JP6049954B1 - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents
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Abstract
Description
以下、本発明を適用する第一の実施形態について説明する。以下、本発明の実施形態を説明するための全図において、基本的に同一機能を有するものは同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
受付部210は、ユーザからの指示を受け付ける。受付部210は、再構成画像取得部220が撮影を実行するにあたり、必要な情報を受け付ける。さらに、本実施形態では、計算画像(パラメータ分布)を作成する対象の被検体パラメータおよび/または装置パラメータ(推定パラメータ)の指定、撮影に用いる撮影パラメータセットの指定を受け付ける。これらの情報は、表示装置110に表示する受付画面を介して受け付ける。また、指定可能なパラメータの情報は、予め記憶装置111に保持される。
本実施形態の再構成画像取得部220は、予め定めた撮影シーケンスに従って、予め設定された撮影パラメータを用い、撮影を実行し、再構成画像を得る。撮影は、撮影パラメータと撮影シーケンスに従って、各部を制御するよう、シーケンサ104に指示を行うことにより実行される。
パラメータ推定部230は、複数の再構成画像および当該再構成画像を取得する際に従った撮影シーケンスの信号関数を用いて、被検体103に依存する被検体パラメータおよび装置に依存する装置パラメータの少なくとも1つのパラメータであって、推定対象のパラメータ(推定パラメータ)の値を推定する。本実施形態では、推定パラメータ毎に最適な解像度の再構成画像を用いて、推定パラメータの値を推定する。
表示画像作成部240は、パラメータ推定部230が作成したパラメータ分布から表示画像を生成し、表示装置110に表示する。なお、表示画像作成部240は、備えなくてもよい。
以下、本実施形態のパラメータ推定処理を説明する。
信号関数作成部250による信号関数作成処理の詳細の説明に先立ち、信号関数を解析的に求められない撮影シーケンスの例を説明する。ここでは、当該撮影シーケンスとして、RF−Sppoiled GEシーケンスを例にあげて説明する。
以下、信号関数作成部250による、RF−Spoiled GEシーケンス610の信号関数を作成する処理を説明する。
RF−Spoiled GEシーケンス610の信号関数fsは、被検体パラメータの縦緩和時間T1、横緩和時間T2、スピン密度ρ、高周波磁場強度B1と、装置パラメータの受信コイル感度Scと、RF−Spoiled GEシーケンス610において、変更可能な撮影パラメータであるフリップ角FA、繰返し時間TR、エコー時間TE、RF位相像分値θと、を用いて、以下の式(1)で表わされる。
本実施形態の信号関数作成部250は、被検体パラメータのT1、T2の任意の値に対して、撮影パラメータFA、TR、TEを網羅的に変化させ、数値シミュレーションにて信号を得、得られた信号を補間することにより信号関数を作成する。
T2(17個)[s]:0.01,0.02,0.03,0.04,0.05,0.07,0.1,0.14,0.19,0.27,0.38,0.53,0.74,1.0,1.4,2.0,2.8
TR(4個)[ms]:10,20,30,40
FA(10個)[度]:5,10,15,20,25,30,35,40,50,60
θ(17個)[度]:0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,12,14,16,18,20,22
数値シミュレーションは、格子点上にスピンを配置した被検体モデルと撮影シーケンスと撮影パラメータと装置パラメータとを入力とし、磁気共鳴現象の基礎方程式であるBlochの式を解いて磁気共鳴信号を出力する。
上記式(2)により、撮影パラメータセット410毎の信号値を得ると、信号関数作成部250は、それらを補間し、信号関数fs(420)を作成する。補間には、1次から3次程度の線形補間やスプライン補間を用いることができる。
次に、本実施形態のパラメータ推定部230によるパラメータ推定処理の詳細を説明する。上述のように、本実施形態では、推定パラメータ毎に、最適な解像度の再構成画像を用いて、推定パラメータの値を推定する。推定パラメータ毎の最適な解像度は、上述のように、予め記憶装置111等に保持される。
以下、本実施形態のパラメータ以上の、パラメータ推定部230によるパラメータ推定処理を、図8、および、図9(a)〜図9(f)を用いて、具体例で説明する。
このとき、前記パラメータ推定部230は、前記最適な解像度が低い前記推定パラメータから順に前記値を推定するとともに、推定する際、既に推定されている推定パラメータの値を、推定対象の前記推定パラメータの最適な解像度に調整し、前記信号関数330とともに用いてもよい。
次に、本発明の第二の実施形態を説明する。第一の実施形態では、最適な解像度が最も高い推定パラメータの計算画像に合わせた解像度で画像を取得し、パラメータ値の推定時に、それぞれ、最適な解像度に低減する。一方、本実施形態では、推定パラメータ毎に寄与する再構成画像がはっきりしている場合、当該再構成画像については、再構成画像取得時に、最適な解像度で取得する。
パラメータ推定部230は、まず、このTEの異なる2枚の画像から、Δf0分布を算出する。
本実施形態のパラメータ推定処理の流れを、図12(a)〜図12(c)を用いて説明する。ここでは、推定パラメータは、T1、T2、B1、ρSc(=a)、Δf0の5つとする。そして、シングルエコーシーケンス610とマルチエコーシーケンス630とを用い、各推定パラメータの3次元の分布を取得する場合を例にあげて説明する。マルチエコーシーケンス630では、TEの異なる2枚のマルチエコー画像を得るものとする。
