(57)【要約】  ＭＲＩ装置において、撮像時間を長引かせることなく、かつ、ＳＡＲを増大させることなく、磁化移動画像を得る。  磁化移動画像取得のための専用のプリパルスを用いず、磁化移動画像を得る。すなわち、磁化移動効果に影響を与える撮像パラメータの値を変えて画像取得シーケンスを実行し、それぞれ、磁化移動効果の異なる２以上の画像を取得する。そして、各画像の画素値から、磁化移動効果を評価する指標を算出し、磁化移動画像として表示する。
2017013801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の撮像パラメータセットを用いて撮像された第一の画像データと、前記第一の撮像パラメータセットと少なくとも１つの撮像パラメータの値が異なる第二の撮像パラメータセットを用いて撮像された第二の画像データとから、磁化移動効果を評価する指標である磁化移動指標を算出する磁化移動指標算出部を備え、
前記第一の画像データと前記第二の画像データとは、前記磁化移動効果が異なり、
前記第一の画像データと前記第二の画像データとは、同一のパルスシーケンスに従って取得されること
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、
前記磁化移動指標算出部は、前記第一の画像データと前記第二の画像データとの差異を、前記磁化移動指標として算出すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置であって
前記磁化移動指標算出部は、前記第一の画像データと前記第二の画像データとから、それぞれ、被検体の物性値である磁気共鳴パラメータを１以上算出する磁気共鳴パラメータ算出部を備え、
前記第一の画像データから推定した第一の磁気共鳴パラメータと、前記第二の画像データから推定した第二の磁気共鳴パラメータとを用いて、前記磁化移動指標を算出すること
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３記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記磁化移動指標算出部は、前記第一の磁気共鳴パラメータと前記第二の磁気共鳴パラメータとの差異を、前記磁気共鳴パラメータ毎に前記磁化移動指標として算出すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記第一の撮像パラメータセットと前記第二の撮像パラメータセットとで値が異なる前記撮像パラメータは、前記磁化移動効果に影響を与える撮像パラメータである磁化移動パラメータであること
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３記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記第一の撮像パラメータセットと前記第二の撮像パラメータセットとにおいて、複数の前記撮像パラメータの値が異なり、
当該値の異なる複数の撮像パラメータは、組み合わせることにより、前記第一の画像と前記第二の画像とに異なる前記磁化移動効果を生じさせる撮像パラメータであること
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２記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記差異は、差、比、および差分比のいずれかであること
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１記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記磁化移動指標算出部は、前記第一の撮像パラメータセットおよび前記第二の撮像パラメータセットと少なくとも１つの撮像パラメータの値が異なる第三の撮像パラメータセットを用いて撮像された第三の画像データ、前記第一の画像データ、および前記第二の画像データをフィッティングすることにより得た近似式の係数を前記磁化移動指標として算出し、
前記第三の画像データと前記第一の画像データおよび前記第二の画像データとは、前記磁化移動効果が異なること
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の値を受け付け、設定する撮像パラメータ設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１０】
請求項９記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記第一の撮像パラメータセットと前記第二の撮像パラメータセットとで値が異なる前記撮像パラメータは、前記磁化移動効果に影響を与える撮像パラメータである磁化移動パラメータであり、
前記撮像パラメータ設定部は、パラメータ設定画面を介して前記撮像パラメータの値の設定を受け付け、
前記パラメータ設定画面は、前記撮像パラメータの値を受け付ける撮像パラメータ設定領域を備え、
前記撮像パラメータ設定領域は、２以上の前記磁化移動パラメータの値を受け付ける磁化移動パラメータ設定領域を備えること
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設定部は、撮像プロトコル毎に、前記撮像パラメータの推奨値を保持し、
当該撮像パラメータ設定部は、前記撮像プロトコルの指定を受け付けると、前記撮像パラメータ設定領域に、当該撮像パラメータを特定する情報とともに前記推奨値を表示すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１２】
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設定部は、各前記撮像パラメータの設定可能範囲を特定する情報と、２以上の前記磁化移動パラメータ間の制約条件を特定する情報とを保持し、
当該撮像パラメータ設定部は、前記設定可能範囲外の値、または、前記制約条件を満たさない値の入力を受け付けると、操作者に通知すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１３】
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設定部は、各前記撮像パラメータの設定可能範囲を特定する情報と、２以上の前記磁化移動パラメータ間の制約条件を特定する情報とを保持し、
当該撮像パラメータ設定部は、前記設定可能範囲外の値の入力を受け付けた場合、受け付けた値に最も近い、前記設定可能範囲内の値を設定し、前記制約条件を満たさない値の入力を受け付けると、受け付けた値に最も近い、前記制約条件を満たす値を設定すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１４】
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設定部は、撮像プロトコル毎に、前記撮像パラメータの推奨値を複数保持するとともに、当該推奨値毎の磁化移動効果の変化度合いを示す情報を保持し、
当該撮像パラメータ設定部は、前記撮像プロトコルの指定を受け付けると、前記撮像パラメータ設定領域に、当該撮像パラメータを特定する情報とともに選択可能な態様で前記推奨値を表示し、選択を受け付ける毎に、当該推奨値に対応づけて保持される前記磁化移動効果の変化の度合いを表示すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１５】
請求項５記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記磁化移動パラメータは、高周波磁場パルスの照射帯域、フリップ角、繰返し時間のいずれかであること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【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（ＭＲＩ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ）技術に関し、特に、磁化移動画像生成技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＲＩ装置は、主にプロトンの核磁気共鳴現象を利用した医用画像診断装置である。ＭＲＩ装置は、非侵襲に任意の断面の撮像が可能であり、形態情報の他、血流や代謝機能などの生体機能に関する情報が取得可能である。【０００３】
