(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気共鳴を利用して被検体から心臓を含む複数の断面画像データを収集する収集手段と、
前記複数の断面画像データに基づいて前記心臓の複数の異なる基準断面の空間的な位置情報を計算する基準断面情報計算手段と、
前記基準断面の位置情報に基づいて前記複数の断面画像データから計算された前記心臓の複数の異なる基準断面画像に基づいて、イメージング用のデータ収集断面の位置決めを行う位置決め手段と、
前記位置決めに基づいてイメージングするイメージング手段と、
を備える磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
前記位置決め手段は、前記複数の断面画像データから計算された前記心臓の複数の異なる基準断面画像を表示装置に表示させるように構成される請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
前記基準断面情報計算手段は、前記複数の断面画像データ又は前記複数の断面画像データから生成されるボリューム画像データに基づいて、解剖学的知見に基づく信号処理を含む第１のアルゴリズムにより前記基準断面の位置情報の検出処理を行い、前記第１のアルゴリズムによる前記基準断面の位置情報の検出精度に応じて、解剖学的知見及び他の複数の被検体の心臓の形態画像データの少なくとも一方から生成される参照データを参照した第２のアルゴリズムによる前記基準断面の位置情報の検出処理を行うように構成される請求項１又は２記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
前記基準断面情報計算手段は、前記複数の断面画像データ又は前記複数の断面画像データから生成されるボリューム画像データに基づいて、解剖学的知見及び他の複数の被検体の心臓の形態画像データの少なくとも一方から生成される参照データを参照して前記基準断面の位置の候補を絞った後、解剖学的知見に基づく信号処理により前記基準断面の位置を特定するように構成される請求項１又は２記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記基準断面情報計算手段は、解剖学的知見に基づく信号処理を含む第１のアルゴリズム又は解剖学的知見及び他の複数の被検体の心臓の形態画像データの少なくとも一方から生成される参照データを参照した第２のアルゴリズムにより、前記複数の断面画像データ又は前記複数の断面画像データから生成されるボリューム画像データに基づいて、前記基準断面の位置情報の検出処理を行うように構成される請求項１又は２記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
前記基準断面情報計算手段は、前記基準断面の位置情報をベクトル情報として計算するように構成される請求項１乃至５のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
前記位置決め手段は、計算によって生成された複数の異なる基準断面画像を複数のサムネイル画像として表示させ、入力装置から取得したサムネイル画像の選択情報に従って前記イメージング用の磁気共鳴データの収集に用いられるパルスシーケンスのデータ収集断面を設定するように構成される請求項１乃至６のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項８】
前記位置決め手段は、計算によって生成された複数の異なる基準断面画像を表示させ、前記複数の基準断面画像の１つと前記イメージング用の撮像プロトコルとを関連付ける情報が入力装置から入力された場合に、他の少なくとも１の基準断面画像に前記イメージング用のデータ収集断面の条件を表示させるように構成される請求項１乃至７のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項９】
前記イメージングによって収集された画像データの位置決めに用いられた基準断面画像の識別情報を前記画像データの分類情報として前記画像データに付加する分類情報付加手段を更に備える請求項１乃至８のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１０】
前記位置決め手段は、前記表示装置に表示された前記心臓の基準断面画像を任意方向に調整する指示情報が入力装置から入力された場合に、前記指示情報に基づいて、前記表示装置に表示された前記基準断面画像を更新させるように構成される請求項２記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１１】
前記収集手段は、心電信号の基準波からの遅延時間を一定にして前記心臓の拡張期の静止期間又は収縮期の静止期間において前記複数の断面画像データを収集するように構成される請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１２】
前記収集手段は、前記心臓の拡張期の静止期間及び収縮期の静止期間においてそれぞれ前記複数の断面画像データを収集するように構成され、
前記基準断面情報計算手段は、前記心臓の拡張期の静止期間に対応する複数の断面画像データに基づく前記心臓の第１の基準断面の空間的な位置情報と、前記心臓の収縮期の静止期間に対応する複数の断面画像データに基づく前記心臓の第２の基準断面の空間的な位置情報とを計算するように構成される請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１３】
前記基準断面情報計算手段は、僧帽弁の尖端と心尖部とを結ぶ長軸に基づいて、左室短軸像の断面の空間的な位置情報を計算した後に、四腔長軸像、三腔長軸像及び二腔長軸像の少なくともいずれかの断面の空間的な位置情報を計算するように構成される請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１４】
前記基準断面情報計算手段は、僧帽弁の尖端と心尖部とを結ぶ長軸に基づいて、左室短軸像の断面の空間的な位置情報を計算した後に、四腔長軸像、二腔長軸像及び三腔長軸像の断面の空間的な位置情報を順番に計算するように構成される請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１５】
前記基準断面情報計算手段は、右室の機能の評価を行う場合には右室を横切る断面を前記基準断面とし、弁の機能の評価を行う場合には前記弁を通る断面を前記基準断面とするように構成される請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１６】
磁気共鳴を利用して被検体から心臓を含む複数の断面画像データを収集する収集手段と、
前記複数の断面画像データに基づいて前記心臓の複数の特徴部の位置情報を計算する計算手段と、
前記複数の特徴部の位置情報に基づいて計算された前記心臓の複数の異なる基準断面画像に基づいて、イメージング用のデータ収集断面の位置決めを行う位置決め手段と、
前記位置決めに基づいてイメージングするイメージング手段と、
を備える磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１７】
磁気共鳴を利用した被検体の心臓を含むボリュームデータに基づいて前記心臓の複数の特徴部の位置情報を計算する計算手段と、
前記複数の特徴部の位置情報に基づいて計算された前記心臓の複数の異なる基準断面画像に基づいて、イメージング用のデータ収集断面の位置決めを行う位置決め手段と、
前記位置決めに基づいてイメージングするイメージング手段と、
を備える磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１８】
心臓を含むボリューム画像データを収集する収集手段と、
前記ボリューム画像データに基づいて、断面の向きが異なる複数の基準断面像を生成する生成手段と、
前記断面の向きが異なる複数の基準断面像のうち少なくとも一部の基準断面像を表示装置に一覧表示させ、イメージング用の基準断面像を設定する設定手段と、
イメージング用に設定された前記基準断面像を収集するイメージング手段と、
を備える磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１９】
