JP3734086B2

JP3734086B2 - 核磁気共鳴イメージング装置

Info

Publication number: JP3734086B2
Application number: JP2003066555A
Authority: JP
Inventors: 吉和池崎
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 2003-03-12
Filing date: 2003-03-12
Publication date: 2006-01-11
Anticipated expiration: 2023-03-12
Also published as: EP1460446A2; US7019523B2; CN1530072B; KR20040080371A; JP2004275198A; EP1460446B1; EP1460446A3; CN1530072A; KR101070153B1; US20040189299A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば被検体中の水素原子等からの核磁気共鳴信号に基いて画像を生成する核磁気共鳴イメージング装置、および核磁気共鳴イメージング方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、核磁気共鳴信号に基いて核密度分布や緩和時間分布等を示す画像を生成する核磁気共鳴イメージング装置、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）が知られている。
近年では、複数の受信コイルを用いて位相エンコード方向に撮像視野（ＦＯＶ：Field of view ）を狭めて高速にスキャンを行い、エイリアシングにより生成された折り返り偽像（アーチファクト）を含む画像から、複数のコイルの感度分布差に基いて折り返り偽像を取り除き撮像視野の広い画像（Full FOVとも言う）を得る方法、パラレルイメージング法が知られている（例えば、非特許文献１）。
また、その方法を用いて折り返り偽像を除去してFull FOV画像を生成する核磁気共鳴イメージング装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２４８０８９号公報
【非特許文献１】
Pruessmann,K.P,Weiger,M.Sheidegger,M.B.Boesiger,P.,Magn.Reson.Med,42,952,1999
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した各磁気共鳴画像装置において、例えばＥＰＩ等のパルスシーケンスにより核磁気共鳴信号を受信し、上述したパラレルイメージング方法により画像を生成した場合には、例えば不均一磁場等の原因により画質が低下するという問題点があり、改善が望まれている。
【０００５】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、画像の画質が低下することなく折り返し偽像を除去することができる核磁気共鳴イメージング装置、および核磁気共鳴方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の第１の観点は、複数のコイルの感度分布差に基づいて、前記複数のコイルによる受信信号より得られる画像から、折り返し偽像を除去する核磁気共鳴イメージング装置であって、前記複数のコイルの内の一コイルが、位相エンコード方向に勾配磁場を印加しない状態で受信した補正信号に基づいて、前記複数のコイルの受信信号の位相補正処理を行う位相補正処理手段と、前記位相補正処理手段が前記位相補正処理を行った前記複数のコイルの受信信号、および、前記複数のコイルの感度分布差に基づいて、前記画像中の折り返し偽像を除去する除去手段とを有する。
【０００７】
本発明の第１の観点によれば、位相補正処理手段では、複数のコイルの内の一コイルが、位相エンコード方向に勾配磁場を印加しない状態で受信した補正信号に基づいて、複数のコイルの受信信号の位相補正処理を行う。
除去手段では、位相補正処理手段が位相補正処理を行った複数のコイルの受信信号、および、複数のコイルの感度分布差に基づいて、画像中の折り返し偽像を除去する。
【０００８】
さらに、前記目的を達成するために、本発明の第２の観点は、複数のコイルの感度分布差に基づいて、前記複数のコイルによる受信信号より得られる画像から、折り返し偽像を除去する核磁気共鳴イメージング装置であって、読み出し方向、周波数エンコード方向、および位相エンコード方向に勾配磁場を生成する勾配磁場生成手段と、核磁化を励起する９０度パルスおよび１８０度パルスを印加するパルス生成手段と、前記勾配磁場生成手段が前記位相エンコード方向に勾配磁場を印加しない状態で前記読み出し方向に勾配磁場を印加し、前記コイルで受信したナビゲータ信号の内、一コイルで受信した当該ナビゲータ信号に基づいて、前記勾配磁場生成手段が同一励起期間内で前記位相エンコード方向に勾配磁場を印加し、前記読み出し方向に連続して極性反転させて前記勾配磁場を印加した状態で、前記複数のコイルで受信した受信信号の位相補正処理を行う位相補正手段と、前記位相補正処理手段が前記位相補正処理を行った前記複数のコイルの受信信号、および、前記複数のコイルの感度分布差に基づいて、前記画像中の折り返し偽像を除去する除去手段とを有する。
【０００９】
さらに、前記目的を達成するために、本発明の第３の観点は、複数のコイルの感度分布差に基づいて、前記複数のコイルによる受信信号より得られる画像から、折り返し偽像を除去する核磁気共鳴イメージング方法であって、前記複数のコイルの内の一コイルが、位相エンコード方向に勾配磁場を印加しない状態で受信した補正信号に基づいて、前記複数のコイルの受信信号の位相補正処理を行う第１の工程と、前記第１の工程が前記位相補正処理を行った前記複数のコイルの受信信号、および、前記複数のコイルの感度分布差に基づいて、前記画像中の折り返し偽像を除去する第２の工程とを有する。
【００１０】
さらに、前記目的を達成するために、本発明の第４の観点は、複数のコイルの感度分布差に基づいて、前記複数のコイルによる受信信号より得られる画像から、折り返し偽像を除去する核磁気共鳴イメージング方法であって、位相エンコード方向に勾配磁場を印加しない状態で前記読み出し方向に勾配磁場を印加し、前記コイルで受信したナビゲータ信号の内、一コイルで受信した当該ナビゲータ信号に基づいて、同一励起期間内で前記位相エンコード方向に勾配磁場を印加し、前記読み出し方向に連続して極性反転させて前記勾配磁場を印加した状態で、前記複数のコイルで受信した受信信号の位相補正処理を行う第１の工程と、前記第１の工程が前記位相補正処理を行った前記複数のコイルの受信信号、および、前記複数のコイルの感度分布差に基づいて、前記画像中の折り返し偽像を除去する第２の工程とを有する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施形態に係る核磁気共鳴イメージング装置１００は、パラレルイメージング法、例えば複数のコイルによる受信信号に基づいて折り返し偽像を含む画像を生成し、複数のコイルの感度分布差に基いて、折り返し偽像を除去した画像を生成する方法にて、複数のコイルの内の一コイルが受信した位相エンコード方向の加算情報を含む補正信号に基づいて、複数のコイルの受信信号の位相補正処理を行い、その位相補正処理を行った複数のコイルの受信信号、および、複数のコイルの感度分布差に基づいて画像中の折り返し偽像を除去する。
【００１２】
折り返し偽像（アーチファクト）は、複数の受信コイルを用いて位相エンコード方向に撮像視野（ＦＯＶ：Field of view ）を狭めて高速にスキャンを行い、例えば位相エンコードステップを間引いてスキャンを行うと、エイリアシングにより生成される。
以下、図を参照しながら本実施形態を説明する。
【００１３】
図１は本発明に係る核磁気共鳴イメージング装置の第１実施形態を示す構成図である。図２は図１に示した核磁気共鳴イメージング装置のマグネットアセンブリの断面図である。
本実施形態に係る核磁気共鳴イメージング装置１００は、図１，２に示すように、マグネットアセンブリ１０１、磁場電源１０２、勾配磁場駆動回路１０３、ＲＦ電力増幅器１０４、前置増幅器１０５、表示装置１０６、制御部１０７、シーケンス記憶回路１０８、ゲート変調回路１０９、ＲＦ発振回路１１０、ＡＤ変換器１１１、位相検波器１１２、および操作卓１１３を有する。
【００１４】
マグネットアセンブリ１０１は、図２に示すように、内部に被検体ｐを挿入するための空間部分（孔）を有し、空間部分を取り巻くように被検体ｐに所定の磁場、例えば垂直磁場を印加する。
マグネットアセンブリ１０１は、詳細には図２に示すように、勾配磁場コイル１０１１、送信コイル１０１２、受信コイル１０１３、および磁石１０１４を有する。
【００１５】
勾配磁場コイル１０１１は、受信コイル１０１３が受信する磁気共鳴信号に３次元の位置情報を持たせるために、磁石１０１４が形成した静磁場の強度に勾配磁場を付ける勾配磁場を発生する。例えば勾配磁場コイル１０１１はＸ，Ｙ，Ｚの各軸のコイルを有する。
勾配磁場コイル１０１１が発生する勾配磁場は、各Ｘ，Ｙ，Ｚ軸に沿った磁場の組み合わせにより、スライス（slice ）方向のスライス勾配磁場、読み出し方向の読み出し勾配磁場（リードアウト勾配磁場とも言う）、および位相エンコード方向の勾配磁場（フェーズエンコード：Phase encode勾配磁場とも言う）の３種類である。
【００１６】
送信コイル１０１２は、勾配磁場コイル１０１１が形成した磁場空間内で、例えばクレイドルｃｒ上の被検体ｐの体内の水素原子等の陽子スピンを励起するための高周波電磁場のパルス信号、例えば９０°励起パルスおよび１８０°励起パルスを生成し出力する。
【００１７】
受信コイル１０１３は、例えば被験体ｐの体内の水素原子等の陽子スピンの回転運動に応じて出力される核磁気共鳴信号を受信し、前置増幅器１０５に出力する。
受信コイル１０１３は、複数の受信コイル、例えば図２に示すように、受信コイル１０１３１〜１０１３４を有する。例えば受信コイル１０１３１，１０１３３は被検体ｐの上部に設けられ、受信コイル１０１３２，１０１３４はクレイドルｃｒ，被検体ｐを介して受信コイル１０１３１，１０１４３と対向するように設けられている。
【００１８】
受信コイル１０３は、例えばフェーズドアレイコイルである。フェーズドアレイコイルは、相対的に高感度な小型ＲＦ受信コイルを複数個並べて各コイルによる受信信号を合成することにより、ＲＦ受信コイルの高い感度を保ったまま視野を拡大し高感度化を図るために用いられる。
【００１９】
磁石１０１４は、被検体ｐを囲むように設けられ、例えば磁場電源１０２からの供給電力に応じて一定の静磁場を被検体ｐに印加する常電導磁石である。磁石１０１４は本実施形態に限られるものではない。例えば磁石１０１４は、永久磁石であってもよいし、超電導磁石であってもよい。
【００２０】
勾配磁場駆動回路１０３は、シーケンス記憶回路１０８からの制御により、勾配磁場コイル１０１に勾配磁場を生成させる駆動信号を出力する。
ＲＦ電力増幅器１０４は、ゲート変調回路１０９から出力されたＲＦ信号を増幅し、送信コイル１０１２に出力する。
前置増幅器１０５は、受信コイル１０１３で検出された被検体ｐからの核磁気共鳴信号を増幅し、位相検波器１１２に出力する。
表示装置１０６は、制御部１０７の制御により所定の表示を行う。
【００２１】
制御部１０７は、操作卓１１３との間で情報の授受や、種々のパルスシーケンスを実現するために、シーケンス記憶回路１０８の動作の切替や、メモリの書替えを行い、Ａ／Ｄ変換器１１１から出力された各種データに基づいて、本実施形態に係る処理を行う。
【００２２】
シーケンス記憶回路１０８は、制御部１０７の制御により、任意のビューでゲート変調回路１０９を操作（所定のタイミングによってＲＦ発振回路１１０の高周波出力信号を変調）し、所定のパルスシーケンスに応じた高周波パルス信号を、ＲＦ電力増幅器１０４を介してＲＦ送信コイル１０１２に印加する。
また、シーケンス記憶回路１０８は、フーリエ変換法に基づいくシーケンス信号により勾配磁場駆動回路１０３、ゲート変調回路１０９およびＡ／Ｄ変換器１１１を操作する。シーケンス記憶回路１０８は、上記一連のシーケンス動作に入る前に、ゲート変調回路１０９および勾配磁場駆動回路１０３を操作して、所望方向で選択励起する。
【００２３】
ゲート変調回路１０９、シーケンス記憶回路１０８からの信号に基づいて、所定のタイミングによりＲＦ発振回路１０の高周波出力信号を変調する。
ＲＦ発振回路１１０は、所定周波数のＲＦ信号搬送波を生成し、ゲート変調回路１０９および位相検波器１１２に出力する。
ＡＤ変換器１１１は、位相検波器１１２による位相検波後のアナログ信号をデジタル信号に変換処理を行い、制御部１０７に出力する。
【００２４】
位相検波器１１２は、ＲＦ発振回路１１０の出力を参照信号とし、前置増幅回路５の出力信号（受信コイルで検出された信号）を位相検波し、Ａ／Ｄ変換器１１１に出力する。
操作卓１１３は、例えばユーザによる操作に応じた信号を制御部１０７に出力する。
【００２５】
本実施形態の核磁気共鳴イメージング装置１は、レファレンススキャン、キャリブレーションスキャン、本スキャンを行い、パラレルイメージング法により画像を生成する。
【００２６】
図３は、図１に示した核磁気共鳴イメージング装置の本スキャンのパルスシーケンスの一具体例を示す図である。
核磁気共鳴イメージング装置１００の本スキャンのパルスシーケンスとして、例えば図３に示すように、エコープラナーイメージング（ＥＰＩ：Echo planar imaging ）法により核磁気共鳴信号を生成する。ＥＰＩ法は、ＲＦパルス信号の後の核磁気共鳴信号の収集時に、読み取り方向（リードアウト方向）の勾配磁場Ｇｒの極性反転を何度も繰り返し多数のグラジュエントエコーを生成し、その核磁気共鳴信号を受信する方法である。本スキャンでは、上述したように高速にスキャンを行うために、位相エンコード方向の位相エンコードステップを間引いてスキャンを行う。
【００２７】
図３（ａ）は送信コイル１０１２が出力するＲＦパルスであり、９０°励起パルスおよび１８０°励起パルスのシーケンスを示す図であり、図３（ｂ），（ｃ），（ｄ）はスライス勾配磁場Ｇｓ，読み取り（リードアウト）勾配磁場Ｇｒ，および位相エンコード（フェーズエンコード）勾配磁場Ｇｒのシーケンスを示す図であり、図３（ｅ）は核磁気共鳴信号のシーケンスである。
【００２８】
図３（ａ）に示すように、制御部１０７の制御によりシーケンス記憶回路１０８から９０°パルスを印加させる制御信号が出力すると、ゲート変調回路１０９，ＲＦ電力増幅器１０４を介して送信コイル１０１２から９０°パルスが出力され、核磁化の９０°励起を行う。この際、図３（ｂ）に示すように勾配磁場駆動回路１０３は、勾配磁場コイル１０１１にスライス勾配パルスを出力し、勾配磁場コイル１０１１はスライス勾配磁場Ｇｓを生成して、所定のスライスについて選択励起を行う。
【００２９】
図３（ｃ）に示すように、９０°励起から所定の時間後に、シーケンス記憶回路１０８の制御により勾配磁場駆動回路１０３は、勾配磁場コイル１０１１に、リードアウト勾配磁場Ｇｒを印加させる。
図３（ａ）に示すように、９０°励起からさらに所定の時間後に、シーケンス記憶回路１０８の制御により、ゲート変調回路１０９，ＲＦ電力増幅器１０４を介して送信コイル１０１２から１８０°励起パルスが出力される。この際、図３（ｂ）に示すように、勾配磁場駆動回路１０３は勾配磁場コイル１０１１にスライス勾配パルスを出力し、勾配磁場コイル１０１１は、スライス勾配磁場Ｇｓを生成して、所定のスライスについて選択励起を行う。
【００３０】
図３（ｃ）に示すように、１８０°励起の後、勾配磁場駆動回路１０３は、勾配磁場コイル１０１１にリードアウト方向の極性が連続して反転した読み取り勾配磁場パルスを印加し、勾配磁場コイル１０１１はリードアウト方向に極性が連続して反転した勾配磁場を生成する。
【００３１】
この際、図３（ｄ）に示すように、勾配磁場駆動回路１０３は、勾配磁場コイル１０１１に所定の位相エンコード勾配磁場を生成させる信号を出力し、勾配磁場コイル１０１１は、その信号に応じて位相エンコード勾配磁場、例えば図３（ｄ）に示すようにブリップパルス状の勾配磁場を生成する。
図３（ｅ）に示すように、リードアウト勾配磁場Ｇｒによりリフェーズされた結果スピンエコーが生成され、受信コイル１０１３は核磁気共鳴信号（ＭＲ信号：Magnetic resonance）を受信する。この受信コイル１０１３で受信した信号は、前置増幅器１０５，位相検波器１１２，ＡＤ変換器１１１を介して、ローデータとして制御部１０７に出力される。
【００３２】
図４は、図１に示した核磁気共鳴イメージング装置のレファレンス信号を得るためのパルスシーケンス図である。
レファレンス信号は、フェーズエンコード勾配磁場を印加しない状態で受信した核磁気共鳴信号である。レファレンス信号は本発明に係る補正信号に相当する。例えば図４を参照しながら、レファレンス信号を生成するパルスシーケンスによるレファレンススキャンを説明する。
【００３３】
図４（ａ）は送信コイル１０１２が出力するＲＦパルスであり、９０°パルスおよび１８０°パルスのシーケンスを示す図であり、図４（ｂ），（ｃ），（ｄ）はスライス勾配磁場Ｇｓ、リードアウト勾配磁場Ｇｒ、およびフェーズエンコード勾配磁場Ｇｒのシーケンスを示す図であり、図４（ｅ）は、核磁気共鳴信号のシーケンスである。
レファレンスシーケンスでは、図４（ｄ）に示すように、フェーズエンコード勾配磁場Ｇｐを印加しない状態でスキャンを行う。この状態で受信される核磁気共鳴信号には、フェーズエンコード方向の加算情報が含まれている。
【００３４】
詳細には、図４（ａ）に示すように、制御部１０７の制御によりシーケンス記憶回路１０８から９０°パルスを印加させる制御信号が出力すると、ゲート変調回路１０９，ＲＦ電力増幅器１０４を介して送信コイル１０１２から９０°パルスが出力され、核磁化の９０°励起を行う。この際、図４（ｂ）に示すように勾配磁場駆動回路１０３は勾配磁場コイル１０１１にスライス勾配パルスを出力し、勾配磁場コイル１０１１はスライス勾配磁場Ｇｓを生成して、所定のスライスについて選択励起を行う。
【００３５】
図４（ｃ）に示すように、９０°励起から所定の時間後に、シーケンス記憶回路１０８の制御により勾配磁場駆動回路１０３は、勾配磁場コイル１０１１にリードアウト勾配磁場Ｇｒを印加させる。
図４（ａ）に示すように、９０°励起からさらに所定の時間後に、シーケンス記憶回路１０８の制御により、ゲート変調回路１０９，ＲＦ電力増幅器１０４を介して送信コイル１０１２から１８０°励起パルスが出力される。この際、図４（ｂ）に示すように、勾配磁場駆動回路１０３は勾配磁場コイル１０１１にスライス勾配パルスを出力し、勾配磁場コイル１０１１は、スライス勾配磁場Ｇｓを生成して、所定のスライスについて選択励起を行う。
【００３６】
図４（ｃ）に示すように、１８０°励起の後、勾配磁場駆動回路１０３は、勾配磁場コイル１０１１にリードアウト方向の極性が連続して反転した読み取り勾配磁場パルスを印加し、勾配磁場コイル１０１１はリードアウト方向に極性が連続して反転した勾配磁場を生成する。
この際、図４（ｄ）に示すように、フェーズエンコード勾配磁場Ｇｐは印加しない。
【００３７】
図４（ｅ）に示すように、リードアウト勾配磁場Ｇｒによりリフェーズされた結果スピンエコーが生成され、受信コイル１０１３では核磁気共鳴信号を受信する。この受信コイル１０１３で受信した信号は、前置増幅器１０５，位相検波器１１２，ＡＤ変換器１１１を介して、レファレンス信号として制御部１０７に出力される。レファレンス信号は、本発明に係る補正信号に相当する。
【００３８】
図５は、レファレンス信号を説明するための図である。縦軸はフェーズエンコード方向、横軸はリードアウト（周波数エンコード）方向を示す。
フェーズエンコード方向に勾配磁場を印加せずに、核磁気共鳴信号を受信した場合には、フェーズエンコード方向では例えば被検体ｐの核磁化の位相が揃って回転する。このため、位相エンコード方向に沿った磁化の回転運動の加算結果（加算情報）に基づいた核磁気共鳴信号が受信される。
つまり、レファレンス信号は、フェーズエンコードしていないので、周波数エンコード方向のプロファイルになる。
例えば図５に示すように、この受信信号をリードアウト方向に逆フーリエ変換処理を行うと、例えば図５のリードアウト方向に沿った信号分布ｓｄが得られる。この分布はリードアウト方向のマグニチュードと位相情報とを示している。この位相エンコード方向に磁場を印加せずに受信したＭＲ信号は、補正信号として磁場不均一を除去する位相補正処理のために用いる。
【００３９】
図６は、図１に示した核磁気共鳴イメージング装置のパラレルイメージング法を説明するための図である。図６（ａ）は第１コイルの距離に対する感度分布、図６（ｂ）は第２コイルの距離に対する感度分布を示す。
例えば、受信コイル１０１３それぞれは固有の感度分布を有する。例えば受信コイル１０１３２は図６（ａ）に示すような感度分布ｄ１０１３２を有し、受信コイル１０１３１は図６（ｂ）に示すような感度分布ｄ１０１３１を有する。ここでｙ軸方向は、図１に示したｙ軸に相当し、横軸は感度強度を示す。
キャリブレーションスキャンを行い受信コイル１０１３２で受信したキャリブレーション信号に２次元逆フーリエ変換処理を行うと、例えば図６（ｃ）に示すように、被検体ｐを示す画像の下部は鮮明な画質、上部は不鮮明な画質の画像Ｓ１が得られる。
受信コイル１０１３１で受信したキャリブレーション信号に２次元逆フーリエ変換処理を行うと、例えば図６（ｄ）に示すように、被検体ｐを示す画像の上部は鮮明な画質、下部は不鮮明な画質の画像Ｓ２が得られる。
ここで、キャリブレーションスキャンでは、各コイルの感度分布を得るために位相エンコード方向のスキャン時にスキャン間隔を間引かずにスキャンし、Full FOVの画像を得る。
【００４０】
本スキャンでは、撮像時間の短縮のために、例えば上述の受信コイル１０１３２，１０１３１それぞれを用いて、位相エンコード方向のスキャン時にスキャン間隔を間引いてスキャンし、２次元フーリエ変換処理（逆フーリエ変換）を行うと、狭い撮像視野Small FOV （ＦＯＶ：Field of view ）の画像Ａ１，Ａ２を得る。このSmoll FOV の本スキャンでは、スキャン間隔を間引いてスキャンを行うために、エイリアシングにより図６（ｅ），（ｆ）に示すように、折り返し偽像（アーチファクト）が生じた画像Ａ１，Ａ２が得られる。この折り返し偽像を含む画像Ａ１，Ａ２から、画像Ｓ１，Ｓ２の感度分布差に基づいて展開処理（除去処理）を行い画像Ｖを生成する方法が、パラレルイメージング法である。
【００４１】
この展開処理（アンフォールド処理）としては、例えば、非特許文献Pruessmann,K.P,Weiger,M.Sheidegger,M.B.Boesiger,P.,Magn.Reson.Med,42,952,1999 に記載されたアンフォールド処理を行う。以下簡単にアンフォールド処理を説明する。
【００４２】
求める撮像視野Full FOV の複素数画像Ｖは、ＦＯＶを狭めたスキャンで得られる複素数画像Ａ（Coil指標）、受信コイル１０１３の感度マップ（Sensitivity Matrix）Ｓ（Coil指標，Pixel指標）を用いて、数式（１）により導出される。
Coil指標はフェーズドアレイコイルのチャンネルを示し、Pixel 指標は折り返りの指標であり、リダクション因子Ｒに相当する。例えばＲ＝２の場合には１／２ＦＯＶでスキャンし、ピクセル指標は２までである。Ｓ^* は、感度マップＳの随伴行列（conjugate transpose ）Ｓ^* である。
【００４３】
【数１】
Ｖ＝（Ｓ^* Ｓ）^-1Ｓ^* Ａ…（１）
【００４４】
本実施形態に係る核磁気共鳴イメージング装置１は、エコープラナーイメージング（ＥＰＩ：Echo planar imaging ）を用いる。ＥＰＩは、静磁場不均一の影響を受けやすく、画像歪みが生じやすい。画像歪はサンプリング時間に比例する。パラレルイメージング方法では、例えばＲ＝２の場合には、ＦＯＶが１／２となるために、ｋ空間上のｋｙ方向のサンプリング速度が２倍となり、画像歪みは１／２になる。
本実施形態に係る核磁気共鳴イメージング装置１００は、ＥＰＩにおいて、フェーズエンコード勾配を印加しない、レファレンススキャンで得られた補正信号に基いて、本スキャンによる受信信号の位相補正処理を行う。
【００４５】
ここで、受信コイル１０１３それぞれで受信したレファレンス信号を用いて、受信コイル１０１３それぞれの本スキャンによる受信信号の位相補正処理を行うと、各コイル間の相対位相関係を崩してしまうために、パラレルイメージングのアンフォールド（Unfold）処理、折り返り偽像を解く処理において、正しい解を算出することが困難である。以下に、詳細に説明する。
【００４６】
数式（１）に示したパラレルイメージング方法のアンフォールド処理による画像再構成により、感度マトリックス（Sensitivity matrix）ＳおよびＦＯＶを狭めた収集画像Ａは複素数である。上述したように、フェーズドアレイコイル１０１３で受信する際に、各コイル特有の位相特性が有り、感度マトリックスＳは、各受信コイル１０１３の位相情報を持った複素数である。
【００４７】
各受信コイル１０１３から得られる画像Ａの位相の分布は受信コイル１０１３により異なる。そのため数式（１）を解く場合には、感度マトリックスＳは各受信コイル１０１３の位相情報を持った複素数である必要がある。
レファレンススキャンにより受信コイル１０１３それぞれで受信した補正信号に基いて、本スキャンにより受信コイル１０１３それぞれで受信した信号の位相補正処理を行う場合には、折り返り画像Ａの各コイル間の相対位相関係を崩してしまい、画質を劣化させてしまう。なぜなら、レファレンススキャンによりコイルから得られる位相情報は、折り返り偽像を含む画像Ａの位相情報と同等で、各コイル化の相対位相関係を補正により相殺してしまうからである。
一方、感度マトリックスの各コイル間の相対位相関係は、保存されているため矛盾が生じ、偽像が生じる。
【００４８】
このため、本実施形態に係る核磁気共鳴イメージング装置１は、位相補正処理の際に、複数のコイルの内の一コイルが受信した、レファレンス信号、位相エンコード方向の加算情報を含む補正信号に基いて、複数のコイルの受信信号の位相補正処理を行う。
【００４９】
図７は、図１に示した核磁気共鳴イメージング装置の制御部の機能ブロック図である。
制御部１０７は、図７に示すように、第１フーリエ変換部１０７１、位相補正部１０７２、第２フーリエ変換部１０７３、規格化部１０７４、および展開部１０７５を有する。
位相補正部１０７２は本発明に係る位相補正手段に相当する。展開部１０７５は本発明に係る除去手段に相当する。以下、例えば受信コイル１０１３が２つの受信コイル１０１３１，１０１３２の場合を説明する。
【００５０】
第１フーリエ変換部１０７１は、受信コイル１０１３で受信された信号に基づいてリードアウト方向にフーリエ変換処理（１次元ＤＦＴ：Discrete Fourier transform）を行う。ここでフーリエ変換処理は、逆フーリエ変換処理（定義によりどちらでもよい）ともいう。
第１フーリエ変換部１０７１は、詳細にはレファレンススキャンにより、複数の受信コイル１０１３の内一コイル、例えば受信コイル１０１３１で受信されたレファレンス信号ＲＡ１ｒｅｆをリードアウト方向に１次元フーリエ変換処理を行い、信号Ａ１’ｒｅｆを生成し位相補正部７２に出力する。ここで、レファレンス信号ＲＡ１ｒｅｆは、リードアウト方向の１次元データである。
【００５１】
第１フーリエ変換部１０７１は、本スキャンにより受信コイル１０１３１，１０１３２が受信した本スキャン信号ＲＡ１，ＲＡ２を、リードアウト方向に１次元フーリエ変換処理を行い、信号Ａ１’，信号Ａ２’を生成し位相補正部１０７２に出力する。ここで、本スキャン信号ＲＡ１，ＲＡ２は、２次元データである。
【００５２】
第１フーリエ変換部１０７１は、キャリブレーションスキャンにより得られた、キャリブレーションデータＲＣ１，ＲＣ２を、１ＤＦＴ処理を行い、Ｃ１’，Ｃ２’を生成し、第２フーリエ変換部１０７３に出力する。キャリブレーションスキャンは、例えば予めFull FOVのスキャンを行い、ｋ空間の低周波領域のデータをキャリブレーションデータとする。ここで、キャリブレーションデータＲＣ１，ＲＣ２は２次元データである。
【００５３】
位相補正部１０７２は、複数の受信コイルの内、１コイルで受信されたレファレンス信号（補正信号）に基づいて、複数の受信コイルが受信した本スキャンの受信信号の位相補正処理を行い、第２フーリエ変換部１０７３に出力する。
位相補正部１０７２は、受信コイル１０１３毎に位相補正部を有し、例えば図７に示すように第１位相補正部１０７２１、第２位相補正部１０７２２を有する。
【００５４】
第１位相補正部１０７２１は、第１フーリエ変換部７１が出力した信号Ａ１’ｒｅｆに基づいて、信号Ａ１’の位相補正処理を行い、第２フーリエ変換部１０７３に出力する。第２位相補正部１０７２２は、第１フーリエ変換部７１が出力した信号Ａ１’ｒｅｆに基づいて、信号Ａ２’の位相補正処理を行い、第２フーリエ変換部１０７３に出力する。
【００５５】
位相補正処理を説明する。補正処理後のデータＦ（ｎ）、補正前のデータＦ’（ｎ）、１次補正後のデータＦ’’（ｎ）は、数式（２），（３），（４）に示すように計算される。ここで、ｎはリードアウト方向のサンプルのインデックスｎを示す。ｊは虚数を示す。
【００５６】
【数２】
Ｆ’（ｎ）＝Ｆ（ｎ）ｅ^j(A+Bn) …（２）
【００５７】
【数３】
Ｆ’’（ｎ）＝Ｆ’（ｎ）ｅ^-jBn＝Ｆ（ｎ）ｅ^-jAn…（３）
【００５８】
【数４】
Ｆ（ｎ）＝Ｆ’’（ｎ）ｅ^-jA…（４）
【００５９】
位相歪の０次係数Ａ，１次係数Ｂは、フェーズエンコード勾配を印加しないで得られたレファレンススキャンにより得られたＭＲ信号をリードアウト方向に１ＤＦＴしたデータの位相分布から生成する。
詳細には、式（５）に示すような、リードアウト方向の１ＤＦＴ後の複素ベクトルＺ（ｎ）は、１サンプル後のデータをＺ（ｎ＋１）とすると、Ｚ（ｎ＋１）は数式（６）に示すように計算される。
【００６０】
【数５】
Ｚ（ｎ）＝ｘ（ｎ）＋ｊｙ（ｎ）…（５）
【００６１】
【数６】
Ｚ（ｎ＋１）＝ｘ（ｎ＋１）＋ｊｙ（ｎ＋１）…（６）
【００６２】
１次位相の係数Ｂは、複素数の偏角ａｒｇを用いて、数式（７）に示すように算出される。
【００６３】
【数７】

【００６４】
０次位相の係数Ａは、数式（８）に示すように、１次位相係数Ｂに基づいて算出される。
【００６５】
【数８】

【００６６】
具体的に位相補正処理としては、第１フーリエ変換部１０７１では、フェーズエンコード勾配を印加しないで得られたレファレンススキャンによる信号ＲＡ１ｒｅｆＡ１’のリードアウト方向に１ＤＦＴ処理を行う。
位相補正部１０７２では、その１ＤＦＴ処理の結果のデータの位相分布に基づいて、数式（７）に示すように１次位相係数Ｂを生成し、数式（８）に示すように０次位相係数Ａを生成する。０次位相補正係数Ａおよび１次位相補正係数Ｂは本発明に係る位相補正係数に相当する。
【００６７】
位相補正部１０７２１は、０次位相の係数Ａ、および１次位相の係数Ｂに基づいて、数式（２）に示すように、本スキャンのデータＡ１’を位相補正処理を行い信号Ａ１’’を生成する。
【００６８】
詳細には、第１位相補正部１０７２１は、第１フーリエ変換部７１が出力した信号Ａ１’ｒｅｆに基づいて、０次位相の係数Ａ、および１次位相の係数Ｂを生成し、０次位相の係数Ａ、１次位相の係数Ｂ、およびデータＡ１’に基づいて数式（９）により位相補正処理を行い、信号Ａ１’’を生成し、第２フーリエ変換部１０７３に出力する。
【００６９】
【数９】

【００７０】
詳細には、第２位相補正部１０７２２は、第１フーリエ変換部７１が出力した信号Ａ１’ｒｅｆに基づいて、０次位相の係数Ａ、および１次位相の係数Ｂを生成し、０次位相の係数Ａ、１次位相の係数Ｂ、およびデータＡ２’に基づいて数式（１０）により位相補正処理を行い、信号Ａ２’’を生成し、第２フーリエ変換部１０７３に出力する。
【００７１】
【数１０】

【００７２】
第２フーリエ変換部１０７３は、フェーズエンコード方向に１次元フーリエ変換処理（１ＤＦＴ）を行う。ここでフーリエ変換処理は、逆フーリエ変換処理（定義によりどちらでもよい）ともいう。
詳細には、第２フーリエ変換部１０７３は、位相補正部１０７２から出力された信号Ａ１’’，信号Ａ２’’をフェーズエンコード方向に１ＤＦＴ処理を行い、信号Ａ１，Ａ２を生成し、展開部１０７５に出力する。
また、第２フーリエ変換部１０７３は、信号Ｃ１’，Ｃ２’をフェーズエンコード方向に１ＤＦＴ処理を行い信号Ｃ１，Ｃ２を生成し、規格化部１０７４に出力する。
【００７３】
規格化部１０７４は、規格化処理を行う。詳細には、規格化部１０７４は、Ｃ１，Ｃ２それぞれを規格化処理し、信号Ｓ１，Ｓ２を生成し、展開部１０７５に出力する。
展開部１０７５は、第２フーリエ変換部が生成した信号Ａ１，Ａ２および規格化部が生成した信号Ｓ１，Ｓ２に基づいて展開処理を行い、画像Ｖを生成する。詳細には、展開部１０７５は、上述した数式（１）に示すように、Ｓの随伴行列（Conjugate transpose ）Ｓ^* を用いて、Full FOV画像Ｖを生成する。
【００７４】
以上説明したように、位相補正部１０７２では、複数のコイルの内の１コイルで受信したレファレンス信号Ａ１’ｒｅｆに基づいて、本スキャン時に複数の受信コイル、例えば受信コイル１０１３１，１０１３２で受信した信号ＲＡ１，ＲＡ２の位相補正処理を行い信号Ａ１，Ａ２を生成したので、信号Ａ１，Ａ２間では相対位相関係が保存されている。キャリブレーション信号Ｓ１，Ｓ２間では、２次元フーリエ変換処理後でも相対位相関係が保存されている。
この相対位相関係が保存された状態で、展開部１０７５が展開処理（折り返し偽像の除去処理）を行うことにより、高画質のFull FOVの画像Ｖを生成することができる。
【００７５】
図８は、図１に示した核磁気共鳴イメージング装置の動作を説明するための図である。図８を参照しながら核磁気共鳴イメージング装置の動作を説明する。
ステップＳＴ１において、キャリブレーションスキャンを行う。キャリブレーションスキャンでは、例えばFull FOVスキャンを行い、受信コイル１０１３１，１０１３２で受信した信号が前置増幅器１０５，位相検波器１１２，ＡＤ変換器１１１を介して制御部１０７に出力される。制御部１０７では、キャリブレーションスキャンによる信号の内、ｋ空間上の低周波領域のデータを、キャリブレーション信号ＲＣ１、ＲＣ２とする。
【００７６】
ステップＳＴ２において、レファレンススキャンが行われる。レファレンススキャンは、位相エンコード勾配磁場Ｇｐを印加しないでスキャンを行う。
例えば、図４に示すように、送信コイル１０１２から被検体ｐに、９０°励起パルスおよび１８０°励起パルスが印加され、勾配磁場コイル１０１１ら極性を連続して反転させたリードアウト勾配磁場Ｇｒが印加される。この間、位相エンコード勾配磁場Ｇｐを印加しない状態でスキャンが行われる。
このレファレンススキャンにより、位相エンコード方向の加算情報を含む補正信号としてのレファレンス信号が受信コイル１０１３で受信され、前置増幅器１０５，位相検波器１１２，ＡＤ変換器１１１を介して制御部１０７に出力される。
【００７７】
ステップＳＴ３において、本スキャン（イメージングスキャン）が行われる。詳細には、フェーズエンコード方向のスキャンステップを間引いて、スキャンを行う。例えば図３に示したように、送信コイル１０１２から被検体ｐに、９０°励起パルスおよび１８０°励起パルスが印加され、勾配磁場コイル１０１１ら極性を連続して反転させたリードアウト勾配磁場Ｇｒが印加される。この間、位相エンコード勾配磁場Ｇｐとして所定の大きさの勾配磁場が印加される。
本スキャンにより、受信コイル１０１３１，１０１３２で受信された信号は、前置増幅器１０５，位相検波器１１２，ＡＤ変換器１１１を介して制御部１０７に出力される。
【００７８】
ステップＳＴ４において、複数の受信コイルの内一つの受信コイルで受信したレファレンス信号が選択され、そのレファレンス信号に基づいて、位相補正処理が行われる（ＳＴ５）。
【００７９】
図９は、制御部１０７の選択処理を説明するための図である。
制御部１０７は、例えば図９に示すようにレファレンス信号を選択する選択部１０７０を有する。
選択部１０７０は、例えば複数の受信コイル１０１３の内から、１コイルが受信した信号を選択する場合に、予め決められた受信コイル、例えば受信コイル１０３１１を選択し、選択した信号を出力する。
【００８０】
選択部１０７０は、上述した形態に限られるものではない。例えば、選択部１０７０は、複数の受信コイル１０１３の内、受信強度に基づいて受信信号を選択してもよい。例えば最も強い信号強度の受信コイル１０１３で受信された信号を選択し、選択した信号を出力してもよい。こうすることにより、後段の処理で精度の高い位相補正処理を行うことができる。
【００８１】
また、選択部１０７０は、複数の受信コイル１０１３の内、受信感度分布に基づいて受信信号を選択してもよい。例えば選択部１０７０は、受信コイル１０１３の内、感度分布が最も広い受信コイル１０１３で受信された信号を選択し、選択した信号を出力してもよい。こうすることにより、後段の処理で精度の高い位相補正処理を行うことができる。
【００８２】
また、選択部１０７０は、受信強度の画像を生成し、その画像内の２次元積分値に基づいて受信信号を選択してもよい。例えば選択部１０７０は、受信コイル１０１３の内、受信強度の画像を生成し、その画像内の２次元積分値、つまり画像強度の総和が最も大きな受信信号を選択し、選択した信号を出力してもよい。こうすることにより、後段の処理で精度の高い位相補正処理を行うことができる。
【００８３】
ステップＳＴ６において、受信コイル１０１３により受信され選択部１０７０により選択され、レファレンス信号、例えば信号ＲＡ１ｒｅｆが、第１フーリエ変換部１０７１により、リードアウト方向にフーリエ変換処理が行われ、処理結果の信号Ａ１’ｒｅｆが位相補正部１０７２に出力される。
また、本スキャンにより、受信コイル１０１３１，１０１３２で受信された信号ＲＡ１，ＲＡ２が、第１フーリエ変換部１０７１により、リードアウト方向にフーリエ変換処理が行われ、処理結果の信号Ａ１’，Ａ２’が位相補正部１０７２に出力される。
【００８４】
第１位相補正部１０７２１では、信号Ａ１’および信号Ａ１’ｒｅｆに基づいて位相補正処理が行われ、第２フーリエ変換部１０７３に出力される。
第２位相補正部１０７２２では、信号Ａ２’および信号Ａ１’ｒｅｆに基づいて位相補正処理が行われ、第２フーリエ変換部１０７３に出力される。
【００８５】
一方、キャリブレーションスキャンにより得られた信号ＲＣ１，ＲＣ２は、第１フーリエ変換部１０７３によりフーリエ変換処理が行われ、処理結果の信号Ｃ１’，Ｃ２’が、第２フーリエ変換部２０７３に出力される。信号Ｃ１’，信号Ｃ２’は、第２フーリエ変換部１０７３によりフェーズエンコード方向に１ＤＦＴ処理が行われ、信号Ｃ１、Ｃ２として規格化部１０７４に出力され、規格化部１０７４により規格化処理が行われ、信号Ｓ１，Ｓ２として、展開部１０７５に出力される。
【００８６】
位相補正部１０７２から出力された信号Ａ１’’，信号Ａ２’’は、第２フーリエ変換部２０７３により、フェーズエンコード方向に１ＤＦＴ処理が行われ、信号Ａ１，Ａ２として、展開部１０７５に出力される。
【００８７】
ステップＳＴ６において、展開部１０７５では、第２フーリエ変換部１０７３から出力された信号Ａ１，Ａ２、および規格化部１０７４から出力された信号Ｓ１，Ｓ２に基づいて、数式（１）に示す展開処理（除去処理）が行われ、Full FOVの画像Ｖが生成される。
【００８８】
以上説明したように、複数の受信コイル１０１３の内の一コイル、例えば受信コイル１０１３１が、位相エンコード方向の勾配磁場Ｇｐを印加しない状態で受信した、位相エンコード方向の加算情報を含む補正信号としての、レファレンス信号に基づいて、本スキャンの受信信号の位相補正処理を行う位相補正部１０７２と、位相補正部１０７２が位相補正処理を行った本スキャンの複数の受信コイル１０１３の受信信号、および、キャリブレーションスキャンにより生成された複数の受信コイル１０１３の感度分布差に基づいて、画像中の折り返し偽像を除去する展開部１０７５を設けたので、コイル間の相対位相関係を保ったまま、位相補正処理を行い、その位相補正処理の結果を用いて、展開処理（除去処理）を行うので、画像Ｖの画質が低下することなく折り返し偽像を除去することができる。
【００８９】
図１０は、第２実施形態に係る核磁気共鳴イメージング装置１００ｂのパルスシーケンスを示す図である。
第２実施形態に係る核磁気共鳴イメージング装置１００ｂは、パルスシーケンスとして拡散強調ＥＰＩ（Diffusion weighted EPI）で、上述したパラレルイメージング法において、位相補正処理を行う。
核磁気共鳴イメージング装置１００ｂは、第１実施形態に係る核磁気共鳴イメージング装置１００とほぼ同じ構成であり、同じ構成要素については説明を省略し、相違点のみ説明する。
【００９０】
拡散は、例えば分子のランダムな熱運動の過程（ブラウン運動）により生成される。核磁気共鳴イメージング装置１００ｂは、拡散するプロトンを分散させて信号を生じないようにするために、例えば図１０（ｆ）に示すように拡散強調傾斜磁場として、１８０°パルス信号の前後に１対の拡散強調用勾配磁場ＭＰＧ（Motion probing gradient ）を印加する。この拡散強調傾斜磁場は、Ｇｓ，Ｇｒ，Ｇｐの任意の軸に印加される。
【００９１】
核磁気共鳴イメージング装置１００ｂは、本スキャンにおいて、上述したように拡散強調用勾配磁場ＭＰＧを付加して、本スキャンの狭い撮像視野ＦＯＶの核磁気共鳴信号を受信する。
核磁気共鳴イメージング装置１００ｂは、レファレンススキャンとしては、例えば第１実施形態と同様に位相エンコード方向に勾配磁場Ｇｐをかけずに核磁気共鳴信号を生成、受信するパルスシーケンスにより行う。また、各コイルの感度分布としては、第１実施形態と同様にFull FOVのスキャンを行いｋ空間の低周波域のデータに基づいて生成する。
【００９２】
位相補正部１０７２は、一の受信コイル１０１３で受信し、第１フーリエ変換部１０７１でリードアウト方向にフーリエ変換されたレファレンス信号に基づいて、複数の受信コイル１０１３それぞれで受信した、本スキャンの受信信号の位相補正処理を行い、第２フーリエ変換部１０７３に出力する。
その他の構成要素の処理は、第１実施形態に係る構成要素と同様な処理を行うので説明を省略する。
【００９３】
以上説明したように、本実施形態に係る核磁気共鳴イメージング装置１００ｂは、１８０°ＲＦパルスの前後に拡散強調磁場ＭＰＧを印加することにより、第１実施形態の核磁気共鳴イメージング装置１００に比べて拡散強調画像Ｖを得ることができる。また、１つの受信コイルで得られたレファレンス信号に基づいて、Smoll FOVの本スキャン信号の位相補正処理を行うので、画質が低下することなく、折り返り偽像を除去したFull FOV画像を生成することができる。
【００９４】
第３実施形態に係る核磁気共鳴イメージング装置１００ｃは、パラレルイメージング法、かつマルチショットＥＰＩ法を用いて画像Ｖを生成する。
マルチショットＥＰＩ法のパルスシーケンスで問題となる位相エラーは、体動位相エラーや磁場不均一に起因する磁場不均一位相エラー等が知られている。本実施形態の核磁気共鳴イメージング装置１００ｃは、この位相エラーを補正するために、ナビゲーション用エコーを生成する。
【００９５】
図１１は本発明に係る核磁気共鳴イメージング装置の第３実施形態を示す構成図である。図１２は図１１に示した核磁気共鳴イメージング装置のマルチショット拡散強調ＥＰＩ法のパルスシーケンス図である。図１３は図１１に示した核磁気共鳴イメージング装置の制御部の機能ブロック図である。
【００９６】
核磁気共鳴イメージング装置１００ｃは、図１１に示すように、マグネットアセンブリ１０１、磁場電源１０２、勾配磁場駆動回路１０３、ＲＦ電力増幅器１０４、前置増幅器１０５、表示装置１０６、制御部１０７、シーケンス記憶回路１０８ｃ、ゲート変調回路１０９、ＲＦ発振回路１１０、ＡＤ変換器１１１、位相検波器１１２、および操作卓１１３を有する。
【００９７】
核磁気共鳴イメージング装置１００ｃは、第１実施形態に係る核磁気共鳴イメージング装置１００とほぼ同じ構成であり、例えばマグネットアセンブリ１０１は、第１実施形態に係る核磁気共鳴イメージング装置１００と同様に、図２に示すような構成を有する。同じ構成要素については、第１実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。
【００９８】
核磁気共鳴イメージング装置１００ｃと、第１実施形態に係る核磁気共鳴イメージング装置１００との大きな相違点は、シーケンス記憶回路１０８ｃと、制御部１０７ｃである。
【００９９】
シーケンス記憶部１０８ｃは、図１３に示すように、マルチショット拡散強調ＥＰＩ法のパルスシーケンスを記憶し、制御部１０７ｃの制御に応じて勾配磁場駆動回路１０３に、勾配磁場コイル１０１１を介して所定の勾配磁場を印加させる。
制御部１０７ｃは、複数の受信コイル１０１３の内、１の受信コイルで受信されたナビゲーション用エコーＮｅ１，Ｎｅ２，…，から得られる補正用データを、第１実施形態に係る補正信号ＲＡ１とする。
【０１００】
また、制御部１０７ｃは、複数の受信コイル１０１３、例えば受信コイル１０１３１，１０１３２それぞれで受信された、イメージング用エコーｅ１，ｅ２，…，ｅＭを、それぞれ第１実施形態に係る本スキャンの信号ＲＡ１，ＲＡ２とする。
以降の処理は第１実施形態に係る処理と同様な処理であり、位相補正部１０７２は、ナビゲーション用エコーに基づいて、イメージング用エコー信号の位相補正処理を行い、展開部１０７５が展開処理（除去処理）を行う。
【０１０１】
本実施形態に係る核磁気共鳴イメージング装置１００ｃは、図１２に示すように、９０°励起パルスと、スライス勾配磁場ＳＧ９０とを印加し、所定時間後にＭＰＧ（Motion probing gradient ）パルスを印加する。
次に１８０°ＲＦパルスと、スライス勾配磁場とを印加し、所定時間後にＭＰＧパルスを印加する。
次に、交互に正負に反転するデータ収集用リードＮｒ１，…，Ｎｒｊ（ｊ≧１、図では，ｊ＝２）を連続的に印加し，第１ナビゲーション用エコーＮｅ１から第ｊナビゲーション用エコーＮｅｊが順に収束するのとタイミングを合わせてサンプリングし，各ナビゲーション用エコーＮｅ１，…Ｎｅｊに対応した補正用データＨ（ｎ，１），…，Ｈ（ｎ，ｊ）をそれぞれ収集する。
【０１０２】
補正用データを得るときには、位相エンコード方向の勾配磁場は印加していない。このため核磁気共鳴信号には、第１実施形態に係る核磁気共鳴イメージング装置１００に示したように位相エンコード方向の加算情報が含まれている。この情報に基づいて位相補正を行う。
【０１０３】
続けて、交互に正負に反転するデータ収集用リード勾配ｒ１，…，ｒＭを連続的に印加しかつ反転時に位相エンコード勾配磁場を印加しｐｄｎ、…、ｐＭを印加し、第１エコーｅ１から第ＭエコーｅＭが順に収束するのとタイミングを合わせてサンプリングし、各エコーｅ１，…，ｅＭに対応したデータＦ（ｎ，１），…，Ｆ（ｎ，Ｍ）をそれぞれ収集する。これを位相エンコード勾配ｐｄｎの大きさを変えながら、ｎ＝１，…Ｎについて繰り返して、ｋ空間を埋めるＦ（１，１）〜Ｆ（Ｎ，Ｍ）を収集する。
【０１０４】
制御部１０７ｃは、複数の受信コイル１０１３の内、一受信コイル、例えば受信コイル１０１３１で得られた補正用データＨ（ｎ，１），…，Ｈ（ｎ，ｊ）を第１実施形態に係るレファレンス信号ＲＡ１ｒｅｆとみなし、複数の受信コイル１０１３それぞれで受信された、コイルＦ（１，１）〜Ｆ（Ｎ，Ｍ）を、第１実施形態に係る信号ＲＡ１，ＲＡ２として、位相補正処理を行う。
また、核磁気共鳴イメージング装置１００ｃは、第１実施形態と同様に、予めキャリブレーションスキャンにより、受信コイル１０１３それぞれで信号ＲＣ１，ＲＣ２を受信する。
制御部１０７ｃは、このキャリブレーション信号ＲＣ１，ＲＣ２に基づいて展開（除去処理）処理を行う。
【０１０５】
以上説明した構成の動作を簡単に説明する。
まず、キャリブレーションスキャンを行う。キャリブレーションスキャンでは、例えばFull FOVスキャンを行い、受信コイル１０１３１，１０１３２で受信した信号が前置増幅器１０５，位相検波器１１２，ＡＤ変換器１１１を介して制御部１０７に出力される。制御部１０７では、キャリブレーションスキャンによる信号の内、ｋ空間上の低周波領域のデータを、キャリブレーション信号ＲＣ１、ＲＣ２とする。
【０１０６】
マルチショット拡散強調ＥＰＩパルスシーケンスに応じて、ナビゲーション用エコーおよびイメージング用エコーを生成する。ナビゲーション用エコー信号は、図１２に示すように、位相エンコード勾配磁場Ｇｐを印加しないでスキャンが行われる。
ナビゲーション用エコー信号は、フェーズエンコード方向のスキャンステップを間引いて行われる。
【０１０７】
マルチショット拡散強調ＥＰＩパルスシーケンスにより、受信コイル１０１３１，１０１３２で受信された信号は、前置増幅器１０５，位相検波器１１２，ＡＤ変換器１１１を介して制御部１０７ｃに出力される。
【０１０８】
制御部１０７ｃでは、複数の受信コイル１０１３の内一つの受信コイルで受信した、各ナビゲーション用エコーＮｅ１，…Ｎｅｊに対応した補正用データＨ（ｎ，１），…，Ｈ（ｎ，ｊ）を信号ＲＡ１ｒｅｆとする。
また、複数の受信コイル１０１３１，１０１３２それぞれで受信されたコイルＦ（１，１）〜Ｆ（Ｎ，Ｍ）を、第１実施形態に係る信号ＲＡ１，ＲＡ２とする。
【０１０９】
以下第１実施形態と同様に、信号ＲＡ１ｒｅｆが、第１フーリエ変換部１０７１により、リードアウト方向にフーリエ変換処理が行われ、処理結果の信号Ａ１’ｒｅｆが位相補正部１０７２に出力される。
受信コイル１０１３１，１０１３２で受信された信号ＲＡ１，ＲＡ２が、第１フーリエ変換部１０７１により、リードアウト方向にフーリエ変換処理が行われ、処理結果の信号Ａ１’，Ａ２’が位相補正部１０７２に出力される。
【０１１０】
第１位相補正部１０７２１では、信号Ａ１’および信号Ａ１’ｒｅｆに基づいて位相補正処理が行われ、第２フーリエ変換部１０７３に出力される。
第２位相補正部１０７２２では、信号Ａ２’および信号Ａ１’ｒｅｆに基づいて位相補正処理が行われ、第２フーリエ変換部１０７３に出力される。
【０１１１】
一方、キャリブレーションスキャンにより得られた信号ＲＣ１，ＲＣ２は、第１フーリエ変換部１０７３によりフーリエ変換処理が行われ、処理結果の信号Ｃ１’，Ｃ２’が、第２フーリエ変換部２０７３に出力される。信号Ｃ１’，信号Ｃ２’は、第２フーリエ変換部１０７３によりフェーズエンコード方向に１ＤＦＴ処理が行われ、信号Ｃ１、Ｃ２として規格化部１０７４に出力され、規格部１０７４により規格化処理が行われ、信号Ｓ１，Ｓ２として、展開部１０７５に出力される。
【０１１２】
位相補正部１０７２から出力された信号Ａ１’’，信号Ａ２’’は、第２フーリエ変換部２０７３により、フェーズエンコード方向に１ＤＦＴ処理が行われ、信号Ａ１，Ａ２として、展開部１０７５に出力される。
【０１１３】
展開部１０７５では、第２フーリエ変換部１０７３から出力された信号Ａ１，Ａ２、および規格化部１０７４から出力された信号Ｓ１，Ｓ２に基づいて、数式（１）に示すような展開処理（除去処理）が行われ、Full FOVの画像Ｖが生成される。
【０１１４】
以上説明したように、本実施形態では、パラレルイメージング法、かつマルチショット拡散ＥＰＩ法を用いて、ナビゲーション用エコー信号を生成し、複数の受信コイル１０１３の内、１受信コイルで受信したナビゲーション用エコー信号を補正信号として、複数の受信コイル１０１３で受信されたイメージング用エコー信号の位相補正処理を行う位相補正部１０７２と、位相補正部１０７２が位相補正処理を行ったイメージング用エコー信号、およびキャリブレーションスキャンにより生成された複数の受信コイル１０１３の感度分布差に基づいて、画像中の折り返し偽像を除去する展開部１０７５を設けたので、コイル間の相対位相関係を保ったまま、位相補正処理を行い、その位相補正処理の結果を用いて、展開処理（除去処理）を行うので、画像Ｖの画質が低下することなく折り返し偽像を除去することができる。
【０１１５】
また、マルチショット拡散強調ＥＰＩでパラレルイメージング法において位相補正処理を行うので、高速に、画像の高品質のFull FOV画像を得ることができる。
【０１１６】
なお、本発明は本実施の形態に限られるものではなく、任意好適な種々の改変が可能である。
本実施形態では、複数の受信コイル１０１３の内、予め定められた１受信コイルで受信された、ナビゲーション用エコー信号に基づいて、複数の受信コイル１０１３で受信されたイメージング用エコー信号の位相補正処理を行ったが、この形態に限られるものではない。例えば第１実施形態に係る核磁気共鳴イメージング装置と同様に選択部を設け、受信強度、感度分布の広さ、２次元積分値に基づいて、受信コイルの内、１受信コイルで受信されたナビゲーション用エコー信号を選択してもよい。
【０１１７】
また、第１，２，３実施形態では、２つの受信コイルを例示したがこの形態に限られるものではない。例えば、より多数の受信コイル１０１３を設け、その中の１つの受信コイルで受信された信号に基づいて、位相補正処理を行うことにより高画像Ｖを得ることができる。
【０１１８】
【発明の効果】
本発明によれば、画像の画質が低下することなく折り返し偽像を除去することができる核磁気共鳴イメージング装置、および核磁気共鳴方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明に係る核磁気共鳴イメージング装置の第１実施形態を示す構成図である。
【図２】図２は図１に示した核磁気共鳴イメージング装置のマグネットアセンブリの断面図である。
【図３】図３は、図１に示した核磁気共鳴イメージング装置の本スキャンのパルスシーケンスの一具体例を示す図である。
【図４】図４は、図１に示した核磁気共鳴イメージング装置のレファレンス信号を得るためのパルスシーケンス図である。
【図５】図５は、レファレンス信号を説明するための図である。
【図６】図６は、図１に示した核磁気共鳴イメージング装置のパラレルイメージング法を説明するための図である。
【図７】図７は、図１に示した核磁気共鳴イメージング装置の制御部の機能ブロック図である。
【図８】図８は、図１に示した核磁気共鳴イメージング装置の動作を説明するための図である。
【図９】図９は、制御部の選択処理を説明するための図である。
【図１０】図１０は、第２実施形態に係る核磁気共鳴イメージング装置１００ｂのパルスシーケンスを示す図である。
【図１１】図１１は、本発明に係る核磁気共鳴イメージング装置の第３実施形態を示す構成図である。
【図１２】図１２は、図１１に示した核磁気共鳴イメージング装置のマルチショット拡散強調ＥＰＩ法のパルスシーケンス図である。
【図１３】図１３は、図１１に示した核磁気共鳴イメージング装置の制御部の機能ブロック図である。
【符号の説明】
１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ…核磁気共鳴イメージング装置、１０１…マグネットアセンブリ、１０２…磁場電源、１０３…勾配磁場駆動回路、１０４…ＲＦ電力増幅器、１０５…前置増幅器、１０６…表示装置、１０７…制御部、１０８…シーケンス記憶回路、１０９…ゲート変調回路、１１０…ＲＦ発振回路、１１１…ＡＤ変換器、１１２…位相検波器、１１３…操作卓、１０１１…勾配磁場コイル、１０１２…送信コイル、１０１３…受信コイル、１０１４…磁石、１０７１…第１フーリエ変換部、１０７２…位相補正部、１０７３…第２フーリエ変換部、１０７４…規格化部、１０７５…展開部。

Claims

複数のコイルの感度分布差に基づいて、前記複数のコイルによる受信信号より得られる画像から、折り返し偽像を除去する核磁気共鳴イメージング装置であって、
前記複数のコイルのうちの一コイルが、位相エンコード方向に勾配磁場を印加しない状態で受信した補正信号に基づいて、前記複数のコイルの受信信号の位相補正処理を行う位相補正処理手段と、
前記位相補正処理手段が前記位相補正処理を行った前記複数のコイルの受信信号、および、前記複数のコイルの感度分布差に基づいて、前記画像中の折り返し偽像を除去する除去手段とを有する核磁気共鳴イメージング装置。
位相エンコード方向にフーリエ変換処理を行うフーリエ変換処理手段を有し、
前記位相補正処理手段は、前記フーリエ変換処理手段が、前記複数のコイルのうちの一コイルが位相エンコード方向に勾配磁場を印加しない状態で受信した補正信号をフーリエ変換処理した結果に基づいて位相補正係数を生成し、当該位相補正係数に基づいて、前記フーリエ変換処理手段がフーリエ変換処理した、前記複数のコイルでスキャン間隔を間引いて位相エンコードして受信した受信信号の位相補正処理を行う請求項１に記載の核磁気共鳴イメージング装置。
前記位相補正手段は、前記複数のコイルの信号強度に基づいて前記複数のコイルのうちの一コイルを選択し、前記選択したコイルが受信した前記補正信号に基づいて、前記複数のコイルの受信信号の位相補正処理を行う請求項１に記載の核磁気共鳴イメージング装置。
前記位相補正手段は、前記複数のコイルの感度分布に基づいて前記複数のコイルのうちの一コイルを選択し、前記選択したコイルが受信した前記補正信号に基づいて、前記複数のコイルの受信信号の位相補正処理を行う請求項１に記載の核磁気共鳴イメージング装置。
前記位相補正手段は、前記複数のコイルそれぞれの信号強度の画像内の２次元積分値に基づいて、前記複数のコイルのうちの一コイルを選択し、前記選択したコイルが受信した前記補正信号に基づいて、前記複数のコイルの受信信号の位相補正処理を行う請求項１に記載の核磁気共鳴イメージング装置。
読み出し方向、周波数エンコード方向および位相エンコード方向に勾配磁場を生成する勾配磁場生成手段を有し、
前記位相補正手段は、前記勾配磁場生成手段が少なくとも前記位相エンコード方向に勾配磁場を印加しない状態で、前記複数のコイルのうち、一コイルが受信した前記補正信号に基づいて、前記複数のコイルの受信信号の位相補正処理を行う請求項１〜５のいずれかに記載の核磁気共鳴イメージング装置。
核磁化を励起する９０度パルスおよび１８０度パルスを印加するパルス生成手段を有し、
前記勾配磁場生成手段は、前記読み出し方向に勾配磁場を複数回連続して極性反転させて印加し、
前記位相補正手段は、前記パルス生成手段が９０度パルスおよび１８０度パルスを印加し、前記勾配磁場生成手段が前記読み出し方向に勾配磁場を複数回連続して極性反転させた状態で、前記複数のコイルが受信した受信信号に基づいて生成された画像中の折り返し偽像を除去する請求項６に記載の核磁気共鳴イメージング装置。
前記勾配磁場生成手段は、前記パルス生成手段が印加する前記１８０度パルスの前後に、拡散強調用勾配磁場を印加し、前記読み出し方向に勾配磁場を複数回連続して極性反転させて印加し、
前記位相補正手段は、前記勾配磁場生成手段が前記拡散強調用勾配磁場を印加し、前記読み出し方向に前記勾配磁場を連続して極性反転して印加した状態で、前記複数のコイルが受信した受信信号に基づいて生成された画像中の折り返し偽像を除去する請求項６または７に記載の核磁気共鳴イメージング装置。
複数のコイルの感度分布差に基づいて、前記複数のコイルによる受信信号より得られる画像から、折り返し偽像を除去する核磁気共鳴イメージング装置であって、
読み出し方向、周波数エンコード方向および位相エンコード方向に勾配磁場を生成する勾配磁場生成手段と、
核磁化を励起する９０度パルスおよび１８０度パルスを印加するパルス生成手段と、
前記勾配磁場生成手段が前記位相エンコード方向に勾配磁場を印加しない状態で前記読み出し方向に勾配磁場を印加し、前記コイルで受信したナビゲータ信号のうち、一コイルで受信した当該ナビゲータ信号に基づいて、前記勾配磁場生成手段が同一励起期間内で前記位相エンコード方向に勾配磁場を印加し、前記読み出し方向に連続して極性反転させて前記勾配磁場を印加した状態で、前記複数のコイルで受信した受信信号の位相補正処理を行う位相補正処理手段と、
前記位相補正処理手段が前記位相補正処理を行った前記複数のコイルの受信信号、および、前記複数のコイルの感度分布差に基づいて、前記画像中の折り返し偽像を除去する除去手段とを有する核磁気共鳴イメージング装置。