(57)【要約】  本発明はイメージングゾーン３０８から磁気共鳴データ３４２を収集するための磁気共鳴イメージングシステム３００，４００を提供する。磁気共鳴イメージングシステムは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３３０を有する。命令の実行はプロセッサに、磁気共鳴イメージングシステムを制御するためにＤｉｘｏｎパルスシーケンス３４０を用いて磁気共鳴データを収集させ１００，２００、収集された磁気共鳴データから水画像３４６，５０４，１４２４及び脂肪画像３４４，５０６，１４２２を再構成させ１０２，２０２、水画像は複素数値ボクセルの第一のセットを有し、脂肪画像は複素数値ボクセルの第二のセットを有し、実数値ボクセルの第一のセットを有する修正画像３４８，９０２，１４４０，１５０２，１６０２，１７００，１７０２，１７０４，１７０６，１７０８を計算させ１０４，２０４、実数値ボクセルのセットは次の通り計算される：各ボクセルについて、その実数値が、複素数値ボクセルの第一のセットの対応ボクセルにおける複素数値の絶対値のｎ乗と、複素数値ボクセルの第二のセットの対応ボクセルにおける複素数値の絶対値のｎ乗との加重和のｎ乗根をとることによって計算され、ｎ＞１。
2016532510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イメージングゾーンから磁気共鳴データを収集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を制御するためのプロセッサと、
前記プロセッサによる実行のためのマシン実行可能命令と、Ｄｉｘｏｎ磁気共鳴イメージング法を実行するためのパルスシーケンスの仕様とを含むメモリとを有し、前記命令の実行が前記プロセッサに、
前記磁気共鳴イメージングシステムを制御するためにＤｉｘｏｎパルスシーケンスを用いて前記磁気共鳴データを収集させ、
収集された前記磁気共鳴データから水画像と脂肪画像を再構成させ、前記水画像は複素数値ボクセルの第一のセットを有し、前記脂肪画像は複素数値ボクセルの第二のセットを有し、
実数値ボクセルの第一のセットを有する修正画像を計算させ、当該実数値ボクセルのセットは、
各ボクセルについて、その実数値が、前記複素数値ボクセルの第一のセットの対応ボクセルにおける複素数値の絶対値のｎ乗と、前記複素数値ボクセルの第二のセットの対応ボクセルにおける複素数値の絶対値のｎ乗との加重和のｎ乗根をとることによって計算され、ｎ＞１である
ように計算される、
磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項２】
前記命令の実行が前記プロセッサに、
前記水画像と前記脂肪画像とから構成されるＤｉｘｏｎ同相画像若しくはＤｉｘｏｎ異相画像である、基準画像を計算させ、
前記基準画像と前記修正画像を相互から減算することによってゴースト画像を計算させ、
前記ゴースト画像を閾値化することによってゴーストボクセルのセットを識別させ、
モーションに起因するゴーストアーチファクトを位置決めするために前記ゴーストボクセルのセットを用いて補正画像を計算させる、
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】
前記命令の実行がさらに前記プロセッサに、前記水画像、前記脂肪画像、前記修正画像、及び前記基準画像の再計算後に、前記ゴーストボクセルのセットにおけるゴーストボクセルの数を最小化するように前記磁気共鳴データからｋ空間ラインを反復的に修正することによって、少なくとも部分的に前記補正画像を計算させる、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】
前記命令の実行がさらに前記プロセッサに、
前記ゴーストボクセルの各々の周囲既定距離のボクセルを平均化することによって前記補正画像におけるゴーストボクセルの各々を置換すること、
前記ゴーストボクセルの領域を識別し、前記ゴーストボクセルの領域を境界するボクセルを平均化することによって、前記補正画像におけるゴーストボクセルのセットの各々を置換すること、
前記補正画像におけるゴーストボクセルのセットの各々に既定補正係数を乗じること、
並びにそれらの組み合わせ
のうちいずれか一つを実行することによって少なくとも部分的に前記補正画像を計算させる、請求項２又は３に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項５】
前記補正画像が、補正水画像、補正脂肪画像、補正Ｄｉｘｏｎ同相画像、及び／又は補正Ｄｉｘｏｎ異相画像のうちいずれか一つである、請求項２、３又は４に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項６】
前記命令の実行がさらに前記プロセッサに、
前記脂肪画像と前記水画像を用いて前記補正画像における水脂肪遷移領域を識別させ、
前記ゴーストボクセルのセットから前記水脂肪遷移領域内のゴーストボクセルを除去させる、
請求項２から５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７】
前記命令の実行がさらに前記プロセッサに、前記修正画像を計算する前に前記脂肪画像へ水脂肪シフト補正を適用させる、請求項１から６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８】
前記命令の実行がさらに前記プロセッサに、前記複素数値ボクセルの第一のセットのｎ乗に前記複素数値ボクセルの第二のセットの絶対値のｎ乗を加算する前に、前記複素数値ボクセルの第二のセットの絶対値のｎ乗に脂肪重み付け定数を乗じさせ、前記脂肪重み付け定数が好適には０．０１及び０．９９の間であり、前記脂肪重み付け定数がより好適には０．０５及び０．１５の間であり、ｎが１以上の整数である、請求項１から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】
前記命令の実行がさらに前記プロセッサに、前記複素数値ボクセルの第二のセットの絶対値のｎ乗を前記複素数値ボクセルの第一のセットの絶対値のｎ乗に加算する前に、前記複素数値ボクセルの第一のセットの絶対値のｎ乗に水重み付け定数を乗じさせ、前記水重み付け定数が好適には０．０１及び０．９９の間であり、前記水重み付け定数がより好適には０．０５及び０．１５の間であり、ｎが１より大きい整数である、請求項１から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】
前記修正画像がＭｉ＝（ｗｗ｜Ｗｉ｜ｎ＋ｗｆ｜Ｆｉ｜ｎ）１／ｎに代数的同値である式を用いて計算され、Ｍｉが修正画像のｉ番目ボクセルであり、Ｗｉが水画像のｉ番目ボクセルであり、Ｆｉが脂肪画像のｉ番目ボクセルであり、ｗｗが水重み付け定数であり、ｗｆが脂肪重み付け定数である、請求項１から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１１】
比ｗｆ／ｗｗが正である、請求項１０に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項１２】
比ｗｆ／ｗｗが負である、請求項１０に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項１３】
ｎが１より大きい又は１より小さい、請求項１から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の作動法であって、前記磁気共鳴イメージングシステムがイメージングゾーンから磁気共鳴データを収集するために動作可能であり、当該方法は、
前記磁気共鳴イメージングシステムを制御するためにＤｉｘｏｎパルスシーケンスを用いて前記磁気共鳴データを収集するステップと、
収集された前記磁気共鳴データから水画像と脂肪画像を再構成するステップであって、前記水画像は複素数値ボクセルの第一のセットを有し、前記脂肪画像は複素数値ボクセルの第二のセットを有する、ステップと、
実数値ボクセルの第一のセットを有する修正画像を計算するステップであって、当該実数値ボクセルのセットが、
各ボクセルについて、その実数値が、前記複素数値ボクセルの第一のセットの対応ボクセルにおける複素数値の絶対値のｎ乗と、前記複素数値ボクセルの第二のセットの対応ボクセルにおける複素数値の絶対値のｎ乗との加重和のｎ乗根をとることによって計算され、ｎ＞１である
ように計算される、ステップと
を有する、方法。
【請求項１５】
イメージングゾーンから磁気共鳴データを収集するための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有するコンピュータプログラム製品であって、前記命令の実行が前記プロセッサに、
前記磁気共鳴イメージングシステムを制御するためにＤｉｘｏｎパルスシーケンスを用いて前記磁気共鳴データを収集させ、
収集された前記磁気共鳴データから水画像と脂肪画像を再構成させ、前記水画像は複素数値ボクセルの第一のセットを有し、前記脂肪画像は複素数値ボクセルの第二のセットを有し、
実数値ボクセルの第一のセットを有する修正画像を計算させ、当該実数値ボクセルのセットが、
各ボクセルについて、その実数値が、前記複素数値ボクセルの第一のセットの対応ボクセルにおける複素数値の絶対値のｎ乗と、前記複素数値ボクセルの第二のセットの対応ボクセルにおける複素数値の絶対値のｎ乗との加重和のｎ乗根をとることによって計算され、ｎ＞１である
ように計算される、
コンピュータプログラム製品。
【請求項１６】
イメージングゾーンから磁気共鳴データを収集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を制御するためのプロセッサと、
前記プロセッサによる実行のためのマシン実行可能命令とＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージング法を実行するためのパルスシーケンスの仕様とを含むメモリとを有し、前記命令の実行が前記プロセッサに、
前記磁気共鳴イメージングシステムを制御するためにＤｉｘｏｎパルスシーケンスを用いて前記磁気共鳴データを収集させ、
収集された前記磁気共鳴データから水画像と脂肪画像を再構成させ、前記水画像は複素数値ボクセルの第一のセットを有し、前記脂肪画像は複素数値ボクセルの第二のセットを有し、
ボクセルの第三のセットを有する修正画像を計算させ、
