JP5156958B2 - Magnetic resonance imaging system - Google Patents
Magnetic resonance imaging system Download PDFInfo
- Publication number
- JP5156958B2 JP5156958B2 JP2007185279A JP2007185279A JP5156958B2 JP 5156958 B2 JP5156958 B2 JP 5156958B2 JP 2007185279 A JP2007185279 A JP 2007185279A JP 2007185279 A JP2007185279 A JP 2007185279A JP 5156958 B2 JP5156958 B2 JP 5156958B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- image
- sensitivity
- magnetic resonance
- resonance imaging
- imaging apparatus
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Description
本発明は、核磁気共鳴イメージング(以下、「MRI」と呼ぶ。)の折り返し除去技術に関する。特に、パラレルイメージング法における折り返し除去技術に関する。 The present invention relates to a aliasing removal technique for nuclear magnetic resonance imaging (hereinafter referred to as “MRI”). In particular, the present invention relates to aliasing removal technology in the parallel imaging method.
MRI装置は、被検体、特に人体の組織を構成する水素や燐等からの核磁気共鳴(以下、「NMR」と呼ぶ。)信号を計測し、その頭部、腹部、四肢等の形態や機能を2次元的に或いは3次元的に画像化する。NMR信号は、印加される傾斜磁場により位相エンコードおよび周波数エンコードされ、時系列データとして取得される。取得されたNMR信号は、2次元又は3次元フーリエ変換され、画像に再構成される。 An MRI apparatus measures a nuclear magnetic resonance (hereinafter referred to as “NMR”) signal from a subject, particularly hydrogen, phosphorus, etc. constituting a tissue of a human body, and forms and functions of the head, abdomen, limbs, and the like. Are imaged two-dimensionally or three-dimensionally. The NMR signal is phase-encoded and frequency-encoded by an applied gradient magnetic field and acquired as time series data. The acquired NMR signal is two-dimensional or three-dimensional Fourier transformed and reconstructed into an image.
MRI装置において、撮像時間を短縮する技術の一つとして、パラレルイメージング法と呼ばれる手法がある。パラレルイメージング法では、複数の高周波受信コイル(以下、「受信コイル」と略記する。)を用いて計測空間(以下、「k空間」と略記する)の位相エンコードステップを間引きながらエコーデータの計測を行い、撮像時間を短縮する。位相エンコードステップを間引いたことによって再構成画像上に発生する折り返しアーチファクト(以下、「折り返し」と略記する。)は、各受信コイルの受信感度分布(以下、「感度分布」と略記する。)を用いて行列演算を行うことで画像を展開し、除去する(例えば、非特許文献1参照。)。 One technique for shortening the imaging time in an MRI apparatus is a technique called a parallel imaging method. In the parallel imaging method, echo data is measured while thinning out the phase encoding step of a measurement space (hereinafter abbreviated as “k space”) using a plurality of high frequency reception coils (hereinafter abbreviated as “reception coil”). To reduce imaging time. A folding artifact (hereinafter abbreviated as “folding”) generated on the reconstructed image by thinning out the phase encoding step is a reception sensitivity distribution (hereinafter abbreviated as “sensitivity distribution”) of each receiving coil. An image is developed and removed by performing a matrix operation using it (see, for example, Non-Patent Document 1).
パラレルイメージング法では、折り返し展開の演算に受信コイルの感度分布を用いるため、折り返しの無い良好な画像を得るためには、この受信コイルの感度分布を出来るだけ正確に取得する必要がある。より正確な感度分布を取得するために、少なくとも二つの撮像スライスにおける各受信コイル感度分布を複素加算または複素加算平均または複素幾何平均し、感度分布のS/N比を向上させる技術がある(例えば、特許文献1参照。)。 In the parallel imaging method, since the sensitivity distribution of the receiving coil is used for the calculation of the folding expansion, in order to obtain a good image without the folding, it is necessary to obtain the sensitivity distribution of the receiving coil as accurately as possible. In order to obtain a more accurate sensitivity distribution, there is a technique for improving the S / N ratio of the sensitivity distribution by performing complex addition, complex addition averaging, or complex geometric averaging on each reception coil sensitivity distribution in at least two imaging slices (for example, , See Patent Document 1).
また、パラレルイメージング法では、背景などの低信号領域を含んだまま行列演算を行うと、ノイズの影響で折り返しの展開時の誤差が大きくなり、画像上に輝点のアーチファクトが発生する。これを防ぐため、低信号領域を除くためのマスクを用いる技術がある(例えば、特許文献2参照。) In the parallel imaging method, if a matrix operation is performed while including a low signal region such as the background, an error at the time of unfolding increases due to noise, and artifacts of bright spots occur on the image. In order to prevent this, there is a technique using a mask for removing a low signal region (see, for example, Patent Document 2).
ノイズなどのスライス方向に様々な位相をもつ信号は、複素加算により打ち消し合うため、結果的にS/N比が向上する。特許文献1で開示されている技術によれば、複数のスライスの感度分布を複素加算するため、感度分布のS/N比が向上する。従って、各スライスから得られる感度分布のS/N比が低い場合でも、S/N比の良い感度分布を用いて折返し除去の処理を行うことができ、アーチファクトの少ない結果画像を得ることができる。 Since signals having various phases in the slice direction such as noise cancel each other out by complex addition, the S / N ratio is improved as a result. According to the technique disclosed in Patent Document 1, since the sensitivity distribution of a plurality of slices is complex-added, the S / N ratio of the sensitivity distribution is improved. Therefore, even when the S / N ratio of the sensitivity distribution obtained from each slice is low, the aliasing removal process can be performed using the sensitivity distribution with a good S / N ratio, and a result image with few artifacts can be obtained. .
