JP7016993B2 - 磁気共鳴画像撮影装置の画像の分析方法 - Google Patents
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Description
項
・可能な最小値を多数(マグニチュード及び位相の両方を必要とする複合ベースの手法を用いる;参照文献24を参照)から2つのみのポテンシャル最小値に減らすように、マグニチュードデータのみ;
・対称性をなくしひいては2つの可能な最小値を区別可能とするように、マルチピーク脂肪スペクトルモデリング;及び
・両方の解におけるコスト関数値を比較し、最も低いコスト関数値に関連する解を選択するように、両方の最小値が検討されることを確保する最適化技術を用いることによって、解決可能となり得る。
本発明の方法の例において、テストデータの2つの異なるセットが、in vivoテストに用いられ、テストセットのそれぞれは、異なる目的を有する。第1のテストセットは、検証セットであり、新しい方法の、参照方法として機能する標準の、複合ベースのLMS IDEALに対しての精度を評価するために、健康なボランティアからのより制御され信頼できるマグニチュード及び位相データを備えるものであった。第2のテストセットは、より信頼できないデータを出力しアーチファクトの存在につながり得る、現実的な取得条件の幅に対する、2つの方法の堅固性を検討した。
検証(バイオバンクテストセット)
マグニチュードベースのPDFF及びT2*出力マップから描画された中央値が、参照値と比較された。図10は、PDFF及びT2*の報告された値両方に対する、絶対比較(上部画像)及びBland-Altmanプロット(下部画像)を示す。結合された分析ケースにおいて、95%信頼区間(CI)が計算された。PDFFの場合、95%CIは、(0.052±0.102)%であった。T2 *の場合、95%CIは、(-0.053±0.291)%であった。複合ベースのLMS IDEALとマグニチュードベースの方法の差は、全ての場合において0.5%未満のPDFFポイントであり、全ての場合において1ms未満のT2 *であった。
極小値へのフィールド マップのピースワイズの収束(行a)は、特に肝臓領域及び皮下脂肪においてだが脾臓、脊椎及び下行大動脈においても、画像全体にわたって伝搬する、LMS IDEAL PDFFマップにおける観測可能な脂肪-水スワップアーチファクトを生じさせる(行b)。
MAGO(本発明の方法)からのPDFFマップは、脂肪-水スワップを何も示さず、さらにフルダイナミックレンジ0~100%においてマグニチュード関連の水-脂肪の曖昧性を解決可能である(行c)。本発明のマグニチュードのみの方法(下の行)は、そうした誤差に対して堅固性があるように見え、全スライスにおいてマグニチュード関連の水-脂肪の曖昧性を解決可能であった。
Claims (19)
- 検体に関して任意のエコー時間において取得された画像に関する磁気共鳴撮像(MRI)データのマグニチュードを分析して、前記画像の各ボクセルへの少なくとも2つの種の相対的な信号寄与を判定する方法であって、前記方法は、
前記検体からの画像のマルチエコーMRIデータのみのマグニチュードを用いるステップであって、前記画像は非対称のエコー時間において取得されるステップと、
複数の異なる開始条件値を用いて前記複数の異なる開始条件値のそれぞれに関する特定の剰余値を生成することによって、前記非対称のエコー時間において取得されたマルチエコーMRIデータのマグニチュードを単一の信号モデルに適合させて、前記モデルから前記少なくとも2つの種のそれぞれに関する相対的な信号寄与に関する複数のポテンシャル解を生成するステップであって、前記開始条件値は、複素数値ベクトルの計算を開始するための所定のパラメータであり、前記剰余値は、前記MRIデータに関するフィールドマップの項と無関係であるステップと、
前記剰余値を分析して、前記画像の各ボクセルにおいて各種に関する相対的な信号分離寄与を計算するステップと、
を含む、方法。 - 前記剰余値の分析が、
生成された剰余値を比較して、いずれが前記信号分離に関する正解であるかを判定するステップ
を備える、請求項1に記載の方法。 - 前記種の最も低い剰余値が、前記信号に関する正解であると判定される、請求項2に記載の方法。
