標記區域決定裝置以及磁共振裝置和程序的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種標記區域決定裝置以及磁共振裝置和程序。檢測攝影對象的頭部相對于體軸方向的傾斜度，基于檢測到的頭部的傾斜度，決定相對于對象的體軸方向的自旋的標記區域的傾斜度。例如，作為頭部的傾斜度，基于設定的成像區域的切片軸方向，檢測繞AP軸的旋轉角度分量。標記平面以其法線方向繞AP軸旋轉與該旋轉角度分量對應的旋轉角度量的方式傾斜。從而，在基于ASL法的磁共振攝影中，與攝影對象的頭部的姿勢無關地，能夠恰當地決定自旋的標記區域。
【專利說明】標記區域決定裝置以及磁共振裝置和程序
【技術領域】
[0001]本發明涉及決定ASL(動脈自旋標記:Arterial Spin Labeling)攝影法中的標記(labeling)區域的標記區域決定裝置以及磁共振裝置和所需的程序(program)。
【背景技術】
[0002]在磁共振成像(MR1:Magnetic Resonance Imaging)裝置中，將攝影的對象搬入磁體系統(magnet system)的內部空間，即，形成靜磁場的攝影空間,施加梯度磁場以及高頻(RF:radio frequency)磁場,激勵對象內的自旋并產生磁共振信號,基于該接收信號重建圖像。
[0003]作為使用此種MRI裝置的攝影的一種，有利用被稱為ASL的攝影法的灌注(perfusion)攝影。在該攝影中，預先在受檢體的血流的上游側對自旋(spin)進行磁標記，將該標記的自旋流入關心區域而產生的磁共振信號用于攝影。標記也被稱為加標(tagging),在本書中統一作標記。
[0004]標記通過自旋的反轉(inversion)而進行。對腦血流的灌流進行攝影時，自旋的反轉在對象的頸部處進行，對關于腦的所希望的切片(slice)的灌流圖像進行攝影。作為有標記的斷層像即標記(label)圖像和無標記的斷層像即控制(control)圖像的差分圖像求灌流圖像(例如，參照專利文獻1，[0004]等)。
[0005]現有技術文獻 專利文獻
專利文獻1:日本特許第4051232號公報。
【發明內容】
[0006]在ASL攝影法中，進行標記的區域(面)優選分支、彎曲少的區域。另外，為了使標記的血流流入關心區域的定時不在每個血管產生偏差，進行標記的區域應以進行標記的區域的法線方向與血流方向實質上一致的方式決定。出于此種理由，標記區域一般而言在如圖13所示的威利斯(Willis)動脈環(也稱作大腦動脈環)的下部周邊處，以法線方向與受檢體的體軸方向實質上一致的方式決定。
[0007]然而，若受檢體的頭部的姿勢變化，則威利斯動脈環下部周邊的動脈移動、變形并傾斜，適于標記的區域也變化。因此，若如以往那樣以標記區域的法線方向與受檢體的體軸方向一致的方式決定標記區域，則取決于頭部的姿勢，有時標記區域不被恰當地決定。
[0008]由于此種理由，在利用ASL法的攝影中，期望與攝影對象的頭部的姿勢無關地，能夠恰當地決定自旋的標記區域的技術。
[0009]第一觀點的發明提供一種標記區域決定裝置，具備: 檢測單元，檢測進行基于ASL法的攝影的對象的頭部相對于體軸方向的傾斜度；以及決定單元，基于通過所述檢測單元檢測到的頭部的傾斜度，決定相對于所述對象的體軸方向的自旋的標記區域的傾斜度。[0010]第二觀點的發明提供上述第一觀點的標記區域決定裝置，其中，
所述檢測單元基于設定于所述頭部的成像區域的切片方向，檢測所述頭部的傾斜度。
[0011]第三觀點的發明提供上述第一觀點的標記區域決定裝置，其中，
所述檢測單元基于通過所述頭部的預備攝影而獲得的圖像的解析結果，檢測所述頭部的傾斜度。
[0012]第四觀點的發明提供上述第一觀點至第三觀點中任一觀點的標記區域決定裝置，其中，
所述檢測單元檢測所述頭部的繞AP(Antero-Posterior)軸的旋轉角度分量，
所述決定單元基于所述旋轉角度分量決定所述標記區域的傾斜度。
[0013]第五觀點的發明提供上述第四觀點的標記區域決定裝置，其中，
