WO2015005456A1 - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

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WO2015005456A1
WO2015005456A1 PCT/JP2014/068510 JP2014068510W WO2015005456A1 WO 2015005456 A1 WO2015005456 A1 WO 2015005456A1 JP 2014068510 W JP2014068510 W JP 2014068510W WO 2015005456 A1 WO2015005456 A1 WO 2015005456A1
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respiratory time
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image
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修平 新田
智行 武口
太一郎 塩寺
久原 重英
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株式会社東芝
東芝メディカルシステムズ株式会社
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    • G01R33/546Interface between the MR system and the user, e.g. for controlling the operation of the MR system or for the design of pulse sequences

Definitions

  • Embodiments described herein relate generally to a magnetic resonance imaging apparatus.
  • the nuclear spin of a subject placed in a static magnetic field is magnetically excited with an RF (Radio Frequency) pulse of its Larmor frequency, and the magnetic resonance signal generated by this excitation is detected.
  • RF Radio Frequency
  • the standardization protocol includes multi-slices that have multiple body axis cross-sections after collecting scout images (Axial image, sagittal image, and coronal image).
  • the flow of collecting (Multi Slice) images and then collecting cross-sectional images for diagnosis is defined.
  • the collected multi-slice image is used for positioning of a sectional image for diagnosis. For this reason, in order to perform positioning with high accuracy, the multi-slice image is collected under the breath holding of the subject.
  • the cross-sectional image for diagnosis is, for example, a cross-sectional image based on the anatomical features of the heart, such as a vertical long-axis image, a horizontal long-axis image, a two-chamber long-axis (2 chamber) image, a three-chamber long-axis ( 3 chamber image, four-chamber long axis (4 chamber), left ventricular short-axis image, etc.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a magnetic resonance imaging apparatus capable of appropriately collecting multi-slice images.
  • the magnetic resonance imaging apparatus includes a control unit and a derivation unit.
  • the control unit includes a first imaging that collects first imaging data in a range including the target and the diaphragm, and a second that includes the target in the first respiratory time phase with application of a motion detection pulse that detects the respiratory time phase.
  • the second imaging for collecting the third imaging data including the object in the second respiratory time phase different from the imaging data and the first respiratory time phase, and the third imaging for collecting the fourth imaging data are executed.
  • the deriving unit detects a position of the diaphragm from the first imaging data, and derives an application region of the motion detection pulse based on the detected position.
  • the control unit detects a respiratory time phase by applying the motion detection pulse, and collects the second imaging data and the third imaging data based on the detected respiratory time phase. Control timing.
  • FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of the MRI apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure in the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing a GUI for setting a respiratory time phase according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a view for explaining three-dimensional MR data in the first embodiment.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a position information detection processing procedure according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining detection of position information in the first embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining derivation of various regions in the first embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining derivation of various regions in the first embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the collection of multi-slice images in the first embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the collection of multi-slice images in the first embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram showing a positioning GUI in the first embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining collection of multi-slice images in Modification 1 of the first embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining collection of multi-slice images in the second modification of the first embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining the collection of multi-slice images in the second embodiment.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining the collection of multi-slice images in the second embodiment.
  • FIG. 16 is a diagram showing a positioning GUI in the second embodiment.
  • FIG. 17 is a diagram showing a GUI for setting a respiratory time phase in another embodiment.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a GUI for setting a respiratory time phase according to another embodiment.
  • FIG. 19 is a diagram for explaining collection of multi-slice images in another embodiment.
  • FIG. 20 is a diagram showing a GUI for setting a respiratory time phase according to another embodiment.
  • FIG. 21 is a diagram illustrating a hardware configuration of a computer that realizes a computer and a sequence control unit according to the embodiment.
  • MRI Magnetic Resonance Imaging
  • FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of the MRI apparatus 100 according to the first embodiment.
  • the MRI apparatus 100 includes a static magnetic field magnet 101, a static magnetic field power supply 102, a gradient magnetic field coil 103, a gradient magnetic field power supply 104, a bed 105, a bed control unit 106, and a transmission coil 107.
  • the MRI apparatus 100 does not include a subject P (for example, a human body).
  • the structure shown in FIG. 1 is only an example.
  • the sequence control unit 120 and each unit in the computer 130 may be configured to be appropriately integrated or separated.
  • the static magnetic field magnet 101 is a magnet formed in a hollow cylindrical shape and generates a static magnetic field in an internal space.
  • the static magnetic field magnet 101 is, for example, a superconducting magnet or the like, and is excited by receiving a current supplied from the static magnetic field power source 102.
  • the static magnetic field power supply 102 supplies a current to the static magnetic field magnet 101.
  • the static magnetic field magnet 101 may be a permanent magnet.
  • the MRI apparatus 100 may not include the static magnetic field power source 102.
  • the static magnetic field power source 102 may be provided separately from the MRI apparatus 100.
  • the gradient magnetic field coil 103 is a coil formed in a hollow cylindrical shape, and is disposed inside the static magnetic field magnet 101.
  • the gradient coil 103 is formed by combining three coils corresponding to the X, Y, and Z axes orthogonal to each other, and these three coils individually supply current from the gradient magnetic field power supply 104.
  • a gradient magnetic field is generated in which the magnetic field strength varies along the X, Y, and Z axes.
  • the gradient magnetic fields of the X, Y, and Z axes generated by the gradient coil 103 are, for example, a slice gradient magnetic field Gs, a phase encoding gradient magnetic field Ge, and a readout gradient magnetic field Gr.
  • the gradient magnetic field power supply 104 supplies a current to the gradient magnetic field coil 103.
  • the couch 105 includes a top plate 105a on which the subject P is placed. Under the control of the couch control unit 106, the couch 105a is placed in a state where the subject P is placed on the cavity ( Insert it into the imaging port. Usually, the bed 105 is installed so that the longitudinal direction is parallel to the central axis of the static magnetic field magnet 101.
  • the couch controller 106 drives the couch 105 under the control of the computer 130 to move the couchtop 105a in the longitudinal direction and the vertical direction.
  • the transmission coil 107 is disposed inside the gradient magnetic field coil 103 and receives a supply of RF pulses from the transmission unit 108 to generate a high-frequency magnetic field.
  • the transmission unit 108 supplies an RF pulse corresponding to a Larmor frequency determined by the type of target atom and the magnetic field strength to the transmission coil 107.
  • the receiving coil 109 is arranged inside the gradient magnetic field coil 103 and receives a magnetic resonance signal (hereinafter referred to as “MR signal” as appropriate) emitted from the subject P due to the influence of the high-frequency magnetic field.
  • MR signal a magnetic resonance signal
  • receiving coil 109 outputs the received MR signal to receiving section 110.
  • transmission coil 107 and reception coil 109 are merely examples. What is necessary is just to comprise by combining one or more among the coil provided only with the transmission function, the coil provided only with the reception function, or the coil provided with the transmission / reception function.
  • the receiving unit 110 detects the MR signal output from the receiving coil 109, and generates MR data based on the detected MR signal. Specifically, the receiving unit 110 generates MR data by digitally converting the MR signal output from the receiving coil 109. In addition, the reception unit 110 transmits the generated MR data to the sequence control unit 120.
  • the receiving unit 110 may be provided on the gantry device side including the static magnetic field magnet 101, the gradient magnetic field coil 103, and the like.
  • the sequence control unit 120 performs imaging of the subject P by driving the gradient magnetic field power source 104, the transmission unit 108, and the reception unit 110 based on the sequence information transmitted from the computer 130.
  • the sequence information is information defining a procedure for performing imaging.
  • the sequence information includes the strength of the current supplied from the gradient magnetic field power source 104 to the gradient magnetic field coil 103 and the timing of supplying the current, the strength of the RF pulse supplied from the transmission unit 108 to the transmission coil 107, the timing of applying the RF pulse, and reception.
  • the timing at which the unit 110 detects the MR signal is defined.
  • the sequence controller 120 is an integrated circuit such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or FPGA (Field Programmable Gate Array), or an electronic circuit such as a CPU (Central Processing Unit) or MPU (Micro Processing Unit).
  • the sequence control unit 120 drives the gradient magnetic field power source 104, the transmission unit 108, and the reception unit 110 to image the subject P. As a result, when receiving MR data from the reception unit 110, the sequence control unit 120 sends the received MR data to the computer 130. Forward.
  • the computer 130 performs overall control of the MRI apparatus 100, generation of images, and the like.
  • the computer 130 includes an interface unit 131, a storage unit 132, a control unit 133, an input unit 134, a display unit 135, and an image generation unit 136.
  • the control unit 133 includes an imaging condition setting unit 133a and an area deriving unit 133b.
  • the interface unit 131 transmits sequence information to the sequence control unit 120 and receives MR data from the sequence control unit 120. Further, when receiving the MR data, the interface unit 131 stores the received MR data in the storage unit 132.
  • the MR data stored in the storage unit 132 is arranged in the k space by the control unit 133. As a result, the storage unit 132 stores k-space data.
  • the storage unit 132 stores MR data received by the interface unit 131, k-space data arranged in the k-space by the control unit 133, image data generated by the image generation unit 136, and the like.
  • the storage unit 132 is a RAM (Random Access Memory), a semiconductor memory device such as a flash memory, a hard disk, an optical disk, or the like.
  • the input unit 134 receives various instructions and information input from the operator.
  • the input unit 134 is, for example, a pointing device such as a mouse or a trackball, or an input device such as a keyboard.
  • the display unit 135 displays various GUIs (Graphical User Interface), images generated by the image generation unit 136, and the like under the control of the control unit 133.
  • the display unit 135 is a display device such as a liquid crystal display.
  • the control unit 133 performs overall control of the MRI apparatus 100, and controls imaging, image generation, image display, and the like.
  • the imaging condition setting unit 133a receives an input of imaging conditions on the GUI, and generates sequence information according to the received imaging conditions.
  • the imaging condition setting unit 133a transmits the generated sequence information to the sequence control unit 120.
  • the area deriving unit 133b uses the imaging conditions received by the imaging condition setting unit 133a and the image generated by the image generation unit 136 to determine the imaging area and related areas (or candidates thereof). Derived automatically.
  • the control unit 133 is an integrated circuit such as an ASIC or FPGA, or an electronic circuit such as a CPU or MPU. Details of processing by the imaging condition setting unit 133a and the region deriving unit 133b will be described later.
  • the image generation unit 136 reads the k-space data from the storage unit 132, and generates an image by performing reconstruction processing such as Fourier transform on the read k-space data.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure in the first embodiment.
  • the MRI apparatus 100 according to the first embodiment performs a series of processes from setting of imaging conditions to an imaging scan of a diagnostic cross-sectional image (hereinafter, “diagnostic cross-sectional image” as appropriate). Can be done in an almost automated flow.
  • the MRI apparatus 100 according to the first embodiment detects the position of respiratory information when collecting multi-slice images in advance, and detects various position information from the previously collected 3D MR data.
  • Various areas for multi-slice image collection are automatically set based on the position information. This region includes an application region of a motion detection pulse applied for monitoring respiratory motion.
  • the MRI apparatus 100 collects a multi-slice image in a breathing phase set in advance under natural breathing, positions a diagnostic sectional image using the collected multi-slice image, and performs an imaging scan.
  • the processing procedure in the first embodiment will be described with reference to FIGS.
  • multi-slice image acquisition in the following embodiment is assumed to be acquired under electrocardiographic synchronization.
  • the MRI apparatus 100 performs an operation for collecting an MR signal for one slice by applying an RF pulse (excitation pulse) using an electrocardiogram signal as a trigger signal for a plurality of slices.
  • the MRI apparatus 100 finishes collecting MR signals for one slice within one heartbeat period (for example, 1RR).
  • the collection of a plurality of cross-sectional data performed as multi-slice image collection is not limited to being performed in a 2D sequence, and may be performed in a 3D sequence.
  • the MRI apparatus 100 collects each slice with the same delay time from the trigger signal (for example, R wave).
  • “Multi-slice image acquisition” is also referred to as “multi-slice imaging” or the like.
  • Step S101 First, the imaging condition setting unit 133a accepts an input of imaging conditions by an operator on the GUI via the input unit 134, and generates sequence information according to the accepted imaging conditions. In addition, the imaging condition setting unit 133a sets a respiratory time phase when collecting multi-slice images as one of imaging conditions.
  • FIG. 3 is a diagram showing a GUI for setting a respiratory time phase according to the first embodiment.
  • the imaging condition setting unit 133 a displays a check box for selecting “spiking” or “sucking” as a breathing time phase on the GUI, and accepts selection by the operator. Then, the imaging condition setting unit 133a sets the selected breathing time phase as a breathing time phase when collecting multi-slice images. For example, in the first embodiment, the imaging condition setting unit 133a sets “emesis” as the breathing time phase when collecting multi-slice images.
  • “Suppression” is a breathing time phase where the subject P has exhaled among breathing time phases in which breathing is repeated while breathing out. Further, “sucking” is a breathing time phase where the subject P inhales most. Depending on the type of protocol executed in the subsequent imaging scan, it is desirable to perform positioning with a "sucking" multi-slice image or whether it is desirable to perform positioning with a "sucking" multi-slice image. Different. In general, “vomiting” has an advantage that the height of respiratory motion is easily stabilized. On the other hand, “sucking” has the advantage that the load on the subject P is light. For this reason, for example, in the case of a protocol for which accuracy is required, it is conceivable to use “sucking”, and in other cases, it is collected by “sucking”.
  • Step S102 Returning to FIG. 2, the subject P with the receiving coil 109 mounted thereon is placed on the top 105a of the bed 105, and when the top 105a is moved to a predetermined position, the sequence controller 120 By controlling the execution of the pulse sequence based on the sequence information, three-dimensional MR data including the heart and the diaphragm are collected.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the three-dimensional MR data in the first embodiment.
  • the sequence control unit 120 has a maximum FOV (Field Of View) that can be set as the MRI apparatus 100 around the magnetic field center (for example, a range in which the uniformity of the static magnetic field strength can be ensured).
  • FOV Field Of View
  • 3D MR data is collected.
  • the three-dimensional image generated from the three-dimensional MR data is used to detect the position of the diaphragm and the upper and lower positions of the heart. For this reason, the three-dimensional MR data needs to be collected in a range including a portion used as a landmark.
  • it is desirable that the three-dimensional MR data is collected in a range including the vertices of the convex surfaces of the heart and the right diaphragm.
  • the sequence control unit 120 sets the head-and-foot direction as the readout direction, sets the left-right direction as the phase encoding direction, and sets the dorsal-abdominal direction as the slice encoding direction.
  • Collect dimensional MR data The position information of the diaphragm and the position information of the heart are the most effective in whether the image feature on the coronal section is automatically detected or the detection result is confirmed.
  • the effect of folding out of the imaging range is less in the left-right direction. For the above reasons, it is desirable to collect the three-dimensional MR data in the combination of the encoding directions described above.
  • the sequence control unit 120 collects three-dimensional MR data using a GE (Gradient Echo) pulse sequence. Since the GE pulse sequence is a method of applying an excitation pulse and a gradient magnetic field pulse with a small flip angle, TR (Repetition Time) is shorter than that of an SE (Spin Echo) pulse sequence.
  • the sequence control unit 120 collects 3D MR data using 3D FFE (Fast Field Echo) or 3D SSFP (Steady-State Free Precession).
  • 3D FFE Fest Field Echo
  • 3D SSFP Steady-State Free Precession
  • the sequence control unit 120 may collect 3D MR data by multi-slice imaging using 2D FFE, 2D SSFP, and 2D FASE.
  • the sequence control unit 120 may apply a T2 preparation pulse although the imaging time is extended. By applying the T2 preparation pulse, the contrast of the image can be enhanced.
  • MR signals in uncollected regions are estimated by mathematical processing using complex conjugateness.
  • application of the half scan method in the phase encoding direction, the slice encoding direction, or both directions may be used in combination.
  • Step S103 Returning to FIG. 2, next, the image generation unit 136 generates a three-dimensional image using the three-dimensional MR data collected in step S102.
  • Step S104 Then, the region deriving unit 133b detects the apex position of the diaphragm on the liver, and the upper end position and the lower end position of the heart from the three-dimensional image generated in Step S103.
  • the apex position of the diaphragm is used for deriving the application region of the motion detection pulse that is applied to monitor respiratory motion in multi-slice image acquisition.
  • the upper end position and the lower end position of the heart are used for deriving the imaging region of the multi-slice image.
  • the upper end position of the heart is the pulmonary artery branch position
  • the lower end position is the left ventricular apex position.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a position information detection processing procedure according to the first embodiment.
  • FIG. 5 corresponds to the process of step S104 of FIG.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining detection of position information in the first embodiment.
  • Step S104-1 As shown in FIG. 5, first, the area deriving unit 133b reads the model image from the storage unit 132 in which the model image is stored in advance. In this case, for example, the region deriving unit 133b determines the imaging condition (protocol or the like) set in step S101 and reads a model image that matches the purpose.
  • the model image is an MR image obtained by imaging the subject P (for example, a standard patient) with the MRI apparatus 100 in advance.
  • the embodiment is not limited to this, and an average image of images obtained by imaging a plurality of patients may be used as the model image, for example.
  • the model image may be an image subjected to image processing.
  • the model image M1 and the model image M2 are model images in which the vertex position P1 of the convex surface of the right diaphragm and the upper end position P2 and the lower end position P3 of the heart are known, and both are the same model image.
  • the input image I1 is an image generated in step S103 in FIG. 2, and the input image I2 is an image obtained by performing image processing for rigid body deformation or non-rigid body deformation described later on the input image I1.
  • the composite image F1 is a composite image of the model image M1 and the input image I1
  • the composite image F2 is a composite image of the model image M2 and the input image I2. Note that both the composite image F1 and the composite image F2 are for explaining the difference between the two images, and are not used for the position information detection processing by the region deriving unit 133b.
  • Each image is a three-dimensional image.
  • Step S104-2 Returning to FIG. 5, the area deriving unit 133b performs rigid body deformation or non-rigid body deformation image processing (g) on the input image so as to match the model image. For example, the region deriving unit 133b performs registration for solving the following equation (1) to obtain an image deformation parameter.
