JP2022088320A - 体動補正装置、方法及びプログラム - Google Patents

体動補正装置、方法及びプログラム Download PDF

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Abstract

Figure 2022088320000001
【課題】体動補正をより高速かつ高精度に行うこと。
【解決手段】実施形態に係る体動補正装置は、磁気共鳴イメージングに適用される体動補正装置であって、処理回路を備える。処理回路は、最小限の体動を含むと判定されたk空間のショットに関連する前記k空間の第1セクションから中間画像を推定し、前記中間画像を用いて、前記k空間の第2セクションの体動パラメータを推定し、前記体動パラメータに基づいて、前記第1セクションからのデータと前記第2セクションからのデータとを結合し、前記結合されたデータを再構成して最終画像を生成する。
【選択図】図1

Description

本明細書及び図面に開示の実施形態は、体動補正装置、方法及びプログラムに関する。
医用イメージングは、患者身体の内臓及び組織の画像を生成する。例えば、磁気共鳴イメージング(Magnetic Resonance Imaging:MRI)は、電波、磁場、及び磁場勾配を用いて内臓及び組織の画像を生成する。生成された画像は、医師が患者の怪我や病気の診断を行う際に用いられる。
しかしながら、画像の診断品質は体動によって大きく低下する。体動は患者がじっとしていることができないために生じるものであり、MRIにおいては特に大きな問題となる。場合によっては、体動によって画像診断ができなくなることがある。ある分析では、頭部及び頸部のスキャンの15.4%もが、体動のために再スキャンを要していた。別の分析では、175のイメージング検査のうちの55で何らかの体動の兆候が見られ、そのうちの29の検査で少なくとも1回の再シーケンスが行われた。再シーケンスは、患者、技師、及び病院にとって、経済的にも時間的にも高コストになり得る。
さらに、上述した体動を抑えるための試みは、一般的に不十分である。例えば、そのような試みは、多くの場合、画像の診断品質を低減させたり、時間のかかるプロセスを要したりするものであり、臨床の場では用いるのが難しい。さらに、体動は運動障害を抱える患者に大きな影響を及ぼすことがあり、それにより患者に有効な医療を施すことができなくなることがあることから、医用イメージングにおける新たな体動補正方法が求められている。
なお、上述した「背景技術」の説明は、本開示の背景の概略を示すためのものである。上記背景技術の節に記載した範囲の本発明者の研究内容は、出願時に別段先行技術とはならない明細書の態様と同様に、明示的にも暗示的にも本発明の先行技術とみなされるものではない。
米国特許出願公開第2008/0054899号明細書 米国特許出願公開第2017/0285125号明細書 国際公開第2012/011069号
Smith et al.,"MRI Artifacts and Correction Strategies",Imaging Med.,2010,2(4),p.445-457 Melissa w.Haskell et al.,"Network Accelerated Motion Estimation and Reduction(NAMER):Convolutional neural network guided retrospective motion correction using a separable motion model",Magnetic Resonance in Medicine,2019,p.1-10 Li Feng et al.,"XD-GRASP:Golden-Angle Radial MRI with Reconstruction of Extra Motion-State Dimensions Using Compressed Sensing,Magna Reson Med.,2016,February,75(2),p.775-788 Jada B.Andre, MD et al.,"Toward Quantifying the Prevalence,Severity,and Cost Associated With Patient Motion During Clinical MR Examinations",American College of Radiology Kiaran P.McGee,PhD.et al.,"Image Metric-Based Correction(Autocorrection) of Motion Effects:Analysis of Image Metrics",JOURNAL OF MAGNETIC RESONANCE IMAGING,2000,11,p.174-181 Nathan White et al.,"PROMO:Real-Time Prospective Motion Correction in MRI Using Image-Based Tracking",Magnetic Resonance in Medicine,2010,63,p.91-105 Julian Maclaren et al.,"Prospective Motion Correction in Brain Imaging:A Review",Magnetic Resonance in Medicine,2013,69,p.621-636 Feng Huang et al.,"Data Convolution and Combination Operation(COCOA) for Motion Ghost Artifacts Reduction",Magnetic Resonance in Medicine,2010,64,p.157-166 Melissa W.Haskell et al.,"Targeted Motion Estimation and Reduction(TAMER):Data Consistency Based Motion Mitigation for MRI Using a Reduced Model Joint Optimization",IEEE TRANSACTIONS ON MEDICAL IMAGING,MAY 2018,VOL.37,NO.5
本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、体動補正をより高速かつ高精度に行うことである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置付けることもできる。
実施形態に係る体動補正装置は、磁気共鳴イメージングに適用される体動補正装置であって、処理回路を備える。処理回路は、最小限の体動を含むと判定されたk空間のショットに関連する前記k空間の第1セクションから中間画像を推定し、前記中間画像を用いて、前記k空間の第2セクションの体動パラメータを推定し、前記体動パラメータに基づいて、前記第1セクションからのデータと前記第2セクションからのデータとを結合し、前記結合されたデータを再構成して最終画像を生成する。
本開示及び本開示に伴う種々の効果は、以下の詳細な説明を添付図面とともに考察することによって、よりよく理解される。
図1は、本開示の一実施形態例に係る累進的体動補正方法の流れ図である。 図2は、本開示の一実施形態例に係る累進的体動補正方法の一実施態様を示す図である。 図3Aは、本開示の一実施形態例に係る累進的体動補正方法のサブプロセスの流れ図である。 図3Bは、本開示の一実施形態例に係る累進的体動補正方法のサブプロセスの流れ図である。 図3Cは、本開示の一実施形態例に係る累進的体動補正方法のサブプロセスの流れ図である。 図3Dは、本開示の一実施形態例に係る累進的体動補正方法のサブプロセスの流れ図である。 図4Aは、本開示の一実施形態例に係る累進的体動補正方法のサブプロセスの模式的ブロック図である。 図4Bは、本開示の一実施形態例に係る累進的体動補正方法のサブプロセスの模式的ブロック図である。 図5は、本開示の一実施形態例に係る累進的体動補正方法のサブプロセスの流れ図である。 図6は、本開示の一実施形態例に係る累進的体動補正方法のサブプロセスの流れ図である。 図7は、本開示の一実施形態例に係る累進的体動補正方法の一実施態様を示す図である。 図8は、本開示の一実施形態例に係る、累進的体動補正方法を実施するように構成された医用イメージングシステムを示す図である。 図9は、本開示の一実施形態例に係る磁気共鳴イメージングシステムの模式的ブロック図である。
本開示は、医用イメージングにおける体動補正に関する。
実施形態に係る体動補正装置は、磁気共鳴イメージングに適用される体動補正装置であって、最小限の体動を含むと判定されたk空間のショットに関連する前記k空間の第1セクションから中間画像を推定し、前記中間画像を用いて、前記k空間の第2セクションの体動パラメータを推定し、前記体動パラメータに基づいて、前記第1セクションからのデータと前記第2セクションからのデータとを結合し、前記結合されたデータを再構成して最終画像を生成する処理回路を備える。
実施形態に係る体動補正方法は、磁気共鳴イメージングに適用される体動補正方法であって、最小限の体動を含むと判定されたk空間のM個のショットから中間画像を推定するステップと、前記中間画像を用いて、前記M個のショットとは異なる前記k空間の他のショットの体動パラメータを推定するステップと、前記M個のショットと前記他のショットとを含むM+1個のショット及び前記体動パラメータに基づいて、新たな中間画像を推定するステップと、前記新たな中間画像を用いて、前記M+1個のショットとは異なる前記k空間の他のショットの体動パラメータを推定するステップとを含む。
