JP2022145575A - Image processing device and image processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書及び図面に開示の実施形態は、画像処理装置及び画像処理方法に関する。 The embodiments disclosed in the specification and drawings relate to an image processing apparatus and an image processing method.
磁気共鳴イメージング(MRI:Magnetic Resonance Imaging)は、被検体の検査部位の脂肪定量化の判断に適用される場合がある。MRIによる脂肪定量化の方法は、診断のために人体の脂肪蓄積に関する定量的および空間的情報を非侵襲的に提供できる。 Magnetic Resonance Imaging (MRI) may be applied to determine fat quantification of an examination area of a subject. Methods of fat quantification by MRI can non-invasively provide quantitative and spatial information about fat depots in the human body for diagnostic purposes.
MRIによる脂肪定量化の方法では、長い走査時間を必要とするため、通常バイポーラ収集技術及びパラレルイメージング技術を用いて走査時間を短縮する。 Methods of fat quantification by MRI require long scan times, so bipolar acquisition and parallel imaging techniques are usually used to reduce scan times.
バイポーラ収集技術では、正負勾配を印加することでデータを収集するが、システムに存在する渦電流の影響により、収集されたデータに位相誤差がある。この位相誤差の補正方法として、通常、エンコード無し又はエンコード有りのテンプレート走査から、それぞれ1次元位相誤差モデル又は2次元位相誤差モデルを推定し、これらの位相誤差モデルに応じて位相誤差を補正する。 Bipolar acquisition techniques collect data by applying positive and negative gradients, but there is a phase error in the collected data due to the effects of eddy currents present in the system. As a method of correcting this phase error, a one-dimensional phase error model or a two-dimensional phase error model is normally estimated from template scanning without or with encoding, respectively, and the phase error is corrected according to these phase error models.
パラレルイメージング技術では、マルチチャネルコイルでデータをアンダーサンプリングし、一般化された自動補正部分並行収集(GRAPPA:Generalized Auto calibrating Partially Parallel Acquisition)と感度エンコーディング(SENSE:Sensitivity Encoding)を含む方法で画像を再構成する。 Parallel imaging techniques undersample the data with a multichannel coil and reproduce the images in a manner that includes Generalized Auto-calibrating Partially Parallel Acquisition (GRAPPA) and Sensitivity Encoding (SENSE). Configure.
また、より複雑なパラレルイメージング再構成法は、バイポーラGRAPPA法であり、バイポーラGRAPPA法は、エコープラナー(EPI:Echo Planar Imaging)で欠落しているk空間データを合成するとともに、逆のリードアウト傾斜極性に起因した固有位相誤差を補正するために用いられる。バイポーラGRAPPA法は、高次EPI位相誤差が一般的に発生する領域で高い画像品質を示す。 A more complex parallel imaging reconstruction method is the bipolar GRAPPA method, which synthesizes the missing k-space data in Echo Planar Imaging (EPI) as well as the reverse readout gradient. It is used to correct the inherent phase error due to polarity. The bipolar GRAPPA method exhibits high image quality in regions where high-order EPI phase errors commonly occur.
しかし、バイポーラ収集技術及びパラレルイメージング技術などでは、1次元位相誤差補正は位相誤差を完全に除去することができず、特に、位相エンコード(PE:Phase Encode)方向に沿った位相誤差を除去することができない。2次元位相誤差補正は、画像空間で実行され、位相誤差マップからアンラップ操作する必要があるが、これは、通常困難であり、ある高度に位相ラップされた領域では失敗するおそれがある。さらに、アンダーサンプリングされた画像は、まず、SENSEやGRAPPAで展開する必要があり、いかなるモーションアーチファクト(artifacts)も位相誤差補正の品質を低下させてしまう。 However, in bipolar acquisition techniques and parallel imaging techniques, etc., one-dimensional phase error correction cannot completely eliminate phase errors, especially along the phase encode (PE) direction. can't Two-dimensional phase error correction is performed in image space and needs to be unwrapped from the phase error map, which is usually difficult and can fail in certain highly phase-wrapped regions. Furthermore, the undersampled image must first be developed with SENSE or GRAPPA and any motion artifacts will degrade the quality of the phase error correction.
また、SENSEのようなパラレルイメージング再構成法では、個別のマッピング走査を取得する必要があり、腹部をイメージングする際に、呼吸運動による影響を受けて画像再構成に誤差を生じさせる。 Also, parallel imaging reconstruction methods such as SENSE require that separate mapping scans be acquired, and when imaging the abdomen, are affected by respiratory motion and introduce errors in image reconstruction.
本明細書及び図面の開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、画質を向上させることである。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づけることもできる。 One of the problems to be solved by the embodiments disclosed in the specification and drawings is to improve image quality. However, the problems to be solved by the embodiments disclosed in this specification and drawings are not limited to the above problems. A problem corresponding to each effect of each configuration shown in the embodiments described later can be positioned as another problem.
実施形態に係る画像処理装置は、イメージングk空間データ取得部と、テンプレートk空間データ取得部と、目標k空間データ生成部と、カーネル計算部と、合成k空間データ生成部と、画像生成部とを備える。イメージングk空間データ取得部と、被検体の検査部位に対して第1のバイポーラマルチエコー収集を行うことで、複数のイメージングk空間データを取得する。テンプレートk空間データ取得部は、前記検査部位に対して前記第1のバイポーラマルチエコー収集とは逆のリードアウト傾斜極性で第2のバイポーラマルチエコー収集を行い、複数のテンプレートk空間データを取得する。目標k空間データ生成部は、同一のエコー時間で取得されたテンプレートk空間データとイメージングk空間データとに基づいて、位相誤差のない目標k空間データを生成する。カーネル計算部は、前記目標k空間データと前記イメージングk空間データとに基づいて、前記イメージングk空間データの位相誤差を補正する、又は前記イメージングk空間データにおけるサンプリングされないデータを生成するための複数のカーネルを算出する。合成k空間データ生成部は、前記複数のカーネルと前記イメージングk空間データのそれぞれとを合成して合成k空間データを生成する。画像生成部は、前記合成k空間データを用いて前記検査部位の画像を生成する。 An image processing apparatus according to an embodiment includes an imaging k-space data acquisition unit, a template k-space data acquisition unit, a target k-space data generation unit, a kernel calculation unit, a synthetic k-space data generation unit, and an image generation unit. Prepare. An imaging k-space data acquisition unit acquires a plurality of imaging k-space data by performing first bipolar multi-echo acquisition on an examination site of a subject. The template k-space data acquisition unit acquires a plurality of template k-space data by performing second bipolar multi-echo acquisition on the inspection site with a readout gradient polarity opposite to that of the first bipolar multi-echo acquisition. . A target k-space data generator generates target k-space data without a phase error based on template k-space data and imaging k-space data acquired at the same echo time. a kernel calculator for correcting a phase error in the imaging k-space data or generating unsampled data in the imaging k-space data based on the target k-space data and the imaging k-space data; Compute the kernel. The synthesized k-space data generation unit generates synthesized k-space data by synthesizing the plurality of kernels and each of the imaging k-space data. The image generation unit generates an image of the inspection site using the synthesized k-space data.
以下、図面を参照しながら、画像処理装置及び画像処理方法の実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of an image processing apparatus and an image processing method will be described in detail with reference to the drawings.
