JP6752064B2 - Magnetic resonance imaging device, image processing device, and diffusion-weighted image calculation method - Google Patents

Magnetic resonance imaging device, image processing device, and diffusion-weighted image calculation method Download PDF

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    • A61B5/055Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves  involving electronic [EMR] or nuclear [NMR] magnetic resonance, e.g. magnetic resonance imaging

Description

本発明は、MPG(Motion Probing Gradient)を用いて撮像を行う磁気共鳴イメージング(以下、「MRI」という)装置に関し、特に、MPGの強さを表すパラメータであるb値を異ならせた条件下で複数の拡散強調画像を取得し、それら複数の拡散強調画像を用いて、任意のb値の拡散強調画像を求める技術に関する。 The present invention relates to a magnetic resonance imaging (hereinafter referred to as “MRI”) device that performs imaging using an MPG (Motion Diffusion Gradient), particularly under conditions in which the b value, which is a parameter representing the strength of MPG, is different. The present invention relates to a technique for acquiring a plurality of diffusion-weighted images and obtaining a diffusion-weighted image having an arbitrary b value by using the plurality of diffusion-weighted images.

MRI装置を用いたイメージング方法の一つに、拡散強調イメージングがある。拡散強調イメージングでは、拡散スピンからの信号強度を変化させる大強度の傾斜磁場パルスが用いられる。この傾斜磁場パルスは、MPG(拡散感受傾斜磁場)パルスと呼ばれ、その強度や印加軸を種々に異ならせた複数の撮像を行うことで、例えば脳における拡散など、特定の繊維に沿った拡散を可視化し(トラクトグラフィ)、繊維の方向性を表示させることができる(非特許文献1)。 Diffusion-weighted imaging is one of the imaging methods using an MRI apparatus. Diffusion-weighted imaging uses high-intensity gradient pulsed fields that change the signal intensity from the diffusion spins. This gradient magnetic field pulse is called an MPG (diffusion-sensitive gradient magnetic field) pulse, and by performing a plurality of imaging with variously different intensities and application axes, diffusion along a specific fiber such as diffusion in the brain is performed. Can be visualized (tractography) to display the directionality of fibers (Non-Patent Document 1).

また一般にb値が大きいほど拡散が強調された拡散強調画像が得られ、b値を異ならせた複数の拡散強調画像から、画素毎の拡散強調係数(ADC:Apparent Diffusion Coefficient)を算出することができる。 In general, the larger the b value, the more diffusion-weighted images are obtained, and it is possible to calculate the diffusion-weighted coefficient (ADC: Apparent Diffusion Co-efficient) for each pixel from a plurality of diffusion-weighted images having different b values. it can.

拡散強調イメージングで得られる拡散強調画像から、拡散強調係数や上述したトラクトグラフィを含む種々の診断画像を得るためには、MPGパルスの強さや軸を種々に変化させて撮像する必要があるが、それは撮像時間の大幅な増加を伴う。また低磁場MRI装置では、用いることが可能なMPGパルスの強度に制限があり、高いb値の拡散強調画像を得ることができない。この問題に対し、実際の撮像は少ない数のb値で行い、その結果から所望のb値の拡散強調画像を計算する手法が提案されている。 In order to obtain various diagnostic images including the diffusion-weighted coefficient and the above-mentioned tractography from the diffusion-weighted image obtained by diffusion-weighted imaging, it is necessary to image with various changes in the intensity and axis of the MPG pulse. It involves a significant increase in imaging time. Further, in the low magnetic field MRI apparatus, the intensity of MPG pulses that can be used is limited, and a diffusion-weighted image having a high b value cannot be obtained. To solve this problem, a method has been proposed in which actual imaging is performed with a small number of b-values and a desired diffusion-weighted image with a b-value is calculated from the result.

例えば特許文献1に開示された方法では、2以上のb値を用いてそれぞれ撮像領域を撮像することにより、2以上の元画像(拡散強調画像)を得て、2以上の元画像から見かけの拡散係数(ADC)を算出する。このADCに対し、任意のカットオフ拡散係数を設定し、カットオフ拡散係数以上であるADCを用いて任意のb値の拡散強調画像を計算する。この方法によれば、カットオフ拡散係数を設定することで、ノイズによる拡散係数の誤差を減らし、ノイズが少なく、病変部のコントラストが明瞭な拡散強調画像を計算することができる。以下、誤解が生じない限り、見かけの拡散係数(ADC)を、単に拡散係数(ADC)と記載する。 For example, in the method disclosed in Patent Document 1, two or more original images (diffusion-weighted images) are obtained by imaging each imaging region using two or more b values, and the apparent image is seen from two or more original images. Calculate the diffusion coefficient (ADC). An arbitrary cutoff diffusion coefficient is set for this ADC, and a diffusion-weighted image having an arbitrary b value is calculated using an ADC having a cutoff diffusion coefficient or more. According to this method, by setting the cutoff diffusion coefficient, it is possible to reduce the error of the diffusion coefficient due to noise, and to calculate a diffusion-weighted image with less noise and clear contrast of the lesion. Hereinafter, the apparent diffusion coefficient (ADC) is simply referred to as a diffusion coefficient (ADC) unless a misunderstanding occurs.

特開2016−102号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-102

Masutani Y, Aoki S, Abe O, et al; MR diffusion tensor imaging recent advance and new techniques for diffusion tensor visualization. Eur J Radiol 46: 53-66, 2003.Masutani Y, Aoki S, Abe O, et al; MR diffusion tensor imaging recent advance and new techniques for diffusion tensor visualization. Eur J Radiol 46: 53-66, 2003.

しかしながら、特許文献1の方法では、カットオフ拡散係数以下の画素を計算対象外にするなどの手法を採るため、ノイズの多い拡散強調画像から計算した仮想拡散強調画像で、画素の欠損が発生する可能性がある。 However, in the method of Patent Document 1, since a method such as excluding pixels having a cutoff diffusion coefficient or less is excluded from the calculation target, pixel loss occurs in the virtual diffusion-weighted image calculated from the noisy diffusion-weighted image. there is a possibility.

そこで本発明の目的は、拡散係数算出におけるノイズの影響を排除し、しかも画素の欠損を発生させずに、任意のb値の拡散強調画像を計算することのできるMRI装置及び拡散強調画像計算方法を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is an MRI apparatus and a diffusion-weighted image calculation method capable of calculating a diffusion-weighted image of an arbitrary b value without eliminating the influence of noise in the calculation of the diffusion coefficient and causing pixel loss. Is to provide.

上記目的を達成するために、本発明のMRI装置及び拡散強調画像計算方法は、複数のb値(b値=0の場合を含んでもよい)でそれぞれ取得した各画像の分析を行い、拡散係数が異常値になる画素(異常画素)の有無を分析する。異常画素があれば、それを抽出し、各画像の画素値を用いて補正する。補正後の画像は、例えば、拡散係数の算出や、算出した拡散係数を用いた任意のb値における拡散強調画像(仮想拡散強調画像)の算出に用いられる。 In order to achieve the above object, the MRI apparatus and the diffusion-weighted image calculation method of the present invention analyze each image acquired with a plurality of b values (including the case where b value = 0), and analyze the diffusion coefficient. Analyze the presence or absence of pixels (abnormal pixels) in which is an abnormal value. If there are abnormal pixels, they are extracted and corrected using the pixel values of each image. The corrected image is used, for example, for the calculation of the diffusion coefficient and the calculation of the diffusion-weighted image (virtual diffusion-weighted image) at an arbitrary b value using the calculated diffusion coefficient.

すなわち本発明のMRI装置は、複数の異なるMPGパルス印加条件で複数の撮像を行い、各撮像毎に核磁気共鳴信号を取得する撮像部と、前記撮像部が取得した核磁気共鳴信号を用いて画像を再構成する画像再構成部と、MPGパルス印加条件の異なる複数の前記画像を用いて拡散強調画像の計算を行う演算部と、を備える。演算部は、MPGパルス印加条件が異なる複数の画像を分析し、異常画素の有無を判定する分析部を有し、前記分析部の結果に基づき補正された前記複数の画像を用いて拡散強調画像を算出する。なお「補正された前記複数の画像を用いる」とは、直接補正された画像を用いる場合のみならず、補正された画像から算出した結果(例えば拡散係数)を用いる場合も含まれる。演算部が算出する拡散強調画像には、例えば、拡散係数(ADC)マップや任意のb値における仮想拡散強調画像が含まれる。 That is, the MRI apparatus of the present invention uses an imaging unit that performs a plurality of imaging under a plurality of different MPG pulse application conditions and acquires a nuclear magnetic resonance signal for each imaging, and a nuclear magnetic resonance signal acquired by the imaging unit. An image reconstruction unit for reconstructing an image and a calculation unit for calculating a diffusion-weighted image using a plurality of the images having different MPG pulse application conditions are provided. The calculation unit has an analysis unit that analyzes a plurality of images having different MPG pulse application conditions and determines the presence or absence of abnormal pixels, and uses the plurality of images corrected based on the results of the analysis unit to perform diffusion-weighted images. Is calculated. The phrase "using the plurality of corrected images" includes not only the case of using the directly corrected image but also the case of using the result calculated from the corrected image (for example, the diffusion coefficient). The diffusion-weighted image calculated by the calculation unit includes, for example, a diffusion-weighted image (ADC) map or a virtual diffusion-weighted image at an arbitrary b value.

本発明によれば、ノイズの影響を受けず、また画素の欠損を生じることなく、精度よく見かけの拡散係数(ADC)を算出することができる。これにより任意のb値で拡散強調画像の計算精度を向上することができる。 According to the present invention, the apparent diffusion coefficient (ADC) can be calculated accurately without being affected by noise and without causing pixel loss. As a result, the calculation accuracy of the diffusion-weighted image can be improved at an arbitrary b value.

本発明に係るMRI装置の全体構成の一例を示す図。The figure which shows an example of the whole structure of the MRI apparatus which concerns on this invention. MPGパルスを用いる撮影パルスシーケンスの例。An example of a shooting pulse sequence using MPG pulses. 第一実施形態の演算処理部の機能ブロック図。The functional block diagram of the arithmetic processing part of 1st Embodiment. 第一実施形態の処理フローを示すフローチャート。The flowchart which shows the processing flow of 1st Embodiment. 第一実施形態の処理に用いるGUIの一例を示す図。The figure which shows an example of GUI used for the processing of 1st Embodiment. 第一実施形態の処理の流れと各処理で得られる画像を示す図。The figure which shows the flow of the process of 1st Embodiment and the image obtained by each process. 比較例の処理の流れと各処理で得られる画像を示す図。The figure which shows the process flow of the comparative example and the image obtained by each process. 第一実施形態の変形例の処理フローを示すフローチャート。The flowchart which shows the processing flow of the modification of 1st Embodiment. 第二実施形態の処理フローを示すフローチャート。The flowchart which shows the processing flow of 2nd Embodiment. 第二実施形態の処理に用いるGUIの一例を示す図。The figure which shows an example of GUI used for the processing of 2nd Embodiment. 第二実施形態の変形例の処理フローを示すフローチャート。The flowchart which shows the processing flow of the modification of the 2nd Embodiment. 第三実施形態の演算処理部の機能ブロック図。The functional block diagram of the arithmetic processing part of 3rd Embodiment. 第三実施形態の処理フローを示すフローチャート。The flowchart which shows the processing flow of 3rd Embodiment. 第三実施形態におけるフィッティングを説明する図。The figure explaining the fitting in 3rd Embodiment. 第四実施形態の処理フローを示すフローチャート。The flowchart which shows the processing flow of 4th 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. In all the drawings for explaining the embodiment of the invention, those having the same function are designated by the same reference numerals, and the repeated description thereof will be 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体の断層画像を得るもので、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、信号処理部7と、シーケンサ4と、演算処理部(CPU)8とを備えて構成される。 First, an overall outline of an example of the MRI apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an embodiment of an MRI apparatus according to the present invention. This MRI apparatus obtains a tomographic image of a subject by utilizing an NMR phenomenon, and includes a static magnetic field generating unit 2, a gradient magnetic field generating unit 3, a transmitting unit 5, a receiving unit 6, and a signal processing unit 7. , The sequencer 4 and the arithmetic processing unit (CPU) 8 are provided.

静磁場発生部2は、被検体1が置かれる空間に均一な静磁場を発生させるもので、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(静磁場発生磁石)からなる。静磁場発生源には、被検体1の体軸と直交する方向の静磁場を発生する垂直磁場方式、被検体1の体軸方向の静磁場を発生する水平磁場方式があり、本発明はいずれにも適用できる。 The static magnetic field generating unit 2 generates a uniform static magnetic field in the space where the subject 1 is placed, and is composed of a permanent magnet type, a normal conducting type, or a superconducting type static magnetic field generating source (static magnetic field generating magnet). The static magnetic field generation source includes a perpendicular magnetic field method that generates a static magnetic field in a direction orthogonal to the body axis of the subject 1 and a horizontal magnetic field method that generates a static magnetic field in the body axis direction of the subject 1. Can also be applied to.

