(57)【要約】【課題】ボディコイルと表面コイルとのデカップリングを効果的に行う。【解決手段】複数ビューについてボディコイル及び表面コイルの同時受信による磁気共鳴（ＭＲ）信号を取得する第１の取得工程と、前記複数ビューの一部のビューについてボディコイルの単独受信によるＭＲ信号を取得する第２の取得工程と、前記一部のビューについての前記同時受信されたＭＲ信号と、前記単独受信されたボディコイルのＭＲ信号とに基づいて、前記同時受信されたボディコイルのＭＲ信号と、前記同時受信された表面コイルのＭＲ信号と、前記単独受信されたボディコイルのＭＲ信号との対応関係を特定する特定工程と、前記対応関係に基づいて、前記複数ビューの他部のビューについての前記同時受信されたボディコイル及び表面コイルのＭＲ信号を用いて、前記他部のビューについての前記単独受信されたボディコイルのＭＲ信号を求める演算工程と、を実行する。【選択図】図５
2016010555.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数ビューについてボディコイル及び表面コイルにより同時受信された磁気共鳴信号を取得する第１の取得工程と、
前記複数ビューの一部のビューについてボディコイルにより単独受信された磁気共鳴信号を取得する第２の取得工程と、
前記第１の取得工程により得られた前記一部のビューについての前記同時受信された磁気共鳴信号と、前記第２の取得工程により得られた前記一部のビューについての前記単独受信されたボディコイルの磁気共鳴信号とに基づいて、前記同時受信されたボディコイルの磁気共鳴信号と、前記同時受信された表面コイルの磁気共鳴信号と、前記単独受信されたボディコイルの磁気共鳴信号との対応関係を特定する特定工程と、
前記対応関係に基づいて、前記複数ビューのうち前記一部のビューを除いた他部のビューについての前記同時受信されたボディコイル及び表面コイルの磁気共鳴信号を用いて、前記他部のビューについての前記単独受信されたボディコイルの磁気共鳴信号を求める演算工程と、を備えた磁気共鳴信号処理方法。
【請求項２】
前記他部のビューについての前記単独受信されたボディコイルの磁気共鳴信号に基づいて、前記同時受信された表面コイルの磁気共鳴信号を補正する補正工程と、
前記補正された表面コイルの磁気共鳴信号に基づいて、画像を再構成する再構成工程とをさらに備えた請求項１に記載の磁気共鳴信号処理方法。
【請求項３】
前記対応関係は、前記同時受信されたボディコイルの磁気共鳴信号が、前記単独受信されたボディコイルの磁気共鳴信号と、前記同時受信された表面コイルの各チャネルの磁気共鳴信号との線形和で表される関係である、請求項１または請求項２に記載の磁気共鳴信号処理方法。
【請求項４】
前記特定工程は、前記線形和における各チャネルの磁気共鳴信号に乗算される係数を特定する工程である、請求項３に記載の磁気共鳴信号処理方法。
【請求項５】
前記一部のビューは、ｋ空間における位相エンコード方向の中央部に含まれるビューである、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の磁気共鳴信号処理方法。
【請求項６】
前記一部のビューは、２以上のビューである、請求項５に記載の磁気共鳴信号処理方法。
【請求項７】
前記ボディコイルと前記表面コイルとは、ハードウェア的なデカップリングの措置が施されている、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の磁気共鳴信号処理方法。
【請求項８】
複数ビューについてボディコイル及び表面コイルにより同時受信された磁気共鳴信号を取得する第１の取得手段と、
前記複数ビューの一部のビューについてボディコイルにより単独受信された磁気共鳴信号を取得する第２の取得手段と、
前記第１の取得手段により得られた前記一部のビューについての前記同時受信された磁気共鳴信号と、前記第２の取得手段により得られた前記一部のビューについての前記単独受信されたボディコイルの磁気共鳴信号とに基づいて、前記同時受信されたボディコイルの磁気共鳴信号と、前記同時受信された表面コイルの磁気共鳴信号と、前記単独受信されたボディコイルの磁気共鳴信号との対応関係を特定する特定手段と、
前記対応関係に基づいて、前記複数ビューのうち前記一部のビューを除いた他部のビューについての前記同時受信されたボディコイル及び表面コイルの磁気共鳴信号を用いて、前記他部のビューについての前記単独受信されたボディコイルの磁気共鳴信号を求める演算手段と、を備えた磁気共鳴信号処理装置。
【請求項９】
前記他部のビューについての前記単独受信されたボディコイルの磁気共鳴信号に基づいて、前記同時受信された表面コイルの磁気共鳴信号を補正する補正手段と、
前記補正された表面コイルの磁気共鳴信号に基づいて、画像を再構成する再構成手段とをさらに備えた請求項８に記載の磁気共鳴信号処理装置。
【請求項１０】
