JP5489149B2 - 血流動態解析装置および磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Description

本発明は、被検体の血流動態を解析する血流動態解析装置、およびその血流動態解析装置を有する磁気共鳴イメージング装置に関する。

脳梗塞の診断を行う方法として、造影剤を用いた方法がある。造影剤を用いて脳梗塞の診断を行うためには、被検体に造影剤を注入し、被検体に設定された各スライスから時系列的にＭＲ信号を収集した後、スライス内の各領域ごとに、造影剤が到達する前のＭＲ信号の信号強度を表すベースラインを決定する必要がある。ベースラインは、造影剤がスライスの領域を通過したときのスピンの横緩和速度の変化分ΔＲ２*などを計算するためには必須のパラメータである。なお、Ｒ２*はＴ２*の逆数である。ベースラインは、手動で求める方法と自動で求める方法があるが、脳梗塞の診断は短時間で迅速に行う必要があることから、ベースラインを自動で求める方法が普及している（特許文献１参照）。

しかし、特許文献１の方法では、ＭＲ信号のＳＮ比が小さい場合には、ベースラインの計算値の精度が低下するという問題がある。

本発明は、上記の事情に鑑み、ＭＲ信号のＳＮ比が小さくても、ベースラインの計算値の精度を高めることができる血流動態解析装置、およびその血流動態解析装置を有す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。

上記の問題を解決する本発明の血流動態解析装置は、
造影剤が注入された被検体の所定の領域から時系列に収集されたＭＲ信号に基づいて、上記造影剤が上記所定の領域に到達する前の信号強度を表すベースラインを決定する血流動態解析装置であって、
上記ＭＲ信号の各々の信号強度のデータが時系列に並べられた第１のデータ系列のうちの信号強度が最小となるデータの時刻を検出する時刻検出手段と、
上記第１のデータ系列の中から、上記検出手段が検出した時刻よりも前に現れる第２のデータ系列を取り出すデータ取出手段と、
上記第２のデータ系列を上記信号強度の大きさの順に並べ替えることにより得られる第３のデータ系列の中から、中央に位置するデータを検出するデータ検出手段と、
上記中央に位置するデータに基づいて、上記第３のデータ系列からデータを抽出するデータ抽出手段と、
上記データ抽出手段により抽出されたデータに基づいて、上記ベースラインを決定するベースライン決定手段と、
を有している。
また、本発明の磁気共鳴イメージング装置は、本発明の血流動態解析装置を備えている。

本発明では、時系列に並べられた第１のデータ系列の中から、信号強度が最小となるデータの時刻よりも前に現れる第２のデータ系列を取り出し、第２のデータ系列を信号強度の大きさの順に並べ替えている。その後、信号強度の大きさの順に並べ替えられたデータの中から、中央に位置するデータを検出している。信号強度の大きさの順にデータを並べ替えると、ベースラインを決定するために使用できるデータは、並べ替えられたデータの中央付近に集中する傾向がある。したがって、中央に位置するデータを用いることにより、ＭＲ信号のＳＮ比が小さくても、ベースラインの計算値の精度を高めることができる。

以下、図面を参照しながら、発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態の磁気共鳴イメージング装置１の概略図である。

磁気共鳴イメージング装置（以下、ＭＲＩ（Magnetic
Resonance Imaging）装置と呼ぶ）１は、コイルアセンブリ２と、テーブル３と、受信コイル４と、造影剤注入装置５と、制御装置６と、入力装置７とを有している。

コイルアセンブリ２は、被検体８が収容されるボア２１と、超伝導コイル２２と、勾配コイル２３と、送信コイル２４とを有している。超伝導コイル２２は静磁場Ｂ0を印加し、勾配コイル２３は勾配パルスを印加し、送信コイル２４はＲＦパルスを送信する。

テーブル３は、クレードル３１を有している。クレードル３１は、ｚ方向および−ｚ方向に移動するように構成されている。クレードル３１がｚ方向に移動することによって、被検体８がボア２１に搬送される。クレードル３１が−ｚ方向に移動することによって、ボア２１に搬送された被検体８は、ボア２１から搬出される。

造影剤注入装置５は、被検体８に造影剤を注入する。

受信コイル４は、被検体８の頭部８ａに取り付けられている。受信コイル４が受信したＭＲ（Magnetic Resonance）信号は、制御装置６に伝送される。

制御装置６は、コイル制御手段６１〜到達時刻決定手段６９を有している。

コイル制御手段６１は、オペレータ９によって入力装置７から入力された被検体８の撮影命令に応答して、被検体８を撮影するためのパルスシーケンスが実行されるように、送信コイル２４および勾配コイル２３を制御する。

