(57)【要約】【課題】複数のコイルを用いて、少ない演算量かつ短い処理時間で、水脂肪分離画像を得る。【解決手段】水と脂肪に位相差を付けないシーケンスにより被検体からのＮＭＲ信号をボディコイルおよび受信コイルで並列に受信して校正データを収集し（ステップＱ１）、水と脂肪の位相差を利用して両者を区別するためのシーケンスにより被検体からのＮＭＲ信号を受信コイルで並列に受信して各コイルの本データを収集し（ステップＱ２）、校正データと本データを基に合成画像を生成し（ステップＱ３）、合成画像から水画像と脂肪画像を生成する（ステップＱ４）。【効果】演算量が多く且つ処理時間がかかる水脂肪分離処理（ステップＱ４）を、コイル毎に行うのではなく、合成画像Ｖについて行うから、演算量を減らすことが出来、処理時間を短縮できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水と脂肪とに位相差を付けないシーケンスによりコイルの感度分布を表す校正データを収集する校正スキャン過程と、水と脂肪の位相差を利用して両者を分離するためのシーケンスにより被検体からのＮＭＲ信号をＩ（≧２）個のコイルで並列に受信してコイル毎の本データを収集する本スキャン過程と、前記校正データと前記コイル毎の本データを基に位相エンコード方向の折り返しを除去する演算を行い合成画像を生成する合成過程と、前記合成画像から水画像および脂肪画像の少なくとも一方を生成する水脂肪分離過程とを有することを特徴とするＭＲ画像生成方法。
【請求項２】
請求項１に記載のＭＲ画像生成方法において、前記校正スキャン過程で、スピンエコー系シーケンスを用いることを特徴とするＭＲ画像生成方法。
【請求項３】
請求項２に記載のＭＲ画像生成方法において、前記スピンエコー系シーケンスが、９０−１８０−エコーの形をとるＳＥ（Spin Echo）、または、９０−１８０−エコー−１８０−エコー−１８０−エコー…の形をとるＦＳＥ（Fast Spin Echo）、または、ＦＳＥでスライス方向にも位相エンコードを行う３Ｄ・ＦＳＥであることを特徴とするＭＲ画像生成方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載のＭＲ画像生成方法において、前記校正スキャン過程で、前記Ｉ個のコイルおよびボディコイルにより校正データを収集することを特徴とするＭＲ画像生成方法。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれかに記載のＭＲ画像生成方法において、前記校正スキャン過程で、前記Ｉ個のコイルのみにより校正データを収集することを特徴とするＭＲ画像生成方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載のＭＲ画像生成方法において、前記本スキャン過程で、水と脂肪の位相差が２π／ｎ（ｎ≧２）になるシーケンスによりコイル毎の本データを収集し、前記合成過程で、前記校正データからコイル毎の複素数画像Ｃ(ｉ)を生成し、前記本データからコイル毎の複素数画像Ｈ(ｉ)を生成し、前記複素数画像Ｃ(ｉ)と前記複素数画像Ｈ(ｉ)とから合成画像Ｖを生成し、前記水脂肪分離過程で、前記合成画像Ｖから水画像Ｗおよび脂肪画像Ｆの少なくとも一方を生成することを特徴とするＭＲ画像生成方法。
【請求項７】
請求項１から請求項５のいずれかに記載のＭＲ画像生成方法において、前記本スキャン過程で、ディクソン法にかかるシーケンスによりコイル毎の本データを収集し、前記合成過程で、前記校正データからコイル毎の複素数画像Ｃ(ｉ)を生成し、前記本データからコイル毎の複素数画像Ｈ１(ｉ)，Ｈ２(ｉ)を生成し、前記複素数画像Ｃ(ｉ)と前記複素数画像Ｈ１(ｉ)とから合成画像Ｖ１を生成し、前記複素数画像Ｃ(ｉ)と前記複素数画像Ｈ２(ｉ)とから合成画像Ｖ２を生成し、前記水脂肪分離過程で、前記合成画像Ｖ１とＶ２とから水画像Ｗおよび脂肪画像Ｆの少なくとも一方を生成することを特徴とするＭＲ画像生成方法。
【請求項８】
請求項１から請求項５のいずれかに記載のＭＲ画像生成方法において、前記本スキャン過程で、３ポイント・ディクソン法にかかるシーケンスによりコイル毎の本データを収集し、前記合成過程で、前記校正データからコイル毎の複素数画像Ｃ(ｉ)を生成し、前記本データからコイル毎の複素数画像Ｈ１(ｉ)，Ｈ２(ｉ)，Ｈ３(ｉ)を生成し、前記複素数画像Ｃ(ｉ)と前記複素数画像Ｈ１(ｉ)とから合成画像Ｖ１を生成し、前記複素数画像Ｃ(ｉ)と前記複素数画像Ｈ２(ｉ)とから合成画像Ｖ２を生成し、前記複素数画像Ｃ(ｉ)と前記複素数画像Ｈ３(ｉ)とから合成画像Ｖ３を生成し、前記水脂肪分離過程で、前記合成画像Ｖ１とＶ２とＶ３とから水画像Ｗおよび脂肪画像Ｆの少なくとも一方を生成することを特徴とするＭＲ画像生成方法。
【請求項９】
