JP4664605B2 - Magnetic resonance imaging system - Google Patents
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Description
本発明は、核磁気共鳴信号を利用して被検体の画像を撮像する磁気共鳴イメージング装置に係り、特に各受信用コイルの感度分布に起因する画像データの信号値の不均一性を補正する磁気共鳴イメージング装置に関する。 The present invention relates to a magnetic resonance imaging apparatus that captures an image of a subject using a nuclear magnetic resonance signal, and in particular, a magnetism that corrects non-uniformity in signal values of image data caused by sensitivity distribution of each receiving coil. The present invention relates to a resonance imaging apparatus .
従来、医療現場におけるモニタリング装置として、図9に示すような磁気共鳴イメージング(MRI:Magnetic Resonance Imaging)装置1が利用される(例えば特許文献1参照)。
Conventionally, a magnetic resonance imaging (MRI)
磁気共鳴イメージング装置1は、静磁場を形成する筒状の静磁場用磁石2内部にセットされた被検体Pの撮像領域に傾斜磁場コイルユニット3の各傾斜磁場コイル3x、3y、3zでX軸、Y軸、Z軸方向の傾斜磁場を形成するとともにRF(Radio Frequency)コイル4からラーモア周波数の高周波(RF)信号を送信することにより被検体P内の原子核スピンを磁気的に共鳴させ、励起により生じた核磁気共鳴(NMR:Nuclear Magnetic Resonance)信号を利用して被検体Pの画像を再構成する装置である。
The magnetic
すなわち、予め静磁場電源5により静磁場用磁石2内部に静磁場が形成される。さらに、入力装置6からの指令によりシーケンスコントローラ制御手段7aは、信号の制御情報であるシーケンスをシーケンスコントローラ8に与え、シーケンスコントローラ8はシーケンスに従って各傾斜磁場コイル3x、3y、3zに接続された傾斜磁場電源9およびRFコイル4に高周波信号を与える送信器10を制御する。このため、撮像領域に傾斜磁場が形成され、被検体Pには高周波信号が送信される。
That is, a static magnetic field is previously formed in the static
この際、傾斜磁場コイル3x、3y、3zにより形成されたX軸傾斜磁場、Y軸傾斜磁場,Z軸傾斜磁場は主として、位相エンコード(PE:phase encoding)用傾斜磁場、読出し(RO:readout)用傾斜磁場、スライスエンコード(SE:slice encoding)用傾斜磁場としてそれぞれ使用される。このため、原子核の位置情報であるX座標、Y座標、Z座標はそれぞれ原子核スピンの位相、周波数、スライスの位置に変換され、位相エンコード量を変えながらシーケンスが繰返し実行される。
At this time, the X-axis gradient magnetic field, the Y-axis gradient magnetic field, and the Z-axis gradient magnetic field formed by the gradient
そして、被検体P内の原子核スピンの励起に伴って発生したNMR信号は、RFコイル4で受信されるとともに受信器11に与えられてデジタル化された生データ(raw data)に変換される。さらに、生データは、シーケンスコントローラ8を介してシーケンスコントローラ制御手段7aに取り込まれ、シーケンスコントローラ制御手段7aは生データデータベース7bに形成されたK空間(フーリエ空間)に生データを配置する。そして、画像再構成手段7cが、K空間に配置された生データに対してフーリエ変換を実行することにより、被検体Pの再構成画像データが得られ、画像データデータベース7dに保存される。さらに、画像表示手段7eにより画像データが適宜表示装置7fに与えられて表示される。
Then, the NMR signal generated along with the excitation of the nuclear spin in the subject P is received by the
このような磁気共鳴イメージング装置1では、撮影高速化のためにRFコイル4が送信用の全身用(WB:whole-body)コイルと受信用の主コイルとしてのフェーズドアレイコイル(phased-array coil)とから構成される(例えば非特許文献1参照)。フェーズドアレイコイルは、複数の表面コイルを備えるため、各表面コイルで同時にNMR信号を受信してより多くの生データを短時間で収集することにより、撮像時間を短縮することができる。
In such a magnetic
しかし、RFコイル4をフェーズドアレイコイルやWBコイルで構成すると、フェーズドアレイコイルやWBコイルの感度の不均一性に依存してNMR信号とともに再構成処理により得られる画像データの信号強度にも不均一性が生じる。一般に、WBコイルの感度の不均一性は無視できる程度に十分に小さいが、特に目的別コイルとしてのフェーズドアレイコイルにおける表面コイルの感度の不均一性は大きく、画像データに影響を与える。
However, if the
このため、フェーズドアレイコイルの感度不均一性に起因する画像データの信号強度における不均一性を補正する必要がある。 For this reason, it is necessary to correct the non-uniformity in the signal intensity of the image data due to the non-uniform sensitivity of the phased array coil.
そこで、従来、被検体Pの画像を生成するための本スキャンに先立って感度プレスキャンが実行される。そして感度プレスキャンによりフェーズドアレイコイルとWBコイルとから画像データを取得し、各画像データの信号強度SPAC、SWBの除算値である信号強度比(SPAC/SWB)に基づいてフェーズドアレイコイルの感度分布が3次元感度マップデータとして推定され、さらに得られたフェーズドアレイコイルの3次元感度マップデータを用いて画像データの信号強度ムラが補正される。 Therefore, conventionally, a sensitivity pre-scan is performed prior to the main scan for generating an image of the subject P. Then, image data is acquired from the phased array coil and the WB coil by sensitivity pre-scanning, and the phased array is based on the signal intensity ratio (S PAC / S WB ) that is a divided value of the signal intensity S PAC and S WB of each image data. The sensitivity distribution of the coil is estimated as three-dimensional sensitivity map data, and the signal intensity unevenness of the image data is corrected using the obtained three-dimensional sensitivity map data of the phased array coil.
すなわち図10のフローチャートに示すように、ステップS1において、感度プレスキャン実行手段7gにより感度推定用シーケンスがシーケンスコントローラ制御手段7aに与えられてフェーズドアレイコイルおよびWBコイルを受信用コイルとして感度プレスキャンが実行される。そして、WBコイルにより得られたWBコイル画像データおよびフェーズドアレイコイルにより得られた主コイル画像データが、フェーズドアレイコイルの感度分布推定用の画像データとして取得され、それぞれWBコイル画像データベース7hおよび主コイル画像データベース7iに保存される。このため、三次元の画像データであるボリュームデータの撮影が2回に亘って実施される。
That is, as shown in the flowchart of FIG. 10, in step S1, the sensitivity pre-scan execution means 7g gives the sequence for sensitivity estimation to the sequence controller control means 7a, and the sensitivity pre-scan is performed with the phased array coil and the WB coil as reception coils. Executed. Then, the WB coil image data obtained by the WB coil and the main coil image data obtained by the phased array coil are acquired as image data for estimating the sensitivity distribution of the phased array coil, and the WB coil image database 7h and the main coil are obtained, respectively. It is stored in the
次に、ステップS2において、感度分布推定手段7jにより、フェーズドアレイコイルの感度分布の推定値が求められる。すなわち図11(a)に示すような主コイル画像データの信号強度SPACを図11(b)に示すようなWBコイル画像データの信号強度SWBで除算処理手段7kにより除算することにより、図11(c)に示すような主コイル画像データとWBコイル画像データとの信号強度比(SPAC/SWB)をフェーズドアレイコイルの感度分布の推定値として求める。 Next, in step S2, the sensitivity distribution estimation means 7j obtains an estimated value of the sensitivity distribution of the phased array coil. That is, the signal intensity S PAC of the main coil image data as shown in FIG. 11A is divided by the division processing means 7k by the signal intensity S WB of the WB coil image data as shown in FIG. The signal intensity ratio (S PAC / S WB ) between the main coil image data and the WB coil image data as shown in FIG. 11C is obtained as an estimated value of the sensitivity distribution of the phased array coil.
