JP2004033774A - ズームｍｒ画像を再構成するための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】　ＭＲイメージングにおいてパノラマ及び／またはズームＭＲ画像を再構成する。
【解決手段】　ＲＦコイル・アセンブリ（７０）は、撮像データの収集に使用する検出素子（７２〜７８）の数がＭＲシステム（１０）のデータ収集チャンネル（８０〜８３）の数を超えることができるように設計している。したがって、より大きな関心領域（ＲＯＩ）に対するデータを収集するために、その各組によって収集データがある具体的なデータ収集チャンネル（８０〜８３）の１つに送られるような多数の組に検出素子（７２〜７８）をグループ分けする場合や、より小さいＲＯＩに対応した１組の検出素子（７２〜７８）だけを付勢させ、その組の各検出素子（７２〜７８）がデータを１つのデータ収集チャンネル（８０〜８３）に送るようにする場合がある。その結果、ズーム画像を再構成することができる。
【選択図】　　　図１

Description

　本発明は、全般的にはＭＲイメージングに関し、さらに詳細には、パノラマ及び／またはズームＭＲ画像を再構成するための方法及び装置に関する。

　人体組織などの物質を均一な磁場（偏向磁場Ｂ₀）にかけると、組織中のスピンの個々の磁気モーメントはこの偏向磁場と整列しようとして、この周りをラーモアの特性周波数で無秩序に歳差運動することになる。この物質（または組織）に、ｘ−ｙ平面内にありラーモア周波数に近い周波数をもつ磁場（励起磁場Ｂ₁）がかけられると、正味の整列モーメント（すなわち、「縦方向磁化」）Ｍ_zは、ｘ−ｙ平面内に来るように回転させられ（すなわち、「傾けられ（ｔｉｐｐｅｄ）」）、正味の横方向磁気モーメントＭ_tが生成される。励起信号Ｂ₁を停止させた後、励起したスピンにより信号が放出され、さらにこの信号をＲＦコイル・アセンブリによって受信し引き続いて画像を形成させるように処理することができる。

　これらの信号を用いて画像を作成する際には、磁場傾斜（Ｇ_x、Ｇ_y及びＧ_z）が利用される。典型的には、撮像しようとする領域は、使用する具体的な位置特定方法に従ってこれらの傾斜を変更させている一連の計測サイクルによりスキャンを受ける。結果として得られる受信ＮＭＲ信号の組（セット）はディジタル化され処理され、よく知られている多くの再構成技法のうちの１つを用いて画像が再構成される。

　典型的には、具体的なある臨床応用向けに選定されるＲＦコイルは、撮像域（ＦＯＶ）や関心対象ボリューム（ＶＯＩ）内の撮像対象の解剖構造の関数として選択している。多くの場合、その対象に関する大型ＦＯＶ／ＶＯＩの画像を先ず収集し、次いでユーザまたは技師は、より高分解能の画像またはズーム画像が求められているより小さな領域を画像上で特定する。例えば、より大きなＦＯＶ／ＶＯＩの画像を４つのコイルまたは検出素子を有するフェーズドアレイ・コイルによって収集することがある。より小さい領域またはＦＯＶ／ＶＯＩに関するより高分解能の画像に対するデータを収集するには、より小さい４つのコイルからなる別のフェーズドアレイ・コイルを位置決めして付勢させ、この特定のＦＯＶ／ＶＯＩに関するより高分解能の画像に対するデータを収集している。この手順はユーザにとって煩雑となる可能性があり、また患者には不快感を与えることがある。

　したがって、大型ＦＯＶ／ＶＯＩ画像を収集すること、並びに患者に関して物理的なコイルの変更を必要とせずにより小さいＦＯＶ／ＶＯＩに関してより高分解能の画像に対するデータを収集することが可能なシステム及び方法があれば望ましい。

　本発明は、上述の問題を解決させると共に、パノラマ及び／またはズームＭＲ画像を再構成するシステム及び方法を提供する。多数の検出素子を有するＲＦコイル・アセンブリを設ける。このＲＦコイル・アセンブリは、その検出素子の数がＭＲシステムのデータ収集チャンネルの数を超えるように設計している。したがって、これらの検出素子は、その各々が収集データをある特定の１つのデータ収集チャンネルに送信しているような多数の組にグループ分けすることができ、また別法として、その組の各検出素子がデータを１つのデータ収集チャンネルに送信するように１組の検出素子だけを付勢させることができる。その結果、パノラマ及び／またはズーム画像を再構成することができる。

　したがって、本発明の一態様では、複数のデータ収集チャンネルを有するＭＲＩシステムのＲＦコイル・アセンブリを提供する。本ＲＦコイル・アセンブリは、複数の検出素子と、第１のＲＯＩのデータを収集するために該複数の検出素子のうちＭＲＩシステムのデータ収集チャンネルの数を超えるような所与の数の検出素子を付勢させている制御機構と、を含む。この制御機構はさらに、この所与の数の検出素子からのデータを該数のデータ収集チャンネルを介して転送するように構成している。

　本発明のさらに別の態様では、対象に対するＭＲイメージングの方法は、１つのＲＦコイル・アセンブリ及び多数のデータ収集チャンネルを有するＭＲシステムの撮像区画内にスキャン対象を位置決めするステップを含む。このＲＦコイル・アセンブリはＭＲシステムのデータ収集チャンネルの数を超えるような複数の検出素子を有している。本方法はさらに、ＲＦコイル・アセンブリ内のある特定の数の検出素子を付勢させ第１のＲＯＩから撮像データを収集し、該第１のＲＯＩに対する画像を再構成するステップを含む。この第１のＲＯＩの画像から該第１のＲＯＩ内で第２のＲＯＩを特定すると共に、ＲＦコイル・アセンブリ内で前記特定数より少ない数の検出素子を付勢させて第２のＲＯＩから撮像データを収集している。