ボディコイルと、Ｉ（≧２）個のコイルと、水と脂肪とに位相差を付けないシーケンスによりコイルの感度分布を表す校正データを収集する校正スキャン手段と、水と脂肪の位相差を利用して両者を分離するためのシーケンスにより被検体からのＮＭＲ信号を前記Ｉ（≧２）個のコイルで並列に受信してコイル毎の本データを収集する本スキャン手段と、前記校正データと前記コイル毎の本データを基に位相エンコード方向の折り返しを除去する演算を行い合成画像を生成する合成手段と、前記合成画像から水画像および脂肪画像の少なくとも一方を生成する水脂肪分離手段とを具備することを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のＭＲＩ装置において、前記校正スキャン手段で、スピンエコー系シーケンスを用いることを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のＭＲＩ装置において、前記スピンエコー系シーケンスが、９０−１８０−エコーの形をとるＳＥ（Spin Echo）、または、９０−１８０−エコー−１８０−エコー−１８０−エコー…の形をとるＦＳＥ（Fast Spin Echo）、または、ＦＳＥでスライス方向にも位相エンコードを行う３Ｄ・ＦＳＥであることを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項１２】
請求項９から請求項１１のいずれかに記載のＭＲＩ装置において、前記校正スキャン手段で、前記Ｉ個のコイルおよびボディコイルにより校正データを収集することを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項１３】
請求項９から請求項１１のいずれかに記載のＭＲＩ装置において、前記校正スキャン手段で、前記Ｉ個のコイルのみにより校正データを収集することを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項１４】
請求項９から請求項１３のいずれかに記載のＭＲＩ装置において、前記本スキャン手段で、水と脂肪の位相差が２π／ｎ（ｎ≧２）になるシーケンスによりコイル毎の本データを収集し、前記合成手段で、前記校正データからコイル毎の複素数画像Ｃ(ｉ)を生成し、前記本データからコイル毎の複素数画像Ｈ(ｉ)を生成し、前記複素数画像Ｃ(ｉ)と前記複素数画像Ｈ(ｉ)とから合成画像Ｖを生成し、前記水脂肪分離手段で、前記合成画像Ｖから水画像Ｗおよび脂肪画像Ｆの少なくとも一方を生成することを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項１５】
請求項９から請求項１３のいずれかに記載のＭＲＩ装置において、前記本スキャン手段で、ディクソン法にかかるシーケンスによりコイル毎の本データを収集し、前記合成手段で、前記校正データからコイル毎の複素数画像Ｃ(ｉ)を生成し、前記本データからコイル毎の複素数画像Ｈ１(ｉ)，Ｈ２(ｉ)を生成し、前記複素数画像Ｃ(ｉ)と前記複素数画像Ｈ１(ｉ)とから合成画像Ｖ１を生成し、前記複素数画像Ｃ(ｉ)と前記複素数画像Ｈ２(ｉ)とから合成画像Ｖ２を生成し、前記水脂肪分離手段で、前記合成画像Ｖ１とＶ２とから水画像Ｗおよび脂肪画像Ｆの少なくとも一方を生成することを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項１６】
請求項９から請求項１３のいずれかに記載のＭＲＩ装置において、前記本スキャン手段で、３ポイント・ディクソン法にかかるシーケンスによりコイル毎の本データを収集し、前記合成手段で、前記校正データからコイル毎の複素数画像Ｃ(ｉ)を生成し、前記本データからコイル毎の複素数画像Ｈ１(ｉ)，Ｈ２(ｉ)，Ｈ３(ｉ)を生成し、前記複素数画像Ｃ(ｉ)と前記複素数画像Ｈ１(ｉ)とから合成画像Ｖ１を生成し、前記複素数画像Ｃ(ｉ)と前記複素数画像Ｈ２(ｉ)とから合成画像Ｖ２を生成し、前記複素数画像Ｃ(ｉ)と前記複素数画像Ｈ３(ｉ)とから合成画像Ｖ３を生成し、前記水脂肪分離手段で、前記合成画像Ｖ１とＶ２とＶ３とから水画像Ｗおよび脂肪画像Ｆの少なくとも一方を生成することを特徴とするＭＲＩ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＭＲ（Magnetic Resonance）画像生成方法およびＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置に関し、さらに詳しくは、複数のコイルを用いて、少ない演算量かつ短い処理時間で、正確な水脂肪分離画像を得ることが出来るＭＲ画像生成方法およびＭＲＩ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＣＳＳＦＰ（Linear Combination ＳＳＦＰ）法やディクソン（Dixon）法や３ポイント・ディクソン（Dixon）法などの水脂肪分離画像を得る手法、すなわち、水と脂肪との位相差を利用して水画像または脂肪画像を得る技術が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、非特許文献１参照。）。
他方、サム・オブ・スクエア（sum of square）法などの画像合成法やＳＥＮＳＥ（SENSitivity Encoding）法などのパラレルイメージングの技術、すなわち、複数のコイルで並列に被検体からのＮＭＲ（Nuclear Magnetic Resonance）信号を受信し処理して１つのＭＲ画像を生成する技術が知られている（例えば、特許文献３、非特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特許第３３５３８２６号公報
【特許文献２】特開２００３−５２６６７号公報
【特許文献３】特開２００３−７９５９５号公報
【非特許文献１】Vasanawala et al.“Linear Combination Steady State Free Precession MRI”Magnetic Resonance in Medicine 43(2000) pp.82-90
【非特許文献２】Klaas P. Pruessmann et al.“SENSE:Sensitivity Encoding for Fast MRI”Magnetic Resonance in Medicine 42(1999) pp.952-962
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
複数のコイルを用いて水脂肪分離画像を得るための従来の手法の手順は、例えば次の（１）〜（４）のようになる。
（１）水に対して脂肪に−９０゜の位相差を付けるシーケンスにより被検体からのＮＭＲ信号をＩ（≧２）個のコイルで並列に受信してコイル毎の複素数画像Ｈ-R(1)〜Ｄ-R(Ｉ)を生成する。
（２）水に対して脂肪に＋９０゜の位相差を付けるシーケンスにより被検体からのＮＭＲ信号をＩ個のコイルで並列に受信してコイル毎の複素数画像Ｈ+R(1)〜Ｈ+R(Ｉ)を生成する。
（３）コイル毎の水画像ｗ(ｉ)＝Ｈ-R(ｉ)＋Ｈ+R(ｉ)およびコイル毎の脂肪画像ｆ(ｉ)＝Ｈ-R(ｉ)−Ｈ+R(ｉ)、ｉ＝１，２，…，Ｉを得る。
（４）コイル毎の水画像ｗ(ｉ)を、例えばパラレルイメージングのサム・オブ・スクエア法を利用して合成し、１つの水画像Ｗを得る。また、コイル毎の脂肪画像ｆ(ｉ)を、同様にして合成し、１つの脂肪画像Ｆを得る。
【０００５】
しかしながら、上記手順では、（３）でコイル数に応じた回数だけ演算を繰り返し行う必要があり、演算量が多くなると共に処理時間が長くかかる問題点がある。
また、複数のコイルを用いて水脂肪分離画像を得るための従来の手法と従来のパラレルイメージングの技術とを組み合わせることが考えられる。ところが、従来のパラレルイメージングの技術では、スキャン時間短縮のためグラジエントエコー系シーケンスが用いられており、このグラジエントエコー系シーケンスでは校正データの水と脂肪とに位相差が生じ、本データに含まれる水と脂肪の位相差が合成過程で失われてしまい、正確な水脂肪分離画像が得られない問題点がある。
そこで、本発明の目的は、複数のコイルを用いて、少ない演算量かつ短い処理時間で、正確な水脂肪分離画像を得ることが出来るＭＲ画像生成方法およびＭＲＩ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の観点では、本発明は、水と脂肪とに位相差を付けないシーケンスによりコイルの感度分布を表す校正データを収集する校正スキャン過程と、水と脂肪の位相差を利用して両者を分離するためのシーケンスにより被検体からのＮＭＲ信号をＩ（≧２）個のコイルで並列に受信してコイル毎の本データを収集する本スキャン過程と、前記校正データと前記コイル毎の本データを基に位相エンコード方向の折り返しを除去する演算を行い合成画像を生成する合成過程と、前記合成画像から水画像および脂肪画像の少なくとも一方を生成する水脂肪分離過程とを有することを特徴とするＭＲ画像生成方法を提供する。
上記第１の観点によるＭＲ画像生成方法では、演算量が多く且つ処理時間がかかる水脂肪分離処理を、コイル毎に行うのではなく、合成画像について行うから、演算量を減らすことが出来、処理時間を短縮できる。
【０００７】
第２の観点では、本発明は、上記第１の観点によるＭＲ画像生成方法において、前記校正スキャン過程で、スピンエコー系シーケンスを用いることを特徴とするＭＲ画像生成方法を提供する。
