(57)【要約】  特定領域の流体のみをラベリングする撮像において、短時間に高画質の画像を得る。そのために、プリパルスに2次元選択励起パルスを用い、特定領域の流体のみにラベリングして撮像するにあたり、流速Vとラベリングする特定領域のサイズΦとから、最適なセグメント数Nを決定する。また、撮像領域への流体の到達タイミングに応じてk空間配置を決定する。さらに、プリパルスの種類によっては、最適なフリップアングル(FA)を決定する。
2012043198.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
k空間を複数のセグメントに分割し、2次元選択励起パルスをプリパルスとして印加し、前記2次元選択励起パルスを1回印加する毎に1以上のセグメントのエコー信号をそれぞれ計測して流体の画像を取得する磁気共鳴イメージング装置であって、
撮像対象の流体の速度と、入力された前記2次元選択励起パルスの励起領域のサイズと、1セグメントあたりの計測時間と、から前記2次元選択励起パルスの印加毎に計測する前記セグメントの数であるセグメント実行回数を決定する撮像パラメータ決定部を備えること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記撮像パラメータ決定部は、
前記撮像対象の流体の速度を決定する速度決定部と、
前記セグメントの実行回数を算出するセグメント実行回数算出部と、を備え、
前記セグメント実行回数算出部は、前記速度決定部が決定した速度と、前記2次元選択励起パルスの励起領域のサイズと、前記1セグメントあたりの計測時間とから、前記撮像対象の流体が前記2次元選択励起パルスの励起領域を通過中に少なくとも1回、前記2次元選択励起パルスの印加を受けるセグメント数の中で最大のセグメント数を、前記セグメント実行回数として決定すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
請求項2記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記セグメント実行回数算出部は、前記2次元選択励起パルスの励起領域のサイズを、前記撮像対象の流体の速度と、前記1セグメントあたりの計測時間と、で除算することにより前記セグメント実行回数を算出すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記撮像パラメータ決定部は、
前記撮像対象の流体の速度を決定する速度決定部と、
前記セグメント実行回数を算出するセグメント実行回数算出部と、を備え、
前記速度決定部は、
前記撮像対象の流体の流速像を取得する流速像取得部と、
前記流速像から撮像対象の流体の流速を決定する流速決定部と、を備えること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
請求項4記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記2次元選択励起パルスで励起する2次元選択励起領域は円筒形状を有し、
前記流速像取得部は、前記撮像対象の流体の流路内であって前記2次元選択励起領域の円筒軸に垂直な断面の前記流速像を取得し、
前記流速決定部は、前記流速像の前記撮像対象の流体の流路方向のプロファイル上の最大流速を、前記撮像対象の流体の流速と決定すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
請求項5記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記撮像対象の流体は血液であり、
前記流速像取得部は、前記流速像を、1心拍を網羅する複数時相分取得し、
前記流速決定部は、各流速像の最大流速を補間し、前記流速を時間関数として決定すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
請求項4記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記撮像パラメータ決定部は、前記2次元選択励起パルスの効果の高いエコー信号ほどk空間の中心に近い領域に配置するように、各セグメントで取得するエコー信号を決定するk空間配置決定部をさらに備えること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項８】
請求項7記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記k空間配置決定部は、前記撮像対象の流体の速度と前記1セグメントあたりの計測時間とから、最も2次元選択励起パルスの効果の高いエコー信号を取得するセグメントを決定し、当該エコー信号をk空間の中心近傍に配置すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項９】
請求項8記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記k空間配置決定部は、前記2次元選択励起パルスの印加位置と撮像位置との距離を、前記速度決定部が決定した速度と前記1セグメントあたりの計測時間とで除算することにより、最もプリパルスの効果の高いエコー信号を取得するセグメントを決定すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１０】
請求項2記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記2次元選択励起パルスで用いるＲＦパルスはIRパルスであり、
前記撮像パラメータ決定部は、
前記IRパルスのフリップアングルを決定するフリップアングル決定部をさらに備え、
前記フリップアングル決定部は、前記撮像対象の流体の速度を用い、前記撮像対象の流体が前記IRパルスの印加位置と撮像位置との間の距離を進む時間が、前記IRパルスの反転時間になるよう、前記フリップアングルを算出すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１１】
請求項10記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記撮像パラメータ決定部は、
前記フリップアングル決定部が前記フリップアングルを算出不能な場合、当該フリップアングルを算出可能な前記IRパルスの印加位置と撮像位置との距離を算出し、操作者に提示する距離算出部をさらに備えること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１２】
磁気共鳴イメージング装置を用いて、k空間を複数のセグメントに分割し、2次元選択励起パルスをプリパルスとして印加し、前記2次元選択励起パルスを1回印加する毎に1以上のセグメントのエコー信号をそれぞれ計測して流体の画像を取得する流体撮像方法であって、
撮像対象の流体の速度と、入力された前記2次元選択励起パルスの励起領域のサイズと、1セグメントあたりの計測時間と、から前記2次元選択励起パルス印加毎に計測する前記セグメントの数であるセグメント実行回数を決定する撮像パラメータ決定ステップと、
1回の前記2次元選択励起パルスの印加毎に、前記セグメント実行回数の各セグメントのエコー信号をそれぞれ計測し、取得したエコー信号をk空間に配置する計測ステップと、
前記k空間に配置されたエコー信号から画像を再構成する画像再構成ステップと、を備えること
を特徴とする流体撮像方法。
【請求項１３】
請求項12記載の流体撮像方法であって、
前記撮像パラメータ決定ステップに先立ち、位置決め画像を取得する位置決め画像取得ステップをさらに備え、
前記撮像パラメータ決定ステップは、
前記位置決め画像上で前記2次元選択励起パルスの励起領域のサイズと、前記1セグメントあたりの計測時間と、の入力を受け付けるパラメータ受付ステップと、
前記撮像対象の流体の速度を算出する速度決定ステップと、
前記撮像対象の流体の速度と、前記2次元選択励起パルスの励起領域のサイズと、前記1セグメントあたりの計測時間とから、前記撮像対象の流体が前記2次元選択励起パルスの励起領域を通過中に少なくとも1回2次元選択励起パルスの印加を受ける中で最大のセグメント数を、前記セグメント実行回数として決定する実行回数決定ステップと、を備えること
