JP2012143467A - Magnetic resonance imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージング(MRI: Magnetic Resonance Imaging)装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a magnetic resonance imaging (MRI) apparatus.
MRIは、静磁場中に置かれた被検体の原子核スピンをラーモア周波数の高周波(RF: radio frequency)信号で磁気的に励起し、この励起に伴って発生する核磁気共鳴(NMR: nuclear magnetic resonance)信号から画像を再構成する撮像法である。 MRI magnetically excites a nuclear spin of a subject placed in a static magnetic field with a radio frequency (RF) signal of Larmor frequency, and nuclear magnetic resonance (NMR) generated by this excitation. This is an imaging method for reconstructing an image from a signal.
従来、MRIでは、時系列のNMRデータを順次収集してイメージングするダイナミック撮像や心電(ECG electro cardiogram)信号等の生体信号に同期させてNMRデータを収集する同期撮像が行われている。ダイナミック撮像や同期撮像を行えば、血管内における血液の流れなどを可視化することができる。 Conventionally, in MRI, synchronous imaging in which NMR data is collected in synchronization with biological signals such as dynamic imaging for sequentially collecting and imaging time-series NMR data and electrocardiogram (ECG electrocardiogram) signals is performed. If dynamic imaging or synchronous imaging is performed, the blood flow in the blood vessel can be visualized.
心臓から離れた末梢血管内の血液をイメージングする場合には、被検体の全身又は少なくとも広い部位を撮像部位とする画像収集が望まれる。すなわち、より広領域についてダイナミック撮像や同期撮像を行うことが望ましい。 When imaging blood in a peripheral blood vessel away from the heart, it is desired to collect images using the entire body of the subject or at least a wide site as an imaging site. That is, it is desirable to perform dynamic imaging or synchronous imaging over a wider area.
本発明は、より広領域についてダイナミック撮像や同期撮像等のシネ撮像を行うことが可能な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。 An object of the present invention is to provide a magnetic resonance imaging apparatus capable of performing cine imaging such as dynamic imaging and synchronous imaging over a wider area.
本発明の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、データ収集手段、画像再構成手段及び画像処理手段を備える。データ収集手段は、互いに異なる複数の位置に寝台を移動させて前記寝台にセットされた被検体から前記寝台の位置ごとに複数の磁気共鳴信号を収集する。画像再構成手段は、前記複数の磁気共鳴信号に対する画像再構成処理によって前記寝台の位置ごとに複数の画像データを生成する。画像処理手段は、前記複数の位置に対応する複数の画像データを前記複数の位置間において繋ぎ合せるスティッチング処理によってシネ画像データを生成する。 A magnetic resonance imaging apparatus according to an embodiment of the present invention includes data collection means, image reconstruction means, and image processing means. The data collection means moves the bed to a plurality of different positions and collects a plurality of magnetic resonance signals for each position of the bed from the subject set on the bed. The image reconstruction means generates a plurality of image data for each position of the bed by image reconstruction processing on the plurality of magnetic resonance signals. The image processing means generates cine image data by a stitching process for joining a plurality of image data corresponding to the plurality of positions between the plurality of positions.
本発明の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置について添付図面を参照して説明する。 A magnetic resonance imaging apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の構成図である。 FIG. 1 is a configuration diagram of a magnetic resonance imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
磁気共鳴イメージング装置20は、静磁場を形成する筒状の静磁場用磁石21、この静磁場用磁石21の内部に設けられたシムコイル22、傾斜磁場コイル23及びRFコイル24を備えている。
The magnetic resonance imaging apparatus 20 includes a cylindrical static
