JP7668115B2 - 磁気共鳴イメージング装置およびプログラム - Google Patents

Description

本明細書及び図面に開示の実施形態は、磁気共鳴イメージング装置およびプログラムに関する。

従来、磁気共鳴イメージング（Magnetic Resonance Imaging：ＭＲＩ）装置では、被検体の診断用の画像の撮像（以下、本撮像ともいう）が行われる前に、撮像領域を決定するための位置決め用の撮像（以下、準備撮像）が行われている。また、呼吸による組織の動きの影響を軽減するため、準備撮像及び本撮像において息止めを行った状態で撮像する息止め撮像が行われる場合がある。例えば、肺や肝臓は呼吸の度に数センチ動くため、腹部検査を行う場合には息止め撮像が行われることがある。

しかしながら、プラン撮像時と本撮像時とで被検体の息止めタイミングが異なると、本撮像時に、プラン撮像時と組織の位置の差が生じることにより所望の画像が得られない可能性があった。

特開２０１９－２１３８６０号公報

本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、息止め撮像時の位置ずれを補正することである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。

実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、第１検出部と、取得部と、第２検出部と、補正部とを備える。第１検出部は、本撮像の撮像位置を決定するための位置決め画像から撮像位置の指標となる基準部位を検出する。取得部は、撮像位置と基準部位との相対的な位置関係を取得する。第２検出部は、位置決め画像の撮像後、本撮像に先だって撮像された基準部位を含む線状の部分画像から、基準部位の位置を検出する。補正部は、取得部が取得した撮像位置と基準部位との相対的な位置関係と、第１検出部及び第２検出部が検出した基準部位の位置関係とに基づき、本撮像時の撮像位置を補正する。

図１は、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の一例を示すブロック図である。 図２は、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置により撮像された基準部位と第１撮像領域とが描画された位置決め画像の一例を示す図である。 図３は、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置により撮像された第２撮像領域が描画された位置決め画像の一例を示す図である。 図４は、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置により撮像されたラインプロファイル上で検出された肝臓の上縁の一例を示す図である。 図５は、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置により実行される処理の一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら、磁気共鳴イメージング装置およびプログラムの実施形態について詳細に説明する。

図１は、実施形態に係る磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ：Magnetic Resonance Imaging）装置１００の一例を示すブロック図である。図１に示すように、磁気共鳴イメージング装置１００は、静磁場磁石１０１と、静磁場電源（非図示）と、傾斜磁場コイル１０３と、傾斜磁場電源１０４と、寝台１０５と、寝台制御回路１０６と、送信コイル１０７と、送信回路１０８と、受信コイル１０９と、受信回路１１０と、シーケンス制御回路１２０と、計算機システム１３０とを備える。

なお、図１に示す構成は一例に過ぎない。例えば、シーケンス制御回路１２０および計算機システム１３０内の各部は、適宜統合若しくは分離して構成されてもよい。また、磁気共鳴イメージング装置１００に被検体Ｐ（例えば、人体）は含まれない。

図１に示すＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸は、磁気共鳴イメージング装置１００に固有の装置座標系を構成する。例えば、Ｚ軸方向は、傾斜磁場コイル１０３の円筒の軸方向に一致し、静磁場磁石１０１によって発生する静磁場の磁束に沿って設定される。

また、Ｚ軸方向は、寝台１０５の長手方向と同方向であり、寝台１０５上に載置された被検体Ｐの頭尾方向とも同方向となる。また、Ｘ軸方向は、Ｚ軸方向に直交する水平方向に沿って設定される。Ｙ軸方向は、Ｚ軸方向に直交する鉛直方向に沿って設定される。

静磁場磁石１０１は、中空の略円筒形状に形成された磁石であり、内部の空間に静磁場を発生する。静磁場磁石１０１は、例えば、超伝導磁石等であり、静磁場電源から電流の供給を受けて励磁する。

静磁場電源は、静磁場磁石１０１に電流を供給する。別の例として、静磁場磁石１０１は、永久磁石でも良く、この場合、磁気共鳴イメージング装置１００は、静磁場電源を備えなくても良い。また、静磁場電源は、磁気共鳴イメージング装置１００とは別に備えられても良い。

傾斜磁場コイル１０３は、中空の略円筒形状に形成されたコイルであり、静磁場磁石１０１の内側に配置される。傾斜磁場コイル１０３は、互いに直交するＸ、Ｙ、及びＺの各軸に対応する３つのコイルが組み合わされて形成されている。

これら３つのコイルは、傾斜磁場電源１０４から個別に電流の供給を受けて、Ｘ、Ｙ、及びＺの各軸に沿って磁場強度が変化する傾斜磁場を発生する。また、傾斜磁場電源１０４は、シーケンス制御回路１２０の制御の下、傾斜磁場コイル１０３に電流を供給する。

寝台１０５は、被検体Ｐが載置される天板１０５ａを備え、寝台制御回路１０６による制御の下、天板１０５ａを、患者などの被検体Ｐが載置された状態で、撮像口内へ挿入する。寝台制御回路１０６は、計算機システム１３０による制御の下、寝台１０５を駆動して天板１０５ａを長手方向および上下方向に移動させる。

送信コイル１０７は、高周波磁場を印加することで、被検体Ｐの任意の領域を励起する。送信コイル１０７は、例えば被検体Ｐの全身を囲むホールボディ（Whole body）型のコイルである。送信コイル１０７は、送信回路１０８からＲＦパルスの供給を受けて、高周波磁場を発生し、該高周波磁場を被検体Ｐに印加する。送信回路１０８は、シーケンス制御回路１２０の制御の下、送信コイル１０７にＲＦパルスを供給する。

受信コイル１０９は、傾斜磁場コイル１０３の内側に配置され、高周波磁場の影響によって被検体Ｐから発せられる磁気共鳴信号（以下、ＭＲ（Magnetic Resonance）信号と称する）を受信する。受信コイル１０９は、ＭＲ信号を受信すると、受信したＭＲ信号を受信回路１１０へ出力する。

なお、図１では、受信コイル１０９が、送信コイル１０７と別個に設けられる構成としたが、これは一例であり、当該構成に限定されるものではない。例えば、受信コイル１０９が送信コイル１０７と兼用される構成を採用しても良い。

受信回路１１０は、受信コイル１０９から出力されるアナログのＭＲ信号をアナログ・デジタル（ＡＤ）変換して、ＭＲデータを生成する。また、受信回路１１０は、生成したＭＲデータをシーケンス制御回路１２０へ送信する。なお、ＡＤ変換に関しては、受信コイル１０９内で行っても構わない。また、受信回路１１０はＡＤ変換以外にも任意の信号処理を行うことが可能である。

シーケンス制御回路１２０は、計算機システム１３０から送信されるシーケンス情報に基づいて、傾斜磁場電源１０４、送信回路１０８および受信回路１１０を駆動することによって、被検体Ｐの撮像を行う。ここで、シーケンス情報は、撮像を行うための手順を定義した情報である。

シーケンス情報には、傾斜磁場電源１０４が傾斜磁場コイル１０３に供給する電流の強さや電流を供給するタイミング、送信回路１０８が送信コイル１０７に供給するＲＦパルスの強さやＲＦパルスを印加するタイミング、受信回路１１０がＭＲ信号を検出するタイミング等が定義される。被検体Ｐの身体のうち撮像対象となる領域の範囲に応じて、シーケンス情報は異なる。

シーケンス制御回路１２０は、プロセッサにより実現されるものとしても良いし、ソフトウェアとハードウェアとの混合によって実現されても良い。

さらに、シーケンス制御回路１２０は、傾斜磁場電源１０４、送信回路１０８及び受信回路１１０を駆動して被検体Ｐを撮像した結果、受信回路１１０からＭＲデータを受信すると、受信したＭＲデータを計算機システム１３０へ転送する。

計算機システム１３０は、磁気共鳴イメージング装置１００の全体制御や、ＭＲ画像の生成等を行う。図１に示すように、計算機システム１３０は、ＮＷ（ネットワーク）インタフェース１３１、記憶回路１３２、処理回路１３５、入力インタフェース１３３、およびディスプレイ１３４を備える。

ＮＷインタフェース１３１は、シーケンス制御回路１２０および寝台制御回路１０６、と通信する。例えば、ＮＷインタフェース１３１は、シーケンス情報をシーケンス制御回路１２０へ送信する。また、ＮＷインタフェース１３１は、シーケンス制御回路１２０からＭＲデータを受信する。

記憶回路１３２は、各種情報を記憶する。記憶回路１３２は、例えば、ＮＷインタフェース１３１によって受信されたＭＲデータ、後述の処理回路１３５によってｋ空間に配置されたｋ空間データ、および処理回路１３５によって生成された画像データ等を記憶する。また、記憶回路１３２は、例えば、後述する基準部位と第１撮像領域との相対的位置関係を記憶する。

記憶回路１３２は、例えば、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、または光ディスク等である。

入力インタフェース１３３は、操作者からの各種指示や情報入力を受け付ける。入力インタフェース１３３は、例えば、トラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、及び音声入力回路等によって実現される。

入力インタフェースは処理回路１３５に接続されており、操作者から受け取った入力操作を電気信号へ変換し処理回路１３５へと出力する。なお、本明細書において入力インタフェースはマウス、キーボードなどの物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。

例えば、計算機システム１３０とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を制御回路へ出力する電気信号の処理回路も入力インタフェースの例に含まれる。

ディスプレイ１３４は、処理回路１３５の制御の下、撮像条件の入力を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）や、処理回路１３５によって生成された磁気共鳴画像等を表示する。ディスプレイ１３４は、例えば、液晶表示器等の表示デバイスである。

処理回路１３５は、磁気共鳴イメージング装置１００の全体の制御を行う。より詳細には、処理回路１３５は、一例として、撮像処理機能１３５ａ、決定機能１３５ｂ、検出機能１３５ｃ、取得機能１３５ｄ、表示制御機能１３５ｅ、及び補正機能１３５ｆを備える。

決定機能１３５ｂは、決定部の一例である。検出機能１３５ｃは、第１検出部の一例である。また、検出機能１３５ｃは、第２検出部の一例でもある。取得機能１３５ｄは、取得部の一例である。補正機能１３５ｆは、補正部の一例である。

ここで、例えば、処理回路１３５の構成要素である撮像処理機能１３５ａ、決定機能１３５ｂ、検出機能１３５ｃ、取得機能１３５ｄ、表示制御機能１３５ｅ、及び補正機能１３５ｆの各処理機能は、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に記憶されている。処理回路１３５は、プロセッサである。

例えば、処理回路１３５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。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路１３５は、図１の処理回路１３５内に示された各機能を有することとなる。

なお、図１においては単一のプロセッサにて撮像処理機能１３５ａ、決定機能１３５ｂ、検出機能１３５ｃ、取得機能１３５ｄ、表示制御機能１３５ｅ、及び補正機能１３５ｆ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１３５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。