上記第２の観点によるＭＲ画像生成方法では、スピンエコー系シーケンスを用いるため、校正データの水と脂肪とに位相差が生じない。このため、本データに含まれる水と脂肪の位相差が合成過程を経ても保存される（校正データで乱されない）。これによって、合成過程の後で、正確に水脂肪分離過程を実行することが出来るようになる。
なお、従来のパラレルイメージングでは、スキャン時間短縮のため、グラジエントエコー系シーケンスが用いられている。しかし、グラジエントエコー系シーケンスでは、校正データの水と脂肪とに位相差が生じてしまう。このため、本データに含まれる水と脂肪の位相差が合成過程で失われてしまう（校正データで乱されてしまう）。従って、合成過程の後で、水脂肪分離過程を実行できなくなる。
【０００８】
第３の観点では、本発明は、上記第２の観点によるＭＲ画像生成方法において、前記スピンエコー系シーケンスが、９０−１８０−エコーの形をとるＳＥ（Spin Echo）、または、９０−１８０−エコー−１８０−エコー−１８０−エコー…の形をとるＦＳＥ（Fast Spin Echo）、または、ＦＳＥでスライス方向にも位相エンコードを行う３Ｄ・ＦＳＥであることを特徴とするＭＲ画像生成方法を提供する。
上記第３の観点によるＭＲ画像生成方法では、スピンエコー系シーケンスとして、ＳＥ、または、ＦＳＥ、または、３Ｄ・ＦＳＥを使うことが出来る。
【０００９】
第４の観点では、本発明は、上記第１から上記第３のいずれかの観点によるＭＲ画像生成方法において、前記校正スキャン過程で、前記Ｉ個のコイルおよびボディコイルにより校正データを収集することを特徴とするＭＲ画像生成方法を提供する。
上記第４の観点によるＭＲ画像生成方法では、合成過程で、Ｉ個のコイルの各校正データｃ(ｉ)から複素数画像Ｃ(ｉ)を生成し、ボディコイルの校正データｃ(０)から複素数画像Ｃ(０)を生成し、各コイルの複素数画像Ｃ(ｉ)をボディコイルの複素数画像Ｃ(０)で割り算することにより各コイルの感度マップｓ(ｉ)を得ることが出来る。そして、各コイルの感度マップｓ(ｉ)を順に並べた感度マトリクスＳと各コイルの本データｈ(ｉ)から生成した複素数画像Ｈ(ｉ)を順に並べた画像マトリクスＡとから合成画像Ｖを求めることが出来る。
Ｖ＝（ＳHΨ-1Ｓ）-1ＳHΨ-1Ａ
上式で、ＳHは、Ｓの随伴行列（conjugate transpose）である。Ψは、noise correlation matrix である。noise correlation matrix を使用しない場合は、Ψは、単位行列とする。この計算は、ピクセル毎に行われる。
なお、上式は、非特許文献２（Klaas P. Pruessmann et al.“SENSE:Sensitivity Encoding for Fast MRI”Magnetic Resonance in Medicine 42(1999) pp.952-962）に記載されている。
【００１０】
第５の観点では、本発明は、上記第１から上記第３のいずれかの観点によるＭＲ画像生成方法において、前記校正スキャン過程で、前記Ｉ個のコイルのみにより校正データを収集することを特徴とするＭＲ画像生成方法を提供する。
上記第５の観点によるＭＲ画像生成方法では、合成過程で、Ｉ個のコイルの各校正データｃ(ｉ)から複素数画像Ｃ(ｉ)を生成し、それら複素数画像Ｃ(ｉ)にサム・オブ・スクエア法を適用して各コイルの感度マップｓ(ｉ)を得ることが出来る。そして、各コイルの感度マップｓ(ｉ)を順に並べた感度マトリクスＳと各コイルの本データｈ(ｉ)から生成した複素数画像Ｈ(ｉ)を順に並べた画像マトリクスＡとから合成画像Ｖを求めることが出来る。
Ｖ＝（ＳHΨ-1Ｓ）-1ＳHΨ-1Ａ
なお、上式は、非特許文献２（Klaas P. Pruessmann et al.“SENSE:Sensitivity Encoding for Fast MRI”Magnetic Resonance in Medicine 42(1999) pp.952-962）に記載されている。
【００１１】
第６の観点では、本発明は、上記第１から上記第５のいずれかの観点によるＭＲ画像生成方法において、前記本スキャン過程で、水と脂肪の位相差が２π／ｎ（ｎ≧２）になるシーケンスによりコイル毎の本データを収集し、前記合成過程で、前記校正データからコイル毎の複素数画像Ｃ(ｉ)を生成し、前記本データからコイル毎の複素数画像Ｈ(ｉ)を生成し、前記複素数画像Ｃ(ｉ)と前記複素数画像Ｈ(ｉ)とから合成画像Ｖを生成し、前記水脂肪分離過程で、前記合成画像Ｖから水画像Ｗおよび脂肪画像Ｆの少なくとも一方を生成することを特徴とするＭＲ画像生成方法を提供する。
上記第６の観点によるＭＲ画像生成方法は、公知の特許文献１（特許第３３５３８２６号公報）に記載されている技術を本発明に応用したものである。
【００１２】
