(57)【要約】  本発明は、補正磁気共鳴画像（３２６、５０２、６００、７００）を生成する医療装置（３００、４００）を提供する。医療装置は、命令を実行するプロセッサ（３０８）を有する。命令の実行は、プロセッサに、Ｎ枚の磁気共鳴画像のセット（３２０）を受信し（１００）、Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットは、磁気共鳴画像コイル（４２４）のＮ個のコイル要素のうちの１つ（４２６）に対応し、Ｎ個のコイル要素の各々についてコイル感度のセット（３２２）を受信し（１０２）、Ｎ個のコイル要素の各々についてピクセルの各々のコイル感度較正（３２４）を決定し（１０４）、Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットの各々の中のピクセルの値を有する第１の和を、コイル感度のセットの各々の中のピクセルのコイル感度較正を有する第２の和で除算することにより、補正磁気共鳴画像の各ピクセルの値を計算させ（１０６）、第１の和及び第２の和は実数値である。
2016526459.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピクセルを有する補正磁気共鳴画像を生成する医療装置であって、前記医療装置は、
機械実行可能命令を格納するメモリと、
前記機械実行可能命令を実行するプロセッサと、
を有し、前記機械実行可能命令の実行は、前記プロセッサに、
Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットを受信させ、Ｎは１以上の正の整数であり、前記Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットの各々は、磁気共鳴画像コイルのＮ個のコイル要素のうちの１つに対応し、前記Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットの各々は、前記補正磁気共鳴画像と同数のピクセルを有し、
前記Ｎ個のコイル要素の各々のコイル感度のセットを受信させ、
前記Ｎ個のコイル要素の各々について、前記ピクセルの各々のコイル感度較正を決定させ、
前記補正磁気共鳴画像の前記ピクセルのうちの各ピクセルの値を、前記Ｎ個の磁気共鳴画像のセットの各々の中の当該ピクセルのモジュロ値を有する第１の和を、前記コイル感度のセットの各々の中の当該ピクセルの前記コイル感度較正のモジュロを有する第２の和で除算することにより、計算させる、
医療装置。
【請求項２】
前記第１の和は、前記コイル感度のセットの各々の中の前記ピクセルの前記コイル感度の大きさを、前記Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットの各々の中の前記ピクセルの大きさで乗算したものの和であり、前記第２の和は、前記ピクセルの前記コイル感度の大きさの平方和である、請求項１に記載の医療装置。
【請求項３】
前記第２の和により除算された前記第１の和は、
【数１４】
2016526459.tif 000016
又は
【数１５】
2016526459.tif 000017
又は
【数１６】
2016526459.tif 000018
又は
【数１７】
2016526459.tif 000019
に代数的に等しく、
ｉはインデックス変数であり、ｍｉは前記Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットのうちのｉ番目の構成要素の中のピクセルの値であり、Ｓｉは前記コイル感度のセットのうちのｉ番目の構成要素の中のピクセルのコイル感度較正であり、Ｒは調整パラメータである、請求項１又は２に記載の医療装置。
【請求項４】
前記第１の和は、前記コイル感度のセットの各々の中の前記ピクセルの前記コイル感度の大きさを、前記Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットの各々の中の前記ピクセルの大きさで乗算したものの和であり、前記第２の和は、前記ピクセルの複素コイル感度の大きさの平方和平方根である、請求項１に記載の医療装置。
【請求項５】
前記第２の和により除算された前記第１の和は、
【数１８】
2016526459.tif 000020
又は
【数１９】
2016526459.tif 000021
に代数的に等しく、
ｉはインデックス変数であり、ｍｉは前記Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットのうちのｉ番目の構成要素の中のピクセルの値であり、Ｓｉは前記コイル感度のセットのうちのｉ番目の構成要素の中のピクセルのコイル感度較正であり、Ｒは調整パラメータである、請求項１又は４に記載の医療装置。
【請求項６】
前記命令の実行は、前記プロセッサに、前記コイル感度が部分的ｋ空間で取得されるとき、前記コイル感度を受信させる、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項７】
前記Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットの各々の中の前記ピクセルは、実数値である、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項８】
前記医療装置は、磁気共鳴画像システムを有し、前記磁気共鳴画像システムは、前記磁気共鳴画像コイルで磁気共鳴データを取得するよう動作する無線周波数システムを更に有し、前記命令の実行は、前記プロセッサにさらに、
前記無線周波数システム及び前記磁気共鳴画像コイルを用いて、画像磁気共鳴データを取得させ、
前記画像磁気共鳴データを前記Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットに再構成させる、
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項９】
前記磁気共鳴画像システムは均一身体コイルを更に有し、前記無線周波数システムは、前記均一身体コイルを用いて基準磁気共鳴データを取得するよう動作し、前記命令の実行は、前記プロセッサにさらに、
前記無線周波数システム及び前記均一身体コイルを用いて前記基準磁気共鳴データを取得し、
前記無線周波数システム及び前記磁気共鳴画像コイルを用いて較正磁気共鳴データを取得し、
前記基準磁気共鳴データを用いて基準磁気共鳴画像を再構成し、
前記較正磁気共鳴データを用いてＮ枚の較正磁気共鳴画像のセットを再構成し、
前記Ｎ枚の基準磁気共鳴画像のセット及び前記基準磁気共鳴画像を用いて前記コイル感度のセットを計算させる、
請求項８に記載の医療装置。
【請求項１０】
前記命令の実行は、前記プロセッサに、ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ技術を用いて前記画像磁気共鳴データを取得させ、前記磁気共鳴データは、前記ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ技術を用いて前記Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットに再構成される、請求項８又は９に記載の医療装置。
【請求項１１】
前記ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ技術は、画像空間の中の低周波数空間変動位相誤りを除去するために、位相補正を用いる、請求項１０に記載の医療装置。
【請求項１２】
前記画像磁気共鳴データは、非デカルト磁気共鳴画像技術を用いて取得される、請求項８、９、又は１０に記載の医療装置。
【請求項１３】
医療装置を制御するプロセッサによる実行のための機械実行可能命令を有するコンピュータプログラムであって、前記機械実行可能命令の実行は、前記プロセッサに、
Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットを受信させ、Ｎは１以上の正の整数であり、前記Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットの各々は、磁気共鳴画像コイルのＮ個のコイル要素のうちの１つに対応し、前記Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットの各々は、補正磁気共鳴画像と同数のピクセルを有し、
前記Ｎ個のコイル要素の各々のコイル感度のセットを受信させ、
前記Ｎ個のコイル要素の各々について、前記ピクセルの各々のコイル感度較正を決定させ、
前記補正磁気共鳴画像の前記ピクセルのうちの各ピクセルの値を、前記Ｎ個の磁気共鳴画像のセットの各々の中の当該ピクセルのモジュロ値を有する第１の和を、前記コイル感度のセットの各々の中の当該ピクセルの前記コイル感度較正のモジュロを有する第２の和で除算することにより、計算させる、
コンピュータプログラム。
【請求項１４】
補正磁気共鳴画像を生成する方法であって、前記方法は、
Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットを受信するステップであって、Ｎは１以上の正の整数であり、前記Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットの各々は、磁気共鳴画像コイルのＮ個のコイル要素のうちの１つに対応し、前記Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットの各々は、前記補正磁気共鳴画像と同数のピクセルを有する、ステップと、
前記Ｎ個のコイル要素の各々のコイル感度のセットを受信するステップと、
前記Ｎ個のコイル要素の各々について、前記ピクセルの各々のコイル感度較正を決定するステップと、
前記補正磁気共鳴画像の前記ピクセルのうちの各ピクセルの値を、前記Ｎ個の磁気共鳴画像のセットの各々の中の当該ピクセルのモジュロ値を有する第１の和を、前記コイル感度のセットの各々の中の当該ピクセルの前記コイル感度較正のモジュロを有する第２の和で除算することにより、計算するステップと、
を有する方法。
【請求項１５】
前記方法は、前記磁気共鳴画像コイルで磁気共鳴データを取得するよう動作する無線周波数システムを有する磁気共鳴画像システムを用いて実行され、前記磁気共鳴画像システムは、均一身体コイルを更に有し、前記無線周波数システムは、前記均一身体コイルを用いて基準磁気共鳴データを取得するよう動作し、前記方法は、
前記無線周波数システム及び前記均一身体コイルを用いて前記基準磁気共鳴データを取得するステップと、
前記基準磁気共鳴データを用いて基準磁気共鳴画像を再構成するステップと、
前記無線周波数システム及び前記磁気共鳴画像コイルを用いて較正磁気共鳴データを取得するステップと、
前記較正磁気共鳴データを用いてＮ枚の較正磁気共鳴画像のセットを再構成するステップと、
前記Ｎ枚の磁気共鳴画像のセット及び前記基準磁気共鳴画像を用いて前記コイル感度のセットを計算するステップと、
前記無線周波数システム及び前記磁気共鳴画像コイルを用いて画像磁気共鳴データを取得するステップと、
前記画像磁気共鳴データを前記Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットに再構成するステップと、
を更に有する請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴画像法に関し、特に、画像の中の不均一性の補正に関する。
【背景技術】
【０００２】
強力な静磁場は、患者の体内の画像を生成する手順の部分として現時の核スピンを揃えるためにＭＲＩ（Magnetic  Resonance  Imaging）スキャナにより用いられる。この強力静磁場は、Ｂ０磁場と称される。
【０００３】
ＭＲＩスキャンの間、送信コイルにより生成される無線周波数（ＲＦ）パルスは、局所磁場に摂動を生じ、核スピンにより放出されるＲＦ信号は受信コイルにより検出される。これらのＲＦ信号は、ＭＲＩ画像を構築するために用いられる。これらのコイルは、アンテナとも称される。さらに、送信コイル及び受信コイルは、両方の機能を実行する単一の通信コイルに統合することもできる。通信コイルの使用は、別個の送信コイル及び受信コイルが使用されるシステムも表すことが理解される。送信ＲＦ場は、Ｂ１磁場と称される。
【０００４】
ＭＲＩスキャナは、スライス又は体積のいずれかの画像を構築することができる。スライスは、１ボクセルのみの厚みである薄い体積である。ボクセルは、ＭＲＩ信号が平均化される小さな体積であり、ＭＲＩ画像の分解能を表す。ボクセルは、本願明細書ではピクセルとして参照されても良い。
【０００５】
表面コイルは、関心領域に又はその上に直接置かれる一種の受信コイルである。表面コイルの使用は、磁気感度を向上させる。しかしながら、表面コイルは、結果として生じる磁気共鳴画像に不均一性を生じ得る空間依存感度を有する。
【０００６】
米国特許第５,６００,２４４号（以後、「２４４特許」）は、表面コイルにより取得された磁気共鳴画像の中の不均一性を低減する方法を記載する。
【０００７】
磁気共鳴画像を取得するＰＲＯＰＥＬＬＥＲ技術は、Pipe他による文献「Motion  Correction  With  PROPELLER  MRI:  Application  to  Head  Motion  and  Free−Breathing  Cardiac  Imaging」、Magn.Res.Med.,volume４２,pages９６３−９６９(１９９９)（以後、Pipe他）に詳述される。さらに、E.G.Larsson他による論文「SNR−optimality  of  sum−ofsquares  reconstrcution  for  phased  array  magnetic  resonance  imaging」、JMR  １６３(２００３)１２１−１２３は、測定信号から再構成されたオブジェクト密度の最適な推定が、複素数値信号及びコイル感度が用いられる最大比結合により得られることに言及している。さらに、この論文は、最大比結合が強力な信号において平方和解の信号対雑音割り当て（ration）を無症状に有することを示している。
【発明の概要】
【０００８】
本発明は、独立請求項において、医療装置、コンピュータプログラム、磁気共鳴画像法を提供する。実施形態は、従属請求項で定められる。
【０００９】
当業者に理解されるように、本発明の態様は、装置、方法、又はコンピュータプログラムとして具現化されても良い。したがって、本発明の態様は、全体がハードウェアの実施形態、全体がソフトウェアの実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコード、等を含む）、又は本願明細書では概して「回路」、「モジュール」若しくは「システム」と称され得るソフトウェアとハードウェアの態様の組合せの実施形態の形式を取っても良い。さらに、本発明の態様は、コンピュータ可読媒体上に具現化されるコンピュータ実行可能コードを有する１又は複数のコンピュータ可読媒体で具現化されるコンピュータプログラムの形式を取っても良い。
【００１０】
１又は複数のコンピュータ可読媒体のいかなる組合せが用いられても良い。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読信号媒体又はコンピュータ可読記憶媒体であっても良い。本願明細書で用いられる「コンピュータ可読記憶媒体」は、コンピューティング装置のプロセッサにより実行可能な命令を格納できるいかなる有形記憶媒体も含む。コンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータ可読非一時的記憶媒体として表されても良い。コンピュータ可読記憶媒体は、有形コンピュータ可読媒体として表されても良い。幾つかの実施形態では、コンピュータ可読記憶媒体は、コンピューティング装置のプロセッサによりアクセス可能なデータを格納できても良い。コンピュータ可読記憶媒体の例は、フロッピディスク、磁気ハードディスクドライブ、固体ハードディスク、フラッシュメモリ、ＵＳＢサムドライブ、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、光ディスク、光磁気ディスク、プロセッサのレジスタファイルを含むが、これらに限定されない。光ディスクの例は、ＣＤ（Compact  Disk）、ＤＶＤ（Digital  Versatile  Disk）、例えばＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＷ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＷ又はＤＶＤ−Ｒディスクを含む。コンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータ装置によりネットワーク又は通信リンクを介してアクセス可能な種々の記録媒体も表す。例えば、データはモデムを介して、インターネットを介して、又はローカルエリアネットワークを介して読み出されても良い。コンピュータ可読媒体上に具現化されるコンピュータ実行可能コードは、無線、有線、光ファイバケーブル、ＲＦ等又はこれらのいかなる適切な組合せを含むがこれらに限定されないいかなる適切な媒体を用いて送信されても良い。
【００１１】
コンピュータ可読信号媒体は、例えば、ベースバンドで又は搬送波の一部として具現化されるコンピュータ実行可能コードを有する伝搬されるデータ信号を有しても良い。このような伝搬される信号は、電磁、光、又はそれらのいかなる適切な組合せを含むがこれらに限定されない種々の形式のうちのいかなる形式を取っても良い。コンピュータ可読信号媒体は、コンピュータ可読記憶媒体ではなく及び命令実行システム、機器若しくは装置により若しくはそれと接続して使用するためにプログラムを通信、伝搬又は送信できるいかなる適切なコンピュータ可読媒体であっても良い。
【００１２】
「コンピュータメモリ」又は「メモリ」は、コンピュータ可読記憶媒体の一例である。コンピュータメモリは、プロセッサに直接アクセス可能ないかなるメモリであっても良い。「コンピュータ記憶装置」又は「記憶装置」は、コンピュータ可読記憶媒体の更なる一例である。コンピュータ記憶装置は、いかなる不揮発性コンピュータ可読記憶媒体であっても良い。幾つかの実施形態では、コンピュータ記憶装置は、コンピュータメモリを含んでも良い。或いは逆も同様である。
【００１３】