　本発明の別の態様では、ＭＲＩ装置は、偏向磁場を印加するようにマグネットのボアの周りに配置した複数の傾斜コイルを含む。本装置はさらに、ＲＦ送受信器システムと、ＭＲ画像を収集するためのＲＦコイル・アセンブリと、を含む。このＲＦコイル・アセンブリは多数の検出素子を含む。本ＭＲＩ装置はさらに、この多数の検出素子と接続した多数のデータ収集チャンネルを含んでおり、撮像データの収集に使用される検出素子の数は該データ収集チャンネルの数を超えることができる。

　本発明のさらに別の態様では、画像再構成を遂行させるコンピュータ・プログラムをその上に格納しているコンピュータ読み取り可能記憶媒体を提供する。このコンピュータ・プログラムは、コンピュータに実行させた際に該コンピュータに対して対象の第１のＲＯＩに関するＭＲデータ収集を開始させる命令の組を有する。次いでこのコンピュータには、ＭＲＩシステムの多数のデータ収集チャンネルから第１のＲＯＩに関するＭＲデータを受信させている。このＭＲシステムは、データ収集チャンネルの数を超える複数のＲＦ検出素子を有するＲＦコイル・アセンブリを含む。次いでこのコンピュータには、第１のＲＯＩの画像を再構成させている。第１のＲＯＩ内で第２のＲＯＩを特定するユーザ入力を受け取ると共に、第１のＲＯＩのＭＲデータ収集に使用したのと同一のＲＦコイル・アセンブリを使用して第１のＲＯＩに関するＭＲデータ収集に使用したよりも少ない数の検出素子を付勢させて第２のＲＯＩに関するＭＲデータを収集している。

　本発明のその他の様々な特徴、目的及び利点は、以下の詳細な説明及び図面より明らかとなろう。

　図面では、本発明を実施するように目下のところ企図されている好ましい実施の一形態を図示している。

　図１を参照すると、対象の撮像域（ＦＯＶ）または関心対象ボリューム（ＶＯＩ）などの関心領域（ＲＯＩ）の診断データを収集し、この収集した診断データからパノラマ画像やズーム画像を含むＭＲ画像を再構成するためのシステムを表している。本発明を特に脊椎ＲＦコイルアレイに関して記載することにするが、本発明は、頭部コイル、胸部コイル、全身用コイル、その他など別のＲＦコイル・アセンブリに対しても同等に利用することができる。

　図１を参照すると、本発明を組み込んでいる好ましい磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システム１０の主要コンポーネントを表している。このシステムの動作は、キーボードその他の入力デバイス１３、制御パネル１４及び表示スクリーン１６を含むオペレータ・コンソール１２から制御を受けている。コンソール１２は、オペレータが画像の作成及び表示スクリーン１６上への画像表示を制御できるようにする独立のコンピュータ・システム２０と、リンク１８を介して連絡している。コンピュータ・システム２０は、バックプレーン２０ａを介して互いに連絡している多くのモジュールを含んでいる。これらのモジュールには、画像プロセッサ・モジュール２２、ＣＰＵモジュール２４、並びに当技術分野でフレーム・バッファとして知られている画像データ・アレイを記憶するためのメモリ・モジュール２６が含まれる。コンピュータ・システム２０は、画像データ及びプログラムを記憶するためにディスク記憶装置２８及びテープ駆動装置３０とリンクしており、さらに高速シリアルリンク３４を介して独立のシステム制御部３２と連絡している。入力デバイス１３は、マウス、ジョイスティック、キーボード、トラックボール、タッチ作動スクリーン、光学読取り棒、音声制御器、あるいは同様な任意の入力デバイスや同等の入力デバイスを含むことができ、また入力デバイス１３は対話式の幾何学的指定のために使用することができる。

　システム制御部３２は、バックプレーン３２ａにより互いに接続させたモジュールの組を含んでいる。これらのモジュールには、ＣＰＵモジュール３６や、シリアルリンク４０を介してオペレータ・コンソール１２に接続させたパルス発生器モジュール３８が含まれる。システム制御部３２は、実行すべきスキャンシーケンスを指示するオペレータからのコマンドをリンク４０を介して受け取っている。パルス発生器モジュール３８は、各システム・コンポーネントを動作させて所望のスキャンシーケンスを実行させ、発生させるＲＦパルスのタイミング、強度及び形状、並びにデータ収集ウィンドウのタイミング及び長さを指示しているデータを発生させている。パルス発生器モジュール３８は、スキャン中に発生させる傾斜パルスのタイミング及び形状を指示するために１組の傾斜増幅器４２と接続させている。パルス発生器モジュール３８はさらに、患者に接続した多数の異なるセンサからの信号（例えば、患者に装着した電極からのＥＣＧ信号）を受け取っている生理学的収集制御器４４から患者データを受け取ることができる。また最終的には、パルス発生器モジュール３８はスキャン室インタフェース回路４６と接続させており、スキャン室インタフェース回路４６はさらに、患者及びマグネット系の状態に関連する様々なセンサからの信号を受け取っている。またこのスキャン室インタフェース回路４６を介して、患者位置決めシステム４８が、スキャンを希望する位置に患者を移動させるコマンドを受け取っている。