以下、図1~図4に基づいて本発明に係る磁気共鳴イメージング装置1を説明する。
A magnetic
図1は、本発明に係る磁気共鳴イメージング装置1の基本構造を示すブロック図である。以下では、磁気共鳴イメージング装置1の各構造について説明する。静磁場磁石10は、被検体が配置された撮像空間に静磁場を発生させる。例えば、静磁場磁石10は、超伝導磁石や永久磁石等で形成される。
FIG. 1 is a block diagram showing the basic structure of a magnetic
傾斜磁場コイル20は、傾斜磁場を発生させる。例えば、傾斜磁場コイルは、互いに直交するX軸、Y軸及びZ軸のそれぞれに対応するXコイル、Yコイル及びZコイルを有している。Xコイル、Yコイル及びZコイルは、傾斜磁場電源30から供給される電流により、各軸方向に沿った傾斜磁場を発生させる。ここで、Z軸は、静磁場磁石10によって発生する静磁場の磁束に沿って設定される。また、X軸は、Z軸に直交する水平方向に沿って設定される。Y軸は、Z軸とX軸の双方に直交する方向に沿って設定される。
The gradient
傾斜磁場電源30は、傾斜磁場コイル20に電流を供給する。傾斜磁場電源30が傾斜磁場コイル20に電流を供給することで、傾斜磁場コイル20に傾斜磁場を発生させることが可能である。
The gradient magnetic
RF(無線周波:Radio Frequency)コイル40は、撮像空間に配置された被検体に高周波磁場を印加するとともに、被検体から発生するNMR(核磁気共鳴:Nuclear Magnetic Resonance)信号を受信する。高周波磁場は、RFパルスと呼ばれることもある。RFコイル40には、撮像空間を取り囲むように設置された全身用RFコイル41及び被検体に近接して配置された局所用RFコイル42がある。RFコイル40の機能は、高周波磁場の送信と、NMR信号の受信とに大別される。全身用RFコイル41または局所用RFコイル42の一方が、送信と受信の機能の両方を兼ね備えてもよいし、全身用RFコイル41と局所用RFコイル42両方を用いて送信と受信を行ってもよい。さらに、複数の局所用RFコイル42を同時に用いてもよい。局所用RFコイル42は、被検体の部位ごとに異なるように設けられてもよい。
An RF (Radio Frequency)
送信回路50は、静磁場中に設けられた対象原子核固有のラーモア周波数に対応する高周波パルス信号をRFコイル40に出力する。
The
受信回路60は、RFコイル40が受信したNMR信号に基づいて磁気共鳴(Magnetic Resonance:MR)データを生成し、生成したMRデータを処理回路100に出力する。
The
寝台70は、被検体が載置される天板71を含み、天板71を鉛直方向及び水平方向に移動させることが可能である。
The
入力インタフェース80は、操作者から各種指示及び各種情報の入力操作を受け付ける。具体的には、入力インタフェース80は、処理回路100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100に出力する。例えば、入力インタフェース80は、トラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、及び音声入力回路等によって実現される。なお、本明細書において、入力インタフェース80は、マウス、キーボード等の物理的な操作部品を含むものだけに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受信し、この電気信号を制御回路へ出力する電気信号の処理回路も入力インタフェース80の例に含まれる。
The
ディスプレイ81は、各種情報及び各種画像を表示する。具体的には、ディスプレイ81は、処理回路100に接続されており、処理回路100から送られる各種情報及び各種画像のデータを表示用の電気信号に変換して出力する。例えば、ディスプレイ81は、液晶モニタやLEDモニタ、タッチパネル等によって実現される。 The display 81 displays various information and various images. Specifically, the display 81 is connected to the processing circuit 100, converts various information and image data sent from the processing circuit 100 into electrical signals for display, and outputs the electrical signals. For example, the display 81 is implemented by a liquid crystal monitor, an LED monitor, a touch panel, or the like.
記憶回路90は、各種データ及び各種プログラムを記憶する。具体的には、記憶回路90は、処理回路100に接続されており、各処理回路によって入出力される各種データ及び各種プログラムを記憶する。例えば、記憶回路90は、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子やハードディスク、光ディスク等によって実現される。
The
処理回路100は、寝台制御部101を有する。寝台制御部101は、制御用の電気信号を寝台70へ出力することで、寝台70の動作を制御する。例えば、寝台制御部101は、入力インタフェース80を介して、天板71を移動させる指示を操作者から受け付け、受け付けた指示に従って天板71を移動するように、寝台70が有する天板71の移動機構を動作させる。例えば、寝台制御部101は、被検体の撮像を行う際に、被検体が載置された天板71を撮像空間に移動させる。
The processing circuit 100 has a
処理回路100は、収集部102を有する。収集部102は、各種のパルスシーケンスを実行することで、被検体のMRデータを収集する。具体的には、収集部102は、処理回路100から出力されるシーケンス実行データに従って傾斜磁場電源30、送信回路50及び受信回路60を駆動することで、各種のパルスシーケンスを実行する。ここで、シーケンス実行データは、パルスシーケンスを表すデータであり、傾斜磁場電源30が傾斜磁場コイル20に電流を供給するタイミング及び供給された電流の強さ、送信回路50がRFコイル40に高周波パルス信号を供給するタイミング及び供給された高周波パルスの強さ、受信回路60が磁気共鳴信号をサンプリングするタイミング等を規定した情報である。シーケンス実行データは、あらかじめ記憶回路90に記憶されているか、操作者の入力を入力インタフェース80において受け付けて生成される。また、あらかじめ記憶回路90に記憶されたシーケンス実行データを操作者が編集してもよい。そして、収集部102は、パルスシーケンスを実行した結果として受信回路60から出力されるMRデータを受信し、記憶回路90に記憶させる。このとき、記憶回路90に記憶されるMRデータは、k空間データとして記憶される。例えば、2次元撮像を行う場合は、スライス選択傾斜磁場によって選択されたスライス面に対して、位相エンコード傾斜磁場を印加する。印加された傾斜磁場に従った位相エンコード量のk空間データは、リードアウト(readout)傾斜磁場を用いて読み出される。リードアウト傾斜磁場は、周波数エンコード傾斜磁場とも呼ばれる。例えば、3次元撮像を行う場合は、スライスエンコード傾斜磁場、および、位相エンコード傾斜磁場を印加し、印加された傾斜磁場に従ったエンコード量のk空間データを、リードアウト傾斜磁場を用いて読み出す。以上説明した、スライス選択傾斜磁場、位相エンコード傾斜磁場、リードアウト傾斜磁場、スライスエンコード傾斜磁場は、それぞれ先述したXコイル、Yコイル、Zコイルのうち、1以上のコイルが生成する傾斜磁場により形成される。
The processing circuit 100 has a
処理回路100は、補正部103を有する。補正部103は、収集部102によって収集されたk空間データの少なくとも一部を用いて、被検体の移動に起因するモーションアーチファクトを抑制するための補正を行う。
The processing circuit 100 has a
処理回路100は、MR画像生成部104を有する。MR画像生成部104は、収集部102によって収集されたk空間データを用いて、各種のMR画像を生成する。例えば、k空間データにフーリエ変換などの再構成処理を施すことによって、MR画像を生成する。なお、MR画像生成部104は、再構成した画像に対して、後処理として画像処理を加えることも可能である。
The processing circuitry 100 has an
処理回路100は、表示制御部105を有する。表示制御部105は、MR画像生成部104が生成した画像をディスプレイ81に出力する。また、記憶回路90や外部のストレージに記憶された画像を取得して、ディスプレイ81に表示させることも可能である。
The processing circuit 100 has a
以上で説明した処理回路100は、それぞれプロセッサによって実現される。この場合に、各処理回路が有する処理機能は、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90に記憶される。そして、各処理回路は、記憶回路90から各プログラムを読み出して実行することで、各プログラムに対応する処理機能を実現する。換言すると、各プログラムを読み出した状態の各処理回路は、図1の各処理回路内に示された各部の機能を有することとなる。
Each of the processing circuits 100 described above is implemented by a processor. In this case, the processing functions of each processing circuit are stored in the
また、ここでは、各処理回路が単一のプロセッサによって実現されるものとして説明したが、実施形態はこれに限られず、複数の独立したプロセッサを組み合わせて各処理回路を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することによって各処理機能を実現するものとしてもよい。また、各処理回路が有する処理機能は、単一又は複数の処理回路に適宜に分散又は統合されて実現されてもよい。また、図1に示す例では、単一の記憶回路90が各処理機能に対応するプログラムを記憶するものとして説明したが、複数の記憶回路を分散して配置して、処理回路が個別の記憶回路から対応するプログラムを読み出す構成としても構わない。