前記プロセッサが、関数の値を計算し、前記関数の逆を計算するようにプログラムされ、前記ボクセルの第三のセットが、前記複素数値ボクセルの第一のセットに適用される関数と、前記複素数値ボクセルの第二のセットに適用される関数の和に、前記関数の逆を適用することによって計算され、前記関数は前記関数の逆を計算するように可逆であり、ゼロに適用される前記関数はゼロの値を持ち、前記関数の二次導関数は前記複素数値ボクセルの第一のセットと前記複素数値ボクセルの第二のセットについて正である、
磁気共鳴イメージングシステム。
【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のＤｉｘｏｎ法に、特に磁気共鳴画像におけるゴーストの削減に関する。
【背景技術】
【０００２】
患者の体内の画像を生成するための手順の一部として、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）スキャナによって大きな静磁場が使用される。この大きな静磁場はＢ０場とよばれる。
【０００３】
ＭＲＩスキャン中、送信コイルによって生成される高周波（ＲＦ）パルスが局所磁場へ摂動を生じ、核スピンによって発せられるＲＦ信号が受信コイルによって検出される。これらのＲＦ信号がＭＲＩ画像を構成するために使用される。これらのコイルはアンテナともよばれ得る。さらに、送信及び受信コイルは両機能を実行する単一送受信コイルに統合されることもできる。送受信コイルという語の使用は個別の送信コイルと受信コイルが使用されるシステムもあらわすことが理解される。送信されるＲＦ場はＢ１場とよばれる。
【０００４】
ＭＲＩスキャナはスライス若しくはボリュームのいずれかの画像を構成することができる。スライスは一ボクセルのみの厚さの薄いボリュームである。ボクセルはＭＲＩ信号が平均化される小ボリュームであり、ＭＲＩ画像の分解能をあらわす。ボクセルは本明細書ではピクセルともよばれ得る。
【０００５】
磁気共鳴イメージングのＤｉｘｏｎ法は個別の水及び脂質（脂肪）画像を生成するための技術のファミリを含む。限定されないが、２点Ｄｉｘｏｎ法、３点Ｄｉｘｏｎ法、４点Ｄｉｘｏｎ法、６点Ｄｉｘｏｎ法など、様々なＤｉｘｏｎ法が本明細書でＤｉｘｏｎ法又は技術と総称される。Ｄｉｘｏｎ法をあらわす専門用語は周知であり、多くの総説の主題になっており、磁気共鳴イメージングについての標準テキストに存在する。例えば２００４年Ｅｌｓｅｖｉｅｒ  Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ発行のＢｅｒｎｓｔｅｉｎらによる"Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  ＭＲＩ  Ｐｕｌｓｅ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ"は８５７〜８８７頁に一部のＤｉｘｏｎ法のレビューを含む。
【０００６】
Ｈｕａｎｇらの学術論文"Ｄａｔａ  Ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ  Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ（ＣＯＣＯＡ）ｆｏｒ  Ｍｏｔｉｏｎ  Ｇｈｏｓｔ  Ａｒｔｉｆａｃｔｓ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ"，Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  ｉｎ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ  ６４：１５７‐１６６（２０１０）は多重要素収集法を用いて収集されたｋ空間データについてモーションによって破損されたｋ空間を補正する方法を記載する。
【０００７】
Ｆｕｌｌｅｒらの学術論文"Ｉｔｅｒａｔｉｖｅ  Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｗａｔｅｒ  ａｎｄ  Ｆａｔ  ｗｉｔｈ  Ｅｃｈｏ  Ａｓｙｍｍｅｔｒｙ  ａｎｄ  Ｌｅａｓｔ‐Ｓｑｕａｒｅｓ  Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ（ＩＤＥＡＬ）Ｆａｓｔ  Ｓｐｉｎ‐Ｅｃｈｏ  Ｉｍａｇｉｎｇ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ａｎｋｌｅ：Ｉｎｉｔｉａｌ  Ｃｌｉｎｉｃａｌ  Ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ"は高速スピンエコーイメージングと組み合わせて水及び脂肪信号を分解する反復法を開示する。
【０００８】
ＩＳＭＲＭ‐２００４（ｐ．２６８６）の要約は変位アーチファクトの補正後の水及び脂肪画像の再結合が解剖学的基準のために有益になり得ることを述べている。
【０００９】
米国特許出願ＵＳ２００７／０２８５０９４は様々な再結合において水及び脂肪画像を再結合することが特定の診断的考察のために役立ち得ることを述べている。再結合された'同相（ｉｎ‐ｐｈａｓｅ）'画像は水及び脂肪画像の絶対値の和として計算され得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は磁気共鳴イメージングシステム、磁気共鳴イメージングシステムの作動法、及びコンピュータプログラム製品を独立請求項において提供する。実施形態は従属請求項に与えられる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
当業者によって理解される通り、本発明の態様は装置、方法若しくはコンピュータプログラム製品として具体化され得る。従って、本発明の態様は完全にハードウェアの実施形態、完全にソフトウェアの実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む）、又はソフトウェアとハードウェアの態様を組み合わせる実施形態の形をとり得、これらは全て一般に本明細書において"回路"、"モジュール"若しくは"システム"とよばれ得る。さらに、本発明の態様はコンピュータ実行可能コードがその上に具体化された一つ以上のコンピュータ可読媒体において具体化されるコンピュータプログラム製品の形をとり得る。
【００１２】
一つ以上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得る。コンピュータ可読媒体はコンピュータ可読信号媒体若しくはコンピュータ可読記憶媒体であり得る。本明細書で使用される'コンピュータ可読記憶媒体'とは、計算装置のプロセッサによって実行可能な命令を格納し得る任意の有形記憶媒体を包含する。コンピュータ可読記憶媒体はコンピュータ可読非一時的記憶媒体とよばれ得る。コンピュータ可読記憶媒体は有形コンピュータ可読媒体ともよばれ得る。一部の実施形態において、コンピュータ可読記憶媒体は計算装置のプロセッサによってアクセスされることができるデータを格納することも可能であり得る。コンピュータ可読記憶媒体の実施例は、限定されないが、フロッピーディスク、磁気ハードディスクドライブ、ソリッドステートハードディスク、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）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、光学ディスク、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。光学ディスクの実施例はコンパクトディスク（ＣＤ）及びデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、例えばＣＤ‐ＲＯＭ、ＣＤ‐ＲＷ、ＣＤ‐Ｒ、ＤＶＤ‐ＲＯＭ、ＤＶＤ‐ＲＷ又はＤＶＤ‐Ｒディスクを含む。コンピュータ可読記憶媒体という語はネットワーク若しく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できる様々なタイプの記録媒体もあらわす。例えばデータがモデムを介して、インターネットを介して、又はローカルエリアネットワークを介して読み出され得る。コンピュータ可読媒体上に具体化されるコンピュータ実行可能コードは、限定されないが無線、有線、光ファイバケーブル、ＲＦなどを含む任意の適切な媒体、又は前述の任意の適切な組み合わせを用いて送信され得る。
【００１３】
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若しくは搬送波の一部として、コンピュータ実行可能コードがその中に具体化される伝搬データ信号を含み得る。このような伝搬信号は、限定されないが、電磁、光学、又はそれらの任意の適切な組み合わせを含む、様々な形のいずれをもとり得る。コンピュータ可読信号媒体はコンピュータ可読記憶媒体ではない、並びに命令実行システム、装置若しくはデバイスによって又はそれらと関連して使用するためのプログラムを通信、伝搬、若しくは輸送することができる、任意のコンピュータ可読媒体であり得る。
【００１４】
'コンピュータメモリ'若しくは'メモリ'はコンピュータ可読記憶媒体の一実施例である。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'若しくは'ストレージ'はコンピュータ可読記憶媒体のさらなる実施例である。コンピュータストレージは任意の不揮発性コンピュータ可読記憶媒体である。一部の実施形態においてコンピュータストレージはコンピュータメモリでもあり、又はその逆もまた同様であり得る。
【００１５】
本明細書で使用される'プロセッサ'とは、プログラム若しくはマシン実行可能命令若しくはコンピュータ実行可能コードを実行することができる電子部品を包含する。"プロセッサ"を有する計算装置への参照は一つより多くのプロセッサ若しくはプロセシングコアを含む可能性がある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り得る。プロセッサは単一コンピュータシステム内の、又はマルチコンピュータシステム間に分散されるプロセッサの集合もあらわし得る。計算装置という語は各々が一つ若しくは複数のプロセッサを有する計算装置の集合若しくはネットワークをあらわす可能性があるとも解釈されるべきである。コンピュータ実行可能コードは同じ計算装置内にあり得るか又はマルチ計算装置にわたって分散されてもよいマルチプロセッサによって実行され得る。
【００１６】
