(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレスキャンにおいて全身用コイル又はフェーズドアレイコイルで被検体から受信したデータから参照画像データを生成する手段と、
前記プレスキャンにおいて前記フェーズドアレイコイルで前記被検体から受信したデータからフェーズドアレイコイルデータを生成する手段と、
前記参照画像データから算出した関数を用いて、前記参照画像データの高信号部を圧縮して平坦化する補正を、前記参照画像データに対して行う補正手段と、
前記フェーズドアレイコイルデータを、前記補正手段によって補正された参照画像データで除算して感度マップデータを作成する感度マップ作成手段と、
イメージングスキャンにおいて前記フェーズドアレイコイルで前記被検体から受信したデータを、前記感度マップデータを用いて補正して感度補正後の画像データを生成する手段と、
を有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２】
前記補正手段で用いる前記関数は、低周波成分を表す関数、又はコントラスト変換用の関数である、
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】
前記低周波成分を表す関数は、前記参照画像データに対して空間的なフィッティング処理を行って算出した関数であり、前記補正手段は前記参照画像データを、前記低周波成分を表す関数で除算又は減算して前記補正を行う、
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】
前記コントラスト変換用の関数は、前記参照画像データからヒストグラムを求め、前記ヒストグラムの代表最大値に基づいて非線形変換を行う関数であり、前記補正手段は、前記非線形変換を行う関数を用いたコントラスト変換によって前記補正を行う、
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】
前記参照画像データは、低コントラストの画像データである、
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】
前記補正手段は、前記参照画像データの高信号部を圧縮して平坦化する補正を第２の自己補正とするとき、前記第２の自己補正の前に、前記第２の自己補正とは異なる第１の自己補正を行う、
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】
前記第１の自己補正は、閾値処理及び領域縮小処理によって前記参照画像データの処理対象データを抽出し、抽出された前記処理対象データに対して内挿処理及び外挿処理の少なくとも一方を用いた補間を行い、さらにスムージング処理を行って前記参照画像データを補正する処理である、
ことを特徴とする請求項６に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体の原子核スピンをラーモア周波数の高周波(RF: radio frequency)信号で磁気的に励起し、この励起に伴って発生する核磁気共鳴(NMR:nuclear magnetic resonance)信号から画像を再構成する磁気共鳴イメージング(MRI: Magnetic Resonance Imaging)装置に係り、特に、複数の受信用コイルを用いた撮像において各受信用コイルの感度分布に起因して生じる画像データ上の信号値の不均一性を補正することが可能な磁気共鳴イメージング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴イメージングは、静磁場中に置かれた被検体の原子核スピンをラーモア周波数のRF信号で磁気的に励起し、この励起に伴って発生するＭＲ信号から画像を再構成する撮像法である。
【０００３】
この磁気共鳴イメージングの分野において、従来から高速撮像技術の１つとして、複数の表面コイルを有するフェーズドアレイコイル(PAC: phased array coil)を受信用コイルとして用いることによってデータを受信する技術が用いられている。しかしながら、PACの利用に伴って、受信用コイルとして用いられる各表面コイルの空間的な感度の不均一性が大きくなり、データに対して空間的な受信用コイルの感度補正を行うことが必須となっている。
【０００４】
従来の画像データに対する受信用コイルの感度補正としては、全身用コイル(WBC: whole body coil)を受信用コイルとして収集したWBC画像データを利用する方法が挙げられる(例えば特許文献１参照)。MRI装置には、標準的には送受信兼用のWBCと受信用コイルとが備えられる。受信用コイルの感度不均一性の影響を補正するためには、何らかの参照画像データが必要となる。そこで、WBCで取得した画像データを感度補正用の参照画像データとすることが従来から一般的に行われている。
【０００５】
図１は、従来のWBCを受信用コイルとして用いた従来の感度補正処理の手順を示すフローチャートであり、図中Ｓに数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。
【０００６】
図１に示すように、ステップＳ１において、受信用コイルの感度分布を表す感度マップデータを取得するための感度マッププレスキャンが画像データ収集用のイメージングスキャンである本スキャンに先立ってプレスキャンとして実行される。感度マッププレスキャンでは、同一の撮像条件でPACおよびWBCをそれぞれ受信用コイルとしてデータが収集される。そしてPACおよびWBCを用いて収集されたデータの画像再構成処理によってPAC画像データおよびWBC画像データが生成される。
【０００７】
WBC画像データは、被検体の撮像視野(FOV: field of view)に対して十分に大きい画像データとされる。従ってWBCのカップリングが十分抑制されていれば、WBCの特性はほぼ均一となる。このため、WBC画像データは、ある程度均一な画像データとなり、参照画像データとして用いることができる。一方、PAC画像データは、PACの不均一な感度分布の影響を受けるため不均一な画像データとなる。従って、PAC画像データをWBC画像データで除算することによって、PACの感度分布を推定することができる。
【０００８】
そこで、ステップＳ２において、PAC画像データをWBC画像データで除算することによって、PACの感度マップデータの推定用の元データが作成される。このとき、PAC画像データおよびWBC画像データに対する閾値処理によって、信号強度が閾値以下となる部分のデータがマスクされる。
【０００９】
次に、ステップＳ３において、元データから必要な空間領域におけるPACの感度マップデータが生成される。具体的には、除算結果の算出を行うことが不可能な領域におけるデータが内挿や外挿により補間される。
【００１０】
次に、ステップＳ４において、画像データの取得用のイメージングスキャンによってデータが収集され、収集されたデータの画像再構成処理によって画像データが生成される。そして、PACの感度マップデータを用いることによって画像データに対する感度補正処理が実行される。すなわち、画像データの信号強度の絶対値が感度マップデータに基づいて補正される。これにより画像データの不均一性が是正される。
【００１１】
また、別の感度補正技術として、PAC画像データのみから感度マップデータを推定する技術も考案されている(例えば特許文献２参照)。この技術は、低コントラストのPAC画像データに対して、閾値処理、領域縮小処理、内挿、外挿処理、スムージング等の処理を施すことによって粗い精度ではあるが簡易に感度マップデータを推定するものである。
【特許文献１】特開２００５−２３７７０２号公報
【特許文献２】特開２００５−２３７７０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、従来のWBCを用いた感度補正技術では、イメージングスキャンにより得られた画像データの不均一性が必ずしも十分に補正されない場合がある。
【００１３】
図２は、従来のWBCを用いた感度補正法によっても感度ムラによる不均一性が十分に補正されていない画像を示す図であり、図３は、図２に示す従来の感度補正法による画像の線で示される関心領域(ROI region of interest)上の各PIXEL位置における画素値のプロファイルを示す図である。
