制御部25は、被写体情報取得部11(図1)が取得した被写体情報に基づいて、予め体重、身長、心機能、及び心拍数を患者設定欄45に表示する。具体的に、オペレータが体重ボタン451を選択すると、制御部25は体重の入力画面を表示部26に表示する。そして、オペレータは、当該入力画面から被写体の体重を入力できる。同様に、オペレータは、身長ボタン452、心機能ボタン453、及び心拍数ボタン454を選択して、被写体の身長、心機能及び心拍数をそれぞれ入力できる。なお、オペレータが入力部27から体重等を入力した場合、被写体情報取得部11は入力された値を取得する。 A patient setting field 45 is arranged at the lower right of the main screen. In the patient setting field 45, weight, height, cardiac function, and heart rate can be entered. Based on the subject information acquired by the subject information acquisition section 11 (FIG. 1), the control section 25 displays the weight, height, cardiac function, and heart rate in the patient setting field 45 in advance. Specifically, when the operator selects the weight button 451 , the control unit 25 displays a weight input screen on the display unit 26 . Then, the operator can input the weight of the subject from the input screen. Similarly, the operator can select height button 452, heart function button 453, and heart rate button 454 to enter the subject's height, heart function, and heart rate, respectively. Note that when the operator inputs weight or the like from the input unit 27, the subject information obtaining unit 11 obtains the input value.

また、患者設定欄45には、体表面積欄及び心拍出量欄が配置されている。予測部16は、被写体情報取得部11が取得した体重及び身長に基づいて体表面積を算出する。そして、制御部25は、算出された体表面積を体表面積欄に表示する。同様に、予測部16は、被写体情報取得部11が取得した被写体の体表面積、心機能及び心拍数に基づいて心拍出量を算出する。制御部25は、算出された心拍出量を心拍出量欄に表示する。なお、オペレータが被写体の体重等を入力した場合、被写体情報取得部11は入力された値を取得する。 The patient setting field 45 also includes a body surface area field and a cardiac output field. The prediction unit 16 calculates the body surface area based on the weight and height acquired by the subject information acquisition unit 11 . Then, the control unit 25 displays the calculated body surface area in the body surface area field. Similarly, the prediction unit 16 calculates the cardiac output based on the subject's body surface area, cardiac function, and heart rate acquired by the subject information acquisition unit 11 . The control unit 25 displays the calculated cardiac output in the cardiac output field. Note that when the operator inputs the weight of the subject, the subject information obtaining unit 11 obtains the input value.

さらに、患者設定欄45には、eGFR欄、クレアチニン値ボタン、年齢ボタン及び性別ボタンを配置してもよい。この場合、オペレータは、クレアチニン値ボタン、年齢ボタン及び性別ボタンを選択して、被写体のクレアチニン値、年齢及び性別をそれぞれ入力できる。被写体情報取得部11は、入力されたクレアチニン値等を取得する。予測部16は、取得された被写体のクレアチニン値、年齢及び性別に基づいてeGFRを算出する。制御部25は、算出されたeGFRをeGFR欄に表示する。代替的に、被写体情報取得部11は、心拍数を外部測定器から取得してもよい。さらに、被写体情報取得部11は、一回拍出量または心拍出量を外部測定器から取得してもよい。一回拍出量が取得された場合、予測部16は、一回拍出量に心拍数を乗算して心拍出量を算出する。 Furthermore, an eGFR field, a creatinine value button, an age button, and a sex button may be arranged in the patient setting field 45 . In this case, the operator can select the creatinine value button, the age button, and the gender button to input the subject's creatinine value, age, and gender, respectively. The subject information acquisition unit 11 acquires the input creatinine value and the like. The prediction unit 16 calculates eGFR based on the obtained creatinine value, age, and sex of the subject. The control unit 25 displays the calculated eGFR in the eGFR column. Alternatively, the subject information acquiring section 11 may acquire the heart rate from an external measuring device. Furthermore, the subject information acquiring unit 11 may acquire the stroke volume or the cardiac output from an external measuring device. When the stroke volume is acquired, the prediction unit 16 calculates the cardiac output by multiplying the stroke volume by the heart rate.

オペレータは、設定が終了したら、メイン画面の左下に配置されている更新ボタン420を選択する。これにより、入力された各種情報が取得され、予測部16は、取得された各種情報に従ってシミュレーションを行ってシミュレーション結果を記憶部24に記憶させる。その後、制御部25は、記憶部24からシミュレーション結果を読み出す。そして、制御部25は、オペレータが選択した表示ボタン44に対応する組織の予測画像41を表示する。さらに、制御部25は、オペレータが選択した表示ボタン44に対応する組織の時間信号強度曲線をグラフ欄43に表示する。 After completing the settings, the operator selects the update button 420 located at the lower left of the main screen. As a result, the input various information is acquired, and the prediction unit 16 performs a simulation according to the acquired various information, and stores the simulation result in the storage unit 24 . After that, the control unit 25 reads the simulation result from the storage unit 24 . Then, the control unit 25 displays the predicted image 41 of the tissue corresponding to the display button 44 selected by the operator. Furthermore, the control unit 25 displays the time signal intensity curve of the tissue corresponding to the display button 44 selected by the operator in the graph field 43 .

図4の左上において、メイン画面タブの右側には、自動最適化タブ46及び組織設定タブ47が配置されている。オペレータが自動最適化タブ46を選択すると、制御部25は自動最適化画面(図5)を表示部26に表示する。そして、オペレータは、自動最適化画面から注入プロトコルの最適化を自動的に実行できる。また、オペレータが組織設定タブ47を選択すると、制御部25は組織設定画面(不図示)を表示部26に表示する。そして、オペレータは、組織設定画面から組織情報(例えば、組織の体積、毛細血管の体積、細胞外液腔の体積、単位組織あたりの血流量、組織における造影剤の染み出し速度、及び組織における造影剤の染み戻り速度)を入力できる。 In the upper left of FIG. 4, an automatic optimization tab 46 and an organization setting tab 47 are arranged to the right of the main screen tabs. When the operator selects the automatic optimization tab 46, the control unit 25 displays the automatic optimization screen (FIG. 5) on the display unit 26. FIG. The operator can then automatically perform injection protocol optimization from the auto-optimization screen. Also, when the operator selects the organization setting tab 47 , the control section 25 displays an organization setting screen (not shown) on the display section 26 . Then, the operator selects tissue information (for example, tissue volume, capillary volume, extracellular fluid cavity volume, blood flow rate per unit tissue, contrast agent exudation rate in tissue, and contrast agent in tissue) from the tissue setting screen. agent stain return speed) can be input.