本願明細書で用いられるように「プロセッサ」は、プログラム又は機械実行命令又はコンピュータ実行可能コードを実行可能な電子部品を包含する。「プロセッサ」を有するコンピューティング装置への言及は、場合によっては１より多いプロセッサ又はプロセッサコアを含むとして解釈されるべきである。プロセッサは、例えばマルチコアプロセッサであっても良い。プロセッサは、単一のコンピュータシステム内の又は複数のコンピュータシステムの間に分散されたプロセッサの集合も表し得る。用語コンピューティング装置は、場合によっては、それぞれ１又は複数のプロセッサを有するコンピューティング装置の集合体又はネットワークを表すとして解釈されるべきである。コンピュータ実行可能コードは、同一のコンピューティング装置内にある又は複数のコンピューティング装置に渡って分散され得る複数のプロセッサにより実行されても良い。
【００１４】
コンピュータ実行可能コードは、機械実行可能命令又はプロセッサに本発明の態様を実行させるプログラムを有しても良い。本発明の態様の動作を実行するためのコンピュータ実行可能コードは、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、Ｃ＋＋等のようなオブジェクト指向プログラミング言語及びＣプログラミング言語若しくは類似のプログラミング言語のような従来の手続き型プログラミング言語を含む１又は複数のプログラミング言語の組合せで記述され、機械実行可能命令にコンパイルされても良い。幾つかの場合には、コンピュータ実行可能コードは、高級言語の形式又は未コンパイル形式であっても良く、オンザフライで機械実行可能命令を生成するインタプリタと共に用いられても良い。
【００１５】
コンピュータ実行可能コードは、完全にユーザのコンピュータで、部分的にユーザのコンピュータで、スタンドアロン型ソフトウェアパッケージとして、部分的にユーザのコンピュータで及び部分的にリモートコンピュータで又は部分的にリモートコンピュータ若しくはサーバで実行されても良い。後者のシナリオでは、リモートコンピュータは、ＬＡＮ（local  area  network）又はＷＡＮ(wide  area  network)を含む如何なる種類のネットワークを通じてユーザのコンピュータに接続されても良く、或いは（例えば、インターネットサービスプロバイダを用いてインターネットを通じて）外部コンピュータへの接続が生成されても良い。
【００１６】
本発明の態様は、本発明の実施形態による方法、装置（システム）及びコンピュータプログラムのフローチャート図及び／又はブロック図を参照して記載される。フローチャート、図、及び／又はブロック図のブロックの各ブロック又はブロックの一部は、適切な場合には、コンピュータ実行可能コードの形式でコンピュータプログラム命令により実装され得る。さらに、相互に排他的でないとき、異なるフローチャート、図、及び／又はブロック図内のブロックの組合せは結合されても良いことが理解される。これらのコンピュータプログラム命令は、汎用目的コンピュータ、特定目的コンピュータ、又は他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサに提供され、コンピュータ又は他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサにより実行される命令がフローチャート及び／又はブロック図の１又は複数のブロックに指定される機能／動作を実施する手段を生成する機械を実現するようにしても良い。
【００１７】
これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ、他のプログラマブルデータ処理装置、又は他の装置に特定の方法で機能するよう指示できるコンピュータ可読媒体に格納されても良く、コンピュータ可読媒体に格納された命令は、フローチャート及び／又はブロック図の１又は複数のブロック内で指定される機能／動作を実施する命令を含む製造品を生成するようにしても良い。
【００１８】
コンピュータプログラム命令は、コンピュータ、他のプログラマブルデータ処理装置、又は他の装置にロードされて、コンピュータ、他のプログラマブルデータ処理装置、又は他の装置で入り連の動作ステップを実行させ、コンピュータが実施する処理を実現し、コンピュータ又は他のプログラマブルデータ処理装置で実行する命令がフローチャート及び／又はブロック図の１又は複数のブロックで指定される機能／動作を実施する処理を提供するようにしても良い。
【００１９】
本願明細書で用いられる「ユーザインタフェース」は、ユーザ又はオペレータにコンピュータ又はコンピュータシステムとの相互作用を可能にするインタフェースを含む。「ユーザインタフェース」は、「ヒューマンインタフェース装置」として表されても良い。ユーザインタフェースは、情報又はデータをオペレータに提供し及び／又は情報又はデータをオペレータから受信しても良い。ユーザインタフェースは、オペレータからの入力をコンピュータにより受信させ、ユーザにコンピュータからの出力を提供しても良い。言い換えると、ユーザインタフェースは、オペレータにコンピュータを制御又は操作させても良い。また、インタフェースは、コンピュータにオペレータの制御又は操作の効果を示させても良い。ディスプレイ又はグラフィカルユーザインタフェースへのデータ又は情報の表示は、オペレータへのデータの提供の一例である。キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッド、ポインティングスティック、グラフィックタブレット、ジョイスティック、ゲームパッド、ウェブカメラ、ヘッドセット、ギアスティック、ステアリングホイール、ペダル、有線グローブ、ダンスパッド、リモコン、加速度形を通じたデータの受信は、全て、オペレータからの情報又はデータの受信を可能にするユーザインタフェースコンポーネントの例である。
【００２０】
本願明細書で用いられる「ハードウェアインタフェース」は、コンピュータシステムのプロセッサに外部コンピューティング装置及び／又は機器と相互作用させ及び／又は制御させるインタフェースを含む。ハードウェアインタフェースは、プロセッサに、制御信号又は命令を外部コンピューティング装置及び／又は機器へ送信させても良い。ハードウェアインタフェースは、プロセッサに、外部コンピューティング装置及び／又は機器とデータを交換させても良い。ハードウェアインタフェースの例は、ユニバーサルシリアルバス、ＩＥＥＥ１３９４ポート、パラレルポート、ＩＥＥＥ１２８４ポート、シリアルポート、ＲＳ２３２ポート、ＩＥＥＥ４８８ポート、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）コネクション、無線ローカルエリアネットワークコネクション、ＴＣＰ／ＩＰコネクション、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）コネクション、制御電圧インタフェース、ＭＩＤＩインタフェース、アナログ入力インタフェース、及びデジタル入力インタフェースを含むが、これらに限定されない。
【００２１】
本願明細書で用いられる「ディスプレイ」又は「ディスプレイ装置」は、画像又はデータを表示するために適応される出力装置又はユーザインタフェースを含む。ディスプレイは、視覚的、聴覚的、及び／又は触覚的データを出力しても良い。ディスプレイの例は、コンピュータモニタ、テレビジョンスクリーン、タッチスクリーン、触覚電子ディスプレイ、点字スクリーン、陰極線管（ＣＲＴ）、蓄積管、Ｂｉｓｔａｂｌｅディスプレイ、電子ペーパ、ベクトルディスプレイ、平面パネルディスプレイ、真空蛍光ディスプレイ（ＶＦ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、電子発光ディスプレイ（ＥＬＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオードディスプレイ（ＯＬＥＤ）、プロジェクタ、及びヘッドマウントディスプレイを含むが、これらに限定されない。
【００２２】
磁気共鳴（ＭＲ）データは、本願明細書では、磁気共鳴撮像スキャン中に磁気共鳴装置のアンテナによる原子スピンにより放射された無線周波数信号の記録された測定値であるとして定められる。磁気共鳴データは、医用画像データの一例である。磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）画像は、本願明細書では、磁気共鳴画像化データに含まれる解剖学的データの再構成された２又は３次元の視覚化であるとして定められる。この視覚化は、コンピュータを用いて実行できる。
【００２３】
本発明の一態様では、ピクセルを有する補正磁気共鳴画像を生成する医療装置を提供する。ピクセルは、代替でボクセルとしても参照され得る。医療装置は、機械実行可能命令を格納するメモリを有する。医療装置は、機械実行可能命令を実行するプロセッサを更に有する。機械実行可能命令の実行は、プロセッサに、Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットを受信させる。Ｎは１以上の正整数である。代替で、Ｎは２以上の正整数であっても良い。Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットの各々は、磁気共鳴画像コイルのＮ個のコイル要素のうちの１つに対応する。磁気共鳴画像コイルは、表面コイルであっても良い。磁気共鳴画像コイルは、複数要素の磁気共鳴画像コイルであっても良い。したがって、Ｎ枚の画像の各々はＮ個のコイル要素のうちの１つに対応する。言い換えると、Ｎ枚の磁気共鳴画像は、それぞれ、Ｎ個のコイル要素のうちの１つから取得された。Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットの各々は、補正磁気共鳴画像と同数のピクセルを有する。