ＭＲＩ装置では、生体組織の物性値（例えば、Ｔ１：縦緩和時間、Ｔ２：横緩和時間、ＰＤ：プロトン密度、Ｄ：拡散係数、ＭＴ：磁化移動など）の相対的な違いを強調した強調画像を取得できる。これらの強調画像（例えば、Ｔ１強調画像、Ｔ２強調画像、ＦＬＡＩＲ（Ｆｌｕｉｄ  Ａｔｔｅｎｕａｔｅｄ  ＩＲ）、拡散強調画像、ＭＲＡ、磁化移動強調画像）は、撮像に用いるシーケンス（パルスシーケンス）やパラメータ（撮像パラメータ）を変更して撮像を行うことにより取得する。【０００４】
ＭＲＩの対象となるプロトンには、自由水のプロトンの他に、タンパク質やリン脂質などの高分子を構成する結合水のプロトンがある。磁化移動（ＭＴ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ）効果とは、一方のプロトンの緩和や飽和が他方のプロトンの緩和や飽和に影響を与える現象である。この磁化移動効果を強調した磁化移動強調画像（以後、単に磁化移動画像あるいは、ＭＴＲ（Ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｒａｔｅ）画像と呼ぶ）は、脳の白質における髄鞘化の程度や脱髄の程度を検知可能であるため、多発性硬化症の診断に有用であるとされている。【０００５】
結合水のプロトンのみを飽和する目的で照射されるＲＦパルスをＭＴＣ（Ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｃｏｎｔｒａｓｔ）パルスと呼ぶ。磁化移動画像を取得する手法として、このＭＴＣパルスをプリパルスとして印加して得た画像と、ＭＴＣパルスを印加しないで得た画像との比を計算する手法が知られている（例えば、非特許文献１参照）。ＭＴＣパルスは、自由水の共鳴周波数帯域から離れた周波数帯域に照射されるため、この手法は、一般にオフレゾナンス法と呼ばれる。【０００６】
これに対し、自由水の共鳴周波数をもつ２項パルスをＲＦパルスとして照射し、結合水のみの磁化を飽和させるオンレゾナンス法と呼ばれる手法がある（例えば、非特許文献２参照）。この手法では、共鳴周波数帯が広いほどＴ２減少が速いことを利用し、Ｔ２の短い結合水のプロトンのみ信号を消失させる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Ｈｉｒｏｈｉｋｏ  Ｋｉｍｕｒａ、Ｒｏｂｅｒｔ  Ｉ．Ｇｒｏｓｓｍａｎ、Ｒｏｂｅｒｔ  Ｅ．Ｌｅｎｋｉｎｓｋｉ、Ｆｒａｎｃｉｓｃｏ  Ｇｏｎｚａｌｅｚ−Ｓｃａｒａｎｏ著、  “Ｐｒｏｔｏｎ  ＭＲ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ  ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ  ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｒａｔｉｏ  ｉｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｓｃｌｅｒｏｓｉｓ：  ｃｏｒｒｅｌａｔｉｖｅ  ｆｉｎｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ａｃｔｉｖｅ  ｖｅｒｓｕｓ  ｉｒｒｅｖｅｒｓｉｂｌｅ  ｐｌａｑｕｅ  ｄｉｓｅａｓｅ”  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｎｅｕｒｏｒａｄｉｏｌｏｇｙ  １９９６  １７  ｐ１５３９−１５４７
【非特許文献２】Ｃｈｒｉｓｔｉａｎ  Ｔ．  Ｓｔｏｅｃｋ、Ｐｅｎｇ  Ｈｕ，  Ｄａｎａ  Ｃ．  Ｐｅｔｅｒｓ、Ｋｒａｉｇ  Ｖ．  Ｋｉｓｓｉｎｇｅｒ、Ｂｅｔｈ  Ｇｏｄｄｕ，  Ｌｏｉｓ  Ｇｏｅｐｆｅｒｔ、Ｌｏｎｇ  Ｎｇｏ、Ｗａｒｒｅｎ  Ｊ．  Ｍａｎｎｉｎｇ、Ｓｅｂａｓｔｉａｎ  Ｋｏｚｅｒｋｅ、Ｒｅｚａ  Ｎｅｚａｆａｔ著、  “Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｏｎ−ｒｅｓｏｎａｎｔ  ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ  ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｃｏｎｔｒａｓｔ  ｉｎ  ｃｏｒｏｎａｒｙ  ｖｅｉｎ  ＭＲＩ”  Ｍａｇｎ  Ｒｅｓｏｎ  Ｍｅｄ  ２０１０  ６４  ｐ１８２７−１８３１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のように、非特許文献１および非特許文献２に記載の手法では、磁化移動効果を観察するための専用のプリパルス（ＭＴＣパルス）が必要である。プリパルスは画像取得のパルスシーケンスに追加されるものであり、プリパルスを用いない場合と比較して撮像時間が延長する。【０００９】
また、ＭＴＣパルスは、エネルギーが大きく、特に、３Ｔ（テスラ）以上の高磁場装置においては、ＳＡＲ（ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  ｒａｔｅ）が増大し、撮像が制約される。【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みたもので、ＭＲＩ装置において、撮像時間を長引かせることなく、かつ、ＳＡＲを増大させることなく、磁化移動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】
【００１１】
本発明は、磁化移動画像取得のための専用のプリパルスを用いず、磁化移動画像を得る。すなわち、磁化移動効果に影響を与える撮像パラメータの値を変えて画像取得シーケンスを実行し、それぞれ、磁化移動効果の異なる２以上の画像を取得する。そして、各画像の画素値から、磁化移動効果を評価する指標を算出し、磁化移動画像として表示する。【００１２】
具体的には、第一の撮像パラメータセットを用いて撮像された第一の画像データと、前記第一の撮像パラメータセットと少なくとも１つの撮像パラメータの値が異なる第二の撮像パラメータセットとを用いて撮像された第二の画像データとから、磁化移動効果を評価する指標である磁化移動指標を算出する磁化移動指標算出部を備え、前記第一の画像データと前記第二の画像データとは、前記磁化移動効果が異な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。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ＭＲＩ装置において、撮像時間を長引かせることなく、かつ、ＳＡＲを増大させることなく、磁化移動画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第一の実施形態のＭＲＩ装置の典型的な構成を示すブロック図である。
【図２】第一の実施形態の計算機の機能ブロック図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、磁化移動効果を説明するための説明図である。
【図４】第一の実施形態の磁化移動画像生成処理のフローチャートである。
【図５】第一の実施形態のパラメータ設定画面例を説明するための説明図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は、第一の実施形態の画像データ例を説明するための説明図であり、（ｃ）は、（ａ）および（ｂ）の画像データの画素値の変化を示すグラフである。
【図７】第一の実施形態の磁化移動画像例を説明するための説明図である。
【図８】第一の実施形態の磁化移動算出手法の変形例を説明するための説明図である。
【図９】第二の実施形態の計算機の機能ブロック図である。
【図１０】第二の実施形態の磁化移動画像生成処理のフローチャートである。
【図１１】（ａ）〜（ｈ）は、第二の実施形態の磁気共鳴パラメータ画像例を説明するための説明図である。
【図１２】（ａ）〜（ｄ）は、第二の実施形態の磁化移動画像例を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜＜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。本発明の実施形態を説明するための全図において、特に断らない限り、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。
【００１６】
