(57)【要約】【課題】  加算計測の撮像時間と加算回数が同じであっても、画像のS/Nを低下させること無く空間分解能を向上させることを可能とする。【解決手段】  所定のパルスシーケンスを用いて、撮像領域から同一エンコードのエコー信号をN(Nは自然数)回計測する加算計測の制御を行う際に、N回計測の内の少なくとも1回において、所定の方向に撮像領域を画像のサブピクセルサイズ分シフトさせてエコー信号の計測を行い、サブピクセルシフトさせた計測を含むN回計測で計測されたエコー信号を用いて、各回毎に再構成されたN個の画像に基づいて、所定の方向の空間分解能を向上させた高分解能画像を取得する。【選択図】          図2
2013202245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のパルスシーケンスを用いて、撮像領域から同一エンコードのエコー信号をＮ（Ｎは２以上の自然数）回計測する加算計測の制御を行う計測制御部と、
前記加算計測されたエコー信号を用いて画像を再構成する画像再構成部と、
を備えた磁気共鳴イメージング装置であって、
前記Ｎ回計測の内の少なくとも１回において、所定の方向に前記撮像領域を前記画像のサブピクセルサイズだけシフト（以下、サブピクセルシフト）させるための該シフト量を求めるサブピクセルシフト部と、
前記サブピクセルシフトさせた計測を含む前記Ｎ回計測で計測されたエコー信号を用いて前記画像再構成部により各回毎に再構成されたＮ個の画像に基づいて、前記所定の方向の空間分解能を向上させた高分解能画像を取得する画像加算処理部と、
を備えた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において、
前記所定の方向は、周波数エンコード方向であり、
前記サブピクセルシフト部は、前記周波数エンコード方向に前記撮像領域を前記サブピクセルシフトさせるための前記エコー信号の受信バンド幅のシフト量を求める
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において、
前記所定の方向は、位相エンコード方向であり、
前記サブピクセルシフト部は、前記位相エンコード方向に前記撮像領域を前記サブピクセルシフトさせるためのＢ０磁場及びＢ０コイルに供給する電流量を求める
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において、
前記所定の方向は、位相エンコード方向と周波数エンコード方向であり、
前記サブピクセルシフト部は、前記周波数エンコード方向に前記撮像領域を前記サブピクセルシフトさせるための前記エコー信号の受信バンド幅のシフト量と、前記位相エンコード方向に前記撮像領域を前記サブピクセルシフトさせるためのＢ０磁場及びＢ０コイルに供給するＢ０電流量と、を求める
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４記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記計測制御部は、前記Ｎ回計測の内の一部の回数で前記受信バンド幅をシフトさせる計測を行い、前記Ｎ回計測の内の他の一部の回数で前記Ｂ０コイルに電流を供給して前記Ｂ０磁場を発生させる計測を行う
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１乃至５のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記画像加算処理部は、前記Ｎ個の画像データを、前記所定方向に前記サブピクセルシフトさせて、前記高分解能画像のピクセル毎に加算平均して該ピクセルの値を求め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】
所定のパルスシーケンスを用いて、撮像領域から同一エンコードのエコー信号をＮ（Ｎは自然数）回計測する加算計測の制御を行う計測ステップと、
前記加算計測されたエコー信号を用いて画像を再構成する画像再構成ステップと、
を備えた磁気共鳴イメージング装置における計測方法であって、
前記Ｎ回計測の内の少なくとも１回において、所定の方向に前記撮像領域を前記画像のサブピクセルサイズだけシフト（以下、サブピクセルシフト）させるための該シフト量を求めるテップと、
前記サブピクセルシフトさせた計測を含む前記Ｎ回計測で計測されたエコー信号を用いて各回毎に再構成されたＮ個の画像に基づいて、前記所定の方向の空間分解能を向上させた高分解能画像を取得するステップと、
を備えたことを特徴とする計測方法。
【請求項８】
請求項７に記載の計測方法において、
前記画像加算処理は、前記加算計測で得られる各回の画像データを、前記所定方向に前記サブピクセルシフトさせて、前記高分解能画像のピクセル毎に加算平均して該ピクセルの値を求めることを特徴とする計測方法。
【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)装置に関し、特に、画像の空間分解能を向上させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
MRI装置は、被検体、特に人体の組織を構成する原子核スピンが発生するNMR信号を計測し、その頭部、腹部、四肢等の形態や機能を2次元的に或いは3次元的に画像化する装置である。撮影においては、NMR信号には、傾斜磁場によって異なる位相エンコードが付与されるとともに周波数エンコードされて、時系列データとして計測される。計測されたNMR信号は、2次元又は3次元フーリエ変換されることにより画像に再構成される。
【０００３】
上記MRI装置においては、画像のS/Nを向上させるために、同一エンコードのエコーデータを複数回計測する加算計測が行われている。しかし、加算回数が増加するほど撮像時間が増加してしまうことになる。また、画像の空間分解能を向上させるために、画像のマトリックスサイズを大きくしエンコード数を増加させて取得するエコーデータ数を増加させる。しかし、この場合も、空間分解能の向上とともに撮像時間が増加してしまうことになる。
【０００４】
一方、撮像時間が同一という条件においては、画像の空間分解能とS/Nとはトレードオフの関係になっている。即ち、画像のS/Nを向上させるためには同一エンコードのエコーデータの計測回数(加算回数)を増加させる必要があり、そのためには、画像のマトリックスサイズを小さく(空間分解能を粗く)してエンコード数を減少させる必要がある。逆に、画像の空間分解能を向上させるためには画像のマトリックスサイズを大きくしてエンコード数を増加させる必要があり、そのためには、同一エンコードのエコーデータの計測回数(加算回数)を減少させる必要がある。大抵の場合、画像の空間分解能を犠牲にして、撮像時間の短縮と画像のS/Nの向上を優先させている。
【０００５】