第７の観点では、本発明は、上記第１から上記第５のいずれかの観点によるＭＲ画像生成方法において、前記本スキャン過程で、ディクソン法にかかるシーケンスによりコイル毎の本データを収集し、前記合成過程で、前記校正データからコイル毎の複素数画像Ｃ(ｉ)を生成し、前記本データからコイル毎の複素数画像Ｈ１(ｉ)，Ｈ２(ｉ)を生成し、前記複素数画像Ｃ(ｉ)と前記複素数画像Ｈ１(ｉ)とから合成画像Ｖ１を生成し、前記複素数画像Ｃ(ｉ)と前記複素数画像Ｈ２(ｉ)とから合成画像Ｖ２を生成し、前記水脂肪分離過程で、前記合成画像Ｖ１とＶ２とから水画像Ｗおよび脂肪画像Ｆの少なくとも一方を生成することを特徴とするＭＲ画像生成方法を提供する。
上記第７の観点によるＭＲ画像生成方法は、公知のディクソン法を本発明に応用したものである。
【００１３】
第８の観点では、本発明は、上記第１から上記第５のいずれかの観点によるＭＲ画像生成方法において、前記本スキャン過程で、３ポイント・ディクソン法にかかるシーケンスによりコイル毎の本データを収集し、前記合成過程で、前記校正データからコイル毎の複素数画像Ｃ(ｉ)を生成し、前記本データからコイル毎の複素数画像Ｈ１(ｉ)，Ｈ２(ｉ)，Ｈ３(ｉ)を生成し、前記複素数画像Ｃ(ｉ)と前記複素数画像Ｈ１(ｉ)とから合成画像Ｖ１を生成し、前記複素数画像Ｃ(ｉ)と前記複素数画像Ｈ２(ｉ)とから合成画像Ｖ２を生成し、前記複素数画像Ｃ(ｉ)と前記複素数画像Ｈ３(ｉ)とから合成画像Ｖ３を生成し、前記水脂肪分離過程で、前記合成画像Ｖ１とＶ２とＶ３とから水画像Ｗおよび脂肪画像Ｆの少なくとも一方を生成することを特徴とするＭＲ画像生成方法を提供する。
上記第８の観点によるＭＲ画像生成方法は、公知の３ポイント・ディクソン法を本発明に応用したものである。
【００１４】
第９の観点では、本発明は、ボディコイルと、Ｉ（≧２）個のコイルと、水と脂肪とに位相差を付けないシーケンスによりコイルの感度分布を表す校正データを収集する校正スキャン手段と、水と脂肪の位相差を利用して両者を分離するためのシーケンスにより被検体からのＮＭＲ信号を前記Ｉ（≧２）個のコイルで並列に受信してコイル毎の本データを収集する本スキャン手段と、前記校正データと前記コイル毎の本データを基に位相エンコード方向の折り返しを除去する演算を行い合成画像を生成する合成手段と、前記合成画像から水画像および脂肪画像の少なくとも一方を生成する水脂肪分離手段とを具備することを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第９の観点によるＭＲＩ装置では、前記第１の観点によるＭＲ画像生成方法を好適に実施することが出来る。
【００１５】
第１０の観点では、本発明は、上記第９の観点によるＭＲＩ装置において、前記校正スキャン手段で、スピンエコー系シーケンスを用いることを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第１０の観点によるＭＲＩ装置では、前記第２の観点によるＭＲ画像生成方法を好適に実施することが出来る。
【００１６】
第１１の観点では、本発明は、上記第１０の観点によるＭＲＩ装置において、前記スピンエコー系シーケンスが、９０−１８０−エコーの形をとるＳＥ（Spin Echo）、または、９０−１８０−エコー−１８０−エコー−１８０−エコー…の形をとるＦＳＥ（Fast Spin Echo）、または、ＦＳＥでスライス方向にも位相エンコードを行う３Ｄ・ＦＳＥであることを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第１１の観点によるＭＲＩ装置では、前記第３の観点によるＭＲ画像生成方法を好適に実施することが出来る。
【００１７】
第１２の観点では、本発明は、上記第９から上記第１１のいずれかの観点によるＭＲＩ装置において、前記校正スキャン手段で、前記Ｉ個のコイルおよびボディコイルにより校正データを収集することを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第１２の観点によるＭＲＩ装置では、前記第４の観点によるＭＲ画像生成方法を好適に実施することが出来る。
【００１８】
第１３の観点では、本発明は、上記第９から上記第１１のいずれかの観点によるＭＲＩ装置において、前記校正スキャン手段で、前記Ｉ個のコイルのみにより校正データを収集することを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第１３の観点によるＭＲＩ装置では、前記第５の観点によるＭＲ画像生成方法を好適に実施することが出来る。
【００１９】
