JP7032057B2

JP7032057B2 - 磁気共鳴イメージング装置及び画像処理装置

Info

Publication number: JP7032057B2
Application number: JP2017102936A
Authority: JP
Inventors: 瑞瀟宋
Original assignee: Canon Medical Systems Corp
Current assignee: Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2017-05-24
Filing date: 2017-05-24
Publication date: 2022-03-08
Anticipated expiration: 2037-05-24
Also published as: JP2018196621A

Description

本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージング装置及び画像処理装置に関する。

Ｔ_１マップやＥＣＶ（ＥｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒＶｏｌｕｍｅｆｒａｃｔｉｏｎ）マップを生成することのできる磁気共鳴イメージング方法として、例えば、ＭＯＬＬＩ（ｍｏｄｉｆｉｅｄＬｏｏｋ－ＬｏｃｋｅｒＩｎｖｅｒｓｉｏｎＲｅｃｏｖｅｒｙ）法がある。ＭＯＬＬＩ法では、心電同期のもと複数の反転パルス（ＩＲ（ＩｎｖｅｒｓｉｏｎＲｅｃｏｖｅｒｙ）パルス）が印加されて複数のデータが収集され、これら収集された複数のデータに基づいて、Ｔ_１マップやＥＣＶマップが生成される。

磁気共鳴イメージング信号は複素数であり、通常は、磁気共鳴イメージング信号に対して絶対値を取る演算を行った画像（振幅画像）が用いられる。反転パルスを印加する場合、印加直後縦磁化が逆転し、Ｔ１緩和で縦磁化が回復する。続いて、ヌルポイントで、逆転された縦磁化が、反転パルスの印加前の元の方向に戻る。ここで、何らかの原因でヌルポイントの値に誤差が生じた場合、撮像の効果が低下する。

また、磁気共鳴イメージング信号の位相成分に対して、磁場の影響等による位相ずれが生じることもあった。

Ｐｅｔｅｒｋｅｌｌｍａｎ他３名著、"Ｐｈａｓｅ－ＳｅｎｓｉｔｉｖｅＩｎｖｅｒｓｉｏｎＲｅｃｏｖｅｒｙｆｏｒＤｅｔｅｃｔｉｎｇＭｙｏｃａｒｄｉａｌＩｎｆａｒｃｔｉｏｎＵｓｉｎｇＧａｄｏｌｉｎｉｕｍ－ＤｅｌａｙｅｄＨｙｐｅｒｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ"、米国、ＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｓｏｎａｎｃｅＩｎＭｅｄｉｃｉｎｅ、２００２年、第４７巻、ｐ３７２－３８３ＤａｎｉｅｌＲ．Ｍｅｓｓｒｏｇｈｌｉ他５名著、"ＭｏｄｉｆｉｅｄＬｏｏｋ－ＬｏｃｋｅｒＩｎｖｅｒｓｉｏｎＲｅｃｏｖｅｒｙ（ＭＯＬＬＩ）ｆｏｒＨｉｇｈ－ＲｅｓｏｌｕｔｉｏｎＴ１ＭａｐｐｉｎｇｏｆｔｈｅＨｅａｒｔ"、米国、ＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｓｏｎａｎｃｅＩｎＭｅｄｉｃｉｎｅ、２００４年、第５２巻、ｐ１４１－１４６

本発明の実施形態は、検査効率を向上することができる磁気共鳴イメージング装置を提供する。

実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、シーケンス制御部と、生成部とを備える。シーケンス制御部は、心電同期のもと反転パルスを複数の第１の時刻に印加し、複数の第２の時刻にデータを収集するパルスシーケンスを実行して、複数のデータを収集する。生成部は、前記複数のデータのうち少なくとも一つのデータから得られた位相情報と、前記複数のデータのうち一部のデータとを用いてリアル再構成を行ってリアル再構成画像を生成する。

図１は、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置を示す図である。図２は、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の実行するパルスシーケンスの一例について説明した図である。図３は、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の背景について説明した図である。図４は、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の行う処理の流れについて説明したフローチャートである。図５は、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置が表示させる画面の一例について説明した図である。図６は、実施形態に係る画像処理装置のハードウェア構成について説明した図である。

以下、添付図面を参照して、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置及び画像処理装置について、詳細に説明する。

(第１の実施形態)
図１は、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００を示す図である。被検体Ｐ（図１において点線の枠内）は、磁気共鳴イメージング装置１００に含まれない。

静磁場磁石１は、中空の円筒状に形成され、内部の空間に一様な静磁場を発生する。静磁場磁石１は、たとえば、永久磁石、超伝導磁石等である。傾斜磁場コイル２は、中空の円筒状に形成され、内部の空間に傾斜磁場を発生する。

具体的には、傾斜磁場コイル２は、静磁場磁石１の内側に配置され、傾斜磁場電源３から傾斜磁場パルスの供給を受けて、傾斜磁場を発生する。傾斜磁場電源３は、シーケンス制御回路１２０から送信される制御信号に従って、傾斜磁場パルスを傾斜磁場コイル２に供給する。

寝台４は、被検体Ｐが載置される天板４ａを備え、天板４ａを、被検体Ｐが載置された状態で、撮像口である傾斜磁場コイル２の空洞内へ挿入する。通常、寝台４は、長手方向が静磁場磁石１の中心軸と平行になるように設置される。

