JP2007236624A - 磁気共鳴イメージング装置と磁気共鳴イメージング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】画像品質を向上させる。
【解決手段】ダブルフリップアングル法によって送信感度分布算出部２３２が送信感度分布ｆ（ｘ，ｙ）を算出する（Ｓ３１）。つぎに、その算出した送信感度分布ｆ（ｘ，ｙ）を閾値処理部２３３が閾値処理する（Ｓ４１）。そして、その閾値処理後の送信感度分布ｆｈ（ｘ，ｙ）を用いて、画像補正部１３１が本スキャン画像ＡＩ（ｘ，ｙ）を補正する（Ｓ７１）。
【選択図】図４

Description

本発明は、磁気共鳴イメージング装置および磁気共鳴イメージング方法に関し、特に、静磁場空間においてＲＦコイル部が被検体の撮影領域へＲＦパルスを送信し、そのＲＦパルスが送信された撮影領域にて発生する磁気共鳴信号をＲＦコイル部が受信する本スキャンを実施した後に、その本スキャンの実施によって得られた磁気共鳴信号に基づいて、撮影領域についての本スキャン画像を生成する磁気共鳴イメージング装置と磁気共鳴イメージング方法に関する。

磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）装置は、核磁気共鳴（ＮＭＲ：Ｎｕｃｌｅａｒ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）現象を用いて、被検体の断層面についての画像を撮影する装置として、特に、医療用途において多く利用されている。

磁気共鳴イメージング装置においては、静磁場空間内に被検体を収容することによって、その被検体のプロトン（ｐｒｏｔｏｎ）のスピンを静磁場の方向へ整列させ、磁化ベクトルを発生させる。そして、共鳴周波数のＲＦパルスを照射することによって核磁気共鳴現象を発生させることにより、そのプロトンの磁化ベクトルを変化させる。その後、磁気共鳴イメージング装置は、そのプロトンが元の磁化ベクトルの状態に戻る際に生成される磁気共鳴（ＭＲ）信号を受信し、その受信された磁気共鳴信号に基づいて被検体の断層面についての断層画像を生成する。

磁気共鳴イメージング装置において磁気共鳴信号を受信するＲＦ受信コイルとして、フェーズドアレイコイル（ｐｈａｓｅｄ ａｒｒａｙ ｃｏｉｌ）などの表面コイルが多く利用されている。しかし、この表面コイルは、その被検体内の磁気共鳴信号の発生源との距離が離れるに伴って、受信する感度が低下する特性を有しており、撮影領域全体での感度分布が空間的に均一でない。このため、表面コイルにより受信された磁気共鳴信号を用いて生成される断層画像は、アーチファクトが発生し、画像品質が低下する場合がある。

このため、このような表面コイルの受信感度不均一性に起因する不具合に対応するために、受信感度分布を用いて断層画像を補正処理している。具体的には、本スキャンの他に参照スキャンを実施することによって参照画像を取得し、その参照画像を用いて表面コイルの撮影領域における受信感度分布を計測する。その後、その計測された受信感度分布を用いて、本スキャンによって生成される断層画像を補正する（たとえば、特許文献１参照）。

しかし、たとえば、磁場強度が３テスラ以上である高い静磁場空間にて被検体を撮影する際においては、ボディコイル（ｂｏｄｙ ｃｏｉｌ）などのＲＦ送信コイルがＲＦパルスを送信することによって形成する高周波磁場が、誘電率効果によって不均一になる場合があるために、上記の受信感度分布を用いて断層画像を補正した場合であっても、アーチファクトの除去が十分できない場合がある。つまり、送信感度分布が空間的に均一でないことに起因して、画像品質を向上することが困難な場合がある。

そこで、送信感度分布を計測し、その計測した送信感度分布を用いて断層画像を補正している。たとえば、ダブルフリップアングル（Ｄｏｕｂｌｅ ｆｌｉｐ ａｎｇｌｅ）法によって送信感度分布を計測する。具体的には、互いに異なるフリップアングルで複数の参照スキャンを実施し、それぞれの参照スキャンにて得られた参照画像を用いて送信感度分布を計測する。その後、本スキャンによって得られた断層画像を、その送信感度分布で補正処理し、アーチファクトの発生を抑制している（たとえば、非特許文献１，非特許文献２参照）。

特開２００５−１７７２４０号公報 ヒロアキ・ミハラ他（Ｈｉｒｏａｋｉ Ｍｉｈａｒａ ｅｔ．ａｌ．），ア・メソッド・オブ・アールエフ・インホモゲネイディ・コレクション・イン・エムアール・イメージング（Ａ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ＲＦ ｉｎｈｏｍｏｇｅｎｅｉｔｙ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ｉｎ ＭＲ ｉｍａｇｉｎｇ）,マグネティック・レゾナンス・マテリアルズ・イン・フィジックス・バイオロジー・アンド・メディシン・７（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｉｎ Ｐｈｙｓｉｃｓ, Ｂｉｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ ７），米国，１９９８，ｐ．１１５−１２０ Ｊｉｎｇｈｕａ Ｗａｎｇ ｅｔ．ａｌ．，イン・ビボ・メソッド・フォー・コレクティング・トランスミット／レシーブ・ノンユニフォーミニティ・ウィズ・フェーズド・アレイ・コイル（Ｉｎ ｖｉｖｏ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｃｏｒｒｅｃｔｉｎｇ ｔｒａｎｓｍｉｔ／ｒｅｃｅｉｖｅ ｎｏｎｕｎｉｆｏｒｍｉｔｉｅｓ ｗｉｔｈ ｐｈａｓｅｄ ａｒｒａｙ ｃｏｉｌｓ）,マグネティック・レゾナンス・イン・メディシン・５３（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｉｎ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ ５３），米国，２００５，ｐ．６６６−６７４

このように、受信感度分布と送信感度分布とのそれぞれを用いて、本スキャンにて得られる断層画像を補正し、画像品質を向上させている。

しかしながら、送信感度分布については、感受性（ｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙ）アーチファクトや、組織におけるＴ１値の違いの影響によって誤差が発生する場合がある。特に、送信感度分布は、陽（ｅｘｐｌｉｃｉｔ）なフリップアングル依存性があり、フリップアングルが低くなるに伴って増幅率が大きくなるために、誤差が大きくなる。つまり、上記のように計測された送信感度分布においては、精度が低い部分を含んでいる。このため、そのような送信感度分布を用いて補正処理した場合には、別途、アーチファクトが画像に発生する場合がある。よって、画像品質を向上させることが困難な場合があった。

したがって、本発明の目的は、画像品質を向上できる磁気共鳴イメージング装置と磁気共鳴イメージング方法を提供することにある。

上記目的の達成のために本発明の磁気共鳴イメージング装置は、静磁場空間においてＲＦコイル部が被検体の撮影領域へＲＦパルスを送信し、前記ＲＦパルスが送信された前記撮影領域にて発生する磁気共鳴信号を前記ＲＦコイル部が受信する本スキャンを実施した後に、前記本スキャンの実施によって得られた磁気共鳴信号に基づいて、前記撮影領域についての本スキャン画像を生成する磁気共鳴イメージング装置であって、前記本スキャン画像を補正する画像補正部を有し、前記画像補正部は、前記撮影領域において前記ＲＦコイル部が前記ＲＦパルスを送信する際の送信感度分布を算出する送信感度分布算出部と、前記送信感度分布算出部により算出された前記送信感度分布を閾値処理する閾値処理部とを含み、前記閾値処理部によって閾値処理された前記送信感度分布を用いて、前記本スキャン画像を補正する。

上記目的の達成のために本発明の磁気共鳴イメージング方法は、静磁場空間においてＲＦコイル部が被検体の撮影領域へＲＦパルスを送信し、前記ＲＦパルスが送信された前記撮影領域にて発生する磁気共鳴信号を前記ＲＦコイル部が受信する本スキャンを実施した後に、前記本スキャンの実施によって得られた磁気共鳴信号に基づいて、前記撮影領域についての本スキャン画像を生成する磁気共鳴イメージング方法であって、前記本スキャン画像を補正する画像補正ステップを有し、前記画像補正ステップは、前記撮影領域において前記ＲＦコイル部が前記ＲＦパルスを送信する際の送信感度分布を算出する送信感度分布算出ステップと、前記送信感度分布算出部により算出された前記送信感度分布を閾値処理する閾値処理ステップとを含み、前記閾値処理ステップによって閾値処理された前記送信感度分布を用いて、前記本スキャン画像を補正する。

以上のように本発明によれば、画像品質を向上できる磁気共鳴イメージング装置と磁気共鳴イメージング方法を提供することができる。

以下より、本発明にかかる実施形態の一例について図面を参照して説明する。

（装置構成）
図１は、本発明にかかる実施形態において、磁気共鳴イメージング装置１の構成を示す構成図である。

図１に示すように、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置１は、スキャン部２と、操作コンソール部３とを有する。

スキャン部２について説明する。

スキャン部２は、図１に示すように、静磁場マグネット部１２と、勾配コイル部１３と、ＲＦコイル部１４と、クレードル１５と、ＲＦ駆動部２２と、勾配駆動部２３と、データ収集部２４とを有している。スキャン部２は、静磁場が形成された撮影空間Ｂ内において、被検体ＳＵのスピンを励起するように被検体ＳＵにＲＦパルスを送信すると共に、そのＲＦパルスが送信された被検体ＳＵに勾配パルスを送信することによって、被検体ＳＵにおいて発生する磁気共鳴信号を本スキャンデータとして得る本スキャンＡＳを実施する。そして、スキャン部２は、本スキャンＡＳを実施する共に、この本スキャンＡＳの実施前に、被検体ＳＵについて参照スキャンＲＳを実施し、その参照スキャンＲＳにて発生する磁気共鳴信号を参照スキャンデータとして取得する。

スキャン部２の各構成要素について、順次、説明する。

静磁場マグネット部１２は、たとえば、超伝導磁石（図示なし）により構成されており、被検体ＳＵが収容される撮像空間Ｂに静磁場を形成する。ここでは、静磁場マグネット部１２は、クレードル１５に載置される被検体ＳＵの体軸方向（ｚ方向）に沿うように静磁場を形成する。なお、静磁場マグネット部１２は、一対の永久磁石により構成されていてもよい。

勾配コイル部１３は、静磁場が形成された撮像空間Ｂに勾配磁場を形成し、ＲＦコイル部１４が受信する磁気共鳴信号に空間位置情報を付加する。ここでは、勾配コイル部１３は、静磁場方向に沿ったｚ方向と、ｘ方向と、ｙ方向との互いに直交する３軸方向に対応するように３系統からなる。これらは、撮像条件に応じて、周波数エンコード方向と位相エンコード方向とスライス選択方向とのそれぞれに勾配磁場を形成するように、勾配パルスを送信する。具体的には、勾配コイル部１３は、被検体ＳＵのスライス選択方向に勾配磁場を印加し、ＲＦコイル部１４がＲＦパルスを送信することによって励起させる被検体ＳＵのスライスを選択する。また、勾配コイル１３は、被検体ＳＵの位相エンコード方向に勾配磁場を印加し、ＲＦパルスにより励起されたスライスからの磁気共鳴信号を位相エンコードする。そして、勾配コイル部１３は、被検体ＳＵの周波数エンコード方向に勾配磁場を印加し、ＲＦパルスにより励起されたスライスからの磁気共鳴信号を周波数エンコードする。

ＲＦコイル部１４は、静磁場マグネット部１２によって静磁場が形成される撮像空間Ｂ内において、電磁波であるＲＦパルスを被検体ＳＵの撮影領域に送信して高周波磁場を形成し、被検体ＳＵのイメージング領域におけるプロトンのスピンを励起する。そして、ＲＦコイル部１４は、その励起された被検体ＳＵの撮影領域内のプロトンから発生する電磁波を磁気共鳴信号として受信する。本実施形態においては、ＲＦコイル部１４は、図１に示すように、第１ＲＦコイル１４ａと、第２ＲＦコイル１４ｂとを有する。ここで、第１ＲＦコイル１４ａは、たとえば、バードゲージ型のボディコイルであり、被検体ＳＵの撮影領域を囲むように配置されている。一方、第２ＲＦコイル１４ｂは、その撮影領域において第１ＲＦコイル１４ａより受信感度分布が不均一なコイルであって、フェーズドアレイコイルであり、被検体ＳＵの撮影領域の表面に沿って複数の表面コイルが配置されている。

クレードル１５は、被検体ＳＵを載置するテーブルを有する。クレードル１５は、制御部３０からの制御信号に基づいて、撮像空間Ｂの内部と外部との間においてテーブルを移動する。

ＲＦ駆動部２２は、ＲＦコイル部１４を駆動させて撮像空間Ｂ内にＲＦパルスを送信させて、撮像空間Ｂに高周波磁場を形成させる。ＲＦ駆動部２２は、制御部３０からの制御信号に基づいて、ゲート変調器（図示なし）を用いてＲＦ発振器（図示なし）からの信号を所定のタイミングおよび所定の包絡線の信号に変調した後に、そのゲート変調器により変調された信号を、ＲＦ電力増幅器（図示なし）によって増幅してＲＦコイル部１４に出力し、ＲＦパルスを送信させる。

勾配駆動部２３は、制御部３０からの制御信号に基づいて、勾配パルスを勾配コイル部１３に印加して駆動させ、静磁場が形成されている撮像空間Ｂ内に勾配磁場を発生させる。勾配駆動部２３は、３系統の勾配コイル部１３に対応して３系統の駆動回路（図示なし）を有する。

データ収集部２４は、制御部３０からの制御信号に基づいて、ＲＦコイル部１４が受信する磁気共鳴信号を収集する。ここでは、データ収集部２４は、ＲＦコイル部１４が受信する磁気共鳴信号をＲＦ駆動部２２のＲＦ発振器（図示なし）の出力を参照信号として位相検波器（図示なし）が位相検波する。その後、Ａ／Ｄ変換器（図示なし）を用いて、このアナログ信号である磁気共鳴信号をデジタル信号に変換して出力する。

操作コンソール部３について説明する。

操作コンソール部３は、図１に示すように、制御部３０と、画像生成部３１と、画像補正部３１ａと、操作部３２と、表示部３３と、記憶部３４とを有する。

操作コンソール部３の各構成要素について、順次、説明する。

制御部３０は、コンピュータと、コンピュータに所定のデータ処理を実行させるプログラムとを有しており、各部を制御する。ここでは、制御部３０は、操作部３２からの操作データが入力され、その操作部３２から入力される操作データに基づいて、ＲＦ駆動部２２と勾配駆動部２３とデータ収集部２４とのそれぞれに制御信号を出力し、所定のスキャンを実行させる。そして、これと共に、画像生成部３１と表示部３３と記憶部３４とへ、制御信号を出力し、制御を行う。

画像生成部３１は、コンピュータと、そのコンピュータを用いて所定のデータ処理を実行するプログラムとを有しており、制御部３０からの制御信号に基づいて、画像を生成する。ここでは、画像生成部３１は、スキャン部２がスキャンを実行することによって得られた磁気共鳴信号をローデータとし、被検体ＳＵについての画像を再構成する。そして、画像生成部３１は、その生成した画像を表示部３３に出力する。

図２は、本発明にかかる実施形態において、画像生成部３１を示すブロック図である。

図２に示すように、画像生成部３１は、本スキャン画像生成部１３１と、参照画像生成部１３２と、画像補正部１３３とを有する。

ここで、本スキャン画像生成部１３１は、被検体ＳＵの撮影領域についての本スキャンの実施によって得られた磁気共鳴信号を、ローデータとして、その被検体ＳＵの撮影領域についての本スキャン画像を生成する。また、参照画像生成部１３２は、被検体ＳＵの撮影領域についての本スキャンの実施前に実施された参照スキャンによって得られた磁気共鳴信号を、ローデータとして、その被検体ＳＵの撮影領域についての参照スキャン画像を生成する。また、画像補正部１３３は、本スキャン画像生成部１３１が生成する本スキャン画像を補正する。

図３は、本発明にかかる実施形態において、画像補正部１３３を示すブロック図である。

図３に示すように、画像補正部１３３は、受信感度分布算出部２３１と、送信感度分布算出部２３２と、閾値処理部２３３とを有する。ここで、受信感度分布算出部２３１は、被検体ＳＵの撮影領域においてＲＦコイル部１４が磁気共鳴信号を受信する際の受信感度分布を算出する。また、送信感度分布算出部２３２は、被検体ＳＵの撮影領域においてＲＦコイル部１４がＲＦパルスを送信する際の送信感度分布を算出する。閾値処理部２３３は、送信感度分布算出部２３２により算出された送信感度分布を閾値処理する。そして、画像補正部１３３は、受信感度分布算出部により算出された受信感度分布と、閾値処理部２３３によって閾値処理された送信感度分布とを用いて、本スキャン画像を補正する。

画像生成部３１については、上記のように構成されている。

操作部３２は、キーボードやポインティングデバイスなどの操作デバイスにより構成されている。操作部３２は、オペレータによって操作データが入力され、その操作データを制御部３０に出力する。

表示部３３は、ＣＲＴなどの表示デバイスにより構成されており、制御部３０からの制御信号に基づいて、表示画面に画像を表示する。たとえば、表示部３３は、オペレータによって操作部３２に操作データが入力される入力項目についての画像を表示画面に複数表示する。また、表示部３３は、被検体ＳＵからの磁気共鳴信号に基づいて生成される被検体ＳＵの画像についてのデータを画像生成部３１から受け、表示画面にその画像を表示する。

記憶部３４は、メモリにより構成されており、各種データを記憶している。記憶装置３３は、その記憶されたデータが必要に応じて制御部３０によってアクセスされる。

（動作）
以下より、上記の本発明にかかる実施形態の磁気共鳴イメージング装置１を用いて、被検体ＳＵの撮影領域を撮像する際の動作について説明する。

図４は、本発明にかかる実施形態において、被検体ＳＵの撮影領域を撮像する際の動作を示すフロー図である。図５は、本発明にかかる実施形態において、被検体ＳＵの撮影領域を撮像する際のデータの流れを示す図である。

まず、図４に示すように、参照スキャンＲＳの実施を行う（Ｓ１１）。

ここでは、本スキャンＡＳにて撮像される被検体ＳＵの撮影領域へＲＦコイル部１４がＲＦパルスを送信し、その被検体ＳＵの撮影領域にて発生する磁気共鳴信号をＲＦコイル部１４が受信する参照スキャンＲＳをスキャン部２が実施する。

本実施形態においては、参照スキャンＲＳとして、第１参照スキャンＲＳ１と、第２参照スキャンＲＳ２と、第３参照スキャンＲＳ３とのそれぞれを、スキャン部２が実施する。ここでは、第１参照スキャンＲＳ１と第２参照スキャンＲＳ２と第３スキャンＲＳ３とのそれぞれを、グラディエントエコー法によって実施する。

具体的には、ボディコイルの第１ＲＦコイル１４ａが被検体ＳＵの撮影領域へ第１のフリップアングルα１のＲＦパルスを送信し、その撮影領域において発生する磁気共鳴信号を、そのボディコイルの第１ＲＦコイル１４ａが受信するように、スキャン部２が第１参照スキャンＲＳ１を実施する。そして、この第１参照スキャンＲＳ１の実施によって得られる磁気共鳴信号を、第１参照スキャンデータＲＳ_α１として取得する。

また、ボディコイルの第１ＲＦコイル１４ａが被検体ＳＵの撮影領域へ第１のフリップアングルα１のＲＦパルスを送信し、その撮影領域において発生する磁気共鳴信号を、フェーズドアレイコイルの第２ＲＦコイル１４ｂが受信するように、スキャン部２が第２参照スキャンＲＳ２を実施する。そして、この第２参照スキャンＲＳ２の実施によって得られる磁気共鳴信号を、第２参照スキャンデータＲＳ_Ｓとして取得する。

また、その第１のフリップアングルα１と異なる第２のフリップアングルα２のＲＦパルスを、ボディコイルの第１ＲＦコイル１４ａが被検体ＳＵの撮影領域へ送信し、その撮影領域において発生する磁気共鳴信号を、ボディコイルの第１ＲＦコイル１４ａが受信するように、スキャン部２が第３参照スキャンＲＦ３を実施する。本実施形態においては、この第３参照スキャンＲＳ３を実施する際においては、この第２のフリップアングルα２が、第１のフリップアングルα１の半分になるように、第１ＲＦコイル１４ａが撮影領域へＲＦパルスを送信する。そして、この第３参照スキャンＲＳ３の実施によって得られる磁気共鳴信号を、第３参照スキャンデータＲＳ_α２として取得する。なお、第２のフリップアングルα２を第１のフリップアングルα１の半分にすることによって、後述の数式（２）に示すように、計算式が簡略化できるために、Ｂ１分布θ（ｘ，ｙ）を算出する際のデータ処理を高速化することができる。

このようにして、本ステップ（Ｓ１１）においては、図５に示すように、第１参照スキャンデータＲＳ_α１と、第２参照スキャンデータＲＳ_Ｓと、第３参照スキャンデータＲＳ_α２とのそれぞれを取得する。

つぎに、図２に示すように、参照画像ＲＩ（ｘ，ｙ）の生成を実施する（Ｓ２１）。

ここでは、参照スキャンＲＳの実施によって得られた磁気共鳴信号に基づいて、撮影領域についての参照画像ＲＩ（ｘ，ｙ）を参照画像生成部１３２が生成する。本実施形態においては、参照画像ＲＩ（ｘ，ｙ）として、第１参照画像ＲＩ_α１（ｘ，ｙ）と、第２参照画像ＲＩ_Ｓ（ｘ，ｙ）と、第３参照画像ＲＩ_α２（ｘ，ｙ）とのそれぞれを生成する。

具体的には、図５に示すように、第１参照スキャンＲＳ１の実施によって得られた第１参照スキャンデータＲＳ_α１に基づいて、被検体ＳＵの撮影領域についての第１参照画像ＲＩ_α１（ｘ，ｙ）を参照画像生成部１３２が生成する。

そして、図５に示すように、第２参照スキャンＲＳ２の実施によって得られた第２参照スキャンデータＲＳ_Ｓに基づいて、被検体ＳＵの撮影領域についての第２参照画像ＲＩ_Ｓ（ｘ，ｙ）を参照画像生成部１３２が生成する。

そして、図５に示すように、第３参照スキャンＲＳ３の実施によって得られた第３参照スキャンデータＲＳ_α２に基づいて、被検体ＳＵの撮影領域についての第３参照画像ＲＩ_α２（ｘ，ｙ）を参照画像生成部１３２が生成する。

つぎに、図４に示すように、受信感度分布Ｓ（ｘ，ｙ）と送信感度分布ｆ（ｘ，ｙ）との算出を実施する（Ｓ３１）。

ここでは、受信感度分布Ｓ（ｘ，ｙ）については、図５に示すように、第１参照画像ＲＩ_α１（ｘ，ｙ）と第２参照画像ＲＩ_Ｓ（ｘ，ｙ）とに基づいて、受信感度分布算出部２３１が算出する。

具体的には、以下の数式（１）に示すように、第１参照画像ＲＩ_α１（ｘ，ｙ）の各画素データを、第２参照画像ＲＩ_Ｓ（ｘ，ｙ）の各画素データで受信感度分布算出部２３１が割ることによって、受信感度分布Ｓ（ｘ，ｙ）を算出する。

一方、送信感度分布ｆ（ｘ，ｙ）については、図５に示すように、第１参照画像ＲＩ_α１（ｘ，ｙ）と第３参照画像ＲＩ_α２（ｘ，ｙ）とに基づいて、本スキャンＡＳによって生成される本スキャン画像に生ずる送信感度分布（送信感度不均一）ｆ（ｘ，ｙ）を算出する。ここでは、第１参照画像ＲＩ_α１（ｘ，ｙ）と第３参照画像ＲＩ_α２（ｘ，ｙ）とを用いて、送信感度分布算出部２３２がＢ１分布（フリップアングル分布）θ（ｘ，ｙ）を算出した後に、そのＢ１分布に基づいて、本スキャンＡＳによって生成される本スキャン画像に生ずる送信感度分布（送信感度不均一）ｆ（ｘ，ｙ）を算出する。

具体的には、以下の数式（２）に示すように、第１参照画像ＲＩ_α１（ｘ，ｙ）と、第３参照画像ＲＩ_α２（ｘ，ｙ）とを用いて、被検体ＳＵの撮影領域についてのＢ１分布θ（ｘ，ｙ）を算出する。

そして、本スキャンＡＳをスピンエコー系列にて実施することによって生成される本スキャン画像に関する送信感度分布ｆ（ｘ，ｙ）は、以下の数式（３）に示すようにして算出する。

一方で、本スキャンＡＳをグラディエントエコー系列にて実施することによって生成される本スキャン画像に関する送信感度分布ｆ（ｘ，ｙ）は、以下の数式（４）に示すようにして算出する。

なお、上記の数式（３），数式（４）において、αは、第１参照スキャンを実施した際のフリップアングルであり、βは、グラディエントエコー系列にて本スキャンＡＳを実施する際のフリップアングルである。

つぎに、図４に示すように、送信感度分布ｆ（ｘ，ｙ）の閾値処理を実施する（Ｓ４１）。

ここでは、図５に示すように、送信感度分布算出部２３２により算出された送信感度分布ｆ（ｘ，ｙ）を閾値処理部２３３が閾値処理し、その閾値処理後の送信感度分布ｆｈ（ｘ，ｙ）を出力する

具体的には、送信感度分布ｆ（ｘ，ｙ）と第１参照画像ＲＩ_α１（ｘ，ｙ）との偏微分値（∂ｆ（ｘ，ｙ）／∂ＲＩ_α１（ｘ，ｙ））と、送信感度分布ｆ（ｘ，ｙ）と第３参照画像ＲＩ_α２（ｘ，ｙ）との偏微分値（∂ｆ（ｘ，ｙ）／∂ＲＩ_α２（ｘ，ｙ））とをそれぞれ算出すると共に、第１参照画像ＲＩ_α１（ｘ，ｙ）の偏差σ_ＲＩα１と第３参照画像ＲＩ_α２（ｘ，ｙ）の偏差σ_ＲＩα１とを算出する。

その後、以下の数式（５）に示すように、その送信感度分布ｆ（ｘ，ｙ）と第１参照画像ＲＩ_α１（ｘ，ｙ）との偏微分値（∂ｆ（ｘ，ｙ）／∂ＲＩ_α１（ｘ，ｙ））と、送信感度分布ｆ（ｘ，ｙ）と第３参照画像ＲＩ_α２（ｘ，ｙ）との偏微分値（∂ｆ（ｘ，ｙ）／∂ＲＩ_α２（ｘ，ｙ））とをそれぞれ算出すると共に、第１参照画像ＲＩ_α１（ｘ，ｙ）の偏差σ_ＲＩα１と第３参照画像ＲＩ_α２（ｘ，ｙ）の偏差σ_ＲＩα１とを用いて、送信感度分布ｆ（ｘ，ｙ）の偏差σ_ｆを算出する。

図６は、本発明にかかる実施形態において、送信感度分布ｆ（ｘ，ｙ）の偏差σ_ｆと、実測されるフリップアングルθの分布との関係を示す図である。図６においては、所定のフリップアングルを設定した際において、実測されるフリップアングルの分布θと、送信感度分布ｆ（ｘ，ｙ）の偏差σ_ｆとをの関係を示している。ここでは、５０°と６０°と７０°とのそれぞれにフリップアングルを設定した際における結果を、Ｍ５０，Ｍ６０，Ｍ７０として示している。

そして、この図６に示すように算出した送信感度分布ｆ（ｘ，ｙ）の偏差σ_ｆと、実測されたフリップアングルθの分布との関係から、送信感度分布ｆ（ｘ，ｙ）の偏差σ_ｆにおいて、予め設定された偏差範囲Ｒσ_ｆに対応するフリップアングルθの範囲Ｒθを算出する。たとえば、図６に示すように、５０°にフリップアングルを設定した際において、予め設定された偏差範囲Ｒσ_ｆが−１．０から１．０の範囲である場合には、これに対応するフリップアングルθの範囲Ｒθが３３°から７５°までの範囲であることを求める。

そして、この求めたフリップアングルθの範囲Ｒθに対応する送信感度分布ｆ（ｘ，ｙ）の範囲Ｒｆを、数式（３）や数式（４）を用いて求め、その範囲を閾値として設定する。

その後、その設定した閾値を用いて送信感度分布ｆ（ｘ，ｙ）を閾値処理し、閾値処理後の送信感度分布ｆｈ（ｘ，ｙ）を出力する。つまり、送信感度分布ｆ（ｘ，ｙ）において閾値に対応する範囲内のデータを、閾値処理後の送信感度分布ｆｈ（ｘ，ｙ）として出力する。このように閾値処理を実施することによって、送信感度分布ｆ（ｘ，ｙ）において偏差が大きい部分を除去し、小さい偏差範囲内に処理する。

なお、閾値処理によって除外された部分については、送信感度分布が不定になるため、その送信感度分布ｆｈ（ｘ，ｙ）において近傍に位置する部分の値を用いて、局所の多項式近似により外挿する。そして、その外挿されたデータを低周波通過フィルタによって処理する。

つぎに、図４に示すように、本スキャンＡＳの実施を行なう（Ｓ５１）。

ここでは、静磁場が形成された撮像空間ＢにおいてＲＦコイル部１４が被検体ＳＵの撮影領域へＲＦパルスを送信し、そのＲＦパルスが送信された撮影領域にて発生する磁気共鳴信号をＲＦコイル部１４が本スキャンデータとして受信することによって、本スキャンＡＳが実施される。たとえば、スピンエコー系列やグラディエントエコー系列のパルスシーケンスに従って、本スキャンＡＳが実施される。

つぎに、図４に示すように、本スキャン画像ＡＩ（ｘ，ｙ）の生成を行なう（Ｓ６１）。

ここでは、本スキャンＡＳの実施によって本スキャンデータとして得られた磁気共鳴信号をローデータとし、その撮影領域についての本スキャン画像ＡＩ（ｘ，ｙ）を本スキャン画像生成部１３１が生成する。

つぎに、図４に示すように、本スキャン画像ＡＩ（ｘ，ｙ）の補正を行なう（Ｓ７１）。

ここでは、図５に示すように、本スキャン画像生成部１３１が生成した本スキャン画像ＡＩ（ｘ，ｙ）を、画像補正部１３２が、受信感度分布Ｓ（ｘ，ｙ）と、閾値処理後の送信感度分布ｆｈ（ｘ，ｙ）とのそれぞれを用いて補正処理する。

具体的には、以下の数式（６）に示すように、本スキャン画像ＡＩ（ｘ，ｙ）に対して、受信感度分布Ｓ（ｘ，ｙ）と、閾値処理後の送信感度分布ｆｈ（ｘ，ｙ）とのそれぞれを、本スキャン画像ＡＩ（ｘ，ｙ）におけるｘ方向とｙ方向との各位置の画素ごとに積算することによって、補正処理後の本スキャン画像ＡＩｃ（ｘ，ｙ）を生成する。

つぎに、図４に示すように、補正処理後の本スキャン画像ＡＩｃ（ｘ，ｙ）の表示を行なう（Ｓ８１）。

ここでは、画像補正部１３３によって補正処理された後の本スキャン画像ＡＩｃ（ｘ，ｙ）を、表示部３３が表示画面に表示する。

以上のように、本実施形態においては、受信感度分布算出部２３１が受信感度分布Ｓ（ｘ，ｙ）を算出する。そして、これと共に、ダブルフリップアングル法によって送信感度分布算出部２３２が送信感度分布ｆ（ｘ，ｙ）を算出する。つぎに、その算出した送信感度分布ｆ（ｘ，ｙ）を閾値処理部２３３が閾値処理する。ここでは、送信感度分布ｆ（ｘ，ｙ）において偏差が小さい範囲を閾値処理によって求め、その範囲を閾値処理後の送信感度分布ｆｈ（ｘ，ｙ）として閾値処理部２３３が出力する。そして、その受信感度分布Ｓ（ｘ，ｙ）と、その閾値処理後の送信感度分布ｆｈ（ｘ，ｙ）とを用いて、画像補正部１３１が本スキャン画像ＡＩ（ｘ，ｙ）を補正する。

図７は、本発明にかかる実施形態において、被検体ＳＵの撮影領域について得た本スキャン画像を示す図である。図７において、また、図７（ａ）は、補正処理前の本スキャン画像である。また、図７（ｂ）は、閾値処理を実施していない送信感度分布ｆ（ｘ，ｙ）を用いて補正処理された被検体ＳＵの撮影領域についての本スキャン画像である。また、図７（ｃ）は、本実施形態において閾値処理後の送信感度分布ｆｈ（ｘ，ｙ）を用いて補正処理された被検体ＳＵの撮影領域についての本スキャン画像である。

図７（ａ）と図７（ｂ）とに示すように、閾値処理を実施していない送信感度分布ｆ（ｘ，ｙ）を用いて、本スキャン画像を補正処理した場合には、アーチファクトが発生している。しかし、図７（ａ）と図７（ｃ）とに示すように、本実施形態において閾値処理を実施した送信感度分布ｆｈ（ｘ，ｙ）を用いて、本スキャン画像を補正処理した場合には、アーチファクトが発生していない。

このように、本実施形態は、送信感度分布ｆ（ｘ，ｙ）において、偏差が大きく精度が低い部分を閾値処理によって排除することによって、偏差が小さく高精度に得られた部分からなる送信感度分布ｆｈ（ｘ，ｙ）を求め、その閾値処理後の送信感度分布ｆｈ（ｘ，ｙ）を用いて、本スキャン画像ＲＩ（ｘ，ｙ）を補正処理するため、アーチファクトが画像に発生することを防止することができる。つまり、本実施形態は、ノイズの増幅率を考慮して、計測信頼度の高い部位のデータのみを用いて感度補正を実施しているために、アーチファクトの発生が抑制でき、画像品質を向上させることが容易にできる。

なお、上記の実施形態の磁気共鳴イメージング装置１は、本発明の磁気共鳴イメージング装置に相当する。また、上記の実施形態のスキャン部２は、本発明の参照スキャン実施部に相当する。また、上記の実施形態のＲＦコイル部１４は、本発明のＲＦコイル部に相当する。また、上記の実施形態の第１ＲＦコイル１４ａは、本発明の第１ＲＦコイルに相当する。また、上記の実施形態の第２ＲＦコイル１４ｂは、本発明の第２ＲＦコイルに相当する。また、上記の実施形態の表示部３３は、本発明の表示部に相当する。また、上記の実施形態の参照画像生成部１３２は、本発明の参照画像生成部に相当する。また、上記の実施形態の画像補正部１３３は、本発明の画像補正部に相当する。また、上記の実施形態の受信感度分布算出部２３１は、本発明の受信感度分布算出部に相当する。また、上記の実施形態の送信感度分布算出部２３２は、本発明の送信感度分布算出部に相当する。また、上記の実施形態の閾値処理部２３３は、本発明の閾値処理部に相当する。また、上記の実施形態の撮像空間Ｂは、本発明の静磁場空間に相当する。

また、本発明の実施に際しては、上記した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形例を採用することができる。

たとえば、上記の実施形態においては、第１参照画像の偏差と第３参照画像の偏差とに基づいて閾値を設定し、閾値処理を実施しているが、これに限定されない。たとえば、第１参照画像の偏差と第３参照画像の偏差とを算出せずに、Ｂ１値やフリップアングル値の範囲を予め閾値として設定し、閾値処理を実施しても良い。

また、上記の実施形態においては、送信感度分布ｆ（ｘ，ｙ）の偏差σ_ｆと、実測されたフリップアングルθの分布との関係から、送信感度分布ｆ（ｘ，ｙ）の偏差σ_ｆにおいて、予め設定された偏差範囲Ｒσ_ｆに対応するフリップアングルθの範囲Ｒθを算出しているが、これに限定されない。たとえば、操作部３２において入力されたスキャンパラメータに対応するように、この偏差範囲Ｒσ_ｆを求めた後に、その求めた偏差範囲Ｒσ_ｆに対応するフリップアングルθの範囲Ｒθを算出してもよい。

図１は、本発明にかかる実施形態において、磁気共鳴イメージング装置１の構成を示す構成図である。 図２は、本発明にかかる実施形態において、画像生成部３１を示すブロック図である。 図３は、本発明にかかる実施形態において、画像補正部１３３を示すブロック図である。 図４は、本発明にかかる実施形態において、被検体ＳＵの撮影領域を撮像する際の動作を示すフロー図である。 図５は、本発明にかかる実施形態において、被検体ＳＵの撮影領域を撮像する際のデータの流れを示す図である。 図６は、本発明にかかる実施形態において、送信感度分布ｆ（ｘ，ｙ）の偏差σ_ｆと、実測されるフリップアングルθの分布との関係を示す図である。 図７は、本発明にかかる実施形態において、被検体ＳＵの撮影領域について得た本スキャン画像を示す図である。

符号の説明

１：磁気共鳴イメージング装置（磁気共鳴イメージング装置）、
２：スキャン部（参照スキャン実施部）、
３：操作コンソール部、
１２：静磁場マグネット部、
１３：勾配コイル部、
１４：ＲＦコイル部（ＲＦコイル部）、
１４ａ…第１ＲＦコイル（第１ＲＦコイル）、
１４ｂ…第２ＲＦコイル（第２ＲＦコイル）、
１５：クレードル、
２２：ＲＦ駆動部、
２３：勾配駆動部、
２４：データ収集部、
３０：制御部、
３１：画像生成部、
３２：操作部、
３３：表示部（表示部）、
３４：記憶部、
１３１…本スキャン画像生成部
１３２…参照画像生成部（参照画像生成部）、
１３３…画像補正部（画像補正部）、
２３１…受信感度分布算出部（受信感度分布算出部）、
２３２…送信感度分布算出部（送信感度分布算出部）、
２３３…閾値処理部（閾値処理部）、
Ｂ：撮像空間（静磁場空間）

Claims (16)

1. 静磁場空間においてＲＦコイル部が被検体の撮影領域へＲＦパルスを送信し、前記ＲＦパルスが送信された前記撮影領域にて発生する磁気共鳴信号を前記ＲＦコイル部が受信する本スキャンを実施した後に、前記本スキャンの実施によって得られた磁気共鳴信号に基づいて、前記撮影領域についての本スキャン画像を生成する磁気共鳴イメージング装置であって、
   前記本スキャン画像を補正する画像補正部
   を有し、
   前記画像補正部は、
   前記撮影領域において前記ＲＦコイル部が前記ＲＦパルスを送信する際の送信感度分布を算出する送信感度分布算出部と、
   前記送信感度分布算出部により算出された前記送信感度分布を閾値処理する閾値処理部と
   を含み、
   前記閾値処理部によって閾値処理された前記送信感度分布を用いて、前記本スキャン画像を補正する
   磁気共鳴イメージング装置。
2. 前記画像補正部は、
   前記撮影領域において前記ＲＦコイル部が前記磁気共鳴信号を受信する際の受信感度分布を算出する受信感度分布算出部
   を含み、
   前記受信分布算出部により算出された前記受信感度分布を用いて、前記本スキャン画像を補正する
   請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
3. 前記静磁場空間において前記ＲＦコイル部が前記撮影領域へＲＦパルスを送信し、前記撮影領域にて発生する磁気共鳴信号を前記ＲＦコイル部が受信する参照スキャンを、前記本スキャンの実施前に実施する参照スキャン実施部と、
   前記参照スキャンの実施によって得られた磁気共鳴信号に基づいて、前記撮影領域についての参照画像を生成する参照画像生成部と
   を、さらに有し、
   前記ＲＦコイル部は、
   第１ＲＦコイルと、
   前記撮影領域において前記第１ＲＦコイルより受信感度分布が不均一な第２ＲＦコイルと
   を含み、
   前記参照スキャン実施部は、
   第１のフリップアングルにて前記第１ＲＦコイルが前記撮影領域へＲＦパルスを送信し、前記撮影領域において発生する磁気共鳴信号を前記第１ＲＦコイルが受信する第１参照スキャンと、
   前記第１のフリップアングルにて前記第１ＲＦコイルが前記撮影領域へＲＦパルスを送信し、前記撮影領域において発生する磁気共鳴信号を前記第２ＲＦコイルが受信する第２参照スキャンと、
   前記第１のフリップアングルと異なる第２のフリップアングルにて前記第１ＲＦコイルが前記撮影領域へＲＦパルスを送信し、前記撮影領域において発生する磁気共鳴信号を前記第１ＲＦコイルが受信する第３参照スキャンと
   を前記参照スキャンとして実施し、
   前記参照画像生成部は、前記第１参照スキャンの実施によって得られた磁気共鳴信号に基づいて、第１参照画像を生成し、前記第２参照スキャンの実施によって得られた磁気共鳴信号に基づいて、第２参照画像を生成し、前記第３参照スキャンの実施によって得られた磁気共鳴信号に基づいて、第３参照画像を生成し、
   前記受信感度分布算出部は、前記第１参照画像と前記第２参照画像とに基づいて、受信感度分布を算出し
   前記送信感度分布算出部は、前記第１参照画像と前記第３参照画像とに基づいて、送信感度分布を算出する
   請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
4. 前記閾値処理部は、前記第１参照画像の偏差と前記第３参照画像の偏差とに基づいて閾値を設定し、当該設定した閾値を用いて前記閾値処理を実施する
   請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
5. 前記参照スキャン実施部は、
   前記第３参照スキャンを実施する際においては、前記第２フリップアングルが、前記第１のフリップアングルの半分になるように前記第１ＲＦコイルが前記撮影領域へＲＦパルスを送信する
   請求項４に記載の磁気共鳴イメージング装置。
6. 前記参照スキャン実施部は、前記第１参照スキャンと前記第２参照スキャンと前記第３スキャンとのそれぞれを、グラディエントエコー法によって実施する
   請求項５に記載の磁気共鳴イメージング装置。
7. 前記第１ＲＦコイルが、ボディコイルであり、
   前記第２ＲＦコイルが、フェーズドアレイコイルである
   請求項３から６のいずれかに記載の磁気共鳴イメージング装置。
8. 画像を表示する表示部
   を有し、
   前記表示部は、前記画像補正部によって補正された前記本スキャン画像を表示する
   請求項１から７のいずれかに記載の磁気共鳴イメージング装置。
9. 静磁場空間においてＲＦコイル部が被検体の撮影領域へＲＦパルスを送信し、前記ＲＦパルスが送信された前記撮影領域にて発生する磁気共鳴信号を前記ＲＦコイル部が受信する本スキャンを実施した後に、前記本スキャンの実施によって得られた磁気共鳴信号に基づいて、前記撮影領域についての本スキャン画像を生成する磁気共鳴イメージング方法であって、
   前記本スキャン画像を補正する画像補正ステップ
   を有し、
   前記画像補正ステップは、
   前記撮影領域において前記ＲＦコイル部が前記ＲＦパルスを送信する際の送信感度分布を算出する送信感度分布算出ステップと、
   前記送信感度分布算出部により算出された前記送信感度分布を閾値処理する閾値処理ステップと
   を含み、
   前記閾値処理ステップによって閾値処理された前記送信感度分布を用いて、前記本スキャン画像を補正する
   磁気共鳴イメージング方法。
10. 前記画像補正ステップは、
    前記撮影領域において前記ＲＦコイル部が前記磁気共鳴信号を受信する際の受信感度分布を算出する受信感度分布算出ステップ
    を含み、
    前記受信分布算出ステップにより算出された前記受信感度分布を用いて、前記本スキャン画像を補正する
    請求項９に記載の磁気共鳴イメージング方法。
11. 第１ＲＦコイルと、前記撮影領域において前記第１ＲＦコイルより受信感度分布が不均一な第２ＲＦコイルとを含む前記ＲＦコイル部が前記静磁場空間において前記撮影領域へＲＦパルスを送信し、前記撮影領域にて発生する磁気共鳴信号を前記ＲＦコイル部が受信する参照スキャンを、前記本スキャンの実施前に実施する参照スキャン実施ステップと、
    前記参照スキャンの実施によって得られた磁気共鳴信号に基づいて、前記撮影領域についての参照画像を生成する参照画像生成ステップと
    を、さらに有し、
    前記参照スキャン実施ステップにおいては、
    第１のフリップアングルにて前記第１コイルが前記撮影領域へＲＦパルスを送信し、前記撮影領域において発生する磁気共鳴信号を前記第１コイル部が受信する第１参照スキャンと、
    前記第１のフリップアングルにて前記第１コイルが前記撮影領域へＲＦパルスを送信し、前記撮影領域において発生する磁気共鳴信号を前記第２コイル部が受信する第２参照スキャンと、
    前記第１のフリップアングルと異なる第２のフリップアングルにて前記第１コイルが前記撮影領域へＲＦパルスを送信し、前記撮影領域において発生する磁気共鳴信号を前記第１コイル部が受信する第３参照スキャンと
    を前記参照スキャンとして実施し、
    前記参照画像生成ステップにおいては、前記第１参照スキャンの実施によって得られた磁気共鳴信号に基づいて、第１参照画像を生成し、前記第２参照スキャンの実施によって得られた磁気共鳴信号に基づいて、第２参照画像を生成し、前記第３参照スキャンの実施によって得られた磁気共鳴信号に基づいて、第３参照画像を生成し、
    前記受信感度分布算出ステップにおいては、前記第１参照画像と前記第２参照画像とに基づいて、受信感度分布を算出し
    前記送信感度分布算出ステップにおいては、前記第１参照画像と前記第３参照画像とに基づいて、送信感度分布を算出する
    請求項１０に記載の磁気共鳴イメージング方法。
12. 前記閾値処理ステップにおいては、前記第１参照画像のノイズ成分と前記第３参照画像のノイズ成分とに基づいて閾値を設定し、当該設定した閾値を用いて前記閾値処理を実施する
    請求項１１に記載の磁気共鳴イメージング方法。
13. 前記参照スキャン実施ステップにて前記第３参照スキャンを実施する際においては、前記第２フリップアングルが、前記第１のフリップアングルの半分になるように前記第１コイルが前記撮影領域へＲＦパルスを送信する
    請求項１２に記載の磁気共鳴イメージング方法。
14. 前記参照スキャン実施ステップにおいては、前記第１参照スキャンと前記第２参照スキャンと前記第３スキャンとのそれぞれを、グラディエントエコー法によって実施する
    請求項１３に記載の磁気共鳴イメージング方法。
15. 前記第１ＲＦコイルとして、ボディコイルを用い、
    前記第２ＲＦコイルとして、表面コイルを用いる
    請求項１１から１４のいずれかに記載の磁気共鳴イメージング方法。
16. 画像を表示する表示ステップ
    を有し、
    前記表示ステップにおいては、前記画像補正ステップによって補正された前記本スキャン画像を表示する
    請求項９から１５のいずれかに記載の磁気共鳴イメージング方法。