JP5658681B2 - 作用領域内の磁性材料を検出且つ/或いは位置特定する装置及び方法 - Google Patents
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Description
− 低磁場強度を有する第1の部分領域(サブゾーン)と、より高い磁場強度を有する第2の部分領域(サブゾーン)とが前記作用領域内に形成されるよう、磁場強度の空間パターンを有する選択磁場を生成する選択手段と、
− 前記磁性材料の磁化が局所的に変化するよう、駆動磁場によって、前記作用領域内の2つの前記部分領域の空間位置を変化させる駆動手段と、
− 検出信号を収集する受信手段であり、前記検出信号は、前記第1及び第2の部分領域の空間位置の変化によって影響される前記磁化に依存する、受信手段と、
− 当該装置のシステム関数の、測定されたシステム関数データのうち、少なくともサブセットを格納する記憶手段であり、前記システム関数は、前記磁性材料の空間位置と当該装置のシステム応答との間の関係と、前記システム関数データの収集のために前記第1の部分領域が移動される軌道と、を記述するシステム関数データセットを有する、記憶手段と、
− 前記システム関数の構造に関する更なる知識を用いて前記測定されたシステム関数データを処理することによって、前記測定されたシステム関数データより高いSNRを有する処理されたシステム関数データを生成する処理手段であり、前記システム関数の周波数成分内に存在する空間的な対称性により情報を共有する、相異なる空間位置で収集された信号を、周波数成分の周波数依存パリティに関する知識を用いて結合するように適応された処理手段と、
− 前記検出信号及び前記処理されたシステム関数データから、前記作用領域内の前記磁性材料の空間分布を再構成する再構成手段と、
を有する。
v=Sc (21)
になる。このとき、濃度ベクトルの計算は、基本的に、行列Sの反転:
c=S−1v (22)
に相当する。この表記は、複数の空間インデックスを単一のインデックスmに折り畳むことを必要とするが、2D又は3Dの撮像でも同様に使用される。故に、濃度は常に、空間次元に依存しないベクトルである。
S−1=αβST (25)
の導出を可能にする。故に、理想粒子の1D撮像のケースでは、転置行列をスカラー及び対角行列と乗算することによって、簡単に反転行列を得ることができる。
1.造影剤、スキャナ幾何学構成及び軌道の所与の組み合わせに対して、一度、完全な“システム関数”を測定する:
a.全ての空間位置(ピクセル/ボクセル)で時間応答を測定する;
b.各位置の周波数スペクトルを得るために時間信号のFFT;
c.周波数成分(行)vs.空間位置(列)を有する行列:“システム関数行列”G(f,x)として結果を格納する。
2.関心対象を測定する:
a.時間応答を収集する;
b.フーリエ変換された応答:“測定ベクトル”v(f)を格納する。
3.反転問題G(f,x)c(x)=v(f)又は関連する正則化された問題を解いて、濃度分布:“画像ベクトル”c(x)を取得する。
1.明らかな鏡面対称を使用する(図17参照):
a.選択された位置(例えば、1つの象限/オクタント、又はインターリーブされた位置)で縮小されたシステム関数を測定する;
b.鏡像処理により完全なシステム関数を生成する;
c.完全な行列を用いて標準的な再構成を実行する。
2.空間方向に沿って疎変換を使用する(図18参照):
a.選択された位置でシステム関数を測定し、空間分布を展開するために使用される関数セットの係数(例えば、チェビシェフ係数)を取得する;
b.この空間分布は、変換空間kにおいて一層少ない係数によって近似することができるので、システム関数は疎行列によって表される。真の解像度がボクセルの解像度より低い場合、ベクトルの空間寸法は現実空間xにおいてより小さい;
c.変換空間内で疎反転問題を解いてc(k)を取得する。
1.完全なシステム関数行列、又は空間的に縮小されたシステム関数行列を取り込む。
2.相等しい空間パターンを有する周波数成分(行)を(例えば、理論的考察により)特定する。
3.システム関数行列内のこれら成分及び測定ベクトルを足し合わせる。
4.縮小された問題を反転して画像c(x)を取得する。
Claims (10)
- 作用領域内の磁性材料を検出且つ/或いは位置特定する装置であって:
低磁場強度を有する第1の部分領域と、より高い磁場強度を有する第2の部分領域とが前記作用領域内に形成されるよう、磁場強度の空間パターンを有する選択磁場を生成する選択手段と、
前記磁性材料の磁化が局所的に変化するよう、駆動磁場によって、前記作用領域内の2つの前記部分領域の空間位置を変化させる駆動手段と、
検出信号を収集する受信手段であり、前記検出信号は、前記第1及び第2の部分領域の空間位置の変化によって影響される前記磁化に依存する、受信手段と、
当該装置のシステム関数の、測定されたシステム関数データのうち、少なくともサブセットを格納する記憶手段であり、前記システム関数は、前記磁性材料の空間位置と当該装置のシステム応答との間の関係と、前記システム関数データの収集のために前記第1の部分領域が移動される軌道と、を記述するシステム関数データセットを有する、記憶手段と、