第１４の観点では、本発明は、上記第９から上記第１３のいずれかの観点によるＭＲＩ装置において、前記本スキャン手段で、水と脂肪の位相差が２π／ｎ（ｎ≧２）になるシーケンスによりコイル毎の本データを収集し、前記合成手段で、前記校正データからコイル毎の複素数画像Ｃ(ｉ)を生成し、前記本データからコイル毎の複素数画像Ｈ(ｉ)を生成し、前記複素数画像Ｃ(ｉ)と前記複素数画像Ｈ(ｉ)とから合成画像Ｖを生成し、前記水脂肪分離手段で、前記合成画像Ｖから水画像Ｗおよび脂肪画像Ｆの少なくとも一方を生成することを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第１４の観点によるＭＲＩ装置では、前記第６の観点によるＭＲ画像生成方法を好適に実施することが出来る。
【００２０】
第１５の観点では、本発明は、上記第９から上記第１３のいずれかの観点によるＭＲＩ装置において、前記本スキャン手段で、ディクソン法にかかるシーケンスによりコイル毎の本データを収集し、前記合成手段で、前記校正データからコイル毎の複素数画像Ｃ(ｉ)を生成し、前記本データからコイル毎の複素数画像Ｈ１(ｉ)，Ｈ２(ｉ)を生成し、前記複素数画像Ｃ(ｉ)と前記複素数画像Ｈ１(ｉ)とから合成画像Ｖ１を生成し、前記複素数画像Ｃ(ｉ)と前記複素数画像Ｈ２(ｉ)とから合成画像Ｖ２を生成し、前記水脂肪分離手段で、前記合成画像Ｖ１とＶ２とから水画像Ｗおよび脂肪画像Ｆの少なくとも一方を生成することを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第１５の観点によるＭＲＩ装置では、前記第７の観点によるＭＲ画像生成方法を好適に実施することが出来る。
【００２１】
第１６の観点では、本発明は、上記第９から上記第１３のいずれかの観点によるＭＲＩ装置において、前記本スキャン手段で、３ポイント・ディクソン法にかかるシーケンスによりコイル毎の本データを収集し、前記合成手段で、前記校正データからコイル毎の複素数画像Ｃ(ｉ)を生成し、前記本データからコイル毎の複素数画像Ｈ１(ｉ)，Ｈ２(ｉ)，Ｈ３(ｉ)を生成し、前記複素数画像Ｃ(ｉ)と前記複素数画像Ｈ１(ｉ)とから合成画像Ｖ１を生成し、前記複素数画像Ｃ(ｉ)と前記複素数画像Ｈ２(ｉ)とから合成画像Ｖ２を生成し、前記複素数画像Ｃ(ｉ)と前記複素数画像Ｈ３(ｉ)とから合成画像Ｖ３を生成し、前記水脂肪分離手段で、前記合成画像Ｖ１とＶ２とＶ３とから水画像Ｗおよび脂肪画像Ｆの少なくとも一方を生成することを特徴とするＭＲＩ装置を提供する。
上記第１６の観点によるＭＲＩ装置では、前記第８の観点によるＭＲ画像生成方法を好適に実施することが出来る。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のＭＲ画像生成方法およびＭＲＩ装置によれば、複数のコイルを用いて、少ない演算量かつ短い処理時間で、正確な水脂肪分離画像を得ることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００２４】
図１は、実施例１にかかるＭＲＩ装置１００を示すブロック図である。
このＭＲＩ装置１００において、マグネットアセンブリ１０１は、内部に被検体を挿入するための空間部分（ボア）を有し、この空間部分を取りまくようにして、被検体に一定の静磁場を印加する静磁場コイル１０１Ｃと、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の勾配磁場を発生するための勾配コイル１０１Ｇと、被検体内の原子核のスピンを励起するためのＲＦパルスを与える送信コイル１０１Ｔと、被検体からのＮＭＲ信号を受信するためのボディコイル１０１(0)およびＩチャンネルの受信コイル１０１(1)，…，１０１(Ｉ)とが配置されている。
静磁場コイル１０１Ｃ，勾配コイル１０１Ｇ，送信コイル１０１Ｔは、それぞれ静磁場電源１０２，勾配コイル駆動回路１０３，ＲＦ電力増幅器１０４に接続されている。また、ボディコイル１０１(0)，受信コイル１０１(1)，…，１０１(Ｉ)は、それぞれ前置増幅器１０５(0)，１０５(1)，…，１０５(Ｉ)に接続されている。
なお、ボディコイル１０１(0)を送信コイル１０１Ｔとして使用する場合もある。
また、静磁場コイル１０１Ｃの代わりに永久磁石を用いてもよい。
【００２５】
シーケンス記憶回路１０８は、計算機１０７からの指令に従い、記憶しているパルスシーケンスに基づいて勾配コイル駆動回路１０３を操作し、勾配コイル１０１Ｇから勾配磁場を発生させると共に、ゲート変調回路１０９を操作し、ＲＦ発振回路１１０の搬送波出力信号を所定タイミング・所定包絡線形状・所定位相のパルス状信号に変調し、それをＲＦパルスとしてＲＦ電力増幅器１０４に加え、ＲＦ電力増幅器１０４でパワー増幅した後、送信コイル１０１Ｔに印加する。
【００２６】
セレクタ１１１は、ボディコイル１０１(0)，受信コイル１０１(1)，…，１０１(Ｉ)で受信され前置増幅器１０５(0)，１０５(1)，…，１０５(Ｉ)で増幅されたＮＭＲ信号をｍ個のレシーバ１１２(1)，１１２(2)，…，１１２(m)に伝達する。これは、ボディコイル１０１(0)，受信コイル１０１(1)，…，１０１(Ｉ)とレシーバ１１２(1)，１１２(2)，…，１１２(m)の対応を可変にするためである。
