(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＲイメージングにおいて傾斜ヌル位置に関連するアーチファクトを、少なくとも、
１つまたは複数の傾斜ヌル位置を規定する工程（１１２）と、
前記１つまたは複数の傾斜ヌル位置において受信コイル感度を決定する工程（１１０）と、
ＦＯＶ内で複数の受信コイルからＭＲデータを収集する工程（７２）と
前記決定した受信コイル感度に基づいて前記ＭＲデータをそれぞれに重み付けする工程（１１６）と、
複数の受信コイルからの前記重み付けしたＭＲデータを合成することによって前記１つまたは複数の傾斜ヌル位置からのアーチファクトを低減させた画像を再構成する工程（１００）と、
によって低減するようにプログラムされたコンピュータ（２０）を有する装置。
【請求項２】
前記コンピュータはさらに、ＭＲイメージングにおいて傾斜ヌル位置に関連するアーチファクトを、
各画素がトゥルーライクオブジェクト磁化の重ね合わせとなるように前記ＭＲデータを画素分解する工程と、
トゥルーライクオブジェクト磁化（１４０）を決定する工程と、
によって低減するようにプログラムされている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
さらに２つ以上の受信コイルを備えると共に、前記コンピュータは、
撮像ボリューム内の受信コイル感度の推定値及び前記１つまたは複数のヌル位置における感度の推定値を取得すること（１１０）、
前記推定した受信コイル感度を用いて前記ＭＲデータを重み付けすること（１１６）、
トゥルーライク磁化Ｍ０（１４０）を見い出すこと、
を実行している、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記コンピュータはさらに、ＭＲイメージングにおいて傾斜ヌル位置に関連するアーチファクトを、
前記傾斜ヌル位置及び対応するアーチファクトをその内部に包含できるだけの十分な大きさをもつＦＯＶの内部でＭＲデータを収集する工程と、
少なくとも１つの傾斜ヌル位置が除外されるように十分に小さいＦＯＶ（１４４）内でＭＲデータを収集する工程と、
のうちの少なくとも１つによって低減するようにプログラムされている、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
ＭＲデータを重み付けする前記工程（１１６）は位相エンコードデータ（８４）に対してのみ実行されており、かつ該位相エンコードデータは各周波数エンコード位置（９２）で処理されている、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記ＭＲデータ収集工程はさらに、その範囲内でアーチファクト折り返しに至るようなＦＯＶ（１４４）に対するＭＲデータ収集を制限するものとして規定されており、かつ前記コンピュータはさらに、該ＦＯＶの長さ全体にわたって傾斜ヌルを中心とする点広がり関数（１４２）を合算してＦＯＶの範囲内の関連するエイリアシングを低減することによってＭＲイメージングにおいて傾斜ヌル位置に関連するアーチファクトを低減するようにプログラムされている、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記コンピュータはさらに、前記傾斜ヌル位置を規定（１１２）し該位置でコイル感度を決定（１１０）するための較正スキャン（１０２）によってＭＲイメージングにおいて傾斜ヌル位置に関連するアーチファクトを低減するようにプログラムされている、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記コンピュータはさらに、そのＦＯＶが傾斜ヌル位置からの信号が該ＦＯＶ範囲内でエイリアシングになるのを防止するようなサイズである場合に自己較正を実行することによってＭＲイメージングにおいて傾斜ヌル位置に関連するアーチファクトを低減するようにプログラムされており、該自己較正は前記収集したＭＲデータにウィンドウを乗算し（１０６）続いて２Ｄ変換（１０８）を適用することによってゴーストを除去するための画像に対する平滑化を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記コンピュータはさらに、前記ＭＲデータに正則化を適用してノイズを低減することによってＭＲイメージングにおいて傾斜ヌル位置に関連するアーチファクトを低減するようにプログラムされている、請求項１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全般的には磁気共鳴（ＭＲ）イメージングに関し、さらに詳細には、再構成画像に対する傾斜ヌルの悪影響を低減させる並列イメージング及び画像再構成の方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
人体組織などの物質を均一な磁場（偏向磁場Ｂ０）にかけると、組織中のスピンの個々の磁気モーメントはこの偏向磁場と整列しようとして、この周りをラーモアの特性周波数によってランダムな秩序で歳差運動することになる。この物質や組織に、ｘ−ｙ平面内にありラーモア周波数に近い周波数をもつ磁場（励起磁場Ｂ１）がかけられると、正味の整列モーメント（すなわち、「縦磁化」）ＭＺは、ｘ−ｙ平面内に来るように回転させられ（すなわち、「傾けられ（ｔｉｐｐｅｄ）」）、正味の横方向磁気モーメントＭｔが生成される。励起信号Ｂ１を停止させた後、励起したスピンにより信号が放出され、さらにこの信号は画像を形成するために受信され処理されることがある。
【０００３】
これらの信号を用いて画像を作成する際には、磁場傾斜（Ｇｘ、Ｇｙ及びＧｚ）が利用される。典型的には、撮像しようとする領域は、使用する具体的な位置特定方法に従ってこれらの傾斜を変更させている一連の計測サイクルによりスキャンを受ける。結果として得られる受信ＮＭＲ信号の組はディジタル化されかつ処理され、よく知られている多くの再構成技法のうちの１つを用いて画像が再構成される。
【０００４】
上述のように、ＭＲイメージングの間に空間的位置特定のために磁場傾斜が利用される。理想的には、磁場傾斜は直交する３つの方向で線形の空間的依存性（傾斜磁場）を有する。しかし実際には傾斜磁場は一般に、限られたボリューム内で概ね線形となるのみである。その結果、１つまたは複数の位置における傾斜磁場が無視し得るほどに小さいことは珍しいことではない。換言すると、所与の位置における正味の磁場（偏向Ｂ０磁場と傾斜磁場の和）が概ねゼロの傾斜を有することがある。概ねゼロ傾斜のこれらの点は一般に、傾斜ヌル（ｇｒａｄｉｅｎｔ  ｎｕｌｌ）と呼ばれており、画質に悪影響を与える可能性がある。
【０００５】
すなわち、こうした位置に磁化が存在し、かつ送信ＲＦ磁場が当該位置において該磁化を励起するように十分に大きければ、得られた信号はアーチファクトを生じさせる可能性がある。さらに、傾斜ヌル位置の傾斜磁場はほとんど全く空間エンコードを提供しないため、画像の内部で信号がそれ自体で破損（ｃｏｌｌａｐｓｅ）を生じる。その結果、信号の強度が大きくなり再構成画像内で高輝度アーチファクトとして現れる可能性がある。
【０００６】
