JP5942244B2 - Magnetic resonance imaging apparatus and body motion artifact reduction method - Google Patents

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Description

本発明は、被検体中の水素や燐等からの核磁気共鳴(以下、「NMR」という)信号を測定し、核の密度分布や緩和時間分布等を画像化する核磁気共鳴イメージング(以下、「MRI」という)装置に関し、特に呼吸動によるアーチファクトを低減する技術に関する。   The present invention measures nuclear magnetic resonance (hereinafter referred to as `` NMR '') signals from hydrogen, phosphorus, etc. in a subject and images nuclear density distribution, relaxation time distribution, etc. More particularly, the present invention relates to a technique for reducing artifacts caused by respiratory motion.

MRI装置は、被検体、特に人体の組織を構成する原子核スピンが発生するNMR信号を計測し、その頭部、腹部、四肢等の形態や機能を2次元的に或いは3次元的に画像化する装置である。撮影においては、NMR信号には、傾斜磁場によって異なる位相エンコードが付与されるとともに周波数エンコードされて、時系列データとして計測される。計測されたNMR信号は、2次元又は3次元フーリエ変換されることにより画像に再構成される。   The MRI device measures NMR signals generated by the spins of the subject, especially the tissues of the human body, and visualizes the form and function of the head, abdomen, limbs, etc. in two or three dimensions Device. In imaging, the NMR signal is given different phase encoding depending on the gradient magnetic field, frequency-encoded, and measured as time series data. The measured NMR signal is reconstructed into an image by two-dimensional or three-dimensional Fourier transform.

上記MRI装置で、呼吸動する被検者を撮像して得られる画像に発生する体動アーチファクトを抑制するために、呼吸に同期して撮像を実施する呼吸同期撮像が行われている。その場合は、被検者の呼吸動をモニタリングするための外部センサを被検者に装着して該外部センサからの信号に基づいて、或いは、ナビゲーターエコー信号(navigator echo) から再構成された1次元プロファイルに基づいて、被検者の呼吸動及びその状態の検出を行う。そして、所定の呼吸動状態(例えば腹壁面や横隔膜の位置)又は呼吸動時相で得られたエコー信号を主に用いて画像を再構成することで体動アーチファクトを低減する。特に、特許文献1では、各呼吸動サイクルにデータ収集窓を設定し、複数個のデータ収集窓の間にエコー信号を計測し、計測されたエコー信号を体動アーチファクトが低減されるように並び替えて画像を再構成している。   In order to suppress body motion artifacts that occur in an image obtained by imaging a subject who is breathing with the MRI apparatus, respiratory synchronization imaging is performed in which imaging is performed in synchronization with respiration. In that case, an external sensor for monitoring the breathing motion of the subject is attached to the subject and reconstructed based on a signal from the external sensor or from a navigator echo signal (navigator echo) 1 Based on the dimensional profile, the subject's respiratory motion and its state are detected. Then, the body movement artifact is reduced by reconstructing an image mainly using an echo signal obtained in a predetermined respiratory motion state (for example, the position of the abdominal wall surface or the diaphragm) or the respiratory motion time phase. In particular, in Patent Document 1, a data collection window is set for each respiratory movement cycle, echo signals are measured between a plurality of data collection windows, and the measured echo signals are arranged so that body movement artifacts are reduced. Instead, the image is reconstructed.

特開昭63-300750号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-300750

特許文献1に開示された技術では、被検者の呼吸動が不安定又は不規則となった場合には、複数個のデータ収集窓の間で、呼吸状態が変化してしまうことになる。その結果、異なる呼吸状態で計測されたエコー信号が混在することになり、所定の並び替え法が想定する、計測されたエコー信号の変動パターンが崩れてしまう。そのため、体動アーチファクトの低減効果が薄れてしまうと考えられる。   With the technique disclosed in Patent Document 1, if the subject's breathing motion becomes unstable or irregular, the breathing state changes between a plurality of data collection windows. As a result, echo signals measured in different respiratory states coexist, and the fluctuation pattern of the measured echo signal assumed by the predetermined rearrangement method is destroyed. Therefore, it is considered that the effect of reducing body motion artifacts is diminished.

そこで、本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、被検者の呼吸動が不安定又は不規則となっても、画像に生じる体動アーチファクトを安定して低減することが可能なMRI装置及び体動アーチファクト低減法を提供することである。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and even if the subject's respiratory motion becomes unstable or irregular, it is possible to stably reduce body motion artifacts generated in an image. It is to provide an MRI apparatus and a body motion artifact reduction method.

上記目的を達成するために、本発明は、呼吸動を伴う被検者の呼吸状態を表す呼吸動データを複数の区間に分割して、分割区間毎のk空間に充填するエコー信号を計測し、分割区間毎の画像から動きの少ない領域を抽出し、動きの少ない領域を合成して画像を得ることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention divides respiratory motion data representing a respiratory state of a subject accompanied by respiratory motion into a plurality of sections, and measures echo signals that fill the k space for each divided section. The method is characterized in that a region with little motion is extracted from an image for each divided section, and an image is obtained by combining regions with little motion.

具体的には、本発明のMRI装置は、呼吸動を伴う被検者の呼吸状態を表す呼吸動データを取得する体動検出部と、所定のパルスシーケンスを用いて被検者からエコー信号を計測する計測制御部と、エコー信号と、呼吸動データと、から呼吸動に基づくアーチファクトが低減された画像を取得する演算処理部と、を備え、演算処理部は、呼吸動データを複数の区間に分割する分割部と、分割区間毎のk空間を用意するk空間設定部と、各k空間に充填するエコー信号の計測を計測制御部に指示する撮像実行部と、各k空間に充填されたデータを用いて分割区間毎の画像を再構成する画像再構成部と、分割区間毎の画像から動きの少ない領域を抽出する領域抽出部と、動きの少ない領域を合成して画像を得る領域合成部と、を有してなることを特徴とする。   Specifically, the MRI apparatus of the present invention includes a body motion detection unit that acquires respiratory motion data representing a respiratory state of a subject with respiratory motion, and an echo signal from the subject using a predetermined pulse sequence. A measurement control unit for measuring, an echo signal, and respiratory motion data, and an arithmetic processing unit that acquires an image in which artifacts based on the respiratory motion are reduced. The arithmetic processing unit includes the respiratory motion data in a plurality of sections. A k-space setting unit that prepares a k-space for each divided section, an imaging execution unit that instructs the measurement control unit to measure an echo signal to be filled in each k-space, and each k-space is filled An image reconstruction unit that reconstructs an image for each divided section using the acquired data, an area extraction unit that extracts an area with less motion from the image for each divided section, and an area that obtains an image by combining the areas with less motion And a combining unit. .

また、本発明の体動アーチファクト低減法は、呼吸動を伴う被検者の呼吸状態を表す呼吸動データを取得するステップと、呼吸動データを複数の区間に分割するステップと、分割区間毎のk空間を用意するステップと、各k空間に充填するエコー信号の計測するステップと、各k空間に充填されたデータを用いて分割区間毎の画像を再構成するステップと、分割区間毎の画像から動きの少ない領域を抽出するステップと、動きの少ない領域を合成して画像を得るステップと、を有してなることを特徴とする。   The body motion artifact reduction method of the present invention includes a step of acquiring respiratory motion data representing a respiratory state of a subject with respiratory motion, a step of dividing the respiratory motion data into a plurality of sections, a step of preparing k-space, a step of measuring echo signals to be filled in each k-space, a step of reconstructing an image for each divided section using data filled in each k-space, and an image for each divided section The method includes a step of extracting a region with less motion from the step, and a step of obtaining an image by combining regions with less motion.

本発明のMRI装置及び体動アーチファクト低減法によれば、被検者の呼吸動が不安定又は不規則となっても、画像に生じる体動アーチファクトを安定して低減することができる。   According to the MRI apparatus and the body motion artifact reduction method of the present invention, body motion artifacts generated in an image can be stably reduced even if the subject's respiratory motion becomes unstable or irregular.

本発明に係るMRI装置の一実施例における全体基本構成のブロック図。1 is a block diagram of an overall basic configuration in an embodiment of an MRI apparatus according to the present invention. (a)図は、呼吸動データの一例を示す図。(b)図は、第1の実施形態における呼吸周期の所定期間を等時間間隔に分割する例を示す図。(a) A figure showing an example of respiratory motion data. (b) The figure which shows the example which divides the predetermined period of the respiratory cycle in 1st Embodiment into equal time intervals. 第1の実施形態に係るCPU8の機能ブロック図。FIG. 2 is a functional block diagram of a CPU 8 according to the first embodiment. 第1の実施形態に係る撮像処理の処理フローを示すフローチャート。6 is a flowchart showing a processing flow of imaging processing according to the first embodiment. 動きの少ない領域のみを抽出して合成する処理の一例の流れを示す図The figure which shows the flow of an example of the process which extracts and synthesize | combines only an area | region with little motion 第2の実施形態における呼吸データの振幅を等幅間隔に分割する例を示す図。The figure which shows the example which divides | segments the amplitude of the respiration data in 2nd Embodiment into equal width intervals. 第2の実施形態に係るCPU8の機能ブロック図。The functional block diagram of CPU8 which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係る撮像処理の処理フローを示すフローチャート。9 is a flowchart showing a processing flow of imaging processing according to the second embodiment. 第1の実施形態における呼吸周期の所定期間を等時間間隔に分割すると共に、振幅を等幅間隔に分割する例を示す図。The figure which shows the example which divides | segments the predetermined period of the respiratory cycle in 1st Embodiment into equal time intervals, and divides | segments an amplitude into equal width intervals. 第3の実施形態に係るCPU8の機能ブロック図。FIG. 9 is a functional block diagram of a CPU 8 according to a third embodiment. 第3の実施形態に係る撮像処理の処理フローを示すフローチャート。9 is a flowchart showing a processing flow of imaging processing according to a third embodiment.

以下、添付図面に従って本発明のMRI装置の好ましい実施形態について詳説する。なお、発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the MRI apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments of the invention, and the repetitive description thereof is omitted.

最初に、本発明に係るMRI装置の一例の全体概要を図1に基づいて説明する。図1は、本発明に係るMRI装置の一実施例の全体構成を示すブロック図である。このMRI装置は、NMR現象を利用して被検者の断層画像を得るもので、図1に示すように、MRI装置は静磁場発生部2と、傾斜磁場発生部3と、送信部5と、受信部6と、演算処理部7と、計測制御部4と、を備えて構成される。   First, an overall outline of an example of an MRI apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an embodiment of an MRI apparatus according to the present invention. This MRI apparatus uses a NMR phenomenon to obtain a tomographic image of a subject.As shown in FIG. 1, the MRI apparatus includes a static magnetic field generation unit 2, a gradient magnetic field generation unit 3, a transmission unit 5, The receiving unit 6, the arithmetic processing unit 7, and the measurement control unit 4 are configured.