寝台制御回路５は、寝台４を駆動して、天板４ａを長手方向及び上下方向へ移動する。

送信コイル６は、磁場を発生する。具体的には、送信コイル６は、傾斜磁場コイル２の内側に配置され、送信回路７からＲＦ（ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙ）パルスの供給を受けて、磁場を発生する。送信回路７は、シーケンス制御回路１２０から送信される制御信号に従って、ラーモア周波数に対応するＲＦパルスを送信コイル６に供給する。

受信コイル８は、磁気共鳴信号（以下、ＭＲ（ＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｓｏｎａｎｃｅ）信号）を受信する。具体的には、受信コイル８は、傾斜磁場コイル２の内側に配置され、磁場の影響によって被検体Ｐから放射される磁気共鳴信号を受信する。また、受信コイル８は、受信した磁気共鳴信号を受信回路９に出力する。

受信回路９は、シーケンス制御回路１２０から送られる制御信号に従って、受信コイル８から出力された磁気共鳴信号に基づき磁気共鳴信号データを生成する。具体的には、受信回路９は、受信コイル８から出力された磁気共鳴信号をデジタル変換することによって磁気共鳴信号データを生成し、生成した磁気共鳴信号データを、シーケンス制御回路１２０を介して画像処理装置２００に送信する。なお、受信回路９は、静磁場磁石１や傾斜磁場コイル２等を備える架台装置側に備えられていてもよい。

シーケンス制御回路１２０は、傾斜磁場電源３、送信回路７、及び受信回路９を制御する。具体的には、シーケンス制御回路１２０は、画像処理装置２００から送信されたパルスシーケンス実行データに基づく制御信号を、傾斜磁場電源３、送信回路７、及び受信回路９に送信する。たとえば、シーケンス制御回路１２０は、ＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（ＦｉｅｌｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）等の集積回路、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＭＰＵ（ＭｉｃｒｏＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉt）等の電子回路である。

シーケンス制御回路１２０は、一例として、心電同期のもと反転パルスを複数の第１の時刻に印加し、複数の第２の時刻にデータを収集するパルスシーケンスを実行する。より具体的には、シーケンス制御回路１２０は、このようなパルスシーケンスとして、例えば、ＭＯＬＬＩ（ｍｏｄｉｆｉｅｄＬｏｏｋ－ＬｏｃｋｅｒＩｍａｇｉｎｇ）法のパルスシーケンスを実行する。この方法においては、後述する「３、（３）、３、（３）、５」等の所定のパターンで反転パルスを複数回印加し、ＴＩ（ＩｎｖｅｒｓｉｏｎＴｉｍｅ）を変化させて複数回のデータ収集を行う。図２に、かかるパルスシーケンスの一例が示されている。図２は、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の実行するパルスシーケンスの一例である、「３、３、５」のパターンのＭＯＬＬＩ法のパルシーケンスについて説明した図である。

図２の上段において、横軸は時刻を示している。シーケンス制御回路１２０は、複数の第１の時刻、すなわち時刻１０ａ、時刻１０ｂ、時刻１０ｃに、心電同期のもと反転パルスを印加する。ここで、各矢印が、心電同期のトリガとなる時刻、例えばＲ波の時刻を示し、矢印と矢印との間の間隔は、１心拍を表す。グラフ９０は、この時の縦磁化の変化を表す。すなわち、シーケンス制御回路１２０により印加される反転パルスにより縦磁化が反転され、時間の経過とともに縦磁化が回復する。

シーケンス制御回路１２０は、複数の第２の時刻、すなわち時刻１１ａ、時刻１１ｂ、時刻１１ｃ、時刻１２ａ、時刻１２ｂ、時刻１２ｃ、時刻１３ａ、時刻１３ｂ、時刻１３ｃ、時刻１３ｄ、時刻１３ｅにおいて、データを収集する。ここで、シーケンス制御回路１２０が実行するパルスシーケンスは、典型的には、反転パルス１個あたり複数の時刻で、データが収集されるパルスシーケンスである。例えば、図２の場合、シーケンス制御回路１２０は、時刻１０ａに印加された反転パルスに対して、時刻１１ａ、時刻１１ｂ、時刻１１ｃの３回、データ収集を行う。また、シーケンス制御回路１２０は、時刻１０ｂに印加された反転パルスに対して、時刻１２ａ、時刻１２ｂ、時刻１２ｃの３回、データ収集を行う。また、シーケンス制御回路１２０は、時刻１０ｃに印加された反転パルスに対して、時刻１３ａ、時刻１３ｂ、時刻１３ｃ、時刻１３ｄ、時刻１３ｅの５回、データ収集を行う。

なお、図２の例では、シーケンス制御回路１２０は、時刻１１ａ、時刻１１ｂ、時刻１１ｃにおいて、３心拍分収集を行った後、３心拍分収集を行わず、次に時刻１２ａ、時刻１２ｂ、時刻１２ｃにおいて３心拍分収集を行った後、３心拍分収集を行わず、最後に時刻１３ａ、時刻１３ｂ、時刻１３ｃ、時刻１３ｄ、時刻１３ｅにおいて５心拍分収集を行う。かかるパターンは、「３、（３）、３、（３）、５」と表現される。

なお、複数の第２の収集は、例えば同じ心位相でデータ収集が行われる。

図２の下段は、図２の上段のデータを、反転パルスの印加時間を起点として整理統合したものである。このように、シーケンス制御回路１２０は、複数のＴＩ（複数の第２の時刻）でデータ収集を行う。これにより、後述するＴ_１マップ等の作成が可能となる。

