[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP6867876B2 - Magnetic resonance imaging device and body motion correction method - Google Patents

Magnetic resonance imaging device and body motion correction method Download PDF

Info

Publication number
JP6867876B2
JP6867876B2 JP2017103204A JP2017103204A JP6867876B2 JP 6867876 B2 JP6867876 B2 JP 6867876B2 JP 2017103204 A JP2017103204 A JP 2017103204A JP 2017103204 A JP2017103204 A JP 2017103204A JP 6867876 B2 JP6867876 B2 JP 6867876B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
unit
reference signal
signal
measurement
body motion
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
Application number
JP2017103204A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2018196661A (en
Inventor
中村 泰明
泰明 中村
亨 白猪
亨 白猪
悦久 五月女
悦久 五月女
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2017103204A priority Critical patent/JP6867876B2/en
Publication of JP2018196661A publication Critical patent/JP2018196661A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6867876B2 publication Critical patent/JP6867876B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Description

本発明は、磁気共鳴撮像 (Magnetic Resonance Imaging、以下、MRI)装置に関し、特に体動補正技術に関する。 The present invention relates to a magnetic resonance imaging (MRI) device, and more particularly to a body motion correction technique.

MRI装置は、静磁場内に置かれた水素原子核(プロトン)が特定の周波数の高周波磁場に共鳴する核磁気共鳴現象を利用し、その分布を非侵襲で画像化する医用画像診断装置である。MRI装置では、検査対象から発生する核磁気共鳴信号に位置情報を与えるために、2軸或いは3軸方向に傾斜磁場を印加し、傾斜磁場強度を変化させながら核磁気共鳴信号を計測する。核磁気共鳴信号は、傾斜磁場の軸を軸とする計測空間(以下、k空間と呼ぶ)に配置される。 The MRI apparatus is a medical diagnostic imaging apparatus that uses a nuclear magnetic resonance phenomenon in which hydrogen nuclei (protons) placed in a static magnetic field resonate with a high-frequency magnetic field of a specific frequency, and images the distribution in a non-invasive manner. In the MRI apparatus, in order to give position information to the nuclear magnetic resonance signal generated from the inspection target, a gradient magnetic field is applied in the biaxial or triaxial directions, and the nuclear magnetic resonance signal is measured while changing the gradient magnetic field strength. The nuclear magnetic resonance signal is arranged in a measurement space (hereinafter, referred to as k space) about the axis of the gradient magnetic field.

核磁気共鳴信号の計測の際に、被検体が動くと、本来傾斜磁場が印加される位置とは異なる位置に傾斜磁場が印加されることとなり、k空間に配置されたデータはずれを含むものとなる。k空間をその軸に沿ってサンプリングする直交サンプリングの場合、そのずれは、主に位相エンコード方向に現れる。その結果として、k空間から実空間に再構成された画像の位相エンコード方向に体動アーチファクトが現れ、画質が劣化する。 When the subject moves during the measurement of the nuclear magnetic resonance signal, the gradient magnetic field is applied to a position different from the position where the gradient magnetic field is originally applied, and the data arranged in the k-space includes the deviation. Become. In the case of orthogonal sampling in which the k-space is sampled along its axis, the deviation appears mainly in the phase encoding direction. As a result, body motion artifacts appear in the phase encoding direction of the image reconstructed from k-space to real space, and the image quality deteriorates.

この画質劣化を防ぐために、MRIにおける体動補正法がいくつか提案されている。一つは、装置周辺に設置したカメラなどのハードウェアを用いて、被検体に取り付けたマーカーの動きをトラッキングして体動量を検出し、計測時に位置を補正する方法(例えば非特許文献1)である。二つ目は、体動に強いサンプリング方法を適用したシーケンスを使用する方法(例えば非特許文献2)である。三つめは、撮像に用いる信号とは別に追加のエコー信号(ナビゲータエコーという)を計測する。そして、ナビゲータエコーから体動量を検出し、計測時に位置を補正する方法(例えば非特許文献3)である。 In order to prevent this deterioration of image quality, some body motion correction methods in MRI have been proposed. One is a method of tracking the movement of a marker attached to a subject using hardware such as a camera installed around the device to detect the amount of body movement and correct the position at the time of measurement (for example, Non-Patent Document 1). Is. The second is a method using a sequence to which a sampling method resistant to body movement is applied (for example, Non-Patent Document 2). Third, an additional echo signal (called a navigator echo) is measured in addition to the signal used for imaging. Then, it is a method of detecting the amount of body movement from the navigator echo and correcting the position at the time of measurement (for example, Non-Patent Document 3).

非特許文献1の手法は、高精度に体動を検出し補正できるものの、追加のハードウェアが必要となるという課題がある。また、リアルタイムに計測系を制御して計測位置を補正する必要があるため、高度な計測制御手段が必要となるという課題がある。 Although the method of Non-Patent Document 1 can detect and correct body movement with high accuracy, there is a problem that additional hardware is required. Further, since it is necessary to control the measurement system in real time to correct the measurement position, there is a problem that an advanced measurement control means is required.

非特許文献2の手法では、Bladeと呼ばれるk空間中心が信号中心となるように収集された帯状の信号を放射状にサンプリングする(ラディアルサンプリングという)。そして、各Blade内の信号を位相補正し、全Bladeを足し合わせる。これにより、画質に影響を及ぼすk空間の低周波数領域を多重にサンプリングすることで、体動アーチファクトが平均化され、体動が補正される。しかしながら、一般的な撮像方法である直交サンプリングと同等の空間分解能を得るためには撮像時間が延長するという課題がある。 In the method of Non-Patent Document 2, a band-shaped signal called Blade, which is collected so that the center of k-space becomes the signal center, is radially sampled (called radial sampling). Then, the signals in each blade are phase-corrected, and all the blades are added together. As a result, the body movement artifacts are averaged and the body movement is corrected by multiple sampling the low frequency region of the k-space that affects the image quality. However, there is a problem that the imaging time is extended in order to obtain the same spatial resolution as orthogonal sampling, which is a general imaging method.

非特許文献3の手法では、追加のハードウェアが不要であり、撮像時間の延長もないものの、リアルタイムに計測系を制御して計測位置を補正する必要があるため、高度な計測制御手段が必要となるという課題がある。また、ナビゲータエコーを計測する必要があるため、ナビゲータエコーを計測するための時間的余裕のある撮像方法しか適用できないという課題がある。さらに、主に頭部で発生する咳や嚥下などのランダムな体動や非剛体の体動には十分に対応できないなどの課題がある。 The method of Non-Patent Document 3 does not require additional hardware and does not extend the imaging time, but it requires advanced measurement control means because it is necessary to control the measurement system in real time to correct the measurement position. There is a problem of becoming. Further, since it is necessary to measure the navigator echo, there is a problem that only an imaging method having a sufficient time for measuring the navigator echo can be applied. Furthermore, there are problems such as being unable to sufficiently cope with random body movements such as coughing and swallowing that occur mainly in the head and body movements of non-rigid bodies.

上記の方法における課題を解決する方法として、受信コイル感度の違いを利用して、後処理のみで体動を補正する方法が提案されている(例えば特許文献1)。これは、複数の受信コイル感度の違いを利用して計測信号を再生成する手法と、再生成した信号(以下、再生成信号と呼ぶ)と計測信号とを比較して、計測信号のうち体動の影響を受けた信号(以下、体動信号と呼ぶ)を検出し、体動信号をゼロもしくは任意の値(例えば再生成信号そのもの)で置換する手法を組み合わせた手法である。特許文献1では、信号の再生成手法としてGRAPPA(Generalized Auto−Calibrating Partially Parallel Acquisition)法を使用している(非特許文献4)。この方法は、追加のハードウェアが不要であり、撮像時間の延長がなく、非剛体の動きも補正できる。 As a method for solving the problems in the above method, a method of correcting the body movement only by post-processing by utilizing the difference in the sensitivity of the receiving coil has been proposed (for example, Patent Document 1). This is a method of regenerating a measurement signal by utilizing the difference in sensitivity of a plurality of receiving coils, and comparing the regenerated signal (hereinafter referred to as a regenerated signal) with the measurement signal, and the body of the measurement signals. This is a method that combines a method of detecting a signal affected by motion (hereinafter referred to as a body motion signal) and replacing the body motion signal with zero or an arbitrary value (for example, the regenerated signal itself). Patent Document 1 uses the GRAPPA (Generalized Auto-Calibration Partially Parallell Acquisition) method as a signal regeneration method (Non-Patent Document 4). This method does not require additional hardware, does not extend the imaging time, and can correct the movement of non-rigid bodies.

米国特許第9649579号明細書U.S. Pat. No. 9649579

Maclaren J et al, Measurement and correction of microscopic head motion during magnetic resonance imaging of the brain, PLoS One 7 e48088 (2012)Maclaren Jet al, Measurement and direction of magnetic head motion daring magnetic resonance imaging of the brain, PLos One8 Pipe, James G. “Motion correction with PROPELLER MRI: application to head motion and free−breathing cardiac imaging.” Magnetic Resonance in MedicinePipe, James G.M. "Motion direction with PROPELLER MRI: application to head motion and free-breathing cardiac imaging." Magnetic Resonance in Medical White, Nathan, et al. “PROMO: Real‐time prospective motion correction in MRI using image‐based tracking.” Magnetic Resonance in Medicine 63.1 (2010): 91−105. 42.5 (1999): 963−969.White, Nathan, et al. "PROMO: Real-time projective motion correction in MRI imaging-based tracking." Magnetic Resonance in Medicine 63.1 (2010): 91-105. 42.5 (1999): 963-969. Griswold, Mark A., et al. “Generalized autocalibrating partially parallel acquisitions (GRAPPA).” Magnetic resonance in medicine 47.6 (2002): 1202−1210.Grishold, Mark A. , Et al. “Generalyzed autocalibrating partially parallell acquisitions (GRAPPA).” Magnetic response in medicine 47.6 (2002): 1202-1210.

特許文献1に記載の手法では、再生成信号を生成する際に、各受信コイルの感度部分に相当する重み係数を算出するための領域(以下、参照信号領域と言う)をk空間の低周波数領域に設定する。しかし、参照信号領域に体動が混入した場合、参照信号領域の信号を使って算出される重み係数にも体動による誤差が生じる。そのため、体動による誤差が混入した重み係数を使って再生成信号を算出すると、再生成信号全域に誤差が生じ、補正すべき計測信号にも誤差が伝搬する。その結果、十分な画質改善効果が得られないという課題がある。 In the method described in Patent Document 1, when generating a regenerated signal, a region for calculating a weighting coefficient corresponding to a sensitivity portion of each receiving coil (hereinafter referred to as a reference signal region) is a low frequency in k-space. Set to the area. However, when body movement is mixed in the reference signal region, an error due to body movement also occurs in the weighting coefficient calculated using the signal in the reference signal region. Therefore, when the regenerated signal is calculated using the weighting coefficient in which the error due to body movement is mixed, an error occurs in the entire regenerated signal, and the error propagates to the measurement signal to be corrected. As a result, there is a problem that a sufficient image quality improvement effect cannot be obtained.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、参照信号領域に体動信号が混入しても、高い画質改善効果が得られる体動補正方法を提供す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 provide a body motion correction method capable of obtaining a high image quality improvement effect even if a body motion signal is mixed in a reference signal region.

上記課題を解決するため、本発明は、複数の受信コイルで計測したk空間データ(計測空間に配置される計測信号)に対して、まず、参照信号領域を設定し、この参照信号領域に含まれる計測信号(参照信号)について体動に起因する誤差を補正する。その後、補正された参照信号領域に基づいて計測空間全領域を補正する。参照信号領域の体動補正では、重み係数を算出するための条件を更新しながら補正処理を反復することで参照信号を補正する。 In order to solve the above problems, the present invention first sets a reference signal area for k space data (measurement signals arranged in the measurement space) measured by a plurality of receiving coils, and includes the reference signal area in the reference signal area. The error caused by body movement is corrected for the measured signal (reference signal). Then, the entire measurement space area is corrected based on the corrected reference signal area. In the body motion correction of the reference signal region, the reference signal is corrected by repeating the correction process while updating the conditions for calculating the weighting coefficient.

具体的には、本発明のMRI装置は、被検体が置かれる空間に静磁場を生成する静磁場生成磁石と、前記被検体に高周波磁場パルスを送信する送信部と、高周波磁場パルスの照射により前記被検体から生じる核磁気共鳴信号を受信する2以上の受信コイルを備えた受信部と、前記核磁気共鳴信号に位置情報を付加するための傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加部と、前記送信部、前記傾斜磁場印加部及び前記受信部の動作を制御するとともに前記受信した核磁気共鳴信号に対して演算処理を行う計算機と、を備える。前記計算機は、前記送信部、前記傾斜磁場印加部及び前記受信部の動作を制御して前記2以上の受信コイルが受信した核磁気共鳴信号を計測空間に配置する計測制御部と、前記計測空間の計測信号に対して体動補正を行う体動補正処理部と、前記体動補正処理部で補正した計測信号を用いて画像を再構成する画像再構成部と、を備える。そして、前記体動補正処理部は、前記計測空間の少なくとも1つの領域を参照信号領域とし、当該参照信号領域内の計測信号を参照信号として設定する参照信号領域設定部と、前記参照信号に対し体動補正を行う参照信号体動補正部と、前記参照信号体動補正部で補正された体動補正後の参照信号に基づいて、前記計測空間の全領域の計測信号に対し体動補正を行う全領域補正部と、を備える。 Specifically, the MRI apparatus of the present invention uses a static magnetic field generating magnet that generates a static magnetic field in the space where the subject is placed, a transmission unit that transmits a high-frequency magnetic field pulse to the subject, and irradiation of the high-frequency magnetic field pulse. A receiving unit provided with two or more receiving coils for receiving the nuclear magnetic resonance signal generated from the subject, a gradient magnetic field application unit for applying a gradient magnetic field for adding position information to the nuclear magnetic resonance signal, and the transmission. A unit, a computer that controls the operation of the gradient magnetic field applying unit and the receiving unit, and performs arithmetic processing on the received nuclear magnetic resonance signal. The computer includes a measurement control unit that controls the operations of the transmission unit, the gradient magnetic field application unit, and the reception unit to arrange nuclear magnetic resonance signals received by the two or more reception coils in the measurement space, and the measurement space. It is provided with a body motion correction processing unit that corrects body motion with respect to the measurement signal of the above, and an image reconstruction unit that reconstructs an image using the measurement signal corrected by the body motion correction processing unit. Then, the body motion correction processing unit sets at least one region of the measurement space as a reference signal region, and sets the measurement signal in the reference signal region as a reference signal, and the reference signal region setting unit and the reference signal. Based on the reference signal body motion correction unit that corrects the body motion and the reference signal after the body motion correction corrected by the reference signal body motion correction unit, the body motion correction is performed on the measurement signals in the entire area of the measurement space. It is provided with an all-area correction unit for performing the operation.

本発明によれば、参照信号領域に体動が混入した場合にも高い画質改善効果が得られ、ハードウェアの追加やリアルタイム計測制御の必要なく、取得した画像そのものだけを用いて体動を補正できるため、計測時間の延長なしに高画質な画像を得ることができる。 According to the present invention, a high image quality improvement effect can be obtained even when the body movement is mixed in the reference signal region, and the body movement is corrected by using only the acquired image itself without the need for additional hardware or real-time measurement control. Therefore, a high-quality image can be obtained without extending the measurement time.

