磁気共鳴イメージング装置および計測プログラム
【課題】適正な計測領域内のピクセルに基づく正確な計測を行うことを可能とする。
【解決手段】ホスト計算機１６は、複数の時相のそれぞれについて取得された複数のフロー画像に共通のＲＯＩを設定し、複数のフロー画像のＲＯＩに含まれた全てのピクセルのうちから正負の最大の流速を示すピクセル値を持つ第１および第２のピクセルを１つずつ選択する。ホスト計算機１６は、第１のピクセルを含む１つのフロー画像にて、第１のピクセル値との差が第１の閾値未満であるピクセル値を有したピクセルおよび第１のピクセルが連続して存在する第１の領域を検出するとともに、第２のピクセルを含む１つのフロー画像にて、第２のピクセル値との差が第２の閾値未満であるピクセル値を有したピクセルおよび第２のピクセルが連続して存在する第２の領域を検出する。そしてホスト計算機１６は、第１および第２の領域に基づいて計測領域を決定する。
【解決手段】ホスト計算機１６は、複数の時相のそれぞれについて取得された複数のフロー画像に共通のＲＯＩを設定し、複数のフロー画像のＲＯＩに含まれた全てのピクセルのうちから正負の最大の流速を示すピクセル値を持つ第１および第２のピクセルを１つずつ選択する。ホスト計算機１６は、第１のピクセルを含む１つのフロー画像にて、第１のピクセル値との差が第１の閾値未満であるピクセル値を有したピクセルおよび第１のピクセルが連続して存在する第１の領域を検出するとともに、第２のピクセルを含む１つのフロー画像にて、第２のピクセル値との差が第２の閾値未満であるピクセル値を有したピクセルおよび第２のピクセルが連続して存在する第２の領域を検出する。そしてホスト計算機１６は、第１および第２の領域に基づいて計測領域を決定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フロー画像を利用して脳脊髄液（ＣＳＦ）などの移動体に含まれる核スピンの移動に関する特徴を表す数値を計測することによって上記の移動体の移動に関する特徴を表す数値を計測する磁気共鳴イメージング装置および計測プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
Phase Shift法（ＰＳ法）を用いたフロー画像を利用して、ＣＳＦの最大流速、平均流速、あるいは流量などを計測することが従来より行われている。
【０００３】
ＣＳＦに関するこの種の計測は、一般的に中脳水道に着目して行われる。すなわち、頭部について撮像されたフロー画像のうちで中脳水道付近に設定されたＲＯＩ（region of interest）の内側に存在するピクセルに基づいて、最大流速、平均流速、あるいは流量などを計測する。具体的には、ＲＯＩ内の各ピクセルがそれぞれ表す流速のうちの最大値として最大流速を計測できる。ＲＯＩ内の各ピクセルがそれぞれ表す流速の平均値として平均流速を計測できる。ＲＯＩ内の各ピクセルがそれぞれ表す流速の総和、あるいは平均値とＲＯＩの面積との積として流量を計測することができる。
【特許文献１】特開平７−３０８３０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＲＯＩは、ユーザによって設定される。しかしながら、頭部について撮像されたフロー画像上での中脳水道は非常に小さな領域であるため、中脳水道に正確に合致するＲＯＩを設定することは困難である。そこで、中脳水道を含んだ中脳水道よりも広い領域がＲＯＩとして設定されることが多い。
【０００５】
このようにＲＯＩが設定された場合には、中脳水道以外の部位の情報が計測結果に加味されてしまうために、ＣＳＦに関する特徴を正しく表す計測結果を得ることができなかった。
【０００６】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、より適正な計測領域内のピクセルに基づくことによってより正確な計測を行うことを可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様による磁気共鳴イメージング装置は、核スピンの移動速度に応じたピクセル値をそれぞれ有した多数のピクセルを含むフロー画像を複数の時相のそれぞれについて取得する取得手段と、前記取得手段により取得される複数のフロー画像に共通の関心領域を設定する手段と、前記複数のフロー画像の前記関心領域に含まれた全ての関心ピクセルのうちから互いに異なる第１および第２のピクセル値を持つ第１および第２のピクセルを１つずつ選択する選択手段と、前記複数のフロー画像のうちの前記第１のピクセルを含む１つのフロー画像にて、前記第１のピクセル値との差が第１の閾値未満であるピクセル値を有したピクセルおよび前記第１のピクセルが連続して存在する第１の領域を検出する手段と、前記複数のフロー画像のうちの前記第２のピクセルを含む１つのフロー画像にて、前記第２のピクセル値との差が第２の閾値未満であるピクセル値を有したピクセルおよび前記第２のピクセルが連続して存在する第２の領域を検出する手段と、前記第１および第２の領域に基づいて計測領域を決定する決定手段と、前記複数のフロー画像の前記計測領域に含まれたピクセルのピクセル値に基づいて前記核スピンの移動に関する特徴を表す数値を計測する計測手段とを備える。
【０００８】
本発明の第１の態様による計測プログラムは、磁気共鳴イメージング装置の動作を制御する計算機を、核スピンの移動速度に応じたピクセル値をそれぞれ有した多数のピクセルを含むフロー画像を複数の時相のそれぞれについて取得する取得手段と、前記取得手段により取得される複数のフロー画像に共通の関心領域を設定する手段と、前記複数のフロー画像の前記関心領域に含まれた全ての関心ピクセルのうちから互いに異なる第１および第２のピクセル値を持つ第１および第２のピクセルを１つずつ選択する選択手段と、前記複数のフロー画像のうちの前記第１のピクセルを含む１つのフロー画像にて、前記第１のピクセル値との差が第１の閾値未満であるピクセル値を有したピクセルおよび前記第１のピクセルが連続して存在する第１の領域を検出する手段と、前記複数のフロー画像のうちの前記第２のピクセルを含む１つのフロー画像にて、前記第２のピクセル値との差が第２の閾値未満であるピクセル値を有したピクセルおよび前記第２のピクセルが連続して存在する第２の領域を検出する手段と、前記第１および第２の領域に基づいて計測領域を決定する決定手段と、前記複数のフロー画像の前記計測領域に含まれたピクセルのピクセル値に基づいて前記核スピンの移動に関する特徴を表す数値を計測する計測手段として機能させる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、より適正な計測領域内のピクセルに基づくことによってより正確な計測を行うことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。
【００１１】
図１は本実施形態にかかる磁気共鳴イメージング装置（ＭＲＩ装置）１００の概略構成を示す図である。
【００１２】
このＭＲＩ装置１００は、被検体２００を載せる寝台部と、静磁場を発生させる静磁場発生部と、静磁場に位置情報を付加するための傾斜磁場発生部と、高周波信号を送受信する送受信部と、システム全体のコントロールおよび画像再構成を担う制御・演算部とを備えている。そしてＭＲＩ装置１００はこれらの各部の構成要素として、磁石１、静磁場電源２、傾斜磁場コイルユニット６、傾斜磁場電源７、シーケンサ（シーケンスコントローラ）５、ホスト計算機１６、ＲＦコイルユニット８、送信器９Ｔ、受信器９Ｒ、演算ユニット１１、記憶ユニット１２、表示器１３、入力器１４、シムコイル３、シムコイル電源４および音声発生器１５を有する。またＭＲＩ装置１００には、被検体２００の心時相を表す信号としてのＥＣＧ信号を計測する心電計測部が接続されている。
【００１３】
静磁場発生部は、磁石１と静磁場電源２とを含む。磁石１としては、例えば超電導磁石や常電導磁石が利用可能である。静磁場電源２は、磁石１に電流を供給する。かくして静磁場発生部は、被検体２００が送り込まれる円筒状の空間（診断用空間）の中に静磁場Ｈ0を発生させる。この静磁場Ｈ0の磁場方向は、診断用空間の軸方向（Ｚ軸方向）にほぼ一致する。静磁場発生部には、さらにシムコイル３が設けられている。このシムコイル３は、ホスト計算機１６の制御下でのシムコイル電源４からの電流供給によって静磁場均一化のための補正磁場を発生する。
【００１４】
