磁共振成像装置、图像处理装置以及图像处理方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种磁共振成像装置、图像处理装置以及图像处理方法。提供在DKI解析中高速地得到高品质图像的技术。在DKI解析中，当推定与每个MPG脉冲的施加方向的弥散相关的参数时，分离最小二乘拟合与制约处理，在最小二乘拟合中仅对成为制约条件范围外的像素的像素值进行校正处理。并且，对该像素，从校正后的像素值重新推定与弥散相关的参数，使用得到的与弥散相关的参数生成参数图像。

Magnetic resonance imaging device, image processing device and image processing method

The present invention provides a magnetic resonance imaging device, an image processing device and an image processing method. Provides techniques for high-speed acquisition of high-quality images in DKI parsing. In DKI analysis, when the presumption and each MPG pulse applied direction diffusion related parameters, separation and restriction of least squares fitting processing, pixel pixel conditions outside the scope of the restricted least squares fitting to become only the value of the correction processing. Also, for the pixel, the parameters related to the dispersion are re estimated from the corrected pixel values, and the parametric images are generated using the obtained dispersion dependent parameters.

【技术实现步骤摘要】
磁共振成像装置、图像处理装置以及图像处理方法本申请是2014年07月21日向专利局提交的专利技术名称为“磁共振成像装置、图像处理装置以及图像处理方法”，申请号为201410347887.1的分案申请。
本专利技术涉及一种对通过磁共振成像(MagneticResonanceImaging，以下称为MRI)装置取得的图像进行处理的技术。尤其涉及一种弥散峰度成像技术。
技术介绍
MRI装置是主要利用质子(proton)的核磁共振现象的医用图像取得装置。MRI装置能够不介入地拍摄任意断面，在取得形态信息外，还能够取得与血流和代谢功能等生物体功能相关的信息。通过MRI拍摄的重要图像之一为弥散加权图像(DWI：DiffusionWeightedImage)。弥散加权图像是对生物体组织中包含的水分子的自我弥散进行了加权的图像，拍摄时取得与弥散速度对应的信号，因此，在重新聚焦用高频磁场脉冲的前后施加对于随机运动的核自旋引起基于相位分散的信号强度下降的MPG(motionprobinggradient：弥散梯度磁场)脉冲，并取得回波。向MPG脉冲的施加方向弥散的核自旋引起基于相位分散的信号强度下降，因此，通过控制MPG脉冲的施加方向能够取得任意方向的弥散信息。此外，能够通过与MPG脉冲的施加强度和施加时间相关的参数即弥散因子(b值)调整弥散加权度，因此b值越高，能够取得弥散加权度越高的图像。作为测量水分子的空间性的弥散分布的方法，有DTI(DiffusionTensorImaging：弥散张量成像)。在DTI中，假设水分子的空间性的弥散分布符合正态分布的三维椭圆弥散模型，并计算其各向异性分数FA(FractionalAnisotropy)，由此，解析白质的神经行进路线的构造。DTI的脉冲序列，重复一边改变MPG脉冲的施加方向一边取得弥散加权图像DWI的脉冲序列。此外，近年来，作为对细胞膜或细胞内小器官等引起的弥散运动的限制程度进行加权的方法，提出了将水分子的空间性的弥散分布假设成非正态分布的弥散模型的弥散峰度成像DKI(DiffusionKurtosisImaging)。与假设为正态分布的弥散模型的DTI相比，期待该方法是能够捕捉伴随组织变性或细胞增殖的细微结构变化的方法。将DKI的脉冲序列构成为在变更b值的同时重复DTI的脉冲序列。一般，在通过DKI得到的图像的解析(以后，称为DKI解析)中，在通过MPG脉冲施加方向相同并且b值不同的序列得到的弥散加权图像中，对每个像素执行非线性的最小二乘拟合处理，作为每个MPG脉冲的施加方向的与弥散相关的参数，推定弥散系数和峰度系数(例如，非专利文献1)。并且，为了描绘各系数的空间分布，例如计算出弥散张量以及峰度张量的成分，计算出第一主成分方向或与主成分垂直的方向的弥散系数和峰度系数等。在DKI解析中，为了在短时间内取得高品质的图像，与弥散相关的参数推定中的非线性最小二乘拟合的稳定化以及高速化成为课题。在非专利文献1中记载的方法中，为了使计算稳定化，作为预处理，对弥散加权图像整体应用平滑化滤波器。因此，在成为与弥散相关的参数推定的基础的弥散加权图像中产生模糊，对作为结果而得到的参数图像的品质也产生影响。此外，作为一般的计算稳定化方法，存在有限制的非线性最小二乘拟合，但有限制时，需要多次变更初始值，重复进行计算，使处理时间变长。非专利文献1：FalangolaMF、JensenJH、BabbJS、HuC、CastellanosFX、MartinoAD、FerrisSH、HelpernJA著，“Age-relatednon-Gaussiandiffusionpatternsintheprefrontalbrain”，JournalofMagneticResonanceImaging28，2008，p1345-1350