また、磁気共鳴イメージング装置20には、制御系25が備えられる。制御系25は、静磁場電源26、傾斜磁場電源27、シムコイル電源28、送信器29、受信器30、シーケンスコントローラ31及びコンピュータ32を具備している。制御系25の傾斜磁場電源27は、X軸傾斜磁場電源27x、Y軸傾斜磁場電源27y及びZ軸傾斜磁場電源27zで構成される。また、コンピュータ32には、入力装置33、表示装置34、演算装置35及び記憶装置36が備えられる。
In addition, the magnetic resonance imaging apparatus 20 includes a
静磁場用磁石21は静磁場電源26と接続され、静磁場電源26から供給された電流により撮像領域に静磁場を形成させる機能を有する。尚、静磁場用磁石21は超伝導コイルで構成される場合が多く、励磁の際に静磁場電源26と接続されて電流が供給されるが、一旦励磁された後は非接続状態とされるのが一般的である。また、静磁場用磁石21を永久磁石で構成し、静磁場電源26が設けられない場合もある。
The static
また、静磁場用磁石21の内側には、同軸上に筒状のシムコイル22が設けられる。シムコイル22はシムコイル電源28と接続され、シムコイル電源28からシムコイル22に電流が供給されて静磁場が均一化されるように構成される。
A
傾斜磁場コイル23は、X軸傾斜磁場コイル23x、Y軸傾斜磁場コイル23y及びZ軸傾斜磁場コイル23zで構成され、静磁場用磁石21の内部において筒状に形成される。傾斜磁場コイル23の内側には寝台37が設けられて撮像領域とされ、寝台37には被検体Pがセットされる。RFコイル24にはガントリに内蔵されたRF信号の送受信用の全身用コイル(WBC: whole body coil)や寝台37や被検体P近傍に設けられるRF信号の受信用の局所コイルなどがある。
The gradient
また、傾斜磁場コイル23は、傾斜磁場電源27と接続される。傾斜磁場コイル23のX軸傾斜磁場コイル23x、Y軸傾斜磁場コイル23y及びZ軸傾斜磁場コイル23zはそれぞれ、傾斜磁場電源27のX軸傾斜磁場電源27x、Y軸傾斜磁場電源27y及びZ軸傾斜磁場電源27zと接続される。
The gradient
そして、X軸傾斜磁場電源27x、Y軸傾斜磁場電源27y及びZ軸傾斜磁場電源27zからそれぞれX軸傾斜磁場コイル23x、Y軸傾斜磁場コイル23y及びZ軸傾斜磁場コイル23zに供給された電流により、撮像領域にそれぞれX軸方向の傾斜磁場Gx、Y軸方向の傾斜磁場Gy、Z軸方向の傾斜磁場Gzを形成することができるように構成される。
The X-axis gradient magnetic
RFコイル24は、送信器29及び受信器30の少なくとも一方と接続される。送信用のRFコイル24は、送信器29からRF信号を受けて被検体Pに送信する機能を有し、受信用のRFコイル24は、被検体P内部の原子核スピンのRF信号による励起に伴って発生したNMR信号を受信して受信器30に与える機能を有する。
The
一方、制御系25のシーケンスコントローラ31は、傾斜磁場電源27、送信器29及び受信器30と接続される。シーケンスコントローラ31は傾斜磁場電源27、送信器29及び受信器30を駆動させるために必要な制御情報、例えば傾斜磁場電源27に印加すべきパルス電流の強度や印加時間、印加タイミング等の動作制御情報を記述したシーケンス情報を記憶する機能と、記憶した所定のシーケンスに従って傾斜磁場電源27、送信器29及び受信器30を駆動させることによりX軸傾斜磁場Gx、Y軸傾斜磁場Gy,Z軸傾斜磁場Gz及びRF信号を発生させる機能を有する。
On the other hand, the
また、シーケンスコントローラ31は、受信器30におけるNMR信号の検波及びA/D (analog to digital)変換により得られた複素データである生データ(raw data)を受けてコンピュータ32に与えるように構成される。
The
このため、送信器29には、シーケンスコントローラ31から受けた制御情報に基づいてRF信号をRFコイル24に与える機能が備えられる一方、受信器30には、RFコイル24から受けたNMR信号を検波して所要の信号処理を実行するとともにA/D変換することにより、デジタル化された複素データである生データを生成する機能と生成した生データをシーケンスコントローラ31に与える機能とが備えられる。
For this reason, the
さらに、磁気共鳴イメージング装置20には、被検体PのECG信号を取得するECGユニット38が備えられる。ECGユニット38により取得されたECG信号はシーケンスコントローラ31を介してコンピュータ32に出力されるように構成される。
Further, the magnetic resonance imaging apparatus 20 includes an
尚、拍動を心拍情報として表すECG信号の代わりに拍動を脈波情報として表す脈波同期(PPG: peripheral pulse gating)信号又は呼吸信号を取得することもできる。PPG信号は、例えば指先の脈波を光信号として検出した信号である。PPG信号又はを取得する場合には、PPG信号検出ユニットが設けられる。以下、ECG信号を取得する場合について述べる。 Note that a pulse wave synchronization (PPG) signal or a respiratory signal representing pulsation as pulse wave information can be acquired instead of an ECG signal representing pulsation as heart rate information. The PPG signal is, for example, a signal obtained by detecting a fingertip pulse wave as an optical signal. In the case of acquiring a PPG signal, a PPG signal detection unit is provided. Hereinafter, a case where an ECG signal is acquired will be described.
また、寝台37は、寝台駆動装置39を備えている。寝台駆動装置39は、コンピュータ32と接続され、コンピュータ32からの制御によって寝台37の天板(table)を移動させてstepping-table法による撮像を行うことができるように構成される。stepping-table法は、stationごとに寝台37の天板をステップ移動させて撮像する技術である。この技術は、全身撮像のように一度に撮像できないような広領域の撮像を行う場合に用いられる。寝台37を移動して収集された複数の画像は、コンピュータ32におけるスティッチング処理によって互いに繋ぎ合わせることができる。
In addition, the
また、コンピュータ32の記憶装置36に保存されたプログラムを演算装置35で実行することにより、コンピュータ32には各種機能が備えられる。ただし、プログラムの少なくとも一部に代えて、各種機能を有する特定の回路を磁気共鳴イメージング装置20に設けてもよい。
Further, the
図2は、図1に示すコンピュータ32の機能ブロック図である。
FIG. 2 is a functional block diagram of the
コンピュータ32の演算装置35は、記憶装置36に保存されたプログラムを実行することにより撮像条件設定部40、画像再構成部41及び画像処理部42として機能する。また、記憶装置36は、k空間データ記憶部43及び画像データ記憶部44として機能する。
The