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軸方向に傾斜磁場を印加する傾斜磁場コイル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とから成り、シ−ケンサ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を駆動することにより、X、Y、Zの3軸方向に傾斜磁場Gx、Gy、Gzを印加する。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選択傾斜磁場パルス(Gs)を印加して被検体1に対するスライス面を設定し、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傾斜磁場パルス(Gp)と周波数エンコード傾斜磁場パルス(Gf)を印加して、エコー信号にそれぞれの方向の位置情報をエンコードする。さらに上記3軸方向の傾斜磁場を組み合わせることで、任意の軸方向のMPGパルスを印加することができる。 The gradient magnetic field generating unit 3 includes a gradient magnetic field coil 9 that applies a gradient magnetic field in the three axes of X, Y, and Z, which is a coordinate system (static coordinate system) of the MRI apparatus, and a gradient magnetic field that drives each gradient magnetic field coil. The gradient magnetic field Gx, Gy, and Gz are applied in the three axial directions of X, Y, and Z by driving the gradient magnetic field power source 10 of each coil according to a command from the sequencer 4. At the time of imaging, a slice selection gradient pulse (Gs) is applied in a direction orthogonal to the slice plane (imaging cross section) to set the slice plane with respect to the subject 1, and the remaining 2 are orthogonal to the slice plane and orthogonal to each other. A phase-encoded gradient pulse (Gp) and a frequency-encoded gradient pulse (Gf) are applied in one direction to encode the position information in each direction in the echo signal. Further, by combining the gradient magnetic fields in the three axial directions, an MPG pulse in an arbitrary axial direction can be applied.

シーケンサ4は、高周波磁場パルス(以下、「RFパルス」という)と傾斜磁場パルスをある所定のパルスシーケンスで繰り返し印加する制御手段で、演算処理部8の制御で動作し、被検体1の断層画像のデータ収集に必要な種々の命令を送信部5、傾斜磁場発生部3、および受信部6に送る。本実施形態のMRI装置では、パルスシーケンスとして後述する拡散強調イメージングのパルスシーケンスを用いる。 The sequencer 4 is a control means that repeatedly applies a high-frequency magnetic field pulse (hereinafter referred to as “RF pulse”) and a gradient magnetic field pulse in a predetermined pulse sequence, operates under the control of the arithmetic processing unit 8, and is a tomographic image of the subject 1. Various commands necessary for data collection are sent to the transmitting unit 5, the gradient magnetic field generating unit 3, and the receiving unit 6. In the MRI apparatus of this embodiment, a pulse sequence of diffusion-weighted imaging described later is used as the pulse sequence.

送信部5は、被検体1の生体組織を構成する原子の原子核スピンに核磁気共鳴を起こさせるために、被検体1にRFパルスを照射するもので、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RFパルスをシーケンサ4からの指令によるタイミングで変調器12により振幅変調し、この振幅変調されたRFパルスを高周波増幅器13で増幅した後に被検体1に近接して配置された送信コイル14aに供給することにより、RFパルスが被検体1に照射される。 The transmission unit 5 irradiates the subject 1 with an RF pulse in order to cause nuclear magnetic resonance in the nuclear spins of the atoms constituting the biological tissue of the subject 1, and the high-frequency oscillator 11, the modulator 12, and the high-frequency amplifier It is composed of 13 and a high frequency coil (transmission coil) 14a on the transmission side. The RF pulse output from the high-frequency oscillator 11 is amplitude-modulated by the modulator 12 at the timing commanded by the sequencer 4, and the amplitude-modulated RF pulse is amplified by the high-frequency amplifier 13 and then placed close to the subject 1. By supplying the transmission coil 14a, an RF pulse is applied to the subject 1.

受信部6は、被検体1の生体組織を構成する原子核スピンの核磁気共鳴により放出されるエコー信号(NMR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。送信コイル14aから照射された電磁波によって誘起された被検体1の応答のNMR信号が被検体1に近接して配置された受信コイル14bで検出され、信号増幅器15で増幅された後、シーケンサ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でディジタル量に変換されて、信号処理部7に送られる。 The receiving unit 6 detects an echo signal (NMR signal) emitted by nuclear magnetic resonance of the nuclear spins constituting the biological tissue of the subject 1, and is a high-frequency coil (reception coil) 14b and a signal amplifier 15 on the receiving side. It is composed of an orthogonal phase detector 16 and an A / D converter 17. The NMR signal of the response of the subject 1 induced by the electromagnetic wave emitted from the transmitting coil 14a is detected by the receiving coil 14b arranged close to the subject 1, amplified by the signal amplifier 15, and then amplified by the signal amplifier 15. The signals are divided into two systems orthogonal to each other by the orthogonal phase detector 16 at the timing according to the above command, each of which is converted into a digital quantity by the A / D converter 17 and sent to the signal processing unit 7.

信号処理部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、光ディスク19、磁気ディスク18等の外部記憶装置と、ディスプレイ(表示部)20とを有する。受信部6からのデータが演算処理部(CPU)8に入力されると、演算処理部8が信号処理、画像再構成等の処理を実行し、その結果である被検体1の断層画像をディスプレイ20に表示すると共に、外部記憶装置の磁気ディスク18等に記録する。 The signal processing unit 7 performs various data processing, displays and stores processing results, and has an external storage device such as an optical disk 19 and a magnetic disk 18, and a display (display unit) 20. When the data from the receiving unit 6 is input to the arithmetic processing unit (CPU) 8, the arithmetic processing unit 8 executes processing such as signal processing and image reconstruction, and displays the tomographic image of the subject 1 as a result. It is displayed on 20 and recorded on a magnetic disk 18 or the like of an external storage device.

操作部25は、MRI装置の各種制御情報や上記信号処理部7や演算処理部8で行う処理の制御情報を入力する入力部として機能するもので、トラックボール又はマウス23、及び、キーボード24などを備える。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 functions as an input unit for inputting various control information of the MRI apparatus and control information of processing performed by the signal processing unit 7 and the arithmetic processing unit 8, and is a trackball or mouse 23, a keyboard 24, and the like. To be equipped. The operation unit 25 is arranged close to the display 20, and the operator interactively controls various processes of the MRI apparatus through the operation unit 25 while looking at the display 20.

なお、ここでは静磁場発生部2、傾斜磁場発生部3、送信部4、受信部6、及びシーケンサ4を纏めて撮像部という。 Here, the static magnetic field generating unit 2, the gradient magnetic field generating unit 3, the transmitting unit 4, the receiving unit 6, and the sequencer 4 are collectively referred to as an imaging unit.

現在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、被検体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。 Currently, the nuclides to be imaged by the MRI apparatus are hydrogen nuclides (protons), which are the main constituents of the subject, which are widely used clinically. By imaging the spatial distribution of the proton density and the spatial distribution of the relaxation time of the excited state, the morphology or function of the human head, abdomen, limbs, etc. is imaged two-dimensionally or three-dimensionally.

特に本発明の撮像部は、動きのある原子核スピン、拡散スピンを強調して画像化する撮像(拡散強調イメージング)を行う。拡散イメージングに用いられる典型的なパルスシーケンスを図2に示す。本シーケンスはスピンエコー型エコープラナーイメージング(SE−EPI)と呼ばれるシーケンスにMPG(拡散感受傾斜磁場)パルス301、302を埋め込んでいる。SE−EPIは、2つの高周波パルス201、202、スライス傾斜磁場パルス203、204、位相エンコード傾斜磁場パルス205、206、読み出し傾斜磁場パルス207、208、からなり、このときエコー信号209はリードアウト傾斜磁場パルス208に同期して発生する。一回のパルスシーケンスの実行で画像情報をすべて取得する方法はワンショットSE−EPIによる拡散イメージングと呼ばれる。また、エンコード傾斜磁場パルス205の形状を点線で示すように変えながら、一連のパルスシーケンスを複数回繰り返して1枚の画像情報を取得する方法は分割型(マルチショット)SE−EPIによる拡散イメージングと呼ばれる。本実施形態では、ワンショット、マルチショットのいずれも採用できる。 In particular, the imaging unit of the present invention performs imaging (diffusion-weighted imaging) in which moving nuclear spins and diffusion spins are emphasized and imaged. A typical pulse sequence used for diffusion imaging is shown in FIG. In this sequence, MPG (diffusion-sensitive gradient magnetic field) pulses 301 and 302 are embedded in a sequence called spin echo type echoplanar imaging (SE-EPI). The SE-EPI consists of two high frequency pulses 201 and 202, slice gradient pulse 203 and 204, phase encoded gradient pulse 205 and 206, and readout gradient pulse 207 and 208, at which time the echo signal 209 has a readout gradient. It is generated in synchronization with the magnetic field pulse 208. The method of acquiring all the image information by executing one pulse sequence is called diffusion imaging by one-shot SE-EPI. Further, a method of acquiring one image information by repeating a series of pulse sequences a plurality of times while changing the shape of the encoded gradient magnetic field pulse 205 as shown by a dotted line is a diffusion imaging by a split type (multi-shot) SE-EPI. be called. In this embodiment, both one-shot and multi-shot can be adopted.

なお図2ではMPGパルス301、302は読出し傾斜磁場Grの方向に印加されているが、他の軸(Ge、Gs)に印加される場合や、複数の軸に同時に印加される場合がある。MPGパルス301、302は、撮影用の傾斜磁場と同一のハードウエア(傾斜磁場発生部3)を使って生成される。 In FIG. 2, the MPG pulses 301 and 302 are applied in the direction of the read gradient magnetic field Gr, but may be applied to other axes (Ge, Gs) or may be applied to a plurality of axes at the same time. The MPG pulses 301 and 302 are generated using the same hardware (gradient magnetic field generator 3) as the gradient magnetic field for photographing.

また拡散強調イメージングのパルスシーケンスを含む種々のパルスシーケンスは、予めプログラムとして演算処理部8の記憶装置に格納しておくことができ、撮像方法に応じて読み出され実行される。 Further, various pulse sequences including the pulse sequence of diffusion-weighted imaging can be stored in the storage device of the arithmetic processing unit 8 as a program in advance, and are read out and executed according to the imaging method.

本実施形態のMRI装置は、演算処理部8が、このような拡散イメージングのパルスシーケンスを実行することで取得したエコー信号(核磁気共鳴信号)を用いて拡散強調画像の作成を行う。このための演算処理部8の構成を図3に示す。 In the MRI apparatus of the present embodiment, the arithmetic processing unit 8 creates a diffusion-weighted image using an echo signal (nuclear magnetic resonance signal) acquired by executing such a diffusion imaging pulse sequence. The configuration of the arithmetic processing unit 8 for this purpose is shown in FIG.

演算処理部8は、エコー信号を用いて画像を再構成する画像再構成部81と、画像再構成部81が作成した複数の拡散強調画像に対し種々の解析や演算を行う拡散画像演算部(演算部)80と、画像再構成部81や拡散画像演算部80が作成した画像及びGUI等をディスプレイ20に表示させるための表示制御部86と、を備える。拡散画像演算部80は、複数の画像の異常画素の分析や補正、及び、拡散強調画像の算出を行う。図3に示す例では、これらの機能を達成するため、拡散画像演算部80は、MPGパルス印加条件が異なる複数の画像に対し、異常画素の有無等の分析を行う分析部82と、分析部82で異常画素と判定された画素を補正する補正部83と、補正部83により画素が補正された画像を用いて拡散強調係数を算出する拡散係数算出部84と、拡散強調係数と用いて所望のb値の拡散強調画像を算出する仮想拡散画像算出部85と、を備える。分析部や補正部として、拡散画像演算部80ニューラルネットワークのような機械学習アルゴリズムを組み込むことも可能である。 The arithmetic processing unit 8 includes an image reconstruction unit 81 that reconstructs an image using an echo signal, and a diffusion image calculation unit (1) that performs various analyzes and calculations on a plurality of diffusion-weighted images created by the image reconstruction unit 81. A calculation unit) 80, and a display control unit 86 for displaying an image created by the image reconstruction unit 81 and the diffusion image calculation unit 80, a GUI, and the like on the display 20. The diffusion image calculation unit 80 analyzes and corrects abnormal pixels of a plurality of images, and calculates a diffusion-weighted image. In the example shown in FIG. 3, in order to achieve these functions, the diffusion image calculation unit 80 includes an analysis unit 82 that analyzes the presence or absence of abnormal pixels in a plurality of images having different MPG pulse application conditions, and an analysis unit. A correction unit 83 that corrects a pixel determined to be an abnormal pixel by 82, a diffusion coefficient calculation unit 84 that calculates a diffusion weighting coefficient using an image whose pixels are corrected by the correction unit 83, and a desired diffusion weighting coefficient. A virtual diffusion image calculation unit 85 that calculates a diffusion-weighted image of the b value of the above is provided. It is also possible to incorporate a machine learning algorithm such as the diffusion image calculation unit 80 neural network as an analysis unit or a correction unit.

これら演算処理部8の各部の機能は、CPUに実装されたプログラムを実行することで実現される。但し、一部の機能をASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field−Programmable Gate Array)などのハードウェアで実現することも可能である。 The functions of each of these arithmetic processing units 8 are realized by executing a program implemented in the CPU. However, some functions can be realized by hardware such as ASIC (Application Specific Integrated Circuit) and FPGA (Field-Programmable Gate Array).

以下、この演算処理部8の機能を中心に、MRI装置及び拡散強調画像計算方法の各実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the MRI apparatus and the diffusion-weighted image calculation method will be described with a focus on the functions of the arithmetic processing unit 8.

