JP5105586B2 - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents
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Description
Kruger DG, Riederer SJ, GrimmRC, Rossman PJ. Continuously moving table data acquisition method for long FOVcontrast-enhanced MRA and whole-body MRI. Magn Reson Med2002;47:224--231. Polzin JA, Kruger DG, Gurr DH,Brittain JH, Riederer SJ. Correction for Gradient Nonlinearity in ContinuouslyMoving Table MR Imaging. Magn Reson Med 2004;52:181--187.
まず本発明が適用されるMRI装置について説明する。図1は、MRI装置100の概略構成を示すブロック図である。このMRI装置100は、静磁場を発生するマグネット101、マグネット101が発生する静磁場空間に傾斜磁場を発生するコイル102、コイル102を駆動するための傾斜磁場電源105、高周波磁場を照射するとともに核磁気共鳴信号を検出するプローブ107、プローブ107に接続された高周波磁場発生器106および受信器108、被検体(例えば、生体)103を載せるテーブル152、テーブル移動制御部150、上述した高周波磁場発生器106、受信器108およびテーブル移動制御部150の動作を制御するシーケンサ104、シーケンサ104が接続され、制御系および信号処理系として機能する計算機109、ディスプレイ110、記憶媒体111などを備える。
まずムービングテーブル撮影では、シーケンサ104からの指令に従い、図2に示したように、テーブル152を被検体103の体軸方向(矢印153)に移動しながら、パルスシーケンスを繰り返し実行し、被検体の広い領域(これをtotal FOV (field of view) という)154を撮影する(ステップ401)。本実施の形態では、テーブルの移動方向をz軸に、テーブル152と平行な面上でz軸と垂直な方向をx軸に、z軸およびx軸に垂直な方向をy軸にとった場合、読み取り傾斜磁場をz方向に、位相エンコード傾斜磁場をx方向に印加するものとする。
補正処理の第1の実施の形態は、ステーションHbデータ境界の位相連続性補正とハイブリッドデータ境界の強度連続性補正とを段階的に行なう。図4に示す補正処理(ステップ403)の詳細を図6に示す。
まずステーションHbデータ境界(図5の502)それぞれにおいて、強度的な接続がなめらかになるよう補正を行う(ステップ610)。この補正を、図7および図8を用いて説明する。図7(a)、(b)は、ステップ610による補正前後の、隣接する2つのステーションHbデータm(i)、m(i+1)(i = 1, ...)を示している。図中、701は位相エンコード0付近の、信号強度が最大(ピーク)となるラインである。
p(i+1) = p(i) + p2(i) - p1(i+1)
q(i+1) = q(i) + q2(i) - q1(i+1)
q(1) = 0
第一の実施の形態では、強度連続性を補正するステップ610と位相連続性を補正するステップ620を別個に行なう場合を説明したが、本実施の形態では一度の処理で両者を補正する。第二の実施の形態のフローを図10に示す。図中、第一の実施の形態と同じ処理は同じ符号で示しており、詳しい説明は省略する。
kx')、s1(i+1, kx')を取り出し、これらを逆フーリエ変換したデータr2(i, x')、r1(i+1, x')を得ることは第一の実施の形態と同様である。ただし本実施の形態では、データr2、r1から、位相の一次成分p1(i+1)とp2(i)を求める際にその0次成分(それぞれp10(i+1), p20(i)とする)も同時に求めておき、各ステーションで0次成分を基準と一致させるための補正値を求める(ステップ631、632)。各ステーションのゼロ次位相補正値は、例えば、次式により計算される。
p0(i+1) = p0(i) + p20(i) - p10(i+1),
p0(1) = 0
本実施の形態によれば、第一の実施の形態におけるステップ620を省略することができ、処理が簡素化されるために処理時間を短縮することができる。
第一および第二の実施の形態では、強度の連続性補正に用いる1次の補正値を求める際に境界データs2、s1を逆フーリエ変換したデータr2、r1を用い、それらの位相の一次成分を利用した。本実施の形態では、位相の一次成分を求める代わりに、境界データs2(i, kx')、s1(i+1, kx')の相互相関関数を求め、それがもっとも大きくなる位置を補正値として求める。0次成分の補正は第一あるいは第二の実施形態と変わりない。
第二の実施の形態では、位相の0次成分と1次成分だけを補正したが、さらに高次の項まで補正することも可能である。より高次の項まで補正することにより、さらに精度良く強度と位相の連続性を補正することが可能である。本実施の形態では、n次の項(nは整数)まで補正する場合について以下説明する。第四の実施の形態のフローを図11に示す。図中、第一の実施の形態と同じ処理は同じ符号で示しており、詳しい説明は省略する。
kx')、s1(i+1, kx')を取り出し、これらを逆フーリエ変換したデータr2(i, x')、r1(i+1, x')を得ることは第一の実施の形態と同様である。ただし本実施の形態では、両者の位相差分r21 = arctan (r2/r1)を求める(ステップ641)。このようにr2/r1を求めてからそのarctanを計算することにより、r2とr1の位相をそれぞれ求めることなく直接r21を求めることができる。すなわち、
p(i+1,x') = p(i,x') - f(i+1,x'), p(1,x') = 0
図12は、ムービングテーブル撮影で撮影された画像の表示画面の一例を示す図である。図示する実施の形態では、ステーション境界の位置にそれを表示する印1101を表示する。