[自動最適化画面]
図5は注入プロトコルを自動で最適化するための自動最適化画面を示している。自動最適化画面の上側には最適化設定欄が配置され、自動最適化画面の下側にはプリセットボタン461と、ロードボタン462とが配置されている。オペレータが自動最適化画面の最適化ボタン467を選択すると、予測部16は、注入プロトコルを自動的に最適化する。
[Automatic optimization screen]
FIG. 5 shows an auto-optimization screen for automatically optimizing injection protocols. An optimization setting column is arranged on the upper side of the automatic optimization screen, and a preset button 461 and a load button 462 are arranged on the lower side of the automatic optimization screen. When the operator selects the optimize button 467 on the auto-optimize screen, the predictor 16 automatically optimizes the injection protocol.

最適化設定欄には、ターゲットプルダウンメニュー463、目標信号強度ボタン464、目標持続時間ボタン465、最大造影剤量ボタン466、最適化ボタン467、時間固定チェックボックス468、及び速度固定チェックボックス469が配置されている。オペレータは、ターゲットプルダウンメニュー463を操作して、複数の組織の中から一つを選択できる。オペレータがターゲット組織を選択すると、組織情報取得部13は、オペレータが選択したターゲット組織に対応する組織情報を取得する。 A target pull-down menu 463, a target signal strength button 464, a target duration button 465, a maximum contrast agent amount button 466, an optimization button 467, a fixed time check box 468, and a fixed speed check box 469 are arranged in the optimization setting column. It is The operator can operate the target pull-down menu 463 to select one of multiple organizations. When the operator selects a target organization, the organization information acquisition unit 13 acquires organization information corresponding to the target organization selected by the operator.

また、オペレータは、目標信号強度ボタン464を選択して、目標信号強度を入力できる。オペレータが目標信号強度ボタン464を選択すると、制御部25は目標信号強度の入力画面を表示部26に表示する。そして、オペレータは、当該入力画面から所望の目標信号強度を入力できる。同様に、オペレータは、目標持続時間ボタン465、及び最大造影剤量ボタン466を選択して、目標持続時間及び最大造影剤量をそれぞれ入力できる。目標値取得部15は、入力された目標信号強度及び目標持続時間を取得する。また、薬液情報取得部14は、入力された最大造影剤量を取得する。代替的に、薬液情報取得部14は、オペレータが選択した薬剤名に基づいて、シリンジに充填されている造影剤量を最大造影剤量として取得してもよい。 The operator can also select target signal strength button 464 to enter a target signal strength. When the operator selects the target signal strength button 464 , the control section 25 displays an input screen for the target signal strength on the display section 26 . Then, the operator can input a desired target signal strength from the input screen. Similarly, the operator can select a target duration button 465 and a maximum contrast volume button 466 to enter a target duration and maximum contrast volume, respectively. The target value acquisition unit 15 acquires the input target signal strength and target duration. In addition, the medicinal solution information acquiring unit 14 acquires the input maximum amount of contrast medium. Alternatively, the drug solution information acquisition unit 14 may acquire the amount of contrast medium filled in the syringe as the maximum amount of contrast medium based on the drug name selected by the operator.

さらに、オペレータは、時間固定チェックボックス468または速度固定チェックボックス469を選択して、時間固定または速度固定の条件を選択できる。図5においては、速度固定の条件が選択されている。速度固定の条件が選択されると、予測部16は、注入速度を変更せずに再シミュレーション(図6)を実行する。時間固定の条件が選択されると、予測部16は、注入時間を変更せずに再シミュレーションを実行する。 In addition, the operator can select a fixed time or fixed speed check box 468 or a fixed speed check box 469 to select a fixed time or fixed speed condition. In FIG. 5, the fixed speed condition is selected. When the fixed rate condition is selected, the prediction unit 16 performs re-simulation (FIG. 6) without changing the injection rate. When the fixed time condition is selected, the prediction unit 16 performs re-simulation without changing the injection time.

オペレータは、プリセットボタン461を選択して、ボタン選択時に最適化設定欄に入力されている設定をプリセット1からプリセット4として保存できる。プリセットボタン461が選択されると、予測部16は、選択されたボタンに応じてプリセット1からプリセット4として入力されている設定を記憶部24に記憶させる。また、オペレータは、ロードボタン462を選択して、プリセット1からプリセット4として保存された設定を読み出すことができる。ロードボタン462が選択されると、予測部16は、選択されたボタンに応じてプリセット1からプリセット4として記憶された設定のいずれかを記憶部24から読み出す。そして、予測部16は、読み出した設定を目標信号強度等に反映させる。 The operator can select the preset button 461 and save the settings entered in the optimization setting column as preset 1 to preset 4 when the button is selected. When the preset button 461 is selected, the prediction unit 16 causes the storage unit 24 to store the settings input as preset 1 to preset 4 according to the selected button. The operator can also select load button 462 to retrieve settings saved as preset 1 through preset 4. FIG. When the load button 462 is selected, the prediction unit 16 reads one of the settings stored as preset 1 to preset 4 from the storage unit 24 according to the selected button. Then, the prediction unit 16 reflects the read settings on the target signal strength and the like.

[自動最適化]
以下、図6のフローチャートを参照して、最適化について説明する。オペレータが最適化ボタン467(図5)を選択すると(S101)、予測部16は各種情報を取得する(S102)。具体的に、予測部16は、プロトコル取得部12から、造影剤の注入プロトコルを取得する。さらに、予測部16は、薬液情報取得部14から最大造影剤量を取得し、目標値取得部15から目標信号強度及び目標持続時間を取得する。また、予測部16は、検査情報取得部17から検査情報を取得する。その後、予測部16は、取得した最大造影剤量に基づき、取得した注入プロトコルに従って最大造影剤量の半分を使用造影剤量として注入する場合の被写体の組織の造影剤濃度の経時変化をシミュレーションする。そして、予測部16は、変換データ28を参照して、信号強度の経時変化をシミュレーションする。続いて、予測部16は、シミュレーション結果から予測持続時間を求める(S103)。
[Automatic optimization]
The optimization will be described below with reference to the flow chart of FIG. When the operator selects the optimization button 467 (FIG. 5) (S101), the prediction unit 16 acquires various information (S102). Specifically, the prediction unit 16 acquires a contrast agent injection protocol from the protocol acquisition unit 12 . Furthermore, the prediction unit 16 acquires the maximum amount of contrast agent from the drug solution information acquisition unit 14 and acquires the target signal intensity and the target duration from the target value acquisition unit 15 . The prediction unit 16 also acquires test information from the test information acquisition unit 17 . After that, based on the obtained maximum contrast agent amount, the prediction unit 16 simulates the temporal change in the concentration of the contrast agent in the tissue of the subject when half the maximum contrast agent amount is injected as the used contrast agent amount according to the obtained injection protocol. . Then, the prediction unit 16 refers to the conversion data 28 and simulates changes in signal strength over time. Subsequently, the prediction unit 16 obtains the predicted duration from the simulation result (S103).