この際、主コイル画像データおよびWBコイル画像データの信号強度SPAC、SWBが閾値未満、例えば最大値の10%未満であるような領域については除算処理が施されないようにするために、必要に応じて除算処理の前処理として各信号強度SPAC、SWBの閾値処理が閾値処理手段7lにより実施されて閾値未満の領域における各信号強度SPAC、SWBがマスクされる。 At this time, it is necessary to prevent the division processing from being performed on an area where the signal strengths S PAC and S WB of the main coil image data and the WB coil image data are less than a threshold value, for example, less than 10% of the maximum value. Accordingly, the threshold processing of the signal strengths S PAC and S WB is performed by the threshold processing means 71 as pre-processing of the division processing, and the signal strengths S PAC and S WB in the region below the threshold are masked.
この閾値処理を前処理とした除算処理により、画像コントラスト等のようにフェーズドアレイコイルの感度分布の不均一性以外の要因による画像データの信号強度への影響がキャンセルされるため、良好な精度で感度分布を推定できる。 The division processing with this threshold processing as preprocessing cancels the influence on the signal intensity of the image data due to factors other than non-uniformity of the sensitivity distribution of the phased array coil, such as image contrast, etc. Sensitivity distribution can be estimated.
次に、肺野等の存在により閾値処理により生じたデータ欠落部分である無信号領域に対して補間手段7mにより内挿あるいは外挿が実施されて感度分布が推定され、さらにフィッティング処理やスムージング処理が2次元領域全体に亘ってスムージング処理手段7nにより実施されて図11(d)に示す感度分布の推定値曲線が得られる。 Next, the interpolation means 7m performs interpolation or extrapolation on the no-signal area, which is a data missing portion caused by threshold processing due to the presence of a lung field or the like, and the sensitivity distribution is estimated. Further, fitting processing and smoothing processing are performed. Is implemented by the smoothing processing means 7n over the entire two-dimensional region to obtain an estimated value curve of the sensitivity distribution shown in FIG.
そして、同様な画像データの処理が3次元領域全体の各断面に亘って実施され、ボリュームデータとして感度分布の推定値が求められる。 Similar image data processing is performed over each cross section of the entire three-dimensional region, and an estimated value of the sensitivity distribution is obtained as volume data.
次に、ステップS3において、フェーズドアレイコイルの感度分布の推定値が3次元感度マップデータとして感度マップデータベース7oに保存される。 Next, in step S3, the estimated value of the sensitivity distribution of the phased array coil is stored in the sensitivity map database 7o as three-dimensional sensitivity map data.
次に、ステップS4において、本スキャン実行手段7pにより画像取得用シーケンスがシーケンスコントローラ制御手段7aに与えられて、フェーズドアレイコイルを受信用コイルとして本スキャンが実行される。そして、生データが収集されて画像再構成手段7cの画像再構成処理により画像データが得られる。 Next, in step S4, the image acquisition sequence is given to the sequence controller control means 7a by the main scan execution means 7p, and the main scan is executed with the phased array coil as the reception coil. Then, raw data is collected and image data is obtained by image reconstruction processing of the image reconstruction means 7c.
次に、ステップS5において、本スキャンにおける撮影断面方向、空間分解能等の撮影条件、データ収集条件、画像再構成条件等の諸条件に応じて、画像データ補正手段7qが感度マップデータベース7oから対応する3次元感度マップデータを切り出す。 Next, in step S5, the image data correction means 7q corresponds from the sensitivity map database 7o according to various conditions such as the imaging section direction in the main scan, imaging conditions such as spatial resolution, data collection conditions, and image reconstruction conditions. Cut out 3D sensitivity map data.
そして、ステップS6において、画像データ補正手段7qが、切出された3次元感度マップデータを用いて画像データを補正する。このため、画像データの信号強度の不均一性が改善される。 In step S6, the image data correction unit 7q corrects the image data using the cut-out three-dimensional sensitivity map data. For this reason, the nonuniformity of the signal intensity of image data is improved.
一方、フェーズドアレイコイルで受信されたNMR信号から得られた画像データ自身から後処理によりフェーズドアレイコイルの感度分布を感度マップデータとして推定し、得られたフェーズドアレイコイルの感度マップデータを用いて画像データの信号強度ムラを補正する方法も利用される。例えば、フェーズドアレイコイルにより得られた画像データにスムージング処理を実行することにより極低周波成分の画像データを作成して感度分布として代用する方法がある。 On the other hand, the sensitivity distribution of the phased array coil is estimated as sensitivity map data by post-processing from the image data itself obtained from the NMR signal received by the phased array coil, and an image is obtained using the obtained sensitivity map data of the phased array coil. A method for correcting the signal intensity unevenness of data is also used. For example, there is a method of creating image data of extremely low frequency components by executing smoothing processing on image data obtained by a phased array coil and substituting it as a sensitivity distribution.
また、WBコイルから送信される高周波信号の信号強度を参照してフェーズドアレイコイルで受信されたNMR信号から得られた画像データの信号強度ムラを補正する技術や(例えば特許文献2参照)、予め記憶したフェーズドアレイコイルの感度分布と画像データから推定して得られたフェーズドアレイコイルの位置情報とを用いて画像データの信号強度ムラを補正する技術が提案される(例えば特許文献3参照)。
従来の、感度プレスキャンによりフェーズドアレイコイルとWBコイルとからそれぞれ得られた画像データの信号強度値SigPAC、SigWBの除算値(SigPAC/SigWB)に基づいてフェーズドアレイコイルの感度分布を推定して画像データの信号強度を補正する方法では、感度プレスキャンに要する時間が長くなるという問題がある。このため、例えば被検体Pの腹部における画像を撮像する場合には、感度プレスキャンの実行時間に応じて息止め時間が長くなる
また、フェーズドアレイコイルを用いた画像データの収集とWBコイルを用いた画像データの収集との間に被検体Pの動き等の原因により被検体Pに位置ずれ(ミスレジストレーション)が発生する恐れがある。さらに、フェーズドアレイコイルとWBコイルの双方から画像データを取得するため、フェーズドアレイコイルとWBコイルとの間のデカップリングが完全であることが必要となる。
The sensitivity distribution of the phased array coil is calculated based on the signal intensity values Sig PAC and Sig WB of the image data obtained from the phased array coil and the WB coil by the sensitivity pre-scan, respectively (Sig PAC / Sig WB ). In the method of estimating and correcting the signal intensity of image data, there is a problem that the time required for sensitivity pre-scan increases. For this reason, for example, when taking an image of the abdomen of the subject P, the breath-holding time becomes longer depending on the execution time of the sensitivity pre-scan. Also, the collection of image data using the phased array coil and the WB coil are used. There is a possibility that a positional shift (misregistration) may occur in the subject P due to the movement of the subject P during the collection of the image data. Furthermore, in order to acquire image data from both the phased array coil and the WB coil, it is necessary that the decoupling between the phased array coil and the WB coil is complete.
