(57)【要約】  複数の血管による灌流領域が混在している組織の、血管毎の灌流領域が明確に区別された灌流画像を、検査時間の延長を抑えて得るために、複数の血管による灌流領域が混在している組織に関し、血管毎の灌流領域が明確に区別された灌流画像を得るにあたり、各血管のラベルパルスに2次元選択励起パルス(2DRFパルス)を用い、また、各ラベルパルスの印加位置を決定後、血管毎にディレイ時間を決定し、この決定したディレイ時間を用いて撮像シーケンスを組み立て、撮像シーケンスに組み立てにあたっては、2番目以降に印加するラベルパルスは、先に印加するラベルパルスのディレイ時間内であって、対応するデータ取得期間の直前に印加する。
2017038345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一のラベルパルスおよび第一のデータ取得シーケンスを備え、第一の血管による撮像対象組織の灌流画像である第一の灌流画像を得る第一の非造影パーフュージョンシーケンスと、第二のラベルパルスおよび第二のデータ取得シーケンスを備え、第二の血管による前記撮像対象組織の灌流画像である第二の灌流画像を得る第二の非造影パーフュージョンシーケンスと、を用いて撮像シーケンスを生成する撮像シーケンス生成部と、
前記第一のラベルパルスの印加から前記第一のデータ取得シーケンス開始までの第一のディレイ時間および前記第二のラベルパルスの印加から前記第二のデータ取得シーケンス開始までの第二のディレイ時間をそれぞれ決定するディレイ時間決定部と、
前記撮像シーケンスに従って撮像を行い、前記第一の潅流画像と前記第二の灌流画像とを得る撮像部と、を備え、
前記撮像シーケンス生成部は、前記第一のディレイ時間中であって、前記第一のデータ取得シーケンスの実行開始直前に前記第二のラベルパルスが印加されるよう、前記撮像シーケンスを生成し、
前記ディレイ時間決定部は、前記第一のラベルパルスおよび前記第二のラベルパルスそれぞれの印加直後から非直交系サンプリング法で前記撮像対象組織を撮像して得られる各k空間ブレードのエコーデータに応じて、前記第一のディレイ時間および前記第二のディレイ時間をそれぞれ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、
前記第一の血管は、動脈であり、
前記第二の血管は、静脈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、
前記第一の血管は静脈であり、
前記第二の血管は、前記第一の血管と由来する臓器が異なる静脈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４】
請求項2記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記撮像シーケンス生成部は、前記第一のラベルパルスが予め定めた体動に同期して印加されるよう前記撮像シーケンスを生成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、
前記第一のディレイ時間は、前記第二のディレイ時間以下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1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記ディレイ時間決定部は、前記k空間ブレードのエコーデータを取得する毎に得られる当該エコーデータを反映して再構成画像を得、前記再構成画像を得る毎に予め定めた領域の信号値を計測し、前記信号値の平均値が最小となる再構成画像を得る際に反映した最新の前記k空間ブレードの前記エコーデータを取得したタイミングを前記第一のディレイ時間および前記第二のディレイ時間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７】
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記ディレイ時間決定部は、前記k空間ブレード毎に、当該k空間ブレードのエコーデータを反映して画像を再構成してユーザに提示し、ユーザが選択した画像を再構成する際に反映した最新の前記k空間ブレードの前記エコーデータを得たタイミングを前記第一のディレイ時間および前記第二のディレイ時間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、
前記ディレイ時間決定部は、前記k空間ブレードのエコーデータを取得する毎に当該エコーデータのピーク強度値および積分値のいずれか一方をエコー値として算出し、前記エコー値が最小となる前記k空間ブレードの前記エコーデータを取得したタイミングを前記第一のディレイ時間および前記第二のディレイ時間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、
前記第一のラベルパルスおよび前記第二のラベルパルスは、所定期間断続または連続して印加される高周波磁場パルスであり、
前記撮像シーケンス生成部は、前記第一のラベルパルスによる抑制率を用いて前記第二のラベルパルスの印加期間をさらに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、
前記第一の灌流画像と、前記第二の灌流画像とから、表示画像を生成し、表示装置に表示する画像生成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、
前記画像生成部は、前記第一の灌流画像から第一の表示画像を生成し、前記第二の灌流画像から前記第一の表示画像とは異なる態様の第二の表示画像を生成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11記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記画像生成部は、前記第一の表示画像と前記第二の表示画像とを重畳し、前記表示装置に表示すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１３】
請求項6記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記ディレイ時間決定部は、対象の血管が動脈の場合、予め定めた関心領域内の信号値を計測し、対象の血管が静脈の場合、関心領域外または全撮像領域の信号値を計測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、
前記第一のラベルパルスおよび前記第二のラベルパルスは、局所領域をシリンダ型に励起する2次元選択励起パルス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１５】
第一の血管による撮像対象組織の灌流画像を得る第一の非造影パーフュージョンシーケンスにおける第一のラベルパルスの印加から第一のデータ取得シーケンス開始までの第一のディレイ時間および第二の血管による前記撮像対象組織の灌流画像を得る第二の非造影パーフュージョンシーケンスにおける第二のラベルパルスの印加から第二のデータ取得シーケンス開始までの第二のディレイ時間をそれぞれ決定し、
前記第一のディレイ時間中であって、前記第一のデータ取得シーケンスの実行開始直前に前記第二のラベルパルスが印加されるよう、前記撮像シーケンスを生成し、
前記第一のラベルパルスおよび前記第二のラベルパルスそれぞれの印加直後から非直交系サンプリング法で前記撮像対象組織を撮像して得られる各k空間ブレードのエコーデータに応じて、前記第一のディレイ時間および前記第二のディレイ時間をそれぞれ決定することを特徴とする撮像シーケンス生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Magnetic Resonance Imaging(以下、MRI)装置に関し、特に、2次元選択励起パルス(以下、2DRFパルス)をラベルパルスとして複数個所に印加し、特定血管の支配領域を確認する非造影パーフュージョン撮像に関する。
【背景技術】
【０００２】
2次元選択励起パルス(以下、2DRFパルス)をラベルパルスとして用いた頭部の非造影パーフュージョン撮像や、通常のスライス選択励起のラベルパルスを用いた肝臓の非造影パーフュージョン撮像が知られている(例えば、非特許文献1、非特許文献2参照)。【０００３】
また、一般に、酸素分圧に応じて、T1値が変化することが知られている(例えば、非特許文献3参照)。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Nigel P. Davies* and Peter Jezzard, "Selective Arterial Spin Labeling (SASL): Perfusion Territory Mapping of Selected Feeding Arteries Tagged Using Two- Dimensional Radiofrequency Pulses", Magnetic Resonance in Medicine 49 2003 p1133-1142
【非特許文献２】C. Hoad, C. Costigan, et. al., "Quantifying Blood Flow and Perfusion in Liver Tissue using Phase Contrast Angiography and Arterial Spin Labelling.," Proc. Intl. Soc. Mag. Reson. Med. 19 (2011) p794
【非特許文献３】永坂竜男、田村元、「酸素分子によるT1緩和時間の変化」、第37回日本磁気共鳴医学会大会、P-1-115(2009) p362
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、従来、肝臓等、頭部以外で複数の血管により養生されている組織については、スライス選択励起のラベルパルスを用いた非造影パーフュージョン撮像が行われている。この撮像には以下の課題がある。【０００６】
1)肝臓、特に動脈の近傍は拍動により動いている。このため、この動きにより、血管と肝実質との描出能が低下しやすい。【０００７】
2)肝臓は肝動脈と門脈の2系統から養生される。腫瘍は、肝動脈からの養生が支配的である。従って、腫瘍であるか否かの判断には、肝動脈と門脈とのいずれの支配領域であるかの判別が必須である。しかしながら、スライス選択励起のラベルパルス(IR)では、解剖学的な配置から、肝臓実質を抑制せずに肝動脈と門脈とを個別にラベルする事は困難である。なお、肝臓実質が一部描出できないことを許容して、個別にラベルする場合、複数回の撮像が必要となり、検査効率が悪い。【０００８】
3)非造影パーフュージョンでは、ラベルした血液が組織の灌流領域に到達したタイミングで生じる数％の僅かな信号低下に注目し、画像化する。従って、ラベルパルスの印加からデータ取得までの時間(ディレイ時間)が非常に重要である。しかしながら、肝臓の養生血管である肝動脈と門脈とでは、最適なディレイ時間が異なり、両血流に最適なDelayでデータを取得することができず、灌流が過小評価される可能性や、肝動脈と門脈の支配領域を明確に分けることができない可能性がある。なお、肝動脈と門脈とで最適なディレイ時間が異なるのは、最適なディレイ時間を決定する要因である、血流速度、T1値、ラベル位置から灌流域までの距離などが、両者は異なるためである。【０００９】
これは、肝臓に限らず、動脈と静脈とによる灌流領域が混在している組織、あるいは、複数の静脈による灌流領域を別箇に観察したい組織において、MRI装置による非造影パーフュージョン撮像を行う場合の共通の課題である。【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、複数の血管による灌流領域が混在している組織の、血管毎の灌流領域が明確に区別された灌流画像を、検査時間の延長を抑えて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】
本発明によれば、複数の血管による灌流領域が混在している組織に関し、血管毎の灌流領域が明確に区別された灌流画像を得るにあたり、各血管のラベルパルスに2次元選択励起パルス(2DRFパルス)を用いる。また、各ラベルパルスの印加位置を決定後、血管毎にディレイ時間を決定し、この決定したディレイ時間を用いて撮像シーケンスを組み立てる。【００１２】
撮像シーケンスの組み立てにあたっては、2番目以降に印加するラベルパルスは、先に印加するラベルパルスのディレイ時間内であって、対応するデータ取得期間の直前に印加する。このとき、体動の影響の大きい血流に関しては、トリガを基準にラベルパルスの印加タイミングを設定する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、複数の血管による灌流領域が混在している組織の、血管毎の灌流領域が明確に区別された灌流画像を、検査時間の延長を抑えて取得できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１Ａ】第一の実施形態のMRI装置のブロック図
【図１Ｂ】第一の実施形態の制御部の機能ブロック図
【図２】(a)は、第一の実施形態の撮像対象を説明するための説明図であり、(b)は、非造影パーフュージョンシーケンスを説明するための説明図
【図３】第一の実施形態の撮像処理のフローチャート
【図４】第一の実施形態の受付画面例を説明するための説明図
【図５】(a)は、第一の実施形態の表示例を説明するための説明図であり、(b)は、第一の実施形態の他の表示例を説明するための説明図
【図６】第一の実施形態のディレイ時間決定処理のフローチャート
【図７】第一の実施形態のディレイ時間決定処理のフローチャート
【図８】第一の実施形態のディレイ時間決定処理を説明するための説明図
【図９】第一の実施形態の非直交系サンプリング法の他の例のサンプリング例を説明するための説明図
【図１０】(a)は、従来の撮像シーケンス例を、(b)および(c)は、本実施形態の撮像シーケンス例を、それぞれ説明するための説明図
【図１１】第一の実施形態の撮像シーケンス生成処理のフローチャート
【図１２】第二の実施形態の撮像シーケンス例を説明するための説明図
【図１３】第二の実施形態のラベルパルスの印加期間決定処理のフローチャート
【図１４】第二の実施形態のラベルパルス印加期間決定処理を説明するための説明図
【図１５】第二の実施形態のラベルパルス印加態様の変形例を説明するための説明図
【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。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、基本的に同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１６】
まず、本実施形態のMRI装置の構成について説明する。図１Aは本実施形態のMRI装置100のブロック図である。本実施形態のMRI装置100は、NMR現象を利用して被検体101の断層画像を得る装置である。図１Aに示すように、静磁場発生磁石102と、傾斜磁場コイル103及び傾斜磁場電源106と、送信RFコイル(送信コイル)104及びRF送信部107と、受信RFコイル(受信コイル)105及び信号検出部108と、信号処理部109と、シーケンサ110と、制御部120と、表示装置121と、操作部122と、記憶装置123と、被検体101を搭載してその被検体101を静磁場発生磁石102の内部に出し入れするベッド111と、を備える。
【００１７】
静磁場発生磁石102は、静磁場を発生する静磁場発生部として機能する。静磁場発生磁石102は、垂直磁場方式であれば被検体101の体軸と直交する方向に、水平磁場方式であれば体軸方向に、それぞれ均一な静磁場を発生させるもので、被検体101の周りに永久磁石方式、常電導方式あるいは超電導方式の静磁場発生源が配置される。
【００１８】
傾斜磁場コイル103と傾斜磁場電源106とは、静磁場中に配置された被検体101に対し、傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加部として機能する。傾斜磁場コイル103は、MRI装置の実空間座標系(静止座標系)であるX，Y，Zの3軸方向に巻かれたコイルである。それぞれの傾斜磁場コイルは、それを駆動する傾斜磁場電源106に接続され、電流が供給される。具体的には、各傾斜磁場コイルの傾斜磁場電源106は、それぞれ後述のシーケンサ110からの命令に従って駆動されて、それぞれの傾斜磁場コイル103に電流を供給する。これにより、X，Y，Zの3軸方向に傾斜磁場Gx，Gy，Gzが発生する。