前記対応関係は、前記同時受信されたボディコイルの磁気共鳴信号が、前記単独受信されたボディコイルの磁気共鳴信号と、前記同時受信された表面コイルの各チャネルの磁気共鳴信号との線形和で表される関係である、請求項８または請求項９に記載の磁気共鳴信号処理装置。
【請求項１１】
前記特定手段は、前記線形和における各チャネルの磁気共鳴信号に乗算される係数を特定する手段である、請求項１０記載の磁気共鳴信号処理装置。
【請求項１２】
前記一部のビューは、ｋ空間における位相エンコード方向の中央部に含まれるビューである、請求項８から請求項１１のいずれか一項に記載の磁気共鳴信号処理装置。
【請求項１３】
前記一部のビューは、２以上のビューである、請求項１２に記載の磁気共鳴信号処理装置。
【請求項１４】
前記ボディコイルと前記表面コイルとは、ハードウェア的なデカップリングの措置が施されている、請求項８から請求項１３のいずれか一項に記載の磁気共鳴信号処理装置。
【請求項１５】
複数ビューについて磁気共鳴信号をボディコイル及び表面コイルにより同時受信する第１の受信手段と、
前記複数ビューの一部のビューについて磁気共鳴信号をボディコイルにより単独受信する第２の受信手段と、
前記第１の受信手段により得られた前記一部のビューについての前記同時受信された磁気共鳴信号と、前記第２の受信手段により得られた前記一部のビューについての前記単独受信されたボディコイルの磁気共鳴信号とに基づいて、前記同時受信されたボディコイルの磁気共鳴信号と、前記同時受信された表面コイルの磁気共鳴信号と、前記単独受信されたボディコイルの磁気共鳴信号との対応関係を特定する特定手段と、
前記対応関係に基づいて、前記複数ビューのうち前記一部のビューを除いた他部のビューについての前記同時受信されたボディコイル及び表面コイルの磁気共鳴信号を用いて、前記他部のビューについての前記単独受信されたボディコイルの磁気共鳴信号を求める演算手段と、を備えた磁気共鳴装置。
【請求項１６】
前記他部のビューについての前記単独受信されたボディコイルの磁気共鳴信号に基づいて、前記同時受信された表面コイルの磁気共鳴信号を補正する補正手段と、
前記補正された表面コイルの磁気共鳴信号に基づいて、画像を再構成する再構成手段とをさらに備えた請求項１５に記載の磁気共鳴装置。
【請求項１７】
前記対応関係は、前記同時受信されたボディコイルの磁気共鳴信号が、前記単独受信されたボディコイルの磁気共鳴信号と、前記同時受信された表面コイルの各チャネルの磁気共鳴信号との線形和で表される関係である、請求項１５または請求項１６に記載の磁気共鳴装置。
【請求項１８】
前記特定手段は、前記線形和における各チャネルの磁気共鳴信号に乗算される係数を特定する、請求項１７に記載の磁気共鳴装置。
【請求項１９】
前記一部のビューは、ｋ空間における位相エンコード方向の中央部に含まれるビューである、請求項１５から請求項１８のいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
【請求項２０】
前記一部のビューは、２以上のビューである、請求項１５から請求項１９のいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
【請求項２１】
前記ボディコイルと前記表面コイルとは、ハードウェア的なデカップリングの措置が施されている、請求項１５から請求項２０のいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
【請求項２２】
コンピュータを、請求項８から請求項１４のいずれか一項に記載の磁気共鳴信号処理装置として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴信号を処理する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴装置を用いた撮影法の一つとして、ボディコイル（body coil）による磁気共鳴信号の受信と表面コイル（surface coil）による磁気共鳴信号の受信とを行い、両方の磁気共鳴信号に基づいて画像を再構成する撮影法が知られている（特許文献１，要約等参照）。
【０００３】
この撮影法によれば、例えば、ＳＮ比（signal-noise ratio）に優位な表面コイルによる磁気共鳴信号を、空間的な感度の均一性に優位なボディコイルによる磁気共鳴信号に基づいて感度補正することで、ＳＮ比が高くかつ感度むらのない画像を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０８−０５６９２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年では、上記撮影法の一種として、ボディコイルと表面コイルとで磁気共鳴信号を同時に受信する、いわば同時受信法が提案されている。この同時受信法では、ボディコイルによる受信と表面コイルによる受信とを時間的に分けないので、撮影時間を短縮でき、また、両コイルによる磁気共鳴信号を同一環境下で受信できる、といった利点がある。ただし、この場合には、通常、ボディコイルと表面コイルとのカップリング（coupling）が少なからず発生し、特にボディコイルにおける感度の均一性が劣化してしまう。