そのため、同じ撮像時間で空間分解能を向上させる手法として、k空間の高周波成分にゼロを充填した後にフーリエ変換を行なうことにより、実測エコーデータで充填されたk空間マトリクスの数倍の画像マトリクスで画像を表示する"zero-fill interpolation"法(例えば、特許文献1)があり、実際に臨床で使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特願平9-211463号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、"zero-fill interpolation"法は、一見して画像の空間分解能が向上した印象を受けるが、実測エコーデータによる空間分解能の向上ではないため、実質的な空間分解能の向上は見られない。即ち、上述したように、"zero-fill interpolation"法も含めて、加算計測の撮像時間と加算回数が同じという条件では、画像の空間分解能の向上は成されていなかった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、加算計測の撮像時間と加算回数が同じであっても、画像のS/Nを低下させること無く空間分解能を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、所定のパルスシーケンスを用いて、撮像領域から同一エンコードのエコー信号をN(Nは自然数)回計測する加算計測の制御を行う際に、N回計測の内の少なくとも1回において、所定の方向に撮像領域を画像のサブピクセルサイズ分シフトさせてエコー信号の計測を行い、サブピクセルシフトさせた計測を含むN回計測で計測されたエコー信号を用いて、各回毎に再構成されたN個の画像に基づいて、所定の方向の空間分解能を向上させた高分解能画像を取得する。具体的には、加算計測で得られる各回の画像データを、所定方向にサブピクセルサイズずつシフトさせて、高分解能画像のピクセル毎に加算平均して該ピクセルの値を求める。
【発明の効果】
【００１０】
本発明 のMRI装置及び計測方法によれば、加算計測の撮像時間と加算回数が同じであっても、画像のS/Nを低下させること無く空間分解能を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るMRI装置の一実施例の全体構成を示すブロック図。
【図２】加算回数2回の場合の画像加算処理を説明する図。
【図３】実施例1の計測方法を実現する各機能を示す機能ブロック図。
【図４】実施例1の処理フローを示すフォローチャート。
【図５】実施例1の効果を示すためのエコーデータのプロファイル図。(a)は、画像加算処理前のエコーデータのプロファイル図。(b)は、周波数エンコード方向のマトリックスサイズ(サンプリング数)を2倍にして取得したエコーデータのプロファイル図。(c)は、画像加算処理後のエコーデータのプロファイル図。(d)は、(a)(b)(c)の高周波領域のプロファイルの信号強度の比較図。
【図６】B0磁場を発生させて位相オフセットを付与する様子を模式的に示す図。
【図７】実施例3の周波数エンコード方向と、位相エンコード方向にサブピクセルシフトした場合の模式図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面に従って本発明のMRI装置の好ましい実施例について詳説する。なお、発明の実施例を説明するための全図において、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。
【００１３】
最初に、本発明に係るMRI装置を図1に基づいて説明する。図1は、本発明に係るMRI装置の一実施例の全体構成を示すブロック図である。
【００１４】
このMRI装置は、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、静磁場発生磁石102と、傾斜磁場コイル103及び傾斜磁場電源109と、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、計測制御部111と、全体制御部112と、表示・操作部113と、被検体101を搭載する天板を静磁場発生磁石102の内部に出し入れするベッド106と、を備えて構成される。
【００１５】
静磁場発生磁石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もので、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静磁場発生源が配置されている。
【００１６】
また、静磁場不均一を低減するための補償磁場を発生するシムコイルを備える。シムコイルは各次数の補償磁場を発生する成分コイルをそれぞれ有してなる。具体的には、次成分(Bo成分)や2次成分(x^2、y^2、xy、yz、zx、(x^2-y^2)成分など)、或いは更なる高次成分を含んでも良い。なお、1次成分は傾斜磁場コイルと兼用される。そして各成分コイルが、それぞれシミング電流値の電流が供給されて、各成分の補償磁場を発生する。このシムコイルは後述する傾斜磁場コイル103と一体化されていても良い。
【００１７】
傾斜磁場コイル103は、MRI装置の実空間座標系(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り、それぞれの傾斜磁場コイルは、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る。具体的には、各傾斜磁場コイルの傾斜磁場電源109は、それぞれ後述の計測制御部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Gx、Gy、Gzが発生する。
【００１８】
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、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(リードアウト)傾斜磁場パルス(Gf)が印加されて、NMR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。
【００１９】
RF送信コイル104は、被検体101に照射RF磁場パルス(以下、RFパルスと略記する)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、後述の計測制御部111からの命令に従って駆動されて、高周波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。
【００２０】
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り、信号処理部107に接続されて受信したエコー信号が信号処理部107に送られる。
【００２１】
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、後述の計測制御部111からの命令に従って、信号処理部107が、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。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計測制御部111に送る。
【００２２】
