JP3872016B2 - 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
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Description
[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 (15)
- (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、位相補正値からなるアレイを含む位相マップを形成する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の位相補正値に従い、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実行するために構成され、
前記第一のデータセット及び/又は前記第二のデータセットは、楕円の円筒又は卵形である、
ことを特徴とする磁気共鳴画像形成装置。 - (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発生するステップと、
(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、位相補正値からなるアレイを含む位相マップを形成する位相補正データ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セットの位相補正値に従い、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実行するために構成され、
k空間の前記中央部分は、楕円の円筒又は卵形である、
ことを特徴とする磁気共鳴画像形成装置。 - 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含む、
請求項2記載の磁気共鳴画像形成装置。 - 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2又は3記載の磁気共鳴画像形成装置。 - 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2乃至4のいずれか記載の磁気共鳴画像形成装置。 - 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2乃至5のいずれか記載の磁気共鳴画像形成装置。 - 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2乃至6のいずれか記載の磁気共鳴画像形成装置。 - 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空間の平面の原点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2乃至5のいずれか記載の磁気共鳴画像形成装置。 - 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2乃至8のいずれか記載の磁気共鳴画像形成装置。 - 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装置。 - 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2乃至10のいずれか記載の磁気共鳴画像形成装置。 - (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発生するステップと、
(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及び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、位相補正値からなるアレイを含む位相マップを形成する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の位相補正値に従い、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、
を実行するために構成される磁気共鳴画像形成装置。 - 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、位相補正値からなるアレイを含む位相マップを形成する位相補正データ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、
前記位相補正データセットの位相補正値に従い、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有し、
前記第1の非矩形のデータ値のセット及び/又は前記第二の非矩形のデータ値のセットは、楕円の円筒又は卵形である、
ことを特徴とする磁気共鳴画像形成装置。 - 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発生するための手段と
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13記載の磁気共鳴画像形成装置。 - 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13又は14記載の磁気共鳴画像形成装置。
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