JP2019130307A - 画像再構成方法及び再構成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】動きのある撮像対象に対する撮像を好適に行うことのできる画像再構成方法を提供する。【解決手段】時間方向にサンプリングパターンが変化する非単純間引きサンプリングにより被検体から収集された複数の第１ｋ空間データと、各第１ｋ空間データを収集した時刻である、第１収集時刻と、被検体の時系列的な生体信号情報とを取得し、複数の第１ｋ空間データを変換して得られる中間データを逆変換することで、複数の第１ｋ空間データに関して、フルサンプリングに対する間引き領域の少なくとも一部が充填された複数の第２ｋ空間データを生成し、第１収集時刻に基づいて、複数の第２ｋ空間データそれぞれの擬似的な第２収集時刻を生成し、第２収集時刻及び生体信号情報に基づいて、複数の第２ｋ空間データの並び替え処理を行い、並び替え処理後の複数の第２ｋ空間データに対して再構成処理を行うことで、複数の再構成画像を生成する、画像再構成方法。【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、画像再構成方法及び再構成装置に関する。

磁気共鳴イメージング（Magnetic Resonance Imaging：ＭＲＩ）において、周期的な運動を行う部位を撮像するための撮像法として、被検体の生体信号に同期した同期撮像が知られている。同期撮像の一例として、被検体の心電信号に同期した撮像を行う心電同期撮像が知られている。

ここで、心電同期撮像には、プロスペクティブゲート法（prospective gating method）とレトロスペクティブゲート法（retrospective gating method）とが含まれる。プロスペクティブゲート法は、予め決められた特定の心時相でデータを収集する方法である。例えば、プロスペクティブゲート法では、Ｒ波のタイミングを検出し、このＲ波をトリガーとして各心時相のデータを繰り返し収集する。プロスペクティブゲート法ではトリガーが発生する前に待ち時間が発生するため、心臓の一心拍全体を撮像するのに２心拍以上の繰り返し撮像が必要となる。結果、例えばパラレルイメージングを併用して４倍の高速化率を設定したとしても、２心拍以上の繰り返し撮像が必要となる以上、実質的な高速化率は２倍以下となってしまう。

レトロスペクティブゲート法は、連続的に収集した一連のデータから同一心時相のデータを抜き出して画像を再構成する方法である。例えば、レトロスペクティブゲート法では、心電信号に同期させることなく連続的にデータを収集するとともに、データ収集時の心電信号を取得する。そして、取得された心電信号を用いて、一連の収集データの心時相が揃うように事後的に並べ替えを行った後に、再構成を行う。レトロスペクティブゲート法ではトリガーを待つ必要が無いため、プロスペクティブゲート法と比較して撮像時間を短縮することができる。

特開２０１７−０３５２９６号公報 特開２０１３−２４０５７１号公報

本発明が解決しようとする課題は、動きのある撮像対象に対する撮像を好適に行うことができる画像再構成方法及び再構成装置を提供することである。

実施形態に係る画像再構成方法は、時間方向にサンプリングパターンが変化する非単純間引きサンプリングにより被検体から収集された複数の第１ｋ空間データと、各第１ｋ空間データを収集した時刻である、第１収集時刻と、前記被検体の時系列的な生体信号情報とを取得する。画像再構成方法は、前記複数の第１ｋ空間データを変換して得られる中間データを逆変換することで、前記複数の第１ｋ空間データに関して、フルサンプリングに対する間引き領域の少なくとも一部が充填された複数の第２ｋ空間データを生成する。画像再構成方法は、前記第１収集時刻に基づいて、前記複数の第２ｋ空間データそれぞれの擬似的な第２収集時刻を生成する。画像再構成方法は、前記第２収集時刻及び前記生体信号情報に基づいて、前記複数の第２ｋ空間データの並び替え処理を行う。画像再構成方法は、前記並び替え処理後の複数の第２ｋ空間データに対して再構成処理を行うことで、複数の再構成画像を生成する。

図１は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置を示すブロック図である。 図２は、ｋ−ｔ空間を時相方向に間引いたサンプリング位置の一例を示す図である。 図３は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置による処理手順を示すフローチャートである。 図４は、第１の実施形態に係るｋ−ｔ空間データの一例を示す図である。 図５は、第１の実施形態に係るシーケンスの一例を説明するための図である。 図６は、第１の実施形態に係る算出機能の処理を説明するための図である。 図７は、第１の実施形態に係る結合機能の処理を説明するための図である。 図８は、第１の実施形態に係る結合機能の処理を説明するための図である。 図９は、第１の実施形態に係る結合機能の処理を説明するための図である。 図１０は、第１の実施形態に係る結合機能の処理を説明するための図である。 図１１は、第１の実施形態に係る結合機能の処理を説明するための図である。 図１２は、第１の実施形態に係る再構成機能及び選択機能の処理を説明するための図である。 図１３は、第１の実施形態に係る再構成機能及び選択機能の処理を説明するための図である。 図１４は、第１の実施形態の変形例１に係るｋ−ｔ空間データの一例を示す図である。 図１５は、第１の実施形態の変形例２に係るｋ−ｔ空間データの一例を示す図である。 図１６は、第２の実施形態に係るＭＲＩ装置による処理手順を示すフローチャートである。 図１７は、第２の実施形態に係る選択機能の処理を説明するための図である。 図１８は、第３の実施形態に係るＭＲＩ装置による処理手順を示すフローチャートである。 図１９は、第４の実施形態に係るＭＲＩ装置による処理手順を示すフローチャートである。 図２０は、第４の実施形態に係るＭＲＩ装置の処理を説明するための図である。 図２１は、第４の実施形態に係るＭＲＩ装置の処理を説明するための図である。 図２２は、第４の実施形態に係るＭＲＩ装置の処理を説明するための図である。 図２３は、第４の実施形態に係るＭＲＩ装置の処理を説明するための図である。 図２４は、第４の実施形態に係るＭＲＩ装置の処理を説明するための図である。 図２５は、第４の実施形態に係るＭＲＩ装置の処理を説明するための図である。 図２６は、第４の実施形態に係るＭＲＩ装置の処理を説明するための図である。 図２７は、第５の実施形態に係るＭＲＩ装置による処理手順を示すフローチャートである。 図２８は、第５の実施形態に係るＭＲＩ装置の処理を説明するための図である。 図２９は、第６の実施形態に係るＭＲＩ装置の処理を説明するための図である。 図３０は、その他の実施形態に係るＭＲＩ装置によるサンプリング順序を説明するための図である。 図３１は、その他の実施形態に係る結合機能の処理を説明するための図である。 図３２は、その他の実施形態に係るＭＲＩ装置の処理を説明するための図である。 図３３は、その他の実施形態に係るＭＲＩ装置の処理を説明するための図である。 図３４は、その他の実施形態に係る再構成装置の構成例を示すブロック図である。

以下、図面を参照して、実施形態に係る画像再構成方法及び再構成装置を説明する。なお、実施形態は、以下の実施形態に限られるものではない。また、一つの実施形態に記載した内容は、原則として他の実施形態にも同様に適用可能である。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００を示すブロック図である。図１に示すように、ＭＲＩ装置１００は、静磁場磁石１０１と、傾斜磁場コイル１０２と、傾斜磁場電源１０３と、寝台１０４と、寝台制御回路１０５と、送信コイル１０６と、送信回路１０７と、受信コイルアレイ１０８と、受信回路１０９と、シーケンス制御回路１１０と、ＥＣＧ（Electrocardiogram）回路１１１と、計算機システム１２０とを備える。なお、ＭＲＩ装置１００に被検体Ｐ（例えば、人体）は含まれない。また、ＭＲＩ装置１００は、再構成装置の一例である。

静磁場磁石１０１は、中空の円筒形状（円筒の軸に直交する断面が楕円状となるものを含む）に形成された磁石であり、内部の空間に一様な静磁場を発生する。静磁場磁石１０１は、例えば、永久磁石、超伝導磁石などである。

傾斜磁場コイル１０２は、中空の円筒形状（円筒の軸に直交する断面が楕円状となるものを含む）に形成されたコイルであり、静磁場磁石１０１の内側に配置される。傾斜磁場コイル１０２は、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚの各軸に対応する３つのコイルが組み合わされて形成されており、これら３つのコイルは、傾斜磁場電源１０３から個別に電流の供給を受けて、Ｘ、Ｙ、Ｚの各軸に沿って磁場強度が変化する傾斜磁場を発生する。ここで、傾斜磁場コイル１０２によって発生するＸ，Ｙ，Ｚ各軸の傾斜磁場は、例えば、スライス選択用傾斜磁場Ｇｓ、位相エンコード用傾斜磁場Ｇｅ及びリードアウト用傾斜磁場Ｇｒにそれぞれ対応する。スライス選択用傾斜磁場Ｇｓは、任意に撮像断面を決めるために利用される。位相エンコード用傾斜磁場Ｇｅは、空間的位置に応じてＭＲ信号の位相を変化させるために利用される。リードアウト用傾斜磁場Ｇｒは、空間的位置に応じてＭＲ信号の周波数を変化させるために利用される。

傾斜磁場電源１０３は、傾斜磁場コイル１０２に電流を供給する。例えば、傾斜磁場電源１０３は、傾斜磁場コイル１０２を形成する３つのコイルのそれぞれに、個別に電流を供給する。

寝台１０４は、被検体Ｐが載置される天板１０４ａを備え、寝台制御回路１０５による制御のもと、天板１０４ａを、被検体Ｐが載置された状態で傾斜磁場コイル１０２の空洞（撮像口）内へ挿入する。通常、寝台１０４は、長手方向が静磁場磁石１０１の中心軸と平行になるように設置される。

寝台制御回路１０５は、計算機システム１２０による制御のもと、寝台１０４を駆動して天板１０４ａを長手方向及び上下方向へ移動するプロセッサである。

送信コイル１０６は、傾斜磁場コイル１０２の内側に配置され、送信回路１０７からＲＦパルスの供給を受けて、高周波磁場を発生する。

送信回路１０７は、対象とする原子の種類及び磁場の強度で決まるラーモア周波数に対応するＲＦパルスを送信コイル１０６に供給する。

受信コイルアレイ１０８は、傾斜磁場コイル１０２の内側に配置され、高周波磁場の影響によって被検体Ｐから発せられる磁気共鳴信号（以下、ＭＲ信号と称する）を受信する。受信コイルアレイ１０８は、ＭＲ信号を受信すると、受信したＭＲ信号を受信回路１０９へ出力する。なお、第１の実施形態において、受信コイルアレイ１０８は、１以上、典型的には複数の受信コイルを有するコイルアレイである。

受信回路１０９は、受信コイルアレイ１０８から出力されるＭＲ信号に基づいてＭＲデータを生成する。例えば、受信回路１０９は、受信コイルアレイ１０８から出力されるＭＲ信号をデジタル変換することによってＭＲデータを生成する。また、受信回路１０９は、生成したＭＲデータをシーケンス制御回路１１０へ送信する。

なお、受信回路１０９は、静磁場磁石１０１や傾斜磁場コイル１０２などを備える架台装置側に備えられていてもよい。ここで、第１の実施形態において、受信コイルアレイ１０８の各コイルエレメント（各受信コイル）から出力されるＭＲ信号は、適宜分配・合成されることで、チャネルなどと呼ばれる単位で受信回路１０９に出力される。このため、ＭＲデータは、受信回路１０９以降の後段の処理においてチャネル毎に取り扱われる。コイルエレメントの総数とチャネルの総数との関係は、同一の場合もあれば、コイルエレメントの総数に対してチャネルの総数が少ない場合、あるいは反対に、コイルエレメントの総数に対してチャネルの総数が多い場合もある。以下において、「チャネル毎」のように表記する場合、その処理が、コイルエレメント毎に行われてもよいし、あるいは、コイルエレメントが分配・合成されたチャネル毎に行われてもよいことを示す。なお、分配・合成のタイミングは、上述したタイミングに限られるものではない。ＭＲ信号若しくはＭＲデータは、後述する再構成処理の前までに、チャネル単位に分配・合成されればよい。

シーケンス制御回路１１０は、計算機システム１２０から送信されるシーケンス情報に基づいて、傾斜磁場電源１０３、送信回路１０７及び受信回路１０９を駆動することによって、被検体Ｐの撮像を行う。例えば、シーケンス制御回路１１０は、プロセッサにより実現される。ここで、シーケンス情報は、撮像を行うための手順を定義した情報である。シーケンス情報には、傾斜磁場電源１０３が傾斜磁場コイル１０２に供給する電源の強さや電源を供給するタイミング、送信回路１０７が送信コイル１０６に送信するＲＦパルスの強さやＲＦパルスを印加するタイミング、受信回路１０９がＭＲ信号を検出するタイミングなどが定義される。

なお、シーケンス制御回路１１０は、傾斜磁場電源１０３、送信回路１０７及び受信回路１０９を駆動して被検体Ｐを撮像した結果、受信回路１０９からＭＲデータを受信すると、受信したＭＲデータを計算機システム１２０へ転送する。

ＥＣＧ回路１１１は、ＥＣＧセンサ１１１ａから出力される心電信号に基づいて、所定の心電波形を検出する。ＥＣＧセンサ１１１ａは、被検体Ｐの体表に装着され、被検体Ｐの心電信号を検出するセンサである。ＥＣＧセンサ１１１ａは、検出した心電信号をＥＣＧ回路１１１に出力する。