信号強度プロファイル作成手段６２は、データ系列ＤＳ１の信号強度プロファイルＧａ（図５参照）を作成する。

時刻検出手段６３は、データ系列ＤＳ１のうちの信号強度Ｓが最小のデータＤ２４における時刻Ｔ24を検出する（図５（ｂ）参照）。

データ取出手段６４は、時系列に並べられたデータ系列ＤＳ１（図５（ｂ）参照）の中から、データ系列ＤＳ２（図６参照）を取り出す。

ソート手段６５は、データ系列ＤＳ２（図６参照）を、信号強度の大きさの順に並び替える。

データ検出手段６６は、信号強度の大きさの順に並ぶデータ系列ＤＳ３の中から、信号強度Ｓが最小のデータＤ２４を検出する。更に、データ検出手段６６は、信号強度の大きさの順に並ぶデータ系列ＤＳ３の中から、中央に位置するデータも検出する。

データ抽出手段６７は、データ仮抽出部６７１と、信頼区間決定部６７２と、データ抽出部６７３とを有している。

データ仮抽出部６７１は、データ検出手段６６が検出したデータに基づいて、信号強度の大きさの順に並ぶデータ系列ＤＳ３の中から、データを仮抽出する。

信頼区間決定部６７２は、データ仮抽出部６７１により仮抽出されたデータの集合Ｄset1に対して、ベースラインＢＬを決定するのに適したデータが存在していると思われる信頼区間ＣＩを決定する（図９参照）。

データ抽出部６７３は、仮抽出されたデータの集合Ｄset1の中から、信頼区間ＣＩに含まれるデータの集合Ｄset2を抽出する（図９参照）。

ベースライン決定手段６８は、ラベル付け部６８１と、データ決定部６８２と、ベースライン決定部６８３とを有している。

ラベル付け部６８１は、時系列的に並ぶデータ系列ＤＳ２に含まれるデータ（図６参照）のうち、データ系列ＤＳ３の信頼区間ＣＩから抽出されたデータ（図９参照）に対応するデータにラベルを付する。

データ決定部６８２は、ラベル付け部６８１によってラベルが付されたデータに基づいて、ベースラインＢＬを決定するために使用されるデータを決定する。

ベースライン決定部６８３は、データ決定部６８２により決定されたデータに基づいて、ベースラインＢＬを決定する。

到達時刻決定手段６９は、ラベル付け部６８１によってラベルが付されたデータに基づいて、到達時刻ＡＴを決定する。

入力装置７は、オペレータ９の操作に応じて、種々の命令を制御装置６に入力する。

図２は、磁気共鳴イメージング装置１の処理フローを示す図である。

ステップＳ１では、被検体８の頭部８ａの造影撮影が行われる。オペレータは、入力装置７を操作して、被検体８にスライスを設定する。

図３は、被検体８に設定されたスライスの一例である。

被検体８には、ｎ枚のスライスＳ１〜Ｓｎが設定されている。スライスの枚数は、例えば、ｎ＝１２である。スライスの枚数は、必要に応じて、任意の枚数を設定することができる。各スライスＳ１〜Ｓｎごとに、被検体８の頭部８ａの撮影領域が決定される。

オペレータ９は、スライスＳ１〜Ｓｎを設定した後、造影剤注入装置５に造影剤の注入命令を伝送するとともに、ＭＲＩ装置のコイル制御手段６１（図１参照）に、被検体８を撮影する撮影命令を伝送する。コイル制御手段６１は、撮影命令に応答して、被検体８の頭部８ａを撮影するためのパルスシーケンスが実行されるように、送信コイル２４および勾配コイル２３を制御する。

本実施形態では、マルチスライススキャンにより、各スライスから、連続撮影されたｍ枚のフレーム画像を得るためのパルスシーケンスが実行される。したがって、１枚のスライスにつき、ｍ枚のフレーム画像が得られる。例えば、フレーム画像の枚数ｍ＝８５枚である。パルスシーケンスを実行することにより、被検体８の頭部８ａからデータが収集される。

図４は、スライスＳ１〜Ｓｎから得られるフレーム画像を示す概念図である。

図４（ａ）は、被検体８の頭部８ａに設定されたｎ枚のスライスＳ１〜Ｓｎから収集されるフレーム画像を、収集順序に従って時系列に並べて示した概略図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のフレーム画像を、スライスＳ１〜Ｓｎごとに分類した様子を示す概略図、図４（ｃ）は、スライスＳｋから収集されたフレーム画像の概略図である。
である。