　パルス発生器モジュール３８が発生させる傾斜波形は、Ｇ_x増幅器、Ｇ_y増幅器及びＧ_z増幅器を有する傾斜増幅器システム４２に加えられる。各傾斜増幅器は、収集した信号の空間エンコードに使用する磁場傾斜を生成させるように傾斜コイル・アセンブリ（全体を番号５０で示す）内の対応する物理的傾斜コイルを励起させている。傾斜コイル・アセンブリ５０は、偏向マグネット５４及び全身用ＲＦコイル５６を含んでいるマグネット・アセンブリ５２の一部を形成している。システム制御部３２内の送受信器モジュール５８は、ＲＦ増幅器６０により増幅を受け送信／受信スイッチ６２によりＲＦコイル５６に結合するようなパルスを発生させている。患者内の励起された原子核が放出して得た信号は、同じＲＦコイル５６により検知し、送信／受信スイッチ６２を介して前置増幅器６４に結合させることができる。増幅したＭＲ信号は、送受信器５８の受信器部分で復調され、フィルタ処理され、さらにディジタル化される。送信／受信スイッチ６２は、パルス発生器モジュール３８からの信号により制御し、送信モードではＲＦ増幅器６０をコイル５６と電気的に接続させ、受信モードでは前置増幅器６４をコイル５６に接続させる。送信／受信スイッチ６２によってさらに、送信モードと受信モードのいずれに関しても同じ単独のＲＦコイル（例えば、表面コイル）を使用することが可能となる。

　ＲＦコイル５６により取り込まれたＭＲ信号は送受信器モジュール５８によりディジタル化され、システム制御部３２内のメモリ・モジュール６６に転送される。未処理ｋ空間データのアレイをメモリ・モジュール６６に収集し終わると、１回のスキャンが完了となる。この未処理ｋ空間データは、各画像を再構成させるように別々のｋ空間データ・アレイの形に配置し直している。さらに、これらの各々は、データをフーリエ変換して画像データのアレイにするように動作するアレイ・プロセッサ６８に入力される。この画像データはシリアルリンク３４を介してコンピュータ・システム２０に送られ、コンピュータ・システム２０において画像データはディスク記憶装置２８などのメモリ内に記憶される。この画像データは、オペレータ・コンソール１２から受け取ったコマンドに応じて、テープ駆動装置３０上などの長期記憶装置にアーカイブしたり、画像プロセッサ２２によってさらに処理してオペレータ・コンソール１２に送ったりディスプレイ１６上に表示させたりすることができる。

　上で指摘したように、本発明は特に脊椎ＲＦコイルアレイに関して記載することにするが、その他のＲＦコイル・アセンブリにも同等に利用することができる。例えば、本発明に従って製作し実装することができるコイルの別の２例としては全身用コイルと頭部コイルがある。

　ここで図２を参照すると、従来技術による脊椎ＲＦコイルアレイ７０の模式図を表している。この脊椎ＲＦコイルアレイ７０は、ＦＯＶに対する撮像データの収集に使用する表面コイルであって、全体としてコイル・アセンブリ７０のＦＯＶに対応している４つの別々の検出素子７２〜７８を含んでいる。この例では、ＲＦコイル・アセンブリ７０のＦＯＶはスキャン対象の脊椎領域の少なくとも一部分に対応している。この既知のＦＯＶは、ＭＲシステムのデータ収集チャンネル数と等しい数の検出素子を付勢させることによるＦＯＶを指している。すなわち、各データ収集チャンネルを起動させて単一の検出素子に接続する。各検出素子７２〜７８は対象の励起した原子核の変化を検出し、検出した変化を表す信号をそれぞれ別々のデータ収集チャンネル８０〜８３に送信する。上で指摘したように、ＲＦコイル・アセンブリ７０と同様のＲＦコイルの欠点は、コイル・アセンブリのＦＯＶと比べてより小さいＦＯＶに対して画像分解能を向上させた画像を再構成させるのが困難なことである。その結果、より小さいＦＯＶ内でデータを収集するため、あるいは各臨床応用ごとに、ＲＦコイル・アセンブリ７０を別のコイル・アセンブリに交換を要することが多い。次いで各チャンネル８０〜８３が受信したデータを用いて独立した画像８４〜８７をそれぞれ再構成している。次いで、この独立した画像８４〜８７を合成し、周知の加算技法を用いて単一の出力画像８８を形成している。

　上述の欠点にもかかわらず、複数の検出素子を有するコイルアレイ７０には大型の単一検出素子コイルと比べて幾つかの利点がある。より小さい４つの検出素子を使用するため、各検出素子が有するＦＯＶはより小さくなる。さらに、各検出素子が観測する組織がより小さくなるため、各検出素子に関連するノイズがより小さくなる。すなわち、大型の単一検出素子コイルではＦＯＶがより大きく、したがってノイズも多くなる。各検出素子からの信号を採取し、これを各素子固有のＤ／Ａ変換器を介して送り複数の画像を再構成することによって、各検出素子に対応する各画像は、大型単一検出素子コイルにより達成できる、あるいは各検出素子の信号の単純な加算によって達成できるようなＳＮＲと比べてより良好なＳＮＲを有する。次いで、平方和平方根法（ｓｑｕａｒｅ　ｒｏｏｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｕｍ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｑｕａｒｅｓ　ｍｅｔｈｏｄ）を用いてこれら４つの高ＳＮＲ画像をより大きなＦＯＶを含む画像に合成させている。この高いＳＮＲは、所与の収集時間における空間分解能を改善させるために利用することや、収集時間を短縮させるためやより低ノイズの画像を作成するために利用することができる。

