磁気共鳴イメージング装置
【課題】 体動補正パラメータの設定作業を支援する。
【解決手段】 所定の基準位置と所望の撮像対象を含む複数枚の画像データから、基準位置の移動量と第１補正パラメータに基づいて予測補正誤差を算出し、予測補正誤差の空間的分布を表す誤差マップを生成・表示する。また、撮像対象の任意の複数の位置ごとに予測補正誤差が最小になるように算出された第２補正パラメータの空間的分布を表す第２補正パラメータマップを生成・表示する。
【解決手段】 所定の基準位置と所望の撮像対象を含む複数枚の画像データから、基準位置の移動量と第１補正パラメータに基づいて予測補正誤差を算出し、予測補正誤差の空間的分布を表す誤差マップを生成・表示する。また、撮像対象の任意の複数の位置ごとに予測補正誤差が最小になるように算出された第２補正パラメータの空間的分布を表す第２補正パラメータマップを生成・表示する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この技術は、所定の基準位置の体動による移動量に基づいて、所望の撮像対象の体動を補正して撮像する磁気共鳴イメージング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴イメージング装置はＸ線ＣＴ装置や超音波装置よりも長い時間を撮像に要するため、体動により動く対象物を撮像する場合にアーチファクトが生じやすい。
【０００３】
例えば、呼吸により動く心臓を撮像対象とする場合、呼吸による心臓の動きは、横隔膜の動きに比例することが知られている。そこで、横隔膜を基準位置として、ナビゲータパルスを用いて呼吸による横隔膜の動きをモニタし、この横隔膜の位置に基づいてＭＲ信号を取得する位置を、平行移動などの変換により補正することで、呼吸による心臓の動きを補正する方法がある。または、取得したＭＲ信号とその時の横隔膜の位置情報を組として保存しておき、取得したＭＲ信号を横隔膜の位置情報を基に補正した後で、画像データを再構成する方法がある。これらの方法により、動きアーチファクトの少ないＭＲ画像（「第２画像データ」）を撮像することができる。
【０００４】
横隔膜の動きと心臓の動きの関係は被検体ごとに異なる。補正のための変換パラメータ（「体動補正パラメータ」）を被検体ごとに算出することにより、動き補正の正確さが改善される。
【０００５】
従来の磁気共鳴イメージング装置は、基準位置と撮像対象の体動をモニタするためのＭＲ画像（「第１画像データ」）を撮像する。従来の磁気共鳴イメージング装置は、この第１画像データから被検体ごとに体動補正パラメータを自動で算出する。従来の磁気共鳴イメージング装置は、算出された体動補正パラメータを用いて第２画像データを撮像する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２８１５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、厳密には、心臓などの撮像対象は体動により複雑な動きをし、また、基準位置が同じであっても撮像対象が同じ形、位置でない場合がある。このため、被検体ごとの体動補正パラメータを算出し、平行移動や平行移動よりも高次の変換により撮像対象の体動補正を行っても、補正の誤差は発生し、また、その誤差の量も撮像対象の各位置で異なる。
【０００８】
従来の磁気共鳴イメージング装置では、設定した体動補正パラメータによって、撮像対象の各位置でどの程度体動補正が行えるかを確認できなかった。
【０００９】
そこで、本発明は、撮像対象の各位置でどの程度体動補正できるかを、使用者が容易に確認できる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】
【００１０】
磁気共鳴イメージング装置は、被検体の所定の基準位置と所望の対象部位を含む複数枚の第１画像データを撮像する第１撮像部と、前記第１画像データのうちの第１参照フレームと第２参照フレームの間での、前記基準位置と前記対象部位を含む複数の局所位置の移動量を算出する移動量算出部と、前記被検体の体動を補正するための第１補正パラメータを前記移動量から求める体動補正パラメータ設定部と、前記局所位置のそれぞれについて、前記移動量に基づく予測位置と前記第１補正パラメータに基づく予測補正位置との予測補正誤差を求めるとともに、前記予測補正誤差を画素値として有する予測誤差マップを生成する誤差マップ生成部と、前記予測誤差マップと前記第１画像データを表示する表示部とを有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、設定した体動補正パラメータにより、撮像対象の各位置でどの程度体動補正できるかを容易に予測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】磁気共鳴画像の模式図。
【図２】第１の実施例に係る磁気共鳴イメージング装置のブロック図。
【図３】第１の実施例に係る磁気共鳴イメージング装置のフローチャート。
【図４】予測誤差マップと第１画像データの表示例。
【図５Ａ】ＧＵＩの例。
【図５Ｂ】ＧＵＩの例。
【図６】第２の実施例に係る磁気共鳴イメージング装置のブロック図。
【図７】第２の実施例に係る磁気共鳴イメージング装置のフローチャート。
【図８】磁気共鳴画像の模式図。
【図９Ａ】基準位置の移動量の推移を示すグラフ。
【図９Ｂ】対象位置の移動量の推移を示すグラフ。
【図９Ｃ】対象位置の移動量の推移を示すグラフ。
【図１０】基準位置の動きと対象位置の動きの関係を表すグラフ。
【図１１】第２補正パラメータマップと第１画像データとの合成画像の例。
【図１２】磁気共鳴画像の模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して実施例を説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１から図５を参照して、第１の実施例の磁気共鳴イメージング装置１を説明する。図１は人間の胸部に関する磁気共鳴画像の模式図である。図１は本実施例の撮像対象ｔ及び基準位置ｓを示す。撮像対象ｔは心臓である。基準位置ｔは右肺Ｌ１の下の横隔膜Ｄ上の１点である。本実施例の磁気共鳴イメージング装置１は、呼吸による心臓の動きを補正し、補正された画像データ（第２画像データ）を撮像する。以下の説明では、心臓は横隔膜Ｄの体軸方向の動きに比例して体軸方向と平行に動くものと仮定する。そして、撮像位置を体軸方向に平行移動させることで心臓の動きを補正する場合について説明する。例えば、体軸方向の横隔膜Ｄの移動量dsと体軸方向の撮像位置の補正量dcとの関係は式（１）で表される。
【数１】
【００１５】
式（１）の係数aは横隔膜Ｄと心臓の動きの関係を表す体動補正パラメータである。横隔膜の動きと心臓の動きの関係は被検体ごとに異なるため、体動補正パラメータを被検体ごとに算出することで、より正確な動き補正が可能になる。
【００１６】
そこで、被検体ごとに異なる体動補正パラメータを算出するために、第２画像データを撮像する前に、横隔膜と心臓を含む複数枚の画像データ（第１画像データ）を撮像する。
【００１７】
本実施例の磁気共鳴イメージング装置１は、第１画像データから体動補正パラメータ（第１補正パラメータ）を求め、体動補正パラメータを用いた補正によって、撮像対象である心臓の各位置で、どの程度の誤差で補正可能であるかを予測する。そして、本実施例の磁気共鳴イメージング装置１は、予測された誤差を可視化し、可視化された誤差をユーザに提示する。
【００１８】