本発明が適用されるMRI装置の外観を示す図で、(a)は、水平磁場方式のMRI装置、(b)は、垂直磁場方式のMRI装置、(c)は、トンネル型磁石を斜めに傾けたMRI装置である。In the figure which shows the appearance of the MRI apparatus to which this invention is applied, (a) is a horizontal magnetic field type MRI apparatus, (b) is a vertical magnetic field type MRI apparatus, and (c) is a tunnel type magnet obliquely. It is a tilted MRI device. 本発明が適用されるMRI装置の機能構成図である。It is a functional block diagram of the MRI apparatus to which this invention is applied. 第一の実施形態の計算機の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the computer of 1st Embodiment. 第一の実施形態の計算機のフローチャートである。It is a flowchart of the computer of 1st Embodiment. 第一の実施形態で採用するスピンエコー型パルスシーケンスの一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the spin echo type pulse sequence adopted in 1st Embodiment. 第一の実施形態の体動補正処理部のフローチャートである。It is the flowchart of the body motion correction processing part of 1st Embodiment. (a)〜(d)は、第一の実施形態で設定する参照信号領域を説明するための概念図である。(A) to (d) are conceptual diagrams for explaining the reference signal region set in the first embodiment. 第一の実施形態の参照信号体動補正部の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the reference signal body motion correction part of the 1st Embodiment. 第一の実施形態の参照信号体動補正部のフローチャートである。It is the flowchart of the reference signal body motion correction part of 1st Embodiment. 第一の実施形態で設定する畳み込み積分範囲を説明するための概念図である。It is a conceptual diagram for demonstrating the convolution integral range set in 1st Embodiment. 第一の実施形態の体動位置検出部の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the body movement position detection part of 1st Embodiment. 第一の実施形態の体動位置検出部のフローチャートである。It is the flowchart of the body movement position detection part of 1st Embodiment. 第一の実施形態の全領域補正部のフローチャートである。It is a flowchart of the whole area correction part of 1st Embodiment. 第一の実施形態の全領域補正部の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the whole area correction part of 1st Embodiment. 第一の実施形態の手法の効果を示す図で、(a)は参照となるファントムの絶対値画像、(b)は従来の手法で補正された絶対値画像、(c)は第一の実施形態で補正された絶対値画像、(d)は体動信号を印加した絶対値画像、(e)は本図(a)と(b)との差分絶対値画像、(f)は本図(a)と(c)との差分絶対値画像を示す。In the figure which shows the effect of the method of 1st Embodiment, (a) is an absolute value image of a reference phantom, (b) is an absolute value image corrected by the conventional method, (c) is the 1st Embodiment. The absolute value image corrected by the form, (d) is an absolute value image to which a body motion signal is applied, (e) is an absolute value image of the difference between (a) and (b) of this figure, and (f) is this figure (f). The difference absolute value image between a) and (c) is shown. 第二の実施形態のk空間データを示す図である。It is a figure which shows the k-space data of the 2nd Embodiment. 第三の実施形態の計算機の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the computer of the third embodiment. 第三の実施形態の処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow of the 3rd Embodiment. 第三の実施形態のk空間データを示す図である。It is a figure which shows the k-space data of the 3rd Embodiment. (a)及び(b)は、それぞれ表示の実施形態を示す図である。(A) and (b) are diagrams showing embodiments of display, respectively.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。実施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し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の形態より本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings for explaining the embodiment, those having the same function are designated by the same reference numerals, and the repeated description thereof will be omitted. Further, the present invention is not limited to the following forms.

[装置構成]
本発明は、装置の形態やタイプを問わず、公知の各種のMRI装置に適用することができる。図1に、そのいくつかを例示する。図1(a)は、ソレノイドコイルで静磁場を生成するトンネル型磁石を用いた水平磁場方式のMRI装置100である。図1(b)は、開放感を高めるために磁石を上下に分離したハンバーガー型(オープン型)の垂直磁場方式のMRI装置120である。また、図1(c)は、図1(a)と同じトンネル型磁石を用い、磁石の奥行を短くし、かつ、斜めに傾けることによって、開放感を高めたMRI装置130である。本実施形態では、これらの外観を有するMRI装置のいずれを用いることもできる。以下の説明は、総括したMRI装置100として説明する。
[Device configuration]
The present invention can be applied to various known MRI devices regardless of the form and type of the device. FIG. 1 illustrates some of them. FIG. 1A is a horizontal magnetic field type MRI apparatus 100 using a tunnel type magnet that generates a static magnetic field with a solenoid coil. FIG. 1B is a hamburger type (open type) perpendicular magnetic field type MRI apparatus 120 in which magnets are separated vertically in order to enhance the feeling of openness. Further, FIG. 1 (c) is an MRI apparatus 130 using the same tunnel type magnet as in FIG. 1 (a), shortening the depth of the magnet, and tilting the magnet diagonally to enhance the feeling of openness. In this embodiment, any MRI apparatus having these appearances can be used. The following description will be described as a generalized MRI apparatus 100.

MRI装置100は、図2の機能ブロック図に示すように、主として、被検体101が置かれる空間に静磁場を生成する、例えば、静磁場コイルなどの静磁場生成磁石(以下、静磁場コイルという)102と、静磁場分布を調整するシムコイル104と、被検体101の計測領域に対し高周波磁場を送信する送信用高周波コイル105(以下、単に送信コイルという)と、被検体101から生じる核磁気共鳴信号を受信する受信用高周波コイル106(以下、単に受信コイルという)と、被検体101から生じる核磁気共鳴信号に位置情報を付加するために、x方向、y方向、z方向それぞれに傾斜磁場を印加する傾斜磁場コイル103と、送信機107と、受信機108と、計算機109と、傾斜磁場用電源部112と、シム用電源部113と、シーケンス制御装置114と、を備える。 As shown in the functional block diagram of FIG. 2, the MRI apparatus 100 mainly generates a static magnetic field in the space where the subject 101 is placed, for example, a static magnetic field generating magnet such as a static magnetic field coil (hereinafter referred to as a static magnetic field coil). ) 102, a shim coil 104 that adjusts the static magnetic field distribution, a high-frequency transmission coil 105 that transmits a high-frequency magnetic field to the measurement region of the subject 101 (hereinafter, simply referred to as a transmission coil), and nuclear magnetic resonance generated from the subject 101. In order to add position information to the receiving high-frequency coil 106 (hereinafter, simply referred to as the receiving coil) that receives the signal and the nuclear magnetic resonance signal generated from the subject 101, gradient magnetic fields are applied in the x-direction, y-direction, and z-direction, respectively. It includes a gradient magnetic field coil 103 to be applied, a transmitter 107, a receiver 108, a computer 109, a gradient magnetic field power supply unit 112, a shim power supply unit 113, and a sequence control device 114.

静磁場コイル102は、図1(a)、図1(b)、図1(c)にそれぞれ示した各MRI装置100、120、130の構造に応じて、種々の形態のものが採用される。 As the static magnetic field coil 102, various forms are adopted according to the structures of the MRI devices 100, 120, and 130 shown in FIGS. 1 (a), 1 (b), and 1 (c), respectively. ..

送信コイル105と送信機107は送信部として機能し、送信機107が生成する高周波信号を送信コイル105に送信することにより送信コイルから高周波磁場が照射される。受信コイル106が検出した核磁気共鳴信号は、受信機108を通して計算機109に送られる。本実施形態では、複数の受信コイルの感度分布情報を用いて、体動の影響がない信号を再生成する。このため、本実施形態の受信コイル106は、受信コイルを少なくとも2つ以上備える。なお複数の受信コイルを総称して受信コイル或いはマルチコイルという場合、個々の受信コイルを受信コイルのチャンネルともいう。 The transmitter coil 105 and the transmitter 107 function as a transmitter, and a high-frequency magnetic field is irradiated from the transmitter coil by transmitting a high-frequency signal generated by the transmitter 107 to the transmitter coil 105. The nuclear magnetic resonance signal detected by the receiving coil 106 is sent to the computer 109 through the receiver 108. In the present embodiment, the sensitivity distribution information of a plurality of receiving coils is used to regenerate a signal that is not affected by body movement. Therefore, the receiving coil 106 of the present embodiment includes at least two receiving coils. When a plurality of receiving coils are collectively referred to as a receiving coil or a multi-coil, each receiving coil is also referred to as a channel of the receiving coil.

傾斜磁場コイル103及びシムコイル104は、それぞれ傾斜磁場用電源部112及びシム用電源部113により駆動される。 The gradient magnetic field coil 103 and the shim coil 104 are driven by the gradient magnetic field power supply unit 112 and the shim power supply unit 113, respectively.

シーケンス制御装置114は、傾斜磁場コイル103の駆動用電源である傾斜磁場用電源部112、シムコイル104の駆動用電源であるシム用電源部113、送信機107及び受信機108(これらを総括して計測部ともいう)の動作を制御し、傾斜磁場、高周波磁場の印加および核磁気共鳴信号の受信のタイミングを制御する。制御のタイムチャートはパルスシーケンスと呼ばれ、計測に応じて予め設定され、後述する計算機109が備える記憶装置等に格納される。 The sequence control device 114 includes a gradient magnetic field power supply unit 112 which is a drive power source for the gradient magnetic field coil 103, a shim power supply unit 113 which is a drive power source for the shim coil 104, a transmitter 107, and a receiver 108 (collectively, these are used). It controls the operation of the measuring unit), and controls the timing of application of the gradient magnetic field and high-frequency magnetic field and reception of the nuclear magnetic resonance signal. The control time chart is called a pulse sequence, is set in advance according to the measurement, and is stored in a storage device or the like provided in the computer 109 described later.

計算機109は、MRI装置100全体の動作を制御するとともに、受信した核磁気共鳴信号に対して様々な演算処理を行う。本実施形態では、計算機109は一般的な画像再構成演算に加えて、体動補正のための演算などを行う。このため、図3に示すように、計測制御部310と、体動補正処理部320と、画像再構成部330と、を有する。 The computer 109 controls the operation of the entire MRI apparatus 100 and performs various arithmetic processes on the received nuclear magnetic resonance signal. In the present embodiment, the computer 109 performs calculations for body motion correction and the like in addition to general image reconstruction calculations. Therefore, as shown in FIG. 3, it has a measurement control unit 310, a body motion correction processing unit 320, and an image reconstruction unit 330.

計算機109は、CPU、メモリ、記憶装置などを備える情報処理装置であり、計算機109が行う制御や演算は、CPUが所定のプログラムを実行することにより、実現される。但し、演算の一部は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field Programable Gate Array)等のハードウェアで実現することも可能である。また、計算機109が実現する各種の機能のうち、少なくとも一つの機能は、MRI装置100とは独立した情報処理装置であって、MRI装置100とデータの送受信が可能な情報処理装置により実現されていてもよい。 The computer 109 is an information processing device including a CPU, a memory, a storage device, and the like, and the control and calculation performed by the computer 109 are realized by the CPU executing a predetermined program. However, a part of the calculation can be realized by hardware such as ASIC (Application Specific Integrated Circuit) and FPGA (Field Programmable Gate Array). Further, at least one of the various functions realized by the computer 109 is an information processing device independent of the MRI device 100, and is realized by an information processing device capable of transmitting and receiving data to and from the MRI device 100. You may.

計算機109にはディスプレイ110、外部記憶装置111、入力装置115などが接続される。ディスプレイ110は、演算処理で得られた結果等をオペレータに表示するインタフェースである。入力装置115は、本実施形態で実施する計測や演算処理に必要な条件、パラメータ等をオペレータが入力するためのインタフェースである。本実施形態の入力装置115では、ユーザーが、計測するエコーの数や、基準のエコー時間(TE)、エコー間隔、FOV(Field of View)などの計測パラメータを入力できる。外部記憶装置111は、記憶装置とともに、計算機109が実行する各種の演算処理に用いられるデータ、演算処理により得られるデータ、入力された条件、パラメータ等を保持する。 A display 110, an external storage device 111, an input device 115, and the like are connected to the computer 109. The display 110 is an interface for displaying the result obtained by the arithmetic processing to the operator. The input device 115 is an interface for the operator to input conditions, parameters, and the like necessary for the measurement and arithmetic processing performed in the present embodiment. In the input device 115 of the present embodiment, the user can input measurement parameters such as the number of echoes to be measured, the reference echo time (TE), the echo interval, and the FOV (Field of View). The external storage device 111, together with the storage device, holds data used for various arithmetic processes executed by the computer 109, data obtained by the arithmetic processing, input conditions, parameters, and the like.

[MRI装置の動作]
上述したMRI装置の動作の概略を、図4を参照して説明する。
[Operation of MRI device]
The outline of the operation of the above-mentioned MRI apparatus will be described with reference to FIG.

<計測ステップS1001>
撮像が開始されると、計測制御部310は、入力装置115を介してユーザーが入力したパラメータに基づいて設定されるパルスシーケンスにしたがってシーケンス制御装置114を動作させる。シーケンス制御装置114は、計測部の動作を制御し、被検体101が発生する核磁気共鳴信号(以下、エコー信号という)を予め定めたエコー時間(TE)で収集し、収集したエコー信号をメモリ内の計測空間に格納する。
<Measurement step S1001>
When the imaging is started, the measurement control unit 310 operates the sequence control device 114 according to a pulse sequence set based on the parameters input by the user via the input device 115. The sequence control device 114 controls the operation of the measurement unit, collects a nuclear magnetic resonance signal (hereinafter referred to as an echo signal) generated by the subject 101 at a predetermined echo time (TE), and stores the collected echo signal in a memory. Store in the measurement space inside.

ステップS1001において実行するパルスシーケンスは特に限定されず、公知のパルスシーケンスを採用することができるが、図5に、一例として、直交座標でサンプリングする直交サンプリング型のスピンエコーパルスシーケンス510を示す。 The pulse sequence executed in step S1001 is not particularly limited, and a known pulse sequence can be adopted. However, FIG. 5 shows an orthogonal sampling type spin echo pulse sequence 510 sampled in Cartesian coordinates as an example.

このパルスシーケンス510では、1回の繰り返し時間内に以下の手順でエコー信号の計測を行う。まず、RFパルス511を照射し、被検体101のスピンを励起する。この際、被検体101の特定のスライスを選択するためにスライス選択傾斜磁場(Gs)512をRFパルス511と同時に印加する。続いてエコー信号に位相エンコードするための位相エンコード傾斜磁場(Gp)513を印加し、更にスピンを反転させるためのRFパルス514を、スライス選択傾斜磁場(Gs)515とともに照射する。その後、最初のRFパルス511照射から時間TE後に、読み出し傾斜磁場(Gr)516印加してエコー信号517を計測する。この処理を、予め設定した所望のk空間領域が全て充填されるまで繰り返す。 In this pulse sequence 510, the echo signal is measured by the following procedure within one repetition time. First, the RF pulse 511 is irradiated to excite the spin of the subject 101. At this time, a slice selection gradient magnetic field (Gs) 512 is applied at the same time as the RF pulse 511 in order to select a specific slice of the subject 101. Subsequently, a phase-encoded gradient magnetic field (Gp) 513 for phase-encoding the echo signal is applied, and an RF pulse 514 for further inverting the spin is applied together with the slice-selective gradient magnetic field (Gs) 515. Then, after time TE from the first RF pulse 511 irradiation, a readout gradient magnetic field (Gr) 516 is applied to measure the echo signal 517. This process is repeated until all the preset desired k-space regions are filled.

なお図5に示すスピンエコーパルスシーケンスは計測制御部310が実行するパルスシーケンスの一例であり、本実施形態はそれに限定されず種々の変更が可能である。例えば、グラジエントエコーパルスシーケンスでもよいし、1回の繰り返し時間中に、RFパルスと位相エンコード磁場印加を繰り返すことで、複数のエコー信号を計測する高速スピンエコーシーケンスを用いて計測してもよい。さらに、図5のイメージングシーケンスは2D用のパルスシーケンスであるが、イメージングシーケンスは3Dイメージング用のパルスシーケンスであってもよい。 The spin echo pulse sequence shown in FIG. 5 is an example of a pulse sequence executed by the measurement control unit 310, and the present embodiment is not limited to this, and various changes can be made. For example, a gradient echo pulse sequence may be used, or a high-speed spin echo sequence that measures a plurality of echo signals by repeating RF pulse and phase-encoded magnetic field application during one repetition time may be used for measurement. Further, although the imaging sequence in FIG. 5 is a pulse sequence for 2D, the imaging sequence may be a pulse sequence for 3D imaging.

また本実施形態のパルスシーケンスの実行に際しては、k空間における体動信号の現れ方を考慮して位相エンコード傾斜磁場(Gp)の印加順序を決めることができる。図5に示す例は、順序だてて連続的に計測する場合であるが、ランダムな順序や、任意の間隔を空けて印加する順序で計測してもよい。印加順序が連続型のとき、連続的な体動が混入すると、k空間上でも体動信号が連続して現れる。一方、印加順序が非連続型(例えばランダムな位相エンコード印加順序)のとき、連続的な体動が混入すると、k空間上では体動信号はランダムに表れる。このように、同一の体動であったとしても、撮像順序によりk空間上での体動信号の位置が異なり、再構成した際に異なったアーチファクトが現れる。後述する体動補正においては、位相エンコード傾斜磁場の印加順序を考慮して、補正の際に設定する参照領域や畳み込み演算範囲などを決定してもよい。 Further, when executing the pulse sequence of the present embodiment, the order of applying the phase-encoded gradient magnetic field (Gp) can be determined in consideration of the appearance of the body motion signal in the k-space. The example shown in FIG. 5 is a case of continuous measurement in order, but measurement may be performed in a random order or in an order of application at arbitrary intervals. When the application order is continuous, if continuous body movement is mixed, the body movement signal appears continuously even in k-space. On the other hand, when the application order is discontinuous (for example, a random phase encoding application order), if continuous body motion is mixed, the body motion signal appears randomly in the k-space. In this way, even if the body movements are the same, the positions of the body movement signals in the k-space differ depending on the imaging order, and different artifacts appear when reconstructed. In the body motion correction described later, the reference region, the convolution calculation range, and the like to be set at the time of correction may be determined in consideration of the application order of the phase-encoded gradient magnetic field.

