(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に対する非造影ＭＲＩ撮影により所望の血管系において収集された時系列的なボリュームデータに基づいて前記血管系の腫瘍候補領域を検出する腫瘍候補領域検出手段と、
前記腫瘍候補領域のボリュームデータにおけるボクセル値の時間的変化をＴＩＣ（Time Intensity Curve）として計測するＴＩＣ計測手段と、
前記腫瘍候補領域のボリュームデータの中から所定のＴＩＣ特性を有するボクセルを抽出することにより前記血管系の腫瘍領域を検出する腫瘍領域検出手段と、
検出された前記腫瘍領域の形状あるいは前記腫瘍領域におけるボクセル値分布の少なくとも何れかに基づいて前記腫瘍領域における腫瘍の鑑別を行なう腫瘍鑑別手段と、
前記腫瘍の鑑別結果に基づいて表示データを生成する表示データ生成手段とを
備えたことを特徴とする自動鑑別ユニット。
【請求項２】
前記時系列的なボリュームデータに基づいて前記血管系の血管領域を検出する血管領域検出手段を備え、前記腫瘍候補領域検出手段は、前記ボリュームデータを構成するボクセルの中から所定の閾値より大きなボクセル値を有するボクセルを抽出し、得られたボクセルの中から前記血管領域検出手段が検出した前記血管領域のボクセルを除くことにより前記腫瘍候補領域を検出することを特徴とする請求項１記載の自動鑑別ユニット。
【請求項３】
前記時系列的なボリュームデータの位置ずれを補正する位置補正手段を備え、前記ＴＩＣ計測手段は、位置ずれ補正された前記時系列的なボリュームデータに基づいて前記腫瘍候補領域検出手段が検出した前記腫瘍候補領域におけるＴＩＣを計測することを特徴とする請求項１記載の自動鑑別ユニット。
【請求項４】
前記血管系の血管領域における血流量を計測する血流量計測手段と、前記血流量に基づいて前記血管系の腫瘍領域における腫瘍の悪性度を判定する悪性度判定手段を備え、前記腫瘍鑑別手段は、前記腫瘍領域の形状、前記腫瘍領域におけるボクセル値分布及び前記悪性度の判定結果の少なくとも何れかに基づいて前記腫瘍領域における腫瘍の鑑別を行なうことを特徴とする請求項２記載の自動鑑別ユニット。
【請求項５】
前記表示データ生成手段は、前記血管領域検出手段が検出した前記血管領域と、前記腫瘍領域検出手段が検出した前記腫瘍領域と、前記腫瘍鑑別手段による前記腫瘍の鑑別結果とに基づいて前記表示データを生成することを特徴とする請求項２記載の自動鑑別ユニット。
【請求項６】
前記時系列的なボリュームデータあるいはこれらのボリュームデータの中から選択された基準ボリュームデータに対して血管芯線を設定する芯線設定手段を備え、前記血管領域検出手段は、前記血管芯線に基づいて前記血管領域を検出することを特徴とする請求項２記載の自動鑑別ユニット。
【請求項７】
前記時系列的なボリュームデータの中からボクセル値が最大あるいはボクセル値の変化率が最大となるボリュームデータを基準ボリュームデータとして選択する基準ボリュームデータ選択手段を備え、前記芯線設定手段は、前記基準ボリュームデータ選択手段によって選択された前記基準ボリュームデータに対して前記血管芯線を設定することを特徴とする請求項６記載の自動鑑別ユニット。
【請求項８】
前記腫瘍領域検出手段は、前記腫瘍候補領域を構成するボクセルの中から所定の閾値より大きなＴＩＣ勾配を有するボクセルを抽出することにより前記腫瘍領域を検出することを特徴とする請求項１記載の自動鑑別ユニット。
【請求項９】
前記腫瘍候補領域検出手段は、前記被検体の肝臓領域に対する非造影ＭＲＩ撮影により門脈系、肝動脈系及び肝静脈系の少なくとも何れかにおいて収集された前記時系列的なボリュームデータに基づいてこれらの血管系における腫瘍候補領域を検出することを特徴とする請求項１記載の自動鑑別ユニット。
【請求項１０】
前記腫瘍候補領域検出手段は、Time-SLIP（Time-Spatial Labeling Inversion Pulse）法とTrue SSFP（Steady-State Free Precession）法を組み合わせた前記非造影ＭＲＩ撮影によりに収集された前記時系列的なボリュームデータに基づいて前記腫瘍候補領域を検出することを特徴とする請求項１記載の自動鑑別ユニット。
【請求項１１】
前記悪性度判定手段は、前記血流量計測手段によって計測された前記被検体の門脈血流量及び肝動脈血流量に基づいて前記腫瘍の悪性度を判定することを特徴とする請求項４記載の自動鑑別ユニット。
【請求項１２】
被検体に対する非造影ＭＲＩ撮影により所望の血管系において収集された時系列的なボリュームデータに基づいて前記血管系の腫瘍に対する鑑別を行なうＭＲＩ装置において、請求項１乃至請求項１１の何れか１項に記載した自動鑑別ユニットを用いて前記鑑別を行なうことを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項１３】
被検体に対する非造影ＭＲＩ撮影により所望の血管系において収集された時系列的なボリュームデータに基づいて前記血管系における腫瘍の鑑別を行なう自動鑑別ユニットあるいはこの自動鑑別ユニットを備えるＭＲＩ装置に対し、
前記時系列的なボリュームデータに基づいて前記血管系の腫瘍候補領域を検出する腫瘍候補領域検出機能と、
前記腫瘍候補領域のボリュームデータにおけるボクセル値の時間的変化をＴＩＣ（Time Intensity Curve）として計測するＴＩＣ計測機能と、
前記腫瘍候補領域のボリュームデータの中から所定のＴＩＣ特性を有するボクセルを抽出することにより前記血管系の腫瘍領域を検出する腫瘍領域検出機能と、
検出された前記腫瘍領域の形状あるいは前記腫瘍領域におけるボクセル値分布の少なくとも何れかに基づいて前記腫瘍領域における腫瘍の鑑別を行なう腫瘍鑑別機能と、
前記腫瘍の鑑別結果に基づいて表示データを生成する表示データ生成機能を
実行させること特徴とする自動鑑別用制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＲＩ装置、自動鑑別ユニット及び自動鑑別用制御プログラムに係り、特に、ＭＲＩ撮影によって収集されたボリュームデータに基づいて腫瘍等に対する鑑別を行なうＭＲＩ装置、自動鑑別ユニット及び自動鑑別用制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴イメージング法（ＭＲＩ）は、強力な静磁場中に置かれた被検体組織の原子核スピンを、そのラーモア周波数をもつ高周波信号（ＲＦパルス）で励起し、この励起に伴って発生する磁気共鳴信号（ＭＲ信号）を再構成処理して画像データを生成するイメージング法である。
【０００３】
ＭＲＩ装置は、生体内から検出されたＭＲ信号に基づいて画像データを生成する画像診断装置であり、解剖学的診断情報のみならず機能診断情報や生化学情報等多くの診断情報を得ることができるため、今日の画像診断の分野では不可欠なものとなっている。
【０００４】
ところで、患者（被検体）の体内に発生した腫瘍等の鑑別やステージ判定を行なう場合、医療施設の医師らは、造影剤を投与した被検体に対してＸ線ＣＴ装置やＭＲＩ装置を用いたダイナミック撮影を行ない、このとき時系列的に得られるＣＴ画像データやＭＲＩ画像データに示された血管領域や腫瘍領域における信号強度の時間的変化を観察する方法が一般に行なわれてきた。
【０００５】
又、近年では、リアルタイム画像データを容易に収集することが可能な超音波撮影に好適なLevovistやSonazoid等の超音波造影剤が実用化され、これらが投与された被検体から得られる超音波画像データの画素値変化曲線に基づいて疾患部の診断を行なう方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−９５３７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
