(57)【要約】【課題】被検体の複数のスライス面を同時に撮像した場合において、従来よりも精度良くスライス画像を生成できる磁気共鳴イメージングシステムを提供する。【解決手段】ＭＲＩシステム１００は、第１共鳴周波数のラジオ波を被検体に照射し、第１スライス面の画像２１を生成する画像生成部２５０と、第２共鳴周波数のラジオ波を被検体に照射し、第２スライス面の画像２２を生成する画像生成部２５２と、第１共鳴周波数の電磁波のラジオ波と第２共鳴周波数のラジオとを含むラジオ波を被検体に照射し、第１，第２スライス面が重ならないように画像２５を生成する画像生成部２５４と、画像２５における第１スライス面の画像情報と画像２１の画像情報との関係に基づいて、カーネル推定時に用いられる画像２３を補正するとともに、画像２５における第２スライス面の画像情報と画像２２の画像情報との関係に基づいて、カーネル推定時に用いられる画像２４を補正する。【選択図】図６
2016214299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気共鳴イメージングシステムであって、
被検体に対して高周波の電磁波を照射するためのコイルと、
第１共鳴周波数の電磁波を含む第１電磁波を前記被検体に照射し、当該照射によって前記被検体から検出される第１磁気共鳴信号に基づいて、前記被検体の第１スライス面の第１画像を生成するための第１生成部と、
第２共鳴周波数の電磁波を含む第２電磁波を前記被検体に照射し、当該照射によって前記被検体から検出される第２磁気共鳴信号に基づいて、前記被検体の第２スライス面の第２画像を生成するための第２生成部と、
前記第１画像および前記第２画像を合成した合成画像と、前記第１画像と、前記第２画像とに基づいて、当該合成画像を当該第１画像と当該第２画像とに分離するための関数を推定するための推定部と、
前記第１共鳴周波数の電磁波と前記第２共鳴周波数の電磁波とを含む第３電磁波を前記被検体に照射し、当該照射によって取得される第３磁気共鳴信号に前記関数を適用し、前記第１スライス面の画像と前記第２スライス面の画像とを出力するための出力部とを備え、
前記推定部は、
前記第１共鳴周波数の電磁波を含む第３電磁波を前記被検体に照射し、前記第１スライス面の第３画像を生成するための第３生成部と、
前記第２共鳴周波数の電磁波を含む第４電磁波を前記被検体に照射し、前記第２スライス面の第４画像を生成するための第４生成部と、
前記第１共鳴周波数の電磁波と前記第２共鳴周波数の電磁波とを含む第５電磁波を前記被検体に照射し、前記第１スライス面の画像情報と前記第２スライス面の画像情報とが重ならないように第５画像を生成するための第５生成部と、
前記第５画像における前記第１スライス面の画像情報と前記第３画像の画像情報との関係に基づいて、前記関数の推定時に用いられる前記第１画像を補正するとともに、前記第５画像における前記第２スライス面の画像情報と前記第４画像の画像情報との関係に基づいて、前記関数の推定時に用いられる前記第２画像を補正するための補正部とを含む、磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項２】
前記第３電磁波を照射後に印加される位相エンコーディングのための傾斜磁場の強度と、前記第４電磁波を照射後に印加される位相エンコーディングのための傾斜磁場の強度と、前記第５電磁波の照射後に印加される位相エンコーディングのための傾斜磁場の強度とは、等しい、請求項１に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項３】
前記第５電磁波の照射後に印加される位相エンコーディングのための傾斜磁場の強度は、前記第１電磁波を照射後に印加される位相エンコーディングのための傾斜磁場の強度と、前記第２電磁波を照射後に印加される位相エンコーディングのための傾斜磁場の強度とよりも小さい、請求項１または２に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項４】
前記第５電磁波の照射後に印加される位相エンコーディングのための傾斜磁場の強度は、前記第１電磁波を照射後に印加される位相エンコーディングのための傾斜磁場の強度の半分である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項５】
第１共鳴周波数の電磁波を含む第１電磁波を被検体に照射し、当該照射によって前記被検体から検出される第１磁気共鳴信号に基づいて、前記被検体の第１スライス面の第１画像を生成するステップと、
第２共鳴周波数の電磁波を含む第２電磁波を前記被検体に照射し、当該照射によって前記被検体から検出される第２磁気共鳴信号に基づいて、前記被検体の第２スライス面の第２画像を生成するステップと、
前記第１画像および前記第２画像を合成した合成画像と、前記第１画像と、前記第２画像とに基づいて、当該合成画像を当該第１画像と当該第２画像とに分離するための関数を推定するステップと、
前記第１共鳴周波数の電磁波と前記第２共鳴周波数の電磁波とを含む第３電磁波を前記被検体に照射し、当該照射によって取得される第３磁気共鳴信号に前記関数を適用し、前記第１スライス面の画像と前記第２スライス面の画像とを出力するステップとを備え、
前記推定するステップは、
前記第１共鳴周波数の電磁波を含む第３電磁波を前記被検体に照射し、前記第１スライス面の第３画像を生成するステップと、
前記第２共鳴周波数の電磁波を含む第４電磁波を前記被検体に照射し、前記第２スライス面の第４画像を生成するステップと、
前記第１共鳴周波数の電磁波と前記第２共鳴周波数の電磁波とを含む第５電磁波を前記被検体に照射し、前記第１スライス面の画像情報と前記第２スライス面の画像情報とが重ならないように第５画像を生成するステップと、