例えば、ＥＣＧ回路１１１は、所定の心電波形として、Ｒ波を検出する。そして、ＥＣＧ回路１１１は、Ｒ波を検出したタイミングでトリガー信号を生成し、生成したトリガー信号をインタフェース回路１２１に出力する。トリガー信号は、インタフェース回路１２１により記憶回路１２２に格納される。ここで、トリガー信号は、無線通信によって、ＥＣＧ回路１１１からインタフェース回路１２１へ送信されてもよい。なお、本実施形態では、心電信号をＥＣＧセンサ１１１ａにより検出する場合を説明するが、これに限らず、例えば、脈波計により検出されてもよい。また、図１において、ＥＣＧセンサ１１１ａおよびＥＣＧ回路１１１がＭＲＩ装置１００の一部となる例を説明したが、これに限らない。つまり、ＭＲＩ装置１００とは別に設けられたＥＣＧセンサ１１１ａおよびＥＣＧ回路１１１から得られる心電信号をＭＲＩ装置１００が取得するようにしてもよい。

計算機システム１２０は、ＭＲＩ装置１００の全体制御や、データ収集、画像再構成などを行う。計算機システム１２０は、インタフェース回路１２１、記憶回路１２２、処理回路１２３、入力インタフェース１２４、及びディスプレイ１２５を有する。

インタフェース回路１２１は、シーケンス情報をシーケンス制御回路１１０へ送信し、シーケンス制御回路１１０からＭＲデータを受信する。また、インタフェース回路１２１は、ＭＲデータを受信すると、受信したＭＲデータを記憶回路１２２に格納する。記憶回路１２２に格納されたＭＲデータは、処理回路１２３によってｋ空間に配置される。この結果、記憶回路１２２は、複数チャネル分のｋ空間データを記憶する。このようにして、ｋ空間データが収集される。インタフェース回路１２１は、例えば、ネットワークインタフェースカードにより実現される。

記憶回路１２２は、インタフェース回路１２１によって受信されたＭＲデータや、後述の取得機能１２３ａによってｋ空間に配置された時系列データ（ｋ−ｔ空間データ）、後述する再構成機能１２３ｄによって生成された画像データなどを記憶する。また、記憶回路１２２は、各種のプログラムを記憶する。記憶回路１２２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。

入力インタフェース１２４は、医師や診療放射線技師等の操作者からの各種指示や情報入力を受け付ける。入力インタフェース１２４は、例えば、トラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード等によって実現される。入力インタフェース１２４は、処理回路１２３に接続されており、操作者から受け取った入力操作を電気信号に変換して処理回路１２３へと出力する。

ディスプレイ１２５は、処理回路１２３による制御のもと、各種ＧＵＩ（Graphical User Interface）や、再構成機能１２３ｄによって生成されたＭＲ（Magnetic Resonance）画像等を表示する。

処理回路１２３は、ＭＲＩ装置１００の全体制御を行う。具体的には、処理回路１２３は、入力インタフェース１２４を介して操作者から入力される撮像条件に基づいてシーケンス情報を生成し、生成したシーケンス情報をシーケンス制御回路１１０に送信することによって撮像を制御する。また、処理回路１２３は、撮像の結果としてシーケンス制御回路１１０から送られるＭＲデータに基づいて行われる画像の再構成を制御したり、ディスプレイ１２５による表示を制御したりする。処理回路１２３は、プロセッサにより実現される。処理回路１２３は、取得機能１２３ａと、算出機能１２３ｂと、結合機能１２３ｃと、再構成機能１２３ｄと、選択機能１２３ｅとを有する。なお、取得機能１２３ａは、取得部の一例である。また、算出機能１２３ｂは、算出部の一例である。また、結合機能１２３ｃは、結合部の一例である。また、再構成機能１２３ｄは、再構成部の一例である。また、選択機能１２３ｅは、選択部の一例である。

ここで、例えば、処理回路１２３の構成要素である取得機能１２３ａ、算出機能１２３ｂ、結合機能１２３ｃ、再構成機能１２３ｄ及び選択機能１２３ｅの各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路１２２に記憶されている。処理回路１２３は、各プログラムを記憶回路１２２から読み出し、読み出した各プログラムを実行することで、各プログラムに対応する機能を実現する。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路１２３は、図１の処理回路１２３内に示された各機能を有することとなる。なお、図１においては、単一の処理回路１２３にて、取得機能１２３ａ、算出機能１２３ｂ、結合機能１２３ｃ、再構成機能１２３ｄ及び選択機能１２３ｅの各処理機能が実現されるものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路１２３を構成し、各プロセッサが各プログラムを実行することにより各処理機能を実現するものとしても構わない。

上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（central preprocessing unit）、ＧＰＵ(Graphics Processing Unit)、或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。なお、記憶回路１２２にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むように構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。

ここで、ＭＲＩ装置は、被検体から放出された電磁波をコイルにより測定する。この測定された電磁波をデジタル化することで得られた信号をｋ空間データと呼ぶ。

ｋ空間データは、例えば、１次元の撮像を繰り返すことで得られる２次元あるいは３次元のデータである。そして、被検体内部の原子分布画像は、ｋ空間データに対して、フーリエ変換（以後、フーリエ変換といえばフーリエ逆変換も含む場合がある）を施すことにより得られる。得られた原子分布画像をＭＲ画像と呼び、ｋ空間データからＭＲ画像を算出する過程を、再構成あるいは画像再構成、画像生成などと呼ぶ。ｋ空間データの中心部は、ＭＲ画像にフーリエ変換を施した際の低周波成分、ｋ空間データの辺縁部は、ＭＲ画像にフーリエ変換を施した際の高周波成分に対応する。

ＭＲＩ装置では、１次元の撮像を繰り返し行うことで再構成に必要なｋ空間データを得るが、この撮像は一般に時間がかかることが知られている。さらに、被検体の状態が時間とともに変化する場合には、再構成されたＭＲ画像の画質が劣化することも知られている。したがって、被検体の状態が変化し且つデータ量の多い時系列データを取得する場合、例えば心臓を撮像する場合では、撮像時間を短縮したいとの要求が強い。そこで、より高速な撮像を行うために、例えば、コイルの配置によって感度が異なることを利用して、ｋ空間データを複数のコイルで同時に間引き撮像し、得られた複数のｋ空間データから、アーティファクトを抑えつつＭＲ画像を再構成する、パラレルイメージング（Parallel Imaging：ＰＩ）の研究開発が行われている。

一般に、ＰＩでは、位相エンコード方向にｋ空間データを間引いて収集することで、撮像時間の短縮を図る。間引いて収集されたｋ空間データからは、折り返し画像が生成されるため、ＰＩでは、感度が異なる複数のチャネルで収集されたｋ空間データに対し、チャネル間の感度の違いを利用して折り返しの無い画像を再構成する。つまり、ＰＩでは、間引き率に応じた高速化が可能となる。なお、間引き率は倍速率と呼ばれる場合もある。例えば間引き率が４であれば、撮像時間はおよそ４分の１に短縮される。

ＰＩをレトロスペクティブゲート法と組み合わせることにより、更なる高速化が期待される。つまり、位相エンコード方向に間引かれたｋ空間データ群の収集を複数時相にわたって実行しつつ、心電信号を取得する。そして、取得された心電信号を用いて、一連のｋ空間データの心時相が揃うように事後的に並べ替えを行う。例えば、ＰＩの一つであるＳＥＮＳＥ（Sensitivity Encoding）を用いて、位相エンコード方向に間引かれたｋ空間データを複数時相において収集し、心時相が揃うように事後的に並び替える。そして、並べ替えたｋ空間データ群に対し、チャネル間の感度の違いを利用した再構成を行う。

ところで、撮像時間の更なる短縮を図るためには、位相エンコード方向に加えて、時相方向（時間方向）にもｋ空間データを間引いて取得することが有効である。時相方向にｋ空間データを間引いて収集する手法として、例えば、ｋ−ｔ ＢＬＡＳＴ（k-space time Broad-use Linear Acquisition Speed-up Technique）やｋ−ｔ ＳＥＮＳＥと呼ばれる技術が知られている。ところが、これらの技術は、レトロスペクティブゲート法と組み合わせてもうまくいかない場合がある。なぜならば、これらの手法は、時系列に沿ったｋ空間の間引きパターンが規則的に変化することが前提となっているからである。つまり、レトロスペクティブゲート法を用いて再構成を行なう際に必要な、心時相を用いた並び替えの際に、時系列に沿ったｋ空間の間引きパターンが不規則になり、ｋ−ｔ ＢＬＡＳＴやｋ−ｔ ＳＥＮＳＥといった技術が利用できなくなる。なお、コイルの数が間引いたサンプルの割合に対して少ない場合はｋ−ｔ ＢＬＡＳＴ、そうでない場合をｋ−ｔ ＳＥＮＳＥと呼ぶが、以後の説明では明示的に区別しない限り、ｋ−ｔ ＢＬＡＳＴも含めてｋ−ｔ ＳＥＮＳＥと呼ぶことにする。以後、主にコイルが複数の場合について説明するが、ｋ−ｔ ＢＬＡＳＴの特別な場合として、コイルの数が１つである場合も許容される。コイルが１つの場合でも便宜上、ｋ−ｔ ＳＥＮＳＥと呼ぶことにする。

ｋ−ｔ ＳＥＮＳＥでは、収集されたｋ空間データ群を、フーリエ変換により画像空間と時間スペクトルとから成るｘ−ｆ空間データに変換する。そして、このｘ−ｆ空間データにおいて、ｘ−ｆ空間上の感度マップを用いて折り返し信号が除去されたｘ−ｆ空間データが生成される。そして、生成されたｘ−ｆ空間データを逆フーリエ変換によりｘ−ｔ空間データに変換することにより、時系列に並ぶ複数のＭＲ画像が生成される。

図２を用いて、ｋ−ｔ空間を時相方向に間引いてサンプリングする例を説明する。図２は、ｋ−ｔ空間におけるサンプリング位置の一例を示す図である。図２において、縦軸に示した「ｋ」は、位相エンコード方向に対応し、横軸に示した「ｔ」は、時相方向に対応する。図２では、説明の都合上、位相エンコード方向に８個、時相方向に１６個の位置（枠）にｋ空間データが配置されるｋ−ｔ空間データを例示する。また、黒丸印は、１ラインのｋ空間データが収集される位置を示す。言い換えると、黒丸印が配置されない枠は、ｋ空間データが収集されない位置である。なお、各時相のｋ空間データは、１次元の周波数エンコード方向及び１次元の位相エンコード方向から成る２次元のｋ空間に対応する。また、時相Ｔ’１〜時相Ｔ’１６までの間に、１心拍以上の期間が含まれるものとする。なお、ｋ−ｔ ＢＬＡＳＴやｋ−ｔ ＳＥＮＳＥにおいては、本撮像前あるいは本撮像途中において行われる時相方向に間引かずにｘ−ｆ空間に関する情報を取得するキャリブレーション撮像と、時相方向に間引いてｋ−ｔ空間をサンプリングする本撮像とが存在するが、図２に示すサンプリング位置の例は、本撮像におけるサンプリング位置の一例と考えることができる。簡略化のため、図２においては、本撮像におけるサンプリング位置は図示しない。また、特許第６０７３６２７号に開示されているような、キャリブレーション撮像を必ずしも必要としない技術においては、図２を本撮像におけるサンプリング位置の一例と考えることができる。

図２に示す例では、１単位時相ごとに、位相エンコード方向に１サンプルずつサンプリング位置をずらしてサンプリングされる。例えば、時相Ｔ’２の複数のｋ空間データは、時相Ｔ’１の複数のｋ空間データと比較して、位相エンコード方向（図中の上方向）に１サンプルずつずれた位置でサンプリングされる。また、時相Ｔ’３の複数のｋ空間データは、時相Ｔ’２の複数のｋ空間データと比較して、位相エンコード方向に１サンプルずつずれた位置でサンプリングされる。また、時相Ｔ’４の複数のｋ空間データは、時相Ｔ’３の複数のｋ空間データと比較して、位相エンコード方向に１サンプルずつずれた位置でサンプリングされる。つまり、図２の例では、４分の１に間引かれたｋ空間データが、４単位時相ごとに周期的にサンプリングされる。

このように、ｋ−ｔ空間を時相方向に沿って、位相エンコード方向のサンプリングパターンを変化させる場合では、同一の位相エンコード量を有するｋ空間データが、４時相につき１時相の割合でしか存在しない。このため、心時相のみに注目してｋ空間データを並び替えてしまうと、再構成に必要な各位相エンコード量のデータが収集できない場合がある。例えば、時相Ｔ’１、Ｔ’１６、Ｔ’３、Ｔ’４の順でｋ空間データを並べても、再構成することはできない。なぜならば、時相Ｔ’１、Ｔ’３、Ｔ’４と組み合わせて再構成するのに必要なｋ空間データのサンプリングパターンは時相Ｔ’２と同じものであり、時相Ｔ’２と時相Ｔ’１６とではサンプリングパターンが異なるからである。

そこで、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、以下に説明する処理機能により、周期的な運動を行う部位に対して空間分解能、時間分解能の高い撮像を可能にする。なお、以下では、本実施形態に係る処理機能がｋ−ｔ ＳＥＮＳＥに適用される場合を説明するが、これに限定されるものではない。他の適用例については、別途説明する。また、以下では、周期的な運動を行う部位として心臓が適用される場合を説明するが、これに限定されるものではない。例えば、本実施形態は、呼吸動の影響を受ける胸部撮像に対しても適用可能である。

図３を用いて、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００による処理手順を説明する。図３は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００による処理手順を示すフローチャートである。図３に示す処理手順は、例えば、操作者により入力された撮像開始要求を契機として開始される。

ステップＳ１０１において、取得機能１２３ａは、複数のｋ空間データを収集する。つまり、取得機能１２３ａは、複数の時相において、所定のサンプリングパターンで収集された複数のｋ空間データを取得する。

例えば、取得機能１２３ａは、入力インタフェース１２４を介して操作者から入力される撮像条件に基づいてシーケンス情報を生成する。例えば、取得機能１２３ａは、操作者から入力される１心周期に対応する期間と、１心周期当たりのＭＲ画像の取得枚数とに基づいて、シーケンス情報を生成する。

