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專利名稱：基于擴大展開法的平行成像的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及，作為利用磁共振現(xiàn)象的磁共振(MR)成像的一種形式，近年來引人注目的進行平行成像(PIParallel Imaging)的磁共振成像(MRI)裝置，以及，與該平行成像方法相關的，特別是，最大程度的發(fā)揮作為平行成像的后處理的展開處理的展開能力，和能夠抑制該平行成像特有的假像的磁共振成像裝置和平行成像方法。
背景技術：
磁共振成像是一種，通過具有拉莫爾(larmor)頻率的高頻信號對靜磁場中放置的被檢測物體的原子核自轉(zhuǎn)進行電磁激勵，從伴隨于該電磁激勵而產(chǎn)生的磁共振MR信號進行再生成圖像的攝像方法。
近年來，在這個磁共振成像領域中，特別是高速攝像方面的研究十分盛行。作為其一例，已知的有一種使用多個射頻線圈(要素線圈)構(gòu)成的多線圈，總稱為平行成像法的高速攝像法。這個平行成像法，歷史上也稱作，多線圈高速攝像法，PPA(部分平行采集)法，以及子編碼法。
該平行成像采用很多種形態(tài)。即，(1)在k空間對省略的數(shù)據(jù)進行計算的方法，(2)在實空間進行展開處理的子編碼法和SENSE法，等等，(3)還有其他的變形方法如與平方和(SoS二次方平方根和)圖像相貼合的PILS法等等。其中，從[論文“Ra J.B.and Rim C.Y.，F(xiàn)astImaging Method Using Multiple Receiver Coils with SubencodingData Sets.ISMRM p.1240.10991”][論文“Ra J.B.and Rim C.Y.，F(xiàn)astImaging Using Subencoding Data Sets From Multiple Detectors，MRM30142-145，1993”][論文“Pruessman K.P.，Weiger M.，Scheidegger M.B.，and Boesiger P.，SENSESensitivity Encoding for Fast MRI，MRM42952-962，1999”]以及[公開專利公報WO99/54746(1998)]中所記載的內(nèi)容能夠得知第(2)項所述的方法。
這些平行磁共振MR成像方法，基本在使用由多個射頻線圈(要素線圈)構(gòu)成的線圈陣列(以下稱作相控陣列線圈PAC)，即所謂的多線圈時，通過省略相位編碼，使該相位編碼數(shù)減少到再生成圖像所必需的規(guī)定的相位編碼數(shù)的射頻線圈數(shù)的若干分之一，所謂在子編碼收集的基礎上實行。這樣，各個射頻線圈同時收到回波信號，從這些收到的回波信號每個RF線圈生成圖像數(shù)據(jù)。這樣，每個射頻線圈生成的圖像的視野都變小，通過縮短掃描時間得到了高速的攝像圖像。
另一方面，在從各射頻線圈收集到的回波信號所再構(gòu)成的圖像中，圖像的端部上產(chǎn)生翻卷現(xiàn)象(繞回或折疊；也稱為混疊)。這樣，在該平行核磁振動MR成像法的情況下，利用多個射頻線圈的靈敏度各不相同，進行后處理，該后處理就是把各個射頻線圈對應得到的多幅圖像分別展開(unfolding)的展開處理。該展開處理使用了射頻線圈的空間靈敏度圖。
這些施加了展開處理的多幅圖像合成形成最終的全視野圖像。根據(jù)這樣的平行成像法，能夠與進行高速化掃描圖像(高速攝像)一起，得到例如整個腹部這樣的具有寬廣的視野的最終圖像。
但是，在上述平行成像法的情況下，原理上，在通過各要素線圈收集的圖像中伴隨產(chǎn)生有上述翻卷現(xiàn)象，被檢測物體的存在區(qū)域在攝像條件的設定中所指定的視野中容納不下時，就存在產(chǎn)生背部展開的翻卷的剩余假像問題。
即，對過去的平行成像來說，通過掃描計劃時的ROI，矩陣，視野等條件根據(jù)由操作者指定的最終圖像(最終圖像其通常是長方形的攝像視野)，決定展開處理的條件，在該展開處理的基礎上生成圖像。為了實行良好的展開處理，嚴密地包含被檢測物體的存在區(qū)域的ROI指定是必要的，在實際臨床中，一般要滿足該條件的話對操作者是很大的負擔。實際上，由于不適當?shù)脑O定，導致會發(fā)生假像，妨礙診斷。
參照圖1A-1C對上述觀點進行具體說明。
