(57)【要約】      （修正有）【課題】勾配磁場の非線形性による画像の歪みと、静磁場不均一による画像の歪みとを補正する。【解決手段】勾配磁場の非線形性を表す球面調和関数に含まれている定数Ｃｎｍおよびψｎｍに、静磁場不均一による画像の歪みを補正するための補正項Ｃｎｍ′およびψｎｍ′を加える。静磁場不均一は勾配磁場の非線形性と同様に、球面調和関数で表すことができるので、定数Ｃｎｍおよびψｎｍに、静磁場不均一による画像の歪みを補正するための補正項Ｃｎｍ′およびψｎｍ′を加えることにより、球面調和関数に、静磁場の不均一性を表す磁場成分と、勾配磁場の非線形性を表す磁場成分とを含めることができる。したがって、勾配磁場の非線形性による画像の歪みだけでなく、静磁場不均一による画像の歪みも補正することができる。【選択図】図１
2013248081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に静磁場および勾配磁場を印加する磁気共鳴装置であって、
前記被検体から収集されたｋ空間のデータに基づいて、前記被検体の画像データを作成する画像データ作成手段と、
前記勾配磁場の非線形性を表すための定数を含む関数に基づいて、前記画像データを補正する補正手段と、
を有し、
前記関数は、前記定数に、前記静磁場の不均一性による画像の歪みを補正するための補正項が加えられている、磁気共鳴装置。
【請求項２】
前記補正項は、前記静磁場の不均一性と、撮影条件とに基づいて決定される値である、請求項１に記載の磁気共鳴装置。
【請求項３】
前記撮影条件には、撮像視野、受信バンド、および周波数方向の勾配磁場の極性が含まれている、請求項２に記載の磁気共鳴装置。
【請求項４】
前記関数は球面調和関数である、請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
【請求項５】
被検体に静磁場および勾配磁場を印加する磁気共鳴装置を用いて取得された前記被検体の画像データを補正する画像データ補正方法であって、
前記被検体から収集されたｋ空間のデータに基づいて、前記被検体の画像データを作成する画像データ作成ステップと、
前記勾配磁場の非線形性を表すための定数を含む関数に基づいて、前記画像データを補正する補正ステップと、
を有し、
前記関数は、前記定数に、前記静磁場の不均一性による画像の歪みを補正するための補正項が加えられている、画像データ補正方法。
【請求項６】
前記補正項は、前記静磁場の不均一性と、撮影条件とに基づいて決定される値である、請求項５に記載の画像データ補正方法。
【請求項７】
前記撮影条件には、撮像視野、受信バンド、および周波数方向の勾配磁場の極性が含まれている、請求項６に記載の画像データ補正方法。
【請求項８】
前記関数は球面調和関数である、請求項５〜８のうちのいずれか一項に記載の画像データ補正方法。
【請求項９】
被検体に静磁場および勾配磁場を印加する磁気共鳴装置のプログラムであって、
前記被検体から収集されたｋ空間のデータに基づいて、前記被検体の画像データを作成する画像データ作成処理と、
前記勾配磁場の非線形性を表すための定数を含む関数に基づいて、前記画像データを補正する補正処理と、
を計算機に実行させるためのプログラムであり、
前記関数は、前記定数に、前記静磁場の不均一性による画像の歪みを補正するための補正項が加えられている、プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体に静磁場および勾配磁場を印加する磁気共鳴装置、画像データを補正する画像データ補正方法、および画像データを補正するためのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、静磁場不均一による画像の歪みを補正するための技術が知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−１７６４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