寝台部は、被検体２００を載せた天板５を、診断用空間に送り込んだり、診断用空間から抜き出したりする。
【００１５】
傾斜磁場発生部は、傾斜磁場コイルユニット６および傾斜磁場電源７を含む。傾斜磁場コイルユニット６は、磁石１の内側に配置される。傾斜磁場コイルユニット６は、互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向のそれぞれの傾斜磁場を発生させるための３組のコイル６ｘ，６ｙ，６ｚを備える。傾斜磁場電源７は、シーケンサ１０の制御の下で、コイル６ｘ、コイル６ｙおよびコイル６ｚに傾斜磁場を発生させるためのパルス電流を供給する。傾斜磁場発生部は、傾斜磁場電源７からコイル６ｘ，６ｙ，６ｚに供給するパルス電流を制御することにより、物理軸である３軸（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）方向のそれぞれの傾斜磁場を合成して、互いに直交するスライス方向傾斜磁場ＧS、位相エンコード方向傾斜磁場ＧE、および読出し方向（周波数エンコード方向）傾斜磁場ＧRから成る論理軸方向のそれぞれの傾斜磁場を任意に設定する。スライス方向、位相エンコード方向および読出し方向の各傾斜磁場ＧS、ＧE、ＧRは、静磁場Ｈ0に重畳される。
【００１６】
送受信部は、ＲＦコイルユニット８、送信器９Ｔおよび受信器９Ｒを含む。ＲＦコイルユニット８は、診断用空間にて被検体２００の近傍に配置される。送信器９Ｔおよび受信器９Ｒは、ＲＦコイルユニット８に接続さる。送信器９Ｔおよび受信器９Ｒは、シーケンサ１０の制御の下で動作する。送信器９Ｔは、核磁気共鳴（ＮＭＲ）を生じさせるためのラーモア周波数のＲＦ電流パルスをＲＦコイルユニット８に供給する。受信器９Ｒは、ＲＦコイルユニット８が受信したエコー信号などのＭＲ信号（高周波信号）を取り込み、これに前置増幅、中間周波変換、位相検波、低周波増幅、あるいはフィルタリングなどの各種の信号処理を施した後、Ａ／Ｄ変換してデジタルデータ（生データ）を生成する。
【００１７】
制御・演算部は、シーケンサ１０、演算ユニット１１、記憶ユニット１２、表示器１３、入力器１４、音声発生器１５およびホスト計算機１６を含む。
【００１８】
シーケンサ１０は、ＣＰＵおよびメモリを備えている。シーケンサ１０は、ホスト計算機１６から送られてきたパルスシーケンス情報をメモリに記憶する。シーケンサ１０のＣＰＵは、メモリに記憶したシーケンス情報にしたがって、傾斜磁場電源７、送信器９Ｔおよび受信器９Ｒの動作を制御するとともに、受信器９Ｒが出力した生データを一旦入力し、これを演算ユニット１１に転送する。ここで、シーケンス情報とは、一連のパルスシーケンスにしたがって傾斜磁場電源７、送信器９Ｔおよび受信器９Ｒを動作させるために必要な全ての情報であり、例えばコイル６ｘ，６ｙ，６ｚに印加するパルス電流の強度、印加時間および印加タイミングなどに関する情報を含む。シーケンス情報には、ＳＥ_ＥＰＩシーケンスによる拡散強調撮像を実現するためのものが含まれる。
【００１９】
演算ユニット１１は、受信器９Ｒが出力した生データを、シーケンサ１０を通して入力する。演算ユニット１１は、入力した生データを、内部メモリに設定したｋ空間（フーリエ空間または周波数空間とも呼ばれる）に配置し、このｋ空間に配置されたデータを２次元または３次元のフーリエ変換に付して実空間の画像データに再構成する。また演算ユニット１１は、画像に関するデータの合成処理や差分演算処理（重付け差分処理も含む）も必要に応じて実行可能である。この合成処理には、ピクセル毎にピクセル値を加算する処理や、最大値投影（ＭＩＰ）処理などが含まれる。また、上記合成処理の別の例として、フーリエ空間上で複数フレームの軸の整合をとった上で、これら複数フレームの生データを合成して１フレームの生データを得てもよい。なお、加算処理には、単純加算処理、加算平均処理、あるいは重み付け加算処理などが含まれる。
【００２０】
記憶ユニット１２は、再構成された画像データや、上述の合成処理や差分処理が施された画像データを記憶する。
【００２１】
表示器１３は、ユーザに提示するべき各種の画像をホスト計算機１６の制御の下に表示する。表示器１３としては、液晶表示器などの表示デバイスを利用可能である。
【００２２】
入力器１４は、操作者が希望する同期タイミング選択用のパラメータ情報、スキャン条件、パルスシーケンス、画像合成や差分の演算に関する情報などの各種の情報を入力する。入力器１４は、入力した情報をホスト計算機１６に送る。入力器１４としては、マウスやトラックボールなどのポインティングデバイス、モード切替スイッチ等の選択デバイス、あるいはキーボード等の入力デバイスを適宜に備える。
【００２３】
音声発生器１５は、ホスト計算機１６から指令があったときに、息止め開始および息止め終了のメッセージを音声として発する。
【００２４】
ホスト計算機１６は、計測プログラムとして予め定められたソフトウエア手順を実行することにより実現される各種の機能を有している。この機能の１つは、シーケンサ１０にパルスシーケンス情報を指令するとともに、装置全体の動作を統括する。上記の機能の１つは、複数の時相のそれぞれに関する複数の位相画像に共通のＲＯＩを設定する。上記の機能の１つは、複数の位相画像のＲＯＩに含まれた全てのピクセルのうちから正および負の最大流速を示すピクセル値を持つ第１および第２のピクセルを１つずつ選択する。上記の機能の１つは、第１のピクセルを含む１つの位相画像にて、第１のピクセルのピクセル値との差が第１の閾値未満であるピクセル値を有したピクセルおよび前記第１のピクセルが連続して存在する第１の領域を検出し、この第１の領域を表す第１のマスクデータを作成する。上記の機能の１つは、第２のピクセルを含む１つの位相画像にて、第２のピクセル値との差が第２の閾値未満であるピクセル値を有したピクセルおよび第２のピクセルが連続して存在する第２の領域を検出し、この第２の領域を表す第２のマスクデータを作成する。上記の機能の１つは、第１および第２の領域に基づいて計測領域を決定する。上記の機能の１つは、複数の位相画像の計測領域に含まれたピクセルのピクセル値に基づいてＣＳＦの最大流速、平均流速および総流量を計測する。
【００２５】
心電計測部は、ＥＣＧセンサ１７およびＥＣＧユニット１８を含む。ＥＣＧセンサ１７は、被検体２００の体表に付着されており、被検体２００のＥＣＧ信号を電気信号（以下、センサ信号と称する）として検出する。ＥＣＧユニット１８は、センサ信号にデジタル化処理を含む各種の処理を施した上で、ホスト計算機１６およびシーケンサ１０に出力する。この心電計測部としては、例えばベクトル心電計を用いることができる。この心電計測部によるセンサ信号は、被検体２００の心時相に同期したスキャンを実行するときにシーケンサ１０にて必要に応じて用いられる。
【００２６】
次に以上のように構成されたＭＲＩ装置１００の動作について説明する。
【００２７】
図２はＣＳＦの流速測定のためのホスト計算機１６の処理を表すフローチャートである。
【００２８】
ステップＳａ１においてホスト計算機１６は、位相画像の撮像をシーケンサ１０および演算ユニット１１に指示する。この指示に応じてシーケンサ１０は、位相画像の再構成に必要な生データを収集するためのスキャンを例えば周知の手順で実行する。このスキャンは、ＥＣＧユニット１８の計測結果に従って、心電同期により複数の時相に関して行われる。なお、心電同期に代えて、脈波同期を行っても良い。また演算ユニット１１は、シーケンサ１０により収集された生データに基づく位相画像の再構成を例えば周知の手順で実行する。これにより、例えば基準時相からの遅延時間が０〜７００msecまでの５０msec間隔の１５時相にそれぞれ関する１５枚の位相画像が得られる。なお、ここでの撮像は、中脳水道の断面画像が位相画像中に含まれるようなスライス面について行われる。
【００２９】
ステップＳａ２においてホスト計算機１６は、撮像された複数の位相画像のうちの操作者により選択されたものとＧＵＩ（graphical user interface）とを含めた画面を表示器１３に表示させる。図３はここで表示する画面の一例を示す図である。図３において、左側の画像がＧＵＩであり、右側の画像が位相画像である。ただし図３に示す位相画像は、図面上での視認性の向上のために、実際に表示される画像に対して白黒反転して表している。
【００３０】