被検体８の頭部８ａに設定されたスライスＳ１〜Ｓｎ（図３参照）からフレーム画像[Ｓ１，ｔ11]〜[Ｓｎ，ｔnm]が取得される（図４（ａ）参照）。図４（ａ）において、フレーム画像を表す記号[ ， ]の左側の文字は、フレーム画像が取得されたスライスを表し、右側の文字はフレーム画像が取得された時刻を表す。

図４（ｂ）には、図４（ａ）のフレーム画像を、スライスＳ１〜Ｓｎごとに分類した様子を示している。図４（ｂ）には、スライスＳ１〜ＳｎのうちのスライスＳｋのフレーム画像[Ｓｋ，ｔk1]〜[Ｓｋ，ｔkm]が、図４（ａ）の時系列に並ぶフレーム画像[Ｓ１，ｔ11]〜[Ｓｎ，ｔnm]の中のどのフレーム画像であるかを矢印で示してある。

図４（ｃ）には、スライスＳｋの断面と、スライスＳｋから取得されたｍ枚のフレーム画像[Ｓｋ，ｔk1]〜[Ｓｋ，ｔkm]が示されている。スライスＳｋの断面は、α×β個の領域Ｒ１、Ｒ２、・・・Ｒｚに分割されている。また、各フレーム画像[Ｓｋ，ｔk1]〜[Ｓｋ，ｔkm]は、α×β個の画素Ｐ１、Ｐ２、・・・Ｐｚを有している。各フレーム画像[Ｓｋ，ｔk1]〜[Ｓｋ，ｔkm]の各画素Ｐ１、Ｐ２、・・・Ｐｚは、各時刻ｔk1〜ｔkm（時間間隔Δｔ）におけるスライスＳｋの各領域Ｒ１、Ｒ２、・・・Ｒｚを撮影したものである。

尚、図４（ｃ）では、スライスＳｋで得られるフレーム画像のみが示されているが、他のスライスでも、スライスＳｋと同様に、ｍ枚のフレーム画像が得られる。

ステップＳ１を実行した後、ステップＳ２に進む。

ステップＳ２では、信号強度プロファイル作成手段６２（図１参照）が、データ系列ＳＤ１のプロファイルを作成する（図５参照）。以下、図５を参照しながら、信号強度プロファイル作成手段６２が、どのようにしてデータ系列ＳＤ１のプロファイルを作成するかについて説明する。

図５は、被検体８の頭部８ａに設定されたスライスＳｋの断面領域において、信号強度の時間変化を表す図である。

図５（ａ）には、被検体８のスライスＳｋの断面と、スライスＳｋのフレーム画像[Ｓｋ，ｔk1]〜[Ｓｋ，ｔkm]が示されている（図４（ｃ）参照）。

図５（ｂ）には、スライスＳｋの領域Ｒａにおける信号強度の時間変化を表す信号強度プロファイルＧａの概略図が示されている。

横軸は、スライスＳｋからフレーム画像[Ｓｋ，ｔk1]〜[Ｓｋ，ｔkm]を取得した時刻ｔであり、縦軸は各フレーム画像[Ｓｋ，ｔk1]〜[Ｓｋ，ｔkm]の画素Ｐａおける信号強度Ｓである。各フレーム画像[Ｓｋ，ｔk1]〜[Ｓｋ，ｔkm]の画素Ｐａは、各時刻ｔk1〜ｔkmにおけるスライスＳｋの領域Ｒａを撮影したものである。信号強度プロファイルＧｓは、データＤ１〜Ｄｍが時系列的に並べられたデータ系列ＤＳ１が示されている。データＤ１〜Ｄｍは、それぞれフレーム画像[Ｓｋ，ｔk1]〜[Ｓｋ，ｔkm]の画素Ｐａにおける信号強度Ｓを表している。例えば、データＤ１は、フレーム画像[Ｓｋ，ｔk1]の画素Ｐａにおける信号強度Ｓを表しており、データＤｇは、フレーム画像[Ｓｋ，ｔkｇ]の画素Ｐａにおける信号強度Ｓを表している。

図５には、スライスＳｋの領域Ｒａにおける信号強度プロファイルＧａが示されているが、スライスＳｋ内の他の領域についても、信号強度プロファイルＧａが作成される。更に、スライスＳｘ以外の他のスライスについての各領域についても、同様に、信号強度プロファイルＧａが作成される。

