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JP5733490B2 - Magnetic resonance imaging apparatus and program - Google Patents
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Description

本発明は、所定の組織と背景組織とを含む撮影部位をスキャンし、所定の組織の画像データを得る磁気共鳴イメージング装置、イメージング方法、およびプログラムに関する。   The present invention relates to a magnetic resonance imaging apparatus, an imaging method, and a program that scan an imaging region including a predetermined tissue and a background tissue and obtain image data of the predetermined tissue.

MRA(Magnetic Resonance Angiography)の方法と一つとして、造影剤なしのスキャンと、造影剤ありのスキャンとを実行し、造影剤なしのスキャンにより得られた画像と、造影剤ありのスキャンにより得られた画像との差分を求めることによって、血管を撮像する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。   As one of the MRA (Magnetic Resonance Angiography) methods, a scan without contrast medium and a scan with contrast medium are executed, and an image obtained by a scan without contrast medium and a scan with contrast medium are obtained. A method is known in which a blood vessel is imaged by obtaining a difference from the obtained image (see, for example, Patent Document 1).

特開2006-122301号公報JP 2006-122301 A

特許文献1の方法では、造影剤なしのスキャンにより得られた画像と、造影剤ありのスキャンにより得られた画像との間に位置ずれが生じると、動脈と一緒に、臓器や静脈などの背景組織の輪郭も描出されることがある。したがって、このような背景組織の輪郭は、できるだけ描出されないようにすることが望まれている。   In the method of Patent Document 1, when a positional shift occurs between an image obtained by a scan without a contrast medium and an image obtained by a scan with a contrast medium, a background such as an organ or a vein is formed together with an artery. Tissue outlines may also be drawn. Therefore, it is desired that the outline of the background tissue is not drawn as much as possible.

第1の観点の発明は、所定の組織と背景組織とを含む撮影部位をスキャンし、前記所定の組織の画像データを得る磁気共鳴イメージング装置であって、
前記撮影部位をスキャンする第1のスキャンと、前記第1のスキャンよりも前記所定の組織が強調されるように前記撮影部位をスキャンする第2のスキャンとを実行するスキャン手段と、
前記第1のスキャンにより得られた前記撮影部位のk空間のデータの絶対値と、第2のスキャンにより得られた前記撮影部位のk空間のデータの絶対値との差を求め、前記差と、前記第2のスキャンにより得られたk空間のデータの位相情報とに基づいて、前記所定の組織の画像データを算出する画像データ算出手段と、
を有する磁気共鳴イメージング装置である。

第2の観点の発明は、所定の組織と背景組織とを含む撮影部位をスキャンすることにより得られた磁気共鳴信号に基づいて、前記所定の組織をイメージングするイメージング方法であって、
前記撮影部位をスキャンする第1のスキャンにより得られた前記撮影部位のk空間のデータの絶対値と、前記第1のスキャンよりも前記所定の組織が強調されるように前記撮影部位をスキャンする第2のスキャンにより得られた前記撮影部位のk空間のデータの絶対値との差を求め、前記差と、前記第2のスキャンにより得られたk空間のデータの位相情報とに基づいて、前記所定の組織の画像データを算出する画像データ算出ステップ、を有するイメージング方法である。

第3の観点の発明は、所定の組織と背景組織とを含む撮影部位をスキャンし、前記所定の組織の画像データを得る磁気共鳴イメージング装置のプログラムであって、
前記撮影部位をスキャンする第1のスキャンにより得られた前記撮影部位のk空間のデータの絶対値と、前記第1のスキャンよりも前記所定の組織が強調されるように前記撮影部位をスキャンする第2のスキャンにより得られた前記撮影部位のk空間のデータの絶対値との差を求め、前記差と、前記第2のスキャンにより得られたk空間のデータの位相情報とに基づいて、前記所定の組織の画像データを算出する画像データ算出処理、を計算機に実行させるためのプログラムである。
The invention of the first aspect is a magnetic resonance imaging apparatus that scans an imaging region including a predetermined tissue and a background tissue and obtains image data of the predetermined tissue,
Scan means for executing a first scan that scans the imaging region, and a second scan that scans the imaging region so that the predetermined tissue is emphasized rather than the first scan;
Find the difference between the absolute value of the k-space data of the imaging region obtained by the first scan and the absolute value of the k-space data of the imaging region obtained by the second scan; Image data calculating means for calculating image data of the predetermined tissue based on phase information of k-space data obtained by the second scan;
Is a magnetic resonance imaging apparatus.

The invention of the second aspect is an imaging method for imaging the predetermined tissue based on a magnetic resonance signal obtained by scanning an imaging region including a predetermined tissue and a background tissue,
The imaging region is scanned so that the absolute value of the k-space data of the imaging region obtained by the first scan that scans the imaging region and the predetermined tissue is emphasized more than the first scan. Obtain the difference between the absolute value of the k-space data of the imaging region obtained by the second scan, and based on the difference and the phase information of the k-space data obtained by the second scan, An imaging method comprising: an image data calculating step for calculating image data of the predetermined tissue.