これらの傾斜ヌルの影響の打ち消しに役立てるために、傾斜コイルはその傾斜ヌル位置が撮像ボリューム（例えば、中心４８×４８×４８ｃｍ３）の外側に位置するようにして製作されるのが典型的である。しかし、幾つかの位相エンコードまたはスライスエンコード処理過程では傾斜ヌルからの信号がエイリアシングとなって撮像ボリューム内に入る可能性がある。さらに、信号が直接エイリアシングとなって撮像ボリューム内に入らない場合でも、システムのハードウェア不安定性（傾斜コイルまたはＲＦコイル内の不安定性など）、うず電流、あるいはリフォーカシングまたは幾つかのエコートレイン・パルスシーケンス内の異なる磁化経路に起因するｋ空間変調によって位相エンコードまたはスライスエンコード方向において高強度の信号のゴーストが生じる可能性がある。さらにこのゴースト信号は、傾斜ヌルからの１次信号が撮像ボリューム内にない場合であっても、撮像ボリューム内で顕在化する可能性がある。
【０００７】
傾斜ヌルによる影響を受ける可能性があるＭＲイメージング技法は数多くあるが、高速スピンエコー（ＦＳＥ）イメージングが特に傾斜ヌル・ゴーストの影響を受けやすい。高速スピンエコー・イメージングは、再構成画像内に上述のゴーストを発生させるようなシステムハードウェア不安定性が存在しない場合であっても、ＦＳＥパルスシーケンスに固有の信号変調を有する。その結果、ＦＳＥイメージングにおいてこの傾斜ヌル・アーチファクトは一般に「ＦＳＥ尖状（ＦＳＥ  ｃｕｓｐ）アーチファクト」と呼ばれている。
【０００８】
このアーチファクトは、サジタル面またはコロナル面に沿った脊椎イメージングに関して特に多く見られることが分かっている。サジタルまたはコロナルの脊椎イメージングは、そのコイル素子またはコイルを上下方向の１つの直線の形で線形配列させた状態とした多重素子受信コイルまたはコイルアレイを用いて実施されるのが慣例である。脊椎イメージングに関しては、脳脊髄液（ＣＳＶ）の流れによるゴーストを低減させるために位相エンコードが上下方向で規定されるのが典型的である。傾斜ヌルは典型的には撮像ボリュームより上側または下側のいずれかに位置しており、このため上下位相エンコード方向に起因してこれらに関連する高強度の信号が撮像ボリューム内に直接エイリアシングとなる可能性がある。したがって脊椎イメージングでは、位相エンコード方向の撮像域（ＦＯＶ）は所望のＦＯＶと比較して２倍にするのが典型的である。傾斜ヌル信号を包含する過剰なＦＯＶからのデータは次いで棄却される。この所望ＦＯＶより大きなＦＯＶのことは、そのＦＯＶがエイリアシングすなわち位相折り返しを防止するのに要するＦＯＶより意図的に大きくなっているため「無位相折り返しＦＯＶ（ｎｏ  ｐｈａｓｅ  ｗｒａｐ  ＦＯＶ）」と呼ぶことが多い。さらに、傾斜ヌルからの信号が関心対象の解剖構造と重なり合うのを防止するために「無位相折り返しＦＯＶ」を用いる場合であっても、ＦＳＥや同様のパルスシーケンスでは所望のＦＯＶ内部に傾斜ヌルによりゴーストが生じる可能性がある。
【０００９】
傾斜ヌル・ゴーストやアーチファクトの影響を低減させるためには、数多くの技法が開発されている。
【００１０】
提唱された解決法の１つは、傾斜コイル設計の改善に重点を置いている。したがってそのコイルは、ＲＦ送信コイルのフォールオフ（ｆａｌｌｏｆｆ）と傾斜コイル位置が互いにマッチングするようにして製作することができる。ＲＦ送信エネルギーが十分に小さいエリア内に傾斜ヌル位置を移動させることによって、そのヌルの位置で励起される横方向磁化は無視できるものになる。改良型の傾斜コイル設計によれば傾斜ヌルの影響の低減に役立つことが分かっているが、この種の解決法では、既存のＭＲスキャナに極端に高いコストとなる可能性がある新たなハードウェアの後付けが必要となる。
【００１１】
さらに、ＲＦブランケットを利用すれば傾斜ヌルの近傍のＲＦエネルギー吸収による横方向磁化の励起の防止を介して傾斜ヌル・アーチファクトを抑制できることが示唆されている。しかしＲＦブランケットの欠点は、これを有効とするためには撮像ボリューム内でＲＦブランケットを正確に位置決めしなければならないことである。傾斜ヌル位置に関して事前スキャン情報を収集することは時間がかかると共に、被検者スループットにマイナスの影響を及ぼす可能性がある。さらに、傾斜ヌルが被検者の頭部の近傍になる可能性がある。このため、これを有効とするためには、被検者の頭部にブランケットを被せることが必要となることがある。ブランケットのこうした配置は被検者によっては不快感を感じるものであるだけではなく、頭部近傍の脊椎スキャンを実行不可能とさせることになる。
【００１２】
さらに、ＲＦ励起パルスに対するチョップ処理（Ｃｈｏｐｐｉｎｇ）または位相サイクリングも解決法の１つとして示唆されている。スピンエコーまたＦＳＥパルスシーケンスの９０度励起パルスをチョップすると傾斜ヌル・アーチファクトが抑制されることがあることが示唆されている。しかしこの種の解決法は、ＲＦ励起パルスにより励起を受けるアーチファクト信号が、このＲＦパルスによって励起を受けることになる所望の信号と同じ極性を有することを無視している。このため、チョップした信号を差し引いた後でアーチファクトが除去されないことになる。
【００１３】
提唱されている別の解決法では、励起パルス以外のＲＦパルス（例えば、化学飽和または空間飽和パルス、リフォーカシングパルス、あるいはファストリカバリ・フリップアップパルス）によってアーチファクトが生成されるときの傾斜ヌル・アーチファクトの抑制に関してスライス傾斜スポイラーが有効となり得ることを示唆している。この種の解決法は、スポイラー傾斜からの傾斜磁場がヌル位置において１つのボクセル（ボリューム要素）全体にわたってかなりのデフェージングを提供できるだけの十分な大きさである場合にだけ有効である。しかし実用上では、３つの傾斜軸に沿った傾斜ヌル位置は、３つの傾斜コイルのすべてが同じ空間カバー域すなわちＦＯＶを有するためにかなり接近し合っているのが典型的である。したがって、位相エンコード傾斜がヌルである位置においてそのスライス選択傾斜が有する傾斜はかなり小さい。このため、いずれの軸に対するスポイラーも傾斜ヌルからの信号の抑制に有効でないことが分かっている。
【００１４】
提唱されている別の解決法は、傾斜ヌル位置のシフトによって傾斜ヌル・アーチファクトを除去または低減させるように位相エンコード傾斜の極性を切り換えること（ｔｏｇｇｌｉｎｇ）が不可欠である。この種の方式は実用不可能であると考えられる。すなわち、事前には傾斜の最適な極性が分かっていない。さらに、新たな位置においても傾斜ヌル・アーチファクトが全く同じ程度となる可能性がある。換言すると、新たな傾斜ヌル位置におけるアーチファクトの程度が元の位置の場合より小さくなることは保証されていない。
【００１５】
さらに、傾斜ヌル・アーチファクトの程度が大きい場合に位相と周波数の方向を交換することができることが提唱されている。これは傾斜ヌル・アーチファクト低減に関する有効な対処方針となり得ると考えられる。しかしこの方式は、多くの用途では運動アーチファクトのために実用化できないことがある。さらに、ＦＯＶを増大することが、傾斜ヌルからの信号がエイリアシングとなって撮像ボリュームに入るのを防止するのに役立つ可能性があることが示唆されている。しかし、単純にＦＯＶを大きくしても、信号のゴーストが再構成画像に重なり合うのを防止できない。さらに、単純に被検者を位置決めし直しアーチファクトの相対的位置をシフトさせることは有効でなく、またさらには一般に不便である。
【００１６】