圖1A示出用過去的ROI的設定，能夠進行合適的圖像化處理的情況。示出了，由ROI完全覆蓋住被檢測物體的同時設定攝像條件(或者是掃描計劃)，進行對相對于本來的攝像的減少一半的相位編碼的子相位編碼的數(shù)據(jù)收集(圖中未示出)，高速化率＝2(2倍速)情況。翻卷最多只有兩點的重合，如果以這重合的兩點為前提實行展開處理，可以得到所希望的沒有翻卷的圖像。
圖1B示出過去的ROI的設定不合適的情況。即，示出了，在設定攝像條件(計劃)的時候，指定的所希望的最終圖像的視野比被檢測物體的存在范圍要小的情況。這種情況下，進行上述與2倍速指定相應的攝像，會產(chǎn)生一部分的三點重合，由于是兩倍速為前提進行的展開處理，不可能得到?jīng)]有翻卷的結(jié)果。圖1C，示出在圖1B的計劃中沒有并用平行成像的過去的成像的例子。在該情況下，由于只在視野的端部產(chǎn)生了翻卷的緣故，在診斷上，不會造成很大的妨害，沒有成為問題。
只參考該圖，單在計劃中每每只要掌握住將最終圖像的視野(長方形ROI)設定得較大就行了。在實際的臨床上，使用在多切片攝像時計劃中使用的切片以外的切片的情況下設定ROI也有從被檢測物體的存在區(qū)域超出范圍的情況，一般情況下很難設定適當?shù)腞OI。圖2示出這樣的例子。
進而，在心臟攝像的情況下，一般的，使心臟的短軸，長軸，以及/或者4個腔的截面對準進行攝像。圖3A，3B示出心臟的短軸攝像的模式。但是，心臟的截面形狀本身就很復雜，根據(jù)患者的不同該截面還存在很大的差異，上述問題顯得尤其明顯。另外，例如，在胎兒攝像時也將他的身體姿勢相應的進行截面設定，也引起同樣的現(xiàn)象。
進而，由于在體干部的冠狀截面攝像的時候，橫置在體干部的手臂，或者是舉起的手臂，因為向左右方向上較大地擴展，實際上很難設定一個完全包含它們的掃描計劃。
這樣，對平行成像法的展開來說，經(jīng)常有未必能適當?shù)脑O定計劃的情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了解決上述問題而提出的一種方案，其主要目的是，不管在掃描計劃時作為攝像區(qū)域設定的視野和被檢測物體的存在區(qū)域之間的位置關系如何，消除或者確實降低翻卷的假像，可以得到穩(wěn)定的再生成圖像，而且，能夠得到高品質(zhì)的最終圖像，同時由操作者進行視野的指定，減少掃描計劃所需要的勞動和時間，還能夠方便患者的通過和躺置的平行成像用的磁共振成像裝置和平行成像方法。
為了達到上述目的，本發(fā)明所述的磁共振成像裝置以及平行成像方法，具有比操作者在掃描計劃中設定的視野大的由裝置側(cè)自動設定的假想的中間的展開用(unfolding用)的展開視野，該展開視野的圖像作為中間圖像展開形成。與操作者在掃描計劃中設定的視野相應的最終圖像通過從展開視野的中間圖像中剪切出來而形成。
具體的，本發(fā)明所述的磁共振成像裝置，作為其中的一個形式，包括一種磁共振成像裝置，該裝置使用由多個要素線圈形成的多線圈，能夠進行平行成像，其特征在于包括圖像化視野設定組件，用于設定圖像化視野；圖像獲取組件，使用上述多線圈進行上述平行成像的掃描，針對每個上述線圈要素獲取該掃描的再生成圖像；展開處理組件，基于比上述圖像化視野更寬廣的展開視野，對由該圖像獲取組件所得到的再生成圖像進行展開處理，得到該展開視野的圖像；圖像生成組件，基于由上述展開處理組件所得到的展開視野的圖像，得到上述圖像化視野的圖像。
這種情況下，希望將上述展開視野的展開倍率設定為超過作為上述攝像條件設定的倍率的整數(shù)倍率。
而且，本發(fā)明所述的磁共振成像裝置，作為其他的形式，包括一種磁共振成像裝置，該裝置使用由多個要素線圈形成的多線圈的，能夠進行平行成像，其特征在于包括攝像條件設定組件，用來設定含有上述平行成像的攝像區(qū)域和倍率的攝像條件，再生成組件，用來基于上述攝像條件的掃描所得到的磁共振信號從每個上述線圈要素得到再生成圖像，展開處理組件，對該再生成組件所得到的再生成圖像以超過上述倍率的倍率進行展開處理，圖像生成組件，從該展開處理組件所得到的圖像，剪切出相應于設定的上述攝像區(qū)域的大小的圖像，得到所希望的圖像。