  • “i” is the position vector of the image
  • “I (i)” is the pixel value of the input image at position i
  • “M (i)” is the model image at position i. It is a pixel value.
  • the function “E” is an evaluation function for the similarity between the input image and the model image.
  • the function “E” is a function whose value decreases as it is similar, and is realized by a sum of square errors between corresponding pixels.
  • the function “g” is a function of image deformation, and is a function of non-rigid body deformation such as rigid body deformation, Affine transformation, Thin-Plate-Spline transformation, and the like.
  • an input image I2 is obtained. It shows how it was done. Compared to the composite image F1, the composite image F2 has a smaller difference between the two images.
  • Step S104-3 Returning to FIG. 5, the region deriving unit 133b specifies the apex position of the convex surface of the right diaphragm and the upper and lower end positions of the heart in the input image after the rigid body deformation or the non-rigid body deformation.
  • the apex position of the convex surface of the right diaphragm and the upper end position and the lower end position of the heart are known in three dimensions.
  • the apex position of the convex surface of the right diaphragm and the upper end position and the lower end position of the heart can be specified at the same position in the input image I2 that is rigidly deformed or non-rigidly deformed so as to match the model image M2.
  • Each position may be specified by a point or an area having a certain range.
  • Step S104-4 Subsequently, the region deriving unit 133b performs image processing (g ⁇ 1 ) to reversely transform the input image after the rigid body deformation or the non-rigid body deformation into the original input image. Then, as shown in FIG. 6, the region deriving unit 133b can specify the apex position of the convex surface of the right diaphragm and the upper end position and the lower end position of the heart on the input image I1 after the reverse deformation.
  • image processing g ⁇ 1
  • the automatic detection method of the apex position of the diaphragm and the upper end position and the lower end position of the heart is not limited to the above-described registration process.
  • the region deriving unit 133b considers surrounding patterns centered on the apex position of the diaphragm, the upper end position of the heart, and the lower end position of the heart, and performs matching processing using an average image as a template, identification of a support vector machine, etc. Automatic detection may be performed by processing using a container.
  • Step S105 Returning to FIG. 2, the area deriving unit 133b derives the application area of the motion detection pulse and the imaging area of the multi-slice image based on the position information detected in Step S104.
  • FIG. 7 and 8 are diagrams for explaining the derivation of various areas in the first embodiment.
  • the apex position P1 of the convex surface of the right diaphragm, the upper end position P2 of the heart, and the lower end position P3 of the heart are specified on the input image I1.
  • the motion detection pulse application areas MP1 and MP2 have predetermined rectangular parallelepiped sizes.
  • a motion detection pulse application method a two-surface crossing method is used in which a square columnar region is excited by crossing an excitation pulse of SE (Spin Echo) method and a refocusing pulse. To do. For this reason, there are two application areas of the motion detection pulse, MP1 and MP2.
  • the region deriving unit 133b has a rectangular parallelepiped whose size is determined in advance so that the vertex position P1 of the convex surface of the right diaphragm is positioned at the center of the intersecting square columnar region (represented by a solid line in FIG. 7).
  • Application areas MP1 and MP2 are set.
  • the region deriving unit 133b adjusts the degree of intersection so that the application regions MP1 and MP2 do not overlap the target heart region. This is because when MR data is collected from the application region of the motion detection pulse immediately before MR data is collected from the heart region, if the application region overlaps with the heart region, it is related to the recovery of longitudinal magnetization. This is because there is a possibility that an artifact may occur in the heart image.
  • the region deriving unit 133b derives an imaging region of a multi-slice image based on the upper end position P2 and the lower end position P3 of the heart specified on the input image I1.
  • the region deriving unit 133b includes a predetermined range including the upper end position and the lower end position of the heart, that is, a position where a predetermined offset L1 is taken in the head direction from the upper end position of the heart, and the lower end of the heart.
  • a position obtained by taking a predetermined offset L2 in the foot direction from the position is derived as an imaging region in the slice direction.
  • the area deriving unit 133b obtains in advance information indicating the body type such as the height and weight of the subject P, and information such as the age, sex, heart rate, pulse rate, medical history, exercise history, and smoking history of the subject P.
  • the lengths of the offsets L1 and L2 may be changed based on these pieces of information.
  • the area deriving unit 133b may change the lengths of the offsets L1 and L2 by accepting a setting from the operator for settable information.
  • the region deriving unit 133b may use a fixed value determined in advance so that, for example, at least the heart is included in the left-right direction and the dorsoventral direction in the multi-slice image imaging region.
  • the region deriving unit 133b may use a variable value that is different for each subject P, similarly to the imaging region in the cranio-foot direction.
  • the region deriving unit 133b may appropriately adjust the size and orientation of various regions based on information such as the size of the heart specified on the input image and the distance between the apex of the convex surface of the right diaphragm and the heart. Good. Further, for example, the region deriving unit 133b may set various regions of a rectangular parallelepiped on the model image. In this case, it is considered that the various regions cannot maintain the shape of the rectangular parallelepiped in the reverse deformation process, but the region deriving unit 133b may adjust the shape of the rectangular parallelepiped after the reverse deformation.
  • the area deriving unit 133b derived the application area of the motion detection pulse and the imaging area of the multi-slice image.
  • the area deriving unit 133b may display a confirmation screen on the display unit 135 for allowing the operator to confirm various areas derived by the area deriving unit 133b at this stage. Good.
  • Step S106 Next, after performing various preparation scans, the sequence control unit 120 collects a multi-slice image of the respiratory time phase set in Step S101 under the natural breathing of the subject P. In addition, the sequence control unit 120 controls the collection timing of MR data of a multi-slice image by detecting respiratory motion from the apex position of the diaphragm, and collects a multi-slice image in a desired respiratory time phase.
  • a scan for collecting profile data indicating the sensitivity in the arrangement direction of each coil element (or channel) and a sensitivity map indicating the sensitivity distribution of each coil element (or channel) are collected. Scanning, scanning for collecting spectrum data for obtaining the center frequency of the RF pulse, scanning for obtaining a current value to be passed through a correction coil (not shown) for adjusting the uniformity of the static magnetic field, and the like. .
  • the preparation scan does not necessarily have to be performed at this timing.
  • the preparatory scan may be performed after collecting multi-slice images.
  • the sensitivity map may be normally collected before the image generation process.
  • the sequence control unit 120 detects the apex position of the diaphragm by performing one-dimensional Fourier transform on the MR data collected from the application region of the motion detection pulse, and determines the respiratory time phase from the detected apex position. Identify.
  • the sequence control unit 120 collects MR data from the application region of the motion detection pulse immediately before collecting MR data from the imaging region of the multi-slice image in synchronization with the electrocardiogram signal, and the specified respiratory time phase is If the desired respiratory phase is reached, MR data of a multi-slice image is collected.
  • white circles and black circles indicate the timing of collecting MR data from the motion detection pulse application region synchronized with the electrocardiogram signal. Further, when the apex position of the diaphragm is within the section indicated by the dotted line, it indicates that the section is in the desired respiratory phase. That is, a white circle indicates that the collection timing is synchronized with the electrocardiogram signal but is not a desired respiratory time phase. In this case, the sequence control unit 120 does not collect MR data of multi-slice images. On the other hand, the black circles indicate the collection timing synchronized with the electrocardiogram signal and the desired respiratory time phase. In this case, the sequence control unit 120 collects MR data of the multi-slice image immediately after applying the motion detection pulse.
  • FIG. 10 shows an electrocardiogram signal, the apex position of the diaphragm, and the MR data collection timing.
  • multi-slice images having a cardiac phase of “diastolic” and a respiratory time phase of “emetic” are collected. Therefore, the sequence control unit 120 collects MR data of the motion detection pulse at the timing of the diastole in synchronization with the electrocardiogram signal (black square in FIG. 10), and the apex of the diaphragm detected from this MR data If the position is within the desired breathing phase, for example, a multi-slice image of one slice is collected immediately after that (white square in FIG. 10).
  • the sequence control unit 120 does not collect a multi-slice image immediately after the apex position of the diaphragm detected from the MR data of the motion detection pulse if it is outside the desired respiratory time phase interval (in FIG. 10). (Dotted square).
  • the acquisition is not performed at the timing of the two diastoles because it is not within the interval of the desired respiratory time phase.
  • Slice 2 and slice 3 are collected.
  • the sequence control unit 120 executes a protocol for acquiring a multi-slice image for a certain period under free breathing, the timing when the cardiac phase is “diastolic” and the respiratory time phase is “exhalation”.
  • multi-slice images for 18 slices are collected.
  • sequence control unit 120 may execute the protocol by setting a certain long period in which the timing at which the cardiac phase is “diastolic” and the respiratory time phase becomes “vomiting” can be secured 18 times. .
  • the sequence control unit 120 may end the execution of the protocol when a multi-slice image for 18 slices is acquired.
  • acquisition of multi-slice images it will be described as “acquisition of multi-slice images”, but the image generation unit 136 reconstructs MR data for one slice collected by the sequence control unit 120, so that the multi-slice images are reconstructed. One slice is generated.
  • Step S107 the imaging condition setting unit 133a calculates the cross-sectional position, which is the position information of the diagnostic cross-sectional image, from the multi-slice images collected by the sequence control unit 120.
  • the imaging condition setting unit 133a detects the position of the characteristic part of the heart from the multi-slice image, and based on the detected position, the cross-sectional position (for example, the long position) of all the positioning images for positioning the diagnostic cross-sectional image. Axis vector, short axis vector, etc.).
  • the cross-sectional images calculated as the positioning images are in a relationship of crossing each other.
  • the imaging condition setting unit 133a calculates all cross-sectional images of the positioning image based on the calculated cross-sectional position.
  • Step S108 Subsequently, the imaging condition setting unit 133a displays the calculated cross-sectional images on the display unit 135, for example, by arranging six cross-sectional images.
  • FIG. 11 is a diagram showing a positioning GUI in the first embodiment.
  • the imaging condition setting unit 133a uses a vertical long axis image (VLA (Vertical Long Axis)), a horizontal long axis image (HLA (Horizontal Long Axis)), and a left ventricular short axis as positioning images.
  • VLA Vertical Long Axis
  • HLA Horizontal Long Axis
  • SA Short Axis
  • a four-chamber cross-sectional image (4ch) a two-chamber cross-sectional image (2ch), and a three-chamber cross-sectional image (3ch) are displayed side by side.
  • the imaging condition setting unit 133a may superimpose and display intersection line information with other cross-sectional images on each cross-sectional image.
  • each of the six types of cross-sectional images is displayed, for example, surrounded by a color-coded frame, and the color of the frame and the color of the intersection line information are matched. Thus, it may be expressed with which cross-sectional image the cross-line shown on each cross-sectional image is.
  • Step S109 The imaging condition setting unit 133a receives a positioning operation for the six cross-sectional images displayed on the display unit 135 from the operator, and determines whether the positioning is completed.
  • Step S110 The sequence control unit 120 executes an imaging scan when positioning is completed in step S109.
  • the embodiment is not limited thereto. It is not something that can be done.
  • the imaging condition setting unit 133a may generate two or more types of cross-sectional images.
  • the cross-sectional image generated as the positioning image is not limited to the cross-sectional image defined by the standardization protocol, and may be an arbitrary cross-sectional image.
  • the sequence control unit 120 may collect one or more types of cross-sectional images.
  • the number and type of cross-sectional images generated as positioning images do not necessarily depend on the number and type of cross-sectional images collected by the imaging scan. For example, a cross-sectional image that was not planned in the original plan may be collected in a later plan change. If the basic cross-sectional image is re-positioned every time a new cross-sectional image is collected, the operator will be troublesome accordingly. In this regard, for example, if the positioning of more types of cross-sectional images than the cross-sectional images scheduled in the imaging scan is completed in advance, it is possible to flexibly cope with such a plan change. .
  • FIG. 12 is a diagram for explaining the collection of multi-slice images in the first modification of the first embodiment.
  • the sequence control unit 120 first collects MR data of motion detection pulses at a systolic timing in synchronization with an electrocardiogram signal (black square in FIG. 12). If the apex position of the diaphragm detected from the data is within a desired breathing time period, immediately after that, for example, one slice of the multi-slice image is collected (white square in FIG. 12).
  • the sequence control unit 120 does not collect a multi-slice image immediately after the apex position of the diaphragm detected from the MR data of the motion detection pulse if it is outside the desired respiratory time phase interval (in FIG. 12). (Dotted square). Further, the sequence control unit 120 subsequently collects MR data of motion detection pulses at the timing of the diastole (solid squares in FIG. 12), and the apex position of the diaphragm detected from the MR data is a desired respiration. If within the time phase section, immediately after that, for example, one slice of the multi-slice image is collected (white square in FIG. 12).
  • the sequence control unit 120 does not collect a multi-slice image immediately after the apex position of the diaphragm detected from the MR data of the motion detection pulse if it is outside the desired respiratory time phase interval (in FIG. 12). (Dotted square).
  • FIG. 13 is a diagram for explaining the collection of multi-slice images in the second modification of the first embodiment. For example, as illustrated in FIG.
  • the sequence control unit 120 does not collect the same slices in “systole” and “diastolic”, but collects one slice in one acquisition, and then In the collection, the next slice is collected. For example, after collecting “slice 1” in “systole”, the sequence control unit 120 collects “slice 2” in “diastolic” within the same heartbeat. In FIG. 13, illustrations of “slice 3” to “slice 16” are omitted. Then, for example, when the sequence control unit 120 completes the collection up to “slice 18”, this time, by collecting in the reverse order from “slice 18”, for each of “systole” and “diastolic” Collect multi-slice images for 18 slices.
  • the vertex position of the diaphragm is automatically detected from the previously collected three-dimensional MR data, and the application area of the motion detection pulse is automatically set based on the automatically detected vertex position.
  • the application area of the motion detection pulse is automatically set based on the automatically detected vertex position.
  • the sequence control unit 120 may collect MR data at timings of two or more respiratory time phases, for example. In this case, the sequence control unit 120 can obtain multi-slice images for two sets having different respiratory time phases.
  • the desired breathing time phases are two breathing time phases of breathing time phase 1 (“stopping”) and breathing time phase 2 (“sucking”).
  • the sequence control unit 120 collects MR data of the motion detection pulse at the timing of the diastole in synchronization with the electrocardiogram signal (black square in FIG. 15), and the apex of the diaphragm detected from this MR data If the position is within one of the sections “spiking” or “sucking”, immediately after that, for example, one slice of a multi-slice image is collected (white square in FIG. 15).
  • the sequence control unit 120 collects a multi-slice image immediately after the apex position of the diaphragm detected from the MR data of the motion detection pulse if it is not in any of the sections “sucking” or “sucking”. Is not performed (dotted line square in FIG. 15).
  • the sequence control unit 120 executes a protocol for acquiring a multi-slice image for a certain period under free breathing, the timing when the cardiac phase is “diastolic” and the respiratory time phase is “exhalation”.
  • multi-slice images for 18 slices are acquired at the timing when the cardiac phase is “diastolic” and the respiratory time phase is “sucking”.
  • the sequence control unit 120 may execute the protocol by setting a somewhat long period in which each timing can be secured 18 times.
  • the sequence control unit 120 may end the execution of the protocol when two sets of multi-slice images for 18 slices have been collected.
  • the imaging condition setting unit 133a may display the calculated cross-sectional images on the display unit 135, for example, by arranging 12 cross-sectional images.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating a positioning GUI according to the second embodiment.
  • the imaging condition setting unit 133a for example, includes a six-section image generated from a multi-slice image collected at the timing when the breathing time phase is “sucking”, and the breathing time phase is “stopping”.
  • the six cross-sectional images generated from the multi-slice images collected at the timing are displayed side by side on the display unit 135.
  • two or more respiratory time phases are set, and multi-slice images corresponding to two or more respiratory time phases are simultaneously set in a pulse sequence executed by one protocol. Since the data is collected, a multi-slice image corresponding to a plurality of respiratory time phases can be provided to subsequent processing.
  • a diagnostic sectional image and a respiratory time phase it becomes possible to appropriately select a combination of a diagnostic sectional image and a respiratory time phase.
  • the subsequent imaging scan for example, there are a mixture of imaging scans that are preferably positioned using, for example, a “sucking” multi-slice image, and imaging scans that are preferably positioned using, for example, a “sucking” multi-slice image. If you are, you can handle both.
  • a protocol that was not initially planned is added, multi-slice images corresponding to multiple respiratory phases can be acquired in advance, so there is no need to redo multi-slice image acquisition. can do.
  • the “protocol” is pulse sequence information including setting information of imaging conditions.
  • the examination by the MRI apparatus 100 includes a series of pulse sequence groups such as various pre-scans and imaging scans.
  • imaging conditions such as TR (Repetition Time), TE (Echo Time), and FA (Flip Angle) are set in each pulse sequence.
  • the MRI apparatus 100 sequentially executes a series of pulse sequence groups in accordance with the setting information.
  • the MRI apparatus 100 manages and provides pulse sequence information including setting information of these imaging conditions (including preset information set in advance) as a “protocol”. For example, when an operator such as a doctor or engineer makes an imaging plan for an examination, the protocol group managed and provided by the MRI apparatus 100 is read on the imaging plan screen, and preset setting information is changed as necessary. These are incorporated into the imaging plan.
  • This protocol group includes, for example, one or more protocols for collecting sensitivity maps, protocols for shimming, protocols for collecting multi-slice images, protocols for imaging, etc. .
  • imaging protocols include, for example, a protocol for collecting basic cross-sectional images of the heart, a protocol for imaging coronary artery travel throughout the heart, and a protocol for collecting cine images.
  • one “protocol” is a unit of a pulse sequence that is continuously executed as a series of processes without any waiting time such as some operation by the operator.
  • GUI for respiratory time phase setting In the above-described embodiment, the GUI for displaying a check box for selecting “spiking” or “sucking” as the breathing time phase has been described as the breathing time phase setting GUI. However, the embodiment is not limited to this.
  • FIG. 17 and 18 are diagrams showing a GUI for setting the respiratory time phase in other embodiments.
  • the imaging condition setting unit 133a displays, as a GUI, a check box that can select an intermediate respiratory time phase between “exhalation” and “sucking” as a respiratory time phase. May be.