所述決定單元以所述標記區域的法線方向成為從所述體軸方向繞所述AP軸旋轉與所述旋轉角度分量對應的旋轉角度量而成的方向的方式，決定所述標記區域的傾斜度。
[0014]第六觀點的發明提供上述第五觀點的標記區域決定裝置，其中，
所述決定單元以所述標記區域的法線方向成為從所述體軸方向繞所述AP軸旋轉與所述旋轉角度分量實質上相同的旋轉角度量而成的方向的方式，決定所述標記區域的傾斜度。
[0015]第七觀點的發明提供上述第四觀點至第六觀點中任一觀點的標記區域決定裝置，其中，
所述檢測單元求表示所述頭部的傾斜度的三維旋轉矩陣，基于該三維旋轉矩陣的矩陣元素檢測繞AP軸的旋轉角度分量。
[0016]第八觀點的發明提供一種磁共振裝置，具備:
檢測單元，檢測進行基于ASL法的攝影的對象的頭部相對于體軸方向的傾斜度；以及決定單元，基于通過所述檢測單元檢測到的頭部的傾斜度，決定相對于所述對象的體軸方向的自旋的標記區域的傾斜度。
[0017]第九觀點的發明提供上述第八觀點的磁共振裝置，其中，
所述檢測單元基于設定于所述頭部的成像區域的切片方向，檢測所述頭部的傾斜度。
[0018]第十觀點的發明提供上述第八觀點的磁共振裝置，其中，
所述檢測單元基于通過所述頭部的預備攝影而獲得的圖像的解析結果，檢測所述頭部的傾斜度。
[0019]第十一觀點的發明提供上述第八觀點至第十觀點中任一觀點的磁共振裝置，其中，
所述檢測單元檢測所述頭部的繞AP軸的旋轉角度分量，
所述決定單元基于所述旋轉角度分量決定所述標記區域的傾斜度。
[0020]第十二觀點的發明提供上述第十一觀點的磁共振裝置，其中，
所述決定單元以所述標記區域的法線方向成為從所述體軸方向繞所述AP軸旋轉與所述旋轉角度分量對應的旋轉角度量而成的方向的方式，決定所述標記區域的傾斜度。
[0021]第十三觀點的發明提供上述第十一觀點或第十二觀點的磁共振裝置，其中， 所述檢測單元以所述標記區域的法線方向成為從所述體軸方向繞所述AP軸旋轉與
所述旋轉角度分量實質上相同的旋轉角度量而成的方向的方式，決定所述標記區域的傾斜度。
[0022]第十四觀點的發明提供上述第十一觀點至第十三觀點中任一觀點的磁共振裝置，其中，
所述檢測單元求表示所述頭部的傾斜度的三維旋轉矩陣，基于該三維旋轉矩陣的矩陣元素檢測繞AP軸的旋轉角度分量。
[0023]第十五觀點的發明提供一種程序,使計算機(computer)作為下列單元起作用: 檢測單元，檢測進行基于ASL法的攝影的對象的頭部相對于體軸方向的傾斜度；以及 決定單元，基于通過所述檢測單元檢測到的頭部的傾斜度，決定相對于所述對象的體
軸方向的自旋的標記區域的傾斜度。
[0024]第十六觀點的發明提供上述第十五觀點的程序，其中，
所述檢測單元基于設定于所述頭部的成像 區域的切片方向，檢測所述頭部的傾斜度。
[0025]第十七觀點的發明提供上述第十五觀點的程序，其中，
所述檢測單元基于通過所述頭部的預備攝影而獲得的圖像的解析結果，檢測所述頭部的傾斜度。
[0026]第十八觀點的發明提供上述第十五觀點至第十七觀點中任一觀點的程序，其中， 所述檢測單元檢測所述頭部的繞AP軸的旋轉角度分量，
所述決定單元基于所述旋轉角度分量決定所述標記區域的傾斜度。
[0027]第十九觀點的發明提供上述第十八觀點的程序，其中，
所述決定單元以所述標記區域的法線方向成為從所述體軸方向繞所述AP軸旋轉與所述旋轉角度分量對應的旋轉角度量而成的方向的方式，決定所述標記區域的傾斜度。
[0028]第二十觀點的發明提供上述第十八觀點或第十九觀點的程序，其中，
所述決定單元以所述標記區域的法線方向成為從所述體軸方向繞所述AP軸旋轉與所述旋轉角度分量實質上相同的旋轉角度量而成的方向的方式，決定所述標記區域的傾斜度。
[0029]發明的效果
根據上述觀點的發明，由于基于與適于標記的區域具有相關性的頭部的傾斜度決定標記區域的傾斜度，故在基于ASL法的攝影中，與頭部的姿勢無關地，能夠將適于標記的區域作為標記區域決定。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]圖1是本實施方式的磁共振成像裝置的框(block)圖；