まず、本実施形態の、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）装置について説明する。
【００１７】
ＭＲＩ装置は、一般に、静磁場に置かれた被検体にスライス傾斜磁場を印加すると同時に特定の周波数をもつ高周波磁場（ＲＦ）パルスを印加して、撮像したい断面内の核磁化を励起させる。励起された核磁化には位相エンコード傾斜磁場およびリードアウト傾斜磁場を印加することで平面位置情報を与え、核磁化が発生するＮＭＲ信号（エコー信号）を計測する。ＮＭＲ信号の計測は、ｋ空間と呼ばれる計測空間が充填されるまで繰り返し行う。ｋ空間に充填された信号は、逆フーリエ変換により画像化される。
【００１８】
エコー信号を発生させるためのＲＦパルスと各傾斜磁場とは、あらかじめ設定されたパルスシーケンスおよび撮像パラメータに基づいて印加される。このパルスシーケンスは、目的に応じて種々のものが知られている。例えば、グラディエントエコー（ＧｒＥ）タイプの高速撮像法は、そのパルスシーケンスの繰り返し時間（以下、ＴＲ）ごとに位相エンコード傾斜磁場を順次変化させ、１枚の断層像を得るために必要な数のＮＭＲ信号を計測していく方法である。
【００１９】
撮像パラメータは、パルスシーケンスで印加される各パルス、傾斜磁場を制御するものであり、繰り返し時間ＴＲ、エコー時間ＴＥ、ＲＦパルスの強度を決定するフリップ角α、ＲＦパルスの照射の位相θなどがある。
【００２０】
一般的なＭＲ検査では、位置決め用の撮像で取得した画像を用いて診断したい撮像部位を設定し、パルスシーケンスあるいは撮像パラメータを変更して、複数の画像種（例えば、Ｔ１強調画像、Ｔ２強調画像、ＦＬＡＩＲ、拡散強調画像、ＭＲＡ）を取得する。ユーザは、手動操作によって取得画像のウィンドウレベル（ＷＬ）やウィンドウ幅（ＷＷ）を調整し、必要に応じて診断の妨げとなる信号をクリッピングすることで診断画像を作成する。
【００２１】
本実施形態のＭＲＩ装置１００は、上述のように、静磁場に置かれた被検体１０３に高周波磁場を印加して、被検体１０３内の核磁化を励起し、発生する核磁気共鳴信号（ＮＭＲ信号、エコー信号）を計測する。このとき、傾斜磁場を印加して計測する磁気共鳴信号に位置情報を与え、画像化（撮像）する。
【００２２】
図１は、これを実現する、本実施形態のＭＲＩ装置１００の典型的な構成を示すブロック図である。本実施形態のＭＲＩ装置１００は、静磁場を発生するマグネット１０１と、傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイル１０２と、被検体（生体）１０３に高周波磁場パルス（以下、ＲＦパルス）を照射するＲＦコイル１０７と、被検体１０３から発生するエコー信号を検出するＲＦプローブ１０８と、マグネット１０１の発生する静磁場空間内で被検体（例えば、生体）１０３を載置する寝台（テーブル）１１５と、を備える。
【００２３】
さらに、本実施形態のＭＲＩ装置１００は、傾斜磁場コイル１０２を駆動する傾斜磁場電源１０５と、ＲＦコイル１０７を駆動する高周波磁場発生器１０６と、ＲＦプローブ１０８で検出したエコー信号を受信する受信器１０９と、傾斜磁場電源１０５と高周波磁場発生器１０６とに命令を送り、それぞれ傾斜磁場および高周波磁場を発生させるとともに、検波の基準とする核磁気共鳴周波数を受信器１０９にセットするシーケンサ１０４と、検波された信号に対して信号処理を施す計算機１１０と、計算機１１０での処理結果を表示する表示装置１１１と、同処理結果を保持する記憶装置１１２と、ユーザからの指示を受け付ける入力装置１１６と、を備える。また、記憶装置１１２には、計算機１１０における処理に必要な各種のデータが保持される。
【００２４】
また、ＭＲＩ装置１００は、静磁場均一度を調節する必要があるときには、シムコイル１１３と、シムコイル１１３を駆動するシム電源１１４をさらに備えてもよい。シムコイル１１３は、複数のチャネルからなり、シム電源１１４から供給される電流によりにより静磁場不均一を補正する付加的な磁場を発生する。静磁場均一度調整時にシムコイル１１３を構成する各チャネルに流す電流は、シーケンサ１０４により制御される。
【００２５】
以上の構成を有するＭＲＩ装置１００では、シーケンサ１０４の制御により、ＲＦパルスがＲＦコイル１０７を通じて被検体１０３に印加されるとともに、スライス選択や位相エンコードなどの位置情報をエコー信号に与えるための傾斜磁場パルスが傾斜磁場コイル１０２によって印加される。また、被検体１０３から発生した信号はＲＦプローブ１０８によって受波され、検波された信号は計算機１１０に送られ、ここで画像再構成などの信号処理が行われる。なお、記憶装置１１２には、信号処理の結果だけでなく、必要に応じて、検波された信号自体、撮像条件等を記憶させてもよい。
【００２６】
また、計算機１１０は、ＣＰＵとメモリとを備え、受信した信号を処理する信号処理だけでなく、ＭＲＩ装置１００全体の動作の制御等を行う。例えば、予めプログラムされたタイミング、強度で各部が動作するようシーケンサ１０４に指示を出し、ＭＲＩ装置１００を構成する各部の動作を制御し、計測を行う。パルスシーケンスは、上記プログラムのうち、特に、高周波磁場、傾斜磁場、信号受信のタイミングや強度を記述したものである。計測は、上述のように、パルスシーケンスとこれを制御するために必要な撮像パラメータとに従って行われる。パルスシーケンスは、予め作成され、記憶装置１１２に保持され、撮像パラメータは、ユーザからユーザインタフェースを介して入力される。
【００２７】
なお、マグネット１０１は、静磁場発生部、傾斜磁場コイル１０２および傾斜磁場電源１０５は、傾斜磁場発生部、ＲＦコイル１０７および高周波磁場発生器１０６は、高周波送信部、ＲＦプローブ１０８および受信器１０９は、被検体１０３から発生するＮＭＲ信号を検出する検出部、シーケンサ１０４と計算機１１０は制御部、計算機１１０は、さらに画像再構成部として、それぞれ機能する。
【００２８】
このようなＭＲＩ装置１００では、パルスシーケンスに設定する高周波磁場、傾斜磁場のタイミングや強度を制御することにより、撮像対象被検体の任意の撮像断面を撮像できる。一般に撮像対象被検体に対する撮像断面の位置を決定し、パルスシーケンスに反映することにより、所望の撮像断面を撮像する。
【００２９】
このとき、計算機１１０は、入力装置１１６および表示装置１１１などのユーザインタフェースを制御し、ユーザに処理結果を提示する、ユーザからの入力を受け付けるといったユーザインタフェース処理を行う。また、ＭＲＩ装置１００で取得したエコー信号を処理し、画像を再構成する。あるいは、エコー信号を処理し、中心周波数やＲＦ照射強度等の撮像に必要な制御値を算出し、シーケンサ１０４に送信する。
【００３０】
さらに、本実施形態の計算機１１０は、予め定めたパルスシーケンスを実行し、演算により磁化移動効果を評価可能な指標（以下、磁化移動指標と呼ぶ）を得、磁化移動画像、診断情報として出力する。
【００３１】
これを実現するために、本実施形態の計算機１１０は、図２に示すように、磁化移動効果に影響を与える撮像パラメータ（以下、磁化移動パラメータと呼ぶ）を含む撮像パラメータの値を受け付け、設定する撮像パラメータ設定部２１０と、撮像部２２０と、磁化移動指標を算出する磁化移動指標算出部２３０と、得られた画素値から表示画像を生成し、表示装置１１１に表示する表示処理部２５０と、を備える。
【００３２】
なお、計算機１１０が実現する各機能は、予め記憶装置１１２に記憶されたソフトウェア（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実現される。なお、上記の各機能の全てをソフトウェアで実現する必要はなく、一部または全部をＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）などのハードウェアによって実現するようにしてもよい。
【００３３】
また、各機能が実現する処理の実行に必要な情報、処理の途中および最終的に得られる情報は、記憶装置１１２に格納される。
【００３４】
［磁化移動効果］
各部の説明に先立ち、磁化移動効果を説明する。図３（ａ）および図３（ｂ）は、磁化移動効果を説明するための説明図である。
【００３５】
一般に、自由水のプロトン（以下、自由水プロトンと呼ぶ）と、高分子等のプロトン（以下、結合水プロトンと呼ぶ）とが混在している生体組織では、自由水プロトン（Ｈｆ）は、化学交換、または、空間を介した双極子−双極子相互作用を経由して、高分子表面に接している動きの限られた結合水プロトンン（Ｈｒ）と交差緩和を行う。すなわち、一方の緩和や飽和が他方の緩和に影響を与える。この現象を、磁化移動効果と呼ぶ。
