專利名稱：磁共振影像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
在此說明的實(shí)施方式一般地涉及一種磁共振影像裝置。
背景技術(shù)：
在通過磁共振影像裝置(MRI)使冠狀動脈、特別是心臟整體的冠狀動脈的運(yùn)轉(zhuǎn)圖 像化的攝像(Whole Heart MRCA(WHMRCA)全心磁共振冠狀動脈造影)的情況下，使用利用 三維的ssfp (steadystate free precession 穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動)序列在自然呼吸下進(jìn)行攝像 的方法。此時(shí)，用RMC (Real-time motion correction 實(shí)時(shí)運(yùn)動校正)法對呼吸運(yùn)動引起 的心臟的運(yùn)動進(jìn)行校正并攝像。另一方面，在心搏運(yùn)動方面，使用心電圖記錄儀(ECG)，利用 心電同步調(diào)整從R波到攝像為止的時(shí)間，調(diào)整數(shù)據(jù)收集，使其在冠狀動脈比較靜止的靜止 期間進(jìn)行。以往，操作者觀看預(yù)先攝像得到的電影圖像，判斷冠狀動脈靜止的期間，并在該期 間進(jìn)行正式攝像。因此，存在的問題是，設(shè)定冠狀動脈的靜止期間的作業(yè)需要時(shí)間，而且設(shè) 定的靜止期間的可靠性取決于醫(yī)師的技術(shù)水平。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1日本特開2008-302214號公報(bào)專利文獻(xiàn)2日本特開2009-17擬64號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的技術(shù)問題本發(fā)明目的在于簡便且高精度地確定冠狀動脈的靜止期間。本發(fā)明的磁共振影像裝置重復(fù)進(jìn)行被檢體的心臟整體的成像掃描，并且在緊接各 上述成像掃描之前執(zhí)行探頭掃描，檢測出被檢體的呼吸運(yùn)動引起的橫膈膜的位移，并根據(jù) 檢測出的橫膈膜的位移，使各成像掃描的攝像范圍發(fā)生位移。為了作為探頭掃描和成像掃 描的預(yù)備掃描而對包含心臟的區(qū)域心電同步地進(jìn)行重復(fù)攝像，從而產(chǎn)生一系列的剖面圖 像，控制部控制RF線圈的發(fā)送接收部和傾斜磁場電源。以一系列的剖面圖像為對象，根 據(jù)心臟整體的圖像的變化，在心搏周期中確定冠狀動脈的位置變動收斂于一定范圍內(nèi)的 第1靜止期間。以一系列的剖面圖像中的、與所確定的第1靜止期間或從第1靜止期間擴(kuò) 大的靜止期間對應(yīng)的多個(gè)剖面圖像為對象，通過局限于包含冠狀動脈的局部范圍而追蹤冠 狀動脈的移動，確定心搏周期中冠狀動脈的第2靜止期間。根據(jù)在第2靜止期間內(nèi)收集的 MR (Magnetic Resonance 磁共振)數(shù)據(jù)重構(gòu)圖像。發(fā)明效果
能夠簡便且高精度地確定冠狀動脈的靜止期間。


圖1為表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的磁共振影像裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖2為本實(shí)施方式中，與正式掃描(RMC(實(shí)時(shí)運(yùn)動校正))相關(guān)的說明圖。圖3為本實(shí)施方式中的正式掃描的說明圖。圖4為根據(jù)本實(shí)施方式的預(yù)備掃描(Cineangiography 電影攝像)的說明圖。圖5為表示根據(jù)本實(shí)施方式的確定冠狀動脈靜止期間的過程的流程圖。圖6為圖5的全局法的概要說明圖。圖7為圖5的靜止部分除去步驟Sll的說明圖。圖8為表示圖5的靜止部分除去步驟Sll的效果的圖。圖9為圖5的相關(guān)系數(shù)計(jì)算步驟S13的說明圖。圖10為圖5的相關(guān)系數(shù)時(shí)間位移發(fā)生步驟S14的說明圖。圖11為圖5的靜止期間決定步驟S15的說明圖。圖12為圖5的靜止期間擴(kuò)大步驟S16及ROI設(shè)定步驟S17的說明圖。圖13為圖5的追蹤步驟S18及時(shí)間變化發(fā)生步驟S19的說明圖。圖14為圖5的靜止期間決定步驟S20的說明圖。符號說明1...靜磁場磁鐵、2...傾斜磁場線圈單元、3...傾斜磁場電源、4...床、5...床 控制部、6...發(fā)送RF線圈、7...發(fā)送部、8...接收RF線圈、9...接收部、10...計(jì)算機(jī)系 統(tǒng)、10a·.·接口部、10b...數(shù)據(jù)收集部、10c...重構(gòu)部、IOd...存儲部、IOe...顯示部、 IOf...輸入部、IOg...靜止部分除去處理部、IOh...電影攝像控制部、IOi...噪聲除去處 理部、IOj...運(yùn)動指標(biāo)計(jì)算部、IOk...粗略靜止期間決定部、IOm...靜止期間擴(kuò)大處理部、 IOn. · · ROI設(shè)定部、IOp. · ·精細(xì)靜止期間決定部、IOq. · · ROI位移檢測部、10r. .. WHMR攝像 控制部、13. . . ECGU00...磁共振影像裝置(MRI裝置)、200...被檢體。