【００１４】
図２は、従来のWBC画像データを用いた感度補正により得られた頭部の縦緩和(T1)強調画像である。図２に示す画像の例では、脳の左右で20%程度の感度ムラが生じている。例えば、向かって右側部分は、20%程度画素値が低めに補正されている。
【００１５】
このような不十分な感度補正の原因は、感度マッププレスキャンによって取得されるWBC画像データが不均一であるということにある。WBC画像データが不均一になる原因の１つとしては、WBCとPACとの間におけるコイル間カップリングが考えられる。つまり、WBCとPACとのコイル間カップリング等の原因によって、参照とすべきWBC画像データ自体にも感度むらが生じ、推定される感度マップデータに感度むらが発生する場合がある。そして、感度むらを有する感度マップデータを用いて感度補正を行うと、感度補正後の画像データにも感度むらが残ることとなる。
【００１６】
図４は、従来の感度マップデータの生成用に取得されるPAC画像データを示す図、図５は、図４に示す従来の感度マップデータ生成用のPAC画像データの線ROI上の各PIXEL位置における画素値のプロファイルを示す図、図６は、従来の感度マップデータの生成用に取得されるWBC画像データを示す図、図７は、図６に示す従来の感度マップデータ生成用のWBC画像データの線ROI上の各PIXEL位置における画素値のプロファイルを示す図である。
【００１７】
図４および図６は、PACの感度マップデータの推定用に取得される典型的なPAC画像データおよびWBC画像データの例をそれぞれ示している。図４および図５に示すように感度マッププレスキャンによって取得されたPAC画像データは、受信用コイルであるPACの特性上不均一性を有する。基本的にはPAC画像データをWBC画像データで除算したデータ（PAC画像データ/WBC画像データ）に基づいて感度マップデータの推定が行われる。従って、WBC画像データは、感度ムラがなくある程度フラットな画像データとなることが重要である。
【００１８】
しかしながら、図６および図７に示すように十分に均一な画像データとならない場合がある。図６および図７に示すWBC画像データの例では、左右の画素値に差が見られる。このように不均一なWBC画像データを参照画像データとして感度補正用の感度マップデータを算出すると、実際に感度補正の対象となるT1強調画像の補正が不十分となる。
【００１９】
さらに、高磁場を発生させるタイプのMRI装置において、誘電体アーチファクトにより感度分布の均一性が低い場合、PACの感度分布が不均一な場合、その他様々な条件下においても十分な感度補正が困難な場合があるという問題がある。
【００２０】
本発明はかかる従来の事情に対処するためになされたものであり、複数の受信用コイルを用いた撮像において、画像データに対する各受信用コイルの感度補正のために用いられる参照画像データの均一性を向上させることによって、感度補正をより良好に行うことが可能な磁気共鳴イメージング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明に係る磁気共鳴イメージング装置は、プレスキャンにおいて全身用コイル又はフェーズドアレイコイルで被検体から受信したデータから参照画像データを生成する手段と、前記プレスキャンにおいてフェーズドアレイコイルで前記被検体から受信したデータからフェーズドアレイコイルデータを生成する手段と、前記参照画像データから算出した関数を用いて、前記参照画像データの高信号部を圧縮して平坦化する補正を、前記参照画像データに対して行う補正手段と、前記フェーズドアレイコイルデータを、前記補正手段によって補正された参照画像データで除算して感度マップデータを作成する感度マップ作成手段と、イメージングスキャンにおいて前記フェーズドアレイコイルで前記被検体から受信したデータを、前記感度マップデータを用いて補正して感度補正後の画像データを生成する手段と、を有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る磁気共鳴イメージング装置においては、複数の受信用コイルを用いた撮像において、画像データに対する各受信用コイルの感度補正のために用いられる参照画像データの均一性を向上させることによって、感度補正をより良好に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明に係る磁気共鳴イメージング装置の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
【００２４】
図８は本発明に係る磁気共鳴イメージング装置の実施の形態を示す構成図である。
【００２５】
磁気共鳴イメージング装置２０は、静磁場を形成する筒状の静磁場用磁石２１と、この静磁場用磁石２１の内部に設けられたシムコイル２２、傾斜磁場コイル２３およびRFコイル２４とを図示しないガントリに内蔵した構成である。
【００２６】
また、磁気共鳴イメージング装置２０には、制御系２５が備えられる。制御系２５は、静磁場電源２６、傾斜磁場電源２７、シムコイル電源２８、送信器２９、受信器３０、シーケンスコントローラ３１およびコンピュータ３２を具備している。制御系２５の傾斜磁場電源２７は、Ｘ軸傾斜磁場電源２７ｘ、Ｙ軸傾斜磁場電源２７ｙおよびＺ軸傾斜磁場電源２７ｚで構成される。また、コンピュータ３２には、入力装置３３、表示装置３４、演算装置３５および記憶装置３６が備えられる。
【００２７】
静磁場用磁石２１は静磁場電源２６と接続され、静磁場電源２６から供給された電流により撮像領域に静磁場を形成させる機能を有する。尚、静磁場用磁石２１は超伝導コイルで構成される場合が多く、励磁の際に静磁場電源２６と接続されて電流が供給されるが、一旦励磁された後は非接続状態とされるのが一般的である。また、静磁場用磁石２１を永久磁石で構成し、静磁場電源２６が設けられない場合もある。
【００２８】
また、静磁場用磁石２１の内側には、同軸上に筒状のシムコイル２２が設けられる。シムコイル２２はシムコイル電源２８と接続され、シムコイル電源２８からシムコイル２２に電流が供給されて静磁場が均一化されるように構成される。
【００２９】
傾斜磁場コイル２３は、Ｘ軸傾斜磁場コイル２３ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル２３ｙおよびＺ軸傾斜磁場コイル２３ｚで構成され、静磁場用磁石２１の内部において筒状に形成される。傾斜磁場コイル２３の内側には寝台３７が設けられて撮像領域とされ、寝台３７には被検体Ｐがセットされる。RFコイル２４はガントリに内蔵されず、寝台３７や被検体Ｐ近傍に設けられる場合もある。
【００３０】
また、傾斜磁場コイル２３は、傾斜磁場電源２７と接続される。傾斜磁場コイル２３のＸ軸傾斜磁場コイル２３ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル２３ｙおよびＺ軸傾斜磁場コイル２３ｚはそれぞれ、傾斜磁場電源２７のＸ軸傾斜磁場電源２７ｘ、Ｙ軸傾斜磁場電源２７ｙおよびＺ軸傾斜磁場電源２７ｚと接続される。
【００３１】
そして、Ｘ軸傾斜磁場電源２７ｘ、Ｙ軸傾斜磁場電源２７ｙおよびＺ軸傾斜磁場電源２７ｚからそれぞれＸ軸傾斜磁場コイル２３ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル２３ｙおよびＺ軸傾斜磁場コイル２３ｚに供給された電流により、撮像領域にそれぞれＸ軸方向の傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸方向の傾斜磁場Ｇｙ、Ｚ軸方向の傾斜磁場Ｇｚを形成することができるように構成される。
【００３２】
RFコイル２４は、送信器２９および受信器３０と接続される。RFコイル２４は、送信器２９からRF信号を受けて被検体Ｐに送信する機能と、被検体Ｐ内部の原子核スピンのRF信号による励起に伴って発生したNMR信号を受信して受信器３０に与える機能を有する。
【００３３】
