(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の画像を用いて解析を行う手法において、画質を維持しながら撮像時間効率を向上することが可能な磁気共鳴イメージング装置及び画像解析方法を提供する。【解決手段】複数の画像を用いて解析を行う手法において、撮像部は複数回の計測をそれぞれ異なる間引き計測パターンで実施し、複数の計測データを取得する。画像処理部８０は、繰り返し再構成処理により複数の計測データから各画像を再構成する。このとき、複数の計測データの相互利用可能なデータ領域については相互にデータを利用して、繰り返し再構成処理を実施する。画像処理部８０は、再構成された複数の画像を用いて、画像の解析処理を実施する。解析処理は、例えば血流の抑制あり・なしの画像から差分処理によって血行動態を解析する処理等である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体を収容する空間に均一な静磁場を発生させる静磁場発生部と、前記静磁場へ重畳して傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生部と、前記被検体へ照射する高周波磁場を発生する高周波コイルと、前記被検体から発生するＮＭＲ信号を計測データとして検出する検出部とを備えた撮像部と、
前記撮像部により複数回の計測をそれぞれ異なる間引き計測パターンで実施し複数の計測データを取得する計測データ取得部と、
前記計測データ取得部により取得した複数の計測データについて繰り返し再構成処理を実施し各画像を再構成する再構成処理部と、
前記再構成処理部により再構成された複数の画像を用いて解析処理を実行する画像解析処理部と、
を備えることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
前記複数回の計測について間引き計測パターンを設定する間引き計測パターン設定部を備えることを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
前記間引き計測パターン設定部は、本計測に先立ち行われる前計測により得た計測データに基づいて各計測の適切な間引き計測パターンを決定することを特徴とする請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
前記間引き計測パターン設定部は、前記再構成処理部により再構成された１つの画像を解析することにより他の計測の間引き計測パターンを決定することを特徴とする請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記計測データ取得部により取得した複数の計測データの相互利用可能なデータ領域を設定する相互利用可能データ設定部を備え、
前記再構成処理部は、前記複数の計測データの前記相互利用可能なデータ領域については相互にデータを利用して各画像を再構成することを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
前記再構成処理部は、先に実施した繰り返し再構成処理により得た情報に基づき、後に実施する繰り返し再構成処理の条件を決定することを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
前記間引き計測パターンは空間方向だけでなく時間方向の間引きを含むことを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項８】
被検体を収容する空間に均一な静磁場を発生させる静磁場発生部と、前記静磁場へ重畳して傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生部と、前記被検体へ照射する高周波磁場を発生する高周波コイルと、前記被検体から発生するＮＭＲ信号を計測データとして検出する検出部とを備えた撮像部と、
前記撮像部により所定の間引き方で複数回の計測を行い複数の計測データを取得する計測データ取得部と、
前記計測データ取得部により取得した複数の計測データの相互利用可能なデータ領域を設定する相互利用可能データ設定部と、
前記複数の計測データの前記相互利用可能なデータ領域については相互にデータを利用して、繰り返し再構成処理により各画像を再構成する再構成処理部と、
前記再構成処理部により再構成された複数の画像を用いて解析処理を実行する画像解析処理部と、
を備えることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項９】
前記複数の計測データはそれぞれ異なる間引き計測パターンで計測されることを特徴とする請求項８に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１０】
前記相互利用可能データ設定部は、十分な復元性が得られる十分な計測データを用いて再構成された初期画像と、前記初期画像から所定帯域のデータを削った画像とを比較することで相互利用可能なデータ領域を求めることを特徴とする請求項８に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１１】
前記相互利用可能データ設定部は、各計測の合成前の差分画像と合成後の差分画像とを比較し、合成前後の差分が許容範囲内となる帯域を探索することで相互利用可能なデータ領域を求めることを特徴とする請求項８に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１２】
前記相互利用可能データ設定部は、操作者が画像を参照しながら相互利用可能なデータ領域を指定するための操作画面を表示し、指定された領域を相互利用可能なデータ領域とすることを特徴とする請求項８に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１３】
前記再構成処理部は、先に実施した再構成処理により得た情報に基づき、後続する再構成処理の条件を最適化することを特徴とする請求項８に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１４】
磁気共鳴イメージング装置の撮像部により複数回の計測をそれぞれ異なる間引き計測パターンで実施し、複数の計測データを取得するステップと、
前記複数の計測データについて繰り返し再構成処理により各画像を再構成するステップと、
再構成された複数の画像を用いて解析処理を実行するステップと、
を含むことを特徴とする画像解析方法。
【請求項１５】
磁気共鳴イメージング装置の撮像部により所定の間引き方で複数回の計測を実施し、複数の計測データを取得するステップと、
取得した複数の計測データの相互利用可能なデータ領域を設定するステップと、
前記複数の計測データの前記相互利用可能なデータ領域については相互にデータを利用して、繰り返し再構成処理により各画像を再構成するステップと、
再構成された複数の画像を用いて解析処理を実行するステップと、
を含むことを特徴とする画像解析方法。
