JP2020103365A - 磁気共鳴イメージング装置および医用複素数画像処理装置 - Google Patents
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Abstract
Description
前記フィルタ部は、被検体に対して収集された磁気共鳴信号に基づいて生成された第1複素数画像における第1実部画像と第1虚部画像とに対して加重平均フィルタをそれぞれ適用することにより、第2実部画像と第2虚部画像とを有する第2複素数画像を生成する。
前記デノイズ位相画像生成部は、前記第2実部画像と前記第2虚部画像とに基づいて、前記加重平均フィルタによりデノイズされたデノイズ位相画像を生成する。
前記疑似強度画像生成部は、前記デノイズ位相画像と前記第1実部画像と前記第1虚部画像とに基づいて、前記第1複素数画像の絶対値に関する疑似強度画像を生成する。
図1を用いて、本実施形態におけるMRI装置100の全体構成について説明する。図1は、本実施形態におけるMRI装置100の構成を示す図である。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103と、傾斜磁場電源105と、寝台107と、寝台制御回路109と、送信回路(送信部)111と、送信コイル113と、受信コイル115と、受信回路(受信部)117と、シーケンス制御回路(シーケンス制御部)119と、インターフェース(入力部)121と、ディスプレイ(表示部)123と、記憶装置(記憶部、メモリ)125と、処理回路(処理部)127とを有する。なお、MRI装置100は、静磁場磁石101と傾斜磁場コイル103との間において中空の円筒形状のシムコイルを有していてもよい。
本黒浮き低減処理の実行に先立って、処理回路127は、複素数画像生成機能1271により、複素数で表されたMRデータMRDに対して複素フーリエ変換CFTを実行することで、第1複素数画像CI1を再構成する。すなわち、処理回路127は、上記再構成により、MRデータMRDに基づいて、第1実部画像ReI1と第1虚部画像ImI1とにより構成される第1複素数画像CI1を生成する。なお、第1複素数画像CI1は、予め生成されて記憶装置125に記憶されてもよい。このとき、黒浮き低減処理の実行に先立って、処理回路127は、フィルタ機能1273により、記憶装置125から第1複素数画像CI1を読み出す。
処理回路127は、フィルタ機能1273により、第1複素数画像CI1における第1実部画像ReI1と第1虚部画像ImI1とに対して加重平均フィルタWAFをそれぞれ独立に適用することにより、第2実部画像ReI2と第2虚部画像ImI2とを有する第2複素数画像CI2を生成する。加重平均フィルタWAFは、デノイズの効果を有する簡単な計算による線形のフィルタである。例えば、加重平均フィルタWAFは、低域通過フィルタ(以下、LPF(Low Pas Filter)と呼ぶ)やガウスフィルタなどである。
処理回路127は、デノイズ位相画像生成機能1275により、第2実部画像ReI2と第2虚部画像ImI2とに基づいて、加重平均フィルタWAFによりデノイズされたデノイズ位相画像DPIを生成する。処理回路127は、デノイズ位相画像DPIを記憶装置125に記憶させる。MR画像において、被検体Pにおける体組織において位相値の局所的な変化は小さい(ゆるやかに変化)ため、すなわち第1複素数画像CI1において対組織での位相値は均質であるため、デノイズ位相画像DPIの位相値θlpf(x、y)は、第1複素数画像CI1における真の位相値に近くなる。換言すれば、加重平均フィルタWAFによる位相値への影響は、デノイズに限定される。
処理回路127は、疑似強度画像生成機能1277により、デノイズ位相画像DPIと第1実部画像ReI1と第1虚部画像ImI1とに基づいて、第1複素数画像CI1の絶対値に関するグレイスケールの疑似強度画像GSIを生成する。処理回路127は、疑似強度画像GSIを記憶装置125に記憶させる。
処理回路127は、デノイズ強度画像生成機能1279により、疑似強度画像GSIに対してノイズ低減処理DNPを実行することにより、デノイズ強度画像IIを生成する。例えば、第1複素数画像CI1にノイズがガウス分布に従う場合、ノイズ低減処理DNPとして、ガウス分布のノイズをデノイズ可能なあらゆる局所的な平滑化フィルタ(例えば、注目画素の周囲の画素値を加算して平均化するフィルタ、すなわち注目画素の近傍画素に含まれる複数の画素値の線形和)が適用可能である。このとき、デノイズ強度画像IIにおいてノイズの平均は0に近づくことになる。
本実施形態におけるMRI装置100によれば、被検体Pに対して収集された磁気共鳴データMRDに基づいて生成された第1複素数画像CI1における第1実部画像ReI1と第1虚部画像ImI1とに対して加重平均フィルタWAFをそれぞれ適用することにより、第2実部画像ReI2と第2虚部画像ImI2とを有する第2複素数画像CI2を生成し、第2実部画像ReI2と第2虚部画像ImI2とに基づいて、加重平均フィルタWAFによりデノイズされたデノイズ位相画像DPIを生成し、デノイズ位相画像DPIと第1実部画像ReI1と第1虚部画像ImI1とに基づいて、第1複素数画像CI1の絶対値に関する疑似強度画像GSIを生成することができる。