【００２４】
機械実行可能命令の実行は、プロセッサにさらに、Ｎ個のコイル要素の各々のコイル感度のセットを受信させる。コイル感度は、複素値であっても良く、又は大きさが正の実数値であっても良い大きさであっても良い。この特定のステップでは、コイル感度は推測的に知られている。それらは、予め測定されていても良い。例えば、コイル要素のうちの１つは、他のコイル要素に対する基準として選択されても良い。或いは、異なる磁気共鳴画像コイルが、基準測定値を取得するために用いられても良い。例えば、所謂、身体コイルが使用されても良い。
【００２５】
機械実行可能命令の実行は、プロセッサにさらに、Ｎ個のコイル要素の各々について、ピクセルの各々のコイル感度較正を決定させる。多くの場合、コイル感度が取得されるとき、低分解能スキャンが身体コイルで取得され、次に複数要素画像コイルのコイル要素の各々について比較的低解像度画像が取得される。補正磁気共鳴画像のような後に取得された臨床画像は、コイル感度の決定中に使用されたよりも、ピクセル又はボクセルの精細な解像度を有しても良い。このステップで、コイル感度較正は、各々の個々のピクセルのコイル感度の決定を表す。これは、より低い分解能で得られた異なるコイル感度の間に値を補間するステップ、又は個々のコイル要素の個々のピクセルに個々のコイル感度を割り当てるステップを有しても良い。例えば、画像のうちの１つの中のピクセルは、異なる領域に分割され、これらの領域の各々は個々のコイル感度を割り当てられる。
【００２６】
機械実行可能命令の実行は、プロセッサにさらに、Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットの各々の中のピクセルのモジュロ値を有する第１の和を、コイル感度のセットの各々の中のピクセルのコイル感度のモジュロを有する第２の和で除算することにより、ピクセルのうちの各ピクセルの値を計算させる。第１の和及び第２の和は、実数である。本実施形態は、第１の和及び第２の和が実数なので、有利である。これは、コイル感度又は個々の画像の中のピクセルの値が複素値である必要がないことを意味する。これは、Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットから較正された磁気共鳴画像の広義の等化を提供する。これは、複数要素を有する表面コイルを用いて取得した画像の不均一性を低減するのに役立ち得る。つまり、補正画像では、ピクセル値は、コイル感度の空間変動に起因する不均一性に対して補正される。
【００２７】
別の実施形態では、第１の和は、コイル感度のセットの各々の中のピクセルのコイル感度の大きさの和を、Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットの各々の中のピクセルの大きさで乗算したものである。第２の和は、ピクセルのコイル感度の大きさの平方和である。本実施形態は、局所位相補正を有するＭＲＩ画像技術が用いられるとき、複数のコイル要素を用いるときの不均一性を低減する方法を提供するので、有利である。これは、計算が複素値である値に依存しないからである。
【００２８】
別の実施形態では、第２の和により除算された第１の和は、
【００２９】
【数１】
2016526459.tif 000003
又は
【００３０】
【数２】
2016526459.tif 000004
又は
【００３１】
【数３】
2016526459.tif 000005
又は
【００３２】
【数４】
2016526459.tif 000006
に代数的に等しい。
【００３３】
これらの式で、ｉはインデックス変数であり、ｍｉはＮ枚の磁気共鳴画像のセットのｉ番目の構成要素の中のピクセルの値であり、Ｓｉはコイル感度のセットの中のｉ番目の構成要素のピクセルのコイル感度であり、Ｒは調整パラメータである。
【００３４】
調整パラメータＲは、弱い磁気共鳴信号しか又はいかなる磁気共鳴信号も有しない検査ゾーンの中の領域に関連するピクセルに対する雑音の影響を低減するために用いられる。調整パラメータの値は、全体の値に与える影響が小さなＭＲ信号しか又はいかなるＭＲ信号も生じないピクセルについてのみ分かるように、選択される。例えば、Ｒの値は、補正磁気共鳴画像を検査するとき、使用されたＲの値が明らかでないように、選択されても良い。しかしながら、被写体の外側に、画像化された自由空間内の領域が存在しても良い。調整パラメータは、０で除算するエラーを防ぐために小さな数値になるよう選択されても良い。調整パラメータは、米国特許第６,５００,２４４号に定められ及び使用されるような調整パラメータｒ１又はｒ２に等しくても良い。ｒ１については、ＵＳ６,５００,２４４の第６欄第４０−４６行目を参照のこと。ｒ２については、ＵＳ６,５００,２４４の第７欄第５−２５行目を参照のこと。
【００３５】
別の実施形態では、第１の和は、Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットの各々の中のピクセルの値の大きさの平方和である。第２の和は、ピクセルの複素コイル感度の大きさの平方和の平方根である。
【００３６】
別の実施形態では、第２の和により除算された第１の和は、代替で記述され又は代数的に次式に等しい。
【００３７】
【数５】
2016526459.tif 000007
又は
【００３８】
【数６】
2016526459.tif 000008
これらの式で、ｉはインデックス変数であり、ｍｉはＮ枚の磁気共鳴画像のセットのｉ番目の構成要素の中のピクセルの値であり、Ｓｉはコイル感度のセットの中のｉ番目の構成要素のピクセルのコイル感度であり、Ｒは調整パラメータである。調整パラメータＲは先に定義された。
【００３９】
別の実施形態では、Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットの各々の中のピクセルは実数値である。本実施形態は、Ｎ枚の磁気共鳴画像の中のピクセルが実数値であるとき表面コイルの不均一性を低減できるので、有利であり得る。つまり、表面コイルのコイル感度の空間変動の影響は、補正画像のなかで補正される。例えば、米国特許第５,６００,２４４号に開示の方法は、Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットの各々の中のピクセルが実数値であるとき、機能しない。この特許における方法は、複素値を有する画像に依存する。
【００４０】
別の実施形態では、医療装置は、磁気共鳴画像システムを有する。磁気共鳴画像システムは、磁気共鳴画像コイルで磁気共鳴データを取得するよう動作する無線周波数システムを更に有する。命令の実行は、さらに、プロセッサに、無線周波数システム及び磁気共鳴画像コイルを用いて、画像磁気共鳴データを取得させる。命令の実行は、さらに、プロセッサに、画像磁気共鳴データをＮ枚の磁気共鳴画像のセットに再構成させる。この例では、Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットは、磁気共鳴画像システムを用いてそれらを取得することにより受信される。磁気共鳴画像システムは、複数要素の又は単一要素の磁気共鳴画像コイルを有しても良い。
【００４１】
別の実施形態では、磁気共鳴画像システムは、均一身体コイルを更に有する。無線周波数システムは、均一身体コイルを用いて基準磁気共鳴データを取得するよう動作する。本願明細書で用いられるような均一身体コイルは、比較的大きな領域から磁気共鳴データを取得するよう動作する磁気共鳴画像アンテナ又はコイルを包含する。例えば、これは、表面コイルと対照的である。磁気共鳴画像コイルは、表面コイルであっても良い。磁気共鳴画像コイルの個々の要素は、それらのすぐ近辺にある磁気共鳴データを取得できる。均一身体コイルは、データの詳細を取得できないが、画像データを均等に取得できる。均一身体コイルは、したがって、磁気共鳴コイルの個々の要素に対して比較するための基準として用いられても良い。
【００４２】
機械実行可能命令の実行は、さらに、プロセッサに、無線周波数システム及び均一身体コイルを用いて、基準磁気共鳴データを取得させる。命令の実行は、さらに、プロセッサに、無線周波数システム及び磁気共鳴画像コイルを用いて、較正磁気共鳴データを取得させる。命令の実行は、さらに、プロセッサに、基準磁気共鳴データを用いて基準磁気共鳴画像を再構成させる。命令の実行は、さらに、プロセッサに、較正磁気共鳴データを用いてＮ枚の較正磁気共鳴画像のセットを再構成させる。命令の実行は、さらに、プロセッサに、ｍ枚の較正磁気共鳴画像のセット及び基準磁気共鳴画像を用いて、コイル感度のセットを計算させる。
【００４３】
コイル感度の計算は、従来一般的に知られている。本実施形態では、コイル感度のセットの受信は、基準磁気共鳴データ及び較正磁気共鳴データを磁気共鳴画像システムで測定することにより実行されることが特定される。
【００４４】
別の実施形態では、機械可読命令の実行は、さらに、プロセッサに、ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ技術を用いて画像磁気共鳴データを取得させる。磁気共鳴データは、ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ技術を用いてＮ枚の磁気共鳴画像に再構成される。本実施形態は、医療装置のプロセッサにより実行されるステップが、ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ技術を用いて再構成される磁気共鳴画像をより均等にする手段を提供するので、有利であり得る。
【００４５】
別の実施形態では、ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ技術は、画像空間の中の低周波数空間変動位相誤りを除去するために、位相補正を用いる。本実施形態は、ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ技術で使用される位相補正がＮ枚の画像のセットから位相データを除去するので、有利であり得る。このように、米国特許第５,６００,２４４号に開示の方法は、画像空間の中の低周波数空間変動位相誤りを除去するために、位相補正を用いるＰＲＯＰＥＬＬＥＲ技術と共に機能しない。
【００４６】
別の実施形態では、磁気共鳴データは、非デカルト磁気共鳴画像技術を用いて取得される。非デカルト磁気共鳴画像技術は、ｋ空間の中のサンプル点の選択を表す。例えば、これは、ｋ空間が放射状に又は非直線的にサンプリングされるという事実であり得る。
【００４７】
別の実施形態では、命令の実行は、さらに、プロセッサに、コイル感度が部分的ｋ空間で取得されるとき、コイル感度を受信させる。コイル感度が部分的ｋ空間で取得されるとき、これは、感度が単なる大きさであることに等しい。感度が単なる大きさであるとき、それらは、複素値を有しないで、したがって米国特許第５,６００,２４４号に開示の技術で使用できない。
【００４８】
別の態様では、本発明は、医用機器を制御するプロセッサによる実行のための機械実行命令を有するコンピュータプログラムを提供する。機械実行可能命令の実行は、プロセッサに、Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットを受信させる。Ｎは１以上の正整数である。代替で、Ｎは２以上の正整数であっても良い。Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットの各々は、磁気共鳴画像コイルのＮ個のコイル要素のうちの１つに対応する。Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットの各々は、補正磁気共鳴画像と同数のピクセルを有する。機械実行可能命令の実行は、プロセッサにさらに、Ｎ個のコイル要素の各々のコイル感度のセットを受信させる。
【００４９】
命令の実行は、プロセッサにさらに、Ｎ個のコイル要素の各々について、ピクセルの各々のコイル感度較正を決定させる。命令の実行は、プロセッサにさらに、Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットの各々の中のピクセルの値を有する第１の和を、コイル感度のセットの各々の中のピクセルのコイル感度を有する第２の和で除算することにより、ピクセルのうちの各ピクセルの値を計算させる。第１の和及び第２の和は、実数である。
【００５０】
別の態様では本発明は、補正磁気共鳴画像を使用する又は生成する方法を提供する。方法は、Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットを受信するステップを有する。Ｎは１以上の正整数である。代替で、Ｎは２以上の正整数である。Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットの各々は、磁気共鳴画像コイルのＮ個のコイル要素のうちの１つに対応する。Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットの各々は、補正磁気共鳴画像と同数のピクセルを有する。方法は、Ｎ個のコイル要素の各々についてコイル感度のセットを受信するステップを更に有する。方法は、Ｎ個のコイル要素の各々について、ピクセルの各々のコイル感度較正を決定するステップを更に有する。方法は、Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットの各々の中のピクセルの値を有する第１の和を、コイル感度のセットの各々の中のピクセルのコイル感度を有する第２の和で除算することにより、ピクセルのうちの各ピクセルの値を計算するステップを更に有する。第１の和及び第２の和は、実数である。補正磁気共鳴画像を生成し又は作り出すことは、この画像の各ピクセルの値を計算することにより実行される。
【００５１】
別の実施形態では、方法は、磁気共鳴画像コイルで磁気共鳴データを取得するよう動作する無線周波数システムを有する磁気共鳴画像システムを用いて実行される。磁気共鳴画像システムは、均一身体コイルを更に有する。無線周波数システムは、均一身体コイルを用いて基準磁気共鳴データを取得するよう動作する。方法は、無線周波数システム及び均一身体コイルを用いて基準磁気共鳴データを取得するステップを更に有する。方法は、基準磁気共鳴データを用いて基準磁気共鳴画像を再構成するステップを更に有する。
【００５２】
方法は、無線周波数システム及び磁気共鳴画像コイルを用いて較正磁気共鳴データを取得するステップを更に有する。方法は、較正磁気共鳴データを用いてＮ枚の較正磁気共鳴画像のセットを再構成するステップを更に有する。方法は、Ｎ枚の較正磁気共鳴画像のセット及び基準磁気共鳴画像を用いて、コイル感度のセットを計算するステップを更に有する。方法は、無線周波数システム及び磁気共鳴画像コイルを用いて画像磁気共鳴データを取得するステップを更に有する。方法は、画像磁気共鳴データをＮ枚の磁気共鳴画像のセットに再構成するステップを更に有する。
【００５３】
本発明の前述の実施形態のうちの１又は複数は、結合された実施形態が相互に排他的でない限り、結合されても良いことが理解される。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
以下では、本発明の好適な実施形態は、単なる例として図面を参照して以下に説明される。
【図１】方法の一例を示すフローチャートを示す。
【図２】方法の更なる一例を示すフローチャートを示す。
【図３】医療装置の一例を示す。
【図４】医療装置の更なる一例を示す。
【図５】複数の画像を示す。
【図６】更なる複数の画像を示す。
【図７】更なる複数の画像を示す。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
図中の同様の符号を付された要素は、等価な要素か又は同じ機能を実行する。前述の要素は、機能が等価な場合には後述の図で必ずしも議論されない。
【００５６】
図１は、磁気共鳴画像を生成する方法の一例を示すフローチャートを示す。先ず、ステップ１００で、Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットが受信される。Ｎは１以上の正整数であり、又は２以上の正整数である。Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットの各々は、磁気共鳴画像コイルのＮ個のコイル要素のうちの１つに対応する。Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットの各々は、補正磁気共鳴画像と同数のピクセルを有する。次に、ステップ１０２で、コイル感度のセットが、Ｎ個のコイル要素の各々について受信される。次に、ステップ１０４で、Ｎ個のコイル要素の各々について、コイル感度較正が各ピクセルについて決定される。次に、ステップ１０６で、Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットの各々の中のピクセルの値を有する第１の和を、コイル感度のセットの各々の中のピクセルのコイル感度を有する第２の和で除算することにより、補正磁気共鳴画像のピクセルの各々について値が計算される。第１の和及び第２の和は、実数である。補正磁気共鳴画像は、ピクセルの各々の値が計算されるとき、ステップ１０６で生成される。
【００５７】
図２は、補正磁気共鳴画像を形成する又は生成する更なる方法のフローチャートを示す。方法は、磁気共鳴画像コイルで磁気共鳴データを取得するよう動作する無線周波数システムを有する磁気共鳴画像システムを用いて実行される。磁気共鳴画像システムは、均一身体コイルを更に有する。無線周波数システムは、均一身体コイルを用いて基準磁気共鳴データを取得するよう動作する。先ず、ステップ２００で、基準磁気共鳴データは、無線周波数システム及び均一身体コイルを用いて取得される。次に、ステップ２０２で、基準磁気共鳴画像が、基準磁気共鳴データを用いて再構成される。次に、ステップ２０４で、較正磁気共鳴データは、無線周波数システム及び磁気共鳴画像コイルを用いて取得される。
【００５８】
次に、ステップ２０６で、Ｎ枚の較正磁気共鳴画像が、較正磁気共鳴データを用いて再構成される。次に、ステップ２０８で、コイル感度のセットは、Ｎ枚の較正磁気共鳴画像のセット及び基準磁気共鳴画像を用いて計算される。次に、ステップ２１０で、画像磁気共鳴データは、無線周波数システム及び磁気共鳴画像コイルを用いて取得される。次にステップ２１２で、方法は、画像磁気共鳴データをＮ枚の磁気共鳴画像のセットに再構成するステップを有する。次に、ステップ２１４で、Ｎ個のコイル要素の各々について、コイル感度較正が各ピクセルについて決定される。最後に、ステップ２１６で、Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットの各々の中のピクセルの値を有する第１の和を、コイル感度のセットの各々の中のピクセルのコイル感度較正を有する第２の和で除算することにより、補正磁気共鳴画像のピクセルのうちの各ピクセルの値が計算される。第１の和及び第２の和は、実数である。
【００５９】
図３は、医療装置の一例を説明する図を示す。医療装置３００は、コンピュータ３０２を有するとして示される。コンピュータ３０２は、外部システム３０６に結合されるインタフェース３０４を有する。外部システム３０６は、例えば、磁気共鳴画像システム又は別のデータ処理システムであっても良い。コンピュータ３０２は、さらに、機械可読命令を実行するよう動作するプロセッサ３０８を含むとして示される。コンピュータ３０２は、さらに、ユーザインタフェース３１０、コンピュータ記憶装置３１２、及びコンピュータメモリ３１４を有するとして示される。これらは全てプロセッサ３０８からアクセス可能であり、プロセッサ３０８に結合される。コンピュータ記憶装置３１２は、インタフェース３０８を介して外部システム３０６から受信されるＮ枚の磁気共鳴画像のセット３２０を含むとして示される。コンピュータ記憶装置３１２は、さらに、インタフェース３０４を介して外部システム３０６から受信されるコイル感度のセット３２２も含むとして示される。コンピュータ記憶装置３１２は、さらに、コイル感度のセット３２２を用いて計算されたコイル感度較正３２４を有するとして示される。コンピュータ記憶装置３１２は、さらに、Ｎ枚の磁気共鳴画像のセット及びコイル感度較正３２４を用いて再構成された又は計算された補正磁気共鳴画像３２６を含むとして示される。
【００６０】
コンピュータメモリは、制御モジュール３３０を含むとして示される。制御モジュール３３０は、プロセッサ３０８に計算を実行させ及び医療機器３００の動作及び機能を制御させるコンピュータ実行可能コードを有する。例えば、幾つかの例では、制御モジュール３３０は、医療装置が磁気共鳴画像システムを有するとき、磁気共鳴画像システムを制御するために用いられても良い。さらに、コンピュータメモリ３１４は、コイル感度較正モジュール３３２を有するとして示される。コイル感度較正モジュールは、プロセッサ３０８にコイル感度のセット３２２からコイル感度較正３２４を計算させるコンピュータ実行可能コードを有する。コンピュータメモリ３１４は、画像処理モジュール３２４を更に有するとして示される。画像処理モジュール３２４は、プロセッサ３０８にコイル感度較正及びＮ枚の磁気共鳴画像のセット３２０を用いて収集した磁気共鳴画像を計算させるコンピュータ実行可能コードを有する。
【００６１】
図４は、医療装置４００の更なる一例を示す。医療装置４００は、図３に示す例のコンピュータシステム３０２を有する。この医療装置４００では、インタフェース３０４は、磁気共鳴画像システム４０２を制御するために用いられるハードウェアインタフェースである。医療装置は、磁気共鳴画像システム４０２を更に有するとして示される。
【００６２】
医療装置４００は、磁石４０４を備えた磁気共鳴画像システム４０２を有する。磁石４０４は、それを通じる穴４０６を有する超電導円筒形磁石４０４である。異なる種類の磁石の使用も可能である。例えば、分割円筒形磁石と、所謂、開磁石との両方を用いることも可能である。分割円筒形磁石は、低温保持装置が２つの部分に分けられ、磁石の同種面にアクセスでき、したがって磁石が例えば帯電粒子ビーム治療と関連して用いることができる点を除き、標準的な円筒形磁石に類似している、開磁石は、２つの部分を有し、被検者を受け入れるのに十分な空間を間に有して一方が他方の上方にある。２つの部分の配置領域は、ヘルムホルツコイルの配置に似ている。開磁石は、被検者があまり制限されないので、一般的である。円筒形磁石の低温保持装置の内部には、超電導コイルの集合がある。円筒形磁石４０４の穴４０６の範囲内には、磁気共鳴撮像を実行するのに十分に磁界が強く均等な撮像ゾーン４０８がある。
【００６３】
磁石の穴４０６の範囲内には、磁気共鳴データの取得用に磁石４０４の撮像ゾーン４０８内の磁気スピンを空間符号化するために用いられる傾斜磁場コイルのセット４１０もある。傾斜磁場コイル４１０は、傾斜磁場コイル電源４１２に結合される。傾斜磁場コイル４１０は、典型的なものを意図している。通常、傾斜磁場コイル１１０は、３つの直交空間方向において空間的符号化のために３個の別個のセットを含む。傾斜磁場電源は、傾斜磁場コイルに電流を供給する。傾斜磁場コイル４１０に供給される電流は、時間に応じて制御され、傾斜され（ramped）及び／又は振動され（pulsed）ても良い。
【００６４】
磁石４０６の穴４０６の中には、身体コイル４１４がある。身体コイル４１４は、通信機４１６に結合されるとして示される。幾つかの実施形態では、身体コイル４１４は、全身コイル無線周波数増幅器及び／又は受信機にも結合されても良いが、これは本例では示されない。送信機及び受信機４１６の両者が全身コイル４１４に結合される場合、送信モードと受信モードとの間で切り替える手段が設けられても良い。例えば、ｐｉｎダイオードが、送信モード又は受信モードを選択するために用いられても良い。被写体支持４２０は、撮像ゾーンの中で被写体４１８を支持する。
【００６５】
通信機４２２は、磁気共鳴画像コイル４２４に結合されるとして示される。本例では、磁気共鳴画像コイル４２４は、複数のコイル要素４２６を有する表面コイルである。通信機４２２は、個々のＲＦ信号を個々のコイル要素４２６へ送信し及び受信するよう動作する。本例では、通信機４１６及び通信機４２２は、別個のユニットであるとして示される。しかしながら、他の例では、ユニット４１６及び４２２は結合され得る。
【００６６】
通信機４１６、通信機４２２、及び傾斜磁場コイル電源は、コンピュータ３０２のハードウェアインタフェース３０４に結合されているとして示される。
【００６７】
コンピュータ記憶装置３１２は、さらに、パルスシーケンス４３０を有するとして示される。パルスシーケンス４３０は、磁気共鳴データを取得するよう磁気共鳴画像システム４０２を制御するためにプロセッサ３０８により使用され得る命令のセットである。コンピュータ記憶装置は、さらに、身体コイル４１２及び通信機４１６を用いて取得された基準磁気共鳴データ４３２を含むとして示される。コンピュータ記憶装置３１２は、さらに、基準磁気共鳴データ４３２から再構成された基準磁気共鳴画像４３２を含むとして示される。コンピュータ記憶装置３１２は、さらに、コイル要素４２６及び通信機４２２を用いて取得された較正磁気共鳴データ４３６を含むとして示される。コンピュータ記憶装置は、さらに、較正磁気共鳴データ４３６から再構成されたＮ枚の較正画像４３８のセットを示すとして示される。コンピュータ記憶装置は、さらに、画像磁気共鳴画像データ４３９を有するとして示される。Ｎ枚の磁気共鳴画像３２０のセットは、画像磁気共鳴データ４３９から再構成された。画像磁気共鳴データ４３９は、磁気共鳴コイル４２４及び通信機４２２を用いて取得された。
【００６８】
さらに、コンピュータメモリ３１４は、画像再構成モジュール４４０を有するよう更に示される。画像再構成モジュール４４０は、プロセッサ３０８に基準磁気共鳴データ４３２から基準磁気共鳴画像４３４を再構成させるコンピュータ実行可能コードを有する。画像再構成モジュール４４０は、プロセッサ３０８に、較正磁気共鳴データ４３６を用いてＮ枚の較正共鳴画像のセット４３８も再構成させる。さらに、コンピュータメモリ３１４は、コイル感度較正モジュール４４２を有するとして示される。コイル感度較正モジュール４４２は、プロセッサ３０８に、Ｎ枚の較正画像のセット４３８及び基準磁気共鳴画像４３４を用いてコイル感度のセット３２２を計算させるコードを有する。
【００６９】
２４４特許に詳述されるような磁気共鳴画像の中の表面コイルの不均一性を低減する方法は、複素（実数及び虚数）チャネル測定及び複素コイル感度を入力として必要とする。しかしながら、これらの要件は、システム欠陥を補正するために膨大な位相情報が除去されるシーケンスとは互換性がない。ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ法は、特定の例である。
【００７０】
次善策として、局所位相補正（Ｐｉｐｅ位相補正）を有するＰＲＯＰＥＬＬＥＲでは、平方和平均平方根のみが、幾つかの業務用磁気共鳴画像システムで現在使用されている。これは、平方和平均平方根が２４４特許の方法に及ばないとして知られているので、望ましい解決策ではない。以降で、２４４特許の方法は、ＣＬＥＡＲ法として参照される。これを解決するために、大きさデータ及びコイル感度のみを用いてＣＬＥＡＲ均等性を可能にする「ｐＣＬＥＡＲ」と呼ばれる新しい種類のＣＬＥＡＲが詳述される。
【００７１】
本発明は、Ｐｉｐｅ他に詳述されるような局所位相補正でＰＲＯＰＥＬＬＥＲのＣＬＥＡＲ均等性を可能にすることを目的とする。ｐＣＬＥＡＲは、完全位相情報を生成しない全てのシーケンスにも適用可能である。
【００７２】
一方で、ＣＬＥＡＲ動作は、複素データ及びコイル感度を入力として必要とする。他方で、局所位相補正を有するＰＲＯＰＥＬＬＥＲ（動き及びシステム欠陥に対するロバスト性により最も好ましいＰＲＯＰＥＬＬＥＲ技術である）は、膨大な位相を除去する（Ｐｉｐｅ他を参照）。したがって、２つの技術は互換性がない。
【００７３】
ｐＣＬＥＡＲは、測定データの大きさ情報及びコイル感度のみを用いてＣＬＥＡＲ均等性を生成する。したがって、新しい技術が位相情報に依存しないので、ｐＣＬＥＡＲは通常のＣＬＥＡＲより有利である。
【００７４】
ｐＣＬＥＡＲは以下のように纏められる。
【００７５】
画像空間の中のｉ番目のチャネルにおける測定：ｍｉ＝Ｓｉρ、ここで、Ｓｉは複素コイル感度であり、ρはオブジェクトである。
【００７６】
ｐＣＬＥＡＲ再構成は、次に、ピクセル毎に次式のように決定される。
【００７７】
【数７】
2016526459.tif 000009
又は
【００７８】
【数８】
2016526459.tif 000010
又は
【００７９】
【数９】
2016526459.tif 000011
又は
【００８０】
【数１０】
2016526459.tif 000012
ここで、上式の係数及び変数は、上述した。
【００８１】
ｐＣＬＥＡＲの利点を実証するために、完全位相情報が利用可能なとき、ｐＣＬＥＡＲを通常のＣＬＥＡＲと比較する。無雑音の状況で、通常のＣＬＥＡＲのＳｉ及びｍｉで位相情報が利用可能であるとき、ρｐＣＬＥＡＲはＣＬＥＡＲの大きさと同じであることが直ちに分かる。
【００８２】
【数１１】
2016526459.tif 000013
*は共役演算である。それらは、妥当なＳＮＲについて実質的に同じである。ｐＣＬＥＡＲは、規則化のためにクワッド身体コイル（quad  body  coil：ＱＢＣ）データを用いるような、ＣＬＥＡＲと類似する方法で拡張することもできる。
【００８３】
代替の式は次の通りである。
【００８４】
【数１２】
2016526459.tif 000014
又は
【００８５】
【数１３】
2016526459.tif 000015
ここで、上式の係数及び変数は、上述した。
【００８６】
ｐＣＬＥＡＲは、局所位相補正を有するＰＲＯＰＥＬＬＥＲにＣＬＥＡＲと同様の均等性を提供する。実際には、完全位相情報を生成しないスキャンのためにも使用できる。ｐＣＬＥＡＲ画像とｐＣＬＥＡＲ無しで通常に処理された画像との比較研究は、像、能、背骨における改善を示す図５、６、７に示される。
【００８７】
図５は、２つの画像５００、５０２を示す。画像５００は、複数要素表面コイルで取得した均等像の磁気共鳴画像を示す。画像の中心は端よりも暗く、像の端に多数のより明るい位置があることが分かる。これは、個々のコイル要素の位置である。画像５０２は、ｐＣＬＥＡＲ法の一例により処理されるときを除き同じデータを示す。図５は、方法が画像をより均等にするためにどのように使用できるかを示す。両方の画像５００、５０２は、同じ強度範囲で表示される。
【００８８】
図６は、３つの画像６００、６０２、６０４を示す。６００とラベル付けされた画像は、ｐＣＬＥＡＲ法の一例を用いて処理された画像を示す。画像６０２は、ｐＣＬＥＡＲ法で処理されない同じデータを示す。画像はあまり均等でないことが分かる。画像６００では、能尿面は、画像６０２におけるものと対照的に、より均等である。画像６０４は、画像６００と６０２との間の差を示す。ここでも、図６は、方法の利点を示す。両方の画像６００、６０２は、同じ強度範囲で表示される。
【００８９】
図７は、２つの画像７００、７０２を示す。画像７００は、ｐＣＬＥＡＲ法に従って処理された磁気共鳴画像である。画像７０２は、同じデータを処理するが本方法を用いない画像である。画像７００は画像７０２と対照的に、遙かに均等であることが分かる。ここでも、図７は、方法の利点を示す。両方の画像７００、７０２は、同じ強度範囲で表示される。
【００９０】
本発明は図面及び上述の説明で詳細に説明されたが、このような図面及び説明は説明及び例であり、本発明を限定するものではない。本発明は開示された実施形態に限定されない。
【００９１】
開示された実施形態の他の変形は、図面、詳細な説明、及び請求項を読むことにより、当業者に理解され請求項に記載された発明を実施する際に実施されうる。留意すべき点は、用語「有する（comprising）」は他の要素又は段階を排除しないこと、及び単数を表す語（a、an）は複数を排除しないことである。単一のプロセッサ又は他のユニットが、請求の範囲に記載された幾つかのアイテムの機能を満たしても良い。特定の量が相互に異なる従属請求項に記載されるという事実は、これらの量の組合せが有利に用いることが出来ないことを示すものではない。コンピュータプログラムは、インターネット又は他の有線若しくは無線通信システムを介するような、他のハードウェアと共に又はその一部として提供される光記憶媒体又は固体媒体のような適切な媒体に格納／分配されても良く、他の形式で分配されても良い。請求項中のいかなる参照符号も請求の範囲又は本発明の範囲を制限するものと考えられるべきではない。
【符号の説明】
【００９２】
３００  医療装置
３０２  コンピュータ
３０４  インタフェース
３０６  外部システム
３０８  プロセッサ
３１０  ユーザインタフェース
３１２  コンピュータ記憶装置
３１４  コンピュータメモリ
３２０Ｎ枚の磁気共鳴画像のセット
３２２コイル感度のセット
３２４コイル感度較正
３２６補正磁気共鳴画像
３３０  制御モジュール
３３２  コイル感度較正モジュール
３２４  画像処理モジュール
４００  医療装置
４０２  磁気共鳴画像システム
４０４  磁石
４０６  磁石の穴
４０８  撮像ゾーン
４１０  傾斜磁場コイル
４１２  傾斜磁場コイル電源
４１４  身体コイル
４１６  通信機
４１８  被写体
４２０  被写体支持
４２２  通信機
４２４  磁気共鳴画像コイル
４２６  コイル要素
４３０  パルスシーケンス
４３２  基準磁気共鳴データ
４３４  基準磁気共鳴画像
４３６  較正磁気共鳴データ
４３８  Ｎ枚の較正画像のセット
４３９  画像磁気共鳴データ
４４０  画像再構成モジュール
４４２  コイル感度較正モジュール
５００  画像
５０２  補正画像
６００  補正画像
６０２  画像
６０４  画像
７００  補正画像
７０２  画像
【図１】
2016526459.tif 000022
【図２】
2016526459.tif 000023
【図３】
2016526459.tif 000024
【図４】
2016526459.tif 000025
【図５】
2016526459.tif 000026
【図６】
2016526459.tif 000027
【図７】
2016526459.tif 000028
【手続補正書】
【提出日】平成28年1月13日(2016.1.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピクセルを有する補正磁気共鳴画像を生成する医療装置であって、前記医療装置は、
機械実行可能命令を格納するメモリと、
前記機械実行可能命令を実行するプロセッサと、
を有し、前記機械実行可能命令の実行は、前記プロセッサに、
Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットを受信させ、Ｎは１以上の正の整数であり、前記Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットの各々は、磁気共鳴画像コイルのＮ個のコイル要素のうちの１つに対応し、前記Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットの各々は、前記補正磁気共鳴画像と同数のピクセルを有し、
前記Ｎ個のコイル要素の各々のコイル感度のセットを受信させ、
前記Ｎ個のコイル要素の各々について、前記ピクセルの各々のコイル感度較正を決定させ、
複数要素を有する表面コイルを用いて取得される前記補正磁気共鳴画像の不均一性を低減するために、前記補正磁気共鳴画像の前記ピクセルのうちの各ピクセルの値を、前記コイル感度のセットの各々の中の当該ピクセルの前記コイル感度較正の及び前記Ｎ個の磁気共鳴画像のセットの各々の中の当該ピクセルの値のモジュロ値を有する第１の和を、前記コイル感度のセットの各々の中の当該ピクセルの前記コイル感度較正のモジュロの平方を有する第２の和で除算することにより、計算させる、
医療装置。
【請求項２】
前記第１の和は、前記コイル感度のセットの各々の中の前記ピクセルの前記コイル感度の大きさを、前記Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットの各々の中の前記ピクセルの大きさで乗算したものの和であり、前記第２の和は、前記ピクセルの前記コイル感度の大きさの平方和である、請求項１に記載の医療装置。
【請求項３】
前記第２の和により除算された前記第１の和は、
【数１４】
2016526459.tif 000029
又は
【数１５】
2016526459.tif 000030
又は
【数１６】
2016526459.tif 000031
又は
【数１７】
2016526459.tif 000032
に代数的に等しく、
ｉはインデックス変数であり、ｍｉは前記Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットのうちのｉ番目の構成要素の中のピクセルの値であり、Ｓｉは前記コイル感度のセットのうちのｉ番目の構成要素の中のピクセルのコイル感度較正であり、Ｒは調整パラメータである、請求項１又は２に記載の医療装置。
【請求項４】
ピクセルを有する補正磁気共鳴画像を生成する医療装置であって、前記医療装置は、
機械実行可能命令を格納するメモリと、
前記機械実行可能命令を実行するプロセッサと、
を有し、前記機械実行可能命令の実行は、前記プロセッサに、
Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットを受信させ、Ｎは１以上の正の整数であり、前記Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットの各々は、磁気共鳴画像コイルのＮ個のコイル要素のうちの１つに対応し、前記Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットの各々は、前記補正磁気共鳴画像と同数のピクセルを有し、
前記Ｎ個のコイル要素の各々のコイル感度のセットを受信させ、
前記Ｎ個のコイル要素の各々について、前記ピクセルの各々のコイル感度較正を決定させ、
前記補正磁気共鳴画像の前記ピクセルのうち各ピクセルの値を、前記Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットの各々の中の当該ピクセルの値の大きさの平方を有する第１の和を、当該ピクセルの複素コイル感度の大きさの平方和の平方根を有する第２の和で除算することにより、計算させる、
医療装置。
【請求項５】
ピクセルを有する補正磁気共鳴画像を生成する医療装置であって、前記医療装置は、
機械実行可能命令を格納するメモリと、
前記機械実行可能命令を実行するプロセッサと、
を有し、前記機械実行可能命令の実行は、前記プロセッサに、
Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットを受信させ、Ｎは１以上の正の整数であり、前記Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットの各々は、磁気共鳴画像コイルのＮ個のコイル要素のうちの１つに対応し、前記Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットの各々は、前記補正磁気共鳴画像と同数のピクセルを有し、
前記Ｎ個のコイル要素の各々のコイル感度のセットを受信させ、
前記Ｎ個のコイル要素の各々について、前記ピクセルの各々のコイル感度較正を決定させ、
代数的に
【数１８】
2016526459.tif 000033
又は
【数１９】
2016526459.tif 000034
に等しい、第２の和による第１の和の除算により、前記補正磁気共鳴画像の前記ピクセルのうち各ピクセルの値を計算させ、
ｉはインデックス変数であり、ｍｉは前記Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットのうちのｉ番目の構成要素の中のピクセルの値であり、Ｓｉは前記コイル感度のセットのうちのｉ番目の構成要素の中のピクセルのコイル感度較正であり、Ｒは調整パラメータである、
医療装置。
【請求項６】
前記命令の実行は、前記プロセッサに、前記コイル感度が部分的ｋ空間で取得されるとき、前記コイル感度を受信させる、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項７】
前記Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットの各々の中の前記ピクセルは、実数値である、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項８】
前記医療装置は、磁気共鳴画像システムを有し、前記磁気共鳴画像システムは、前記磁気共鳴画像コイルで磁気共鳴データを取得するよう動作する無線周波数システムを更に有し、前記命令の実行は、前記プロセッサにさらに、
前記無線周波数システム及び前記磁気共鳴画像コイルを用いて、画像磁気共鳴データを取得させ、
前記画像磁気共鳴データを前記Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットに再構成させる、
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の医療装置。
【請求項９】
前記磁気共鳴画像システムは均一身体コイルを更に有し、前記無線周波数システムは、前記均一身体コイルを用いて基準磁気共鳴データを取得するよう動作し、前記命令の実行は、前記プロセッサにさらに、
前記無線周波数システム及び前記均一身体コイルを用いて前記基準磁気共鳴データを取得させ、
前記無線周波数システム及び前記磁気共鳴画像コイルを用いて較正磁気共鳴データを取得させ、
前記基準磁気共鳴データを用いて基準磁気共鳴画像を再構成させ、
前記較正磁気共鳴データを用いてＮ枚の較正磁気共鳴画像のセットを再構成させ、
前記Ｎ枚の基準磁気共鳴画像のセット及び前記基準磁気共鳴画像を用いて前記コイル感度のセットを計算させる、
請求項８に記載の医療装置。
【請求項１０】
前記命令の実行は、前記プロセッサに、ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ技術を用いて前記画像磁気共鳴データを取得させ、前記磁気共鳴データは、前記ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ技術を用いて前記Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットに再構成される、請求項８又は９に記載の医療装置。
【請求項１１】
前記ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ技術は、画像空間の中の低周波数空間変動位相誤りを除去するために、位相補正を用いる、請求項１０に記載の医療装置。
【請求項１２】
前記画像磁気共鳴データは、非デカルト磁気共鳴画像技術を用いて取得される、請求項８、９、又は１０に記載の医療装置。
【請求項１３】
医療装置を制御するプロセッサによる実行のための機械実行可能命令を有するコンピュータプログラムであって、前記機械実行可能命令の実行は、前記プロセッサに、
Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットを受信させ、Ｎは１以上の正の整数であり、前記Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットの各々は、磁気共鳴画像コイルのＮ個のコイル要素のうちの１つに対応し、前記Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットの各々は、補正磁気共鳴画像と同数のピクセルを有し、
前記Ｎ個のコイル要素の各々のコイル感度のセットを受信させ、
前記Ｎ個のコイル要素の各々について、前記ピクセルの各々のコイル感度較正を決定させ、
前記補正磁気共鳴画像の前記ピクセルのうちの各ピクセルの値を、前記Ｎ個の磁気共鳴画像のセットの各々の中の当該ピクセルのモジュロ値を有する第１の和を、前記コイル感度のセットの各々の中の当該ピクセルの前記コイル感度較正のモジュロを有する第２の和で除算することにより、計算させる、
コンピュータプログラム。
【請求項１４】
補正磁気共鳴画像を生成する方法であって、前記方法は、
Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットを受信するステップであって、Ｎは１以上の正の整数であり、前記Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットの各々は、磁気共鳴画像コイルのＮ個のコイル要素のうちの１つに対応し、前記Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットの各々は、前記補正磁気共鳴画像と同数のピクセルを有する、ステップと、
前記Ｎ個のコイル要素の各々のコイル感度のセットを受信するステップと、
前記Ｎ個のコイル要素の各々について、前記ピクセルの各々のコイル感度較正を決定するステップと、
前記補正磁気共鳴画像の前記ピクセルのうちの各ピクセルの値を、前記Ｎ個の磁気共鳴画像のセットの各々の中の当該ピクセルのモジュロ値を有する第１の和を、前記コイル感度のセットの各々の中の当該ピクセルの前記コイル感度較正のモジュロを有する第２の和で除算することにより、計算するステップと、
を有する方法。
【請求項１５】
前記方法は、前記磁気共鳴画像コイルで磁気共鳴データを取得するよう動作する無線周波数システムを有する磁気共鳴画像システムを用いて実行され、前記磁気共鳴画像システムは、均一身体コイルを更に有し、前記無線周波数システムは、前記均一身体コイルを用いて基準磁気共鳴データを取得するよう動作し、前記方法は、
前記無線周波数システム及び前記均一身体コイルを用いて前記基準磁気共鳴データを取得するステップと、
前記基準磁気共鳴データを用いて基準磁気共鳴画像を再構成するステップと、
前記無線周波数システム及び前記磁気共鳴画像コイルを用いて較正磁気共鳴データを取得するステップと、
前記較正磁気共鳴データを用いてＮ枚の較正磁気共鳴画像のセットを再構成するステップと、
前記Ｎ枚の磁気共鳴画像のセット及び前記基準磁気共鳴画像を用いて前記コイル感度のセットを計算するステップと、
前記無線周波数システム及び前記磁気共鳴画像コイルを用いて画像磁気共鳴データを取得するステップと、
前記画像磁気共鳴データを前記Ｎ枚の磁気共鳴画像のセットに再構成するステップと、
を更に有する請求項１４に記載の方法。
【国際調査報告】
2016526459.tif 000035
2016526459.tif 000036
2016526459.tif 000037
2016526459.tif 000038
2016526459.tif 000039
2016526459.tif 000040