ＭＲ装置およびプログラム
【課題】ＡＳＬ撮影法における待ち時間ＰＬＤを適正に設定することができるＭＲ装置を提供する。
【解決手段】予備的なＡＳＬ撮影により、イメージング領域内のスライスについて、待ち時間ＰＬＤが異なる複数の予備画像を得るよう、撮影手段を制御する撮影制御手段と、複数の予備画像Ｐ１〜Ｐ５の中から、予備画像を構成する各画素に対応する磁気共鳴信号強度の均一度および大きさのうち少なくとも一方に係る基準を満たす一つの予備画像Ｐｓを特定する特定手段と、特定された予備画像Ｐｓに対応するＰＬＤに基づいて、本番のＡＳＬ撮影におけるＰＬＤを設定する設定手段とを備えた構成とする。
【解決手段】予備的なＡＳＬ撮影により、イメージング領域内のスライスについて、待ち時間ＰＬＤが異なる複数の予備画像を得るよう、撮影手段を制御する撮影制御手段と、複数の予備画像Ｐ１〜Ｐ５の中から、予備画像を構成する各画素に対応する磁気共鳴信号強度の均一度および大きさのうち少なくとも一方に係る基準を満たす一つの予備画像Ｐｓを特定する特定手段と、特定された予備画像Ｐｓに対応するＰＬＤに基づいて、本番のＡＳＬ撮影におけるＰＬＤを設定する設定手段とを備えた構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血流の上流側で血液にラベリング（labeling）を行い、下流側でラベリングした血液から磁気共鳴信号を収集するＡＳＬ（Arterial
Spin Labeling）撮影を行うＭＲ（Magnetic Resonance）装置およびそのためのプログラム（program）に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＲ装置では、マグネットシステム（magnet system）の内部空間、すなわち、静磁場を形成した撮影空間に撮影の対象を搬入し、勾配磁場および高周波（ＲＦ：radio frequency）磁場を印加して対象内のスピンを励起して磁気共鳴信号を発生させ、その受信信号に基づいて画像を再構成する。
【０００３】
パーフュージョン（perfusion）撮影、例えばＡＳＬと呼ばれる撮影法では、予め、血流の上流側において血液のスピン（spin）に磁気的なラベリングを行い、このラベリングされたスピンが関心領域に流入して発生する磁気共鳴信号（以下、ＭＲ信号という）を撮影に利用する。ラベリングはタギング（tagging）とも呼ばれるが、本書ではラベリングで統一する。
【０００４】
ラベリングは、スピンのインバージョン（inversion）によって行われる。脳血流の灌流を撮影する場合、スピンのインバージョンは対象の頸部において行われ、脳の所望のスライス（slice）についてのパーフュージョン画像が撮影される。パーフュージョン画像は、ラベリング有りの断層像であるラベル（label）画像と、ラベリング無しの断層像であるコントロール（control）画像との差分画像として求められる（例えば、特許文献１，［０００４］等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４０５１２３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ＡＳＬ撮影法では、ラベリングされた血液がイメージング領域の全体に行き渡った状態でイメージングがなされるよう、ラベリングを行ってから一定時間以上待って、ＭＲ信号の収集を開始する必要がある。一方、この待ち時間ＰＬＤ（Post Label Delay）が長過ぎると、Ｔ１緩和が進んでしまい、ＭＲ信号が弱くなってしまう。そのため、この待ち時間ＰＬＤは、ラベリングされた血液がイメージング領域の全体に行き渡るほど十分長く、かつ、Ｔ１緩和が進まないよう極力短く設定するのが望ましい。
【０００７】
しかしながら、ラベリングされた血液がイメージング領域の全体に行き渡るまでに要する時間ＡＴＴ（Arterial Transit Time）には、個人差があり、被検体の年齢、心拍数などによって変化する。さらに、脳梗塞など疾患がある場合には、血液の行き渡り方にむらが出る。
【０００８】
そのため、この待ち時間ＰＬＤの適切な時間は、勘や経験だけで事前に決めることが難しい。
【０００９】
このような事情により、ＡＳＬ撮影法における待ち時間ＰＬＤを適正に設定することができるＭＲ装置が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の観点の発明は、被検体における血流の上流側で血液にスピンのラベリングを行い、待ち時間ＰＬＤが経過した後に、前記血流の下流側で前記ラベリングされた血液から磁気共鳴信号を収集し、該磁気共鳴信号に基づいて前記血流を画像化するＡＳＬ撮影を行うＭＲ装置であって、予備的なＡＳＬ撮影により、イメージング領域内のスライスについて、待ち時間ＰＬＤが異なる複数の予備画像を得るよう、撮影手段を制御する撮影制御手段と、前記複数の予備画像の中から、予備画像を構成する各画素に対応する磁気共鳴信号強度の均一度および大きさのうち少なくとも一方に係る基準を満たす一つの予備画像を特定する特定手段と、特定された予備画像に対応するＰＬＤに基づいて、本番のＡＳＬ撮影におけるＰＬＤを設定する設定手段とを備えたＭＲ装置を提供する。
【００１１】
第２の観点の発明は、前記特定手段が、前記磁気共鳴信号強度の均一度が一定レベル（level）以上である予備画像の中で、前記磁気共鳴信号強度の大きさが最大である予備画像を特定する上記第１の観点のＭＲ装置を提供する。
【００１２】
第３の観点の発明は、前記磁気共鳴信号強度の均一度が、磁気共鳴信号強度値の分散または標準偏差であり、前記磁気共鳴信号強度の大きさは、磁気共鳴信号強度値の平均値である上記第２の観点のＭＲ装置を提供する。
【００１３】
第４の観点の発明は、前記複数の予備画像を表示させる表示制御手段をさらに備えた標記第２の観点から第３の観点のいずれか一つの観点のＭＲ装置を提供する。
【００１４】
第５の観点の発明は、被検体における血流の上流側で血液にスピンのラベリングを行い、待ち時間ＰＬＤが経過した後に、前記血流の下流側で前記ラベリングされた血液から磁気共鳴信号を収集し、該磁気共鳴信号に基づいて前記血流を画像化するＡＳＬ撮影を行うＭＲ装置であって、予備的なＡＳＬ撮影により、イメージング領域内のスライス（slice）について、待ち時間ＰＬＤが異なる複数の予備画像を得るよう、撮影手段を制御する撮影制御手段と、前記複数の予備画像を表示させる表示制御手段と、操作者の操作に応じて前記複数の予備画像の中から一つの予備画像を特定する特定手段と、特定された予備画像に対応するＰＬＤに基づいて、本番のＡＳＬ撮影におけるＰＬＤを設定する設定手段とを備えたＭＲ装置を提供する。
【００１５】
第６の観点の発明は、前記設定手段が、特定された予備画像に対応するＰＬＤと実質的に等しい時間を、本番のＡＳＬ撮影におけるＰＬＤとして設定する上記第１の観点から第５の観点のいずれか一つの観点のＭＲ装置を提供する。
【００１６】
第７の観点の発明は、被検体における血流の上流側で血液にスピンのラベリングを行い、待ち時間ＰＬＤが経過した後に、前記血流の下流側で前記ラベリングされた血液から磁気共鳴信号を収集し、該磁気共鳴信号に基づいて前記血流を画像化するＡＳＬ撮影を行うＭＲ装置であって、予備的なＡＳＬ撮影により、イメージング領域内のスライスについて、待ち時間ＰＬＤが異なる複数の予備画像を得るよう、撮影手段を制御する撮影制御手段と、前記複数の予備画像と該予備画像に対応するＰＬＤとを対応付けて表示させる表示制御手段と、操作者の操作に応じて本番のＡＳＬ撮影におけるＰＬＤを設定する設定手段とを備えたＭＲ装置を提供する。
【００１７】
第８の観点の発明は、前記撮影制御手段が、前記ラベリングの位置または領域に対して、前記イメージング領域の実質的な血流方向の中心よりも遠い位置のスライスについて前記複数の予備画像を得るよう制御する上記第１の観点から第７の観点のいずれか一つの観点のＭＲ装置を提供する。なお、実質的な血流方向とは、例えば、血流の平均的な方向であり、イメージング領域が頭部に設定されている場合には、被検体の体軸方向とすることができる。
【００１８】
第９の観点の発明は、前記撮影制御手段が、前記イメージング領域内の複数の異なるスライスについて前記複数の予備画像をそれぞれ得るよう制御する上記第１の観点から第７の観点のいずれか一つの観点のＭＲ装置を提供する。
【００１９】
第１０の観点の発明は、前記撮影制御手段が、前記予備的なＡＳＬ撮影を、前記本番のＡＳＬ撮影よりも低い解像度にて行うよう制御する上記第１の観点から第９の観点のいずれか一つの観点のＭＲ装置を提供する。
【００２０】
第１１の観点の発明は、前記血流が、頭部における血流である上記第１の観点から第１０の観点のいずれか一つの観点のＭＲ装置を提供する。
【００２１】
第１２の観点の発明は、コンピュータ（computer）を、上記第１の観点から第１１の観点のいずれか一つの観点のＭＲ装置が備える各手段として機能させるためのプログラムを提供する。
【発明の効果】
【００２２】