The invention of the third aspect is a program of a magnetic resonance imaging apparatus that scans an imaging region including a predetermined tissue and a background tissue and obtains image data of the predetermined tissue,
The imaging region is scanned so that the absolute value of the k-space data of the imaging region obtained by the first scan that scans the imaging region and the predetermined tissue is emphasized more than the first scan. Obtain the difference between the absolute value of the k-space data of the imaging region obtained by the second scan, and based on the difference and the phase information of the k-space data obtained by the second scan, It is a program for causing a computer to execute image data calculation processing for calculating image data of the predetermined tissue.

k空間のデータの絶対値の差と、k空間のデータの位相情報とを用いて画像データを算出することによって、第1のスキャンにおける撮影部位と、第2のスキャンにおける撮影部位との間に位置ずれが生じても、背景組織の輪郭が十分に低減された画像データを得ることができる。   By calculating the image data using the difference between the absolute values of the k-space data and the phase information of the k-space data, between the imaging region in the first scan and the imaging region in the second scan. Even if a positional shift occurs, image data in which the contour of the background tissue is sufficiently reduced can be obtained.

本発明の一実施形態の磁気共鳴イメージング装置の概略図である。1 is a schematic diagram of a magnetic resonance imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. 本実施形態において実行されるスキャンの説明図である。It is explanatory drawing of the scan performed in this embodiment. MRI装置100の処理フローを示す図である。2 is a diagram showing a processing flow of the MRI apparatus 100. FIG. シミュレーション条件の説明図である。It is explanatory drawing of simulation conditions. シミュレーション結果の説明図である。It is explanatory drawing of a simulation result. ファントム実験の条件の説明図である。It is explanatory drawing of the conditions of a phantom experiment. 実験結果の説明図である。It is explanatory drawing of an experimental result.

以下、図面を参照しながら、発明を実施するための形態を詳細に説明するが、本発明は、以下の形態に限定されることはない。   Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments.

図1は、本発明の一実施形態の磁気共鳴イメージング装置の概略図である。
磁気共鳴イメージング装置(以下、MRI装置と呼ぶ。MRI:Magnetic Resonance Imaging)100は、磁場発生装置2と、テーブル3と、クレードル4と、造影剤注入装置5と、受信コイル6などを有している。
FIG. 1 is a schematic view of a magnetic resonance imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
A magnetic resonance imaging apparatus (hereinafter referred to as an MRI apparatus, MRI: Magnetic Resonance Imaging) 100 includes a magnetic field generator 2, a table 3, a cradle 4, a contrast medium injector 5, a receiving coil 6, and the like. Yes.

磁場発生装置2は、被検体14が収容されるボア21と、超伝導コイル22と、勾配コイル23と、送信コイル24とを有している。超伝導コイル22は静磁場B0を印加し、勾配コイル23は勾配磁場を印加し、送信コイル24はRFパルスを送信する。尚、超伝導コイル22の代わりに、永久磁石を用いてもよい。   The magnetic field generator 2 includes a bore 21 in which the subject 14 is accommodated, a superconducting coil 22, a gradient coil 23, and a transmission coil 24. The superconducting coil 22 applies a static magnetic field B0, the gradient coil 23 applies a gradient magnetic field, and the transmission coil 24 transmits an RF pulse. In place of the superconducting coil 22, a permanent magnet may be used.

クレードル4は、テーブル3からボア21に移動できるように構成されている。クレードル4によって、被検体14はボア21に搬送される。   The cradle 4 is configured to be movable from the table 3 to the bore 21. The subject 14 is transported to the bore 21 by the cradle 4.

造影剤注入装置5は、被検体14に造影剤を注入する。
受信コイル6は、被検体14の腹部に取り付けられており、磁気共鳴信号を受信する。
The contrast agent injection device 5 injects a contrast agent into the subject 14.
The receiving coil 6 is attached to the abdomen of the subject 14 and receives a magnetic resonance signal.

MRI装置100は、更に、シーケンサ7、送信器8、勾配磁場電源9、受信器10、中央処理装置11、入力装置12、および表示装置13を有している。   The MRI apparatus 100 further includes a sequencer 7, a transmitter 8, a gradient magnetic field power supply 9, a receiver 10, a central processing device 11, an input device 12, and a display device 13.

シーケンサ7は、中央処理装置11の制御を受けて、パルスシーケンスを実行するための情報を送信器8および勾配磁場電源9に送る。具体的には、シーケンサ7は、中央処理装置11の制御を受けて、RFパルスの情報(中心周波数、バンド幅など)を送信器8に送り、勾配磁場の情報(勾配磁場の強度など)を勾配磁場電源9に送る。   Under the control of the central processing unit 11, the sequencer 7 sends information for executing the pulse sequence to the transmitter 8 and the gradient magnetic field power supply 9. Specifically, under the control of the central processing unit 11, the sequencer 7 sends RF pulse information (center frequency, bandwidth, etc.) to the transmitter 8, and gradient magnetic field information (gradient magnetic field strength, etc.). The gradient magnetic field power supply 9 is sent.