図９は図８に示すRFコイル２４の詳細構成の一例を示す図であり、図１０は図９に示す被検体Ｐの体表側に設けられるコイル要素２４ｃの配置例を示す図、図１１は図９に示す被検体Ｐの背面側に設けられるコイル要素２４ｃの配置例を示す図である。
【００３４】
図９に示すようにRFコイル２４は、筒状の全身用コイル(WBC)２４ａとフェーズドアレイコイル(PAC)２４ｂを備えている。フェーズドアレイコイル２４ｂは、複数のコイル要素（表面コイル）２４ｃを備えており、被検体Ｐの体表側と背面側とにそれぞれ複数のコイル要素２４ｃが配置される。
【００３５】
例えば図１０に示すように被検体の体表側には、広範囲の撮影部位がカバーされるようにｘ方向に４列、ｚ方向に８列の合計３２個のコイル要素２４ｃが配置される。また、図１１に示すように被検体の背面側にも同様に広範囲の撮影部位がカバーされるようにｘ方向に４列、ｚ方向に８列の合計３２個のコイル要素２４ｃが配置される。背面側では、被検体Ｐの背骨の存在を考慮した感度向上の観点から、体軸付近に他のコイル要素２４ｃよりも小さいコイル要素２４ｃが配置される。
【００３６】
一方、受信器３０は、デュプレクサ３０ａ，アンプ３０ｂ、切換合成器３０ｃおよび受信系回路３０ｄを備えている。デュプレクサ３０ａは、送信器２９、WBコイル２４ａおよびWBコイル２４ａ用のアンプ３０ｂと接続される。アンプ３０ｂは、各コイル要素２４ｃおよびWBコイル２４ａの数だけ設けられ、それぞれ個別に各コイル要素２４ｃおよびWBコイル２４ａと接続される。切換合成器３０ｃは、単一または複数個設けられ、切換合成器３０ｃの入力側は、複数のアンプ３０ｂを介して複数のコイル要素２４またはWBコイル２４ａと接続される。受信系回路３０ｄは、各コイル要素２４ｃおよびWBコイル２４ａの数以下となるように所望の数だけ設けられ、切換合成器３０ｃの出力側に設けられる。
【００３７】
WBコイル２４ａは、RF信号の送信用のコイルとして用いることができる。また、NMR信号の受信用のコイルとして各コイル要素２４ｃを用いることができる。さらに、WBコイル２４ａを受信用のコイルとして用いることもできる。
【００３８】
このため、デュプレクサ３０ａは、送信器２９から出力された送信用のRF信号をWBコイル２４ａに与える一方、WBコイル２４ａにおいて受信されたNMR信号を受信器３０内のアンプ２４ｄを経由して切換合成器３０ｃに与えるように構成されている。また、各コイル要素２４ｃにおいて受信されたNMR信号もそれぞれ対応するアンプ２４ｄを経由して切換合成器３０ｃに出力されるように構成されている。
【００３９】
切換合成器３０ｃは、コイル要素２４ｃやWBコイル２４ａから受けたNMR信号の合成処理および切換を行って、対応する受信系回路３０ｄに出力するように構成されている。換言すれば、受信系回路３０ｄの数に合わせてコイル要素２４ｃやWBコイル２４ａから受けたNMR信号の合成処理および切換が切換合成器３０ｃにおいて行われ、所望の複数のコイル要素２４ｃを用いて撮影部位に応じた感度分布を形成して様々な撮影部位からのNMR信号を受信できるように構成されている。
【００４０】
ただし、コイル要素２４ｃを設けずに、WBコイル２４ａのみでNMR信号を受信するようにしてもよい。また、切換合成器３０ｃを設けずに、コイル要素２４ｃやWBコイル２４ａにおいて受信されたNMR信号を直接受信系回路３０ｄに出力するようにしてもよい。さらに、より多くのコイル要素２４ｃを広範囲に亘って配置することもできる。
【００４１】
図１２は、図９に示す被検体Ｐの体表側に設けられるコイル要素２４ｃの別の配置例を示す図、図１３は図９に示す被検体Ｐの背面側に設けられるコイル要素２４ｃの別の配置例を示す図である。
【００４２】
図１２および図１３に示すようにさらに多くのコイル要素２４ｃを被検体Ｐの周囲に配置することができる。図１２に示す例では、ｘ方向に４列、ｚ方向に４列の１６要素のコイル要素２４ｃで構成されるコイルユニット２４ｄがｚ方向に３つ配置されているため合計４８要素のコイル要素２４ｃが被検体Ｐの体表側に設けられることとなる。また、図１３に示す例では、ｘ方向に４列、ｚ方向に８列の３２要素のコイル要素２４ｃで構成されるコイルユニット２４ｅが背骨側に、図示しない２要素のコイル要素２４ｃを備えたコイルユニット２４ｆが顎付近に、図示しない１２要素のコイル要素２４ｃを備えたコイルユニット２４ｇが頭部にそれぞれは位置されるため、合計４６要素のコイル要素２４ｃが被検体Ｐの背面側に設けられることとなる。そして、図１２および図１３に示すように被検体Ｐの体表側および背面側に表面個オイル２４ｃを配置すれば、合計９４要素のコイル要素２４ｃが被検体の周囲に配置されることとなる。各コイル要素２４ｃは、図示しないコイルポートを経由してそれぞれ専用のアンプ３０ｂと接続される。
【００４３】
そして、コイル要素２４ｃを多数被検体Ｐの周囲に配置することによって、コイルや被検体Ｐの位置を移動させることなく複数の撮影部位からのデータを受信することが可能な全身用のフェーズドアレイコイル２４ｂを形成することが可能となる。WBコイル２４ａもコイルや被検体Ｐの位置を移動させることなく複数の撮影部位からのデータを受信することが可能であるが、全身用のフェーズドアレイコイル２４ｂを受信用のコイルとして用いれば、より撮影部位に適した感度およびより良好なSNR (signal to noise ratio)でデータを受信することが可能となる。
【００４４】
一方、制御系２５のシーケンスコントローラ３１は、傾斜磁場電源２７、送信器２９および受信器３０と接続される。シーケンスコントローラ３１は傾斜磁場電源２７、送信器２９および受信器３０を駆動させるために必要な制御情報、例えば傾斜磁場電源２７に印加すべきパルス電流の強度や印加時間、印加タイミング等の動作制御情報を記述したシーケンス情報を記憶する機能と、記憶した所定のシーケンスに従って傾斜磁場電源２７、送信器２９および受信器３０を駆動させることによりＸ軸傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸傾斜磁場Ｇｙ，Ｚ軸傾斜磁場ＧｚおよびRF信号を発生させる機能を有する。
【００４５】
また、シーケンスコントローラ３１は、受信器３０におけるNMR信号の検波およびA/D (analog to digital)変換により得られた複素データである生データ(raw data)を受けてコンピュータ３２に与えるように構成される。
【００４６】
このため、送信器２９には、シーケンスコントローラ３１から受けた制御情報に基づいてRF信号をRFコイル２４に与える機能が備えられる一方、受信器３０には、RFコイル２４から受けたNMR信号を検波して所要の信号処理を実行するとともにＡ／Ｄ変換することにより、デジタル化された複素データである生データを生成する機能と生成した生データをシーケンスコントローラ３１に与える機能とが備えられる。
【００４７】
また、コンピュータ３２の記憶装置３６に保存されたプログラムを演算装置３５で実行することにより、コンピュータ３２には各種機能が備えられる。ただし、プログラムによらず、各種機能を有する特定の回路を磁気共鳴イメージング装置２０に設けてもよい。
【００４８】
図１４は、図８に示すコンピュータ３２の機能ブロック図である。
【００４９】
コンピュータ３２は、プログラムにより撮像条件設定部４０、シーケンスコントローラ制御部４１、ｋ空間データベース４２、画像再構成部４３、画像データベース４４、感度マップデータ生成部４５、感度マップデータベース４６、感度補正部４７および画像処理部４８として機能する。感度マップデータ生成部４５は、参照用元画像データ取得部４５ａ、第１の自己補正処理部４５ｂ、参照画像データ保存部４５ｃ、第２の自己補正処理部４５ｄ、感度マップ元データ生成部４５ｅおよび感度マップデータ算出部４５ｆを有する。
【００５０】
撮影条件設定部４０は、入力装置３３からの指示情報に基づいて画像データを収集するイメージングスキャンを実行するためのパルスシーケンスを含む撮影条件を設定し、設定した撮影条件をシーケンスコントローラ制御部４１に与える機能を有する。例えば、撮影条件設定部４０では、WBコイル２４ａまたはフェーズドアレイコイル２４ｂを受信用のコイルに設定することができる。また、フェーズドアレイコイル２４ｂに備えられる複数のコイル要素２４ｃを受信用コイルとしてPIを実行するための撮影条件を設定することもできる。