心臓を含むボリューム画像データを収集する収集手段と、
前記ボリューム画像データに基づいて、断面の向きが異なる複数の基準断面像を生成する生成手段と、
前記断面の向きが異なる複数の基準断面像のうち少なくとも一部の基準断面像を表示装置に一覧表示させ、イメージング用の基準断面像を設定する設定手段と、
イメージング用に設定された前記基準断面像を収集するイメージング手段とを備え、
前記設定手段は、前記表示装置に表示された基準断面像に対する指示情報の入力を受け付け、前記指示情報に基づいて前記基準断面像を更新する、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】
本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージング(MRI: Magnetic Resonance Imaging)装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
MRIは、静磁場中に置かれた被検体の原子核スピンをラーモア周波数の高周波(RF: radio frequency)信号で磁気的に励起し、この励起に伴って発生する磁気共鳴(MR: magnetic resonance)信号から画像を再構成する撮像法である。
【０００３】
MRIによる心臓検査法には、心臓の形態イメージングによる形態観察、シネ撮像による心筋の動態観察、造影剤を用いた心筋血流パーフュージョンのイメージングによる血流の還流状態の観察、造影剤を投与して所定の時間経過後にイメージングを行う遅延造影イメージングによる心筋のバイアビリティ観察、非造影で血流及び心筋のコントラストを強調する冠動脈イメージングによる３次元的な冠動脈全体の観察等がある。
【０００４】
心臓検査のためのイメージングには、心臓の解剖学的な特徴に基づく基準断面が用いられる。基準断面像には、関心領域(ROI: region of interest)等の位置決め用のアキシャル断面像、コロナル断面像及びサジタル断面像に加え、垂直長軸像、水平長軸像、二腔長軸(2 chamber)像、三腔長軸(3 chamber)像、四腔長軸(4 chamber)像、左室短軸像等の断面像がある。
【０００５】
MRIによる心臓イメージングにおいては、まず、これらの複数の基準断面像を収集することが必要である。しかしながら、心臓が複雑な構造を有することから、基準断面像の収集のための位置決めには時間と労力を要する。具体的には、最初にアキシャル断面像を基準断面像として、基準断面像を参照した別の基準断面像の位置決め及び位置決めされた断面のイメージングが繰り返される。そして、心臓イメージングの標準化のために更に詳細な手順が標準化プロトコルとして規定されている。
【０００６】
一方、心臓イメージングのための基準断面像の位置決めを支援する技術が提案されている。例えば、３次元(3D: three dimensional)のWhole Heart MR Coronary Angiography (WH MRCA)データを収集し、3D WH MRCAデータに対するMPR (multi planar reconstructions)処理によって生成したMPR画像データを利用して基準断面像の位置決めを行う技術が提案されている。この方法では、基準断面像の位置決めごとにイメージングを行う必要がないため、スキャン時間の短縮化が期待される。
【０００７】
別の例としては、マルチスライスイメージングによって心臓全体をカバーする多数のアキシャル画像を収集し、ユーザがアキシャル画像を観察しながらいくつかのアキシャル画像にランドマークをマニュアル設定する方法が提案されている。例えば、アキシャル画像上における大動脈の中心、心先部、僧帽弁等の位置にユーザによりランドマークが設定される。そして、設定されたランドマークを基準として心臓イメージングに必要な複数の基準断面が自動計算される
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−５５６４１公報
【特許文献２】特表２００７−５３４４１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
心臓イメージングのための基準断面の位置決めには、基準断面像の数に応じてイメージングスキャンを繰り返すことが必要である。このため、基準断面の位置決め作業は、時間を要し、心臓検査におけるスループット向上の障害となっている。また、位置決めの精度は、ユーザの熟練度に依存する。すなわち、基準断面の位置決めを良好な精度で行うためには、心臓の解剖学的な位置に関する十分な知識と経験が必要である。
【００１０】
本発明は、より簡易かつ短時間で心臓における各基準断面の位置決めを実用的な精度で行うことによって、心臓をイメージングすることが可能な磁気共鳴イメージング装置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】
本発明の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、収集手段、基準断面情報計算手段、位置決め手段及びイメージング手段を備える。収集手段は、磁気共鳴を利用して被検体から心臓を含む複数の断面画像データを収集する。基準断面情報計算手段は、前記複数の断面画像データに基づいて前記心臓の複数の異なる基準断面の空間的な位置情報を計算する。位置決め手段は、前記基準断面の位置情報に基づいて前記複数の断面画像データから計算された前記心臓の複数の異なる基準断面画像に基づいて、イメージング用のデータ収集断面の位置決めを行う。イメージング手段は、前記位置決めに基づいてイメージングする。
また、本発明の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、収集手段、計算手段、位置決め手段及びイメージング手段を備える。収集手段は、磁気共鳴を利用して被検体から心臓を含む複数の断面画像データを収集する。計算手段は、前記複数の断面画像データに基づいて前記心臓の複数の特徴部の位置情報を計算する。位置決め手段は、前記複数の特徴部の位置情報に基づいて計算された前記心臓の複数の異なる基準断面画像に基づいて、イメージング用のデータ収集断面の位置決めを行う。イメージング手段は、前記位置決めに基づいてイメージングする。
また、本発明の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、計算手段、位置決め手段及びイメージング手段を備える。計算手段は、磁気共鳴を利用した被検体の心臓を含むボリュームデータに基づいて前記心臓の複数の特徴部の位置情報を計算する。位置決め手段は、前記複数の特徴部の位置情報に基づいて計算された前記心臓の複数の異なる基準断面画像に基づいて、イメージング用のデータ収集断面の位置決めを行う。イメージング手段は、前記位置決めに基づいてイメージングする。
また、本発明の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、収集手段、生成手段、設定手段及びイメージング手段を備える。収集手段は、心臓を含むボリューム画像データを収集する。生成手段は、前記ボリューム画像データに基づいて、断面の向きが異なる複数の基準断面像を生成する。設定手段は、前記断面の向きが異なる複数の基準断面像のうち少なくとも一部の基準断面像を表示装置に一覧表示させ、イメージング用の基準断面像を設定する。イメージング手段は、イメージング用に設定された前記基準断面像を収集する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の構成図。
【図２】図１に示すコンピュータの機能ブロック図。
【図３】図１に示す磁気共鳴イメージング装置により被検体における心臓の基準断面画像の自動計算を伴って心臓をイメージングする際の流れを示すフローチャート。
【図４】図２に示す基準断面計算部における心臓の基準断面画像データの生成手順を示す図。
【図５】図４(B)に示すような複数のアキシャル断面画像データの生成用のMR信号の収集タイミングを示す図。
