JP6615594B2 - 画像処理方法、画像処理装置及び磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

画像処理方法、画像処理装置及び磁気共鳴イメージング装置 Download PDF

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Description

本発明の実施形態は、画像処理方法、画像処理装置及び磁気共鳴イメージング装置に関する。
従来、磁気共鳴イメージング(Magnetic Resonance Imaging:MRI)装置を用いて、組織の縦緩和時間を示すT1値の画像であるT1マップを作成する方法が知られている。T1マップの作成には、その目的の収集及び再構成、さらには、再構成された画像を解析してT1値を算出する所定のアルゴリズムが用いられる。これらの収集から解析までを通じた方法はT1マッピング法と呼ばれる。例えば、このようなT1マッピング法として、インバージョンリカバリ(Inversion Recovery:IR)法や、可変フリップ角(Variable Flip Angle:VFA)法等が知られている。
また、近年では、3T(Tesla)−MRI装置のように磁場強度が高い装置も実用化され、高磁場でより顕著になる送信高周波(Radio Frequency:RF)パルスの空間的なムラに影響されにくいT1マッピング法が提案されている。例えば、このようなT1マッピング法として、MP2RAGE(Magnetization Prepared 2 Rapid Acquisition Gradient Echoes)法が知られている。
Marques Jose P.、Kober Tobias、Krueger Gunnar、van der Zwaag Wietske、Van de Moortele Pierre-Francois、Gruetter Rolf、"MP2RAGE,a self bias-field corrected sequence for improved segmentation and T-1-mapping at high field"、Neuroimage (ISSN:1053-8119)、vol. 49、p. 1271-1281、Elsevier 2010
本発明が解決しようとする課題は、より精度が高いT1マッピング法を実現することができる画像処理方法、画像処理装置及びMRI装置を提供することである。
実施形態に係る画像処理方法は、IR(Inversion Recovery)パルスの印加後にグラディエントエコー法により連続して収集された第1データ及び第2データを用いて、複素積の信号値である複素積信号値と複素比の信号値である複素比信号値とを画素単位で算出し、算出された複素比信号値に基づいて選択された複素積信号値により、画素のT1値を導出することを含む。
図1は、第1の実施形態に係るMRI装置の構成例を示す図である。 図2は、MP2RAGE法のパルスシーケンスの一例を示す図である。 図3は、MP2RAGE画像における各画素の信号強度の特性の一例を示す図である。 図4は、第1の実施形態に係る収集機能、再構成機能、算出機能及び導出機能の詳細を説明するための図である。 図5は、第1の実施形態に係る算出機能によって生成されるMP2RAGE画像及び比画像の一例を示す図である。 図6は、第1の実施形態に係る導出機能の処理手順を示すフローチャートである。 図7は、第1の実施形態に係る設定機能によって生成される変換テーブルの一例を示す図である。 図8は、第1の実施形態に係る導出機能によって生成されるT1マップの一例を示す図である。 図9は、第2の実施形態に係る収集機能、再構成機能、算出機能及び導出機能の詳細を説明するための図である。 図10は、第2の実施形態に係る算出機能によるマスク画像の生成を説明するための図である。 図11は、第2の実施形態に係る算出機能によって生成されるマスク画像の一例を示す図である。 図12は、第2の実施形態に係る導出機能の処理手順を示すフローチャートである。 図13は、第2の実施形態に係る導出機能によって生成されるT1マップの一例を示す図である。 図14は、第3の実施形態に係る画像処理装置の構成例を示す図である。 図15は、第3の実施形態に係る取得機能及び導出機能の詳細を説明するための図である。 図16は、第3の実施形態に係る取得機能及び導出機能の詳細を説明するための図である。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係るMRI装置の構成例を示す図である。例えば、図1に示すように、MRI装置100は、静磁場磁石1、傾斜磁場コイル2、傾斜磁場電源3、送信コイル4、送信回路5、受信コイル6、受信回路7、寝台8、入力回路9、ディスプレイ10、記憶回路11、処理回路12〜15を備える。
静磁場磁石1は、中空の略円筒形状(円筒の中心軸に直交する断面が楕円状となるものを含む)に形成され、内周側に形成される撮像空間に一様な静磁場を発生させる。例えば、静磁場磁石1は、永久磁石や超伝導磁石等によって実現される。
傾斜磁場コイル2は、中空の略円筒形状(円筒の中心軸に直交する断面が楕円状となるものを含む)に形成され、静磁場磁石1の内周側に配置される。傾斜磁場コイル2は、互いに直交するx軸、y軸及びz軸それぞれに沿った傾斜磁場を発生させる3つのコイルを有する。ここで、x軸、y軸及びz軸は、MRI装置100に固有の装置座標系を構成する。例えば、x軸の方向は、鉛直方向に設定され、y軸の方向は、水平方向に設定される。また、z軸の方向は、静磁場磁石1によって発生する静磁場の磁束の方向と同じに設定される。
傾斜磁場電源3は、傾斜磁場コイル2が有する3つのコイルそれぞれに個別に電流を供給することで、x軸、y軸及びz軸それぞれに沿った傾斜磁場を撮像空間に発生させる。x軸、y軸及びz軸それぞれに沿った傾斜磁場を適宜に発生させることによって、互いに直交するリードアウト方向、位相エンコード方向、及びスライス方向それぞれに沿った傾斜磁場を発生させることができる。ここで、リードアウト方向、位相エンコード方向、及びスライス方向それぞれに沿った軸は、撮像の対象となるスライス領域又はボリューム領域を規定するための論理座標系を構成する。なお、以下では、リードアウト方向に沿った傾斜磁場をリードアウト傾斜磁場と呼び、位相エンコード方向に沿った傾斜磁場を位相エンコード傾斜磁場と呼び、スライス方向に沿った傾斜磁場をスライス傾斜磁場と呼ぶ。
ここで、各傾斜磁場は、静磁場磁石1によって発生する静磁場に重畳され、磁気共鳴信号(Magnetic Resonance:MR)に空間的な位置情報を付与するために用いられる。具体的には、リードアウト傾斜磁場は、リードアウト方向の位置に応じてMR信号の周波数を変化させることで、MR信号にリードアウト方向に沿った位置情報を付与する。また、位相エンコード傾斜磁場は、位相エンコード方向に沿ってMR信号の位相を変化させることで、MR信号に位相エンコード方向の位置情報を付与する。また、スライス傾斜磁場は、撮像領域がスライス領域の場合には、スライス領域の方向、厚さ、枚数を決めるために用いられ、撮像領域がボリューム領域である場合には、スライス方向の位置に応じてMR信号の位相を変化させることで、MR信号にスライス方向に沿った位置情報を付与する。
送信コイル4は、中空の略円筒形状(円筒の中心軸に直交する断面が楕円状となるものを含む)に形成され、傾斜磁場コイル2の内側に配置される。送信コイル4は、送信回路5から出力されるRF(Radio Frequency)パルスを撮像空間に印加する。
