JP6640757B2 - マルチショット磁気共鳴(mr)イメージングシステム及びその操作方法 - Google Patents
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Description
本システムの実施形態に従って動作する相関性強化法は、図2を参照しながら述べられる。図2は、本システムの実施形態による磁気共鳴システムにより実行されるプロセス200を示すフローチャートを示す。プロセス200は、ネットワーク上で通信する1つ又は複数のコンピュータを使用して実行され得、互いに対してローカル及び/又は遠隔にあってもよい1つ又は複数のメモリから情報を取得し、且つ/又は当該メモリに情報を格納できる。本システムの実施形態による本明細書におけるプロセス200及びその他のプロセスは以下の工程のうちの1つ又は複数を含んでもよい。さらに、これらの工程のうちの1つ又は複数は所望であれば、組み合わせても、且つ/又は下位工程に分割されてもよい。さらに、これらの工程のうちの1つ又は複数は設定に応じて飛ばされてもよい。画像情報は、例えば、マルチショット画像シーケンスから収集された画像情報を含むことができる。操作に当たって、プロセス200は工程201で開始し、次に工程203に進むことができる。
(外1)
は重みを表し、コイル要素の感度(R9)及び相対シフトΔkjに依存し得る。式1により定義される操作は、k空間におけるコンボリューションであり、コンボリューションカーネルは
(外2)
により定義される。
(外3)
の計算については、b=0の中心k空間がSl(kr)及びSl’(kr−Δkj)に使用され得、未知の
(外4)
が次に本システムにより計算され得る。工程207完了後、プロセスは工程209へと続き得る。
(1)反復してチャンネル間のデータ相関性を強化する反復強化工程。k空間におけるコンボリューションは相関性を強化するために使用され得る。コンボリューション後、合成k空間が生成され得る。相関性は追加データ(例えば、DWIのb=0データ)を使用して訓練されてもよく、又は自己訓練されてもよい。
(2)各ショットに対して、反復中に対応するショットのデータ整合性を強化することにより合成k空間が生成され得、例えば合成k空間のいくつかのショットセットをもたらす、ショット毎のデータ整合性強化工程。すなわち、本システムの実施形態はショット毎のデータ整合性を利用できる。
サンプルMR画像情報は、本システムの実施形態に従ってPhilips(商標)3Tコイルで動作するms−EPI DWI法を使用して取得された。MR画像情報は、4つのインターリーブしたEPIショットによる1mm×1mm×4mmの分解能を有する。b=800及びNS=2が図3A〜図3Cに示される。より詳細には、図3Aは、位相補正せずに再構成されるMR画像を示す。図3Bは、PPIの平均(例えば、SENSEの平均)を使用して再構成されたMR画像を示す。図3Cは、本システムの実施形態に従って再構成されたMR画像を示す。本システムの実施形態に従って実行される画像再構成(例えば、画像3C)は、図3BのSENSEの平均を使用する従来の方法を用いて再構成された画像よりも明らかに改善されたSNRを有することが分かる。
本システムの実施形態に従って動作する固有値解析画像合成法は、図4を参照しながら以下で述べられる。図4は、本システムの実施形態による磁気共鳴システムにより実行されるプロセス400を示すフローチャートである。画像情報は、例えば、マルチショット画像シーケンスから収集された画像情報を含むことができる。操作に当たって、プロセスは工程401で開始し、次に工程403に進むことができる。
本システムの実施形態に従うプロセス400の2つの試験の結果を第1の試験及び第2の試験に示されるように以下で述べられる。
本システムのその他の実施形態によると、ms−EPIのための自己ナビゲーション再構成アルゴリズムが提供される。この自己ナビゲーション再構成アルゴリズムは、ショットの数が、(例えば、さらに多い数のショットまで)例えば18ショットまで増加してもロバストに機能する。しかし、その他の値及び/又は値の範囲もまた想定される。上述のように、従来のMUSE法は、ショット数が4を超えると失敗し得る。これは、図9Aと図9Bの比較により示される。図9Aは、1ショットSENSEに基づく再構成900Aを示す。図9Bは、8ショットSENSEに基づく再構成の例を示し、著しいアーチファクトが存在している。
サンプルの高分解能拡散テンソルイメージング(DTI)画像は、8チャンネル(ch)ヘッドコイル(米国ゲーンズビルのInvivo Corp.により製造)を有するPhilips(商標)3T Achieva(商標)システムで収集された。さらに詳細には、データ収集は、2回収束型スピンエコースキームで以下のパラメータ(b=800s/mm2、平均値の数=4、方向の数=6、FOV=230mm2、面内空間分解能=0.8mm2、スライス厚4mm、部分フーリエ比=0.6、FA=90°、TR=2.8s、及びTE=70ms)のマルチショットEPIシーケンスを使用して実行された。ショットの数は、以下に記述されるような試験に応じて4及び8に設定された。
a)用語「含む、備える」とは、所与の請求項に列記されるもの以外の要素又は工程の存在を排除するものではないこと、
b)要素に先立つ用語「1つの(a、an)」はこのような要素の複数の存在を排除するものではないこと、