実施形態に係る体動補正プログラムは、磁気共鳴イメージングに適用される体動補正プログラムであって、最小限の体動を含むと判定されたk空間のM個のショットから中間画像を推定する手順と、前記中間画像を用いて、前記M個のショットとは異なる前記k空間の他のショットの体動パラメータを推定する手順と、前記M個のショットと前記他のショットとを含むM+1個のショット及び前記体動パラメータに基づいて、新たな中間画像を推定する手順と、前記新たな中間画像を用いて、前記M+1個のショットとは異なる前記k空間の他のショットの体動パラメータを推定する手順とをコンピュータに実行させる。
以上記載した各節は概略を示すためのものであり、後述の特許請求の範囲を限定するものではない。本記載の実施形態は、その効果とともに、以下の詳細な説明を添付図面と併せて参照することによって、より明確に理解される。
本明細書で用いる用語「ある1つの」は1つ以上を意味するものとする。本明細書で用いる用語「複数」は2つ以上を指すものとする。本明細書で用いる用語「別の」は2番目以降を指すものとする。本明細書で用いる用語「含む」及び/又は「有する」は「備える」と同義とする(すなわちオープンランゲージである)。本明細書全体を通して実施形態を表す用語及びこれらと類似の用語は、その実施形態に関連して説明した特定の形態、構造、又は特徴が本開示の少なくとも1つの実施形態に含まれていることを意味する。したがって、本明細書全体を通して種々の箇所でこれらの表現が出現しても必ずしも全てが同一の実施形態を指すとは限らない。さらに、前記特定の形態、構造、又は特徴は、制限されることなく任意の適当な方法で1つ以上の実施形態と組み合わせることができる。
所定のステップを有する方法に照らして実施形態例を説明する。ただし、この方法と構成とは、ステップを追加した場合及び実施形態例とはステップ順が異なる場合にも有効に機能する。したがって、本開示は、ここで示した実施形態に限定されず、本明細書記載の原理と特徴とに整合する最も広い範囲に一致し、添付した請求の範囲によってのみ制限される。
さらに、ある範囲の値が与えられた場合、当然ながらその範囲の上限と下限との間にある各値、及びその他のあらゆる規定範囲における規定値や介在値は本開示の範囲に含まれる。規定範囲が上限と下限とを含む場合、それら上限と下限とのいずれかを含まない範囲もまた本開示の範囲に含まれる。明示的に定めた場合を除き、本明細書で用いる用語は当業者に自明の平明かつ一般的な意味を有するものとする。用語の定義は全て読者による本開示の理解を助長するためのものであり、特に明示されない限りそれら用語の意味を変更又は限定することを意図したものではない。
患者が運動障害又は運動に影響する神経学的疾患を抱えている場合は、医用イメージングが困難になる。そのような患者、すなわち、運動失調、ジストニア、ハンチントン病、パーキンソン病、トゥレット・シンドローム、及び震えを抱えている患者の場合や、全体に落ち着きのない患者の場合、多くのイメージングモダリティで必要とされる身体の静止がほとんど不可能である。その結果、患者の動きを抑えることには限界があるため、又は、非実用的な程に時間がかかるため、得られる画像の診断品質が著しく低下する。
このため、磁気共鳴(MR)スキャンの間に、患者又は他の対象物の動きによって再構成画像にアーチファクト(例えば、ぼやけ、ゴースト、信号損失など)が生じることがあり、それにより、誤診が生じたり、体動エラーを軽減するために再イメージングが必要になったりすることがあり得る。体動はある程度抑えることができるが、前述したような神経学的疾患を抱えている患者の場合は、動きのないイメージングを行える程度まで手足の動きを抑えることができないいため、しばしば、MRスキャンのタスクにおける動きの要因となる。
背景技術として知られているように、MRIシステムは、データを画像空間で直接収集するのではなく、周波数空間(すなわちフーリエ空間)で収集する。体動アーチファクトは、スキャン中に、患者の動き以外にも、画像構成、動きの種類、MRパルスシーケンスの設定、及びk空間の収集ストラテジーなどの多数の要因によって生じ得る。k空間の中心部は、大きくてコントラストが低く、かつ明度の変化が滑らかな対象物と相関する低空間周波数情報を含むのに対し、k空間の周囲部は、端部や細部、及び変化が急峻な対象物と相関する高空間周波数情報を含む。生体サンプルの多くは、k=0を中心とするk空間内で極めて局所的なスペクトル密度を示す。k空間のk軸及びk軸は、2次元(two-dimensional:2D)画像の横軸(x軸)及び縦軸(y軸)に対応する。ただし、k軸は位置ではなく、x方向及びy方向の空間周波数を表す。3次元(three-dimensional:3D)画像ボリュームの場合は、画像ボリュームのスライス次元に対応するk軸もサンプリングの対象になる。k空間内の対象物はグローバルな平面波で記述されるので、k空間内の各点は最終画像の全画素についての空間周波数情報及び位相情報を含んでいる。逆に、最終画像の各画素はk空間内の各点に位置している。逆FET(Inverse FFT:iFFT)を用いた単純な再構成は、k空間のデータがサンプリングされる間に対象物は静止したままであると仮定して行われる。したがって、k空間における1つのサンプルの変化が画像全体に影響する。このため、対象物の動きによって生じるエラーは、最終画像に顕著な影響を与える。画像再構成に必要なデータを収集するためには、スキャンを数分間継続する必要があるので、本明細書で説明するような、イメージング速度を高めるための取り組み、及び、画像内の動きを検出して補正するための取り組みが従来からなされている。
MRIにおける体動アーチファクトを回避又は補正するいくつかの取り組みが以前から行われている。これらの取り組みは、一般に、プロスペクティブ体動補正法及びレトロスペクティブ体動補正法として定義されている。プロスペクティブ体動補正法は、患者の動きを連続的又は半連続的に測定することによって、患者の位置を経時的に追跡し、患者の動きを予測して収集パラメータを更新する。構造化光を展開する光学カメラや基準マーカが用いられる。プロスペクティブ体動補正は、精度及び時間分解能に優れる方法であるが、特別なハードウェア及び較正が必要になる場合が多く、そのため、費用がかかり、かつ、常に正確に実行することが難しい方法となっている。レトロスペクティブ体動補正法は、機械学習に基づく方法と、機械学習に基づかない方法とを含む。通常、これらの方法は、ラジアル収集法に基づいているため、収集が遅く、かつ、コントラストに限界がある。機械学習に基づく方法は、物理学ベースのモデルと機械学習ネットワークとを組み合わせることにより、データ整合性測定基準を用いて体動を解決する。この方法では、機械学習ネットワークによって、体動パラメータの集合の解を早期に導出することができる。しかしながら、機械学習に基づく方法の本質的な欠点として、解くべきパラメータ空間が大きいことがある。ほとんどの場合、この方法では、イメージング空間の各視野すなわち各ショットの体動パラメータの集合を同時に解く必要がある。2つの並進と1つの回転とを含む面内アフィン変換の場合、体動パラメータとショット数とを考慮すると、解かれる独立パラメータの数はすぐに100近くになってしまう。したがって、こうした非凸問題(non-convex problem)の大きさ及び複雑さによって、解を得るのが遅くなるとともに、不安定になり得る。
このようなことから、本開示の一実施形態では、解かれるパラメータ空間を小さくするための方法を説明する。解かれる問題の大きさは、1度に1つのショットずつ体動パラメータの集合を解くことによって、約100分の3に低減することができる。一実施形態では、これにより、機械学習に基づく方法が実施可能になる。
本開示の一実施形態では、この方法は、まず、MRスキャンの全ショットの1つのサブセットからなる最初の「鮮明画像」を生成することを含む。最初の「鮮明画像」は、患者の最小限の体動状態を反映しており、新たなデータセットを検討する際に、その後の収束計算を早期に終了させるために用いられる。新たなデータセットは、k空間の単一のショットからのデータであって、「鮮明画像」との比較可能な相違を有しており、それにより鮮明画像と対比することが可能なデータセットである。一実施形態では、画像品質(Image Quality:IQ)は、加速係数の微小な変化に伴って徐々に変化する(例えば、加速係数Rが2.6と2.3とでは、極めて類似した画像が生成される)。新たなデータが中間画像に付加されると、加速係数はわずかに減少する。
別の表現で説明すると、一例として、MRI収集における最初のK秒は、体動がない状態で行われるとする。例えば、MRI収集の10-30秒の間は、患者が静止したままでいるとする。この場合、最初のK秒(例えば、10-30秒)に対応する最初のM個のショット(以下、Mショット)からのデータを用いて、最初の「鮮明画像」が生成される。ここで、Mは、演算子パラメータとして、経時的な患者の「体動リスク」の評価に基づいて容易に調整することができる。先に説明したように、k空間のデータのMショットを用いて、1つの画像が再構成される。アンダーサンプリングされたk空間のデータから再構成される画像は、中間画像であり、高品質ではないが、後続の中間画像及び最終画像の体動パラメータを推定するための基準値を規定するために用いることができる。Mショットから再構成された中間画像を用いることで、データの後続のショット、すなわちM+1番目のショットを検討することができ、かつ、体動推定法を用いてM+1番目のショットの体動パラメータを算出することができる。そして、算出された体動パラメータがその他の比較と比べてとりわけ大きい場合、すなわち、MショットとM+1番目のショットとの間のデータがデータ整合性の閾値を超えて不整合と考えられる場合、M+1番目のショットからのデータは破棄される。それ以外の場合、M+1番目のショットからのデータがMショットからのデータに付加されるとともに、M+1番目のショットについて推定された体動パラメータが最終画像を表す体動パラメータのベクトルに付加される。M+1番目のショットからのデータが検討されて当該M+1番目のショットからのデータが組み込まれた後に、M+1番目のショットと同様にM+2番目のショットが検討されて、上述のプロセスが繰り返される。ここで、体動パラメータのベクトルは、後続の中間画像の生成に用いられ、さらなるショットが検討されない場合は、最終画像の生成に用いられる。