次に、予測部16は、求めた予測持続時間を目標持続時間と比較する(S104)。そして、予測持続時間が目標持続時間より短い場合(S105でYES)、予測部16は、前回のシミュレーションで使用した使用造影剤量よりも多量の造影剤を注入する場合の被写体の組織の信号強度の経時変化を再シミュレーションする。そのために、予測部16は、造影剤の注入速度及び注入時間の少なくとも一方を変動させて再シミュレーションを行う。つまり、予測部16は、使用造影剤量を増加させる(S106)。 Next, the prediction unit 16 compares the calculated predicted duration with the target duration (S104). Then, if the predicted duration is shorter than the target duration (YES in S105), the prediction unit 16 determines the signal intensity of the tissue of the subject when injecting a larger amount of contrast agent than the amount of contrast agent used in the previous simulation. Re-simulate the change over time of Therefore, the prediction unit 16 performs re-simulation by changing at least one of the injection speed and the injection time of the contrast agent. That is, the prediction unit 16 increases the amount of contrast agent used (S106).

具体的に、速度固定の条件が選択されている場合、予測部16は、注入プロトコルにおける注入速度を変更せずに注入時間を長くする。これにより、注入時間が長くなる結果、使用される造影剤量は増加する。時間固定の条件が選択されている場合、予測部16は、注入プロトコルにおける注入時間を変更せずに注入速度を増加させる。これにより、単位時間当たりの注入速度が増加する結果、使用される造影剤量は増加する。 Specifically, when the fixed rate condition is selected, the prediction unit 16 lengthens the injection time without changing the injection rate in the injection protocol. This increases the amount of contrast agent used as a result of longer injection times. When the fixed time condition is selected, the prediction unit 16 increases the injection rate without changing the injection time in the injection protocol. This increases the injection rate per unit time and, as a result, increases the amount of contrast agent used.

予測持続時間が目標持続時間より長い場合(S107でYES)、予測部16は、前回のシミュレーションで使用した使用造影剤量よりも少量の造影剤を注入する場合の被写体の組織の信号強度の経時変化を再シミュレーションする。そのために、予測部16は、造影剤の注入速度及び注入時間の少なくとも一方を変動させて再シミュレーションを行う。つまり、予測部16は、使用造影剤量を低減させる(S108)。 If the predicted duration is longer than the target duration (YES in S107), the prediction unit 16 calculates the time course of the signal intensity of the subject's tissue when injecting a smaller amount of contrast medium than the amount of contrast medium used in the previous simulation. Resimulate changes. Therefore, the prediction unit 16 performs re-simulation by changing at least one of the injection speed and the injection time of the contrast medium. That is, the prediction unit 16 reduces the amount of contrast agent used (S108).

具体的に、速度固定の条件が選択されている場合、予測部16は、注入プロトコルにおける注入速度を変更せずに注入時間を短くする。これにより、注入時間が短くなる結果、使用される造影剤量は減少する。時間固定の条件が選択されている場合、予測部16は、注入プロトコルにおける注入時間を変更せずに注入速度を低減させる。これにより、単位時間当たりの注入速度が低減する結果、使用される造影剤量は低減する。 Specifically, when the fixed rate condition is selected, the prediction unit 16 shortens the injection time without changing the injection rate in the injection protocol. This reduces the amount of contrast agent used as a result of shorter injection times. If the fixed time condition is selected, the prediction unit 16 reduces the injection rate without changing the injection time in the injection protocol. This reduces the injection rate per unit time and, as a result, the amount of contrast agent used.

予測部16は、変更した注入プロトコルに従って算出した使用造影剤量を注入する場合の、被写体の組織の信号強度の経時変化を再シミュレーションする(S109)。そして、予測部16は、再シミュレーション結果から予測持続時間を再度求める。その後、予測部16は、再シミュレーション結果及び再シミュレーションで使用した注入プロトコルを記憶部24に記憶させる。ここで、終了条件を満たす場合(S110でYES)には、再シミュレーションが終了する。この終了条件は、予測持続時間が目標持続時間と一致した場合、所定回数(例えば40回)再シミュレーションを実行した場合、再シミュレーション開始から所定時間(例えば10sec)経過した場合、または変動が所定閾値以下になった場合である。この変動が所定閾値以下という条件は、再シミュレーション時の予測持続時間と前回の再シミュレーション時の予測持続時間との差分が所定閾値(例えば、0.01sec)以下という条件である。 The prediction unit 16 re-simulates changes over time in the signal intensity of the tissue of the subject when injecting the amount of contrast agent to be used calculated according to the changed injection protocol (S109). Then, the prediction unit 16 obtains the predicted duration again from the re-simulation result. After that, the prediction unit 16 stores the re-simulation result and the injection protocol used in the re-simulation in the storage unit 24 . Here, if the end condition is satisfied (YES in S110), the re-simulation ends. This end condition is when the predicted duration matches the target duration, when re-simulation is performed a predetermined number of times (e.g. 40 times), when a predetermined time (e.g. 10 seconds) has elapsed since the start of re-simulation, or when the fluctuation reaches a predetermined threshold This is the case when: The condition that this variation is equal to or less than a predetermined threshold is a condition that the difference between the predicted duration during re-simulation and the predicted duration during previous re-simulation is equal to or less than a predetermined threshold (0.01 sec, for example).