送信器8は、シーケンサ7から送られた情報に基づいて、RFコイル24を駆動する駆動信号を出力する。   The transmitter 8 outputs a drive signal for driving the RF coil 24 based on the information sent from the sequencer 7.

勾配磁場電源9は、シーケンサ7から送られた情報に基づいて、勾配コイル23を駆動する駆動信号を出力する。   The gradient magnetic field power supply 9 outputs a drive signal for driving the gradient coil 23 based on the information sent from the sequencer 7.

受信器10は、受信コイル6で受信された磁気共鳴信号を信号処理し、中央処理装置11に伝送する。   The receiver 10 processes the magnetic resonance signal received by the receiving coil 6 and transmits it to the central processing unit 11.

中央処理装置11は、シーケンサ7および表示装置13に必要な情報を伝送したり、受信器10から受け取った信号に基づいて画像を再構成するなど、MRI装置100の各種の動作を実現するように、MRI装置100の各部の動作を制御する。中央処理装置11は、例えばコンピュータ(computer)によって構成される。また、中央処理装置11は、画像データ算出手段111を有している。画像データ算出手段111は、後述する式(7)に従って、画像データを算出する。中央処理装置11は、画像データ算出手段111の一例であり、所定のプログラムを実行することにより、この手段として機能する。   The central processing unit 11 implements various operations of the MRI apparatus 100 such as transmitting necessary information to the sequencer 7 and the display device 13 and reconstructing an image based on a signal received from the receiver 10. The operation of each unit of the MRI apparatus 100 is controlled. The central processing unit 11 is configured by, for example, a computer. In addition, the central processing unit 11 has an image data calculation unit 111. The image data calculation unit 111 calculates image data according to the equation (7) described later. The central processing unit 11 is an example of the image data calculation unit 111, and functions as this unit by executing a predetermined program.

入力装置12は、オペレータ15の操作に応じて、種々の命令を中央処理装置11に入力する。表示装置13は種々の情報を表示する。   The input device 12 inputs various commands to the central processing unit 11 according to the operation of the operator 15. The display device 13 displays various information.

MRI装置100は、上記のように構成されている。本実施形態では、MRI装置100を用いて、動脈の画像を得るためのスキャンを行う。次に、本実施形態において、動脈の画像を得るために実行されるスキャンについて説明する。   The MRI apparatus 100 is configured as described above. In the present embodiment, the MRI apparatus 100 is used to perform a scan for obtaining an artery image. Next, a scan executed to obtain an artery image in the present embodiment will be described.

図2は、本実施形態において実行されるスキャンの説明図である。
本実施形態では、2回のスキャンが行われる。1回目のスキャンは、造影剤なしのスキャンSCnonであり、2回目のスキャンは造影剤ありのスキャンSCcaである。造影剤ありのスキャンSCcaでは、造影剤なしのスキャンSCnonよりも、動脈のコントラストが強調される。したがって、造影剤なしのスキャンSCnonにより得られたデータと、造影剤ありのスキャンSCcaにより得られたデータとの差分を求めることにより、動脈が描出され背景組織が抑制された画像を得ることが可能となる。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the scan executed in the present embodiment.
In this embodiment, two scans are performed. The first scan is a scan SC non without contrast medium, and the second scan is a scan SC ca with contrast medium. In the scan SC ca with the contrast agent, the contrast of the artery is enhanced compared to the scan SC non without the contrast agent. Therefore, by obtaining the difference between the data obtained by the scan SC non without the contrast agent and the data obtained by the scan SC ca with the contrast agent, an image in which the artery is depicted and the background tissue is suppressed is obtained. Is possible.

尚、従来の方法では、1回目のスキャン(造影剤なしのスキャンSCnon)が終了してから2回目のスキャン(造影剤ありのスキャンSCca)が開始するまでの間に、撮影部位が変位した場合、背景組織の輪郭が除去されずに残ってしまうという問題があった。しかし、本実施形態の方法では、1回目のスキャンが終了してから2回目のスキャンが開始するまでの間に撮影部位が変位しても、背景組織の輪郭がほとんど残らないようにすることができるという効果がある。以下に、この効果が得られる理由について説明する。 In the conventional method, the imaging region is displaced between the end of the first scan (the scan SC non without the contrast agent) and the start of the second scan (the scan SC ca with the contrast agent). In this case, there is a problem that the outline of the background tissue remains without being removed. However, in the method of this embodiment, even if the imaging region is displaced between the end of the first scan and the start of the second scan, the outline of the background tissue is hardly left. There is an effect that can be done. The reason why this effect can be obtained will be described below.

