JP2022016312A - Magnetic resonance imaging device and magnetic resonance imaging method - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書及び図面に開示の実施形態は、磁気共鳴イメージング装置及び磁気共鳴イメージング方法に関する。 The embodiments disclosed herein and in the drawings relate to a magnetic resonance imaging apparatus and a magnetic resonance imaging method.
磁気共鳴イメージング(MRI:Magnetic Resonance Imaging)では、1回のスキャンに数分から数十分の時間を必要とするため、スキャン中における患者の移動がモーションアーティファクト(artifacts)として画像に現れる場合がある。モーションアーティファクトを抑制する方法の一つは、データの高速収集である。例えば、SSFP(定常状態自由歳差運動:Steady-State Free Precession)を利用したシーケンスなどが存在する。また、モーションアーティファクトを抑制する別の方法の一つは、動き補正である。
また、3DのFSE(Fast Spin Echo)系シーケンスでは、一般的にblurringの低減、組織コントラストの向上、SAR(Specific Absorption Rate)の低減を目的としてVFA(Variable Flip Angle)を用いることがある。
Magnetic resonance imaging (MRI) requires minutes to tens of minutes for a single scan, so patient movement during a scan may appear in the image as motion artifacts. One way to suppress motion artifacts is to collect data at high speed. For example, there is a sequence using SSFP (Steady-State Free Precession). Also, one of the other methods of suppressing motion artifacts is motion correction.
Further, in a 3D FSE (Fast Spin Echo) system sequence, VFA (Variable Flip Angle) may be generally used for the purpose of reducing blurring, improving tissue contrast, and reducing SAR (Special Absorption Rate).
本明細書及び図面の開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、画質を向上させることである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。 One of the problems to be solved by the embodiments of the disclosure of the present specification and the drawings is to improve the image quality. However, the problems to be solved by the embodiments disclosed in the present specification and the drawings are not limited to the above problems. The problem corresponding to each effect by each configuration shown in the embodiment described later can be positioned as another problem.
実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、被検体の検査部位をイメージングするための磁気共鳴イメージング装置であって、収集部と、補正部と、画像生成部とを備える。収集部は、複数回のショットにおいてそれぞれ前記検査部位からナビエコー信号とイメージング信号を連続的に収集する。補正部は、前記複数回のショットにおいて、前記ナビエコー信号に基づいてそれぞれ生成される複数のk空間を用いて前記被検体の移動量を算出し、前記複数回のショットにおいて前記イメージング信号に基づいて生成されたイメージングk空間を補正する。画像生成部は、補正後の前記イメージングk空間を用いて前記検査部位の画像を生成する。 The magnetic resonance imaging device according to the embodiment is a magnetic resonance imaging device for imaging an inspection site of a subject, and includes a collection unit, a correction unit, and an image generation unit. The collecting unit continuously collects the navigation echo signal and the imaging signal from the inspection site in each of the plurality of shots. The correction unit calculates the amount of movement of the subject using the plurality of k-spaces generated based on the navigation echo signal in the plurality of shots, and based on the imaging signal in the plurality of shots. Correct the generated imaging k-space. The image generation unit generates an image of the inspection site using the corrected imaging k-space.
以下、図面を参照しながら、磁気共鳴イメージング装置及び磁気共鳴イメージング方法の実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the magnetic resonance imaging apparatus and the magnetic resonance imaging method will be described in detail with reference to the drawings.