さらに、並列イメージングがアーチファクト低減のための有効な方式となり得ることが示唆されている。この種の方式は、傾斜ヌル信号からのゴーストが、トゥルー磁化を異なる重みを付けて（ただし、正確に）複製したコピーであるとの前提に立っている。しかしこの前提は、傾斜ヌルに起因するアーチファクトには適用することができない。換言すると、並列イメージングは、そのゴーストが傾斜ヌルからではなく撮像ボリューム内部の信号に起因している場合に、エコートレイン・パルス内の従来ゴーストを低減できることが分かっている。
【００１７】
示唆されている別の解決法では、複数のコイルアレイからの画像を合成して動き及びフローのアーチファクトを相殺している。この技法では、信号を相殺させようとする領域を手作業で選択しなければならない。得られる信号相殺によって画像全体からアーチファクトが除去される。しかしこの技法は、傾斜ヌルからの信号（相殺させる信号）が撮像ボリューム内にエイリアシングとなる場合には利用できない。
【００１８】
さらに別の技法では、並列イメージングを使用して幾種類かのアーチファクトを排除することによってデータの整合性（ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ）を強制できることが示唆されている。傾斜ヌル・アーチファクトはこの方式では正確には対処できておらず、一方この技法は複雑で計算上の負担が大きい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
したがって、再構成画像内の傾斜ヌルの悪影響を低減するための技法であって、傾斜ヌルからの信号がエイリアシングとなって撮像ボリューム内に入る場合に当該用途で実用可能でありかつ既存のコイルへの後付けを要することなく適用可能であるような技法があることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、上述の欠点を克服した傾斜ヌル・アーチファクト補正のシステム及び方法を提供する。傾斜ヌル位置に対する受信コイルのコイル感度が計測され、これからコイル較正値が決定されると共にこれを使用して当該受信コイルで収集したＭＲデータが修正される。コイル感度値はコイルアレイの各コイルごとに決定されると共に、各コイルに対するデータはそれぞれに重み付けされる。次いでこの重み付けしたデータから、傾斜ヌル・アーチファクトやゴーストが実質的に無い画像が再構成される。
【００２１】
したがって一態様では、本発明は、ＭＲイメージングにおいて傾斜ヌル位置に関連するアーチファクトを低減するようにプログラムされたコンピュータを有する装置を含む。このコンピュータは、１つまたは複数の傾斜ヌル位置を規定すること、並びに該１つまたは複数の傾斜ヌル位置において受信コイル感度を決定することを実行するようにプログラムされている。このコンピュータはさらに、ＦＯＶ内で複数の受信コイルからＭＲデータを収集すること、並びに決定した受信コイル感度に基づいてＭＲデータをそれぞれに重み付けすることを実行するようにプログラムされている。このコンピュータはさらに、複数の受信コイルからの該重み付けしたＭＲデータを合成することによって１つまたは複数の傾斜ヌル位置からのアーチファクトを低減させた画像を再構成するようにプログラムされている。
【００２２】
本発明の別の態様では、ＭＲイメージングの方法は、複数のコイルのうちの所与のコイルのコイル感度の値を少なくとも１つの傾斜ヌルに合わせて決定する工程と、当該コイルを用いてＦＯＶからＭＲデータを収集する工程と、を含む。本方法はさらに、この収集したＭＲデータを当該コイルに関するコイル感度値に従って重み付けする工程を含む。
【００２３】
本発明の別の態様では、ＭＲイメージング装置は、偏向磁場を印加するようにマグネットのボアの周りに位置決めした複数の傾斜コイルを含む。ＲＦコイル・アセンブリに対してＲＦ信号を送信及び受信してＭＲ画像を収集するためにパルスモジュールによってＲＦ送受信器システム及びＲＦスイッチが制御を受けている。本ＭＲイメージング装置はさらに、コイルアレイの各コイルのコイル感度データを少なくとも１つの傾斜ヌル位置に合わせて収集すること、並びにＦＯＶから当該コイルアレイを用いて撮像データを収集することを実行するようにプログラムされたコンピュータを含む。このコンピュータはさらに、撮像データ内の傾斜ヌル・アーチファクトを低減させるためにこのコイル感度データを用いて撮像データを較正すること、並びにこの撮像データから傾斜ヌル・アーチファクトが実質的に無いＦＯＶの画像を再構成することを実行するようにプログラムされている。
【００２４】
本発明の別の態様では、本発明は、コンピュータ読み取り可能記憶媒体上に保存されたコンピュータ・プログラムであって、コンピュータによって実行させた際に該コンピュータに対して、受信コイルアレイの所与のコイルについて撮像ボリュームに対する第１のコイル感度及び少なくとも１つの傾斜ヌル位置に対する第２のコイル感度を決定させる命令を有するコンピュータ・プログラムの形で具現化される。このコンピュータに対してはさらに、この第１及び第２のコイル感度から受信コイルアレイの当該コイルに対するコイル較正荷重係数を決定させている。このコンピュータは次いで、受信コイルアレイの当該コイルを用いて収集した撮像データを較正荷重係数に従って重み付けする。次いで、受信コイルアレイの各コイルについて上述の工程が反復され、これに続いて受信コイルアレイのすべてのコイルに関する重み付けしたデータから傾斜ヌル・アーチファクトを実質的に無くした画像が再構成される。
【００２５】
さらに別の態様では、本発明は、ゴーストを低減させたＭＲイメージングの方法の形で具現化される。本方法は、再構成したＭＲ画像内に悪影響を生じさせる傾斜磁場ヌルのエリアを位置特定する工程と、ＭＲデータを収集する工程と、を含む。本方法はさらに、位置特定した傾斜磁場ヌルのエリアの悪影響を低減することによって収集したＭＲデータのトゥルーライク・オブジェクト磁化を決定する工程と、このトゥルーライク・オブジェクト磁化から画像を再構成する工程と、を含む。
【００２６】
本発明の別の態様では、アーチファクト低減させるように処理済みのＭＲデータ内でノイズを低減する方法を開示する。本方法は、コイル感度較正スキャンを開始する工程と、このコイル感度較正スキャンから傾斜ヌル位置に関するアプリオリ・データを収集する工程と、を含む。このアプリオリ・データから本方法は、傾斜ヌル位置に対応する周波数エンコード位置を決定する。次いで、傾斜ヌル位置に対応するこうした周波数エンコード位置で適用される強度に関する正則化（ｒｅｇｕｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）は、傾斜ヌル位置に対応しない周波数エンコード方向で適用される場合と比べてより小さくする。
【００２７】
本発明に関する別の様々な特徴、目的及び利点は、以下の詳細な説明及び図面から明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図面では、本発明を実施するために目下のところ企図されている好ましい一実施形態を図示している。
【００２９】