先ず、被検体の撮影部位が基準位置に位置しているとする。このときのk空間のデータS(k,k)は、以下の式(1)で表すことができる。
ρ(x,y):座標(x,y)における画像データ
First, it is assumed that the imaging region of the subject is located at the reference position. The k-space data S 1 (k x , k y ) at this time can be expressed by the following equation (1).
ρ (x, y): image data at coordinates (x, y)

また、被検体の撮影部位が基準位置から、x方向にΔxだけ変位し、y方向にΔyだけ変位したとする。撮影部位がΔxおよびΔyだけ変位したときのk空間のデータS(k,k)は、以下の式(2)で表すことができる。
Further, assume that the imaging region of the subject is displaced from the reference position by Δx in the x direction and by Δy in the y direction. The k-space data S 2 (k x , k y ) when the imaging region is displaced by Δx and Δy can be expressed by the following equation (2).

式(1)と式(2)とを比較すると、実空間での位置の変位は、k空間では位相の変化に相当することがわかる。したがって、k空間のデータS(k,k)およびS(k,k)のそれぞれについて絶対値をとり、両者の差分をとれば、信号はゼロになる。つまり、以下の関係が成り立つ。
|S(k,k)|−|S(k,k)|=0 ・・・(3)
Comparing equation (1) and equation (2), it can be seen that the displacement of the position in the real space corresponds to the change of the phase in the k space. Therefore, if the absolute value is taken for each of the k-space data S 1 (k x , k y ) and S 2 (k x , k y ) and the difference between them is taken, the signal becomes zero. That is, the following relationship holds.
| S 2 (k x , k y ) | − | S 1 (k x , k y ) | = 0 (3)

本実施形態では、撮影部位がΔxおよびΔyだけ変位しても、k空間の絶対値の差分をとれば信号がゼロになるという点に着目して、背景組織を除去している。ただし、本実施形態では、背景組織を除去する一方で、動脈を描出しなければならない。そこで、背景組織の除去と、動脈の描出とを実現するために、k空間のデータS(k,k)は、造影剤なしのスキャンSCnonによって収集し、一方、k空間のデータS(k,k)は、造影剤なしのスキャンSCnonよりも動脈のコントラストが強調されるように、造影剤ありのスキャンSCcaによって収集することを考える。この場合、造影剤なしのスキャンSCnonにより得られたk空間のデータS(k,k)は、動脈の信号は十分に小さいと考えられるので、以下の式(4)で表すことができる。
ρ(x,y):背景組織の信号
In the present embodiment, the background tissue is removed by paying attention to the fact that even if the imaging region is displaced by Δx and Δy, if the difference between the absolute values of the k space is taken, the signal becomes zero. However, in the present embodiment, the artery must be depicted while removing the background tissue. Therefore, in order to realize background tissue removal and arterial rendering, k-space data S 1 (k x , k y ) is collected by scan SC non without contrast agent, while k-space data Consider that S 2 (k x , k y ) is collected by the contrast-enhanced scan SC ca so that the arterial contrast is enhanced over the contrast-less scan SC non . In this case, the k-space data S 1 (k x , k y ) obtained by the scan SC non- contrast agent is considered to have a sufficiently small arterial signal, and therefore expressed by the following equation (4): Can do.
ρ 1 (x, y): Background tissue signal

また、造影剤ありのスキャンSCcaにより得られたk空間のデータS(k,k)は、以下の式(5)で表すことができる。
ρ(x,y):動脈の信号
ρ(x,y):背景組織の信号
Also, k-space data S 2 (k x , k y ) obtained by the scan SC ca with the contrast agent can be expressed by the following equation (5).
ρ 0 (x, y): Arterial signal ρ 1 (x, y): Background tissue signal

ここで、背景組織が描出されず、動脈のみが描出されるときのk空間のデータをS(k,k)とすると、S(k,k)は、以下の式(6)で表すことができる。
Here, assuming that the k-space data when the background tissue is not drawn and only the artery is drawn is S 0 (k x , k y ), S 0 (k x , k y ) can be expressed by the following formula ( 6).

次に、S(k,k)の絶対値とS(k,k)の絶対値との差分ΔSを求め、差分ΔSと、S(k,k)の位相Pとを乗算し、乗算により得られたΔS・Pを逆フーリエ変換することにより得られる画像データを考える。このときの画像データをρ′(x,y)とすると、ρ′(x,y)は、以下の式(7)で表すことができる。
Next, a difference ΔS between the absolute value of S 2 (k x , k y ) and the absolute value of S 1 (k x , k y ) is obtained, and the phase of the difference ΔS and S 2 (k x , k y ) is obtained. Consider image data obtained by multiplying P and ΔS · P obtained by the multiplication and inverse Fourier transform. Assuming that the image data at this time is ρ ′ (x, y), ρ ′ (x, y) can be expressed by the following equation (7).