【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装置及び画像解析方法に係り、詳細には、磁気共鳴イメージング装置における高速な画像生成技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴イメージング装置（以下、ＭＲＩ装置という）は、静磁場に置かれた被検体に高周波磁場、傾斜磁場を印加し、核磁気共鳴により被検体から発生する信号を計測し、画像化する医用画像診断装置である。ＭＲＩ装置では一般に、撮像面を特定するスライス傾斜磁場を印加すると同時に、その面内の磁化を励起させる励起パルス（高周波磁場パルス）を与え、これにより励起された磁化が収束する段階で発生する核磁気共鳴信号（エコー）を取得する。このとき、磁化に位置情報を与えるため、励起からエコーを得るまでの間に、撮像面内で互いに垂直な方向の位相エンコード傾斜磁場とリードアウト傾斜磁場とを印加する。計測されたエコーは、横軸をｋｘ、縦軸をｋｙとするｋ空間に配置され、ｋ空間のエコーの逆フーリエ変換を施すことによって画像再構成が行われる。また、位相エンコード傾斜磁場とリードアウト傾斜磁場とに加え、スライスエンコード傾斜磁場の印加を加えることで、３Ｄ撮像及び画像再構成を行うことも可能である。このとき、計測されたエコーは横軸をｋｘ、縦軸をｋｙ、奥行方向の軸をｋｚとするｋ空間に配置される。
【０００３】
ところで近年、圧縮センシング（Compressed Sensing；以下、ＣＳと略す）と呼ばれる手法のＭＲＩ装置への応用が研究されており、ＭＲＩの撮像時間を更に短縮できるとして期待されている（特許文献１）。ＣＳは、信号の持つ疎性を利用し、疎な観測結果から本来の信号を高精度に復元することが可能である。ここで、疎な観測とは、再構成されるデータ量よりも少ないデータ量の観測のことである。また、ＣＳの再構成を計算機で実施する場合には、繰り返し再構成処理を実施する手法が一般的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２０５０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、各画像単体の再構成処理について検討されているが、Dynamic計測やフルオロスコピー計測等のように、複数の画像を取得して画像解析を行う場合のより効率的な時間短縮方法に関しては特に検討されていない。複数の画像を取得して画像解析を行う手法とは、例えば、局所サチュレーションパルスによって血流の抑制あり・なしの画像を取得し差分処理によって血行動態を解析する手法や、水脂肪分離計測のシングルエコータイプ、ＩＲパルスｏｆｆ／ｏｎの差分処理による非造影ＭＲＡ、収縮期と拡張期の差分処理による非造影ＭＲＡ等である。
【０００６】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数の画像を用いて解析を行う手法において、画質を維持しながら撮像時間効率を向上することが可能な磁気共鳴イメージング装置及び画像解析方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した目的を達成するために第１の発明は、被検体を収容する空間に均一な静磁場を発生させる静磁場発生部と、前記静磁場へ重畳して傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生部と、前記被検体へ照射する高周波磁場を発生する高周波コイルと、前記被検体から発生するＮＭＲ信号を計測データとして検出する検出部とを備えた撮像部と、前記撮像部により複数回の計測をそれぞれ異なる間引き計測パターンで実施し複数の計測データを取得する計測データ取得部と、前記計測データ取得部により取得した複数の計測データについて繰り返し再構成処理を実施し各画像を再構成する再構成処理部と、前記再構成処理部により再構成された複数の画像を用いて解析処理を実行する画像解析処理部と、を備えることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置である。
【０００８】
第２の発明は、被検体を収容する空間に均一な静磁場を発生させる静磁場発生部と、前記静磁場へ重畳して傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生部と、前記被検体へ照射する高周波磁場を発生する高周波コイルと、前記被検体から発生するＮＭＲ信号を計測データとして検出する検出部とを備えた撮像部と、前記撮像部により所定の間引き方で複数回の計測を行い複数の計測データを取得する計測データ取得部と、前記計測データ取得部により取得した複数の計測データの相互利用可能なデータ領域を設定する相互利用可能データ設定部と、前記複数の計測データの前記相互利用可能なデータ領域については相互にデータを利用して、繰り返し再構成処理により各画像を再構成する再構成処理部と、前記再構成処理部により再構成された複数の画像を用いて解析処理を実行する画像解析処理部と、を備えることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置である。
【０００９】
第３の発明は、磁気共鳴イメージング装置の撮像部により複数回の計測をそれぞれ異なる間引き計測パターンで実施し、複数の計測データを取得するステップと、前記複数の計測データについて繰り返し再構成処理により各画像を再構成するステップと、再構成された複数の画像を用いて解析処理を実行するステップと、を含むことを特徴とする画像解析方法である。
【００１０】
第４の発明は、磁気共鳴イメージング装置の撮像部により所定の間引き方で複数回の計測を実施し、複数の計測データを取得するステップと、取得した複数の計測データの相互利用可能なデータ領域を設定するステップと、前記複数の計測データの前記相互利用可能なデータ領域については相互にデータを利用して、繰り返し再構成処理により各画像を再構成するステップと、再構成された複数の画像を用いて解析処理を実行するステップと、を含むことを特徴とする画像解析方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、複数の画像を用いて解析を行う手法において、画質を維持しながら撮像時間効率を向上することが可能な磁気共鳴イメージング装置及び画像解析方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】磁気共鳴イメージング装置（ＭＲＩ装置）１の全体構成を示す図
【図２】画像処理部８０の機能構成を示す図
【図３】本発明のＭＲＩ装置１が実行する撮像処理全体の流れを示すフローチャート
【図４】１〜Ｎ番目の間引き計測パターン及び計測データの合成について説明する図（非直交系サンプリングの場合）
【図５】１〜Ｎ番目の間引き計測パターン及び計測データの合成について説明する図（直交系サンプリングの場合）
【図６】複数の画像の再構成処理において、前段の繰り返し再構成処理で得た再構成情報を後続する繰り返し再構成処理で利用する再構成処理について説明する図
【図７】図６の再構成処理の具体例を示すフローチャート
【図８】（ａ）処理過程パラメータと繰り返し回数ｋとの関係を示すグラフ６０１、（ｂ）終了判定結果と繰り返し回数ｋとの関係を示すグラフ６０２
【図９】前段の再構成処理で得た情報（再構成情報３０１〜３０３…）を後続する再構成処理で利用する繰り返し再構成処理のフローチャート
【図１０】データの間引き方及び相互利用可能なデータ領域の求め方を説明する図（初期画像参照型）
【図１１】相互利用可能なデータ領域の探索について説明する図
【図１２】ｋ空間削り率とコントラスト変化との関係を示すグラフ
【図１３】頭部ＭＲＡ（磁気共鳴血管造影）における相互利用可能な領域を決定する方法について説明する図
【図１４】「初期画像参照型」の手法で、データの間引き方（間引き計測パターン）や相互利用可能な領域を設定する場合の処理フローを示す図
【図１５】データの間引き方及び相互利用可能なデータ領域の求め方を説明する図（自己・相互参照型）
【図１６】相互利用可能なデータ領域の探索について説明する図
【図１７】ｋ空間削り率と差分情報の合成前後比との関係を示すグラフ