Also, here, each processing circuit has been described as being realized by a single processor, but the embodiments are not limited to this, and each processing circuit is configured by combining a plurality of independent processors, and each processor is a program. Each processing function may be realized by executing Also, the processing functions of each processing circuit may be appropriately distributed or integrated in a single or a plurality of processing circuits. In the example shown in FIG. 1, the
磁気共鳴イメージング装置1は、画像処理装置200をさらに備える。図2は、本発明に係る画像処理装置200の構造ブロック図である。
The magnetic
画像処理装置200は、バイポーラマルチエコー収集において被検体の検査部位をイメージングするためのものであり、イメージングk空間データ取得部201、テンプレートk空間データ取得部202、目標k空間データ生成部203、カーネル計算部204、合成k空間データ生成部205、及び画像生成部206を備える。磁気共鳴イメージング装置1では、画像処理装置200は、独立して構成されてもよいし、処理回路100に合成して構成されてもよい。なお、バイポーラマルチエコー収集方法について、以下に詳細に説明する。
The
図3に示すように、イメージングk空間データ取得部201は、被検体の検査部位に対して第1のバイポーラマルチエコー収集D1を行うことで、複数のイメージングk空間データS1~S3を取得する。 As shown in FIG. 3, the imaging k-space data acquisition unit 201 acquires a plurality of imaging k-space data S1 to S3 by performing the first bipolar multi-echo acquisition D1 on the examination site of the subject.
テンプレートk空間データ取得部202は、被検体の検査部位に対して第1のバイポーラマルチエコー収集D1とは逆のリードアウト傾斜極性で第2のバイポーラマルチエコー収集D2を行い、イメージングk空間データ取得部201で複数のイメージングk空間データS1~S3のそれぞれを取得するエコー時間TE1~TE3に対応するエコー時間TE1’~TE3’で、第1のバイポーラマルチエコー収集D1とは逆のリードアウト傾斜極性で、テンプレートk空間データS1’~S3’を取得する。
The template k-space
第1のバイポーラマルチエコー収集D1では、収集されたラインデータでそれぞれイメージングk空間データS1~S3を形成する。イメージングk空間データS1~S3では、k空間データの周縁(上側周縁及び下側周縁)にある領域を周辺領域Pと呼び、k空間データの中央にある領域を中央領域C(中央部)と呼ぶ。イメージングk空間データS1~S3は、k空間の中央領域C(中央部)をフルサンプリングし、k空間の周辺領域P(周縁部)をアンダーサンプリングして得られたデータである。 In the first bipolar multi-echo acquisition D1, the acquired line data form imaging k-space data S1-S3, respectively. In the imaging k-space data S1 to S3, the region at the periphery (upper periphery and lower periphery) of the k-space data is called a peripheral region P, and the region at the center of the k-space data is called a central region C (central part). . The imaging k-space data S1 to S3 are data obtained by fully sampling the central region C (central portion) of the k-space and undersampling the peripheral region P (peripheral portion) of the k-space.
具体的には、1回目のショットにおいて、エコー時間TE1で右向きのラインデータL1を出力して収集部(図示せず)で収集し、エコー時間TE2で左向きのラインデータL2を出力して収集部で収集し、エコー時間TE3で右向きのラインデータL3を出力して収集部で収集する。ラインデータL1~L3を各k空間の周辺領域Pの最上部にそれぞれ位置させる。2回目のショットにおいて、エコー時間TE1で右向きのラインデータL7を出力して収集部で収集し、エコー時間TE2で左向きのラインデータL8を出力して収集部で収集し、エコー時間TE3で右向きのラインデータL9を出力して収集部で収集する。ラインデータL7~L9を各k空間の中央領域Cの最上部にそれぞれ位置させる。 Specifically, in the first shot, rightward line data L1 is output at echo time TE1 and collected by a collection unit (not shown), and leftward line data L2 is output at echo time TE2 and collected by the collection unit. , and the rightward line data L3 is output at the echo time TE3 and collected by the collecting unit. The line data L1 to L3 are positioned at the top of the peripheral region P of each k-space. In the second shot, rightward line data L7 is output at echo time TE1 and collected by the collecting unit, leftward line data L8 is output and collected at echo time TE2, and rightward line data L8 is collected at echo time TE3. Line data L9 is output and collected by the collection unit. The line data L7 to L9 are positioned at the uppermost portion of the central region C of each k-space.
図3に示すように、各k空間においてラインデータL1~L3とラインデータL7~L9との間にアンダーサンプリングされる部分L4~L6がそれぞれ破線で示されている。アンダーサンプリングされる部分L4~L6は、k空間をフルサンプリングする際収集すべきデータが位置するところである。しかし、イメージング時間を短縮するために、アンダーサンプリングされる部分L4~L6に位置すべきデータが出力されない。つまり、k空間のアンダーサンプリングされる部分L4~L6の位置にデータが存在しない。図3では、ラインデータL1とアンダーサンプリングされる部分L4は、イメージングk空間データS1におけるアンダーサンプリングデータS12として構成し、ラインデータL2とアンダーサンプリングされる部分L5は、イメージングk空間データS2におけるアンダーサンプリングデータS22として構成し、ラインデータL3とアンダーサンプリングされる部分L6は、イメージングk空間データS3におけるアンダーサンプリングデータS32として構成する。 As shown in FIG. 3, portions L4 to L6 to be undersampled between line data L1 to L3 and line data L7 to L9 in each k-space are indicated by dashed lines. The undersampled portions L4-L6 are where the data to be collected when fully sampling k-space is located. However, in order to reduce the imaging time, data that should be located in the undersampled portions L4-L6 are not output. That is, there is no data at the positions of the undersampled portions L4 to L6 of the k-space. In FIG. 3, the line data L1 and the undersampled portion L4 are configured as undersampling data S12 in the imaging k-space data S1, and the line data L2 and the undersampled portion L5 are configured as undersampling data S12 in the imaging k-space data S2. The line data L3 and the under-sampled portion L6 configured as the data S22 are configured as the under-sampled data S32 in the imaging k-space data S3.
その後のショットにおいて、各k空間の中央領域Cをフルサンプリングして、フルサンプリングデータであるイメージングk空間データS11、イメージングk空間データS21及びイメージングk空間データS31を形成して、図3の下側における周辺領域Pをアンダーサンプリングして、アンダーサンプリングデータであるアンダーサンプリングデータS13、アンダーサンプリングデータS23及びアンダーサンプリングデータS33を形成する。 In subsequent shots, the central region C of each k-space is fully sampled to form imaging k-space data S11, imaging k-space data S21, and imaging k-space data S31, which are fully sampled data, and shown in the lower part of FIG. is undersampled to form undersampling data S13, undersampling data S23, and undersampling data S33, which are undersampling data.