腫瘍等の鑑別やステージ判定を行なうためには、上述のような造影剤を用いた検査を繰り返し行なう必要があるが、例えば、腎機能が低下した被検体や喘息の被検体に対してＭＲＩ造影剤の１つであるガドリニウム（Ｇｄ）を投与した場合には腎性全身性繊維症を発生するとの報告があるように鑑別診断等を目的として従来から行なわれてきた侵襲的な造影剤の投与は被検体に対して多大な負担を与える。又、Ｘ線ＣＴ撮影は、被検体に対する被曝量を制限するために繰り返して行なうことが困難であり、超音波撮影は、収集される画像データが局所的な領域に限定されるためスクリーニング検査に適していないという問題点を有していた。
【０００８】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、被検体に対する低侵襲的な非造影ＭＲＩ撮影によって収集されたボリュームデータに基づいて腫瘍等の鑑別を高精度で行なうことが可能なＭＲＩ装置、自動鑑別ユニット及び自動鑑別用制御プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明の自動鑑別ユニットは、被検体に対する非造影ＭＲＩ撮影により所望の血管系において収集された時系列的なボリュームデータに基づいて前記血管系の腫瘍候補領域を検出する腫瘍候補領域検出手段と、前記腫瘍候補領域のボリュームデータにおけるボクセル値の時間的変化をＴＩＣ（Time Intensity Curve）として計測するＴＩＣ計測手段と、前記腫瘍候補領域のボリュームデータの中から所定のＴＩＣ特性を有するボクセルを抽出することにより前記血管系の腫瘍領域を検出する腫瘍領域検出手段と、検出された前記腫瘍領域の形状あるいは前記腫瘍領域におけるボクセル値分布の少なくとも何れかに基づいて前記腫瘍領域における腫瘍の鑑別を行なう腫瘍鑑別手段と、前記腫瘍の鑑別結果に基づいて表示データを生成する表示データ生成手段とを備えたことを特徴としている。
【００１０】
又、請求項１２に係る本発明のＭＲＩ装置は、被検体に対する非造影ＭＲＩ撮影により所望の血管系において収集された時系列的なボリュームデータに基づいて前記血管系の腫瘍に対する鑑別を行なうＭＲＩ装置において、請求項１乃至請求項１１の何れか１項に記載した自動鑑別ユニットを用いて前記鑑別を行なうことを特徴としている。
【００１１】
一方、請求項１３に係る本発明の自動鑑別用制御プログラムは、被検体に対する非造影ＭＲＩ撮影により所望の血管系において収集された時系列的なボリュームデータに基づいて前記血管系における腫瘍の鑑別を行なう自動鑑別ユニットあるいはこの自動鑑別ユニットを備えるＭＲＩ装置に対し、前記時系列的なボリュームデータに基づいて前記血管系の腫瘍候補領域を検出する腫瘍候補領域検出機能と、前記腫瘍候補領域のボリュームデータにおけるボクセル値の時間的変化をＴＩＣ（Time Intensity Curve）として計測するＴＩＣ計測機能と、前記腫瘍候補領域のボリュームデータの中から所定のＴＩＣ特性を有するボクセルを抽出することにより前記血管系の腫瘍領域を検出する腫瘍領域検出機能と、検出された前記腫瘍領域の形状あるいは前記腫瘍領域におけるボクセル値分布の少なくとも何れかに基づいて前記腫瘍領域における腫瘍の鑑別を行なう腫瘍鑑別機能と、前記腫瘍の鑑別結果に基づいて表示データを生成する表示データ生成機能を実行させること特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、低侵襲的な非造影ＭＲＩ撮影によって収集されたボリュームデータに基づいて腫瘍等に対する鑑別を高精度で行なうことが可能となる。このため、診断精度及び診断効率が大幅に向上するのみならず被検体や医師等の負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施例におけるＭＲＩ装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】同実施例の非造影ＭＲＩ撮影に適用されるTime-SLIP法とTrue SSFP法を組み合わせたパルスシーケンスを示す図。
【図３】同実施例の非造影ＭＲＩ撮影において照射される反転パルスとこの反転パルスの照射に伴って変化する原子核スピンの縦磁化を示す図。
【図４】同実施例の非造影ＭＲＩ撮影において観測される血流情報を模式的に示す図。
【図５】同実施例のＭＲＩ装置が備えるボリュームデータ生成部の具体的な構成を示すブロック図。
【図６】同実施例のＭＲＩ装置が備える画像データ生成部の具体的な構成を示すブロック図。
【図７】同実施例のＭＲＩ装置が備える自動鑑別ユニットの具体的な構成を示すブロック図。
【図８】同実施例の芯線設定部において設定される血管芯線の座標系を示す図。
【図９】同実施例のＴＩＣ計測部によって計測されたＴＩＣ（Time Intensity Curve）の具体例を示す図。
【図１０】同実施例の血流量計測部によって計測された疾患部の肝動脈血流量及び門脈血流量の具体例を示す図。
【図１１】同実施例の腫瘍領域検出部によって検出さえた各種腫瘍領域の辺縁形状とボクセル値分布の具体例を示す図。
【図１２】同実施例の表示データ生成部６５によって生成された表示データの具体例を示す図。
【図１３】同実施例の表示データ生成部６５によって生成された表示データの変形例を示す図。
【図１４】同実施例における自動鑑別の手順を示すフローチャート。
【図１５】本発明の第２の実施例における鑑別診断装置の全体構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１５】
以下に述べる本実施例のＭＲＩ装置が備える自動鑑別ユニットは、先ず、選択的な非造影ＭＲＩ撮影によって血管系単位で収集された撮影領域の時系列的なボリュームデータに基づいて血管領域を検出し、次いで、前記ボリュームデータのボクセルの中から所定の閾値より小さなボクセル値を有するボクセル及び前記血管領域のボクセルを除くことにより腫瘍候補領域を検出する。そして、腫瘍候補領域を構成するボクセルの中から所定値以上のＴＩＣ（Time Intensity Curve）勾配を呈するボクセルを抽出して腫瘍領域を検出し、得られた腫瘍領域の形状及びボクセル値分布に基づいて腫瘍の鑑別を行なう。
【００１６】
尚、以下の説明では、被検体の肝臓領域に対する非造影ＭＲＩ撮影により時系列的に収集されたボリュームデータに基づいて当該被検体の肝臓内に発生した腫瘍の鑑別を行なう場合について述べるが、鑑別診断の対象臓器は肝臓に限定されない。又、Time-SLIP（Time-Spatial Labeling Inversion Pulse）法とTrue SSFP（Steady-State Free Precession）法を組み合わせることにより所望の血管系が強調されたボリュームデータを時系列的に収集することが可能な非造影ＭＲＩ撮影（非造影ＭＲＡ）について述べるが他のパルスシーケンスを用いた非造影ＭＲＩ撮影であっても構わない。
【００１７】
（装置の構成）
本発明の第１の実施例におけるＭＲＩ装置の構成と機能につき図１乃至図１３を用いて説明する。但し、図１は、当該ＭＲＩ装置の全体構成を示すブロック図であり、図７は、このＭＲＩ装置が備える自動鑑別ユニットの具体的な構成を示すブロック図である。
【００１８】
即ち、図１のＭＲＩ装置１００は、被検体１５０に対して磁場を発生する静磁場発生部１及び傾斜磁場発生部２と、被検体１５０に対してＲＦパルスを照射しこの被検体１５０が発生するＭＲ信号を検出する送受信部３と、被検体１５０の肝臓領域に対する非造影ＭＲＩ撮影によって収集されたＭＲ信号（ＭＲデータ）を再構成処理してボリュームデータを生成するボリュームデータ生成部４と、このボリュームデータをレンダリング処理して３次元画像データを生成する画像データ生成部５と、各種血管系において時系列的に収集された前記ボリュームデータを解析することにより被検体１５０の肝臓内に発生した腫瘍の鑑別を行なう自動鑑別ユニット６と、画像データ生成部５において生成された３次元画像データや自動鑑別ユニット６において得られた腫瘍の鑑別結果等を表示する表示部７を備えている。
【００１９】