静磁場発生部2は、垂直磁場方式であれば、被検者1の周りの空間にその体軸と直交する方向に、水平磁場方式であれば、体軸方向に均一な静磁場を発生させるもので、被検者1の周りに永久磁石方式、常電導方式あるいは超電導方式の静磁場発生源が配置されている。   The static magnetic field generator 2 generates a uniform static magnetic field in the direction perpendicular to the body axis in the space around the subject 1 if the vertical magnetic field method is used, and in the direction of the body axis if the horizontal magnetic field method is used. Therefore, a permanent magnet type, normal conducting type or superconducting type static magnetic field generating source is arranged around the subject 1.

傾斜磁場発生部3は、MRI装置の座標系(静止座標系)であるX,Y,Zの3軸方向に巻かれた傾斜磁場コイル9と、それぞれの傾斜磁場コイルを駆動する傾斜磁場電源10とから成る。後述の計測制御部4からの命令に従ってそれぞれのコイルの傾斜磁場電源10が駆動されることにより、X,Y,Zの3軸方向の傾斜磁場Gx,Gy,Gzが、被検者1が横たわる静磁場空間に印加される。撮像時には、スライス面(撮像断面)に直交する方向にスライス方向傾斜磁場パルス(Gs)が印加されて被検者1に対するスライス面が設定され、そのスライス面に直交して且つ互いに直交する残りの2つの方向に位相エンコード方向傾斜磁場パルス(Gp)と周波数エンコード方向傾斜磁場パルス(Gf)とが印加されて、エコー信号にそれぞれの方向の位置情報がエンコードされる。   The gradient magnetic field generator 3 includes a gradient magnetic field coil 9 wound in the three-axis directions of X, Y, and Z, which is a coordinate system (stationary coordinate system) of the MRI apparatus, and a gradient magnetic field power source 10 that drives each gradient magnetic field coil It consists of. The gradient magnetic field power supply 10 of each coil is driven in accordance with a command from the measurement control unit 4 to be described later, so that the subject 1 lies in the gradient magnetic fields Gx, Gy, and Gz in the X, Y, and Z directions. Applied to the static magnetic field space. At the time of imaging, a slice direction gradient magnetic field pulse (Gs) is applied in a direction orthogonal to the slice plane (imaging cross section) to set a slice plane for the subject 1, and the remaining planes orthogonal to the slice plane and orthogonal to each other are set. A phase encoding direction gradient magnetic field pulse (Gp) and a frequency encoding direction gradient magnetic field pulse (Gf) are applied in two directions, and position information in each direction is encoded in the echo signal.

送信部5は、被検者1の生体組織を構成する原子の原子核スピンにNMR現象を誘起するために、被検者1に高周波磁場パルス(以下、「RFパルス」という)を照射するもので、高周波発振器11と変調器12と高周波増幅器13と送信側の高周波コイル(送信コイル)14aとから成る。高周波発振器11から出力された高周波パルスが、計測制御部4からの指令によるタイミングで変調器12により振幅変調され、この振幅変調された高周波パルスが高周波増幅器13で増幅された後に、被検者1に近接して配置された高周波コイル14aに供給されることにより、RFパルスが被検者1に照射される。   The transmitter 5 irradiates the subject 1 with a high-frequency magnetic field pulse (hereinafter referred to as “RF pulse”) in order to induce an NMR phenomenon in the nuclear spin of atoms constituting the living tissue of the subject 1. The high-frequency oscillator 11, the modulator 12, the high-frequency amplifier 13, and a high-frequency coil (transmission coil) 14a on the transmission side. The high-frequency pulse output from the high-frequency oscillator 11 is amplitude-modulated by the modulator 12 at a timing according to a command from the measurement control unit 4, and after the amplitude-modulated high-frequency pulse is amplified by the high-frequency amplifier 13, the subject 1 By being supplied to the high-frequency coil 14a arranged close to the RF pulse, the subject 1 is irradiated with the RF pulse.

受信部6は、被検者1の生体組織を構成する原子核スピンのNMR現象により放出されるエコー信号を検出するもので、受信側の高周波コイル(受信コイル)14bと信号増幅器15と直交位相検波器16と、A/D変換器17とから成る。送信側の高周波コイル14aから照射されたRFパルスによって誘起された被検者1の応答のエコー信号が被検者1に近接して配置された高周波コイル14bで検出され、信号増幅器15で増幅された後、計測制御部4からの指令によるタイミングで、直交位相検波器16により直交する二系統の信号に分割され、それぞれがA/D変換器17でデジタル量に変換されて、エコーデータとして演算処理部7に送られる。   The receiving unit 6 detects an echo signal emitted by the NMR phenomenon of the nuclear spin constituting the living tissue of the subject 1, and receives a high frequency coil (receiving coil) 14b on the receiving side, a signal amplifier 15, and quadrature detection. And an A / D converter 17. The echo signal of the response of the subject 1 induced by the RF pulse irradiated from the high frequency coil 14a on the transmission side is detected by the high frequency coil 14b arranged close to the subject 1 and amplified by the signal amplifier 15. After that, it is divided into two orthogonal signals by the quadrature phase detector 16 at the timing according to the command from the measurement control unit 4, and each is converted into a digital quantity by the A / D converter 17 and calculated as echo data It is sent to the processing unit 7.

計測制御部4は、ある所定のパルスシーケンスに基づいて、傾斜磁場発生部3、送信部5、および受信部6を制御して、RFパルスと傾斜磁場パルスの印加と、エコー信号の計測とを、繰り返す制御手段である。計測制御部4は、CPU8の制御で動作し、被検者1の断層画像の再構成に必要なエコーデータ収集に必要な種々の命令を傾斜磁場発生部3、送信部5、および受信部6に送って、これらを制御する。   The measurement control unit 4 controls the gradient magnetic field generation unit 3, the transmission unit 5, and the reception unit 6 on the basis of a predetermined pulse sequence to apply the RF pulse and the gradient magnetic field pulse and to measure the echo signal. It is a control means to repeat. The measurement control unit 4 operates under the control of the CPU 8, and sends various commands necessary for collecting echo data necessary for reconstruction of the tomographic image of the subject 1 to the gradient magnetic field generation unit 3, the transmission unit 5, and the reception unit 6. To control them.

演算処理部7は、各種データ処理と処理結果の表示及び保存等を行うもので、CPU8と、光ディスク19や磁気ディスク18等の外部記憶装置と、ディスプレイ20と、から成る。受信部6からのエコーデータがCPU8に入力されると、CPU8内のK空間に対応するメモリに、このエコーデータが記憶される(以下、エコー信号またはエコーデータをK空間に配置する旨の記載は、エコーデータがこのメモリに書き込まれて記憶されることを意味する。そして、K空間に配置されたエコーデータをK空間データという)。そして、CPU8はこのK空間データに対して、信号処理、画像再構成等の演算処理を実行し、その結果である被検者1の断層画像をディスプレイ20に表示すると共に、外部記憶装置に記録する。   The arithmetic processing unit 7 performs various data processing and display and storage of processing results, and includes a CPU 8, an external storage device such as the optical disk 19 and the magnetic disk 18, and a display 20. When echo data from the receiving unit 6 is input to the CPU 8, the echo data is stored in a memory corresponding to the K space in the CPU 8 (hereinafter described that the echo signal or echo data is arranged in the K space. Means that echo data is written and stored in this memory, and echo data arranged in K space is called K space data). The CPU 8 performs arithmetic processing such as signal processing and image reconstruction on the K space data, and displays the tomographic image of the subject 1 as a result on the display 20 and records it in the external storage device. To do.

操作部25は、操作者からの、MRI装置の各種制御情報や上記演算処理部7で行う処理の制御情報の入力を受け付け、トラックボール又はマウス23、及び、キーボード24から成る。この操作部25はディスプレイ20に近接して配置され、操作者がディスプレイ20を見ながら操作部25を通してインタラクティブにMRI装置の各種処理を制御する。   The operation unit 25 receives input of various control information of the MRI apparatus and control information of processing performed by the arithmetic processing unit 7 from an operator, and includes a trackball or mouse 23 and a keyboard 24. The operation unit 25 is disposed close to the display 20, and the operator controls various processes of the MRI apparatus interactively through the operation unit 25 while looking at the display 20.

また、本発明に係るMRI装置は、被検者に装着又は近傍に配置されて、被検者の体動を検出する体動センサと、体動センサからの信号が入力されて、被検者の体動情報を検出する体動検出ユニット26を備える。そして、体動検出ユニット26で検出された体動情報は、計測制御部4を介してCPU8に入力される。   In addition, the MRI apparatus according to the present invention is mounted on or near the subject and receives a body motion sensor for detecting the body motion of the subject and a signal from the body motion sensor, A body motion detecting unit 26 for detecting the body motion information of the body. The body motion information detected by the body motion detection unit 26 is input to the CPU 8 via the measurement control unit 4.

例えば、呼吸動に基づく腹壁面の位置変動を検出する体動検出センサの例として、腹部に腹壁面の位置に応じて伸縮する空中ベローズを装着し、その空中ベローズ内部の空気圧を検出する空気圧センサを用いることができる。ベローズの伸縮に応じてベローズ内部空気圧が変動するので、この空気圧により腹壁面の変動位置を間接的に検出することができる。或いは、超音波を腹壁面に照射して、反射波の検出に要する時間から腹壁面の変動位置を検出する超音波センサでも良い。   For example, as an example of a body motion detection sensor that detects a change in the position of the abdominal wall surface based on respiratory motion, an air pressure sensor that attaches an air bellows that expands and contracts according to the position of the abdominal wall surface to the abdomen and detects the air pressure inside the air bellows Can be used. Since the bellows internal air pressure fluctuates in accordance with the expansion and contraction of the bellows, the fluctuating position of the abdominal wall surface can be indirectly detected by this air pressure. Alternatively, an ultrasonic sensor that irradiates the abdominal wall surface with ultrasonic waves and detects the fluctuation position of the abdominal wall surface from the time required to detect the reflected wave may be used.