撮像条件設定部40は、入力装置33からの指示情報に基づいてパルスシーケンスを含む撮像条件を設定し、設定した撮像条件をシーケンスコントローラ31に与えることにより駆動制御させる機能を有する。特に、撮像条件設定部40は、寝台37を互いに異なる複数の位置にステップ移動させてイメージングするstepping-table法による撮像条件を設定する機能を備えている。
The imaging
また、撮像条件設定部40には、stepping-table法における同期イメージング用の撮像条件又はstepping-table法におけるダイナミックイメージング用の撮像条件を設定する機能が備えられる。stepping-table法における同期イメージングは、ECG信号等の生体信号に同期させて寝台37の位置ごとに互いに異なる複数の時相に対応する複数のNMR信号を収集するイメージングである。また、stepping-table法におけるダイナミックイメージングは、同一又は異なる寝台37の位置において互いに異なる複数の時相に対応する複数のNMR信号をダイナミック収集するイメージングである。従って、同期イメージングの場合には、時相が同期信号のトリガからの遅延時間に相当し、ダイナミックイメージングの場合には、時相がデータ収集タイミングに相当する。
The imaging
更に、撮像条件設定部40には、被検体Pへの造影剤の注入を伴う造影イメージング用の撮像条件を設定する機能も備えられる。
Furthermore, the imaging
画像再構成部41は、シーケンスコントローラ31から生データを受けてk空間データ記憶部43に形成されたk空間にk空間データとして配置する機能、k空間データ記憶部43からk空間データを取り込んでフーリエ変換(FT: Fourier transform)を含む画像再構成処理を施すことにより画像データを再構成する機能及び画像データを画像データ記憶部44に書き込む機能を有する。
The
NMR信号がstepping-table法により生体信号に同期して収集された場合には、寝台37の位置ごとに複数の時相に対応する複数の画像データが生成される。また、NMR信号がstepping-table法によりダイナミック収集された場合には、寝台37の位置ごとに互いに異なる複数の時相に対応する時系列の複数の画像データが生成される。
When the NMR signal is collected in synchronization with the biological signal by the stepping-table method, a plurality of image data corresponding to a plurality of time phases is generated for each position of the
画像処理部42は、画像データ記憶部44から寝台37の複数の位置に対応する複数の画像データを取得する機能、取得した複数の画像データを複数の位置間において繋ぎ合せるスティッチング処理を含む画像処理によってシネ画像データを生成する機能、生成したシネ画像データを画像データ記憶部44に書き込む機能及びシネ画像データを表示装置34に表示させる機能を有する。
The
stepping-table法による同期イメージングの場合には、対応する時相の複数の画像データを寝台37の複数の位置間において繋ぎ合せるスティッチング処理によってシネ画像データを生成することができる。望ましくは、同一の時相に対応する複数の画像データを繋ぎ合せるスティッチング処理が実行される。但し、同一の時相に対応する画像データが収集されなかった場合には、最も近い時相に対応する画像データを用いてスティッチング処理が実行される。従って、単一の画像データが複数回スティッチング処理に用いられる場合がある。
In the case of synchronous imaging by the stepping-table method, cine image data can be generated by stitching processing in which a plurality of corresponding time-phase image data are connected between a plurality of positions on the
一方、stepping-table法によるダイナミックイメージングの場合には、より近いNMR信号の時相に対応する複数の画像データを寝台37の複数の位置間において繋ぎ合せるスティッチング処理によってダイナミック画像データとしてシネ画像データを生成することができる。従って、stepping-table法によるダイナミックイメージングの場合においても、単一の画像データが複数回スティッチング処理に用いられる場合がある。
On the other hand, in the case of dynamic imaging by the stepping-table method, cine image data is obtained as dynamic image data by stitching processing in which a plurality of image data corresponding to closer time phases of NMR signals are connected between a plurality of positions of the
尚、画像データが3次元(3D: three dimensional)画像データである場合には、スティッチング処理の前処理又は後処理としてMPR (multi planar reconstructions)処理や最大値投影(MIP: maximum intensity projection)処理等の3Dデータの2次元(2D: two dimensional)化処理が施される。 When the image data is three-dimensional (3D) image data, MPR (multi planar reconstructions) processing or maximum intensity projection (MIP) processing is performed as pre-processing or post-processing of stitching processing. 2D (two dimensional) processing of 3D data such as is performed.
次に磁気共鳴イメージング装置20の動作及び作用について説明する。 Next, the operation and action of the magnetic resonance imaging apparatus 20 will be described.
まず磁気共鳴イメージング装置20によりstepping-table法による同期イメージングを行う場合について説明する。 First, the case where synchronous imaging by the stepping-table method is performed by the magnetic resonance imaging apparatus 20 will be described.
図3は、図1に示す磁気共鳴イメージング装置20により被検体Pのstepping-table法による同期イメージングを行う際の流れを示すフローチャートである。 FIG. 3 is a flowchart showing a flow when the magnetic resonance imaging apparatus 20 shown in FIG. 1 performs synchronous imaging of the subject P by the stepping-table method.
