(57)【要約】【課題】ＡＳＬ法による磁気共鳴撮影において、撮影対象の頭部の姿勢に依らず、スピンのラベリング領域を適切に決定できるようにする。【解決手段】撮影対象の体軸方向に対する頭部の傾きを検出し、検出された頭部の傾きに基づいて、対象の体軸方向に対するスピンのラベリング領域の傾きを決定する。例えば、頭部の傾きとして、設定されたイメージング領域のスライス軸方向を基に、ＡＰ軸回りの回転角度成分を検出する。ラベリングプレーンは、その法線方向がその回転角度成分に応じた回転角度分だけＡＰ軸回りに回転するように傾ける。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＳＬ法による撮影が行われる対象の体軸方向に対する頭部の傾きを検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された頭部の傾きに基づいて、前記対象の体軸方向に対するスピンのラベリング領域の傾きを決定する決定手段とを備えたラベリング領域決定装置。
【請求項２】
前記検出手段は、前記頭部に設定されたイメージング領域のスライス方向に基づいて、前記頭部の傾きを検出する請求項１に記載のラベリング領域決定装置。
【請求項３】
前記検出手段は、前記頭部の予備撮影によって得られた画像の解析結果に基づいて、前記頭部の傾きを検出する請求項１に記載のラベリング領域決定装置。
【請求項４】
前記検出手段は、前記頭部のＡＰ軸回りの回転角度成分を検出し、
前記決定手段は、前記回転角度成分に基づいて前記ラベリング領域の傾きを決定する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のラベリング領域決定装置。
【請求項５】
前記決定手段は、前記ラベリング領域の法線方向が、前記体軸方向から前記回転角度成分に応じた回転角度分だけ前記ＡＰ軸回りに回転して成る方向となるよう、前記ラベリング領域の傾きを決定する請求項４に記載のラベリング領域決定装置。
【請求項６】
前記決定手段は、前記ラベリング領域の法線方向が、前記体軸方向から前記回転角度成分と実質的に同じ回転角度分だけ前記ＡＰ軸回りに回転して成る方向となるよう、前記ラベリング領域の傾きを決定する請求項５に記載のラベリング領域決定装置。
【請求項７】
前記検出手段は、前記頭部の傾きを表す３次元回転行列を求め、該３次元回転行列の行列要素に基づいてＡＰ軸回りの回転角度成分を検出する請求項４から請求項６のいずれか一項に記載のラベリング領域決定装置。
【請求項８】
ＡＳＬ法による撮影が行われる対象の体軸方向に対する頭部の傾きを検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された頭部の傾きに基づいて、前記対象の体軸方向に対するスピンのラベリング領域の傾きを決定する決定手段とを備えた磁気共鳴装置。
【請求項９】
前記検出手段は、前記頭部に設定されたイメージング領域のスライス方向に基づいて、前記頭部の傾きを検出する請求項８に記載の磁気共鳴装置。
【請求項１０】
前記検出手段は、前記頭部の予備撮影によって得られた画像の解析結果に基づいて、前記頭部の傾きを検出する請求項８に記載の磁気共鳴装置。
【請求項１１】
前記検出手段は、前記頭部のＡＰ軸回りの回転角度成分を検出し、
前記決定手段は、前記回転角度成分に基づいて前記ラベリング領域の傾きを決定する請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
【請求項１２】
前記決定手段は、前記ラベリング領域の法線方向が、前記体軸方向から前記回転角度成分に応じた回転角度分だけ前記ＡＰ軸回りに回転して成る方向となるよう、前記ラベリング領域の傾きを決定する請求項１１に記載の磁気共鳴装置。
【請求項１３】
前記検出手段は、前記ラベリング領域の法線方向が、前記体軸方向から前記回転角度成分と実質的に同じ回転角度分だけ前記ＡＰ軸回りに回転して成る方向となるよう、前記ラベリング領域の傾きを決定する請求項１１または請求項１２に記載の磁気共鳴装置。
【請求項１４】
前記検出手段は、前記頭部の傾きを表す３次元回転行列を求め、該３次元回転行列の行列要素に基づいてＡＰ軸回りの回転角度成分を検出する請求項１１から請求項１３のいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
【請求項１５】
コンピュータを、
ＡＳＬ法による撮影が行われる対象の体軸方向に対する頭部の傾きを検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された頭部の傾きに基づいて、前記対象の体軸方向に対するスピンのラベリング領域の傾きを決定する決定手段として機能させるためのプログラム。
【請求項１６】
前記検出手段は、前記頭部に設定されたイメージング領域のスライス方向に基づいて、前記頭部の傾きを検出する請求項１５に記載のプログラム。
【請求項１７】
前記検出手段は、前記頭部の予備撮影によって得られた画像の解析結果に基づいて、前記頭部の傾きを検出する請求項１５に記載のプログラム。
【請求項１８】
前記検出手段は、前記頭部のＡＰ軸回りの回転角度成分を検出し、
前記決定手段は、前記回転角度成分に基づいて前記ラベリング領域の傾きを決定する請求項１５から請求項１７のいずれか一項に記載のプログラム。
【請求項１９】