終了条件を満たさない場合(S110でNO)、予測部16は、求めた予測持続時間を目標持続時間と再度比較する(S104)。そして、予測部16は、予測持続時間が目標持続時間より短い場合、より多量の造影剤を注入する場合の被写体の組織の信号強度の経時変化を再シミュレーションする。また、予測部16は、予測持続時間が目標持続時間より長い場合、より少量の造影剤を注入する場合の被写体の組織の信号強度の経時変化を再シミュレーションする。そして、予測部16は、再シミュレーション結果から予測持続時間を再度求める。 If the termination condition is not satisfied (NO in S110), the prediction unit 16 compares the calculated predicted duration with the target duration again (S104). Then, if the predicted duration is shorter than the target duration, the prediction unit 16 re-simulates changes over time in the signal intensity of the subject's tissue when a larger amount of contrast agent is injected. In addition, when the predicted duration is longer than the target duration, the prediction unit 16 re-simulates changes over time in the signal intensity of the subject's tissue when a smaller amount of contrast agent is injected. Then, the prediction unit 16 obtains the predicted duration again from the re-simulation result.

予測部16は、再シミュレーションを終了すると、再シミュレーションして得られた結果を参照して、最適な注入プロトコルを決定する。例えば、予測部16は、記憶した再シミュレーション結果のうち、予測持続時間の長さが目標持続時間以上であり且つ使用造影剤量が最も少ないシミュレーション結果に対応する注入プロトコルを、最適な注入プロトコルとして決定し、記憶部24に記憶させる。代替的に、予測部16は、記憶した再シミュレーション結果のうち、予測持続時間の長さが目標持続時間以上であり且つ最大信号強度が最も高いシミュレーション結果に対応する注入プロトコルを、最適な注入プロトコルとして記憶部24に記憶させてもよい。 After completing the re-simulation, the prediction unit 16 refers to the results obtained by the re-simulation to determine the optimum injection protocol. For example, the prediction unit 16 selects, among the stored re-simulation results, the injection protocol corresponding to the simulation result in which the length of the predicted duration is equal to or greater than the target duration and the amount of contrast agent used is the smallest as the optimum injection protocol. It is determined and stored in the storage unit 24 . Alternatively, the prediction unit 16 selects, from among the stored re-simulation results, the injection protocol corresponding to the simulation result having the predicted duration equal to or longer than the target duration and the maximum signal strength being the highest as the optimum injection protocol. may be stored in the storage unit 24 as .

続いて、制御部25は、自動最適化画面を閉じて、メイン画面を開く。同時に、予測部16は、最適な注入プロトコルの条件(造影剤量、造影剤の注入時間及び注入速度、生理食塩水量、及び生理食塩水の注入時間及び注入速度)を造影剤設定欄に反映させる。そして、制御部25は、最適化前の注入プロトコルを最適な注入プロトコルと置き換えて表示する。さらに、制御部25は、最適な注入プロトコルに対応するシミュレーション結果から時間信号強度曲線を読み出してグラフ欄43に表示する。同様に、制御部25は、予測画像41を読み出して表示し、自動最適化が終了する。 Subsequently, the control unit 25 closes the automatic optimization screen and opens the main screen. At the same time, the prediction unit 16 reflects the optimum injection protocol conditions (amount of contrast medium, injection time and injection rate of contrast medium, amount of saline, and injection time and injection rate of saline) in the contrast medium setting field. . Then, the control unit 25 replaces the pre-optimized injection protocol with the optimal injection protocol and displays it. Furthermore, the control unit 25 reads the time-signal intensity curve from the simulation results corresponding to the optimum injection protocol and displays it in the graph column 43 . Similarly, the control unit 25 reads and displays the predicted image 41, and the automatic optimization ends.

以上説明したMRIにおける信号強度の経時変化をシミュレーションするシミュレータ20によれば、造影剤濃度を信号強度に変換して、被写体の組織における信号強度の経時変化をシミュレーションすることができる。 According to the simulator 20 for simulating the change in signal intensity over time in MRI described above, it is possible to convert the contrast agent concentration into signal intensity and simulate the change over time in the signal intensity in the tissue of the subject.

シミュレータ20において実行されるシミュレーションプログラム29は、核磁気共鳴画像法を用いて得られるべき被写体の組織の信号強度の経時変化を予測するシミュレーションプログラム29であって、コンピューターとしての制御部25を、薬液情報を取得する薬液情報取得部14と、造影剤の注入プロトコルを取得するプロトコル取得部12と、注入プロトコル及び薬液情報に基づいて、被写体の組織の造影剤濃度の経時変化をシミュレーションする予測部16であって、造影剤濃度と核磁気共鳴画像法を用いて得られるべき信号強度とが関連付けられた変換データ28を参照して、シミュレーションして得られた造影剤濃度の経時変化から組織の信号強度の経時変化をシミュレーションする予測部16として機能させる。このシミュレーションプログラム29は、コンピューター読み取り可能な記録媒体に記憶させることができる。 The simulation program 29 executed in the simulator 20 is a simulation program 29 that predicts changes over time in the signal intensity of the subject's tissue to be obtained using nuclear magnetic resonance imaging, and the control unit 25 as a computer is controlled by the drug solution. A drug solution information acquisition unit 14 that acquires information, a protocol acquisition unit 12 that acquires a contrast agent injection protocol, and a prediction unit 16 that simulates temporal changes in contrast agent concentration in the tissue of a subject based on the injection protocol and drug solution information. The tissue signal is obtained from the time-dependent change in the contrast agent concentration obtained by simulation with reference to conversion data 28 in which the contrast agent concentration and the signal intensity to be obtained using the nuclear magnetic resonance imaging method are associated. It functions as a prediction unit 16 that simulates the change in intensity over time. This simulation program 29 can be stored in a computer-readable recording medium.

続いて、図7を参照して、シミュレータ20(図1)を備える撮像システム100について説明する。この撮像システム100において、シミュレータ20は、MR装置3及び注入装置2の少なくとも一方に搭載される。 Next, an imaging system 100 including the simulator 20 (FIG. 1) will be described with reference to FIG. In this imaging system 100 , the simulator 20 is mounted on at least one of the MR device 3 and the injection device 2 .

図7に示すように、撮像システム100は、造影剤を注入する注入装置2と、注入装置2に有線または無線で接続され且つ被写体を撮像するMR装置3とを備えている。このMR装置3は、略トンネル状のボアが形成されておりかつ寝台上の被写体を撮像する撮像部(ガントリ)31を備えている。また、MR装置3は、MR装置3の全体を制御する制御装置32を備えている。さらに、MR装置3は、表示部の一例としてのディスプレイ33と、入力部34の一例としてのキーボード等のユーザインタフェースを有している。 As shown in FIG. 7, the imaging system 100 includes an injection device 2 that injects a contrast agent, and an MR device 3 that is wired or wirelessly connected to the injection device 2 and that images an object. The MR apparatus 3 has an imaging section (gantry) 31 which has a substantially tunnel-shaped bore and which images an object on the bed. The MR apparatus 3 also includes a control device 32 that controls the MR apparatus 3 as a whole. Furthermore, the MR apparatus 3 has a display 33 as an example of a display unit and a user interface such as a keyboard as an example of an input unit 34 .