コンピュータ実行可能コードはプロセッサに本発明の一態様を実行させるマシン実行可能命令若しくはプログラムを有し得る。本発明の態様のための動作を実行するためのコンピュータ実行可能コードは、Ｊａｖａ、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、Ｃ＋＋若しくは同様のものなど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若しくは同様のプログラミング言語などの従来の手続型プログラミング言語を含む一つ以上のプログラミング言語の任意の組み合わせで書かれ、マシン実行可能命令にコンパイルされ得る。場合によってはコンピュータ実行可能コードは高級言語の形又はプリコンパイル済の形であり得、オンザフライでマシン実行可能命令を生成するインタープリタと併用され得る。
【００１７】
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、一部ユーザのコンピュータ上で、スタンドアロンソフトウェアパッケージとして、一部ユーザのコンピュータ上でかつ一部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し得る。後者のシナリオにおいて、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）若しくはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意のタイプのネットワークを通じてユーザのコンピュータに接続され得るか、又は接続は（例えばインターネットサービスプロバイダを用いてインターネットを通じて）外部コンピュータへなされ得る。
【００１８】
本発明の態様は本発明の実施形態にかかる方法、装置（システム）及びコンピュータプログラム製品のフローチャート図及び／又はブロック図を参照して記載される。フローチャート、説明図、及び／又はブロック図のブロックの各ブロック又は部分は、適用可能であるときコンピュータ実行可能コードの形で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る。相互排他的でないとき、異なるフローチャート、説明図、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され得ることがさらに理解される。これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ若しく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／又はブロック図の一つ若しくは複数のブロックに規定される機能／動作を実施するための手段を作り出すように、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、若しくはマシンを製造する他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサに提供され得る。
【００１９】
これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ可読媒体に格納される命令が、フローチャート及び／又はブロック図の一つ若しくは複数のブロックに規定される機能／動作を実施する命令を含む製品を生成するように、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を特定の方法で機能するように指示することができるコンピュータ可読媒体にも格納され得る。
【００２０】
コンピュータプログラム命令は、コンピュータ若しく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／又はブロック図の一つ若しくは複数のブロックに規定される機能／動作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をコンピュータ、他のプログラム可能装置若しくは他のデバイス上で実行させてコンピュータ実施プロセスを生成するために、コンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置、若しくは他のデバイス上にロードされてもよい。
【００２１】
本明細書で使用される'ユーザインターフェース'とはユーザ若しくはオペレータがコンピュータ若しくはコンピュータシステムと相互作用することを可能にするインターフェースである。'ユーザインターフェース'は'ヒューマンインターフェースデバイス'ともよばれ得る。ユーザインターフェースはオペレータへ情報若しくはデータを提供し、及び／又はオペレータから情報若しくはデータを受信し得る。ユーザインター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、コンピュータからユーザへ出力を提供し得る。言い換えれば、ユーザインターフェースはオペレータがコンピュータを制御若しくは操作することを可能にし、インターフェースはオペレータの制御若しくは操作の効果をコンピュータが示すことを可能にし得る。ディスプレイ若しくはグラフィカルユーザインターフェース上のデータ若しくは情報の表示はオペレータへの情報提供の一実施例である。キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッド、ポインティングスティック、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、ウェブカム、ヘッドセット、ギアスティック、ステアリングホイール、ペダル、有線グローブ、ダンスパッド、リモートコントロール、及び加速度計を通じたデータの受信はオペレータから情報若しくはデータの受信を可能にするユーザインターフェースコンポーネントの全実施例である。
【００２２】
本明細書で使用される'ハードウェアインターフェース'はコンピュータシステムのプロセッサが外部計算装置及び／又は機器と相互作用する及び／又は制御することを可能にするインターフェースを包含する。ハードウェアインターフェースはプロセッサが外部計算装置及び／又は機器へ制御信号若しくは命令を送信することを可能にし得る。ハードウェアインターフェースはプロセッサが外部計算装置及び／又は機器とデータを交換することも可能にし得る。ハードウェアインターフェースの実施例は、限定されないが、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、ＩＥＥＥ‐４８８ポート、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ接続、無線ローカルエリアネットワーク接続、ＴＣＰ／ＩＰ接続、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ接続、制御電圧インターフェース、ＭＩＤＩインターフェース、アナログ入力インターフェース、及びデジタル入力インターフェースを含む。
【００２３】
本明細書で使用される'ディスプレイ'若しくは'表示装置'は、画像若しくはデータを表示するために適した出力装置若しくはユーザインターフェースを包含する。ディスプレイは視覚、聴覚、及び／又は触覚データを出力し得る。ディスプレイの実施例は、限定されないが、コンピュータモニタ、テレビ画面、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、ブラウン管（ＣＲＴ）、蓄積管、双安定ディスプレイ、電子ペーパー、ベクトルディスプレイ、フラット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。
【００２４】
磁気共鳴（ＭＲ）データは本明細書において、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記録される原子スピンによって発せられる高周波信号の測定であると定義される。磁気共鳴データは医用画像データの一実施例である。磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）画像は本明細書において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二次元若しくは三次元視覚化であると定義される。この視覚化はコンピュータを用いて実行され得る。
【００２５】
一態様において本発明はイメージングゾーンから磁気共鳴データを収集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有する。磁気共鳴イメージングシステムはメモリをさらに有する。メモリは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。メモリはＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージング法を実行するためのパルスシーケンスの仕様をさらに含む。本明細書で使用されるパルスシーケンスは、磁気共鳴データを収集するように磁気共鳴イメージングシステムの動作を制御するコマンドへ変換されることができるコマンド若しくは命令のセットを包含する。適用される特定のイメージング法はパルスシーケンスによって決定される。
【００２６】
パルスシーケンスの仕様は、Ｄｉｘｏｎ法を実行するためのコマンド、又はＤｉｘｏｎ法を実行するように磁気共鳴イメージングシステムを制御するための具体的命令へと変換され得るコマンドをあらわす。磁気共鳴イメージングにおいて脂質信号を抑制するためのＤｉｘｏｎ法は周知であり、磁気共鳴イメージングについてのテキストにおけるチャプター及び複数の総説のトピックである。例えばＢｅｒｎｓｔｅｉｎらによるＨａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  ＭＲＩ  Ｐｕｌｓｅ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅｓの８５７‐８７７頁はＤｉｘｏｎ法を概説する。水画像、脂肪画像、同相及び異相（ｏｕｔ‐ｏｆ‐ｐｈａｓｅ）画像をあらわす専門用語はＨａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  ＭＲＩ  Ｐｕｌｓｅ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅｓで論じられる専門用語を使用する。
【００２７】
命令の実行はプロセッサに磁気共鳴イメージングシステムを制御するためにＤｉｘｏｎパルスシーケンスを用いて磁気共鳴データを収集させる。本明細書で使用されるＤｉｘｏｎパルスシーケンスという語の使用は様々なＤｉｘｏｎ法を包含する。例えばＤｉｘｏｎパルスシーケンスは２点、３点、４点若しくは他のＤｉｘｏｎ法を実行するために適用可能であり得る。次に、命令の実行はさらにプロセッサに収集された磁気共鳴データから水画像と脂肪画像を再構成させる。水画像は複素数値ボクセルの第一のセットを有する。脂肪画像は複素数値ボクセルの第二のセットを有する。命令の実行はさらにプロセッサに実数値ボクセルの第一のセットを有する修正画像を計算させる。実数値ボクセルのセットは複素数値ボクセルの第一のセットの絶対値のｎ乗と複素数値ボクセルの第二のセットの絶対値のｎ乗の加重和のｎ乗根をとることによって計算される。言い換えれば、各ボクセルについて、複素数値ボクセルの第一のセットの対応ボクセルにおける複素数値の絶対値のｎ乗と、複素数値ボクセルの第二のセットの対応ボクセルにおける複素数値の絶対値のｎ乗の加重和のｎ乗根をとることによって、その実数値が計算され、ｎ＞１である。本明細書で使用される複素数値の絶対値は複素数値をあらわすベクトルの長さの正の値を見つけることを包含する。複素数値は例えば極形式であらわされ得る。絶対値はベクトルの長さであり得る。複素数値が実数及び虚数成分であらわされる場合、絶対値は複素数値かけるその共役の平方根をとったものになり得る。
【００２８】
この実施形態は脂肪若しくは水画像のみに存在するノイズ若しくはアーチファクトがあまり見えなくなり得るという利点を持ち得る。従って医師若しくは他の医療専門家にとって修正画像を解釈することが容易になり得る。本明細書で使用される加重和は複素数値ボクセルの第一のセットの絶対値及び／又は複素数値ボクセルの第二のセットの絶対値のいずれかを、それらを加算する前に定数倍することを包含する。つまり最初に複素数値ボクセルの第一のセットの絶対値のｎ乗を見つけるとき、次に複素数値ボクセルの第二のセットの絶対値のｎ乗を計算し、次にそれらを重み付けするために同じ若しくは異なる定数をこれらの一方若しくは両方に乗じ得る。ｎは本明細書で"Ｎ"ともあらわされ得る。
【００２９】
一部の実施形態では項の両方が正に重み付けされ、Ｄｉｘｏｎ法に典型的な同相画像と同様になり得る画像を持つことになり得る。他の場合は項の一方が正に、一方が負に重み付けされ、そして画像はＤｉｘｏｎ法に典型的な異相画像と同様になり得る。この修正画像が計算される方法を論じるとき、これは各特定ボクセルに対して個別に実行されることが理解される。つまり修正画像におけるボクセルに対応する脂肪画像におけるボクセルに対応する水画像におけるボクセルがある。
【００３０】
別の実施形態において命令の実行はさらにプロセッサに修正画像を計算する前に脂肪画像へ水‐脂肪シフト補正を適用させる。これは例えば周波数帯域幅によって及び／又は水画像データセットに対する脂肪画像のレジストレーションによって定義される読み出し方向における予想ボクセルシフトを補正する水‐脂肪シフト補正を脂肪画像データセットへ適用することを有し得る。
【００３１】
別の実施形態において命令の実行はさらにプロセッサに脂肪画像と水画像を再構成する前に磁気共鳴データへＢ０補正を適用させる。本明細書で使用されるＢ０補正はＢ０場ともよばれる主磁場の不均一性を考慮する磁気共鳴データへの補正である。
【００３２】
別の実施形態において命令の実行はさらにプロセッサに、複素数値ボクセルの第一のセットのｎ乗に複素数値ボクセルの第二のセットの絶対値のｎ乗を加える前に複素数値ボクセルの第二のセットの絶対値のｎ乗に脂肪重み付け定数を乗じさせ、脂肪重み付け定数は好適には０．０１及び０．９９の間である。代替的に、脂肪重み付け定数は好適には０．０１及び０．９の間である。代替的に、脂肪重み付け定数は好適には０．０５及び０．１５の間である。ｎは１以上の整数である。この実施形態は、１より小さい脂肪重み付け定数の使用が修正画像におけるゴーストの可視性を低減し得るので、一部の状況において有利であり得る。
【００３３】
別の実施形態において命令の実行はさらにプロセッサに、複素数値ボクセルの第二のセットの絶対値のｎ乗を複素数値ボクセルの第一のセットの絶対値のｎ乗に加える前に複素数値ボクセルの第一のセットの絶対値のｎ乗に水重み付け定数を乗じさせる。水重み付け定数は好適には０．０１及び０．９９の間である。代替的に、水重み付け定数は０．０１及び０．９の間であり得る。水重み付け定数は代替的に０．０５及び０．１５の間であり得る。ｎは１以上の整数である。この実施形態は、対象のモーションに起因するゴーストの可視性が一部の場合において低減され得るという利点を持ち得る。
【００３４】
別の実施形態において命令の実行はさらにプロセッサに基準画像を計算させる。基準画像は水及び脂肪ボクセルの重み付けを伴う若しくは伴わない複素加算及び／又は減算を用いて水画像と脂肪画像から構成されるＤｉｘｏｎ同相画像若しくはＤｉｘｏｎ異相画像である。命令の実行はさらにプロセッサに、基準画像と修正画像を相互から減算することによってゴースト画像を計算させる。一部の実施例において、基準及び修正画像の両方における水及び脂肪ボクセルの重み付け係数は同一であり得る。
【００３５】
修正画像は第一項と第二項の間で重み付けがどのように構成されるかに依存して同相画像若しくは異相画像に類似し得る。ゴースト画像を計算するとき基準画像がＤｉｘｏｎ同相画像である場合、修正画像は同相画像に類似するはずである。基準画像がＤｉｘｏｎ異相画像に類似する場合、修正画像は異相画像に類似するはずである。つまり第一及び第二の項は反対の値を持ち、一方が正で一方が負であるように重み付けされるはずである。命令の実行はさらにプロセッサに、ゴースト画像を閾値化することによってゴーストボクセルのセットを識別させる。例えば所定値を超える大きさを持つボクセルがゴーストボクセルとよばれ得る。ゴーストボクセルの識別のために、修正画像はｎ≧１の範囲で本発明の冪パラメータｎで計算される。
【００３６】
命令の実行はさらにプロセッサにモーションに起因するゴーストアーチファクトを位置決めするためにゴーストボクセルのセットを用いて補正画像を計算させる。この実施形態は、基準画像と修正画像の比較が磁気共鳴データの収集中に対象のモーションに起因するゴーストアーチファクトの識別を可能にするので有益であり得る。画像を補正するために使用され得る複数の異なる方法がある。これらはｋ空間法、並びに画像処理法も、又はｋ空間及び画像処理法の両方の組み合わせも含む。
【００３７】
記載と請求項とともに、最も明確な解釈を可能にするように画像についてのラベルが選択される。場合によっては画像は画像が何のために有用であるかを読み手が区別するのを助ける標準的な名前若しくはラベルを与えられる。本明細書で使用される水画像は画像を包含する。本明細書で使用される脂肪画像は画像を包含する。しかしながら、水画像と脂肪画像はＤｉｘｏｎ法を用いて得られ、この標準的用語は当業者によって理解される。本明細書で使用される修正画像は画像を包含する。対照的に、"修正画像"は単にラベルである。"修正"という語は、これが通常の方法で構成されない画像でありＤｉｘｏｎ同相若しくは異相画像が構成され得るため、使用される。単に例えば"第一の画像"とよぶよりも"修正画像"という語を使用する方が有用である。
【００３８】
本明細書で使用される基準画像は画像を包含する。本明細書で使用されるＤｉｘｏｎ同相画像は画像を包含する。本明細書で使用されるＤｉｘｏｎ異相画像は画像を包含する。本明細書で使用されるゴースト画像は画像を包含する。本明細書で使用される修正画像は画像を包含する。
【００３９】
別の実施形態において命令の実行はさらにプロセッサに脂肪画像と水画像を用いて補正画像における水‐脂肪遷移領域を識別させる。典型的にはＤｉｘｏｎ法を用いて、水及び脂肪からの信号は二つの個別画像に分離される。低閾値若しくはエッジ検出アルゴリズムなどといったものを用いることによって、水‐脂肪遷移の境界が二つの画像において識別され得る。命令の実行はさらにプロセッサにゴーストボクセルのセットから水‐脂肪遷移領域内のゴーストボクセルを除去させる。水‐脂肪遷移領域において、例えば対象のモーションに起因するゴーストボクセルであると偽って識別される一部のボクセルがあるかもしれない。水‐脂肪遷移の所定距離内のゴーストボクセルを除去することによって、ゴーストボクセルによって示されるモーションに起因する画像の補正が改良され得る。
【００４０】
別の実施形態において命令の実行はさらにプロセッサに、水画像、脂肪画像、修正画像、及び基準画像を再計算した後にゴーストボクセルのセットにおけるボクセルの数を最小化するように磁気共鳴データからｋ空間ラインを反復的に修正することによって少なくとも部分的に補正画像を計算させる。本明細書で使用されるｋ空間の修正は、ｋ空間から要素を消去若しくは補正すること、及び反復再構成法若しくはデータコンボリューション及びコンビネーションオペレーションを用いてモーション補正画像を合成することを包含する。例えばいわゆるデータコンボリューション及びコンビネーションオペレーション（ＣＯＣＯＡ）が適用され得る［２０１０年発行のＭａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  ｉｎ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ，Ｖｏｌｕｍｅ  ６４，１５７‐１６６頁に詳述］。この実施形態は異なるアンテナ素子がｋ空間の重複領域を収集し、反復再構成法が使用され得るパラレルイメージング法でも有用であり得る［Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  ｉｎ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ  ６６：１３３９‐１３４５（２０１１）に詳述］。この実施形態においてゴーストボクセルのセットを通過して計算する全プロセスは反復的に繰り返される。各反復中にＣＯＣＯＡなどのｋ空間整合法が、不整合ｋ空間ラインを識別、選択、及び修正するために使用され得る。ゴーストボクセルのセットを例えばそれらをカウントすることによって見ること、又はむしろ領域内のゴーストボクセルのセットのサイズを決定することが、ｋ空間ラインの修正がゴーストを低減したかどうかを決定するために使用され得る。アーチファクトレベルが改善され、信号対ノイズ比が依然指定の信号対ノイズ比基準を超えるかどうかを決定するためにゴーストボクセル画像とＤｉｘｏｎ画像が使用されることに留意されたい。
【００４１】
別の実施形態において命令の実行はさらにプロセッサに、ゴーストボクセルの各々の周囲既定距離のボクセルを平均化することによって補正画像におけるゴーストボクセルの各々を置換することによって少なくとも部分的に補正画像を計算させる。この実施形態においてゴーストボクセル周囲の近傍若しくは領域が決定され、ゴーストボクセルは領域若しくは近傍における平均値によって決定される。これはゴーストボクセル又は分離ボクセルの小グループを置換する特に良好な方法であり得る。
【００４２】
別の実施形態において命令の実行はさらにプロセッサに、ゴーストボクセルの領域を識別しゴーストボクセルの領域を境界するボクセルを平均化することによって、補正画像におけるゴーストボクセルのセットの各々を置換することによって少なくとも部分的に補正画像を計算させる。この実施形態ではゴーストボクセルの領域が識別され、そしてゴーストボクセルの境界が平均を作るために使用される。例えば、対象のモーションによって誘導されるゴーストの場合、干渉ラインがあり得る。ゴーストボクセルのこれらのラインはゴーストボクセルのセットとして識別され得、そしてこれらを境界する非ゴーストボクセルがこれらのラインを隠すように平均化するために使用され得る。
【００４３】
別の実施形態において命令の実行はさらにプロセッサに、既定の補正係数を補正画像におけるゴーストボクセルのセットの各々に乗じることによって少なくとも部分的に補正画像を計算させる。この場合ゴーストボクセルは単純にゴーストボクセルの値を変更するように定数若しくは補正係数を乗じられる。これはゴーストボクセルを画像において見えにくくするのに役立ち得る。
【００４４】
別の実施形態において補正画像は以下のうちのいずれか一つである：補正水画像、補正脂肪画像、補正Ｄｉｘｏｎ同相画像、及び／又は補正Ｄｉｘｏｎ異相画像。これら異なるタイプの画像は以下の通り供給される。本明細書で使用される補正水画像はＤｉｘｏｎ法を用いて計算される水画像を包含する。本明細書で使用される補正脂肪画像はＤｉｘｏｎ法を用いて計算される脂肪画像を包含する。補正Ｄｉｘｏｎ同相画像はＤｉｘｏｎ法を用いて計算されるＤｉｘｏｎ同相画像を包含する。補正Ｄｉｘｏｎ異相画像はＤｉｘｏｎ法を用いて計算されるＤｉｘｏｎ異相画像を包含する。
【００４５】
別の実施形態において修正画像はＭｉ＝（ｗｗ｜Ｗｉ｜ｎ＋ｗｆ｜Ｆｉ｜ｎ）１／ｎに代数的同値である式を用いて計算される。
【００４６】
この式においてＭｉは修正画像のｉ番目ボクセルである。Ｗｉは水画像のｉ番目ボクセルである。Ｆｉは脂肪画像のｉ番目ボクセルである。ｗｗは水重み付け定数である。ｗｆは脂肪重み付け定数である。
【００４７】
この式は磁気共鳴イメージングシステムの主独立請求項に記載の数学的プロセスの一実施例として解釈され得る。
【００４８】
別の実施形態においてｗｆをｗｗで割った比は正である。この実施形態において修正画像はＤｉｘｏｎ法を用いて構成される同相画像と同等である。
【００４９】
別の実施形態においてｗｆをｗｗで割った比は負である。この実施形態において修正画像はＤｉｘｏｎ法を用いて構成される異相画像に同等である。
【００５０】
別の実施形態において修正同相画像は０．０１及び１の間の水及び脂肪の重み付け定数で重み付けされた脂肪画像へ重み付けされた水画像を加算することによって計算される。これらは好適には０．８５及び１の間である。値ｎは１に等しくない。
【００５１】
別の実施形態において修正異相画像は０．０１及び１の間、好適には０．８５及び１の間の水の重み付け定数で重み付けされた水画像を重み付けされた脂肪画像へ加算することによって計算され、脂肪画像の重み付け係数は−０．０１及び−１の間である。脂肪画像の重み付け係数は好適には−０．８５及び−１の間である。ｎの値は１に等しくない。
【００５２】
別の実施形態においてｎは１より大きい。
【００５３】
別の実施形態においてｎは１より小さい。
【００５４】
別の実施形態においてｎ＝１。
【００５５】
別の実施形態において本発明は磁気共鳴イメージングシステムの作動法を提供する。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磁気共鳴データを収集するために動作可能である。これは磁気共鳴イメージングシステムを制御するためにＤｉｘｏｎパルスシーケンスを用いて磁気共鳴データを収集するステップを有する。方法は収集された磁気共鳴データから水画像と脂肪画像を再構成するステップをさらに有する。水画像は複素数値ボクセルの第一のセットを有する。脂肪画像は複素数値ボクセルの第二のセットを有する。方法は実数値ボクセルの第一のセットを有する修正画像を計算するステップをさらに有する。実数値ボクセルのセットは、複素数値ボクセルの第一のセットの絶対値のｎ乗と複素数値ボクセルの第二のセットの絶対値のｎ乗の加重和のｎ乗根をとることによって計算される。
【００５６】
別の態様において本発明は、イメージングゾーンから磁気共鳴データを収集するための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有するコンピュータプログラム製品を提供する。命令の実行はプロセッサに磁気共鳴イメージングシステムを制御するためにＤｉｘｏｎパルスシーケンスを用いて磁気共鳴データを収集させる。命令の実行はさらにプロセッサに収集された磁気共鳴データから水画像と脂肪画像を再構成させる。水画像は複素数値ボクセルの第一のセットを有する。脂肪画像は複素数値ボクセルの第二のセットを有する。命令の実行はさらにプロセッサに実数値ボクセルの第一のセットを有する修正画像を計算させる。実数値ボクセルのセットは、複素数値ボクセルの第一のセットの絶対値のｎ乗と複素数値ボクセルの第二のセットの絶対値のｎ乗の加重和のｎ乗根をとることによって計算される。
【００５７】
別の態様において本発明はイメージングゾーンから磁気共鳴データを収集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有する。磁気共鳴イメージングシステムはプロセッサによる実行のためのマシン実行可能命令とＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージング法を実行するためのパルスシーケンスの仕様とを含むメモリをさらに有する。命令の実行はプロセッサに、磁気共鳴イメージングシステムを制御するためにＤｉｘｏｎパルスシーケンスを用いて磁気共鳴データを収集させる。命令の実行はさらにプロセッサに収集された磁気共鳴データから水画像と脂肪画像を再構成させる。水画像は複素数値ボクセルの第一のセットを有する。脂肪画像は複素数値ボクセルの第二のセットを有する。命令の実行はさらにプロセッサにボクセル第三のセットを有する修正画像を計算させる。場合によってはこの実施例における修正画像は前述の実施形態における修正画像に代替され得る。
【００５８】
プロセッサは関数の値を計算し、関数の逆を計算するようにプログラムされる。ボクセルの第三のセットは複素数値ボクセルの第一のセットに適用される関数と複素数値ボクセルの第二のセットに適用される関数の和に、関数の逆を適用することによって計算される。関数は関数の逆を計算するように可逆である。値０に適用される関数は０の値を持つ。関数の二次導関数は複素数値ボクセルの第一のセットと複素数値ボクセルの第二のセットについて正である。言い換えれば関数の二次導関数は関数が適用される領域について正である。この実施例は前述の実施形態における絶対値の使用に代わるものである。
【００５９】
この実施例は代替的に次式の通り記載され得る：
Ｍｉ＝ｇ−１（ｇ（ｗ）＋ｇ（ｆ））、ｇ（ｘ）は関数でありｇ−１（ｘ）はその逆であり、それについて次の条件が当てはまる：
１）ｇは可逆
２）ｇ（０）＝０
３）ｇの二次導関数は正であり、特にこれが使用される領域では厳密に正である。
【００６０】
この特定の実施例は：
Ｍｉ＝（（Ｗｉ＋Ｆｉ）／ａ）＊ｌｏｇ（ｅｘｐ（ａ＊Ｗｉ／（Ｗｉ＋Ｆｉ））＋ｅｘｐ（ａ＊Ｆｉ／（Ｗｉ＋Ｆｉ））−１）、ａは定数であり他の変数は先に定義した通りである。ａ＝２の場合、上記式は水画像と脂肪画像の絶対値加算とかなり類似した挙動をとる。
【００６１】
別の実施例において複素数値ボクセルの第一のセットの絶対値は関数がそれに適用される前にとられる。またこの実施例では複素数値ボクセルの第二のセットの絶対値も関数がそれに適用される前にとられる。従って言い換えればボクセルの大きさは関数がそれに適用される前に決定され、それらは合計される。
【００６２】
別の実施例において二つの関数の和は、それらの一方若しくは両方が二画像間の重み付けをあらわす値をそれらに乗じた加重和である。
【００６３】
本発明の上述の実施形態の一つ以上は、組み合わされる実施形態が相互排他的でない限り組み合わされ得ることが理解される。
【００６４】
以下、本発明の好適な実施形態が、ほんの一例として図面を参照して記載される。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】方法を例示するフローチャートを示す。
【図２】さらなる方法を例示するフローチャートを示す。
【図３】磁気共鳴イメージングシステムの一実施例を例示する。
【図４】磁気共鳴イメージングシステムのさらなる実施例を例示する。
【図５】様々な画像の成分を例示する単純な略図を示す。
【図６】様々な画像の成分を例示するさらなる単純な略図を示す。
【図７】Ｄｉｘｏｎ法を用いて収集され絶対値加算を用いて構成された足の磁気共鳴同相画像を示す。
【図８】水画像が１の係数で重み付けされ脂肪画像が０．１の係数で重み付けされた点を除き、図７と同じ水画像と脂肪画像を用いて再構成されたさらなる画像を示す。
【図９】ゴースト画像の計算を例示する。
【図１０】脂肪画像を示す。
【図１１】水画像を示す。
【図１２】図１０及び１１の絶対値加算を用いて再構成された画像である。
【図１３】図１０及び１１の複素加算を用いて再構成された画像を示す。
【図１４】水及び脂肪画像の同相加算を使用する利点を例示する複数の図を示す。
【図１５】ゴースト画像の計算を例示する。
【図１６】下顎及び頭蓋の横断面図を示す；画像１６００はＤｉｘｏｎ法を用いて収集された図１６‐２１における全画像を持つ。
【図１７】図１６と同じデータを用いてｎの異なる累乗の絶対値加算について得られる画像を示す。
【図１８】図１６のデータを用いる二つの異なる絶対値加算画像を比較する。
【図１９】図１６のデータを用いる二つの異なる絶対値加算画像をさらに比較する。
【図２０】図１６のデータを用いる二つの異なる絶対値加算画像を比較する。
【図２１】図１６のデータを用いる二つの異なる絶対値加算画像を比較する。
【発明を実施するための形態】
【００６６】
これらの図中の類似する番号の要素は同等の要素であるか又は同じ機能を実行する。前述された要素は機能が同等である場合後の図において必ずしも論じられない。
【００６７】
図１は方法を例示するフローチャートを示す。最初にステップ１００において磁気共鳴イメージングシステムを制御するためにＤｉｘｏｎパルスシーケンスを用いて磁気共鳴データが収集される。次にステップ１０２において水画像と脂肪画像が収集された磁気共鳴データから再構成される。水画像は複素数値ボクセルの第一のセットを有し脂肪画像は複素数値ボクセルの第二のセットを有する。最後にステップ１０４において修正画像が計算される。修正画像は複素数値ボクセルの第一のセットの絶対値のｎ乗と複素数値ボクセルの第二のセットの絶対値のｎ乗の加重和のｎ乗根をとることによって計算される。