<第一実施形態>
本実施形態は、複数(2以上)のb値を用いてそれぞれ取得した画像(拡散強調画像の原画像であり、一種の拡散強調画像である)の画素値や組織などのパターンを分析することで、拡散係数(ADC)が異常値となる画素(異常画素)を抽出し、各拡散強調画像における異常画素を補正し、補正した各拡散強調画像を用いて拡散係数(ADC)を算出し、算出した拡散係数(ADC)を用いて任意のb値の拡散強調画像を計算して表示する。
<First Embodiment>
In this embodiment, a pattern such as a pixel value or a structure of an image (an original image of a diffusion-weighted image, which is a kind of diffusion-weighted image) acquired by using a plurality of (2 or more) b values is analyzed. Then, the pixels (abnormal pixels) whose diffusion coefficient (ADC) is an abnormal value are extracted, the abnormal pixels in each diffusion-weighted image are corrected, and the diffusion coefficient (ADC) is calculated using each corrected diffusion-weighted image. A diffusion-weighted image of an arbitrary b value is calculated and displayed using the calculated diffusion coefficient (ADC).

以下、図4に示す処理フローを参照して、本実施形態の演算処理部8の処理を詳述する。演算処理部8が行う処理は、予めプログラムとして磁気ディスク18に記憶されており、演算処理部8が磁気ディスク18からそのプログラムを読み込んで実行することにより実施される。 Hereinafter, the processing of the arithmetic processing unit 8 of the present embodiment will be described in detail with reference to the processing flow shown in FIG. The processing performed by the arithmetic processing unit 8 is stored in the magnetic disk 18 as a program in advance, and is executed by the arithmetic processing unit 8 reading the program from the magnetic disk 18 and executing the program.

[ステップS201]
本ステップは操作者による処理であり、撮像のための設定を行う。まず操作者は、被検者を静磁場発生部2の撮像空間にセットアップする。そして、操作部25を介して、拡散強調イメージングのためのパルスシーケンスの設定、撮像条件の設定を行う。撮像条件には一般的なTE、TR等の撮像パラメータの他に、MPGパルスの軸やb値の設定が含まれる。本実施形態ではb=0を含む複数のb値を設定する。これらの設定は、ディスプレイ20に表示された設定画面を介して行うことができる。設定処理が終了した後、撮像部による撮像が開始する。
[Step S201]
This step is a process performed by the operator, and settings for imaging are performed. First, the operator sets up the subject in the imaging space of the static magnetic field generating unit 2. Then, the pulse sequence for diffusion-weighted imaging and the imaging conditions are set via the operation unit 25. The imaging conditions include the setting of the MPG pulse axis and the b value in addition to the general imaging parameters such as TE and TR. In this embodiment, a plurality of b values including b = 0 are set. These settings can be made via the setting screen displayed on the display 20. After the setting process is completed, imaging by the imaging unit starts.

[ステップS202]
撮像部は、ステップS201で設定された撮像条件で、所定のパルスシーケンスを実行し、被検体の同一断面について、複数のb値で、それぞれ、画像再構成に必要な数のエコー信号を取得する。なお複数のb値には、b値=0を含んでいてもよい。即ち、撮像は少なくとも設定したb値の数と同数以上繰り返される。MPGパルスの印加軸を異ならせる場合には、その印加軸毎にb値=0以外のb値について撮像を行う。画像作成部81は、各撮像で得たエコー信号を再構成し、拡散強調画像を作成し、各画像データを磁気ディスク18に記憶する。以下、説明を簡単にするために、b値が0の場合、及び0以外の所定のb値(bmsr)について複数の印加軸毎の撮像を行った場合を例に説明する。複数の印加軸の撮像でそれぞれ得られた拡散強調画像を区別する場合には、各拡散強調画像をSと表記する。添え字nは印加軸の種類を表す。
[Step S202]
The imaging unit executes a predetermined pulse sequence under the imaging conditions set in step S201, and acquires the number of echo signals required for image reconstruction with a plurality of b values for the same cross section of the subject. .. The plurality of b values may include b value = 0. That is, the imaging is repeated at least as many as the set number of b values. When the application axes of the MPG pulses are different, imaging is performed for b values other than b value = 0 for each application axis. The image creation unit 81 reconstructs the echo signal obtained in each imaging, creates a diffusion-weighted image, and stores each image data in the magnetic disk 18. Hereinafter, for the sake of simplicity, a case where the b value is 0 and a case where imaging is performed for each of a plurality of application axes for a predetermined b value (bmsr) other than 0 will be described as an example. When distinguishing the diffusion weighted images obtained respectively by the imaging of a plurality of application axis, each diffusion weighted image is denoted as S n. The subscript n represents the type of application shaft.

[ステップS203]
演算処理部8は、必要に応じて、ステップS202で取得した拡散強調画像に対し、公知の体動補正処理を用いて体動補正を行う。体動補正は取得した拡散強調画像に対し事後的に行う処理のみならず、撮像時に行う心電同期撮像や体動を監視するナビゲーターエコーを用いた撮像を前提とする補正処理も含む。また対象とする撮像部位が体動の影響を殆ど受けない部位の場合には本ステップは省略してもよい。
[Step S203]
The arithmetic processing unit 8 corrects the diffusion-weighted image acquired in step S202 by using a known body motion correction process, if necessary. The body movement correction includes not only the processing performed after the fact on the acquired diffusion-weighted image, but also the correction processing premised on the electrocardiographic synchronized imaging performed at the time of imaging and the imaging using the navigator echo for monitoring the body movement. Further, this step may be omitted when the target imaging region is a region that is hardly affected by body movement.

[ステップS204]
演算処理部8は、操作者が操作部25を介して入力した任意のb値(bfactor)を受け付ける。任意のb値は、拡散画像算出部80が仮想拡散強調画像の計算に用いるb値である。操作者による任意のb値の入力は、拡散画像算出部80が拡散強調画像の計算を行う前に行われていればよく、ステップS201で表示される撮像条件設定画面に入力可能にしてもよいし、拡散強調画像の算出時に、任意のb値の入力を促す画面をディスプレイ20に表示させてもよい。図5に、任意のb値の入力を受け付けるためのディスプレイ20に表示されるGUI500の一例を示す。図5に示す例では、拡散強調画像(DWI)や拡散強調係数マップ(ADC)などの画像表示部510と操作者が入力するためのメニュー表示部320が設けられており、b値の入力はメニュー表示部520の解析設定メニュー521に設定された数値入力ボックスにより行うように構成されている。数値入力の代わりに、スライダーバーなどの操作によりb値の入力を行う構成としてもよい。
[Step S204]
The arithmetic processing unit 8 receives an arbitrary b value (b factor ) input by the operator via the operation unit 25. The arbitrary b value is a b value used by the diffusion image calculation unit 80 to calculate the virtual diffusion-weighted image. The input of the arbitrary b value by the operator may be performed before the diffusion image calculation unit 80 calculates the diffusion-weighted image, and may be input to the imaging condition setting screen displayed in step S201. Then, when calculating the diffusion-weighted image, the display 20 may display a screen prompting the input of an arbitrary b value. FIG. 5 shows an example of the GUI 500 displayed on the display 20 for accepting the input of an arbitrary b value. In the example shown in FIG. 5, an image display unit 510 such as a diffusion-weighted image (DWI) or a diffusion-weighted coefficient map (ADC) and a menu display unit 320 for the operator to input are provided, and the b value can be input. It is configured to be performed by the numerical input box set in the analysis setting menu 521 of the menu display unit 520. Instead of inputting a numerical value, the b value may be input by operating a slider bar or the like.

[ステップS205]
拡散画像演算部80の分析部82は、ステップS203で取得したb値=0の拡散強調画像S0と、各軸(MPG印加軸)方向の複数のb値の拡散強調画像Sとを用いて、異常な拡散係数(ADC)となる画素を判定し、抽出する。異常なADCとなるか否かの判定の手法は、b値に対し画素値が単調減少するという関係(従って、b値=0のときの画素値はb値≠0のときの画素値以上である)を利用する。即ちb値=0の拡散強調画像S0の画素値p0と、各MPG印加軸の拡散強調画像Sの画素値pを比較し、p0<pとなった画素を異常画素と判定する。比較は、画像上の位置が同一である画素どうしで行い、画像上の全ての画素について行う。但し画像にROIを設定した場合には、ROI内の画素のみを比較してもよい。
[Step S205]
The analysis unit 82 of the diffusion image calculation unit 80 uses the diffusion-weighted image S0 with b value = 0 acquired in step S203 and the diffusion-weighted image S with a plurality of b values in each axis (MPG application axis) direction. Pixels with an abnormal diffusion coefficient (ADC) are determined and extracted. The method of determining whether or not an abnormal ADC occurs is that the pixel value decreases monotonically with respect to the b value (therefore, the pixel value when the b value = 0 is greater than or equal to the pixel value when the b value ≠ 0. Yes) is used. That is, the pixel value p0 of the diffusion-weighted image S0 with b value = 0 is compared with the pixel value p of the diffusion-weighted image S of each MPG application axis, and the pixel with p0 <p is determined to be an abnormal pixel. The comparison is performed between pixels having the same position on the image, and all pixels on the image are compared. However, when the ROI is set for the image, only the pixels in the ROI may be compared.

上述した例は画素値を比較する例であるが、画素値だけでなくパターン認識などで画像の特徴を比較してもよい。例えば、パターン認識アルゴリズムを用いた分析では、Neural Networkなどの機械学習アルゴリズムを用いる。機械学習の特徴量として、拡散強調画像の画素値がb値の大きさによって単調減少すること、MPG印加軸の方向によって、組織毎に異方性をもつことを利用し、正常例の画素値と異常例の画素値を学習し、異常を判定するモデルを作成する。この学習に基づいたモデルを用いて、MPG印加条件の異なる複数の拡散強調画像の画素ごとや、画素のみならず組織ごとに、異常の有無を判定する。
さらに、機械学習を用いて、次のステップの画素の補正を行うことも考えられる。例えば、拡散強調画像の画素と、各種の基準値または補正値を用いて補正した場合に最も適する手法を、機械学習アルゴリズムを用いて、部位ごとに学習し、画素から最適な補正方法を判定するモデルを作成する。このモデルを用いて、前期判定部で異常と判定された画素に最適な補正方法を判定する。
The above-mentioned example is an example of comparing pixel values, but image features may be compared not only by pixel values but also by pattern recognition or the like. For example, in the analysis using the pattern recognition algorithm, a machine learning algorithm such as Neural Network is used. As a feature of machine learning, the pixel value of the diffusion-weighted image decreases monotonically depending on the size of the b value, and the anisotropy of each tissue depends on the direction of the MPG application axis. And learn the pixel value of the abnormal example and create a model to judge the abnormality. Using a model based on this learning, it is determined whether or not there is an abnormality for each pixel of a plurality of diffusion-weighted images having different MPG application conditions, and for each tissue as well as the pixels.
Further, it is conceivable to use machine learning to correct the pixels in the next step. For example, the most suitable method when correcting using the pixels of a diffusion-weighted image and various reference values or correction values is learned for each part using a machine learning algorithm, and the optimum correction method is determined from the pixels. Create a model. Using this model, the optimum correction method is determined for the pixel determined to be abnormal by the early determination unit.

[ステップS206]
分析部82で異常画素と判定され抽出された画素に対し、補正部83が補正を行う。補正は、b値=0の拡散強調画像S0の画素を補正する場合とb値≠0の拡散強調画像Sの画素を補正する場合が有りえるが、ここでは、拡散強調画像S0の画素値を補正する。具体的には、ステップS205で抽出した画素における拡散強調画像S0の画素値を、拡散強調画像Sの画素値に置き換える。置き換える拡散強調画像Sの画素値は、複数の印加軸の拡散強調画像S(S、S・・・S)がある場合には、各拡散強調画像の対応画素の画素値のうち最大のものを用いることができる。また一つの画素だけでなく、その周囲の画素の画素値も含む複数の画素値の平均値を用いてもよい。また、b値≠0の拡散強調画像が複数ある場合には、他のb値の拡散強調画像の画素や複数の拡散強調画像の画素から算出する値を用いてもよい。
[Step S206]
The correction unit 83 corrects the pixels that are determined to be abnormal pixels by the analysis unit 82 and extracted. The correction may be to correct the pixels of the diffusion-weighted image S0 with b value = 0 or to correct the pixels of the diffusion-weighted image S with b value ≠ 0. Here, the pixel value of the diffusion-weighted image S0 is used. to correct. Specifically, the pixel value of the diffusion-weighted image S0 in the pixels extracted in step S205 is replaced with the pixel value of the diffusion-weighted image S. Maximum pixel value of the diffusion weighted image S, if there is a diffusion weighted image S of a plurality of application shaft (S 1, S 2 ··· S n) , of the pixel values of corresponding pixels of each of the diffusion weighted image to replace Can be used. Further, not only one pixel but also the average value of a plurality of pixel values including the pixel values of the surrounding pixels may be used. When there are a plurality of diffusion-weighted images having a b value ≠ 0, a value calculated from pixels of another diffusion-weighted image or pixels of a plurality of diffusion-weighted images may be used.