制御装置32は、オペレータが設定した撮像パラメータに従って被写体を撮像するように撮像部31を制御する。この撮像パラメータには、例えば、エコー時間、フリップ角及び繰り返し時間が含まれている。さらに、制御装置32は、シミュレータ20としても機能する。また、制御装置32は、撮像部31、注入装置2、及び外部記憶装置(外部記憶装置)と有線または無線によって通信できる。 The control device 32 controls the imaging section 31 so as to capture an image of the subject according to the imaging parameters set by the operator. The imaging parameters include, for example, echo time, flip angle and repetition time. Furthermore, the control device 32 also functions as the simulator 20 . In addition, the control device 32 can communicate with the imaging unit 31, the injection device 2, and an external storage device (external storage device) by wire or wirelessly.

撮像部31は、寝台と、静磁場発生部と、傾斜磁場発生部と、送受信部と、シーケンサ(撮像制御部)とを有している。この撮像部31は、静磁場中に置かれた被検者に高周波磁場を照射し、高周波磁場によって被検者から発せられる核磁気共鳴信号を収集して画像を再構成する。 The imaging unit 31 has a bed, a static magnetic field generator, a gradient magnetic field generator, a transmitter/receiver, and a sequencer (imaging control unit). The imaging unit 31 irradiates a subject placed in a static magnetic field with a high-frequency magnetic field, collects nuclear magnetic resonance signals emitted from the subject by the high-frequency magnetic field, and reconstructs an image.

ディスプレイ33は、制御装置32に接続されており、装置の入力状態、設定状態、撮像結果、及び各種情報を表示する。代替的に、制御装置32とディスプレイ33とは、一体的に構成することもできる。また、オペレータは、入力部34を介して、薬液情報、注入プロトコル、組織情報、被写体情報及び目標値をMR装置3に入力できる。 The display 33 is connected to the control device 32 and displays the input state, setting state, imaging result, and various information of the device. Alternatively, the control device 32 and the display 33 can be constructed integrally. Also, the operator can input drug solution information, injection protocol, tissue information, subject information, and target values to the MR apparatus 3 via the input unit 34 .

注入装置2は、注入プロトコルに従って造影剤を注入する注入ヘッド21を備えている。そして、注入装置2は、シリンジに充填された薬液、例えば、生理食塩水及び各種造影剤を被写体に注入する。また、注入装置2は、注入ヘッド21を保持するスタンド22と、注入ヘッド21に有線または無線で接続されたコンソール23とを備えている。 The injection device 2 comprises an injection head 21 for injecting contrast medium according to an injection protocol. Then, the injection device 2 injects a medical solution filled in a syringe, such as physiological saline and various contrast media, into the subject. The injection device 2 also includes a stand 22 that holds the injection head 21 and a console 23 that is connected to the injection head 21 by wire or wirelessly.

コンソール23は、注入ヘッド21を制御する制御装置として機能する。さらに、このコンソール23を、シミュレータ20として機能させてもよい。コンソール23は、入力表示部として機能するタッチパネル26を備え、注入ヘッド21及びMR装置3と有線または無線で通信できる。このタッチパネル26は、注入プロトコル、装置の入力状態、設定状態、注入結果、及び各種情報を表示できる。注入装置2は、タッチパネル26に代えて、表示部としてのディスプレイと、入力部としてのキーボードとを備えていてもよい。なお、MR装置3の制御装置32がシミュレータ20としても機能する場合、コンソール23はシミュレータ20として機能させなくともよい。 The console 23 functions as a control device that controls the injection head 21 . Furthermore, this console 23 may function as the simulator 20 . The console 23 has a touch panel 26 functioning as an input display unit, and can communicate with the injection head 21 and the MR apparatus 3 by wire or wirelessly. This touch panel 26 can display the injection protocol, input status of the device, setting status, injection results, and various information. The injection device 2 may be provided with a display as a display section and a keyboard as an input section instead of the touch panel 26 . If the controller 32 of the MR apparatus 3 also functions as the simulator 20, the console 23 does not have to function as the simulator 20. FIG.

代替的に、注入装置2は、コンソール23に代えて、注入ヘッド21に接続された制御装置と、該制御装置に接続され且つ薬液の注入状況が表示される表示部(例えばタッチパネルディスプレイ)とを有していてもよい。この制御装置も、シミュレータ20として機能する。また、注入ヘッド21及び制御装置は、スタンド22と一体的に構成することもできる。さらに、スタンド22に代えて天吊部材を設け、該天吊部材を介して天井から注入ヘッド21を天吊することもできる。 Alternatively, instead of the console 23, the injection device 2 includes a control device connected to the injection head 21, and a display unit (for example, a touch panel display) connected to the control device and displaying the injection status of the liquid medicine. may have. This control device also functions as the simulator 20 . Also, the injection head 21 and the control device can be configured integrally with the stand 22 . Furthermore, a suspension member may be provided in place of the stand 22, and the injection head 21 may be suspended from the ceiling via the suspension member.

また、注入装置2は、注入ヘッド21を遠隔操作する遠隔操作装置(例えばハンドスイッチまたはフットスイッチ)を有していてもよい。この遠隔操作装置は、注入ヘッド21を遠隔操作して注入を開始または停止することができる。さらに、注入装置2は、電源またはバッテリーを有していてもよい。この電源またはバッテリーは、注入ヘッド21または制御装置のいずれかに設けることができ、これらとは別に設けることもできる。 The injection device 2 may also have a remote control device (for example, hand switch or foot switch) for remotely controlling the injection head 21 . This remote control device can remotely control the injection head 21 to start or stop injection. Additionally, the injection device 2 may have a power source or battery. This power supply or battery can be provided either in the injection head 21 or the controller, or it can be provided separately therefrom.

