(57)【要約】  本発明は、マシン実行可能命令１６０を記憶し、圧縮検知磁気共鳴イメージングプロトコルに従って、測定された磁気共鳴データを取得するためのパルスシーケンスコマンド１６２を記憶するための、メモリ１５０と、磁気共鳴イメージングシステムを制御するためのプロセッサ１４４とを備える、磁気共鳴イメージングシステム１００を提供する。マシン実行可能命令の実行は、プロセッサに、測定された磁気共鳴データを取得するためのパルスシーケンスコマンドにより磁気共鳴イメージングシステムを制御すること（２００）であって、測定された磁気共鳴データは測定されたデータ部分１６４として取得され、測定されたデータ部分の各々は時間期間中に取得される、制御すること（２００）と、圧縮検知磁気共鳴イメージングプロトコルに従って、測定された磁気共鳴データを使用して中間磁気共鳴画像１６８を再構成すること（２０２）と、中間磁気共鳴画像を使用して、測定されたデータ部分の各々について、予測されるデータ部分１７０を計算すること（２０４）と、予測されるデータ部分を使用して、測定されたデータ部分の各々について残差１７２を計算すること（２０６）と、残差が所定のしきい値を上回る場合、測定されたデータ部分のうちの１つ又は複数を外れ値データ部分１７６として識別すること（２０８）と、圧縮検知磁気共鳴イメージングプロトコルに従って、測定された磁気共鳴データを使用して、補正された磁気共鳴画像１７８を再構成すること（２１０）であって、１つ又は複数の外れ値データ部分は補正された磁気共鳴画像の再構成から除外される、再構成すること（２１０）とを行わせる。
2019530486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イメージングゾーンから対象者の測定された磁気共鳴データを取得するための磁気共鳴イメージングシステムであって、前記磁気共鳴イメージングシステムは、
マシン実行可能命令を記憶し、圧縮検知磁気共鳴イメージングプロトコルに従って、前記測定された磁気共鳴データを取得するためのパルスシーケンスコマンドを記憶するための、メモリと、
前記磁気共鳴イメージングシステムを制御するためのプロセッサと
を備え、前記マシン実行可能命令の実行が、前記プロセッサに、
前記測定された磁気共鳴データを取得するための前記パルスシーケンスコマンドにより前記磁気共鳴イメージングシステムを制御することであって、前記測定された磁気共鳴データは測定されたデータ部分として取得され、前記測定されたデータ部分の各々は時間期間中に取得される、制御することと、
前記圧縮検知磁気共鳴イメージングプロトコルに従って、前記測定された磁気共鳴データを使用して中間磁気共鳴画像を再構成することと、
前記中間磁気共鳴画像を使用して、前記測定されたデータ部分の各々について、予測されるデータ部分を計算することと、
前記予測されるデータ部分を使用して、前記測定されたデータ部分の各々について残差を計算することと、
前記残差が所定のしきい値を上回る場合、前記測定されたデータ部分のうちの１つ又は複数を外れ値データ部分として識別することと、
前記圧縮検知磁気共鳴イメージングプロトコルに従って、前記測定された磁気共鳴データを使用して、補正された磁気共鳴画像を再構成することであって、１つ又は複数の前記外れ値データ部分は前記補正された磁気共鳴画像の前記再構成から除外される、再構成することと
を行わせる、磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項２】
前記圧縮検知磁気共鳴イメージングプロトコルは、並列イメージング磁気共鳴イメージングプロトコルであり、前記磁気共鳴イメージングシステムは、前記測定された磁気共鳴データを取得するための複数のアンテナ素子をもつ磁気共鳴イメージングアンテナを備え、前記時間期間中に、前記測定された磁気共鳴データは、測定されたデータ部分全体として前記複数のアンテナ素子の各々から取得され、前記残差は、前記時間期間の間前記複数のアンテナ素子の各々について計算される、請求項１に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項３】
前記残差は前記複数のアンテナ素子の各々について個々に計算され、前記複数のアンテナ素子のうちの１つについての残差が前記所定のしきい値を上回る場合、前記測定されたデータ部分全体は前記外れ値データ部分のうちの１つとして識別される、請求項２に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項４】
前記残差は前記複数のアンテナ素子の全てにわたる平均値であり、前記残差が前記所定のしきい値を上回る場合、前記測定されたデータ部分全体は前記外れ値データ部分のうちの１つとして識別される、請求項２に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項５】
特定の時間期間内に前記圧縮検知磁気共鳴イメージングプロトコルに従って取得されたｋ空間データが、分布関数を使用してｋ空間中で最大限に拡散される、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項６】
前記中間磁気共鳴画像は、前記測定されたデータ部分のうちの１つ又は複数が取得されるとき、繰り返し再構成され、前記予測されるデータ部分は、１つ又は複数の前記測定されたデータ部分が取得されるとき、繰り返し計算され、前記残差は、１つ又は複数の前記測定されたデータ部分が取得されるとき、繰り返し計算され、前記測定されたデータ部分は、１つ又は複数の前記測定されたデータ部分が取得されるとき、前記残差が前記所定のしきい値を上回る場合、前記外れ値データ部分のうちの１つとして繰り返し識別される、請求項５に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項７】
前記中間磁気共鳴画像の解像度は、ますます増加する数の前記測定された磁気共鳴データが取得されるにつれて、変化される、請求項６に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項８】
前記マシン実行可能命令の実行は、前記プロセッサに、測定されたデータ部分が前記外れ値データ部分のうちの１つとして識別された場合、前記測定されたデータ部分を再取得させる、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項９】
前記残差は、前記測定されたデータ部分の各々を前記予測されるデータ部分と比較するために統計的測度を使用して計算される、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項１０】
前記統計的測度は、個々のｋ空間測定値を、ｋ空間中のそれらのロケーションに従って重み付けする、請求項９に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項１１】
前記マシン実行可能命令の実行は、更に、前記プロセッサに、前記圧縮検知磁気共鳴イメージングプロトコルに従って、前記１つ又は複数の外れ値データ部分を使用して少なくとも１つの外れ値磁気共鳴画像を再構成させる、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項１２】
前記マシン実行可能命令の実行が、更に、前記プロセッサに、
前記補正された磁気共鳴画像を前記中間磁気共鳴画像として設定することと、
前記予測されるデータ部分の前記計算、前記１つ又は複数の外れ値データ部分の前記識別、及び前記補正された磁気共鳴画像の前記再構成を繰り返すことと
を行わせる、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項１３】
前記測定されたデータ部分のサンプルの各々が、一意のｋ空間サンプリングパターンを有する、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項１４】
磁気共鳴イメージングシステムを制御するプロセッサによる実行のためのマシン実行可能命令を含むコンピュータプログラムであって、前記磁気共鳴イメージングシステムは、イメージングゾーンから対象者の測定された磁気共鳴データを取得し、前記マシン実行可能命令の実行が、前記プロセッサに、
圧縮検知磁気共鳴イメージングプロトコルに従って、前記測定された磁気共鳴データを取得するためのパルスシーケンスコマンドにより前記磁気共鳴イメージングシステムを制御することであって、前記測定された磁気共鳴データは測定されたデータ部分として取得され、前記測定されたデータ部分の各々は時間期間中に取得される、制御することと、
前記圧縮検知磁気共鳴イメージングプロトコルに従って、前記測定された磁気共鳴データを使用して中間磁気共鳴画像を再構成することと、
前記中間磁気共鳴画像を使用して、前記測定されたデータ部分の各々について、予測されるデータ部分を計算することと、
前記予測されるデータ部分を使用して、前記測定されたデータ部分の各々について残差を計算することと、
前記残差が所定のしきい値を上回る場合、前記測定されたデータ部分のうちの１つ又は複数を外れ値データ部分として識別することと、
前記圧縮検知磁気共鳴イメージングプロトコルに従って、前記測定された磁気共鳴データを使用して、補正された磁気共鳴画像を再構成することであって、１つ又は複数の前記外れ値データ部分は前記補正された磁気共鳴画像の前記再構成から除外される、再構成することと