さらに、上述の例では、b値=0の画素値を置き換えたが、置き換えるのは他のb値(≠0)の画像であってもよい。例えば、異常になった画素において、b値、軸ごとに周辺画素の平均値と比較し、異常の程度が大きい画素を補正する。b値=0の画素の異常の程度が大きい場合には、b値=0の画素を補正し、b値≠0の画素の異常の程度が大きい場合には、b値≠0の画素を補正する。
以下の説明では、b値=0の拡散強調画像S0の画素値を補正した場合を例に説明する。異常画素を補正した後の拡散強調画像をS0crtと表記する。
Further, in the above example, the pixel value of b value = 0 is replaced, but the image of another b value (≠ 0) may be replaced. For example, in the abnormal pixel, the b value is compared with the average value of the peripheral pixels for each axis, and the pixel having a large degree of abnormality is corrected. When the degree of abnormality of the pixel with b value = 0 is large, the pixel with b value = 0 is corrected, and when the degree of abnormality of the pixel with b value ≠ 0 is large, the pixel with b value ≠ 0 is corrected. To do.
In the following description, a case where the pixel value of the diffusion-weighted image S0 with b value = 0 is corrected will be described as an example. The diffusion-weighted image after correcting the abnormal pixels is referred to as S0crt.

このように各軸方向で画素の分析と補正を行うことによって、最終的な拡散係数はある方向では0になるが、他の方向では正常に近い値を持つ。その結果、特許文献1のようにADCマップ(画素値をADCとする画像)に対してカットオフ拡散係数を用いて計算対象外とする方法よりも、より適切な拡散係数(ADC)を算出できる。 By analyzing and correcting the pixels in each axial direction in this way, the final diffusion coefficient becomes 0 in one direction, but has a value close to normal in the other direction. As a result, a more appropriate diffusion coefficient (ADC) can be calculated as compared with the method of excluding the calculation target by using the cutoff diffusion coefficient for the ADC map (image in which the pixel value is ADC) as in Patent Document 1. ..

[ステップS207]
拡散係数算出部84が、ステップS206で補正した拡散強調画像S0crtと拡散強調画像Sを用いて、例えば、次式により拡散係数ADCを算出する。
[Step S207]
Diffusion coefficient calculating unit 84, using the corrected diffusion weighted image S0crt the diffusion weighted image S n in step S206, for example, to calculate the diffusion coefficient ADC by the following equation.

Figure 0006752064
ここで、
ADC:計測された見かけの拡散係数(計測拡散係数)
:MPG軸=nの拡散強調画像
S0crt:b値=0の補正後の拡散強調画像
Figure 0006752064
here,
ADC: Measured apparent diffusion coefficient (measured diffusion coefficient)
S n : Diffusion-weighted image with MPG axis = n S0crt: Diffusion-weighted image after correction of b value = 0

なおb値が0以外の値b1、b2(b2>b1)を用い、いずれか一方をS206で補正した場合には、式(1)は次式(2)となる。

Figure 0006752064
b2:b2の拡散強調画像
b1crt:b値=b1の補正後の拡散強調画像 When b1 and b2 (b2> b1) whose b value is other than 0 are used and one of them is corrected by S206, the equation (1) becomes the following equation (2).
Figure 0006752064
S b2 : Diffusion-weighted image of b2 S b1crt : Diffusion-weighted image after correction of b value = b1

拡散係数ADCの算出を全ての画素について行い、ADCマップを得る。すなわちADCマップは画素値をADCとする画像である。 The diffusion coefficient ADC is calculated for all pixels to obtain an ADC map. That is, the ADC map is an image in which the pixel value is ADC.

[ステップS208]
仮想拡散強調画像算出部85が、ステップS207で算出した拡散係数ADCと、ステップS204で入力された任意のb値(bfactor)を用いて、任意のb値の拡散強調画像(Sbfactor)を以下の式(3)又は式(3’)を用いて計算する。
[Step S208]
Virtual diffusion weighted image calculating unit 85, and the diffusion coefficient ADC calculated in step S207, using any b values input in step S204 the (b factor), diffusion weighted image of arbitrary b values (S bfactor) Calculate using the following formula (3) or formula (3').

Figure 0006752064
ここで、
Sbfactor: 任意のb値の拡散強調画像(仮想拡散強調画像:cDWI)
factor:任意のb値
Figure 0006752064
here,
Sbfactor: Diffusion-weighted image of arbitrary b value (virtual diffusion-weighted image: cDWI)
b factor : Arbitrary b value

全画素で補正したb値=0の画像を用いる場合、式(3’)は、補正前の原画像を用いる場合であり、いずれを用いてもよい。また、画素ごとに補正した画素がb値=0であれば、補正したb値=0の画像を用い、補正した画素がb値≠0であれば、原画像のb値=0の画像を用いる、などでもよい。 When an image with a b value = 0 corrected for all pixels is used, the formula (3') is a case where the original image before correction is used, and any of them may be used. If the pixel corrected for each pixel has a b value = 0, the image with the corrected b value = 0 is used, and if the corrected pixel has a b value ≠ 0, the image with the b value = 0 of the original image is used. It may be used.

なお、式(2)はb値による信号強度の変化を単一指数関数にフィッティングした「Mono Exponential Fitting」を用いているが、式(2)以外に、例えば2項指数関数に従って信号強度が減衰する数学的なモデル(Bi−Exponential Figtting)や拡散係数の分布として生物物理学的モデルに仮定を置かない数学的モデル(Diffusion Kurtosis Imagingなど)の他のモデルを用いてもよい。 In addition, although equation (2) uses "Mono Exponential Fitting" in which the change in signal strength due to the b value is fitted to a single exponential function, the signal strength is attenuated according to, for example, a binomial exponential function other than equation (2). Other mathematical models (such as Bi-Exponential Fighting) or mathematical models that do not make assumptions about the biophysical model as the distribution of diffusion coefficients (such as Diffusion Kurtosis Imaging) may be used.

またステップS204では、一つのb値(bfactor)を入力する場合を示しているが、任意のb値として複数のb値を設定することも可能であり、その場合には、設定された複数のb値について上記ステップS208の計算を行うことにより、それぞれの仮想拡散強調画像を算出することができる。 Further, in step S204, a case where one b value (b factor ) is input is shown, but it is also possible to set a plurality of b values as arbitrary b values, and in that case, a plurality of set b values are set. By performing the calculation in step S208 for the b value of, each virtual diffusion-weighted image can be calculated.

[ステップS209]
表示制御部86は、ステップS208で算出した任意のb値(bfactor)の拡散強調画像をディスプレイ20に表示する。図5に示す画面500では、画像表示部510に原画像から求めた拡散強調画像DWI及びADCマップ(ADCの値を画素値とする画像)と並んで、仮想拡散強調画像cDWIが表示される。これらの画像は、所定の記憶装置に保存される。
[Step S209]
The display control unit 86 displays a diffusion-weighted image of an arbitrary b value (b factor ) calculated in step S208 on the display 20. On the screen 500 shown in FIG. 5, a virtual diffusion-weighted image cDWI is displayed on the image display unit 510 along with the diffusion-weighted image DWI and the ADC map (an image having an ADC value as a pixel value) obtained from the original image. These images are stored in a predetermined storage device.

以上が、演算処理部8の処理フローの説明である。演算処理部8の処理で拡散強調画像、拡散強調係数及び仮想拡散強調係数を用いて、公知のテンソル解析を行い、さらに発展した診断情報を取得できることは言うまでもない。例えば、拡散の異方性を解析し繊維(脳の白質路など)を画像化したり、非特許文献1に開示されるようなトラクトグラフィ技術により繊維方向の違いを画像化したり、拡散異方性の程度を定量化したりすることができる。 The above is the description of the processing flow of the arithmetic processing unit 8. Needless to say, it is possible to perform known tensor analysis using the diffusion-weighted image, the diffusion-weighted coefficient, and the virtual diffusion-weighted coefficient in the processing of the arithmetic processing unit 8 to obtain further developed diagnostic information. For example, the anisotropy of diffusion is analyzed to image fibers (white matter tracts of the brain, etc.), the difference in fiber direction is imaged by the tractography technique disclosed in Non-Patent Document 1, and the diffusion anisotropy is imaged. The degree of can be quantified.

本実施形態による仮想拡散強調画像算出の手法及び効果を、カットオフ拡散係数を用いて算出した場合(比較例)と比較する図を図6及び図7に示す。図6は本実施形態による手順と画像を示し、図7は比較例による手順と画像を示す。本実施形態は、ADC算出の元画像である2つのDWI画像を予め補正した後、ADCを算出し、仮想拡散強調画像cDWIを算出するので、得られるcDWIに画素の欠損による画像劣化がない。これに対し比較例では、元画像からADCを算出し、カットオフADCを設定することでADCの精度を高めているが、カットオフADC以下となった画素は利用されないため、これを用いてcDWIを算出すると得られるcDWIの画質が劣化する。 6 and 7 show a comparison of the method and effect of the virtual diffusion-weighted image calculation according to the present embodiment with the case of calculating using the cutoff diffusion coefficient (comparative example). FIG. 6 shows a procedure and an image according to the present embodiment, and FIG. 7 shows a procedure and an image according to a comparative example. In the present embodiment, the two DWI images that are the original images for the ADC calculation are corrected in advance, then the ADC is calculated and the virtual diffusion-weighted image cDWI is calculated. Therefore, the obtained cDWI does not have image deterioration due to pixel loss. On the other hand, in the comparative example, the ADC is calculated from the original image and the cutoff ADC is set to improve the accuracy of the ADC. However, since the pixels below the cutoff ADC are not used, the cDWI is used. The image quality of the cDWI obtained by calculating is deteriorated.

本実施形態のMRI装置は、複数の異なるMPGパルス印加条件で複数の撮像を行い、各撮像毎に核磁気共鳴信号を取得する撮像部と、前記撮像部が取得した核磁気共鳴信号を用いて画像を再構成する画像再構成部と、MPGパルス印加条件の異なる複数の前記画像を用いて拡散強調画像の計算を行う演算部と、を備え、前記演算部は、MPGパルス印加条件が異なる複数の画像を分析し、異常画素の有無を判定する分析部を有し、前記分析部の結果に基づき補正された前記複数の画像を用いて拡散強調画像を算出する。 The MRI apparatus of the present embodiment uses an imaging unit that performs a plurality of imaging under a plurality of different MPG pulse application conditions and acquires a nuclear magnetic resonance signal for each imaging, and a nuclear magnetic resonance signal acquired by the imaging unit. The image reconstruction unit for reconstructing an image and a calculation unit for calculating a diffusion-weighted image using the plurality of images having different MPG pulse application conditions are provided, and the calculation unit includes a plurality of calculation units having different MPG pulse application conditions. It has an analysis unit that analyzes the image of the above and determines the presence or absence of abnormal pixels, and calculates a diffusion-weighted image using the plurality of images corrected based on the results of the analysis unit.

また前記演算部は、分析により異常と判断された画素を補正する補正部を備え、前記画素が補正された前記複数の画像を用いて拡散強調画像を算出する。前記演算部は、前記補正部により画素が補正された前記複数の画像を用いて拡散強調係数を算出する拡散係数算出部、拡散係数算出部が算出した拡散強調係数を用いて任意のMPGパルス印加条件における仮想の拡散強調画像を算出する拡散強調画像算出部をさらに備える。 Further, the calculation unit includes a correction unit that corrects pixels determined to be abnormal by analysis, and calculates a diffusion-weighted image using the plurality of images in which the pixels have been corrected. The calculation unit applies an arbitrary MPG pulse using the diffusion weight calculation unit that calculates the diffusion weighting coefficient using the plurality of images whose pixels have been corrected by the correction unit, and the diffusion weighting coefficient calculated by the diffusion coefficient calculation unit. It further includes a diffusion-weighted image calculation unit that calculates a virtual diffusion-weighted image under the conditions.

本実施形態のMRI装置によれば、低磁場MRI装置であって、高いb値の拡散強調画像の撮像が困難な場合でも、高いb値の仮想拡散強調画像を得ることが可能になる。その際、ADCにカットオフを設定しないので、画素の欠損が少ない正確な任意のb値の拡散強調画像を算出することができる。 According to the MRI apparatus of the present embodiment, it is possible to obtain a virtual diffusion-weighted image having a high b-value even when it is difficult to capture a diffusion-weighted image having a high b-value in the low-field MRI apparatus. At that time, since the cutoff is not set in the ADC, it is possible to calculate an accurate diffusion-weighted image of an arbitrary b value with few pixel defects.

<第一実施形態の変形例>
第一実施形態では、分析部82が画素値どうしを比較することにより異常画素を抽出したが、さらに、撮像条件の情報を用いて異常画素の判定と抽出を行ってもよい。
<Modified example of the first embodiment>
In the first embodiment, the analysis unit 82 extracts the abnormal pixels by comparing the pixel values, but further, the abnormal pixels may be determined and extracted by using the information of the imaging conditions.