しかしながら、例えば、副鼻腔など磁化率アーチファクトが発生する領域のように位相の変化が大きい領域を撮影対象の被検体領域に含む場合、複数のスライスの感度分布を複素加算すると信号が打ち消しあってその大きさが低下する。被検体領域の信号が低下した感度分布を、特許文献2に開示されているマスクを用いた手法に用いると、被検体領域と背景領域との分離の精度が悪くなり、結果画像にアーチファクトが発生する。 However, for example, when the region to be imaged includes a region having a large phase change, such as a region where magnetic susceptibility artifacts occur, such as the sinuses, the signals cancel each other when the sensitivity distribution of multiple slices is complex-added. The size is reduced. When the sensitivity distribution in which the signal of the subject region is reduced is used in the technique using the mask disclosed in Patent Document 2, the accuracy of separation between the subject region and the background region is deteriorated, and artifacts are generated in the result image. To do.
このように、撮影対象に位相の変化が大きい領域を含む場合、折り返し除去に効果的な、複数の撮像スライスの感度分布を複素加算等の演算により求めて感度分布のS/N比を向上させる技術と、マスクを用いて低信号領域を除く技術とを両立させることは難しい。このため、形態画像のS/N比が低い場合、効果的にアーチファクトを除去できず、画像の質を高めることができない。 As described above, when the imaging target includes an area having a large phase change, the sensitivity distribution of a plurality of imaging slices, which is effective for aliasing removal, is obtained by calculation such as complex addition to improve the S / N ratio of the sensitivity distribution. It is difficult to make the technology compatible with the technology that removes the low signal region using a mask. For this reason, when the S / N ratio of the morphological image is low, artifacts cannot be effectively removed and the quality of the image cannot be improved.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、取得した感度分布のS/N比が低い場合であっても、効果的にアーチファクトを除去し、良質な画像を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to effectively remove artifacts and obtain a high-quality image even when the acquired sensitivity distribution has a low S / N ratio.
本発明は、取得した複数スライスの感度画像を絶対値加算した画像からマスク画像を作成する。取得した複数スライスの感度画像を複素加算することにより得られる画像に、作成したマスク画像を乗算することにより、受信コイルの感度分布を得る。得られた感度分布を用いて、形態画像の画質を向上させる。 The present invention creates a mask image from an image obtained by adding absolute values of acquired sensitivity images of a plurality of slices. A sensitivity distribution of the receiving coil is obtained by multiplying the image obtained by complex addition of the acquired sensitivity images of a plurality of slices by the created mask image. The image quality of the morphological image is improved using the obtained sensitivity distribution.
具体的には、複数のRF受信コイルから成るマルチプル受信コイルと、前記マルチプル受信コイルを用いて、前記RF受信コイル毎の被検体の形態画像用データと前記RF受信コイル毎の感度画像用データとを1以上のスライス分計測する計測手段と、前記形態画像用データおよび前記感度画像用データからそれぞれ前記形態画像と前記感度画像とを再構成する信号処理手段と、を備える磁気共鳴イメージング装置であって、前記信号処理手段は、RF受信コイル毎の1以上のスライスの前記感度画像用データに基づき、RF受信コイル毎の画像を作成する画像作成手段と、前記RF受信コイル毎の1以上のスライスの前記感度画像用データに基づき全RF受信コイルについての画像を合成し、被検体領域と背景領域とを分離するマスク画像を作成するマスク画像作成手段と、前記RF受信コイル毎の画像に前記マスク画像を作用させ、前記RF受信コイル毎の感度分布を作成する感度分布作成手段と、前記形態画像と前記感度分布とを用いて画像を生成する結果画像生成手段と、を備えることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置を提供する。 Specifically, using a multiple receiving coil composed of a plurality of RF receiving coils, the morphological image data of the subject for each RF receiving coil, and the sensitivity image data for each RF receiving coil, using the multiple receiving coils. Measuring means for measuring one or more slices, and signal processing means for reconstructing the morphological image and the sensitivity image from the morphological image data and the sensitivity image data, respectively. The signal processing means includes an image creation means for creating an image for each RF reception coil based on the sensitivity image data for one or more slices for each RF reception coil, and one or more slices for each RF reception coil. A mask image for synthesizing images of all RF receiving coils based on the sensitivity image data and separating the subject region and the background region Using mask image creating means to create, sensitivity distribution creating means for creating a sensitivity distribution for each RF receiving coil by applying the mask image to an image for each RF receiving coil, and using the morphological image and the sensitivity distribution And a result image generating means for generating an image.
本発明によれば、取得した感度分布のS/N比が低い場合であっても、効果的にアーチファクトを除去し、良質な画像を得ることができる。 According to the present invention, even when the S / N ratio of the acquired sensitivity distribution is low, artifacts can be effectively removed and a high-quality image can be obtained.
<<第一の実施形態>>
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。なお、発明の実施の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。
<< First Embodiment >>
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment of the invention, and the repetitive description thereof is omitted.