本実施形態では、信号強度プロファイルＧａのデータ系列ＤＳ１から、後述するベースラインＢＬ（図１１参照）を決定する。ベースラインＢＬは、造影剤がスライスＳｋの領域Ｒａに到達する前の信号強度Ｓを表すラインであり、造影剤がスライスＳｋの領域Ｒａを通過したときのスピンの横緩和速度の変化分ΔＲ２*などを算出するのに必要なパラメータである。なお、Ｒ２*はＴ２*の逆数である。ベースラインＢＬは、信号強度プロファイルＧａの前半において、信号強度Ｓが増減を繰り返す範囲Ａのいずれかの位置に設定される。しかし、ベースラインＢＬの最適な位置は、信号強度プロファイルＧａごとに異なるので、信号強度プロファイルＧａごとに、ベースラインＢＬの最適な位置を決定する必要がある。そこで、本実施形態では、ベースラインＢＬを最適な位置に設定することができるように、ステップＳ３〜ステップＳ１１が実行される。以下に、ステップＳ３〜Ｓ１１について説明する。

ステップＳ３では、時刻検出手段６３（図１参照）が、信号強度プロファイルＧａのデータ系列ＤＳ１のうちの信号強度Ｓが最小となるデータＤ２４における時刻Ｔ24を検出する（図５（ｂ）参照）。時刻Ｔ24を検出した後、ステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、データ取出手段６４（図１参照）が、時系列に並べられたデータ系列ＤＳ１の中から、図６に示すデータ系列ＤＳ２（時刻検出手段６３が検出した時刻Ｔ24のデータＤ２４と、時刻Ｔ24よりも前のデータＤ１〜Ｄ２３とを含む）を取り出す。

図６は、データ系列ＤＳ１の中から取り出されたデータ系列ＤＳ２を示す図である。

データ系列ＤＳ２は、データＤ１〜Ｄ２４を含んでいる。図６では、データＤ１およびＤ２４のみが符号で示されており、その他のデータＤ２〜Ｄ２３の符号は省略されている。データＤ１〜Ｄ２４を取り出した後、ステップＳ５に進む。

ステップＳ５では、ソート手段６５（図１参照）が、取り出されたデータ系列ＤＳ２（データＤ１〜Ｄ２４）を、信号強度の大きさの順に並び替える。

図７は、並び替えられたデータＤ１〜Ｄ２４を示す図である。

グラフの横軸は、並び替えられた各データＤ１〜Ｄ２４の位置を表しており、グラフの縦軸は、信号強度Ｓを表している。データ系列ＤＳ２（データＤ１〜Ｄ２４）を、信号強度の大きさの順に並び替えることにより、信号強度の大きさの順に並ぶデータ系列ＤＳ３が得られる。データＤ１〜Ｄ２４を信号強度Ｓの大きさの順に並び替えた後、ステップＳ６に進む。

ステップＳ６では、データ検出手段６６（図１参照）が、信号強度の大きさの順に並ぶデータ系列ＤＳ３の中から、信号強度Ｓが最小となるデータＤ２４を検出する。

更に、データ検出手段６６は、信号強度の大きさの順に並ぶデータ系列ＤＳ３の中から、中央に位置するデータを検出する。ただし、本実施形態では、データ系列ＤＳ３に含まれるデータの数は、２４個、すなわち、偶数個である。したがって、データ系列ＤＳ３の中央の位置は、信号強度Ｓの小さい側から数えて１２番目のデータＤ９と、信号強度Ｓの大きい側から数えて１２番目のデータＤ５との間の位置Ｅとなる。しかし、位置Ｅにはデータは存在していない。そこで、本実施形態では、位置Ｅに対して、信号強度Ｓの小さい側に隣接するデータＤ９を、中央に位置するデータとして検出する。ただし、信号強度Ｓの大きい側に隣接するデータＤ５を、中央に位置するデータとして検出してもよい。尚、データ数が奇数個の場合は、真ん中に位置するデータを中央に位置するデータとして検出される。

上記のようにして、データ検出手段６６が、データＤ２４およびＤ９を検出する。データＤ２４およびＤ９が検出された後、ステップＳ７に進む。

ステップＳ７では、データ仮抽出部６７１（図１参照）が、検出したデータＤ２４およびＤ９に基づいて、信号強度の大きさの順に並ぶデータ系列ＤＳ３の中から、ベースラインＢＬを決定するために使用できそうなデータを仮抽出する。

データ仮抽出部６７１は、データを仮抽出するために、先ず、データを仮抽出するための基準となる信号強度Ｓの下限値ＬＣ１および上限値ＵＣ１を求める。下限値ＬＣ１および上限値ＵＣ１は、以下の式から算出される。
ＬＣ１＝Ｓｍ１−（Ｓｍ１−Ｓlow）×ｋ１ ・・・（１）
ＵＣ１＝Ｓｍ１＋（Ｓｍ１−Ｓlow）×ｋ２ ・・・（２）
ただし、Ｓｍ１：中央の位置のデータＤ９の信号強度、Ｓlow：データＤ２４の信号強度、ｋ１およびｋ２：定数

したがって、式（１）および（２）から、下限値ＬＣ１および上限値ＵＣ１が算出される。

図８は、下限値ＬＣ１および上限値ＵＣ１の位置を示す図である。

下限値ＬＣ１および上限値ＵＣ１を算出した後、下限値ＬＣ１と上限値ＵＣ１との間に位置するデータの集合Ｄset1（データＤ６、Ｄ１７、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ１９、Ｄ９、Ｄ５、Ｄ１８、Ｄ１２、Ｄ１３、Ｄ１５）を仮抽出する。

尚、下限値ＬＣ１と上限値ＵＣ１は、Ｓｍ１およびＳlowの他に、定数ｋ１およびｋ２に依存する（式（１）および（２）参照）。定数ｋ１およびｋ２が小さくなればなるほど、下限値ＬＣ１と上限値ＵＣ１との間の間隔は狭くなり、一方、定数ｋ１およびｋ２が大きくなればなるほど、下限値ＬＣ１と上限値ＵＣ１との間の間隔は広くなる。下限値ＬＣ１と上限値ＵＣ１との間の間隔が狭すぎると、仮抽出されるデータ数が少なくなるので、ある程度の数のデータが仮抽出できるように、下限値ＬＣ１と上限値ＵＣ１との間の間隔はある程度広くする必要がある。しかし、下限値ＬＣ１と上限値ＵＣ１との間の間隔が広すぎると、仮抽出されるデータ数も増えるので、仮抽出されるデータ数に対して、ベースラインＢＬを決定するのに不適切なデータ数の割合も多くなる。したがって、下限値ＬＣ１と上限値ＵＣ１との間の間隔が適切な値となるように、定数ｋ１およびｋ２を設定する必要がある。本実施形態では、ｋ１＝ｋ２＝０．１と設定している。しかし、ｋ１およびｋ２の値は、撮影条件などに応じて、０．１以外の別の値に設定してもよい。

本実施形態では、データの集合Ｄset1が仮抽出される。仮抽出されたデータの集合Ｄset1に含まれる全てのデータを、ベースラインＢＬを決定するためのデータとして使用することも可能である。しかし、仮抽出されたデータの集合Ｄset1に含まれるデータの信号強度の偏差によっては、データの集合Ｄset1に、ベースラインＢＬを決定するためのデータとして使用するには好ましくないデータが含まれている可能性もある。そこで、本実施形態では、仮抽出されたデータの集合Ｄset1の中から、ベースラインＢＬを決定するために使用するデータを抽出する。このため、ステップＳ８に進む。

ステップＳ８では、信頼区間決定部６７２（図１参照）は、仮抽出されたデータの集合Ｄset1に対して、ベースラインＢＬを決定するのに適したデータが存在していると思われる信頼区間ＣＩを決定する。信頼区間ＣＩは、信号強度Ｓの下限値ＬＣ２および上限値ＵＣ２によって決定される。下限値ＬＣ２および上限値ＵＣ２は、例えば、以下の式から算出される。
ＬＣ２＝Ｓｍ２−ＳＴＤ×ｋ３ ・・・（３）
ＵＣ２＝Ｓｍ２＋ＳＴＤ×ｋ４ ・・・（４）
ただし、Ｓｍ２：仮抽出されたデータの集合Ｄset1に含まれる全データの信号強度の平均値、ＳＴＤ：標準偏差、ｋ３およびｋ４：定数

したがって、式（３）および（４）から、下限値ＬＣ２および上限値ＵＣ２が算出される。

図９は、信頼区間ＣＩを示す図である。

信頼区間ＣＩの下限値ＬＣ２および上限値ＵＣ２は、データを仮抽出するときに使用された下限値ＬＣ１と上限値ＵＣ１との間に位置している。この結果、データＤ６は、信頼区間ＣＩから除かれており、ベースラインＢＬを決定するためのデータとしては信頼性が低いことがわかる。信頼区間ＣＩには、データの集合Ｄset2（データＤ１７、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ１９、Ｄ８、Ｄ９、Ｄ５、Ｄ１８、Ｄ１２、Ｄ１３、Ｄ１５）が含まれている。