また、関数を用いて勾配磁場の非線形性による画像の歪みを補正する技術も知られている。しかし、この方法では、静磁場不均一による画像の歪みを補正することができない。そこで、勾配磁場の非線形性による画像の歪みと、静磁場不均一による画像の歪みを補正することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様は、被検体に静磁場および勾配磁場を印加する磁気共鳴装置であって、
前記被検体から収集されたｋ空間のデータに基づいて、前記被検体の画像データを作成する画像データ作成手段と、
前記勾配磁場の非線形性を表すための定数を含む関数に基づいて、前記画像データを補正する補正手段と、
を有し、
前記関数は、前記定数に、前記静磁場の不均一性による画像の歪みを補正するための補正項が加えられている、磁気共鳴装置である。
【０００６】
本発明の第２の態様は、被検体に静磁場および勾配磁場を印加する磁気共鳴装置を用いて取得された前記被検体の画像データを補正する画像データ補正方法であって、
前記被検体から収集されたｋ空間のデータに基づいて、前記被検体の画像データを作成する画像データ作成ステップと、
前記勾配磁場の非線形性を表すための定数を含む関数に基づいて、前記画像データを補正する補正ステップと、
を有し、
前記関数は、前記定数に、前記静磁場の不均一性による画像の歪みを補正するための補正項が加えられている、画像データ補正方法である。
【０００７】
本発明の第３の態様は、被検体に静磁場および勾配磁場を印加する磁気共鳴装置のプログラムであって、
前記被検体から収集されたｋ空間のデータに基づいて、前記被検体の画像データを作成する画像データ作成処理と、
前記勾配磁場の非線形性を表すための定数を含む関数に基づいて、前記画像データを補正する補正処理と、
を計算機に実行させるプログラムであり、
前記関数は、前記定数に、前記静磁場の不均一性による画像の歪みを補正するための補正項が加えられているプログラムである。
【発明の効果】
【０００８】
勾配磁場の非線形性を表すための定数に、静磁場の不均一性による画像の歪みを補正するための補正項が加えられているので、勾配磁場の非線形性による画像の歪みだけでなく、静磁場不均一による画像の歪みも補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一形態の磁気共鳴装置の概略図である。
【図２】画像の歪みを補正するときの説明図である。
【図３】式（２）の球面調和関数を用いて画像データを補正するまでのフローを示す図である。
【図４】本形態で使用されるパルスシーケンスの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、発明を実施するための形態について説明するが、本発明は、以下の形態に限定されることはない。
【００１１】
図１は、本発明の一形態の磁気共鳴装置の概略図である。
磁気共鳴装置（以下、「ＭＲ装置」と呼ぶ。ＭＲ：Magnetic Resonance）１００は、マグネット２、テーブル３、受信コイル４などを有している。
【００１２】
マグネット２は、被検体１１が収容されるボア２１、超伝導コイル２２、勾配コイル２３、ＲＦコイル２４などを有している。超伝導コイル２２は静磁場を印加し、勾配コイル２３は勾配磁場を印加し、ＲＦコイル２４はＲＦパルスを送信する。尚、超伝導コイル２２の代わりに、永久磁石を用いてもよい。
【００１３】
テーブル３は、被検体１１を支持するためのクレードル３ａを有している。クレードル３ａがボア２１に移動することによって、被検体１１がボア２１に搬入される。
受信コイル４は被検体１１に取り付けられている。
【００１４】
ＭＲ装置１００は、更に、送信器５、勾配磁場電源６、受信器７、制御部８、操作部９、および表示部１０を有している。
【００１５】
送信器５は、ＲＦコイル２４に電流を供給する。
勾配磁場電源６は、勾配コイル２３に電流を供給する。
受信器７は、受信コイル４から受け取った信号に対して検波などの信号処理を行い、制御部８に出力する。