最初に本実施形態のMRI装置の構成を説明する。図1は本実施形態のMRI装置100の構成の概略図である。MRI装置100は、被検体101の周囲に静磁場を発生させる磁石102と、傾斜磁場を発生させる傾斜コイル103と、被検体にRF波を照射する照射コイル104と、被検体からのNMR信号を検出する受信コイル105と、被検体101が横たわるベッド106と、傾斜磁場電源107と、RF送信部108と、信号検出部109と、信号処理部110と、表示部120と、制御部130と、を備える。
First, the configuration of the MRI apparatus of this embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic diagram of a configuration of an
磁石102は、被検体101の周りのある広がりをもった空間に配置された、永久磁石・超伝導磁石・常伝導磁石のいずれかからなり、体軸と平行または垂直な方向に均一な静磁場を発生させる。傾斜磁場コイル103は、傾斜磁場電源107からの信号に従って、X,Y,Zの3軸の方向の傾斜磁場を、被検体101に印加する。この傾斜磁場の加え方によって、被検体の撮影断面が設定される。照射コイル104は、RF送信部108の信号に応じて高周波磁場を発生する。この高周波磁場は、傾斜磁場コイル103によって設定された被検体101の撮影断面の生体組織を構成する原子の原子核を励起して核磁気共鳴を起こさせるために発生させる。
The
受信コイル105は、被検体101に近接して配置され、照射コイル104から照射された高周波磁場によって被検体101の生休組織を構成する原子の原子核の磁気共鳴によるエコー信号であるNMR信号を受信する。受信したNMR信号は、信号検出部109で検出され、信号処理部110で信号処理し画像に変換される。変換された画像は、表示部120に表示される。
The
なお、受信コイル105には、複数のRF受信コイルからなるマルチプルRFコイル(フェーズドアレイコイル)を用いる。マルチプルRFコイルとは、相対的に高感度な小型RF受信コイルを複数個並べ、各コイルで取得した信号を合成することにより、高い感度を保ったまま視野を拡大し、高感度化を図る受信専用RFコイルである。
Note that a multiple RF coil (phased array coil) including a plurality of RF receiving coils is used as the
制御部130は、スライスエンコード、位相エンコード、周波数エンコードの各傾斜磁場と高周波磁場パルスとを所定のパルスシーケンスに従って繰り返し発生させるとともにNMR信号を受信させるために、傾斜磁場電源107と、RF送信部108と、信号処理部110とを制御する。本実施形態では、形態画像用データの計測と、受信コイルの感度分布を得るための感度画像用データの計測とを行うよう各部を制御する。また、複数のスライスの計測を行うよう各部を制御する。
The
さらに、本実施形態の信号処理部110は、複素画像作成処理部111と、マスク画像作成処理部112と、感度分布作成処理部113と、計測画像作成処理部114と、折り返し除去処理部115と、を備える。以下、各機能の説明に先立ち、従来のマルチプルRFコイルを用いたパラレルイメージング法における、折り返しと呼ばれるアーチファクトの除去の手法について説明する。以下、マルチプルRFコイルを構成する各受信コイルをRF受信コイルと呼ぶ。
Further, the
図2は、パラレルイメージング法による折り返しについて説明するための図である。パラレルイメージング法は、マルチプルRFコイルを用いて、位相エンコードの繰り返し回数(ステップ数)を一定の割合で間引いて計測することにより高速撮影を実現する手法である。位相エンコードのステップ数を間引く割合は、逆数で表され、一般に倍速数と呼ばれる。例えば倍速数2の場合、位相エンコードのステップ数が1/2になるよう間引かれる。これを、2倍速で位相エンコードのステップ数を間引いて計測すると呼ぶ。2倍速で位相エンコードのステップ数を間引いて計測すると、位相エンコードのステップ間隔が2倍になり、k空間上のデータは、図2の201に示すように1ライン置きに埋められる。例えば、間引かないで計測して得られたデータに2次元フーリエ変換を施して再構成される画像が図2の202の場合、201の示すように埋められたk空間のデータから再構成される画像は図2の203のように倍速数回の折り返しが発生したものとなる。パラレルイメージング法では、このような折り返しが発生した画像に信号処理を施して折り返しを除去する。 FIG. 2 is a diagram for explaining folding by the parallel imaging method. The parallel imaging method is a method that realizes high-speed imaging by using multiple RF coils and measuring the number of repetitions (number of steps) of phase encoding at a constant rate. The ratio of thinning out the number of phase encoding steps is represented by a reciprocal number and is generally called a double speed number. For example, in the case of the double speed number 2, thinning is performed so that the number of phase encoding steps is halved. This is called measurement by thinning out the number of steps of phase encoding at double speed. When the phase encoding step count is thinned out at double speed, the phase encoding step interval is doubled, and the data in the k space is filled every other line as indicated by 201 in FIG. For example, in the case of 202 shown in FIG. 2, an image reconstructed by performing two-dimensional Fourier transformation on the data obtained by measurement without thinning out is reconstructed from the embedded k-space data as indicated by 201. The image to be generated is one that has been folded several times as indicated by 203 in FIG. In the parallel imaging method, signal processing is performed on an image in which such folding has occurred to remove the folding.