本変形例の処理フローを図8に示す。この処理フローは、第一実施形態と同様に、予めプログラムとして磁気ディスク18に記憶されており、演算処理部8が磁気ディスク18からそのプログラムを読み込んで実行することにより実施される。図8において、図4と同じ処理は同じ符号で示し、詳細な説明は省略する。 The processing flow of this modification is shown in FIG. Similar to the first embodiment, this processing flow is stored in the magnetic disk 18 as a program in advance, and is executed by the arithmetic processing unit 8 reading the program from the magnetic disk 18 and executing the program. In FIG. 8, the same processing as in FIG. 4 is indicated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

[ステップS201〜S204]
操作者による撮像条件設定、撮像部による拡散強調イメージングに基く撮像、必要に応じた体動補正、及び、仮想拡散強調画像算出のためのb値設定を行う。
[Steps S201 to S204]
The operator sets the imaging conditions, the imaging unit performs imaging based on diffusion-weighted imaging, body movement correction is performed as necessary, and the b value is set for calculating the virtual diffusion-weighted image.

[ステップS301]
分析部82は、異常画素を判定する際に、撮像条件を参照して対比する画素の画素値を決定する。例えば、参照する撮像条件が積算回数の場合、各b値の拡散強調画像の各画素における中央値pcを算出する。中央値pとは、積算回数ごとに、同一画素における拡散強調画像の各画素を、画素値の大きさでソートし、その中央となる値である。算出した各画素における中央値pと、b値=0の拡散強調画像S0の各画素pを比較し、pが中央値pよりも小さくなる画素を抽出する。なお画素値の判定に用いる値は、中央値ではなく平均値などでもよい。
[Step S301]
When determining the abnormal pixel, the analysis unit 82 determines the pixel value of the pixel to be compared with reference to the imaging conditions. For example, when the reference imaging condition is the number of integrations, the median pc of each pixel of the diffusion-weighted image of each b value is calculated. The median p c, each accumulation number, each pixel of the diffusion weighted image in the same pixel, sorted by the magnitude of the pixel value is a value which becomes the center. A median p c in each pixel, which is calculated by comparing the pixels p 0 of the diffusion weighted image S0 in b value = 0, p 0 is extracted becomes smaller pixels than the median p c. The value used for determining the pixel value may be an average value or the like instead of the median value.

[ステップS302]
補正部83は、撮像条件に対応する値を用いて異常画素を補正する。例えば、ステップS301で抽出した画素において、b値=0の拡散強調画像S0の各画素の画素値をステップS301で算出した各画素の中央値に置き換える。或いは各画素の平均値に置き換える。
[Step S302]
The correction unit 83 corrects the abnormal pixel using a value corresponding to the imaging condition. For example, in the pixels extracted in step S301, the pixel value of each pixel of the diffusion-weighted image S0 with b value = 0 is replaced with the median value of each pixel calculated in step S301. Alternatively, it is replaced with the average value of each pixel.

なお参照する撮像条件は、積算回数に限らず、例えば、MPG軸数やb値の値でもよい。例えば、MPG軸数が複数ある場合に、同一画素における画素値の中央値を算出し、各軸で異常な画素を中央値に置き換えてもよい。この場合の中央値も、MPG軸ごとに、同一画素における拡散強調画像の各画素を、画素値の大きさでソートし、その中央となる値である。このように補正することで、その後のステップS207で式(1)によりADCを算出する際に、ADCの精度を高めることができる。b値についても同様に、補正値として、複数のb値の画像の対応画素から算出した値を用いることができる。例えば、複数のb値で撮像した場合には、同一画素における各b値の値をもとに、周辺画素の平均値と比較し、異常値の程度を算出する。b値の大きさごとに異常値の程度の閾値を設け、その異常値の程度が閾値よりも大きいものから補正を行う。より低いb値の画像は異常の程度が大きいと考えられるため、閾値を低く設定する。 The imaging condition to be referred to is not limited to the number of integrations, and may be, for example, the number of MPG axes or the value of the b value. For example, when there are a plurality of MPG axes, the median value of the pixel value in the same pixel may be calculated, and the abnormal pixel may be replaced with the median value in each axis. The median value in this case is also a value that is the center value of each pixel of the diffusion-weighted image in the same pixel sorted by the size of the pixel value for each MPG axis. By making such a correction, the accuracy of the ADC can be improved when the ADC is calculated by the equation (1) in the subsequent step S207. Similarly, for the b value, a value calculated from the corresponding pixels of a plurality of b value images can be used as the correction value. For example, when an image is taken with a plurality of b values, the degree of the abnormal value is calculated by comparing with the average value of the peripheral pixels based on the value of each b value in the same pixel. A threshold value of the degree of the abnormal value is set for each magnitude of the b value, and correction is performed from the one whose degree of the abnormal value is larger than the threshold value. An image with a lower b value is considered to have a large degree of abnormality, so the threshold value is set low.

その他、撮像条件として、k空間上の画像の特徴、即ちその画素が微細構造部分(高周波成分を多く含む)の画素か否かなどを考慮して置き換える値を変更することも可能である。 In addition, as an imaging condition, it is also possible to change the value to be replaced in consideration of the characteristics of the image in k-space, that is, whether or not the pixel is a pixel of a fine structure portion (containing many high frequency components).

本変形例によれば、第一実施形態のMRI装置で得られる効果と同様の効果に加えて、撮像条件を用いて画素の抽出と補正を行うことで、より高精度な仮想拡散強調画僧を計算できる。 According to this modification, in addition to the same effect as the effect obtained by the MRI apparatus of the first embodiment, the pixel extraction and correction are performed using the imaging conditions, so that the virtual diffusion-weighted painting monk has higher accuracy. Can be calculated.

<第二実施形態>
本実施形態も、演算処理部8が行う処理は基本的には第一実施形態と同様であり、2以上のb値を用いて取得した拡散強調画像から、各拡散強調画像の画素値を分析することで、拡散係数が異常値となる画素を抽出し、各拡散強調画像における抽出画素を補正し、補正した各拡散強調画像を用いて、拡散係数ADCを算出し、算出したADCを用いて任意のb値の拡散強調画像を計算して表示する。ただし本実施形態は、補正部83による補正の強さを調整可能にしたこと(補正部が調整部を有すること)が特徴である。補正の強さの調整は、操作者の設定により或いは自動で行う場合がある。以下、本実施形態の演算処理部の処理について、第一実施形態と異なる点を中心に説明する。
<Second embodiment>
In this embodiment as well, the processing performed by the arithmetic processing unit 8 is basically the same as in the first embodiment, and the pixel values of each diffusion-weighted image are analyzed from the diffusion-weighted images acquired using two or more b values. By doing so, pixels having an abnormal diffusion coefficient are extracted, the extracted pixels in each diffusion-weighted image are corrected, and each corrected diffusion-weighted image is used to calculate a diffusion coefficient ADC, and the calculated ADC is used. A diffusion-weighted image of an arbitrary b value is calculated and displayed. However, the present embodiment is characterized in that the strength of correction by the correction unit 83 can be adjusted (the correction unit has an adjustment unit). The strength of the correction may be adjusted by the setting of the operator or automatically. Hereinafter, the processing of the arithmetic processing unit of the present embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment.

本実施形態の処理フローを図9に示す。この処理フローは、第一実施形態と同様に、予めプログラムとして磁気ディスク18に記憶されており、演算処理部8が磁気ディスク18からそのプログラムを読み込んで実行することにより実施される。なお図9において、図4と同じ処理は同じ符号で示し、詳細な説明は省略する。 The processing flow of this embodiment is shown in FIG. Similar to the first embodiment, this processing flow is stored in the magnetic disk 18 as a program in advance, and is executed by the arithmetic processing unit 8 reading the program from the magnetic disk 18 and executing the program. Note that, in FIG. 9, the same processing as in FIG. 4 is indicated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

[ステップS201〜S204]
第一実施形態と同様に、操作者による撮像条件設定、撮像部による拡散強調イメージングに基く撮像、必要に応じた体動補正、及び、仮想拡散強調画像算出のためのb値設定を行う。
[Steps S201 to S204]
Similar to the first embodiment, the operator sets the imaging conditions, the imaging unit performs imaging based on diffusion-weighted imaging, body movement correction as necessary, and b-value setting for calculating the virtual diffusion-weighted image.

[ステップS205〜S209]
拡散強調画像演算部80は、撮像により取得した複数の拡散強調画像について、まずADCが異常となる画素を判定、抽出し、その画素について画素値の補正を行う(S205、S206)。補正の手法は第一実施形態或いはその変形例で説明した手法と同様の手法を採用できる。その後、補正された拡散強調画像を用いてADCを算出し(S207)、算出したADCとb値=0の拡散強調画像S0(補正前の原画像或いは補正後の拡散強調画像S0cor)を用いてS204で設定されたb値の仮想拡散強調画像を算出し(S208)、表示する(S209)。
[Steps S205 to S209]
The diffusion-weighted image calculation unit 80 first determines and extracts pixels in which the ADC becomes abnormal with respect to the plurality of diffusion-weighted images acquired by imaging, and corrects the pixel values for the pixels (S205, S206). As the correction method, the same method as that described in the first embodiment or its modified example can be adopted. After that, the ADC is calculated using the corrected diffusion-weighted image (S207), and the calculated ADC and the diffusion-weighted image S0 (original image before correction or diffusion-weighted image S0cor after correction) with a b value = 0 are used. The b-value virtual diffusion-weighted image set in S204 is calculated (S208) and displayed (S209).

[ステップS901、S902]
ステップS206でなされた補正が適切になされなかった場合には(S901)、補正の強さを変更する(S902)。補正が適切になされたか否かは、例えば、操作者がステップS209でディスプレイ20に表示されたADCマップやcDWIを確認することにより行ってもよいし、ADCの値などをもとに拡散強調画像演算部80(例えば補正部)が自動的に判断してもよい。
[Steps S901, S902]
If the correction made in step S206 is not made appropriately (S901), the strength of the correction is changed (S902). Whether or not the correction is properly performed may be performed by, for example, the operator confirming the ADC map or cDWI displayed on the display 20 in step S209, or the diffusion-weighted image based on the ADC value or the like. The calculation unit 80 (for example, the correction unit) may automatically determine.

補正の強さは、例えば、異常と認定された画素についてb値=0の拡散強調画像S0の画素値を、b値≠0の拡散強調画像Sの画素値で置き換える場合、Sの画素値をそのまま用いるのではなく、所定の重み係数をかけることで調整する。或いは置き換える画素値を変更してもよい。重み係数は、算出したADCをもとに算出してもよいし、b値に応じて予め決められた係数を使用してもよい。ADCをもとに算出する場合、例えば、異常画素のADC値が、その周辺画素のADC値の平均値に近づくように、重み係数を決定する。周辺画素は対象画素の上下及び/又は左右の画素でもよいし、対角線方向に位置する画素を加えたものでもよい。またb値をもとに算出する場合は、例えば、b値=b1の拡散強調画像の画素値を、b値=b2の拡散強調画像の画素値で置き換える場合において、b1とb2との差(或いは比)に応じて重みが変わるように重み係数を決定してもよい。 The strength of the correction is, for example, when replacing the pixel value of the diffusion-weighted image S0 with a b value = 0 for a pixel recognized as abnormal with the pixel value of the diffusion-weighted image S with a b value ≠ 0, the pixel value of S is changed. Instead of using it as it is, it is adjusted by multiplying it by a predetermined weighting coefficient. Alternatively, the pixel value to be replaced may be changed. The weighting coefficient may be calculated based on the calculated ADC, or a predetermined coefficient may be used according to the b value. When calculating based on the ADC, for example, the weighting coefficient is determined so that the ADC value of the abnormal pixel approaches the average value of the ADC values of the peripheral pixels. The peripheral pixels may be pixels above and below and / or left and right of the target pixel, or may be a pixel to which pixels located in the diagonal direction are added. When calculating based on the b value, for example, when replacing the pixel value of the diffusion-weighted image with b value = b1 with the pixel value of the diffusion-weighted image with b value = b2, the difference between b1 and b2 ( Alternatively, the weighting coefficient may be determined so that the weight changes according to the ratio).

補正に用いる強度を、操作者が操作部25を介して入力する場合のGUIの一例を図10に示す。この例では、ディスプレイ20の表示画面500のメニュー表示部520に画像補正の強さを入力するための画像補正ボックス522が表示される。操作者は、例えば、「1.1」、「0.7」などの数値を入力し、或いは「強」、「弱」など補正の程度を表す文字を選択することにより、補正の程度を設定する。 FIG. 10 shows an example of the GUI when the operator inputs the strength used for the correction via the operation unit 25. In this example, the image correction box 522 for inputting the strength of the image correction is displayed on the menu display unit 520 of the display screen 500 of the display 20. The operator sets the degree of correction by inputting a numerical value such as "1.1" or "0.7" or selecting a character indicating the degree of correction such as "strong" or "weak". To do.

演算処理部8が重み係数を自動的に算出する場合には、画像補正ボックス522は補正の要否を選択する表示としてもよい。このようなGUIを通して、補正要が選択されると、或いは、補正の程度が設定されると(S902)、拡散強調画像演算部80は、その入力情報に基づいて、ステップS205に戻り、再度、拡散強調画像の補正、拡散係数の算出、仮想拡散強調画像の算出を行い、算出した画像の表示を行う(S206〜S209)。算出された画像は、必要に応じて、所定の記憶装置に保存される。 When the arithmetic processing unit 8 automatically calculates the weighting coefficient, the image correction box 522 may be a display for selecting the necessity of correction. When the correction requirement is selected through such a GUI, or when the degree of correction is set (S902), the diffusion-weighted image calculation unit 80 returns to step S205 based on the input information, and again. The diffusion-weighted image is corrected, the diffusion coefficient is calculated, the virtual diffusion-weighted image is calculated, and the calculated image is displayed (S206 to S209). The calculated image is stored in a predetermined storage device as needed.