技术实现思路
鉴于上述情况而做出本专利技术，其目的是提供一种在DKI解析中能够高速地得到高品质的图像的技术。本专利技术，在DKI解析中推定与每个MPG脉冲的施加方向的弥散相关的参数时，分离最小二乘拟合与制约处理，仅对在最小二乘拟合中成为制约条件范围以外的像素的像素值进行校正处理。然后，对该像素，从校正后的像素值重新推定与弥散相关的参数，使用得到的与弥散相关的参数来生成参数图像。根据本专利技术，在DKI解析中能够高速地得到高品质的图像。附图说明图1是第一实施方式的MRI装置的框图。图2是第一实施方式的计算机的功能框图。图3是用于说明弥散加权图像取得序列的脉冲序列的说明图。图4是第一实施方式的图像处理的流程图。图5是第二实施方式的参数推定处理的流程图。图6是第三实施方式的像素值校正处理的流程图。图7是第四实施方式的计算机的功能框图。图8是第四实施方式的图像处理的流程图。图9是第四实施方式的参数校正处理的流程图。图10是第五实施方式的计算机的功能框图。图11是第五实施方式的图像处理的流程图。符号说明100MRI装置101磁铁102倾斜磁场线圈103被检体104顺序控制器105倾斜磁场电源106高频磁场发生器107RF线圈108RF探头109接收器110计算机111显示装置112存储装置113匀场线圈114匀场电源115床116输入装置210拍摄部220图像处理部221关心区域设定部222参数推定部223判别部224像素值校正部225图像生成部226参数校正部227可靠度运算部300ss-DWEPI脉冲序列301倾斜磁场脉冲302RF脉冲303MPG脉冲304切片倾斜磁场脉冲305磁化重新聚焦用RF脉冲306MPG脉冲307相位编码倾斜磁场脉冲308弥散用读取倾斜磁场脉冲309读取倾斜磁场脉冲310回波311相位编码倾斜磁场脉冲312读取倾斜磁场脉冲具体实施方式《第一实施方式》以下，对应用本专利技术的第一实施方式进行说明。在用于说明本专利技术的实施方式的所有附图中，除非另有说明，对具有相同功能的部件赋予相同符号，省略其重复的说明。首先，对本实施方式的磁共振成像(MRI)装置进行说明。本实施方式的MRI装置100对放置在静磁场内的被检体施加切片(slice)倾斜磁场的同时施加具有特定频率的高频磁场，激发要拍摄的断面内的核磁化。通过对被激发的核磁化施加相位编码倾斜磁场以及读取(read-out)倾斜磁场，给予平面位置信息，测量核磁化产生的核磁共振信号(回波)。重复进行核磁共振信号的测量，直到填充被称为k空间的测量空间为止，通过逆傅立叶变换将填充k空间的信号图像化(拍摄)。图1是表示实现这些的、本实施方式的MRI装置100的典型结构的框图。本实施方式的MRI装置100具有：产生静磁场的磁铁101、产生倾斜磁场的倾斜磁场线圈102、向被检体(生物体)103照射高频磁场脉冲(以下称为RF脉冲)的RF线圈107、检测从被检体103产生的回波信号的RF探头108以及在磁铁101产生的静磁场空间内放置被检体(例如生物体)103的床(工作台)115。并且，本实施方式的MRI装置100具备：驱动倾斜磁场线圈102的倾斜磁场电源105；驱动RF线圈107的高频磁场发生器106；接收通过RF探头108检测到的回波信号的接收器109；向倾斜磁场电源105以及高频磁场发生器106发送命令，分别产生倾斜磁场以及高频磁场，并且对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁共振成像装置，其特征在于，具备：拍摄部，其按照预定的脉冲序列进行测量，重构图像；以及图像处理部，其对所述重构的图像实施运算处理，得到参数图像，其中，所述参数图像是将平均弥散、平均峰度、轴向的峰度以及周向的峰度中的某一个作为像素值的图像，所述脉冲序列是施加弥散梯度磁场脉冲的弥散加权拍摄序列，所述弥散梯度磁场脉冲作为倾斜磁场对核磁共振信号附加伴随弥散的信号变化，所述拍摄部使所述弥散梯度磁场脉冲的施加方向以及b值变化来执行所述脉冲序列，取得多个弥散加权图像，所述图像处理部具备：参数推定部，其使用使所述弥散梯度磁场脉冲的施加方向相同，使b值变化来执行所述脉冲序列而得到的多个所述弥散加权图像的像素的像素值，针对每个像素推定与弥散相关的参数即弥散参数；判别部，其判别推定的所述弥散参数是否在预先决定的范围内；像素值校正部，其对所述判别结果为在所述范围外的所述像素的像素值进行校正；以及图像生成部，其使用每个像素的所述弥散参数生成所述参数图像，所述参数推定部通过没有制约条件的最小二乘拟合推定所述弥散参数，并且针对所述判别结果为在所述范围外的所述像素，使用所述校正后的像素值重新推定所述弥散参数，所述图像生成部，针对校正了像素值的所述像素，使用重新推定的所述弥散参数。...