【０００６】
そこで、同時受信法を行う際には、一般的に、コイルに接続されたプリアンプ（pre-amp）のインピーダンス（impedance）をゼロ（zero）に近づけるなど、ハードウェア（hardware）的なデカップリング（decoupling）を行って、このような影響の低減が図られる。
【０００７】
しかしながら、ハードウェア的なデカップリングには限界があり、デカップリングが不完全であることが多い。
【０００８】
このような事情により、磁気共鳴装置を用いたボディコイルと表面コイルとによる磁気共鳴信号の同時受信を行う場合において、両コイル間のデカップリングを効果的に行うことができる技術が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の観点の発明は、
複数ビュー（view）についてボディコイル及び表面コイルにより同時受信された磁気共鳴信号を取得する第１の取得工程と、
前記複数ビューの一部のビューについてボディコイルにより単独受信された磁気共鳴信号を取得する第２の取得工程と、
前記第１の取得工程により得られた前記一部のビューについての前記同時受信された磁気共鳴信号と、前記第２の取得工程により得られた前記一部のビューについての前記単独受信されたボディコイルの磁気共鳴信号とに基づいて、前記同時受信されたボディコイルの磁気共鳴信号と、前記同時受信された表面コイルの磁気共鳴信号と、前記単独受信されたボディコイルの磁気共鳴信号との対応関係を特定する特定工程と、
前記対応関係に基づいて、前記複数ビューのうち前記一部のビューを除いた他部のビューについての前記同時受信されたボディコイル及び表面コイルの磁気共鳴信号を用いて、前記他部のビューについての前記単独受信されたボディコイルの磁気共鳴信号を求める演算工程と、を備えた磁気共鳴信号処理方法を提供する。
【００１０】
第２の観点の発明は、
前記他部のビューについての前記単独受信されたボディコイルの磁気共鳴信号に基づいて、前記同時受信された表面コイルの磁気共鳴信号を補正する補正工程と、
前記補正された表面コイルの磁気共鳴信号に基づいて、画像を再構成する再構成工程とをさらに備えた上記第１の観点の磁気共鳴信号処理方法を提供する。
【００１１】
第３の観点の発明は、
前記対応関係が、前記同時受信されたボディコイルの磁気共鳴信号が、前記単独受信されたボディコイルの磁気共鳴信号と、前記同時受信された表面コイルの各チャネル（channel）の磁気共鳴信号との線形和で表される関係である、上記第１の観点または第２の観点の磁気共鳴信号処理方法を提供する。
【００１２】
第４の観点の発明は、
前記特定工程が、前記線形和における各チャネルの磁気共鳴信号に乗算される係数を特定する工程である、上記第３の観点の磁気共鳴信号処理方法を提供する。
【００１３】
第５の観点の発明は、
前記一部のビューが、ｋ空間（k-space）における位相エンコード（phase encode）方向の中央部に含まれるビューである、上記第１の観点から第４の観点のいずれか一つの観点の磁気共鳴信号処理方法を提供する。
【００１４】
第６の観点の発明は、
前記一部のビューが、２以上のビューである、上記第５の観点の磁気共鳴信号処理方法を提供する。
【００１５】
第７の観点の発明は、
前記ボディコイルと前記表面コイルとが、ハードウェア的なデカップリングの措置が施されている、上記第１の観点から第６の観点のいずれか一つの観点の磁気共鳴信号処理方法を提供する。
【００１６】
第８の観点の発明は、
複数ビューについてボディコイル及び表面コイルにより同時受信された磁気共鳴信号を取得する第１の取得手段と、
前記複数ビューの一部のビューについてボディコイルにより単独受信された磁気共鳴信号を取得する第２の取得手段と、
前記第１の取得手段により得られた前記一部のビューについての前記同時受信された磁気共鳴信号と、前記第２の取得手段により得られた前記一部のビューについての前記単独受信されたボディコイルの磁気共鳴信号とに基づいて、前記同時受信されたボディコイルの磁気共鳴信号と、前記同時受信された表面コイルの磁気共鳴信号と、前記単独受信されたボディコイルの磁気共鳴信号との対応関係を特定する特定手段と、
前記対応関係に基づいて、前記複数ビューのうち前記一部のビューを除いた他部のビューについての前記同時受信されたボディコイル及び表面コイルの磁気共鳴信号を用いて、前記他部のビューについての前記単独受信されたボディコイルの磁気共鳴信号を求める演算手段と、を備えた磁気共鳴信号処理装置を提供する。
【００１７】
第９の観点の発明は、