一方、フェーズドアレイコイルによる画像データ自身から後処理にて推定されたフェーズドアレイコイルの感度分布を用いて画像データの信号強度ムラを補正する方法では、フェーズドアレイコイルの感度分布の推定精度が低いため画像データの信号強度の補正が不十分となり、最終的に得られる補正後の画像データの均一性を十分に得ることができない。 On the other hand, in the method of correcting the signal intensity unevenness of the image data using the sensitivity distribution of the phased array coil estimated by post-processing from the image data itself by the phased array coil, the estimation accuracy of the sensitivity distribution of the phased array coil is low. The correction of the signal intensity of the image data becomes insufficient, and the uniformity of the corrected image data finally obtained cannot be obtained sufficiently.
また、種々の画像種に対して常に十分な精度で補正を行うことが困難であるという問題がある。例えば、画像データがT1強調やT2強調された画像データのように所望のコントラストを持つ画像データである場合には、スムージング処理を施して感度分布を推定しても、感度分布を示す画像データもコントラストを有することとなり、スムージング処理後の画像データを感度分布として代用することには無理がある。 There is also a problem that it is difficult to always perform correction with sufficient accuracy for various image types. For example, when the image data is image data having a desired contrast, such as T1-weighted or T2-weighted image data, even if the sensitivity distribution is estimated by performing the smoothing process, the image data indicating the sensitivity distribution is also present. Therefore, it is impossible to substitute the image data after the smoothing process as the sensitivity distribution.
さらに、マルチスライスによる撮像において全スライスにおける画像データの補正を一貫して行うことが困難である。 Furthermore, it is difficult to consistently correct image data in all slices in multi-slice imaging.
本発明はかかる従来の事情に対処するためになされたものであり、より短時間で画像種等の撮影条件に依存することなく良好な精度で受信用コイルの感度分布の不均一性による画像データの信号強度ムラを補正することが可能な磁気共鳴イメージング装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to cope with such a conventional situation, and in a shorter time, image data due to non-uniformity of the sensitivity distribution of the receiving coil with good accuracy without depending on the imaging conditions such as the image type. It is an object of the present invention to provide a magnetic resonance imaging apparatus capable of correcting the signal intensity unevenness.
本発明の一実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、少なくともフェーズドアレイコイルを受信用コイルとして含むシーケンスによって画像データを生成する本スキャンに先だって、前記フェーズドアレイコイルを受信用コイルとして用いることにより、前記本スキャンにおける受信用コイルの感度補正用データを生成するための感度プレスキャンを実行する手段と、前記感度プレスキャンにおいて前記フェーズドアレイコイルにより取得されたデータのみを元データとして前記感度補正用データを生成する手段と、前記本スキャンの実行により前記画像データを生成する手段と、前記本スキャンにより得られた前記画像データを前記感度補正用データに基づいて補正する手段とを有し、前記感度プレスキャンの撮影条件としてプロトン密度強調画像を撮影する際の撮影条件を設定するものである。 A magnetic resonance imaging apparatus according to an embodiment of the present invention uses the phased array coil as a reception coil prior to a main scan for generating image data by a sequence including at least a phased array coil as a reception coil. Means for executing sensitivity pre-scan for generating sensitivity correction data for the receiving coil in the main scan; and the sensitivity correction data is obtained using only data acquired by the phased array coil in the sensitivity pre-scan as original data. means for generating, possess means for generating the image data by executing the main scan, and means for correcting, based the image data obtained by the main scan to the sensitivity correction data, the sensitivity press Proton as shooting conditions It is for setting an imaging condition at the time of photographing a degree enhanced image.
本発明に係る磁気共鳴イメージング装置においては、より短時間で画像種等の撮影条件に依存することなく良好な精度で受信用コイルの感度分布の不均一性による画像データの信号強度ムラを補正することができる。 In the magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention, the signal intensity unevenness of the image data due to the nonuniformity of the sensitivity distribution of the receiving coil can be corrected with good accuracy in a shorter time without depending on the imaging conditions such as the image type. be able to.
本発明に係る磁気共鳴イメージング装置の実施の形態について添付図面を参照して説明する。 Embodiments of a magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明に係る磁気共鳴イメージング装置の第1の実施形態を示す機能ブロック図である。 FIG. 1 is a functional block diagram showing a first embodiment of a magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention.
磁気共鳴イメージング装置20は、静磁場を形成する筒状の静磁場用磁石21と、この静磁場用磁石21の内部に設けられたシムコイル22、傾斜磁場コイルユニット23およびRFコイル24とを図示しないガントリに内蔵した構成である。
The magnetic
また、磁気共鳴イメージング装置20には、制御系25が備えられる。制御系25は、静磁場電源26、傾斜磁場電源27、シムコイル電源28、送信器29、受信器30、シーケンスコントローラ31およびコンピュータ32を具備している。コンピュータ32には、入力装置33と表示装置34とが設けられる。
In addition, the magnetic
制御系25の傾斜磁場電源27は、X軸傾斜磁場電源27x、Y軸傾斜磁場電源27yおよびZ軸傾斜磁場電源27zで構成される。また、コンピュータ32は、図示しない演算装置および記憶装置を備え、入力装置33および表示装置34が設けられる。
The gradient magnetic
静磁場用磁石21は静磁場電源26と接続され、静磁場電源26から供給された電流により撮像領域に静磁場を形成させる機能を有する。また、静磁場用磁石21の内側には、同軸上に筒状のシムコイル22が設けられる。シムコイル22はシムコイル電源28と接続され、シムコイル電源28からシムコイル22に電流が供給されて静磁場が均一化されるように構成される。
The static
傾斜磁場コイルユニット23は、X軸傾斜磁場コイル23x、Y軸傾斜磁場コイル23yおよびZ軸傾斜磁場コイル23zで構成され、静磁場用磁石21の内部において筒状に形成される。傾斜磁場コイルユニット23の内側には寝台35が設けられて撮像領域とされ、寝台35には被検体Pがセットされる。RFコイル24はガントリに内蔵されず、寝台35や被検体P近傍に設けられる場合もある。
The gradient magnetic
また、傾斜磁場コイルユニット23は、傾斜磁場電源27と接続される。傾斜磁場コイルユニット23のX軸傾斜磁場コイル23x、Y軸傾斜磁場コイル23yおよびZ軸傾斜磁場コイル23zはそれぞれ、傾斜磁場電源27のX軸傾斜磁場電源27x、Y軸傾斜磁場電源27yおよびZ軸傾斜磁場電源27zと接続される。