図２は本実施例の磁気共鳴イメージング装置１のブロック図である。磁気共鳴イメージング装置１は、撮像部２、処理部３、表示部４、体動補正パラメータ設定部５、及び、修正情報入力部６を有する。
【００１９】
撮像部２は第１撮像部２ａと第２撮像部２ｂを有する。第１撮像部２ａは、被検体の基準位置と撮像対象を含む、複数枚の画像データである第１画像データを取得する。第２撮像部２ｂは、ナビゲータパルスを用いて基準位置の動きをモニタするとともに、その基準位置の動きに基づいて撮像対象の動きを補正した画像データである第２画像データを取得する。第１撮像部２ａにより得られる第１画像データは、移動量算出部３ａ、表示部４に入力される。また、第２撮影部２ｂにより得られる第２画像データは、表示部４に入力される。
【００２０】
処理部３は、移動量算出部３ａ、誤差マップ生成部３ｂを有する。
【００２１】
移動量算出部３ａは、第１画像データの内の第１参照フレームの基準位置と対象部位を含む複数の局所位置（以下、「対象位置」と呼ぶ）から第２参照フレームへの移動量を算出する。算出された移動量は、誤差マップ生成部３ｂ、体動補正パラメータ設定部５に入力される。
【００２２】
誤差マップ生成部３ｂは、基準位置の移動量と体動補正パラメータに基づいて、対象位置ごとの予測補正位置を算出する。誤差マップ生成部３ｂは、対象位置ごとの移動量から対象位置の位置を求める。誤差マップ生成部３ｂは、予測補正位置と求められた位置との誤差である予測補正誤差を算出する。誤差マップ生成部３ｂは、予測補正誤差を画素値として有する予測誤差マップを生成する。生成された予測誤差マップは、表示部４に入力される。体動補正パラメータが修正された場合、誤差マップ生成部３ｂは予測誤差マップを更新する。更新された予測誤差マップは、表示部４に入力される。
【００２３】
表示部４は、液晶表示装置やＣＲＴなどのディスプレイである。
【００２４】
体動補正パラメータ設定部５は、第２画像データの撮像や予測補正誤差の算出に必要な体動補正パラメータを設定する。例えば、体動補正パラメータ設定部５は、体動補正パラメータとして、被検体によらず固定の値を設定しても構わないし、後述するように、移動量算出部３ａが算出した移動量に基づいて、体動補正パラメータ設定部５が被検体ごとに算出しても構わない。設定された体動補正パラメータは、誤差マップ生成部３ｂ、第２撮像部２ｂに入力される。
【００２５】
修正情報入力部６は、体動補正パラメータの修正情報を入力する手段である。例えば、修正情報入力部６は、マウスやキーボード、トラックボール、タッチパッドなどのユーザインターフェースにより実現される。修正された体動補正パラメータは、体動補正パラメータ設定部５へ入力される。
【００２６】
図３は、本実施例の磁気共鳴イメージング装置１の動作を示すフローチャートである。
【００２７】
ステップＳ１では、第１撮像部２ａが、被検体の基準位置と撮像対象を含む複数枚の画像データである第１画像データを撮像し、移動量算出部３ａへ出力する。
【００２８】
ステップＳ２では、移動量算出３ａは、第１画像データの内の第１参照フレームの基準位置と対象位置の第２参照フレームへの移動量を算出する。
【００２９】
本実施例では、第１参照フレームは第１画像データのうちの任意の１枚の画像データであり、第２参照フレームは残りの第１画像データである。Ｎ枚の第１画像データが存在する場合、Ｎ−１枚の第２参照フレームが存在する。つまり、基準位置と対象位置ごとにＮ−１個の移動量が算出される。ただし、第１参照フレームと第２参照フレームの選択はこれに限らず、第１画像データから考えられる全ての第１参照フレームと第２参照フレームの組み合わせであっても構わない。基準位置と対象位置ごとに、１つ以上の移動量が算出できれば構わない。
【００３０】
また、「移動量の算出」は、第１参照フレームの基準位置と対象位置のそれぞれを中心位置としたテンプレートを用意し、第２参照フレームへのマッチングを行うことで求めても構わないし、第１参照フレームと第２参照フレームの輝度パターンが一致するように第１参照フレームまたは第２参照フレームを変形、位置合わせを行うことで基準位置と対象位置ごとの移動量を算出しても構わない。
【００３１】
また、「対象位置」は、第１参照フレーム上の全ての点でも構わないし、等間隔にサンプリングした点でも構わない。第１参照フレーム上の撮像対象の境界の点集合を対象位置として用いても構わない。
【００３２】
ステップＳ３では、体動補正パラメータ設定部５は体動補正パラメータを設定する。本実施例では、「体動補正パラメータ」は基準位置の移動量と撮像位置の補正量の関係を表す比例定数であり、式（１）のパラメータaである。
【００３３】
本実施例の体動補正パラメータ設定部５は、任意の対象位置xtにおける予測補正誤差（ステップＳ４で説明）を最小にする体動補正パラメータを被検体ごとに算出する。予測補正誤差については後述する。体動補正パラメータの算出方法は、実施例２のステップＳ１４にて詳細に説明される。体動補正パラメータの設定は、この方法に限定されず、例えば、１．０や０．０などの被検体によらず固定の値としても構わない。
【００３４】
ステップＳ４では、誤差マップ生成部３ｂは、基準位置の移動量と体動補正パラメータに基づいて、対象位置ごとの予測補正位置を求める。誤差マップ生成部３ｂは、移動量算出部３ａにより算出された対象位置ごとの移動量から、対象位置ごとの位置を求める。誤差マップ生成部３ｂは、求められた位置と予測補正位置との誤差である予測補正誤差を算出する。誤差マップ生成部３ｂは予測誤差マップを生成する。予測誤差マップは予測補正誤差を画素値として有する画像である。対象位置xtごとの予測補正誤差MAPerr(xt)は、例えば、式（２）で求められる。
【数２】
【００３５】
移動量mvj(xt)は対象位置xtの移動量である。移動量mvj(xt)は、第１参照フレームとN-1枚あるうちのj枚目の第２参照フレームから算出される。移動量mvj(xs)は基準位置xsの移動量である。予測補正量d'c、jは、対象位置xtの移動量mvj(xt)と体動補正パラメータaから算出される。上述したように、本実施例では撮像対象の補正は体軸方向のみである。対象位置の移動量、基準位置の移動量、予測補正量は全て体軸方向のスカラー値を示す。予測補正誤差は式（２）で示すような二乗誤差の総和に限定されず、例えば、絶対値誤差の総和など、対象位置ごとの予測補正位置と移動量の差を表す指標であれば良い。
【００３６】
予測誤差マップは、式（２）で算出した予測補正誤差を画素値として有する画像である。対象位置の予測補正誤差は計算可能である。算出した予測補正誤差の値と位置に基づいて補間して算出された予測補正誤差を予測誤差マップの画素として加えても構わない。
【００３７】
ステップＳ５では、誤差マップ生成部３ｂで生成された予測誤差マップを、表示部４が表示する。
【００３８】
図４は予測誤差マップと第１画像データの表示画面の例である。画像１０ａは予測誤差マップと第１画像データとの合成画像である。画像１０ａの各画素値には予測補正誤差の値に応じた値が設定される。例えば、白い領域（明るい領域）ほど予測補正誤差が小さくなるように設定される。今設定されている体動補正パラメータでは、撮像対象の図中右上と左下の位置（図４の黒矢印１０ｃ及び１０ｄ）での補正誤差は、撮像対象の図中右（図４の白矢印１０ｅ）の位置での補正誤差よりも小さい。図４の画像１０ｂは、予測補正誤差と表示輝度の関係を表す。このように、第１画像データと予測誤差マップを合成して表示したり、予測誤差マップの値と表示輝度との関係を示す画像を並べて表示することで、予測補正誤差の分布状況を容易に確認することができる。