前記第５画像における前記第１スライス面の画像情報と前記第３画像の画像情報との関係に基づいて、前記関数の推定時に用いられる前記第１画像を補正するとともに、前記第５画像における前記第２スライス面の画像情報と前記第４画像の画像情報との関係に基づいて、前記関数の推定時に用いられる前記第２画像を補正するステップとを含む、イメージング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、被検体の内部を非侵襲的にイメージングすることが可能な磁気共鳴イメージングシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
被検体の内部を非侵襲的にイメージングすることが可能なＭＲＩ（Magnetic  Resonance  Imaging）システムが普及している。ＭＲＩシステムは、プロトンの共鳴周波数が磁場強度に比例することを利用して、被検体の内部を非侵襲的にイメージングする。より具体的には、ＭＲＩシステムは、被検体に対して傾斜磁場を印加するとともに、磁場強度に応じた高周波信号（ラジオ波）を被検体に照射する。その結果、被検体の特定のスライス面（断面）からの磁気共鳴信号を得ることができる。ＭＲＩシステムは、当該磁気共鳴信号を受け、当該磁気共鳴信号をイメージングする。これにより、ＭＲＩシステムは、被検体の内部を非侵襲的にイメージングすることができる。
【０００３】
近年では、被検体の複数のスライス面を一度にイメージングすることが可能な方法が開発されている。被検体の複数のスライス面を一度にイメージングする方法に関し、非特許文献１は、Ｓｌｉｃｅ−ＧＲＡＰＰＡ（Generalized Autocalibrating Partially Parallel Acquisitions）法を開示している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Kawin Setsompop他,“Blipped-Controlled Aliasing in Parallel Imaging for Simultaneous Multislice Echo Planar Imaging With Reduced g-Factor Penalty”，Magnetic Resonance in Medicine，2012，67，1210-1224
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以下では、被検体の特定のスライス面のみを共鳴させるために照射されるラジオ波を「単一スライス励起ラジオ波」ともいう。単一スライス励起ラジオ波の照射によって被検体の特定のスライス面から検出される磁気共鳴信号を「単一スライス磁気共鳴信号」ともいう。被検体の複数のスライス面を同時に共鳴させるために照射されるラジオ波を「多スライス同時励起ラジオ波」ともいう。多スライス同時励起ラジオ波の照射によって被検体から検出される磁気共鳴信号を「多スライス磁気共鳴信号」ともいう。
【０００６】
非特許文献１に開示されるＳｌｉｃｅ−ＧＲＡＰＰＡ法では、プレスキャン処理と、本スキャン処理とが順に実行される。プレスキャン処理において、Ｓｌｉｃｅ−ＧＲＡＰＰＡ法は、被検体の各スライス面に対して単一スライス励起ラジオ波を照射し、各スライス画像を予め取得する。その後、Ｓｌｉｃｅ−ＧＲＡＰＰＡ法は、各スライス画像を組み合わせて合成画像を生成し、合成画像と、合成画像の生成する元となるスライス画像とに基づいて、多スライス磁気共鳴信号を各単一スライス磁気共鳴信号に分離するための関数（線形カーネル）を予め推定する。
【０００７】
本スキャン処理において、Ｓｌｉｃｅ−ＧＲＡＰＰＡ法は、多スライス磁気共鳴信号に対して線形カーネルを適用し、多スライス磁気共鳴信号を各スライス面における単一スライス磁気共鳴信号に分離する。Ｓｌｉｃｅ−ＧＲＡＰＰＡ法は、分離された単一スライス磁気共鳴信号をイメージングすることで、複数のスライス面の画像を一度に生成することができる。
【０００８】
Ｓｌｉｃｅ−ＧＲＡＰＰＡ法においては、プレスキャン処理時と本スキャン処理時とに照射されるラジオ波によって励起されるスライス面のプロファイルが異なることに起因して、カーネル推定に誤差が生じる。その結果、各スライス画像に分離する精度が低下する。
【０００９】
本開示は上述のような問題点を解決するためになされたものであって、ある局面における目的は、被検体の複数のスライス面を同時に撮像した場合において、従来よりも精度良く各スライス面の画像を生成できる磁気共鳴イメージングシステムを提供することである。他の局面における目的は、被検体の複数のスライス面を同時に撮像した場合において、従来よりも精度良く各スライス面の画像を生成できるイメージング方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
ある局面に従うと、磁気共鳴イメージングシステムであって、被検体に対して高周波の電磁波を照射するためのコイルと、第１共鳴周波数の電磁波を含む第１電磁波を被検体に照射し、当該照射によって被検体から検出される第１磁気共鳴信号に基づいて、被検体の第１スライス面の第１画像を生成するための第１生成部と、第２共鳴周波数の電磁波を含む第２電磁波を被検体に照射し、当該照射によって被検体から検出される第２磁気共鳴信号に基づいて、被検体の第２スライス面の第２画像を生成するための第２生成部と、第１画像および第２画像を合成した合成画像と、第１画像と、第２画像とに基づいて、当該合成画像を当該第１画像と当該第２画像とに分離するための関数を推定するための推定部と、第１共鳴周波数の電磁波と第２共鳴周波数の電磁波とを含む第３電磁波を被検体に照射し、当該照射によって取得される第３磁気共鳴信号に関数を適用し、第１スライス面の画像と第２スライス面の画像とを出力するための出力部とを備える。推定部は、第１共鳴周波数の電磁波を含む第３電磁波を被検体に照射し、第１スライス面の第３画像を生成するための第３生成部と、第２共鳴周波数の電磁波を含む第４電磁波を被検体に照射し、第２スライス面の第４画像を生成するための第４生成部と、第１共鳴周波数の電磁波と第２共鳴周波数の電磁波とを含む第５電磁波を被検体に照射し、第１スライス面の画像情報と第２スライス面の画像情報とが重ならないように第５画像を生成するための第５生成部と、第５画像における第１スライス面の画像情報と第３画像の画像情報との関係に基づいて、関数の推定時に用いられる第１画像を補正するとともに、第５画像における第２スライス面の画像情報と第４画像の画像情報との関係に基づいて、関数の推定時に用いられる第２画像を補正するための補正部とを含む。