更に、ＭＲＩ装置１００は、被検体１５０を載置する天板４０と、この天板４０を被検体１５０の体軸方向（ｚ軸方向）へ移動させる天板移動機構部５０と、パルスシーケンスを含むＭＲ信号収集条件の設定、撮影領域及び反転パルス照射領域の設定、鑑別結果表示条件の設定等を行なう入力部８と、ＭＲＩ装置１００が有する上述の各ユニットを制御する制御部９を備えている。
【００２０】
静磁場発生部１は、常伝導磁石あるいは超電導磁石によって構成される主磁石１１と、この主磁石１１に電流を供給する静磁場電源１２を備え、図示しないガントリ中央部の撮影野に配置された被検体１５０に対し強力な静磁場を形成する。尚、主磁石１１は、永久磁石によって構成されていてもよい。
【００２１】
一方、傾斜磁場発生部２は、被検体１５０の体軸方向（図１のｚ軸方向）とこの体軸方向に直交するｘ軸方向及びｙ軸方向に対して傾斜磁場を形成する傾斜磁場コイル２１と、傾斜磁場コイル２１の各々に対してパルス電流を供給する傾斜磁場電源２２を備えている。
【００２２】
傾斜磁場コイル２１及び傾斜磁場電源２２は、被検体１５０が置かれたガントリ中央部の撮影野に対して位置情報を付加する。即ち、傾斜磁場電源２２は、制御部９から供給されるシーケンス制御信号に基づいてｘ軸方向，ｙ軸方向及びｚ軸方向の傾斜磁場コイル２１に供給するパルス電流を制御することにより各々の方向に対して傾斜磁場を形成する。そして、ｘ軸方向，ｙ軸方向及びｚ軸方向の傾斜磁場は合成されて互いに直交するスライス選択傾斜磁場、位相エンコード傾斜磁場及び周波数エンコード（読み出し）傾斜磁場が任意の方向に形成され、これらの傾斜磁場は、主磁石１１によって形成された静磁場に重畳されて被検体１５０に印加される。
【００２３】
次に、送受信部３は、被検体１５０に対してＲＦパルスを照射すると共に被検体１５０から発生したＭＲ信号を検出する送受信コイル３１と、送受信コイル３１に接続された送信部３２及び受信部３３を備えている。但し、送受信コイル３１は、送信専用コイルと受信専用コイルによって構成されていても構わない。
【００２４】
送信部３２は、位置決め用画像データの収集を目的としたパイロット撮影モード及び診断用画像データの収集を目的とした本撮影モードにおいて送受信コイル３１に対してパルス電流を供給する機能を有し、図示しない基準信号発生器、変調器及び電力増幅器等を有している。前記基準信号発生器は、主磁石１１の静磁場強度によって決定される磁気共鳴周波数（ラーモア周波数）と同じ周波数を有した基準信号を発生し、前記変調器は、この基準信号を所定の選択励起波形で変調してパルス電流を生成する。
【００２５】
そして、得られたパルス電流は、前記電力増幅器を介して送受信コイル３１へ供給され、被検体１５０に対しＲＦパルスが照射される。特に、Time-SLIP法とTrue SSFP法を組み合わせたパルスシーケンスによる本実施例の非造影ＭＲＩ撮影では、１つのボリュームデータの収集に際し、１８０度のフリップ角を有した２つの反転パルス（インバージョンパルス）、９０度パルス及び複数の１８０度パルスが送受信コイル３１に対し所定の順序で供給される。
【００２６】
一方、受信部３３は、前記ＲＦパルスが照射された被検体１５０において発生し送受信コイル３１によって検出されたＭＲ信号に対して中間周波変換、位相検波、低周波増幅、フィルタリング、Ａ／Ｄ変換等の信号処理を行なう。
【００２７】
次に、上述のTime-SLIP法とTrue SSFP法を組み合わせることにより所望の血管系が強調されたボリュームデータを時系列的に収集することが可能な本実施例の非造影ＭＲＩ撮影につき図２乃至図４を用いて説明する。尚、図２は、ＭＲ信号の収集に先立ち、被検体１５０に対して設定された撮影領域を含む広範囲な３次元領域に対し非選択的な第１の反転パルスを照射し、前記撮影領域に隣接して設定された反転パルス照射領域に対し選択的な第２の反転パルスが照射される当該非造影ＭＲＩ撮影のパルスシーケンスを示しており、図３は、上述の第１の反転パルス及び第２の反転パルスが照射された肝臓組織の原子核スピンが有する縦磁化の時間的変化を示している。又、図４は、上述の第１の反転パルス及び第２の反転パルスの照射により非造影での観測が可能となる血管領域及び腫瘍領域の血流情報を模式的に示している。
【００２８】
尚、以下では、説明を簡単にするために、非選択的な第１の反転パルスのみが照射され腫瘍の鑑別に必要なボリュームデータが収集される領域を撮影領域と呼び、前記第１の反転パルス及び選択的な第２の反転パルスが微小時間差で照射される領域を反転パルス照射領域と呼ぶ。
【００２９】
図２において、図２（ａ）は、被検体１５０の肝臓領域に対して照射されるＲＦパルス、図２（ｂ）乃至図２（ｄ）は、前記肝臓領域に対して印加されるスライス選択傾斜磁場（Ｇｓ）、位相エンコード傾斜磁場（Ｇｅ）及び周波数エンコード（読み出し）傾斜磁場（Ｇｒ）、図２（ｅ）は、前記ＲＦパルスの照射により被検体１５０の肝臓領域から発生するＭＲ信号を夫々示している。
【００３０】
図２に示した非造影ＭＲＩ撮影のパルスシーケンスでは、先ず、時刻ｔ１において１８０度のフリップ角を有する反転パルスＰＩ１（第１の反転パルス）が被検体１５０の撮影領域を含む広範囲な３次元領域に対して照射され、次いで、時刻ｔ１に後続する時刻ｔ２において同様のフリップ角を有する反転パルスＰＩ２（第２の反転パルス）が前記撮影領域に隣接して設定された反転パルス照射領域に対して照射される。そして、反転パルスＰＩ１の照射時刻ｔ１から所定時間ＴＩだけ経過した時刻ｔ３において９０度パルスが照射され、True SSFP法のパルスシーケンスに基づくＭＲ信号の収集が開始される。
【００３１】
図３は、反転パルスＰＩ１のみが照射された撮影領域の原子核スピンが有する縦磁化の時間的変化（図３（ｂ）の実線）と上述の反転パルスＰＩ１及び反転パルスＰＩ２が照射された反転パルス照射領域の原子核スピンが有する縦磁化の時間的変化（図３（ｂ）の破線）を示しており、時刻ｔ１における反転パルスＰＩ１の照射により正の縦磁化（Ｍｏ）から負の縦磁化（−Ｍｏ）へ１８０度反転した反転パルス照射領域及び撮影領域の縦磁化は肝臓組織が有する所定の緩和時間に従って元の縦磁化（Ｍｏ）へ戻ろうとする。このような回復過程の時刻ｔ２において反転パルスＰＩ２が反転パルス照射領域に対し選択的に照射された場合、反転パルス照射領域の縦磁化−Ｍ２は反転パルスＰＩ２により強制的に正の縦磁化Ｍ２へ戻される。但し、この場合、時刻ｔ１と時刻ｔ２の時間差は極めて小さいため、反転パルス照射領域の縦磁化Ｍ２は縦磁化Ｍｏと略等しい値となる。
【００３２】
そして、例えば、図３（ｂ）の実線で示した撮影領域の縦磁化がＭｏに対して極めて小さなＭ１となる時刻ｔ３においてTrue SSFP法のパルスシーケンスが開始されることにより、反転パルス照射領域の組織や血液からは縦磁化Ｍ２の大きさに比例した高感度のＭＲ信号が収集され、撮影領域からは縦磁化Ｍ１の大きさに比例した低感度のＭＲ信号が収集される。
【００３３】
次に、反転パルスＰＩ１及び反転パルスＰＩ２を用いたTime-SLIP法の適用によって得られる血流情報につき図４を用いて説明する。ここでは、門脈系腫瘍及び門脈に対して非造影ＭＲＩ撮影を行なう場合について述べるが、肝動脈系腫瘍及び肝動脈あるいは肝静脈系腫瘍及びこの肝静脈系腫瘍に近接した肝静脈に対する非造影ＭＲＩ撮影も同様の方法によって行なうことが可能である。
【００３４】
図４は、例えば、被検体１５０の非造影ＭＲＩ撮影に先行して行われるパイロット撮影において収集された位置決め用画像データの観察化で門脈系腫瘍及びこの門脈系腫瘍に近接する門脈を基準として設定された撮影領域Ｒａとこの撮影領域Ｒａに隣接し前記門脈の上流部が含まれるように設定された反転パルス照射領域Ｒｂを示している。
【００３５】
このような撮影領域Ｒａ及び反転パルス照射領域Ｒｂに対する時刻ｔ１の反転パルスＰＩ１と反転パルス照射領域Ｒｂに対する時刻ｔ２の反転パルスＰＩ２が照射された後、時刻ｔ１からＴＩ経過した時刻ｔ３においてTrue SSFP法のパルスシーケンスによるＭＲ信号の収集が開始された場合、原子核スピンの縦磁化が著しく減少している撮影領域Ｒａの肝臓組織Ｒａ１からは低感度のＭＲ信号が収集される。