圖2是與本實施方式的磁共振成像裝置的灌流攝影處理有關的部分的功能框(block)
圖；
圖3是示出本實施方式的磁共振成像裝置的灌流攝影處理的流程(flow)圖；
圖4是示出定位器(localizer)圖像的一例的圖；
圖5是示出成像板(imaging slab)的設定例的圖；
圖6是示出使頭部繞RL(Right-Left)軸旋轉時的動脈的位置變化的圖；
圖7是示出使頭部繞AP軸旋轉時的動脈的位置變化的圖；
圖8是示出標記平面(labeling plane)Z位置的決定例的圖；圖9是示出標記平面的傾斜度的決定例的圖；
圖10是示出標記圖像攝影用的脈沖序列(pulse sequence)的圖；
圖11是示出控制圖像攝影用的脈沖序列的圖；
圖12是示出k空間(k-space)的概念的圖； 圖13是用于說明威利斯動脈環(circle of Willis)的位置的圖。
【具體實施方式】[0031]以下，參照附圖詳細地說明發明的實施方式。此外，發明的實施方式不限于此。
[0032]圖1表示磁共振成像裝置的框圖。如該圖所示，磁共振成像裝置具有磁體系統(magnet system) 100。磁體系統100具有主磁場線圈(coil)部102、梯度線圈部106以及RF (Radio Frequency)線圈部108。這些各線圈部具有大致圓筒狀形狀，相互同軸地配置。攝影的對象I搭載于托架(cradle) 500并由未圖示的搬送單元搬入以及搬出磁體系統100的大致圓柱狀的內部空間(孔:bore)。對象I的頭部收容于RF線圈部108內。
[0033]主磁場線圈部102在磁體系統100的內部空間形成靜磁場。靜磁場的方向大致平行于對象I的體軸的方向。即，形成所謂的水平磁場。主磁場線圈部102例如使用超導線圈而構成。此外，不限于超導線圈,還可以使用常導線圈等而構成。
[0034]梯度線圈106在相互垂直的三個軸即切片軸、相位軸以及頻率軸的方向上，分別產生用于使靜磁場強度具有梯度的三個梯度磁場。
[0035]在將靜磁場空間中相互垂直的坐標軸設為X、Y、Z時，能夠將任意軸設為切片軸。此時，設剩余兩個軸中的一個為相位軸，設另一個為頻率軸。另外，切片軸、相位軸以及頻率軸能夠在保持相互間的垂直性不變的情況下關于χ、y、ζ軸具有任意的傾斜度。在磁共振成像裝置中，將對象I的體軸方向設為Z軸方向。
[0036]切片軸方向的梯度磁場也稱為切片梯度磁場。相位軸方向的梯度磁場也稱為相位編碼(encode)梯度磁場或相編碼(phase encode)梯度磁場。頻率軸方向的梯度磁場也稱為讀出(read out)梯度磁場。讀出梯度磁場與頻率編碼梯度磁場同義。為使此種梯度磁場的產生成為可能，梯度線圈部106具有未圖示的三個系統的梯度線圈。以下，也將梯度磁場簡稱為梯度。
[0037]RF線圈部108形成用于在靜磁場空間中激勵對象I的體內的自旋的高頻磁場。以下，也將形成高頻磁場的動作稱為RF激勵信號的發送。另外，RF激勵信號也稱為RF脈沖。另外，RF線圈部108接收被激勵的自旋產生的電磁波即磁共振信號。此外，還可以另行設置接收磁共振信號的專用的線圈。
[0038]在梯度線圈部106連接有梯度驅動部130。梯度驅動部130對梯度線圈部106給予驅動信號并使其產生梯度磁場。梯度驅動部130對應于梯度線圈部106中的三個系統的梯度線圈,具有未圖示的三個系統的驅動電路。
[0039]在RF線圈部108連接有RF驅動部140。RF驅動部140對RF線圈部108給予驅動信號并發送RF脈沖，激勵對象I的體內的自旋。
[0040]在RF線圈部108連接有數據(data)收集部150。數據收集部150將RF線圈部108所接收的接收信號通過采樣(sampling)導入，將其作為數字數據(digital data)收集。[0041]在梯度驅動部130、RF驅動部140以及數據收集部150，連接有序列控制部160。序列控制部160分別控制梯度驅動部130至數據收集部150，進行磁共振信號的收集。
[0042]序列控制部160例如使用計算機等而構成。序列控制部160具有未圖示的存儲器(memory) 0存儲器存儲序列控制部160用的程序以及各種數據。序列控制部160的功能通過執行計算機存儲于存儲器的程序而實現。
