(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータにより実行させた際にコンピュータに対して、事前ＭＲスキャン中に一定数のフェーズドアレイ・コイル（５６）であって、所与のフェーズドアレイ・コイルに対する他のフェーズドアレイ・コイルの相対的コイル位置が固定である、前記一定数のフェーズドアレイ・コイル（５６）にＲＦ信号を送信して起動させることにより前記一定数のフェーズドアレイ・コイル（５６）のうちの起動させる複数のコイルのカバーエリアの全体に及ぶ所望の画像撮影領域（ＦＯＶ）から収集（１０４）した、画像の再構成に使用することができるｋ空間線データであって、各コイルの強度値を含む事前スキャン・データを解析すること、
前記事前スキャン・データ（１０４）から各コイル（５６）の前記ＦＯＶの全体にわたる前記ｋ空間線データにおける相対的強度を抽出すること（１１６）、
再構成イメージング・スキャン中に再構成イメージング・データを収集するためにＲＦ信号を送信して前記起動させる複数のコイルを、各コイルの相対的強度（１１６）から選択すること、
を行わせる命令セットを有するコンピュータ・プログラムであり、
該コンピュータ・プログラムが、
各ｋ空間線データの前記強度値（１１６）からイメージングＦＯＶ（８２、８４、８６、８８）に対する強度値しきい値を決定すること（１２６）、
を行わせる命令セットを有し、
前記命令セットがコンピュータに対して、各コイルの強度値（１１６）と前記強度値しきい値との比較に基づいて前記一定数のフェーズドアレイ・コイル（５６）から前記ＦＯＶの最終画像再構成から除外すべきフェーズドアレイ・コイル（５６）を自動的に選択すること、を実行させている、コンピュータ・プログラム。
【請求項２】
偏向用磁場を印加するようにマグネット（５２）のボアの周りに配置した複数の傾斜コイル（５０）、ＲＦ送受信装置システム（５８）、並びにＲＦ信号をフェーズドアレイ・コイル・アセンブリ（５６）に送信しＭＲ画像を収集させるようにパルスモジュール（３８）により制御を受けているＲＦスイッチ（６２）を有する磁気共鳴イメージング法（ＭＲＩ）システム（１０）と、
コンピュータであって、
フェーズドアレイ・コイル・アセンブリ（５６）内の複数のコイルであって、所与のフェーズドアレイ・コイルに対する他のフェーズドアレイ・コイルの相対的コイル位置が固定である、前記複数のコイルを用いて高速ＭＲスキャン（１０２）を初期設定すること、
フェーズドアレイ・コイル・アセンブリ（５６）内の複数のコイルの各々に対する少なくとも１つのｋ空間線データを含み、前記フェーズドアレイ・コイル・アセンブリ（５６）内の複数のコイルのカバーエリアの全体に及ぶ所望のＦＯＶ（８２〜８８）に関する、画像の再構成に使用することができるｋ空間線データであって、各コイルの前記ＦＯＶの全体にわたる強度値を含む高速スキャン・イメージング・データを収集すること（１０４）、
画像の収集及び再構成のため、前記一定数のフェーズドアレイ・コイル（５６）から起動させる複数のコイルのみを選択かつ初期設定（２３４）し、所望のＦＯＶ（８２〜８８）内のＳＮＲを最適化すること、
を行うようにプログラムされたコンピュータと、を備え、
前記コンピュータがさらに、複数のコイル（５６）の各コイルごとに少なくとも１つのｋ空間線データにおける強度値を決定すること（１１６）、
各ｋ空間線データの前記強度値（１１６）からイメージングＦＯＶ（８２、８４、８６、８８）に対する強度値しきい値を決定すること（１２６）、
を実行するようにプログラムされており、
前記コンピュータが、各コイルの強度値（１１６）と前記強度値しきい値との比較に基づいて前記一定数のコイルから最終画像再構成から除外すべきフェーズドアレイ・コイル（５６）を自動的に選択すること、を実行するようにプログラムされている、ＭＲＩ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、全般的にはＭＲデータ収集に関し、さらに詳細には、医用イメージング・デバイスにおいて多重コイル式イメージング受信器アセンブリの適応自動コイル選択を用いたイメージングのための方法及びシステムに関する。
【０００２】
【発明の背景】
磁気共鳴（ＭＲ）スキャナなどの診断用イメージング・デバイスは、一連の受信器を用いてイメージング・データを収集することができる。さらに、改良型のイメージング・デバイスでは、フェーズドアレイ・コイルのコイル・アセンブリを利用して所望のイメージング領域（ＦＯＶ）の全体にわたるイメージング・データを収集している。所望のＦＯＶ全体にわたってより大きな信号対雑音比（ＳＮＲ）及びより広い空間的カバー範囲が得られるため、フェーズドアレイ・コイルが使用されることが多い。これら周知のイメージング・システムでは、各フェーズドアレイ・コイルから収集したイメージング・データを合成して最終の診断画像を形成させている。フェーズドアレイ・コイルを実施しているにも関わらず、フェーズドアレイ・コイルのすべてからのイメージング・データを合成させたり、またはイメージング・データを合成させるフェーズドアレイ・コイルが多過ぎると、この合成により画像を再構成させると最終画像に望まないノイズやアーチファクトによるゴーストを生じさせる可能性がある。
【０００３】
典型的には、こうした望まないアーチファクト（artifact）は、被検体（すなわち、患者）の所望のＦＯＶを寸法上超えるようなフェーズドアレイ・コイル・アセンブリからのデータ収集に起因している。例えば、６個のフェーズドアレイ・コイルを有するコイル・アセンブリを利用している周知のＭＲシステムでは、脊髄のイメージング検査の間で６個のコイルのうちの４個を利用するのが普通である。しかし、幾つかの脊髄検査では、完全な１枚の画像を作成するのに十分なデータを収集するためには、そのイメージングＦＯＶが２個または３個のコイルのみによりカバーされるだけでよいことがある。追加的で不要なコイルを使用しているため、選択したＦＯＶに感応しないノイズやアーチファクトが最終画像内に含まれ、最終画像に望ましくないゴーストが形成されることが多い。こうしたノイズや望まないアーチファクトを減少させるには、所望のＦＯＶに感応するコイルのみを使用することが望ましい。
【０００４】
周知のシステムでは、患者位置決めやその他のツールの位置決めに基づいてイメージング・セッション前でのコイルの手動選択を可能にすることによって、ＦＯＶの感度を保持しようとしている。本質的には、これら周知の診断システムでは、ＭＲオペレータまたは技師がコイルを手動により非選択とし、イメージング・スキャン中はこれら非選択のコイルがデータを収集しないようにしている。また別法として、ＭＲオペレータまたは技師が試行錯誤方式により、スキャン中に収集した任意のコイルからのデータを最終の画像再構成から特異的に排除している。適当なコイルを適正に非選択とするためには、オペレータはどのコイルを非稼働とするかを診断スキャン前に正確に知っている必要がある。これは困難かつ時間のかかる作業であると共に、推測を必要とすることが多い。患者及び患者寝台の位置がイメージング・セッション中にしばしば変更されるということのために、このコイルを適正に選択する作業はさらに困難となる。さらに、適正なコイルを非選択とすることは面倒な作業であり、かつ全体の再スキャンを要することにつながりかねない人為ミスを起こしやすい作業である。オペレータは患者及び／または寝台の位置を変更するごとにコイルの非選択を反復する必要があるため、適当なコイルの非選択作業の困難さは増大するだけである。さらに、多重スライス型イメージング技法では、オペレータがイメージング・セッション中に様々なコイルを非選択とする必要があり、これはオペレータによる選択における厄介な作業である。