以上説明したように、本実施形態のMRI装置は、第一実施形態のMRI装置の構成に加え、補正部が、補正の強さを調整する調整部をさらに備える。第一実施形態の手法に従って、単に画素値の置き換えをした場合、算出される拡散強調画像の補正画素の画素値が高すぎたり低すぎたりして観察しにくくなる場合も有りえるが、本実施形態によれば、補正の適正化を図ることで、得られる仮想拡散強調画像を用いた診断精度を向上することができる。 As described above, in the MRI apparatus of the present embodiment, in addition to the configuration of the MRI apparatus of the first embodiment, the correction unit further includes an adjustment unit for adjusting the strength of the correction. When the pixel values are simply replaced according to the method of the first embodiment, the pixel values of the calculated correction pixels of the diffusion-weighted image may be too high or too low, making it difficult to observe. According to the form, it is possible to improve the diagnostic accuracy using the obtained virtual diffusion-weighted image by optimizing the correction.

<第二実施形態の変形例>
本変更例は、仮想拡散強調画像算出のための原画像である拡散強調画像のほかに、画素の補正がなされたことを表す補正画像を作成し、ディスプレイに表示させることが特徴である。
<Modification of Second Embodiment>
The feature of this modification is that, in addition to the diffusion-weighted image which is the original image for calculating the virtual diffusion-weighted image, a corrected image indicating that the pixels have been corrected is created and displayed on the display.

本変形例の演算処理部8の処理フローを図11に示す。図11において、図4や図9と同じ処理は同じ符号で示し、詳細な説明は省略する。 FIG. 11 shows a processing flow of the arithmetic processing unit 8 of this modification. In FIG. 11, the same processing as in FIGS. 4 and 9 is indicated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

本実施形態では、拡散強調画像について異常画像の補正を行い、仮想拡散強調画像を作成(S201〜S209)した後、補正画像を作成し、表示する(S903)。補正画像としては、異常画素と判定された画素の位置を、原画像と同じサイズの画像上で示す画像(補正位置画像)、補正した画素と補正した値から作成した補正値画像(補正した画素のみからなる画像)、或いは、画素値を補正した後の拡散強調画像(補正後拡散強調画像)上に補正画素の位置を識別可能な表示で示した画像などがあるが、補正の位置が補正前後の拡散強調画像との関係でわかる画像であればこれらに限定されない。補正画像は、ステップS209で作成された仮想拡散強調画像とともに表示される。 In the present embodiment, an abnormal image is corrected for a diffusion-weighted image, virtual diffusion-weighted images are created (S201 to S209), and then a corrected image is created and displayed (S903). As the corrected image, an image showing the position of a pixel determined to be an abnormal pixel on an image of the same size as the original image (corrected position image), and a corrected value image created from the corrected pixel and the corrected value (corrected pixel). There is an image consisting of only images) or an image showing the position of the corrected pixel in an identifiable display on the diffusion-enhanced image (corrected diffusion-enhanced image) after the pixel value is corrected, but the correction position is corrected. The image is not limited to these as long as it is an image that can be seen in relation to the front and rear diffusion-enhanced images. The corrected image is displayed together with the virtual diffusion-weighted image created in step S209.

このような補正画像が原画像や仮想拡散強調画像とともに表示されることにより操作者は、ステップS206で行われた補正が適正か否かを判断しやすくなる。その後、補正の調整の要否を判断し(S901)、補正の調整が要の場合、補正の強さを調整して或いは補正に用いる画素の画素値を変更して(S902)、再度補正を行う(S206)。ステップS901及びS902の処理は第二実施形態と同様である。補正が適正になされていると判断された場合には、補正された拡張強調画像を用いてADCを算出し、ADCを用いて仮想拡散強調画像を作成し、表示する(S207〜S209)。補正を繰り返す場合、画素位置を指定して、補正をやり直したい画素だけを補正するようにしてもよい。 By displaying such a corrected image together with the original image and the virtual diffusion-weighted image, the operator can easily determine whether or not the correction performed in step S206 is appropriate. After that, it is determined whether or not the correction is necessary (S901), and if the correction is necessary, the strength of the correction is adjusted or the pixel value of the pixel used for the correction is changed (S902), and the correction is performed again. Do (S206). The processing of steps S901 and S902 is the same as that of the second embodiment. When it is determined that the correction is properly performed, the ADC is calculated using the corrected extended-weighted image, and the virtual diffusion-weighted image is created and displayed using the ADC (S207 to S209). When repeating the correction, the pixel position may be specified so that only the pixel for which the correction is desired to be corrected is corrected.

本変形例によれば、拡散強調画像を補正する場合に、補正の適否の判断が容易となり、不要な計算の繰り返しをなくすことができ、しかも補正の精度を高め、最終的に得られる仮想拡散強調画像の精度を高めることができる。特に補正された画素のうち特定の画素を指定して可能にすることにより、繰り返しの際の計算量を減らすことができる。 According to this modification, when correcting a diffusion-weighted image, it becomes easy to judge the appropriateness of the correction, unnecessary repetition of calculation can be eliminated, the accuracy of the correction is improved, and the virtual diffusion finally obtained is obtained. The accuracy of the emphasized image can be improved. In particular, by designating and enabling a specific pixel among the corrected pixels, the amount of calculation at the time of repetition can be reduced.

<第三実施形態>
本実施形態は、第一実施形態とは、拡散強調画像における異常画素判定の手法が異なる。すなわち本実施形態のMRI装置は、撮像部が3以上のb値、例えばb値=0の拡散強調画像の他に2以上のb値、で撮像を行い3以上の拡散強調画像を得ること、拡散強調画像演算部(演算部)が画素値をフィッティングするフィッティング部を備えること、が特徴であり、異常画素を補正する補正部はフィッティング結果に従い画素の補正を行う。
<Third embodiment>
This embodiment is different from the first embodiment in the method of determining abnormal pixels in a diffusion-weighted image. That is, in the MRI apparatus of the present embodiment, the imaging unit performs imaging with a b value of 3 or more, for example, a diffusion-weighted image having a b value = 0 and a diffusion-weighted image of 2 or more to obtain a diffusion-weighted image of 3 or more. The feature is that the diffusion-weighted image calculation unit (calculation unit) includes a fitting unit for fitting pixel values, and the correction unit for correcting abnormal pixels corrects pixels according to the fitting result.

本実施形態においても、MRI装置の全体構成は第一実施形態と同様であるが、演算処理部の機能が異なる。図12に本実施形態の演算処理部の機能ブロック図を示す。図12において図3に示す部と同一の機能を持つ部は同じ符号で示し、その詳細な説明は省略する。 Also in this embodiment, the overall configuration of the MRI apparatus is the same as that in the first embodiment, but the functions of the arithmetic processing unit are different. FIG. 12 shows a functional block diagram of the arithmetic processing unit of the present embodiment. In FIG. 12, parts having the same functions as those shown in FIG. 3 are indicated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

本実施形態の演算処理部8Aは、図12に示すように、画像再構成部81、拡散画像演算部80A、及び表示制御部86を備える。拡散画像演算部80Aは、フィッティング部87(判定部)と、拡散係数算出部84と、仮想拡散強調画像算出部85とを備える。フィッティング部87は、撮像部が拡散強調イメージングのパルスシーケンスの実行によって3以上の異なるb値で撮像することで得られた複数の拡散強調画像について、その信号値(画素値)をフィッティングし、異常画素を判定するとともに、異常画素の画素値をフィッティング曲線上の画素値に補正する。 As shown in FIG. 12, the arithmetic processing unit 8A of the present embodiment includes an image reconstruction unit 81, a diffuse image arithmetic unit 80A, and a display control unit 86. The diffusion image calculation unit 80A includes a fitting unit 87 (determination unit), a diffusion coefficient calculation unit 84, and a virtual diffusion-weighted image calculation unit 85. The fitting unit 87 fits the signal values (pixel values) of a plurality of diffusion-weighted images obtained by the imaging unit performing imaging with three or more different b values by executing a pulse sequence of diffusion-weighted imaging, and makes an abnormality. While determining the pixel, the pixel value of the abnormal pixel is corrected to the pixel value on the fitting curve.

これら演算処理部8Aに含まれる各部の機能は、第一及び第二実施形態と同様に、CPUに実装されたプログラムを実行することで実現される。また一部の機能はASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field−Programmable Gate Array)などのハードウェアで実現してもよい。 The functions of each unit included in the arithmetic processing unit 8A are realized by executing the program implemented in the CPU, as in the first and second embodiments. Further, some functions may be realized by hardware such as ASIC (Application Specific Integrated Circuit) and FPGA (Field-Programmable Gate Array).

以下、本実施形態における演算処理部8Aの処理を、図13に示す処理フローを参照して説明する。図13において、図4と同じ処理は同じ符号で示し、詳細な説明は省略する。 Hereinafter, the processing of the arithmetic processing unit 8A in the present embodiment will be described with reference to the processing flow shown in FIG. In FIG. 13, the same processing as in FIG. 4 is indicated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

[ステップS201〜S204]
本実施形態においても、まず操作者による撮像条件の設定等(S201)に続いて、撮像部が設定された条件で撮像を行う(S202)。但し、条件設定では、b値としてb値=0のほかに、2以上のb値を設定する。撮像部は、設定された複数のb値で所定のMPG印加軸について拡散強調イメージングによる撮像を行い、複数のb値に対応する複数の拡散強調画像を取得する。画像再構成部81は、拡散強調画像の再構成と共に、必要に応じて体動補正を行う(S203)。さらにステップS204において、仮想拡散強調画像算出のための任意のb値を設定する。
[Steps S201 to S204]
Also in this embodiment, first, the operator sets the imaging conditions (S201), and then the imaging unit performs imaging under the set conditions (S202). However, in the condition setting, in addition to the b value = 0, a b value of 2 or more is set as the b value. The imaging unit performs imaging by diffusion-weighted imaging on a predetermined MPG application axis with a plurality of set b-values, and acquires a plurality of diffusion-weighted images corresponding to the plurality of b-values. The image reconstruction unit 81 reconstructs the diffusion-weighted image and corrects the body movement as necessary (S203). Further, in step S204, an arbitrary b value for calculating the virtual diffusion-weighted image is set.

[ステップS701]
拡散強調画像演算部80(フィッティング部87)は、上記ステップで得られた複数の拡散強調画像を用いて、それら画像の各画素のフィッティングを行う。フィッティングでは、b値が異なる各画像の対応する画素について、画素値と近似曲線との距離を最小とする近似曲線を求める。この際、何らかの拘束条件(例えば、「if b1>b2, p1>p2」、「if b0=0、p0≧pmax」など:ここでb1、b2は任意のb値、p0、p1、p2は、それぞれ、b値が0、b1、b2のときの画素値を表す。pmaxは、フィッティングの対象画素値のうち最大の画素値を表す)を設けてもよい。
[Step S701]
The diffusion-weighted image calculation unit 80 (fitting unit 87) uses the plurality of diffusion-weighted images obtained in the above steps to fit each pixel of those images. In the fitting, an approximate curve that minimizes the distance between the pixel value and the approximate curve is obtained for the corresponding pixels of the images having different b values. At this time, some constraint conditions (for example, "if b1> b2, p1>p2","if b0 = 0, p0 ≧ p max ", etc .: where b1 and b2 are arbitrary b values, p0, p1, and p2 are , Each of which represents a pixel value when the b value is 0, b1 and b2. P max represents the maximum pixel value among the target pixel values for fitting).

フィッティング部87は、さらに、こうして求めた近似曲線と実際の画素値との距離(縦軸に沿った距離)が所定の閾値以上である画素を異常画素と判定する。閾値は、b値の大きさごとに設け、その異常値の程度(ここでは距離)が閾値よりも大きいものから補正を行う。より低いb値の画像は異常の程度が大きいと考えられるため、閾値を低く設定する。 Further, the fitting unit 87 determines that a pixel in which the distance (distance along the vertical axis) between the approximate curve thus obtained and the actual pixel value is equal to or greater than a predetermined threshold value is determined as an abnormal pixel. The threshold value is set for each magnitude of the b value, and the correction is performed from the one in which the degree of the abnormal value (here, the distance) is larger than the threshold value. An image with a lower b value is considered to have a large degree of abnormality, so the threshold value is set low.

図14に近似曲線と画素値の関係を例示する。異常と判定するための閾値は、例えば画素値に対する割合(距離が画素値の10%以上など)や所定の値を予め設定しておいてもよいし、操作者が閾値を設定したり変更したりできるようにしてもよい。図14に示す例では、b値=b1の画像の画素801が近似曲線800から大きく離れている。そこでb1の画素801の画素値(異常値)を近似曲線におけるb1のときの画素値で置き換える。フィッティング部87は、各拡散強調画像の全ての画素について上述したフィッティングと補正を行い、各拡散強調画像を補正する。なお全ての画素について補正するのではなく、予めROIが設定されている場合にはROI内の画素について補正を行ってもよい。 FIG. 14 illustrates the relationship between the approximate curve and the pixel value. As the threshold value for determining an abnormality, for example, a ratio to the pixel value (distance is 10% or more of the pixel value, etc.) or a predetermined value may be set in advance, or the operator sets or changes the threshold value. You may be able to do it. In the example shown in FIG. 14, the pixel 801 of the image with b value = b1 is far from the approximate curve 800. Therefore, the pixel value (outlier value) of the pixel 801 of b1 is replaced with the pixel value at the time of b1 in the approximate curve. The fitting unit 87 performs the above-mentioned fitting and correction for all the pixels of each diffusion-weighted image, and corrects each diffusion-weighted image. In addition, instead of correcting all the pixels, if the ROI is set in advance, the pixels in the ROI may be corrected.