図１を参照すると、本発明を組み込んでいる好ましいＭＲイメージング・システム１０の主要コンポーネントを表している。このシステムの動作は、キーボードその他の入力デバイス１３、制御パネル１４及び表示スクリーン１６を含むオペレータ・コンソール１２から制御を受けている。コンソール１２は、オペレータが画像の作成及び表示スクリーン１６上への画像表示を制御できるようにする独立のコンピュータ・システム２０と、リンク１８を介して連絡している。コンピュータ・システム２０は、バックプレーン２０ａを介して互いに連絡している多くのモジュールを含んでいる。これらのモジュールには、画像プロセッサ・モジュール２２、ＣＰＵモジュール２４、並びに当技術分野でフレーム・バッファとして知られている画像データアレイを記憶するためのメモリ・モジュール２６が含まれる。コンピュータ・システム２０は、画像データ及びプログラムを記憶するためにディスク記憶装置２８及びテープ駆動装置３０とリンクしており、さらに高速シリアル・リンク３４を介して独立のシステム制御部３２と連絡している。入力デバイス１３は、マウス、ジョイスティック、キーボード、トラックボール、タッチ作動スクリーン、光学読取り棒、音声制御器、あるいは同様な任意の入力デバイスや同等の入力デバイスを含むことができ、また入力デバイス１３は対話式幾何学指定のために使用することができる。
【００３０】
システム制御部３２は、バックプレーン３２ａにより互いに接続させたモジュールの組を含んでいる。これらのモジュールには、ＣＰＵモジュール３６や、シリアル・リンク４０を介してオペレータ・コンソール１２に接続させたパルス発生器モジュール３８が含まれる。システム制御部３２は、実行すべきスキャンシーケンスを指示するオペレータからのコマンドをこのリンク４０を介して受け取っている。パルス発生器モジュール３８は、各システム・コンポーネントを動作させて所望のスキャンシーケンスを実行させ、発生させるＲＦパルスのタイミング、強度及び形状、並びにデータ収集ウィンドウのタイミング及び長さを指示するデータを発生させている。パルス発生器モジュール３８は、スキャン中に発生させる傾斜パルスのタイミング及び形状を指示するために１組の傾斜増幅器４２と接続させている。パルス発生器モジュール３８はさらに、生理学的収集制御器４４から患者データを受け取ることができ、この生理学的収集制御器４４は、患者に装着した電極からのＥＣＧ信号など患者に接続した異なる多数のセンサからの信号を受け取っている。また最終的には、パルス発生器モジュール３８はスキャン室インタフェース回路４６と接続されており、スキャン室インタフェース回路４６はさらに、患者及びマグネット系の状態に関連付けした様々なセンサからの信号を受け取っている。このスキャン室インタフェース回路４６を介して、患者位置決めシステム４８はスキャンのために患者を所望の位置に移動させるコマンドを受け取っている。
【００３１】
パルス発生器モジュール３８が発生させる傾斜波形は、Ｇｘ増幅器、Ｇｙ増幅器及びＧｚ増幅器を有する傾斜増幅器システム４２に加えられる。各傾斜増幅器は、収集した信号の空間エンコードに使用する磁場傾斜を生成させるように全体を番号５０で示す傾斜コイル・アセンブリ内の物理的に対応する傾斜コイルを励起させている。傾斜磁場コイル・アセンブリ５０は、偏向マグネット５４及び全身用ＲＦコイル５６を含むマグネット・アセンブリ５２の一部を形成している。システム制御部３２内の送受信器モジュール５８は、ＲＦ増幅器６０により増幅を受けて送信／受信スイッチ６２によりＲＦコイル５６に結合されるようなパルスを発生させている。患者内の励起された原子核が放出して得られた信号は、同じＲＦコイル５６により検知し、送信／受信スイッチ６２を介して前置増幅器６４に結合させることができる。増幅したＭＲ信号は、送受信器５８の受信器部分で復調され、フィルタ処理され、さらにディジタル化される。送信／受信スイッチ６２は、パルス発生器モジュール３８からの信号により制御し、送信モードではＲＦ増幅器６０をコイル５６と電気的に接続させ、受信モードでは前置増幅器６４をコイル５６に接続させている。送信／受信スイッチ６２によりさらに、送信モードと受信モードのいずれに関しても独立したＲＦコイル（例えば、表面コイル）を使用することが可能となる。
【００３２】
ＲＦコイル５６により取り込まれたＭＲ信号は送受信器モジュール５８によりディジタル化され、システム制御部３２内のメモリ・モジュール６６に転送される。未処理のｋ空間データのアレイをメモリ・モジュール６６内に収集し終わると１回のスキャンが完了となる。この未処理のｋ空間データは、各画像を再構成させるように別々のｋ空間データアレイの形に配置し直しており、これらの各々は、データをフーリエ変換して画像データのアレイにするように動作するアレイ・プロセッサ６８に入力される。この画像データはシリアル・リンク３４を介してコンピュータ・システム２０に送られ、コンピュータ・システム２０において画像データはディスク記憶装置２８内などの記憶装置内に格納される。この画像データは、オペレータ・コンソール１２から受け取ったコマンドに応じて、テープ駆動装置３０上などの長期記憶内にアーカイブしたり、画像プロセッサ２２によりさらに処理してオペレータ・コンソール１２に伝達しディスプレイ１６上に表示させたりすることができる。
【００３３】
本発明は、図１に示したＭＲシステムやこれと同等のシステムで適用可能な傾斜ヌル・アーチファクトを低減させたＭＲイメージングの方法を目的としている。後で記載することにするが、本発明は、方法の形の具現化、並びにＭＲシステムの１つまたは複数のコンピュータによって実行するようにプログラムされたコンピュータの形の具現化が可能である。この際に、本発明は、ＭＲシステムに対してダウンロード可能またはアップロード可能な搬送波の形で具現化できるコンピュータ・データ信号内に見い出されることがある。後で記載することにするが、本発明は撮像データの収集に多重コイルアレイが使用される並列イメージングについて特に適用可能である。
【００３４】
ＳＥＮＳＥ（ＳＥＮＳｉｔｉｖｉｔｙ  Ｅｎｃｏｄｉｎｇ）などの並列イメージング技法は、励起させた撮像ボリュームからＭＲ信号を受け取るために受信コイルからなるアレイを使用することによってＭＲデータ収集を短縮させている。収集時間の短縮は、位相エンコードのライン間のステップサイズを大きくすることによるか、あるいはＦＯＶを縮小することによっている。しかし関心対象が縮小したＦＯＶの外部まで広がっている場合、位相エンコード方向にエイリアシングまたは折り返しが生じる可能性がある。並列イメージング技法はエイリアシングの有る複数の受信コイルからの画像をエイリアシングを相殺させるような荷重係数を用いて合成することによってこのエイリアシングの悪影響を低減させるように開発されている。しかし、これらの周知の技法は傾斜ヌルの悪影響の低減に関しては有効ではない。
【００３５】
より詳細には後で記載することにするが、本発明は、再構成画像に対する傾斜ヌルの悪影響を低減させるためのイメージング技法を目的としている。この技法は、コイル較正スキャンの間に収集したコイル感度データを利用する。この較正スキャンは撮像データのスキャンとは別とすることや、撮像データのスキャンと一体化させることがある。この際に、エイリアシングを有する画像内の各画素はそのいずれもが未知のトゥルーオブジェクト磁化とアーチファクト磁化とを重ね合わせたものであると見なされる。アーチファクト磁化は一般に、関心対象のトゥルーオブジェクトと全く類似しておらず、トゥルーオブジェクトの関心エリアの外部に位置する極めて局在性のエリアに由来する。このため、収集したコイル感度データを用いてエイリアシングの無いスピン分布を見い出し、最終的に、コイルアレイの各コイルからの画像を傾斜ヌル・ゴーストが相殺されるような方式で合成している。