以下、図1~図4に基づいて、本発明の磁気共鳴イメージング装置1を説明する。図1は磁気共鳴イメージング装置1の構成ブロック図である。以下、磁気共鳴イメージング装置1の各構成について説明する。静磁場磁石10は、被検体が配置される撮像空間に静磁場を発生させる。例えば、静磁場磁石10は、超伝導磁石や永久磁石等で形成される。
Hereinafter, the magnetic
傾斜磁場コイル20は、傾斜磁場を発生させる。例えば、傾斜磁場コイルは、互いに直交するX軸、Y軸及びZ軸それぞれに対応するXコイル、Yコイル及びZコイルを有している。Xコイル、Yコイル及びZコイルは、傾斜磁場電源30から供給される電流により、各軸方向に沿った傾斜磁場を発生させる。ここで、Z軸は、静磁場磁石10によって発生する静磁場の磁束に沿って設定される。また、X軸は、Z軸に直交する水平方向に沿って設定される。Y軸は、Z軸とX軸の双方に直交する方向に沿って設定される。
The gradient
傾斜磁場電源30は、傾斜磁場コイル20に電流を供給する。傾斜磁場電源30が傾斜磁場コイル20に電流を供給することで、傾斜磁場コイル20が傾斜磁場を発生させることが可能となる。
The gradient magnetic
RF(無線周波:Radio Frequency)コイル40は、撮像空間に配置された被検体に高周波磁場を印加するとともに、被検体から発生するNMR(核磁気共鳴:Nuclear Magnetic Resonance)信号を受信する。高周波磁場は、RFパルスと呼ぶこともある。RFコイル40には、撮像空間を取り囲むようにして設置された全身用RFコイル41や被検体に近接して配置される局所用RFコイル42がある。RFコイル40の機能は、高周波磁場の送信と、NMR信号の受信に大きく分けられる。全身用RFコイル41または局所用RFコイル42の一方が、送信と受信の機能の両方を兼ね備えてもよいし、全身用RFコイル41と局所用RFコイル42を両方用いて送信と受信を行ってもよい。さらに、局所用RFコイル42を同時に複数用いてもよい。局所用RFコイル42は、被検体の部位ごとに異なるように設けてもよい。
The RF (Radio Frequency)
送信回路50は、静磁場中に置かれた対象原子核固有のラーモア周波数に対応する高周波パルス信号をRFコイル40に出力する。
The
受信回路60は、RFコイル40が受信したNMR信号に基づいて磁気共鳴(Magnetic Resonance:MR)データを生成し、生成したMRデータを処理回路100に出力する。寝台70は、被検体が載置される天板71を含み、天板71を鉛直方向及び水平方向に移動させることが可能である。
The
入力インタフェース80は、操作者から各種指示及び各種情報の入力操作を受け付ける。具体的には、入力インタフェース80は、処理回路100に接続されており、操作者から受け取った入力操作を電気信号へ変換して処理回路100に出力する。例えば、入力インタフェース80は、トラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、及び音声入力回路等によって実現される。なお、本明細書において、入力インタフェース80は、マウス、キーボード等の物理的な操作部品を含むものだけに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を制御回路へ出力する電気信号の処理回路も入力インタフェース80の例に含まれる。
The
ディスプレイ81は、各種情報及び各種画像を表示する。具体的には、ディスプレイ81は、処理回路100に接続されており、処理回路100から送られる各種情報及び各種画像のデータを表示用の電気信号に変換して出力する。例えば、ディスプレイ81は、液晶モニタやLEDモニタ、タッチパネル等によって実現される。
The
記憶回路90は、各種データ及び各種プログラムを記憶する。具体的には、記憶回路90は、処理回路100に接続されており、各処理回路によって入出力される各種データ及び各種プログラムを記憶する。例えば、記憶回路90は、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子やハードディスク、光ディスク等によって実現される。
The
処理回路100は、寝台制御機能101を有する。寝台制御機能101は、制御用の電気信号を寝台70へ出力することで、寝台70の動作を制御する。例えば、寝台制御機能101は、入力インタフェース80を介して、天板71を移動させる指示を操作者から受け付け、受け付けた指示に従って天板71を移動するように、寝台70が有する天板71の移動機構を動作させる。例えば、寝台制御機能101は、被検体の撮像を行う際に、被検体が載置された天板71を撮像空間に移動させる。
The
処理回路100は、収集機能102を有する。収集機能102は、各種のパルスシーケンスを実行することで、被検体のMRデータを収集する。具体的には、収集機能102は、処理回路100から出力されるシーケンス実行データに従って傾斜磁場電源30、送信回路50及び受信回路60を駆動することで、各種のパルスシーケンスを実行する。ここで、シーケンス実行データは、パルスシーケンスを表すデータであり、傾斜磁場電源30が傾斜磁場コイル20に電流を供給するタイミング及び供給する電流の強さ、送信回路50がRFコイル40に高周波パルス信号を供給するタイミング及び供給する高周波パルスの強さ、受信回路60が磁気共鳴信号をサンプリングするタイミング等を規定した情報である。シーケンス実行データは、あらかじめ記憶回路90に記憶されているか、操作者の入力を入力インタフェース80において受け付けて生成される。また、あらかじめ記憶回路90に記憶されたシーケンス実行データを操作者が編集してもよい。そして、収集機能102は、パルスシーケンスを実行した結果として受信回路60から出力されるMRデータを受信し、記憶回路90に記憶させる。このとき、記憶回路90に記憶されるMRデータは、k空間データとして記憶される。例えば、2次元撮像を行う場合は、スライス選択傾斜磁場によって選択されたスライス面に対して、位相エンコード傾斜磁場を印加する。印加される傾斜磁場に従った位相エンコード量のk空間データは、リードアウト(readout)傾斜磁場を用いて読み出される。リードアウト傾斜磁場は、周波数エンコード傾斜磁場とも呼ばれる。例えば、3次元撮像を行う場合は、スライスエンコード傾斜磁場、および、位相エンコード傾斜磁場を印加し、印加された傾斜磁場に従ったエンコード量のk空間データを、リードアウト傾斜磁場を用いて読み出す。以上説明した、スライス選択傾斜磁場、位相エンコード傾斜磁場、リードアウト傾斜磁場、スライスエンコード傾斜磁場は、それぞれ先述したXコイル、Yコイル、Zコイルのうち、1以上のコイルが生成する傾斜磁場により形成される。