尚、下限値ＬＣ２と上限値ＵＣ２は、Ｓｍ２およびＳＴＤの他に、定数ｋ３およびｋ４に依存する（式（３）および（４）参照）。定数ｋ３およびｋ４の値は、撮影条件などに応じて種々の値をとり得るが、本実施形態では、ｋ３＝ｋ４＝３に設定している。しかし、ｋ３およびｋ４の値は、撮影条件などに応じて、３以外の別の値に設定してもよい。

信頼区間ＣＩを決定した後、ステップＳ９に進む。

ステップＳ９では、データ抽出部６７３（図１参照）が、仮抽出されたデータの集合Ｄset1の中から、信頼区間ＣＩに含まれるデータの集合Ｄset2（データＤ１７、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ１９、Ｄ８、Ｄ９、Ｄ５、Ｄ１８、Ｄ１２、Ｄ１３、Ｄ１５）を抽出する。データの集合Ｄset2を抽出した後、ステップＳ１０に進む。

ステップＳ１０では、ラベル付け部６８１（図１参照）が、時系列的に並ぶデータ系列ＤＳ２に含まれるデータ（図６参照）のうち、データ系列ＤＳ３の信頼区間ＣＩから抽出されたデータに対応するデータにラベルを付する。

図１０は、時系列に並ぶデータ系列ＤＳ２のうちのラベルが付されたデータを説明する図である。図１０では、ラベルが付されたデータ（Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ８、Ｄ９、Ｄ１２、Ｄ１３、Ｄ１５、Ｄ１７、Ｄ１８、Ｄ１９）は、白丸で囲んで示されている。図１０と図９とを比較すると、図９に示すデータの集合Ｄset2に含まれるデータは、図１０においてラベルが付されていることがわかる。

図１０を参照すると、ラベルが付されたデータ（Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ８、Ｄ９、Ｄ１２、Ｄ１３、Ｄ１５、Ｄ１７、Ｄ１８、Ｄ１９）は、信号強度の増減が繰り返される範囲Ａに現れていることがわかる。したがって、ラベルが付されたデータは、ベースラインＢＬを決定するのに適したデータであることがわかる。データにラベルを付けた後、ステップＳ９に進む。

ステップＳ１１では、データ決定部６８２（図１参照）が、ラベルが付されたデータに基づいて、ベースラインＢＬを決定するために使用されるデータを決定する。図１０を参照すると、信号強度が増減を繰り返す範囲Ａには、ラベルが付されたデータの他に、ラベルが付されていないデータ（Ｄ２、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ１０、Ｄ１１、Ｄ１４、Ｄ１６）も存在している。しかし、データＤ２以外のラベルが付されていないデータ（Ｄ６、Ｄ７、Ｄ１０、Ｄ１１、Ｄ１４、Ｄ１６）は、ラベルが付されたデータに挟まれている。このような場合は、ラベルが付されていないデータ（Ｄ６、Ｄ７、Ｄ１０、Ｄ１１、Ｄ１４、Ｄ１６）であっても、ベースラインＢＬを決定するのに適したデータであると考えられる。そこで、データ決定部６８２は、ラベルが付されたデータ（Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ８、Ｄ９、Ｄ１２、Ｄ１３、Ｄ１５、Ｄ１７、Ｄ１８、Ｄ１９）と、ラベルが付されていないデータ（Ｄ６、Ｄ７、Ｄ１０、Ｄ１１、Ｄ１４、Ｄ１６）との両方を、ベースラインＢＬを決定するために使用されるデータとして決定する。したがって、データ決定部６８２は、データＤ３〜Ｄ１９を、ベースラインＢＬを決定するために使用されるデータとして決定する。その後、ステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２では、ベースライン決定部６８３（図１参照）が、データ決定部６８２が決定したデータＤ３〜Ｄ１９の信号強度Ｓの平均値を算出し、算出された平均値をベースラインＢＬとして決定する。また、到達時刻決定手段６９（図１参照）が、ラベルが付されたデータ（Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ８、Ｄ９、Ｄ１２、Ｄ１３、Ｄ１５、Ｄ１７、Ｄ１８、Ｄ１９）に基づいて、造影剤がスライスＳｋの領域Ｒａに到達した時刻（到達時刻）ＡＴを決定する。