【００３６】
すなわち、コイルアレイの各受信コイルｊに関して再構成したＭＲ画像Ｉｊ（ｙ）は、磁化と受信コイルの感度Ｃｊ（ｙ）との乗算によって規定される。換言すると下記の式となる。
【００３７】
Ｉｊ（ｙ）＝Ｃｊ（ｙ）Ｍ（ｙ）        （式１）
パルスシーケンス内での影響によるかシステムハードウェアの不安定性によるかのいずれかに起因してｋ空間データが変調を受けている場合、その画像は理想画像（式１で規定される）とある点広がり関数Ｐ（ｙ）とのコンボリューションとなる。したがって、次式となる。
【００３８】
Ｉｊ（ｙ）＝Ｐ（ｙ）＊［Ｃｊ（ｙ）Ｍ（ｙ）］        （式２）
上式において記号「＊」はコンボリューションを意味している。Ｐ（ｙ）の厳密な関数形態は、信号の時間的変調パターン（例えば、６０Ｈｚライン周波数変調）とパルスシーケンスの位相エンコード・オーダーによって決定される。一般に、Ｐ（ｙ）は未知である。
【００３９】
磁化Ｍ（ｙ）は、正確に空間エンコードされたある「トゥルー（ｔｒｕｅ）」磁化Ｍ０と、傾斜ヌルに起源をもつ追加的な極めて局在性のアーチファクト信号Ｍａと、の和であると考えられる。したがって次式が得られる。
【００４０】
Ｍ（ｙ）＝Ｍ０（ｙ）＋Ｍａ（ｙ）        （式３）
Ｍａは極めて局在性であると考えられるため、したがって次式となる。
【００４１】
Ｍａ（ｙ）＝δ（ｙ−ｙａ）        （式４）
上式において、ｙａは傾斜ヌルの位置である。式３及び式４を式２に代入すると、次式が得られる。
【００４２】
Ｉｊ（ｙ）＝Ｐ（ｙ）＊［ＣｊＭ０］（ｙ）＋Ｐ（ｙ−ｙａ）Ｃｊ（ｙａ）        （式５）
コイル感度は典型的には有意に高い空間周波数成分を有していないため、次式が得られる。
【００４３】
Ｐ（ｙ）＊［ＣｊＭ０］（ｙ）≒Ｃｊ（ｙ）［Ｐ＊Ｍ０］（ｙ）        （式６）
Ｍ０の規定の中に点広がり関数を吸収することによって、画像の最終結果は次式によって特徴付けすることができる。
【００４４】
Ｉｊ（ｙ）＝Ｃｊ（ｙ）Ｍ０（ｙ）＋Ｐ（ｙ−ｙａ）Ｃｊ（ｙａ）        （式７）
したがって式７は、傾斜ヌル・アーチファクトが傾斜ヌル位置を中心とする点広がり関数Ｐ（ｙ−ｙａ）にこのヌル位置のコイル感度Ｃｊ（ｙａ）で重み付けしたものに概ね比例することを示している。受信コイルが２つ以上の場合、撮像ボリュームの内部に関する受信コイル感度の推定値Ｃｊ（ｙ）とヌル位置における感度の推定値Ｃｊ（ｙａ）とが既知であれば、式７の連立方程式を解いてトゥルー磁化Ｍ０の計測値を提供することができる。シフトさせたアーチファクト点広がり関数の推定値Ｐ（ｙ−ｙａ）が提供されるが、本発明の目的からこれは棄却される。式７によって特徴付けされた画像は、２倍にしたＦＯＶの一方の半分でトゥルーオブジェクト磁化Ｍ０から、また２倍にしたＦＯＶのもう一方の半分でＰ（ｙ−ｙａ）からなる偽オブジェクト（ｆｉｃｔｉｔｉｏｕｓ  ｏｂｊｅｃｔ）の２重（ｔｗｏ−ｆｏｌｄ）エイリアシングを表したものと見なせることは当業者であれば理解されよう。
【００４５】
コイルアレイが４つの場合、式７は従来の行列数学を用いて解くことができる。すなわち、行列Ｉ、Ｃ及びＭを次式のように規定することができる。
【００４６】
【数１】
0005166707.tif 000002
（式８）
行列表記法を使用すると、式７は次式のように記述することができる。
【００４７】
Ｉ＝ＣＭ        （式９）
式９の最適解は次式で規定することができる。
【００４８】
【数２】
0005166707.tif 000003
（式１０）
上式において、
【数３】
0005166707.tif 000004
は推定される解ベクトルであり、また記号「†」はエルミート共役行列を意味している。
【００４９】
エイリアシング及びゴーストの影響はすべての周波数エンコード方向ｘにおいて同じであるため、考慮を要するのは位相エンコード方向ｙで生じる影響だけであることは当業者であれば理解されよう。このため、周波数エンコードの変数は上述の式から省略している。しかし、傾斜ヌル・アーチファクト低減のための処理は各周波数エンコード位置ｘで実施される。
【００５０】
さらに、本発明の上述した数学的説明では、傾斜ヌル位置と当該位置における傾斜ヌルに関連するアーチファクトとがＦＯＶの範囲内に包含されるようにＦＯＶが十分に大きいことを前提としていた。換言すると、式１〜１０では位相折り返しが無いことを前提としていた。しかし、ＦＯＶが大きいほどより長いスキャン時間が必要となるため、ＦＯＶは傾斜ヌル位置がＦＯＶの外側に位置するように小さく規定することが望ましい。こうした例では、指定したＦＯＶの域内に傾斜ヌル・アーチファクトが折り返すすなわちエイリアシングとなることがある。このため、式７は次式のように記述することができる。
【００５１】
【数４】
0005166707.tif 000005
（式１１）
上式において、Ｌは指定したＦＯＶ（反復すなわちエイリアシング距離）であり、またこの和はエイリアシングの数学的表現である。式１１では、アーチファクト項には式７の場合と同様にＣｊ（ｙａ）に従った重み付が付けてある。したがって、処理はこの２つのケースで同じであり、トゥルーオブジェクト磁化Ｍ０は上で示したのと同じ表現となる。
【００５２】
そのＦＯＶがオブジェクトと比べてかなり小さければ、このオブジェクトはエイリアシングとなる可能性がある。したがって式１１は、次式のように記述することができる。
【００５３】
【数５】
0005166707.tif 000006
（式１２）
コイル感度重み付けによってアーチファクトが未だに除去されることもあるが、使用される低減率はより大きくなる。例えば、Ｒ重（Ｒ−ｆｏｌｄ）のエイリアシングを前提とするのではなく、所与の画素の位置においてＲ回のエイリアシング反復（式１２の第１項の和の中のＲ個の項）を前提とすると、（Ｒ＋１）重エイリアシングを使用して、式１２の第２項がさらに除去される。したがって処理によりトゥルーオブジェクト磁化Ｍ０が得られ、エイリアシングを有する点広がり関数は棄却される。
【００５４】
式１〜１２では、（撮像ボリュームの上側か下側のいずれかに位置する）１つの傾斜ヌルだけがアーチファクト信号に寄与することを前提としている。しかし本発明は、複数の傾斜ヌルがアーチファクト信号に寄与するようなケースでも同様に適用可能である。例えば傾斜ヌルが撮像ボリュームの上に１つと下に１つの２つである場合、この両者は、式７、１１または１２で画像アーチファクトを記述している対応項を用いて補正される。
【００５５】
上述すると共に上に挙げた数学的表現で示したように、コイル感度データは、コイルアレイの各コイルに関する収集ＭＲデータに対してそれぞれに重み付けするために使用される。この際に本発明は、低空間分解能のＭＲデータが収集されるコイル較正スキャンの利用を企図している。こうしたスキャンは並列イメージング・スキャンとは別に実施することも、並列イメージング・スキャンと一体化させることもできる。並列イメージング・スキャンと一体化させる場合、その較正は「自己較正（ｓｅｌｆ−ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ）」であると見なされる。
【００５６】