【００１９】
例えば、2次元スライス面の撮像時には、スライス面(撮像断面)に直交する方向にスライス傾斜磁場パルス(Gs)が印加されて被検体101に対するスライス面が設定される。そのスライス面に直交し、且つ互いに直交する残りの2つの方向に位相エンコード傾斜磁場パルス(Gp)と周波数エンコード(リードアウト)傾斜磁場パルス(Gf)とが印加され、エコー信号にそれぞれの方向の位置情報がエンコードされる。
【００２０】
送信コイル104とRF送信部107とは、被検体101の磁化を所定のフリップ角で励起させる高周波磁場パルス(RFパルス)を送信する高周波磁場送信部として機能する。送信コイル104は、被検体101にRFパルスを照射するコイルであり、RF送信部107に接続され、RF送信部107からRFパルス電流が供給される。送信コイル104から被検体101にRFパルスを照射することにより、被検体101の生体組織を構成する原子の原子核スピンにNMR現象が誘起される。
【００２１】
具体的には、RF送信部107は、後述のシーケンサ110からの命令に従って駆動され、高周波パルスを振幅変調し、増幅し、被検体101に近接して配置される送信コイル104に供給する。供給された高周波パルスが、送信コイル104から被検体101に照射される。
【００２２】
受信コイル105と信号検出部108とは、被検体101が発生するエコー信号を受信する信号受信部として機能する。受信コイル105は、被検体101の生体組織を構成する原子核スピンのNMR現象により放出されるNMR信号(エコー信号)を受信するコイルであり、信号検出部108に接続され、受信したエコー信号を信号検出部108に送る。信号検出部108は、受信コイル105で受信したエコー信号の検出処理を行う。
【００２３】
具体的には、送信コイル104から照射されたRFパルスによって誘起された被検体101の応答のエコー信号は、被検体101に近接して配置された受信コイル105で受信されると、信号検出部108に送られる。信号検出部108は、後述のシーケンサ110からの命令に従って、受信されたエコー信号を増幅し、直交位相検波により直交する二系統の信号に分割し、それぞれを所定数(例えば128，256，512等)サンプリングし、各サンプリング信号をA／D変換してディジタル量に変換し、後述の信号処理部109に送る。このように、エコー信号は所定数のサンプリングデータからなる時系列のデジタルデータ(以下、エコーデータという)として得られる。
【００２４】
信号処理部109は、エコーデータに対して各種の信号処理を行い、処理後のエコーデータを制御部120に送る。
【００２５】
シーケンサ110は、被検体101の断層画像の再構成に必要なデータ収集のための種々の命令を、主に、傾斜磁場電源106と、RF送信部107と、信号検出部108に送信し、これらを制御する。具体的には、シーケンサ110は、後述する制御部120の制御で動作し、撮像シーケンスに従って、傾斜磁場電源106、RF送信部107及び信号検出部108を制御して、被検体101へのRFパルスと傾斜磁場パルスとの印加、および被検体101からのエコー信号の検出を繰り返し実行し、被検体101の撮像領域の画像の再構成に必要なエコーデータを収集する。
【００２６】
制御部120は、シーケンサ110の制御、各種データ処理、処理結果の表示、および保存等の制御を行うものであって、CPU及びメモリを内部に有する。本実施形態では、上述の信号受信部が受信したエコー信号から画像を再構成するとともに、撮像シーケンスに従って、シーケンサ110に傾斜磁場印加部、高周波磁場送信部、信号受信部の動作を制御する指令を与える。なお、撮像シーケンスは、ユーザにより設定された撮像パラメータおよびユーザにより指定されたパルスシーケンスにより生成される。
【００２７】
本実施形態の制御部120は、具体的には、シーケンサ110を制御してエコーデータの収集を実行させ、収集されたエコーデータを、そのエコーデータに印加されたエンコード情報に基づいて、メモリのk空間に相当する領域に記憶する。メモリのk空間に相当する領域に記憶されたエコーデータ群をk空間データともいう。そして、このk空間データに対して信号処理やフーリエ変換による画像再構成等の処理を実行し、その結果である被検体101の画像を、後述の表示装置121に表示させると共に記憶装置123に記録する。
【００２８】
表示装置121および操作部122は、MRI装置100の各種制御情報や演算処理に必要な情報および演算処理結果をユーザとやりとりするインタフェースである。本実施形態のMRI装置100は、表示装置121および操作部122を介して、ユーザからの入力を受け付ける。この操作部122は表示装置121に近接して配置され、操作者が表示装置121を見ながら操作部122を通してインタラクティブにMRI装置100の各種処理を制御する。例えば、表示装置121は、再構成された被検体101の画像等を表示する。また、操作部122は、入力装置となるトラックボール、マウス、キーボード等の少なくとも1つを備える。
【００２９】
記憶装置123は、MRI装置100の動作に必要な情報、処理途中のデータ等が記憶される。例えば、光ディスク、磁気ディスク等で構成される。
【００３０】
なお、図１Aにおいて、送信コイル104と傾斜磁場コイル103とは、被検体101が挿入される静磁場発生磁石102の静磁場空間内に、垂直磁場方式であれば被検体101に対向して、水平磁場方式であれば被検体101を取り囲むようにして設置される。また、受信コイル105は、被検体101に対向して、或いは取り囲むように設置される。
【００３１】
また、例えば、心電同期、呼吸同期撮像のように、被検体101の周期的体動に同期して撮像を行う場合、被検体101の周期的体動を検出する体動検出装置124をさらに備えていてもよい。体動検出装置124は、被検体101の、検出対象の体動を検出可能な位置に設置される。検出した体動情報は、制御部120に送信される。
【００３２】
現在のMRI装置100の撮像対象核種は、臨床で普及しているものとしては、被検体101の主たる構成物質である水素原子核(プロトン)である。MRI装置100では、プロトン密度の空間分布や、励起状態の緩和時間の空間分布に関する情報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。このとき、MRIでは、特定領域のプロトンのみを励起するため、RFパルスを傾斜磁場とともに印加する。
【００３３】
本実施形態では、ラベルパルスを印加して、特定血管の支配領域を確認する非造影パーフュージョン撮像のラベルパルスに2次元選択励起パルス(2DRFパルス)を用いる。
【００３４】
複数の異なる血管により養生される組織において、各血管それぞれにラベルパルスを印加し、当該血管の血流の支配領域を確認する。このとき、血管毎に、ラベルパルスの印加からデータ取得までの時間(以下、ディレイ時間と呼ぶ)を算出する。好ましくは、最適なディレイ時間を算出する。そして、算出したディレイ時間を用いて1つの撮像シーケンスを生成する。そして生成した撮像シーケンスに従って、撮像を実行する。
【００３５】
これを実現するため、本実施形態の制御部120は、図１Bに示すように、複数の異なる血管それぞれのディレイ時間(好ましくは最適なディレイ時間)を決定するディレイ時間決定部130と、決定したディレイ時間を用いて、1つの撮像シーケンスを生成する撮像シーケンス生成部140と、生成した撮像シーケンスを含む、予め定めた撮像シーケンスに従って撮像を行い、灌流画像を得る撮像部150と、再構成画像に各種の処理を加え、表示装置121に表示する画像を生成する画像生成部160と、ユーザから各種の指示を受け付ける受付部170と、を備える。
【００３６】
制御部120が実現する各機能は、記憶装置123に格納されたプログラムを、制御部120の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。また、全部または一部の機能は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(field-programmable gate array)などのハードウェアによって実現してもよい。また、各機能の処理に用いる各種のデータ、処理中に生成される各種のデータは、記憶装置123に格納される。