【００１１】
好ましくは、第３電磁波を照射後に印加される位相エンコーディングのための傾斜磁場の強度と、第４電磁波を照射後に印加される位相エンコーディングのための傾斜磁場の強度と、第５電磁波の照射後に印加される位相エンコーディングのための傾斜磁場の強度とは、等しい。
【００１２】
好ましくは、第５電磁波の照射後に印加される位相エンコーディングのための傾斜磁場の強度は、第１電磁波を照射後に印加される位相エンコーディングのための傾斜磁場の強度と、第２電磁波を照射後に印加される位相エンコーディングのための傾斜磁場の強度とよりも小さい。
【００１３】
好ましくは、第５電磁波の照射後に印加される位相エンコーディングのための傾斜磁場の強度は、第１電磁波を照射後に印加される位相エンコーディングのための傾斜磁場の強度の半分である。
【００１４】
他の局面に従うと、イメージング方法は、第１共鳴周波数の電磁波を含む第１電磁波を被検体に照射し、当該照射によって被検体から検出される第１磁気共鳴信号に基づいて、被検体の第１スライス面の第１画像を生成するステップと、第２共鳴周波数の電磁波を含む第２電磁波を被検体に照射し、当該照射によって被検体から検出される第２磁気共鳴信号に基づいて、被検体の第２スライス面の第２画像を生成するステップと、第１画像および第２画像を合成した合成画像と、第１画像と、第２画像とに基づいて、当該合成画像を当該第１画像と当該第２画像とに分離するための関数を推定するステップと、第１共鳴周波数の電磁波と第２共鳴周波数の電磁波とを含む第３電磁波を被検体に照射し、当該照射によって取得される第３磁気共鳴信号に関数を適用し、第１スライス面の画像と第２スライス面の画像とを出力するステップとを備える。推定するステップは、第１共鳴周波数の電磁波を含む第３電磁波を被検体に照射し、第１スライス面の第３画像を生成するステップと、第２共鳴周波数の電磁波を含む第４電磁波を被検体に照射し、第２スライス面の第４画像を生成するステップと、第１共鳴周波数の電磁波と第２共鳴周波数の電磁波とを含む第５電磁波を被検体に照射し、第１スライス面の画像情報と第２スライス面の画像情報とが重ならないように第５画像を生成するステップと、第５画像における第１スライス面の画像情報と第３画像の画像情報との関係に基づいて、関数の推定時に用いられる第１画像を補正するとともに、第５画像における第２スライス面の画像情報と第４画像の画像情報との関係に基づいて、関数の推定時に用いられる第２画像を補正するステップとを含む。
【発明の効果】
【００１５】
ある局面において、被検体の複数のスライス面を同時に撮像した場合において、従来よりも精度良く各スライス面の画像を生成することができる。
【００１６】
本発明の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解される本発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の形態に従うＭＲＩシステムの主要な構成を示した図である。
【図２】スライス選択用の傾斜磁場と、被検体の各スライス面における磁気共鳴周波数との関係を示した図である。
【図３】ラジオ波と傾斜磁場とが印加されるタイミングを示すシーケンス図である。
【図４】ＭＲＩシステムが取得する被検体Ｓの各スライス面の画像を時系列に示した図である。
【図５】被検体のスライス画像を生成するための条件を示した図である。
【図６】プレスキャン時におけるＭＲＩシステムの機能構成の一例を示すブロック図である。
【図７】本スキャン時におけるＭＲＩシステムの機能構成の一例を示すブロック図である。
【図８】カーネル推定部の機能構成の一例を示すブロック図である。
【図９】実施の形態に従うＭＲＩシステムが実行するプレスキャン処理を表わすフローチャートである。
【図１０】実施の形態に従うＭＲＩシステムが実行する本スキャン処理を表わすフローチャートである。
【図１１】計算機システムの主要なハードウェア構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しつつ、本発明に従う各実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらについての詳細な説明は繰り返さない。また、以下で説明する各実施の形態または変形例は、適宜選択的に組み合わされてもよい。
【００１９】
［ＭＲＩシステム１００］
図１を参照して、本実施の形態に従うＭＲＩシステム１００の装置概要について説明する。図１は、ＭＲＩシステム１００の主要な構成を示した図である。
【００２０】
図１に示されるように、ＭＲＩシステム１００は、静磁場磁石１と、傾斜磁場コイル２と、送信部３と、送信コイル４と、受信コイル５と、受信部６と、電源１０と、シーケンス制御部１３と、寝台１５と、天板１６と、計算機システム２００とを備える。
【００２１】
静磁場磁石１は、中空の円筒形状に形成された磁石であり、内部の空間に一様な静磁場を発生する。静磁場磁石１としては、たとえば、永久磁石、超伝導磁石等が用いられる。
【００２２】