The gradient magnetic
そして、X軸傾斜磁場電源27x、Y軸傾斜磁場電源27yおよびZ軸傾斜磁場電源27zからそれぞれX軸傾斜磁場コイル23x、Y軸傾斜磁場コイル23yおよびZ軸傾斜磁場コイル23zに供給された電流により、撮像領域にそれぞれX軸方向の傾斜磁場Gx、Y軸方向の傾斜磁場Gy、Z軸方向の傾斜磁場Gzを形成することができるように構成される。
The X-axis gradient magnetic
RFコイル24は送信器29および受信器30と接続される。RFコイル24は、送信器29から高周波信号を受けて被検体Pに送信する機能と、被検体P内部の原子核スピンの高周波信号による励起に伴って発生したNMR信号を受信して受信器30に与える機能を有する。
The
図2は図1に示すRFコイル24および受信器30の一例を示す詳細構成図である。
FIG. 2 is a detailed configuration diagram showing an example of the
RFコイル24は、高周波信号送信用のWBコイル24aと本スキャンにおけるNMR信号受信用のコイルである主コイルとしてのフェーズドアレイコイル24bとで構成される。フェーズドアレイコイル24bは、複数の表面コイル24cを備える。
The
一方、受信器30は複数の受信系回路30aで構成される。そして、各表面コイル24cは、それぞれ個別に受信器30の各受信系回路30aと接続され、WBコイル24aは送信器29と接続される。ただし、WBコイル24aを受信器30の受信系回路30aと接続してもよい。
On the other hand, the
図3は、図2に示すWBコイル24aとフェーズドアレイコイル24bの配置例を示す断面模式図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an arrangement example of the
フェーズドアレイコイル24bの各表面コイル24cは、例えば被検体Pの特定関心部位を含む断面Lの周囲となるZ軸周りに対称に配置される。さらにフェーズドアレイコイル24bの外側には、WBコイル24aが設けられる。そして、RFコイル24は、WBコイル24aにより被検体Pに高周波信号を送信する一方、フェーズドアレイコイル24bの各表面コイル24cにより多チャンネルで特定関心部位を含む断面LからのNMR信号を受信して各受信器30に与えることができるように構成される。
For example, the surface coils 24c of the phased
一方、制御系25のシーケンスコントローラ31は、傾斜磁場電源27、送信器29および受信器30と接続される。シーケンスコントローラ31は傾斜磁場電源27、送信器29および受信器30を駆動させるために必要な制御情報、例えば傾斜磁場電源27に印加すべきパルス電流の強度や印加時間、印加タイミング等の動作制御情報を記述したシーケンス情報を記憶する機能と、記憶した所定のシーケンスに従って傾斜磁場電源27、送信器29および受信器30を駆動させることによりX軸傾斜磁場Gx、Y軸傾斜磁場Gy,Z軸傾斜磁場Gzおよび高周波信号を発生させる機能を有する。
On the other hand, the
また、シーケンスコントローラ31は、受信器30からデジタル化されたNMR信号である生データ(raw data)を受けてコンピュータ32に与えるように構成される。
In addition, the
このため、送信器29には、シーケンスコントローラ31から受けた制御情報に基づいて高周波信号をRFコイル24に与える機能が備えられる一方、受信器30には、RFコイル24から受けたNMR信号に所要の信号処理を実行するとともにA/D変換することにより、デジタル化されたNMR信号である生データを生成する機能と、生成した生データをシーケンスコントローラ31に与える機能とが備えられる。
For this reason, the
また、コンピュータ32には、プログラムが読み込まれて実行されることにより感度プレスキャン実行手段36、感度プレスキャン条件設定手段37、本スキャン実行手段38、シーケンスコントローラ制御手段39、生データデータベース40、画像再構成手段41、画像データデータベース42、主コイル画像データベース43、感度分布推定手段44、感度マップデータベース45、画像データ補正手段46、画像表示手段47として機能する。ただし、プログラムによらず、特定の回路を設けてコンピュータ32を構成してもよい。
In addition, the
感度プレスキャン実行手段36は、フェーズドアレイコイル24bの感度分布である3次元感度マップデータを求めるための感度プレスキャンを実行する際のシーケンス(感度推定用シーケンス)を感度プレスキャン条件設定手段37から受けた撮影条件に基づいて生成する機能と、生成した感度推定用シーケンスをシーケンスコントローラ制御手段39に与えることにより感度プレスキャンを実行させる機能を有する。
The sensitivity prescan execution means 36 obtains a sequence (sensitivity estimation sequence) for executing the sensitivity prescan for obtaining the three-dimensional sensitivity map data which is the sensitivity distribution of the phased
感度プレスキャン条件設定手段37は、感度プレスキャンにおける撮影条件をコントラストが3次元感度マップデータを求めるために十分に低くなるように設定する機能と、設定した感度プレスキャンの撮影条件を感度プレスキャン実行手段36に与える機能とを有する。 The sensitivity pre-scan condition setting means 37 has a function for setting the photographing condition in the sensitivity pre-scan so that the contrast is sufficiently low for obtaining the three-dimensional sensitivity map data, and the sensitivity pre-scan photographing condition is set to the sensitivity pre-scan. A function to be given to the execution means 36.
本スキャン実行手段38は、画像データを取得するための本スキャンを実行する際における各種シーケンスをシーケンスコントローラ制御手段39に与えることにより本スキャンを実行させる機能を有する。
The main scan execution unit 38 has a function of executing a main scan by giving various sequences to the sequence
シーケンスコントローラ制御手段39は、入力装置33またはその他の構成要素からの情報に基づいて、感度プレスキャン実行手段36および本スキャン実行手段38から受けたシーケンスのうち所要のシーケンスをシーケンスコントローラ31に与えることにより感度プレスキャンまたは本スキャンを実行させる機能を有する。また、シーケンスコントローラ制御手段39は、シーケンスコントローラ31から感度プレスキャンまたは本スキャンの実行により収集されたフェーズドアレイコイル24bの各表面コイル24cの生データを受けて生データデータベース40に形成されたK空間(フーリエ空間)に配置する機能を有する。
The sequence controller control means 39 gives the sequence controller 31 a required sequence among the sequences received from the sensitivity pre-scan execution means 36 and the main scan execution means 38 based on information from the
このため、生データデータベース40には、受信器30において生成された表面コイル24c毎の各生データが保存される。すなわち、生データデータベース40に形成されたK空間に生データが配置される。
For this reason, each raw data for each
画像再構成手段41は、本スキャンの実行により生データデータベース40のK空間に配置された生データに対してフーリエ変換(FT)等の画像再構成処理を施すことにより被検体Pの画像データを再構成させる機能と、再構成させた画像データを画像データデータベース42に書き込む機能とを有する。
The
また、画像再構成手段41は、感度プレスキャンの実行により生データデータベース40のK空間に配置された生データに対して、本スキャンの実行により得られる生データに対する再構成処理と同等な手法による再構成処理を施すことにより被検体Pの画像データを主コイル画像データとして再構成させる機能と、再構成させた主コイル画像データを主コイル画像データベース43に書き込む機能とを有する。
Further, the
感度分布推定手段44は、主コイル画像データベース43に保存された主コイル画像データを感度補正用データの元データである感度推定用データとして用いることにより、フェーズドアレイコイル24bの3次元感度マップデータを感度補正用データとして作成する機能と、作成した3次元感度マップデータを感度マップデータベース45に書き込む機能を有する。このため感度分布推定手段44は、閾値処理手段44a、領域縮小手段44b、補間手段44c、スムージング処理手段44dを備える。
The sensitivity distribution estimation means 44 uses the main coil image data stored in the main
閾値処理手段44aは、主コイル画像データに対して閾値処理を施す機能、すなわち主コイル画像データの信号強度が予め設定された閾値以下となる部分のデータをマスクする機能を有する。
The
領域縮小手段44bは、感度分布推定用に用いる主コイル画像データの領域を縮小させてマスク領域近傍における信号強度の小さい部分を3次元感度マップデータ作成用のデータから除外する機能を有する。 The area reduction means 44b has a function of reducing the area of the main coil image data used for sensitivity distribution estimation and excluding a portion having a small signal intensity in the vicinity of the mask area from the data for creating the three-dimensional sensitivity map data.