【００３９】
ステップＳ６では、使用者が修正情報入力部６を操作して体動補正パラメータの修正を行ったか否かを判定する。使用者が修正を行った場合にはステップＳ７に進み（図３中の「ｙｅｓ」の場合）、使用者が修正をしなかった場合にはステップＳ８に進む（図３中の「ｎｏ」の場合）。
【００４０】
使用者は、修正情報入力部５のユーザインタフェース（例えばマウス）を用いて図５に示すＧＵＩを操作することにより、体動補正パラメータの修正を行う。ＧＵＩは、体動補正パラメータを調整するためのスライダ２０ａや、体動補正パラメータの数値を直接指定するためのエディットボックス２０ｂを有する。
【００４１】
ステップＳ７では、修正情報入力部６は使用者の入力に基づいて体動補正パラメータを修正し、ステップＳ４に戻り、誤差マップ生成部３ｂが予測誤差マップを再び生成する。
【００４２】
ステップＳ８では、基準位置の動きと体動補正パラメータとに基づいて第２撮像部２ｂが撮像対象の動きを補正する。第２撮像部２ｂは補正されたＭＲ画像である第２画像データを取得する。基準位置の動きは、上述したように、ナビゲータパルスを用いて検出される。
【００４３】
上述したように、本実施例の磁気共鳴イメージング装置１は、第１画像データ及び調整可能な体動補正パラメータを用いて予測誤差マップを生成する。そして、本実施例の磁気共鳴イメージング装置１は第１画像データと予測誤差マップとを表示する。使用者は予測誤差マップに基づいて、設定された体動補正パラメータによる、撮像対象の各位置での補正の程度を容易に予測することができる。このことにより、使用者の撮り直しの労力が減る。本実施例の磁気共鳴イメージング装置１は、使用者が効率良く撮像することを支援できる。
【実施例２】
【００４４】
以下、第２の実施例である磁気共鳴イメージング装置１０について説明する。図６は第２の実施例に係る磁気共鳴イメージング装置１０のブロック図である。本実施例の磁気共鳴イメージング装置１０は、図１の磁気共鳴イメージング装置１にパラメータマップ生成部３ｃを追加した構成に相当する。パラメータマップ生成部３ｃは、最小の予測補正誤差に対応する体動補正パラメータ（「第２補正パラメータ」）を求めるとともに、第２補正パラメータの値の空間的な分布を示す第２補正パラメータマップを生成する。
【００４５】
この構成とすることで、使用者は、補正パラメータ値の撮像対象の各位置での分布を容易に確認することができる。
【００４６】
なお、図６において、パラメータマップ生成部３ｃ以外のブロックについては、第１の実施例と説明が重複するため、説明を省略する。
【００４７】
パラメータマップ生成部３ｃは、基準位置と対象位置の移動量から求まる、第２補正パラメータを算出し、第２補正パラメータマップを生成する。生成された第２補正パラメータマップは、表示部４に入力される。
【００４８】
第２の実施例に係る磁気共鳴イメージング装置１０の動作について、図７のフローチャートを用いて説明する。
【００４９】
図７のステップＳ１１は第１の実施形態（図３）のステップＳ１に対応する。ステップＳ１２はステップＳ２に対応する。ステップＳ１３はステップＳ３に対応する。ステップＳ１５はステップＳ４に対応する。ステップＳ１８はステップＳ７に対応する。、ステップＳ１９はステップＳ８に対応する。本実施例では、説明が重複するため、これらのステップの説明を省略する。
【００５０】
ステップＳ１４では、パラメータマップ生成部３ｃは、対象位置ごとに、予測補正誤差が最小となる第２補正パラメータを算出し、第２補正パラメータマップを生成する。
【００５１】
以下に、本実施例での「第２補正パラメータ」の算出方法を説明する。
【００５２】
図８は、人間の胸部に関する磁気共鳴画像の模式図である。図８は本実施例での基準位置ｓ、対象位置ｔ１、ｔ２の配置例を示す。本実施例では対象位置ｔ１及びｔ２の第２補正パラメータを算出する。図９Ａのグラフは、第１参照フレームからj番目の第２参照フレームへの基準位置ｓの移動量mv、j(xs)を示す。図９Ｂのグラフは、第１参照フレームからj番目の第２参照フレームへの対象位置ｔ１の移動量mvj(xt1)を示す。図９Ｃのグラフは、第１参照フレームからj番目の第２参照フレームへの対象位置ｔ２の移動量mvj(xt2)を示す。基準位置ｓは座標位置xsにある。対象位置ｔ１は座標位置xt1にある。対象位置ｔ２は座標位置xt2にある。また、図９Ａ、Ｂ及びＣの横軸は第２参照フレームの番号jである。図１０は基準位置の動きと対象位置の動きの関係を表すグラフである。図１０の横軸は移動量mv、j(xs)である。図１０の縦軸は移動量mvj(xt1)及びmvj(xt2)である。
【００５３】
上述のように、第２補正パラメータは、対象位置ごとに、予測補正誤差が最小になるように求められる。対象位置ｔ１の第２補正パラメータMapparam(xt1)は、式（３）を解くことで求められる。また、対象位置ｔ２の第２補正パラメータMapparam(xt2)は、式（４）を解くことで求められる。
【数３】
【数４】
【００５４】
本実施例では、予測補正誤差は二乗誤差の総和である。したがって、第２補正パラメータMapparam(xt1)は図１０でプロットされた点の回帰直線lt1の傾きで表され、第２補正パラメータMapparam(xt2)は、図１０でプロットされた点の回帰直線lt2の傾きで表される。
【００５５】
式（３）、式（４）は最小二乗法により、式（５）、式（６）のように計算される。
【数５】
【数６】
【００５６】
このように、対象位置全てについて第２補正パラメータが算出され、、算出された値を画素値とする第２補正パラメータマップが生成される。また、上述の予測誤差マップと同様に、算出された位置とその第２補正パラメータに基づいた補間値を予測誤差マップの画素として加えても構わない。
【００５７】
ステップＳ１６では、誤差マップ生成部３ｂにより生成された予測誤差マップと、パラメータマップ生成部３ｃにより生成された第２補正パラメータマップが、表示部４により表示される。
【００５８】
図１１の画像３０ａは、第２補正パラメータマップと第１画像データの合成画像である。画像３０ａの各画素値には第２補正パラメータの値に応じた値が設定される。例えば、第２補正パラメータが大きい領域ほど白く（明るく）表示されるとともに、第２補正パラメータの値が小さい領域ほど黒く（暗く）表示されるように、画素値が設定される。図１１の画像３０ａの例では、撮像対象の図中下（黒矢印３０ｃ）の位置の第２補正パラメータは、撮像対象の図中左上（白矢印３０ｄ）の位置の第２補正パラメータよりも大きい。また、図１１の画像３０ｂは第２補正パラメータMapparamと表示輝度の関係を表す。このように、第２補正パラメータマップは、第１画像データと合成して表示したり、また、第２補正パラメータの値と表示輝度との関係を示すバー（画像３０ｂ）を並べて表示することで、各位置での第２補正パラメータはどのような分布となっているかを容易に確認できる。
【００５９】
ステップＳ１７では、使用者が入力部５を操作して体動補正パラメータの修正を行った場合には、ステップＳ１５に進み（図７中の「ｙｅｓ」の場合）、使用者が修正をしなかった場合はステップＳ１８へ進む（図７中の「ｎｏ」の場合）。
【００６０】