計測制御部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に送信してこれらを制御する制御部である。具体的には、計測制御部111は、後述する全体制御部112の制御で動作し、ある所定の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の収集を制御する。繰り返しの際には、2次元撮像の場合には位相エンコード傾斜磁場の印加量を、3次元撮像の場合には更にスライスエンコード傾斜磁場の印加量も、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。
【００２３】
全体制御部112は、計測制御部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ものであって、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部115と、外部ネットワークとのインターフェースを行うネットワークIF116と、を有して成る。また、全体制御部112には、光ディスク等の外部記憶部117が接続されていても良い。具体的には、計測制御部111を制御してエコーデータの収集を実行させ、計測制御部111からのエコーデータが入力されると、演算処理部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、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。そして演算処理部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、後述の表示・操作部113に表示させ、内部記憶部115や外部記憶部117に記録させた、りネットワークIF116を介して外部装置に転送したりする。
【００２４】
表示・操作部118は、再構成された被検体101の画像を表示する表示部と、MRI装置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を入力するトラックボール又はマウス及びキーボード等の操作部と、から成る。この操作部は表示部に近接して配置され、操作者が表示部を見ながら操作部を介してインタラクティブにMRI装置の各種処理を制御する。
【００２５】
現在MRI装置の撮像対象核種は、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。
【実施例１】
【００２６】
次に、本発明のMRI装置及び計測方法についての実施例1を説明する。本実施例1は、加算計測において、画像のS/Nを劣化させることなく周波数エンコード方向の空間分解能を向上させる。そのためには、加算計測における2回目以降のエコー信号の受信の際に、撮像領域が周波数エンコード方向に1ピクセルサイズ未満(サブピクセルサイズ)だけシフトするように、受信周波数をずらす。以下、図面に基づいて、本実施例1を詳細に説明する。
【００２７】
(実施例1の概要)
最初に、本実施例1の概要について説明する。
N(Nは2以上の自然数)回の加算計測において、被検体の同じ撮像領域からエコー信号を受信するが、同一エンコードのi(iは自然数で、1≦i≦N)回目のエコー信号の受信の際に、撮像領域が周波数エンコード方向に1ピクセルサイズの(i-1)/N(つまりサブピクセルサイズ)だけシフトするように、受信周波数をずらす。この受信周波数をずらすことは、受信バンド幅をシフトすることによって実現する。その結果、実質的に、i回目の計測が、周波数エンコード方向に1ピクセルサイズの(i-1)/Nだけシフトした撮像領域からのエコー信号の計測に相当することになる。つまり、1〜N回目の計測が、それぞれ、周波数エンコード方向に少しずつシフトした撮像領域を計測することになるので、これらの計測により得られるエコーデータを用いることによって、画像の周波数エンコード方向における空間分解能を向上させることが可能になる。
【００２８】
具体的には、周波数エンコード方向のサンプリング数(マトリックスサイズ)をFrequencySamplingPoint[pixel]、撮像条件に応じて定まるエコー信号の受信バンド幅(帯域)をBandWidth[kHz]とすると、i回目のエコー信号の受信の際の受信バンド幅のシフト量を(1)式のように求める。
2013202245.tif 000003
このようにして、各エンコードでi回目の計測により取得されたエコーデータをi回目のk空間に充填することにより、N個のk空間データが取得される。
【００２９】
次に、上記のようにして取得されたN個のk空間データから周波数エンコード方向に高空間分解能の画像を得るため画像加算処理について、図2に基づいて説明する。
【００３０】
i回目のk空間データをフーリエ変換してi回目の画像Iiを得る。これを1〜N回目のk空間データについてそれぞれ繰り返して1〜N回目の画像を得る。そして、各画像の周波数エンコード方向のマトリックスサイズはFrequencySamplingPoint[pixel]であるが、これをN倍した画像マトリックスを用意する。つまり、周波数エンコード方向のマトリックスサイズがNXFrequencySamplingPoint[pixel]の高空間分解能の画像Ihrを用意する。そして、画像Ihrの周波数エンコード方向のj[1≦j≦NXFrequencySamplingPoint]番目の画素値Ihr(j)を、i(1≦i≦N)回目の画像Iiの周波数エンコード方向のp(1≦p≦FrequencySamplingPoint)番目の画素値Ii(p)を用いて以下のように求める。
【００３１】
Ihr(j)＝(1/N)ΣIi(INT((j−i＋N)/N))      (2)
ここで、INT(a)は、aを超えない最大整数を取得する関数である。つまり、加算計測で得られる各回の画像データを周波数エンコード方向にサブピクセルサイズずつシフトさせて、高空間分解能画像のピクセル毎に加算平均して該ピクセルの値を求める。このようにして作成された画像は、周波数エンコード方向のマトリックスサイズがN倍になりピクセルサイズが1/Nになっていることから、周波数エンコード方向の空間分解能が擬似的に1/Nに向上されたものとなる。
【００３２】
N=2(つまり加算回数が2回)の例を図2に示す。この場合は、加算1回目の計測における撮像領域に対して、加算2回目の計測における撮像領域が1ピクセルサイズの1/2分だけ周波数エンコード方向にシフトするように受信バンド幅をシフトする。そして、加算1回目の画像I1と加算2回目の画像I2とを用いて、画像加算処理により作成する高空間分解能画像Ihrの周波数エンコード方向の各画素値を、
・・・
Ihr(2n-2)＝[I1(n-1)+I2(n-1)]/2
Ihr(2n-1)＝[I1(n)+I2(n-1)]/2
Ihr(2n  )＝[I1(n)+I2(n)]/2
Ihr(2n+1)＝[I1(n+1)+I2(n)]/2
Ihr(2n+2)＝[I1(n+1)+I2(n+1)]/2
・・・
とする。つまり、加算1回目の画像I1に対して、加算2回目の画像I2を周波数エンコード方向に1/2ピクセルサイズ分シフトさせて、高空間分解能画像Ihrのピクセル毎に加算平均して該ピクセルの値を求める。この図2の例では、周波数エンコード方向のマトリックスサイズが2倍になっていることから、周波数エンコード方向のピクセルサイズが1/2になって、周波数エンコード方向の空間分解能が擬似的に1/2に向上されたものとなる。