【００３６】
一方、時刻ｔ２における反転パルスＰＩ２の照射により比較的大きな縦磁化を有する反転パルス照射領域Ｒｂの門脈内血液は、時刻ｔ３において図４の斜線で示す門脈領域Ｒａ２及び門脈系腫瘍領域Ｒａ３に到達するため、これらの領域からは高感度のＭＲ信号を収集することができる。即ち、上述の方法によれば、反転パルスＰＩ１及び反転パルスＰＩ２の照射から所定時間経過した後にTrue SSFP法による高速ＭＲＩ撮影を行なうことにより、撮影領域Ｒａの門脈や門脈系腫瘍における血流情報を高感度で抽出することが可能となる。
【００３７】
同様にして、上述の位置決め用画像データの観察下で肝動脈系腫瘍及び肝静脈系腫瘍を基準として撮影領域を設定し、更に、これらの腫瘍に近接した肝動脈及び肝静脈の上流部に対し反転パルス照射領域を設定することにより、各々の血管系における血流情報を分離して抽出することができる。
【００３８】
次に、図１のボリュームデータ生成部４は、図５に示すようにＭＲデータ記憶部４１、高速演算処理部４２、補間処理部４３及びボリュームデータ記憶部４４を備え、ＭＲデータ記憶部４１には、スライス選択傾斜磁場及び位相エンコード傾斜磁場を順次更新することにより被検体１５０の３次元領域から時系列的に収集された各種血管系のＭＲ信号がＭＲデータとして保存される。
【００３９】
一方、高速演算処理部４２は、ＭＲデータ記憶部４１から読み出した３次元ｋ空間（周波数空間）のＭＲデータに対し２次元フーリエ変換あるいは３次元フーリエ変換による再構成処理を行なって実空間の３次元データを生成し、補間処理部４３は、高速演算処理部４２によって生成された時系列的な３次元データのボクセルを必要に応じて補間処理し等方的なボクセルで構成されたボリュームデータを生成する。そして、各種血管系において得られた時系列的なボリュームデータは、撮影領域（図４参照）の位置情報を付帯情報としてボリュームデータ記憶部４４に保存される。
【００４０】
例えば、被検体１５０の肝臓領域に対しTime-SLIP法とTrue SSFP法を組み合わせた非造影ＭＲＩ撮影を行なって門脈及び門脈系腫瘍、肝動脈及び肝動脈系腫瘍、肝静脈及び肝静脈系腫瘍の描出を夫々独立させて行なう場合、ボリュームデータ生成部４は、門脈系の描出を目的とする非造影ＭＲＩ撮影（非造影門脈系撮影）によって収集されたＭＲ信号に基づくボリュームデータ（門脈系ボリュームデータ）、肝動脈系の描出を目的とする非造影ＭＲＩ撮影（非造影肝動脈系撮影）によって収集されたＭＲ信号に基づくボリュームデータ（肝動脈系ボリュームデータ）、更には、肝静脈系の描出を目的とする非造影ＭＲＩ撮影（非造影肝静系撮影）によって収集されたＭＲ信号に基づくボリュームデータ（肝静脈系ボリュームデータ）を順次生成する。そして、得られたこれらのボリュームデータを各々の非造影ＭＲＩ撮影において設定された撮影領域の位置情報と共に自己のボリュームデータ記憶部４４に保存する。
【００４１】
次に、図１の画像データ生成部５は、ボリュームレンダリング画像データを３次元画像データとして生成する機能を有し、例えば、図６に示すようにボリュームデータ補正部５１、不透明度・色調設定部５２、レンダリング処理部５３及び画像データ記憶部５４を備えている。
【００４２】
ボリュームデータ補正部５１は、ボリュームデータ生成部４のボリュームデータ記憶部４４から読み出した門脈系ボリュームデータ、肝動脈系ボリュームデータ及び肝静脈系ボリュームデータのボクセル値を予め設定された３次元表示用の視線ベクトルと臓器境界面に対する法線ベクトルとの内積値に基づいて補正し、不透明度・色調設定部５２は、補正されたボクセル値に基づいて不透明度や色調を設定する。
【００４３】
一方、レンダリング処理部５３は、不透明度・色調設定部５２によって設定された不透明度及び色調に基づいて門脈系ボリュームデータ、肝動脈系ボリュームデータ及び肝静脈系ボリュームデータをレンダリング処理して３次元画像データ（門脈系３次元画像データ、肝動脈系３次元画像データ及び肝静脈系３次元画像データ）を生成し、得られたこれらの３次元画像データを画像データ記憶部５４に一旦保存した後表示部７へ供給する。
【００４４】
次に、図１に示した自動鑑別ユニット６の具体的な構成につき図７のブロック図を用いて説明する。この自動鑑別ユニット６は、ボリュームデータ生成部４のボリュームデータ記憶部４４から血管系単位で供給される時系列的なボリュームデータに対し時相間の位置ずれを補正する位置補正部６０と、位置補正部６０から供給される位置ずれ補正後の時系列的なボリュームデータに基づいて門脈、肝動脈及び肝静脈の血管領域を設定する血管領域設定部６１と、位置補正部６０から供給される前記ボリュームデータに基づいてこれらの血管に近接して発生した門脈系腫瘍、肝動脈系腫瘍及び肝静脈系腫瘍の領域を設定する腫瘍領域設定部６２を備え、更に、門脈及び肝動脈の血流量を計測することによりこれらの血管に近接して発生した腫瘍やびまん性肝疾患の悪性度を判定する血行動態計測部６３と、腫瘍領域設定部６２から供給される腫瘍領域の形状及びボクセル値分布や血行動態計測部６３から供給される腫瘍の悪生度判定結果に基づいて被検体１５０の肝臓内に発生した門脈系腫瘍、肝動脈系腫瘍及び肝静脈系腫瘍の鑑別を行なう腫瘍鑑別部６４と、腫瘍鑑別部６４による腫瘍の鑑別結果や血行動態計測部６３による腫瘍やびまん性肝疾患の悪性度判定結果等に基づいて表示データを生成する表示データ生成部６５を備えている。
【００４５】
位置補正部６０は、図示しない演算処理部とデータ記憶部を備え、前記演算処理部は、先ず、ボリュームデータ生成部４のボリュームデータ記憶部４４に保存されている時系列的な門脈系ボリュームデータ、肝動脈系ボリュームデータ及び肝静脈系ボリュームデータとこれらのボリュームデータに付帯情報として付加されている撮影領域の位置情報を読み出す。次いで、これらのボリュームデータに対し上述の撮影領域に対応する（例えば、同一の形状と位置情報を有する）選択領域を設定し、前記選択領域における時系列的なボリュームデータに対し、例えば、ボリュームデータ間のパターンマッチング処理を順次行なうことによりこれらのボリュームデータが有している非造影ＭＲＩ撮影時の体動等に起因した位置ずれを補正する。そして、位置ずれ補正後のボリュームデータは前記データ記憶部に保存される。
【００４６】
血管領域設定部６１は、位置ずれ補正後のボリュームデータに基づいて門脈、肝動脈及び肝静脈の血管領域を検出する機能を有し、図７に示すように基準ボリュームデータ選択部６１１、芯線設定部６１２及び血管領域検出部６１３を供えている。
【００４７】
基準ボリュームデータ選択部６１１は、位置補正部６０から供給される前記選択領域の時系列的なボリュームデータの中からボクセル値が最大あるいはボクセル値の変化率が最大となるボリュームデータを基準ボリュームデータとして選択する。
【００４８】
例えば、Time-SLIP法とTrue SSFP法を組み合わせた非造影門脈系撮影により撮影領域内の門脈に血流情報が出現してから消失するまでの期間に収集された時系列的な門脈系ボリュームデータのボクセル値を計測し、ボクセル値が最大あるいはボクセル値の変化率が最大となる時相の門脈系ボリュームデータを基準門脈系ボリュームデータとして選択する。この場合、各時相の門脈系ボリュームデータにおけるボクセル値は門脈内の血液から得られるＭＲ信号の大きさに対応しており、従って、上述の方法によれば、門脈内を流れる血流量あるいはその変化率が最も大きな時相において収集された門脈系ボリュームデータが選択される。
【００４９】
更に、同様の手順により、非造影肝動脈系撮影によって収集され位置ずれ補正された前記選択領域の時系列的な肝動脈系ボリュームデータの中から基準肝動脈系ボリュームデータを選択し、非造影肝静脈系撮影によって収集され位置ずれ補正された前記選択領域の時系列的な肝静脈系ボリュームデータの中から基準肝静脈系ボリュームデータを選択する。
【００５０】