[0043]數據收集部150的輸出端連接于數據處理部170。數據收集部150收集的數據輸入數據處理部170。數據處理部170例如使用計算機等而構成。數據處理部170具有未圖示的存儲器。存儲器存儲數據處理部170用的程序以及各種數據。
[0044]數據處理部170連接于序列控制部160。數據處理部170處于序列控制部160的上位并統管其。磁共振成像裝置的功能通過執行數據處理部170存儲于存儲器的程序而實現。
[0045]數據處理部170將數據收集部150收集的數據存儲于存儲器。在存儲器內形成數據空間。該數據空間構成傅里葉(Fourier)空間(可考慮二維和三維，但在本例中為二維傅里葉空間)。以下，也將傅里葉空間稱為k空間。數據處理部170通過將k空間的數據反傅里葉變換而重建圖像。
[0046]由磁體系統100、梯度驅動部130、RF驅動部140、數據收集部150、序列控制部160以及數據處理部170構成的部分是發明中的攝影單元的一例。
[0047]在數據處理部170連接有顯示部180以及操作部190。顯示部180由圖形顯示器(graphic display)等構 成。操作部190由具備指點器件(pointing-device)的鍵盤(keyboard)等構成。
[0048]顯示部180顯示從數據處理部170輸出的重建圖像以及各種信息。操作部190由使用者操作，將各種指令、信息等輸入數據處理部170。使用者通過顯示部180以及操作部190交互(interactive)地操作磁共振成像裝置。
[0049]對本實施方式的磁共振成像裝置的灌流攝影處理進行說明。
[0050]在圖2中，示出與本實施方式的磁共振成像裝置的灌流攝影處理有關的部分的功能框圖。另外，在圖3中，示出本實施方式的磁共振成像裝置的灌流攝影處理的流程圖。
[0051]如圖2所示，本實施方式的磁共振成像裝置具備:定位器攝影執行部601、成像板設定部602、頭部傾斜度檢測部603、標記平面Z位置決定部604、標記平面傾斜度決定部605、灌流攝影執行部606、以及圖像顯示存儲控制部607。
[0052]在步驟(step)Sl中，定位器攝影執行部601執行定位器攝影。定位器攝影是指對象I的預備攝影中的一種，進行定位器攝影以收集設定用于灌流攝影的攝影條件而必要的信息。
[0053]在圖4中，示出通過定位器攝影獲得的定位器圖像的一例。在此，例如如圖4所示，作為定位器圖像，獲得多個切片的軸向斷層像GA1、多個切片的矢狀(sagittal)斷層像GS1、以及多個切片的冠狀(coronal)斷層像Gci。
[0054]在步驟S2中，成像板設定部602設定成像板(成像區域)。
[0055]在圖5中，示出成像板IS的設定例。例如如圖5所示，將頭部Ih的中心附近包含于剖面的軸向斷層像GA、矢狀斷層像GS以及冠狀斷層像GC顯示于監視器的畫面。用戶在該畫面上通過⑶I (Graphical User Interface)以包圍頭部Ih的腦實質部分的方式指定三維區域。成像板設定部602將該指定的三維區域作為成像板IS而設定。例如通過設定如下區域而規定成像板IS:切片軸SA、以切片軸SA為法線的上端面(大腦動脈血流的下游偵?Τ以及下端面(大腦動脈血流的上游側)B、以及以切片軸SA為中心并正交于切片軸SA的攝像視野區域FOV。此外，通常以與頭部Ih的軸重疊的方式設定切片軸SA。 [0056]在步驟S3中，頭部傾斜度檢測部603基于設定的成像板IS的幾何學信息，檢測頭部Ih相對于對象I的體軸方向即Z軸方向的傾斜度。若頭部Ih傾斜，則威利斯動脈環下部周邊的動脈移動、變形而傾斜。若威利斯動脈環下部周邊的動脈傾斜，則應進行自旋的標記的區域的傾斜度也變化。因此，預先檢測頭部Ih的傾斜度，將該傾斜度的信息利用于應進行標記的區域的傾斜度的決定。但是，根據本 申請人:的研究，威利斯動脈環下部周邊的動脈的傾斜度的程度根據頭部Ih的傾斜方向而不同。因此，不應以與該頭部的傾斜度相同方向以及相同旋轉角度一樣地傾斜應進行標記的區域。對于該點，以下進行說明。
[0057]圖6是頭部的矢狀像，是表示使頭部繞RL(Right-Left)軸旋轉時的威利斯動脈環下部周邊的動脈的傾斜度的變化的圖。另外，圖7是頭部的冠狀像，是表示使頭部繞AP (Antero-Posterior)軸旋轉時的威利斯動脈環下部周邊的動脈的傾斜度的變化的圖。
[0058]在圖6的示例中，如從圖6中的角度I (角度顯示為圖中右下)的角度變化知道的，使頭部的軸從與Z軸方向大致一致的狀態(Gll)向繞RL軸(在本例中為繞X軸)約10°旋轉而傾斜的狀態(G12)變化。此時，如從圖6中的角度2、3(角度顯示為圖中右下)知道的，威利斯動脈環下部周邊的動脈僅僅繞RL軸旋轉2至3°左右。由此可知，威利斯動脈環下部周邊的動脈的移動、變形幾乎不取決于頭部的繞RL軸的旋轉。即，即使頭部的軸繞RL軸旋轉，也大體上維持左右的頸動脈的Z軸(SI軸)對稱性。因此，即使如以往一樣將標記平面LP以其法線方向與Z軸方向一致的方式進行設定不變，也幾乎不產生對各動脈的血流的標記的定時偏差。
[0059]另一方面，在圖7的示例中，如從圖7中的角度I (角度顯示為圖中右下)的角度變化知道的，使頭部的軸從與Z軸方向大致一致的狀態(G21)向繞AP軸(在本例中為繞Y軸)約10°旋轉而傾斜的狀態(G22)變化。此時，如從圖7中的角度2、3(角度顯示為圖中右下)知道的，威利斯動脈環下部周邊的動脈僅僅繞AP軸旋轉約9°。由此可知，威利斯動脈環下部周邊的動脈的移動、變形較大地取決于頭部的繞AP軸的旋轉，該傾斜度大致跟隨頭部的繞AP軸的旋轉角度。即，若頭部的軸繞AP軸旋轉，則左右的頸動脈的Z軸(SI軸)對稱性瓦解。因此，若如以往一樣將標記平面LP以其法線方向與Z軸方向一致的方式進行設定不變，則產生對各動脈的血流的標記的定時偏差。
[0060]因此，在此，作為頭部Ih的傾斜度，求頭部Ih的軸的繞AP軸的旋轉角度分量。然后，將標記平面以其法線相對于Z軸方向繞AP軸旋轉與上述旋轉角度分量對應的旋轉角度量的方式傾斜。
[0061]對頭部Ih的繞AP軸的旋轉角度分量的求法進行說明。如前所述，通常以與頭部Ih的軸重疊的方式設定成像板IS的切片軸SA。因此，將成像板IS的切片軸SA作為頭部Ih的軸進行檢測。然后，將相對于體軸方向即Z軸方向的該頭部Ih的軸的傾斜度以從Z軸方向的三維旋轉矩陣表示，基于該三維旋轉矩陣的矩陣元素，求繞AP軸的旋轉角度分量。將具體例示于以下。
[0062]作為三維旋轉矩陣的表現的一例，能夠使用歐拉角α、β、Y。即，考慮如下式那樣的具有歐拉角α、β、Y的旋轉角的Z-X-Z序列的三維旋轉矩陣。
[0063]Rz(a),Rx’(@),RZ，(Y)…(I)
在此，將頭部Ih的繞AP軸的旋轉角度分量以a表示，將頭部Ih的軸的傾斜度以下列旋轉矩陣表示。
[0064]R(a , β , y)...(2)
此時，下式的關系成立。
[0065]R ( a，β , Y ) = Rz ( a ) Rx ’( β ) Rz，( Y )…(3)
一般而言，已知在任意的三維旋轉矩陣R( a，β, Y)中，能夠從其矩陣元素中唯一地導出歐拉角a、β、Y。
[0066]因此，首先，將頭部Ih的軸的傾斜度考慮為與成像板IS的切片軸SA與Z軸方向的傾斜度一致而求解。接下來，以Rz(a)Rx’(P)Rz’ (Y)的形式求表示頭部Ih的軸的傾斜度的三維旋轉矩陣RU，β, Y)?然后，此時的歐拉角a作為頭部Ih的繞AP軸的旋轉 角度分量求解。
[0067]此外，表示頭部Ih的軸的傾斜度的三維旋轉矩陣不限于使用上述歐拉角的矩陣。例如，還可以是使用Z-Y-X序列的傾滾(roll)、間距(pitch)、偏(yaw)角r、p、y的三維旋轉矩陣，還可以是使用繞X、Y、Z的固定軸的旋轉角的定義的三維旋轉矩陣。使用任意三維旋轉矩陣，都能夠作為其矩陣元素而求繞AP軸的旋轉角度分量。
[0068]另外，頭部傾斜度檢測部603還能從定位器圖像的解析結果中檢測頭部Ih的傾斜度。例如，從腦實質部分的模板匹配(template matching)、威利斯動脈環周邊的動脈的分支點、彎曲點等解剖學特征點的位置關系、兩耳輪廓的左右的位置關系等檢測頭部Ih的傾斜度，特別是繞AP軸的旋轉角度。
[0069]在步驟S4中，標記平面Z位置決定部604決定標記平面Z位置。標記平面Z位置能夠定義為例如標記平面LP中的與攝像視野區域FOV的中心對應的點的Z軸方向上的位置。
[0070]在圖8中，示出標記平面Z位置的設定例。例如，如圖8所示，將從成像板IS的下端面B中的與攝像視野區域FOV的中心對應的點BC，在Z軸方向上，向下方即頸動脈血流的上游側移動既定距離Λ Z的位置作為標記平面Z位置LPZ而決定。距離ΛΖ例如為約2cm。在灌流攝影中，通常以包圍包含腦實質部分的特定的解剖學特征部分的方式設定成像板IS。因此，若如此決定標記平面Z位置，則能夠經驗性地將標記平面LP設定于距頭部Ih相對于Z軸方向沒有傾斜時的威利斯動脈環的下部數cm的、頭部血管的分支、彎曲少的理想位置。
[0071]另外，標記平面Z位置決定部604還可以通過如在日本特開2012-61074號公報中公開的方法決定標記平面Z位置。即，還可以預先規定標準的模型腦的模板與最佳的標記平面的位置關系，在定位器圖像中進行腦的模板匹配，求標記平面的最佳的Z軸方向的位置。或者，還可以預先規定各種動脈中的解剖學特征點與最佳的標記平面的位置關系，在定位器圖像中提取各種動脈中的解剖學特征點，求標記平面的最佳的Z軸方向的位置。
[0072]在步驟S5中，標記平面傾斜度決定部605決定標記平面LP的傾斜度。標記平面LP的傾斜度例如能夠作為標記平面LP的法線與Z軸方向的旋轉角而定義。
[0073]在圖9中，示出標記平面LP的傾斜度的決定例。例如，如圖9所示，將標記平面LP的傾斜度α決定為以與在步驟S2中檢測到的頭部Ih的軸的繞AP軸的旋轉角度分量α實質上相同的旋轉角度量繞AP軸旋轉時的傾斜度。即，將標記平面LP作為如下平面，即將正交于Z軸方向的平面配置于先前決定的標記平面Z位置，使用旋轉矩陣Rz ( α )將該平面旋轉而成的平面而設定。
[0074]在步驟S6中， 灌流攝影執行部606根據設定的成像板IS以及標記平面LP，執行基于ASL法的灌流攝影。
[0075]在圖10以及圖11中，示出用于灌流攝影的脈沖序列的一例。基于該脈沖序列的灌流攝影被稱為CASL(連續動脈自旋標記:Continuous Arterial Spin Labeling)。在CASL、PASL等ASL法中，對有標記的斷層像即標記圖像和無標記的斷層像即控制圖像進行攝影，作為這些圖像的差分圖像而求灌流圖像。
[0076]圖10是標記圖像攝影用的脈沖序列，圖11是控制圖像攝影用的脈沖序列。脈沖序列從左向右進行。在兩個圖中，(I)表示高頻磁場的脈沖序列。(2)~(4)均表示梯度磁場的脈沖序列。(2)是切片梯度，(3)是頻率編碼梯度，(4)是相位編碼梯度。此外，靜磁場為恒定的磁場強度且始終施加。
[0077]在圖10的脈沖序列中，首先，進行標記平面LP的自旋的標記。標記通過以既定的占空比(duty ratio)施加既定次數的矩形波的反轉脈沖而進行。由此,對動脈血中的自旋進行基于反轉的標記。標記的自旋通過動脈灌流于成像板IS。
[0078]磁體系統100、梯度驅動部130、RF驅動部140以及序列控制部160參與自旋的標記。
[0079]在標記之后，對成像板IS進行攝影。攝影通過回撥平面成像(EP1:Echo PlanarImaging)而進行。即，對成像板進行基于90°脈沖的自旋激勵。在90°激勵的既定時間后進行180°激勵，接著以既定的序列施加頻率編碼梯度Gfreq以及相位編碼梯度Gphase，逐次收集多個自旋回波(spin echo)即視圖數據(view data)。如此獲得的視圖數據被收集于數據處理部170的存儲器。在存儲器形成k空間。該k空間為標記圖像用的k空間。
[0080]在圖11的脈沖序列中，首先，進行標記平面LP的自旋的RF激勵。RF激勵通過以既定的占空比施加既定次數的正弦波的RF脈沖而進行。
[0081]該RF脈沖的信號強度與圖10的脈沖序列中的反轉脈沖同等，而由于為正弦波，故作為整體不進行自旋的反轉。在為了使成像板IS上的自旋的飽和(saturation)效果與圖10的反轉脈沖相同而進行該RF激勵。
[0082]在此種自旋操作之后，對成像板進行攝影。攝影通過EPI而進行。即，對成像板IS進行基于90°脈沖的自旋激勵。在90°激勵的既定時間后進行180°激勵，接著以既定的序列施加頻率編碼梯度Gfreq以及相位編碼梯度Gphase，逐次收集多個自旋回波即視圖數據。如此獲得的視圖數據被收集于數據處理部170的存儲器。在存儲器形成k空間。該k空間為控制圖像用的k空間。
[0083]在圖12中，示出k空間的概念圖。在k空間中橫軸kx為頻率軸，縱軸ky為相位軸。在該圖中，多個橫長的長方形分別表示視圖數據。記入長方形內的數字表示相位編碼量。相位編碼量以/N歸一化。N為64~512。相位編碼量在相位軸ky的中心為O。從中心到兩端，相位編碼量逐漸增加。增加的極性相互相反。
[0084]此種k空間關于標記圖像和控制圖像而分別形成。數據處理部170將這些k空間的視圖數據分別反傅里葉變換，分別重建標記圖像以及控制圖像。
[0085]數據處理部170進一步求標記圖像與控制圖像的差分圖像。差分圖像是只基于反轉即標記的自旋所產生的磁共振信號的圖像。由此，差分圖像成為灌流圖像。
[0086]在步驟S7中，圖像顯示存儲控制部607使灌流圖像顯示于顯示部180，并且使該圖像數據存儲于存儲器。
[0087]以上，根據上述實施方式，由于基于與適于標記的區域具有相關性的頭部的傾斜度決定標記區域的傾斜度，故在基于ASL法的攝影中，與頭部的姿勢無關地，能夠將適于標記的區域作為標記區域決定。
[0088]另外，根據上述實施方式，由于使標記平面繞AP軸旋轉與頭部的繞AP軸的旋轉角度分量對應的旋轉角度，故能夠只基于如下旋轉角度分量，即主要有助于頭部的傾斜度中威利斯動脈環下部周邊的動脈傾斜的動作的旋轉角度分量，決定標記平面的傾斜度，能夠進行高效且精度高的標記平面的傾斜度調整。
[0089]此外，發明的實施方式不限于上述實施方式，能夠在不脫離本發明的要旨的范圍內進行各種變更、追加。
[0090]例如，數學地表現頭部的軸的傾斜度的方法、提取頭部的軸的繞AP軸的旋轉角度分量的方法不限于上述示例，能夠使用已知的所有方法。
[0091]另外例如，在頭部的軸的傾斜度比既定水平小時，判斷為威利斯動脈環下部周邊的動脈的傾斜度也小，不傾斜標記平面，與以往一樣地作為正交于Z軸方向的平面進行設定也可。
[0092]另外例如，在上述實施方式中，作為標記區域，決定在血流方向上厚度薄的標記平面，而還可以決定在血流方向上有厚度的標記板(labeling slab)。
[0093]另外例如，如上所述的標記平面的決定不僅能夠適用于基于CASL的灌流攝影，還能夠適用于基于PASL (脈沖動脈自旋標記:Pulse Arterial Spin Labeling)、EPISTAR(具有交替高頻的回波平面成像和信號目標:Echo Planar Imaging and Signal Targetingwith Alternating Radio Frequency)、QUIPSS II (使用單一相減的灌流定量成像:Quantitative Imaging of Perfusion Using a Single Subtraction II)等的灌流攝影。
[0094]符號說明
I對象；100磁體系統；102主磁場線圈部；106梯度線圈部；108 RF線圈部；130梯度驅動部；140 RF驅動部；150數據收集部；160序列控制部；170數據處理部；180顯示部；190操作部；500托架；601定位器攝影執行部；602成像板設定部；603頭部傾斜度檢測部；604成像平面Z位置決定部；605成像平面傾斜度決定部；606灌流攝影執行部；607圖像顯示存儲控制部；IS成像板；LP標記平面。
【權利要求】
1.一種標記區域決定裝置，具備: 檢測單元，檢測進行基于ASL法的攝影的對象的頭部相對于體軸方向的傾斜度；以及決定單元，基于通過所述檢測單元檢測到的頭部的傾斜度，決定相對于所述對象的體軸方向的自旋的標記區域的傾斜度。
2.如權利要求1所述的標記區域決定裝置，其中， 所述檢測單元基于設定于所述頭部的成像區域的切片方向，檢測所述頭部的傾斜度。