を行わせる、コンピュータプログラム。
【請求項１５】
磁気共鳴イメージングシステムを制御する方法であって、前記磁気共鳴イメージングシステムは、イメージングゾーンから対象者の測定された磁気共鳴データを取得し、前記方法は、
前記測定された磁気共鳴データを取得するためのパルスシーケンスコマンドにより前記磁気共鳴イメージングシステムを制御するステップであって、前記パルスシーケンスコマンドは、圧縮検知磁気共鳴イメージングプロトコルに従って、前記測定された磁気共鳴データを取得し、前記測定された磁気共鳴データは測定されたデータ部分として取得され、前記測定されたデータ部分の各々は時間期間中に取得される、制御するステップと、
前記圧縮検知磁気共鳴イメージングプロトコルに従って、前記測定された磁気共鳴データを使用して中間磁気共鳴画像を再構成するステップと、
前記中間磁気共鳴画像を使用して、前記測定されたデータ部分の各々について、予測されるデータ部分を計算するステップと、
前記予測されるデータ部分を使用して、前記測定されたデータ部分の各々について残差を計算するステップと、
前記残差が所定のしきい値を上回る場合、前記測定されたデータ部分のうちの１つ又は複数を外れ値データ部分として識別するステップと、
前記圧縮検知磁気共鳴イメージングプロトコルに従って、前記測定された磁気共鳴データを使用して、補正された磁気共鳴画像を再構成するステップであって、１つ又は複数の前記外れ値データ部分は前記補正された磁気共鳴画像の前記再構成から除外される、再構成するステップと
を有する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴イメージングに関し、特に、圧縮検知磁気共鳴イメージングに関する。
【背景技術】
【０００２】
大きい静磁場が、患者の体内の画像を生成するためのプロシージャの一部として原子の核スピンを整列させるために磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）スキャナによって使用される。この大きい静磁場は、Ｂ０場又はメイン磁場と呼ばれる。
【０００３】
空間的に符号化する１つの方法は、磁場勾配コイルを使用することである。一般に、３つの異なる直交方向で３つの異なる勾配磁場を生成するために使用される３つのコイルがある。
【０００４】
ＭＲＩスキャン中に、１つ又は複数の送信機コイルによって生成された無線周波数（ＲＦ）パルスが、いわゆるＢ１場を引き起こす。追加として印加される勾配場及びＢ１場は、有効な局所磁場に摂動を引き起こす。次いで、ＲＦ信号が、核スピンによって発せられ、１つ又は複数の受信機コイルによって検出される。これらのＲＦ信号は、ｋ空間中で符号化された画像データを含む。ｋ空間の中央領域は、概して、ｋ空間の外側領域よりも多くの画像情報を含む。ナイキストサンプリング定理は、十分条件ではあるが、必要条件ではない。しばしば、許容できる磁気共鳴画像が、ナイキスト定理によって指定されるものに満たないｋ空間をサンプリングすることによって、再構成され得る。
【０００５】
Ｌｕｓｔｉｇ、Ｍｉｃｈａｅｌらの総説「Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ  ｓｅｎｓｉｎｇ  ＭＲＩ」、ＩＥＥＥ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｍａｇａｚｉｎｅ  ２５．２（２００８）：７２−８２は、磁気共鳴（ＭＲ）画像がｋ空間のスパースサンプリングを使用して取得される圧縮検知（ＣＳ）として知られる技法について説明している。
【発明の概要】
【０００６】
本発明は、独立請求項において、磁気共鳴イメージングシステム、コンピュータプログラムプロダクト、及び方法を提供する。実施形態が従属請求項において与えられる。
【０００７】
本発明の実施形態は、圧縮検知磁気共鳴イメージングプロトコルを使用して生成された磁気共鳴画像の品質を改善するための手段を提供する。ＣＳを使用した画像の再構成は、反復的プロセスである。得られた画像は、必ずしも、ｋ空間中の元の磁気共鳴データサンプルに一致するとは限らない。本明細書で説明される技法は、画像化されている対象者の動きにより損なわれたか又は他の理由により破損されたデータを識別するために、ＣＳのそれらの特徴を使用する。取得された磁気共鳴データは、最初に、ＣＳイメージングプロトコルに従って画像を再構成するために使用される。これは、中間磁気共鳴画像を生じる。次に、この画像は、（本明細書においては、予測されるデータ部分と呼ばれる）予測されるｋ空間データを計算するために使用される。ｋ空間中の十分なデータ部分が、中間磁気共鳴画像の再構成を可能にするために測定される。中間磁気共鳴画像は、低い空間解像度、小さい視野を有し、並列イメージングが使用されるとき、高い折り返し度（ｆｏｌｄｉｎｇ  ｄｅｇｒｅｅ）を有する。中間磁気共鳴画像の品質が良くなるほど、外れ値がより正確に識別され得、より高い画像品質を達成するために、圧縮検知再構成におけるより少ない数の反復が必要とされる。中間磁気共鳴画像は、測定された磁気共鳴信号、すなわちｋ空間データポイント又はデータ部分（ｋ空間プロファイル）から再構成される。測定された磁気共鳴データを使用して中間磁気共鳴画像を再構成することは、カバーされたｋ空間全体のｋ空間カバレージ全体が、中間磁気共鳴画像を再構成するために採用されることを含む。全ての実際に測定されたデータ部分のサブセットが、低解像度及び／又は低視野中間磁気共鳴画像を再構成するのに十分である。
【０００８】
単一のコイル素子の場合、これは、逆フーリエ変換を実行することを伴う。並列イメージング技法が使用されている（すなわち、中間画像を再構成するために使用されるデータが複数のコイル素子から来た）場合、使用されたコイル素子の各々から生じる予測される画像を計算するために、コイル感度が最初に使用される。これらの予測されるコイル画像は、次いで、コイル素子の各々についての予測されるｋ空間データを計算するために、逆フーリエ変換される。何れの場合も、予測されるｋ空間データは、測定されたｋ空間データと直接比較され得る。中間磁気共鳴画像の画像値と予測されるデータ部分とは、中間磁気共鳴画像の再構成と測定されたデータ部分とによって暗示される関係の逆に従って関係付けられる。一例では、それらの関係は（逆）フーリエ変換であるが、中間磁気共鳴画像において、測定されたデータ部分を変換し、予測されるデータ部分を中間磁気共鳴画像から逆変換するために、異なる数学的関係が採用される。例えば、中間磁気共鳴画像の再構成のために、（フィルタ処理された）逆投影が採用され、中間磁気共鳴画像から、順投影によって、予測されるデータ部分が計算される。（フィルタ処理された）逆投影は、一般に、コンピュータ断層撮影の分野から知られている。
【０００９】
磁気共鳴データは、（ｋ空間データの）測定された部分として、個別時間期間内に取得される。時間期間の各々について残差が計算される。時間期間についての残差が所定のしきい値を上回る場合、その時間期間からのデータは、外れ値データ部分であるものとして識別される。外れ値の識別は、データ部分の値が所定のしきい値を超えて逸脱する根本的な原因に敏感でない。すなわち、データ部分は、動きが生じたのか不整合の別の原因によるのかにかかわらず、外れ値として識別される。
【００１０】
次いで、補正された磁気共鳴画像が、取得された磁気共鳴データ（測定されたデータ部分）を使用して再構成される。この再構成が実行されたとき、外れ値データ部分は、無視されるか又は使用されない。幾つかの場合には、外れ値データ部分は削除又は除去され得、補正された磁気共鳴画像は完全に再計算され得る。上述したように、ＣＳ技法は反復的プロセスである。従って、数値的に、補正された磁気共鳴画像の再構成のための開始ポイントとして中間磁気共鳴画像を使用することはより効率的であり、外れ値データ部分はこの再構成中に無視される。
【００１１】
一態様では、本発明は、イメージングゾーン内の対象者から、測定された磁気共鳴データを取得するための磁気共鳴イメージングシステムを提供する。磁気共鳴イメージングシステムは、マシン実行可能命令を記憶し、圧縮検知磁気共鳴イメージングプロトコルに従って、測定された磁気共鳴データを取得するために磁気共鳴イメージングシステムを制御するように構成されたパルスシーケンスコマンドを記憶するためのメモリを備える。
【００１２】
磁気共鳴イメージングシステムは更に、磁気共鳴イメージングシステムを制御するためのプロセッサを備える。マシン実行可能命令の実行は、プロセッサに、測定された磁気共鳴データを取得するためのパルスシーケンスコマンドにより磁気共鳴イメージングシステムを制御させる。測定された磁気共鳴データは、測定されたデータ部分として取得される。測定されたデータ部分の各々は時間期間中に取得される。マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、圧縮検知磁気共鳴イメージングプロトコルに従って、測定された磁気共鳴データを使用して中間磁気共鳴画像を再構成させる。マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、中間磁気共鳴画像を使用して、測定されたデータ部分の各々について、予測されるデータ部分を計算させる。マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、予測されるデータ部分を使用して、測定されたデータ部分の各々について残差を計算させる。