【００５１】
PIは、複数のコイル要素２４ｃを用いてエコーデータを受信し、かつ位相エンコードをスキップさせることによって画像再構成に必要な位相エンコード数を減らす撮像法である。原理的には、位相エンコード数を、最大で画像再構成に必要な位相エンコード数のコイル要素２４ｃの数分の１に減らすことができる。PIが行われる場合には、エコーデータの収集に用いるコイル要素２４ｃの数や各コイル要素２４ｃと撮影部位を関連付けた情報を始めとしてPIに必要な情報が撮影条件として設定される。
【００５２】
さらに撮影条件設定部４０では、イメージングスキャンのみならず、PIの実行に伴って必要となるコイル要素２４ｃの感度マップデータを生成するためのデータを収集する感度マッププレスキャンを実行するための撮影条件も設定することができる。
【００５３】
シーケンスコントローラ制御部４１は、入力装置３３またはその他の構成要素からの情報に基づいて、シーケンスコントローラ３１にパルスシーケンスや受信コイルとして選択されたコイル情報を含む撮影条件を与えることにより駆動制御させる機能を有する。また、シーケンスコントローラ制御部４１は、シーケンスコントローラ３１から生データを受けてｋ空間データベース４２に形成されたｋ空間に配置する機能を有する。このため、ｋ空間データベース４２には、受信器３０において生成された各生データがｋ空間データとして保存され、ｋ空間データベース４２に形成されたｋ空間にｋ空間データが配置される。
【００５４】
画像再構成部４３は、ｋ空間データベース４２からｋ空間データを取り込んでフーリエ変換(FT: Fourier transform)を含む画像再構成処理を施すことにより実空間データである画像データを再構成する機能と、再構成して得られた画像データを画像データベース４４に書き込む機能を有する。このため、画像データベース４４には、画像再構成部４３において再構成された画像データが保存される。
【００５５】
感度マップデータ生成部４５は、感度マッププレスキャンの実行によって取得された感度マップデータの生成用の画像データを画像データベース４４から読み込んで、各コイル要素２４ｃの空間的な感度分布を示す感度マップデータを生成する機能と、生成した感度マップデータを感度マップデータベース４６に書き込む機能とを有する。
【００５６】
このため、感度マップデータベース４６には、感度マップデータ生成部４５により生成された各コイル要素２４ｃの感度マップデータが保存される。
【００５７】
感度補正部４７は、画像データベース４４からイメージングスキャンの実行によって取得された画像データを読み込んで、感度マップデータベース４６から読み込んだ感度マップデータを用いて画像データの感度補正処理を実行する機能と、感度補正処理後の画像データを画像処理部４８に与える機能とを有する。
【００５８】
画像処理部４８は、感度補正部４７から取得した感度補正処理後の画像データに対して必要な画像処理を施すことによって表示用の画像データを生成する機能と、生成した表示用の画像データを表示装置３４に表示させる機能を有する。特に、PIによりエコーデータが収集される場合には、画像処理部４８において、各コイル要素２４ｃに対応する画像データの展開(unfolding)処理が行われる。unfolding処理は、PIの条件に基づいて行われる後処理であり、unfolding処理によって展開された画像データが生成される。unfolding処理には、各コイル要素２４ｃの感度マップデータが用いられる。
【００５９】
次に、感度マップデータ生成部４５の詳細機能について説明する。
【００６０】
参照用元画像データ取得部４５ａは、感度マッププレスキャンの実行によって取得された感度マップデータの生成用の画像データである参照用元画像データを画像データベース４４から取得して第１の自己補正処理部４５ｂまたは参照画像データ保存部４５ｃに与える機能を有する。
【００６１】
参照用元画像データとしては、感度マッププレスキャンの実行によってWBコイル２４ａを受信用のコイルに設定して取得されたWBC画像データやフェーズドアレイコイル２４ｂを受信用のコイルに設定して取得されたPAC画像データがある。通常PAC画像データとして、サムオブスクエア(SOS: (square root of) sum of squares)画像データが作成されるが、複素加算画像データが作成される場合もある。
【００６２】
例えば、参照用元画像データ取得部４５ａは、画像データベース４４から取得した参照用元画像データが不均一でなく、ある程度均一な画像データである場合には、参照画像データとして参照画像データ保存部４５ｃに書き込む一方、不均一な画像データである場合には、第１の自己補正処理部４５ｂに与えるように構成される。PAC画像データや高磁場下において取得されたWBC画像データは、不均一である場合が多い。このため、第１の自己補正処理部４５ｂにおいて参照画像データとするための前処理として第１の自己補正処理を行うことが望ましい。このため、PAC画像データや高磁場下において取得されたWBC画像データは、第１の自己補正処理部４５ｂに与えられることが望ましい。一方、低磁場下において取得されたWBC画像データは、不均一でない場合が多い。このため、処理簡易化および処理時間短縮化の観点からそのまま参照画像データとして参照画像データ保存部４５ｃに書き込むことができる。
【００６３】
第１の自己補正処理部４５ｂは、他のデータを用いることなく補正対象データそのものに基づいて不均一性を改善する処理である第１の自己補正処理を参照用元画像データ取得部４５ａから取得した参照用元画像データに施すことによって、参照用元画像データの粗い補正処理を行う機能と、粗い補正処理後の参照用元画像データを参照画像データとして参照画像データ保存部４５ｃに書き込む機能とを有する。この粗い補正処理によって、不均一な参照用元画像データからある程度均一な参照画像データを作成することができる。第１の自己補正処理としては、例えば閾値処理や領域縮小処理により処理対象データを抽出し、抽出されたデータに対して内挿処理や外挿処理により再度データを補完して空間的なローパスフィルタを用いたスムージング処理を行うことによって粗い感度マップデータを算出し、粗い感度マップデータで元データを除する補正処理が挙げられる。
【００６４】
参照画像データ保存部４５ｃは、参照用元画像データ取得部４５ａまたは第１の自己補正処理部４５ｂから書き込まれた参照画像データを保存する機能を有する。
【００６５】
第２の自己補正処理部４５ｄは、参照画像データ保存部４５ｃから参照画像データを読み込んで、他のデータを用いることなく補正対象データそのものに基づいて不均一性を改善する処理である第２の自己補正処理を参照画像データに対して行うことによって補正済み参照画像データを生成する機能と、第２の自己補正処理による補正済み参照画像データを感度マップ元データ生成部４５ｅに与える機能とを有する。第２の自己補正処理としては、フィッティング処理やコントラスト変換（トーンカーブを用いた処理、トーン処理またはガンマ補正処理と称されることもある）処理等の補正処理を行うことができる。この第２の自己補正処理によって、低磁場下において取得されたWBC画像データや第１の自己補正処理後におけるPAC画像データや高磁場下において取得されたWBC画像データ等のある程度均一な参照画像データよりもさらに均一な補正済み参照画像データを得ることができる。
【００６６】
感度マップ元データ生成部４５ｅは、フェーズドアレイコイル２４ｂを受信用のコイルとして感度マッププレスキャンの実行によって取得されたPAC画像データを画像データベース４４から取得して、取得したPAC画像データを第２の自己補正処理部４５ｄから取得した第２の自己補正処理後における補正済み参照画像データで除することにより感度マップデータの生成処理に用いられる感度マップ元データを生成する機能と、感度マップ元データを感度マップデータ算出部４５ｆに与える機能とを有する。また、感度マップ元データ生成部４５ｅは、PAC画像データの補正済み参照画像データによる除算処理の前処理として、PAC画像データおよび/または補正済み参照画像データに対して閾値処理やリジョンリダクション処理等の処理技術やその他の公知の処理技術を必要に応じて併用して実行するように構成される。