体動補正パラメータの修正は、第１の実施例で説明した方法に限られない。例えば、ユーザインターフェースである入力部５のマウスを介して、使用者が第２補正パラメータマップ上の位置を指定し、指定された位置での第２補正パラメータ値が修正後の体動補正パラメータとして設定されても構わない。画像３０ａ上で位置が指定されても構わないし、画像３０ｂ（第２補正パラメータ値を示すバー）上で位置が指定されても構わない。第２補正パラメータマップまたは画像３０ａ上で位置が指定される場合、複数の位置が指定されても構わない。第２補正パラメータマップまたは画像３０ａ上で指定された、矩形状の領域または任意形状の領域の中に含まれる複数の位置を用いても構わない。指定された複数の位置に基づいて第２補正パラメータを算出し、体動補正パラメータを修正しても構わない。
【００６１】
例えば、式（７）で示すように、指定された複数点xt1、xt2、…、xtMの第２補正パラメータの平均から体動補正パラメータMapadjを修正する。
【数７】
【００６２】
また、式（８）で示すように、指定された複数点で算出された移動量全てを用いて予測補正誤差が最小となる体動補正パラメータMapadjを再計算し、修正しても良い。
【数８】
【００６３】
上述したように、本実施例の磁気共鳴イメージング装置１０は、対象位置ごとに第２補正パラメータを算出し、第２補正パラメータマップを生成し、そして、第２補正パラメータマップを表示する。これにより、使用者は撮像対象の各位置での第２補正パラメータ値を容易に確認することができる。
【００６４】
上記第１の実施例、第２の実施例は、上記実施例に限定されず、その主旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
【００６５】
上記実施例では、撮像対象を心臓としたが、例えば、肝臓や腎臓などの腹部臓器でも良い。また、複数の部位を同時に撮像対象としても良い。
【００６６】
また、上記実施例では説明を簡単にするため、撮像位置の補正は体軸方向への平行移動のみとしたが、これに限らず、例えばaffine変形などの回転やスケールを考慮して撮像位置を補正しても良い。また、基準位置を右肺Ｌ１下の横隔膜としたが、左肺Ｌ２下の横隔膜Ｄの位置など、撮像対象との体動と関連のある部位であれば良い。また、撮像対象の一部分を基準位置としても良い。さらに、基準位置は１点ではなく、複数の点であっても構わない。
【００６７】
一般的には、基準位置の移動量の３次元ベクトルの集合Os={ds1、ds2、…、dsD}と、撮像対象の空間位置Xにおける補正量の３次元ベクトルdc(X)との関係は、式（９）で表される。
【数９】
【００６８】
式（９）において、集合Oaは体動補正パラメータの集合{a1、a2、…、aA}である。また、関数Fは、撮像対象の空間位置、基準位置の移動量及び体動補正パラメータに基づいて補正量を決定する。
【００６９】
例えば、図１２で示すように基準位置ｓ１、ｓ２を配置し、y方向の平行移動の補正係数（a1）、x方向の平行移動の補正係数（a2）及びy方向のスケールの係数（a3）を体動補正パラメータとして用いる場合、補正量の３次元ベクトルdcと基準位置の移動量ds1、ds2の関係は式（１０）で表される。
【数１０】
【００７０】
この時、第１画像データ内の対象位置xtにおける予測補正誤差は式（１１）のようになる。
【数１１】
【００７１】
予測補正量ベクトルd'c、j(xt)は、第１参照フレームとj枚目の第２参照フレームから算出された、対象位置xtにおける予測補正量ベクトルである。移動量ベクトルmvj(xt)は対象位置xtにおける移動量ベクトルである。
【００７２】
また、第１画像データ内の対象位置xtにおける第２補正パラメータは式（１２）のようになる。
【数１２】
【００７３】
式（１２）が示すように、複数の体動補正パラメータがある場合は、パラメータごとの第２補正パラメータを求める必要がある。
【００７４】
また、上記実施例では、撮像対象の動きは撮像位置を直接補正することで実現するとしたが、これに限定されず、撮像位置を固定したままＭＲ信号と基準位置の位置情報を取得し、取得したＭＲ信号と基準位置の位置情報を組として保存しておき、再構成により画像化する前に、取得したＭＲ信号を補正することで撮像対象の動きを補正しても良い。
【符号の説明】
【００７５】
１、１０：磁気共鳴イメージング装置、 ２：撮像部、 ２ａ：第１撮像部、 ２ｂ：第２撮像部、 ３：処理部、 ３ａ：移動量算出部、 ３ｂ：誤差マップ生成部、 ３ｃ：パラメータマップ生成部、 ４：表示部、 ５：体動補正パラメータ設定部、 ６：修正情報入力部
【技術分野】
【０００１】
この技術は、所定の基準位置の体動による移動量に基づいて、所望の撮像対象の体動を補正して撮像する磁気共鳴イメージング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴イメージング装置はＸ線ＣＴ装置や超音波装置よりも長い時間を撮像に要するため、体動により動く対象物を撮像する場合にアーチファクトが生じやすい。
【０００３】
例えば、呼吸により動く心臓を撮像対象とする場合、呼吸による心臓の動きは、横隔膜の動きに比例することが知られている。そこで、横隔膜を基準位置として、ナビゲータパルスを用いて呼吸による横隔膜の動きをモニタし、この横隔膜の位置に基づいてＭＲ信号を取得する位置を、平行移動などの変換により補正することで、呼吸による心臓の動きを補正する方法がある。または、取得したＭＲ信号とその時の横隔膜の位置情報を組として保存しておき、取得したＭＲ信号を横隔膜の位置情報を基に補正した後で、画像データを再構成する方法がある。これらの方法により、動きアーチファクトの少ないＭＲ画像（「第２画像データ」）を撮像することができる。
【０００４】
横隔膜の動きと心臓の動きの関係は被検体ごとに異なる。補正のための変換パラメータ（「体動補正パラメータ」）を被検体ごとに算出することにより、動き補正の正確さが改善される。
【０００５】
従来の磁気共鳴イメージング装置は、基準位置と撮像対象の体動をモニタするためのＭＲ画像（「第１画像データ」）を撮像する。従来の磁気共鳴イメージング装置は、この第１画像データから被検体ごとに体動補正パラメータを自動で算出する。従来の磁気共鳴イメージング装置は、算出された体動補正パラメータを用いて第２画像データを撮像する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２８１５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、厳密には、心臓などの撮像対象は体動により複雑な動きをし、また、基準位置が同じであっても撮像対象が同じ形、位置でない場合がある。このため、被検体ごとの体動補正パラメータを算出し、平行移動や平行移動よりも高次の変換により撮像対象の体動補正を行っても、補正の誤差は発生し、また、その誤差の量も撮像対象の各位置で異なる。
【０００８】
従来の磁気共鳴イメージング装置では、設定した体動補正パラメータによって、撮像対象の各位置でどの程度体動補正が行えるかを確認できなかった。
【０００９】
そこで、本発明は、撮像対象の各位置でどの程度体動補正できるかを、使用者が容易に確認できる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】
【００１０】