計算機109は、計測空間に格納されたエコー信号を、計測パラメータによって規定されるk空間データに配置する。本実施形態のMRI装置の受信機108は、複数の受信コイルを用いたマルチチャンネルであり、計測ステップS1001では、チャンネル毎にk空間データを収集する。 The computer 109 arranges the echo signal stored in the measurement space in the k-space data defined by the measurement parameters. The receiver 108 of the MRI apparatus of this embodiment is a multi-channel using a plurality of receiving coils, and in the measurement step S1001, k-space data is collected for each channel.

<体動補正ステップS1002>
計算機109(体動補正処理部320)が、複数のk空間データについて、体動に起因する誤差の補正を行う(体動補正ステップS1002)。本ステップでは、基本的には、計測したエコー信号から、複数の受信コイルの感度情報に基づいてエコー信号を再生成した信号(再生成信号)を算出する。そして、再生成信号とエコー信号とから、体動の影響を受けている信号(体動信号)を検出し、検出した体動信号を再生成した信号で置換する処理を実行する。ここで「信号」は、パルスシーケンスで計測する一つのエコー(例えば、図5のエコー信号517)のみならず、k空間の各ライン上のデータ或いはその一部を含む多様な概念である。
<Body movement correction step S1002>
The computer 109 (body movement correction processing unit 320) corrects an error caused by body movement for a plurality of k-space data (body movement correction step S1002). In this step, basically, a signal (regenerated signal) obtained by regenerating an echo signal based on sensitivity information of a plurality of receiving coils is calculated from the measured echo signal. Then, a signal affected by body movement (body movement signal) is detected from the regenerated signal and the echo signal, and a process of replacing the detected body movement signal with the regenerated signal is executed. Here, the "signal" is a variety of concepts including not only one echo measured by a pulse sequence (for example, the echo signal 517 in FIG. 5) but also data on each line in k-space or a part thereof.

上記基本的な処理に用いる複数の受信コイルの感度情報を得るために、本実施形態では、まず、k空間の一部の領域(以下、参照信号領域という)を設定し、この参照信号領域に対し体動補正演算を行って、参照信号領域を補正する。その上で、補正された参照信号領域の計測信号を用いて重み係数を算出する。こうして算出した重み係数に基いて再生成信号の算出と、再生成信号を用いた体動信号の検出及び補正を行う。このため、体動補正処理部320は、機能部として、参照信号領域設定部321と、参照信号体動補正部322と、全領域補正部323と、を備える。これら各部の機能は、体動補正ステップS1002の具体的な処理とともに、後述の実施形態の説明において詳述する。 In order to obtain sensitivity information of a plurality of receiving coils used for the above basic processing, in the present embodiment, first, a part region of k-space (hereinafter referred to as a reference signal region) is set, and this reference signal region is set. On the other hand, the body motion correction calculation is performed to correct the reference signal region. Then, the weighting coefficient is calculated using the measured signal in the corrected reference signal region. The regenerated signal is calculated based on the weighting coefficient calculated in this way, and the body motion signal is detected and corrected using the regenerated signal. Therefore, the body motion correction processing unit 320 includes a reference signal area setting unit 321, a reference signal body motion correction unit 322, and an entire area correction unit 323 as functional units. The functions of each of these parts will be described in detail in the description of the embodiments described later, together with the specific processing of the body movement correction step S1002.

<画像再構成ステップS1003>
次いで計算機109(画像再構成部330)は、ステップS1002で補正されたエコー信号を含むk空間データに対して逆フーリエ変換およびマルチコイル画像合成を施し、体動補正された再構成画像を作成する。画像はディスプレイ110に表示される。必要に応じて、ステップS1002で算出した再生成信号から作成した画像などをディスプレイ110に表示してもよい。
<Image reconstruction step S1003>
Next, the computer 109 (image reconstruction unit 330) performs inverse Fourier transform and multi-coil image synthesis on the k-space data including the echo signal corrected in step S1002 to create a motion-corrected reconstruction image. .. The image is displayed on the display 110. If necessary, an image or the like created from the regenerated signal calculated in step S1002 may be displayed on the display 110.

本実施形態のMRI装置によれば、参照信号領域に混入した体動信号を補正した後にk空間の全領域を補正するため、高い画質改善効果を得ることができる。 According to the MRI apparatus of the present embodiment, since the body motion signal mixed in the reference signal region is corrected and then the entire region of the k-space is corrected, a high image quality improvement effect can be obtained.

次に本実施形態のMRI装置が実行する体動補正処理の具体的な実施形態を説明する。 Next, a specific embodiment of the body motion correction process executed by the MRI apparatus of the present embodiment will be described.

[第一の実施形態]
本実施形態の体動補正処理は、図6に示すように、参照信号領域を設定する処理(S1101)、参照信号領域を補正し、体動信号を実質的に含まない参照信号領域とする処理(S1102)、補正後の参照信号を用いて受信コイルの感度分布を算出し重み係数を決定し、当該重み係数を用いて全領域について体動補正を行う処理(S1103)を含む。S1102及びS1103の処理は、所定の位置の信号を、その周辺の領域の信号の畳み込み演算で再生成して再生成信号を取得し、当該所定の位置の計測信号と再生成信号とを比較して体動を検出し、補正するという処理を含む。以下、各処理を詳述する。
[First Embodiment]
As shown in FIG. 6, the body motion correction process of the present embodiment includes a process of setting a reference signal region (S1101) and a process of correcting the reference signal region to make the reference signal region substantially free of the body motion signal. (S1102) includes a process (S1103) in which the sensitivity distribution of the receiving coil is calculated using the corrected reference signal, the weighting coefficient is determined, and the body motion correction is performed for the entire region using the weighting coefficient. In the processing of S1102 and S1103, the signal at the predetermined position is regenerated by the convolution operation of the signal in the surrounding area to acquire the regenerated signal, and the measurement signal at the predetermined position is compared with the regenerated signal. It includes the process of detecting and correcting body movements. Hereinafter, each process will be described in detail.

<参照信号領域設定:S1101>
参照信号領域設定部321が、受信コイルの感度分布を算出するのに用いる少なくとも1つ以上のk空間の領域の計測信号を参照信号領域として設定する。
本ステップで設定される参照信号領域は、後の処理の初期値となるものであり、ステップS1102で補正され、必要に応じて更新される。参照信号領域を広くすることで、感度分布に基く重み係数の算出精度を向上することができるが、体動信号を含みやすくなるとともに演算時間が長くなる。そのため、初期値として設定される参照信号領域は、比較的狭い範囲とする。
<Reference signal area setting: S1101>
The reference signal region setting unit 321 sets the measurement signal in at least one or more k-space regions used for calculating the sensitivity distribution of the receiving coil as the reference signal region.
The reference signal area set in this step is an initial value of the subsequent processing, is corrected in step S1102, and is updated as necessary. By widening the reference signal region, it is possible to improve the calculation accuracy of the weighting coefficient based on the sensitivity distribution, but it becomes easier to include the body motion signal and the calculation time becomes longer. Therefore, the reference signal area set as the initial value is set to a relatively narrow range.

図7(a)に、本ステップで設定する参照信号領域の一例を示す。図中、左右方向を周波数エンコード方向、上下方向を位相エンコード方向、紙面と垂直な方向をスライス方向とする。図示する例では、予め設定した所望のk空間領域800に対し、k空間中心付近の領域801を参照信号領域として設定している。一例として、周波数エンコード方向に対しては全k空間領域、位相エンコード方向には例えば27点を初期値として設定する。 FIG. 7A shows an example of the reference signal region set in this step. In the figure, the horizontal direction is the frequency encoding direction, the vertical direction is the phase encoding direction, and the direction perpendicular to the paper surface is the slicing direction. In the illustrated example, the region 801 near the center of the k-space is set as the reference signal region with respect to the desired k-space region 800 set in advance. As an example, the entire k-space region is set as the initial value in the frequency encoding direction, and, for example, 27 points are set as the initial values in the phase encoding direction.

図7(a)に示す例では、周波数エンコード方向に対して全k空間領域を参照信号領域として設定したが、周波数エンコードの一部のみを参照信号領域として設定してもよい。周波数エンコード方向に対して全k空間領域を参照信号領域として設定した場合には、以降に述べる重み係数の算出時に使用する連立方程式の数を増やして、その算出精度を向上することができる。一方、周波数エンコードの一部のみを参照信号領域として設定した場合には、演算時間を短縮することができる。 In the example shown in FIG. 7A, the entire k-space region is set as the reference signal region with respect to the frequency encoding direction, but only a part of the frequency encoding may be set as the reference signal region. When the entire k-space region is set as the reference signal region with respect to the frequency encoding direction, the number of simultaneous equations used when calculating the weighting coefficient described later can be increased to improve the calculation accuracy. On the other hand, when only a part of the frequency encoding is set as the reference signal region, the calculation time can be shortened.

<参照信号体動補正処理:S1102>
参照信号体動補正部322が、設定した参照信号領域に混入した体動信号を補正する処理を実施する。具体的には、受信コイルの感度情報に基づいて、参照信号領域設定部321で設定した参照信号領域の再生成信号を作成する。その後、参照信号領域の計測信号と再生成信号とで差分比較を行うことで体動信号の位置を検出する。そして、検出した位置の計測信号を再生成信号に置換することで、体動の影響が補正された計測信号が得られる。
<Reference signal body motion correction processing: S1102>
The reference signal body motion correction unit 322 performs a process of correcting the body motion signal mixed in the set reference signal region. Specifically, the regenerated signal of the reference signal area set by the reference signal area setting unit 321 is created based on the sensitivity information of the receiving coil. After that, the position of the body motion signal is detected by performing a difference comparison between the measured signal in the reference signal region and the regenerated signal. Then, by replacing the measurement signal at the detected position with the regenerated signal, a measurement signal corrected for the influence of body movement can be obtained.

このとき、十分な補正効果を得るために、参照信号領域または或いはこの領域内部に設定される再生成信号を形成するための領域(畳み込み積分範囲という)を更新しながら反復演算を行う。反復演算を行うことで、一度目で補正された参照信号を利用して再度補正を実施することが可能となり、参照信号領域に混入した体動信号は反復に従って補正されていく。 At this time, in order to obtain a sufficient correction effect, the iterative operation is performed while updating the reference signal region or the region for forming the regenerated signal set inside this region (referred to as the convolution integration range). By performing the iterative calculation, it becomes possible to perform the correction again using the reference signal corrected at the first time, and the body motion signal mixed in the reference signal region is corrected according to the repetition.

このような機能を実現する参照信号体動補正部322の機能ブロック図を図8に示す。図示するように参照信号体動補正部322は、畳み込み積分範囲設定部410と、重み係数算出部420と、再生成参照信号算出部430と、体動位置検出部440と、参照信号置換部450と、設定領域更新部460と、反復演算処理部470と、を備える。畳み込み積分範囲設定部410は、受信コイルの感度分布に基づく重み係数を算出するのに用いる計測空間の範囲を畳み込み積分範囲として設定する。重み係数算出部420は前記参照信号と前記畳み込み積分範囲の計測信号とを用いて、前記畳み込み積分範囲の重み係数を算出する。再生成参照信号算出部430は、前記参照信号領域内の各参照信号について、参照信号と前記重み係数とを用いて当該参照信号を再生成する。体動位置検出部440は、前記参照信号と前記再生成参照信号算出部が算出した再生成参照信号とから、前記参照信号領域において体動のある信号位置を検出する。参照信号置換部450は、前記体動位置検出部で検出した体動のある位置の参照信号を、前記再生成参照信号に置換する。 FIG. 8 shows a functional block diagram of the reference signal body motion correction unit 322 that realizes such a function. As shown in the figure, the reference signal body motion correction unit 322 includes a convolution integration range setting unit 410, a weighting coefficient calculation unit 420, a regeneration reference signal calculation unit 430, a body motion position detection unit 440, and a reference signal replacement unit 450. A setting area update unit 460 and an iterative calculation processing unit 470 are provided. The convolution integration range setting unit 410 sets the range of the measurement space used for calculating the weighting coefficient based on the sensitivity distribution of the receiving coil as the convolution integration range. The weighting coefficient calculation unit 420 calculates the weighting coefficient of the convolution integration range by using the reference signal and the measurement signal of the convolution integration range. The regeneration reference signal calculation unit 430 regenerates the reference signal for each reference signal in the reference signal region by using the reference signal and the weighting coefficient. The body movement position detection unit 440 detects a signal position with body movement in the reference signal region from the reference signal and the regeneration reference signal calculated by the regeneration reference signal calculation unit. The reference signal replacement unit 450 replaces the reference signal at a position with body movement detected by the body movement position detection unit with the regenerated reference signal.

反復演算処理部470は、参照信号体動補正部の各部の処理を所定の終了条件に従って少なくとも1回以上反復する。この際、前記参照信号置換部で置換後の参照信号を新たな参照信号として設定する。また、設定領域更新部460は、反復処理において、前記参照信号領域及び前記畳み込み積分範囲の一方または両方を少なくとも1回以上更新する。 The iterative calculation processing unit 470 repeats the processing of each unit of the reference signal body motion correction unit at least once according to a predetermined end condition. At this time, the reference signal after replacement is set as a new reference signal by the reference signal replacement unit. In addition, the setting area update unit 460 updates one or both of the reference signal area and the convolution integration range at least once in the iterative process.

以下、参照信号体動補正部322の各機能部が実施する処理(図6:ステップS1102)の詳細について、図9を参照して説明する。
<<S1201>>
まず畳み込み積分範囲設定部410が、受信コイルの感度情報に基づいて計測信号を再生成するために必要となる、畳み込み積分の範囲を設定する。図10に、本実施形態で設定する畳み込み積分範囲の概念図を示す。本図の左右方向を周波数エンコード方向、上下方向を位相エンコード方向、紙面と垂直な方向をスライス方向とする。
Hereinafter, the details of the processing (FIG. 6: step S1102) performed by each functional unit of the reference signal body motion correction unit 322 will be described with reference to FIG.
<< S1201 >>
First, the convolution integration range setting unit 410 sets the convolution integration range required to regenerate the measurement signal based on the sensitivity information of the receiving coil. FIG. 10 shows a conceptual diagram of the convolution integration range set in the present embodiment. The horizontal direction in this figure is the frequency encoding direction, the vertical direction is the phase encoding direction, and the direction perpendicular to the paper surface is the slicing direction.

例えば、k空間領域810において、図10(a)に示す例では、畳み込み積分範囲811を周波数エンコード方向に1点、位相エンコード方向に3点を設定する。このとき、畳み込み積分で再生成される信号813は、畳み込み積分範囲811にて囲まれる3点から、再生成される点の計測信号を除いた2点の計測信号を利用して再生成される。図10(b)に示す例では、畳み込み積分範囲812を周波数エンコード方向及び位相エンコード方向にそれぞれ3点を設定している。なお、図示する例では、畳み込み積分で再生成される信号813を中心に対称な領域を畳み込み積分範囲811、812として設定したが、対称な領域に畳み込み積分範囲を設定しなくてもよい。また1つの畳み込み積分範囲を設定しているが、複数の畳み込み積分範囲を設定してもよい。 For example, in the k-space region 810, in the example shown in FIG. 10A, one point is set in the frequency encoding direction and three points are set in the phase encoding direction in the convolution integration range 811. At this time, the signal 813 regenerated by the convolution integration is regenerated using the measurement signals of two points excluding the measurement signals of the points to be regenerated from the three points surrounded by the convolution integration range 811. .. In the example shown in FIG. 10B, three points are set in the convolution integration range 812 in the frequency encoding direction and the phase encoding direction, respectively. In the illustrated example, the convolution integration range 811 and 812 are set as the convolution integration range centered on the signal 813 regenerated by the convolution integration, but the convolution integration range may not be set in the symmetry region. Further, although one convolution integration range is set, a plurality of convolution integration ranges may be set.

