JP2008006117A - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 核磁気共鳴信号を受信するための少なくとも2個の小型RF受信コイルを組み合わせてなるRF受信コイルと、小型RF受信コイル毎に、感度分布用データとk空間のエンコードステップを間引いて画像用データとを取得する計測制御手段と、小型RF受信コイル毎に、感度分布用データから感度分布と画像用データから折り返しの有る画像データとを作製し、感度分布を用いて画像データの折り返し除去の演算を行うと共に前記各画像データを合成して1枚の画像データを得る信号処理手段と、を備え、信号処理手段は、小型RF受信コイル毎の感度分布用データから複素合成画像を作成し、その複素合成画像の位相成分を用いて、感度分布用データから求められる感度画像を位相補正して感度分布を作成する。
【選択図】 図5
Description
このような手法は、空間エンコード法若しくはパラレルイメージング法と呼ばれ、位相エンコードを等間隔に間引くことによって、マルチプルRFコイルを構成する小型RF受信コイル毎に折り返した画像を取得した後に、小型RF受信コイル毎の感度分布(感度画像)がお互いに異となることを利用し、折り返した画像の折り返しを除去する。この折り返し除去では、高精度な感度分布と高精度な行列演算を必要とする。
Daniel KSodickson, Warren J Manning "Simultaneous acquisition of spatial harmonics (SMASH): fast imaging with radiofrequency coil arrays" Magnetic Resonance in Madicine 38, 591-603, (1997) J. Wang, A.Reykowski "A SMASH/SENSE related method using ratios of array coil profiles" ISMRM
Array Head Coil for Improved Functional MRI(Christoph Leussler). 1996 ISMRM abstract p.249 Helmet and Cylindrical Shaped CP Array Coils for Brain Imaging: A Conparison of Signal-to-Noise Characteristics(H.A.Stark, E.M.Haacke), 1996 ISMRM abstract p.1412 Four Channel Wrap-Around Coil with Inductive Decoupler for 1.5T Body Imaging(T.Takahashi et.al), 1995 ISMRM abstract p.1418
このようなシーケンスを、位相エンコード傾斜磁場304の印加量(=振幅X印加時間)を変えながら、位相エンコードの回数分繰り返して位相エンコード数分のエコー信号を得る。その結果、画像再構成に必要なk空間データが取得される。
(SENSE: Sensitivity Encoding for Fast MRI(Klaas P.Pruessmann et.al), Magnetic Resonance in Medicine 42: 952-962(1999)参照)
位相エンコード数を等間隔に1/N間引いて計測を行った場合には、上記したように、2次元フーリエ変換後の画像にはN回の折り返しが発生する。ここで、N以上のM個の受信コイルを用いて1/N間引いた計測を行い、N回折り返しの発生したM個の画像を取得する。そして、M個の受信コイルの感度画像を用いてN回の折り返し画像を展開し、折り返しを除去した1枚の画像を取得する。
間引きをしないで計測した場合には、画像si(x,y)は、被検体の密度分布p(x,y)と、コイルの感度分布ci(x,y)の積で表される。
本方法は、最初に、小型RF受信コイル毎の感度分布用データを合成して、磁場の歪や磁化率の影響による位相の乱れをもった複素合成画像を作製する。次に、その複素合成画像の位相成分により小型RF受信コイル毎の感度分布用データを位相補正する。これにより、小型RF受信コイル毎の感度分布用データから位相の乱れを除去することによって、折り返し除去画像にアーチファクトが発生することを防止する。
位相の乱れを持たないコイルマップの作製には、感度分布用データにk空間での絶対値が最大になる画素をk空間の中心にシフトさせる処理と、Low-Pass Filter処理の両方を施す方法がある。
局所的な磁化率の影響による位相の乱れは高周波成分に現れる。感度分布用データにLow-Pass Filterをかけることにより、高周波成分をカットし、局所的な磁化率の影響による位相の乱れを除去する。
また、位相の乱れを持たないコイルマップを作製する別の方法として、k空間での絶対値が最大になる画素を持つRF受信コイルの感度分布用データにLow-Pass Filter処理して1枚の低空間分解能の画像を作成し、感度分布用データを前記低空間分解能の画像の位相成分によって位相補正し、Low-Pass Filter処理を施す方法がある。
(第1の実施形態)