【００６８】
図２は代替法を例示するフローチャートを示す。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を制御するためにＤｉｘｏｎパルスシーケンスを用いて磁気共鳴データが収集される。次にステップ２０２において水画像と脂肪画像が収集された磁気共鳴データから再構成される。水画像は複素数値ボクセルの第一のセットを有する。脂肪画像は複素数値ボクセルの第二のセットを有する。次にステップ２０４において修正画像が計算される。修正画像は実数値ボクセルの第一のセットを有する。実数値ボクセルのセットは複素数値ボクセルの第一のセットの絶対値のｎ乗と複素数値ボクセルの第二のセットのｎ乗の加重和のｎ乗根をとることによって計算される。次にステップ２０６において基準画像が計算される。基準画像は水画像と脂肪画像から構成されるＤｉｘｏｎ同相画像若しくはＤｉｘｏｎ異相画像の一つである。修正画像は同相画像にリンクされるか又は異相画像に同等である。重み付けが、複素数値ボクセルの第一のセットの絶対値のｎ乗と複素数値ボクセルの第二のセットの絶対値のｎ乗の両方が和において両方とも同じ符号であるすなわち両方とも正又は負であるような場合、これは同相画像と同等である。これら二つの項が異なる符合を持つが、一方が負で一方が正である場合、それらはＤｉｘｏｎ異相画像に同等である。基準画像は修正画像と同じ画像タイプであるように構成される。
【００６９】
次にステップ２０８において相互から修正画像から基準画像を減算することによってゴースト画像が計算される。つまり二つのうち一方が他方から減算される。場合によってはゴースト画像が計算される前に画像のボクセルの各々の絶対値がとられる。次にステップ２１０においてゴースト画像を閾値化することによってゴーストボクセルのセットが識別される。これは例えばこれが複素画像である場合は大きさを閾値化することによって、又はゴースト画像が実数値ボクセルである場合は単に閾値をとることによって識別され得る。水‐脂肪遷移領域は実数値ボクセルのゴースト画像において除外され得る。次に決定ボックスであるステップ２１２においてゴーストが既定閾値未満であるかどうかが決定される。これが当てはまる場合ステップ２１４が実行される。ステップ２１４において画像中のゴーストを減らすために画像処理が実行され得る。これは例えばゴーストボクセルの各々の周囲既定距離におけるボクセルを平均化することによって補正画像におけるゴーストボクセルの各々を置換すること、ゴーストボクセルの領域を識別しゴーストボクセルの領域を境界するボクセルを平均化することによって補正画像におけるゴーストボクセルのセットの各々を置換すること、補正画像におけるゴーストボクセルのセットの各々に既定補正係数を乗じること、又はそれらの組み合わせを含み得る。画像処理２１４が適用された後、方法はステップ２１６において終了する。ボックス２１２においてまだ画像中のゴーストが多過ぎる場合、方法はステップ２１８へ進む。
【００７０】
ステップ２１８においてｋ空間ラインが磁気共鳴データにおいて修正される。そして方法はステップ２０２へ戻る。ボックス２１０における識別されたゴーストボクセルがモーションゴーストを効果的に削減しない場合、ｋ空間ラインは除去又は修正されない可能性があり、他のｋ空間ラインが識別されるものとし、これはゴーストの量が削減され、Ｄｉｘｏｎ画像における信号対ノイズ比が指定基準を下回らず、反復回数が指定性能閾値を超えなくなるまで、反復的に繰り返される。一部の他の代替実施例においてステップ２１２は実行されずステップ２１０が直接ステップ２１４へ進む。つまり一部の実施例ではｋ空間修正がない。同じ件について、一部の実施例ではステップ２１４における画像の画像処理が実行されず、方法はゴースト若しくはゴーストピクセルの数が所定閾値未満である場合直接ステップ２１２からステップ２１６へ進む。
【００７１】
図３は本発明の一実施形態にかかる磁気共鳴イメージングシステム３００の一実施例を図示する。磁気共鳴イメージングシステム３００は磁石３０４を有する。磁石３０４はそれを通るボア３０６を伴う超電導円筒型磁石３０４である。異なるタイプの磁石の使用も可能であり例えば分割円筒磁石及びいわゆるオープン磁石の両方を使用することも可能である。分割円筒磁石は磁石のｉｓｏ‐ｐｌａｎｅへのアクセスを可能にするためにクライオスタットが二セクションに分割されている点を除き標準円筒磁石と同様であり、かかる磁石は例えば荷電粒子ビーム療法と併用され得る。オープン磁石は対象を受けるために十分な大きさの空間を間にあけて上下に二つの磁石セクションを持つ：二つのセクションの配置はヘルムホルツコイルのものと同様である。オープン磁石は対象があまり閉じ込められないので人気がある。円筒磁石のクライオスタットの内部に超電導コイルの集合がある。円筒磁石３０４のボア３０６内に、磁気共鳴イメージングを実行するために十分に磁場が強く均一であるイメージングゾーン２０８がある。
【００７２】
磁石のボア３０６内には、磁石３０４のイメージングゾーン３０８内の磁気スピンを空間エンコードするために磁気共鳴データの収集のために使用される傾斜磁場コイル３１０のセットもある。傾斜磁場コイル３１０は傾斜磁場コイル電源３１２に接続される。傾斜磁場コイル３１０は代表例であることを目的とする。典型的に傾斜磁場コイル３１０は三つの直交空間方向の空間エンコーディングのために三つの個別コイルセットを含む。傾斜磁場電源は傾斜磁場コイルに電流を供給する。傾斜磁場コイル３１０へ供給される電流は時間の関数として制御され、ランプ若しくはパルス電流であり得る。
【００７３】
イメージングゾーン３０８内の磁気スピンの配向を操作するため、及びイメージングゾーン３０８内のスピンからの無線伝送を受信するための高周波コイル３１４がイメージングゾーン３０８に隣接する。高周波アンテナはマルチコイル素子を含み得る。高周波アンテナはチャネル若しくはアンテナともよばれ得る。高周波コイル３１４は高周波送受信器３１６に接続される。高周波コイル３１４及び高周波送受信器３１６は個別送信及び受信コイル並びに個別送信器及び受信器によって置換され得る。高周波コイル３１４と高周波送受信器３１６は代表例であることが理解される。高周波コイル３１４は専用送信アンテナと専用受信アンテナもあらわすことを意図される。同様に送受信器３１６は個別送信器及び受信器もあらわし得る。高周波コイル３１４はマルチ受信／送信素子も持つ可能性があり、高周波送受信器３１６はマルチ受信／送信チャネルを持ち得る。
【００７４】
傾斜磁場コイル電源３１２と送受信器３１６はコンピュータシステム３２６のハードウェアインターフェース３２８へ接続される。コンピュータシステム３２６はさらにプロセッサ３３０を有する。プロセッサ３３０はハードウェアインターフェース３２８、ユーザインターフェース３３２、コンピュータストレージ３３４、コンピュータメモリ３３６に接続される。
【００７５】
コンピュータストレージ３３４は磁気共鳴データを収集するためにＤｉｘｏｎ法を実行するためのパルスシーケンス３４０を含むものとして示される。コンピュータストレージ３３４はさらにパルスシーケンス３４０を用いて収集された磁気共鳴データ３４２を含むものとして示される。コンピュータストレージはさらに磁気共鳴データ３４２から再構成される脂肪画像３４４を含むものとして示される。コンピュータストレージはさらに磁気共鳴データ３４２から再構成された水画像３４６を含むものとして示される。脂肪画像３４４と水画像３４６はＤｉｘｏｎ法に従って再構成される。コンピュータストレージ３３４はさらに脂肪画像３４４と水画像３４６を用いて計算された修正画像３４８を含むものとして示される。修正画像は実数値ボクセルの第一のセットを有し、ボクセルの実数セットは、脂肪画像３４４のｎ乗と、他の画像３４６を構成する複素数値ボクセルの第二のセットの絶対値のＮ乗との加重和のｎ乗根をとることによって計算された。数学的演算は各ボクセルに対して個別に実行される。
【００７６】
コンピュータメモリ３３６は制御モジュール３５０を含むものとして示される。制御モジュールはプロセッサ３３０が磁気共鳴イメージングシステム３００の動作と機能を制御することを可能にするコンピュータ実行可能コードを含む。例えばパルスシーケンス３４０は制御モジュール３５０が磁気共鳴データ３４２を収集することを可能にし得る。コンピュータメモリ３３６はさらに画像再構成モジュール３５２を含むものとして示される。画像再構成モジュール３５２はプロセッサ３３０が脂肪画像３４４と水画像３４６を再構成することを可能にするコンピュータ実行可能コードを含む。コンピュータストレージ３３６はプロセッサ３３０が画像処理ステップを実行することを可能にする画像処理モジュール３５４を含む。プロセッサ３３０は画像処理モジュール３５４を使用して命令を提供し、これは脂肪画像３４４と水画像３４６から修正画像３４８を生成することを可能にした。
【００７７】
図４は図３に図示のものと同様の磁気共鳴イメージングシステム４００を例示する。コンピュータストレージ３３４は付加的に基準画像４０２を含むものとして示される。基準画像は水画像と脂肪画像を加算若しくは減算することによって構成される通常のＤｉｘｏｎ同相画像若しくは異相画像である。コンピュータストレージ３３４はゴースト画像４０４をさらに含むものとして示される。ゴースト画像は基準画像と修正画像の一方を相互から減算することによって構成された。コンピュータストレージはさらに閾値化ビットによってゴースト画像４０４において識別されているゴーストボクセルのセット４０６を含むものとして示される。コンピュータストレージ３３４はさらに修正磁気共鳴データを含むものとして示される。修正磁気共鳴データはそのｋ空間を修正させている。そして修正磁気共鳴データ４０８はコンピュータストレージ３３４に存在する様々な画像全てを再計算するために使用され得る。
【００７８】
コンピュータメモリ３３６はｋ空間修正モジュール４１０を付加的に含むものとして示される。ｋ空間修正モジュール４１０は、プロセッサ３３０が対象３１８のモーションに起因して破損されているかもしれないｋ空間の特定ラインを除去若しくは計算することを可能にするコンピュータ実行可能コードを含む。例えば高周波アンテナ３１４は実際にはマルチ素子アンテナによるものであり得、磁気共鳴データを収集するためにパラレルイメージング法を使用するマルチ素子があり得る。ｋ空間修正モジュール４１０は例えば高周波アンテナ３１４の様々なアンテナ素子間の重み付け係数を決定するために使用され得る。コンピュータストレージ３３６は基準画像４０２又は修正画像３４８からゴーストを除去若しくは補正するために様々な画像処理技術のうちの一つを使用し得る画像補正モジュール４１２をオプションとして含むものとしても示される。