【００３３】
なお、必要に応じて、周波数エンコード方向に高空間分解能の画像を得た後に、周波数エンコード方向のマトリックスサイズを変換しても良い。たとえば、周波数エンコード方向のマトリックスサイズを元のマトリックスサイズのN'倍(1≦N'＜N)とするために、得られた高空間分解能画像を周波数エンコード方向にN'/Nに圧縮しても良い。元々空間分解能が向上された画像を圧縮するので、圧縮後の画像も、本実施例1によらない単純な加算計測で得られる画像と比較して、空間分解能が向上したものとなる。
【００３４】
(実施例1の機能ブロック)
次に、上述した本実施例1の概要に基づく計測方法を実現するための各機能を図3に示す機能ブロック図に基づいて説明する。本実施例1の機能は、撮像条件設定部301と、サブピクセルシフト部302と、画像再構成部303と、画像加算処理部304と、画像圧縮部305と、を有してなる。なお、画像圧縮部305は無くても良い。
【００３５】
撮像条件設定部301は、表示・操作部118を介して入力設定された撮像パラメータの値、あるいは、内部記憶部115に予め設定されている撮像パラメータの値を読み込んで、それらの値を設定する。本実施例1に係わる撮像パラメータとして、周波数エンコード方向のFOVf、周波数エンコード方向のマトリックス数(サンプリング数)FrequencySamplingPoint[pixel]、加算回数N、等がある。そして、これらの撮像パラメータの値をサブピクセルシフト部302に通知する。また、これらの撮像パラメータの値に基づいて、撮像シーケンスの制御データを生成して、計測制御部111に通知する。
【００３６】
サブピクセルシフト部302は、前述の(1)式にしたがって、i回目のエコー信号の受信の際の受信バンド幅のシフト量を求める。そして、求めたi回目の計測の際の受信バンド幅のシフト量を計測制御部111に通知する。計測制御部111は、通知されたシフト量を用いてi回目の計測の際の受信バンド幅をサブピクセル分シフトさせてエコー信号を受信し、そのエコーデータを画像再構成部303に通知する。
【００３７】
画像再構成部303は、エンコード毎の加算回数i回目に計測されたエコーデータが充填されて生成されたi回目のk空間データにフーリエ変換を施してi回目の画像を再構成する。
【００３８】
画像加算処理部304は、前述の(2)式に基づいて、1〜N回目の画像データを用いて、周波数エンコード方向に高空間分解能の画像を生成する。そして、生成した画像データを画像圧縮部305に通知するか、画像圧縮部305が無い場合には、表示・操作部118に生成した高空間分解能の画像を表示させる。
【００３９】
画像圧縮部305は、周波数エンコード方向に高空間分解能の画像における周波数エンコード方向のマトリックスサイズをN'/N(1≦N'＜N)倍に圧縮して、周波数エンコード方向のマトリックスサイズがN'XFrequencySamplingPoint[pixel]の画像を生成する。そして、圧縮した画像を表示・操作部118に表示させる。
【００４０】
(実施例1の処理フロー)
次に、上記各機能部が連携して行なう本実施例1の処理フローを図4に示すフローチャートに基づいて説明する。本処理フローは、予めプログラムとして内部記憶装置115に記憶されており、演算処理部114が内部記憶装置115からそのプログラムを読み込んで実行することにより実施される。以下、各処理ステップの処理内容を詳細に説明する。
【００４１】
ステップ401で、撮像条件設定部301は、本実施例1に係る撮像パラメータの値を設定する。例えば、表示・操作部118を介して入力設定された撮像パラメータの値、あるいは、内部記憶部115に予め設定されている撮像パラメータの値を読み込んで、それらの値を設定する。具体的には、周波数エンコード方向のFOVf、周波数エンコード方向のマトリックス数(サンプリング数)FrequencySamplingPoint[pixel]、加算回数Nの値をそれぞれ設定する。
【００４２】
ステップ402で、サブピクセルシフト部302は、ステップ401で設定された撮像条件に基づいて、加算回数N回の計測の各々について、1〜N回目のエコー信号の受信の際の受信バンド幅のシフト量を(1)式に基づいてそれぞれ算出し、算出した1〜N回目の計測の際の受信バンド幅のシフト量を計測制御部111に通知する。
【００４３】
ステップ403で、計測制御部111は、加算計測のループカウンタiを1に設定する。
ステップ404で、計測制御部111は、i回目の計測において、エコー信号の受信の際の受信バンド幅をステップ402で算出された量だけシフトさせて、エコー信号の計測を行う。そして、計測したエコー信号のデータ(エコーデータ)を画像再構成部303に通知する。画像再構成部303は、通知されたエコーデータをi回目の計測に該当するk空間に充填する。
【００４４】
ステップ405で、計測制御部111は、計測回数のループカウンタiと加算回数Nとを比較して、iがNより小さければ(Yes)ステップ406に移行し、iがN以上であれば(Nｏ)ステップ407に移行する。
【００４５】
ステップ406で、計測制御部111は、計測回数のループカウンタiに1を加算して、ステップ404に移行する。
【００４６】
ステップ407で、画像再構成部303は、ステップ404で得られた、1〜N回目のk空間データをそれぞれ再構成して、1〜N回目の画像を得る。
【００４７】
ステップ408で、画像加算処理部304は、ステップ407で得られた1〜N回目の画像データを用いて、(2)式に基づいて画像加算処理を行い、周波数エンコード方向に高空間分解能の画像を得る。このようにして作成された画像は、周波数エンコード方向のマトリックスサイズがN倍になっており、周波数エンコード方向のピクセルサイズが1/Nになって空間分解能が擬似的に1/Nに向上されたものとなる。なお、画像圧縮部305が無い場合は、画像加算処理部304が生成した高空間分解能画像を表示・操作部118に表示させる。
【００４８】
ステップ409で、画像圧縮部305は、ステップ408で得られた周波数エンコード方向に高空間分解能の画像のマトリックスサイズを、周波数エンコード方向にN'/N(1≦N'＜N)倍に圧縮する。そして、圧縮した画像を表示・操作部118に表示させる。なお、画像圧縮部305が無い場合は、本ステップ409は省略される。
以上までが、本実施例1の処理フローの説明である。
【００４９】
(実施例1の効果)
本実施例1の効果を示すために、N＝2とした場合のエコーデータ(Rawデータ)のプロファイル(空間周波数特性)の比較結果を図5に示す。図5(a)は、ステップ404で得られる加算i回目のエコーデータのプロファイルを示し、図5(c)は、ステップ408で得られた周波数エンコード方向に高空間分解能の画像を周波数エンコード方向に逆フーリエ変換して、エコーデータに戻したプロファイルを示す。比較のために、周波数エンコード方向のマトリックスサイズ(サンプリング数)を2倍にして取得したエコーデータのプロファイルを図5(b)に示す。共に、縦軸は信号強度、横軸は周波数エンコード数を示している。
【００５０】
高周波領域の信号を比較すると、図5(a)に示すように、画像加算処理前の加算i回目のエコーデータには、高周波領域501と502に信号が存在しない(したがって、空間分解能が低い)が、図5(c)に示すように、画像加算処理後のエコーデータには、高周波領域505と506に信号が存在ししている(したがって、空間分解能が高い)。
【００５１】
つまり、画像加算処理によって、周波数エンコード方向の空間分解能が向上していることが理解される。ただし、図5(c)の高周波領域505と506の信号強度が、図5(b)の高周波領域503と504の信号強度より小さいことから、画像加算処理後の周波数エンコード方向の空間分解能は、周波数エンコード方向のマトリックスサイズ(サンプリング数)を2倍にして取得した場合の周波数エンコード方向の空間分解能より低いことが理解される。図5(a)(b)(c)の高周波領域のプロファイルの信号強度の比較を図5(d)に示す。この図5(d)によれば、周波数エンコード方向の空間分解能は、
コンボリューション処理前601＜コンボリューション処理後602＜サンプリング数2倍603
の関係となることが理解される。
【００５２】
以上説明したように、本実施例1のMRI装置及び計測方法は、加算計測において、画像のS/Nを劣化させることなく周波数エンコード方向の空間分解能を向上させるために、2回目以降のエコー信号の受信の際に、撮像領域が周波数エンコード方向に1ピクセルサイズ未満(つまりサブピクセルサイズ)だけシフトするように、受信周波数をずらす。そして、このようにして得られた加算回数分のエコーデータを用いて、画像加算処理を適用することにより周波数エンコード方向に高空間分解能の画像を得る。その結果、加算計測の撮像時間と加算回数が同じであっても、画像のS/Nを低下させること無く周波数エンコード方向の空間分解能を向上させることが可能となる。
【実施例２】
【００５３】
次に、本発明のMRI装置及び計測方法についての実施例2を説明する。本実施例2は、加算計測において、画像のS/Nを劣化させることなく位相エンコード方向の空間分解能を向上させる。そのためには、加算計測における2回目以降のエコー信号への位相エンコードの付与の際に、B0コイルを用いて静磁場強度をシフトさせて、撮像領域が位相エンコード方向に1ピクセルサイズ未満(サブピクセルサイズ)だけシフトするように、位相オフセットを付与する。以下、図面に基づいて、本実施例2を詳細に説明する。
【００５４】
(実施例2の概要)
最初に、本実施例2の概要について説明する。
【００５５】
N(Nは2以上の自然数)回の加算計測において、被検体の同じ撮像領域からエコー信号を受信するが、同一エンコードのi(iは自然数で、1≦i≦N)回目のエコー信号に位相エンコードを付与する際に、撮像領域が位相エンコード方向に1ピクセルサイズの(i-1)/N(つまりサブピクセルサイズ)だけシフトするように、B0コイルを用いて静磁場強度をシフトさせることで位相オフセットを付与する。その結果、実質的に、i回目の計測が、位相エンコード方向に1ピクセルサイズの(i-1)/Nだけシフトした撮像領域からのエコー信号の計測に相当することになる。つまり、1〜N回目の計測が、それぞれ、位相エンコード方向に少しずつシフトした撮像領域を計測することになるので、これらの計測により得られるエコー信号を用いることによって、画像の位相エンコード方向における空間分解能を向上させることが可能になる。
【００５６】
具体的には、位相エンコード方向のエンコード数(マトリックスサイズ)をPhaseEncodePoint[pixel]、各PhaseEncodePointに対応した位相エンコード傾斜磁場強度をGp[mT/m]、位相エンコード方向の撮像視野をFOVp[mm]、B0コイルに発生させる磁場強度をB0[Hz]、位相エンコード傾斜磁場の印加時間をTp[sec]とすると、i回目のエコー信号に位相オフセットФoffsetを付与するためにB0コイルに発生させる磁場強度B0は(3)式のように求める。
【００５７】
Фoffset＝2πB0Tp
2013202245.tif 000004
2013202245.tif 000005
上記のようにB0磁場を発生させて位相オフセットを付与する様子を図6に模式的に示す。図6に示すように、1回目の計測の中心周波数603に対して、i回目の計測では(3)式に基づいてB0磁場を変化させてエコー信号に位相オフセット606を付与する。その結果、位相エンコード傾斜磁場の印加プロファイルは、1回目の計測における601、602が、i回目の計測において、それぞれ604、605となる。
【００５８】
このようにエコー信号への位相エンコードの付与の際に位相オフセットを同時に付与することにより、1回目で計測する位相エンコード方向の撮像領域に対して、i回目で計測する位相エンコード方向の撮像領域を、位相エンコード方向の1ピクセルサイズの(i-1)/Nだけシフさせることができる。
【００５９】
以上のようにして、i回目の計測により取得されたエコーデータをi回目のk空間に充填することにより、N個のk空間データが取得される。そして、N個のk空間データから位相エンコード方向に高空間分解能の画像を得るために画像加算処理を行うが、この画像加算処理は、前述の実施例1で説明した(2)式及び図2の処理を位相エンコード方向に行えば良い。つまり、加算計測で得られる各回の画像データを、位相エンコード方向にサブピクセルサイズずつシフトさせて高空間分解能画像のピクセル毎に加算平均して該ピクセルの値を求める。
【００６０】
なお、前述の実施例1と同様に本実施例2においても必要に応じて、位相エンコード方向に高空間分解能の画像を得た後に、位相エンコード方向のマトリックスサイズを変換しても良い。たとえば、位相エンコード方向のマトリックスサイズを元のマトリックスサイズのN'倍(1≦N'＜N)とするために、得られた高空間分解能画像を位相エンコード方向にN'/Nに圧縮しても良い。
【００６１】
(実施例2の機能ブロック)
次に、上述した本実施例2の概要に基づく計測方法を実現するための各機能を図3に示す機能ブロック図に基づいて説明する。本実施例2の機能は、前述の実施例1の機能と同じであるが、サブピクセルシフト部302と、画像加算処理部304と、画像圧縮部305の処理内容が異なる。なお、本実施例2においても画像圧縮部305は無くても良い。以下、異なる機能のみ説明し、同じ機能説明は省略する。
【００６２】
撮像条件設定部301は、表示・操作部118を介して入力設定された撮像パラメータの値、あるいは、内部記憶部115に予め設定されている撮像パラメータの値を読み込んで、それらの値を設定する。本実施例2に係わる撮像パラメータとして、位相エンコード方向のFOVp、位相エンコード方向のマトリックス数(サンプリング数)PhaseEncodingPoint[pixel]、加算回数N、等がある。そして、これらの撮像パラメータの値をサブピクセルシフト部302に通知する。また、これらの撮像パラメータの値に基づいて、撮像シーケンスの制御データを生成して、計測制御部111に通知する。
【００６３】
サブピクセルシフト部302は、i回目のエコー信号に位相エンコードを付与する際に、前述の(3)式にしたがって、撮像領域が位相エンコード方向に1ピクセルサイズのi/Nだけシフトするような位相オフセットを付与するための、B0コイルに発生させるB0磁場を求める。そして、求めたB0磁場を発生させるためのB0電流値を求めて計測制御部111に通知する。
【００６４】
画像加算処理部304は、前述の(2)式を位相エンコード方向に適用して、1〜N回目の画像データを用いて、位相エンコード方向に高空間分解能の画像を生成する。そして、生成した画像データを画像圧縮部305に通知するか、画像圧縮部305が無い場合には、表示・操作部118に生成した高空間分解能の画像を表示させる。
【００６５】
画像圧縮部305は、位相エンコード方向に高空間分解能の画像における位相エンコード方向のマトリックスサイズをN'/N(1≦N'＜N)倍に圧縮して、位相エンコード方向のマトリックスサイズがNXPhaseEncodingPoint[pixel]の画像を生成する。そして、圧縮した画像を表示・操作部118に表示させる。
【００６６】
(実施例2の処理フロー)
次に、上記各機能部が連携して行なう本実施例2の処理フローを説明する。本実施例2の処理フローは、前述の実施例1の図4の処理フローと同じであるが、ステップ401、402、404、408、409の処理内容が異なる。以下、異なる処理内容のみ説明し、同じ処理内容の説明は省略する。以下、本実施例2の処理ステップであることを明確にするために、ステップ番号に「_2」を付けて説明する。
【００６７】
ステップ401_2で、撮像条件設定部301は、本実施例2に係る撮像パラメータの値を設定する。例えば、表示・操作部118を介して入力設定された撮像パラメータの値、あるいは、内部記憶部115に予め設定されている撮像パラメータの値を読み込んで、それらの値を設定する。具体的には、位相エンコード方向のFOVp、位相エンコード方向のマトリックス数(サンプリング数)PhaseEncodePoint[pixel]、加算回数Nの値をそれぞれ設定する。
【００６８】
ステップ402_2で、サブピクセルシフト部302は、ステップ401_2で設定された撮像条件に基づいて、加算回数N回の計測の各々について、1〜N回目のエコー信号に位相エンコードを付与する際に印加するB0磁場強度を(3)式に基づいてそれぞれ算出し、それらのB0磁場強度を発生させるためのB0コイルに供給するB0電流値をそれぞれ算出し、算出した1〜N回目の計測時のB0電流値を計測制御部111に通知する。
【００６９】
ステップ403_2で、前述の実施例1のステップ403と同じ処理を行う。
ステップ404_2で、計測制御部111は、i回目の計測において、エコー信号に位相エンコードを付与する際にステップ402_2で算出されたB0電流値をB0コイルに供給して、該エコー信号に位相オフセットを付与して計測を行う。そして、計測したエコー信号のデータ(エコーデータ)を画像再構成部303に通知する。画像再構成部303は、通知されたエコーデータをi回目の計測に該当するk空間に充填する。
【００７０】
ステップ405_2で、前述の実施例1のステップ405と同じ処理を行う。
ステップ406_2で、前述の実施例1のステップ406と同じ処理を行う。
ステップ407_2で、前述の実施例1のステップ407と同じ処理を行う。
ステップ408_2で、画像加算処理部304は、ステップ407_2で得られた1〜N回目の画像データを用いて、(2)式を位相エンコード方向に適用して、位相エンコード方向に高空間分解能の画像を得る。このようにして生成された画像は、位相エンコード方向のマトリックスサイズがN倍になっており、位相エンコード方向のピクセルサイズが1/Nになって空間分解能が擬似的に1/Nに向上されたものとなる。なお、画像圧縮部305が無い場合は、画像加算処理部304が生成した高空間分解能画像を表示・操作部118に表示させる。
【００７１】
ステップ409_2で、画像圧縮部305は、ステップ408_2で得られた位相エンコード方向に高空間分解能の画像のマトリックスサイズを、位相エンコード方向にN'/N(1≦N'＜N)倍に圧縮する。そして、圧縮した画像を表示・操作部118に表示させる。なお、画像圧縮部305が無い場合は、本ステップ409_2は省略される。
以上までが、本実施例2の処理フローの説明である。
【００７２】
以上説明したように、本実施例2のMRI装置及び計測方法は、加算計測において、画像のS/Nを劣化させることなく位相エンコード方向の空間分解能を向上させるために、加算計測における2回目以降のエコー信号への位相エンコードの付与の際に、B0コイルを用いて静磁場強度をシフトさせて、撮像領域が位相エンコード方向に1ピクセルサイズ未満だけシフトするように、位相オフセットを付与する。そして、このようにして得られた加算回数分のエコーデータを用いて、画像加算処理を適用することにより位相エンコード方向に高空間分解能の画像を得る。その結果、加算計測の撮像時間と加算回数が同じであっても、画像のS/Nを低下させること無く位相エンコード方向の空間分解能を向上させることが可能となる。
【実施例３】
【００７３】
次に、本発明のMRI装置及び計測方法についての実施例3を説明する。本実施例3は、前述の実施例1と実施例2とを組み合わせて、加算計測において、画像のS/Nを劣化させることなく周波数エンコード方向と位相エンコード方向の空間分解能を共に向上させる。
【００７４】
そのためには、加算計測における2回目以降の計測において、エコー信号への位相エンコードの付与の際に、B0コイルを用いて静磁場強度をシフトさせて、撮像領域が位相エンコード方向に1ピクセルサイズ未満だけシフトするように、位相オフセットを付与する。さらに、エコー信号の受信の際に、撮像領域が周波数エンコード方向に1ピクセルサイズ未満だけシフトするように、受信周波数をずらす。
【００７５】
(実施例3の概要)
最初に、本実施例3の概要について説明する。
i回目のエコー信号の計測において、エコー信号に位相エンコードを付与する際に、前述の実施例2で説明したように、(3)式に基づいて、B0磁場を発生させてエコー信号に位相オフセットを付与する。そして、該位相エンコードと位相オフセットが付与されたエコー信号を受信する際に、前述の実施例1で説明したように、(1)式に基づいて、受信バンド幅をシフトさせる。
【００７６】
本実施例3の模式図を図7に示す。i回目の計測するときに、701,702のように、位相エンコード方向と周波数エンコード方向に撮像領域をそれぞれサブピクセル分シフトさせる。これにより、周波数エンコード方向と位相エンコード方向の両方向に空間分解能を向上させることができる。
【００７７】
次に、上記のようにして取得されたN個のk空間データから位相エンコード方向と周波数エンコード方向とに高空間分解能の画像を得るため画像加算処理について説明する。
【００７８】
i回目の計測で得られたk空間データをフーリエ変換してi回目の画像Iiを得る。これを1〜N回目のk空間データについてそれぞれ繰り返して1〜N回目の画像を得る。そして、位相エンコード方向と周波数エンコード方向のマトリックスサイズをそれぞれN倍した画像マトリックスを用意する。つまり、位相エンコード方向のマトリックスサイズがNXPhaseEncodingPointで、周波数エンコード方向のマトリックスサイズがNXFrequencySamplingPointの高空間分解能の画像Ihrを用意する。そして、画像Ihrの画素(k、m)[1≦k≦NXFrequencySamplingPoint、1≦m≦NXPhaseEncodingPoint]の値を、i(1≦i≦N)回目の画像Iiの画素(p、q)[1≦p≦FrequencySamplingPoint、1≦q≦PhaseEncodingPoint]の値を用いて以下のように求める。