位相エンコードのステップ数が1/Nになるよう等間隔に間引いて計測を行った場合、上述したように、2次元フーリエ変換後の画像にはN回の折り返しが発生する。M個(M≧N)のRF受信コイルを用いてN倍速で位相エンコードのステップ数を間引いて計測を行うと、N回折り返しの発生した画像がM個取得できる。M個のRF受信コイルの感度分布を用いてN回の折り返し画像を展開し、折り返しを除去した1枚の画像を取得する。以下、展開の手法を説明する。 When measurement is performed with thinning at equal intervals so that the number of steps of phase encoding becomes 1 / N, as described above, N-folding occurs in the image after the two-dimensional Fourier transform. When M (M ≧ N) RF receiving coils are used to perform measurement by thinning out the number of steps of phase encoding at N times speed, M images in which N diffraction has occurred can be acquired. Using the sensitivity distribution of M RF receiving coils, N folded images are developed, and one image from which the folding is removed is acquired. Hereinafter, the method of expansion will be described.
x、y方向の画像マトリスク数をそれぞれX、Yとし、画像内の座標(x,y)(x:1≦x≦X,y:1≦y≦Y)の画素値をsi(x,y)、i番目のRF受信コイルの感度をci(x,y)、同じく被検体の密度をp(x,y)とすると、間引きをしないで計測した場合は、画像を構成する各画素値si(x,y)は、以下の(式1)のように、被検体の磁化密度p(x,y)と、RF受信コイルの感度ci(x,y)との積で表される。ここで、添え字iは、1≦i≦Mである。
一方、N倍速で位相エンコードのステップ数を間引いて計測した場合は、画像の位相エンコード方向のマトリクス数Δyは、Y/Nとなる。得られる画像を構成する各画素値si(x,y)は、以下の(式2)で表される。
折り返しの無い画像は、すなわち、被検体の磁化密度分布Pである。(式6)より、被検体の磁化密度分布Pは、以下のように求められる。
このように、コイルの感度分布Cがわかれば、その随伴行列および逆行列を計算することにより被検体の磁化密度分布Pを得ることができる。従来のパラレルイメージング法では、これを利用し、コイルの密度分布Cを用い、折り返しを除去した画像を算出する。 Thus, if the sensitivity distribution C of the coil is known, the magnetization density distribution P of the subject can be obtained by calculating its adjoint matrix and inverse matrix. In the conventional parallel imaging method, this is used, and the density distribution C of the coil is used to calculate an image from which aliasing is removed.
また、本実施形態では、特許文献1に記載されている技術同様、複数のスライスの計測を行い、そこで取得したそれぞれの感度画像用データから各RF受信コイルの感度分布を算出する。以下、複数のRF受信コイルでそれぞれ取得した複数のスライスの画像用データを処理することを前提に、本実施形態の信号処理部110の各機能について説明する。
In the present embodiment, similarly to the technique described in Patent Document 1, a plurality of slices are measured, and the sensitivity distribution of each RF receiving coil is calculated from each sensitivity image data acquired there. Hereinafter, each function of the
複素画像作成処理部111は、各RF受信コイルで取得した、スライス毎の、感度分布を作成するための感度画像用データから複素加算画像を作成する。具体的には、スライス毎の感度用画像データにそれぞれ2次元フーリエ変換を施し、感度画像を得る。各感度画像を各受信コイル毎にスライス方向に複素加算し、複素加算画像を得る。なお、スライス方向に加算とは、1のRF受信コイルで取得した各スライスの同じ位置の画素値を加算することである。
The complex image
マスク画像作成処理部112は、複素画像作成処理部111が生成した感度画像からマスク画像を作成する。具体的には、スライス毎の感度画像を各RF受信コイル毎にスライス方向に絶対値加算し、RF受信コイル毎の絶対値加算画像を得る。全てのRF受信コイルの絶対値加算画像を合成し、合成後の絶対値加算画像に対し、マスク画像作成処理を行い、マスク画像を作成する。マスク画像作成処理は、閾値処理により被検体領域を抽出し、抽出した被検体領域を1、その他の領域を背景領域として0とするなどの手法により画像を2値化する。この2値化された画像をマスク画像と呼ぶ。なお、マスク画像は、全RF受信コイルおよびスライス方向の加算分のスライスについて1つ作成される。
The mask image
感度分布作成処理部113は、複素画像作成処理部111が作成した複素加算画像にマスク画像作成処理部112が作成したマスク画像を乗算し、感度分布を作成する。具体的には、全RF受信コイルの複素加算画像を合成し、全体複素加算画像を得る。RF受信コイル毎の複素加算画像をそれぞれ全体複素加算画像で除算し、さらにマスク画像を乗算し、RF受信コイル毎の感度分布を得る。上述のように、マスク画像では背景領域が0であるため、得られる感度分布では、ノイズを含んだ背景部分の信号値は0となる。この結果、被検体領域のみの感度分布が作成できる。
The sensitivity distribution
計測画像作成処理部114は、各RF受信コイルのスライス毎に、形態画像用データに2次元フーリエ変換を施し、倍速数回の折り返しのある計測画像を作成する。
The measurement image
折り返し除去処理部115は、計測画像作成処理部114が作成した計測画像から、感度分布作成処理部113が作成した感度分布を用いて折り返しを除去する。折返しの除去は従来の手法を用い、RF受信コイルの感度分布の行列から随伴行列および逆行列を計算し、(式8)に従って結果画像を得る。
The aliasing
以上説明した複素画像作成処理部111と、マスク画像作成処理部112と、感度分布作成処理部113と、計測画像作成処理部114と、折り返し除去処理部115とは、MRI装置100のメモリ(不図示)に格納されたプログラムを、信号処理部110を実現する演算装置が実行することにより実現される。
The complex image
次に、本実施形態の信号処理部110の上記各機能による折り返し除去処理の流れについて説明する。上述のように、本実施形態では、複数のRF受信コイルで、それぞれ、複数のスライスの計測を行い、感度画像用データと形態画像用データとをそれぞれ取得する。以下、本文中では、RF受信コイル数はM、各受信コイルでの取得スライス数はLとして説明する。M、Lは、それぞれ2以上の自然数である。
Next, the flow of the aliasing removal process performed by each function of the