【００６７】
この閾値処理は、各データの信号強度が、無信号領域とみなせる信号強度に予め設定された閾値以下となる部分をマスクする処理である。この閾値処理によれば、肺野や被検体Ｐの外部領域等の無信号領域とみなせる領域における不要なデータを感度マップ元データや感度マップデータの生成処理から除外することができる。
【００６８】
また、リジョンリダクション処理は、感度マップデータや感度マップ元データの生成処理の対象となる領域を縮小する処理である。リジョンリダクション処理によれば、閾値処理後のデータのマスク領域近傍における信号強度の小さい部分を感度マップ元データや感度マップデータの生成処理から除外することができる。
【００６９】
感度マップデータ算出部４５ｆは、感度マップ元データ生成部４５ｅから取得した感度マップ元データを用いて感度マップデータの生成処理を行うことにより各コイル要素２４ｃの感度マップデータを計算する機能と、計算して得られた感度マップデータを感度マップデータベース４６に書き込む機能とを有する。感度マップデータの生成処理の一例としては、正規化処理、線形補間処理、リジョングローイング処理、スライス方向の重み付け処理、３次元スムージングフィルタ処理の一連の処理が挙げられる。これらの各処理は、必要に応じてON/OFFの切換えが可能である。
【００７０】
線形補間処理は、データの無信号領域を線形補間によって信号領域にする処理である。
【００７１】
リジョングローイング処理は、被検体Ｐ外部における無信号領域におけるデータを補間することによって信号領域を拡張する処理である。
【００７２】
これらの各処理によって、感度マップ元データから局所的な値の起伏が少なく、かつ空間的な連続性および均一性を向上させた一様な３次元感度マップデータを生成することができる。
【００７３】
次に磁気共鳴イメージング装置２０の動作および作用について説明する。
【００７４】
図１５は、図８に示す磁気共鳴イメージング装置２０により複数のコイル要素２４ｃを備えたフェーズドアレイコイル２４ｂを受信用のコイルとして、感度マップデータを用いた感度補正を伴って被検体Ｐのイメージングを行う際の手順を示すフローチャートであり、図中Ｓに数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。
【００７５】
まずステップＳ１０において、WBコイル２４ａおよびフェーズドアレイコイル２４ｂまたはフェーズドアレイコイル２４ｂのみを受信用コイルとして感度マッププレスキャンが実行される。感度マッププレスキャンにより取得される感度マップデータの生成用の参照用元画像データは、参照用元画像データに対する処理内容を考慮すると低コントラストの画像データであることが望ましい。そこで、例えば、低フリップ角の励起パルスを印加するGFE (Gradient Field Echo)法または２次元GFE法により、繰り返し時間(TR: repetition time)=200ms, エコー時間(TE: echo time)=4ms, Flip angle =15度、スライス枚数23枚程度とした撮像条件で感度マッププレスキャンが行われる。
【００７６】
そのために、予め寝台３７に被検体Ｐがセットされ、静磁場電源２６により励磁された静磁場用磁石２１(超伝導磁石)の撮像領域に静磁場が形成される。また、シムコイル電源２８からシムコイル２２に電流が供給されて撮像領域に形成された静磁場が均一化される。
【００７７】
そして、入力装置３３からシーケンスコントローラ制御部４１に感度マッププレスキャンの開始指示が与えられると、シーケンスコントローラ制御部４１は撮影条件設定部４０から受信コイルとして使用するコイル情報およびパルスシーケンス情報を含む感度マッププレスキャン用の撮影条件を取得してシーケンスコントローラ３１に与える。シーケンスコントローラ３１は、シーケンスコントローラ制御部４１から受けた感度マッププレスキャン用の撮影条件に従って傾斜磁場電源２７、送信器２９および受信器３０を駆動させることにより被検体Ｐがセットされた撮像領域に傾斜磁場を形成させるとともに、RFコイル２４からRF信号を発生させる。
【００７８】
このため、被検体Ｐの内部における核磁気共鳴により生じたNMR信号が、受信コイルとして選択されたRFコイル２４により受信されて受信器３０に与えられる。受信器３０は、RFコイル２４からNMR信号を受けて、所要の信号処理を実行した後、A/D変換することにより、デジタルデータのNMR信号である生データを生成する。受信器３０は、生成した生データをシーケンスコントローラ３１に与える。シーケンスコントローラ３１は、生データをシーケンスコントローラ制御部４１に与え、シーケンスコントローラ制御部４１はｋ空間データベース４２に形成されたｋ空間に生データをｋ空間データとして配置する。
【００７９】
次に、画像再構成部４３は、ｋ空間データベース４２からｋ空間データを取り込んで画像再構成処理を施すことにより画像データを再構成し、再構成して得られた画像データを画像データベース４４に書き込む。このため、画像データベース４４には、感度マッププレスキャンにより取得された画像データが保存される。
【００８０】
感度マッププレスキャンにおける受信用コイルがWBコイル２４ａおよびフェーズドアレイコイル２４ｂである場合には、WBC画像データおよびSOS画像データ等のPAC画像データが画像データベース４４に保存される。一方、感度マッププレスキャンにおける受信用コイルがフェーズドアレイコイル２４ｂのみである場合には、PAC画像データのみが画像データベース４４に保存される。また、低磁場下で収集されたWBC画像データはある程度均一な画像データとなるが、高磁場下で収集されたWBC画像データやPAC画像データは不均一な画像データとなる。
【００８１】
そこで、ある程度均一なWBC画像データが得られなかった場合には、ステップＳ１１において、不均一なWBC画像データまたはPAC画像データに対して粗い不均一性の補正処理として第１の自己補正処理が施される。すなわち、参照用元画像データ取得部４５ａは、画像データベース４４から不均一なWBC画像データまたはPAC画像データを参照用元画像データとして取得して第１の自己補正処理部４５ｂに与える。さらに、第１の自己補正処理部４５ｂは、不均一な参照用元画像データに閾値処理、領域縮小処理、内挿処理、外挿処理、空間的なローパスフィルタを用いたスムージング処理等の第１の自己補正処理を施すことによって、ある程度均一な参照画像データを作成する。作成された参照画像データは、参照画像データ保存部４５ｃに書き込まれて保存される。
【００８２】
一方、参照用元画像データ取得部４５ａが画像データベース４４からある程度均一なWBC画像データを取得した場合には、そのまま参照画像データとして参照画像データ保存部４５ｃに書き込まれて保存される。
【００８３】
次に、ステップＳ１２において、ある程度均一な参照画像データに対して不均一性の補正処理として第２の自己補正処理が施される。すなわち、第２の自己補正処理部４５ｄは、参照画像データ保存部４５ｃから参照画像データを読み込んで、第２の自己補正処理としてフィッティング処理および/またはコントラスト変換処理を施すことによって、第２の自己補正処理前におけるある程度均一な参照画像データよりもさらに均一な補正済み参照画像データを作成する。
【００８４】
次に、ステップＳ１３において、PAC画像データを補正済み参照画像データで除算することによって感度マップデータの生成処理に用いられる感度マップ元データが作成される。すなわち、感度マップ元データ生成部４５ｅは、画像データベース４４から感度マッププレスキャンの実行によって取得されたPAC画像データを取得し、PAC画像データを第２の自己補正処理部４５ｄから取得した補正済み参照画像データで除することにより感度マップ元データを作成する。また、必要に応じて、感度マップ元データの生成処理の前処理としてPAC画像データや補正済み参照画像データに対する閾値処理やリジョンリダクション処理が実行される。
【００８５】