c)特許請求の範囲におけるいかなる参照符号もその範囲を限定するものではないこと、
d)いくつかの「手段」は同じ項目又はハードウェア又はソフトウェアが実装された構造又は機能により表され得ること、
e)開示される要素のいずれかはハードウェア部分(例えば、ディスクリート電子回路及び集積電子回路を含む)、ソフトウェア部分(例えば、コンピュータプログラミング)、及びこれらの任意の組み合わせから構成され得ること、
f)ハードウェア部分はアナログ部分及びデジタル部分のうち一方又は両方から構成され得ること、
g)開示されるデバイス又はその一部のいずれかは、特に指示しない限り、一緒に組み合わせられるか、又はさらなる部分に分割されてもよいこと、
h)特に指示されない限り、工程又はステップの特定の順序が要求されるように意図されないこと、並びに
i)用語「複数」の要素は、特許請求される要素を2つ以上含み、要素の数のいかなる特定の範囲も示唆しない、すなわち、複数の要素は2つの要素と少なくてもよく、無限数の要素を含んでもよいこと。
以下に記載される参考文献1〜9は、参照することにより本明細書に組み込まれ、本明細書全体を通してそれぞれ参照番号R1〜R9を使用して本明細書で言及される。例えば、R1は第1の参考文献(例えば、Chen N−k著)に言及することができる。
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6.Walsh DO,Gmitro AF,Marcellin MW.Adaptive Reconstruction of Phased Array MR Imagery.Magn Reson Med 2000年;43巻:682〜690ページ。
7.Huang F,Lin W,Bornert P,Li Y,Reykowski A. Data COnvolution and Combination OperAtion (COCOA) for Motion Ghost Artifacts Reduction.MagnReson Med 2010年;64巻(1):157〜166ページ。
8.Truong TK,Chen NK,Song AW. Inherent correction of motion−induced phase errors in multishot spiral diffusion−weighted imaging.Magn Reson Med 2012年;68巻(4):1255〜1261ページ。
9.Griswold MA,Jakob PM,Heidemann RM,Mathias Nittka,Jellus V,Wang J,Kiefer B,Haase A.Generalized Autocalibrating Partially Parallel Acquisitions (GRAPPA).Magn Reson Med 2002年;47巻:1202〜1210ページ。
Claims (15)
- 磁気共鳴(MR)イメージング(MRI)システムであって、
マルチショット画像収集プロセスを実行して、各々が対応するデータを含む複数の画像ショットを含む少なくとも1つのマルチショット画像セットのMR情報を収集し、前記MR情報の少なくとも一部は拡張強調イメージングのために使用される磁場傾斜であるグラジエントを用いて取得され、前記MR情報の少なくとも別の部分は前記グラジエントを用いずに取得され、
前記グラジエントを用いずに若しくは自己訓練プロセスを使用して取得された前記MR情報の少なくとも一部のデータを含む、コンボリューションデータを含むコンボリューションカーネルを訓練し、
前記訓練されたコンボリューションカーネルを用いて前記少なくとも1つのマルチショット画像セットの前記複数の画像ショットのうちの少なくとも2つに対してグラジエントを用いて取得した前記MR情報を反復してコンボリューションし、モーションを補正するために前記複数の画像ショットのうちの前記少なくとも2つの画像ショットの対応する各ショットについての合成k空間データを形成し、前記合成k空間データは、前記反復コンボリューションの間に前記複数の画像ショットのうちの少なくとも2つの間のデータ整合性を強化することにより形成され、
前記少なくとも1つのマルチショット画像セットの前記複数の画像ショットのうちの前記少なくとも2つの画像ショットについての前記合成k空間データを画像空間に投影し、
前記画像空間に投影された前記投影済み合成k空間データを平均して画像情報を形成する、
ように構成された少なくとも1つのコントローラを備えるMRIシステム。 - 前記少なくとも1つのコントローラは、前記対応するマルチショットセットの前記反復コンボリューションを行うときに前記コンボリューションカーネルのデータを一定に保つ、請求項1に記載のMRIシステム。
- 前記少なくとも1つのコントローラは、前記コンボリューションカーネルのデータを固定して、前記少なくとも1つのマルチショット画像セットの前記反復コンボリューション中に整合的な相関関係を形成するようにさらに構成される、請求項1に記載のMRIシステム。
- 前記合成k空間データは合成k空間データのいくつかのショット(Ns)セットを形成する、請求項1に記載のMRIシステム。
- 前記平均する間、前記少なくとも1つのコントローラは、前記複数の画像ショットのうちの前記少なくとも2つのショットについての前記合成k空間データのマグニチュードを平均するように構成される、請求項1に記載のMRIシステム。