【００１３】
予測されるデータ部分は、例えば、測定されたデータがどのようなものであるかを計算して中間磁気共鳴画像を生成するために逆フーリエ変換を実行することによって決定される。ｋ空間中のこれらの予測されるデータポイントは、測定されたデータ部分内の測定されたデータポイントと直接比較され得る。従って、残差は、測定されたデータを予測されるデータと比較するために使用される測度と見なされる。残差は、異なる仕方で計算され得る。例えば、あらゆる単一のデータポイントが比較され得、次いで、合成残差が、平均値又は例えば少なくとも二乗タイプの関数を使用して計算され得る。他の統計的測度も使用される。幾つかの例では、ｋ空間の中央領域など、画像の生成のためにより重要であるｋ空間の部分が、ｋ空間の周辺におけるデータよりも重く重み付けされ得る。
【００１４】
幾つかの事例では、磁気共鳴イメージングシステムによって測定されたデータは、２つ以上のアンテナ素子を使用して取得される。例えば、圧縮検知磁気共鳴イメージングプロトコルは、並列イメージング方法である。この場合、予測されるデータ部分を計算することは、より複雑になる。画像を計算するための重み付けは、逆に実行され、次いで、各アンテナ素子によって取得されたデータを計算するために使用されなければならない。次いで、各アンテナによって取得されたデータについての残差がある。残差の値は、アンテナの各々についてのデータ内の最大残差又は何らかの他の統計的測度を探すことによって、見つけられ得る。例えば、対象者による動きがあった場合、その動きが、異なるアンテナからの１つ又は幾つかのデータセット中のデータを極めて重度に破損したにすぎない可能性がある。
【００１５】
マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、残差が所定のしきい値を上回る場合、測定されたデータ部分のうちの１つ又は複数を外れ値データ部分として識別させる。残差がどんな測度であるかに応じて、測定されたデータ部分全体が外れ値データ部分として識別される。従って、並列イメージング技法がある場合、１つのアンテナによって取得されたデータは、アンテナ又はアンテナ素子の全てからのデータを、外れ値データ部分であるものとして識別させる。マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、圧縮検知磁気共鳴イメージングプロトコルに従って、測定された磁気共鳴データを使用して、補正された磁気共鳴画像を再構成させる。
【００１６】
１つ又は複数の外れ値データ部分は、補正された磁気共鳴画像の再構成から除外される。１つ又は複数の外れ値データ部分の除外は、異なるやり方で実行され得る。一事例では、画像は、外れ値データ部分であるものとして識別されなかったデータのみを使用する圧縮検知イメージングプロトコルを使用して、完全に再構成され得る。ただし、これは、数値集約的である。別の代替形態は、外れ値データ部分を除くデータの全てを使用して中間磁気共鳴画像を更に改良するために圧縮検知プロトコルが使用され得ることである。これは、あまり数値集約的でないという利点を有する。
【００１７】
この実施形態は、対象者が特定の測定されたデータ部分のための時間期間中に移動していたデータを拒否する優れたジョブを圧縮検知プロトコルが行うという利益を有する。対象者の移動は、中間磁気共鳴画像内にゴーストアーティファクト又はエイリアシングアーティファクトを生じる。残差を計算するプロセスは、動きアーティファクトの原因となるこれらのデータ部分を識別する有効なジョブを行う。
【００１８】
別の実施形態では、圧縮検知磁気共鳴イメージングプロトコルは、並列イメージング磁気共鳴イメージングプロトコルである。磁気共鳴イメージングシステムは、測定された磁気共鳴データを取得するための複数のアンテナ又はアンテナ素子をもつ磁気共鳴イメージングアンテナを備える。時間期間中に、測定された磁気共鳴データは、測定されたデータ部分全体として複数のアンテナ素子の各々から取得される。残差は、時間期間の間複数のアンテナ素子の各々について計算される。
【００１９】
例えば、それらの各々における複数のアンテナ素子の各々についての残差が特定のしきい値又は基準を上回る場合、その時間期間に対応するデータは、外れ値データ部分であるものとしてフラグを付けられ得る。圧縮検知では、複数のアンテナ素子の局所感度は、幾つかのアンテナ素子を他のアンテナ素子よりも対象者の動きに敏感にする。複数のアンテナ素子の各々からの残差を検査することによって、これは、圧縮検知イメージング中に対象者の動きを識別する改善された方法を提供する。
【００２０】
別の実施形態では、残差は、複数のアンテナ素子の各々について個々に計算される。複数のアンテナ素子のうちの１つについての残差が所定のしきい値を上回る場合、測定されたデータ部分全体は、測定された磁気共鳴データから除去されるか、又は外れ値データ部分として識別される。
【００２１】
別の実施形態では、残差は複数のアンテナの全てにわたる平均値である。残差が所定のしきい値を上回る場合、測定されたデータ部分全体は外れ値データ部分のうちの１つとして識別される。
【００２２】
別の実施形態では、特定の時間期間内に圧縮検知磁気共鳴イメージングプロトコルに従って取得されるｋ空間データが、分布関数を使用して最大限に拡散される。例えば、ｋ空間中のサンプルポイントが、ランダム又は擬似ランダム関数を使用して分布され得る。他の場合には、ポアソン分布など、より明確にされた分布が、ｋ空間の中央領域内にｋ空間データ又はサンプルポイントを集中するために使用され得る。
【００２３】
別の実施形態では、中間磁気共鳴画像は、測定されたデータ部分のうちの１つ又は複数が取得されるとき、繰り返し再構成される。予測されるデータ部分は、１つ又は複数の測定されたデータ部分が取得されるとき、繰り返し計算される。残差は、１つ又は複数の測定されたデータ部分が取得されるとき、繰り返し計算される。測定されたデータ部分は、１つ又は複数の測定されたデータ部分が取得されるとき、残差が所定のしきい値を上回る場合、外れ値データ部分として繰り返し識別される。
【００２４】
この実施形態は、測定された磁気共鳴データが取得されているとき、外れ値データ部分が臨機応変に取得されるという利益を有する。これは、磁気共鳴イメージングシステムのオペレータが対象者の問題又は移動を補正することを可能にする。それは、オペレータ（又は制御コンピュータ）が、測定された磁気共鳴データの取得の終了の前に、測定された磁気共鳴データの部分を再取得することをも可能にする。例えば、データの取得が終了された後に外れ値データ部分が識別された場合、戻って、まったく同じ位置における対象者に関するデータを再取得することは不可能である。その場合、これは、より高い品質の磁気共鳴画像を生じる。
【００２５】
別の実施形態では、中間磁気共鳴画像の解像度は、ますます増加する数の測定された磁気共鳴データが取得されるにつれて、変化させられる。測定された磁気共鳴データの取得中に、ｋ空間データの一部分のみがサンプリングされる。より低い数のｋ空間サンプルがあるとき、中間磁気共鳴画像は依然として構成されるが、それは、より低い解像度を有する。より多くの測定された磁気共鳴データが取得されるにつれて、中間磁気共鳴画像の品質は改善される。これは、測定されたデータ部分のうちの幾つかのみが取得されるとき、測定されたデータ部分のうちの１つが外れ値データ部分であるように割り当てられるべきであることは直ちに明白にならないという幾つかの結果を有する。ただし、ｋ空間内のサンプルの量が増加するにつれて、以前の測定されたデータ部分のうちの幾つかが後で外れ値データ部分に割り当てられることが可能である。従って、中間磁気共鳴画像の解像度を変更することは、外れ値データ部分を識別するより動的でフレキシブルな方法を可能にする。
【００２６】
別の実施形態では、マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、測定されたデータ部分が外れ値データ部分のうちの１つとして識別された場合、測定されたデータ部分を再取得させる。これは、生成された磁気共鳴画像の品質の改善を提供することの利益を有する。
【００２７】
別の実施形態では、残差は、測定されたデータ部分の各々を予測されるデータ部分と比較するために統計的測度を使用して計算される。例えば、測定されたデータ部分は、ｋ空間中の個々の測定値を含む。ｋ空間内のこれらの個々の測定値は互いに比較され得、統計的測度は、残差を計算するために使用される。
【００２８】
別の実施形態では、統計的測度は、個々のｋ空間測定値を、ｋ空間中のそれらのロケーションに従って重み付けする。これは、残差においてより価値がある、画像再構成にとってより重要であるｋ空間測定値を提供する手段を提供するので、有益である。例えばｋ空間内で、ｋ空間の中央領域は、ｋ空間の外側領域よりも多くの信号電力を含む。ｋ空間の中央領域を選好する分布など、ｋ空間領域の中心がより重み付けされる場合、これは、補正された磁気共鳴画像を再構成するときに動きを拒否するより正確な手段を提供する。
【００２９】