磁気共鳴イメージング装置は、被検体の所定の基準位置と所望の対象部位を含む複数枚の第１画像データを撮像する第１撮像部と、前記第１画像データのうちの第１参照フレームと第２参照フレームの間での、前記基準位置と前記対象部位を含む複数の局所位置の移動量を算出する移動量算出部と、前記被検体の体動を補正するための第１補正パラメータを前記移動量から求める体動補正パラメータ設定部と、前記局所位置のそれぞれについて、前記移動量に基づく予測位置と前記第１補正パラメータに基づく予測補正位置との予測補正誤差を求めるとともに、前記予測補正誤差を画素値として有する予測誤差マップを生成する誤差マップ生成部と、前記予測誤差マップと前記第１画像データを表示する表示部とを有する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、設定した体動補正パラメータにより、撮像対象の各位置でどの程度体動補正できるかを容易に予測することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】磁気共鳴画像の模式図。
【図２】第１の実施例に係る磁気共鳴イメージング装置のブロック図。
【図３】第１の実施例に係る磁気共鳴イメージング装置のフローチャート。
【図４】予測誤差マップと第１画像データの表示例。
【図５Ａ】ＧＵＩの例。
【図５Ｂ】ＧＵＩの例。
【図６】第２の実施例に係る磁気共鳴イメージング装置のブロック図。
【図７】第２の実施例に係る磁気共鳴イメージング装置のフローチャート。
【図８】磁気共鳴画像の模式図。
【図９Ａ】基準位置の移動量の推移を示すグラフ。
【図９Ｂ】対象位置の移動量の推移を示すグラフ。
【図９Ｃ】対象位置の移動量の推移を示すグラフ。
【図１０】基準位置の動きと対象位置の動きの関係を表すグラフ。
【図１１】第２補正パラメータマップと第１画像データとの合成画像の例。
【図１２】磁気共鳴画像の模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して実施例を説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１から図５を参照して、第１の実施例の磁気共鳴イメージング装置１を説明する。図１は人間の胸部に関する磁気共鳴画像の模式図である。図１は本実施例の撮像対象ｔ及び基準位置ｓを示す。撮像対象ｔは心臓である。基準位置ｔは右肺Ｌ１の下の横隔膜Ｄ上の１点である。本実施例の磁気共鳴イメージング装置１は、呼吸による心臓の動きを補正し、補正された画像データ（第２画像データ）を撮像する。以下の説明では、心臓は横隔膜Ｄの体軸方向の動きに比例して体軸方向と平行に動くものと仮定する。そして、撮像位置を体軸方向に平行移動させることで心臓の動きを補正する場合について説明する。例えば、体軸方向の横隔膜Ｄの移動量dsと体軸方向の撮像位置の補正量dcとの関係は式（１）で表される。
【数１】
【００１５】
式（１）の係数aは横隔膜Ｄと心臓の動きの関係を表す体動補正パラメータである。横隔膜の動きと心臓の動きの関係は被検体ごとに異なるため、体動補正パラメータを被検体ごとに算出することで、より正確な動き補正が可能になる。
【００１６】
そこで、被検体ごとに異なる体動補正パラメータを算出するために、第２画像データを撮像する前に、横隔膜と心臓を含む複数枚の画像データ（第１画像データ）を撮像する。
【００１７】
本実施例の磁気共鳴イメージング装置１は、第１画像データから体動補正パラメータ（第１補正パラメータ）を求め、体動補正パラメータを用いた補正によって、撮像対象である心臓の各位置で、どの程度の誤差で補正可能であるかを予測する。そして、本実施例の磁気共鳴イメージング装置１は、予測された誤差を可視化し、可視化された誤差をユーザに提示する。
【００１８】
図２は本実施例の磁気共鳴イメージング装置１のブロック図である。磁気共鳴イメージング装置１は、撮像部２、処理部３、表示部４、体動補正パラメータ設定部５、及び、修正情報入力部６を有する。
【００１９】
撮像部２は第１撮像部２ａと第２撮像部２ｂを有する。第１撮像部２ａは、被検体の基準位置と撮像対象を含む、複数枚の画像データである第１画像データを取得する。第２撮像部２ｂは、ナビゲータパルスを用いて基準位置の動きをモニタするとともに、その基準位置の動きに基づいて撮像対象の動きを補正した画像データである第２画像データを取得する。第１撮像部２ａにより得られる第１画像データは、移動量算出部３ａ、表示部４に入力される。また、第２撮影部２ｂにより得られる第２画像データは、表示部４に入力される。
【００２０】
処理部３は、移動量算出部３ａ、誤差マップ生成部３ｂを有する。
【００２１】
移動量算出部３ａは、第１画像データの内の第１参照フレームの基準位置と対象部位を含む複数の局所位置（以下、「対象位置」と呼ぶ）から第２参照フレームへの移動量を算出する。算出された移動量は、誤差マップ生成部３ｂ、体動補正パラメータ設定部５に入力される。
【００２２】
誤差マップ生成部３ｂは、基準位置の移動量と体動補正パラメータに基づいて、対象位置ごとの予測補正位置を算出する。誤差マップ生成部３ｂは、対象位置ごとの移動量から対象位置の位置を求める。誤差マップ生成部３ｂは、予測補正位置と求められた位置との誤差である予測補正誤差を算出する。誤差マップ生成部３ｂは、予測補正誤差を画素値として有する予測誤差マップを生成する。生成された予測誤差マップは、表示部４に入力される。体動補正パラメータが修正された場合、誤差マップ生成部３ｂは予測誤差マップを更新する。更新された予測誤差マップは、表示部４に入力される。
【００２３】
表示部４は、液晶表示装置やＣＲＴなどのディスプレイである。
【００２４】
体動補正パラメータ設定部５は、第２画像データの撮像や予測補正誤差の算出に必要な体動補正パラメータを設定する。例えば、体動補正パラメータ設定部５は、体動補正パラメータとして、被検体によらず固定の値を設定しても構わないし、後述するように、移動量算出部３ａが算出した移動量に基づいて、体動補正パラメータ設定部５が被検体ごとに算出しても構わない。設定された体動補正パラメータは、誤差マップ生成部３ｂ、第２撮像部２ｂに入力される。
【００２５】
修正情報入力部６は、体動補正パラメータの修正情報を入力する手段である。例えば、修正情報入力部６は、マウスやキーボード、トラックボール、タッチパッドなどのユーザインターフェースにより実現される。修正された体動補正パラメータは、体動補正パラメータ設定部５へ入力される。
【００２６】
図３は、本実施例の磁気共鳴イメージング装置１の動作を示すフローチャートである。
【００２７】
ステップＳ１では、第１撮像部２ａが、被検体の基準位置と撮像対象を含む複数枚の画像データである第１画像データを撮像し、移動量算出部３ａへ出力する。
【００２８】
ステップＳ２では、移動量算出３ａは、第１画像データの内の第１参照フレームの基準位置と対象位置の第２参照フレームへの移動量を算出する。
【００２９】
本実施例では、第１参照フレームは第１画像データのうちの任意の１枚の画像データであり、第２参照フレームは残りの第１画像データである。Ｎ枚の第１画像データが存在する場合、Ｎ−１枚の第２参照フレームが存在する。つまり、基準位置と対象位置ごとにＮ−１個の移動量が算出される。ただし、第１参照フレームと第２参照フレームの選択はこれに限らず、第１画像データから考えられる全ての第１参照フレームと第２参照フレームの組み合わせであっても構わない。基準位置と対象位置ごとに、１つ以上の移動量が算出できれば構わない。
【００３０】
また、「移動量の算出」は、第１参照フレームの基準位置と対象位置のそれぞれを中心位置としたテンプレートを用意し、第２参照フレームへのマッチングを行うことで求めても構わないし、第１参照フレームと第２参照フレームの輝度パターンが一致するように第１参照フレームまたは第２参照フレームを変形、位置合わせを行うことで基準位置と対象位置ごとの移動量を算出しても構わない。
【００３１】