を特徴とする流体撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴イメージング(Magnetic Resonance Imaging；以下、MRI)技術に関する。特に、本撮像に先んじて印加するプリパルスを併用する撮像における撮像パラメータ決定技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
MRI撮像では、プリパルスを印加して、特定領域のプロトンの信号を選択的に励起して画質を改善する、あるいは、付加的な情報を画像化することがある。特定領域のプロトンの信号のみ選択的に励起する場合、2次元選択励起用のRFパルスと傾斜磁場とを組み合わせて印加する。このような2次元選択励起用のRFパルス(2次元選択励起パルス)には、例えば、流入血液に磁気的な標識(ラベル)を付与するASL(Arterial Spin Labeling)における、ラベル用のIR(Inversion Recovery)パルスがある。【０００３】
IRパルスは、撮像面外で流体に印加される場合が多く、IRパルスが印加されてから流体が撮像面内に流入するタイミングが画質に大きな影響を与える。2次元選択励起パルスに用いられる場合、ラベリングされる範囲が通常よりも狭いので、タイミングに対してより敏感になる。【０００４】
具体的な適用例として、非造影パーフュージョン(非特許文献1参照。)や腎動脈撮像(非特許文献2参照。)がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Selective Arterial Spin Labeling (SASL): Perfusion Territory Mapping of Selected Feeding Arteries Tagged Using Two-Dimensional Radiofrequency Pulses, Nigel P. Davies and Peter Jezzard, Magnetic Resonance in Medicine 49:1133-1142 (2003)
【非特許文献２】Renal Arteries:Navigator-gated Balanced Fast Field-Echo Projection MR Angiography with Aortic Spin Labeling: Initial Experience, Elmar Spuentrup, MD, Warren J. Manning, MD, Peter Boernert, PhD, Kraig V. Kissinger, RT, MS Rene' M. Botnar, PhD, Matthias Stuber, PhD, Radiology: Volume 225：589-596 (2002)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
MRI装置では、高周波磁場を印加して1位相エンコード分エコー信号を収集する計測を繰り返し、k空間を充填していく。その際に、k空間を複数の領域(セグメント)に分割して、セグメント毎にプリパルスを印加するのではなく、1回のプリパルス印加後に複数のセグメントのエコー信号を計測することで、撮像時間を短縮するセグメント計測と呼ばれる手法がある。プリパルスに2次元選択励起パルスを用いて特定領域の流体にラベリングする場合、1回のプリパルス印加後に計測するセグメントの数(セグメント数)Nと2次元選択励起の励起領域の直径(サイズ)Φと撮像対象の流体の流速Vとを適切に設定しないと、ラベルが不十分になる。【０００７】
例えば、セグメント数NとサイズΦとを固定した場合、流速Vが速くなるほど、流体が励起領域(サイズΦ)を通過する間に2次元選択励起パルスが印加される回数が少なくなる。従って、設定するセグメント数Nが大きすぎると、流速Vが速い場合ラベルが不十分となり、コントラストの低下やアーチファクトが生じる。一方、セグメント数を小さくしすぎると、撮像時間を短縮できない。【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、特定領域の流体のみをラベリングする撮像において、短時間に高画質の画像を得る技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、プリパルスに2次元選択励起パルスを用い、特定領域の流体のみにラベリングして撮像するにあたり、流速Vとラベリングする特定領域のサイズΦとから、最適なセグメント数Nを決定する。また、撮像領域への流体の到達タイミングに応じてk空間配置を決定する。さらに、プリパルスの種類によっては、最適なフリップアングル(FA)を決定する。【００１０】
具体的には、2次元選択励起パルスをプリパルスとして印加し、前記2次元選択励起パルスを1回印加する毎に1以上のセグメントのエコー信号を計測して流体の画像を取得する磁気共鳴イメージング装置であって、撮像対象の流体の速度と、入力された前記2次元選択励起パルスの励起領域のサイズと、1セグメントあたりの計測時間と、から前記2次元選択励起パルス印加毎の計測する前記セグメントの数であるセグメント実行回数を決定する撮像パラメータ決定手段を備えることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置を提供する。【００１１】
また、2次元選択励起パルスをプリパルスとして印加し、前記2次元選択励起パルスを1回印加する毎に1以上のセグメントのエコー信号をそれぞれ計測して流体の画像を取得する磁気共鳴イメージング装置を用いる流体撮像方法であって、撮像対象の流体の速度と、入力された前記2次元選択励起パルスのサイズと、1セグメントあたりの計測時間と、から前記2次元選択励起パルス印加毎に計測する前記セグメントの数であるセグメント実行回数を決定する撮像パラメータ決定ステップと、1回の前記2次元選択励起パルスの印加毎に前記セグメント実行回数の各セグメントのエコー信号をそれぞれ計測し、取得したエコー信号をk空間に配置する計測ステップと、前記k空間に配置されたエコー信号から画像を再構成する画像再構成ステップと、を備えることを特徴とする流体撮像方法を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、特定領域の流体のみをラベリングする撮像において、短時間に高画質の画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第一の実施形態のMRI装置のブロック図
【図２】2次元選択励起パルスをプリパルスとして印加するパルスシーケンスを説明するための説明図
【図３】第一の実施形態のパルスシーケンスを説明するための説明図
【図４】第一の実施形態のパラメータ決定部の機能ブロック図
【図５】第一の実施形態のUI画面例を説明するための説明図
【図６】(a)は、第一の実施形態の流速像を説明するための説明図であり、(b)は、第一の実施形態の流速像のラインプロファイルを説明するための説明図
【図７】(a)、(b)は、セグメント数と血液のラベル化との関係を説明するための説明図
【図８】(a)、(b)は、第一の実施形態のk空間配置を説明するための説明図
【図９】第一の実施形態のk空間配置を説明するための説明図
【図１０】第一の実施形態の撮像処理のフローチャート
【図１１】第一の実施形態の撮像パラメータ決定処理のフローチャート
【図１２】第一の実施形態のパルスシーケンスの他の例を説明するための説明図
【図１３】2つの異なるフリップアングルのIRパルスの回復曲線を説明するための説明図
【図１４】第二の実施形態のパラメータ決定部の機能ブロック図
【図１５】第二の実施形態のパラメータ決定処理のフローチャート
【図１６】第二の実施形態の2次元選択励起領域設定用位置決め画像を説明するための説明図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜＜第一の実施形態＞＞
以下、本発明を適用する第一の実施形態について説明する。以下、本発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１５】
まず、本実施形態のMRI装置の構成について説明する。図1は本実施形態のMRI装置100の機能ブロック図である。本実施形態のMRI装置100は、磁石102と、傾斜磁場コイル103と、高周波磁場(RF)コイル104と、RFプローブ105と、傾斜磁場電源106と、RF送信部107と、信号検出部108と、信号処理部109と、制御部110と、表示部111と、操作部112と、ベッド113とを備える。
【００１６】