【００３７】
また、ディレイ時間決定部130、撮像シーケンス生成部140、画像生成部160の少なくとも一つの処理部は、制御部120が実現しなくてもよい。MRI装置100とデータの送受信が可能な、MRI装置100とは独立した情報処理装置上に構築されてもよい。
【００３８】
なお、本実施形態でラベルパルスに用いる2次元選択励起パルス(2DRFパルス)は、傾斜磁場とともに印加し、局所領域をシリンダ型に励起するRFパルスである。
【００３９】
以下、本実施形態では、図2(a)に示すように、撮像対象組織を肝臓200とし、支配領域を観察する血管(観察対象血管)として、動脈である肝動脈210と、静脈である門脈220とする場合を例にあげて説明する。
【００４０】
従って、本実施形態の撮像シーケンスは、図2(b)に示すように、第一の血管(肝動脈210)による撮像対象組織(肝臓200)の灌流画像である第一の灌流画像を得る第一の非造影パーフュージョンシーケンス501と、第二の血管(門脈220)による撮像対象組織(肝臓200)の灌流画像である第二の灌流画像を得る第二の非造影パーフュージョンシーケンス502と、を備える。また、第一の非造影パーフュージョンシーケンス501は、第一のラベルパルス(動脈用ラベルパルス)510および第一のデータ取得シーケンス(動脈用データ取得シーケンス)512を備え、第二の非造影パーフュージョンシーケンス502は、第二のラベルパルス(静脈用ラベルパルス)520および第二のデータ取得シーケンス(静脈用データ取得シーケンス)522を備える。
【００４１】
本実施形態の撮像シーケンス生成部140は、これらの第一の非造影パーフュージョンシーケンス501と第二の非造影パーフュージョンシーケンス502とを組み合わせ、撮像シーケンスを生成する。
【００４２】
そして、ディレイ時間決定部130は、第一のラベルパルス510の印加から第一のデータ取得シーケンス512開始までの第一のディレイ時間511および第二のラベルパルス520の印加から第二のデータ取得シーケンス522開始までの第二のディレイ時間521をそれぞれ決定する。好ましくは、ディレイ時間決定部130は、好適又は最適な第一のディレイ時間511および第二のディレイ時間521を決定する。以下、「最適」の意味は、「好適」又は「実質的に最適」の意味を含むものとする。他の実施形態でも同様である。
【００４３】
［撮像処理］
上記各部による処理の詳細を、本実施形態の撮像処理の流れに沿って説明する。図3は、本実施形態の撮像処理の処理フローである。本処理は、受付部170を介して、ユーザから検査開始の指示を受け付けたことを契機に開始する。
【００４４】
撮像部150は、位置決め画像の取得を含む事前撮像を行う(ステップS1101)。
本実施形態では、事前撮像として、磁場を補正するシミング等の撮像も必要に応じて行う。
【００４５】
受付部170は、位置決め画像を用いて、各種の設定を受け付ける受付画面を生成し、表示装置121に表示し、当該受付画面を介して、ユーザから撮像範囲(FOV)の指定を受け付ける(ステップS1102)。
【００４６】
ここで、受付部170が生成し、表示装置121に表示する受付画面300の例を図4に示す。本図に示すように、受付画面300は、位置決め画像表示領域310と、設定の意思を受け付けるOKボタン320とを備える。ユーザは、位置決め画像表示領域310に表示される位置決め画像上で、撮像領域311を指定する。受付部170は、指定された領域を、撮像領域311に設定する。
【００４７】
次に、受付部170は、肝動脈210および門脈220に対するラベルパルスの印加位置の指定を受け付ける(ステップS1103)。これらの指定は、受付画面300を介して受け付ける。
【００４８】
図4に示すように、ユーザは、位置決め画像表示領域310内の位置決め画像上で、第一のラベルパルス510の印加位置として肝動脈用スタック312と、第二のラベルパルス520の印加位置として門脈用スタック313とを、それぞれ、目的の血管のみにスタックが重畳するよう指定する。なお、例えば、ユーザが指定を分別しやすくするため、血管毎に、ユーザが指定したスタックの表示態様を変更してもよい。例えば、色、実線/点線などをそれ変えて表示する。
【００４９】
なお、ユーザが特に注目する領域、例えば、腫瘍と考える領域がある場合、受付部170は、さらに関心領域(ROI)314の指定を受け付ける(ステップS1104)。ROI314も、位置決め画像上で受け付ける。ROI314を受け付けることにより、後述するように、最適なディレイ時間を、より正確に算出できる。なお、注目する領域が無い場合は、ユーザは、撮像組織(この場合は、肝臓200)全体を、ROI314と指定する。なお、ユーザがROI314を指定しない場合、撮像対象組織を自動的にROI314に設定するよう構成してもよい。
【００５０】
次に、ユーザが指定した情報(撮像領域311、肝動脈用スタック312、門脈用スタック313、関心領域314)を用い、ディレイ時間決定部130は、各観察対象血管(ここでは、肝動脈210および門脈220)それぞれの最適なディレイ時間(以下、最適ディレイ時間または最適値)を決定するディレイ時間決定処理を行う(ステップS1105)。ディレイ時間決定処理の詳細は、後述する。
【００５１】
各観察対象血管の最適ディレイ時間が決定すると、撮像シーケンス生成部140は、最適ディレイ時間を反映し、撮像シーケンスを生成する撮像シーケンス生成処理を行う(ステップS1106)。撮像シーケンス生成処理の詳細も後述する。
【００５２】
撮像部150は、生成された撮像シーケンスに従って、各部を制御し、撮像を行い、再構成画像を得、再構成画像から灌流画像(第一の潅流画像および第二の灌流画像)を得る(ステップS1107)。
【００５３】
観察対象血管の支配領域を確認するための灌流画像は、ラベルパルスを印加した撮像シーケンスで得たデータから再構成された画像(ラベル有画像)と同じ撮像シーケンスでラベルパルスを印加しないで得たデータから再構成された画像(ラベル無画像)との差分画像として生成される。従って、ここでは、各血管について、ラベルパルスを印加するシーケンスと、ラベルパルスを印加しないシーケンスとを実行し、それぞれ再構成画像(ラベル有画像およびラベル無画像)を得る。そして、両者の差分を計算し、灌流画像を得る。
なお、差分処理は、フーリエ変換前のローデータ(k空間データ)で行ってもよい。
【００５４】
画像生成部160は、得られた各灌流画像から、表示装置121に表示する表示画像を生成する(ステップS1108)。そして、生成した表示画像を表示装置121に表示し(ステップS1109)、処理を終了する。
【００５５】
ここで、ステップS1108で生成される表示画像を説明する。まず、画像生成部160が、観察対象の血管毎の灌流画像からそれぞれ表示画像を生成し、表示装置121に表示する例を図5(a)に示す。
【００５６】
この場合、画像生成部160は、本図に示すように、肝動脈210による灌流画像から生成した表示画像(第一の灌流画像から生成した第一の表示画像)410と、門脈220による灌流画像(第二の潅流画像から生成した第二の表示画像)420とを並べて表示する。なお、このとき、第二の表示画像420の表示態様は、第一の表示画像410の表示態様と変えてもよい。
【００５７】
また、画像生成部160は、図5(b)に示すように、各観察対象の血管の灌流画像を重畳した画像430を生成し、これを表示してもよい。すなわち、第一の表示画像と第二の表示画像とを重畳し、表示装置121に表示してもよい。なお、このとき、各血管の支配領域毎に、異なる色を付すなど、ユーザが識別可能な態様で表示する。
【００５８】
例えば、静脈(門脈)の支配領域に青、動脈(肝動脈)の支配領域に赤を付すなどとする。これにより、ユーザは、各血管の支配領域を把握しやすくなる。すなわち、通常の肝組織は、動脈と静脈との両方で養生される。従って、赤と青との重なりで紫に表示される。しかしながら、腫瘍がある場合、腫瘍は動脈の支配領域となるため、赤に表示される。
【００５９】