次に、本発明のMRI装置の第1の実施形態を説明する。本実施形態は、各小型RF受信コイルの感度分布用データから磁場の歪や磁化率の影響による位相の乱れを持つ複素合成画像を作成し、この複素合成画像の位相成分を用いて各小型RF受信コイルの感度画像の位相補正を行う。この複素合成画像の作成においては、各小型RF受信コイルの感度分布用データに対して、k空間での絶対値が最大になる画素をk空間原点にシフトさせる処理と、Low-Pass Filterを施す処理の両方を含んで行う。
ステップ501で、マルチプルRF受信コイルを用いて均一濃度ファントム又は被検体を撮像し、マルチプル受信コイルを構成する小型RF受信コイル毎にその感度分布用データ(k空間データ)を取得する。
ステップ502で、ステップ501で取得した小型RF受信コイル毎の感度分布用データに対して、フーリエ変換して、小型RF受信コイル毎の感度画像503を取得する。尚、この感度画像503には折り返しは存在しない。
ステップ504で、複素合成のためのコイルマップ505を求める。コイルマップ作製処理504の詳細処理フローを図6に示す。コイルマップ作製処理504の説明を図6の処理フローに基づいて説明する。
wk:フィルタリング値、ただし、rwが1を超える場合は0とする
ステップ601の処理を施した後の感度分布用データについて、このハニング窓関数を乗算し、フーリエ変換し、コイルマップ505を取得する。
BodyImag :複素合成画像507(虚部)
ImageReal:感度画像503(実部)
ImageImag :感度画像503(虚部)
MapReal :コイルマップ505(実部)
MapImag :コイルマップ505(虚部)
i :RF受信コイル番号
ImageImag':位相補正後の感度画像509(虚部)
ImageReal :感度画像503(実部)
ImageImag :感度画像503(虚部)
BodyReal :複素合成画像507(実部)
BodyImag :複素合成画像507(虚部)
i :FR受信コイル番号
座標(x,y)の位相補正後の感度画像509の画素値をとすると、小型RF受信コイルにおける座標(x,y)の感度分布は、
ステップ515で、次のステップ516で行う折り返し除去演算を行うための行列を作成する。即ち、上記各ステップで求められた感度分布511と折り返しのある計測画像514を用いて式(5)の様な行列を作成する。
ステップ516で、ステップ515で作成した行列を用いて、式(8)の折り返しを除去するための行列演算を行い、折り返しの除去された結果画像517を求める。
次に、本発明のMRI装置の第2の実施形態を説明する。本実施形態は、前述の第11の実施形態と比較して、位相の乱れを持たないコイルマップを作製する方法が異なる。即ち、k空間での絶対値が最大になる画素を持つ小型RF受信コイルの感度分布用データにLow-Pass Filter処理して1枚の低空間分解能の画像を作成し、この感度分布用データを求めた低空間分解能画像の位相成分によって位相補正し、Low-Pass Filter処理を施してコイルマップを作製する。
ImageImag':位相補正後の感度画像807(虚部)
ImageReal :感度画像805(実部)
ImageImag :感度画像805(虚部)
LowReal :低空間分解能の画像803(実部)
LowImag :低空間分解能の画像803(虚部)
i :FR受信コイル番号
Claims (3)
- 核磁気共鳴信号を受信するための少なくとも2個の小型RF受信コイルを組み合わせてなるRF受信コイルと、
前記小型RF受信コイル毎に、感度分布用データとk空間のエンコードステップを間引いて画像用データとを取得する計測制御手段と、
前記小型RF受信コイル毎に、前記感度分布用データから感度分布と前記画像用データから折り返しの有る画像データとを作製し、前記感度分布を用いて前記画像データの折り返し除去の演算を行うと共に前記各画像データを合成して1枚の画像データを得る信号処理手段と、
を備えた磁気共鳴イメージング装置において、
前記信号処理手段は、前記小型RF受信コイル毎の感度分布用データから複素合成画像を作成し、該複素合成画像の位相成分を用いて、前記感度分布用データから求められる感度画像を位相補正して前記感度分布を作成することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記信号処理手段は、前記小型RF受信コイル毎の感度分布用データに対して、その絶対値が最大になる位置をk空間の中心にシフトさせる処理とLow−Pass Filter処理とを施して前記小型RF受信コイル毎のコイルマップを作成し、該小型RF受信コイル毎のコイルマップを用いて前記複素合成画像を作成することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記信号処理手段は、k空間において絶対値が最大になる画素を持つ小型RF受信コイルの感度分布用データを選択してLow−Pass Filter処理して1枚の低空間分解能の画像を作成し、前記小型RF受信コイル毎の感度画像を前記低空間分解能の画像の位相成分によって位相補正し、Low−Pass Filter処理を施すことにより前記小型RF受信コイル毎のコイルマップを作成し、該小型RF受信コイル毎のコイルマップを用いて前記複素合成画像を作成することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
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