【図１８】「自己・相互参照型」の手法で、データの間引き方（間引き計測パターン）や相互利用可能な領域を設定する場合の処理フローを示す図
【図１９】操作画面７０の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下図面に基づいて、本発明の実施形態を詳細に説明する。
まず、図１を参照して、本発明に係る磁気共鳴イメージング装置（以下、ＭＲＩ装置１という）の全体構成について説明する。
【００１４】
ＭＲＩ装置１は、ＮＭＲ現象を利用して被検体３０の断層画像を得るものであり、撮像部１００と、撮像部１００の動作を制御する中央処理装置（ＣＰＵ；Central Processing Unit）８と、撮像部１００により計測したデータを取得し画像再構成、画像の表示及び記憶等の処理を行う信号処理系７と操作を入力するための操作部２３とを備える。
【００１５】
撮像部１００は、静磁場発生系２、傾斜磁場発生系３、シーケンサ４、送信系５、及び受信系６等から構成される。
【００１６】
静磁場発生系２は、垂直磁場方式であれば、被検体３０の周りの空間にその体軸と直交する方向に均一な静磁場を発生させる。水平磁場方式であれば、被検体３０の体軸方向に均一な静磁場を発生させる。被検体３０の周りに配置される永久磁石方式、常電動方式、或いは超電導方式の静磁場発生源により実現される。
【００１７】
傾斜磁場発生系３は、ＭＲＩ装置１の座標系（静止座標系）であるＸ，Ｙ，Ｚの３軸方向に巻かれた傾斜磁場コイル９と、それぞれの傾斜磁場コイル９を駆動する傾斜磁場電源１０とを備える。後述するシーケンサ４からの命令に従ってそれぞれの傾斜磁場コイルの傾斜磁場電源１０を駆動することにより、Ｘ，Ｙ，Ｚの３軸方向に傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚを印加する。計測時には、スライス面（計測断面）に直交する方向にスライス方向傾斜磁場パルス（Ｇｓ）を印加して被検体３０に対するスライス面を設定し、そのスライス面に直交し、かつ互いに直交する残りの２つの方向に位相エンコード方向傾斜磁場パルス（Ｇｐ）と周波数エンコード方式傾斜磁場パルス（Ｇｆ）とを印加して、エコー信号にそれぞれの方向の位置情報をエンコードする。
【００１８】
送信系５は、被検体３０の生体組織を構成する原子の原子核スピンに核磁気共鳴を起こさせるために、被検体３０の高周波磁場（ＲＦ）パルスを照射する。高周波磁場パルスは、高周波発振器１１と変調器１２により振幅変調され、高周波増幅器１３で増幅され、被検体３０に近接して配置された高周波コイル（送信コイル）１４ａから被検体３０に照射される。
【００１９】
受信系６は、被検体３０の生体組織を構成する原子の原子核スピンの核磁気共鳴により放出されるエコー信号（核磁気共鳴信号；以下ＮＭＲ信号という）を検出する。受信側の高周波コイル（受信コイル）１４ｂと信号増幅器１５と直交位相検波器１６と、Ａ／Ｄ変換器１７とを備える。送信コイル１４ａから照射されたＲＦパルスによって誘起された応答のＮＭＲ信号は、被検体３０に近接して配置された受信コイル１４ｂで検出され、信号増幅器１５で増幅され、後述するシーケンサ４からの指令によるタイミングで直交位相検波器１６により直交する２系統の信号に分割され、それぞれがＡ／Ｄ変換器１７でディジタル量に変換されて、計測データとして信号処理系７に送られる。
【００２０】
シーケンサ４は、所定のパルスシーケンスに従ってＲＦパルスと傾斜磁場パルスとを繰り返し印加するよう制御する。シーケンサ４は中央処理装置（ＣＰＵ）８の制御で動作し、計測データ収集に必要な種々の命令を送信系５、傾斜磁場発生系３、及び受信系６に送る。
【００２１】
信号処理系７は、各種データ処理を行うとともに処理結果の表示及び保存等を行う装置であり、中央処理装置（ＣＰＵ）８、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶装置１８、光ディスク、磁気ディスク等の外部記憶装置１９、表示装置２０等を備える。中央処理装置（ＣＰＵ）８は、撮像部１００の動作を制御するとともに、画像処理部８０として機能する。表示装置２０は、画像処理部８０による処理結果である被検体３０の断層画像等を表示する。記憶装置１８または外部記憶装置１９は、断層画像等を記憶する。
【００２２】
画像処理部８０は、撮像部１００の受信系６から計測データを受け取り、信号処理や画像再構成等の処理を実行する。また、画像処理部８０は再構成された画像を用いて解析処理を行う。画像処理部８０は、図１に示すように、中央処理装置（ＣＰＵ）８によるプログラム処理で実現することが可能であるが、信号処理系７に中央処理装置（ＣＰＵ）８とは別の演算器を設置したり、画像処理用の専用ハードウェアで構成することも可能である。
【００２３】
操作部２３は、ＭＲＩ装置１自体の各種制御情報及び信号処理系７で行う処理の各種制御情報の入力を受け付ける。操作部２３は、トラックボールまたはマウス等のポインティングデバイス２１、及びキーボード２２等を備える。操作部２３は表示装置２０に近接して配置され、オペレータは、表示装置２０を見ながら操作部２３を介してＭＲＩ装置１の各種処理に必要な情報を入力する。
【００２４】
なお、図１において送信側の高周波コイル１４ａと傾斜磁場コイル９とは、被検体３０が挿入される静磁場発生系２の静磁場空間内に垂直磁場方式であれば被検体３０に対向して設置され、水平磁場方式であれば被検体３０を取り囲むようにして設定されている。また、受信側の高周波コイル１４ｂは、被検体３０に対向して、或いは取り囲むように設定されている。
【００２５】
現在、ＭＲＩ装置１の撮像対象核種は、臨床で普及しているものとしては、被検体３０の主たる構成物質である水素原子核（プロトン）である。プロトン密度の空間分布や、励起状態の緩和時間の空間分布に関する情報を画像化することで、人体頭部、腹部、四肢等の形態、または機能を２次元もしくは３次元的に撮像する。
【００２６】
次に、画像処理部８０の機能構成について、図２を参照して説明する。
画像処理部８０には、間引き計測パターン設定部８１、計測データ取得部８２、相互利用可能データ設定部８３、再構成処理部８４、画像出力部８５、及び画像解析処理部８６等が含まれる。上述したように画像処理部８０は、好適にはＭＲＩ装置１の中央処理装置（ＣＰＵ）８によるプログラム処理で実現される。
【００２７】
間引き計測パターン設定部８１は、撮像部１００が実施する複数回（Ｎ回）の計測についてそれぞれ異なる間引き計測パターンを設定する。圧縮センシング（Compressed Sensing；ＣＳ）では、信号の持つ疎性を利用し、疎な計測データから本来の信号を高精度に復元することが可能である。疎な計測データとは、再構成されるデータ量よりも少ないデータ量の計測により得た結果である。間引き計測パターンとは、どのように計測するデータを間引くかを定めたものである。例えば、ランダムバイナリ行列、重み付きランダム行列、放射線状、らせん状、平行線状等の間引き計測パターンが用いられることが多い。間引き計測パターン設定部８１は、複数回の計測で相互にデータを利用可能な領域が重ならないように各計測の間引き計測パターンを設定する。なお、一般にＣＳでは計測対象の空間をランダムに計測することがよいとされる。これは信号成分を偏りなく計測するためである。データの間引き方は、空間方向にランダムに間引くものだけでなく、更に時間方向にもランダム性を有した状態で間引くものとしてもよい。時間方向に間引く場合は、計測時刻が近いデータは相互利用できるものとする。
【００２８】