前記他部のビューについての前記単独受信されたボディコイルの磁気共鳴信号に基づいて、前記同時受信された表面コイルの磁気共鳴信号を補正する補正手段と、
前記補正された表面コイルの磁気共鳴信号に基づいて、画像を再構成する再構成手段とをさらに備えた上記第８の観点の磁気共鳴信号処理装置を提供する。
【００１８】
第１０の観点の発明は、
前記対応関係が、前記同時受信されたボディコイルの磁気共鳴信号が、前記単独受信されたボディコイルの磁気共鳴信号と、前記同時受信された表面コイルの各チャネルの磁気共鳴信号との線形和で表される関係である、上記第８の観点または第９の観点の磁気共鳴信号処理装置を提供する。
【００１９】
第１１の観点の発明は、
前記特定手段が、前記線形和における各チャネルの磁気共鳴信号に乗算される係数を特定する手段である、上記第１０の観点の磁気共鳴信号処理装置を提供する。
【００２０】
第１２の観点の発明は、
前記一部のビューが、ｋ空間における位相エンコード方向の中央部に含まれるビューである、上記第８の観点から第１１の観点のいずれか一つの観点の磁気共鳴信号処理装置を提供する。
【００２１】
第１３の観点の発明は、
前記一部のビューが、２以上のビューである、上記第１２の観点の磁気共鳴信号処理装置を提供する。
【００２２】
第１４の観点の発明は、
前記ボディコイルと前記表面コイルとが、ハードウェア的なデカップリングの措置が施されている、上記第８の観点から第１３の観点のいずれか一つの観点の磁気共鳴信号処理装置を提供する。
【００２３】
第１５の観点の発明は、
複数ビューについて磁気共鳴信号をボディコイル及び表面コイルにより同時受信する第１の受信手段と、
前記複数ビューの一部のビューについて磁気共鳴信号をボディコイルにより単独受信する第２の受信手段と、
前記第１の受信手段により得られた前記一部のビューについての前記同時受信された磁気共鳴信号と、前記第２の受信手段により得られた前記一部のビューについての前記単独受信されたボディコイルの磁気共鳴信号とに基づいて、前記同時受信されたボディコイルの磁気共鳴信号と、前記同時受信された表面コイルの磁気共鳴信号と、前記単独受信されたボディコイルの磁気共鳴信号との対応関係を特定する特定手段と、
前記対応関係に基づいて、前記複数ビューのうち前記一部のビューを除いた他部のビューについての前記同時受信されたボディコイル及び表面コイルの磁気共鳴信号を用いて、前記他部のビューについての前記単独受信されたボディコイルの磁気共鳴信号を求める演算手段と、を備えた磁気共鳴装置を提供する。
【００２４】
第１６の観点の発明は、
前記他部のビューについての前記単独受信されたボディコイルの磁気共鳴信号に基づいて、前記同時受信された表面コイルの磁気共鳴信号を補正する補正手段と、
前記補正された表面コイルの磁気共鳴信号に基づいて、画像を再構成する再構成手段とをさらに備えた上記第１５の観点の磁気共鳴装置を提供する。
【００２５】
第１７の観点の発明は、
前記対応関係が、前記同時受信されたボディコイルの磁気共鳴信号が、前記単独受信されたボディコイルの磁気共鳴信号と、前記同時受信された表面コイルの各チャネルの磁気共鳴信号との線形和で表される関係である、上記第１５の観点または第１６の観点の磁気共鳴装置を提供する。
【００２６】
第１８の観点の発明は、
前記特定手段が、前記線形和における各チャネルの磁気共鳴信号に乗算される係数を特定する、第１７の観点の磁気共鳴装置を提供する。
【００２７】
第１９の観点の発明は、
前記一部のビューが、ｋ空間における位相エンコード方向の中央部に含まれるビューである、第１５の観点から第１８の観点のいずれか一つの観点の磁気共鳴装置を提供する。
【００２８】
第２０の観点の発明は、
前記一部のビューが、２以上のビューである、上記第１５の観点から第１９の観点のいずれか一つの観点の磁気共鳴装置を提供する。
【００２９】
第２１の観点の発明は、
前記ボディコイルと前記表面コイルとが、ハードウェア的なデカップリングの措置が施されている、上記第１５の観点から第２０の観点のいずれか一つの観点の磁気共鳴装置を提供する。
【００３０】
第２２の観点の発明は、
コンピュータを、上記第８の観点から第１４の観点のいずれか一つの観点の磁気共鳴信号処理装置として機能させるためのプログラム。
【発明の効果】
【００３１】
上記観点の発明によれば、ボディコイル部と表面コイル部とをソフトウェア的にデカップリングすることができ、ハードウェア的なデカップリングの限界を超えて、より効率的にデカップリングを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】本実施形態におけるデカップリングの考え方を説明するための図である。
【図３】磁気共鳴イメージング装置を機能的に表した機能ブロック図である。
【図４】磁気共鳴イメージング装置における撮影処理のフロー図である
【図５】磁気共鳴イメージング装置における撮影処理を概念的に表した図である。
【図６】本実施形態の手法によるデカップリングの結果を示す画像である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本実施形態は、ボディコイルと表面コイルとのデカップリングをソフトウェア（software）的に行う磁気共鳴イメージング装置（magnetic resonance imaging system）である。
【００３４】
図１は、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の構成を概略的に示す図である。
【００３５】
図１に示すように、磁気共鳴イメージング装置１は、静磁場コイル部１１、勾配コイル部１２、ボディコイル部１３、表面コイル部１４、静磁場駆動部２１、勾配駆動部２２、ＲＦ駆動部２３、データ（data）収集部２４、被検体搬送部２５、制御部３０、記憶部３１、操作部３２、画像再構成部３３、および表示部３４を有している。
【００３６】
静磁場コイル部１１は、例えば超電導コイルであり、電流の供給を受けて静磁場を発生させ、静磁場空間を生成する。
【００３７】
勾配コイル部１２は、電流の供給を受けて、スライス（slice）軸方向、位相エンコード方向、および周波数エンコード（frequency encode）方向の３軸方向に勾配磁場を独立に発生させる。なお、ここでは、周波数エンコード方向、位相エンコード方向、およびスライス軸方向は、それぞれ、図１に示すｘ方向、ｙ方向、およびｚ方向と対応している。
【００３８】
ボディコイル部１３は、電流の供給を受けて、静磁場空間内の被検体４０の原子核スピン（spin）を励起するための高周波磁場すなわちＲＦパルス（radio frequency pulse）を発生させる。また、ボディコイル部１３は、被検体４０からの磁気共鳴信号（以下、ＭＲ信号という）を受信する。
【００３９】
表面コイル部１４は、被検体４０の撮影部位の表面に設置され、撮影部位からのＭＲ信号を受信する。表面コイル部１４は、複数のチャネルコイルにより構成されている。チャネルコイルの数すなわちチャネル数は、例えば２〜１０程度である。なお、チャネルコイルは、コイルエレメントとも言われる。
【００４０】
静磁場駆動部２１は、制御部３０からの制御信号を基に静磁場コイル部１１を駆動して、静磁場を発生させる。
【００４１】
勾配駆動部２２は、制御部３０からの制御信号を基に勾配コイル部１２を駆動して、静磁場空間内に勾配磁場を発生させる。
【００４２】
ＲＦ駆動部２３は、制御部３０からの制御信号を基にボディコイル部１３を駆動して、静磁場空間内に高周波磁場を発生させる。
【００４３】
データ収集部２４は、ボディコイル部１３及び表面コイル部１４が受信したＭＲ信号を位相検波し、ＡＤ（Analog-Digital）変換して、ＭＲ信号のデータを生成する。生成されたＭＲ信号のデータは、記憶部３１に出力される。
【００４４】
被検体搬送部２５は、制御部３０からの制御信号を基に、被検体４０を静磁場空間の内外に搬送する。
【００４５】
制御部３０は、被検体４０や撮影部位ごとにグラディエント・シム（gradient shim）調整を行うよう、勾配駆動部２３に制御信号を送って制御する。また、制御部３０は、操作部３２からの操作信号を基に、決められたパルスシーケンス（pulse sequence）を実施するよう、静磁場駆動部２１、勾配駆動部２２、ＲＦ駆動部２３、データ収集部２４、被検体搬送部２５の各部に制御信号を送って制御する。
【００４６】
記憶部３１は、データ収集部２４により収集されたＭＲ信号のデータや、画像再構成部３３により画像再構成処理して得られた画像データ等を記憶する。
【００４７】
画像再構成部３３は、制御部３０からの制御により、記憶部３１からＭＲ信号のデータを読み出し、そのＭＲ信号のデータに対して画像再構成処理を行って画像データを生成する。画像データは、記憶部３１に出力される。
【００４８】
表示部３４は、操作部３２の操作に必要な情報や、画像データが表す画像などを表示する。
【００４９】
なお、データ収集部２４、制御部３０、記憶部３１、操作部３２、画像再構成部３３及び表示部３４は、例えばコンピュータ（computer）ＣＰにより構成される。
【００５０】
また、ボディコイル部１３と表面コイル部１４とは、ハードウェア的なデカップリングの措置が施されている。例えば、データ収集部２４においてそれぞれのコイルに接続されたプリアンプ（不図示）のインピーダンスは、極力低くなるように設計されている。しかしながら、このハードウェア的なデカップリングは完全ではなく、カップリングは少なからず存在している。
【００５１】
ここで、本実施形態におけるソフトウェア的なデカップリングの方法について説明する。
【００５２】
図２は、本実施形態におけるデカップリングの考え方を説明するための図である。
【００５３】
まず、単純なモデルとして、ボディコイル部１３と表面コイル部１４とのカップリングによりボディコイル部１３のＭＲ信号が受ける影響は、図２の上段に示すように、表面コイル部１４のチャネルコイルごとのＭＲ信号のデータに基づく画像の線形和で表される、と仮定することができる。画像空間における線形和の関係は、ｋ空間でも保たれるため、図２の下段に示すように、ｋ空間でも同様の関係が成立すると考えられる。このような線形性が成り立つならば、ｋ空間の各ポイントにおいて、線形和の方程式が成り立つ。この線形和における未知の合成係数ｃ1，ｃ2，…，ｃnは、表面コイル部１４のチャネルコイルの数ｎだけ存在するが、方程式はｋ空間のポイント数分だけ存在し得る。そこで、これら存在し得る多数の方程式のうちの一部について、合成係数以外の項すなわちＭＲ信号のデータを実際のスキャンにより求め、当該一部の方程式を例えば最小二乗法等を用いて解けば、各チャネルコイルごとの未知の合成係数ｃ1，ｃ2，…，ｃnを求めることができる。合成係数が求まれば、同時受信により得られたボディコイル部１３及び表面コイル部１４のＭＲ信号のデータから、ボディコイル部１３の単独受信によりＭＲ信号のデータを求めることができる。すなわち、ソフトウェア的なデカップリングが成されたことになる。
【００５４】
上記の考え方を踏まえ、本実施形態では、まず、ｋ空間の主要部を埋める複数ビューについて、ボディコイル部１３と表面コイル部１４との同時受信によりＭＲ信号のデータを取得する。加えて、ｋ空間における当該複数ビューのうち一部のビューについて、ボディコイル部１３の単独受信によりＭＲ信号のデータを取得する。このデータは、本スキャン中に、受信に用いるコイルを切り替えることにより取得してもよいし、予め本スキャン前に取得してもよい。そして、ｋ空間における上記一部のビューの各ポイント（point）ごとに、上述した方程式を作り、これを解くことにより係数を求める。係数が求まったら、上記複数のビューのうち上記一部のビューを除いた残りの他部のビューについて、同時受信により得られたボディコイル部１３及び表面コイル部１４のＭＲ信号のデータから、表面コイル部１４からのカップリングの影響が無い、ボディコイル部１３の単独受信によるＭＲ信号のデータを求める。
【００５５】
図３は、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１を機能的に表した機能ブロック図である。磁気共鳴イメージング装置１は、第１の信号取得部５１、第２の信号取得部５２、対応関係特定部５３、ボディコイル信号生成部５４、表面コイル信号補正部５５、及び画像再構成部５６を含んでいる。なお、これら５１〜５６の各部は、例えば、コンピュータに所定のプログラムを実行させることにより実現される。また、これら５１〜５６の各部は、それぞれ、発明における第１の取得手段、第２の取得手段、特定手段、演算手段、補正手段及び再構成手段の一例である。
【００５６】
第１の信号取得部５１は、ｋ空間において位相エンコード方向に広がる複数ビューについて、ボディコイル部１３及び表面コイル部１４からＭＲ信号を同時受信して取得する。
【００５７】
第２の信号取得部５２は、上記複数ビューのうち一部のビューについて、ボディコイル部１３からＭＲ信号を単独受信して取得する。
【００５８】
対応関係特定部５３は、取得されたＭＲ信号を基に、同時受信によるボディコイル部１３のＭＲ信号と、同時受信による表面コイル部１４のＭＲ信号と、単独受信によるボディコイル部１３のＭＲ信号との対応関係を特定する。
【００５９】
ボディコイル信号生成部５４は、特定された対応関係を基に、取得されたＭＲ信号を用いて、ｋ空間における上記複数ビューのうち上記一部のビューを除いた残りのビューについて、単独受信によるボディコイル部１３のＭＲ信号を生成する。
【００６０】
表面コイル信号補正部５５は、得られた上記複数ビューについての単独受信によるボディコイル部１３のＭＲ信号を基に、同時受信による表面コイル部１４のＭＲ信号の感度補正を行う。
【００６１】
画像再構成部５６は、感度補正が行われた表面コイル部１４のＭＲ信号を基に画像を再構成する。
【００６２】
以下、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１における撮影処理の流れについて説明する。
【００６３】
図４は、磁気共鳴イメージング装置１における撮影処理のフロー（flow）図である。また図５は、この撮影処理を概念的に表した図である。なお、ここでは、便宜上、被検体４０における所定の１枚のスライス領域を撮影し、そのスライスの画像を再構成する場合を想定する。
【００６４】
ステップ（step）Ｓ１では、操作者が、表面コイル部１４を被検体４０に設置する。そして、図５に示すように、第１の信号取得部５１が、操作者からの指令に応答して、所定のスライス領域ＳＲに対してｋ空間の主要部分がほぼ埋まるように複数ビューのスキャン（scan）を行い、ビューごとにスライス領域ＳＲからのＭＲ信号をボディコイル部１３と表面コイル部１４とで同時的に受信する。すなわち、パルスシーケンスで言えば、位相エンコードパルスの強度を複数段階に変えながらスキャンして、それぞれのスキャンについてＭＲ信号を両コイルで同時受信する。
【００６５】
これにより、複数ビューＶ-m〜Ｖ+mについてのボディコイル部１３及び表面コイル部１４の同時受信によるボディコイル部１３のＭＲ信号ＢB+S, V-m，…，ＢB+S, V+mと、複数ビューＶ-m〜Ｖ+mについてのボディコイル部１３及び表面コイル部１４の同時受信による表面コイル部１４の各チャネルコイルＥ1〜ＥnのＭＲ信号ＳB+S, V-m,E1〜ＳB+S, V-m,En，…，ＳB+S, V+m,E1〜ＳB+S, V+m,Enと、が得られる。
【００６６】
ステップＳ２では、操作者が、表面コイル部１４を電気的に切り離すか、被検体４０から外し、ボディコイル部１３と表面コイル部１４とのカップリングが生じない状態にする。そして、第２の信号取得部５２が、図５に示すように、操作者からの指令に応答して、スライス領域ＳＲに対して上記複数ビューのうち一部のビューＶk〜Ｖk+aのスキャンを行い、その一部のビューについてのスライス領域ＳＲからのＭＲ信号をボディコイル部１３単独で受信する。すなわち、パルスシーケンスで言えば、位相エンコードパルスの強度を上記複数段階のうち１または２以上の一部の段階に限定してスキャンし、その各スキャンについてＭＲ信号をボディコイル部１３のみで受信する。表面コイル部１４では受信しない。
【００６７】
これにより、一部のビューＶk，Ｖk+1，…，Ｖk+aについてのボディコイル部１３の単独受信によるボディコイル部１３のＭＲ信号ＢB,Vk，ＢB,Vk+1，…，ＢB,Vk+aを得る。
【００６８】
なお、この一部のビューは、ｋ空間における位相エンコード方向の中央部に含まれるビューであることが望ましい。また、この一部のビューの数は１でもよいが２以上であることが望ましい。これらの場合、当該一部のビューについてのボディコイル２４の単独受信によるボディコイル２４のＭＲ信号が多くの被検体４０の情報を含むことになるため、後述する“ＭＲ信号同士の対応関係”の特定精度が向上するからである。ただし、この一部のビューの数は、あまり多すぎると、ステップＳ２でのスキャン時間が増大するので、例えば４以下が適当である。
【００６９】
また、ステップＳ２は、ステップＳ１を実行する前に予め実行しておいてもよい。
【００７０】
ステップＳ３では、対応関係特定部５３が、図５に示すように、上記一部のビューＶk，Ｖk+1，…，Ｖk+aについての同時受信によるボディコイル部１３のＭＲ信号ＢB+S,Vk，ＢB+S,Vk+1，…，ＢB+S,Vk+aと、上記一部のビューＶk，Ｖk+1，…，Ｖk+aについての同時受信による表面コイル部１４の各チャネルコイルＥ1〜ＥnのＭＲ信号ＳB+S,Vk,E1〜ＳB+S,Vk,En，ＳB+S,+Vk+1,E1〜ＳB+S,+Vk+1,En，…，ＳB+S,+Vk+a,E1〜ＳB+S,+Vk+a,Enと、上記一部のビューＶk，Ｖk+1，…，Ｖk+aについての単独受信によるボディコイル部１３のＭＲ信号ＢB,Vk，ＢB,Vk+1，…，ＢB,Vk+aとに基づいて、同時受信によるボディコイル部１３のＭＲ信号と、同時受信による表面コイル部１４のＭＲ信号と、単独受信によるボディコイル部１３のＭＲ信号との対応関係を特定する。
【００７１】
つまり、下式のように、ｋ空間における同一ビューＶiの同一ポイントにおいて、同時受信によるボディコイル部１３のＭＲ信号ＢB+S,Viが、単独受信によるボディコイル部１３のＭＲ信号ＢB,Viと、同時受信による表面コイル部１４の各チャネルコイルのＭＲ信号ＳB+S,Vi,E1，ＳB+S,Vi,E2，…，ＳB+S,Vi,Enとの線形和で表すことができると仮定する。係数ｃ1，ｃ2，…，ｃnは、ビューに関係なく一定である。これら係数ｃ1，ｃ2，…，ｃnを特定することにより、対応関係を特定する。
（数１）
ＢB+S,Vi＝ＢB,Vi＋ｃ1・ＳB+S,Vi,E1＋ｃ2・ＳB+S,Vi,E2＋，…，＋ｃn・ＳB+S,Vi,En     （１）
【００７２】
すなわち、式（１）において、ビューＶiを上記一部のビューＶk，Ｖk+1，…，Ｖk+aの各々としたときの式に、既に得られたＭＲ信号を代入して解くことにより、係数ｃ1，ｃ2，…，ｃnを特定する。
【００７３】
ステップＳ４では、ボディコイル信号生成部５４が、図５に示すように、係数ｃ1，ｃ2，…，ｃnが特定された式（１）に、既に得られたＭＲ信号を代入して解くことにより、上記複数ビューＶ-m〜Ｖ+mのから上記一部のビューＶk〜Ｖk+aを除いた残りのビューについて、単独受信によるボディコイル２４のＭＲ信号に相当する信号を求める。これにより、上記複数ビューのすべてについて、単独受信によるボディコイル２４のＭＲ信号を得ることができる。
【００７４】
ステップＳ５では、表面コイル信号補正部５５が、図５に示すように、上記複数ビューについての単独受信によるボディコイルのＭＲ信号に基づいて、上記複数ビューについての同時受信による表面コイル部１４のＭＲ信号に対して感度補正を行う。
【００７５】
ステップＳ６では、画像再構成部５６が、上記複数ビューについての、感度補正が行われた同時受信による表面コイルＭＲ信号に基づいて、画像を再構成する。すなわち、当該ＭＲ信号にフーリエ変換を行って、スライス領域ＳＲのＭＲ画像を再構成する。
【００７６】
ここで、本実施形態の手法によるボディコイルと表面コイルとのデカップリングの結果の一例を示す。
【００７７】
図６は、本実施形態の手法によるデカップリングの結果を示す画像である。図６（ａ）〜（ｃ）は、空気を被写体として撮影して得られた画像である。図６（ａ）はボディコイルと表面コイルとの同時受信によるボディコイルのＭＲ信号を基に再構成された画像である。図６（ｂ）はボディコイルの単独受信により実測されたＭＲ信号を基に再構成された画像である。単独受信による画像では、輝度がほぼ均一である。一方、同時受信による画像では、左下に輝度が少し高くなっている領域があり、表面コイルとのカップリングが生じている様子が伺える。図６（ｃ）は、本提案法によるデカップリングを行って得られたボディコイルのＭＲ信号を基に再構成された画像である。この画像では、輝度がほぼ均一であり、デカップリングの効果が分かる。図６（ｄ）は、ボディコイル単独受信（実測）による画像とデカップリングが行われた画像との差分画像である。エラー（error）成分が少なく、デカップリングが高い精度で行われている事が分かる。
【００７８】
以上、本実施形態によれば、ボディコイル部１３と表面コイル部１４とをソフトウェア的にデカップリングすることができ、ハードウェア的なデカップリングの限界を超えて、より効率的にデカップリングを行うことができる。
【００７９】
なお、発明は、本実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変形が可能である。
【００８０】
例えば、本実施形態では、ボディコイル部１３と表面コイル部１４とによるＭＲ信号の同時受信は、本スキャンにて行われることを想定しているが、本スキャン前のキャリブレーションスキャンにおいて行うことを想定することもできる。この場合にも同様の手法によりソフトウェア的なデカップリングを行うことができる。
【００８１】
また例えば、本実施形態では、ＭＲ信号同士の対応関係は、表面コイル部１４を構成する複数のチャネルコイルのＭＲ信号の線形和を用いて表しているが、非線形和を用いて表してもよい。
【００８２】
また例えば、各チャネルコイルのＭＲ信号に乗算する係数ｃ1，ｃ2，…，ｃnを特定する際に、式（１）を式（２）のようにして、隣接するビューのＭＲ信号をも近似的に用いて式を増やし、係数の特定精度を高めるようにしてもよい。
（数２）
ＢB+S,Vi＝ＢB,Vi＋ｃ1・ＳB+S,Vi,E1＋ｃ2・ＳB+S,Vi,E2＋，…，＋ｃn・ＳB+S,Vi,En     （１）
ＢB+S,Vi＝ＢB,Vi＋ｃ1・ＳB+S,Vi±1,E1＋ｃ2・ＳB+S,Vi±1,E2＋，…，＋ｃn・ＳB+S,Vi±1,En（２）
【００８３】
また例えば、本実施形態では、ボディコイル部１３と表面コイル部１４とは、ハードウェア的なデカップリングの措置が施されているが、発明は、このようなハードウェア的なデカップリングの措置が施されていない場合にも適用可能である。
【００８４】
なお、本実施形態は、磁気共鳴イメージング装置であるが、上述したようなＭＲ信号の処理を行うＭＲ信号処理装置や、コンピュータをこのようなＭＲ信号処理装置として機能させるためのプログラム、このプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体もまた、発明の一実施形態である。この記録媒体は、ＣＤ−ＲＯＭやＵＳＢメモリ、ネットワーク上のサーバなど、非一過性のものを含む。
【符号の説明】
【００８５】
１ 磁気共鳴イメージング装置
１１ 静磁場コイル部
１２ 勾配コイル部
１３ ボディコイル部
１４ 表面コイル部
２１ 静磁場駆動部
２２ 勾配駆動部
２３ ＲＦ駆動部
２４ データ収集部
２５ 被検体搬送部
３０ 制御部
３１ 記憶部
３２ 操作部
３３ 画像再構成部
３４ 表示部
４０ 被検体
５１ 第１の信号取得部
５２ 第２の信号取得部
５３ 対応関係特定部
５４ ボディコイル信号生成部
５５ 表面コイル信号補正部
５６ 画像再構成部
５７ 画像出力部
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図２】
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【図６】
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