また、「対象位置」は、第１参照フレーム上の全ての点でも構わないし、等間隔にサンプリングした点でも構わない。第１参照フレーム上の撮像対象の境界の点集合を対象位置として用いても構わない。
【００３２】
ステップＳ３では、体動補正パラメータ設定部５は体動補正パラメータを設定する。本実施例では、「体動補正パラメータ」は基準位置の移動量と撮像位置の補正量の関係を表す比例定数であり、式（１）のパラメータaである。
【００３３】
本実施例の体動補正パラメータ設定部５は、任意の対象位置xtにおける予測補正誤差（ステップＳ４で説明）を最小にする体動補正パラメータを被検体ごとに算出する。予測補正誤差については後述する。体動補正パラメータの算出方法は、実施例２のステップＳ１４にて詳細に説明される。体動補正パラメータの設定は、この方法に限定されず、例えば、１．０や０．０などの被検体によらず固定の値としても構わない。
【００３４】
ステップＳ４では、誤差マップ生成部３ｂは、基準位置の移動量と体動補正パラメータに基づいて、対象位置ごとの予測補正位置を求める。誤差マップ生成部３ｂは、移動量算出部３ａにより算出された対象位置ごとの移動量から、対象位置ごとの位置を求める。誤差マップ生成部３ｂは、求められた位置と予測補正位置との誤差である予測補正誤差を算出する。誤差マップ生成部３ｂは予測誤差マップを生成する。予測誤差マップは予測補正誤差を画素値として有する画像である。対象位置xtごとの予測補正誤差MAPerr(xt)は、例えば、式（２）で求められる。
【数２】
【００３５】
移動量mvj(xt)は対象位置xtの移動量である。移動量mvj(xt)は、第１参照フレームとN-1枚あるうちのj枚目の第２参照フレームから算出される。移動量mvj(xs)は基準位置xsの移動量である。予測補正量d'c、jは、対象位置xtの移動量mvj(xt)と体動補正パラメータaから算出される。上述したように、本実施例では撮像対象の補正は体軸方向のみである。対象位置の移動量、基準位置の移動量、予測補正量は全て体軸方向のスカラー値を示す。予測補正誤差は式（２）で示すような二乗誤差の総和に限定されず、例えば、絶対値誤差の総和など、対象位置ごとの予測補正位置と移動量の差を表す指標であれば良い。
【００３６】
予測誤差マップは、式（２）で算出した予測補正誤差を画素値として有する画像である。対象位置の予測補正誤差は計算可能である。算出した予測補正誤差の値と位置に基づいて補間して算出された予測補正誤差を予測誤差マップの画素として加えても構わない。
【００３７】
ステップＳ５では、誤差マップ生成部３ｂで生成された予測誤差マップを、表示部４が表示する。
【００３８】
図４は予測誤差マップと第１画像データの表示画面の例である。画像１０ａは予測誤差マップと第１画像データとの合成画像である。画像１０ａの各画素値には予測補正誤差の値に応じた値が設定される。例えば、白い領域（明るい領域）ほど予測補正誤差が小さくなるように設定される。今設定されている体動補正パラメータでは、撮像対象の図中右上と左下の位置（図４の黒矢印１０ｃ及び１０ｄ）での補正誤差は、撮像対象の図中右（図４の白矢印１０ｅ）の位置での補正誤差よりも小さい。図４の画像１０ｂは、予測補正誤差と表示輝度の関係を表す。このように、第１画像データと予測誤差マップを合成して表示したり、予測誤差マップの値と表示輝度との関係を示す画像を並べて表示することで、予測補正誤差の分布状況を容易に確認することができる。
【００３９】
ステップＳ６では、使用者が修正情報入力部６を操作して体動補正パラメータの修正を行ったか否かを判定する。使用者が修正を行った場合にはステップＳ７に進み（図３中の「ｙｅｓ」の場合）、使用者が修正をしなかった場合にはステップＳ８に進む（図３中の「ｎｏ」の場合）。
【００４０】
使用者は、修正情報入力部５のユーザインタフェース（例えばマウス）を用いて図５に示すＧＵＩを操作することにより、体動補正パラメータの修正を行う。ＧＵＩは、体動補正パラメータを調整するためのスライダ２０ａや、体動補正パラメータの数値を直接指定するためのエディットボックス２０ｂを有する。
【００４１】
ステップＳ７では、修正情報入力部６は使用者の入力に基づいて体動補正パラメータを修正し、ステップＳ４に戻り、誤差マップ生成部３ｂが予測誤差マップを再び生成する。
【００４２】
ステップＳ８では、基準位置の動きと体動補正パラメータとに基づいて第２撮像部２ｂが撮像対象の動きを補正する。第２撮像部２ｂは補正されたＭＲ画像である第２画像データを取得する。基準位置の動きは、上述したように、ナビゲータパルスを用いて検出される。
【００４３】
上述したように、本実施例の磁気共鳴イメージング装置１は、第１画像データ及び調整可能な体動補正パラメータを用いて予測誤差マップを生成する。そして、本実施例の磁気共鳴イメージング装置１は第１画像データと予測誤差マップとを表示する。使用者は予測誤差マップに基づいて、設定された体動補正パラメータによる、撮像対象の各位置での補正の程度を容易に予測することができる。このことにより、使用者の撮り直しの労力が減る。本実施例の磁気共鳴イメージング装置１は、使用者が効率良く撮像することを支援できる。
【実施例２】
【００４４】
以下、第２の実施例である磁気共鳴イメージング装置１０について説明する。図６は第２の実施例に係る磁気共鳴イメージング装置１０のブロック図である。本実施例の磁気共鳴イメージング装置１０は、図１の磁気共鳴イメージング装置１にパラメータマップ生成部３ｃを追加した構成に相当する。パラメータマップ生成部３ｃは、最小の予測補正誤差に対応する体動補正パラメータ（「第２補正パラメータ」）を求めるとともに、第２補正パラメータの値の空間的な分布を示す第２補正パラメータマップを生成する。
【００４５】
この構成とすることで、使用者は、補正パラメータ値の撮像対象の各位置での分布を容易に確認することができる。
【００４６】
なお、図６において、パラメータマップ生成部３ｃ以外のブロックについては、第１の実施例と説明が重複するため、説明を省略する。
【００４７】
パラメータマップ生成部３ｃは、基準位置と対象位置の移動量から求まる、第２補正パラメータを算出し、第２補正パラメータマップを生成する。生成された第２補正パラメータマップは、表示部４に入力される。
【００４８】
第２の実施例に係る磁気共鳴イメージング装置１０の動作について、図７のフローチャートを用いて説明する。
【００４９】
図７のステップＳ１１は第１の実施形態（図３）のステップＳ１に対応する。ステップＳ１２はステップＳ２に対応する。ステップＳ１３はステップＳ３に対応する。ステップＳ１５はステップＳ４に対応する。ステップＳ１８はステップＳ７に対応する。、ステップＳ１９はステップＳ８に対応する。本実施例では、説明が重複するため、これらのステップの説明を省略する。
【００５０】
ステップＳ１４では、パラメータマップ生成部３ｃは、対象位置ごとに、予測補正誤差が最小となる第２補正パラメータを算出し、第２補正パラメータマップを生成する。
【００５１】
以下に、本実施例での「第２補正パラメータ」の算出方法を説明する。
【００５２】
図８は、人間の胸部に関する磁気共鳴画像の模式図である。図８は本実施例での基準位置ｓ、対象位置ｔ１、ｔ２の配置例を示す。本実施例では対象位置ｔ１及びｔ２の第２補正パラメータを算出する。図９Ａのグラフは、第１参照フレームからj番目の第２参照フレームへの基準位置ｓの移動量mv、j(xs)を示す。図９Ｂのグラフは、第１参照フレームからj番目の第２参照フレームへの対象位置ｔ１の移動量mvj(xt1)を示す。図９Ｃのグラフは、第１参照フレームからj番目の第２参照フレームへの対象位置ｔ２の移動量mvj(xt2)を示す。基準位置ｓは座標位置xsにある。対象位置ｔ１は座標位置xt1にある。対象位置ｔ２は座標位置xt2にある。また、図９Ａ、Ｂ及びＣの横軸は第２参照フレームの番号jである。図１０は基準位置の動きと対象位置の動きの関係を表すグラフである。図１０の横軸は移動量mv、j(xs)である。図１０の縦軸は移動量mvj(xt1)及びmvj(xt2)である。