ステップＳａ３においてホスト計算機１６は、位相画像上にＲＯＩを設定する。このＲＯＩの設定は、通常は操作者による操作に応じて行われるが、例えば解剖学的な構造を表した別の画像を参照するなどして自動的に行っても良い。操作者による操作に応じてＲＯＩを設定する場合にホスト計算機１６は、任意の形状およびサイズの枠線３０１を操作者による操作に応じて位相画像上の任意の位置に配置しておき、ＧＵＩに設けられたＲｕｎボタン３０２が押下された際の枠線３０１の内部に相当する領域をＲＯＩとして設定する。なお操作者は、中脳水道が描出されている領域を含むようにＲＯＩを指定する。ＲＯＩは、中脳水道の周囲の領域を含んでいて構わない。
【００３１】
ステップＳａ４においてホスト計算機１６は、全ての時相の位相画像のそれぞれについて、ＲＯＩ内で最大流速、平均流速および総流量を計測する。ここでの計測は、従来と同様にして行われる。すなわち、ＲＯＩ内の各ピクセルがそれぞれ表す流速のうちの最大値として最大流速を計測する。ＲＯＩ内の各ピクセルがそれぞれ表す流速の平均値として平均流速を計測する。ＲＯＩ内の各ピクセルがそれぞれ表す流速の総和、あるいは平均値とＲＯＩの面積との積として総流量を計測する。なお、ここでは中脳水道におけるＣＳＦの動きを観測しているから、各ピクセルがそれぞれ表す流速は、正負のいずれの値をも取り得る。
【００３２】
ステップＳａ５においてホスト計算機１６は、ステップＳａ４での計測の結果とＧＵＩとを含めた画面を表示器１３に表示させる。図４はここで表示する画面の一例を示す図である。図４において、左側の画像がＧＵＩであり、右側の画像が計測結果を表した画像である。図４ではラジオボタン３１３がオンされていることにより、ホスト計算機１６は総流量（Net Flux）についての計測結果を表した画像を表示させている。ラジオボタン３１１がオンされたときには、ホスト計算機１６は平均流速（Mean Velocity）についての計測結果を表した画像を表示するように画面を更新させる。またラジオボタン３１２がオンされたときには、ホスト計算機１６は最大流速（Peak Velocity）についての計測結果を表した画像を表示するように画面を更新させる。そしてこのような画面を表示させた状態においてホスト計算機１６は、上記の様な画面の更新のための処理とは別に、ステップＳａ６およびステップＳａ７において、ＣＳＦ分析の実行が要求されるか、あるいは終了指示がなされるのを待ち受ける。
【００３３】
上記のように表示された測定結果であっても、ＣＳＦの特徴をある程度は把握することが可能である。しかしながら、ＲＯＩに中脳水道の周囲の領域を多く含んでいる場合には、その中脳水道以外の領域の影響により、測定結果に大きな誤差が生じていることがある。
【００３４】
上記のように表示された測定結果で十分である場合には、操作者は表示中の画面に設けられたクローズボタン３１４，３１５を押下するなどして終了指示を行う。そうするとホスト計算機１６はステップＳａ７から待ち受け状態を抜け、当該処理を終了する。しかしながら、より正確な測定結果を望む場合には、操作者は表示中の画面に設けられたチェックボックス３１６をチェックするなどしてＣＳＦ分析の実行を要求する。そうするとホスト計算機１６は、ステップＳａ６からステップＳａ８へ進む。
【００３５】
ステップＳａ８においてホスト計算機１６は、ＲＯＩ内に関して、正の最大流速を示すピクセル値を持ったピクセルの１つを第１のピクセルとして選択する。ステップＳａ９においてホスト計算機１６は、第１のマスクデータを作成する。第１のマスクデータは、第１のピクセルを含む位相画像にて、第１のピクセルのピクセル値との差が第１の閾値未満であるピクセル値を有したピクセルおよび第１のピクセルが連続して存在する第１の領域内の各ピクセルのピクセル値を「１」とし、その他の各ピクセルのピクセル値を「０」として表したデータである。この第１のマスクデータの作成は、例えば次のような処理により行われる。(1)第１のピクセルを含んだ位相画像を、第１の閾値によって２値化する。(2)２値化された画像から、ピクセル値「１」のピクセルが複数連続して存在するとともに第１のピクセルを含んだピクセル群を検出する。(3)検出されたピクセル群から離れて存在するピクセル値「１」のピクセルのピクセル値を全て「０」に置換する。
【００３６】
ステップＳａ１０においてホスト計算機１６は、ＲＯＩ内に関して、負の最大流速を示すピクセル値を持ったピクセルの１つを第２のピクセルを選択する。ステップＳａ１１においてホスト計算機１６は、第２のマスクデータを作成する。第２のマスクデータは、第２のピクセルを含む位相画像にて、第２のピクセルのピクセル値との差が第２の閾値未満であるピクセル値を有したピクセルおよび第２のピクセルが連続して存在する第２の領域内の各ピクセルのピクセル値を「１」とし、その他の各ピクセルのピクセル値を「０」として表したデータである。この第２のマスクデータの作成は、第１のマスクデータの作成と同様に行うことができる。
【００３７】
なお、第１および第２の閾値は、互いに異なっていても良いし、同一であっても良い。第１および第２の閾値は、例えば第１および第２のピクセルのピクセル値の４０％の値とすることが考えられる。つまりこの場合には、第１および第２のマスクデータにおいてピクセル値が「１」とされるピクセルは、第１および第２のピクセルのピクセル値の６０％以上のピクセル値を有していたピクセルとなる。第１および第２の閾値は、一定の値であっても良いし、操作者により任意に指定される値であっても良い。
【００３８】
ステップＳａ１２においてホスト計算機１６は、第１および第２のマスクデータのいずれでもピクセル値が「１」である領域を候補領域として決定する。
【００３９】
ステップＳａ１３においてホスト計算機１６は、計測領域の決定に関して自動モードが設定されているか否かを確認する。なお自動モードの設定／非設定は、操作者により任意に選択される。自動モードの設定／非設定の操作者による選択は、図２に示す処理の開始以前の任意のタイミングで行われていても良いし、ステップＳａ１３の実行タイミングにて行われても良い。
【００４０】
自動モードが設定されていない場合、ホスト計算機１６はステップＳａ１３からステップＳａ１４へ進む。ステップＳａ１４においてホスト計算機１６は、編集画面を表示器１３に表示させる。図５はここで表示する編集画面の一例を示す図である。この編集画面は、図３に示した画面上にこの画面に示された枠線３０１を隠さないように編集ウィンドウ３２１を配置して構成される。編集ウィンドウ３２１には、ＲＯＩおよびその周辺の拡大画像３２２が含まれる。そして拡大画像３２２中には、候補領域を示す枠線３２３が表される。ただし図５に示す拡大画像は、図面上での視認性の向上のために、実際に表示される画像に対して白黒反転して表している。そして編集画面を表示させた状態でホスト計算機１６は、ステップＳａ１５およびステップＳａ１６において、確定指示または変更指示がなされるのを待ち受ける。
【００４１】
候補領域を変更したい場合に操作者は、枠線３２３を変形させる操作を行う。そうするとホスト計算機１６はステップＳａ１６からステップＳａ１７へ進む。ステップＳａ１７においてホスト計算機１６は、操作者による操作に応じて、枠線３２３を変形させるとともに、この枠線３２３の内部を候補領域とするように変更する。そしてこののちにホスト計算機１６は、ステップＳａ１５およびステップＳａ１６の待ち受け状態に戻る。
【００４２】
枠線３２３により表された候補領域が所望の状態であるときに操作者は、編集画面に設けられたＯＫボタン３２４を押下するなどして確定指示を行う。そうするとホスト計算機１６はステップＳａ１５からステップＳａ１８へ進む。なお、自動モードが非設定であった場合には、ホスト計算機１６は、ステップＳａ１５〜ステップＳａ１７を行うことなしに、ステップＳａ１３からステップＳａ１８へ移行する。ステップＳａ１８においてホスト計算機１６は、その時点での候補領域を計測領域として決定する。
【００４３】
ステップＳａ１９においてホスト計算機１６は、全ての時相の位相画像のそれぞれについて、計測領域内で最大流速、平均流速および総流量を計測する。そしてステップＳａ２０においてホスト計算機１６は、ステップＳａ１９での計測の結果とＧＵＩとを含めた画面を表示器１３に表示させる。図６はここで表示する画面の一例を示す図である。図６において、左側の画像がＧＵＩであり、右側の画像が計測結果を表した画像である。図６ではラジオボタン３１２がオンされていることにより、ホスト計算機１６は最大流速についての計測結果を表した画像を表示させている。ホスト計算機１６は、ステップＳａ４と同様に、ラジオボタン３１１〜３１３の状態に応じて画面を更新する。そしてこのような画面を表示させた状態においてホスト計算機１６は、画面の更新のための処理とは別に、ステップＳａ２１において、終了指示がなされるのを待ち受ける。