図3は、本実施形態の折り返し除去処理の処理の流れを説明するための図である。本図では一例として2つのRF受信コイルで3スライス分の画像を撮像する場合、すなわち、M=2、L=3の場合の処理の流れを示す。すなわち、30111と30711、30121と30721、30112と30712、30122と30722、30113と30713、30123と30723は、それぞれ同一受信コイルによる同一スライスの感度画像用データおよび形態画像用データである。 FIG. 3 is a diagram for explaining the flow of the aliasing removal processing of the present embodiment. In this figure, as an example, the flow of processing when an image of three slices is picked up by two RF receiving coils, that is, when M = 2 and L = 3 is shown. That is, 301 11 and 307 11 , 301 21 and 307 21 , 301 12 and 307 12 , 301 22 and 307 22 , 301 13 and 307 13 , and 301 23 and 307 23 are for sensitivity images of the same slice by the same receiving coil, respectively. Data and morphological image data.
ここで、パラレルイメージング法において受信コイルの感度分布を取得する手法の代表的なものに、SCM法とPCM法とがある。PCM法は、受信コイルの感度分布の計測を、画像再構成用データを計測する本計測に先立って行う。一方、SCM法は、k空間の低空間周波数領域のみ、位相エンコードのステップ数を間引かずに計測を行い、本計測中に感度分布の計測を行う。なお、本実施形態では、いずれの方法で感度分布を取得しても構わない。 Here, representative methods for acquiring the sensitivity distribution of the receiving coil in the parallel imaging method include an SCM method and a PCM method. In the PCM method, the sensitivity distribution of the receiving coil is measured prior to the main measurement for measuring the image reconstruction data. On the other hand, in the SCM method, only the low spatial frequency region of the k space is measured without thinning out the number of steps of phase encoding, and the sensitivity distribution is measured during the main measurement. In the present embodiment, the sensitivity distribution may be acquired by any method.
まず、複素画像作成処理部111は、各RF受信コイルの各スライスで取得した感度画像用データ30111、30112、30113、30121、30122、30123に対してそれぞれ2次元フーリエ変換302を行い、感度画像30311、30312、30313、30321、30322、30323を得る。そして、複素画像作成処理部111は、得られた感度画像30311、30312、30313をマスク画像作成処理部112に受け渡すとともに、感度画像30311、30312、30313、30321、30322、30323を受信コイル毎にスライス方向に複素加算304し、複素加算画像3051、3052を得る。
First, the complex image
i(≦M)番目のRF受信コイルのl(≦L)番目のスライスの感度画像303ijの座標(x,y)の画素値の実部をrreal,i,l(x,y)、虚部をrimag,i,l(x,y)とすると、複素加算304した複素加算画像305iの座標(x、y)の画素値の実部rreal,i,sum(x,y)および虚部rimag,i,sum(x,y)は以下の(式9)で得られる。
複素画像作成処理部111は、得られた複素加算画像305iを感度分布作成処理部113に受け渡す。
The complex image
マスク画像作成処理部112は、複素画像作成処理部111から感度画像30311、30312、30313、30321、30322、30323を受け取ると、スライス方向に絶対値加算320を行い、絶対値加算画像3211、3212を得る。絶対値加算320により得られる絶対値加算画像321iの座標(x、y)の画素値rabs,i,sum(x,y)は以下の(式10)のとおりである。
そして、マスク画像作成処理部112は、マスク画像作成処理323を行い、マスク画像324を得る。ここでは、まず、各受信コイルの絶対値加算画像3211、3212を合成し、合成画像を得る。このとき、合成画像の座標(x、y)の画素値rabs,sum(x,y)は、(式11)のとおりである。
そして、合成画像に対し、所定の閾値thによる閾値処理を行い、マスク画像324を得る。ここでは、マスク画像324の被検体領域を1、背景領域を0とすると、マスク画像324の座標(x、y)の画素値m(x,y)は、(式12)のとおりである。
マスク画像作成処理部112は、得られたマスク画像324を感度分布作成処理部113に受け渡す。
The mask image
次に、感度分布作成処理部113は、複素画像作成処理部111およびマスク画像作成処理部112からそれぞれ受け取った、複素加算画像3051、3052およびマスク画像324を用いて感度分布作成処理325を行い、RF受信コイル毎の感度分布3261、3262を得る。
Next, the sensitivity distribution
ここでは、感度分布作成処理部113は、まず、M個のRF受信コイルの複素加算画像305iを合成し、全体複素加算画像rbody(x、y)を得る。全体複素加算画像の座標(x、y)の画素値rbody(x、y)は、(式13)のとおりである。
感度分布作成処理部113は、得られた感度分布326iを折り返し除去処理部115に受け渡す。
The sensitivity distribution
一方、計測画像作成処理部114は、各受信コイルのスライス毎の形態画像用データ30711、30712、30713、30721、30722、30723にそれぞれ2次元フーリエ変換308を施し、各受信コイルのスライス毎の計測画像30911、30912、30913、30921、30922、30923を得る。計測画像作成処理部114は、得られた計測画像30911、30912、30913、30921、30922、30923を折り返し除去処理部115に受け渡す。
On the other hand, the measurement image
折り返し除去処理部115は、感度分布作成処理部113から受け取った感度分布326iから(式5)のように行列310を作成し、その随伴行列および逆行列を計算311し、(式8)に従って計測画像作成処理部114から受け取った各計測画像309に乗算することにより、折り返しを除去した結果画像312を得る。すなわち、30911、30921から3121を、30912、30922から3122を、30913、30923から3123を、それぞれ得る。このとき、計測画像30911、30912、30913には感度分布3261を、計測画像30921、30922、30923には感度分布3262を用いる。すなわち、同一RF受信コイルの感度分布作成に用いた複数のスライスの感度画像と同一位置の各スライスの計測画像には同じ感度分布を用いる。
The aliasing
以上、本実施形態の折り返し除去の手順を説明した。 Heretofore, the procedure for removing aliasing according to the present embodiment has been described.