次に、ステップＳ１４において、感度マップ元データを用いた感度マップデータの生成処理が実行される。すなわち、感度マップデータ算出部４５ｆは、感度マップ元データ生成部４５ｅから取得した感度マップ元データを用いて、正規化処理、線形補間処理、リジョングローイング処理、スライス方向の重み付け処理、３次元スムージングフィルタ処理等の感度マップデータの生成処理を行うことにより各コイル要素２４ｃの感度マップデータを計算する。そして、得られた感度マップデータは、感度マップデータベース４６に書き込まれて保存される。
【００８６】
次に、ステップＳ１５において、フェーズドアレイコイル２４ｂに備えられる所望の複数のコイル要素２４ｃを受信用コイルとしたイメージングスキャンが本スキャンとして実行される。すなわちPI用の撮影条件に従って、感度マッププレスキャンと同様な流れでイメージングスキャンが実行される。これにより、画像データベース４４には、イメージングスキャンにより取得されたコイル要素２４ｃごとの複数の画像データが保存される。
【００８７】
次に、ステップＳ１６において、イメージングスキャンにより取得された画像データの感度補正が行われる。すなわち、感度補正部４７は、画像データベース４４からイメージングスキャンの実行によって取得された画像データを読み込んで、感度マップデータベース４６から読み込んだ感度マップデータに基づいて画像データの感度補正処理を実行する。
【００８８】
次に、ステップＳ１７において、感度補正後における画像データに対する後処理が行われ、後処理後における画像データが表示装置３４に与えられて表示される。後処理は画像処理部４８において行われる。後処理としては、PIのunfolding処理や３次元画像データを表示させるための最大値投影(MIP: Maximum Intensity Projection)処理等の処理が挙げられる。unfolding処理には、各コイル要素２４ｃの感度マップデータが用いられる。
【００８９】
すなわち、図１５に示すように、均一であるという前提で感度マップデータの計算に用いられる参照画像データ自体の不均一性が、ある程度均一な参照画像データ自身に基づく第２の自己補正処理によって補正される。これにより高精度な感度マップデータの計算が可能となる。
【００９０】
さらに、不均一なWBC画像データやPAC画像データに対して粗い第１の自己補正処理を施すことによって、不均一なWBC画像データやPAC画像データをある程度均一な参照画像データとして用いることができる。
【００９１】
特に、PI技術の技術的進歩に伴って、PAC画像データに感度の不均一性が生じることはある程度許容せざるをえない状況となっている。しかしながら、第２の自己補正処理は、低コントラストの画像データで、ある程度均一な画像データに対して行われる処理である。このため、PAC画像データをそのまま参照画像データとして用いると、良好な精度で感度マップデータが得られない恐れがある。そこで、不均一なPAC画像データに対して粗い均一性補正処理である第１の自己補正処理を前処理として併用することによって、不均一なPAC画像データからであってもある程度均一な参照画像データを作成することができる。このため、第１の自己補正処理後のある程度均一なPAC画像データに対してフィッティング処理やコントラスト変換処理等の第２の自己補正処理を施すことが可能となる。
【００９２】
また、感度マッププレスキャンで取得される参照用元画像データが十分に均一にならない原因として、近年の高磁場MRIにおける誘電体アーチファクトによる不均一性の影響が挙げられる。誘電体アーチファクトによる不均一性の影響を受けると、一般にアキシャル画像データの中心部が高信号となる。そこで、不均一PAC画像データと同様に、高磁場下において取得された不均一なWBC画像データに対して第１の自己補正処理を施すことによって、WBC画像データが不均一であってもフィッティング処理やコントラスト変換処理等の第２の自己補正処理を施すことが可能となる。
【００９３】
図１６は、図１５に示すフローチャートにおいて、WBコイル２４ａおよびフェーズドアレイコイル２４ｂの双方を受信コイルとして感度マッププレスキャンを実行する場合における手順を示すフローチャートであり、図中Ｓに数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。尚、図１５に示すステップに対応するステップには同符号を付し、共通の内容については説明を省略する。
【００９４】
図１６に示すように、ステップＳ１０において、WBコイル２４ａおよびフェーズドアレイコイル２４ｂの双方を受信コイルとして感度マッププレスキャンを実行すると、ある程度均一なWBC画像データと不均一なPAC画像データとが得られる。ある程度均一なWBC画像データは、そのまま参照画像データとして用いることができる。このため、ステップＳ１２において、WBC画像データに対する第２の自己補正処理によって補正済みWBC画像データを補正済み参照画像データとして作成することができる。さらに、ステップＳ１３において、不均一PAC画像データを補正済みWBC画像データで除算することによって感度マップ元データを作成することができる。
【００９５】
図１７は、図１５に示すフローチャートにおいて、フェーズドアレイコイル２４ｂのみを受信コイルとして感度マッププレスキャンを実行する場合における手順を示すフローチャートであり、図中Ｓに数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。尚、図１５に示すステップに対応するステップには同符号を付し、共通の内容については説明を省略する。
【００９６】
図１７に示すように、ステップＳ１０において、フェーズドアレイコイル２４ｂのみを受信コイルとして感度マッププレスキャンを実行すると、不均一なPAC画像データのみが得られる。次に、ステップＳ１１において、不均一なPAC画像データに対して第１の自己補正処理を施すことにより、ある程度均一な第１の自己補正済みPAC画像データが得られる。次に、ステップＳ１２において、第１の自己補正済みPAC画像データに対して第２の自己補正処理を施すことにより、より均一な第２の自己補正済みPAC画像データを作成することができる。さらに、ステップＳ１３において、不均一PAC画像データを第２の自己補正済みPAC画像データで除算することによって感度マップ元データを作成することができる。
【００９７】
尚、感度マッププレスキャンによって不均一WBC画像データが取得された場合も同様である。
【００９８】
次に、第２の自己補正処理の詳細処理手順について説明する。
【００９９】
第２の自己補正処理の例としては、フィッティング処理およびコントラスト変換処理の一方または双方を行う場合が挙げられる。そこで、まずフィッティング処理の詳細手順について説明する。
【０１００】
図１８は、図１５に示すフローチャートにおいて、第２の自己補正処理として空間的なフィッティング処理を行う場合における詳細手順を示すフローチャートであり、図中Ｓに数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。また、図１９は、図１８に示す各処理によって作成されるデータを示す模式図である。
【０１０１】
第２の自己補正処理の対象となる参照画像データが低コントラストの画像データであれば、通常は参照画像データの無信号部分以外の部分では比較的信号の変動が少ない。
【０１０２】
そこで、図１８のステップＳ２０において、予め参照画像データの信号強度に対して設定された閾値ε以下の領域をフィッティング処理対象から除外するための閾値処理が参照画像データに対して施される。すなわち図１９(a)に示すように閾値εにより参照画像データの閾値処理が行われる。
【０１０３】
次に図１８のステップＳ２１において、閾値処理後の、ある閾値εより大きな値を有する処理対象領域における参照画像データに対して最小二乗法等のフィッティング処理を行うことによって、参照画像データの感度ムラに相当する低周波成分を表す関数Lが全空間にわたって推定される。すなわち図１９(b)に示すような関数Lが推定される。尚、感度ムラを推定するためのフィッティング処理としては、外挿処理、スムージング処理、ルジャンドル関数等の直交関数による展開処理、TPS (thin-plate splines)フィッティング処理等の処理を単独で行うか併用することにより行うことができる。すなわち滑らかに変化する関数Lが得られるようなフィッティング処理が行われる。
【０１０４】