傾斜磁場コイル２は、中空の円筒形状に形成されたコイルであり、静磁場磁石１の内側に配置される。この傾斜磁場コイル２は、互いに直交するｘ，ｙ，ｚ軸にそれぞれ対応する３つのコイルが組み合わされて形成されている。これら３つのコイルは、電源１０から個別に電流供給を受けて、ｘ，ｙ，ｚ軸のそれぞれに沿って磁場強度が変化する傾斜磁場を発生させる。
【００２３】
傾斜磁場コイル２によって発生するｘ，ｙ，ｚ軸の各々の傾斜磁場は、たとえば、スライス選択用の傾斜磁場Ｇｓ、位相エンコード用の傾斜磁場Ｇｐ、およびリードアウト用の傾斜磁場Ｇｒにそれぞれ対応する。スライス選択用の傾斜磁場Ｇｓは、被検体Ｓの撮像スライス面を任意に決めるために利用される。位相エンコード用の傾斜磁場Ｇｐは、磁気共鳴信号の位相を変化させるために利用される。リードアウト用の傾斜磁場Ｇｒは、磁気共鳴信号の周波数を変化させるために利用される。
【００２４】
送信部３は、シーケンス制御部１３による制御に基づいて、ラーモア周波数に対応する高周波信号を送信コイル４に送信する。送信コイル４は、傾斜磁場コイル２の内側に配置され、送信部３から出力されるラジオ波を被検体Ｓに照射する。
【００２５】
受信コイル５は、複数のチャンネルの磁気共鳴信号を受信することが可能なものが用いられる。受信コイル５で検出された磁気共鳴信号は、受信部６に伝送される。
【００２６】
受信部６は、シーケンス制御部１３による制御に基づいて、受信コイル５から出力される磁気共鳴信号をＡ／Ｄ（Analog-to-Digital）変換する。スライス選択用の傾斜磁場Ｇｓ、位相エンコード用の傾斜磁場Ｇｐ、およびリードアウト用の傾斜磁場Ｇｒが印加されながら、磁気共鳴信号が収集されることで、受信部６によって収集される信号データに信号源の位置情報がエンコードされる。
【００２７】
シーケンス制御部１３は、計算機システム２００から送信されるシーケンス実行データにしたがって送信部３、受信部６、および電源１０を駆動することによって、被検体Ｓの画像を生成するためのデータ収集を行なう。シーケンス実行データとは、被検体Ｓから生データを収集するためのパルスシーケンスを定義する情報である。より具体的には、シーケンス実行データは、電源１０によって傾斜磁場コイル２に供給される電源の強さや電力を供給するタイミング、送信部３が送信コイル４に送信する高周波信号のレベルや高周波信号を送信するタイミング、受信部６が磁気共鳴信号を検出するタイミング等、データ収集を行なうための手順を定義した情報である。
【００２８】
シーケンス制御部１３は、電源１０、送信部３および受信部６を駆動して被検体Ｓをスキャンした結果、受信部６から生データが送信されると、その生データを計算機システム２００に出力する。
【００２９】
寝台１５には、被検体Ｓが載置される天板１６が取り付けられている。天板１６は、被検体Ｓが載置された状態で傾斜磁場コイル２の空洞（撮像口）内へ挿入される。通常、この寝台１５は、長手方向が静磁場磁石１の中心軸と平行になるように設置される。
【００３０】
計算機システム２００は、ＭＲＩシステム１００の全体制御を行なう。たとえば、計算機システム２００は、上述した各部を駆動することで、データ収集や画像再構成等を行なう。
【００３１】
［傾斜磁場Ｇｓ］
図２を参照して、被検体Ｓの特定のスライス面をイメージングするための原理について説明する。図２は、スライス選択用の傾斜磁場Ｇｓと、被検体Ｓの各スライス面における磁気共鳴周波数との関係を示した図である。
【００３２】
上述したように、ＭＲＩシステム１００は、プロトンの共鳴周波数が磁場強度に比例することを利用して、被検体の特定のスライス面を非侵襲的にイメージングする。
【００３３】
たとえば、図２に示されるように、傾斜磁場Ｇｓが被検体Ｓに印加されているとする。ＭＲＩシステム１００は、被検体Ｓのスライス面３１から磁気共鳴信号を受信するためには、磁気共鳴周波数ｆ１の単一スライス励起ラジオ波を被検体Ｓに照射する。これにより、被検体Ｓのスライス面３１から単一スライス磁気共鳴信号が検出され、ＭＲＩシステム１００は、当該単一スライス磁気共鳴信号に基づいて、スライス面３１をイメージングすることができる。
【００３４】
ＭＲＩシステム１００は、被検体Ｓのスライス面３２の磁気共鳴信号を受信するためには、磁気共鳴周波数ｆ２の単一スライス励起ラジオ波を被検体Ｓに照射する。これにより、被検体Ｓのスライス面３２から単一スライス磁気共鳴信号が検出され、ＭＲＩシステム１００は、当該単一スライス磁気共鳴信号に基づいて、スライス面３２をイメージングすることができる。
【００３５】
ＭＲＩシステム１００は、被検体Ｓのスライス面３１，３２の磁気共鳴信号を同時に受信するためには、磁気共鳴周波数ｆ１，ｆ２を含む多スライス同時励起ラジオ波を被検体Ｓに照射する。これにより、被検体Ｓのスライス面３１，３２から多スライス磁気共鳴信号が検出され、ＭＲＩシステム１００は、当該多スライス磁気共鳴信号に基づいて、スライス面３１，３２の情報を含んだ画像をイメージングすることができる。結果として、スライス面３１，３２の画像情報を含んだ画像が得られる。
【００３６】
このように、本実施の形態に従うＭＲＩシステム１００は、単一スライス励起ラジオ波を印加することによって被検体の特定のスライス面のみをイメージングすることもできるし、多スライス同時励起ラジオ波を印加することによって被検体の複数のスライス面をイメージングすることもできる。ＭＲＩシステム１００は、周波数を調整することによりスライス面の位置を変更し、傾斜磁場の強度（傾き）によりスライスの厚さを調整する。
【００３７】
［シーケンス］
図３を参照して、ラジオ波ＲＦが被検体に照射されるタイミングと、傾斜磁場Ｇｓ，Ｇｐ，Ｇｒが印加されるタイミングとについて説明する。図３は、ラジオ波ＲＦと傾斜磁場Ｇｓ，Ｇｐ，Ｇｒとが印加されるタイミングを示すシーケンス図である。以下では、傾斜磁場Ｇｓを印加してスライス面の位置を決定する方向をｚ方向とする。傾斜磁場Ｇｐを印加する位相エンコード方向をｙ方向とする。傾斜磁場Ｇｒを印加するリードアウト方向をｘ方向とする。
【００３８】