磁石102は、被検体101の周囲の領域(検査空間)に静磁場を発生する。傾斜磁場コイル103は、X、Y、Zの3方向のコイルで構成され、傾斜磁場電源106からの信号に応じて、それぞれ、検査空間に傾斜磁場を発生する。RFコイル104は、RF送信部107からの信号に応じて検査空間にRFを印加(照射)する。RFプローブ105は、被検体101が発生するMR信号を検出する。RFプローブ105で受信した信号は、信号検出部108で検出され、信号処理部109で信号処理され、制御部110に入力される。
【００１７】
制御部110は、入力された信号から画像を再構成し、表示部111に表示する。また、制御部110は、傾斜磁場電源106、RF送信部107、信号検出部108の動作を、予め保持される制御のタイムチャートおよび操作部112を介して操作者から入力された撮像パラメータに従って、制御する。なお、制御のタイムチャートは一般にパルスシーケンスと呼ばれる。上述の高周波磁場の照射、傾斜磁場の印加、エコー信号の検出のタイミングは、パルスシーケンスに規定される。
【００１８】
制御部110は、CPUとメモリと記憶装置とを備え、記憶装置に格納されたプログラムをCPUがメモリにロードして実行することにより、各種の処理を実現する。
【００１９】
なお、ベッド113は被検体が横たわるためのものである。また、MRI装置100は、検査空間の静磁場不均一を補正するシムコイルと、シムコイルに電流を供給するシム電源とをさらに備えてもよい。
【００２０】
現在MRIの撮像対象は、被検体101の主たる構成物質、プロトンである。プロトン密度の空間分布や、励起されたプロトンの緩和現象の空間分布を画像化することで、人体頭部、腹部、四肢等の形態または、機能を2次元もしくは3次元的に撮像する。
【００２１】
本実施形態では、2次元選択励起用のRFパルスと傾斜磁場とを組合せて2次元選択励起パルスとして印加し、特定領域の流体のみにラベリングを行い、撮像する。このとき、1回のプリパルスの印加後、複数のエコー信号を取得する。本実施形態のパルスシーケンスの説明に先立ち、プリパルスとして2次元選択励起パルスを用い、2次元選択励起パルスの印加後、1回エコー信号を取得する一般のパルスシーケンス200の一例を図2を用いて説明する。本図において、RF/Signal、Gx、Gy、Gzは、それぞれ、RFパルスおよびエコー信号、X軸方向の傾斜磁場、Y軸方向の傾斜磁場、Z軸方向の傾斜磁場の軸を表す。なお、これらは、本明細書の各パルスシーケンス図において同様である。
【００２２】
パルスシーケンス200は、プリパルス部210と本撮像部220とを備える。プリパルス部210は、本撮像部220に先がけて実行され、2次元選択励起パルスを印加し、特定領域の、例えば流体にラベルを付与する。2次元選択励起パルスは、上述のように、任意の2次元方向で制約される領域を選択的に励起するもので、RFパルス(2次元選択励起用RFパルス)211(214)と、時間につれて変化する(振動する)2つの直交する傾斜磁場(2次元選択励起用傾斜磁場)212、213とを備える。2次元選択励起用RFパルスと2次元選択励起用傾斜磁場とは同時に印加される。
【００２３】
印加する2次元選択励起用RFパルスには、例えば、流体を反転する為のIRパルス211、流体を消すためのプリサチュレーションパルス(プリサチパルス)214がある。
プリサチパルス214は、傾斜磁場215とともに印加される。
【００２４】
本撮像部220では、まず、スライスを選択する傾斜磁場(スライス選択傾斜磁場)222とともに、2次元選択励起用RFパルス221を印加する。このとき、位相エンコード傾斜磁場223を印加し、エコー信号225に異なる位相エンコードを与える。与える位相エンコードの数は通常1枚の画像あたり128、256、512等の値が選ばれる。
各エコー信号225は、読み取りエンコード傾斜磁場224を印加しながら、通常、128、256、512、1024個のサンプリングデータからなる時系列信号として収集する。なお、制御部110において、これらのデータをフーリエ変換(以下、FT)して1枚のMR画像を作成する。
【００２５】
本実施形態では、k空間を複数の領域(セグメント)に分割して、1回の2次元選択励起パルスの印加後、複数のセグメントのエコー信号の計測を実行するセグメント計測を行う。以下、一つのセグメントのエコー信号の計測を単にセグメントと略記する場合もある。各セグメントでは、1回の2次元選択励起用RFパルス221の印加後、1位相エンコード分のエコー信号を収集する。なお、3次元撮像の場合、1スライスエンコード分の1位相エンコード分(つまり、(ky・kz)空間の1点)のエコー信号を収集する。
【００２６】
本実施形態のパルスシーケンス300を図3に示す。プリパルス部310において、2次元選択励起用RFパルス311を、2次元選択励起用傾斜磁場312、313とともに印加する。その後、本撮像部320において、セグメント321をN回実行する。各セグメント321内では、上記本撮像220と同様のパルスシーケンスを実行する。本実施形態では、このプリパルス部310と本撮像部320とからなるフェーズ330を繰り返し、必要なエコー信号を収集する。なお、最終フェーズ330は、必ずしも、セグメント321をN回実行しなくてもよい。
【００２７】
2次元選択励起パルス(2次元選択励起用RFパルス311および2次元選択励起用傾斜磁場312、313)の印加時間をTpre、各セグメント321の計測時間をTReff、2次元選択励起用RFパルス311の印加間隔(フェーズ330繰り返し間隔)を繰り返し時間TR、2次元選択励起用RFパルス311の印加から本撮像開始までの時間を待ち時間TIとする。なお、プリパルス311の印加後、実行されるセグメント321を、実行順に、1番目のセグメント(第1セグメント)、2番目のセグメント(第2セグメント)、・・・N番目のセグメント(第Nセグメント)と呼ぶ。
【００２８】
上述のように、プリパルスとして2次元選択励起パルスを印加して特定領域の流体のみラベリングし、セグメント計測を行う場合、流速Vと2次元選択励起パルスで励起する領域のサイズΦとにより、ラベリングと全体の撮像時間とを最適にするセグメント数Nが決定する。
【００２９】
本実施形態の制御部110は、操作者から入力された撮像パラメータから、セグメント数Nとk空間配置といったパルスシーケンス実行に必要なパラメータを決定するパラメータ決定部500を備える。パラメータ決定部500は、セグメント数Nおよびk空間配置を決定するパラメータ決定処理を行う。
【００３０】
制御部110は、入力された撮像パラメータと、パラメータ決定部500が決定したセグメント数Nを用い、パラメータ決定部500が決定したk空間配置を実現するよう、予め定められたパルスシーケンスに従って撮像を実行する。そして、得られたエコー信号から画像を再構成する。
【００３１】
図4は、本実施形態のパラメータ決定部500の機能ブロック図である。本図に示すように、パラメータ決定部500は、パラメータ決定処理を実現するため、パラメータ受付部510と、流速像取得部520と、流速決定部530と、セグメント数算出部540と、k空間配置決定部550と、を備える。
【００３２】
パラメータ受付部510は、操作者が入力する撮像パラメータを受け付ける。受け付けるパラメータの中で、パラメータ決定部500が実行するパラメータ決定処理に関連する撮像パラメータは、2次元選択励起パルスにより励起する位置(励起位置)と選択励起する領域のサイズ(領域サイズ)Φと各セグメントの計測時間TReffである。この撮像パラメータは、表示部111と操作部112とを介して操作者により設定される。
【００３３】
例えば、セグメントの計測時間TReffは、予め用意される撮像パラメータ設定用画面等から数値を設定する。
【００３４】
2次元選択励起パルスの励起位置および領域サイズΦは、例えば、位置決め画像上で、予め用意された2次元選択励起領域設定用UI(User Interface)を介して入力を受け付ける。操作者が位置決め画像上で励起位置と領域サイズΦとを設定する際に用いるUIの例を示す。図5は、本実施形態の2次元選択励起パルスの励起位置と領域サイズΦとを入力するためのGUI画面400の例である。
【００３５】
本図に示すように、操作者は、位置決め画像410上に表示される2次元選択励起領域設定用UI411を操作して、撮像対象流体の流路(ここでは、血管)に対する励起位置と、領域サイズΦとを入力する。なお、2次元選択励起領域設定用UI411で示される領域が、2次元選択励起領域414となる。ここで、点412は、ラベリング点であり、操作者は、このラベリング点412を局所的にラベリングしたい位置(ここでは、血管上)に設定する。2次元励起選択UI411(2次元選択励起領域414)は、任意の位置および角度に設定可能とする。