【００５３】
上述のように、第２補正パラメータは、対象位置ごとに、予測補正誤差が最小になるように求められる。対象位置ｔ１の第２補正パラメータMapparam(xt1)は、式（３）を解くことで求められる。また、対象位置ｔ２の第２補正パラメータMapparam(xt2)は、式（４）を解くことで求められる。
【数３】
【数４】
【００５４】
本実施例では、予測補正誤差は二乗誤差の総和である。したがって、第２補正パラメータMapparam(xt1)は図１０でプロットされた点の回帰直線lt1の傾きで表され、第２補正パラメータMapparam(xt2)は、図１０でプロットされた点の回帰直線lt2の傾きで表される。
【００５５】
式（３）、式（４）は最小二乗法により、式（５）、式（６）のように計算される。
【数５】
【数６】
【００５６】
このように、対象位置全てについて第２補正パラメータが算出され、、算出された値を画素値とする第２補正パラメータマップが生成される。また、上述の予測誤差マップと同様に、算出された位置とその第２補正パラメータに基づいた補間値を予測誤差マップの画素として加えても構わない。
【００５７】
ステップＳ１６では、誤差マップ生成部３ｂにより生成された予測誤差マップと、パラメータマップ生成部３ｃにより生成された第２補正パラメータマップが、表示部４により表示される。
【００５８】
図１１の画像３０ａは、第２補正パラメータマップと第１画像データの合成画像である。画像３０ａの各画素値には第２補正パラメータの値に応じた値が設定される。例えば、第２補正パラメータが大きい領域ほど白く（明るく）表示されるとともに、第２補正パラメータの値が小さい領域ほど黒く（暗く）表示されるように、画素値が設定される。図１１の画像３０ａの例では、撮像対象の図中下（黒矢印３０ｃ）の位置の第２補正パラメータは、撮像対象の図中左上（白矢印３０ｄ）の位置の第２補正パラメータよりも大きい。また、図１１の画像３０ｂは第２補正パラメータMapparamと表示輝度の関係を表す。このように、第２補正パラメータマップは、第１画像データと合成して表示したり、また、第２補正パラメータの値と表示輝度との関係を示すバー（画像３０ｂ）を並べて表示することで、各位置での第２補正パラメータはどのような分布となっているかを容易に確認できる。
【００５９】
ステップＳ１７では、使用者が入力部５を操作して体動補正パラメータの修正を行った場合には、ステップＳ１５に進み（図７中の「ｙｅｓ」の場合）、使用者が修正をしなかった場合はステップＳ１８へ進む（図７中の「ｎｏ」の場合）。
【００６０】
体動補正パラメータの修正は、第１の実施例で説明した方法に限られない。例えば、ユーザインターフェースである入力部５のマウスを介して、使用者が第２補正パラメータマップ上の位置を指定し、指定された位置での第２補正パラメータ値が修正後の体動補正パラメータとして設定されても構わない。画像３０ａ上で位置が指定されても構わないし、画像３０ｂ（第２補正パラメータ値を示すバー）上で位置が指定されても構わない。第２補正パラメータマップまたは画像３０ａ上で位置が指定される場合、複数の位置が指定されても構わない。第２補正パラメータマップまたは画像３０ａ上で指定された、矩形状の領域または任意形状の領域の中に含まれる複数の位置を用いても構わない。指定された複数の位置に基づいて第２補正パラメータを算出し、体動補正パラメータを修正しても構わない。
【００６１】
例えば、式（７）で示すように、指定された複数点xt1、xt2、…、xtMの第２補正パラメータの平均から体動補正パラメータMapadjを修正する。
【数７】
【００６２】
また、式（８）で示すように、指定された複数点で算出された移動量全てを用いて予測補正誤差が最小となる体動補正パラメータMapadjを再計算し、修正しても良い。
【数８】
【００６３】
上述したように、本実施例の磁気共鳴イメージング装置１０は、対象位置ごとに第２補正パラメータを算出し、第２補正パラメータマップを生成し、そして、第２補正パラメータマップを表示する。これにより、使用者は撮像対象の各位置での第２補正パラメータ値を容易に確認することができる。
【００６４】
上記第１の実施例、第２の実施例は、上記実施例に限定されず、その主旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
【００６５】
上記実施例では、撮像対象を心臓としたが、例えば、肝臓や腎臓などの腹部臓器でも良い。また、複数の部位を同時に撮像対象としても良い。
【００６６】
また、上記実施例では説明を簡単にするため、撮像位置の補正は体軸方向への平行移動のみとしたが、これに限らず、例えばaffine変形などの回転やスケールを考慮して撮像位置を補正しても良い。また、基準位置を右肺Ｌ１下の横隔膜としたが、左肺Ｌ２下の横隔膜Ｄの位置など、撮像対象との体動と関連のある部位であれば良い。また、撮像対象の一部分を基準位置としても良い。さらに、基準位置は１点ではなく、複数の点であっても構わない。
【００６７】
一般的には、基準位置の移動量の３次元ベクトルの集合Os={ds1、ds2、…、dsD}と、撮像対象の空間位置Xにおける補正量の３次元ベクトルdc(X)との関係は、式（９）で表される。
【数９】
【００６８】
式（９）において、集合Oaは体動補正パラメータの集合{a1、a2、…、aA}である。また、関数Fは、撮像対象の空間位置、基準位置の移動量及び体動補正パラメータに基づいて補正量を決定する。
【００６９】
例えば、図１２で示すように基準位置ｓ１、ｓ２を配置し、y方向の平行移動の補正係数（a1）、x方向の平行移動の補正係数（a2）及びy方向のスケールの係数（a3）を体動補正パラメータとして用いる場合、補正量の３次元ベクトルdcと基準位置の移動量ds1、ds2の関係は式（１０）で表される。
【数１０】
【００７０】
この時、第１画像データ内の対象位置xtにおける予測補正誤差は式（１１）のようになる。
【数１１】
【００７１】
予測補正量ベクトルd'c、j(xt)は、第１参照フレームとj枚目の第２参照フレームから算出された、対象位置xtにおける予測補正量ベクトルである。移動量ベクトルmvj(xt)は対象位置xtにおける移動量ベクトルである。
【００７２】
また、第１画像データ内の対象位置xtにおける第２補正パラメータは式（１２）のようになる。
【数１２】
【００７３】
式（１２）が示すように、複数の体動補正パラメータがある場合は、パラメータごとの第２補正パラメータを求める必要がある。
【００７４】
また、上記実施例では、撮像対象の動きは撮像位置を直接補正することで実現するとしたが、これに限定されず、撮像位置を固定したままＭＲ信号と基準位置の位置情報を取得し、取得したＭＲ信号と基準位置の位置情報を組として保存しておき、再構成により画像化する前に、取得したＭＲ信号を補正することで撮像対象の動きを補正しても良い。
【符号の説明】
【００７５】