具體實(shí)施例方式總的來說，根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，磁共振影像裝置重復(fù)進(jìn)行被檢體的心臟整體的成 像掃描，并且在緊接各上述成像掃描之前執(zhí)行探頭掃描，檢測出被檢體的呼吸運(yùn)動引起的 橫膈膜的位移，并根據(jù)檢測出的橫膈膜的位移，使各成像掃描的攝像范圍發(fā)生位移。為了作 為探頭掃描和成像掃描的預(yù)備掃描而對包含心臟的區(qū)域心電同步地進(jìn)行重復(fù)攝像，從而產(chǎn) 生一系列的剖面圖像，控制部控制RF線圈的發(fā)送接收部和傾斜磁場電源。以一系列的剖面 圖像為對象，根據(jù)心臟整體的圖像的變化，在心搏周期中確定冠狀動脈的位置變動收斂于 一定范圍內(nèi)的第1靜止期間。以一系列的剖面圖像中的、與所確定的第1靜止期間或從上 述第1靜止期間擴(kuò)大的靜止期間對應(yīng)的多個(gè)剖面圖像為對象，通過局限于包含冠狀動脈的 局部范圍來追蹤冠狀動脈的移動，確定心搏周期中的冠狀動脈的第2靜止期間。根據(jù)在第 2靜止期間內(nèi)收集的MR數(shù)據(jù)重構(gòu)圖像。 以下，參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。 圖1表示本實(shí)施方式所涉及的磁共振影像裝置(MRI裝置)的結(jié)構(gòu)。MRI裝置100具有靜磁場磁鐵1。靜磁場磁鐵1典型地具有中空的圓筒形。圓筒內(nèi)部形成由靜磁場磁鐵 1產(chǎn)生的均勻的靜磁場。靜磁場磁鐵1由永久磁鐵或超導(dǎo)磁鐵構(gòu)成。傾斜磁場線圈單元2配置在靜磁場磁鐵1的內(nèi)側(cè)。傾斜磁場線圈單元2具有與互 相正交的X、Y、Z各軸相對應(yīng)的X軸線圈、Y軸線圈、Z軸線圈這3種線圈。分別規(guī)定X軸為 水平方向，Y軸為垂直方向。通常，Z軸位于圓筒中心線上。被檢體被插入圓筒內(nèi)部，以使其 體軸與Z軸大致一致。3種線圈分別從傾斜磁場電源3接受電流供給，產(chǎn)生磁場強(qiáng)度沿著 X、Y、Z各軸變化的傾斜磁場。而且，與Z軸平行地形成靜磁場。典型地，Χ、Υ、Ζ各軸的傾斜 磁場分別被用于切片(slice)選擇用傾斜磁場(is、相位編碼用傾斜磁場Ge和讀出用傾斜磁 場Gr0床4具有可以在Z軸方向上移動的頂板如。頂板如的長度方向與Z軸平行。被 檢體200以放置在頂板如上的狀態(tài)被插入到傾斜磁場線圈單元2的圓筒內(nèi)部。床控制部 5控制頂板如的移動。被檢體200上安裝了心電圖記錄儀(ECG) 13。發(fā)送RF線圈6配置在傾斜磁場線圈單元2的內(nèi)側(cè)。發(fā)送RF線圈6從發(fā)送部7接受 高頻脈沖的供給，并產(chǎn)生高頻磁場。發(fā)送部7將與拉莫爾頻率對應(yīng)的高頻脈沖發(fā)送到發(fā)送 RF線圈6。接收RF線圈8配置在傾斜磁場線圈單元2的內(nèi)側(cè)。接收部9通過接收RF線圈8， 接收在高頻磁場激發(fā)的磁化自旋的緩和過程中產(chǎn)生的NMR(NucIearMagnetic Resonance 核磁共振)信號。接收RF線圈8可能兼用為發(fā)送RF線圈6。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)10通過接口部10a，與傾斜磁場電源3、床控制部5、發(fā)送部7、接收部 9和ECG13連接。數(shù)據(jù)收集部IOb通過接口部IOa收集從接收部9輸出的數(shù)字信號。數(shù)據(jù) 收集部IOb將收集的數(shù)字信號、即NMR信號數(shù)據(jù)存儲在存儲部IOd中。重構(gòu)部IOc根據(jù)存 儲在存儲部IOd中的NMR信號數(shù)據(jù)，通過傅里葉變換等重構(gòu)處理，重構(gòu)核自旋的頻譜數(shù)據(jù)或 圖像數(shù)據(jù)。存儲部IOd針對每個(gè)被檢體存儲NMR信號數(shù)據(jù)及頻譜數(shù)據(jù)或圖像數(shù)據(jù)。顯示部IOe是為了顯示頻譜數(shù)據(jù)或圖像數(shù)據(jù)等各種信息而設(shè)置的。輸入部IOf是 為了使操作者將各種指令、信息等輸入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)10而設(shè)置的。作為輸入部10f，可以適當(dāng) 地利用鼠標(biāo)或軌跡球等指示設(shè)備、模式切換開關(guān)等選擇設(shè)備或鍵盤等輸入設(shè)備。