【００３６】
なお。本図では、2次元励起選択UI411(2次元選択励起領域414)の断面形状を円形にしているが、断面形状は、これに限られない。任意の形状に設定可能である。
【００３７】
流速像取得部520は、撮像対象流体の流速像を取得する。流速像を取得する領域は、2次元選択励起領域414の断面413を含む領域である。この断面413は、パラメータ受付部510が受け付けた2次元選択励起領域414の円筒軸に垂直で、かつ、ラベリング点412を通る断面である。また、流速像は、流速計測シーケンスにより取得する。
用いる流速計測シーケンスは、例えば、公知のPC(Phase Contrast)シーケンス等を用いる。PCシーケンスに用いるVENC(velocity encode)パルスは、取得する流速像において、正の値が撮像面に向かういずれか一方向となるように印加する。
【００３８】
なお、流速計測シーケンスは、予め保持するパルスシーケンスに従って、制御部110がMRI装置100の各部を動作させることにより実行する。そして、得られたエコー信号を、制御部110が再構成することにより流速像を得る。流速像取得部520により取得された流速像701を図6(a)に示す。
【００３９】
流速決定部530は、得られた流速像701から、撮像対象流体の流速V0を決定する。ここでは、流速決定部530は、2次元選択励起領域414の断面413における流速のプロファイルを取得し、プロファイル上の最大流速(Vmax)を流速V0と決定する。図6(b)に、図6(a)の矢印702方向の1次元のラインプロファイル711を示す。縦軸が流速、横軸が断面413の直径(矢印)702方向の位置を示す。ラインプロファイル711上の最大値712を最大流速(Vmax)、すなわち、流速V0とする。
ここでは、断面413に垂直な方向が撮像対象流体の流れる方向となるため、この方向の最大流速Vmaxを撮像対象流体の速度V0とみなすことができる。
【００４０】
なお、ここでは、説明を簡単にするために1次元のラインプロファイル711を示すが、流速決定部530が流速像701から取得する流速のプロファイルは、2次元の空間プロファイルである。
【００４１】
セグメント数算出部540は、撮像に最適なセグメント数Nを算出する。算出には、流速決定部530が決定した流速V0と、操作者が入力した領域サイズΦとを用い、撮像対象流体が、2次元選択励起領域414内を通過する間に、最低1回は2次元選択励起パルスの印加を受けるセグメント数の中で最大の数をセグメント数Nとする。この理由は以下のとおりである。
【００４２】
図7は、撮像対象流体が血液の場合の、セグメント数Nと血液のラベル化との関係を説明するための図である。(a)は、Nが大きい値の例、(b)は、Nが(a)より小さい値の例である。本図において、血液は、血管601内を矢印602の方向(血流方向)に流れるものとする。また、撮像位置を603、セグメント数をN、1セグメントあたりの計測時間をTReffとする。
【００４３】
2次元選択励起領域414(断面413)で2次元選択励起パルスを印加された血液(ラベル化血液)604が、1のフェーズ330で実行される最終セグメントである第Nセグメントの計測を終えるまでに進む距離DN605は、以下の式(1)で表される。
【００４４】
DN＝N＊TReff＊V0        (1)
式(1)からわかるように、進む距離DN605は、セグメント数Nにより変化する。すなわち、セグメント数Nが大きいと、図7(a)に示すように進む距離DN605も大きくなる。また、セグメント数Nが小さいと、図7(b)に示すように進む距離DN605は小さくなる。
【００４５】
この進む距離DN605は、次の2次元選択励起パルスが印加されるまでの間に進む距離でもある。図7(a)に示すように、進む距離DN605が2次元選択励起領域414の断面413の領域サイズΦより大きくなると、ラベル化されない血液606が発生する。逆に、領域サイズΦより小さい場合、ラベル化されない血液606は発生しない。また、断面413内を進行する途中に、何度も2次元選択励起パルスの印加を受け、ラベル化される。
【００４６】
このように、進む距離DN605が、領域サイズΦより小さければ小さいほど、血液は、領域サイズΦを進む間に、何度も2次元選択励起パルスの印加を受けることができる。
【００４７】
すなわち、セグメント数Nが小さくなればなるほど、安定したラベル化を行うことができる。従って、安定したラベル化を行うためには、セグメント数Nは小さいほどよい。一方、セグメント数Nを小さくすればするほど、2次元選択励起パルスの印加回数が増加するため、撮像時間の短縮効果は小さい。従って、撮像時間の短縮効果を高めるためには、セグメント数Nは大きいほどよい。これらの事情から、セグメント数Nとして、全撮像対象流体がラベル化される数の中の最大の値を採用すればよいことがわかる。
【００４８】
撮像対象流体が2次元選択励起領域414内を通過する間に、最低1回は2次元選択励起パルスの印加を受けるものとすると、以下の式(2)に示すように、進む距離DN605が、直径Φ以下であればよい。
【００４９】
DN≦Φ      (2)
式(2)に上記式(1)を代入することにより、以下の式(3)の関係式が得られる。
【００５０】
N≦Φ/TReff/V0      (3)
セグメント数算出部540は、式(3)を満たす整数の最大値を、セグメント数Nとする。
【００５１】
k空間配置決定部550は、ラベル効果の高いエコー信号ほど、k空間の低空間周波数領域に配置されるよう、エコー信号のk空間配置、すなわち、k空間配置を決定する。以下、k空間の最も低い空間周波数領域を中心と呼ぶ。
【００５２】
k空間の中心近傍には、各フェーズ330の、最もラベル効果の高いセグメントのエコー信号を配置する。このため、k空間配置決定部550は、まず、各フェーズ330において、最もラベル効果の高いセグメントのセグメント番号を特定する。
【００５３】
図7(a)に示すように、撮像対象流体にラベリングする位置(2次元選択励起領域414)から撮像位置603までの距離607をDとすると、ラベル化された流体が撮像位置603に到達するのは、式(4)を満たすタイミングである。ここで、aは実数である。
【００５４】
D＝a＊TReff＊V0      (4)
従って、最も高いラベル化の効果が得られるセグメントのセグメント番号nは、式(4)を変形した式(5)を満たすaに最も近い整数となる。
【００５５】
a＝D/TReff/V0      (5)
なお、N＜nと成る場合、つまりプリパルスを印加された流体が撮像位置603に到達するタイミングが図3のTRを超える場合、式(4)における経過時間(a＊TReff)に待ち時間TIを追加する。すなわち、式(4)の代わりに以下の式(6)を用いる。
【００５６】
D＝(a＊TReff＋TI)＊V0      (6)
k空間配置決定部550は、k空間の中心に配置するセグメントのセグメント番号nを決定すると、各フェーズ330の、当該セグメント番号nのエコー信号がk空間の中心近傍に配置されるよう、他のエコー信号の配置も決定する。本実施形態では、他のエコー信号は、決定したセグメント番号nに番号が近いほどラベル効果が高いため、より中心に近い位置に配置されるよう、その配置を決定する。そして、決定したk空間配置を実現するようエンコードパルス(傾斜磁場)印加量の変化を決定する。なお、決定したエンコードパルス印加量は、撮像パラメータとしてパルスシーケンスに反映され、制御部110は、そのパルスシーケンスに従って、撮像を実行する。
【００５７】
ここで、k空間配置決定部550が決定するk空間配置の具体例を図8(a)を用いて説明する。ここでは、フェーズ330の繰り返し回数が1回である場合を例示する。例えば、k空間をky−kz空間(yが位相エンコード方向、zがスライスエンコード方向)とする。第1セグメントから第nセグメントまでは、この順にk空間の中心に近づくよう配置する。また、第(n＋1)セグメントから第Nセグメントまでを、k空間の中心から外側に向けて配置する。k空間配置決定部550はこれらの配置を実現するよう、エンコードパルス印加量(k空間配置)を決定する。
【００５８】
なお、全エンコード数がP(Pは整数)で、セグメント数がNの場合、フェーズ330の繰り返し回数M(Mは整数)は、P/Nで表される。なお、PがNの整数倍ではない場合、Mは、小数点以下を切り上げた整数である。好適には、最も高いラベル化の効果が得られるセグメント番号nのエコー信号を、M回全てにおいてk空間の中心付近に配置する。