【００４４】
なお、図４または図６に示す画面を表示しているときに、セーブボタン３１７を押下する操作が操作者によって行われたならば、ホスト計算機１６は表示中の画面をキャプチャ画像として保存する。
【００４５】
操作者は測定結果を確認し終えたならば、表示中の画面に設けられたクローズボタン３１４，３１５を押下するなどして終了指示を行う。そうするとホスト計算機１６はステップＳａ２１から待ち受け状態を抜け、当該処理を終了する。
【００４６】
以上のように本実施形態によれば、ＣＳＦの動きが相対的に最も大きいピクセル位置と、その周辺のＣＳＦの動きがある程度に大きいピクセル位置とからなる領域が候補領域として決定される。そして自動モードが設定されているときには、この候補領域がそのまま計測領域に設定され、この計測領域内で最大流速、平均流速および総流量が計測される。従って、ステップＳａ３におけるＲＯＩの操作者による指定が大雑把に行われたとしても、中脳水道である可能性の高い計測領域に対象を絞って最大流速、平均流速および総流量の計測を行うことができ、より正確な計測を行うことが可能である。
【００４７】
また、自動モードが非設定であるときには、候補領域を操作者が編集して計測領域を決定することができる。従って、操作者のニーズに応じた計測領域についての計測を行うことが可能である。そして、操作者は自動的に決定された候補領域を編集する操作を行うのみであるから、ステップＳａ３におけるＲＯＩの指定を詳細に行う場合に比べて操作者の負担は大幅に軽減される。
【００４８】
この実施形態は、次のような種々の変形実施が可能である。
【００４９】
血液などの別の移動体を計測の対象とすることも可能である。なお血液の場合はＣＳＦとは異なり一方向への流れである。このような一方向に移動する移動体を計測の対象とする場合には、最大の移動速度を示すピクセル値を持つピクセルを第１のピクセルとし、当該第１のピクセルのみを使用する。すなわち、ステップＳａ１０およびステップＳａ１１の処理を省略し、ステップＳａ１２においては第１のマスクデータにおいてピクセル値が「１」である領域を候補領域として決定すれば良い。なお、ＣＳＦのような双方向に移動する移動体についても、いずれか一方向に付いての移動速度に基づいて決定した第１のピクセルのみを使用して、上記のように処理することも可能である。
【００５０】
第１および第２のピクセルは、最大または最小のピクセル値ではない任意のピクセル値を持つピクセルとしても良い。例えば、最大のピクセル値より若干小さなピクセル値を持つピクセルを第１または第２のピクセルとしても良い。
【００５１】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施形態にかかる磁気共鳴イメージング装置１００の概略構成を示す図である。
【図２】ＣＳＦの流速測定のための図１中のホスト計算機１６の処理を表すフローチャート。
【図３】図２中のステップＳａ２において表示する画面の一例を示す図。
【図４】図２中のステップＳａ５において表示する画面の一例を示す図。
【図５】図２中のステップＳａ１４において表示する編集画面の一例を示す図。
【図６】図２中のステップＳａ１９において表示する画面の一例を示す図。
【符号の説明】
【００５３】
１…磁石、２…静磁場電源、３…シムコイル、４…シムコイル電源、５…天板、６ｘ，６ｙ，６ｚ…コイル、６…傾斜磁場コイルユニット、７…傾斜磁場電源、８…ＲＦコイルユニット、９Ｒ…受信器、９Ｔ…送信器、１０…シーケンサ、１１…演算ユニット、１２…記憶ユニット、１３…表示器、１４…入力器、１５…音声発生器、１６…ホスト計算機、１００…磁気共鳴イメージング装置（ＭＲＩ装置）、２００…被検体。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フロー画像を利用して脳脊髄液（ＣＳＦ）などの移動体に含まれる核スピンの移動に関する特徴を表す数値を計測することによって上記の移動体の移動に関する特徴を表す数値を計測する磁気共鳴イメージング装置および計測プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
Phase Shift法（ＰＳ法）を用いたフロー画像を利用して、ＣＳＦの最大流速、平均流速、あるいは流量などを計測することが従来より行われている。
【０００３】
ＣＳＦに関するこの種の計測は、一般的に中脳水道に着目して行われる。すなわち、頭部について撮像されたフロー画像のうちで中脳水道付近に設定されたＲＯＩ（region of interest）の内側に存在するピクセルに基づいて、最大流速、平均流速、あるいは流量などを計測する。具体的には、ＲＯＩ内の各ピクセルがそれぞれ表す流速のうちの最大値として最大流速を計測できる。ＲＯＩ内の各ピクセルがそれぞれ表す流速の平均値として平均流速を計測できる。ＲＯＩ内の各ピクセルがそれぞれ表す流速の総和、あるいは平均値とＲＯＩの面積との積として流量を計測することができる。
【特許文献１】特開平７−３０８３０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＲＯＩは、ユーザによって設定される。しかしながら、頭部について撮像されたフロー画像上での中脳水道は非常に小さな領域であるため、中脳水道に正確に合致するＲＯＩを設定することは困難である。そこで、中脳水道を含んだ中脳水道よりも広い領域がＲＯＩとして設定されることが多い。
【０００５】
このようにＲＯＩが設定された場合には、中脳水道以外の部位の情報が計測結果に加味されてしまうために、ＣＳＦに関する特徴を正しく表す計測結果を得ることができなかった。
【０００６】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、より適正な計測領域内のピクセルに基づくことによってより正確な計測を行うことを可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様による磁気共鳴イメージング装置は、核スピンの移動速度に応じたピクセル値をそれぞれ有した多数のピクセルを含むフロー画像を複数の時相のそれぞれについて取得する取得手段と、前記取得手段により取得される複数のフロー画像に共通の関心領域を設定する手段と、前記複数のフロー画像の前記関心領域に含まれた全ての関心ピクセルのうちから互いに異なる第１および第２のピクセル値を持つ第１および第２のピクセルを１つずつ選択する選択手段と、前記複数のフロー画像のうちの前記第１のピクセルを含む１つのフロー画像にて、前記第１のピクセル値との差が第１の閾値未満であるピクセル値を有したピクセルおよび前記第１のピクセルが連続して存在する第１の領域を検出する手段と、前記複数のフロー画像のうちの前記第２のピクセルを含む１つのフロー画像にて、前記第２のピクセル値との差が第２の閾値未満であるピクセル値を有したピクセルおよび前記第２のピクセルが連続して存在する第２の領域を検出する手段と、前記第１および第２の領域に基づいて計測領域を決定する決定手段と、前記複数のフロー画像の前記計測領域に含まれたピクセルのピクセル値に基づいて前記核スピンの移動に関する特徴を表す数値を計測する計測手段とを備える。
【０００８】
本発明の第１の態様による計測プログラムは、磁気共鳴イメージング装置の動作を制御する計算機を、核スピンの移動速度に応じたピクセル値をそれぞれ有した多数のピクセルを含むフロー画像を複数の時相のそれぞれについて取得する取得手段と、前記取得手段により取得される複数のフロー画像に共通の関心領域を設定する手段と、前記複数のフロー画像の前記関心領域に含まれた全ての関心ピクセルのうちから互いに異なる第１および第２のピクセル値を持つ第１および第２のピクセルを１つずつ選択する選択手段と、前記複数のフロー画像のうちの前記第１のピクセルを含む１つのフロー画像にて、前記第１のピクセル値との差が第１の閾値未満であるピクセル値を有したピクセルおよび前記第１のピクセルが連続して存在する第１の領域を検出する手段と、前記複数のフロー画像のうちの前記第２のピクセルを含む１つのフロー画像にて、前記第２のピクセル値との差が第２の閾値未満であるピクセル値を有したピクセルおよび前記第２のピクセルが連続して存在する第２の領域を検出する手段と、前記第１および第２の領域に基づいて計測領域を決定する決定手段と、前記複数のフロー画像の前記計測領域に含まれたピクセルのピクセル値に基づいて前記核スピンの移動に関する特徴を表す数値を計測する計測手段として機能させる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、より適正な計測領域内のピクセルに基づくことによってより正確な計測を行うことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。