  • a slider-type GUI may be displayed. In this case, the operator can set an arbitrary breathing phase by adjusting a knob via the input unit 134 such as a mouse.
  • the sequence control unit 120 may continuously collect MR data of multi-slice images independently of the cardiac cycle and respiratory cycle of the subject.
  • the MRI apparatus 100 simultaneously collects electrocardiographic signal and respiratory signal data.
  • the image generation unit 136 specifies MR data corresponding to a desired cardiac phase and respiratory time phase from among MR data of continuously acquired multi-slice images using electrocardiographic signal and respiratory signal data. Then, using the specified MR data, a multi-slice image is selectively generated in a desired cardiac phase and respiratory time phase.
  • FIG. 19 is a diagram for explaining the collection of multi-slice images in another embodiment.
  • the sequence control unit 120 collects MR data at the timing when the breathing time phase is “sucking” and does not collect MR data at other timings, but at the time of breathing MR data is continuously collected independently of the cardiac cycle within the interval where the phase is “suck”.
  • the sequence controller 120 continuously collects MR data independently of the cardiac cycle and the respiratory time phase.
  • the motion detection pulse application region is obtained using the vertex of the convex surface of the right diaphragm as a landmark.
  • the embodiment is not limited to this.
  • the apex position of the diaphragm on the spleen left diaphragm (apical apex side)
  • the region deriving unit 133b may obtain a plurality of application region candidates and display them on a confirmation screen to accept selection by the operator.
  • the region deriving unit 133b may determine a more appropriate application region and display only the optimal application region on the confirmation screen, or may display the application region together with the priority order. This determination can be made based on, for example, the degree of overlap with the imaging region of the heart. Note that the above-described contents such as obtaining a plurality of candidates can be similarly applied to other embodiments.
  • the two-plane crossing method has been described as the motion detection pulse application method.
  • the embodiment is not limited to this, for example, a pencil used in a GE pulse sequence.
  • a beam system may be used.
  • a method using “1D Motion Probe” that detects the amount of movement of the diaphragm by performing one-dimensional Fourier transform on MR data collected from the application region of the motion detection pulse has been described.
  • the embodiment is not limited to this, and for example, a technique using “2D Motion Probe” may be used.
  • “2D Motion Probe” the MR data collected from the motion detection pulse application area is subjected to two-dimensional Fourier transform, and based on the imaged data, for example, the amount of movement of the diaphragm in the vertical direction and the longitudinal direction Is detected.
  • the section setting of “2D Motion Probe” can be set as a 2D horizontal section, for example, with a line in the body axis direction passing through the apex position (point) of the specified diaphragm as an axis.
  • the cross-section is set at an angle that avoids these important organs etc. with the line in the body axis direction passing through the apex position (point) of the diaphragm as the axis May be performed.
  • the heart is assumed as the target organ.
  • the embodiment is not limited to this, and other organs may be used.
  • the liver may be the target.
  • the imaging condition setting unit 133a may display a GUI for setting imaging conditions and accept a protocol specification from the operator.
  • the MRI apparatus 100 determines a desired respiratory time phase based on the designation of the imaging scan protocol received here, and uses the determination result to control the timing by the sequence control unit 120 or the image generation unit 136. Thus, it may be reflected in the control when the image is selectively generated later.
  • the sequence control unit 120 determines the timing of the breathing time phase “sucking”. The timing is controlled so as to collect multi-slice images. For example, when the protocol selected as the protocol to be executed in the imaging scan is a protocol that can be suitable for both the breathing phases “sucking” and “spiking”, the sequence control unit 120 performs the breathing. The timing is controlled so that multi-slice images are collected at the timings of the phases “stopping” and “stopping”.
  • the region deriving unit 133b can derive various pulse application regions with spatial position settings from the MR data collected for region derivation.
  • the region deriving unit 133b can derive an application region (one or a plurality of) of a saturation pulse or another ASL pulse.
  • the region deriving unit 133b may derive not only the application region of various pulses from the MR data collected for region deriving but also other regions.
  • the region deriving unit 133b may detect a rectangular parallelepiped region circumscribing the subject P from the MR data, and derive a range wider than the rectangular parallelepiped region as the imaging range of the sensitivity map imaging.
  • the region deriving unit 133b may detect a rectangular parallelepiped region circumscribing the heart from the MR data, and derive a predetermined range including the rectangular parallelepiped region as an imaging range of shimming imaging.
  • the image processing for region derivation is not limited to the above-described embodiment.
  • the method for performing registration so that the input image matches the model image has been described.
  • the embodiment is not limited to this.
  • a method of deriving each region by deforming the model image and registering it with the input image may be used.
  • the region deriving unit 133b may derive the imaging region and the related region by a method that does not use a model image.
  • the region deriving unit 133b performs a threshold process on the three-dimensional image to segment into an air region and a region other than air.
  • the region deriving unit 133b detects the apex position of the heart or the convex surface of the diaphragm by fitting a diaphragm surface model or a spherical model imitating the heart to the boundary of the air region. Then, the region deriving unit 133b uses this as a landmark to derive a heart imaging region and a motion detection pulse application region.
  • the image processing using the model image has been described.
  • a plurality of types of model images may be prepared according to, for example, age, past illness, and the like.
  • the method of selecting the model image based on the input imaging condition has been described.
  • the region deriving unit 133b may input the age of the subject P input as an item for examination,
  • An appropriate model image may be selected based on information such as a previous medical condition.
  • the embodiment is not limited to this.
  • MR data is collected for region derivation, and a three-dimensional image generated from the MR data is stored in the storage unit 132 with a data structure conforming to the DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) standard.
  • the region deriving unit 133b may select a model image or the like based on, for example, incidental information (for example, “heart”, “3D FFE”, or the like) attached to the three-dimensional image.
  • incidental information is not limited to incidental information according to the DICOM standard, and may be incidental information inherent to the MRI apparatus 100, for example.
  • Multi-slice images of a predetermined respiratory phase collected for positioning In the above-described embodiment, three-dimensional MR data is collected prior to multi-slice image collection, and various regions (for example, for multi-slice image collection, for example, based on position information detected from the three-dimensional MR data). The method of automatically setting the motion detection pulse application area) has been described. However, the embodiment is not limited to this. The collection of 3D MR data is not an essential configuration, and automatic setting of various areas for collecting multi-slice images is not an essential configuration.
  • the monitoring of respiratory motion is performed by applying a motion detection pulse, but the embodiment is not limited to this.
  • the monitoring of respiratory movement may be performed by a respiratory sensor attached to the subject P.
  • the respiration sensor detects a movement due to respiration as air pressure, converts the detected air pressure into an electric signal, and outputs it as a respiration signal.
  • the MRI apparatus 100 collects multi-slice image data of a predetermined respiratory time phase by respiration-synchronized imaging by some method, and the position information of the cross-sectional image collected by the imaging scan from the collected multi-slice image data. The cross-sectional position information is calculated. Then, the MRI apparatus 100 executes an imaging scan based on the calculated cross-sectional position information.
  • the specific numerical values and processing order exemplified in the above-described embodiment are merely examples in principle.
  • the landmarks used for deriving the various areas can be arbitrarily changed.
  • the processing order can be arbitrarily changed, for example, a processing procedure that does not display the confirmation screen.
  • the processing procedure shown in FIG. 2 the example in which the respiratory time phase is set in step S101 has been described.
  • the present invention is not limited to this, and it is set before the multi-slice image acquisition timing (step S106). That's fine.
  • a specific pulse sequence can be arbitrarily changed.
  • the systolic phase and the diastolic phase are exemplified as the cardiac phase, and “sucking” and “vomiting” are exemplified as the respiratory time phase.
  • Combinations other than the embodiment described above, combinations with cardiac phases and respiratory time phases other than those exemplified in the embodiment described above, and the like can be arbitrarily changed.
  • the sequence control unit 120 captures the imaging data in the execution of the imaging scan. Information regarding positioning used when collecting is appropriately switched.
  • the sequence control unit 120 in the case of collecting imaging data during “vomiting”, uses information related to positioning performed using a multi-slice image collected during “vomiting”. Based on the information related to positioning performed using the multi-slice image collected at the time of “Suction stop”, if the image data is collected based on “Suction stop” Collect data.
  • the imaging condition setting unit 133a sets any one of “stopping” and “sucking” as a breathing time phase for collecting imaging data in the imaging scan. Then, the sequence control unit 120 collects imaging data at the respiratory time phase set by the imaging condition setting unit 133a in the execution of the imaging scan.
  • the imaging condition setting unit 133a accepts an operation for selecting one of “breathing prevention” and “sucking” from the operator, and images the breathing time phase selected by the operation. It is set as a breathing time phase for collecting diagnostic imaging data in a scan.
  • a plurality of protocols are executed in the imaging scan.
  • a cardiac examination method using an MRI apparatus since a plurality of types of examinations are performed, a plurality of protocols determined in advance for each examination are sequentially executed as an imaging scan.
  • a cine examination, a flow examination, a perfusion examination, a LGE (Late Gadolinium Enhancement) examination, and a coronary artery examination are performed.
  • the cine examination is an examination for observing the shape and movement of the myocardium and the valve, and a protocol for collecting cine images is executed.
  • the flow test is a test for determining the presence or absence of blood backflow, and a protocol for imaging the speed of blood flow is executed.
  • the perfusion examination is an examination for determining the presence or absence of ischemia, and a protocol for collecting a perfusion image using a contrast agent is executed.
  • the LGE examination is an examination for determining the presence or absence of myocardial infarction, and a protocol for collecting delayed contrast images is executed.
  • the coronary artery examination is an examination for determining the presence or absence of stenosis of the coronary artery, and a protocol for imaging the running of the coronary artery in the entire heart is executed.
  • the cine test, flow test, perfusion test, and LGE test protocols collect imaging data while the subject holds his / her breath.
  • imaging data is collected based on information regarding positioning performed using a multi-slice image collected in advance.
  • imaging data of the entire heart is collected under free breathing.
  • breath holding for about 10 to 20 seconds is repeated about 10 to 20 times.
  • breath holding for about a minute is performed in order to observe the perfusion state of the contrast medium over the entire heart.
  • a breath hold of about 20 seconds is repeated about 5 times.
  • the imaging condition setting unit 133a sets the protocol for collecting imaging data while the subject holds the breath for each protocol.
  • a respiratory time phase for collecting imaging data is set.
  • the sequence control unit 120 is based on information related to positioning performed using the multi-slice image collected during the respiratory time phase set by the imaging condition setting unit 133a for each protocol in the execution of the imaging scan. Then, diagnostic imaging data is collected at the respiratory phase.
  • the imaging condition setting unit 133a uses the GUI shown in FIG. 3, 17, or 18 for each protocol for collecting imaging data while the subject holds his / her breath before the execution of the imaging scan is started.
  • the designation of the respiratory time phase is accepted from the operator via the same GUI.
  • the imaging condition setting unit 133a sets the respiratory time phase received from the operator as a respiratory time phase for collecting imaging data for each protocol.
  • the imaging condition setting unit 133a may set the respiratory time phases of all protocols before the execution of the first protocol is started, or immediately before the start of each protocol.
  • the respiratory time phase of the protocol to be executed may be set.
  • the imaging condition setting unit 133a may set a respiratory time phase of a protocol designated by the operator at an arbitrary timing in response to a request from the operator.
  • the respiratory time phase for collecting imaging data for each protocol for example, the status of the examination and the patient who is the subject Depending on the state, the breathing phase can be switched for each protocol.
  • the respiratory time phase of each protocol is set so that the imaging data is collected with “spiking” where the position of the patient is stable, and the imaging data is collected with “sucking” with less burden on the patient for other protocols.
  • the respiratory time phase can be switched so that imaging data is collected by “sucking” with a small burden on the subsequent protocols.
  • the method of setting the respiratory time phase for collecting imaging data in the imaging scan is not limited to the method described above.
  • the subject may be notified of the breathing time phase to hold his / her breath at the timing when the protocol is executed.
  • the sequence control unit 120 notifies the breathing time phase to hold the breath by voice via a voice microphone provided in the MRI apparatus 100.
  • the sequence control unit 120 in either “breathing prevention” or “breathing prevention”, when a protocol for collecting imaging data is executed with the subject holding his / her breath, the breathing time phase for holding his / her breath As a notification, one of “stopping” and “stopping” is notified.
  • the imaging condition setting unit 133a may set a respiratory time phase for collecting imaging data in an imaging scan in conjunction with the selection of the respiratory time phase by the operator.
  • the imaging condition setting unit 133a receives an operation for selecting whether to notify the subject of “spiking” or “sucking” as a breathing time phase to hold the breath in the imaging scan. Then, the imaging condition setting unit 133a sets the respiratory time phase selected by the operation as a respiratory time phase for collecting imaging data for diagnosis in the imaging scan.
  • FIG. 20 is a diagram showing a GUI for setting a respiratory time phase according to another embodiment.
  • the imaging condition setting unit 133 a displays a list-like GUI in which two check boxes corresponding to each of “spiking” and “sucking” are arranged for each protocol for a plurality of protocols. 135.
  • FIG. 20 shows an example of a protocol executed in the heart examination “Whole Heart”, “Cine” is a protocol for cine examination, and “Flow” is a protocol for flow examination.
  • Perfusion indicates a protocol for perfusion inspection
  • LGE indicates a protocol for LGE inspection.
  • the imaging condition setting unit 133a displays the GUI shown in FIG. 20 on the display unit 135 in response to a request from the operator before the first protocol in the imaging scan is executed. Thereafter, the imaging condition setting unit 133a accepts an operation for checking one of the “stop” and “suck” check boxes from the operator for each protocol via the displayed GUI. Then, the imaging condition setting unit 133a sets, for each protocol, the respiratory time phase whose check box is checked as the respiratory time phase for collecting imaging data in the imaging scan.
  • the imaging condition setting unit 133a sets the respiratory time phase for collecting imaging data in the imaging scan in conjunction with the operation of selecting the respiratory time phase notified to the subject as the respiratory time phase for holding the breath.
  • the respiratory time phase in the imaging scan can be set efficiently.
  • the respiratory time phase for collecting imaging data may be set based on a protocol specified by an operator at the time of imaging planning, information on a subject acquired from another system, or the like.
  • the imaging condition setting unit 133a receives an operation for specifying a protocol to be executed in the imaging scan from the operator, and sets a respiratory time phase for collecting imaging data based on the protocol specified by the operation.
  • the setting information of each protocol used in the imaging scan is preliminarily set.
  • the information indicating the breathing time phase is, for example, information indicating “spiking”, information indicating “sucking”, or the like.
  • the imaging condition setting unit 133a performs an operation of selecting a desired protocol group including a protocol executed in the imaging scan from the provided protocol group when an operator such as a doctor or an engineer makes an imaging plan. Accept from the operator. At this time, the operator appropriately selects a protocol group from protocol groups managed and provided by the MRI apparatus 100 according to the region to be examined, the type of examination, the purpose, and the like.
  • the imaging condition setting unit 133a accepts an operation for adding a necessary protocol or deleting an unnecessary protocol for the selected protocol group, thereby specifying one or a plurality of protocols. Is received from the operator. At this time, for example, the imaging condition setting unit 133a reads the setting information of the designated protocol from the protocol setting information stored in the storage unit 132 in advance. Then, the imaging condition setting unit 133a sets a respiratory time phase for collecting imaging data in a protocol executed in the imaging scan, based on information indicating the respiratory time phase included in the read setting information.
  • the respiratory time phase in the imaging scan is automatically set based on the information indicating the respiratory time phase included in the information of the protocol group managed and provided by the MRI apparatus 100, so that the respiratory time phase is set. This burden on the operator can be reduced.
  • the MRI apparatus 100 manages and provides the same type of examinations by separating protocol groups according to the purpose of the examination, such as for young people and elderly people, for first visit patients, and for follow-up patients. To do. For example, in such a case, for each protocol group, even if the protocol is the same type, the respiratory time phase for collecting imaging data may be changed.
  • the respiratory time phase of each protocol is used to collect imaging data with “vomiting” that stabilizes the diaphragm position for all protocols.
  • the imaging data is collected with “vomiting” where the position of the diaphragm is stable.
  • the respiratory time phase of each protocol is set so that imaging data is collected with “sucking” that places little burden on the patient.
  • the imaging condition setting unit 133a displays the GUI shown in FIG. 20 on the display unit 135 in response to a request from the operator, and information indicating the respiratory time phase set based on the protocol information for each protocol. May be displayed in the check box. Then, the imaging condition setting unit 133a may receive an operation for changing the respiratory time phase for each protocol via the GUI and change the set respiratory time phase.
  • the operator can appropriately change the breathing time phase that is automatically set at an arbitrary time point according to the state of the examination, the state of the subject, and the like.
  • the imaging condition setting unit 133a acquires attribute information or past examination information related to the subject to be examined, and sets a respiratory time phase for collecting imaging data in the imaging scan based on the obtained information. Also good.
  • the imaging condition setting unit 133a relates to the subject to be examined from that system. Acquire attribute information or past examination information.
  • Other systems here are, for example, a hospital information system (HIS) or a radiology information system (RIS).
  • HIS hospital information system
  • RIS radiology information system
  • the imaging condition setting unit 133a sets a respiratory time phase for collecting imaging data in an imaging scan, based on the acquired attribute information about the subject. For example, for a plurality of protocols executed in the examination of the heart, the imaging condition setting unit 133a determines that the diaphragm position is stable for all protocols when the age of the subject is equal to or lower than a predetermined age. The respiratory time phase is set so as to collect imaging data. On the other hand, when the age of the subject exceeds a predetermined age, the imaging condition setting unit 133a, for a cine test that requires high accuracy, captures imaging data with “vomiting” that stabilizes the position of the diaphragm. For the other protocols, the respiratory time phase is set so that the imaging data is collected by “sucking” with a small burden on the patient. Thereby, according to the attribute of a subject, the respiratory time phase which collects imaging data in an imaging scan can be switched appropriately.
  • the imaging condition setting unit 133a sets a respiratory time phase for collecting imaging data in an imaging scan based on the acquired past examination information regarding the subject. For example, the imaging condition setting unit 133a, for a plurality of protocols executed in the cardiac examination, when the subject is a first visit, for all the protocols, the imaging data is acquired with “vomiting” where the diaphragm position is stable. Set the breathing phase to collect.
  • the respiratory time phase is set so that imaging data is collected with stable “vomiting”, and for other protocols, imaging data is collected with “sucking” that places little burden on the patient.
  • the predetermined cardiac phase set here may be set based on, for example, a protocol designated by the operator at the time of imaging planning, information on the subject acquired from another system, or the like.
  • the imaging condition setting unit 133a accepts an operation for specifying a protocol for acquiring a multi-slice image from the operator, and sets a cardiac phase for acquiring the multi-slice image based on the protocol specified by the operation. .
  • protocol setting information for collecting multi-slice images in advance includes information indicating the cardiac phase for collecting the multi-slice images.
  • the cardiac phase referred to here is information indicating “diastolic phase” or information indicating “systolic phase”.
  • the imaging condition setting unit 133a selects a desired protocol group including a protocol for collecting multi-slice images from the provided protocol group when an operator such as a doctor or an engineer makes an imaging plan. Accept operation from the operator. At this time, the operator appropriately selects a protocol group from protocol groups managed and provided by the MRI apparatus 100 according to the region to be examined, the type of examination, the purpose, and the like.
  • the imaging condition setting unit 133a reads protocol setting information for collecting multi-slice images included in the selected protocol group from protocol setting information stored in advance in the storage unit 132. . Then, the imaging condition setting unit 133a sets a cardiac phase for collecting multi-slice images based on information indicating a cardiac phase included in the read setting information.
  • the cardiac phase is set by automatically setting the cardiac phase for collecting the multi-slice images based on the information indicating the cardiac phase included in the information of the protocol group managed and provided by the MRI apparatus 100. This burden on the operator can be reduced.
  • the MRI apparatus 100 is used for the purpose of the examination for the same type of examination, for young people and elderly people, when examining from a slightly uncomfortable feeling, and when examining by follow-up of severe heart disease.
  • the protocol group it may be managed and provided separately. In that case, the cardiac phase for collecting the multi-slice images may be changed even for the same type of protocol for each protocol group.
  • the cardiac phase is set so as to collect multi-slice images in the diastole, and in the protocol group for elderly people, the multi-slice images are obtained in the systole.
  • the cardiac phase is switched appropriately.
  • the imaging condition setting unit 133a may acquire attribute information regarding the subject to be examined or past examination information, and set a cardiac phase for collecting multi-slice images based on the obtained information.
  • the imaging condition setting unit 133a relates to the subject to be examined from that system. Acquire attribute information or past examination information.
  • the other system mentioned here is, for example, the hospital information system or the radiology information system described above.
  • the imaging condition setting unit 133a sets a cardiac phase for collecting multi-slice images based on the acquired attribute information about the subject.
  • the imaging condition setting unit 133a sets the cardiac phase so as to collect a multi-slice image in the diastole.
  • the imaging condition setting unit 133a sets the cardiac phase so as to collect multi-slice images in the systole.
  • the imaging condition setting unit 133a sets a respiratory time phase for collecting imaging data in an imaging scan based on the acquired past examination information regarding the subject. At this time, for example, when a multi-slice image is acquired in the diastole in the previous examination, the imaging condition setting unit 133a sets the cardiac phase so that the multi-slice image is also acquired in the diastole. On the other hand, if a multi-slice image has been acquired in the systole in the previous examination, the cardiac phase is set so that the multi-slice image is also acquired in the systole. Accordingly, the cardiac phase for collecting multi-slice images can be appropriately switched according to the examination state of the subject.
  • the MRI apparatus 100 that is a medical image diagnostic apparatus executes various processes.
  • the embodiment is not limited thereto.
  • an image processing system including the MRI apparatus 100 and the image processing apparatus may execute the various processes described above.
  • the image processing device is, for example, a workstation, an image storage device (image server) of a PACS (Picture Archiving and Communication System), a viewer, various devices of an electronic medical record system, or the like.
  • the MRI apparatus 100 performs collection by the sequence control unit 120.
  • the image processing apparatus receives MR data or k-space data collected by the MRI apparatus 100 from the MRI apparatus 100 or from an image server via a network, or from an operator via a recording medium. It is received by being input and stored in the storage unit. Then, the image processing apparatus may perform the above-described various processes (for example, the process by the image generation unit 136 and the process by the region deriving unit 133b) for the MR data and k-space data stored in the storage unit. .
  • the instructions shown in the processing procedures shown in the above-described embodiments can be executed based on a program that is software.
  • the general-purpose computer stores this program in advance and reads this program, so that the same effect as that obtained by the MRI apparatus 100 of the above-described embodiment can be obtained.
  • the instructions described in the above-described embodiments are, as programs that can be executed by a computer, magnetic disks (flexible disks, hard disks, etc.), optical disks (CD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD-ROM, DVD). ⁇ R, DVD ⁇ RW, etc.), semiconductor memory, or a similar recording medium.
  • the storage format may be any form.
  • the computer reads the program from the recording medium and causes the CPU to execute instructions described in the program based on the program, the same operation as the MRI apparatus 100 of the above-described embodiment can be realized. Further, when the computer acquires or reads the program, it may be acquired or read through a network.
  • an OS Operating System
  • MW Mobile Network
  • the storage medium is not limited to a medium independent of a computer or an embedded system, but also includes a storage medium in which a program transmitted via a LAN (Local Area Network) or the Internet is downloaded and stored or temporarily stored.
  • the number of storage media is not limited to one, and the processing in the embodiment described above is executed from a plurality of media, and the configuration of the medium may be any configuration included in the storage medium in the embodiment. .
  • the computer or the embedded system in the embodiment is for executing each process in the above-described embodiment based on a program stored in a storage medium, and includes a single device such as a personal computer or a microcomputer.
  • the system may be any configuration such as a system connected to the network.
  • the computer in the embodiment is not limited to a personal computer, and includes an arithmetic processing device, a microcomputer, and the like included in an information processing device, and is a generic term for devices and devices that can realize the functions in the embodiment by a program. .
  • FIG. 21 is a diagram illustrating a hardware configuration of a computer that implements the computer 130 and the sequence control unit 120 according to the embodiment.
  • the computer 130 and the sequence control unit 120 according to the above-described embodiment include, for example, a control device such as a CPU (Central Processing Unit) 210, a ROM (Read Only Memory) 220, and a RAM (Random Access Memory) as illustrated in FIG. ) 230 and the like, a communication I / F 240 that communicates by connecting to a network, and a bus 250 that connects these units.
  • a control device such as a CPU (Central Processing Unit) 210, a ROM (Read Only Memory) 220, and a RAM (Random Access Memory) as illustrated in FIG. ) 230 and the like
  • a communication I / F 240 that communicates by connecting to a network
  • a bus 250 that connects these units.
  • the ROM 220 or the RAM 230 stores a program for realizing the processing described as being performed by the computer 130 and the sequence control unit 120 in the above-described embodiment.
  • this program is stored in a computer-readable storage medium, read from the storage medium, and stored in the storage device.
  • the CPU 210 reads out and executes this program, thereby causing the computer to function as the computer 130 and the sequence control unit 120 in the above-described embodiment.

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Abstract

 実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、制御部と、導出部とを備える。制御部は、対象及び横隔膜を含む範囲の第1撮像データを収集する第1撮像と、呼吸時相を検出する動き検出パルスの印加を伴いながら、第1呼吸時相における前記対象を含む第2撮像データ及び前記第1呼吸時相とは異なる第2呼吸時相における前記対象を含む第3撮像データを収集する第2撮像と、第4撮像データを収集する第3撮像とを実行する。導出部は、前記第1撮像データから前記横隔膜の位置を検出し、検出した位置に基づき、前記動き検出パルスの印加領域を導出する。制御部は、前記第2撮像の実行において、前記動き検出パルスの印加によって呼吸時相を検出し、検出された呼吸時相に基づいて、前記第2撮像データ及び前記第3撮像データの収集タイミングを制御する。

Description

磁気共鳴イメージング装置
 本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージング装置に関する。