まず予め寝台37に被検体P及び撮像部位に応じたNMR信号の受信用のRFコイル24がセットされ、静磁場電源26により励磁された静磁場用磁石21(超伝導磁石)の撮像領域に静磁場が形成される。また、シムコイル電源28からシムコイル22に電流が供給されて撮像領域に形成された静磁場が均一化される。
First, the
そして、ステップS1において、撮像条件設定部40は、入力装置33からの指示情報に基づいてstepping-table法による同期イメージングの撮像条件を設定する。例えば、寝台37の天板の複数のstation位置、画像データの時相及び数、画像データのスライス位置及びスライス枚数等の撮像条件が設定される。
In step S <b> 1, the imaging
図4は、図3に示す同期イメージングの撮像条件として寝台37のstationごとにECG信に同期して複数の時相においてNMRデータの収集を行う撮像条件を設定した例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example in which imaging conditions for collecting NMR data in a plurality of time phases are set for each station of the
図4において横軸は時間を示す。図4に示すようにECG信号のR波から所定の遅延時間経過後の異なる心時相T1, T2, T3, ...においてNMRデータの収集を行う同期イメージング条件を設定することができる。stepping-table法によるイメージングであるため各心時相T1, T2, T3, ...に対応するNMRデータは、寝台37のstationごとに収集される。
In FIG. 4, the horizontal axis indicates time. As shown in FIG. 4, synchronous imaging conditions for collecting NMR data can be set in different cardiac phases T1, T2, T3,... After a predetermined delay time has elapsed from the R wave of the ECG signal. Since the imaging is based on the stepping-table method, NMR data corresponding to each cardiac phase T1, T2, T3,... is collected for each station of the
図4は、2つのstation位置(STATION1, STATION2)においてNMRデータの収集を行う場合の例を示している。すなわち、寝台37の天板がSTATION1に位置決めされた状態で、あるR波から遅延時間後の心時相T1, T2, T3, ...においてNMRデータDS1TI, DS1T2, DS1T3, ...が順次収集される。更に、寝台37の天板がSTATION2に位置決めされた状態で、あるR波から遅延時間後の心時相T1, T2, T3, ...においてNMRデータDS2TI, DS2T2, DS2T3, ...が順次収集される。station位置が3つ以上の場合も同様である。
FIG. 4 shows an example in which NMR data is collected at two station positions (STATION1, STATION2). That is, NMR data D S1TI , D S1T2 , D S1T3 ,... In cardiac phase T1, T2, T3, ... after a delay time from a certain R wave with the top plate of
次に、ステップS2において、シーケンスコントローラ31や静磁場用磁石21等のスキャンを実行するための磁気共鳴イメージング装置20の構成要素は、設定された撮像条件に従ってデータ収集を行う。
Next, in step S2, the constituent elements of the magnetic resonance imaging apparatus 20 for executing the scan of the
すなわち、入力装置33から撮像条件設定部40にイメージングスキャンの開始指示が与えられると、撮像条件設定部40はパルスシーケンスを含む撮像条件をシーケンスコントローラ31に与える。シーケンスコントローラ31は、パルスシーケンスに従ってECGユニット38から取得したECG信号に同期して、傾斜磁場電源27、送信器29及び受信器30を駆動させることにより被検体Pがセットされた撮像領域に傾斜磁場を形成させるとともに、RFコイル24からRF信号を発生させる。
That is, when an imaging scan start instruction is given from the
このため、被検体Pの内部における核磁気共鳴により生じたNMR信号が、RFコイル24により受信されて受信器30に与えられる。受信器30は、RFコイル24からNMR信号を受けて、所要の信号処理を実行した後、A/D変換することにより、デジタルデータのNMR信号である生データを生成する。受信器30は、生成した生データをシーケンスコントローラ31に与える。シーケンスコントローラ31は、生データを画像再構成部41に与え、画像再構成部41はk空間データ記憶部43に形成されたk空間に生データをk空間データとして配置する。
Therefore, an NMR signal generated by nuclear magnetic resonance inside the subject P is received by the
次に、ステップS3において、画像再構成部41は、k空間データ記憶部43からk空間データを取り込んで画像再構成処理を施すことにより画像データを再構成する。画像データは、必要に応じて画像データ記憶部44に書き込まれる。
Next, in step S <b> 3, the
次に、ステップS4において、画像処理部42は、画像再構成部41又は画像データ記憶部44から寝台37の位置ごとの複数の心時相に対応する複数フレーム分の画像データを取得して、スティッチング処理を含む画像処理を施す。
Next, in step S4, the
図5は、図3に示すスティッチング処理の元画像データと処理画像データの一例を示す図である。 FIG. 5 is a diagram illustrating an example of original image data and processed image data of the stitching process illustrated in FIG. 3.
図5(A)は、寝台37にセットされた被検体Pの撮像部位と寝台37のstation位置(STATION1, STATION2)との相対的な位置関係を示す図である。図5(A)に示すように、被検体Pの広領域の撮像部位がカバーできるように例えば2つのstation位置(STATION1, STATION2)が設定される。2つのstation位置(STATION1, STATION2)には、スティッチング処理によってスムーズな画像データが生成できるようにオーバーラップ部分が設けられる。
FIG. 5A is a diagram showing a relative positional relationship between the imaging region of the subject P set on the
図5(B)は、スティッチング処理の元画像データを示す。元画像データは、図5(A)の各station位置(STATION1, STATION2)においてそれぞれ収集された複数の時相(T1, T2, T3, ...)におけるNMRデータ(DS1TI, DS1T2, DS1T3, ..., DS2TI, DS2T2, DS2T3, ...)から生成された画像データ(IS1TI, IS1T2, IS1T3, ..., IS2TI, IS2T2, IS2T3, ...)である。尚、図5(B)において横軸方向はstation方向であり、縦軸方向は時相方向である。 FIG. 5B shows original image data for stitching processing. The original image data are NMR data (D S1TI , D S1T2 , D) in a plurality of time phases (T1, T2, T3,...) Collected at each station position ( STATION1 , STATION2 ) in FIG . S1T3 , ..., D S2TI , D S2T2 , D S2T3 , ...) (I S1TI , I S1T2 , I S1T3 , ..., I S2TI , I S2T2 , I S2T3 , ..) .) In FIG. 5B, the horizontal axis direction is the station direction, and the vertical axis direction is the time phase direction.