１〜Ｎ番目の各計測の間引き計測パターンは、操作者が任意に設定してもよいし、前計測に基づいて事前に各計測の適切な間引き計測パターンを求めておき各計測に設定してもよいし、再構成処理部８４により再構成された１つの画像を解析することにより他の計測の間引き計測パターンを決定するものとしてもよい。
【００２９】
計測データ取得部８２は、撮像部１００により実施された複数回の計測により得た計測データ（核磁気共鳴信号）を受け取り、受け取った計測データに対して各種の信号処理を施す。各計測データは、間引き計測パターン設定部８１により設定された間引き計測パターンで計測された計測データである。
【００３０】
相互利用可能データ設定部８３は、計測データ取得部８２により複数回の計測で得た各計測データの相互に利用可能なデータ領域を求める。相互に利用可能なデータ領域は、画像種によって好適な領域が異なるため、ｋ空間の低域から高域のどの領域でも任意に設定可能である。どの領域を相互に利用可能とするかは、例えば、以下の（１）〜（３）の方法で求めることができる。
【００３１】
（１）相互利用可能データ設定部８３は、十分な復元性が得られる十分な計測データを用いて再構成された初期画像（基準画像）と、初期画像（基準画像）から所定帯域のデータを削った画像とを帯域を変化させながら比較することで相互に利用可能なデータ領域を探索する（初期画像参照型）。
【００３２】
（２）または相互利用可能データ設定部８３は、各計測の合成前の差分画像と合成後の差分画像とを比較し、合成前後の差分が許容範囲内となる帯域を相互に利用するデータ領域を変化させながら探索することで相互に利用可能なデータ領域を求める（自己・相互参照型）。
【００３３】
（３）または相互利用可能データ設定部８３は、操作者が指定した任意の領域を相互に利用可能なデータ領域として設定する。例えば、相互利用可能データ設定部８３は、操作者が画像を参照しながら相互利用可能なデータ領域を指定するためのＧＵＩ（操作画面）を表示し、指定された領域を相互利用可能なデータ領域とする。
（１）の初期画像参照型、（２）の自己・相互参照型についての具体的な手法は後述する。
【００３４】
再構成処理部８４は、相互利用可能データ設定部８３により設定された相互利用可能なデータを、複数の計測データで相互に埋め込む。更に再構成処理部８４は、複数回の計測データが相互に埋め込まれた合成後のｋ空間に対し、繰り返し再構成処理を施すことにより、画像を再構成する。このように、複数回の疎な計測で得た計測データを相互に利用することで、計測の間引き率をより大きく、撮像時間を更に短縮できる。再構成処理部８４は、再構成された画像に対して更に各種画像補正処理を実施して、画質を向上する。
【００３５】
再構成処理部８４が実施する繰り返し再構成処理では、先に実施した再構成処理により得た情報（再構成情報）に基づき、後続する再構成処理の条件を最適化することが望ましい。これにより後の再構成処理時間をより短縮できる。前段で実施した再構成処理により得られた情報（再構成情報）とは、先に実施した再構成処理の処理過程におけるパラメータ及び終了判定処理結果等である。この再構成処理の具体的な手順については後述する。
【００３６】
画像出力部８５は、再構成処理部８４により再構成された画像を表示装置２０に表示するとともに、記憶装置１８または外部記憶装置１９に保存する。
【００３７】
画像解析処理部８６は、表示または保存された複数の画像を用いて画像解析処理を実行する。複数の画像を取得して解析する手法には、例えば、局所サチュレーションパルスによって血流の抑制あり・なしの画像を取得し、差分処理によって血行動態を解析する手法や、水脂肪分離計測のシングルエコータイプ、ＩＲパルスｏｆｆ／ｏｎの差分処理による非造影ＭＲＡ、収縮期と拡張期の差分処理による非造影ＭＲＡ等が含まれる。
【００３８】
次に、本発明に係るＭＲＩ装置１の動作を説明する。図３は、本発明のＭＲＩ装置１が実行する撮像処理全体の流れを示すフローチャートである。
【００３９】
まず操作者により、間引き計測と繰り返し再構成処理で画像を取得する「繰り返し再構成」モードが設定されると（ステップＳ１０１）。中央処理装置（ＣＰＵ）８は、１〜Ｎ番目までの各計測の間引き計測パターンを計算し設定する（ステップＳ１０２、ステップＳ１０３）。１〜Ｎ番目までの各計測にはそれぞれ異なる間引き計測パターンが設定される。中央処理装置（ＣＰＵ）８はステップＳ１０２で設定された間引き計測パターンを撮像部１００に対し通知し、撮像部１００に対し計測開始指示を送る。撮像部１００は、Ｎ回の計測をそれぞれ設定された間引き計測パターンで実施する（ステップＳ１０４、ステップＳ１０５）。
【００４０】
次に、中央処理装置（ＣＰＵ）８は、１〜Ｎ番目の計測で得た各計測データの相互利用可能なデータ領域の情報を取得する（ステップＳ１０６）。相互利用可能なデータ領域は、例えば上述の（１）〜（３）のいずれかの方法で決定される。
【００４１】
そして中央処理装置（ＣＰＵ）８は取得した相互利用可能なデータ領域の情報に基づいて、１〜Ｎ番目までの計測で得た各計測データを合成し（ステップＳ１０７、ステップＳ１０８）、再構成処理に必要なデータを復元する。その後、繰り返し再構成処理を実施する（ステップＳ１０９）。繰り返し再構成処理により１〜Ｎ番目の計測についてそれぞれ画像が生成される（ステップＳ１１０）。生成されたＮ枚の画像は表示装置２０に表示されるか、記憶装置１８または外部記憶装置１９に記憶される。画像解析処理を実施する際は、中央処理装置（ＣＰＵ）８は記憶装置１８または外部記憶装置１９に記憶されている複数の画像を読み出して解析処理を実施する。
【００４２】
図４及び図５は、１〜Ｎ番目の計測の間引き計測パターン及び計測データの合成について説明する図である。図４は非直交系サンプリングの例を示し、図５は直交系サンプリングの例を示している。なお、本発明はいずれのサンプリング手法にも適用可能であり、図４及び図５の例に限定されない。
【００４３】
図４の符号２０１〜２０４及び図５の符号２１３〜２１６は、それぞれ１〜Ｎ番目の計測データ（ｋ空間）を示している。ｋ空間は実空間の画像データのフーリエ変換で表される空間である。なお、図４及び図５のｋ空間２０１〜２０８、２１３〜２２０は２次元のｋ空間を例示しており、ｋｘ−ｋｙ空間でもよいし、ｋｙ−ｋｚ空間でもよい。またｋ空間は２次元に限らず３次元としてもよい。
【００４４】
図４及び図５のｋ空間２０１〜２０８、２１３〜２２０において、淡または濃で示す領域が実際に計測されたデータ領域であり、それ以外の白の領域は間引かれた領域を示している。また図４及び図５に示す間引き計測パターンは一例である。ただし、相互にデータを利用可能な領域については、１〜Ｎ番目の計測で重ならないようにずらして計測することが望ましい。図４の中段に示すｋ空間２０５〜２０８及び図５の中段に示すｋ空間２１７〜２２０は、１〜Ｎ番目の各計測データの相互に利用可能なデータを互いに合成し、ｋ空間を埋めた状態を示している。図４のｋ空間２０５〜２０８及び図５のｋ空間２１７〜２２０において、濃で示す領域が、相互利用しているデータ領域である。
【００４５】
図４の場合は、ｋ空間の中心付近はデータを相互利用せず、それ以外の領域を相互利用している。これは、例えば脳実質と血管との識別のように、組織を識別する上でｋ空間の原点（ｋ空間の中心）付近の低周波成分が重要な帯域となるからである（図１３参照）。このように精度が要求される低周波成分については複数回の計測で相互利用しないものとする。なお、画像種によってｋ空間における重要な帯域は異なる。そのため、相互利用可能な領域は低域〜高域のどの領域でも任意に設定可能とする。
【００４６】