以上を踏まえると、k空間の全ショットを用いて最初の画像を生成した場合は、(図7に示すような)顕著な体動のあるショットを含むことになるため、顕著な画像アーチファクトが生じることが分かる。一方、1つ又は数個の体動のないショットを用いて画像を生成した場合は、そのような少ないデータから再構成された画像は低品質になりやすいため、不十分な画像になると考えられる。したがって、本明細書では、Mショットから再構成される中間画像は、k空間の全ショットから生成された画像と比べて体動が非常に少ない画像であり、かつ、以降のショットについて体動を推定する上で十分に「クリーンな」画像として用いることができる程度に、十分なデータから導出された画像である。
一実施形態では、最小限の体動のk空間のショットは、体動がゼロであってもよい。別の実施形態では、最小限の体動のk空間のショットは、k空間の他のショットと比べて少量の体動を含んでもよい。この場合、最小限の体動のk空間のショットは、相対的には体動がゼロであるとみなせる。
このため、「最小限の体動」は、k空間のデータセットの中で、最小量の体動を含むk空間のショットとして定義される。例えば、「最小限の体動」を含むショットとして、単独では高いレベルの動きを有するが、k空間のデータセットの他のショットと比較した場合は「最小限の体動」を有するショットが特定されてもよい。
ここで、「最小限の体動」は、スキャン条件及び個々の患者の挙動にも依存する。図3A-図3Dを参照して後述するように、「最小限の体動」は、閾値との比較、又は、MRスキャンの時系列収集の評価によって決定されてもよい。
いずれにしても、「最小限の体動」を含むように選択されるk空間のショットの数は、それらのショットから構成される最初の中間画像が他の方法を実行できる画像品質を有するように、十分なデータが得られる十分な大きさとされる。
一実施形態では、最初の「鮮明画像」、すなわち中間画像は、特定された最小限の体動のk空間のショット及び体動パラメータのベクトルから得られるデータから再構成される。一例では、再構成は、圧縮センシングやパラレルイメージングなどの高速画像再構成法によって行われる。別の例では、この方法を迅速に実行するために、1つ以上の解像度で再構成が行われる。1つ以上の解像度は、k空間のショットに含まれるデータを適宜に消去することによって実現される。ここで、速度を上げるために、機械学習に基づく再構成法が用いられてもよい。
一実施形態では、最終画像、すなわち、k空間の全ショットが検討されて採用又は破棄された後に生成される画像は、体動パラメータのベクトルに基づいて、任意の種類の再構成法によって再構成される。一例では、この再構成法は、中間画像の再構成に用いられた方法と同じでもよいし、より高品質の画像をもたらす他の方法でもよい。別の例では、再構成は、複数の解像度で行われる。例えば、最終画像の再構成が、中間画像の再構成と比べて高い解像度で行われる。中間画像の再構成における解像度を下げることによって、ショットごとの体動補正を高速にすることができる。
一実施形態では、本開示の方法は、時系列順に収集された最初のMショットを用いて最初の画像を推定するものに限られない。その代わりに、最初の画像は、k空間内の各ショットについての体動メトリックの最小化計算に基づいて推定されてもよい。その結果、最初の画像は、最小の体動を含むk空間の全NショットのうちのMショットに基づいて推定されてもよい。このMショットは、MRスキャンの中のいずれの時点で収集されてもよい。
一実施形態では、本開示の方法は、次のように実施される。まず、最初の中間画像の生成に必要なMショットの数が算出される。このMショットの数は、ショット数と加速係数とに基づく。一例では、3と4との間の加速係数Rを得るために、Mショットの数が選択される。次に、k空間の全Nショットが時系列順に検討され、その中からMショットが選択される。または、k空間の全Nショットが体動(又は、ショットごとに計算された体動のスコア)の順にソートされる。そして、最小限の体動を含むMショットが選択されて、最初の中間画像が生成される。ここで、最小の体動を含むMショットは、体動の代替的測定値として用いられるk空間(画像空間)の定量的メトリックを用いて選択することができる。このような最小体動基準の枠組みに基づいて、最終画像を表す体動パラメータのベクトルが更新される。
一実施形態では、M+1番目からN番目までの全ショットについて、各ショットに含まれる体動は、直前の中間画像を用いて推定される。例えば、k空間の評価済みの最初の8つのショットによって生成された中間画像に基づいて、k空間の9個目のショットの体動パラメータが推定される。このk空間の9個目のショットの体動パラメータは、体動パラメータのベクトル内に含められ、体動アーチファクトを除去するために中間画像の再構成時及び最終画像の再構成時に用いられる。
一実施形態では、最終画像の推定は、所望の再構成法を用いて、最初のセクション及び適切とみなされた後続のセクションからのデータと、体動パラメータのベクトルとを用いて行われる。
次に、図面を参照する。図1の流れ図を参照して、上述した方法の概略について説明する。図1は、大型の医用イメージングモダリティ、具体的には、MRIにおける累進的体動補正方法である方法100を示す。
図示されるように、累進的体動補正を行うためには、最小限の体動を含むと判定されたk空間のデータの1つ以上のショットに基づいて、最初の「鮮明画像」が推定される必要がある。そのため、方法100のサブプロセス110において、k空間の第1セクションから中間画像が推定される。k空間の第1セクションは、MRスキャンで収集されたk空間のデータの全Nショットのうちの1つ以上のショット(Mショット)である。後述するように、k空間の第1セクションは、収集時間及び/又は基本となるショットのデータの質に基づいて選択される。k空間の第1セクションの中間画像は、1つの再構成法によって再構成される。1つの非限定的な一例では、この再構成法は、圧縮センシング(Compressed Sensing:CS)及びパラレルイメージング(parallel Imaging:PI)などの高速画像再構成法である。別の例では、この再構成法は、中間画像の再構成の速度を高める、機械学習に基づく再構成法である。
1つの例示的な実施形態例では、中間画像は、以下の式(1)によって推定される。
Figure 2022088320000002
ここで、yは、最小限の体動を含むように選択されたk空間の最初のMショットからのデータ、Aは、最初のMショットで収集された位相エンコード(Phase-Encoding:PE)ラインのサンプリングマトリクス、Xは、再構成画像、Sは、受信コイルの感度マップ、Fは、フーリエ変換演算子、T(^付き)allは、最終画像に含まれるk空間の全Nショットについて推定された体動パラメータ、解であるX(^付き)は、最初のMショットから推定される画像である。全Nショットのうちのどのショットを最終画像に含めるかを決定する方法については後述する。例えば、式(1)の推定は、CG-SENSE(Conjugate Gradient-Based Sensitivity Encoding)又は他の高速画像再構成法によって行われる。
最初のMショットによる中間画像に基づいて、最終画像に含まれるk空間のあり得る全Nショットの体動パラメータからなるベクトルは、以下の式(2)で表される。
Figure 2022088320000003
一実施形態では、最終画像の全Nショットの体動パラメータは、2次元の画像空間において2つの並進成分と1つの回転成分とを含む。別の実施形態では、データのさらなる次元(すなわち、3次元の空間)が用いられ、体動パラメータは、さらなる並進成分及び/又はさらなる回転成分を有するものと定義される。また、本明細書では、体動パラメータは、限定的に考えられるものではなく、後続のk空間のデータのセクションに含まれる体動を補正できるものであれば、どのように定義されてもよい。
サブプロセス110で中間画像が推定(再構成)されると、方法100は、サブプロセス120に進み、推定された中間画像を最小体動基準として用いて、k空間の第2セクションからのデータについて体動の評価が行われる。k空間の第2セクションは、k空間の1つ以上のショットからなる。一例では、k空間の第2セクションは、k空間のデータの次のショットiからなる。したがって、k空間の第2セクションの体動パラメータは、以下の式(3)によって推定される。
Figure 2022088320000004
ここで、yは、k空間の第2セクション、すなわちショットiのデータ、Aは、ショットiで収集されたPEラインのサンプリングマトリクス、Tは、体動パラメータのマトリクスであり、解であるT(^付き)は、ショットi(すなわち、k空間の第2セクション)について推定された体動パラメータである。例えば、式(3)の推定は、Levenberg-Marquardt法又はニュートン法などの他の方法によって行うことができる。
続いて、方法100のサブプロセス130において、k空間の第2セクションについて推定された体動パラメータが評価されて、第2セクションからのデータを、最終画像を規定するk空間の第1セクションからのデータに付加するか否かが決定される。さらに、この評価によって、推定された体動パラメータをk空間の全Nショットの体動パラメータのベクトル(すなわち、T(^付き)all)に含めるか否かが決定される。T(^付き)allは、データバッファ145に保存され、方法100のサブプロセス110及びステップ150でアクセス可能となる。
k空間の第2セクションの値を決定する際には、後に図6を参照して説明するように、データ整合性メトリックは、k空間の第2セクションの体動パラメータの推定値に基づいて算出される体動スコアであってもよい。データ整合性メトリックの値が許容度の閾値と比較されることで、k空間の第2セクションからのデータが必要に応じて結合又は破棄される。