The
処理回路100は、補正機能103を有する。補正機能103は、収集機能102によって収集されたk空間データの少なくとも一部を用いて、被検体の移動に起因するモーションアーティファクトを抑制するための補正を行う。
The
処理回路100は、画像生成機能104を有する。画像生成機能104は、収集機能102によって収集されたk空間データに基づいて、各種の画像を生成する。例えば、k空間データにフーリエ変換などの再構成処理を施すことによって、MR画像を生成する。以下では、デカルト座標系でのイメージングk空間を例として説明するが、他の座標系でのイメージングk空間を用いることもできる。なお、画像生成機能104は、再構成した画像に対して、後処理として画像処理を加えることも可能である。
The
処理回路100は、表示制御機能105を有する。表示制御機能105は、画像生成機能104が生成した画像をディスプレイ81に出力する。また、記憶回路90や外部のストレージに記憶された画像を取得して、ディスプレイ81に表示させることも可能である。
The
以上で説明した処理回路100は、それぞれプロセッサによって実現される。この場合に、各処理回路が有する処理機能は、例えば、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路90に記憶される。そして、各処理回路は、記憶回路90から各プログラムを読み出して実行することで、各プログラムに対応する処理機能を実現する。換言すると、各プログラムを読み出した状態の各処理回路は、図1の各処理回路内に示された各機能を有することとなる。
Each of the
また、ここでは、各処理回路が単一のプロセッサによって実現されるものとして説明したが、実施形態はこれに限られず、複数の独立したプロセッサを組み合わせて各処理回路を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することによって各処理機能を実現するものとしてもよい。また、各処理回路が有する処理機能は、単一又は複数の処理回路に適宜に分散又は統合されて実現されてもよい。また、図1に示す例では、単一の記憶回路90が各処理機能に対応するプログラムを記憶するものとして説明したが、複数の記憶回路を分散して配置して、処理回路が個別の記憶回路から対応するプログラムを読み出す構成としても構わない。なお、収集機能、補正機能、画像生成機能、表示制御機能は、それぞれ、収集部、補正部、画像生成部、表示部の一例である。
Further, although the description has been made here that each processing circuit is realized by a single processor, the embodiment is not limited to this, and a plurality of independent processors are combined to form each processing circuit, and each processor is programmed. Each processing function may be realized by executing. Further, the processing functions of each processing circuit may be appropriately distributed or integrated into a single processing circuit or a plurality of processing circuits. Further, in the example shown in FIG. 1, a
図2は、収集機能102により実行されるシーケンス実行データに含まれるパルスシーケンスの一例を示す図である。図2には、3D FLAIR(Three-Dimensional Fluid Attenuated Inversion Recovery)シーケンスが示されている。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a pulse sequence included in the sequence execution data executed by the
図2において、RFは無線周波(RF)パルスを示す。PEは位相エンコード勾配方向における傾斜磁場パルスを示し、SEはスライスエンコード勾配方向における傾斜磁場パルスを示し、ROは周波数エンコード勾配方向における傾斜磁場パルスを示し、ADCは、アナログ信号としてMR信号を受信してデジタル化するタイミングを示す。一回のショットにおいて、まず反転回復(IR:Inversion Recovery)パルスを印加し、次に励起パルスEPを印加し、その後に安定化段階S1とイメージング段階S2のパルス印加に入る。ここで、「一回のショット」とは、1回の励起パルスEPの印加を意図している。IRパルスは、例えば水信号を抑制する目的で印加される。 In FIG. 2, RF represents a radio frequency (RF) pulse. PE indicates a gradient magnetic field pulse in the phase-encoded gradient direction, SE indicates a gradient magnetic field pulse in the slice-encoded gradient direction, RO indicates a gradient magnetic field pulse in the frequency-encoded gradient direction, and ADC receives an MR signal as an analog signal. Indicates the timing of digitization. In one shot, an inversion recovery (IR) pulse is first applied, then an excitation pulse EP is applied, and then the pulse application of the stabilization step S1 and the imaging step S2 is started. Here, "one shot" is intended to apply one excitation pulse EP. The IR pulse is applied, for example, for the purpose of suppressing a water signal.