上記観点の発明によれば、ＡＳＬ撮影法における待ち時間ＰＬＤが異なる複数の予備画像を実際に取得し、これらの予備画像を基にあるいは参照して、ラベリングされた血液がイメージング領域に行き渡るタイミング（timing）を推定することができ、本番のＡＳＬ撮影における待ち時間ＰＬＤを適正に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第一実施形態のＭＲ装置のブロック（block）図である。
【図２】第一実施形態のＭＲ装置によるパーフュージョン撮影処理に関わる部分の機能ブロック図である。
【図３】第一実施形態のＭＲ装置によるパーフュージョン撮影処理を示すフロー（flow）図である。
【図４】ラベリングプレーンおよびイメージング領域の設定例を示す図である。
【図５】予備撮影を行う１スライスの設定例を示す図である。
【図６】予備撮影を行う複数スライスの設定例を示す図である。
【図７】待ち時間ＰＬＤが異なる複数の予備画像の一例を示す図である。
【図８】最適なＰＬＤに対応する予備画像の特定例を示す図である。
【図９】ラベル画像撮影用のパルスシーケンス（pulse sequence）を示す図である。
【図１０】コントロール画像撮影用のパルスシーケンスを示す図である。
【図１１】ｋスペース（k-space）の概念を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して発明の実施形態を詳細に説明する。なお、これにより、発明の実施形態が限定されるものではない。
【００２５】
（第一実施形態）
図１に磁気共鳴イメージング装置のブロック図を示す。同図に示すように、磁気共鳴イメージング装置は、マグネットシステム１００を有している。マグネットシステム１００は、主磁場コイル（coil）部１０２、勾配コイル部１０６およびＲＦコイル部１０８を有している。これら各コイル部は概ね円筒状の形状を有しており、互いに同軸的に配置されている。マグネットシステム１００の概ね円柱状の内部空間（ボア：bore）に、撮影の対象１がクレードル（cradle）５００に搭載されて図示しない搬送手段により搬入および搬出される。対象１の頭部はＲＦコイル部１０８内に収容されている。
【００２６】
主磁場コイル部１０２は、マグネットシステム１００の内部空間に静磁場を形成する。静磁場の方向は、概ね対象１の体軸の方向に平行である。すなわち、いわゆる水平磁場が形成される。主磁場コイル部１０２は、例えば超伝導コイルを用いて構成されている。なお、超伝導コイルに限らず常伝導コイル等を用いて構成してもよい。また、主磁場コイル部１０２の代えて永久磁石を用いてもよい。
【００２７】
勾配コイル部１０６は、互いに垂直な３軸すなわちスライス軸、位相軸および周波数軸の方向において、それぞれ静磁場強度に勾配を持たせるための３つの勾配磁場を発生させる。
【００２８】
静磁場空間における互いに垂直な座標軸をＸ，Ｙ，Ｚとしたとき、いずれの軸もスライス軸とすることができる。その場合、残り２軸のうちの一方を位相軸とし、他方を周波数軸とする。また、スライス軸、位相軸および周波数軸は、相互間の垂直性を保ったままＸ，Ｙ，Ｚ軸に関して任意の傾きを持たせることも可能である。磁気共鳴イメージング装置では、対象１の体軸の方向をＺ軸方向とする。
【００２９】
スライス軸方向の勾配磁場をスライス勾配磁場ともいう。位相軸方向の勾配磁場を位相エンコード（encode）勾配磁場またはフェーズエンコード（phase encode）勾配磁場ともいう。周波数軸方向の勾配磁場をリードアウト（read out）勾配磁場ともいう。リードアウト勾配磁場は、周波数エンコード勾配磁場と同義である。このような勾配磁場の発生を可能にするために、勾配コイル部１０６は、図示しない３系統の勾配コイルを有している。以下、勾配磁場を単に勾配ともいう。
【００３０】
ＲＦコイル部１０８は、静磁場空間に対象１の体内のスピンを励起するための高周波磁場を形成する。以下、高周波磁場を形成することをＲＦ励起信号の送信ともいう。また、ＲＦ励起信号をＲＦパルスともいう。ＲＦコイル部１０８は、また、励起されたスピンが生じる電磁波すなわち磁気共鳴信号を受信する。
【００３１】
勾配コイル部１０６には、勾配駆動部１３０が接続されている。勾配駆動部１３０は、勾配コイル部１０６に駆動信号を与えて勾配磁場を発生させる。勾配駆動部１３０は、勾配コイル部１０６における３系統の勾配コイルに対応して、図示しない３系統の駆動回路を有している。
【００３２】
ＲＦコイル部１０８には、ＲＦ駆動部１４０が接続されている。ＲＦ駆動部１４０はＲＦコイル部１０８に駆動信号を与えてＲＦパルスを送信し、対象１の体内のスピンを励起する。
【００３３】
ＲＦコイル部１０８には、データ（data）収集部１５０が接続されている。データ収集部１５０は、ＲＦコイル部１０８が受信した受信信号をサンプリング（sampling）によって取り込み、それをディジタルデータ（digital data）として収集する。なお、ＲＦコイル部１０８は、送信用コイルと受信用コイルとに分けて構成されていてもよい。また、送受信用コイルと、受信用コイルとに分けて構成されていてもよい。例えば、撮影部位が頭部である場合、送受信用ボディーコイルと、受信用ヘッドコイルとにより構成されるようにしてもよい。
【００３４】
勾配駆動部１３０、ＲＦ駆動部１４０およびデータ収集部１５０には、シーケンス制御部１６０が接続されている。シーケンス制御部１６０は、勾配駆動部１３０ないしデータ収集部１５０をそれぞれ制御して磁気共鳴信号の収集を遂行する。
【００３５】
シーケンス制御部１６０は、例えばコンピュータ等を用いて構成されている。シーケンス制御部１６０は、図示しないメモリ（memory）を有している。メモリは、シーケンス制御部１６０用のプログラムおよび各種のデータを記憶している。シーケンス制御部１６０の機能は、コンピュータがメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現される。
【００３６】
データ収集部１５０の出力側は、データ処理部１７０に接続されている。データ収集部１５０が収集したデータが、データ処理部１７０に入力される。データ処理部１７０は、例えばコンピュータ等を用いて構成されている。データ処理部１７０は、図示しないメモリを有している。メモリは、データ処理部１７０用のプログラムおよび各種のデータを記憶している。
【００３７】
データ処理部１７０は、シーケンス制御部１６０に接続されている。データ処理部１７０は、シーケンス制御部１６０の上位にあってそれを統括する。磁気共鳴イメージング装置の機能は、データ処理部１７０がメモリに記憶されたプログラムを実行することによりを実現される。
【００３８】
データ処理部１７０は、データ収集部１５０が収集したデータをメモリに記憶する。メモリ内にはデータ空間が形成される。このデータ空間は、フーリエ（Fourier）空間（２次元と３次元が考えられるが、本例では２次元フーリエ空間）を構成している。以下、フーリエ空間をｋスペースともいう。データ処理部１７０は、ｋスペースのデータを逆フ−リエ変換することにより画像を再構成する。
【００３９】
マグネットシステム１００、勾配駆動部１３０、ＲＦ駆動部１４０、データ収集部１５０、シーケンス制御部１６０およびデータ処理部１７０からなる部分は、発明における撮影手段の一例である。
【００４０】
データ処理部１７０には、表示部１８０および操作部１９０が接続されている。表示部１８０は、グラフィックディスプレー（graphic display）等で構成されている。操作部１９０はポインティングデバイス（pointing-device）を備えたキーボード（keyboard）等で構成されている。
【００４１】
表示部１８０は、データ処理部１７０から出力される再構成画像および各種の情報を表示する。操作部１９０は、使用者によって操作され、各種の指令や情報等をデータ処理部１７０に入力する。使用者は表示部１８０および操作部１９０を通じてインタラクティブ（interactive）に磁気共鳴イメージング装置を操作する。
【００４２】
本実施形態のＭＲ装置によるパーフュージョン撮影処理について説明する。
【００４３】
図２に、本実施形態のＭＲ装置によるパーフュージョン撮影処理に関わる部分の機能ブロック図を示す。また、図３に、本実施形態のＭＲ装置によるパーフュージョン撮影処理のフロー（flow）図を示す。
【００４４】
図２に示すように、本実施形態によるＭＲ装置は、ラベリング・イメージング領域設定部６０１、予備撮影実行部６０２、予備画像特徴量算出部６０３、最適ＰＬＤ予備画像特定部６０４、ＰＬＤ設定部６０５、本撮影実行部６０６、および画像表示・記憶制御部６０７を備えている。
【００４５】
ステップＳ１では、図４に示すように、操作者が、事前に撮影して得られたローカライザ画像Ｌ１を参照して、ラベリングプレーンＬＰと、イメージング領域（撮影スラブ）ＩＲとを入力する。ラベリング・イメージング領域設定部６０１は、これらの入力に応じて、ラベリングプレーンＬＰおよびイメージング領域ＩＲを設定する。
【００４６】
ステップＳ２では、予備撮影実行部６０２が、設定されたイメージング領域ＩＲ内の所定のスライスについて、ＡＳＬ撮影法により予備的なパーフュージョン撮影を実行する。