図３に示されるように、ＭＲＩシステム１００は、スライス選択用の傾斜磁場４５を被検体に印加するとともに、特定のスライス面を共鳴させるためのラジオ波４１を被検体に照射する。これにより、被検体内の特定のスライス面におけるプロトンが励起され、ＭＲＩシステム１００は、当該スライス面からの磁気共鳴信号を受信する。
【００３９】
その後、位相エンコード用の傾斜磁場４８と、リードアウト用の傾斜磁場５２とが被検体に印加される。傾斜磁場４８は、パルス波４８Ａ〜４８Ｎを含む。パルス波４８Ａ〜４８Ｎは、所謂ブリップ（blip）と呼ばれる。磁気共鳴信号の位相は、パルス波４８Ａ〜４８Ｎの印加によって順次ずらされる。これにより、位相エンコード方向（ｙ方向）の位置情報が付加される。傾斜磁場５２は、パルス波５２Ａ〜５２Ｎを含む。磁気共鳴信号の周波数は、パルス波５２Ａ〜５２Ｎの印加によって順次変えられる。これにより、周波数エンコード方向（ｘ方向）の位置情報が付加される。
【００４０】
［ＭＲＩシステム１００のスキャン処理］
図４〜図７を参照して、ＭＲＩシステム１００のスキャン処理について説明する。図４は、ＭＲＩシステム１００が取得する被検体Ｓの各スライス面の画像を時系列に示した図である。図５は、被検体Ｓのスライス画像を生成するための条件を示した図である。図６は、プレスキャン時におけるＭＲＩシステム１００の機能構成の一例を示すブロック図である。図７は、本スキャン時におけるＭＲＩシステム１００の機能構成の一例を示すブロック図である。
【００４１】
図４および図５に示されるように、ＭＲＩシステム１００においては、各受信コイルの感度差を補正するための感度補正マップを作成するプレスキャン処理と、当該感度補正マップを用いて被検体のスライス画像を生成するための本スキャン処理とが順に実行され、画像２１〜２６が順に生成される。以下では、プレスキャン処理および本スキャン処理について順に説明する。
【００４２】
（プレスキャン処理）
図４〜図６を参照して、プレスキャン処理について説明する。図６に示されるように、ＭＲＩシステム１００は、プレスキャン処理における機能構成として、画像生成部２５０と、画像生成部２５２と、画像生成部２５４と、分割部２５５と、感度補正マップ生成部２５６と、画像生成部２５８と、画像生成部２６０と、感度補正部２６２と、感度補正部２６４と、カーネル推定部２７０とを含む。
【００４３】
画像生成部２５０は、磁気共鳴周波数ｆ１（図２参照）のラジオ波を含む単一スライス励起ラジオ波を被検体Ｓに照射する。磁気共鳴周波数ｆ１は、図５の「第１帯域」に対応する。第１帯域のラジオ波の照射により、スライス面３１におけるプロトンが共鳴する。このとき、画像生成部２５０は、傾斜磁場Ｇｐ，Ｇｒを印加する。その後、画像生成部２５０は、スライス面３１からの磁気共鳴信号をｋ空間の信号ｋ１として検出する。画像生成部２５０は、信号ｋ１に対して二次元フーリエ変換（たとえば、ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）を実行し、画像２１を生成する。
【００４４】
画像生成部２５２は、磁気共鳴周波数ｆ２（図２参照）のラジオ波を含む単一スライス励起ラジオ波を被検体Ｓに照射する。磁気共鳴周波数ｆ２は、図５の「第２帯域」に対応する。第２帯域のラジオ波の照射により、スライス面３２におけるプロトンが共鳴する。このとき、画像生成部２５２は、傾斜磁場Ｇｐ，Ｇｒを印加する。その後、画像生成部２５２は、スライス面３２からの磁気共鳴信号をｋ空間の信号ｋ２として検出する。画像生成部２５２は、信号ｋ２に対して二次元フーリエ変換を実行し、画像２２を生成する。
【００４５】
画像生成部２５４は、磁気共鳴周波数ｆ１，ｆ２のラジオ波を含む多スライス同時励起ラジオ波を被検体Ｓに照射する。当該照射により、スライス面３１，３２におけるプロトンが同時に共鳴する。このとき、画像生成部２５４は、傾斜磁場Ｇｐ，Ｇｒを印加する。画像２５の生成時に印加される傾斜磁場Ｇｐの強度は、画像２１，２２の生成時に印加される傾斜磁場Ｇｐの強度の半分である。すなわち、画像２５の生成時における傾斜磁場Ｇｐのパルス波４８Ａ〜４８Ｎ（図３参照）の高さは、画像２１，２２の生成時における傾斜磁場Ｇｐのパルス波４８Ａ〜４８Ｎの高さの半分である。傾斜磁場Ｇｐの強度を半分にすることで、スライス面３１，３２のそれぞれの状態が、１つの画像２５において重ならずに表わされる。画像生成部２５４は、スライス面３１，３２からの磁気共鳴信号をｋ空間の信号ｋ３として検出する。画像生成部２５４は、信号ｋ３に対して二次元フーリエ変換を実行し、画像２５を生成する。
【００４６】
分割部２５５は、スライス面３１の画像情報とスライス面３２の画像情報とに画像２５を分割する。画像２５においてスライス面３１，３２の画像情報が互いに重なっていないため、分割処理は、容易に行なわれ得る。
【００４７】
感度補正マップ生成部２５６は、ＭＲＩシステム１００の各受信コイルの感度差を低減するための感度補正マップを生成する。より具体的には、感度補正マップ生成部２５６は、下記式（１）に示されるように、画像２５におけるスライス面３１の各画素を、対応する画像２１の各画素で割る。これにより、感度補正マップＡＬが出力される。なお、式（１）の「ｉ」は、ｉ番目のスライス面に相当する。式（１）の「ｘ」は、画像２１，２５のｘ座標に相当する。式（１）の「ｙ」は、画像２１，２５のｙ座標に相当する。
【００４８】
ＡＬ（ｉ、ｘ、ｙ）＝画像２５（ｉ、ｘ、ｙ）／画像２１（ｉ、ｘ、ｙ）・・・（１）
同様に、感度補正マップ生成部２５６は、下記式（２）に示されるように、画像２５におけるスライス面３２の各画素を、対応する画像２２の各画素で割る。これにより、感度補正マップＡＵが出力される。
【００４９】
ＡＵ（ｉ、ｘ、ｙ）＝画像２５（ｉ、ｘ、ｙ）／画像２２（ｉ、ｘ、ｙ）・・・（２）