なお、このような色を付した灌流画像等は、そのまま表示してもよいが、通常の形態画像に重ねて表示してもよい。これにより、腫瘍の位置がよりわかりやすくなる。
【００６０】
［ディレイ時間決定処理］
次に、本実施形態のディレイ時間決定部130によるディレイ時間決定処理の詳細を説明する。上述のように、最適なディレイ時間は、血流速度、T1値、ユーザが指定したラベル位置から灌流域までの距離などにより異なる。従って、本実施形態のディレイ時間決定部130は、実際にユーザが指定した位置にラベルパルスを印加し、撮像を行うことで決定する。また、上述のように、血流によっては、拍動など体動の影響を受ける。このため、最適ディレイ時間を決定する際の撮像は、体動の影響を受けにくい非直交系サンプリング法を用いて行う。
【００６１】
本実施形態のディレイ時間決定部130は、観察対象血管毎に、非直交系サンプリング法を用いて体動の影響を抑えながら、k空間の一部を効率よく更新し、マルチフェーズでデータを取得し、信号変化を追い、最適なディレイ時間を決定する。
【００６２】
具体的には、非直交系サンプリング法の中のラディアル法の一つであるハイブリッドラディアル法を用いてエコー信号を収集する。ハイブリッドラディアル法は、ブレード単位で放射状にk空間データを収集するシーケンスである。そして、1ブレード分収集する毎に予め定めた領域内の信号値を算出し、当該信号値が最小となるブレードのデータ収集タイミングを、最適ディレイ時間とする。
【００６３】
すなわち、本実施形態のディレイ時間決定部130は、第一のラベルパルス510および第二のラベルパルス520それぞれの印加直後から非直交系サンプリング法で撮像対象組織(肝臓200)を撮像して得られる各k空間ブレードのエコーデータに応じて、最適値(最適ディレイ時間)をそれぞれ決定する。
【００６４】
このとき、本実施形態のディレイ時間決定部130は、k空間ブレードのエコーデータを取得する毎に、得られる当該エコーデータを反映して再構成画像を得、再構成画像を得る毎に、予め定めた領域の信号値を計測し、その平均値を算出する、そして、算出した平均値の中から、その値が最小となる再構成画像を特定する。当該再構成画像を得る際に反映した最新のk空間ブレードのエコーデータを取得したタイミングを、最適値と決定する。
【００６５】
なお、ディレイ時間決定部130は、最適値を決定する対象の血管が動脈(肝動脈210)の場合、予め定めた関心領域(ROI314)内の信号値を計測し、最適値を決定する対象の血管が静脈(門脈220)の場合、関心領域(ROI314)外または全撮像領域311の信号値を計測する。
【００６６】
以下、本実施形態のディレイ時間決定部130によるディレイ時間決定処理を、当該処理の流れに沿って説明する。図6、図7は、本実施形態のディレイ時間決定処理の処理フローである。また、図8は、本実施形態のディレイ時間決定処理を説明するための図である。
【００６７】
まず、第一の血管(ここでは、肝動脈210)の、最適ディレイ時間を決定する。
【００６８】
ディレイ時間決定部130は、撮像領域311の中で、ROI314の重心を含み、かつ撮像領域311に平行な1スライス(図4の314)分のエコーデータを、ハイブリッドラディアル法を用いて収集する(図6：ステップS1201)。なお、ここで収集した、1スライス分の全ブレードのエコーデータを、図8に示すように、初期エコーデータ600と呼ぶ。なお、初期エコーデータ600は、メモリ等に保持しておく。
【００６９】
次に、ディレイ時間決定部130は、動脈用のラベルパルス(第一のラベルパルス)510を、設定した肝動脈用スタック312に印加する(図6：ステップS1202)。
【００７０】
ここで、1スライス分のk空間を構成するブレード数をNとする(Nは1以上の整数)。なお、図8では、N＝6の場合を例示する。Nをカウントするカウンタnを初期化し(図6：ステップS1203)、動脈用のラベルパルス510の印加直後からデータの収集を開始する。
【００７１】
そして、ディレイ時間決定部130は、n番目のブレードの1ブレード分のエコーデータ611を収集する(図6：ステップS1204)。そして、初期エコーデータ600のn番目のブレードのエコーデータを、新たに収集したエコーデータに置き換え(ステップS1205)、画像を再構成する(図6：ステップS1206)。
【００７２】
ディレイ時間決定部130は、再構成画像上の、予め定めた領域内の信号の平均値(信号平均値)Si1AVを計測する(図6：ステップS1207)。ここで、最適ディレイ時間決定対象の血管が動脈の場合、信号平均値を計測する領域は、ROI314とする。
【００７３】
また、計測結果は、当該ブレードのエコー信号を収集したタイミング(ラベルパルス510の印加からの経過時間t1n)に対応づけて記憶する。なお、このとき、ROI314の位置は、位置決め画像上でユーザが設定した位置を用いる。
【００７４】
ステップS1204からステップS1207の処理を、ラベルパルス510の印加からの経過時間t1nが予め定めた時間Tを超えるまで、あるいは、カウンタnがNとなるまで、置換後のデータを初期エコーデータ600として、さらに次のブレードを更新しながら、繰返す(図6：ステップS1208、1209)。
【００７５】
そして、ディレイ時間決定部130は、最小の信号平均値Si1AVを得たタイミングt1nを、肝動脈の最適ディレイ時間Delay(A)と決定する(図6：ステップS1210)。信号平均値Si1AVが最小となるタイミングを最適ディレイ時間と決定するのは、ラベルされた血液が流入すると、その分信号値が低下するためである。特に、腫瘍は動脈から養生されるため、ROI314の信号の低下は大きい。
【００７６】
続いて、ディレイ時間決定部130は、他方(ここでは、門脈)の、最適ディレイ時間を決定する。
【００７７】
まず、ディレイ時間決定部130は、静脈用ラベルパルス520を、設定した門脈用スタック313に印加する(図7：ステップS1301)。そして、カウンタnを初期化(n＝1)する(図7：ステップS1302)。ここでも、静脈用ラベルパルス520の印加直後からデータの収集を開始する。
【００７８】
ディレイ時間決定部130は、n番目のブレードの1ブレード分のエコーデータ621を収集する(図7：ステップS1303)。そして、初期エコーデータ600のn番目のブレードのエコーデータを新たに収集したエコーデータ621に置き換え(図7：ステップS1304)、画像を再構成する(図7：ステップS1305)。
【００７９】
ここで、ROI314として腫瘍と考えられる局所領域が設定されているか否かを判別する(図7：ステップS1306)。判別は、設定されたROI314のサイズ、位置等からディレイ時間決定部130が自動的に判別するよう構成してもよいし、ユーザが、ROI314設定時にいずれを設定したか入力するよう構成してもよい。また、この判別処理は、ブレード毎に行わなくてもよい。例えば、最初のブレードを取得した際、判別を行い、フラグ等を立てておく。その後の繰り返しでは、フラグの有無に応じて処理を行う。
【００８０】
局所領域が設定されている場合、画像内のROI314以外の領域の信号の平均値(信号平均値)Si2AVを計測する(図7：ステップS1307)。上述のように、静脈は腫瘍には供給されないため、ラベルされた血液は、肝臓の腫瘍外の領域に流入する。従って、ラベルされた血液が流入したタイミングで信号が低下するのは、ROI314外の領域となる。
【００８１】
一方、撮像対象部位全体(ここでは、肝臓)がROI314として設定されている場合は、ROI314内、すなわち、撮像対象部位全体の信号平均値Si2AVを計測する(図7：ステップS1308)。
【００８２】
また、この場合も、計測結果は、当該ブレードのエコー信号を収集したタイミング(静脈用ラベルパルス520の印加からの経過時間t2n)に対応づけて記憶する。
【００８３】
ステップS1303からステップS1308の処理を、静脈用ラベルパルス520の印加からの経過時間t2nが予め定めた時間Tを超えるまで、あるいは、カウンタnがNとなるまで、ブレードを更新し、実行する(図7：ステップS1309、1310)。
【００８４】
そして、ディレイ時間決定部130は、最小の信号平均値を得たタイミングt2nを、門脈の最適ディレイ時間Delay(V)と決定し(図7：ステップS1311)、処理を終了する。
【００８５】
なお、ディレイ時間決定処理において、各血管のディレイ時間の決定順は、問わない。
【００８６】
また、本実施形態のディレイ時間決定処理では、所定の領域の信号値が最小となるタイミングを、最適ディレイ時間と決定しているが、この手法に限定されない。例えば、ユーザが指定するよう構成してもよい。
【００８７】
この場合、ディレイ時間決定部130は、k空間ブレード毎に、当該k空間ブレードのエコーデータを反映した画像を再構成してユーザに提示し、提示した各画像の中からユーザが選択した画像を再構成する際に反映した最新のk空間ブレードのエコーデータを得たタイミングを、最適値(最適ディレイ時間)と決定してもよい。
【００８８】
具体的には、ディレイ時間決定部130は、n番目のブレードのエコーデータを収集する毎に、当該ブレードのデータを更新して得られた再構成画像を表示装置121に表示していく。ユーザは、表示された1以上の画像を確認し、信号が最も低下したタイミングで取得された画像を選択する。ディレイ時間決定部130は、選択を受け、選択された画像を得たタイミングを最適ディレイ時間とする。
【００８９】
なお、このとき表示する画像は、再構成した画像そのままでも良いし、初期エコーデータ600を再構成して得た初期画像に対する信号強度比画像としても良い。また、初期画像との差分画像としても良い。信号強度比画像や差分画像を作成する際には、初期画像を基準として、アフィン変換などで変形や位置ずれを補正してもよい。このようにすることで、信号の差が見やすくなる。
【００９０】
なお、ユーザが目視で判定するよう構成する場合、ROI314の設定は不要である。
【００９１】
また、ここでは、ブレードのエコー信号を取得する毎に、当該ブレードを置き換えて画像を再構成し、得られた所定領域の信号強度を用い、最適ディレイ時間を決定しているが、必ずしも画像を再構成しなくてもよい。
【００９２】
例えば、ブレードの信号を取得する毎に、当該ブレードのエコー信号のピーク強度や積分値を用い、これらの値が最小となるタイミングを、最適ディレイ時間と決定するよう構成してもよい。
【００９３】
すなわち、ディレイ時間決定部130は、k空間ブレードのエコーデータを取得する毎に当該エコーデータのピーク強度値および積分値のいずれか一方をエコー値として算出し、前記エコー値が最小となるk空間ブレードのエコーデータを取得したタイミングを最適値と決定してもよい。
【００９４】
この場合も、ROI314を設定する必要はない。このように構成することで、より簡単に最適ディレイ時間を決定できる。
【００９５】
さらに、ここでは、非直交系サンプリング法として、ハイブリッドラディアル法のシーケンスを用いる場合を例にあげて説明したが、用いるシーケンスはこれに限定されない。
例えば、マルチショットのスパイラルサンプリング法を用いてもよい。6ショットのスパイラルサンプリング法によるk空間のサンプリング例を図9に示す。
【００９６】
この場合も、上記同様の手法で最適ディレイ時間を決定する。すなわち、まず、初期エコーデータを収集し、その後、1つのスパイラル軌跡上のエコーデータを収集する毎に、初期エコーデータの当該軌跡のエコーデータを更新し、画像を再構成し、所定領域の信号平均値が最小となるタイミングを最適ディレイ時間とする。あるいは、上記同様、ユーザが指定するよう構成してもよいし、画像を再構成せず、エコー信号のピーク強度や積分値を用いて最適ディレイ時間を決定してもよい。
【００９７】
［撮像シーケンス生成処理］
次に、本実施形態の撮像シーケンス生成部140による撮像シーケンス生成処理を説明する。図10(a)は、従来の撮像シーケンス509を、図10(b)は、本実施形態の撮像シーケンス500を、それぞれ、説明するための図である。図11は、本実施形態の撮像シーケンス生成処理の処理フローである。
【００９８】
従来、複数の血管にラベルパルスを印加し、それぞれ、灌流画像を得る場合、図10(a)に示すように、血管毎に、個別にラベルパルス(510、520)の印加およびデータ取得シーケンスの実行(512、522)を行っていた。このため、総撮像時間は大幅に長くなる。なお、530は心拍同期撮像時のトリガ530タイミングである。
【００９９】
しかしながら、本実施形態では、図10(b)に示すように、1つの血管の撮像のディレイ時間の間に、他の1つの血管の撮像のラベルパルスを印加するよう、撮像シーケンス500を生成し、総撮像時間を個別に撮像を行っていた場合に比べ、短縮する。
【０１００】
すなわち、本実施形態の撮像シーケンス生成部140は、最適値(最適ディレイ時間)をそれぞれ第一のディレイ時間511および第二のディレイ時間521に用いるとともに、第一のディレイ時間511中であって、第一のデータ取得シーケンス512の実行開始直前に第二のラベルパルス520が印加されるよう、撮像シーケンス500を生成する。
【０１０１】
ここで、動脈(ここでは、肝動脈210)は拍動の影響を受けるため、動脈用ラベルパルス(第一のラベルパルス)510を印加するタイミングは、心電／脈波同期で決定する必要がある。一方、静脈(ここでは、門脈220)は拍動の影響を受けないため、静脈用ラベルパルス(第二のラベルパルス)520の印加は非同期でよい。
【０１０２】
従って、撮像シーケンス生成部140は、第一のラベルパルス510が予め定めた体動に同期して印加されるよう撮像シーケンスを生成する。このため、撮像シーケンス生成部140は、まず、動脈用ラベルパルス510と、動脈用データ取得シーケンス(第一のデータ取得シーケンス)512とを設定する。
【０１０３】
具体的には、撮像シーケンス生成部140は、まず、動脈用ラベルパルス510を、予め定めたトリガ530から所定の時間後に印加するよう設定する(ステップS1401)。そして、動脈用ラベルパルス510印加後、肝動脈の最適ディレイ時間Delay(A)511後のタイミングに、動脈用データ取得シーケンス512を設定する(ステップS1402)。
【０１０４】
次に、撮像シーケンス生成部140は、静脈用ラベルパルス520と、静脈用データ取得シーケンス(第二のデータ取得シーケンス)522とを設定する。
【０１０５】
具体的には、撮像シーケンス生成部140は、まず、静脈用ラベルパルス520を設定する(ステップS1403)。ここでは、静脈用ラベルパルス520は、動脈用データ取得シーケンス512の開始タイミングの直前に印加されるよう設定する。そして、静脈用ラベルパルス520印加後、門脈の最適ディレイ時間Delay(V)521後のタイミングに、静脈用データ取得シーケンス522を設定し(ステップS1404)、処理を終了する。
【０１０６】
静脈用ラベルパルス520を、動脈用データ取得シーケンス512の開始タイミングの直前に印加するよう設定する理由は、2つのラベルパルス510、520の印加間隔をできる限り大きくするためである。これにより、両ラベルパルス510、520影響が混在することを抑制できる。
【０１０７】
また、このように撮像シーケンス500を設定することにより、最適ディレイ時間を維持しつつ、図10(a)に示す従来の撮像シーケンス509のように個別に順に撮像する場合に比べ、撮像時間の延長を抑えることができる。
【０１０８】
さらに、両データ取得シーケンス512、522の実行間隔も、個別に撮像する場合に比べ短くなる。従って、両データ取得シーケンス間の体動による位置ずれも、個別に撮像する場合に比べ、低減できる。一般に、観察対象の血管が複数ある場合、それぞれの血管による灌流画像を比較し、診断を行うことが多い。このような場合に有用である。
【０１０９】
以上、本実施形態の前提に従って、第一の血管が肝動脈(動脈)210であり、第二の血管が門脈(静脈)220である場合を例にあげて、撮像シーケンスの生成手法を説明した。
【０１１０】
このように、観察対象血管が、動脈と静脈の場合は、上述のように動脈に係る構成を先に設定する。しかしながら、観察対象血管に静脈が複数ある場合がある。例えば、それぞれ由来する臓器が異なる静脈による灌流画像を得たい場合などがある。
【０１１１】
観察対象血管に、由来する臓器が異なる複数の静脈が含まれる場合、静脈間では、最適ディレイ時間が短い非造影パーフュージョンシーケンスのラベルパルスが先に印加されるよう撮像シーケンスを生成する。
【０１１２】
すなわち、最適ディレイ時間が最も短い血管のシーケンスを第一の非造影撮像シーケンスとし、この非造影撮像シーケンスを設定する。ここでは、第一のラベルパルスを設定し、第一のディレイ時間を空けて、第一のデータ取得シーケンスを設定する。
【０１１３】
次に、最適ディレイ時間が2番目に短い血管のシーケンスを第二の非造影撮像シーケンスとし、この非造影撮像シーケンスを設定する。ここでは、第二のラベルパルスを、第一のデータ取得シーケンスの直前に設定し、第二のディレイ時間を空けて、第二のデータ取得シーケンスを設定する。
【０１１４】
次に、上記第二の非造影撮像シーケンスを第一の非造影撮像シーケンスとし、最適ディレイ時間が3番目に短い血管のシーケンスを第二の非造影撮像シーケンスとし、上記同様、第二の非造影シーケンスを設定する。これを繰り返し、全静脈の非造影撮像シーケンスを設定する。
【０１１５】
例えば、1つの動脈と、2つの静脈とが観察対象血管の場合の撮像シーケンス503の生成例を図10(c)に示す。1つの動脈の最適ディレイ時間をDelay(A)、第一の静脈の最適ディレイ時間をDelay(Va)、第二の静脈の最適ディレイ時間をDelay(Vb)とし、Delay(Va)＜Delay(Vb)とする。
【０１１６】
本図に示すように、まず、動脈と、静脈の中で最も最適ディレイ時間が短い静脈(ここでは、第一の静脈)とを、それぞれ、上記第一の血管および第二の血管として、上述の手法で撮像シーケンスを生成する。
【０１１７】
すなわち、動脈に関し、動脈用ラベルパルス510の印加タイミングと、動脈用データ取得シーケンス512の実行タイミングとを決定する。上述のように、動脈用ラベルパルス510の印加タイミングは、トリガ530から所定の時間間隔経過後に設定する。また、動脈用データ取得シーケンス512は、動脈用ラベルパルス510の印加後、Delay(A)経過後に設定する。
【０１１８】
次に、第一の静脈のラベルパルス520aの印加タイミングを決定する。ここでは、上述のように、動脈用データ取得シーケンス512の直前とする。そして、そのDelay(Va)時間経過後に、第一の静脈用のデータ取得シーケンス522aを設定する。
【０１１９】
次に、第一の静脈および第二の静脈を前記第一の血管および第二の血管として、上記手法で撮像シーケンス503を生成する。なお、ディレイ時間の短いシーケンスのラベルパルスを先に印加するよう生成するため、この場合、第一のディレイ時間の最適値は、第二のディレイ時間の最適値以下である。
【０１２０】
すなわち、第二の静脈のラベルパルス520bの印加タイミングを決定する。ここでは、第一の静脈用のデータ取得シーケンス522aの直前とする。そして、そのDelay(Vb)時間経過後に、第二の静脈用のデータ取得シーケンス522bを設定する。
【０１２１】
観察対象の静脈数が3以上の場合も同様とする。
【０１２２】
なお、呼吸による血管の移動が大きい部位が撮像対象部位の場合、呼吸同期も必要となる。この場合は、静脈も呼吸同期として設定する。
【０１２３】
以上説明したように、本実施形態のMRI装置100は、第一のラベルパルス510および第一のデータ取得シーケンス512を備え、第一の血管210による撮像対象組織200の灌流画像である第一の灌流画像を得る第一の非造影パーフュージョンシーケンス501と、第二のラベルパルス520および第二のデータ取得シーケンス522を備え、第二の血管220による前記撮像対象組織200の灌流画像である第二の灌流画像420を得る第二の非造影パーフュージョンシーケンス502と、を用いて撮像シーケンス500を生成する撮像シーケンス生成部140と、前記第一のラベルパルス510の印加から前記第一のデータ取得シーケンス512開始までの第一のディレイ時間511および前記第二のラベルパルス520の印加から前記第二のデータ取得シーケンス522開始までの第二のディレイ時間521をそれぞれ決定するディレイ時間決定部130と、前記撮像シーケンス500に従って撮像を行い、前記第一の潅流画像と前記第二の灌流画像420とを得る撮像部150と、を備え、前記撮像シーケンス生成部140は、前記決定した前記第一のディレイ時間511および前記第二のディレイ時間521を用いて、前記第一のディレイ511時間中であって、前記第一のデータ取得シーケンス512の実行開始直前に前記第二のラベルパルス520が印加されるよう、前記撮像シーケンス500を生成し、前記ディレイ時間決定部130は、前記第一のラベルパルス510および前記第二のラベルパルス520それぞれの印加直後から非直交系サンプリング法で前記撮像対象組織を撮像して得られる各k空間ブレードのエコーデータに応じて、前記第一のディレイ時間511および前記第二のディレイ時間521をそれぞれ決定する。
【０１２４】
好ましくは、前記ディレイ時間決定部130は、前記第一のディレイ時間511および前記第二のディレイ時間521の最適値をそれぞれ決定する。
【０１２５】
前記第一のラベルパルス510および前記第二のラベルパルス520には、局所領域をシリンダ型に励起する2次元選択励起パルスを用いる。
【０１２６】
このように、本実施形態によれば、血液信号の抑制のためのラベルパルスに2次元選択励起パルスを用い、観察対象の血管毎に個別にラベルを行う。そして、撮像シーケンスは、各観察対象の血管に上記のように決定したディレイ時間を用い、そのディレイ時間の間に、他の血管のラベルパルスを印加するよう生成される。このため、個別に実行する場合に比べ、撮像時間が短くて済む。
【０１２７】
また、撮像シーケンス生成時に用いるディレイ時間は、ユーザが設定したラベル印加位置に応じて、実際にラベルを印加して撮像を行うことで決定する。従って、高精度に血管毎のディレイ時間を決定することができる。このように決定したディレイ時間を用いて撮像を行うため、血管毎の支配領域の情報を高い精度で得ることができる。
【０１２８】
さらに、このディレイ時間決定時に用いる撮像は、非直交系サンプリング法を用いるため、体動の影響を受けにくい。また、ハイブリッドラディアル法を用い、ブレードを更新する毎に所定領域の信号値の変化を追い、決定するため、効率良くディレイ時間を決定できる。
【０１２９】
よって、本実施形態によれば、MRI装置で非造影パーフュージョン撮像を行う場合、検査時間の延長を最小限に抑えながら、効率よく、良好なコントラストで観察対象の血管毎の支配領域の情報を得ることができる。この情報を用い、撮像対象部位の、複数の血管による灌流領域を明確に切り分けて、ユーザに提示することができる。
【０１３０】
特に、本実施形態によれば、肝臓など、腹部の臓器における動脈、静脈の灌流領域の組織分離能と分解能を向上ししつつ、検査時間の延長を抑えることができる。
【０１３１】
＜＜第二の実施形態＞＞
次に、本発明の第二の実施形態を説明する。第一の実施形態では、非造影パーフュージョン撮像(ASL Perfusion)のうち、1つのラベルパルスを用いるPulsed ASL(PASL)を用いる。一方、本実施形態では、非造影パーフュージョン撮像のうち、ラベルパルスを所定期間印加するContinuous ASL(CASL)、pseudo Continuous ASL(pCASL)を用いる。
【０１３２】
CASLは、ラベルパルスを、所定の期間、連続して印加する手法であり、pCASLは、ラベルパルスを、所定の期間、断続的に印加する手法である。一般に、印加期間は、印加対象の血管の血流速度、T1値等に基づき、予め定められる。
【０１３３】
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。しかしながら、本実施形態では、第一のラベルパルス510および第二のラベルパルス520として、所定期間連続または断続して高周波磁場パルスを印加するCASLまたはpCASL法を用いる。
【０１３４】
ラベルパルスとして用いるパルスが異なるため、撮像シーケンス生成部140の処理が異なる。また、ディレイ時間決定部130の処理にも違いがある。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。本実施形態においても、撮像部位を肝臓200、観察対象血管を肝動脈(第一の血管)210、門脈(第二の血管)220とする場合を例にあげて説明する。
【０１３５】