【００４７】
ここで、パーフュージョン撮影について説明する。
【００４８】
図９および図１０に、パーフュージョン撮影に用いるパルスシーケンスの一例を示す。このパルスシーケンスによるパーフュージョン撮影は、ＣＡＳＬ（Continuous Arterial Spin Labeling）と呼ばれる。ＣＡＳＬやＰＡＳＬなどのＡＳＬでは、ラベリング有りの断層像であるラベル画像と、ラベリングなしの断層像であるコントロール画像とを撮影し、これらの画像の差分画像としてパーフュージョン画像を求める。
【００４９】
図９は、ラベル画像撮影用のパルスシーケンス、図１０は、コントロール画像撮影用のパルスシーケンスである。パルスシーケンスは左から右に進行する。両図において、（１）は高周波磁場のパルスシーケンスを示す。（２）〜（４）はいずれも勾配磁場のパルスシーケンスを示す。（２）はスライス勾配、（３）は周波数エンコード勾配、（４）は位相エンコード勾配である。なお、静磁場は一定の磁場強度で常時印加されている。
【００５０】
図９のパルスシーケンスでは、先ず、ラベリングプレーンＬＰのスピンのラベリングが行われる。ラベリングは、所定のデューティレシオ（duty ratio）で所定回数印加される矩形波のインバージョンパルスによって行われる。これによって、動脈血中のスピンについてインバージョンによるラベリングが行われる。ラベリングされたスピンは動脈を通じてイメージング領域ＩＲに灌流する。
【００５１】
スピンのラベリングには、マグネットシステム１００、勾配駆動部１３０、ＲＦ駆動部１４０およびシーケンス制御部１６０が関与する。
【００５２】
ラベリングの後、所定の待ち時間ＰＬＤが経過した後に、イメージング領域ＩＲについての撮影、すなわちこの領域から磁気共鳴信号を収集してイメージングが行われる。撮影は、エコープラナー・イメージング（ＥＰＩ：Echo Planar Imaging）によって行われる。すなわち、イメージング領域ＩＲについて９０°パルスによるスピン励起が行われる。９０°励起の所定時間後に１８０°励起を行い、次いで周波数エンコード勾配Ｇｆｒｅｑおよび位相エンコード勾配Ｇｐｈａｓｅを所定のシーケンスで印加して、複数のスピンエコー（spin echo）すなわちビューデータ（view data）を逐次収集する。このようにして得られたビューデータが、データ処理部１７０のメモリに収集される。メモリにはｋスペースが形成される。このｋスペースはラベル画像用のｋスペースである。
【００５３】
図１０のパルスシーケンスでは、先ず、ラベリングプレーンＬＰのスピンのＲＦ励起が行われる。ＲＦ励起は、所定のデューティレシオで所定回数印加される正弦波のＲＦパルスによって行われる。
【００５４】
このＲＦパルスの信号強度は、図９のパルスシーケンスにおけるインバージョンパルスと同等であるが、正弦波であるために全体としてスピンのインバージョンは行われない。このＲＦ励起は、イメージング領域ＩＲ上でのスピンのサチュレーション（saturation）効果を、図９のインバージョンパルスと同じにするために行われる。
【００５５】
このようなスピン操作の後に、イメージング領域について撮影が行われる。撮影は、ＥＰＩによって行われる。すなわち、イメージング領域ＩＲについて９０°パルスによるスピン励起が行われる。９０°励起の所定時間後に１８０°励起を行い、次いで周波数エンコード勾配Ｇｆｒｅｑおよび位相エンコード勾配Ｇｐｈａｓｅを所定のシーケンスで印加して、複数のスピンエコーすなわちビューデータを逐次収集する。このようにして得られたビューデータが、データ処理部１７０のメモリに収集される。メモリにはｋスペースが形成される。このｋスペースはコントロール画像用のｋスペースである。
【００５６】
図１１に、ｋスペースの概念図を示す。ｋスペースにおいて横軸ｋｘは周波数軸であり、縦軸ｋｙは位相軸である。同図において複数の横長の長方形がそれぞれビューデータを表す。長方形内に記入された数字は位相エンコード量を表す。位相エンコード量はπ／Ｎで正規化してある。Ｎは６４〜５１２である。位相エンコード量は位相軸ｋｙの中心で０である。中心から両端にかけて位相エンコード量が次第に増加する。増加の極性は互いに逆である。
【００５７】
このようなｋスペースが、ラベル画像とコントロール画像についてそれぞれ形成される。データ処理部１７０は、それらｋスペースのビューデータをそれぞれ逆フーリエ変換して、ラベル画像およびコントロール画像をそれぞれ再構成する。
【００５８】
データ処理部１７０は、さらに、ラベル画像とコントロール画像との差分画像を求める。差分画像は、インバージョンすなわちラベリングされたスピンが生じる磁気共鳴信号だけに基づく画像となる。これによって、差分画像はパーフュージョン画像となる。
【００５９】
ところで、ＡＳＬ撮影法における、ラベリングからイメージング開始までの待ち時間ＰＬＤは、本来、ラベリングされた血液がイメージング領域ＩＲの全体に行き渡るほど十分長く、かつ、Ｔ１緩和が進まないよう極力短く設定するのが望ましい。しかし、ラベリングされた血液がイメージング領域ＩＲの全体に行き渡るまでに要する時間ＡＴＴには、個人差があり、被検体の年齢、心拍数などによって変化する。さらに、脳梗塞などの疾患がある場合には、左右の脳でその行き渡り方にむらが出る。そのため、この待ち時間ＰＬＤの適切な時間は、勘や経験だけで事前に決めることが難しい。
【００６０】
そこで、本実施形態では、実際に待ち時間ＰＬＤを変えながら予備的なパーフュージョン撮影を行って、待ち時間ＰＬＤが異なる複数の予備画像を得、これら予備画像に基づいて本番のパーフュージョン撮影における最適な待ち時間ＰＬＤを決定するようにする。
【００６１】
予備的なパーフュージョン撮影を行うスライスＳａは、イメージング領域ＩＲ内のスライスである。このスライスを、血流Ｂの上流側に設定すると、ラベリングされた血液がイメージング領域ＩＲの全体に行き渡る前に、ラベリングされた血液がそのスライスに到達してしまう。したがって、スライスＳａは、血流Ｂの下流側に設定することが望ましい。例えば、図５に示すように、イメージング領域ＩＲの実質的な血流方向（略Ｚ方向）におけるセンタＣよりも下流側（図では上側）にスライスＳａを設定する。
【００６２】
なお、予備画像に高解像度の画像は不要なので、撮影時間短縮のため、予備的なパーフュージョン撮影では、解像度を本番のパーフュージョン撮影より低くして行うようにする。
【００６３】
画像表示・記憶制御部６０７は、このような予備的なパーフュージョン撮影によって得られた複数の予備画像を表示部１８０の画面に表示させる。図７に、予備画像の一例として、待ち時間ＰＬＤを０．７ｓ（秒）〜３．０ｓまで５段階に変化させたときの複数の予備画像Ｐ１〜Ｐ５を示す。
【００６４】
ステップＳ３では、予備画像特徴量算出部６０３が、予備画像ごとに、ＭＲ信号強度の均一度を求める。このＭＲ信号強度の均一度は、例えば、予備画像を構成する各画素に対応するＭＲ信号強度の分散または標準偏差とする。
【００６５】
ステップＳ４では、予備画像特徴量算出部６０３が、ＭＲ信号強度の均一度が一定レベル以上の予備画像を選定する。本番のパーフュージョン撮影に最適な待ち時間ＰＬＤに対応する予備画像では、ラベリングされた血液がイメージング領域ＩＲの全体に十分行き渡り、ＭＲ信号強度のむらが少なく、その均一度が高いと推定できる。そこで、このようにして、最適なＰＬＤに対応する予備画像の候補を絞る。
【００６６】
ステップＳ５では、予備画像特徴量算出部６０３が、選定された予備画像について、その予備画像ごとに、ＭＲ信号強度の全体的な大きさを求める。このＭＲ信号強度の大きさは、例えば、予備画像を構成する各画素に対応するＭＲ信号強度の平均値とする。
【００６７】
ステップＳ６では、最適ＰＬＤ予備画像特定部６０４が、ステップＳ４で選定された予備画像のうち、ＭＲ信号強度の大きさが最大であるものを、最適ＰＬＤに対応した予備画像として特定する。本番のパーフュージョン撮影に最適な待ち時間ＰＬＤに対応する予備画像では、ラベリングされた血液がイメージング領域ＩＲの全体に十分行き渡り、ＭＲ信号強度の大きさが大きいと推定できる。そこで、このようにして、最適なＰＬＤに対応する予備画像を特定する。
【００６８】
図８に、待ち時間ＰＬＤが１．３ｓである予備画像Ｐ２が、最適なＰＬＤに対応する予備画像Ｐｓとして特定された例を示す。
【００６９】
ステップＳ７では、ＰＬＤ設定部６０５が、ステップＳ６で特定された予備画像に対応した待ち時間ＰＬＤを、本番のパーフュージョン撮影における待ち時間ＰＬＤとして設定する。なお、ステップＳ６で特定された予備画像に対応した待ち時間ＰＬＤを基準に、Δα時間だけ加算または減算した時間を、本番のパーフュージョン撮影における待ち時間ＰＬＤとして設定してもよい。
【００７０】
ステップＳ８では、本撮影実行部６０６が、ステップＳ７で設定された待ち時間ＰＬＤを用いて、予備的な撮影より高解像度である本番のパーフュージョン撮影を実行する。
【００７１】
ステップＳ９では、画像表示・記憶制御部６０７が、本番のパーフュージョン撮影により得られたデータを基に、パーフュージョン画像を再構成し、それを表示部１８０に表示させるとともに、その画像データをメモリに記憶させる。
