(57)【要約】  ハードウェア性能に起因する誤差および/またはハードウェア制御方法に起因する信号揺らぎを、所定のハードウェア出力の極性を反転させて相殺する撮影において、加算回数の制約をなくす。そのために、第一の撮影シーケンスと、前記第一の撮影シーケンスの所定の傾斜磁場パルスの極性を反転させた第二の撮影シーケンスとを実行し、それぞれの撮影シーケンスで得たデータを加算し、加算画像を得る。加算にあたり、第一の撮影シーケンスで得た第一のデータに乗算する係数の総和と、第二の撮影シーケンスで得た第二のデータに乗算する係数の総和が等しくなるよう、各係数を決定する。
2016067860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の撮影シーケンスと第二の撮影シーケンスとを実行し、それぞれ第一のデータおよび第二のデータを得る計測部と、
前記第二のデータに乗算する第二重み係数を算出する係数算出部と、
予め定めた第一重み係数を乗算した前記第一のデータと、前記第二重み係数を乗算した前記第二のデータとを加算し、加算データを得る加算部と、
を備え、
前記第二の撮影シーケンスは、前記第一の撮影シーケンスを構成する複数の傾斜磁場パルスのうち、予め定めた傾斜磁場パルスの極性を反転させた撮影シーケンスであり、
前記係数算出部は、前記第二重み係数の総和が前記第一重み係数の総和と等しくなるよう、当該第二重み係数を算出すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記第一の撮影シーケンスは、FSE(Fast Spin Echo)シーケンスであり、
前記極性を反転させる傾斜磁場パルスは、位相エンコード傾斜磁場パルスを含むこと
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記第一の撮影シーケンスは、EPI(Echo Planar Imaging)シーケンスであり、
前記極性を反転させる傾斜磁場パルスは、リードアウト傾斜磁場パルスであること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記第一のデータおよび前記第二のデータは、それぞれ、k空間データであること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記第一のデータおよび前記第二のデータは、それぞれ、再構成画像であること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
請求項5記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記第一のデータおよび前記第二のデータをユーザに提示し、採否の選択を受け付ける受付部をさらに備え、
前記加算部は、採用された前記第一のデータであって、前記第一重み係数を乗算した前記第一のデータと、採用された前記第二のデータであって、前記第二重み係数を乗算した前記第二のデータとを、加算すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
請求項5記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記加算データを得る毎に、当該加算データをユーザに提示し、ユーザから終了するか否かの指示を受け付ける受付部、をさらに備え、
前記係数算出部は、前記第一のデータおよび前記第二のデータのいずれかを得る毎に前記第二重み係数を算出し、
前記加算部は、前記第二重み係数が算出される毎に、前記加算データを得ること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項８】
請求項4記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記加算データから加算画像を再構成する画像再構成部と、
前記加算画像が再構成される毎に、当該加算画像をユーザに提示し、ユーザから終了の指示を受け付ける受付部と、をさらに備え、
前記係数算出部は、前記第一のデータおよび前記第二のデータのいずれかを得る毎に前記第二重み係数を算出し、
前記加算部は、前記第二重み係数が算出される毎に、前記加算データを得、
前記画像再構成部は、前記加算データを得る毎に前記加算画像を再構成すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項９】
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記第一重み係数は、1であること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１０】
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記第二のデータは複数であり、
各第二のデータに乗算する前記第二重み係数は、全て等しいこと
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１１】
請求項2記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記第一の撮影シーケンスは、3次元撮影を実行し、
前記極性を反転させる傾斜磁場パルスは、スライスエンコード傾斜磁場パルスをさらに含むこと  を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１２】
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記極性を反転させる傾斜磁場パルスは、ハードウェア性能に起因する誤差およびハードウェア制御方法に起因する信号揺らぎの少なくとも一方を発生させる傾斜磁場パルスであることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１３】
第一の撮影シーケンスと第二の撮影シーケンスとを実行し、それぞれ第一のデータおよび第二のデータを得る計測部と、
前記第二のデータに乗算する第二重み係数を算出する係数算出部と、
前記第一のデータと、前記第二重み係数を乗算した前記第二のデータとを加算し、加算データを得る加算部と、を備え、
前記第二の撮影シーケンスは、前記第一の撮影シーケンスを構成する複数の傾斜磁場パルスのうち、予め定めた傾斜磁場パルスの極性を反転させた撮影シーケンスであり、
前記係数算出部は、前記第二重み係数の総和が、前記第一のデータの数と等しくなるよう、当該第二重み係数を算出すること
を特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１４】
第一の撮影シーケンスと第二の撮影シーケンスとを実行し、それぞれ第一のデータおよび第二のデータを得、
前記第一のデータに乗算する第一重み係数の総和と前記第二のデータに乗算する第二重み係数の総和とが等しくなるよう、前記第一重み係数および前記第二重み係数それぞれを決定し、
前記第一重み係数を乗算した前記第一のデータと、前記第二重み係数を乗算した前記第二のデータとを加算し、再構成画像を得る磁気共鳴イメージング方法であって、
前記第二の撮影シーケンスは、前記第一の撮影シーケンスを構成する複数の傾斜磁場パルスのうち、予め定めた傾斜磁場パルスの極性を反転させた撮影シーケンスであること
を特徴とする磁気共鳴イメージング方法。
【請求項１５】
請求項14記載の磁気共鳴イメージング方法であって、
前記極性を反転させる傾斜磁場パルスは、ハードウェア性能に起因する誤差およびハードウェア制御方法に起因する信号揺らぎの少なくとも一方を発生させる傾斜磁場パルスであることを特徴とする磁気共鳴イメージング方法。
【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(以下、MRIという)技術に関し、特に、複数回の撮影を行って加算画像を得る加算撮影技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
1つの励起RFパルス照射後に、一定間隔で再収束RFパルスを照射し、複数のNMR信号(エコー信号)を連続に収集するFSE(Fast Spin Echo)シーケンスがある。FSEシーケンスでは、再収束RFパルス毎に収集するエコー信号の強度が撮影組織のT2値によって減衰するため、1枚の画像を再構成するエコー信号間に信号強度差が発生し、画像上でアーチファクトとなる。【０００３】
この対策として、複数枚の画像を取得して加算する加算撮影を行い、その奇数枚目の画像を取得するシーケンスと偶数枚目の画像を取得するシーケンスとにおいて、k空間上のエコー配置を時間方向に反転する手法がある(例えば、特許文献1参照)。【０００４】
また、励起RFパルス照射後に、読み出し傾斜磁場パルスを繰り返し反転させることにより複数のエコー信号を収集するEPI(Echo Planar Imaging)シーケンスがある。EPIシーケンスでは、読み出し傾斜磁場パルスの極性を高速に反転させることにより、計測したエコー信号に位相誤差が生じ、それが、画像上でアーチファクトとなる。【０００５】