一実施形態では、ショットiについて体動パラメータが推定されると、T(^付き)が体動パラメータのベクトル(T(^付き)all)に付加され、それにより、方法100のサブプロセス110で次の中間画像が再構成される際、及び、方法100のステップ150で最終画像が再構成される際に、T(^付き)iが用いられるようになる。
方法100のサブプロセス130でk空間の第2セクションのデータを付加すると判定された場合、結合されたk空間のデータのデータセットは、k空間の第2セクションからの「体動補正された」データと、k空間の第1セクションからのデータとを含む。そして、方法100のステップ140において、さらにk空間のショットを検討する必要があるか否かを判定するための評価が行われる。この評価は、(1)評価済みのショットの数がk空間の全ショットの数に等しいか否かを判定すること、又は、(2)体動スコアに基づいてランク付けされた全Nショットのうちの残りのショットに最終画像の品質を向上させるものがないことを判定することによって行われる。方法100のステップ140でさらにk空間のショットを検討する必要があると判定された場合、方法100は、サブプロセス110に戻り、k空間の第1セクションとk空間の第2セクションとを含む中間画像の再構成を再度行う。その後、k空間の第3セクションが検討される。または、方法100のステップ140でランク付けされた全Nショットの中に最終画像の品質を向上させるショットがないと判定された場合、方法100は、ステップ150に進み、データバッファ145に保存されている体動パラメータのベクトルを用いて、最終用の再構成法によって、k空間の結合データの最終画像が生成される。例えば、後に図3Bを参照して説明するように、評価済みのショットの数がk空間の全Nショットに等しいと判定されたケースがこれに相当する。別の例では、後に図3Cを参照して説明するように、全Nショットのうちの次のランク付けされたショットが最終画像の品質を向上させることができないと判定されたケースがこれに相当する。
一実施形態では、最終用の再構成法は、上記のように選択された反復用の再構成法と同じであってもよいし、十分な診断品質の画像が得られる他の高品質な画像再構成法であってもよい。このため、反復用の再構成法及び最終用の再構成法は、各ステップにおける制約及び目標に基づいて、異なる解像度で異なる技法によって行われてもよい。
次に、図2の画像を参照して、図1を参照して説明した方法について説明する。図2は、体動によって劣化した画像201、全Nショットのうちの最初のMショットを含む中間画像202、全NショットのうちのM+1ショットを含む中間画像203、全NショットのうちのM+2ショットを含む中間画像204、及び、全NショットのうちのM+3ショットを含む中間画像205を示す。さらにショットが追加されるにつれて、CG-SENSEによる画像推定の精度が向上し、加速係数が小さくなる。例えば、全Nショットのうちの最初のMショットを含む中間画像202の加速係数は4であり、全NショットのうちのM+1ショットを含む中間画像203の加速係数は3であり、全NショットのうちのM+2ショットを含む中間画像204の加速係数は2.4であり、全NショットのうちのM+3ショットを含む中間画像205の加速係数は2である。さらに、これらの中間画像は、全Nショットのうちの次に続くショットからさらに「体動を補正された」データを追加することによって改善される。例えば、全NショットのうちのM+3ショットを含む中間画像205について推定された体動パラメータは、PE並進ベクトルがT(^付き)all,PE=[0,0,0,-1.2960,-2,7992,-3.2990]ミリメートルの範囲内となる。この推定された体動パラメータ値が、全NショットのうちのM+3ショットを含む中間画像205についての真の体動パラメータの値と比較される。この真の体動パラメータの値は、PE並進ベクトルの形式で表すと、T(^付き)all,PE=[0,0,0,-1.2960,-2,7992,-3.2990]ミリメートルを含む。前述したように、本開示の残りの体動パラメータである回転及び読み出し(Readout:RO)並進について、同様のベクトルが決定される。
次に、図3Aを参照して、方法100のサブプロセス110について説明する。k空間の第1セクションからの中間画像を推定するためには、まず、k空間のサブセットをk空間の第1セクションとして選択する必要がある。そのため、サブプロセス110のサブプロセス311において、k空間のサブセットがk空間の第1セクションとして選択される。この選択は、計算されたデータ整合性メトリック(体動スコアなど)、又は、MRスキャンの時系列評価に基づいて行われる。特に、k空間の第1セクションは、体動を最小にし、かつ、最小体動基準を中間画像として展開するために選択される。サブプロセス110のサブプロセス311でk空間の第1セクションが選択されると、サブプロセス110のステップ319において、k空間の第1セクションに基づいて、中間画像が再構成される。その後、方法100のサブプロセス120において、この再構成された中間画像を用いて、k空間の第2セクションの体動パラメータが推定される。
次に、図3B-図3Dを参照して、サブプロセス110のサブプロセス311の異なる実施態様について説明する。
まず、図3Bに示すように、データの時系列順の順序付けに従って、k空間の第1セクションが選択される。すなわち、MRスキャンの長さのうちの少なくとも最初の部分では患者が静止又は最小限の体動をしているとの仮定のもとで、サブプロセス110のサブプロセス311が実行される。そのため、サブプロセス311のステップ312において、MRスキャンの間に収集された全Nショットが、収集された時間に従って順序付けられる。図4Aに示すように、最初に収集されるショットは、検査の最初の期間では患者が静止したままでいると思われるため、最小限の体動を含むと仮定される。ここで、最初に収集されるショットは、全Nショットのうちの最初のMショットに対応している。したがって、サブプロセス311のステップ313において、最初のMショットがk空間の第1セクションとして選択される。この最初のMショットは、MRスキャンの順序付けられた全Nショットの1つのサブセットに対応している。第1セクションは、MRスキャンの間に収集されたk空間の1つ以上のショットであり、例えば、MRスキャンの間の収集の最初の20秒に対応する。
一実施形態では、k空間の第1セクションは、体動の直接的な測定基準又は代替的な測定基準として用いられるメトリックを最小にするように決定された、k空間の1つ以上のショットを含む。このため、MRスキャンの間に収集されたk空間の全Nショットのそれぞれについて体動スコアが算出される。その後、k空間の全Nショットが各体動スコアに基づいて時系列的に評価される。この方法では、全Nショットのうちの最初のMショットはMRスキャンにおける最初のL秒のショットであり、それらのショットの各体動スコアはMRスキャンの全Nショットの最小体動スコアの所定の割合(例えば、1%、2%、3%、5%、7.5%、10%他)内にある。別の例では、全Nショットのうちの最初のMショットはMRスキャンにおけるJ秒のショットであり、それらのショットの各体動スコアは最小体動スコアの所定の割合(例えば、1%、2%、3%、5%、7.5%、10%他)内の平均体動スコアを有している。ここで、上記のいずれの例においても、全Nショットのうちの最初のMショットの量はMRスキャンの間の患者の動きに応じて変化する。
一実施形態では、付加的なRFパルス(例えば、スピンエコーやグラディエントエコー)によって生成される付加的なナビゲータデータが、各ショットとともに収集される。このナビゲータデータを用いて、k空間の全Nショットの各ショットについて体動スコアが決定される。
一実施形態では、画像-空間変換の画像勾配エントロピを求めることによって、k空間の全Nショットの各ショットについて体動スコアが決定される。一例では、この画像-空間変換は、低解像度の変換であり、それにより迅速に大まかな体動評価が行われる。別の実施形態では、k空間の全Nショットの各ショットについて、k空間のエントロピを用いて体動スコアが決定される。
ここで、図3Cに示すように、k空間の第1セクションは、別の方法で選択されてもよい。例えば、図4Bに示すように、サブプロセス110のサブプロセス311は、k空間の全Nショットのうち、体動の直接的な測定基準又は代替的な測定基準として用いられる体動メトリックが最小となるように決定されたMショットを、k空間の第1セクションとして選択してもよい。
このため、サブプロセス311のステップ314において、MRスキャンの間に収集されたk空間の全Nショットのそれぞれについて、前述したものと同様の体動スコアが算出される。その後、サブプロセス311のステップ315において、サブプロセス311のステップ314で算出された各体動スコアに基づいて、k空間の全Nショットがランク付けされる。k空間の全Nショットについて体動スコアを導出する方法としては、様々な方法を用いることができる。
一実施形態では、付加的なRFパルス(例えば、スピンエコーやグラディエントエコー)によって生成される付加的なナビゲータデータが、各ショットとともに収集される。このナビゲータデータを用いて、k空間の全Nショットの各ショットについて体動スコアが決定される。
一実施形態では、画像-空間変換の画像勾配エントロピを求めることによって、k空間の全Nショットの各ショットについて体動スコアが決定される。一例では、この画像-空間変換は、低解像度の変換であり、それにより迅速に大まかな体動評価が行われる。別の実施形態では、k空間の全Nショットの各ショットについて、k空間のエントロピを用いて体動スコアが決定される。
そして、サブプロセス311のステップ316において、ランク付けされたk空間の全Nショットが評価され、最小の体動スコアを有するMショットが、k空間の第1セクションとして選択される。一例では、このMショットは、k空間の1つ以上のショットである。一実施形態では、このk空間の第1セクションのMショットは、全Nショットのうち、最小の体動スコアから所定の偏差内にある体動スコアを有するk空間のショットである。ここで、他のメトリック及び制約を用いて、本開示の趣旨を逸脱することなくk空間のショットを定義することもできる。