【００５９】
図9に配置の一例を示す。k空間の中心のエンコード番号をCpとする。このCpは、エンコード数Pの中央の値で、P/2を四捨五入した整数である。また、M回の計測の中心Cmは、同様に、M/2を四捨五入した整数とする。
【００６０】
Cm回目のフェーズ330における第nセグメントで得たエコー信号をk空間の中心であるCp番目に配置する。また、Cp＋1番目にはCm＋1回目の計測におけるn番目のセグメントのエコー信号を配置し、Cp−1番目にはCm−1回目の計測におけるn番目のセグメントのエコー信号を配置する。このように、フェーズ330毎、セグメント番号毎に、セントリックに配置する。
【００６１】
次に、上記の各部を用いた、本実施形態の制御部110による撮像処理の流れを説明する図10は、本実施形態の撮像処理の処理フローである。
【００６２】
まず、制御部110は、位置決め画像を取得する(ステップS1101)。位置決め画像は、予め位置決め画像410取得用に定められたパルスシーケンスを用いてMRI装置100を動作させ、取得する。
【００６３】
位置決め画像410を取得すると、制御部110は、撮像パラメータ設定用画面および位置決め画像410によるGUI画面400を生成して表示部110に表示し(ステップS1102)、パラメータ決定部500に、撮像パラメータ決定処理を行わせる(ステップS1103)。ここで、パラメータ決定部500は、1セグメントあたりの計測時間であるTReff、撮像位置、2次元選択励起領域の励起位置および領域サイズΦを含む、撮像パラメータの入力を受け付け、これらのセグメント数Nとk空間配置(エンコードパルス印加量)を決定する。
【００６４】
パラメータ決定部500がセグメント数Nとk空間配置(エンコードパルス印加量)を決定すると、制御部110は、撮像用に予め定められたパルスシーケンスを、決定したセグメント数Nで、決定したk空間配置(エンコードパルス印加量)で実行することにより、撮像を行う(ステップS1104)。
【００６５】
そして、制御部110は、取得したエコー信号にフーリエ変換を施し、画像を再構成する(ステップS1105)。
【００６６】
なお、位置決め画像上で受け付ける必要のない撮像パラメータは、位置決め画像取得前に入力を受け付けるよう構成してもよい。
【００６７】
次に、上記ステップS1103のパラメータ決定部500による撮像パラメータ決定処理の流れを説明する。図11は、本実施形態の撮像パラメータ決定処理の処理フローである。
【００６８】
位置決め画像410上で操作者が2次元選択励起パルスの励起位置と領域サイズΦとを入力すると、パラメータ受付部510は、計測時間TReffおよび撮像位置を含む他の撮像パラメータとともにそれらを受け付ける(ステップS1201)。
【００６９】
そして、受け付けた励起位置および領域サイズΦを用い、流速像取得部520は上記断面413の流速像701を取得する(ステップS1202)。
【００７０】
流速決定部530は、取得した流速像701から撮像対象流体の流速V0を決定する(ステップS1203)。
【００７１】
セグメント数算出部540は、ステップS1203で算出した流速V0とステップS1201で受け付けた領域サイズΦ、計測時間TReffを用い、採用するセグメント数Nを算出する(ステップS1204)。
【００７２】
k空間配置決定部550は、まず、最も高いラベル化の効果が得られるセグメントのセグメント番号nを決定する(ステップS1205)。セグメント番号nは、ステップS1201で受け付けた撮像位置と2次元選択励起パルスの印加位置とから算出される両者間の距離Dと、算出した流速V0と、受け付けた計測時間TReffとを用いて算出される。セグメント番号nを決定すると、k空間配置決定部550は、セグメント数Nと番号nとを用い、k空間配置(エンコードパルス印加量)を決定する(ステップS1206)。
【００７３】
パラメータ決定部500は、算出したセグメント数Nとk空間配置(エンコードパルス印加量)を出力し、処理を終了する。
【００７４】
以上説明したように、本実施形態によれば、1回のプリパルス(2次元選択励起パルス)の印加後、複数のセグメントを実行し、撮像時間の短縮を図るセグメント計測において、撮像対象の流体の流速および2次元選択励起パルス印加領域のサイズに応じて最適なセグメント数を決定する。最適なセグメント数は、2次元選択励起パルスを印加する2次元選択励起領域内で、流体が少なくとも1回は2次元選択励起パルスの印加を受ける最大の数として算出される。
【００７５】
従って、本実施形態によれば、撮像対象流体の流速に応じて、最適なセグメント数Nを自動的に決定し、撮像を実行できる。このため、ラベルが不十分となってコントラストが低下したりアーチファクトが発生したりすることがない。また、セグメント数が多すぎて、撮像時間が長くなったりすることがない。また、プリパルスを2次元選択的に印加するため、精度よく所望の流体のみプリパルスの効果を与えることができる。これにより、所望の流体のみ高コントラストに描出することができる。
【００７６】
すなわち、本実施形態によれば、短い撮像時間で、最大の抑制効果を得ることができる。従って、効率よく、高品質の画質を得ることができる。
【００７７】
プリパルスを2次元選択的に印加するため、局所領域の流体のみが励起される。このように、流体に局所領域でラベリングする場合、ラベルされた流体が撮像範囲内を通過している間にデータを取得する必要があり、ラベリングからデータ取得までの時間の正確性がより重要になる。しかし、この撮像領域への流体の到達タイミングは流速Vにより変化する。従って、流速Vに応じてデータを取得するタイミングを最適化しないと、ラベルの効果を得られず、画像のコントラストが低下する。
【００７８】
従来のスライス選択型のプリパルスでは、スライス厚を大きくすることで反転された流体が撮像面内に存在する時間を延長させているが、プリパルスに2次元選択励起パルスを用い、特定領域の流体のみをラベリングする場合に同様にシリンダの直径を大きくすると、領域の選択性を低下させることになるので、この手法を適用するのは好ましくない。
【００７９】
本実施形態によれば、流速から、何番目のセグメントで励起された流体が撮像面に到達するかを算出し、そのデータがky−kz空間の中心に来るようにk空間配置(エンコードパルス印加量)を最適化する。すなわち、本実施形態では、最も高いラベル化の効果が得られるセグメントのエコー信号がk空間の中心に配置されるよう、エンコードパルスの印加量(k空間配置)を決定する。従って、よりプリパルス(2次元選択励起パルス)の効果の高い高品質の画像を得ることができる。
【００８０】
例えば、血管抑制撮像の場合、最適なセグメント数Nを、血流速、2次元選択励起領域のシリンダ径、繰り返し時間TReffから自動的に決定する。このとき、血流速はプリスキャンや事前計測結果から自動的に算出する。さらに、血流速から、最も血管が抑制されたセグメントを決定し、そのセグメントで得るエコー信号がk空間の中心に来るようk空間配置を最適化する。
【００８１】
なお、上記実施形態では、流速像701内の最大流速Vmaxを撮像対象流体の流速V0とし、流速V0を一定として扱っているが、流速の決定はこの手法に限られない。例えば、撮像対象流体が血液の場合、流速計測シーケンス(PCシーケンス)を、1心拍を網羅する複数時相で撮像し、流速を時間tの関数V(t)としてもよい。この場合、上記式(1)は、以下の式(7)で表される。
2012043198.tif 000003
また、上記式(4)は、以下の式(8)で表される。
2012043198.tif 000004
これらのDN、Dを用い、上記セグメント数N、セグメント番号nを決定する。
【００８２】
また、上記実施形態では、各セグメントに適用するシーケンスとして、単純なGE(Gradient echo)シーケンスを例示しているが、適用シーケンスはこれに限られない。例えば、図12に示すSSFP(Steady State Free Precision)シーケンスを用いてもよい。
【００８３】
このSSFPシーケンスは、撮像対象流体内組織の磁化の縦緩和時間T1より短い繰り返し時間でRFパルスの照射を繰り返すことにより磁化を定常状態(SSFP)にして所望の領域(スラブ領域)を2次元撮像するシーケンスである。
【００８４】