上述したように、観察上、重要な帯域は実際に計測されたデータを用い、その他の帯域は複数回の計測で間引き方を変えて相互利用可能とすることで、所望の画像情報を得つつ、間引き計測による復元性の低下を抑制することができる。また相互利用可能とすることで間引き率を増やすことが可能となり、撮像時間の更なる短縮を図ることができる。
【００４７】
図４の下段の画像２０９〜２１２及び図５の下段の画像２２１〜２２４は、繰り返し再構成処理により得た結果画像である。以下、図６を参照して、本発明に好適な繰り返し再構成処理について説明する。
【００４８】
図６は、複数の画像を繰り返し再構成する際に、前段の繰り返し再構成処理で得られた情報である再構成情報３０１、３０２、３０３、…を、後続する画像再構成処理時に利用し、これにより繰り返し再構成処理に要する時間を短縮する様子を示している。
【００４９】
図６の符号４０１〜４０４は、それぞれ１〜Ｎ番目までの計測データの相互利用可能なデータを合成した後のｋ空間を示す図である。図６の（１）１番目の再構成処理では、画像処理部８０は、合成後のｋ空間４０１を用いて繰り返し再構成処理を従来通り実施し、画像４０５を得る。その際に、再構成情報３０１を取得する。画像処理部８０はその再構成情報３０１に基づいて繰り返し時の傾向を解析し、次の再構成処理（２）に使用する。これにより２番目の再構成処理（２）における繰り返し回数を減らす。同様に、３番目の再構成処理（３）では、１番目と２番目の再構成情報３０１、３０２を解析・使用することで、繰り返し回数を減らしていく。画像４０１、４０２、４０３、４０４の下部に示す矢印は、各画像の再構成処理で繰り返し回数が削減されていく様子を表している。このように前段の再構成情報を利用して後続する再構成処理を実行することで、複数あるほぼ同等の画像種の再構成処理時間を短縮することが可能となる。
【００５０】
具体例として、特開２０１５−２０５０３７号公報に記載されている画像再構成法に基づく処理過程に対して、前段の再構成情報３０１、３０２、３０３、…を利用した場合の処理の流れを図７を参照して説明する。
【００５１】
図７に示すように、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０７までは、特開２０１５−２０５０３７号公報の図４に記載された処理手順と同様である。特開２０１５−２０５０３７号公報の図４には、疎な観測を行う観測パターンで観測されたｋ空間から画像を再構成する処理フローとして、Split Bregman法を利用したコスト最小化、逐次最適化処理と、画像補正処理による結果を推定更新処理に適用した処理系について記載されている。この中で、μはパラメータとしての正の定数であり、図７の処理フローのステップＳ２０９のように繰り返し処理中に、その値を変更してもよいとしている。以下、図７を参照して、本発明に好適な繰り返し再構成処理について説明する。
【００５２】
図７の処理フローにおいて、まずステップＳ２０１として、画像処理部８０は、ｕ0、ｕC0、ｕｗ0、ｂC0、ｂｗ0のすべての要素を０として初期化する。その後、ステップＳ２０２〜ステップＳ２１０を繰り返し実行する。
【００５３】
以下、ｋ＋１回目の繰り返しについて説明する。ステップＳ２０２において以下の式（１）が計算され、推定結果ｕk+1が算出される。
【００５４】
【数１】
2018064783.tif 000003
【００５５】
ここで、ｆkは直前（ｋ回目）の繰り返しにより更新されたｋ空間、Φはフーリエ変換及び計測パターンによる計測過程、ΦTはΦの逆変換を示す。ＩNはすべての要素が１であり、ｆkと同サイズの配列である。またｕCk、ｕｗk、ｂCk、ｂｗkは直前（ｋ回目）の繰り返しにおいて算出された変更成分である。またμはパラメータとしての正の定数である。
【００５６】
次に、ステップＳ２０３において、ｕCk+1、ｕｗk+1を式（２）及び（３）により算出する。
【００５７】
【数２】
2018064783.tif 000004
【００５８】
【数３】
2018064783.tif 000005
【００５９】
ここで、ΨｃT、ΨｗTはそれぞれCurvelet逆変換およびWavelet逆変換である。ここではCurvelet変換およびWavelet変換を利用しているが、これ以外にも、TV（Total Variation）、Ridgelet変換等を用いてもかまわない。また、これらを組み合わせて用いてもよい。
【００６０】
ＳC及びＳｗはSoft Shrinkageと呼ばれる処理を示す。ＳC及びＳｗはすべての要素についてそれぞれ式（４）、式（５）で示す処理を行う。λはパラメータとしての定数である。
【００６１】
【数４】
2018064783.tif 000006
【００６２】
【数５】
2018064783.tif 000007
【００６３】
次にステップＳ２０４において、ｂCk+1、ｂｗk+1が式（６）、（７）を用いて算出される。
【００６４】
【数６】
2018064783.tif 000008
【００６５】
【数７】
2018064783.tif 000009
【００６６】
ステップＳ２０５では、推定結果ｕk+1に対して、式（８）に示すように、計測パターンに基づく補正処理Ｇを行う。すなわち推定更新処理において、補正処理Ｇにより補正された結果を用いる。補正処理Ｇは、例えば１次元移動平均フィルタや１次元ガウシアンフィルタを用いた水平エッジ平滑化処理や、２次元のガウシアンフィルタを適用した平滑化処理等、観測パターンに基づいた補正処理を適用する。これにより、再構成される画像の画質を向上することが可能となる。
【００６７】
【数８】
2018064783.tif 000010
【００６８】
ステップＳ２０６は、ステップＳ２０５より補正された推定結果から、式（９）を用いてｆk+1を更新する処理である。
【００６９】
【数９】
2018064783.tif 000011
【００７０】
その後、ステップＳ２０７において終了判定を行う。終了判定に用いる基準はどのようなものでもよい。例えば、ｂCk+1、ｂWk+1の絶対値や平均値、直前の繰り返しからの差分値、ループ回数k等が考えられる。また、推定結果に対して新たな評価指標を用いて終了判定を行ってもよい。終了判定を満足しなければステップＳ２０８においてパラメータμの最適値を取得し、ステップＳ２０９においてμを変更する。そしてステップＳ２１０においてｋを更新し（ｋ＝ｋ＋１）、ステップＳ２０２に戻る。ステップＳ２０７の終了判定を満足すれば、ステップＳ２１１において処理過程のパラメータであるμ及び終了判定処理結果（例えば直前の繰り返しからの差分値やループ回数ｋ等）を記憶し、ステップＳ２１２において処理過程のパラメータμの最適化計算を実施する。すなわちパラメータμと終了判定処理結果の関係性を解析し、収束速度を速めるような値を求め、より収束性の高い処理過程のパラメータ値を記憶装置１８に記憶しておく。そして、ｕk+1を再構成画像として出力し、図７の処理を終了する。
【００７１】
後続する画像の再構成処理を行う際は、前段階で最適化された処理過程のパラメータ値を記憶装置１８から取得し、その情報を基に処理過程のパラメータμを変更することで、収束速度が速まり、処理時間が短縮される。
【００７２】
図８（ａ）に示すグラフ６０１は、処理過程パラメータ（μ）と繰り返し回数ｋとの関係を示すグラフである。また図８（ｂ）に示すグラフ６０２は、終了判定結果と繰り返し回数ｋとの関係を示すグラフである。グラフ６０１、６０２において、実線は前段階における繰り返し再構成の処理過程パラメータ、終了判定結果の情報を示している。また破線は、前段階の結果を解析し、最適化された処理過程パラメータ、それを適用した後続する画像の繰り返し再構成の結果を模擬している。グラフ６０１に示すように、前段階では、計算精度を得るために処理過程パラメータの遷移を線形にしているが、終了判定処理結果の変化から初期繰り返し時の処理過程パラメータの遷移を大きくしても精度が保てていることがわかるため、後続する画像では、処理過程パラメータを前半では大きく変化させ、後半では小さく変化させるよう処理過程パラメータを変更する。このように最適化された処理過程パラメータを次の再構成処理で用いることで、後続する画像では精度を落とさずに早く収束し、繰り返し回数ｋを減らすことができる。
【００７３】
図９は、図６のように前段階の再構成処理で得た情報（再構成情報３０１〜３０３…）を後段の再構成処理に利用する繰り返し再構成処理のフローチャートである。
【００７４】
まず操作者により、間引き計測と繰り返し再構成処理で画像を取得する「繰り返し再構成」モードが設定されると、ＭＲＩ装置１は１〜Ｎ番目の画像についてそれぞれ間引き計測を開始する（ステップＳ３０１）。中央処理装置（ＣＰＵ）８はそれぞれ異なる間引き計測パターンで計測されたデータを取得し、再構成処理を開始する（ステップＳ３０２）。１計測目の繰り返し再構成処理については通常通り実施する（ステップＳ３０３）。中央処理装置（ＣＰＵ）８は１計測目の繰り返し再構成処理において得た再構成情報（処理過程のパラメータ（例えば、μ）と終了判定処理結果（例えば直前の繰り返しからの差分値やループ回数ｋ等））を取得して（ステップＳ３０４）、１計測目の再構成処理を終了する（ステップＳ３０５）。
【００７５】
次に、中央処理装置（ＣＰＵ）８は２計測目以降の画像の再構成処理を開始する（ステップＳ３０６、ステップＳ３０７）。再構成処理開始後、中央処理装置（ＣＰＵ）８はそれ以前の再構成処理で得られた再構成情報を取得し（ステップＳ３０８）、その再構成情報を基に、繰り返し再構成処理時間を短縮させるようパラメータや終了判定回数等を設定して繰り返し再構成処理を実施し（ステップＳ３０９）、２番目の画像の再構成処理を終了させる（ステップＳ３１０）。３番目以降の画像についてもステップＳ３０７〜ステップＳ３１０と同様の処理を行う。Ｎ番目の画像まで再構成処理を実施すると、図９の処理を終了する。
【００７６】
次に、各計測におけるデータの間引き方（間引き計測パターン）及び相互利用可能なデータ領域の求め方について説明する。上述したように、相互利用可能データ設定部８３は、（１）初期画像参照型、（２）自己・相互参照型等の手法で、複数の計測で相互利用可能なデータ領域を求めることができる。
【００７７】
まず、（１）の「初期画像参照型」について図１０〜図１４を参照して説明する。図１０において、符号８０２は最初の計測（初期画像の計測）で得られるｋ空間のデータであり、符号８０３は、後続する計測で得られたデータである。符号８０４と符号８０５は、ｋ空間８０２と８０３のそれぞれの相互利用可能な領域を合成した結果である。
【００７８】
初期画像のデータ８０２の計測は、単独の繰り返し再構成で十分な復元性が得られる十分なデータを持つように実施する。「十分な復元性が得られる十分なデータを持つ」ために、経験的に得られた好適な計測パターンを設定してもよいし、位置決め画像を参照して初期画像の計測パターンを設定してもよい。位置決め画像を参照して計測パターンを設定する場合は、中央処理装置（ＣＰＵ）８は位置決め画像におけるScanMatrixを初期画像の撮像条件に合わせておき、その位置決め画像のデータを間引きながら再構成処理を行い、間引き率と分解能とＳＮＲの関係を探索しながら推奨されるパラメータを求め提示する。操作者はこのようにして得られた推奨パラメータを参考に初期画像の計測パターンを設定してもよいし、中央処理装置（ＣＰＵ）８による所定の条件判定により計測パターンを設定してもよい。
【００７９】
中央処理装置（ＣＰＵ）８は最初の計測で得た十分な計測データを用いて繰り返し再構成処理を行い、初期画像（図１１のｋ空間８１１、画像８１２）を得る。そして後処理により初期画像から特定の領域を間引いた画像（図１１のｋ空間８１１ａ〜８１１ｃ、画像８１２ａ〜８１２ｃ）を作成して初期画像と比較し、どの帯域を間引けば所望とする画像が得られるかという情報を取得する。その情報を基に、後続する計測の間引き計測パターンを決定していく。どの帯域を間引き、相互利用可能とするかは、操作者が画像８１２、８１２ａ〜８１２ｃを参照しながら手動で設定してもよいし、定量的判断により中央処理装置（ＣＰＵ）８が決定してもよい。
【００８０】
具体的には、例えば図１１に示すように、ｋ空間８１１の高域から数％ずつ０詰めし、０詰め前後の画像（例えば、初期画像８１１と画像８１１ａ、初期画像８１１と画像８１１ｂ等）で相関をとる。相関は、例えば正規化相互相関等が考えられるが、それに限定されるものではなくその他の手法でもよい。グラフ８１７、８１７ａ〜８１７ｃは、それぞれ画像８１２、８１２ａ〜８１２ｃの注目すべき領域の信号値の変化を示すグラフである。
【００８１】
中央処理装置（ＣＰＵ）８は、所定帯域までの０詰め前後の画像の相関の変化が分解能の低下とは異なる変化を示す領域までを相互利用可能なデータ領域とする。図１２のグラフ８１５は、ｋ空間削り率（高域→低域）に対するコントラスト変化の様子を示すグラフである。ｋ空間の高域から徐々に０詰め領域を増やしていくと、分解能の低下に加えて、図１２のグラフ８１５に示すようにある領域からコントラストに急激な変化が起きる。中央処理装置（ＣＰＵ）８は相互利用可能なデータ領域を、例えば、コントラスト変化が８０％以内となる領域（グラフ８１５の点５３よりも高域）とする。また、最低限計測が必要な領域を、コントラスト変化が急になる変曲点５４より低域とする。図１０及び図１１で示すと、図１０のｋ空間８０２〜８０５及び図１１のｋ空間８１１、８１１ａ〜８１１ｃの内側の円５１の内側が所望とする画像を得るために最低限計測が必要な領域であり、外側の円５２より外側の領域が相互利用可能な領域である。
【００８２】
また、画像種によって観察で重要な領域は異なるため、画像種に応じて相互利用可能な領域を決定するようにしてもよい。図１３は、頭部ＭＲＡ（磁気共鳴血管造影）における相互利用可能な領域を決定する方法について説明する図である。図１３において、画像９０１は頭部ＭＲＡの画像であり、グラフ９０２は画像９０１における血管と能実質等の構造の信号値を示している。また符号９０３はグラフ９０２に対するｋ空間を示している。ｋ空間９０３に示すように、頭部ＭＲＡでは、血管と能実質が混在しにくい領域が重要であるため、この領域は相互利用せず、それより外側の領域を相互利用可能な領域とする。この場合、０詰め領域を高域から低域に向かって徐々に増やしていくことで、ある領域から血管の信号値が下がり始める。その点が相互利用可能な限界値となる。
【００８３】
図１０の説明に戻る。図１０において、符号８０３は２番目以降の画像のｋ空間のデータである。中央処理装置（ＣＰＵ）８は、データ８０３の計測では、上述の最低限必要な領域（円５１の内側領域）を計測し、かつ相互利用可能な領域（円５２の外側領域）については最初の計測（データ８０２）で計測していない領域を計測するように間引き計測パターンを決定する。図１０において、データ８０３の淡色で示す領域がデータを計測する領域である。データ８０４とデータ８０５は、データ８０２とデータ８０３のそれぞれの相互利用可能な領域を合成した結果である。合成後のデータ８０４、８０５をそれぞれ繰り返し再構成する。異なる間引き計測パターンで計測されたデータの相互利用可能な領域をそれぞれ相互利用しているため、間引き率を大きくしても所望とする画像が得られるようになる。よってより少ない撮像時間で所望の画質を実現できる。
【００８４】
