(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、発明を実施するための形態を説明するが、本発明は、以下の形態に限定されることはない。
【0010】
図1は、本発明の一形態の磁気共鳴装置の概略図である。
磁気共鳴装置(以下、「MR装置」と呼ぶ。MR:Magnetic Resonance)100は、マグネット2、テーブル3、受信コイル4などを有している。
【0011】
マグネット2は、被検体11が収容されるボア21を有している。また、マグネット2は、超伝導コイルと、勾配コイルと、RFコイルとを有している。超伝導コイルは静磁場を印加し、勾配コイルは勾配磁場を印加し、RFコイルはRFパルスを送信する。尚、超伝導コイルの代わりに、永久磁石を用いてもよい。
【0012】
テーブル3は、被検体11を支持するクレードル3aを有している。クレードル3aは、ボア21内に移動できるように構成されている。クレードル3aによって、被検体11はボア21に搬送される。
【0013】
受信コイル4は、被検体11に取り付けられている。受信コイル4は、被検体11からの磁気共鳴信号を受信する。
【0014】
MR装置100は、更に、送信器5、勾配磁場電源6、受信器7、制御部8、操作部9、および表示部10などを有している。
【0015】
送信器5はRFコイルに電流を供給し、勾配磁場電源6は勾配コイルに電流を供給する。
受信器7は、受信コイル4から受け取った信号に対して、検波などの信号処理を実行する。
【0016】
制御部8は、表示部10に必要な情報を伝送したり、受信器7から受け取ったデータに基づいて画像を再構成するなど、MR装置100の各種の動作を実現するように、MR装置100の各部の動作を制御する。制御部8は、検出手段81〜合成手段85などを有している。
【0017】
検出手段81は、ナビゲータシーケンスにより得られたデータに基づいて、肝臓の上端のSI方向の位置を検出する。
ずれ量算出手段82は、検出された肝臓の上端の位置と基準位置とのずれ量dを算出する。
補正手段83は、スライスを、算出されたずれ量だけ補正する。
変換手段84は、k空間のデータを画像データに変換する。
合成手段85は、変換手段84により得られた複数の画像データを合成する。
尚、制御部8は、検出手段81〜合成手段85を構成する手段の一例であり、所定のプログラムを実行することにより、これらの手段として機能する。
【0018】
操作部9は、オペレータにより操作され、種々の情報を制御部8に入力する。表示部10は種々の情報を表示する。
MR装置100は、上記のように構成されている。
【0019】
図2は、本形態における撮影部位を概略的に示す図である。
本形態では、撮影部位は、肝臓を含む部位である。撮影部位には、スライスSL
1〜SL
nが設定される。
図2では、スライスSL
1〜SL
nはアキシャルであるが、サジタル、コロナル、又はオブリークであってもよい。
【0020】
図3は本形態で実施されるスキャンの説明図である。
本形態では、ローカライザスキャンSC1、プレスキャンSC2、および本スキャンSC3が実行される。
【0021】
ローカライザスキャンSC1は、スライスの位置決めに使用される位置決め画像データを取得するためのスキャンである。
プレスキャンSC2は、肝臓の上端の基準位置を決定するために実行されるスキャンである。
【0022】
本スキャンSC3は、肝臓の画像データを取得するためのスキャンである。本スキャンSC3では、スライスSL
1〜SL
nの画像データを取得するためのシーケンス群Gが実行される。また、SNR(Signal to Noise Ratio)を向上させるために、シーケンス群Gの加算回数NEXを、NEX=m(mは2以上の整数)に設定している。
シーケンス群Gは、ナビゲータシーケンスA
1〜A
nとイメージングシーケンスB
1〜B
nとが実行される。
【0023】
ナビゲータシーケンスA
1〜A
nは、肺と肝臓との境界を横切るナビゲータ領域R
nav(
図2参照)から信号を収集し、肝臓の上端の位置を検出するためのシーケンスである。