【００３６】
図３（ａ）に自由水と結合水との周波数スペクトラム９１０、９２０を示す。一般に、自由水は、Ｔ２緩和（横緩和）時間が長く、結合水は、Ｔ２緩和時間が短い。自由水プロトンの信号値は、Ｔ２緩和時間が長いため、フーリエ変換後の信号値は、図３（ａ）に示すように、半値幅の狭い鋭いピークを示す。これに対し、結合水プロトンの信号値は、Ｔ２緩和時間が短いため、フーリエ変換後の信号値は、半値幅が広い。
【００３７】
従来の、ＭＴＣパルスを用いる手法のうち、オフレゾナンス法では、自由水プロトンの共鳴周波数帯域９１１から数ｋＨｚ離れた周波数帯９３１にＲＦパルスを照射し、結合水プロトンのみに飽和現象を起こして画像を取得する。ここでは、結合水プロトンの共鳴周波数帯域９２１が広く、自由水プロトンの共鳴周波数帯域９１１が狭いことを利用している。
【００３８】
図３（ｂ）に示すように、飽和現象により結合水プトロンの信号強度は減少する（９２０から９２３へ）。このとき、結合水プロトンの飽和が磁化移動効果９３２によって自由水プロトンに影響し、自由水プロトンの信号強度も減少する（９１０から９１３へ）。
【００３９】
磁化移動効果により、自由水と結合水との間の化学的交換および/または交差緩和が反映される部位と、そうでない部位とで、信号値に差が生じ、異なるコントラスト像が得られる。このコントラスト像が磁化移動画像であり、生体などの病巣部と正常組織との識別に利用できる。
【００４０】
この磁化移動画像は、従来は、上述のように、プリパルスとしてＭＴＣパルスを印加し、磁化移動効果を生じさせて取得した画像と、ＭＴＣパルスを印加せずに取得した画像との比を取り、生成している。本実施形態では、このＭＴＣパルスを印加することなく、磁化移動画像を算出する。すなわち、本実施形態では、撮像時に必須の撮像パラメータの中で、磁化移動効果に影響を与える撮像パラメータを変化させてそれぞれ画像を取得し、各画素値を用いて磁化移動指標を算出し、磁化移動画像とする。
【００４１】
［磁化移動画像生成処理の流れ］
本実施形態の計算機１１０が実現する各機能による、本実施形態の磁化移動画像生成処理の流れを説明する。図４は、本実施形態の磁化移動画像生成処理の処理フローである。
【００４２】
はじめに、撮像パラメータ設定部２１０は、操作者による入力装置１１６を介した指示に従って、磁化移動指標算出用のデータを取得するための撮像パラメータセットを設定する（ステップＳ１１０１）。なお、ここでは、目的とする撮像に応じたパルスシーケンスも併せて設定される。
【００４３】
設定手法の詳細は、後述する。なお、本実施形態では、２セット以上の撮像パラメータセットを設定する。なお、設定する２以上の撮像パラメータセット間では、磁化移動パラメータのうち、少なくとも１つ以上の磁化移動パラメータの値が異なるものとする。
【００４４】
次に、操作者の入力装置１１６を介した撮像開始の指示により、撮像部２２０は、撮像を行う（ステップＳ１１０２）。本実施形態では、撮像部２２０は、撮像パラメータ設定部２１０が設定した撮像パラメータセットおよびパルスシーケンスに従ってシーケンサ１０４に指示を行い、エコー信号を計測する。そして、得られたエコー信号から画像を再構成する。なお、上述のように、２セット以上の撮像パラメータセットが設定されるため、ここでは、設定されたセット数の画像を得る。また、各画像は、同一のパルスシーケンスに従って、取得される。
【００４５】
次に、磁化移動指標算出部２３０は、得られた画像から磁化移動指標を算出する（ステップＳ１１０３）。
【００４６】
最後に、表示処理部２５０は、算出された磁化移動指標を画素値とする画像を生成し、表示装置１１１に表示する（ステップＳ１１０４）。
【００４７】
以下、各処理の詳細を説明する。
【００４８】
［撮像パラメータセット設定処理］
まず、撮像パラメータ設定部２１０による磁化移動パラメータ設定処理について説明する。
【００４９】
撮像パラメータ設定部２１０は、入力装置１１６を介して、操作者による撮像パラメータの入力を受け付け、受け付けた撮像パラメータを設定する。受け付けにあたり、撮像パラメータ設定部２１０は、例えば、表示装置１１１にパラメータ設定画面３００を表示し、当該画面を介して入力を受け付ける。なお、パラメータ設定画面３００を構成する各データは、予め記憶装置１１２に保持される。
【００５０】
このとき表示されるパラメータ設定画面３００の一例を図５に示す。ここでは、ＲＦパルスの照射帯域（ＲＦ照射帯域）を、磁化移動パラメータとする場合を例示する。
【００５１】
本図に示すように、パラメータ設定画面３００は、プロトコル指示受付領域３１０と、撮像パラメータ設定領域３２０と、プロトコル保存指示受付領域３３０とを備える。
【００５２】
［プロトコル指示受付領域］
プロトコル指示受付領域３１０は、当該領域を介して、撮像に用いるプロトコルの指示を受け付ける領域である。ここでは、予め用意された１以上の撮像プロトコルが選択可能なように表示される。本実施形態では、操作者は、選択可能な撮像プロトコルの中から、磁化移動画像撮像用のプロトコルを選択する。
【００５３】
なお、選択可能な撮像プロトコルは、予め、記憶装置１１２に保持される。また、各撮像プロトコルには、それぞれ、当該撮像プロトコルに用いられるパルスシーケンスと、当該パルスシーケンスを実行する際、設定すべき撮像パラメータ種と、各撮像パラメータ種の設定条件を特定する情報と、が対応づけて記憶される。また、設定すべき撮像パラメータ種毎の、推奨値が併せて保持されていてもよい。
【００５４】
例えば、磁化移動効果撮像用のプロトコルに対応づけて、３Ｄのグラディエントエコー法のパルスシーケンスが保持される。また、設定すべき撮像パラメータ種として、撮像視野（ＦＯＶ）、繰返し時間（ＴＲ）、エコー時間（ＴＥ）、フリップ角（ＦＡ）、他、磁化移動パラメータ等が登録される。
【００５５】
撮像パラメータ種の設定条件としては、例えば、各撮像パラメータ種の値の設定可能範囲等が格納される。設定可能な範囲は、ハードウェアによる制約、撮像種による制約、あるいは、ＳＡＲ（Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ  Ｒａｔｅ）に関わる撮像パラメータについては、ＳＡＲの上限値による制約などにより、予め定められる。
【００５６】
また、上述のように、磁化移動画像撮像時は、１つ以上の磁化移動パラメータについて、複数の異なる撮像パラメータ値を設定する必要がある。従って、磁化移動パラメータについては、設定条件を特定する情報として、各パラメータ値の設定可能範囲だけでなく、同じ撮像パラメータの値間の制約情報も予め保持しておく。
【００５７】
同じ撮像パラメータ値間の制約情報は、例えば、磁化移動パラメータがＲＦ照射帯域の場合、値が異なっていればよい。なお、ＲＦ照射帯域の値により、ＲＦ照射時間が決定するため、他の撮像パラメータによって決められる傾斜磁場印加、エコー取得等のタイミングやＳＡＲなどによる制約もある。
【００５８】
［撮像パラメータ設定領域］
撮像パラメータ設定領域３２０には、設定すべき撮像パラメータ種を特定する情報として撮像パラメータ名が表示される。表示される撮像パラメータ名は、プロトコル指示受付領域３１０で選択されたプロトコルに対応づけて保持される。また、撮像パラメータ設定領域３２０は、撮像パラメータ種毎に、撮像に用いる値の入力を受け付ける値受付領域３２１を備える。なお、推奨値が予め保持されている場合は、この値受付領域３２１に推奨値が表示される。
【００５９】
また、撮像パラメータ設定領域３２０は、撮像プロトコルごとに、当該プロトコル特有の設定領域を備えてもよい。例えば、本実施形態のように磁化移動効果撮像用のプロトコルが選択された場合、撮像に必須の撮像パラメータのうち、１以上の磁化移動パラメータは、２つ以上の値が設定される。このため、本実施形態の場合、撮像パラメータ設定領域３２０は、２以上の前記磁化移動パラメータの値を受け付ける磁化移動パラメータ設定領域３４０を備える。
【００６０】
図５には、磁化移動パラメータとして、ＲＦ照射帯域が表示される場合を例示する。
【００６１】
なお、磁化移動パラメータ設定領域３４０も同様に、磁化移動パラメータとして設定する撮像パラメータ名を表示する領域と、設定する値の入力を受け付ける値受付領域３４１とを備える。そして、推奨値が予め保持されている場合は、この値受付領域３４１に推奨値が表示される。
【００６２】
操作者は、値受付領域３２１、３４１を介して、設定可能範囲内で値を入力できる。また、推奨値が表示されている場合も、同様に、設定可能範囲内で、値を変更することができる。