　ここで図３を参照すると、図２に示すアセンブリと同様のＲＦコイル・アセンブリによって収集したデータから再構成される典型的なＭＲ画像８９を視覚表示している。画像８９の一部分についてパン・イン（ｐａｎ　ｉｎ）して画像再構成するには、上で指摘したように、ある特定のＦＯＶまたはＲＯＩに対して感度がより高い検出素子を用いてデータを収集できるように、より小さい検出素子を有する独立したＲＦコイル・アセンブリによって撮像データを再収集することが必要となる。

　図４は、本発明による脊椎ＲＦコイルアレイの模式図を表している。この実施形態では、ＲＦコイルアレイ９０は表面コイルアレイであり、１６個の別々の異なる検出素子９２〜１２２を含んでいる。全体としてＲＦコイル９０に対応するこのＦＯＶは図２のコイル・アセンブリ７０のＦＯＶに等しい。しかし、各検出素子９２〜１２２に対応するＦＯＶは図２のコイル７０の各検出素子７２〜７８に対応するＦＯＶと比べてより小さい。このため、より詳細には以下で検討するが、各検出コイル９２〜１２２は、図２のコイル・アセンブリ７０の検出素子７２〜７８と対応する全体的ＦＯＶと比べてより小さいＦＯＶに対する撮像データを収集するように独立に付勢させることがある。

　４つのデータ収集チャンネルを実装したＭＲＩシステムでは、ＲＦコイル・アセンブリ９０は、その組数がＭＲＩシステムのデータ収集チャンネル１２４〜１３０の数に等しくなるように個々の検出素子９２〜１２２を４つの組にグループ分けすることがある。すなわち、図５に示した例では、検出素子９２〜９８を単一の組にグループ分けしており、各コイルによって送信される電気信号が同じデータ収集チャンネル１２４に送られかつ同じデータ収集チャンネル１２４内で互いに合算される。検出素子１００〜１０６を単一の組にグループ分けしておりデータはデータチャンネル１２６に送られる。検出素子１０８〜１１４も同様に１つの組にグループ分けされており電気信号はデータ収集チャンネル１２８に送られる。検出素子１１６〜１２２も同様に１つの組にグループ分けされており電気信号はデータ収集１３０に送られる。一般に、検出素子９２〜１２２はデータ収集チャンネルの数と等しい数の組にグループ分けすることができる。このため、付勢させる検出素子の数はデータ収集チャンネルの数を超えている。典型的には、複数の検出素子からの信号に対するこうしたグループ分けや加算は望ましくないが、グループの数がデータ組チャンネルの数に等しくなるように検出素子をグループ分けすることによって、より小さいＦＯＶのデータを収集するのに使用するのと同じコイルアレイを用いて、より大きな全体的ＦＯＶに対するデータを収集することができる。

　さらに図５を参照すると、次いで各データ収集チャンネル１２４〜１３０はデータをデータ処理装置１３２に入力し、周知のイメージング技法に従って後続の処理及び画像再構成が行われる。各組に対応するＦＯＶは、各検出素子の合成ＦＯＶに概ね等しいことに留意されたい。すなわち、素子９２〜９８を含む組のＦＯＶは、素子９２のＦＯＶ、素子９４のＦＯＶ、素子９６のＦＯＶ及び素子９８のＦＯＶを合計して得られるＦＯＶと概ね等しい。検出素子同士にはある程度の重複があるため、各検出素子組のＦＯＶは、その組内の各素子のＦＯＶの合成和と比べて若干小さくなっている。

　コイル・アセンブリ９０の各検出素子９２〜１２２を付勢させると、図３の画像８９と同様の画像が生成される。しかし、ＲＦコイル・アセンブリ９０はより小さい複数の検出素子９２〜１２２を含むため、同じコイル・アセンブリによってそのコイル・アセンブリのＦＯＶと比べてより小さいＦＯＶに対応した撮像データを収集しこれによりズーム画像を再構成することが可能である。

　ここで図６を参照すると、図３に示したものと同様の視覚表示を、画像１３３の具体的な関心対象部分の上にカーソルまたはマーカーボックス１３４を重ね合わせて表している。すなわち、コイル・アセンブリ９０のＦＯＶ全体に対応する画像１３３をグラフィカル・ユーザ・インタフェース上に表示させ、これによりユーザは、より高分解能の画像を希望する画像の一部分を特定している具体的なＲＯＩ１３５上にマーカーボックス１３４などのカーソルを配置することができる。例えば、ユーザはＲＯＩ１３５の上にマーカーボックス１３４を位置決めし、このＲＯＩだけに限定してデータを収集してより高分解能を有するズーム画像などの再構成画像を再構成させることができる。別法として、コイル・アセンブリ９０の図を再構成画像１３３に重ね合わせ、これによってユーザは画像再構成のために付勢させる検出素子９２〜１２２を選択することができる。その結果、ＭＲＩシステムに対してユーザは、隣接しない検出素子からのデータによって画像を再構成させ、図９に関連して説明することにしているパノラマ画像を作成させるように指令することができる。