図１１は、ベースラインＢＬおよび到達時刻ＡＴを示す図である。

図１１では、領域Ａ内のデータについては、データＤ１９を除き、符号が省略されている。

図１１を参照すると、ベースラインＢＬは、信号強度Ｓの増減が繰り返される範囲Ａ内に設定されていることがわかる。また、ラベルが付されたデータ（Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ８、Ｄ９、Ｄ１２、Ｄ１３、Ｄ１５、Ｄ１７、Ｄ１８、Ｄ１９）のうち、時系列的に最後に現れるデータＤ１９の時刻Ｔ19が、到達時刻ＡＴとして決定されている。データＤ１９の直後から信号強度Ｓは急激に減少しており、データＤ１９の時刻が、到達時刻ＡＴとして適切であることがわかる。

これまでは、スライスＳｋの領域Ｒａ（図５参照）におけるベースラインＢＬおよび到達時刻ＡＴを決定する手順について説明されている。しかし、スライスＳｋの他の領域や、スライスＳｋ以外の他のスライスの各領域におけるベースラインＢＬおよび到達時刻ＡＴについても、同様のやり方で決定される。

本実施形態では、時系列に並べられたデータ系列ＤＳ１（図５（ｂ）参照）の中から、信号強度が最小となるデータＤ２４と、データＤ２４よりも前に現れるデータＤ１〜Ｄ２３とを含むデータ系列ＤＳ２（図６参照）を取り出している。データ系列ＤＳ２は、信号強度の大きさの順に並べ替えられ、その後、信号強度の大きさの順に並べ替えられたデータＤ１〜Ｄ２４の中から、中央に位置するデータＤ９が検出される。信号強度の大きさの順にデータを並べ替えると、ベースラインＢＬを決定するために使用できるデータは、並べ替えられたデータの中央付近に集中する傾向がある（図９参照）。したがって、中央に位置するデータＤ９に基づいて最終的にベースラインＢＬを決定するために使用されるデータＤ３〜Ｄ１９を決定することによって、ＭＲ信号のＳＮ比が大きくても、ベースラインＢＬの計算値の精度を高めることができる。

尚、本実施形態では、仮抽出されたデータの集合Ｄset1の中から、信頼区間ＣＩに含まれるデータの集合Ｄset2を抽出し、データの集合Ｄset2に基づいて、ベースラインＢＬを決定するために使用するデータＤ３〜Ｄ１９を決定している。しかし、仮抽出されたデータの集合Ｄset1に基づいて、ベースラインＢＬを決定するために使用するデータを決定してもよい。

また、本実施形態では、データ系列ＤＳ２として、データＤ１〜Ｄ２４が取り出されている。しかし、データＤ１〜Ｄ２４のうち、信号強度Ｓが最小となるデータＤ２４を取り出さずに、データＤ１〜Ｄ２３をデータ系列ＤＳ２として取り出してもよい。

また、本実施形態では、データＤ１９の時刻Ｔ19を到達時刻ＡＴとして決定しているが、別の方法で到達時刻ＡＴを決定することもできる。以下に、別の方法で到達時間ＡＴを決定する方法について説明する。

図１２は、到達時間ＡＴを決定する別の方法の一例を説明する図である。

先ず、図１２（ａ）に示すように、データＤ１９〜Ｄ２４を直線で結び、データＤ１９〜Ｄ２４を結ぶラインＬ１を規定する。

次に、図１２（ｂ）に示すように、ラインＬ１を、所定の関数（ガンマ関数や多項式）を用いてフィティングする。フィティングにより、ラインＬ１は、ラインＬ１’に変化する。ラインＬ１’から、データＤ１９に対応する位置の時刻Ｔ19’を算出する。このようにして算出されためた時刻Ｔ19’を、到達時刻ＡＴと決定してもよい。

本発明の一実施形態の磁気共鳴イメージング装置１の概略図である。 磁気共鳴イメージング装置１の処理フローを示す図である。 被検体８に設定されたスライスの一例である。 スライスＳ１〜Ｓｎから得られるフレーム画像を示す概念図である。 被検体８の頭部８ａに設定されたスライスＳｋの断面領域において、信号強度の時間変化を表す図である。 データ系列ＤＳ１の中から取り出されたデータ系列ＤＳ２を示す図である。 並び替えられたデータＤ１〜Ｄ２４を示す図である。 下限値ＬＣ１および上限値ＵＣ１の位置を示す図である。 信頼区間ＣＩを示す図である。 時系列に並ぶデータ系列ＤＳ２のうちのラベルが付されたデータを説明する図である。 ベースラインＢＬおよび到達時刻ＡＴを示す図である。 到達時間ＡＴを決定する別の方法の一例を説明する図である。