上記各実施形態の表示画像作成部240は、得られた計算画像と信号関数fsとを用い、推定された被検体パラメータと装置パラメータ、撮影シーケンス、撮影パラメータの一部を変更した画像(例えば、T1強調像とT2強調像)を任意に生成できる。
Claims (14)
- 複数の再構成画像および当該再構成画像を取得する際に従った撮影シーケンスの信号関数を用いて、被検体に依存する1以上の被検体パラメータおよび装置に依存する1以上の装置パラメータの少なくとも1つの推定パラメータの値を推定するパラメータ推定部、を備え、
前記複数の再構成画像は、複数の撮影パラメータセットを用いて、前記撮影シーケンスに従って撮像を行い、それぞれ、取得されたものであり、
前記信号関数は、前記撮影シーケンス毎に、前記撮影パラメータ、前記被検体パラメータおよび前記装置パラメータと、前記再構成画像の各画素値との関係を定めた関数であり、
前記パラメータ推定部は、前記推定パラメータ毎に最適な解像度の前記再構成画像を用いて前記値を推定すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記複数の再構成画像は、それぞれ、前記推定パラメータ毎の最適な解像度のうち最も高い解像度である最高解像度を有し、
前記パラメータ推定部は、前記最適な解像度が前記最高解像度より低い推定パラメータについては、前記再構成画像の解像度を当該推定パラメータに最適な解像度に低減し、前記値を推定すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項2記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記パラメータ推定部は、前記最適な解像度が低い前記推定パラメータから順に前記値を推定するとともに、推定する際、既に推定されている推定パラメータの値を、推定対象の前記推定パラメータに最適な解像度に調整し、前記信号関数とともに用いること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記推定パラメータは、受信コイル感度、高周波磁場強度、および共鳴周波数差の少なくとも一つを含むこと
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置イメージング装置であって、
前記推定パラメータは、縦緩和時間、横緩和時間、およびプロトン密度の少なくとも一つを含むこと
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記複数の再構成画像は、前記推定パラメータのうち、前記最適な解像度が最も高い推定パラメータの当該最適な解像度である第一の解像度を有する第一の再構成画像と、前記第一の解像度とは異なる第二の解像度を有する第二の再構成画像とからなること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項6記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記第一の再構成画像は、マルチエコーシーケンスによって取得されたマルチエコー画像であり、
前記パラメータ推定部は、前記マルチエコー画像から、前記推定パラメータのうち、共鳴周波数差の値を推定すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項7記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記パラメータ推定部は、前記マルチエコー画像の解像度を前記第二の解像度に調整し、調整後のマルチエコー画像と前記第二の再構成画像とを前記信号関数とともに用い、前記共鳴周波数差以外の前記推定パラメータの値を推定すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記複数の再構成画像を取得する再構成画像取得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。 - 請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記複数の撮影パラメータセットは、前記撮像パラメータのうち、繰り返し時間、高周波磁場の強度、高周波磁場の位相の少なくとも一つの値が、それぞれ異なること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記再構成画像の枚数は、前記推定パラメータ数以上であること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
推定した前記推定パラメータの値と、予め定めた撮影シーケンスの信号関数とを用い、当該撮影シーケンスの、予め定めた画質の画像を得る表示画像作成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。 - 請求項9記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記推定パラメータの指示を受け付ける受付部をさらに備え、
前記受付部は、推定パラメータ受付画面を介して、前記推定パラメータの設定を受け付け、
前記再構成画像取得部は、受け付けた推定パラメータに対応づけて予め保持される前記最適な解像度を含む撮影条件に従って、前記再構成画像を取得すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記信号関数は、複数の異なる前記撮影パラメータおよび前記被検体パラメータの組み合わせそれぞれについて、数値シミュレーションを実行し、得られた結果を補間することにより生成されること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
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