図１に戻り、画像処理装置２００は、処理回路１５０と、記憶回路１３２と、入力装置１３４と、表示装置１３５とを備える。また、処理回路１５０は、制御機能１５０ａ、生成機能１５０ｂ、受付機能１５０ｃ等を有する。

制御機能１５０ａ、生成機能１５０ｂ、受付機能１５０ｃにて行われる各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路１３２へ記憶されている。処理回路１５０はプログラムを記憶回路１３２から読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路１５０は、図１の処理回路１５０内に示された各機能を有することになる。なお、図１においては単一の処理回路１５０にて、制御機能１５０ａ、生成機能１５０ｂ、受付機能１５０ｃにて行われる処理機能が実現されるものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路１５０を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより機能を実現するものとしても構わない。

換言すると、上述のそれぞれの機能がプログラムとして構成され、１つの処理回路が各プログラムを実行する場合であってもよいし、特定の機能が専用の独立したプログラム実行回路に実装される場合であってもよい。なお、処理回路１５０の有する制御機能１５０ａ、生成機能１５０ｂ、受付機能１５０ｃは、それぞれ制御部、生成部、受付部の一例である。また、シーケンス制御回路１２０、表示装置１３５は、シーケンス制御部、表示部の一例である。

上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＧＰＵ（ＧｒａｐｈｉｃａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）或いは、特定用途向け集積回路（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（ＳｉｍｐｌｅＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＬｏｇｉｃＤｅｖｉｃｅ：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（ＣｏｍｐｌｅｘＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＬｏｇｉｃＤｅｖｉｃｅ：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦｉｅｌｄＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは記憶回路１３２に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶回路１３２にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。例えば、記憶回路１３２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等である。

記憶回路１３２は、生成機能１５０ｂによって格納された画像データや、磁気共鳴イメージング装置１００において用いられるその他のデータを記憶する。たとえば、記憶回路１３２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ（Flash Memory）等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等で構成される。

入力装置１３４は、操作者からの各種指示や情報入力を受け付ける。入力装置１３４は、例えば、マウスやトラックボール等のポインティングデバイス、あるいはキーボード等の入力デバイスである。

表示装置１３５は、処理回路１５０による制御のもと、画像データ等の各種の情報を表示する。表示装置１３５は、例えば、液晶表示器等の表示デバイスである。

処理回路１５０は、図示しないインタフェース機能により、シーケンス制御回路１２０に接続され、シーケンス制御回路１２０と画像処理装置２００との間で送受信されるデータの入出力を制御する。

処理回路１５０は、制御機能１５０ａにより、磁気共鳴イメージング装置１００の全体制御を行い、撮像や画像の生成、画像の表示などを制御する。たとえば、制御機能１５０ａは、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等の集積回路、ＣＰＵ、ＭＰＵ等の電子回路である。

処理回路１５０は、受付機能１５０ｃにより、例えば表示装置１３５等を通じて、ユーザから入力を受け付ける。

処理回路１５０は、生成機能１５０ｂにより、シーケンス制御回路１２０から送信された磁気共鳴信号データから画像を生成し、再構成した画像データを記憶回路１３２に格納する。特に、処理回路１５０は、生成機能１５０ｂにより、シーケンス制御回路１２０により収集された複数のデータに基づいて、リアル再構成（実再構成）を行って、実の値の画像であるリアル再構成画像（実再構成画像）を生成する。生成機能１５０ｂ、受付機能１５０ｃに係る処理の詳細については後述する。

続いて、実施形態に係る背景について簡単に説明する。

組織のＴ_１を表示したＴ_１マップは、例えばびまん性心筋繊維症等の診断に有効であると考えられている。Ｔ_１マップを作成するための磁気共鳴イメージング方法として、例えば、ＭＯＬＬＩ法がある。ＭＯＬＬＩ法では、例えば図２で説明した「３、（３）、３、（３）、５」のようなパルスシーケンスを実行することにより、心電同期のもと反転パルスを複数の時刻に印加し、複数の時刻にデータを収集する。ＭＯＬＬＩ法では、収集されたデータを用いて、Ｔ_１マップを得ることができる。また、ＭＯＬＬＩ法を用いて、造影剤を用いない撮影に係るパルスシーケンスと、造影剤を投入後の撮像に係るパルスシーケンスとを実行することにより、ＥＣＶ（ＥｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒＶｏｌｕｍｅｆｒａｃｔｉｏｎ）マップを生成することができる。ここで、ＥＣＶマップとは、例えば心筋の細胞外容積を表すマップである。例えばびまん性心筋繊維症の場合に値が大きくなることから、これらの診断に有効と考えられる。

磁気共鳴イメージング信号は複素数であり、通常は、磁気共鳴イメージング信号に対して絶対値を取る演算を行った画像（振幅画像）が用いられる。反転パルスを印加する場合、印加直後縦磁化が逆転し、Ｔ１緩和で縦磁化が回復する。続いて、ヌルポイントで、逆転された縦磁化が、反転パルスの印加前の元の方向に戻る。ここで、何らかの原因でヌルポイントの値に誤差が生じた場合、撮像の効果が低下する。従って、例えば反転パルスの極性情報を維持した信号成分を持つ画像の生成が望まれる。

この点に関して、同一の心位相で収集された複数のデータに関して、ＰＳＩＲ（Ｐｈａｓｅ－ｓｅｎｓｉｔｉｖｅＩｎｖｅｒｓｉｏｎｒｅｃｏｖｅｒｙ）法という方法が知られている。図３に、ＰＳＩＲ法のパルスシーケンスの概要を示す。ＰＳＩＲでは、心電トリガ２０ａの後、反転パルス２１が印加され、その後ＲＦパルス２２ａが印加され、１心拍目のデータ収集２３ａが行われる。続いて、心電トリガ２０ｂの後、ＲＦパルス２２ｂが印加され、２心拍目のデータ収集２３ｂが行われる。心電トリガ２０ａからＲＦパルス２２ａまでの時間は、心電トリガ２０ｂからＲＦパルス２２ｂまでの時間と通常等しい。また、ＲＦパルス２２ｂのフリップ角は、後続の収集に影響を与えないために、例えばＲＦパルス２２ａのフリップ角の例えば１／４のフリップ角に調整される。

図３（ｂ）において、グラフ１０Ｘは、時間とともに変化する縦磁化のグラフを表す。縦磁化は、反転パルス２１によって反転し、時間の経過とともに緩和する。１心拍目のデータ収集２３ａは、Ｔ_１コントラストがある画像となる一方、２心拍目のデータ収集２３ｂは、Ｔ_１コントラストの影響の少ない画像となる。従って、ＰＳＩＲ法では、２心拍目のデータ収集２３ｂを参照画像（リファレンス画像）として１心拍目のデータ収集２３ａより得られた画像に対して補正を行うことにより、反転パルスの極性情報を維持した信号成分を持つ画像であるＰＳＩＲ画像を生成する。

以上の点に鑑み、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００は、シーケンス制御部と、生成部とを備える。シーケンス制御部は、心電同期のもと反転パルスを複数の第１の時刻に印加し、複数の第２の時刻にデータを収集するパルスシーケンスを実行して、複数のデータを収集する。生成部は、複数のデータのうち少なくとも一つのデータから得られた位相情報と、複数のデータのうち一部のデータとを用いてリアル再構成を行ってリアル再構成画像を生成する。これにより、反転パルスの極性情報を維持した画像を、様々なＴＩや心位相で生成することができ、加えて、磁気共鳴信号の位相ずれを除去することができる。また、実行されるパルスシーケンスからは、リアル再構成画像のみならず、Ｔ_１マップやＥＣＶマップも生成することもできるので、総合的な検査効率を向上することができる。

かかる点について、図４及び図５を用いて説明する。図４は、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００の行う処理の流れについて説明したフローチャートである。また、図５は、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００が表示させる画面の一例について説明した図である。

まずはじめに、シーケンス制御回路１２０は、例えば図２で説明したＭＯＬＬＩ法のパルスシーケンスを実行する(ステップＳ１００)。例えば、シーケンス制御回路１２０は、心電同期のもと反転パルスを複数の第１の時刻に印加し、複数の第２の時刻にデータを収集するパルスシーケンスを実行する。シーケンス制御回路１２０は、複数のデータを収集する。

続いて、処理回路１５０は、生成機能１５０ｂにより、ステップＳ１００においてシーケンス制御回路１２０が収集した複数のデータのうち少なくとも一つのデータから、位相情報を得る(ステップＳ１１０)。

かかる処理について説明する。まず、処理回路１５０が位相情報を取得する理由について説明する。

磁気共鳴イメージング信号Ｓ（ｋ）は、複素信号であるので、それをフーリエ変換した画像信号ρ（ｘ）も、複素数の信号となる。画像信号ρ（ｘ）は、画像上の一点ｘでの水素原子信号密度を表す振幅（ｍａｇｎｉｔｕｄｅ）成分｜ρ（ｘ）｜と、画像信号の位相成分である位相成分θ（ｘ）に起因する信号とを含んだ信号となる（ρ（ｘ）＝｜ρ（ｘ）｜ｅｘｐ（ｉ θ（ｘ）））。画像信号ρ（ｘ）のうち位相成分θ（ｘ）は原理的には０になるはずであるが、実際には磁場の影響等による位相ずれが発生するため、位相成分θ（ｘ）は有限の値を取ることになる。従って、画素ごとに位相成分θ（ｘ）の推定値を求めて画素毎に補正を行うために、処理回路１５０は、位相情報を取得する。

次に、処理回路１５０が、生成機能１５０ｂにより、位相情報を得る処理の詳細について説明する。ＭＯＬＬＩ法では、反転パルスが印加されるが、反転パルスの影響を受けた画像には、正値のピクセルと負値のピクセルが混在することになる。かかる場合、これらのピクセルは、正値の画像信号の位相が回ったものであるのか、負値の画像信号の位相が回ったものであるのかを判断することが難しいため、位相ずれθ（ｘ）を正確に求めることが難しい。

従って、本実施形態では、処理回路１５０は、生成機能１５０ｂにより、反転パルスの影響を受けていない画像を参照画像として用いて、位相情報を取得する。ここで、「位相情報を取得する」とは、例えば、各画素ｘごとに、参照画像信号ρ_Ｒ（ｘ）から、その位相成分θ_Ｒ（ｘ）を算出することを意味する。位相成分θ_Ｒ（ｘ）は、例えばθ_Ｒ（ｘ）＝ａｒｃｔａｎ（Ｉｍ（ρ_Ｒ（ｘ））／Ｒｅ（ρ_Ｒ（ｘ）））で与えられる。反転パルスの影響を最も受けていない画像が、参照画像としては適当であることから、処理回路１５０は、生成機能１５０ｂにより、例えばＴＩ（ＩｎｖｅｒｓｉｏｎＴｉｍｅ）が最も大きいデータを用いて、位相情報を得る。例えば、処理回路１５０は、生成機能１５０ｂにより、図２の「３－５」のデータ収集に係るデータ、すなわち時刻１３ｅに係るデータから得られた画像信号ρ_Ｒ（ｘ）を用いて、各画素ｘごとに位相成分θ_Ｒ（ｘ）を算出することにより、位相情報を得る。

続いて、処理回路１５０は、生成機能１５０ｂにより、リアル再構成に用いられる画像を選択する(ステップＳ１２０)。第１の実施形態においては、ユーザからリアル再構成に用いられる画像の入力を受け付け、入力結果に基づいて、リアル再構成に用いられる画像を選択する。

図５において、表示画面４００は、処理回路１５０が制御機能１５０ａにより表示装置１３５に表示させる画面を表す。処理回路１５０は、制御機能１５０ａにより、表示領域３０に、実行されたパルスシーケンスに関する情報を表示する。例えば、処理回路１５０は、制御機能１５０ａにより、表示領域３０に、実行された図２のパルスシーケンスに関する情報を表示する。

また、処理回路１５０は、制御機能１５０ａにより、表示領域５０に、シーケンス制御回路１２０が収集した複数のデータから得られた画像のうち２以上の画像を表示装置１３５に表示させる。例えば、処理回路１５０は、制御機能１５０ａにより、表示領域５１ａに、時刻１１ａに対応する収集である「１－１」のデータ収集から得られた画像を表示装置１３５に表示させる。また、例えば、処理回路１５０は、制御機能１５０ａにより、表示領域５１ｂに、時刻１２ａに対応する収集である「２－１」のデータ収集から得られた画像を表示装置１３５に表示させる。また、例えば、処理回路１５０は、制御機能１５０ａにより、表示領域５１ｃに、時刻１３ａに対応する収集である「３－１」のデータ収集から得られた画像を表示装置１３５に表示させる。

表示領域３０に表示されたパルスシーケンスに関する情報及び表示領域５１ａ～５１ｃに表示されたパルスシーケンスに関する情報などの表示結果を参照したユーザから、処理回路１５０は、受付機能１５０ｃにより、リアル再構成に用いられる画像の選択の入力を受け付ける。具体的には、ユーザがボタン５２ａをクリックすると、処理回路１５０は、受付機能１５０ｃにより、時刻１１ａに対応する収集である「１－１」のデータ収集から得られた画像が、リアル再構成に用いられる画像として選択された旨の入力を受け付ける。また、ユーザがボタン５２ｂをクリックすると、処理回路１５０は、受付機能１５０ｃにより、時刻１２ａに対応する収集である「２－１」のデータ収集から得られた画像が、リアル再構成に用いられる画像として選択された旨の入力を受け付ける。また、ユーザがボタン５２ｃをクリックすると、処理回路１５０は、受付機能１５０ｃにより、時刻１３ａに対応する収集である「３－１」のデータ収集から得られた画像が、リアル再構成に用いられる画像として選択された旨の入力を受け付ける。

なお、リアル再構成に用いられる画像は、１つの画像である必要はなく、複数の画像がリアル再構成に用いられても良い。例えば、処理回路１５０は、受付機能１５０ｃにより、「１－１」、「２－２」、及び「３－１」のデータ収集から得られた画像すべてをリアル再構成してもよい。

また、処理回路１５０は、受付機能１５０ｃにより、リアル再構成に用いられる画像だけでなく、参照画像に用いられる画像の選択の入力を受け付けてもよい。図５の例では、「３－５」のデータ収集から得られた画像が、ステップＳ１１０の位相情報を得るための参照画像としてデフォルトで選択されている。ユーザがボタン５３をクリックして図示されていない画面で参照画像を選択すると、処理回路１５０は、受付機能１５０ｃにより、参照画像の変更を受け付ける。

処理回路１５０は、生成機能１５０ｂにより、ユーザから受け付けた入力に基づいて、リアル再構成に用いる画像を選択する。具体的には、処理回路１５０は、生成機能１５０ｂにより、ユーザから選択された画像を、リアル再構成に用いる画像として選択する。

続いて、処理回路１５０は、生成機能１５０ｂにより、ステップＳ１１０で得られた位相情報と、ステップＳ１２０で選択された画像とを用いてリアル再構成を行って、実画像であるリアル再構成画像を生成する(ステップＳ１３０)。

具体的には、処理回路１５０は、位相補正処理を行う。かかる位相補正処理は、画素の位置が同じであれば位相ずれの角度も同じになる、という仮定をおいて行われる。画素をｘとして、リアル再構成に用いる画像の画像信号を、ρ（ｘ）、リアル再構成に用いる画像の位相信号を、θ（ｘ）とすると、前述のように、ρ（ｘ）＝｜ρ（ｘ）｜ｅｘｐ（ｉ θ（ｘ）））が成り立つ。ここで、この式を変形すると、｜ρ（ｘ）｜＝ρ（ｘ）ｅｘｐ（－ｉ θ（ｘ））となるから、右辺を評価すると実数となる。