【００１６】
制御部８は、表示部１０に必要な情報を伝送したり、受信器７から受け取ったデータに基づいて画像を再構成するなど、ＭＲ装置１００の各種の動作を実現するように、ＭＲ装置１００の各部の動作を制御する。制御部８は、例えばコンピュータ（computer）によって構成される。制御部８は、画像データ作成手段８１、算出手段８２、および補正手段８３などを有している。
【００１７】
画像データ作成手段８１は、受信器７から受け取ったデータに基づいて、画像データを作成する。
算出手段８２は、後述する係数ｋおよび補正項Ｃｎｍ′およびψｎｍ′を算出する
補正手段８３は、画像データ作成手段８１が作成した画像データを補正する。
【００１８】
制御部８は、画像データ作成手段８１、算出手段８２、および補正手段８３を構成する一例であり、所定のプログラムを実行することにより、これらの手段として機能する。
【００１９】
操作部９は、オペレータにより操作され、種々の情報を制御部８に入力する。表示部１０は種々の情報を表示する。
ＭＲ装置１００は、上記のように構成されている。
【００２０】
本形態では、ＭＲ装置１００を用いることにより、勾配磁場の非線形性や静磁場不均一によって周波数方向に生じる画像の歪みを補正することができる。以下に、本形態において、周波数方向に生じる画像の歪みを補正する方法について説明する。
【００２１】
図２は、画像の歪みを補正するときの説明図である。図２には、勾配磁場の非線形性が概略的に示されている。
【００２２】
磁場中心およびその近傍では、勾配磁場Ｇは実質的に線形性を保持している。しかし、磁場中心から離れるに従って勾配磁場Ｇの線形性が劣化し、勾配磁場Ｇの非線形性が目立ってくる。例えば、位置ｘ１の勾配磁場Ｇは理想的にはｂ１であるが、勾配磁場Ｇの非線形性によって実際にはｂ２になっている。したがって、位置ｘ１で収集された磁気共鳴信号は、画像を再構成するときには、位置ｘ２から収集された磁気共鳴信号として処理される。したがって、位置ずれΔｘが生じる。このような位置ずれΔｘは画像の歪みの原因となるので、本形態では、以下のようにして位置ずれΔｘを補正する。
【００２３】
先ず、勾配磁場Ｇの非線形性を表すことができる関数について考える。勾配磁場Ｇの非線形性は、例えば、以下のような球面調和関数を用いて表すことができる。
【数１】
2013248081.tif 000003
… （式１）
【００２４】
式（１）の球面調和関数は極座標系（ｒ，θ，φ）で表されている。定数Ｃｎｍおよびψｎｍは、固定値として求められるものである。一方、係数ｋは、撮影条件に応じて変化する値であり、具体的には、以下の条件によって決定される。
（１）ＦＯＶ（撮像視野）
（２）ＢＷ（受信バンド幅）
（３）周波数方向の勾配磁場の極性
【００２５】
係数ｋは、条件（１）〜（３）によって決定される。したがって、式（１）によって勾配磁場の非線形性がわかるので、位置ずれΔｘを補正することができる。これにより、勾配磁場の非線形性によって生じる画像の歪みを補正することができる。
【００２６】
しかし、式（１）では、勾配磁場の非線形性によって生じる画像の歪みを補正することができるが、静磁場の不均一によって生じる画像の歪みを補正することはできない。そこで、本形態では、式（１）に対して、静磁場の不均一によって生じる画像の歪みも補正できるように、定数Ｃｎｍおよびψｎｍに補正項を加えている。定数に補正項を加えたときの磁場分布は、以下の式で表される。
【数２】
2013248081.tif 000004
… （式２）
ここで、補正項Ｃｎｍ′およびψｎｍ′は、静磁場の不均一性と、上記の条件（１）〜（３）とによって決まる値である。
【００２７】
静磁場不均一は勾配磁場の非線形性と同様に、球面調和関数で表すことができる。したがって、定数Ｃｎｍおよびψｎｍに、静磁場不均一による画像の歪みを補正するための補正項Ｃｎｍ′およびψｎｍ′を加えることにより、式（２）の球面調和関数に、静磁場の不均一性を表す磁場成分と、勾配磁場の非線形性を表す磁場成分とを含めることができる。このため、式（２）の球面調和関数を用いて画像データを補正することにより、勾配磁場の非線形性による画像の歪みだけでなく、静磁場不均一による画像の歪みも補正することができる。