ここで畳み込み演算範囲が広いと、後述する重み係数算出ステップにおける演算量は多くなる。また畳み込み演算範囲の異なる位置に体動の影響を受けた信号が入り込む可能性が高くなる。本実施形態の処理(S1102)では、畳み込み積分範囲を更新しながら繰り返し演算するので、初期値として設定する畳み込み積分範囲は、例えば図10(a)に示すように比較的狭い範囲とし、繰り返し毎にその範囲を広げるという手法を採ることが望ましい。 Here, if the convolution calculation range is wide, the amount of calculation in the weighting coefficient calculation step described later becomes large. In addition, there is a high possibility that signals affected by body movement will enter positions with different convolution calculation ranges. In the process (S1102) of the present embodiment, the convolution integration range is updated and the calculation is repeated. Therefore, the convolution integration range set as the initial value is set to a relatively narrow range as shown in FIG. It is desirable to adopt a method of expanding the range.

<<S1202>>
重み係数算出部420は、計測信号を再生成する際に利用する重み係数を算出する。重み係数は、各受信コイルの感度情報に基づいて算出する。以下、その具体的な算出方法を説明する。
<< S1202 >>
The weighting coefficient calculation unit 420 calculates the weighting coefficient used when regenerating the measurement signal. The weighting coefficient is calculated based on the sensitivity information of each receiving coil. The specific calculation method will be described below.

一般に、複数チャンネルの受信コイルでそれぞれ取得したエコー信号(k空間データ)から一つのk空間データを合成する場合、各エコー信号にそれぞれの受信コイルの重み係数を掛けて畳み込み積分することにより、1つのエコー信号(k空間データ)を再生成することができる。本実施形態では、このことを利用して重み係数を算出する。 Generally, when synthesizing one k-space data from echo signals (k-space data) acquired by receiving coils of a plurality of channels, each echo signal is multiplied by the weighting coefficient of each receiving coil and convoluted and integrated. One echo signal (k-space data) can be regenerated. In the present embodiment, this is used to calculate the weighting coefficient.

すなわち、n番目のチャンネルの受信コイルにおける参照信号領域内の任意のk空間位置kiの参照信号をy(ki、n)とし、m番目のチャンネルの受信コイルにおける位置kiを除いた畳み込み積分範囲内のk空間位置krの信号をA(kr、m)、A(kr、m)に対応する重み係数をw(kr、m)とするとき、参照信号y(ki、n)は以下の式(1)で表される。

Figure 0006867876
That is, the reference signal of an arbitrary k-space position ki in the reference signal region of the receiving coil of the nth channel is y (ki, n), and it is within the convolution integration range excluding the position ki of the receiving coil of the mth channel. When the signal of the k-space position kr is A (kr, m) and the weighting coefficient corresponding to A (kr, m) is w (kr, m), the reference signal y (ki, n) is expressed by the following equation (ki, n). It is represented by 1).
Figure 0006867876

式(1)の方程式を、参照信号領域の全画素に対する連立方程式として行列形式で表すと、式(2)で表される。

Figure 0006867876
When the equation of the equation (1) is expressed in a matrix form as a simultaneous equation for all pixels in the reference signal region, it is expressed by the equation (2).
Figure 0006867876

式(2)をwについて解くことで重み係数を算出できる。この連立方程式は、例えば、式(3)に示す最小二乗法により解くことができる。

Figure 0006867876
ここで、w(m)はyとAwとの差を最小にする重み係数を示す。 The weighting coefficient can be calculated by solving equation (2) with respect to w. This simultaneous equation can be solved by, for example, the least squares method shown in Eq. (3).
Figure 0006867876
Here, w 0 (m) indicates a weighting coefficient that minimizes the difference between y and Aw.

一般的に、連立方程式の数が多いほど、最小二乗法におけるフィッティング精度が向上するため、高精度な重み係数を算出できるが、演算時間が増加する。また、連立方程式に体動信号が加わると、フィッティング精度は低下する。初期値として比較的狭い範囲を畳み込み積分範囲としておくことで、演算時間を少なくするとともに、また体動信号が加わる可能性を低くしている。 In general, as the number of simultaneous equations increases, the fitting accuracy in the least squares method improves, so that a highly accurate weighting coefficient can be calculated, but the calculation time increases. Further, when a body motion signal is added to the simultaneous equations, the fitting accuracy is lowered. By convolving a relatively narrow range as the initial value and setting it as the integration range, the calculation time is reduced and the possibility of adding a body motion signal is reduced.

<<S1203、S1204>>
再生成参照信号算出部430が、ステップS1202で算出した重み係数を使用して、参照信号領域の計測信号のみに対して、受信コイルの感度情報に基づいて再生成信号を算出する(ステップS1203)。再生成信号は、式(1)と同様の式(4)を用いて算出することができる。

Figure 0006867876
gは再生成信号を示し、ここでは参照信号領域内の任意の位置kiの再生成信号である。 << S1203, S1204 >>
The regeneration reference signal calculation unit 430 calculates the regeneration signal based on the sensitivity information of the receiving coil only for the measurement signal in the reference signal region by using the weighting coefficient calculated in step S1202 (step S1203). .. The regenerated signal can be calculated using the same equation (4) as the equation (1).
Figure 0006867876
g represents a regenerated signal, which here is a regenerated signal at any position ki within the reference signal region.

上記ステップS1202からステップS1203の再生成処理を、計測に利用したマルチコイルの全チャンネル分実行し、全チャンネル分の再生成信号を算出する。 The regeneration processing of steps S1202 to S1203 is executed for all channels of the multicoil used for measurement, and the regeneration signals for all channels are calculated.

<<S1205>>
体動位置検出部440が、計測信号と再生成信号とを比較し、体動信号の位置を検出する。体動信号の無い領域では、計測信号と再生成信号とは誤差の範囲で等しくなるが、体動信号周囲では、畳み込み積分の結果として、体動信号が持つ誤差が周囲に染み出した分布となる。よって、計測信号と再生成信号とを差分比較すれば、体動信号の周囲は局所的に高い値を持つことになる。したがって、この差分信号の極大値を検出することで、体動信号の位置を取得できる。
<< S1205 >>
The body movement position detection unit 440 compares the measurement signal with the regenerated signal and detects the position of the body movement signal. In the region where there is no body motion signal, the measurement signal and the regenerated signal are equal within the error range, but around the body motion signal, as a result of the convolution integration, the error of the body motion signal exudes to the surroundings. Become. Therefore, when the difference between the measurement signal and the regenerated signal is compared, the circumference of the body motion signal has a locally high value. Therefore, the position of the body motion signal can be acquired by detecting the maximum value of this difference signal.

この機能を実現するために、体動位置検出部440は、図11に示すように、差分信号算出部610と、投影信号算出部620と、極大値算出部630と、体動信号位置設定部640と、を備える。 In order to realize this function, the body movement position detection unit 440 includes a difference signal calculation unit 610, a projection signal calculation unit 620, a maximum value calculation unit 630, and a body movement signal position setting unit, as shown in FIG. 640 and.

以下、体動位置検出部440の各部の処理の流れについて、図12を参照して説明する。
まず差分信号算出部610は、計測信号と再生成信号との差分を計算する(ステップS1401)。差分信号は式(5)で表される。

Figure 0006867876
式(5)、sは差分信号、fは計測信号、gは再生成信号であり、これら信号の変数(x,y,ch)は、xが位相エンコード軸、yが周波数エンコード軸、chが受信コイルのチャンネルである(以下、同じ)。 Hereinafter, the processing flow of each part of the body movement position detection unit 440 will be described with reference to FIG.
First, the difference signal calculation unit 610 calculates the difference between the measurement signal and the regenerated signal (step S1401). The difference signal is represented by the equation (5).
Figure 0006867876
Equation (5), s is a difference signal, f is a measurement signal, g is a regeneration signal, and the variables (x, y, ch) of these signals are x for the phase encoding axis, y for the frequency encoding axis, and ch for the frequency encoding axis. This is the channel of the receiving coil (the same applies hereinafter).

次いで、投影信号算出部620は、差分信号sに対し、体動の影響が表れる位相エンコード軸方向に投影を行う(ステップS1402)。差分信号の投影は式(6)で表される。

Figure 0006867876
ここで、p(x)は位相エンコード軸の位置xでの差分信号の投影値(以下、投影信号と呼ぶ)を示す。投影信号pに対して、例えば移動平均フィルターやウェブレットフィルターなどの、フィルタリング処理を施してもよい。 Next, the projection signal calculation unit 620 projects the difference signal s in the phase encoding axis direction in which the influence of body movement appears (step S1402). The projection of the difference signal is represented by the equation (6).
Figure 0006867876
Here, p (x) indicates a projected value (hereinafter, referred to as a projected signal) of the difference signal at the position x of the phase encoding axis. The projected signal p may be subjected to a filtering process such as a moving average filter or a wavelet filter.

極大値算出部630は、投影信号p(x)に対して、極大値検索を行う(ステップS1403)。極大値検索には、公知の手法を採用することができる。例えば、隣接するサンプルより大きい値を持つものを極大値として検索する方法を使用することができる。この際、例えば極大値の固有の高さを算出し、予め設定した閾値を用いて弁別を行うなどの、極大値に対して任意の制約を設けてもよい。また、任意に設定したある閾値を用いて極大値を弁別する方法を用いてもよい。 The maximum value calculation unit 630 performs a maximum value search for the projected signal p (x) (step S1403). A known method can be adopted for the maximum value search. For example, a method of searching for a value larger than an adjacent sample as a maximum value can be used. At this time, an arbitrary constraint may be provided on the maximum value, for example, the unique height of the maximum value is calculated and discrimination is performed using a preset threshold value. Further, a method of discriminating the maximum value using an arbitrarily set threshold value may be used.

体動信号位置設定部640は、前記ステップS1403で検出した極大値の、位相エンコード軸上の位置を取得する(ステップS1404)。
以上の手順により、計測信号と再生成信号から体動信号の位置が検出される。即ち、図9の体動位置検出部440による処理(ステップS1205)が完了する。
The body motion signal position setting unit 640 acquires the position of the maximum value detected in step S1403 on the phase encoding axis (step S1404).
By the above procedure, the position of the body motion signal is detected from the measurement signal and the regenerated signal. That is, the process (step S1205) by the body movement position detection unit 440 of FIG. 9 is completed.

<<S1206>>
参照信号置換部450は、ステップS1205で検出した体動信号を再生成信号に置換する。検出した体動信号の位置に対応する再生成信号は、その周囲に別の体動信号が無い限り、畳み込み積分の結果から、体動の影響を受けていない信号となる。そのため、本ステップで実施する置換処理にて、体動の影響が補正された計測信号(以下、補正信号と呼ぶ)が得られる。
<< S1206 >>
The reference signal replacement unit 450 replaces the body motion signal detected in step S1205 with the regenerated signal. The regenerated signal corresponding to the position of the detected body motion signal is a signal that is not affected by the body motion from the result of the convolution integration unless there is another body motion signal around it. Therefore, in the replacement process performed in this step, a measurement signal (hereinafter referred to as a correction signal) in which the influence of body movement is corrected can be obtained.

<<S1207>>
反復演算処理部470では、少なくとも1回以上、上記ステップS1202からステップS1206までの処理を繰り返し実施する。繰り返しの終了判定は、種々の方法を採りえる。例えば、反復回数で終了判定を行い、予め設定した回数として10回の反復を行う。或いは、平均二乗誤差の平方根(Root Mean Square Error:RMSE)や、画像エントロピーなどの画像定量値を算出し、その値の変化量に閾値を設けて終了判定を行う手法をとってもよい。
<< S1207 >>
The iterative calculation processing unit 470 repeatedly executes the processes from step S1202 to step S1206 at least once. Various methods can be adopted for the determination of the end of the repetition. For example, the end determination is performed based on the number of iterations, and 10 iterations are performed as a preset number of times. Alternatively, a method may be adopted in which an image quantitative value such as the square root (Root Mean Square Error) or image entropy of the mean square error is calculated, and a threshold value is set for the amount of change in the value to determine the end.

RMSEを用いる場合、具体的には、計測信号と補正した計測信号を逆フーリエ変換し、マルチコイル合成した画像から、次式により平均二乗誤差の平方根(RMSE)を算出する。

Figure 0006867876
式(7)中、I、Gはそれぞれ計測信号と補正後計測信号からマルチコイル合成により得た画像を示し、iは各画像の画素の位置を示す(以下、同じ)。 When RMSE is used, specifically, the square root (RMSE) of the mean square error is calculated from the image obtained by inverse Fourier transforming the measurement signal and the corrected measurement signal and synthesizing the multicoils by the following equation.
Figure 0006867876
In the formula (7), I and G represent images obtained by multi-coil synthesis from the measurement signal and the corrected measurement signal, respectively, and i indicates the position of the pixel of each image (hereinafter, the same applies).

このRMSEは、同一画像ならば0となり、差が大きくなるにつれ大きな値を示す。この値が所定の閾値以下となったときを繰り返し処理の終了時点とする。 This RMSE is 0 for the same image, and shows a larger value as the difference increases. The time when this value becomes equal to or less than a predetermined threshold value is defined as the end point of the iterative process.

また、画像エントロピーを終了判定に用いる場合、次式(8)より画像エントロピーEを算出する。

Figure 0006867876
この画像エントロピーEは、小さな値を取るほど体動アーチファクトが低減されていること示す。従ってEが所定の閾値以下となったときを繰り返し処理の終了時点とする。 When the image entropy is used for the end determination, the image entropy E is calculated from the following equation (8).
Figure 0006867876
This image entropy E indicates that the smaller the value, the smaller the movement artifact. Therefore, the time when E becomes equal to or less than a predetermined threshold value is set as the end point of the iterative process.

なお反復計算により、十分な体動補正効果が得られ、反復にて変化が生じない場合、このRMSEや画像エントロピーが反復しても同じ値を示すようになる。このときに予め設定した変化量閾値を下回る場合に反復計算を終了する、としてもよい。また終了判定には、その他の画像定量値を使用してもよく、また、反復によって画像定量値が上昇するなど、補正信号が補正する前の計測信号より多くアーチファクトを含むと判断される場合、本ステップにおける反復を終了してもよい。 It should be noted that if a sufficient body motion correction effect is obtained by the iterative calculation and no change occurs in the iterative calculation, the same value will be shown even if the RMSE or image entropy is repeated. At this time, the iterative calculation may be terminated when the value falls below the preset change amount threshold value. In addition, other image quantitative values may be used for the end determination, and when it is determined that the correction signal contains more artifacts than the measurement signal before correction, such as an increase in the image quantitative value due to repetition. You may end the iteration in this step.

<<S1208>>
設定領域更新部460では、受信コイルの感度情報に基づいて信号の再生成に使用する参照信号領域および畳み込み積分範囲を更新する。
<< S1208 >>
The setting area update unit 460 updates the reference signal area and the convolution integration range used for signal regeneration based on the sensitivity information of the receiving coil.

一般的に、式(3)により算出される重み係数は、算出する際の連立方程式の数が少ないとノイズの影響によりフィッティング誤差が生じる。また、連立方程式に使用している計測信号の信号対雑音比(Signal to Noise Ratio ; SNR)が低いとフィッティング精度が低下する。加えて、参照信号領域に体動信号が混入している場合もフィッティング誤差が生じる。
ここで参照信号領域が大きいと、連立方程式の数が増える一方、体動信号を多く含むようになるため、フィッティング誤差が生じることになる。また、畳み込み積分範囲が小さいと、連立方程式の数が増える一方、重み係数が受信コイルの感度情報を十分反映できなくなるため、フィッティング誤差が生じる。
Generally, when the number of simultaneous equations calculated by the equation (3) is small, a fitting error occurs due to the influence of noise. Further, if the signal-to-noise ratio (Signal to Noise Ratio; SNR) of the measurement signals used in the simultaneous equations is low, the fitting accuracy is lowered. In addition, a fitting error also occurs when a body motion signal is mixed in the reference signal region.
Here, if the reference signal region is large, the number of simultaneous equations increases, but a large number of body motion signals are included, so that a fitting error occurs. Further, if the convolution integration range is small, the number of simultaneous equations increases, but the weighting coefficient cannot sufficiently reflect the sensitivity information of the receiving coil, so that a fitting error occurs.

このため、本実施形態では、まず、体動信号を参照信号領域に多く含まないように、ステップS1101は、小さい領域を参照信号領域と設定する。参照信号領域が小さいことによる連立方程式の数の減少は、ステップS1201で設定する畳み込み積分範囲を小さくすることで補う。その後の反復計算に伴う設定領域更新(本ステップS1208)では、畳み込み積分範囲は広くする方向に拡張し、それに伴う連立方程式の数の減少は、参照信号領域を拡張することで補う。 Therefore, in the present embodiment, first, in step S1101, a small region is set as the reference signal region so that the reference signal region does not include a large amount of body motion signals. The decrease in the number of simultaneous equations due to the small reference signal region is compensated for by reducing the convolution integration range set in step S1201. In the setting area update (this step S1208) accompanying the subsequent iterative calculation, the convolution integral range is expanded in the direction of widening, and the decrease in the number of simultaneous equations accompanying it is compensated by expanding the reference signal area.

参照信号領域の更新例を、再度図7を参照しながら説明する。図7(b)に示す例では、ステップS1101で設定した参照信号領域801(図7(a))を、位相エンコード方向に拡張する(802)。例えば、位相エンコード軸方向の参照信号を27点から45点に拡張する。 An example of updating the reference signal region will be described again with reference to FIG. 7. In the example shown in FIG. 7B, the reference signal region 801 (FIG. 7A) set in step S1101 is extended in the phase encoding direction (802). For example, the reference signal in the phase encoding axis direction is extended from 27 points to 45 points.

なお、図7(a)に示したように、周波数エンコード軸方向の参照信号をk空間全領域に設定している場合には、周波数エンコード軸方向に対する更新を行うことはないが、ステップS1101で周波数エンコード軸方向の参照信号をk空間全領域として設定していない場合には、本ステップS1208で周波数エンコード軸方向に対する更新を行ってもよい。 As shown in FIG. 7A, when the reference signal in the frequency encoding axis direction is set in the entire k-space region, the frequency encoding axis direction is not updated, but in step S1101. When the reference signal in the frequency encoding axis direction is not set as the entire k-space region, the frequency encoding axis direction may be updated in this step S1208.

また更新したあとの参照信号領域は、更新する前の参照信号領域を含まなくてもよい。例えば、更新する前の参照信号領域に体動信号が含まれている場合など、図7(c)に示すように、ステップS1101で設定した領域801とは別のk空間中心を含まない領域803を更新後の参照信号領域としてもよい。さらに、図7(d)に示すように、体動信号含まれる領域を除いて、2つの参照信号領域803、804を更新後の参照信号領域としてもよい。参照信号領域は、k空間中心から対称な領域でもよいし、k空間中心に対し非対称であってもよい。 Further, the reference signal area after the update does not have to include the reference signal area before the update. For example, when the reference signal region before updating includes the body motion signal, as shown in FIG. 7C, the region 803 that does not include the k-space center different from the region 801 set in step S1101. May be used as the reference signal area after updating. Further, as shown in FIG. 7D, the two reference signal regions 803 and 804 may be used as the updated reference signal regions, excluding the region including the body motion signal. The reference signal region may be a region symmetrical from the center of k-space or may be asymmetric with respect to the center of k-space.

畳み込み積分範囲の更新例を、再度図10を参照しながら説明する。例えば1回目の設定(S1201)では、図10(a)に示すように、畳み込み積分範囲811の周波数エンコード方向の点数に1点とし、更新時には、図10(b)に符号813で示すように、周波数エンコード方向の点数を3点に拡張する。周波数エンコード方向の拡張に代えて、或いはそれとともに、位相エンコード方向の拡張を行ってもよい。 An example of updating the convolution integral range will be described again with reference to FIG. For example, in the first setting (S1201), as shown in FIG. 10A, the number of points in the frequency encoding direction of the convolution integration range 811 is set to 1, and at the time of updating, as shown by reference numeral 813 in FIG. 10B. , The number of points in the frequency encoding direction is expanded to 3 points. The extension in the phase encoding direction may be performed instead of or in combination with the extension in the frequency encoding direction.

以上のように、参照信号領域と畳み込み積分範囲の大きさや形は任意である。
参照信号領域および畳み込み積分範囲の更新は、両者の更新を同時に行ってもよいし、別々に更新してもよい。別々に行う場合、参照信号領域を拡大して反復したのち、畳み込み積分範囲を拡大することで、式(3)の連立方程式の数を減少させずに体動補正できる。
As described above, the size and shape of the reference signal region and the convolution integration range are arbitrary.
The reference signal area and the convolution integration range may be updated at the same time or separately. When performed separately, the body motion can be corrected without reducing the number of simultaneous equations in the equation (3) by expanding the reference signal region and repeating it, and then expanding the convolution integration range.

<<S1209>>
参照信号領域又は畳み込み積分範囲を更新した後、反復演算処理部470は、上記ステップS1201からS1208までを少なくとも1回以上反復する処理をさらに実施する。例えば2回の反復処理を実施する。反復処理では、ステップS1208で参照信号領域と畳み込み積分範囲を更新しているため、ステップS1208を実施する前と比較して異なった再生成信号が得られる。ステップS1208にて参照信号領域が更新された場合には、ステップS1207で初期値の参照信号領域の体動信号が補正されているため、新たに参照信号として設定された計測信号が主に補正される。
<< S1209 >>
After updating the reference signal region or the convolution integration range, the iterative calculation processing unit 470 further performs a process of repeating the steps S1201 to S1208 at least once. For example, iterative processing is performed twice. In the iterative process, since the reference signal region and the convolution integration range are updated in step S1208, a regenerated signal different from that before step S1208 is obtained can be obtained. When the reference signal area is updated in step S1208, since the body motion signal of the initial value reference signal area is corrected in step S1207, the measurement signal newly set as the reference signal is mainly corrected. To.

繰り返しは、例えば、予め設定した所望の回数のみ設定領域を更新し、それ以上に本ステップを実施する際は、更新を行わなくてもよく、ステップS1208をスキップしてもよい。繰り返しの終了判定は、上述のような反復回数ではなく、ステップS1207の終了判定と同様に、例えば、RMSEや、画像エントロピーなどの画像定量値を算出し、その値の変化量に閾値を設けて終了判定を行う手法をとってもよい。また、参照信号領域もしくは畳み込み積分範囲に上限値等の限界を予め設定し、これらの限界に達するまで反復を行うとしてもよい。 In the repetition, for example, when the setting area is updated only a desired number of times preset and the present step is performed more than that, the update may not be performed and step S1208 may be skipped. The repetition end determination is not the number of iterations as described above, but is the same as the end determination in step S1207. For example, an image quantitative value such as RMSE or image entropy is calculated, and a threshold value is set for the amount of change in the value. A method of determining the end may be taken. Further, limits such as an upper limit may be set in advance in the reference signal region or the convolution integration range, and the process may be repeated until these limits are reached.

以上の手順S1201〜S1209により、図6に示す参照信号領域補正処理(S1102)が完了し、参照信号領域の体動信号が補正された計測信号が得られる。 By the above procedures S1201 to S1209, the reference signal area correction process (S1102) shown in FIG. 6 is completed, and a measurement signal in which the body motion signal in the reference signal area is corrected is obtained.

<全領域補正処理:S1103>
体動信号が補正された参照信号領域の計測信号を用いて、全領域補正部322がk空間全領域に混入した体動信号を補正する。この処理は、参照信号領域として体動補正されたものを用いることを除き、参照信号領域に対する体動補正(図9:S1202〜S1206)と同様であり、図13に示すように、重み係数を算出する処理(S1301)、再生成信号を算出する処理(S1302)、全チャンネルについて、ステップS1301及びS1302を繰り返す処理(S1303)、体動位置を検出する処理(S1304)及び計測信号を置換する処理(S1305)を含む。
<All area correction processing: S1103>
The whole area correction unit 322 corrects the body movement signal mixed in the whole area of the k-space by using the measurement signal of the reference signal area in which the body movement signal is corrected. This process is the same as the body motion correction for the reference signal region (FIGS. 9: S1202 to S1206) except that the body motion correction is used as the reference signal region, and the weighting coefficient is set as shown in FIG. Calculation process (S1301), calculation process to calculate regenerated signal (S1302), process to repeat steps S1301 and S1302 for all channels (S1303), process to detect body movement position (S1304), and process to replace measurement signal. (S1305) is included.

このような処理を実現するため、全領域補正部323は、図14に示すように、重み係数算出710と、再生成計測信号算出部720と、体動位置検出部730と、計測信号置換部740と、を備える。 In order to realize such processing, as shown in FIG. 14, the whole area correction unit 323 includes a weight coefficient calculation 710, a regeneration measurement signal calculation unit 720, a body movement position detection unit 730, and a measurement signal replacement unit. 740 and.

以下、図6のステップS1103において、全領域補正部322の各機能部が実施するについて処理を説明する。 Hereinafter, in step S1103 of FIG. 6, processing will be described for each functional unit of the total area correction unit 322 to perform.

<<S1301>>
重み係数算出部710が、補正後参照信号を用いて受信コイルの感度情報に基づく重み係数を算出する。この処理は、前述のステップS1202と同様であり、参照信号領域の全画素に対する連立方程式(式(2))を解くことで重み係数を算出する。ここでは、参照信号体動補正部322にて補正された参照信号領域を使用して重み係数を算出するため、誤差の少ない重み係数を算出することができる。なお、参照信号を算出するための畳み込み積分範囲は、ステップS1202と同じでもよいし異なっていてもよい。
<< S1301 >>
The weighting coefficient calculation unit 710 calculates the weighting coefficient based on the sensitivity information of the receiving coil using the corrected reference signal. This process is the same as in step S1202 described above, and the weighting coefficient is calculated by solving simultaneous equations (equation (2)) for all pixels in the reference signal region. Here, since the weighting coefficient is calculated using the reference signal region corrected by the reference signal body motion correction unit 322, the weighting coefficient with less error can be calculated. The convolution integration range for calculating the reference signal may be the same as or different from step S1202.

<<S1302、S1303>>
再生成計測信号算出部720が、ステップS1301で算出した重み係数を用いて計測信号の再生成をk空間全域で行う。再生成信号の算出は、ステップS1203と同様であり、式(4)を用いて行う。但し、ステップS1203では参照信号領域のみで再生成信号を算出したが、本ステップではk空間全域の再生成信号gを算出する。
再生成計測信号算出部720は、各受信コイルに対して、ステップS1301とステップS1302の処理を繰り返す。
<< S1302, S1303 >>
The regeneration measurement signal calculation unit 720 regenerates the measurement signal over the entire k-space using the weighting coefficient calculated in step S1301. The calculation of the regenerated signal is the same as in step S1203, and is performed using the equation (4). However, in step S1203, the regenerated signal was calculated only in the reference signal region, but in this step, the regenerated signal g in the entire k-space is calculated.
The regenerated measurement signal calculation unit 720 repeats the processes of steps S1301 and S1302 for each receiving coil.

<<S1304>>
体動位置検出部730は、ステップS1205と同様の手法で体動検出を行う。すなわち、再生成信号と実際に計測した計測信号との差分信号を算出し、その位相エンコード軸方向への投影から極大位置を検索し、それを体動位置とする。但し、全領域体動補正処理S1103では、ステップS1303にてk空間全域で計測信号の再生成を行っているため、本ステップでの体動検出もk空間全域で行う。
<< S1304 >>
The body movement position detection unit 730 detects the body movement by the same method as in step S1205. That is, the difference signal between the regenerated signal and the actually measured measurement signal is calculated, the maximum position is searched from the projection in the phase encoding axis direction, and that is used as the body movement position. However, in the whole area body motion correction process S1103, since the measurement signal is regenerated in the entire k-space in step S1303, the body motion detection in this step is also performed in the entire k-space.

<<S1305>>
計測信号置換部740では、ステップS1206と同様に、体動が検出された位置の計測信号を再生成信号で置換する。以上の手順S1301〜S1305により、k空間全域の体動信号が補正された計測信号が得られる(図6:S1103)。
<< S1305 >>
In the measurement signal replacement unit 740, the measurement signal at the position where the body movement is detected is replaced with the regenerated signal, as in step S1206. By the above procedures S1301 to S1305, a measurement signal in which the body motion signal in the entire k-space is corrected can be obtained (FIG. 6: S1103).

なお図9に示す参考信号領域の体動補正処理では、参考信号領域や畳み込み積分範囲を更新して、反復処理を行ったが、全領域体動補正処理では、体動補正後の参考信号領域を用いて重み係数を求めているので、反復処理は行わなくてもよい。 In the body motion correction processing of the reference signal area shown in FIG. 9, the reference signal area and the convolution integration range were updated and the iterative processing was performed. However, in the whole area body motion correction processing, the reference signal area after the body motion correction was performed. Since the weighting coefficient is obtained using, it is not necessary to perform iterative processing.

以上説明したステップS1101〜S1103の処理により、本実施形態における体動補正処理(図3:S1002)が完了する。その後、画像再構成部330は、各チャンネルの体動補正後の計測信号を用いて画像再構成する。即ち画像再構成部330は、全領域補正部323にて補正された計測信号を含む、チャンネル毎のk空間データを逆フーリエ変換することで実空間画像へと再構成し、各受信コイルの画像を合成して最終画像を算出する。合成された最終画像を、例えば絶対値画像としてディスプレイ110へ表示する。
なお、必要に応じて、ステップS1002で算出した再生成画像などを適宜ディスプレイ110に表示してもよい。
The body movement correction process (FIG. 3: S1002) in the present embodiment is completed by the processes of steps S1101 to S1103 described above. After that, the image reconstruction unit 330 reconstructs the image using the measurement signals after the body motion correction of each channel. That is, the image reconstruction unit 330 reconstructs the k-space data for each channel including the measurement signal corrected by the full area correction unit 323 into a real space image by inverse Fourier transform, and the image of each receiving coil. To calculate the final image. The combined final image is displayed on the display 110 as, for example, an absolute value image.
If necessary, the regenerated image calculated in step S1002 may be appropriately displayed on the display 110.

本実施形態によれば、感度情報を用いて作成した再生成信号と実測された計測信号との比較・置換によって体動補正を行う技術において、感度情報を取得するためのk空間領域(参照信号領域)に対し、まず体動補正を行い、その上で補正された参照信号領域から感度情報を得て、それを用いて全領域の体動補正を行うので、参照信号領域から得られる感度情報の精度を高めることができ、高い画質改善効果が得られる。また本実施形態によれば、参照信号領域の体動補正において、参照信号領域或いは再生成信号を得るための畳み込み積分範囲を更新しながら繰り返し演算を行うことで、参照信号領域の補正精度を高めることができる。 According to the present embodiment, in a technique of performing body motion correction by comparing / replacing a regenerated signal created using sensitivity information with an actually measured measurement signal, a k-space region (reference signal) for acquiring sensitivity information. The area) is first corrected for body motion, and then sensitivity information is obtained from the corrected reference signal area, and the body motion correction for the entire area is performed using the information. Therefore, the sensitivity information obtained from the reference signal area is obtained. The accuracy of the image can be improved, and a high image quality improvement effect can be obtained. Further, according to the present embodiment, in the body motion correction of the reference signal region, the correction accuracy of the reference signal region is improved by performing the iterative calculation while updating the convolution integration range for obtaining the reference signal region or the regenerated signal. be able to.

[第一の実施形態の実施例]
第一実施形態による体動補正の効果を確認するため、以下の撮像実験を実施した。
図1(a)に示す型の静磁場強度3テスラの磁気共鳴撮影装置と、15chを搭載する受信コイルを使用し、図5に記載のパルスシーケンスを実行し、円筒ファントム(塩化ニッケル水溶液)の磁気共鳴信号を計測した。
[Example of the first embodiment]
In order to confirm the effect of body movement correction by the first embodiment, the following imaging experiment was carried out.
Using a magnetic resonance imaging device of the type shown in FIG. 1 (a) with a static magnetic field strength of 3 tesla and a receiving coil equipped with 15 channels, the pulse sequence shown in FIG. 5 was executed to obtain a cylindrical phantom (nickel chloride aqueous solution). The magnetic resonance signal was measured.

体動信号を模擬的に混入させるため、ファントムを通常の配置で計測したものと、頸部側に3cm程度のクッションを挿入し、位置をずらして計測したものを取得し、k空間の計測信号を入れ替えることで、模擬的に体動が混入した状態の計測信号を作成した。本実施例では、位相エンコード軸方向に6点周期で指定された位相エンコード軸の計測信号を入れ替えた。 In order to mix the body movement signal in a simulated manner, the phantom measured in the normal arrangement and the one measured by inserting a cushion of about 3 cm on the neck side and shifting the position are acquired, and the measurement signal in k-space is acquired. By exchanging, a measurement signal was created in a simulated state in which body movements were mixed. In this embodiment, the measurement signals of the phase encode axis specified in the phase encode axis direction at a 6-point period are replaced.

