JP5123191B2 - 高度に限定された画像再構成法を使用する拡散テンソル・イメージング - Google Patents
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Description
本出願は、2005年9月22日付で出願された、発明の名称が「高度に限定された画像再構成法(HIGHLY CONSTRAINED IMAGE RECONSTRUCTION METHOD)」の米国特許仮出願第60/719,445号、及び2006年2月17日付で出願された、発明の名称が「高度に限定された画像再構成法を使用する拡散テンソル・イメージング(DIFFUSION TENSOR IMAGING USING HIGHLY CONSTRAINED IMAGE RECONSTRUCTION METHOD)」の米国特許仮出願第60/774,314号に基づく。
本発明は、米国国立衛生研究所によって認められた認可番号第HL06488、HL072260及びMH062015に基づいて、政府の支援でなされた。米国政府は、本発明に一定の権利を有する。
本発明の分野は、磁気共鳴イメージング法(MRI)であり、特に拡散強調画像(diffusion weighted image)を取得及び再構成する方法である。
本発明は、非常に低減された走査時間内で、多くの異なる運動感知方向における拡散強調画像データを取得し、取得されたデータから対応するDWI画像を再構成する方法である。異なる方向で運動感知されたインタリーブ投影ビューを使用して合成画像が再構成され、この合成画像が、高度に制限された逆投影再構成法で用いられて、単一方向で運動感知される投影ビューから各々のDWI画像を再構成する。こうして、アンダーサンプリングに起因する臨床的に邪魔な画像アーチファクトを生成することなく、ずっと少ないビューを用いてDWI画像が取得され得る。
数式(2)の分子は、合成画像において、対応する信号値を用いて各画素に重み付けし、分母は、全逆投影信号サンプルが、時間フレームに対する投影総和を反映し、合成画像の総和により乗算されないように、その値を正規化している。この正規化は、逆投影が実行された後に各画素で別個に行われることができるが、多くの臨床使用では、逆投影の前に投影Pを正規化する方がはるかに容易であることに留意すべきである。この場合、投影Pは、同じビュー角での合成画像を通した投影において、対応する値PCで割ることによって正規化される。次に、正規化された投影P/PCは逆投影され、次に、結果として得た画像は合成画像を乗算される。
特に図1を参照すると、本発明の好ましい実施態様がMRIシステムに用いられる。MRIシステムは、ディスプレイ112及びキーボード114を有するワークステーション110を備える。ワークステーション110は、市販のオペレーティングシステムを走らせている市販のプログラマブルマシンであるプロセッサ116を備える。ワークステーション10は、スキャン指示をMRIシステムに入力できるようにするオペレータインタフェースを提供する。
Claims (12)
- 磁気共鳴イメージング(MRI)システムのフィールド・オブ・ビュー(FOV)に置かれた対象の拡散強調画像のセットを生成する方法であって、
a)前記MRIシステムによって、第一の方向に沿って向けられた運動感知勾配と共にパルスシーケンスを使用して、前記FOVの中に置かれた前記対象の投影ビューのセットを異なるビュー角で取得するステップであって、前記投影ビューのセットがアンダーサンプリング画像データセットを形成するステップと、
b)ステップa)を複数回反復するステップであって、前記運動感知勾配が毎回異なる方向に沿って向けられ、前記投影ビューが全てインタリーブされるステップと、
c)複数の前記アンダーサンプリング画像データセットからの投影ビューを用いて合成画像を生成するステップであって、各合成画像画素の値が、前記FOVの中に置かれた前記対象に関する先験的情報を表示するステップと、
d)各アンダーサンプリング画像データセットから前記対象の拡散強調画像を
d)i)前記アンダーサンプリング画像データセット内の取得投影ビューを前記FOVの中へ逆投影し、各々の画像画素の中へ逆投影された前記信号値を、前記合成画像内の前記対応画素の前記値を使用して正規化及び重み付けすることと、
d)ii)各々の画像画素の逆投影された値を総計すること
とによって、再構成するステップと、
e)前記拡散強調画像から拡散テンソルを算出するステップと、
を含む、MRIシステムのFOVに置かれた対象の拡散強調画像のセットを生成する方法。 - f)前記FOVの中に置かれた前記対象のマスク画像について投影ビューを取得するステップと、
g)ステップd)を実行する前に、ステップa)で取得された対応投影ビューからマスク画像投影ビューを減じるステップと、
を含む、請求項1記載の方法。 - h)ステップf)で取得された前記投影ビューからマスク画像を再構成するステップと、
i)ステップe)を実行する前に、ステップd)で再構成された各拡散強調画像へ前記マスク画像を加えるステップと、
を含む、請求項4記載の方法。 - ステップc)で生成された前記合成画像が、ステップa)で取得された全ての前記アンダーサンプリング画像データセット内の実質的に全ての前記投影ビューから再構成される、請求項1記載の方法。
- 異なる合成画像が、ステップd)で再構成された各拡散強調画像についてステップc)で生成され、各々の異なる合成画像が、ステップa)で取得された前記アンダーサンプリング画像データセットの異なるものからの投影ビューを用いて生成される、請求項1記載の方法。
- 各々の合成画像が、再構成されている前記アンダーサンプリング画像データセットからの投影ビュー及び再構成されている前記アンダーサンプリング画像データセットの前記運動感知方向に近い方向で運動感知されるアンダーサンプリング画像データセットからの投影ビューを使用して生成される、請求項7記載の方法。
- ステップf)で取得された前記マスク投影ビューがインタリーブされて、ステップa)及びb)で取得された前記アンダーサンプリング画像データセットと実質的に同じ前記方向に沿って向けられた勾配を用いて運動感知されるアンダーサンプリングマスク画像データセットを形成する、請求項4記載の方法。
- 再構成されている前記アンダーサンプリング画像データセット内の投影ビューに対応するマスク投影ビュー及び再構成されている前記アンダーサンプリング画像データセット内の投影ビューに対応する前記マスク投影ビューの前記運動感知方向に近い方向で運動感知されるアンダーサンプリングマスク投影データセットからのマスク投影ビューを使用してマスク画像を再構成することと、
再構成されている前記画像データセット内の前記投影ビューの前記ビュー角に対応するビュー角で前記マスク画像を再投影し、前記再投影されたマスク画像の投影ビューをステップg)で使用することと、
を含む、請求項9記載の方法。 - 再構成されている各々のアンダーサンプリング画像データセットについて別個のマスク画像を生成することと、
各々のマスク画像を再投影することと、
前記再投影されたマスク画像の投影ビューを、再構成されている前記アンダーサンプリング画像データセット内の対応投影ビューから減じることと、
を含む、請求項9記載の方法。 - ステップe)を実行する前に、各々のマスク画像を、ステップd)で再構成された対応拡散強調画像へ加えることを含む、請求項11記載の方法。
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