イメージングシーケンスB
1〜B
nは、それぞれ、スライスSL
1〜SL
nの画像データを取得するためのシーケンスである。
以下に、
図3に示すシーケンス群Gにより画像データを収集するときのフローについて説明する。
【0024】
図4は、本形態のフローを示す図である。
ステップST1では、ローカライザスキャンSC1を実行する(
図5参照)。
【0025】
図5は、ローカライザスキャンSC1により取得された画像データを示す図である。
ローカライザスキャンは、スライスの位置決めに使用される位置決め画像データEを取得するためのスキャンである。位置決め画像データEを取得した後、ステップST2に進む。
【0026】
ステップST2では、オペレータは、位置決め画像データEに基づいて、スライスおよびナビゲータ領域を設定する。
図6に、設定されたスライスおよびナビゲータ領域の一例を示す。スライスSL
1〜SL
nは、肝臓全体を覆うように設定される。また、ナビゲータ領域R
navは、肺と肝臓との境界を横切るように設定される。スライスSL
1〜SL
nおよびナビゲータ領域R
navを設定した後、ステップST3に進む。
【0027】
ステップST3では、プレスキャンSC2が実行される。プレスキャンSC2では、ナビゲータシーケンスが繰り返し実行される。ナビゲータシーケンスは、ナビゲータ領域R
nav内における肝臓の上端のSI方向の位置を検出するためのシーケンスである。被検体の呼吸運動により肝臓の上端のSI方向の位置が変化するので、ナビゲータシーケンスを繰り返し実行することにより、被検体の呼吸信号を取得することができる。
図7に、取得された呼吸信号を概略的に示す。呼吸信号を取得した後、ステップST4に進む。
【0028】
ステップST4では、ステップST3で取得した呼吸信号に基づいて、肝臓の上端のSI方向の基準位置を設定する。
図8に、設定された基準位置の一例を示す。本形態では、被検体が息を吐き終ったときの位置を、基準位置P
refとして設定する。被検体が息を吐くと、肝臓の上端はS側に移動し、被検体が息を吸うと肝臓の上端はI側に移動する。したがって、呼吸信号の極大値を検出することにより、被検体が息を吐き終ったときの位置を検出することができる。基準位置P
refは、オペレータが呼吸信号を見ながら手動で設定してもよいし、呼吸信号に基づいて自動で設定してもよい。基準位置P
refを設定した後、ステップST5に進む。
【0029】
ステップST5では、本スキャンSC3を実行する。
図9は、本スキャンSC3の1回目のシーケンス群Gで収集されるk空間のデータを概略的に示す図である。
先ず、ナビゲータシーケンスA
1が実行される。ナビゲータシーケンスA
1が実行されると、検出手段81(
図1参照)は、ナビゲータシーケンスA
1により得られたデータに基づいて、時点t
11における肝臓の上端のSI方向の位置P
11を検出する。ずれ量算出手段82(
図1参照)は、検出された肝臓の上端の位置P
11と基準位置P
refとのずれ量d(=d
11)を算出する。次に、補正手段83(
図1参照)は、ステップST2で設定したスライスSL
1を、算出されたずれ量d
11だけ補正する。
図9(a)に、d
11だけ補正された後のスライスSL
1を示す。
【0030】
次に、d
11だけ補正された後のスライスSL
1に従って、イメージングシーケンスB
1が実行される。本形態では、イメージングシーケンスB
1は高速撮像シーケンスであり、イメージングシーケンスB
1を実行することにより、スライスSL
1のk空間の全てのビューのデータが収集される。
図9(a)に、イメージングシーケンスB
1により収集されたk空間のデータD
11を概略的に示す。
【0031】
イメージングシーケンスB
1が実行された後、ナビゲータシーケンスA
2が実行される。ナビゲータシーケンスA
2が実行されると、検出手段81は、ナビゲータシーケンスA
2により得られたデータに基づいて、時点t
12における肝臓の上端のSI方向の位置P
12を検出する。ずれ量算出手段82は、検出された肝臓の上端の位置P
12と基準位置P
refとのずれ量d(=d