ここで、「画素の位置が同じであれば位相ずれの角度もほぼ同じになる」という仮定をすると、リアル再構成に用いる画像の位相信号θ（ｘ）は、ステップＳ１１０で得られた参照画像の位相信号θ_Ｒ（ｘ）とほぼ等しくなる。従って、θ（ｘ）を、θ_Ｒ（ｘ）と置き換えて、「ρ（ｘ）ｅｘｐ（－ｉθ_Ｒ（ｘ））」を評価すると、この値は、虚部の成分がほぼ０の複素数となり、ほぼ実数となることが期待される。処理回路１５０は、生成機能１５０ｂにより、その実部、すなわちＲｅ（ρ（ｘ）ｅｘｐ（－ｉθ_Ｒ（ｘ）））を算出することにより、リアル再構成を行って、実画像であるリアル再構成画像を生成する。このことにより、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００は、反転パルスの極性情報を保持しかつ磁気共鳴信号の位相ずれを除去したコントラスト画像を取得することができる。

続いて、処理回路１５０は、制御機能１５０ａにより、ステップＳ１３０で生成された再構成画像を、表示装置１３５に表示させる(ステップＳ１４０)。図５に、リアル再構成画像に用いる画像として、３つの画像を選択した場合のＧＵＩ（ＧｒａｐｈｉｃａｌＵｓｅｒＩｎｔｅｒｆａｃｅ）が示されている。処理回路１５０は、制御機能１５０ａにより、表示領域４０において、リアル再構成された画像のうち第１のものを、表示領域４３ａに、リアル再構成された画像のうち第２のものを、表示領域４３ｂに、リアル再構成された画像のうち第３のものを、表示領域４３ｃに、表示させる。

また、ステップＳ１１０～１４０の処理と並行して、又はそれらの処理の前や後に、ステップＳ２００～２１０の処理が行われる。処理回路１５０は、ステップＳ１００で得られた、複数のＴＩにおいて取得された複数のデータに基づいて、Ｔ_１マップを生成する(ステップＳ２００)。続いて、処理回路１５０は、制御機能１５０ａにより、ステップＳ２００で生成されたＴ_１マップを表示する（ステップＳ２１０）。図５に、かかるＧＵＩの一例が示されている。処理回路１５０は、制御機能１５０ａにより、ステップＳ２００において生成されたＴ_１マップを、表示領域４１に表示する。

以上のように、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００は、反転パルスを複数の時刻に印加し、複数の時刻にデータを収集するパルスシーケンスを実行するシーケンス制御部と、収集されたデータから位相情報を取得しそれを利用してリアル再構成画像を生成する生成部とを備える。このことにより、反転パルスの極性情報を保持し、磁気共鳴信号の位相ずれを除去した画像を生成することができる。また、実行されるパルスシーケンスからは、リアル再構成画像のみならず、Ｔ_１マップ等も生成することもできるので、総合的な検査効率を向上することができる。

実施形態はこれに限られない。シーケンス制御回路１２０が実行するパルスシーケンスのパターンは、「３、（３）、３、（３）、５」に限られず、シーケンス制御回路１２０は、その他のパターンのＭＯＬＬＩ法のパルスシーケンスを実行してもよい。また、シーケンス制御回路１２０が実行するパルスシーケンスのパターンは、ＭＯＬＬＩ法のパルスシーケンスに限られず、実施形態は、反転パルスを印加し、複数のＴＩでデータ収集を行うその他のパルスシーケンスにも適用可能である。

また、ＰＳＩＲ法の場合と同様に、処理回路１５０は、生成機能１５０ｂにより、上述した以外の処理をリアル再構成の際に行っても良い。

一例として、処理回路１５０は、生成機能１５０ｂにより、ステップＳ１３０において、フェースドアレイコイルから得た各々の信号に対して、参照画像から生成されたＢ_１磁場コイル感度マップを適用してコイルに起因した位相誤差を補正する。続いて、処理回路１５０は、生成機能１５０ｂにより、この信号を位相感度検出によってｋ空間上で実数成分と虚数成分とに分解し、フーリエ変換を行い実数画像と虚数画像を算出する。続いて、処理回路１５０は、生成機能１５０ｂにより、リアル再構成の対象となる画像からは強度画像を、参照画像からは位相画像を算出し、算出された強度画像に、算出された位相画像を乗じて、リアル再構成画像を生成する。

また、第１の実施形態では、撮像対象が心臓である場合について説明したが、実施形態はこれに限られず、撮像対象がその他の臓器であっても発明は同様に適用可能である。また、第１の実施形態では、同じ心位相でデータ収集が行われる場合について説明したが、実施形態はこれに限られず、互いに心位相が異なるデータを含んでデータ収集が行われてもよい。また、第１の実施形態では、収集したデータの一部に対してリアル再構成が行われる場合について説明したが、実施形態はこれに限られず、全てのデータに対してリアル再構成が行われてもよい。

（第２の実施形態）
第１の実施形態においては、ステップＳ１２０において、ユーザから入力した結果を基にリアル再構成に用いられる画像を選択する場合について説明した。実施形態はこれに限られない。第２の実施形態では、ステップＳ１２０において、処理回路１５０が、生成機能１５０ｂにより、自動的に、リアル再構成に用いられる画像を選択する場合について説明する。

図５に、このようなＧＵＩの一例が示されている。ボタン４５ａ及びボタン４５ｂは、リアル再構成に用いられる画像を、第１の実施形態のように手動選択するか、第２の実施形態のように自動選択するかを切替えるためのボタンである。ユーザがボタン４５ｂを、ステップＳ１３０のタイミングまでに選択すると、処理回路１５０は、生成機能１５０ｂにより、ステップＳ１３０において、リアル再構成に用いられる画像を、自動選択する。かかる場合、ステップＳ１３０の開始タイミングまでに、ユーザは表示領域６０で、リアル再構成に用いられる画像をどのように自動選択するかの条件設定を行う。また、別の例として、ユーザは撮像開始前に、別のＧＵＩ等で、リアル再構成に用いられる画像をどのように自動選択するかの条件設定を行ってもよい。

ステップＳ１３０の開始タイミングまでに、ユーザがボタン６１ａを選択すると、処理回路１５０は、受付機能１５０ｃにより、ユーザから関心領域（ＲＯＩ（ＲｅｇｉｏｎＯｆＩｎｔｅｒｅｓｔ））の選択を受け付ける。例えば、処理回路１５０は、制御機能１５０ａにより、ユーザにブルズアイマップ６２を表示させる。処理回路１５０は、受付機能１５０ｃにより、ブルズアイマップ６２を見たユーザから、関心領域の選択を受け付ける。一例として、ユーザが所定の関心領域６２ａをクリックすると、処理回路１５０は、受付機能１５０ｃにより、ユーザがクリックした関心領域６２ａが、関心領域であると判断し、入力を受け付ける。ステップＳ１３０の開始時、処理回路１５０は、生成機能１５０ｂにより、ユーザにより入力された関心領域に基づいて、リアル再構成に用いる画像を自動選択する。具体的には、記憶回路１３２に、関心領域と、当該関心領域を観察するのに最適なＴＩの値とが対応付けられたデータベースが記憶されている。処理回路１５０は、記憶回路１３２から当該データベースを取得し、ユーザにより入力された関心領域と照合することで、当該関心領域を観察するのに最適なＴＩの値を取得し、その値に基づいて、リアル再構成に用いる画像を自動選択する。

別の例として、ステップＳ１３０の開始タイミングまでに、ユーザがボタン６１ｂを選択すると、処理回路１５０は、受付機能１５０ｃにより、撮像対象の部位又は撮像対象の病変の種類の選択を受け付ける。ユーザは、プルダウンメニュー６５ａにより、撮像対象の部位を、プルダウンメニュー６５ｂにより、撮像対象の病変の種類を変更できる。ステップＳ１３０の開始時、処理回路１５０は、生成機能１５０ｂにより、選択された撮像対象の部位又は撮像対象の病変の種類に基づいて、リアル再構成に用いる画像を自動選択する。具体的には、記憶回路１３２に、撮像対象の部位又は撮像対象の病原の種類と、当該関心領域を観察するのに最適なＴＩの値とが対応付けられたデータベースが記憶されている。処理回路１５０は、記憶回路１３２から当該データベースを取得し、最適なＴＩの値を算出し、その値に基づいて、リアル再構成に用いる画像を自動選択する。

別の例として、ステップＳ１３０の開始タイミングまでに、ユーザがボタン６１ｃを選択すると、ステップＳ１３０の開始時、処理回路１５０は、生成機能１５０ｂにより、Ｓ／Ｎ比が良い画像を選択し、リアル再構成に用いる画像として自動選択する。

また、別の例として、ユーザがボタン６１ｄを選択すると、処理回路１５０は、生成機能１５０ｂにより、デフォルトで定められた所定の画像を、リアル再構成に用いる画像として自動選択する。この画像は、プルダウンメニュー６６ａで変更できる。また、参照画像についても、プルダウンメニュー６６ｂで変更できる。

（第３の実施形態）
第１の実施形態及び第２の実施形態では、ＭＯＬＬＩ法のパルスシーケンスを利用して、Ｔ_１マップを生成する場合について説明した。実施形態はこれに限られない。第３の実施形態では、ＥＣＶマップを生成する場合について説明する。

第３の実施形態では、ステップＳ１００において、シーケンス制御回路１２０は、造影剤を投入している場合、造影剤を投影していない場合（造影剤を投入する前）の２つの場合について、それぞれパルスシーケンスを実行する。ステップＳ１１０～ステップＳ１４０において、処理回路１５０は、生成機能１５０ｂにより、造影剤を投入している場合、造影剤を投入していない場合それぞれについて、第１の実施形態と同様の処理を行う。

ステップＳ２００において、処理回路１５０は、生成機能１５０ｂにより、Ｔ_１マップの生成に加えて、ステップＳ１００で収集された複数のデータに基づいて、ＥＣＶマップを生成する。具体的には、処理回路１５０は、生成機能１５０ｂにより、造影剤を投入している場合のデータと、造影剤を投入していない場合のデータとに基づいて、ＥＣＶマップを生成する。ステップＳ２１０において、処理回路１５０は、制御機能１５０ａにより、Ｔ_１マップに加えて、ＥＣＶマップを表示装置１３５に表示させる。かかるＧＵＩの一例が図５に示されている。処理回路１５０は、制御機能１５０ａにより、表示領域４２に、ＥＣＶマップを表示させる。

（プログラム）
上述した実施形態の中で示した処理手順に示された指示は、ソフトウェアであるプログラムに基づいて実行されることが可能である。汎用の計算機システムが、このプログラムを予め記憶しておき、このプログラムを読み込むことにより、上述した実施形態の磁気共鳴イメージング装置１００や画像処理装置２００による効果と同様な効果を得ることも可能である。上述した実施形態で記述された指示は、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、磁気ディスク（フレキシブルディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－ＲＷ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ±Ｒ、ＤＶＤ±ＲＷなど）、半導体メモリ、又はこれに類する記録媒体に記録される。コンピュータ又は組み込みシステムが読み取り可能な記憶媒体であれば、その記憶形式は何れの形態であってもよい。コンピュータは、この記録媒体からプログラムを読み込み、このプログラムに基づいてプログラムに記述されている指示をＣＰＵで実行させれば、上述した実施形態の磁気共鳴イメージング装置や画像処理装置と同様な動作を実現することができる。もちろん、コンピュータがプログラムを取得する場合又は読み込む場合はネットワークを通じて取得又は読み込んでもよい。