前記決定手段は、前記ラベリング領域の法線方向が、前記体軸方向から前記回転角度成分に応じた回転角度分だけ前記ＡＰ軸回りに回転して成る方向となるよう、前記ラベリング領域の傾きを決定する請求項１８に記載のプログラム。
【請求項２０】
前記決定手段は、前記ラベリング領域の法線方向が、前記体軸方向から前記回転角度成分と実質的に同じ回転角度分だけ前記ＡＰ軸回りに回転して成る方向となるよう、前記ラベリング領域の傾きを決定する請求項１８または請求項１９に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＡＳＬ（Arterial Spin Labeling）撮影法におけるラベリング（labeling）領域を決定するラベリング領域決定装置および磁気共鳴装置並びにそのためのプログラム（program）に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ：Magnetic Resonance Imaging）装置では、マグネットシステム（magnet
system）の内部空間、すなわち、静磁場を形成した撮影空間に撮影の対象を搬入し、勾配磁場および高周波（ＲＦ：radio
frequency）磁場を印加して対象内のスピンを励起して磁気共鳴信号を発生させ、その受信信号に基づいて画像を再構成する。
【０００３】
このようなＭＲＩ装置を用いた撮影の１つに、ＡＳＬと呼ばれる撮影法によるパーフュージョン（perfusion）撮影がある。この撮影では、予め、被検体の血流の上流側においてスピン（spin）に磁気的なラベリングを行い、このラベリングされたスピンが関心領域に流入して発生する磁気共鳴信号を撮影に利用する。ラベリングはタギング（tagging）とも呼ばれるが、本書ではラベリングで統一する。
【０００４】
ラベリングは、スピンのインバージョン（inversion）によって行われる。脳血流の灌流を撮影する場合、スピンのインバージョンは対象の頸部において行われ、脳の所望のスライス（slice）についてのパーフュージョン画像が撮影される。パーフュージョン画像は、ラベリング有りの断層像であるラベル（label）画像と、ラベリング無しの断層像であるコントロール（control）画像との差分画像として求められる（例えば、特許文献１，［０００４］等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４０５１２３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＡＳＬ撮影法において、ラベリングを行う領域（面）は、分岐や屈曲の少ない領域が望ましい。また、ラベリングを行う領域は、ラベリングされた血流が関心領域に流入するタイミングが血管ごとにばらつかないように、ラベリングを行う領域の法線方向が血流方向と実質的に一致するように決定されるべきである。このような理由から、ラベリング領域は、一般的に、図１３に示すようなウイリス動脈輪（大脳動脈輪ともいう）の下部周辺において、法線方向が被検体の体軸方向と実質的に一致するように決定される。
【０００７】
しかしながら、被検体の頭部の姿勢が変化すると、ウイリス動脈輪下部周辺の動脈が移動・変形して傾き、ラベリングに適した領域も変化する。そのため、ラベリング領域を、従来のように、その法線方向が被検体の体軸方向と一致するように決定すると、頭部の姿勢によっては、ラベリング領域が適切に決定されない場合がある。
【０００８】
このような事情により、ＡＳＬ法による撮影において、撮影対象の頭部の姿勢に依らず、スピンのラベリング領域を適切に決定することができる技術が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の観点の発明は、
ＡＳＬ法による撮影が行われる対象の体軸方向に対する頭部の傾きを検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された頭部の傾きに基づいて、前記対象の体軸方向に対するスピンのラベリング領域の傾きを決定する決定手段とを備えたラベリング領域決定装置を提供する。
【００１０】
第２の観点の発明は、
前記検出手段が、前記頭部に設定されたイメージング領域のスライス方向に基づいて、前記頭部の傾きを検出する上記第１の観点のラベリング領域決定装置を提供する。
【００１１】
第３の観点の発明は、
前記検出手段が、前記頭部の予備撮影によって得られた画像の解析結果に基づいて、前記頭部の傾きを検出する上記第１の観点のラベリング領域決定装置を提供する。
【００１２】
第４の観点の発明は、
前記検出手段が、前記頭部のＡＰ（Antero-Posterior）軸回りの回転角度成分を検出し、
前記決定手段が、前記回転角度成分に基づいて前記ラベリング領域の傾きを決定する上記第１の観点から第３の観点のいずれか一つの観点のラベリング領域決定装置を提供する。
【００１３】
第５の観点の発明は、
前記決定手段が、前記ラベリング領域の法線方向が、前記体軸方向から前記回転角度成分に応じた回転角度分だけ前記ＡＰ軸回りに回転して成る方向となるよう、前記ラベリング領域の傾きを決定する上記第４の観点のラベリング領域決定装置を提供する。
【００１４】
第６の観点の発明は、