別の実施形態では、マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、圧縮検知磁気共鳴イメージングプロトコルに従って、１つ又は複数の外れ値データ部分を使用して少なくとも１つの外れ値磁気共鳴画像を再構成させる。幾つかの事例では、対象者の動きは周期的であるか、又は、対象者は、移動するか、若しくは幾つかの位置間を進む不随意の動きを有する。外れ値データ部分であるものとして識別された磁気共鳴イメージングデータを使用することは、対象者の異なる動き状態に関して解決され、対象者上でナビゲータ又は外部センサーを使用しない圧縮検知イメージングの方法を可能にする。少なくとも１つの外れ値磁気共鳴画像の再構成は、中間外れ値磁気共鳴画像が構成され、次いで残差が同じやり方で計算される、補正された磁気共鳴画像を構成するために使用されたものと同じ方法に従い得る。このようにして、対象者の様々な位置は、対象者の異なる位置を表す幾つかの異なる画像に各々分割され得る。
【００３０】
ｋ空間データのみを使用して動きの異なる位相を識別するために動き変換を使用することも可能である。この場合、ｋ空間データは、幾つかのグループに分割され得、次いで、これらのグループは、それらの各々についての外れ値磁気共鳴画像を補正するために使用され得る。
【００３１】
別の実施形態では、マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、補正された磁気共鳴画像を中間磁気共鳴画像として設定させる。マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、予測されるデータ部分の計算、１つ又は複数の外れ値データ部分の識別、及び補正された磁気共鳴画像の再構成を繰り返させる。この実施形態では、補正された磁気共鳴画像が補正されると、これは、次いで、追加の外れ値データ部分を再び探索するために使用され得る。例えば、対象者が移動し、ゴーストアーティファクト又は何らかのアーティファクトが磁気共鳴画像内にある場合、最大の動きをそれら中に有する磁気共鳴データの部分は、外れ値データ部分として識別される。補正された磁気共鳴画像が再構成されると、依然として、補正された磁気共鳴画像におけるアーティファクト又は欠陥の原因となる磁気共鳴データの部分がある。補正された磁気共鳴画像は、次いで、中間磁気共鳴画像として使用され得、プロセスは再び開始され得る。
【００３２】
以前には補正された磁気共鳴画像であった中間磁気共鳴画像は、次いで、中間磁気共鳴画像を使用して、測定されたデータ部分の各々についての新しい予測されるデータ部分を作成するために使用され得る。次いで、新しい予測されるデータ部分を使用して残りの測定されたデータ部分の各々について計算される新しい残差があり得る。次いで、最終的に、測定されたデータ部分は、残差に基づいて、それらのうちの１つ又は複数が外れ値データ部分として識別されるべきであるかどうかを識別するために再検査され得る。例えば、残差が新しい所定のしきい値を上回る場合かである。測定されたデータ部分が再び調べられた後、次いで、新しい補正された磁気共鳴画像が、圧縮検知磁気共鳴イメージングプロトコルに従って、測定された磁気共鳴データを使用して構成され得、この場合、１つ又は複数の外れ値データ部分として識別されるデータは、補正された磁気共鳴画像の再構成から再び除外される。しかしながら、この場合、測定された磁気共鳴データのより大きい部分が１つ又は複数の外れ値データ部分に属するものとして識別される可能性が極めて高い。
【００３３】
そのようなプロセスは何回も繰り返されるか、又は、ループが数回繰り返され得ることも可能であり、補正された磁気共鳴画像が収束するかどうかがわかる。例えば、幾つかの反復内で、各反復からの補正された磁気共鳴画像は、前の画像と比較され得、それは、２つの画像がどのくらい異なるかという統計的測度又は測定値を使用してわかる。画像がしきい値を下回って異なる場合、収束したと方法は見なされ得る。
【００３４】
別の実施形態では、測定されたデータ部分のサンプルの各々が、一意のｋ空間サンプリングパターンを有する。あらゆる測定されたデータ部分を用いて同じｋ空間サンプリングをサンプリングする代わりに、測定されたデータ部分の各々は、ｋ空間の異なる部分をサンプリングする。
【００３５】
別の態様では、本発明は、磁気共鳴イメージングシステムを制御するプロセッサによる実行のためのコンピュータプログラムプロダクトを提供する。磁気共鳴イメージングシステムは、イメージングゾーンから対象者の測定された磁気共鳴データを取得するために構成される。マシン実行可能命令の実行は、プロセッサに、圧縮検知磁気共鳴イメージングプロトコルに従って、測定された磁気共鳴データを取得するためのパルスシーケンスコマンドにより磁気共鳴イメージングシステムを制御させる。測定された磁気共鳴データは、測定されたデータ部分として取得される。測定されたデータ部分の各々は時間期間中に取得される。マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、圧縮検知磁気共鳴イメージングプロトコルに従って、測定された磁気共鳴データを使用して中間磁気共鳴画像を再構成させる。
【００３６】
マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、中間磁気共鳴画像を使用して、測定されたデータ部分の各々について、予測されるデータ部分を計算させる。マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、予測されるデータ部分を使用して、測定されたデータ部分の各々について残差を計算させる。マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、残差が所定のしきい値を上回る場合、測定されたデータ部分のうちの１つ又は複数を外れ値データ部分として識別させる。マシン実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、圧縮検知磁気共鳴イメージングプロトコルに従って、測定された磁気共鳴データを使用して、補正された磁気共鳴画像を再構成させる。１つ又は複数の外れ値データ部分は、補正された磁気共鳴画像の再構成から除外される。
【００３７】
別の態様では、本発明は、磁気共鳴イメージングシステムを制御する方法を提供する。磁気共鳴イメージングシステムは、イメージングゾーンから対象者の測定された磁気共鳴データを取得するために構成される。本方法は、測定された磁気共鳴データを取得するためのパルスシーケンスコマンドにより磁気共鳴イメージングシステムを制御するステップを有する。パルスシーケンスコマンドは、圧縮検知磁気共鳴イメージングプロトコルに従って、測定された磁気共鳴データを取得するように構成される。測定された磁気共鳴データは、測定されたデータ部分として取得される。測定されたデータ部分の各々は時間期間中に取得される。
【００３８】
本方法は更に、圧縮検知磁気共鳴イメージングプロトコルに従って、測定された磁気共鳴データを使用して中間磁気共鳴画像を再構成するステップを有する。本方法は更に、中間磁気共鳴画像を使用して、測定されたデータ部分の各々について、予測されるデータ部分を計算するステップを有する。本方法は更に、予測されるデータ部分を使用して、測定されたデータ部分の各々について残差を計算するステップを有する。本方法は更に、残差が所定のしきい値を上回る場合、測定されたデータ部分のうちの１つ又は複数を外れ値データ部分として識別するステップを有する。本方法は更に、圧縮検知磁気共鳴イメージングプロトコルに従って、測定された磁気共鳴データを使用して、補正された磁気共鳴画像を再構成するステップを有する。１つ又は複数の外れ値データ部分は、補正された磁気共鳴画像の再構成から除外される。
【００３９】
本発明の上述の実施形態のうちの１つ又は複数は、組み合わせられた実施形態が相互排他的でない限り、組み合わせられることを理解されたい。
【００４０】
当業者には理解されるように、本発明の態様は、装置、方法又はコンピュータプログラムプロダクトとして具体化され得る。従って、本発明の態様は、全面的にハードウェア実施形態、全面的にソフトウェア実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコード等を含む）又は本明細書において全て一般的に「回路」、「モジュール」若しくは「システム」と称され得るソフトウェア及びハードウェア態様を組み合わせた実施形態の形態をとり得る。更に、本発明の態様は、コンピュータ可読媒体上で具現化されたコンピュータ実行可能コードを有する１つ又は複数のコンピュータ可読媒体において具体化されたコンピュータプログラムプロダクトの形態をとり得る。
【００４１】