【００７９】
Ihr(k、m)＝(1/N)ΣIi(INT((k−i＋N)/N)、INT((m−i＋N)/N))    (4)
つまり、加算計測で得られる各回の画像データを、位相エンコード方向と周波数エンコード方向にそれぞれサブピクセルサイズずつシフトさせて、高空間分解能画像のピクセル毎に加算平均して該ピクセルの値を求める。
【００８０】
(実施例3の機能ブロック)
上述した本実施例3の概要に基づく計測方法を実現するための各機能は、前述の実施例1と実施例2で説明した各機能が、それぞれ行う処理を順次実施すればよい。以下、異なる機能のみ説明し、同じ機能説明は省略する。
【００８１】
サブピクセルシフト部302は、前述の実施例1で説明したように、(1)式にしたがってi回目のエコー信号の受信の際の受信バンド幅のシフト量を求め、前述の実施例2で説明したように、(3)式にしたがってB0コイルに発生させるB0磁場及びそのためのB0電流値を求める。
【００８２】
画像加算処理部304は、(4)式に基づいて、1〜N回目の画像データを用いて、位相エンコード方向と周波数エンコード方向とに高空間分解能の画像を生成する。
【００８３】
(実施例3の処理フロー)
また、上述した本実施例3の各機能が連携して行う実施例3の処理フローも、前述の実施例1と実施例2で説明した処理フローにおける同じステップ番号の処理を順次行えば良い。以下、異なる処理内容のみ説明し、同じ処理内容の説明は省略するが、本実施例3の処理ステップであることを明確にするために、ステップ番号に「_3」を付けて説明する。
【００８４】
ステップ401_3で、前述の実施例1のステップ401と前述の実施例2のステップ401_2と同じ処理を行う。
ステップ402_3で、前述の実施例1のステップ402と前述の実施例2のステップ402_2と同じ処理を行う。
ステップ403_3で、前述の実施例1のステップ403と同じ処理を行う。
【００８５】
ステップ404_3で、計測制御部111は、i回目の計測において、エコー信号に位相エンコードを付与する際にステップ402_3で算出されたB0電流値をB0コイルに供給して、該エコー信号に位相オフセットを付与し、エコー信号の受信の際の受信バンド幅をステップ402_3で算出された量だけシフトさせて、エコー信号の計測を行う。そして、計測したエコー信号のデータ(エコーデータ)を画像再構成部303に通知する。画像再構成部303は、通知されたエコーデータをi回目の計測に該当するk空間に充填する。
【００８６】
ステップ405_3で、前述の実施例1のステップ405と同じ処理を行う。
ステップ406_3で、前述の実施例1のステップ406と同じ処理を行う。
ステップ407_3で、前述の実施例1のステップ407と同じ処理を行う。
ステップ408_3で、画像加算処理部304は、ステップ407_3で得られた1〜N回目の画像データを用いて、(4)式を位相エンコード方向と周波数エンコード方向に適用して、位相エンコード方向と周波数エンコード方向に高空間分解能の画像を得る。このようにして生成された画像は、位相エンコード方向と周波数エンコード方向のマトリックスサイズがそれぞれN倍になっており、位相エンコード方向と周波数エンコード方向のピクセルサイズがそれぞれ1/Nになり、空間分解能がそれぞれ擬似的に1/Nに向上されたものとなる。なお、画像圧縮部305が無い場合は、画像加算処理部304が生成した高空間分解能画像を表示・操作部118に表示させる。
【００８７】
ステップ409_3で、画像圧縮部305は、ステップ408_3で得られた位相エンコード方向と周波数エンコード方向に高空間分解能の画像のマトリックスサイズを、位相エンコード方向にN'/N(1≦N'＜N)倍に、周波数エンコード方向にN''/N(1≦N''＜N)倍に、それぞれ圧縮する。そして、圧縮した画像を表示・操作部118に表示させる。なお、画像圧縮部305が無い場合は、本ステップ409_3は省略される。
以上までが、本実施例3の処理フローの説明である。
【００８８】
以上説明したように、本実施例3のMRI装置及び計測方法は、前述の実施例1と実施例2とを組み合わせて、周波数エンコード方向と位相エンコード方向の空間分解能を共に向上させる。具体的には、加算計測における2回目以降の計測において、エコー信号への位相エンコードの付与の際に、B0コイルを用いて静磁場強度をシフトさせて、撮像領域が位相エンコード方向に1ピクセルサイズ未満だけシフトするように、位相オフセットを付与する。さらに、エコー信号の受信の際に、撮像領域が周波数エンコード方向に1ピクセルサイズ未満だけシフトするように、受信周波数をずらす。そして、このようにして得られた加算回数分のエコーデータを用いて、画像加算処理を適用することにより、位相エンコード方向と周波数エンコード方向に高空間分解能の画像を得る。その結果、加算計測の撮像時間と加算回数が同じであっても、画像のS/Nを低下させること無く位相エンコード方向と周波数エンコード方向の空間分解能を向上させることが可能となる。
【実施例４】
【００８９】
次に、本発明のMRI装置及び計測方法についての実施例4を説明する。本実施例4は、前述の実施例1に基づいて周波数エンコード方向へのサブピクセルシフトを行うM回の加算計測と、前述の実施例2に基づいて位相エンコード方向へのサブピクセルシフトを行うN-1回の加算計測と、を行い、合計でM+N-1回の加算計測を行うことで、周波数エンコード方向と位相エンコード方向の空間分解能を同時に向上させる。
【００９０】
(実施例4の概要)
最初に、本実施例4の概要について説明する。
最初のM回の加算計測の内のi(1≦i≦M)回目のエコー信号の計測時に、前述の実施例1で説明したように、(1)式に基づいて、受信バンド幅をシフトさせて撮像を行う。次のN-1回の加算計測の内のM＋j(1≦j≦N-1)回目のエコー信号の計測時に、述の実施例2で説明したように、(3)式に基づいて、B0磁場を発生させてエコー信号に位相オフセットを付与する。
【００９１】
次に、上記のようにして取得されたM＋N-1個のk空間データから位相エンコード方向と周波数エンコード方向とに高空間分解能の画像を得るため画像加算処理について説明する。
【００９２】
i回目の撮像で得られるk空間データをフーリエ変換してi回目の画像Iiを得る。これを1〜M＋N-1回目のk空間データについてそれぞれ繰り返してそれぞれ1〜M＋N-1回目の画像を得る。そして、周波数エンコード方向のマトリックスサイズをM倍し、位相エンコード方向のマトリックスサイズをN倍した画像マトリックスを用意する。つまり、周波数エンコード方向のマトリックスサイズがMXFrequencySamplingPointで、位相エンコード方向のマトリックスサイズがNXPhaseEncodingPointの高空間分解能の画像Ihrを用意する。そして、画像Ihrの画素(k、m)[1≦k≦MXFrequencySamplingPoint、1≦m≦NXPhaseEncodingPoint]の値を、i＋j(1≦i≦M、0≦j≦N-1)回目の画像Ii+jの画素(p、q)[1≦p≦FrequencySamplingPoint、1≦q≦PhaseEncodingPoint]の値を用いて以下のように求める。