【００７２】
このような本実施形態によれば、予備的なパーフュージョン撮影により、ＡＳＬ撮影法における待ち時間ＰＬＤが異なる複数の予備画像を実際に取得し、これらの画像の状態から最適と思われるＰＬＤに対応する予備画像を特定するので、本番のパーフュージョン撮影における最適なＰＬＤを設定することができる。
【００７３】
（第二実施形態）
上記ステップＳ２において、予備撮影実行部６０２は、図６に示すように、イメージング領域ＩＲ内における複数のスライスＳ１〜Ｓｎについて、予備的なパーフュージョン撮影を実行する。これにより、複数のスライスＳ１〜Ｓｎの各々について、待ち時間ＰＬＤが異なる複数の予備画像が得られる。
【００７４】
このようにすれば、イメージング領域の全体について、予備的なパーフュージョン画像を得られるので、疾患などにより場所によってＡＴＴが異なり、むらがあるような場合であっても、本番のパーフュージョン撮影における最適なＰＬＤを、高い精度で見つけることができる。
【００７５】
なお、本実施形態において、予備的なパーフュージョン撮影を血流の下流側のスライスから順次行ってゆき、撮影された予備画像におけるＭＲ信号強度の大きさや均一度が、それまでに得られた最大レベルから所量下回る場合、あるいは、そのような状態が所定数回繰り返された場合に、予備的なパーフュージョン撮影を終了するようにしてもよい。このようにすれば、より短い時間で効率よく、最適なＰＬＤを見つけることができる可能性がある。
【００７６】
（第三実施形態）
上記ステップＳ３〜Ｓ５を行う代わりに、図７に示すように、予備画像をその予備画像に対応する待ち時間ＰＬＤと対応付けて画面に表示させる。そして、ステップＳ６において、操作者は、表示された予備画像の中から、ＰＬＤが最適だと思われる予備画像を指定する。最適ＰＬＤ予備画像特定部６０４は、指定された予備画像を最適ＰＬＤに対応した予備画像として特定する。
【００７７】
このようにすれば、操作者が、予備画像の描写を基に、直接的に、最適ＰＬＤに対応した予備画像を特定することができ、予備画像の特徴量に頼ることなく、最も確実な方法で、本番のパーフュージョン撮影に最適なＰＬＤを設定することができる。
【００７８】
なお、発明の実施形態は、上記の実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、これらの併合、種々の変更・追加等が可能である。
【００７９】
例えば、第一実施形態において、予備画像ごとにＭＲ信号強度の大きさを求め、この大きさが一定レベル以上の予備画像を選定し、選定された予備画像についてＭＲ信号強度の均一度を求め、この均一度が最も高いものを最適ＰＬＤに対応する予備画像として特定してもよい。
【００８０】
また例えば、単純に、予備画像の全体におけるＭＲ信号強度の大きさが最大となる予備画像、あるいは、予備画像の全体におけるＭＲ信号強度の均一度が最高となる予備画像を、最適ＰＬＤに対応する予備画像として特定してもよい。
【００８１】
また、上記の実施形態では、頭部に対するパーフュージョン撮影を例に説明しているが、もちろん、発明は、体幹部に対するパーフュージョン撮影にも適用できる。
【００８２】
また、上記のような最適な待ち時間ＰＬＤの設定は、ＣＡＳＬによるパーフュージョン撮影ばかりでなく、例えばＰＡＳＬ（Pulse Arterial Spin Labeling）、ＥＰＩＳＴＡＲ（Echo
Planar Imaging and Signal Targeting with Alternating Radio Frequency）、ＱＵＩＰＳＳ ＩＩ（Quantitative Imaging of Perfusion Using a Single Subtraction II）等によるパーフュージョン撮影に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１ 対象
１００ マグネットシステム
１０２ 主磁場コイル部
１０６ 勾配コイル部
１０８ ＲＦコイル部
１３０ 勾配駆動部
１４０ ＲＦ駆動部
１５０ データ収集部
１６０ シーケンス制御部
１７０ データ処理部
１８０ 表示部
１９０ 操作部
５００ クレードル
６０１ ラベリング・イメージング領域設定部
６０２ 予備撮影実行部
６０３ 予備画像特徴量算出部
６０４ 最適ＰＬＤ予備画像特定部
６０５ ＰＬＤ設定部
６０６ 本撮影実行部
６０７ 画像表示・記憶制御部
６０８ 頭部血管検出部
ＩＲ イメージング領域
ＬＰ ラベリングプレーン
Ｌ１ ローカライザ画像
Ｃ イメージング領域の血流方向における中心
Ｓａ 予備撮影を行う１スライス
Ｓ１〜Ｓｎ 予備撮影を行う複数のスライス
Ｂ 血流
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血流の上流側で血液にラベリング（labeling）を行い、下流側でラベリングした血液から磁気共鳴信号を収集するＡＳＬ（Arterial
Spin Labeling）撮影を行うＭＲ（Magnetic Resonance）装置およびそのためのプログラム（program）に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＲ装置では、マグネットシステム（magnet system）の内部空間、すなわち、静磁場を形成した撮影空間に撮影の対象を搬入し、勾配磁場および高周波（ＲＦ：radio frequency）磁場を印加して対象内のスピンを励起して磁気共鳴信号を発生させ、その受信信号に基づいて画像を再構成する。
【０００３】
パーフュージョン（perfusion）撮影、例えばＡＳＬと呼ばれる撮影法では、予め、血流の上流側において血液のスピン（spin）に磁気的なラベリングを行い、このラベリングされたスピンが関心領域に流入して発生する磁気共鳴信号（以下、ＭＲ信号という）を撮影に利用する。ラベリングはタギング（tagging）とも呼ばれるが、本書ではラベリングで統一する。
【０００４】
ラベリングは、スピンのインバージョン（inversion）によって行われる。脳血流の灌流を撮影する場合、スピンのインバージョンは対象の頸部において行われ、脳の所望のスライス（slice）についてのパーフュージョン画像が撮影される。パーフュージョン画像は、ラベリング有りの断層像であるラベル（label）画像と、ラベリング無しの断層像であるコントロール（control）画像との差分画像として求められる（例えば、特許文献１，［０００４］等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４０５１２３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ＡＳＬ撮影法では、ラベリングされた血液がイメージング領域の全体に行き渡った状態でイメージングがなされるよう、ラベリングを行ってから一定時間以上待って、ＭＲ信号の収集を開始する必要がある。一方、この待ち時間ＰＬＤ（Post Label Delay）が長過ぎると、Ｔ１緩和が進んでしまい、ＭＲ信号が弱くなってしまう。そのため、この待ち時間ＰＬＤは、ラベリングされた血液がイメージング領域の全体に行き渡るほど十分長く、かつ、Ｔ１緩和が進まないよう極力短く設定するのが望ましい。
【０００７】
しかしながら、ラベリングされた血液がイメージング領域の全体に行き渡るまでに要する時間ＡＴＴ（Arterial Transit Time）には、個人差があり、被検体の年齢、心拍数などによって変化する。さらに、脳梗塞など疾患がある場合には、血液の行き渡り方にむらが出る。
【０００８】
そのため、この待ち時間ＰＬＤの適切な時間は、勘や経験だけで事前に決めることが難しい。
【０００９】
このような事情により、ＡＳＬ撮影法における待ち時間ＰＬＤを適正に設定することができるＭＲ装置が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の観点の発明は、被検体における血流の上流側で血液にスピンのラベリングを行い、待ち時間ＰＬＤが経過した後に、前記血流の下流側で前記ラベリングされた血液から磁気共鳴信号を収集し、該磁気共鳴信号に基づいて前記血流を画像化するＡＳＬ撮影を行うＭＲ装置であって、予備的なＡＳＬ撮影により、イメージング領域内のスライスについて、待ち時間ＰＬＤが異なる複数の予備画像を得るよう、撮影手段を制御する撮影制御手段と、前記複数の予備画像の中から、予備画像を構成する各画素に対応する磁気共鳴信号強度の均一度および大きさのうち少なくとも一方に係る基準を満たす一つの予備画像を特定する特定手段と、特定された予備画像に対応するＰＬＤに基づいて、本番のＡＳＬ撮影におけるＰＬＤを設定する設定手段とを備えたＭＲ装置を提供する。
【００１１】
第２の観点の発明は、前記特定手段が、前記磁気共鳴信号強度の均一度が一定レベル（level）以上である予備画像の中で、前記磁気共鳴信号強度の大きさが最大である予備画像を特定する上記第１の観点のＭＲ装置を提供する。
【００１２】