１つ又は複数のコンピュータ可読媒体の任意の組み合わせが利用されてもよい。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読信号媒体又はコンピュータ可読ストレージ媒体でもよい。本明細書で使用される「コンピュータ可読ストレージ媒体」は、コンピューティングデバイスのプロセッサによって実行可能な命令を保存することができる任意の有形ストレージ媒体を包含する。コンピュータ可読ストレージ媒体は、コンピュータ可読非一時的ストレージ媒体と称される場合もある。コンピュータ可読ストレージ媒体はまた、有形コンピュータ可読媒体と称される場合もある。一部の実施形態では、コンピュータ可読ストレージ媒体はまた、コンピューティングデバイスのプロセッサによってアクセスされることが可能なデータを保存可能であってもよい。コンピュータ可読ストレージ媒体の例は、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気ハードディスクドライブ、半導体ハードディスク、フラッシュメモリ、ＵＳＢサムドライブ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、光ディスク、磁気光学ディスク、及びプロセッサのレジスタファイルを含むが、これらに限定されない。光ディスクの例は、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＷ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、又はＤＶＤ−Ｒディスクといったコンパクトディスク（ＣＤ）及びデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）を含む。コンピュータ可読ストレージ媒体という用語は、ネットワーク又は通信リンクを介してコンピュータデバイスによってアクセスされることが可能な様々な種類の記録媒体も指す。例えば、データは、モデムによって、インターネットによって、又はローカルエリアネットワークによって読み出されてもよい。コンピュータ可読媒体上で具現化されたコンピュータ実行可能コードは、限定されることはないが、無線、有線、光ファイバケーブル、ＲＦ等を含む任意の適切な媒体、又は上記の任意の適切な組み合わせを用いて送信されてもよい。
【００４２】
コンピュータ可読信号媒体は、例えばベースバンドにおいて又は搬送波の一部として内部で具体化されたコンピュータ実行可能コードを備えた伝搬データ信号を含んでもよい。このような伝搬信号は、限定されることはないが電磁気、光学的、又はそれらの任意の適切な組み合わせを含む様々な形態の何れかをとり得る。コンピュータ可読信号媒体は、コンピュータ可読ストレージ媒体ではない及び命令実行システム、装置、若しくはデバイスによって又はそれと関連して使用するためのプログラムを通信、伝搬、若しくは輸送できる任意のコンピュータ可読媒体でもよい。
【００４３】
「コンピュータメモリ」又は「メモリ」は、コンピュータ可読ストレージ媒体の一例である。コンピュータメモリは、プロセッサに直接アクセス可能な任意のメモリである。「コンピュータストレージ」又は「ストレージ」は、コンピュータ可読ストレージ媒体の更なる一例である。コンピュータストレージは、任意の揮発性又は不揮発性コンピュータ可読ストレージ媒体である。
【００４４】
本明細書で使用される「プロセッサ」は、プログラム、マシン実行可能命令、又はコンピュータ実行可能コードを実行可能な電子コンポーネントを包含する。「プロセッサ」を含むコンピューティングデバイスへの言及は、場合により、２つ以上のプロセッサ又は処理コアを含むと解釈されるべきである。プロセッサは、例えば、マルチコアプロセッサである。プロセッサは、また、単一のコンピュータシステム内の、又は複数のコンピュータシステムの中へ分配されたプロセッサの集合体も指す。コンピュータデバイスとの用語は、各々が一つ又は複数のプロセッサを有するコンピュータデバイスの集合体又はネットワークを指してもよいと理解されるべきである。コンピュータ実行可能コードは、同一のコンピュータデバイス内の、又は複数のコンピュータデバイス間に分配された複数のプロセッサによって実行される。
【００４５】
コンピュータ実行可能コードは、本発明の態様をプロセッサに行わせるマシン実行可能命令又はプログラムを含んでもよい。本発明の態様に関する動作を実施するためのコンピュータ実行可能コードは、Java（登録商標）、Smalltalk、又はC++等のオブジェクト指向プログラミング言語及びＣプログラミング言語又は類似のプログラミング言語等の従来の手続きプログラミング言語を含む１つ又は複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで書かれてもよい及びマシン実行可能命令にコンパイルされてもよい。場合によっては、コンピュータ実行可能コードは、高水準言語の形態又は事前コンパイル形態でもよい及び臨機応変にマシン実行可能命令を生成するインタプリタと共に使用されてもよい。
【００４６】
コンピュータ実行可能コードは、完全にユーザのコンピュータ上で、部分的にユーザのコンピュータ上で、スタンドアローンソフトウェアパッケージとして、部分的にユーザのコンピュータ上で及び部分的にリモートコンピュータ上で、又は完全にリモートコンピュータ若しくはサーバ上で実行することができる。後者の場合、リモートコンピュータは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）若しくは広域ネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意の種類のネットワークを通してユーザのコンピュータに接続されてもよい、又はこの接続は外部コンピュータに対して（例えば、インターネットサービスプロバイダを使用したインターネットを通して）行われてもよい。
【００４７】
本発明の態様は、本発明の実施形態による方法、装置（システム）及びコンピュータプログラムプロダクトのフローチャート、図及び／又はブロック図を参照して説明される。フローチャート、図、及び／又はブロック図の各ブロック又は複数のブロックの一部は、適用できる場合、コンピュータ実行可能コードの形態のコンピュータプログラム命令によって実施され得ることが理解されよう。相互排他的でなければ、異なるフローチャート、図、及び／又はブロック図におけるブロックの組み合わせが組み合わせられてもよいことが更に理解される。これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ又は他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサを介して実行する命令がフローチャート及び／又はブロック図の１つ又は複数のブロックにおいて指定された機能／行為を実施するための手段を生じさせるようにマシンを作るために、汎用コンピュータ、特定用途コンピュータ、又は他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサへと提供されてもよい。
【００４８】
これらのコンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ可読媒体に保存された命令がフローチャート及び／又はブロック図の１つ又は複数のブロックにおいて指定された機能／行為を実施する命令を含む製品を作るように、コンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置、又は他のデバイスにある特定の方法で機能するように命令することができるコンピュータ可読媒体に保存されてもよい。
【００４９】
コンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ又は他のプログラム可能装置上で実行する命令がフローチャート及び／又はブロック図の１つ又は複数のブロックにおいて指定された機能／行為を実施するためのプロセスを提供するように、一連の動作ステップがコンピュータ、他のプログラム可能装置又は他のデバイス上で行われるようにすることにより、コンピュータ実施プロセスを生じさせるために、コンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置、又は他のデバイス上にロードされてもよい。
【００５０】
本明細書で使用される「ユーザインタフェース」は、ユーザ又はオペレータがコンピュータ又はコンピュータシステムとインタラクトすることを可能にするインタフェースである。「ユーザインタフェース」は、「ヒューマンインタフェースデバイス」と称される場合もある。ユーザインタフェースは、情報若しくはデータをオペレータに提供することができる及び／又は情報若しくはデータをオペレータから受信することができる。ユーザインタフェースは、オペレータからの入力がコンピュータによって受信されることを可能にしてもよい及びコンピュータからユーザへ出力を提供してもよい。つまり、ユーザインタフェースはオペレータがコンピュータを制御する又は操作することを可能にしてもよい、及びインタフェースはコンピュータがオペレータの制御又は操作の結果を示すことを可能にしてもよい。ディスプレイ又はグラフィカルユーザインタフェース上のデータ又は情報の表示は、情報をオペレータに提供する一例である。キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッド、指示棒、グラフィックタブレット、ジョイスティック、ゲームパッド、ウェブコム、ヘッドセット、ペダル、有線グローブ、リモコン、及び加速度計を介したデータの受信は、オペレータから情報又はデータの受信を可能にするユーザインタフェース要素の全例である。
【００５１】