- 前記マルチエコーMRIデータのマグニチュードが、最小二乗推定を用いて前記単一の信号モデルに適合される、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記最小二乗推定が正則化最小二乗推定である、請求項4に記載の方法。
- 前記単一の信号モデルが、1つより多いスペクトル成分を有する、前記少なくとも2つの種のうちの1つのスペクトルモデルを含む、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記単一の信号モデルが、信号減衰を補正するための緩和時間定数(T1、T2、T2 *)のうちの少なくとも1つを含む、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記緩和時間定数の開始条件値が物理的に観測可能な範囲内にある、請求項7に記載の方法。
- 前記緩和時間定数の開始条件値が1乃至100msの間にある、請求項8に記載の方法。
- 前記緩和時間定数の開始条件値が20乃至30msの間にある、請求項9に記載の方法。
- 前記種の信号寄与を用いて、各種に関する結果を示す別々の画像を生成するステップをさらに含む、請求項1乃至10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記別々の画像のうちの1つ以上が後処理される、請求項11に記載の方法。
- 分離された種の寄与が、フィールド不均一(「フィールドマップ」)の項を推定するのに用いられる、請求項1乃至12のいずれか一項に記載の方法。
- 推定された緩和時間定数が、フィールド不均一(「フィールドマップ」)の項を推定するのに用いられる、請求項7乃至9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記少なくとも2つの種が、水、脂肪、超偏極コントラスト要素またはそうした要素の代謝物、およびがん細胞の存在に関するマーカーのうちの少なくとも2つを含む、請求項1乃至14のいずれか一項に記載の方法。
- 特定のボクセルにおける適合された値が、前記ボクセルにおける少なくとも1つの種の存在の尤度マップを更新するのに用いられる、請求項1乃至15のいずれか一項に記載の方法。
- 検体に関して任意のエコー時間において取得された画像に関する磁気共鳴撮像(MRI)データのマグニチュードを分析して、前記画像の各ボクセルへの少なくとも2つの種の相対的な信号寄与を判定するように構成されている画像処理システムであって、前記画像処理システムは、
前記検体からの画像のマルチエコーMRIデータのみのマグニチュードを用いることであって、前記画像は非対称のエコー時間において取得されることと、
複数の異なる開始条件値を用いて前記複数の異なる開始条件値のそれぞれに関する特定の剰余値を生成することによって、前記非対称のエコー時間において取得されたマルチエコーMRIデータのマグニチュードを単一の信号モデルに適合させて、前記モデルから前記少なくとも2つの種のそれぞれに関する相対的な信号寄与に関する複数のポテンシャル解を生成することであって、前記開始条件値は、複素数値ベクトルの計算を開始するための所定のパラメータであり、前記剰余値は、前記MRIデータに関するフィールドマップの項と無関係であることと、
前記剰余値を分析して、前記画像の各ボクセルにおいて各種に関する相対的な信号分離寄与を計算することと、
を行うように構成されている少なくとも1つの処理デバイスを備える、画像処理システム。 - その中に実行可能なプログラムコードを格納している非一時的なコンピュータプログラム製品であって、前記プログラムコードは、請求項1乃至16のいずれか一項に記載の方法により、磁気共鳴撮像(MRI)データのマグニチュードを分析するために動作可能である、非一時的なコンピュータプログラム製品。
- 前記非一時的なコンピュータプログラム製品が、ハードディスク、CD-ROM、光学ストレージデバイス、磁気ストレージデバイス、読み取り専用メモリ(ROM)、プログラマブル読み取り専用メモリ(PROM)、消去可能プログラマブル読み取り専用メモリ(EPROM)、電気的消去可能プログラマブル読み取り専用メモリ(EEPROM)、及びフラッシュメモリを含む群からの少なくとも1つを備える、請求項18に記載の非一時的なコンピュータプログラム製品。
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