補間手段44cは、主コイル画像データの領域縮小処理後のマスクされた無信号領域における3次元感度マップデータを推定して外挿あるいは内挿することにより感度分布推定用の主コイル画像データを補間する機能を有する。 The interpolation means 44c interpolates the main coil image data for sensitivity distribution estimation by estimating and extrapolating or interpolating the three-dimensional sensitivity map data in the masked no-signal area after the area reduction processing of the main coil image data. It has the function to do.
スムージング処理手段44dは、感度分布推定用の主コイル画像データに対してスムージング処理を施すことにより最終的な3次元感度マップデータを作成する機能を有する。
The smoothing
画像データ補正手段46は、感度マップデータベース45に保存された3次元感度マップデータから本スキャンにおける撮影条件、データ収集条件、画像再構成条件等の画像データ取得条件に応じた3次元感度マップデータを切り出して抽出する機能と、抽出した3次元感度マップデータを用いて本スキャンの実行により画像データデータベース42に保存された画像データの信号強度を補正する機能を有する。 The image data correction means 46 obtains 3D sensitivity map data according to image data acquisition conditions such as imaging conditions, data collection conditions, and image reconstruction conditions in the main scan from the 3D sensitivity map data stored in the sensitivity map database 45. It has a function of cutting out and extracting, and a function of correcting the signal intensity of the image data stored in the image data database 42 by executing the main scan using the extracted three-dimensional sensitivity map data.
画像表示手段47は、画像データデータベース42に保存された画像データを表示装置34に与えて表示させる機能を有する。
The image display means 47 has a function of giving the image data stored in the image data database 42 to the
以上のような構成の磁気共鳴イメージング装置20は、各構成要素により全体として、本スキャンの画像撮影における受信用コイルの感度補正用データを生成するための感度プレスキャンを画像撮影における受信用コイルを受信用コイルとして実行する手段および感度プレスキャンにおいて画像撮影における受信用コイルにより取得されたデータのみを元データとして感度補正用データを生成する手段として機能する。
The magnetic
図4は、図1に示す磁気共鳴イメージング装置20により被検体Pの断層画像を撮像する際の手順を示すフローチャートであり、図中Sに数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。
FIG. 4 is a flowchart showing a procedure when a tomographic image of the subject P is picked up by the magnetic
まず、ステップS10において、感度プレスキャンが実行される。そこで、感度プレスキャン条件設定手段37が、感度プレスキャンにおける撮影条件を設定して感度推定用シーケンスを感度プレスキャン実行手段36に与える。ここで、感度プレスキャンにおける撮影条件は、3次元感度マップデータを作成するために再構成されて得られる画像が十分に低コントラストとなるように設定される。
First, in step S10, sensitivity pre-scan is executed. Therefore, the sensitivity pre-scan
低コントラストとなる撮影条件としては、例えば、繰り返し時間(TR:repetition time)を長くしてエコー時間(TE:echo time)を短くすることによりT1(縦緩和時間)およびT2(横緩和時間)のいずれの影響も少ないプロトン密度強調画像を撮影する際における条件あるいはこの条件に近い撮影条件を設定することができる。 As the imaging conditions for low contrast, for example, T1 (longitudinal relaxation time) and T2 (lateral relaxation time) can be set by increasing the repetition time (TR) and shortening the echo time (TE). It is possible to set conditions for photographing a proton density weighted image with little influence or photographing conditions close to this condition.
感度プレスキャン実行のための感度推定用シーケンスとしては、例えば、高速フィールドエコー(FFE)系シーケンスでTEを1−5ms程度と短めに設定し、フリップ角を5〜10度程度まで小さくしたものを用いるとよい。さらに、TRを200ms程度にすれば、20枚以上のスライスにおける主コイル画像データを収集することが可能となり、3次元感度マップデータを作成するために必要な表面コイル24cの感度が反映されたボリューム全体の主コイル画像データを取得することができる。
As a sensitivity estimation sequence for executing sensitivity pre-scan, for example, a fast field echo (FFE) sequence in which TE is set to a short value of about 1 to 5 ms and a flip angle is reduced to about 5 to 10 degrees is used. Use it. Furthermore, if TR is set to about 200 ms, it is possible to collect main coil image data in 20 or more slices, and a volume reflecting the sensitivity of the
一方、感度プレスキャンにおける撮影は2Dのマルチスライスでなく3D撮影としてもよい。3D撮像の感度推定用シーケンスとしては、例えばFFE系シーケンスでTEを1−5ms程度と短めに設定しフリップ角を5度以下程度まで小さくしたものを用いることができる。さらに、TRを10ms程度とすることで、2D撮像と同等の撮影時間で必要な主コイル画像データを取得することができる。 On the other hand, imaging in the sensitivity pre-scan may be 3D imaging instead of 2D multi-slice. As the sensitivity estimation sequence for 3D imaging, for example, an FFE sequence in which TE is set to a short value of about 1-5 ms and a flip angle is reduced to about 5 degrees or less can be used. Furthermore, by setting TR to about 10 ms, necessary main coil image data can be acquired in an imaging time equivalent to 2D imaging.
そして、感度プレスキャン実行手段36により感度推定用シーケンスがシーケンスコントローラ制御手段39に与えられて本スキャンにおける受信用コイル(主コイル)であるフェーズドアレイコイル24bのみを受信用コイルとして感度プレスキャンが実行される。つまり、画像データを取得するための本スキャンに先立って、フェーズドアレイコイル24bの感度マップデータを得るための感度プレスキャンが実行される。
Then, the sensitivity pre-scan execution means 36 gives the sequence for sensitivity estimation to the sequence controller control means 39, and the sensitivity pre-scan is executed using only the phased
すなわち、予め寝台35には被検体Pがセットされるとともに、静磁場電源26から静磁場用磁石21に電流が供給されて撮像領域に静磁場が形成される。また、シムコイル電源28からシムコイル22に電流が供給されて撮像領域に形成された静磁場が均一化される。
That is, the subject P is set on the
次に、入力装置33からシーケンスコントローラ制御手段39に動作指令が与えられる。このため、シーケンスコントローラ制御手段39は感度推定用シーケンスをシーケンスコントローラ31に与える。シーケンスコントローラ31は、感度推定用シーケンスに従って傾斜磁場電源27、送信器29および受信器30を駆動させることにより被検体Pがセットされた撮像領域にX軸傾斜磁場Gx、Y軸傾斜磁場Gy,Z軸傾斜磁場Gzを形成させるとともに、高周波信号を発生させる。
Next, an operation command is given from the
この際、傾斜磁場コイルにより形成されたX軸傾斜磁場Gx、Y軸傾斜磁場Gy,Z軸傾斜磁場Gzは主として、位相エンコード(PE)用傾斜磁場、読出し(RO)用傾斜磁場、スライスエンコード(SE)用傾斜磁場としてそれぞれ使用される。このため、被検体P内部における原子核のスピンの回転方向に規則性が現れ、SE用傾斜磁場によりZ軸方向に形成されたスライスにおける二次元的な位置情報であるX座標およびY座標は、PE用傾斜磁場およびRO用傾斜磁場によりそれぞれ被検体P内部における原子核のスピンの位相変化量および周波数変化量に変換される。 At this time, the X-axis gradient magnetic field Gx, the Y-axis gradient magnetic field Gy, and the Z-axis gradient magnetic field Gz formed by the gradient coil are mainly a phase encode (PE) gradient magnetic field, a read (RO) gradient magnetic field, and a slice encode ( Used as a gradient magnetic field for SE). For this reason, regularity appears in the spin rotation direction of the nuclei inside the subject P, and the X and Y coordinates, which are two-dimensional position information in the slice formed in the Z-axis direction by the SE gradient magnetic field, are PE The phase change amount and the frequency change amount of the spin of the nucleus inside the subject P are respectively converted by the gradient magnetic field for RO and the gradient magnetic field for RO.
そして、送信器29から感度推定用シーケンスに応じてRFコイル24のWBコイル24aに高周波信号が与えられ、WBコイル24aから被検体Pに高周波信号が送信される。さらに、被検体Pの内部において高周波信号の周波数に応じたスライスに含まれる原子核の核磁気共鳴により生じたNMR信号が、RFコイル24の主コイルであるフェーズドアレイコイル24bの各表面コイル24cにより多チャンネルで受信されてそれぞれの受信器30に与えられる。
A high frequency signal is given from the
尚、WBコイル24aは高周波信号の送信用としてのみ用いられ、受信用としては用いられない。
The
各受信器30は、フェーズドアレイコイル24bの各表面コイル24cからNMR信号を受けて、前置増幅、中間周波変換、位相検波、低周波増幅、フィルタリング等の各種信号処理を実行する。さらに各受信器30は、NMR信号をA/D変換することにより、デジタルデータのNMR信号である生データを生成する。受信器30は、生成した生データをシーケンスコントローラ31に与える。
Each
シーケンスコントローラ31は、受信器30から受けた生データをシーケンスコントローラ制御手段39に与え、シーケンスコントローラ制御手段39は生データデータベース40に形成されたK空間に生データを配置する。さらに画像再構成手段41は、生データデータベース40のK空間に配置された生データに対してフーリエ変換(FT)を実行することにより被検体Pの3次元の画像データであるボリュームデータを主コイル画像データとして再構成させて、フェーズドアレイコイル24bの3次元感度マップデータを得るための感度推定用データとして主コイル画像データベース43に書き込む。
The
この際、感度プレスキャンにより収集された生データの再構成処理方法は、本スキャンにおける再構成処理方法と同様な方法とされる。本スキャンにおいてフェーズドアレイコイル24bを用いた再構成処理方法としては、各表面コイル24cにより得られた画像データの2乗和の平方根をとるSum of Square処理(SoS処理)や、各表面コイル24cにより得られた画像データの信号強度絶対値の和をとる再構成処理方法が挙げられる。
At this time, the reconstruction processing method of the raw data collected by the sensitivity pre-scan is the same method as the reconstruction processing method in the main scan. As a reconstruction processing method using the phased
次に、ステップS11において、感度分布推定手段44は、主コイル画像データベース43に保存されたボリュームデータである主コイル画像データを感度推定用データとして用いることにより、感度分布を推定する。
Next, in step S11, the sensitivity distribution estimation means 44 estimates the sensitivity distribution by using the main coil image data, which is volume data stored in the main
図5は、図4に示すフローチャートにおいて、フェーズドアレイコイル24bの感度分布を推定する際の詳細手順の一例を示すフローチャートであり、図中Sに数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。
FIG. 5 is a flowchart showing an example of a detailed procedure for estimating the sensitivity distribution of the phased
まずステップS20において、主コイル画像データベース43から主コイル画像データが感度分布推定手段44に読み込まれる。
First, in
図6は、低コントラストとなる撮影条件で得られた主コイル画像データの信号強度分布と一般的なコントラストとなる撮影条件で得られた主コイル画像データの信号強度分布とを比較した図である。 FIG. 6 is a diagram comparing the signal intensity distribution of main coil image data obtained under imaging conditions with low contrast and the signal intensity distribution of main coil image data obtained under imaging conditions with general contrast. .
図6(a)(b)において、縦軸は主コイル画像データの信号値を示し、横軸は、図3における関心領域(ROI: region of interest)を含む断面L方向の位置を示す。また、図6(a)は低コントラストとなる撮影条件で得られた主コイル画像データの信号強度分布を示し、図6(b)は一般的なコントラストとなる撮影条件で得られた主コイル画像データの信号強度分布を示す。 6A and 6B, the vertical axis indicates the signal value of the main coil image data, and the horizontal axis indicates the position in the cross-sectional L direction including the region of interest (ROI) in FIG. FIG. 6A shows the signal intensity distribution of the main coil image data obtained under the imaging conditions with low contrast, and FIG. 6B shows the main coil image obtained with the imaging conditions with general contrast. The signal intensity distribution of data is shown.
図6(b)のように、一般的なコントラストとなる撮影条件で得られた主コイル画像データでは、コントラストの違いによる影響が十分に小さくなく、そのままフェーズドアレイコイル24bの感度推定用データとして用いることが困難である。
As shown in FIG. 6B, in the main coil image data obtained under the imaging conditions with general contrast, the influence due to the difference in contrast is not sufficiently small, and is used as it is as data for estimating the sensitivity of the phased
一方、図6(a)のように、低コントラストとなる撮影条件で得られた主コイル画像データでは、コントラストの違いによる影響が十分に小さく、そのままフェーズドアレイコイル24bの感度推定用データとして用いたとしても誤差を小さくすることができる。
On the other hand, as shown in FIG. 6 (a), the main coil image data obtained under the imaging conditions with low contrast has a sufficiently small influence due to the difference in contrast, and is used as it is as data for estimating the sensitivity of the phased
尚、ここでは、主コイル画像データをROIを含む直線L上における1次元データとして示したが、実際には2次元あるいは3次元の撮影を実施して2次元または3次元の主コイル画像データが感度推定用データとして用いられて3次元感度マップデータを作成のための各種処理の対象とされる。 Here, the main coil image data is shown as one-dimensional data on the straight line L including the ROI. However, in practice, two-dimensional or three-dimensional imaging is performed to obtain two-dimensional or three-dimensional main coil image data. It is used as sensitivity estimation data and is subject to various processes for creating three-dimensional sensitivity map data.
そこで、低コントラストとなる撮影条件で得られた主コイル画像データが感度推定用データとして用いられ、3次元感度マップデータを作成のための各種処理が実施される。 Therefore, the main coil image data obtained under the imaging conditions with low contrast is used as sensitivity estimation data, and various processes for creating three-dimensional sensitivity map data are performed.