こうして、複数回のショットにおいては、上記の収集方法で複数のラインデータが取得される。エコー時間TE1で取得されたラインデータL1、L7等をイメージングk空間データS1として構成し、エコー時間TE2で取得されたラインデータL2、L8等をイメージングk空間データS2として構成し、エコー時間TE3で取得されたラインデータL3、L9等をイメージングk空間データS3として構成する。各イメージングk空間データS1~S3は、図3の周辺領域Pに形成された、アンダーサンプリングされる部分(サンプリングされないデータ)を含むアンダーサンプリングデータと、中央領域Cに形成されたフルサンプリングデータと、を備える。つまり、イメージングk空間データS1~S3は周辺領域Pにあるアンダーサンプリングデータと中央領域Cにあるフルサンプリングデータとからなる。 Thus, in a plurality of shots, a plurality of line data are acquired by the above collection method. The line data L1, L7, etc. acquired at echo time TE1 are configured as imaging k-space data S1, the line data L2, L8, etc. acquired at echo time TE2 are configured as imaging k-space data S2, and at echo time TE3 The obtained line data L3, L9, etc. are configured as imaging k-space data S3. Each of the imaging k-space data S1 to S3 includes under-sampling data including an under-sampled portion (non-sampled data) formed in the peripheral region P in FIG. 3, full-sampling data formed in the central region C, Prepare. That is, the imaging k-space data S1 to S3 consist of under-sampled data in the peripheral region P and full-sampled data in the central region C. FIG.
第2のバイポーラマルチエコー収集D2では、図3に示すように、第1のバイポーラマルチエコー収集D1とは逆のリードアウト傾斜極性でテンプレートk空間データS1’~S3’を取得して、収集部でk空間の中央領域(中央部)にあるk空間データのみを収集する。テンプレートk空間データS1’~S3’はk空間の中央領域(中央部)をフルサンプリングして得られたデータである。 In the second bipolar multi-echo acquisition D2, as shown in FIG. 3, template k-space data S1′ to S3′ are acquired with a readout gradient polarity opposite to that in the first bipolar multi-echo acquisition D1, and the acquisition unit Only the k-space data in the central region (central part) of k-space are acquired. The template k-space data S1' to S3' are data obtained by fully sampling the central region (central part) of the k-space.
具体的には、第2のバイポーラマルチエコー収集D2では、データの収集を開始する1回目のショットにおいて、エコー時間TE1’で左向きのラインデータL1’を収集し、エコー時間TE2’で右向きのラインデータL2’を収集し、エコー時間TE3’で左向きのラインデータL3’を収集する。2回目のショットにおいて、エコー時間TE1’で左向きのラインデータL4’を収集し、エコー時間TE2’で右向きのラインデータL5’を収集し、エコー時間TE3’で左向きのラインデータL6’を収集する。こうして、複数回のショットにおいては、上記の収集方法で複数のラインデータが取得される。エコー時間TE1’で取得されたラインデータL1’、L4’などをテンプレートk空間データS1’として構成し、エコー時間TE2’で取得されたラインデータL2’、L5’などをテンプレートk空間データS2’として構成し、エコー時間TE3’で取得されたラインデータL3’、L6’などをテンプレートk空間データS3’として構成する。 Specifically, in the second bipolar multi-echo acquisition D2, in the first shot for starting data acquisition, leftward line data L1′ is acquired at echo time TE1′, and rightward line data L1′ is acquired at echo time TE2′. Data L2' is collected, and leftward line data L3' is collected at echo time TE3'. In the second shot, leftward line data L4' is collected at echo time TE1', rightward line data L5' is collected at echo time TE2', and leftward line data L6' is collected at echo time TE3'. . Thus, in a plurality of shots, a plurality of line data are acquired by the above acquisition method. The line data L1′, L4′, etc. acquired during the echo time TE1′ are configured as the template k-space data S1′, and the line data L2′, L5′, etc. acquired during the echo time TE2′ are configured as the template k-space data S2′. , and the line data L3', L6', etc. acquired at the echo time TE3' are configured as the template k-space data S3'.
エコー時間TE1’~TE3’で取得されたテンプレートk空間データS1’~S3’のリードアウト方向のそれぞれは、対応するエコー時間TE1~TE3で取得されたイメージングk空間データS1~S3とは逆方向となる。 Each of the readout directions of the template k-space data S1'-S3' acquired at the echo times TE1'-TE3' is in the opposite direction to the imaging k-space data S1-S3 acquired at the corresponding echo times TE1-TE3. becomes.
第1のバイポーラマルチエコー収集D1と第2のバイポーラマルチエコー収集D2の順序は、第1のバイポーラマルチエコー収集D1を完成してから第2のバイポーラマルチエコー収集D2を行っていてもよいし、第1のバイポーラマルチエコー収集D1の1回目のショットの収集を完成してから第2のバイポーラマルチエコー収集D2の1回目のショットの収集を行い、そして、第1のバイポーラマルチエコー収集D1の2回目のショットの収集を行い、その後、第2のバイポーラマルチエコー収集D2の2回目のショットの収集などを行っていてもよい。第1のバイポーラマルチエコー収集D1と第2のバイポーラマルチエコー収集D2は様々な順で行うことができ、限定されていない。また、被検体の一回の息止め過程において、第1のバイポーラマルチエコー収集D1とそれに対応する第2のバイポーラマルチエコー収集D2を行うことが好ましい。 As for the order of the first bipolar multi-echo acquisition D1 and the second bipolar multi-echo acquisition D2, the first bipolar multi-echo acquisition D1 may be completed and then the second bipolar multi-echo acquisition D2 may be performed. Acquisition of the first shot of the first bipolar multi-echo acquisition D1 is completed, followed by acquisition of the first shot of the second bipolar multi-echo acquisition D2, and then the acquisition of the first shot of the first bipolar multi-echo acquisition D1. The acquisition of the first shot may be performed, and then the acquisition of the second shot of the second bipolar multi-echo acquisition D2 may be performed. The first bipolar multi-echo acquisition D1 and the second bipolar multi-echo acquisition D2 can be performed in various orders and are not limiting. Moreover, it is preferable to perform the first bipolar multi-echo acquisition D1 and the corresponding second bipolar multi-echo acquisition D2 during one breath-holding process of the subject.
また、図3では、第1のバイポーラマルチエコー収集D1及び第2のバイポーラマルチエコー収集D2において、3つのエコー時間でラインデータを取得して3つのk空間データをそれぞれ形成する例が示されているが、エコー時間は3つに限らず、3以外の複数であってもよい。 In addition, FIG. 3 shows an example of acquiring line data in three echo times to form three k-space data respectively in the first bipolar multi-echo acquisition D1 and the second bipolar multi-echo acquisition D2. However, the number of echo times is not limited to three, and may be any number other than three.