前記決定手段が、前記ラベリング領域の法線方向が、前記体軸方向から前記回転角度成分と実質的に同じ回転角度分だけ前記ＡＰ軸回りに回転して成る方向となるよう、前記ラベリング領域の傾きを決定する上記第５の観点のラベリング領域決定装置を提供する。
【００１５】
第７の観点の発明は、
前記検出手段が、前記頭部の傾きを表す３次元回転行列を求め、該３次元回転行列の行列要素に基づいてＡＰ軸回りの回転角度成分を検出する上記第４の観点から第６の観点のいずれか一つの観点のラベリング領域決定装置を提供する。
【００１６】
第８の観点の発明は、
ＡＳＬ法による撮影が行われる対象の体軸方向に対する頭部の傾きを検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された頭部の傾きに基づいて、前記対象の体軸方向に対するスピンのラベリング領域の傾きを決定する決定手段とを備えた磁気共鳴装置を提供する。
【００１７】
第９の観点の発明は、
前記検出手段が、前記頭部に設定されたイメージング領域のスライス方向に基づいて、前記頭部の傾きを検出する上記第８の観点の磁気共鳴装置を提供する。
【００１８】
第１０の観点の発明は、
前記検出手段が、前記頭部の予備撮影によって得られた画像の解析結果に基づいて、前記頭部の傾きを検出する上記第８の観点の磁気共鳴装置を提供する。
【００１９】
第１１の観点の発明は、
前記検出手段が、前記頭部のＡＰ軸回りの回転角度成分を検出し、
前記決定手段が、前記回転角度成分に基づいて前記ラベリング領域の傾きを決定する上記第８の観点から第１０の観点のいずれか一つの観点の磁気共鳴装置を提供する。
【００２０】
第１２の観点の発明は、
前記決定手段が、前記ラベリング領域の法線方向が、前記体軸方向から前記回転角度成分に応じた回転角度分だけ前記ＡＰ軸回りに回転して成る方向となるよう、前記ラベリング領域の傾きを決定する上記第１１の観点の磁気共鳴装置を提供する。
【００２１】
第１３の観点の発明は、
前記検出手段が、前記ラベリング領域の法線方向が、前記体軸方向から前記回転角度成分と実質的に同じ回転角度分だけ前記ＡＰ軸回りに回転して成る方向となるよう、前記ラベリング領域の傾きを決定する上記第１１の観点または第１２の観点の磁気共鳴装置を提供する。
【００２２】
第１４の観点の発明は、
前記検出手段が、前記頭部の傾きを表す３次元回転行列を求め、該３次元回転行列の行列要素に基づいてＡＰ軸回りの回転角度成分を検出する上記第１１の観点から第１３の観点のいずれか一つの観点の磁気共鳴装置を提供する。
【００２３】
第１５の観点の発明は、
コンピュータ（computer）を、
ＡＳＬ法による撮影が行われる対象の体軸方向に対する頭部の傾きを検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された頭部の傾きに基づいて、前記対象の体軸方向に対するスピンのラベリング領域の傾きを決定する決定手段として機能させるためのプログラムを提供する。
【００２４】
第１６の観点の発明は、
前記検出手段が、前記頭部に設定されたイメージング領域のスライス方向に基づいて、前記頭部の傾きを検出する上記第１５の観点のプログラムを提供する。
【００２５】
第１７の観点の発明は、
前記検出手段が、前記頭部の予備撮影によって得られた画像の解析結果に基づいて、前記頭部の傾きを検出する上記第１５の観点のプログラムを提供する。
【００２６】
第１８の観点の発明は、
前記検出手段が、前記頭部のＡＰ軸回りの回転角度成分を検出し、
前記決定手段が、前記回転角度成分に基づいて前記ラベリング領域の傾きを決定する上記第１５の観点から第１７の観点のいずれか一つの観点のプログラムを提供する。
【００２７】
第１９の観点の発明は、
前記決定手段が、前記ラベリング領域の法線方向が、前記体軸方向から前記回転角度成分に応じた回転角度分だけ前記ＡＰ軸回りに回転して成る方向となるよう、前記ラベリング領域の傾きを決定する上記第１８の観点のプログラムを提供する。
【００２８】
第２０の観点の発明は、
前記決定手段が、前記ラベリング領域の法線方向が、前記体軸方向から前記回転角度成分と実質的に同じ回転角度分だけ前記ＡＰ軸回りに回転して成る方向となるよう、前記ラベリング領域の傾きを決定する上記第１８の観点または第１９の観点のプログラムを提供する。
【発明の効果】
【００２９】
上記観点の発明によれば、ラベリングに適した領域と相関のある頭部の傾きに基づいてラベリング領域の傾きを決定するので、ＡＳＬ法による撮影において、頭部の姿勢によらず、ラベリングに適した領域をラベリング領域として決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本実施形態の磁気共鳴イメージング装置のブロック（block）図である。
【図２】本実施形態の磁気共鳴イメージング装置によるパーフュージョン撮影処理に関わる部分の機能ブロック図である。
【図３】本実施形態の磁気共鳴イメージング装置によるパーフュージョン撮影処理を示すフロー（flow）図である。
【図４】ローカライザ（localizer）画像の一例を示す図である。
【図５】イメージングスラブ（imaging slab）の設定例を示す図である。
【図６】頭部をＲＬ（Right-Left）軸回りに回転させたときの動脈の位置的な変化を示す図である。
【図７】頭部をＡＰ軸回りに回転させたときの動脈の位置的な変化を示す図である。