【００７９】
補正モジュール４１２は例えばプロセッサが、ゴーストボクセルの各々の周囲既定距離のボクセルを平均化することによって補正画像中のゴーストボクセルの各々を置換すること、ゴーストボクセルの領域を識別しゴーストボクセルの領域を境界するボクセルを平均化することによって補正画像中のゴーストボクセルのセットの各々を置換すること、補正画像中のゴーストボクセルのセットの各々に既定補正係数を乗じること、及びそれらの組み合わせを可能にするコードを含み得る。
【００８０】
Ｄｉｘｏｎ法は水脂肪分離及びＢ０場不均質補正にとって魅力的である。特に多収集ＴＳＥの変異形は典型的には増加したスキャン時間とインターリーブ収集に起因するモーションアーチファクトに悩まされる。Ｄｉｘｏｎの優れた特性の一つはモーションアーチファクトが典型的には脂肪若しくは水画像のいずれかにおいてそれらのスペクトル源に依存してエンコードされることである。従って脂肪の動きの場合脂肪ゴーストは典型的には脂肪画像にエンコードされ、一方水の動きは水画像にエンコードされる。
【００８１】
実施例は水及び脂肪Ｄｉｘｏｎ画像における異なる外観のモーションだけでなく、ソース画像も使用してモーションフリーの水、脂肪及びＩＰ、ＯＰ画像を抽出し得る。
【００８２】
図５は様々な画像の成分を例示する単純な略図を示す。同相画像はＩＰと略され、５００とラベルされる。異相画像は５０２とラベルされＯＰと略される。水画像はＷと略され５０４とラベルされ、脂肪画像はＦと略され５０６とラベルされる。同相画像５００は水、ノイズ及び脂肪の信号５１２を有する。第一行において同相及び異相画像を加算すると水信号５０８とゴーストに起因するノイズ信号５１０を持つ信号が水画像５０４にあることが見られる。第二行において同相画像５００と異相画像５０２が相互から減算される。これは脂肪信号５１２のみをもつ脂肪画像５０６をもたらす。
【００８３】
Ｄｉｘｏｎにおいて、同相画像は典型的には水及び脂肪信号の複素加算によって複素水及び脂肪画像から計算される：ＩＰ＝｜Ｗ＋Ｆ｜。ＩＰは同相Ｄｉｘｏｎ画像をあらわし、ＷはＤｉｘｏｎ水画像をあらわし、ＦはＤｉｘｏｎ脂肪若しくは脂質画像をあらわす。モーションゴーストは典型的には以下の単純な同相異相Ｄｉｘｏｎ実施例について示す通りスペクトル源に依存して水若しくは脂肪画像においてエンコードされる（Ｗ＝ＩＰ＋ＯＰ、Ｆ＝ＩＰ−ＯＰ）。ここで水モーションはモーションゴースト若しくはノイズ５１０を水画像においてもたらすが脂肪画像にはもたらさない。
【００８４】
水及び脂肪Ｄｉｘｏｎ画像における異なる外観のモーションだけでなくソース画像も使用してモーションフリーの水、脂肪及びＩＰ、ＯＰ画像を抽出することが可能である。異なるエコー時間において収集されるソース画像は典型的にはそれらの一次及び高次モーメント差のために異なるフロー外観を持つことに留意されたい。
【００８５】
この抽出は例えば水、脂肪及びソースデータセットのｋ空間整合性解析及び比較（例えばＣＯＣＯＡ）によってなされ得る。脂肪ゴーストの場合例えば脂肪画像の選択的ゴースト除去（ｄｅ‐ｇｈｏｓｔｉｎｇ）がｋ空間冗長性に基づいて実現され得る。
【００８６】
この抽出は例えば単順に絶対値加算によってもなされる（下記参照）。
【００８７】
ＩＰ／ＯＰ画像：脂肪ゴーストが存在する場合このゴースト信号は典型的には複素である。この複素信号を水に加算すると、水信号はモーションゴーストによって削減され得、水信号の目に見える減少につながる。絶対値加算（ＩＰ＝｜Ｗ｜＋｜Ｆ｜）において、信号は常に増加される。この信号加算はしかしながら以下の実施例の一部によって示す通り目に見えにくい。モーションゴースト範囲も２分の１に削減される。
【００８８】
図６において水画像５０４は水信号５０８のみを持ち、これは脂肪からのモーション誘導信号ゴースト５１０と脂肪信号５１２を持つ脂肪信号５０６に加算される。得られる同相画像５００は脂肪信号プラス水信号５０８を持つ。しかしながら、脂肪からの信号ゴースト５１０の影響は水信号５０８の大きさを削減する。
【００８９】
Ｗ／Ｆ画像：水画像の場合、低重み付け係数（例えばｗｆ＝０．１）で脂肪画像を重み付けしてこれを水画像に絶対値加算する。Ｗ＝｜Ｗ｜＋ｗｆ＊｜Ｆ｜。このように血管からのフローゴーストが以下に示す通り視覚的に改善される（赤矢印参照）。逆もまた同様に脂肪画像の場合、低重み付け係数で水画像を重み付けしてこれを脂肪画像に絶対値加算する。Ｆ＝ｗｆ＊｜Ｗ｜＋｜Ｆ｜。
【００９０】
図７はＤｉｘｏｎ法を用いて収集された足の磁気共鳴水画像を示す。
【００９１】
図８は水画像が１の係数で重み付けされ、脂肪画像が０．１の係数で重み付けされた、水及び脂肪画像を用いて再構成された同じ水画像を示す。図８ではゴーストの量が削減されることが見られる。
【００９２】
この抽出は例えば複素及び絶対値導出ＩＰ（ＯＰ）画像の減算によってさらになされることができ、モーションからのハードゴーストラインが目に見える。この単純な解析だけでなく、振幅及び位相差についてのより複雑な解析によっても、指定ノイズ閾値を超えるゴーストが検出されることができ、その後の解析とアーチファクトの削減がなされることができる。水脂肪遷移領域を除外する何らかの予防措置がとられる必要があることに留意されたい。
【００９３】
図９はゴースト画像の計算を例示する。画像９００は通常Ｄｉｘｏｎ同相画像に従った方法で構成される磁気共鳴画像である。水及び脂肪画像は複素加算を用いて加算された。図９００は請求項において基準画像とよばれる。図９は図９０２も例示する。９０２は水及び脂肪画像間の絶対値加算を用いて構成された修正画像である。画像９０２は本明細書では修正画像とよばれる。画像９０４は画像９００から画像９０２を減算する結果である。画像９０４は本明細書ではゴースト画像とよばれる。画像９０４における明領域は対象のモーションに起因するアーチファクトを示す。
【００９４】
図１０‐１３はＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングスキャン中に動いた小脂肪ファントムを伴う水及び脂肪ファントムのセットアップの断面図を示す。この最中にスキャンは中断され脂肪ファントムがシフトされた。モーションは脂肪画像において圧倒的に示される。水画像は軽度の影響のみを示す。図１０は脂肪画像を示す。１０００とラベルされたボックスはゴーストに現れる脂肪ファントムの動きによって大きな影響を受けた水ファントム中の領域を示す。図１１は水画像を示す。図１２は図１０と１１の絶対値加算を用いて再構成された画像である。図１２のボックス１０００において目に見えるアーチファクトが非常に少ないことが見られる。図１３は複素加算を用いる図１０と１１の和を示す。図１３のボックス１０００の内部には目に見えるより多数のアーチファクトがある。
【００９５】
図１４は水及び脂肪画像の同相加算を使用する利点を例示する複数の図を示す。図１４００はいくらかの水１４０２といくらかの脂肪１４０４とともにｙ軸を示す。磁気共鳴データの収集中、脂肪１４０４はモーション誘導位相シフトとともに動かされる（注記：ここに式を挿入）。その最遠移動範囲において脂肪は位置１４０４に示される。ベクトル１４０６はこの動きをあらわす。次のグラフ１４１０は収集された磁気共鳴データの表現を示す。これはｋ空間１４１１に沿ってプロットされる。１４１２とマークされたｋ空間ラインは破損されたｋ空間ラインである。それらは破損されたＴＳＥショットに起因する。図１４２０は互いに重ね合わされた脂肪画像と水画像を示す。１４２４とラベルされたブロックは水画像をあらわす。１４２２及び１４２２'とラベルされたブロックは脂肪画像をあらわす。脂肪画像において脂肪は１４２２によってあらわされ、脂肪の動きのゴーストは１４２２'とラベルされる。１４３０は水画像１４２４と脂肪画像１４２２，１４２２'の複素和を示す。グラフ１４４０は水画像１４２４と脂肪画像１４２２，１４２２'の絶対値加算の結果を示す。１４３０と１４４０の比較において、ダイナミックゴーストレンジが２分の１に削減されていることが見られる。図１４は複素水及び脂肪画像を必ずしも加算しないことの利益を例示する。
【００９６】
図１５はゴースト画像１５０４の計算を例示する。画像１５００は複素水及び複素脂肪画像を互いに加算することによって計算された通常Ｄｉｘｏｎ同相画像である。画像１５０２は脂肪画像の絶対値に水画像の絶対値を加算することによって計算された絶対値加算同相画像を示す。画像１５０４は画像１５００から画像１５０２を減算することによって得られる差を示す。１５０４に見える明領域は対象のモーションに起因するゴーストアーチファクトによる影響を受けている領域である。画像１５０４は画像１５００と１５０２の比較を用いてゴーストの量の定量的推定を得ることがいかに容易であるかを例示する。
【００９７】
図１６‐２１は異なる累乗の絶対値加算を比較する（注記：ここに式と簡単な説明を挿入）。
【００９８】
図１６は二つの画像を示す。画像１６００は下顎と頭蓋の横断面図を示す。画像１６００はＤｉｘｏｎ法を用いて収集された図１６‐２１における全画像を持つ。画像１６００は水及び脂肪画像の複素加算を示す。画像１６０２は水及び脂肪画像の単純絶対値加算を示す。
【００９９】
図１７は異なるｎ乗の絶対値加算について得られる画像を示す。画像１６０２は冪ｎが１に等しいときの水及び脂肪画像の絶対値加算を示す。画像１７００は冪が１．２乗である点を除き同じ絶対値加算を示す。画像１７０２はｎが１．５に等しいときの脂肪及び水画像の絶対値加算を示す。画像１７０４はｎが２に等しいときの絶対値加算を示す。画像１７０６はｎが４に等しいときの絶対値加算を示す。最後に画像１７０８はＮが１００に等しいときの絶対値加算を示す。
【０１００】
図１８は画像１６０２及び１７００を再度示す。画像１８００は画像１６０２と画像１７００の差である。
【０１０１】
図１９は画像１６０２と画像１７０２を再度示す。また図１９に示される画像１９００は画像１６０２と画像１７０２の差を示す。
【０１０２】
図２０は再度画像１６０２と画像１７０４を示す。また図２０に示される画像２０００は画像１６０２と画像１７０４の差を示す。
【０１０３】
図２１は画像１６０２と画像１７０８を再度示す。画像２１００も図２１に示され、画像１６０２と１７０８の差を示す。画像１６０２と画像１７０６の差はコンピュータ若しくは放射スクリーン上では目に見えるが、普通の紙上に印刷されるときは画像２１００から区別できない。このため画像１６０２と１７０６の差は含まれない。
【０１０４】
画像１８００、１９００、２０００及び２１００は、高次のｎ乗の使用が修正画像の構成にどのように影響し得るかを例示するために比較され得る。高次のｎ乗に近づくにつれ、数にそれ自体を繰り返し乗じる方へ向かう所定の閾値化効果がある。
【０１０５】