感度補正マップ生成部２５６は、感度補正マップＡＬ，ＡＵを位相エンコーディング方向に２倍に拡大するために、隣接する画素値で間を補間する。さらに、感度補正マップ生成部２５６は、感度補正マップＡＬ，ＡＵに対して二次元のガウス平滑化フィルタを畳み込む。これにより、感度補正マップＡＬ，ＡＵは、空間的になだらかになる。その結果、ＳＮＲ（Signal-Noise Ratio）が改善される。このように、感度補正マップ生成部２５６は、補正後の感度補正マップＡＬを感度補正部２６２に出力する。感度補正マップ生成部２５６は、補正後の感度補正マップＡＵを感度補正部２６４に出力する。
【００５０】
画像生成部２５８は、磁気共鳴周波数ｆ１のラジオ波を含む単一スライス励起ラジオ波を被検体Ｓに照射する。当該照射により、スライス面３１におけるプロトンが共鳴する。このとき、画像生成部２５８は、傾斜磁場Ｇｐ，Ｇｒを印加する。画像２３の生成時に印加される傾斜磁場Ｇｐの強度は、画像２１の生成時に印加される傾斜磁場Ｇｐの強度の２倍である。その結果、画像２３における位相エンコーディング方向の情報量は、画像２１における位相エンコーディング方向の情報量の２倍になる。画像生成部２５８は、スライス面３１からの磁気共鳴信号をｋ空間の信号ｋ４として検出する。画像生成部２５８は、信号ｋ４に対して二次元フーリエ変換を実行し、画像２３を生成する。
【００５１】
画像生成部２６０は、磁気共鳴周波数ｆ２のラジオ波を含む単一スライス励起ラジオ波を被検体Ｓに照射する。当該照射により、スライス面３２におけるプロトンが共鳴する。このとき、画像生成部２６０は、傾斜磁場Ｇｐ，Ｇｒを印加する。画像２４の生成時に印加される傾斜磁場Ｇｐの強度は、画像２２の生成時に印加される傾斜磁場Ｇｐの強度の２倍である。その結果、画像２４における位相エンコーディング方向の情報量は、画像２２における位相エンコーディング方向の情報量の２倍になる。画像生成部２６０は、スライス面３２からの磁気共鳴信号をｋ空間の信号ｋ５として検出する。画像生成部２６０は、信号ｋ５に対して二次元フーリエ変換を実行し、画像２４を生成する。
【００５２】
感度補正部２６２は、各受信コイルの感度差を低減するために、画像２３に対して感度補正マップＡＬを適用する。より具体的には、感度補正部２６２は、以下の式（３）に示されるように、画像２３の各画素に対して、対応する感度補正マップＡＬの値を乗算する。感度補正部２６２は、感度を補正した画像を画像２３Ａとしてカーネル推定部２７０に出力する。
【００５３】
画像２３Ａ（ｉ、ｘ、ｙ）＝ＡＬ（ｉ、ｘ、ｙ）×画像２３（ｉ、ｘ、ｙ）・・・（３）
感度補正部２６４は、各受信コイルの感度差を低減するために、画像２４に対して感度補正マップＡＵを適用する。より具体的には、感度補正部２６４は、以下の式（４）に示されるように、画像２４の各画素に対して、対応する感度補正マップＡＵの値を乗算する。感度補正部２６４は、感度を補正した画像を画像２４Ａとしてカーネル推定部２７０に出力する。
【００５４】
画像２４Ａ（ｉ、ｘ、ｙ）＝ＡＵ（ｉ、ｘ、ｙ）×画像２４（ｉ、ｘ、ｙ）・・・（４）
カーネル推定部２７０は、画像２３Ａ，２４Ａを合成した合成画像と、画像２３Ａと、画像２４Ａとに基づいて、当該合成画像を画像２３Ａと画像２４Ａとに分離するための関数を推定する。たとえば、当該関数は、Ｓｌｉｃｅ−ＧＲＡＰＰＡ法により推定される。カーネル推定部２７０の詳細については後述する。
【００５５】
なお、上述の説明では、画像２５の生成時に印加される位相エンコーディング用の傾斜磁場Ｇｐの第１強度が、画像２１，２２の生成時に印加される傾斜磁場Ｇｐの第２強度の半分である例について説明を行なったが、第１強度は、第２強度よりも小さければよい。第１強度および第２強度の比は、同時に励起するスライス面の数で決定される。たとえば、ＭＲＩシステム１００は、同時にｍ面を励起する場合、第１強度および第２強度の比は、１対ｍとなる。これにより、ＭＲＩシステム１００は、被検体のｍ個のスライス面の状態を１つの画像上に表わすことができる。
【００５６】
（本スキャン処理）
図４，図５および図７を参照して、本スキャン処理について説明する。図７に示されるように、ＭＲＩシステム１００は、本スキャン処理における機能構成として、分離部２８０と、画像生成部２８２，２８４と、乗算部２８６，２８８とを含む。
【００５７】
分離部２８０は、磁気共鳴周波数ｆ１，ｆ２のラジオ波を含む多スライス同時励起ラジオ波を被検体Ｓに照射する。当該照射により、スライス面３１，３２におけるプロトンが同時に共鳴する。このとき、分離部２８０は、傾斜磁場Ｇｐ，Ｇｒを印加する。分離部２８０は、スライス面３１，３２からの磁気共鳴信号をｋ空間の信号ｋ６として検出する。分離部２８０は、信号ｋ６に対して推定されたカーネルｗを適用する。これにより、分離部２８０は、信号ｋ６を、スライス面３１に関するｋ空間の信号ｋ６Ｌとスライス面３２に関するｋ空間の信号ｋ６Ｕとに分離する。
【００５８】
画像生成部２８２は、分離された信号ｋ６Ｌに対して二次元フーリエ変換を実行し、被検体のスライス面３１の状態を表わした画像２７を生成する。
【００５９】
画像生成部２８４は、分離された信号ｋ６Ｕに対して二次元フーリエ変換を実行し、被検体のスライス面３２の状態を表わした画像２８を生成する。
【００６０】
乗算部２８６は、生成された画像２７に感度補正マップＡＬの逆数を掛け、各受信コイルの感度差を補正する。
【００６１】
乗算部２８８は、生成された画像２８に感度補正マップＡＵの逆数を掛け、各受信コイルの感度差を補正する。
【００６２】
［カーネル推定］
図８を参照して、カーネルｗの推定処理について説明する。図８は、カーネル推定部２７０の機能構成の一例を示すブロック図である。図８に示されるように、カーネル推定部２７０は、逆ＦＦＴ部２７１と、逆ＦＦＴ部２７２と、合成部２７３と、算出部２７４とを含む。
【００６３】
逆ＦＦＴ部２７１は、感度補正された画像２３Ａに対して、逆フーリエ変換（たとえば、逆ＦＦＴ）を実行し、スライス面３１に関するｋ空間の信号ｋＡを算出する。逆ＦＦＴ部２７１は、合成部２７３と算出部２７４とに信号ｋＡを出力する。