- ディスプレイをさらに備え、前記少なくとも1つのコントローラは、前記ディスプレイに前記形成された画像情報をレンダリングするようにさらに構成される、請求項1に記載のシステム。
- 少なくとも1つのコントローラを有する磁気共鳴(MR)イメージング(MRI)システムによって取得される画像を再構成する方法であって、前記方法は前記MRイメージングシステムの前記少なくとも1つのコントローラによって実行され、
マルチショット画像収集プロセスを実行して、各々が対応するデータを含む複数の画像ショットを含む少なくとも1つのマルチショット画像セットのMR情報を収集し、前記MR情報の少なくとも一部は拡張強調イメージングのために使用される磁場傾斜であるグラジエントを用いて取得され、前記MR情報の少なくとも別の部分は前記グラジエントを用いずに取得される、工程と、
前記グラジエントを用いずに取得された前記MR情報の少なくとも一部のデータを含む、コンボリューションデータを含むコンボリューションカーネルを訓練する工程と、
前記訓練されたコンボリューションカーネルを用いて前記少なくとも1つのマルチショット画像セットの前記複数の画像ショットのうちの少なくとも2つに対してグラジエントを用いて取得した前記MR情報を反復してコンボリューションし、モーションを補正するために前記少なくとも2つの画像ショットの対応する各ショットについての合成k空間データを形成する工程であって、前記合成k空間データは、前記反復コンボリューションの間に前記複数の画像ショットのうちの少なくとも2つの間のデータ整合性を強化することにより形成される、工程と、
前記複数の画像ショットのうちの前記少なくとも2つについての前記合成k空間データを画像空間に投影する工程と、
前記画像空間に投影された前記投影済み合成k空間データを平均して画像情報を形成する工程と、
を含む、方法。 - 前記方法は、前記対応するマルチショットセットの前記反復コンボリューションを行うときに前記コンボリューションカーネルのデータを一定に保つ工程をさらに含む、請求項7に記載の方法。
- 前記方法は、前記コンボリューションカーネルのデータを固定して、前記少なくとも1つのマルチショット画像セットの前記反復コンボリューション中に整合的な相関関係を形成する工程をさらに含む、請求項7に記載の方法。
- 前記合成k空間データは合成k空間データのいくつかのショット(Ns)セットを形成する、請求項7に記載の方法。
- 前記平均する工程は、前記少なくとも1つのマルチショット画像セットのうちの前記少なくとも2つのショットについての前記合成k空間データのマグニチュードを平均するステップをさらに含む、請求項7に記載の方法。
- 前記方法は、前記形成された画像情報をディスプレイにレンダリングする工程をさらに含む、請求項7に記載の方法。
- コンピュータ可読非一時的記憶媒体に格納されるコンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムは、磁気共鳴(MR)画像システムから取得された画像を再構成するように構成され、前記コンピュータプログラムは、
マルチショット画像収集プロセスを実行して、各々が対応するデータを含む複数の画像ショットを含む少なくとも1つのマルチショット画像セットのMR情報を収集し、前記MR情報の少なくとも一部は拡張強調イメージングのために使用される磁場傾斜であるグラジエントを用いて取得され、前記MR情報の少なくとも別の部分は前記グラジエントを用いずに取得され、
前記グラジエントを用いずに取得された前記MR情報の少なくとも一部のデータを含む、コンボリューションデータを含むコンボリューションカーネルを訓練し、
前記訓練されたコンボリューションカーネルを用いて前記少なくとも1つのマルチショット画像セットの前記複数の画像ショットのうちの少なくとも2つに対してグラジエントを用いて取得した前記MR情報を反復してコンボリューションし、モーションを補正するために前記少なくとも2つの画像ショットの対応する各ショットについての合成k空間データを形成し、前記合成k空間データは、前記反復コンボリューションの間に前記複数の画像ショットのうちの少なくとも2つの間のデータ整合性を強化することにより形成され、
前記少なくとも1つのマルチショット画像セットの前記複数の画像ショットのうちの前記少なくとも2つの画像ショットについての前記合成k空間データを画像空間に投影し、
前記画像空間に投影された前記投影済み合成k空間データを平均して画像情報を形成する
ように構成されたプログラム部分を備える、コンピュータプログラム。 - 前記プログラム部分は、前記対応するマルチショットセットの前記反復コンボリューションを行うときに前記コンボリューションカーネルの前記データを一定に保つようにさらに構成される、請求項13に記載のコンピュータプログラム。
- 前記プログラム部分は、前記コンボリューションカーネルの前記データを固定して、前記少なくとも1つのマルチショット画像セットの前記反復コンボリューション中に整合的な相関関係を形成するようにさらに構成され、及び/又は前記平均化中に、前記プログラム部分は、前記少なくとも1つのマルチショット画像セットのうちの前記少なくとも2つのショットについて、前記合成k空間データのマグニチュードを平均するよう更に構成される、請求項13に記載のコンピュータプログラム。
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