また、図１においては単一の記憶回路１３２が各処理機能に対応するプログラムを記憶するものとして説明したが、複数の記憶回路を分散して配置して、処理回路１３５は個別の記憶回路から対応するプログラムを読み出す構成としても構わない。

撮像処理機能１３５ａは、磁気共鳴イメージング装置１００の各部を制御して、磁気共鳴画像の撮像を実行する。例えば、撮像処理機能１３５ａは、シーケンス情報の生成、ＭＲデータの収集、ｋ空間データの生成、および磁気共鳴画像の生成を実行する。

より詳細には、撮像処理機能１３５ａは、撮像する磁気共鳴画像の種類、および撮像領域に応じて、撮像の手順を定義したシーケンス情報を生成し、生成したシーケンス情報を、ＮＷインタフェース１３１を介してシーケンス制御回路１２０に送信する。シーケンス制御回路１２０は、撮像処理機能１３５ａによって生成されたシーケンス情報に基づいて、各種のパルスシーケンスを実行する。

また、撮像処理機能１３５ａは、各種のパルスシーケンスの実行によって被検体Ｐから発せられたＭＲ信号から変換されたＭＲデータを、ＮＷインタフェース１３１を介してシーケンス制御回路１２０から収集する。

また、撮像処理機能１３５ａは、収集したＭＲデータを、傾斜磁場により付与された位相エンコード量や周波数エンコード量に従って配置させる。ｋ空間に配置されたＭＲデータは、ｋ空間データと称される。ｋ空間データは、記憶回路１３２に保存される。

また、撮像処理機能１３５ａは、記憶回路１３２に記憶されたｋ空間データに基づいて磁気共鳴画像を生成する。例えば、撮像処理機能１３５ａは、ｋ空間データにフーリエ変換などの再構成処理をすることにより、磁気共鳴画像を生成する。撮像処理機能１３５ａは、生成した磁気共鳴画像を、例えば、記憶回路１３２に保存する。

本実施形態においては、撮像処理機能１３５ａは、本撮像の前に、位置決め用の磁気共鳴画像（以下、位置決め画像ともいう）の撮像を実行する。位置決め画像は、プラン画像、ロケータ画像（Locator）、スカウト像（Scout）とも呼ばれ、本撮像における撮像断面の位置決めに使用される画像（本撮像の撮像位置を決定するための画像）である。本撮像は、診断用の磁気共鳴画像の撮像である。

本実施形態においては、位置決め画像は、被検体Ｐの肝臓を含む範囲を撮像した磁気共鳴画像であるものとする。なお、被検体Ｐの体内において肝臓の位置は、呼吸に伴い数センチ動く（移動する）ため、位置決め画像の撮像は、被検体Ｐの呼吸を停止させた息止めの状態で行われる。

また、位置決め画像は、３次元画像でも良いし、２次元のマルチスライス画像でも良い。また、位置決め画像は、診断用の磁気共鳴画像よりも、画素数が少なく、粗い画像であっても良い。あるいは、位置決め画像は、高精細な３次元磁気共鳴画像でも良い。この場合は、診断用の３次元磁気共鳴画像が、位置決め画像を兼ねても良い。

また、本実施形態においては、本撮像で撮像される診断用の磁気共鳴画像は、被検体Ｐの肝臓及び胆嚢の診断に用いられる２次元の磁気共鳴画像である。より詳細には、本実施形態においては、本撮像では、アキシャル（Axial）画像（体軸横断面像）、サジタル（Sagittal）画像（矢状断面像）、およびコロナル（Coronal）画像（冠状断面像）の３種類の診断用の２次元の磁気共鳴画像が撮像される。

なお、診断用の磁気共鳴画像は、アキシャル画像、サジタル画像、およびコロナル画像の全てを含まなくとも良く、少なくとも１つを含むものであれば良い。

決定機能１３５ｂは、本撮像の対象となる第１撮像対象領域を決定する。決定機能１３５ｂは、例えば、位置決め画像から検出した撮像の対象となる対象組織（本実施形態では肝臓及び胆嚢）に基づいて、第１撮像領域を決定する。位置決め画像から対象組織を検出する手法については、テンプレートマッチング、深層学習またはその他の機械学習による手法等の公知の手法を採用することができる。

なお、決定機能１３５ｂは、第１撮像領域の確定前に、操作者から本撮像における撮像領域の修正入力を受け付けた場合、入力された内容に基づいて、第１撮像領域を決定する。なお、決定機能１３５ｂは、操作者から手動で第１撮像領域の入力を受け付け、入力内容に基づいて、第１撮像領域を決定してもよい。

そして、撮像処理機能１３５ａは、決定機能１３５ｂにより決定された第１撮像領域を後述する補正機能１３５ｆで補正した第１撮像領域に基づいてシーケンス情報を生成し、本撮像を実行する。

また、決定機能１３５ｂは、位置決め画像の撮像後、本撮像に先だって撮像する位置ずれ補正用の画像の撮像位置を決定する。例えば、決定機能１３５ｂは、後述する検出機能１３５ｃが位置決め画像から検出した後述する基準部位に基づいて、位置と輝度値の関係を表す体軸に平行な線状のコロナル画像（以下、ラインプロファイルともいう）の撮像領域を決定する。ラインプロファイルは部分画像の一例である。

ここで、ラインプロファイルは、診断用の磁気共鳴画像よりも、画素数が少なく、粗い画像であっても良い。また、ラインプロファイルの長軸方向の長さは特に問わず、任意の長さを設定することができる。なお、ラインプロファイルは、基準部位の位置変動の確認を目的とするものであるため、呼吸に伴って基準部位が最大限動いたとしても、当該基準部位を包含できる程度の長さとすることが好ましい。

なお、決定機能１３５ｂは、ラインプロファイル撮像の対象となる第２撮像領域の確定前に、第２撮像領域の修正入力を受け付けた場合、修正した内容に基づいて、第２撮像領域を決定する。

なお、決定機能１３５ｂは、第２撮像領域の入力を受け付け、入力内容に基づいて、第２撮像領域を決定してもよい。

そして、撮像処理機能１３５ａは、決定機能１３５ｂによって決定された第２撮像領域に基づいてシーケンス情報を生成し、本撮像前にラインプロファイル撮像を実行する。

検出機能１３５ｃは、位置決め画像から撮像位置の指標となる基準部位の位置を検出する。具体的には、検出機能１３５ｃは、位置決め画像に表された組織（臓器）の境界位置を基準部位として検出する。検出機能１３５ｃは、例えば第１撮像領域が肝臓である場合、検出機能１３５ｃは、肝臓と肺との境界位置に対応する肝臓の上縁を境界位置として検出する。なお、本実施形態では、検出機能１３５ｃは、肝臓の上端部を境界位置として検出する。ここで、肝臓の上端部とは、肝臓の上縁のうち、頭部側に最も近い部位のことをいうものとする。以下では、基準部位を肝臓の上端とした例について説明するが、検出の対象となる基準部位はこれに限定されるものではない。

位置決め画像から組織の境界位置を検出する手法としては、例えば、テンプレートマッチング等の画像処理の手法を採用することができる。この場合は、例えば記憶回路１３２が、テンプレート画像を記憶しているものとする。検出機能１３５ｃは、記憶回路１３２から読み出したテンプレート画像に基づいて、位置決め画像上で組織の境界位置が描出された画像領域を検出する。

具体的には、検出機能１３５ｃは、第１撮像領域が肝臓である場合、肝臓については、肝臓と肺との境界位置が描出された領域を肝臓の上縁として検出する。

また、位置決め画像から肝臓の上縁を検出する手法は、テンプレートマッチングに限定されるものではない。例えば、検出機能１３５ｃは、位置決め画像から肝臓の上縁を検出する手法として、深層学習またはその他の機械学習による手法を採用することができる。この場合、検出機能１３５ｃは、記憶回路１３２に記憶された学習済みモデルに、位置決め画像を入力することにより、位置決め画像から、被検体Ｐの肝臓の上縁を検出する。

学習済みモデルは、磁気共鳴画像と、磁気共鳴画像上で肝臓の上縁が描出された画像領域とを対応付けて学習したモデルであればよく、位置決め画像を入力することで、対象となる組織の境界（肝臓上縁）を示す情報が出力されるよう機能付けられているものとする。学習済みモデルは、深層学習またはその他の機械学習による手法によって生成される。

なお、検出機能１３５ｃは、位置決め画像上において、操作者から領域の指定の入力を受け付け、操作者に指定された領域を肝臓の上縁として検出してもよい。

また、検出機能１３５ｃは、ラインプロファイルから、基準部位の位置を検出する。具体的には、検出機能１３５ｃは、ラインプロファイルに含まれた肝臓の上縁の位置を検出する。なお、ラインプロファイルから肝臓の上縁の位置を検出する具体的な方法については後述する。

そして、検出機能１３５ｃは、位置決め画像における肝臓上縁の位置と、ラインプロファイルにおける肝臓の上縁の位置とに基づいて、肝臓上縁の位置の変化を検出する。

取得機能１３５ｄは、位置決め画像に基づき設定された本撮像時の撮像位置と、当該位置決め画像上での基準部位との相対的な位置関係を取得する。例えば、取得機能１３５ｄは、検出機能１３５ｃにより検出された肝臓の上縁と、決定機能１３５ｂにより決定された第１撮像領域との相対的位置関係を取得する。取得機能１３５ｄは、取得した相対的位置関係を示す情報を、例えば、記憶回路１３２に記憶する。

表示制御機能１３５ｅは、磁気共鳴画像に関する表示を表示させる制御を行う。例えば、表示制御機能１３５ｅは、位置決め画像上に決定機能１３５ｂにより決定された第１撮像領域を示す表示をディスプレイ１３４に表示させる。また、例えば、表示制御機能１３５ｅは、決定機能１３５ｂにより決定された第１撮像領域を確定するか否かの入力を操作者に促す表示をディスプレイ１３４に表示させる。

また、例えば、表示制御機能１３５ｅは、位置決め画像上に決定機能１３５ｂにより決定されたラインプロファイルの撮像領域を示す表示をディスプレイ１３４に表示させる。また、例えば、表示制御機能１３５ｅは、決定機能１３５ｂにより決定されたラインプロファイルの撮像領域を確定するか否かの入力を操作者に促す表示をディスプレイ１３４に表示させる。

補正機能１３５ｆは、取得機能１３５ｄが取得した基準部位と第１撮像領域との相対的な位置関係と、検出機能１３５ｃが位置決め画像及びラインプロファイルの各々から検出した基準部位の位置関係とに基づき、本撮像時の第１撮像領域を補正する。

具体的には、補正機能１３５ｆは、位置決め画像及びラインプロファイルの各々から検出された基準部位の位置に基づいて、当該基準部位の位置決め画像上での位置の変化量を算出する。そして、補正機能１３５ｆは、ラインプロファイルから検出された基準部位の位置を基準に、取得機能１３５ｄで取得された第１撮像領域と基準部位との相対的な位置関係を維持した状態で、第１撮像領域を算出した変化量分移動させる。

より詳細には、補正機能１３５ｆは、位置決め画像から取得された基準部位の位置と、ラインプロファイルから検出された基準部位の位置とから、Ｚ軸方向の変化量（ベクトル）を算出する。そして、補正機能１３５ｆは、ラインプロファイルから検出された基準部位の位置を基準に、第１撮像領域と基準部位との相対的な位置関係を維持した状態で、第１撮像領域をＺ軸後方に変化量分移動させる。これにより、呼吸に伴いシフトした基準部位の位置に追従して、第１撮像領域がシフトすることになる。

以下、第１撮像領域の補正処理の一例について、図２乃至図４を用いて具体的に説明する。図２は、基準部位と第１撮像領域とが描画された位置決め画像の一例を示す図である。

まず、撮像処理機能１３５ａにより、被検体Ｐが息を止めた状態で位置決め画像の撮像が実行される。続いて、決定機能１３５ｂにより、第１撮像領域が決定される。第１撮像領域が決定されると、表示制御機能１３５ｅは、位置決め画像１３４ａに、第１撮像領域ＩＰを描画して、ディスプレイ１３４に表示する。

また、図示しないが、このとき、表示制御機能１３５ｅは、操作者に第１撮像領域を確定するか否かの入力を求める画面を表示する。検出機能１３５ｃは、操作者から確定の入力を受け付けると、位置決め画像１３４ａから肝臓の上縁の上端部を検出する。

検出機能１３５ｃにより肝臓の上縁の上端部が検出されると、表示制御機能１３５ｅは、肝臓の上縁の一部を基準部位ＲＳとして、ディスプレイ１３４に明示する。なお、肝臓の上縁の一部は上端部であってもよい。

また、図示しないが、このとき、表示制御機能１３５ｅは、操作者に基準部位の位置を確定するか否かの入力を求める画面を表示する。取得機能１３５ｄは、操作者から確定の入力を受け付けると、位置決め画像１３４ａ上の肝臓の上縁の上端部と第１撮像領域との相対的位置関係を取得する。取得機能１３５ｄは、取得した相対的位置関係を記憶回路１３２に記憶する。

次に、決定機能１３５ｂは、位置決め画像１３４ａ上の肝臓の上縁の上端部ＲＳを含む線状の領域を第２撮像領域として決定する。

図３は、第２撮像領域が描画された位置決め画像１３４ａの一例を示す図である。ラインプロファイル撮像の撮像領域が決定されると、表示制御機能１３５ｅは、図３に示すように、位置決め画像１３４ａ上に、ラインプロファイル撮像の撮像領域ＬＰを描画して、ディスプレイ１３４に表示する。

また、図示しないが、このとき、表示制御機能１３５ｅは、操作者にラインプロファイル撮像の撮像領域を確定するか否かの入力を求める画面を表示する。撮像処理機能１３５ａは、操作者から確定の入力を受け付けた後、被検体Ｐが息を止めた状態でラインプロファイル撮像を実行する。続いて、検出機能１３５ｃは、ラインプロファイルから肝臓の上縁を検出する。

ここで、ラインプロファイルから肝臓の上縁の上端部を検出する手法について具体的に説明する。図４は、ラインプロファイルに含まれた肝臓の上縁の一例を示す図である。

検出機能１３５ｃは、ラインプロファイル１３４ｂ上で輝度傾斜が最大になっている位置を肝臓の上縁の上端部ＲＳとして検出する。これは、肝臓の上部には肺が位置しており、磁気共鳴画像において肺は暗く（低輝度で）描画され、肝臓は肺よりも明るく（高輝度で）描画されることから、肝臓と肺との境界に大きな輝度傾斜が生じるためである。

これにより、ライン上の輝度傾斜を算出するだけで簡単に肝臓の上縁の上端部を検出できる。つまり、肝臓の上縁を基準部位とすることにより、検出機能１３５ｃは、簡単な手法で基準部位を検出することができる。

より具体的には、検出機能１３５ｃは、ラインプロファイル１３４ｂに含まれる複数の体軸に平行なライン（Ｚ軸に沿ったライン）上で輝度傾斜が最大となる位置を求め、その中で最も頭部側に近い点を肝臓の上縁の上端部ＲＳとして検出する。

検出機能１３５ｃは、位置決め画像１３４ａ及びラインプロファイル１３４ｂの各々から検出された上端部ＲＳの位置関係と、取得機能１３５ｄが取得した肝臓の上端部ＲＳと第１撮像領域ＩＰとの相対的位置関係とに基づいて、第１撮像領域の位置を補正する。位置決め画像における肝臓上縁の位置と、ラインプロファイルにおける肝臓上縁の位置とを比較して、肝臓上縁の位置の変化を検出する。

補正機能１３５ｆは、検出機能１３５ｃにより検出された肝臓上縁の位置の変化量に応じて、肝臓の上縁のＺ軸方向における位置に対する第１撮像領域の位置関係を、取得機能１３５ｄが取得した肝臓の上縁と第１撮像領域との相対的位置関係と一致するように補正する。

そして、撮像処理機能１３５ａは、補正機能１３５ｆにより補正された第１撮像領域に基づいてシーケンス情報を生成し、本撮像を実行する。

上記説明では、「プロセッサ」が各機能に対応するプログラムを記憶回路から読み出して実行する例を説明したが、実施形態はこれに限定されない。

「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ(Graphics Processing Unit)、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：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（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。

プロセッサが例えばＣＰＵである場合、プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出して実行することで機能を実現する。一方、プロセッサがＡＳＩＣである場合、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、当該機能がプロセッサの回路内に論理回路として直接組み込まれる。

なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、図１における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。

次に、以上のように構成された本実施形態の磁気共鳴イメージング装置１００で実行される第１撮像領域の補正処理の流れについて説明する。

図５は、本実施形態に係る位置決め処理の流れの一例を示すフローチャートである。このフローチャートの前提として、被検体Ｐが天板１０５ａ上に載置されており、天板１０５ａは撮像口内に挿入されているものとする。

まず、撮像処理機能１３５ａは、被検体Ｐが息を止めている状態で位置決め画像の撮像を行う（ステップＳ５１）。そして、決定機能１３５ｂは、位置決め画像に基づいて、第１撮像領域を決定する（ステップＳ５２）。

表示制御機能１３５ｅは、位置決め画像に第１撮像領域を示す表示を描画してディスプレイ１３４に表示する（ステップＳ５３）。さらに、表示制御機能１３５ｅは、第１撮像領域を確定するか否かの入力画面をディスプレイ１３４に表示し、操作者から第１撮像領域を確定するか否かの入力を受け付ける（ステップＳ５４）。

操作者から確定しない旨の入力を受け付けた場合（ステップＳ５４：Ｎｏ）、決定機能１３５ｂは、操作者から第１撮像領域を修正する入力を受け付け、入力内容に基づいて、第１撮像領域を決定する（ステップＳ５６）。その後、再びステップＳ５３の処理に移行する。

一方、操作者から確定する旨の入力を受け付けた場合（ステップＳ５４：Ｙｅｓ）、検出機能１３５ｃは、位置決め画像から基準部位となる肝臓の上縁の上端部を検出する（ステップＳ５５）。

表示制御機能１３５ｅは、位置決め画像上に基準部位を示す表示を描画してディスプレイ１３４に表示する（ステップＳ５７）。さらに、表示制御機能１３５ｅは、基準部位を確定するか否かの入力画面をディスプレイ１３４に表示し、操作者から基準部位を確定するか否かの入力を受け付ける（ステップＳ５８）。

操作者から確定しない旨の入力を受け付けた場合（ステップＳ５８：Ｎｏ）、検出機能１３５ｃは、操作者から基準部位（肝臓の上縁の上端部）の位置を修正する入力を受け付け、入力内容に基づいて、基準部位（肝臓の上縁の上端部）を検出する（ステップＳ６０）。その後、再びステップＳ５７の処理に移行する。

一方、操作者から確定する旨の入力を受け付けた場合（ステップＳ５８：Ｙｅｓ）、取得機能１３５ｄは、検出機能１３５ｃにより検出された基準部位（肝臓の上縁の上端部）と、決定機能１３５ｂにより決定された第１撮像領域と、の相対的位置関係を取得する（ステップＳ５９）。取得機能１３５ｄは、取得した相対的位置関係を、例えば、記憶回路１３２に記憶する。

そして、決定機能１３５ｂは、検出機能１３５ｃにより検出された基準部位（肝臓の上縁の上端部）に基づいて、第２撮像領域を決定する（ステップＳ６１）。

表示制御機能１３５ｅは、位置決め画像に第２撮像領域を示す表示を描画してディスプレイ１３４に表示する（ステップＳ６２）。さらに、表示制御機能１３５ｅは、第２撮像領域を確定するか否かの入力画面をディスプレイ１３４に表示し、操作者から第１撮像領域を確定するか否かの入力を受け付ける（ステップＳ６３）。

操作者から確定しない旨の入力を受け付けた場合（ステップＳ６３：Ｎｏ）、決定機能１３５ｂは、操作者から第２撮像領域を修正する入力を受け付け、入力内容に基づいて、第１撮像領域を決定する（ステップＳ６５）。その後、再びステップＳ６２の処理に移行する。

一方、操作者から確定する旨の入力を受け付けた場合（ステップＳ６３：Ｙｅｓ）、撮像処理機能１３５ａは、被検体Ｐが息を止めている状態でラインプロファイル撮像を行う（ステップＳ６４）。

撮像処理機能１３５ａによりラインプロファイル撮像が行われると、検出機能１３５ｃは、ラインプロファイル上の基準部位（肝臓の上端部）を検出する（ステップＳ６６）。

補正機能１３５ｆは、ステップＳ６６で検出された基準位置を基準に、ステップＳ５９で取得された基準部位と第１撮像領域との相対的位置関係を保持したまま、基準位置の移動量分第１撮像領域を移動させることで、第１撮像領域の位置を補正する撮像領域（ステップＳ６７）。

そして、撮像処理機能１３５ａは、補正機能１３５ｆにより補正された第１撮像領域に基づいてシーケンス情報を生成し、本撮像を実行し、本処理を終了する（ステップＳ６８）。

このように、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置１００は、第１検出部としての検出機能１３５ｃは、本撮像の撮像位置を決定するための位置決め画像から前記撮像位置の指標となる基準部位を検出し、取得部としての取得機能１３５ｄは、撮像位置と基準部位との相対的な位置関係を取得し、第２検出部としての検出機能１３５ｃは、位置決め画像の撮像後、本撮像に先だって撮像された基準部位を含む線状の部分画像から、基準部位の位置を検出し、補正部としての補正機能１３５ｆは、取得機能１３５ｄが取得した撮像位置と基準部位との相対的な位置関係と、第１検出部としての検出機能１３５ｃ及び第２検出部としての検出機能１３５ｃが検出した基準部位の位置関係とに基づき、本撮像時の撮像位置を補正する。

これにより、位置決め画像の撮像時と本撮像の撮像時とで、被検体Ｐの息止めのタイミングが異なっている場合でも、補正機能１３５ｆは、位置決め画像の撮像時における基準部位と撮像領域との相対的位置関係と本撮像における基準部位と撮像領域との相対的位置関係が変化しないように、第１撮像領域を補正できる。したがって、被検体Ｐの呼吸の影響を受けて所望の領域を撮像することができなくなってしまうような事態を防止することができる。

また、一般的に磁気共鳴イメージング装置で息止め撮像を行う場合、被検体Ｐが息を吐いた状態から息を止めて撮像が行われるが、息を吐いた状態から息を止めるのは、息を吸った状態から息を止めるよりも苦しさを感じることが多い。したがって、例えば、被検体Ｐによっては、位置決め画像の撮像時には息を吐いた状態から息を止めることができても、本撮像時には息を吐いた状態から息を止めることができない場合も考えられる。

このような場合でも、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置１００は、位置決め画像の撮像時と本撮像時とで、基準部位と第１撮像領域との相対的位置関係が変化しないように第１撮像領域を補正できるため、本撮像時に、被検体Ｐに息を吐いた状態から息を止めてもらう必要がなくなる。つまり、被検体Ｐの負担を軽減させることができる。

また、ラインプロファイルは線状の部分画像であるため、ラインプロファイル撮像は、本撮像よりも短時間で終了する。これにより、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１００は、被検体Ｐに負担をかけることなく、撮像位置を補正することができる。

（第１の変形例）
上述の実施形態においては、肝臓の上縁の上端部を基準部位とする例について説明したが、肝臓の上縁の上端部以外を基準部位として検出してもよい。この場合、例えば、検出機能１３５ｃは、まず、肝臓の上縁全体を検出する。決定機能１３５ｂは、肝臓の上縁のうち、位置決め画像上において、肺と面している部分（境界部分）を含む領域を第２撮像領域として決定する。

検出機能１３５ｃは、決定機能１３５ｂにより決定された第２撮像領域に含まれる境界部分を基準部位として検出する。取得機能１３５ｄは、当該境界部分と、第１撮像領域との相対的位置関係を取得する。

撮像処理機能１３５ａによるラインプロファイル撮像後、検出機能１３５ｃは、まず、ラインプロファイルに含まれるＺ軸に沿ったライン１本毎に輝度傾斜が最大になっている点を検出する。そして、検出機能１３５ｃは、これらの点を結んだ曲線を境界部分として検出する。検出機能１３５ｃは、位置決め画像上における境界部分と、ラインプロファイル上の境界部分とを比較して、境界部分の位置の変化を検出する。

補正機能１３５ｆは、検出機能１３５ｃにより検出された境界部分の位置の変化に合わせて、境界部分のＺ軸方向における位置に対する第１撮像領域の位置関係を、取得機能１３５ｄが取得した境界部分と第１撮像領域との相対的位置関係と一致するように補正する。

（第２の変形例）
上述の実施形態においては、撮像対象が肝臓及び胆嚢である場合を例として説明したが、撮像対象は、肝臓及び胆嚢以外の組織であってもよい。本変形例の磁気共鳴イメージング装置１００は、例えば、心臓等の組織を撮像対象とすることもできる。

ところで、呼吸によって横隔膜が動くことによる影響は、撮像の対象となる組織によって異なる。これは、横隔膜までの距離や組織の性質等が組織ごとに異なるため、横隔膜が動いたときに、どの程度動くかは組織によって異なっているためである。

そこで、本変形例の補正機能１３５ｆは、基準部位と第１撮像領域との相対的位置関係に加え、対象となる組織ごとに予め定められた係数を用いて第１撮像領域の補正を行う。なお、当該係数は、横隔膜がある一定の距離を動いた場合の肝臓の動きを１としたときに、横隔膜がある一定の距離を動いた場合に対象となる組織がどの程度動くかを表したものである。

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、息止め撮像時の位置ずれを補正することができる。

（第３の変形例）
上述の実施形態においては、磁気共鳴イメージング装置１００が、各種処理を実行するものとしたが、各種処理の一部または全部が、磁気共鳴イメージング装置１００以外の装置によって実行されても良い。

例えば、磁気共鳴イメージング装置１００とネットワーク等を介して接続する他の情報処理装置が、撮像処理機能１３５ａ、決定機能１３５ｂ、検出機能１３５ｃ、取得機能１３５ｄ、表示制御機能１３５ｅ及び補正機能１３５ｆの一部または全部を有していても良い。

（変形例４）
上述の実施形態においては、計算機システム１３０は、磁気共鳴イメージング装置１００の一部である形態について説明した。しかしながら、計算機システム１３０は、磁気共鳴イメージング装置１００とは別体の装置（例えば制御装置）として構成してもよい。この場合、計算機システム１３０は、磁気共鳴イメージング装置１００の各部の動作を制御して、上記した各種の処理を実行する。

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、実施形態同士の組み合わせ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。

１００ 磁気共鳴イメージング装置
１０１ 静磁場磁石
１０３ 傾斜磁場コイル
１０４ 傾斜磁場電源
１０５ 寝台
１０５ａ 天板
１０６ 寝台制御回路
１０７ 送信コイル
１０８ 送信回路
１０９ 受信コイル
１１０ 受信回路
１２０ シーケンス制御回路
１３０ 計算機システム
１３１ ＮＷインタフェース
１３２ 記憶回路
１３３ 入力インタフェース
１３４ ディスプレイ
１３５ 処理回路
１３５ａ 撮像処理機能
１３５ｂ 決定機能
１３５ｃ 検出機能
１３５ｄ 取得機能
１３５ｅ 表示制御機能
１３５ｆ 補正機能
Ｐ 被検体

Claims (9)

1. 被検体の呼吸を停止させた息止めの状態で撮像された本撮像の第１撮像位置を決定するためのコロナル画像である位置決め画像に描出された撮像の対象となる対象組織に基づいて、前記第１撮像位置を決定する第１決定部と、
   前記対象組織には、肝臓が含まれ、前記位置決め画像は、被検体の肝臓を含む範囲を撮像したコロナル画像であり、前記位置決め画像から肝臓の上縁全体を検出し、当該肝臓の上縁全体のうち、前記位置決め画像上において、肺と面している境界部分を含む領域を、前記位置決め画像の撮像後、前記本撮像に先だって撮像される、前記第１撮像位置の指標となる基準部位を含む線状のコロナル画像である部分画像の第２撮像位置として決定する第２決定部と、
   前記位置決め画像から、決定された前記第２撮像位置に含まれる前記境界部分を、前記基準部位として検出する第１検出部と、
   前記位置決め画像における前記第１撮像位置と前記位置決め画像から検出された前記境界部分との相対的位置関係を取得する取得部と、
   前記本撮像に先だって撮像された、前記部分画像から、前記部分画像に含まれる被検体の体軸に沿ったライン１本毎に輝度傾斜が最大になっている点を検出し、これらの点を結んだ曲線を前記境界部分として検出する第２検出部と、
   前記位置決め画像上における前記境界部分と、前記部分画像上における前記境界部分とを比較して、前記境界部分の位置の変化を検出し、検出した前記境界部分の位置の変化に合わせて、前記境界部分の前記体軸の方向における位置に対する前記第１撮像位置の位置関係を、取得された前記相対的位置関係と一致するように補正する補正部と、
   を備える磁気共鳴イメージング装置。
2. 前記補正部は、前記第１検出部及び前記第２検出部が検出した前記基準部位の位置に基づいて、当該基準部位の前記位置決め画像上での位置の変化量を算出し、前記第２検出部が検出した前記基準部位の位置を基準に、前記第１撮像位置と前記基準部位との相対的な位置関係を維持した状態で、前記第１撮像位置を前記変化量分移動させる、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
3. 前記第１検出部は、組織と組織との境界位置を基準部位として検出する、
   請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
4. 前記第１検出部は、肺と肝臓との境界位置を前記基準部位として検出する、
   請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
5. 前記第１検出部は、肺と肝臓との境界位置のうち、最も頭部側に近い部分である上端部を前記基準部位として検出する、
   請求項４に記載の磁気共鳴イメージング装置。
6. 前記第２検出部は、前記部分画像を構成する画素の輝度値の変化に基づいて、前記基準部位の位置を検出する、
   請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
7. 前記第１決定部は、前記部分画像の第１撮像位置を、前記基準部位に基づいて決定する、
   請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
8. 前記補正部は、前記第２検出部の検出結果と、前記本撮像の対象となる組織に応じた組織の動きを表す係数と、に基づいて、前記基準部位に対する前記第１撮像位置の位置関係を補正する、
   請求項１乃至７のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
9. 被検体の呼吸を停止させた息止めの状態で撮像された本撮像の第１撮像位置を決定するためのコロナル画像である位置決め画像に描出された撮像の対象となる対象組織に基づいて、前記第１撮像位置を決定する第１決定ステップと、
   前記対象組織には、肝臓が含まれ、前記位置決め画像は、被検体の肝臓を含む範囲を撮像したコロナル画像であり、前記位置決め画像から肝臓の上縁全体を検出し、当該肝臓の上縁全体のうち、前記位置決め画像上において、肺と面している境界部分を含む領域を、前記位置決め画像の撮像後、前記本撮像に先だって撮像される、前記第１撮像位置の指標となる基準部位を含む線状のコロナル画像である部分画像の第２撮像位置として決定する第２決定ステップと、
   前記位置決め画像から、決定された前記第２撮像位置に含まれる前記境界部分を、前記基準部位として検出する第１検出ステップと、
   前記位置決め画像における前記第１撮像位置と前記位置決め画像から検出された前記境界部分との相対的位置関係を取得する取得ステップと、
   前記本撮像に先だって撮像された、前記部分画像から、前記部分画像に含まれる被検体の体軸に沿ったライン１本毎に輝度傾斜が最大になっている点を検出し、これらの点を結んだ曲線を前記境界部分として検出する第２検出ステップと、
   前記位置決め画像上における前記境界部分と、前記部分画像上における前記境界部分とを比較して、前記境界部分の位置の変化を検出し、検出した前記境界部分の位置の変化に合わせて、前記境界部分の前記体軸の方向における位置に対する前記第１撮像位置の位置関係を、取得された前記相対的位置関係と一致するように補正する補正ステップと、
   をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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