芯線設定部６１２は、表示部７に表示された３次元画像データ（門脈系３次元画像データ、肝動脈系３次元画像データ及び肝静脈系３次元画像データ）の観察下で入力部８が位置補正部６０から供給される各種ボリュームデータの門脈、肝動脈及び肝静脈に対して設定した始点を出発点とし、同様にして入力部８が設定した終点までの血管芯線を設定する。
【００５１】
血管芯線の設定については既に種々の方法が提案されており、例えば、画像データ生成部５によって生成され表示部７に表示された門脈系３次元画像データの門脈、肝動脈系３次元画像データの肝動脈及び肝静脈系３次元画像データの肝静脈に対し入力部８が設定した始点を基準として３次元の全角度方向に複数の単位ベクトルを発生させ、これらの単位ベクトルの中から探索ベクトルとして選定した血管の内壁までの距離が最大となる方向の単位ベクトルに直交する血管断面の重心位置を算出する。
【００５２】
次いで、上述の探索ベクトルと血管断面との交差位置が前記重心位置と一致するようにその方向が補正された探索ベクトルを前記重心位置において新たに設定し、補正後の探索ベクトルを用いて上述の手順を繰り返すことにより得られた血管走行方向における複数の重心位置に基づいて門脈、肝動脈及び肝静脈の芯線を設定する。尚、上述の芯線設定は、基準ボリュームデータ選択部６１１において選択されたボリュームデータの中から所定範囲のボクセル値を有するボクセルを抽出し、これらのボクセルによって構成されたボリュームデータに対して上述の始点及び終点を設定することにより行なわれる。
【００５３】
図８は、３次元配列された複数のボクセルによって構成されるボリュームデータＶａに対して芯線設定部６１２が設定する血管芯線Ｃａの座標系を示したものであり、血管芯線Ｃａは、ボリュームデータＶａにおける座標Ｆ１（Ｘ１、Ｙ１，Ｚ１）を始点、ＦＱ（ＸＱ，ＹＱ，ＺＱ）を終点とし血管内腔の横断面における重心Ｆｑ（Ｘｑ，Ｙｑ、Ｚｑ）を連結することによって生成される。
【００５４】
図７へ戻って、血管領域設定部６１の血管領域検出部６１３は、芯線設定部６１２によって設定された血管芯線と直交する全角度方向に対して複数の単位ベクトルを設定し、これらの単位ベクトルの方向においてボクセル値の変化率が最大となる位置を血管壁とすることにより基準ボリュームデータ（基準門脈系ボリュームデータ、基準肝動脈系ボリュームデータ及び基準肝静脈系ボリュームデータ）における血管領域（門脈領域、肝動脈領域及び肝静脈領域）を検出する。
【００５５】
次に、図７に示した自動鑑別ユニット６の腫瘍領域設定部６２は、位置補正部６０から供給される前記選択領域の時系列的なボリュームデータに基づいて門脈系腫瘍、肝動脈系腫瘍及び肝静脈系腫瘍の腫瘍領域を設定する機能を有し、腫瘍候補領域検出部６２１、ＴＩＣ計測部６２２及び腫瘍領域検出部６２３を備えている。
【００５６】
腫瘍候補領域検出部６２１は、位置補正部６０から供給される前記選択領域の時系列的なボリュームデータの中から所定の閾値より大きなボクセル値を有するボクセルを抽出する。このとき、比較的大きな還流量を有する腫瘍領域等のボクセルが血管領域のボクセルと共に抽出される。
【００５７】
更に、腫瘍候補領域検出部６２１は、抽出した上述のボクセルの中から血管領域検出部６１３によって検出された血管領域のボクセルを除くことにより正常領域やびまん性肝疾患領域の一部を含む腫瘍領域を腫瘍候補領域として検出する。
【００５８】
例えば、Time-SLIP法とTrue SSFP法を組み合わせた非造影門脈撮影により撮影領域内の門脈内に血流情報が出現してから消失するまでの期間内に収集された前記選択領域の時系列的な門脈系ボリュームデータの中から所定閾値より大きなボクセル値を有するボクセルを抽出する。次いで、血管領域検出部６１３から供給される門脈領域の位置情報に基づき、抽出された上述のボクセルの中から門脈領域のボクセルを除くことにより門脈系腫瘍候補領域を検出する。
【００５９】
更に、上述と同様の手順により、非造影肝動脈撮影において収集された時系列的な肝動脈系ボリュームデータに基づいて肝動脈系腫瘍候補領域を検出し、非造影肝静脈撮影において収集された時系列的な肝静脈系ボリュームデータに基づいて肝静脈系腫瘍候補領域を検出する。
【００６０】
一方、ＴＩＣ計測部６２２は、時系列的な門脈系ボリュームデータ、肝動脈系ボリュームデータ及び肝静脈系ボリュームデータの各々に対して腫瘍候補領域検出部６２１が検出した門脈系腫瘍候補領域、肝動脈系腫瘍候補領域及び肝静脈系腫瘍候補領域のボクセル値の時間的変化をＴＩＣ（Time Intensity Curve）として計測する。そして、腫瘍領域検出部６２３は、例えば、上述の腫瘍候補領域を構成するボクセルの各々において計測されたＴＩＣの勾配が所定の閾値より大きな負の値を有するボクセルを抽出し、更に、抽出したボクセルに対しボクセル間の間隙を埋める補間処理や周囲に余白を形成するための余白形成処理等を行なって門脈系腫瘍領域、肝動脈系腫瘍領域及び肝静脈系腫瘍領域を検出する。
【００６１】
図９は、腫瘍候補領域のボクセルに対してＴＩＣ計測部６２２が計測したＴＩＣの具体例を示したものであり、腫瘍候補領域Ａｏは、図９（ａ）に示すようにボクセルＢａを含む領域ＡａとボクセルＢｂを含む領域Ａｂを有している。一方、図９（ｂ）は、ＴＩＣ計測部６２２が、領域ＡａのボクセルＢａに対して計測したＴＩＣａと領域ＡｂのボクセルＢｂに対して計測したＴＩＣｂを示しており、ＴＩＣａ及びＴＩＣｂは血流速度によって決定される時刻Ｔｐにおいて最大値を有する。この場合、腫瘍領域検出部６２３は、時刻Ｔｐから所定時間経過した時刻ＴｏにおいてＴＩＣａの勾配Ｃａ及びＴＩＣｂの勾配Ｃｂを計測し、予め設定された勾配Ｃｘより小さな負の勾配Ｃａを有するボクセルＢａの領域は非腫瘍領域として、又、勾配Ｃｘより大きな負の勾配Ｃｂを有するボクセルＢｂは腫瘍領域として検出する。
【００６２】
即ち、ＴＩＣ計測部６２２は、時系列的なボリュームデータの腫瘍候補領域に含まれている全てのボクセルに対してＴＩＣの計測を行ない、腫瘍領域検出部６２３は、計測されたＴＩＣの所定時刻Ｔｏにおける勾配と予め設定された勾配Ｃｘとを比較することにより前記ボリュームデータの腫瘍候補領域における腫瘍領域を検出する。
【００６３】
次に、図７の血行動態計測部６３は、血流量計測部６３１と悪性度判定部６３２を備えている。血流量計測部６３１は、腫瘍領域設定部６２の腫瘍領域検出部６２３から供給される腫瘍領域の位置情報、血管領域設定部６１の血管領域検出部６１３から供給される血管領域の形状情報及び位置補正部６０から供給されるボリュームデータの血流情報に基づいて上述の腫瘍領域に近接した血管を流れる血流量を計測する機能を有している。
【００６４】
即ち、血流量計測部６３１は、腫瘍領域検出部６２３によって検出された門脈系腫瘍領域に近接する門脈及び肝動脈系腫瘍領域に近接する肝動脈の形状（血管内径）を血管領域抽出部６２３から供給される血管領域情報に基づいて計測し、更に、位置補正部６０から供給される位置ずれ補正後の時系列的なボリュームデータに基づいて前記門脈及び前記肝動脈の血流速度を計測する。そして、上述の血管内径と血流速度に基づいて門脈血流量及び肝動脈血流量を計測する。
【００６５】
一方、悪性度判定部６３２は、血流量計測部６３１によって計測された門脈血流量及び肝動脈血流量に基づいて肝臓内に発生した腫瘍等の局在性肝疾患や肝硬変等のびまん性肝疾患に対する悪性度を判定する。
【００６６】
図１０は、悪性度が比較的低い再生結節や異形性小結節を有するびまん性肝疾患及び悪性度が高い肝細胞癌（原発性肝癌）における肝動脈血流量及び門脈血流量の具体例を示したものであり、この図１０に示すように、肝疾患の悪性度が増大する程肝動脈血流量は増大し門脈血流量は減少することが一般に知られている。従って、悪性度判定部６３２は、血流量計測部６３１が計測した肝動脈血流量及び門脈血流量に基づいて肝疾患の悪性度を判定することができる。
【００６７】