送信回路5は、ラーモア周波数に対応するRFパルスを送信コイル4に出力する。例えば、送信回路5は、発振回路、位相選択回路、周波数変換回路、振幅変調回路、及び、RF増幅回路を有する。発振回路は、静磁場中に置かれた対象原子核に固有の共鳴周波数のRFパルスを発生する。位相選択回路は、発振回路から出力されるRFパルスの位相を選択する。周波数変換回路は、位相選択回路から出力されるRFパルスの周波数を変換する。振幅変調回路は、周波数変換回路から出力されるRFパルスの振幅を例えばsinc関数に従って変調する。RF増幅回路は、振幅変調回路から出力されるRFパルスを増幅して送信コイル4に出力する。
受信コイル6は、被検体Sから発せられるMR信号を受信するRFコイルである。具体的には、受信コイル6は、撮像空間に置かれた被検体Sに装着され、送信コイル4によって印加されるRF磁場の影響で被検体Sから発せられるMR信号を受信するRFコイルである。また、受信コイル6は、受信したMR信号を受信回路7へ出力する。例えば、受信コイル6には、撮像対象の部位ごとに専用のコイルが用いられる。ここでいう専用のコイルは、例えば、頭部用の受信コイル、頚部用の受信コイル、肩用の受信コイル、胸部用の受信コイル、腹部用の受信コイル、下肢用の受信コイル、脊椎用の受信コイル等である。
受信回路7は、受信コイル6から出力されるMR信号に基づいてMR信号データを生成し、生成したMR信号データを処理回路13に出力する。例えば、受信回路7は、選択回路、前段増幅回路、位相検波回路、及び、アナログデジタル変換回路を有する。選択回路は、受信コイル6から出力されるMR信号を選択的に入力する。前段増幅回路は、選択回路から出力されるMR信号を増幅する。位相検波回路は、前段増幅回路から出力されるMR信号の位相を検波する。アナログデジタル変換回路は、位相検波回路から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換することでMR信号データを生成し、生成したMR信号データを処理回路13に出力する。
なお、ここでは、送信コイル4がRFパルスを印加し、受信コイル6がMR信号を受信する場合の例を説明するが、送信コイル及び受信コイルの形態はこれに限られない。例えば、送信コイル4が、MR信号を受信する受信機能をさらに有してもよい。また、受信コイル6が、RF磁場を印加する送信機能をさらに有していてもよい。送信コイル4が受信機能を有している場合は、受信回路7は、送信コイル4によって受信されたMR信号からもMR信号データを生成する。また、受信コイル6が送信機能を有している場合は、送信回路5は、受信コイル6にもRFパルスを出力する。
寝台8は、被検体Sが載置される天板8aを備え、被検体Sの撮像が行われる際に、静磁場磁石1及び傾斜磁場コイル2の内側に形成される撮像空間へ天板8aを挿入する。例えば、寝台8は、長手方向が静磁場磁石1の中心軸と平行になるように設置される。
入力回路9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、入力回路9は、処理回路15に接続されており、操作者から受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路15へ出力する。例えば、入力回路9は、トラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、タッチパネル等によって実現される。
ディスプレイ10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10は、処理回路15に接続されており、処理回路15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10は、液晶モニタやCRT(Cathode Ray Tube)モニタ、タッチパネル等によって実現される。
記憶回路11は、各種データを記憶する。具体的には、記憶回路11は、MR信号データや画像データを被検体Sごとに記憶する。例えば、記憶回路11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。
処理回路12は、寝台8の動作を制御する。例えば、処理回路12は、プロセッサによって実現される。例えば、処理回路12は、寝台制御機能12aを有する。寝台制御機能12aは、寝台8に接続され、制御用の電気信号を寝台8へ出力することで、寝台8の動作を制御する。例えば、寝台制御機能12aは、入力回路9を介して、天板8aを長手方向、上下方向又は左右方向へ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8aを移動するように、寝台8が有する天板8aの駆動機構を動作させる。
処理回路13は、MRI装置100が有する各構成要素を制御することで、MRI装置100の全体制御を行う。例えば、処理回路13は、プロセッサによって実現される。例えば、処理回路13は、設定機能13aを有する。設定機能13aは、入力回路9を介して操作者からパルスシーケンスに関する各種の撮像パラメータの入力を受け付け、受け付けた撮像パラメータに基づいてシーケンス実行データを生成する。そして、設定機能13aは、生成したシーケンス実行データを処理回路14に送信することで、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、MR信号データを収集するための手順を示すパルスシーケンスを定義した情報である。具体的には、シーケンス実行データは、傾斜磁場電源3が傾斜磁場コイル2に電流を供給するタイミング及び供給される電流の強さ、送信回路5が送信コイル4に供給するRFパルス電流の強さや供給タイミング、受信回路7がMR信号を検出する検出タイミング等を定義した情報である。
処理回路14は、各種パルスシーケンスを実行することで、被検体のデータを収集する。例えば、処理回路14は、プロセッサによって実現される。例えば、処理回路14は、収集機能14aを有する。収集機能14aは、操作者によって設定された撮像条件に基づいて、各種パルスシーケンスを実行する。具体的には、収集機能14aは、処理回路12から出力されるシーケンス実行データに基づいて傾斜磁場電源3、送信回路5及び受信回路7を駆動することで、各種パルスシーケンスを実行する。
また、収集機能14aは、各種パルスシーケンスを実行した結果として、受信回路7からMR信号データを受信し、受信したMR信号データを記憶回路11に格納する。なお、収集機能14aによって受信されたMR信号データの集合は、前述したリードアウト傾斜磁場、位相エンコード傾斜磁場、及びスライス傾斜磁場によって付与された位置情報に応じて2次元又は3次元に配列されることで、k空間を構成するデータとして記憶回路11に格納される。
処理回路15は、画像再構成処理や画像生成処理等の各種データ処理を行う。例えば、処理回路15は、プロセッサによって実現される。例えば、処理回路15は、再構成機能15aと、算出機能15bと、導出機能15cとを有する。再構成機能15a、算出機能15b、及び導出機能15cについては、後に詳細に説明する。なお、算出機能は、特許請求の範囲における算出部の一例であり、導出機能は、特許請求の範囲における導出部の一例である。
ここで、上述した処理回路12〜15が有する各処理機能は、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11に記憶される。各処理回路は、各プログラムを記憶回路11から読み出し、読み出した各プログラムを実行することで、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処理回路12〜15は、図1に示した各処理機能を有することとなる。