この対策として、加算撮影を行い、偶数枚目の画像を取得するシーケンスとにおいて、奇数枚目の画像を取得するシーケンスの同一位相エンコード量における読み出し傾斜磁場の極性を逆にする手法がある(例えば、特許文献2参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】欧州特許第1653244号明細書
【特許文献２】米国特許第7418286号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
いずれも、ハードウェア性能に起因した誤差および/またはハードウェア制御方法に起因した信号揺らぎを、所定のハードウェア出力の極性を反転させて撮影する事で、相殺することを目的とする。このような加算撮影では、その性質上、加算回数は偶数回が前提である。【０００８】
ところが、一般に、加算撮影は、画像のS/N比を向上させるためになされ、求める画質と撮影時間とから、最適な回数が定められる。従って、最適な加算回数は、必ずしも偶数回とは限らない。相殺を目的とする撮影では、偶数回であることが必須条件であるため、撮影条件等から決定された最適な回数が偶数回でない場合、加算回数を偶数回にするために何等かの条件を犠牲にする必要がある。【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、加算撮影のうち、ハードウェア性能に起因した誤差および/またはハードウェア制御方法に起因した信号揺らぎを、所定のハードウェア出力の極性を反転させて撮影する事で相殺する撮影において、加算回数の制約をなくす技術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】
【００１０】
本発明は、第一の撮影シーケンスと、前記第一の撮影シーケンスの所定の傾斜磁場パルスの極性を反転させた第二の撮影シーケンスとを実行し、それぞれの撮影シーケンスで得たデータを加算し、加算画像を得る。加算にあたり、第一の撮影シーケンスで得た第一のデータに乗算する係数の総和と、第二の撮影シーケンスで得た第二のデータに乗算する係数の総和とが等しくなるよう、各係数を決定する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、加算撮影において、加算回数の制約なしに、ハードウェア性能に起因した誤差および/またはハードウェア制御方法に起因した信号揺らぎを、所定のハードウェア出力の極性を反転させて相殺する撮影を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第一の実施形態のMRI装置の全体構成のブロック図
【図２】FSEシーケンスを説明するための説明図
【図３】(a)および(b)は、第一の実施形態のFSEシーケンスを説明するための説明図
【図４】第一の実施形態のエコー信号配置順を説明するための説明図
【図５】(a)は、加算撮影において、1回目の撮影シーケンス実行時のk空間のky方向の信号プロファイルを、(b)は、そのk空間から再構成した画像のy方向の信号プロファイルを、それぞれ説明するための説明図
【図６】(a)は、加算撮影において、2回目の撮影シーケンス実行時のk空間のky方向の信号プロファイルを、(b)は、そのk空間から再構成した画像のy方向の信号プロファイルを、それぞれ説明するための説明図
【図７】(a)は、加算撮影において、1回目の結果と2回目の結果との加算結果のk空間のky方向の信号プロファイルを、(b)は、そのk空間から再構成した画像のy方向の信号プロファイルを、それぞれ説明するための説明図
【図８】(a)は、加算撮影において、従来の手法で、1回目の結果と2回目の結果と3回目の結果との加算結果のk空間のky方向の信号プロファイルを、(b)は、そのk空間から再構成した画像のy方向の信号プロファイルを、それぞれ説明するための説明図
【図９】第一の実施形態の全体制御部の機能ブロック図
【図１０】第一の実施形態の加算撮影処理のフローチャート
【図１１】(a)は、加算撮影において、本実施形態の手法で、1回目の結果と2回目の結果と3回目の結果との加算結果のk空間のky方向の信号プロファイルを、(b)は、そのk空間から再構成した画像のy方向の信号プロファイルを、それぞれ説明するための説明図
【図１２】第一の実施形態の算出される係数例を説明するための説明図
【図１３】(a)および(b)は、第一の実施形態の変形例で用いるEPIシーケンスを説明するための説明図
【図１４】第二の実施形態の全体制御部の機能ブロック図
【図１５】(a)は、第二の実施形態の採否受付画面例を説明するための説明図であり、(b)は、第三の実施形態の終了受付画面例を説明するための説明図
【図１６】第二の実施形態の加算撮影処理のフローチャート
【図１７】第三の実施形態の加算撮影処理のフローチャート
【図１８】第二および第三の実施形態の変形例の加算撮影処理のフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜＜第一の実施形態＞＞
以下、添付図面に従って本発明の実施形態の例を詳説する。なお、発明の実施形態を説明するための全図において、基本的に同一機能を有するものは、同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００１４】
［MRI装置のブロック図］
最初に、本実施形態のMRI装置を説明する。図1は、本実施形態のMRI装置100の全体構成を示すブロック図である。本実施形態のMRI装置100は、NMR現象を利用して被検体101の断層画像を得るもので、図1に示すように、静磁場発生源102と、傾斜磁場コイル103及び傾斜磁場電源109と、高周波磁場(RF)送信コイル104及びRF送信部110と、RF受信コイル105及び信号処理部107と、シーケンサ111と、全体制御部112と、被検体101を搭載する天板を静磁場発生源102である磁石の内部に出し入れするベッド106と、を備える。
【００１５】
静磁場発生源102は、垂直磁場方式であれば被検体101の体軸と直交する方向に、水平磁場方式であれば体軸方向に、それぞれ均一な静磁場を発生させる。被検体101の周りに永久磁石方式、常電導方式あるいは超電導方式の、例えば、静磁場発生磁石が配置される。以下、静磁場方向をZ軸方向とする。
【００１６】
傾斜磁場コイル103は、MRI装置100の実空間座標系(静止座標系)であるX、Y、Zの3軸方向に巻かれたコイルである。それぞれの傾斜磁場コイル103は、それを駆動する傾斜磁場電源109に接続され電流が供給され、傾斜磁場パルスを発生する。具体的には、各傾斜磁場コイル103の傾斜磁場電源109は、それぞれ後述のシーケンサ111からの命令に従って駆動されて、それぞれの傾斜磁場コイル103に電流を供給する。これにより、X、Y、Zの3軸方向に傾斜磁場パルスGx、Gy、Gzが発生する。
この傾斜磁場コイル103と傾斜磁場電源109とは、傾斜磁場発生部を構成する。
【００１７】
2次元スライス面の撮像時には、スライス面(撮像断面)に直交する方向にスライス傾斜磁場パルス(Gs)が印加されて被検体101に対するスライス面が設定される。そのスライス面に直交して且つ互いに直交する残りの2つの方向に位相エンコード傾斜磁場パルス(Gp)と周波数エンコード(読み出し)傾斜磁場パルス(Gf)とが印加されて、核磁気共鳴信号(エコー信号)にそれぞれの方向の位置情報がエンコードされる。
【００１８】
RF送信コイル104は、被検体101にRFパルスを照射するコイルであり、RF送信部110に接続され高周波パルス(RFパルス)電流が供給される。これにより、被検体101の生体組織を構成する原子のスピンにNMR現象が誘起される。具体的には、RF送信部110が、後述のシーケンサ111からの命令に従って駆動されて、RFパルスを振幅変調し、増幅した後に被検体101に近接して配置されたRF送信コイル104に供給することにより、RFパルスが被検体101に照射される。このRF送信コイル104とRF送信部110とは、RFパルス発生部を構成する。
【００１９】
RF受信コイル105は、被検体101の生体組織を構成するスピンのNMR現象により放出されるエコー信号を受信するコイルである。RF受信コイル105は、信号処理部107に接続され、受信したエコー信号は信号処理部107に送られる。
【００２０】
信号処理部107は、RF受信コイル105で受信されたエコー信号の検出処理を行う。具体的には、後述のシーケンサ111からの命令に従って、信号処理部107は、受信されたエコー信号を増幅し、直交位相検波により直交する二系統の信号に分割し、それぞれを所定数(例えば128、256、512等)サンプリングし、各サンプリング信号をA/D変換してディジタル量に変換する。従って、エコー信号は、所定数のサンプリングデータからなる時系列のデジタルデータ(以下、エコーデータという)として得られる。
【００２１】
そして、信号処理部107は、エコーデータに対して各種処理を行い、処理したエコーデータをシーケンサ111に送る。なお、RF受信コイル105および信号処理部107は、信号検出部を構成する。
【００２２】
シーケンサ111は、被検体101の断層画像の再構成に必要なエコーデータ収集のための種々の命令を、主に、傾斜磁場電源109と、RF送信部110と、信号処理部107とに送信してこれらを制御する。具体的には、シーケンサ111は、後述する全体制御部112の制御で動作し、所定のパルスシーケンスの制御データに基づいて、傾斜磁場電源109、RF送信部110及び信号処理部107を制御して、被検体101へのRFパルスの照射及び傾斜磁場パルスの印加と、被検体101からのエコー信号の検出と、を繰り返し実行し、被検体101の撮像領域についての画像の再構成に必要なエコーデータを収集する。
【００２３】
繰り返しの際には、2次元撮像の場合は、位相エンコード傾斜磁場パルスの印加量を、3次元撮像の場合は、更にスライスエンコード傾斜磁場パルスの印加量も、変えて行なう。位相エンコードの数は通常1枚の画像あたり128、256、512等の値が選ばれ、スライスエンコードの数は、通常16、32、64等の値が選ばれる。これらの制御により信号処理部107からのエコーデータを全体制御部112に出力する。
【００２４】
全体制御部112は、シーケンサ111の制御、及び、各種データ処理と処理結果の表示及び保存等の制御を行う。全体制御部112は、演算処理部(CPU)114と、メモリ113と、磁気ディスク等の内部記憶装置115と、を備える。全体制御部112には、ユーザインタフェースとして、表示装置118および操作部119が接続される。また、光ディスク等の外部記憶装置117が接続されていても良い。
【００２５】
具体的には、シーケンサ111を介して各部を制御し、エコーデータを収集させる。シーケンサ111を介してエコーデータが入力されると、演算処理部(CPU)114がそのエコーデータに印加されたエンコード情報に基づいて、メモリ113内のk空間に相当する領域に記憶させる。以下、本明細書において、エコーデータをk空間に配置する旨の記載は、エコーデータをメモリ113内のk空間に相当する領域に記憶させることを意味する。また、メモリ113内のk空間に相当する領域に記憶されたエコーデータ群をk空間データともいう。
【００２６】
演算処理部(CPU)114は、このk空間データに対して信号処理やフーリエ変換による画像再構成等の処理を実行し、その結果である被検体101の画像を、表示装置118に表示させたり、内部記憶装置115や外部記憶装置117に記録させたり、ネットワークIFを介して外部装置に転送したりする。
【００２７】
表示装置118は、再構成された被検体101の画像を表示する。また操作部119は、MRI装置100の各種制御情報や上記全体制御部112で行う処理の制御情報の入力を受け付ける。操作部119は、トラックボール又はマウス及びキーボード等を備える。
【００２８】
この操作部119は表示装置118に近接して配置され、操作者が表示装置118を見ながら操作部119を介してインタラクティブにMRI装置100の各種処理を制御する。
【００２９】
全体制御部112が実現する各機能は、内部記憶装置115または外部記憶装置117に格納されたプログラムを、CPU114がメモリ113にロードして実行することにより実現される。また、全部または一部の機能は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(field-programmable gate array)などのハードウェアによって実現してもよい。また、各機能の処理に用いる各種のデータ、処理中に生成される各種のデータは、内部記憶装置115または外部記憶装置117に格納される。
【００３０】
現在、MRI装置100の撮像対象核種は、臨床で普及しているものとしては、被検体の主たる構成物質である水素原子核(プロトン)である。プロトン密度の空間分布や、励起状態の緩和時間の空間分布に関する情報を画像化することで、人体頭部、腹部、四肢等の形態または、機能を2次元もしくは3次元的に撮像する。
【００３１】
本実施形態では、第一の撮影シーケンスと、第一の撮影シーケンスの、ハードウェア性能に起因する誤差およびハードウェア制御方法に起因する信号揺らぎの少なくとも一方の発生源となるコンポーネントの出力の極性を反転させた第二の撮影シーケンスとを交互に実行し、それぞれの撮影シーケンスで得たデータを加算し、加算画像を得る。そして、加算時に第一の撮影シーケンスで得た第一のデータに乗算する係数と、第二の撮影シーケンスで得た第二のデータに乗算する係数との総和が等しくなるよう、各係数を決定する。以下、本実施形態では、撮影シーケンスとして、FSE(Fast Spin Echo)シーケンスを用いる場合を例にあげて説明する。
【００３２】
［FSEシーケンス］
まず、FSEシーケンスについて説明する。図2は、FSEシーケンス300の一例である。なお、本図において、RF、Gs、Gp、Grはそれぞれ、高周波磁場、スライス傾斜磁場パルス、位相エンコード傾斜磁場パルス、周波数エンコード傾斜磁場パルスの印加のタイミングを、A/Dは核磁気共鳴信号(エコー信号)の取得タイミングを、Signalはエコー信号発生のタイミングを、それぞれ示す。
【００３３】
本図に示すように、従来のFSEシーケンス300では、まず、撮像対象スライス面内のスピンに高周波磁場を与える励起RFパルス(excitation RF Pulse)301とともに、当該スライスを選択するスライス選択傾斜磁場パルス311を印加する。その後、スピンをスライス面内で反転させるための再収束RFパルス(refocus RFパルス)302を、印加間隔IET(Inter Echo Time)で繰り返し印加する。印加数(繰り返し回数)は、予め定めたETL(Echo Train Length)数である。
【００３４】
そして、再収束RFパルス302の印加毎に、スライス選択傾斜磁場パルス314、位相エンコード傾斜磁場パルス321、および周波数エンコード傾斜磁場パルス332を印加し、サンプリングウインドウ341のタイミングで、エコー信号351を収集する。なお、3次元撮像の場合は、再収束RFパルス302の印加毎に、スライス選択方向の軸にエンコードを行う傾斜磁場パルス316(スライスエンコード傾斜磁場パルス)が印加される。スライスエンコード傾斜磁場パルス316と位相エンコード傾斜磁場パルス321とは、いずれを先に印加してもよい。
【００３５】
なお、312はスライス選択傾斜磁場パルス311による位相分散を再収束させるためのスライスリフェーズ傾斜磁場パルスである。313および315は、再収束RFパルス(refocus RF Pulse)302によるFID(Free Induction Decay)信号を抑制するためのスポイル傾斜磁場パルスである。また、位相エンコード傾斜磁場パルス321による位相分散を再収束させるための位相リワインド傾斜磁場パルス322をサンプリングの後、印加する。3次元撮像の場合は、スライス選択方向の軸に、スライスエンコード傾斜磁場パルス316による位相分散を再収束させるためのリワインド傾斜磁場パルス317をサンプリングの後に印加する。
【００３６】
なお、図2に示すFSEシーケンス300は、3次元撮像時のパルスシーケンスであるが、以下、図3(a)に示すように、2次元撮像時のFSEシーケンス300を用いる場合を例にあげて説明する、すなわち、上記スライスエンコード傾斜磁場パルス316およびリワインド傾斜磁場パルス317を無しとするシーケンスを用いて説明する。
【００３７】
FSEシーケンス300の実行によって収集されたエコー信号351は、メモリ空間(k空間)に配置される。k空間は、横軸を周波数エンコード方向、縦軸を位相エンコード方向とする二次元平面であり、パルスシーケンスにおいて、エコー信号毎に付与される位相エンコード量、すなわち、印加される位相エンコード傾斜磁場パルスの強度がk空間における、エコー信号351のky方向の配置順序(収集順序)を決定する。
【００３８】
エコー信号の収集順序には、セントリックオーダ、逆セントリックオーダ、シーケンシャルオーダ、スクロールオーダなどがある。セントリックオーダは、k空間の低周波領域である中心付近(ky＝0)から、正極側の領域及び負極側の領域におけるエコー信号を交互にk空間の高周波領域側に向かって収集するデータ収集方式である。
【００３９】
逆セントリックオーダは、k空間の高周波領域側から正極側の領域及び負極側の領域におけるエコー信号を交互にk空間の低周波領域側に向かって収集するデータ収集方式である。また、シーケンシャルオーダは、k空間の一方の高周波領域側から他方の高周波領域側に向かって1方向にエコー信号を収集するデータ収集方式である。スクロールオーダは、k空間の低周波領域である中心付近から一方の高周波領域側に向かってエコー信号を収集した後に他方の高周波領域側から低周波領域側に向かってエコー信号を収集するデータ収集方式である。
【００４０】
以下、1回のFSEシーケンス300の実行(1回の励起RFパルス301の照射)で、k空間全体を埋めるデータを取得する場合を例にあげて説明する。すなわち、FSEシーケンス300のETL数が、1枚の画像あたりの位相エンコード数である場合を例にあげて説明する。なお、本実施形態のFSEシーケンスは、これに限定されない。複数回のFSEシーケンスを実行し、1枚の画像を再構成可能なk空間データを取得するものであってもよい。
【００４１】
［信号減衰の様子］
FSEシーケンス300では、上述のように、再収束RFパルス302の印加ごとに収集するエコー信号351の強度が、撮影組織のT2値に従って減衰する。再構成後の画像の1画素に相当するサイズの点光源を、視野(FOV)の中心に配置して撮影した場合の、k空間におけるky方向の信号強度の変化と、そのk空間を再構成して得た画像におけるy方向の信号強度の変化の様子を示す。
【００４２】
位相エンコード傾斜磁場パルス321の印加量(位相エンコード量)は、例えば、図4に示すように、kyが129の位置を中心にセントリックオーダにエコー信号が配置されるよう制御する。なお、ここでは、ETL数は512とする。
【００４３】
k空間のky方向のエコー信号の強度の変化の様子(プロファイル)411を図5(a)に示す。本図において、横軸はky(位相エンコード量)、縦軸は信号強度(Signal Intensity)である。このように、信号強度は、kyが129の位置で最大値をとり、T2減衰の影響を受けて変化する。
【００４４】
上記k空間データを再構成して得た画像の、y方向のエコー信号の変化の様子(プロファイル)412を図5(b)に示す。本図において、横軸は画像のy軸方向の画素位置、縦軸は信号強度(Signal Intensity)である。
【００４５】
本来、点光源は、1画素のサイズとなるものであるが、図5(a)に示すようなky方向に信号強度のゆらぎがあるk空間データから得た画像では、図5(b)に示すように、所定の幅を有する。すなわち、近隣画素値に影響を与え、ボケた状態となる。
【００４６】
ここで、図3(b)に示すように、図3(a)のFSEシーケンス300において、位相エンコード量の付与の仕方を反転させたFSEシーケンス300invで、同じ点光源を撮影した場合の、k空間のky方向のプロファイル421と、画像のy方向のプロファイル422の様子を、図6(a)および図6(b)に示す。縦軸、横軸は、図5(a)および図5(b)とそれぞれ同じである。
【００４７】
これらの図に示すように、k空間のプロファイル421の変化の様子は、図5(a)に示すFSEシーケンス300実行時と反転する。また、画像のプロファイル422は、図5(b)同様、撮影対象が点光源であるにもかかわらず、広がりを見せ、ボケた画像となる。
【００４８】
［加算撮影］
従来のFSEシーケンスを用いた加算撮影では、FSEシーケンス300と、このFSEシーケンス300の位相エンコード量の付与の仕方を反転させたFSEシーケンス300invとを、交互に同数実行し、その結果を加算する。例えば、奇数回目にFSEシーケンス300を実行し、偶数回目にFSEシーケンス300invを実行する。
【００４９】
1回目にFSEシーケンス300を実行し、2回目にFSEシーケンス300invを実行し、k空間データを加算した際の、k空間(加算k空間)のky方向のプロファイル511を図7(a)に示す。また、加算k空間から再構成した画像(加算画像)の、y方向のプロファイル512を図7(b)に示す。縦軸、横軸は、図5(a)および図5(b)とそれぞれ同じである。
【００５０】
両者を加算することにより、加算k空間のプロファイル511は、それぞれのk空間のプロファイル411、421の変化に比べて緩やかなものとなる。また、加算画像のプロファイル512において、点光源の広がりは、1回目の画像のプロファイル412、2回目の画像のプロファイル422に比べ、大幅に改善される。すなわち、他の画素に影響を与えず、画像のボケが改善される。
【００５１】
ここで、計測回数が奇数回(3回)の場合の加算結果を図8(a)および図8(b)に示す。すなわち、3回目にFSEシーケンス300を実行し、1回目、2回目、3回目の計測結果を加算した際の、加算k空間のky方向のプロファイル521を図8(a)に、加算画像のy方向のプロファイル522を図8(b)に示す。縦軸、横軸は、図5(a)および図5(b)とそれぞれ同じである。
【００５２】
図8(a)および図8(b)に示すように、撮影シーケンスの実行が奇数回の場合、すなわち、FSEシーケンス300と、FSEシーケンス300invとの実行数が同数でない場合、加算k空間において、信号強度変化の抑制が十分でなく、加算画像のプロファイル522も広がりを持つ。
【００５３】
このように、従来の加算撮影では、FSEシーケンス300と、FSEシーケンス300invとを同数実行しない限り、加算画像にはT2減衰の影響が残る。
【００５４】
本実施形態では、加算時に、FSEシーケンス300invで得たデータに係数を乗算し、FSEシーケンス300で得たデータの信号強度の総和とFSEシーケンス300invで得たデータの信号強度の総和とを略同等とする。
【００５５】
［全体制御部の構成］
これを実現するため、本実施形態の全体制御部112は、図9に示すように、撮影条件設定部120と、計測部130と、係数算出部140と、加算部150と、画像再構成部160とを備える。
【００５６】
撮影条件設定部120は、操作部119および/または表示装置118を介してユーザから撮影条件を受け付ける。本実施形態では、加算撮影を行う。従って、受け付ける撮影条件には、撮影シーケンスの総実行回数(総加算回数)NEXを含む。なお、NEXは、2以上の整数である。
【００５７】
計測部130は、総加算回数NEX回、予め定めたパルスシーケンスに従って計測を実行する。本実施形態では、第一の撮影シーケンスと第二の撮影シーケンスとを実行し、それぞれ第一のデータおよび第二のデータを得る。前記第二の撮影シーケンスは、前記第一の撮影シーケンスを構成する複数の傾斜磁場パルスのうち、予め定めた傾斜磁場パルスの極性を反転させた撮影シーケンスとする。また、前記極性を反転させる傾斜磁場パルスは、ハードウェア性能に起因する誤差およびハードウェア制御方法に起因する信号揺らぎの少なくとも一方を発生させ得る傾斜磁場パルスとする。
【００５８】
本実施形態では、第一のシーケンスは、FSEシーケンス300とし、第二のシーケンスは、FSEシーケンス300invとする。上述のように、FSEシーケンス300invは、FSEシーケンス300の、位相エンコード量の付与の仕方を反転させたシーケンスである。すなわち、第二の撮影シーケンスにおいて、極性を反転させる傾斜磁場パルスは、位相エンコード傾斜磁場パルスである。
【００５９】
本実施形態の計測部130は、FSEシーケンス300およびFSEシーケンス300invを、交互に、両者合わせて撮影条件設定部120で受け付けた総加算回数であるNEX回、実行する。
【００６０】
係数算出部140は、加算時に第二のデータに乗算する第二重み係数を算出する。このとき、加算する第二のデータに乗算する第二重み係数の総和が、加算する第一のデータに乗算する第一重み係数の総和と等しくなるよう、第二重み係数を算出する。
【００６１】
本実施形態では、係数算出部140は、FSEシーケンス300で得たk空間データに乗算する係数(第一重み係数)の総和と、FSEシーケンス300invで得たk空間データに乗算する係数(第二重み係数)の総和とが等しくなるよう、第二重み係数を算出する。
【００６２】
係数の算出には、総加算回数NEXを用いる。例えば、係数算出部140は、第一重み係数C1を1とし、第二重み係数C2を以下の式(1)に従って算出する。
【００６３】
2016067860.tif 000003
【００６４】
ここで、INT(x)は、xの小数点以下を切り捨て、整数値に丸める演算である。
【００６５】
加算部150は、第一重み係数を乗算した前記第一のデータと、前記第二重み係数を乗算した前記第二のデータとを加算し、加算データを得る。n回目の撮影シーケンスの実行により得たエコー信号の信号強度をSn(nは1以上の整数)とすると、本実施形態では、総加算回数NEXが奇数の場合、以下の式(2)に従って、また、総加算回数NEXが偶数の場合、以下の式(3)に従って、加算データ(加算k空間データ)Sを得る。
S＝C1・S1＋C2・S2＋C1・S3＋C2・S4＋・・・＋C1・SNEX・・・(2)
S＝C1・S1＋C2・S2＋C1・S3＋C2・S4＋・・・＋C2・SNEX・・・(3)
画像再構成部160は、k空間データから、フーリエ変換等により画像を再構成する。
本実施形態では、加算データ(加算k空間データS)から加算画像を再構成する。
【００６６】
［処理の流れ］
本実施形態の全体制御部112による加算撮影処理の流れを図10に示す。加算撮影処理は、ユーザから撮影条件として総加算回数NEXの設定を受け、撮影開始の指示を受け、開始する。
【００６７】
まず、計測部130は、計測回数、すなわち、撮影シーケンス(FSEシーケンス300またはFSEシーケンス300inv)の実行回数をカウントするカウンタnを初期化(n＝1)する(ステップS1101)。
【００６８】
そして、計測部130は、nの偶奇を判別し(ステップS1102)、奇数である場合、第一の撮影シーケンス(第一撮影Seq．)としてFSEシーケンス300を実行する(ステップS1103)。そして、得られたエコー信号351を、nに対応づけてメモリ113に用意されたk空間に配置する(k空間データ保存；ステップS1104)。なお、本実施形態では、k空間は、カウンタnに対応づけて、NEX個設けられる。なお、第一の撮影シーケンスを実行して得たk空間データを、第一のk空間データと呼ぶ。
【００６９】
一方、偶数である場合、計測部130は、第二の撮影シーケンス(第二撮影Seq．)としてFSEシーケンス300invを実行する(ステップS1107)。そして、ステップS1104へ移行する。また、第二の撮影シーケンスを実行して得たk空間データを、第二のk空間データと呼ぶ。
【００７０】
計測部130は、撮影条件で指定された総加算回数NEX回、撮影シーケンスを実行するまで、上記処理を繰り返す(ステップS1105、S1106)。
【００７１】
NEX回、撮影シーケンスの実行を終えると、係数算出部140は、総加算回数NEXを用いて、例えば、上記式(1)に従って、第二重み係数C2を算出する(ステップS1108)。
【００７２】
加算部150は、それぞれ算出された第二重み係数C2を乗算した全第二のk空間データと、全第一のk空間データとを加算し、加算k空間データを得る(ステップS1109)。そして、画像再構成部160は、加算k空間データから、加算画像を再構成する(ステップS1110)。
【００７３】
なお、係数算出部140による係数算出処理は、上記タイミングに限定されない。ユーザが撮影条件として総加算回数NEXを設定した後、k空間データを加算するまでの間であれば、いつ行ってもよい。
【００７４】
上記図8(a)および図8(b)に示した、総加算回数NEXが3の場合の、本実施形態の加算処理後のk空間のプロファイル531を図11(a)に、そのk空間から再構成した画像のプロファイル532を、図11(b)に示す。縦軸、横軸は、図5(a)および図5(b)とそれぞれ同じである。なお、図11(a)において、プロファイル421aは、2回目の撮影シーケンスの実行結果のk空間データに、第二重み係数C2を乗算したものである。
【００７５】
図11(b)に示すように、本実施形態の手法で加算したk空間データから再構成した画像のプロファイル532は、図7(b)に示す、従来手法で、FSEシーケンス300とFSEシーケンス300invとを同数実行した場合同様、点光源の広がりが少なく、画像のボケが改善されていることがわかる。
【００７６】
すなわち、図11(b)に示すように、本実施形態の手法で第二重み係数を算出し、FSEシーケンス300invで得たk空間データに乗算し、加算することにより、点光源のボケが改善されることが示された。
【００７７】
以上説明したように、本実施形態のMRI装置100は、第一の撮影シーケンスと第二の撮影シーケンスとを実行し、それぞれ第一のデータおよび第二のデータを得る計測部130と、前記第二のデータに乗算する第二重み係数C2を算出する係数算出部140と、第一重み係数C1を乗算した前記第一のデータと、前記第二重み係数C2を乗算した前記第二のデータとを加算し、加算データを得る加算部150と、を備え、前記第二の撮影シーケンスは、前記第一の撮影シーケンスを構成する複数の傾斜磁場パルスのうち、予め定めた傾斜磁場パルスの極性を反転させた撮影シーケンスであり、前記係数算出部140は、前記第二重み係数C2の総和が、前記第一重み係数C1の総和と等しくなるよう、当該第二重み係数C2を算出する。好ましくは、前記極性を反転させる傾斜磁場パルスは、ハードウェア性能に起因する誤差およびハードウェア制御方法に起因する信号揺らぎの少なくとも一方を発生させる傾斜磁場パルスでとする。
【００７８】
前記第一の撮影シーケンスは、FSE(Fast Spin Echo)シーケンス300であり、前記極性を反転させる傾斜磁場パルスは、位相エンコード傾斜磁場パルス321を含んでもよい。
【００７９】
また、前記第一のデータおよび前記第二のデータは、それぞれ、k空間データであってもよい。
【００８０】
また、前記第一重み係数C1は、1としてもよい。さらに、前記第二のデータが複数の場合、各第二のデータに乗算する前記第二重み係数は全て等しくしてもよい。
【００８１】
このように、本実施形態では、ユーザが撮影条件として設定した総加算回数NEXに応じて、第二のk空間データに乗算する第二重み係数C2を決定する。第二重み係数C2は、第一重み係数C1の総和と第二重み係数C2の総和とが等しくなるよう、決定される。
【００８２】
これにより、第一のk空間データの信号強度の総和と第二重み係数を乗算した第二のk空間データの信号強度の総和とが略等しくなり、両者を加算することにより、T2減衰による信号強度のゆらぎが適切に相殺される。
【００８３】
従って、本実施形態によれば、総加算回数によらず、高品質の画像を得ることができる。このため、撮影条件により定められた最適な加算回数で撮影を実行することができ、所望の品質の画像を、所望の時間内に得ることができる。
【００８４】
＜係数乗算、加算対象の変形例＞
なお、本実施形態では、加算撮影において、k空間データに係数を乗算して加算し、加算後のk空間データから画像を再構成しているが、これに限定されない。各k空間データをそれぞれ再構成して、画素値が複素数の画像を得、画像に各係数を乗算して加算するよう構成してもよい。
【００８５】
この場合、計測部130において、1枚の画像再構成に必要なk空間データを得る毎に画像を再構成する。すなわち、計測部130が得る前記第一のデータおよび前記第二のデータは、それぞれ、再構成画像である。
【００８６】
＜係数の変形例＞
また、本実施形態では、第一データに乗算する第一重み係数C1は、全て1とし、また、第二データが複数ある場合、すなわち、総加算回数NEXが3以上の場合、各第二データに乗算する第二重み係数C2は、全て同一としている。
【００８７】
一例として、本実施形態の係数算出部140が、上記式(1)に従って算出する第二重み係数C2を、総加算回数NEXが1〜7の場合について図12に示す。ここで、C1nは、n回目の第一の撮影シーケンス(FSEシーケンス300)の実行により得たk空間データに乗算する第一重み係数を示し、C2nは、n回目の第二の撮影シーケンス(FSEシーケンス300inv)の実行により得たk空間データに乗算する第二重み係数を示す。
【００８８】
しかし、係数算出部140が算出する係数はこれに限定されない。第一のk空間データに乗算する第一重み係数C1の総和と、第二k空間データに乗算する第二重み係数C2の総和とが等しくなればよい。すなわち、例えば、総加算回数NEXが7の場合、C22のみ2とし、他の係数は全て1としてもよい。また、第一の重み係数も1でなくてもよい。
【００８９】
さらに、本実施形態では、ユーザが撮影条件として設定した総加算回数NEXに応じて第二重み係数C2を算出している。算出には、例えば、上記式(1)を用いる。式(1)において、INT(NEX/2)は、第二のデータの数を示す。(NEX−INT(NEX/2)は、第一のデータの数である。従って、第一重み係数C1を1とする場合、第二重み係数C2の総和は、加算する第一のデータの数と等しくなる。
【００９０】
従って、第一の重み係数C1を1とする場合、すなわち、第一のデータに係数を乗算しない場合、係数算出部140は、総加算回数NEXから第一のデータの数を算出し、第二重み係数C2を、その総和が加算する第一のデータの数と等しくなるよう算出してもよい。
【００９１】
＜撮影シーケンスの変形例＞
本実施形態では、撮影シーケンスとして、2次元のFSEシーケンス300を用いる場合を例にあげて説明したが、これに限定されない。3次元のFSEシーケンスであってもよい。
【００９２】
さらに、本実施形態では、撮影シーケンスとしてFSEシーケンスを用いる場合を例にあげて説明した。しかしながら、用いる撮影シーケンスは、これに限定されない。例えば、EPIシーケンスであってもよい。
【００９３】
［EPIシーケンス］
図13(a)は、EPIシーケンス600の一例である。本図に示すように、EPIシーケンス600は、1回の励起パルス(90度パルス)による励起の後、傾斜磁場パルスを高速に反転させることにより、k空間の充填に必要なエコー信号を全て収集するシーケンスである。
【００９４】
具体的には、スライス選択傾斜磁場パルス611とともに、励起パルス(90度パルス)601を印加後、反転パルス(180度パルス)602を印加する。そして、ブリップ傾斜磁場パルス612と読み取り(周波数エンコード)傾斜磁場パルス613との印加を繰り返しながら、IET間隔で、サンプリングウインドウ622が設定され、エコー信号621を収集する。
【００９５】
なお、このEPIシーケンス600を、拡散強調撮像に使用する場合、180度パルス602の前後に、MPG(Motion Probing Gradient)パルス631と呼ばれる傾斜磁場パルスが印加される。
【００９６】
このEPIシーケンス600には、シングルショットシーケンスとマルチショットシーケンスとがある。シングルショットシーケンスの場合には、励起パルス601から次の励起パルス601の印加までの「繰り返し単位」を1回で、マルチショットシーケンスであれば、「繰り返し単位」を複数回繰り返して、それぞれk空間全体を埋めるデータを取得する。
【００９７】
EPIシーケンス600を用いる計測(EPI計測)では、上述のように、読み取り傾斜磁場パルス613の極性を交互に反転しながら計測を行う。この場合のEPIシーケンス600invを図13(b)に示す。613aは極性を反転した読み取り傾斜磁場パルスである。このため、取得するエコー信号621に位相差が生じ、それにより、N/2アーチファクトが発生することがある。
【００９８】
EPI計測では、特許文献2に記載されているように、このアーチファクトを抑制するため、k空間全体を埋める計測を複数回(偶数回)繰り返す。このとき、奇数回と、偶数回とで読み取り傾斜磁場パルス613の極性を反転させて実行し、両者を加算し、加算結果から画像を再構成する。あるいは、計測毎に画像を再構成し、再構成画像を加算する。
【００９９】
総加算回数NEXを2回とする。第1回目の計測で得た画素値M1、第2回目の計測で得た画素値M2は、それぞれ、以下の式(4)、式(5)で表される。
【０１００】
2016067860.tif 000004
【０１０１】
M(x,y±FOV/2)の項が、FOV内で1/2シフトした位置に結像するN/2アーチファクト成分に相当する。
【０１０２】
これらを加算した結果M1+2は、以下の式(6)で表される。
2016067860.tif 000005
【０１０３】
加算結果は式(6)のようになり、M(x,y±FOV/2)の項が消え、N/2アーチファクト成分が消失する。しかしながら、この場合も、FSEシーケンスを用いた加算撮影の場合と同様、総加算回数NEXが偶数回の場合に限定されたアルゴリズムである。
【０１０４】
例えば、総加算回数NEXが3回の場合、第1回目の計測で得られる画像の画素値M1および第2回目の画素値M2は、それぞれ、上記式(4)および式(5)で表され、第3回目の画素値M3は、以下の式(7)で表される。
【０１０５】
2016067860.tif 000006
【０１０６】
よって、各回の画素値を、従来手法同様、そのまま加算した場合の結果M1+2+3は、以下の式(8)で表され、N/2アーチファクトが残る。
【０１０７】
2016067860.tif 000007
【０１０８】
ここで、EPIシーケンス600を第一の撮影シーケンスとし、EPIシーケンス600の読み取り傾斜磁場パルス613を反転させたEPIシーケンス600invを第二の撮影シーケンスとし、上記実施形態の手法を適用する。
【０１０９】
すなわち、計測部130が第一の撮影シーケンス(EPIシーケンス600)と第二の撮影シーケンス(EPIシーケンス600inv)とを交互に実行する。また、係数算出部140は、撮影条件として設定された総加算回数NEXを用い、上記式(1)に従って、第二の撮影シーケンスで得た第二のデータに乗算する第二重み係数C2を算出する。そして、加算部150は、第二のデータに第二重み係数C2を乗算しながら、得られた全ての第一のデータおよび第二データを加算する。
【０１１０】
例えば、総加算回数NEXが3回の場合、上記本実施形態の手法で算出した第二重み係数C2として2を、第二のデータであるM2に乗算し、加算した結果M1+2+3は、以下の式(9)で表される。
【０１１１】
2016067860.tif 000008
【０１１２】
このように、M(x,y±FOV/2)の項が消え、N/2アーチファクト成分が消失する。すなわち、本実施形態によれば、撮影シーケンスをEPIシーケンスとする加算計測であっても、総加算回数NEXによらず、N/2アーチファクトを抑制できる。
【０１１３】
＜その他の変形例＞
さらに、第一の実施形態は、パラレルイメージングに適用してもよい。すなわち、m(mは3以上の奇数)倍速のパラレルイメージングにおいて、m回加算する撮影シーケンスとし、第一の実施形態の手法を適用する。
【０１１４】
m倍速のパラレルイメージングをm回行っても、撮影時間は総加算回数が1回の場合と同じである。これに加え、パラレルイメージングでは、エコートレインレングスが短縮されるため、画像のボケに対して副次的な画質改善効果も期待できる。従って、本実施形態をパラレルイメージングに適用することにより、同じ計測時間で、よりよい品質の画像を得ることができる。
【０１１５】
＜＜第二の実施形態＞＞
次に、本発明の第二の実施形態を説明する。本実施形態では、撮影条件で定められた総加算回数NEXだけ取得した画像の中から、加算に用いる画像をユーザが選択する。例えば、体動の影響等で劣化の激しい画像をユーザが除外する。第一の実施形態では、総加算回数NEXは撮影条件で定められ、実際に加算されるk空間データ数あるいは画像数は既知である。しかしながら、本実施形態では、実際に加算される画像数は不定である。
【０１１６】
本実施形態のMRI装置100は、基本的に第一の実施形態と同様の構成を有する。ただし、加算する画像数が固定でないため、全体制御部112の構成が異なる。
【０１１７】
[全体制御部の機能ブロック]
本実施形態の全体制御部112は、図14に示すように、第一の実施形態同様、撮影条件設定部120と、計測部130と、係数算出部140と、加算部150と、画像再構成部160と、に加え、受付部170を備える。
【０１１８】
撮影条件設定部120、計測部130、画像再構成部160、の機能は、第一の実施形態の同名の機能と同等である。すなわち、本実施形態では、計測部130は、第一の撮影シーケンスと、第二の撮影シーケンスとを交互に実行し、画像再構成部160は、第一の撮影シーケンスで得たk空間データおよび第二の撮影シーケンスで得たk空間データから、それぞれ、画像を再構成する。以下、第一の撮影シーケンスで得たk空間データから再構成した画像を第一の画像、第二の撮影シーケンスで得たk空間データから再構成した画像を第二の画像と呼ぶ。
【０１１９】
受付部170は、第一のデータ(ここでは、第一の画像)および第二のデータ(ここでは、第二の画像)をユーザに提示し、採否の選択を受け付ける。すなわち、受付部170は、総加算回数NEX枚の第一の画像および第二の画像をユーザに提示し、それぞれ、ユーザから加算に用いるか否かの判断を受け付ける。各画像の採否の受け付けは、例えば、表示装置118に採否受付画面を表示し、当該画面を介して行う。
【０１２０】
採否受付画面700の例を図15(a)に示す。本図に示すように、採否受付画面700は、画像表示領域710と、採否受付領域720とを備える。例えば、画像表示領域710には、取得した第一の画像および第二画像が表示される。採否受付領域720は、画像ごとに設けられ、各画像の採否を受け付ける。採否受付領域720は、例えば、本図に示すようにラジオボタンとし、採用するもののみ選択を受け付ける、あるいは、採用しないもののみ選択を受け付けるよう構成してもよい。
【０１２１】
受付部170は、採否受付画面700を介して採用すると受け付けた第一の画像および第二の画像それぞれの枚数(第一の画像の総枚数N1、第二画像の総枚数N2)を取得し、係数算出部140に通知する。
【０１２２】
係数算出部140は、受付部170を介して採用された、第一の画像の総枚数N1および第二の画像の総枚数N2を用い、第二の画像に付与する重み係数である第二重み係数C2を算出する。なお、本実施形態においても、第一の画像に乗算する第一重み係数C1は、1とする場合を例にあげて説明する。また、第一の実施形態同様、採用された第一のデータ(ここでは、第一の画像)に乗算する前記第一重み係数C1の総和と、採用された前記第二のデータ(ここでは、第二の画像)に乗算する前記第二重み係数C2の総和とが等しくなるように、第二重み係数C2を算出する。
【０１２３】
係数算出部140は、例えば、第二重み係数C2を、以下の式(10)に従って算出する。
【０１２４】
C2＝N1/N2  ・・・(10)
本実施形態の加算部150は、採用された第一のデータ(ここでは、第一の画像)に、採用された第二のデータ(ここでは、第二の画像)に前記第二重み係数C2を乗算して加算し、加算画像を得る。
【０１２５】
［処理の流れ］
本実施形態の全体制御部112による加算撮影処理の流れを、図16を用いて説明する。本実施形態の加算撮影処理は、第一の実施形態同様、ユーザから撮影条件として総加算回数NEXの設定を受け、撮影開始の指示を受けて開始する。
【０１２６】
まず、計測部130は、計測回数、すなわち、撮影シーケンスの実行回数をカウントするカウンタnを初期化(n＝1)する(ステップS2101)。
【０１２７】
そして、計測部130は、nの偶奇を判別し(ステップS2102)、奇数である場合、第一の撮影シーケンスを実行する(ステップS2103)。そして、画像再構成部160は、得られたk空間データから第一の画像を再構成し、メモリ113、内部記憶装置115または外部記憶装置117に保存する(ステップS2104)。
【０１２８】
一方、nが偶数である場合、計測部130は、第二の撮影シーケンスを実行する(ステップS2105)。そして、画像再構成部160は、得られたk空間データから第二の画像を再構成し、メモリ113、内部記憶装置115または外部記憶装置117に保存する(ステップS2106)。
【０１２９】
計測部130は、撮影条件で指定された総加算回数NEX枚の画像を取得するまで上記処理を繰り返す(ステップS2107、S2108)。
【０１３０】
総加算回数NEX枚の画像を取得すると(n＝NEX)(ステップS2107)、受付部170は、取得した全ての第一の画像および第二の画像を採否受付画面700に表示し、ユーザからの採否を受け付ける(ステップS2109)。そして、受付部170は、第一の画像および第二の画像、それぞれについて、採用された枚数をカウントし(ステップS2110)、係数算出部140に通知する。
【０１３１】
係数算出部140は、第一の画像および第二の画像それぞれの採用枚数を用い、第二重み係数C2を算出する(ステップS2111)。そして、加算部150は、第二重み係数C2を各第二の画像に乗算しながら全ての第二の画像と全ての第一の画像とを加算し、加算画像を得(ステップS2112)、処理を終了する。
【０１３２】
なお、ここでは、NEX枚の全画像を再構成後、受付部170が採否受付画面700に表示し、採否を受け付けているが、これに限定されない。例えば、画像再構成部160が画像を再構成する毎に、受付部170が当該画像を表示装置118に表示し、採否を受け付けるよう構成してもよい。
【０１３３】
以上説明したように、本実施形態のMRI装置100は、第一の実施形態が備える、計測部130と、係数算出部140と、加算部150とに加え、前記第一のデータおよび前記第二のデータをユーザに提示し、採否の選択を受け付ける受付部170を備える。そして、前記加算部150は、採用された前記第一のデータであって、前記第一重み係数C1を乗算した前記第一のデータと、採用された前記第二のデータであって、前記第二重み係数C2を乗算した前記第二のデータとを、加算する。
【０１３４】
例えば、体幹部のEPI撮影では、加算撮影を行う場合、取得した複数枚に画像の中から、体動の影響によって画質の劣化の激しい画像を除外し、残りの画像を加算に採用する採用画像とし、これらのみを加算することがある。
【０１３５】
このような場合、採用画像において、通常の撮影シーケンスで取得した第一の画像と、所定のコンポーネントの出力を反転させた撮影シーケンスで取得した第二の画像との枚数が合致しない場合がある。このような場合、従来のように、単に取得画像を全て加算すると、ハードウェア性能に起因する誤差および/またはハードウェア制御方法に起因する信号揺らぎが相殺されず、アーチファクトが残る。
【０１３６】
しかしながら、上記本実施形態の手法によれば、第一の画像の総和および第二の画像総和といった両極性のデータの信号強度が略同等となり、ハードウェア性能に起因する誤差および/またはハードウェア制御方法に起因する信号揺らぎが適切に相殺される。
【０１３７】
＜＜第三の実施形態＞＞
次に、本発明の第三の実施形態を説明する。本実施形態では、加算撮影において、加算回数を、撮影中にユーザが決定する。すなわち、画像を取得する毎に加算画像を得、ユーザに提示し、所望の画質となった時点でユーザが終了を指示する。
【０１３８】
本実施形態のMRI装置100は、基本的に第二の実施形態と同様の構成を有する。ただし、加算する画像数の決定手法が異なるため、全体制御部112の各部の機能が異なる。
【０１３９】
［全体制御部の各部の機能］
本実施形態の撮影条件設定部120は、操作部119および/または表示装置118を介してユーザから撮影条件を受け付ける。本実施形態でも、上記各実施形態同様、加算撮影を行う。しかしながら、本実施形態では、総加算回数は、ユーザが得られた加算画像を見て決定する。従って、撮影条件として、総加算回数NEXは受け付けなくてもよい。
【０１４０】
計測部130は、上記第一および第二の実施形態と同様に、受け付けた撮影条件に従って、1枚の画像を再構成可能なデータを取得する撮影シーケンスを繰り返し実行する。このとき、第一の撮影シーケンスと、第一の撮影シーケンスの、誤差および/または信号ゆらぎの発生源となるハードウェアコンポーネントの出力の極性を反転した第二の撮影シーケンスとを、交互に実行する。
【０１４１】
画像再構成部160は、計測部130がk空間データを得る毎に画像を再構成する。第一の撮影シーケンスで得たk空間データから第一の画像を、第二の撮影シーケンスで得たk空間データから第二の画像を、それぞれ再構成する。
【０１４２】
係数算出部140は、第一のデータ(第一の画像)および前記第二のデータ(第二の画像)のいずれかを得る毎に前記第二重み係数C2を算出する。このとき、第二重み係数C2は、加算する第二のデータ(第二の画像)に乗算する当該第二重み係数の総和C2が、加算する第一のデータ(第一の画像)に乗算する前記第一重み係数C1の総和と等しくなるよう算出する。
【０１４３】
例えば、第一重み係数C1を1とし、それまでに得た再構成画像の枚数(第一の画像および第二の画像の総和)をnとすると、係数算出部140は、第二重み係数C2を、以下の式(11)で算出する。
【０１４４】
2016067860.tif 000009
【０１４５】
なお、式(11)は、上記式(1)において、総加算回数NEXをnとしたものである。
【０１４６】
加算部150は、第二重み係数C2が算出される毎に、加算データを算出する。本実施形態では、係数算出部140が算出した第二重み係数C2をそれまで取得した各第二の画像に乗算し、乗算後の各第二画像とそれまでに取得した全第一の画像とを加算し、加算画像を得る。
【０１４７】
受付部170は、加算データを得る毎に、当該加算データである画像をユーザに提示し、ユーザから終了するか否かの指示を受け付ける。受付部170は、加算画像を表示装置118に表示し、終了するか否かの指示を受け付ける。
【０１４８】
この場合に表示装置118に表示する終了受付画面701の例を図15(b)に示す。
本図に示すように、終了受付画面701は、加算画像を表示する加算画像表示領域730と、終了の指示を受け付ける終了指示ボタン740とを備える。受付部170は、終了指示ボタン740の押下を受け付けると、処理を終了する。一方、所定の期間、終了指示ボタン740の押下がなければ、終了の意思はないと判断し、処理を継続する。
【０１４９】
なお、終了受付画面701に終了指示ボタン740に加え、継続指示ボタンを設け、受付部170は、何れかの押下を受け付け、それに応じた処理を行うよう構成してもよい。
【０１５０】
［処理の流れ］
本実施形態の全体制御部112による加算撮影処理の流れを、図17を用いて説明する。本実施形態の加算撮影処理は、第二の実施形態同様、ユーザから撮影条件を受け付けた後、開始の指示を受けて開始する。
【０１５１】
まず、計測部130は、計測回数、すなわち、撮影シーケンスの実行回数をカウントするカウンタnを初期化(n＝1)する(ステップS3101)。
【０１５２】
そして、計測部130は、nの偶奇を判別し(ステップS3102)、奇数である場合、第一撮影シーケンスを実行する(ステップS3103)。そして、画像再構成部160は、得られたk空間データから画像を再構成し、メモリ113、内部記憶装置115または外部記憶装置117に保存する(ステップS3104)。そして、ステップS3107へ移行する。
【０１５３】
一方、nが偶数である場合、計測部130は、第二撮影シーケンスを実行する(ステップS3105)。そして、画像再構成部160は、得られたk空間データから画像を再構成し、メモリ113、内部記憶装置115または外部記憶装置117に保存する(ステップS3106)。そして、ステップS3107へ移行する。
【０１５４】
係数算出部140は、画像が再構成される毎に、第二重み係数C2を算出する(ステップS3107)。ここで算出する第二重み係数C2は、それまでに得た全ての第一の画像および全ての第二の画像を加算する際に、第二の画像に乗算する係数である。ここでは、カウンタnの値を用いて算出する。
【０１５５】
加算部150は、第二重み係数C2を各第二の画像に乗算し、それまでに得た全ての第一の画像および全ての第二の画像を加算し、加算画像を得る(ステップS3108)。
【０１５６】
受付部170は、終了受付画面701内に加算画像を表示し(ステップS3109)、ユーザからの指示を待つ。ここで、終了の指示を受け付けると、処理を終了する。一方、その他の場合は、カウンタnを1インクリメントし(ステップS3111)、ステップS3102へ戻り、処理を繰り返す。
【０１５７】
以上説明したように、本実施形態のMRI装置は、第一の実施形態が備える、計測部130と、係数算出部140と、加算部150とに加え、前記加算データを得る毎に、当該加算データをユーザに提示し、ユーザから終了するか否かの指示を受け付ける受付部170を備える。そして、前記係数算出部140は、前記第一のデータおよび前記第二のデータのいずれかを得る毎に前記第二重み係数C2を算出し、前記加算部150は、前記第二重み係数が算出される毎に、前記加算データを得る。
【０１５８】
本実施形態によれば、ユーザは、加算撮影中に、画像が加算される毎に得られた加算画像を観察し、SNRが所望のレベルになったと判断した場合、加算撮影を終了する。撮影前の撮影条件設定段階で、加算回数を決定しなくてもよい。また、加算回数に制約がないため、所望のSNRを得られた時点で、加算回数が偶数でなくても、終了できる。従って、所望のSNRの画像を、最小限の加算回数で得ることができる。
【０１５９】
＜第三の実施形態の変形例1＞
なお、上記説明では、画像を再構成後、加算しているが、本実施形態では、k空間データの状態で加算してもよい。すなわち、第一の撮影シーケンスあるいは第二の撮影シーケンスを実行し、それぞれ、前記係数算出部140は、前記第一のデータ(第一のk空間データ)および前記第二のデータ(第二のk空間データ)のいずれかを得る毎に前記第二重み係数C2を算出する。そして、加算部150は、第二重み係数C2が算出される毎に、それまで得た、全ての第一のk空間データと第二のk空間データとを加算し、加算k空間データを得る。このとき、第二のk空間データには、第二の重み係数C2を乗算する。
【０１６０】
そして、画像再構成部160は、加算k空間データを得る毎に、当該加算k空間データから画像を再構成し、加算画像を得る。受付部170は、前記加算画像が再構成される毎に、当該加算画像をユーザに提示し、ユーザから終了の指示を受け付ける。
【０１６１】
＜第三の実施形態の変形例2＞
また、上記説明では、画像またはk空間データを得る毎に第二重み係数C2を算出しているが、これに限定されない。予め、取得する画像数またはk空間データ数毎に、第二重み係数C2を算出し、内部記憶装置115または外部記憶装置117に保持しておく。そして、処理中に読み出して用いるよう構成してもよい。第二重み係数C2は、例えば、上記カウンタnに対応づけて、図12に示す表形式で保持してもよい。
【０１６２】
＜第三の実施形態の変形例3＞
なお、本実施形態は、第二の実施形態と組み合わせてもよい。すなわち、画像を取得する毎に、ユーザに提示し、採否を判別する。そして、加算後、ユーザに提示し、さらなる画像取得の要否を判別する。
【０１６３】
この場合の、全体制御部112による加算撮影処理の流れを、図18を用いて説明する。
【０１６４】
まず、画像取得回数をカウントするカウンタn、第一の画像の枚数をカウントするカウンタN1、第二の画像の枚数をカウントするカウンタN2を、それぞれ初期化する(1とする)(ステップS3201)。
【０１６５】
そして、計測部130は、nの偶奇を判別し(ステップS3202)、奇数である場合、第一の撮影シーケンスを実行する(ステップS3203)。そして、画像再構成部160は、得られたk空間データから第一の画像を再構成する(ステップS3204)。
【０１６６】
受付部170は、再構成された第一の画像を表示装置118に表示し、採否を受け付ける(ステップS3205)。そして、採用とされた場合、当該画像を、メモリ113、内部記憶装置115または外部記憶装置117に保存し、第一の画像のカウンタN1を1インクリメントすることにより、採用された第一の画像の枚数をカウントする(ステップS3206)。なお、不採用とされた場合、当該画像は破棄し、カウンタN1はそのままとする。そして、ステップS3211へ移行する。
【０１６７】
一方、nが偶数である場合、計測部130は、第二の撮影シーケンスを実行する(ステップS3207)。そして、画像再構成部160は、得られたk空間データから第二の画像を再構成する(ステップS3208)。
【０１６８】
受付部170は、再構成された第二の画像を表示装置118に表示し、採否を受け付ける(ステップS3209)。そして、採用とされた場合、当該画像を、メモリ113、内部記憶装置115または外部記憶装置117に保存し、第二の画像のカウンタN2を1インクリメントすることにより、採用された第二の画像の枚数をカウントする(ステップS3210)。なお、不採用とされた場合、当該画像は破棄し、カウンタN2はそのままとする。そして、ステップS3211へ移行する。
【０１６９】
係数算出部140は、画像が採用される毎に、それまでに採用された第一の画像および第二の画像を加算する際、第二の画像に乗算する第二重み係数C2を算出する(ステップS3211)。ここでは、カウンタN1およびN2の値を用い、上記式(10)に従って算出する。
【０１７０】
加算部150は、第二重み係数C2を第二の画像に乗算し、それまでに採用された第一の画像および第二の画像を加算し、加算画像を得る(ステップS3212)。
【０１７１】
受付部170は、終了受付画面701内に加算画像を表示し(ステップS3213)、ユーザからの指示を待つ。ここで(ステップS3214)、終了の指示を受け付けると、処理を終了する。一方、その他の場合は、カウンタnを1インクリメントし(ステップS3215)、ステップS3202へ戻り、処理を繰り返す。
【０１７２】
なお、上記実施形態において、全体制御部112が実現する各機能の全てまたは一部は、MRI装置100とデータの送受信が可能な、MRI装置100から独立した情報処理装置上に構築されてもよい。
【符号の説明】
【０１７３】
100  MRI装置、101  被検体、102  静磁場発生源、103  傾斜磁場コイル、104  RF送信コイル、105  RF受信コイル、106  ベッド、107  信号処理部、109  傾斜磁場電源、110  RF送信部、111  シーケンサ、112  全体制御部、113  メモリ、114  演算処理部、115  内部記憶装置、117  外部記憶装置、118  表示装置、119  操作部、120  撮影条件設定部、130  計測部、140  係数算出部、150  加算部、160  画像再構成部、170  受付部、300  FSEシーケンス、300inv  FSEシーケンス、301  励起RFパルス、302  再収束RFパルス、311  スライス選択傾斜磁場パルス、313  スポイル傾斜磁場パルス、314  スライス選択傾斜磁場パルス、315  スポイル傾斜磁場パルス、316  スライスエンコード傾斜磁場パルス、317  リワインド傾斜磁場パルス、321  位相エンコード傾斜磁場パルス、322  位相リワインド傾斜磁場パルス、332  周波数エンコード傾斜磁場パルス、341  サンプリングウインドウ、351  エコー信号、411  プロファイル、412  プロファイル、421  プロファイル、421a  プロファイル、422  プロファイル、511  プロファイル、512  プロファイル、521  プロファイル、522  プロファイル、531  プロファイル、532  プロファイル、600  EPIシーケンス、600inv  EPIシーケンス、601  励起パルス、602  反転パルス、611  スライス選択傾斜磁場パルス、612  ブリップ傾斜磁場パルス、613  読み取り傾斜磁場パルス、613a  読み取り傾斜磁場パルス、621  エコー信号、622  サンプリングウインドウ、631  MPGパルス、700  採否受付画面、701  終了受付画面、710  画像表示領域、720  採否受付領域、730  加算画像表示領域、740  終了指示ボタン
【図１】
2016067860.tif 000010
【図２】
2016067860.tif 000011
【図３】
2016067860.tif 000012
【図４】
2016067860.tif 000013
【図５】
2016067860.tif 000014
【図６】
2016067860.tif 000015
【図７】
2016067860.tif 000016
【図８】
2016067860.tif 000017
【図９】
2016067860.tif 000018
【図１０】
2016067860.tif 000019
【図１１】
2016067860.tif 000020
【図１２】
2016067860.tif 000021
【図１３】
2016067860.tif 000022
【図１４】
2016067860.tif 000023
【図１５】
2016067860.tif 000024
【図１６】
2016067860.tif 000025
【図１７】
2016067860.tif 000026
【図１８】
2016067860.tif 000027
【国際調査報告】
2016067860.tif 000028
2016067860.tif 000029
2016067860.tif 000030
2016067860.tif 000031