尚、式(7)では、説明の便宜上、S(k,k)は単に「S」で表し、S(k,k)は単に「S」で表している。 In formula (7), for convenience of explanation, S 1 (k x , k y ) is simply represented by “S 1 ”, and S 2 (k x , k y ) is represented simply by “S 2 ”.

式(7)において、|S|−|S|は、S(k,k)の絶対値とS(k,k)の絶対値との差分ΔSを表しており、S/|S|は、S(k,k)の位相Pを表している。式(7)は、更に、以下のように変形することができる。
In Expression (7), | S 2 | − | S 1 | represents the difference ΔS between the absolute value of S 2 (k x , k y ) and the absolute value of S 1 (k x , k y ). , S 2 / | S 2 | represents the phase P of S 2 (k x , k y ). Equation (7) can be further modified as follows.

ここで、S/S<<1とし、S/Sの一次までを考慮すると、式(8)は、以下のように変形することができる。
Here, when S 0 / S 2 << 1 is set and the first order of S 0 / S 2 is taken into consideration, Equation (8) can be modified as follows.

式(9)を参照すると、第一項の動脈の信号ρ(x,y)の他に、第二項が、動脈の信号ρ(x,y)とは別の余分な信号として残る。しかし、第二項は、例えば、MIPを実行することにより、除去できると考えられる。したがって、式(7)に示すように、S(k,k)の絶対値とS(k,k)の絶対値との差分ΔSを求め、差分ΔSと、S(k,k)の位相Pとを乗算し、逆フーリエ変換することにより、動脈が強調して描出され、背景組織が十分に低減された画像データが得られることが分かる。 Referring to Equation (9), in addition to the first term arterial signal ρ 0 (x, y), the second term remains as an extra signal separate from the arterial signal ρ 0 (x, y). . However, it is considered that the second term can be removed by executing MIP, for example. Therefore, as shown in Expression (7), a difference ΔS between the absolute value of S 2 (k x , k y ) and the absolute value of S 1 (k x , k y ) is obtained, and the difference ΔS and S 2 ( It can be seen that by multiplying by the phase P of k x , k y ) and performing inverse Fourier transform, image data in which the artery is emphasized and drawn and the background tissue is sufficiently reduced can be obtained.

次に、造影剤なしのスキャンSCnonと、造影剤ありのスキャンSCcaとを順に実行し(図2参照)、被検体の動脈の画像を撮影するときのMRI装置100の処理フローについて説明する。 Next, a process flow of the MRI apparatus 100 when an image of the artery of the subject is taken by sequentially executing the scan SC non without the contrast agent and the scan SC ca with the contrast agent (see FIG. 2) will be described. .

図3は、MRI装置100の処理フローを示す図である。
ステップST1では、造影剤なしのスキャンSCnonを実行する(図2参照)。造影剤なしのスキャンSCnonによって、撮影部位のk空間のデータS(k,k)を収集することができる。尚、スキャンSCnon中に撮影部位が呼吸や心拍により変位する場合は、呼吸同期法や心電同期法を併用して撮影部位をスキャンすればよい。撮影部位のk空間のデータS(k,k)を収集した後、ステップST2に進む。
FIG. 3 is a diagram showing a processing flow of the MRI apparatus 100.
In step ST1, a scan SC non without contrast medium is executed (see FIG. 2). Data S 1 (k x , k y ) in the k space of the imaging region can be collected by the scan SC non without contrast medium. If the imaging region is displaced by breathing or heartbeat during the scan SC non , the imaging region may be scanned using the respiratory synchronization method or the electrocardiogram synchronization method. After collecting k-space data S 1 (k x , k y ) of the imaging region, the process proceeds to step ST2.

ステップST2では、造影剤ありのスキャンSCcaを実行する(図2参照)。造影剤ありのスキャンSCcaによって、撮影部位のk空間のデータS(k,k)を収集することができる。尚、スキャンSCca中に撮影部位が呼吸や心拍により変位する場合は、呼吸同期法や心電同期法を併用して撮影部位をスキャンすればよい。造影剤ありのスキャンSCcaでは、造影剤なしのスキャンSCnonよりも、動脈のコントラストが強調される。撮影部位のk空間のデータS(k,k)を収集した後、ステップST3に進む。 In step ST2, a scan SC ca with contrast medium is executed (see FIG. 2). Data S 2 (k x , k y ) in the k space of the imaging region can be collected by the scan SC ca with the contrast agent. When the imaging region is displaced by breathing or heartbeat during the scan SC ca , the imaging region may be scanned using the respiratory synchronization method or the electrocardiogram synchronization method. In the scan SC ca with the contrast agent, the contrast of the artery is enhanced compared to the scan SC non without the contrast agent. After collecting k-space data S 2 (k x , k y ) of the imaging region, the process proceeds to step ST3.