符号の説明

１ 磁気共鳴イメージング装置
２ コイルアセンブリ
３ テーブル３
４ 受信コイル
５ 造影剤注入装置
６ 制御装置
７ 入力装置
８ 被検体
８ａ 頭部
２１ ボア
２２ 超伝導コイル
２３ 勾配コイル
２４ 送信コイル
３１ クレードル
６１ コイル制御手段
６２ 信号強度プロファイル作成手段
６３ 時刻検出手段
６４ データ取出手段
６５ ソート手段
６６ データ検出手段
６７ データ抽出手段
６８ ベースライン決定手段
６９ 到達時刻決定手段
６７１ データ仮抽出部
６７２ 信頼区間決定部
６８１ ラベル付け部
６８２ データ決定部
６８３ ベースライン決定部

Claims (10)

1. 造影剤が注入された被検体の血流がある所定の領域において、造影剤が通過する前及び造影剤が通過した後に比べて造影剤が通過する時の信号強度が小さくなるＭＲ信号であって、造影剤が通過する前から造影剤が通過した後に対応して時系列に収集されたＭＲ信号に基づいて、前記造影剤が前記所定の領域に到達する前の信号強度を表すベースラインを決定する血流動態解析装置であって、
   前記ＭＲ信号の各々の信号強度のデータが時系列に並べられた第１のデータ系列のうちの信号強度が最小となるデータの時刻を検出する時刻検出手段と、
   前記第１のデータ系列の中から、前記検出手段が検出した時刻よりも前に現れる第２のデータ系列を取り出すデータ取出手段と、
   前記第２のデータ系列を前記信号強度の大きさの順に並べ替えることにより得られる第３のデータ系列の中から、中央に位置するデータを検出するデータ検出手段と、
   前記中央に位置するデータに基づいて、前記第３のデータ系列からデータを抽出するデータ抽出手段と、
   前記データ抽出手段により抽出されたデータに基づいて、前記ベースラインを決定するベースライン決定手段と、
   を有する血流動態解析装置。
2. 前記ベースライン決定手段は、
   前記第２のデータ系列に含まれるデータのうち、前記第３のデータ系列から抽出されたデータに対応するデータに、ラベルを付するラベル付け部と、
   ラベルが付された前記データに基づいて、前記ベースラインを決定するために使用されるデータを決定するデータ決定部と、
   前記データ決定部により決定されたデータに基づいて、前記ベースラインを決定するベースライン決定部と、
   を有する請求項１に記載の血流動態解析装置。
3. 前記データ決定部は、
   ラベルが付された第１のデータと、ラベルが付された第２のデータとの間に、ラベルが付されていない第３のデータが存在している場合、前記第１のデータおよび前記第２のデータに加えて、前記第３のデータも、前記ベースラインを決定するために使用されるデータとして決定する、請求項２に記載の血流動態解析装置。
4. ラベルが付された前記データに基づいて、前記造影剤が前記所定の領域に到達した到達時刻を決定する到達時刻決定手段、を有する請求項２又は３に記載の血流動態解析装置。
5. 前記到達時刻決定手段は、
   フィッティング処理するための関数を用いて、前記到達時刻を決定する、請求項４に記載の血流動態解析装置。
6. 前記データ抽出手段は、
   前記中央に位置するデータに基づいて、前記第３のデータ系列の中から、データを仮抽出するデータ仮抽出部と、
   仮抽出された前記データの信頼区間を決定する信頼区間決定部と、
   仮抽出された前記データの中から、前記信頼区間に含まれるデータを抽出するデータ抽出部と、
   を有する、請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載の血流動態解析装置。
7. 前記信頼区間決定部は、
   前記データ抽出部から抽出された前記データの平均値および標準偏差を算出し、前記平均値および前記標準偏差に基づいて、前記信頼区間を算出する、請求項６に記載の血流動態解析装置。
8. 前記第２のデータ系列を前記信号強度の大きさの順に並べ替えるソート手段を有する、請求項１〜７のうちのいずれか一項に記載の血流動態解析装置。
9. 前記データ取出手段は、
   前記第１のデータ系列の中から、前記時刻検出手段が検出した時刻におけるデータを、前記第２のデータ系列に含まれるデータとして取り出す、請求項１〜８のうちのいずれか一項に記載の血流動態解析装置。
10. 請求項１〜９のうちのいずれか一項に記載の血流動態解析装置を有する磁気共鳴イメージング装置。

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