次に、図７の腫瘍鑑別部６４は、腫瘍領域検出部６２３によって検出された腫瘍領域の形状（円形度あるいは凹凸度）やボクセル値分布、更には悪性度判定部６３２から供給される悪性度判定結果に基づいて門脈系腫瘍、肝動脈系腫瘍及び肝静脈系腫瘍に対する鑑別を行なう。この場合、腫瘍鑑別部６４は、腫瘍領域検出部６２３によって検出された腫瘍領域の形状及びボクセル値分布と自己の記憶回路に予め保管されている肝細胞癌、転移性肝癌、肝血管腫等に対応した形状及びボクセル値分布の標準的な特徴量とを比較し、この比較結果と悪性度判定部６３２から供給される悪性度の判定結果とに基づいて被検体１５０の肝臓内に発生した腫瘍の鑑別を行なう。
【００６８】
図１１は、early-vascular phase、 late-vascular phase及び post-vascular phaseの時相において収集されたボリュームデータに対し腫瘍領域検出部６２３が検出した腫瘍領域の形状及びボクセル値分布に基づいて腫瘍鑑別部６４が鑑別した肝細胞癌、転移性肝癌及び肝血管腫の具体例を示したものであり、ボクセル値分布は等高線表示法によって示している。この図１１に示すように、例えば、early-vascular phase及びlate-vascular phaseにおけるボクセル値分布は肝細胞癌、肝血管腫、転移性肝癌の順に辺縁部近傍において急峻となり、post-vascular phaseの肝細胞癌及び肝血管腫における辺縁部の円形度は転移性肝癌と比較して著しく損なわれる。従って、上述の各時相における腫瘍領域の辺縁形状やボクセル値分布によりこれらの腫瘍に対する鑑別を行なうことができる。
【００６９】
次に、図７の表示データ生成部６５は、門脈系ボリュームデータ、肝動脈系ボリュームデータ及び肝静脈系ボリュームデータの各々に基づいて血管領域検出部６１３が検出した血管領域に上述のボリュームデータに基づいて腫瘍領域検出部６２３が検出した腫瘍領域を重畳し、更に、腫瘍鑑別部６４における腫瘍の鑑別結果や悪性度判定部６３２における悪性度の判定結果等を付加して表示データを生成する。
【００７０】
図１２は、表示データ生成部６５により血管系単位で生成された表示データの具体例を示したものであり、例えば、図１２（ａ）に示すように、門脈系腫瘍及び肝静脈系腫瘍としての転移性肝癌と肝動脈系腫瘍としての肝細胞癌が被検体１５０の肝臓内に存在する場合、表示データ生成部６５は、門脈系ボリュームデータに基づいて血管領域検出部６１３が検出した門脈に腫瘍領域検出部６２３が検出した門脈系腫瘍（転移性肝癌）を重畳して門脈系データ（図１２（ｂ））を生成し、同様にして肝静脈に肝静脈系腫瘍（転移性肝癌）を重畳した肝静脈系データ（図１２（ｃ））や肝動脈に肝動脈系腫瘍（肝細胞癌）を重畳した肝動脈系データ（図１２（ｄ））を生成する。そして、上述の門脈系データ、肝静脈系データ及び肝動脈系データを所定フォーマットに従って合成あるいは配列することにより表示データを生成する。
【００７１】
但し、表示データ生成部６５によって生成される表示データは図１２に示したものに限定されるものではなく、種々の表示データが可能である。図１３は、表示データ生成部６５によって生成される表示データの変形例を示したものであり、この図１３に示すように、腫瘍鑑別部６４により同一の鑑別結果が得られた腫瘍を血管系に関係なく合成して表示データを生成しても構わない。
【００７２】
即ち、図１３では、腫瘍鑑別部６４により転移性肝癌とされた門脈系腫瘍と肝静脈系腫瘍が図１３（ｄ）において示され、肝細胞癌とされた肝動脈系腫瘍が図１３（ｅ）において示される。この場合、表示データ生成部６５は、図１３（ｄ）に示した転移性肝癌や図１３（ｅ）に示した肝細胞癌にこれらの腫瘍に対応する血管を重畳してもよいが、図１３（ａ）乃至図１３（ｃ）に示すように各々の血管は腫瘍に対し独立させて示してもよい。
【００７３】
図１へ戻って、ＭＲＩ装置１００の表示部７は、図示しないデータ変換部とモニタを備え、前記データ変換部は、画像データ生成部５において生成された門脈系３次元画像データ、肝動脈系３次元画像データ及び肝静脈系３次元画像データに対しＤ／Ａ変換やテレビフォーマット変換等の変換処理を行なって前記モニタに表示する。同様にして、前記データ変換部は、自動鑑別ユニット６の表示データ生成部６５において生成された、例えば、図１２あるいは図１３の表示データに対しても上述と同様の変換処理を行なって前記モニタに表示する。
【００７４】
天板４０は、図示しない寝台の上面において被検体１５０の体軸方向（ｚ軸方向）へスライド自在に取り付けられ、この天板４０に載置された被検体１５０をｚ軸方向へ移動させることによりその撮影対象部位を撮影野の所望位置に設定する。一方、天板移動機構部５０は、例えば、前記寝台の端部あるいは下部に取り付けられ、天板４０を移動させるための駆動信号を制御部９から供給される天板移動制御信号に基づいて生成する。天板４０を被検体１５０の体軸方向へ順次移動させながらＭＲＩ撮影を所定間隔で行なうことにより広範囲なボリュームデータや３次元画像データの収集が可能となる。
【００７５】
次に、入力部８は、操作卓上に表示パネルやスイッチ、キーボード、マウス等の各種入力デバイスを備え、被検体情報の入力、パルスシーケンスを含むＭＲ信号収集条件の設定、撮影モード（即ち、非造影門脈系撮影モード、非造影肝動脈系撮影モード及び非造影肝静脈系撮影モード）の選択、画像データ生成条件及び画像データ表示条件の設定、撮影領域及び反転パルス照射領域の設定、ボクセル値に対する閾値の設定、鑑別結果表示条件の設定、更には、各種コマンド信号の入力等を行なう。
【００７６】
制御部９は、主制御部９１、シーケンス制御部９２及び天板移動制御部９３を備えている。主制御部９１は、図示しないＣＰＵと記憶回路を備え、ＭＲＩ装置１００が有する各ユニットを統括して制御する機能を有している。そして、主制御部９１の前記記憶回路には、入力部８において入力／設定／選択された被検体情報、撮影モード情報、撮影領域情報、反転パルス照射領域情報、ＭＲ信号収集条件等の情報が保存される。一方、主制御部９１のＣＰＵは、特に、上述のＭＲ信号収集条件に基づき傾斜磁場コイル２１や送受信コイル３１に供給するパルス電流の大きさ、極性、供給時間、供給タイミング等を設定してシーケンス制御部９２へ供給することにより被検体１５０に対する非造影門脈系撮影、非造影肝動脈系撮影及び非造影肝静脈系撮影を順次実行させ、更に、これらの撮影によって収集されたボリュームデータに基づいて被検体１５０の肝臓内に発生した腫瘍等に対する自動鑑別を実行させる。
【００７７】
シーケンス制御部９２は、図示しないＣＰＵと記憶回路を備え、主制御部９１から供給される上述のＭＲ信号収集条件を前記記憶回路に一旦保存した後、これらの情報に基づいてTime-SLIP法とTrue SSFP法を組み合わせた非造影ＭＲＩ撮影のシーケンス制御信号を生成し傾斜磁場発生部２の傾斜磁場電源２２や送受信部３の送信部３２を制御する。一方、天板移動制御部９３は、入力部８から主制御部９１を介して供給される天板移動指示信号に基づいて天板移動制御信号を生成し天板移動機構部５０へ供給する。
【００７８】
（自動鑑別の手順）
次に、本実施例の自動鑑別ユニット６が血管系単位で収集されたボリュームデータに基づいて行なう自動鑑別の手順を図１４のフローチャートに沿って説明する。尚、ここでも、非造影ＭＲＩ撮影によって収集された門脈系ボリュームデータ、肝動脈系ボリュームデータ及び肝静脈系ボリュームデータに基づいて被検体１５０の肝臓内に発生した腫瘍の鑑別を行なう場合について述べるが、鑑別診断の対象臓器は肝臓に限定されない。
【００７９】
腫瘍の鑑別に先立ち、ＭＲＩ装置１００を操作する医師や検査師等（以下では、操作者と呼ぶ。）は、被検体１５０に対しTime-SLIP法とTrue SSFP法を組み合わせた非造影ＭＲＩ撮影を行なって時系列的な門脈系ボリュームデータ、肝動脈系ボリュームデータ及び肝静脈系ボリュームデータを収集し、得られたこれらのボリュームデータは、各々の撮影において設定された撮影領域の位置情報を付帯情報としてボリュームデータ生成部４のボリュームデータ記憶部４４に保存する（図１４のステップＳ１）。
【００８０】