図5(C)は、スティッチング処理の処理画像データを示す。処理画像データは、図5(B)の画像データを元画像データとするスティッチング処理によって生成されるシネ画像データである。尚、図5(C)において縦軸方向は時相方向である。図5(B)に示す複数の画像データ(IS1TI, IS1T2, IS1T3, ..., IS2TI, IS2T2, IS2T3, ...)から時相が同じ画像データを抽出し、時相ごとにスティッチング処理を行うと、図5(C)に示すように複数の時相(T1, T2, T3, ...)に対応する複数フレーム分の広領域のシネ画像データ(ITI, IT2, IT3, ...)が生成される。 FIG. 5C shows processed image data of the stitching process. The processed image data is cine image data generated by stitching processing using the image data of FIG. 5B as original image data. In FIG. 5C, the vertical axis direction is the time phase direction. Extract image data having the same time phase from a plurality of image data (I S1TI , I S1T2 , I S1T3 , ..., I S2TI , I S2T2 , I S2T3 , ...) shown in FIG. When the stitching process is performed for each phase, as shown in FIG. 5C, wide area cine image data (I TI ) for a plurality of frames corresponding to a plurality of time phases (T1, T2, T3,...). , I T2 , I T3 , ...) are generated.
尚、図5は、スライス枚数が1枚の場合の例を示しているが、複数のスライス画像データがそれぞれ複数のstation位置及び複数の時相について収集された場合には、時相及びスライスごとにスティッチング処理を行うことによって複数の時相及び複数のスライスに対応する複数フレーム分の広領域のシネ画像データを生成することができる。 FIG. 5 shows an example in which the number of slices is one. However, when a plurality of slice image data are collected for a plurality of station positions and a plurality of time phases, respectively, each time phase and each slice are shown. By performing the stitching process, it is possible to generate cine image data of a wide area for a plurality of frames corresponding to a plurality of time phases and a plurality of slices.
図6は、図3に示すスティッチング処理の詳細な流れの一例を示すフローチャートである。 FIG. 6 is a flowchart showing an example of a detailed flow of the stitching process shown in FIG.
まず、ステップS41において、画像処理部42は、スティッチング処理の元画像データとなる複数のstation位置及び複数の時相に対応する複数の画像データを取得する。次にステップS42において、画像処理部42は、時相の順番を示すTに初期値として1を代入する。
First, in step S41, the
次にステップS43において、画像処理部42は、時相の順番を示すTの値が収集データの全時相数NT以下であるか否かを判定する。Tの値が時相数NT以下であると判定された場合には、ステップS44において、画像処理部42は、T番目の時相と同一の時相において収集された画像データをstationごとの複数の画像データから検索して取得する。尚、検索対象となる時相の画像データがない場合には、画像処理部42がT番目の時相と最も近い時相において収集された画像データを代用画像データとして取得する。
Next, in step S43, the
次にステップS45において、画像処理部42は、検索して得られたT番目の時相に対応する複数の画像データ間にスティッチング処理を施す。スティッチング処理は、隣接するstationに対応する複数の画像データを互いに繋ぎ合わせて広領域の画像データを生成する公知の処理である。これにより時相が同一又は同等であり隣接するstationに対応する画像データが互いに繋ぎあわされる。すなわち、1つの時相及びスライスにつき1フレーム分のシネ画像データが生成される。
In step S45, the
次にステップS46において、画像処理部42は、時相の順番を示すTにT+1を代入する。これにより、次の順番の時相Tが選択される。そして、ステップS43においてTの値が時相数NT以下であると判定されるまで、ステップS44からステップS46の処理が繰り返される。この結果、全ての時相に対応する複数フレーム分の広領域のシネ画像データが生成される。
In step S46, the
次に、図3のステップS5において、画像処理部42は、複数フレーム分の広領域のシネ画像データを時相順に表示装置34に連続的に出力する。これにより、表示装置34には、時相順に血液等の観察対象が変化する広領域の画像がシネ表示される。そして、ユーザはシネ表示された広領域画像を観察することができる。
Next, in step S5 of FIG. 3, the
次に磁気共鳴イメージング装置20によりstepping-table法によるダイナミックイメージングを行う場合について説明する。 Next, the case where dynamic imaging by the stepping-table method is performed by the magnetic resonance imaging apparatus 20 will be described.
図7は、図1に示す磁気共鳴イメージング装置20により被検体Pのstepping-table法によるダイナミックイメージングを行う際の流れを示すフローチャートである。 FIG. 7 is a flowchart showing a flow when the magnetic resonance imaging apparatus 20 shown in FIG. 1 performs dynamic imaging of the subject P by the stepping-table method.
まず予め寝台37に被検体P及び撮像部位に応じたNMR信号の受信用のRFコイル24がセットされ、静磁場電源26により励磁された静磁場用磁石21(超伝導磁石)の撮像領域に静磁場が形成される。また、シムコイル電源28からシムコイル22に電流が供給されて撮像領域に形成された静磁場が均一化される。
First, the
そして、ステップS11において、撮像条件設定部40は、入力装置33からの指示情報に基づいてstepping-table法によるダイナミックイメージングの撮像条件を設定する。例えば、寝台37の天板の複数のstation位置、同一のstation位置において連続収集される画像データのフレーム数、同一のstation位置に寝台37の天板を断続的に移動させる回数、画像データのスライス位置及びスライス枚数等の撮像条件が設定される。
In step S <b> 11, the imaging
図8は、図7に示すダイナミックイメージングの撮像条件の設定例を示す図である。 FIG. 8 is a diagram illustrating an example of setting the imaging conditions of the dynamic imaging illustrated in FIG.
