具体实施方式

以下参考附图来说明本发明的实施方式所涉及的MRI装置。另外，在用于说明本发明的实施方式的全部图中，对具有相同功能的部分标注相同附图标记，省略其重复的说明。

如图1所示那样，本实施方式的MRI装置作为主要结构而具备：使被检者产生核磁共振并收集NMR信号的摄像部100；控制摄像部100的动作并使用摄像部100收集的NMR信号来进行包括图像重构在内的种种运算的运算部200；存储摄像部100、运算部200的处理所需的数据、处理结果等的存储装置300；和接受用户的指令、条件设定的用户接口部(UI)部400。

摄像部100的结构与一般的MRI装置同样，例如如图2所示那样具备：在放置被检者101的空间产生均匀的静磁场的静磁场磁铁111；在静磁场磁铁111所形成的静磁场空间产生倾斜磁场的倾斜磁场产生线圈113；对置于静磁场空间内的被检者施加高频磁场(RF脉冲)的高频磁场114；以及接收从被检者产生的核磁共振信号(回波信号)的接收用高频磁场(接收线圈)115。这些线圈配置于台架110内，被检者101躺在床112而配置于静磁场空间内。通常配置成被检者101的检查部位的中心与静磁场中心一致。

进而，在摄像部100中具备：驱动这些高频磁场114的发送部116；驱动倾斜磁场产生线圈113的倾斜磁场电源119；接收接收线圈115所检测到的回波信号的接收部117；信号处理部118；以及脉冲序列部120。脉冲序列部120按照高频磁场、倾斜磁场、记述了信号接收的定时、强度的脉冲序列，来将被检者的断层图像的数据收集所需的种种命令对发送部、倾斜磁场电源119以及接收部117进行发送。

运算部200具备：控制摄像部100的摄像控制部210；使用通过摄像部100的摄像得到的回波信号来进行图像的重构的图像重构部220；检测配置于台架110内的被检者101的检查部位，并算出其扩展即在摄像空间中检查部位所占的区域的大小的检查部位检测部230；以及根据检查部位检测部230算出的检查部位的扩展来算出扫描参数的扫描参数算出部240。

所谓检查部位，是头部、胸部、腹部、四肢部等成为检查对象的部位，在协议中，按每个检查部位来决定在定位摄像(定位像)、正式摄像中所用的脉冲序列的种类、摄像截面、摄像位置的信息。在本实施方式中，进一步将用于算出检查部位的扩展的预扫描和预扫描后的处理的流程按每个检查部位作为预扫描流程而存放在存储装置300。另外，在存储装置300中登记有摄像对象部位的特征量。所谓摄像对象部位，是成为检查的对象的脏器、组织(例如血管、关节部、腰椎等)，所谓其特征量，例如是椭圆形、细长的形状等形状的特征、位置(在给定的截面中偏向左右或上下的任一者何种程度而存在等)、亮度值(相对于周边组织是明亮还是暗等)，是从统计性的数据提取的量。

UI部400具备显示器以及触控面板、键盘、鼠标等输入设备，进行图像重构部220所作成的图像、运算中途得到的图像、GUI的显示，并经由输入设备接受用户所进行的输入，并送往运算部200。

运算部200能构建在具备CPU、GPU以及存储器的计算机上，运算部200的各功能通过将各个程序上传到CPU来实现。但还能将功能的一部分用ASIC、PFGA等硬件实现。

在图3示出将运算部200构建在计算机上的结构例。在该结构例中，运算部200作为控制功能，除了具备摄像控制部210以外，还具备预扫描流程(flow)控制部212、解析控制部214。另外，除了作为运算功能而具备图像重构部220以及扫描参数算出部240以外，还作为检查部位检测部230的功能而具备预扫描图像处理部231以及摄像位置算出部232。

预扫描流程控制部212执行以下操作：若用户从显示于UI部400的显示器的被检者登记用的画面输入了包含检查部位的被检者信息，就按照UI部400所接受到的用户的输入指示，来从存储于存储装置300的预扫描流程选择与所输入的检查部位匹配的预扫描流程。

摄像控制部210按照从预扫描流程控制部212发送的控制信号来控制摄像部100中的摄像处理。例如控制成执行摄像部100选择的预扫描。

解析控制部214按照从预扫描流程控制部212发送的控制信号来控制检查部位检测部230所进行的处理、即按每个摄像的截面以及检查部位而不同的解析处理。

预扫描图像处理部231根据在预扫描中得到的测量数据来作成预扫描图像，进行给定的处理。预扫描图像处理部231中的处理的细节后述。摄像位置算出部232根据由预扫描图像处理部231处理过的预扫描图像来估计与定位用图像或预扫描流程匹配的截面的摄像位置，并向摄像控制部210发送控制信号。扫描参数运算部240通过从预扫描图像处理部231发送的处理图像和后述的方法来估计正式摄像的扫描参数。

存储器250作为上述各部的运算、处理中的作业区域发挥作用，临时存储作成的图像、运算处理的中途过程。另外，在存储器250或记录装置300中设有：将用户经由UI部400输入的被检者的信息进行登记的被检者信息登记部。

接下来说明本实施方式的MRI装置的动作的流程。在图4示出整体的流程的一例。

<步骤S401>

首先，在检查的最初，由操作者使用UI部400来进行被检者信息的登记。在该信息中除了包含姓名、年龄、性别以外，还包含检查部位、摄像对象部位等信息，保存在存储器250(被检者信息登记部)中。作为检查部位的信息，包含头部、腹部、肩等信息，作为摄像对象部位的信息，包含更具体的组织、部位的信息。

<步骤S402>

接下来，为了决定每个被检者的偏移量和扫描参数而执行用于探测检查部位的扩展的预扫描摄像。作为一例，在床送进完成后或检查室门闭锁后自动执行预扫描摄像开始。

摄像部100例如按照图5的流程来进行预扫描摄像。

首先取得登记于存储器250(被检者信息登记部)的检查部位的信息(步骤S501)。根据检查部位的信息，与预先保存于存储装置300的针对检查部位的预扫描流程的列表进行比对，来取得对象的预扫描流程(步骤S502)。从预扫描流程取得摄像截面(步骤S503)。摄像截面例如是从轴向(AX)截面、矢状(SAG)截面、冠状(COR)截面选出的1～3个截面，在预扫描流程中，对每个检查部位预先设定以怎样的顺序取得哪个摄像截面。在预扫描中，按照该设定来依次取得摄像截面(步骤S504)。

摄像部100对取得的摄像截面以低解析度摄像高速且相对于检查部位大范围的摄像视野的图像。例如摄像矩阵将频率编码数设为64，将相位编码数设为16，FOV使用500[mm]。将摄像的截面登记于摄像完毕截面(步骤S505)，进行各截面的预扫描，直到预扫描流程中所设定的摄像截面的预扫描完成为止。

<步骤S403>

预扫描图像处理部231进行预扫描中摄像的图像的解析处理。在AX截面的情况下，作成提取了AX截面图像上的高亮度分量即被检者所存在的区域的蒙片(mask)。另外，在SAG截面或COR截面的情况下，作成对SAG或COR截面的图像除去了作为低亮度分量的伪影、噪声的蒙片。

使用图6来说明蒙片作成(预扫描图像处理部231的处理)的细节。在此，作为一例，说明最初作成AX截面的蒙片的情况。

[步骤S601]

对AX截面的图像通过式(1)来将图像2值化。2值化中所用的阈值例如能用判别分析法算出，这时，可以对遵循每个截面以及部位的特征用判别分析法确定的阈值加减标准偏差、修正系数等来进行调整。

【数学式1】

式中、S(x，y)是AX截面的图像的亮度信号强度，Threshold是对S(x，y)用判别分析法求得的阈值，Mask1(x，y)是2值化的蒙片图像。X是图像的横坐标(横向的重构矩阵尺寸)，y是图像的纵坐标(纵向的重构矩阵尺寸)。

[步骤S602]

对2值化过的蒙片进行将伪影除去的处理。预扫描中得到的图像是以少的相位编码数取得的图像(低解析度图像)，会出现由于高频数据的缺损而产生的截断伪影。这样的伪影能通过重复膨胀处理和缩小处理的形态学(morphology)变换来除去。具体地，重复式(2)以及式(3)所表征的图像的收缩和膨胀，进行开(opening)处理或闭(closing)处理。该处理例如在进行1次收缩后进行1次膨胀。

【数学式2】

式(2)中、Mask2(x，y)是形态学变换的收缩的蒙片。

【数学式3】

式(3)中、Mask3(x，y)是形态学变换的膨胀的蒙片。

[步骤S603]

在上述那样形成的蒙片中，体内的空气等低亮度部分由于被判断为背景，从蒙片内脱落，因此进行将其包含在蒙片中的处理。具体地，蒙片中所内含的边缘上的像素在近旁有连结性，在形成闭合的区域的情况下，将该区域的像素值设为1。

[步骤S604]

在步骤S604，使用从预扫描流程取得的摄像截面的信息来判定是否是关节部等在同一图像中对两侧、多个对象摄像的部位，在有多个截面图像的情况下，移转到步骤S605，在其他的情况下，结束蒙片作成。

[步骤S605]

在有多个截面的情况下(形成了未连结的多个蒙片的情况下)，对与各蒙片对应的各个截面图像算出用图像内的亮度值的合计值除以像素数而得到的亮度平均值S_ave(式(4))。

【数学式4】

<步骤S404>

对步骤S403(S601～S605)中作成的蒙片确定与检查部位对应的蒙片。

在步骤S403中作成的蒙片中，存在除了关节部以外还包含多个截面图像的蒙片的情况。例如在腹部是检查部位的情况下，如图7的(a)所示那样，有在AX截面中映入腹部和臂的可能性。另外，在膝关节为检查部位的情况下，如图7的(b)所示那样，在AX截面中映入双腿或单腿。在本步骤中，将每个部位的蒙片的特征、和存放于存储器等的检查部位信息以及蒙片图像的形状、亮度平均值进行比对，来确定与检查部位对应的蒙片。

例如在腹部是检查部位的情况下，与检查部位对应的蒙片有存在于图像的中心附近且椭圆形状这样的特征。因此，选择与该特征匹配的蒙片作为腹部位置。另外，在关节部中，由于装备接收线圈的部分是高亮度(高灵敏度)部分，将因此上述的亮度平均值最高的截面图像的蒙片作为关节部的蒙片。例如在腿部是检查部位的情况下，在作为检查部位信息而由用户选择了检查对象的左右的情况下，将选择的单腿的蒙片选择为对象。在左右均未选择的情况下，将上述的步骤S605中算出的亮度平均值最高的蒙片选择为对象。另外在，两侧是对象的情况下，或在两侧的亮度平均值中没有差的情况下，将两侧确定为对象。

另外，在SAG截面、COR截面中，由于通常作成设为连续的区域的一个蒙片，因此不需要本步骤的处理。

<步骤S405>

预扫描图像处理部231在对预先设定的全部摄像截面形成蒙片后，将所确定的蒙片的位置送往摄像位置算出部232。摄像位置算出部232使用蒙片的位置信息来算出可能会包含摄像对象部位的位置。所谓“可能会包含摄像对象部位的位置”是指：例如在摄像对象部位是腰椎的情况下，将腹部以及腰部作为检查部位来进行预扫描，得到其AX截面、SAG截面的蒙片，在该截面中估计为包含腰椎(摄像对象)的位置。

摄像位置算出部232使用摄像对象部位的信息，并根据经验上或统计上已知的解剖学上的位置来估计相对于摄像位置的位置。例如在腰椎的情况下，由于在解剖学上存在于人体的正中且背面侧，因此能从躯干部的外形即蒙片形状来预测其所存在的位置。这样的统计性的数据能预先存放于存储装置300，摄像位置算出部232基于存放于存储装置300的统计上的数据来估计腰椎所存在的位置。由此能提升位置预测的精度。关于腰椎以外的其他脏器、组织也同样。摄像位置求取所确定的蒙片(xy面)的x以及y的最大坐标、最小坐标，将各坐标的中心设为基准位置，来算出相对于其的摄像对象部位的偏移量(相对于摄像位置的估计出的摄像对象部位的位置的偏离量)。将算出的偏移量用在预扫描后执行的定位用图像摄像的位置修正中。

<步骤S406>

扫描参数算出部240根据步骤S404中作成的检查对象部位的蒙片图像和对象外的蒙片来测定被检者的扩展，根据此来算出在定位用图像摄像中防止伪影且摄像时间成为最短的扫描参数(FOV、矩形视野的比例、相位过剩采样的比例)。

扩展的测定如图8所示那样，求取蒙片图像的x方向以及y方向的宽度dx、dy作为被检者的扩展。即，在式(3)中，求取成为Mask3(x，y)＝1的x以及y的最大坐标、最小坐标，从最大坐标和最小坐标求取x方向以及y方向的距离dx、dy。FOV如图8所示那样，将dx和dy当中更大的值设为1.2倍的值(该示例中是FOV＝dy×1.2)。

关于矩形视野的比例，如图9的(a)所示那样，若相位编码方向成为x方向，则将x方向的距离dx的1.2倍(dx×1.2)和作为FOV而设定的值(该示例中是dy×1.2)进行比较，来求取其倍率r(r＝dx/dy)，若倍率r为1倍以下，则将FOV设定为“矩形视野”。或者，将已经设定的值更新。

关于卷褶除去的比例，如图9的(b)所示那样，在相对于相位编码方向(该示例中是x方向)而在作为FOV而设定的值(该示例中是dy×1.2)的区域外存在被判定为对象外的蒙片的情况下，将包含对象外蒙片的区域设定为卷褶除去的比例。或者将已经设定的值更新。

另外，为了卷褶除去而扩大的测量FOV的比例(抗混叠尺寸，antialiasing size)例如在式(5)表征。

【数学式5】

式(5)中，Eff_z是有效磁场空间，Off_z是偏心量。

进而，扫描参数算出部240能使用被检者的扩展(尺寸)来求取正式摄像的扫描参数(切片数以及切片厚度)。具体地，切片数是用与切片方向对应的距离例如AX截面的情况下(图10的右图)的COR方向或SAG方向的距离除以切片宽度并舍弃尾数的值。关于切片方向的距离，基于被检者的尺寸是比标准的尺寸大还是小，来对根据通过检查部位或摄像对象部位而默认设定的切片数以及切片厚度算出的距离(在没有重叠的情况下是距离＝切片数×切片厚度)进行调整。

<步骤S407>

在对AX截面完成上述的处理(步骤S402～S406)后进一步将SAG截面或COR截面设定在预扫描流程的情况下，回到步骤S402，对下一截面(SAG截面或COR截面)进行步骤S403～S406的解析处理。处理的内容与AX截面同样，关于步骤S403的蒙片作成(图6：S601～S605)，不需要判断是否是关节部的步骤S604以及算出亮度平均值的步骤S605，通过步骤S601到步骤S603的处理来作成蒙片。另外在AX截面，进行利用了阈值的2值化处理以及利用了形态学变换的伪影除去处理，但也可以取代这些处理，提取利用了高斯滤波器、中值滤波器的伪影除去和被检者部分(灵敏度范围)。

另外，在对SAG截面、COR截面进行预扫描时，也可以反映AX截面的处理步骤S405中得到的摄像位置而修正最初设定的摄像位置。由此能提高之后的步骤中得到的被检者的扩展、据此算出的扫描参数的精度。

对在预扫描流程控制部212中设定的全部预扫描截面进行以上的从预扫描的摄像到扫描参数算出的处理(步骤S402～S406)。将到此为止作为预扫描来自动执行。

<步骤S408>

通过反映步骤S405中算出的摄像位置以及步骤S406中算出的扫描参数而进行定位摄像以及正式摄像。其中，在相对于静磁场中心的摄像中心的位置偏离大，需要其修正的情况下，调整床移动或激发位置。另外，在预扫描中发生错误的情况下，使用到刚刚之前为止的处理结果来执行定位摄像。

在正式摄像时，为了设定正式摄像的位置、条件而在UI部400的显示器显示通过定位用图像的摄像得到的图像(定位像)。这时，可以在将在定位像上示出表示切片位置的堆叠(stack)、进行呼吸活动等的检测的位置(收集导航回波的位置)等信息重叠于图像上的状态下进行显示。另外，还一并显示预扫描中算出的扫描参数(切片数、切片厚度)，设为能在GUI上进行确认以及编辑。

另外在以上的说明中，预扫描在定位摄像之前自动执行，但也可以是，用户能选择是否执行预扫描。例如可以如图11所示那样，在显示检查流程的GUI上显示本实施方式的功能(预扫描和扫描参数算出)的运用(ON)还是非运用(OFF)的切换按钮，仅在选择了运用时执行预扫描。

如此地，根据本实施方式，由于不依赖于被检者的体型、身体姿势而将摄像位置的偏移量最佳化，因此能防止用户的预想外的位置处的定位摄像、以及由此引起的再摄像，能使检查精度提升。另外根据本实施方式，由于在摄像时用户自动算出按每个被检者而变更的参数，另外在将各种参数变更为算出的值的状态下进行用户显示，因此能进行自动的摄像。