進一步的，本發(fā)明所述的平行成像方法是，使用由多個要素線圈構(gòu)成的多線圈的磁共振成像的方式進行平行成像，設定對上述平行成像所希望的圖像化視野(Field of View)，在上述平行成像的掃描進行的時候，基于上述圖像化視野設定收集視野，設定比上述圖像化視野還要寬闊的展開視野，以上述收集視野設定組件設定的收集視野為基礎進行使用了上述多線圈的上述平行成像的掃描來由上述每個線圈要素得到該掃描的再生成圖像，在上述展開視野的基礎上對該再生成圖像實行展開處理得到該展開視野的圖像，由這個上述展開視野的圖像生成上述圖像化視野的圖像，設定包含上述圖像化視野和對于上述平行成像的倍率的該平行成像的攝像條件，對被檢測物體進行與上述倍率相應的上述平行成像的掃描時，設定上述收集視野，對上述圖像化視野設定上述展開視野，該展開視野具有超過上述倍率的展開倍率，從由上述展開處理組件得到的展開視野的圖像中剪切生成上述圖像化視野的圖像。這樣，根據(jù)本發(fā)明，通過采用了將展開領域假想的進行擴大的平行成像的展開方法[擴大展開法(本發(fā)明人命名的名稱)]，是與操作者如何在掃描計劃中設定攝像區(qū)域無關的，能夠在最適當?shù)臈l件下進行展開處理，其結(jié)果是，能夠確實地而且大幅度地減少由平行成像特有的翻卷引起的假像，還能減輕操作者的負擔，而且，通常能夠穩(wěn)定的得到畫質(zhì)良好的最終圖像，能夠提高診斷的有用性。


圖1A-1C是關于過去的各個平行成像的展開處理的示意圖；圖2是關于過去的平行成像的展開處理的不足之處的示意圖；圖3A以及3B是關于過去的平行成像的展開處理另一個示意圖；圖4是關于本發(fā)明的磁共振成像裝置實施例的構(gòu)成的一個例子的功能模塊示意圖；圖5是根據(jù)第一實施例實行的平行成像的簡略的流程示意圖；圖6是關于第一實施例的擴大展開法的，從由掃描計劃所設定的視野到最終視野的變化和被檢測物體的截面區(qū)域的之間的關系的示意圖；圖7是關于第一實施例的擴大展開法的，被檢測物體的截面區(qū)域是心臟的短軸截面區(qū)域的情況下，從由掃描計劃所設定的視野到最終視野的變化和上述區(qū)域之間的關系的示意圖；圖8是關于第一實施例的擴大展開法的，被檢測物體的截面區(qū)域是心臟的短軸截面區(qū)域的情況下，從由掃描計劃所設定的視野到最終視野的變化和上述區(qū)域之間的關系的另一個示意圖；圖9是本發(fā)明的第二實施例實行的，關于依照掩模一并使用了倍率控制的擴大展開法的，從收集視野到最終視野的變化和被檢測物體的區(qū)域之間的關系的示意圖；圖10是，在第二實施例中所實行的平行成像的簡略的流程示意圖；圖11是關于在本發(fā)明的第二實施例中所實行的，關于依照掩模一并使用了倍率控制的擴大展開法的，從收集視野到最終視野的變化和被檢測物體區(qū)域之間的關系的另一個示意圖；以及圖12是在本發(fā)明的第三實施例中所實行的，與根據(jù)梯形掩模貼合展開法組合的擴大展開法的示意圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖對本發(fā)明所述的磁共振成像(MRI)裝置的實施例進行說明。
(第一實施方式)基于圖4-圖8對本發(fā)明所述的MR信號接收裝置以及磁共振成像(MRI)裝置的第一實施方式進行說明。這個磁共振成像裝置將作為一個進行平行成像的系統(tǒng)進行說明。
首先，參照圖4，對這個實施方式所述的磁共振成像裝置的整體構(gòu)成進行簡略的說明。
這個磁共振成像裝置是能夠通過使用多線圈實行平行成像來得到MR圖像的裝置。如圖4所示，這個磁共振成像裝置具有，承載作為被檢測物體的患者P的躺臥臺部，產(chǎn)生靜磁場的靜磁場產(chǎn)生部，用于對靜磁場附加位置信息的傾斜磁場產(chǎn)生部，發(fā)送接收射頻(高頻)信號的發(fā)送接收信號部，控制整個系統(tǒng)以及負責再生成圖像的控制運算部。
靜磁場產(chǎn)生部例如具有超導方式的磁體1和給這個磁體1提供電流的靜磁場電源2，在被檢測物體P移動插入的圓筒狀開口部(診斷用空間)的軸方向(相當于本裝置所設定的垂直坐標軸的Z軸方向)產(chǎn)生靜磁場H0。而且，在這個磁體部上設有圖中未示出的用來使磁場均勻化的墊片線圈。
躺臥臺部能將承載有被檢測物體P的平板14T從磁體1的開口部可退避地插入。該插入由躺臥臺驅(qū)動裝置14D驅(qū)動來完成。躺臥臺驅(qū)動裝置14D響應后述的主計算機6提供的驅(qū)動信號，可沿其長方向(Z軸方向)移動平板14T。被檢測物體P，作為其中的一例，是沿著平板14T的長方向承載的。
傾斜磁場產(chǎn)生部具有編入在磁體1上的傾斜磁場線圈單元4G。這個傾斜磁場線圈單元4G具有能夠產(chǎn)生相互垂直的X，Y以及Z軸方向的傾斜磁場的3組(種類)x，y，z線圈(圖中未示出)。這個傾斜磁場產(chǎn)生部進一步還具有給x，y，z線圈提供電流的傾斜磁場放大器4。這個傾斜磁場放大器4，在后述的序列發(fā)生器5的控制的下，供給使x，y，z線圈分別產(chǎn)生傾斜磁場的脈沖電流。