較正が並列イメージング・スキャンと別に実施される場合、低分解能のＭＲデータを収集するパルスシーケンスはゴーストを生じさせることになるような信号変調が無いことが好ましい。さらにこのパルスシーケンスは、傾斜ヌル位置（複数のこともある）からの十分な信号を与え、これにより傾斜ヌル位置を容易に特定できるようにすべきである。傾斜ヌル位置は一般に撮像ボリュームの外部にあるため、一般にヌル位置においてＢ０均一性が悪く、また傾斜エコー（傾斜エコー・シーケンスを使用する場合）による信号はこのヌル位置でほとんど無いか全く無くなる。したがって好ましい一実施形態では、低空間分解能（３２個以上の隣接する５ｍｍスライスを有する３２×３２ｃｍのマトリックス）と短い反復時間（ＴＲ＝５００〜７００ｍｓｅｃ）を有する２Ｄスピンエコー・シーケンスを使用してコイル較正データが収集される。このスピンエコーは、Ｂ０磁場がかなり不均一であってもヌルの位置においてかなり大きな信号を与える。較正スキャン中の信号変調は、縦磁化を平衡させるようなダミー収集を使用することによって低減することができる。収集は３２回で十分であると考えられる。較正スキャンは概ね１分間で実施できるため、呼吸停止は必ずしも必要としない。
【００５７】
自己較正は、位相エンコード方向のＦＯＶが十分に大きくヌル位置からの信号が表示ＦＯＶ内にエイリアシングとならない場合に使用されることがある。脊椎イメージングでは、ヌル信号のエイリアシングを回避するために無位相折り返しＦＯＶが使用されるのが典型的である。したがって、自己較正は特に脊椎イメージングで利用される。このケースでは被検者の解剖構造上にヌル信号が重なり合っていないが、このヌルに関するゴーストは重ね合わさせて、除去しない場合に感度計測値を劣化させる可能性がある。このゴーストを除去するためには、較正データの平滑化を使用することがある。こうした平滑化は、ｋ空間データと適当なウィンドウとを乗算し、続いて２Ｄフーリエ変換することによって有効に実施することができる。感度データの平滑化に使用するｋ空間ウィンドウは低空間分解能による別の較正スキャンを使用する際にｋ空間データに適用したｋ空間ウィンドウと同じにすべきであることに留意されたい。
【００５８】
別のスキャンか自己較正かのいずれかによりコイル較正データを収集した後、周知の多くのアルゴリズムのうちの１つを用いてＣｊ（ｙ）を決定することができる。一技法では次式となる。
【００５９】
【数６】
0005166707.tif 000007
（式１３）
上式において
【数７】
0005166707.tif 000008
は複素較正画像である。式１３の
【数８】
0005166707.tif 000009
による除算によって磁化による重み付けが除去される。この較正を用いたＭ０の解から得た画像は次いで
【数９】
0005166707.tif 000010
に従って重み付けし、これにより画像が従来のような見映えとなる。別の規格化（ｎｏｒｍａｌｉｚａｔｉｏｎ）も可能であること、例えば周知の別の技法では、体幹用コイルの画像を収集してこれが式１３の分母として使用されることは当業者であれば理解されよう。補正するヌルが１つだけであるケースでは、Ｃｊ（ｙａ）を決定するアルゴリズムは、表示ＦＯＶすなわち所望のＦＯＶの外側において、式１３の分母（
【数１０】
0005166707.tif 000011
または体幹用コイル画像の大きさ（ｍａｇｎｉｔｕｄｅ）のいずれか）が最大振幅を有する点を見つけ出すことを含む。この点はｙａと考えられる。したがって、Ｃｊ（ｙａ）は式１３をｙａの位置で評価することによって得られる。
【００６０】
所与のコイルの感度を複素較正画像の体幹用コイル画像に対する比の関数として決定することに加えて、所与のコイルのコイル較正を受信コイルアレイ内の別のコイルの感度を基準として決定できることが理解されよう。すなわち、所与のコイルを全身用送信コイルと比較することによりコイル較正を決定するのではなく、所与のコイルのコイル較正はそのアレイ内の別のコイルのそれぞれの感度に対して当該コイルの感度を比較することによって決定できることが企図される。
【００６１】
並列イメージングに関する当業者であれば、アーチファクトを除去するための並列イメージングの欠点の１つが画像ノイズの増幅であることを理解されよう。正則化は、エイリアシング未補正の犠牲の下にノイズ増幅を減少させるために並列イメージングで使用可能な数値処理方法である。このため正則化は、アーチファクトの残留という犠牲によりノイズ増幅を低下させるために使用できるものと企図される。多くの正則化方法が利用できるが、好ましい一実施形態では、コイル較正スキャンを使用して傾斜ヌルの位置に関するアプリオリな情報を収集するような正則化技法が実現される。この際、傾斜ヌル位置の近傍では正則化を小さくしており、これによりアーチファクト除去の程度は大きくなるがノイズ増幅も増加する。与えるノイズがより小さいが許容するアーチファクトが大きいような箇所では正則化をより大きくする。アーチファクト位置から離れていればアーチファクト抑制は必ずしも必要でないため、この正則化技法は有効である。
【００６２】
さらに、この正則化スキームは多くの正則化技法に組み入れることができる。例えばこのスキームは、式１０の行列逆数を計算する際に最小固有値を制限する正則化や、式１０における逆数計算の前に行列Ｃ†Ｃの対角要素に対して項を加える正則化によって実現することができる。正則化のサイズは
【数１１】
0005166707.tif 000012
の単調増加関数（ここで、ｘａはヌル信号の周波数エンコード位置）によって与えられる。次式はこの関数の一例である。
【００６３】
【数１２】
0005166707.tif 000013
（式１４）
上式において、ｒ（ｘ）は各周波数エンコード位置ｘにおける正則化のサイズ（固有値の下限または対角行列項）である。定数ａ、ｂ及びｗは、正則化の上側限界及び下側限界、並びに傾斜ヌル位置から離れたときの増加率を制御するために使用される。
【００６４】
ここで図２を参照すると、本発明による実質的に傾斜ヌル・ゴーストの無い画像を作成するための再構成処理過程７０の各工程を表している。処理過程７０は、工程７２の多重コイルｋ空間データの収集で開始される。ｋ空間ウィンドウが適用され（７４）、次に２Ｄフーリエ変換（７６）が続く。次いで工程７８のおいて、式８の規定に従って画像ベクトルが形成される。次いで工程８０において、図３を参照しながら後で記載することにする較正処理過程によって決定されるコイル較正データ（８２）を使用して式１０による規定に従って
【数１３】
0005166707.tif 000014
について式９が解かれる。
【００６５】
推定される解ベクトル
【数１４】
0005166707.tif 000015
が決定（８０）された後、処理過程７０は、所与の周波数エンコード位置に関するすべての位相エンコード位置を評価し終えたか否かを判定する（８４）。否であれば（８４、８６）、次の位相エンコード位置が評価（８８）されると共に、処理過程は、新たな位相エンコード位置に関する画像ベクトルを形成する工程７８にループバックする。また一方、所与の周波数エンコード位置に関する位相エンコード位置がすべて評価済みであれば（８４、９０）、処理過程は、評価すべき周波数エンコード位置が残っているか否かを判定する（９２）。否であれば（９２、９４）、処理過程は次の周波数エンコード位置の評価（９６）に進み、次いでさらに処理を進めるために工程７８に戻る。周波数エンコード位置がすべて評価済みであれば（９２、９７）、修正データは、傾斜折り返し補正（９８）を受けると共に、得られた画像は保存される（１００）。
