JP2009508635A - 運動コード化mr画像の高度に限定された再構成 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
本出願は、2005年9月22日付で出願された、発明の名称が「高度に限定された画像再構成法(Highly Constrained Image Reconstruction Method)」の米国特許仮出願第60/719,445号、および2006年3月9日付で出願された、発明の名称が「速度コード化MR画像の高度に限定された再構成(Highly Constrained Reconstruction Of velocity Encoded MR Images)」の米国特許仮出願第60/780,788号の利益を主張する。
本発明は、米国国立衛生研究所によって認められた認可番号第HL072260及びLH066488に基づいて、政府の支援でなされた。米国政府は、本発明に一定の権利を有する。
本発明の分野は、磁気共鳴イメージング(MRI)方法及びシステムである。より詳細には、本発明は、運動を示す勾配を用いるパルスシーケンスによるMR画像の取得及び再構成に関する。
本発明は、取得された速度コード化MRデータから画像を再構成する方法であり、より詳細には、高度にアンダーサンプリングされたデータセットから速度コード化画像が再構成されることを可能にする高度に限定された逆投影方法である。本発明の高度に限定された逆投影方法を使用することによって、大幅に少ないビューで、且つアンダーサンプリングに起因する、臨床的に好ましくない画像アーチファクトを生成することなく速度コード化画像を取得することができる。これによって取得時間が短縮され、種々の速度コード化において画像を取得することが可能となる。
合成画像は、走査中に取得されたデータから再構成され、フィールド・オブ・ビューで構造体を表す、他の取得画像データだけでなく画像を再構成するために用いられる合成画像を含んでもよい。数式(2)の分子は、合成画像において、対応する信号値を用いた各画素に重み付けし、分母は、全逆投影信号サンプルが、画像フレームに対する投影総和を反映し、合成画像の総和により乗算されないように、その値を正規化している。この正規化は、逆投影後に各画素で別個に行われることができるが、多くの臨床使用では、逆投影の前に投影Pを正規化する方がはるかに容易であることに留意すべきである。この場合、投影Pは、同じビュー角での合成画像を通した投影において対応する値PCで割ることによって正規化される。次に、正規化された投影P/PCは逆投影され、次に、結果として得た画像は合成画像を乗算される。
特に図1を参照すると、本発明の好ましい実施態様がMRIシステムに用いられる。MRIシステムは、ディスプレイ112及びキーボード114を有するワークステーション110を備える。ワークステーション110は、市販のオペレーティングシステムを走らせている市販のプログラマブルマシンであるプロセッサ116を備える。ワークステーション110は、スキャン指示をMRIシステムに入力できるようにするオペレータインタフェースを提供する。
次いで、これら3つの速度成分を数式(5)において上述のように結合し、n個の対応する合計速度画像フレームを生成する。
Claims (19)
- 磁気共鳴イメージングシステムのフィールド・オブ・ビュー(FOV)内に位置決めされる対象の画像を生成する方法であって、
a)前記MRIシステムによって、第1の方向に沿って向けられる運動感知勾配を有するパルスシーケンスを使用して前記FOV内に位置決めされる前記対象の投影ビューのセットを取得するステップであって、該投影ビューのセットが第1のアンダーサンプリング画像データセットを形成するステップと、
b)前記MRIシステムによって、前記第1の方向に沿って向けられる異なる運動感知勾配を有する前記パルスシーケンスを使用して前記FOV内に位置決めされる前記対象の投影ビューの第2のセットを取得するステップであって、該投影ビューの第2のセットが第2のアンダーサンプリング画像データセットを形成するステップと、
c)投影ビューの追加の第1及び第2のセットを取得するためにステップa)及びb)を複数回繰り返すステップであって、該投影ビューの追加のセット内の該投影ビューがインターリーブされるステップと、
d)前記第1のアンダーサンプリング画像データセット及び前記第2のアンダーサンプリング画像データセットのそれぞれにおける対応する投影ビューのI成分及びQ成分を減算することによって複数の複素差投影データセットを生成するステップと、
e)対応する複数の複素差投影データセットから複数のアンダーサンプリング複素差画像を再構成するステップと、
f)前記複数の複素差画像から複数のI成分投影データセットを生成するステップと、
g)複数の前記I成分投影データセット内の投影データからI成分合成画像を生成するステップと、
h)前記複数の複素差画像から複数のQ成分投影データセットを生成するステップと、
i)複数の前記Q成分投影データセット内の投影データからQ成分合成画像を生成するステップと、
j)I成分投影データセットから、
j)i)前記I成分投影データセット内の前記投影ビューを前記FOVに逆投影すると共に、各I画像画素に逆投影された値を、前記I成分合成画像内の対応する画素の正規化値によって重み付けすることと、
j)ii)各I画像画素の前記逆投影された値を合計することと
によって、I画像を再構成するステップと、
k)Q成分投影データセットから、
k)i)前記Q成分投影データセット内の前記投影ビューを前記FOVに逆投影すると共に、各Q画像画素に逆投影された値を、前記Q成分合成画像内の対応する画素の正規化値によって重み付けすることと、
k)ii)各Q画像画素の前記逆投影された値を合計することと
によって、Q画像を再構成するステップと、
l)複素差画像を形成するために、前記再構成されたI画像と前記再構成されたQ画像とを結合するステップと
を含む、磁気共鳴イメージングシステムのFOV内に位置決めされる対象の画像を生成する方法。 - 前記FOVが三次元であり、三次元の複素差画像が生成され、ステップj)及びk)において再構成される前記I画像及び前記Q画像が以下の通りである、請求項1記載の方法。
- 追加の複素差画像が、前記I成分投影データセット及び前記Q成分投影データセットのうちの異なる一方を用いてステップj)、k)及びl)を繰り返すことによって生成される、請求項1記載の方法。
- 前記複素差画像から位相画像を生成することを含む、請求項1記載の方法。
- 前記複素差画像から速度画像を生成することを含む、請求項1記載の方法。
- m)第2の複素差画像を生成するために、ステップa)、b)及びc)における第2の方向に沿って向けられる運動コード化勾配を使用してステップa)〜l)を繰り返すステップと、
n)第3の複素差画像を生成するために、ステップa)、b)及びc)において第3の方向に沿って向けられる運動コード化勾配を使用してステップa)〜l)を繰り返すステップと、
o)前記3つの複素画像を使用して速度画像を生成するステップと
を含む、請求項1記載の方法。 - アンダーサンプリング複素差画像から符号マップを算出することと、
前記位相画像に前記符号マップを乗算することと
を含む、請求項5記載の方法。 - 磁気共鳴イメージングシステムのフィールド・オブ・ビュー(FOV)内に位置決めされる対象の画像を生成する方法であって、
a)前記MRIシステムによって、パルスシーケンスを使用して前記FOV内に位置決めされる前記対象の投影ビューのセットを取得するステップであって、該投影ビューのセットが第1のアンダーサンプリング画像データセットを形成するステップと、
b)前記MRIシステムによって、前記パルスシーケンスを使用して前記FOV内に位置決めされる前記対象の投影ビューの第2のセットを取得するステップであって、該投影ビューの第2のセットが第2のアンダーサンプリング画像データセットを形成するステップと、
c)投影ビューの追加の第1及び第2のセットを取得するためにステップa)及びb)を複数回繰り返すステップであって、該投影ビューの追加のセット内の該投影ビューがインターリーブされるステップと、
d)前記第1のアンダーサンプリング画像データセット及び前記第2のアンダーサンプリング画像データセットのそれぞれにおける対応する投影ビューのI成分及びQ成分を減算することによって複数の複素差投影データセットを生成するステップと、
e)対応する複数の複素差投影データセットから複数のアンダーサンプリング複素差画像を再構成するステップと、
f)前記複数の複素差画像から複数のI成分投影データセットを生成するステップと、
g)複数の前記I成分投影データセット内の投影データからI成分合成画像を生成するステップと、
h)前記複数の複素差画像から複数のQ成分投影データセットを生成するステップと、
i)複数の前記Q成分投影データセット内の投影データからQ成分合成画像を生成するステップと、
j)I成分投影データセットから、
j)i)前記I成分投影データセット内の前記投影ビューを前記FOVに逆投影すると共に、各I画像画素に逆投影された値を、前記I成分合成画像内の対応する画素の正規化値によって重み付けすることと、
j)ii)各I画像画素の前記逆投影された値を合計することと
によって、I画像を再構成するステップと、
k)Q成分投影データセットから、
k)i)前記Q成分投影データセット内の前記投影ビューを前記FOVに逆投影すると共に、各Q画像画素に逆投影された値を、前記Q成分合成画像内の対応する画素の正規化値によって重み付けすることと、
k)ii)各Q画像画素の前記逆投影された値を合計することと
によって、Q画像を再構成するステップと、
l)複素差画像を形成するために、前記再構成されたI画像と前記再構成されたQ画像とを結合するステップと
を含む、磁気共鳴イメージングシステムのFOV内に位置決めされる対象の画像を生成する方法。 - 前記FOVが三次元であり、三次元の複素差画像が生成され、ステップj)及びk)において再構成される前記I画像及び前記Q画像が以下の通りである、請求項9記載の方法。
- 追加の複素差画像が、前記I成分投影データセット及び前記Q成分投影データセットのうちの異なる一方を用いてステップj)、k)及びl)を繰り返すことによって生成される、請求項9記載の方法。
- 前記複素差画像から位相画像を生成することを含む、請求項9記載の方法。
- アンダーサンプリング複素差画像から符号マップを算出することと、
前記位相画像に前記符号マップを乗算することと
を含む、請求項13記載の方法。 - 磁気共鳴イメージングシステムのフィールド・オブ・ビュー(FOV)内に位置決めされる対象の画像を生成する方法であって、
a)前記MRIシステムによって、パルスシーケンスを使用して前記FOV内に位置決めされる前記対象の投影ビューのセットを取得するステップであって、該投影ビューのセットが第1のアンダーサンプリング画像データセットを形成するステップと、
b)投影ビューの追加の第1のセットを取得するためにステップa)を複数回繰り返すステップであって、該投影ビューの追加のセット内の該投影ビューがインターリーブされるステップと、
c)対応する複数の投影データセットから複数のアンダーサンプリング画像を再構成するステップと、
d)前記複数のアンダーサンプリング画像から複数のI成分投影データセットを生成するステップと、
e)複数の前記I成分投影データセット内の投影データからI成分合成画像を生成するステップと、
f)前記複数のアンダーサンプリング画像から複数のQ成分投影データセットを生成するステップと、
g)複数の前記Q成分投影データセット内の投影データからQ成分合成画像を生成するステップと、
h)I成分投影データセットから、
h)i)前記I成分投影データセット内の前記投影ビューを前記FOVに逆投影すると共に、各I画像画素に逆投影された値を、前記I成分合成画像内の対応する画素の正規化値によって重み付けすることと、
h)ii)各I画像画素の前記逆投影された値を合計することと
によって、I画像を再構成するステップと、
i)Q成分投影データセットから、
i)i)前記Q成分投影データセット内の前記投影ビューを前記FOVに逆投影すると共に、各Q画像画素に逆投影された値を、前記Q成分合成画像内の対応する画素の正規化値によって重み付けすることと、
i)ii)各Q画像画素の前記逆投影された値を合計することと
によって、Q画像を再構成するステップと、
j)複素画像を形成するために、前記再構成されたI画像と前記再構成されたQ画像とを結合するステップと
を含む、磁気共鳴イメージングシステムのFOV内に位置決めされる対象の画像を生成する方法。 - 前記FOVが三次元であり、三次元の複素差画像が生成され、ステップh)及びi)において再構成される前記I画像及び前記Q画像が以下の通りである、請求項15記載の方法。
- 前記複素画像から位相画像を生成することを含む、請求項15記載の方法。
- アンダーサンプリング画像から符号マップを算出することと、
前記位相画像に前記符号マップを乗算することと
を含む、請求項18記載の方法。
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