以上説明したように、本実施形態によれば、パラレルイメージング法において、感度分布作成用に取得した複数のスライスの感度画像を絶対値加算した画像からマスク画像を作成する。絶対値加算した画像においては、位相の変化が大きい領域を被検体領域に含む場合であっても、位相の変化により信号が打ち消しあうことがないため、被検体領域と背景領域とを精度良く分離できる。従って、本実施形態によれば、絶対値加算により位相差の影響を排除した画像からマスク画像を作成するため、被検体領域によらず、被検体領域のみ精度良く抽出できるマスク画像を得ることができる。 As described above, according to the present embodiment, in the parallel imaging method, a mask image is created from an image obtained by adding absolute values of sensitivity images of a plurality of slices acquired for creating a sensitivity distribution. In an absolute value-added image, even if the subject region includes a region with a large phase change, the signal region does not cancel out due to the phase change, so the subject region and the background region are separated accurately. it can. Therefore, according to the present embodiment, since the mask image is created from the image from which the influence of the phase difference is eliminated by adding the absolute values, it is possible to obtain a mask image that can accurately extract only the subject region regardless of the subject region. it can.
また、本実施形態によれば、感度分布作成には、感度画像を複素加算した複素画像に上記マスク画像を乗算したものを用いる。従って、本実施形態によれば、被検体領域によらず、S/N比が良く、かつ、背景領域等の低信号領域が効率的に除去された感度分布を得ることができる。そして得られた感度分布を用いて形態画像から折り返しを除去する。このため、精度良く折り返しの展開ができ、アーチファクトを除去できる。 According to the present embodiment, the sensitivity distribution is created by multiplying the complex image obtained by complex addition of the sensitivity image by the mask image. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to obtain a sensitivity distribution in which the S / N ratio is good and the low signal region such as the background region is efficiently removed regardless of the subject region. Then, the aliasing is removed from the morphological image using the obtained sensitivity distribution. Therefore, the folding can be developed with high accuracy, and the artifact can be removed.
また、本実施形態では、同じ感度分布作成用に取得した複数スライスの感度画像から、感度分布のS/N比を向上させる複素画像と、低信号領域を除くための絶対値画像とを得るため、効率も良い。一方、複素画像を得るための複素加算と、マスク画像を作成するための絶対値加算とを独立して行うため、それぞれが影響を与えることはない。 In the present embodiment, in order to obtain a complex image that improves the S / N ratio of the sensitivity distribution and an absolute value image for excluding the low signal region, from the sensitivity images of a plurality of slices acquired for creating the same sensitivity distribution. , Efficiency is also good. On the other hand, since complex addition for obtaining a complex image and absolute value addition for creating a mask image are performed independently, each does not affect.
また、複数のスライスの各計測画像を、同位置の複数のスライスを用いて作成された1の感度分布により処理する。このため、感度分布の計算回数も少なくて済む。 In addition, each measurement image of a plurality of slices is processed by one sensitivity distribution created using a plurality of slices at the same position. For this reason, the number of times of calculating the sensitivity distribution can be reduced.
上記実施形態では、パラレルイメージング法を前提に記載したが、本発明の適用はこれに限られない。上述のように本実施形態によれば、複数の受信コイルを用いる撮影において、各受信コイルの精度の高い感度分布を得ることができる。従って、受信コイルの感度分布を用いる撮影一般に広く適用することができる。 In the above embodiment, the parallel imaging method has been described as a premise, but the application of the present invention is not limited to this. As described above, according to the present embodiment, it is possible to obtain a highly accurate sensitivity distribution of each receiving coil in imaging using a plurality of receiving coils. Therefore, it can be widely applied to general imaging using the sensitivity distribution of the receiving coil.