展開処理を行う場合には、展開係数のうち０次以外の成分を差し引くことによりゆるやかな変化成分を除去することができる。また、TPS フィッティングは、対数を用いた複数のベース関数の組合せとして定義される曲面であるTPSをデータにフィットさせる処理である。TPSフィッティングの詳細については、国際公開第０２／０５６７６７号パンフレットに記載されている。
【０１０５】
次に図１８のステップＳ２２において、参照画像データを関数Lで除算または減算することにより補正済み参照画像データが求められる。尚、閾値ε以上の値について参照画像データを関数Lで除算または減算することにより補正値データを求め、補正値データ以外の点におけるデータを外挿処理することによって空間全体の補正済み参照画像データを計算するようにしてもよい。逆に、展開処理によって得られた関数Lの全成分または関数Lの近似関数を用いた除算または減算により全空間に亘って補正済み参照画像データを計算するようにしてもよい。これにより図１９(c)に示すような均一な補正済み参照画像データを作成することができる。
【０１０６】
そして、作成された補正済み参照画像データには、図１５のステップＳ１３以降における３次元の感度マップデータの生成のための後処理が施される。さらに、求められた感度マップデータに基づいてイメージングスキャンによって取得された画像データの感度補正が行われる。
【０１０７】
次に、第２の自己補正処理として非線形コントラスト変換処理を行う場合の詳細手順について説明する。非線形コントラスト変換処理のみを行う第２の自己補正処理は、所望の変換関数を用いて参照画像データのコントラストを非線形変換することにより、参照画像データにおける高信号部分を圧縮するものである。
【０１０８】
図２０は、図１５に示すフローチャートにおいて、第２の自己補正処理として非線形コントラスト変換処理を行う場合における詳細手順を示すフローチャートであり、図中Ｓに数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。また、図２１は、図２０に示す各処理によって作成されるデータを示す模式図である。
【０１０９】
図２１(a)に示すような第２の自己補正処理の対象となる参照画像データが低コントラストの画像データであれば、通常は参照画像データの無信号部分以外の部分では比較的信号の変動が少ない。
【０１１０】
そこで、図２０のステップＳ３０において、予め参照画像データの信号強度に対して設定された閾値ε以下の領域をフィッティング処理対象から除外するための閾値処理が参照画像データに対して施される。
【０１１１】
次にステップＳ３１において、閾値処理後の参照画像データのヒストグラム（度数分布図）が作成される。
【０１１２】
次にステップＳ３２において、ヒストグラムの代表最大値M0が算出される。例えば、値の大きさが上位3%に含まれるピクセルのデータを除外して得られるヒストグラムの最大値をヒストグラムの代表最大値M0とすれば、特異値として高信号値をとる少ないピクセルの影響を抑制して安定的にヒストグラムの代表最大値M0算出することができる。特異値がない場合には、ヒストグラムの最大値をそのまま代表最大値M0としてもよい。
【０１１３】
次にステップＳ３３において、ヒストグラムやヒストグラムの代表最大値M0に基づいて非線形変換を行うための所望のカーブが変換関数Cとして決定される。変換関数Cとしては、S状のカーブやS字の上半部に相当するカーブを用いることができる。例えば、図２１(b)に示すように、ヒストグラムの代表最大値M0に相当する信号強度Sが信号強度S’=１に変換されるようなS字状のカーブを変換関数Cとすることができる。このようなカーブを用いて参照画像データの非線形変換を行えば、参照画像データの信号値をヒストグラムの代表最大値M0で規格化することができる。また、カーブを決定するための各種パラメータは、撮影パラメータにより定まる画像コントラストや分解能に応じて適切な値に変更することができる。
【０１１４】
次にステップＳ３４において、変換関数Cによる参照画像データの非線形コントラスト変換処理が行われる。これにより、例えば、図２１(c)に示すように、高信号部が圧縮された均一な補正済み参照画像データを作成することができる。また、ヒストグラムの代表最大値M0で規格化した変換関数Cでコントラスト変換することにより、代表最大値M0よりも大きい参照画像データの特異値も均一な値に変換することができる。
【０１１５】
そして、作成された補正済み参照画像データには、図１５のステップＳ１３以降における３次元の感度マップデータの生成のための後処理が施される。
【０１１６】
図２２は、図２０に示すフローチャートのステップＳ３１において作成される参照画像データのヒストグラムの一例を示す図、図２３は、図２２に示すヒストグラムの元となったWBC画像データを示す図である。
【０１１７】
図２２において横軸は信号強度を示し、縦軸は度数を示す。図２２に示すようなWBC画像データのヒストグラムにおいて、度数が大きく、相対的に信号強度が大きい上位部分の広がりが感度ムラによる不均一性を表している。従って、この広がりを有する部分を圧縮するような非線形コントラスト変換により参照画像データの感度ムラを補正してフラットにすることができる。そのためには、変換関数の傾斜がフラットになっている部分により参照画像データのフラットにすべき部分が変換されるように変換関数を決定すればよい。
【０１１８】
図２４は、図２０に示すフローチャートのステップＳ３３において決定されるS字カーブの例を示す図、図２５は、図２４に示すS字カーブを用いてコントラスト変換して得られる補正済み参照画像データのプロファイルを従来の参照画像データのプロファイルと比較した図、図２６は、図２４に示すS字カーブを用いてコントラスト変換して得られる補正済み参照画像データに基づいて作成した感度マップデータを従来の手法で求めた感度マップデータと比較した図である。
【０１１９】
図２４に示すようにコントラストカーブとして一般的に用いられるS字カーブC1を変換関数とすることができる。S字カーブC1は式(1)で示される。  
［数１］
y=Vmax・xn/(kn+xn)  (1)
【０１２０】
図２５において、点線は従来のWBC画像データのプロファイルを示し、実線はS字カーブを用いてコントラスト変換して得られる補正済みWBC画像データのプロファイルを示す。図２５によれば、従来のWBC画像データのプロファイルよりもS字カーブを用いたコントラスト変換によって得られる補正済みWBC画像データのプロファイルの方が改善されているのが確認できる。
【０１２１】
また、図２６において、点線は従来の手法で求めた感度マップデータを示し、実線は、S字カーブを用いてコントラスト変換して得られる補正済みWBC画像データに基づいて作成した感度マップデータを示す。図２６によれば、S字カーブを用いてWBC画像データのコントラスト変換を行うと、中間信号値領域でコントラストが強調されるため、対応する辺縁部における感度マップデータの推定値が異常になっているのが確認できる。このため、感度マップデータの生成処理としてローパスフィルタにより感度マップデータの異常値を除去するようにしても良い。S字カーブを用いたコントラスト変換は、例えば、比較的信号の低いデータを計算対象から除外したい場合に有効となる場合があると考えられる。
【０１２２】
図２７は、図２０に示すフローチャートのステップＳ３３において決定されるS字の上半部に相当するカーブの例を示す図、図２８は、図２７に示すS字の上半部に相当するカーブを用いてコントラスト変換して得られる補正済み参照画像データのプロファイルを従来の参照画像データのプロファイルと比較した図、図２９は、図２７に示すS字の上半部に相当するカーブを用いてコントラスト変換して得られる補正済み参照画像データに基づいて作成した感度マップデータを従来の手法で求めた感度マップデータと比較した図である。
【０１２３】
図２７に示すようにコントラストカーブとして一般的に用いられるS字の上半部に相当するカーブC2を変換関数とすることができる。S字の上半部に相当するカーブC2を変換関数とすると、コントラスト変換により中間信号値以下となるWBC画像データの部分は値が変わらず、高信号領域で信号値が変わることとなる。
【０１２４】