第３の観点の発明は、前記磁気共鳴信号強度の均一度が、磁気共鳴信号強度値の分散または標準偏差であり、前記磁気共鳴信号強度の大きさは、磁気共鳴信号強度値の平均値である上記第２の観点のＭＲ装置を提供する。
【００１３】
第４の観点の発明は、前記複数の予備画像を表示させる表示制御手段をさらに備えた標記第２の観点から第３の観点のいずれか一つの観点のＭＲ装置を提供する。
【００１４】
第５の観点の発明は、被検体における血流の上流側で血液にスピンのラベリングを行い、待ち時間ＰＬＤが経過した後に、前記血流の下流側で前記ラベリングされた血液から磁気共鳴信号を収集し、該磁気共鳴信号に基づいて前記血流を画像化するＡＳＬ撮影を行うＭＲ装置であって、予備的なＡＳＬ撮影により、イメージング領域内のスライス（slice）について、待ち時間ＰＬＤが異なる複数の予備画像を得るよう、撮影手段を制御する撮影制御手段と、前記複数の予備画像を表示させる表示制御手段と、操作者の操作に応じて前記複数の予備画像の中から一つの予備画像を特定する特定手段と、特定された予備画像に対応するＰＬＤに基づいて、本番のＡＳＬ撮影におけるＰＬＤを設定する設定手段とを備えたＭＲ装置を提供する。
【００１５】
第６の観点の発明は、前記設定手段が、特定された予備画像に対応するＰＬＤと実質的に等しい時間を、本番のＡＳＬ撮影におけるＰＬＤとして設定する上記第１の観点から第５の観点のいずれか一つの観点のＭＲ装置を提供する。
【００１６】
第７の観点の発明は、被検体における血流の上流側で血液にスピンのラベリングを行い、待ち時間ＰＬＤが経過した後に、前記血流の下流側で前記ラベリングされた血液から磁気共鳴信号を収集し、該磁気共鳴信号に基づいて前記血流を画像化するＡＳＬ撮影を行うＭＲ装置であって、予備的なＡＳＬ撮影により、イメージング領域内のスライスについて、待ち時間ＰＬＤが異なる複数の予備画像を得るよう、撮影手段を制御する撮影制御手段と、前記複数の予備画像と該予備画像に対応するＰＬＤとを対応付けて表示させる表示制御手段と、操作者の操作に応じて本番のＡＳＬ撮影におけるＰＬＤを設定する設定手段とを備えたＭＲ装置を提供する。
【００１７】
第８の観点の発明は、前記撮影制御手段が、前記ラベリングの位置または領域に対して、前記イメージング領域の実質的な血流方向の中心よりも遠い位置のスライスについて前記複数の予備画像を得るよう制御する上記第１の観点から第７の観点のいずれか一つの観点のＭＲ装置を提供する。なお、実質的な血流方向とは、例えば、血流の平均的な方向であり、イメージング領域が頭部に設定されている場合には、被検体の体軸方向とすることができる。
【００１８】
第９の観点の発明は、前記撮影制御手段が、前記イメージング領域内の複数の異なるスライスについて前記複数の予備画像をそれぞれ得るよう制御する上記第１の観点から第７の観点のいずれか一つの観点のＭＲ装置を提供する。
【００１９】
第１０の観点の発明は、前記撮影制御手段が、前記予備的なＡＳＬ撮影を、前記本番のＡＳＬ撮影よりも低い解像度にて行うよう制御する上記第１の観点から第９の観点のいずれか一つの観点のＭＲ装置を提供する。
【００２０】
第１１の観点の発明は、前記血流が、頭部における血流である上記第１の観点から第１０の観点のいずれか一つの観点のＭＲ装置を提供する。
【００２１】
第１２の観点の発明は、コンピュータ（computer）を、上記第１の観点から第１１の観点のいずれか一つの観点のＭＲ装置が備える各手段として機能させるためのプログラムを提供する。
【発明の効果】
【００２２】
上記観点の発明によれば、ＡＳＬ撮影法における待ち時間ＰＬＤが異なる複数の予備画像を実際に取得し、これらの予備画像を基にあるいは参照して、ラベリングされた血液がイメージング領域に行き渡るタイミング（timing）を推定することができ、本番のＡＳＬ撮影における待ち時間ＰＬＤを適正に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第一実施形態のＭＲ装置のブロック（block）図である。
【図２】第一実施形態のＭＲ装置によるパーフュージョン撮影処理に関わる部分の機能ブロック図である。
【図３】第一実施形態のＭＲ装置によるパーフュージョン撮影処理を示すフロー（flow）図である。
【図４】ラベリングプレーンおよびイメージング領域の設定例を示す図である。
【図５】予備撮影を行う１スライスの設定例を示す図である。
【図６】予備撮影を行う複数スライスの設定例を示す図である。
【図７】待ち時間ＰＬＤが異なる複数の予備画像の一例を示す図である。
【図８】最適なＰＬＤに対応する予備画像の特定例を示す図である。
【図９】ラベル画像撮影用のパルスシーケンス（pulse sequence）を示す図である。
【図１０】コントロール画像撮影用のパルスシーケンスを示す図である。
【図１１】ｋスペース（k-space）の概念を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して発明の実施形態を詳細に説明する。なお、これにより、発明の実施形態が限定されるものではない。
【００２５】
（第一実施形態）
図１に磁気共鳴イメージング装置のブロック図を示す。同図に示すように、磁気共鳴イメージング装置は、マグネットシステム１００を有している。マグネットシステム１００は、主磁場コイル（coil）部１０２、勾配コイル部１０６およびＲＦコイル部１０８を有している。これら各コイル部は概ね円筒状の形状を有しており、互いに同軸的に配置されている。マグネットシステム１００の概ね円柱状の内部空間（ボア：bore）に、撮影の対象１がクレードル（cradle）５００に搭載されて図示しない搬送手段により搬入および搬出される。対象１の頭部はＲＦコイル部１０８内に収容されている。
【００２６】
主磁場コイル部１０２は、マグネットシステム１００の内部空間に静磁場を形成する。静磁場の方向は、概ね対象１の体軸の方向に平行である。すなわち、いわゆる水平磁場が形成される。主磁場コイル部１０２は、例えば超伝導コイルを用いて構成されている。なお、超伝導コイルに限らず常伝導コイル等を用いて構成してもよい。また、主磁場コイル部１０２の代えて永久磁石を用いてもよい。
【００２７】
勾配コイル部１０６は、互いに垂直な３軸すなわちスライス軸、位相軸および周波数軸の方向において、それぞれ静磁場強度に勾配を持たせるための３つの勾配磁場を発生させる。
【００２８】
静磁場空間における互いに垂直な座標軸をＸ，Ｙ，Ｚとしたとき、いずれの軸もスライス軸とすることができる。その場合、残り２軸のうちの一方を位相軸とし、他方を周波数軸とする。また、スライス軸、位相軸および周波数軸は、相互間の垂直性を保ったままＸ，Ｙ，Ｚ軸に関して任意の傾きを持たせることも可能である。磁気共鳴イメージング装置では、対象１の体軸の方向をＺ軸方向とする。
【００２９】
スライス軸方向の勾配磁場をスライス勾配磁場ともいう。位相軸方向の勾配磁場を位相エンコード（encode）勾配磁場またはフェーズエンコード（phase encode）勾配磁場ともいう。周波数軸方向の勾配磁場をリードアウト（read out）勾配磁場ともいう。リードアウト勾配磁場は、周波数エンコード勾配磁場と同義である。このような勾配磁場の発生を可能にするために、勾配コイル部１０６は、図示しない３系統の勾配コイルを有している。以下、勾配磁場を単に勾配ともいう。
【００３０】
ＲＦコイル部１０８は、静磁場空間に対象１の体内のスピンを励起するための高周波磁場を形成する。以下、高周波磁場を形成することをＲＦ励起信号の送信ともいう。また、ＲＦ励起信号をＲＦパルスともいう。ＲＦコイル部１０８は、また、励起されたスピンが生じる電磁波すなわち磁気共鳴信号を受信する。
【００３１】
勾配コイル部１０６には、勾配駆動部１３０が接続されている。勾配駆動部１３０は、勾配コイル部１０６に駆動信号を与えて勾配磁場を発生させる。勾配駆動部１３０は、勾配コイル部１０６における３系統の勾配コイルに対応して、図示しない３系統の駆動回路を有している。
【００３２】
ＲＦコイル部１０８には、ＲＦ駆動部１４０が接続されている。ＲＦ駆動部１４０はＲＦコイル部１０８に駆動信号を与えてＲＦパルスを送信し、対象１の体内のスピンを励起する。
【００３３】
ＲＦコイル部１０８には、データ（data）収集部１５０が接続されている。データ収集部１５０は、ＲＦコイル部１０８が受信した受信信号をサンプリング（sampling）によって取り込み、それをディジタルデータ（digital data）として収集する。なお、ＲＦコイル部１０８は、送信用コイルと受信用コイルとに分けて構成されていてもよい。また、送受信用コイルと、受信用コイルとに分けて構成されていてもよい。例えば、撮影部位が頭部である場合、送受信用ボディーコイルと、受信用ヘッドコイルとにより構成されるようにしてもよい。
【００３４】
勾配駆動部１３０、ＲＦ駆動部１４０およびデータ収集部１５０には、シーケンス制御部１６０が接続されている。シーケンス制御部１６０は、勾配駆動部１３０ないしデータ収集部１５０をそれぞれ制御して磁気共鳴信号の収集を遂行する。
【００３５】