一実施形態では、全NショットのうちのMショットは、MRスキャンの全Nショットのうち、最も高くランク付けされたショット(すなわち、最小体動スコアのショット)の所定の割合(例えば、1%、2%、3%、5%、7.5%、10%他)内の体動スコアを有する、Pにランク付けされたショットである。また、別の例では、全NショットのうちのMショットは、MRスキャンの全Nショットのうち、最も高くランク付けされたショット(すなわち、最小体動スコアのショット)の所定の割合(例えば、1%、2%、3%、5%、7.5%、10%他)内の体動スコアを有するショットである。ここで、上記のいずれの例においても、全NショットのうちのMショットの量はMRスキャンの間の患者の動きに応じて変化する。
または、図3Dに示すように、データ整合性メトリックとして、データ整合性誤差値に基づいて、k空間の第1セクションが選択されてもよい。このため、サブプロセス311のステップ317において、全Nショットのそれぞれについて、推定された体動パラメータに基づいて、データ整合性誤差値が算出される。その後、サブプロセス311のステップ318において、各データ整合性誤差値が評価され、最小のデータ整合性誤差値を有するショット、又は、最小のデータ整合性誤差値の所定の範囲(例えば、1%未満、2%未満、3%未満、5%未満、7.5%未満、10%未満など)内のデータ整合性誤差値を有するショットが、k空間の第1セクションとして用いられる、k空間の全NショットのうちのMショットとして選択される。
一実施形態では、データ整合性誤差値は、全Nショットの各ショットについて、収集されたショットのデータと、推定された中間画像及び体動から得られる順モデルによって予測されるデータとの相違を反映している。すなわち、データ整合性誤差値は、全Nショットの各ショットについて体動を推定する際に用いた式(3)から求められる誤差値に等しくなることもある。
一実施形態では、データ整合性誤差値は、多解像再構成法で実施されてもよい。例えば、第1解像レベルで、全Nショットのそれぞれが「体動補正」されて、データ整合性誤差値が記録される。続いて、次の解像レベルで、第1解像レベルで算出された最小のデータ整合性誤差値を有するMショットを用いて、本明細書記載の中間画像の生成と増分の補正とが行われる。別の実施形態では、第1解像レベルで「体動補正」が行われた後、最小のデータ整合性誤差値を有するMショットから再構成された中間画像を用いて、第1解像レベルでの推定が繰り返される。
次に、図4A及び図4Bを参照して、図3B及び図3Cについてさらに説明する。
まず、図3Bのサブプロセス311について説明する。図4Aは、本開示の一実施形態例に係る、k空間の第1セクションとして使用されるMショットの選択法を表す模式図である。
ここでは、1つのMRスキャン、すなわち1つのMR画像のデータセットが、k空間のデータの全Nショットからなるk空間406を含む。図4Aに406a-406gで示すように、全Nショットのそれぞれを含むk空間のデータは、k空間において異なる空間周波数で収集された時間依存信号からなる。全Nショットのフーリエ変換(例えば、2次元フーリエ変換)が計算されることで、それぞれに対応するグレースケール画像408a-408gが生成される。
図4Aに示すように、破線のブロックは、時系列順の全Nショット(ここでは、Nは7)のうちの最初の3ショットが選択されたことを示している。サブプロセス311のステップ312及びステップ313を実行する場合、k空間のデータの最初の3ショットでは患者が静止しているかもしれないが、k空間のデータの残りの部分、すなわち4ショットでは、患者の動きによって少なくともある程度の乱れが生じていると考えられる。一例では、k空間のデータの最初の3ショットが、最小の体動スコアを有するk空間のデータのショットの1%以内の平均体動スコアを有することもある。このため、図3Bを参照して説明したように、k空間のデータの全Nショットを時系列順に順序付けし、その中のMショットをk空間の第1セクションとして選択することが行われる。
次に、図3Cのサブプロセス311について説明する。図4Bは、本開示の一実施形態例に係る、k空間の第1セクションとして使用されるMショットの選択を表す模式図である。
ここでは、1つのMRスキャン、すなわち1つのMR画像のデータセットが、k空間のデータの全Nショットからなるk空間406を含む。図4Bに406a-406gで示すように、全Nショットのそれぞれを含むk空間のデータは、k空間において異なる空間周波数で収集された時間依存信号からなる。全Nショットのフーリエ変換(例えば、2次元フーリエ変換)が計算されることで、それぞれに対応するグレースケール画像408a-408gが生成される。
図4Bから分かるように、グレースケール画像408a-408gが左から右に時系列順になっていると仮定した場合に、k空間の全Nショットのうちの最初のMショットが、k空間の第1セクションとして要求されるような、最小限の体動を含むものでないこともある。このため、図3Cのサブプロセス311に示したように、k空間の全Nショットの各ショットについて体動スコアを算出し、それに応じて全Nショットをランク付けして(図示せず)、Mショットをk空間の第1セクションとして選択することが行われる。図4Bでは、破線のブロックで囲まれた406c、408c、406d、408d、406f及び408fがそれぞれ最小の体動スコアを有しており、それらがMショットとして選択されている。一例では、最小の体動スコアは、最小限の体動スコアを有すると判定されたk空間のショットの1.5%以内の体動スコアを有するD個のショットと定義される。図から分かるように、k空間の第1セクションとして選択されるMショットは、MRスキャンにおける特定の時間ウィンドウ内で収集されたショットである必要はなく、全Nショットのうちの体動スコアの要件を満たす任意のショットでよい。
次に、図5を参照して、方法100のサブプロセス120について説明する。まず、サブプロセス120のステップ521において、方法100のサブプロセス110で選択されたk空間の第1セクションに基づいて推定された中間画像が取得される。続いて、サブプロセス120のステップ522において、k空間の第2セクションについて体動パラメータが推定される。一実施形態では、k空間の第2セクションは、収集されたMRスキャンのk空間の全Nショットのうちの1つ以上のショットである。一例では、k空間の第2セクションは、k空間の全Nショットのうちの次のショットである。
前述したように、サブプロセス120のステップ522において、k空間のデータの第2セクションの体動パラメータが、以下の式(3)によって推定される。
Figure 2022088320000005
ここで、yは、k空間の第2セクション、すなわちショットiのデータ、Aは、ショットiで収集されたPEラインのサンプリングマトリクス、Tは、体動パラメータのマトリクスであり、解であるT(^付き)は、ショットi(すなわち、k空間の第2セクション)について推定された体動パラメータである。例えば、式(3)の推定は、Levenberg-Marquardt法又はニュートン法などの他の方法によって行うことができる。
次に、図6を参照して、方法100のサブプロセス130について説明する。方法100のサブプロセス120でk空間の第2セクションからのデータについて体動パラメータが推定されると、方法100のサブプロセス130において、k空間の第1セクションからのデータとk空間の第2セクションからのデータとが結合される。
方法100のサブプロセス130は、高いレベルで、k空間の第2セクションに存在する体動がデータを含む最終画像に有効とみなされるレベルを越えているか否かを評価する。
このため、サブプロセス130のステップ631において、k空間の第2セクションについてデータ整合性メトリック値が算出される。一実施形態では、図3Dに示したように、データ整合性メトリックは、収集されたデータと、k空間の第2セクションについて推定された体動の値を含む順モデル(すなわち、式(3))によって推定されたデータとの差のl2ノルムなどのデータ整合性誤差値であってもよい。
そして、サブプロセス130のステップ632において、算出されたデータ整合性メトリック値が許容度の閾値と比較される。一実施形態では、許容度の閾値は、最小のデータ整合性メトリック値を有するk空間のショット、すなわちセクションからの偏差の所定の割合(例えば、1%未満、2%未満、3%未満、4%未満、5%未満、7.5%未満、10%未満など)である。図3Dに示す例では、許容度の閾値は、順モデル(すなわち、式(3))内の誤差のレベルを定義する所定の割合(例えば、1%未満、2%未満、3%未満、4%未満、5%未満、7.5%未満、10%未満など)又はその他の統計値である。
すなわち、k空間の第2セクションにおける体動が最終画像の品質を低下させる程のレベルにあると判定された場合、k空間の第2セクションからのデータは破棄される。したがって、サブプロセス130のステップ632でk空間の第2セクションからのデータが許容度の閾値を満たさないと判定された場合、サブプロセス130のステップ633において、k空間の第2セクションが破棄され、方法100のサブプロセス110において、k空間の次のセクション(もしあれば)が再度検討される。一方、サブプロセス130のステップ632でk空間の第2セクションのデータが許容度の閾値を満たすと判定された場合は、サブプロセス130のステップ634において、k空間の第2セクションのデータがk空間の第1セクションに含められ、体動パラメータのベクトルが更新される。すなわち、k空間の第2セクションが許容されると、T(^付き)all=T(^付き)が成り立つ。ここで、T(^付き)は、k空間の第2セクションについて推定された体動パラメータである。
そして、どちらの場合も、方法100のサブプロセス130の結果が方法100のステップ140に渡されて、k空間のさらなるセクションを検討する必要があるか否かが判定される。k空間のデータを時系列順にした場合は、方法100のサブプロセス110でk空間のさらなるショットを評価する必要が起こり得る。同様に、k空間のデータを体動に基づいてランク付けした場合は、k空間のさらなるショットが最終画像の品質を向上することがあるため、方法100のサブプロセス110で評価する必要が起こり得る。
最終的に、方法100のステップ140で最終画像の品質を向上させるk空間のデータのセクションがないと判定されると、方法100は、ステップ150に進み、結合されたデータを再構成して最終画像が生成される。
図7は、大きい体動を模擬した例に適用された場合の方法100の機能を示す。例えば、真の画像755を基準として用いると、体動補正のない推定画像756と、全ショットについて同時に補正を施した推定画像757と、本開示で説明したように全Nショットについて累進的な補正を施した推定画像758とは、明確に異なる結果を示すことが分かる。さらに、本開示の方法によって、真の画像755に最も類似した最終画像758が生成されることが分かる。
図8は、本開示の方法100が実施される医用イメージングシステム860の一実施形態例を示す。医用イメージングシステム860は、少なくとも1つのスキャン装置862と、それぞれが専用のコンピュータ装置(例えば、専用のデスクトップコンピュータ、専用のラップトップコンピュータ、専用のサーバなど)である1つ以上の画像生成装置864と、表示装置866とを備えている。
スキャン装置862は、対象物(例えば、患者)の一部分(例えば、領域、ボリューム、スライスなど)をスキャンすることによってスキャンデータを収集する。スキャン装置862は、例えば、磁気共鳴イメージング(MRI)装置、コンピュータ断層撮影(Computed Tomography:CT)装置、ポジトロン放出断層撮影(Positron Emission Tomography:PET)装置、X線撮影装置、超音波撮影装置などである。
1つ以上の画像生成装置864は、スキャン装置862からスキャンデータを取得し、当該スキャンデータに基づいて、対象物の部位の画像を生成する。当該画像を生成するために、1つ以上の画像生成装置864は、例えば、中間画像の生成の間又は最終画像の再構成の間にスキャンデータに再構成処理を施してもよい。再構成処理は、例えば、GRAPPA(Generalized Auto-Calibrating Partially Parallel Acquisition)、CG-SENSE(Conjugate Gradient Sensitivity Encoding)、SENSE(Sensitivity Encoding)、ARC(Autocalibrating Reconstruction for Cartesian Imaging)、SPIRiT(Iterative Self‐Consistent Parallel Imaging Reconstruction)、LORAKS(Low-Rank Modeling Of Local K-Space Neighborhoods)などである。
一実施形態では、1つ以上の画像生成装置864は、画像を生成して表示装置866に送り、当該表示装置がその画像を表示する。
別の実施形態では、上記に加えて、1つ以上の画像生成装置864は、同一のスキャンデータから2つの画像を生成してもよい。1つ以上の画像生成装置864は、異なる再構成プロセスを用いて、同一のスキャンデータから解像度の異なる2つの画像を生成してもよい。この場合、一方の画像は他方の画像よりも解像度が低くてもよい。また、1つ以上の画像生成装置864は、1つの画像を生成してもよい。
図9は、磁気共鳴イメージング(MRI)システム970の非限定的な一例を示す。図9に示すMRIシステム970は、ガントリ971(模式的な断面で示す)と、ガントリ971に接続された種々の関連するMRIシステム部品972とを備えている。一般的に、少なくともガントリ971はシールドルーム内に配置される。図9に示すMRIシステムの構造は、実質的に同軸で筒状に配置された静磁場B磁石973と、Gx、Gy、Gz傾斜磁場コイルセット974と、大型全身用RFコイル(WBC)アセンブリ975とを含んでいる。この筒状の要素アレイの水平軸に沿って、患者台978に支えられた患者977の頭部を実質的に包み込むように図示されたイメージングボリューム976が設けられている。
イメージングボリューム976内では、1つ以上の小型アレイ状RFコイル979が患者の頭部(例えば、本明細書で「スキャン対象」又は「対象物」と呼ぶ)の近くに接続される。当業者には自明なように、多くの場合、表面コイルなどのように、全身コイル(Whole-Body Coil:WBC)と比べて相対的に小型のコイル及び/又はアレイが特定の身体部分(例えば、腕、肩、肘、手首、膝、脚、胸、背骨など)用にカスタマイズされている。この小型RFコイルを、本明細書ではアレイコイル(Array Coil:AC)又はフェーズドアレイコイル(Phased-Array Coil:PAC)と呼ぶ。これらのコイルは、イメージングボリューム976内にRF信号を送信する少なくとも1つのコイルと、イメージングボリューム976内の対象物(患者の頭部など)からRF信号を受信する複数の受信コイルとを備えている。
また、MRIシステム970は、ディスプレイ980、キーボード981及びプリンタ982に接続された複数の入出力ポートを有するMRIシステムコントローラ983を備えている。ここで、ディスプレイ980は、入力の制御も可能なタッチスクリーンタイプのものであってもよい。マウス又は他の入出力(Input/Output:I/O)装置が設けられてもよい。
MRIシステムコントローラ983は、MRIシーケンスコントローラ984と連動して、Gx、Gy、Gz傾斜磁場コイルドライバ985と、RF送信器986と、送受信スイッチ987(同じRFコイルが送信及び受信に用いられる場合)とを制御する。MRIシーケンスコントローラ984は、パラレルイメージングを含むMRIイメージング(核磁気共鳴(Nuclear Magnetic Resonance:NMR)イメージングとも呼ばれる)技術を実施するための適切なプログラムコード構造988を含む。MRIシーケンスコントローラ984は、パラレルイメージングを用いてMRイメージングを行うものでもよいし、パラレルイメージングを用いずにMRイメージングを行うものでもよい。さらに、MRIシーケンスコントローラ984は、1つ以上の予備スキャン(プリスキャン)シーケンスと、主スキャン磁気共鳴(MR)画像(診断画像と呼ぶ)を取得するためのスキャンシーケンスとを円滑に実行することができる。プリスキャンによって収集されたMRデータは、例えば、RFコイル975及び/又は979の感度マップ(コイル感度マップ又は空間感度マップとも呼ばれる)を計測して、パラレルイメージングの展開マップを計測するために用いられる。
MRIシステム部品972は、RF受信器989を含む。RF受信器989は、ディスプレイ980に送られる処理済みの画像データを生成するために、入力をMRIデータプロセッサ990に送る。MRIデータプロセッサ990は、さらに、以前に作成されたMRデータ、画像及び/又はマップ(例えばコイル感度マップ、パラレル画像展開マップ、歪みマップなど)、及び/又は、システム構成パラメータ991、MRI画像再構成プログラムコード構造992及びMRIシステムプログラムストレージ993にアクセスする。
一実施形態では、MRIデータプロセッサ990は、処理回路を備えている。この処理回路は、ASIC(Application-Specific Integrated Circuit)、構成可能な論理デバイス(例えば、SPLD(Simple Programmable Logic Device)、CPLD(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)など)などのデバイスと、その他の本開示に記載した機能を実行するように構成された回路部品とを備えている。
MRIデータプロセッサ990は、MRI画像再構成プログラムコード構造992及びMRIシステムプログラムストレージ993に含まれている1つ以上の命令(本明細書に記載の方法100など)の1つ以上のシーケンスを実行する。または、ハードディスクやリムーバブルメディアドライブなどの他のコンピュータ読み取り可能な媒体からそれら命令が読み取られることもある。また、マルチプロセッシング構成における1つ以上のプロセッサを用いて、MRI画像再構成プログラムコード構造992及びMRIシステムプログラムストレージ993に含まれた命令のシーケンスが実行されることもある。別の実施形態では、ソフトウェアの命令の代わりに又はそれと組み合わせて配線回路が使用される。したがって、本開示の実施形態はいかなる特定のハードウェア回路とソフトウェアとの組み合わせにも限定されない。
また、本明細書で用いる用語「コンピュータ読み取り可能な媒体」は、命令をMRIデータプロセッサ990に送って実行させることに係る全ての非一時的媒体を指す。コンピュータ読み取り可能な媒体は、限定はしないが、不揮発媒体又は揮発媒体などの様々な形をとり得る。不揮発媒体は、例えば、光ディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク、及びリムーバブルメディアドライブなどである。揮発媒体は、例えば、ダイナミックメモリなどである。
また、図9では、先に参照したように、MRIシステムプログラムストレージ(メモリ)993の概略図を示している。MRIシステムプログラムストレージ993では、保存用のプログラムコード構造が、MRIシステム970の種々のデータ処理部品にアクセス可能なコンピュータ読み取り可能な非一時的記憶媒体に保存されている。当業者には自明なように、MRIシステムプログラムストレージ993は、分割されて、少なくとも一部が、通常の動作において上記保存されたプログラムコード構造を最もすぐに必要とする、MRIシステム972の別の1つの処理コンピュータに直接接続されてもよい(すなわち、プログラムコード構造は、常時保存されて、MRIシステムコントローラ983に直接接続されるのではない)。