【図６】図２に示す基準断面計算部において、心臓の長軸に基づいて基準断面画像を生成する際の流れを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置について添付図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は本発明の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の構成図である。
【００１５】
磁気共鳴イメージング装置２０は、静磁場を形成する筒状の静磁場用磁石２１、この静磁場用磁石２１の内部に設けられたシムコイル２２、傾斜磁場コイル２３及びRFコイル２４を備えている。
【００１６】
また、磁気共鳴イメージング装置２０には、制御系２５が備えられる。制御系２５は、静磁場電源２６、傾斜磁場電源２７、シムコイル電源２８、送信器２９、受信器３０、シーケンスコントローラ３１及びコンピュータ３２を具備している。制御系２５の傾斜磁場電源２７は、Ｘ軸傾斜磁場電源２７ｘ、Ｙ軸傾斜磁場電源２７ｙ及びＺ軸傾斜磁場電源２７ｚで構成される。また、コンピュータ３２には、入力装置３３、表示装置３４、演算装置３５及び記憶装置３６が備えられる。
【００１７】
静磁場用磁石２１は静磁場電源２６と接続され、静磁場電源２６から供給された電流により撮像領域に静磁場を形成させる機能を有する。尚、静磁場用磁石２１は超伝導コイルで構成される場合が多く、励磁の際に静磁場電源２６と接続されて電流が供給されるが、一旦励磁された後は非接続状態とされるのが一般的である。また、静磁場用磁石２１を永久磁石で構成し、静磁場電源２６が設けられない場合もある。
【００１８】
また、静磁場用磁石２１の内側には、同軸上に筒状のシムコイル２２が設けられる。シムコイル２２はシムコイル電源２８と接続され、シムコイル電源２８からシムコイル２２に電流が供給されて静磁場が均一化されるように構成される。
【００１９】
傾斜磁場コイル２３は、Ｘ軸傾斜磁場コイル２３ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル２３ｙ及びＺ軸傾斜磁場コイル２３ｚで構成され、静磁場用磁石２１の内部において筒状に形成される。傾斜磁場コイル２３の内側には寝台３７が設けられて撮像領域とされ、寝台３７には被検体Ｐがセットされる。RFコイル２４にはガントリに内蔵されたRF信号の送受信用の全身用コイル(WBC: whole body coil)や寝台３７や被検体Ｐ近傍に設けられるRF信号の受信用の局所コイルなどがある。
【００２０】
また、傾斜磁場コイル２３は、傾斜磁場電源２７と接続される。傾斜磁場コイル２３のＸ軸傾斜磁場コイル２３ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル２３ｙ及びＺ軸傾斜磁場コイル２３ｚはそれぞれ、傾斜磁場電源２７のＸ軸傾斜磁場電源２７ｘ、Ｙ軸傾斜磁場電源２７ｙ及びＺ軸傾斜磁場電源２７ｚと接続される。
【００２１】
そして、Ｘ軸傾斜磁場電源２７ｘ、Ｙ軸傾斜磁場電源２７ｙ及びＺ軸傾斜磁場電源２７ｚからそれぞれＸ軸傾斜磁場コイル２３ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル２３ｙ及びＺ軸傾斜磁場コイル２３ｚに供給された電流により、撮像領域にそれぞれＸ軸方向の傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸方向の傾斜磁場Ｇｙ、Ｚ軸方向の傾斜磁場Ｇｚを形成することができるように構成される。
【００２２】
RFコイル２４は、送信器２９及び受信器３０の少なくとも一方と接続される。送信用のRFコイル２４は、送信器２９からRF信号を受けて被検体Ｐに送信する機能を有し、受信用のRFコイル２４は、被検体Ｐ内部の原子核スピンのRF信号による励起に伴って発生したMR信号を受信して受信器３０に与える機能を有する。
【００２３】
一方、制御系２５のシーケンスコントローラ３１は、傾斜磁場電源２７、送信器２９及び受信器３０と接続される。シーケンスコントローラ３１は傾斜磁場電源２７、送信器２９及び受信器３０を駆動させるために必要な制御情報、例えば傾斜磁場電源２７に印加すべきパルス電流の強度や印加時間、印加タイミング等の動作制御情報を記述したシーケンス情報を記憶する機能と、記憶した所定のシーケンスに従って傾斜磁場電源２７、送信器２９及び受信器３０を駆動させることによりＸ軸傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸傾斜磁場Ｇｙ，Ｚ軸傾斜磁場Ｇｚ及びRF信号を発生させる機能を有する。
【００２４】
また、シーケンスコントローラ３１は、受信器３０におけるMR信号の検波及びA/D (analog to digital)変換により得られた複素データである生データ(raw data)を受けてコンピュータ３２に与えるように構成される。
【００２５】
このため、送信器２９には、シーケンスコントローラ３１から受けた制御情報に基づいてRF信号をRFコイル２４に与える機能が備えられる一方、受信器３０には、RFコイル２４から受けたMR信号を検波して所要の信号処理を実行するとともにＡ／Ｄ変換することにより、デジタル化された複素データである生データを生成する機能と生成した生データをシーケンスコントローラ３１に与える機能とが備えられる。
【００２６】
さらに、磁気共鳴イメージング装置２０には、被検体ＰのECG (electro cardiogram)信号を取得するECGユニット３８が備えられる。ECGユニット３８により取得されたECG信号はシーケンスコントローラ３１を介してコンピュータ３２に出力されるように構成される。
【００２７】
尚、拍動を心拍情報として表すECG信号の代わりに拍動を脈波情報として表す脈波同期(PPG: peripheral pulse gating)信号を取得することもできる。PPG信号は、例えば指先の脈波を光信号として検出した信号である。PPG信号を取得する場合には、PPG信号検出ユニットが設けられる。
【００２８】
また、コンピュータ３２の記憶装置３６に保存されたプログラムを演算装置３５で実行することにより、コンピュータ３２には各種機能が備えられる。ただし、プログラムの少なくとも一部に代えて、各種機能を有する特定の回路を磁気共鳴イメージング装置２０に設けてもよい。
【００２９】
図２は、図１に示すコンピュータ３２の機能ブロック図である。
【００３０】
コンピュータ３２の演算装置３５は、記憶装置３６に保存されたプログラムを実行することにより撮像条件設定部４０及びデータ処理部４１として機能し、記憶装置３６はｋ空間データ記憶部４２、画像データ記憶部４３、辞書ファイル記憶部４４及び基準断面情報記憶部４５として機能する。撮像条件設定部４０は、基準断面計算部４０Ａ及び撮像断面設定部４０Ｂを有する。また、データ処理部４１は、画像生成部４１Ａ及びインデックス情報作成部４１Ｂを有する。
【００３１】
撮像条件設定部４０は、パルスシーケンスを含む撮像条件を設定し、設定した撮像条件をシーケンスコントローラ３１に出力して制御する機能を有する。特に、撮像条件設定部４０は、心臓のイメージングを行うための撮像条件を設定する機能を備えている。
【００３２】
基準断面計算部４０Ａは、心臓の基準断面画像データ又は心臓の基準断面画像データを生成するための基準断面情報を、被検体Ｐから収集された心臓を含む複数のアキシャル断面画像データ、コロナル断面画像データ又はサジタル断面画像データ等の単純な直交３断面画像データのいずれかに基づく計算によって自動的に生成する機能を有する。すなわち、基準断面計算部４０Ａは、アキシャル断面画像データ等の単純な複数の断面画像データに基づいて心臓の基準断面の空間的な位置情報を計算する機能を備えている。心臓の基準断面の空間的な位置情報は、心臓の基準断面画像データ自体に限らず、ベクトル情報としても良い。
【００３３】
尚、基準断面計算部４０Ａがアキシャル断面画像データ、コロナル断面画像データ及びサジタル断面画像データのうちの全て又は２つを用いて心臓の基準断面画像データ又は心臓の基準断面画像データを生成するための基準断面情報を自動生成するようにしてもよい。換言すれば、心臓を含む複数のアキシャル断面画像データ、コロナル断面画像データ又はサジタル断面画像データの少なくともいずれかの複数の断面画像データに基づいて心臓の基準断面の空間的な位置情報を計算することができる。
【００３４】