【図８】ラベリングプレーン（labeling plane）Ｚ位置の決定例を示す図である。
【図９】ラベリングプレーンの傾きの決定例を示す図である。
【図１０】ラベル画像撮影用のパルスシーケンス（pulse sequence）を示す図である。
【図１１】コントロール画像撮影用のパルスシーケンスを示す図である。
【図１２】ｋスペース（k-space）の概念を示す図である。
【図１３】ウイリス動脈輪（circle of Willis）の位置を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図面を参照して発明の実施形態を詳細に説明する。なお、これにより、発明の実施形態が限定されるものではない。
【００３２】
図１に磁気共鳴イメージング装置のブロック図を示す。同図に示すように、磁気共鳴イメージング装置は、マグネットシステム（magnet system）１００を有している。マグネットシステム１００は、主磁場コイル（coil）部１０２、勾配コイル部１０６およびＲＦ（Radio Frequency）コイル部１０８を有している。これら各コイル部は概ね円筒状の形状を有しており、互いに同軸的に配置されている。マグネットシステム１００の概ね円柱状の内部空間（ボア：bore）に、撮影の対象１がクレードル（cradle）５００に搭載されて図示しない搬送手段により搬入および搬出される。対象１の頭部はＲＦコイル部１０８内に収容されている。
【００３３】
主磁場コイル部１０２は、マグネットシステム１００の内部空間に静磁場を形成する。静磁場の方向は、概ね対象１の体軸の方向に平行である。すなわち、いわゆる水平磁場が形成される。主磁場コイル部１０２は、例えば超伝導コイルを用いて構成されている。なお、超伝導コイルに限らず常伝導コイル等を用いて構成してもよい。
【００３４】
勾配コイル部１０６は、互いに垂直な３軸すなわちスライス軸、位相軸および周波数軸の方向において、それぞれ静磁場強度に勾配を持たせるための３つの勾配磁場を発生させる。
【００３５】
静磁場空間における互いに垂直な座標軸をＸ，Ｙ，Ｚとしたとき、いずれの軸もスライス軸とすることができる。その場合、残り２軸のうちの一方を位相軸とし、他方を周波数軸とする。また、スライス軸、位相軸および周波数軸は、相互間の垂直性を保ったままＸ，Ｙ，Ｚ軸に関して任意の傾きを持たせることも可能である。磁気共鳴イメージング装置では、対象１の体軸方向をＺ軸方向とする。
【００３６】
スライス軸方向の勾配磁場をスライス勾配磁場ともいう。位相軸方向の勾配磁場を位相エンコード（encode）勾配磁場またはフェーズエンコード（phase encode）勾配磁場ともいう。周波数軸方向の勾配磁場をリードアウト（read out）勾配磁場ともいう。リードアウト勾配磁場は、周波数エンコード勾配磁場と同義である。このような勾配磁場の発生を可能にするために、勾配コイル部１０６は、図示しない３系統の勾配コイルを有している。以下、勾配磁場を単に勾配ともいう。
【００３７】
ＲＦコイル部１０８は、静磁場空間に対象１の体内のスピンを励起するための高周波磁場を形成する。以下、高周波磁場を形成することをＲＦ励起信号の送信ともいう。また、ＲＦ励起信号をＲＦパルスともいう。ＲＦコイル部１０８は、また、励起されたスピンが生じる電磁波すなわち磁気共鳴信号を受信する。なお、磁気共鳴信号を受信する専用のコイルを別途設けてもよい。
【００３８】
勾配コイル部１０６には、勾配駆動部１３０が接続されている。勾配駆動部１３０は、勾配コイル部１０６に駆動信号を与えて勾配磁場を発生させる。勾配駆動部１３０は、勾配コイル部１０６における３系統の勾配コイルに対応して、図示しない３系統の駆動回路を有している。
【００３９】
ＲＦコイル部１０８には、ＲＦ駆動部１４０が接続されている。ＲＦ駆動部１４０はＲＦコイル部１０８に駆動信号を与えてＲＦパルスを送信し、対象１の体内のスピンを励起する。
【００４０】
ＲＦコイル部１０８には、データ（data）収集部１５０が接続されている。データ収集部１５０は、ＲＦコイル部１０８が受信した受信信号をサンプリング（sampling）によって取り込み、それをディジタルデータ（digital data）として収集する。
【００４１】
勾配駆動部１３０、ＲＦ駆動部１４０およびデータ収集部１５０には、シーケンス制御部１６０が接続されている。シーケンス制御部１６０は、勾配駆動部１３０ないしデータ収集部１５０をそれぞれ制御して磁気共鳴信号の収集を遂行する。
【００４２】
シーケンス制御部１６０は、例えばコンピュータ等を用いて構成されている。シーケンス制御部１６０は、図示しないメモリ（memory）を有している。メモリは、シーケンス制御部１６０用のプログラムおよび各種のデータを記憶している。シーケンス制御部１６０の機能は、コンピュータがメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現される。
【００４３】
データ収集部１５０の出力側は、データ処理部１７０に接続されている。データ収集部１５０が収集したデータが、データ処理部１７０に入力される。データ処理部１７０は、例えばコンピュータ等を用いて構成されている。データ処理部１７０は、図示しないメモリを有している。メモリは、データ処理部１７０用のプログラムおよび各種のデータを記憶している。
【００４４】