以下、上記の本実施形態の手順により得られたマスク画像が従来の手順によるものより優れている例を示す。図4は、本実施形態の手順により得られたマスク画像を、図5は、従来の手順により得られたマスク画像を説明するための図である。 Hereinafter, an example in which the mask image obtained by the procedure of the present embodiment is superior to that of the conventional procedure will be described. FIG. 4 is a diagram for explaining a mask image obtained by the procedure of this embodiment, and FIG. 5 is a diagram for explaining a mask image obtained by a conventional procedure.
図4の画像401は各受信コイルの絶対値画像321を合成したものである。画像402はマスク画像作成処理323の結果得られた、マスク画像324である。画像402において、白い部分が抽出された被検体領域、黒い部分が背景領域である。本図に示すように、本実施形態の手順によれば、被検体領域と背景領域とが正確に分離できていることがわかる。比較のために、複素加算後の複素画像305を合成した画像に対し、マスク画像作成処理を行い、得られた結果を図5に示す。本図に示すように、画像402では被検体領域として抽出された画像中央の領域が、画像502では背景領域として認識されていることが確認できる。
An
100:MRI装置、101:被検体、102:磁石、103:傾斜コイル、104:照射コイル、105:受信コイル、106:ベッド、107:傾斜磁場電源、108:RF送信部、109:信号検出部、110:信号処理部、111:複素画像作成処理部、112:マスク画像作成処理部、113:感度分布作成処理部、114:計測画像作成処理部、115:折り返し除去処理部、120:表示部、130:制御部 100: MRI apparatus, 101: subject, 102: magnet, 103: gradient coil, 104: irradiation coil, 105: reception coil, 106: bed, 107: gradient magnetic field power supply, 108: RF transmitter, 109: signal detector 110: signal processing unit, 111: complex image creation processing unit, 112: mask image creation processing unit, 113: sensitivity distribution creation processing unit, 114: measurement image creation processing unit, 115: aliasing removal processing unit, 120: display unit , 130: control unit
Claims (7)
前記信号処理手段は、
前記RF受信コイル毎に得た複数のスライスの前記感度画像用データそれぞれから、前記RF受信コイル毎にスライス毎の前記感度画像を作成する画像作成手段と、
前記RF受信コイル毎に得た複数のスライスの前記感度画像用データそれぞれから、前記スライス毎の感度画像を作成し、当該感度画像を、前記RF受信コイル毎のスライス方向に絶対値加算するとともに前記RF受信コイル間で合成し、被検体領域と背景領域とを分離するマスク画像を作成するマスク画像作成手段と、
前記画像作成手段が作成した前記感度画像を前記RF受信コイル毎にスライス方向に加算して前記RF受信コイル毎の感度加算画像を得、得られた当該感度加算画像それぞれに前記マスク画像を作用させ、RF受信コイル毎の感度分布を作成する感度分布作成手段と、
前記形態画像と前記感度分布とを用いて画像を生成する結果画像生成手段と、を備えること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 Using a multiple receiving coil composed of a plurality of RF receiving coils and the multiple receiving coils, the morphological image data of the subject for each RF receiving coil and the sensitivity image data for each RF receiving coil are measured for each slice. A magnetic resonance imaging apparatus comprising: measuring means for performing; and signal processing means for reconstructing the morphological image and the sensitivity image from the morphological image data and the sensitivity image data, respectively.
The signal processing means includes
From the RF receiving each of the sensitivity image data of a plurality of slices obtained for each coil, and an image generating means for generating the sensitivity image of each slice for each of the RF receiver coil,
A sensitivity image for each slice is created from each of the sensitivity image data of a plurality of slices obtained for each RF receiver coil, and the sensitivity image is added with an absolute value in the slice direction for each RF receiver coil. A mask image creating means for creating a mask image that is synthesized between the RF receiving coils and separates the subject region and the background region;
The sensitivity image created by the image creating means is added in the slice direction for each RF receiving coil to obtain a sensitivity added image for each RF receiving coil, and the mask image is applied to each of the obtained sensitivity added images. A sensitivity distribution creating means for creating a sensitivity distribution for each RF receiving coil;
A magnetic resonance imaging apparatus comprising: a result image generating unit configured to generate an image using the morphological image and the sensitivity distribution.
前記感度加算画像は、前記感度画像をスライス方向に複素加算して得た複素加算画像であること
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 sensitivity addition image is a complex addition image obtained by complex addition of the sensitivity image in the slice direction.
A magnetic resonance imaging apparatus .
前記感度分布は、前記RF受信コイル毎の前記複素加算画像を、当該複素加算画像を全て合成することにより得た全体複素画像で除算し、前記マスク画像を乗算することにより作成されること
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 sensitivity distribution is created by dividing the complex addition image for each RF receiving coil by the whole complex image obtained by synthesizing all the complex addition images and multiplying the mask image.
A magnetic resonance imaging apparatus .
前記制御手段は、エンコードステップを間引くようにして前記形態画像用データを計測し、
前記結果画像生成手段は、前記RF受信コイル毎に、前記1以上のスライスそれぞれの形態画像と当該RF受信コイルの前記感度分布とから、前記形態画像の折り返しを除去する折り返し除去手段を備えること
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 any one of claims 1 to 3 ,
The control means measures the morphological image data so as to thin out the encoding step,
The result image generation means includes, for each of the RF reception coils, aliasing removal means for removing aliasing of the morphology image from the morphology image of each of the one or more slices and the sensitivity distribution of the RF reception coil. A magnetic resonance imaging apparatus.