また、上記実施形態では、最もラベル化の効果が高いセグメント(第nセグメント)で取得したエコー信号をk空間の中心領域(最も低い空間周波数領域)に配置し、第1セグメントから第nセグメントまでは、この順にk空間の中心に近づくよう配置し、また、第(n＋1)セグメントから第Nセグメントまでを、k空間の中心から外側に向けて配置している。しかし、図8(b)に示すように、パルスシーケンスの後半になるほど、k空間の中心に配置するよう構成してもよい。
【００８５】
これは、パルスシーケンスの後半のTRになるほど、静止組織と流体とのコントラストが向上するためである。すなわち、実際の撮像では、図3のパルスシーケンス300が繰り返される。このような短いTRで連続的にエコー信号を取得するパルスシーケンスの場合、パルスシーケンス後半のTRになる程、静止している組織からの信号は低下し、信号が変化しない流体がその領域に流入してくるためである。静止している組織の信号が低下するのは、同じ組織にRFパルスが連続的に印加されるためである。
【００８６】
このようにk空間を走査するよう構成することにより、より良好なコントラストを得ることができる。
【００８７】
また、上記実施形態は、3D撮像を想定しているが、これに限られない。2D撮像であってもよい。この場合は、ky−kz空間の変わりに、ky空間を用い、配置をky方向にのみ行う。
【００８８】
また、上記実施形態では、k空間配置決定部550を備え、最適なセグメント番号nを決定しているが、この構成はなくてもよい例えば、Nが2のように十分小さい場合、セグメント間のプリパルスの効果に差がないため、最適なセグメント数Nを算出し、それによりパルスシーケンスを構成して撮像を実行するだけで、十分な効果が得られる。
【００８９】
＜＜第二の実施形態＞＞
次に本発明を適用する第二の実施形態について説明する。本実施形態では、プリパルスとして用いる2次元選択励起パルスの2次元選択励起用RFパルスにIRパルス(励起角度は90度以上180度以下)を用いる。本実施形態のMRI装置の構成は、基本的に第一の実施形態のMRI装置100同様である。以下、本実施形態について、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。
【００９０】
2次元選択励起用RFパルスとしてIRパルスを用いる場合、本撮像のタイミングとNullポイントとを一致させることが重要である。なお、Nullポイントは、信号強度が0となる点のことで、IRパルスの印加から、Nullポイントまでの時間をNullタイムと呼ぶ。
【００９１】
通常のスライス選択型のIRパルスであれば、スライス厚を大きくすることで反転された流体が撮像面内に存在する時間を長くすることが可能である。しかし、本実施形態は、プリパルスとして2次元選択励起パルスを印加し、局所領域の流体のみを励起するものである。このような場合には、スライス厚を大きくすることは、領域の選択性を低下させることになるので好ましくない。
【００９２】
本実施形態では、IRパルスのフリップアングル(FA)を調整することにより、本撮像のタイミングと流体のNullポイントとを一致させる。ここで、FAを調整することにより、Nullポイントが移動することを説明する。
【００９３】
図13は、2つの異なるフリップアングルFA(FA1＜FA2)のIRパルスの回復曲線を示す。901がフリップアングルがFA1の、902がフリップアングルがFA2のIRパルスを印加した場合の回復曲線である。また、NT1が、フリップアングルがFA1のIRパルスのNullタイム、NT2がフリップアングルがFA2のIRパルスのNullタイムである。
【００９４】
本図に示すように、FA1＜FA2の関係にあるFAのIRパルスで、それぞれ、流体を反転する場合、FA1のNullタイムNT1がFA2のNullタイムNT2より短くなる。このように、フリップアングルFAによりNullタイムが変わる。
【００９５】
従って、本実施形態のパラメータ決定部501は、第一の実施形態の構成に加え、IRパルスに最適なフリップアングルFAを決定するFA決定部560を備える。図14は、本実施形態のパラメータ決定部501の機能ブロック図である。
【００９６】
FA決定部560は、本撮像のタイミングと流体のNullポイントとが一致するよう、IRパルスの最適なフリップアングルFA(以下、FApre)を決定する。最適なフリップアングルFAは、流速V0、2次元選択励起領域414と撮像位置603との距離D、および、縦緩和時間T1を用いて算出される。算出手法は以下のとおりである。
【００９７】
2次元選択励起領域414においてIRパルスにより反転された流体が撮像位置603に到達するまでの時間TIは、距離Dと流速V0とを用い、以下の式(9)で表される。
【００９８】
TI＝D/V0      (9)
また、フリップアングルFAがFApreのIRパルスを印加された直後の縦磁化Mpreは、正味の磁化ベクトルM0を用い、以下の式(10)で表すことができる。
【００９９】
Mpre＝M0cos(FApre)      (10)
その後の縦磁化の時間tによる変化M(t)は、撮像対象流体のT1値を用いて、以下の式(11)で表すことができる。
【０１００】
M(t)＝1−(1＋Mpre)e−t/T1      (11)
従って、上記式(9)、式(10)、式(11)より、t＝TIにおいてNull(信号強度0)となるFApreの値は、式(12)で求めることができる。
【０１０１】
FApre＝arccos(eD/V0/T1−1)      (12)
なお、式(12)が成立するためには、距離Dと流速V0とT1とは、以下の式(13)の関係を満たす必要がある。
【０１０２】
−1≦eD/V0/T1−1≦＋1      (13)
FA決定部560は、式(12)により得られるFApreを、IRパルスのフリップアングルFAとする。
【０１０３】
次に、本実施形態のパラメータ決定部501による撮像パラメータ決定処理を説明する。図15は、本実施形態の撮影パラメータ決定処理の処理フローである。
【０１０４】
本実施形態の撮像パラメータ決定処理は、基本的に第一の実施形態と同様である。すなわち、まず、パラメータ受付部510が処理に必要な各種パラメータを受け付ける(ステップS1301)。そして、流速像取得部520は流速像を取得し(ステップS1302)、流速決定部530は、流速V0を決定する(ステップS1303)。
【０１０５】
次に、セグメント数算出部540がセグメント数Nを算出し(ステップS1304)、k空間配置決定部550がセグメント番号nを決定後(ステップS1305)、位相エンコード印加量(k空間配置)を決定する(ステップS1306)。
【０１０６】
その後、本実施形態では、さらに、FA決定部560が上記手法でIRパルスに最適なFA(FApre)を決定する(ステップS1307)。
【０１０７】
パラメータ決定部500は、算出したセグメント数Nと、位相エンコード印加量(k空間配置)と、IRパルスのFA(FApre)とを出力し、処理を終了する。
【０１０８】
なお、FA決定部560によるFApreの決定は、ステップS1303以降であれば、いつでもよい。
【０１０９】
また、本実施形態の制御部110による撮像処理は、基本的に第一の実施形態と同様である。但し、ステップS1104において、制御部110は、パラメータ決定部501により決定されたセグメント数Nと、k空間配置(エンコードパルス印加量)と、IRパルスのFApreとを用いてパルスシーケンスを実行する。
【０１１０】
以上説明したように、本実施形態によれば、プリパルスとして用いる2次元選択励起パルスの2次元選択励起用RFパルスにIRパルスを用いた場合であっても、第一の実施形態同様、精度よく所望の流体に最大のプリパルスの効果を与えながら、最大のセグメント数Nで撮像を実行することができる。従って、高速に高品質の画像を得ることができる。
【０１１１】
なお、式(12)および式(13)において、流速V0は、被検者の状態により決まる値であり、T1値は流体の状態と静磁場強度とにより決まる値である。従って、式(12)および式(13)において変更可能なのは距離Dのみである。設定された距離Dにおいて式(12)の解が得られない場合、制御部110が式(13)を満たす距離Dの範囲Dscopeを算出し、位置決め画像上に提示するよう構成してもよい。操作者は、この表示を見ることにより、距離Dを調整できる。また、操作者が位置決め画像上で2次元選択励起領域414を設定する際、距離Dの範囲Dscopeを逸脱している場合に受け付けないよう制約を設けてもよい。
【０１１２】