例えば、操作者は、１心周期に対応する期間（ＲＲ間隔）を定義する。例えば、操作者は、被検体の心拍がおよそ１０００ｍｓｅｃである場合には、１心周期を「１０００ｍｓｅｃ」と定義する。ここで、１心周期に対応する期間を定義するのは、心拍には揺らぎが存在するからである。例えば、健常者においても、各心拍のＲＲ間隔は９００ｍｓｅｃ〜１１００ｍｓｅｃ程度の範囲で揺らぐことが知られている。そこで、ＭＲＩ装置１００は、操作者が定義した期間に合わせて各心拍のＲＲ間隔を伸縮させることで、所望の心周期を有する時系列のＭＲ画像を撮像する。なお、ここでは１心周期が「１０００ｍｓｅｃ」に定義される場合を説明するが、任意の時間に設定可能である。

また、操作者は、１心周期当たりのＭＲ画像の取得枚数を設定する。例えば、操作者は、取得枚数を「２４枚」に設定する。これにより、ＭＲＩ装置１００は、１心周期の中で等間隔に並んだ２４枚のＭＲ画像を撮像する。なお、ここでは１心周期当たりに「２４枚」のＭＲ画像を取得する場合を説明するが、任意の枚数に設定可能である。

図４を用いて、第１の実施形態に係るｋ−ｔ空間データの一例を説明する。図４は、第１の実施形態に係るｋ−ｔ空間データの一例を示す図である。図４において、縦軸に示した「ｋ」は、位相エンコード方向に対応し、横軸に示した「ｔ」は、時相方向に対応する。図４では、説明の都合上、位相エンコード方向に４８個、時相方向に２８個の位置（枠）にｋ空間データが配置されるｋ−ｔ空間データを例示する。また、黒丸印は、１ラインのｋ空間データが収集される位置を示す。言い換えると、黒丸印が配置されない枠は、ｋ空間データが収集されない位置である。なお、簡略化のため、図４においては周波数エンコード方向は図示していない。図４において、紙面に垂直な方向に周波数エンコード方向のｋ空間データが充填される。

図４に示すように、取得機能１２３ａは、例えば、１単位時相ごとに、位相エンコード方向に１サンプルずつサンプリング位置をずらしてサンプリングするようにｋ−ｔ空間データを設定する。つまり、設定されるサンプリングパターンは、ｋ空間の位相エンコード方向に規則的に間引かれ、かつ、時相方向に連続するフレーム間では収集する位相エンコードのライン（位置）が異なる。言い換えると、ｋ空間データは、ｋ空間の位相エンコード方向に規則的に間引かれたサンプリングパターンであって、時相方向に連続するフレーム間では収集する位相エンコードのラインが異なるサンプリングパターンで収集される。なお、図４の例では、４分の１に間引かれたｋ空間データが、４単位時相ごとに周期的にサンプリングされる場合を例示するが、間引き率はこれに限定されるものではない。また、１単位時相ごとに１サンプルずつずらすサンプリングパターンに限らず、所定の単位時相ごとに周期的にサンプリングされるパターンであれば良い。つまり、ｋ−ｔ ＳＥＮＳＥにおけるサンプリングは、サンプリングパターンが時間変化する、非単純間引きサンプリングの一例である。

図４に示すように、ｋ−ｔ空間データは、３つのセグメントＡ〜Ｃに分けて収集される。ここで、セグメントＢは、中心セグメントに対応し、セグメントＡ及びセグメントＣは、中心セグメント以外のセグメントである辺縁セグメントに対応する。つまり、セグメントＢには、位相エンコード方向における中心部に相当する複数のｋ空間データが含まれる。また、また、セグメントＡ及びセグメントＣには、位相エンコード方向における辺縁部に相当する複数のｋ空間データが含まれる。なお、セグメントＢは、第１のデータ群の一例である。また、セグメントＡ及びセグメントＣは、第２のデータ群の一例である。

ここで、図４に示すｋ−ｔ空間データは、操作者により設定された１心周期の期間及び取得枚数を１２０％程度充足するように設定される。例えば、取得枚数が「２４」に設定される場合には、２８枚程度の画像に相当する時相数が設定される。このため、図４に示すｋ−ｔ空間データの時相方向は、２８個（２８時相）のサンプリング位置が設定される。また、１心周期が「１０００ｍｓｅｃ」に定義される場合には、１２００ｍｓｅｃ分のｋ−ｔ空間データが収集される。

このように、取得機能１２３ａは、操作者から入力される撮像条件に基づいて、シーケンス情報を生成する。例えば、取得機能１２３ａは、撮像条件に基づいて、サンプリングされるｋ−ｔ空間データを生成する。なお、図４の説明はあくまで一例であり、図示の内容に限定されるものではない。例えば、図４にて例示したセグメントの分割数や分割幅は、位相エンコード量の設定により任意に変更可能である。

そして、取得機能１２３ａは、生成したシーケンス情報をシーケンス制御回路１１０に送信することによって撮像を制御する。例えば、シーケンス制御回路１１０は、取得機能１２３ａから受信したシーケンス情報に基づいて、サンプリングを行う。

図５を用いて、第１の実施形態に係るｋ空間データの収集順序の一例を説明する。図５は、第１の実施形態に係るｋ空間データの収集順序の一例を説明するための図である。

図５に示すように、シーケンス制御回路１１０は、図４に示すｋ−ｔ空間データを、３つのセグメントＡ〜Ｃに分けて収集する。例えば、シーケンス制御回路１１０は、セグメントＡ、セグメントＢ、セグメントＣの順序でそれぞれ２８時相分のｋ空間データを収集する。なお、図示しないが、シーケンス制御回路１１０は、ダミーショットやウェイトタイムを適宜挿入してシーケンスを実行可能である。

このように、シーケンス制御回路１１０は、取得機能１２３ａから受信したシーケンス情報に基づいて、サンプリングを行う。なお、図５の説明はあくまで一例であり、図示の内容に限定されるものではない。例えば、図５では、セグメントＡ、セグメントＢ、セグメントＣの順序で収集する場合を説明したが、これに限定されるものではなく、任意の順序で収集可能である。

このように、シーケンス制御回路１１０は、セグメント単位に分割された複数のｋ空間データを収集し、収集した複数のｋ空間データを撮像の結果として取得機能１２３ａへ送る。これにより、取得機能１２３ａは、複数の時相において、所定のサンプリングパターンで収集され、かつ、位相エンコード方向に複数のセグメントに分割された複数のｋ空間データを取得する。

また、取得機能１２３ａは、ｋ空間データ収集時のトリガー信号を記憶回路１２２から取得する。例えば、取得機能１２３ａは、トリガー信号の検出時刻（タイミング）を取得する。連続するトリガー信号の間隔は、ＲＲ間隔に対応する。なお、トリガー信号の検出時刻は、生体信号情報の一例である。

言い換えると、取得機能１２３ａは、時間方向にサンプリングパターンが変化する非単純間引きサンプリングにより被検体から収集された複数のｋ空間データと、各ｋ空間データを収集した時刻である収集時刻と、被検体の時系列的な生体信号情報とを取得する。

ステップＳ１０２において、算出機能１２３ｂは、中心セグメントの心時相情報を算出する。例えば、算出機能１２３ｂは、セグメントＢに含まれる各時相のｋ空間データに対して、位相エンコード方向の略中心に位置するラインの心時相情報を、セグメントＢの各時相における心時相情報として算出する。

図６を用いて、第１の実施形態に係る算出機能１２３ｂの処理を説明する。図６は、第１の実施形態に係る算出機能１２３ｂの処理を説明するための図である。図６に示す「ＰＥ Ｌｉｎｅ番号」は、収集されたｋ空間データのラインを示す番号である。また、「Ｔｉｍｅ」は、収集されたｋ空間データの収集時刻を示す情報である。また、「ＲＲ Ｉｎｔｅｒｖａｌ」は、収集されたｋ空間データが含まれる心拍のＲＲ間隔を示す情報である。「ｔｒｉｇｇｅｒ」は、収集されたｋ空間データが含まれる心拍のトリガー信号が検出された時刻を示す情報である。「Ｐｈａｓｅ中心」は、収集された各ラインのデータがセグメント内において位相エンコード方向の略中心であるか否かを示す情報である。このＰｈａｓｅ中心は、サンプリングパターン、セグメントの分割数及び分割幅が決定された段階で設定可能である。「心時相情報」は、１心周期における時相方向の位置を示す情報である。例えば、心時相情報は、ＲＲ間隔を１００％とした場合に、収集されたｋ空間データがＲＲ間隔の起点から何％の位置で収集されたかを示す。

図６に示す例では、ＰＥ Ｌｉｎｅ番号が「２５６１」から「２５６８」までの８ラインが、一つのセグメントに含まれる場合を説明する。この場合、８ラインのうち、セグメント内において位相エンコード方向の略中心に位置するデータは、ＰＥ Ｌｉｎｅ番号「２５６４」のラインである。このため、ＰＥ Ｌｉｎｅ番号「２５６４」のラインがＰｈａｓｅ中心として設定され、「１」が登録される。なお、Ｐｈａｓｅ中心として設定されないラインには、「０」が登録される。

ここで、算出機能１２３ｂは、Ｐｈａｓｅ中心として設定されているラインの心時相情報を算出する。例えば、ＰＥ Ｌｉｎｅ番号「２５６４」のラインは、Ｐｈａｓｅ中心として設定されている。このため、算出機能１２３ｂは、ＰＥ Ｌｉｎｅ番号「２５６４」のラインの心時相情報を算出する。具体的には、算出機能１２３ｂは、Ｔｉｍｅとｔｒｉｇｇｅｒとの差をＲＲ Ｉｎｔｅｒｖａｌで除算し、百分率とすることで、このセグメントの心時相情報「５４．９７」を算出する。

また、算出機能１２３ｂは、ＰＥ Ｌｉｎｅ番号が「２５６９」から「２５７６」までの８ラインが、一つのセグメントに含まれる場合を説明する。この場合、８ラインのうち、セグメント内において位相エンコード方向の略中心に位置するデータは、ＰＥ Ｌｉｎｅ番号「２５７２」のラインである。このため、ＰＥ Ｌｉｎｅ番号「２５７２」のラインがＰｈａｓｅ中心として設定され、「１」が登録される。このため、算出機能１２３ｂは、ＰＥ Ｌｉｎｅ番号「２５７２」のラインの心時相情報を算出する。具体的には、算出機能１２３ｂは、Ｔｉｍｅとｔｒｉｇｇｅｒとの差をＲＲ Ｉｎｔｅｒｖａｌで除算し、百分率とすることで、このセグメントの心時相情報「５８．３７」を算出する。

このように、算出機能１２３ｂは、複数のラインのうち、基準とする位相エンコード量で収集されたラインのデータを含む中心セグメントの心時相情報を算出する。なお、図６はあくまで一例であり、図示の例に限定されるものではない。例えば、算出機能１２３ｂは、ＰＥ Ｌｉｎｅ番号「２５６４」のラインに代えて、「２５６５」のラインの心時相情報を算出しても良い。つまり、「略中心」とは、セグメント内において位相エンコード方向の中心に最も近いラインに限定されないことを表す。

ステップＳ１０３において、算出機能１２３ｂは、辺縁セグメントの心時相情報を算出する。例えば、算出機能１２３ｂは、セグメントＡに含まれる各時相のｋ空間データに対して、位相エンコード方向の略中心に位置するラインの心時相情報を、セグメントＡの各時相における心時相情報として算出する。また、算出機能１２３ｂは、セグメントＣに含まれる各時相のｋ空間データに対して、位相エンコード方向の略中心に位置するラインの心時相情報を、セグメントＣの各時相における心時相情報として算出する。

すなわち、算出機能１２３ｂは、中心セグメントとは異なる位相エンコード量で収集された複数のｋ空間データを含む辺縁セグメントの心時相情報を算出する。なお、辺縁セグメントの心時相情報を算出する処理は、中心セグメントの心時相情報を算出する処理と同様であるので説明を省略する。

ステップＳ１０４において、結合機能１２３ｃは、中心セグメントに対して、中心セグメントの心時相情報に近い心時相情報を有する辺縁セグメントを結合させる。例えば、結合機能１２３ｃは、中心セグメントの心時相情報それぞれに対して、辺縁セグメントの心時相情報のなかから近い心時相情報を対応付け、対応付けられた心時相情報に基づいて中心セグメントと辺縁セグメントとを結合させて複数時相の結合データを作成する。

図７から図１１を用いて、第１の実施形態に係る結合機能１２３ｃの処理を説明する。図７から図１１は、第１の実施形態に係る結合機能１２３ｃの処理を説明するための図である。図７から図１１において、上段には、シーケンス制御回路１１０により実行されたシーケンスを例示する。また、下段には、上段のシーケンスにより収集されたｋ空間データを、予め設定されたサンプリングパターンに従ってｋ−ｔ空間に配置する過程を例示する。なお、上段のシーケンスは、図５に示したシーケンスと同様である。また、下段のｋ−ｔ空間には、図４に示したサンプリングパターンでｋ空間データが配置される。

ここで、説明の都合上、セグメントＡに含まれる２８時相を、時相方向の順にＴＡ１、ＴＡ２、ＴＡ３、・・・ＴＡ２８と表記する。また、セグメントＢに含まれる２８時相を、時相方向の順にＴＢ１、ＴＢ２、ＴＢ３、・・・ＴＢ２８と表記する。また、セグメントＣに含まれる２８時相を、時相方向の順にＴＣ１、ＴＣ２、ＴＣ３、・・・ＴＣ２８と表記する。