【００６６】
ここで図３を参照すると、較正処理過程１０２の各工程を表している。較正処理過程も、再構成処理過程と同様に、多重コイルｋ空間データの収集で開始される。較正処理過程では、低空間分解能のｋ空間データが収集される（１０４）。ｋ空間データに対して適当なｋ空間ウィンドウが適用され（１０６）、次に２Ｄフーリエ変換（１０８）が続く。次いで工程１１０において、規格化が生成される。これに続いて、処理過程１０２は撮像ボリュームの外部にある傾斜ヌルの位置を決定する（１１２）。次いで工程１１４において、このヌル位置における信号が評価される。その後、Ｉｃａｌｊ（ｙ）が規格化（Ｃｊ（ｙ））で割り算される（１１６）。したがって、所与の周波数エンコード位置の所与の位相エンコード位置に関して、式８に規定した行列などの較正行列が決定される（１１８）。次いで工程１２０において、（Ｃ†Ｃ）−１Ｃ†が計算される。図２に記載したように、（Ｃ†Ｃ）−１Ｃ†とＩとの内積（ｄｏｔ  ｐｒｏｄｕｃｔ）によって
【数１５】
0005166707.tif 000016
が得られる。
【００６７】
次いで較正処理過程は、位相エンコード位置のすべてが評価し終えたか否かを判定する（１２２）。否であれば（１２２、１２４）、処理過程は目下の周波数エンコード位置の次の位相エンコード位置に進み（１２６）、次いでさらに処理を進めるために工程１１０にループバックする。諾であれば（１２２、１２８）、較正処理過程は別の周波数エンコード位置の評価が必要であるか否かの判定（１３０）に進む。諾であれば（１３０、１３２）、処理過程は次の周波数エンコード位置（１３４）に進む。否であれば（１３０、１３６）、較正処理過程は完了し、工程１３８において較正が保存される。この際に、撮像ボリュームの各位相エンコード位置及び各周波数エンコード位置に関する較正行列または荷重係数が決定される。
【００６８】
上述したように、本発明は２倍にしたＦＯＶにわたる偽オブジェクトの２重エイリアシングとして特徴付けすることができる。このことを図４〜５に示している。図４に示すように、偽オブジェクトは、２倍にしたＦＯＶの一方の半分にあるトゥルーオブジェクト磁化１４０と、２倍にしたＦＯＶのもう一方の半分にあるシフトさせた点広がり関数１４２とによって規定される。偽オブジェクトの２重エイリアシングは図５に示す実際画像となる。すなわち、２重エイリアシングはヌル位置ｙａの位置に生じ、これにより指定したＦＯＶの内部に入る。図２を参照しながら記載した再構成処理過程を適用すると、トゥルーオブジェクト磁化と点広がり関数とを互いに分離させることができる。このため、点広がり関数を無視し、トゥルーオブジェクト磁化から画像を再構成することができる。このため、傾斜ヌル・ゴーストの無い画像を再構成することができる。
【００６９】
本発明により達成される画質の利点を図６〜９に示している。図６は、４チャンネル腰椎コイルアレイを用いたファントームからの収集データから再構成したサジタルスライス画像である。図示したように、傾斜ヌルからのゴースト及びエイリアシング・アーチファクトが存在する。このためこうした画像では、画像内で通常表示されるはずのＦＯＶ（１４４）をコイルアレイのＦＯＶすなわち空間カバー域より小さくし、これにより傾斜ヌル・アーチファクトが表示されないようにしている。これに対して、図７は本明細書に記載した再構成処理過程に従った補正画像である。図示したように、傾斜ヌルの悪影響は低減されており、ＦＯＶ全体の画像内に出現していない。図８はアーチファクト画像であり、図７の画像を得るために図６から除去したものを表している。さらに、図７の画像には、別の較正スキャンで収集した較正データから決定した較正係数に従って重みを付けている。図９の画像では、撮像データに適用した較正は自己較正スキャンで導出したものである。
【００７０】
ここで図１０〜１２を参照すると、正則化の影響を表している。図１０の画像では、傾斜ヌル・アーチファクトに対する補正は実施されていない。図１１の画像では、本明細書に記載した再構成処理過程に従った傾斜ヌル補正を適用しているが、正則化は適用していない。図示したように、図１０の画像内のゴーストは図１１の画像では見られない。しかし図１２は、傾斜ヌル・アーチファクトに対する補正済みであると共に、式１４（ここで、ａ＝０．０１、ｂ＝０．００１及びｗ＝２画素とする）によって規定される正則化を受けたＭＲデータに基づいた画像である。正則化を用いない画像で示したように、傾斜ヌル・アーチファクトに対する補正によって画像ノイズが増大する。
【００７１】
本明細書に記載したように、本発明はＭＲ画像に対する傾斜ヌルの悪影響を低減するのに有効である。さらに、本発明によれば、短縮したマグネット及び対象ボアの拡大に対応するようなマグネット、傾斜及びＲＦ設計の改良が可能となる。さらに本発明は、既存の並列イメージングのパラダイムに組み入れることができ、したがってハードウェアを後付けすることなく傾斜ヌルの悪影響に対処することができる。
【００７２】
したがって装置は、ＭＲイメージングにおいて傾斜ヌル位置に関連するアーチファクトを低減するようにプログラムされたコンピュータを有する。このコンピュータは、１つまたは複数の傾斜ヌル位置を規定すること、並びに該１つまたは複数の傾斜ヌル位置において受信コイル感度を決定することを実行するようにプログラムされている。このコンピュータはさらに、ＦＯＶ内で複数の受信コイルからＭＲデータを収集すること、並びに決定した受信コイル感度に基づいてＭＲデータをそれぞれに重み付けすることを実行するようにプログラムされている。このコンピュータはさらに、複数の受信コイルからの該重み付けしたＭＲデータを合成することによって１つまたは複数の傾斜ヌル位置からのアーチファクトを低減させた画像を再構成するようにプログラムされている。
【００７３】
ＭＲイメージング法を開示すると共に、該ＭＲイメージングの方法は、複数のコイルのうちの所与のコイルのコイル感度の値を少なくとも１つの傾斜ヌルに合わせて決定する工程と、当該コイルを用いてＦＯＶからＭＲデータを収集する工程と、を含む。本方法はさらに、この収集したＭＲデータを当該コイルに関するコイル感度値に従って重み付けする工程を含む。
【００７４】
さらにＭＲイメージング装置を開示すると共に、該ＭＲイメージング装置は、偏向磁場を印加するようにマグネットのボアの周りに位置決めした複数の傾斜コイルを含む。ＲＦコイル・アセンブリに対してＲＦ信号を送信及び受信してＭＲ画像を収集するためにパルスモジュールによってＲＦ送受信器システム及びＲＦスイッチが制御を受けている。本ＭＲイメージング装置はさらに、コイルアレイの各コイルのコイル感度データを少なくとも１つの傾斜ヌル位置に合わせて収集すること、並びにＦＯＶから当該コイルアレイを用いて撮像データを収集することを実行するようにプログラムされたコンピュータを含む。このコンピュータはさらに、撮像データ内の傾斜ヌル・アーチファクトを低減させるためにこのコイル感度データを用いて撮像データを較正すること、並びにこの撮像データから傾斜ヌル・アーチファクトが実質的に無いＦＯＶの画像を再構成することを実行するようにプログラムされている。
【００７５】