なお、図1では、処理回路12が有する処理機能、処理回路13が有する処理機能、処理回路14が有する処理機能、及び、処理回路15が有する処理機能が単一の処理回路によって実現される場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、各処理回路は、複数の独立したプロセッサを組み合わせて構成され、各プロセッサが各プログラムを実行することにより各処理機能を実現するものとしても構わない。また、各処理回路が有する各処理機能は、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。
以上、本実施形態に係るMRI装置100の構成例について説明した。一般的に、MRI装置は、対象原子核スピンの集団が磁場中に置かれたときに、その固有の磁気モーメントと存在磁場強度とに応じた特定の周波数(共鳴周波数)で回転する高周波磁場に共鳴し、その緩和過程で信号(磁気共鳴信号)を発生する現象を利用して、物質の化学的及び物理的な微視的情報を取得する装置である。
MRI装置では、撮像パルスシーケンスのパラメータを調整することにより、組織の緩和時間であるT1値やT2値、プロトン密度等を反映したさまざまなコントラストの画像を得ることができるが、通常は検査時間の都合上、あらかじめ設定した特定のパラメータによる限られた数のT1強調画像やT2強調画像を得て診断が行われる。しかしながら、病態の進行や投薬等の治療による効果等を評価する場合や、患者間の比較をする場合には、より客観性や定量性がある指標を用いることが求められる。
このようなMRI装置を用いて、組織の縦緩和時間を示すT1値の画像であるT1マップを作成する方法が知られている。T1マップの作成には、その目的の収集及び再構成、さらには、再構成された画像を解析してT1値を算出する所定のアルゴリズムが用いられる。これらの収集から解析までを通じた方法はT1マッピング法と呼ばれる。例えば、このようなT1マッピング法として、インバージョンリカバリ(Inversion Recovery:IR)法や、可変フリップ角(Variable Flip Angle:VFA)法等が知られている。
また、近年では、3T(Tesla)−MRI装置のように磁場強度が高い装置も実用化され、高磁場でより顕著になる送信高周波(Radio Frequency:RF)パルスの空間的なムラ(以下、B1ムラと呼ぶ)に影響されにくいT1マッピング法が提案されている。例えば、このようなT1マッピング法として、MP2RAGE(Magnetization Prepared 2 Rapid Acquisition Gradient Echoes)法が知られている。
図2は、MP2RAGE法のパルスシーケンスの一例を示す図である。例えば、図2に示すように、MP2RAGE法では、IR(Inversion Recovery)パルスとして180°パルスが印加された後に、グラディエントエコー法により連続して第1データ21及び第2データ22が収集される。ここで、第1データ21と第2データ22とは、異なるTI(Inversion Time)で収集される(図2に示すTI1、TI2)。例えば、TIは、180°パルスが印加されてからk空間の中心に対応するエコーが発生するまでの時間として定義される。
なお、データの収集法としては、例えば、高速グラディエントエコー法が用いられる。また、IRパルスとして、180°パルス以外のパルスが用いられてもよい。また、収集される画像は、3D画像であってもよいし、2D画像であってもよい。また、励起パルスα1、α2は同じフリップ角であってもよい。
MP2RAGE法では、例えば、IRパルスを併用した高速グラディエントエコー法によって三次元領域からの複素信号を2セット収集し、収集された複素信号から2つの複素画像を再構成する(以下、それぞれGRE1、GRE2とする)。次に、これらの2つの複素画像から、以下の式(1)で演算することにより、MP2RAGE画像S_MP2RAGEを生成する。
S_MP2RAGE=real((GRE1*×GRE2)/(|GRE1|×|GRE1|+|GRE2|×|GRE2|))
・・・(1)
ここで、*は複素共役を表す。
このとき、非特許文献1に記載されているように、高速グラディエントエコー法の撮像条件を適切に設定すると、MP2RAGE画像S_MP2RAGEは、B1ムラの影響が小さい、T1値に依存した信号強度を有するという特徴を持つようになる。
図3は、MP2RAGE画像における各画素の信号強度の特性の一例を示す図である。図3において、横軸は、MP2RAGE画像における各画素の信号強度を示しており、縦軸は、組織のT1値を示している。例えば、図3に示す曲線から、T1値が300ms程度から3000ms程度までの範囲について、MP2RAGE信号からT1値を算出することができる。
一方、T1値が3000ms程度以上である場合には、MP2RAGE画像における各画素の信号強度は、3000ms程度以下の別のT1値の場合と同じ信号強度であることが分かる。このような特性を、以下では、“T1値の折り返し”と呼ぶ。すなわち、例えば、特定のT1値よりも短いT1値をデフォルトで選択する手法を採ると、特定のT1値より長いT1値を有する組織の場合には、MP2RAGE法によるT1マッピング法は不正確になることがあり得る。なお、T1値の折返しは、図3に示す曲線でT1値が300ms程度となっている短いT1でも生じうる。すなわち、例えば、特定のT1値よりも長いT1値をデフォルトで選択する手法を採ると、特定のT1値より短いT1値を有する組織の場合でも、MP2RAGE法によるT1マッピング法は不正確になることがあり得る。
この課題を避けるためには、収集条件を変更することが行われる。例えば、非特許文献1に記載されているように、フリップ角を小さくするとB1ムラの影響をより小さくできる。したがって、3000ms程度以上のT1値を測定できるようにするには、例えば、フリップ角を大きくする、IRパルスの印加間隔を延長する等の変更が行われるが、このような変更は、B1ムラの影響が大きくなる、撮像時間が延長するという好ましくない影響をもたらすことになる。また、別の課題としては、短いT1値や長いT1値を同時に正確に算出する条件を設定することが難しいということが挙げられる。
このようなことから、本実施形態に係るMRI装置100は、検査する被検体の組織のT1値を測定するために、MP2RAGE法によるデータ収集を行い、MP2RAGE画像及び比画像(Ratio画像とも呼ばれる)を併用することにより、T1値の折り返しを回避し、撮像条件の変更を行うことなく、短いT1値から長いT1値までを正確に解析する方法を提供する。
具体的には、本実施形態では、処理回路13の設定機能13aが、MP2RAGE法によるデータ収集を行うための撮像パラメータを操作者から受け付ける。そして、設定機能13aは、受け付けた撮像パラメータに基づいて、MP2RAGE法のパルスシーケンスを実行するためのシーケンス実行データを生成し、生成したシーケンス実行データを処理回路14に送信することで、収集機能14aにMP2RAGE法のパルスシーケンスを実行させる。
また、処理回路15の算出機能15bが、MP2RAGE法により異なるTIで収集された第1データ及び第2データを用いて、複素積の信号値である複素積信号値と複素比の信号値である複素比信号値とを画素単位で算出する。このとき、算出機能15bは、第1データ41の信号値と第2データ42の信号値とを乗じて得られる値を、第1データ41の信号値の2乗と第2データ42の信号値の2乗とを加算して得られる値で除することで複素積信号値を算出する。また、算出機能15bは、第1データ41の信号値を第2データ42の信号値で除することで複素比信号値を算出する。そして、処理回路15の導出機能15cが、算出機能15bによって算出された複素比信号値に基づいて選択された複素積信号値により、画素のT1値を導出する。