【００９３】
Ihr(k、m)＝(1/(M＋N−1))ΣIi+j(INT((k−i＋M)/M)、INT((m−j＋N)/N))    (5)
つまり、加算計測で得られる各回の画像データの内、最初のM個の画像データを周波数エンコード方向にサブピクセルサイズずつシフトさせ、次のN−1個の画像データを位相エンコード方向にサブピクセルサイズずつシフトさせて、高空間分解能画像のピクセル毎に加算平均して該ピクセルの値を求める。
【００９４】
(実施例4の機能ブロック)
上述した本実施例4の概要に基づく計測方法を実現するための各機能は、前述の実施例1と実施例2で説明した各機能が、それぞれ行う処理を順次実施すればよい。以下、異なる機能のみ説明し、同じ機能説明は省略する。
【００９５】
サブピクセルシフト部302は、最初のM回の加算計測の内のi(1≦i≦M)回目のエコー信号の計測については、前述の実施例1で説明したように、(1)式にしたがってi回目のエコー信号の受信の際の受信バンド幅のシフト量を求める。また、次のN-1回の加算計測の内のM＋j(1≦j≦N-1)回目のエコー信号の計測については、前述の実施例2で説明したように、(3)式にしたがってB0コイルに発生させるB0磁場及びそのためのB0電流値を求める。
【００９６】
画像加算処理部304は、(5)式に基づいて、1〜M+N-1回目の画像データを用いて、位相エンコード方向と周波数エンコード方向とに高空間分解能の画像を生成する。
【００９７】
(実施例4の処理フロー)
また、各機能が連携して行う実施例4の処理フローも、前述の実施例1と実施例2で説明した処理フローにおける同じステップ番号の処理を順次行えば良い。以下、異なる処理内容のみ説明し、同じ処理内容の説明は省略するが、本実施例4の処理ステップであることを明確にするために、ステップ番号に「_4」を付けて説明する。
【００９８】
ステップ401_4で、前述の実施例1のステップ401と前述の実施例2のステップ401_2と同じ処理を行う。
ステップ402_4で、前述の実施例1のステップ402と前述の実施例2のステップ402_2と同じ処理を行う。
ステップ403_4で、前述の実施例1のステップ403と同じ処理を行う。
【００９９】
ステップ404_4で、計測制御部111は、最初のM回の加算計測の内のi(1≦i≦M)回目のエコー信号の計測において、エコー信号の受信の際の受信バンド幅をステップ402_3で算出された量だけシフトさせて、エコー信号の計測を行う。そして、次のN-1回の加算計測の内のM＋j(1≦j≦N-1)回目のエコー信号の計測において、エコー信号に位相エンコードを付与する際にステップ402_4で算出されたB0電流値をB0コイルに供給して、該エコー信号に位相オフセットを付与する。そして、計測したエコー信号のデータ(エコーデータ)を画像再構成部303に通知する。画像再構成部303は、通知されたエコーデータをi回目又はM＋j回目の計測に該当するk空間にそれぞれ充填する。
【０１００】
ステップ405_4で、前述の実施例1のステップ405と同じ処理を行う。
ステップ406_4で、前述の実施例1のステップ406と同じ処理を行う。
ステップ407_4で、前述の実施例1のステップ407と同じ処理を行う。
ステップ408_4で、画像加算処理部304は、ステップ407_4で得られた1〜M+N-1回目の画像データを用いて、(5)式を位相エンコード方向と周波数エンコード方向に適用して、位相エンコード方向と周波数エンコード方向に高空間分解能の画像を得る。このようにして生成された画像は、周波数エンコード方向においては、マトリックスサイズがM倍になってピクセルサイズが1/Mになり空間分解能が擬似的に1/Mに向上されたものとなる。また、位相エンコード方向においては、マトリックスサイズがN倍になってピクセルサイズが1/Nになり空間分解能が擬似的に1/Nに向上されたものとなる。なお、画像圧縮部305が無い場合は、画像加算処理部304が生成した高空間分解能画像を表示・操作部118に表示させる。
【０１０１】
ステップ409_4で、前述の実施例3のステップ409_3と同じ処理を行う。
以上までが、本実施例4の処理フローの説明である。
【０１０２】
なお、以上の本実施例4の説明においては、最初のM回の加算計測で受信バンド幅シフトを行い、次のN−1回の加算計測で、B0磁場による位相オフセットを付与する例を説明したが、これらの順序はどちらが先でもよい。
【０１０３】
以上説明したように、本実施例4のMRI装置及び計測方法は、前述の実施例1と実施例2とを組み合わせて、周波数エンコード方向と位相エンコード方向の空間分解能を共に向上させる。具体的には、前述の実施例1に基づいて周波数エンコード方向へのサブピクセルシフトを行うM回の加算計測と、前述の実施例2に基づいて位相エンコード方向へのサブピクセルシフトを行うN-1回の加算計測と、を行い、合計でM+N-1回の加算計測を行う。そして、このようにして得られた加算回数分のエコーデータを用いて、画像加算処理を適用することにより、位相エンコード方向と周波数エンコード方向に高空間分解能の画像を得る。その結果、加算計測の撮像時間と加算回数が同じであっても、画像のS/Nを低下させること無く位相エンコード方向と周波数エンコード方向の空間分解能を向上させることが可能となる。
【０１０４】
以上までが、本発明のMRI装置及び計測方法の各実施例の説明である。これらの各実施例の説明では、N回の加算計測の各々において、それぞれ所望の方向に撮像領域を画像のサブピクセル分シフトさせて計測を行う例を説明したが、撮像領域を画像のサブピクセル分シフトさせて計測を行う回数はN回の加算計測の内の少なく1回あればよい。その場合には、撮像領域を画像のサブピクセル分シフトさせて得たk空間データと、撮像領域を画像のサブピクセル分シフトさせないで得たk空間データと、で画像加算演算を行うことにより、高空間分解能の画像を得ることができる。
【符号の説明】
【０１０５】
101  被検体、102  静磁場発生磁石、103  傾斜磁場コイル、104  送信RFコイル、105  RF受信コイル、106  寝台、107  信号処理部、108  全体制御部、109  傾斜磁場電源、110  RF送信部、111  計測制御部、113  メモリ、114  演算処理部(CPU)、115  内部記憶部、116  ネットワークIF、117  外部記憶部、118  表示・操作部
【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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【図６】
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【図７】
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