12)を算出する。次に、補正手段83は、ステップST2で設定したスライスSL
2を、算出されたずれ量d
12だけ補正する。
図9(b)に、d
12だけ補正された後のスライスSL
2を示す。
【0032】
次に、d
12だけ補正された後のスライスSL
2に従って、イメージングシーケンスB
2が実行される。イメージングシーケンスB
2は高速撮像シーケンスであり、イメージングシーケンスB
2を実行することにより、スライスSL
2のk空間の全てのビューのデータが収集される。
図9(b)に、イメージングシーケンスB
2により収集されたk空間のデータD
12を概略的に示す。
【0033】
以下同様に、ナビゲータシーケンスとイメージングシーケンスとが交互に実行され、各スライスのk空間のデータが収集される。そして、ナビゲータシーケンスA
nが実行される。ナビゲータシーケンスA
nが実行されると、検出手段81は、ナビゲータシーケンスA
nにより得られたデータに基づいて、時点t
1nにおける肝臓の上端のSI方向の位置P
1nを検出する。ずれ量算出手段82は、検出された肝臓の上端の位置P
1nと基準位置P
refとのずれ量d(=d
1n)を算出する。次に、補正手段83は、ステップST2で設定したスライスSL
nを、算出されたずれ量d
1nだけ補正する。
図9(c)に、d
1nだけ補正された後のスライスSL
nを示す。
【0034】
したがって、1回目のシーケンス群Gを実行することにより、スライスSL
1〜SL
nのk空間のデータD
11〜D
1nを収集することができる。
1回目のシーケンス群Gを実行した後、2回目のシーケンス群Gが実行される。
【0035】
図10は、2回目のシーケンス群Gを実行するときの説明図である。
2回目のシーケンス群Gでも、1回目のシーケンス群Gと同様にナビゲータシーケンスA
1〜A
nが実行され、肝臓の上端の位置P
21〜P
2nが検出される。そして、検出した位置P
21〜P
2nと基準位置P
refとのずれ量d
21〜d
2nに基づいて、ステップST2で設定したスライスSL
1〜SL
nが補正され、イメージングシーケンスB
1〜B
nが実行される。したがって、2回目のシーケンス群Gでは、スライスSL
1〜SL
nのk空間のデータD
21〜D
2nが収集される。
【0036】
以下同様に、2回目のシーケンス群Gが終了したら、3回目以降のシーケンス群Gも同様に実行され、スライスSL
1〜SL
nのk空間のデータが収集される。そして、最後に、m回目のシーケンス群Gが実行される。
【0037】
図11は、m回目のシーケンス群Gを実行するときの説明図である。
m回目のシーケンス群Gでも、1回目のシーケンス群Gと同様にナビゲータシーケンスA
1〜A
nが実行され、肝臓の上端の位置P
m1〜P
mnが検出される。そして、検出した位置P
m1〜P
mnと基準位置P
refとのずれ量d
m1〜d
mnに基づいて、ステップST2で設定したスライスSL
1〜SL
nが補正され、イメージングシーケンスB
1〜B
nが実行される。したがって、m回目のシーケンス群Gでは、スライスSL
1〜SL
nのk空間のデータD
m1〜D
mnが収集される。
【0038】
このようにして、シーケンス群Gが加算回数NEX(=m)だけ実行される。
図12に、1回目〜m回目のシーケンス群Gにより収集されたk空間のデータを概略的に示す。
k空間のデータを収集した後、ステップST6に進む。
【0039】
ステップST6では、ステップST5で収集されたk空間のデータに基づいて、各スライスSL
1〜SL
nの画像データを作成する。尚、どのスライスであっても、画像データの作成方法は同じであるので、以下では、スライスSL
1〜SL
nのうち、代表してスライスSL
1を取り上げ、スライスSL
1の画像データを作成する手順について説明する(
図13参照)。
【0040】
図13は、スライスSL
1の画像データを作成する手順の説明図である。
変換手段84(
図1参照)は、先ず、スライスSL
1のk空間のデータD
11〜D
m1の各々を実空間のデータに変換する。k空間のデータD
11〜D