ボリュームデータの収集と保存が終了したならば、自動鑑別ユニット６の位置補正部６０は、先ず、ボリュームデータ記憶部４４に保存されている時系列的な門脈系ボリュームデータ、肝動脈系ボリュームデータ及び肝静脈系ボリュームデータとこれらのボリュームデータに付帯情報として付加されている撮影領域の位置情報を読み出す。次いで、これらのボリュームデータに対し上述の撮影領域に対応する（例えば、同一の形状と位置情報を有する）選択領域を設定し、前記選択領域における時系列的なボリュームデータに対し、例えば、時相の異なるボリュームデータ間のパターンマッチング処理を順次行なうことによりこれらのボリュームデータが有している非造影ＭＲＩ撮影時の体動等に起因した位置ずれを補正する（図１４のステップＳ２）。
【００８１】
次に、血管領域設定部６１の基準ボリュームデータ選択部６１１は、位置補正部６０から供給される前記選択領域の時系列的な門脈系ボリュームデータの中からボクセル値が最大あるいはボクセル値の変化率が最大となる門脈系ボリュームデータを基準門脈系ボリュームデータとして選択する（図１４のステップＳ３）。
【００８２】
次いで、芯線設定部６１２は、門脈系ボリュームデータの門脈に対して設定された始点から終点までの血管芯線を設定し（図１４のステップＳ４）、血管領域検出部６１３は、芯線設定部６１２によって設定された血管芯線と直交する全角度方向に対して複数の単位ベクトルを設定し、これらの単位ベクトルの方向においてボクセル値の変化率が最大となる位置を血管壁とすることにより基準門脈系ボリュームデータにおける門脈領域を検出する（図１４のステップＳ５）。
【００８３】
一方、腫瘍領域設定部６２の腫瘍候補領域検出部６２１は、位置補正部６０から供給される前記選択領域の時系列的な門脈系ボリュームデータの中から所定の閾値より大きなボクセル値を有するボクセルを抽出し、得られたボクセルの中から血管領域検出部６１３によって検出された門脈領域のボクセルを除くことにより非腫瘍領域の一部を含む門脈系腫瘍領域を門脈系腫瘍候補領域として検出する（図１４のステップＳ６）。
【００８４】
次いで、ＴＩＣ計測部６２２は、時系列的な門脈系ボリュームデータの各々に対して腫瘍候補領域検出部６２１が検出した門脈系腫瘍候補領域におけるボクセル値の時間的変化をＴＩＣ（Time Intensity Curve）として計測する（図１４のステップＳ７）。そして、腫瘍領域検出部６２３は、門脈系腫瘍候補領域を構成するボクセルの各々において計測されたＴＩＣの勾配が所定の閾値より大きな負の値を有するボクセルを抽出し、更に、抽出したボクセルに対しボクセル間の間隙を埋める補間処理や周囲に余白を形成するための余白形成処理等を行なって門脈系腫瘍領域を検出する（図１４のステップＳ８）。
【００８５】
次に、自動鑑別ユニット６の腫瘍鑑別部６４は、腫瘍領域検出部６２３によって検出された門脈系腫瘍領域の形状（円形度あるいは凹凸度）及びボクセル値分布と自己の記憶回路に予め保管されていた肝細胞癌、転移性肝癌、肝血管腫等に対応した形状及びボクセル値分布の標準的な特徴量とを比較し、この比較結果に基づいて被検体１５０の肝臓内に発生した門脈系腫瘍の鑑別を行なう（図１４のステップＳ９）。
【００８６】
門脈系ボリュームデータに基づく門脈系腫瘍の鑑別が終了したならば、位置補正部６０から供給される位置ずれ補正後の肝動脈系ボリュームデータ及び肝静脈系ボリュームデータに対して上述のステップＳ３乃至ステップＳ９に示した手順を繰り返すことにより肝動脈系腫瘍及び肝静脈系腫瘍の鑑別を行なう（図１４のステップＳ３乃至ステップＳ９）。
【００８７】
そして、門脈系腫瘍、肝動脈系腫瘍及び肝静脈系腫瘍の鑑別が終了したならば、自動鑑別ユニット６の表示データ生成部６５は、門脈系ボリュームデータ、肝動脈系ボリュームデータ及び肝静脈系ボリュームデータの各々に基づいて血管領域検出部６１３が検出した門脈、肝動脈及び肝静脈に上述のボリュームデータに基づいて腫瘍領域検出部６２３が検出した門脈系腫瘍、肝動脈系腫瘍及び肝静脈系腫瘍を重畳し、更に、腫瘍鑑別部６４による腫瘍の鑑別結果を付加して表示データを生成する。そして、得られた表示データを表示部７のモニタに表示する（図１４のステップＳ１０）。
【００８８】
尚、上述のステップＳ９における各種腫瘍の鑑別は、血行動態計測部６３の血流量計測部６３１によって計測された門脈、肝動脈及び肝静脈の血流量に基づいて悪性度判定部６３２が判定した肝疾患の悪性度を加味して行なってもよい。
【００８９】
以上述べた本発明の第１の実施例によれば、低侵襲的な非造影ＭＲＩ撮影によって収集された当該被検体の比較的広範囲なボリュームデータに基づいて腫瘍の自動鑑別を高精度で行なうことが可能となる。このため、例えば、従来困難とされていた肝臓の全領域等を対象とした非侵襲的な鑑別が容易となり、診断精度及び診断効率が大幅に向上するのみならず検査における被検体や操作者の負担を大幅に軽減することができる。
【００９０】
特に、撮影領域に隣接した反転パルス照射領域に対する反転パルスの照射により各種血管系の腫瘍を独立させて観察することが可能となるため、腫瘍の鑑別を高い精度で行なうことができ、開腹手術、経カテーテル治療、ラジオ波焼灼治療等に対する治療方針の決定や治療計画の策定を短時間かつ的確に行なうことが可能となる。
【００９１】
又、腫瘍領域は、所定の閾値より大きなボクセル値を有するボクセルの中から血管領域のボクセルとＴＩＣ勾配が所定値以下となる非腫瘍領域のボクセルを除くことによって検出されるため、血管領域に影響されることなく正確な腫瘍領域の検出が可能となり、従って、鑑別精度を向上させることができる。
【００９２】
更に、上述の実施例によれば、腫瘍に対する鑑別は、予め設定された判定基準に基づいて自動的に行なわれるため客観的かつ効率的な鑑別が可能となる。このため、経験の浅い医師（操作者）であっても正確な鑑別診断を行なうことができる。
【００９３】
以上の理由により、従来の肝癌確定診断等において必要とされているスクリーニング検査から確定検査までのフローを非造影ＭＲＩ撮影において収集された血管系単位のボリュームデータに基づいて行なうことが可能となる。
【実施例２】
【００９４】
次に、本発明の第２の実施例について説明する。この第２の実施例における鑑別診断装置は、別途設置されたＭＲＩ装置によって予め収集されたボリュームデータを用いて腫瘍領域を検出し、得られた腫瘍領域の形状やボクセル値の分布状態等に基づいて腫瘍の自動鑑別を行なう。
【００９５】
（装置の構成）
本実施例の鑑別診断装置の構成につき図１５を用いて説明する。図１５は、本実施例における鑑別診断装置の全体構成を示すブロック図であり、この図１５において、図７に示した自動鑑別ユニット６の各ユニットと同一の構成及び機能を有するユニットは同一の符号を付加し詳細な説明は省略する。
【００９６】
即ち、本実施例の鑑別診断装置２００は、別途設置された図示しないＭＲＩ装置によって予め収集されネットワークあるいは大容量の記憶媒体等を介して供給された当該被検体の各種血管系における時系列的なボリュームデータが予め保管されているボリュームデータ保管部７０と、ボリュームデータ保管部７０から読み出した前記ボリュームデータに基づいて腫瘍の鑑別を行なう自動鑑別ユニット６と、自動鑑別ユニット６において得られた腫瘍の鑑別結果等を表示する表示部７ａと、ボクセル値に対する閾値の設定や鑑別結果表示条件の設定等を行なう入力部８ａと、鑑別診断装置２００が有する上述の各ユニットを統括的に制御するシステム制御部９ａを備えている。
【００９７】
ボリュームデータ保管部７０には、ＭＲＩ装置を用いた非造影ＭＲＩ撮影によって選択的に収集された各種血管系のボリュームデータがこれらのボリュームデータを収集する際に設定された撮影領域の位置情報を付帯情報として予め保管されている。
【００９８】