【００６３】
すなわち、推奨値が保持されている場合、本実施形態の撮像パラメータ設定部２１０は、撮像プロトコルの指定を受け付けると、撮像パラメータ設定領域３２０に、当該撮像パラメータを特定する情報とともに推奨値を表示する。また、撮像パラメータ設定部２１０は、値受付領域３２１、３４１を介して操作者から入力された値を受け付ける。
【００６４】
なお、このとき、設定可能範囲外の値、または、制約条件を満たさない値の入力を受け付けた場合、撮像パラメータ設定部２１０は、その旨、操作者に通知するよう構成してもよい。また、撮像パラメータ設定部２１０は、設定可能範囲外の値の入力を受け付けた場合、受け付けた値に最も近い設定可能範囲内の値を設定し、制約条件を満たさない値の入力を受け付けた場合、受け付けた値に最も近い制約条件を満たす値を設定するよう構成してもよい。
【００６５】
［プロトコル保存指示受付領域］
プロトコル保存指示受付領域３３０は、撮像パラメータ設定領域３２０を介して入力された撮像パラメータを確定する指示を受け付ける。
【００６６】
撮像パラメータ設定部２１０は、プロトコル保存指示受付領域３３０を介して、操作者から指示を受け付けると、その時点で、撮像パラメータ設定領域３２０に表示される撮像パラメータを、パルスシーケンスとともに、プロトコル指示受付領域３１０で受け付けたプロトコルに対応づけて記憶装置１１２に保存する。
【００６７】
［磁化移動指標算出処理］
次に、磁化移動指標算出部２３０による磁化移動指標算出処理について説明する。
【００６８】
本実施形態では、磁化移動指標算出部２３０は、第一の撮像パラメータセットを用いて撮像された第一の画像データと、第一の撮像パラメータセットと少なくとも１つの撮像パラメータの値が異なる第二の撮像パラメータセットとを用いて撮像された第二の画像データとから、磁化移動効果を評価する指標である磁化移動指標を算出する。
【００６９】
このとき、第一の画像データと前記第二の画像データとは、前記磁化移動効果が異なるように、第一および第二の撮像パラメータセットは設定される。このため、本実施形態では、第一の撮像パラメータセットと第二の撮像パラメータセットとで値が異なる撮像パラメータは、前記磁化移動効果に影響を与える撮像パラメータである磁化移動パラメータとする。なお、値を変える磁化移動パラメータは、撮像時に設定が必須の撮像パラメータの中から選択される。
【００７０】
そして、本実施形態の磁化移動指標算出部２３０は、第一の画像データと第二の画像データとの差異を、磁化移動指標として算出する。このとき、本実施形態の磁化移動指標算出部２３０は、差異として、差、比、および差分比のいずれかを算出する。
【００７１】
磁化移動に関連する撮像パラメータの一例として、上述のように、ＲＦパルスの照射帯域（ＲＦ照射帯域）がある。以下、第一の撮像パラメータセットと第二の撮像パラメータセットとで値を変える磁化移動パラメータが、このＲＦ照射帯域である場合を例にあげ、具体的に、本実施形態の磁化移動指標算出処理を説明する。
【００７２】
図６（ａ）および図６（ｂ）に、このＲＦ照射帯域の値を変えて撮像を行い、得られた画像４０１、４０２を示す。第一の画像データである画像４０１は、ＲＦ照射帯域を、±５５６ｋＨｚとし、第二の画像データである画像４０２は、ＲＦ照射帯域を±２７８ｋＨｚとし、それぞれ、３Ｄのグラディエントエコー法にて取得したものである。なお、ＲＦ照射帯域以外の撮像パラメータ（撮像条件）は全て等しくして取得したものである。すなわち、画像４０１と画像４０２との、撮像パラメータの違いは、ＲＦ照射帯域のみである。
【００７３】
また、図６（ｃ）は、画像４０１および画像４０２それぞれのライン４０３における画素値をプロットしたグラフ４１１、４１２である。本図に示すように、ＲＦ照射帯域のみを変えた場合であっても、画素値に差が出ることが確認できる。
【００７４】
本図に示すように、被検体１０３領域では、ＲＦ照射帯域を±２７８ｋＨｚに設定して得た画像４０２の信号値４１２の方が高いことがわかる。これは、高分子のプロトン（結合水プロトン）の共鳴周波数帯域が広いため、オンレゾナンスのＲＦ照射帯域を広げることでより磁化移動現象が促進されるために発生する現象である。
【００７５】
磁化移動指標算出部２３０は、上述のように、磁化移動パラメータのみ変えて取得した２つの画像４０１、４０２の画素値（ボクセル値）を用いて、画素（ボクセル）毎に、磁化移動指標を算出する。本実施形態では、磁化移動指標として、例えば、以下の式（１）で表される、差分の比を算出する。
【数１】
2017013801.tif 000003
なお、Ａ（ｒ）は、画像４０１の画素ｒの画素値、Ｂ（ｒ）は、画像４０２の画素ｒの画素値、Ｒ（ｒ）は、画素ｒの差分比である。
【００７６】
なお、磁化移動指標は、これに限定されない。磁化移動パラメータを変えて取得した画像間の、画素値の違い（差異）を反映することができればよく、例えば、差分のみであってもよいし、比のみであってもよい。
【００７７】
図７に、磁化移動指標を画素値とする画像（磁化移動画像）５０１を示す。前述のとおり、画像４０１と画像４０２とは、ＲＦ照射帯域が異なるため、画素に含まれる磁化移動効果の影響がそれぞれ異なる。これらの画像の差分比を画素値とする画像５０１の各画素は、磁化移動効果の大小を示す。すなわち、画像５０１においては、画素値が大きいほど磁化移動現象が活発に起こっており、高分子の存在が多いことが示唆される。
【００７８】
以上説明したように、本実施形態のＭＲＩ装置１００は、第一の撮像パラメータセットを用いて撮像された第一の画像データと、前記第一の撮像パラメータセットと少なくとも１つの撮像パラメータの値が異なる第二の撮像パラメータセットとを用いて撮像された第二の画像データとから、磁化移動効果を評価する指標である磁化移動指標を算出する磁化移動指標算出部２３０を備える。このとき、前記第一の画像データと前記第二の画像データとは、前記磁化移動効果が異なるようにする。例えば、前記第一の撮像パラメータセットと前記第二の撮像パラメータセットとで値が異なる前記撮像パラメータは、前記磁化移動効果に影響を与える撮像パラメータである磁化移動パラメータとする。また、前記第一の画像データと前記第二の画像データとは、同一のパルスシーケンスに従って取得されるものとする。
【００７９】
また、本実施形態のＭＲＩ装置１００では、磁化移動指標算出部２３０は、前記第一の画像データと前記第二の画像データとの差異を、前記磁化移動指標として算出する。ここで算出する差異は、差、比、および差分比のいずれかとする。
【００８０】
このように、本実施形態によれば、撮像時に必須の撮像パラメータのうち、磁化移動効果に影響を与える磁化移動パラメータの値を変えて撮像して得た２以上の画像データから磁化移動指標を算出する。
【００８１】
従って、本実施形態によれば、ＭＴＣパルス等の磁化移動効果専用のプリパルスを用いることなく、撮像時に必須のパラメータの変更のみで、磁化移動効果を反映した指標を算出できる。従って、プリパルスの印加時間分撮像時間を短縮できる。また、このプリパルスを印加しない分、ＳＡＲの低減が期待できる。
【００８２】
＜磁化移動パラメータの他の例＞
なお、上記実施形態では、磁化移動パラメータとして、ＲＦ照射帯域を磁化移動パラメータとして用いる場合を例にあげて説明したが、磁化移動パラメータは、これに限定されない。値を変化させることで、磁化の飽和度が変化する撮像パラメータであればよく、例えば、フリップ角（ＦＡ）、繰り返し時間（ＴＲ）などでも良い。
【００８３】
これらの撮像パラメータは、それぞれ、値を変えることで飽和度が変化するため、ＲＦ照射帯域と同様に、画素値に含まれる磁化移動効果の影響を変えた撮像が可能である。このため、その結果を用い、本実施形態同様、プリパルスを用いずに磁化移動効果に関する指標を計算することができる。
【００８４】
＜磁化移動指標の他の例＞
また、上記実施形態では、磁化移動指標として、上記式（１）に従って、取得した画像の各画素値（ボクセル値）の差を計算する例を示している。しかしながら、磁化移動指標の算出は、これに限定されない。
【００８５】
例えば、値を変化させる対象の磁化移動パラメータに３つ以上の値を設定し、得られた画像から、以下の手法で磁化移動指標を算出しても良い。
【００８６】
すなわち、磁化移動指標算出部２３０は、第一の撮像パラメータセットおよび第二の撮像パラメータセットと少なくとも１つの撮像パラメータの値が異なる第三の撮像パラメータセットを用いて撮像された第三の画像データ、第一の画像データ、および第二の画像データをフィッティングすることにより得た近似式の係数を磁化移動指標として算出する。このとき、第三の画像データと第一の画像データおよび第二の画像データとは、それぞれ磁化移動効果が異なるよう、磁化移動パラメータを設定する。