注入ヘッド21は、薬液が充填されたシリンジが搭載されるシリンジ保持部と、注入プロトコルに従ってシリンジ内の薬液を押し出す駆動機構とを備えている。また、注入ヘッド21は、駆動機構の動作を入力するための操作部212を有している。操作部212には、例えば駆動機構の前進ボタン、駆動機構の後進ボタン、及び最終確認ボタンが設けられている。さらに、注入ヘッド21は、注入条件、注入状況、装置の入力状態、設定状態、及び各種注入結果が表示されるヘッドディスプレイを備えていてもよい。 The injection head 21 includes a syringe holder on which a syringe filled with a liquid medicine is mounted, and a driving mechanism for pushing out the liquid medicine in the syringe according to an injection protocol. The injection head 21 also has an operation section 212 for inputting the operation of the drive mechanism. The operation unit 212 is provided with, for example, a drive mechanism forward button, a drive mechanism reverse button, and a final confirmation button. Furthermore, the injection head 21 may be provided with a head display for displaying injection conditions, injection status, device input status, setting status, and various injection results.

造影剤が注入される際には、注入ヘッド21に搭載されたシリンジの先端部に延長チューブ等の付属品が接続される。そして、注入準備が完了すると、オペレータが操作部212の最終確認ボタンを押す。これにより、注入ヘッド21は、注入を開始できる状態で待機する。注入を開始すると、シリンジから押し出された造影剤は、延長チューブを介して被写体の体内へ注入される。 When the contrast medium is injected, an accessory such as an extension tube is connected to the tip of the syringe mounted on the injection head 21 . Then, when preparation for injection is completed, the operator presses the final confirmation button of the operation unit 212 . Thereby, the injection head 21 waits in a state in which injection can be started. When the injection is started, the contrast agent pushed out from the syringe is injected into the subject's body through the extension tube.

また、注入ヘッド21には、RFIDチップ、ICタグ、またはバーコード等のデータキャリアを有するプレフィルドシリンジ、及び種々のシリンジを搭載することができる。そして、注入ヘッド21は、シリンジに取り付けられたデータキャリアの読み取りを行う読取部(不図示)を備えていてもよい。このデータキャリアには、薬液に関する薬液情報が記憶されている。さらに、注入ヘッド21は、3つ以上のシリンジ保持部を有していてもよく、または一つのみのシリンジ保持部を有していてもよい。 Also, the injection head 21 can be equipped with a prefilled syringe having a data carrier such as an RFID chip, an IC tag, or a bar code, and various syringes. The injection head 21 may then comprise a reader (not shown) that reads the data carrier attached to the syringe. The data carrier stores liquid information about the liquid. Furthermore, injection head 21 may have more than two syringe holders, or may have only one syringe holder.

注入装置2は、不図示の外部記憶装置から情報を受信することができ、サーバーへ情報を送信することもできる。また、MR装置3も、外部記憶装置から情報を受信することができ、外部記憶装置へ情報を送信することもできる。例えば、外部記憶装置には、予め検査オーダーが記憶されている。この検査オーダーは、被写体に関する被写体情報と、検査内容に関する検査情報とを備えている。また、外部記憶装置は、MR装置3から送信された画像のデータ等の撮像結果に関する情報と、注入装置2から送信された注入結果に関する情報を記憶することができる。なお、注入装置2及びMR装置3を操作するために、外部の検像システムまたは画像作成用ワークステーションを用いることもできる。 The injection device 2 can receive information from an external storage device (not shown) and can also transmit information to a server. The MR device 3 can also receive information from an external storage device and can also transmit information to an external storage device. For example, inspection orders are stored in advance in the external storage device. This inspection order includes subject information about the subject and inspection information about the inspection content. In addition, the external storage device can store information on imaging results such as image data transmitted from the MR device 3 and information on injection results transmitted from the injection device 2 . It should be noted that an external viewing system or imaging workstation can also be used to operate the injection device 2 and the MR device 3 .

以上説明したMR装置3によれば、オペレータは、ディスプレイ33で予測画像41を確認しながらMR装置3を操作することができる。また、MR装置3は、予測部16による予測結果に応じて撮像パラメータを変更できる。具体的に、MR装置3は、シミュレーション結果において目標信号強度または目標持続時間に達するように、例えばエコー時間またはフリップ角を変更できる。 According to the MR apparatus 3 described above, the operator can operate the MR apparatus 3 while confirming the predicted image 41 on the display 33 . Also, the MR apparatus 3 can change the imaging parameters according to the prediction results of the prediction unit 16 . Specifically, the MR device 3 can change, for example, the echo time or flip angle so as to reach the target signal strength or target duration in the simulation results.

また、以上説明した注入装置2によれば、オペレータは、コンソール23で予測画像41を確認しながら注入装置2を操作することができる。さらに、この注入装置2は、自動最適化によって得られた最適な注入プロトコルと一致するように、例えば注入速度または注入時間を変更できる。 Further, according to the injection device 2 described above, the operator can operate the injection device 2 while confirming the predicted image 41 on the console 23 . Furthermore, the injection device 2 can change, for example, the injection rate or the injection time to match the optimal injection protocol obtained by automatic optimization.

なお、シミュレータ20は、MR装置3及び注入装置2の少なくとも一方に有線または無線接続される外部コンピューターに搭載してもよい。この場合、シミュレータ20は、シミュレーション結果及び最適な注入プロトコルを、MR装置3及び注入装置2に送信する。さらに、注入装置2とMR装置3とを、シミュレータ20としても機能する共通の制御装置によって制御してもよい。また、シミュレータ20は、注入装置2及びMR装置3の少なくとも一方、若しくは注入装置2及びMR装置3の少なくとも一方にインターネット回線を通じて接続された外部記憶装置又はクラウド上にあってもよい。 The simulator 20 may be installed in an external computer that is wired or wirelessly connected to at least one of the MR device 3 and the injection device 2 . In this case, the simulator 20 sends simulation results and the optimal injection protocol to the MR device 3 and the injection device 2 . Furthermore, the injection device 2 and the MR device 3 may be controlled by a common control device that also functions as the simulator 20 . Also, the simulator 20 may be on the cloud or an external storage device connected to at least one of the injection device 2 and the MR device 3 or at least one of the injection device 2 and the MR device 3 through an internet line.

以上、各実施形態を参照して本発明について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明に反しない範囲で変更された発明、及び本発明と均等な発明も本発明に含まれる。また、各実施形態及び各変形形態は、本発明に反しない範囲で適宜組み合わせることができる。 Although the present invention has been described with reference to each embodiment, the present invention is not limited to the above embodiments. Inventions modified within the scope of the present invention and inventions equivalent to the present invention are also included in the present invention. Further, each embodiment and each modification can be appropriately combined within a range not contrary to the present invention.

例えば、図2に示すように、造影剤濃度が増加しても大きく信号強度が減少することがある。そのため、この場合に使用造影剤量を減らして増やして再シミュレーションを行っても、目標信号強度を得ることができない。そこで、シミュレータ20の予測部16は、目標信号強度を得られずかつ再シミュレーションによって得られた予測信号強度が、前回シミュレーションによって得られた予測信号強度から所定の減少割合を超えて減少している場合に、使用造影剤量を減らして再び再シミュレーションを行ってもよい。例えば、前回シミュレーションによって得られた予測信号強度から10%以上減少している場合、予測部16は、使用造影剤量を減らして再び再シミュレーションを行ってもよい。すなわち、予測部16は、注入速度を低下させるかまたは注入時間を短くして再び再シミュレーションを行ってもよい。 For example, as shown in FIG. 2, the signal intensity may decrease significantly even when the contrast agent concentration increases. Therefore, in this case, the target signal intensity cannot be obtained even if the amount of contrast agent used is decreased and then increased and the simulation is performed again. Therefore, the prediction unit 16 of the simulator 20 cannot obtain the target signal strength, and the predicted signal strength obtained by the re-simulation has decreased by more than a predetermined reduction rate from the predicted signal strength obtained by the previous simulation. In some cases, the amount of contrast medium used may be reduced and re-simulation may be performed again. For example, if the predicted signal intensity obtained by the previous simulation has decreased by 10% or more, the prediction unit 16 may reduce the amount of contrast medium used and perform the simulation again. That is, the prediction unit 16 may reduce the injection speed or shorten the injection time and perform the simulation again.

注入速度を低下させた再シミュレーションにおいて目標信号強度を得られなかった場合、予測部16は、信号強度が減少するタイミングよりも注入速度を低下させるタイミングが先行するように(注入速度を低下させるタイミングが注入開始タイミングに近づくように)注入速度を低下させて再シミュレーションを行ってもよい。このように、注入速度を低下させるタイミングを徐々に注入開始タイミングに近づけることによって、より早く注入速度が低下するため、使用造影剤量をより減少させることができる。 If the target signal strength cannot be obtained in the re-simulation with the reduced injection rate, the prediction unit 16 sets the timing for reducing the injection rate so that the timing for reducing the injection rate precedes the timing for reducing the signal strength (timing for reducing the injection rate may approach the injection start timing) and re-simulate. In this way, by gradually bringing the timing of decreasing the injection rate closer to the injection start timing, the injection rate is decreased more quickly, so the amount of contrast agent used can be further reduced.

またシミュレータ20は、被写体情報または組織情報を参照せずに、被写体の組織の造影剤濃度の経時変化をシミュレーションしてもよい。例えば、予測部16は、各組織間の造影剤濃度の変化速度が一定であるという条件でシミュレーションすることができる。ただし、被写体情報または組織情報を参照することにより、予測部16は、より高精度で造影剤濃度の経時変化をシミュレーションできる。 Alternatively, the simulator 20 may simulate temporal changes in the concentration of the contrast agent in the tissue of the subject without referring to subject information or tissue information. For example, the prediction unit 16 can perform the simulation under the condition that the rate of change in contrast medium concentration between tissues is constant. However, by referring to subject information or tissue information, the prediction unit 16 can simulate temporal changes in contrast medium concentration with higher accuracy.

さらにシミュレータ20は、検査情報を参照せずに、被写体の組織の造影剤濃度の経時変化をシミュレーションしてもよい。例えば、予測部16は、造影剤濃度毎に一定のエコー時間及びフリップ角の条件でシミュレーションすることができる。ただし、検査情報を参照することにより、予測部16は、より高精度で信号強度の経時変化をシミュレーションできる。さらに変換データ28は、一種類のMR装置にのみ対応していてもよい。また、変換データ28において、信号強度は、造影剤濃度として造影剤のモル濃度(mol/L)と関連付けられていてもよい。この場合、予測部16は、造影剤及び血液に対する造影剤の割合である造影剤濃度(%)に代えて、造影剤濃度として、組織中の造影剤のモル濃度の経時変化を予測する。そして、予測部16は、変換データ28を参照して、信号強度の経時変化をシミュレーションする。一例として、造影剤のモル濃度は、組織中の造影剤の希釈割合(造影剤及び血液の合計に対する造影剤の割合)に、造影剤の原液濃度を乗じることによって算出できる。 Furthermore, the simulator 20 may simulate temporal changes in contrast agent concentration in the subject's tissue without referring to examination information. For example, the prediction unit 16 can perform simulations under constant echo time and flip angle conditions for each contrast agent concentration. However, by referring to the test information, the prediction unit 16 can simulate the change over time of the signal intensity with higher accuracy. Furthermore, the conversion data 28 may correspond to only one type of MR apparatus. Also, in the conversion data 28, the signal intensity may be associated with the molar concentration (mol/L) of the contrast agent as the contrast agent concentration. In this case, the prediction unit 16 predicts temporal changes in the molar concentration of the contrast agent in the tissue as the contrast agent concentration (%) instead of the contrast agent and the ratio of the contrast agent to the blood. Then, the prediction unit 16 refers to the conversion data 28 and simulates changes in signal strength over time. As an example, the molar concentration of the contrast agent can be calculated by multiplying the dilution ratio of the contrast agent in the tissue (the ratio of the contrast agent to the sum of the contrast agent and blood) by the stock concentration of the contrast agent.

上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。 Some or all of the above embodiments can also be described as the following additional remarks, but are not limited to the following.

(付記1)
MR装置によって撮像される試料を挿入するための穴と、
前記穴の周囲に形成された空間とを備える、試料支持具。
(Appendix 1)
a hole for inserting a sample to be imaged by the MR device;
and a space formed around said holes.

(付記2)
前記空間には、MR装置によって撮像した画像において基準として用いる物質が充填されている、付記1に記載の試料支持具。
(Appendix 2)
The sample support according to appendix 1, wherein the space is filled with a substance that is used as a reference in an image captured by an MR device.

(付記3)
前記物質の充填口と、
前記充填口を封止可能な封止具とをさらに備え、
前記封止具内には、前記空間と連通する気泡逃げ部が形成されている、付記1または2に記載の試料支持具。
(Appendix 3)
a filling port for said substance;
Further comprising a sealing tool capable of sealing the filling port,
3. The sample support according to appendix 1 or 2, wherein an air bubble escape portion communicating with the space is formed in the sealing member.