目標k空間データ生成部203は、同一のエコー時間で取得されたテンプレートk空間データとイメージングk空間データとに基づいてこのイメージングk空間データの位相誤差のない目標k空間データを生成する。ここでの同一のエコー時間とは、イメージングk空間データを取得するエコー時間、及びこのイメージングk空間データに対応するテンプレートk空間データを取得するエコー時間のことであり、図3では、エコー時間TE1、TE1’、エコー時間TE2、TE2’、又はエコー時間TE3、TE3’を指すものである。
A target k-space
図4に示すように、図4の左下のk空間データは、図3の第2のバイポーラマルチエコー収集D2においてエコー時間TE2’で取得されたテンプレートk空間データS2’であり、図4の左上のk空間データS21は、同一のエコー時間TE2(即ち、テンプレートk空間データS2’を取得するエコー時間TE2’に対応するエコー時間)で取得されたイメージングk空間データS2の中央部にあるk空間データである。目標k空間データ生成部203は、テンプレートk空間データS2’とイメージングk空間データS21とを複合し、ここでは加算して位相誤差のない目標k空間データT2を生成する。
As shown in FIG. 4, the k-space data at the bottom left of FIG. 4 is template k-space data S2′ acquired at echo time TE2′ in the second bipolar multi-echo acquisition D2 of FIG. The k-space data S21 in the center of the imaging k-space data S2 acquired at the same echo time TE2 (that is, the echo time corresponding to the echo time TE2' for acquiring the template k-space data S2') is the k-space Data. The target k-space
ここで、イメージングk空間データS2に対して目標k空間データT2を生成することを例として説明した。しかし、実施形態では、イメージングk空間データS2に対して目標k空間データT2を生成するだけではなく、イメージングk空間データS1、S3などの複数のイメージングk空間データのそれぞれに対して目標k空間データを生成する。図3、図4を例として説明する。目標k空間データ生成部203は、テンプレートk空間データS1’とイメージングk空間データS11とを複合し、ここでは加算して位相誤差のない目標k空間データT1を生成して、テンプレートk空間データS3’とイメージングk空間データS31とを複合し、ここでは加算して位相誤差のない目標k空間データT3を生成して、また、上記のように目標k空間データT2を生成する。目標k空間データT1~T3を総称して目標k空間データTとする。
Here, the generation of the target k-space data T2 for the imaging k-space data S2 has been described as an example. However, in embodiments, rather than just generating target k-space data T2 for imaging k-space data S2, target k-space data to generate 3 and 4 will be described as examples. The target k-space
カーネル計算部204は、イメージングk空間データの目標k空間データとこのイメージングk空間データとに基づいて、このイメージングk空間データを含む少なくとも1つのイメージングk空間データの位相誤差を補正する、又はこの少なくとも1つのイメージングk空間データにおけるサンプリングされないデータを生成するための複数のカーネルを算出する。
A
図5に示すように、各イメージングk空間データSに対して3つのカーネルを生成し、この3つのカーネルは、それぞれ、イメージングk空間データSの周辺領域におけるk空間データの位相を補正するための第1のカーネルk1、イメージングk空間データSの中央領域におけるk空間データの位相を補正するための第2のカーネルk2、及びイメージングk空間データSの周辺領域におけるサンプリングされないデータを生成するための第3のカーネルk3である。 As shown in FIG. 5, three kernels are generated for each imaging k-space data S, and the three kernels are respectively for correcting the phase of the k-space data in the peripheral regions of the imaging k-space data S. A first kernel k1, a second kernel k2 for correcting the phase of k-space data in a central region of the imaging k-space data S, and a second kernel k2 for generating unsampled data in a peripheral region of the imaging k-space data S. 3 kernel k3.
図5(a)に示すように、カーネル計算部204は、イメージングk空間データSの目標k空間データTとこのイメージングk空間データSとに基づいて第1のカーネルk1を算出し、具体的には、カーネル計算部204は、目標k空間データT、特にその中央部(すなわち、L10、L20、L30の中央部)にあるポイントtと、イメージングk空間データSのうち、ラインデータL10にある3つのポイント、ラインデータL20にある3つのポイント、ラインデータL30にある3つのポイントとに基づいて、第1のカーネルk1を算出する。ラインデータL10~ラインデータL30の間は、それぞれ1行を隔て、つまり、ラインデータL10とラインデータL20の間は、1行を隔て、ラインデータL20とラインデータL30の間は、1行を隔てる。第1のカーネルk1は、図5(d)に示す式、すなわち、行列乗算(S*k=T)により算出され、具体的には、イメージングk空間データS及び目標k空間データTが既知の場合、係数行列kを第1のカーネルk1として求めることができる。
As shown in FIG. 5(a), the
図5(a)では、ラインデータL10~ラインデータL30の間はそれぞれ1行を隔てるが、1行以上の同じ行、例えば2行、3行などを隔てもよく、また、この隔てた行数はサンプリングデータ間のサンプリングされないデータの行数と同じであってもよく、要するに、この隔てた行数は特に限定されない。また、図5(a)では、各ラインデータにある3つのポイントを例として説明したが、その他の数の複数のポイントであってもよく、特に限定されない。つまり、イメージングk空間データSの周辺領域におけるk空間データの位相を補正する第1のカーネルk1を算出できればよい。 In FIG. 5(a), line data L10 to line data L30 are separated by one line from each other, but they may be separated by one or more same lines, such as two lines or three lines. may be the same as the number of rows of unsampled data between sampled data, in short, the number of rows separated is not particularly limited. Also, in FIG. 5A, three points in each line data have been described as an example, but other number of points may be used, and the number of points is not particularly limited. In other words, it suffices if the first kernel k1 for correcting the phase of the k-space data in the peripheral region of the imaging k-space data S can be calculated.
図5(b)に示すように、カーネル計算部204は、イメージングk空間データSの目標k空間データTとこのイメージングk空間データSとに基づいて第2のカーネルk2を算出し、具体的には、カーネル計算部204は、目標k空間データT、特にその中央部にあるポイントtと、イメージングk空間データSのうち、隣接する5本のラインデータLにある各3つのポイントとに基づいて第2のカーネルk2を算出する。第2のカーネルk2は、図5(d)に示す式、すなわち、行列乗算(S*k=T)により算出され、具体的には、イメージングk空間データS及び目標k空間データTが既知の場合、係数行列kを第2のカーネルk2として求めることができる。
As shown in FIG. 5(b), the
図5(b)では、隣接する5本のラインデータLにある各3つのポイントを例として説明したが、隣接する3本以上の奇数行のラインデータLであってもよいし、3つのポイント以外の他の数の複数のポイントであってもよく、特に限定されない。つまり、イメージングk空間データSの中央領域におけるk空間データの位相を補正する第2のカーネルk2を算出できればよい。 In FIG. 5B, three points in each of five adjacent line data L are described as an example, but the line data L in three or more adjacent odd-numbered lines may be used, or three points may be used. A plurality of points other than the number of points may be used, and there is no particular limitation. In other words, it is sufficient if the second kernel k2 for correcting the phase of the k-space data in the central region of the imaging k-space data S can be calculated.
図5(c)に示すように、カーネル計算部204は、イメージングk空間データSの目標k空間データTとこのイメージングk空間データSとに基づいて第3のカーネルk3を算出し、具体的には、カーネル計算部204は、目標k空間データT、特にその中央部(すなわち、L40とL50の間の中央部)にあるポイントtと、イメージングk空間データSのうち、ラインデータL40にある3つのポイント、ラインデータL50にある3つのポイントとに基づいて第3のカーネルk3を算出する。なお、図5(c)において、L40及びL50は、アンダーサンプリングを行う収集においてアンダーサンプリングが行われていない部分、すなわち収集が行われた部分に関するデータであり、L40とL50の間の中央部のポイントtは、アンダーサンプリングが行われている部分に関するデータである。
As shown in FIG. 5(c), the
ラインデータL40とラインデータL50の間は1行を隔てる。第3のカーネルk3は、図5(d)に示す式、すなわち、行列乗算(S*k=T)により算出され、具体的には、イメージングk空間データS及び目標k空間データTが既知の場合、係数行列kを第3のカーネルk3として求めることができる。 One line is separated between the line data L40 and the line data L50. The third kernel k3 is calculated by the formula shown in FIG. 5(d), that is, matrix multiplication (S*k=T). , the coefficient matrix k can be determined as a third kernel k3.
図5(c)では、ラインデータL40とラインデータL50の間は1行を隔てるが、1行以上の奇数行、例えば3行、5行などを隔てもよく、また、この隔てた行数はサンプリングデータ間のサンプリングされないデータの行数と同じであってもよく、要するに、この隔てた行数は特に限定されない。また、図5(c)では、各ラインデータにある3つのポイントを例として説明したが、その他の数の複数のポイントであってもよく、特に限定されない。つまり、イメージングk空間データSの周辺領域におけるサンプリングされないデータを生成する第3のカーネルk3を算出できればよい。 In FIG. 5C, the line data L40 and the line data L50 are separated by one line, but they may be separated by one or more odd lines, such as three lines or five lines. It may be the same as the number of rows of data not sampled between sampled data, in short, the number of rows separated is not particularly limited. Also, in FIG. 5C, three points in each line data have been described as an example, but other number of points may be used, and the number of points is not particularly limited. In other words, it suffices if the third kernel k3 that generates non-sampled data in the peripheral region of the imaging k-space data S can be calculated.
合成k空間データ生成部205は、複数のカーネルと少なくとも1つのイメージングk空間データのそれぞれとを合成して合成k空間データを生成する。
A synthesized k-space
図5及び図6に示すように、イメージングk空間データSに対して生成された3つのカーネル、即ち第1のカーネルk1、第2のカーネルk2、及び第3のカーネルk3と、イメージングk空間データSとを合成して合成k空間データHSを生成する。 As shown in FIGS. 5 and 6, three kernels generated for the imaging k-space data S, namely a first kernel k1, a second kernel k2, and a third kernel k3, and the imaging k-space data and S to generate synthesized k-space data HS.
具体的に、図6に示すように、第1のカーネルk1を用いてイメージングk空間データSの周辺領域PにおけるラインデータL100にあるポイントt100の位相を補正する。図6では、第1のカーネルk1を用いてイメージングk空間データSの周辺領域PにおけるラインデータL100のポイントを補正する場合を例示しているが、実際には、第1のカーネルk1を用いてイメージングk空間データSの周辺領域Pにおける全ての収集済みのラインデータを補正可能となる。 Specifically, as shown in FIG. 6, the phase of point t100 in line data L100 in peripheral region P of imaging k-space data S is corrected using first kernel k1. FIG. 6 illustrates the case where the points of the line data L100 in the peripheral region P of the imaging k-space data S are corrected using the first kernel k1. All acquired line data in the peripheral region P of the imaging k-space data S can be corrected.
第2のカーネルk2を用いてイメージングk空間データSの中央領域CにおけるL200にあるポイントt200の位相を補正する。図6では、第2のカーネルk2を用いてイメージングk空間データSの中央領域CにおけるラインデータL200のポイントを補正する場合を例示しているが、実際には、第2のカーネルk2を用いてイメージングk空間データSの中央領域Cにおける全てのラインデータを補正可能となる。 A second kernel k2 is used to phase correct the point t200 at L200 in the central region C of the imaging k-space data S. FIG. 6 illustrates the case of correcting the points of the line data L200 in the central region C of the imaging k-space data S using the second kernel k2. All line data in the central region C of the imaging k-space data S can be corrected.
第3のカーネルk3を用いてイメージングk空間データSの周辺領域Pにおけるアンダーサンプリングされる部分L300にあるポイントt300を生成する。図6では、第3のカーネルk3を用いてイメージングk空間データSの周辺領域Pにおけるアンダーサンプリングされる部分L300のポイントを生成する場合を例示しているが、実際には、第3のカーネルk3を用いてイメージングk空間データSの周辺領域Pにおける全てのアンダーサンプリングされる部分のラインデータを生成可能となる。 A third kernel k3 is used to generate a point t300 in the undersampled portion L300 in the peripheral region P of the imaging k-space data S. FIG. 6 illustrates the case of generating the points of the undersampled portion L300 in the peripheral region P of the imaging k-space data S using the third kernel k3. can be used to generate line data for all undersampled portions in the peripheral region P of the imaging k-space data S.
こうして、第1のカーネルk1、第2のカーネルk2、及び第3のカーネルk3を用いてイメージングk空間データSの収集済みのラインデータのそれぞれを補正して、イメージングk空間データSのアンダーサンプリングされる部分のラインデータを生成した後、イメージングk空間データSに対して合成k空間データHSを生成する。 Thus, undersampled imaging k-space data S is corrected for each of the acquired line data of imaging k-space data S using first kernel k1, second kernel k2, and third kernel k3. After generating the line data of the portion where the line data is located, synthetic k-space data HS is generated for the imaging k-space data S. As shown in FIG.
画像生成部206は、合成k空間データHSを用いて検査部位の画像を生成する。具体的に、画像生成部206は、合成k空間データHSに対してフーリエ変換などの処理を行って検査部位のMR画像を生成する。
The
上述の実施形態では、カーネル計算部204は、イメージングk空間データごとに、このイメージングk空間データの3つのカーネル、即ち、第1のカーネル、第2のカーネル及び第3のカーネルを算出する。
In the above-described embodiment, the
カーネル計算部204は、イメージングk空間データの目標k空間データとこのイメージングk空間データとに基づいて、リードアウト方向がこのイメージングk空間データと同一の同方向イメージングk空間データの位相誤差を補正する、又はこの同方向イメージングk空間データにおけるサンプリングされないデータを生成するための3つのカーネルを算出するように構成されてもよい。すなわち、目標k空間データとイメージングk空間データとは、リードアウト方向が同一である。
Based on the target k-space data of the imaging k-space data and this imaging k-space data, the
リードアウト方向が同一の複数のイメージングk空間データに対し、その対応するカーネルを平均又は加重平均してこの複数のイメージングk空間データの平均カーネルを生成し、この平均カーネルと各イメージングk空間データとを合成して各イメージングk空間データの合成k空間データを生成するように構成されてもよい。 For a plurality of imaging k-space data with the same readout direction, the corresponding kernels are averaged or weighted to generate an average kernel of the plurality of imaging k-space data, and the average kernel and each imaging k-space data are combined. to generate composite k-space data for each imaging k-space data.
具体的に、図7を例として説明する。図7では、リードアウト方向が同一の3つのイメージングk空間データS1、S3、S5が示されており、また、図面の簡略化のため、各イメージングk空間データS1、S3、S5の1本のラインデータのみが示されている。 Specifically, FIG. 7 will be described as an example. In FIG. 7, three imaging k-space data S1, S3, and S5 with the same readout direction are shown, and for simplification of the drawing, one line of each of the imaging k-space data S1, S3, and S5 is shown. Only line data are shown.