【００１１】
図１は本実施形態にかかる磁気共鳴イメージング装置（ＭＲＩ装置）１００の概略構成を示す図である。
【００１２】
このＭＲＩ装置１００は、被検体２００を載せる寝台部と、静磁場を発生させる静磁場発生部と、静磁場に位置情報を付加するための傾斜磁場発生部と、高周波信号を送受信する送受信部と、システム全体のコントロールおよび画像再構成を担う制御・演算部とを備えている。そしてＭＲＩ装置１００はこれらの各部の構成要素として、磁石１、静磁場電源２、傾斜磁場コイルユニット６、傾斜磁場電源７、シーケンサ（シーケンスコントローラ）５、ホスト計算機１６、ＲＦコイルユニット８、送信器９Ｔ、受信器９Ｒ、演算ユニット１１、記憶ユニット１２、表示器１３、入力器１４、シムコイル３、シムコイル電源４および音声発生器１５を有する。またＭＲＩ装置１００には、被検体２００の心時相を表す信号としてのＥＣＧ信号を計測する心電計測部が接続されている。
【００１３】
静磁場発生部は、磁石１と静磁場電源２とを含む。磁石１としては、例えば超電導磁石や常電導磁石が利用可能である。静磁場電源２は、磁石１に電流を供給する。かくして静磁場発生部は、被検体２００が送り込まれる円筒状の空間（診断用空間）の中に静磁場Ｈ0を発生させる。この静磁場Ｈ0の磁場方向は、診断用空間の軸方向（Ｚ軸方向）にほぼ一致する。静磁場発生部には、さらにシムコイル３が設けられている。このシムコイル３は、ホスト計算機１６の制御下でのシムコイル電源４からの電流供給によって静磁場均一化のための補正磁場を発生する。
【００１４】
寝台部は、被検体２００を載せた天板５を、診断用空間に送り込んだり、診断用空間から抜き出したりする。
【００１５】
傾斜磁場発生部は、傾斜磁場コイルユニット６および傾斜磁場電源７を含む。傾斜磁場コイルユニット６は、磁石１の内側に配置される。傾斜磁場コイルユニット６は、互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向のそれぞれの傾斜磁場を発生させるための３組のコイル６ｘ，６ｙ，６ｚを備える。傾斜磁場電源７は、シーケンサ１０の制御の下で、コイル６ｘ、コイル６ｙおよびコイル６ｚに傾斜磁場を発生させるためのパルス電流を供給する。傾斜磁場発生部は、傾斜磁場電源７からコイル６ｘ，６ｙ，６ｚに供給するパルス電流を制御することにより、物理軸である３軸（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）方向のそれぞれの傾斜磁場を合成して、互いに直交するスライス方向傾斜磁場ＧS、位相エンコード方向傾斜磁場ＧE、および読出し方向（周波数エンコード方向）傾斜磁場ＧRから成る論理軸方向のそれぞれの傾斜磁場を任意に設定する。スライス方向、位相エンコード方向および読出し方向の各傾斜磁場ＧS、ＧE、ＧRは、静磁場Ｈ0に重畳される。
【００１６】
送受信部は、ＲＦコイルユニット８、送信器９Ｔおよび受信器９Ｒを含む。ＲＦコイルユニット８は、診断用空間にて被検体２００の近傍に配置される。送信器９Ｔおよび受信器９Ｒは、ＲＦコイルユニット８に接続さる。送信器９Ｔおよび受信器９Ｒは、シーケンサ１０の制御の下で動作する。送信器９Ｔは、核磁気共鳴（ＮＭＲ）を生じさせるためのラーモア周波数のＲＦ電流パルスをＲＦコイルユニット８に供給する。受信器９Ｒは、ＲＦコイルユニット８が受信したエコー信号などのＭＲ信号（高周波信号）を取り込み、これに前置増幅、中間周波変換、位相検波、低周波増幅、あるいはフィルタリングなどの各種の信号処理を施した後、Ａ／Ｄ変換してデジタルデータ（生データ）を生成する。
【００１７】
制御・演算部は、シーケンサ１０、演算ユニット１１、記憶ユニット１２、表示器１３、入力器１４、音声発生器１５およびホスト計算機１６を含む。
【００１８】
シーケンサ１０は、ＣＰＵおよびメモリを備えている。シーケンサ１０は、ホスト計算機１６から送られてきたパルスシーケンス情報をメモリに記憶する。シーケンサ１０のＣＰＵは、メモリに記憶したシーケンス情報にしたがって、傾斜磁場電源７、送信器９Ｔおよび受信器９Ｒの動作を制御するとともに、受信器９Ｒが出力した生データを一旦入力し、これを演算ユニット１１に転送する。ここで、シーケンス情報とは、一連のパルスシーケンスにしたがって傾斜磁場電源７、送信器９Ｔおよび受信器９Ｒを動作させるために必要な全ての情報であり、例えばコイル６ｘ，６ｙ，６ｚに印加するパルス電流の強度、印加時間および印加タイミングなどに関する情報を含む。シーケンス情報には、ＳＥ_ＥＰＩシーケンスによる拡散強調撮像を実現するためのものが含まれる。
【００１９】
演算ユニット１１は、受信器９Ｒが出力した生データを、シーケンサ１０を通して入力する。演算ユニット１１は、入力した生データを、内部メモリに設定したｋ空間（フーリエ空間または周波数空間とも呼ばれる）に配置し、このｋ空間に配置されたデータを２次元または３次元のフーリエ変換に付して実空間の画像データに再構成する。また演算ユニット１１は、画像に関するデータの合成処理や差分演算処理（重付け差分処理も含む）も必要に応じて実行可能である。この合成処理には、ピクセル毎にピクセル値を加算する処理や、最大値投影（ＭＩＰ）処理などが含まれる。また、上記合成処理の別の例として、フーリエ空間上で複数フレームの軸の整合をとった上で、これら複数フレームの生データを合成して１フレームの生データを得てもよい。なお、加算処理には、単純加算処理、加算平均処理、あるいは重み付け加算処理などが含まれる。
【００２０】
記憶ユニット１２は、再構成された画像データや、上述の合成処理や差分処理が施された画像データを記憶する。
【００２１】
表示器１３は、ユーザに提示するべき各種の画像をホスト計算機１６の制御の下に表示する。表示器１３としては、液晶表示器などの表示デバイスを利用可能である。
【００２２】
入力器１４は、操作者が希望する同期タイミング選択用のパラメータ情報、スキャン条件、パルスシーケンス、画像合成や差分の演算に関する情報などの各種の情報を入力する。入力器１４は、入力した情報をホスト計算機１６に送る。入力器１４としては、マウスやトラックボールなどのポインティングデバイス、モード切替スイッチ等の選択デバイス、あるいはキーボード等の入力デバイスを適宜に備える。
【００２３】
音声発生器１５は、ホスト計算機１６から指令があったときに、息止め開始および息止め終了のメッセージを音声として発する。
【００２４】
ホスト計算機１６は、計測プログラムとして予め定められたソフトウエア手順を実行することにより実現される各種の機能を有している。この機能の１つは、シーケンサ１０にパルスシーケンス情報を指令するとともに、装置全体の動作を統括する。上記の機能の１つは、複数の時相のそれぞれに関する複数の位相画像に共通のＲＯＩを設定する。上記の機能の１つは、複数の位相画像のＲＯＩに含まれた全てのピクセルのうちから正および負の最大流速を示すピクセル値を持つ第１および第２のピクセルを１つずつ選択する。上記の機能の１つは、第１のピクセルを含む１つの位相画像にて、第１のピクセルのピクセル値との差が第１の閾値未満であるピクセル値を有したピクセルおよび前記第１のピクセルが連続して存在する第１の領域を検出し、この第１の領域を表す第１のマスクデータを作成する。上記の機能の１つは、第２のピクセルを含む１つの位相画像にて、第２のピクセル値との差が第２の閾値未満であるピクセル値を有したピクセルおよび第２のピクセルが連続して存在する第２の領域を検出し、この第２の領域を表す第２のマスクデータを作成する。上記の機能の１つは、第１および第２の領域に基づいて計測領域を決定する。上記の機能の１つは、複数の位相画像の計測領域に含まれたピクセルのピクセル値に基づいてＣＳＦの最大流速、平均流速および総流量を計測する。
【００２５】
心電計測部は、ＥＣＧセンサ１７およびＥＣＧユニット１８を含む。ＥＣＧセンサ１７は、被検体２００の体表に付着されており、被検体２００のＥＣＧ信号を電気信号（以下、センサ信号と称する）として検出する。ＥＣＧユニット１８は、センサ信号にデジタル化処理を含む各種の処理を施した上で、ホスト計算機１６およびシーケンサ１０に出力する。この心電計測部としては、例えばベクトル心電計を用いることができる。この心電計測部によるセンサ信号は、被検体２００の心時相に同期したスキャンを実行するときにシーケンサ１０にて必要に応じて用いられる。
【００２６】
次に以上のように構成されたＭＲＩ装置１００の動作について説明する。
【００２７】
図２はＣＳＦの流速測定のためのホスト計算機１６の処理を表すフローチャートである。
【００２８】
ステップＳａ１においてホスト計算機１６は、位相画像の撮像をシーケンサ１０および演算ユニット１１に指示する。この指示に応じてシーケンサ１０は、位相画像の再構成に必要な生データを収集するためのスキャンを例えば周知の手順で実行する。このスキャンは、ＥＣＧユニット１８の計測結果に従って、心電同期により複数の時相に関して行われる。なお、心電同期に代えて、脈波同期を行っても良い。また演算ユニット１１は、シーケンサ１０により収集された生データに基づく位相画像の再構成を例えば周知の手順で実行する。これにより、例えば基準時相からの遅延時間が０〜７００msecまでの５０msec間隔の１５時相にそれぞれ関する１５枚の位相画像が得られる。なお、ここでの撮像は、中脳水道の断面画像が位相画像中に含まれるようなスライス面について行われる。
【００２９】
ステップＳａ２においてホスト計算機１６は、撮像された複数の位相画像のうちの操作者により選択されたものとＧＵＩ（graphical user interface）とを含めた画面を表示器１３に表示させる。図３はここで表示する画面の一例を示す図である。図３において、左側の画像がＧＵＩであり、右側の画像が位相画像である。ただし図３に示す位相画像は、図面上での視認性の向上のために、実際に表示される画像に対して白黒反転して表している。
【００３０】
ステップＳａ３においてホスト計算機１６は、位相画像上にＲＯＩを設定する。このＲＯＩの設定は、通常は操作者による操作に応じて行われるが、例えば解剖学的な構造を表した別の画像を参照するなどして自動的に行っても良い。操作者による操作に応じてＲＯＩを設定する場合にホスト計算機１６は、任意の形状およびサイズの枠線３０１を操作者による操作に応じて位相画像上の任意の位置に配置しておき、ＧＵＩに設けられたＲｕｎボタン３０２が押下された際の枠線３０１の内部に相当する領域をＲＯＩとして設定する。なお操作者は、中脳水道が描出されている領域を含むようにＲＯＩを指定する。ＲＯＩは、中脳水道の周囲の領域を含んでいて構わない。
【００３１】
ステップＳａ４においてホスト計算機１６は、全ての時相の位相画像のそれぞれについて、ＲＯＩ内で最大流速、平均流速および総流量を計測する。ここでの計測は、従来と同様にして行われる。すなわち、ＲＯＩ内の各ピクセルがそれぞれ表す流速のうちの最大値として最大流速を計測する。ＲＯＩ内の各ピクセルがそれぞれ表す流速の平均値として平均流速を計測する。ＲＯＩ内の各ピクセルがそれぞれ表す流速の総和、あるいは平均値とＲＯＩの面積との積として総流量を計測する。なお、ここでは中脳水道におけるＣＳＦの動きを観測しているから、各ピクセルがそれぞれ表す流速は、正負のいずれの値をも取り得る。
【００３２】
ステップＳａ５においてホスト計算機１６は、ステップＳａ４での計測の結果とＧＵＩとを含めた画面を表示器１３に表示させる。図４はここで表示する画面の一例を示す図である。図４において、左側の画像がＧＵＩであり、右側の画像が計測結果を表した画像である。図４ではラジオボタン３１３がオンされていることにより、ホスト計算機１６は総流量（Net Flux）についての計測結果を表した画像を表示させている。ラジオボタン３１１がオンされたときには、ホスト計算機１６は平均流速（Mean Velocity）についての計測結果を表した画像を表示するように画面を更新させる。またラジオボタン３１２がオンされたときには、ホスト計算機１６は最大流速（Peak Velocity）についての計測結果を表した画像を表示するように画面を更新させる。そしてこのような画面を表示させた状態においてホスト計算機１６は、上記の様な画面の更新のための処理とは別に、ステップＳａ６およびステップＳａ７において、ＣＳＦ分析の実行が要求されるか、あるいは終了指示がなされるのを待ち受ける。
【００３３】
上記のように表示された測定結果であっても、ＣＳＦの特徴をある程度は把握することが可能である。しかしながら、ＲＯＩに中脳水道の周囲の領域を多く含んでいる場合には、その中脳水道以外の領域の影響により、測定結果に大きな誤差が生じていることがある。
【００３４】
上記のように表示された測定結果で十分である場合には、操作者は表示中の画面に設けられたクローズボタン３１４，３１５を押下するなどして終了指示を行う。そうするとホスト計算機１６はステップＳａ７から待ち受け状態を抜け、当該処理を終了する。しかしながら、より正確な測定結果を望む場合には、操作者は表示中の画面に設けられたチェックボックス３１６をチェックするなどしてＣＳＦ分析の実行を要求する。そうするとホスト計算機１６は、ステップＳａ６からステップＳａ８へ進む。
【００３５】
ステップＳａ８においてホスト計算機１６は、ＲＯＩ内に関して、正の最大流速を示すピクセル値を持ったピクセルの１つを第１のピクセルとして選択する。ステップＳａ９においてホスト計算機１６は、第１のマスクデータを作成する。第１のマスクデータは、第１のピクセルを含む位相画像にて、第１のピクセルのピクセル値との差が第１の閾値未満であるピクセル値を有したピクセルおよび第１のピクセルが連続して存在する第１の領域内の各ピクセルのピクセル値を「１」とし、その他の各ピクセルのピクセル値を「０」として表したデータである。この第１のマスクデータの作成は、例えば次のような処理により行われる。(1)第１のピクセルを含んだ位相画像を、第１の閾値によって２値化する。(2)２値化された画像から、ピクセル値「１」のピクセルが複数連続して存在するとともに第１のピクセルを含んだピクセル群を検出する。(3)検出されたピクセル群から離れて存在するピクセル値「１」のピクセルのピクセル値を全て「０」に置換する。
【００３６】
ステップＳａ１０においてホスト計算機１６は、ＲＯＩ内に関して、負の最大流速を示すピクセル値を持ったピクセルの１つを第２のピクセルを選択する。ステップＳａ１１においてホスト計算機１６は、第２のマスクデータを作成する。第２のマスクデータは、第２のピクセルを含む位相画像にて、第２のピクセルのピクセル値との差が第２の閾値未満であるピクセル値を有したピクセルおよび第２のピクセルが連続して存在する第２の領域内の各ピクセルのピクセル値を「１」とし、その他の各ピクセルのピクセル値を「０」として表したデータである。この第２のマスクデータの作成は、第１のマスクデータの作成と同様に行うことができる。
【００３７】
なお、第１および第２の閾値は、互いに異なっていても良いし、同一であっても良い。第１および第２の閾値は、例えば第１および第２のピクセルのピクセル値の４０％の値とすることが考えられる。つまりこの場合には、第１および第２のマスクデータにおいてピクセル値が「１」とされるピクセルは、第１および第２のピクセルのピクセル値の６０％以上のピクセル値を有していたピクセルとなる。第１および第２の閾値は、一定の値であっても良いし、操作者により任意に指定される値であっても良い。
【００３８】
ステップＳａ１２においてホスト計算機１６は、第１および第２のマスクデータのいずれでもピクセル値が「１」である領域を候補領域として決定する。
【００３９】
ステップＳａ１３においてホスト計算機１６は、計測領域の決定に関して自動モードが設定されているか否かを確認する。なお自動モードの設定／非設定は、操作者により任意に選択される。自動モードの設定／非設定の操作者による選択は、図２に示す処理の開始以前の任意のタイミングで行われていても良いし、ステップＳａ１３の実行タイミングにて行われても良い。
【００４０】
自動モードが設定されていない場合、ホスト計算機１６はステップＳａ１３からステップＳａ１４へ進む。ステップＳａ１４においてホスト計算機１６は、編集画面を表示器１３に表示させる。図５はここで表示する編集画面の一例を示す図である。この編集画面は、図３に示した画面上にこの画面に示された枠線３０１を隠さないように編集ウィンドウ３２１を配置して構成される。編集ウィンドウ３２１には、ＲＯＩおよびその周辺の拡大画像３２２が含まれる。そして拡大画像３２２中には、候補領域を示す枠線３２３が表される。ただし図５に示す拡大画像は、図面上での視認性の向上のために、実際に表示される画像に対して白黒反転して表している。そして編集画面を表示させた状態でホスト計算機１６は、ステップＳａ１５およびステップＳａ１６において、確定指示または変更指示がなされるのを待ち受ける。
【００４１】
候補領域を変更したい場合に操作者は、枠線３２３を変形させる操作を行う。そうするとホスト計算機１６はステップＳａ１６からステップＳａ１７へ進む。ステップＳａ１７においてホスト計算機１６は、操作者による操作に応じて、枠線３２３を変形させるとともに、この枠線３２３の内部を候補領域とするように変更する。そしてこののちにホスト計算機１６は、ステップＳａ１５およびステップＳａ１６の待ち受け状態に戻る。
【００４２】
枠線３２３により表された候補領域が所望の状態であるときに操作者は、編集画面に設けられたＯＫボタン３２４を押下するなどして確定指示を行う。そうするとホスト計算機１６はステップＳａ１５からステップＳａ１８へ進む。なお、自動モードが非設定であった場合には、ホスト計算機１６は、ステップＳａ１５〜ステップＳａ１７を行うことなしに、ステップＳａ１３からステップＳａ１８へ移行する。ステップＳａ１８においてホスト計算機１６は、その時点での候補領域を計測領域として決定する。
【００４３】
ステップＳａ１９においてホスト計算機１６は、全ての時相の位相画像のそれぞれについて、計測領域内で最大流速、平均流速および総流量を計測する。そしてステップＳａ２０においてホスト計算機１６は、ステップＳａ１９での計測の結果とＧＵＩとを含めた画面を表示器１３に表示させる。図６はここで表示する画面の一例を示す図である。図６において、左側の画像がＧＵＩであり、右側の画像が計測結果を表した画像である。図６ではラジオボタン３１２がオンされていることにより、ホスト計算機１６は最大流速についての計測結果を表した画像を表示させている。ホスト計算機１６は、ステップＳａ４と同様に、ラジオボタン３１１〜３１３の状態に応じて画面を更新する。そしてこのような画面を表示させた状態においてホスト計算機１６は、画面の更新のための処理とは別に、ステップＳａ２１において、終了指示がなされるのを待ち受ける。
【００４４】
なお、図４または図６に示す画面を表示しているときに、セーブボタン３１７を押下する操作が操作者によって行われたならば、ホスト計算機１６は表示中の画面をキャプチャ画像として保存する。
【００４５】
操作者は測定結果を確認し終えたならば、表示中の画面に設けられたクローズボタン３１４，３１５を押下するなどして終了指示を行う。そうするとホスト計算機１６はステップＳａ２１から待ち受け状態を抜け、当該処理を終了する。
【００４６】
以上のように本実施形態によれば、ＣＳＦの動きが相対的に最も大きいピクセル位置と、その周辺のＣＳＦの動きがある程度に大きいピクセル位置とからなる領域が候補領域として決定される。そして自動モードが設定されているときには、この候補領域がそのまま計測領域に設定され、この計測領域内で最大流速、平均流速および総流量が計測される。従って、ステップＳａ３におけるＲＯＩの操作者による指定が大雑把に行われたとしても、中脳水道である可能性の高い計測領域に対象を絞って最大流速、平均流速および総流量の計測を行うことができ、より正確な計測を行うことが可能である。
【００４７】
また、自動モードが非設定であるときには、候補領域を操作者が編集して計測領域を決定することができる。従って、操作者のニーズに応じた計測領域についての計測を行うことが可能である。そして、操作者は自動的に決定された候補領域を編集する操作を行うのみであるから、ステップＳａ３におけるＲＯＩの指定を詳細に行う場合に比べて操作者の負担は大幅に軽減される。
【００４８】
この実施形態は、次のような種々の変形実施が可能である。
【００４９】
血液などの別の移動体を計測の対象とすることも可能である。なお血液の場合はＣＳＦとは異なり一方向への流れである。このような一方向に移動する移動体を計測の対象とする場合には、最大の移動速度を示すピクセル値を持つピクセルを第１のピクセルとし、当該第１のピクセルのみを使用する。すなわち、ステップＳａ１０およびステップＳａ１１の処理を省略し、ステップＳａ１２においては第１のマスクデータにおいてピクセル値が「１」である領域を候補領域として決定すれば良い。なお、ＣＳＦのような双方向に移動する移動体についても、いずれか一方向に付いての移動速度に基づいて決定した第１のピクセルのみを使用して、上記のように処理することも可能である。
【００５０】
第１および第２のピクセルは、最大または最小のピクセル値ではない任意のピクセル値を持つピクセルとしても良い。例えば、最大のピクセル値より若干小さなピクセル値を持つピクセルを第１または第２のピクセルとしても良い。
【００５１】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施形態にかかる磁気共鳴イメージング装置１００の概略構成を示す図である。
【図２】ＣＳＦの流速測定のための図１中のホスト計算機１６の処理を表すフローチャート。
【図３】図２中のステップＳａ２において表示する画面の一例を示す図。
【図４】図２中のステップＳａ５において表示する画面の一例を示す図。
【図５】図２中のステップＳａ１４において表示する編集画面の一例を示す図。
【図６】図２中のステップＳａ１９において表示する画面の一例を示す図。
【符号の説明】
【００５３】
１…磁石、２…静磁場電源、３…シムコイル、４…シムコイル電源、５…天板、６ｘ，６ｙ，６ｚ…コイル、６…傾斜磁場コイルユニット、７…傾斜磁場電源、８…ＲＦコイルユニット、９Ｒ…受信器、９Ｔ…送信器、１０…シーケンサ、１１…演算ユニット、１２…記憶ユニット、１３…表示器、１４…入力器、１５…音声発生器、１６…ホスト計算機、１００…磁気共鳴イメージング装置（ＭＲＩ装置）、２００…被検体。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
核スピンの移動速度に応じたピクセル値をそれぞれ有した多数のピクセルを含むフロー画像を複数の時相のそれぞれについて取得する取得手段と、
前記取得手段により取得される複数のフロー画像に共通の関心領域を設定する手段と、
前記複数のフロー画像の前記関心領域に含まれた全ての関心ピクセルのうちから互いに異なる第１および第２のピクセル値を持つ第１および第２のピクセルを１つずつ選択する選択手段と、
前記複数のフロー画像のうちの前記第１のピクセルを含む１つのフロー画像にて、前記第１のピクセル値との差が第１の閾値未満であるピクセル値を有したピクセルおよび前記第１のピクセルが連続して存在する第１の領域を検出する手段と、
前記複数のフロー画像のうちの前記第２のピクセルを含む１つのフロー画像にて、前記第２のピクセル値との差が第２の閾値未満であるピクセル値を有したピクセルおよび前記第２のピクセルが連続して存在する第２の領域を検出する手段と、
前記第１および第２の領域に基づいて計測領域を決定する決定手段と、
前記複数のフロー画像の前記計測領域に含まれたピクセルのピクセル値に基づいて前記核スピンの移動に関する特徴を表す数値を計測する計測手段とを具備したことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
前記取得手段は、往復運動する前記核スピンの移動速度に応じたピクセル値を各ピクセルについて取得し、
前記選択手段は、前記関心ピクセルのピクセル値のうちで前記核スピンの往方向および復方向のそれぞれについての最大のピクセル値を前記第１および第２のピクセル値とすることを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
前記取得手段は、脳脊髄液に含まれる核スピンの移動速度に応じたピクセル値を各ピクセルについて取得することを特徴とする請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