図７に示すように、結合機能１２３ｃは、中心セグメントであるセグメントＢに含まれる２８時相のｋ空間データを、ｋ−ｔ空間に配置する。このとき、結合機能１２３ｃは、所定のサンプリングパターンで収集した２８時相のｋ空間データを、収集した順序のまま並べ替えずにｋ−ｔ空間の領域Ｒ１に配置する。つまり、ｋ−ｔ空間の時相方向は、ＴＢ１、ＴＢ２、ＴＢ３、・・・ＴＢ２８に対応する。この結果、ｋ−ｔ空間の位相エンコード方向における中心部には、図４と同様に１単位時相ごとに１サンプルずつずれたサンプリングパターンのｋ空間データが配置される。

次に、結合機能１２３ｃは、基準として配置した時相ＴＢ１のセグメントＢに対して、セグメントＢの心時相情報に近い心時相情報を有するセグメントＡを結合させる。例えば、図８に示すように、結合機能１２３ｃは、時相ＴＢ１のセグメントＢ（領域Ｒ２）の心時相情報を読み出す。そして、結合機能１２３ｃは、時相ＴＡ１〜ＴＡ２８のセグメントＡのなかから、時相ＴＢ１のセグメントＢの心時相情報に最も近い心時相情報を有するセグメントＡを選択する。

ここで、結合機能１２３ｃは、予め設定されたサンプリングパターンに基づいて、セグメントＡを選択する。例えば、結合機能１２３ｃは、予め設定されたサンプリングパターン（図４）を参照することで、領域Ｒ３に配置されるサンプリングパターンを特定する。具体的には、結合機能１２３ｃは、領域Ｒ３の１６枠のうち、上から４番目、８番目、１２番目、及び１６番目の位置にｋ空間データが配置されたパターンであることを特定する。そして、結合機能１２３ｃは、特定したサンプリングパターンを有し、かつ、時相ＴＢ１のセグメントＢの心時相情報に近い心時相情報を有するセグメントＡを選択する。そして、結合機能１２３ｃは、選択したセグメントＡ（例えば、時相ＴＡ３のセグメント）を、時相ＴＢ１のセグメントＢに結合する。

続いて、図９に示すように、結合機能１２３ｃは、時相ＴＢ２のセグメントＢ（領域Ｒ４）の心時相情報を読み出す。そして、結合機能１２３ｃは、時相ＴＡ１〜ＴＡ２８のセグメントＡのなかから、時相ＴＢ２のセグメントＢの心時相情報に近い心時相情報を有するセグメントＡを選択する。

そして、結合機能１２３ｃは、予め設定されたサンプリングパターン（図４）を参照することで、領域Ｒ５に配置されるサンプリングパターンを特定する。具体的には、結合機能１２３ｃは、領域Ｒ５の１６枠のうち、上から３番目、７番目、１１番目、及び１５番目の位置にｋ空間データが配置されたパターンであることを特定する。そして、結合機能１２３ｃは、特定したサンプリングパターンを有し、かつ、時相ＴＢ２のセグメントＢの心時相情報に近い心時相情報を有するセグメントＡを選択する。そして、結合機能１２３ｃは、選択したセグメントＡを、時相ＴＢ２のセグメントＢに結合する。

このように、結合機能１２３ｃは、予め設定されたサンプリングパターンを有し、かつ、セグメントＢの心時相情報に近い心時相情報を有するセグメントＡを選択する。そして、結合機能１２３ｃは、選択したセグメントＡをセグメントＢに対してセグメント単位で結合する。この結果、図１０に示すように、時相ＴＢ１〜ＴＢ２８までの各セグメントＢに対して、予め設定されたサンプリングパターンを乱すことなく、最も近い心時相を有するセグメントＡを結合することができる。つまり、結合機能１２３ｃは、所定のサンプリングパターンが時相方向に沿って規則的に並ぶように結合データを作成する。

また、図１１に示すように、結合機能１２３ｃは、セグメントＣについてもセグメントＡと同様の処理により、セグメントＢに結合する。これにより、結合機能１２３ｃは、予め設定されたサンプリングパターンを有し、かつ、セグメントＢの心時相情報に近い心時相情報を有するセグメントＣを選択し、セグメント単位で結合する。

このように、結合機能１２３ｃは、予め設定されたサンプリングパターンを有し、かつ、中心セグメントの心時相情報に近い心時相情報を有する辺縁セグメントを選択する。そして、結合機能１２３ｃは、中心セグメントと、選択した辺縁セグメントとを、セグメント単位で結合し、結合データを作成する。そして、結合機能１２３ｃは、ｋ−ｔ空間データに含まれる各時相について、各時相の結合データを作成する。言い換えると、結合機能１２３ｃは、辺縁セグメントに含まれる複数のｋ空間データのうち、中心セグメントの心時相に近い心時相を有するｋ空間データを、中心セグメントに含まれる複数のｋ空間データに対して結合させる。

ステップＳ１０５において、再構成機能１２３ｄは、再構成処理を実行する。例えば、再構成機能１２３ｄは、結合機能１２３ｃにより作成された複数時相の結合データに対して、フーリエ変換（例えば、離散フーリエ変換）を含む再構成処理を行い、複数時相のＭＲ画像を生成する。なお、ＭＲ画像は、再構成画像の一例である。

ステップＳ１０６において、選択機能１２３ｅは、予め設定された各時相情報に近い心時相情報を有するＭＲ画像を選択する。例えば、選択機能１２３ｅは、再構成機能１２３ｄにより生成された複数時相のＭＲ画像のなかから、予め設定された複数の時相情報それぞれに近い心時相情報を有する再構成画像を選択する。

図１２及び図１３を用いて、第１の実施形態に係る再構成機能１２３ｄ及び選択機能１２３ｅの処理を説明する。図１２及び図１３は、第１の実施形態に係る再構成機能１２３ｄ及び選択機能１２３ｅの処理を説明するための図である。図１２の上段には、結合機能１２３ｃにより作成された複数時相の結合データ、つまり、図１１の下段のｋ−ｔ空間データを例示する。なお、図１２には、図示の都合上、ｋ−ｔ空間データの一部を例示する。また、図１３には、予め設定された１心周期当たりのＭＲ画像の取得枚数に応じた位相（フェーズ）と、各ＭＲ画像の時相方向における位置を示す時相情報とを例示する。

例えば、再構成機能１２３ｄは、複数時相の結合データを、フーリエ変換により画像空間と時間スペクトルとから成るｘ−ｆ空間データに変換する。また、ｋ−ｔ ＳＥＮＳＥを用いる場合には、再構成機能１２３ｄは、ｘ−ｆ空間上の感度マップを用いて、ｘ−ｆ空間データにおける折り返し信号が除去されたｘ−ｆ空間データを生成する。そして、再構成機能１２３ｄは、生成したｘ−ｆ空間データを逆フーリエ変換によりｘ−ｔ空間データに変換することにより、時系列の複数のＭＲ画像を生成する。

すなわち、図１２に示すようには、再構成機能１２３ｄは、予め設定されたサンプリングパターンに応じて再構成処理を実行することで、２８時相のｋ−ｔ空間データから２８時相（２８枚）のＭＲ画像を生成する。なお、この２８枚のＭＲ画像は、セグメントＢの２８時相に対応する。

そして、選択機能１２３ｅは、２８枚のＭＲ画像から、予め設定された取得枚数に対応する枚数のＭＲ画像が選択される。図１３に示すように、取得枚数が「２４枚」に設定される場合、１心周期における各ＭＲ画像の位相（フェーズ）は、Ｐ１〜Ｐ２４の２４位相に対応する。ここで、Ｐ１〜Ｐ２４の各ＭＲ画像の時相情報は、Ｐ２４（２４枚目）を１００％とした場合に、Ｐ１〜Ｐ２３の各ＭＲ画像が１心周期の起点から何％の位置に対応するかを示す。具体的には、Ｐ１のＭＲ画像の時相情報は、４．１６６７（％）となり、Ｐ２のＭＲ画像の時相情報は、８．３３３３（％）となる。このように、Ｐ１〜Ｐ２４の各ＭＲ画像の時相情報が算出される。

そして、図１２に示すように、選択機能１２３ｅは、Ｐ１〜Ｐ２４の時相情報に最も近い心時相情報を有するＭＲ画像を、２８時相のＭＲ画像のなかから選択する。ここで、２８時相のＭＲ画像は、セグメントＢの時相ＴＢ１〜ＴＢ２８に対応するので、各時相のセグメントＢの心時相情報をＭＲ画像の心時相情報として利用可能である。図１２に示す例では、選択機能１２３ｅは、位相Ｐ１のＭＲ画像として時相ＴＢ２のＭＲ画像を選択する。また、選択機能１２３ｅは、位相Ｐ２のＭＲ画像として時相ＴＢ３のＭＲ画像を選択する。また、選択機能１２３ｅは、位相Ｐ３のＭＲ画像として時相ＴＢ２８のＭＲ画像を選択する。

このように、選択機能１２３ｅは、再構成機能１２３ｄにより生成された２８時相のＭＲ画像のなかから、予め設定された複数の時相情報それぞれに近い心時相情報を有するＭＲ画像を選択する。

この結果、処理回路１２３は、操作者により設定された撮像条件を満たす複数時相のＭＲ画像を生成する。なお、生成された複数時相のＭＲ画像は、処理回路１２３の指示により、ディスプレイ１２５に表示されたり、記憶回路１２２に格納されたりする。

なお、図３に示した処理手順はあくまで一例であり、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、ステップＳ１０２及びステップＳ１０３に示した処理は、必ずしも図示した順序で実行されなくてもよい。例えば、ステップＳ１０２及びステップＳ１０３の処理が同時に実行される場合であっても良いし、ステップＳ１０３の処理が実行されてからステップＳ１０２の処理が実行される場合であっても良い。

上述してきたように、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００において、処理回路１２３は、位相エンコード方向に分割された複数のセグメントそれぞれに、所定のサンプリングパターンでｋ空間データを複数時相にわたって収集する。処理回路１２３は、複数のセグメントのうち基準となる中心セグメントの心時相情報と、中心セグメントとは異なる辺縁セグメントの心時相情報とを算出する。処理回路１２３は、中心セグメントと、中心セグメントの心時相情報に近い心時相情報を有する辺縁セグメントとを結合させることで、複数時相の結合データを生成する。処理回路１２３は、所定のサンプリングパターンに基づいて、複数時相の結合データを再構成することで、複数時相の再構成画像を生成する。処理回路１２３は、複数時相の再構成画像のなかから、予め設定された複数の心時相情報に近い心時相情報を有する再構成画像をそれぞれ選択する。これによれば、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、周期的な運動を行う部位に対して空間分解能、時間分解能の高い撮像を可能にする。

例えば、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、周期的な運動を行う部位である心臓に対して、時系列に沿ったｋ空間の間引きパターンを規則的に変化させてサンプリングを行う。そして、ＭＲＩ装置１００は、ライン単位ではなく、セグメント単位で心時相を揃える。このため、ＭＲＩ装置１００は、予め設定されたサンプリングパターンを有するセグメント同士を結合することができる。したがって、ＭＲＩ装置１００は、ｋ−ｔ空間データにおける心時相が揃うように事後的に並べ替えを行うことができる。これによれば、操作者は、より自由度の高い高速撮像での撮像条件を定義することができる。

また、ＭＲ画像に描出される形態情報の主要な成分は、ｋ空間における中心部に対応する。そこで、ＭＲＩ装置１００は、中心部に対応する中心セグメントを基準にして、再構成処理の対象となるｋ−ｔ空間データを作成する。このため、中心セグメントの心時相の正確性が保たれる。

なお、ある時相のセグメントに含まれる複数のｋ空間データは、連続的に収集されていたとしても厳密には収集時間に違いがある。結合対象となるセグメント間においても、収集時間の違いは生じうる。しかしながら、ＭＲＩ装置１００は、これらの収集時間の違いについては許容して、所定のサンプリングパターンで配置されるｋ−ｔ空間データを形成する。このため、ＭＲＩ装置１００は、ある程度の心時相のずれを許容して高速撮像を実現するものである。

（第１の実施形態の変形例１）
上記の実施形態では、一例として、図４に示したサンプリングパターンによりサンプリングされる場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。

図１４を用いて、第１の実施形態の変形例１に係るｋ−ｔ空間データの一例を説明する。図１４は、第１の実施形態の変形例１に係るｋ−ｔ空間データの一例を示す図である。図１４に示す例では、セグメントＡ及びセグメントＣについては、図４のｋ−ｔ空間データと同様である。つまり、セグメントＡ及びセグメントＣには、位相エンコード方向に４分の１に間引かれたｋ空間データが、１単位時相ごとに、位相エンコード方向に１サンプルずつずらしてサンプリングされる。

一方、セグメントＢでは、図４のｋ−ｔ空間データと比較して２倍の密度でサンプリングされる。つまり、セグメントＢには、位相エンコード方向に２分の１に間引かれたｋ空間データが、１単位時相ごとに、位相エンコード方向に１サンプルずつずらしてサンプリングされる。

すなわち、予め設定されるサンプリングパターンは、時相方向に沿って連続するフレーム間で異なっていればよい。このようなサンプリングパターンのｋ−ｔ空間データが設定される場合には、ＭＲＩ装置１００は、上述した処理により、セグメント単位で心時相が揃うように事後的に並べ替えを行うことができる。言い換えると、ｋ空間データは、時相方向に沿って連続するフレーム間で異なるサンプリングパターンで収集される。

（第１の実施形態の変形例２）
また、上記の実施形態では、時系列に沿ったｋ空間の間引きパターンが規則的に変化する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態に係る処理機能は、圧縮センシング（Compressed Sensing：ＣＳ）にも適用可能である。なお、圧縮センシングにおけるサンプリングは、非単純間引きサンプリングの一例である。圧縮センシングにおける収集方法としては、ラディアル収集やカーテシアン収集が好適である。