[ステップS207〜S209]
フィッティング部87によるフィッティングと補正を行った拡散強調画像を用いて、ADCを算出し、このADCを用いてS204で設定されたb値を用いて、設定b値における拡散強調画像(cDWI)を算出すること、これら画像を表示し、保存することは第一実施形態と同様である。
[Steps S207 to S209]
The ADC is calculated using the diffusion-weighted image that has been fitted and corrected by the fitting unit 87, and the diffusion-weighted image (cDWI) at the set b value is calculated using the b value set in S204 using this ADC. Doing, displaying and storing these images is the same as in the first embodiment.

以上、本実施形態の、主として演算処理部8の動作を説明したが、本実施形態においても、第二実施形態の変形例のように補正画像をディスプレイ20に表示させたり、また第一実施形態で説明したように、各MPG印加軸について作成されたDWI及びcDWIを用いてトラクトグラフィ等の診断画像を作成したりすることも可能である。 Although the operation of the arithmetic processing unit 8 of the present embodiment has been mainly described, also in the present embodiment, the corrected image may be displayed on the display 20 as in the modified example of the second embodiment, or the first embodiment may be displayed. As described in the above, it is also possible to create a diagnostic image such as tractography using the DWI and cDWI created for each MPG application axis.

以上説明したように、本実施形態のMRI装置は、前提として、撮像条件である複数の異なるMPGパルス印加条件は、3以上の異なるb値の条件を含み、第一実施形態の分析部及び補正部に代わる分析部として、複数のMPGパルス印加条件で得た複数の拡散強調画像の画素値をフィッティングし、前記異常画素の画素値を、フィッティング曲線上の値に置き換えて補正するフィッティング部を備える。 As described above, as a premise of the MRI apparatus of the present embodiment, a plurality of different MPG pulse application conditions, which are imaging conditions, include three or more different b-value conditions, and the analysis unit and correction of the first embodiment. As an analysis unit instead of the unit, a fitting unit is provided which fits the pixel values of a plurality of diffusion-weighted images obtained under a plurality of MPG pulse application conditions and replaces the pixel values of the abnormal pixels with values on the fitting curve for correction. ..

本実施形態のMRI装置によれば、フィッティングによって仮想拡散強調画像算出の元画像である拡散強調画像を補正しておくことにより、ADC算出及び仮想拡散強調画像算出の精度を向上することができる。 According to the MRI apparatus of the present embodiment, the accuracy of the ADC calculation and the virtual diffusion-weighted image calculation can be improved by correcting the diffusion-weighted image which is the original image of the virtual diffusion-weighted image calculation by fitting.

<第四実施形態>
本実施形態は、第一〜第三実施形態のMRI装置に対し、補正すべき拡散強調画像の画質に応じて、撮像のやり直しを行う機能を追加したことが特徴である。
<Fourth Embodiment>
The present embodiment is characterized in that the MRI apparatus of the first to third embodiments is provided with a function of re-imaging according to the image quality of the diffusion-weighted image to be corrected.

本実施形態の装置構成及び演算処理部の機能は、第一〜第三実施形態とほぼ同じであるが、分析部が異常画素の判定に加えて、異常の程度を判定すること、及び異常の程度が大きく補正では対処できない可能性が高いとき撮像部が再撮像を実施することが異なる。以下、適宜図4及び図12を援用し、本実施形態のMRI装置の動作、特に演算処理部の処理について説明する。図15に、本実施形態の、主として演算処理部の処理フローを示す。図15において、図4と同じ処理は同じ符号で示し、詳細な説明は省略する。 The apparatus configuration and the functions of the arithmetic processing unit of this embodiment are almost the same as those of the first to third embodiments, but the analysis unit determines the degree of abnormality in addition to the determination of abnormal pixels, and the abnormality It is different that the imaging unit performs reimaging when the degree is large and there is a high possibility that the correction cannot deal with it. Hereinafter, the operation of the MRI apparatus of the present embodiment, particularly the processing of the arithmetic processing unit, will be described with reference to FIGS. 4 and 12 as appropriate. FIG. 15 shows the processing flow of the arithmetic processing unit of the present embodiment. In FIG. 15, the same processing as in FIG. 4 is indicated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

[ステップS201〜S203]
第一実施形態と同様に、撮像から拡散強調画像の取得までを行う。
[Steps S201 to S203]
Similar to the first embodiment, the process from imaging to acquisition of diffusion-weighted image is performed.

[ステップS910]
分析部82は、まず拡散強調画像を分析し異常画素を判定する。この分析手法は、第一〜第三実施形態で採用した手法のいずれでもよい。異常画素の判定の後、さらに、異常の程度や異常の発生割合を判定する。異常の程度の判定は、例えば、b値=0の拡散強調画像の画素p0と、b値=b1の拡散強調画像の画素p1を比較したときに、両方の値が大きくかい離しているか否かを判定する。例えば、画素値に対する割合[(p1−p0)/p1]、画素値の差[p1−p0]について所定の閾値を設定し、これらの値が所定の閾値を超えた場合(例えば異常画素の画素値がb値=0の拡散強調画像の画素値の2倍を超えた場合など)には、異常の程度が「大」と判定する。異常の発生割合については、例えば、画素数全体に対し異常と判定された画素の数(異常画素数/全画素数)が所定の割合(例えば50%)を超えたときには、異常の程度が「大」と判定する。両者を組み合わせて、画素の異常を判定する閾値(第一閾値)と割合を判定する閾値(第二閾値)をそれぞれ設定し、画素値が第一閾値以上の画素の割合が第二閾値以上になったときに異常の程度が「大」と判定してもよい。或いは公知のパターン認識技術を用いて、複数の拡散強調画像の中で特に異常の程度の大きい拡散強調画像を抽出してもよい。
[Step S910]
The analysis unit 82 first analyzes the diffusion-weighted image to determine abnormal pixels. This analysis method may be any of the methods adopted in the first to third embodiments. After determining the abnormal pixel, the degree of abnormality and the occurrence rate of abnormality are further determined. The degree of abnormality is determined by, for example, whether or not the pixel p0 of the diffusion-weighted image with b value = 0 and the pixel p1 of the diffusion-weighted image with b value = b1 are significantly separated from each other. To judge. For example, when a predetermined threshold value is set for the ratio to the pixel value [(p1-p0) / p1] and the difference between the pixel values [p1-p0] and these values exceed the predetermined threshold value (for example, the pixel of an abnormal pixel). When the value exceeds twice the pixel value of the diffusion-weighted image with b value = 0), the degree of abnormality is determined to be “large”. Regarding the occurrence rate of abnormality, for example, when the number of pixels determined to be abnormal (number of abnormal pixels / total number of pixels) exceeds a predetermined ratio (for example, 50%) with respect to the total number of pixels, the degree of abnormality is ". Judged as "Large". By combining both, a threshold value for determining pixel abnormality (first threshold value) and a threshold value for determining the ratio (second threshold value) are set, respectively, and the ratio of pixels having a pixel value equal to or higher than the first threshold value becomes equal to or higher than the second threshold value. When it becomes, the degree of abnormality may be determined to be "large". Alternatively, a known pattern recognition technique may be used to extract a diffusion-weighted image having a particularly large degree of abnormality from among the plurality of diffusion-weighted images.

[ステップS911〜S913]
そして異常の程度が「大」と判定された場合には(S911)、それが最初の判定であれば(ステップS912)、ステップS913に進み、異常の程度が「大」と判定された拡散強調画像のみを対象とする再撮像を行う。例えば所定のb値の画像について「異常大」と判定された場合には、そのb値の撮像だけを行う。また複数のスライスの撮像を行った場合において、所定のスライスの画像が「異常大」と判定された場合には、そのスライスだけを再撮像する。
[Steps S911 to S913]
If the degree of abnormality is determined to be "large" (S911), if it is the first determination (step S912), the process proceeds to step S913, and diffusion weighting is determined to be "large". Reimaging only the image is performed. For example, when an image having a predetermined b value is determined to be "abnormally large", only the image of the b value is taken. Further, when a plurality of slices are imaged and the image of a predetermined slice is determined to be "abnormally large", only that slice is re-imaged.

再撮像後で得られた拡散強調画像についても、他の拡散強調画像を用いて、異常画素の判定を行うとともに異常の程度を判定する(ステップS910)。この2度目の判定において、再度、いずれかの画像について「異常大」と判定された場合には(S911、S912)、ステップS202に戻り、全ての撮像をやり直す。或いは公知のパターン認識技術を用いて、複数の拡散強調画像の中で特に異常の程度の大きい拡散強調画像を抽出し、抽出された拡散強調画像について再撮像を行ってもよい。 With respect to the diffusion-weighted image obtained after the re-imaging, another diffusion-weighted image is used to determine the abnormal pixels and the degree of abnormality (step S910). If any of the images is determined to be "abnormally large" again in this second determination (S911, S912), the process returns to step S202, and all imaging is repeated. Alternatively, a known pattern recognition technique may be used to extract a diffusion-weighted image having a particularly large degree of abnormality from among the plurality of diffusion-weighted images, and the extracted diffusion-weighted image may be re-imaged.

[ステップS206〜S209]
ステップS911で異常の程度が「小」と判定された場合、ステップS206以降のステップに進み、異常画素の補正(S206)、ADCの算出(S207)、仮想拡散強調画像の算出・表示を行う(S208、S209)。これらの処理内容は、第一実施形態で説明したとおりである。
なお図15に示す実施形態では、判定が1回目かそれ以降かによって再撮像の処理を異ならせたが、最初からステップ202に戻って再撮像を行ってもよいし、判定結果で「異常大」の結果が所定の回数に達したときにステップ202に戻るようにしてもよい。
[Steps S206 to S209]
If the degree of abnormality is determined to be "small" in step S911, the process proceeds to the steps after step S206, correction of abnormal pixels (S206), calculation of ADC (S207), calculation and display of virtual diffusion-weighted image (S207). S208, S209). The contents of these processes are as described in the first embodiment.
In the embodiment shown in FIG. 15, the reimaging process is different depending on whether the determination is the first time or later, but the reimaging may be performed by returning to step 202 from the beginning, and the determination result shows "abnormality". When the result of "" reaches a predetermined number of times, the process may return to step 202.

以上、本実施形態を第一実施形態に応用した例を説明したが、本実施形態は異常の程度の判定と判定結果を利用した自動的再撮像とを行うことが特徴であり、第一実施形態のみならずその変形例や第二、第三の実施形態にも同様に適用することができる。 The example of applying this embodiment to the first embodiment has been described above. However, the present embodiment is characterized in that the degree of abnormality is determined and automatic reimaging is performed using the determination result, and the first embodiment is characterized. It can be similarly applied not only to the embodiment but also to the modified examples thereof and the second and third embodiments.

また上記説明で例示した判定の基準や閾値は、単なる例示であって、種々の変更が可能である。再撮像する場合の対象についても、適宜変更することができる。また再撮像に際し操作者の選択(再撮像の可否も含めた選択)などを組み込むことも可能である。 Further, the determination criteria and thresholds exemplified in the above description are merely examples, and various changes can be made. The target for reimaging can also be changed as appropriate. It is also possible to incorporate the operator's selection (selection including the possibility of reimaging) at the time of reimaging.

本実施形態のMRI装置は、分析部が、異常画素の有無の判定とともに、異常の程度を判定する。そして異常の程度に応じて、前記撮像部に再撮像を行わせる。
本実施形態によれば、異常になる値が多い場合には、再撮像を行い、再撮像後の画像を用いて仮想拡散強調画像を作成する。これにより検査効率の向上、検査時間の短縮が期待される。
In the MRI apparatus of the present embodiment, the analysis unit determines the presence or absence of abnormal pixels and the degree of abnormality. Then, depending on the degree of abnormality, the imaging unit is made to perform reimaging.
According to the present embodiment, when there are many abnormal values, reimaging is performed and a virtual diffusion-weighted image is created using the image after reimaging. This is expected to improve inspection efficiency and shorten inspection time.

以上、本発明の各実施形態を述べたが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明において必須ではない要素やステップを適宜削除したり、追加することも本発明に包含される。また以上の各実施形態では、MRI装置とその演算処理部が実行する拡散強調画像計算方法を説明したが、本発明の拡散強調画像計算方法は、MRI装置から独立した画像処理装置において実現することも可能であり、そのような画像処理装置も本発明に包含される。 Although each embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to these, and it is also included in the present invention that elements and steps that are not essential in the present invention are appropriately deleted or added. .. Further, in each of the above embodiments, the diffusion-weighted image calculation method executed by the MRI apparatus and its arithmetic processing unit has been described, but the diffusion-weighted image calculation method of the present invention is realized by an image processing apparatus independent of the MRI apparatus. Is also possible, and such an image processing apparatus is also included in the present invention.

1:被検体、2:静磁場発生部、3:傾斜磁場発生部、4:シーケンサ、5:送信部、6:受信部、7:信号処理部、8:演算処理部(CPU)、8A:演算処理部(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、80:拡散強調画像演算部(演算部)、80A:拡散強調画像演算部(演算部)、81:画像再構成部、82:分析部、83:補正部、84:拡散係数算出部、85:仮想拡散強調画像算出部、86:表示制御部、87:フィッティング部 1: Subject 2: Static magnetic field generator 3: Diagonal magnetic field generator 4: Sequencer, 5: Transmitter, 6: Receiver, 7: Signal processing unit, 8: Arithmetic processing unit (CPU), 8A: Arithmetic 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 (transmission coil), 14b: high frequency coil (reception) Coil), 15: Signal amplifier, 16: Orthogonal phase detector, 17: A / D converter, 18: Magnetic disk, 19: Optical disk, 20: Display, 21: ROM, 22: RAM, 23: Trackball or mouse , 24: Keyboard, 80: Diffusion-enhanced image calculation unit (calculation unit), 80A: Diffusion-enhanced image calculation unit (calculation unit), 81: Image reconstruction unit, 82: Analysis unit, 83: Correction unit, 84: Diffusion coefficient Calculation unit, 85: Virtual diffusion enhancement image calculation unit, 86: Display control unit, 87: Fitting unit

Claims (19)

複数の異なるMPGパルス印加条件で複数の撮像を行い、各撮像毎に核磁気共鳴信号を取得する撮像部と、前記撮像部が取得した核磁気共鳴信号を用いて画像を再構成する画像再構成部と、MPGパルス印加条件の異なる複数の前記画像を用いて拡散強調画像の計算を行う演算部と、を備え、
前記演算部は、MPGパルス印加条件が異なる複数の画像を分析し、前記複数の画像の画素値間の関係に基づき異常画素の有無を判定する分析部を有し、前記分析部の結果に基づき補正された画像を含む前記複数の画像を用いて拡散強調画像を算出することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
An imaging unit that performs a plurality of imaging under a plurality of different MPG pulse application conditions and acquires a nuclear magnetic resonance signal for each imaging, and an image reconstruction that reconstructs an image using the nuclear magnetic resonance signal acquired by the imaging unit. A unit and a calculation unit that calculates a diffusion-weighted image using a plurality of the images having different MPG pulse application conditions are provided.
The calculation unit has an analysis unit that analyzes a plurality of images having different MPG pulse application conditions and determines the presence or absence of abnormal pixels based on the relationship between the pixel values of the plurality of images, and is based on the results of the analysis unit. A magnetic resonance imaging apparatus characterized in that a diffusion-weighted image is calculated using the plurality of images including the corrected image .
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記演算部は、分析により異常と判断された画素を補正する補正部と、前記補正部により画素が補正された画像を含む前記複数の画像を用いて拡散強調係数を算出する拡散係数算出部とをさらに備え、前記拡散係数算出部が算出した拡散強調係数を用いて拡散強調画像を算出することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
The calculation unit includes a correction unit that corrects pixels determined to be abnormal by analysis, and a diffusion coefficient calculation unit that calculates a diffusion weighting coefficient using the plurality of images including an image whose pixels have been corrected by the correction unit. A magnetic resonance imaging apparatus comprising the above, wherein a diffusion-weighted image is calculated using a diffusion-weighted image calculated by the diffusion-weighted calculation unit.
請求項2に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記演算部は、前記補正部により画素が補正された前記複数の画像または補正前の前記複数の画像と、前記拡散係数算出部が算出した拡散強調係数を用いて、任意のMPGパルス印加条件における仮想の拡散強調画像を算出する拡散強調画像算出部をさらに備えることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 2.
The calculation unit uses the plurality of images whose pixels have been corrected by the correction unit or the plurality of images before correction, and the diffusion weighting coefficient calculated by the diffusion coefficient calculation unit under arbitrary MPG pulse application conditions. A magnetic resonance imaging apparatus further comprising a diffusion-weighted image calculation unit that calculates a virtual diffusion-weighted image.
請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記分析部は、異常の程度を、b値の大きさに応じた所定の閾値を用いて判定することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
The analysis unit is a magnetic resonance imaging apparatus characterized in that the degree of abnormality is determined by using a predetermined threshold value according to the magnitude of the b value.
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記分析部は、分析の対象である画像の撮像条件、画素値、及び組織のいずれかに応じて異常画素を判定する条件を異ならせることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
The analysis unit is a magnetic resonance imaging apparatus characterized in that the conditions for determining abnormal pixels differ depending on any of the imaging conditions, pixel values, and tissues of the image to be analyzed.
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記演算部は、前記分析部による画像の分析、又は、前記異常画素の有無の分析、又は画素の補正を機械学習アルゴリズムに基いて行うことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
The arithmetic unit, the analysis of the image by the analysis unit, or the analysis of the presence or absence of abnormal pixels, or magnetic resonance imaging apparatus and performing based on machine learning algorithms to correct the pixel.
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記複数の異なるMPGパルス印加条件は、複数の異なるb値を含み、
前記分析部は、複数の異なるb値の拡散強調画像の画素値を比較することにより異常画素を判定することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
The plurality of different MPG pulse application conditions include a plurality of different b values.
The analysis unit is a magnetic resonance imaging apparatus characterized in that abnormal pixels are determined by comparing the pixel values of a plurality of different b-value diffusion-weighted images.
請求項7記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記複数の異なるMPGパルス印加条件は、複数の異なるMPG印加軸、または複数の異なるb値を含み、
前記演算部は、前記分析部による前記画素値の比較を、それらのMPG印加条件の拡散強調画像における画素と機械学習アルゴリズムに基づいて、異常画素を判定する、または、拡散強調画像の補正を行うことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 7.
The plurality of different MPG pulse application conditions include a plurality of different MPG application axes or a plurality of different b values.
The calculation unit compares the pixel values by the analysis unit, determines abnormal pixels based on the pixels in the diffusion-weighted image under the MPG application conditions and a machine learning algorithm, or corrects the diffusion-weighted image. A magnetic resonance imaging apparatus characterized in that.
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記複数の異なるMPGパルス印加条件は、複数の異なるMPG印加軸を含み、
前記分析部は、前記各MPG印加軸の同一画素から基準値を算出し、各MPG軸の画素と前記基準値を比較することにより異常画素を判定することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
The plurality of different MPG pulse application conditions include a plurality of different MPG application axes.
The analysis unit is a magnetic resonance imaging apparatus characterized in that a reference value is calculated from the same pixel of each MPG application axis, and an abnormal pixel is determined by comparing the pixel of each MPG axis with the reference value.
請求項2記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記補正部は、b値=b1のときの拡散強調画像の画素値を、b値=b2(但しb2≠b1)のときの拡散強調画像の画素値を用いて補正することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 2.
The correction unit corrects the pixel value of the diffusion-weighted image when the b value = b1 by using the pixel value of the diffusion-weighted image when the b value = b2 (however, b2 ≠ b1). Resonance imaging device.
請求項10記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記複数の異なるMPGパルス印加条件は、MPGパルスの印加軸が異なる複数の条件を含み、
前記分析部は、前記b値=b2のときの拡散強調画像の画素値として、MPGパルスの印加軸が異なる複数の条件で得た複数の拡散強調画像から算出した画素値を用いることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 10.
The plurality of different MPG pulse application conditions include a plurality of conditions in which the application axes of MPG pulses are different.
The analysis unit is characterized in that the pixel value of the diffusion-weighted image when the b value = b2 is calculated from a plurality of diffusion-weighted images obtained under a plurality of conditions in which the MPG pulse application axes are different. Magnetic resonance imaging device.
請求項2に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記補正部は、補正の強さを調整する調整部をさらに備えることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 2.
The correction unit is a magnetic resonance imaging apparatus further comprising an adjustment unit for adjusting the strength of correction.
請求項12に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記調整部は、異常画素の補正に用いる画素値に所定の重み係数を乗算し、補正の強さを調整することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 12.
The adjusting unit is a magnetic resonance imaging apparatus characterized in that the pixel value used for correcting abnormal pixels is multiplied by a predetermined weighting coefficient to adjust the strength of the correction.
請求項2に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
拡散強調画像を表示する表示装置をさらに備え、
前記補正部は、補正した前記異常画素を表す補正画像を作成し、前記表示装置に表示させることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 2.
It also has a display device that displays diffusion-weighted images.
The correction unit is a magnetic resonance imaging device characterized in that a corrected image representing the corrected abnormal pixel is created and displayed on the display device.
請求項2に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記複数の異なるMPGパルス印加条件は、3以上の異なるb値を含み、
前記補正部は、複数のMPGパルス印加条件で得た複数の拡散強調画像の画素値をフィッティングし、前記異常画素の画素値を、フィッティング曲線上の値に置き換えて補正することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 2.
The plurality of different MPG pulse application conditions include 3 or more different b values.
The correction unit fits the pixel values of a plurality of diffusion-weighted images obtained under a plurality of MPG pulse application conditions, and replaces the pixel values of the abnormal pixels with values on the fitting curve for correction. Resonance imaging device.
請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記分析部は、異常画素の有無の判定とともに、異常の程度を判定し、異常の程度に応じて、前記撮像部に再撮像を行わせることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
The analysis unit is a magnetic resonance imaging device that determines the presence or absence of abnormal pixels, determines the degree of abnormality, and causes the imaging unit to perform reimaging according to the degree of abnormality.
請求項に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記演算部は、前記拡散強調画像及び前記仮想拡散強調画像を用いて、拡散テンソル画像を作成する拡散テンソル画像作成部を有することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 3 .
The arithmetic unit, the diffusion weighted image and using said diffusion weighted image of a virtual, magnetic resonance imaging apparatus characterized by having a diffusion tensor image creating section that creates a diffusion tensor imaging.
MRI装置を用いて複数のMPGパルス印加条件でそれぞれ取得した拡散強調画像を用いて、任意のMPGパルス印加条件における仮想の拡散強調画像を算出する演算部を有する画像処理装置であって、
前記演算部は、MPGパルス印加条件が異なる複数の拡散強調画像に対し、前記複数の拡散強調画像の画素値間の関係に基づき異常画素を判定し、前記判定した異常画素を補正する補正部と、前記補正部により画素が補正された拡散強調画像を含む前記複数の拡散強調画像を用いて拡散強調係数を算出する拡散係数算出部と、を備え、前記拡散係数算出部が算出した拡散強調係数を用いて前記仮想の拡散強調画像を算出することを特徴とする画像処理装置。
An image processing device having a calculation unit that calculates a virtual diffusion-weighted image under an arbitrary MPG pulse application condition by using a diffusion-weighted image acquired under a plurality of MPG pulse application conditions using an MRI apparatus.
The calculation unit is a correction unit that determines abnormal pixels based on the relationship between the pixel values of the plurality of diffusion-weighted images for a plurality of diffusion-weighted images having different MPG pulse application conditions, and corrects the determined abnormal pixels. A diffusion weight calculation unit that calculates a diffusion weight coefficient using the plurality of diffusion weight images including a diffusion weighted image whose pixels have been corrected by the correction unit, and a diffusion weighting coefficient calculated by the diffusion coefficient calculation unit. An image processing apparatus characterized in that the virtual diffusion-weighted image is calculated using the above.
MPGパルスを印加しない撮像及び1ないし複数のMPGパルスを印加した撮像の、それぞれで得られた核磁気共鳴信号を用いて、所望のMPGパルス印加条件の仮想拡散強調画像を算出する拡散強調画像計算方法であって、
各撮像で得られた核磁気共鳴信号を画像再構成し、複数の拡散強調画像を作成するステップと、
MPGパルス印加条件が異なる複数の拡散強調画像に対し、前記複数の拡散強調画像の画素値間の関係に基づき異常画素を判定するステップと、
異常画素と判定された画素を補正して補正後の拡散強調画像を作成するステップと、
補正後の拡散強調画像を含む前記複数の拡散強調画像を用いて拡散強調係数を算出するステップと、
算出した拡散強調係数を用いて仮想の拡散強調画像を算出するステップと、を含む拡散強調画像計算方法。
Diffusion-weighted image calculation to calculate a virtual diffusion-weighted image under desired MPG pulse application conditions using the nuclear magnetic resonance signals obtained from imaging without applying MPG pulses and imaging with one or more MPG pulses applied. It ’s a method,
The steps of reconstructing the nuclear magnetic resonance signal obtained by each imaging to create multiple diffusion-weighted images,
A step of determining abnormal pixels based on the relationship between the pixel values of the plurality of diffusion-weighted images for a plurality of diffusion-weighted images having different MPG pulse application conditions.
The step of correcting the pixels determined to be abnormal pixels and creating the corrected diffusion-weighted image,
A step of calculating the diffusion-weighted coefficient using the plurality of diffusion-weighted images including the corrected diffusion-weighted image , and
A diffusion-weighted image calculation method including a step of calculating a virtual diffusion-weighted image using the calculated diffusion-weighted coefficient.
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