シーケンス制御部１６０は、例えばコンピュータ等を用いて構成されている。シーケンス制御部１６０は、図示しないメモリ（memory）を有している。メモリは、シーケンス制御部１６０用のプログラムおよび各種のデータを記憶している。シーケンス制御部１６０の機能は、コンピュータがメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現される。
【００３６】
データ収集部１５０の出力側は、データ処理部１７０に接続されている。データ収集部１５０が収集したデータが、データ処理部１７０に入力される。データ処理部１７０は、例えばコンピュータ等を用いて構成されている。データ処理部１７０は、図示しないメモリを有している。メモリは、データ処理部１７０用のプログラムおよび各種のデータを記憶している。
【００３７】
データ処理部１７０は、シーケンス制御部１６０に接続されている。データ処理部１７０は、シーケンス制御部１６０の上位にあってそれを統括する。磁気共鳴イメージング装置の機能は、データ処理部１７０がメモリに記憶されたプログラムを実行することによりを実現される。
【００３８】
データ処理部１７０は、データ収集部１５０が収集したデータをメモリに記憶する。メモリ内にはデータ空間が形成される。このデータ空間は、フーリエ（Fourier）空間（２次元と３次元が考えられるが、本例では２次元フーリエ空間）を構成している。以下、フーリエ空間をｋスペースともいう。データ処理部１７０は、ｋスペースのデータを逆フ−リエ変換することにより画像を再構成する。
【００３９】
マグネットシステム１００、勾配駆動部１３０、ＲＦ駆動部１４０、データ収集部１５０、シーケンス制御部１６０およびデータ処理部１７０からなる部分は、発明における撮影手段の一例である。
【００４０】
データ処理部１７０には、表示部１８０および操作部１９０が接続されている。表示部１８０は、グラフィックディスプレー（graphic display）等で構成されている。操作部１９０はポインティングデバイス（pointing-device）を備えたキーボード（keyboard）等で構成されている。
【００４１】
表示部１８０は、データ処理部１７０から出力される再構成画像および各種の情報を表示する。操作部１９０は、使用者によって操作され、各種の指令や情報等をデータ処理部１７０に入力する。使用者は表示部１８０および操作部１９０を通じてインタラクティブ（interactive）に磁気共鳴イメージング装置を操作する。
【００４２】
本実施形態のＭＲ装置によるパーフュージョン撮影処理について説明する。
【００４３】
図２に、本実施形態のＭＲ装置によるパーフュージョン撮影処理に関わる部分の機能ブロック図を示す。また、図３に、本実施形態のＭＲ装置によるパーフュージョン撮影処理のフロー（flow）図を示す。
【００４４】
図２に示すように、本実施形態によるＭＲ装置は、ラベリング・イメージング領域設定部６０１、予備撮影実行部６０２、予備画像特徴量算出部６０３、最適ＰＬＤ予備画像特定部６０４、ＰＬＤ設定部６０５、本撮影実行部６０６、および画像表示・記憶制御部６０７を備えている。
【００４５】
ステップＳ１では、図４に示すように、操作者が、事前に撮影して得られたローカライザ画像Ｌ１を参照して、ラベリングプレーンＬＰと、イメージング領域（撮影スラブ）ＩＲとを入力する。ラベリング・イメージング領域設定部６０１は、これらの入力に応じて、ラベリングプレーンＬＰおよびイメージング領域ＩＲを設定する。
【００４６】
ステップＳ２では、予備撮影実行部６０２が、設定されたイメージング領域ＩＲ内の所定のスライスについて、ＡＳＬ撮影法により予備的なパーフュージョン撮影を実行する。
【００４７】
ここで、パーフュージョン撮影について説明する。
【００４８】
図９および図１０に、パーフュージョン撮影に用いるパルスシーケンスの一例を示す。このパルスシーケンスによるパーフュージョン撮影は、ＣＡＳＬ（Continuous Arterial Spin Labeling）と呼ばれる。ＣＡＳＬやＰＡＳＬなどのＡＳＬでは、ラベリング有りの断層像であるラベル画像と、ラベリングなしの断層像であるコントロール画像とを撮影し、これらの画像の差分画像としてパーフュージョン画像を求める。
【００４９】
図９は、ラベル画像撮影用のパルスシーケンス、図１０は、コントロール画像撮影用のパルスシーケンスである。パルスシーケンスは左から右に進行する。両図において、（１）は高周波磁場のパルスシーケンスを示す。（２）〜（４）はいずれも勾配磁場のパルスシーケンスを示す。（２）はスライス勾配、（３）は周波数エンコード勾配、（４）は位相エンコード勾配である。なお、静磁場は一定の磁場強度で常時印加されている。
【００５０】
図９のパルスシーケンスでは、先ず、ラベリングプレーンＬＰのスピンのラベリングが行われる。ラベリングは、所定のデューティレシオ（duty ratio）で所定回数印加される矩形波のインバージョンパルスによって行われる。これによって、動脈血中のスピンについてインバージョンによるラベリングが行われる。ラベリングされたスピンは動脈を通じてイメージング領域ＩＲに灌流する。
【００５１】
スピンのラベリングには、マグネットシステム１００、勾配駆動部１３０、ＲＦ駆動部１４０およびシーケンス制御部１６０が関与する。
【００５２】
ラベリングの後、所定の待ち時間ＰＬＤが経過した後に、イメージング領域ＩＲについての撮影、すなわちこの領域から磁気共鳴信号を収集してイメージングが行われる。撮影は、エコープラナー・イメージング（ＥＰＩ：Echo Planar Imaging）によって行われる。すなわち、イメージング領域ＩＲについて９０°パルスによるスピン励起が行われる。９０°励起の所定時間後に１８０°励起を行い、次いで周波数エンコード勾配Ｇｆｒｅｑおよび位相エンコード勾配Ｇｐｈａｓｅを所定のシーケンスで印加して、複数のスピンエコー（spin echo）すなわちビューデータ（view data）を逐次収集する。このようにして得られたビューデータが、データ処理部１７０のメモリに収集される。メモリにはｋスペースが形成される。このｋスペースはラベル画像用のｋスペースである。
【００５３】
図１０のパルスシーケンスでは、先ず、ラベリングプレーンＬＰのスピンのＲＦ励起が行われる。ＲＦ励起は、所定のデューティレシオで所定回数印加される正弦波のＲＦパルスによって行われる。
【００５４】
このＲＦパルスの信号強度は、図９のパルスシーケンスにおけるインバージョンパルスと同等であるが、正弦波であるために全体としてスピンのインバージョンは行われない。このＲＦ励起は、イメージング領域ＩＲ上でのスピンのサチュレーション（saturation）効果を、図９のインバージョンパルスと同じにするために行われる。
【００５５】
このようなスピン操作の後に、イメージング領域について撮影が行われる。撮影は、ＥＰＩによって行われる。すなわち、イメージング領域ＩＲについて９０°パルスによるスピン励起が行われる。９０°励起の所定時間後に１８０°励起を行い、次いで周波数エンコード勾配Ｇｆｒｅｑおよび位相エンコード勾配Ｇｐｈａｓｅを所定のシーケンスで印加して、複数のスピンエコーすなわちビューデータを逐次収集する。このようにして得られたビューデータが、データ処理部１７０のメモリに収集される。メモリにはｋスペースが形成される。このｋスペースはコントロール画像用のｋスペースである。
【００５６】
図１１に、ｋスペースの概念図を示す。ｋスペースにおいて横軸ｋｘは周波数軸であり、縦軸ｋｙは位相軸である。同図において複数の横長の長方形がそれぞれビューデータを表す。長方形内に記入された数字は位相エンコード量を表す。位相エンコード量はπ／Ｎで正規化してある。Ｎは６４〜５１２である。位相エンコード量は位相軸ｋｙの中心で０である。中心から両端にかけて位相エンコード量が次第に増加する。増加の極性は互いに逆である。
【００５７】
このようなｋスペースが、ラベル画像とコントロール画像についてそれぞれ形成される。データ処理部１７０は、それらｋスペースのビューデータをそれぞれ逆フーリエ変換して、ラベル画像およびコントロール画像をそれぞれ再構成する。
【００５８】
データ処理部１７０は、さらに、ラベル画像とコントロール画像との差分画像を求める。差分画像は、インバージョンすなわちラベリングされたスピンが生じる磁気共鳴信号だけに基づく画像となる。これによって、差分画像はパーフュージョン画像となる。
【００５９】
ところで、ＡＳＬ撮影法における、ラベリングからイメージング開始までの待ち時間ＰＬＤは、本来、ラベリングされた血液がイメージング領域ＩＲの全体に行き渡るほど十分長く、かつ、Ｔ１緩和が進まないよう極力短く設定するのが望ましい。しかし、ラベリングされた血液がイメージング領域ＩＲの全体に行き渡るまでに要する時間ＡＴＴには、個人差があり、被検体の年齢、心拍数などによって変化する。さらに、脳梗塞などの疾患がある場合には、左右の脳でその行き渡り方にむらが出る。そのため、この待ち時間ＰＬＤの適切な時間は、勘や経験だけで事前に決めることが難しい。
【００６０】
そこで、本実施形態では、実際に待ち時間ＰＬＤを変えながら予備的なパーフュージョン撮影を行って、待ち時間ＰＬＤが異なる複数の予備画像を得、これら予備画像に基づいて本番のパーフュージョン撮影における最適な待ち時間ＰＬＤを決定するようにする。