例えば、一般的には、安定化段階S1において、ナビエコー信号Nは収集しない。また、ナビエコー信号Nを収集したとしても画像生成に用いない。これに対し、本発明は、安定化段階S1で収集した信号を、イメージング段階S2で収集される信号の補正に用いる。すなわち、処理回路100は、収集機能102により、ナビエコー信号Nを、後続するイメージング信号(イメージングエコー信号E)を安定化させる安定化段階S1において収集する。
For example, in general, the navigation echo signal N is not collected in the stabilization step S1. Further, even if the navigation echo signal N is collected, it is not used for image generation. On the other hand, the present invention uses the signal collected in the stabilization step S1 to correct the signal collected in the imaging step S2. That is, the
安定化段階S1で、例えばPE、SE、ROの3つの異なる勾配方向における傾斜磁場パルスを印加することにより、後述の図3に示す球面k空間sksを構築できるナビエコー信号Nを取得し、一回のショットで取得されたナビエコー信号Nに基づいて1つの球面k空間データを構築する。ナビエコー信号Nには複数のデータポイントが含まれる。なお、安定化段階S1では、例えばVFAのRFパルスを用いる。 In the stabilization step S1, for example, by applying gradient magnetic field pulses in three different gradient directions of PE, SE, and RO, a navigation echo signal N capable of constructing a spherical k-space sks shown in FIG. 3 described later is acquired and once. One spherical surface k-space data is constructed based on the navigation echo signal N acquired in the shot of. The navigation echo signal N includes a plurality of data points. In the stabilization step S1, for example, an RF pulse of VFA is used.
イメージング段階S2において、図2に示すように、安定化段階S1で印加された傾斜磁場パルスと異なる傾斜磁場パルスを印加することにより、イメージングエコー信号Eを取得し、一回のショットで取得されたイメージングエコー信号Eに基づいて1つのイメージングk空間データを構築する。イメージングエコー信号Eには複数のデータポイントが含まれる。 In the imaging step S2, as shown in FIG. 2, the imaging echo signal E was acquired by applying a gradient magnetic field pulse different from the gradient magnetic field pulse applied in the stabilization step S1, and was acquired in one shot. One imaging k-spatial data is constructed based on the imaging echo signal E. The imaging echo signal E includes a plurality of data points.
図2に示すように、一回のショットにおいて、安定化段階S1とイメージング段階S2は連続的である。即ちナビエコー信号Nを取得して後、直ちにイメージングエコー信号Eを取得する。すなわち、処理回路100は、収集機能102により、複数回のショットにおいてそれぞれ検査部位からナビエコー信号とイメージング信号とを連続的に収集する。
As shown in FIG. 2, in one shot, the stabilization step S1 and the imaging step S2 are continuous. That is, the imaging echo signal E is immediately acquired after the navigation echo signal N is acquired. That is, the
以下、図3及び図4に基づいて、補正機能103によるイメージングk空間データに対する補正を説明する。
Hereinafter, correction of the imaging k-space data by the
図3は本発明の一例の球面k空間sksの構築方法を示す図であり、図4は本発明の被検体の検査部位を三次元イメージングする方法を示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing a method of constructing a spherical k-space sks of an example of the present invention, and FIG. 4 is a diagram showing a method of three-dimensionally imaging an inspection site of a subject of the present invention.