2:注入装置、3:MR装置、20:シミュレータ、12:プロトコル取得部、15:目標値取得部、16:予測部、21:注入ヘッド、100:撮像システム、14:薬液情報取得部、25:制御部、28:変換データ、29:シミュレーションプログラム 2: injection device, 3: MR device, 20: simulator, 12: protocol acquisition unit, 15: target value acquisition unit, 16: prediction unit, 21: injection head, 100: imaging system, 14: drug solution information acquisition unit, 25 : control unit, 28: conversion data, 29: simulation program

Claims (11)

薬液情報を取得する薬液情報取得部と、
造影剤の注入プロトコルを取得するプロトコル取得部と、
前記注入プロトコル及び前記薬液情報に基づいて、被写体の組織の造影剤濃度の経時変化をシミュレーションする予測部であって、造影剤濃度と核磁気共鳴画像法を用いて得られるべき信号強度とが関連付けられた変換テーブルを参照して、シミュレーションして得られた前記造影剤濃度の前記経時変化から前記組織の前記信号強度の経時変化をシミュレーションする予測部とを備える、シミュレータ。
a chemical information acquisition unit that acquires chemical information;
a protocol acquisition unit that acquires a contrast medium injection protocol;
A predicting unit for simulating temporal changes in contrast agent concentration in a subject's tissue based on the injection protocol and the drug solution information, wherein the contrast agent concentration is associated with a signal intensity to be obtained using nuclear magnetic resonance imaging. a prediction unit that simulates the time-dependent change in the signal intensity of the tissue from the time-dependent change in the concentration of the contrast agent obtained by simulation, with reference to the obtained conversion table.
前記変換テーブルの前記信号強度は、互いに濃度が異なる複数の造影剤濃度と関連付けられている、請求項1に記載のシミュレータ。 2. The simulator of claim 1, wherein the signal intensities of the conversion table are associated with a plurality of different contrast agent concentrations. 前記変換テーブルの前記造影剤濃度は、互いに撮像パラメータが異なる複数の信号強度と関連付けられている、請求項1または2に記載のシミュレータ。 3. The simulator according to claim 1, wherein said contrast agent concentration in said conversion table is associated with a plurality of signal intensities having mutually different imaging parameters. 前記変換テーブルは、互いに異なる複数のMR装置に対応している、請求項1から3のいずれか一項に記載のシミュレータ。 4. The simulator according to any one of claims 1 to 3, wherein said conversion table corresponds to a plurality of MR apparatuses different from each other. 目標信号強度の目標持続時間を取得する目標値取得部をさらに備え、
前記予測部は、前記組織の前記信号強度の前記経時変化をシミュレーションして、予測持続時間を求めるとともに、前記予測持続時間を前記目標持続時間と比較し、前記予測持続時間が前記目標持続時間より短い場合には、前記注入プロトコルの注入速度及び注入時間の少なくとも一方を変動させて再シミュレーションする、請求項1に記載のシミュレータ。
Further comprising a target value acquisition unit that acquires a target duration of the target signal strength,
The prediction unit simulates the change in the signal intensity of the tissue over time to obtain a predicted duration, compares the predicted duration to the target duration, and compares the predicted duration to the target duration. 2. The simulator according to claim 1, wherein, if short, at least one of the injection rate and the injection time of the injection protocol is varied and re-simulated.
前記予測部は、前記予測持続時間が前記目標持続時間より短い場合には、シミュレーションにおいて使用した使用造影剤量よりも多量の造影剤を注入する条件で再シミュレーションし、前記予測持続時間が前記目標持続時間より長い場合には、前記使用造影剤量よりも少量の造影剤を注入する条件で再シミュレーションする、請求項5に記載のシミュレータ。 When the predicted duration is shorter than the target duration, the prediction unit performs re-simulation under conditions in which a larger amount of contrast agent is injected than the amount of contrast agent used in the simulation, and the predicted duration is set to the target. 6. The simulator according to claim 5, wherein, if the duration is longer than the duration, re-simulation is performed under the condition of injecting a smaller amount of contrast medium than the used contrast medium amount. 前記予測部は、再シミュレーションして得られた結果を参照して、最適な注入プロトコルを決定する、請求項1から6のいずれか一項に記載のシミュレータ。 The simulator according to any one of claims 1 to 6, wherein the prediction unit refers to results obtained by re-simulation to determine an optimum injection protocol. 前記予測部は、前記組織を血流方向に沿って分割した複数のコンパートメントのそれぞれにおいて前記信号強度の前記経時変化をシミュレーションする、請求項1から7のいずれか一項に記載のシミュレータ。 The simulator according to any one of claims 1 to 7, wherein the prediction unit simulates the time course of the signal intensity in each of a plurality of compartments obtained by dividing the tissue along the blood flow direction. 注入プロトコルに従って造影剤を注入する注入ヘッドと、
請求項1から8のいずれか一項に記載のシミュレータとを備える、注入装置。
an injection head for injecting a contrast agent according to an injection protocol;
An injection device comprising a simulator according to any one of claims 1 to 8.
被写体を撮像するMR装置と、
請求項1から8のいずれか一項に記載のシミュレータとを備える、撮像システム。
an MR device that captures an image of a subject;
An imaging system comprising a simulator according to any one of claims 1 to 8.
核磁気共鳴画像法を用いて得られるべき被写体の組織の信号強度の経時変化を予測するシミュレーションプログラムであって、コンピューターを
薬液情報を取得する薬液情報取得部と、
造影剤の注入プロトコルを取得するプロトコル取得部と、
前記注入プロトコル及び前記薬液情報に基づいて、前記被写体の前記組織の造影剤濃度の経時変化をシミュレーションする予測部であって、造影剤濃度と核磁気共鳴画像法を用いて得られるべき信号強度とが関連付けられた変換テーブルを参照して、シミュレーションして得られた前記造影剤濃度の前記経時変化から前記組織の前記信号強度の経時変化をシミュレーションする予測部として機能させる、シミュレーションプログラム。
A simulation program for predicting temporal changes in signal intensity of a subject's tissue to be obtained using nuclear magnetic resonance imaging, comprising a computer comprising: a drug solution information acquisition unit for acquiring drug solution information;
a protocol acquisition unit that acquires a contrast medium injection protocol;
A prediction unit for simulating temporal changes in contrast agent concentration in the tissue of the subject based on the injection protocol and the drug solution information, wherein the contrast agent concentration and the signal intensity to be obtained using nuclear magnetic resonance imaging; A simulation program that refers to a conversion table associated with and functions as a prediction unit that simulates the time-dependent change in the signal intensity of the tissue from the time-dependent change in the contrast medium concentration obtained by simulation.
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