さらに、図9に示すMRIシステム970は、後述の実施形態例を実施するために利用することができる。MRIシステム部品972は、異なる論理的集合の「ボックス」に分割することが可能であり、一般的に、多数のデジタルシグナルプロセッサ(Digital Signal Processor:DSP)と、マイクロプロセッサと、特定の用途の処理回路(例えば、高速A/D変換用、高速フーリエ変換用、アレイ処理用など)とを備えている。一般的に、これらのプロセッサは、それぞれが計時された「状態機械」であり、クロック周期(又は、所定数のクロック周期)が発生するごとに、物理的なデータ処理回路がある物理的状態から別の物理的状態に進む。
さらに、この動作の過程で処理回路(例えば、CPU、レジスタ、バッファ、演算ユニットなど)の物理的状態があるクロックサイクルから別のクロックサイクルに連続的に変化するだけでなく、関連するデータ記憶媒体(例えば、磁気記憶媒体のビット記憶サイトなど)の物理的状態もある状態から別の状態に変化する。例えば、画像の再構成プロセス、及び/又は、時には画像再構成マップ(例えば、コイル感度マップ、展開マップ、ゴーストマップ、歪みマップなど)の生成プロセスの最後に、物理的な記憶媒体におけるコンピュータ読み取り可能及びアクセス可能なデータ値記憶サイトのアレイが、前の状態(例えば、全部が一様に「0」値又は全部が一様に「1」値)から新たな状態に変化する。この新たな状態では、このようなアレイの物理的なサイトにおける物理的状態が最小値と最大値との間で変化することで、実際の物理的事象及び物理的状態(例えば、イメージングボリューム空間にわたる患者の内部身体構造など)が表される。当業者には自明なように、この保存されたデータ値のアレイは、命令レジスタに順次ロードされてMRIシステム970の1つ以上のCPUによって実行されたときにMRIシステム970内で特定の動作状態のシーケンスを発生させて進行させる特定の構造のコンピュータ制御プログラムコードと同様に、身体構造を表すとともに、その身体構造の構成要素となる。
上記内容を鑑みれば、多くの改良及び変形が可能であることは明らかである。したがって、本発明は、添付した請求の範囲内において、本明細書で具体的に説明した態様以外の態様でも実施可能なものであることは明らかである。
以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、体動補正をより高速かつ高精度に行うことができる。
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。
以下、本開示の実施形態を括弧書きでさらに記載する。
(1)磁気共鳴イメージングにおける累進的体動補正装置であって、前記装置は、k空間の第1セクションからの中間画像の推定であって、前記k空間の第1セクションは対象物の磁気共鳴スキャン中の収集時点に対応しており、前記磁気共鳴スキャン中の対応する収集時点は最小限の体動を含むと判定されたk空間のショットに関連している推定を行い、前記推定された中間画像を用いて前記k空間の第2セクションの体動パラメータを推定し、前記k空間の第1セクションからのデータと前記k空間の第2セクションからのデータとを前記推定された体動パラメータに基づいて結合し、前記k空間の結合されたデータを再構成して最終画像を生成するように構成された処理回路を備える。
(2)前記処理回路は、前記磁気共鳴スキャンにおけるk空間のN個のショットを時系列順にして、前記磁気共鳴スキャンにおける前記k空間の時系列順にされたN個のショットのうちの最初のM個のショットを前記k空間の第1セクションとして選択するように構成されている、(1)に記載の装置。
(3)前記処理回路は、前記磁気共鳴スキャンにおける前記k空間のN個のショットのそれぞれについて体動スコアを算出し、前記磁気共鳴スキャンにおける前記k空間のN個のショットを前記k空間のN個のショットのそれぞれについて算出された体動スコアに基づいてランク付けすることであって、前記ランク付けされたN個のショットは前記磁気共鳴スキャンの期間全体にわたって収集されるランク付けを行い、前記k空間のN個のショットのうちの最も高くランク付けされたショットと前記ランク付けされたN個のショットのうちの少なくとも1つの他のショットとを含むk空間のセクションを前記k空間の第1セクションとして選択するように構成されている、(1)又は(2)に記載の装置。
(4)前記処理回路は、前記k空間の第2セクションの推定された体動パラメータを含むように体動パラメータのベクトルを更新することであって、前記体動パラメータのベクトルは前記k空間の第1セクションに対応する体動パラメータを含む更新を行うように構成されている、(1)-(3)のいずれか1つに記載の装置。
(5)前記処理回路は、前記更新された体動パラメータのベクトルに基づいて最終画像を生成するように前記k空間の結合データを再構成するように構成されている、(1)-(4)のいずれか1つに記載の装置。
(6)前記体動パラメータのベクトルは、前記k空間の結合されたセクションのそれぞれについて2つの並進値と1つの回転値とを含む、(1)-(5)のいずれか1つに記載の装置。
(7)前記処理回路は、前記k空間の第2セクションについてのデータ整合性メトリックの値を算出して、比較の結果として前記データ整合性メトリックの計算値が許容度の閾値を下回る場合は、前記k空間の第2セクションからのデータを破棄することにより、前記k空間の第1セクションからのデータと前記k空間の第2セクションからのデータとを前記推定された体動パラメータに基づいて結合するように構成されている、(1)-(6)のいずれか1つに記載の装置。
(8)前記処理回路は、前記磁気共鳴スキャンにおける前記k空間のN個のショットのそれぞれについてデータ整合性誤差値を算出し、前記磁気共鳴スキャンにおける前記k空間のN個のショットのそれぞれについて算出されたデータ整合性誤差値に基づいて前記k空間の第1セクションを選択するように構成されている、(1)-(7)のいずれか1つに記載の装置。
(9)磁気共鳴イメージングにおける累進的体動補正方法であって、該方法は、処理回路によりk空間の第1セクションから中間画像を推定することであって、前記k空間の第1セクションは対象物の磁気共鳴スキャン中の収集時点に対応しており、前記磁気共鳴スキャン中の対応する収集時点は最小限の体動を含むと判定されたk空間のショットに関連している推定を行うことと、前記処理回路により、前記推定された中間画像を用いて前記k空間の第2セクションの体動パラメータを推定することと、前記処理回路により、前記k空間の第1セクションからのデータと前記k空間の第2セクションからのデータとを前記推定された体動パラメータに基づいて結合することと、前記処理回路により、最終画像を生成するために前記k空間の結合されたデータを再構成することとを含む。
(10)前記処理回路によって前記磁気共鳴スキャンにおけるN個のショットを時系列順にすることと、前記処理回路によって前記磁気共鳴スキャンにおける前記時系列順にされたN個のショットのうちの最初のM個のショットを前記k空間の第1セクションとして選択することとを含む、(9)に記載の方法。
(11)前記処理回路によって、前記磁気共鳴スキャンにおけるN個のショットのそれぞれについて体動スコアを算出することと、前記処理回路によって、前記磁気共鳴スキャンにおける前記N個のショットを前記N個のショットのそれぞれについて算出された体動スコアに基づいてランク付けすることであって、前記ランク付けされたN個のショットは前記磁気共鳴スキャンの期間全体にわたって取得されるランク付けを行うことと、前記処理回路によって、前記k空間のN個のショットのうちの最も高くランク付けされたショットと前記ランク付けされたN個のショットのうちの少なくとも1つの他のショットとを含むk空間のセクションを前記k空間の第1セクションとして選択することとを含む、(9)又は(10)に記載の方法。
(12)前記処理回路によって、前記k空間の第2セクションの推定された体動パラメータを含むように体動パラメータのベクトルを更新することであって、前記体動パラメータのベクトルは前記k空間の第1セクションに対応する体動パラメータを含む更新を行うことを含む、(9)-(11)のいずれか1つに記載の方法。
(13)最終画像を生成するための前記k空間の結合データの再構成は前記更新された体動パラメータのベクトルに基づいて行われる、(9)-(12)のいずれか1つに記載の方法。
(14)前記更新された体動パラメータのベクトルは、前記k空間の結合されたセクションのそれぞれについて2つの並進値と1つの回転値とを含む、(9)-(13)のいずれか1つに記載の方法。
(15)前記推定された体動パラメータに基づく、前記k空間の第1セクションからのデータと前記k空間の第2セクションからのデータとの前記結合は、前記処理回路による前記k空間の第2セクションについてのデータ整合性メトリックの値の算出と、比較の結果として前記データ整合性メトリックの計算値が許容度の閾値を下回る場合は、前記処理回路によって前記k空間の第2セクションからのデータを破棄することとを含む、(9)-(14)のいずれか1つに記載の方法。
(16)コンピュータによって実行されるとそのコンピュータに磁気共鳴イメージングにおける累進的体動補正方法を実行させるコンピュータ読み取り可能な命令を保存するコンピュータ読み取り可能な非一時的記憶媒体であって、該方法は、k空間の第1セクションから中間画像を推定することであって、前記k空間の第1セクションは対象物の磁気共鳴スキャン中の収集時点に対応しており、前記磁気共鳴スキャン中の対応する収集時点は最小限の体動を含むと判定されたk空間のショットに関連している推定を行うことと、前記推定された中間画像を用いて前記k空間の第2セクションの体動パラメータを推定することと、前記k空間の第1セクションからのデータと前記k空間の第2セクションからのデータとを前記推定された体動パラメータに基づいて結合することと、最終画像を生成するために前記k空間の結合されたデータを再構成することとを含む。