【００６４】
逆ＦＦＴ部２７２は、感度補正された画像２４Ａに対して、逆フーリエ変換を実行し、スライス面３２に関するｋ空間の信号ｋＢを算出する。逆ＦＦＴ部２７２は、合成部２７３と算出部２７４とに信号ｋＢを出力する。
【００６５】
合成部２７３は、信号ｋＡと信号ｋＢとを合成し、信号ｋＡ＋Ｂを生成する。一例として、合成部２７３は、信号ｋＡと信号ｋＢとを足し合わせて、信号ｋＡ＋Ｂを生成する。
【００６６】
算出部２７４は、合成された信号ｋＡ＋Ｂを信号ｋＡおよび信号ｋＢに分離するための関数を算出する。算出部２７４は、信号ｋＡ＋Ｂと、信号ｋＡ，ｋＢとの間の相関関係を利用して当該分離関数を算出する。ある局面において、算出部２７４は、Ｓｌｉｃｅ−ＧＲＡＰＰＡ法によって分離関数（カーネル）を推定する。カーネルは、たとえば、行列で示される。
【００６７】
［ＭＲＩシステム１００の制御構造］
図９，図１０を参照して、ＭＲＩシステム１００の制御構造について説明する。図９は、ＭＲＩシステム１００が実行するプレスキャン処理を表わすフローチャートである。図１０は、ＭＲＩシステム１００において実行される本スキャン処理を表わすフローチャートである。図９，図１０の処理は、ＭＲＩシステム１００のＣＰＵ（Central Processing Unit）２０２（図１１参照）がプログラムを実行することにより実現される。他の局面において、処理の一部または全部が、回路素子その他のハードウェアによって実行されてもよい。以下では、プレスキャン処理および本スキャン処理の制御フローについて順に説明する。
【００６８】
（プレスキャン処理）
ステップＳ１０において、ＣＰＵ２０２は、画像生成部２５０（図６参照）として、スライス面３１を表わす画像２１（図６参照）を生成する。たとえば、画像２１は、被検体の全スライス面の半分だけ繰り返して生成される。画像２１の生成方法は上述の通りであるので説明を繰り返さない。
【００６９】
ステップＳ１２において、ＣＰＵ２０２は、画像生成部２５２（図６参照）として、スライス面３２を表わす画像２２（図６参照）を生成する。たとえば、画像２２は、被検体の全スライス面の半分だけ繰り返して生成される。画像２２の生成方法は上述の通りであるので説明を繰り返さない。
【００７０】
ステップＳ１４において、ＣＰＵ２０２は、画像生成部２５４（図６参照）として、スライス面３１，３２が重ならないように表わされる画像２５（図６参照）を生成する。画像２５は、被検体の全スライス面の分、繰り返して生成される。画像２５の生成方法は上述の通りであるので説明を繰り返さない。
【００７１】
ステップＳ１６において、ＣＰＵ２０２は、感度補正マップ生成部２５６（図６参照）として、画像２１、２２、２５に基づいて、各受信コイルの感度差を低減するための感度補正マップＡＬ，ＡＵ（図６参照）を生成する。感度補正マップＡＬ，ＡＵの生成方法は上述の通りであるので説明を繰り返さない。
【００７２】
ステップＳ１８において、ＣＰＵ２０２は、画像生成部２５８（図６参照）として、スライス面３１を表わす画像２３（図６参照）を生成する。画像２３は、被検体の全スライス面の半分だけ繰り返して生成される。画像２３の生成方法は上述の通りであるので説明を繰り返さない。
【００７３】
ステップＳ２０において、ＣＰＵ２０２は、画像生成部２６０（図６参照）として、スライス面３２を表わす画像２４（図６参照）を生成する。画像２４は、被検体の全スライス面の半分だけ繰り返して生成される。画像２４の生成方法は上述の通りであるので説明を繰り返さない。
【００７４】
ステップＳ２２において、ＣＰＵ２０２は、感度補正部２６２（図６参照）として、感度補正マップＡＬ（図６参照）に基づいて、画像２３を補正する。一例として、ＣＰＵ２０２は、画像２５内のスライス面３１の画像情報と、スライス面３１を示す画像２１の画像情報との関係から生成された感度補正マップＡＬに基づいて、カーネルの推定時に用いられる画像２３を補正する。同様に、ＣＰＵ２０２は、感度補正マップＡＵ（図６参照）に基づいて、画像２４を補正する。一例として、ＣＰＵ２０２は、画像２５内のスライス面３２の画像情報と、スライス面３２を示す画像２２の画像情報との関係から生成された感度補正マップＡＵに基づいて、カーネルの推定時に用いられる画像２４を補正する。
【００７５】
ステップＳ２４において、ＣＰＵ２０２は、カーネル推定部２７０として、感度補正後の画像２３，２４を用いて、カーネルを推定する。
【００７６】
（本スキャン処理）
図１０を参照して、本スキャン処理の制御フローについて順に説明する。
【００７７】
ステップＳ３０において、ＣＰＵ２０２は、磁気共鳴周波数ｆ１，ｆ２のラジオ波を含む多スライス同時励起ラジオ波を被検体Ｓに照射させ、スライス面３１，３２からの多スライス磁気共鳴信号を取得する。当該多スライス磁気共鳴信号は、ｋ空間の信号である。
【００７８】
ステップＳ３２において、ＣＰＵ２０２は、分離部２８０（図７参照）として、取得した多スライス磁気共鳴信号に推定されたカーネルを適用し、単一スライス磁気共鳴信号の各々に分離する。各単一スライス磁気共鳴信号は、ｋ空間の信号である。
【００７９】
ステップＳ３４において、ＣＰＵ２０２は、画像生成部２８２，２８４（図７参照）として、分離された各単一スライス磁気共鳴信号から、各スライス面の画像を生成する。一例として、各スライス面の画像は、各単一スライス磁気共鳴信号に対するＦＦＴによって得られる。
【００８０】
ステップＳ３６において、ＣＰＵ２０２は、乗算部２８６，２８８（図７参照）として、生成されたスライス画像のそれぞれに対して、感度補正マップの逆数を掛け合わせる。
【００８１】
［計算機システム２００のハードウェア構成］