【０００５】
これまでのコイル選択の自動化の試みで、実際上、完全に自動となっているものはない。例えばある方式では、アイソセンタからある既知の距離にある被検体上に配置した標識（または、基準マーク）の位置決めに基づくような２〜３個のパラメータをスキャナに提供するようにシステムのオペレータに要求した後でしか、コイル選択ができない。こうしたシステムでは、標識の正確な配置が必要であるか、あるいは標識とアイソセンタの間の距離の計測値が必要であって、この計測値をアイソセンタを基準とした一対の境界限界間の撮影領域の寸法と共にシステムに入力する必要がある。さらに、オペレータが必要なパラメータを入力した後でも、こうした周知のシステムの幾つかでは、特定のコイルを選択または非選択するために、ルックアップ・テーブルと共に従来の論理回路を利用している。別の周知のシステムでは、パイロット・スキャン（すなわち、事前スキャン）を用いて選択したスライスまたはイメージング・シーケンスのパラメータを収集し、これらの特性をルックアップ・テーブル内に格納してあるコイル・アレイの特性と比較している。こうしたシステムは静的なデータに依存しているだけでなく、人為ミスを起こし易くなり、及び／または追加のハードウェア構成が必要となり、さらにマーカを使用する場合では、その画像を手動で格子分け（ｇｒｉｄｄｉｎｇ）する必要があるか、マーカが装置認識可能であっても自動格子分けに関して追加の時間やリソースが費やされるかのいずれかとなる。コイル選択システムの例として、米国特許第５，１３８，２６０号及び同第６，１３４，４６５号の２つのシステムがある。こうしたシステムは適正な機能を有しているが、手作業による介入、ルックアップ・テーブル及び／または標識に依存しない全自動のシステムを設計することが望ましく、かつ当技術分野における進歩となろう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、多重チャンネル式フェーズドアレイ・イメージングに関するＦＯＶ感度及び明瞭度を向上させるために、イメージング・デバイスまたは特定のコイルからのデータに対するコイル選択を全自動化させるように方法及びシステムを設計することが望ましい。同様に、状態ルックアップ・テーブルに依存せずにオンザフライ（ｏｎ−ｔｈｅ−ｆｌｙ）での指標ゲージ決定を用いてフェーズドアレイ・コイルの位置を適応的に決定し、これによりアーチファクトを減少させた画像再構成のためのコイル選択を容易にするような方法及びシステムを設計することが望ましい。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述の欠点を克服した適応的でありかつ全自動のコイル選択技法であるような方法及びシステムを含む。本発明により、特定のコイルを手動で選択せず、基準マークや標識を使用せず、かつルックアップ・テーブルを使用せずに信号対雑音比を上昇させると共にアーチファクトの存在を低下させるような画像の再構成が容易になる。コイルを自動的に選択及び／または非選択することにより、本発明は、指標ゲージに基づいてイメージング領域（ＦＯＶ）内のコイルを選別している。そのＦＯＶ範囲内で最高感度を有するコイルからのイメージング・データを使用することにより、最終画像からノイズを低下させかつアーチファクトを減少させた画像再構成が可能となる。本発明は、人為ミスを起こし易くかつハードウェアの追加を必要とすることが多い手動選択、オペレータ入力及び／または標識配置処理に依存せずに、適応的かつ動的な解析に基づいてコイルに対する自動的な選択または非選択を実現している。
【０００８】
本発明の実施の一形態では、最初に高速スキャンの間に事前スキャンデータを収集する。高速スキャンでは、限られた数のｋ空間データ線を収集しかつサンプリングする。本発明はこの高速スキャンを利用することにより、事前解析を完了させ、イメージング・データの組の全体を収集する前に、あるＦＯＶに対する感度が最大であるフェーズドアレイ・コイルを決定することができる。典型的には、高速スキャンまたは事前スキャンは、再構成イメージングのフルスキャンと比べてスキャン完了までにかかる時間がより短くて済む。高速スキャンの間で事前イメージング・データを収集した後、このイメージング・データを解析かつ評価して、再構成イメージングのフル・セッションの間にどのコイルを起動させるかを決定している。イメージングのフル・セッションの間にどのコイルを起動させどのコイルを起動停止とするかを決定するための事前スキャンに対する解析及び評価は、各コイルに関して収集した少なくとも１つのｋ空間データ線に対する指標ゲージを適応的に決定すること、この指標ゲージをオンザフライで比較すること、次いで動的に決定した指標ゲージの比較に基づいて画像データ収集のために起動させる一定数のＭＲコイルを自動的に選択または非選択すること、によって実施することができる。
【０００９】
本発明の一態様によれば、一定数のコイルを有するＭＲＩデバイスの事前スキャン画像データを用いることにより、画像再構成のためにコイルを自動的に選択／非選択する方法を提供する。本方法は、一定数のフェーズドアレイ・コイルを介してｋ空間データ組を収集するように高速スキャンを初期設定するステップを含む。この一定数のｋ空間データ組は、複数のＭＲコイルの各々に対する少なくとも１つのｋ空間データ線を含む。ｋ空間データを評価するにあたり、指標ゲージは、各コイルに関して収集した少なくとも１つのｋ空間データ線に対して適応的に決定される。指標ゲージの比較のためにしきい値が動的に求められる。この方式では、指標ゲージ比較に基づいて一定数のＭＲコイルを自動的に選択または非選択することができる。
【００１０】
好ましい実施の一形態では、その指標ゲージはｋ空間データから抽出した強度値を含むことができる。この場合では、この強度値を次いで強度プロフィールの形に配置させ、これにより最終のイメージング・データ収集のために起動させる一定数のフェーズドアレイ・コイルの特定及び選択を可能にしている。起動させるコイルを選択するか、起動させないコイルを非選択とした後、ＳＮＲを上昇させた画像を再構成させるような全画像データを収集することができる。
【００１１】
本発明の別の態様では、事前ＭＲスキャン中に一定数のフェーズドアレイ・コイルを起動させて収集した事前スキャン・データを収集かつ解析すること、次いで各コイルごとに相対的データ強度を抽出することを実行させるような命令を含んだコンピュータ・プログラムを開示する。各コイルの相対的強度に基づいて、再構成イメージング・スキャンの間にデータを収集させるために起動する一定数のフェーズドアレイ・コイルを選択または非選択としている。したがって、コイルの選択または非選択はオペレータ入力やマーカを必要とせず動的に実施される。
【００１２】
本発明のさらに別の態様では、偏向用磁場を印加するようにマグネットのボアの周りに配置した複数の傾斜コイル並びにＲＦ送受信装置システムを備える磁気共鳴イメージングシステムを有しているＭＲＩ装置を開示する。本ＭＲＩ装置はさらに、ＲＦ信号をフェーズドアレイ・コイル・アセンブリに送信してＭＲ画像を収集させるようにパルスモジュールにより制御を受けているＲＦスイッチを含む。本ＭＲＩ装置はさらに、フェーズドアレイ・コイル・アセンブリ内の複数のコイルを用いて高速ＭＲスキャンを初期設定し、画像ＦＯＶに対する高速スキャン・イメージング・データを収集するようにプログラムされているコンピュータを含む。この高速スキャン・イメージング・データは、フェーズドアレイ・コイル・アセンブリ内の複数のコイルの各々に対する少なくとも１つのｋ空間線データを含む。このコンピュータはさらに、この少なくとも１つのｋ空間線データにのみ基づいて複数のコイルの各々の相対的位置を所望のＦＯＶを基準として決定するようにプログラムされている。次いでこのコンピュータは、所望のＦＯＶ内のＳＮＲが最適となるような各コイルの相対的位置に基づいて画像の収集及び再構成のための一定数の複数のコイルだけを選択かつ初期設定することができる。
【００１３】
本発明のその他の様々な特徴、目的及び利点は、以下の詳細な説明及び図面より明らかとなろう。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図面では、本発明を実施するように目下のところ企図されている好ましい実施の一形態を図示している。
【００１５】
図１を参照すると、本発明を組み込んでいる好ましい磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システム１０の主要コンポーネントを表している。本システムの動作は、キーボードその他の入力デバイス１３、制御パネル１４及びディスプレイ１６を含むオペレータ・コンソール１２から制御を受けている。コンソール１２は、オペレータが画像の作成及びスクリーン１６上への画像表示を制御できるようにする独立のコンピュータ・システム２０と、リンク１８を介して連絡している。コンピュータ・システム２０は、バックプレーン２０ａを介して互いに連絡している多くのモジュールを含んでいる。これらのモジュールには、画像プロセッサ・モジュール２２、ＣＰＵモジュール２４、並びに当技術分野でフレーム・バッファとして知られている画像データ・アレイを記憶するためのメモリ・モジュール２６が含まれている。コンピュータ・システム２０は、画像データ及びプログラムを記憶するためにディスク記憶装置２８及びテープ駆動装置３０とリンクしており、さらに高速シリアル・リンク３４を介して独立のシステム制御部３２と連絡している。入力デバイス１３は、マウス、ジョイスティック、キーボード、トラックボール、タッチ作動スクリーン、光学読取り棒、音声制御器、あるいは同様な任意入力デバイスや同等の入力デバイスを含むことができ、また入力デバイス１３は、対話式の幾何学的指定をするために使用することができる。
【００１６】
システム制御部３２は、バックプレーン３２ａにより互いに接続させたモジュールの組を含んでいる。これらのモジュールには、ＣＰＵモジュール３６や、シリアル・リンク４０を介してオペレータ・コンソール１２に接続させたパルス発生器モジュール３８が含まれる。システム制御部３２は、実行すべきスキャンシーケンスを指示するオペレータからのコマンドをリンク４０を介して受け取っている。パルス発生器モジュール３８は、各システム・コンポーネントを動作させて所望のスキャンシーケンスを実行させ、発生したＲＦパルスのタイミング、強度及び形状、並びにデータ収集ウィンドウのタイミング及び長さを指示しているデータを発生させている。パルス発生器モジュール３８は、スキャン中に発生させる傾斜パルスのタイミング及び形状を指示するために、一組の傾斜増幅器４２と接続させている。パルス発生器モジュール３８はさらに、患者に接続した多数の異なるセンサからの信号（例えば、患者に装着した電極からのＥＣＧ信号）を受け取っている生理学的収集制御器４４から患者データを受け取ることができる。また最終的には、パルス発生器モジュール３８はスキャン室インタフェース回路４６と接続させており、スキャン室インタフェース回路４６はさらに、患者及びマグネット系の状態に関連する様々なセンサからの信号を受け取っている。このスキャン室インタフェース回路４６を介して、患者位置決めシステム４８はスキャンのために患者を所望の位置に移動させるコマンドを受け取っている。
【００１７】
パルス発生器モジュール３８が発生させる傾斜波形は、Ｇx増幅器、Ｇy増幅器及びＧz増幅器を有する傾斜増幅器システム４２に加えられる。各傾斜増幅器は、収集した信号の空間的エンコーディングに使用する磁場傾斜を生成させるように全体として指定されている傾斜コイル・アセンブリ内の対応する物理的傾斜コイル５０を励起させている。傾斜磁場コイル・アセンブリ５０は、偏向用マグネット５４及び全身用ＲＦコイル５６を含んでいるマグネット・アセンブリ５２の一部を形成しており、フェーズドアレイ・コイル・アセンブリを含むことができる。システム制御部３２内の送受信器モジュール５８は、ＲＦ増幅器６０により増幅を受け送信／受信スイッチ６２によりＲＦコイル５６に結合するようなパルスを発生させている。患者内の励起された原子核が放出して得た信号は、同じＲＦコイル５６により検知し、送信／受信スイッチ６２を介して前置増幅器６４に結合させることができる。増幅されたＭＲ信号は、送受信器５８の受信器部分で復調され、フィルタ処理され、さらにディジタル化される。送信／受信スイッチ６２は、パルス発生器モジュール３８からの信号により制御し、送信モードではＲＦ増幅器６０をコイル５６と電気的に接続させ、受信モードでは前置増幅器６４をコイル５６と電気的に接続させる。送信／受信スイッチ６２によりさらに、送信モードと受信モードのいずれに関しても同じ単独のＲＦコイル（例えば、表面コイル）を使用することが可能となる。
【００１８】
ＲＦコイル５６により取り込まれたＭＲ信号は送受信器モジュール５８によりディジタル化され、システム制御部３２内のメモリ・モジュール６６に転送される。未処理のｋ空間データのアレイをメモリ・モジュール６６に収集し終わると、一回のスキャンが完了となる。この未処理のｋ空間データは、各画像を再構成させるように別々のｋ空間データ・アレイの形に配置し直している。さらに、これらの各々は、データをフーリエ変換して画像データのアレイにするように動作するアレイ・プロセッサ６８に入力される。この画像データはシリアル・リンク３４を介してコンピュータ・システム２０に送られ、コンピュータ・システム２０において画像データはディスク記憶装置２８内などのメモリ内に記憶される。この画像データは、オペレータ・コンソール１２から受け取ったコマンドに応じて、テープ駆動装置３０上などの長期用メモリにアーカイブしたり、画像プロセッサ２２によりさらに処理してオペレータ・コンソール１２に伝達したりディスプレイ１６上に表示させたりすることができる。
【００１９】
全体を図１に示すような多重コイル式ＭＲＩシステムの実施によって生じるイメージング・エリアの図を図２に示す。図示の目的から、イメージング・エリア８０は４コイル選択としたＭＲＩ装置により生じるエリアとしている。しかし、当業者であれば、本明細書に示した本発明が任意の多重コイル式イメージング・デバイスに適用可能であることを理解するであろう。図２に示すイメージング・エリア８０は、別々であるが重なり合っているような４つのコイルカバーエリア８２、８４、８６及び８８を含んでいる。コイルカバーエリア８２〜８８の各々は、寸法が同じであると共に、患者９０に対して等しい比率のデータ収集領域を表している。コイルカバーエリア８２〜８８を組み合わせることにより合成コイルカバーエリア８１が得られる。合成コイルカバーエリア８１の範囲内には、個々のコイルカバーエリア８２〜８８の幾つかに及ぶことがあるような所望の画像撮影領域（ＦＯＶ）９２がある。画像ＦＯＶ９２は、コイルカバーエリア８２〜８８の総合計と寸法的に同一とすることもできるが、多くの状況では、図２に示すように、その画像ＦＯＶはコイルカバーエリア８２〜８８の合計と比べてより小さくすることがある。合成コイルカバーエリア８１が画像ＦＯＶ９２を超える場合には、ＭＲＩシステムの１つまたは複数のコイルが所望のＦＯＶ９２の外側のイメージング・データを収集していることが多い。さらに、図２に示すように、コイルカバーエリア８２及び８８の一部が所望のＦＯＶ９２の外側にあるため、これらのエリアからのイメージング・データにより、磁場均一性の不良、激しいうず電流、ＳＮＲの低下など望ましくない影響が生じることがある。
【００２０】
最終のＭＲ再構成画像のノイズを低下させるため、並びに望まないアーチファクトの除去に役立てるために、コイル選択を完全に自動化する技法を開示する。ＳＮＲを高くしたアーチファクト低減の再構成画像を作成するために、本システムは、ＧＥ  １．５Ｔ  Ｓｉｇｎａ（商標）システムで見られるような一連のフェーズドアレイ・コイルを有するコイル受信器アセンブリを含む。上で指摘したように、受信器コイル・アセンブリが検出したＭＲイメージング信号はディジタル化し、図１のＭＲＩシステム内のメモリ位置まで転送する。データは、データの受信元にあたる各コイルに対応したデータ組の形にまとめている。格納したこのＭＲ画像データを用いて、命令セットを有するコンピュータ・プログラムはコンピュータに対して各ＭＲ画像データ組ごとに１つの指標ゲージを決定させる。本システムは、特定の画像データ組をどのフェーズドアレイ・コイルから収集したかを決定するようなコンピュータを提供する。特定の画像データ組がどのコイルによるものであるかを認識することにより、コンピュータは指標ゲージに基づいて、最終画像再構成で使用すべきコイル及びこれに対応する画像を適応的かつ動的に選択または非選択することができる。文脈に応じて、コイルのある部分組を「選択する（ｓｅｌｅｃｔ）」としている場合や、コイルを「非選択する（ｄｅｓｅｌｅｃｔ）」としている場合があることに留意されたい。結果は最終的には同じであるため、どちらの用語を使用するかは重要ではない。このため、本明細書では、選択と非選択を交換可能なものとして使用しており、この２つの用語はしたがって実質的に同じ意味を有するものと規定する。
【００２１】
指標ゲージは、選択したＦＯＶまでの距離に対応して稼動させるコイル要素をすべて選別するように構築する。手動によるかコイル選択用に何らかの位置マーカを使用するかによらずコイル位置を明示的に決定しようとする場合と異なり、本発明ではそのコイル要素が選択したＦＯＶ内でより濃密に集中しているほど同じ関心領域に対して有する感度が高くなるという理論を利用している。したがって、実施の一形態では、好都合な指標ゲージとして各画像の全体強度を選択している（これについては、以下でさらに説明することにする）。一般に、データをオンザフライで区分するために本発明は、作成した個々の画像からまたは事前スキャンの生データから、各コイルに対する相対的感度情報を動的に抽出することに基づいている。一方従来技術では、患者及び標識の位置決めに従ってコイルを選択すること、オペレータによりある種のパラメータをイメージング前に取得及び入力すること、及び／またはコイル・マーカや事前スキャン画像を用いてルックアップ・テーブル内に記憶した所定のパラメータまたは特性によりコイル選択をガイドすること、に依存している。
【００２２】
実施の一形態では、中間画像の組に含まれる情報を用いることにより、開示した技法で全自動のコイル選択を達成することが好ましい。これら中間画像とは、最終画像に合成する前の、個別の各コイルからの個々の部分構成画像のことである。所望であれば、これらの中間画像から導出した情報は、具体的なコイルの幾何学構成や物理的構成と組み合わせることができる。しかし、この追加的なステップは随意選択であると企図しており、本発明をこのように限定するものではない。第ｉ番目のコイルからの中間画像は次式で与えられる。
【００２３】
Ｉi（ｘ，ｙ）＝Ｓi（ｘ，ｙ）Ｍ（ｘ，ｙ）        （式１）
上式において、Ｉi（ｘ，ｙ）は第ｉ番目のコイルからの中間画像を表し、Ｓi（ｘ，ｙ）はそのＦＯＶ内での第ｉ番目のコイルの空間的感度を表し、またＭ（ｘ，ｙ）は選択したＦＯＶ内にあるスキャン対象の適正なスピン緩和を含むスピン密度を表している。
【００２４】
本発明の実施の一形態では、最終画像再構成に含めるコイルは、フェーズドアレイ・コイル・アセンブリが検出した各ＭＲ画像の相対的積分画像強度に基づき選択または非選択している。この方式では、好都合な指標ゲージ（Ｇi）は、一定スピン密度の近似に従ったＦＯＶ全体にわたるコイル感度積分値に比例する、次式で与えられるような各画像の全体強度である。
【００２５】
【数７】
0004880173.tif 000002
【００２６】
上式において、Ｇiは指標ゲージであり、Ｍ0は近似した一定スピン密度である。この合算は選択したＦＯＶ内の空間的画素全体にわたって実行する。ＭＲ画像の画像強度に基づいて、本発明は、最終画像再構成で最も望ましくない画像強度を有する画像を作成させるようなコイルを自動的に非選択にしている。
【００２７】
最終のイメージングから除外すべきコイル及びこのコイルに対する画像がどれであるかを決定するために、本発明は強度しきい値未満の強度を有する画像を除外することを企図している。このしきい値は、オペレータが選択したコイルの幾何学構成及び具体的なイメージング・パラメータにより決めることができる（これについては図３を参照しながらさらに記載することにする）。しかし一般的には、強度しきい値は最大平均値と事前に選択した受信器コイル数の積である。強度しきい値は、各コイルごとの指標ゲージに基づいてオンザフライで決定することが好ましい。この方式では、ある所定のパラメータによるのではなく、コイル同士を互いに動的に比較している。一定スピン密度（Ｍ（ｘ，ｙ））では、検出した各ＭＲ画像に対する画像強度は選択したＦＯＶ全体にわたるコイル感度の積分値に等しく、この感度はフェーズドアレイ・コイルとＦＯＶの間の距離が大きくなるに従って小さくなることに留意されたい。さらに、スピン密度の空間的変動が存在するような実際上の場合では、異なるフェーズドアレイ・コイルの感度値に対して同じスピン密度値またはプロフィールにより重み付けしているため、画像強度と選択したＦＯＶからのコイル距離の間の関係は保持されている。
【００２８】
本発明はさらに、どの画像を最終画像再構成に含めるべきか、及び／または除外すべきかを決定するための別の実施形態を企図している。以下に示すように、この別の実施形態は、ここまで検討してきた技法に代わって、あるいは連携させて使用することができる。再構成のためのフェーズドアレイ・コイル及びデータを適応選択できるようにするため、本技法は、各ＭＲ画像の強度を受信器コイル・アセンブリの主軸上に投影することを含む。受信器コイル・アセンブリのマップ上への画像強度の投影により、コンピュータは最も明瞭な画像を収集したフェーズドアレイ・コイルを決定することが可能となる。この明瞭な画像（すなわち、最大強度を有するこれらの画像）は、選択したＦＯＶに対して感度が最大のフェーズドアレイ・コイルを示すと共に、これら感度が最大のフェーズドアレイ・コイルに対応している。
【００２９】
強度プロフィール当てはめによりフェーズドアレイ・コイルの位置を決定するのではなく、別法としてこのコンピュータは、画像強度に基づいて画像の重心を決定するようにプログラムしておくことができる。重心の近傍に集中を示すＭＲ画像により、所望のＦＯＶに対して最も有意に感応するフェーズドアレイ・コイルがどれであるかが示される。別の実施形態では、そのコンピュータは、強度プロフィールのピーク箇所をフェーズドアレイ・コイルの主軸に沿って見いだすようにプログラムしておくことができる。このピーク画像強度箇所により、選択したＦＯＶ内にありかつ感度が最大のコイルがどれであるかが示される。フェーズドアレイ・コイルが選択したＦＯＶの外部にあるために強度プロフィール（また別法としては、重心またはピーク画像強度位置）を信頼度良く決定できないような状況では、そのフェーズドアレイ・コイル位置はＦＯＶの範囲内に位置するフェーズドアレイ・コイルの位置決めにより決定することができる。所与のフェーズドアレイ・コイルに対する相対的コイル距離及び相対的コイル位置は固定であるため、ＦＯＶの外部にあるコイル位置の決定は可能である。選択したイメージングＦＯＶを基準としてコイル位置を決定した後、本発明は、最終画像再構成に含めるべきコイル、すなわち最終画像再構成から除外すべきコイルを自動的に選択する。
【００３０】
（式２）を参照しながら記載した指標ゲージ（Ｇi）の計算は、各画像の全体強度などの指標ゲージを求めるための単なる一例に過ぎない。本発明の範囲内にあるような別の指標ゲージも企図される。次式のように一定スピン密度を前提としない指標ゲージの別の例も設計することができる。
【００３１】
【数８】
0004880173.tif 000003
【００３２】
上式において、Ｓi（ｘ，ｙ）はＮコイル式のフェーズド・コイル・アレイの第ｉ番目のＭＲコイルの空間的感度、またＩi（ｘ，ｙ）は各ＭＲコイルごとの中央ｋ空間データから取得した全体強度であり、かつ、この合算は所望のＦＯＶ内のすべての空間的画素に及ぶようにする。全体強度は空間データの中央部分内にあるため、指標ゲージは画像再構成前に決定できることにも留意されたい。それぞれの指標ゲージに従って中間画像を選別した後、最終画像への包含は、ゲージ指標に対するしきい値の設定、あるいは所与のプロトコルに対する一定数のコイルの選択に基づいて決定することができる。
【００３３】
図３〜５を参照すると、本発明は、画像再構成のためのコイル及び／またはデータを自動的かつ動的に選択するためのアルゴリズムであって、標識ハードウェアや内部に事前定義データを備えるルックアップ・テーブルを用いることなく多くの構成に適応できるアルゴリズム１００を含む。本発明はさらに、実行させた際に１つまたは複数のコンピュータに対して本アルゴリズムまたは方法の各ステップを実行させている命令セットを有するコンピュータ・プログラムを企図している（これについても図３〜５を参照しながら開示することにする）。図３〜５を参照しながら記載するこの具体的な実施形態は、事前に選択した各コイルに対して完全なＭＲデータを収集しているような一実施形態である。すなわち、一例として、６素子のフェーズドアレイ・コイルを用いて脊髄を画像化する場合、典型的には、中間の４個の素子のみを使用し、この４個の素子が事前に選択された素子となる。具体的な実施の一形態では、選択したＦＯＶに対して他の素子ほど感度が高くないとされたコイル要素を含め、すべてのコイル要素に対して完全な画像データを収集している。この場合に、選択したＦＯＶに対する感度が高くないコイル要素からのデータを最終画像再構成に使用すると、これらのコイルはスキャナ・システムの設計ボリュームの外側の空間領域に対して感応性を示すことがあるため、これらデータが追加的なノイズの導入の原因となったり、最終画像にアーチファクトを起こし易くすることになる。上で指摘したように、実施の一形態では、事前に選択したすべてのコイル要素から完全なデータを収集した後に、単一の画像に再構成する前に、これらのデータを処理して個々に画像としている。この実施形態のコイル選択アルゴリズムでは、感度が最小のコイル要素からの画像を指標ゲージに基づいて自動的に棄却している。別の実施形態では、中央ｋ空間データのみを収集し解析するような高速事前スキャンを実施している。この場合には、画像再構成のための完全なｋ空間データの収集から、最も望ましくない指標ゲージを生成させるコイルを排除している。図３〜５に示すアルゴリズムの記載は主に前者に焦点を当てているが、当業者であれば、本発明の詳細な説明と共に取り上げた後者の実施も容易に理解するであろう。
【００３４】
先ず図３を参照すると、上述の処理１００は、上で概説したように中央ｋ空間生データを収集するためのＭＲ画像データの収集（１０４）または高速事前スキャンにより、ステップ１０２において開始される。ステップ１０４においてＭＲ画像を収集した後、ステップ１０６においてＭＲＩシステムのオペレータは本発明による自動コイル選択技法及びシステムを実施するか否かを選択することができる。オペレータが自動コイル選択技法を実施しないと選択した場合（１０６、１０８）には、ステップ１１０においてコイル・アセンブリの各フェーズドアレイ・コイルからのＭＲイメージング・データを累積させ、このデータを用いてステップ１１２において最終画像を再構成する。一方、オペレータが自動コイル選択システムを実施すると選択した場合（１０６、１１４）には、ステップ１１６において収集した各データ組に対する画像強度値を決定する。事前スキャンの実施形態を用いる場合は、この選択をもっと前に提示することになる。
【００３５】
ステップ１１６で決定した画像強度値をコイル・アセンブリの具体的な受信器コイルに対応するように配置させる処理は、高速事前スキャンにより収集したものであるか全画像データを収集する場合であるかによらず、ステップ１１８において開始される。この方式により画像強度値を整理することにより本システムは各受信器コイルごとの平均強度値を決定することができる。画像強度値を整理する際に、具体的な受信器に関連する強度値はＭＲＩシステムのバルク・アクセス・メモリ（ＢＡＭ）内に格納する。次いで、ステップ１２０において、コイル・アセンブリの各受信器コイルに関連する画像に対する画像強度値をＭＲＩシステムのメモリ内に格納し終えたか否かが判定される。各受信器コイルに関連するすべての画像強度値が受信済みである場合（１２０、１２２）には、本処理はステップ１１６に戻り、残りのすべての受信器コイルに対する画像強度値について判定及びメモリへの格納を実行する。ステップ１２４において最後の受信器に関連した画像強度値がメモリに格納され確認が済んだ後、ステップ１２６において、具体的な各受信器コイルに関連する画像強度値に基づいて各受信器コイルに対する平均値を決定し格納する。ステップ１２６で各受信器コイルごとに決定した平均値を用いて、ステップ１２８において最大平均値、または全体の平均値を決定する。ステップ１２８で決定した最大平均値、または全体の平均値は、具体的なコイルが収集した画像を最終画像再構成に含めるにあたり、超えることを要するしきい値を確立する際に使用する。
【００３６】
続いて図４において、本発明はオペレータに対して、最終画像再構成のためのフェーズドアレイ・コイル、並びにこれらのコイルに対応するＭＲ画像を自動的に選択するための幾つかの選択肢を与えている。しかし、オペレータは自動コイル／データ選択を実行するのにパラメータを入力する必要がない。この選択肢では単に、オペレータに対して全自動式の選択を拒絶することを許可するためのものである。ステップ１３０においてオペレータは、データ収集または最終画像再構成のために使用する受信器コイルの所望数をオペレータに選択させているような半自動式選択を選ぶことができる。オペレータがコイルデータの全自動選択の使用を許諾する、すなわちコイル数を選択することを選んだ場合（１３０、１３２）には、画像再構成で使用するコイル数は、ステップ１３４において所望のＦＯＶサイズを決定した後は本発明の技法にのみ基づくことになる。本技法では、最小ＦＯＶ１３６、中間的ＦＯＶ１４０及び最大ＦＯＶ１４４の決定を伴うコイルの初期区分を提供している。一例として、典型的なＭＲＩシステムでは、各フェーズドアレイ・コイルは長さが１２０ｍｍである。したがって、好ましい実施の一形態では、最小ＦＯＶサイズ１３６は長さが０〜１８０ｍｍの範囲にあるＦＯＶに対応する。さらに、最小ＦＯＶサイズ１３６の検出に応答して、本技法はステップ１３８において、この最小ＦＯＶを実現するには２つのフェーズドアレイ・コイルからのＭＲ画像データ収集が適当であると自動的に結論を出す。本発明はさらに、１８１〜４５０ｍｍの範囲にあるＦＯＶに対応した中間的サイズのＦＯＶ１４０を企図しており、この中間的サイズのＦＯＶを満たすには３つのフェーズドアレイ・コイルからのＭＲ画像データ収集（１４２）が必要となる。さらに、４５０ｍｍを超える大きさの任意のＦＯＶを含む最大ＦＯＶ１４４を決定することができる。４５０を超えるか４５０に等しい最大ＦＯＶ範囲を達成するためには、４つのフェーズドアレイ・コイルからのＭＲ画像データ収集（１４６）が必要となる。
【００３７】
上で指摘したように、本発明は最終画像再構成で使用するフェーズドアレイ・コイルの数を手動で選択するようなオペレータの介在（１３０、１３３）を企図している。これを選択した場合では、オペレータは１個のコイルからそのＭＲＩシステム内のすべてのコイルまでの範囲で任意のコイル数を選択することができるが（１３５）、特定のコイルを選択することはできない。ステップ１３５におけるオペレータによる受信器コイル数の選択を受けた後、本技法はステップ１４８において、選択されたコイル数が２つ以上のコイルであるか否かを判定する。単一コイルである場合（１５０）には、本処理は、上で検討したステップ１３４におけるＦＯＶサイズの決定に進む。オペレータがステップ１３５において最終画像収集及び再構成で使用するコイルが１つだけであると確認した場合、またはコイルを全く選択しない場合には、本処理はこうした無効な入力を無視し、最終画像再構成に対して少なくとも２つのコイルを選択する。本システムでは、無効入力であることの通知を伴うオペレータ・フィードバックや入力の修正機会を提供している。最終画像データ収集及び再構成の間で使用するコイルをオペレータが最初の決定で１つと選択するか全く選択しないとした場合のステップの説明については、上で検討したステップ１３４〜１４６を参照されたい。
【００３８】
オペレータが複数の受信器コイルを選択した場合（１４８〜１５２）には、本発明はステップ１５４において、選択したコイル数が収集することが可能な最大コイル数（図２では４個）未満であるか否かを判定する。選択した数が最大値未満でない場合（１５６）には、ステップ１５８においてレジスタ指標及び／またはカウンタをゼロ値に初期化する。ステップ１５８においてレジスタ指標及び／またはカウンタをゼロ値に初期化することにより、ステップ１２６においてメモリに格納した各受信器平均値に対する適正な評価が保証される。ステップ１５８においてレジスタ指標を初期化した後、第１のレジスタ位置に格納した受信器平均値はステップ１６０において呼び出され強度しきい値と比較される。この強度しきい値はどのコイルを画像再構成から除外するかを決定するための基準を意味している。
【００３９】
強度しきい値はステップ１２８で決定した最大平均値（図３）とステップ１３５で選択した受信器コイル数との積とすることが好ましい。さらに、この積を１００で割り算し、これによりパーセント値を得る。実験データにより、所望のＦＯＶに対する感度が最小のコイルからの画像を除外するには概ね６０〜６５％の強度しきい値で十分であることが示唆されている。ステップ１６０において、第１の受信器平均に対する受信器平均値がこの強度しきい値と比較される。第１の受信器平均値が強度しきい値より大きいか、または強度しきい値に等しい場合（１６１）には、ステップ１６２において第１の受信器に値１を割り当てる。受信器平均値が強度しきい値未満である場合（１６４）には、ステップ１６６においてレジスタ指標を１だけ繰り上げ、これにより第１のフェーズドアレイ・コイルの値はゼロのままに残される。
【００４０】
ステップ１６８において、本方法及び／またはコンピュータ・プログラムは、現在の登録指標をステップ１３５で選択したコイルの総数と比較する。現在の登録指標が選択したコイル数を超えない場合（１７０）には、本技法はステップ１６０に戻り次のフェーズドアレイ・コイルの受信器平均値を強度しきい値と比較する。ステップ及び／または動作１６０〜１７０は、各受信器平均値を強度しきい値と比較し終わり適正なレジスタ値（すなわち、１またはゼロ）の適当な割り当てが済むまで継続される。各受信器平均値を評価し終えた後、本方法及び／またはコンピュータ・プログラムは実行経路Ｃに沿って図５のステップ１９０まで進む（これについては直ぐ後で検討することにする）。
【００４１】
ステップ１５４に戻り図４を参照すると、選択したコイル数が実際に最大値（この場合では４個）未満である場合には、本方法及び／またはコンピュータ・プログラムはステップ１７２で続行される。選択したコイル数が１を超えているが最大値未満であるような状況では、本処理は画像データ収集及び再構成に「最適な」コイルを選択して使用することになる。すなわち、画像再構成のために３つのコイルがオペレータ選択されたものと本処理は認識することになるが、この際の３つのコイルの選択とは単に、画像再構成の役割で使用するコイルの総数が３つであることを示しているのみであり、使用する特定の３つのコイルを意味しているものではない。使用する「最適な」コイルの決定（１３８、１４２、１４６）は一般に、指標ゲージを使用して実施される、さらに詳細には、上述した技法や、追加的なオペレータ入力、標識及び／またはルックアップ・テーブルを用いずにタスクを実行しているようなその他任意の技法のうちの１つを用いて実施される。
【００４２】
すべての状況において、最大値を超えて受信器コイル数を選択した場合を除けば、各受信器の平均値はステップ１７４で決定した事前選択の内部しきい値と比較されることになる。この内部しきい値は最終の再構成に含めるべきＭＲ画像または生データ収集の追加的なリミッタとして動作する。例えば、本処理で内部しきい値４５％とすることができる。このしきい値では、各受信器平均値がこの内部しきい値と比較されると共に、各受信器平均値は適当にランク付けされる。本方法及び／またはコンピュータ・プログラムが選択したＦＯＶでは３つの受信器コイルが必要であると自動的に決定した場合や、オペレータが使用する所望のコイル数を３とした場合には、内部しきい値に基づいて「最上位の（ｔｏｐ）」３つの受信器平均を画像再構成用に考慮することになる。
【００４３】
同様に、内部しきい値は、除外しなければ画像再構成のために使用できるはずの受信器コイルからの画像を除外するように動作する。例えば、オペレータは、ステップ１３５において、画像再構成のために２個の受信器コイルを使用するように要求することがあるが、内部しきい値を超えている受信器平均値を有する受信器コイルが１個だけであることもある。そのため、オペレータが２個の受信器コイルを考慮するように要求していても、この１個の受信器コイルから収集したデータのみが最終画像再構成のために使用されることになる。
【００４４】
ステップ１７４において内部しきい値限界を超える受信器平均を有するコイルを決定した後、ステップ１７６において（図５）、第１の登録位置にアクセスしてゼロに設定する。次いでステップ１７８において、第１の登録位置に対応した第１の受信器平均を取り出して、強度指標しきい値と比較する。強度指標しきい値はハードウェアのパラメータ及び仕様に基づくことがある。しかし実験データにより、受信器の総平均の概ね６０〜６５％の強度指標しきい値により大幅なゴースト形成やノイズがない最終の再構成画像が得られることが示唆されている。ステップ１８０において第１の登録位置に関連する受信器平均が強度指標を超えていない場合には、ステップ１８２において当該の受信器平均に関連する受信器コイルに対しては値ゼロを割り当て、さらに当該のコイル／データを棄却する。受信器平均が強度指標と比べて大きいか等しい場合（１７８、１８４）には、ステップ１８６においてコイル・アセンブリの受信器コイルに対して登録値１を割り当て、さらに対応するコイル／データを適格と見なす。
【００４５】
現在の受信器コイルに値ゼロまたは値１を適当に指定し終えた後に、ステップ１８８において本方法及び／またはコンピュータ・プログラムはコイル・アセンブリの次の受信器コイルに対応した登録位置へと進む。ステップ１９０において、本方法及び／またはコンピュータ・プログラムは別の受信器平均値で強度指標しきい値と比較を要するものがあるか否かを判定する。比較を要するものがあれば（１９２）、本方法及び／またはコンピュータ・プログラムはステップ１７８までループバックし、この新たな現在の受信器平均が強度指標しきい値を超えているか否かを判定し、これに応じてステップ１８０〜１８８を通って進む。
【００４６】
最終の受信器平均の比較が終了し他の受信器平均値がなくなった後（１９０、１９４）、本コンピュータ・プログラム及び／または方法はステップ１９６に進み、画像再構成で必要となるＭＲデータを選択する。画像再構成用データの選択については、図６を参照しながらさらに詳細に検討することにする。データ及び最終画像の選択が完了した後、本方法及び／またはコンピュータ・プログラムはステップ１９８において終了となる。
【００４７】
ここで図６を参照すると、本発明によるコンピュータ・プログラムの方法及び／または動作の各ステップを表している流れ図を、図３〜５の各ステップ及び／または動作に従ってコイル・アセンブリのそれぞれのコイルに割り当てた登録値に基づいてＭＲ画像再構成のためのデータ選択またはコイル選択をするように示している。画像再構成のためにデータを選択またはコイルを選択している本方法及び／またはコンピュータ・プログラム２００はステップ２１０で開始となり、ステップ２２０において登録情報にアクセスする。この登録値はメモリから取り出して一度に１つの値の割で解析し、画像再構成で使用するそれぞれのＭＲ画像（または、生データ）をどのコイルが有しているかを決定する。ステップ２３０において、第１の登録値が取り出され登録指標値１と比較される。登録指標が値１を有しかつアクセスした第１の登録値も値１を有している場合には、本処理はステップ２３２に進み、ステップ２３４において、最終画像データの収集及び再構成のための第１の登録値に対応した受信器コイルを選択する。一方、第１の受信器コイルの登録値が登録指標値１に等しくない場合（２３０、２３６）には、本処理は、第１の登録値に関連する受信器コイルを最終の画像収集及び再構成に含めないまま、すなわち、最終画像データ収集のために当該のコイルを非選択にした状態でステップ２３８に進む。ステップ２３８において、本処理は、コイル・アセンブリの次の受信器コイルに対応した次の登録位置にまでインクリメントする。ステップ２４０では、別の受信器コイルに対する登録値があるか否かを判定する。登録値があれば（２４２）、この新たな登録値のために再度ステップ２２０において本処理が開始される。解析を要する追加的な登録値がない場合（２４４）には、最終の画像収集及び再構成で使用すべき受信器コイルまたはデータの選択がステップ２４６において終了となり、１つまたは複数の強度指標しきい値を超えているＭＲイメージング・データを有した各受信器コイルを最終の画像再構成に含めた状態となっているか、あるいは、これらの仕様を超えている事前スキャン・データをもつコイルのみが完全なデータ収集のために起動されるように選択されている。
【００４８】
したがって、本発明は、複数の受信器コイルの各々から画像データ組を収集すること、次いで各画像データ組ごとに１つの指標ゲージを決定することを含むような、画像再構成用のＭＲデータを自動的に選択するための適応的方法を企図している。この指標ゲージは所与の受信器コイルと所望のＦＯＶとの空間的関係を表したものである。本方法は次に、指標ゲージを比較すること、並びにこの比較に基づいて当該の受信器コイルと所望のＦＯＶとの空間的関係が最適値未満であることを示した指標ゲージを有する画像データ組をすべて除去することを含む。本方法はさらに、残ったイメージング・データ組から画像を再構成することを含む。
【００４９】
本発明の別の実施形態では、その内部に一定数のコイルを有する受信器アセンブリの撮影領域から収集データの部分組を自動的に決定する方法を開示する。本方法は、複数のコイルからあるＦＯＶの一定数の画像を収集すること、並びにこの一定数の画像の各々に対して画像強度を決定することを含む。本方法はさらに、各画像の画像強度を複数のコイルの仮想的アクセス上に投影し、強度プロフィール・マップを作成することを含む。次いで、この強度プロフィール・マップに基づいて、アーチファクトを低下させた画像を再構成させるような画像の部分組を選択している。
【００５０】
本発明のさらに別の実施形態では、スキャン画像を収集するためのＭＲイメージング装置を提供する。本ＭＲイメージング・システムはさらに、ＲＦ送受信装置システムと、ＲＦ信号をＲＦコイル・アセンブリに送信してＭＲ画像を収集するようにパルスモジュールにより制御を受けているＲＦスイッチとを含んでいる。磁気共鳴イメージングシステムでは多数のフェーズドアレイ・コイルを有する受信器アセンブリを使用することが多い。コイルは、典型的には、偏向用磁場を印加するように偏向用マグネットのボアの周りに配置される。本装置は、多重コイル式ＲＦコイル・アセンブリの各コイルから画像ＦＯＶ全体にわたってＭＲ画像を収集し、各ＭＲ画像に対して強度値を決定するようにプログラムされたコンピュータを含む。このコンピュータはさらに、各ＭＲ画像に対する強度値を決定すると共に各コイルから収集したＭＲ画像を強度値に基づいて区分し、画像ＦＯＶの外部で収集した余分なデータを有するＭＲ画像をすべて棄却している。次いで、残りのＭＲ画像を合成することによりアーチファクトを低下させた最終画像を再構成することができる。
【００５１】
本発明の別の実施形態は、コンピュータにより実行させた際にコンピュータに対して、一定数のデータフレームを含む一組のイメージング・データを収集すること、各データフレームに対して１つの強度値を決定すること、並びに各強度値から強度指標を決定することを行わせるようにする命令セットを有するコンピュータ・プログラムを含む。次いで、このプログラムは強度指標を超える強度値を有するデータフレームのみを含む再構成データ組を形成し、そのＦＯＶに対する感度が最小である少なくとも１つのデータ組を排除した再構成データから再構成画像を形成する。
【００５２】
複数の受信器コイルの各々から画像データ組を収集する手段と各画像データ組に対する指標ゲージを決定する手段とを含んでおり、この指標ゲージにより所与のコイル受信器と所望のＦＯＶとの空間的関係を表すようにしたＭＲスキャナも開示する。本ＭＲスキャナはさらに、当該のコイル受信器と所望のＦＯＶとの空間的関係が比較に基づいて最適値未満であると示された指標ゲージを有する画像データ組をすべて除去するための手段を有している。本スキャナはさらに、残りのイメージング・データ組から画像を再構成するための手段を含む。
【００５３】
本発明はさらに、画像再構成のために、一定数のフェーズドアレイ・コイルを有するＭＲＩ装置のスキャン画像を自動的に分離するための方法を企図している。本方法は、フェーズドアレイ・コイルを介して一定数のｋ空間データ組を含む一定数のイメージング・データ・フレームを収集するステップと、各イメージング・データ・フレームに対する強度値を決定するステップとを含む。次に、この一定数のイメージング・データ・フレームの強度値を指定しているフェーズドアレイ・コイルのマップを含んだ強度プロフィールを作成する。この強度プロフィールから各フェーズドアレイ・コイルの位置が得られる。本方法はさらに、各フェーズドアレイ・コイルの位置から、最終の再構成画像を形成する元になるイメージング・データ・フレームの再構成データ組を決定するステップを含む。
【００５４】
本発明の別の実施形態では、上述したように、高速スキャン（すなわち、事前スキャン）の間に事前スキャン・データを収集している。この実施形態では、本技法はさらに適応的かつ動的であると共に、コイル／データ選択のためにハードウェア標識、ルックアップ・テーブル及びオペレータ入力のパラメータに依存していない。複数のＭＲコイルの各々に対する少なくとも１つのｋ空間データ線を含むｋ空間データを収集する際の高速事前スキャンを初期設定した後、本技法は、各コイルに関して収集した少なくとも１つのｋ空間データ線に対する指標ゲージを適応的に決定することを含む。この指標ゲージはしきい値と比較され、この比較に基づいて、本処理は完全な画像データを収集するために起動させる一定数のＭＲコイルを自動的に選択／非選択することができる。高速事前スキャンを利用することによって、本発明では、事前解析を実施して、イメージング・データの完全な組を収集する前に、どのフェーズドアレイ・コイルが所望のＦＯＶに対する感度が最大となるかを決定することができる。
【００５５】
指標ゲージを適応的に決定するステップは、収集したｋ空間データから上述した方式により各コイルの相対的強度を抽出することを含む。指標ゲージは、高速事前スキャンにおいて収集した各コイルに対するｋ空間データ線に関する１つの強度値とすることができる。この場合には、本発明は、ｋ空間データ線に対する強度値を強度プロフィールの形に配置させること、最終画像データの収集の間に起動させる一定数のフェーズドアレイ・コイルを強度プロフィールから選択すること、並びに最終のイメージング・データ収集の間に選択したフェーズドアレイ・コイルのみから画像データを収集すること、を含む。全体強度はｋ空間データの中央部分に含まれているため、指標ゲージを画像再構成の前に決定することができることに留意されたい。したがって、高速事前スキャンはｋ空間の中央部分でのデータの収集に焦点をあてている。
【００５６】
本発明はさらに、コンピュータにより実行させた際にコンピュータに対して、事前ＭＲスキャンの間に一定数のフェーズドアレイ・コイルを起動させることにより収集した事前スキャン・データを解析すること、並びにこの事前スキャン・データから各コイルの相対的強度を抽出すること、を行わせている命令セットを有するコンピュータ・プログラムを含む。次いでこのプログラムは、再構成イメージング・スキャンの間に再構成イメージング・データを収集するために起動させる一定数のフェーズドアレイ・コイルを各コイルの相対的強度から決定している。
【００５７】
実施の一形態では、本コンピュータ・プログラムは、事前スキャン・データを収集することができる複数のフェーズドアレイ・コイルを有するフェーズドアレイ・コイル・アセンブリのマップ上に各コイルに対する相対的強度をプロフィール作成すると共に、イメージングＦＯＶに対して感度が最大のフェーズドアレイ・コイルを起動させている。別法として、本コンピュータ・プログラムはコンピュータに対して、スキャン対象のスピン密度により重み付けしたコイル感度プロフィールを各フェーズドアレイ・コイルに対するＦＯＶ全体にわたって積分し、各コイルの相対的強度を決定させている。解析を受けるフェーズドアレイ・コイルからの事前スキャン・データは、（式１）により表すことができる中間画像を含み、また相対的強度は（式２）または（式３）のいずれかに従った指標ゲージ（Ｇi）、あるいはハードウェア標識、オペレータ入力のパラメータ及び／またはルックアップ・テーブルに依存しない同様な任意の同等な指標ゲージとして表すことができる。本プログラムはさらに、この相対的強度からしきい値をオンザフライで計算し、最小の相対的強度をもつ少なくとも１つのコイルを排除することができる。
【００５８】
本発明の別の実施形態は、ＭＲ画像を収集するためのＭＲＩ装置を含む。本ＭＲＩ装置は、偏向用磁場を印加するようにマグネットのボアの周りに配置した複数の傾斜コイルとＲＦ送受信装置システムとを有する磁気共鳴イメージング・システムを含む。本ＭＲＩ装置はさらに、ＲＦ信号をＲＦコイル・アセンブリに送信してＭＲ画像を収集するようにパルスモジュールにより制御を受けているＲＦスイッチを含んでいる。ＲＦコイル・アセンブリはフェーズドアレイ・コイル・アセンブリなどの複数のコイルを含んでいる。フェーズドアレイ・コイル・アセンブリ内の複数のコイルを用いた高速ＭＲスキャンを初期設定すると共に所望のＦＯＶの高速スキャン・イメージング・データを収集するようにプログラムされたコンピュータを設けている。この高速スキャン・イメージング・データは、フェーズドアレイ・コイル・アセンブリ内の複数のコイルの各々に対する少なくとも１つのｋ空間線データを含む。このコンピュータはさらに、収集した少なくとも１つのｋ空間線データのみに基づいて、複数のコイルの各々の相対的位置を所望のＦＯＶを基準として決定するようにプログラムされている。このコンピュータは次いで、各コイルの相対的位置に基づいて画像収集及び再構成のために複数のコイルから限られた数のコイルを選択しかつ初期設定し、所望のＦＯＶのＳＮＲを最適化することができる。複数のコイルの各々の相対的位置を決定する際には、上述の様々な技法が使用される。この方式では、選択したコイルがそのＦＯＶにさらに正確に当てはまり、画像再構成に対して悪影響を有するおそれがある不要なデータは収集していない。
【００５９】
本発明を好ましい実施形態について記載してきたが、明示的に記述した以外に、本特許請求の範囲の域内で等価、代替及び修正が可能であることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明と共に使用するＭＲイメージング・システムのブロック概要図である。
【図２】本発明と共に使用する多重コイル式ＭＲＩシステムの概要図である。
【図３】本発明に従ったＭＲＩシステムのコイル選択のための流れ図である。
【図４】本発明に従ったＭＲＩシステムのコイル選択のための流れ図である。
【図５】本発明に従ったＭＲＩシステムのコイル選択のための流れ図である。
【図６】本発明による自動コイル選択を容易にするための流れ図である。
【符号の説明】
１０  ＭＲＩシステム
１２  オペレータ・コンソール
１３  入力デバイス
１４  制御パネル
１６  スクリーン、ディスプレイ
１８  リンク
２０  コンピュータ・システム
２０ａ  バックプレーン
２２  画像プロセッサ・モジュール
２４  ＣＰＵモジュール
２６  メモリ・モジュール
２８  ディスク記憶装置
３０  テープ駆動装置
３２  システム制御部
３２ａ  バックプレーン
３４  高速シリアル・リンク
３６  ＣＰＵモジュール
３８  パルス発生器モジュール
４０  シリアル・リンク
４２  傾斜増幅器
４４  生理学的収集制御器
４６  スキャン室インタフェース回路
４８  患者位置決めシステム
５０  傾斜コイル、傾斜磁場コイル・アセンブリ
５２  マグネット・アセンブリ
５４  偏向用マグネット
５６  ＲＦコイル
５８  送受信器モジュール
６０  ＲＦ増幅器
６２  送信／受信スイッチ
６４  前置増幅器
６６  メモリ・モジュール
６８  アレイ・プロセッサ
８０  イメージング・エリア
８１  合成コイルカバーエリア
８２  コイルカバーエリア
８４  コイルカバーエリア
８６  コイルカバーエリア
８８  コイルカバーエリア
９０  患者、スキャン対象
９２  画像撮影領域（ＦＯＶ）
【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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