JP2004519288A - ３次元スピンワープ、エコープレナ及びエコーボリュームによる磁気共鳴画像形成向けの２次元位相共役対象な再構成 - Google Patents

Abstract

磁気共鳴画像データからなる非矩形の中央のカーネル２００，４００，５００は、収集されて、取得データメモリ４４に記憶される。磁気共鳴画像データからなる、該中央のカーネルに隣接する非矩形の周辺部分は、収集されて、取得データメモリ４４に記憶される。位相補正データ値のセット５４は、中央のデータ値のセット及び周辺のデータ値のセットの少なくとも１部から生成される。合成の共役対象なデータのセット２２０，４２０，５２０は、周辺のデータセットから生成され６０、位相補正データ値のセット５４を使用して位相補正される。ｋ空間のサンプリングされていないコーナ領域は、ゼロ充填される。中央のデータセット、周辺のデータセット及び共役対象なデータセットは、結合されて、結合されたデータセットが形成される。この結合されたデータのセットは、フーリエ変換されて、中間画像表現８４が形成される。この中間画像表現は、ディスプレイ９０向けにエクスポートされるか、更なる繰返し向けに使用される。このようにして、ｋ空間の中央領域における大量のデータは、結果として生じる画像に非常に強く寄与するものであり、データ取得時間が大幅に減少されて収集される。

Description

【０００１】
［発明の分野］
本発明は、磁気共鳴の分野に関する。本発明は、フーリエ変換又はスピンワープ画像形成とともに特定の適用を見出すものであり、特定の参照により記載される。
また、本発明は、エコープレナ画像形成、エコーボリューム画像形成、及び部分的なデータセット又は不完全なデータセットを利用可能な他の画像形成及び分光技術とともに適用を見出すものである。
【０００２】
［発明の背景］
従来、磁気共鳴画像形成は、無線周波信号を連続的にパルス発生し、画像形成される領域にわたり磁場勾配を与えることを含んでいる。患者は、実質的に一様な磁場において、関心のある領域に配置される。２次元画像形成では、スライスセレクト勾配が磁場にわたり印加され、画像形成される患者のスライス又は他の領域が選択されるときに、ＲＦ励磁パルスが印加される。
【０００３】
位相符号化勾配は、選択されたスライスの軸のうちの１つに沿って印加され、選択された位相符号化によりマテリアルが符号化される。パルス系列のそれぞれの繰返しにおいて、位相符号化勾配は、負の最大位相符号化勾配からゼロ位相符号化勾配を通して正の最大位相符号化勾配まで、規則的な間隔で階段状にする。３次元ボリューム画像形成では、位相符号化勾配のペアは、読取り方法に対して直交する２つの軸に沿って加えられる。ゼロ位相符号化データラインのいずれに関するデータラインも共役対象により互いに関連しているので、データ取得時間は、ほぼ半分に減少される。
【０００４】
シングルスライス画像形成では、データの半分が収集される。たとえば、ゼロ位相符号化ラインのいずれかの側に隣接する幾つかのラインに合わせた、正の位相符号化ビューのみ、又は負の位相符号化ビューのみである。ゼロ位相符号化データラインの近くのデータラインは、共役対象なデータを配列するための位相マップを生成するために使用される。３次元画像形成では、同じ考え方が第３の次元に設計される。矩形のプリズム又は薄いデータスラブがｋ空間の中央で収集され、位相マップが構築される。残りのデータの半分が実際に収集され、共役対象なデータは、データの他の半分として使用される。
【０００５】
全てのデータラインを収集するよりも高速ではあるが、更に高速なデータ取得時間が要求されている。本発明は、上述した問題及び他の問題を克服することのできる新しい、改善された磁気共鳴画像形成方法を意図することにある。
【０００６】
［発明の概要］
本発明の１態様によれば、磁気共鳴画像形成方法は、画像形成領域において磁気共鳴を励磁するステップと、磁気共鳴エコー信号が生成される磁気共鳴エコーを生じさせるステップとを含んでいる。複数の位相符号化勾配は、結果として生じる磁気共鳴エコー信号が位相符号化勾配に従い位相符号化されるように加えられる。
【０００７】
中心周波数を囲む磁気共鳴エコー信号の非矩形の中央部分は、中央部分と共鳴信号の帯域幅の一方の極端の間の磁気共鳴信号の非矩形の側部分と共に収集される。位相補正データ値のセットは、中央部分のデータ値のセットと側部分のデータ値のセットの少なくとも１部から生成される。
【０００８】
さらに、共役対象なデータ値のセットは、中央部分のデータ値のセットと側部分のデータ値のセットの少なくとも１部から生成される。共役対象なデータ値のセットは、位相補正データ値のセットに従い位相補正される。中央部分のデータ値のセット、側部分のデータ値のセット及び共役対象なデータ値のセットは結合され、中間画像表現に変換される結合されたデータセットが生成される。
【０００９】
本発明の更に限定された態様によれば、磁気共鳴画像形成方法は、中間画像表現を目に見ることができるディスプレイにエクスポートするか、第２の共役対象なデータセットを生成するための更なる繰返しにおいて、中間画像表現を使用するかのいずれかを含んでいる。
【００１０】
本発明の別の態様によれば、磁気共鳴画像形成方法は、画像領域において磁気共鳴を励磁するステップと、磁気共鳴信号を生成する磁気共鳴エコーを誘導するステップとを含んでいる。このエコーは、ｋ空間の楕円形状の中央部分に沿って、及び周辺領域の半分に沿って位相符号化及び周波数符号化される。
【００１１】
ｋ空間の楕円形状の中央部分はサンプリングされて、中央のデータセットが作成され、ｋ空間の周辺部分はサンプリングされて、周辺のデータセットが作成される。位相補正データのセットは、中央のデータセット及び周辺のデータセットの少なくとも１つのデータ値から作成される。
【００１２】
共役対象なデータセットは、中央のデータセット及び周辺のデータセットの少なくとも１つから生成される。共役対象なデータのセットは、位相補正データのセットに従い位相補正される。中央のデータセット、周辺のデータセット及び共役対象なデータセットは結合されて、結合されたデータセットが生成され、画像表現を生成するために変換される。
【００１３】
本発明の別の態様によれば、磁気共鳴画像形成方法は、非矩形の第１の中心的に符号化されたデータ値からなるセットと、残りのデータ値の半分以下を含む非矩形の第２のデータ値からなるセットとを含む磁気共鳴データを生成するステップを含んでいる。位相補正データセットは、第１のデータ値からなるセットと第２のデータ値からなるセットの少なくとも１つのデータ値から作成される。
【００１４】
共役対象な第３のデータセットは、第２のデータセットから生成される。第１のデータ値のセット、第２のデータ値からなるセット及び第３のデータ値からなるセットは、フーリエ変換され、位相補正データセットに従い位相補正される。この位相補正された、フーリエ変換されたデータセットは結合されて、画像表現が生成される。
【００１５】
本発明の別の態様によれば、磁気共鳴画像形成方法は、ｋ空間の非矩形の中央領域をサンプリングして、カーネルのデータセットを生成するステップと、サンプリングされていないｋ空間のコーナ領域により、ｋ空間の非矩形の周辺領域をハーフサンプリングして、実際にサンプリングされた周辺のデータセットを生成するステップを含んでいる。対称なデータセットは、実際にサンプリングされた周辺のデータセットから作成され、ｋ空間のサンプリングされていないコーナ領域はゼロ充填される。このカーネルの、実施にサンプリングされた対称なデータセットは、画像表現に再構成される。
【００１６】
本発明の別の態様によれば、磁気共鳴画像形成装置は、第１の非矩形の中心的に符号化されたデータの値からなるセットと、残りのデータ値の半分以下を含む第２の非矩形のデータ値からなるセットを生成する磁気共鳴データ手段を含んでいる。位相補正生成手段は、第１の非矩形のデータ値のセットと第２の非矩形のデータ値のセットの少なくとも１部から位相補正値のセットを生成する。
【００１７】
共役対象手段は、第１の非矩形のデータ値のセットと第２の非矩形のデータ値のセットの少なくとも１部の複素共役値から、第３の非矩形のデータセットを生成する。位相補正手段は、位相補正値のセットに従い、第３の非矩形のデータセットを位相補正する。結合手段は、第１の非矩形のデータ値のセット、第２の非矩形のデータ値のセット及び第３の非矩形のデータ値のセットを結合して、結合されたデータセットを形成する。変換手段は、結合されたデータセットを結果として生じる画像表現に変換する。
【００１８】
本発明の１つの利点は、走査時間の低減にある。
本発明の別の利点は、走査の中央部分において更に高い信号対雑音比を提供する点にある。
【００１９】
本発明の別の利点は、主要な関心のある領域において焦点合わせされる位相マップの作成にある。
本発明の更に別の利点は、１次元におけるよりも位相共役対象を与えることにある。
本発明の他の利点及び効果は、好適な実施の形態を読んで理解することにより、当業者には明らかとなるであろう。
【００２０】
［発明の実施の形態］
本発明は、様々な構成要素及び構成要素の配置、及び様々なステップ及びステップの順序において形式をとる場合がある。添付図面は、好適な実施の形態を例示することのみを目的としており、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。
【００２１】
図１Ａ及び図１Ｂを参照して、磁気共鳴画像形成システムは、主要な磁場制御１２を含んでおり、この磁場制御１２は、検査領域すなわち画像領域１６を通したＺ軸に沿って、実質的に一様な、時間的に一定の磁場が形成されるように、超伝導又は磁気抵抗を制御する。磁気共鳴エコー手段は、一連の無線周波数（ＲＦ）及び磁場勾配パルスを与え、磁気スピンを反転すなわち励磁させ、磁気共鳴を誘導し、磁気共鳴を再焦点合わせし、磁気共鳴を操作し、磁気共鳴を空間的又はその他符号化する等して、磁気共鳴画像形成及び分光系列を生成する。
【００２２】
より詳細には、勾配パルス増幅器２０は、電流パルスを１つ又はペアのボディ全体の勾配コイル２２に与え、検査領域のｘ軸、ｙ軸及びｚ軸に沿って磁場勾配を生成する。言い換えれば、電流パルスを適切な１つの勾配磁場コイルに選択的に与えることにより、スライスセレクト、位相符号化及び読取り勾配が互いに直交する軸に沿って選択的に与えられる。
【００２３】
２次元画像形成では、スライスセレクト勾配は、画像スライス又は画像領域を定義し、スライス内の互いに直交する軸に沿って磁気共鳴を位相符号化及び読取り勾配符号化する。３次元画像形成では、位相符号化勾配のペアは、読取り方向に直交する平面における階段に与えられる。
【００２４】
デジタル無線周波数送信機２４は、無線周波パルス又は無線周波パルスパケットをＲＦコイル２６のボディ全体に送信し、ＲＦパルスを検査領域に送信する。ＲＦパルスは、スピンを飽和し、共鳴を励磁し、磁化を反転し、共鳴を焦点合わせし、検査領域の選択された部分において共鳴を操作するために使用される。共鳴信号は、ＲＦコイル２６のボディ全体により採集される。
【００２５】
物体の制限された領域の画像を生成するために、局部コイルは、選択された領域に隣接して配置される。たとえば、挿入可能なヘッドコイル３０は、ボアの治療中心で選択された脳領域を囲んで挿入される。挿入可能なヘッドコイル３０は、局部勾配コイル３２を含んでおり、勾配増幅器２０から電流パルスを受けて、ヘッドコイル３０内の検査領域におけるｘ軸、ｙ軸及びｚ軸に沿って磁場勾配を形成する。局部無線周波コイルは、磁気共鳴を励磁して、患者の頭部から放出される磁気共鳴信号を受けるために使用される。
【００２６】
１実施の形態では、局部コイルは、表面ループアレイ又は複数のループアレイである。代替的に、受信のみの局部無線周波コイルは、ボディコイルのＲＦ送信により誘導される共鳴信号を受けるために使用することができる。ＲＦスクリーン３６は、勾配コイル及び周囲構造におけるＲＦヘッドコイルからの渦電流が誘導されることから、ＲＦ信号をブロックする。結果として生じる無線周波信号は、ＲＦコイル２６のボディ全体、局部ＲＦコイル３４又は他の特別のＲＦコイルにより採取され、受信機３８により復調される。
【００２７】
シーケンス制御回路４０は、勾配パルス増幅器２０及び送信機を制御して、エコープレナ画像形成、エコーボリューム画像形成、勾配及びスピンエコー画像形成、高速スピンエコー画像形成等を含む複数のマルチプルエコー系列を生成する。選択された系列について、受信機は、ＲＦ励磁パルスに続き高速に連続して複数のデータラインを受ける。好ましくは、受信機３８は、デジタル受信機であり、図１Ａに図示されるように、それぞれのデータラインをデジタルフォーマットに変換するためのアナログ／デジタルコンバータ４２を伴う。
【００２８】
図１Ａ及び図１Ｂを参照して、それぞれの磁気共鳴信号又はエコーが収集され、及び／又は受信機３８及びアナログ／デジタルコンバータ４２によりサンプリングされるとき、未処理の磁気共鳴データは、取得データメモリ４４又はメモリマトリクス、さもなければ公知のｋ空間に配置される。
【００２９】
言い換えれば、磁気共鳴データの取得は、３次元ｋ空間のサンプリングであると考えられる。２つの次元ｋy及びｋzは、それぞれの操作パルス系列の間に、異なる位相符号化勾配Ｇy及びＧzを適用することによりサンプリングされ、それぞれ取得された磁気共鳴信号は、ｋx方向において複数のサンプルを含むことが好ましい。パルス系列は、全ての所望のｋy及びｋz値をサンプリングするために必要な繰返しと同数について繰り返される。以下に更に詳細に記載されるように、３次元ｋ空間は、半径方向及び螺旋状のような様々な軌道に沿ってサンプリングされる。
【００３０】
図２は、多次元共役対象を採用した位相共役対象再構成において使用される公的な外観を例示する位相符号化ｋ空間平面のグラフによる表現である。非矩形の中央部分内、又は中心的に符号化された外観のカーネル２００内の第１の磁気共鳴データセットは、ゼロ位相符号化勾配又は最小位相符号化勾配の両側に関して収集される。
【００３１】
好適な実施の形態では、中央のカーネル２００は、楕円形状であり、アスペクト比は、人間の胴体、頭部、又は関心のある他の臓器を近似している。しかし、円形の中央のカーネルのような、他の非矩形の中央のカーネルが使用される場合がある。第２の磁気共鳴データセット２１０は、中央のカーネル２００に隣接して取得され、中央のカーネル２００は、残りのビューの半分以下である。好ましくは、第２のデータセット又は周辺のデータセット２１０は、半楕円側において収集されるか、図２において示されるような中央の楕円形状のカーネルに隣接する周辺のカーネルにおいて収集される。
【００３２】
別の実施の形態では、半楕円形状における中央のカーネルの一方の側に関して、奇数のビューを収集することができ、他方の側に関して、偶数のビューを収集することができる。データは、位相符号化ｋ平面におけるコーナ領域２３０において収集されない。１実施の形態では、データが存在しないｋ平面のコーナ領域２３０における何れかのデータライン又はデータライン部分は、ゼロ充填される。
【００３３】
好適な実施の形態では、中央のカーネル２００の他の側２２０のデータは収集されない。以下に更に詳細に記載されるように、他の側２２０のデータは、磁気共鳴データの合成特性から合成される。なお、上述されたｋ空間の位置におけるデータ収集は、２次元位相共役対象を利用していることを理解すべきである。
【００３４】
図２を続いて参照しつつ、図３を参照して、２次元位相共役対象再構成技法は、ｋ空間を通して複数のサンプリング軌道に修正可能である。より詳細には、中央のカーネルのデータセット２００及び側又は周辺のデータセット２１０は、様々なｋ空間軌道に沿って取得される場合がある。２次元及び３次元「逆投影スタイル」取得についての１実施の形態では、中央の楕円形状のカーネルは、図３に示されるようなｋ空間の原点を通して、非対称の半径方向のラインに沿って取得される。
【００３５】
この実施の形態では、中央の楕円形状のカーネルは、２次元位相マップを構築するために、それぞれのショットにおける最初のサンプルポイント又は最後のサンプルポイントとして取得されることが理解されるべきである。以下に更に詳細に記載されるように、次いで、位相マップが使用され、原点を通して余分のサンプルが反映され、ｋ空間の取得されていない部分における対称なサンプルが生成される。
【００３６】
この実施の形態では、中央のカーネルは、第１のサンプリング密度３００でサンプリングされ、周辺のデータセットは、第１のサンプリング密度の半分以下である第２のサンプリング密度３１０でサンプリングされることが理解されるべきである。言い換えれば、再構成技法の能率により、更に厳密な中心的に符号化された磁気共鳴データのオーバサンプリングが可能となる。
【００３７】
代替的な実施の形態では、図４Ａ及び図４Ｂにおいて示されるように、２次元及び３次元のシングル及びマルチショット螺旋のｋ空間軌道が採用される。なお、本発明は、方形の螺旋軌道、方形のインタリーブ螺旋軌道、円錐形の軌道、球形、球形の螺旋、八面体及びｋ空間を通しての他の軌道に対して修正可能である。
【００３８】
図４Ａに示されるように、中央のカーネルにおいて、螺旋は、所望のサンプリング解像度を生成するために必要とされるレートで展開する。中央のカーネルの外側では、螺旋のアームは、第１のサンプリング密度の半分を生成して展開のレートを倍にする。奇数のショットについて、螺旋アームの外側の部分は、図４Ｂに示されるように、２つの他の取得されたアームの間の空間に反射される。シングルショットデータ取得のケースでは、１つのアームのみが存在し、反射された外側のアームは反射されていないアームにより挟まれる。
【００３９】
３次元において実行されるとき、１実施の形態では、ｋ空間は、図５において例示されるように、楕円形状のスラブにおいて通過する。ｋ空間の中央における円筒のカーネル４００は、十分にサンプリングされる。周辺の領域は、ハーフサンプリングされ４１０、残りは共役対象４２０により生成される。
【００４０】
代替的に、ｋ空間の中央での球面体又は卵型のカーネル５００は、図６において例示されるように、十分にサンプリングされる。半球形の包囲領域５１０は、共役対象により生成される半球形領域５２０によりサンプリングされる。
【００４１】
１実施の形態では、中央のカーネルについてのデータは、マルチエコー系列の先のエコーから、及び後のエコーからの周辺データから収集される。ｋ空間の中央近くのデータは結果として生じる画像に非常に強く寄与するので、中央のカーネルのサイズを増加することは画質の増加となる。
【００４２】
たとえば、最初のエコーの半分は、カーネルを生成するために使用される場合がある。他方で、カーネルが小さくなれば、周辺データはより迅速に収集される。たとえば、最初のエコー、或いは３２又は６４エコー系列の初期のエコーの幾つかは、カーネルに割当てることができる。勿論、他のエコーをカーネルに割当てて、コントラストを調節することができる。
【００４３】
上述されたデータ取得技法は、従来の走査ソフトウェアにより実行される。1実施の形態では、走査ソフトウェアは、１次位相符号化及び２次位相符号化を制御する走査パラメータで開始する。これらのパラメータは、独立な１次解像度及び２次解像度、所望の端数のアンダーサンプリング、カーネルの位相次元に寄与するサンプルの一部分を含んでいる。走査のセットアップが完了した後、ソフトウェアは、階段状になる位相符号化ビューのペアのリストを計算する。走査コントローラ又はシーケンス制御４０は、ネスティングされた順序で位相符号化ビューを通してカウントするよりはむしろ、ビューリストを通して階段状にする。
【００４４】
１実施の形態では、画像領域の予備のスキャンが実行され、ＮＭＲデータ値の集中が位置決めされる。この予備のスキャンから、中央のカーネルの形状は、画像形成されている物体の形状に適合される場合があり、適応的な走査の用途が提供される。
【００４５】
図１Ａ及び図１Ｂを再び参照して、図２、図５又は図６とともに上述された不完全なデータセットは、取得データメモリ４４に記憶される。位相マップ補正プロセッサ５４は、取得されたデータからの位相補正データ値のセットに等価な位相マップを再構成する。１実施の形態では、全ての実際に取得されたデータは、位相補正データセットに寄与する。代替的に、不完全なデータセットの一部のみ、好ましくは中央のカーネルが位相補正データ値のセットに寄与する。
【００４６】
ｋ空間の中央部分、及び側部分又は周辺部分から実際に取得されたデータ、すなわち、不均衡のデータは、ハミングフィルタのようなロールオフフィルタで選択的にフィルタリングされ、中央部分においてゼロ以下のデータに立ち下げる。選択的に、ｋ空間のサンプリングされていない部分又はビューは、ゼロ充填される。このフィルタリングされてゼロ充填されたデータは、３次元フーリエ変換５０によりフーリエ変換され、第１又は取得された画像表現ｆ1(ｘ,ｙ,ｚ)を形成し、この画像表現は、第１の画像表現メモリ５２において記憶される。
【００４７】
好ましくは、画像データは、直行方向に沿って、一連の１次元フーリエ変換により変換される。３次元フーリエ変換５０は、第１の画像、たとえば、複素データ値のアレイを構築する。なお、第１の画像表現は、画像再構成ソフトウェアによる内部的な使用向けの低解像度の画像であることを理解すべきである。第１の画像は、制限されたｋ空間ビュー及びゼロ充填から再構成される点で「欠陥のある」画像である。以下に十分に記載されるように、第１の画像表現ｆ1(ｘ,ｙ,ｚ)は、繰返し位相共役対象再構成プロセスにおける使用向けに、位相補正値の計算において助けとなり、複合画像表現を生成する。
【００４８】
１実施の形態では、位相マップ補正プロセッサ５４は、位相補正メモリ５６における記憶のために、第１の画像マトリクスの複素データ値のそれぞれの位相を決定する。１実施の形態では、位相補正メモリ５６に記憶される位相補正値は、それぞれのデータ値の実部及び虚部の逆正接を計算することにより決定される。代替的に、それぞれの第１の画像複素データ値は、位相補正メモリ５６に記憶される単位長のベクトルとなるように正規化される。
【００４９】
以下に更に詳細に記載されるように、データ結合器８０は、取得データメモリ４４からの取得されたデータを、合成データメモリ７０から転送される合成又は位相共役対象データと合計する。最初の繰返しの間には、実際に取得されたデータと結合される合成データはないので、実際に取得されたデータのみからなる結合されたデータセットは、ゼロ充填される。
【００５０】
この結合されたデータセットは、フーリエ変換８２されて、中間画像メモリ８４において記憶するための中間画像表現ｆ2(ｘ,ｙ,ｚ)になる。この中間画像は、それぞれの画像データ値が実部及び虚部を有する複素数である複素画像である。それぞれの繰返しの後、中間画像は、結果として生じる画像又は複合画像Ｆ(ｘ,ｙ,ｚ)として、結果として生じる画像メモリ８６にエクスポートされるか、又は、更なる繰返しのために、位相補正プロセッサ６０に転送される。
【００５１】
最終的に、結果として生じる画像は、ビデオモニタのようなディスプレイ９０にエクスポートされる。このディスプレイは、結果として生じる画像メモリ８６に作用的に接続され、結果として生じる画像を表示する。なお、生成された第１の中間画像は、共役対象な合成データを含まない点で「欠陥がある」ことを理解すべきである。
【００５２】
最初の繰返しの後、合成データセット生成プロセッサ６０は、中間画像表現の実部をとり、これを位相補正メモリ５６において記憶されている対応する位相補正値を使用して位相補正することにより、中間画像表現ｆ2(ｘ,ｙ,ｚ)から共役対象な合成画像を生成する。フーリエ変換プロセッサ６２は、３次元逆フーリエ変換を実行し、合成データセットメモリ７０において記憶するために合成データセットを作成する。
【００５３】
第２の繰返しでは、次いで、合成データセットは、実際に取得されたデータと結合され、最初の繰返しにおいて使用されたゼロ充填されたビューが置き換えられる。選択的に、図３、図４Ａ、図４Ｂにおいて例示されているようなラスタのないｋ空間軌道について、結合器８０は、結合されたデータセットの生成において、合成及び取得されたデータの重み付け平均をとる場合がある。結合されたデータセットは、３次元フーリエ変換されて８２、中間画像メモリ８４における記憶のために別の中間画像表現となる。
【００５４】
好ましくは、上述した繰返し１００は、中間画像表現を結果として生じる画像メモリ８６にエクスポートする前に、再び実行されることが好ましい。しかし、望むのであれば、２回以上の繰返しが実行される場合がある。なお、それぞれの繰返しが実行されて、合成データの品質が改善されることを理解すべきである。
【００５５】
上述したように、図３及び図４Ａに例示されるようなラスタのないｋ空間の軌道について、結合器８０は、結合されたデータセットの生成において、合成及び取得されたデータの重み付け平均をとる場合がある。ラスタのない、ｋ空間のサンプリングされたデータは、高速フーリエ変換が適用される場合があるように、格子に関して従来のように再サンプリングされる。それぞれのポイントのサンプルは、ｋ空間におけるデルタ関数として考えられる。これらのポイント関数は、Kaiser-Bessel Kernelのような連続的なバンプ関数と畳み込みされる。結果的に生じる連続関数は、フーリエ変換により必要とされる格子に関してサンプリングされる。
【００５６】
同時に、サンプリング密度は、同じ畳み込み及び再サンプリングを使用して、同じｋ空間で定数信号を再サンプリングすることにより計算される。次いで、再サンプリングされたデータは、サンプリング密度によりポイント毎に再サンプリングされたデータを分割することにより、一様なサンプリングについて補正される。この結果は、画像表現を生成するために転送される。
【００５７】
実際に、ｋ空間軌道は、サンプリング密度が任意のポイントでゼロに近くならないように定義されなければならない。図３、図４Ａ、図４Ｂにおいて例示されているｋ空間軌道の処理において、ｋ空間の中央部分が再サンプリングされ、非一様なサンプリングを選択的に補正する。この中央のデータセットは転送され、位相マップは、この中央データから形成される。全てのサンプルは、慎重にアンダーサンプリングされる領域における非一様なサンプリングを補正するために再サンプリングされる。
【００５８】
言い換えれば、補正は、ｋ空間軌道の設計の間に計算される平均サンプリングを使用してオーバサンプルされ、アンダーサンプリングされないポイントについて実行される。データは、中間画像表現ｆ2(ｘ,ｙ,ｚ)を得るために転送される。この画像は、上述されたように位相補正され、合成データを得るために逆変換される。
【００５９】
この合成データは、以下の方法により、再サンプリングされたデータと結合される。所定の閾値を超えるサンプリング密度によるポイントについて、再サンプリングされた値が使用される。所定の閾値以下のサンプリング密度によるポイントについて、以下の結合が使用される。
（再サンプリング値）＋［閾値‐(実際のサンプリング密度)］*（合成値）
この場合、閾値は、平均、メディアン、又はサンプリング密度から決定される他の値である場合がある。上述したように、結合されたデータは、新たな中間画像表現を提供するために転送され、ディスプレイ向けにエクスポートされるか、更なる繰返しによりリファインされる場合がある。
【００６０】
代替的な実施の形態では、図１Ｃにおいて例示されるように、上記繰返しの位相共役対象再構成の関数は、ハーフフーリエイメージング手法を使用して実現される場合がある。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】
本発明の好適な実施の形態による磁気共鳴画像形成装置（ＭＲＩ）を概念的に例示するものである。
【図１Ｂ】
本発明の好適な実施の形態による磁気共鳴画像形成装置（ＭＲＩ）を概念的に例示するものである。
【図１Ｃ】
本発明の代替的な実施の形態による磁気共鳴画像形成装置（ＭＲＩ）を概念的に例示するものである。
【図２】
本発明による位相共役対象再構成技法を概念化するのを助ける、本発明の２次元の位相符号化ｋ空間の平面のグラフによる表現を示す図である。
【図３】
本発明による１つの好適なｋ空間の走査軌道のグラフによる表現を示す図である。
【図４】
図４Ａ及び図４Ｂは、本発明による他の好適なｋ空間の走査軌道のグラフによる表現を示す図である。
【図５】
本発明による位相共役対象再構成技法を概念化するのを助ける、ｋ空間における３次元の楕円形のスラブのグラフによる表現を示す図である。
【図６】
本発明による位相共役対象再構成技法を概念化するのを助ける、ｋ空間における３次元球状のカーネルのグラフによる表現を示す図である。

Claims (17)

1. ｋ空間の非矩形な中央領域をサンプリングして、カーネルのデータセットを生成するステップと、
   ｋ空間の非矩形な周辺領域を、サンプリングされていないｋ空間のコーナ領域でハーフサンプリングして、実際にサンプリングされた周辺のデータセットを生成するステップと、
   前記実際にサンプリングされた周辺のデータセットから、対称なデータセットを作成するステップと、
   ｋ空間の前記サンプリングされていないコーナ領域をゼロ充填するステップと、
   前記カーネルの、実際にサンプリングされていない対称なデータセットを画像表現に再構成するステップと、
   を備える磁気共鳴画像形成方法。
2. （ａ）非矩形の第１の中心的に符号化されたデータ値のセットと、残りのデータ値の半分以下を含む非矩形の第２のデータ値のセットを含む磁気共鳴データを生成するステップと、
   （ｂ）前記第１のデータ値のセットと前記第２のデータ値のセットの少なくとも１つのデータ値から、位相補正データセットを作成するステップと、
   （ｃ）前記第１のデータ値のセットと前記第２のデータ値のセットから、共役対象な第３のデータセットを生成するステップと、
   （ｄ）前記第１のデータ値のセット、前記第２のデータ値のセット及び前記第３のデータ値のセットを変換するステップと、
   （ｅ）前記位相補正データセットに従い、前記変換された第１のデータ値のセット、前記変換された第２のデータ値のセット及び前記変換された第３のデータ値のセットの少なくとも１つを位相補正するステップと、
   （ｆ）前記位相補正された、変換されたデータセットを結合して、画像表現を生成するステップと、
   を備える磁気共鳴画像形成方法。
3. （ａ）画像領域において磁気共鳴を励磁するステップと、
   （ｂ）磁気共鳴のそれぞれの励磁の後、磁気共鳴エコー信号が生成される磁気共鳴エコーを起こすステップと、
   （ｃ）位相符号化勾配に従い、結果的に得られる前記磁気共鳴エコー信号が位相符号化されるように、複数の位相符号化勾配を加えるステップと、
   （ｄ）中心周波数を囲む前記磁気共鳴エコー信号の非矩形の中央部分を収集するステップと、
   （ｅ）前記中央部分と共鳴信号帯域幅の一方の極端の間の前記磁気共鳴信号の非矩形の側部分を収集するステップと、
   （ｆ）前記中央部分のデータ値のセット及び前記側部分のデータ値のセットの少なくとも１部から、位相補正データ値のセットを生成するステップと、
   （ｇ）前記中央部分のデータ値のセット及び前記側部分のデータ値のセットの少なくとも１部から、共役対象なデータ値のセットを生成するステップと、
   （ｈ）前記位相補正データ値のセットに従い、前記共役対象なデータ値のセットを位相補正するステップと、
   （ｉ）前記中央部分、前記側部分及び共役対象なデータ値のセットを結合して、結合されたデータセットを生成するステップと、
   （ｊ）前記結合されたデータセットを中間画像表現に変換するステップと、
   を備える磁気共鳴画像形成方法。
4. 前記中間画像表現を人間が見ることのできるディスプレイにエクスポートするステップ、前記中間画像表現を使用して前記ステップ（ｇ）、ステップ（ｈ）、ステップ（ｉ）及びステップ（ｊ）を繰り返して、第２の共役対象なデータセットを生成するステップのうちの一方をさらに備える、
   請求項３記載の磁気共鳴画像形成方法。
5. 前記中央部分のデータ値のセットは、第１のサンプリング密度で収集され、前記側部分のデータ値のセットは、第２のサンプリング密度で収集され、前記第１のサンプリング密度は、前記第２のサンプリング密度の少なくとも２倍である、
   請求項３又は４記載の磁気共鳴画像形成方法。
6. 前記ステップ（ｆ）は、前記中央部分のデータ値のセット及び前記側部分のデータ値のセットをセンタリング、配列及び結合するステップを含む、
   請求項３乃至５のいずれか記載の磁気共鳴画像形成方法。
7. ２次元の、位相符号化ｋ空間の平面における連続するサンプルの位置が、前記ｋ空間の平面の原点を囲む螺旋軌道を形成するように、前記ステップ（ｃ）、ステップ（ｄ）及びステップ（ｅ）が実行される、
   請求項３乃至６のいずれか記載の磁気共鳴画像形成方法。
8. ｋ空間の前記中央部分及び前記周辺部分は、前記ｋ空間の原点で開始し、該原点から外側に移動する螺旋軌道に沿ってサンプリングされる、
   請求項３乃至７のいずれか記載の磁気共鳴画像形成方法。
9. 前記中央部分のデータ及び前記側部分のデータが、２次元の、位相符号化ｋ空間の平面を通して通過する複数の半径方向のラインに沿ってサンプリングされるように、前記ステップ（ｃ）、ステップ（ｄ）及びステップ（ｅ）が実行される、
   請求項３乃至６のいずれか記載の磁気共鳴画像形成方法。
10. 前記ステップ（ｉ）は、前記共役対象なデータ値のセット、並びに前記中央部分のデータ値のセット及び前記側部分のデータ値のセットの重み付け平均を得るステップを含む、
    請求項３乃至９のいずれか記載の磁気共鳴画像形成方法。
11. ＮＭＲデータ値の集中を位置決めするために、前記画像領域の予備のＮＭＲ走査を実行するステップと、
    前記位置決めされた集中に基づいて、前記中央部分のデータ値と前記側部分のデータ値の形状を決定するステップとをさらに備える、
    請求項３乃至１０のいずれか記載の磁気共鳴画像形成方法。
12. ｋ空間の前記中央部分は、楕円の円筒又は卵型である、
    請求項３乃至１１のいずれか記載の磁気共鳴画像形成装置。
13. 前記中央部分は楕円形状であり、前記側部分は半楕円形状である、
    請求項３乃至１２のいずれか記載の磁気共鳴画像形成装置。
14. （ａ）画像領域において磁気共鳴を励磁するステップと、
    （ｂ）磁気共鳴信号を生成する磁気共鳴エコーを誘導するステップと、
    （ｃ）ｋ空間の楕円形の中央部分に沿って、及び周辺の楕円領域の半分に沿って、前記エコーを位相符号化又は周波数符号化するステップと、
    （ｄ）ｋ空間の楕円形の中央部分をサンプリングして、中央のデータセットを作成するステップと、
    （ｅ）ｋ空間の周辺部分をサンプリングして、周辺のデータセットを作成するステップと、
    （ｆ）前記中央のデータセット及び前記周辺のデータセットの少なくとも１つのデータ値から、位相補正データセットを作成するステップと、
    （ｇ）前記中央のデータセット及び前記周辺のデータセットの少なくとも１つから、共役対象なデータセットを生成するステップと、
    （ｈ）前記位相補正データセットに従い、前記共役対象なデータセットを位相補正するステップと、
    （ｉ）前記中央のデータセット、前記周辺のデータセット及び前記共役対象なデータセットを結合して、結合されたデータセットを生成するステップと、
    （ｈ）前記結合されたデータセットを変換して、画像表現を生成するステップと、
    を備える磁気共鳴画像形成装置。
15. 中心的に符号化されたデータからなる第１の非矩形のセットと、残りデータ値の半分以下を含むデータ値からなる第２の非矩形のセットとを生成するための磁気共鳴データ手段と、
    前記第１の非矩形のデータ値のセットと前記第２の非矩形のデータ値のセットの少なくとも１部から、位相補正値のセットを生成するための位相補正生成手段と、
    前記第１の非矩形のデータ値のセットと第２の非矩形のデータ値のセットの少なくとも１部からなる複素共役値から、第３の非矩形のデータセットを生成するための共役対象手段と、
    前記位相補正値のセットに従い、前記第３の非矩形データセットを位相補正するための位相補正手段と、
    前記第１の非矩形データセット、前記第２の非矩形データセット及び前記第３の非矩形データセットを結合して、結合されたデータセットを形成するための結合手段と、
    前記結合されたデータセットを、結果として生じる画像表現に変換するための変換手段と、
    を備える磁気共鳴画像形成装置。
16. 前記磁気共鳴データ生成手段は、
    画像領域においてダイポールからなる磁気共鳴を励磁するための手段と、
    磁気共鳴エコー信号が生成される磁気共鳴エコーを誘導するための手段と
    前記磁気共鳴信号を位相符号化するために、前記画像領域にわたり磁場勾配を加えるための手段と、
    前記磁気共鳴エコー信号をデジタル化して、データ値からなるデジタルセットを作成するためのアナログ／デジタルコンバータとを含む、
    請求項１５記載の磁気共鳴画像形成装置。
17. 前記生成された第１の中心的に符号化されたデータ値からなる非矩形のセットは楕円形状であり、前記第２のデータ値からなる非矩形のセットは半楕円形状である、
    請求項１５又は１６記載の磁気共鳴画像形成装置。

Images