或いは、被検体の心臓を含む3D WH MRCAデータ等の3D撮像データに基づいて心臓の基準断面の空間的な位置情報を計算することもできる。つまり、基準断面計算部４０Ａは、被検体の心臓を含む複数の断面画像データや3D撮像データ等から得られるボリュームデータに基づいて心臓の基準断面の空間的な位置情報を計算する機能を備えている。
【００３５】
心臓の基準断面画像には、主として垂直長軸像、水平長軸像、二腔長軸(2 chamber)像、三腔長軸(3 chamber)像、四腔長軸(4 chamber)像及び左室短軸像の６つの画像がある。これらの画像は左室の機能の評価に用いられる。但し、本実施形態は右室の機能の評価を行う場合及び僧帽弁や三尖弁等の弁の機能の評価を行う場合にも適用できる。右室の機能評価を行う場合には、基準断面は左室を含む断面となる。例えば上記の2 chamber像や3 chamber像において右室を横切る断面となる。また弁の機能の評価を行う場合には、基準断面は僧帽弁等の弁を通る断面となる。例えば上記の3 chamber像の僧帽弁を通る直交面となる。
【００３６】
これらの基準断面画像は、主として心臓イメージングにおける撮像部位の位置決め用画像及び心臓における画像の分類のためのインデックス用の画像として用いられる。従って、診断目的及び撮像部位に応じてユーザにより選択された所望の基準断面画像データが基準断面計算部４０Ａにより自動計算される。特に、撮像部位の位置決めを行うためには、上述した心臓の基準断面のうち少なくとも３つ以上の異なる基準断面の空間的な位置情報を計算することが重要である。
【００３７】
心臓の基準断面画像は、従来、複数のアキシャル断面像に基づく位置決めとイメージングを含む６〜８手順を繰り返すチェーンオブリーク撮像によって取得される。従って、ユーザの利便性を考慮すると、複数のアキシャル断面画像データに基づいて心臓の基準断面画像データを生成することが好適である。そこで、以降では、単純な複数の断面画像データの例として複数のアキシャル断面画像データに基づいて心臓の基準断面画像データを生成する場合を例に説明する。
【００３８】
辞書ファイル記憶部４４には、画像データから心臓の心尖部や僧帽弁等の基準となる部位の位置を特定するための判断基準をパラメータの組み合わせとして表した複数の辞書ファイルデータが記憶される。このため辞書ファイル記憶部４４に保存された辞書ファイルを基準断面計算部４０Ａが参照することによって、基準断面計算部４０Ａは画像データから心臓の心尖部等の基準部位を判別するための判別器として機能する。
【００３９】
辞書ファイルは、心臓の解剖学的な形態を複数のパラメータの組み合わせとして表現したものであり、解剖学的知見及び多数の被検体の心臓の形態画像データに基づいて作成することができる。例えば、疾患別の多数の心臓の形態情報に基づいて、いわゆる学習理論によって辞書ファイルを構成するパラメータの組み合わせを算出することができる。
【００４０】
具体的には、特定したい特徴部位を含む周辺領域（例えば、特定したい部位が僧帽弁であれば、僧帽弁と僧帽弁を囲む血液領域）並びに心筋等からなる領域に関して、各点の信号値、各信号値間の勾配、信号値及び勾配に関するヒストグラム情報等からなる多次元のベクトル情報を辞書ファイルとする。
【００４１】
そして、多数の辞書ファイルデータを作成して、辞書ファイル記憶部４４に保存することによって、基準断面計算部４０Ａを心臓の心尖部等の基準部位を判別するための判別器（識別器）として利用することができる。換言すれば、辞書ファイル記憶部４４に保存される各辞書ファイルは、基準断面計算部４０Ａにおける基準断面画像データの計算のための参照データとして利用することができる。
【００４２】
すなわち、基準断面計算部４０Ａは、アキシャル断面画像データ等の単純な複数の断面画像データ又は複数の断面画像データから生成されるボリューム画像データに基づいて、解剖学的知見及び他の複数の被検体の心臓の形態画像データの少なくとも一方から生成される参照データを参照して心臓の基準断面の位置情報の検出処理を行うことができる。但し、基準断面計算部４０Ａには、辞書ファイルデータとして作成される参照データを参照せずに心臓の基準断面の位置情報の検出処理を行う機能を備えることができる。例えば、アキシャル断面画像データ等の単純な複数の断面画像データ又は複数の断面画像データから生成されるボリューム画像データに対する解剖学知見に基づく信号処理によっても心臓の基準断面の位置情報の検出処理を行うことができる。
【００４３】
そこで、参照データを参照した心臓の基準断面の位置情報の検出処理と、信号処理による心臓の基準断面の位置情報の検出処理とを、所望の条件に応じて切換えるようにしても良い。具体例として、解剖学知見に基づく信号処理を含む第１のアルゴリズムにより心臓の基準断面の位置情報の検出処理を行い、第１のアルゴリズムによる基準断面の位置情報の検出精度に応じて、解剖学的知見及び他の複数の被検体の心臓の形態画像データの少なくとも一方から生成される参照データを参照した第２のアルゴリズムによる基準断面の位置情報の検出処理を行う方法が挙げられる。
【００４４】
また、別の例として、参照データを参照して基準断面の位置の候補を絞った後、解剖学的知見に基づく信号処理により基準断面の位置を特定する方法も挙げられる。このように、第１又は第２のアルゴリズムによって複数の断面画像データ又は複数の断面画像データから生成されるボリューム画像データに基づいて、基準断面の位置情報の検出処理を行うことができる。
【００４５】
尚、辞書ファイル記憶部４４には、新たな被検体の心臓形態データや解剖学的知識に基づく辞書ファイルを追加することができる。従って、辞書ファイル記憶部４４に辞書ファイルを蓄積することによって参照データとしての精度を向上させることができる。辞書ファイル記憶部４４には、他の磁気共鳴イメージング装置又はＸ線CT (computed tomography)装置等の他の画像診断装置において収集された心臓形態画像データに基づく辞書ファイルを追加してもよい。逆に、辞書ファイル記憶部４４に保存された辞書ファイルをネットワーク又は記録メディアを介して外部に出力して利用することもできる。
【００４６】
基準断面情報記憶部４５は、基準断面計算部４０Ａにより計算された心臓の基準断面画像データ又は心臓の基準断面画像データを３次元(3D: three dimensional)画像データから生成するための基準断面の空間的な位置情報を保存する機能を有する。
【００４７】
撮像断面設定部４０Ｂは、イメージングの対象となる撮像断面を設定する機能を有する。撮像断面の設定は、基準断面情報記憶部４５に保存された心臓の基準断面画像データ又は基準断面の空間的な位置情報に基づいて生成可能な基準断面画像データを通じて行うことができる。すなわち、撮像断面設定部４０Ｂは、撮像断面の設定画面とともに心臓の基準断面画像を表示装置３４に表示させ、入力装置３３からの情報に従って撮像断面の設定画面に表示させた心臓の基準断面画像を介して撮像領域を設定する機能を備えている。
【００４８】
例えば、撮像断面設定部４０Ｂが計算によって生成された複数の異なる基準断面画像を複数のサムネイル画像として表示装置３４に表示させ、入力装置３３から取得したサムネイル画像の選択情報に従ってイメージング用のMRデータの収集に用いられるパルスシーケンスのデータ収集断面を設定するようにしてもよい。
【００４９】
また、撮像断面設定部４０Ｂは、複数のアキシャル断面画像データの位置決めに必要なスカウト画像データを画像データ記憶部４３から検索して取得できるように構成される。尚、画面を通じた撮像部位の設定には、GUI (Graphical User Interface)技術を用いることができる。
【００５０】
データ処理部４１は、シーケンスコントローラ３１からMRデータを取得してｋ空間データ記憶部４２に形成されたｋ空間にｋ空間データとして配置する機能、ｋ空間データ記憶部４２からｋ空間データを取得して画像データを生成する機能、画像データに必要な画像処理及びデータ処理を施して画像データ記憶部４３に書き込む機能、画像データ記憶部４３から取得した画像データに必要な画像処理及びデータ処理を施して表示装置３４に表示させる機能を有する。
【００５１】
画像生成部４１Ａは、ｋ空間データ記憶部４２から取得したｋ空間データにフーリエ変換(FT: Fourier transform)を含む画像再構成処理及び必要な画像処理を施して画像データ記憶部４３に書き込む機能を有する。