なお、本実施形態では、複素積信号値は、MP2RAGE法により収集された第1データ及び第2データから得られるMP2RAGE画像の信号値である。また、本実施形態では、複素比信号値は、MP2RAGE法により収集された第1データ及び第2データから得られる比画像の信号値である。
図4は、第1の実施形態に係る収集機能、再構成機能、算出機能及び導出機能の詳細を説明するための図である。例えば、図4に示すように、本実施形態では、収集機能14aが、MP2RAGE法のパルスシーケンスを実行することで、異なるTIに相当する2つのMP2RAGE信号セットである第1データ41及び第2データ42を収集する。
また、再構成機能15aが、第1データ41及び第2データ42に高速フーリエ変換(Fast Fourier Transform:FFT)等の処理を適用することで、2つのMP2RAGE元画像を生成する。そして、再構成機能15aは、生成した2つのMP2RAGE元画像を算出機能15bに入力する。
また、算出機能15bが、再構成機能15aから入力された2つのMP2RAGE元画像を用いて、MP2RAGE画像43を生成する。このとき、算出機能15bは、前述した式(1)で演算することにより、MP2RAGE画像S_MP2RAGEを生成する。
さらに、算出機能15bは、再構成機能15aから入力された2つのMP2RAGE元画像を用いて、比画像44を生成する。このとき、算出機能15bは、以下の式(2)で演算することにより、比画像S_Ratioを生成する。
S_Ratio=real(GRE1/GRE2) ・・・(2)
より具体的には、算出機能15bは、GRE1=R1+iX1、GRE2=R2+iX2とした場合に、以下の式(3)によってMP2RAGE画像S_MP2RAGEを生成し、以下の式(4)によって比画像S_Ratioを生成する。
S_MP2RAGE=(R1×R2+X1×X2)/(R12+X12+R22+X22) ・・・(3)
S_Ratio=(R1×R2+X1×X2)/(R22+X22) ・・・(4)
このとき、算出機能15bは、第1データ41から得られた複素画像GRE1からリアル画像及びイマジナリ画像を再々構成し、第2データ42から得られた複素画像GRE2からもリアル画像及びイマジナリ画像を再々構成する。そして、算出機能15bは、GRE1から得られたリアル画像及びイマジナリ画像を、式(3)のR1及びX1にそれぞれ代入し、GRE2から得られたリアル画像及びイマジナリ画像を、式(3)のR2及びX2にそれぞれ代入することで、MP2RAGE画像S_MP2RAGEを生成する。また、算出機能15bは、GRE1から得られたリアル画像及びイマジナリ画像を、式(4)のR1及びX1にそれぞれ代入し、GRE2から得られたリアル画像及びイマジナリ画像を、式(4)のR2及びX2にそれぞれ代入することで、比画像S_Ratioを生成する。
図5は、第1の実施形態に係る算出機能によって生成されるMP2RAGE画像及び比画像の一例を示す図である。図5は、人体の頭部のMP2RAGE画像43及び比画像44と、MP2RAGE画像43における側脳室を通る直線51上の画素値のプロファイル52と、比画像44における側脳室を通る直線53上の画素値のプロファイル54とを示している。例えば、プロファイル52に示すように、MP2RAGE画像43では、側脳室内において、脳脊髄液(CerebroSpinal Fluid:CSF)の部分にT1値の折り返しが発生する。一方、例えば、プロファイル54に示すように、比画像44では、側脳室内において折り返しが発生しておらず、正しい脳脊髄液の分布が得られる。
そして、算出機能15bは、生成したMP2RAGE画像43及び比画像44を導出機能15cに入力する。
その後、導出機能15cが、算出された複素比信号値に基づいて、所定の複素積信号値に対応するT1値の複数の候補の中からT1値を選択する。このとき、導出機能15cは、第1データ及び第2データが収集された際の撮像パラメータから得られる、複素積信号値とT1値との関係、及び、複素比信号値とT1値との関係に基づいて、複数の候補の中からT1値を選択する。
本実施形態では、導出機能15cは、算出機能15bから入力されたMP2RAGE画像43及び比画像44を用いて画素ごとにT1値を算出することで、T1マップを生成する。
図6は、第1の実施形態に係る導出機能の処理手順を示すフローチャートである。なお、以下で説明する各ステップは、例えば、処理回路15が導出機能15cに対応する所定のプログラムを記憶回路11から呼び出して実行することにより実現される。
例えば、図6に示すように、導出機能15cは、まず、処理対象の画素を選択する(ステップS101)。続いて、導出機能15cは、処理対象として選択した画素の位置におけるMP2RAGE画像の画素値に基づいて、T1値の候補を特定する(ステップS102)。
本実施形態では、処理回路13の設定機能13aが、操作者から受け付けた撮像パラメータに基づいて、複素積信号値とT1値との関係、及び、複素比信号値とT1値との関係を求めておく。そして、設定機能13aは、それぞれの関係に基づいて、複素積信号値とT1値との間で値を変換するための変換テーブル、及び、複素比信号値とT1値との間で値を変換するための変換テーブルを作成し、記憶回路11に保存しておく。なお、設定機能13aは、それぞれの関係を表す関数を生成して、記憶回路11に保存しておいてもよい。
図7は、第1の実施形態に係る設定機能によって生成される変換テーブルの一例を示す図である。なお、図7は、各変換テーブルで対応付けられる値をグラフで示しており、図7の左側に示す図は、MP2RAGE画像における各画素の信号強度とT1値との対応を示しており、図7の右側に示す図は、比画像における各画素の信号強度とT1値との対応を示している。
例えば、設定機能13aは、非特許文献1に記載された式及び上述した式(1)を用いて、操作者によって設定された撮像パラメータ(例えば、TRやフリップ角α等)から、MP2RAGE画像における各画素の信号強度とT1値との関係を求める。また、設定機能13aは、非特許文献1に記載された式及び上述した式(2)を用いて、操作者によって設定された撮像パラメータから、比画像における各画素の信号強度とT1値との関係を求める。
そして、導出機能15cは、MP2RAGE画像における各画素の信号強度とT1値との対応を表す変換テーブルを参照する(または、関数を用いる)ことで、処理対象として選択した画素の位置におけるMP2RAGE画像の画素値に対応するT1値の候補(T1値の答えの候補)を特定する。このとき、例えば、図7の左側の図に示すように、MP2RAGE画像における各画素の信号強度とT1値との関係では、1つの信号強度に対してT1値の候補が複数存在することもある(例えば、信号強度が−0.5〜−0.45の付近)。
続いて、導出機能15cは、設定機能13aによって生成された変換テーブルを参照する(または、関数を用いる)ことで、処理対象として選択した画素の位置における比画像の画素値に対応するT1値の候補(T1値の答えの候補)を特定する(ステップS103)。このとき、例えば、図7の右側の図に示すように、比画像における各画素の信号強度とT1値との関係では、1つの信号強度に対して1つのT1値の候補が特定される。
そして、導出機能15cは、両者のT1候補を照合させることにより、1つのT1値(T1値の正解値)を特定する(ステップS104)。具体的には、導出機能15cは、MP2RAGE画像の画素値に基づいて特定したT1値の候補の中から、比画像の画素値に基づいて特定したT1値に近い方のT1値を選択する。
導出機能15cは、上述した処理を全ての画素を対象として逐一実行することで、各画素のT1値を導出する(ステップS105)。これにより、導出機能15cは、T1マップを生成する。そして、例えば、導出機能15cは、生成したT1マップを記憶回路11に保存したり、ディスプレイ10に出力したりする。