なお、図1において、送信側の高周波コイル14aと傾斜磁場コイル9は、被検者1が挿入される静磁場発生部2の静磁場空間内に、垂直磁場方式であれば被検者1に対向して、水平磁場方式であれば被検者1を取り囲むようにして設置されている。また、受信側の高周波コイル14bは、被検者1に対向して、或いは取り囲むように設置されている。   In FIG. 1, the high-frequency coil 14a and the gradient magnetic field coil 9 on the transmission side are located within the static magnetic field space of the static magnetic field generating unit 2 into which the subject 1 is inserted, and to the subject 1 if the vertical magnetic field method is used. Oppositely, if it is a horizontal magnetic field system, it is installed so as to surround the subject 1. The high-frequency coil 14b on the receiving side is installed so as to face or surround the subject 1.

現在のMRI装置の撮像対象核種は、臨床で普及しているものとしては、被検者の主たる構成物質である水素原子核(プロトン)である。プロトン密度の空間分布や、励起状態の緩和時間の空間分布に関する情報を画像化することで、人体頭部、腹部、四肢等の形態または、機能を2次元もしくは3次元的に撮像する。   The nuclide to be imaged by the current MRI apparatus is a hydrogen nucleus (proton) which is a main constituent material of the subject as being widely used in clinical practice. By imaging information on the spatial distribution of proton density and the spatial distribution of relaxation time in the excited state, the form or function of the human head, abdomen, limbs, etc. is imaged two-dimensionally or three-dimensionally.

本発明は、呼吸動を伴う被検者の呼吸状態を表す呼吸動データを複数の区間に分割して、分割区間毎のk空間に充填するエコー信号を計測し、分割区間毎の画像から動きの少ない領域を抽出し、動きの少ない領域を合成して画像を得ることで、被検者の呼吸動が不安定又は不規則となっても、画像に生じる体動アーチファクトを安定して低減する。以下、呼吸動データを複数の区間に分割する分割の仕方と、その分割の仕方に係る処理に関する各実施形態を詳細に説明する。   The present invention divides respiratory motion data representing a respiratory state of a subject with respiratory motion into a plurality of sections, measures an echo signal filled in k space for each divided section, and moves from an image for each divided section. By extracting regions with less movement and synthesizing regions with less movement to obtain images, even if the subject's respiratory motion becomes unstable or irregular, body motion artifacts that occur in the image are stably reduced . Hereinafter, each embodiment regarding the division | segmentation method which divides | segments respiratory motion data into a some area, and the process which concerns on the method of the division | segmentation is demonstrated in detail.

<第1の実施形態>
次に、本発明のMRI装置及び体動アーチファクト低減法の第1の実施形態について説明する。本実施形態は、呼吸周期を等時間間隔に分割して、分割区間(計測区間)毎に計測されたエコー信号を用いて画像を再構成し、再構成した各画像内の動きの少ない領域を抽出し、抽出した各動きの少ない領域を合成して、体動アーチファクトが低減された画像を取得する。以下、図2〜図4を用いて本実施形態を詳細に説明する。
<First embodiment>
Next, a first embodiment of the MRI apparatus and body motion artifact reduction method of the present invention will be described. In this embodiment, the respiratory cycle is divided into equal time intervals, an image is reconstructed using echo signals measured for each divided section (measurement section), and an area with less motion in each reconstructed image is obtained. Extracting and synthesizing the extracted regions with less movement to obtain an image with reduced body motion artifacts. Hereinafter, this embodiment will be described in detail with reference to FIGS.

被検者の呼吸動や呼吸動状態は、体動センサを用いて直接検出したり、ナビゲーターエコー信号を計測することで間接的に検出したり、できる。体動センサを用いる場合には、被検者の腹部周囲に体動センサを装着し、該体動センサから被検者の呼吸による腹壁面の上下運動の位置を検出して、該振幅位置に比例する電気信号を出力するようにする。ナビゲーターエコー信号を計測する場合は、例えば被検者の横隔膜を跨ぐ領域からエコー信号(ナビゲーターエコー信号)を計測することで横隔膜位置を検出できる。この横隔膜位置は呼吸動に連動することから、横隔膜位置の変動に基づいて腹壁面の上下運動の位置を間接的に検出することになる。   The subject's respiratory motion and respiratory motion state can be detected directly using a body motion sensor, or indirectly by measuring a navigator echo signal. When using a body motion sensor, a body motion sensor is mounted around the abdomen of the subject, and the position of the vertical motion of the abdominal wall surface due to the subject's breathing is detected from the body motion sensor, and the amplitude position is set. Output proportional electrical signals. When the navigator echo signal is measured, the diaphragm position can be detected by measuring the echo signal (navigator echo signal) from a region straddling the diaphragm of the subject, for example. Since this diaphragm position is linked to the respiratory motion, the position of the vertical motion of the abdominal wall surface is indirectly detected based on the fluctuation of the diaphragm position.

以下、上記いずれかの手法で得られる被検者の腹壁面の上下運動の位置の時系列データを呼吸動データと記載する。図2(a)に呼吸動データの一例を示す。横軸は時間であり、縦軸は被検者の腹壁面の上下運動の位置を表す。腹壁面位置が高い状態は吸期状態に対応し、腹壁面位置が低い状態は呼期状態に対応する。図2は、呼吸動の3サイクルの様子を示す。以下、あるピーク時点(極大値)から次のピーク時点(極大値)までの期間を一呼吸周期とするが、呼吸周期の定義は、周期的動きにおけるいずれかの一繰り返し時間とすれば良い。   Hereinafter, the time-series data of the position of the vertical motion of the subject's abdominal wall obtained by any of the above methods will be referred to as respiratory motion data. FIG. 2 (a) shows an example of respiratory motion data. The horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the position of the vertical motion of the subject's abdominal wall. A state where the abdominal wall surface position is high corresponds to the breathing period state, and a state where the abdominal wall surface position is low corresponds to the expiration state. FIG. 2 shows the state of 3 cycles of respiratory motion. Hereinafter, a period from a certain peak time point (maximum value) to the next peak time point (maximum value) is defined as one respiratory cycle, but the respiratory cycle may be defined as any one repetition time in a periodic motion.

次に、本実施形態の体動アーチファクト低減法を実行するために、演算処理部7のCPU8が有する各機能を図3を用いて説明する。図3は、CPU8が、磁気ディスク18等に記憶されたプログラムを実行することにより実現する各機能を説明するための機能ブロック図である。   Next, in order to execute the body motion artifact reduction method of the present embodiment, each function of the CPU 8 of the arithmetic processing unit 7 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a functional block diagram for explaining each function realized by the CPU 8 executing a program stored in the magnetic disk 18 or the like.

CPU8は、プログラムにより、前述の各部を制御して、本実施形態の体動アーチファクト低減する撮像を実現する。そのため、CPU8は、周期分割部301と、k空間設定部303と、撮像実行部304と、画像再構成部305と、領域抽出部306と、領域合成部307と、を備える。   The CPU 8 controls the above-described units by a program to realize imaging that reduces body motion artifacts according to the present embodiment. Therefore, the CPU 8 includes a period dividing unit 301, a k-space setting unit 303, an imaging execution unit 304, an image reconstruction unit 305, a region extraction unit 306, and a region synthesis unit 307.

周期分割部301は、呼吸周期に基づいて、呼吸動データのピーク位置から所定期間(例えば、5秒)を所定の数(N)に分割する。呼吸周期は、呼吸動データの変動に基づいて算出する。例えば、呼吸動データの各極大値(ピーク時刻)間の期間の平均、又は、各極小値間の期間の平均とする。呼吸周期の分割数は予め磁気ディスク18等に記憶されている値を用いても良いし、撮像条件で設定されるパルスシーケンスの繰り返し時間(TR)を基準にして、その整数倍の値で、所定期間を割った値としても良い。所定期間の終了後から次の呼吸周期の最初の極大値までは計測空き時間となるが、定常状態を利用するパルスシーケンスの場合には、その計測空き時間でもパルスシーケンスを実行していることが好ましい。   The cycle dividing unit 301 divides a predetermined period (for example, 5 seconds) into a predetermined number (N) from the peak position of the respiratory motion data based on the respiratory cycle. The respiratory cycle is calculated based on fluctuations in respiratory motion data. For example, it is set as the average of the period between each local maximum value (peak time) of respiratory motion data, or the average of the period between each local minimum value. The number of divisions of the respiratory cycle may be a value stored in advance on the magnetic disk 18 or the like, or based on the repetition time (TR) of the pulse sequence set in the imaging conditions, with a value that is an integral multiple of the value, A value obtained by dividing a predetermined period may be used. The measurement idle time is from the end of the predetermined period until the first maximum value of the next breathing cycle, but in the case of a pulse sequence using a steady state, the pulse sequence may be executed even in the measurement idle time. preferable.

k空間設定部303は、周期分割部301で設定された呼吸周期の分割数と同じ数のk空間(エコーデータ記憶領域)をCPU8内のメモリに設定する。つまり、周期分割部301で設定された各計測区間に対応するk空間をそれぞれ設定する。   The k space setting unit 303 sets the same number of k spaces (echo data storage areas) as the number of divisions of the respiratory cycle set by the cycle dividing unit 301 in the memory in the CPU 8. That is, the k space corresponding to each measurement section set by the period dividing unit 301 is set.

撮像実行部304は、呼吸動データをモニタリングしながら所定のパルスシーケンスを用いて被検者からエコー信号を計測する。その際、エコー信号を計測するタイミングが属する計測区間に対応するk空間の未配置領域に、該エコー信号のデータが配置されるように、該エコー信号に印加する位相エンコード量を計測制御部4に随時指示する。具体的には、撮像実行部304は、パルスシーケンスの繰り返し時間(TR)でパルスシーケンスの実行を繰り返す際に、各繰り返しが属する計測区間に応じて、該計測区間に対応するk空間の未計測領域のエコー信号を計測するように、2次元計測であれば位相エンコード量を、3次元計測であれば位相エンコード量とスライスエンコード量を計測制御部4に指示する。例えば、撮像実行部304は、k空間毎に最後に計測したエンコード番号を記憶しておき、エコー信号の計測の際には、対応するk空間において最後に計測したエンコード番号に、次に計測すべきエンコード番号(シーケンシャルオーダーのサンプリング法であれば1加算又は減算した値、セントリックオーダーのサンプリング法であれば絶対値を一つ増やして極性を反転した値)を計測制御部4に指示する。そして、そのエンコード番号を該k空間における最後に計測したエンコード番号として、次の計測に備える。   The imaging execution unit 304 measures an echo signal from the subject using a predetermined pulse sequence while monitoring respiratory motion data. At that time, the measurement control unit 4 determines the phase encoding amount to be applied to the echo signal so that the data of the echo signal is arranged in the non-arranged region of the k space corresponding to the measurement section to which the timing of measuring the echo signal belongs. At any time. Specifically, when the imaging execution unit 304 repeats the execution of the pulse sequence at the repetition time (TR) of the pulse sequence, according to the measurement interval to which each repetition belongs, the k space corresponding to the measurement interval is not measured. In order to measure the echo signal of the region, the measurement control unit 4 is instructed with the phase encoding amount for the two-dimensional measurement, and with the phase encoding amount and the slice encoding amount for the three-dimensional measurement. For example, the imaging execution unit 304 stores the encoding number last measured for each k space, and when measuring the echo signal, the next measurement number is measured to the encoding number last measured in the corresponding k space. The measurement control unit 4 is instructed the power encoding number (a value obtained by adding or subtracting 1 if the sampling method is a sequential order, or a value obtained by inverting the polarity by incrementing the absolute value if the sampling method is a centric order). Then, the encoding number is used as the encoding number measured last in the k space to prepare for the next measurement.