　ここで図７を参照すると、制御機構（図１）によって検出素子の組を付勢させ、図６に関して図示し記述したマーカーボックス１３４の代わりにユーザが特定したＲＯＩ１３５に対応するＦＯＶから撮像データを収集しているようなコイル・アセンブリ９０の模式図を表している。この例では、検出素子１０４〜１１０はＲＯＩ１３５に対して感度が最も高い検出素子を表している。このため、ＭＲＩシステムのコントローラまたはコンピュータによって各検出素子を付勢させており、この付勢は当該検出素子に対応するＦＯＶに限定した撮像データを収集させているコンピュータ・プログラムまたは命令組に従っている。４チャンネル式ＭＲＩシステムでは、感度が最も高い４つの検出素子は、各検出素子からのデータが別々のデータ収集チャンネルに送信されるようにして付勢させることがある。例えば、検出素子１０４は信号をチャンネル１２４に送信し、検出素子１０６はデータをチャンネル１２６に送信し、検出素子１０８はデータをチャンネル１２８に送信し、さらに検出素子１１０はデータをチャンネル１３０に送信している。次いで各データ収集チャンネル１２４〜１３０は、受信した信号を後続の処理及び画像再構成のためにデータ処理装置１３２に入力している。

　ここで図８を参照すると、ＲＯＩ１３５に対する感度が最も高い検出素子だけを付勢することによって、分解能を向上させた画像１３６が再構成できるようにしてデータを収集することができる。画像１３６は検出素子１０４〜１１０から収集したデータの視覚表示である。図のように、画像１３６は改善した分解能を有すると共に、実際に図６の画像１３３のＲＯＩ１３５に対するズーム画像となっている。これまでに記載したように、画像１３６に対するデータは、図６の画像１３３に対するデータ収集で使用したのと同じＲＦコイル・アセンブリ９０を用いて収集している。すなわち、ＲＦコイル・アセンブリ９０の検出素子のうちの一部分だけを付勢させることによって、別のＲＦコイル・アセンブリを備えることなしに、ズーム画像用のデータを収集することができる。さらに、より高速な画像の再構成やより低ノイズの画像の再構成が可能となる。

　ここで図９を参照すると、本発明の別の態様を模式的に表している。具体的には、ＲＦコイル・アセンブリ９０は隣接しない検出素子を付勢できるように構成されている。例えば、図示した実施形態では、全体的ＦＯＶのそれぞれの部分から撮像データを収集させるように、検出素子９４、１００、１１０及び１１６が付勢を受けるように図示している。次いで付勢させた各検出素子はデータまたは信号を専用のデータチャンネルに送る。この例では、検出素子９４はデータをデータチャンネル１２４に送り、検出素子１００はデータをデータチャンネル１２６に送り、検出素子１１０はデータをデータチャンネル１２８に送り、また検出素子１１６はデータをデータチャンネル１３０に送っている。検出素子に対するこの独立の付勢によって全体的ＦＯＶの選択した部分に対する画像の再構成が可能となる。

　ここで図１０を参照すると、あるＶＯＩに対する撮像データを収集するためのＲＦコイルアレイ１３４の模式図を表している。図のように、コイルアレイ１３４は、検出素子からなるアレイを含んでいる。この実施形態では、アレイ１３６は８個のＲＦ検出素子１３８〜１５２を含んでいる。検出素子１３８〜１５２は患者のＶＯＩ１５４に対する撮像データを収集するように付勢させることができる。４つのデータ収集チャンネルを有するＭＲシステムにコイル１３４を実装すると、検出素子１３８〜１５２は、その各組がＶＯＩ１５４全体に対応した撮像データを収集するために２つの検出素子を有しているような多数の組にグループ分けすることが可能になる。例えば、素子１３８と１４０は、各素子が収集したデータを単一のデータ収集チャンネルによって送信しかつ互いに加算させているような１つの組に統合することができる。さらに、検出素子１４２と１４４を１つの組にグループ分けすることができ、検出素子１４６と１４８を１つの組にグループ分けすることができ、また検出素子１５０と１５２を１つの組にグループ分けすることができる。その結果として、４組の検出素子が得られ、これによってこのＶＯＩに対するデータ収集が可能となる。別の実施形態では、向かい合った検出素子同士が組になるようにグループ分けすることがある。すなわち、検出素子１３８は検出素子１４６と１つの組にグループ分けし、検出１４０は素子１４８と１つの組にグループ分けするなどとすることがある。この場合も、４組の検出素子が得られる。コイル１３４は４チャンネル式ＭＲシステムを用いて実現させているため、その検出素子は４つの組にグループ分けすることができる。しかし、必ずしもすべてのデータ収集チャンネルを用いる必要はないため、幾つかの検出素子を付勢させず、これにより付勢させる検出素子をより少なくすることがある。さらに、必ずしも各組が同じ検出素子数を有する必要もない。

　ここで図１１を参照すると、検出素子アレイ１３６全体に対する全体的ＶＯＩ１５４と比べてより小さいＶＯＩ１５６に対応した撮像データを収集するように、全部の検出素子と比べてより少ない検出素子を付勢するようにコイル１３４を設計している。例えば、検出素子１３８〜１４４はより小さいＶＯＩ１５６に対する撮像データを収集するように独立に付勢させることができる。これに応じて、各検出素子はデータを別々の単一のデータチャンネルに送っている。４チャンネル式ＭＲシステムでは、別々に４つの検出素子が付勢される。

　ここまで記載したＲＦコイル・アセンブリは、具体的な撮像ニーズや撮像セッションの臨床目的に応じて、該アセンブリの検出素子を独立に付勢できる、すなわちグループ分けできるように、動的な構成とすることができる。このため、本発明は、撮像セッションの診断撮像目的を達成させるようにＲＦコイル・アセンブリの検出素子を動的に付勢／消勢させることができる命令組及び／またはコンピュータ・プログラムに応答しているコントローラ及び／またはコンピュータを含む。