図7は、磁気共鳴イメージング装置20により3次元感度マップデータ作成の際に生成されるデータを従来の磁気共鳴イメージング装置1により3次元感度マップデータ作成の際に生成されるデータと比較して説明する図である。
FIG. 7 illustrates the comparison between the data generated when the magnetic
図7(a)は、従来の磁気共鳴イメージング装置1により3次元感度マップデータ作成の際に生成されるデータを示す図である。従来の磁気共鳴イメージング装置1では、フェーズドアレイコイル24bとWBコイル24aの双方を受信用コイルとして感度プレスキャンが実行されるため、(a−1)に示すフェーズドアレイコイル24bで得られた主コイル画像データと(a−2)に示すWBコイル24aで得られたWBコイル画像データが取得されて双方のデータが感度推定用データとして用いられる。そして、主コイル画像データおよびWBコイル画像データの双方に対して予め設定された閾値ε、ε’との比較により閾値処理が施されて無信号領域の部分が感度推定用データから除外される。
FIG. 7A is a diagram showing data generated when three-dimensional sensitivity map data is created by the conventional magnetic
さらに、閾値処理後の感度推定用データ領域D1において、主コイル画像データをWBコイル画像データで除算することにより(a−3)に示す無次元化された3次元感度マップデータが作成される。そして、領域全体に亘って外挿や内挿等の補間処理により3次元感度マップデータが推定され、(a−4)に示す3次元感度マップデータが作成される。 Further, in the sensitivity estimation data area D1 after the threshold processing, the main coil image data is divided by the WB coil image data, thereby generating non-dimensional three-dimensional sensitivity map data shown in (a-3). Then, the three-dimensional sensitivity map data is estimated by interpolation processing such as extrapolation and interpolation over the entire region, and the three-dimensional sensitivity map data shown in (a-4) is created.
一方、図1に示す磁気共鳴イメージング装置20では、フェーズドアレイコイル24bのみを受信用コイルとして感度プレスキャンが実行される。
On the other hand, in the magnetic
図7(b)は、図1に示す磁気共鳴イメージング装置20により3次元感度マップデータ作成の際の問題点を説明する図であり、(c)は、(b)に示す問題点を回避した手順で磁気共鳴イメージング装置20により3次元感度マップデータ作成の際に生成されるデータを示す図である。
FIG. 7 (b) is a diagram for explaining the problems in creating the three-dimensional sensitivity map data by the magnetic
すなわち、図5のステップS21において、閾値処理手段44aにより主コイル画像データに対して閾値処理が施される。つまり、図7(b−1)(c−1)に示すように主コイル画像データの信号強度が予め設定された閾値ε以下となる部分のデータをマスクして被検体Pの領域外や肺野からの無信号領域の部分が感度推定用データから除外される。 That is, in step S21 in FIG. 5, threshold processing is performed on the main coil image data by the threshold processing means 44a. That is, as shown in FIGS. 7 (b-1) and (c-1), the data of the portion where the signal intensity of the main coil image data is less than or equal to the preset threshold value ε is masked to mask the area outside the subject P or the lungs. The portion of the no-signal area from the field is excluded from the sensitivity estimation data.
そして、プロトン密度強調像等の低コントラストの主コイル画像データは、閾値処理後の感度推定用データ領域D1においてWBコイル画像データで除算することなくそのまま感度推定用データとして用いることができるが、閾値処理のみでは、(b−2)に示すように被検体Pの領域外や肺野からの無信号領域近傍の信号強度の低い部分の影響がキャンセルされずに、感度推定用データの値も小さくなりより正確な3次元感度マップデータを作成することが困難となる。 The low-contrast main coil image data such as the proton density enhanced image can be used as sensitivity estimation data as it is without being divided by the WB coil image data in the sensitivity estimation data area D1 after threshold processing. Only the processing does not cancel the influence of the low signal intensity portion outside the region of the subject P or in the vicinity of the non-signal region from the lung field as shown in (b-2), and the value of the sensitivity estimation data is also small. Therefore, it becomes difficult to create more accurate three-dimensional sensitivity map data.
そこで、ステップS22において、感度推定用データとして用いる領域の縮小処理が領域縮小手段44bにより実施される。すなわち、図7(c−2)に示すように感度推定用データ領域D1のマスク領域との境界部近傍では、一般に信号強度が他の部分に比べて小さくなる現象が起こるため、感度推定用データ領域D1の縮小処理により、信号強度が小さくなるエッジ部分の領域が除外される。 Therefore, in step S22, the area reduction means 44b performs the area reduction process used as the sensitivity estimation data. That is, as shown in FIG. 7 (c-2), the sensitivity estimation data area D1 generally has a phenomenon in which the signal intensity becomes smaller than the other parts in the vicinity of the boundary with the mask area. Due to the reduction processing of the region D1, the region of the edge portion where the signal intensity is reduced is excluded.
そして、ステップS23において、図7(c−3)に示すように領域縮小処理後の新たな感度推定用データ領域D2における主コイル画像データの信号強度が3次元感度マップデータとみなされる。さらに、領域縮小処理後のマスクされた無信号領域における3次元感度マップデータが補間手段44cにより外挿あるいは内挿等の補間処理により推定されて、図7(c−4)に示すような領域全体に亘る3次元感度マップデータが作成される。 In step S23, as shown in FIG. 7C-3, the signal intensity of the main coil image data in the new sensitivity estimation data region D2 after the region reduction processing is regarded as three-dimensional sensitivity map data. Further, the three-dimensional sensitivity map data in the masked no-signal area after the area reduction processing is estimated by interpolation processing such as extrapolation or interpolation by the interpolation means 44c, and the area as shown in FIG. The entire 3D sensitivity map data is created.
次にステップS24において、補間後の領域全体に亘る3次元感度マップデータに対して直交関数展開等のフィッティングを行うことによりスムージング処理を施す。この結果、より連続性のある最終的な3次元感度マップデータが作成される。 Next, in step S24, smoothing processing is performed by performing fitting such as orthogonal function expansion on the three-dimensional sensitivity map data over the entire region after interpolation. As a result, final three-dimensional sensitivity map data having more continuity is created.
そして、図4のステップS12において、フェーズドアレイコイル24bの3次元感度マップデータが感度マップデータベース45に保存される。
4, the three-dimensional sensitivity map data of the phased
次に、ステップS13において、本スキャン実行手段38により画像取得用シーケンスがシーケンスコントローラ制御手段39に与えられて、フェーズドアレイコイル24bを受信用コイルとして本スキャンが実行される。そして、生データが収集されて画像再構成手段41の画像再構成処理により画像データが得られる。
Next, in step S13, the main scan execution means 38 gives an image acquisition sequence to the sequence controller control means 39, and the main scan is executed using the phased
次に、ステップS14において、本スキャンにおける撮影断面方向、空間分解能等の撮影条件、データ収集条件、画像再構成条件等の諸条件に応じて、画像データ補正手段46が感度マップデータベース45から対応する3次元感度マップデータを切り出す。 Next, in step S14, the image data correction means 46 responds from the sensitivity map database 45 in accordance with various conditions such as the imaging section direction in the main scan, imaging conditions such as spatial resolution, data collection conditions, and image reconstruction conditions. Cut out 3D sensitivity map data.
そして、ステップS15において、画像データ補正手段46が、切り出された3次元感度マップデータを用いて画像データを補正する。すなわち、3次元感度マップデータの逆数を画像データの各信号強度に乗じる補正処理が実行される。この際、3次元感度マップデータを非ゼロにする処理または3次元感度マップデータがゼロの場合における場合分け処理等の画像データを補正に対する一般的なエラー処理が適宜行われる。 In step S15, the image data correction unit 46 corrects the image data using the cut-out three-dimensional sensitivity map data. That is, a correction process for multiplying each signal intensity of the image data by the reciprocal of the three-dimensional sensitivity map data is executed. At this time, general error processing for correcting image data such as processing for setting the three-dimensional sensitivity map data to non-zero or case-by-case processing when the three-dimensional sensitivity map data is zero is appropriately performed.