画像再構成部305は、k空間設定部303で設定された各k空間に配置(記憶)されたエコーデータを用いて、k空間毎に画像を再構成する。その結果、周期分割部301で設定された分割数と同じ数の画像が生成される。   The image reconstruction unit 305 reconstructs an image for each k space using echo data arranged (stored) in each k space set by the k space setting unit 303. As a result, the same number of images as the number of divisions set by the period division unit 301 are generated.

領域抽出部306は、画像再構成部305で再構成された各画像Ii(x,y)[i=1,2,3,,‥,N]において、動きの少ない領域を抽出し、該動きの少ない領域のみを残した画像を作成する。例えば、隣接する計測区間の画像間で差分処理を行い、差分画像において、画素値の絶対値が所定の閾値以下の画素を1とし、所定の閾値より大きい画素をゼロとする画像マスクMi(x,y)を作成する。そして、差分画像の基画像である両画像の加算平均画像にこの画像マスクを掛け合わせる。その結果、マスク処理された画像は、動きの少ない領域のみが抽出された画像Ii(x,y)となり、その画素値は、動きの大きい領域がゼロ、動きの小さい領域が基画像の画素値の加算平均値となる。このような演算を、全ての隣接区間の画像間で行い、計測区間毎に動きの少ない領域のみが抽出された画像をそれぞれ求める。   The region extraction unit 306 extracts a region with less motion in each image Ii (x, y) [i = 1, 2, 3,..., N] reconstructed by the image reconstruction unit 305, Create an image that leaves only a small area. For example, a difference process is performed between images in adjacent measurement sections, and in the difference image, an image mask Mi (x that sets a pixel whose absolute value is equal to or smaller than a predetermined threshold to 1 and sets a pixel larger than the predetermined threshold to zero. , Y). Then, this image mask is multiplied with the addition average image of both images, which is the base image of the difference image. As a result, the masked image is an image Ii (x, y) in which only a region with little motion is extracted, and its pixel value is zero for a region with large motion and a pixel value of the base image for a region with small motion. It becomes the addition average value of. Such calculation is performed between the images of all adjacent sections, and an image in which only a region with little motion is extracted for each measurement section is obtained.

領域合成部307は、領域抽出部306で取得された計測区間毎の動きの少ない領域のみが抽出された画像を合成して一つの画像を作成する。具体的には、領域抽出部306で抽出された動きの少ない領域のみが抽出された画像Ii(x,y)の加算画像[ΣIi(x,y)]を求める。この加算画像[ΣIi(x,y)]を求める際には、各画像Ii(x,y)間で、同じ臓器であっても位置ずれや変形が生じているので、同一臓器同士の位置や形状を一致させて加算することが好ましい。そこで、最も大きな動きの少ない領域を有する画像Ij(x,y)の各臓器の位置と形状を基準にして、他の画像Ik(x,y)の同一臓器をパターンマッチングにより抽出して、その位置と形状を変更した後に、画像Ij(x,y)に加算していく。その際、他の画像Ik(x,y)の同一臓器の位置と形状の変更をマスク画像Mk(x,y)にも反映する。   The region synthesis unit 307 creates one image by synthesizing images obtained by the region extraction unit 306, in which only the regions with less motion for each measurement section are extracted. Specifically, an addition image [ΣIi (x, y)] of the image Ii (x, y) extracted from only the region with a small amount of motion extracted by the region extraction unit 306 is obtained. When obtaining this added image [ΣIi (x, y)], even if the same organ is misaligned or deformed between the images Ii (x, y), the position of the same organ or It is preferable to add by matching the shapes. Therefore, based on the position and shape of each organ of the image Ij (x, y) having the largest region with the least movement, the same organ of the other image Ik (x, y) is extracted by pattern matching, After changing the position and shape, it is added to the image Ij (x, y). At this time, the change in the position and shape of the same organ in the other image Ik (x, y) is also reflected in the mask image Mk (x, y).

そして、領域合成部307は、加算画像[ΣIi(x,y)]の各画素の画素値を、領域抽出部306で算出されたマスク画像Mi(x,y)の加算マスク画像[ΣMi(x,y)]の同じ画素の画素値で割ることで、動きの少ない領域のみが加算平均された最終画像が作成される。 その結果、最終画像は体動アーチファクトが低減された画像となる。   Then, the region synthesis unit 307 uses the pixel value of each pixel of the addition image [ΣIi (x, y)] as the addition mask image [ΣMi (x) of the mask image Mi (x, y) calculated by the region extraction unit 306. , Y)] is divided by the pixel value of the same pixel to create a final image in which only regions with little motion are averaged. As a result, the final image is an image with reduced body motion artifacts.

図5に、動きの少ない領域のみを抽出して合成する処理の一例の流れを示す。2つの計測区間毎の画像501,502から差分画像511を得る。そして、差分画像511から画素値の絶対値が所定の閾値以上の画素値を抽出して、マスク画像(画素値が0/1の画像)531を作成する。また、計測区間画像501と502の加算平均画像521を作成する。そして、マスク画像531と加算画像521とを画素毎に掛けて動きの少ない領域のみの画像541を得る。同様に、2つの計測区間毎の画像502,503から差分画像512を得る。そして、差分画像512から画素値の絶対値が所定の閾値以上の画素値を抽出して、マスク画像(画素値が0/1の画像)532を作成する。また、計測区間画像502と503の加算平均画像522を作成する。そして、マスク画像532と加算画像522とを画素毎に掛けて動きの少ない領域のみの画像542を得る。最後に、動きの少ない領域のみの画像541と542の加算画像と、マスク画像531と532の加算マスク画像とで、画素毎に割り算して、体動アーチファクトが低減された画像である合成画像551を得る。   FIG. 5 shows a flow of an example of processing for extracting and synthesizing only a region with little motion. A difference image 511 is obtained from the images 501 and 502 for every two measurement sections. Then, a pixel value whose pixel value is equal to or larger than a predetermined threshold is extracted from the difference image 511 to create a mask image (an image having a pixel value of 0/1) 531. Also, an addition average image 521 of the measurement section images 501 and 502 is created. Then, the mask image 531 and the addition image 521 are multiplied for each pixel to obtain an image 541 having only a region with little motion. Similarly, a difference image 512 is obtained from the images 502 and 503 for every two measurement sections. Then, a pixel value whose pixel value is equal to or greater than a predetermined threshold is extracted from the difference image 512 to create a mask image (image having a pixel value of 0/1) 532. In addition, an addition average image 522 of the measurement section images 502 and 503 is created. Then, the mask image 532 and the addition image 522 are multiplied for each pixel to obtain an image 542 having only a small movement area. Finally, a composite image 551 that is an image in which body motion artifacts are reduced by dividing each pixel by the addition image of the images 541 and 542 of only the region with little motion and the addition mask image of the mask images 531 and 532. Get.

次に、上記の各機能部による、本実施形態の撮像処理の流れを、図4を用いて説明する。図4は、本実施形態の撮像処理の処理フローである。   Next, the flow of imaging processing according to the present embodiment by each of the functional units will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a processing flow of imaging processing according to the present embodiment.

ステップ401で、被検者の呼吸動がモニタリングされ呼吸動データが収集される。体動センサを用いる場合は、体動検出ユニット26は、被検者に装着された体動センサからの信号をデジタル化して呼吸動データとして計測制御部4を介してCPU8に通知する。ナビゲーターエコー信号を用いる場合は、後述のステップ404でエコー信号の計測と共にナビゲーターエコー信号も計測することで、呼吸動データが取得される。   In step 401, the respiratory motion of the subject is monitored and respiratory motion data is collected. When using a body motion sensor, the body motion detection unit 26 digitizes a signal from the body motion sensor attached to the subject and notifies the CPU 8 as respiratory motion data via the measurement control unit 4. When the navigator echo signal is used, respiratory motion data is acquired by measuring the navigator echo signal together with the echo signal measurement in step 404 described later.

ステップ402で、周期分割部301は、ステップ401(或いはステップ404)で取得された呼吸動データに基づいて、呼吸周期を算出すると共に、磁気ディスク18等から分割数を読み込み、各呼吸周期の最初の極大値(ピーク時刻)から所定期間を等時間間隔の分割数に分割する。図2(b)に呼吸周期を等時間間隔に分割する例を示す。図2(b)は各呼吸周期の最初の極大値からの所定期間を9分割する例を示しており、腹壁面のピーク位置を基準にして、その時点からの各計測区間を順に1〜9まで番号で示してある。なお、計測区間9と次の呼吸周期の最初のピーク時点までの計測空き時間をゼロとしてある。他の呼吸周期においても同様に等時間間隔で分割して区間番号を付してある。   In step 402, the cycle dividing unit 301 calculates a respiratory cycle based on the respiratory motion data acquired in step 401 (or step 404), reads the division number from the magnetic disk 18 or the like, and starts the first of each respiratory cycle. A predetermined period is divided into equal number of divisions from the local maximum value (peak time). FIG. 2 (b) shows an example of dividing the respiratory cycle into equal time intervals. FIG. 2 (b) shows an example in which a predetermined period from the first maximum value of each respiratory cycle is divided into 9 parts, and each measurement section from that point is sequentially 1 to 9 with reference to the peak position of the abdominal wall surface. It is shown by numbers. In addition, the measurement free time until the first peak time of the measurement section 9 and the next breathing cycle is set to zero. Similarly, other respiratory cycles are divided at equal time intervals and assigned section numbers.