図２８において、点線は従来のWBC画像データのプロファイルを示し、実線はS字の上半部に相当するカーブを用いてコントラスト変換して得られる補正済みWBC画像データのプロファイルを示す。図２８によれば、従来のWBC画像データのプロファイルよりもS字の上半部に相当するカーブを用いたコントラスト変換によって得られる補正済みWBC画像データのプロファイルの方が、フラット性が大幅に改善されているのが確認できる。
【０１２５】
また、図２９において、点線は従来の手法で求めた感度マップデータを示し、実線は、S字の上半部に相当するカーブを用いてコントラスト変換して得られる補正済みWBC画像データに基づいて作成した感度マップデータを示す。図２９によれば、感度マップデータの辺縁部における値が異常値となっていないのが確認できる。つまり、感度マップデータの値が安定していることが確認できる。
【０１２６】
図２６および図２９に示す結果から変換関数としてS字の上半部に相当するカーブを用いた方が良好な感度マップデータを取得する観点から望ましいことが分かる。S字の上半部に相当するカーブを用いたコントラスト変換を行う場合にも、変換対象となる元データは低コントラストの画像データであることが望ましい。
【０１２７】
このようなコントラスト変換によりフラット化された補正済み参照画像データを用いて感度マップデータを求め、イメージングスキャンにより取得された画像データの感度補正処理を行うと、図２に示すような従来の画像データに生じる左右の感度差（信号差）を大幅に低減することができる。これにより臨床診断上有用な画像データを得ることができる。
【０１２８】
つまり以上のような磁気共鳴イメージング装置２０は、複数のコイル要素２４ｃを備えたフェーズドアレイコイル２４ｂを用いて収集される画像データに対する感度補正用の感度マップデータを作成する際に、感度マップデータを作成するための参照画像データをそれ自身で均一に自己補正するようにしたものである。具体的には、参照画像データに対する空間的なフィッティング処理および除算または減算処理、或いはコントラスト変換処理を参照画像データに施すことによって参照画像データの主要部分の信号値を平坦化する処理が自己補正として実行される。また、これらの処理を併用することもできる。
【０１２９】
つまり、磁気共鳴イメージング装置２０は、カップリング等のハードウェア的な対応による参照画像データの均一性向上には限界があるため、ソフトウェア上の処理により参照画像データの均一性を向上させるものである。
【０１３０】
このため、磁気共鳴イメージング装置２０によれば、感度むらを抑制したより一様なWBC画像データ等の参照画像データを作成することができる。そして、より均一に作成された参照画像データから作成された感度マップデータを用いることによって感度補正の精度が向上し、最終的には画像データの均一性を向上させることができる。
【０１３１】
この結果、従来困難であった高精度の感度むら補正をロバストに行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】従来のWBCを受信用コイルとして用いた従来の感度補正処理の手順を示すフローチャート。
【図２】従来のWBCを用いた感度補正法によっても感度ムラによる不均一性が十分に補正されていない画像を示す図。
【図３】図２に示す従来の感度補正法による画像の線で示される関心領域上の各PIXEL位置における画素値のプロファイルを示す図。
【図４】従来の感度マップデータの生成用に取得されるPAC画像データを示す図。
【図５】図４に示す従来の感度マップデータ生成用のPAC画像データの線ROI上の各PIXEL位置における画素値のプロファイルを示す図。
【図６】従来の感度マップデータの生成用に取得されるWBC画像データを示す図。
【図７】図６に示す従来の感度マップデータ生成用のWBC画像データの線ROI上の各PIXEL位置における画素値のプロファイルを示す図。
【図８】本発明に係る磁気共鳴イメージング装置の実施の形態を示す構成図。
【図９】図８に示すRFコイルの詳細構成の一例を示す図。
【図１０】図９に示す被検体の体表側に設けられるコイル要素の配置例を示す図。
【図１１】図９に示す被検体の背面側に設けられるコイル要素の配置例を示す図。
【図１２】図９に示す被検体の体表側に設けられるコイル要素の別の配置例を示す図。
【図１３】図９に示す被検体Ｐの背面側に設けられるコイル要素の別の配置例を示す図。
【図１４】図８に示すコンピュータの機能ブロック図。
【図１５】図８に示す磁気共鳴イメージング装置により複数のコイル要素を備えたフェーズドアレイコイルを受信用のコイルとして、感度マップデータを用いた感度補正を伴って被検体のイメージングを行う際の手順を示すフローチャート。
【図１６】図１５に示すフローチャートにおいて、WBコイルおよびフェーズドアレイコイルの双方を受信コイルとして感度マッププレスキャンを実行する場合における手順を示すフローチャート。
【図１７】図１５に示すフローチャートにおいて、フェーズドアレイコイルのみを受信コイルとして感度マッププレスキャンを実行する場合における手順を示すフローチャート。
【図１８】図１５に示すフローチャートにおいて、第２の自己補正処理として空間的なフィッティング処理を行う場合における詳細手順を示すフローチャート。
【図１９】図１８に示す各処理によって作成されるデータを示す模式図。
【図２０】図１５に示すフローチャートにおいて、第２の自己補正処理として非線形コントラスト変換処理を行う場合における詳細手順を示すフローチャート。
【図２１】図２０に示す各処理によって作成されるデータを示す模式図。
【図２２】図２０に示すフローチャートのステップＳ３１において作成される参照画像データのヒストグラムの一例を示す図。
【図２３】図２２に示すヒストグラムの元となったWBC画像データを示す図。
【図２４】図２０に示すフローチャートのステップＳ３３において決定されるS字カーブの例を示す図。
【図２５】図２４に示すS字カーブを用いてコントラスト変換して得られる補正済み参照画像データのプロファイルを従来の参照画像データのプロファイルと比較した図。
【図２６】図２４に示すS字カーブを用いてコントラスト変換して得られる補正済み参照画像データに基づいて作成した感度マップデータを従来の手法で求めた感度マップデータと比較した図。
【図２７】図２０に示すフローチャートのステップＳ３３において決定されるS字の上半部に相当するカーブの例を示す図。
【図２８】図２７に示すS字の上半部に相当するカーブを用いてコントラスト変換して得られる補正済み参照画像データのプロファイルを従来の参照画像データのプロファイルと比較した図。
【図２９】図２７に示すS字の上半部に相当するカーブを用いてコントラスト変換して得られる補正済み参照画像データに基づいて作成した感度マップデータを従来の手法で求めた感度マップデータと比較した図。
【符号の説明】
【０１３３】
２０  磁気共鳴イメージング装置
２１  静磁場用磁石
２２  シムコイル
２３  傾斜磁場コイル
２４  RFコイル
２４ａ  WBコイル
２４ｂ  フェーズドアレイコイル
２４ｃ  コイル要素
２５  制御系
２６  静磁場電源
２７  傾斜磁場電源
２８  シムコイル電源
２９  送信器
３０  受信器
３１  シーケンスコントローラ
３２  コンピュータ
３３  入力装置
３４  表示装置
３５  演算装置
３６  記憶装置
３７  寝台
４０  撮像条件設定部
４１  シーケンスコントローラ制御部
４２  ｋ空間データベース
４３  画像再構成部
４４  画像データベース
４５  感度マップデータ生成部
４５ａ  参照用元画像データ取得部
４５ｂ  第１の自己補正処理部
４５ｃ  参照画像データ保存部
４５ｄ  第２の自己補正処理部
４５ｅ  感度マップ元データ生成部
４５ｆ  感度マップデータ算出部
４６  感度マップデータベース
４７  感度補正部
４８  画像処理部
Ｐ  被検体
【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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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