上述の「初期画像参照型」の手法で、データの間引き方（間引き計測パターン）や相互利用可能な領域を設定する場合の撮像処理の流れを、図１４を参照して説明する。
操作者により「繰り返し再構成」モードが設定され（ステップＳ４０１）、「初期画像参照型」が選択され（ステップＳ４０２）、１計測目の間引き計測パターンが設定されると（ステップＳ４０３）、中央処理装置（ＣＰＵ）８は１計測目の計測を実施する（ステップＳ４０４）。計測後、中央処理装置（ＣＰＵ）８はその計測データに基づき繰り返し再構成処理を実施し（ステップＳ４０５）、初期画像（基準画像）を取得する（ステップＳ４０６）。
【００８５】
次に中央処理装置（ＣＰＵ）８は、ステップＳ４０４で得た１計測目の計測データ（ｋ空間）を高域より０詰めして削っていき（ステップＳ４０７）、繰り返し再構成処理を実施して（ステップＳ４０８）、画像を取得する（ステップＳ４０９）。中央処理装置（ＣＰＵ）８は、ステップＳ４０６で得た基準画像（初期画像）とステップＳ４０９で得た画像とを比較し（ステップＳ４１０）、分解能やコントラスト変化等に基づいて画像を判定する（ステップＳ４１１）。このように中央処理装置（ＣＰＵ）８はｋ空間の０詰め領域を変化させながらステップＳ４０８〜ステップＳ４１１の処理を繰り返し、相互利用可能なデータ領域を決定する（ステップＳ４１２）。
【００８６】
続いてステップＳ４１３〜ステップＳ４１５の処理では、中央処理装置（ＣＰＵ）８は２計測目以降の間引き計測パターンを設定して計測を実施する（ステップＳ４１３〜ステップＳ４１５）。中央処理装置（ＣＰＵ）８は、１〜Ｎ番目の画像の相互利用可能なデータ領域を合成して（ステップＳ４１６、ステップＳ４１７）、繰り返し再構成処理を実施する（ステップＳ４１８、ステップＳ４１９）。繰り返し再構成処理では、上述の図７に示す処理と同様に、前段までの再構成情報（処理過程パラメータや終了判定処理結果等）を利用して再構成処理時間の短縮を図ることが望ましい。
【００８７】
この「初期画像参照型」の手法でデータの間引き方を決定する場合は、初期画像については十分な復元性を持つ十分な計測データによって再構成されているため、間引き方による精度が事前に分からなくても、ある程度の精度が保障されるというメリットがある。その反面、１計測目の撮像時間が長いことや、１計測目の解析後でないと２計測目以降が開始できないという問題がある。そのため、例えばDynamic計測等では適用が難しい。そこで、データの間引き方を求める別の手法として「自己・相互参照型」を用いてもよい。
【００８８】
以下、図１５〜図１８を参照して「自己・相互参照型」のデータの間引き方及びデータを相互利用可能な領域を求める手法について説明する。図１５において、符号８０７は１計測目のｋ空間、符号８０８は後続する計測のｋ空間である。中央処理装置（ＣＰＵ）８は、１計測目のデータ８０７と後続する計測のデータ８０８の間引き方（間引き計測パターン）を事前に決定し計測を実施する。間引き方の異なる２つの計測データ８０７、８０８を取得すると、中央処理装置（ＣＰＵ）８はまず始めに、計測データ８０７、８０８を合成する前のそれぞれの計測データ８０７、８０８から画像を再構成し、それらの差分情報（コントラスト比等）を取得する。なお、このときの画像再構成処理は、繰り返し再構成処理でもよいし普通の再構成処理でもよい。
【００８９】
次に、１計測目のデータ８０７と後続する計測のデータ８０８とを合成した２つのデータ８０９、８１０から合成した領域を低域から数％ずつ削っていき、繰り返し再構成処理を実施し、それらの画像の差分情報を取得する。中央処理装置（ＣＰＵ）８は合成前後の差分情報を比較し、所定の基準に収まった領域を相互利用可能なデータ領域とする。
【００９０】
３つ以上の計測データがある場合は、はじめに全ての隣り合う画像同士の差分情報を取得する。次に、全データ、または時間方向であればある範囲（計測時刻が所定時間以内）のデータを合成し、合成後の各データを低域から削っていき、繰り返し再構成処理を実施し、それらの画像の差分情報を取得する。最後に合成前後の差分情報を比較し、所定の基準に収まった領域を相互利用可能なデータ領域とする。図１５に示す合成後のデータ８０９とデータ８１０は、上述の処理によって差分情報が所定の基準に収まったものを示している。「自己・相互参照型」の手法で相互利用可能な領域を求める場合、Dynamic計測等に適用できるが、最初の間引き率設定による精度の問題と、再構成処理時間がかかるといった問題がある。
【００９１】
図１６は、「自己・相互参照型」の具体例を示す図である。図１６において、符号８１３は異なる間引き計測パターンで計測した複数のデータを合成した後のｋ空間であり、８１３ａ〜８１３ｃは、データ８１３を低域から徐々に数％ずつ削った状態を示している。また符号８１４は、ｋ空間のデータ８１３を再構成した画像であり左側は合成前の画像の差分画像であり、右側は合成後の差分画像である。符号８１４ａ〜８１４ｃも同様に、それぞれｋ空間のデータ８１３ａ〜８１３ｃを再構成した画像であり左側は合成前の差分画像であり、右側は合成後の差分画像である。
【００９２】
図１６に示すように、合成後は、低域が削られない場合は差分が小さく、合成前の差分画像との差が大きい。低域を削っていくことで、合成後の差分情報は合成前に近づきはじめ、ある領域まで急激な変化がみられる。図１７のグラフ８１６は、差分情報の合成前後比の変化の様子である。このグラフ８１６から、データが最低限必要な領域は、急激な変化が収まった点５５とする。また相互利用可能領域は合成前後の差が、例えば２０％未満になる領域（点５６より高域）のように、所定の基準に基づいて決定する。
【００９３】
図１５のｋ空間８０７〜８１０及び図１６のｋ空間８１３、８１３ａ〜８１３ｃの内側の円５８の内側を、所望とする画像を得るために最低限必要な領域とし、外側の円５７より外側の領域を相互利用可能な領域とする。
【００９４】
「自己・相互参照型」の手法で、データの間引き方や相互利用可能な領域を設定する場合の処理について、図１８を参照して説明する。
操作者により「繰り返し再構成モード」が設定され（ステップＳ５０１）、「自己・相互参照型」が選択されると（ステップＳ５０２）、中央処理装置（ＣＰＵ）８は１〜Ｎ番目までの各計測についてそれぞれ異なる間引き計測パターンを設定し（ステップＳ５０３、ステップＳ５０４）、設定された間引き計測パターンで１〜Ｎ番目の計測を実施する（ステップＳ５０５）。中央処理装置（ＣＰＵ）８は、各計測のデータを合成しない状態で画像を繰り返し再構成し、１〜Ｎ番目の計測についての画像を取得する（ステップＳ５０６〜ステップＳ５０７）。
【００９５】
次に、中央処理装置（ＣＰＵ）８は、全計測（１〜Ｎ番目の計測）で取得した各画像を合成し（ステップＳ５０８）、合成領域を低域から数%ずつ削っていき（ステップＳ５０９）、繰り返し再構成を実施する（ステップＳ５１０）。中央処理装置（ＣＰＵ）８は合成前後の画像群を比較（差分）し（ステップＳ５１１）、差分情報（コントラスト比等）を判定する（ステップＳ５１２）。ステップＳ５１２の判定の結果、差分値が所定の基準に収まらない場合は（ステップＳ５１２；Ｎｏ）、合成領域の低域の削り率を増やし、ステップＳ５０９〜ステップＳ５１２の処理を繰り返す。差分値が所定の基準に収まると（ステップＳ５１２；Ｙｅｓ）、処理を終了する。
【００９６】
なお、図１８の処理フローでは、画像判定のために繰り返し再構成処理を実施しているが、画像種によっては、画像判定時においては繰り返し再構成処理は実施せず普通の再構成処理とし、相互利用可能データ領域を決定した後に最終的な画像を取得する場合にのみ繰り返し再構成処理を実施してもよい。
【００９７】