【００２７】
レシーバ１１２(1)，１１２(2)，…，１１２(m)は、ＮＭＲ信号をデジタル信号に変換し、計算機１０７に入力する。
【００２８】
計算機１０７は、レシーバ１１２からデジタル信号を読み込み、処理を施して、ＭＲ画像を生成する。また、計算機１０７は、操作卓１１３から入力された情報を受け取るなどの全体的な制御を受け持つ。
表示装置１０６は、画像やメッセージを表示する。
【００２９】
図２は、実施例１に係るＭＲ画像生成処理を示すフロー図である。
ステップＱ１では、水と脂肪に位相差を付けないシーケンスにより被検体からのＮＭＲ信号をボディコイル１０１(0)，受信コイル１０１(1)，…，１０１(Ｉ)で並列に受信して各コイルの校正データｃ(0)，ｃ(1)，…，ｃ(Ｉ)を収集する。
【００３０】
図３に、水と脂肪に位相差を付けないシーケンスを例示する。
この校正データ収集用シーケンスＣＳでは、まず、フリップ角が９０゜の励起パルスＲと，スライス勾配ｓｓを印加する。次に、フリップ角が１８０゜の第１の反転パルスＰ１とスライス勾配ｓｓを印加し、位相エンコードパルスgy1iを印加する。次に、リードパルスgxを印加しながら、エコーｅ１からＮＭＲ信号を受信する。その後、リワインドパルスgy1rを印加する。
次に、第２の反転パルスＰ２とスライス勾配ｓｓを印加し、位相エンコードパルスgy2iを印加し、リードパルスgxを印加しながら、エコーｅ２からＮＭＲ信号を受信する。その後、リワインドパルスgy2rを印加する。
以下同様にして、ＮＭＲ信号を受信することを繰り返す。
なお、勾配コイル１０１ＧのＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の組み合わせによりスライス軸，位相エンコード軸，リード軸が形成される。
【００３１】
図３の校正データ収集用シーケンスＣＳはＦＳＥシーケンスであるが、ＳＥシーケンスや３Ｄ・ＦＳＥシーケンスなどのスピンエコー系シーケンスにより、校正データｃ(0)，ｃ(1)，…，ｃ(Ｉ)を収集してもよい。
【００３２】
図２に戻り、ステップＱ２では、水と脂肪の位相差を利用して両者を区別するためのシーケンスにより被検体からのＮＭＲ信号を受信コイル１０１(1)，…，１０１(Ｉ)で並列に受信して各コイルの本データｈ(1)，…，ｈ(Ｉ)を収集する。
【００３３】
図４，図５に、水と脂肪の位相差を利用して両者を区別するためのシーケンスを例示する。
図４の本データ収集用シーケンスＨＳ１では、水の位相と脂肪の位相とがケミカルシフト（chemical shift）により反対位相（Out-of-Phase）になる反対位相時間Ｔ_outを繰り返し時間ＴＲとして設定し、φ１＝３π／２とするときＲＦパルスの位相を０×φ１，１×φ１，２×φ１，３×φ１，…の順に変える定常状態パルスシーケンスにより本データｈ１(1)，…，ｈ１(Ｉ)を収集する。
また、図５の本データ収集用シーケンスＨＳ２では、水の位相と脂肪の位相とがケミカルシフトにより反対位相になる反対位相時間Ｔ_outを繰り返し時間ＴＲとして設定し、φ２＝π／２とするときＲＦパルスの位相を０×φ２，１×φ２，２×φ２，３×φ２，…の順に変える定常状態パルスシーケンスにより本データｈ２(1)，…，ｈ２(Ｉ)を収集する。
【００３４】
図４，図５の本データ収集用シーケンスＨＳ１，ＨＳ２は、ＬＣＳＳＦＰ法のシーケンスである。
【００３５】
図２に戻り、ステップＱ３では、校正データｃ(0)，ｃ(1)，…，ｃ(Ｉ)と本データｈ(0)，ｈ(1)，…，ｈ(Ｉ)を基に、例えば次の手順により、合成画像Ｖを生成する。
（１）校正データｃ(0)，ｃ(1)，…，ｃ(Ｉ)から複素数画像Ｃ(0)，Ｃ(1)，…，Ｃ(Ｉ)を生成し、ボディコイル１０１(0)の複素数画像Ｃ(0)で受信コイル毎の複素数画像Ｃ(1)，…，Ｃ(Ｉ)を割り算して各受信コイルの感度マップｓ(1)，…，ｓ(Ｉ)を求め、それら感度マップｓ(1)〜ｓ(Ｉ)を順に並べて感度マトリクスＳを得る。
（２）本データｈ１(1)，…，ｈ１(Ｉ)から複素数画像Ｈ１(1)，…，Ｈ１(Ｉ)を生成し、それら複素数画像Ｈ１(1)，…，Ｈ１(Ｉ)を順に並べて複素数画像マトリクスＡ１を得る。
（３）本データｈ２(1)，…，ｈ２(Ｉ)から複素数画像Ｈ２(1)，…，Ｈ２(Ｉ)を生成し、それら複素数画像Ｈ２(1)，…，Ｈ２(Ｉ)を順に並べて複素数画像マトリクスＡ２を得る。
（４）感度マトリクスＳと複素数画像マトリクスＡ１から合成画像Ｖ１を得る。
Ｖ１＝（ＳHΨ-1Ｓ）-1ＳHΨ-1Ａ１
（５）感度マトリクスＳと複素数画像マトリクスＡ２から合成画像Ｖ２を得る。
Ｖ２＝（ＳHΨ-1Ｓ）-1ＳHΨ-1Ａ２