模擬的に作成した体動が混入した計測信号に対し、第一の実施形態に記載の手法(実施例)と、参照信号領域の補正、即ち図9に示す反復計算及び設定領域更新を行わずに全領域を補正する手法(比較例)とを適用し、体動補正を行った。なお、比較例の参照信号領域は、実施例の最後の反復計算で用いるものと同一の条件を設定した。よって、参照信号領域には、体動信号が混入している。 The method (Example) described in the first embodiment and the correction of the reference signal area, that is, the iterative calculation and the setting area update shown in FIG. 9 are not performed on the measured signal in which the body movement is mixed, which is simulated. The method of correcting the entire area (comparative example) was applied to the body movement correction. For the reference signal region of the comparative example, the same conditions as those used in the final iterative calculation of the example were set. Therefore, the body motion signal is mixed in the reference signal region.

結果を図15に示す。図15において、(a)は体動印加前の絶対値画像1501(参照画像)、(b)は比較例により体動補正を実施した絶対値画像1502、(c)は実施例により体動補正を実施した絶対値画像1503、(d)は体動印加後の絶対値画像1504(体動画像)、(e)は絶対値画像1501と1502の差分を100倍のスケールで表示した差分絶対値画像1505、(f)は絶対値画像1501と1503の差分を100倍のスケールで表示した差分絶対値画像1506を示す。 The results are shown in FIG. In FIG. 15, (a) is an absolute value image 1501 (reference image) before applying body motion, (b) is an absolute value image 1502 in which body motion correction is performed according to a comparative example, and (c) is body motion correction according to an example. The absolute value image 1503, (d) is the absolute value image 1504 (body movement image) after the body movement is applied, and (e) is the difference absolute value obtained by displaying the difference between the absolute value images 1501 and 1502 on a scale of 100 times. Images 1505 and (f) show a difference absolute value image 1506 in which the difference between the absolute value images 1501 and 1503 is displayed on a scale of 100 times.

図15の結果からわかるように、比較例の体動補正後絶対値画像1502では、例えば矢印1507が示す位置に、アーチファクトが残存しているのに対し、実施例の体動補正後絶対値画像1503ではアーチファクトが低減されていることが分かる。また、比較例の差分絶対値画像1505では、体動印加前の絶対値画像1501との差分が強く残存していることに対し、実施例の差分絶対値画像1506では、体動印加前の絶対値画像1501との差分がほとんど見られないことが分かる。
以上の結果から、第一の実施形態に記載の手法では、高い画質改善効果が得られることが確認された。
As can be seen from the result of FIG. 15, in the body motion corrected absolute value image 1502 of the comparative example, the artifact remains at the position indicated by the arrow 1507, for example, whereas the body motion corrected absolute value image of the example is used. It can be seen that the artifacts are reduced in 1503. Further, in the difference absolute value image 1505 of the comparative example, the difference from the absolute value image 1501 before the body movement is strongly left, whereas in the difference absolute value image 1506 of the example, the absolute value before the body movement is applied is absolute. It can be seen that there is almost no difference from the value image 1501.
From the above results, it was confirmed that the method described in the first embodiment can obtain a high image quality improving effect.

[第二の実施形態]
第一の実施形態では、k空間上の信号計測を直交サンプリングする場合を説明したが、本実施形態では、非直交サンプリングの信号計測を行う。装置の構成は、第一の実施形態と同じであるが、用いるパルスシーケンスが異なり、それに伴って計算機109の機能が変更される。以下、第一の実施形態と異なる点についてのみ説明する。
[Second Embodiment]
In the first embodiment, the case where the signal measurement in the k-space is orthogonally sampled has been described, but in the present embodiment, the signal measurement of the non-orthogonal sampling is performed. The configuration of the apparatus is the same as that of the first embodiment, but the pulse sequence used is different, and the function of the computer 109 is changed accordingly. Hereinafter, only the points different from the first embodiment will be described.

非直交サンプリングには、図16(a)、(b)に示すように、k空間820を放射状にサンプリングするラディアルサンプリングや、k空間830を渦巻状にサンプリングするスパイラルサンプリングがある。また図示していないが、ラディアルサンプリングの変形例として、同一角度の放射線を帯状にサンプリングするプロペラと呼ばれるサンプリングもある。本実施形態はいずれも適用することができる。これらの非直交サンプリングで計測した信号は、直交サンプリングと同じ直交座標型に補間される(以下、グリッティング処理と呼ぶ)。 Non-orthogonal sampling includes radial sampling in which k-space 820 is sampled radially and spiral sampling in which k-space 830 is sampled in a spiral shape, as shown in FIGS. 16A and 16B. Further, although not shown, as a modification of radial sampling, there is also sampling called a propeller that samples radiation at the same angle in a band shape. Any of the present embodiments can be applied. The signals measured by these non-orthogonal samplings are interpolated to the same Cartesian coordinate type as the orthogonal sampling (hereinafter referred to as gridting process).

このため本実施形態の体動補正処理部320は、図17に示すように、非直交サンプリングされた信号を直交サンプリングに補間するグリッティング処理部340をさらに備える。グリッティング処理部340が行う処理は公知でありここでは説明を省略する。このグリッティング処理を施された計測信号は、第一の実施形態と同一の座標系を持つため、第一の実施形態と同一の手順で体動補正処理が実施される。 Therefore, as shown in FIG. 17, the body motion correction processing unit 320 of the present embodiment further includes a gripping processing unit 340 that interpolates the non-orthogonally sampled signal into the orthogonal sampling. The processing performed by the gripping processing unit 340 is known, and description thereof will be omitted here. Since the measurement signal subjected to this gripping process has the same coordinate system as that of the first embodiment, the body motion correction process is performed by the same procedure as that of the first embodiment.

[第三の実施形態]
第一の実施形態では、予め設定した所望のk空間領域が全て充填されるように位相エンコード傾斜磁場(Gp)を印加してエコー信号を計測する場合を説明したが、本実施形態では、周期的に位相エンコード傾斜磁場(Gp)印加を間引き、k空間領域が周期的に間引かれるように計測を行う(パラレルイメージング)。
[Third Embodiment]
In the first embodiment, the case where the phase-encoded gradient magnetic field (Gp) is applied so that the desired k-space region set in advance is completely filled and the echo signal is measured has been described, but in the present embodiment, the period The application of the phase-encoded gradient magnetic field (Gp) is thinned out, and the measurement is performed so that the k-space region is thinned out periodically (parallel imaging).

以下、図18を参照して本実施形態の処理を説明する。
<ステップS1701>
計測制御部310が、予め設定された所定の間引き率或いは倍速率(R−ファクター)及びその他の計測条件に従ってパラレルイメージングの撮像を行い、チャンネル毎に計測データを取得する。
Hereinafter, the processing of the present embodiment will be described with reference to FIG.
<Step S1701>
The measurement control unit 310 performs parallel imaging imaging according to a predetermined thinning rate or double speed rate (R-factor) and other measurement conditions set in advance, and acquires measurement data for each channel.

パラレルイメージングによる計測データ840の一例を図19に示す。図19(a)に示すように、パラレルイメージングでは、予め設定したk空間のすべての信号を計測するのではなく、一部の信号を間引いて計測する。図19(a)では、k空間において計測した信号を実線で示し、計測されなかった信号の位置を点線で示している。ここでは間引き率が1/2の場合、すなわち一ライン置きに計測を間引いている場合を示しているが、間引き率は図示するものに限定されない。 FIG. 19 shows an example of measurement data 840 by parallel imaging. As shown in FIG. 19A, in parallel imaging, not all signals in the preset k-space are measured, but some signals are thinned out for measurement. In FIG. 19A, the signal measured in the k-space is shown by a solid line, and the position of the unmeasured signal is shown by a dotted line. Here, the case where the thinning rate is 1/2, that is, the case where the measurement is thinned out every other line is shown, but the thinning rate is not limited to the one shown in the figure.

<ステップS1702>
次に、図19(b)に示すように、このようなk空間データ840から間引かれている領域を除外し、予め設定した所望のk空間領域より小さなk空間データ850を作成する。
<Step S1702>
Next, as shown in FIG. 19B, the area thinned out from such k-space data 840 is excluded, and k-space data 850 smaller than the desired k-space area set in advance is created.

<ステップS1703>
その後、縮小されたk空間データ850に対し、体動補正処理を行う。体動補正処理は、第一実施形態の処理と同様であり、まずk空間データ850に参照信号領域を設定し、この参照信号領域について図9に示した繰り返し演算により体動補正を行う。
<Step S1703>
After that, the reduced k-space data 850 is subjected to body motion correction processing. The body motion correction process is the same as the process of the first embodiment. First, a reference signal area is set in the k-space data 850, and the body motion correction process is performed on the reference signal area by the iterative calculation shown in FIG.

<ステップS1704>
次いで体動補正後の参照信号領域の信号を用いて、k空間850全域の体動補正処理を行う。すなわち体動補正後の参照領域信号から各受信コイルの重み係数を算出し、重み係数を用いて、k空間全域に対し、再生成信号を生成する。生成した再生成信号と実測した計測信号との比較を行って、体動位置を検出し、検出された位置の計測信号を補正する。これにより、実測された計測信号からなるk空間データ850の体動補正が完了する。
<Step S1704>
Next, the body motion correction process for the entire k-space 850 is performed using the signal in the reference signal region after the body motion correction. That is, the weighting coefficient of each receiving coil is calculated from the reference region signal after the body motion correction, and the regenerated signal is generated for the entire k-space using the weighting coefficient. The generated regenerated signal is compared with the actually measured measurement signal, the body movement position is detected, and the measurement signal at the detected position is corrected. As a result, the body motion correction of the k-space data 850 composed of the actually measured measurement signals is completed.

<ステップS1705>
その後、k空間データ850をもとのサイズ(k空間データ840)に戻し、計測されていない信号について、公知の信号補間手法、例えばSENSE(Sensitivity Encoding)やSMASH(Simultaneous Acquisition of Spatial Harmonics)、或いはGRAPPA(Generalized Autocalibrating Partially Parallel Acquisitions)を用いて像再構成を行う。このステップS1705において、各受信コイルの感度情報が必要となるが、この感度情報として、ステップS1704で算出される受信コイルの感度情報や重み係数を利用することができる。再構成された画像は、体動補正された各チャンネルのk空間データを用いているため、体動の影響が低減され、体動アーチファクトのない画像を得ることができる。
<Step S1705>
After that, the k-space data 850 is returned to the original size (k-space data 840), and for the unmeasured signal, a known signal interpolation method such as SENSE (Sensitivity Encoding), SMASH (Simultaneus Acquisition of Spatial Harmonics), or Image reconstruction is performed using GRAPPA (Generialized Autocharibrating Partially Parallell Acquisitions). In this step S1705, the sensitivity information of each receiving coil is required, and as this sensitivity information, the sensitivity information of the receiving coil and the weighting coefficient calculated in step S1704 can be used. Since the reconstructed image uses the k-space data of each channel corrected for body movement, the influence of body movement is reduced, and an image without body movement artifacts can be obtained.

[表示の実施形態]
以上説明した各実施形態で説明したパルスシーケンスやサンプリング方法、k空間の計測順序(傾斜磁場の印加順序)、及び撮像条件は、撮像方法とセットして予め設定したものでもよいが、GUI(Graphic User Interface)等を通してユーザーが設定することができる。また、各実施形態で実行する体動補正処理部による処理は、例えば、体動アーチファクトが予想される部位が撮像部位として設定されたときに、自動的に開始するようにしてもよいし、ユーザーが必要に応じて、撮像に先立って或いは撮像後の画像を確認した後に、体動補正の要否を判断し、入力装置115を介して処理の要否や処理の条件を設定することも可能である。
[Display Embodiment]
The pulse sequence, sampling method, measurement order of k-space (application order of gradient magnetic field), and imaging conditions described in the above-described embodiments may be set in advance with the imaging method, but GUI (Graphic) may be used. It can be set by the user through User Interface) or the like. Further, the processing by the body motion correction processing unit executed in each embodiment may be automatically started, for example, when a site where a body motion artifact is expected is set as an imaging site, or the user may use the process. If necessary, it is also possible to determine the necessity of body motion correction before imaging or after confirming the image after imaging, and set the necessity of processing and the processing conditions via the input device 115. is there.

ユーザーがインタラクティブに条件等を設定する場合のインタフェース画面(GUI)の例を図20に示す。図20(a)では、計測開始に先立ってユーザーがパルスシーケンスや撮像パラメータを設定する画面900において、体動補正処理の要否の入力を受け付ける構成としている。この画面900では、例えば、撮像法(パルスシーケンス)の選択とともに体動を考慮したオーダリング(k空間計測順序)の設定などを受け付けることができる。パラレルイメージングが選択された場合には、Rファクターなどの撮像パラメータの入力を受け付ける。 FIG. 20 shows an example of an interface screen (GUI) when the user interactively sets conditions and the like. In FIG. 20A, the screen 900 in which the user sets the pulse sequence and the imaging parameter prior to the start of measurement accepts the input of the necessity of the body motion correction process. On this screen 900, for example, it is possible to accept selection of an imaging method (pulse sequence) and setting of ordering (k-space measurement order) in consideration of body movement. When parallel imaging is selected, input of imaging parameters such as R factor is accepted.

ユーザーは、撮像部位や選択した撮像方法が体動アーチファクトに弱いパルスシーケンスであるかなどを考慮し、体動補正処理の「要」を入力するボックス901にチェックを入れて、体動補正を選択する。体動補正処理を伴う場合は画像再構成までの処理時間が延長するので、再構成画像をできるだけ早く確認したい場合などは「否」のボックスにチェックを入れる。 The user selects the body motion correction by checking the box 901 for inputting the "necessary" of the body motion correction process in consideration of the imaging site and whether the selected imaging method is a pulse sequence that is vulnerable to body motion artifacts. To do. If the body movement correction process is involved, the processing time until image reconstruction will be extended, so if you want to check the reconstructed image as soon as possible, check the "No" box.

或いは、画面910(b)に示すように、画像表示部905とともに体動補正処理を指示するボックス901を表示し、画像表示部905に表示された最終画像905に現れる体動アーチファクトを考慮して、ボックスにて体動補正処理の「要」を入力してもよい。なお図20には示していないが、この画面910最終画像としてディスプレイに表示する画像の種類、再生成信号から再構成した画像の表示の要否、などをユーザーが設定可能にしてもよい。 Alternatively, as shown on the screen 910 (b), the box 901 instructing the body motion correction process is displayed together with the image display unit 905, and the body motion artifact appearing in the final image 905 displayed on the image display unit 905 is taken into consideration. , You may enter the "required" of the body movement correction process in the box. Although not shown in FIG. 20, the user may be able to set the type of image to be displayed on the display as the final image of the screen 910, the necessity of displaying the image reconstructed from the regenerated signal, and the like.

計算機109は、体動補正処理「要」が選択されたときだけ、図4等に従った処理を行い、設定された撮像法やパルスシーケンスに基いて、上述した各実施形態のいずれかの処理を実行する。本実施形態によれば、ユーザーの設定の幅を広げることができる。 The computer 109 performs the process according to FIG. 4 and the like only when the body motion correction process “necessary” is selected, and based on the set imaging method and pulse sequence, the process of any of the above-described embodiments. To execute. According to this embodiment, the range of user settings can be expanded.

以上説明したように、本実施形態のMRI装置100は、被検体が置かれる空間に静磁場を生成する静磁場生成磁石102と、前記被検体に高周波磁場パルスを送信する送信部(105,107)と、高周波磁場パルスの照射により前記被検体から生じる核磁気共鳴信号を受信する2以上の受信コイル106を備えた受信部(106,108)と、前記核磁気共鳴信号に位置情報を付加するための傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加部(103、112)と、前記送信部、前記傾斜磁場印加部及び前記受信部の動作を制御するとともに前記受信した核磁気共鳴信号に対して演算処理を行う計算機(109)と、を備える。前記計算機(109)は、前記送信部、前記傾斜磁場印加部及び前記受信部の動作を制御して前記2以上の受信コイルが受信した核磁気共鳴信号を計測空間に配置する計測制御部(310)と、前記計測空間の計測信号に対して体動補正を行う体動補正処理部(320)と、前記体動補正処理部で補正した計測信号を用いて画像を再構成する画像再構成部(330)と、を備える。前記体動補正処理部(320)は、前記計測空間の少なくとも1つの領域を参照信号領域とし、当該参照信号領域内の計測信号を参照信号として設定する参照信号領域設定部(321)と、前記参照信号に対し体動補正を行う参照信号体動補正部(322)と、前記参照信号体動補正部で補正された体動補正後の参照信号に基づいて、前記計測空間の全領域の計測信号に対し体動補正を行う全領域補正部(323)と、を備える。 As described above, the MRI apparatus 100 of the present embodiment includes a static magnetic field generating magnet 102 that generates a static magnetic field in the space where the subject is placed, and a transmission unit (105, 107) that transmits a high-frequency magnetic field pulse to the subject. ), The receiving unit (106, 108) including two or more receiving coils 106 that receive the nuclear magnetic resonance signal generated from the subject by irradiation with the high-frequency magnetic field pulse, and the position information is added to the nuclear magnetic resonance signal. The operation of the gradient magnetic field application unit (103, 112) for applying the gradient magnetic field for the purpose, the transmission unit, the gradient magnetic field application unit, and the reception unit is controlled, and arithmetic processing is performed on the received nuclear magnetic resonance signal. A computer (109) for performing is provided. The computer (109) controls the operations of the transmitting unit, the gradient magnetic field applying unit, and the receiving unit, and arranges the nuclear magnetic resonance signals received by the two or more receiving coils in the measurement space (310). ), A body motion correction processing unit (320) that corrects the body motion of the measurement signal in the measurement space, and an image reconstruction unit that reconstructs an image using the measurement signal corrected by the body motion correction processing unit. (330) and. The body motion correction processing unit (320) includes a reference signal area setting unit (321) that sets at least one region of the measurement space as a reference signal region and sets a measurement signal in the reference signal region as a reference signal. Measurement of the entire area of the measurement space based on the reference signal body motion correction unit (322) that corrects the body motion of the reference signal and the reference signal after the body motion correction corrected by the reference signal body motion correction unit. It is provided with an all-area correction unit (323) that corrects body motion for a signal.

また、本実施形態の体動補正法は、2以上の受信コイルを備えた磁気共鳴撮像装置で取得した計測信号に対し、当該計測信号に含まれる体動の影響を受けた信号を補正する体動補正方法であって、前記少なくとも2つ以上の受信コイルで取得した計測信号において、少なくとも1つ以上の領域の信号を参照信号領域として設定する参照信号領域設定ステップと、前記参照信号領域における体動信号を補正する参照信号体動補正ステップと、
前記参照信号体動補正部で補正された体動補正後参照信号に基づいて、計測した全領域の体動を補正する全領域補正ステップと、を備える。
Further, the body motion correction method of the present embodiment is a body that corrects a signal affected by body motion included in the measurement signal with respect to a measurement signal acquired by a magnetic resonance imaging device provided with two or more receiving coils. In the dynamic correction method, a reference signal region setting step for setting a signal in at least one or more regions as a reference signal region in the measurement signals acquired by the at least two or more receiving coils, and a body in the reference signal region. Reference signal body motion correction step to correct the dynamic signal, and
The reference signal includes an all-area correction step for correcting the measured body movement in the entire area based on the body movement-corrected reference signal corrected by the body movement correction unit.

本実施形態によれば、参照信号領域に体動信号が混入した場合においても、複数の受信コイルの感度分布情報を用いて計測信号を再生成する際の設定を更新しながらの反復演算を事前に参照領域に対して実施することで、高い体動補正効果が得られる。 According to the present embodiment, even when a body motion signal is mixed in the reference signal region, iterative calculation is performed in advance while updating the setting when regenerating the measurement signal using the sensitivity distribution information of a plurality of receiving coils. By performing this on the reference area, a high body movement correction effect can be obtained.

100:MRI装置、101:被検体、102:静磁場コイル、103:傾斜磁場コイル、104:シムコイル、105:送信コイル、106:受信コイル、107:送信機、108:受信機、109:計算機、110:ディスプレイ、111:外部記憶装置、112:傾斜磁場用電源部、113:シム用電源部、114:シーケンス制御装置、115:入力装置、120:MRI装置、130:MRI装置、310:計測制御部、320:体動補正処理部、330:画像再構成部、340:グリッディング処理部、410:畳み込み積分範囲設定部、420:重み係数算出部、430:再生成参照信号算出部、440:体動位置検出部、450:参照信号置換部、460:設定領域更新部、470:反復演算処理部、510:スピンエコー系パルスシーケンス、610:差分信号算出部、620:投影信号算部、630:極大値算出部、640:体動信号位置設定部、710:重み係数算出部、720:再生成計測信号算出部、730:体動位置検出部、740:計測信号置換部。 100: MRI device, 101: subject, 102: static magnetic field coil, 103: gradient magnetic field coil, 104: shim coil, 105: transmit coil, 106: receive coil, 107: transmitter, 108: receiver, 109: computer, 110: Display, 111: External storage device, 112: Power supply unit for gradient magnetic field, 113: Power supply unit for shim, 114: Sequence control device, 115: Input device, 120: MRI device, 130: MRI device, 310: Measurement control Unit, 320: Body motion correction processing unit, 330: Image reconstruction unit, 340: Gridding processing unit, 410: Folding integration range setting unit, 420: Weight coefficient calculation unit, 430: Regeneration reference signal calculation unit, 440: Body movement position detection unit, 450: Reference signal replacement unit, 460: Setting area update unit, 470: Repetitive calculation processing unit, 510: Spin echo system pulse sequence, 610: Difference signal calculation unit, 620: Projection signal calculation unit, 630 : Maximum value calculation unit, 640: Body movement signal position setting unit, 710: Weight coefficient calculation unit, 720: Regeneration measurement signal calculation unit, 730: Body movement position detection unit, 740: Measurement signal replacement unit.

Claims (14)

被検体が置かれる空間に静磁場を生成する静磁場生成磁石と、
前記被検体に高周波磁場パルスを送信する送信部と、
高周波磁場パルスの照射により前記被検体から生じる核磁気共鳴信号を受信する2以上の受信コイルを備えた受信部と、
前記核磁気共鳴信号に位置情報を付加するための傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加部と、
前記送信部、前記傾斜磁場印加部及び前記受信部の動作を制御するとともに前記受信した核磁気共鳴信号に対して演算処理を行う計算機と、
を備える磁気共鳴撮像装置であって、
前記計算機は、
前記送信部、前記傾斜磁場印加部及び前記受信部の動作を制御して前記2以上の受信コイルが受信した核磁気共鳴信号を計測空間に配置する計測制御部と、
前記計測空間の計測信号に対して体動補正を行う体動補正処理部と、
前記体動補正処理部で補正した計測信号を用いて画像を再構成する画像再構成部と、を備え、
前記体動補正処理部は、
前記計測空間の少なくとも1つの領域を参照信号領域とし、当該参照信号領域内の計測信号を参照信号として設定する参照信号領域設定部と、
前記参照信号に対し体動補正を行う参照信号体動補正部と、
前記参照信号体動補正部で補正された体動補正後の参照信号に基づいて、前記計測空間の全領域の計測信号に対し体動補正を行う全領域補正部と、を備え
前記参照信号体動補正部は、
前記受信コイルの感度分布に基づく重み係数を算出するのに用いる前記計測空間の範囲を畳み込み積分範囲として設定する畳み込み積分範囲設定部と、
前記参照信号と前記畳み込み積分範囲の計測信号とを用いて、前記畳み込み積分範囲の重み係数を算出する重み係数算出部と、
前記参照信号領域内の各参照信号について、参照信号と前記重み係数とを用いて当該参照信号を再生成する再生成参照信号算出部と、
前記参照信号と前記再生成参照信号算出部が算出した再生成参照信号とから、前記参照信号領域において体動のある信号位置を検出する体動位置検出部と、
前記体動位置検出部で検出した体動のある位置の参照信号を、前記再生成参照信号に置換する参照信号置換部と、
を備えることを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
A magnet that generates a static magnetic field in the space where the subject is placed, and a magnet that generates a static magnetic field.
A transmitter that transmits a high-frequency magnetic field pulse to the subject,
A receiver having two or more receiving coils that receive the nuclear magnetic resonance signal generated from the subject by irradiation with a high-frequency magnetic field pulse, and a receiver.
A gradient magnetic field application unit that applies a gradient magnetic field for adding position information to the nuclear magnetic resonance signal, and a gradient magnetic field application unit.
A computer that controls the operations of the transmitting unit, the gradient magnetic field applying unit, and the receiving unit, and performs arithmetic processing on the received nuclear magnetic resonance signal.
It is a magnetic resonance imaging apparatus equipped with
The calculator
A measurement control unit that controls the operations of the transmission unit, the gradient magnetic field application unit, and the reception unit to arrange the nuclear magnetic resonance signals received by the two or more reception coils in the measurement space.
A body motion correction processing unit that corrects body motion for the measurement signal in the measurement space,
An image reconstruction unit that reconstructs an image using the measurement signal corrected by the body motion correction processing unit is provided.
The body movement correction processing unit
A reference signal area setting unit that sets at least one area of the measurement space as a reference signal area and sets a measurement signal in the reference signal area as a reference signal.
A reference signal body motion correction unit that corrects the body motion of the reference signal,
Based on the reference signal after the body motion correction corrected by the reference signal body motion correction unit, the whole area correction unit that corrects the body motion for the measurement signal in the entire area of the measurement space is provided .
The reference signal body motion correction unit
A convolution integral range setting unit that sets the range of the measurement space used to calculate the weighting coefficient based on the sensitivity distribution of the receiving coil as the convolution integral range, and a convolution integral range setting unit.
A weighting coefficient calculation unit that calculates a weighting coefficient of the convolutional integration range using the reference signal and the measurement signal of the convolutional integration range, and a weighting coefficient calculation unit.
For each reference signal in the reference signal region, a regenerated reference signal calculation unit that regenerates the reference signal using the reference signal and the weighting coefficient, and
From the reference signal and the regenerated reference signal calculated by the regenerated reference signal calculation unit, a body movement position detecting unit that detects a signal position with body movement in the reference signal region, and a body movement position detecting unit.
A reference signal replacement unit that replaces a reference signal at a position with body movement detected by the body movement position detection unit with the regenerated reference signal, and a reference signal replacement unit.
Magnetic resonance imaging apparatus comprising: a.
請求項1記載の磁気共鳴撮像装置であって、
前記参照信号体動補正部は、
前記参照信号領域及び前記畳み込み積分範囲の一方または両方を少なくとも1回以上更新する設定領域更新部と、
前記設定領域更新部、前記重み係数算出部、前記体動位置検出部、および、前記参照信号置換部の各処理を少なくとも1回以上反復する反復演算処理部と、
をさらに備えることを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
The reference signal body motion correction unit
A setting area update unit that updates one or both of the reference signal area and the convolution integration range at least once, and
An iterative calculation processing unit that repeats each processing of the setting area updating unit, the weighting coefficient calculation unit, the body movement position detecting unit, and the reference signal replacement unit at least once.
A magnetic resonance imaging apparatus characterized by further comprising.
請求項2に記載の磁気共鳴撮像装置であって、
前記設定領域更新部は、前記参照信号領域を広げるように更新することを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 2.
The setting area updating unit is a magnetic resonance imaging apparatus characterized in that the setting area updating unit is updated so as to expand the reference signal area.
請求項2記載の磁気共鳴撮像装置であって、
前記設定領域更新部は、前記畳み込み積分範囲を広げるように更新することを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 2.
The setting area updating unit is a magnetic resonance imaging apparatus characterized in that the setting area updating unit is updated so as to widen the convolution integration range.
請求項1記載の磁気共鳴撮像装置であって、
前記参照信号体動補正部は、
前記参照信号置換部で置換後の参照信号を新たな参照信号として設定し、前記重み係数算出部、前記再生成参照信号算出部、前記体動位置検出部、および、前記参照信号置換部の各処理を少なくとも1回以上反復する、反復演算処理部を、さらに備えることを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
The reference signal body motion correction unit
The reference signal after replacement is set as a new reference signal by the reference signal replacement unit, and each of the weight coefficient calculation unit, the regeneration reference signal calculation unit, the body movement position detection unit, and the reference signal replacement unit. A magnetic resonance imaging apparatus further comprising a repetitive arithmetic processing unit that repeats processing at least once.
請求項2又は5に記載の磁気共鳴撮像装置であって、
前記反復演算処理部は、予め設定した回数の反復演算を行うことを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 2 or 5.
The iterative calculation processing unit is a magnetic resonance imaging apparatus characterized by performing iterative calculations a preset number of times.
請求項2又は5に記載の磁気共鳴撮像装置であって、
前記反復演算処理部は、前記参照信号置換部で置換後の参照信号を用いて前記画像再構成部が再構成した画像から算出される定量値の変化量が予め設定した閾値を下回るまで反復演算を行うことを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 2 or 5.
The iterative calculation processing unit performs iterative calculation until the amount of change in the quantitative value calculated from the image reconstructed by the image reconstruction unit using the reference signal replaced by the reference signal replacement unit falls below a preset threshold value. A magnetic resonance imaging apparatus characterized in that the above is performed.
請求項1記載の磁気共鳴撮影装置であって、
前記体動位置検出部は、
前記参照信号と前記再生成参照信号とを差分して差分信号を算出する差分信号算出部と、
前記差分信号を位相エンコード方向に投影して、投影信号を算出する投影信号算出部と、
前記投影信号の極大値を算出する極大値算出部と、
前記極大値に対応する位置を体動信号位置として設定する体動信号位置設定部と、
を備えることを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
The body movement position detection unit
A difference signal calculation unit that calculates a difference signal by differentiating the reference signal and the regenerated reference signal,
A projection signal calculation unit that calculates the projection signal by projecting the difference signal in the phase encoding direction,
A maximum value calculation unit that calculates the maximum value of the projected signal, and
A body motion signal position setting unit that sets a position corresponding to the maximum value as a body motion signal position,
A magnetic resonance imaging apparatus comprising.
被検体が置かれる空間に静磁場を生成する静磁場生成磁石と、
前記被検体に高周波磁場パルスを送信する送信部と、
高周波磁場パルスの照射により前記被検体から生じる核磁気共鳴信号を受信する2以上の受信コイルを備えた受信部と、
前記核磁気共鳴信号に位置情報を付加するための傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加部と、
前記送信部、前記傾斜磁場印加部及び前記受信部の動作を制御するとともに前記受信した核磁気共鳴信号に対して演算処理を行う計算機と、
を備える磁気共鳴撮像装置であって、
前記計算機は、
前記送信部、前記傾斜磁場印加部及び前記受信部の動作を制御して前記2以上の受信コイルが受信した核磁気共鳴信号を計測空間に配置する計測制御部と、
前記計測空間の計測信号に対して体動補正を行う体動補正処理部と、
前記体動補正処理部で補正した計測信号を用いて画像を再構成する画像再構成部と、を備え、
前記体動補正処理部は、
前記計測空間の少なくとも1つの領域を参照信号領域とし、当該参照信号領域内の計測信号を参照信号として設定する参照信号領域設定部と、
前記参照信号に対し体動補正を行う参照信号体動補正部と、
前記参照信号体動補正部で補正された体動補正後の参照信号に基づいて、前記計測空間の全領域の計測信号に対し体動補正を行う全領域補正部と、を備え、
前記全領域補正部は、
前記計測信号と前記参照信号体動補正部により補正された体動補正後参照信号とを用いて、重み係数を算出する重み係数算出部と、
前記計測信号と前記重み係数とを用いて前記計測信号を再生成する再生成計測信号算出部と、
前記計測信号と前記再生成計測信号算出部が生成した再生成計測信号とを用いて、前記計測空間において体動のある信号位置を検出する体動位置検出部と、
前記体動位置検出部で検出した体動のある位置の計測信号を、前記再生成計測信号に置換する計測信号置換部と、
を備えることを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
A magnet that generates a static magnetic field in the space where the subject is placed, and a magnet that generates a static magnetic field.
A transmitter that transmits a high-frequency magnetic field pulse to the subject,
A receiver having two or more receiving coils that receive the nuclear magnetic resonance signal generated from the subject by irradiation with a high-frequency magnetic field pulse, and a receiver.
A gradient magnetic field application unit that applies a gradient magnetic field for adding position information to the nuclear magnetic resonance signal, and a gradient magnetic field application unit.
A computer that controls the operations of the transmitting unit, the gradient magnetic field applying unit, and the receiving unit, and performs arithmetic processing on the received nuclear magnetic resonance signal.
It is a magnetic resonance imaging apparatus equipped with
The calculator
A measurement control unit that controls the operations of the transmission unit, the gradient magnetic field application unit, and the reception unit to arrange the nuclear magnetic resonance signals received by the two or more reception coils in the measurement space.
A body motion correction processing unit that corrects body motion for the measurement signal in the measurement space,
An image reconstruction unit that reconstructs an image using the measurement signal corrected by the body motion correction processing unit is provided.
The body movement correction processing unit
A reference signal area setting unit that sets at least one area of the measurement space as a reference signal area and sets a measurement signal in the reference signal area as a reference signal.
A reference signal body motion correction unit that corrects the body motion of the reference signal,
Based on the reference signal after the body motion correction corrected by the reference signal body motion correction unit, the whole area correction unit that corrects the body motion for the measurement signal in the entire area of the measurement space is provided.
The whole area correction unit
A weighting coefficient calculation unit that calculates a weighting coefficient using the measurement signal and the body movement-corrected reference signal corrected by the reference signal body movement correction unit, and a weighting coefficient calculation unit.
A regenerated measurement signal calculation unit that regenerates the measurement signal using the measurement signal and the weighting coefficient,
Using the measurement signal and the regeneration measurement signal generated by the regeneration measurement signal calculation unit, a body movement position detection unit that detects a signal position with body movement in the measurement space, and a body movement position detection unit.
A measurement signal replacement unit that replaces the measurement signal at a position with body movement detected by the body movement position detection unit with the regenerated measurement signal, and a measurement signal replacement unit.
A magnetic resonance imaging apparatus comprising.
被検体が置かれる空間に静磁場を生成する静磁場生成磁石と、
前記被検体に高周波磁場パルスを送信する送信部と、
高周波磁場パルスの照射により前記被検体から生じる核磁気共鳴信号を受信する2以上の受信コイルを備えた受信部と、
前記核磁気共鳴信号に位置情報を付加するための傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加部と、
前記送信部、前記傾斜磁場印加部及び前記受信部の動作を制御するとともに前記受信した核磁気共鳴信号に対して演算処理を行う計算機と、
を備える磁気共鳴撮像装置であって、
前記計算機は、
前記送信部、前記傾斜磁場印加部及び前記受信部の動作を制御して前記2以上の受信コイルが受信した核磁気共鳴信号を計測空間に配置する計測制御部と、
前記計測空間の計測信号に対して体動補正を行う体動補正処理部と、
前記体動補正処理部で補正した計測信号を用いて画像を再構成する画像再構成部と、を備え、
前記体動補正処理部は、
前記計測空間の少なくとも1つの領域を参照信号領域とし、当該参照信号領域内の計測信号を参照信号として設定する参照信号領域設定部と、
前記参照信号に対し体動補正を行う参照信号体動補正部と、
前記参照信号体動補正部で補正された体動補正後の参照信号に基づいて、前記計測空間の全領域の計測信号に対し体動補正を行う全領域補正部と、を備え、
前記計測制御部は、前記計測空間を直交サンプリングすることを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
A magnet that generates a static magnetic field in the space where the subject is placed, and a magnet that generates a static magnetic field.
A transmitter that transmits a high-frequency magnetic field pulse to the subject,
A receiver having two or more receiving coils that receive the nuclear magnetic resonance signal generated from the subject by irradiation with a high-frequency magnetic field pulse, and a receiver.
A gradient magnetic field application unit that applies a gradient magnetic field for adding position information to the nuclear magnetic resonance signal, and a gradient magnetic field application unit.
A computer that controls the operations of the transmitting unit, the gradient magnetic field applying unit, and the receiving unit, and performs arithmetic processing on the received nuclear magnetic resonance signal.
It is a magnetic resonance imaging apparatus equipped with
The calculator
A measurement control unit that controls the operations of the transmission unit, the gradient magnetic field application unit, and the reception unit to arrange the nuclear magnetic resonance signals received by the two or more reception coils in the measurement space.
A body motion correction processing unit that corrects body motion for the measurement signal in the measurement space,
An image reconstruction unit that reconstructs an image using the measurement signal corrected by the body motion correction processing unit is provided.
The body movement correction processing unit
A reference signal area setting unit that sets at least one area of the measurement space as a reference signal area and sets a measurement signal in the reference signal area as a reference signal.
A reference signal body motion correction unit that corrects the body motion of the reference signal,
Based on the reference signal after the body motion correction corrected by the reference signal body motion correction unit, the whole area correction unit that corrects the body motion for the measurement signal in the entire area of the measurement space is provided.
The measurement control unit is a magnetic resonance imaging device characterized in that the measurement space is orthogonally sampled.
被検体が置かれる空間に静磁場を生成する静磁場生成磁石と、
前記被検体に高周波磁場パルスを送信する送信部と、
高周波磁場パルスの照射により前記被検体から生じる核磁気共鳴信号を受信する2以上の受信コイルを備えた受信部と、
前記核磁気共鳴信号に位置情報を付加するための傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加部と、
前記送信部、前記傾斜磁場印加部及び前記受信部の動作を制御するとともに前記受信した核磁気共鳴信号に対して演算処理を行う計算機と、
を備える磁気共鳴撮像装置であって、
前記計算機は、
前記送信部、前記傾斜磁場印加部及び前記受信部の動作を制御して前記2以上の受信コイルが受信した核磁気共鳴信号を計測空間に配置する計測制御部と、
前記計測空間の計測信号に対して体動補正を行う体動補正処理部と、
前記体動補正処理部で補正した計測信号を用いて画像を再構成する画像再構成部と、
を備え、
前記体動補正処理部は、
前記計測空間の少なくとも1つの領域を参照信号領域とし、当該参照信号領域内の計測信号を参照信号として設定する参照信号領域設定部と、
前記参照信号に対し体動補正を行う参照信号体動補正部と、
前記参照信号体動補正部で補正された体動補正後の参照信号に基づいて、前記計測空間の全領域の計測信号に対し体動補正を行う全領域補正部と、
を備え、
前記計測制御部は、前記計測空間を非直交サンプリングし、
前記体動補正処理部は、非直交サンプリングした計測信号を、グリッディング処理により直交サンプリングの計測信号に変換するグリッディング処理部をさらに備えることを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
A magnet that generates a static magnetic field in the space where the subject is placed, and a magnet that generates a static magnetic field.
A transmitter that transmits a high-frequency magnetic field pulse to the subject,
A receiver having two or more receiving coils that receive the nuclear magnetic resonance signal generated from the subject by irradiation with a high-frequency magnetic field pulse, and a receiver.
A gradient magnetic field application unit that applies a gradient magnetic field for adding position information to the nuclear magnetic resonance signal, and a gradient magnetic field application unit.
A computer that controls the operations of the transmitting unit, the gradient magnetic field applying unit, and the receiving unit, and performs arithmetic processing on the received nuclear magnetic resonance signal.
It is a magnetic resonance imaging apparatus equipped with
The calculator
A measurement control unit that controls the operations of the transmission unit, the gradient magnetic field application unit, and the reception unit to arrange the nuclear magnetic resonance signals received by the two or more reception coils in the measurement space.
A body motion correction processing unit that corrects body motion for the measurement signal in the measurement space,
An image reconstruction unit that reconstructs an image using the measurement signal corrected by the body motion correction processing unit, and an image reconstruction unit.
With
The body movement correction processing unit
A reference signal area setting unit that sets at least one area of the measurement space as a reference signal area and sets a measurement signal in the reference signal area as a reference signal.
A reference signal body motion correction unit that corrects the body motion of the reference signal,
Based on the reference signal after the body motion correction corrected by the reference signal body motion correction unit, the whole area correction unit that corrects the body motion for the measurement signal in the entire area of the measurement space, and the whole area correction unit.
With
The measurement control unit samples the measurement space in a non-orthogonal manner.
The body motion correction processing unit is a magnetic resonance imaging apparatus further comprising a gridding processing unit that converts a non-orthogonally sampled measurement signal into a measurement signal of orthogonal sampling by a gridding process.
請求項1記載の磁気共鳴撮影装置であって、
前記計測制御部は、前記計測空間を間引いて計測するパラレルイメージングを行い、
前記体動補正処理部は、前記計測空間を計測信号のみからなる計測空間に縮小し、当該縮小した計測空間について、体動補正を行うことを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
The measurement control unit performs parallel imaging in which the measurement space is thinned out for measurement.
The body motion correction processing unit is a magnetic resonance imaging apparatus characterized in that the measurement space is reduced to a measurement space composed of only measurement signals, and the body motion correction is performed on the reduced measurement space.
請求項1記載の磁気共鳴撮像装置であって、
前記体動補正処理部による処理の要否を受け付ける入力部をさらに備えることを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
A magnetic resonance imaging apparatus further comprising an input unit that receives the necessity of processing by the body motion correction processing unit.
2以上の受信コイルを備えた磁気共鳴撮像装置で取得した計測信号に対し、当該計測信号に含まれる体動の影響を受けた信号を補正する体動補正方法であって、
前記2つ以上の受信コイルでそれぞれ取得した計測信号において、少なくとも1つ以上の領域の信号を参照信号領域として設定する参照信号領域設定ステップと、
前記参照信号領域における体動信号を補正する参照信号体動補正ステップと、
前記参照信号体動補正ステップで補正された体動補正後参照信号に基づいて、計測した全領域の体動を補正する全領域補正ステップと、を含み、
前記参照信号体動補正ステップは、
前記受信コイルの感度分布に基づく重み係数を算出するのに用いる計測空間の範囲を畳み込み積分範囲として設定するステップと、
前記参照信号領域の信号である参照信号と前記畳み込み積分範囲の計測信号とを用いて、前記畳み込み積分範囲の重み係数を算出するステップと、
前記参照信号領域内の各参照信号について、前記参照信号と前記重み係数とを用いて当該参照信号を再生成するステップと、
前記参照信号と再生成された参照信号とから、前記参照信号領域において体動のある信号位置を検出するステップと、
検出された前記体動のある信号位置の参照信号を、前記再生成された参照信号に置換するステップと、
を含むことを特徴とする体動補正方法。
It is a body motion correction method that corrects a signal affected by body motion included in the measurement signal with respect to a measurement signal acquired by a magnetic resonance imaging device provided with two or more receiving coils.
In the measurement signal acquired by each of the two or more receiving coils, a reference signal area setting step for setting a signal in at least one or more areas as a reference signal area, and a reference signal area setting step.
A reference signal body motion correction step for correcting a body motion signal in the reference signal region, and
The whole area correction step of correcting the body movement of the measured whole area based on the body motion corrected reference signal corrected in the reference signal body movement correction step is included.
The reference signal body motion correction step
The step of setting the range of the measurement space used to calculate the weighting coefficient based on the sensitivity distribution of the receiving coil as the convolution integration range, and
A step of calculating the weighting coefficient of the convolution integration range by using the reference signal which is a signal of the reference signal region and the measurement signal of the convolution integration range, and
For each reference signal in the reference signal region, a step of regenerating the reference signal using the reference signal and the weighting coefficient, and
A step of detecting a signal position with body movement in the reference signal region from the reference signal and the regenerated reference signal, and
A step of replacing the detected reference signal at the signal position with the body movement with the regenerated reference signal, and
A body movement correction method characterized by including.
JP2017103204A 2017-05-25 2017-05-25 Magnetic resonance imaging device and body motion correction method Active JP6867876B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017103204A JP6867876B2 (en) 2017-05-25 2017-05-25 Magnetic resonance imaging device and body motion correction method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017103204A JP6867876B2 (en) 2017-05-25 2017-05-25 Magnetic resonance imaging device and body motion correction method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018196661A JP2018196661A (en) 2018-12-13
JP6867876B2 true JP6867876B2 (en) 2021-05-12

Family

ID=64663733

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017103204A Active JP6867876B2 (en) 2017-05-25 2017-05-25 Magnetic resonance imaging device and body motion correction method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6867876B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020130867A (en) * 2019-02-25 2020-08-31 株式会社日立製作所 Nuclear magnetic resonance apparatus and body motion correction method
JP7461913B2 (en) * 2021-08-03 2024-04-04 富士フイルムヘルスケア株式会社 Magnetic resonance imaging apparatus and control method thereof

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05154130A (en) * 1991-12-06 1993-06-22 Hitachi Ltd Body motion artifact eliminating method
GB9614407D0 (en) * 1996-07-09 1996-09-04 Secr Defence Method for imaging artefact reduction
JP4072879B2 (en) * 1998-11-26 2008-04-09 株式会社日立メディコ Nuclear magnetic resonance imaging system
JP3952247B2 (en) * 1999-12-08 2007-08-01 株式会社日立メディコ Nuclear magnetic resonance imaging system
US7619410B2 (en) * 2007-06-08 2009-11-17 General Electric Company System and method for accelerated magnetic resonance parallel imaging
US7860291B2 (en) * 2007-06-12 2010-12-28 General Electric Co. Method and apparatus for correcting motion in multi-shot diffusion-weighted magnetic resonance imaging
JP5336731B2 (en) * 2007-12-17 2013-11-06 株式会社日立メディコ Magnetic resonance imaging system
JP4960468B2 (en) * 2010-03-26 2012-06-27 株式会社東芝 Magnetic resonance imaging system
US8649579B2 (en) * 2010-06-17 2014-02-11 Mark A. Griswold Motion artifact removal
RU2015110990A (en) * 2012-08-27 2016-10-20 Конинклейке Филипс Н.В. MOVEMENT TRACKING BASED ON QUICK IMAGE RECEIPT
JP6494986B2 (en) * 2014-01-16 2019-04-03 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 Magnetic resonance imaging apparatus and image processing apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018196661A (en) 2018-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11022665B2 (en) Method for echo planar time-resolved magnetic resonance imaging
US9897675B2 (en) Magnetic resonance fingerprinting (MRF) with simultaneous multivolume acquisition
JP5399240B2 (en) Magnetic resonance imaging apparatus and method for correcting error caused by gradient magnetic field
JP5661723B2 (en) Magnetic resonance imaging apparatus and method
US9317917B2 (en) Method, reconstruction device, and magnetic resonance apparatus for reconstructing magnetic resonance raw data
JP5575385B2 (en) Magnetic resonance imaging system
JP6085545B2 (en) Magnetic resonance imaging apparatus, image processing apparatus, and magnetic susceptibility image calculation method
US10261155B2 (en) Systems and methods for acceleration magnetic resonance fingerprinting
JP4612000B2 (en) Magnetic resonance imaging system
US9018951B2 (en) Accelerated multispectral data magnetic resonance imaging system and method
JP5506911B2 (en) Magnetic resonance imaging device
CN107072586B (en) Magnetic resonance imaging apparatus
US10901061B2 (en) Accelerated diffusion-weighted magnetic resonance imaging with self-navigated, phase corrected tilted kernel reconstruction of phase encoded and point spread function encoded k-space
JP6117097B2 (en) Magnetic resonance imaging apparatus and reconstructed image acquisition method
JP6867876B2 (en) Magnetic resonance imaging device and body motion correction method
WO2020219642A1 (en) Model-based iterative reconstruction for magnetic resonance imaging with echo planar readout
CN113298901B (en) Method for reconstructing magnetic resonance image in convoluted field of view, computer device and storage medium
US20220221540A1 (en) Propeller echo planar time-resolved imaging with dynamic encoding
US11009576B2 (en) Method for magnetic resonance imaging using slice quadratic phase for spatiotemporal encoding
JP6820876B2 (en) Magnetic resonance imaging device, sensitivity distribution calculation method, and sensitivity distribution calculation program
JP2020130867A (en) Nuclear magnetic resonance apparatus and body motion correction method
US10871534B2 (en) Accelerated magnetic resonance imaging using a tilted reconstruction kernel in phase encoded and point spread function encoded K-space
JP2006061235A (en) Magnetic resonance imaging device
US11892533B2 (en) Magnetic resonance imaging device and control method thereof
US20240219501A1 (en) System and Method for Distortion and Motion Artifact-Free Diffusion Imaging Using Single-Shot Diffusion-Prepared Turbo-Spin-Echo Sequence With Spiral-Ring Readouts and Magnitude Stabilizers

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20191217

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20201221

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210126

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210305

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: 20210406

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210409

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6867876

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

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

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