m1の各々を実空間のデータに変換することにより、m枚のスライスSL
1の画像データE
1〜E
mが得られる。画像データE
1〜E
mを得た後、これらの画像データE
1〜E
mを合成する(
図14参照)。
【0041】
図14は、画像データE
1〜E
mを合成するときの説明図である。
合成手段85(
図1参照)は、画像データE
1〜E
mから、同一位置のピクセルの信号値を取り出し、ずれ量dに基づいて、ピクセルの信号値を合成する。
【0042】
例えば、画像データE
1〜E
mのピクセルQ
1の信号値を合成する場合、画像データE
1〜E
mの各々のピクセルQ
1の信号値S
11〜S
m1に重み付け係数F
1〜F
mを乗算し、重み付けられた信号値F
1*S
11〜F
m*S
m1を求める。尚、重み付け係数F
1〜F
mは、以下の式で表すことができる。
【数1】
【0043】
式(f1)〜(fm)の定数kは、予め設定されている値であり、例えば、k=3.33(cm)とすることができる。k=3.33の場合、式(f1)〜(fm)は、以下のように表される。
【数2】
【0044】
例えば、d
11=1cm、d
21=3cm、d
m1=2cmである場合、F
1=0.7、F
2=0.1、F
m=0.4となる。この場合、重み付けられた信号値は、F
1*S
11=0.7S
11、F
2*S
21=0.1S
21、F
m*S
m1=0.4S
m1となる。したがって、肝臓の上端が基準位置P
refに近いほど、ピクセルQ
1の信号値S
11〜S
m1の重みが大きくなり、肝臓の上端が基準位置P
refから遠いほど、ピクセルQ
1の信号値S
11〜S
m1の重みが小さくなることがわかる。特に、ずれ量d
11〜d
m1がk=3.33(cm)以上ある場合は、重み付け係数F
1〜F
mはゼロとなる。したがって、肝臓の上端が基準位置P
refから離れすぎている場合は、ピクセルQ
1の信号値S
11〜S
m1の重みをゼロにすることができる。
【0045】
重み付けられた信号値F
1*S
11〜F
m*S
m1を求めた後、これらの信号値を加算する。加算の式は、以下の式で表すことができる。
【数3】
【0046】
このようにして得られた信号値S
P1が、合成後の画像データE
combのピクセルQ
1の信号値として採用される。
図14では、ピクセルQ
1の信号値を合成する場合について説明されているが、他の各ピクセルQ
2〜Q
zの信号値を合成する場合も、各信号値を重み付け係数F
1〜F
mで重み付けし、重み付けられた信号値を加算すればよい。
図15に、各ピクセルの信号値を合成した後の様子を示す。このようにして、スライスSL
1の合成後の画像データを得ることができる。尚、場合によっては、スライスSL
1の全てのずれ量d
11〜d
m1がk=3.33(cm)以上になることがあり得る。この場合、全ての重み付け係数F
1〜F
mがゼロになってしまうので、合成後の画像データE
combの全てのピクセルの信号値がゼロになってしまい、スライスSL
1の画像を表示することができなくなる。したがって、スライスSL
1の全てのずれ量d
11〜d
m1がk=3.33(cm)以上になった場合は、ずれ量d
11〜d
m1の少なくとも一つがk=3.33(cm)よりも小さい値になるまで、スライスSL
1のデータを再収集するためのスキャンを実行すればよい。
【0047】
図14および
図15は、スライスSL
1の画像データを合成する方法について説明されているが、他のスライスSL
2〜SL
nについても、同様の方法で合成することができる。
【0048】
尚、信号値の合成方法は、
図14および
図15に示す方法に限定されることはない。
図16は、信号値の別の合成方法の一例を示す図である。
図16では、画像データE
1〜E
mのピクセルQ
1の信号値を合成する場合、先ず、画像データE
1〜E
mの各々のピクセルQ
1の信号値S
11〜S
m1を二乗し、重み付け係数F
1〜F
mで重み付けする。したがって、信号値F
1*S
112〜F
m*S
m12が求められる。尚、重み付け係数F
1〜F
mは、
図14および