【００３６】
ステップＱ４では、合成画像Ｖから、例えば次の手順により、水画像Ｗと脂肪画像Ｆを生成する。
（１）Ｗ＝Ｖ１＋exp(i×π/2)×Ｖ２
（２）Ｆ＝Ｖ１−exp(i×π/2)×Ｖ２
【００３７】
実施例１のＭＲＩ装置１００によれば、演算量が多く且つ処理時間がかかる水脂肪分離処理（ステップＱ４）を、コイル毎に行うのではなく、合成画像Ｖについて行うから、演算量を減らすことが出来、処理時間を短縮できる。また、校正スキャンでスピンエコー系シーケンスを用いるため、校正データｃの水と脂肪とに位相差が生じない。このため、本データｈに含まれる水と脂肪の位相差が合成過程（ステップＱ３）を経ても保存される（校正データｃで乱されない）。従って、合成過程（ステップＱ３）の後で、正確に水脂肪分離過程（ステップＱ４）を実行することが出来るようになる。
【実施例２】
【００３８】
ボディコイル１０１(0)は受信に用いず、受信コイル１０１(1)，…，１０１(Ｉ)だけで校正データｃ(1)，…，ｃ(Ｉ)を得て、サム・オブ・スクエア法により、各コイルの感度マップｓ(1)，…，ｓ(Ｉ)を求めてもよい。
【実施例３】
【００３９】
特許文献１（特許第３３５３８２６号公報）に記載されている方法を本発明に適用してもよい。
その場合、本スキャン過程（ステップＱ２）で、水と脂肪の位相差が２π／ｎ（ｎ≧２）になるシーケンスによりコイル毎の本データを収集し、合成過程（ステップＱ３）で、校正データからコイル毎の複素数画像Ｃ(ｉ)を生成し、本データからコイル毎の複素数画像Ｈ(ｉ)を生成し、複素数画像Ｃ(ｉ)と複素数画像Ｈ(ｉ)とから合成画像Ｖを生成し、水脂肪分離過程（ステップＱ４）で、合成画像Ｖから水画像Ｗおよび脂肪画像Ｆの少なくとも一方を生成することになる。
【実施例４】
【００４０】
ディクソン法を本発明に適用してもよい。
その場合、本スキャン過程（ステップＱ２）で、ディクソン法にかかるシーケンスによりコイル毎の本データを収集し、合成過程（ステップＱ３）で、校正データからコイル毎の複素数画像Ｃ(ｉ)を生成し、本データからコイル毎の複素数画像Ｈ１(ｉ)，Ｈ２(ｉ)を生成し、複素数画像Ｃ(ｉ)と複素数画像Ｈ１(ｉ)とから合成画像Ｖ１を生成し、複素数画像Ｃ(ｉ)と複素数画像Ｈ２(ｉ)とから合成画像Ｖ２を生成し、水脂肪分離過程（ステップＱ４）で、合成画像Ｖ１とＶ２とから水画像Ｗおよび脂肪画像Ｆの少なくとも一方を生成することになる。
【実施例５】
【００４１】
３ポイント・ディクソン法を本発明に適用してもよい。
その場合、本スキャン過程（ステップＱ２）で、３ポイント・ディクソン法にかかるシーケンスによりコイル毎の本データを収集し、合成過程（ステップＱ３）で、校正データからコイル毎の複素数画像Ｃ(ｉ)を生成し、本データからコイル毎の複素数画像Ｈ１(ｉ)，Ｈ２(ｉ)，Ｈ３(ｉ)を生成し、複素数画像Ｃ(ｉ)と複素数画像Ｈ１(ｉ)とから合成画像Ｖ１を生成し、複素数画像Ｃ(ｉ)と複素数画像Ｈ２(ｉ)とから合成画像Ｖ２を生成し、複素数画像Ｃ(ｉ)と複素数画像Ｈ３(ｉ)とから合成画像Ｖ３を生成し、水脂肪分離過程（ステップＱ４）で、合成画像Ｖ１とＶ２とＶ３とから水画像Ｗおよび脂肪画像Ｆの少なくとも一方を生成することになる。
【実施例６】
【００４２】
Fat Saturation ＲＦpulse，ＦＥＭＲ（Fluctuation Equilibrium ＭＲ）などの手法を本発明に適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明のＭＲ画像生成方法及びＭＲＩ装置は、水画像や脂肪画像を得るのに利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】実施例１に係るＭＲＩ装置を示す構成ブロック図である。
【図２】実施例１に係るＭＲ画像生成処理を示すフロー図である。
【図３】校正データ収集用シーケンスの一例を示す説明図である。
【図４】本データ収集用シーケンスの一例を示す説明図である。
【図５】本データ収集用シーケンスの一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４５】
８                          シーケンス記憶回路
１００                      ＭＲＩ装置
１０７                      計算機
１０１Ｔ                    送信コイル
１０１(0)                   ボディコイル
１０１(1)〜１０１(Ｉ)       受信コイル
【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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