 磁気共鳴イメージングは、静磁場中に置かれた被検体の原子核スピンを、そのラーモア(Larmor)周波数のRF(Radio Frequency)パルスで磁気的に励起し、この励起に伴って発生する磁気共鳴信号のデータから画像を生成する撮像法である。
 従来、磁気共鳴イメージングによる心臓検査法には、標準化プロトコル(protocol)が定められている。例えば、標準化プロトコルには、スカウト像(体軸横断面(Axial像)、矢状断面(Sagittal像)、及び冠状断面(Coronal像))を収集した後に、複数の体軸横断面であるマルチスライス(Multi Slice)像を収集し、その後診断用の断面像を収集する流れが定められている。
 収集されたマルチスライス像は、診断用の断面像の位置決めに用いられる。このため、位置決めを精度良く行うべく、マルチスライス像は、被検体の息止め下で収集されている。なお、診断用の断面像は、例えば、心臓の解剖学的な特徴に基づく断面像であり、垂直長軸像、水平長軸像、二腔長軸(2 chamber)像、三腔長軸(3 chamber)像、四腔長軸(4 chamber)、左室短軸像等である。
特開2006-55641号公報 特開2012-110689号公報
"CMR Image Acquisition Protocol"、Version1.0、March 2007、[online]、[平成25年6月10日検索]、インターネット〈URL:http://scmr.jp/mri/pdf/scmr_protocols_2007〉
 本発明が解決しようとする課題は、マルチスライス像の収集を適切に行うことができる磁気共鳴イメージング装置を提供することである。
 実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、制御部と、導出部とを備える。制御部は、対象及び横隔膜を含む範囲の第1撮像データを収集する第1撮像と、呼吸時相を検出する動き検出パルスの印加を伴いながら、第1呼吸時相における前記対象を含む第2撮像データ及び前記第1呼吸時相とは異なる第2呼吸時相における前記対象を含む第3撮像データを収集する第2撮像と、第4撮像データを収集する第3撮像とを実行する。導出部は、前記第1撮像データから前記横隔膜の位置を検出し、検出した位置に基づき、前記動き検出パルスの印加領域を導出する。前記制御部は、前記第2撮像の実行において、前記動き検出パルスの印加によって呼吸時相を検出し、検出された呼吸時相に基づいて、前記第2撮像データ及び前記第3撮像データの収集タイミングを制御する。
図1は、第1の実施形態に係るMRI装置の構成を示す機能ブロック図。 図2は、第1の実施形態における処理手順を示すフローチャート。 図3は、第1の実施形態における呼吸時相設定用のGUIを示す図。 図4は、第1の実施形態における3次元MRデータを説明するための図。 図5は、第1の実施形態における位置情報の検出処理手順を示すフローチャート。 図6は、第1の実施形態における位置情報の検出を説明するための図。 図7は、第1の実施形態における各種領域の導出を説明するための図。 図8は、第1の実施形態における各種領域の導出を説明するための図。 図9は、第1の実施形態におけるマルチスライス像の収集を説明するための図。 図10は、第1の実施形態におけるマルチスライス像の収集を説明するための図。 図11は、第1の実施形態における位置決め用のGUIを示す図。 図12は、第1の実施形態の変形例1におけるマルチスライス像の収集を説明するための図。 図13は、第1の実施形態の変形例2におけるマルチスライス像の収集を説明するための図。 図14は、第2の実施形態におけるマルチスライス像の収集を説明するための図。 図15は、第2の実施形態におけるマルチスライス像の収集を説明するための図。 図16は、第2の実施形態における位置決め用のGUIを示す図。 図17は、その他の実施形態における呼吸時相設定用のGUIを示す図。 図18は、その他の実施形態における呼吸時相設定用のGUIを示す図。 図19は、その他の実施形態におけるマルチスライス像の収集を説明するための図。 図20は、その他の実施形態における呼吸時相設定用のGUIを示す図。 図21は、実施形態に係る計算機及びシーケンス制御部を実現するコンピュータのハードウェア構成を示す図。
 以下、図面を参照しながら、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置(以下、適宜「MRI(Magnetic Resonance Imaging)装置」)を説明する。なお、実施形態は、以下の実施形態に限られるものではない。また、各実施形態において説明する内容は、原則として、他の実施形態においても同様に適用することができる。
(第1の実施形態)
 図1は、第1の実施形態に係るMRI装置100の構成を示す機能ブロック図である。図1に示すように、MRI装置100は、静磁場磁石101と、静磁場電源102と、傾斜磁場コイル103と、傾斜磁場電源104と、寝台105と、寝台制御部106と、送信コイル107と、送信部108と、受信コイル109と、受信部110と、シーケンス制御部120と、計算機130とを備える。なお、MRI装置100に、被検体P(例えば、人体)は含まれない。また、図1に示す構成は一例に過ぎない。例えば、シーケンス制御部120及び計算機130内の各部は、適宜統合若しくは分離して構成されてもよい。
 静磁場磁石101は、中空の円筒形状に形成された磁石であり、内部の空間に静磁場を発生する。静磁場磁石101は、例えば、超伝導磁石等であり、静磁場電源102から電流の供給を受けて励磁する。静磁場電源102は、静磁場磁石101に電流を供給する。なお、静磁場磁石101は、永久磁石でもよく、この場合、MRI装置100は、静磁場電源102を備えなくてもよい。また、静磁場電源102は、MRI装置100とは別に備えられてもよい。
 傾斜磁場コイル103は、中空の円筒形状に形成されたコイルであり、静磁場磁石101の内側に配置される。傾斜磁場コイル103は、互いに直交するX、Y、及びZの各軸に対応する3つのコイルが組み合わされて形成されており、これら3つのコイルは、傾斜磁場電源104から個別に電流の供給を受けて、X、Y、及びZの各軸に沿って磁場強度が変化する傾斜磁場を発生する。傾斜磁場コイル103によって発生するX、Y、及びZの各軸の傾斜磁場は、例えば、スライス用傾斜磁場Gs、位相エンコード用傾斜磁場Ge、及び読み出し用傾斜磁場Grである。傾斜磁場電源104は、傾斜磁場コイル103に電流を供給する。
 寝台105は、被検体Pが載置される天板105aを備え、寝台制御部106による制御の下、天板105aを、被検体Pが載置された状態で、傾斜磁場コイル103の空洞(撮像口)内へ挿入する。通常、寝台105は、長手方向が静磁場磁石101の中心軸と平行になるように設置される。寝台制御部106は、計算機130による制御の下、寝台105を駆動して天板105aを長手方向及び上下方向へ移動する。
 送信コイル107は、傾斜磁場コイル103の内側に配置され、送信部108からRFパルスの供給を受けて、高周波磁場を発生する。送信部108は、対象とする原子の種類及び磁場強度で定まるラーモア周波数に対応するRFパルスを送信コイル107に供給する。
 受信コイル109は、傾斜磁場コイル103の内側に配置され、高周波磁場の影響によって被検体Pから発せられる磁気共鳴信号(以下、適宜「MR信号」)を受信する。受信コイル109は、MR信号を受信すると、受信したMR信号を受信部110へ出力する。
 なお、上述した送信コイル107及び受信コイル109は一例に過ぎない。送信機能のみを備えたコイル、受信機能のみを備えたコイル、若しくは送受信機能を備えたコイルのうち、1つ若しくは複数を組み合わせることによって構成されればよい。
 受信部110は、受信コイル109から出力されるMR信号を検出し、検出したMR信号に基づいてMRデータを生成する。具体的には、受信部110は、受信コイル109から出力されるMR信号をデジタル変換することによってMRデータを生成する。また、受信部110は、生成したMRデータをシーケンス制御部120へ送信する。なお、受信部110は、静磁場磁石101や傾斜磁場コイル103等を備える架台装置側に備えられてもよい。
 シーケンス制御部120は、計算機130から送信されるシーケンス情報に基づいて、傾斜磁場電源104、送信部108及び受信部110を駆動することによって、被検体Pの撮像を行う。ここで、シーケンス情報は、撮像を行うための手順を定義した情報である。シーケンス情報には、傾斜磁場電源104が傾斜磁場コイル103に供給する電流の強さや電流を供給するタイミング、送信部108が送信コイル107に供給するRFパルスの強さやRFパルスを印加するタイミング、受信部110がMR信号を検出するタイミング等が定義される。例えば、シーケンス制御部120は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)等の集積回路、CPU(Central Processing Unit)、MPU(Micro Processing Unit)等の電子回路である。
 なお、シーケンス制御部120は、傾斜磁場電源104、送信部108及び受信部110を駆動して被検体Pを撮像した結果、受信部110からMRデータを受信すると、受信したMRデータを計算機130へ転送する。
 計算機130は、MRI装置100の全体制御や、画像の生成等を行う。計算機130は、インタフェース部131、記憶部132、制御部133、入力部134、表示部135、及び画像生成部136を備える。また、制御部133は、撮像条件設定部133a、及び領域導出部133bを備える。
 インタフェース部131は、シーケンス情報をシーケンス制御部120へ送信し、シーケンス制御部120からMRデータを受信する。また、インタフェース部131は、MRデータを受信すると、受信したMRデータを記憶部132に格納する。記憶部132に格納されたMRデータは、制御部133によってk空間に配置される。この結果、記憶部132は、k空間データを記憶する。
 記憶部132は、インタフェース部131によって受信されたMRデータや、制御部133によってk空間に配置されたk空間データ、画像生成部136によって生成された画像データ等を記憶する。例えば、記憶部132は、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等である。
 入力部134は、操作者からの各種指示や情報入力を受け付ける。入力部134は、例えば、マウスやトラックボール等のポインティングデバイス、キーボード等の入力デバイスである。表示部135は、制御部133による制御の下、各種GUI(Graphical User Interface)や、画像生成部136によって生成された画像等を表示する。表示部135は、例えば、液晶ディスプレイ等の表示デバイスである。
 制御部133は、MRI装置100の全体制御を行い、撮像や画像の生成、画像の表示等を制御する。例えば、撮像条件設定部133aは、撮像条件の入力をGUI上で受け付け、受け付けた撮像条件に従ってシーケンス情報を生成する。また、撮像条件設定部133aは、生成したシーケンス情報をシーケンス制御部120へ送信する。また、例えば、領域導出部133bは、撮像条件設定部133aによって受け付けられた撮像条件や、画像生成部136によって生成された画像を用いて、撮像領域や、その関連領域(若しくはこれらの候補)を自動的に導出する。例えば、制御部133は、ASIC、FPGA等の集積回路、CPU、MPU等の電子回路である。なお、撮像条件設定部133aや領域導出部133bによる処理の詳細は、後述する。
 画像生成部136は、k空間データを記憶部132から読み出し、読み出したk空間データにフーリエ変換等の再構成処理を施すことで、画像を生成する。
 図2は、第1の実施形態における処理手順を示すフローチャートである。図2に示すように、第1の実施形態に係るMRI装置100は、撮像条件の設定から、診断用の断面像(以下、適宜「診断用断面像」)のイメージングスキャンまでの一連の処理を、ほぼ自動化された流れで行うことができる。具体的には、第1の実施形態に係るMRI装置100は、マルチスライス像収集時の呼吸時相を事前に設定し、先に収集した3次元MRデータから各種位置情報を検出すると、検出した位置情報に基づきマルチスライス像収集のための各種領域を自動設定する。この領域には、呼吸動をモニタリングするために印加される動き検出パルスの印加領域が含まれる。そして、MRI装置100は、事前に設定された呼吸時相におけるマルチスライス像を自然呼吸下で収集し、収集したマルチスライス像を用いて診断用断面像の位置決めを行い、イメージングスキャンを行う。以下、図3~図13を併せて参照しながら、第1の実施形態における処理手順を説明する。
 ここで、以下の実施形態における「マルチスライス像収集」は、心電同期下での収集を想定している。即ち、以下の実施形態において、MRI装置100は、心電信号をトリガ信号としてRFパルス(励起パルス)を印加し、1スライス分のMR信号を収集する動作を、複数スライス分行う。この場合、MRI装置100は、1心拍周期(例えば、1RR)内に1スライス分のMR信号を収集し終えることが望ましい。ここで、マルチスライス像収集として行われる複数の断面データの収集は、2Dシーケンスで行われるものに限られず、3Dシーケンスで行われてもよい。また、MRI装置100は、トリガ信号(例えば、R波)からの遅延時間を同じにして各スライスを収集することが望ましい。なお、「マルチスライス像収集」は、「マルチスライス撮像」等とも称される。
 ステップS101:まず、撮像条件設定部133aが、操作者による撮像条件の入力を入力部134を介してGUI上で受け付け、受け付けた撮像条件に従ってシーケンス情報を生成する。また、撮像条件設定部133aは、撮像条件の1つとして、マルチスライス像収集時の呼吸時相を設定する。
 図3は、第1の実施形態における呼吸時相設定用のGUIを示す図である。図3に示すように、例えば、撮像条件設定部133aは、GUI上に、呼吸時相として「吐き止め」若しくは「吸い止め」を選択させるチェックボックスを表示し、操作者による選択を受け付ける。そして、撮像条件設定部133aは、選択された呼吸時相を、マルチスライス像収集時の呼吸時相として設定する。例えば、第1の実施形態では、撮像条件設定部133aは、マルチスライス像収集時の呼吸時相として、「吐き止め」を設定する。
 「吐き止め」とは、息を吸って吐いてを繰り返す呼吸時相のうち、被検体Pが息を吐き切ったところの呼吸時相である。また、「吸い止め」とは、被検体Pが息を最も吸い込んだところの呼吸時相である。「吐き止め」のマルチスライス像で位置決めをすることが望ましいか、あるいは「吸い止め」のマルチスライス像で位置決めをすることが望ましいかは、後続のイメージングスキャンで実行されるプロトコルの種類等に応じて異なる。一般に、「吐き止め」には、呼吸動の高さが安定し易いという利点がある。一方、「吸い止め」には、被検体Pの負荷が軽いという利点がある。このため、例えば、精度が求められるプロトコルの場合には、「吐き止め」で収集し、それ以外の場合には「吸い止め」で収集する、といった使い分けが考えられる。
 ステップS102:図2に戻り、続いて、受信コイル109を装着した被検体Pが寝台105の天板105a上に載置され、天板105aが所定位置に移動されると、シーケンス制御部120が、シーケンス情報に基づきパルスシーケンスの実行を制御することによって、心臓及び横隔膜を含む範囲の3次元MRデータを収集する。
 図4は、第1の実施形態における3次元MRデータを説明するための図である。図4に示すように、例えば、シーケンス制御部120は、磁場中心を中心に、MRI装置100として設定可能な最大FOV(Field Of View)(例えば、静磁場強度の均一性を担保可能な範囲)で3次元MRデータを収集する。後述するように、この3次元MRデータから生成された3次元画像は、横隔膜の位置や、心臓の上端位置及び下端位置の検出に用いられる。このため、3次元MRデータは、ランドマークとして用いられる部位を含む範囲で収集される必要がある。例えば、第1の実施形態において、3次元MRデータは、心臓及び右横隔膜の凸面の頂点を含む範囲で収集されることが望ましい。
 また、図4に示すように、例えば、シーケンス制御部120は、頭足方向を読み出し方向に設定し、左右方向を位相エンコード方向に設定し、背腹方向をスライスエンコード方向に設定して、3次元MRデータを収集する。横隔膜の位置情報や、心臓の位置情報は、冠状断面上における画像特徴が、自動検出においても、検出結果を確認するにおいても、最も有効である。また、冠状断面上の2方向である頭足方向と左右方向とでは、左右方向の方が、撮像範囲外の折り返しの影響が少ない。以上の理由から、3次元MRデータは、上述したエンコード方向の組み合わせで収集することが望ましい。
 また、例えば、シーケンス制御部120は、GE(Gradient Echo)系のパルスシーケンスを用いて3次元MRデータを収集する。GE系のパルスシーケンスは、小さなフリップ角の励起パルス及び傾斜磁場パルスを印加する手法であるので、SE(Spin Echo)系のパルスシーケンスに比較して、TR(Repetition Time)が短い。例えば、シーケンス制御部120は、3D FFE(Fast Field Echo)や、3D SSFP(Steady-State Free Precession)を用いて、3次元MRデータを収集する。例えば、3D FFEの場合、各種パラメータは、息止め可能な時間を目安として設定される。例えば、パラメータは、心電同期(ECG(Electrocardiogram))なしで、TR/TE(Echo Time)=3.7/1.3(ms)、92~96(位相エンコード方向)×256~366(読み出し方向)×30~40(スライス方向)等である。
 また、例えば、シーケンス制御部120は、2D FFE、2D SSFP、2D FASEを用いたマルチスライス撮像によって、3次元MRデータを収集してもよい。また、撮像時間の延長を伴うが、シーケンス制御部120は、T2プリパレーション(preparation)パルスを印加してもよい。T2プリパレーションパルスを印加することで、画像のコントラストを強調することができる。
 なお、MRIにおいては、一部の領域についてMR信号を収集せずに、未収集領域のMR信号を、複素共役性を利用した数学的処理により推定するハーフスキャン法がある。例えば、位相エンコード方向、スライスエンコード方向、又はその両方向に対するハーフスキャン法の適用を併用してもよい。
 ステップS103:図2に戻り、次に、画像生成部136が、ステップS102において収集された3次元MRデータを用いて3次元画像を生成する。
 ステップS104:そして、領域導出部133bが、ステップS103において生成された3次元画像から、肝臓上の横隔膜の頂点位置、並びに、心臓の上端位置及び下端位置を検出する。横隔膜の頂点位置は、マルチスライス像収集において呼吸動をモニタリングするために印加される、動き検出パルスの印加領域の導出に用いられる。また、心臓の上端位置及び下端位置は、マルチスライス像の撮像領域の導出に用いられる。例えば、心臓の上端位置は、肺動脈の分岐位置であり、下端位置は、左室心尖位置である。
 図5は、第1の実施形態における位置情報の検出処理手順を示すフローチャートである。図5は、図2のステップS104の処理に対応する。また、図6は、第1の実施形態における位置情報の検出を説明するための図である。
 ステップS104-1:図5に示すように、まず、領域導出部133bは、モデル画像を、モデル画像が予め記憶された記憶部132から読み出す。なお、この場合、領域導出部133bは、例えば、ステップS101で設定された撮像条件(プロトコル等)を判定し、その目的に合致したモデル画像を読み出す。第1の実施形態において、モデル画像とは、予め被検体P(例えば、標準的な1人の患者)をMRI装置100によって撮像することで得られたMR画像である。また、実施形態はこれに限られるものではなく、モデル画像として、例えば、複数の患者を撮像することで得られた画像の平均画像を用いてもよい。また、モデル画像は、画像処理が施された画像でもよい。
 図6において、モデル画像M1及びモデル画像M2は、右横隔膜の凸面の頂点位置P1、及び、心臓の上端位置P2及び下端位置P3が既知であるモデル画像であり、いずれも同じモデル画像である。一方、入力画像I1は、図2のステップS103で生成された画像であり、入力画像I2は、この入力画像I1に対して、後述する剛体変形若しくは非剛体変形の画像処理を行った画像である。また、合成画像F1は、モデル画像M1と入力画像I1との合成画像であり、合成画像F2は、モデル画像M2と入力画像I2との合成画像である。なお、合成画像F1及び合成画像F2は、いずれも、2つの画像の差分を説明するためのものであり、領域導出部133bによる位置情報検出処理に用いられるものではない。なお、いずれの画像も、3次元の画像である。
 ステップS104-2:図5に戻り、領域導出部133bは、モデル画像に一致するように、入力画像に対して剛体変形若しくは非剛体変形の画像処理(g)を行う。例えば、領域導出部133bは、下記の(1)式を解き、画像変形パラメータを求めるレジストレーションを行う。
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 (1)式における『i』は、画像の位置ベクトルであり、『I(i)』は、位置iにおける入力画像の画素値であり、『M(i)』は、位置iにおけるモデル画像の画素値である。また、関数『E』は、入力画像とモデル画像との類似度の評価関数である。関数『E』は、類似しているほど値が低くなる関数であり、対応画素同士の二乗誤差の総和等で実現される。また、関数『g』は、画像変形の関数であり、剛体変形や、Affine変換、Thin-Plate-Spline変換等の非剛体変形の関数である。
 例えば、図6では、モデル画像M1(若しくはモデル画像M2)に一致するように、入力画像I1に対して、剛体変形若しくは非剛体変形の画像処理(g)を行った結果、入力画像I2が得られた様子を示す。合成画像F1に比較して、合成画像F2は、2つの画像の差分が少なくなっている。
 ステップS104-3:図5に戻り、領域導出部133bは、剛体変形若しくは非剛体変形後の入力画像で、右横隔膜の凸面の頂点位置、並びに、心臓の上端位置及び下端位置を特定する。例えば、図6に示すように、モデル画像M2では、右横隔膜の凸面の頂点位置、並びに、心臓の上端位置及び下端位置が、3次元で既知である。そこで、モデル画像M2と一致するように剛体変形若しくは非剛体変形された入力画像I2でも、同じ位置に、右横隔膜の凸面の頂点位置、並びに、心臓の上端位置及び下端位置を特定することができる。なお、各位置は、点で特定されてもよいし、ある程度の範囲を有する領域で特定されてもよい。