この場合の位置決め画像800の表示例を図16に示す。本図において、801は、式(12)を満たす距離Dの範囲Dscopeである。なお、602は血流方向である。操作者は、撮像位置603に対し、この範囲801内のみ、2次元選択励起パルス印加位置、すなわち、2次元選択励起位置414を設定できる。
【０１１３】
なお、上記各実施形態において、パラメータ決定部500、501は、制御部110が備えるよう構成しているが、これに限られない。パラメータ決定部500、501は、MRI装置100とデータの送受信可能な、外部の情報処理装置が備えていてもよい。
以上の各実施形態で説明した本発明の特徴を纏めると以下のように表せる。即ち、本発明のMRI装置は、
k空間を複数のセグメントに分割し、2次元選択励起パルスをプリパルスとして印加し、2次元選択励起パルスを1回印加する毎に1以上のセグメントのエコー信号をそれぞれ計測して流体の画像を取得するMRI装置であって、撮像対象の流体の速度と、入力された2次元選択励起パルスの励起領域のサイズと、1セグメントあたりの計測時間と、から2次元選択励起パルス印加毎に計測するセグメントの数であるセグメント実行回数を決定する撮像パラメータ決定部を備えることを特徴とする。
好ましくは、
撮像パラメータ決定部は、
撮像対象の流体の速度を決定する速度決定部と、
セグメントの実行回数を算出するセグメント実行回数算出部と、を備え、
セグメント実行回数決定部は、速度決定部が決定した速度と、2次元選択励起パルスの励起領域のサイズと、1セグメントあたりの計測時間とから、撮像対象の流体が2次元選択励起パルスの励起領域を通過中に少なくとも1回、2次元選択励起パルスの印加を受けるセグメント数の中で最大のセグメント数を、セグメント実行回数として決定する。
【０１１４】
また、好ましくは、
セグメント実行回数算出部は、2次元選択励起パルスの励起領域のサイズを、撮像対象の流体の速度と、1セグメントあたりの計測時間と、で除算することによりセグメント実行回数を算出する。
【０１１５】
また、好ましくは、
撮像パラメータ決定部は、
撮像対象の流体の速度を決定する速度決定部と、
セグメント実行回数を算出するセグメント実行回数算出部と、を備え、
速度決定部は、
撮像対象の流体の流速像を取得する流速像取得部と、
流速像から撮像対象の流体の流速を決定する流速決定部と、を備える。
【０１１６】
また、好ましくは、
2次元選択励起パルスで励起する2次元選択励起領域は円筒形状を有し、
流速像取得部は、撮像対象の流体の流路内であって2次元選択励起領域の円筒軸に垂直な断面の流速像を取得し、
流速決定部は、流速像の撮像対象の流体の流路方向のプロファイル上の最大流速を、撮像対象の流体の流速と決定する。
【０１１７】
また、好ましくは、
撮像対象の流体は血液であり、
流速像取得部は、流速像を、1心拍を網羅する複数時相分取得し、
流速決定部は、各流速像の最大流速を補間し、流速を時間関数として決定する。
【０１１８】
また、好ましくは、
撮像パラメータ決定部は、2次元選択励起パルスの効果の高いエコー信号ほどk空間の中心に近い領域に配置するように、各セグメントで取得するエコー信号を決定するk空間配置決定部をさらに備える。
【０１１９】
また、好ましくは、
k空間配置決定部は、撮像対象の流体の速度と1セグメントあたりの計測時間とから、最も2次元選択励起パルスの効果の高いエコー信号を取得するセグメントを決定し、当該エコー信号をk空間の中心近傍に配置する。
【０１２０】
また、好ましくは、
k空間配置決定部は、2次元選択励起パルスの印加位置と撮像位置との距離を、速度決定部が決定した速度と1セグメントあたりの計測時間とで除算することにより、最もプリパルスの効果の高いエコー信号を取得するセグメントを決定する。
【０１２１】
また、好ましくは、
2次元選択励起パルスで用いるRFパルスはIRパルスであり、
撮像パラメータ決定部は、
IRパルスのフリップアングルを決定するフリップアングル決定部をさらに備え、
フリップアングル決定部は、撮像対象の流体の速度を用い、撮像対象の流体がIRパルス印加位置と撮像位置との間の距離を進む時間が、IRパルスの反転時間になるよう、フリップアングルを算出する。
【０１２２】
また、好ましくは、
撮像パラメータ決定部は、
フリップアングル決定部がフリップアングルを算出不能な場合、当該フリップアングルを算出可能なIRパルス印加位置と撮像位置との距離を算出し、操作者に提示する距離算出部をさらに備える。
【０１２３】
また、本発明の流体撮像方法は、
磁気共鳴イメージング装置を用いて、k空間を複数のセグメントに分割し、2次元選択励起パルスをプリパルスとして印加し、2次元選択励起パルスを1回印加する毎に1以上のセグメントのエコー信号をそれぞれ計測して流体の画像を取得する流体撮像方法であって、
撮像対象の流体の速度と、入力された2次元選択励起パルスの励起領域のサイズと、1セグメントあたりの計測時間と、から2次元選択励起パルス印加毎に計測するセグメントの数であるセグメント実行回数を決定する撮像パラメータ決定ステップと、
1回の2次元選択励起パルスの印加毎に、セグメント実行回数の各セグメントのエコー信号をそれぞれ計測し、取得したエコー信号をk空間に配置する計測ステップと、
k空間に配置されたエコー信号から画像を再構成する画像再構成ステップと、を備えることを特徴とする。
【０１２４】
好ましくは、
撮像パラメータ決定ステップに先立ち、位置決め画像を取得する位置決め画像取得ステップをさらに備え、
撮像パラメータ決定ステップは、
位置決め画像上で2次元選択励起パルスの励起領域のサイズと、1セグメントあたりの計測時間と、の入力を受け付けるパラメータ受付ステップと、
撮像対象の流体の速度を算出する速度決定ステップと、
撮像対象の流体の速度と、2次元選択励起パルスの励起領域のサイズと、1セグメントあたりの計測時間とから、撮像対象の流体が2次元選択励起パルスの励起領域を通過中に少なくとも1回2次元選択励起パルスの印加を受ける中で最大のセグメント数を、セグメント実行回数として決定する実行回数決定ステップと、を備える。
【符号の説明】
【０１２５】
100  MRI装置、101  被検体、102  磁石、103  傾斜磁場コイル、104  RFコイル、105  RFプローブ、106  傾斜磁場電源、107  RF送信部、108  信号検出部、109  信号処理部、110  制御部、111  表示部、112  操作部、113  ベッド、200  パルスシーケンス、210  プリパルス部、211  IRパルス、212  2次元選択励起パルス、213  2次元選択励起パルス、214  プリサチパルス、215  傾斜磁場、220  本撮像部、221  RFパルス、222  スライス選択傾斜磁場、223  位相エンコード傾斜磁場、224  読み取りエンコード傾斜磁場、225  エコー信号、300  パルスシーケンス、310  プリパルス部、311  2次元選択励起用RFパルス、312  2次元選択励起用傾斜磁場パルス、313  2次元選択励起用傾斜磁場パルス、320  本撮像部、321  セグメント、330  フェーズ、400  GUI画面、410  位置決め画像、411  2次元励起選択UI、412  ラベリング点、413  断面、414  2次元選択励起領域、500  パラメータ決定部、501  パラメータ決定部、510  パラメータ受付部、520  流速像取得部、530  流速決定部、540  セグメント数算出部、550  k空間配置決定部、560  FA決定部、601  血管、602  血流方向、603  撮像位置、604  ラベル化血液、605  進む距離、606  ラベル化されない血液、607  距離、701  流速像、702  矢印、711  ラインプロファイル、712  最大流速、800  位置決め画像、801  距離の範囲、901  回復曲線、902  回復曲線
【図１】
2012043198.tif 000005
【図２】
2012043198.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年6月12日(2013.6.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
k空間を複数のセグメントに分割し、2次元選択励起パルスをプリパルスとして印加し、前記2次元選択励起パルスを1回印加する毎に1以上のセグメントのエコー信号をそれぞれ計測して流体の画像を取得する磁気共鳴イメージング装置であって、