１、１０：磁気共鳴イメージング装置、 ２：撮像部、 ２ａ：第１撮像部、 ２ｂ：第２撮像部、 ３：処理部、 ３ａ：移動量算出部、 ３ｂ：誤差マップ生成部、 ３ｃ：パラメータマップ生成部、 ４：表示部、 ５：体動補正パラメータ設定部、 ６：修正情報入力部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の所定の基準位置と所望の対象部位を含む複数枚の第１画像データを撮像する第１撮像部と
前記第１画像データのうちの第１参照フレームと第２参照フレームの間での、前記基準位置と前記対象部位を含む複数の局所位置の移動量を算出する移動量算出部と、
前記被検体の体動を補正するための第１補正パラメータを前記移動量から求める体動補正パラメータ設定部と、
前記局所位置のそれぞれについて、前記移動量に基づく予測位置と前記第１補正パラメータに基づく予測補正位置との予測補正誤差を求めるとともに、前記予測補正誤差を画素値として有する予測誤差マップを生成する誤差マップ生成部と、
前記予測誤差マップと前記第１画像データを表示する表示部と、
を有する磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
前記局所位置のそれぞれについて、前記予測補正誤差を最小にする第２補正パラメータを前記移動量から求めるとともに、前記第２補正パラメータの値を画素値として有するパラメータマップを生成するパラメータマップ生成部を、さらに有し、
前記表示部は、さらに前記パラメータマップも表示する
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】
前記第１補正パラメータの修正情報を入力する修正情報入力部をさらに有し、
前記体動補正パラメータ設定部は、前記修正情報入力部から入力された情報に従って前記第１補正パラメータを修正する
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】
前記修正情報は前記パラメータマップ上の位置を示す情報であり、
前記体動補正パラメータ設定部は、前記パラメータマップ上の前記位置での第２補正パラメータを用いて前記第１補正パラメータを修正する
ことを特徴とする請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記誤差マップ生成部は、前記第１補正パラメータが修正された場合に、前記予測誤差マップを更新し、
前記表示部は、更新された前記予測誤差マップを表示することを特徴とする、
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】
体動を検出するための体動モニタ用信号と前記第１補正パラメータに基づいて体動が補正された第２画像データを撮像するための第２撮像部をさらに有し、
前記表示部は、さらに前記第２画像データも表示する、
ことを特徴とする請求項５に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
前記第１補正パラメータ及び前記第２補正パラメータは、前記基準位置の移動量に基づいて、撮像空間を変形させる変換を特徴付けるパラメータである、
ことを特徴とする請求項６に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項８】
前記表示部は、前記予測誤差マップ及び前記パラメータマップのうちの少なくとも一方と前記第１画像データとを合成した画像を表示する、
ことを特徴とする請求項７に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１】
被検体の所定の基準位置と所望の対象部位を含む複数枚の第１画像データを撮像する第１撮像部と
前記第１画像データのうちの第１参照フレームと第２参照フレームの間での、前記基準位置と前記対象部位を含む複数の局所位置の移動量を算出する移動量算出部と、
前記被検体の体動を補正するための第１補正パラメータを前記移動量から求める体動補正パラメータ設定部と、
前記局所位置のそれぞれについて、前記移動量に基づく予測位置と前記第１補正パラメータに基づく予測補正位置との予測補正誤差を求めるとともに、前記予測補正誤差を画素値として有する予測誤差マップを生成する誤差マップ生成部と、
前記予測誤差マップと前記第１画像データを表示する表示部と、
を有する磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
前記局所位置のそれぞれについて、前記予測補正誤差を最小にする第２補正パラメータを前記移動量から求めるとともに、前記第２補正パラメータの値を画素値として有するパラメータマップを生成するパラメータマップ生成部を、さらに有し、
前記表示部は、さらに前記パラメータマップも表示する
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】
前記第１補正パラメータの修正情報を入力する修正情報入力部をさらに有し、
前記体動補正パラメータ設定部は、前記修正情報入力部から入力された情報に従って前記第１補正パラメータを修正する
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】
前記修正情報は前記パラメータマップ上の位置を示す情報であり、
前記体動補正パラメータ設定部は、前記パラメータマップ上の前記位置での第２補正パラメータを用いて前記第１補正パラメータを修正する
ことを特徴とする請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記誤差マップ生成部は、前記第１補正パラメータが修正された場合に、前記予測誤差マップを更新し、
前記表示部は、更新された前記予測誤差マップを表示することを特徴とする、
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】
体動を検出するための体動モニタ用信号と前記第１補正パラメータに基づいて体動が補正された第２画像データを撮像するための第２撮像部をさらに有し、
前記表示部は、さらに前記第２画像データも表示する、
ことを特徴とする請求項５に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
前記第１補正パラメータ及び前記第２補正パラメータは、前記基準位置の移動量に基づいて、撮像空間を変形させる変換を特徴付けるパラメータである、
ことを特徴とする請求項６に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項８】
前記表示部は、前記予測誤差マップ及び前記パラメータマップのうちの少なくとも一方と前記第１画像データとを合成した画像を表示する、
ことを特徴とする請求項７に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−２００６１３（Ｐ２０１１−２００６１３Ａ）
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７３７０４（Ｐ２０１０−７３７０４）
【出願日】平成２２年３月２６日（２０１０．３．２６）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月１３日（２０１１．１０．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２６日（２０１０．３．２６）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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