JP6684826B2 - Rfノイズを伴う磁気共鳴イメージングのための方法及び装置 - Google Patents
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Description
SRX=NEX+SMR (1)
ここで、SRXは、受信アンテナ124を介して獲得されたイメージング磁気共鳴データ142を表し、NEXは、環境ノイズからのRFノイズ成分を表し、SMRは、被検体118からの所望のMR信号を表す。前述のように、ノイズRFデータ146は、磁気共鳴イメージングシステム100の環境ノイズを表す。スキャン室の異なる位置における環境ノイズの振幅及び位相の差を考慮することにより、ノイズRFデータ146は、式(2)に従って補償因子αを乗算することによりRFノイズ成分に変換可能である。
NEX=NR×α (2)
ここで、NRは、ノイズRFデータ146を表す。補償因子αは複素数比であり、したがって、式(2)は、次のようにも表記可能である。
NEX=NR×Ae−jωΔt (3)
ここで、複素数比αの大きさAは、多チャンネル受信アンテナ124内の特定の受信チャンネル126に達するための環境ノイズの経路損失を表し、ωは、環境ノイズの搬送波周波数を表し、時間遅延Δtは、多チャンネル受信コイル124内における異なるコイルループ126の位置における、異なるコイルループ126に達する環境ノイズの異なる到達時点(TOA:time of arrival)を表す。
SRX_N=NR_N×αN (4)
ここで、SRX_Nは、イメージング磁気共鳴データk空間の縁部201内におけるデータ線N上のデータサンプルを表し、NR_Nは、ノイズRFデータk空間の縁部205内におけるデータ線N上のデータサンプルを表し、αNは、MRデータk空間の縁部201内におけるデータ線N上の補償因子を表す。αNの解は、最小二乗最小化問題を解いてMを最小化することである。
M=Σ|SRX_N−NR_N×αN|2 (5)
S’RX_N=N’R_N×αN (6)
すなわち、S’RX_Nは、イメージング磁気共鳴データk空間中心の周囲でのデータ線の前後の部分210におけるデータサンプルを表し、N’R_Nは、ノイズRFデータk空間中心の周囲でのデータ線の前後の部分220におけるデータサンプルを表す。同様に、イメージング磁気共鳴データk空間中心の周囲におけるデータ線Nに関するαNに対する解は、最小二乗最小化問題を解いてM’を最小化することである。
M’=Σ|S’RX_N−N’R_N×αN|2 (7)
Claims (15)
- 受信アンテナを備える磁気共鳴画像(MRI)システムの環境ノイズを消去する方法であって、
前記受信アンテナを介して、ノイズRF成分を含むk空間内における磁気共鳴(MR)データを獲得するステップと、
前記MRIシステムの前記環境ノイズを表すk空間内におけるノイズRFデータを獲得するステップと、
を含む方法において、
前記ノイズRFデータと、前記MRデータを記憶するk空間の周辺部分に制限される前記MRデータの一部分とに基づいて、前記ノイズRFデータを前記MRデータの前記ノイズRF成分に変換する補償因子を計算するステップと、
前記ノイズRFデータと計算された前記補償因子との乗算として前記MRデータの前記ノイズRF成分を推定するステップと、
前記MRデータから、推定された前記ノイズRF成分を減算することにより、修正されたMRデータを生成するステップと、をさらに含むことを特徴とする、方法。 - 前記補償因子を計算するステップは、
前記MRデータを記憶するk空間のデータ線を、前記ノイズRFデータを記憶するk空間のデータ線と位置合わせするステップであって、位置合わせされた前記データ線が、位相符号化方向において同じk値をもつ、位置合わせするステップと、
対応するk空間の前記位相符号化方向における最高/最低k値付近でのデータ線の前記MRデータと、前記対応するk空間の前記位相符号化方向における前記最高/最低k値付近でのデータ線の前記ノイズRFデータとに基づいて、補償因子を計算するステップとをさらに含み、前記最高/最低k値付近でのデータ線の前記MRデータは、前記補償因子と前記最高/最低k値付近でのデータ線の前記ノイズRFデータとの乗算である、請求項1に記載の方法。 - 前記補償因子を計算するステップは、
前記MRデータを記憶するk空間のデータ線を、前記ノイズRFデータを記憶するk空間のデータ線と位置合わせするステップであって、位置合わせされた前記データ線が、位相符号化方向において同じk値をもつ、位置合わせするステップと、
対応するk空間の前記位相符号化方向の中心におけるデータ線に対する周波数符号化方向における最高/最低k値付近での前記MRデータと、前記対応するk空間の前記位相符号化方向の中心におけるデータ線に対する周波数符号化方向における前記最高/最低k値付近での前記ノイズRFデータとに基づいて、補償因子を計算するステップとをさらに含み、前記最高/最低k値付近での前記MRデータは、前記補償因子と前記最高/最低k値付近での前記ノイズRFデータとの乗算である、請求項1に記載の方法。 - 前記補償因子を計算するステップは、
前記MRデータを記憶するk空間のデータ線を、前記ノイズRFデータを記憶するk空間のデータ線と位置合わせするステップであって、位置合わせされた前記データ線が、位相符号化方向において同じk値をもつ、位置合わせするステップと、
対応するk空間の周波数符号化方向における最高/最低k値付近での前記MRデータと、前記対応するk空間の前記周波数符号化方向における前記最高/最低k値付近での前記ノイズRFデータとに基づいて、前記補償因子を計算するステップとをさらに含み、前記最高/最低k値付近での前記MRデータが、前記補償因子と前記最高/最低k値付近での前記ノイズRFデータとの乗算である、請求項1に記載の方法。 - 前記ノイズRFデータは、前記MRIシステムのイメージングボリュームの外部に配置された探知コイルを介して獲得される、請求項1に記載の方法。
- 前記探知コイルは、前記探知コイルとして前記イメージングボリュームの外部に配置された補助受信アンテナであり、前記ノイズRFデータは、前記イメージングボリューム内に配置された前記受信アンテナを介した前記MRデータの獲得と同時に、前記補助受信アンテナを介して獲得される、請求項5に記載の方法。
- 前記受信アンテナは、多チャンネルコイルアレイとして形成され、前記ノイズRFデータは、前記多チャンネルコイルアレイを介して獲得された前記MRデータから前記ノイズRFデータを抽出するようにプロセッサにより実現された仮想探知モジュールを介して獲得される、請求項1に記載の方法。
- 前記多チャンネルコイルアレイを介して獲得された前記MRデータからの前記ノイズRFデータを、主成分分析(PCA)及び独立成分分析(ICA)からなる群から選択された統計量アルゴリズムを使用して抽出するステップをさらに含む、請求項7に記載の方法。
- MRIシステムの受信アンテナを介して獲得されたk空間内におけるMRデータのノイズRF成分を消去する当該MRIシステムであって、
前記受信アンテナを介して獲得された前記MRデータと、前記MRIシステムの環境ノイズを表すk空間内におけるノイズRFデータとを獲得するデータ獲得モジュールと、
前記ノイズRFデータと、前記MRデータを記憶するk空間の周辺部分に制限される前記MRデータの一部分とに基づいて、前記ノイズRFデータを前記MRデータの前記ノイズRF成分に変換する補償因子を計算する補償因子計算モジュールと、
前記ノイズRFデータと計算された前記補償因子との乗算として、前記MRデータのノイズRF成分を推定するノイズ推定モジュールと、
前記MRデータから推定された前記ノイズRF成分を減算することにより、修正されたMRデータを生成するデータ修正モジュールと、を備える、MRIシステム。 - 前記ノイズRFデータは、前記MRIシステムのイメージングボリュームの外部に配置された探知コイルを介して獲得される、請求項9に記載のMRIシステム。
- イメージングボリュームの外部に配置された補助受信アンテナが探知コイルとして使用され、前記ノイズRFデータは、前記イメージングボリューム内に配置された前記受信アンテナを介した前記MRデータの獲得と同時に、前記補助受信アンテナを介して検出される、請求項9に記載のMRIシステム。
- 前記受信アンテナは、多チャンネルコイルアレイとして形成され、前記ノイズRFデータは、前記多チャンネルコイルアレイを介して獲得された前記MRデータから前記ノイズRFデータを抽出するようにプロセッサにより実現された仮想探知モジュールを介して獲得される、請求項9に記載のMRIシステム。
- 前記仮想探知モジュールは、前記多チャンネルコイルアレイを介して獲得された前記MRデータから前記ノイズRFデータを抽出するために、主成分分析(PCA)及び独立成分分析(ICA)からなる群から選択された統計量アルゴリズムを使用する、請求項12に記載のMRIシステム。
- 前記補償因子は、前記多チャンネルコイルアレイの各チャンネルに対する1次元複素ベクトルであり、異なるベクトル要素に基づいて、各受信期間中に獲得されたイメージング磁気共鳴データを修正するために、前記ベクトル要素の数は位相符号化勾配の数に等しい、請求項12に記載のMRIシステム。
- 受信アンテナを備えるMRIシステムを制御するプロセッサによる実行のための、マシン実行可能な命令を含むコンピュータプログラムであって、前記マシン実行可能な命令の実行は、前記プロセッサに、
前記受信アンテナを介して獲得されたk空間内におけるMRデータと、前記MRIシステムの環境ノイズを表すk空間内におけるノイズRFデータとを獲得し、
前記ノイズRFデータと、前記MRデータを記憶するk空間の周辺部分に制限される前記MRデータの一部分とに基づいて、前記ノイズRFデータを前記MRデータのノイズRF成分に変換する補償因子を計算し、
前記ノイズRFデータと計算された前記補償因子との乗算として前記MRデータの前記ノイズRF成分を推定し、
前記MRデータから推定された前記ノイズRF成分を減算することにより、修正されたMRデータを生成させる、コンピュータプログラム。
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