本明細書で使用される「ハードウェアインタフェース」は、コンピュータシステムのプロセッサが外部コンピューティングデバイス及び／又は装置とインタラクトする及び／又はそれを制御することを可能にするインタフェースを包含する。ハードウェアインタフェースは、プロセッサが外部コンピューティングデバイス及び／又は装置へ制御信号又は命令を送ることを可能にしてもよい。ハードウェアインタフェースはまた、プロセッサが外部コンピューティングデバイス及び／又は装置とデータを交換することを可能にしてもよい。ハードウェアインタフェースの例は、ユニバーサルシリアルバス、ＩＥＥＥ１３９４ポート、パラレルポート、ＩＥＥＥ１２８４ポート、シリアルポート、ＲＳ−２３２ポート、ＩＥＥＥ４８８ポート、ブルートゥース（登録商標）接続、無線ＬＡＮ接続、ＴＣＰ／ＩＰ接続、イーサネット（登録商標）接続、制御電圧インタフェース、ＭＩＤＩインタフェース、アナログ入力インタフェース、及びデジタル入力インタフェースを含むが、これらに限定されない。
【００５２】
本明細書で使用される「ディスプレイ」又は「ディスプレイデバイス」は、画像又はデータを表示するために構成された出力デバイス又はユーザインタフェースを包含する。ディスプレイは、視覚、音声、及び／又は触覚データを出力してもよい。ディスプレイの例は、コンピュータモニタ、テレビスクリーン、タッチスクリーン、触覚電子ディスプレイ、点字スクリーン、陰極線管（ＣＲＴ）、蓄積管、双安定ディスプレイ、電子ペーパー、ベクターディスプレイ、平面パネルディスプレイ、真空蛍光ディスプレイ（ＶＦ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、エレクトロルミネッセントディスプレイ（ＥＬＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオードディスプレイ（ＯＬＥＤ）、プロジェクタ、及びヘッドマウントディスプレイを含むが、これらに限定されない。
【００５３】
磁気共鳴（ＭＲ）データは、本明細書においては、磁気共鳴イメージングスキャン中に磁気共鳴装置のアンテナによって原子スピンにより発せられた無線周波数信号の記録された測定結果として定義される。磁気共鳴データは、医療イメージングデータの一例である。磁気共鳴（ＭＲ）画像は、本明細書においては、磁気共鳴イメージングデータ内に含まれる解剖学的データの再構成された２次元又は３次元視覚化として定義される。
【００５４】
医療イメージングデータは、本明細書においては、医療イメージングシステムを使用して取得された２次元又は３次元データとして定義される。医療イメージングシステムは、本明細書においては、患者の身体構造に関する情報及び２次元又は３次元医療イメージングデータの構成設定を取得するために適応された装置として定義される。医療イメージングデータは、医師による診断に有用である視覚化を構成するために使用することができる。この視覚化は、コンピュータを使用して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
以下において、本発明の好適な実施形態が、単なる例として次の図面を参照して説明される。
【図１】磁気共鳴イメージングシステムの一例を示す図である。
【図２】図１の磁気共鳴イメージングシステムを使用する更なる方法を示す図である。
【図３】図１の磁気共鳴イメージングシステムを使用する更なる方法を示す図である。
【図４】図１の磁気共鳴イメージングシステムを使用する更なる方法を示す図である。
【図５】図１の磁気共鳴イメージングシステムを使用する更なる方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５６】
図において似通った参照番号を付された要素は、等価な要素であるか、同じ機能を実行するかの何れかである。先に考察された要素は、機能が等価である場合は、後の図においては必ずしも考察されない。
【００５７】
図１は、磁気共鳴イメージングシステム１００の一例を示す。磁気共鳴イメージングシステムは、磁石と呼ばれる、メイン磁石１０４を備える。磁石１０４は、ボア１０６がそれを貫通する超伝導円筒型磁石１０４である。異なるタイプの磁石の使用も可能である。円筒磁石のクライオスタットの内部には、超伝導コイルの一群がある。円筒磁石１０４のボア１０６内には、磁場が、磁気共鳴イメージングを実行するのに十分強く均一であるイメージングゾーン１０８がある。
【００５８】
磁石のボア１０６内には、磁石１０４のイメージングゾーン１０８内で磁気スピンを空間的に符号化するために、磁気共鳴データの取得のために使用される磁場勾配コイル１１０のセットもある。磁場勾配コイル１１０は、磁場勾配コイル電源１１２に接続される。磁場勾配コイル１１０は代表的なものであることが意図される。一般的に、磁場勾配コイル１１０は、３つの直交空間方向で空間的に符号化するためのコイルの３つの別個のセットを含む。磁場勾配電源は、電流を磁場勾配コイルに供給する。磁場勾配コイル１１０に供給される電流は、時間の関数として制御され、ランプされるか又はパルス化される。
【００５９】
イメージングゾーン１０８に隣接するのは、イメージングゾーン１０８内の磁気スピンの配向を操作するため及び同じくイメージングゾーン１０８内のスピンから無線伝送を受信するための無線周波数コイル１１４である。無線周波数コイルは、無線周波数アンテナ又はアンテナとも呼ばれる。無線周波数アンテナは、複数のコイル素子を含む。複数のコイル素子は、アンテナ素子とも呼ばれる。無線周波数アンテナは、チャネル又はアンテナとも呼ばれる。無線周波数コイル１１４は、無線周波数トランシーバ１１６に接続される。無線周波数コイル１１４及び無線周波数トランシーバ１１６は、別個の送信及び受信コイル並びに別個の送信機及び受信機と置き換えられる。無線周波数コイル１１４及び無線周波数トランシーバ１１６は代表的なものであることを理解されたい。無線周波数コイル１１４は、専用送信アンテナ及び専用受信アンテナをも表すように意図される。同様に、トランシーバ１１６は、別個の送信機及び受信機をも表す。この例では、無線周波数コイル１１４は、複数の受信／送信コイル素子をも有し、無線周波数トランシーバ１１６は、複数の受信／送信チャネルを有する。
【００６０】
無線周波数コイル１１４は、幾つかのコイル素子１１５を備えるものとして示される。コイル素子１１５は、別個に磁気共鳴データを取得するために使用される。無線周波数コイル１１４は、従って、並列イメージング磁気共鳴技法のために使用される。この図には示されていないが、磁気共鳴イメージングシステム１００は、ボディコイルをも備える。ボディコイルは、それが、個々のコイル素子１１５と同時に、取得されたデータをとり、コイル感度のセットを計算するために使用され得るので、並列イメージング技法において有用である。
【００６１】
磁気共鳴データは、イメージングゾーン１０８内から取得される。多くの場合、イメージングゾーン１０８の領域は、関心領域１０９に限定される。例示的な関心領域が図に示される。異なるコイル素子１１５は関心領域１０９から異なる距離にあることがわかる。従って、異なるコイル素子１１５は、対象者１１８の様々な動きに多かれ少なかれ敏感である。
【００６２】
磁石１０４のボア１０６内には、イメージングゾーン１０８において対象者を支持する対象者支持体１２０がある。関心領域１０９は、イメージングゾーン１０８内で見ることができる。
【００６３】
トランシーバ１１６及び勾配コントローラ１３０は、コンピュータシステム１４０のハードウェアインタフェース１４２に接続されるものとして示される。コンピュータシステムは更に、ハードウェアシステム１４２と通信しているプロセッサ１４４と、メモリ１５０と、ユーザインタフェース１４６とを備える。メモリ１５０は、プロセッサ１４４にとってアクセス可能であるメモリの任意の組み合わせである。これは、フラッシュＲＡＭ、ハードドライブ、又は他のストレージデバイスなど、メインメモリ、キャッシュメモリ、更には不揮発性メモリなどのようなものを含む。幾つかの例では、メモリ１５０は、非一時的コンピュータ可読媒体であると見なされる。メモリ１５０は、プロセッサ１４４が、磁気共鳴イメージングシステム１００の動作及び機能を制御することを可能にするマシン実行可能命令１６０を記憶するものとして示される。メモリ１５０は更に、パルスシーケンスコマンド１６２を含むものとして示される。本明細書で使用されるパルスシーケンスコマンドは、時間の関数として磁気共鳴イメージングシステム１００の機能を制御するために使用されるコマンドに変換されるコマンド又はタイミング図を包含する。パルスシーケンスコマンドは、特定の磁気共鳴イメージングシステム１００に適用された磁気共鳴イメージングプロトコルの実装形態である。
【００６４】
パルスシーケンスコマンド１６２は、プロセッサ１４４が磁気共鳴イメージングシステム１００の様々な構成要素に送るコマンドの形態であるか、又は、プロセッサ１４４が磁気共鳴イメージングシステム１００を制御するために使用するコマンドに変換されるデータ若しくはメタデータである。
【００６５】
コンピュータメモリ１５０は更に、測定された磁気共鳴データを構成する幾つかの測定されたデータ部分１６４を含むものとして示される。コンピュータストレージ１５０は更に、コイル感度のセット１６６を含むものとして示される。コイル感度１６６の存在は、オプションである。単一のアンテナがある場合、コイル感度がなくてもよい。コイル感度は、ボディコイルから生成された画像と比較して、コイル素子の各々からの磁気共鳴データから生成された画像を比較することによって、測定される。コイル感度のセット１６６はまた、幾つかの場合には、圧縮検知磁気共鳴イメージングプロトコルに従って画像を生成する過程において決定される。