図15の場合と同じ式が用いられる。
【0049】
重み付けられた信号値F
1*S
112〜F
m*S
m12を求めた後、以下の式に従って、これらの信号値を加算し、平方根を求める。
【数4】
【0050】
このようにして得られた信号値S
P1が、合成後の画像データE
combのピクセルQ
1の信号値として採用される。
【0051】
図16では、ピクセルQ
1の信号値を合成する場合について説明されているが、他の各ピクセルQ
2〜Q
zの信号値も、同様の方法で合成することができる。
図17に、各ピクセルの信号値を合成した後の様子を示す。このようにして、スライスSL
1の合成後の画像データを得てもよい。
【0052】
図16および
図17は、スライスSL
1の画像データを合成する方法について説明されているが、他のスライスSL
2〜SL
nについても、同様の方法で合成することができる。
【0053】
本形態では、肝臓の上端が基準位置P
refに近いほどピクセルの信号値の重みが大きくなり、肝臓の上端が基準位置P
refから遠いほどピクセルの信号値の重みが小さくなるので、ブラーリングが低減された画像データを得ることができる。
【0054】
また、本形態では、ずれ量dがk(cm)以上ある場合は、重み付け係数はゼロとなる。したがって、肝臓の上端が基準位置P
refから離れすぎている場合は、信号値の重みはゼロとなるので、ブラーリングを更に低減することが可能となる。
【0055】
尚、本形態では、基準位置P
refは、被検体が息を吐き終ったときの肝臓の上端の位置である。被検体が息を吐き終わる前後の時間では、肝臓の上端の位置の変動量は小さいので、基準位置P
refを、被検体が息を吐き終ったときの肝臓の上端の位置に設定しておくことにより、ブラーリングを更に低減することが可能である。尚、ブラーリングを低減することができるのであれば、基準位置P
refは、被検体が息を吐き終わったときの肝臓の上端の位置に限定されることはなく、例えば、被検体が息を吸い終わったときの肝臓の上端の位置に設定してもよいし、被検体が息を吸っている途中や息を吐いている途中における肝臓の上端の位置に設定してもよい。
【0056】
本形態では、シーケンス群Gで、n回のナビゲータシーケンスA
1〜A
nとn回のイメージングシーケンスB
1〜B
nとが実行されている。しかし、ナビゲータシーケンスが実行される回数は、イメージングシーケンスが実行される回数と同じである必要はなく、異なっていてもよい。例えば、1回のナビゲータシーケンスと、複数回(例えば2回)のイメージングシーケンスとを交互に実行してもよい。この場合、1回のナビゲータシーケンスにより得られた肝臓の上端の位置に基づいて、複数回のイメージングシーケンスにより得られた複数の画像データの重み付けを行えばよい。
【0057】
本形態では、プレスキャンSC2により得られたデータに基づいて基準位置P
refを求めているが、プレスキャンSC2を実行せずに、1回目のシーケンス群Gの最初に実行されるナビゲータシーケンスA
1で得られた肝臓の上端の位置を、基準位置P
refとしてもよい。
【0058】
本形態では、ずれ量に基づいてスライスを補正するスキャンを実行する場合について記載されているが、本発明はこれに限定されることはなく、スライスを補正しないスキャン(例えば、肝臓の上端が基準位置に到達したときにのみk空間のデータを収集するスキャン)を実行する場合にも適用することができる。この場合、イメージングシーケンスの直前にナビゲータシーケンスを実行してもよいし、イメージングシーケンスの直後にナビゲータシーケンスを実行してもよい。また、複数回のイメージングシーケンスを実行する直前に1回のナビゲータシーケンスを実行してもよいし、複数回のイメージングシーケンスを実行した直後に1回のナビゲータシーケンスを実行してもよい。
【0059】
また、本形態では、肝臓の上端の位置を検出しているが、被検体の体動を検出できるのであれば、肝臓の上端とは別の部位の位置を検出してもよい。また、本形態では、撮影部位は肝臓であるが、本発明は、肝臓以外の部位(例えば、腎臓)を撮影部位とする場合にも適用することができる。