ステップ403で、k空間設定部302は、ステップ402で設定された分割数のk空間(エコーデータ記憶領域)をCPU8内のメモリに設定する。   In step 403, the k space setting unit 302 sets the k space (echo data storage area) of the number of divisions set in step 402 in the memory in the CPU 8.

ステップ404で、撮像実行部304は、呼吸動データをモニタリングしながら所定のパルスシーケンスを用いて被検者からエコー信号を計測する。前述したように、呼吸動データの取得には呼吸動センサを用いても良いし、画像再構成用のエコー信号の計測と共にナビゲーターエコー信号を計測して、該ナビゲーターエコー信号に基づいて呼吸動データを取得しても良い。また、パルスシーケンスはいずれでも良い。撮像実行部304は、パルスシーケンスの繰り返し時間(TR)でパルスシーケンスの実行を繰り返し、その際、各繰り返しが属する計測区間に応じて、該計測区間に対応するk空間の未計測領域のエコー信号を計測するように、該エコー信号に印加するエンコード量を制御する。具体的なエンコード制御は前述したとおりである。   In step 404, the imaging execution unit 304 measures an echo signal from the subject using a predetermined pulse sequence while monitoring respiratory motion data. As described above, a respiratory motion sensor may be used to acquire respiratory motion data, or a navigator echo signal is measured together with measurement of an echo signal for image reconstruction, and the respiratory motion data is based on the navigator echo signal. You may get Any pulse sequence may be used. The imaging execution unit 304 repeats the execution of the pulse sequence at the repetition time (TR) of the pulse sequence, and at this time, according to the measurement section to which each repetition belongs, the echo signal of the unmeasured area in k space corresponding to the measurement section The amount of encoding applied to the echo signal is controlled so as to measure. Specific encoding control is as described above.

ステップ405で、画像再構成部305は、ステップ404で取得された各k空間データをそれぞれ再構成して、計測区間毎に画像を取得する。   In step 405, the image reconstruction unit 305 reconstructs each k-space data acquired in step 404, and acquires an image for each measurement section.

ステップ406で、領域抽出部306は、ステップ405で再構成された計測区間毎の画像から、それぞれ動きの少ない領域のみが抽出された画像を求める。求め方は前述したとおりである。   In step 406, the region extraction unit 306 obtains an image in which only a region with little motion is extracted from the image for each measurement section reconstructed in step 405. The method of obtaining is as described above.

ステップ407で、領域合成部307は、ステップ406で取得された計測区間毎の動きの少ない領域のみが抽出された画像を合成して一つの画像を作成する。合成の仕方は前述したとおりである。この最終画像は動きの少ない領域を合成して得られたものであるので、体動アーチファクトが低減された画像となる。
以上までが本実施形態の処理フローの説明である。
In step 407, the region synthesis unit 307 synthesizes images obtained by extracting only regions with little motion for each measurement section acquired in step 406 to create one image. The method of synthesis is as described above. Since this final image is obtained by synthesizing a region with little motion, it is an image with reduced body motion artifacts.
The above is the description of the processing flow of the present embodiment.

以上説明したように、本実施形態のMRI装置及び体動アーチファクト低減法は、各呼吸周期の最初の極大値(ピーク時点)からの所定期間を等時間間隔に分割して、各分割区間毎に計測されたエコー信号を用いて画像を再構成し、再構成した各画像内で動きの少ない領域を抽出し、各動きの少ない領域を合成して一枚の画像を取得する。その結果、被検者の呼吸動が不安定又は不規則となっても、安定して体動アーチファクトを低減した画像を取得することができる。特に、各呼吸周期の所定期間を等時間間隔に分割して、計測区間毎のエコー信号を用いて画像を得るので、各計測区間の画像は体動アーチファクトが少なくなる。このように体動アーチファクトの少ない各画像から、動きの少ない領域を抽出して合成するので、最終画像はさらに体動アーチファクトが少なくなる。   As described above, the MRI apparatus and the body motion artifact reduction method of the present embodiment divide the predetermined period from the first maximum value (peak point) of each respiratory cycle into equal time intervals, and for each divided section. An image is reconstructed using the measured echo signal, a region with less motion is extracted from each reconstructed image, and a region with less motion is synthesized to obtain a single image. As a result, even if the subject's respiratory motion becomes unstable or irregular, it is possible to acquire an image in which body motion artifacts are stably reduced. In particular, since a predetermined period of each respiratory cycle is divided into equal time intervals and an image is obtained using an echo signal for each measurement section, body movement artifacts are reduced in the image of each measurement section. As described above, since a region with less motion is extracted and synthesized from each image with less body motion artifacts, the final image has fewer body motion artifacts.

<第2の実施形態>
次に、本発明のMRI装置及び体動アーチファクト低減法の第2の実施形態について説明する。前述の第1の実施形態は、各呼吸周期の所定期間を等時間間隔に分割したが、本第2の実施形態は、体動振幅を等幅間隔に分割して、振幅区間毎に計測されたエコー信号を用いて画像を再構成し、再構成した各画像内の動きの少ない領域を抽出し、抽出した各動きの少ない領域を合成して、体動アーチファクトが低減された一枚の画像を取得する。以下、図6〜図8を用いて本実施形態を詳細に説明する。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the MRI apparatus and body motion artifact reduction method of the present invention will be described. In the first embodiment described above, the predetermined period of each respiratory cycle is divided into equal time intervals, but in the second embodiment, the body motion amplitude is divided into equal width intervals and measured for each amplitude interval. Reconstruct the image using the echo signal, extract the region with less motion in each reconstructed image, synthesize the extracted regions with less motion, one image with reduced body motion artifacts To get. Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with reference to FIGS.

最初に、体動振幅を等幅間隔に分割することについて図6を用いて説明する。図6は、図2と同じ呼吸動データの振幅を等幅間隔に4つに分割する例を示す。最大振幅を含む幅を、振幅の最大位置を含む振幅区間1と、振幅の最小位置を含む振幅区間4と、それらの間の振幅区間2,3とで等幅間隔に分割する。そして、振幅区間毎の画像を取得する。そのために、振幅区間毎のk空間を用意し、振幅が同じ振幅区間内で計測されたエコー信号を同じk空間に配置する。その結果、振幅区間毎に計測区間が異なることになる。具体的には、振幅変動が緩慢になるほど同じ振幅区間の計測区間が長くなり、振幅変動の平坦部で最大となる。逆に、振幅変動が急峻になるほど同じ振幅区間の計測区間が短くなる。図6の例では、振幅区間1,4では振幅の変動が略平坦となっており、振幅が長く振幅区間1、4に留まっているため計測区間が長くなっている。一方、振幅区間2,3では振幅の変動が急峻となっており、振幅が振幅区間2,3から他の振幅区間に変化してしまうため計測区間が短くなっている。   First, dividing the body motion amplitude into equal width intervals will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows an example in which the same amplitude of the respiratory motion data as in FIG. 2 is divided into four at equal width intervals. The width including the maximum amplitude is divided into equal width intervals between the amplitude section 1 including the maximum position of the amplitude, the amplitude section 4 including the minimum position of the amplitude, and the amplitude sections 2 and 3 therebetween. Then, an image for each amplitude section is acquired. For this purpose, a k-space is prepared for each amplitude section, and echo signals measured in the same amplitude section are arranged in the same k-space. As a result, the measurement section is different for each amplitude section. Specifically, the slower the amplitude variation, the longer the measurement interval of the same amplitude interval, and the maximum at the flat portion of the amplitude variation. On the contrary, the measurement section of the same amplitude section becomes shorter as the amplitude fluctuation becomes steeper. In the example of FIG. 6, the fluctuation in amplitude is substantially flat in the amplitude sections 1 and 4, and the measurement section is long because the amplitude is long and remains in the amplitude sections 1 and 4. On the other hand, in the amplitude sections 2 and 3, the fluctuation in the amplitude is steep, and the amplitude changes from the amplitude sections 2 and 3 to other amplitude sections, so the measurement section is shortened.

したがって、パルスシーケンスの繰り返し時間(TR)を一定にすると、各計測区間の長さに応じて、各振幅区間におけるエコー信号の計測数、つまり、各振幅区間に対応するk空間へのエコーデータ充填率が異なる。具体的には、計測区間が長いほど計測するエコー信号が多くなり、k空間への充填率が高くなる。全ての振幅区間に対応するk空間がそれぞれ全てエコーデータで充填されるまで、計測は繰り返される必要があるので、最も計測区間の短い振幅区間の対応するk空間が全てエコーデータで充填されるまで計測が繰り返されることになる。その際、他のk空間において重複して計測されるエコーデータについては、平均化処理を行うことにおり画像のSNが向上する。   Therefore, if the repetition time (TR) of the pulse sequence is constant, the number of echo signals measured in each amplitude section, that is, the echo data filling in the k space corresponding to each amplitude section, according to the length of each measurement section The rate is different. Specifically, the longer the measurement section, the more echo signals to be measured, and the higher the k-space filling rate. Since the measurement needs to be repeated until all the k spaces corresponding to all amplitude sections are filled with echo data, until all the k spaces corresponding to the shortest amplitude section are filled with echo data. Measurement will be repeated. At this time, with respect to echo data measured in duplicate in other k spaces, the averaging process is performed and the SN of the image is improved.

次に、本実施形態の体動アーチファクト低減法を実行するために、演算処理部7のCPU8が有する各機能を図7を用いて説明する。図7は、CPU8が、磁気ディスク18等に記憶されたプログラムを実行することにより実現する各機能を説明するための機能ブロック図である。   Next, in order to execute the body motion artifact reduction method of the present embodiment, each function of the CPU 8 of the arithmetic processing unit 7 will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a functional block diagram for explaining each function realized by the CPU 8 executing a program stored in the magnetic disk 18 or the like.

CPU8は、プログラムにより、前述の各部を制御して、本実施形態の体動アーチファクト低減する撮像を実現する。そのため、本第2の実施形態のCPU8は、前述の第1の実施形態における周期分割部301の代わりに振幅分割部701を備える。その他の機能部は、前述の第1の実施形態と同じであるが撮像実行部304が実行する機能の一部が異なるので、本第2の実施形態では、撮像実行部304aとする。以下、振幅分割部701と撮像実行部304aの機能のみを説明し、他の機能については説明を省略する。   The CPU 8 controls the above-described units by a program to realize imaging that reduces body motion artifacts according to the present embodiment. Therefore, the CPU 8 of the second embodiment includes an amplitude dividing unit 701 instead of the period dividing unit 301 in the first embodiment described above. The other functional units are the same as those in the first embodiment described above, but a part of the functions executed by the imaging execution unit 304 is different. Therefore, in the second embodiment, the imaging execution unit 304a is used. Hereinafter, only the functions of the amplitude dividing unit 701 and the imaging execution unit 304a will be described, and descriptions of other functions will be omitted.