【００６６】
コンピュータメモリ１５０は更に、圧縮検知磁気共鳴イメージングプロトコル及び測定されたデータ部分１６４を使用して再構成された中間磁気共鳴画像を含むものとして示される。コンピュータメモリ１５０は更に、予測されるデータ部分１７０を含むものとして示される。予測されるデータ部分１７０は、ｋ空間中の測定された値を予測するために中間磁気共鳴画像１６８の逆フーリエ変換を実行することによって決定される。複数のコイル素子１１５がある場合、全体的な中間磁気共鳴画像への予測される寄与を推論するために、コイル感度のセットを使用することによって、予測されるコイル画像が最初に計算される。
【００６７】
次いで、中間又は予測されるコイル画像は、各個々のコイル素子又はアンテナ素子１１５についての予測されるデータ部分を計算するためにフーリエ変換される。次いで、予測されるデータ部分１７０は、全体的なプロセス又は各個々のアンテナ素子１１５の何れかについての各測定されたデータ部分１６４及び残差１７２と比較される。次いで、残差１７２は、測定されたデータ部分から幾つかの外れ値データ部分１７６を識別するために、所定のしきい値１７４と共に使用される。コンピュータメモリは更に、補正された磁気共鳴画像１７８を含むものとして示される。補正された磁気共鳴画像は、外れ値データ部分１７６を除く測定されたデータ部分１６４を使用して構成される。これは、幾つかの異なるやり方で実行される。ある場合には、補正された磁気共鳴画像は、測定されたデータ部分１６４から外れ値データ部分１７６が除去されている画像を再構成するために、圧縮検知磁気共鳴イメージングプロトコルを使用して完全に再構成される。
【００６８】
他の場合には、中間磁気共鳴画像１６８は、圧縮検知磁気共鳴イメージングプロトコルに従って画像を構成する反復的プロセスのための開始ポイントとして使用される。外れ値データ部分１７６は、補正された磁気共鳴画像１７８の再構成において使用されないが、それらは、補正された磁気共鳴画像１７８を計算する数値的な反復のためのシード又は開始ポイントとして使用された中間磁気共鳴画像１６８において使用された。
【００６９】
図２は、図１の磁気共鳴イメージングシステム１００を動作させる方法を示すフローチャートを示す。図２に示されているステップは、例えば、マシン実行可能命令１６０によって実施され得る。最初にステップ２００において、磁気共鳴イメージングシステム１００が、測定された磁気共鳴データを取得するためのパルスシーケンスコマンド１６２により制御される。測定された磁気共鳴データは、測定されたデータ部分１６４として取得される。測定されたデータ部分の各々は時間期間中に取得される。次にステップ２０２において、中間磁気共鳴画像１６８が、圧縮検知磁気共鳴イメージングプロトコルに従って、測定された磁気共鳴データ１６４を使用して再構成される。
【００７０】
次にステップ２０４において、予測されるデータ部分１７０が、中間磁気共鳴画像を使用して、測定されたデータ部分１６４の各々について計算される。前に述べたように、これは、測定されたデータを予測するために逆フーリエ変換を使用して行われる。次にステップ２０６において、残差１７２が、予測されるデータ部分１７０を使用して、測定されたデータ部分１６４の各々について計算される。次にステップ２０８において、１つ又は複数の外れ値データ部分１７６が、所定のしきい値１７４を上回る残差１７２を有する測定されたデータ部分から識別される。最後に、ステップ２１０において、補正された磁気共鳴画像１７８が、圧縮検知磁気共鳴イメージングプロトコルに従って、測定された磁気共鳴データ１６４を使用して再構成される。これは、画像再構成から外れ値データ部分１７６を除外することによって行われる。同じく上述したように、これは、幾つかの異なるやり方で実行される。
【００７１】
図３は、図１の磁気共鳴イメージングシステム１００を動作させる更なる方法を示すフローチャートを示す。方法は、ステップ２００’から始まる。ステップ２００’において、磁気共鳴イメージングシステム１００が、測定された磁気共鳴データの一部分のみが取得されるようにパルスシーケンスコマンド１６２により制御される。これは、１つ又は複数の測定されたデータ部分１６４である。ステップ２０２〜２０８は、完全な測定された磁気共鳴データとは対照的に、取得された測定されたデータ部分の全てを用いて方法が実行されることを除いて、図２に示されているようなものと同等である。ステップ２０８が実行された後、ステップ３００が実行される。ステップ３００において、外れ値データ部分として識別された測定されたデータ部分の再取得のスケジューリングが実行される。方法は、次いで、決定ボックス３０２に進む。決定ボックス３０２は、幾つかの異なる質問に答える。最初の質問は、全ての測定されたデータ部分が取得されたかである。答えがはいである場合、方法はステップ２１０に進み、補正された磁気共鳴画像が構成される。
【００７２】
答えがいいえである場合、方法はステップ２００’に戻り、１つ又は複数の測定されたデータ部分の別のグループが取得される。代替として、決定ボックス３０２はまた、十分な磁気共鳴データが取得されたかを質問する。答えがはいである場合、方法は、この場合もステップ２１０に進む。答えがいいえである場合、方法は、同じくステップ２００’に戻る。圧縮検知磁気共鳴イメージングプロトコルは、ｋ空間の完全な取得なしに磁気共鳴画像を再構成することが可能である。幾つかの場合には、外れ値データ部分として識別されたデータを単にドロップするか又は無視するだけで十分である。しかしながら、あまりに多くの外れ値データ部分が識別された場合、識別された外れ値データ部分を精査し、そのうちの１つ又は複数を取得することが、有益である。
【００７３】
図４は、図１の磁気共鳴イメージングシステム１００を動作させる更なる方法を示す。図４中の方法は、図２に示されている方法と同様であり、ステップ２１０の後に実行される追加のステップがある。ステップ２１０の後にステップ４００が実行される。ステップ４００において、１つ又は複数の外れ値磁気共鳴画像が、１つ又は複数の外れ値データ部分から構成される。外れ値データ部分が、図２に示されているように、別個に取得された磁気共鳴データとして扱われ、中間磁気共鳴画像と残差と補正された磁気共鳴画像とを構成するために別個に使用されることに留意されたい。幾つかの場合には、残差は、対象者１１８による過渡的な動きに起因するものであり得る。しかしながら、幾つかの場合には、所定のしきい値を上回る残差は、対象者１１８の周期的な動き又は不随意の周期的な動きに起因する。この場合、外れ値データ部分は、対象者１１８の周期的な動きの異なる位相を表す一連の画像を作るために使用され得る。
【００７４】
図５は、図１の磁気共鳴イメージングシステムを動作させる更なる方法を示すフローチャートを示す。図５に示されている方法は、図２に示された方法と同様である。ステップ２００〜２１０は、図２中にあるように実行される。ステップ２１０の後に、方法はステップ５００に進む。ステップ５００は、補正された磁気共鳴画像と中間磁気共鳴画像との間の収束の試験が実行される決定ボックスである。補正された磁気共鳴画像が所定の測度又は統計的試験内に中間磁気共鳴画像に収束した場合、方法はステップ５０２に進み、方法は終了する。２つの画像が十分に収束しなかった場合、方法はステップ５０４に進む。ステップ５０４において、補正された磁気共鳴画像は、中間磁気共鳴画像であるものとして設定され、方法はステップ２０４に戻る。
【００７５】
予測されるデータ部分が、以前には補正された磁気共鳴画像であったものを使用して、測定されたデータ部分の各々について再計算される。方法は、次いで、通常は再びステップ２０６、２０８及びステップ２１０を通って進む。ステップ２０８において、中間磁気共鳴画像が変化するにつれて、外れ値データ部分として識別されるより多くのデータ部分がある。この例示的な方法では、他の反復において外れ値データ部分として前に識別された測定されたデータ部分は、外れ値データ部分として識別され続ける。ただし、この方法の幾つかの他の例では、残差及び予測されるデータ部分を計算するステップは、あらゆる反復についてのあらゆる単一の測定されたデータ部分について繰り返される。方法は、次いで、ステップ５００に進む。画像が収束した場合、方法はステップ５０２において終了し、画像が収束しない場合、反復は、ステップ５０４に戻ることによって続く。幾つかの例では、反復の最大数が設定される。
【００７６】
ＣＳ再構成は、（所与のスパース性制約を受ける）画像更新を計算するために、測定されたデータと再投影された画像との間の差が使用される反復的再構成である。再構成アルゴリズムは矛盾するデータを単一の画像にマージすることを試みるので、データ取得中の動きは画像アーティファクトを引き起こす。ＣＳは一般に標準的な再構成よりも少数のデータを使用するので、動きアーティファクトに対するそれの感度は、標準的な再構成の感度よりも高い。
【００７７】
例は、動きのための単純なモデルを導入することによって、動きアーティファクトに対するＣＳ再構成の安定性を改善する。中間磁気共鳴画像は物体の静的時間位相を表し、このようにして、このモデルは、物体が静止している、物体の静的時間位相を、考えられる動き位相と区別する：静的位相からのデータポイントが画像更新の計算において考慮に入れられ、動き位相中に取得されたデータポイントが無視されることが可能である。測定されたデータ部分は別個の時間期間中に取得される。外れ値データ部分として識別された測定されたデータ部分は、物体が動いている可能性のある時間を表す。
【００７８】
圧縮検知（ＣＳ）再構成は、（適切に選択された）領域における再構成された画像のスパース性を課する。これは、再構成された画像が測定されたデータと一致しているという通常の基準の次の追加の要件である。結果として、ＣＳは、標準的な再構成よりも少数のデータからの画像の再構成を可能にし、従って、加速されたイメージングを可能にするか、又は利用可能なデータが限定される場合に画像を再構成することを可能にする。
【００７９】
例は、ＣＳ中のデータ取得中の動きによって引き起こされるゴーストアーティファクトを低減する。
【００８０】
上述のように、例は、動きのための単純なモデルを導入することによって、動きアーティファクトに対するＣＳ再構成の安定性を改善する。このモデルは、物体の静的時間位相を、考えられる動き位相と区別する：好ましくは、静的位相／期間からのデータポイントが画像更新の計算において考慮に入れられ、動き位相中に取得されたデータポイントは無視される。
【００８１】
静的時間位相及び動き時間位相へのデータセットのセグメンテーションは、幾つかのやり方で行われ得る：
ａ）外部センサー（例えばカメラ、呼吸ベルト、ＰＰＵ、．．．）からのデータを使用することによってこの方法は、実際の再構成が開始する前にそれが適用され得るので極めて効率的であるが、それは、追加のセンサーが必要とされるという欠点を有する。
ｂ）測定されたデータ自体を使用し、測定されたデータ部分を識別することによって：この目的で、測定されたデータ（測定されたデータ部分）と残差の形態の再投影された画像との間の差の分布が分析される。標準的なＣＳ再構成は、この差を処理するただ１つのやり方を有する：それから画像更新を算出する。
【００８２】
例は、ＣＳアルゴリズムに、追加のオプションとしてデータ拒否を導入する：差のパターンがデータ取得の時間パターンに相関している場合、動きがこの差の原因であった可能性がある。この場合、データセットのその部分は、拒否され（＝動き位相に割り当てられ）、更なる再構成において無視され得る。拒否又は無視されたデータは、外れ値データ部分であるものに割り当てられる。このようにして、動きアーティファクトは大幅に低減され得る。
【００８３】
ＭＲＩスキャンが、可変密度サンプリング及び適切なサブサンプリングを使用して実行される。これらのデータに基づいて、ＣＳ再構成が開始される。
異なるＣＳアルゴリズム実装形態が考えられる。
（１）  最初に全ての利用可能なデータに基づいて、中間磁気共鳴画像が、反復的ＣＳ再構成アルゴリズムを使用して再構成される。このアルゴリズムは、スパース化変換及び対応する正則化を使用する。必要なコイル感度情報がｋ空間データの中心部から導出され得る。全ての測定されたデータは、最初は正しいと見なされる。これは、反復的プロシージャ中に、測定されなかった位置におけるデータのみが更新されることを意味する。
（２）  あるレベルの収束において、データ拒否（外れ値データ部分の識別）が（画像更新算出の次に）アクティブにされる：短い時間間隔（例えば１つのＴＳＥショット）において取得された全てのデータについて残差が加算され、動きイベントについて検査するために残差パターンが分析される。
このステップでは、同じ動きイベントによって影響を及ぼされる同じ時間間隔に由来する、個々であるが時間的に相関してもいる外れ値を識別するために、各プロファイルについての自然時間フットプリント情報が使用される。それらは、以下のプロシージャにおいて低く重み付けされるか又は拒否される。
（３）  ＣＳ反復は、あるレベルの一貫性又は信用されるべきデータの最小数が到達され、反復が停止されるまで続けられる。
【００８４】
このプロセスは更に、動きの場合、コイル感度マップ（ＣＳＭ）もアーティファクトの対象であり得るので、ＣＳＭを更新することによっても改善され得る。そのようにして、同じく、ＣＳＭは、矛盾する測定データを識別し、潜在的に完全に拒否して、最終的にアーティファクトのない画像を再構成するために、反復的プロシージャにおいて埋め込まれた（自動較正を介した）データから推定される。中央領域からのラインが動きを受けない場合、ＣＳＭを更新することは必要でない。
【００８５】
更なる要因は、対応するプロファイルの時間フットプリントの適切な選択である。すなわち、ｋ空間中のサンプリングパターンだけでなく、データ取得の時間順序も重要である：ＣＳのための可変密度サンプリングパターンの生成の後に、個々のサンプルが、適宜に時間的に分布されなければならない。ここで、所望の画像コントラストに関する考慮事項は、重要な並びに適切なサンプリングダイバーシティである。これは、個々の時間フットプリントに潜在的にグループ化され得る、その後取得されるｋ空間サンプルが、再構成を極めて不安定にする、ｋ空間中にかなりの程度の局所ホールを生じる大きすぎるアンダーサンプリングを回避するために、ｋ空間にわたって大きく分布されることを意味する。
【００８６】
本発明は、図面及び前述の記載において詳細に図示及び説明されたが、このような図示及び記載は、説明的又は例示的であって限定するものではないと見なされるべきである。すなわち本発明は、開示された実施形態に限定されるものではない。
【００８７】
開示された実施形態のその他の変形が、図面、本開示及び添付の請求項の検討から、請求項に係る発明を実施する当業者によって理解されて実現され得る。請求項において、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（含む、備える）」という単語は、他の要素又はステップを除外するものではなく、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は、複数を除外するものではない。単一のプロセッサ又は他のユニットが請求項に記載された幾つかのアイテムの機能を果たす。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に用いられないことを示すものではない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと共に若しくは他のハードウェアの一部として供給される光記憶媒体又はソリッドステート媒体等の適当な媒体に保存／分配されてもよいが、インターネット又は他の有線若しくは無線の電気通信システムを介して等の他の形式で分配されてもよい。請求項における任意の参照符号は、本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【符号の説明】
【００８８】
１００  磁気共鳴システム
１０４  メイン磁石
１０６  磁石のボア
１０８  イメージングゾーン
１０９  関心領域
１１０  磁場勾配コイル
１１２  勾配コイル電源
１１４  無線周波数コイル
１１５  コイル素子
１１６  トランシーバ
１１８  対象者
１２０  対象者支持体
１２２  構造的支持体
１２４  変調器
１２６  スイッチユニット
１２８  電流充電器
１３０  勾配コントローラ
１３２  接続
１３４  勾配コイル冷却システム
１３６  磁場センサー
１４０  コンピュータシステム
１４２  ハードウェアインタフェース
１４４  プロセッサ
１４６  ユーザインタフェース
１５０  コンピュータメモリ
１６０  マシン実行可能命令
１６２  パルスシーケンスコマンド
１６４  測定されたデータ部分
１６６  コイル感度のセット
１６８  中間磁気共鳴画像
１７０  予測されるデータ部分
１７２  残差
１７４  所定のしきい値
１７６  外れ値データ部分
１７８  補正された磁気共鳴画像
２００  測定された磁気共鳴データを取得するためのパルスシーケンスコマンドにより磁気共鳴イメージングシステムを制御する
２００’  測定された磁気共鳴データを部分的に取得するためのパルスシーケンスコマンドにより磁気共鳴イメージングシステムを制御する
２０２  圧縮検知磁気共鳴イメージングプロトコルに従って、測定された磁気共鳴データを使用して中間磁気共鳴画像を再構成する
２０４  中間磁気共鳴画像を使用して、測定されたデータ部分の各々について、予測されるデータ部分を計算する
２０６  予測されるデータ部分を使用して、測定されたデータ部分の各々について残差を計算する
２０８  残差が所定のしきい値を上回る場合、測定されたデータ部分のうちの１つ又は複数を外れ値データ部分として識別する
２１０  圧縮検知磁気共鳴イメージングプロトコルに従って、測定された磁気共鳴データを使用して、補正された磁気共鳴画像を再構成する
３００  外れ値データ部分として識別された測定されたデータ部分の再取得をスケジュールする
３０２  全ての測定されたデータ部分が取得されたか？又は、十分な磁気共鳴データが取得されたか？
４００  １つ又は複数の外れ値磁気共鳴画像を１つ又は複数の外れ値データ部分から構成する
５００  補正された磁気共鳴画像が所定の測度内に中間磁気共鳴画像に収束したか？
５０２  終了する
５０４  補正された磁気共鳴画像を中間磁気共鳴画像として設定する
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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