図3に示すように、被検体の検査部位を検査する時、通常は検査部位のデータを複数回のショットで収集する。図3には、n回のショット、即ちショット1~ショットnが示されている。
As shown in FIG. 3, when inspecting the inspection site of the subject, the data of the inspection site is usually collected by a plurality of shots. FIG. 3 shows n shots, that is,
ショット毎にそれぞれ複数のナビエコー信号を取得する。例えばショット1は、第1信号nav1、第2信号nav2、第3信号nav3、第4信号nav4、第5信号nav5、……第m信号navm(mが6以上の自然数)の複数のナビエコー信号を含む。各ナビエコー信号は複数のデータポイントを含み、球面k空間sksの各点に対応する。また、第1信号nav1~第m信号navm(mが6以上の自然数)を取得する例を挙げているが、取得される複数のナビエコー信号は特に限定されず、6個未満であってもよい。 Acquire multiple navigation echo signals for each shot. For example, shot 1 is a plurality of navigation echo signals of a first signal nav1, a second signal nav2, a third signal nav3, a fourth signal nav4, a fifth signal nav5, .... include. Each navigation echo signal contains a plurality of data points and corresponds to each point in the spherical k-space sks. Further, although an example of acquiring the first signal nav1 to the mth signal navm (a natural number in which m is 6 or more) is given, the plurality of acquired navigation echo signals is not particularly limited and may be less than six. ..
ショット1において、複数のナビエコー信号を用いて球面k空間sksを構築する際に、第1信号nav1における1つの点、第2信号nav2における1つの点、第3信号nav3における1つの点、第4信号nav4における1つの点、第5信号nav5における1つの点、……第m信号navmにおける1つの点、第1信号nav1におけるもう1つの点、第2信号nav2におけるもう1つの点、第3信号nav3におけるもう1つの点、第4信号nav4におけるもう1つの点、第5信号nav5におけるもう1つの点、……第m信号navmにおけるもう1つの点、……という順でこれらの点を球面上に螺旋状に並べることにより、1つの球面k空間sksを構築する。つまり、各ナビエコー信号における点が交互に並んでいるように、球面k空間sksを構築する。同様に、ショット2乃至ショットnにおいて、ショット1と同様にそれぞれ1つの球面k空間sksを構築する。
In
すなわち、処理回路100は、収集機能102により、ショット毎に、複数のナビエコー信号を収集し、複数のナビエコー信号は、それぞれ複数のデータポイントからなる。また、これらのナビエコー信号に基づいて生成される球面k空間は、複数のナビエコー信号におけるデータポイントが交互に並ぶように構築される。
That is, the
通常、毎回のショットの間に数秒の空き時間が存在しているが、該空き時間が経過すれば被検体の検査部位が移動した可能性があることを考慮すると、2回の隣接するショットについて、それぞれ構築された球面k空間sksの間の移動量に基づいて、2回の隣接するショットで構築されたイメージングk空間部分(図示せず)を補正する。すなわち、処理回路100は、補正機能103により、複数回のショットにおいて、ナビエコー信号に基づいてそれぞれ生成される複数の球面k空間を用いて被検体の移動量を算出し、当該複数回のショットにおいてイメージング信号に基づいて生成されたイメージングk空間を補正する。
Normally, there is a few seconds of free time between each shot, but considering that the test site of the subject may have moved after the free time, for two adjacent shots , Correct the imaging k-space portion (not shown) constructed with two adjacent shots, based on the amount of movement between each constructed spherical k-space sks. That is, the
一例として、当該複数回のショットが第1ショットと第2のショットとを含む場合、処理回路100は、補正機能103により、第1ショットで構築された球面k空間に対する、第2ショットで構築される球面k空間の移動量に基づいて、第2ショットで構築されるイメージングk空間を補正する。
As an example, when the plurality of shots include the first shot and the second shot, the
イメージングにおいて、ショット1とショット2が存在する場合を例として説明する。ショット1において、複数のナビエコー信号N(第1信号nav1~第m信号navmを含む)を用いて第1球面k空間を構築し、複数のイメージングエコー信号E(信号E1、E2、E3、E4、E5、……を含む)を用いて第1イメージングk空間部分を構築し、同様に、ショット2において、複数のナビエコー信号Nを用いて第2球面k空間を構築し、複数のイメージングエコー信号Eを用いて第2イメージングk空間部分を構築する。補正機能103は、ナビエコー信号Nに基づいて、第1球面k空間に対する第2球面k空間の移動を算出する。該移動は2つの球面k空間の間の回転及び平行移動を含む。2つの球面k空間の間の回転角度及び平行移動量の算出方法は従来技術を用いればよく、ここでは詳細を述べない。
In imaging, the case where
補正機能103は、第1球面k空間に対する第2球面k空間の移動量、即ち回転角度及び平行移動量に基づいて、第2イメージングk空間部分を補正して、補正後の第2イメージングk空間部分を生成する。その後、画像生成機能104は、補正後の第2イメージングk空間部分と基準である第1イメージングk空間部分とからなるイメージングk空間を用いて被検体の検出部位の画像再構成を行う。
The
2回のショットにおいて、球面k空間の間の移動量は被検体の検査部位の移動量であり、該移動量を用いて安定化段階に隣接するイメージング段階で構築されたイメージングk空間部分を補正し、該移動量はイメージング段階における被検体の検査部位の移動量として認定できるため、イメージングk空間部分に対して正確な補正を行うことができる。 In the two shots, the amount of movement between the spherical k-spaces is the amount of movement of the test site of the subject, and the amount of movement is used to correct the imaging k-space portion constructed in the imaging step adjacent to the stabilization step. However, since the movement amount can be recognized as the movement amount of the inspection site of the subject in the imaging stage, accurate correction can be performed for the imaging k-space portion.