　したがって、本発明の実施の一形態では、複数のデータ収集チャンネルを有するＭＲＩシステムのＲＦコイル・アセンブリを提供する。本ＲＦコイル・アセンブリは、複数の検出素子と、第１のＲＯＩのデータを収集するために該複数の検出素子のうちＭＲＩシステムのデータ収集チャンネルの数を超えるような所与の数の検出素子を付勢させている制御機構と、を含む。この制御機構はさらに、この所与の数の検出素子からのデータを該数のデータ収集チャンネルを介して転送するように構成している。

　本発明のさらに別の実施形態では、対象に対するＭＲイメージングの方法は、ＲＦコイル・アセンブリ及び多数のデータ収集チャンネルを有するＭＲシステムの撮像区画内にスキャン対象を位置決めするステップを含む。このＲＦコイル・アセンブリはＭＲシステムのデータ収集チャンネルの数を超えるような複数の検出素子を有している。本方法はさらに、ＲＦコイル・アセンブリ内のある特定の数の検出素子を付勢させ第１のＲＯＩから撮像データを収集し、該第１のＲＯＩに関する画像を再構成するステップを含む。この第１のＲＯＩの画像から該第１のＲＯＩ内で第２のＲＯＩを特定すると共に、ＲＦコイル・アセンブリ内で前記特定数より少ない数の検出素子を付勢させて第２のＲＯＩから撮像データを収集している。

　本発明の別の実施形態では、ＭＲＩ装置は、偏向磁場を印加するようにマグネットのボアの周りに配置した複数の傾斜コイルを含む。本装置はさらに、ＲＦ送受信器システムと、ＭＲ画像を収集するためのＲＦコイル・アセンブリと、を含む。このＲＦコイル・アセンブリは多数の検出素子を含む。本ＭＲＩ装置はさらに、この多数の検出素子と接続した多数のデータ収集チャンネルを含んでおり、撮像データの収集に使用される検出素子の数は該データ収集チャンネルの数を超えることができる。

　本発明のさらに別の実施形態では、画像再構成を遂行させるコンピュータ・プログラムをその上に格納しているコンピュータ読み取り可能記憶媒体を提供する。このコンピュータ・プログラムは、コンピュータに実行させた際に該コンピュータに対して対象の第１のＲＯＩに関するＭＲデータ収集を開始させる命令の組を有する。次いでこのコンピュータには、ＭＲＩシステムの多数のデータ収集チャンネルから第１のＲＯＩに関するＭＲデータを受信させている。このＭＲシステムは、データ収集チャンネルの数を超える複数のＲＦ検出素子を有するＲＦコイル・アセンブリを含む。次いでこのコンピュータには、第１のＲＯＩの画像を再構成させている。第１のＲＯＩ内で第２のＲＯＩを特定するユーザ入力を受け取ると共に、第１のＲＯＩのＭＲデータの収集に使用したのと同一のＲＦコイル・アセンブリを使用して、第１のＲＯＩに関するＭＲデータ収集に使用したよりも少ない数の検出素子を付勢させて第２のＲＯＩに関するＭＲデータを収集している。

　これまで脊椎コイルアレイについて記載してきたが、本発明はその他の任意のコイルアレイに等しく適用可能である。例えば、本発明を単一の全身用コイルとして実現し、臨床目的が異なる際のＲＦコイル・アセンブリの交換を回避することもできる。例えば、１２８個の検出素子を有する全身用コイルを実現することも可能である。全体として１２８個の検出素子に対応するＲＯＩは、そのイメージング・システムの最大ＲＯＩに相当する。全身画像のデータを収集するには、この１２８個の検出素子をＭＲシステムのデータ収集チャンネル数に等しい数の組にグループ分けすることがある。例えば、４チャンネル式システムでは、各組が３２個の検出素子を表すようにして検出素子をグループ分けする。より小さいＲＯＩに対するデータを収集するには、このより小さいＲＯＩに対して感度が最も高い４組の検出素子を付勢させる。さらに小さいＲＯＩに限定したデータ収集では、最も高感度の組の検出素子を付勢させて使用し、画像再構成用のＭＲデータを収集する。

　本発明を好ましい実施形態について記載してきたが、明示的に記述した以外に、添付の特許請求の範囲の趣旨内で等価、代替及び修正が可能であることを理解されたい。

本発明で使用するためのＭＲイメージング・システムのブロック概要図である。 脊椎ＲＦコイルアレイの模式図である。 図２に模式的に表した脊椎ＲＦコイルアレイを用いて収集した画像の視覚表示である。 本発明による１６脊椎コイル式アレイの模式図である。 本発明による図４に示す１６脊椎コイル式アレイの模式図である。 図３に示したものと同じ視覚表示であって、本発明に従ってある具体的な関心領域を特定するためのマーカーをユーザが配置している視覚表示である。 図４に示したものと同じ１６脊椎コイル式アレイであって、図６に示すユーザ定義による具体的な関心領域に対する撮像データを収集している１６脊椎コイル式アレイの模式図である。 本発明によるズーム画像の視覚表示である。 図７に示したのと同じ脊椎コイルアレイであって本発明に従ってパノラマ画像に対する撮像データを収集している脊椎コイルアレイの模式図である。 関心対象ボリュームに対する撮像データを収集するためのＲＦコイルアレイの模式図である。 図１０のＲＦコイルアレイであって、本発明に従ってユーザ定義の関心対象ボリュームから撮像データを収集しているＲＦコイルアレイの模式図である。