 ステップS104-4:続いて、領域導出部133bは、剛体変形若しくは非剛体変形後の入力画像を元の入力画像に逆変形する画像処理(g-1)を行う。すると、図6に示すように、領域導出部133bは、逆変形後の入力画像I1上に、右横隔膜の凸面の頂点位置、並びに、心臓の上端位置及び下端位置を特定することができる。
 なお、横隔膜の頂点位置、並びに、心臓の上端位置及び下端位置の自動検出手法は、上述したレジストレーション処理に限られるものではない。例えば、領域導出部133bは、横隔膜の頂点位置、心臓の上端位置、及び、心臓の下端位置それぞれを中心とした周囲パターンを考え、平均画像をテンプレートとしてマッチングする処理や、サポートベクタマシン等の識別器を用いた処理によって、自動検出してもよい。
 ステップS105:図2に戻り、領域導出部133bは、ステップS104において検出したこれらの位置情報に基づいて、動き検出パルスの印加領域、及び、マルチスライス像の撮像領域を導出する。
 図7及び図8は、第1の実施形態における各種領域の導出を説明するための図である。例えば、図7に示すように、入力画像I1上には、右横隔膜の凸面の頂点位置P1、心臓の上端位置P2、及び心臓の下端位置P3が、特定されている。また、図7に示すように、動き検出パルスの印加領域MP1及びMP2は、その直方体の大きさが予め定められている。なお、第1の実施形態においては、動き検出パルスの印加方式として、SE(Spin Echo)法の励起パルスとリフォーカスパルスとを交差させて四角柱状の領域を励起する2面の交差方式を採用する。このため、動き検出パルスの印加領域は、MP1及びMP2の2つである。
 そこで、例えば、領域導出部133bは、右横隔膜の凸面の頂点位置P1が、交差する四角柱状の領域(図7において実線で表現)の中心に位置付けられるように、予め大きさの定まった直方体の印加領域MP1及びMP2を設定する。なお、領域導出部133bは、印加領域MP1及びMP2が、対象である心臓の領域と重ならないように、その交差具合を調整する。これは、心臓の領域からMRデータが収集される直前に、動き検出パルスの印加領域からMRデータが収集される場合、心臓の領域に印加領域が重なってしまうと、縦磁化の回復との関係で、心臓の画像にアーチファクトが生じてしまうおそれがあるからである。
 また、例えば、領域導出部133bは、入力画像I1上で特定された、心臓の上端位置P2及び下端位置P3に基づいて、マルチスライス像の撮像領域を導出する。図8に示すように、例えば、領域導出部133bは、心臓の上端位置及び下端位置を含む所定範囲、すなわち、心臓の上端位置から頭方向に所定のオフセットL1を取った位置と、心臓の下端位置から足方向に所定のオフセットL2を取った位置とを、スライス方向の撮像領域として導出する。
 このオフセットL1及びL2の長さには、固定の値を用いてもよく、被検体P毎に異なる可変の値を用いてもよい。例えば、領域導出部133bは、被検体Pの身長、体重等の体型を示す情報や、被検体Pの年齢、性別、心拍数、脈拍数、病歴、運動歴、喫煙歴等の情報を予め取得し、これらの情報に基づいて、オフセットトL1及びL2の長さを変更してもよい。また、例えば、領域導出部133bは、設定可能な情報について操作者から設定を受け付ける等して、オフセットL1及びL2の長さを変更してもよい。
 なお、領域導出部133bは、マルチスライス像の撮像領域のうち、左右方向及び背腹方向については、例えば、少なくとも心臓が含まれる範囲となるように予め定めた固定の値を用いればよい。また、例えば、領域導出部133bは、頭足方向の撮像領域と同様に、被検体P毎に異なる可変の値を用いてもよい。
 なお、上述では、予め、動き検出パルスの印加領域や、マルチスライス像の撮像領域のうち、左右方向及び背腹方向については、予めその大きさを定めておく例を説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、領域導出部133bは、入力画像上で特定した心臓の大きさや、右横隔膜の凸面の頂点と心臓との距離等の情報に基づいて、適宜、各種領域の大きさや向きを調整してもよい。また、例えば、領域導出部133bは、モデル画像上で、直方体の各種領域自体を設定しておいてもよい。この場合、逆変形の過程で、各種領域が直方体の形状を維持できなくなると考えられるが、逆変形後に、領域導出部133bが、直方体の形状に整えてもよい。
 こうして、領域導出部133bによって、動き検出パルスの印加領域、及び、マルチスライス像の撮像領域が導出された。なお、図2では説明を省略するが、領域導出部133bは、この段階で、領域導出部133bによって導出された各種領域を操作者に確認させるための確認画面を表示部135に表示してもよい。
 ステップS106:次に、シーケンス制御部120は、各種準備スキャンを行った後、被検体Pの自然呼吸下で、ステップS101で設定された呼吸時相のマルチスライス像を収集する。また、シーケンス制御部120は、横隔膜の頂点位置から呼吸動を検出することでマルチスライス像のMRデータの収集タイミングを制御し、所望の呼吸時相におけるマルチスライス像を収集する。
 なお、準備スキャンには、例えば、各コイルエレメント(若しくはチャネル)の配列方向の感度を示すプロファイルデータを収集するためのスキャン、各コイルエレメント(若しくはチャネル)の感度分布を示す感度マップを収集するためのスキャン、RFパルスの中心周波数を求めるためのスペクトラムデータを収集するためのスキャン、静磁場の均一性を調整するために補正コイル(図示を省略)に流す電流値を求めるためのスキャン等がある。なお、準備スキャンは、必ずしもこのタイミングで行わなければならないものではない。例えば、準備スキャンは、マルチスライス像の収集の後に行われてもよい。また、感度マップは、通常、画像生成処理までに収集されればよい。
 図9及び10は、第1の実施形態におけるマルチスライス像の収集を説明するための図である。第1の実施形態において、シーケンス制御部120は、動き検出パルスの印加領域から収集されたMRデータを1次元フーリエ変換することで横隔膜の頂点位置を検出し、検出した頂点位置から呼吸時相を特定する。また、シーケンス制御部120は、心電信号に同期しながら、マルチスライス像の撮像領域からMRデータを収集する直前に、動き検出パルスの印加領域からMRデータを収集し、特定した呼吸時相が所望の呼吸時相であった場合に、マルチスライス像のMRデータを収集する。
 図9において、白丸及び黒丸は、心電信号に同期した、動き検出パルスの印加領域からMRデータを収集するタイミングを示す。また、横隔膜の頂点位置が点線で示される区間内の場合に、所望の呼吸時相の区間であることを示す。即ち、白丸は、心電信号に同期した収集タイミングではあるが、所望の呼吸時相ではないことを示す。この場合、シーケンス制御部120は、マルチスライス像のMRデータを収集しない。一方、黒丸は、心電信号に同期した収集タイミングであり、且つ、所望の呼吸時相であることを示す。この場合、シーケンス制御部120は、動き検出パルスを印加した直後に、マルチスライス像のMRデータを収集する。
 図10では、心電信号と、横隔膜の頂点位置と、MRデータの収集タイミングとを示す。第1の実施形態においては、心位相が「拡張期」、且つ、呼吸時相が「吐き止め」のマルチスライス像が収集される。そこで、シーケンス制御部120は、心電信号に同期して、拡張期のタイミングで動き検出パルスのMRデータを収集し(図10において黒塗りの四角)、このMRデータから検出される横隔膜の頂点位置が所望の呼吸時相の区間内であれば、その直後に、例えば1スライス分のマルチスライス像を収集する(図10において白塗りの四角)。一方、シーケンス制御部120は、動き検出パルスのMRデータから検出される横隔膜の頂点位置が所望の呼吸時相の区間外であれば、その直後のマルチスライス像の収集を行わない(図10において点線の四角)。
 例えば、図10に示す例の場合、マルチスライス像のうちのスライス1が収集された後、2回の拡張期のタイミングでは、所望の呼吸時相の区間内ではないため収集が行われず、その後、スライス2、スライス3が収集される。このように、シーケンス制御部120は、自由呼吸下で、ある一定期間、マルチスライス像を収集するプロトコルを実行し、心位相が「拡張期」、且つ、呼吸時相が「吐き止め」のタイミングで、例えば18スライス分のマルチスライス像を収集する。なお、シーケンス制御部120は、心位相が「拡張期」、且つ、呼吸時相が「吐き止め」となるタイミングが18回分確保可能な、ある程度長い期間を設定してプロトコルを実行してもよい。あるいは、シーケンス制御部120は、18スライス分のマルチスライス像が収集された段階で、プロトコルの実行を終了してもよい。なお、ここでは、説明の便宜上、「マルチスライス像の収集」と述べるが、シーケンス制御部120によって収集された、1スライス分のMRデータを画像生成部136が再構成することで、マルチスライス像のうちの1スライス分が生成される。
 ステップS107:図2に戻り、撮像条件設定部133aが、シーケンス制御部120によって収集されたマルチスライス像から、診断用断面像の位置情報である断面位置を算出する。例えば、撮像条件設定部133aは、マルチスライス像から、心臓の特徴部位の位置を検出し、検出した位置に基づいて、診断用断面像を位置決めするための位置決め画像全ての断面位置(例えば、長軸ベクトル、短軸ベクトル等)を算出する。ここで、位置決め画像として算出される各断面像は、互いに交差する関係にある。そして、撮像条件設定部133aは、算出した断面位置に基づいて、位置決め画像の断面像全てを算出する。
 ステップS108:続いて、撮像条件設定部133aは、算出したこれらの断面像を、例えば、6断面像並べて、表示部135に表示する。図11は、第1の実施形態における位置決め用のGUIを示す図である。例えば、撮像条件設定部133aは、図11に示すように、位置決め画像として、垂直長軸像(VLA(Vertical Long Axis))、水平長軸像(HLA(Horizontal Long Axis))、左室短軸像(SA(Short Axis))、四腔断面像(4ch)、二腔断面像(2ch)、三腔断面像(3ch)を並べて表示する。なお、撮像条件設定部133aは、図11に示すように、各断面像上に、他の断面像との交差線情報を重畳表示してもよい。なお、図11においては説明の便宜上表現を省略したが、6種類の各断面像は、例えば色分けされた枠に囲まれて表示され、その枠の色と交差線情報の色とを一致させることで、各断面像上に示される交差線が、どの断面像との交差線であるかを表現してもよい。
 ステップS109:そして、撮像条件設定部133aは、表示部135に表示した6断面像に対する位置決め操作を操作者から受け付け、位置決めが終了したか否かを判定する。
 ステップS110:シーケンス制御部120は、ステップS109において位置決めが終了すると、イメージングスキャンを実行する。
 なお、上述では、位置決め画像として6種類の基本断面像を生成し、また、前段の処理で確定した各基本断面像の位置に従ってイメージングスキャンを実行する例を説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。まず、マルチスライス像から位置決め画像として生成する断面像の数、種類、また、これを一覧表示するか個別表示するか等は、任意に変更することができる。例えば、撮像条件設定部133aは、2種類以上の断面像を生成すればよい。ここで、位置決め画像として生成される断面像は、標準化プロトコルによって定められている断面像に限られず、任意の断面像であってよい。また、イメージングスキャンで収集する断面像についても、その数、種類等を、任意に変更することができる。例えば、シーケンス制御部120は、1種類以上の断面像を収集すればよい。
 また、位置決め画像として生成する断面像の数、種類は、イメージングスキャンで収集する断面像の数、種類に必ずしも依存するものではない。例えば、当初の計画では予定していなかった断面像を後の計画変更で収集する場合もある。新たな断面像を収集するたび基本断面像の位置決めからやり直すとすると、その分操作者に手間が生じることにもなる。この点、例えば、イメージングスキャンで予定されている断面像よりも多くの種類の断面像についてその位置決めが事前に終了していれば、このような計画変更にも柔軟に対応することが可能になる。
(第1の実施形態の変形例1)
 上述した第1の実施形態では、心電同期の下、1つの心位相(「拡張期」)のタイミングで、且つ呼吸時相のタイミングも合った場合にMRデータを収集する例を説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。シーケンス制御部120は、例えば、2つ以上の心位相のタイミングで、MRデータを収集してもよい。この場合、シーケンス制御部120は、心位相の異なる2セット分のマルチスライス像を得ることができる。
 図12は、第1の実施形態の変形例1におけるマルチスライス像の収集を説明するための図である。例えば、図12に示すように、シーケンス制御部120は、心電信号に同期して、まず収縮期のタイミングで動き検出パルスのMRデータを収集し(図12において黒塗りの四角)、このMRデータから検出される横隔膜の頂点位置が所望の呼吸時相の区間内であれば、その直後に、例えばマルチスライス像のうちの1スライス分を収集する(図12において白塗りの四角)。一方、シーケンス制御部120は、動き検出パルスのMRデータから検出される横隔膜の頂点位置が所望の呼吸時相の区間外であれば、その直後のマルチスライス像の収集を行わない(図12において点線の四角)。また、シーケンス制御部120は、続いて、拡張期のタイミングで動き検出パルスのMRデータを収集し(図12において黒塗りの四角)、このMRデータから検出される横隔膜の頂点位置が所望の呼吸時相の区間内であれば、その直後に、例えばマルチスライス像のうちの1スライス分を収集する(図12において白塗りの四角)。一方、シーケンス制御部120は、動き検出パルスのMRデータから検出される横隔膜の頂点位置が所望の呼吸時相の区間外であれば、その直後のマルチスライス像の収集を行わない(図12において点線の四角)。
(第1の実施形態の変形例2)
 また、上述した変形例1では、「収縮期」及び「拡張期」両方のタイミングで、同一のスライスを収集する例を説明した。即ち、「収縮期」のタイミングで「スライス1」を収集した後、「拡張期」のタイミングでも、同じく「スライス1」を収集した。しかしながら、実施形態はこれに限られるものではない。図13は、第1の実施形態の変形例2におけるマルチスライス像の収集を説明するための図である。例えば、シーケンス制御部120は、図13に示すように、「収縮期」と「拡張期」とで同一のスライスを収集するのではなく、1回の収集で1スライス分を収集した後、次の収集では次のスライスを収集する。例えば、シーケンス制御部120は、「収縮期」で「スライス1」を収集した後、同じ心拍内の「拡張期」では「スライス2」を収集する。図13では、「スライス3」から「スライス16」までの図示を省略する。そして、例えば、シーケンス制御部120は、「スライス18」までの収集を終えると、今度は、「スライス18」から逆順で収集を行うことで、「収縮期」及び「拡張期」のそれぞれについて、18スライス分のマルチスライス像を収集する。
(第1の実施形態の効果)
 上述してきたように、第1の実施形態によれば、先に収集した3次元MRデータから横隔膜の頂点位置を自動検出し、自動検出した頂点位置に基づき動き検出パルスの印加領域を自動設定することで、自由呼吸下におけるマルチスライス像の収集を簡易に実現することができる。
(第2の実施形態)
 上述した第1の実施形態では、1つの呼吸時相のタイミングでMRデータを収集する例を説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。シーケンス制御部120は、例えば、2つ以上の呼吸時相のタイミングで、MRデータを収集してもよい。この場合、シーケンス制御部120は、呼吸時相の異なる2セット分のマルチスライス像を得ることができる。
 図14及び15は、第2の実施形態におけるマルチスライス像の収集を説明するための図である。図14に示すように、所望の呼吸時相は、呼吸時相1(「吐き止め」)と、呼吸時相2(「吸い止め」)の2呼吸時相である。
 図15に示すように、第2の実施形態においては、心位相が「拡張期」、且つ、呼吸時相が「吐き止め」のマルチスライス像と、心位相が「拡張期」、且つ、呼吸時相が「吸い止め」のマルチスライス像とが収集される。そこで、シーケンス制御部120は、心電信号に同期して、拡張期のタイミングで動き検出パルスのMRデータを収集し(図15において黒塗りの四角)、このMRデータから検出される横隔膜の頂点位置が、「吐き止め」若しくは「吸い止め」のいずれかの区間内であれば、その直後に、例えばマルチスライス像のうちの1スライス分を収集する(図15において白塗りの四角)。一方、シーケンス制御部120は、動き検出パルスのMRデータから検出される横隔膜の頂点位置が、「吐き止め」若しくは「吸い止め」のいずれの区間内でもなければ、その直後のマルチスライス像の収集を行わない(図15において点線の四角)。
 このように、シーケンス制御部120は、自由呼吸下で、ある一定期間、マルチスライス像を収集するプロトコルを実行し、心位相が「拡張期」、且つ、呼吸時相が「吐き止め」のタイミング、並びに、心位相が「拡張期」、且つ、呼吸時相が「吸い止め」のタイミングで、それぞれ、例えば18スライス分のマルチスライス像を収集する。なお、シーケンス制御部120は、それぞれのタイミングが18回分ずつ確保可能な、ある程度長い期間を設定してプロトコルを実行してもよい。あるいは、シーケンス制御部120は、18スライス分のマルチスライス像が2セット分収集された段階で、プロトコルの実行を終了してもよい。
 なお、このように複数セット分のマルチスライス像が収集された場合、例えば、撮像条件設定部133aは、算出したこれらの断面像を、例えば、12断面像並べて、表示部135に表示してもよい。図16は、第2の実施形態における位置決め用のGUIを示す図である。図16に示すように、撮像条件設定部133aは、例えば、呼吸時相が「吸い止め」のタイミングで収集されたマルチスライス像から生成された6断面像と、呼吸時相が「吐き止め」のタイミングで収集されたマルチスライス像から生成された6断面像とを、並べて表示部135に表示する。
(第2の実施形態の効果)
 上述してきたように、第2の実施形態によれば、2以上の呼吸時相を設定し、1つのプロトコルで実行されるパルスシーケンス内で、2以上の呼吸時相分のマルチスライス像を同時に収集するので、複数の呼吸時相に対応するマルチスライス像を後段の処理に提供することができる。
 例えば、診断用断面像と呼吸時相との組み合わせを適宜選択することが可能になる。また、後段のイメージングスキャンにおいて、例えば「吸い止め」のマルチスライス像で位置決めをすることが望ましいイメージングスキャンと、例えば「吐き止め」のマルチスライス像で位置決めをすることが望ましいイメージングスキャンとが混在している場合に、その両方に対応することができる。また、当初予定していなかったプロトコルが追加になった場合にも、事前に複数の呼吸時相に対応するマルチスライス像を収集できているので、マルチスライス像の収集をやり直す必要もなく、対応することができる。
 なお、「プロトコル」とは、撮像条件の設定情報を含むパルスシーケンス情報である。MRI装置100による検査には、各種プリスキャンや、イメージングスキャンといった、一連のパルスシーケンス群が含まれる。また、各パルスシーケンスには、TR(Repetition Time)やTE(Echo Time)、FA(Flip Angle)等の撮像条件が設定される。MRI装置100は、これらの設定情報に従いながら、一連のパルスシーケンス群を順次実行する。
 MRI装置100は、これら撮像条件の設定情報(事前に設定されたプリセット情報を含む)を含むパルスシーケンス情報を「プロトコル」として管理し、提供している。例えば、医師や技師等の操作者は、検査の撮像計画を立てる際、MRI装置100が管理、提供するプロトコル群を撮像計画画面上に読み出し、プリセットされた設定情報を必要に応じて変更しながら、これらを撮像計画に組み入れる。
 このプロトコル群には、例えば、感度マップを収集するためのプロトコルや、シミングのためのプロトコル、マルチスライス像を収集するためのプロトコル、イメージングのためのプロトコル等が、それぞれ、1つ又は複数含まれる。また、イメージングのためのプロトコルは、例えば、心臓の基本断面像を収集するためのプロトコル、心臓全体における冠動脈の走行を画像化するためのプロトコル、シネ画像を収集するためのプロトコル等、画像化の目的別に存在する。即ち、1つの「プロトコル」は、操作者による何らか操作といった待ち時間を挟むことなく、連続的に一連の処理として実行されるパルスシーケンスの単位であると言うことができる。
(その他の実施形態)
 なお、実施形態は、上述した第1及び第2の実施形態に限られるものではない。
(呼吸時相設定用のGUI)
 上述した実施形態においては、呼吸時相設定用のGUIとして、呼吸時相として「吐き止め」若しくは「吸い止め」を選択させるチェックボックスを表示するGUIを説明した。しかしながら、実施形態はこれに限られるものではない。
 図17及び18は、その他の実施形態における呼吸時相設定用のGUIを示す図である。例えば、図17に示すように、撮像条件設定部133aは、呼吸時相として、「吐き止め」と「吸い止め」との間の中間の呼吸時相をも選択可能なチェックボックスをGUIとして表示してもよい。また、例えば、図18に示すように、スライダー型のGUIを表示してもよい。この場合、操作者は、例えば、マウス等の入力部134を介してつまみを調整することで、任意の呼吸時相を設定することができる。
(非選択的収集)
 また、上述した実施形態においては、心位相のうち、所望の心位相のデータが選択的に収集される例や、呼吸時相のうち所望の呼吸時相のデータが選択的に収集される例を説明してきた。しかしながら、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、シーケンス制御部120は、被検体の心周期や呼吸周期とは独立に、マルチスライス像のMRデータを連続的に収集してもよい。この場合、MRI装置100は、これと同時に、心電信号や呼吸信号のデータを併せて収集する。そして、画像生成部136が、心電信号や呼吸信号のデータを用いて、連続的に収集されたマルチスライス像のMRデータのうち所望の心位相や呼吸時相に対応するMRデータを特定し、特定したMRデータを用いて、選択的に、所望の心位相や呼吸時相におけるマルチスライス像を生成する。