ステップST3では、画像データ算出手段11(図1参照)が、式(7)を用いて画像データを算出し、フローを終了する。式(7)を用いて画像データを算出することによって、背景組織が十分に低減された動脈の画像データを得ることができる。   In step ST3, the image data calculation unit 11 (see FIG. 1) calculates the image data using Expression (7), and the flow ends. By calculating the image data using Equation (7), it is possible to obtain the image data of the artery with sufficiently reduced background tissue.

尚、背景組織が十分に低減された動脈の画像データが得られることを検証するため、シミュレーションを行った。以下に、シミュレーション結果について、図4および図5を参照しながら説明する。   In order to verify that image data of an artery with sufficiently reduced background tissue can be obtained, a simulation was performed. Hereinafter, simulation results will be described with reference to FIG. 4 and FIG.

図4は、シミュレーション条件の説明図である。
図4(a)は、背景組織Bを概略的に示す図、図4(b)は、動脈Vと背景組織Bとを概略的に示す図である。背景組織Bは円で模擬されており、動脈Vは縦棒で模擬されている。尚、図4(b)の背景組織Bは、図4(a)の背景組織Bに対して、x方向にΔxだけ位置がずれており、y方向にΔyだけ位置がずれているとする。
FIG. 4 is an explanatory diagram of simulation conditions.
FIG. 4A is a diagram schematically showing the background tissue B, and FIG. 4B is a diagram schematically showing the artery V and the background tissue B. The background tissue B is simulated by a circle, and the artery V is simulated by a vertical bar. It is assumed that the background tissue B in FIG. 4B is displaced by Δx in the x direction and Δy in the y direction with respect to the background tissue B in FIG. 4A.

図4(a1)〜(a4)は、それぞれ、図4(a)の背景組織Bの絶対値画像、位相画像、MR信号の実数部分の画像、およびMR信号の虚数部分の画像を示している。また、図4(b1)〜(b4)は、それぞれ、図4(b)の動脈Vおよび背景組織Bの絶対値画像、位相画像、MR信号の実数部分の画像、およびMR信号の虚数部分の画像を示している。   4A1 to 4A4 respectively show the absolute value image, the phase image, the real part image of the MR signal, and the imaginary part image of the MR signal in the background tissue B of FIG. 4A. . 4 (b1) to 4 (b4) are respectively an absolute value image, a phase image, an image of the real part of the MR signal, and an imaginary part of the MR signal of the artery V and the background tissue B of FIG. 4 (b). An image is shown.

図5は、図4(a)の背景組織Bと、図4(b)の動脈Vおよび背景組織Bとの差分により得られる画像のシミュレーション結果の説明図である。   FIG. 5 is an explanatory diagram of a simulation result of an image obtained by the difference between the background tissue B in FIG. 4A and the artery V and the background tissue B in FIG.

図5(a)は、図4(b)の動脈Vおよび背景組織Bのk空間のデータSと、図4(a)の背景組織Bのk空間のデータSとの差分S−Sを求め、k空間のデータの差分S−Sを逆フーリエ変換することにより得られた差分画像である。
図5(b)は、図4(a1)に示す背景組織Bの絶対値画像と、図4(b1)に示す動脈Vおよび背景組織Bの絶対値画像との差分により得られた差分画像である。
図5(c)は、本実施形態の式(7)を用いて得られた差分画像である。
FIG. 5A shows the difference S 2 − between the k-space data S 2 of the artery V and the background tissue B in FIG. 4B and the k-space data S 1 of the background tissue B in FIG. seeking S 1, a differential image obtained by inverse Fourier transform of the difference S 2 -S 1 data of the k-space.
FIG. 5B is a difference image obtained by the difference between the absolute value image of the background tissue B shown in FIG. 4A1 and the absolute value image of the artery V and the background tissue B shown in FIG. is there.
FIG. 5C is a difference image obtained using Expression (7) of the present embodiment.

図5(a)および(b)の画像には、背景組織Bを模擬した円の輪郭が残っているが、本実施形態の式(7)を用いて得られた図5(c)の画像は、背景組織Bの信号がほぼ完全に除去できていることが分かる。したがって、本実施形態によれば、背景組織が十分に低減された動脈の画像データが得られることがわかる。   In the images of FIGS. 5A and 5B, the outline of the circle simulating the background tissue B remains, but the image of FIG. 5C obtained by using Expression (7) of the present embodiment. It can be seen that the signal of the background tissue B is almost completely removed. Therefore, according to this embodiment, it can be seen that image data of an artery with sufficiently reduced background tissue can be obtained.

更に、式(7)の第二項が画質に与える影響を検証するため、ファントム実験を行った。以下に、ファントム実験の結果について、図6および図7を参照しながら説明する。   Furthermore, a phantom experiment was conducted in order to verify the influence of the second term of Equation (7) on the image quality. Hereinafter, the results of the phantom experiment will be described with reference to FIGS.