本応用例は、黒浮き低減処理の後に実行される後処理について説明する。図9は、本応用例において実行される後処理の一例を示す概要図である。
本応用例におけるMRI装置100によれば、デノイズ強度画像IIとデノイズ位相画像DPIとに基づいて、デノイズ強度画像IIの画素値を複素数の絶対値として有し、かつデノイズ位相画像DPIにおける画素値を偏角として有する第3複素数画像CI3を生成することができる。
101…静磁場磁石
103…傾斜磁場コイル
105…傾斜磁場電源
107…寝台
108…ボア
109…寝台制御回路
111…送信回路
113…送信コイル、WBコイル
115…受信コイル
117…受信回路
119…シーケンス制御回路
121…インターフェース
123…ディスプレイ
125…記憶装置
127…処理回路
200…医用複素数画像処理装置
1270…システム制御機能
1271…複素数画像生成機能
1273…フィルタ機能
1275…デノイズ位相画像生成機能
1277…疑似強度画像生成機能
1279…デノイズ強度画像生成機能
AP…加算処理
BF…黒浮き低減処理が実行されていない画像
CDS…パディング画像に適用される加重平均フィルタのサイズ
CI1…第1複素数画像
CI2…第2複素数画像
CI3…第3複素数画像
CR…中心領域
DNP…ノイズ低減処理
DPI…デノイズ位相画像
DS…加重平均フィルタのサイズ
FT…フーリエ変換
GSI…疑似強度画像
GSIA、II…デノイズ強度画像
ImI1…第1虚部画像
ImI2…第2虚部画像
ImI3…第3虚部画像
KSP…k空間
MI…実測画像
MRD…MRデータ
ReI1…第1実部画像
ReI2…第2実部画像
ReI3…第3実部画像
SR…周辺領域
WAF…加重平均フィルタ
ZI…パディング画像
Claims (8)
- 被検体に対して収集された磁気共鳴データに基づいて生成された第1複素数画像における第1実部画像と第1虚部画像とに対して加重平均フィルタをそれぞれ適用することにより、第2実部画像と第2虚部画像とを有する第2複素数画像を生成するフィルタ部と、
前記第2実部画像と前記第2虚部画像とに基づいて、前記加重平均フィルタによりデノイズされたデノイズ位相画像を生成するデノイズ位相画像生成部と、
前記デノイズ位相画像と前記第1実部画像と前記第1虚部画像とにおける同一位置の画素値に基づいて、前記第1複素数画像の絶対値に関する疑似強度画像を生成する疑似強度画像生成部と、
を具備する磁気共鳴イメージング装置。 - 前記疑似強度画像生成部は、前記デノイズ位相画像における位相値の余弦と前記第1実部画像の画素値との積と、前記位相値の正弦と前記第1虚部画像の画素値との積との和を計算することにより、前記疑似強度画像を生成する、
請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。 - 前記疑似強度画像に対してノイズ低減処理を実行することにより、デノイズ強度画像を生成するデノイズ強度画像生成部をさらに具備する、
請求項1または2に記載の磁気共鳴イメージング装置。 - 前記デノイズ強度画像と前記デノイズ位相画像とに基づいて、前記デノイズ強度画像の画素値を複素数の絶対値として有し、かつ前記デノイズ位相画像における画素値を偏角として有する第3複素数画像を生成する複素数画像生成部をさらに具備する、
請求項3に記載の磁気共鳴イメージング装置。 - 前記デノイズ強度画像生成部は、複数枚の前記疑似強度画像を加算することにより、前記デノイズ強度画像を生成する、
請求項3または4に記載の磁気共鳴イメージング装置。 - 前記フィルタ部は、
前記第1複素数画像に関するk空間において、前記k空間の中心領域に前記磁気共鳴データが配置され、前記k空間のうち前記中心領域を除く周辺領域にゼロが配置された場合、前記中心領域に対する前記k空間の面積比に応じて、前記加重平均フィルタのサイズを決定し、
前記決定されたサイズを有する前記加重平均フィルタを、前記第1実部画像と前記第1虚部画像とに対して適用する、
請求項1乃至5のうちいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。 - 前記疑似強度画像は、ガウス分布に従うノイズを有する、
請求項1乃至6のうちいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。 - 被検体に対して収集された磁気共鳴信号に基づいて生成された第1複素数画像における第1実部画像と第1虚部画像とに対して加重平均フィルタをそれぞれ適用することにより、第2実部画像と第2虚部画像とを有する第2複素数画像を生成するフィルタ部と、
前記第2実部画像と前記第2虚部画像とに基づいて、前記加重平均フィルタによりデノイズされたデノイズ位相画像を生成するデノイズ位相画像生成部と、
前記デノイズ位相画像と前記第1実部画像と前記第1虚部画像とに基づいて、前記第1複素数画像の絶対値に関する疑似強度画像を生成する疑似強度画像生成部と、
を具備する医用複素数画像処理装置。
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