図8において横軸は時間を示す。図8に示すように、寝台37の天板を複数のstation位置に変えながらNMRデータのダイナミック収集を行う撮像条件を設定することができる。ダイナミックイメージングであるため、各NMRデータのデータ収集タイミングが時相T1, T2, T3, ...に対応する。また、同一のstation位置に寝台37の天板を繰り返し配置する回数として任意のセグメント数を設定することができる。各セグメントでは、同一のstation位置において連続して繰り返し収集される画像データのフレーム数を所望の数に設定することができる。
In FIG. 8, the horizontal axis indicates time. As shown in FIG. 8, it is possible to set an imaging condition for dynamically collecting NMR data while changing the top plate of the
図8は、station位置の数がSTATION1, STATION2, STATION3の3、セグメント1における画像データのフレーム数が1、セグメント2における画像データのフレーム数が2、セグメントnにおける画像データのフレーム数がiの場合の例を示している。すなわち、セグメント1では、寝台37の天板のstation位置がSTATION1, STATION2, STATION3に順次移動され、それぞれのstation位置において画像データ1フレーム分のNMRデータが収集される。また、セグメント2では、寝台37の天板のstation位置がSTATION1, STATION2, STATION3に順次移動され、それぞれのstation位置において画像データ2フレーム分のNMRデータが収集される。
FIG. 8 shows that the number of station positions is STATION1, STATION2, STATION3, the number of image data frames in
尚、同一のセグメントにおいて各station位置で収集される画像データのフレーム数を変えてもよい。例えば、被検体Pに注入された造影剤の移動に合わせて各station位置で連続して収集される画像データのフレーム数を設定すれば、造影剤の到達部分をモニターするための画像データを得ることができる。 Note that the number of frames of image data collected at each station position in the same segment may be changed. For example, if the number of frames of image data continuously collected at each station position is set in accordance with the movement of the contrast agent injected into the subject P, image data for monitoring the arrival part of the contrast agent is obtained. be able to.
次に、ステップS12において、シーケンスコントローラ31や静磁場用磁石21等のスキャンを実行するための磁気共鳴イメージング装置20の構成要素は、設定された撮像条件に従ってNMRデータのダイナミック収集を行う。すなわち、同期イメージングと同様な流れでk空間データ記憶部43に形成されたk空間に生データが順次配置される。
Next, in step S12, the constituent elements of the magnetic resonance imaging apparatus 20 for executing the scan of the
次に、ステップS13において、画像再構成部41は、k空間データ記憶部43からk空間データを取り込んで画像再構成処理を施すことにより順次画像データを再構成する。画像データは、必要に応じて画像データ記憶部44に書き込まれる。この結果、複数のstation位置に対応する時系列の画像データが生成される。
Next, in step S13, the
次に、ステップS14において、画像処理部42は、画像再構成部41又は画像データ記憶部44から複数のstation位置に対応する時系列の複数フレーム分の画像データを取得して、スティッチング処理を含む画像処理を施す。
Next, in step S14, the
図9は、図7に示すスティッチング処理の元画像データと処理画像データの一例を示す図である。 FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the original image data and the processed image data of the stitching process illustrated in FIG.
図9(A)は、寝台37にセットされた被検体Pの撮像部位と寝台37のstation位置(STATION1, STATION2, STATION3)との相対的な位置関係を示す図である。図9(A)に示すように、被検体Pの広領域の撮像部位がカバーできるように例えば3つのstation位置(STATION1, STATION2, STATION3)が設定される。3つのstation位置(STATION1, STATION2, STATION3)には、スティッチング処理によってスムーズな画像データが生成できるようにオーバーラップ部分が設けられる。
FIG. 9A is a diagram showing a relative positional relationship between the imaging region of the subject P set on the
図9(B)は、スティッチング処理の元画像データを示す。元画像データは、図9(A)の複数のstation位置(STATION1, STATION2, STATION3)のいずれかにおいて収集されたNMRデータ(DS1TI, DS2T2, DS3T3, DS1T4, DS1T5, DS2T6, DS2T7, DS3T8, DS3T9,...)から生成された時系列の時相(T1, T2, T3, ...)における画像データ(IS1TI, IS2T2, IS3T3, IS1T4, IS1T5, IS2T6, IS2T7, IS3T8, IS3T9,...)である。尚、図9(B)において横軸方向はstation方向であり、縦軸方向はセグメント方向である。 FIG. 9B shows original image data for stitching processing. The original image data is obtained by NMR data (D S1TI , D S2T2 , D S3T3 , D S1T4 , D S1T5 , D S2T6 , D S2T6 , collected at any of the plurality of station positions ( STATION1 , STATION2 , STATION3) in FIG . Image data (I S1TI , I S2T2 , I S3T3 , I S1T4 , I) in the time series (T1, T2, T3, ...) generated from D S2T7 , D S3T8 , D S3T9 , ...) S1T5 , IS2T6 , IS2T7 , IS3T8 , IS3T9 , ...). In FIG. 9B, the horizontal axis direction is the station direction, and the vertical axis direction is the segment direction.
station位置(STATION1, STATION2, STATION3)ごとに時相の早い順に画像データ(IS1TI, IS2T2, IS3T3, IS1T4, IS1T5, IS2T6, IS2T7, IS3T8, IS3T9,...)を整列させると図9(B)の実線で示すデータのようになる。画像データ(IS1TI, IS2T2, IS3T3, IS1T4, IS1T5, IS2T6, IS2T7, IS3T8, IS3T9,...)は、それぞれ異なるデータ収集タイミングにおいてダイナミック収集されているため、互いに異なる時相に対応している。 Image data (I S1TI , I S2T2 , I S3T3 , I S1T4 , I S1T5 , I S2T6 , I S2T7 , I S3T8 , I S3T9 , ...) for each station position ( STATION1 , STATION2 , STATION3 ) When the are aligned, the data shown by the solid line in FIG. 9B is obtained. Image data (I S1TI , I S2T2 , I S3T3 , I S1T4 , I S1T5 , I S2T6 , I S2T7 , I S3T8 , I S3T9 , ...) are collected dynamically at different data collection timings, so each other Corresponds to different time phases.
そこで、各画像データ(IS1TI, IS2T2, IS3T3, IS1T4, IS1T5, IS2T6, IS2T7, IS3T8, IS3T9,...)の時相以前の最も近い時相において別のstation位置にて収集された画像データが代用画像データとして用いられる。図9(B)において点線で示す画像データは、代用画像データとして繰り返しスティッチング処理の元画像データとして用いられるデータである。すなわち、各画像データ(IS1TI, IS2T2, IS3T3, IS1T4, IS1T5, IS2T6, IS2T7, IS3T8, IS3T9,...)と、それぞれ過去の最も近い時相において別のstation位置にて収集された画像データとがスティッチング処理の対象とされる。これにより、station間において画像データの時間的な順序が逆になることを回避しつつ時間分解能を維持することができる。 Therefore, each image data (I S1TI , I S2T2 , I S3T3 , I S1T4 , I S1T5 , I S2T6 , I S2T7 , I S3T8 , I S3T9 , ...) Image data collected at the position is used as substitute image data. Image data indicated by a dotted line in FIG. 9B is data used as original image data for repeated stitching processing as substitute image data. That is, each image data (I S1TI , I S2T2 , I S3T3 , I S1T4 , I S1T5 , I S2T6 , I S2T7 , I S3T8 , I S3T9 , ...) The image data collected at the position is subjected to stitching processing. Thereby, it is possible to maintain the time resolution while avoiding the time order of the image data being reversed between the stations.
図9(C)は、スティッチング処理の処理画像データを示す。処理画像データは、図9(B)の画像データを元画像データとするスティッチング処理によって生成されるシネ画像データである。尚、図9(C)において縦軸方向は時相方向である。図9(B)に示す複数の画像データ(IS1TI, IS2T2, IS3T3, IS1T4, IS1T5, IS2T6, IS2T7, IS3T8, IS3T9,...)からstationごとに時相が近い画像データを抽出し、対応する時相ごとにスティッチング処理を行うと、図9(C)に示すようにダイナミック時相(T1, T2, T3, ...)順の複数フレーム分の広領域のシネ画像データ(IT3, IT4, IT5, ...)が生成される。 FIG. 9C shows processed image data of stitching processing. The processed image data is cine image data generated by stitching processing using the image data of FIG. 9B as original image data. In FIG. 9C, the vertical axis direction is the time phase direction. From the plurality of image data (I S1TI , I S2T2 , I S3T3 , I S1T4 , I S1T5 , I S2T6 , I S2T7 , I S3T8 , I S3T9 , ...) shown in FIG. When similar image data is extracted and stitching processing is performed for each corresponding time phase, as shown in FIG. 9C, a wide range of multiple frames in the order of dynamic time phases (T1, T2, T3,...). Cine image data (I T3 , I T4 , I T5 ,...) Of the area is generated.
尚、図9は、スライス枚数が1枚の場合の例を示しているが、時系列の複数のスライス画像データが複数のstation位置のいずれかにおいてダイナミック収集された場合には、時相及びスライスごとにスティッチング処理を行うことによって複数のスライスに対応する時系列の複数フレーム分の広領域のシネ画像データを生成することができる。 FIG. 9 shows an example in which the number of slices is one. However, when a plurality of time-series slice image data is dynamically acquired at any of a plurality of station positions, the time phase and slices are shown. By performing the stitching process every time, it is possible to generate cine image data of a wide area for a plurality of time-series frames corresponding to a plurality of slices.
図10は、図7に示すスティッチング処理の詳細な流れの一例を示すフローチャートである。 FIG. 10 is a flowchart showing an example of a detailed flow of the stitching process shown in FIG.
まず、ステップS51において、画像処理部42は、スティッチング処理の元画像データとなる複数のstation位置のいずれかにおいてそれぞれダイナミック収集された時系列の複数の画像データを取得する。
First, in step S51, the
次にステップS52において、画像処理部42は、時相の順番を示すTに初期値としてT0を代入する。T0は、全てのstation位置において少なくとも1フレーム分の画像データの収集が完了した最も早い時相とすればよい。図8及び図9に示す例では、3番目の時相T3において3つのstation位置(STATION1, STATION2, STATION3)における画像データ(IS1TI, IS2T2, IS3T3)の収集が完了するため、T0=3となる。
In step S52, the
次にステップS53において、画像処理部42は、時相の順番を示すTの値が収集データの全時相数NT以下であるか否かを判定する。Tの値が時相数NT以下であると判定された場合には、ステップS54において、画像処理部42は、T番目の時相以前の最も近い時相において収集された画像データをstationごとの複数の画像データから検索して取得する。
Next, in step S53, the
次にステップS55において、画像処理部42は、検索して得られたT番目の時相に対応する複数の画像データ間にスティッチング処理を施す。これにより時相が近くかつ隣接するstationに対応する画像データが互いに繋ぎあわされる。すなわち、1つの時相及びスライスにつき1フレーム分のシネ画像データが生成される。
In step S55, the
次にステップS56において、画像処理部42は、時相の順番を示すTにT+1を代入する。これにより、次の順番の時相Tが選択される。そして、ステップS53においてTの値が時相数NT以下であると判定されるまで、ステップS54からステップS56の処理が繰り返される。この結果、時系列の複数フレーム分の広領域のシネ画像データが生成される。
In step S56, the
次に、図7のステップS15において、画像処理部42は、複数フレーム分の広領域のシネ画像データをダイナミック時相順に表示装置34に連続的に出力する。これにより、表示装置34には、ダイナミック時相順に血液等の観察対象が変化する広領域の画像がシネ表示される。そして、ユーザはシネ表示された広領域画像を観察することができる。
Next, in step S15 in FIG. 7, the
つまり以上のような磁気共鳴イメージング装置20は、寝台37を移動させて寝台37の位置ごとに複数の画像データを収集し、収集した画像データの時相情報に基づいて画像データをスティッチング処理することによって広領域のシネ画像データを生成するようにしたものである。
That is, the magnetic resonance imaging apparatus 20 as described above moves the
このため、磁気共鳴イメージング装置20によれば、同期イメージングやダイナミックイメージングのように撮像部位の時間変化を描出する場合において、より広領域の撮像部位をシネ表示させることができる。このためユーザは、広領域の撮像部位について動態観察を行うことが可能となる。 For this reason, according to the magnetic resonance imaging apparatus 20, when imaging the temporal change of the imaging region as in synchronous imaging or dynamic imaging, a wider region of the imaging region can be displayed in cine. For this reason, the user can perform dynamic observation on an imaging region in a wide area.
また、ダイナミックイメージングの場合には、寝台37の各位置において収集された画像データを代用画像データとして繰り返しスティッチング処理に用いることによって、時間的な連続性を良好に維持することができる。
In the case of dynamic imaging, temporal continuity can be maintained well by repeatedly using the image data collected at each position of the
以上、特定の実施形態について記載したが、記載された実施形態は一例に過ぎず、発明の範囲を限定するものではない。ここに記載された新規な方法及び装置は、様々な他の様式で具現化することができる。また、ここに記載された方法及び装置の様式において、発明の要旨から逸脱しない範囲で、種々の省略、置換及び変更を行うことができる。添付された請求の範囲及びその均等物は、発明の範囲及び要旨に包含されているものとして、そのような種々の様式及び変形例を含んでいる。 Although specific embodiments have been described above, the described embodiments are merely examples, and do not limit the scope of the invention. The novel methods and apparatus described herein can be implemented in a variety of other ways. Various omissions, substitutions, and changes can be made in the method and apparatus described herein without departing from the spirit of the invention. The appended claims and their equivalents include such various forms and modifications as are encompassed by the scope and spirit of the invention.
20 磁気共鳴イメージング装置
21 静磁場用磁石
22 シムコイル
23 傾斜磁場コイル
24 RFコイル
25 制御系
26 静磁場電源
27 傾斜磁場電源
28 シムコイル電源
29 送信器
30 受信器
31 シーケンスコントローラ
32 コンピュータ
33 入力装置
34 表示装置
35 演算装置
36 記憶装置
37 寝台
38 ECGユニット
39 寝台駆動装置
40 撮像条件設定部
41 画像再構成部
42 画像処理部、
43 k空間データ記憶部
44 画像データ記憶部
P 被検体
20 Magnetic
43 k space
Claims (5)
前記複数の磁気共鳴信号に対する画像再構成処理によって前記寝台の位置ごとに複数の画像データを生成する画像再構成手段と、
前記複数の位置に対応する複数の画像データを前記複数の位置間において繋ぎ合せるスティッチング処理によってシネ画像データを生成する画像処理手段と、
を備える磁気共鳴イメージング装置。 Data collection means for collecting a plurality of magnetic resonance signals for each position of the bed from a subject set on the bed by moving the bed to a plurality of different positions;
Image reconstruction means for generating a plurality of image data for each position of the bed by image reconstruction processing for the plurality of magnetic resonance signals;
Image processing means for generating cine image data by stitching processing for joining a plurality of image data corresponding to the plurality of positions between the plurality of positions;
A magnetic resonance imaging apparatus comprising:
前記画像処理手段は、対応する時相の複数の画像データを前記複数の位置間において繋ぎ合せるスティッチング処理によって前記シネ画像データを生成するように構成される請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置。 The data collection means is configured to collect a plurality of magnetic resonance signals corresponding to a plurality of different time phases for each position of the bed in synchronization with the biological signal of the subject,
2. The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein the image processing unit is configured to generate the cine image data by stitching processing in which a plurality of corresponding time-phase image data are joined between the plurality of positions.
前記画像処理手段は、近い時相に対応する複数の画像データを前記複数の位置間において繋ぎ合せるスティッチング処理によってダイナミック画像データとして前記シネ画像データを生成するように構成される請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置。 The data collection means is configured to dynamically collect the plurality of magnetic resonance signals;
The said image processing means is comprised so that the said cine image data may be produced | generated as dynamic image data by the stitching process which joins several image data corresponding to the near time phase between these several positions. Magnetic resonance imaging device.
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