符号の説明

　１０　ＭＲＩシステム
　１２　オペレータ・コンソール
　１３　入力デバイス
　１４　制御パネル
　１６　スクリーン、ディスプレイ
　１８　リンク
　２０　コンピュータ・システム
　２０ａ　バックプレーン
　２２　画像プロセッサ・モジュール
　２４　ＣＰＵモジュール
　２６　メモリ・モジュール
　２８　ディスク記憶装置
　３０　テープ駆動装置
　３２　システム制御部
　３２ａ　バックプレーン
　３４　高速シリアルリンク
　３６　ＣＰＵモジュール
　３８　パルス発生器モジュール
　４０　シリアルリンク
　４２　傾斜増幅器
　４４　生理学的収集制御器
　４６　スキャン室インタフェース回路
　４８　患者位置決めシステム
　５０　傾斜コイル、傾斜磁場コイル・アセンブリ
　５２　マグネット・アセンブリ
　５４　偏向用マグネット
　５６　ＲＦコイル
　５８　送受信器モジュール
　６０　ＲＦ増幅器
　６２　送信／受信スイッチ
　６４　前置増幅器
　６６　メモリ・モジュール
　６８　アレイ・プロセッサ
　７０　ＲＦコイルアレイ
　７２〜７８　検出素子
　８０〜８３　データ収集チャンネル
　８４〜８７　独立した画像
　８８　単一出力画像
　８９　画像
　９０　ＲＦコイルアレイ
　９２〜１２２　検出素子
　１２４〜１３０　データ収集チャンネル
　１３２　データ処理装置
　１３３　画像
　１３４　ＲＦコイルアレイ
　１３４　マーカーボックス
　１３５　ＲＯＩ
　１３６　検出素子アレイ
　１３６ ズーム画像
　１３８〜１５２　検出素子
　１５４　ＶＯＩ
　１５６　小さいＶＯＩ

Claims (24)