前記システム関数の構造に関する更なる知識を用いて前記測定されたシステム関数データを処理することによって、前記測定されたシステム関数データより高いSNRを有する処理されたシステム関数データを生成する処理手段であり、前記システム関数の周波数成分内に存在する空間的な対称性により情報を共有する、相異なる空間位置で収集された信号を、周波数成分の周波数依存パリティに関する知識を用いて結合するように適応された処理手段と、
前記検出信号及び前記処理されたシステム関数データから、前記作用領域内の前記磁性材料の空間分布を再構成する再構成手段と、
を有する装置。 - 前記処理手段は、完全なシステム関数の周波数成分内に存在する空間的な鏡面対称性により情報を共有する相異なる空間位置で収集された信号を平均化するように適応されている、請求項1に記載の装置。
- 前記処理手段は、同様の空間情報を有する完全なシステム関数データの周波数成分を足し合わせるように適応されている、請求項1に記載の装置。
- 前記受信手段は、前記磁性材料のプローブが後に前記作用領域内の複数の異なる位置に配置されるときに信号を検出することによって、当該装置のシステム関数の完全なシステム関数データを収集するように適応され、且つ
前記記憶手段は、前記完全なシステム関数データを格納するように適応されている、
請求項1に記載の装置。 - 前記処理手段は、完全なシステム関数データのうちの利用可能なサブセットの周波数成分内に存在する、空間的な対称性、特に空間的な鏡面対称性のために同じ情報を共有する相異なる空間位置で収集された信号を結合、特に平均化し、且つ前記空間的な対称性の使用により、前記結合された信号から前記完全なシステム関数を再構成するように適応されている、請求項2に記載の装置。
- 前記処理手段は、同様の空間情報を有する完全なシステム関数データのうちの利用可能なサブセットの周波数成分を足し合わせ、且つ該周波数成分内に存在する該空間情報の使用により、前記足し合わされた周波数成分から完全なシステム関数を再構成するように適応されている、請求項1に記載の装置。
- 請求項1に記載の作用領域内の磁性材料を検出且つ/或いは位置特定する装置にて使用されるプロセッサであって、当該プロセッサは、測定されたシステム関数データより高いSNRを有する処理されたシステム関数データを、前記システム関数の構造に関する更なる知識を用いて前記測定されたシステム関数データを処理することによって生成するように適応されている、プロセッサ。
- 作用領域内の磁性材料を検出且つ/或いは位置特定する方法であって:
低磁場強度を有する第1の部分領域と、より高い磁場強度を有する第2の部分領域とが前記作用領域内に形成されるよう、磁場強度の空間パターンを有する選択磁場を生成するステップと、
前記磁性材料の磁化が局所的に変化するよう、駆動磁場によって、前記作用領域内の2つの前記部分領域の空間位置を変化させるステップと、
検出信号を収集するステップであり、前記検出信号は、前記第1及び第2の部分領域の空間位置の変化によって影響される前記磁化に依存する、収集するステップと、
装置のシステム関数の、測定されたシステム関数データのうち、少なくともサブセットを格納するステップであり、前記システム関数は、前記磁性材料の空間位置と前記装置のシステム応答との間の関係と、前記システム関数データの収集のために前記第1の部分領域が移動される軌道と、を記述するシステム関数データセットを有する、格納するステップと、
前記システム関数の構造に関する更なる知識を用いて前記測定されたシステム関数データを処理することによって、前記測定されたシステム関数データより高いSNRを有する処理されたシステム関数データを生成するステップであり、前記システム関数の周波数成分内に存在する空間的な対称性により情報を共有する、相異なる空間位置で収集された信号が、周波数成分の周波数依存パリティに関する知識を用いて結合される、生成するステップと、
前記検出信号及び前記処理されたシステム関数データから、前記作用領域内の前記磁性材料の空間分布を再構成するステップと、
を有する方法。 - 請求項8に記載の作用領域内の磁性材料を検出且つ/或いは位置特定する方法にて使用される処理方法であって、当該方法は、測定されたシステム関数データより高いSNRを有する処理されたシステム関数データを、前記システム関数の構造に関する更なる知識を用いて前記測定されたシステム関数データを処理することによって生成するステップを有する、方法。
- プログラムコード手段を有するコンピュータプログラムであって、前記プログラムコード手段は、当該コンピュータプログラムがコンピュータ上で実行されるときに、請求項8又は9に記載の方法のステップを実行するように前記コンピュータに請求項1に記載の装置を制御させる、コンピュータプログラム。
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