圧縮センシングは、信号のスパース性を利用して、少数のｋ空間データから画像を再構成する撮像法である。例えば、圧縮センシングでは、ｋ空間にｋ空間データを充填するにあたり、位相エンコード方向に不規則的に間引いてサンプリングされる。この結果、圧縮センシングでは、スパース性を導入しつつ、データの収集時間を短縮することができる。

図１５を用いて、第１の実施形態の変形例２に係るｋ−ｔ空間データの一例を説明する。図１５は、第１の実施形態の変形例２に係るｋ−ｔ空間データの一例を示す図である。なお、図１５に示すｋ−ｔ空間データは、位相エンコード方向に複数のセグメントに分割されて収集される。

図１５に示す例では、位相エンコード方向に不規則的に間引きつつ、シネ位相方向（時相方向）にも不規則的に間引いたサンプリングが行われる。これにより、圧縮センシングによる収集時間の短縮が実現される。

すなわち、圧縮センシングでは、所定のサンプリングパターンとして、位相エンコード方向及びシネ位相方向における不規則的な間引きパターンが予め設定される。そこで、ＭＲＩ装置１００は、時系列に沿ったｋ空間の間引きパターンを規則的に変化させる場合と同様に、圧縮センシングを用いる場合にもｋ−ｔ空間データにおける心時相が揃うような事後的並べ替えが適用可能となる。

つまり、ＭＲＩ装置１００において、取得機能１２３ａは、所定のサンプリングパターンで配置され、かつ、位相エンコード方向に複数のセグメントに分割された複数のｋ空間データを複数時相にわたって収集する。算出機能１２３ｂは、複数のセグメントのうち基準となる中心セグメントの心時相情報と、中心セグメントとは異なる辺縁セグメントの心時相情報とを算出する。結合機能１２３ｃは、中心セグメントと、中心セグメントの心時相情報に近い心時相情報を有する辺縁セグメントとを結合させることで、複数時相の結合データを生成する。再構成機能１２３ｄは、所定のサンプリングパターンに基づいて、複数時相の結合データを再構成することで、複数時相の再構成画像を生成する。選択機能１２３ｅは、複数時相の再構成画像のなかから、予め設定された複数の心時相情報に近い心時相情報を有する再構成画像をそれぞれ選択する。これによれば、ＭＲＩ装置１００は、圧縮センシングが適用される場合にも、周期的な運動を行う部位に対してより高速な撮像を可能にする。

なお、図１５はあくまで一例であり、図示の内容に限定されるものではない。例えば、圧縮センシングにおけるサンプリングパターンは、少なくとも時相方向に連続するフレーム間では、収集する位相エンコードのラインが不規則的であれば良い。また、結合機能１２３ｃは、所定のサンプリングパターンが時相方向に沿って不規則的に並ぶように結合データを作成する。言い換えると、ｋ空間データは、少なくとも時相方向に連続するフレーム間では収集する位相エンコードのラインが不規則的なサンプリングパターンで収集される。

また、例えば、上記のＭＲＩ装置１００の処理は、所定のサンプリングパターンに基づいていなくても良い。そして、再構成画像の画質が低い場合には、ＭＲＩ装置１００は、中心セグメントの心時相情報に最も近い心時相情報ではなく、二番目に近い心時相情報を有する辺縁セグメントを中心セグメントに結合させることができる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、１心拍以上の期間に対応する複数時相のＭＲ画像から、１心拍に対応する複数のＭＲ画像を選択する場合を説明した。しかしながら、この複数のＭＲ画像を再生する場合、画像の切り替え時に不連続な印象となってしまう場合が考えられる。

例えば、図１２に示した処理では、位相Ｐ２のＭＲ画像として時相ＴＢ３のＭＲ画像が選択されるのに対して、位相Ｐ３のＭＲ画像として時相ＴＢ２８のＭＲ画像が選択される。つまり、互いに異なる心拍で得られた時相ＴＢ３及び時相ＴＢ２８の２枚のＭＲ画像が、連続するフレームとして再生されることとなる。時相ＴＢ３及び時相ＴＢ２８の２枚のＭＲ画像は、所望の心時相のＭＲ画像として選択されたものであるため、心臓の画像としては十分なものと期待されるが、例えば、背景の画像に違いが生じている場合が考えられる。このような場合、この２枚のＭＲ画像を再生すると、両者の切り替え時に違和感を与える可能性がある。

そこで、第２の実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、以下の処理を実行することにより、互いに異なる心拍で得られたＭＲ画像が連続する場合にも、違和感を抑えることが可能となる。

図１６を用いて、第２の実施形態に係るＭＲＩ装置１００による処理手順を説明する。図１６は、第２の実施形態に係るＭＲＩ装置１００による処理手順を示すフローチャートである。図１６に示す処理手順は、例えば、操作者により入力された撮像開始要求を契機として開始される。なお、図１６に示すステップＳ２０１〜ステップＳ２０５の処理は、図３に示したステップＳ１０１〜ステップＳ１０５の処理と同様であるので説明を省略する。

ステップＳ２０６において、選択機能１２３ｅは、フーリエ逆変換により複数のｋ空間データを生成する。つまり、選択機能１２３ｅは、複数時相の再構成画像に対してフーリエ逆変換を実行することで、フルサンプリングの複数のｋ空間データを生成する。

図１７を用いて、第２の実施形態に係る選択機能１２３ｅの処理を説明する。図１７は、第２の実施形態に係る選択機能１２３ｅの処理を説明するための図である。図１７の上段には、結合機能１２３ｃにより作成された２８時相の結合データ（ｋ−ｔ空間データ）を例示する。また、図１７では、２８時相の結合データに対する再構成処理により、２８枚の再構成画像が生成される。図１７には、図示の都合上、ｋ−ｔ空間データの一部を例示する。

図１７に示すように、選択機能１２３ｅは、２８枚の再構成画像に対してフーリエ逆変換（ＩＦＦＴ）を実行することで、２８時相のｋ−ｔ空間がフルサンプリングされた複数のｋ空間データを生成する（図１７の中段）。

ステップＳ２０７において、選択機能１２３ｅは、複数のｋ空間データに対して擬似的なタイムスタンプを付与する。つまり、選択機能１２３ｅは、フルサンプリングの複数のｋ空間データそれぞれに対し、各ｋ空間データの擬似的な収集時間を付与する。

例えば、選択機能１２３ｅは、図１７の中段に示すフルサンプリングの複数のｋ空間データのうち、図１７の上段に示すｋ−ｔ空間において収集されていたｋ空間データについては、その収集時間を割り当てる。図１７の上段において、時相ＴＢ１の下から１段目と５段目にはｋ空間データが収集済みである。そこで、選択機能１２３ｅは、この１段目と５段目のｋ空間データの収集時間を、図１７の中段の対応するサンプリング位置のｋ空間データに割り当てる。そして、選択機能１２３ｅは、下から２段目、３段目、４段目のｋ空間データに対しては、１段目と５段目のｋ空間データの収集時間に基づいて算出する。例えば、選択機能１２３ｅは、１段目と５段目の間を等分するように、２段目、３段目、４段目のｋ空間データの擬似的な収集時間（タイムスタンプ）を算出する。このように、選択機能１２３ｅは、擬似的な収集時間を算出し、算出した擬似的な収集時間を各ｋ空間データに付与する。言い換えると、選択機能１２３ｅは、非単純間引きサンプリングにより収集された各ｋ空間データの収集時刻に基づいて、フルサンプリングに対応する複数のｋ空間データそれぞれの擬似的な収集時刻を生成する。ここで、フルサンプリングに対応する複数のｋ空間データとは、非単純間引きサンプリングにより間引かれたｋ空間データに相当するｋ空間データが補填されたデータである。

ステップＳ２０８において、選択機能１２３ｅは、レトロスペクティブゲート法により複数のｋ空間データを並び替える。つまり、選択機能１２３ｅは、各ｋ空間データの擬似的な収集時間に基づいて、予め設定された複数の心時相それぞれに対応するｋ空間データを選択する。言い換えると、選択機能１２３ｅは、擬似的な収集時刻及び生体信号情報に基づいて、フルサンプリングに対応する複数のｋ空間データの並び替え処理を行う。

例えば、図１７の中段のｋ−ｔ空間には、２８時相のｋ空間データが配置されている。そこで、選択機能１２３ｅは、予め設定された２４位相（Ｐ１〜ｐ２４）に対応するｋ空間データを選択する。これにより、選択機能１２３ｅは、時相方向が２４位相に変換されたｋ−ｔ空間データを生成する（図１７の下段）。

ステップＳ２０９において、再構成機能１２３ｄは、再構成処理を実行する。例えば、再構成機能１２３ｄは、複数の心時相それぞれに対応するｋ空間データを再構成することで、複数の心時相それぞれに対応する再構成画像を生成する。図１７に示す例では、再構成機能１２３ｄは、時相方向が２４位相に変換されたｋ−ｔ空間データから、２４枚のＭＲ画像を再構成する。言い換えると、再構成機能１２３ｄは、並び替え処理後の複数のｋ空間データに対して再構成処理を行うことで、複数の再構成画像を生成する。

このように、第２の実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、２８時相の再構成画像に対してフーリエ逆変換を実行することで、フルサンプリングの複数のｋ空間データを生成する。そして、ＭＲＩ装置１００は、フルサンプリングの複数のｋ空間データに対して、擬似的なタイムスタンプを付与し、ライン単位で事後並び替え処理（レトロスペクティブゲート法）を行う。そして、ＭＲＩ装置１００は、所望の心位相に対応する複数のｋ空間データを生成する。そして、ＭＲＩ装置１００は、これを再構成することで、所望の心位相に対応する複数の再構成画像を生成する。これにより、ＭＲＩ装置１００は、より高画質な時系列の再構成画像を生成することができる。

（第２の実施形態の変形例）
なお、第２の実施形態では、フルサンプリングに対応するｋ空間データを生成する際に、一旦、中間データとしてのＭＲ画像（再構成画像）に変換（再構成）する処理を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。つまり、ＭＲＩ装置１００は、必ずしもＭＲ画像に変換しなくとも、フルサンプリングに対応するｋ空間データを生成することができる。

例えば、再構成機能１２３ｄは、結合機能１２３ｃにより作成された複数時相の結合データに対して、ｋ−ｔ ＳＥＮＳＥに対応する再構成処理を実行する。この過程で、再構成機能１２３ｄは、上述したように、折り返し信号が除去されたｘ−ｆ空間データを生成する。このｘ−ｆ空間データは、画像データ（実空間データ）に変換される前の中間データである。

ここで、第２の実施形態の変形例に係る再構成機能１２３ｄは、このｘ−ｆ空間データに対して、フーリエ変換（フーリエ逆変換）を含む処理を行う。これにより、再構成機能１２３ｄは、結合機能１２３ｃにより作成された複数時相の結合データから、フルサンプリングに対応するｋ空間データを生成することができる。すなわち、再構成機能１２３ｄは、非単純間引きサンプリングに対応するフーリエ変換を含む処理により、所定のサンプリングパターンで間引かれた複数のｋ空間データから、フルサンプリングに対応する複数のｋ空間データを生成する。

なお、再構成機能１２３ｄは、ステップＳ２０５及びステップＳ２０６の処理に代えて、上記のフルサンプリングに対応する複数のｋ空間データを生成する処理を行う。ステップＳ２０７以降の処理は、図１６にて説明した内容と同様であるので、説明を省略する。

また、フーリエ変換を含む処理により生成されるｋ空間データは、必ずしもフルサンプリングに対応する複数のｋ空間データが全て充填されていなくても良い。例えば、ｋ−ｔ再構成が可能なサンプリングパターンが再現できれば十分である。一例としては、フーリエ変換を含む処理により生成されるｋ空間データは、単純間引きサンプリングに対応する複数のｋ空間データであっても良い。言い換えると、再構成機能１２３ｄは、複数のｋ空間データを変換して得られる中間データを逆変換することで、複数のｋ空間データに関して、フルサンプリングに対する間引き領域の少なくとも一部が充填された複数のｋ空間データを生成する。

（第３の実施形態）
上記の実施形態では、セグメント分割を行う場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、セグメント分割を行わない場合には、以下のように処理を実行することができる。

図１８を用いて、第３の実施形態に係るＭＲＩ装置１００による処理手順を説明する。図１８は、第３の実施形態に係るＭＲＩ装置１００による処理手順を示すフローチャートである。図１８に示す処理手順は、例えば、操作者により入力された撮像開始要求を契機として開始される。

ステップＳ３０１において、取得機能１２３ａは、複数のｋ空間データを収集する。この処理は、図３のステップＳ１０１の処理と基本的に同様であるが、セグメント分割が行われない点が相違する。つまり、第３の実施形態に係る取得機能１２３ａは、セグメント分割を行なわずに、ｋ−ｔ ＳＥＮＳＥで規定されたサンプリングパターンに対応する複数のｋ空間データを収集する。この時点で、図１１に示したｋ−ｔ空間データ（結合データ）と同様のｋ−ｔ空間データが得られる。

ステップＳ３０２において、再構成機能１２３ｄは、再構成処理を実行する。この処理は、図３のステップＳ１０５の処理と基本的に同様である。つまり、再構成機能１２３ｄは、ステップＳ３０１において取得機能１２３ａにより取得された複数のｋ空間データに対して、ｋ−ｔ ＳＥＮＳＥに対応する再構成処理を行い、複数時相のＭＲ画像を生成する。

ステップＳ３０３において、再構成機能１２３ｄは、フーリエ逆変換により複数のｋ空間データを生成する。この処理は、図１６のステップＳ２０６の処理と基本的に同様である。つまり、選択機能１２３ｅは、複数時相の再構成画像に対してフーリエ逆変換を実行することで、フルサンプリングに対応する複数のｋ空間データを生成する。

ステップＳ３０４において、選択機能１２３ｅは、複数のｋ空間データに対して擬似的なタイムスタンプを付与する。この処理は、図１６のステップＳ２０７の処理と基本的に同様である。つまり、選択機能１２３ｅは、フルサンプリングの複数のｋ空間データそれぞれに対し、各ｋ空間データの擬似的な収集時間を付与する。

ステップＳ３０５において、選択機能１２３ｅは、レトロスペクティブゲート法により複数のｋ空間データを並び替える。この処理は、図１６のステップＳ２０８の処理と基本的に同様である。つまり、選択機能１２３ｅは、各ｋ空間データの擬似的な収集時間に基づいて、予め設定された複数の心時相それぞれに対応するｋ空間データを選択する。

ステップＳ３０６において、再構成機能１２３ｄは、再構成処理を実行する。この処理は、図１６のステップＳ２０９の処理と基本的に同様である。つまり、再構成機能１２３ｄは、複数の心時相それぞれに対応するｋ空間データに対して再構成処理を行うことで、複数の心時相それぞれに対応する再構成画像を生成する。

なお、図１８に示した処理手順はあくまで一例であり、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、図１８に示した処理手順は、処理内容に矛盾が生じない範囲で処理順序を適宜変更することができる。

すなわち、第３の実施形態に係るＭＲＩ装置１００において、取得機能１２３ａは、非単純間引きサンプリングにより被検体から収集された複数のｋ空間データと、各ｋ空間データの収集時刻と、被検体の時系列的な生体信号情報とを取得する。再構成機能１２３ｄは、非単純間引きサンプリングに対応するフーリエ変換を含む処理により、複数の第１ｋ空間データから、フルサンプリングに対応する複数のｋ空間データを生成する。選択機能１２３ｅは、収集時刻に基づいて、フルサンプリングに対応する複数のｋ空間データそれぞれの擬似的な収集時刻を生成する。選択機能１２３ｅは、擬似的な収集時刻及び生体信号情報に基づいて、フルサンプリングに対応する複数のｋ空間データの並び替え処理を行う。再構成機能１２３ｄは、並び替え処理後の複数のｋ空間データに対して再構成処理を行うことで、複数の再構成画像を生成する。これにより、ＭＲＩ装置１００は、動きのある撮像対象に対する撮像を好適に行うことができる。例えば、ＭＲＩ装置１００は、周期的な運動を行う部位（心臓）に対して、空間分解能や時間分解能の高い撮像を行うことができる。

（第４の実施形態）
第１の実施形態では、セグメント分割を行った場合に、中心セグメントのｋ空間データに対して、心時相が近い辺縁セグメントのｋ空間データをグループ単位で結合させることにより、最終的な再構成画像を生成する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、ＭＲＩ装置１００は、辺縁セグメントのｋ空間データをフルサンプリング化するためのキャリブレーションデータを、中心セグメントのｋ空間データから生成することで、最終的な再構成画像を生成することも可能である。

図１９を用いて、第４の実施形態に係るＭＲＩ装置１００による処理手順を説明する。図１９は、第４の実施形態に係るＭＲＩ装置１００による処理手順を示すフローチャートである。図１９に示す処理手順は、例えば、操作者により入力された撮像開始要求を契機として開始される。

なお、図１９では、図２０〜図２６を参照しつつ説明する。図２０〜図２６は、第４の実施形態に係るＭＲＩ装置１００の処理を説明するための図である。図２０〜図２６において、トリガーテーブルは、各ｋ−ｔ空間データの時間方向に対応する。なお、図１９〜図２６にて説明する内容はあくまで一例であり、実施形態はこれに限定されるものではない。

ステップＳ４０１において、取得機能１２３ａは、複数のｋ空間データを収集する。つまり、取得機能１２３ａは、ｋ空間の中心に対応する中心セグメントと、中心セグメントとは異なる辺縁セグメントとを含む複数のセグメントに分けて収集された複数のｋ空間データを取得する。

例えば、取得機能１２３ａは、図２０に示すように、中心セグメント及び辺縁セグメントの２つのセグメントに分けて、複数のｋ空間データを収集する。ここで、例えば、操作者により設定された取得枚数が「１３」である場合、その取得枚数の１２０％程度を充足するように、１６時相分のｋ空間データが収集される。また、中心セグメント及び辺縁セグメントは、異なるタイミングで収集されるため、互いに異なるタイミングでトリガー信号が検出される。

なお、図２０では、２つのセグメントに分けて収集する場合を例示したが、３つ以上のセグメントに分けて収集することも可能である。

ステップＳ４０２において、再構成機能１２３ｄは、中心セグメントのフルサンプリング化を実行する。つまり、再構成機能１２３ｄは、非単純間引きサンプリングに対応するフーリエ変換を含む処理により、中心セグメントに含まれる複数のｋ空間データから、中心セグメントのフルサンプリングに対応する複数のｋ空間データを生成する。

例えば、再構成機能１２３ｄは、図２１に示すように、中心セグメントに含まれる複数のｋ空間データから、フルサンプリングに対応する複数のｋ空間データを生成する。この処理は、処理対象が中心セグメントに含まれる複数のｋ空間データである点を除き、図１６のステップＳ２０５及びステップＳ２０６の処理と同様である。

ステップＳ４０３において、選択機能１２３ｅは、疑似的なタイムスタンプを付与する。この処理は、処理対象が中心セグメントに含まれる複数のｋ空間データである点を除き、図１６のステップＳ２０７の処理と同様である。

ステップＳ４０４において、選択機能１２３ｅは、辺縁セグメントの心時相に合わせて、フルサンプリング化された中心セグメントのｋ空間データを並び替える。つまり、選択機能１２３ｅは、フルサンプリングに対応する複数のｋ空間データを、辺縁セグメントの心時相に応じて並べ替える。

例えば、選択機能１２３ｅは、図２０に示した辺縁セグメントの各時相に含まれる４ラインのｋ空間データのうち、時間的に略中心に位置するｋ空間データの心時相情報を算出する。そして、選択機能１２３ｅは、フルサンプリング化された中心セグメントに含まれる複数のｋ空間データの中から、位相エンコード量が一致し、算出した心時相情報に最も近い心時相情報を有するｋ空間データを選択する。これにより、選択機能１２３ｅは、図２２に示すように、フルサンプリングに対応する複数のｋ空間データを並べ替えることで、キャリブレーションデータを生成する。キャリブレーションデータにおけるトリガー検出タイミング（図２２の右図）は、辺縁セグメントのｋ−ｔ空間データのトリガー検出タイミング（図２０の右図）と略一致する。つまり、このキャリブレーションデータは、辺縁セグメントにおけるトリガー検出タイミングと略同一のトリガー検出タイミングとなるように、中心セグメントのフルサンプリングに対応する複数のｋ空間データが並べ替えられたｋ−ｔ空間データである。

ステップＳ４０５において、選択機能１２３ｅは、並べ替え後の中心セグメントのｋ空間データから、辺縁セグメントのサンプリングパターンに対応するｋ空間データを抽出する。

例えば、選択機能１２３ｅは、図２３に示すように、キャリブレーションデータから辺縁セグメントのサンプリングパターンに対応するｋ空間データを抽出することで、抽出データを生成する。つまり、この抽出データは、辺縁セグメントのサンプリングパターンと同一のサンプリングパターンとなるように、キャリブレーションデータのｋ空間データが間引かれたｋ−ｔ空間データである。このように、選択機能１２３ｅは、並べ替え後の複数のｋ空間データから、辺縁セグメントに含まれる複数のｋ空間データのサンプリングパターンに対応する複数のｋ空間データを抽出する。

ステップＳ４０６において、結合機能１２３ｃは、抽出したｋ空間データを、辺縁セグメントのｋ空間データに結合する。

例えば、結合機能１２３ｃは、図２４に示すように、抽出データと、図２０の右図に示した辺縁セグメントのｋ−ｔ空間データとを結合させることで、結合データを生成する。
ここで、抽出データにおけるトリガー検出タイミングは、辺縁セグメントにおけるトリガー検出タイミングと略同一であるので、各時相のｋ空間データをそれぞれ結合させることができる。

ステップＳ４０７において、再構成機能１２３ｄは、全セグメントのフルサンプリング化を実行する。つまり、再構成機能１２３ｄは、抽出された複数のｋ空間データと、辺縁セグメントに含まれる複数のｋ空間データとに対して、非単純間引きサンプリングに対応するフーリエ変換を含む処理を行うことで、フルサンプリングに対応する複数のｋ空間データを生成する。

例えば、再構成機能１２３ｄは、図２５に示すように、結合データから、フルサンプリングに対応する複数のｋ空間データを生成する。この処理は、図１６のステップＳ２０５及びステップＳ２０６の処理と同様である。このように、再構成機能１２３ｄは、キャリブレーションデータを利用することで、辺縁セグメントのｋ空間データをフルサンプリング化することができる。

ステップＳ４０８において、選択機能１２３ｅは、擬似的なタイムスタンプを付与する。この処理は、図１６のステップＳ２０７の処理と同様である。

ステップＳ４０９において、選択機能１２３ｅは、フルサンプリング化された全セグメントのｋ空間データから、中心セグメントのｋ空間データに対応するｋ空間データを選択する。

例えば、選択機能１２３ｅは、図２６に示すように、図２５の右図のフルサンプリング化された全セグメントに含まれる複数のｋ空間データの中から、領域Ｒ１１及び領域Ｒ１２に対応する複数のｋ空間データを選択する。具体的には、選択機能１２３ｅは、図２０に示した中心セグメントの各時相に含まれる４ラインのｋ空間データのうち、時間的に略中心に位置するｋ空間データの心時相情報を算出する。そして、選択機能１２３ｅは、フルサンプリング化された辺縁セグメントに含まれる複数のｋ空間データの中から、位相エンコード量が一致し、算出した心時相情報に最も近い心時相情報を有するｋ空間データを選択する。これにより、選択機能１２３ｅは、図２６の右図に示すように、領域Ｒ１１及び領域Ｒ１２に対応する複数のｋ空間データを選択する。そして、選択機能１２３ｅは、選択した領域Ｒ１１及び領域Ｒ１２に対応する複数のｋ空間データを、図２０の左図の中心セグメントに含まれる複数のｋ空間データに対して結合させることで、図２６の右図の結合データ（第２の結合データ）を生成する。第２の結合データは、中心セグメントにおけるトリガー検出タイミングと略同一のトリガー検出タイミングとなるように配列される。

ステップＳ４１０において、再構成機能１２３ｄは、再構成処理を実行する。例えば、再構成機能１２３ｄは、図２６の右図に示す第２の結合データに対して、非単純間引きサンプリングに対応する再構成処理を行い、１６時相のＭＲ画像を生成する。そして、選択機能１２３ｅは、再構成機能１２３ｄにより生成された１６時相のＭＲ画像のなかから、予め設定された取得枚数「１３」に対応するＭＲ画像を選択する。例えば、再構成機能１２３ｄは、１心拍期間を１３等分する心時相を算出し、算出した心時相に近い心時相情報を有するＭＲ画像を選択する。なお、この処理は、図３のステップＳ１０５及びステップＳ１０６の処理と同様である。

このように、第４の実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、辺縁セグメントのｋ空間データをフルサンプリング化するためのキャリブレーションデータを、中心セグメントのｋ空間データから生成することで、最終的な再構成画像を生成することができる。

なお、図１９に示した処理手順はあくまで一例であり、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、図１９に示した処理手順は、処理内容に矛盾が生じない範囲で処理順序を適宜変更することができる。また、ステップＳ４０２及びステップＳ４０７にて説明したフルサンプリング化の処理は、ＭＲ画像に変換せずにフルサンプリング化する処理（第２の実施形態の変形例の処理）が適用可能である。

また、ステップＳ４０９及びステップＳ４１０の処理はあくまで一例であり、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、ステップＳ４０８の処理が完了した時点で、中心セグメント及び辺縁セグメントのそれぞれについて、フルサンプリングに対応する複数のｋ空間データが得られている。このため、再構成機能１２３ｄは、上記のステップＳ４０９及びステップＳ４１０の処理に限らず、任意のｋ空間データを適宜選択して再構成処理を行うことが可能である。

（第５の実施形態）
上記の実施形態では、心電同期を行わずに複数セグメントのｋ空間データを収集する場合の処理を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、ＭＲＩ装置１００は、心電同期を行って、複数セグメントのｋ空間データを収集することができる。

図２７を用いて、第５の実施形態に係るＭＲＩ装置１００による処理手順を説明する。図２７は、第５の実施形態に係るＭＲＩ装置１００による処理手順を示すフローチャートである。図２７に示す処理手順は、例えば、操作者により入力された撮像開始要求を契機として開始される。

なお、図２７では、図２８を参照しつつ説明する。図２８は、第５の実施形態に係るＭＲＩ装置１００の処理を説明するための図である。なお、図２７及び図２８にて説明する内容はあくまで一例であり、実施形態はこれに限定されるものではない。

ステップＳ５０１において、取得機能１２３ａは、中心セグメントのｋ空間データと辺縁セグメントのｋ空間データとを心電同期により収集する。

例えば、取得機能１２３ａは、図２８に示すように、トリガー信号（Ｒ波）を検出したタイミングで、中心セグメントのサンプリングと辺縁セグメントのサンプリングを行う。ここで、それぞれのサンプリングの前に挿入されるダミーショットに要する時間は一定であるため、中心セグメントにおけるトリガー検出タイミングと辺縁セグメントにおけるトリガー検出タイミングは、略同一となる。

このように、取得機能１２３ａは、ｋ空間の中心に対応する中心セグメントと、中心セグメントとは異なる辺縁セグメントとを含む複数のセグメントそれぞれが、生体信号情報に基づいて同期収集された複数のｋ空間データを取得する。