【００８７】
以下、磁化移動パラメータとしてＲＦ照射帯域を用い、値を３つ設定する場合を例にあげて、本手法を説明する。
【００８８】
なお、本例においても、３つの異なる値の撮像パラメータは、撮像パラメータ設定部２１０を介して受け付け、ＭＲＩ装置１００は、撮像部２２０の指示に従って、３つの画像を取得する。
【００８９】
磁化移動指標算出部２３０は、図８に示すように、取得した各画像４２１、４２２、４２３のボクセル４３０毎に、そのボクセル値４４１、４４２、４４３を、横軸（ｘ軸）をＲＦ照射帯域（ＲＦ  ＢＷ［ｋＨｚ］）、縦軸（ｙ軸）を信号強度（Ｓｉｇｎａｌ  Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）とした座標上にプロットする。
【００９０】
そして、プロット結果を多項式４５０にてフィッティングする。ここでは、例えば、多項式として、以下の式（２）の式を用いる。
ｙ＝ａｘ２＋ｂｘ＋ｃ  ・・・（２）
【００９１】
磁化移動指標算出部２３０は、各項の係数ａ、ｂ、ｃを、磁化移動指標として算出する。各係数の算出は、例えば、最小二乗法等により求める。画像数が係数の数以上の場合は、解析的に計算してもよい。そして、得られたそれぞれの係数を画素値とする画像を、磁化移動画像として出力する。
【００９２】
このように、磁化移動パラメータの値毎の画素値の近似式の係数を磁化移動指標とすることにより、ＲＦパルスの照射帯域と磁化移動効果の影響度との関連性が表現され、特定の周波数帯に存在する高分子の解析が可能となると考えられる。
【００９３】
＜パラメータ設定画面の他の例＞
また、撮像パラメータの推奨値が撮像パラメータセットとして予め用意されている場合、推奨値毎の磁化移動効果の、おおよその影響度合いも併せて保持しておくよう構成してもよい。この場合、パラメータ設定画面３００に、用意された撮像パラメータセット同士の磁化移動効果の、おおよその影響度合いを提示するよう構成してもよい。
【００９４】
すなわち、撮像パラメータ設定部２１０は、撮像プロトコル毎に、撮像パラメータの推奨値を複数保持するとともに、推奨値毎の磁化移動効果の変化度合いを示す情報を保持する。そして、撮像パラメータ設定部２１０は、撮像プロトコルの指定を受け付けると、撮像パラメータ設定領域３２０に、当該撮像パラメータを特定する情報とともに選択可能な態様で推奨値を表示し、選択を受け付ける毎に、当該推奨値に対応づけて保持される磁化移動効果の変化の度合いを表示する。
【００９５】
このように構成することにより、より磁化移動効果の高い磁化移動パラメータの値の設定を支援できる。従って、専門知識のない操作者でも、容易に最適な磁化移動パラメータを設定できる。
【００９６】
＜その他の変形例＞
また、上記実施形態では、撮像パラメータセットを設定する際、プロトコルの指定を受け付けると、それに応じ、用いられる撮像パラメータを表示し、操作者からの修正を受け、確定に指示を受け付けるよう構成しているが、これに限定されない。
【００９７】
例えば、推奨値が予め保持され得いる場合、操作者からプロトコルの指定を受け付けると、操作者に各撮像パラメータの値を提示することなく、そのまま、予め保持された推奨値を用い、撮像を実行するよう構成してもよい。すなわち、パラメータの呼び出しから磁化移動効果に関する指標の算出までを、操作者の一回の指示でシームレスに実行するような構成としても良い。これにより、より検査時間を短縮することが期待できる。
【００９８】
＜＜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。第一の実施形態では、磁化移動パラメータの値を変えてそれぞれ取得した画像の画素値（ボクセル値）を用い、磁化移動効果を評価可能な指標（磁化移動指標）を算出する。一方、本実施形態では、より定量的な磁化移動指標を算出する。
【００９９】
本実施形態のＭＲＩ装置は、基本的に第一の実施形態のＭＲＩ装置１００と同様の構成を有する。ただし、上述のように、磁化移動指標の算出手法が異なるため、計算機１１０が実現する機能が異なる。以下、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。
【０１００】
本実施形態では、磁化移動指標に加え、磁化移動の異なる画像データ群毎に、磁気共鳴パラメータを算出する。すなわち、同じ磁気共鳴パラメータで、磁化移動効果の異なる磁気共鳴パラメータを算出する。そして、磁化移動効果の異なる磁気共鳴パラメータを用いて、磁化移動指標を算出する。なお、磁気共鳴パラメータとは、被検体１０３の物性値であり、例えば、Ｔ１、Ｔ２、ＰＤなどである。
【０１０１】
これを実現するために、本実施形態の計算機１１０は、図９に示すように、図２に示す第一の実施形態の構成（撮像パラメータ設定部２１０、撮像部２２０、および磁化移動指標算出部２３０）を備える。そして、本実施形態の磁化移動指標算出部２３０は、さらに、磁気共鳴パラメータ算出部２３１を備える。
【０１０２】
磁気共鳴パラメータ算出部２３１は、撮像部２２０の指示により撮像された画像の画素値（ボクセル値）から、磁気共鳴パラメータを算出する。なお、磁気共鳴パラメータは、例えば、Ｔ１値、Ｔ２値、ＰＤといった被検体１０３の物性値である。
【０１０３】
また、本実施形態では、磁化移動指標算出部２３０の処理が異なる。第一の実施形態では、磁化移動効果の異なる画像データそれぞれの画素値（ボクセル値）を用い、磁化移動指標を計算しているが、本実施形態では、磁気共鳴パラメータ算出部２３１が算出した、それぞれ磁化移動効果の異なる磁気共鳴パラメータから磁化移動指標を計算する。
【０１０４】
［磁化移動画像生成処理の流れ］
本実施形態の計算機１１０が実現する各機能による、本実施形態の磁化移動画像生成処理の流れを説明する。図１０は、本実施形態の磁化移動画像生成処理の処理フローである。
【０１０５】
まず、第一の実施形態同様、撮像パラメータ設定部２１０は、操作者による入力装置１１６を介した指示に従って、磁化移動指標算出用のデータを取得するための撮像パラメータセットを設定する（ステップＳ２１０１）。なお、本実施形態においても、第一の実施形態同様、２セット以上の撮像パラメータセットを設定する。そして、設定する２以上の撮像パラメータセット間では、磁化移動パラメータのうち、少なくとも１つ以上の磁化移動パラメータの値が異なるものとする。
【０１０６】
次に、操作者の入力装置１１６を介した撮像開始の指示により、撮像部２２０は、撮像を行う（ステップＳ２１０２）。本処理も第一の実施形態と同じである。
【０１０７】
次に、本実施形態では、磁気共鳴パラメータ算出部２３１が、撮像部２２０の指示により実行されたパルスシーケンスに従って取得された、磁化移動効果の異なる画像データそれぞれから、磁気共鳴パラメータを算出する（ステップＳ２１０３）。この、磁気共鳴パラメータ算出処理の詳細は、後述する。
【０１０８】
そして、磁化移動指標算出部２３０は、磁気共鳴パラメータから、磁化移動指標を算出する（ステップＳ２１０４）。本実施形態では、磁気共鳴パラメータ毎に磁化移動指標を算出する。この磁化移動指標算出処理の詳細も後述する。
【０１０９】
最後に、表示処理部２５０は、磁化移動指標を画素値とする画像を生成し、表示装置１１１に表示する（ステップＳ２１０５）。このとき、本実施形態では、磁気共鳴パラメータ毎に、磁化移動指標が算出されるため、磁気共鳴パラメータ名も併せて表示する。
【０１１０】
以下、第一の実施形態と異なる処理である、磁気共鳴パラメータ算出処理、および、磁化移動指標算出処理の詳細を説明する。
【０１１１】
［磁気共鳴パラメータ算出処理］
本実施形態の磁気共鳴パラメータ算出部２３１は、磁化移動効果の異なる画像データ群毎に、同種の磁気共鳴パラメータを算出する。すなわち、第一の画像データと第二の画像データとから、それぞれ、被検体１０３の物性値である磁気共鳴パラメータを１以上算出する。なお、第一の画像データは、第一の撮像パラメータセットを用いて撮像されたものであり、第二の画像データは、第一の撮像パラメータセットと少なくとも１つの撮像パラメータの値が異なる第二の撮像パラメータセットを用いて撮像されたものである。これらの第一の画像データと第二の画像データとは、磁化移動効果が異なる。
【０１１２】
磁気共鳴パラメータの算出手法は、問わない。種々の既存の手法を用いることができる。例えば、スピンエコー系のシーケンスなど、信号強度が数式化されているシーケンスが撮像に用いる場合、得られた画像の画素値から、数式化された信号強度関数を用いて算出する。
【０１１３】
以下、パルスシーケンスとして、信号強度関数が定式化されていないシーケンス（例えば、ＲＦ−ｓｐｏｉｌｅｄ  Ｇｒａｓｓシーケンス）を用いて撮像を行う場合の、磁気共鳴パラメータの算出処理を説明する。
【０１１４】
この場合、予め、シミュレーション等で信号関数ｆｓを作成する。そして、磁気共鳴パラメータ算出部２３１は、異なる撮像パラメータで取得したそれぞれの画像の画素毎の信号値（画素値）を、予め作成した信号関数ｆｓにフィッティングし、磁気共鳴パラメータ推定する。
【０１１５】
［信号関数］
まず、信号関数ｆｓの作成手法を説明する。この信号関数ｆｓは、数値シミュレーションにより、予め作成しておく。
【０１１６】
信号関数ｆｓは、撮像シーケンス毎に生成される関数であり、生体組織の物性値である被検体１０３に依存するパラメータ（被検体パラメータ；磁気共鳴パラメータ）および装置に依存するパラメータ（装置パラメータ）の少なくとも一方と、ユーザがパルスシーケンスを実行する際に設定する撮像条件（撮像パラメータ）と、を変数とし、各画素の信号強度を返す関数である。
【０１１７】
ＲＦ−ｓｐｏｉｌｅｄ  Ｇｒａｓｓシーケンスで変更可能な撮像パラメータは、フリップ角ＦＡ、繰り返し時間ＴＲ、エコー時間ＴＥ、ＲＦ位相増分値θである。このうち、ＲＦ位相増分値θは、高速撮像法の一つであるＦＬＡＳＨと同等のＴ２依存性の少ない画像コントラストが得られるように、一般に１１７度に固定される。このＲＦ位相増分値θを変化させると、画像コントラストのＴ２依存性が大きく変化するためである。
【０１１８】
また、被検体パラメータには、縦緩和時間Ｔ１、横緩和時間Ｔ２、ケミカルシフトＣｓ、スピン密度ＰＤがある。装置パラメータには、磁場強度Ｂ０、送信コイルの照射強度Ｂ１、受信コイルの感度Ｓｃがある。
【０１１９】
ＲＦ−ｓｐｏｉｌｅｄ  Ｇｒａｓｓシーケンスの信号関数ｆｓは、上記各パラメータを用いて、以下の式（３）で表される。
【数３】
2017013801.tif 000004
なお、送信コイルの照射強度Ｂ１は撮像時にはフリップ角ＦＡの係数となるため、ＦＡとの積の形にしておく。
【０１２０】
信号関数ｆｓは、被検体パラメータのＴ１、Ｔ２、Ｃｓそれぞれの任意の値に対して撮像パラメータを網羅的に変化させて数値シミュレーションにて信号を作成し、補間により作成する。このとき、撮像対象のＰＤ、Ｂ１およびＳｃは、一定とする（例えば１とする）。また、Ｂ０は、撮像に用いる装置の磁場強度（例えば３Ｔ）と同じにする。
【０１２１】
数値シミュレーションは、格子点上にスピンを配置した被検体モデルを用い、撮像シーケンス、撮像パラメータ、装置パラメータを入力とし、磁気共鳴現象の基礎方程式であるＢｌｏｃｈの式を解いて核磁気共鳴信号を出力するものとする。
【０１２２】
被検体モデルは、スピンの空間分布（γ，Ｍ０，Ｔ１，Ｔ２，Ｃｓ）として与えられる。ここで、γは磁気回転比、Ｍ０は熱平衡磁化（スピン密度）、核磁気共鳴信号を画像再構成することにより、与えられた条件での画像を得ることができる。
【０１２３】
なお、Ｂｌｏｃｈの式は、１階線形常微分方程式であり、以下の式（４）で表される。
【数４】
2017013801.tif 000005
ここで、（ｘ，ｙ，ｚ）は３次元の直交座標系を表し、ｚは静磁場（強度がＢ０）の向きに等しい。また、（Ｍｘ，Ｍｙ，Ｍｚ）はスピン、Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚはそれぞれ添字方向の傾斜磁場強度、Ｈ１は高周波磁場強度、ｆ０は回転座標系の周波数である。
【０１２４】
［磁気共鳴パラメータ推定手法］
次に、この信号関数ｆｓを用い、物性値を推定する手法を説明する。この場合、撮像パラメータＦＡ、ＴＲ、ＴＥ、θを変化させて複数の画像を撮像し、ピクセルごとの信号値Ｉを信号関数ｆｓにフィッティングすることにより、磁気共鳴パラメータを推定する。
【０１２５】
なお、このフィッティングにより推定できるパラメータには、ＭＲＩ装置１００に依存する装置パラメータもある。装置パラメータは撮像時に自由に制御することが困難であり、また、Ｂ１以外は撮像パラメータを変化させただけでは分離できない。このため、信号関数ｆｓを、以下の式（５）ように変数変換した関数ｆに対してフィッティングを行う。なお、関数フィッティングには、例えば、最小二乗法を用いる。
【数５】
2017013801.tif 000006
【０１２６】
撮像時に用いるパルスシーケンスが、信号強度関数が定式化されていないシーケンスの場合、本実施形態の磁気共鳴パラメータ算出部２３１は、上記関数ｆを用い、得られた画像の画素値から、磁気共鳴パラメータ（例えば、Ｔ１値、Ｔ２値、ＰＤといった被検体１０３の物性値）を推定する。
【０１２７】
なお、この場合、撮像パラメータ設定部２１０は、磁化移動パラメータの値毎に、異なる撮像パラメータ（例えば、ＦＡ、ＴＲ、ＴＥ、θ）を設定する。すなわち、この場合、磁化移動パラメータについては、第一の実施形態同様、２以上の値を設定する。さらに、各磁化移動パラメータの値毎に、複数の撮像パラメータ種について異なる値を設定する。このため、例えば、磁化移動パラメータにｎ個の異なる値を設定し、磁気共鳴パラメータ算出のためにｍ個の異なる値を設定する場合、合計、ｎ×ｍ種の撮像パラメータセットが設定される。なお、ｎ、ｍは、２以上の整数とする。
【０１２８】
撮像パラメータの設定は、第一の実施形態同様、例えば、パラメータ設定画面３００を介して行う。本実施形態においても、第一の実施形態同様、推奨値、設定条件等を予め保持しておいてもよい。設定可能範囲外、制約条件を満たさない値が入力された場合の処理も第一の実施形態同様とする。
【０１２９】
［磁化移動指標算出処理］
本実施形態の磁化移動指標算出部２３０は、磁化移動効果の異なる画像データ群毎にえられた同種の磁気共鳴パラメータを用い、磁化移動指標を算出する。すなわち、第一の画像データから推定した第一の磁気共鳴パラメータと、前記第二の画像データから推定した第二の磁気共鳴パラメータとを用いて、前記磁化移動指標を算出する。
【０１３０】
磁化移動指標算出部２３０は、第一の磁気共鳴パラメータと第二の磁気共鳴パラメータとの差異を、磁気共鳴パラメータ毎に前記磁化移動指標として算出する。ここで、算出する差異は、例えば、差、比、および差分比のいずれかとする。
【０１３１】
例えば、磁気共鳴パラメータとして、Ｔ１、Ｔ２、ＰＤの３種の値を推定した場合、それぞれを用い、磁化移動指標を算出する。従って、少なくとも、３つの磁化移動指標を算出する。
【０１３２】
また、複数種の磁気共鳴パラメータが算出された場合、それらを組み合わせて、磁化移動指標を算出してもよい。
【０１３３】
例えば、磁化移動効果を抑制した場合のプロトン密度ＰＤであるＭｆと、磁化移動減少が発生し、飽和が起こっている場合のＰＤであるＭｓと、磁化移動効果を抑制した場合のＴ１値であるＴ１ｆとを用い、交換速度定数Ｋを以下の式（６）に従って算出し、磁化移動指標としてもよい。
【数６】
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【０１３４】
＜実施例＞
以下に、本実施形態の具体例を示す。
【０１３５】
ここでは、撮像パラメータセットとして、以下の表１に示す１２セットが設定されたものとする。なお、この撮像パラメータセットは、撮像パラメータ設定部２１０が、パラメータ設定画面３００を介して受け付けたものである。
【表１】
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本実施例では、磁化移動パラメータのＲＦ照射帯域の値を、±２７８ｋＨｚおよび５５６ｋＨｚの２通り設定した。そして、それぞれの帯域について、撮像パラメータのＴＲ、ＦＡ、θについて、６通りの組み合わせの値を設定し、計１２の撮像パラメータセットを設定した。
【０１３６】
これらの撮像パラメータセットを用いて実行された撮像により得た１２の画像データから、磁気共鳴パラメータ算出部２３１が算出した磁気共鳴パラメータを画素値とする画像を、図１１（ａ）〜図１１（ｈ）に示す。
【０１３７】
図１１（ａ）〜図１１（ｄ）は、ＲＦ照射帯域±２７８ｋＨｚで取得した画像から演算した、ａを画素値とする画像（ａ画像）６１１、Ｂ１を画素値とする画像（Ｂ１画像）６１２、Ｔ１を画素値とする画像（Ｔ１画像）６１３、Ｔ２を画素値とする画像（Ｔ２画像）６１４である。また、図１１（ｅ）〜図１１（ｆ）は、ＲＦ照射帯域±５５６ｋＨｚで取得した画像から演算した、ａ画像６２１、Ｂ１画像６２２、Ｔ１画像６２３、Ｔ２画像６２４である。