在此，在本實(shí)施方式中，利用WHMR攝像控制部IOr控制RF線圈6、8的發(fā)送接收 部7、9和傾斜磁場電源3，使用被稱為RMC (實(shí)時(shí)運(yùn)動校正)的技術(shù)，對因?yàn)楸粰z體的呼吸 運(yùn)動、搏動等而移動的被檢體的冠狀動脈進(jìn)行攝像。將該攝像稱為主掃描。如圖2、圖3所 示，在主掃描中，在二維或三維傅里葉變換法下，隨著相位編碼的增加而重復(fù)進(jìn)行成像掃描 (層塊(slab)掃描)。由此重復(fù)收集不同相位編碼的MR數(shù)據(jù)。根據(jù)涉及所有相位編碼的 MR數(shù)據(jù)集而重構(gòu)圖像。在主掃描中，在各成像掃描前，執(zhí)行用于檢測因被檢體的呼吸運(yùn)動而 移動的橫膈膜從基準(zhǔn)位置(最初的掃描時(shí)的位置)的移動距離、即位移的探頭掃描(導(dǎo)航 掃描)。根據(jù)通過探頭掃描檢測出的橫膈膜的位移，使成像掃描的以心臟整體為對象的攝像 范圍(激發(fā)范圍、也稱為層塊)發(fā)生位移。也就是說，RMC根據(jù)橫膈膜的位移推斷心臟的位移，當(dāng)橫膈膜的位移和心臟的位 移、在此特別是橫膈膜的位移與冠狀動脈的細(xì)微運(yùn)動之間有偏差時(shí)，在MR數(shù)據(jù)集內(nèi)，數(shù)據(jù) 收集位置會發(fā)生變化。因此會在圖像上產(chǎn)生偽影。所以，通過一邊改變相位編碼步一邊重 復(fù)的成像掃描而收集用于重構(gòu)的MR數(shù)據(jù)，不過從減少運(yùn)動偽影的觀點(diǎn)來看，至少在重構(gòu)處 理中所采用的MR數(shù)據(jù)集內(nèi)，冠狀動脈比較靜止、即冠狀動脈的位置變動收斂于一定范圍內(nèi)是很重要的。基本上，將在左右冠狀動脈包含在同一個(gè)剖面中的攝像面中，例如在四腔像、二腔 像等橫切心臟的剖面(與連接心尖部與心基部的心軸正交或傾斜的剖面)中進(jìn)行重復(fù)攝像 得到的一系列的剖面圖像的集合(電影圖像)，作為確定冠狀動脈的靜止期間的基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 來使用。另外，冠狀動脈的靜止期間并不限于冠狀動脈在嚴(yán)格意義上存在于同一位置的期 間，而是定義為運(yùn)動偽影能夠減少到對診斷影響小的程度的、冠狀動脈的位移收斂于某一 定范圍內(nèi)的期間。為求出冠狀動脈的靜止期間，首先對這些一系列的剖面圖像在分別相鄰的圖像間 進(jìn)行比較，通過求出圖像間的差分或相關(guān)系數(shù)而求出運(yùn)動指標(biāo)。如果心臟及冠狀動脈大致 靜止，則相鄰的圖像間的差異小，所以例如在差分法中，可以將表示通過圖像間的差分剩下 的象素的總和(殘差象素?cái)?shù))在接近零的閾值以下的期間確定為該靜止期間。另一方面， 在互相關(guān)法中，如果圖像間沒有差異，則相關(guān)系數(shù)近似于1. 0，就可以將表示相關(guān)系數(shù)為近 似于1.0的閾值以上的期間確定為該靜止期間。由此，運(yùn)動檢測中可以利用差分法和互相關(guān)法，雖然差分法簡便、計(jì)算快，但抗噪 性弱，而與差分法相比，互相關(guān)法雖然抗噪性稍強(qiáng)，但存在的問題是，當(dāng)計(jì)算區(qū)域是例如圖 像整體時(shí)，計(jì)算量會非常大且花費(fèi)時(shí)間。另一方面，在運(yùn)動檢測的粗略分類中，有兩種方法，分別是使用心臟整體信號(信 息)的全局法和在冠狀動脈部分設(shè)置局部的局部ROI (Region of Interest 關(guān)心區(qū)域)從 而進(jìn)行運(yùn)動檢測的局部法。全局法的優(yōu)點(diǎn)在于能夠檢測出全部區(qū)域的靜止相；能夠?qū)崿F(xiàn) 全自動化(不需要R0I)；由于是心臟整體所以計(jì)算量大(尤其是互相關(guān))；因?yàn)檎页鲎鳛樾?臟整體的靜止相，所以不需要對左右冠狀動脈的靜止時(shí)間進(jìn)行后處理等。全局法的缺點(diǎn)具 有如下特征相對于靜止部位的信號，運(yùn)動部分的信號變化量小時(shí)，運(yùn)動的檢測靈敏度低； 如果血流等即使心臟靜止也發(fā)生亮度變化，則容易被錯(cuò)誤識別為運(yùn)動，即廣義上抗噪性弱。作為上述全局法的問題之一，如果有靜止部分的強(qiáng)烈信號，則運(yùn)動的檢測靈敏度 會降低，作為對這個(gè)問題的改良法，示出了僅自動提取心臟等的運(yùn)動部分的方法。從一系列 的剖面圖像中根據(jù)各象素的時(shí)間變化而將運(yùn)動部分和靜止部分分離。作為實(shí)例，有利用傅 里葉變換的方法和使用象素變化的空間分布的統(tǒng)計(jì)手法的方法。