図8は、第1の実施形態に係る導出機能によって生成されるT1マップの一例を示す図である。例えば、図8に示すように、導出機能15cは、画素ごとに、T1値に応じて輝度値を変化させたT1マップを生成する。図8の左側に示す図は、比画像に基づく補正を行わずに、MP2RAGE画像から直接T1値を算出した場合のT1マップ81を示している。また、図8の右側に示す図は、上述したように比画像に基づく補正を行った場合のT1マップ82を示している。例えば、図8に示すように、補正無しのT1マップ81では、T1値の折り返しによって、側脳室内の輝度値が反転してしまっているが、補正有りのT1マップ82では、側脳室内の輝度値が反転しておらず、T1値がより適切に表されていることが分かる。
上述したように、第1の実施形態によれば、より精度が高いT1マッピング法を実現することができる。
なお、上述した第1の実施形態では、導出機能15cが、MP2RAGE画像における各画素の信号強度とT1値との関係、及び、比画像における各画素の信号強度とT1値との関係に基づいてT1値を選択する場合の例を説明したが、本実施形態はこれに限られない。例えば、導出機能15cは、比画像における各画素の信号強度とT1値との関係だけを用いて、T1値を選択してもよい。
この場合には、算出機能15bは、IRパルスの印加後にグラディエントエコー法により連続して収集された第1データ及び第2データを用いて、複素比の信号値である複素比信号値を画素単位で算出する。また、導出機能15cは、算出機能15bによって算出された複素比信号値に基づいて、各画素のT1値を導出する。すなわち、この場合には、算出機能15bは、必ずしも、MP2RAGE画像の信号値を算出しなくてもよい。導出機能15cは、比画像の信号値から変換テーブルを参照してT1値を導出することになる。
このように、比画像の信号値のみからT1値を導出することも可能であるが、前述したように、MP2RAGE画像の信号値に基づいてT1値を導出したほうが、有利な結果が得られると考えられる。なぜなら、非特許文献1に記載されているように、ノイズ伝搬の点でMP2RAGE画像が比画像よりも有利であるからである。したがって、MP2RAGE画像を元に、ノイズの影響を受けにくく安定的に選定されたT1値候補(場合によって複数存在する)に対して、比画像のT1値候補を照合させることによって、正確なT1値を確定させることが可能になるのである。
(第2の実施形態)
また、上述した第1の実施形態では、導出機能が比画像を入力とする場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、導出機能は、比画像から生成されたマスク画像を入力としてもよい。なお、ここでいうマスク画像とは、T1値の折り返しの有無を示すマスク値を画素値に持つ画像データである。
以下では、このような場合の例を第2の実施形態として説明する。なお、本実施形態では、MRI装置100の構成について、第1の実施形態と異なる点を中心に説明することとし、図1に示した構成要素と同様の役割を果たす構成要素については、同じ符号を付すこととして詳細な説明を省略する。
図9は、第2の実施形態に係る収集機能、再構成機能、算出機能及び導出機能の詳細を説明するための図である。例えば、図9に示すように、本実施形態では、算出機能115bが、図4に示した比画像44の代わりに、マスク画像94を導出機能115cに入力する。
具体的には、算出機能115bは、複素積信号値とT1値との関係に基づいて、T1値の折り返しが発生する境界のT1値を特定し、複素比信号値とT1値との関係に基づいて、境界のT1値に対応する複素比信号値である基準の複素比信号値を特定する。そして、算出機能115bは、算出された複素比信号値が基準の複素比信号値より大きいか小さいかに応じて、T1値の折り返しが発生しているか否かを示す画素値を設定したマスク画像94を生成する。
図10は、第2の実施形態に係る算出機能によるマスク画像の生成を説明するための図である。図10は、図7と同様に、各変換テーブルで対応付けられる値をグラフで示しており、図10の左側に示す図は、MP2RAGE画像における各画素の信号強度とT1値との対応を示し、図10の右側に示す図は、比画像における各画素の信号強度とT1値との対応を示している。
例えば、算出機能115bは、図10の左側に示す図のように、MP2RAGE画像における各画素の信号強度とT1値との対応を表す変換テーブルを参照して、折り返しが発生するT1値(図10の例では、約3000ms)を特定する。そして、例えば、算出機能115bは、特定したT1値より小さいT1値の範囲については、マスク値=0と定義し、折り返しが発生するT1値以上のT1の範囲については、マスク値=1と定義する。すなわち、マスク値=0は、T1値の折り返しが発生していないことを示し、マスク値=1は、T1値の折り返しが発生していることを示す。
その後、算出機能115bは、図10の右側に示す図のように、比画像における各画素の信号強度とT1値との対応を表す変換テーブルを参照して、特定したT1値に対応する比画像における各画素の信号強度を基準の信号強度(図10の例では、約−1)として特定する。そして、算出機能115bは、第1の実施形態と同様に生成した比画像44において、基準の信号強度より大きな信号強度を有する画素については、マスク値=0を設定し、基準の信号強度以下の信号強度を有する画素については、マスク値=1を設定する。このように、算出機能115bは、比画像44に含まれる各画素の画素値をマスク値に置き換えることで、マスク画像94を生成する。
図11は、第2の実施形態に係る算出機能によって生成されるマスク画像の一例を示す図である。例えば、図11に示すように、算出機能115bによって、T1値の折り返しが発生している画素には「1」(図11に示す白い部分の画素)が設定され、T1値の折り返しが発生していない画素には「0」(図11に示す黒い部分の画素)が設定されたマスク画像94が生成される。
そして、本実施形態では、導出機能115cが、算出された複素比信号値が基準の複素比信号値より大きいか小さいかに応じて、複数の候補の中からT1値を選択する。このとき、導出機能115cは、算出された複素比信号値が基準の複素比信号値より大きいか小さいかをマスク画像94によって判断して、複数の候補の中からT1値を選択する。
図12は、第2の実施形態に係る導出機能115cの処理手順を示すフローチャートである。なお、以下で説明する各ステップは、例えば、処理回路15が導出機能115cに対応する所定のプログラムを記憶回路11から呼び出して実行することにより実現される。
例えば、図12に示すように、導出機能115cは、まず、処理対象の画素を選択する(ステップS201)。続いて、導出機能115cは、処理対象として選択した画素の位置におけるMP2RAGE画像の画素値に基づいて、T1値の候補を特定する(ステップS202)。
また、導出機能115cは、処理対象として選択した画素の位置におけるマスク画像94の画素値を参照する(ステップS203)。そして、導出機能115cは、マスク画像94の画素値に応じて、T1値の値を特定する(ステップS204)。
具体的には、マスク画像94の画素値が「1」であった場合には、導出機能115cは、MP2RAGE画像における各画素の信号強度とT1値との対応を表す変換テーブルを参照して、処理対象の画素の位置におけるMP2RAGE画像43の画素値に対応するT1値の候補を特定する。マスク画像94の画素値が「1」である場合は、T1値の折り返しが発生していることになるので、この場合には、導出機能115cは、T1値の複数の候補のうち、大きい方のT1値を選択する。