この結果、フェーズドアレイコイル24bの感度のばらつきによる信号強度の不均一性の影響が抑制され、画質が改善された画像データを得ることができる。
As a result, it is possible to obtain image data in which the influence of the nonuniformity of the signal intensity due to the sensitivity variation of the phased
以上のような、磁気共鳴イメージング装置20によれば、複数の表面コイルで構成されるフェーズドアレイコイル24bを用いて画像を撮像する場合のように、受信用コイルの感度にばらつきがあっても、WBコイル24aを感度プレスキャンにおける受信用コイルとして使用しないため、より短時間で画像種等の撮影条件に依存することなく画像データの信号強度ムラを補正することができる。そして、十分な精度で撮影視野全体に亘って診断能の高い画像を従来よりも容易に得ることができる。
According to the magnetic
また、例えば前述のTR200msの撮影条件で、48×48マトリクスに対する撮影では、従来、感度プレスキャンにおいてWBコイル24aとフェーズドアレイコイル24bの両者のデータを取得するために19.2秒の撮影時間が必要であったものが、磁気共鳴イメージング装置20によれば、半分の9.6秒の息止め撮影で3次元感度マップデータを作成するために必要な全ての主コイル画像データを取得できるため、撮影時間の半減により患者の負担を低減させることができる。
Further, for example, under the above-described TR200 ms imaging condition, in the case of imaging with a 48 × 48 matrix, conventionally, an imaging time of 19.2 seconds is required to acquire data of both the
さらに、本法ではWBコイル24aによる撮影が不要であるため、WBコイル24aとフェーズドアレイコイル24bとのデカップリングが不十分であっても実行でき、またWBコイル24aとフェーズドアレイコイル24b間のデータの位置ズレ等のエラーの発生を防止することもできる。
Further, since this method does not require photographing with the
図8は本発明に係る磁気共鳴イメージング装置の第2の実施形態を示す機能ブロック図である。 FIG. 8 is a functional block diagram showing a second embodiment of the magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention.
図8に示された、磁気共鳴イメージング装置20Aでは、コンピュータ32をシミング用撮影条件設定手段50としても機能させた点が図1に示す磁気共鳴イメージング装置20と相違する。他の構成および作用については図1に示す磁気共鳴イメージング装置20と実質的に異ならないため同一の構成については同符号を付して説明を省略する。
The magnetic resonance imaging apparatus 20A shown in FIG. 8 is different from the magnetic
磁気共鳴イメージング装置20Aのコンピュータ32は、シミング用撮影条件設定手段50としても機能する。シミング用撮影条件設定手段50は、静磁場の空間的な不均一を補正するために実施されるシミングの際の撮影条件を設定して感度プレスキャン実行手段36に与える機能を有する。このため、感度プレスキャン実行手段36は、感度プレスキャンとシミングを同時に実施する撮影条件によるシーケンスを生成してシーケンスコントローラ制御手段39に与えるように構成される。
The
磁気共鳴イメージング装置20Aでは、感度プレスキャンの実行とともにシミングが実施される場合がある。この際の撮像シーケンスとしては、例えば、FFEでTEを4.5ms/9.0msの2エコーとし、フリップ角を5〜10度程度とすることができる。そして、2エコー間の信号位相差から磁場分布を求めてシミングを行い、4.6msのデータを感度データ推定用に用いることができる。 In the magnetic resonance imaging apparatus 20A, shimming may be performed simultaneously with the execution of the sensitivity prescan. As an imaging sequence at this time, for example, TE can be set to 2 echoes of 4.5 ms / 9.0 ms by FFE, and the flip angle can be set to about 5 to 10 degrees. Then, the magnetic field distribution is obtained from the signal phase difference between the two echoes, shimming is performed, and data of 4.6 ms can be used for sensitivity data estimation.
このため、磁気共鳴イメージング装置20Aによれば、磁気共鳴イメージング装置20の効果に加え、より効率的な撮影を実施することができる。
For this reason, according to the magnetic resonance imaging apparatus 20A, in addition to the effects of the magnetic
尚、磁気共鳴イメージング装置20、20Aにおいて、フェーズドアレイコイル24bのみならず頭部用コイル、各種アレイコイル、表面コイル等の目的別の各種コイルを本スキャンにおける受信用コイル、すなわちRFコイル24の主コイルとすることができる。また、RFコイル24ないし主コイルは、単一のコイルで構成してもよい。
In the magnetic
このため、WBコイル24aそのものを用いてWBコイル24aの感度マップデータを作成することもできる。WBコイル24aの感度ムラはフェーズドアレイコイル24bよりも小さいが、今後、装置のコンパクト化が行なわれた場合にWBコイル24aでも感度ムラが無視できなくなる可能性が高い。そこで、WBコイル24aのみを感度プレスキャンにおける受信用コイルとして用い、WBコイル24aの感度マップデータを作成すれば、装置のコンパクト化を容易とすることができる。
For this reason, the sensitivity map data of the
一方、感度マップデータを本スキャンにおける受信用コイルで得られた画像データのみを元データとして生成する構成であれば、感度プレスキャンにおいて、本スキャンにおける受信用コイル以外のコイルを受信用コイルとして用いてもよい。 On the other hand, if the sensitivity map data is generated only from the image data obtained by the receiving coil in the main scan as the original data, a coil other than the receiving coil in the main scan is used as the receiving coil in the sensitivity prescan. May be.
20 磁気共鳴イメージング装置
21 静磁場用磁石
22 シムコイル
23 傾斜磁場コイルユニット
23x X軸傾斜磁場コイル
23y Y軸傾斜磁場コイル
23z Z軸傾斜磁場コイル
24 RFコイル
24a WBコイル
24b フェーズドアレイコイル
24c 表面コイル
25 制御系
26 静磁場電源
27 傾斜磁場電源
27x X軸傾斜磁場電源
27y Y軸傾斜磁場電源
27z Z軸傾斜磁場電源
28 シムコイル電源
29 送信器
30 受信器
31 シーケンスコントローラ
32 コンピュータ
33 入力装置
34 表示装置
35 寝台
36 感度プレスキャン実行手段
37 感度プレスキャン条件設定手段
38 本スキャン実行手段
39 シーケンスコントローラ制御手段
40 生データデータベース
41 画像再構成手段
42 画像データデータベース
43 主コイル画像データベース
44 感度分布推定手段
44a 閾値処理手段
44b 領域縮小手段
44c 補間手段
44d スムージング処理手段
45 感度マップデータベース
46 画像データ補正手段
47 画像表示手段
50 シミング用撮影条件設定手段
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記感度プレスキャンにおいて前記フェーズドアレイコイルにより取得されたデータのみを元データとして前記感度補正用データを生成する手段と、
前記本スキャンの実行により前記画像データを生成する手段と、
前記本スキャンにより得られた前記画像データを前記感度補正用データに基づいて補正する手段とを有し、
前記感度プレスキャンの撮影条件として、プロトン密度強調画像を撮影する際の撮影条件を設定することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 Prior to the main scan in which image data is generated by a sequence including at least the phased array coil as a reception coil, the sensitivity correction data of the reception coil in the main scan is generated by using the phased array coil as a reception coil. Means for performing a sensitivity pre-scan for
Means for generating the sensitivity correction data using only the data acquired by the phased array coil in the sensitivity pre-scan as original data;
Means for generating the image data by executing the main scan;
Means for correcting the image data obtained by the main scan based on the sensitivity correction data ;
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein imaging conditions for capturing a proton density weighted image are set as imaging conditions for the sensitivity prescan .
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