 図19は、その他の実施形態におけるマルチスライス像の収集を説明するための図である。図19の(A)に示すように、例えば、シーケンス制御部120は、呼吸時相が「吸い止め」のタイミングでMRデータを収集し、それ以外のタイミングではMRデータを収集しないものの、呼吸時相が「吸い止め」の区間内では、心周期とは独立に連続的にMRデータを収集する。また、図19の(B)に示すように、例えば、シーケンス制御部120は、心周期とも呼吸時相とも独立に連続的にMRデータを収集する。
(動き検出パルスの印加領域)
 また、上述した実施形態においては、右横隔膜の凸面の頂点をランドマークとして動き検出パルスの印加領域を求めたが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、脾臓上の横隔膜の頂点位置(左横隔膜(心尖部側))をランドマークとして検出して動き検出パルスの印加領域を求めてもよい。また、この場合、例えば、領域導出部133bは、複数の印加領域の候補を求めて確認画面に表示し、操作者による選択を受け付けてもよい。また、例えば、領域導出部133bは、より適切な印加領域を判定して、最適な印加領域のみを確認画面に表示するか、あるいは優先順位とともに印加領域を表示してもよい。この判定は、例えば、心臓の撮像領域との重なり具合等を基準に行うことができる。なお、複数の候補を求める点等、上述した内容は、他の実施形態においても同様に適用することができる。
 また、例えば、上述した実施形態においては、動き検出パルスの印加方式として2面の交差方式を説明したが、実施形態はこれに限られるものではなく、例えば、GE系のパルスシーケンスで用いられるペンシルビーム方式でもよい。
 また、例えば、上述した実施形態においては、動き検出パルスの印加領域から収集されたMRデータを1次元フーリエ変換することで横隔膜の移動量を検出する「1D Motion Probe」を用いた手法を説明したが、実施形態はこれに限られるものではなく、例えば、「2D Motion Probe」を用いた手法でもよい。「2D Motion Probe」では、動き検出パルスの印加領域から収集されたMRデータに対して2次元フーリエ変換が施され、画像化されたデータに基づき、例えば、横隔膜の上下方向や前後方向の移動量が検出される。この場合、「2D Motion Probe」の断面設定は、特定された横隔膜の頂点位置(点)を通る体軸方向のラインを軸とした、例えば、2D水平断面として設定することができる。あるいは、重要な臓器、若しくは脈管系統の位置も特定できているため、横隔膜の頂点位置(点)を通る体軸方向のラインを軸として、これらの重要臓器等を避けるような角度で断面設定を行うようにしてもよい。
(対象臓器)
 また、第1の実施形態においては、対象とする臓器として心臓を想定したが、実施形態はこれに限られるものではなく、他の臓器でもよい。例えば、肝臓を対象としてもよい。
(呼吸時相の設定)
 また、上述した実施形態においては、マルチスライス像の収集対象となる呼吸時相を、操作者からの設定によって受け付ける手法を説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、撮像条件設定時には、撮像条件設定部133aが、撮像条件設定用のGUIを表示し、操作者から、プロトコルの指定を受け付ける場合がある。例えば、MRI装置100は、ここで受け付けた、イメージングスキャンのプロトコルの指定に基づいて、所望の呼吸時相を判定し、その判定結果を、シーケンス制御部120によるタイミングの制御や、画像生成部136によって事後的に選択的に画像が生成される場合の制御に反映させてもよい。
 即ち、例えば、イメージングスキャンで実行されるプロトコルとして選択されたプロトコルが、呼吸時相「吸い止め」に適したプロトコルである場合には、シーケンス制御部120は、呼吸時相「吸い止め」のタイミングでマルチスライス像を収集するよう、タイミングを制御する。また、例えば、イメージングスキャンで実行されるプロトコルとして選択されたプロトコルが、呼吸時相「吸い止め」及び「吐き止め」の両方に適し得るプロトコルである場合には、シーケンス制御部120は、呼吸時相「吸い止め」及び「吐き止め」のタイミングでマルチスライス像を収集するよう、タイミングを制御する。
(その他領域の導出)
 また、上述した実施形態においては、領域導出用に収集したMRデータから、撮像領域の他に、動き検出パルスの印加領域を導出する例を説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。領域導出部133bは、領域導出用に収集したMRデータから、空間的な位置の設定を伴う各種パルスの印加領域を導出することができる。例えば、領域導出部133bは、サチュレーションパルスや他のASLパルスの(1つ、又は複数の)印加領域を導出することができる。
 また、領域導出部133bは、領域導出用に収集したMRデータから各種パルスの印加領域を導出するだけでなく、その他の領域を導出してもよい。例えば、領域導出部133bは、MRデータから被検体Pに外接する直方体領域を検出し、この直方体領域より広い範囲を感度マップ撮像の撮像範囲として導出してもよい。また、例えば、領域導出部133bは、MRデータから心臓に外接する直方体領域を検出し、この直方体領域を含む所定範囲をシミング撮像の撮像範囲として導出してもよい。
(画像処理)
 また、領域導出のための画像処理は、上述した実施形態に限られるものではない。上述した実施形態では、入力画像がモデル画像に一致するようにレジストレーションする手法を説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、モデル画像を変形させて入力画像とレジストレーションさせることにより各領域を導出する手法でもよい。また、例えば、領域導出部133bは、モデル画像を用いない手法によって、撮像領域や関連領域を導出してもよい。例えば、領域導出部133bは、3次元画像に対して閾値処理を施すことによって、空気領域と空気以外の領域とにセグメンテーションする。続いて、領域導出部133bは、空気領域の境界に、横隔膜面モデルや、心臓を模した球体のモデルをあてはめることで、心臓や、横隔膜の凸面の頂点位置を検出する。そして、領域導出部133bは、これをランドマークとして、心臓の撮像領域や、動き検出パルスの印加領域を導出する。
 また、上述した実施形態において、モデル画像を用いた画像処理を説明したが、このモデル画像は、例えば、年齢や、既往症等に応じて、複数種類準備されていてもよい。上述した実施形態において、入力された撮像条件に基づいてモデル画像が選択される手法を説明したが、例えば、領域導出部133bは、検査のための項目として入力された、被検体Pの年齢や既往症等の情報に基づいて、適切なモデル画像を選択してもよい。
 また、上述した実施形態においては、入力された撮像条件に基づいてモデル画像等が選択される手法を説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、領域導出用にMRデータが収集され、このMRデータから生成された3次元画像が、DICOM(Digital Imaging and Communications in Medicine)規格に則ったデータ構造で記憶部132に格納されたとする。この場合、領域導出部133bは、例えば、この3次元画像に付帯された付帯情報(例えば、『心臓』、『3D FFE』等)に基づいて、モデル画像等を選択してもよい。なお、付帯情報は、例えば、DICOM規格の付帯情報に限られず、MRI装置100固有の付帯される付帯情報であってもよい。
(位置決め用に収集される、所定の呼吸時相のマルチスライス像)
 また、上述した実施形態においては、マルチスライス像収集に先行して3次元MRデータを収集し、この3次元MRデータから検出された位置情報に基づき、マルチスライス像収集のための各種領域(例えば、動き検出パルスの印加領域)を自動設定する手法を説明した。しかしながら、実施形態はこれに限られるものではない。3次元MRデータの収集は、必須の構成ではなく、マルチスライス像収集のための各種領域の自動設定も、必須の構成ではない。
 また、上述した実施形態において、呼吸動のモニタリングは、動き検出パルスを印加する手法で行ったが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、呼吸動のモニタリングは、被検体Pに装着された呼吸センサによって行われる手法でもよい。例えば、呼吸センサは、呼吸による動きを空気圧として検出し、検出した空気圧を電気信号に変換して呼吸信号として出力する。
 即ち、MRI装置100は、何らかの手法による呼吸同期撮像により、所定の呼吸時相のマルチスライス像のデータを収集し、収集したマルチスライス像のデータから、イメージングスキャンで収集される断面像の位置情報である断面位置情報を算出する。そして、MRI装置100は、算出した断面位置情報に基づいて、イメージングスキャンを実行する。
(具体的な数値、処理の順序)
 また、上述した実施形態において例示した具体的な数値や処理の順序は、原則として、一例に過ぎない。例えば、各種領域の導出に用いたランドマークは、任意に変更することができる。また、処理の順序についても、例えば、確認画面を表示しない処理手順等、任意に変更することができる。例えば、図2に示した処理手順では、呼吸時相の設定をステップS101で行う例を説明したが、これに限られるものではなく、マルチスライス像の収集タイミング(ステップS106)までに設定されればよい。また、具体的なパルスシーケンスについても、任意に変更することができる。
 また、上述した実施形態においては、心位相としては「収縮期」や「拡張期」を例示し、呼吸時相としては「吸い止め」や「吐き止め」を例示して、そのうちの所定の組合せを例示して説明したが、いずれも一例に過ぎない。上述した実施形態以外の組合せや、上述した実施形態で例示した以外の心位相や呼吸時相との組合せ等、任意に変更可能である。
(イメージングスキャンにおける呼吸時相の制御)
 また、上述した第2の実施形態では、2以上の呼吸時相でマルチスライス像を収集する場合の例を説明したが、この場合には、前述したように、複数の呼吸時相に対応するマルチスライス像を後段のイメージングスキャンに提供することができる。例えば、イメージングスキャンの実行において、撮像データを収集する呼吸時相を適宜に切り替えることができるようになる。以下では、2以上の呼吸時相でマルチスライス像を収集した場合について、イメージングスキャンにおける呼吸時相の制御に関する実施形態を説明する。
 例えば、イメージングスキャンが、「吐き止め」及び「吸い止め」の少なくとも一方において診断用の撮像データを収集するものであった場合には、シーケンス制御部120は、イメージングスキャンの実行において、撮像データを収集する際に用いる位置決めに関する情報を適宜に切り替える。
 具体的には、シーケンス制御部120は、「吐き止め」のときに撮像データを収集する場合には、「吐き止め」のときに収集されたマルチスライス像を用いて行われた位置決めに関する情報に基づいて撮像データを収集し、「吸い止め」のときに撮像データを収集する場合には、「吸い止め」のときに収集されたマルチスライス像を用いて行われた位置決めに関する情報に基づいて撮像データを収集する。
 この場合には、例えば、撮像条件設定部133aが、「吐き止め」及び「吸い止め」のいずれか一方を、イメージングスキャンにおいて撮像データを収集する呼吸時相として設定する。そして、シーケンス制御部120は、イメージングスキャンの実行において、撮像条件設定部133aによって設定された呼吸時相で撮像データを収集する。
 例えば、撮像条件設定部133aは、「吐き止め」及び「吸い止め」のうちのいずれか一方の呼吸時相を選択する操作を操作者から受け付け、当該操作によって選択された呼吸時相を、イメージングスキャンにおいて診断用の撮像データを収集する呼吸時相として設定する。
 なお、イメージングスキャンでは、複数のプロトコルが実行される場合もある。例えば、MRI装置による心臓検査法では、複数種類の検査が行われるため、イメージングスキャンとして、検査ごとにあらかじめ決められた複数のプロトコルが順次実行される。一例として、MRI装置による心臓検査法では、シネ検査、フロー検査、パフュージョン検査、LGE(Late Gadolinium Enhancement)検査、冠動脈検査が行われる。
 ここで、シネ検査は、心筋や弁の形及び動きを観察するための検査であり、シネ画像を収集するためのプロトコルが実行される。また、フロー検査は、血液の逆流の有無を判別するための検査であり、血流の流れの速さを画像化するためのプロトコルが実行される。また、パフュージョン検査では、虚血の有無を判別するための検査であり、造影剤を用いてパフュージョン画像を収集するためのプロトコルが実行される。また、LGE検査は、心筋梗塞の有無を判別するための検査であり、遅延造影画像を収集するためのプロトコルが実行される。また、冠動脈検査は、冠動脈の狭窄の有無を判別するための検査であり、心臓全体における冠動脈の走行を画像化するためのプロトコルが実行される。
 これらのプロトコルのうち、シネ検査、フロー検査、パフュージョン検査、及びLGE検査のプロトコルは、被検体が息止めした状態で、撮像データの収集が行われる。そして、これらのプロトコルでは、事前に収集されたマルチスライス像を用いて行われた位置決めに関する情報に基づいて、撮像データの収集が行われる。なお、冠動脈検査のプロトコルでは、自由呼吸下で、心臓全体の撮像データが収集される。
 例えば、シネ検査やフロー検査で用いられるプロトコルでは、10~20秒位の息止めが、10~20回程度繰り返し行われる。また、パフュージョン検査で用いられるプロトコルでは、心臓全体にわたって造影剤の灌流状態を観察するため、1分位の息止めが行われる。また、LGE検査で用いられるプロトコルでは、造影剤が流れきらない部分を観察するため、20秒位の息止めが5回程度繰り返される。
 このように、イメージングスキャンが、複数のプロトコルを順次実行するものであった場合には、例えば、撮像条件設定部133aは、被検体が息止めした状態で撮像データを収集するプロトコルについて、プロトコルごとに、撮像データを収集する呼吸時相を設定する。そして、シーケンス制御部120は、イメージングスキャンの実行において、プロトコルごとに、撮像条件設定部133aによって設定された呼吸時相のときに収集されたマルチスライス像を用いて行われた位置決めに関する情報に基づいて、当該呼吸時相で診断用の撮像データを収集する。
 例えば、撮像条件設定部133aは、イメージングスキャンの実行が開始される前に、被検体が息止めした状態で撮像データを収集するプロトコルについて、プロトコルごとに、図3、17又は18に示したGUIと同様のGUIを介して、操作者から呼吸時相の指定を受け付ける。そして、撮像条件設定部133aは、プロトコルごとに、操作者から受け付けた呼吸時相を、撮像データを収集する呼吸時相として設定する。
 ここで、例えば、撮像条件設定部133aは、最初のプロトコルの実行が開始される前に、全てのプロトコルの呼吸時相を設定してもよいし、個々のプロトコルが開始される直前に、次に実行されるプロトコルの呼吸時相を設定してもよい。または、撮像条件設定部133aは、操作者からの要求に応じて、任意のタイミングで、操作者から指定されたプロトコルの呼吸時相を設定してもよい。
 このように、被検体が息止めした状態で撮像データを収集するプロトコルについて、プロトコルごとに、撮像データを収集する呼吸時相を設定することで、例えば、検査の状況や被検体である患者の状態に応じて、プロトコルごとに呼吸時相を切り替えることができるようになる。
 一般的に、「吐き止め」は、「吸い止め」と比べて、息止めした際の横隔膜の位置が安定するが、被検体である患者への負担は大きいことが知られている。一方、「吸い止め」は、「吐き止め」と比べて、息止めした際の横隔膜の位置が不安定であるが、被検体である患者への負担は小さいことが知られている。
 このようなことから、例えば、心臓の検査において、比較的息止め時間が短く、また複数断面位置を何回かに分けて撮像するため呼吸位置の高い精度が要求されるシネ検査については、横隔膜の位置が安定する「吐き止め」で撮像データを収集し、それ以外のプロトコルについては、患者への負担が小さい「吸い止め」で撮像データを収集するように、各プロトコルの呼吸時相を設定する。これにより、検査に要求される精度や患者への負担に応じて、撮像データを収集する呼吸時相を適切に切り替えることができる。
 また、個々のプロトコルが開始される直前に呼吸時相を設定することによって、例えば、「吐き止め」で撮像データを収集するプロトコルを続けた場合に、検査を進める途中で患者の疲労が予想以上に大きくなったときには、それ以降のプロトコルについては負担が小さい「吸い止め」で撮像データを収集するように、呼吸時相を切り替えることができる。これにより、被検体である患者への息止めによる負担を軽減することや、患者の疲労により検査が途中で中断せざる得ない状況を回避することができる。
 なお、イメージングスキャンにおいて撮像データを収集する呼吸時相を設定する方法は、上述した方法に限られない。
 例えば、被検体が息止めした状態で撮像データを収集するプロトコルが実行される場合には、プロトコルが実行されるタイミングで、被検体に対して、息止めする呼吸時相が通知されることが多い。例えば、シーケンス制御部120が、MRI装置100に設けられた音声マイクを介して、息止めする呼吸時相を音声で通知する。例えば、シーケンス制御部120は、「吐き止め」及び「吸い止め」のいずれかにおいて、被検体が息止めした状態で撮像データを収集するプロトコルが実行される場合には、息止めする呼吸時相として、「吐き止め」及び「吸い止め」のいずれかを通知する。
 このような場合には、例えば、イメージングスキャンが実行される前に、操作者によって、イメージングスキャンにおいて息止めする呼吸時相として、「吐き止め」及び「吸い止め」のいずれを被検体に通知するかが選択される。例えば、撮像条件設定部133aは、この操作者による呼吸時相の選択に連動させて、イメージングスキャンにおいて撮像データを収集する呼吸時相を設定してもよい。
 例えば、撮像条件設定部133aは、イメージングスキャンにおいて息止めする呼吸時相として「吐き止め」及び「吸い止め」のいずれを被検体に通知するかを選択する操作を操作者から受け付ける。そして、撮像条件設定部133aは、当該操作によって選択された呼吸時相を、イメージングスキャンにおいて診断用の撮像データを収集する呼吸時相として設定する。
 図20は、その他の実施形態における呼吸時相設定用のGUIを示す図である。例えば図20に示すように、撮像条件設定部133aは、複数のプロトコルについて、「吐き止め」及び「吸い止め」それぞれに対応する2つのチェックボックスをプロトコルごとに配置したリスト状のGUIを表示部135に表示する。
 ここで、図20に示す例は、心臓の検査「Whole Heart」で実行されるプロトコルの例を示しており、「Cine」はシネ検査用のプロトコルを、「Flow」はフロー検査用のプロトコルを、「Perfusion」はパフュージョン検査用のプロトコルを、「LGE」はLGE検査用のプロトコルを、それぞれ示している。
 例えば、撮像条件設定部133aは、イメージングスキャンにおける最初のプロトコルが実行される前に、操作者からの要求に応じて、図20に示すGUIを表示部135に表示する。その後、撮像条件設定部133aは、表示したGUIを介して、プロトコルごとに、「吐き止め」及び「吸い止め」のいずれかのチェックボックスをチェックする操作を操作者から受け付ける。そして、撮像条件設定部133aは、プロトコルごとに、チェックボックスがチェックされた方の呼吸時相を、イメージングスキャンにおいて撮像データを収集する呼吸時相として設定する。
 このように、撮像条件設定部133aが、息止めをする呼吸時相として被検体に通知する呼吸時相を選択する操作に連動させて、イメージングスキャンにおいて撮像データを収集する呼吸時相を設定することによって、イメージングスキャンにおける呼吸時相を効率よく設定することができる。
 なお、ここでは、操作者から呼吸時相の指定を受け付ける場合の例を説明したが、呼吸時相を設定する方法は、これに限られない。例えば、撮像計画時に操作者によって指定されたプロトコルや、他のシステムから取得した被検体に関する情報などに基づいて、撮像データを収集する呼吸時相を設定してもよい。
 例えば、撮像条件設定部133aは、イメージングスキャンにおいて実行されるプロトコルを指定する操作を操作者から受け付け、当該操作によって指定されたプロトコルに基づいて、撮像データを収集する呼吸時相を設定する。
 例えば、前述したように、MRI装置100が、検査の単位ごとに複数のプロトコルをまとめたプロトコル群を管理、提供している場合には、あらかじめ、イメージングスキャンで用いられる各プロトコルの設定情報に、撮像データを収集する呼吸時相を含めておく。ここでいう呼吸時相を示す情報は、例えば、「吐き止め」を示す情報や、「吸い止め」を示す情報などである。
 そして、撮像条件設定部133aは、医師や技師等の操作者が撮像計画を立てる際に、提供するプロトコル群の中から、イメージングスキャンで実行されるプロトコルを含む所望のプロトコル群を選択する操作を操作者から受け付ける。このとき、操作者は、MRI装置100によって管理、提供されているプロトコル群の中から、検査対象の部位や検査の種類、目的などに応じて適宜にプロトコル群を選択する。
 さらに、撮像条件設定部133aは、選択されたプロトコル群に対して、必要なプロトコルを追加したり、不要なプロトコルを削除したりする操作を受け付けることで、1つ又は複数のプロトコルを指定する操作を操作者から受け付ける。このとき、例えば、撮像条件設定部133aは、あらかじめ記憶部132に記憶されているプロトコルの設定情報の中から、指定されたプロトコルの設定情報を読み出す。そして、撮像条件設定部133aは、読み出した設定情報に含まれる呼吸時相を示す情報に基づいて、イメージングスキャンで実行されるプロトコルにおいて撮像データを収集する呼吸時相を設定する。