前記取得手段は、片方向運動する前記核スピンの移動速度に応じたピクセル値を各ピクセルについて取得し、
前記選択手段は、前記関心ピクセルのピクセル値のうちで最大および最小のピクセル値を前記第１および第２のピクセル値とすることを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記取得手段は、血液に含まれる核スピンの移動速度に応じたピクセル値を各ピクセルについて取得することを特徴とする請求項４に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
前記決定手段は、前記第１および第２の領域が互いに重複する領域を前記計測領域として決定することを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
前記決定手段は、
前記第１および第２の領域に基づいて定まる候補領域を表示する手段と、
ユーザによる変更指示に応じて前記候補領域を変更する手段と、
ユーザによる確定指示がなされたときにおける前記候補領域を前記計測領域として決定する手段とを具備したことを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項８】
前記計測手段は、最大流速、平均流速および流量のうちの少なくとも１つを計測することを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項９】
磁気共鳴イメージング装置の動作を制御する計算機を、
核スピンの移動速度に応じたピクセル値をそれぞれ有した多数のピクセルを含むフロー画像を複数の時相のそれぞれについて取得する取得手段と、
前記取得手段により取得される複数のフロー画像に共通の関心領域を設定する手段と、
前記複数のフロー画像の前記関心領域に含まれた全ての関心ピクセルのうちから互いに異なる第１および第２のピクセル値を持つ第１および第２のピクセルを１つずつ選択する選択手段と、
前記複数のフロー画像のうちの前記第１のピクセルを含む１つのフロー画像にて、前記第１のピクセル値との差が第１の閾値未満であるピクセル値を有したピクセルおよび前記第１のピクセルが連続して存在する第１の領域を検出する手段と、
前記複数のフロー画像のうちの前記第２のピクセルを含む１つのフロー画像にて、前記第２のピクセル値との差が第２の閾値未満であるピクセル値を有したピクセルおよび前記第２のピクセルが連続して存在する第２の領域を検出する手段と、
前記第１および第２の領域に基づいて計測領域を決定する決定手段と、
前記複数のフロー画像の前記計測領域に含まれたピクセルのピクセル値に基づいて前記核スピンの移動に関する特徴を表す数値を計測する計測手段として機能させることを特徴とする計測プログラム。
【請求項１】
核スピンの移動速度に応じたピクセル値をそれぞれ有した多数のピクセルを含むフロー画像を複数の時相のそれぞれについて取得する取得手段と、
前記取得手段により取得される複数のフロー画像に共通の関心領域を設定する手段と、
前記複数のフロー画像の前記関心領域に含まれた全ての関心ピクセルのうちから互いに異なる第１および第２のピクセル値を持つ第１および第２のピクセルを１つずつ選択する選択手段と、
前記複数のフロー画像のうちの前記第１のピクセルを含む１つのフロー画像にて、前記第１のピクセル値との差が第１の閾値未満であるピクセル値を有したピクセルおよび前記第１のピクセルが連続して存在する第１の領域を検出する手段と、
前記複数のフロー画像のうちの前記第２のピクセルを含む１つのフロー画像にて、前記第２のピクセル値との差が第２の閾値未満であるピクセル値を有したピクセルおよび前記第２のピクセルが連続して存在する第２の領域を検出する手段と、
前記第１および第２の領域に基づいて計測領域を決定する決定手段と、
前記複数のフロー画像の前記計測領域に含まれたピクセルのピクセル値に基づいて前記核スピンの移動に関する特徴を表す数値を計測する計測手段とを具備したことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
前記取得手段は、往復運動する前記核スピンの移動速度に応じたピクセル値を各ピクセルについて取得し、
前記選択手段は、前記関心ピクセルのピクセル値のうちで前記核スピンの往方向および復方向のそれぞれについての最大のピクセル値を前記第１および第２のピクセル値とすることを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
前記取得手段は、脳脊髄液に含まれる核スピンの移動速度に応じたピクセル値を各ピクセルについて取得することを特徴とする請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
前記取得手段は、片方向運動する前記核スピンの移動速度に応じたピクセル値を各ピクセルについて取得し、
前記選択手段は、前記関心ピクセルのピクセル値のうちで最大および最小のピクセル値を前記第１および第２のピクセル値とすることを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記取得手段は、血液に含まれる核スピンの移動速度に応じたピクセル値を各ピクセルについて取得することを特徴とする請求項４に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
前記決定手段は、前記第１および第２の領域が互いに重複する領域を前記計測領域として決定することを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
前記決定手段は、
前記第１および第２の領域に基づいて定まる候補領域を表示する手段と、
ユーザによる変更指示に応じて前記候補領域を変更する手段と、
ユーザによる確定指示がなされたときにおける前記候補領域を前記計測領域として決定する手段とを具備したことを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項８】
前記計測手段は、最大流速、平均流速および流量のうちの少なくとも１つを計測することを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項９】
磁気共鳴イメージング装置の動作を制御する計算機を、
核スピンの移動速度に応じたピクセル値をそれぞれ有した多数のピクセルを含むフロー画像を複数の時相のそれぞれについて取得する取得手段と、
前記取得手段により取得される複数のフロー画像に共通の関心領域を設定する手段と、
前記複数のフロー画像の前記関心領域に含まれた全ての関心ピクセルのうちから互いに異なる第１および第２のピクセル値を持つ第１および第２のピクセルを１つずつ選択する選択手段と、
前記複数のフロー画像のうちの前記第１のピクセルを含む１つのフロー画像にて、前記第１のピクセル値との差が第１の閾値未満であるピクセル値を有したピクセルおよび前記第１のピクセルが連続して存在する第１の領域を検出する手段と、
前記複数のフロー画像のうちの前記第２のピクセルを含む１つのフロー画像にて、前記第２のピクセル値との差が第２の閾値未満であるピクセル値を有したピクセルおよび前記第２のピクセルが連続して存在する第２の領域を検出する手段と、
前記第１および第２の領域に基づいて計測領域を決定する決定手段と、
前記複数のフロー画像の前記計測領域に含まれたピクセルのピクセル値に基づいて前記核スピンの移動に関する特徴を表す数値を計測する計測手段として機能させることを特徴とする計測プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００８−２４５９７７（Ｐ２００８−２４５９７７Ａ）
【公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−９１７８１（Ｐ２００７−９１７８１）
【出願日】平成１９年３月３０日（２００７．３．３０）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月３０日（２００７．３．３０）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【Ｆターム（参考）】
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