通過控制從傾斜磁場放大器4向x，y，z線圈供給的脈沖電流，合成物理軸上正交垂直的3軸X，Y，Z方向的傾斜磁場，可以任意的設定和變更相互垂直的切片方向傾斜磁場Gs，相位編碼方向傾斜磁場Ge，以及讀取方向(頻率編碼方向)的傾斜磁場Gr的各理論軸方向。使切片方向，相位編碼方向，以及讀取方向的各個傾斜磁場與靜磁場H0相重疊。
發(fā)送接收信號部具有，在磁體1孔內(nèi)的攝像空間中被檢測物體P的旁邊所設置的作為射頻線圈的全身(WB)用線圈7T以及接收信號用的多線圈7R和，與這兩個線圈7T以及7R連接的發(fā)送信號器8T和接收信號器8R。
當這個全身用線圈7T在作為單獨的射頻線圈使用的時候，全身用線圈7T作為發(fā)送接收信號的兼用線圈使用。另一方面，多線圈7R(接收線圈)作為接收信號使用的時候，全身用線圈7T就作為發(fā)送信號的專用線圈來使用。
對于多線圈7R，由能夠較高的設定S/N的陣列類型的線圈構(gòu)成，由分別構(gòu)成要素線圈的多個射頻線圈7a，7b，7c，7d所構(gòu)成。本實施例中，采用4個(4通道)射頻線圈7a，7b，7c，7d，各個線圈，例如以圓形或者矩形的表面線圈構(gòu)成。作為射頻線圈7a，7b，7c，7d，這4個通道的線圈使用能夠覆蓋所希望的視野(關心區(qū)域)的適當大小的線圈。
這4個通道的射頻線圈7a，7b，7c，7d的各個輸出相互獨立并被送到接收信號器8R。
而且，圖4所示的多線圈7R的4通道的射頻線圈7a-7d表示為是沿著被檢測物體P的體表設置的模式。但是，這個多線圈7R并不一定限定為由多個表面線圈構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，也可以由多個體積線圈(volumecoil)構(gòu)成，而且也可以由QD線圈構(gòu)成。而且，多線圈也可以安裝在躺臥臺上，也可以安裝在被檢測物體上。
發(fā)送信號器8T以及接收信號器8R是基于后述序列發(fā)生器5的控制運行的。發(fā)送信號器8T是為了引起被檢測物體P的磁化自轉(zhuǎn)的磁共振，向全身用線圈7T提供拉莫爾(lamour)頻率的射頻電流脈沖。接收信號器8R從全身用線圈7T以及多線圈7R接收回波信號(高頻信號)，并生成回波數(shù)據(jù)(原數(shù)據(jù))。
接收信號器8R，具體如圖4所示，分為處在全身用線圈側(cè)的接收信號部和多線圈側(cè)的接收信號部。
全身用線圈側(cè)的接收信號部具有與全身用線圈7T相連的天線共用器81，與這個天線共用器81相連的預放大器82，接收這個預放大器82的接收信號的接收信號電路83。其中天線共用器81和發(fā)送信號器8T也相連接。
這樣，天線共用器81，一方面將發(fā)送信號時發(fā)送信號器8T發(fā)出的發(fā)送信號驅(qū)動脈沖向全身用線圈7T傳送，還使接收信號時全身用線圈7T檢測出的回波信號向預放大器82通過。預放大器82將接收的回波信號進行前置放大向接收信號電路83傳送。接收信號電路83對輸入的回波信號進行中間頻率變換，相位檢波，低頻放大，過濾等等各種信號處理之后，進行A/D轉(zhuǎn)換生成回波數(shù)據(jù)(原數(shù)據(jù))，并將這些數(shù)據(jù)送到主計算機6。
一方面，在多射頻線圈側(cè)的接收信號部中，將從4通道的射頻線圈7a-7d送來的4通道信號，分別送到接收信號電路86A-86D。該接收信號電路86A-86D也分別與上述相同的，將輸入的回波信號進行中間頻率變換，相位檢波，低頻放大，過濾等等各種信號處理之后，進行A/D轉(zhuǎn)換生成回波數(shù)據(jù)。這樣經(jīng)過接收信號處理過的信號從接收信號電路86A-86D送到主計算機6。
進一步的，控制運算部具有，序列發(fā)生器(也稱為序列控制器)5，主計算機6，存儲裝置11，顯示裝置12，以及輸入器13。
其中，主計算機6，基于其內(nèi)部存儲器或存儲裝置11所存儲的軟件程序，在序列發(fā)生器5中進行與平行成像相關的各種準備用的預掃描(準備掃描)，掃描計劃，成像用的主掃描(成像掃描)，以及后處理。其中，準備用的預掃描中包括，決定位置用的導向掃描，為了使靜磁場均勻化的磁場調(diào)整掃描，對展開處理使用的各要素線圈的靈敏度圖進行測定的靈敏度圖掃描等等。在進行該準備用預掃描以及主掃描的時候，主計算機將這些掃描必要的脈沖序列的信息提供給序列發(fā)生器5。