また、記憶媒体からコンピュータや組み込みシステムにインストールされたプログラムの指示に基づきコンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）や、データベース管理ソフト、ネットワーク等のＭＷ（ミドルウェア）等が、上述した実施形態を実現するための各処理の一部を実行してもよい。

さらに、記憶媒体は、コンピュータあるいは組み込みシステムと独立した媒体に限らず、ＬＡＮ（Local Area Network）やインターネット等により伝達されたプログラムをダウンロードして記憶又は一時記憶した記憶媒体も含まれる。

また、記憶媒体は１つに限られず、複数の媒体から、上述した実施形態における処理が実行される場合も、実施形態における記憶媒体に含まれ、媒体の構成は何れの構成であってもよい。

なお、実施形態におけるコンピュータ又は組み込みシステムは、記憶媒体に記憶されたプログラムに基づき、上述した実施形態における各処理を実行するためのものであって、パソコン、マイコン等の１つからなる装置、複数の装置がネットワーク接続されたシステム等の何れの構成であってもよい。

また、実施形態におけるコンピュータとは、パソコンに限らず、情報処理機器に含まれる演算処理装置、マイコン等も含み、プログラムによって実施形態における機能を実現することが可能な機器、装置を総称している。

（ハードウェア構成）
図６は、実施形態に係る画像処理装置２００のハードウェア構成を示す図である。上述した実施形態に係る画像処理装置２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１０等の制御装置と、ＲＯＭ（Read Only Memory）３２０やＲＡＭ（Random Access Memory）３３０等の記憶装置と、ネットワークに接続して通信を行う通信インタフェース３４０と、各部を接続するバス３０１とを備えている。上述した実施形態に係る画像処理装置２００で実行されるプログラムは、例えばＲＯＭ３２０等に予め組み込まれて提供される。また、上述した実施形態に係る画像処理装置２００で実行されるプログラムは、コンピュータを上述した画像処理装置２００の各部として機能させ得る。このコンピュータは、ＣＰＵ３１０がコンピュータ読取可能な記憶媒体からプログラムを主記憶装置上に読み出して実行することができる。

以上述べた少なくとも一つの実施形態の磁気共鳴イメージング装置によれば、反転パルスの極性情報を保持した画像を生成する、又は磁気共鳴信号の位相ずれを除去した画像を生成することができる。また、検査効率を向上することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１２０シーケンス制御回路
１５０処理回路
１５０ｂ生成機能

Claims

心電同期のもと反転パルスを複数の第１の時刻に印加し、複数の第２の時刻にデータを収集するパルスシーケンスを実行して、複数のデータを収集するシーケンス制御部と、
前記複数のデータのうち少なくとも一つのデータから得られた位相情報と、前記複数のデータのうち一部のデータとを用いてリアル再構成を行ってリアル再構成画像を生成する生成部と、
ユーザから、関心領域の選択を受け付ける受付部とを備え、
前記生成部は、関心領域と当該関心領域を観察するのに最適なＴＩの値とが対応づけられたデータベースと、前記ユーザから前記選択を受け付けた関心領域とを照合することで、前記複数のデータに基づいて得られた複数の画像のなかから前記リアル再構成に用いる画像を前記一部のデータから算出された強度画像として選択し、前記強度画像に、前記少なくとも一つのデータから算出された位相画像を乗じて、前記リアル再構成画像を生成する、磁気共鳴イメージング装置。
前記少なくとも一つのデータは、ＴＩ（ＩｎｖｅｒｓｉｏｎＴｉｍｅ）が最も大きいデータである、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
前記生成部は、更に、前記複数のデータに基づいて、Ｔ_１マップ又はＥＣＶ（Ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒｖｏｌｕｍｅｆｒａｃｔｉｏｎ）マップのうち少なくとも一つを生成する、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
前記パルスシーケンスは、前記反転パルス１個あたり複数の時刻で、前記複数のデータを収集するパルスシーケンスである、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
前記パルスシーケンスは、ＭＯＬＬＩ（ＭｏｄｉｆｉｅｄＬｏｏｋ－ＬｏｃｋｅｒＩｎｖｅｒｓｉｏｎＲｅｃｏｖｅｒｙ）法のパルスシーケンスである、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
前記生成部は、撮像対象の部位又は撮像対象の病変の種類に応じて、前記リアル再構成に用いる画像を選択する、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
心電同期のもと反転パルスを複数の第１の時刻に印加し、複数の第２の時刻にデータを収集するパルスシーケンスを用いて収集された複数のデータのうち少なくとも一つのデータから得られた位相情報と、前記複数のデータのうち一部のデータとを用いてリアル再構成を行って画像を生成する生成部と、
ユーザから、関心領域の選択を受け付ける受付部と、
を備える画像処理装置であって、
前記生成部は、関心領域と当該関心領域を観察するのに最適なＴＩの値とが対応づけられたデータベースと、前記ユーザから前記選択を受け付けた関心領域とを照合することで、前記複数のデータに基づいて得られた複数の画像のなかから前記リアル再構成に用いる画像を前記一部のデータから算出された強度画像として選択し、前記強度画像に、前記少なくとも一つのデータから算出された位相画像を乗じて、前記画像を生成する、画像処理装置。