図１１を参照して、ＭＲＩシステム１００を構成する計算機システム２００（図１参照）のハードウェア構成の一例について説明する。図１１は、計算機システム２００の主要なハードウェア構成を示すブロック図である。図１１に示されるように、計算機システム２００は、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）２０１と、ＣＰＵ２０２と、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）２０３と、ネットワークＩ／Ｆ（インタフェース）２０４と、表示部２０５と、記憶装置２１０とを含む。
【００８２】
ＲＯＭ２０１は、オペレーティングシステム、ＭＲＩシステム１００で実行される制御プログラム等を格納する。ＣＰＵ２０２は、オペレーティングシステムやＭＲＩシステム１００の制御プログラム等の各種プログラムを実行することで、ＭＲＩシステム１００の動作を制御する。ＲＡＭ２０３は、ワーキングメモリとして機能し、プログラムの実行に必要な各種データを一時的に格納する。
【００８３】
ネットワークＩ／Ｆ２０４は、アンテナ（図示しない）を介して、他の通信機器との間でデータを送受信する。他の通信機器は、たとえば、サーバ、その他の通信機能を有する装置等を含む。ＭＲＩシステム１００は、アンテナを介して、本実施の形態に従う各種の処理を実現するためのイメージングプログラム２１２をダウンロードできるように構成されてもよい。
【００８４】
表示部２０５は、たとえば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro  Luminescence）ディスプレイ、またはその他の表示機器等を含む。表示部２０５は、タッチセンサ（図示しない）と組み合わされてタッチパネルとして構成されてもよい。
【００８５】
記憶装置２１０は、たとえば、ハードディスクや外付けの記憶装置等の記憶媒体である。一例として、記憶装置２１０は、本実施の形態に従う各種の処理を実現するためのイメージングプログラム２１２とを保持する。
【００８６】
イメージングプログラム２１２は、単体のプログラムとしてではなく、任意のプログラムの一部に組み込まれて提供されてもよい。この場合、任意のプログラムと協働して本実施の形態に従うイメージングが実現される。このような一部のモジュールを含まないプログラムであっても、本実施の形態に従うＭＲＩシステム１００の趣旨を逸脱するものではない。さらに、本実施の形態に従うイメージングプログラム２１２によって提供される機能の一部または全部は、専用のハードウェアによって実現されてもよい。さらに、ＭＲＩシステム１００とサーバとが協働して、本実施の形態に従うイメージングを実現するようにしてもよい。さらに、少なくとも１つのサーバが本実施の形態に従うイメージングを実現する、所謂クラウドサービスの形態でＭＲＩシステム１００が構成されてもよい。
【００８７】
［まとめ］
以上のようにして、本実施の形態に従うＭＲＩシステム１００は、プレスキャン処理において、多スライス同時励起ラジオ波を被検体に照射し、スライス面３１とスライス面３２の画像情報とが重ならないように混合画像を生成する。当該混合画像が用いられて、スライス間の受信コイル感度を補正するための感度補正マップが生成される。ＭＲＩシステム１００は、カーネルの推定に用いられる画像を感度補正マップで補正した上で、カーネルを推定する。本スキャン処理では、カーネルを用いて多スライス磁気共鳴信号が単一スライス磁気共鳴信号に分離され、各スライス面の画像が生成される。
【００８８】
このように、ＭＲＩシステム１００においては、プレスキャン処理時と本スキャン処理時とで同一条件で多スライス同時励起ラジオ波が照射される。これにより、ＭＲＩシステム１００は、プレスキャン処理時と本スキャン処理時とのラジオ波の照射条件を合わせることができ、単一スライス励起ラジオ波のみを用いてカーネルを推定するよりも、より正確にカーネルを推定することができる。その結果、ＭＲＩシステム１００は、被検体の複数のスライス面を同時に撮像した場合であっても、各スライス面の画像を精度良く生成できる。
【００８９】
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００９０】
１  静磁場磁石、２  傾斜磁場コイル、３  送信部、４  送信コイル、５  受信コイル、６  受信部、１０  電源、１３  シーケンス制御部、１５  寝台、１６  天板、２１〜２８，２３Ａ，２４Ａ  画像、３１，３２  スライス面、４１  ラジオ波、４５，４８，５２  傾斜磁場、４８Ａ〜４８Ｎ，５２Ａ〜５２Ｎ  パルス波、１００  ＭＲＩシステム、２００  計算機システム、２０１  ＲＯＭ、２０２  ＣＰＵ、２０３  ＲＡＭ、２０４  ネットワークＩ／Ｆ、２０５  表示部、２１０  記憶装置、２１２  イメージングプログラム、２５０，２５２，２５４，２５８，２６０，２８２，２８４  画像生成部、２５５  分割部、２５６  感度補正マップ生成部、２６２，２６４  感度補正部、２７０  カーネル推定部、２７１，２７２  ＦＦＴ部、２７３  合成部、２７４  算出部、２８０  分離部、２８６，２８８  乗算部。
【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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【図８】
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【図１１】
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【図９】
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【図１０】
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