たとえ、被検体の検査部位が移動したとしても、第2イメージングk空間部分の移動量が補正されるので、再構成される画像においてモーションアーティファクトが生じることが抑制される。 Even if the inspection site of the subject moves, the amount of movement of the second imaging k-space portion is corrected, so that motion artifacts are suppressed from occurring in the reconstructed image.
以上、イメージングにショット1とショット2の2回のショットが含まれる場合であって、且つその2回の隣接するショットを用いてイメージングk空間部分を補正するものを説明したが、それに限らない。例えば、3以上のショットがイメージングに含まれていても良いし、隣接しないショットをイメージングk空間部分の補正に用いることができる。例えばショット1とショット3との間、ショット1とショット4との間、ショット2とショット5との間などで補正することができる。つまり、球面k空間に対する、後ショットで構築される球面k空間の移動量に基づいて、後ショットで構築されるイメージングk空間部分を補正する。このように、後ショットで構築されるイメージングk空間部分は、前ショットで構築されたイメージングk空間部分に比べて移動していないように補正される。
In the above, the case where the imaging includes two shots of
また、被検体の検査部位は剛体であるため、被検体の検査部位におけるある部位の移動量(平行移動量及び回転角度)は、検査部位全体の移動量と見なすことができる。すなわち、処理回路100が算出する移動量は、球面k空間の間の回転角度と平行移動量を含む。なお、移動量の補正において基準とするショットは、必ずしも時系列的に前に取得されたショットである必要はなく、時系列的に後に取得されたショットを基準とすることも可能である。
Further, since the test site of the subject is a rigid body, the movement amount (translation amount and rotation angle) of a certain site in the test site of the subject can be regarded as the movement amount of the entire test site. That is, the amount of movement calculated by the
以下、図4に基づいて被検体の検査部位を三次元イメージングする方法を説明する。ステップS11において、収集機能102は、シーケンス実行データに従って、安定化段階S1でナビエコー信号Nを収集し、イメージング段階S2でイメージングエコー信号Eを収集するような複数ショットのデータ収集を行う。複数ショットには少なくともショット1とショット2が含まれる。ショット1では、第1ナビエコー信号と第1イメージングエコー信号が収集される。ショット2では、第2ナビエコー信号と第2イメージングエコー信号が収集される。ここでは、ショット1で収集されたデータを基準とし、ショット2で収集されたデータを補正の対象とする。
Hereinafter, a method of three-dimensionally imaging the inspection site of the subject will be described with reference to FIG. In step S11, the
ステップS12において、補正機能103は、第1ナビエコー信号と第2ナビエコー信号とに基づいて、ショット間における被検体移動に起因する補正値を算出する。ステップS13において、補正機能103は、ステップS12において算出された補正値を用いて、ショット2で得られる第2イメージングk空間データを補正する。なお、補正の処理にグリッディング処理を含んでもよい。すなわち、処理回路100は、補正機能103により、補正後のイメージングk空間に対して、グリッディング処理を行ってもよい。
In step S12, the
ステップS14において、画像生成機能104は、第1イメージングk空間データと、補正された第2イメージングk空間データを用いて、完全なk空間データを構築し、当該完全なk空間データに対して、フーリエ変換などの処理を行って、MR画像を生成する。すなわち、処理回路100は、画像生成機能104により、補正後のイメージングk空間を用いて検査部位の画像を生成する。
In step S14, the
以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、動き補正を高精度化することが可能となる。 According to at least one embodiment described above, it is possible to improve the accuracy of motion correction.