振幅分割部701は、体動振幅の最大振幅を含む幅を所定の数(M)に分割する。最大振幅は、呼吸動データの変動に基づいて算出する。例えば、呼吸動データの隣接する極大値と極小値との差の平均とする。体動振幅の分割数は予め磁気ディスク18等に記憶されている値を用いても良いし、操作者により指定された値を用いても良い。   The amplitude dividing unit 701 divides the width including the maximum body motion amplitude into a predetermined number (M). The maximum amplitude is calculated based on changes in respiratory motion data. For example, it is set as the average of the difference of the adjacent maximum value and minimum value of respiratory motion data. As the number of divisions of the body motion amplitude, a value stored in advance on the magnetic disk 18 or the like may be used, or a value designated by the operator may be used.

撮像実行部304aは、呼吸動データをモニタリングしながら所定のパルスシーケンスを用いて被検者からエコー信号を計測する。その際、エコー信号の計測時の体動振幅が属する振幅区間を判定し、該判定した振幅区間に対応するk空間の未配置領域に、該エコー信号のデータが配置されるように、該エコー信号に印加する位相エンコード量を計測制御部4に随時指示する。具体的には、撮像実行部304は、パルスシーケンスの繰り返し時間(TR)でパルスシーケンスの実行を繰り返す際に、体動振幅が属する振幅区間に応じて、該振幅区間に対応するk空間の未計測領域のエコー信号を計測するように、該エコー信号に印加するエンコード量を制御する。エンコード量制御の具体例については撮像実行部304と同様である。このように体動振幅を常にモニタリングしながら振幅区間を判定し、該振幅区間毎のエンコード量を制御することで、各振幅区間内での体動振幅の変動の急峻度に応じて、各振幅区間の計測区間がそれぞれ自動的に長短されることになる。   The imaging execution unit 304a measures an echo signal from the subject using a predetermined pulse sequence while monitoring respiratory motion data. At that time, the amplitude section to which the body motion amplitude at the time of measuring the echo signal belongs is determined, and the echo signal data is arranged in the non-arranged area of the k space corresponding to the determined amplitude section. The measurement control unit 4 is instructed at any time as to the phase encoding amount to be applied to the signal. Specifically, when repeating the execution of the pulse sequence at the repetition time (TR) of the pulse sequence, the imaging execution unit 304 determines whether the k-space corresponding to the amplitude section corresponds to the amplitude section to which the body motion amplitude belongs. The amount of encoding applied to the echo signal is controlled so as to measure the echo signal in the measurement region. A specific example of the encoding amount control is the same as that of the imaging execution unit 304. In this way, the amplitude interval is determined while constantly monitoring the body motion amplitude, and the encoding amount for each amplitude section is controlled, so that each amplitude depends on the steepness of the fluctuation of the body motion amplitude in each amplitude interval. Each measurement section is automatically shortened.

次に、上記の各機能部による、本実施形態の撮像処理の流れを、図8を用いて説明する。図8は、本実施形態の撮像処理の処理フローである。本第2の実施形態の処理フローは前述第1の実施形態の処理フローと比較して、ステップ402の代わりにステップ802を行い、ステップ404の処理内容が異なるので、本第2の実施形態では、ステップ404 aとする。以下、処理内容が異なるステップのみを説明し、同じ処理の説明を省略する。   Next, the flow of the imaging process of the present embodiment by each of the above functional units will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a processing flow of the imaging process of the present embodiment. Compared with the processing flow of the first embodiment, the processing flow of the second embodiment performs step 802 instead of step 402, and the processing content of step 404 is different. Therefore, in the second embodiment, Step 404a is assumed. Hereinafter, only steps with different processing contents will be described, and description of the same processing will be omitted.

ステップ802で、振幅分割部701は、ステップ401(或いはステップ404)で取得された呼吸動データに基づいて、呼吸動における腹壁面の最大振幅を算出すると共に、磁気ディスク18等から振幅の分割数を読み込み、最大振幅を含む幅を等幅間隔の分割数(M)に分割する。分割の一例については図6で説明したとおりである。   In step 802, the amplitude dividing unit 701 calculates the maximum amplitude of the abdominal wall surface in respiratory motion based on the respiratory motion data acquired in step 401 (or step 404), and the number of amplitude divisions from the magnetic disk 18 or the like. And divide the width including the maximum amplitude into equal number of divisions (M). An example of the division is as described in FIG.

ステップ404aで、撮像実行部304aは、呼吸動データをモニタリングしながら所定のパルスシーケンスを用いて被検者からエコー信号を計測する。前述のステップ404と同様に、呼吸動センサの使用又はナビゲーターエコー信号の計測を介して呼吸動データが取得される。また、パルスシーケンスはいずれでも良い。撮像実行部30aは、パルスシーケンスの繰り返し時間(TR)でパルスシーケンスの実行を繰り返してエコー信号計測し、その際、呼吸動データの振幅が属する振幅区間を判定し、該振幅区間に応じて、該振幅区間に対応するk空間の未計測領域のエコー信号を計測するように、エンコード量を制御する。エンコード量制御の具体的についてはステップ404と同じである。
以上までが本実施形態の処理フローの説明である。
In step 404a, the imaging execution unit 304a measures an echo signal from the subject using a predetermined pulse sequence while monitoring respiratory motion data. Similar to step 404 described above, respiratory motion data is acquired through the use of a respiratory motion sensor or measurement of navigator echo signals. Any pulse sequence may be used. The imaging execution unit 30a repeats the execution of the pulse sequence at the repetition time (TR) of the pulse sequence and measures the echo signal.At that time, determines the amplitude section to which the amplitude of the respiratory motion data belongs, and according to the amplitude section, The encoding amount is controlled so as to measure an echo signal in an unmeasured area in k-space corresponding to the amplitude section. The specific encoding amount control is the same as in step 404.
The above is the description of the processing flow of the present embodiment.

以上説明したように、本実施形態のMRI装置及び体動アーチファクト低減法は、体動振幅の振幅を等幅間隔に分割して、分割区間毎に計測されたエコー信号を用いて画像を再構成し、再構成した各画像内の動きの少ない領域を合成して、体動アーチファクトが低減された一枚の画像を取得する。その結果、被検者の呼吸動が不安定又は不規則となっても、安定して体動アーチファクトを低減した画像を取得することができる。特に、等幅の振幅区間毎に計測されたエコー信号を用いて画像を得るので、振幅区間毎の画像はそれぞれ体動アーチファクトが少なくなる。このように体動アーチファクトの少ない各画像から、動きの少ない領域を抽出して合成するので、最終画像はさらに体動アーチファクトが少なくなる。   As described above, the MRI apparatus and body motion artifact reduction method of the present embodiment divides the amplitude of body motion amplitude into equal width intervals, and reconstructs an image using echo signals measured for each divided section. Then, a region with less motion in each reconstructed image is synthesized to obtain a single image with reduced body motion artifacts. As a result, even if the subject's respiratory motion becomes unstable or irregular, it is possible to acquire an image in which body motion artifacts are stably reduced. In particular, since an image is obtained using an echo signal measured for each equal-width amplitude section, the image for each amplitude section has less body motion artifacts. As described above, since a region with less motion is extracted and synthesized from each image with less body motion artifacts, the final image has fewer body motion artifacts.

<第3の実施形態>
次に、本発明のMRI装置及び体動アーチファクト低減法の第3の実施形態について説明する。本実施形態は前述の第1の実施形態と第2の実施形態を組み合わせて、呼吸周期の所定期間を等時間間隔に分割すると共に体動振幅を等幅間隔に分割して、分割区間毎に計測されたエコー信号を用いて画像を再構成し、再構成した各画像内の動きの少ない領域を抽出し、抽出した各動きの少ない領域を合成して、体動アーチファクトが低減された画像を取得する。以下、図9〜図11を用いて本実施形態を詳細に説明する。
<Third embodiment>
Next, a third embodiment of the MRI apparatus and body motion artifact reduction method of the present invention will be described. In this embodiment, the first embodiment and the second embodiment described above are combined to divide a predetermined period of the respiratory cycle into equal time intervals and to divide body motion amplitude into equal width intervals. Reconstruct the image using the measured echo signal, extract the region with less motion in each reconstructed image, and synthesize the extracted regions with less motion to create an image with reduced body motion artifacts get. Hereinafter, this embodiment will be described in detail with reference to FIGS.

最初に、体動の各呼吸周期の所定期間を等時間間隔に分割すると共に、体動振幅を等幅間隔に分割することについて図9を用いて説明する。図9は、図2と同じ呼吸動データについて、前述の第1の実施形態と同様に、呼吸周期の所定期間を等時間間隔に9つに分割する(本第3の実施形態でも計測空き時間をゼロとしている)と共に、前述の第2の実施形態と同様に、体動振幅を等幅間隔に4つに分割する例を示す。そして、振幅区間毎の画像を取得するために、振幅区間毎にk空間を用意し、振幅が同じ振幅区間内で計測されたエコー信号のデータを同じk空間に配置する。ただし、呼吸周期の所定期間を等時間間隔に分割するので、エコー信号の計測及び計測されたエコー信号のデータのk空間への振り分けは、計測区間毎に等時間間隔で行う。そのために、呼吸動データを随時監視し、各計測区間の開始時の体動振幅が属する振幅区間を判定して、その振幅区間に対応するk空間の未計測領域にエコー信号のデータが配置されるようにエンコード量が各エコー信号に印加される。一計測区間に複数のエコー信号を計測する場合には、同じk空間の未計測領域にエコー信号のデータが配置されるように各エコー信号に印加するエンコード量が制御される。このように振幅区間を判定すると、ある計測期間では体動振幅が複数の振幅区間に跨る場合も生じる。その場合には、ある振幅区間に対応するk空間が他の振幅区間のデータを含んでしまうことになる。しかし、各呼吸周期の所定期間の分割数を増やすことによって、そのような場合を低減することができる。   First, dividing the predetermined period of each respiratory cycle of body movement into equal time intervals and dividing the body movement amplitude into equal width intervals will be described with reference to FIG. FIG. 9 shows that the same respiratory motion data as FIG. 2 is divided into nine predetermined time intervals in the respiratory cycle as in the first embodiment described above (the measurement idle time is also in the third embodiment). In addition, as in the second embodiment described above, an example in which the body motion amplitude is divided into four at equal width intervals is shown. And in order to acquire the image for every amplitude section, k space is prepared for every amplitude section, and the data of the echo signal measured within the amplitude section with the same amplitude are arranged in the same k space. However, since the predetermined period of the respiratory cycle is divided into equal time intervals, the measurement of the echo signal and the distribution of the measured echo signal data to the k space are performed at equal time intervals for each measurement section. For this purpose, respiratory movement data is monitored as needed, the amplitude section to which the body movement amplitude at the start of each measurement section belongs is determined, and the echo signal data is placed in an unmeasured area in k-space corresponding to the amplitude section. Thus, an encoding amount is applied to each echo signal. When measuring a plurality of echo signals in one measurement section, the encoding amount applied to each echo signal is controlled so that the data of the echo signal is arranged in an unmeasured area of the same k space. When the amplitude section is determined in this way, the body motion amplitude may straddle a plurality of amplitude sections in a certain measurement period. In that case, the k space corresponding to a certain amplitude section includes data of another amplitude section. However, such a case can be reduced by increasing the number of divisions for each predetermined period of each respiratory cycle.

また、本第3の実施形態の場合も、前述の第2の実施形態と同様に、振幅変動が緩慢になるほど同じ振幅区間となる計測区間の回数が多くなり、振幅変動の平坦部で最大となる。逆に、振幅変動が急峻になるほど同じ振幅区間となる計測区間の回数が少なくなる。図9の例では、振幅区間1,4では振幅の変動が略平坦となっており、振幅が長く振幅区間1、4に留まっているため計測区間の回数が多くなっている。一方、振幅区間2,3では振幅の変動が急峻となっており、振幅が振幅区間2,3から他の振幅区間に変化してしまうため計測区間の回数が少なくなっている。したがって、各計測区間の回数に応じて、各振幅区間におけるエコー信号の計測数、つまり、各振幅区間に対応するk空間へのエコーデータの充填率が異なる。具体的には、計測区間の回数が多いほど計測するエコー信号が多くなり、k空間への充填率が高くなる。全ての振幅区間に対応するk空間がそれぞれ全てエコーデータで充填されるまで、計測は繰り返される必要があるので、最も計測区間の回数の少ない振幅区間の対応するk空間が全てエコーデータで充填されるまで計測が繰り返されることになる。
また、図9には、各振幅区間で得られる画像例を示す。
Also, in the case of the third embodiment, as in the second embodiment described above, the number of measurement sections that become the same amplitude section increases as the amplitude fluctuation becomes slow, and the maximum in the flat part of the amplitude fluctuation. Become. On the contrary, as the amplitude fluctuation becomes steeper, the number of measurement sections having the same amplitude section decreases. In the example of FIG. 9, the amplitude fluctuation is substantially flat in the amplitude sections 1 and 4, and the amplitude is long and remains in the amplitude sections 1 and 4, so the number of measurement sections is large. On the other hand, the amplitude fluctuations in the amplitude sections 2 and 3 are steep, and the amplitude changes from the amplitude sections 2 and 3 to other amplitude sections, so the number of measurement sections is reduced. Therefore, the number of echo signals measured in each amplitude section, that is, the filling rate of echo data into the k space corresponding to each amplitude section differs depending on the number of times in each measurement section. Specifically, as the number of measurement sections increases, the number of echo signals to be measured increases and the filling rate into the k space increases. Since the measurement needs to be repeated until all the k spaces corresponding to all amplitude sections are filled with echo data, all corresponding k spaces in the amplitude section with the smallest number of measurement sections are filled with echo data. Measurement will be repeated until
FIG. 9 shows an example of an image obtained in each amplitude section.

次に、本実施形態の体動アーチファクト低減法を実行するために、演算処理部7のCPU8が有する各機能を図10を用いて説明する。図10は、CPU8が、磁気ディスク18等に記憶されたプログラムを実行することにより実現する各機能を説明するための機能ブロック図である。   Next, in order to execute the body motion artifact reduction method of the present embodiment, each function of the CPU 8 of the arithmetic processing unit 7 will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a functional block diagram for explaining each function realized by the CPU 8 executing a program stored in the magnetic disk 18 or the like.

CPU8は、プログラムにより、前述の各部を制御して、本実施形態の体動アーチファクト低減する撮像を実現する。そのため、本第3の実施形態のCPU8は、前述の第1の実施形態の周期分割部301と前述の第2の実施形態の振幅分割部701とを共に備え、それらの機能はそれぞれ前述の第1の実施形態及び第2の実施形態と同様である。その他の機能部は、前述の第1の実施形態と同じであるが撮像実行部304が実行する機能が一部異なるので、本第3の実施形態では、撮像実行部304bとする。以下、撮像実行部304bの機能のみを説明し、他の機能については説明を省略する。   The CPU 8 controls the above-described units by a program to realize imaging that reduces body motion artifacts according to the present embodiment. Therefore, the CPU 8 of the third embodiment includes both the period dividing unit 301 of the first embodiment described above and the amplitude dividing unit 701 of the second embodiment described above, and their functions are the same as those described above. This is the same as the first embodiment and the second embodiment. The other functional units are the same as those in the first embodiment described above, but the functions executed by the imaging execution unit 304 are partly different. Therefore, in the third embodiment, the imaging execution unit 304b is used. Hereinafter, only functions of the imaging execution unit 304b will be described, and descriptions of other functions will be omitted.

撮像実行部304bは、呼吸動データをモニタリングしながら所定のパルスシーケンスを用いて被検者からエコー信号を計測する。その際、各計測区間の開始時点での体動振幅を検出して、該体動振幅が属する振幅区間を判定し、該判定した振幅区間に対応するk空間の未計測領域に、その計測区間で計測するエコー信号のデータが配置されるように、該エコー信号に印加するエンコード量を計測制御部4に随時指示する。したがって、仮に同じ計測区間の途中で体動振幅が他の振幅区間に変化しても、振幅区間の判定は計測区間の開始時点で判定した振幅区間のままとなる。このように、撮像実行部304bは、各計測区間の開始時点での体動振幅に基づいて、該計測区間でのk空間の選択及びエンコード量の制御を行う。   The imaging execution unit 304b measures an echo signal from the subject using a predetermined pulse sequence while monitoring respiratory motion data. At that time, the body motion amplitude at the start time of each measurement section is detected, the amplitude section to which the body motion amplitude belongs is determined, and the measurement section is set in the unmeasured area of the k space corresponding to the determined amplitude section. The measurement control unit 4 is instructed at any time as to the amount of encoding to be applied to the echo signal so that the data of the echo signal to be measured in is arranged. Therefore, even if the body motion amplitude changes to another amplitude section in the middle of the same measurement section, the determination of the amplitude section remains the amplitude section determined at the start time of the measurement section. In this manner, the imaging execution unit 304b performs k-space selection and encoding amount control in the measurement section based on the body motion amplitude at the start time of each measurement section.

次に、上記の各機能部による、本実施形態の撮像処理の流れを、図11を用いて説明する。図11は、本実施形態の撮像処理の処理フローである。本第3の実施形態の処理フローは前述第1の実施形態の処理フローに前述の第2の実施形態のステップ802を追加したものであが、ステップ802の処理内容は前述の第2の実施形態と同じである。また、ステップ404の処理内容が異なるので、本第3の実施形態では、ステップ404 bとする。以下、処理内容が異なるステップ404bのみを説明し、同じ処理の説明を省略する。   Next, the flow of imaging processing according to the present embodiment performed by each functional unit described above will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a processing flow of the imaging process of the present embodiment. The processing flow of the third embodiment is obtained by adding step 802 of the second embodiment to the processing flow of the first embodiment, but the processing content of step 802 is the same as that of the second embodiment. The form is the same. In addition, since the processing content of step 404 is different, it is set as step 404b in the third embodiment. Hereinafter, only step 404b having different processing contents will be described, and description of the same processing will be omitted.

ステップ404bで、撮像実行部304bは、呼吸動データをモニタリングしながら所定のパルスシーケンスを用いて被検者からエコー信号を計測する。前述のステップ404と同様に、呼吸動センサの使用又はナビゲーターエコー信号の計測を介して呼吸動データが取得される。また、パルスシーケンスはいずれでも良い。撮像実行部304bは、パルスシーケンスの繰り返し時間(TR)でパルスシーケンスの実行を繰り返してエコー信号計測し、その際、各計測区間の開始時点での呼吸動データの振幅を検出し、該振幅が属する振幅区間を判定する。そして、撮像実行部304bは、該判定した振幅区間に対応するk空間の未計測領域に、該計測期間中に計測されるエコー信号のデータが配置されるように、該エコー信号に印加するエンコード量を制御する。エンコード量制御の具体的についてはステップ404と同じである。
以上までが本実施形態の処理フローの説明である。
In step 404b, the imaging execution unit 304b measures an echo signal from the subject using a predetermined pulse sequence while monitoring respiratory motion data. Similar to step 404 described above, respiratory motion data is acquired through the use of a respiratory motion sensor or measurement of navigator echo signals. Any pulse sequence may be used. The imaging execution unit 304b repeatedly executes the pulse sequence at the repetition time (TR) of the pulse sequence to measure the echo signal, and detects the amplitude of the respiratory motion data at the start time of each measurement section. The amplitude section to which it belongs is determined. Then, the imaging execution unit 304b encodes the echo signal applied to the echo signal so that the data of the echo signal measured during the measurement period is arranged in the unmeasured region of the k space corresponding to the determined amplitude section. Control the amount. The specific encoding amount control is the same as in step 404.
The above is the description of the processing flow of the present embodiment.

以上説明したように、本実施形態のMRI装置及び体動アーチファクト低減法は、各呼吸周期を等時間間隔に分割すると共に体動振幅を等幅間隔に分割して、分割区間毎に計測されたエコー信号を用いて画像を再構成し、再構成した各画像内の動きの少ない領域を合成して、体動アーチファクトが低減された一枚の画像を取得する。その結果、被検者の呼吸動が不安定又は不規則となっても、安定して体動アーチファクトを低減した画像を取得することができる。特に、各呼吸周期の所定期間を等時間間隔に分割すると共に体動振幅を等幅間隔に分割して、各計測区間の開始時の振幅から振幅区間を判定するので、呼吸動データの取得と振幅区間の判定処理の回数を低減できる。その結果、エコー信号の取得効率を向上できるので、撮像効率を向上できる。   As described above, the MRI apparatus and the body motion artifact reduction method of the present embodiment divide each respiratory cycle into equal time intervals and divide body motion amplitude into equal width intervals, and are measured for each divided section. An image is reconstructed using an echo signal, and a region with less motion in each reconstructed image is synthesized to obtain a single image with reduced body motion artifacts. As a result, even if the subject's respiratory motion becomes unstable or irregular, it is possible to acquire an image in which body motion artifacts are stably reduced. In particular, since the predetermined period of each respiratory cycle is divided into equal time intervals and the body motion amplitude is divided into equal width intervals, and the amplitude section is determined from the amplitude at the start of each measurement section. It is possible to reduce the number of determination processes for the amplitude section. As a result, since the acquisition efficiency of the echo signal can be improved, the imaging efficiency can be improved.

1 被検体、2 静磁場発生系、3 傾斜磁場発生系、4 シーケンサ、5 送信系、6 受信系、7 信号処理系、8 中央処理装置(CPU)、9 傾斜磁場コイル、10 傾斜磁場電源、11 高周波発信器、12 変調器、13 高周波増幅器、14a 高周波コイル(送信コイル)、14b 高周波コイル(受信コイル)、15 信号増幅器、16 直交位相検波器、17 A/D変換器、18 磁気ディスク、19 光ディスク、20 ディスプレイ、21 ROM、22 RAM、23 トラックボール又はマウス、24 キーボード、25 操作部、26 体動検出ユニット   1 subject, 2 static magnetic field generation system, 3 gradient magnetic field generation system, 4 sequencer, 5 transmission system, 6 reception system, 7 signal processing system, 8 central processing unit (CPU), 9 gradient magnetic field coil, 10 gradient magnetic field power supply, 11 High-frequency transmitter, 12 modulator, 13 high-frequency amplifier, 14a high-frequency coil (transmitting coil), 14b high-frequency coil (receiving coil), 15 signal amplifier, 16 quadrature detector, 17 A / D converter, 18 magnetic disk, 19 optical disc, 20 display, 21 ROM, 22 RAM, 23 trackball or mouse, 24 keyboard, 25 operation unit, 26 body movement detection unit

Claims (4)

呼吸動を伴う被検者の呼吸状態を表す呼吸動データを取得する体動検出部と、
所定のパルスシーケンスを用いて前記被検者からエコー信号を計測する計測制御部と、
前記エコー信号と、前記呼吸動データと、から前記呼吸動に基づくアーチファクトが低減された画像を取得する演算処理部と、
を備えた磁気共鳴イメージング装置であって、
前記演算処理部は、
前記呼吸動データを複数の区間に分割する分割部と、
前記分割された分割区間毎のk空間を用意するk空間設定部と、
前記各k空間に充填するエコー信号の計測を前記計測制御部に指示する撮像実行部と、
前記各k空間に充填されたデータを用いて前記分割区間毎の画像を再構成する画像再構成部と、
前記分割区間毎の画像から動きの少ない領域を抽出する領域抽出部と、
前記動きの少ない領域を合成して画像を得る領域合成部と、
を有し、
前記分割部は、前記呼吸動データの振幅を複数の振幅区間に分割し、
前記k空間設定部は、前記振幅区間毎のk空間を用意し、
前記画像再構成部は、前記各k空間に充填されたデータを用いて前記振幅区間毎の画像を再構成することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
A body motion detector that acquires respiratory motion data representing the respiratory state of the subject with respiratory motion;
A measurement control unit for measuring an echo signal from the subject using a predetermined pulse sequence;
An arithmetic processing unit that acquires an image in which artifacts based on the respiratory motion are reduced from the echo signal and the respiratory motion data;
A magnetic resonance imaging apparatus comprising:
The arithmetic processing unit includes:
A dividing unit for dividing the respiratory motion data into a plurality of sections;
A k-space setting unit for preparing a k-space for each of the divided sections;
An imaging execution unit that instructs the measurement control unit to measure an echo signal filling each k-space;
An image reconstruction unit that reconstructs an image for each of the divided sections using data filled in each k-space;
A region extracting unit that extracts a region with less motion from the image of each divided section;
An area synthesis unit that obtains an image by synthesizing the area with less movement;
I have a,
The dividing unit divides the amplitude of the respiratory motion data into a plurality of amplitude sections,
The k-space setting unit prepares a k-space for each amplitude section,
The magnetic resonance imaging apparatus, wherein the image reconstruction unit reconstructs an image for each amplitude section using data filled in the k spaces .
呼吸動を伴う被検者の呼吸状態を表す呼吸動データを取得する体動検出部と、
所定のパルスシーケンスを用いて前記被検者からエコー信号を計測する計測制御部と、
前記エコー信号と、前記呼吸動データと、から前記呼吸動に基づくアーチファクトが低減された画像を取得する演算処理部と、
を備えた磁気共鳴イメージング装置であって、
前記演算処理部は、
前記呼吸動データを複数の区間に分割する分割部と、
前記分割された分割区間毎のk空間を用意するk空間設定部と、
前記各k空間に充填するエコー信号の計測を前記計測制御部に指示する撮像実行部と、
前記各k空間に充填されたデータを用いて前記分割区間毎の画像を再構成する画像再構成部と、
前記分割区間毎の画像から動きの少ない領域を抽出する領域抽出部と、
前記動きの少ない領域を合成して画像を得る領域合成部と、
を有し、
前記分割部は、前記呼吸動データの各呼吸周期の所定期間をそれぞれ複数の計測区間に分割すると共に、前記呼吸動データの振幅を複数の振幅区間に分割し、
前記k空間設定部は、前記振幅区間毎のk空間を用意し、
前記画像再構成部は、前記各k空間に充填されたデータを用いて前記振幅区間毎の画像を再構成することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
A body motion detector that acquires respiratory motion data representing the respiratory state of the subject with respiratory motion;
A measurement control unit for measuring an echo signal from the subject using a predetermined pulse sequence;
An arithmetic processing unit that acquires an image in which artifacts based on the respiratory motion are reduced from the echo signal and the respiratory motion data;
A magnetic resonance imaging apparatus comprising:
The arithmetic processing unit
A dividing unit for dividing the respiratory motion data into a plurality of sections;
A k-space setting unit for preparing a k-space for each of the divided sections;
An imaging execution unit that instructs the measurement control unit to measure an echo signal filling each k-space;
An image reconstruction unit that reconstructs an image for each of the divided sections using data filled in each k-space;
A region extracting unit that extracts a region with less motion from the image of each divided section;
An area synthesis unit that obtains an image by synthesizing the area with less movement;
Have
The dividing unit divides a predetermined period of each respiratory cycle of the respiratory motion data into a plurality of measurement sections, and divides the amplitude of the respiratory motion data into a plurality of amplitude sections,
The k-space setting unit prepares a k-space for each amplitude section,
The magnetic resonance imaging apparatus, wherein the image reconstruction unit reconstructs an image for each amplitude section using data filled in the k spaces .
呼吸動を伴う被検者の呼吸状態を表す呼吸動データを取得する体動検出部と、
所定のパルスシーケンスを用いて前記被検者からエコー信号を計測する計測制御部と、
前記エコー信号と、前記呼吸動データと、から前記呼吸動に基づくアーチファクトが低減された画像を取得する演算処理部と、
を備えた磁気共鳴イメージング装置における体動アーチファクト低減法であって、
前記体動検出部により、前記被検者の呼吸状態を表す呼吸動データを取得するステップと、
前記計測制御部により、k空間に充填するエコー信号の計測するステップと、
前記演算処理部により、
前記呼吸動データの振幅を複数の区間に分割するステップと、
前記分割区間毎のk空間を用意するステップと、
前記各k空間に充填されたデータを用いて前記分割区間毎の画像を再構成するステップと、
前記分割区間毎の画像から動きの少ない領域を抽出するステップと、
前記動きの少ない領域を合成して画像を得るステップと、
を有してなることを特徴とする体動アーチファクト低減法。
A body motion detector that acquires respiratory motion data representing the respiratory state of the subject with respiratory motion;
A measurement control unit for measuring an echo signal from the subject using a predetermined pulse sequence;
An arithmetic processing unit that acquires an image in which artifacts based on the respiratory motion are reduced from the echo signal and the respiratory motion data;
A method for reducing body motion artifacts in a magnetic resonance imaging apparatus comprising:
Obtaining respiratory motion data representing the respiratory state of the subject by the body motion detector;
A step of measuring an echo signal filling the k-space by the measurement control unit;
By the arithmetic processing unit,
Dividing the amplitude of the respiratory motion data into a plurality of sections;
Preparing a k-space for each of the divided sections;
Reconstructing an image for each of the divided sections using data filled in each k-space;
Extracting a region with less motion from the image for each divided section;
Synthesizing the low-motion area to obtain an image;
A body motion artifact reduction method characterized by comprising:
呼吸動を伴う被検者の呼吸状態を表す呼吸動データを取得する体動検出部と、
所定のパルスシーケンスを用いて前記被検者からエコー信号を計測する計測制御部と、
前記エコー信号と、前記呼吸動データと、から前記呼吸動に基づくアーチファクトが低減された画像を取得する演算処理部と、
を備えた磁気共鳴イメージング装置における体動アーチファクト低減法であって、
前記体動検出部により、前記被検者の呼吸状態を表す呼吸動データを取得するステップと、
前記計測制御部により、k空間に充填するエコー信号の計測するステップと、
前記演算処理部により、
前記呼吸動データの各呼吸周期の所定期間をそれぞれ複数の計測区間に分割すると共に、前記呼吸動データの振幅を複数の振幅区間に分割するステップと、
前記分割区間毎のk空間を用意するステップと、
前記各k空間に充填されたデータを用いて前記振幅区間毎の画像を再構成するステップと、
を有してなることを特徴とする体動アーチファクト低減法。
A body motion detector that acquires respiratory motion data representing the respiratory state of the subject with respiratory motion;
A measurement control unit for measuring an echo signal from the subject using a predetermined pulse sequence;
An arithmetic processing unit that acquires an image in which artifacts based on the respiratory motion are reduced from the echo signal and the respiratory motion data;
A method for reducing body motion artifacts in a magnetic resonance imaging apparatus comprising:
Obtaining respiratory motion data representing the respiratory state of the subject by the body motion detector;
A step of measuring an echo signal filling the k-space by the measurement control unit;
By the arithmetic processing unit,
Dividing a predetermined period of each respiratory cycle of the respiratory motion data into a plurality of measurement sections, and dividing the amplitude of the respiratory motion data into a plurality of amplitude sections;
Preparing a k-space for each of the divided sections;
Reconstructing an image for each amplitude interval using data filled in each k-space;
A body motion artifact reduction method characterized by comprising:
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