カーネル計算部204は、3つのイメージングk空間データS1、S3、S5のそれぞれに対して、第1のカーネル、第2のカーネル及び第3のカーネルを算出する。図7では、第1のカーネルを例として説明し、カーネル計算部204は、イメージングk空間データS1に対して算出された第1のカーネルk11と、イメージングk空間データS3に対して算出された第1のカーネルk13と、イメージングk空間データS5に対して算出された第1のカーネルk15とを平均又は加重平均して、第1の平均カーネルk10を生成する。なお、図示されていないが、算出された3つの第2のカーネルを平均又は加重平均して第2の平均カーネルを生成し、算出された3つの第3のカーネルを平均又は加重平均して第3の平均カーネルを生成する。すなわち、複数のイメージングk空間データのそれぞれは、複数のデータからなり、カーネル計算部204は、複数のイメージングk空間データを用いて、第1のカーネル,第2のカーネル及び第3のカーネルをそれぞれ複数算出し、算出された複数の第1のカーネルを平均又は加重平均して第1の平均カーネルを生成し、算出された複数の第2のカーネルを平均又は加重平均して第2の平均カーネルを生成し、算出された複数の第3のカーネルを平均又は加重平均して第3の平均カーネルを生成する。
The
合成k空間データ生成部205は、第1の平均カーネルk10、第2の平均カーネル及び第3の平均カーネルと、イメージングk空間データS1、S3、S5とを合成して合成k空間データをそれぞれ生成する。
A synthetic k-space
カーネル計算部204が各イメージングk空間データに対してカーネルを算出する場合、信号ノイズの影響により、個別のイメージングk空間データのカーネルが不正確になる。上述したように、複数の同方向イメージングk空間データの対応するカーネルを平均又は加重平均することで、カーネルの正確度を向上して、各イメージングk空間データに対してより正確な合成k空間データを生成することができる。
When the
次に、図8に基づいて、被検体の検査部位をイメージングする方法について説明する。 Next, based on FIG. 8, a method for imaging the inspection site of the subject will be described.
ステップS11において、イメージングk空間データ取得部201は、被検体の検査部位に対して第1のバイポーラマルチエコー収集を行うことで、複数のイメージングk空間データを取得し、この複数のイメージングk空間データは、隣接するイメージングk空間データのリードアウト方向が逆になるように配列されている。 In step S11, the imaging k-space data acquisition unit 201 acquires a plurality of imaging k-space data by performing first bipolar multi-echo acquisition on the inspection site of the subject, and the plurality of imaging k-space data are arranged such that the readout directions of adjacent imaging k-space data are opposite.
ステップS12において、テンプレートk空間データ取得部202は、被検体の検査部位に対して第2のバイポーラマルチエコー収集を行い、複数のイメージングk空間データのそれぞれを取得するエコー時間に対応するエコー時間で、逆のリードアウト傾斜極性でテンプレートk空間データを取得し、これにより、各イメージングk空間データに対して、そのリードアウト方向と逆方向の、k空間の中央部にあるテンプレートk空間データを取得する。
In step S12, the template k-space
ステップS13において、目標k空間データ生成部203は、同一のエコー時間で取得されたテンプレートk空間データとイメージングk空間データとに基づいて、このイメージングk空間データの位相誤差のない目標k空間データを生成する。具体的に、目標k空間データ生成部203は、テンプレートk空間データと、同一のエコー時間で取得されたイメージングk空間データの中央部にあるk空間データとを複合して位相誤差のない目標k空間データを生成する。
In step S13, the target k-
ステップS14において、カーネル計算部204は、イメージングk空間データの目標k空間データとこのイメージングk空間データとに基づいて、このイメージングk空間データを含む少なくとも1つのイメージングk空間データの位相誤差を補正する、又はこの少なくとも1つのイメージングk空間データにおけるサンプリングされないデータを生成するための複数のカーネルを算出する。この複数のカーネルは、係数行列であり、イメージングk空間データの周辺領域におけるk空間データの位相を補正するための第1のカーネルと、イメージングk空間データの中央領域におけるk空間データの位相を補正するための第2のカーネルと、イメージングk空間データの周辺領域におけるサンプリングされないデータを生成するための第3のカーネルと、を含む。
In step S14, the
ステップS15において、合成k空間データ生成部205は、複数のカーネルと少なくとも1つのイメージングk空間データのそれぞれとを合成して合成k空間データを生成する。具体的に、各イメージングk空間データに対して、そのカーネルとこのイメージングk空間データとを合成し、位相が補正された、サンプリングされないデータが生成された合成k空間データを合成する。
In step S15, the synthesized k-space
ステップS16において、画像生成部206は、各イメージングk空間データに対して、合成k空間データを用いて検査部位の画像を生成する。
In step S16, the
なお、ステップS14において、カーネル計算部204は、複数のk空間データであってリードアウト方向が同一の同方向イメージングk空間データの第1のカーネルを平均又は加重平均して第1の平均カーネルを生成し、複数のk空間データであって同方向イメージングk空間データの第2のカーネルを平均又は加重平均して第2の平均カーネルを生成し、かつ複数のk空間データであって同方向イメージングk空間データの第3のカーネルを平均又は加重平均して第3の平均カーネルを生成するように構成してもよい。さらに、ステップS15において、合成k空間データ生成部205は、第1の平均カーネル、第2の平均カーネル、及び第3の平均カーネルと、各同方向イメージングk空間データとを合成して合成k空間データを生成するように構成してもよい。
In step S14, the
上述の実施形態では、生成された3つのカーネルは、イメージングk空間データに対して位相補正を行うと同時に、サンプリングされないイメージングk空間データを再構成(生成)することができるので、位相誤差マップを解く処理と位相補正処理とを分離して行う従来技術のイメージング方法に比べ、より確実で、より効率的なイメージングすることができる。 In the embodiment described above, the three kernels generated are capable of performing phase correction on the imaging k-space data while simultaneously reconstructing (generating) the unsampled imaging k-space data, so that the phase error map is More reliable and efficient imaging can be achieved as compared with conventional imaging methods in which solving processing and phase correction processing are performed separately.
また、上述の実施形態では、被検体の一回の息止めの過程において、第1のバイポーラマルチエコー収集とそれに対応する第2のバイポーラマルチエコー収集を行って、イメージングk空間データとそれに対応するテンプレートk空間データを取得することができるので、呼吸運動の影響を受けて画像再構成に誤差を生じさせることがなく、SENSEマッピング走査に比べ、より確実なイメージングすることができる。 Further, in the above-described embodiment, the first bipolar multi-echo acquisition and the corresponding second bipolar multi-echo acquisition are performed in the course of one breath-holding of the subject, and the imaging k-space data and the corresponding Since template k-space data can be acquired, it is possible to obtain more reliable imaging than SENSE mapping scanning without causing an error in image reconstruction due to the influence of respiratory motion.
上述の実施形態では、より正確で、確実な位相補正及びイメージングを行うことができるので、水脂肪分割などの脂肪に対する定量化の処理において、脂肪定量化判断の精度を向上できる。 In the above-described embodiments, more accurate and reliable phase correction and imaging can be performed, so that the accuracy of fat quantification determination can be improved in fat quantification processing such as water-fat segmentation.
以上説明した少なくとも1つの実施形態によれば、画質を向上させることができる。 According to at least one embodiment described above, image quality can be improved.
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、実施形態同士の組み合わせ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。 While several embodiments have been described, these embodiments are provided by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, changes, and combinations of embodiments can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and spirit of the invention as well as the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.