(17)前記磁気共鳴スキャンにおけるN個のショットを時系列順にすることと、前記磁気共鳴スキャンの時系列順にされたN個のショットのうちの最初のM個のショットを前記k空間の第1セクションとして選択することとを含む、(16)に記載のコンピュータ読み取り可能な非一時的記憶媒体。
(18)前記磁気共鳴スキャンにおけるN個のショットのそれぞれについて体動スコアを算出することと、前記磁気共鳴スキャンにおける前記N個のショットを前記N個のショットのそれぞれについて算出された体動スコアに基づいてランク付けすることであって、前記ランク付けされたN個のショットは前記磁気共鳴スキャンの期間全体にわたって取得されるランク付けを行うことと、前記k空間のN個のショットのうちの最も高くランク付けされたショットと前記ランク付けされたN個のショットのうちの少なくとも1つの他のショットとを含む前記k空間のセクションを前記k空間の第1セクションとして選択することとを含む、(16)又は(17)のいずれかに記載のコンピュータ読み取り可能な非一時的記憶媒体。
(19)前記k空間の第2セクションの前記推定された体動パラメータを含むように体動パラメータのベクトルを更新することであって、前記体動パラメータのベクトルは前記k空間の第1セクションに対応する体動パラメータを含む更新を行うことを含む、(16)-(18)のいずれか1つに記載のコンピュータ読み取り可能な非一時的記憶媒体。
(20)前記推定された体動パラメータに基づく、前記k空間の第1セクションからのデータと前記k空間の第2セクションからのデータとの前記結合は、前記k空間の第2セクションについてのデータ整合性メトリックの値を算出することと、比較の結果として前記データ整合性メトリックの計算値が許容度の閾値を下回る場合は、前記k空間の第2セクションからのデータを破棄することとを含む、(16)-(19)のいずれか1つに記載のコンピュータ読み取り可能な非一時的記憶媒体。
以上の記述はあくまでも本発明のいくつかの実施形態例を開示及び説明したものである。当業者に自明のとおり、本発明は本発明の趣旨並びに基本特性に逸脱することなく他の形態で実施することができる。したがって、本発明の開示は例示のためのものであって、本発明並びに付随する請求項の範囲を限定するものではない。なお、本開示(並びに本開示の内容を容易に認識できる全ての変形)は先述の請求項中の用語の範囲を部分的に規定して発明の主題が公知のものとならないようにしている。
970 磁気共鳴イメージング(MRI)システム
990 MRIデータプロセッサ

Claims (12)

  1. 磁気共鳴イメージングに適用される体動補正装置であって、
    最小限の体動を含むと判定されたk空間のショットに関連する前記k空間の第1セクションから中間画像を推定し、
    前記中間画像を用いて、前記k空間の第2セクションの体動パラメータを推定し、
    前記体動パラメータに基づいて、前記第1セクションからのデータと前記第2セクションからのデータとを結合し、
    前記結合されたデータを再構成して最終画像を生成する
    処理回路を備える、体動補正装置。
  2. 前記処理回路は、前記磁気共鳴イメージングにおける前記k空間のN個のショットにおいて最小限の体動を含むと判定された前記k空間のショットに関連する前記第1セクションから中間画像を推定する、
    請求項1に記載の体動補正装置。
  3. 前記処理回路は、
    前記N個のショットを時系列順に順序付け、
    前記時系列順に順序付けられた前記N個のショットのうちの最初のM個のショットを前記第1セクションとして選択して前記中間画像を推定する、
    請求項2に記載の体動補正装置。
  4. 前記処理回路は、
    前記N個のショットのそれぞれについて体動スコアを算出し、
    前記体動スコアに基づいて、前記N個のショットのうちのM個のショットを前記第1セクションとして選択して前記中間画像を推定する、
    請求項2に記載の体動補正装置。
  5. 前記処理回路は、
    前記体動スコアに基づいて、前記N個のショットをランク付けし、
    前記N個のショットのうちの最も高くランク付けされたショットと他の少なくとも1つのショットとを含む前記k空間のセクションを前記第1セクションとして選択して前記中間画像を推定する、
    請求項4に記載の体動補正装置。
  6. 前記処理回路は、推定された前記第2セクションの体動パラメータを含むように、前記第1セクションに対応する体動パラメータのベクトルを更新する、
    請求項1~5のいずれか1つに記載の体動補正装置。
  7. 前記処理回路は、前記更新された体動パラメータのベクトルに基づいて、前記結合されたデータを再構成して前記最終画像を生成する、
    請求項6に記載の体動補正装置。
  8. 前記体動パラメータのベクトルは、前記k空間の結合されたセクションごとに、2つの並進値と1つの回転値とを含む、
    請求項6又は7に記載の体動補正装置。
  9. 前記処理回路は、前記第2セクションについてデータ整合性メトリックの値を算出し、前記データ整合性メトリックの値が閾値を下回る場合は前記第2セクションからの前記データを破棄することによって、前記体動パラメータに基づいて、前記第1セクションからのデータと前記第2セクションからのデータとを結合する、
    請求項1~8のいずれか1つに記載の体動補正装置。
  10. 前記処理回路は、
    前記N個のショットのそれぞれについてデータ整合性誤差値を算出し、
    前記データ整合性誤差値に基づいて、前記N個のショットの内のM個のショットを前記第1セクションとして選択して前記中間画像を推定する、
    請求項2に記載の体動補正装置。
  11. 磁気共鳴イメージングに適用される体動補正方法であって、
    最小限の体動を含むと判定されたk空間のM個のショットから中間画像を推定するステップと、
    前記中間画像を用いて、前記M個のショットとは異なる前記k空間の他のショットの体動パラメータを推定するステップと、
    前記M個のショットと前記他のショットとを含むM+1個のショット及び前記体動パラメータに基づいて、新たな中間画像を推定するステップと、
    前記新たな中間画像を用いて、前記M+1個のショットとは異なる前記k空間の他のショットの体動パラメータを推定するステップと
    を含む、体動補正方法。
  12. 磁気共鳴イメージングに適用される体動補正プログラムであって、
    最小限の体動を含むと判定されたk空間のM個のショットから中間画像を推定する手順と、
    前記中間画像を用いて、前記M個のショットとは異なる前記k空間の他のショットの体動パラメータを推定する手順と、
    前記M個のショットと前記他のショットとを含むM+1個のショット及び前記体動パラメータに基づいて、新たな中間画像を推定する手順と、
    前記新たな中間画像を用いて、前記M+1個のショットとは異なる前記k空間の他のショットの体動パラメータを推定する手順と
    をコンピュータに実行させる、体動補正プログラム。
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US8200311B2 (en) * 2006-04-21 2012-06-12 Cornell Research Foundation, Inc. Cardiac motion artifact suppression using ECG ordering
US7348776B1 (en) 2006-09-01 2008-03-25 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Motion corrected magnetic resonance imaging
WO2012011069A1 (en) 2010-07-22 2012-01-26 Koninklijke Philips Electronics N.V. Mri method for retrospective motion correction with interleaved radial acquisition
US10317499B2 (en) * 2013-03-27 2019-06-11 Duke University MRI with repeated K-T-sub-sampling and artifact minimization allowing for free breathing abdominal MRI
US10684344B2 (en) 2016-04-01 2020-06-16 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Motion correction in two-component magnetic resonance imaging
EP3730964A1 (en) * 2019-04-26 2020-10-28 Siemens Healthcare GmbH Computer implemented method and system for magnetic resonance imaging
US11514622B2 (en) * 2020-12-02 2022-11-29 Canon Medical Systems Corporation System, apparatus, and method for incremental motion correction in magnetic resonance imaging

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