而且，主計算機6，在掃描計劃的時候，與顯示裝置以及輸入器13一起對操作者具有接口的功能，操作者可以人機對話地對裝置側(cè)輸入掃描計劃的信息。
特別是，主計算機6具有推測多線圈7R的射頻線圈7a-7d的靈敏度圖的功能，對回波數(shù)據(jù)進行再生成處理并運算圖像數(shù)據(jù)的功能，以及控制躺臥臺驅(qū)動裝置14D的驅(qū)動的功能等等。攝像條件包括，平行MR成像的相位編碼方向，以及，視野的位置，大小和形狀相關的信息。
根據(jù)脈沖序列信息的掃描是收集圖像再生成所必要的回波數(shù)據(jù)組的掃描。在脈沖序列中使用了3維(3D)掃描以及2維(2D)掃描的序列。作為上述脈沖列的形式使用的有SE(旋轉(zhuǎn)回波)法，F(xiàn)SE(高速SE)法，F(xiàn)ASE(高速非對稱旋轉(zhuǎn)回波)法(即，與半傅立葉組合的高速SE法的成像方法)，EPI(回波計劃成像)法，F(xiàn)E(梯度回波)法，F(xiàn)FE(高速FE)法，分段FFE法等等。
序列發(fā)生器5具有CPU以及存儲器，存儲從主計算機6送來的脈沖序列信息，根據(jù)該信息控制傾斜磁場放大器4，發(fā)送信號器8T，以及接收信號器8R的動作。脈沖序列信息是根據(jù)一連串的脈沖序列使傾斜磁場放大器4，發(fā)送信號器8T，以及接收信號器8R動作所需要的全部信息。例如，包括對x，y，z線圈施加的脈沖電流的強度，施加時間，施加時機等相關的信息。
在平行成像中再生成的圖像以及所合成的圖像的數(shù)據(jù)在顯示裝置12上顯示的同時，存儲在存儲裝置11中。操作者所希望的攝像條件，脈沖序列，圖像合成和差分運算等相關的信息通過輸入器13向主計算機6輸入。
接下來，說明涉及在本實施方式的平行成像中所實行的展開處理法的視野的設定原理。
該[展開處理法]是與過去的展開處理法不同的，獨立于在掃描計劃中設定的[設定視野](例如，與[最終圖像的視野])，自動地設定作為具有比其更大的區(qū)域的[中間視野]的[展開視野]，在上述展開視野中進行對中間過程的圖像的數(shù)據(jù)處理，最后從展開視野的圖像中剪切出一個[最終視野]的圖像的方法。
上述這些視野的關系記載如下。
＝L_final示出在攝像條件設定(掃描計劃)中由操作者所指定的希望攝像區(qū)域的視野。這時也指定高速化率R(平行成像的倍率)。
＝L_acquis是用于各個要素線圈收集回波信號的視野，由L acquis＝L_final/R決定。
(中間視野)＝L_unfold被設定為L_unfold＞L_final＝R*L_acquis。
例如，在相當于[設定視野]的視野中，該最終視野的圖像從[展開視野]的圖像中剪切出來。即，通常設定視野＝最終視野(即，圖像化視野)的情況比較多，必要的話，也可以設定為設定視野≠最終視野。
上述的各種視野與過去的展開處理法處理的視野相比較，過去的情況下設定為[設定視野]＝[展開視野]＝[最終視野]。
本發(fā)明，不受限于這樣的前提，使[展開視野]＞[最終視野](＝例如[設定視野])，如以下說明的那樣，在實用上得到很大的益處，即要克服上述過去的問題。
而且，將本發(fā)明所涉及的，假想地擴大展開區(qū)域的方法稱作[擴大展開法Expanded Unfolding Technique]。
根據(jù)上述擴大展開法的展開倍率R’(＝L_unfold/L_aquis)成為R’＝L_unfold/L_aquis＞L_final/L_aquis＝(R*L_acquis)/L_aquis＝R。
即，展開倍率R’設定為滿足R’＞R。例如展開倍率R’設定為滿足R’＞R的整數(shù)。例如，如果可以設定為Int(R)+1(Int整數(shù)部)。例如，R＝2的情況下，R’＝3，4，...。R＝1.5的情況下，R’＝2，3，...。或者，作為R’，可以設定為其上限的R’＝Nc(接收信號通道數(shù))。但是，R’太大時，將導致g因數(shù)增大，招致SNR很低，而且，為了展開處理需要各個要素線圈的靈敏度圖，所以R’的值有必要比單純?yōu)榱诉M行全區(qū)域展開的靈敏度圖的存在范圍要小。而且，g因數(shù)是表示因為展開處理導致SNR降低的指標。(參照文獻“Pruessman K，他，SENSESensitivity Encoding for Fast MRI，MRM 42952-962，1999”)參照圖5-8對采用上述的[展開擴大法]的平行成像的整體運行的一個例子進行說明。
在該平行成像時，主計算機6如圖5所示的順序進行處理。主計算機6最初基于從操作者輸入的輸入信息進行患者登錄(步驟S1)，然后使用全身用線圈7T進行決定位置用的導向掃描，得到?jīng)Q定位置的圖像(步驟S2)。另外，在該決定位置的圖像的收集完的情況下，能夠使用這個決定位置的圖像。接下來，主計算機6進行模擬掃描(步驟S3)，進而進行用于收集各個要素線圈7a-7d靈敏度圖數(shù)據(jù)的靈敏度圖掃描(步驟S4)。另外，這個靈敏度圖掃描不一定要在后述的成像用的主掃描之前進行，也可以作為主掃描一系列的脈沖序列的一環(huán)來進行。
這種準備用預掃描結(jié)束時，在主計算機6和一邊觀察決定位置的圖像一邊輸入必要信息的操作者之間，建立起人機對話的掃描計劃(攝像條件的設定)(步驟S5A)。
具體的，除了脈沖序列種類等的通常參數(shù)以外，高速化率(平行成像的倍率)R，以及，接受表示經(jīng)由所希望的攝像區(qū)域的ROI所設定的視野(設定視野)(步驟S5A)。相應于此，主計算機6如上述那樣的自動計算收集視野，并存儲該信息(步驟S5B)。接下來，主計算機6讀取出預先設定的適當?shù)恼归_倍率R’，利用這個展開倍率R’如上述那樣的自動計算展開視野，并存儲該信息(步驟S5C，S5D)。
上述步驟結(jié)束后，主計算機6在序列發(fā)生器5中，以收集視野為基礎進行作為主掃描所希望的形式的平行成像(步驟S6)，得到再生成的基于從各個要素線圈7a(-7d)收集的回波信號的回波數(shù)據(jù)的實空間上的圖像(步驟S7)。
將與這些各個要素線圈7a(-7d)相對應的再生成圖像分別進行展開處理，從這些展開處理的圖像中將所希望的最終視野的圖像進行剪切處理。(步驟S8，S9)用圖6對這個展開處理和剪切處理進行說明。該圖表示高速化率(倍率)R＝2為的情況。由此，對于在決定位置的圖像上示出設定的所希望的攝像區(qū)域的設定視野(示出比被檢測物體的存在區(qū)域還要小的設定的情況)，進行高速化率R＝2倍速的平行成像(子編碼數(shù)據(jù)收集)，在各個要素線圈7a(-7d)的1/2矩陣程度的收集視野中收集數(shù)據(jù)(參照圖6(a)，(b))。
對應與此，在本實施例中在裝置側(cè)自動設定展開倍率R’(＞R)(無需操作者有意識地控制完成)，例如對于作為展開倍率R’＝3倍速的展開視野展開處理(unfolding處理)應用各個要素線圈7a(-7d)的靈敏度圖數(shù)據(jù)(參照圖6(C))來實行。在該展開倍率R’＝3倍速的展開視野的情況下，在一般的攝像中，準確地含有被檢測物體的存在區(qū)域。這樣，主計算機6從這個展開視野的實空間圖像中逐個像素地剪切出所希望的設定視野的大小的圖像，生成最終視野的圖像(參照圖6(D))。該剪切處理也是在裝置側(cè)上自動地進行(無需操作者有意識地控制完成)。
與這樣生成的最終視野的實空間圖像在顯示裝置12上顯示的同時，該圖像數(shù)據(jù)存儲到存儲裝置11中(步驟S10)。這樣，操作者能夠用眼睛觀察到掃描計劃中設定的視野的圖像，這樣可以無需意識列在此以前的與展開擴大法相應的處理。
圖7，8示出關于上述如圖6所示的特別適用于心臟的短軸方向的截面的展開處理法的例子。無論在任何情況下，示出了其高速化率R＝2倍而且展開倍率R’＝3倍，相對于最初的掃描計劃時的設定視野，心臟端軸截面超出范圍的狀態(tài)。特別是，在圖8的情況下，與圖7相比，設定視野太小，導致相應的超出范圍的程度更大。但是，由于采用擴大展開法，無論任何情況下都得到所希望的最終視野圖像。
在這樣在本實施例中，由于使用了將展開處理所用的區(qū)域進行假想擴大設定的擴大展開法，同時，生成了可靠地排除或者降低稱為后折疊的翻卷殘留假像的圖像，能夠從這個圖像中剪切出最終視野的圖像。由此，即使在掃描計劃中設定的攝像區(qū)域(設定視野)與被檢測物體的存在區(qū)域之間的關系不完整，即，存在區(qū)域從攝像區(qū)域中超出范圍的情況下，也能根據(jù)展開視野的設定進行最適當條件下的展開處理，能夠提供確實減少了假像的高品質(zhì)圖像。
如果反過來說，即使掃描計劃中設定的攝像區(qū)域(設定視野)為某種粗糙的程度時，通過在裝置側(cè)的自動內(nèi)部處理(特別是，在不通知操作者的情況下)實行擴大展開法。由此，操作者在指定攝像區(qū)域時沒有必要象過去那樣緊張，能夠節(jié)省為該指定花費的勞力和時間，由此顯著減輕負擔。
(第二實施例)接下來，參照圖9-11對涉及本發(fā)明的第二實施例進行說明。該第二實施例的特征在于，并用根據(jù)掩模信息的控制倍率進行上述擴大展開法。而且，磁共振成像裝置的硬件構(gòu)成和第一實施例相同。
首先，對根據(jù)掩模信息的控制倍率進行說明。在第一實施例中說明了擴大展開法，關于收集矩陣實際上重復的翻卷(混疊)點數(shù)，各個點不同。
下面，實際上在被檢測物體的存在區(qū)域存在的假定的點集合，為了以下方便的緣故稱作[掩模]。參照圖9對被檢測物體的形狀作為是掩模進行說明。
在圖9中，關于[收集視野]中的點A，[展開視野]內(nèi)對應的3個點A1，A2，A3引起相互重疊的翻卷，實際上必須進行3倍速的展開。對于點B來說，3個點B1，B2，B3相互重疊，由于用括弧表示的點B1沒有信號，可以不用計算，實際上兩倍的展開就可以完成了。這樣，參照上述的掩模信號，預先計算出被檢測物體的推測的存在區(qū)域或含有該區(qū)域的所指定的擴張區(qū)域內(nèi)的翻卷重合的點的數(shù)目(同值點數(shù))。在進行擴大展開法的時候，以與這個同值點數(shù)相應的倍率對每個像素進行擴大展開。即，具有這樣的構(gòu)成，如果某像素的同值點數(shù)是2的話，進行2倍速的擴大展開，即使如果在同一幅圖像上的其它像素的同值點數(shù)是3的話，進行2倍速的擴大展開。最終視野按照由掃描計劃所指定的設定視野生成所剪切出的部分圖像。
在并用這個掩模處理時，主計算機6，概略地按照圖10所示的順序進行平行成像。這個順序，與上述的圖5所示的順序相比較，在步驟S5的掃描計劃(攝像計劃)以及步驟S8的展開處理具有其特征，其他的步驟和圖5的相同或相當。
即，在掃描計劃中，主計算機6，在進行攝像條件的設定，收集視野的設定，展開倍率的讀取，以及展開視野的設定(步驟S5A-S5D)之后，從導向掃描中收集的回波數(shù)據(jù)中生成推測被檢測物體的存在區(qū)域的掩模數(shù)據(jù)(步驟S5E)。接下來，主計算機6，逐個地運算每個像素在掩模數(shù)據(jù)和高速化率R中翻卷重合(具有同一個值的)點的數(shù)目(同值點數(shù))(步驟S5F)。然后，在主掃描以及圖像再生成(步驟S6，S7)之后進行展開處理，實行如前所述的參照上述同值點數(shù)的擴大展開處理。
結(jié)果實際上產(chǎn)生了3點翻卷的圖9的點A(相當于過去的方法中不能進行適當展開的點)，在本實施例中的擴大展開法中進行3倍展開。而且，對于點B這樣實際上是2點翻卷的，該擴大展開法限制為2倍展開，防止了因為不合理的3倍展開造成畫質(zhì)劣化(SNR降低)。
這樣，通過對以掩模信息為基礎的恢復展開倍率的每個像素的控制，優(yōu)先防止3倍展開的翻卷，另一方面，2倍展開具有防止由于g因數(shù)的增大而造成的SNR降低的作用。因此擴大展開非常地有效果。
并用了該掩模的倍率控制的擴大展開法，進一步在如圖11所示的情況下，發(fā)揮了更加顯著的效果。即，被檢測物體從設定視野的兩端超出范圍的部分的、對任何一個點實際上重合的點數(shù)頂多就是2個點。這里，如圖中所示的C，D兩點為代表。由于不限于該兩個點，任何點都能由2倍速的展開處理來完成，所以可以得到在最適當?shù)姆秶鷥?nèi)抑制了SNR降低，而且沒有翻卷的最終圖像。
(第三實施例)接下來，參照圖12，對涉及本發(fā)明的第3實施例進行說明。這個第3實施例涉及，在上述的并用了根據(jù)掩模信息進行倍率控制的擴大展開法中用于避免其畫質(zhì)不連續(xù)性問題的處理。而且，磁共振成像裝置的硬件構(gòu)成與第1實施例中的相同。
在上述的第2實施例的擴大展開法中，示出了逐個地改變每個點的倍速率的方法。在倍速率改變的情況下，由于g因數(shù)產(chǎn)生了不連續(xù)的變化，圖像信息也有可能對每個像素產(chǎn)生不連續(xù)的變化。因此，為了避免由于展開倍速率(整數(shù))的不連續(xù)的變化引起的畫質(zhì)的不連續(xù)，在這種情況中，采用對兩個倍速率改變的圖像進行連續(xù)的加權(quán)加法運算的方法(這里，也稱為[貼合展開法Glued Unfolding Technique])。
在本實施例中，對于該貼合展開法，示出的是使用了梯形掩模的方法([梯形掩模法])。如圖12所示的那樣，覆蓋被檢測物體外部形狀的掩模是M形的，在含有M的適當區(qū)域M’上具有1的值，研究在相位編碼方向上具有梯形函數(shù)形式的[梯形掩模]T。
這樣，主計算機6在例如上述圖10的步驟S5B，S8中，追加如下的處理在[收集視野]中順序地計算，把其結(jié)果的值E(yk)當作[展開視野]上的值。
求出翻卷的對應點的坐標yk，k＝1，2，...，R’。把R1設定為T值＝1的個數(shù)，把R2設定為0＜T值≤1的個數(shù)，r＝∑T(yk)。(0≤R1≤r≤R2)[2]對于T(yk)＝0的yk，求得的值E(yk)＝0。作為T(yk)＞0的yk，對于那些點求出E(yk)。
(1)0＜R1＝R2的情況下(即，同為t(yk)＝1的點的組)進行R1倍的展開，把展開值當作E1(yk)。
關于對應的yk，求得的值E(yk)＝E1(yk)。
(2)0＝R1＜R2的情況下(即，同為T(yk)＜1的點的組)
進行R2倍的展開，把展開值當作E2(yk)。
關于對應的yk，求得的值E(yk)＝T(yk)*E2(yk)。
(3)0＜R1＜R2的情況下(即，T(yk)＝1和T(yk)＜1的點混合的組)進行R1和R2倍的展開，把展開值當作E1(yk)和E2(yk)。
關于對應的yk，求得的值E(yk)如下地確定。
T(yk)＝1時，E(yk)＝((r-R1)/(R2-R1))*E1(yk)+((R2-r)/(R2-R1))*E2(yk)T(yk)＜1時，E(yk)＝T(yk)*E2(yk)這個方法示出的是線性變換加權(quán)的方法，也可以附加正弦波形來變換分量。
梯形掩模法是能夠在函數(shù)值中全部包含其后接續(xù)的連續(xù)貼付處理的內(nèi)容的實踐方法。
本發(fā)明不受實施例記載以及其變形例的結(jié)構(gòu)限定，對于本領域的普通技術人員來說，可以在不脫離權(quán)利要求記載的精神范圍的情況下，對本發(fā)明進行適當?shù)淖兏妥冃巍?br> 權(quán)利要求
1.一種磁共振成像裝置，該裝置使用由多個要素線圈形成的多線圈，能夠進行平行成像，其特征在于包括圖像化視野設定組件，用于設定圖像化視野；圖像獲取組件，使用上述多線圈進行上述平行成像的掃描，針對每個上述線圈要素獲取該掃描的再生成圖像；展開處理組件，基于比上述圖像化視野更寬廣的展開視野，對由該圖像獲取組件所得到的再生成圖像進行展開處理，得到該展開視野的圖像；圖像生成組件，基于由上述展開處理組件所得到的展開視野的圖像，得到上述圖像化視野的圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁共振成像裝置，其特征在于還包括收集視野決定組件，基于上述圖像化視野，決定在上述被檢測物體上進行上述平行成像的掃描時的收集視野，上述圖像獲取組件，基于由上述收集視野決定組件所決定的收集視野，使用上述多線圈進行上述平行成像的掃描。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁共振成像裝置，其特征在于上述圖像生成組件用上述圖像化視野剪切上述展開視野的圖像。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁共振成像裝置，其特征在于包括存在區(qū)域推測組件，對上述被檢測物體的實際空間上的存在區(qū)域進行推測，上述展開處理組件構(gòu)成為，從由上述圖像生成組件所得到的再生成圖像中求出針對每個像素推測的上述被檢測物體的存在區(qū)域或含有該存在區(qū)域的擴展區(qū)域內(nèi)的翻卷同值點數(shù)，基于該翻卷同值點數(shù)，對每個像素進行上述展開處理。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于擴大展開法的平行成像。在平行成像中，作為攝像條件的一部分，設定所希望的圖像化視野和平行成像用的倍率(高速化率)。相對于圖像化視野設定具有超過該倍率的倍率的展開處理用的展開視野。根據(jù)圖像化視野，基于與上述倍率相應設定的的收集視野，通過多線圈實施平行成像掃描，從每個要素線圈得到再生成圖像。這個再生成圖像以展開視野的圖像為基礎進行展開處理。從這個展開視野的圖像剪切出與上述圖像化視野相一致的圖像，得到最終圖像。
文檔編號G01R33/34GK101017198SQ200710008190
公開日2007年8月15日 申請日期2004年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月8日
發(fā)明者町田好男, 市之瀨伸保, 內(nèi)薗真一 申請人:株式會社東芝, 東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會社