【００２８】
次に、式（２）の球面調和関数を用いて画像データを補正するまでの手順について説明する。
【００２９】
図３は、式（２）の球面調和関数を用いて画像データを補正するまでのフローを示す図である。
ステップＳＴ１では、オペレータは被検体を撮影するときに使用されるプロトコルを設定する。プロトコルとは、被検体をスキャンするときに使用されるパルスシーケンスなどを規定したものである。図４に、本形態で使用されるパルスシーケンスの一例として、スピンエコー法で被検体をスキャンするパルスシーケンスを示す。プロトコルを設定することにより、被検体をスキャンするときに使用されるパルスシーケンスが決まるので、周波数方向の勾配磁場の極性（条件（３））を決定することができる。尚、周波数方向には、２つの勾配磁場Ｇ１およびＧ２が印加されている。図４のパルスシーケンスでは、エコー信号は勾配磁場Ｇ２を印加しているときに得られるので、勾配磁場Ｇ２の極性が、条件（３）の極性として採用される。勾配磁場Ｇ２の極性は正の勾配である。
【００３０】
また、オペレータは、スライス枚数、スライス厚、スライス間隔、ＦＯＶ、ＢＷなどの別の撮影条件も設定する。これにより、ＦＯＶおよびＢＷが決まるので、上記の条件（１）および（２）も決定することができる。撮影条件を設定した後、ステップＳＴ２に進む。
【００３１】
ステップＳＴ２では、ステップＳＴ１で設定した撮影条件に従って、被検体をスキャンする。スキャンにより収集された磁気共鳴信号は受信器７（図１参照）で信号処理され、制御部８に伝送される。制御部８では、画像データ作成手段８１（図１参照）が、受信器７から受け取ったｋ空間のデータに基づいて、撮影部位の画像データを作成する。画像データを作成した後、ステップＳＴ３に進む。
【００３２】
ステップＳＴ３では、算出手段８２（図１参照）が、式（２）の球面調和関数の係数ｋおよび補正項Ｃｎｍ′およびψｎｍ′を算出する。ステップＳＴ１において条件（１）〜（３）は既に決定されているので、係数ｋおよび補正項Ｃｎｍ′およびψｎｍ′を算出することができる。係数ｋおよび補正項Ｃｎｍ′およびψｎｍ′を算出した後、ステップＳＴ４に進む。
【００３３】
ステップＳＴ４では、補正手段８３（図１参照）が、係数ｋおよび補正項Ｃｎｍ′およびψｎｍ′が算出された式（２）の球面調和関数を用いて、ステップＳＴ２で作成した画像データを補正し、フローを終了する。
【００３４】
本形態では、式（２）の球面調和関数には、静磁場の不均一性を表す磁場成分と、勾配磁場の非線形性を表す磁場成分とが含まれている。したがって、係数ｋおよび補正項Ｃｎｍ′およびψｎｍ′を求め、式（２）の球面調和関数を用いて画像データを補正することにより、勾配磁場の非線形性による画像の歪みだけでなく、静磁場不均一による画像の歪みも補正することができる。
【００３５】
また、本形態では、式（２）の球面調和関数を用いて画像データを補正するので、補正データを得るための専用のスキャンを行う必要がなく、撮影時間が長くなることを防止できる。
【００３６】
尚、本形態では、式（２）の球面調和関数を用いて画像データを補正しているが、球面調和関数とは別の関数を用いて画像データを補正してもよい。
【符号の説明】
【００３７】
２  マグネット
３  テーブル
３ａ  クレードル
４  受信コイル
５  送信器
６  勾配磁場電源
７  受信器
８  制御部
９  操作部
１０  表示部
１１  被検体
２１  ボア
２２  超伝導コイル
２３  勾配コイル
２４  ＲＦコイル
８１  画像データ作成手段
８２  算出手段
８３  補正手段
１００  ＭＲ装置
【図１】
2013248081.tif 000005
【図２】
2013248081.tif 000006
【図３】
2013248081.tif 000007
【図４】
2013248081.tif 000008