本実施形態の撮像シーケンス生成部140は、基本的には、図12に示すように、第一の実施形態同様、まず、動脈用ラベルパルス513を、トリガを基準に設定し、最適ディレイ時間Delay(A)511を空けて動脈用データ取得シーケンス512を配置する。その後、動脈用データ取得シーケンス512の直前に静脈用ラベルパルス623を配置し、Delay(V)521を空けて静脈用データ取得シーケンス522を配置する。なお、ディレイ時間は、ラベルパルス印加終了タイミングからデータ取得シーケンス開始タイミングまでの間の時間とする。
【０１３６】
このとき、動脈用ラベルパルス513、静脈用ラベルパルス523に、CASL又はpCASL形式のラベルパルスを用いる場合、ラベルパルスの印加期間は、所定の幅がある。従って、例えば、ラベルパルス523によりラベルされた静脈血のうち、早期にラベルされたが静脈血が、動脈用データ取得のタイミングにおいて、灌流域に到達している可能性がある。従って、動脈用データ取得タイミングで取得したデータから再構成された画像において、動脈支配領域の信号低下と静脈血による信号低下とが混在するので、動脈支配領域と静脈支配領域とのコントラストが低下する可能性がある。
【０１３７】
これを防ぐため、本実施形態の撮像シーケンス生成部140は、2回目以降に印加するラベルパルス(ここでは、第二のラベルパルス523)の印加期間に制限を設定する。これにより、コントラストの低下を抑制する。
【０１３８】
このため、本実施形態の撮像シーケンス生成部140は、さらに、第一のラベルパルス513による抑制率を用いて第二のラベルパルス523の印加期間を決定する。
【０１３９】
以下、図13、図14を用いて、本実施形態の撮像シーケンス生成部140による第二のラベルパルス520の印加期間決定手法を説明する。ここでは、ラベルパルス513、523として、断続的に印加するパルスを用いる場合を例示する。
【０１４０】
まず、本実施形態の撮像シーケンス生成部140は、動脈用ラベルパルス513による、動脈支配領域(ここでは、ROI314)の最大抑制率RAminを算出する(ステップS2101)。
【０１４１】
最大抑制率RAminは、例えば、ROI314の信号平均値の初期値Si1AV0と、最小値Si1AVminとを用い、以下の式(1)で算出する。
【０１４２】
RAmin＝(Si1AV0−Si1AVmin)/Si1AV0  ・・・(1)
なお、Si1AV0と、Si1AVminとは、ディレイ時間決定部130が、第一の最適ディレイ時間Delay(A)511を決定する際取得した値を用いる。Si1AVminは、第一の実施形態と同様の手法で取得する。なお、本実施形態では、ディレイ時間決定部130は、初期エコーデータ600を取得した時点で、画像を再構成し、ROI314の信号強度を計測することにより、Si1AV0を得る。
【０１４３】
次に、撮像シーケンス生成部140は、ディレイ時間決定部130が第二の最適ディレイ時間Delay(V)521を決定する際取得した値を用い、静脈用ラベルパルス523の印加開始からの経過時間tに応じた信号の低下率RV(t)を算出する(ステップS2102)。
【０１４４】
低下率Rv(t)は、例えば、静脈用最適ディレイ時間を決定する際に用いた所定の領域の信号平均値の初期値Si2AV0と、n番目のブレードを取得したタイミングt2nに、印加期間を加えたtn(静脈用ラベルパルス523の印加開始からの経過時間)における信号平均値Si2AV(tn)とを用い、以下の式(2)で算出する。
【０１４５】
RV(tn)＝(Si2AV0−Si2AV(tn))/Si2AV0  ・・・(2)
なお、この場合も、ディレイ時間決定部130は、初期エコーデータ600を取得した時点で、画像を再構成し、上述の領域の信号強度を計測することにより、Si2AV0を得ておく。
【０１４６】
そして、撮像シーケンス生成部140は、Rv(tn)が、RAminの所定の割合αより小さくなるタイミングtnの最大値を、静脈用ラベルパルス523の印加期間TVと決定する(ステップS2103)。なお、この割合αは、1．0未満の値で、システムが保持してもよいし、ユーザが指定するよう構成してもよい。
【０１４７】
なお、装置の制約上、動脈用ラベルパルス513と静脈用ラベルパルス523とが撮像シーケンスにおいて時間軸方向に重なることがないよう、静脈用ラベルパルス523の印加期間TVは、Delay(A)より短くする。
【０１４８】
ただし、印加期間の短いパルスを断続的に印加するpCASL法のラベルパルスの場合、このような制限を設けなくてもよい。例えば、時間軸方向に両パルスの印加期間が重なった場合、図15に示すように、交互に印加するよう構成してもよい。なお、この場合、断続的に印加する1つ1つのパルス(ビームパルス)について、各ビームパルスの印加間隔は、1つのビームパルスの印加期間より長いものとする。
【０１４９】
撮像シーケンス生成部140による印加期間の決定手法以外の処理は、第一の実施形態と同様とする。また、ディレイ時間決定部130による最適ディレイ時間の決定手法も同様である。
【０１５０】
以上説明したように、本実施形態のMRI装置は、第一の実施形態同様の撮像シーケンス生成部140と、ディレイ時間決定部130と、撮像部150とを備える。そして、前記第一のラベルパルス510および前記第二のラベルパルス520は、所定期間断続または連続して印加される高周波磁場パルスであり、前記撮像シーケンス生成部140は、前記第一のラベルパルス510による抑制率を用いて前記第二のラベルパルス520の印加期間をさらに決定する。
【０１５１】
このように、本実施形態も第一の実施形態同様、MRI装置で非造影パーフュージョン撮像を行う場合、検査時間の延長を最小限に抑えながら、効率よく、良好なコントラストで観察対象の血管毎の支配領域の情報を得ることができる。この情報を用い、撮像対象部位の、複数の血管による灌流領域を明確に切り分けて、ユーザに提示することができる。
【０１５２】
さらに、ラベルパルスに所定の印加期間を有するCASL、pCASLであっても、好適又は最適な印加期間を決定し、コントラストの低下を抑制できる。
【符号の説明】
【０１５３】
100  MRI装置、101  被検体、102  静磁場発生磁石、103  傾斜磁場コイル、104  送信コイル、105  受信コイル、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  シーケンサ、111  ベッド、120  制御部、121  表示装置、122  操作部、123  記憶装置、124  体動検出装置、130  ディレイ時間決定部、140  撮像シーケンス生成部、150  撮像部、160  画像生成部、170  受付部、200  撮像対象組織(肝臓)、210  第一の血管(肝動脈)、220  第二の血管(門脈)、300  受付画面、310  位置決め画像表示領域、311  撮像領域、312  肝動脈用スタック、313  門脈用スタック、314  関心領域(ROI)、315  スライス、320  OKボタン、410  表示画像、420  表示画像、430  表示画像、500  撮像シーケンス、501  非造影パーフュージョンシーケンス、502  非造影パーフュージョンシーケンス、503  撮像シーケンス、509  撮像シーケンス、510  第一のラベルパルス(動脈用ラベルパルス)、511  ディレイ時間、512  第一のデータ取得シーケンス(動脈用データ取得シーケンス)、513  動脈用ラベルパルス、520  第二のラベルパルス(静脈用ラベルパルス)、520a  第一の静脈のラベルパルス、520b  第二の静脈のラベルパルス、521  ディレイ時間、522  第二のデータ取得シーケンス(静脈用データ取得シーケンス)、522a  データ取得シーケンス、522b  データ取得シーケンス、523  静脈用ラベルパルス、530  トリガ、600  初期エコーデータ、611  エコーデータ、621  エコーデータ、623  静脈用ラベルパルス
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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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【国際調査報告】
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