ステップＳ５０２において、結合機能１２３ｃは、中心セグメントのｋ空間データと辺縁セグメントのｋ空間データとを結合させる。例えば、結合機能１２３ｃは、中心セグメントに含まれる複数のｋ空間データと、辺縁セグメントに含まれる複数のｋ空間データとを結合させる。ここで、中心セグメントにおけるトリガー検出タイミングと辺縁セグメントにおけるトリガー検出タイミングは略同一であるので、各時相のｋ空間データをそれぞれ結合させることができる。

ステップＳ５０３〜ステップＳ５０７の処理は、図１６に示したステップＳ２０５〜ステップＳ２０９の処理と同様であるので、説明を省略する。

このように、第５の実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、心電同期を行って、複数セグメントのｋ空間データを収集する。そして、ＭＲＩ装置１００は、収集した複数セグメントのｋ空間データを結合させ、フルサンプリングに対応する複数のｋ空間データを生成する。そして、ＭＲＩ装置１００は、フルサンプリングに対応する複数のｋ空間データの並び替え処理を行い、取得枚数に対応する時相数のＭＲ画像を再構成することができる。

（第６の実施形態）
上記の実施形態では、中心セグメントの収集期間と辺縁セグメントの収集期間とが同一である場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、ＭＲＩ装置１００は、辺縁セグメントの収集期間を中心セグメントの収集期間より長くすることで、各再構成画像を構成する複数のｋ空間データの間で生じる心時相のずれを低減させることができる。

図２９は、第６の実施形態に係るＭＲＩ装置１００の処理を説明するための図である。なお、図２９にて説明する内容はあくまで一例であり、実施形態はこれに限定されるものではない。

例えば、図２９に示すように、取得機能１２３ａは、中心セグメントの収集期間より長い収集期間において、辺縁セグメントに含まれる複数のｋ空間データの収集を行う。ここで、例えば、操作者により設定された取得枚数が「１３」である場合、中心セグメントについては取得枚数の１２０％程度を充足するように、１６時相分のｋ空間データが収集される。また、辺縁セグメントについては、取得枚数の２４０％程度を充足するように、３２時相分のｋ空間データが収集される。

このように、辺縁セグメントの収集期間が中心セグメントの収集期間より長い場合には、中心セグメントに対して結合させる辺縁セグメントの選択肢が多くなる。このため、結合機能１２３ｃは、中心セグメントの心時相情報に更に近い心時相情報を有する辺縁セグメントを結合させることが可能となる。この結果、ＭＲＩ装置１００は、各再構成画像を構成する複数のｋ空間データの間で生じる心時相のずれを低減させることができる。

（その他の実施形態）
上述した実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてもよい。

（ｋ空間データのサンプリング順序）
例えば、上記の実施形態では、各時相に含まれる複数のｋ空間データが位相エンコード方向における一方向に向かってサンプリングされる場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、ＭＲＩ装置１００は、各時相に含まれる複数のｋ空間データを、位相エンコード方向における双方向に向かって交互にサンプリングすることができる。

図３０は、その他の実施形態に係るＭＲＩ装置１００によるサンプリング順序を説明するための図である。図３０の上段には、中心セグメント及び辺縁セグメントのｋ−ｔ空間データを示す。図３０の下段には、各時相に含まれる複数のｋ空間データのサンプリング順序を示す複数の矢印を示す。

例えば、図３０に示すように、取得機能１２３ａは、中心セグメントについては、位相エンコード方向における一方向に向かってサンプリングを行う。具体的には、取得機能１２３ａは、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ１５、Ｓ１６、Ｓ１７、及びＳ１８のサンプリング順序で各ｋ空間データを収集する。

一方、取得機能１２３ａは、辺縁セグメントについては、位相エンコード方向における双方向に向かって交互にサンプリングを行う。具体的には、取得機能１２３ａは、１時相目については、Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ２３、及びＳ２４のサンプリング順序でｋ空間データを収集する。次に、取得機能１２３ａは、２時相目については、Ｓ２５、Ｓ２６、Ｓ２７、及びＳ２８のサンプリング順序でｋ空間データを収集する。

このように、辺縁セグメントのサンプリング方向を時相ごとに交互に変えながらｋ空間データを収集するのは、渦電流による影響を低減させるためである。例えば、取得機能１２３ａは、Ｓ２４のｋ空間データの次にＳ２５のｋ空間データを収集することで、連続する２つのｋ空間データにおける位相エンコード量の違いを小さくする。これにより、取得機能１２３ａは、渦電流の発生を抑え、渦電流による影響を低減させることができる。

なお、図３０では、中心セグメントについては一方向に向かってサンプリングを行う場合を説明したが、サンプリング方向を時相ごとに交互に変えながらｋ空間データを収集しても良い。ただし、各心時相における心臓の動きの変化を捉えるためには、取得機能１２３ａは、中心セグメントのｋ空間データについては一方向に向かってサンプリングを行うのが好適である。

（ブロック単位での結合）
また、例えば、上記の実施形態では、各時相に含まれる複数のｋ空間データをセグメント単位（グループ単位）で結合させる場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、ＭＲＩ装置１００は、ｋ−ｔ ＳＥＮＳＥにおけるブロック単位で結合させることも可能である。

ここで、「ブロック」とは、ｋ−ｔ ＳＥＮＳＥにおける再構成処理において規定される時相数のｋ空間データを一纏めにしたグループを意味する。例えば、ｋ−ｔ ＳＥＮＳＥにおける間引き率が「４」であれば、各ブロックには４時相分のｋ空間データが含まれる。

図３１は、その他の実施形態に係る結合機能１２３ｃの処理を説明するための図である。図３１の上段には、シーケンス制御回路１１０により実行されたシーケンスを例示する。また、図３１の下段には、上段のシーケンスにより収集されたｋ空間データを、予め設定されたサンプリングパターンに従ってｋ−ｔ空間に配置する過程を例示する。なお、図３１では、ｋ−ｔ ＳＥＮＳＥにおける間引き率が「４」である場合を例示する。つまり、図３１において、領域Ｒ２１に含まれる複数のｋ空間データは、セグメントＢにおける１ブロックに相当する。また、領域Ｒ２２に含まれる複数のｋ空間データは、セグメントＡにおける１ブロックに相当する。

まず、算出機能１２３ｂは、セグメントＢに含まれる各ブロックについて、心時相情報を算出する。例えば、算出機能１２３ｂは、各ブロックに含まれる１６ラインのｋ空間データのうち、時間的に略中心に位置するｋ空間データの心時相情報を、各ブロックの心時相情報として算出する。同様に、算出機能１２３ｂは、セグメントＡに含まれる各ブロックについて、心時相情報を算出する。

そして、結合機能１２３ｃは、図３１に示すように、セグメントＢの各ブロックに対して、セグメントＢの各ブロックの心時相情報に近い心時相情報を有するセグメントＡのブロックを結合させる。具体的には、結合機能１２３ｃは、領域Ｒ２１のブロックの心時相情報に最も近い心時相情報を有するブロックを、セグメントＡのブロックの中から選択する。そして、結合機能１２３ｃは、選択したセグメントＡのブロックを領域Ｒ２２に配置する。このように、結合機能１２３ｃは、各セグメントのｋ空間データを、ブロック単位で結合させることができる。

（圧縮センシングにおける辺縁セグメントの探索）
また、圧縮センシングが利用される場合には、中心セグメントと辺縁セグメントのサンプリングパターンは必ずしも一致していなくてもよい。そこで、ＭＲＩ装置１００は、辺縁セグメントの中から結合対象となるｋ空間データを探索し、中心セグメントのｋ空間データに結合することも可能である。

例えば、結合機能１２３ｃは、再構成画像の画質が一定の基準を満たすように、辺縁セグメントに含まれる複数のｋ空間データの中から、結合対象となる複数のｋ空間データを探索して結合させる。

図３２は、その他の実施形態に係るＭＲＩ装置１００の処理を説明するための図である。図３２において、トリガーテーブルは、各ｋ−ｔ空間データの時間方向に対応する。なお、図３２に示す例では、中心セグメント（図３２の左図）及び辺縁セグメント（図３２の右図）のｋ空間データは、時間方向にランダムに収集される。

例えば、図３２に示すように、中心セグメントの領域Ｒ３１に含まれる複数のｋ空間データには、領域Ｒ３１の心時相情報に近い心時相情報を有する辺縁セグメントの領域Ｒ３２に含まれる複数のｋ空間データが結合される。そして、全ての中心セグメントのｋ空間データに対して辺縁セグメントのｋ空間データが結合されると、画像が再構成される。

ここで、結合機能１２３ｃは、再構成画像の画質が一定の基準を満たすか否かに基づいて、再構成画像の画質が乱れているか否かを判定する。一例としては、結合機能１２３ｃは、複数の再構成画像のうち、連続する時相の２つの再構成画像間で差分を算出する。そして、結合機能１２３ｃは、算出した差分が心臓領域において一定値（閾値）を超えた場合に、画質が乱れていると判定する。なお、画質が乱れているか否かを判定する処理は、この処理に限定されるものではなく、公知の画像解析技術を広く適用可能である。

そして、再構成画像の画質が乱れている場合には、結合機能１２３ｃは、辺縁セグメントに含まれる複数のｋ空間データの中から、結合対象となる複数のｋ空間データを探索して結合させる。例えば、結合機能１２３ｃは、領域Ｒ３２を前後に移動させることで、最適な時相のｋ空間データを探索する。

具体的には、結合機能１２３ｃは、領域Ｒ３２の次に、領域Ｒ３１の心時相情報に近い心時相情報を有する辺縁セグメントの領域を探索する。そして、結合機能１２３ｃは、探索した領域に含まれる複数のｋ空間データを、領域Ｒ３１に含まれる複数のｋ空間データに対して結合させる。そして、再構成機能１２３ｄは、結合後のｋ空間データを用いて再構成画像を生成する。

そして、結合機能１２３ｃは、再度、再構成画像の画質が乱れているか否かを判定する。このように、結合機能１２３ｃは、再構成画像の画質が一定の基準を満たすまで、上記の探索処理を繰り返し実行する。

そして、再構成画像の画質が一定の基準を満たした場合には、ＭＲＩ装置１００は、上記の実施形態と同様の処理を実行する。例えば、ＭＲＩ装置１００は、生成した再構成画像を用いて、図１６のステップＳ２０６以降の処理を実行する。

このように、結合機能１２３ｃは、再構成画像の画質が一定の基準を満たすまで、辺縁セグメントに含まれる複数のｋ空間データの中から、結合対象となる複数のｋ空間データを探索して結合させる。これにより、ＭＲＩ装置１００は、再構成画像の画質を向上させることができる。

（心臓シネ撮像以外への適用）
また、上記の実施形態では、心臓シネ撮像を行う場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、造影撮像を行う場合にも、上述したＭＲＩ装置１００の処理機能を適用することができる。

例えば、ＭＲＩ装置１００は、造影撮像を行う場合には、造影剤の注入開始時刻を取得する。そして、ＭＲＩ装置１００は、造影剤の注入開始時刻に基づいて複数のｋ空間データの並び替え処理を行って、複数の再構成画像を生成する。

すなわち、ＭＲＩ装置１００は、非単純間引きサンプリングにより被検体から収集された複数のｋ空間データと、各ｋ空間データの収集時刻と、撮像対象の動きの基準となる時間情報（造影剤の注入開始時刻）とを取得する。そして、ＭＲＩ装置１００は、非単純間引きサンプリングに対応するフーリエ変換を含む処理により、複数のｋ空間データから、フルサンプリングに対応する複数のｋ空間データを生成する。そして、ＭＲＩ装置１００は、収集時刻に基づいて、フルサンプリングに対応する複数のｋ空間データそれぞれの擬似的な収集時刻を生成する。そして、ＭＲＩ装置１００は、擬似的な収集時刻及び時間情報に基づいて、フルサンプリングに対応する複数のｋ空間データの並び替え処理を行う。そして、ＭＲＩ装置１００は、並び替え処理後の複数のｋ空間データに対して再構成処理を行うことで、複数の再構成画像を生成する。これにより、ＭＲＩ装置１００は、動きのある撮像対象に対する撮像を好適に行うことができる。

また、例えば、ＭＲＩ装置１００は、ＰＣ（Phase Contrast）法によるフロー収集にも適用可能である。例えば、ＭＲＩ装置１００は、図３３に示すように、ＰＣ法によりフロー収集を行って、血流の画像化を行う。図３３は、その他の実施形態に係るＭＲＩ装置１００の処理を説明するための図である。

なお、図３３に示す例では、黒丸印と白丸印はそれぞれｋ空間データを示す。ＭＲＩ装置１００は、黒丸印で示したｋ空間データと、白丸印で示したｋ空間データとを個別に再構成することで、２系統の再構成画像群を生成する。そして、ＭＲＩ装置１００は、２系統の再構成画像群に対して、例えば図１６のステップＳ２０６以降の処理をそれぞれ実行することで、高画質な２系統の再構成画像群を生成する。そして、ＭＲＩ装置１００は、高画質な２系統の再構成画像群の差分をとることで、高画質な血流画像を生成することができる。なお、図３３に示した例はあくまで一例であり、公知のフロー収集が任意に適用可能である。

なお、造影撮像やフロー収集に限らず、２次元スキャン、３次元スキャン等に広く適用することが可能である。

（再構成装置）
また、例えば、上述した実施形態に係る処理は、ネットワーク上の再構成装置として提供可能である。この再構成装置は、例えば、ネットワークを介した情報処理サービス（クラウドサービス）を提供可能である。