【技术特征摘要】
2013.07.22 JP 2013-1519821.一种磁共振成像装置，其特征在于，具备：拍摄部，其按照预定的脉冲序列进行测量，重构图像；以及图像处理部，其对所述重构的图像实施运算处理，得到参数图像，其中，所述参数图像是将平均弥散、平均峰度、轴向的峰度以及周向的峰度中的某一个作为像素值的图像，所述脉冲序列是施加弥散梯度磁场脉冲的弥散加权拍摄序列，所述弥散梯度磁场脉冲作为倾斜磁场对核磁共振信号附加伴随弥散的信号变化，所述拍摄部使所述弥散梯度磁场脉冲的施加方向以及b值变化来执行所述脉冲序列，取得多个弥散加权图像，所述图像处理部具备：参数推定部，其使用使所述弥散梯度磁场脉冲的施加方向相同，使b值变化来执行所述脉冲序列而得到的多个所述弥散加权图像的像素的像素值，针对每个像素推定与弥散相关的参数即弥散参数；判别部，其判别推定的所述弥散参数是否在预先决定的范围内；像素值校正部，其对所述判别结果为在所述范围外的所述像素的像素值进行校正；以及图像生成部，其使用每个像素的所述弥散参数生成所述参数图像，所述参数推定部通过没有制约条件的最小二乘拟合推定所述弥散参数，并且针对所述判别结果为在所述范围外的所述像素，使用所述校正后的像素值重新推定所述弥散参数，所述图像生成部，针对校正了像素值的所述像素，使用重新推定的所述弥散参数。2.根据权利要求1所述的磁共振成像装置，其特征在于，所述参数推定部在所述弥散参数的推定中使用b值为0的图像。3.根据权利要求1所述的磁共振成像装置，其特征在于，所述拍摄部使按照所述弥散梯度磁场脉冲的施加方向变化的b值的组合在各施加方向上相同，来分别取得多个弥散加权图像。4.根据权利要求1所述的磁共振成像装置，其特征在于，所述最小二乘拟合的模型函数是非线性函数。5.根据权利要求1所述的磁共振成像装置，其特征在于，所述最小二乘拟合的模型函数是一次函数。6.根据权利要求4所述的磁共振成像装置，其特征在于，所述弥散参数是弥散系数以及峰度系数，所述像素值校正部，通过去除所述参数推定部进行参数的推定时所使用的像素中所述峰度系数为在所述范围外且表示负值的像素来进行所述校正，所述参数推定部使用通过所述像素值校正部去除的像素以外的像素来重新推定所述弥散参数。7.根据权利要求1所述的磁共振成像装置，其特征在于，还具备对重新推定的所述弥散参数进行校正的参数校正部，所述参数推定部通过没有制约条件的最小二乘拟合从所述校正后的像素值重新推定所述弥散参数，所述判别部判别重新推定的所述弥散参数是否在所述范围内，当所述判别结果为在所述范围外时，所述参数校正部对重新推定的所述弥散参数进行校正。8.根据权利要求7所述的磁共振成像装置，其特征在于，通过所述参数校正部进行的校正，将重新推定的...

【专利技术属性】
技术研发人员：横泽俊，越智久晃，尾藤良孝，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP