(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
名目上同じ動的画像データセット群の動的シリーズを収集することであり、各画像データセットが、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）スキャナを用いて収集される複数ショットの撮像データを有する、収集することと、
前記画像データセット群の画像データセットの各ショットの信号パワーを、電力正規化されたショット表現を生成するよう、基準信号パワーに対して正規化することであり、前記正規化は、前記電力正規化されたショット表現の総信号パワーが前記基準信号パワーに一致するように行われる、正規化することと、
前記電力正規化されたショット表現から再構成画像を生成することと
を有し、
前記正規化すること及び前記生成することの処理は、電子データ処理装置によって実行される、
撮像方法。
【請求項２】
前記正規化することは、
前記画像データセットの各ショットに関するイニシャル総信号パワーを計算し、
各ショットに関するスケーリング係数を、該ショットに関して計算された前記イニシャル総信号パワーと前記基準信号パワーとの比較に基づいて計算し、
前記画像データセットの各ショットの信号パワーを、該ショットに関する前記スケーリング係数を用いてスケーリングして、前記電力正規化されたショット表現を生成する
ことを有する、請求項１に記載の撮像方法。
【請求項３】
前記画像データセットの各ショットに対する前記基準信号パワーは、該ショットに関する前記イニシャル総信号パワー、及び前記動的シリーズのうちのその他の動的画像データセットの対応するショット全てに関する前記イニシャル総信号パワー、の平均として計算される、請求項２に記載の撮像方法。
【請求項４】
前記正規化することは、
各ショットをゼロパディングして、各ショットに関する完全データセットを形成し、
各ショットに関する前記完全データセットを再構成して、各ショットに関するショット画像を生成し、
各ショット画像に関するイニシャル総信号パワーを、該ショット画像の全ての画素値の絶対値の二乗を足し合わせることによって計算し、
各ショット画像に関するスケーリング係数を、該ショット画像に関して計算された前記イニシャル総信号パワーと基準信号パワーとの比較に基づいて計算し、
各ショット画像の画素強度を、該ショット画像に関する前記スケーリング係数を用いてスケーリングして、前記電力正規化されたショット表現を、電力正規化されたショット画像として生成する
ことを含み、
前記生成することは、前記電力正規化されたショット画像を組み合わせて前記再構成画像を生成することを含む、
請求項１に記載の撮像方法。
【請求項５】
前記正規化することは更に、各ショット画像に対する前記基準信号パワーを、該ショット画像に関する前記イニシャル総信号パワー、及び前記動的シリーズのうちのその他の動的画像データセットの対応するショット画像全てに関する前記イニシャル総信号パワー、の平均として計算することを有する、
請求項４に記載の撮像方法。
【請求項６】
前記画像データセット上で奇／偶位相補正を実行すること
を更に有する請求項１乃至５の何れか一項に記載の撮像方法。
【請求項７】
当該撮像方法は更に、前記動的画像データセット群に対応した、対応する再構成画像の時間シリーズを生成することを有し、
前記正規化することは、前記画像データセットのうちの同じ位相エンコードを有する対応し合うショットを、同じ基準信号パワーに対して正規化することを有し、
前記奇／偶位相補正は、前記正規化することの前に実行される、
請求項６に記載の撮像方法。
【請求項８】
前記名目上同じ動的画像データセット群の動的シリーズを収集することは、名目上同じ摂動画像の動的シリーズと名目上同じ非摂動画像の動的シリーズとを別々に収集して、それぞれ、再構成摂動画像と再構成非摂動画像とを生成することを有し、
当該撮像方法は更に、再構成摂動画像と再構成非摂動画像とを比較する機能的磁気共鳴撮像（ｆＭＲＩ）分析を実行することを有する、
請求項１乃至７の何れか一項に記載の撮像方法。
【請求項９】
前記画像データセットは、マルチ・エコープラナーイメージング（ＥＰＩ）・ショットの撮像データを有する、請求項１乃至８の何れか一項に記載の撮像方法。
【請求項１０】
命令を格納した非一時的な記憶媒体であって、前記命令は、Ｎは１より大きい整数として、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）スキャナを用いて収集されたＮショットの撮像データを有する画像データセットに対して処理を行う方法を実行するように、電子データ処理装置によって実行可能であり、前記方法は、（ｉ）Ｎショットの撮像データを有する前記画像データセットを含む名目上同じ動的画像データセットの動的シリーズの収集を制御すること、（ｉｉ）前記画像データセットの各ショットの信号パワーの基準信号パワーに対する正規化を決定して、前記画像データセットの各ショットの電力正規化されたショット表現を生成すること、及び（ｉｉｉ）前記電力正規化されたショット表現から再構成画像を生成することを含み、前記正規化は、前記電力正規化されたショット表現の総信号パワーを前記基準信号パワーに一致させる、非一時的な記憶媒体。
【請求項１１】
前記正規化の処理（ｉｉ）は、全画像データセットのうちの同じ位相エンコードを有する対応し合うショットを、同じ基準信号パワーに対して正規化することを有する、請求項１０に記載の非一時的な記憶媒体。
【請求項１２】
前記画像データセットのうちの同じ位相エンコードを有する前記対応し合うショットを正規化するための前記基準信号パワーは、前記対応し合うショットの平均総信号パワーである、請求項１１に記載の非一時的な記憶媒体。
【請求項１３】
前記正規化の処理（ｉｉ）は画像空間でショット画像に対して実行され、ゼロパディングを用いてｋ番目のショットを再構成することによって、ｋ番目のショット画像が生成される、請求項１１又は１２に記載の非一時的な記憶媒体。
【請求項１４】
前記生成の処理（ｉｉｉ）は、前記正規化の処理（ｉｉ）を実行した後に前記ショット画像を足し合わせることを有する、請求項１３に記載の非一時的な記憶媒体。
【請求項１５】
前記方法は更に、（ｉｖ）前記画像データセット上で奇／偶位相補正を実行することを含む、請求項１０乃至１４の何れか一項に記載の非一時的な記憶媒体。
【請求項１６】
前記画像データセットは、Ｎエコープラナーイメージング（ＥＰＩ）ショットの撮像データを有する、請求項１０乃至１５の何れか一項に記載の非一時的な記憶媒体。
【請求項１７】
名目上同じ画像データセットの動的シリーズに対して処理を行う電子データ処理装置であり、各画像データセットは、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）スキャナを用いて収集された複数ショットの撮像データを有し、該電子データ処理装置は、前記画像データセットの各ショットの信号パワーを基準信号パワーに対して正規化することと、電力正規化されたショットから再構成画像を生成することと、を含む方法を実行するように構成され、前記正規化することは、前記電力正規化されたショットの総信号パワーが前記基準信号パワーに一致するように行われる、電子データ処理装置、
を有する装置。
【請求項１８】
前記電子データ処理装置によって実行される前記方法は更に、前記画像データセット上で奇／偶位相補正を実行することを含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記奇／偶位相補正は、各ショットの信号パワーを正規化する前に実行される、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記正規化することは、前記名目上同じ画像データセットのうちの同じ位相エンコードを有する対応し合うショットを、同じ基準信号パワーに対して正規化することを含む、請求項１７乃至１９の何れか一項に記載の装置。
【請求項２１】
前記名目上同じ画像データセットのうちの同じ位相エンコードを有する前記対応し合うショットが、それに対して正規化される前記基準信号パワーは、前記対応し合うショットの平均総信号パワーである、請求項２０に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
以下は、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）技術、及び例えば医用撮像技術、動物用撮像技術、機能的磁気共鳴撮像（ｆＭＲＩ）技術などのその応用に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば脳ｆＭＲＩなどの用途においては、画像データセットを収集するために、エコープラナー撮像法（ＥＰＩ）として知られる技術が使用されることがある。ＥＰＩにおいては、単一の無線周波数（ＲＦ）励起パルスが印加され、そして、この単一のＲＦ励起パルスに応答してｋ空間の複数のラインを収集するために、リードアウト（読み出し）中に傾斜磁場が振動される。ＲＦ励起パルスとリードアウトとの組み合わせは、技術的に“ショット”と呼ばれている。ＥＰＩ技術は、シングル（単一）ショットを用いて、相当数のｋ空間サンプル、一部のケースでは画像全体、の迅速な収集を可能にする。
【０００３】
しかしながら、シングルＥＰＩショットで可能な収集は、ＲＦ励起パルスによって励起される磁気共鳴信号の減衰によって制限される。この時間は、１つ又は複数のリフォーカシングパルスを印加することによって延長されることができるが、それでもなお一部のケースにおいて、シングルＥＰＩショットでは画像データ全体を収集するのに十分でない。そのような場合、マルチ（複数）ショットＥＰＩが使用される。この場合も、各ショットは、ＲＦ励起パルスとそれに続くリードアウトとに相当する。
【０００４】
ＥＰＩに伴う１つの知られた問題は、潜在的な位相誤差の導入である。位相誤差の１つの種類は、正方向で（すなわち、正の磁場勾配を用いて）読み取られるリードアウトラインと、負方向で（すなわち、負の磁場勾配を用いて）読み取られるリードアウトラインとの間の位相シフトである。正及び負のリードアウトラインでのこれら異なる位相オフセットは、ゴーストとして知られるアーチファクトを生じさせる。ゴーストを抑圧するための既知の一技術は奇／偶位相補正である。例えば、米国特許第６２４９５９５号を参照することができ、この文献の全体をここに援用する。奇／偶位相補正技術は、マルチショットＥＰＩに好ましく適用される。しかしながら実際には、奇／偶位相補正を適用した後であっても、依然として幾らかのゴーストが観察されることがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以下は、上述の限界及びその他を解決する改善された装置及び方法を企図するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一態様によれば、撮像方法が開示される。複数ショットの撮像データを有する画像データセットが、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）スキャナ（１０）を用いて収集される。画像データセットの各ショットの信号パワーが、基準信号パワーに対して正規化されて、基準信号パワーに一致する総信号パワーを有する電力正規化されたショット表現が生成される。電力正規化されたショット表現から再構成画像が生成される。正規化及び生成の処理は、電子データ処理装置によって好ましく実行される。
【０００７】
他の一態様によれば、非一時的な記憶媒体が、Ｎは１より大きい整数として、ＭＲＩスキャナを用いて収集されたＮショットの撮像データを有する画像データセットに対して処理を行う方法を実行するように電子データ処理装置によって実行可能な命令を格納する。この方法は、（ｉ）画像データセットの各ショットの信号パワーを正規化して、画像データセットの各ショットの電力正規化されたショット表現を生成すること、及び（ｉｉ）電力正規化されたショット表現から再構成画像を生成することを含む。
【０００８】
他の一態様によれば、装置は、ＭＲＩスキャナを用いて収集された複数ショットの撮像データを有する画像データセットに対して処理を行って、各ショットの信号パワーを正規化することと、電力正規化されたショットから再構成画像を生成することとを含む方法を実行する電子データ処理装置、を有する。一部の実施形態において、各ショットの信号パワーを正規化する前に、奇／偶位相補正が画像データセット上で実行される。一部の実施形態において、電子データ処理装置は、名目上同じ画像データセットの動的シリーズに対して処理を行い、正規化することは、名目上同じ画像データセットのうちの同じ位相エンコードを有する対応し合うショットを、同じ基準信号パワーに対して、例えば、これら対応し合うショットの平均総信号パワーに対して、正規化することを含む。
【発明の効果】
【０００９】
１つの利点は、マルチショット磁気共鳴撮像における画像アーチファクトが抑制されることにある。
【００１０】
他の１つの利点は、ゴーストアーチファクトが抑制されることにある。
【００１１】
他の１つの利点は、ゴーストアーチファクトのショット間バラつきが抑制されることにある。
【００１２】
以下の詳細な説明を読んだ当業者には、数多くの更なる利点及び利益が明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
本発明は、様々な構成要素及びその配置、並びに様々なプロセス処理及びその編成の形態を取り得る。図面は、単に好適実施形態を例示するためのものであり、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。
【図１】ここに開示される磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システムを模式的に示す図である。
【図２】順次の正及び負の傾斜磁場ローブを有するリードアウト傾斜磁場を含んだ撮像データセットの例示的な一ショットを模式的に示す図である。
【図３】開示の画像再構成技術が好適に適用される名目上同じ画像の動的シーケンスを模式的に示す図である。
【図４】当該ショット画像に対して図１のショット正規化処理が画像空間で動作することが可能なショット画像、の構築を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
先述のように、エコープラナー撮像法（ＥＰＩ）はゴーストアーチファクトに悩まされることが知られているが、奇／偶位相補正を用いて、正及び負の磁場勾配を用いてそれぞれ収集されるｋ空間データの相異なる位相オフセットを補正することで、そのようなゴーストアーチファクトを補正することができる。マルチショットＥＰＩの場合、やはり奇／偶位相補正を適用することができるが、これは許容可能なゴースト抑圧を常に提供するわけではない。
【００１５】
ここで認識されることには、奇／偶位相補正されたマルチショットＥＰＩ画像で観察されるゴーストのうちの少なくとも相当部分は、送信されるＲＦ励起のショット間振幅バラつきに起因する。そのような振幅バラつきは典型的に、ハードウェアに基づく送信無線周波数（ＲＦ）増幅器の安定化によって、十分に抑圧されると仮定されている。しかしながら、ここで認識されることには、小さいショット間ＲＦパワーバラつきであっても、実質的なゴーストをもたらすことがあり、これはまた、高い度合いの不安定性を呈するものである。
【００１６】
一般性を失うことなく、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）スキャナによって収集されたＮショットを含む画像データセットを考える。ただし、Ｎは１より大きい整数である。一般に、ゴースト数はＮとともに増大し、それらのゴーストからの信号は画像を不明瞭にする。ゴーストの安定性は、ショット間でのＲＦシステムの送信安定性に依存する。機能的磁気共鳴撮像（ｆＭＲＩ）用途において、ゴースト信号の変調は、ｆＭＲＩ変化を不明瞭にし、あるいはｆＭＲＩ変化として誤って解釈され得る。
【００１７】
以上に鑑み、ゴーストレベルを低減するとともにｆＭＲＩ画像の時間シリーズ全体でのゴーストレベルの安定性を維持するために、マルチショットＥＰＩ画像を収集するために使用される個々のショットの振幅を自動補正することを、ここに開示する。開示される手法は、奇／偶位相補正技術と相性がよく、奇／偶位相補正と組み合わせて適用されるとき、画質及び長期の時間安定性を更に向上させる。開示される振幅補正は、事前校正なしで実行されることができ、また、この振幅補正は、画像毎を基礎にして（あるいは等価的に、画像データセット毎を基礎にして）適用される。これは、（１）マルチショットＥＰＩ画像データセットの各ショットの総信号パワーを評価するための計算と、（２）ショット特有の正規化係数を用いて各ショットの撮像データをスケーリングするための計算とを追加することによって、画像再構成中に容易に実行される。これは、ショット間信号レベルバラつきの影響を排除するとともに、送信サブシステムにおける小さい性能変動によって生じるゴースト及びゴースト変動を排除する。
【００１８】
単一のマルチショット画像を考えると、各ショットが異なるように位相エンコードされるため、各ショットの信号パワーは一般に異なるものになる。その画像内のショット群は、撮像対象内の信号の分布によって関係付けられるのみであり、単一の画像を作り上げる複数の異なるショット間での先験的な信号パワーの関係は推定困難である。しかしながら、ここで認識されることには、動的な一連のマルチショット画像が収集され、この動的（ダイナミック）シリーズの画像群が名目上同じ場合、対応し合う各ショットにおける信号パワーは動的シリーズの全画像にわたって同じであるはずであり、それら対応し合うショットにおける信号パワーを正規化することができる。名目上同じ画像の動的シリーズの収集は、例えば、１つの動的シリーズの画像群が摂動なし（例えば、ベースライン画像）で収集され且つ別の１つの動的シリーズの画像群が摂動ありで収集されるｆＭＲＩ用途において実行される。（なお、様々な収集インターリービングが実行されてもよく、例えば、非摂動画像／摂動画像／非摂動画像／・・・なる収集とし得る。）この例において、非摂動画像の組が、名目上同じ画像の第１の動的シリーズを形成し、摂動画像の組が、名目上同じ画像の第２の動的シリーズを形成する。
【００１９】
ｆＭＲＩ用途のマルチショットＥＰＩ収集に関して記載するが、理解されるように、開示の手法は、如何なる用途のマルチショットＥＰＩにも容易且つ有用に適用され、また、マルチショットＭＲＩ一般に容易且つ有用に適用される。
【００２０】
図１を参照するに、例示の磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システムは、複数ショットの撮像データを有する画像データセットを収集するように構成されたＭＲＩスキャナ１０を含んでいる。ＭＲＩスキャナ１０は、例えば（説明のための例として）Ａｃｈｉｅｖａ（登録商標）、Ｉｎｇｅｎｉａ（登録商標）、Ｉｎｔｅｒａ（登録商標）、又はＰａｎｏｒａｍａ（登録商標）ＭＲＩスキャナ（オランダアイントホーヘンのコーニンクレッカフィリップスＮＶ社から入手可能）など、如何なる種類の商業的あるいは非商業的なＭＲＩスキャナともし得る。一般性を失うことなく、ＭＲＩスキャナ１０によって収集されたＮショットを含む画像データセットを考える。ただし、Ｎは１より大きい整数である。図１において、図形ブロック１２は、送信される無線周波数（ＲＦ）励起１４（より一般的には、ブロック１２に描かれるような単一パルスではなくＲＦパルスパケットとし得る）と、ＲＦ励起１４によって撮像被検体内で生成される磁気共鳴のリードアウト１６とを含む１つのショットを図示している。例えば、ＲＦ励起１４とともに印加されるスライス選択磁場勾配、及び（ＥＰＩショットの場合の）リードアウト１６中に印加される１つ以上の振動磁場勾配など、ショットを構成するパルスシーケンスのその他の典型的な要素は、図形ブロック１２には示していない。図形ブロック１２は単一のショットを示しており、繰り返しになるが、マルチショット画像データセットは、例えばＮショットといった複数（すなわち、２つ以上）のショットを含む。Ｎショットを含む収集された画像データセットは、バッファ又はメモリ１８に好ましく格納される。このプロセスを（場合により、インターリーブ的に）繰り返すことで、１つ以上の動的シリーズのマルチショット画像が収集される。ここで使用されるとき、画像の動的シリーズ内のマルチショット画像群は名目上同じであるが、実際には、単一のマルチショット画像内のショット群、及び動的シリーズの異なる画像におけるショット群の双方に関して、ショット間でＲＦ励起パワーが変化し得る。
【００２１】
マルチショット画像データセットは、例えば好適にプログラムされた例示のコンピュータ又はネットワークベースのサーバなどの、電子データ処理装置２０によって処理される。一部の実施形態において、例えば、フーリエ変換再構成を実行する際に必要に応じて使用される並列再構成パイプラインハードウェアといった、アナログ回路又は混成回路も含められ得る。開示される画像処理技術はまた、例えばハードディスク若しくはその他の磁気記憶媒体、光ディスク若しくはその他の光記憶媒体、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、フラッシュメモリ、又はその他の電子記憶媒体など、開示の画像処理を実行するように電子データ処理装置２０によって実行可能な命令を格納した非一時的な記憶媒体（図示せず）として具現化されることもできる。
【００２２】
引き続き図１を参照しながら、更に図２を参照するに、電子データ処理装置２０は、ゴーストを抑圧するために必要に応じての奇／偶位相補正２２を実行する。奇／偶位相補正２２の幾つかの説明例が例えば米国特許第６２４９５９５号に記載されており、この文献の全体をここに援用する。簡単に述べれば、図２に図形的に示すように、ＥＰＩシーケンスのシングルショットが、順次の正及び負の勾配ローブを有するリードアウト勾配ＧＲを印加し、各勾配ローブの間にリードアウトデータ（エコーＥＣと呼ばれることもある）が収集される。奇／偶位相補正２２は、正の磁場勾配の印加中に収集されたｋ空間データと、負の磁場勾配の印加中に収集されたｋ空間データとの、位相オフセットの差を補正する。必要に応じての奇／偶補正２２は、ショット毎を基礎にして、他のショットを参照することなく実行される。
【００２３】
電子データ処理装置２０は、処理２４にてショット振幅正規化を実行する。既に述べたように、単一のマルチエコー画像データセット内のショット群の平均信号パワーは、振幅正規化２４のための正規化係数を開拓することには概して乏しい根拠であることが、ここで認識される。何故なら、各ショットが異なるように位相エンコードされ、単一のマルチショット画像を作り上げるショット群の信号パワーは一般に、何らかの容易に認識可能な関係を有するとは期待されないからである。しかしながら、名目上同じ画像の動的シリーズが収集されるとき、後述するように、動的シリーズの画像群にわたって対応し合うショットが、信号パワー正規化のための合理的根拠を提供する。
【００２４】
再び図２を参照するに、一般性を失うことなく、各ショットのデータは、エコー当たりＮｐｏｉｎｔ個の複素データ点のＮｅｃｈｏ個のエコーを有する。ショットの信号パワーは、所与のショット内の全ての複素データ点の絶対値の和として計算される。点（ｐ）及びエコー（ｅ）によってラベル付けられた複素データ値をｄａｔａ（ｐ，ｅ）とすると、ここではＳ（ｓｈｏｔ）と表記するショットの総信号パワーは：
【００２５】
【数１】
0006318154.tif 000002
によって与えられる。
【００２６】
図３を参照するに、１つの画像を形成するようにショットごとに概して異なる位相エンコード条件として図２のショットシーケンスをＮｓｈｏｔ回繰り返すことにより、（単一の）画像データセットが収集される。動的な一連の名目上同じ画像を生成するため、これが動的シリーズの各画像に関して繰り返される。これは、図３に図形的に示されており、そこでは、各画像を動的画像として（あるいは単純に、ショットに関して“動的”として）参照している。図３は、ｄｙｎ−１からｄｙｎ−５と表記する５つの名目上同じ画像からなる動的シリーズのＥＰＩ収集を示している。図３では、個々のショットからのデータを、異なるハッチングを有するブロックで示している。同じハッチングパターンを有するブロックは、同じ位相エンコード条件で収集されたショットを示しており、異なるハッチングパターンを有するブロックは、（概して）異なる位相エンコード条件で収集されたショットを示している。図３に示すように、共に取得されたＮｓｈｏｔ個のデータブロックのグループが１つの動的画像のロー（未加工）データを形成し、順次の画像の集合が時間シリーズ（すなわち、動的シリーズ）を形成する。なお、画像は一般に、等間隔の時点で収集される必要はなく、複数の異なる動的画像のショットをインターリーブすることもまた企図される。
【００２７】
一般性を失うことなく、動的シリーズ内のショットデータセットの総信号パワー測定は、ここでは、ｓｈｏｔと表記するショットインデックスとｄｙｎと表記する動的（画像）インデックスとを用いることによって索引付けられる。例えば、この表記を用いて、図３の動的画像３（ｄｙｎ−３）のショット２の信号パワーはＳ（２，３）と表記され、より一般的に、動的画像ｄｙｎ内のｓｈｏｔの信号パワーはＳ（ｓｈｏｔ，ｄｙｎ）と表記される。
【００２８】
動的シリーズの画像群は同じであると仮定される。しかしながら、実際には、ＭＲスキャナのＲＦ増幅器における変動によって生じるＲＦパルス（図２参照）の傾き角のショット間バラつきが、一般に、ショット間信号バラつきを引き起こし、各画像内でのゴーストと動的画像間で変動するゴースト振幅との原因となり得る。ショット振幅正規化処理２４（図１参照）は、このゴースト成分を抑制あるいは除去する。
【００２９】
単一の動的画像の相異なるショットは相異なる位相エンコード条件を使用するので、単一の動的画像を作り上げる相異なるショットの信号パワーが同等となることは期待されない。換言すれば、一般に、所与の画像ｄｙｎ及び異なるショットｓｘ≠ｓｙに関して、Ｓ（ｓｘ，ｄｙｎ）≠Ｓ（ｓｙ，ｄｙｎ）である。しかしながら、名目上同じ画像の動的シリーズにおいては、シリーズの２つの異なる動的画像ｄｘ≠ｄｙの対応し合うショットｓに関して、理想的にはＳ（ｓ，ｄｘ）＝Ｓ（ｓ，ｄｙ）が成り立つはずである。ここで、“対応し合うショット”は、同じ位相エンコード条件で収集されたショットを意味する。
【００３０】
しかしながら、実際には、同じ位相エンコード条件で収集された相異なる動的画像ｄの対応し合うショットｓの集合の信号パワーＳ（ｓ，ｄ）は、ショット間でのＲＦ増幅器変動のために、動的画像ｄの関数として変化することになる。複数の動的画像にわたるこの対応し合うショットの集合は理想的には同じ信号パワーを有するはずであるが、一般にはＲＦ増幅器変動のためにそうでないという所見は、この対応し合うショットの集合を、これらのショットに関する適切な振幅正規化係数を生成する好適な根拠にする。
【００３１】
一手法において、Ｎｄｙｎａｍｉｃ個のデータセットの全てにわたっての平均信号パワー〈Ｓ（ｓｈｏｔ）〉が：
【００３２】
【数２】
0006318154.tif 000003
に従って計算される。ただし、Ｎｄｙｎａｍｉｃは動的シリーズ内の動的画像の総数を表す（例えば、図３の例示的な動的シリーズにおいて５個の画像）。この式において、ｓｈｏｔなる表記は、所与の位相エンコード条件のショットを指し示し、総和は、その所与の位相エンコード条件を有する対応し合うショットであるｓｈｏｔ全てにわたってのものである。
【００３３】
パワー増幅器によって生じる信号変動は、ショット振幅正規化処理２４（図１）により、対応し合うショットの集合内の個々のショットからの信号パワーを、この対応し合うショットの集合に関する平均信号パワーに対して正規化することによって補正される。一実施形態において、信号パワーの正規化係数は：
【００３４】
【数３】
0006318154.tif 000004
によって好ましく与えられる。そして、動的シリーズから取得されるショット内の複素ローデータ点は、それらに、
【００３５】
【数４】
0006318154.tif 000005
によって与えられるＦ（ｓｈｏｔ，ｄｙｎ）を乗算することによって、振幅補正されることができる。この最後の式において正規化の式中に平方根が現れているのは、信号パワーは信号振幅の二乗から形成されるからである。
【００３６】
以上の実施形態においては、正規化は、Ｎｄｙｎａｍｉｃ個のデータセットの全てにおける対応し合うショットｓｈｏｔにわたっての平均信号パワー〈Ｓ（ｓｈｏｔ）〉に対してである。より一般的には、対応し合うショットｓｈｏｔの集合に関して、それに対して正規化が実行される量を基準信号パワーＳｒｅｆ（ｓｈｏｔ）と表記することができる。正規化は、正規化されたショットの総信号パワーが基準信号パワーＳｒｅｆに一致することを強いるものである。上述の例では、Ｓｒｅｆ（ｓｈｏｔ）＝〈Ｓ（ｓｈｏｔ）〉であり、正規化係数を：
【００３７】
【数５】
0006318154.tif 000006
と記述することができる。他の実施形態においては、〈Ｓ（ｓｈｏｔ）〉以外の量が基準信号パワーＳｒｅｆ（ｓｈｏｔ）として選択されてもよい。
【００３８】
例えば、一代替例において、動的シリーズ内の特定の動的画像Ｄｒｅｆが基準画像として選択され、Ｓｒｅｆ（ｓｈｏｔ）＝Ｓ（ｓｈｏｔ，Ｄｒｅｆ）が基準信号パワーとして使用される。この実施形態においては、全ての画像が、基準動的画像Ｄｒｅｆにて見い出される信号パワーに対してスケーリングされ、この基準動的画像Ｄｒｅｆは、最初に収集された動的画像、最後に収集された動的画像、又は最も低いゴーストを有する動的画像などとして選択され得る。
【００３９】
他の一実施形態において、時間シリーズにわたるローデータを平均化することで、対応し合うショットの各集合に関する信号平均された複素データセット：〈ｄａｔａ（ｐ，ｅ）〉を得て、基準パワーＳｒｅｆ（ｓｈｏｔ）を：
【００４０】
【数６】
0006318154.tif 000007
として計算する。この手法においては、画像は全て、時間シリーズの平均複素画像に従ってスケーリングされる。
【００４１】
他の一実施形態は、対応し合うショットの集合全てに関する基準Ｓｒｅｆ（ｓｈｏｔ）値を推定するために、同等の解像度及びコントラストを用いて作成された被検体の他の画像から得られるｋ空間ラインの信号パワーを使用するものである。マルチショットＥＰＩでは、高速フィールドエコー（ＦＦＥ）法を用いてこのような画像を作成することができる。これは、マルチショットＥＰＩ法にて各々がエンコードされたｋ空間ラインを選択することと、それらをＥＰＩショットにて記録されるエコーと同じように取り扱うこととを伴う。
【００４２】
以上を視覚化する一手法は以下の通りである。アンダーサンプリングされたショットｋ空間を形成するように、（奇／偶エコー差の位相補正後の）各シングルショットからのエコーが、予めゼロに設定された行列（すなわち、ゼロを詰められた、ゼロパディングされた行列）内に別々に置かれているとする。このようなアンダーサンプリングされたショットｋ空間に対してフーリエ再構成を実行するとき、その結果は、メイン画像と、メイン画像に等しい強度の一連の別々のゴーストであり、これらのゴーストは全て、アンダーサンプリングのためにメイン画像から異なるオフセットにある。このアンダーサンプリングされた画像のことを、ここでは“ショット画像”と称する。ショット群の全てが厳密に同じＲＦ送信パワーによって励起される場合、アンダーサンプリングされたショット画像が共に足し合わされるとき、それは、アンダーサンプリングされたショット画像群の組み合わせはアンダーサンプリングされていないので、全てのゴーストが正確に打ち消し合ってメイン画像のみが残るという結果になる。
【００４３】
しかしながら、この相殺（キャンセル）は、アンダーサンプリングされた各ｋ空間が正しい強度を有することと、ゴーストが正しい位相を有して打ち消し合うこととに依存する。奇数番目エコーと偶数番目エコーとに適用される標準的な位相補正は、データ内の位相問題を解決するが、信号振幅におけるショット間バラつきに関する問題を解決しない。
【００４４】
アンダーサンプリングされたショット画像がパーフェクトな状況で共に足し合わされるとき（すなわち、全てのショットに関してパーフェクトな奇／偶位相補正と等しい送信ＲＦパワーとを仮定するとき）、追加される各ショット画像に関して、メイン画像の信号強度に対して（１／Ｎ）の寄与分が追加される。各ゴーストコピーも、各ショットからメイン画像の信号強度の（１／Ｎ）の寄与分を受け取るが、アンダーサンプリングされたショット画像群におけるゴーストの位相は相異なる。これらの位相は、ショットに応じて２πｋ／Ｎラジアンだけシフトし、パーフェクトな状況では、組み合わされた複素画像内で完全なる相殺をもたらす。
【００４５】
パーセバル−レイリーの定理が述べていることには、ｋ空間ドメインで測定される信号パワーと、画像ドメインで測定される信号パワーとは等しくなるはずである。パーフェクトな再構成の場合、アンダーサンプリングされた各ショットｋ空間での信号パワーと、アンダーサンプリングされた対応するショット画像での信号パワーとがやはり等しくなり、その結果、ゴーストが全てキャンセルされるはずである。ここに説明される振幅のスケーリング又は正規化の手順は、パーフェクトでないデータについてもこの条件を強制することで、ゴーストキャンセルを向上させる。
【００４６】
以上の分析は、単一の磁気共鳴受信コイルに関してのものである。複数の受信チャネルを使用し、各ショットが全ての受信チャネルで受信される実施形態の場合、この方法は、複素チャネルデータが組み合わされる前に、チャネル毎を基礎にして適用されることができる。ＥＰＩデータはまた、ハーフスキャン法又はパーシャルｋ空間法を用いて、そのようなスキャンにおける離隔ショット群からのデータに開示の振幅正規化を適用して、収集されることができる。画像データセットはまた、例えばＳＥＮＳＥ又はＧＲＡＰＰＡなどの手順を用いるパラレル撮像モードでマルチチャネル受信器コイルを使用して集められることができる。この場合も、これらの方法を適用する前に、開示に係るショット間パワーバラつき補正のための離隔ショット群のスケーリングを適用することができる。
【００４７】
さらにまた、この手法は、複数の送信チャネルの使用による磁気共鳴信号の励起にも対応する。そのようなマルチ送信チャネル構成は、各ＲＦ増幅器がそれ自身の不安定性を別々の送信チャネルに付加するので、信号送信チャネルを備えたコイルより安定でない。
【００４８】
例示の例はＥＰＩ収集に関するが、この振幅正規化方法は、例えばマルチショットスパイラル、ＧＲＡＺＥ、ＴＳＥ及びラジアルスキャンなど、インターリーブされたｋ空間データを複数のショットを用いて収集する如何なるマルチショット磁気共鳴収集シーケンスにも適用され得る。これらの種類のマルチショットシーケンスは全て、信号強度のショット間バラつきに悩まされ得るものであり、それによりアーチファクトを生成し得るものである。ここに開示される振幅スケーリング手順は、そのようなアーチファクトの深刻さを軽減するとともに、動的スキャンにおける画像の一貫性を向上させる。
【００４９】
再び図１を参照するに、ショット振幅正規化処理２４の出力は、（必要に応じて位相補正された）振幅正規化ショットである。処理２６にて、電子データ処理装置２０は、各動的画像を作り上げるデータセットの画像再構成を実行し（例えば、図３のケースでは、データセットｄｙｎ−１を再構成して第１の画像を作成し、データセットｄｙｎ−２を再構成して第２の画像を作成し、等々）、画像内で、及び動的シリーズにわたって、の双方でゴーストが抑制された再構成画像の動的シリーズを生成する。処理２８にて、電子データ処理装置２０は、再構成画像を表示装置３０（例えば、例示のコンピュータ２０のＬＣＤディスプレイ）上に表示し、ｆＭＲＩ分析を実行し、あるいはその他の方法で再構成画像を利用する。
【００５０】
ｆＭＲＩ用途において、複数の時間シリーズの画像データセットが収集される。例えば、一部のｆＭＲＩ用途は、刺激又は摂動の存在下で第１の動的シリーズの画像を収集することと、刺激又は摂動の不存在下で第２（例えば、ベースライン）の動的シリーズの画像を収集することとを必要とする。刺激を受けた画像は全て同じである（すなわち、１つの動的シリーズを形成する）と仮定され、刺激を受けていない画像も同じである（すなわち、別の動的シリーズを形成する）と仮定される。しかしながら、刺激を受けた画像と刺激を受けていない画像との間には幾らかの相違が存在すると期待され、ｆＭＲＩ手順が画像化あるいはその他の方法で示すことを意図するのがこの相違である。一部の好適な処理手法において、奇／偶位相補正２２が全てのショットに実行され、その後、振幅正規化処理２４が、刺激を受けた画像の動的シリーズと刺激を受けていない画像の動的シリーズとに別々に実行される。画像再構成処理２６の後、処理２８は例えば差分画像を計算することを含むことができ、刺激を受けた動的シリーズから生成された刺激画像が、刺激を受けていない動的シリーズから生成された非刺激画像から（あるいはその逆に）減算され、且つ／或いは定量的な差が計算される。
【００５１】
上述の実施形態に係るショット振幅正規化処理２４はｋ空間で動作している。しかしながら、ショット振幅正規化を画像空間で実行することも企図される。
【００５２】
図４を参照するに、（奇／偶位相差の位相補正後の）各シングルショットリードアウト１６からのエコーＥは、予めゼロに設定された行列（すなわち、ゼロパディングされた行列）内に別々に置かれて、アンダーサンプリングされたショットｋ空間を形成することができ、これが次いで画像空間にフーリエ変換されて、ショット画像Ｉｓｈｏｔを生成する。ショット画像は、もともとアンダーサンプリングされているため、ゴーストを生じる。アンダーサンプリングパターンは一般に単純ではなく、ゴースト発生パターンは典型的に多数の重なり合うゴーストを有する。
【００５３】
各ショット画像Ｉｓｈｏｔが一ショットに対応する。故に、ショットインデックスｓｈｏｔ及び動的画像インデックスｄｙｎを参照しての先の表記と同様に、ショット画像はＩｓｈｏｔ（ｓｈｏｔ，ｄｙｎ）と索引付けられることができ、１つの動的画像に関する個々のショット画像の全てが共に足し合わされると、もともとのアンダーサンプリングが除去される。換言すれば、動的画像ｄｙｎは：
【００５４】
【数７】
0006318154.tif 000008
と表されることができる。このショット画像加算の後に残るゴーストは、奇−偶エコー差又はショット間信号レベル変化の何れかによって生じる。奇−偶エコー差は、例えば画像ラインに複素位相係数を乗算するといった位相補正を適用することによって解消されることができる。これは、奇−偶エコー間の位相不整合に起因するゴーストを補正するが、データの信号パワー、すなわち、ショット間信号レベル変化には何の効果も有しない。
【００５５】
ショット間信号レベル変化は、各ダイナミックの複素画像を作成するようにショット画像加算によって結合される前にショット画像Ｉｓｈｏｔの信号パワー正規化を用いる、画像の時間シリーズに対して画像空間で（すなわち、ショット画像上で）動作するショット振幅正規化処理２４、によって解消されることができる。動的ＥＰＩ時間シリーズには、動的シリーズ内のＮｄｙｎａｍｉｃｓ個の動的画像の各々に関してＮｓｈｏｔ個の画像が存在することになる。Ｎｘ×Ｎｙ個の画素を有する複素ショット画像Ｉ（ｓｈｏｔ，ｄｙｎ，ｘ，ｙ）の信号パワーは：
【００５６】
【数８】
0006318154.tif 000009
と定義されることができる。ここで、この二重和は、各ショット画像の全ての（複素）画素値の絶対値の二乗の和を計算する。画像ドメインにおける信号パワーのこの定義を用いて、α（ｓｈｏｔ，ｄｙｎ）及びＦ（ｓｈｏｔ，ｄｙｎ）とショット画像に適用される正規化補正を計算することができる。パーセバルの定理により、画像ドメインでの信号パワーの測定と時間ドメインでの信号パワーの測定との間の必須の等価関係が与えられる。
【００５７】
同様の方策を、例えば、時間シリーズにわたって対応し合うショット画像の信号パワーの平均を取ること、シリーズのうちの１つのダイナミックからの対応するショットの選ぶこと、又は時間シリーズにわたって平均を取られた複素ショット画像の信号パワーを採用することによってなど、画像ドメインで他のＳｒｅｆ（ｓｈｏｔ）値の形態を推定することに適用することができる。Ｓｒｅｆ（ｓｈｏｔ）はまた、例えば選択されたｋ空間ラインがローショットデータの個々のエコーを置き換える高速フィールドエコー（ＦＦＥ）法など、別のゴースト不発生手法を用いて収集されたローデータから計算されてもよい。これらは、アンダーサンプリングされたショット画像と計算されたＳｒｅｆ（ｓｈｏｔ）値とを形成するように操作されることができる。
【００５８】
好適な実施形態を参照して本発明を説明した。以上の詳細な説明を読んで理解した者は変更及び改変に想到し得るであろう。意図されることには、本発明は、添付の請求項の範囲又はその均等範囲に入る限りにおいて、全てのそのような変更及び改変を含むとして解釈されるものである。
【図１】
0006318154.tif 000010
【図２】
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【図３】
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【図４】
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