【００６１】
予備的なパーフュージョン撮影を行うスライスＳａは、イメージング領域ＩＲ内のスライスである。このスライスを、血流Ｂの上流側に設定すると、ラベリングされた血液がイメージング領域ＩＲの全体に行き渡る前に、ラベリングされた血液がそのスライスに到達してしまう。したがって、スライスＳａは、血流Ｂの下流側に設定することが望ましい。例えば、図５に示すように、イメージング領域ＩＲの実質的な血流方向（略Ｚ方向）におけるセンタＣよりも下流側（図では上側）にスライスＳａを設定する。
【００６２】
なお、予備画像に高解像度の画像は不要なので、撮影時間短縮のため、予備的なパーフュージョン撮影では、解像度を本番のパーフュージョン撮影より低くして行うようにする。
【００６３】
画像表示・記憶制御部６０７は、このような予備的なパーフュージョン撮影によって得られた複数の予備画像を表示部１８０の画面に表示させる。図７に、予備画像の一例として、待ち時間ＰＬＤを０．７ｓ（秒）〜３．０ｓまで５段階に変化させたときの複数の予備画像Ｐ１〜Ｐ５を示す。
【００６４】
ステップＳ３では、予備画像特徴量算出部６０３が、予備画像ごとに、ＭＲ信号強度の均一度を求める。このＭＲ信号強度の均一度は、例えば、予備画像を構成する各画素に対応するＭＲ信号強度の分散または標準偏差とする。
【００６５】
ステップＳ４では、予備画像特徴量算出部６０３が、ＭＲ信号強度の均一度が一定レベル以上の予備画像を選定する。本番のパーフュージョン撮影に最適な待ち時間ＰＬＤに対応する予備画像では、ラベリングされた血液がイメージング領域ＩＲの全体に十分行き渡り、ＭＲ信号強度のむらが少なく、その均一度が高いと推定できる。そこで、このようにして、最適なＰＬＤに対応する予備画像の候補を絞る。
【００６６】
ステップＳ５では、予備画像特徴量算出部６０３が、選定された予備画像について、その予備画像ごとに、ＭＲ信号強度の全体的な大きさを求める。このＭＲ信号強度の大きさは、例えば、予備画像を構成する各画素に対応するＭＲ信号強度の平均値とする。
【００６７】
ステップＳ６では、最適ＰＬＤ予備画像特定部６０４が、ステップＳ４で選定された予備画像のうち、ＭＲ信号強度の大きさが最大であるものを、最適ＰＬＤに対応した予備画像として特定する。本番のパーフュージョン撮影に最適な待ち時間ＰＬＤに対応する予備画像では、ラベリングされた血液がイメージング領域ＩＲの全体に十分行き渡り、ＭＲ信号強度の大きさが大きいと推定できる。そこで、このようにして、最適なＰＬＤに対応する予備画像を特定する。
【００６８】
図８に、待ち時間ＰＬＤが１．３ｓである予備画像Ｐ２が、最適なＰＬＤに対応する予備画像Ｐｓとして特定された例を示す。
【００６９】
ステップＳ７では、ＰＬＤ設定部６０５が、ステップＳ６で特定された予備画像に対応した待ち時間ＰＬＤを、本番のパーフュージョン撮影における待ち時間ＰＬＤとして設定する。なお、ステップＳ６で特定された予備画像に対応した待ち時間ＰＬＤを基準に、Δα時間だけ加算または減算した時間を、本番のパーフュージョン撮影における待ち時間ＰＬＤとして設定してもよい。
【００７０】
ステップＳ８では、本撮影実行部６０６が、ステップＳ７で設定された待ち時間ＰＬＤを用いて、予備的な撮影より高解像度である本番のパーフュージョン撮影を実行する。
【００７１】
ステップＳ９では、画像表示・記憶制御部６０７が、本番のパーフュージョン撮影により得られたデータを基に、パーフュージョン画像を再構成し、それを表示部１８０に表示させるとともに、その画像データをメモリに記憶させる。
【００７２】
このような本実施形態によれば、予備的なパーフュージョン撮影により、ＡＳＬ撮影法における待ち時間ＰＬＤが異なる複数の予備画像を実際に取得し、これらの画像の状態から最適と思われるＰＬＤに対応する予備画像を特定するので、本番のパーフュージョン撮影における最適なＰＬＤを設定することができる。
【００７３】
（第二実施形態）
上記ステップＳ２において、予備撮影実行部６０２は、図６に示すように、イメージング領域ＩＲ内における複数のスライスＳ１〜Ｓｎについて、予備的なパーフュージョン撮影を実行する。これにより、複数のスライスＳ１〜Ｓｎの各々について、待ち時間ＰＬＤが異なる複数の予備画像が得られる。
【００７４】
このようにすれば、イメージング領域の全体について、予備的なパーフュージョン画像を得られるので、疾患などにより場所によってＡＴＴが異なり、むらがあるような場合であっても、本番のパーフュージョン撮影における最適なＰＬＤを、高い精度で見つけることができる。
【００７５】
なお、本実施形態において、予備的なパーフュージョン撮影を血流の下流側のスライスから順次行ってゆき、撮影された予備画像におけるＭＲ信号強度の大きさや均一度が、それまでに得られた最大レベルから所量下回る場合、あるいは、そのような状態が所定数回繰り返された場合に、予備的なパーフュージョン撮影を終了するようにしてもよい。このようにすれば、より短い時間で効率よく、最適なＰＬＤを見つけることができる可能性がある。
【００７６】
（第三実施形態）
上記ステップＳ３〜Ｓ５を行う代わりに、図７に示すように、予備画像をその予備画像に対応する待ち時間ＰＬＤと対応付けて画面に表示させる。そして、ステップＳ６において、操作者は、表示された予備画像の中から、ＰＬＤが最適だと思われる予備画像を指定する。最適ＰＬＤ予備画像特定部６０４は、指定された予備画像を最適ＰＬＤに対応した予備画像として特定する。
【００７７】
このようにすれば、操作者が、予備画像の描写を基に、直接的に、最適ＰＬＤに対応した予備画像を特定することができ、予備画像の特徴量に頼ることなく、最も確実な方法で、本番のパーフュージョン撮影に最適なＰＬＤを設定することができる。
【００７８】
なお、発明の実施形態は、上記の実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で、これらの併合、種々の変更・追加等が可能である。
【００７９】
例えば、第一実施形態において、予備画像ごとにＭＲ信号強度の大きさを求め、この大きさが一定レベル以上の予備画像を選定し、選定された予備画像についてＭＲ信号強度の均一度を求め、この均一度が最も高いものを最適ＰＬＤに対応する予備画像として特定してもよい。
【００８０】
また例えば、単純に、予備画像の全体におけるＭＲ信号強度の大きさが最大となる予備画像、あるいは、予備画像の全体におけるＭＲ信号強度の均一度が最高となる予備画像を、最適ＰＬＤに対応する予備画像として特定してもよい。
【００８１】
また、上記の実施形態では、頭部に対するパーフュージョン撮影を例に説明しているが、もちろん、発明は、体幹部に対するパーフュージョン撮影にも適用できる。
【００８２】
また、上記のような最適な待ち時間ＰＬＤの設定は、ＣＡＳＬによるパーフュージョン撮影ばかりでなく、例えばＰＡＳＬ（Pulse Arterial Spin Labeling）、ＥＰＩＳＴＡＲ（Echo
Planar Imaging and Signal Targeting with Alternating Radio Frequency）、ＱＵＩＰＳＳ ＩＩ（Quantitative Imaging of Perfusion Using a Single Subtraction II）等によるパーフュージョン撮影に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１ 対象
１００ マグネットシステム
１０２ 主磁場コイル部
１０６ 勾配コイル部
１０８ ＲＦコイル部
１３０ 勾配駆動部
１４０ ＲＦ駆動部
１５０ データ収集部
１６０ シーケンス制御部
１７０ データ処理部
１８０ 表示部
１９０ 操作部
５００ クレードル
６０１ ラベリング・イメージング領域設定部
６０２ 予備撮影実行部
６０３ 予備画像特徴量算出部
６０４ 最適ＰＬＤ予備画像特定部
６０５ ＰＬＤ設定部
６０６ 本撮影実行部
６０７ 画像表示・記憶制御部
６０８ 頭部血管検出部
ＩＲ イメージング領域
ＬＰ ラベリングプレーン
Ｌ１ ローカライザ画像
Ｃ イメージング領域の血流方向における中心
Ｓａ 予備撮影を行う１スライス
Ｓ１〜Ｓｎ 予備撮影を行う複数のスライス
Ｂ 血流
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体における血流の上流側で血液にスピンのラベリングを行い、待ち時間ＰＬＤが経過した後に、前記血流の下流側で前記ラベリングされた血液から磁気共鳴信号を収集し、該磁気共鳴信号に基づいて前記血流を画像化するＡＳＬ撮影を行うＭＲ装置であって、
予備的なＡＳＬ撮影により、イメージング領域内のスライスについて、待ち時間ＰＬＤが異なる複数の予備画像を得るよう、撮影手段を制御する撮影制御手段と、
前記複数の予備画像の中から、予備画像を構成する各画素に対応する磁気共鳴信号強度の均一度および大きさのうち少なくとも一方に係る基準を満たす一つの予備画像を特定する特定手段と、
特定された予備画像に対応するＰＬＤに基づいて、本番のＡＳＬ撮影におけるＰＬＤを設定する設定手段とを備えたＭＲ装置。
【請求項２】
前記特定手段は、前記磁気共鳴信号強度の均一度が一定レベル以上である予備画像の中で、前記磁気共鳴信号強度の大きさが最大である予備画像を特定する請求項１に記載のＭＲ装置。
【請求項３】
前記磁気共鳴信号強度の均一度は、磁気共鳴信号強度値の分散または標準偏差であり、前記磁気共鳴信号強度の大きさは、磁気共鳴信号強度値の平均値である請求項２に記載のＭＲ装置。
【請求項４】
前記複数の予備画像を表示させる表示制御手段をさらに備えた請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のＭＲ装置。
【請求項５】
被検体における血流の上流側で血液にスピンのラベリングを行い、待ち時間ＰＬＤが経過した後に、前記血流の下流側で前記ラベリングされた血液から磁気共鳴信号を収集し、該磁気共鳴信号に基づいて前記血流を画像化するＡＳＬ撮影を行うＭＲ装置であって、
予備的なＡＳＬ撮影により、イメージング領域内のスライスについて、待ち時間ＰＬＤが異なる複数の予備画像を得るよう、撮影手段を制御する撮影制御手段と、
前記複数の予備画像を表示させる表示制御手段と、
操作者の操作に応じて前記複数の予備画像の中から一つの予備画像を特定する特定手段と、
特定された予備画像に対応するＰＬＤに基づいて、本番のＡＳＬ撮影におけるＰＬＤを設定する設定手段とを備えたＭＲ装置。
【請求項６】
前記設定手段は、特定された予備画像に対応するＰＬＤと実質的に等しい時間を、本番のＡＳＬ撮影におけるＰＬＤとして設定する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のＭＲ装置。
【請求項７】
被検体における血流の上流側で血液にスピンのラベリングを行い、待ち時間ＰＬＤが経過した後に、前記血流の下流側で前記ラベリングされた血液から磁気共鳴信号を収集し、該磁気共鳴信号に基づいて前記血流を画像化するＡＳＬ撮影を行うＭＲ装置であって、
予備的なＡＳＬ撮影により、イメージング領域内のスライスについて、待ち時間ＰＬＤが異なる複数の予備画像を得るよう、撮影手段を制御する撮影制御手段と、
前記複数の予備画像と該予備画像に対応するＰＬＤとを対応付けて表示させる表示制御手段と、
操作者の操作に応じて本番のＡＳＬ撮影におけるＰＬＤを設定する設定手段とを備えたＭＲ装置。
【請求項８】
前記撮影制御手段は、前記ラベリングの位置または領域に対して、前記イメージング領域の実質的な血流方向の中心よりも遠い位置のスライスについて前記複数の予備画像を得るよう制御する請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のＭＲ装置。
【請求項９】
前記撮影制御手段は、前記イメージング領域内の複数の異なるスライスについて前記複数の予備画像をそれぞれ得るよう制御する請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のＭＲ装置。
【請求項１０】
前記撮影制御手段は、前記予備的なＡＳＬ撮影を、前記本番のＡＳＬ撮影よりも低い解像度にて行うよう制御する請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のＭＲ装置。
【請求項１１】
前記血流は、頭部における血流である請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のＭＲ装置。
【請求項１２】
コンピュータを、請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載のＭＲ装置が備える各手段として機能させるためのプログラム。
【請求項１】
被検体における血流の上流側で血液にスピンのラベリングを行い、待ち時間ＰＬＤが経過した後に、前記血流の下流側で前記ラベリングされた血液から磁気共鳴信号を収集し、該磁気共鳴信号に基づいて前記血流を画像化するＡＳＬ撮影を行うＭＲ装置であって、
予備的なＡＳＬ撮影により、イメージング領域内のスライスについて、待ち時間ＰＬＤが異なる複数の予備画像を得るよう、撮影手段を制御する撮影制御手段と、
前記複数の予備画像の中から、予備画像を構成する各画素に対応する磁気共鳴信号強度の均一度および大きさのうち少なくとも一方に係る基準を満たす一つの予備画像を特定する特定手段と、
特定された予備画像に対応するＰＬＤに基づいて、本番のＡＳＬ撮影におけるＰＬＤを設定する設定手段とを備えたＭＲ装置。
【請求項２】
前記特定手段は、前記磁気共鳴信号強度の均一度が一定レベル以上である予備画像の中で、前記磁気共鳴信号強度の大きさが最大である予備画像を特定する請求項１に記載のＭＲ装置。
【請求項３】
前記磁気共鳴信号強度の均一度は、磁気共鳴信号強度値の分散または標準偏差であり、前記磁気共鳴信号強度の大きさは、磁気共鳴信号強度値の平均値である請求項２に記載のＭＲ装置。
【請求項４】
前記複数の予備画像を表示させる表示制御手段をさらに備えた請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のＭＲ装置。
【請求項５】
被検体における血流の上流側で血液にスピンのラベリングを行い、待ち時間ＰＬＤが経過した後に、前記血流の下流側で前記ラベリングされた血液から磁気共鳴信号を収集し、該磁気共鳴信号に基づいて前記血流を画像化するＡＳＬ撮影を行うＭＲ装置であって、
予備的なＡＳＬ撮影により、イメージング領域内のスライスについて、待ち時間ＰＬＤが異なる複数の予備画像を得るよう、撮影手段を制御する撮影制御手段と、
前記複数の予備画像を表示させる表示制御手段と、
操作者の操作に応じて前記複数の予備画像の中から一つの予備画像を特定する特定手段と、
特定された予備画像に対応するＰＬＤに基づいて、本番のＡＳＬ撮影におけるＰＬＤを設定する設定手段とを備えたＭＲ装置。
【請求項６】
前記設定手段は、特定された予備画像に対応するＰＬＤと実質的に等しい時間を、本番のＡＳＬ撮影におけるＰＬＤとして設定する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のＭＲ装置。
【請求項７】
被検体における血流の上流側で血液にスピンのラベリングを行い、待ち時間ＰＬＤが経過した後に、前記血流の下流側で前記ラベリングされた血液から磁気共鳴信号を収集し、該磁気共鳴信号に基づいて前記血流を画像化するＡＳＬ撮影を行うＭＲ装置であって、
予備的なＡＳＬ撮影により、イメージング領域内のスライスについて、待ち時間ＰＬＤが異なる複数の予備画像を得るよう、撮影手段を制御する撮影制御手段と、
前記複数の予備画像と該予備画像に対応するＰＬＤとを対応付けて表示させる表示制御手段と、
操作者の操作に応じて本番のＡＳＬ撮影におけるＰＬＤを設定する設定手段とを備えたＭＲ装置。
【請求項８】
前記撮影制御手段は、前記ラベリングの位置または領域に対して、前記イメージング領域の実質的な血流方向の中心よりも遠い位置のスライスについて前記複数の予備画像を得るよう制御する請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のＭＲ装置。
【請求項９】
前記撮影制御手段は、前記イメージング領域内の複数の異なるスライスについて前記複数の予備画像をそれぞれ得るよう制御する請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のＭＲ装置。
【請求項１０】
前記撮影制御手段は、前記予備的なＡＳＬ撮影を、前記本番のＡＳＬ撮影よりも低い解像度にて行うよう制御する請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のＭＲ装置。
【請求項１１】
前記血流は、頭部における血流である請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のＭＲ装置。
【請求項１２】
コンピュータを、請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載のＭＲ装置が備える各手段として機能させるためのプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−７０９２４（Ｐ２０１３−７０９２４Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１３９９３（Ｐ２０１１−２１３９９３）
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（３０００１９２３８）ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー (1,125)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（３０００１９２３８）ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー (1,125)
【Ｆターム（参考）】
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