撮像対象の流体の速度と、入力された前記2次元選択励起パルスの励起領域のサイズと、1セグメントあたりの計測時間と、から前記2次元選択励起パルスの印加毎に計測する前記セグメントの数であるセグメント実行回数を決定する撮像パラメータ決定部を備えること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記撮像パラメータ決定部は、
前記撮像対象の流体の速度を決定する速度決定部と、
前記セグメントの実行回数を算出するセグメント実行回数算出部と、を備え、
前記セグメント実行回数算出部は、前記速度決定部が決定した速度と、前記2次元選択励起パルスの励起領域のサイズと、前記1セグメントあたりの計測時間とから、前記撮像対象の流体が前記2次元選択励起パルスの励起領域を通過中に少なくとも1回、前記2次元選択励起パルスの印加を受けるセグメントの数の中で最大のセグメントの数を、前記セグメント実行回数として決定すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
請求項2記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記セグメント実行回数算出部は、前記2次元選択励起パルスの励起領域のサイズを、前記撮像対象の流体の速度と、前記1セグメントあたりの計測時間と、で除算することにより前記セグメント実行回数を算出すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記撮像パラメータ決定部は、
前記撮像対象の流体の速度を決定する速度決定部と、
前記セグメント実行回数を算出するセグメント実行回数算出部と、を備え、
前記速度決定部は、
前記撮像対象の流体の流速像を取得する流速像取得部と、
前記流速像から撮像対象の流体の流速を決定する流速決定部と、を備えること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
請求項4記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記2次元選択励起パルスで励起する2次元選択励起領域は円筒形状を有し、
前記流速像取得部は、前記撮像対象の流体の流路内であって前記2次元選択励起領域の円筒軸に垂直な断面の前記流速像を取得し、
前記流速決定部は、前記流速像の前記撮像対象の流体の流路方向のプロファイル上の最大流速を、前記撮像対象の流体の流速と決定すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
請求項5記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記撮像対象の流体は血液であり、
前記流速像取得部は、前記流速像を、1心拍を網羅する複数時相分取得し、
前記流速決定部は、各流速像の最大流速を補間し、前記流速を時間関数として決定すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
請求項4記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記撮像パラメータ決定部は、前記2次元選択励起パルスの効果の高いエコー信号ほどk空間の中心に近い領域に配置するように、各セグメントで取得するエコー信号を決定するk空間配置決定部をさらに備えること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項８】
請求項7記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記k空間配置決定部は、前記撮像対象の流体の速度と前記1セグメントあたりの計測時間とから、最も2次元選択励起パルスの効果の高いエコー信号を取得するセグメントを決定し、当該エコー信号をk空間の中心近傍に配置すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項９】
請求項8記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記k空間配置決定部は、前記2次元選択励起パルスの印加位置と撮像位置との距離を、前記速度決定部が決定した速度と前記1セグメントあたりの計測時間とで除算することにより、最もプリパルスの効果の高いエコー信号を取得するセグメントを決定すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１０】
請求項2記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記2次元選択励起パルスで用いるRFパルスはIRパルスであり、
前記撮像パラメータ決定部は、
前記IRパルスのフリップアングルを決定するフリップアングル決定部をさらに備え、
前記フリップアングル決定部は、前記撮像対象の流体の速度を用い、前記撮像対象の流体が前記IRパルスの印加位置と撮像位置との間の距離を進む時間が、前記IRパルスの反転時間になるよう、前記フリップアングルを算出すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１１】
請求項10記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記撮像パラメータ決定部は、
前記フリップアングル決定部が前記フリップアングルを算出不能な場合、当該フリップアングルを算出可能な前記IRパルスの印加位置と撮像位置との距離を算出し、操作者に提示する距離算出部をさらに備えること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１２】
磁気共鳴イメージング装置を用いて、k空間を複数のセグメントに分割し、2次元選択励起パルスをプリパルスとして印加し、前記2次元選択励起パルスを1回印加する毎に1以上のセグメントのエコー信号をそれぞれ計測して流体の画像を取得する流体撮像方法であって、
撮像対象の流体の速度と、入力された前記2次元選択励起パルスの励起領域のサイズと、1セグメントあたりの計測時間と、から前記2次元選択励起パルス印加毎に計測する前記セグメントの数であるセグメント実行回数を決定する撮像パラメータ決定ステップと、
1回の前記2次元選択励起パルスの印加毎に、前記セグメント実行回数の各セグメントのエコー信号をそれぞれ計測し、取得したエコー信号をk空間に配置する計測ステップと、
前記k空間に配置されたエコー信号から画像を再構成する画像再構成ステップと、を備えること
を特徴とする流体撮像方法。
【請求項１３】
請求項12記載の流体撮像方法であって、
前記撮像パラメータ決定ステップに先立ち、位置決め画像を取得する位置決め画像取得ステップをさらに備え、
前記撮像パラメータ決定ステップは、
前記位置決め画像上で前記2次元選択励起パルスの励起領域のサイズと、前記1セグメントあたりの計測時間と、の入力を受け付けるパラメータ受付ステップと、
前記撮像対象の流体の速度を算出する速度決定ステップと、
前記撮像対象の流体の速度と、前記2次元選択励起パルスの励起領域のサイズと、前記1セグメントあたりの計測時間とから、前記撮像対象の流体が前記2次元選択励起パルスの励起領域を通過中に少なくとも1回2次元選択励起パルスの印加を受ける中で最大のセグメントの数を、前記セグメント実行回数として決定する実行回数決定ステップと、を備えること
を特徴とする流体撮像方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
位置決め画像410を取得すると、制御部110は、撮像パラメータ設定用画面および位置決め画像410によるGUI画面400を生成して表示部111に表示し(ステップS1102)、パラメータ決定部500に、撮像パラメータ決定処理を行わせる(ステップS1103)。ここで、パラメータ決定部500は、1セグメントあたりの計測時間であるTReff、撮像位置、2次元選択励起領域の励起位置および領域サイズΦを含む、撮像パラメータの入力を受け付け、これらのセグメント数Nとk空間配置(エンコードパルス印加量)を決定する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８３】
このSSFPシーケンスは、撮像対象流体内組織の磁化の縦緩和時間T1より短い繰り返し時間でRFパルスの照射を繰り返すことにより磁化を定常状態(SSFP)にして所望の領域(スライス領域)を2次元撮像するシーケンスである。
【国際調査報告】
2012043198.tif 000021
2012043198.tif 000022