Ｄｉｘｏｎ法は選択的飽和若しくは励起法よりも主磁場不均質性の存在下でよりロバストな脂肪抑制を可能にする。それらは異なるエコー時間における反復測定による化学シフトのエンコーディングを伴う。これらのエコー時間は元々同相及び逆位相エコー時間に固定されていたが、それらの選択は今日では通常はより柔軟である。"逆位相エコー"時間は異相ともよばれ得る。しかしながら、同相及び逆位相画像は水及び脂肪画像に加えて依然要求されることが多い。それらはもはや直接収集されないので、例えば水及び脂肪画像を加算及び減算することによって合成されなければならない。
【０１０６】
このように得られる同相画像及び逆位相画像（若しくは異相画像）は異なるエコー時間における水信号と脂肪信号の強め合う重畳と弱め合う重畳を示すが、それらは横緩和に起因するいかなる減衰も反映しない。ヘモクロマトーシス、すなわち肝臓内の鉄蓄積などの特定疾患は、収集された同相及び逆位相画像において、後のエコー時間におけるより弱い信号によってあらわれる。同相エコーが逆位相エコー後にサンプリングされる場合、前者におけるより弱い信号は緩和によってのみ説明可能であり、鉄の存在の明白な指標を提供する。現在利用可能な合成された同相及び逆位相画像に基づいて、このような診断は不可能である。
【０１０７】
水及び脂肪画像の再結合において緩和を含むことは可能である。反復測定が実行されるエコー時間の数に依存して、横緩和の存在を検出すること若しくはその程度を推定すること、並びに合成された同相及び逆位相画像における信号振幅をそれに従って適応させることを提案する。
【０１０８】
脂肪のマルチピークスペクトルモデルを仮定して、エコー時間ｔｎにおいてサンプリングされる画像空間Ｓにおける複合複素信号は次式によって与えられる：
Ｓｎ＝（Ｗ＋ｃｎＦ）ｅｉφｎ
ＷとＦは画像空間における水及び脂肪信号を示し、φとｅｉφは位相誤差と対応するフェーザを示す。複素係数ｃは次式によって定義される：
ｃｎ＝Σｍｗｍｅｉθｎ，ｍ
ｗは合計１になる重みでありθは次式によって与えられるディフェージング角度である：
θｎ，ｍ＝２πΔｆｍｔｎ
Δｆは水に対する脂肪スペクトルのピークの共鳴周波数におけるオフセットである。
【０１０９】
ＷとＦを仮定して、同相及び逆位相信号ＳＩＰ及びＳＯＰの合成は、Ｗ及びＦの複素加算及び減算のいずれか
｜ＳＩＰ｜＝｜Ｗ＋Ｆ｜
｜ＳＯＰ｜＝｜Ｗ−Ｆ｜
又は大きさの加算及び減算
｜ＳＩＰ｜＝｜Ｗ｜＋｜Ｆ｜
｜ＳＯＰ｜＝｜｜Ｗ｜−｜Ｆ｜｜
を伴う。オプションとして、それぞれ同相及び逆位相エコー時間ｔＩＰ及びｔＯＰについての複素係数ｃがこれらの方程式に含まれ得る。
【０１１０】
脂肪のマルチピークスペクトルモデルの使用は真の同相及び逆位相信号、すなわち水から及び脂肪スペクトルの個別ピークからの寄与が厳密に同相及び逆位相である信号を提供するという根本的利点を提供する。かかる信号はスピンエコーシーケンスを伴う真の同相信号を除き、通常は効率的に収集されることができない。
【０１１１】
横緩和を含むことは
Ｓｎ＝（Ｗ＋ｃｎＦ）ｅ−ｒｎ＋ｉφｎ
につながり、ｒは水及び脂肪信号の共通減衰を記述する。
【０１１２】
反復測定が少なくとも三等間隔エコー時間において実行される場合、及びｒとφがエコー時間にわたって線形展開すると仮定される場合、利用可能なデータ量はｒ及びφ又はｅｉφにおける増分を推定するために十分である。そしてＳＩＰ及びＳＯＰの計算は次式に拡張され得る：
｜ＳＩＰ｜＝｜Ｗ＋Ｆ｜ｅ−ｒＩＰ
｜ＳＯＰ｜＝｜Ｗ−Ｆ｜ｅ−ｒＯＰ
及び
｜ＳＩＰ｜＝（｜Ｗ｜＋｜Ｆ｜）ｅ−ｒＩＰ
｜ＳＯＰ｜＝｜｜Ｗ｜−｜Ｆ｜｜ｅ−ｒＯＰ
ｒＩＰ及びｒＯＰはΔｒから導出され、ｒにおける増分は次式に従って緩和率Ｒとエコー間隔Δｔの積ＲΔｔによって与えられる：
ｒＩＰ＝ΔｒｔＩＰ／Δｔ
ｒＯＰ＝ΔｒｔＯＰ／Δｔ
【０１１３】
非明示的に得られる緩和率Ｒのマップが、分離された水及び脂肪画像並びに合成された同相及び逆位相画像に加えて表示され得る。
【０１１４】
利用可能なデータ量が十分であるという条件で、緩和のより複雑なモデルが、例えば水及び脂肪の間又は脂肪スペクトルの個別ピーク間の緩和率の差を考慮するために、利用され得る。
【０１１５】
反復測定が二エコー時間のみにおいて実行される場合、利用可能なデータ量は一般に横緩和の程度を決定するために不十分である。しかしながら、水及び脂肪信号が二番目のエコー時間においてより同相である場合は、二番目のエコー時間におけるより弱い複合信号が緩和によってのみ説明可能であるため、減衰の検出が可能である。これは例えば同相若しくは逆位相画像における対応するボクセルをマークするために活用され得る。
【０１１６】
さらに、水若しくは脂肪のみが単一ボクセルに存在すると仮定して、Δｒの推定も、単純に観察される信号振幅の損失を減衰のみによるものとすることによって、実現可能である。この仮定の違反はΔｒの良性過小評価につながる。Δｒについてこのように得られる値は、二より多くのエコー時間の場合のように、合成された同相及び逆位相画像において信号振幅を適応させるために利用され得る。
【０１１７】
本発明は図面と先の説明において詳細に図示され記載されているが、かかる図示と記載は例示若しくは説明であって限定ではないとみなされる。本発明は開示の実施形態に限定されない。
【０１１８】
開示の実施形態への他の変更は、図面、開示、及び添付の請求項の考察から、請求される発明を実施する上で当業者によって理解されもたらされることができる。請求項において、"有する"という語は他の要素若しくはステップを除外せず、不定冠詞"ａ"若しくは"ａｎ"は複数を除外しない。単一プロセッサ若しくは他のユニットは請求項に列挙される複数の項目の機能を満たし得る。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されるという単なる事実はこれら手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを示さない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと一緒に又はその一部として供給される光学記憶媒体若しくはソリッドステート媒体などの適切な媒体上に格納／分散され得るが、インターネット又は他の有線若しくは無線通信システムなどを介して他の形式で分散されてもよい。請求項におけるいかなる参照符号も範囲を限定するものと解釈されてはならない。
【符号の説明】
【０１１９】
３００      磁気共鳴イメージングシステム
３０４      磁石
３０６      磁石のボア
３０８      イメージングゾーン
３１０      傾斜磁場コイル
３１２      傾斜磁場コイル電源
３１４      高周波コイル
３１６      送受信器
３１８      対象
３２０      対象支持台
３２６      コンピュータシステム
３２８      ハードウェアインターフェース
３３０      プロセッサ
３３２      ユーザインターフェース
３３６      コンピュータストレージ
３３８      コンピュータメモリ
３４０      パルスシーケンス
３４２      磁気共鳴データ
３４４      脂肪画像
３４６      水画像
３４８      修正画像
３５０      制御モジュール
３５２      画像再構成モジュール
３５４      画像処理モジュール
４００      磁気共鳴イメージングシステム
４０２      基準画像
４０４      ゴースト画像
４０６      ゴーストボクセルのセット
４０８      修正磁気共鳴データ
４１０      ｋ空間修正モジュール
４１２      画像補正モジュール
５００      同相画像
５０２      異相画像
５０４      水画像
５０６      脂肪画像
５０８      水信号
５１０      ノイズ信号
５１２      脂肪信号
９００      基準画像
９０２      修正画像
９０４      ゴースト画像
１０００    関心領域
１４００    ｘｙ空間における対象
１４０１    ｙ軸
１４０２    水
１２０４    脂肪
１４０４'  運動後の脂肪
１４０６    運動ベクトル
１４１０    磁気共鳴データ
１４１２    破損ｋ空間ライン
１４２０    脂肪Ｄｉｘｏｎ画像及び水画像重畳
１４２２    脂肪画像
１４２２'  脂肪画像のゴースト
１４２４    水画像
１４３０    複素加算同相画像
１４４０    絶対値加算同相画像
１５００    複素加算同相画像（基準画像）
１５０２    絶対値加算同相画像（修正画像）
１５０４    １５００と１５０２の差（ゴースト画像）
１６００    複素加算同相画像
１６０２    絶対値加算同相画像（ｎ＝１）
１７００    絶対値加算同相画像（ｎ＝１．２）
１７０２    絶対値加算同相画像（ｎ＝１．５）
１７０４    絶対値加算同相画像（ｎ＝２）
１７０６    絶対値加算同相画像（ｎ＝４）
１７０８    絶対値加算同相画像（ｎ＝１００）
１８００    １６０２と１７００の差分画像
１９００    １６０２と１７０２の差分画像
２０００    １６０２と１７０４の差分画像
２１００    １６０２と１７０８の差分画像
【図１】
2016532510.tif 000003
【図２】
2016532510.tif 000004
【図３】
2016532510.tif 000005
【図４】
2016532510.tif 000006
【図５】
2016532510.tif 000007
【図６】
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【図７】
2016532510.tif 000009
【図８】
2016532510.tif 000010
【図９】
2016532510.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2016532510.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2016532510.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2016532510.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2016532510.tif 000021
【図２０】
2016532510.tif 000022
【図２１】
2016532510.tif 000023
【国際調査報告】
2016532510.tif 000024
2016532510.tif 000025
2016532510.tif 000026