データ処理部１７０は、シーケンス制御部１６０に接続されている。データ処理部１７０は、シーケンス制御部１６０の上位にあってそれを統括する。磁気共鳴イメージング装置の機能は、データ処理部１７０がメモリに記憶されたプログラムを実行することによりを実現される。
【００４５】
データ処理部１７０は、データ収集部１５０が収集したデータをメモリに記憶する。メモリ内にはデータ空間が形成される。このデータ空間は、フーリエ（Fourier）空間（２次元と３次元が考えられるが、本例では２次元フーリエ空間）を構成している。以下、フーリエ空間をｋスペースともいう。データ処理部１７０は、ｋスペースのデータを逆フ−リエ変換することにより画像を再構成する。
【００４６】
マグネットシステム１００、勾配駆動部１３０、ＲＦ駆動部１４０、データ収集部１５０、シーケンス制御部１６０およびデータ処理部１７０からなる部分は、発明における撮影手段の一例である。
【００４７】
データ処理部１７０には、表示部１８０および操作部１９０が接続されている。表示部１８０は、グラフィックディスプレー（graphic display）等で構成されている。操作部１９０はポインティングデバイス（pointing-device）を備えたキーボード（keyboard）等で構成されている。
【００４８】
表示部１８０は、データ処理部１７０から出力される再構成画像および各種の情報を表示する。操作部１９０は、使用者によって操作され、各種の指令や情報等をデータ処理部１７０に入力する。使用者は表示部１８０および操作部１９０を通じてインタラクティブ（interactive）に磁気共鳴イメージング装置を操作する。
【００４９】
本実施形態の磁気共鳴イメージング装置によるパーフュージョン撮影処理について説明する。
【００５０】
図２に、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置におけるパーフュージョン撮影処理に関わる部分の機能ブロック図を示す。また、図３に、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置によるパーフュージョン撮影処理のフロー図を示す。
【００５１】
図２に示すように、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置は、ローカライザ撮影実行部６０１、イメージングスラブ設定部６０２、頭部傾き検出部６０３、ラベリングプレーンＺ位置決定部６０４、ラベリングプレーン傾き決定部６０５、パーフュージョン撮影実行部６０６、および画像表示・記憶制御部６０７を備えている。
【００５２】
ステップ（step）Ｓ１では、ローカライザ撮影実行部６０１が、ローカライザ撮影を実行する。ローカライザ撮影とは、対象１の予備撮影の１つであり、パーフュージョン撮影に用いる撮影条件を設定する上で必要な情報を収集するために行われる。
【００５３】
図４に、ローカライザ撮影によって得られるローカライザ画像の一例を示す。ここでは、例えば図４に示すように、ローカライザ画像として、複数スライスのアキシャル断層像ＧＡｉ、複数スライスのサジタル（sagittal）断層像ＧＳｉ、および複数スライスのコロナル（coronal）断層像ＧＣｉを得るようにする。
【００５４】
ステップＳ２では、イメージングスラブ設定部６０２が、イメージングスラブ（イメージング領域）を設定する。
【００５５】
図５に、イメージングスラブＩＳの設定例を示す。例えば、図５に示すように、頭部１ｈの中心付近を断面に含む、アキシャル断層像ＧＡ、サジタル断層像ＧＳ、およびコロナル断層像ＧＣがモニタの画面に表示される。ユーザは、その画面上で、ＧＵＩ（Graphical User Interface）により、頭部１ｈの脳実質部分を囲むように３次元領域を指定する。イメージングスラブ設定部６０２は、その指定された３次元領域を、イメージングスラブＩＳとして設定する。イメージングスラブＩＳは、例えば、スライス軸ＳＡと、スライス軸ＳＡを法線とする上端面（大脳動脈血流の下流側）Ｔおよび下端面（大脳動脈血流の上流側）Ｂと、スライス軸ＳＡを中心としスライス軸ＳＡに直交する撮像視野領域ＦＯＶと、を設定することにより規定される。なお、スライス軸ＳＡは、通常、頭部１ｈの軸と重なるように設定される。
【００５６】
ステップＳ３では、頭部傾き検出部６０３が、設定されたイメージングスラブＩＳの幾何学的情報に基づいて、対象１の体軸方向すなわちＺ軸方向に対する頭部１ｈの傾きを検出する。頭部１ｈが傾くと、ウイリス動脈輪下部周辺の動脈が移動・変形して傾く。ウイリス動脈輪下部周辺の動脈が傾くと、スピンのラベリングを行うべき領域の傾きも変化する。そこで、頭部１ｈの傾きを予め検出しておき、その傾きの情報をラベリングを行うべき領域の傾きの決定に利用する。ただし、本出願人の調べによると、ウイリス動脈輪下部周辺の動脈の傾きの程度は、頭部１ｈの傾く方向によって異なる。そのため、ラベリングを行うべき領域は、その頭部の傾きと同じ方向および同じ回転角度で一様に傾けるべきではない。この点について、以下に説明する。
【００５７】
図６は、頭部のサジタル像であり、頭部をＲＬ（Right-Left）軸回りに回転させたときのウイリス動脈輪下部周辺の動脈の傾きの変化を表す図である。また、図７は、頭部のコロナル像であり、頭部をＡＰ（Antero-Posterior）軸回りに回転させたときのウイリス動脈輪下部周辺の動脈の傾きの変化を表す図である。
【００５８】
図６の例では、図６中の角度１（角度表示は図中右下）の角度変化から分かるように、頭部の軸を、Ｚ軸方向とほぼ一致する状態（Ｇ１１）から、ＲＬ軸回り（本例ではＸ軸回り）に約１０°回転して傾いた状態（Ｇ１２）へと変化させている。この場合、ウイリス動脈輪下部周辺の動脈は、図６中の角度２，３（角度表示は図中右下）から分かるように、ＲＬ軸回りに２〜３°程度しか回転していない。このことから、ウイリス動脈輪下部周辺の動脈の移動や変形は、頭部のＲＬ軸回りの回転にはほとんど依存しないことが分かる。つまり、頭部の軸がＲＬ軸回りに回転しても、左右の頸動脈のＺ軸（ＳＩ軸）対称性はほぼ維持される。よって、ラベリングプレーンＬＰを、従来の通り、その法線方向がＺ軸方向に一致するように設定したままであっても、動脈ごとの血流に対するラベリングのタイミングずれがほとんど発生しない。
【００５９】
一方、図７の例では、図７中の角度１（角度表示は図中右下）の角度変化から分かるように、頭部の軸を、Ｚ軸方向とほぼ一致する状態（Ｇ２１）から、ＡＰ軸回り（本例ではＹ軸回り）に約１０°回転して傾いた状態（Ｇ２２）へと変化させている。この場合、ウイリス動脈輪下部周辺の動脈は、図７中の角度２，３（角度表示は図中右下）から分かるように、ＡＰ軸回りに約９°回転している。このことから、ウイリス動脈輪下部周辺の動脈の移動や変形は、頭部のＡＰ軸回りの回転に大きく依存し、その傾きは、頭部のＡＰ軸回りの回転角度にほぼ追従しているのが分かる。つまり、頭部の軸がＡＰ軸回りに回転すると、左右の頸動脈のＺ軸（ＳＩ軸）対称性は崩れる。よって、ラベリングプレーンＬＰを、従来の通り、その法線方向がＺ軸方向に一致するように設定したままでは、動脈ごとの血流に対するラベリングのタイミングずれが発生してしまう。
【００６０】
そこで、ここでは、頭部１ｈの傾きとして、頭部１ｈの軸のＡＰ軸回りの回転角度成分を求める。そして、後に、ラベリングプレーンを、その法線がＺ軸方向に対してＡＰ軸回りに上記回転角度成分に応じた回転角度分だけ回転するように傾けるようにする。
【００６１】
頭部１ｈのＡＰ軸回りにおける回転角度成分の求め方について説明する。前述のとおり、イメージングスラブＩＳのスライス軸ＳＡは、通常、頭部１ｈの軸と重なるように設定される。そこで、イメージングスラブＩＳのスライス軸ＳＡを、頭部１ｈの軸として検出する。そして、体軸方向すなわちＺ軸方向に対するその頭部１ｈの軸の傾きを、Ｚ軸方向からの３次元回転行列で表し、その３次元回転行列の行列要素に基づいて、ＡＰ軸回りの回転角度成分を求める。具体例を以下に示す。
【００６２】
３次元回転行列の表現の一例として、オイラー角α，β，γを用いることができる。つまり、次式のようなオイラー角α，β，γの回転角を持つＺ−Ｘ−Ｚ系列の３次元回転行列を考える。
【００６３】
Ｒｚ（α），Ｒｘ′（β），Ｒｚ′（γ）      …（１）
ここで、頭部１ｈのＡＰ軸回りの回転角度成分をαで表し、頭部１ｈの軸の傾きを次の回転行列で表すものとする。
【００６４】
Ｒ（α，β，γ）      …（２）
このとき、次式の関係が成立する。
【００６５】
Ｒ（α，β，γ）＝Ｒｚ（α）Ｒｘ′（β）Ｒｚ′（γ）      …（３）
一般的に、任意の３次元回転行列Ｒ（α，β，γ）において、その行列要素からオイラー角α，β，γを一義的に導出できることが知られている。
【００６６】
そこで、まず、頭部１ｈの軸の傾きを、イメージングスラブＩＳのスライス軸ＳＡのＺ軸方向からの傾きに一致すると考えて求める。次に、頭部１ｈの軸の傾きを表す３次元回転行列Ｒ（α，β，γ）を、Ｒｚ（α）Ｒｘ′（β）Ｒｚ′（γ）の形で求める。そして、このときのオイラー角αを、頭部１ｈのＡＰ軸回りの回転角度成分として求める。
【００６７】
なお、頭部１ｈの軸の傾きを表す３次元回転行列は、上記のオイラー角を用いたものに限定されない。例えば、Ｚ−Ｙ−Ｘ系列のロール、ピッチ、ヨー角ｒ，ｐ，ｙを用いた３次元回転行列であってもよいし、Ｘ，Ｙ，Ｚの固定軸回りの回転角の定義を用いた３次元回転行列であってもよい。いずれの３次元回転行列を用いても、ＡＰ軸回りの回転角度成分は、その行列要素として求めることができる。
【００６８】
ちなみに、頭部傾き検出部６０３は、ローカライザ画像の解析結果から、頭部１ｈの傾きを検出するようにしてもよい。例えば、脳実質部分のテンプレートマッチング、ウイリス動脈輪周辺の動脈の分岐点や屈曲点などの解剖学的特徴点の位置関係、両耳輪郭の左右の位置関係などから、頭部１ｈの傾き、特にＡＰ軸回りの回転角度を検出する。
【００６９】
ステップＳ４では、ラベリングプレーンＺ位置決定部６０４が、ラベリングプレーンＺ位置を決定する。ラベリングプレーンＺ位置は、例えば、ラベリングプレーンＬＰにおける撮像視野領域ＦＯＶの中心に対応する点のＺ軸方向における位置と定義することができる。
【００７０】
図８に、ラベリングプレーンＺ位置の設定例を示す。例えば、図８に示すように、イメージングスラブＩＳの下端面Ｂにおける撮像視野領域ＦＯＶの中心に対応する点ＢＣから、Ｚ軸方向において、下方すなわち頸動脈血流の上流側に、所定距離ΔＺだけ移動した位置を、ラベリングプレーンＺ位置ＬＰＺとして決定する。距離ΔＺは、例えば、約２ｃｍである。パーフュージョン撮影において、イメージングスラブＩＳは、通常、脳実質部分を含む特定の解剖学的特徴部分を囲うように設定される。そのため、ラベリングプレーンＺ位置をこのように決定すると、経験的に、Ｚ軸方向に対して頭部１ｈの傾きがない場合におけるウイリス動脈輪の下部から数ｃｍという、頭部血管の分岐や屈曲の少ない理想的な位置にラベリングプレーンＬＰを設定することができる。
【００７１】
ちなみに、ラベリングプレーンＺ位置決定部６０４は、特開２０１２−６１０７４号公報にて開示されているような方法により、ラベリングプレーンＺ位置を決定するようにしてもよい。すなわち、標準的なモデル脳のテンプレートと最適なラベリングプレーンとの位置関係を予め規定しておき、ローカライザ画像において脳のテンプレートマッチングを行って、ラベリングプレーンの最適なＺ軸方向の位置を求めるようにしてもよい。あるいは、各種動脈における解剖学的特徴点と最適なラベリングプレーンとの位置関係を予め規定しておき、ローカライザ画像において各種動脈における解剖学的特徴点を抽出して、ラベリングプレーンの最適なＺ軸方向の位置を求めるようにしてもよい。
【００７２】
ステップＳ５では、ラベリングプレーン傾き決定部６０５が、ラベリングプレーンＬＰの傾きを決定する。ラベリングプレーンＬＰの傾きは、例えば、ラベリングプレーンＬＰの法線のＺ軸方向からの回転角として定義することができる。
【００７３】
図９に、ラベリングプレーンＬＰの傾きの決定例を示す。例えば、図９に示すように、ラベリングプレーンＬＰの傾きαを、ステップＳ２にて検出された頭部１ｈの軸のＡＰ軸回りの回転角度成分αと実質的に同じ回転角度分だけ、ＡＰ軸回りに回転させたときの傾きと決定する。つまり、ラベリングプレーンＬＰは、Ｚ軸方向に直交するプレーンを、先に決定されたラベリングプレーンＺ位置に配置し、このプレーンンを回転行列Ｒｚ（α）を用いて回転させて成るものとして設定される。
【００７４】
ステップＳ６では、パーフュージョン撮影実行部６０６が、設定されたイメージングスラブＩＳおよびラベリングプレーンＬＰに従って、ＡＳＬ法によるパーフュージョン撮影を実行する。
【００７５】
図１０および図１１に、パーフュージョン撮影に用いるパルスシーケンスの一例を示す。このパルスシーケンスによるパーフュージョン撮影は、ＣＡＳＬ（Continuous Arterial Spin Labeling）と呼ばれる。ＣＡＳＬやＰＡＳＬなどのＡＳＬ法では、ラベリング有りの断層像であるラベル画像と、ラベリングなしの断層像であるコントロール画像とを撮影し、これらの画像の差分画像としてパーフュージョン画像を求める。
【００７６】
図１０は、ラベル画像撮影用のパルスシーケンス、図１１は、コントロール画像撮影用のパルスシーケンスである。パルスシーケンスは左から右に進行する。両図において、（１）は高周波磁場のパルスシーケンスを示す。（２）〜（４）はいずれも勾配磁場のパルスシーケンスを示す。（２）はスライス勾配、（３）は周波数エンコード勾配、（４）は位相エンコード勾配である。なお、静磁場は一定の磁場強度で常時印加されている。
【００７７】
図１０のパルスシーケンスでは、先ず、ラベリングプレーンＬＰのスピンのラベリングが行われる。ラベリングは、所定のデューティレシオ（duty ratio）で所定回数印加される矩形波のインバージョンパルスによって行われる。これによって、動脈血中のスピンについてインバージョンによるラベリングが行われる。ラベリングされたスピンは動脈を通じてイメージングスラブＩＳに灌流する。
【００７８】
スピンのラベリングには、マグネットシステム１００、勾配駆動部１３０、ＲＦ駆動部１４０およびシーケンス制御部１６０が関与する。
【００７９】
ラベリングの後に、イメージングスラブＩＳについて撮影が行われる。撮影は、エコープラナー・イメージング（ＥＰＩ：Echo Planar Imaging）によって行われる。すなわち、イメージングスラブについて９０°パルスによるスピン励起が行われる。９０°励起の所定時間後に１８０°励起を行い、次いで周波数エンコード勾配Ｇｆｒｅｑおよび位相エンコード勾配Ｇｐｈａｓｅを所定のシーケンスで印加して、複数のスピンエコー（spin echo）すなわちビューデータ（view data）を逐次収集する。このようにして得られたビューデータが、データ処理部１７０のメモリに収集される。メモリにはｋスペースが形成される。このｋスペースはラベル画像用のｋスペースである。
【００８０】
図１１のパルスシーケンスでは、先ず、ラベリングプレーンＬＰのスピンのＲＦ励起が行われる。ＲＦ励起は、所定のデューティレシオで所定回数印加される正弦波のＲＦパルスによって行われる。
【００８１】
このＲＦパルスの信号強度は、図１０のパルスシーケンスにおけるインバージョンパルスと同等であるが、正弦波であるために全体としてスピンのインバージョンは行われない。このＲＦ励起は、イメージングスラブＩＳ上でのスピンのサチュレーション（saturation）効果を、図１０のインバージョンパルスと同じにするために行われる。
【００８２】
このようなスピン操作の後に、イメージングスラブについて撮影が行われる。撮影は、ＥＰＩによって行われる。すなわち、イメージングスラブＩＳについて９０°パルスによるスピン励起が行われる。９０°励起の所定時間後に１８０°励起を行い、次いで周波数エンコード勾配Ｇｆｒｅｑおよび位相エンコード勾配Ｇｐｈａｓｅを所定のシーケンスで印加して、複数のスピンエコーすなわちビューデータを逐次収集する。このようにして得られたビューデータが、データ処理部１７０のメモリに収集される。メモリにはｋスペースが形成される。このｋスペースはコントロール画像用のｋスペースである。
【００８３】
図１２に、ｋスペースの概念図を示す。ｋスペースにおいて横軸ｋｘは周波数軸であり、縦軸ｋｙは位相軸である。同図において複数の横長の長方形がそれぞれビューデータを表す。長方形内に記入された数字は位相エンコード量を表す。位相エンコード量はπ／Ｎで正規化してある。Ｎは６４〜５１２である。位相エンコード量は位相軸ｋｙの中心で０である。中心から両端にかけて位相エンコード量が次第に増加する。増加の極性は互いに逆である。
【００８４】
このようなｋスペースが、ラベル画像とコントロール画像についてそれぞれ形成される。データ処理部１７０は、それらｋスペースのビューデータをそれぞれ逆フーリエ変換して、ラベル画像およびコントロール画像をそれぞれ再構成する。
【００８５】
データ処理部１７０は、さらに、ラベル画像とコントロール画像との差分画像を求める。差分画像は、インバージョンすなわちラベリングされたスピンが生じる磁気共鳴信号だけに基づく画像となる。これによって、差分画像はパーフュージョン画像となる。
【００８６】
ステップＳ７では、画像表示・記憶制御部６０７が、パーフュージョン画像を、表示部１８０に表示させるとともに、その画像データをメモリに記憶させる。
【００８７】
以上、上記の実施形態によれば、ラベリングに適した領域と相関のある頭部の傾きに基づいてラベリング領域の傾きを決定するので、ＡＳＬ法による撮影において、頭部の姿勢によらず、ラベリングに適した領域をラベリング領域として決定することができる。
【００８８】
また、上記の実施形態によれば、頭部のＡＰ軸回りの回転角度成分に応じた回転角度分だけ、ラベリングプレーンをＡＰ軸回りに回転させるので、頭部の傾きのうちウイリス動脈輪下部周辺の動脈が傾く動きに主に寄与する回転角度成分のみに基づいて、ラベリングプレーンの傾きを決定することができ、効率的であり、かつ、精度の高いラべリングプレーンの傾き調整を行うことができる。
【００８９】
なお、発明の実施形態は、上記の実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更・追加等が可能である。
【００９０】
例えば、頭部の軸の傾きを数学的な表現する方法や、頭部の軸のＡＰ軸回りの回転角度成分を抽出する方法は、上記の例に限定されず、既知のあらやる方法を用いることができる。
【００９１】
また例えば、頭部の軸の傾きが所定レベルより小さい場合には、ウイリス動脈輪下部周辺の動脈の傾きも小さいと判断し、ラベリングプレーンは傾けず、従来通り、Ｚ軸方向に直交したプレーンとして設定するようにしてもよい。
【００９２】
また例えば、上記の実施形態では、ラベリング領域として、血流方向に厚みの薄いラベリングプレーンを決定しているが、血流方向により厚みのあるラベリングスラブ（labeling slab）を決定するようにしてもよい。
【００９３】
また例えば、上記のようなラベリングプレーンの決定は、ＣＡＳＬによるパーフュージョン撮影ばかりでなく、ＰＡＳＬ（Pulse Arterial Spin Labeling）、ＥＰＩＳＴＡＲ（Echo
Planar Imaging and Signal Targeting with Alternating Radio Frequency）、ＱＵＩＰＳＳ  ＩＩ（Quantitative Imaging of Perfusion Using a Single Subtraction II）等によるパーフュージョン撮影に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００９４】
１  対象
１００  マグネットシステム
１０２  主磁場コイル部
１０６  勾配コイル部
１０８  ＲＦコイル部
１３０  勾配駆動部
１４０  ＲＦ駆動部
１５０  データ収集部
１６０  シーケンス制御部
１７０  データ処理部
１８０  表示部
１９０  操作部
５００  クレードル
６０１  ローカライザ撮影実行部
６０２  イメージングスラブ設定部
６０３  頭部傾き検出部
６０４  イメージングプレーンＺ位置決定部
６０５  イメージングプレーン傾き決定部
６０６  パーフュージョン撮影実行部
６０７  画像表示・記憶制御部
ＩＳ  イメージングスラブ
ＬＰ  ラベリングプレーン
【図１】
2014014399.tif 000003
【図２】
2014014399.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図８】
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【図９】
2014014399.tif 000009
【図１０】
2014014399.tif 000010
【図１１】
2014014399.tif 000011
【図１２】
2014014399.tif 000012
【図１３】
2014014399.tif 000013
【図６】
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【図７】
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