一方、マスク画像94の画素値が「0」であった場合には、導出機能115cは、MP2RAGE画像における各画素の信号強度とT1値との対応を表す変換テーブルを参照して、処理対象の画素の位置におけるMP2RAGE画像43の画素値に対応するT1値の候補を特定する。マスク画像94の画素値が「0」である場合は、T1値の折り返しが発生していないことになるので、この場合には、導出機能115cは、T1値の複数の候補のうち、小さい方のT1値を選択する。
なお、例えば、図10の左側に示した図のように、T1値に上限値(図10の例では、5000ms)があるときには、マスク値が「0」であった場合に、T1値の候補が複数になる場合(図10の例では、信号強度が−0.5〜−0.45付近の場合)と、1つになる場合(図10の例では、信号強度が−0.45付近〜0.5の場合)とがあり得る。したがって、導出機能115cは、マスク画像94の画素値が「0」であった場合に、T1値の候補として1つのT1値が特定された場合には、特定されたT1値をそのまま用いる。すなわち、この場合には、導出機能115cは、処理対象の画素の位置におけるMP2RAGE画像43の画素値に対応するT1値として、複数の候補の中からT1値を選択するのではなく、1つのT1値を直接的に特定することになる。
このように、マスク画像94とMP2RAGE画像43とを導出機能115cの入力とすることで、T1値を一意に決定することが可能になる。
導出機能115cは、上述した処理を全ての画素を対象として逐一実行することで、各画素のT1値を導出する(ステップS205)。これにより、導出機能115cは、T1マップを生成する。そして、例えば、導出機能115cは、生成したT1マップを記憶回路11に保存したり、ディスプレイ10に出力したりする。
図13は、第2の実施形態に係る導出機能によって生成されるT1マップの一例を示す図である。例えば、図13に示すように、導出機能115cは、画素ごとに、T1値に応じて輝度値を変化させたT1マップを生成する。図13の左側に示す図は、比画像に基づく補正を行わずに、MP2RAGE画像から直接T1値を算出した場合のT1マップ131を示している。また、図13の中央に示す図は、上述したようにマスク画像94に基づく補正を行った場合のT1マップ132を示している。また、図13に示す右側の図は、マスク画像94を示している。例えば、図13に示すように、補正無しのT1マップ131では、T1値の折り返しによって、側脳室内の輝度値が反転してしまっているが、補正有りのT1マップ132では、側脳室内の輝度値が反転しておらず、T1値がより適切に表されていることが分かる。
上述した第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様に、より精度が高いT1マッピング法を実現することができる。
また、第2の実施形態によれば、比画像44の代わりにマスク画像94を導出機能115cの入力とすることで、導出機能15cに提供する画像データのサイズを減らすことができ、導出機能15cによる処理の負荷を軽減することができる。また、マスク画像94を、MP2RAGE画像43の付帯情報の形で取り扱うことで、操作の煩雑さの低減等の効果も得られる。
(第3の実施形態)
なお、上述した第1及び第2の実施形態では、MRI装置の実施形態を説明したが、本願が開示する画像処理方法の実施形態はこれに限られない。例えば、上述した画像処理方法は、ネットワークを介してMRI装置100と接続された画像処理装置で実施することも可能である。以下では、第3の実施形態として、画像処理装置の実施形態を説明する。
図14は、第3の実施形態に係る画像処理装置の構成例を示す図である。例えば、図14に示すように、本実施形態に係る画像処理装置300は、ネットワーク400を介して、MRI装置100と、画像保管装置200とに接続される。なお、画像処理装置300は、ネットワーク400を介して、X線CT(Computed Tomography)装置や、超音波診断装置、PET(Positron Emission Tomography)装置等の他の画像診断装置にさらに接続されてもよい。
MRI装置100は、磁気共鳴現象を利用して被検体の画像データを収集する。具体的には、MRI装置100は、操作者によって設定された撮像条件に基づいて各種撮像シーケンスを実行することで、被検体から磁気共鳴データを収集する。そして、MRI装置100は、収集した磁気共鳴データに対してフーリエ変換処理等の画像処理を施すことで、二次元又は三次元の画像データを生成する。
画像保管装置200は、各種画像診断装置によって収集された画像データを保管する。具体的には、画像保管装置200は、ネットワーク400を介してMRI装置100から画像データを取得し、取得した画像データを装置内又は装置外に設けられた記憶回路に記憶させる。例えば、画像保管装置200は、サーバ装置等のコンピュータ機器によって実現される。
画像処理装置300は、各種画像診断装置によって収集された画像データを処理する。具体的には、画像処理装置300は、ネットワーク400を介してMRI装置100又は画像保管装置200から画像データを取得し、装置内又は装置外に設けられた記憶回路に記憶させる。また、画像処理装置300は、取得した画像データに対して各種画像処理を行い、画像処理を行う前又は画像処理を行った後の画像データをディスプレイ等に表示する。例えば、画像処理装置300は、ワークステーション等のコンピュータ機器によって実現される。
例えば、図14に示すように、画像処理装置300は、I/F(インターフェース)回路310と、記憶回路320と、入力回路330と、ディスプレイ340と、処理回路350とを有する。
I/F回路310は、画像処理装置300と、ネットワーク400を介して接続された他の装置との間で送受信される各種データの伝送及び通信を制御する。具体的には、I/F回路310は、処理回路350に接続され、処理回路350から出力される画像データを所定の通信プロトコルに準拠した形式に変換し、MRI装置100又は画像保管装置200に送信する。また、I/F回路310は、MRI装置100又は画像保管装置200から受信した画像データを処理回路350に出力する。例えば、I/F回路310は、ネットワークカードやネットワークアダプタ、NIC(Network Interface Controller)等によって実現される。
記憶回路320は、各種データを記憶する。具体的には、記憶回路320は、処理回路350に接続され、処理回路350から送られる命令に応じて、入力された画像データを記憶し、又は、記憶している画像データを処理回路350に出力する。例えば、記憶回路320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。
入力回路330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、入力回路330は、処理回路350に接続され、操作者から受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路350に出力する。例えば、入力回路330は、トラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、タッチパネル等によって実現される。
ディスプレイ340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340は、処理回路350に接続され、処理回路350から出力される画像データに基づいて、各種の形式で画像を表示する。例えば、ディスプレイ340は、液晶モニタやCRT(Cathode Ray Tube)モニタ、タッチパネル等によって実現される。
処理回路350は、入力回路330を介して操作者から受け付けた入力操作に応じて、画像処理装置300が有する各構成要素を制御する。具体的には、処理回路350は、I/F回路310から出力される画像データを記憶回路320に記憶させる。また、処理回路350は、記憶回路320から読み出した画像データをディスプレイ340に表示する。例えば、処理回路350は、プロセッサによって実現される。
ここで、上述した処理回路350が有する各処理機能は、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320に記憶される。処理回路350は、各プログラムを記憶回路320から読み出し、読み出した各プログラムを実行することで、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処理回路350は、図14に示した各処理機能を有することとなる。
なお、図14では、処理回路350が有する処理機能が単一の処理回路350によって実現される場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、処理回路350は、複数の独立したプロセッサを組み合わせて構成され、各プロセッサが各プログラムを実行することにより各処理機能を実現するものとしても構わない。また、処理回路350が有する各処理機能は、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。
このような構成のもと、本実施形態では、画像処理装置300の処理回路350が、取得機能351と、導出機能352とを有する。なお、取得機能は、特許請求の範囲における取得部の一例であり、導出機能は、特許請求の範囲における導出部の一例である。
取得機能351は、IRパルスの印加後にグラディエントエコー法により連続して収集された第1データ及び第2データを用いて画素単位で算出された複素積の信号値である複素積信号値と複素比の信号値である複素比信号値とを取得する。また、導出機能352は、取得された複素比信号値に基づいて選択された複素積信号値により、画素のT1値を導出する。
例えば、MRI装置100が第1の実施形態で説明した機能を有する場合には、取得機能351は、MP2RAGE画像43と比画像44とをMRI装置100から取得する。
図15は、第3の実施形態に係る取得機能及び導出機能の詳細を説明するための図である。例えば、図15に示すように、取得機能351は、MP2RAGE画像43と比画像44とをMRI装置100から取得する。
ここで、取得機能351は、MP2RAGE画像43及び比画像44とともに、これらの画像の元データをMP2RAGE法により収集した際の撮像パラメータ、及び、当該撮像パラメータに基づいて生成された変換テーブルもMRI装置100から取得する。ここでいう変換テーブルとは、第1の実施形態で説明したように、複素積信号値とT1値との間で値を変換するための変換テーブル、及び、複素比信号値とT1値との間で値を変換するための変換テーブルである。なお、取得機能351は、撮像パラメータ及び変換テーブルの両方を取得してもよいし、いずれか一方のみを取得してもよい。撮像パラメータのみを取得する場合には、取得機能351は、第1の実施形態で説明した設定機能13aと同様に、取得した撮像パラメータから変換テーブルを生成する機能をさらに有する。
その後、取得機能351は、MP2RAGE画像43、比画像44及び変換テーブルを導出機能352に入力する。例えば、取得機能351は、MRI装置100から取得した各画像を記憶回路320に保存し、導出機能352が、記憶回路320に保存された各情報を読み出して入力する。
そして、導出機能352は、入力されたMP2RAGE画像43、比画像44及び変換テーブルを用いて画素ごとにT1値を算出することで、T1マップを生成する。このとき、導出機能352は、MP2RAGE画像43、比画像44及び変換テーブルを用いて、第1の実施形態で説明した導出機能15cと同様の方法で、T1マップを生成する。
なお、例えば、第3の実施形態でも、導出機能352は、MP2RAGE画像における各画素の信号強度とT1値との関係、及び、比画像における各画素の信号強度とT1値との関係に基づいてT1値を選択する場合に限られず、比画像における各画素の信号強度とT1値との関係だけを用いて、T1値を選択してもよい。
また、例えば、MRI装置100が第2の実施形態で説明した機能を有する場合には、取得機能は、比画像44の代わりに、マスク画像94をMRI装置100から取得してもよい。
図16は、第3の実施形態に係る取得機能及び導出機能の詳細を説明するための図である。例えば、図16に示すように、取得機能351は、MP2RAGE画像43とマスク画像94とをMRI装置100から取得する。
ここで、取得機能351は、上述した例と同様に、MP2RAGE画像43及びマスク画像94とともに、これらの画像の元データをMP2RAGE法により収集した際の撮像パラメータ、及び、当該撮像パラメータに基づいて生成された変換テーブルもMRI装置100から取得する。この場合も、取得機能351は、撮像パラメータ及び変換テーブルの両方を取得してもよいし、いずれか一方のみを取得してもよい。撮像パラメータのみを取得する場合には、取得機能351は、取得した撮像パラメータから変換テーブルを生成する機能をさらに有する。
その後、取得機能351は、MP2RAGE画像43、マスク画像94及び変換テーブルを導出機能352に入力する。例えば、上述した例と同様に、取得機能351は、MRI装置100から取得した各画像を記憶回路320に保存し、導出機能352が、記憶回路320に保存された各情報を読み出して入力する。
そして、導出機能352は、入力されたMP2RAGE画像43、マスク画像94及び変換テーブルを用いて画素ごとにT1値を算出することで、T1マップを生成する。このとき、導出機能352は、MP2RAGE画像43、マスク画像94及び変換テーブルを用いて、第2の実施形態で説明した導出機能15cと同様の方法で、T1マップを生成する。
なお、上述した例では、取得機能351は、MP2RAGE画像43や比画像44、マスク画像94、撮像パラメータ、変換テーブルをMRI装置100から取得することとしたが、実施形態はこれに限られない。例えば、これらの情報が画像保管装置200に保存されている場合には、取得機能351は、画像保管装置200から各画像を取得してもよい。
なお、例えば、MRI装置100から画像処理装置300へ送信されるマスク画像や撮像パラメータ、変換テーブル等の情報は、対応するMP2RAGE画像の付帯情報として、MP2RAGE画像のデータに付与されて送信される。例えば、MRI装置100から画像処理装置300との間で、DICOM(Digital Imaging and Communication in Medicine)に準拠したデータ通信が行われる場合には、DICOMのフォーマットで用意された付帯情報の項目に各情報が設定されて送信されてもよい。
また、MRI装置100から取得機能351へ送信される各情報は、MRI装置100が各情報を生成したタイミングで送信してもよいし、取得機能351が操作者からの指示に応じてMRI装置100に送信要求を送ることで、MRI装置100から取得してもよい。
上述した第3の実施形態によれば、第1及び第2の実施形態と同様に、より精度が高いT1マッピング法を実現することができる。
また、第3の実施形態によれば、取得機能351がマスク画像94をMRI装置100から取得することとした場合には、比画像44を取得する場合と比べて、転送時間の短縮や、操作の煩雑さの低減等の効果も得られる。