【０１３８】
なお、磁気共鳴パラメータ算出部２３１は、これらの画像を、撮像結果の画像データから、上記信号関数を用い、関数フィッティングにより、ａ、Ｂ１、Ｔ１、Ｔ２の値を算出した（推定した）。このとき、ＲＦ照射帯域ごとに、これらの値（ａ、Ｂ１、Ｔ１、Ｔ２）を算出した（推定した）。
【０１３９】
また、磁化移動指標算出部２３０が、磁気共鳴パラメータ算出部２３１による演算結果を用い、算出した磁化移動指標を画素値とする画像を、図１２（ａ）〜図１２（ｄ）に示す。ここで、図１２（ａ）〜図１２（ｃ）は、それぞれ、ａの差分比を画素値とする画像（磁化移動画像）６３１、Ｔ１の差分比を画素値とする画像（磁化移動画像）６３３、Ｔ２の差分比を画素値とする画像（磁化移動画像）６３４である。また、図１２（ｄ）は、上述の交換速度定数Ｋを画素値とする画像（磁化移動画像）６３５である。
【０１４０】
以上説明したように、本実施形態のＭＲＩ装置１００は、第一の実施形態同様、第一の撮像パラメータセットを用いて撮像された第一の画像データと、前記第一の撮像パラメータセットと少なくとも１つの撮像パラメータの値が異なる第二の撮像パラメータセットを用いて撮像された第二の画像データとから、磁化移動効果を評価する指標である磁化移動指標を算出する磁化移動指標算出部２３０を備える。このとき、前記第一の画像データと前記第二の画像データとは、前記磁化移動効果が異なるようにする。例えば、前記第一の撮像パラメータセットと前記第二の撮像パラメータセットとで値が異なる前記撮像パラメータは、前記磁化移動効果に影響を与える撮像パラメータである磁化移動パラメータとする。また、前記第一の画像データと前記第二の画像データとは、同一のパルスシーケンスに従って取得されるものとする。
【０１４１】
本実施形態の前記磁化移動指標算出部２３０は、前記第一の画像データと前記第二の画像データとから、それぞれ、被検体の物性値である磁気共鳴パラメータを１以上算出する磁気共鳴パラメータ算出部２３１を備える。そして、本実施形態の磁化移動指標算出部２３０は、前記第一の画像データから推定した第一の磁気共鳴パラメータと、前記第二の画像データから推定した第二の磁気共鳴パラメータとを用いて、前記磁化移動指標を算出する。このとき、例えば、前記磁化移動指標算出部は、前記第一の磁気共鳴パラメータと前記第二の磁気共鳴パラメータとの差異を、前記磁気共鳴パラメータ毎に前記磁化移動指標として算出する。なお、差異は、差、比、および差分比のいずれかであってもよい。
【０１４２】
このように、本実施形態によれば、第一の実施形態同様、ＭＴＣパルス等の磁化移動効果専用のプリパルスを用いることなく、撮像時に必須のパラメータの変更のみで、磁化移動効果を反映した指標（磁化移動指標）を算出できる。従って、プリパルスの印加時間分撮像時間を短縮できる。また、このプリパルスを印加しない分、ＳＡＲの低減が期待できる。
【０１４３】
さらに、本実施形態によれば、この磁化移動指標を物性値と関連付けることで、より定量的な指標を得ることができる。
【０１４４】
＜変形例＞
磁化移動パラメータの値は、少なくとも２つ必要である。撮像時に用いるパルスシーケンスが信号強度関数が定式化されていないシーケンスであって、上記推定手法を用いると、算出対象の磁気共鳴パラメータの数がｍ種（上記例では４つ）である場合、画像データ数（撮像パラメータセット数）は少なくとも２×ｍ個必要となる。しかしながら、必ずしも、これに限定されない。
【０１４５】
前記第一の撮像パラメータセットと前記第二の撮像パラメータセットとにおいて、複数の前記撮像パラメータの値が異なり、この値の異なる複数の撮像パラメータは、組み合わせることにより、第一の画像と第二の画像とに異なる磁化移動効果を生じさせる撮像パラメータであれば、特に、磁化移動パラメータの値を変えて画像データを得る必要はない。
【０１４６】
例えば、ＴＲが短く、かつ、ＦＡが高い磁気共鳴パラメータは、磁化移動効果が高く、ＴＲが長く、かつ、ＦＡが小さい磁気共鳴パラメータは磁化移動効果が低い画像データが得られる。これを利用し、撮像パラメータセットとして、磁化移動パラメータの値（上記例では、ＲＦのパルス帯域の値）を変えずにパラメータを設定し、相対的に、ＴＲが短く、かつ、ＦＡが高い磁気共鳴パラメータで計測された画像データ群と、ＴＲが長く、かつ、ＦＡが小さい磁気共鳴パラメータで計測された画像データ群とに分けて、ぞれぞれで磁気共鳴パラメータを求め、両磁気共鳴パラメータから磁化移動指標を算出するよう構成してもよい。
【０１４７】
例えば、ＲＦ照射帯域は±５５６とし、（ＴＲ、ＦＡ、θ）＝｛（２０、３０、２）、（２０、３０、２２）、（４０、１０、２）、（４０、３０、２）、（４０、１０、８）、（４０、１０、５）、（１０、４０、２）、（１０、４０、２２）｝で得た画像データを取得し、（ＴＲ、ＦＡ、θ）＝｛（２０、３０、２）、（２０、３０、２２）、（４０、１０、２）、（４０、３０、２）、（４０、１０、８）、（４０、１０、５）｝の第一のデータ群よりＴ１Ａ，Ｔ２Ａ，ＰＤＡを推定する。次に、（ＴＲ、ＦＡ、θ）＝｛（４０、１０、２）、（４０、３０、２）、（４０、１０、８）、（４０、１０、５）、（１０、４０、２）、（１０、４０、２２）｝の第二のデータ群よりＴ１Ｂ，Ｔ２Ｂ、ＰＤＢを推定する。このように磁気共鳴パラメータを算出する際のデータの組合せを変えることで磁化移動効果の異なる磁気共鳴パラメータを算出し、磁化移動指標を算出する。
【０１４８】
また、例えば、５つの値の異なる撮像パラメータセットがある場合、磁化移動効果の高い撮像パラメータセットから順に４つの撮像パラメータセットを選択し、その結果から磁化移動効果の高い磁気共鳴パラメータを算出し、また、磁化移動効果の低い撮像パラメータセットから順に４つのパラメータを選択し、磁化移動効果の低い磁気共鳴パラメータを算出する。そして、両磁気共鳴パラメータから、磁化移動指標を算出するよう構成してもよい。
【０１４９】
これにより、磁化移動パラメータを変えずに、磁化移動効果の異なる磁気共鳴パラメータの算出が可能なる。よって、より短時間で、物性値ごとの磁化移動の指標を算出することが可能となる。
【０１５０】
なお、本実施形態においても、物性値ごとの磁化移動指標を算出する際、３つ以上の磁化移動効果の異なる画像データを用い、近似式を決定し、当該近似式の係数を磁化移動指標とするよう構成してもよい。
【符号の説明】
【０１５１】
１００…ＭＲＩ装置、１０１…マグネット、１０２…傾斜磁場コイル、１０３…被検体、１０４…シーケンサ、１０５…傾斜磁場電源、１０６…高周波磁場発生器、１０７…ＲＦコイル、１０８…ＲＦプローブ、１０９…受信器、１１０…計算機、１１１…表示装置、１１２…記憶装置、１１３…シムコイル、１１４…シム電源、１１６…入力装置、２１０…撮像パラメータ設定部、２２０…撮像部、２３０…磁化移動指標算出部、２３１…磁気共鳴パラメータ算出部、２５０…表示処理部、３００…パラメータ設定画面、３１０…プロトコル指示受付領域、３２０…撮像パラメータ設定領域、３２１…値受付領域、３３０…プロトコル保存指示受付領域、３４０…磁化移動パラメータ設定領域、３４１…値受付領域、４０１…ＲＦ照射帯域が狭い場合の画像、４０２…ＲＦ照射帯域が広い場合の画像、４０３…ライン、４１１…画像４０１の信号値のグラフ、４１２…画像４０２の信号値のグラフ、４２１…画像、４２２：画像、４２３：画像、４３０…ボクセル、４４１…ボクセル値、４４２：ボクセル値、４４３：ボクセル値、４５０…多項式、５０１…磁化移動画像、６１１…ａ画像、６１２…Ｂ１画像、６１３…Ｔ１画像、６１４…Ｔ２画像、６２１…ａ画像、６２２…Ｂ１画像、６２３…Ｔ１画像、６２４…Ｔ２画像、６３１…ａの磁化移動画像、６３３…Ｔ１の磁化移動画像、６３４…Ｔ２の磁化移動画像、６３５…交換速度定数Ｋの磁化移動画像、９１０…自由水の周波数スペクトラム、９１１…自由水プロトンの共鳴周波数帯域、９１２…結合水プロトンの共鳴周波数帯域、９２０…結合水の周波数スペクトラム、９３１…周波数帯、９３２…磁化移動効果
【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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【国際調査報告】
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2017013801.tif 000022
2017013801.tif 000023
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