本発明はさらに、コンピュータ読み取り可能記憶媒体上に保存されたコンピュータ・プログラムであって、コンピュータによって実行させた際に該コンピュータに対して、受信コイルアレイの所与のコイルについて撮像ボリュームに対する第１のコイル感度及び少なくとも１つの傾斜ヌル位置に対する第２のコイル感度を決定させる命令を有するコンピュータ・プログラムの形で具現化することができる。このコンピュータに対してはさらに、この第１及び第２のコイル感度から受信コイルアレイの当該コイルに対するコイル較正荷重係数を決定させている。このコンピュータは次いで、受信コイルアレイの当該コイルを用いて収集した撮像データを較正荷重係数に従って重み付けする。次いで、受信コイルアレイの各コイルについて上述の工程が反復され、これに続いて受信コイルアレイのすべてのコイルに関する重み付けしたデータから傾斜ヌル・アーチファクトを実質的に無くした画像が再構成される。
【００７６】
本発明はさらに、ゴーストを低減させたＭＲイメージングの方法の形で具現化することができる。本方法は、再構成したＭＲ画像内に悪影響を生じさせる傾斜磁場ヌルのエリアを位置特定する工程と、ＭＲデータを収集する工程と、を含む。本方法はさらに、位置特定した傾斜磁場ヌルのエリアの悪影響を低減することによって収集したＭＲデータのトゥルーライク・オブジェクト磁化を決定する工程と、このトゥルーライク・オブジェクト磁化から画像を再構成する工程と、を含む。
【００７７】
アーチファクト低減させるように処理済みのＭＲデータ内でノイズを低減する方法を開示する。本方法は、コイル感度較正スキャンを開始する工程と、このコイル感度較正スキャンから傾斜ヌル位置に関するアプリオリ・データを収集する工程と、を含む。このアプリオリ・データから本方法は、傾斜ヌル位置に対応する周波数エンコード位置を決定する。次いで、傾斜ヌル位置に対応するこうした周波数エンコード位置で適用される強度に関する正則化は、傾斜ヌル位置に対応しない周波数エンコード方向で適用される場合と比べてより小さくする。
【００７８】
本発明を好ましい実施形態に関して記載してきたが、明示的に記述した以外に等価、代替及び修正が可能であり、これらも添付の特許請求の範囲の域内にあることを理解されたい。また、図面の符号に対応する特許請求の範囲中の符号は、単に本願発明の理解をより容易にするために用いられているものであり、本願発明の範囲を狭める意図で用いられたものではない。そして、本願の特許請求の範囲に記載した事項は、明細書に組み込まれ、明細書の記載事項の一部となる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明で使用するためのＭＲイメージング・システムのブロック概要図である。
【図２】本発明の一態様による画像再構成処理過程の各工程を表した流れ図である。
【図３】本発明の別の態様によるコイル較正処理過程の各工程を表した流れ図である。
【図４】トゥルーオブジェクト磁化の部分とアーチファクト磁化の部分を表している指定の２倍のＦＯＶの概要図である。
【図５】トゥルーオブジェクトとアーチファクトの磁化の重なりを表している指定ＦＯＶの概要図である。
【図６】周知のデータ収集及び画像再構成処理過程により得ることができるゴースト及びエイリアシング・アーチファクトを表したファントーム画像である。
【図７】図６に示した画像に対する本発明の一態様による補正画像である。
【図８】図６の画像内に存在したアーチファクトに関するアーチファクト画像である。
【図９】図６に示した画像に対する本発明の別の態様による補正画像である。
【図１０】周知の再構成技法を使用し正則化を使用せずに再構成したファントーム画像である。
【図１１】本発明の一態様により傾斜ヌルに関して補正を受けるが正則化は使用していないファントーム画像である。
【図１２】本発明のさらに別の態様により傾斜ヌルに関して補正を受けると共に正則化を使用したファントーム画像である。
【符号の説明】
【００８０】
１０  ＭＲイメージング・システム
１２  オペレータ・コンソール
１３  入力デバイス
１４  制御パネル
１６  表示スクリーン
１８  通信リンク
２０  独立のコンピュータ・システム
２０ａ  バックプレーン
２２  画像プロセッサ・モジュール
２４  ＣＰＵモジュール
２６  メモリ・モジュール
２８  ディスク記憶装置
３０  テープ駆動装置
３２  独立のシステム制御
３２ａ  バックプレーン
３４  シリアルリンク
３６  ＣＰＵモジュール
３８  パルス発生器モジュール
４０  シリアルリンク
４２  傾斜増幅器
４４  生理学的収集制御器
４６  スキャン室インタフェース回路
４８  患者位置決めシステム
５０  傾斜コイル・アセンブリ
５２  マグネット・アセンブリ
５４  偏向マグネット
５６  全身用ＲＦコイル
５８  送受信器モジュール
６０  ＲＦ増幅器
６２  送信／受信スイッチ
６４  前置増幅器
６６  メモリ・モジュール
６８  アレイ・プロセッサ
７０  再構成処理過程
７２  多重コイルｋ空間データの収集
７４  ｋ空間ウィンドウの適用
７６  ２Ｄフーリエ変換の適用
７８  画像ベクトルの形成
８０  推定される解ベクトルの決定
８２  コイル較正データ
８４  所与の周波数エンコード位置に対するすべての位相エンコード位置を評価し終えたか否かの判定
８６  すべての位相エンコード位置を評価し終えていない
８８  次の位相エンコード位置を評価する
９０  位相エンコード位置がすべて評価済みである
９２  評価すべき周波数エンコード位置が残っているか否かの判定
９４  評価すべき周波数エンコード位置が残っている
９６  次の周波数エンコード位置の評価
９７  位相エンコード位置がすべて評価済みである
９８  傾斜折り返し補正
１００  得られた画像の保存
１０２  較正処理過程
１０４  低空間分解能ｋ空間データの収集
１０６  ｋ空間ウィンドウの適用
１０８  ２Ｄフーリエ変換の適用
１１０  規格化の生成
１１２  撮像ボリュームの外部にある傾斜ヌルの位置の決定
１１４  ヌル位置における信号の評価
１１６  Ｉｃａｌｊ（ｙ）を規格化で割り算する
１１８  較正行列の決定
１２０  （Ｃ†Ｃ）−１Ｃ†の計算
１２２  すべての位相エンコード位置を評価し終えたか否かの判定
１２４  すべての位相エンコード位置を評価し終えていない
１２６  目下の周波数エンコード位置の次の位相エンコード位置に進む
１２８  位相エンコード位置がすべて評価済みである
１３０  別の周波数エンコード位置が評価を要するか否かの判定
１３２  別の周波数エンコード位置が評価を必要とする
１３４  次の周波数エンコード位置に進む
１３６  評価を要する周波数エンコード位置がもはや存在しない
１３８  較正の保存
１４０  トゥルーオブジェクト磁化
１４２  シフトさせた点広がり関数
１４４  通常のＦＯＶ表示
【図１】
0005166707.tif 000017
【図２】
0005166707.tif 000018
【図３】
0005166707.tif 000019
【図４】
0005166707.tif 000020
【図５】
0005166707.tif 000021
【図６】
0005166707.tif 000022
【図７】
0005166707.tif 000023
【図８】
0005166707.tif 000024
【図９】
0005166707.tif 000025
【図１０】
0005166707.tif 000026
【図１１】
0005166707.tif 000027
【図１２】
0005166707.tif 000028