3.如權利要求1所述的標記區域決定裝置，其中， 所述檢測單元基于通過所述頭部的預備攝影而獲得的圖像的解析結果，檢測所述頭部的傾斜度。
4.如權利要求1至權利要求3中任一項所述的標記區域決定裝置，其中， 所述檢測單元檢測所述頭部的繞AP軸的旋轉角度分量， 所述決定單元基于所述旋轉角度分量決定所述標記區域的傾斜度。
5.如權利要求4所述的標記區域決定裝置，其中， 所述決定單元以所述標記區域的法線方向成為從所述體軸方向繞所述AP軸旋轉與所述旋轉角度分量對應的旋轉角度量而成的方向的方式，決定所述標記區域的傾斜度。
6.如權利要求5所述的標記區域決定裝置，其中， 所述決定單元以所述標`記區域的法線方向成為從所述體軸方向繞所述AP軸旋轉與所述旋轉角度分量實質上相同的旋轉角度量而成的方向的方式，決定所述標記區域的傾斜度。
7.如權利要求4至權利要求6中任一項所述的標記區域決定裝置，其中， 所述檢測單元求表示所述頭部的傾斜度的三維旋轉矩陣，基于該三維旋轉矩陣的矩陣元素檢測繞AP軸的旋轉角度分量。
8.—種磁共振裝置，具備: 檢測單元，檢測進行基于ASL法的攝影的對象的頭部相對于體軸方向的傾斜度；以及決定單元，基于通過所述檢測單元檢測到的頭部的傾斜度，決定相對于所述對象的體軸方向的自旋的標記區域的傾斜度。
9.如權利要求8所述的磁共振裝置，其中， 所述檢測單元基于設定于所述頭部的成像區域的切片方向，檢測所述頭部的傾斜度。
10.如權利要求8所述的磁共振裝置，其中， 所述檢測單元基于通過所述頭部的預備攝影而獲得的圖像的解析結果，檢測所述頭部的傾斜度。
11.如權利要求8至權利要求10中任一項所述的磁共振裝置，其中， 所述檢測單元檢測所述頭部的繞AP軸的旋轉角度分量， 所述決定單元基于所述旋轉角度分量決定所述標記區域的傾斜度。
12.如權利要求11所述的磁共振裝置，其中， 所述決定單元以所述標記區域的法線方向成為從所述體軸方向繞所述AP軸旋轉與所述旋轉角度分量對應的旋轉角度量而成的方向的方式，決定所述標記區域的傾斜度。
13.如權利要求11或權利要求12所述的磁共振裝置，其中， 所述檢測單元以所述標記區域的法線方向成為從所述體軸方向繞所述AP軸旋轉與所述旋轉角度分量實質上相同的旋轉角度量而成的方向的方式，決定所述標記區域的傾斜度。
14.如權利要求11至權利要求13中任一項所述的磁共振裝置，其中， 所述檢測單元求表示所述頭部的傾斜度的三維旋轉矩陣，基于該三維旋轉矩陣的矩陣元素檢測繞AP軸的旋轉角度分量。
15.一種程序，使計算機作為下列單元起作用: 檢測單元，檢測進行基于ASL法的攝影的對象的頭部相對于體軸方向的傾斜度；以及決定單元，基于通過所述檢測單元檢測到的頭部的傾斜度，決定相對于所述對象的體軸方向的自旋的標記區域的傾斜度。
16.如權利要求15所述的程序，其中，所述檢測單元基于設定于所述頭部的成像區域的切片方向，檢測所述頭部的傾斜度。
17.如權利要求15所述的程序，其中， 所述檢測單元基于通過所述頭部的預備攝影而獲得的圖像的解析結果，檢測所述頭部的傾斜度。
18.如權利要求15至權利要求17中任一項所述的程序，其中， 所述檢測單元檢測所述頭部的繞AP軸的旋轉角度分量， 所述決定單元基于所述旋轉角度分量決定所述標記區域的傾斜度。
19.如權利要求18所述的程序，其中， 所述決定單元以所述標記區域的法線方向成為從所述體軸方向繞所述AP軸旋轉與所述旋轉角度分量對應的旋轉角度量而成的方向的方式，決定所述標記區域的傾斜度。
20.如權利要求18或權利要求19所述的程序，其中，所述決定單元以所述標記區域的法線方向成為從所述體軸方向繞所述AP軸旋轉與所述旋轉角度分量實質上相同的旋轉角度量而成的方向的方式，決定所述標記區域的傾斜度。
【文檔編號】A61B5/055GK103519815SQ201310281294
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年7月5日 優先權日:2012年7月6日
【發明者】池崎吉和, 宇野萬里惠 申請人:Ge醫療系統環球技術有限公司