【００５２】
ｋ空間データ記憶部４２は、シーケンスコントローラ３１から出力されたｋ空間データを、画像データ記憶部４３は、画像生成部４１Ａにおいて生成された画像データを、それぞれ保存する機能を有する。
【００５３】
インデックス情報作成部４１Ｂは、イメージングスキャンによって収集された心臓の画像データの位置決めに用いられた心臓の基準断面画像の識別情報を、画像データの分類情報として画像データに付加する機能を有する。すなわち、インデックス情報作成部４１Ｂは、画像データの付帯情報として基準断面計算部４０Ａにおいて生成された心臓の基準断面画像の１つを特定する情報を画像データに付加する機能を備えている。画像データに対応する心臓の基準断面画像の識別情報は、撮像断面設定部４０Ｂから取得することができる。尚、識別情報として、基準断面の位置及び方向を表すベクトル情報を用いてもよい。
【００５４】
次に磁気共鳴イメージング装置２０の動作及び作用について説明する。
【００５５】
図３は、図１に示す磁気共鳴イメージング装置２０により被検体Ｐにおける心臓の基準断面画像の自動計算を伴って心臓をイメージングする際の流れを示すフローチャートであり、図４は、図２に示す基準断面計算部４０Ａにおける心臓の基準断面画像データの生成手順を示す図である。
【００５６】
まず予め寝台３７に被検体Ｐがセットされ、静磁場電源２６により励磁された静磁場用磁石２１(超伝導磁石)の撮像領域に静磁場が形成される。また、シムコイル電源２８からシムコイル２２に電流が供給されて撮像領域に形成された静磁場が均一化される。
【００５７】
そして、ステップＳ１において、被検体の心臓を含むスカウト画像データが収集される。すなわち、撮像断面設定部４０Ｂは、少なくとも被検体Ｐの心臓を含むアキシャル断面、コロナル断面及びサジタル断面を撮像断面として設定する。そして、撮像条件設定部４０は、アキシャル断面、コロナル断面及びサジタル断面からMRデータの収集を行うためのパルスシーケンスを含む撮像条件を設定し、設定した撮像条件をシーケンスコントローラ３１に出力して制御する。
【００５８】
そうすると、シーケンスコントローラ３１は、撮像条件に従って傾斜磁場電源２７、送信器２９及び受信器３０を駆動させることにより被検体Ｐがセットされた撮像領域に傾斜磁場を形成させるとともに、RFコイル２４からRF信号を発生させる。このため、被検体Ｐの内部における核磁気共鳴により生じたMR信号が、RFコイル２４により受信されて受信器３０に与えられる。受信器３０は、RFコイル２４から磁気共鳴を利用して収集されたMR信号を受けて、シーケンスコントローラ３１に与える。シーケンスコントローラ３１は、MR信号をデータ処理部４１に出力する。
【００５９】
そして、データ処理部４１は、MRデータをｋ空間データ記憶部４２に形成されたｋ空間にｋ空間データとして配置する。更に、画像生成部４１Ａは、ｋ空間データ記憶部４２からｋ空間データを取得して画像再構成処理を施す。これにより、被検体Ｐのアキシャル断面画像データ、コロナル断面画像データ及びサジタル断面画像データが生成される。生成されたアキシャル断面画像データ、コロナル断面画像データ及びサジタル断面画像データは画像データ記憶部４３に書き込まれる。
【００６０】
そして、撮像断面設定部４０Ｂは、アキシャル断面画像データ、コロナル断面画像データ及びサジタル断面画像データを画像データ記憶部４３から取得してスカウト画像として表示装置３４に表示させる。これにより、図４(A)に示すような被検体Ｐの心臓を含むアキシャル断面像、コロナル断面像及びサジタル断面像が表示装置３４に表示される。図４(A)は、アキシャル断面に垂直な体軸方向がz軸方向に、コロナル断面に垂直な方向がy軸方向に、サジタル断面に垂直な方向がx軸方向に、それぞれ設定された例を示している。
【００６１】
次に、ステップＳ２において、図４(B)に示すような心臓全体をカバーするマルチスライスアキシャル断面画像データが収集される。すなわち、撮像断面設定部４０Ｂは、図４(A)に示すスカウト画像を介して、心臓をカバーする範囲を複数のアキシャル断面画像データの収集領域として設定する。そして、スカウト画像データの収集と同様な流れで複数のアキシャル断面画像データが収集され、画像データ記憶部４３に書き込まれる。
【００６２】
但し、各アキシャル断面画像間において心臓の形状がなるべく一致するように、ECGユニット３８から取得されるECG信号に同期してアキシャル断面画像データの生成用のMRデータを収集することが望ましい。
【００６３】
図５は、図４(B)に示すような複数のアキシャル断面画像データの生成用のMR信号の収集タイミングを示す図である。
【００６４】
図５において横軸は時間を、ECGはECG信号の波形を、DAQはMR信号のデータ収集期間を、それぞれ示す図である。図５に示すようにECG信号には、R波、S波及びT波等の基準波が現れる。R波の後には心臓の収縮期が現れ、収縮期の後には拡張期が現れる。収縮期及び拡張期にはそれぞれ心筋の動きが概ね静止してECG信号の変化が安定する静止期間ΔT1, ΔT2が存在する。
【００６５】
そこで、図５に示すように、ECG同期撮像によってECG信号のR波をトリガとする遅延時間DTd又はDTsを一定にして、心臓の拡張期の静止期間又は収縮期の静止期間において同一とみなせる心時相で複数のアキシャル断面画像データ用のMRデータを繰返し収集することが重要である。この場合、隣合うR波間をRRとして1RR又は2RR、つまりECG信号の連続する２つ又は３つの基準波の間において１フレーム分のアキシャル断面画像データが収集されることになる。
【００６６】
これらのデータ収集条件により、アキシャル断面画像データ間における心時相のずれの発生を抑制するとともに１回の息止め中に必要な複数のアキシャル断面画像データを収集することが可能となる。また、安定的な心臓の拡張期の静止期間又は収縮期の静止期間において複数のアキシャル断面画像データを収集することにより、アキシャル断面画像データ間において心臓の形状を安定させることができる。
【００６７】
加えて、１回の励起パルスの印加後に１フレーム分のMR信号を収集するシングルショットシーケンスによって各アキシャル断面画像データ用のMR信号を収集することが呼吸性の動きの影響を回避する観点から重要である。
【００６８】
次に、ステップＳ３において、基準断面計算部４０Ａは、画像データ記憶部４３からアキシャル断面画像データを読み込んで、アキシャル断面画像データの等方化処理を行う。アキシャル断面画像データのスライス間隔がスライス内における解像度よりも粗い場合にはアキシャル断面画像データは図４(C)の左側に示すように異方性を有する画像データとなる。そこで、異方性画像データの各点における値に基づいて等方性を有する格子点上におけるデータで構成される等方性画像データが生成される。等方性画像データの生成は、補間処理及び不要な点を除去する処理によって行うことができる。
【００６９】
そして、等方化処理により、マルチスライスアキシャル断面画像データから心臓を含む3Dボリューム画像データが生成される。
【００７０】
次に、ステップＳ４において、基準断面計算部４０Ａは、等方化処理後の画像データの各画素値に基づいて、心尖部、僧帽弁、長軸及び左室中心の位置を検出する。図４(D)に示すように心臓は、右室(RV: right ventricle)、右房(RA: right atrium)、左房(LA: left atrium)及び左室(LV: left ventricle)の４つのchamberを有する。LAとLVとの間は、僧帽弁で区切られる。そして、長軸は、僧帽弁の尖端と心尖部を結ぶ直線として求めることができる。また、左室中心は、僧帽弁の尖端と心尖部の中点として求めることができる。従って、まず心尖部及び僧帽弁の尖端位置が初期基準点として等方性画像データから自動検出される。
【００７１】
初期基準点の自動検出は、（１）解剖学的知識に基づく最大画素値の検出及び画素値の勾配計算等の信号値計算処理、（２）心臓の各部位に関する解剖学的な形態情報及び他の被検体から収集した多数の心臓の幾何学的データ等の既知情報から辞書ファイルとして作成された参照データを参照した計算、（３）パターンマッチング或いはこれらの併用などの方法によって行うことができる。尚、辞書ファイルは、上述したように、特定したい部位を含む周辺領域のデータに関する、信号値、信号値間の勾配及びそれらに関するストグラム情報等の多次元のベクトル情報からなる。
【００７２】
例えば、血流からの信号が強調される条件でアキシャル断面画像データが収集された場合には、大動脈から左室及び心尖部までの血流からの信号値が連続性を有するという解剖学的知識に基づいて、ボリューム画像データから画素値の大きい部分を検出することによって心臓の初期基準点を解析的に自動検出することができる。
【００７３】
具体例としては、まずボリューム画像データから得られるあるアキシャル断面画像データにおいて、大動脈に関する空間的位置の既知情報に基づいて大動脈の探索範囲が決定される。次に、探索範囲において画素値が最大となる位置が検出される。更に、アキシャル方向に最大画素値となる点を追跡し、検出された点群を結ぶと大動脈の中心線を求めることができる。このように求めた大動脈の中心線の端部を検出することによって、心尖部を自動検出することができる。また、血管の中心線周囲における画素値の勾配を計算し、僧帽弁の形状に対応する画素値の勾配を検出することによって、僧帽弁の尖端位置を自動検出することができる。つまり、血液からの信号の連続性を利用して血管の位置とともに心臓の初期基準点を自動検出することができる。
【００７４】
別の具体例として、参照データとしての辞書ファイルを参照することによってボリューム画像データから心臓の初期基準点を自動判定するためのアルゴリズム又は関数等で表される判別器を予め作成しておき、判別器に従って初期基準点を特定する方法がある。例えば、入力をボリューム画像データの各位置における画素値を表す行列とし、辞書ファイルを参照することによって、心尖部及び僧帽弁の尖端位置等の初期基準点の位置ベクトルを出力として返す非線形の行列式を作成することができる。或いは、入力をボリューム画像データの各位置における画素値を表す行列とし、辞書ファイルを参照してそれらに関する統計量や確率分布等の情報に基づいて、特定部位に対応する位置ベクトルを返す関数を作成することができる。
【００７５】
参照データとしては、上述のように心臓の各部位の形態に関する解剖学的知識及び他の被検体から収集した多数の心臓の形態情報に基づく辞書ファイルデータを用いることができる。すなわち、基準断面計算部４０Ａは、辞書ファイル記憶部４４に保存された辞書ファイルを参照データとして用いたアルゴリズムによって初期基準点を特定することができる。辞書ファイルを初期基準点の自動特定に用いれば、その後の処理は比較的簡易な解析的処理に基づく手順で、例えば学会等によって標準化された基準断面設定の手順に従って、残りの基準断面を設定することができる。
【００７６】
また、心臓の形態的な特徴は、被検体の体型や疾患の種類等の特徴に依存する。従って、被検体の体型や疾患の種類等の特徴ごとに統計的に処理及び作成された辞書ファイルを初期基準点の自動判定に用いれば、詳細な被検体の特徴に応じてより正確に心臓の初期基準点を計算することができる。
【００７７】
更に、辞書ファイル記憶部４４に保存された辞書ファイルを参照して初期基準点を計算する方法と、解剖学的知識に基づく信号処理によって解析的に初期基準点を計算する方法のいずれを初期基準点の計算に用いるかについての優先順位を予め決定し、条件に応じて計算方法を使い分けることもできる。
【００７８】
例えば、最初に解剖学知見に基づく解析的な信号処理を含む第１のアルゴリズムにより心臓の初期基準点の検出処理を実行し、初期基準点が十分な精度で検出できなかった場合に多数の被検体の検査画像データに基づく辞書ファイルを参照した第２のアルゴリズムにより詳細な初期基準点の検出処理を実行するようにしてもよい。或いは、その逆であってもよい。すなわち、初期基準点の検出精度に応じてアルゴリズムを変更することができる。
【００７９】
また、２次元パターンマッチングを行う自動計算アルゴリズムにより暫定的に計算された心臓の初期基準点をパターンマッチング又は特徴点検出により補正することによって、正確な初期基準点を計算する方法もある。
【００８０】
この場合、まず、ボリューム画像データと参照データとの初期断面上における２次元パターンマッチングを行う自動計算アルゴリズムによってボリューム画像データから初期断面上における心尖部及び僧帽弁の尖端位置が計算される。
【００８１】
次に、初期断面上における心尖部及び僧帽弁の尖端位置を結ぶ第１の長軸の位置を表す式が計算される。但し、初期断面は、自動計算アルゴリズムにおける２次元パターンマッチングのために暫定的に設定される断面であるため、心尖部、僧帽弁の尖端及び第１の長軸の位置の計算精度は粗くなる。そこで、精度が粗い第１の長軸を中心として初期断面が回転される。
【００８２】
次に、等方化処理前における複数のアキシャル断面画像データの解像度が最も高くなるような初期断面の回転角度が検出される。すなわち、アキシャル断面画像データは異方性を有するため、アキシャル断面画像データと交差する断面の法線方向によって解像度が異なる。そこで、心尖部及び僧帽弁の尖端位置を高精度に検出するための高解像度の断面が検出される。
【００８３】
次に、検出された高解像度断面上でのアキシャル断面画像データと参照データとの２次元パターンマッチング又はアキシャル断面画像データの画素値の特徴点検出により心尖部及び僧帽弁の位置が検出される。そして、高解像度断面上の心尖部及び僧帽弁の尖端位置を結ぶ精密な第２の長軸の位置を表す式が計算される。
【００８４】
このように、高解像度となる断面の検出を行うことによって２次元パターンマッチングであっても正確な長軸の位置を計算することができる。
【００８５】
上述の例の他、２次元又は３次元のパターンマッチングを、相互相関係数を用いた処理や誤差を最小化するフィッティング等の公知の手法で行うことによって初期基準点を計算するようにしてもよい。この場合、パターンマッチングを行うための点や輪郭の位置を表したテンプレートデータを予め準備しておくことができる。テンプレートデータを疾患別及び被検体の特徴別に多数準備しておけば、より精度良く初期基準点を計算することができる。テンプレートデータも辞書ファイルのように解剖学知識や過去の被検体の画像データに基づいて作成することができる。
【００８６】
次に、図３のステップＳ５において、基準断面計算部４０Ａは、心臓の長軸又は初期基準点を基準として生成される各種断面におけるパターンマッチングや特徴点検出処理により基準断面画像データの計算を行う。この基準断面画像データのパターンマッチングも、入力を長軸の位置情報及びボリューム画像データとし、出力を基準断面画像データの画素値とするアルゴリズムとして予め準備しておくことができる。また、特徴点検出処理を行う場合には、参照データとして、辞書ファイル記憶部４４に保存された辞書ファイルを用いることができる。
【００８７】
図６は、図２に示す基準断面計算部４０Ａにおいて、心臓の長軸に基づいて基準断面画像を生成する際の流れを示す図である。
【００８８】
図６(A)に示すように心臓の長軸が検出されたボリューム画像データから６つの基準断面画像データを計算によって自動生成することができる。
【００８９】
具体的には、長軸に直交する断面の画像データとして左室短軸像データを生成することができる。左室短軸像は、図６(B)に示すように、LVの中心を通る断面画像とされる場合が多い。
【００９０】
また、長軸を含みz軸（体軸）に平行な断面の画像データとして図６(C)に示すような垂直長軸像データを生成することができる。さらに、垂直長軸像に直交し、長軸を含む断面の画像データとして図６(E)に示すような水平長軸像データを生成することができる。
【００９１】
また、図６(D)に示す短軸像データのパターンマッチングや画素値判定等の公知の特徴点検出処理によってRVの端部の位置を基準点として検出することができる。これにより、図６(F)に示すような長軸を含み、RVの端部にマークされた基準点を通る断面の画像データとして4 chamber像データを生成することができる。4 chamber像は、LV, LA, RV及びRAの４つのchamberが描出される基準断面画像である。
【００９２】
4 chamber像データが生成されると、4 chamber像に直交し、長軸を含む断面の画像データとして図６(H)に示すような2 chamber像データを生成することができる。2 chamber像は、LV及びLAの２つのchamberが描出される基準断面画像である。