本実施形態にかかる発明との比較例として、動き補正技術であるPROMO(Prospective motion correction)シーケンスについて説明する。PROMOは、図5に示すように、イメージングシーケンスETの前に、コロナル面、サジタル面、及びアキシャル面の3つの互いに垂直な平面に沿ってデータ収集を行う。このイメージングシーケンスETの前のデータ収集区間をナビゲーターセグメントNSと呼び、ナビゲーターセグメントNSにおいて収集したデータに基づいて被検体の移動を推定し、推定結果に基づいてイメージングシーケンスETを補正することでモーションアーティファクトを抑制する。ここでFLAIRイメージングとPROMOを併用する場合には、ナビゲーターセグメントNSと、イメージング段階との間にIRパルスの印加を挟むため、ナビゲーターセグメントNSで取得した補正値がイメージング段階の補正に適しない場合がある。つまり、ナビゲーターセグメントNSとイメージング段階との間に時間差が発生するため、ナビゲーターセグメントNSとイメージング段階との間に生じた被検体の移動を正確に補正することができない。また、該動き補正には、ハードウェアフィードバックループを有するスキャナーの支持が必要であるため、ハードウェア的にも制約されている。 As a comparative example with the invention according to the present embodiment, a PROMO (Prospective motion correction) sequence, which is a motion correction technique, will be described. PROMO collects data along three mutually perpendicular planes, a coronal plane, a sagittal plane, and an axial plane, prior to the imaging sequence ET, as shown in FIG. The data collection section before this imaging sequence ET is called the navigator segment NS, and the movement of the subject is estimated based on the data collected in the navigator segment NS, and the imaging sequence ET is corrected based on the estimation result to make a motion artifact. Suppress. Here, when FLAIR imaging and PROMO are used together, an IR pulse is applied between the navigator segment NS and the imaging stage, so the correction value acquired by the navigator segment NS may not be suitable for correction in the imaging stage. be. That is, since a time difference occurs between the navigator segment NS and the imaging stage, it is not possible to accurately correct the movement of the subject that occurs between the navigator segment NS and the imaging stage. Further, since the motion correction requires the support of a scanner having a hardware feedback loop, it is also restricted in terms of hardware.
一方で、以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、安定化段階の区間を活用して動き補正のデータを収集するため、IRパルスを併用する場合であっても、動き補正のデータを収集するタイミングが、イメージング段階の収集に対して時間的にずれることが抑止され、補正データの精度を向上させることができる。補正データの精度が向上すると、MR画像におけるモーションアーティファクトがより抑制することができる。 On the other hand, according to at least one embodiment described above, since the motion correction data is collected by utilizing the interval of the stabilization stage, the motion correction data is collected even when the IR pulse is used in combination. It is possible to prevent the timing of the pulse from being time-shifted with respect to the collection in the imaging stage, and improve the accuracy of the correction data. If the accuracy of the correction data is improved, motion artifacts in the MR image can be further suppressed.
さらに、以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、前記補正は自動的に行われるものであり、ハードウェアフィードバックループを有するスキャナーが必要ではないため、余計なハードウェアを追加する必要がない。 Further, according to at least one embodiment described above, the correction is performed automatically, and a scanner having a hardware feedback loop is not required, so that it is not necessary to add extra hardware.
そして、以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、球面k空間を構築する際には、各ナビエコー信号における点が交互に並んでいるように構築しているので、2回のショットの間で仮に被検体が移動したとしても、その移動量を補正することができるので、正確なk空間データを得ることができる。しかし、他の構築方式を用いて球面k空間を構築することもでき、例えば、第1ナビエコー信号における複数の点、第2ナビエコー信号における複数の点などを球面において順に並べるように球面k空間を構築することができる。 Then, according to at least one embodiment described above, when constructing the spherical k-space, the points in each navigation echo signal are constructed so as to be arranged alternately, so that between two shots. Even if the subject moves, the amount of movement can be corrected, so that accurate k-space data can be obtained. However, it is also possible to construct a spherical k-space using another construction method. For example, the spherical k-space is arranged so that a plurality of points in the first navigation echo signal, a plurality of points in the second navigation echo signal, and the like are arranged in order on the spherical surface. Can be built.
以上説明した少なくとも1つの実施形態によれば、画質を向上させることができる。 According to at least one embodiment described above, the image quality can be improved.
いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、実施形態同士の組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although some embodiments have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other embodiments, and various omissions, replacements, changes, and combinations of embodiments can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and variations thereof are included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof, as are included in the scope and gist of the invention.