上述した各実施形態によれば、B1ムラに影響されにくいMP2RAGE画像の特性を生かし、T1値の折り返しを適切に扱った精度の高いT1マッピング法を実現することができる。さらに、T1値の折り返しが発生しやすい条件、例えば、フリップ角を小さくした場合や、IRパルス間の時間間隔を小さくした場合にも正確なT1マップを生成することができる。これにより、B1ムラの影響がより小さいMP2RAGE法によるT1マッピング法や、撮像時間の短いMP2RAGE法によるT1マッピング法を実現することができる。
なお、上述した各実施形態では、リアル画像として求めたMP2RAGE画像を導出機能の入力とした場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、導出機能は、MP2RAGE信号を複素画像のまま入力としてもよい。
また、上述した各実施形態において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、或いは、特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit:ASIC)、プログラマブル論理デバイス(例えば、単純プログラマブル論理デバイス(Simple Programmable Logic Device:SPLD)、複合プログラマブル論理デバイス(Complex Programmable Logic Device:CPLD)、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ(Field Programmable Gate Array:FPGA))等の回路を意味する。ここで、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むように構成しても構わない。この場合には、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。また、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて1つのプロセッサとして構成され、その機能を実現するようにしてもよい。
以上説明した少なくとも1つの実施形態によれば、より精度が高いT1マッピング法を実現することができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
100 磁気共鳴イメージング(Magnetic Resonance Imaging:MRI)装置
15 処理回路
15b 算出機能
15c 導出機能

Claims (13)

  1. IR(Inversion Recovery)パルスの印加後にグラディエントエコー法により連続して収集された第1データ及び第2データを用いて、複素積の信号値である複素積信号値と複素比の信号値である複素比信号値とを画素単位で算出し、
    算出された複素比信号値に基づいて選択された複素積信号値により、画素のT1値を導出する
    ことを含む、画像処理方法。
  2. 前記第1データと前記第2データとは、異なるTI(Inversion Time)で収集されたデータである
    請求項1に記載の画像処理方法。
  3. 前記T1値を導出するステップは、前記算出された複素比信号値に基づいて、所定の複素積信号値に対応するT1値の複数の候補の中からT1値を選択する
    ことを含む、請求項1又は2に記載の画像処理方法。
  4. 前記T1値を導出するステップは、前記第1データ及び前記第2データが収集された際の撮像パラメータから得られる、複素積信号値とT1値との関係、及び、複素比信号値とT1値との関係に基づいて、前記複数の候補の中からT1値を選択する
    ことを含む、請求項3に記載の画像処理方法。
  5. 前記T1値を導出するステップは、
    前記複素比信号値とT1値との関係に基づいて、前記算出された複素比信号値に対応するT1値を特定し、
    特定したT1値に近い方のT1値を前記複数の候補の中から選択する
    ことを含む、請求項4に記載の画像処理方法。
  6. 前記複素積信号値と前記複素比信号値とを算出するステップは、
    前記複素積信号値とT1値との関係に基づいて、T1値の折り返しが発生する境界のT1値を特定し、
    前記複素比信号値とT1値との関係に基づいて、前記境界のT1値に対応する複素比信号値である基準の複素比信号値を特定する
    ことを含み、
    前記T1値を導出するステップは、
    前記算出された複素比信号値が前記基準の複素比信号値より大きいか小さいかに応じて、前記複数の候補の中からT1値を選択する
    ことを含む、請求項4に記載の画像処理方法。
  7. 前記複素積信号値と前記複素比信号値とを算出するステップは、前記算出された複素比信号値が前記基準の複素比信号値より大きいか小さいかに応じて、T1値の折り返しが発生しているか否かを示す画素値を設定したマスク画像を生成する
    ことを含み、
    前記T1値を導出するステップは、前記マスク画像において折り返しが発生していることを示す画素値が設定されている画素について、前記複数の候補の中からT1値を選択する
    ことを含む、請求項6に記載の画像処理方法。
  8. 前記複素積信号値と前記複素比信号値とを算出するステップは、
    前記第1データの信号値と前記第2データの信号値とを乗じて得られる値を、前記第1データの信号値の2乗と前記第2データの信号値の2乗とを加算して得られる値で除することで前記複素積信号値を算出し、
    前記第1データの信号値を前記第2データの信号値で除することで前記複素比信号値を算出する
    ことを含む、請求項1〜7のいずれか一つに記載の画像処理方法。
  9. IR(Inversion Recovery)パルスの印加後にグラディエントエコー法により連続して収集された第1データ及び第2データを用いて、複素比の信号値である複素比信号値を画素単位で算出し、
    算出された複素比信号値に基づいて、各画素のT1値を導出する
    ことを含む、画像処理方法。
  10. IR(Inversion Recovery)パルスの印加後にグラディエントエコー法により連続して収集された第1データ及び第2データを用いて画素単位で算出された複素積の信号値である複素積信号値と複素比の信号値である複素比信号値とを取得する取得部と、
    取得された複素比信号値に基づいて選択された複素積信号値により、画素のT1値を導出する導出部と
    を備える、画像処理装置。
  11. IR(Inversion Recovery)パルスの印加後にグラディエントエコー法により連続して収集された第1データ及び第2データを用いて画素単位で算出された複素比の信号値である複素比信号値を取得する取得部と、
    取得された複素比信号値に基づいて、各画素のT1値を導出する導出部と
    を備える、画像処理装置。
  12. IR(Inversion Recovery)パルスの印加後にグラディエントエコー法により連続して収集された第1データ及び第2データを用いて、複素積の信号値である複素積信号値と複素比の信号値である複素比信号値とを画素単位で算出する算出部と、
    算出された複素比信号値に基づいて選択された複素積信号値により、画素のT1値を導出する導出部と
    を備える、磁気共鳴イメージング装置。
  13. IR(Inversion Recovery)パルスの印加後にグラディエントエコー法により連続して収集された第1データ及び第2データを用いて、複素比の信号値である複素比信号値を画素単位で算出する算出部と、
    算出された複素比信号値に基づいて、各画素のT1値を導出する導出部と
    を備える、磁気共鳴イメージング装置。
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