【００９３】
また、心基部付近における左室短軸像を生成すると、図６(G)に示すようにRVが描出されずに左室流出路が描出される。図６(G)に示す短軸像データのパターンマッチングや画素値判定等の公知の特徴点検出処理によって左室流出路の端部の位置を基準点として検出することができる。これにより、長軸を含み、左室流出路の端部にマークされた基準点を通る断面の画像データとして図６(I)に示すような3 chamber像データを生成することができる。3 chamber像は、LV, LA, 左室流出路の３つのchamberが描出される基準断面画像である。
【００９４】
このように、所定の位置における短軸像データにおいて特徴点を検出し、基準点としてマークすることにより、2 chamber像データ、3 chamber像データ及び4 chamber像データを自動的に順次生成することができる。
【００９５】
尚、６つの基準断面画像データを生成せずに、ユーザによって選択された必要な基準断面画像データのみを生成してもよい。図６に示す例を参照すれば、僧帽弁の尖端と心尖部とを結ぶ長軸に基づいて、左室短軸像の断面の空間的な位置情報を計算した後に、4 chamber像、3 chamber及び2 chamber像の少なくともいずれかの断面の空間的な位置情報を計算することができる。全て計算する場合には、4 chamber像、2 chamber像及び3 chamber像の断面の空間的な位置情報を順番に計算することができる。
【００９６】
また、ステップＳ４において、心尖部及び僧帽弁の尖端位置とともにRVの端部や左室流出路の端部等の特徴点の位置を予め準備したアルゴリズムに従って自動検出するようにしてもよい。更に、RVの端部の代わりに三尖弁の位置を認識して検出するようにしても良い。この場合、ステップＳ５において特徴点検出処理を行わなくても対応する基準断面画像データを生成することができる。
【００９７】
そして、基準断面計算部４０Ａにおいて基準断面画像データが生成されると、基準断面画像データ又はボリューム画像データ内における基準断面の位置及び方向を表すベクトル情報が心臓の基準断面の空間的な位置情報として基準断面情報記憶部４５に書き込まれる。
【００９８】
次に、ステップＳ６において、撮像断面設定部４０Ｂにより、心臓のイメージングにおける撮像部位の位置決めが行われる。そのために、撮像断面設定部４０Ｂは、撮像部位の位置決めのために参照すべき単一又は複数の基準断面画像を撮像断面の設定画面とともに表示装置３４に一覧表示させる。すなわち、撮像断面設定部４０Ｂは、心臓の基準断面の位置情報に基づいて複数のアキシャル断面画像データから計算された心臓の基準断面画像を表示装置３４に表示させ、表示された心臓の基準断面画像を介してイメージング用の撮像部位の位置決めを行う。表示装置３４に表示させるべき基準断面画像の種類、方向、サイズ、解像度等の表示条件は、ユーザの使用頻度等に応じて予め撮像断面設定部４０Ｂにおいてプリセットしておくことができる。
【００９９】
具体的には、撮像断面設定部４０Ｂが基準断面情報記憶部４５から基準断面画像データ自体を取得した場合には、撮像断面設定部４０Ｂが基準断面画像データを表示装置３４に出力させる。一方、撮像断面設定部４０Ｂが基準断面情報記憶部４５から基準断面の位置及び方向を表すベクトル情報を取得した場合には、撮像断面設定部４０Ｂが画像データ記憶部４３からボリューム画像データを読み込む。そして、撮像断面設定部４０Ｂは、ベクトル情報に対応する基準断面画像データをボリューム画像データに対するMPR (multi planar reconstruction)処理によって生成する。
【０１００】
例えば、イメージングによってコロナリ静止期間を観察するための画像を描出する場合には、コロナリ静止期間の観察に適したROIの設定用に心臓の基準断面画像が表示装置３４に表示される。
【０１０１】
また、基準断面画像データ自体ではなく、基準断面を基準とする他の断面画像データをボリューム画像データに対するMPR処理によって生成し、生成した所望の断面画像データを位置決め用の参照画像として表示装置３４に表示させることができる。すなわち、ユーザが入力装置３３の操作によってROI設定用の断面画像の位置ベクトル情報を撮像断面設定部４０Ｂに入力すると、撮像断面設定部４０Ｂはボリューム画像データに対するMPR処理によってリアルタイムにROI設定用の画像データを自動計算し、計算によって生成された画像データを表示装置３４に表示させる。また、撮像断面自体における画像データもイメージングに先だってMPR処理によって生成及び表示させることができる。
【０１０２】
更に、基準断面画像データ以外のMPR処理によって生成された所望の断面画像データを新たな基準断面画像データとして利用することもできる。例えば、入力装置３３から所望の断面画像データを基準断面画像データに設定するという指示情報を撮像断面設定部４０Ｂに入力することができる。このため、自動計算された基準断面画像データを入力装置３３の操作によって補正することもできる。
【０１０３】
すなわち、撮像断面設定部４０Ｂは、表示装置３４に表示された心臓の基準断面画像を任意方向に調整する指示情報が入力装置３３から入力された場合に、指示情報に基づいて、表示装置３４に表示された基準断面画像を更新させるようにすることができる。例えば、心尖部、僧帽弁、長軸及び左室中心の少なくとも１つを心臓の解剖学的な特徴部として心臓の複数の基準断面画像とともに表示装置３４に表示させることができる。そして、特徴部を移動させる指示情報が入力装置３３から撮像断面設定部４０Ｂに入力された場合に、撮像断面設定部４０Ｂは特徴部の移動と連動して複数の基準断面画像を更新させることができる。
【０１０４】
つまり複数の特徴部の位置情報に基づいて心臓の基準断面画像を自動計算して表示装置３４に表示させることができる。この場合、複数のアキシャル断面画像データ等の複数の断面画像データに基づいて基準断面計算部４０Ａにより自動計算されるのは、心臓の基準断面の空間的な位置情報というよりはむしろ移動可能に表示装置３４に表示される心臓の複数の特徴部の位置情報であると言うこともできる。また、複数の断面画像データに限らず、3D撮像データ等のボリュームデータに基づいて心臓の複数の特徴部の位置情報を計算することももちろん可能である。
【０１０５】
基準断面画像を含むMPR画像は、サムネイル(thumbnail)画像として選択可能に表示させることもできる。更に、サムネイル画像データの付帯情報としてベクトル情報を付加させることができる。この場合、例えば、マウス等の入力装置３３の操作によって表示装置３４に表示されたサムネイル画像をドラッグし、イメージング用に選択可能に表示されている複数のパルスシーケンスのうちの１つの上にサムネイル画像をドロップすると、サムネイル画像に付帯するベクトル情報で特定される断面がパルスシーケンスのデータ収集断面に設定されるようにすることができる。
【０１０６】
すなわち、撮像断面設定部４０Ｂが入力装置３３からサムネイル画像及びイメージングシーケンスの選択情報を取得すると、撮像断面設定部４０Ｂは、選択されたサムネイル画像データに付帯するベクトルで定まる断面をMRデータの収集断面とし、かつ選択されたパルスシーケンスと同種のパルスシーケンスをイメージングシーケンスに設定する。
【０１０７】
或いは、計算やMPR処理によって生成された複数の異なる基準断面画像自体又はそのサムネイル画像を表示装置３４に表示させることができる。そして、シネ撮像、遅延造影イメージング、心筋パーフュージョン(perfusion)のイメージング、Black Bloodイメージング、横緩和(T2)強調画像の撮像、心臓全体の形態イメージング、拡散強調イメージング(DWI: Diffusion weighted imaging)等の様々な目的を有する撮像に対応する撮像プロトコルと、複数の基準断面画像の１つとを関連付ける情報が入力装置３３から撮像断面設定部４０Ｂに入力された場合に、他の少なくとも１つの基準断面画像に、イメージング対象となるスライスの適切な条件を表示させることができる。尚、撮像スライスの条件としては、スライス厚、スライス間隔、スライス間のギャップ、スライスカバレージ（スライスの範囲）等が挙げられる。
【０１０８】