100 処理回路
101 寝台制御機能
102 収集機能
103 補正機能
104 画像生成機能
105 表示制御機能
100
Claims (14)
複数回のショットにおいてそれぞれ前記検査部位からナビエコー信号とイメージング信号を連続的に収集する収集部と、
前記複数回のショットにおいて、前記ナビエコー信号に基づいてそれぞれ生成される複数のk空間を用いて前記被検体の移動量を算出し、前記複数回のショットにおいて前記イメージング信号に基づいて生成されたイメージングk空間を補正する補正部と、
補正後の前記イメージングk空間を用いて前記検査部位の画像を生成する画像生成部と、を備える、磁気共鳴イメージング装置。 A magnetic resonance imaging device for imaging the inspection site of a subject.
A collection unit that continuously collects navigation echo signals and imaging signals from the inspection site in multiple shots, respectively.
The amount of movement of the subject is calculated using the plurality of k-spaces generated based on the navigation echo signal in the plurality of shots, and the imaging generated based on the imaging signal in the plurality of shots. A correction unit that corrects k-space,
A magnetic resonance imaging apparatus including an image generation unit that generates an image of the inspection site using the corrected imaging k-space.
前記補正部は、前記第1ショットで構築されたk空間に対する、前記第2ショットで構築されるk空間の移動量に基づいて、前記第2ショットで構築されるイメージングk空間を補正する、請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The plurality of shots includes a first shot and a second shot, and includes the first shot and the second shot.
The correction unit corrects the imaging k-space constructed in the second shot based on the amount of movement of the k-space constructed in the second shot with respect to the k-space constructed in the first shot. Item 1. The magnetic resonance imaging apparatus according to Item 1.
前記移動量は、球面k空間の間の回転角度と平行移動量を含む、請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The inspection site is rigid and
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein the movement amount includes a rotation angle between spherical k-spaces and a translation amount.
前記複数のナビエコー信号は、それぞれ複数のデータポイントからなり、
前記k空間は、前記複数のナビエコー信号におけるデータポイントが交互に並ぶように構築される、請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。 The collecting unit collects a plurality of navigation echo signals for each shot, and collects a plurality of navigation echo signals.
The plurality of navigation echo signals each consist of a plurality of data points.
The magnetic resonance imaging device according to claim 1, wherein the k-space is constructed so that data points in the plurality of navigation echo signals are arranged alternately.
複数回のショットにおいてそれぞれ前記検査部位からナビエコー信号とイメージング信号を連続的に収集し、
前記複数回のショットにおいて、前記ナビエコー信号に基づいてそれぞれ生成される複数のk空間を用いて前記被検体の移動量を算出し、前記複数回のショットにおいて前記イメージング信号に基づいて生成されたイメージングk空間を補正し、
補正後のイメージングk空間を用いて前記検査部位の画像を生成する、磁気共鳴イメージング方法。 A magnetic resonance imaging method for imaging the test site of a subject.
Navi echo signals and imaging signals are continuously collected from the inspection site in each of multiple shots.
The amount of movement of the subject is calculated using the plurality of k-spaces generated based on the navigation echo signal in the plurality of shots, and the imaging generated based on the imaging signal in the plurality of shots. Correct the k-space and
A magnetic resonance imaging method for generating an image of the inspection site using the corrected imaging k-space.
前記補正は、前記第1ショットで構築されたk空間に対する、前記第2ショットで構築されるk空間の移動量に基づいて、前記第2ショットで構築されるイメージングk空間を補正する、請求項8に記載の磁気共鳴イメージング方法。 The plurality of shots includes a first shot and a second shot, and includes the first shot and the second shot.
The correction is claimed to correct the imaging k-space constructed in the second shot based on the amount of movement of the k-space constructed in the second shot with respect to the k-space constructed in the first shot. 8. The magnetic resonance imaging method according to 8.
The magnetic resonance imaging method according to claim 8, wherein the correction further performs a gridding process on the corrected imaging k-space.
前記移動量は、球面k空間の間の回転角度と平行移動量を含む、請求項8に記載の磁気共鳴イメージング方法。 The inspection site is rigid and
The magnetic resonance imaging method according to claim 8, wherein the movement amount includes a rotation angle between spherical k-spaces and a translation amount.
前記複数のナビエコー信号は、それぞれ複数のデータポイントからなり、
前記k空間は、前記複数のナビエコー信号におけるデータポイントが交互に並ぶように構築される、請求項8に記載の磁気共鳴イメージング方法。 The collection is to collect a plurality of navigation echo signals for each shot.
The plurality of navigation echo signals each consist of a plurality of data points.
The magnetic resonance imaging method according to claim 8, wherein the k-space is constructed so that data points in the plurality of navigation echo signals are arranged alternately.
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