利用傅里葉變換的方法 是，通過在時(shí)間方向上對各象素的象素值的時(shí)間變化進(jìn)行傅里葉變換，根據(jù)運(yùn)動部分顯示 出較高的頻率分量，靜止部分顯示出近似于零頻率的低頻率分量，由此分離運(yùn)動部分和靜 止部分。在統(tǒng)計(jì)手法中，信號變化在時(shí)間方向上大的部分是運(yùn)動部分，信號變化在時(shí)間方向 上小的部分是靜止部分，由此，統(tǒng)計(jì)手法例如利用判別分析等分離運(yùn)動部分和靜止部分。根 據(jù)該方法，首先除去靜止部分的信號，只作為心臟部分提高運(yùn)動檢測靈敏度之后，顯示得到 的運(yùn)動的時(shí)間變化。從該時(shí)間變化中提取靜止期間。該方法如上所述，如果為差分法，則將 殘差象素?cái)?shù)比某個(gè)閾值低且時(shí)間變化小的部分持續(xù)的期間作為該靜止期間。其次，在局部法中，通過設(shè)置包含冠狀動脈部分的局部R0I，以該ROI為視野追蹤 冠狀動脈部分，來檢測冠狀動脈的位移。在利用ROI的追蹤中，例如以前一幀的ROI的位置 為中心，在下一幀設(shè)定規(guī)定的搜索范圍，在該搜索范圍內(nèi)移動R0I，同時(shí)在前一幀的ROI內(nèi) 的圖像部分和下一幀的ROI內(nèi)的圖像部分之間計(jì)算例如相關(guān)系數(shù)，將顯示最大的相關(guān)系數(shù) 的下一幀的ROI的位置確定為該圖像上的冠狀動脈的位置。該局部法的優(yōu)點(diǎn)在于，能夠以高精度檢測運(yùn)動且計(jì)算速度快等，而缺點(diǎn)具有以下特征需要設(shè)定ROI的操作；因?yàn)槭亲笥?分別檢測，所以無法了解整體的運(yùn)動；一旦冠狀動脈變形，會變得與模板不一致，因此難以 進(jìn)行全部區(qū)域的提取等。由此，分別單獨(dú)使用全局法和局部法存在的問題是，難以同時(shí)、簡單、高精度且穩(wěn) 健(robust)地提取冠狀動脈的靜止期間。為解決這個(gè)問題，在本實(shí)施方式中，首先通過全局法粗略地求出涉及全部心搏期 間的靜止期間，實(shí)際上是收縮期的靜止期間和舒張期的靜止期間；其次僅以按照在該全局 法中求出的粗略的靜止期間縮小了范圍的期間為對象應(yīng)用局部法。由此，本實(shí)施方式并用 全局法和局部法。以下進(jìn)行具體說明。在本實(shí)施方式中，在執(zhí)行主掃描(探頭掃描及成像掃描)之前，確定不產(chǎn)生嚴(yán)重的 運(yùn)動偽影的程度的冠狀動脈比較靜止的期間(靜止期間)。在本實(shí)施方式中，在主掃描之 前，在電影攝像控制部IOh的控制下進(jìn)行預(yù)備掃描，如圖4所示，重復(fù)收集與同時(shí)橫切心臟 的左右冠狀動脈的剖面相關(guān)的剖面圖像。電影攝像控制部IOh控制發(fā)送部7、接收部9和傾 斜磁場電源3，對與縱切被檢體的心臟的剖面相關(guān)的剖面圖像進(jìn)行重復(fù)攝像，并存儲在存儲 部10中。在預(yù)備掃描中，例如使用為了在每次重復(fù)的激發(fā)中使橫磁化的相位一致而在Ge、 (^s、Gr的反方向施加傾斜磁場的ssfp (穩(wěn)態(tài)自由進(jìn)動)攝像法。剖面圖像的攝像掃描在自 然呼吸下例如大約重復(fù)進(jìn)行一分鐘左右。使用在預(yù)備掃描中攝像得到的一系列的剖面圖像，確定冠狀動脈的靜止期間。圖5 表示冠狀動脈的靜止期間的確定處理的過程。在本實(shí)施方式中，重要的是如上所述并用全 局法和局部法。如圖6所示，全局法利用通過重復(fù)攝像得到的剖面圖像，根據(jù)表示心臟整體 的位置的變動程度的指標(biāo)(運(yùn)動指標(biāo))，粗略(大致)地確定心搏周期中冠狀動脈的變動收 斂于一定范圍內(nèi)的靜止期間(稱為第1靜止期間)。作為表示心臟整體的位置的變動程度 的運(yùn)動指標(biāo)，對相鄰的剖面圖像進(jìn)行差分，并計(jì)算與其殘差象素的總和相關(guān)的時(shí)間變化或 相鄰的剖面圖像之間的相關(guān)系數(shù)，與該相關(guān)系數(shù)相關(guān)的時(shí)間變化是很典型的。另一方面，如 圖12、圖13所示，局部法通過局限于包含冠狀動脈的局部范圍(ROI)來追蹤冠狀動脈的移 動，從而精細(xì)地(高精度地)確定心搏周期中冠狀動脈比較靜止的期間(第2靜止期間)。在本實(shí)施方式中，在并用全局法和局部法時(shí)，局部法限于與通過全局法確定的粗 略靜止期間(第1靜止期間)對應(yīng)的期間，以在該期間產(chǎn)生的一部分的剖面圖像為對象，通 過ROI追蹤冠狀動脈的運(yùn)動。首先，在應(yīng)用全局法時(shí)，作為事前處理，除去心臟以外的胸廓等的靜止部分。如圖 7所示，在靜止部分除去處理部IOg中，以在預(yù)備掃描中收集的一系列的全部剖面圖像為對 象，針對各象素產(chǎn)生信號強(qiáng)度(象素值)的時(shí)間曲線(時(shí)間變化)，并在時(shí)間軸方向上對各 象素的時(shí)間變化分別進(jìn)行傅里葉變換。