例えば、心臓全体の形態イメージング用の撮像プロトコルの撮像対象として１つの基準断面画像が選択された場合に、選択された基準断面画像と交差する他の基準断面画像上に、心臓全体をカバーするスライスカバレージを含むスライス条件が自動的に設定されて表示されるようにすることができる。また、シネ撮像のプロトコルの撮像対象として１つの基準断面画像が選択された場合には、選択された基準断面又は選択された基準断面を中心とする平行な数枚の断面を撮像スライスとして他の基準断面画像上に表示させることができる。
【０１０９】
イメージングシーケンスにおけるデータ収集断面は、入力装置３３の操作によるマニュアル設定の他、予め撮像目的に従ってプリセットすることもできる。例えば、複数のデータ収集断面が複数のイメージングシーケンスに自動的に順次割り当てられるようにプリセットできる。
【０１１０】
尚、基準断面の位置及び方向を表すベクトル情報は、ネットワークや記録メディアを介して他の医用機器に出力することができる。このため、他の医用機器において、基準断面情報を利用することができる。
【０１１１】
データ収集断面の他、撮像条件設定部４０では種々の撮像条件を自動設定することができる。例えば、次のような撮像条件が自動設定される。すなわち、撮像条件設定部４０は、撮像部位の長手方向を画像処理によって自動判定し、短い方向をエンコード方向に設定する。また、撮像条件設定部４０は、矩形状の撮影視野(FOV field of view)を同一平面内で回転させ、心臓の長軸方向がFOVの長手方向となるようにFOVを自動補正する。更に、撮像条件設定部４０は、心臓の中心位置を画像処理によって自動検出し、FOVの中心位置が概ね撮像対象となる心臓の中心位置となるようにFOVを自動調整する。また、撮像条件設定部４０は、撮像部位となる心臓のサイズを自動測定し、撮像部位がFOV内に入っていない場合には、撮像部位がFOV内となるようにFOVを拡大する。
【０１１２】
次に、ステップＳ７において、イメージングスキャンの実行によって、位置決めにより設定された撮像部位がイメージングされる。すなわち、撮像条件設定部４０は、撮像断面設定部４０Ｂにより設定されたデータ収集部位を含む撮像条件をシーケンスコントローラ３１に出力する。このため、スカウト画像データやマルチスライスアキシャル断面画像データの収集と同様な流れで心臓の診断画像データの生成用のMRデータが被検体Ｐから収集される。そして、画像生成部４１Ａは、MRデータから被検体Ｐの診断画像データを生成する。
【０１１３】
次に、ステップＳ８において、インデックス情報作成部４１Ｂは、診断画像データの位置決めに用いられた心臓の基準断面を特定する情報を、診断画像データの分類情報として診断画像データに付加する。すなわち、インデックス情報作成部４１Ｂは、診断画像データに対応する心臓の基準断面画像の識別情報を撮像断面設定部４０Ｂから取得し、取得した基準断面画像の識別情報を診断画像データに付帯情報として付加する。
【０１１４】
そして、同様な流れで順次所望の基準断面を介して位置決めされた診断画像データが収集され、収集された診断画像データは画像データ記憶部４３に書き込まれる。画像データ記憶部４３に保存された診断画像データには、対応する心臓の基準断面画像の識別情報が付加されている。このため、基準断面画像の識別情報をインデックスとして診断画像データを整理又は検索し、所望の診断画像データを表示させることができる。
【０１１５】
つまり以上のような磁気共鳴イメージング装置２０は、アキシャル断面画像データ等の単純な直交３断面の画像データに基づいて心臓における基準断面の空間位置を計算によって自動的に求め、計算によって生成された基準断面画像を心臓イメージングの位置決め用に表示できるようにしたものである。更に、磁気共鳴イメージング装置２０は、イメージングによって収集された診断画像データのインデックス情報として、診断画像データに対応する基準断面の計算結果を利用するようにしたものである。
【０１１６】
このため、磁気共鳴イメージング装置２０によれば、従来、心臓のイメージングスキャンに先って行われていた位置決め及び基準断面画像データの収集の繰り返しを不要にすることができる。このため、ユーザの煩雑なマニュアル操作を回避して、より短時間で心臓の基準断面画像データを取得することができる。
【０１１７】
また、磁気共鳴イメージング装置２０によれば、所定のアルゴリズムに従って心臓の特徴点を自動検出し、検出した特徴点を用いて均一な精度で心臓の基準断面の空間位置を計算することができる。このため、ユーザの心臓に対する解剖学的な知識や熟練度並びに被検体ごとの特徴に依存することなく、位置決めの精度を維持することができる。
【０１１８】
更に、磁気共鳴イメージング装置２０によれば、実際に画像データを収集することなく、計算によって生成した任意の断面における計算画像データを用いて診断画像データを分類することができる。このため、診断画像データの分類方法に制約がなく、ユーザの好みに応じた診断画像の分類が可能となる。
【０１１９】
以上、特定の実施形態について記載したが、記載された実施形態は一例に過ぎず、発明の範囲を限定するものではない。ここに記載された新規な方法及び装置は、様々な他の様式で具現化することができる。また、ここに記載された方法及び装置の様式において、発明の要旨から逸脱しない範囲で、種々の省略、置換及び変更を行うことができる。添付された請求の範囲及びその均等物は、発明の範囲及び要旨に包含されているものとして、そのような種々の様式及び変形例を含んでいる。
【０１２０】
例えば、図５に示す心臓の収縮期の静止期間ΔT1及び拡張期の静止期間ΔT2の双方においてそれぞれ複数のアキシャル断面画像データを収集することもできる。この場合、心臓の拡張期の静止期間に対応する複数のアキシャル断面画像データに基づく心臓の第１の基準断面の空間的な位置情報と、心臓の収縮期の静止期間に対応する複数のアキシャル断面画像データに基づく心臓の第２の基準断面の空間的な位置情報とをそれぞれ計算することができる。従って、第１及び第２の基準断面の位置情報から、より高精度かつ良好に計算された基準断面の位置情報を選択することができる。換言すれば、アキシャル断面画像データ用のMR信号の収集タイミングが万一適切に設定されなかった場合であっても、アキシャル断面画像データの再収集を回避することができる。しかも、そのためのMR信号の収集期間を殆ど増加させる必要がない。
【０１２１】
また、上述した実施形態では、心臓のイメージングを主として説明したが、大動脈のイメージングにおいても同様な方法で基準位置の自動検出及び基準断面画像の計算を行うことができる。
【０１２２】
また、装置の操作や位置決め作業に習熟していないユーザを想定し、磁気共鳴イメージング装置２０にユーザへのチュートリアル機能やユーザの熟練度を評価する機能を設けてもよい。例えば、マルチスライス画像データ及び基準断面画像のマニュアル収集をユーザが行った場合に、作業に要した時間や基準断面の精度を基準値と照らし合わせてユーザの熟練度についての評価情報を作成することができる。基準断面の精度は、例えば、マニュアル収集された基準断面と計算によって得られた基準断面との間における乖離量を指標として定義することができる。これらの機能は、コンピュータ３２の機能として磁気共鳴イメージング装置２０に具備することができる。
【符号の説明】
【０１２３】
２０  磁気共鳴イメージング装置
２１  静磁場用磁石
２２  シムコイル
２３  傾斜磁場コイル
２４  RFコイル
２６  静磁場電源
２７  傾斜磁場電源
２８  シムコイル電源
３２  コンピュータ
３３  入力装置
３４  表示装置
３５  演算装置
３６  記憶装置
３８  ECGユニット
４０  撮像条件設定部
４０Ａ  基準断面計算部
４０Ｂ  撮像断面設定部
４１  データ処理部
４１Ａ  画像生成部
４１Ｂ  インデックス情報作成部
４２  ｋ空間データ記憶部
４３  画像データ記憶部
４４  辞書ファイル記憶部
４５  基準断面情報記憶部 
【図１】
0005944645.tif 000002
【図２】
0005944645.tif 000003
【図３】
0005944645.tif 000004
【図４】
0005944645.tif 000005
【図５】
0005944645.tif 000006
【図６】
0005944645.tif 000007