自動鑑別ユニット６は、既に図７において述べたように、ボリュームデータ保管部７０から読み出した時系列的なボリュームデータに対し位置ずれ補正を行なう位置補正部６０と、位置補正部６０から供給された位置ずれ補正後のボリュームデータに基づいて血管領域を設定する血管領域設定部６１と、前記位置ずれ補正後のボリュームデータに基づいてこれらの血管に近接して発生した腫瘍の領域を設定する腫瘍領域設定部６２と、血管内の血流量を計測することによりこれらの血管に近接して発生した腫瘍の悪性度を判定する血行動態計測部６３と、腫瘍領域設定部６２から供給される腫瘍領域の形状及びボクセル値分布と血行動態計測部６３から供給される腫瘍の悪生度判定結果に基づいて腫瘍の鑑別を行なう腫瘍鑑別部６４と、腫瘍鑑別部６４による腫瘍の鑑別結果や血行動態計測部６３による肝疾患部の悪性度判定結果に基づいて表示データを生成する表示データ生成部６５を備えている。
【００９９】
表示部７ａは、図示しないデータ変換部とモニタを備え、前記データ変換部は、自動鑑別ユニット６の表示データ生成部６５において生成された表示データに対しＤ／Ａ変換やテレビフォーマット変換等の変換処理を行なって前記モニタに表示する。一方、システム制御部９ａは、鑑別診断装置２００が有する上述の各ユニットを統括的に制御し、非造影ＭＲＩ撮影によって収集された各種血管系のボリュームデータに基づいて当該被検体の体内に発生した腫瘍等に対する自動鑑別を実行させる。
【０１００】
尚、上述の鑑別診断装置２００による自動鑑別の手順は、図１４に示したステップＳ２乃至ステップＳ１０と同様であるため説明は省略する。
【０１０１】
以上述べた本発明の第２の実施例によれば、低侵襲的な非造影ＭＲＩ撮影によって収集された当該被検体の比較的広範囲なボリュームデータに基づいて腫瘍の自動鑑別を高精度で行なうことが可能となる。このため、例えば、従来困難とされていた肝臓の全領域等を対象とした非侵襲的な鑑別が容易となり、診断精度及び診断効率が大幅に向上するのみならず検査における被検体や操作者の負担を大幅に軽減することができる。
【０１０２】
特に、撮影領域に隣接した反転パルス照射領域に対する反転パルスの照射により収集された各種血管系のボリュームデータを用いることにより、腫瘍を血管系単位で独立させて観察することが可能となるため、腫瘍の鑑別を高い精度で行なうことができ、従って、手術、経カテーテル治療、ラジオ波焼灼治療等に対する治療方針の決定や治療計画の策定を的確に行なうことが可能となる。
【０１０３】
又、腫瘍領域は、所定の閾値より大きなボクセル値を有するボクセルの中から血管領域のボクセルとＴＩＣ勾配が所定値以下となる非腫瘍領域のボクセルを除くことによって検出されるため、血管領域に影響されることなく正確な腫瘍領域の検出が可能となり、従って、鑑別精度を向上させることができる。
【０１０４】
更に、上述の第２の実施例によれば、腫瘍に対する鑑別は、予め設定された判定基準に基づいて自動的に行なわれるため客観的かつ効率的な鑑別が可能となる。このため、経験の浅い医師（操作者）であっても正確な鑑別診断を行なうことができる。
【０１０５】
以上の理由により、従来の肝癌確定診断等において必要とされているスクリーニング検査から確定検査までのフローを非造影ＭＲＩ撮影において収集された血管系単位のボリュームデータに基づいて行なうことが可能となる。
【０１０６】
又、上述の実施例によれば、別途設置されたＭＲＩ装置からネットワーク等を介して供給された当該被検体のボリュームデータを用いて腫瘍の鑑別を行なうことができるため、操作者は、時間や場所の制約をあまり受けることなく当該被検体に対する鑑別診断を効率よく行なうことができる。
【０１０７】
以上、本発明の第１の実施例及び第２の実施例について述べてきたが、本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく変形して実施することが可能である。例えば、上述の第１の実施例及び第２の実施例では、被検体１５０の３次元領域に対する非造影ＭＲＩ撮影によって収集されたボリュームデータに基づいて肝臓内に発生した腫瘍の鑑別を行なう場合について述べたが、鑑別診断の対象臓器は肝臓に限定されない。
【０１０８】
又、２つの反転パルスを用いたTime-SLIP法とTrue SSFP法とを組み合わせることにより所望の血管系が強調されたボリュームデータを時系列的に収集することが可能な非造影ＭＲＩ撮影について述べたが、１つの選択的な反転パルスを用いたTime-SLIP法を適用した非造影ＭＲＩ撮影であってもよく、他のパルスシーケンスを用いた非造影ＭＲＩ撮影であっても構わない。更に、反転パルス照射領域は撮影領域内に設定されてもよく、撮影領域に隣接して設定される反転パルス照射領域あるいは撮影領域内に設定される反転パルス照射領域は１つに限定されない。
【０１０９】
更に、上述の第１の実施例では、各種血管系のボリュームデータをレンダリング処理して３次元画像データを生成する場合について述べたが、上述のボリュームデータを用いてＭＩＰ（Maximum Intensity Projection）画像データやＭＰＲ（Multi-Planar Reconstruction）画像データを生成してもよい。そして、自動鑑別ユニット６の表示データ生成部６５は、得られたこれらの画像データに前記ボリュームデータに基づいて検出された血管領域や腫瘍領域、更には、腫瘍の鑑別結果を重畳して表示データを生成してもよい。
【０１１０】
又、第１の実施例及び第２の実施例における表示データ生成部６５は、各種血管系の血管領域及び腫瘍領域が単独で示された表示データを生成してもよく、全ての血管系における血管領域と腫瘍領域が同時に示された表示データを生成してもよい。
【０１１１】
一方、上述の第１の実施例及び第２の実施例では、位置ずれ補正後の時系列的なボリュームデータの中から選択した基準ボリュームデータに基づいて血管領域を検出し、前記時系列的なボリュームデータに基づいて検出した腫瘍領域に前記血管領域を合成して表示データを生成する場合について述べたが、同一時相のボリュームデータに基づいて検出した腫瘍領域と血管領域を合成することにより時系列的な表示データを生成してもよい。この方法によれば、血管領域及び腫瘍領域を動画像として観測することが可能となる。
【０１１２】
又、自動鑑別ユニット６の腫瘍候補領域検出部６２１は、位置補正部６０から供給される時系列的なボリュームデータの中から所定の閾値より大きなボクセル値を有するボクセルを抽出し、これらのボクセルの中から同一時相のボリュームデータに基づいて検出された血管領域のボクセルを除くことにより腫瘍候補領域を検出してもよい。
【０１１３】
更に、上述の実施例では、非造影ＭＲＩ撮影時に発生した被検体１５０の体動等に起因するボリュームデータの位置ずれを自動鑑別ユニット６が備える位置補正部６０によって補正する場合について述べたが、非造影ＭＲＩ撮影時に被検体１５０の体動を検出し、この検出結果に基づいて傾斜磁場発生部２の傾斜磁場電源２２や送受信部３の送信部３２を制御することにより体動に起因するボリュームデータの位置ずれを低減してもよい。
【符号の説明】
【０１１４】
１…静磁場発生部
２…傾斜磁場発生部
３…送受信部
４…ボリュームデータ生成部
５…画像データ生成部
６…自動鑑別ユニット
６０…位置補正部
６１…血管領域設定部
６１１…基準ボリュームデータ選択部
６１２…芯線設定部
６１３…血管領域検出部
６２…腫瘍領域設定部
６２１…腫瘍候補領域検出部
６２２…ＴＩＣ計測部
６２３…腫瘍領域検出部
６３…血行動態計測部
６３１…血流量計測部
６３２…悪性度判定部
６４…腫瘍鑑別部
６５…表示データ生成部
７、７ａ…表示部
８、８ａ…入力部
９…制御部
９ａ…システム制御部
４０…天板
５０…天板移動機構部
７０…ボリュームデータ保管部
１００…ＭＲＩ装置
２００…鑑別診断装置
【図１】
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【図２】
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【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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