撮影条件:GrE法、TR/TE 14/5 ms、sub FOV 350 mm、サブマトリックス(1ステーションのマトリックスサイズ) 128x128、リードアウト方向 z、位相エンコード方向 x、テーブル速度 0.15 m/s、ステーション数 2
Claims (9)
- 被検体を設置するテーブルと、前記被検体に静磁場を印加する静磁場印加部と、前記被検体に傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加部と、前記被検体に対してRF信号を送受信するRF信号送受信部と、前記テーブルを前記静磁場印加部に対して相対的に移動させるテーブル駆動部と、前記RF信号送受信部で受信するRF信号に基づいて、画像データを作成するデータ処理部と、前記傾斜磁場印加部、RF信号送受信部およびテーブル駆動部の動作を制御する制御部とを有し、
前記制御部は、前記テーブル駆動部が前記テーブルを相対的に移動させているときに、所定の範囲の位相エンコードを一巡するように傾斜磁場を印加し、複数のRF信号からなるデータセットを取得する処理を複数回繰返す制御を行ない、
前記データ処理部は、前記複数回の処理の各々で取得されたデータセットをそれぞれリードアウト方向に一次元逆フーリエ変換してハイブリッドデータセットに変換するハイブリッドデータ生成部と、前記ハイブリッドデータ生成部で生成された複数のハイブリッドデータセットの間で、各々の境界の信号強度連続性および位相連続性を補正する補正部と、前記補正部で補正されたハイブリッドデータを合成した後、位相エンコード方向に一次元逆フーリエ変換する画像生成部とを備え、
前記補正部は、互いに隣接するハイブリッドデータセット同士の補正に際し、前記ハイブリッドデータセットの、隣接するハイブリッドデータとの境界領域から一次元データを抽出し、前記一次元データから位相連続性補正に用いる第1の補正値及び強度連続性補正に用いる第2の補正値を求めることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記補正部は、互いに隣接するハイブリッドデータセット同士の補正に際し、各ハイブリッドデータの境界領域から抽出した一次元データをそれぞれ一次元逆フーリエ変換して得られた参照データの位相の一次成分の差を前記第2の補正値とし、一方のハイブリッドデータセットを位相エンコード方向に逆フーリエ変換し実空間データを得た後に、前記実空間データの位相エンコード方向の位相の一次成分を前記第2の補正値だけ補正することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項2に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記補正部は、前記補正値によって補正された実空間データを再度フーリエ変換してハイブリッドデータセットに戻し、フーリエ変換後のハイブリッドデータセットについて、隣接するハイブリッドデータとの境界領域から一次元データを抽出し、一次元データの最大信号値における位相の差を前記第の1の補正値として求め、一方のハイブリッドデータセットの位相を前記位相の差だけ補正することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記補正部は、互いに隣接するハイブリッドデータセット同士の補正に際し、各ハイブリッドデータセットから抽出した前記一次元データの相互相関係数を求め、前記相互相関係数が最大となる位置を前記第2の補正値として求め、前記相互相関係数が最大となる位置に、一方のハイブリッドデータセットを位相エンコード方向にシフトさせことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記補正部は、前記一次元データをそれぞれ一次元逆フーリエ変換して得られた参照データの位相の0次成分の差を第1の補正値、前記参照データの一次成分の差を第2の補正値とし、前記互いに隣接するハイブリッドデータセットの一方のハイブリッドデータセットを位相エンコード方向に逆フーリエ変換し実空間データとした後に、前記実空間データの位相エンコード方向の位相の0次成分を前記第1補正値だけ補正するとともに一次成分を第2の補正値だけ補正することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記補正部は、前記一次元データを抽出する際に、境界領域付近における複数の一次元データを加算することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項1ないし6のいずれか1項に記載の磁気共鳴イメージングであって、
前記補正部は、複数のハイブリッドデータセットのうち、1のハイブリッドデータセットを基準として、他のハイブリッドデータを補正することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項1ないし7のいずれか1項に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記データ処理部は、前記画像生成部で生成された画像データを、互いに隣接するハイブリッドデータセットの境界に対応する画像上の位置の表示とともに表示する表示部を備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 - 請求項1に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記補正部は、互いに隣接するハイブリッドデータセット同士の補正に際し、各ハイブリッドデータの境界領域から抽出した一次元データをそれぞれ一次元逆フーリエ変換して参照データを得て、前記参照データの位相差からフィッティングによってn次の多項式を得て、当該多項式から前記第1の補正値と前記第2の補正値を含む補正値を求め、一方のハイブリッドデータセットを位相エンコード方向に逆フーリエ変換し実空間データを得て、前記実空間データの位相エンコード方向の位相を前記多項式から得た補正値だけ補正することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
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