 このように、MRI装置100が管理、提供するプロトコル群の情報に含まれる呼吸時相を示す情報に基づいて、イメージングスキャンにおける呼吸時相を自動的に設定することによって、呼吸時相の設定にかかる操作者の負担を軽減することができる。
 なお、例えば、MRI装置100は、同じ種類の検査について、若齢者用と高齢者用、初診患者用と経過観察患者用というように、検査の目的に応じてプロトコル群を分けて管理、提供する。例えば、そのような場合に、各プロトコル群について、同じ種類のプロトコルであっても、撮像データを収集する呼吸時相を変えてもよい。
 例えば、心臓の検査について、若齢者用や初診患者用のプロトコル群では、全てのプロトコルについて、横隔膜の位置が安定する「吐き止め」で撮像データを収集するように、各プロトコルの呼吸時相を設定する。また、例えば、同じく心臓の検査について、高齢者用や経過観察患者用のプロトコル群では、高い精度が要求されるシネ検査について、横隔膜の位置が安定する「吐き止め」で撮像データを収集し、それ以外のプロトコルについては、患者への負担が小さい「吸い止め」で撮像データを収集するように、各プロトコルの呼吸時相を設定する。これにより、検査の目的に応じて、撮像データを収集する呼吸時相を適切に切り替えることができる。
 また、撮像条件設定部133aは、操作者からの要求に応じて、図20に示したGUIを表示部135に表示し、プロトコルごとに、プロトコルの情報に基づいて設定した呼吸時相を示す情報をチェックボックスに表示してもよい。そして、撮像条件設定部133aは、GUIを介して、プロトコルごとに、呼吸時相を変更する操作を受け付けて、設定済みの呼吸時相を変更してもよい。これにより、操作者が、任意の時点で、自動的に設定された呼吸時相を、検査の状況や被検体の状態などに応じて適宜に変更することができるようになる。
 また、例えば、撮像条件設定部133aは、検査対象の被検体に関する属性情報又は過去の検査情報を取得し、取得した情報に基づいて、イメージングスキャンにおいて撮像データを収集する呼吸時相を設定してもよい。
 例えば、撮像条件設定部133aは、MRI装置100が、被検体である患者の情報を管理している他のシステムにネットワーク経由で接続されている場合には、そのシステムから検査対象の被検体に関する属性情報又は過去の検査情報を取得する。ここでいう他のシステムは、例えば、病院情報システム(Hospital Information System:HIS)や放射線科情報システム(Radiology Information System:RIS)などである。
 そして、例えば、撮像条件設定部133aは、取得した被検体に関する属性情報に基づいて、イメージングスキャンにおいて撮像データを収集する呼吸時相を設定する。例えば、撮像条件設定部133aは、心臓の検査で実行される複数のプロトコルについて、被検体の年齢が所定の年齢以下である場合には、全てのプロトコルについて、横隔膜の位置が安定する「吐き止め」で撮像データを収集するように呼吸時相を設定する。一方、被検体の年齢が所定の年齢を超えている場合には、撮像条件設定部133aは、高い精度が要求されるシネ検査については、横隔膜の位置が安定する「吐き止め」で撮像データを収集し、それ以外のプロトコルについては、患者への負担が小さい「吸い止め」で撮像データを収集するように呼吸時相を設定する。これにより、被検体の属性に応じて、イメージングスキャンにおいて撮像データを収集する呼吸時相を適切に切り替えることができる。
 また、例えば、撮像条件設定部133aは、取得した被検体に関する過去の検査情報に基づいて、イメージングスキャンにおいて撮像データを収集する呼吸時相を設定する。例えば、撮像条件設定部133aは、心臓の検査で実行される複数のプロトコルについて、被検体が初診である場合には、全てのプロトコルについて、横隔膜の位置が安定する「吐き止め」で撮像データを収集するように呼吸時相を設定する。一方、被検体が過去に同様の心臓の検査をしており、心臓の検査に含まれる複数の検査のうち、特に重要視すべき検査がある場合には、その検査については、横隔膜の位置が安定する「吐き止め」で撮像データを収集し、それ以外のプロトコルについては、患者への負担が小さい「吸い止め」で撮像データを収集するように呼吸時相を設定する。これにより、被検体の検査状況に応じて、イメージングスキャンにおいて撮像データを収集する呼吸時相を適切に切り替えることができる。
(心位相の設定)
 また、上述した実施形態では、心電同期下でマルチスライス像を収集する際に、例えば、「吐き止め」及び「吸い止め」の一方又は両方というように、所定の心位相でマルチスライス像を収集する場合の例を説明した。ここでいう所定の心位相の設定は、例えば、撮像計画時に操作者によって指定されたプロトコルや、他のシステムから取得した被検体に関する情報などに基づいて行ってもよい。
 例えば、撮像条件設定部133aは、マルチスライス像を収集するためのプロトコルを指定する操作を操作者から受け付け、当該操作によって指定されたプロトコルに基づいて、マルチスライス像を収集する心位相を設定する。
 例えば、前述したように、MRI装置100が、検査の単位ごとに複数のプロトコルをまとめたプロトコル群を管理、提供している場合には、あらかじめ、マルチスライス像を収集するためのプロトコルの設定情報に、マルチスライス像を収集する心位相を示す情報を含めておく。例えば、ここでいう心位相を示すは、「拡張期」を示す情報や、「収縮期」を示す情報である。
 そして、撮像条件設定部133aは、医師や技師等の操作者が撮像計画を立てる際に、提供するプロトコル群の中から、マルチスライス像を収集するためのプロトコルを含む所望のプロトコル群を選択する操作を操作者から受け付ける。このとき、操作者は、MRI装置100によって管理、提供されているプロトコル群の中から、検査対象の部位や検査の種類、目的などに応じて適宜にプロトコル群を選択する。
 そして、例えば、撮像条件設定部133aは、あらかじめ記憶部132に記憶されているプロトコルの設定情報の中から、選択されたプロトコル群に含まれるマルチスライス像を収集するためのプロトコルの設定情報を読み出す。そして、撮像条件設定部133aは、読み出した設定情報に含まれる心位相を示す情報に基づいて、マルチスライス像を収集する心位相を設定する。
 このように、MRI装置100が管理、提供するプロトコル群の情報に含まれる心位相を示す情報に基づいて、マルチスライス像を収集する心位相を自動的に設定することによって、心位相の設定にかかる操作者の負担を軽減することができる。
 なお、例えば、MRI装置100は、同じ種類の検査について、若齢者用と高齢者用、軽い違和感から検査する場合と重い心臓疾患のフォローアップで検査する場合、というように、検査の目的に応じてプロトコル群を分けて管理、提供してもよい。その場合には、それぞれのプロトコル群について、同じ種類のプロトコルであっても、マルチスライス像を収集する心位相を変えてもよい。
 一般的に、健常者の心臓は、収縮期よりも拡張期の方が長く、高齢者や重い心疾患患者の場合には、拡張期よりも収縮期の方が長い場合が多い。そこで、例えば、心臓の検査について、若齢者用のプロトコル群では、拡張期でマルチスライス像を収集するように心位相を設定し、高齢者用のプロトコル群では、収縮期でマルチスライス像を収集するように心位相を設定する。これにより、検査の目的に応じて、マルチスライス像を収集する心位相を適切に切り替えることができる。
 また、例えば、撮像条件設定部133aは、検査対象の被検体に関する属性情報又は過去の検査情報を取得し、取得した情報に基づいて、マルチスライス像を収集する心位相を設定してもよい。
 例えば、撮像条件設定部133aは、MRI装置100が、被検体である患者の情報を管理している他のシステムにネットワーク経由で接続されている場合には、そのシステムから検査対象の被検体に関する属性情報又は過去の検査情報を取得する。なお、ここでいう他のシステムとは、例えば、前述した病院情報システムや放射線科情報システムなどである。
 そして、例えば、撮像条件設定部133aは、取得した被検体に関する属性情報に基づいて、マルチスライス像を収集する心位相を設定する。このとき、例えば、撮像条件設定部133aは、被検体の年齢が所定の年齢以下である場合には、拡張期でマルチスライス像を収集するように心位相を設定する。一方、被検体の年齢が所定の年齢を超えている場合には、撮像条件設定部133aは、収縮期でマルチスライス像を収集するように心位相を設定する。これにより、被検体の属性に応じて、マルチスライス像を収集する心位相を適切に切り替えることができる。
 また、例えば、撮像条件設定部133aは、取得した被検体に関する過去の検査情報に基づいて、イメージングスキャンにおいて撮像データを収集する呼吸時相を設定する。このとき、例えば、撮像条件設定部133aは、前回の検査において拡張期でマルチスライス像が収集されていた場合には、今回も拡張期でマルチスライス像を収集するように心位相を設定する。一方、前回の検査において収縮期でマルチスライス像が収集されていた場合には、今回も収縮期でマルチスライス像を収集するように心位相を設定する。これにより、被検体の検査状況に応じて、マルチスライス像を収集する心位相を適切に切り替えることができる。
(画像処理システム)
 また、上述した実施形態においては、医用画像診断装置であるMRI装置100が各種処理を実行する場合を説明したが、実施形態はこれに限られるものではない。例えば、MRI装置100と画像処理装置とを含む画像処理システムが、上述した各種処理を実行してもよい。ここで、画像処理装置とは、例えば、ワークステーション、PACS(Picture Archiving and Communication System)の画像保管装置(画像サーバ)やビューワ、電子カルテシステムの各種装置等である。この場合、例えば、MRI装置100は、シーケンス制御部120による収集を行う。一方、画像処理装置は、MRI装置100によって収集されたMRデータやk空間データを、MRI装置100から、若しくは、画像サーバからネットワーク経由で受信することで、あるいは、記録媒体を介して操作者から入力されること等で受け付けて、記憶部に記憶する。そして、画像処理装置は、記憶部に記憶したこのMRデータやk空間データを対象として、上述した各種処理(例えば、画像生成部136による処理や、領域導出部133bによる処理)を実行すればよい。
(プログラム)
 また、上述した実施形態の中で示した処理手順に示された指示は、ソフトウェアであるプログラムに基づいて実行されることが可能である。汎用コンピュータが、このプログラムを予め記憶しておき、このプログラムを読み込むことにより、上述した実施形態のMRI装置100による効果と同様の効果を得ることも可能である。上述した実施形態で記述された指示は、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、磁気ディスク(フレキシブルディスク、ハードディスクなど)、光ディスク(CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD±R、DVD±RWなど)、半導体メモリ、又はこれに類する記録媒体に記録される。コンピュータ又は組み込みシステムが読み取り可能な記憶媒体であれば、その記憶形式は何れの形態であってもよい。コンピュータは、この記録媒体からプログラムを読み込み、このプログラムに基づいてプログラムに記述されている指示をCPUで実行させれば、上述した実施形態のMRI装置100と同様の動作を実現することができる。また、コンピュータがプログラムを取得する場合又は読み込む場合は、ネットワークを通じて取得又は読み込んでもよい。
 また、記憶媒体からコンピュータや組み込みシステムにインストールされたプログラムの指示に基づきコンピュータ上で稼働しているOS(Operating System)や、データベース管理ソフト、ネットワーク等のMW(Middleware)等が、上述した実施形態を実現するための各処理の一部を実行してもよい。更に、記憶媒体は、コンピュータあるいは組み込みシステムと独立した媒体に限らず、LAN(Local Area Network)やインターネット等により伝達されたプログラムをダウンロードして記憶又は一時記憶した記憶媒体も含まれる。また、記憶媒体は1つに限られず、複数の媒体から、上述した実施形態における処理が実行される場合も、実施形態における記憶媒体に含まれ、媒体の構成は何れの構成であってもよい。
 なお、実施形態におけるコンピュータ又は組み込みシステムは、記憶媒体に記憶されたプログラムに基づき、上述した実施形態における各処理を実行するためのものであって、パソコン、マイコン等の1つからなる装置、複数の装置がネットワーク接続されたシステム等の何れの構成であってもよい。また、実施形態におけるコンピュータとは、パソコンに限らず、情報処理機器に含まれる演算処理装置、マイコン等も含み、プログラムによって実施形態における機能を実現することが可能な機器、装置を総称している。
 図21は、実施形態に係る計算機130及びシーケンス制御部120を実現するコンピュータのハードウェア構成を示す図である。上述した実施形態に係る計算機130及びシーケンス制御部120は、例えば、図21に示すように、CPU(Central Processing Unit)210等の制御装置と、ROM(Read Only Memory)220やRAM(Random Access Memory)230等の記憶装置と、ネットワークに接続して通信を行う通信I/F240と、これらの各部を接続するバス250とを備える。
 例えば、ROM220又はRAM230が、上述した実施形態において計算機130及びシーケンス制御部120が行うものとして説明した処理を実現するためのプログラムを記憶する。例えば、このプログラムは、コンピュータ読取可能な記憶媒体に記憶され、その記憶媒体から読み出されて記憶装置に記憶される。そして、CPU210が、このプログラムを読み出して実行することで、上述した実施形態において計算機130及びシーケンス制御部120として、コンピュータを機能させる。
 以上述べた少なくとも一つの実施形態の磁気共鳴イメージング装置によれば、マルチスライス像の収集を適切に行うことができる。
 本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

Claims (19)

  1.  対象及び横隔膜を含む範囲の第1撮像データを収集する第1撮像と、呼吸時相を検出する動き検出パルスの印加を伴いながら、第1呼吸時相における前記対象を含む第2撮像データ及び前記第1呼吸時相とは異なる第2呼吸時相における前記対象を含む第3撮像データを収集する第2撮像と、第4撮像データを収集する第3撮像とを実行する制御部と、
     前記第1撮像データから前記横隔膜の位置を検出し、検出した位置に基づき、前記動き検出パルスの印加領域を導出する導出部とを備え、
     前記制御部は、前記第2撮像の実行において、前記動き検出パルスの印加によって呼吸時相を検出し、検出された呼吸時相に基づいて、前記第2撮像データ及び前記第3撮像データの収集タイミングを制御する、磁気共鳴イメージング装置。
  2.  前記制御部は、前記第2撮像データ、及び、前記第3撮像データの両方を、1つのプロトコルで実行されるパルスシーケンス内で収集する、請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  3.  前記第2撮像データから第1呼吸時相の画像を生成し、前記第3撮像データから第2呼吸時相の画像を生成する生成部
     を更に備える、請求項1又は2に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  4.  前記第1呼吸時相及び前記第2呼吸時相の設定を受け付ける設定部を更に備え、
     前記制御部は、受け付けられた前記設定に基づいて、前記第2撮像データ、及び、前記第3撮像データを収集する、請求項1又は2に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  5.  前記設定部は、前記第2撮像データから生成された第1呼吸時相の画像と、前記第3撮像データから生成された第2呼吸時相の画像とを表示部に表示し、少なくとも一方の画像上で、前記第3撮像で収集される第4撮像データの位置決めを受け付ける、請求項4に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  6.  前記第3撮像は、前記第1呼吸時相及び前記第2呼吸時相の少なくとも一方において前記第4撮像データを収集するものであって、
     前記制御部は、前記第3撮像の実行において、前記第1呼吸時相で前記第4撮像データを収集する場合には、前記第2撮像データから生成された第1呼吸時相の画像を用いて行われた位置決めに関する情報に基づいて前記第4撮像データを収集し、前記第2呼吸時相で前記第4撮像データを収集する場合には、前記第3撮像データから生成された第2呼吸時相の画像を用いて行われた位置決めに関する情報に基づいて前記第4撮像データを収集する、請求項4に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  7.  前記設定部は、前記第1呼吸時相及び前記第2呼吸時相のいずれか一方を、前記第4撮像データを収集する呼吸時相として設定し、
     前記制御部は、前記第3撮像の実行において、前記設定部によって設定された呼吸時相で前記第4の撮像データを収集する、
     請求項6に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  8.  前記設定部は、前記第1呼吸時相及び前記第2呼吸時相のうちのいずれか一方の呼吸時相を選択する操作を操作者から受け付け、当該操作によって選択された呼吸時相を、前記第4撮像データを収集する呼吸時相として設定する、請求項7に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  9.  前記第3撮像は、前記第1呼吸時相及び前記第2呼吸時相の少なくとも一方において、被検体が息止めした状態で前記第4撮像データを収集するものであって、
     前記設定部は、前記第3撮像において息止めする呼吸時相として前記第1呼吸時相及び前記第2呼吸時相のいずれを被検体に通知するかを選択する操作を操作者から受け付け、当該操作によって選択された呼吸時相を、前記第4撮像データを収集する呼吸時相として設定する、
     請求項7に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  10.  前記設定部は、前記第3撮像において実行されるプロトコルを指定する操作を操作者から受け付け、当該操作によって指定されたプロトコルに基づいて、前記第4撮像データを収集する呼吸時相を設定する、請求項7に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  11.  前記設定部は、検査対象の被検体に関する属性情報又は過去の検査情報を取得し、取得した情報に基づいて、前記第4撮像データを収集する呼吸時相を設定する、請求項7に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  12.  前記第3撮像は、複数のプロトコルを順次実行するものであって、
     前記設定部は、前記プロトコルごとに、前記第4撮像データを収集する呼吸時相を設定し、
     前記制御部は、前記第3撮像の実行において、前記プロトコルごとに、前記設定部によって設定された呼吸時相で前記第4撮像データを収集する、
     請求項7に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  13.  前記複数のプロトコルは、前記第1呼吸時相及び前記第2呼吸時相の少なくとも一方において、被検体が息止めした状態で前記第4撮像データを収集するプロトコルを含む、請求項12に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  14.  前記複数のプロトコルは、自由呼吸下で撮像された前記第4撮像データを収集するプロトコルを含む、請求項12に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  15.  前記制御部は、前記第2撮像を心電同期下で行い、所定の心位相であって、且つ、検出された呼吸時相が前記第1呼吸時相である場合に、前記第2撮像データを収集し、前記所定の心位相であって、且つ、検出された呼吸時相が前記第2呼吸時相である場合に、前記第3撮像データを収集する、請求項1又は2に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  16.  前記第2撮像において実行されるプロトコルを指定する操作を操作者から受け付け、当該操作によって指定されたプロトコルに基づいて、前記所定の心位相を設定する設定部を更に備える、請求項15に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  17.  検査対象の被検体に関する属性情報又は過去の検査情報を取得し、取得した情報に基づいて、前記所定の心位相を設定する設定部をさらに備える、請求項15に記載の磁気共鳴イメージング装置。
  18.  前記導出部は、前記第1撮像データから、心臓の上端位置及び下端位置を更に検出し、検出した位置に基づき、マルチスライス像の撮像領域を導出する、請求項1~6のいずれか1つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
  19.  対象及び横隔膜を含む範囲の第1撮像データを収集する第1撮像と、呼吸時相を検出する動き検出パルスの印加を伴いながら前記対象を含む第2撮像データを連続的に収集する第2撮像と、第3撮像データを収集する第3撮像とを実行する制御部と、
     前記第1撮像データから前記横隔膜の位置を検出し、検出した位置に基づき、前記動き検出パルスの印加領域を導出する導出部と、
     連続的に収集された前記第2撮像データのうち所定の呼吸時相に対応する第2撮像データを、前記第2撮像の実行において前記動き検出パルスの印加によって検出された呼吸時相を用いて特定し、特定した第2撮像データを用いて、画像を生成する生成部と
     を備える、磁気共鳴イメージング装置。
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