傅里葉變換的結(jié)果是，如圖8的虛線所示，將顯示出 近似于零頻率的閾值以下的頻率分量的象素作為與胸廓等靜止部分相當(dāng)?shù)膮^(qū)域的象素而 從各剖面圖像中除去。包含冠狀動脈的心臟區(qū)域由于其搏動而顯示出比較活躍的運(yùn)動，所 以在此不被除去而留下。另外，作為其他方法，針對各象素計(jì)算規(guī)定期間(電影攝影期間) 的最大信號強(qiáng)度(最大象素值)與最小信號強(qiáng)度(最小象素值)的差，生成這個(gè)差的空間分 布，并從空間分布中除去通過統(tǒng)計(jì)手法推斷出的一塊靜止部分。然后，噪聲除去處理部IOi除去由于除去靜止部分而產(chǎn)生的空間高頻噪聲。其次，通過全局法的本質(zhì)確定冠狀動脈的粗略的第1靜止期間。對于除去了靜止 部分的剖面圖像，通過運(yùn)動指標(biāo)計(jì)算部IOj計(jì)算出表示心臟整體的位置的變動程度的運(yùn)動 指標(biāo)(SU)。作為該運(yùn)動指標(biāo)，如圖6所示，對相鄰的剖面圖像進(jìn)行差分，計(jì)算出與其殘差象 素的總和相關(guān)的時(shí)間變化(時(shí)間曲線)或相鄰的剖面圖像間的相關(guān)系數(shù)，與該相關(guān)系數(shù)相 關(guān)的時(shí)間變化是很典型的。如圖8所示，通過事前處理除去靜止部分，提取有運(yùn)動的部分， 從而能夠在差分值和相關(guān)系數(shù)的時(shí)間變化上非常明顯地表現(xiàn)出心臟整體和冠狀動脈的運(yùn) 動。如圖10、圖11所示，根據(jù)得到的差分值或相關(guān)系數(shù)的時(shí)間變化，粗略靜止期間決 定部IOk決定第1靜止期間(S15)。作為其方法，例如如果為差分法，則確定為殘差象素?cái)?shù) 比某個(gè)閾值低且時(shí)間變化小的部分持續(xù)的期間。如果為相關(guān)系數(shù)法，則確定為相關(guān)系數(shù)比 某個(gè)閾值高且時(shí)間變化小的部分持續(xù)的期間。典型地，該第1靜止期間分別在收縮期和舒 張期確定。搜索心相位的全部區(qū)域，粗略地求出收縮期和舒張期，求出的算法是將信號變化 在某個(gè)范圍以下的期間按照從長到短的順序分配為舒張期、收縮期(到η = 2)。另外，在對圖像整體進(jìn)行差分或計(jì)算相關(guān)系數(shù)的手法中，確實(shí)只有運(yùn)動部分的信 號被提取且留下，而另一方面，靜止部分的信號也只是變?yōu)?，計(jì)算對象區(qū)域仍然是原來的 圖像區(qū)域。因此，之后使用對噪聲分量更穩(wěn)健的相關(guān)系數(shù)法時(shí)，如果就照原樣，則計(jì)算量龐 大。因此，如圖9所示，運(yùn)動指標(biāo)計(jì)算部IOj使用如下方法通過模板匹配或紋理映射對心 臟部分進(jìn)行搜索，設(shè)定作為計(jì)算區(qū)域的ROI使其包含整個(gè)心臟，對計(jì)算區(qū)域進(jìn)行限定。通過 這個(gè)方法，即使應(yīng)用了相關(guān)系數(shù)法，也能夠減少計(jì)算量。通過全局法如下粗略決定涉及心相位整體的靜止相1)提高與運(yùn)動相關(guān)的靈敏 度一只提取運(yùn)動部分(除去靜止部位)；2)除去血液等引起的噪聲分量一通過閾值處理1 除去背景噪聲(低信號部分)；3)通過閾值處理2除去血液部分(高信號部分)；4)進(jìn)行差 分或互相關(guān)，減少互相關(guān)的計(jì)算量(只提取運(yùn)動部分，依照模板匹配等只提取心臟部分后， 進(jìn)行互相關(guān))。根據(jù)與通過上述全局法粗略得到的收縮期和舒張期對應(yīng)的兩個(gè)第1靜止期間，適 用能夠進(jìn)行更詳細(xì)的運(yùn)動分析的局部法。通過全局法得到的第1靜止期間，由于噪聲分量 等還不能說是正確的，所以并用能夠進(jìn)行更詳細(xì)的運(yùn)動分析的局部法。利用通過全局法得 到的第1靜止期間來限定該局部法的處理對象期間。為此，首先通過靜止期間擴(kuò)大處理部 IOm將通過全局法求出的粗略的第1靜止期間稍微擴(kuò)大(S16)。作為擴(kuò)大方法，具體而言， 利用通過全局法求出的、比冠狀動脈的開始停止的時(shí)間早規(guī)定的時(shí)間的時(shí)刻的血管圖像， 并以該圖像為基礎(chǔ)實(shí)施局部法的分析。實(shí)際上，可以將各第1靜止期間前后分別擴(kuò)大規(guī)定 的時(shí)間范圍，也可以按照超過1. 0的規(guī)定比例擴(kuò)大第1靜止期間。另外，也可以不擴(kuò)大第1靜止期間，而將與第1靜止期間相同的期間作為局部法的 應(yīng)用范圍。在此將擴(kuò)大靜止期間作為局部法的應(yīng)用范圍進(jìn)行說明。在局部法中，首先如圖12所示，ROI設(shè)定部IOn在擴(kuò)大的第1靜止期間內(nèi)的最初 的剖面圖像上，利用例如收縮期的右冠狀動脈的模板，初始設(shè)定局部區(qū)域(ROI) (S17)。