1. 複数のデータ収集チャンネル（８０〜８３）を有するＭＲＩシステム（１０）向けのＲＦコイル・アセンブリ（７０）であって、
   　複数の検出素子（７２〜７８）と、
   　前記複数の検出素子（７２〜７８）からＭＲＩシステム（１０）内のデータ収集チャンネル（８０〜８３）の数を超えるような所与の数の検出素子（７２〜７８）を付勢させて第１のＲＯＩのデータを収集すると共に、該所与の数の検出素子（７２〜７８）からのデータを前記数のデータ収集チャンネル（８０〜８３）を介して転送している制御機構と、
   を備えるＲＦコイル・アセンブリ（７０）。
2. 前記制御機構がさらに、より少ない数の検出素子（７２〜７８）を付勢させて第２のＲＯＩのデータを収集するように構成されている、請求項１に記載のＲＦコイル・アセンブリ（７０）。
3. 前記第２のＲＯＩが前記第１のＲＯＩの範囲内にあると共に、前記制御機構は第２のＲＯＩに対してより高分解能のデータを収集している、請求項２に記載のＲＦコイル・アセンブリ（７０）。
4. 前記第２のＲＯＩは前記第１のＲＯＩの特性に基づいて選択されている、請求項３に記載のＲＦコイル・アセンブリ（７０）。
5. 前記制御機構は各データ収集チャンネル（８０〜８３）に対して、第２のＲＯＩに関するデータを受信する際に単一の検出素子（７２〜７８）からデータを受信させている、請求項３に記載のＲＦコイル・アセンブリ（７０）。
6. ある特定のデータ収集チャンネル（８０〜８３）を介してデータを転送するように構成させる検出素子（７２〜７８）の数が、別のデータ収集チャンネル（８０〜８３）を介してデータを転送するように構成させる検出素子（７２〜７８）の数と無関係である、請求項１に記載のＲＦコイル・アセンブリ（７０）。
7. 前記制御機構がさらに複数の検出素子（７２〜７８）からのデータを合成するように構成されている、請求項１に記載のＲＦコイル・アセンブリ（７０）。
8. 前記制御機構が、所与のデータ収集チャンネル（８０〜８３）の複数の検出素子（７２〜７８）への割り当て、並びに別のデータ収集チャンネル（８０〜８３）の単一検出素子（７２〜７８）への割り当てを可能とするように構成されている、請求項１に記載のＲＦコイル・アセンブリ（７０）。
9. 前記制御機構は、複数の検出素子（７２〜７８）からのデータを単一のデータ収集チャンネル（８０〜８３）に入るように合成させることによって、ある離散的数のデータ収集チャンネル（８０〜８３）を、該離散的数のデータ収集チャンネル（８０〜８３）を超える数の検出素子（７２〜７８）を有するＲＦコイル・アセンブリ（７０）に合わせて最適化するように構成されている、請求項１に記載のＲＦコイル・アセンブリ（７０）。
10. 対象に対するＭＲイメージングの方法であって、
    　ＲＦコイル・アセンブリ（７０）及び多数のデータ収集チャンネル（８０〜８３）を有するＭＲシステム（１０）の撮像区画内にスキャン対象を位置決めするステップであって、前記ＲＦコイル・アセンブリ（７０）はＭＲシステム（１０）のデータ収集チャンネル（８０〜８３）の数を超えるような複数の検出素子（７２〜７８）を有している位置決めステップと、
    　ＲＦコイル・アセンブリ（７０）内のある特定の数の検出素子（７２〜７８）を付勢させ第１のＲＯＩから撮像データ（８４〜８７）を収集するステップと、
    　前記第１のＲＯＩから画像（８８）を再構成するステップと、
    　前記第１のＲＯＩの画像から該第１のＲＯＩ内で第２のＲＯＩを特定するステップと、
    　ＲＦコイル・アセンブリ（７０）内で前記特定数より少ない数の検出素子（７２〜７８）を付勢させて第２のＲＯＩから撮像データ（８４〜８７）を収集するステップと、
    を含む方法。
11. 前記特定数より少ない数の検出素子（７２〜７８）の各々からの信号をそれぞれのデータ収集チャンネル（８０〜８３）に供給して第２のＲＯＩの撮像データ（８４〜８７）を収集するステップをさらに含む請求項１０に記載の方法。
12. 第２のＲＯＩの画像（８８）を、第１のＲＯＩの画像（８８）と比べてより高分解能を有するように再構成するステップをさらに含む請求項１０に記載の方法。
13. 特定数より少ない数の検出素子（７２〜７８）を付勢させる前記ステップが第２のＲＯＩに対して最も高感度の検出素子（７２〜７８）を決定するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
14. 第１のＲＯＩの画像（８８）を表示しているＧＵＩ上のユーザ入力から前記特定数より少ない数の検出素子（７２〜７８）を決定するステップをさらに含む請求項１３に記載の方法。
15. 複数の検出素子（７２〜７８）の模式的表現を表しているＧＵＩ上のユーザ入力から第２のＲＯＩを決定するステップをさらに含む請求項１３に記載の方法。
16. 　偏向磁場を印加するようにマグネット（５４）のボアの周りに配置した複数の傾斜コイル（５０）と、
    　ＲＦ送受信器システムと、
    　多数の検出素子（７２〜７８）を有しているＭＲ画像を収集するためのＲＦコイル・アセンブリ（７０）と、
    　前記多数の検出素子（７２〜７８）と接続した多数のデータ収集チャンネル（８０〜８３）であって、撮像データ（８４〜８７）を収集するために使用する検出素子（７２〜７８）の数は該データ収集チャンネル（８０〜８３）の数を超えることができるような多数のデータ収集チャンネル（８０〜８３）と、
    を備えるＭＲＩ装置。
17. さらに、ユーザ定義のＲＯＩに対するデータ収集で必要となる検出素子（７２〜７８）の組を決定するようにプログラムされたコンピュータを備える請求項１６に記載のＭＲＩ装置。
18. 前記コンピュータがさらに、前記組内の各検出素子（７２〜７８）を前記多数のデータ収集チャンネル（８０〜８３）の所与のデータ収集チャンネル（８０〜８３）に接続するようにプログラムされている、請求項１７に記載のＭＲＩ装置。
19. 前記コンピュータがさらに、前記多数の検出素子（７２〜７８）をデータ収集チャンネル（８０〜８３）の数に等しい多数の組にグループ分けするようにプログラムされている、請求項１６に記載のＭＲＩ装置。
20. 前記コンピュータがさらに、前記多数の検出素子（７２〜７８）を、その各組が等しい数の検出素子（７２〜７８）を有するようにグループ分けするようにプログラムされている、請求項１９に記載のＭＲＩ装置。
21. 画像再構成を遂行させるコンピュータ・プログラムをその上に格納していると共に、コンピュータに実行させた際に該コンピュータに対して、
    　対象の第１のＲＯＩに関するＭＲデータの収集を開始するステップと、
    　複数のＲＦ検出素子（７２〜７８）を有するＲＦコイル・アセンブリ（７０）を含むＭＲシステム（１０）の多数のデータ収集チャンネル（８０〜８３）から前記第１のＲＯＩに関するＭＲデータを受信するステップであって、該複数のＲＦ検出素子（７２〜７８）はデータ収集チャンネル（８０〜８３）の数を超えているような受信ステップと、
    　第１のＲＯＩの画像（８８）を再構成するステップと、
    　前記第１のＲＯＩの内部に第２のＲＯＩを特定しているユーザ入力を受け取るステップと、
    　第１のＲＯＩのＭＲデータの収集に使用したものと同一のＲＦコイル・アセンブリ（７０）を用いて第２のＲＯＩのＭＲデータを収集するように、第１のＲＯＩのＭＲデータの収集に使用したものより少ない数の検出素子（７２〜７８）を付勢させるステップと、
    を実行させる１組の命令を有しているコンピュータ読み取り可能記憶媒体。
22. 前記コンピュータに対してさらに、第１のＲＯＩに関するＭＲデータを収集するために付勢させた前記多数のＲＦ検出素子（７２〜７８）を多数の組にグループ分けするステップであって、各組の各ＲＦ検出素子（７２〜７８）は収集した信号を１つの共通データ収集チャンネル（８０〜８３）に送信するように構成されているようなグループ分けステップを実行させている、請求項２１に記載のコンピュータ読み取り可能記憶媒体。
23. 前記コンピュータに対してさらに、第２のＲＯＩに対して最も高感度のＲＦ検出素子（７２〜７８）を付勢させて第２のＲＯＩのＭＲデータを収集するステップを実行させている、請求項２１に記載のコンピュータ読み取り可能記憶媒体。
24. 前記コンピュータに対してさらに、付勢させた各ＲＦ検出素子（７２〜７８）を別々の１つのデータ収集チャンネル（８０〜８３）に電気的に接続させて第２のＲＯＩのＭＲデータを収集するステップを実行させている、請求項２３に記載のコンピュータ読み取り可能記憶媒体。

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