100 処理回路
200 画像処理装置
201 イメージングk空間データ取得部
202 テンプレートk空間データ取得部
203 目標k空間データ生成部
204 カーネル計算部
205 合成k空間データ生成部
206 画像生成部
REFERENCE SIGNS LIST 100
Claims (12)
前記検査部位に対して前記第1のバイポーラマルチエコー収集とは逆のリードアウト傾斜極性で第2のバイポーラマルチエコー収集を行い、複数のテンプレートk空間データを取得するテンプレートk空間データ取得部と、
同一のエコー時間で取得されたテンプレートk空間データとイメージングk空間データとに基づいて、位相誤差のない目標k空間データを生成する目標k空間データ生成部と、
前記目標k空間データと前記イメージングk空間データとに基づいて、前記イメージングk空間データの位相誤差を補正する、又は前記イメージングk空間データにおけるサンプリングされないデータを生成するための複数のカーネルを算出するカーネル計算部と、
前記複数のカーネルと前記イメージングk空間データのそれぞれとを合成して合成k空間データを生成する合成k空間データ生成部と、
前記合成k空間データを用いて前記検査部位の画像を生成する画像生成部と、
を備える、画像処理装置。 an imaging k-space data acquisition unit that acquires a plurality of imaging k-space data by performing first bipolar multi-echo acquisition on an examination site of a subject;
a template k-space data acquisition unit that acquires a plurality of template k-space data by performing second bipolar multi-echo acquisition on the inspection site with a readout gradient polarity opposite to that of the first bipolar multi-echo acquisition;
a target k-space data generator that generates target k-space data without a phase error based on template k-space data and imaging k-space data acquired at the same echo time;
A kernel that calculates a plurality of kernels for correcting phase errors in the imaging k-space data or generating unsampled data in the imaging k-space data based on the target k-space data and the imaging k-space data. a calculation unit;
a synthetic k-space data generation unit that synthesizes the plurality of kernels and each of the imaging k-space data to generate synthetic k-space data;
an image generation unit that generates an image of the examination site using the synthesized k-space data;
An image processing device comprising:
前記テンプレートk空間データは、k空間の中央部をフルサンプリングして得られたデータである、
請求項1に記載の画像処理装置。 The imaging k-space data is data obtained by fully sampling the central portion of the k-space and undersampling the peripheral portion of the k-space,
The template k-space data is data obtained by fully sampling the central part of k-space,
The image processing apparatus according to claim 1.
前記複数のカーネルは、
イメージングk空間データの周辺領域におけるk空間データの位相を補正するための第1のカーネルと、
イメージングk空間データの中央領域におけるk空間データの位相を補正するための第2のカーネルと、
イメージングk空間データの周辺領域におけるサンプリングされないデータを生成するための第3のカーネルと、
を含む、請求項4に記載の画像処理装置。 the plurality of kernels is a coefficient matrix;
The plurality of kernels are
a first kernel for correcting the phase of k-space data in peripheral regions of the imaging k-space data;
a second kernel for correcting the phase of k-space data in a central region of the imaging k-space data;
a third kernel for generating unsampled data in regions surrounding the imaging k-space data;
5. The image processing device according to claim 4, comprising:
前記カーネル計算部は、前記複数のイメージングk空間データを用いて、前記第1のカーネル、前記第2のカーネル及び前記第3のカーネルをそれぞれ複数算出し、算出された複数の第1のカーネルを平均又は加重平均して第1の平均カーネルを生成し、算出された複数の第2のカーネルを平均又は加重平均して第2の平均カーネルを生成し、算出された複数の第3のカーネルを平均又は加重平均して第3の平均カーネルを生成し、
前記合成k空間データ生成部は、前記第1の平均カーネル、前記第2の平均カーネル及び前記第3の平均カーネルと、イメージングk空間データと、を合成して合成k空間データを生成する、請求項5に記載の画像処理装置。 each of the plurality of imaging k-space data comprises a plurality of data;
The kernel calculation unit calculates a plurality of the first kernel, the second kernel, and the third kernel using the plurality of imaging k-space data, and calculates the plurality of calculated first kernels. averaging or weighting to produce a first average kernel, averaging or weighting the plurality of calculated second kernels to produce a second average kernel, and averaging or weighting the plurality of calculated third kernels to produce a first average kernel; averaging or weighted averaging to produce a third average kernel;
The synthetic k-space data generation unit generates synthetic k-space data by synthesizing the first average kernel, the second average kernel, the third average kernel, and the imaging k-space data. Item 6. The image processing apparatus according to item 5.
前記検査部位に対して前記第1のバイポーラマルチエコー収集とは逆のリードアウト傾斜極性で第2のバイポーラマルチエコー収集を行い、複数のテンプレートk空間データを取得し、
同一のエコー時間で取得されたテンプレートk空間データとイメージングk空間データとに基づいて、位相誤差のない目標k空間データを生成し、
前記目標k空間データと前記イメージングk空間データとに基づいて、前記イメージングk空間データの位相誤差を補正する、又は前記イメージングk空間データにおけるサンプリングされないデータを生成するための複数のカーネルを算出し、
前記複数のカーネルと前記イメージングk空間データのそれぞれとを合成して合成k空間データを生成し、
前記合成k空間データを用いて前記検査部位の画像を生成する、画像処理方法。 Acquiring a plurality of imaging k-space data by performing a first bipolar multi-echo acquisition on the inspection site of the subject,
performing a second bipolar multi-echo acquisition on the examination site with a readout gradient polarity opposite to that of the first bipolar multi-echo acquisition to acquire a plurality of template k-space data;
generating target k-space data with no phase error based on template k-space data and imaging k-space data acquired at the same echo time;
calculating, based on the target k-space data and the imaging k-space data, a plurality of kernels for correcting phase errors in the imaging k-space data or generating unsampled data in the imaging k-space data;
combining the plurality of kernels with each of the imaging k-space data to generate combined k-space data;
An image processing method comprising generating an image of the inspection site using the synthesized k-space data.
前記テンプレートk空間データは、k空間の中央部をフルサンプリングして得られたデータである、請求項7に記載の画像処理方法。 The imaging k-space data is data obtained by fully sampling the central portion of the k-space and undersampling the peripheral portion of the k-space,
8. The image processing method according to claim 7, wherein said template k-space data is data obtained by fully sampling a central portion of k-space.
前記複数のカーネルは、
イメージングk空間データの周辺領域におけるk空間データの位相を補正するための第1のカーネルと、イメージングk空間データの中央領域におけるk空間データの位相を補正するための第2のカーネルと、イメージングk空間データの周辺領域におけるサンプリングされないデータを生成するための第3のカーネルと、
を含む、請求項10に記載の画像処理方法。 the plurality of kernels is a coefficient matrix;
The plurality of kernels are
a first kernel for correcting the phase of k-space data in a peripheral region of the imaging k-space data; a second kernel for correcting the phase of the k-space data in a central region of the imaging k-space data; a third kernel for generating unsampled data in peripheral regions of the spatial data;
11. The image processing method according to claim 10, comprising:
前記複数のイメージングk空間データを用いて、前記第1のカーネル、前記第2のカーネル及び前記第3のカーネルをそれぞれ複数算出し、算出された複数の第1のカーネルを平均又は加重平均して第1の平均カーネルを生成し、算出された複数の第2のカーネルを平均又は加重平均して第2の平均カーネルを生成し、算出された複数の第3のカーネルを平均又は加重平均して第3の平均カーネルを生成し、
前記第1の平均カーネル、前記第2の平均カーネル及び前記第3の平均カーネルと、イメージングk空間データと、を合成して合成k空間データを生成する、請求項11に記載の画像処理方法。 each of the plurality of imaging k-space data comprises a plurality of data;
Using the plurality of imaging k-space data, calculating a plurality of the first kernel, the second kernel, and the third kernel, and averaging or weighted averaging the plurality of calculated first kernels generating a first average kernel, averaging or weighting the calculated plurality of second kernels to generate a second average kernel, and averaging or weighting the plurality of calculated third kernels; generate a third average kernel,
12. The image processing method of claim 11, wherein the first average kernel, the second average kernel and the third average kernel and the imaging k-space data are combined to generate combined k-space data.
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