図6は、ファントム実験の条件の説明図である。
図6(a)は、背景組織Bを模擬したファントムを示す図、図6(b)は、動脈Vと背景組織Bとを模擬したファントムを示す図である。背景組織Bは、中央部に溝を有する円形で表されており、動脈Vは、横棒で表されている。尚、図6(b)の背景組織Bは、図6(a)の背景組織Bに対して、x方向にΔxだけ位置がずれており、y方向にΔyだけ位置がずれているとする。
図6(a1)〜(a4)は、それぞれ、図6(a)のファントムの絶対値画像、位相画像、k空間の絶対値、およびk空間の位相を示している。また、図6(b1)〜(b4)は、それぞれ、図6(b)のファントムの絶対値画像、位相画像、k空間の絶対値、およびk空間の位相を示している。
FIG. 6 is an explanatory diagram of conditions for the phantom experiment.
6A is a diagram illustrating a phantom that simulates the background tissue B, and FIG. 6B is a diagram illustrating a phantom that simulates the artery V and the background tissue B. FIG. The background tissue B is represented by a circle having a groove at the center, and the artery V is represented by a horizontal bar. It is assumed that the background tissue B in FIG. 6B is displaced by Δx in the x direction and Δy in the y direction with respect to the background tissue B in FIG. 6A.
FIGS. 6A1 to 6A4 respectively show the absolute value image, phase image, k-space absolute value, and k-space phase of the phantom of FIG. 6A. FIGS. 6B1 to 6B4 respectively show the absolute value image, phase image, k-space absolute value, and k-space phase of the phantom of FIG. 6B.

図7は、図6(a)の背景組織Bを模擬したファントムと、図6(b)の動脈Vおよび背景組織Bを模擬したファントムとの差分により得られる画像の実験結果を示す図である。
図7(a)は、図6(b)の動脈Vおよび背景組織Bを模擬したファントムのk空間のデータSと、図6(a)の背景組織Bを模擬したファントムのk空間のデータSとの差分S−Sを求め、k空間のデータの差分S−Sを逆フーリエ変換することにより得られた差分画像である。
図7(b)は、図6(a1)の背景組織Bを模擬したファントムの絶対値画像と、図6(b1)の動脈Vおよび背景組織Bを模擬したファントムの絶対値画像との差分により得られた差分画像である。
図7(c)は、本実施形態の式(7)を用いて得られた差分画像である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an experimental result of an image obtained by a difference between the phantom that simulates the background tissue B in FIG. 6A and the phantom that simulates the artery V and the background tissue B in FIG. .
FIG. 7A shows the phantom k-space data S 2 simulating the artery V and the background tissue B in FIG. 6B and the phantom k-space data simulating the background tissue B in FIG. 6A. calculates the difference S 2 -S 1 and S 1, a differential image obtained by inverse Fourier transform of the difference S 2 -S 1 data of the k-space.
FIG. 7B shows the difference between the absolute value image of the phantom that simulates the background tissue B in FIG. 6A1 and the absolute value image of the phantom that simulates the artery V and the background tissue B in FIG. It is the obtained difference image.
FIG. 7C is a difference image obtained using Expression (7) of the present embodiment.

図7(a)の画像は、背景組織Bの信号が除去されずに残っており、図7(b)の画像は、背景組織Bの輪郭が残っている。一方、本実施形態の方法により得られた図7(c)の画像は、背景組織Bは十分に低減されており、動脈Vを模擬した横棒が強調して描出されていることが分かる。尚、図7(c)の画像には、式(7)の第二項の影響によるゴーストが現れているが、図7(c)に現れている程度のゴーストは、差分処理後にMIP処理をすれば、十分に除去できると考えられる。   In the image of FIG. 7A, the signal of the background tissue B remains without being removed, and in the image of FIG. 7B, the outline of the background tissue B remains. On the other hand, in the image of FIG. 7C obtained by the method of the present embodiment, it can be seen that the background tissue B is sufficiently reduced and the horizontal bar simulating the artery V is drawn with emphasis. In the image of FIG. 7C, a ghost due to the influence of the second term of the formula (7) appears. However, the ghost of the degree shown in FIG. If it is done, it is considered that it can be removed sufficiently.

尚、本実施形態では、2回のスキャンにおいて造影剤を使用しているが、2回目のスキャンが、1回目のスキャンよりも動脈を強調することができるのであれば、造影剤は必ずしも必要ではなく、非造影MRAで撮影してもよい。また、本実施形態では、2回目のスキャンにおいて動脈を強調しているが、1回目のスキャンで動脈を強調してもよい。   In this embodiment, the contrast medium is used in the two scans. However, if the second scan can emphasize the artery more than the first scan, the contrast medium is not always necessary. Alternatively, the non-contrast MRA may be used for imaging. In this embodiment, the artery is emphasized in the second scan, but the artery may be emphasized in the first scan.