図１９は本発明のＭＲＩ装置１に好適なＧＵＩ（Graphical User
Interface）である操作画面７０の一例を示す。操作画面７０は表示装置２０に表示される。図１９に示す操作画面７０は、患者情報表示領域７０１、撮像パラメータ設定入力領域７０２、７０３、撮像時間表示領域７０４、撮像コントロール領域７０５等が設けられる。
【００９８】
撮像パラメータ設定入力領域７０２は、操作者がマウス２１等を用いて画像上に表示されたパラメータ入力補助図形７０２ａ、７０２ｂを操作することにより、スライス断面の位置の移動や回転等の撮像パラメータの変更操作を行う領域である。また、撮像パラメータ設定入力領域７０３は、各種の撮像パラメータ７０３ａを数値入力したり、繰り返し再構成処理（Iterative Reconstruction）のＯＮ／ＯＦＦ設定、再構成処理モード（Iterative
Reconstruction Mode；Type A「初期画像参照型」、Type B「自己・相互参照型」等）の選択、間引きの割合（Reduce factor）の設定を受け付ける。操作画面７０では、パラメータ入力補助図形７０２ａ、７０２ｂとパラメータの数値入力等とを組み合わせて各種パラメータの設定・変更を可能とする。
【００９９】
ＭＲＩ装置１にて撮像条件の設定を行う際、中央処理装置（ＣＰＵ）８は、操作画面７０の撮像パラメータ設定入力領域７０３の繰り返し再構成処理制御パラメータ（図１９の「Iterative Reconstruction」欄７０３ｂのＯＮ／ＯＦＦ）で、繰り返し再構成処理を実施するかどうかの選択を受け付ける。複数画像を取得するアプリケーションで、かつ「Iterative Reconstruction」欄７０３ｂで「ＯＮ」にセットされた場合は、更に「Iterative Reconstruction Mode」欄７０３ｃを表示し、「初期画像参照型」（図１９の「Type A」）と「自己・相互参照型」が（図１９の「Type B」）のいずれかを選択可能とする。間引きの割合は、図１９の「Reduce factor」欄７０３ｄにて倍速数を設定できる。
【０１００】
撮像時間を短縮したい場合、操作者はまず「Iterative Reconstruction」欄７０３ｂを「ＯＮ」に設定する。次に、複数画像を取得するアプリケーションの場合は、撮像時間と撮像目的にあわせて「Iterative Reconstruction Mode」欄７０３ｃで「Type A」または「Type B」を選択する。「Type A（初期画像参照型）」では、精度よく相互利用可能領域を設定できるが、「Type B（自己・相互参照型）」と比較して撮像時間が長い。「Type B」では、「Type A」よりも撮像時間は短いが、初期にデータを過度に間引きすぎると、画質の劣化につながる。間引きの割合については撮像時間表示領域７０４（図１９の「Scan Time」欄）で撮像時間を確認しながら、「Reduce factor」欄７０３ｄの数値を設定する。その後、撮像コントロール領域７０５の「Start」ボタンが押下されると、中央処理装置（ＣＰＵ）８は設定されたパラメータに従って撮像を開始する。
【０１０１】
以上説明したように、本発明のＭＲＩ装置１は、複数の画像を用いて解析を行う手法において、撮像部１００により複数の画像の計測をそれぞれ異なる間引き計測パターンで実施し、複数の計測データを取得する。画像処理部８０は、繰り返し再構成処理により複数の計測データから各画像を再構成する。このとき、複数の計測データの相互利用可能なデータ領域については相互にデータを利用して、繰り返し再構成処理を実施する。画像処理部８０は、再構成された複数の画像を用いて、画像の解析処理を実施する。このように、異なる間引き方で撮像された複数の計測データを相互に利用することにより、高い間引き率を実現でき、画質を維持しながら撮像時間効率を向上させることが可能となる。
【０１０２】
以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る磁気共鳴イメージング装置等の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【０１０３】
１・・・・・・・・・ＭＲＩ装置（磁気共鳴イメージング装置）
２・・・・・・・・・静磁場発生系
３・・・・・・・・・傾斜磁場発生系
４・・・・・・・・・シーケンサ
５・・・・・・・・・送信系
６・・・・・・・・・受信系
７・・・・・・・・・信号処理系
８・・・・・・・・・中央処理装置（ＣＰＵ）
９・・・・・・・・・傾斜磁場コイル
１０・・・・・・・・傾斜磁場電源
１１・・・・・・・・高周波発振器
１２・・・・・・・・変調器
１３・・・・・・・・高周波増幅器
１４ａ・・・・・・・送信コイル（送信側高周波コイル）
１４ｂ・・・・・・・受信コイル（受信側高周波コイル）
１５・・・・・・・・信号増幅器
１６・・・・・・・・直交位相検波器
１７・・・・・・・・Ａ／Ｄ変換器
１８・・・・・・・・記憶装置
１９・・・・・・・・外部記憶装置
２０・・・・・・・・表示装置
２１・・・・・・・・ポインティングデバイス（トラックボール、マウス）
２２・・・・・・・・キーボード
２３・・・・・・・・操作部
３０・・・・・・・・被検体
８０・・・・・・・・画像処理部
８１・・・・・・・・間引き計測パターン設定部
８２・・・・・・・・計測データ取得部
８３・・・・・・・・相互利用可能データ設定部
８４・・・・・・・・再構成処理部
８５・・・・・・・・画像出力部
８６・・・・・・・・画像解析処理部
１００・・・・・・・撮像部
２０１〜２０４、２１３〜２１６・・・計測データ（ｋ空間）
２０５〜２０８、２１７〜２２０・・・相互利用可能データを合成した計測データ
２０９〜２１２、２２１〜２２４・・・計測データ２０５〜２０８、２１７〜２２０を再構成した画像
３０１〜３０３・・・再構成情報
４０１〜４０４・・・合成後計測データ
４０５〜４０８・・・合成後計測データ４０１〜４０４を再構成した画像
６０１・・・・・・・処理過程パラメータの変化を示すグラフ
６０２・・・・・・・終了判定処理結果の変化を示すグラフ
７０・・・・・・・・操作画面
８０２・・・・・・・１番目の計測の計測データ
８０３・・・・・・・２番目以降の計測データ
８０４、８０５・・・相互利用可能なデータ領域を合成した計測データ
５１、５８・・・・・必要最小限のデータ領域
５２、５７・・・・・相互利用可能なデータ領域の限界値
８０７・・・・・・・１番目の計測の計測データ
８０８・・・・・・・２番目以降の計測データ
８０９、８１０・・・相互利用可能なデータ領域を合成した計測データ
８１１・・・・・・・計測データ
８１１ａ〜８１１ｃ・・・計測データ８１１の所定帯域を０詰めした計測データ
８１２、８１２ａ〜８１２ｃ・・・計測データ８１１、８１１ａ〜８１１ｂの再構成画像
８１３・・・・・・・合成後計測データ
８１３ａ〜８１３ｃ・・・低域から所定帯域を削った計測データ
８１４、８１４ａ〜８１４ｃ・・・合成前差分画像（左側）と合成後差分画像（右側）
８１５・・・・・・・ｋ空間の削り率とコントラスト変化との関係を示すグラフ
８１６・・・・・・・差分情報の合成前後での比の変化を示すグラフ
８１７、８１７ａ〜８１７ｃ・・・信号値の変化を示すグラフ
９０１・・・・・・・画像（頭部ＭＲＡ）
９０２・・・・・・・画像９０１の血管及び能実質の信号値を示すグラフ
９０３・・・・・・・グラフ９０２に対応するｋ空間のグラフ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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