以該 局部區(qū)域(ROI)為視野，依次在下一幀的剖面圖像上的搜索范圍內(nèi)搜索冠狀動脈區(qū)域。作為搜索方法，利用互相關(guān)等，在前一幀的ROI內(nèi)的局部圖像部分與下一幀的ROI內(nèi)的局部圖 像部分之間，計(jì)算相關(guān)系數(shù)，將搜索范圍內(nèi)顯示出最大相關(guān)系數(shù)的ROI的位置確定為下一 幀上的冠狀動脈區(qū)域的位置。像這樣在擴(kuò)大的第1靜止期間中依次追蹤剖面圖像上的冠狀 動脈的位置(S18)。對于左冠狀動脈的追蹤也進(jìn)行同樣的處理。另外，對于舒張期的相位， 使用舒張期的各個(gè)冠狀動脈的模板。冠狀動脈的模板可以是多人的平均，也可以作為紋理。 將表示由此得到的冠狀動脈上的ROI的候補(bǔ)位置的ROI標(biāo)志重疊在剖面圖像上并顯示在顯 示部IOe上，對操作者進(jìn)行提示。對顯示出的ROI的初始位置候補(bǔ)(左、右、收縮期和舒張 期這4點(diǎn))，如果可以就按下進(jìn)入下一步驟的按鈕。否則就手動地修正ROI的初始位置后， 按下進(jìn)入下一步驟的按鈕。這之后的處理是從ROI的初始位置起搜索規(guī)定的搜索范圍，檢 測出下一個(gè)冠狀動脈的位置，并且通過ROI位移檢測部IOq檢測其運(yùn)動量、即初始幀的冠狀 動脈位置和各幀的冠狀動脈位置之間的距離(位移)。以如此求出的位移為基礎(chǔ)，在位置檢 測后，將ROI位置更換到新的冠狀動脈位置，即對冠狀動脈位置進(jìn)行追蹤。此時(shí)，基準(zhǔn)可以 每次更換到的新的ROI位置，也可以將最初求出的初始ROI位置一直作為基準(zhǔn)，在稍大的檢 索范圍中，每次都根據(jù)初始基準(zhǔn)位置求出冠狀動脈的位置。另外每次都求出從初始位置的 移動的方法具有誤差不會累積的特征。也就是說，圖12的畫面自動彈出，用左右的冠狀動脈分別在收縮期、舒張期的模 板(平均等)或規(guī)定的紋理進(jìn)行匹配，顯示ROI的候補(bǔ)位置，確認(rèn)候補(bǔ)位置，如果可以就直 接按下繼續(xù)按鈕，如果需要修正位置，就手動修正后按下繼續(xù)按鈕，進(jìn)入局部法的處理。通過這樣的位移檢測，在精細(xì)靜止期間決定部IOp中產(chǎn)生了圖12的下欄所示的4 個(gè)表示左右冠狀動脈的位置變動的運(yùn)動指標(biāo)的時(shí)間變化(時(shí)間曲線)(S19)。在精細(xì)靜止期 間決定部IOp中，根據(jù)4個(gè)表示左右冠狀動脈的位置變動的運(yùn)動指標(biāo)的時(shí)間變化，高精度地 決定冠狀動脈的變動收斂于一定范圍內(nèi)的程度的、移動量較小的狀態(tài)(靜止?fàn)顟B(tài))下的靜 止期間(第2靜止期間)(S20)。因?yàn)樾枰亲鳛檎w使冠狀動脈的運(yùn)動較小的期間，所以 取左、右冠狀動脈的靜止期間的“與”(and)作為最終的第2靜止期間。即如圖14所示，作為開始停止的時(shí)刻，設(shè)為最晚(收縮期是圖中a、舒張期是圖中 c)，作為開始運(yùn)動，設(shè)為最早的時(shí)刻(收縮期是圖中b、舒張期是圖中d)。S卩，根據(jù)4個(gè)左右 冠狀動脈的位移的時(shí)間變化，將表示規(guī)定閾值以下的位移的期間分別確定為與左右冠狀動 脈相關(guān)的第2靜止期間候補(bǔ)，并且將這些與左右冠狀動脈相關(guān)的第2靜止期間候補(bǔ)重疊的 期間確定為最終的第2靜止期間。另外，作為第2靜止期間，也可以分別決定與心臟的收縮期對應(yīng)的第2靜止期間和 與心臟的舒張期對應(yīng)的第2靜止期間，在心臟的收縮期和舒張期分開使用局部法的應(yīng)用范圍。如此，能夠得到左、右、收縮期和舒張期這4個(gè)表示位置變動的運(yùn)動指標(biāo)的時(shí)間變 化，且為了得到最高畫質(zhì)的圖像，作為運(yùn)動最少的期間、即開始停止的時(shí)刻，設(shè)為最晚(收 縮期是圖中a、舒張期是圖中c)，作為開始運(yùn)動，設(shè)為最早的時(shí)刻(收縮期是圖中b、舒張期 是圖中d)(決定為靜止期間的“與”)。通過采用這樣的方法，有效利用了局部法的高精度運(yùn)動檢測能力，同時(shí)作為全局 法的優(yōu)點(diǎn)，還能夠求出作為心臟整體的運(yùn)動的靜止期間。通過WHMR控制部IOr進(jìn)行主掃描，集中在第2靜止期間內(nèi)收集的MR數(shù)據(jù)，并根據(jù)該數(shù)據(jù)集通過重構(gòu)部IOc對圖像進(jìn)行重構(gòu)。 對本發(fā)明的特定的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但這些實(shí)施方式是作為例子而示出的， 并不意圖限定本發(fā)明的范圍。在此說明的這些新穎的實(shí)施方式能夠通過其他各種形態(tài)來實(shí) 施，并且在不脫離發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)，可以進(jìn)行各種省略、置換、變更。附加的權(quán)利要求及 其等同物旨在覆蓋這些落入本發(fā)明的范圍和要旨內(nèi)的這樣的形式或變形。
權(quán)利要求
1.一種磁共振影像裝置，重復(fù)進(jìn)行被檢體的心臟整體的成像掃描，并且在緊接各上述 成像掃描之前執(zhí)行探頭掃描，檢測出上述被檢體的呼吸運(yùn)動引起的橫膈膜的位移，并根據(jù) 上述檢測出的橫膈膜的位移，使各上述成像掃描的攝像范圍發(fā)生位移，其特征在于，該磁共 振影像裝置具備控制部，為了作為上述探頭掃描和成像掃描的預(yù)備掃描而對包含上述心臟的區(qū)域心電 同步地進(jìn)行重復(fù)攝像，從而產(chǎn)生一系列的剖面圖像，控制RF線圈的發(fā)送接收部和傾斜磁場 電源；第1靜止期間確定處理部，以上述一系列的剖面圖像為對象，根據(jù)上述心臟整體的圖 像的變化，在心搏周期中確定冠狀動脈的位置變動收斂于一定范圍內(nèi)的第1靜止期間；第2靜止期間確定處理部，以上述一系列的剖面圖像中的、與上述確定的第1靜止期間 或從上述第1靜止期間擴(kuò)大的靜止期間對應(yīng)的多個(gè)剖面圖像為對象，通過局限于包含上述 冠狀動脈的局部范圍來追蹤冠狀動脈的移動，確定上述心搏周期中的上述冠狀動脈的第2 靜止期間；以及重構(gòu)處理部，根據(jù)在上述第2靜止期間內(nèi)收集的MR數(shù)據(jù)重構(gòu)圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁共振影像裝置，其特征在于上述第1靜止期間確定處理部具有從上述一系列的剖面圖像中除去靜止部分的靜止 部分除去處理部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁共振影像裝置，其特征在于上述靜止部分除去處理部針對上述一系列的剖面圖像的各象素，對象素值的時(shí)間變化 進(jìn)行傅里葉變換，并將顯示出規(guī)定頻率以下的象素作為上述靜止部分除去。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁共振影像裝置，其特征在于上述靜止部分除去處理部針對上述一系列的剖面圖像的各象素，根據(jù)規(guī)定期間內(nèi)的最 大象素值與最小象素值的差的空間變化，判斷上述靜止部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁共振影像裝置，其特征在于上述第1靜止期間確定處理部根據(jù)上述一系列的剖面圖像的相鄰幀之間的差分結(jié)果， 確定上述第1靜止期間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁共振影像裝置，其特征在于上述第1靜止期間確定處理部根據(jù)上述一系列的剖面圖像中的相鄰幀之間的相關(guān)系 數(shù)，確定上述第1靜止期間。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的磁共振影像裝置，其特征在于上述第1靜止期間確定處理部局限于包括上述心臟整體的局部區(qū)域來計(jì)算上述差分結(jié)果。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁共振影像裝置，其特征在于上述第1靜止期間確定處理部局限于包括上述心臟整體的局部區(qū)域來計(jì)算上述相關(guān) 系數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁共振影像裝置，其特征在于，還具備靜止期間擴(kuò)大處理部，將上述確定的第1靜止期間前后擴(kuò)大規(guī)定的時(shí)間幅度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁共振影像裝置，其特征在于，還具備靜止期間擴(kuò)大處理部，以超過1.0的規(guī)定比例，擴(kuò)大上述確定的第1靜止期間。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁共振影像裝置，其特征在于，還具備局部范圍設(shè)定部，在左冠狀動脈和右冠狀動脈上分別設(shè)定上述局部范圍。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的磁共振影像裝置，其特征在于上述局部范圍設(shè)定部在橫切上述心臟的剖面上，利用將左冠狀動脈用的局部范圍和右 冠狀動脈用的局部范圍配置在初始位置上的模板，設(shè)定上述左冠狀動脈用的局部范圍和上 述右冠狀動脈用的局部范圍。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的磁共振影像裝置，其特征在于上述第2靜止期間確定處理部根據(jù)與指示上述左冠狀動脈的位置變動的指標(biāo)相關(guān)的 時(shí)間曲線和與指示上述右冠狀動脈的位置變動的指標(biāo)相關(guān)的時(shí)間曲線，確定上述第2靜止 期間。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的磁共振影像裝置，其特征在于上述第2靜止期間確定處理部將根據(jù)與指示上述左冠狀動脈的位置變動的指標(biāo)相關(guān) 的時(shí)間曲線得到的第2靜止期間候補(bǔ)和根據(jù)與指示上述右冠狀動脈的位置變動的指標(biāo)相 關(guān)的時(shí)間曲線得到的第2靜止期間候補(bǔ)重疊的期間，確定為上述第2靜止期間。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的磁共振影像裝置，其特征在于上述第2靜止期間確定處理部將根據(jù)與指示上述左冠狀動脈的位置變動的指標(biāo)相關(guān) 的時(shí)間曲線得到的第2靜止期間候補(bǔ)和根據(jù)與指示上述右冠狀動脈的位置變動的指標(biāo)相 關(guān)的時(shí)間曲線得到的第2靜止期間候補(bǔ)中的一方?jīng)Q定為上述第2靜止區(qū)間。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁共振影像裝置，其特征在于上述第2靜止期間確定處理部在上述剖面圖像的相鄰幀之間利用由上述局部范圍內(nèi) 的象素分布的相關(guān)系數(shù)確定上述冠狀動脈的移動位置。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的磁共振影像裝置，其特征在于上述第2靜止期間確定處理部決定與上述心臟的收縮期和舒張期分別對應(yīng)的上述第2 靜止期間。
18.—種磁共振影像裝置，重復(fù)進(jìn)行以被檢體的第1內(nèi)臟器官為對象的成像掃描，并且 在緊接各上述成像掃描之前執(zhí)行探頭掃描，檢測出上述被檢體的第2內(nèi)臟器官的位移，并 根據(jù)上述檢測出的第2內(nèi)臟器官的位移，使各上述成像掃描的攝像范圍發(fā)生位移，其特征 在于，該磁共振影像裝置具備控制部，為了作為上述探頭掃描和成像掃描的預(yù)備掃描而對包含上述第1內(nèi)臟器官的 區(qū)域心電同步地進(jìn)行重復(fù)攝像，從而產(chǎn)生一系列的剖面圖像，控制RF線圈的發(fā)送接收部和 傾斜磁場電源；第1靜止期間確定處理部，利用上述一系列的剖面圖像，在心搏周期中確定上述第2內(nèi) 臟器官的位置變動收斂于一定范圍內(nèi)的第1靜止期間；第2靜止期間確定處理部，以上述一系列的剖面圖像中的、與上述確定的第1靜止期間 或從第1靜止期間擴(kuò)大的靜止期間對應(yīng)的多個(gè)剖面圖像為對象，通過局限于包含上述第2 內(nèi)臟器官的局部范圍來追蹤第2內(nèi)臟器官的移動，確定上述第2內(nèi)臟器官的第2靜止期間； 以及重構(gòu)處理部，根據(jù)在上述第2靜止期間內(nèi)收集的MR數(shù)據(jù)重構(gòu)圖像。
19.一種圖像處理裝置，其特征在于，具備存儲部，存儲與包含被檢體的對象部位的區(qū)域相關(guān)的一系列的剖面圖像的數(shù)據(jù)； 第1靜止期間確定處理部，根據(jù)上述一系列的剖面圖像的圖像間的變化，確定第1靜止 期間；以及第2靜止期間確定處理部，以與上述確定的第1靜止期間或從上述第1靜止期間擴(kuò)大 的靜止期間對應(yīng)的多個(gè)剖面圖像為對象，通過追蹤上述對象部位，確定比上述第1靜止期 間短的第2靜止期間。
全文摘要
本發(fā)明提供一種磁共振影像裝置，根據(jù)檢測出的橫膈膜的位移，使各成像掃描的攝像范圍發(fā)生位移。為了作為探頭掃描和成像掃描的預(yù)備掃描而對包含心臟的區(qū)域心電同步地進(jìn)行重復(fù)攝像，從而產(chǎn)生一系列的剖面圖像，控制RF線圈的發(fā)送接收部和傾斜磁場電源。以一系列的剖面圖像為對象，根據(jù)心臟整體的圖像的變化，在心搏周期中確定冠狀動脈的位置變動收斂于一定范圍內(nèi)的第1靜止期間。以一系列的剖面圖像中的、與所確定的第1靜止期間或從第1靜止期間擴(kuò)大的靜止期間對應(yīng)的多個(gè)剖面圖像為對象，通過局限于包含冠狀動脈的局部范圍來追蹤冠狀動脈的移動，確定心搏周期中的冠狀動脈的第2靜止期間。根據(jù)在第2靜止期間內(nèi)收集的MR數(shù)據(jù)重構(gòu)圖像。
文檔編號A61B5/055GK102125434SQ20111002227
公開日2011年7月20日 申請日期2011年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月20日
發(fā)明者久原重英, 二宮綾子 申請人:東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會社, 株式會社東芝