本実施形態では、式(7)を用いて動脈の画像データを算出している。しかし、k空間のデータの絶対値の差|S|−|S|と、k空間のデータの位相S/|S|とを用いることによって動脈の画像データを算出することができるのであれば、式(7)とは別の式を用いてもよい。 In the present embodiment, artery image data is calculated using Expression (7). However, the arterial image data can be calculated by using the difference | S 2 | − | S 1 | of the absolute value of the k-space data and the phase S 2 / | S 2 | of the k-space data. In this case, an expression different from the expression (7) may be used.

本実施形態では、動脈の画像データを求めている。しかし、本発明は、静脈など、動脈以外の別の組織の画像データを求める場合にも適用できる。   In this embodiment, the image data of the artery is obtained. However, the present invention can also be applied when obtaining image data of another tissue other than an artery, such as a vein.

100 MRI装置
2 磁場発生装置
3 テーブル
4 クレードル
5 造影剤注入装置
6 受信コイル
7 シーケンサ
8 送信器
9 勾配磁場電源
10 受信器
11 中央処理装置
12 入力装置
13 表示装置
14 被検体
21 ボア
22 超伝導コイル
23 勾配コイル
24 送信コイル
111 画像データ作成手段

DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 MRI apparatus 2 Magnetic field generator 3 Table 4 Cradle 5 Contrast agent injection apparatus 6 Reception coil 7 Sequencer 8 Transmitter 9 Gradient magnetic field power supply 10 Receiver 11 Central processing unit 12 Input apparatus 13 Display apparatus 14 Subject 21 Bore 22 Superconducting coil 23 Gradient coil 24 Transmitting coil 111 Image data creation means

Claims (6)

所定の組織と背景組織とを含む撮影部位をスキャンし、前記所定の組織の画像データを得る磁気共鳴イメージング装置であって、
前記撮影部位をスキャンする第1のスキャンと、前記第1のスキャンよりも前記所定の組織が強調されるように前記撮影部位をスキャンする第2のスキャンとを実行するスキャン手段と、
前記第1のスキャンにより得られた前記撮影部位のk空間のデータの絶対値と、第2のスキャンにより得られた前記撮影部位のk空間のデータの絶対値との差を求め、前記差と、前記第2のスキャンにより得られたk空間のデータの位相情報とに基づいて、前記所定の組織の画像データを算出する画像データ算出手段と、
を有する磁気共鳴イメージング装置。
A magnetic resonance imaging apparatus that scans an imaging region including a predetermined tissue and a background tissue and obtains image data of the predetermined tissue,
Scan means for executing a first scan that scans the imaging region, and a second scan that scans the imaging region so that the predetermined tissue is emphasized rather than the first scan;
Find the difference between the absolute value of the k-space data of the imaging region obtained by the first scan and the absolute value of the k-space data of the imaging region obtained by the second scan; Image data calculating means for calculating image data of the predetermined tissue based on phase information of k-space data obtained by the second scan;
A magnetic resonance imaging apparatus.
前記第1のスキャンは造影剤なしのスキャンであり、前記第2のスキャンは造影剤ありのスキャンである、請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。   The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein the first scan is a scan without a contrast medium, and the second scan is a scan with a contrast medium. 前記第1のスキャンおよび第2のスキャンは、造影剤なしのスキャンである、請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置。   The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein the first scan and the second scan are scans without a contrast medium. 前記画像データ算出手段は、以下の式に基づいて、前記所定の組織の画像データを算出する、請求項1〜3のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein the image data calculation unit calculates image data of the predetermined tissue based on the following expression.
前記所定の組織は動脈を含んでいる、請求項1〜4のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。   The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein the predetermined tissue includes an artery. 所定の組織と背景組織とを含む撮影部位をスキャンし、前記所定の組織の画像データを得る磁気共鳴イメージング装置のプログラムであって、
前記撮影部位をスキャンする第1のスキャンにより得られた前記撮影部位のk空間のデータの絶対値と、前記第1のスキャンよりも前記所定の組織が強調されるように前記撮影部位をスキャンする第2のスキャンにより得られた前記撮影部位のk空間のデータの絶対値との差を求め、前記差と、前記第2のスキャンにより得られたk空間のデータの位相情報とに基づいて、前記所定の組織の画像データを算出する画像データ算出処理、
を計算機に実行させるためのプログラム
A program of a magnetic resonance imaging apparatus that scans an imaging region including a predetermined tissue and a background tissue and obtains image data of the predetermined tissue,
The imaging region is scanned so that the absolute value of the k-space data of the imaging region obtained by the first scan that scans the imaging region and the predetermined tissue is emphasized more than the first scan. Obtain the difference between the absolute value of the k-space data of the imaging region obtained by the second scan, and based on the difference and the phase information of the k-space data obtained by the second scan, Image data calculation processing for calculating image data of the predetermined tissue;
A program to make a computer execute .
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