図３４は、その他の実施形態に係る再構成装置の構成例を示すブロック図である。図３４に示すように、例えば、情報処理サービスを提供するサービスセンタには、再構成装置２００が設置される。再構成装置２００は、操作端末２０１に接続される。また、再構成装置２００は、ネットワーク２０２を介して複数のクライアント端末２０３Ａ，２０３Ｂ，・・・，２０３Ｎに接続される。なお、再構成装置２００及び操作端末２０１は、ネットワーク２０２を介して接続されてもよい。また、複数のクライアント端末２０３Ａ，２０３Ｂ，・・・，２０３Ｎを区別無く総称する場合、「クライアント端末２０３」と記載する。

操作端末２０１は、再構成装置２００を操作する者（操作者）が利用する情報処理端末である。例えば、操作端末２０１は、マウス、キーボード、タッチパネル等、操作者からの各種の指示や設定要求を受け付けるための入力装置を備える。また、操作端末２０１は、画像を表示したり、操作者が入力装置を用いて各種設定要求を入力するためのＧＵＩを表示したりする表示装置を備える。操作者は、操作端末２０１を操作することで、各種の指示や設定要求を再構成装置２００に送信したり、再構成装置２００内部の情報を閲覧したりすることができる。また、ネットワーク２０２は、インターネット、ＷＡＮ（Wide Area Network）、ＬＡＮ（Local Area Network）等、任意の通信網である。

クライアント端末２０３は、情報処理サービスを利用する利用者が操作する情報処理端末である。ここで、利用者は、例えば、医療機関に従事する医師や技師などの医療従事者である。例えば、クライアント端末２０３は、パーソナルコンピュータやワークステーション等の情報処理装置、又は、ＭＲＩ装置に含まれるコンソール装置等の医用画像診断装置の操作端末に対応する。クライアント端末２０３は、再構成装置２００により提供される情報処理サービスを利用可能なクライアント機能を有する。なお、このクライアント機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態でクライアント端末２０３に予め記録されている。

再構成装置２００は、通信インタフェース２１０、記憶回路２２０、及び処理回路２３０を備える。通信インタフェース２１０、記憶回路２２０、及び処理回路２３０は、相互に通信可能に接続される。

通信インタフェース２１０は、例えば、ネットワークカードやネットワークアダプタである。通信インタフェース２１０は、ネットワーク２０２に接続することで、再構成装置２００と外部装置との間での情報通信を行う。

記憶回路２２０は、例えば、ＮＡＮＤ（Not AND）型フラッシュメモリやＨＤＤ（Hard Disk Drive）であり、医用画像データやＧＵＩを表示するための各種のプログラムや、当該プログラムによって用いられる情報を記憶する。

処理回路２３０は、再構成装置２００における処理全体を制御する電子機器（プロセッサ）である。処理回路２３０は、取得機能２３１と、算出機能２３２と、結合機能２３３と、再構成機能２３４と、選択機能２３５とを実行する。処理回路２３０が実行する各処理機能は、例えば、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路２２０内に記録されている。処理回路２３０は、各プログラムを読み出し、実行することで読み出した各プログラムに対応する機能を実現する。取得機能２３１、算出機能２３２、結合機能２３３、再構成機能２３４、及び選択機能２３５は、図１に示した取得機能１２３ａ、算出機能１２３ｂ、結合機能１２３ｃ、再構成機能１２３ｄ、及び選択機能１２３ｅと基本的に同様の処理を実行可能である。

例えば、利用者は、クライアント端末２０３を操作して、サービスセンタにある再構成装置２００へ複数のｋ空間データを送信する（アップロードする）旨の指示を入力する。複数のｋ空間データを送信するこの指示が入力されると、クライアント端末２０３は、再構成装置２００へ複数のｋ空間データを送信する。ここで、複数のｋ空間データは、シーケンス制御回路１１０により収集されたセグメント単位に分割された複数のｋ空間データである。

そして、再構成装置２００は、クライアント端末２０３から送信された複数のｋ空間データを受信する。そして、再構成装置２００において、取得機能２３１は、複数の時相において、所定のサンプリングパターンで収集された複数のｋ空間データを取得する。算出機能２３２は、複数のｋ空間データのうち、基準とする位相エンコード量で収集された複数のｋ空間データを含む第１のデータ群の心時相情報と、第１のデータ群とは異なる位相エンコード量で収集された複数のｋ空間データを含む第２のデータ群の心時相情報とを算出する。結合機能２３３は、第１のデータ群の心時相情報それぞれに対して、第２のデータ群の心時相情報のなかから近い心時相情報を対応付け、対応付けられた心時相情報に基づいて第１のデータ群と第２のデータ群とを結合させて複数時相の結合データを作成する。再構成機能２３４は、所定のサンプリングパターンに基づいて、複数時相の結合データを再構成することで、複数時相の再構成画像を生成する。選択機能２３５は、複数時相の再構成画像のなかから、予め設定された複数の心時相情報に近い心時相情報を有する再構成画像を選択する。そして、再構成装置２００は、選択された再構成画像をクライアント端末２０３に送信する（ダウンロードさせる）。これにより、再構成装置２００は、周期的な運動を行う部位に対して空間分解能、時間分解能の高い撮像を可能にする。

また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。更に、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵ及び当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、或いは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。

また、上述した実施形態において説明した各処理のうち、自動的に行なわれるものとして説明した処理の全部又は一部を手動的に行なうこともでき、或いは、手動的に行なわれるものとして説明した処理の全部又は一部を公知の方法で自動的に行なうこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。

また、上述した実施形態で説明した画像再構成方法は、予め用意された画像再構成プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。この画像再構成プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、この画像再構成方法は、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、周期的な運動を行う部位に対してより高速な撮像を可能にする。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１００ ＭＲＩ装置
１２３ 処理回路
１２３ａ 取得機能
１２３ｂ 算出機能
１２３ｃ 結合機能
１２３ｄ 再構成機能
１２３ｅ 選択機能

Claims (17)

1. 時間方向にサンプリングパターンが変化する非単純間引きサンプリングにより被検体から収集された複数の第１ｋ空間データと、各第１ｋ空間データを収集した時刻である、第１収集時刻と、前記被検体の時系列的な生体信号情報とを取得し、
   前記複数の第１ｋ空間データを変換して得られる中間データを逆変換することで、前記複数の第１ｋ空間データに関して、フルサンプリングに対する間引き領域の少なくとも一部が充填された複数の第２ｋ空間データを生成し、
   前記第１収集時刻に基づいて、前記複数の第２ｋ空間データそれぞれの擬似的な第２収集時刻を生成し、
   前記第２収集時刻及び前記生体信号情報に基づいて、前記複数の第２ｋ空間データの並び替え処理を行い、
   前記並び替え処理後の複数の第２ｋ空間データに対して再構成処理を行うことで、複数の再構成画像を生成する、
   ことを含む、画像再構成方法。
2. 前記取得する処理は、ｋ空間の中心に対応する第１セグメントと、前記第１セグメントとは異なる第２セグメントとを含む複数のセグメントに分けて収集された前記複数の第１ｋ空間データを取得し、
   前記第２ｋ空間データを生成する処理は、
   前記第１セグメントに含まれるｋ空間データを変換して得られる中間データを逆変換することで、前記第１セグメントに関してフルサンプリングに対する間引き領域の少なくとも一部が充填された複数の第３ｋ空間データを生成し、
   前記複数の第３ｋ空間データを、前記第２セグメントの心時相に応じて並べ替え、
   並べ替え後の複数の第３ｋ空間データから、前記第２セグメントに含まれる前記複数の第１ｋ空間データのサンプリングパターンに対応する複数の第３ｋ空間データを抽出し、
   抽出された前記複数の第３ｋ空間データと、前記第２セグメントに含まれる前記複数の第１ｋ空間データとを用いて前記複数の第２ｋ空間データを生成する、
   請求項１に記載の画像再構成方法。
3. 前記取得する処理は、ｋ空間の中心に対応する第１セグメントと、前記第１セグメントとは異なる第２セグメントとを含む複数のセグメントに分けて収集された前記複数の第１ｋ空間データを取得し、
   前記第２ｋ空間データを生成する処理は、
   前記第２セグメントに含まれる前記複数の第１ｋ空間データのうち、前記第１セグメントの心時相に近い心時相を有する前記第１ｋ空間データを、前記第１セグメントに含まれる前記複数の第１ｋ空間データに対して結合させ、
   結合された複数の第１ｋ空間データを変換して得られる中間データを逆変換することで、前記複数の第２ｋ空間データを生成する、
   請求項１に記載の画像再構成方法。
4. 前記第２セグメントの収集期間は、前記第１セグメントの収集期間より長い、
   請求項３に記載の画像再構成方法。
5. 前記取得する処理は、ｋ空間の中心に対応する第１セグメントと、前記第１セグメントとは異なる第２セグメントとを含む複数のセグメントそれぞれが、前記生体信号情報に基づいて同期収集された前記複数の第１ｋ空間データを取得し、
   前記第２ｋ空間データを生成する処理は、
   前記第１セグメントに含まれる複数の第１ｋ空間データと、前記第２セグメントに含まれる複数の第１ｋ空間データとを結合させ、
   結合された複数の第１ｋ空間データを変換して得られる中間データを逆変換することで、前記複数の第２ｋ空間データを生成する、
   請求項１に記載の画像再構成方法。
6. 前記第１セグメントは、ｋ空間の中心部に対応する複数のｋ空間データを含み、
   前記第２セグメントは、ｋ空間の辺縁部に対応する複数のｋ空間データを含む、
   請求項３に記載の画像再構成方法。
7. 前記心時相は、１心周期における時相方向の位置を示す情報である、
   請求項３に記載の画像再構成方法。
8. 前記第１ｋ空間データは、時相方向に沿って連続するフレーム間で異なるサンプリングパターンで収集される、
   請求項１に記載の画像再構成方法。
9. 前記第１ｋ空間データは、ｋ空間の位相エンコード方向に規則的に間引かれたサンプリングパターンであって、時相方向に連続するフレーム間では収集する位相エンコードのラインが異なるサンプリングパターンで収集される、
   請求項８に記載の画像再構成方法。
10. 前記第２ｋ空間データを生成する処理は、前記サンプリングパターンが時相方向に沿って規則的に並ぶように結合させる、
    請求項９に記載の画像再構成方法。
11. 前記第１ｋ空間データは、少なくとも時相方向に連続するフレーム間では収集する位相エンコードのラインが不規則的なサンプリングパターンで収集される、
    請求項８に記載の画像再構成方法。
12. 前記第２ｋ空間データを生成する処理は、前記サンプリングパターンが時相方向に沿って不規則的に並ぶように結合させる、
    請求項１１に記載の画像再構成方法。
13. 前記結合させる処理は、前記再構成画像の画質が一定の基準を満たすように、前記第２セグメントに含まれる前記複数の第１ｋ空間データの中から、結合対象となる複数の第１ｋ空間データを探索して結合させる、
    請求項５に記載の画像再構成方法。
14. 時間方向にサンプリングパターンが変化する非単純間引きサンプリングにより被検体から収集された複数の第１ｋ空間データと、各第１ｋ空間データを収集した時刻である、第１収集時刻と、前記被検体の時系列的な生体信号情報とを取得する取得部と、
    前記複数の第１ｋ空間データを変換して得られる中間データを逆変換することで、前記複数の第１ｋ空間データに関して、フルサンプリングに対する間引き領域の少なくとも一部が充填された複数の第２ｋ空間データを生成するとともに、前記第１収集時刻に基づいて、前記複数の第２ｋ空間データそれぞれの擬似的な第２収集時刻を生成する生成部と、
    前記第２収集時刻及び前記生体信号情報に基づいて、前記複数の第２ｋ空間データの並び替え処理を行う並び替え部と、
    前記並び替え処理後の複数の第２ｋ空間データに対して再構成処理を行うことで、複数の再構成画像を生成する再構成部と
    を備える、再構成装置。
15. 磁気共鳴イメージング装置である、
    請求項１４に記載の再構成装置。
16. 時間方向にサンプリングパターンが変化する非単純間引きサンプリングにより被検体から収集された複数の第１ｋ空間データと、各第１ｋ空間データを収集した時刻である、第１収集時刻と、撮像対象の動きの基準となる時間情報とを取得し、
    前記複数の第１ｋ空間データを変換して得られる中間データを逆変換することで、前記複数の第１ｋ空間データに関して、フルサンプリングに対する間引き領域の少なくとも一部が充填された複数の第２ｋ空間データを生成し、
    前記第１収集時刻に基づいて、前記複数の第２ｋ空間データそれぞれの擬似的な第２収集時刻を生成し、
    前記第２収集時刻及び前記時間情報に基づいて、前記複数の第２ｋ空間データの並び替え処理を行い、
    前記並び替え処理後の複数の第２ｋ空間データに対して再構成処理を行うことで、複数の再構成画像を生成する、
    ことを含む、画像再構成方法。
17. 時間方向にサンプリングパターンが変化する非単純間引きサンプリングにより被検体から収集された複数の第１ｋ空間データと、各第１ｋ空間データを収集した時刻である、第１収集時刻と、撮像対象の動きの基準となる時間情報とを取得する取得部と、
    前記複数の第１ｋ空間データを変換して得られる中間データを逆変換することで、前記複数の第１ｋ空間データに関して、フルサンプリングに対する間引き領域の少なくとも一部が充填された複数の第２ｋ空間データを生成するとともに、前記第１収集時刻に基づいて、前記複数の第２ｋ空間データそれぞれの擬似的な第２収集時刻を生成する生成部と、
    前記第２収集時刻及び前記時間情報に基づいて、前記複数の第２ｋ空間データの並び替え処理を行う並び替え部と、
    前記並び替え処理後の複数の第２ｋ空間データに対して再構成処理を行うことで、複数の再構成画像を生成する再構成部と
    を備える、再構成装置。

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