前記画像作成手段で用いる感度画像用データと、前記マスク画像作成手段で用いる感度画像用データとは、同一の感度画像用データであること
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 any one of claims 1 to 4 ,
The magnetic resonance imaging apparatus, wherein the sensitivity image data used by the image creating means and the sensitivity image data used by the mask image creating means are the same sensitivity image data.
前記感度画像用データは、前記形態画像用データの計測中に計測されるものであること
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 any one of claims 1 to 5 ,
The magnetic resonance imaging apparatus, wherein the sensitivity image data is measured during measurement of the morphological image data.
前記感度画像用データは、前記形態画像用データの計測に先立って計測されるものであること
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 any one of claims 1 to 5 ,
The magnetic resonance imaging apparatus, wherein the sensitivity image data is measured prior to measurement of the morphological image data.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007185279A JP5156958B2 (en) | 2007-07-17 | 2007-07-17 | Magnetic resonance imaging system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007185279A JP5156958B2 (en) | 2007-07-17 | 2007-07-17 | Magnetic resonance imaging system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009022319A JP2009022319A (en) | 2009-02-05 |
| JP5156958B2 true JP5156958B2 (en) | 2013-03-06 |
Family
ID=40394749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007185279A Active JP5156958B2 (en) | 2007-07-17 | 2007-07-17 | Magnetic resonance imaging system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5156958B2 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5202736B2 (en) * | 2009-06-24 | 2013-06-05 | 株式会社日立製作所 | Biological measuring device |
| DE102010043370B4 (en) | 2010-11-04 | 2014-03-13 | Siemens Aktiengesellschaft | Combination of MR signals with suppression of unwanted signal components |
| DE102011088828B4 (en) | 2011-12-16 | 2013-08-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Creation of an MR image of an examination object using a mask created for a reception coil element |
| EP3796024A1 (en) | 2019-09-23 | 2021-03-24 | Koninklijke Philips N.V. | Synthetic four-dimensional computed tomographic image generation |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3952247B2 (en) * | 1999-12-08 | 2007-08-01 | 株式会社日立メディコ | Nuclear magnetic resonance imaging system |
| KR20030071833A (en) * | 2001-01-19 | 2003-09-06 | 가부시끼가이샤 도시바 | Parallel mr imaging using high-precision coil senstivity map |
| JP4047553B2 (en) * | 2001-04-20 | 2008-02-13 | 株式会社日立メディコ | Magnetic resonance imaging system |
| JP4391214B2 (en) * | 2003-12-12 | 2009-12-24 | 株式会社日立メディコ | Magnetic resonance imaging system |
| JP4723814B2 (en) * | 2004-02-26 | 2011-07-13 | 株式会社東芝 | Magnetic resonance imaging system |
| JP4679158B2 (en) * | 2004-10-08 | 2011-04-27 | 株式会社日立メディコ | Magnetic resonance imaging system |
-
2007
- 2007-07-17 JP JP2007185279A patent/JP5156958B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2009022319A (en) | 2009-02-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9396562B2 (en) | MRI reconstruction with incoherent sampling and redundant haar wavelets | |
| US7372269B2 (en) | Magnetic resonance imaging method and apparatus | |
| JP4152381B2 (en) | Magnetic resonance imaging system | |
| JP6445470B2 (en) | Parallel multi-slice MR imaging | |
| US9170313B2 (en) | Coronary magnetic resonance angiography with signal separation for water and fat | |
| JP2003079595A (en) | Magnetic resonance imaging device and rf receiving coil therefor | |
| CN103027681B (en) | For the system of the parallel MRI image obtaining of reconstruct | |
| CN107209238B (en) | Parallel multi-slice MR imaging with suppression of banding artifacts | |
| JP4845972B2 (en) | Magnetic resonance spectrum image calculation method | |
| JP2017529960A (en) | Propeller MR imaging with artifact suppression | |
| WO2008053436A1 (en) | Mri rf encoding using multiple transmit coils | |
| JP4047553B2 (en) | Magnetic resonance imaging system | |
| JP4072879B2 (en) | Nuclear magnetic resonance imaging system | |
| JP5156958B2 (en) | Magnetic resonance imaging system | |
| US9535148B2 (en) | Dynamic contrast enhanced magnetic resonance imaging with high spatial-temporal resolution | |
| JP4679158B2 (en) | Magnetic resonance imaging system | |
| JP2010233907A (en) | Magnetic resonance imaging apparatus and sensitivity correction method | |
| JP2023069917A (en) | Magnetic resonance imaging apparatus and image processing method | |
| JP2019205542A (en) | Magnetic resonance imaging apparatus, processing apparatus, and medical image processing method | |
| JP5636058B2 (en) | Magnetic resonance imaging device | |
| JP4675936B2 (en) | Nuclear magnetic resonance imaging system | |
| JP4980662B2 (en) | Magnetic resonance imaging system | |
| JP4817381B2 (en) | Magnetic resonance imaging system | |
| US20110089949A1 (en) | Parallel Imaging Apparatus and Method | |
| JP3983792B2 (en) | Nuclear magnetic resonance imaging system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100615 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120709 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120717 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120912 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20121113 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20121116 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 5156958 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151221 Year of fee payment: 3 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |