專利名稱：磁共振成像裝置、圖像數(shù)據(jù)修正裝置和圖像數(shù)據(jù)修正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用磁共振現(xiàn)象得到被檢體的磁共振(MRmagnetic resonance)圖像的磁共振成像裝置、圖像數(shù)據(jù)修正裝置和圖像數(shù)據(jù)修正方法，特別涉及在基于進(jìn)行多拍攝(multi-shot)的掃描來(lái)收集填充到k空間(k-space)中的數(shù)據(jù)的spin warp法、spiral法、radial法等進(jìn)行磁共振成像時(shí)，實(shí)施因被檢體的非線性運(yùn)動(dòng)造成空間上的不均勻惡化的收集數(shù)據(jù)的修正的磁共振成像裝置、圖像數(shù)據(jù)修正裝置和圖像數(shù)據(jù)修正方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，作為醫(yī)療現(xiàn)場(chǎng)中重要的醫(yī)用方法之一，正在使用磁共振成像。將實(shí)施該磁共振成像的系統(tǒng)稱為磁共振成像裝置，它基本上是根據(jù)一連串的時(shí)序執(zhí)行以下的動(dòng)作，即向被檢體施加高頻磁場(chǎng)，使得被檢體內(nèi)的磁化自旋產(chǎn)生磁共振現(xiàn)象，收集由此產(chǎn)生的回波信號(hào)，并對(duì)該回波信號(hào)進(jìn)行處理(包含重構(gòu)處理)，得到被檢體的MR圖像。將該一連串的動(dòng)作稱為掃描。在該磁共振成像中，在其掃描中被檢體運(yùn)動(dòng)(包含因鼓動(dòng)或呼吸造成的體動(dòng))是不理想的，這樣的運(yùn)動(dòng)成為運(yùn)動(dòng)偽像，使重構(gòu)的MR圖像的畫(huà)質(zhì)惡化。因此，運(yùn)動(dòng)偽像的抑制成為磁共振成像中的重要的技術(shù)課題。
作為使用多拍攝型的脈沖時(shí)序進(jìn)行磁共振成像時(shí)的抑制運(yùn)動(dòng)偽像的方法之一，已知使用被稱為導(dǎo)航器(navigator)的傾斜磁場(chǎng)脈沖的方法。是以下的方法使用施加該導(dǎo)航器而收集的回波信號(hào)(稱為導(dǎo)航器回波(navigator echo)信號(hào)或簡(jiǎn)稱為導(dǎo)航回波(naviecho))來(lái)監(jiān)視被檢體的運(yùn)動(dòng)，根據(jù)該監(jiān)視信息修正收集數(shù)據(jù)(參照非專利文獻(xiàn)1～8)。
監(jiān)視運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)的形式最初如非專利文獻(xiàn)1、2所示那樣，是1維的投影圖形(profile)。與此相對(duì)，最近如非專利文獻(xiàn)4、5、7所示那樣，也提出了在掃描中2維地監(jiān)視運(yùn)動(dòng)并進(jìn)行修正的方式。
但是，以前報(bào)告了的方法以頭部等的線性運(yùn)動(dòng)，即作為剛體的平行運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)作為對(duì)象。對(duì)于運(yùn)動(dòng)中有空間分布，即非線性運(yùn)動(dòng)，只報(bào)告了如擴(kuò)散成像那樣將積蓄在像素塊(boxel)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)作為對(duì)象(參照非專利文獻(xiàn)7)，能夠用頭部的時(shí)序圖像在空間頻率上對(duì)運(yùn)動(dòng)成分進(jìn)行分離的應(yīng)用(參照專利文獻(xiàn)9)，而并沒(méi)有報(bào)告將腹部的呼吸性運(yùn)動(dòng)(motion)等，腹部的各位置在空間上不均勻移動(dòng)(shift)的非線性運(yùn)動(dòng)作為對(duì)象。
說(shuō)明該未報(bào)告的技術(shù)上的理由。在磁共振成像中，在一定強(qiáng)度和一定時(shí)間的傾斜磁場(chǎng)下，在與該傾斜磁場(chǎng)平行的方向上剛體進(jìn)行線性的位置位移的情況下，該位置位移與r(real)空間(r-space正確地說(shuō)只有一側(cè)的軸是r空間，另一側(cè)的軸是k空間，因此也被稱為混合空間(h-space))中的平均相位的位移量成正比。因此，在每個(gè)位置的非線性位移，即每個(gè)位置的位移量不同的情況下，即使求出平均相位，也無(wú)法知道運(yùn)動(dòng)的空間分布。
另一方面，如果能夠與變動(dòng)的頻度對(duì)應(yīng)地測(cè)量伴隨運(yùn)動(dòng)的位置位移的空間分布，則能夠進(jìn)行非線性運(yùn)動(dòng)的修正。為了進(jìn)行運(yùn)動(dòng)測(cè)量，除了成像用脈沖時(shí)序外，還需要在每次拍攝新添加導(dǎo)航器脈沖。但是，在該方法的情況下，為了求出運(yùn)動(dòng)的二維分布，對(duì)收集的導(dǎo)航回波施加時(shí)間上的制約。另一方面，作為某軸方向的投影數(shù)據(jù)的1維來(lái)測(cè)量運(yùn)動(dòng)則比較容易，因此有很多報(bào)告。但是，適用該方法只限于作為剛體的線性運(yùn)動(dòng)，難以對(duì)應(yīng)非線性的運(yùn)動(dòng)。
詳細(xì)說(shuō)明作為1維的投影數(shù)據(jù)測(cè)量導(dǎo)航回波的情況。在該情況下，通常除了成像用的回波以外，還將每次拍攝的相位編碼量設(shè)置為0，一邊在成像的讀出(readout)方向上施加傾斜磁場(chǎng)脈沖，一邊取得收集到導(dǎo)航回波時(shí)的讀出方向的導(dǎo)航回波，即向相位編碼方向的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。在該情況下，對(duì)于讀出方向的導(dǎo)航回波，在被看成為進(jìn)行了與成像用回波的收集時(shí)一樣的運(yùn)動(dòng)的定時(shí)下，能夠針對(duì)讀出方向的各位置取得沿著相位編碼方向積分了的投影數(shù)據(jù)。因此，能夠與讀出方向的各投影數(shù)據(jù)的各線(line)對(duì)應(yīng)地修正成像用回波。因此，能夠某種程度地對(duì)應(yīng)讀出方向上的非線性運(yùn)動(dòng)(參照非專利文獻(xiàn)1)。
但是，在成像時(shí)的讀出方向的導(dǎo)航回波收集的情況下，不可能對(duì)相位編碼方向上的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行非線性修正，因此使用相位編碼方向的導(dǎo)航回波。但是，在該情況下，與讀出方向的導(dǎo)航回波不同，在與導(dǎo)航回波相同的運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)下取得了的成像用的回波數(shù)據(jù)只是通過(guò)與導(dǎo)航回波一樣的拍攝取得的線。因此，在成像用的回波的相位編碼方向上，混合了在每次拍攝都不同的運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)下取得的數(shù)據(jù)。因此，即使原樣地在相位編碼方向上進(jìn)行傅立葉變換而變換為r空間(也稱為混合空間(h-space))，也無(wú)法對(duì)應(yīng)傅立葉變換后的導(dǎo)航回波的線。因此，根據(jù)相位編碼方向的導(dǎo)航回波，難以進(jìn)行相位編碼方向的非線性運(yùn)動(dòng)修正。但是，如果在成像用回波的k空間中在與導(dǎo)航回波對(duì)應(yīng)的拍攝以外的位置上設(shè)置為0，合成每次拍攝時(shí)修正了變換為混合空間(h-space)的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，則能夠進(jìn)行修正。
這樣，原理上，可以測(cè)量基于空間上不平均的運(yùn)動(dòng)的位置位移和相位的分布，在r空間中對(duì)每個(gè)像素塊進(jìn)行修正，但需要與本來(lái)的圖像化方法(脈沖時(shí)序)不同的運(yùn)動(dòng)的測(cè)量方法(脈沖時(shí)序或外部的監(jiān)視器)，在時(shí)間上和技術(shù)上難以進(jìn)行測(cè)量以外，還需要對(duì)一個(gè)圖像實(shí)施拍攝次數(shù)的測(cè)量和修正，拍攝次數(shù)越增加，則計(jì)算量越大，是不現(xiàn)實(shí)的。在使用了作為投影的1維分布的情況下，如果是成像的讀出方向的運(yùn)動(dòng)，則即使是非線性的，由于在r空間中對(duì)每個(gè)投影線測(cè)量位置位移，相反進(jìn)行位移，所以是可能的，但計(jì)算變多。如果將成像的相位編碼方向的非線性運(yùn)動(dòng)作為對(duì)象，則計(jì)算量進(jìn)一步增多。如果將成像的相位編碼方向的非線性運(yùn)動(dòng)作為對(duì)象，則計(jì)算量進(jìn)一步增多。在該情況下，在k空間中的修正中，不需要進(jìn)行補(bǔ)插，但在實(shí)空間中的修正中，對(duì)于小于等于1個(gè)像素左右的位移的修正則需要進(jìn)行補(bǔ)插。
以多拍攝的旋轉(zhuǎn)彎曲(spin warp)法為例詳細(xì)說(shuō)明該狀況。在多拍攝的旋轉(zhuǎn)彎曲法的情況下，每次拍攝都在k空間中取得分割為相位編碼方向的線數(shù)量的歸納后的數(shù)據(jù)。因此，在k空間中混合了每次拍攝都受到不同的運(yùn)動(dòng)的影響的數(shù)據(jù)。在空間位置的非線性修正中，即使在r空間中每次拍攝n測(cè)量每個(gè)位置y的非線性位移的分布ΔY(y，n)，循環(huán)作成修正后的圖像，在圖像空間中也會(huì)產(chǎn)生折疊，不同的運(yùn)動(dòng)的部分重合而無(wú)法區(qū)別，因此原理上無(wú)法進(jìn)行修正。另外，在測(cè)量自身也有非線性運(yùn)動(dòng)的情況下，對(duì)每個(gè)像素塊統(tǒng)一確定同一部分的移動(dòng)前后的位置關(guān)系是極其困難的。特別在通常的旋轉(zhuǎn)彎曲法的情況下，每次拍攝都一線一線地進(jìn)行收集，在對(duì)每線變換為k空間數(shù)據(jù)后測(cè)量每個(gè)位置y的位移量，然后對(duì)每個(gè)y進(jìn)行位置的修正，因此測(cè)量和修正的計(jì)算量都很大。
另一方面，在k空間中如果是空間的0次和1次的相位分布，則容易進(jìn)行測(cè)量和修正，r空間中的位置位移為k空間中的相位位移。因此，進(jìn)行k空間的同一點(diǎn)上的相位項(xiàng)的積的計(jì)算就可以，也能夠進(jìn)行r空間中的子像素以下的修正，所以從處理的角度看，理想的是k空間中的計(jì)算。但是，在k空間中只限于線性運(yùn)動(dòng)的測(cè)量和修正，難以進(jìn)行空間的非線性運(yùn)動(dòng)的測(cè)量和修正。
非專利文獻(xiàn)1Ehman RL，F(xiàn)elmlee JP.Radiology.Adaptivetechnique for high-definition MR imaging of moving structures.Radiology 1989 Oct；173(1)255-63.
非專利文獻(xiàn)2Ordidge RJ，Helpern JA，Qing ZX，Knight RA，Nagesh V.Correction of motional artifacts in diffusion-weighted MRimages using navigator echoes.Magn Reson Imaging.1994；12(3)455-60.
非專利文獻(xiàn)3Wang Y，Rossman PJ，Grimm RC，Riederer SJ，Ehman RL.Navigator-echo-based real-time respiratory gating andtriggering for reduction of respiration effects in three-dimensionalcoronary MR angiography.Radiology.1996 Jan；198(1)55-60.
非專利文獻(xiàn)4Pipe JG.Motion correction with PROPELLERMRIapplication to head motion and free-breathing cardiac imaging.Magn Reason Med.1999 Nov；42(5)963-9.
非專利文獻(xiàn)5Pipe JG，F(xiàn)arthing VG，F(xiàn)orbes KP.Multishotdiffusion-weighted FSE using PROPELLER MRI.Magn Reson Med2002Mar；47(3)621.
非專利文獻(xiàn)6McGee KP，Grimm RC，F(xiàn)elmlee JP，Rydberg JR，Riederer SJ，Ehman RL.The shoulderadaptive motion correction.Radiology.1997 Nov；205(2)541-5.
非專利文獻(xiàn)7Miller KL，Pauly JM.Nonlinear phasecorrection for navigated diffusion imaging.Magn Reason Med.2003Aug；50(2)343-53.
非專利文獻(xiàn)8Manke D，Nehrke K，Bornert P.Novelprospective respiratory motion correction approach for free-breathing coronary MR angiography using a patient-adapted affinemotion model.Magn Reson Med.2003 Jul；50(1)122-31.
非專利文獻(xiàn)9Langenberger KW，Moser E.Nonlinear motionartifact reduction in event-triggerd gradient-echo FMRI.Magn ResonImaging.1997；15(2)163-7.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于上述的現(xiàn)有技術(shù)的狀況而提出的，其目的在于提供一種在磁共振成像中，特別在根據(jù)使用多拍攝型的脈沖時(shí)序而收集、填充了的k空間的數(shù)據(jù)得到圖像的情況下，能夠比較簡(jiǎn)單并且高速地修正因攝像部位的非線性運(yùn)動(dòng)造成空間上不平均地惡化而收集到的回波數(shù)據(jù)得到MR圖像的磁共振成像裝置、圖像數(shù)據(jù)修正裝置和圖像數(shù)據(jù)修正方法。
本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)修正裝置為了達(dá)到上述目的，具備取得表示被檢體的攝像部位的實(shí)空間中的運(yùn)動(dòng)大小的空間分布的運(yùn)動(dòng)信息的運(yùn)動(dòng)信息取得部件；根據(jù)上述運(yùn)動(dòng)信息，在通過(guò)磁共振成像的掃描收集到的上述被檢體的攝像部位的圖像數(shù)據(jù)的第一區(qū)域中進(jìn)行與第二區(qū)域不同的修正的修正部件；合成由上述修正部件修正了的上述第一區(qū)域和上述第二區(qū)域的各圖像數(shù)據(jù)的合成部件。
另外，本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)修正裝置為了達(dá)到上述目的，具備根據(jù)表示被檢體的攝像部位的實(shí)空間中的運(yùn)動(dòng)大小的空間分布的運(yùn)動(dòng)信息，在通過(guò)磁共振成像的掃描收集到的上述攝像部位的圖像數(shù)據(jù)的第一區(qū)域中進(jìn)行與第二區(qū)域不同的修正的修正部件；合成由上述修正部件修正了的上述第一區(qū)域和上述第二區(qū)域的各圖像數(shù)據(jù)的合成部件。
另外，本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)修正裝置為了達(dá)到上述目的，具備將被檢體的攝像部位的第一區(qū)域和第二區(qū)域中的第一空間上的數(shù)據(jù)變換為第三區(qū)域和第四區(qū)域中的第二空間上的數(shù)據(jù)的第一數(shù)據(jù)變換部件；對(duì)上述第三區(qū)域中的上述第二空間上的數(shù)據(jù)，實(shí)施與上述第四區(qū)域不同的修正的修正部件；合成修正后的上述第三區(qū)域中的上述第二空間上的數(shù)據(jù)和上述第四區(qū)域中的上述第二空間上的數(shù)據(jù)的合成部件；將合成后的上述第二空間上的數(shù)據(jù)變換為上述第一空間上的數(shù)據(jù)的第二變換部件。
另外，本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)修正裝置為了達(dá)到上述目的，具備將被檢體的攝像部位的多個(gè)區(qū)域的第一空間上的數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)區(qū)域的數(shù)據(jù)變換為第二空間上的數(shù)據(jù)的第一數(shù)據(jù)變換部件；對(duì)上述第二空間上的數(shù)據(jù)進(jìn)行修正的修正部件；將上述修正后的上述第二空間上的數(shù)據(jù)變換為上述第一空間上的數(shù)據(jù)的第二數(shù)據(jù)變換部件。
另外，本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)修正方法為了達(dá)到上述目的，包括取得表示被檢體的攝像部位的實(shí)空間中的運(yùn)動(dòng)大小的空間分布的運(yùn)動(dòng)信息的步驟；根據(jù)上述運(yùn)動(dòng)信息，在通過(guò)磁共振成像的掃描收集到的上述被檢體的攝像部位的圖像數(shù)據(jù)的第一區(qū)域中進(jìn)行與第二區(qū)域不同的修正的步驟；合成修正了的上述第一區(qū)域和上述第二區(qū)域的各圖像數(shù)據(jù)的步驟。
另外，本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)修正方法為了達(dá)到上述目的，包括根據(jù)表示被檢體的攝像部位的實(shí)空間中的運(yùn)動(dòng)大小的空間分布的運(yùn)動(dòng)信息，在通過(guò)磁共振成像的掃描而收集到的上述攝像部位的圖像數(shù)據(jù)的第一區(qū)域中進(jìn)行與第二區(qū)域不同的修正的步驟；合成修正了的上述第一區(qū)域和上述第二區(qū)域的各圖像數(shù)據(jù)的步驟。
另外，本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)修正方法為了達(dá)到上述目的，包括將被檢體的攝像部位的第一區(qū)域和第二區(qū)域中的第一空間上的數(shù)據(jù)變換為第三區(qū)域和第四區(qū)域中的第二空間上的數(shù)據(jù)的步驟；對(duì)上述第三區(qū)域中的上述第二空間上的數(shù)據(jù)，實(shí)施與上述第四區(qū)域不同的修正的步驟；合成修正后的上述第三區(qū)域中的上述第二空間上的數(shù)據(jù)和上述第四區(qū)域中的上述第二空間上的數(shù)據(jù)的步驟；將合成后的上述第二空間上的數(shù)據(jù)變換為上述第一空間上的數(shù)據(jù)的步驟。
另外，本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)修正方法為了達(dá)到上述目的，包括將被檢體的攝像部位的多個(gè)區(qū)域的第一空間上的數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)區(qū)域的數(shù)據(jù)變換為第二空間上的數(shù)據(jù)的步驟；對(duì)上述第二空間上的數(shù)據(jù)進(jìn)行修正的步驟；將上述修正后的上述第二空間上的數(shù)據(jù)變換為上述第一空間上的數(shù)據(jù)的步驟。
另外，本發(fā)明的磁共振成像裝置為了達(dá)到上述目的，具備取得表示被檢體的攝像部位的實(shí)空間中的運(yùn)動(dòng)大小的空間分布的運(yùn)動(dòng)信息的運(yùn)動(dòng)信息取得部件；通過(guò)磁共振成像的掃描而收集上述被檢體的攝像部位的圖像數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù)收集部件；根據(jù)上述運(yùn)動(dòng)信息，在收集到的上述圖像數(shù)據(jù)的第一區(qū)域中進(jìn)行與第二區(qū)域不同的修正的修正部件；合成由上述修正部件修正了的上述第一區(qū)域和上述第二區(qū)域的各圖像數(shù)據(jù)的合成部件。
另外，本發(fā)明的磁共振成像裝置為了達(dá)到上述目的，具備通過(guò)磁共振成像的掃描收集被檢體的攝像部位的圖像數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù)收集部件；根據(jù)表示上述攝像部位的實(shí)空間中的運(yùn)動(dòng)大小的空間分布的運(yùn)動(dòng)信息，在收集到的上述圖像數(shù)據(jù)的第一區(qū)域中進(jìn)行與第二區(qū)域不同的修正的修正部件；合成由上述修正部件修正了的上述第一區(qū)域和上述第二區(qū)域的各圖像數(shù)據(jù)的合成部件。
另外，本發(fā)明的磁共振成像裝置為了達(dá)到上述目的，具備通過(guò)磁共振成像的掃描而收集被檢體的攝像部位的第一空間上的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)收集部件；將第一區(qū)域和第二區(qū)域中的上述第一空間上的數(shù)據(jù)變換為第三區(qū)域和第四區(qū)域中的第二空間上的數(shù)據(jù)的第一數(shù)據(jù)變換部件；對(duì)上述第三區(qū)域中的上述第二空間上的數(shù)據(jù)，實(shí)施與上述第四區(qū)域不同的修正的修正部件；合成修正后的上述第三區(qū)域中的上述第二空間上的數(shù)據(jù)和上述第四區(qū)域中的上述第二空間上的數(shù)據(jù)的合成部件；將合成后的上述第二空間上的數(shù)據(jù)變換為上述第一空間上的數(shù)據(jù)的第二變換部件。
另外，本發(fā)明的磁共振成像裝置為了達(dá)到上述目的，具備通過(guò)磁共振成像的掃描而收集被檢體的攝像部位的第一空間上的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)收集部件；將多個(gè)區(qū)域的上述第一空間上的數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)區(qū)域的數(shù)據(jù)變換為第二空間上的數(shù)據(jù)的第一數(shù)據(jù)變換部件；對(duì)上述第二空間上的數(shù)據(jù)進(jìn)行修正的修正部件；將上述修正后的上述第二空間上的數(shù)據(jù)變換為上述第一空間上的數(shù)據(jù)的第二數(shù)據(jù)變換部件。
根據(jù)這樣的本發(fā)明的磁共振成像裝置、圖像數(shù)據(jù)修正裝置和圖像數(shù)據(jù)修正方法，在磁共振成像中，特別在從使用多拍攝型的脈沖時(shí)序收集、填充了的k空間的數(shù)據(jù)得到圖像的情況下，能夠?qū)⒁驍z像部位的非線性運(yùn)動(dòng)造成空間上不平均地惡化而收集到的回波數(shù)據(jù)修正為與運(yùn)動(dòng)的程度對(duì)應(yīng)地進(jìn)行線性修正后的數(shù)據(jù)的和(合成)，能夠比較簡(jiǎn)單并且高速地得到修正后的MR圖像。


圖1是表示本發(fā)明的磁共振成像裝置的一個(gè)實(shí)施例的與結(jié)構(gòu)有關(guān)的框圖。
圖2是說(shuō)明被檢體的腹部的斷面及其各部位的運(yùn)動(dòng)的圖。
圖3是表示使用了能夠在本發(fā)明的實(shí)施例中使用的導(dǎo)航器的脈沖時(shí)序的一部分的圖。
圖4是表示使用了能夠在本發(fā)明的實(shí)施例中使用的導(dǎo)航器的其他脈沖時(shí)序的一部分的圖。
圖5是說(shuō)明實(shí)施例1的數(shù)據(jù)收集、非線性修正和重構(gòu)的步驟的概要的圖。
圖6是表示將k空間的區(qū)域的數(shù)據(jù)進(jìn)行3分割時(shí)作成的窗口函數(shù)W的例子的圖。
圖7是說(shuō)明實(shí)施例2的數(shù)據(jù)收集、非線性修正和重構(gòu)的步驟的概要的圖。
圖8是說(shuō)明實(shí)施例2的變形例子的線圈配置的圖。
圖9是表示在本發(fā)明的實(shí)施例3的磁共振成像裝置中作為接收RF線圈使用的單(single)線圈和多線圈、其靈敏度曲線以及被檢體的非剛性運(yùn)動(dòng)的大小的圖。
圖10是表示通過(guò)將使用具有與圖9所示那樣的1維的運(yùn)動(dòng)分布一樣的靈敏度分布的2個(gè)表面線圈收集到的各k空間數(shù)據(jù)分別分割為2個(gè)區(qū)域，而等價(jià)地進(jìn)行3分割的情況下的窗口函數(shù)的圖。
圖11是說(shuō)明本發(fā)明的各實(shí)施例的修正處理的原理的圖。
圖12是表示本發(fā)明的各實(shí)施例所共通的處理步驟的概要流程圖。
圖13是表示根據(jù)本發(fā)明三維地修正非剛體的運(yùn)動(dòng)的情況下的步驟的流程圖。
圖14是表示在被檢體中，在有非剛體的三維運(yùn)動(dòng)的情況下從y方向看到的運(yùn)動(dòng)方向的例子的圖。
圖15是表示圖14所示的被檢體的非剛體的從x方向看到的運(yùn)動(dòng)方向的圖。
圖16是表示在與相位編碼方向垂直的方向上有具有1維分布的非剛體的運(yùn)動(dòng)的情況下，根據(jù)本發(fā)明使用單線圈利用軟件(insoftware)地分割k空間數(shù)據(jù)進(jìn)行修正而得到的斷層圖像的圖。
圖17是表示在PE方向上有具有1維分布的非剛體的運(yùn)動(dòng)的情況下，根據(jù)本發(fā)明使用單線圈利用軟件地分割k空間數(shù)據(jù)進(jìn)行修正而得到的斷層圖像的圖。
圖18是表示在PE方向上有具有1維分布的非剛體的運(yùn)動(dòng)的情況下，根據(jù)本發(fā)明使用單線圈包含空氣部分地利用軟件地分割k空間數(shù)據(jù)進(jìn)行修正而得到的斷層圖像的圖。
圖19是表示在PE方向上有具有1維分布的非剛體的運(yùn)動(dòng)的情況下，根據(jù)本發(fā)明使用具有2個(gè)元件線圈的多線圈對(duì)k空間數(shù)據(jù)先利用硬件地(in hardware)進(jìn)行2分割后再使用窗口函數(shù)利用軟件地進(jìn)行分割，并對(duì)由此等價(jià)地3分割了的k空間數(shù)據(jù)進(jìn)行線性修正而得到的斷層圖像的圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照

本發(fā)明的實(shí)施例。
(實(shí)施例1)以下，參照附圖1～5，說(shuō)明本發(fā)明的磁共振成像裝置的一個(gè)實(shí)施例。
圖1表示本實(shí)施例的磁共振成像(MRIMagnetic ResonaceImaging)裝置的概要結(jié)構(gòu)。
該磁共振成像裝置具備裝載被檢體P的臥臺(tái)部件；產(chǎn)生靜磁場(chǎng)的靜磁場(chǎng)產(chǎn)生部件；用于向靜磁場(chǎng)附加位置信息的傾斜磁場(chǎng)產(chǎn)生部件；發(fā)送接收高頻信號(hào)的發(fā)送接收部件；進(jìn)行系統(tǒng)全體的控制和圖像重構(gòu)的控制計(jì)算部件。
靜磁場(chǎng)產(chǎn)生部件例如具備超導(dǎo)方式的磁體1、向該磁體1提供電流的靜磁場(chǎng)電源2，使得在自由插入被檢體P的圓筒狀的開(kāi)口部分(診斷用空間)的軸方向(Z軸方向)上產(chǎn)生靜磁場(chǎng)H0。另外，在該磁體部分中設(shè)置有同步線圈(未圖示)。臥臺(tái)部件能夠可退避地將裝載被檢體P的頂板T插入到磁體1的開(kāi)口部分中。
傾斜磁場(chǎng)產(chǎn)生部件具備安裝在磁體1中的傾斜磁場(chǎng)線圈單元3。該傾斜磁場(chǎng)線圈單元3具備用于產(chǎn)生相互垂直的X軸方向、Y軸方向和Z軸方向的傾斜磁場(chǎng)的3組(種類)的x、y、z線圈3x～3z。傾斜磁場(chǎng)部件還具備向x、y、z線圈3x～3z供給電流的傾斜磁場(chǎng)電源4。該傾斜磁場(chǎng)電源4在后述的時(shí)序產(chǎn)生器5的控制下，向x、y、z線圈3x～3z供給用于產(chǎn)生傾斜磁場(chǎng)的脈沖電流。
通過(guò)控制從傾斜磁場(chǎng)電源4向x、y、z線圈3x～3z提供的脈沖電流，能夠合成作為物理軸的3軸(X軸、Y軸、Z軸)方向的傾斜磁場(chǎng)，任意地設(shè)置、變更由相互垂直的切片(slice)方向傾斜磁場(chǎng)GS、相位編碼方向傾斜磁場(chǎng)GE、讀出方向(頻率編碼方向)傾斜磁場(chǎng)GR構(gòu)成的邏輯軸方向。切片方向、相位編碼方向、讀出方向的各傾斜磁場(chǎng)與靜磁場(chǎng)H0重疊。
發(fā)送接收部件具備在磁體1內(nèi)的攝影空間中設(shè)置在被檢體P的近旁的發(fā)送RF(高頻)線圈7T和接收RF線圈7R、與該RF線圈7T、7R分別連接的發(fā)送器8T和接收器8R。
接收RF線圈7R是有一個(gè)線圈元件的單線圈或有多個(gè)線圈元件的多線圈，都形成為表面線圈。沿著作為被檢體P(被檢者)的攝影部位的腹部等的體表面配置接收RF線圈。另外，發(fā)送RF線圈例如形成為全身用線圈。
該發(fā)送器8T和接收器8R在后述的時(shí)序產(chǎn)生器5的控制下動(dòng)作。通過(guò)該動(dòng)作，發(fā)送器8T向發(fā)送RF線圈7T供給用于激勵(lì)核磁共振(NMRnuclear magnetic resonance)的拉莫爾頻率的RF(radio frequency)電流脈沖。接收器8R取得接收RF線圈7R接收到的磁共振(MRmagnetic resonance)信號(hào)(高頻信號(hào))，對(duì)其實(shí)施前置放大、中間頻率變換、相位檢波、低頻放大、濾波等各種信號(hào)處理后，進(jìn)行A/D變換生成MR信號(hào)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(原始數(shù)據(jù))。
進(jìn)而，控制計(jì)算部件具備時(shí)序產(chǎn)生器(也稱為時(shí)序控制器)5、主計(jì)算機(jī)6、計(jì)算單元10、存儲(chǔ)單元11、顯示器12、輸入器13。其中，主計(jì)算機(jī)6具有以下功能根據(jù)存儲(chǔ)了的軟件步驟(未圖示)，向時(shí)序產(chǎn)生器5指示脈沖時(shí)序信息，同時(shí)統(tǒng)一控制裝置全體的動(dòng)作。
作為用于掃描的脈沖時(shí)序，使用基于高速SE(spin echo)法、高速FE(field echo)法、EPI(echo planar imaging)法、FASE(fast asymmetric(advanced)spin echo)法、GRASE(gradientand spin echo)法等的二維或三維的多拍攝類型的脈沖列。作為在k空間中執(zhí)行修正，為了根據(jù)r空間的信息分割數(shù)據(jù)，也可以用任意的方法對(duì)k空間進(jìn)行采樣。因此，具體地說(shuō)，這樣的脈沖列可以是基于旋轉(zhuǎn)彎曲(spin warp)法、螺旋(spiral)法、射線(radial)法的任意一個(gè)的脈沖列。由此，通過(guò)后述的修正，在偽像局限在產(chǎn)生源附近的情況下，發(fā)揮特別大的修正效果。另外，在無(wú)法無(wú)視所產(chǎn)生的回波間的運(yùn)動(dòng)的磁共振成像的情況下，即使是單拍攝類型的掃描，也能夠適用本發(fā)明的修正。
時(shí)序產(chǎn)生器5構(gòu)成為具備CPU(中央處理單元)和存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)從主計(jì)算機(jī)6發(fā)送來(lái)的脈沖時(shí)序信息，依照該信息控制傾斜磁場(chǎng)電源4、發(fā)送器8T、接收器8R的動(dòng)作，同時(shí)暫時(shí)輸入接收器8R輸出的磁共振信號(hào)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，將其轉(zhuǎn)送到計(jì)算單元10。在此，脈沖序列信息是指依照一連串的脈沖時(shí)序使傾斜磁場(chǎng)電源4、發(fā)送器8T和接收器8R動(dòng)作所必需的全部信息，例如包含與向x、y、z線圈3x～3z施加的脈沖電流的強(qiáng)度、施加時(shí)間、施加定時(shí)等有關(guān)的信息。
另外，計(jì)算單元10通過(guò)時(shí)序產(chǎn)生器5輸入接收器8R輸出的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(也稱為原始數(shù)據(jù)或元數(shù)據(jù))，將該數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)配置在其內(nèi)部存儲(chǔ)器的k空間(也稱為傅立葉空間或頻率空間)中，對(duì)每一組該數(shù)據(jù)進(jìn)行二維或三維的傅立葉變換，重構(gòu)為實(shí)空間的圖像數(shù)據(jù)。
另外，計(jì)算單元10能夠依照規(guī)定的算法執(zhí)行本發(fā)明的修正處理。該修正處理是作為后處理對(duì)在現(xiàn)時(shí)刻重構(gòu)或已經(jīng)取得的圖像數(shù)據(jù)的因被檢體的體動(dòng)造成的空間上不均勻(非線性)的惡化進(jìn)行修正的處理。在對(duì)被檢體P的例如腹部進(jìn)行攝像的情況下，腹部因呼吸性的運(yùn)動(dòng)(體動(dòng))，其各采樣位置在空間上非線性地運(yùn)動(dòng)。由此，取得的圖像數(shù)據(jù)在空間上不均勻地惡化。這是作為本申請(qǐng)發(fā)明的核心的事項(xiàng)，將在后面詳細(xì)說(shuō)明。
進(jìn)而，計(jì)算單元10根據(jù)需要，也能夠執(zhí)行與圖像有關(guān)的數(shù)據(jù)的合成處理和差分計(jì)算處理。該合成處理包含將每個(gè)像素相加的處理、最大值投影(MIPMaximum Intensity Projection)處理等。
存儲(chǔ)單元11不只是重構(gòu)了的圖像數(shù)據(jù)，還能夠保存實(shí)施了上述合成處理和差分處理的圖像數(shù)據(jù)。顯示器12例如用于顯示重構(gòu)圖像。另外，經(jīng)由輸入器13，能夠向主計(jì)算機(jī)6輸入技術(shù)人員希望的參數(shù)信息、掃描條件、脈沖時(shí)序、與圖像合成和差分計(jì)算有關(guān)的信息等。
在此，說(shuō)明對(duì)上述圖像數(shù)據(jù)實(shí)施的作為后處理的修正處理。
(非線性運(yùn)動(dòng)的性質(zhì))以上已經(jīng)說(shuō)明了作為被檢體的身體的空間運(yùn)動(dòng)有線性運(yùn)動(dòng)和非線性運(yùn)動(dòng)。其中，“空間上的非線性運(yùn)動(dòng)”表示其運(yùn)動(dòng)的振幅和相位有空間分布。對(duì)于周期性而言，因呼吸性或心跳等造成的運(yùn)動(dòng)很多是有周期性的，但無(wú)意的突發(fā)性的運(yùn)動(dòng)(involuntary motion)是非周期的。
在對(duì)腹部臟器進(jìn)行圖像化的情況下，腹部的攝像區(qū)域的各采樣位置較強(qiáng)地受到呼吸性的運(yùn)動(dòng)(體動(dòng))的影響。該呼吸性的運(yùn)動(dòng)在空間上為非線性(不均勻)的。因此，本實(shí)施例在診斷腹部臟器等時(shí)，收集混合了因這樣的呼吸性的非線性運(yùn)動(dòng)造成的空間上不均勻分布的運(yùn)動(dòng)成分的回波信號(hào)，對(duì)該回波信號(hào)的空間上不均勻惡化了的信號(hào)成分進(jìn)行修正。
另外，運(yùn)動(dòng)也可以分類為只伴隨平行移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)的剛體變形、伴隨著包含了放大縮小和剪切的線性變形和非線性變形的非剛體變形。根據(jù)本發(fā)明，更正確地說(shuō)，可以有效地對(duì)混合了因非剛體變形的運(yùn)動(dòng)造成的空間上不均勻分布的運(yùn)動(dòng)成分的回波信號(hào)進(jìn)行修正。因此，還可以將由于非剛體變形中的線性變形而惡化了的數(shù)據(jù)作為對(duì)象進(jìn)行修正，但以下將對(duì)非線性變形的修正作為對(duì)象進(jìn)行說(shuō)明。
為了進(jìn)行該修正，假設(shè)與身體運(yùn)動(dòng)有關(guān)的模型(參照?qǐng)D2)。該模型作為最好地表示空間上非線性運(yùn)動(dòng)的斷面圖像，將腹部的軸向(axial)斷面圖像作為對(duì)象，但也可以不是軸向斷面圖像。
在腹部的軸向斷面圖像的情況下，如圖2所示那樣，可以假設(shè)為在背部側(cè)可以無(wú)視呼吸性的運(yùn)動(dòng)的振幅，但其反面的腹壁側(cè)(前側(cè))最大，其間的振幅從背部側(cè)向腹壁側(cè)逐漸增加?，F(xiàn)在，如果設(shè)二維對(duì)象物的運(yùn)動(dòng)的振幅在x方向上一樣，在y方向上從背部側(cè)向腹壁側(cè)與其距離y成正比地變大，則如果考慮腹部的軸向斷面形狀幾乎是橢圓的，以及對(duì)比度(contrast)幾乎是前后左右對(duì)稱的，則可以認(rèn)為在某定時(shí)取得的圖像全體的平均位移量反映了被攝體中心部分的運(yùn)動(dòng)。這時(shí)，可以認(rèn)為y方向上的運(yùn)動(dòng)的振幅在背部側(cè)端部為0，在腹部側(cè)端部為最大并且顯示出中心部分的2倍的變化。
因此，在本實(shí)施例中，采用以下的方法使用在r空間(r-space)中測(cè)量或預(yù)測(cè)的非線性運(yùn)動(dòng)的信息，即該運(yùn)動(dòng)的大小(等級(jí)order)，分割k空間(k-space)，在該多個(gè)分割k空間中進(jìn)行相互不同的0次的相位修正，加權(quán)地將該修正后的數(shù)據(jù)相互相加。
(非線性運(yùn)動(dòng)的檢測(cè)及其修正)接著，說(shuō)明上述非線性運(yùn)動(dòng)的檢測(cè)及其修正的具體方法。圖3～5表示該方法的概要。
現(xiàn)在，假設(shè)攝像部位是被檢體的腹部，在該腹部的周圍配置作為RF接收線圈7R由單線圈構(gòu)成的表面線圈(參照?qǐng)D5(a))。
如上所述，腹部的各位置伴隨著呼吸而在空間上非線性地運(yùn)動(dòng)，因此，在對(duì)腹部進(jìn)行診斷的情況下，需要根據(jù)運(yùn)動(dòng)的大小在空間上進(jìn)行分割處理。另一方面，根據(jù)處理的簡(jiǎn)便程度，希望在k空間中實(shí)施相位修正，因此希望依賴于空間運(yùn)動(dòng)的大小而對(duì)填充在k空間中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分割。
在填充在k空間中的數(shù)據(jù)中，與運(yùn)動(dòng)的分布有關(guān)的位置信息已經(jīng)均等地分散，因此難以使用k空間的空間信息自身進(jìn)行分割。
因此，采用使用運(yùn)動(dòng)的空間分布信息分割r空間的數(shù)據(jù)的方法。在此，將腹部的軸向斷面作為對(duì)象，作為分布的指標(biāo)，采用以下的方法監(jiān)視0次相位的監(jiān)視和運(yùn)動(dòng)的空間依賴性(a)使用“腹側(cè)比背側(cè)大”的知識(shí)(推測(cè))，或(b)實(shí)際將被檢體的前后方向(從背部側(cè)向腹壁側(cè)的方向)作為相位編碼方向，使該方向的腹部運(yùn)動(dòng)與導(dǎo)航器用的傾斜磁場(chǎng)脈沖應(yīng)答的導(dǎo)航器回波(以下稱為導(dǎo)航回波)等。
另外，r空間中的平均(0次)相位的位移在k空間中為1次的相位位移。另外，r空間中的位置的位移在k空間中為1次的相位位移。
因此，在相位誤差為exp(iΦ0)的情況下，為了修正其相位，可以對(duì)r空間和k空間都一樣地計(jì)算各像素?cái)?shù)據(jù)與exp(-iΦ0)的積。另外，如果r空間中的位移距離在y方向上是ΔY，則可以在k空間中計(jì)算exp[-2πKyΔY]的積。
在采用上述(a)項(xiàng)記載的只監(jiān)視運(yùn)動(dòng)的平均振幅，在相位編碼方向上線性地外裝修正運(yùn)動(dòng)的振幅變化的方法的情況下，可以使用施加了用導(dǎo)航回波使得在相位編碼方向上產(chǎn)生一定值的相位位移的傾斜磁場(chǎng)的脈沖時(shí)序。圖3表示該脈沖時(shí)序的例子。
另外，在收集上述(b)項(xiàng)記載的相位編碼方向的投影數(shù)據(jù)的情況下，在收集導(dǎo)航回波之前，可以向相位編碼方向和讀出方向雙方施加相同的傾斜磁場(chǎng)。圖4表示其例子。
另外，在圖3、4中，作為脈沖時(shí)序表示了基于適用了旋轉(zhuǎn)彎曲法的高速SE法的脈沖列，但因圖的關(guān)系，只圖示了與一次拍攝對(duì)應(yīng)的一個(gè)回波。
使用這樣的圖3或圖4所示的脈沖時(shí)序收集回波信號(hào)，將其回波數(shù)據(jù)配置在二維k空間上(參照?qǐng)D5(b))。通過(guò)計(jì)算單元10，將該回波數(shù)據(jù)重構(gòu)為二維傅立葉變換(2DFTtwo-dimensionalFourier transform)后的實(shí)空間的圖像數(shù)據(jù)(參照?qǐng)D5(c))。
在此，表示了在與腹部的空間運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)地分割k空間的數(shù)據(jù)分布時(shí)，最簡(jiǎn)單地將k空間在其相位編碼方向上進(jìn)行2分割的例子。在該情況下，將實(shí)空間的圖像在與相位編碼方向相當(dāng)?shù)膟軸方向上乘以窗口(詳細(xì)地說(shuō)乘以窗口函數(shù))，在運(yùn)動(dòng)的程度在腹壁側(cè)(腹部的前側(cè))和背部側(cè)(腹部的后側(cè))分別為支配性的2個(gè)區(qū)域中在數(shù)據(jù)上進(jìn)行分割(參照?qǐng)D5(c)、(d))。通過(guò)二維的逆傅立葉變換(2DIFTtwo-dimensional inverse Fourier transform)，將在該數(shù)據(jù)上分割了的2個(gè)實(shí)空間分別變換為2個(gè)二維k空間(參照?qǐng)D5(e)、(f))。
另一方面，通過(guò)執(zhí)行上述脈沖時(shí)序，在每次拍攝n收集導(dǎo)航回波Snavi(Ky，n)(參照?qǐng)D5(g))，因此根據(jù)該導(dǎo)航回波Snavi(Ky，n)測(cè)量作為腹部的運(yùn)動(dòng)信息的相位誤差ΔΦ0(Ky，n)(參照?qǐng)D5(h))。
該測(cè)量具體地說(shuō)是在每次拍攝n執(zhí)行以下的公式。
Φ0(Ky，n)＝2πY(n)KyΦ0(Ky，nbase)＝2πY(nbase)KyΔΦ0(Ky，n)＝Φ0(Ky，n)-Φ0(Ky，nbase)其中，Y(n)是拍攝n中的運(yùn)動(dòng)的位移量。
接著，只對(duì)具有腹壁側(cè)的數(shù)據(jù)的k空間數(shù)據(jù)進(jìn)行相位修正(參照?qǐng)D5(i))，不對(duì)具有背部側(cè)的數(shù)據(jù)的k空間的數(shù)據(jù)進(jìn)行相位修正。該相位修正通過(guò)在每次拍攝n將各拍攝的數(shù)據(jù)乘以以下的公式(2)來(lái)進(jìn)行。
exp[-iΔΦ0(Ky，n)]分別對(duì)該2個(gè)k空間進(jìn)行二維傅立葉變換(2DFT)恢復(fù)為各自的實(shí)空間數(shù)據(jù)，將像素值相互相加，得到最終的實(shí)空間數(shù)據(jù)(參照?qǐng)D5(j)、(k))。
在此，對(duì)上述回波數(shù)據(jù)(包含導(dǎo)航回波的數(shù)據(jù))的收集和修正處理進(jìn)行公式化來(lái)說(shuō)明。在本實(shí)施例中，通過(guò)計(jì)算單元10執(zhí)行該處理，但也可以由主計(jì)算機(jī)6進(jìn)行該處理的一部分。
在此，[公式3]Simg(x，y)成像的對(duì)象的回波數(shù)據(jù)，
Snavi(x，Ky)進(jìn)行了1維傅立葉變換(FT)后的x軸(讀出)萬(wàn)向的導(dǎo)航回波，Axnavi(x，n)在第n次拍攝采樣了的x軸方向的運(yùn)動(dòng)的振幅，Aynavi(x，n)在第n次拍攝采樣了的y軸方向的運(yùn)動(dòng)的振幅，Φxnavi(Kx，n)在第n次拍攝采樣了的x軸方向的導(dǎo)航回波的相位，Φynavi(Ky，n)在第n次拍攝采樣了的y軸方向的導(dǎo)航回波的相位，WL，M，S(y)用于選擇人體的運(yùn)動(dòng)的支配性區(qū)域的窗口函數(shù)，n拍攝編號(hào)(1＝1～Nmax)。
最初，使用基于作為上述圖3或圖4所示的多拍攝類型的最簡(jiǎn)單的1回波/拍攝的通常的旋轉(zhuǎn)彎曲法的FSE法的脈沖時(shí)序，收集回波數(shù)據(jù)，得到其圖像數(shù)據(jù)(處理1)。即，如果設(shè)回波數(shù)據(jù)Simg(Kx，Ky)，則通過(guò)以下的公式(4)得到其實(shí)空間的圖像數(shù)據(jù)Pimg(x，y)。
Pimg(x，y)＝FT2DKx→x，Ky→y[Simg(Kx，Ky)]這時(shí)，也同時(shí)收集導(dǎo)航回波Snavi(Ky，n)。
接著，計(jì)算單元10與運(yùn)動(dòng)的等級(jí)(大小)對(duì)應(yīng)地選擇空間區(qū)域，即決定用于分割k空間的區(qū)域的窗口(處理2)。
具體地說(shuō)，最初檢測(cè)相位編碼方向的被檢體的腹部的兩邊緣位置ymin和ymax。假設(shè)在收集導(dǎo)航回波并測(cè)量1維的運(yùn)動(dòng)的曲線，并使用它的情況下，計(jì)算運(yùn)動(dòng)的空間分布的索引ΔY(y)。由此，可以用以下的公式(5)得到y(tǒng)軸方向，即相位編碼方向的曲線W(y)。
W(y)＝ΔY(y)/{Δymax-Δymin}(或者，也可以將ΔY置換為相位Φ。)如果需要，則也可以對(duì)該曲線W(y)進(jìn)行平滑化而作為曲線W(y)。
因此，例如在相位編碼方向(在此為y軸方向參照?qǐng)D2)上對(duì)k空間數(shù)據(jù)進(jìn)行2分割的情況下，進(jìn)行該2分割的窗口函數(shù)WL，M，S(y)為[公式6]WL(y)＝W(y)WS(y)＝1-WL(y)在假設(shè)對(duì)k空間數(shù)據(jù)進(jìn)行3分割的情況下(參照?qǐng)D6)，窗口函數(shù)WL，M，S(y)為[公式7]WL(y)＝2×max[W(y)-0.5，0]WM(y)＝{1-WL(y)}(W(y)＞＝0.5時(shí))＝W(y)(其他)WS(y)＝1-WL(y)-WM(y)另外，圖6說(shuō)明對(duì)k空間數(shù)據(jù)進(jìn)行3分割時(shí)的窗口函數(shù)WL，M，S(y)的設(shè)置。在該圖中，作為表示r空間的y方向上的運(yùn)動(dòng)分布的指標(biāo)，用相位Φ表示其縱軸。該縱軸也可以用位置位移ΔY來(lái)表示，也可以是任意一個(gè)。
接著，計(jì)算單元10如果對(duì)k空間進(jìn)行3分割，則使用求出的窗口函數(shù)WL，M，S(y)和實(shí)空間的圖像數(shù)據(jù)Pimg(x，y)，分別將k空間的數(shù)據(jù)分割為運(yùn)動(dòng)大(larger)的區(qū)域、中程度(medium)的區(qū)域、以及小(smaller)的區(qū)域的數(shù)據(jù)SL(Kx，Ky)、SM(Kx，Ky)和SS(Kx，Ky)。即將k空間的數(shù)據(jù)分割為多個(gè)區(qū)域的數(shù)據(jù)(處理3)。其中進(jìn)行以下的計(jì)算。
PL(x，y)＝WL(y)Pimg(x，y)(針對(duì)運(yùn)動(dòng)大的區(qū)域的圖像數(shù)據(jù))PM(x，y)＝WM(y)Pimg(x，y)(針對(duì)運(yùn)動(dòng)為中程度的區(qū)域的圖像數(shù)據(jù))PS(x，y)＝WS(y)Pimg(x，y)(針對(duì)運(yùn)動(dòng)小的區(qū)域的圖像數(shù)據(jù))
SL(Kx，Ky)＝IFTx→Kx，y→Ky[PL(x，y)]SM(Kx，Ky)＝IFTx→Kx，y→Ky[PM(x，y)]SS(Kx，Ky)＝IFTx→Kx，y→Ky[PS(x，y)]＝S(Kx，Ky)-SL(Kx，Ky)-SM(Kx，Ky)接著，由計(jì)算單元10在每次拍攝n，即到拍攝n＝1～Nmax為止，順序地循環(huán)執(zhí)行以下的處理4～6。
首先，根據(jù)導(dǎo)航回波Snavi(Ky，n)，求出因運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的k空間Φ(Ky，n)中的相位分布(處理4)。
Pnavi(y，n)＝FTKy→y[Snavi(Ky，n)]ΔY(y，n)＝Y(jié)(y，n)-Y(y，nbase)ΔYmean(n)＝∫ΔY(y，n)dyΔYmax(n)＝maxof[ΔY(y，n)]在此，根據(jù)k空間的中心數(shù)據(jù)(n＝Nmax/2)或全部的ΔY(y，n)的平均，來(lái)選擇基礎(chǔ)(base)的回波數(shù)據(jù)。
接著，計(jì)算k空間中的相位分布的最大值Φmax(Ky，n)(處理5)。具體地說(shuō)，在使用線性模型和0次相位的情況下，為[公式10]ΔΦ0(Ky，n)＝2πKyΔYmean(n)ΔΦmax(Ky，n)＝2×maxof[ΔΦ0(Ky，n)]。
在使用y軸方向的1維投影的曲線ΔY(y，n)的情況下，為[公式11]ΔΦmax(Ky，n)＝2πKyΔYmax(y，n)。
接著，對(duì)同一拍攝中的Ky進(jìn)行相位修正(處理6)。具體地說(shuō)，為[公式12]SL.cor(Kx，Ky)＝SL(Kx，Ky)exp[-iΔΦmax(Ky，n)]SM.cor(Kx，Ky)＝SM(Kx，Ky)exp[-iΔΦmax(Ky，n)/2]由此，每個(gè)拍攝的循環(huán)結(jié)束。
接著，計(jì)算單元10根據(jù)下式對(duì)全部的分割k空間的數(shù)據(jù)進(jìn)行合成(處理7)。
Simg.cor(Kx，Ky)＝SL.cor(Kx，Ky)+SM.cor(Kx，Ky)+SS(Kx，Ky)通過(guò)二維傅立葉變換將這樣求出的k空間全體的修正數(shù)據(jù)Simg.cor(Kx，Ky)重構(gòu)為實(shí)空間的圖像數(shù)據(jù)(處理8)。如果將其公式化，則為[公式14]Pimg.cor(x，y)＝FT2DKx→x，Ky→y[Simg.cor(Kx，Ky)]。
這樣，根據(jù)本實(shí)施例，使用在r空間中測(cè)量或預(yù)測(cè)的腹部的運(yùn)動(dòng)的信息，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的程度對(duì)k空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分割，并且對(duì)每個(gè)分割數(shù)據(jù)實(shí)施與該運(yùn)動(dòng)的程度對(duì)應(yīng)的相互不同的線性的運(yùn)動(dòng)修正，最終合成修正后的分割數(shù)據(jù)。在此，線性的修正包含通過(guò)仿射變換定義的修正的全部。
即，通過(guò)以下這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)在現(xiàn)有技術(shù)中需要大量的復(fù)雜計(jì)算而實(shí)質(zhì)上難以實(shí)施的代替性的非線性的數(shù)據(jù)修正，即針對(duì)因攝像部位的非線性運(yùn)動(dòng)而惡化了的數(shù)據(jù)，與運(yùn)動(dòng)的程度對(duì)應(yīng)地對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分割，對(duì)各分割數(shù)據(jù)進(jìn)行線性的運(yùn)動(dòng)修正，合成該修正后的分割數(shù)據(jù)。
通過(guò)該代替性的非線性修正，即使在進(jìn)行多拍攝型的MR成像的情況下，也能夠容易并且高速地對(duì)因腹部等的空間非線性的運(yùn)動(dòng)造成在空間上惡化了的數(shù)據(jù)進(jìn)行相位修正。其結(jié)果是能夠簡(jiǎn)單并且高速地對(duì)因該非線性運(yùn)動(dòng)影響而產(chǎn)生空間上不均勻的非線性的位置位移和相位位移造成的偽像進(jìn)行修正，能夠提高畫(huà)質(zhì)。
在此，對(duì)上述圖3的脈沖時(shí)序進(jìn)行補(bǔ)足。該脈沖時(shí)序是用導(dǎo)航回波只對(duì)在每個(gè)拍攝#時(shí)因沿著成像的相位編碼方向的運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的在r空間中的0次(平均)相位位移進(jìn)行測(cè)量的情況下的時(shí)序。在導(dǎo)航回波Snavi(Ky，n)之前在相位編碼方向Ge上施加強(qiáng)度Gm、時(shí)間Tm的傾斜磁場(chǎng)(導(dǎo)航器)，測(cè)量r空間中的平均相位(在k空間中與中心的相位相當(dāng))，求出與基礎(chǔ)拍攝的差。
Φnavi0(n)＝arg[Snavi(Ky＝0，n)]ΔΦnavi0(y，n)＝Φnavi0(n)-Φnavi0(nbase)另外，使用ΔΦnavi0(n)＝(2πGmTm)ΔY0(n)的關(guān)系，還能夠變換為r空間中的平均偏移量ΔY0(n)。另外，對(duì)導(dǎo)航回波Snavi(Ky，n)的A/D采樣可以只測(cè)量k空間的中心(DC)的相位，也可以更窄。
導(dǎo)航回波用的脈沖列部分不只是SE法，能夠縮短時(shí)間的FE法也可以充分確保信號(hào)。這是因?yàn)橛捎谌〉门c基礎(chǔ)拍攝的回波的差分，所以消除了在FE法中產(chǎn)生的易感性效果(susceptibility effects)和因靜磁場(chǎng)造成的相位位移。
(實(shí)施例2)接著，參照?qǐng)D1、7說(shuō)明本發(fā)明的磁共振成像裝置的一個(gè)實(shí)施例。另外，本實(shí)施例的磁共振成像裝置的硬件結(jié)構(gòu)與上述的圖1所示一樣，因此省略其說(shuō)明。
本實(shí)施例在硬件上使用多線圈作為接收RF線圈7R，將利用了構(gòu)成該多線圈的2個(gè)線圈元件各自的靈敏度區(qū)域的數(shù)據(jù)收集和本申請(qǐng)發(fā)明的修正處理連接在一起，實(shí)現(xiàn)高效的修正。特別地如果考慮到攝像腹部的情況，則在從腹壁側(cè)的偽像(因運(yùn)動(dòng)造成的非線性成分)波及背部側(cè)的情況下，包含在肺側(cè)的數(shù)據(jù)中。在該情況下，如果與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的圖2的假設(shè)正確，則其影響最終有可能無(wú)法無(wú)視。本實(shí)施例確實(shí)地討論這樣的可能性。
如圖7(a)所示，在作為該接收RF線圈的多線圈7R中，分別相對(duì)于腹部的背部側(cè)和腹壁側(cè)配置的2個(gè)表面線圈7RL、7RR是元件線圈。為了縮短攝像時(shí)間和提高SNR(signal to noise ratio)，組合了這樣的多線圈和專用的圖像重構(gòu)的攝像在最近的磁共振成像中廣泛被實(shí)用化。在攝像腹部的情況下，如圖7(a)所示，大多是在背部側(cè)和腹壁側(cè)配置2個(gè)。
通過(guò)這樣配置表面線圈7RU、7RL，一個(gè)腹壁側(cè)的表面線圈7RU具有比其腹壁側(cè)更強(qiáng)的檢測(cè)靈敏度。因此，來(lái)自表面線圈7RU的信號(hào)在腹壁側(cè)加權(quán)變大，將該腹壁側(cè)的運(yùn)動(dòng)作為支配性的成分進(jìn)行檢測(cè)。另一個(gè)背部側(cè)的表面線圈7RL具有比其背部側(cè)更強(qiáng)的檢測(cè)靈敏度。因此，來(lái)自該表面線圈7RL的信號(hào)支配性地檢測(cè)出背部側(cè)的運(yùn)動(dòng)小的成分。即，沿著腹部的腹壁側(cè)和背部側(cè)分別配置該2個(gè)表面線圈7RU、7RL是理想的，從最初就分別收集反映了腹部的非線性的運(yùn)動(dòng)的程度而分割了的2組k空間數(shù)據(jù)(參照?qǐng)D7(b)、(c))。
該2組k空間數(shù)據(jù)分別與上述實(shí)施例1中的圖5(e)、(f)對(duì)應(yīng)，因此不需要與圖5(c)、(d)對(duì)應(yīng)的傅立葉變換和窗口處理。圖7(d)～(h)的處理與上述圖7(g)～(k)的處理一樣。
通過(guò)這樣配置的2個(gè)表面線圈7RU、7RL，能夠直接從被檢體P的腹部收集在空間上附加了不同的加權(quán)的回波數(shù)據(jù)。在現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于進(jìn)行腹部診斷的情況下的接收RF線圈，將表面線圈配置在腹壁側(cè)和背部側(cè)的情況特別多。因此，從最初開(kāi)始從2個(gè)表面線圈7RU、7RL，收集支配性地受到腹壁側(cè)的大運(yùn)動(dòng)的影響的回波數(shù)據(jù)和支配性地受到背部側(cè)的小運(yùn)動(dòng)的影響的回波數(shù)據(jù)。
因此，只對(duì)來(lái)自腹壁側(cè)的回波數(shù)據(jù)進(jìn)行所述修正處理，重構(gòu)各個(gè)k空間數(shù)據(jù)并相互相加，能夠得到最終的實(shí)空間的圖像數(shù)據(jù)Pimg.cor(x，y)(參照?qǐng)D7(d)～(h))。
因此，根據(jù)該實(shí)施例2，與上述實(shí)施例1不同，即使因腹壁側(cè)的運(yùn)動(dòng)而偽像波及到背部側(cè)，也主要只有來(lái)自腹壁側(cè)的表面線圈7RU的回波數(shù)據(jù)包含產(chǎn)生偽像的原始信號(hào)。即，從最初開(kāi)始就抑制了包含在來(lái)自相反側(cè)的表面線圈7RL的回波數(shù)據(jù)中的偽像的影響。因此，如果原樣地修正來(lái)自腹壁側(cè)的表面線圈7RU的回波數(shù)據(jù)，則等價(jià)于包含從腹壁側(cè)波及到遠(yuǎn)處的背部側(cè)的偽像地進(jìn)行了修正，與在實(shí)施例1中采用了的單一線圈的情況相比，能夠最終得到在處理時(shí)間和修正精度上都提高了的畫(huà)質(zhì)的重構(gòu)成像。
另外，在上述線圈配置中，如圖8所示，也可以配置構(gòu)成為分別在腹部的背部側(cè)和腹壁側(cè)分割為上下方向(從頭部向腳部的方向)配置4個(gè)元件線圈7A～7D。在該情況下，由于位于橫隔膜附近的腹部的上側(cè)(頭部側(cè))的運(yùn)動(dòng)大，所以可以分別對(duì)4個(gè)進(jìn)行不同的修正。由此，對(duì)側(cè)面和頂面的圖像的修正效果大。
進(jìn)而，也可以采用組合實(shí)施例1的單獨(dú)的表面線圈、上述的4個(gè)元件線圈配置的1+4個(gè)的配置結(jié)構(gòu)。在該情況下，由于也是位于橫隔膜附近的腹部的上側(cè)(頭部側(cè))的運(yùn)動(dòng)大，所以可以對(duì)分割配置的4個(gè)元件線圈分別實(shí)施不同的修正，由此能夠得到對(duì)側(cè)面和頂面大的修正效果。
進(jìn)而，攝像部位也可以是腹部以外。在從構(gòu)成多線圈的元件線圈輸出的信號(hào)的相互之間，從最初開(kāi)始攝像部位的運(yùn)動(dòng)成分某種程度地分離了的情況下，也可以是腹部以外的攝像部位。例如已知在攝像部位是心臟的情況下，即使在同一心跳相位中，因呼吸性的運(yùn)動(dòng)，在心臟的下部和上部運(yùn)動(dòng)也是非線性的。在該情況下，為了實(shí)施本實(shí)施例2的多線圈的攝像，配置上下左右的多個(gè)表面線圈使得從體壁包圍心臟。由此，各表面線圈能夠與其線圈靈敏度對(duì)應(yīng)地在分離了運(yùn)動(dòng)程度的狀態(tài)下進(jìn)行檢測(cè)，因此能夠?qū)嵤┍緦?shí)施例2的方法。
通過(guò)本發(fā)明人實(shí)施的模擬，已經(jīng)確認(rèn)了在腹部的攝像中腹壁側(cè)的偽像波及背部側(cè)的情況下的效果。
另外，在使用了多線圈的運(yùn)動(dòng)的空間分布的測(cè)量中，也可以根據(jù)從各線圈元件輸出的導(dǎo)航回波計(jì)算位置的平均位移量，將該平均位移量用于修正中。通過(guò)這樣，即使不統(tǒng)一確定與線圈的位置關(guān)系有關(guān)的信息也能夠進(jìn)行修正，無(wú)論部位和線圈形式都能夠進(jìn)行一般的應(yīng)用。
(實(shí)施例3)實(shí)施例3的磁共振成像裝置組合實(shí)施基于多線圈的處理(即在上述實(shí)施例2中說(shuō)明的結(jié)構(gòu))、基于圖像處理的窗口處理的運(yùn)動(dòng)成分的分割(即在上述實(shí)施例1中說(shuō)明的結(jié)構(gòu))。即，在實(shí)施例3的磁共振成像裝置中，為了對(duì)運(yùn)動(dòng)成分進(jìn)行細(xì)分，而對(duì)來(lái)自各線圈元件的圖像的各個(gè)實(shí)施窗口處理而分割數(shù)據(jù)。
圖9是表示在本發(fā)明的實(shí)施例3的磁共振成像裝置中作為接收RF線圈使用的單線圈和多線圈、其靈敏度曲線以及被檢體的非剛體運(yùn)動(dòng)的大小的圖。
如圖9(a)所示，在實(shí)施例3中，與圖7(a)所示的實(shí)施例2一樣，使用作為接收RF線圈的多線圈7RM。如圖9(a)所示，多線圈7RM的2個(gè)表面線圈7RU、7RD是元件線圈，分別相對(duì)于被檢體P的腹部的背部側(cè)和腹壁側(cè)配置各表面線圈77RU、7RD。另外，根據(jù)需要，作為接收RF線圈還配置筒狀的單線圈7RS使得覆蓋被檢體P。另外，也可以將單線圈7RS和多線圈7RM的任意一方或雙方作為接收用RF線圈使用。
在圖9(b)中，表示了被檢體P的腹部的非剛體運(yùn)動(dòng)的大小。圖9(b)的縱軸表示圖9(a)所示的圖像數(shù)據(jù)的位置y[pixel]，橫軸表示像素y的運(yùn)動(dòng)的大小A(y)[pixel]。
如圖9中的實(shí)線A(y)所示，運(yùn)動(dòng)在yu和yd之間為y方向的1次分布。即，運(yùn)動(dòng)的大小A(y)在yu處取最大值A(chǔ)max，在yd處是0。
在圖9(c)中，表示了各表面線圈77RU、7RD和單線圈7RS的規(guī)格化了的y方向的各靈敏度分布Wcu(y)、Wcd(y)、Wcs(y)。圖9(c)的縱軸表示圖9(a)所示的圖像數(shù)據(jù)的位置y[pixel]，橫軸表示各表面線圈77RU、7RD和單線圈7RS的規(guī)格化了的y方向的各靈敏度分布Wcu(y)、Wcd(y)、Wcs(y)。
如圖9(c)所示，設(shè)各表面線圈77RU、7RD的靈敏度分布Wcu(y)、Wcd(y)分別與運(yùn)動(dòng)分布一樣在y方向上一次分布，單線圈7RS的靈敏度分布Wcs(y)在y方向上是一定的。
另外，可以根據(jù)窗口函數(shù)將通過(guò)這樣的各表面線圈77RU、7RD或單線圈7RS收集到的k空間數(shù)據(jù)分割為多個(gè)區(qū)域。特別地，由于將通過(guò)2個(gè)表面線圈77RU、7RD收集到的k空間數(shù)據(jù)利用硬件地(in hardware)分割為2個(gè)區(qū)域，所以可以進(jìn)一步使用窗口函數(shù)利用軟件地(in software)將各區(qū)域中的一方或雙方分割為多個(gè)區(qū)域。另外，可以使用窗口函數(shù)利用軟件地將通過(guò)單線圈7RS收集到的k空間數(shù)據(jù)分割為任意個(gè)數(shù)的區(qū)域。例如，可以使用與實(shí)施例1一樣的窗口函數(shù)，利用軟件地對(duì)通過(guò)單線圈7RS收集到的k空間數(shù)據(jù)進(jìn)行2分割或3分割。
圖10是表示通過(guò)將使用具有與圖9所示那樣的1維的運(yùn)動(dòng)分布一樣的靈敏度分布的2個(gè)表面線圈77RU、7RD收集到的各k空間數(shù)據(jù)分別分割為2個(gè)區(qū)域，而等價(jià)地進(jìn)行3分割的情況下的窗口函數(shù)的圖。
在圖10中，縱軸表示窗口函數(shù)WL(y)、WM(y)、WS(y)的值，橫軸表示圖9所示的y方向的像素位置。使用圖10所示的3個(gè)窗口函數(shù)WL(y)、WM(y)、WS(y)，可以將通過(guò)2個(gè)表面線圈77RU、7RD收集到的2個(gè)k空間數(shù)據(jù)分割為運(yùn)動(dòng)大的L區(qū)域、運(yùn)動(dòng)為中等程度的M區(qū)域和運(yùn)動(dòng)小的S區(qū)域的3個(gè)區(qū)域。另外，可以對(duì)分割后的各區(qū)域的k空間數(shù)據(jù)實(shí)施與運(yùn)動(dòng)的大小對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度的修正。
即，針對(duì)通過(guò)2個(gè)表面線圈77RU、7RD利用硬件地分割為2個(gè)的k空間數(shù)據(jù)，可以進(jìn)而使用窗口函數(shù)利用軟件地分割為2個(gè)區(qū)域，同時(shí)對(duì)區(qū)域的一部分進(jìn)行合成使得4個(gè)區(qū)域中的運(yùn)動(dòng)為中等程度的2個(gè)區(qū)域中所包含的k空間數(shù)據(jù)包含在單一的區(qū)域中。這樣，也可以將由多個(gè)元件線圈分割收集到的k空間數(shù)據(jù)的一部分與其他的一部分合成而形成區(qū)域。
另外，通過(guò)多個(gè)元件線圈，不限于利用硬件地分割的多個(gè)k空間數(shù)據(jù)，也可以在同樣地將根據(jù)窗口函數(shù)分割了的k空間數(shù)據(jù)的一部分與其他的一部分合成后，實(shí)施修正。通過(guò)在修正前進(jìn)行k空間數(shù)據(jù)的一部分的合成處理，使用更標(biāo)準(zhǔn)的窗口函數(shù)，不只能夠?qū)空間數(shù)據(jù)分割為希望的不均等的多個(gè)區(qū)域，而且能夠容易地進(jìn)行處理。
可以根據(jù)分別通過(guò)以下公式規(guī)格化了的運(yùn)動(dòng)分布W(y)和表面線圈77RU、7RD的靈敏度分布Wc(y)，來(lái)求出圖10所示的各窗口函數(shù)。
WL(y)＝WC(y)×W(y)[W(y)]2(if WC(y)W(y))WM(y)＝WC(y)×[1-W(y)]+[1-WC(y)]×W(y)2×[W(y)×{1-W(y)}](if WC(y)W(y))WS(y)＝1-WL(y)-WM(y){1-W(y)}2(if WC(y)W(y))另外，與在實(shí)施例1中利用軟件地對(duì)k空間進(jìn)行3分割的情況相同，將上述窗口函數(shù)WL(y)、WM(y)、WS(y)乘以通過(guò)2個(gè)表面線圈77RU、7RD得到的實(shí)空間的各圖像數(shù)據(jù)Pimgu(x，y)、Pimgd(x，y)，生成運(yùn)動(dòng)大的區(qū)域、中程度的區(qū)域和小的區(qū)域的3個(gè)圖像數(shù)據(jù)PL(x，y)、PM(x，y)、PS(x，y)。然后，對(duì)生成的各圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行2維逆傅立葉變換，從而能夠與運(yùn)動(dòng)的大小對(duì)應(yīng)地得到分割為3個(gè)區(qū)域的k空間數(shù)據(jù)SL(Kx，Ky)、SM(Kx，Ky)、SS(Kx，Ky)。
進(jìn)而，以與運(yùn)動(dòng)的大小對(duì)應(yīng)地不同的強(qiáng)度對(duì)各k空間數(shù)據(jù)SL(Kx，Ky)、SM(Kx，Ky)、SS(Kx，Ky)實(shí)施相位修正，對(duì)將相位修正后的各k空間數(shù)據(jù)SL.cor(Kx，Ky)、SM.cor(Kx，Ky)、SS(Kx，Ky)進(jìn)行了合成后的k空間數(shù)據(jù)Simg.cor(Kx，Ky)進(jìn)行2維傅立葉變換，從而能夠得到修正后的實(shí)空間的圖像數(shù)據(jù)Pimg.cor(x，y)。
這樣，根據(jù)實(shí)施例3，使用多個(gè)元件線圈和窗口函數(shù)，能夠利用硬件并且利用軟件地對(duì)k空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分割。因此，能夠得到在實(shí)施例1和實(shí)施例2中得到的雙方的優(yōu)點(diǎn)。另外，通過(guò)利用硬件或利用軟件地對(duì)分割了的k空間數(shù)據(jù)的一部分進(jìn)行合成，能夠以簡(jiǎn)單的處理容易地在將k空間數(shù)據(jù)分割為希望的區(qū)域的基礎(chǔ)上進(jìn)行與運(yùn)動(dòng)的大小對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度的修正。
對(duì)以上那樣的各實(shí)施例中的數(shù)據(jù)的修正處理的共通原理進(jìn)行一般化的說(shuō)明。在圖11中，表示在上述各實(shí)施例中說(shuō)明了的修正處理的原理。
首先，用任意的方法取得非剛體的運(yùn)動(dòng)的信息Input1。例如，可以根據(jù)導(dǎo)航回波測(cè)量運(yùn)動(dòng)，也可以通過(guò)模型化得到運(yùn)動(dòng)的信息Input1。接著，使用運(yùn)動(dòng)的信息Input1，在空間上與運(yùn)動(dòng)的大小對(duì)應(yīng)地將因運(yùn)動(dòng)而在空間上惡化了的圖像數(shù)據(jù)Input2分割為多個(gè)成分。然后，從各圖像數(shù)據(jù)分別得到分割了的多個(gè)k空間數(shù)據(jù)。該k空間數(shù)據(jù)的分割(處理1)可以通過(guò)窗口函數(shù)利用軟件地進(jìn)行，也可以使用多線圈利用硬件地進(jìn)行。另外，還可以通過(guò)窗口函數(shù)利用軟件地進(jìn)而對(duì)使用多線圈利用硬件地分割了的k空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分割。
接著，針對(duì)分割為N個(gè)的k空間數(shù)據(jù)的各成分#i(1≤i≤N)，通過(guò)與運(yùn)動(dòng)的大小對(duì)應(yīng)的線性變換進(jìn)行線性修正(處理2)。在該線性變換中，包含仿射變換(平行移動(dòng)(translation)、旋轉(zhuǎn)移動(dòng)(rotation)、放大縮小(scaling)、剪切變形(shear))。即。針對(duì)運(yùn)動(dòng)較大的成分進(jìn)行強(qiáng)度較強(qiáng)的線性修正，而對(duì)運(yùn)動(dòng)較小的成分進(jìn)行強(qiáng)度較弱的線性修正。對(duì)于運(yùn)動(dòng)小的成分，也可以進(jìn)行強(qiáng)度為0的修正，即不修正。接著，在進(jìn)行了修正后的k空間數(shù)據(jù)的各成分的合成處理(處理3)后，從合成后的k空間數(shù)據(jù)通過(guò)FT處理得到全體修正后的圖像數(shù)據(jù)Output。
另外，在圖12中，一般化地表示在上述各實(shí)施例中說(shuō)明了的修正處理的流程。
最初，通過(guò)磁共振成像裝置對(duì)攝像部位進(jìn)行掃描進(jìn)行成像，收集回波數(shù)據(jù)(步驟S1)。與該回波數(shù)據(jù)的收集一起或單獨(dú)地收集導(dǎo)航回波數(shù)據(jù)(步驟S1’)。也可以采用已經(jīng)收集了的該回波數(shù)據(jù)和導(dǎo)航回波數(shù)據(jù)。
接著，由磁共振成像裝置的計(jì)算單元10進(jìn)行這樣的處理。即，由計(jì)算單元10根據(jù)各種控制信息(運(yùn)動(dòng)的分割區(qū)域數(shù)、窗口處理的有無(wú)、攝影部位、體位、線圈的種類(單線圈還是多線圈)、線圈配置位置、脈沖時(shí)序的種類等)，實(shí)施本發(fā)明的伴隨著與腹部等的非線性運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的修正處理的圖像重構(gòu)。
首先，計(jì)算單元10判斷是否需要進(jìn)行與運(yùn)動(dòng)的程度對(duì)應(yīng)的利用軟件的數(shù)據(jù)分割(步驟S2)?？紤]到所使用的接收RF線圈的種類、線圈配置位置等地進(jìn)行該判斷。
在該判斷為YES的情況下，執(zhí)行在上述實(shí)施例1中說(shuō)明了的二維傅立葉變換(步驟S3參照?qǐng)D5的處理c)、窗口處理(步驟S4參照?qǐng)D5的處理d)、二維逆傅立葉變換處理(步驟S5參照?qǐng)D5的處理e、f)、r空間上的運(yùn)動(dòng)信息的檢測(cè)(步驟S6參照?qǐng)D5的處理g、h)、基于k空間上的數(shù)據(jù)的非線性運(yùn)動(dòng)的惡化修正(步驟S7參照?qǐng)D5的處理i)、基于二維傅立葉和加法處理的圖像生成(步驟S8參照?qǐng)D5的處理j、k)。
另一方面，在步驟S2中判斷為NO的情況下，執(zhí)行在上述實(shí)施例2中說(shuō)明了的用多線圈作為接收RF線圈的處理。即，省略步驟S3～S5的處理，直接執(zhí)行r空間上的運(yùn)動(dòng)信息的檢測(cè)(步驟S6參照?qǐng)D7的處理d、e)、基于k空間上的數(shù)據(jù)的非線性運(yùn)動(dòng)的惡化修正(步驟S7參照?qǐng)D7的處理f)、基于二維傅立葉和加法處理的圖像生成(步驟S8參照?qǐng)D7的處理g、h)。
按照這樣的流程，收集空間上受到非線性運(yùn)動(dòng)的影響的收集數(shù)據(jù)或空間上直接反映了非線性運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)，將非線性成分置換為線性成分的和，能夠以比較簡(jiǎn)單的少的處理，高速地對(duì)確實(shí)地排除了攝像部位的非線性運(yùn)動(dòng)的影響的MR圖像進(jìn)行重構(gòu)。
但是，近年來(lái)在對(duì)心臟的磁共振成像的領(lǐng)域中，如上述非專利文獻(xiàn)8所示，報(bào)告了以下的方法通過(guò)根據(jù)之前監(jiān)視的導(dǎo)航回波實(shí)時(shí)地計(jì)算橫隔膜的三維位置，控制傾斜磁場(chǎng)強(qiáng)度和RF頻率，從而與心臟的運(yùn)動(dòng)一致地三維地跟蹤平板(slub)面，降低運(yùn)動(dòng)偽像或模糊。由于如果限于作為線性變換的仿射變換(平行移動(dòng)(translation)、放大縮小(scaling)、剪切變形(shear))的放大縮小，則既不要后處理，圖像也不惡化，因此該方法是優(yōu)越的方法。
在將該方法與本發(fā)明的方法比較的情況下，本發(fā)明的方法首先不只限于線性變換，能夠修正基于非線性的運(yùn)動(dòng)的位移。即，具有在線性變換中不可能的高次的空間分布中也能夠適用基于運(yùn)動(dòng)的位置位移的優(yōu)點(diǎn)。另外，本發(fā)明的方法即使在需要窗口處理的情況下，由于在修正前的圖像重構(gòu)后進(jìn)行分割，所以有后處理，但計(jì)算簡(jiǎn)單，在收集結(jié)束后能夠立即輸出修正后的圖像。進(jìn)而，在使用了多線圈的情況下，計(jì)算進(jìn)一步簡(jiǎn)化，如果以拍攝為單位在主成像之前實(shí)施運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)航，則還具有能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)行修正處理的優(yōu)點(diǎn)。
另外，在上述各實(shí)施例中，說(shuō)明了1維的修正處理，即運(yùn)動(dòng)的方向只有Y方向且振幅是1維的分布的情況，但也可以三維地在x、y、z的各方向上進(jìn)行運(yùn)動(dòng)信息的測(cè)量(檢測(cè))及其修正處理。特別可以根據(jù)k空間中的相位分布或r空間中的至少一個(gè)方向的位置位移，測(cè)量運(yùn)動(dòng)的信息。
在此，說(shuō)明三維地修正非剛體的運(yùn)動(dòng)的情況。
在對(duì)非剛體的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行一般化，基于運(yùn)動(dòng)的位移的方向和大小在每個(gè)位置和每個(gè)時(shí)間都不同的情況下，即在位移的方向和位置變化是4維分布的情況下，也可以與基于運(yùn)動(dòng)的位移的分布對(duì)應(yīng)地使分割數(shù)據(jù)的加權(quán)函數(shù)成為高維的。具體地說(shuō)，在位置變化方向混合在3方向ΔX、ΔY、ΔZ的情況下，與在每次拍攝測(cè)量或推測(cè)出的x、y、z的3方向各自獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)的大小對(duì)應(yīng)地，對(duì)3方向分別求出窗口函數(shù)，由此能夠與運(yùn)動(dòng)的大小對(duì)應(yīng)地進(jìn)行分割，通過(guò)加法實(shí)施修正。
例如，區(qū)別運(yùn)動(dòng)的方向(如果是3D空間則為x、y、z)地對(duì)每個(gè)運(yùn)動(dòng)大小(如果是3分割則為L(zhǎng)、M、S)作成窗口函數(shù)。另外，在各方向上對(duì)根據(jù)運(yùn)動(dòng)的大小分割了的每個(gè)成分進(jìn)行了修正后，通過(guò)加法運(yùn)算能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)全體的修正。以下表示該情況下的算法的例子。
圖13是表示根據(jù)本發(fā)明三維地修正非剛體的運(yùn)動(dòng)的情況下的步驟的流程圖，圖中的向S附加了數(shù)字的符號(hào)表示流程的各步驟。另外，圖14是表示在被檢體P中，在有非剛體的三維運(yùn)動(dòng)的情況下從y方向看到的運(yùn)動(dòng)方向的例子的圖，圖15是表示圖14所示的被檢體P的非剛體的從x方向看到的運(yùn)動(dòng)方向的圖。
首先，在步驟S10中，在每次拍攝n基于運(yùn)動(dòng)的某位置(x，y，z)的位移，根據(jù)某基準(zhǔn)得到位置變化向量(X，Y，Z)(參照?qǐng)D14)的分3方向的空間分布ΔX(x，y，z，n)、ΔY(x，y，z，n)、ΔZ(x，y，z，n)。
接著，在步驟S11中，根據(jù)下式計(jì)算出3D空間中的3方向上的最大位置變化ΔXmax(x，y，z)、ΔYmax(x，y，z)、ΔZmax(x，y，z)。
ΔXmax(x，y，z)＝max[ΔX(x，y，z，n)]ΔYmax(x，y，z)＝max[ΔY(x，y，z，n)]ΔZmax(x，y，z)＝max[ΔZ(x，y，z，n)]接著，在步驟S12中，根據(jù)下式計(jì)算3方向各自的3D分割窗口函數(shù)(加權(quán)函數(shù))Wx(x，y，z)、Wy(x，y，z)、Wz(x，y，z)。
Wx(x，y，z)＝ΔX(x，y，z)/ΔXmax(x，y，z)Wy(x，y，z)＝ΔY(x，y，z)/ΔYmax(x，y，z)Wz(x，y，z)＝ΔZ(x，y，z)/ΔZmax(x，y，z)接著，在步驟S13中，根據(jù)下式，針對(duì)3方向成分，用各方向的窗口函數(shù)對(duì)實(shí)空間的圖像數(shù)據(jù)P(x，y，z)進(jìn)行分割。另外，以運(yùn)動(dòng)的大小區(qū)別而附加L(大)、M(中程度)、S(小)的下標(biāo)。
PxL，M，S(x，y，z)＝P(x，y，z)WxL，M，S(x，y，z)PyL，M，S(x，y)＝P(x，y，z)WyL，M，S(x，y，z)PzL，M，S(x，y)＝P(x，y，z)WzL，M，S(x，y，z)
接著在步驟S14中，如下式所示，對(duì)分割了的圖像數(shù)據(jù)PxL，M，S(x，y，z)、PyL，M，S(x，y)、PzL，M，S(x，y)進(jìn)行逆傅立葉變換，得到k空間數(shù)據(jù)SxL，M，S(x，y，z)、SyL，M，S(x，y)、SzL， M，S(x，y)。
SxL，M，S(kx，ky，kz)＝IFT[PxL，M，S(x，y，z)]SyL，M，S(kx，ky，kz)＝IFT[PyL，M，S(x，y，z)]SxL，M，S(kx，ky，kz)＝IFT[PyL，M，S(x，y，z)]接著，在步驟S15中，如下式那樣，針對(duì)k空間數(shù)據(jù)對(duì)每3個(gè)成分進(jìn)行相位修正。
運(yùn)動(dòng)最大部分的修正Sx.cor.L(kx，ky，kz)＝Sx.L(kx，ky，kz)*exp[-iΦxmax(kx，ky，kx)]Sy.cor.L(kx，ky，kz)＝Sy.L(kx，ky，kz)*exp[-iΦymax(kx，ky，kz)]Sz.cor.L(kx，ky，kz)＝Sz.L(kx，ky，kz)*exp[-iΦz(mì)max(kx，ky，kz)]運(yùn)動(dòng)中間部分的修正Sx.cor.M(kx，ky，kz)＝Sx.M(kx，ky，kz)*exp[-iΦxmax(kx，ky，kz)/2]Sy.cor.M(kx，ky，kz)＝Sy.M(kx，ky，kz)*exp[-iΦymax(kx，ky，kz)/2]Sz.cor.M(kx，ky，kz)＝Sz.M(kx，ky，kz)*exp[-iΦz(mì)max(kx，ky，kz)/2]其中Φxmax(kx，ky，kz)＝2πkxΔXmax(x，y，z)/KxΦymax(kx，ky，kz)＝2πkyΔXmax(x，y，z)/KyΦz(mì)max(kx，ky，kz)＝2πkzΔXmax(x，y，z)/Kz接著在步驟S16中，如下式所示那樣，對(duì)k空間數(shù)據(jù)的修正成分Sx.cor.L(kx，ky，kz)、Sy.cor.L(kx，ky，kz)、Sz.cor.L(kx，ky，kz)、Sx.cor.M(kx，ky，kz)、Sy.cor.M(kx，ky，kz)、Sz.cor.M(kx，ky，kz)和非修正成分Sx.S(kx，ky，kz)、Sy.S(kx，ky，kz)、Sz.S(kx，ky，kz)進(jìn)行合成。具體地說(shuō)，在區(qū)別3個(gè)方向地將修正成分中的各運(yùn)動(dòng)成分相加后，進(jìn)而將加算后的3方向的成分Sx.cor、Sy.cor、Sz.cor相加。
Sx.cor＝Sx.cor.L(kx，ky，kz)+Sx.cor.M(kx，ky，kz)+Sx.S(kx，ky，kz)Sy.cor＝Sy.cor.L(kx，ky，kz)+Sy.cor.M(kx，ky，kz)+Sy.S(kx，ky，kz)Sz.cor＝Sz.cor.L(kx，ky，kz)+Sz.cor.M(kx，ky，kz)+Sz.S(kx，ky，kz)S.cor＝Sx.cor+Sy.cor+Sz.cor這樣能夠得到實(shí)施了三維修正后的k空間數(shù)據(jù)S.cor。
進(jìn)而，在步驟S17中，通過(guò)合成后的k空間數(shù)據(jù)的3DFT，能夠得到實(shí)施了三維運(yùn)動(dòng)修正的3D圖像數(shù)據(jù)P.cor。
但是，在以上那樣的各實(shí)施例中，用于檢測(cè)運(yùn)動(dòng)信息的方法并不只限于使用作為導(dǎo)航脈沖施加傾斜磁場(chǎng)進(jìn)行收集的導(dǎo)航回波的方法，也可以使用外部的光學(xué)、磁、機(jī)械的傳感器。在該情況下，即使用該傳感器無(wú)法測(cè)量運(yùn)動(dòng)的空間分布，也可以只監(jiān)視腹壁的運(yùn)動(dòng)，與事前測(cè)量或推測(cè)出的體動(dòng)分布的模型結(jié)果組合而推測(cè)空間分布。由此，能夠與磁共振成像的數(shù)據(jù)收集并行地進(jìn)行測(cè)量，因此還能夠?qū)?yīng)心臟等的高速成像。
另外，也可以如下這樣組合地實(shí)施，即在高頻率和傾斜磁場(chǎng)等的非動(dòng)作(on the fly)的控制下只對(duì)能夠通過(guò)線性變換進(jìn)行修正的成分進(jìn)行修正，而用本發(fā)明的方法只對(duì)剩下的2次或以上的非線性成分進(jìn)行修正。
進(jìn)而，在上述修正處理中，在測(cè)量的相位誤差超過(guò)了能夠作為裝置進(jìn)行對(duì)應(yīng)的規(guī)定的限界值的情況下，也可以用該限界值進(jìn)行閾值處理。
另一方面，在上述各實(shí)施例中，在應(yīng)該修正的圖像數(shù)據(jù)或分割了必要的圖像數(shù)據(jù)后的區(qū)域的一部分那樣的情況下，并不必須對(duì)分割后的修正后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行合成。
此外，在上述各實(shí)施例中，在對(duì)r空間上的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行了分割后，通過(guò)對(duì)分割后的各圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行變換，生成了多個(gè)k空間數(shù)據(jù)，但也可以通過(guò)能夠保持r空間上的數(shù)據(jù)的性質(zhì)的變換，從r空間上的數(shù)據(jù)生成其他空間上的數(shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)該其他空間上的數(shù)據(jù)進(jìn)行變換，生成k空間數(shù)據(jù)。另外，相反，也可以從r空間上的數(shù)據(jù)暫時(shí)變換為通過(guò)能夠保持k空間上的數(shù)據(jù)的性質(zhì)的變換得到的其他空間的數(shù)據(jù)，從該其他空間的數(shù)據(jù)生成k空間數(shù)據(jù)。
以上的實(shí)施例和變形例子所共通的代表效果可以總結(jié)如下。
如果能夠測(cè)量1維(投影)或2維/3維的運(yùn)動(dòng)(位置位移或相位位移)的空間分布，則通過(guò)至少計(jì)算出2個(gè)不同的修正數(shù)據(jù)的線性和，能夠比較簡(jiǎn)單地對(duì)具有因非線性運(yùn)動(dòng)造成的惡化的數(shù)據(jù)的相位和信號(hào)值進(jìn)行修正。在位置位移的修正的情況下，與在r空間上跨過(guò)像素塊地進(jìn)行位置位移的測(cè)量和修正處理的情況相比，由于是k空間上的同一頻率下的測(cè)量和相位修正，所以能夠高速地進(jìn)行處理。在像素塊內(nèi)的相位修正的情況下，適合于r空間上的修正，但與對(duì)每個(gè)像素塊進(jìn)行處理的情況相比，能夠以簡(jiǎn)單的計(jì)算高速地進(jìn)行。
另外，即使不嚴(yán)密地測(cè)量運(yùn)動(dòng)的空間分布，在根據(jù)全體的平均或腹壁等典型部分的運(yùn)動(dòng)的測(cè)量數(shù)據(jù)，在非線性的情況下也能夠模型地推測(cè)全體的空間分布，因此在用測(cè)量系統(tǒng)簡(jiǎn)單的導(dǎo)航回波進(jìn)行測(cè)量的情況下，時(shí)序變短，能夠高速地進(jìn)行。例如，如果是腹部的軸斷面，則可以假設(shè)因運(yùn)動(dòng)造成的位置位移從背部向腹壁側(cè)漸增。
進(jìn)而，在使用了單一線圈的情況下，也可以只進(jìn)行k空間數(shù)據(jù)的分割數(shù)量的數(shù)據(jù)的重構(gòu)，因此與在r空間中進(jìn)行修正相比能夠高速化。進(jìn)而，在使用了多線圈對(duì)腹部進(jìn)行攝像的情況下，能夠直接取得回波數(shù)據(jù)，因此不只是提高修正精度，還不需要窗口分割，因此能夠進(jìn)一步高速化。
在此，將通過(guò)本發(fā)明進(jìn)行修正得到的被檢體P的腹部的斷層圖像與不進(jìn)行修正而得到的現(xiàn)有的斷層圖像進(jìn)行比較說(shuō)明。
圖16是表示在與相位編碼(PEphase encode)方向垂直的方向上有具有1維分布的非剛體的運(yùn)動(dòng)的情況下，根據(jù)本發(fā)明使用單線圈利用軟件(in software)地分割k空間數(shù)據(jù)進(jìn)行修正而得到的斷層圖像的圖。
圖16(a)是不進(jìn)行修正得到的圖像，圖16(b)是通過(guò)現(xiàn)有的一致平均位移修正得到的圖像，圖16(c)是根據(jù)本發(fā)明對(duì)利用軟件地進(jìn)行了2分割后的各k空間數(shù)據(jù)分別進(jìn)行線性修正得到的圖像，圖16(d)是根據(jù)本發(fā)明對(duì)利用軟件地進(jìn)行了3分割后的各k空間數(shù)據(jù)分別進(jìn)行線性修正得到的圖像。
如果對(duì)圖16(a)所示的修正前的圖像實(shí)施現(xiàn)有的一致平均位移修正，則如圖16(b)所示，與修正量一致的被檢體P的前后方向上的中心部分的偽像減少了，但修正并不充分。
另一方面，如圖16(c)所示，如果根據(jù)本發(fā)明利用軟件地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行2分割并用各自不同的強(qiáng)度實(shí)施線性修正，則在窗口的中間(被檢體P的前后方向中間)部分上可以看出SNR的降低和偽像的修正不足，但與通過(guò)現(xiàn)有的一致平均位移修正得到的圖像相比，能夠確認(rèn)偽像顯著地減少了。進(jìn)而，如圖16(d)所示，如果根據(jù)本發(fā)明利用軟件地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行3分割并用各自不同的強(qiáng)度實(shí)施線性修正，則被檢體P的前后方向中間部分的SNR降低且偽像被充分修正，能夠確認(rèn)顯著的修正效果。
圖17是表示在PE方向上有具有1維分布的非剛體的運(yùn)動(dòng)的情況下，根據(jù)本發(fā)明使用單線圈利用軟件地分割k空間數(shù)據(jù)進(jìn)行修正而得到的斷層圖像的圖。
圖17(a)是不進(jìn)行修正得到的圖像，圖17(b)是通過(guò)現(xiàn)有的一致平均位移修正得到的圖像，圖17(c)是根據(jù)本發(fā)明對(duì)利用軟件地進(jìn)行了2分割后的各k空間數(shù)據(jù)分別進(jìn)行線性修正得到的圖像，圖17(d)是根據(jù)本發(fā)明對(duì)利用軟件地進(jìn)行了3分割后的各k空間數(shù)據(jù)分別進(jìn)行線性修正得到的圖像，圖17(e)是表示運(yùn)動(dòng)的一次分布的圖(縱軸像素位置，橫軸規(guī)格化了的運(yùn)動(dòng)的大小)。
如果對(duì)圖17(a)所示的修正前的圖像實(shí)施現(xiàn)有的一致平均位移修正，則如圖17(b)所示，包含新產(chǎn)生的偽像，可以看出前后產(chǎn)生了相同程度的偽像。
另一方面，如圖17(c)所示，如果根據(jù)本發(fā)明利用軟件地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行2分割并分別用不同的強(qiáng)度進(jìn)行線性修正，則能夠確認(rèn)偽像減少了。進(jìn)而，如圖17(d)所示，如果根據(jù)本發(fā)明利用軟件地對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行3分割并分別用不同的強(qiáng)度進(jìn)行線性修正，則能夠確認(rèn)偽像進(jìn)一步減少，同時(shí)改善了腹壁和背部的中間部分的信號(hào)降低。
圖18是表示在PE方向上有具有1維分布的非剛體的運(yùn)動(dòng)的情況下，根據(jù)本發(fā)明使用單線圈包含空氣部分地利用軟件地分割k空間數(shù)據(jù)進(jìn)行修正而得到的斷層圖像的圖。
圖18(a)是根據(jù)本發(fā)明對(duì)利用軟件地包含空氣部分地進(jìn)行了2分割后的各k空間數(shù)據(jù)分別進(jìn)行線性修正得到的圖像，圖18(b)是根據(jù)本發(fā)明對(duì)利用軟件地包含空氣部分地進(jìn)行了3分割后的各k空間數(shù)據(jù)分別進(jìn)行線性修正得到的圖像。
在空氣部分中，從運(yùn)動(dòng)部分產(chǎn)生的偽像是主要的。因此如果包含空氣部分地作為運(yùn)動(dòng)最大(L)的數(shù)據(jù)修正圖像數(shù)據(jù)，則如圖18(a)和圖18(b)所示那樣，與不包含空氣部分的圖17(c)和圖17(d)相比，偽像減少了。
圖19是表示在PE方向上有具有1維分布的非剛體的運(yùn)動(dòng)的情況下，根據(jù)本發(fā)明使用具有2個(gè)元件線圈的多線圈對(duì)k空間數(shù)據(jù)先利用硬件地(in hardware)進(jìn)行2分割后再使用窗口函數(shù)利用軟件地進(jìn)行分割，并對(duì)等價(jià)地3分割了的k空間數(shù)據(jù)進(jìn)行線性修正而得到的斷層圖像的圖。
圖19(a)是對(duì)通過(guò)2個(gè)元件線圈利用硬件地進(jìn)行了2分割后的k空間數(shù)據(jù)不利用軟件進(jìn)行分割而進(jìn)行線性修正得到的圖像，圖19(b)是對(duì)通過(guò)2個(gè)元件線圈利用硬件地進(jìn)行了2分割后的k空間數(shù)據(jù)進(jìn)而利用軟件地進(jìn)行2分割，對(duì)等價(jià)進(jìn)行了3分割的k空間數(shù)據(jù)進(jìn)行修正而得到的圖像。
圖19(a)是只對(duì)通過(guò)2個(gè)元件線圈得到的數(shù)據(jù)中的運(yùn)動(dòng)為支配性的數(shù)據(jù)側(cè)進(jìn)行修正得到的圖像，但與對(duì)使用單線圈利用軟件地進(jìn)行了2分割后的數(shù)據(jù)進(jìn)行修正得到的圖17(c)的圖像相比，空間上向遠(yuǎn)處發(fā)散的背側(cè)的偽像減少了。另外，圖19(b)是對(duì)通過(guò)2個(gè)元件線圈得到的數(shù)據(jù)利用軟件地進(jìn)行2分割從而等價(jià)地進(jìn)行了3分割的數(shù)據(jù)進(jìn)行修正而得到的圖像。根據(jù)圖19(b)，中間部分的SNR降低進(jìn)一步得到改善，可以確認(rèn)出與圖16(a)、(b)、(c)、(d)、圖17(a)、(b)、(c)、(d)、圖18(a)、(b)、圖19(a)所示的其他圖像相比，能夠得到最好的修正結(jié)果。
另外，在對(duì)修正前的圖像、通過(guò)一致平均位移修正得到的圖像和在與PE方向垂直的讀出(ROread out)方向上運(yùn)動(dòng)為一次分布的情況下的圖像進(jìn)行的修正中，使用了單線圈的情況與使用了多線圈的情況并沒(méi)有差異。
另外，本發(fā)明并不只限于上述實(shí)施例所記載的內(nèi)容，在實(shí)施階段，在不脫離其宗旨的范圍內(nèi)可以對(duì)構(gòu)成要素進(jìn)行變形而具體化。另外，通過(guò)適當(dāng)?shù)亟M合上述實(shí)施例所揭示的多個(gè)構(gòu)成要素，能夠形成各種發(fā)明。例如也可以從實(shí)施例所示的全部構(gòu)成要素中刪除若干個(gè)構(gòu)成要素。進(jìn)而，也可以適當(dāng)?shù)亟M合不同的實(shí)施例中的構(gòu)成要素。另外，在對(duì)心臟進(jìn)行圖像化的情況下，受到心跳的運(yùn)動(dòng)和呼吸性的運(yùn)動(dòng)雙方的影響，但在心跳觸發(fā)(gating)的基礎(chǔ)上，還可以采用以下的方法用導(dǎo)航回波監(jiān)視呼吸周期，動(dòng)態(tài)地控制切片面的位置。
權(quán)利要求
1.一種圖像數(shù)據(jù)修正裝置，其特征在于包括取得表示被檢體的攝像部位的實(shí)空間中的運(yùn)動(dòng)大小的空間分布的運(yùn)動(dòng)信息的運(yùn)動(dòng)信息取得部件；根據(jù)上述運(yùn)動(dòng)信息，在通過(guò)磁共振成像的掃描而收集到的上述被檢體的攝像部位的圖像數(shù)據(jù)的第一區(qū)域中進(jìn)行與第二區(qū)域不同的修正的修正部件；合成由上述修正部件修正了的上述第一區(qū)域和上述第二區(qū)域的各圖像數(shù)據(jù)的合成部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像數(shù)據(jù)修正裝置，其特征在于上述修正部件構(gòu)成為進(jìn)行與伴隨著上述攝像部位的運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的上述圖像數(shù)據(jù)的空間上不均勻的惡化程度對(duì)應(yīng)的線性的修正處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像數(shù)據(jù)修正裝置，其特征在于上述合成部件構(gòu)成為對(duì)上述第一區(qū)域的第一修正后的圖像數(shù)據(jù)和上述第二區(qū)域的與上述第一修正不同的第二修正后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行合成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像數(shù)據(jù)修正裝置，其特征在于上述合成部件構(gòu)成為對(duì)上述第一區(qū)域的修正后的圖像數(shù)據(jù)和上述第二區(qū)域的非修正的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行合成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像數(shù)據(jù)修正裝置，其特征在于上述運(yùn)動(dòng)信息取得部件具備在從上述攝像部位進(jìn)行成像用的數(shù)據(jù)收集時(shí)，收集導(dǎo)航器用的回波信號(hào)的導(dǎo)航器回波收集部件；處理上述回波信號(hào)而生成上述運(yùn)動(dòng)信息的運(yùn)動(dòng)信息生成部件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像數(shù)據(jù)修正裝置，其特征在于上述運(yùn)動(dòng)信息取得部件具備從外部光學(xué)地或通過(guò)空氣壓來(lái)檢測(cè)上述攝像部位的運(yùn)動(dòng)的傳感器；對(duì)由上述傳感器檢測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行處理而生成上述運(yùn)動(dòng)信息的運(yùn)動(dòng)信息生成部件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像數(shù)據(jù)修正裝置，其特征在于上述修正部件構(gòu)成為針對(duì)上述圖像數(shù)據(jù)的3個(gè)或以上的區(qū)域分別進(jìn)行不同的修正。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像數(shù)據(jù)修正裝置，其特征在于上述運(yùn)動(dòng)信息取得部件具備在從上述攝像部位進(jìn)行成像用的數(shù)據(jù)收集時(shí)，收集導(dǎo)航器用的回波信號(hào)的導(dǎo)航器回波收集部件；從上述回波信號(hào)得到包含各部位的運(yùn)動(dòng)的振幅和相位的平均值的處理信息的處理信息取得部件；通過(guò)使用預(yù)先測(cè)量或假定的模型來(lái)取得上述空間分布的全體的曲線的曲線取得部件；根據(jù)上述曲線和上述處理信息生成上述運(yùn)動(dòng)信息的運(yùn)動(dòng)信息生成部件。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像數(shù)據(jù)修正裝置，其特征在于上述運(yùn)動(dòng)信息取得部件具備在從上述攝像部位進(jìn)行成像用的數(shù)據(jù)收集時(shí)，收集該成像所伴隨的數(shù)據(jù)讀出方向和相位編碼方向的任意一個(gè)的導(dǎo)航器用的回波信號(hào)的導(dǎo)航器回波收集部件；對(duì)上述回波信號(hào)進(jìn)行處理生成投影數(shù)據(jù)的投影數(shù)據(jù)生成部件；將上述投影數(shù)據(jù)作為上述運(yùn)動(dòng)信息使用的運(yùn)動(dòng)信息生成部件。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像數(shù)據(jù)修正裝置，其特征在于上述運(yùn)動(dòng)信息取得部件具備在從上述攝像部位進(jìn)行成像用的數(shù)據(jù)收集時(shí)，收集導(dǎo)航器用的回波信號(hào)的導(dǎo)航器回波收集部件；作為上述運(yùn)動(dòng)信息求出上述回波信號(hào)的k空間上的相位分布和r空間上的至少一個(gè)方向的位置的任意一個(gè)的位移的運(yùn)動(dòng)信息生成部件。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像數(shù)據(jù)修正裝置，其特征在于還包括使用單一的接收RF線圈收集上述圖像數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù)收集部件。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像數(shù)據(jù)修正裝置，其特征在于上述修正部件構(gòu)成為通過(guò)將上述攝像部位的上述圖像數(shù)據(jù)乘以具有相互不同的加權(quán)分布的多個(gè)窗口函數(shù)，來(lái)實(shí)質(zhì)上生成多個(gè)圖像數(shù)據(jù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像數(shù)據(jù)修正裝置，其特征在于上述修正部件構(gòu)成為對(duì)上述第一區(qū)域和上述第二區(qū)域的上述各圖像數(shù)據(jù)的因上述運(yùn)動(dòng)造成的位置位移和像素塊內(nèi)的相位位移的任意一個(gè)實(shí)施線性的修正處理。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像數(shù)據(jù)修正裝置，其特征在于上述修正部件構(gòu)成為進(jìn)行用作為相位和位置的任意一個(gè)的0次的平均位移和仿射變換的任意一個(gè)表示的線性的修正處理。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像數(shù)據(jù)修正裝置，其特征在于還包括使用多拍攝類型和單類型的任意一個(gè)的脈沖序列，即由基于旋轉(zhuǎn)彎曲法、螺旋法、射線法的任意一個(gè)的脈沖序列構(gòu)成的脈沖序列，執(zhí)行上述掃描的圖像數(shù)據(jù)收集部件。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像數(shù)據(jù)修正裝置，其特征在于上述運(yùn)動(dòng)信息取得部件構(gòu)成為取得表示三維空間分布的運(yùn)動(dòng)信息，另一方面上述修正部件構(gòu)成為根據(jù)上述表示三維空間分布的運(yùn)動(dòng)信息，三維地進(jìn)行修正。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像數(shù)據(jù)修正裝置，其特征在于上述信息取得部件構(gòu)成為取得表示非剛體的運(yùn)動(dòng)大小的空間分布的運(yùn)動(dòng)信息。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像數(shù)據(jù)修正裝置，其特征在于上述運(yùn)動(dòng)信息取得部件構(gòu)成為使用上述攝像部位的預(yù)先假定的運(yùn)動(dòng)大小的空間分布。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像數(shù)據(jù)修正裝置，其特征在于上述修正部件構(gòu)成為針對(duì)將上述攝像部位的上述圖像數(shù)據(jù)的至少3個(gè)或以上的區(qū)域的一部分相互合成而得到的2個(gè)或以上的區(qū)域，進(jìn)行包含非修正的相互不同的修正。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像數(shù)據(jù)修正裝置，其特征在于還包括具有與上述攝像部位的運(yùn)動(dòng)大小對(duì)應(yīng)的靈敏度分布地預(yù)先收集上述圖像數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù)收集部件。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的圖像數(shù)據(jù)修正裝置，其特征在于上述運(yùn)動(dòng)信息取得部件構(gòu)成為將腹部作為上述攝像部位，將在從上述腹部的背部側(cè)向腹壁側(cè)的方向上各部位的運(yùn)動(dòng)振幅從上述背部側(cè)向上述腹壁側(cè)實(shí)質(zhì)上線性地增加的分布作為上述空間分布使用。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的圖像數(shù)據(jù)修正裝置，其特征在于上述修正部件構(gòu)成為通過(guò)對(duì)使用多個(gè)元件線圈收集到的多個(gè)圖像數(shù)據(jù)的一部分相互進(jìn)行合成，來(lái)得到上述2個(gè)或以上的區(qū)域。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的圖像數(shù)據(jù)修正裝置，其特征在于上述修正部件構(gòu)成為通過(guò)將上述攝像部位的上述圖像數(shù)據(jù)乘以具有相互不同的加權(quán)分布的多個(gè)窗口函數(shù)，來(lái)實(shí)質(zhì)上生成成為合成對(duì)象的上述3個(gè)或以上的圖像數(shù)據(jù)。
24.根據(jù)權(quán)利要求20所述的圖像數(shù)據(jù)修正裝置，其特征在于上述圖像數(shù)據(jù)收集部件構(gòu)成為使用具有相互不同的靈敏度分布的多個(gè)元件線圈的多線圈，收集上述圖像數(shù)據(jù)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的圖像數(shù)據(jù)修正裝置，其特征在于上述圖像數(shù)據(jù)收集部件將腹部作為上述攝像部位，作為上述多個(gè)元件線圈具備分別配置在背部側(cè)和腹壁側(cè)的2個(gè)表面線圈。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的圖像數(shù)據(jù)修正裝置，其特征在于上述圖像數(shù)據(jù)收集部件將腹部作為上述攝像部位，作為上述多個(gè)元件線圈具備分別配置在背部側(cè)和腹壁側(cè)，并且在上述背部側(cè)和上述腹壁側(cè)的至少一方沿著從頭部向腳部的方向配置在多個(gè)位置的多個(gè)表面線圈。
27.根據(jù)權(quán)利要求24所述的圖像數(shù)據(jù)修正裝置，其特征在于上述修正部件構(gòu)成為通過(guò)將使用上述多個(gè)元件線圈而收集到的多個(gè)圖像數(shù)據(jù)的一部分或全部乘以具有相互不同的加權(quán)分布的多個(gè)窗口函數(shù)，實(shí)質(zhì)上生成多個(gè)圖像數(shù)據(jù)。
28.一種圖像數(shù)據(jù)修正裝置，其特征在于包括根據(jù)表示被檢體的攝像部位的實(shí)空間中的運(yùn)動(dòng)大小的空間分布的運(yùn)動(dòng)信息，在通過(guò)磁共振成像的掃描收集到的上述攝像部位的圖像數(shù)據(jù)的第一區(qū)域中進(jìn)行與第二區(qū)域不同的修正的修正部件；合成由上述修正部件修正了的上述第一區(qū)域和上述第二區(qū)域的各圖像數(shù)據(jù)的合成部件。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的圖像數(shù)據(jù)修正裝置，其特征在于上述修正部件構(gòu)成為進(jìn)行與伴隨著上述攝像部位的運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的上述圖像數(shù)據(jù)的空間上不均勻的惡化程度對(duì)應(yīng)的線性的修正處理。
30.一種圖像數(shù)據(jù)修正裝置，其特征在于包括將被檢體的攝像部位的第一區(qū)域和第二區(qū)域中的第一空間上的數(shù)據(jù)變換為第三區(qū)域和第四區(qū)域中的第二空間上的數(shù)據(jù)的第一數(shù)據(jù)變換部件；對(duì)上述第三區(qū)域中的上述第二空間上的數(shù)據(jù)，實(shí)施與上述第四區(qū)域不同的修正的修正部件；合成修正后的上述第三區(qū)域中的上述第二空間上的數(shù)據(jù)和上述第四區(qū)域中的上述第二空間上的數(shù)據(jù)的合成部件；將合成后的上述第二空間上的數(shù)據(jù)變換為上述第一空間上的數(shù)據(jù)的第二變換部件。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的圖像數(shù)據(jù)修正裝置，其特征在于上述第一數(shù)據(jù)變換部件構(gòu)成為將實(shí)空間作為上述第一空間，另一方面將k空間作為上述第二空間。
32.根據(jù)權(quán)利要求30所述的圖像數(shù)據(jù)修正裝置，其特征在于上述合成部件構(gòu)成為對(duì)修正后的上述第三區(qū)域的上述第二空間上的數(shù)據(jù)和與上述修正不同的修正后的上述第四區(qū)域的上述第二空間上的數(shù)據(jù)進(jìn)行合成。
33.根據(jù)權(quán)利要求30所述的圖像數(shù)據(jù)修正裝置，其特征在于上述合成部件構(gòu)成為對(duì)修正后的上述第三區(qū)域的上述第二空間上的數(shù)據(jù)和非修正的上述第四區(qū)域的上述第二空間上的數(shù)據(jù)進(jìn)行合成。
34.根據(jù)權(quán)利要求30所述的圖像數(shù)據(jù)修正裝置，其特征在于具備取得表示上述第一空間中的被檢體的攝像部位的運(yùn)動(dòng)大小的空間分布的運(yùn)動(dòng)信息的運(yùn)動(dòng)信息取得部件，上述修正部件構(gòu)成為根據(jù)上述運(yùn)動(dòng)信息進(jìn)行上述修正。
35.根據(jù)權(quán)利要求30所述的圖像數(shù)據(jù)修正裝置，其特征在于上述修正部件構(gòu)成為進(jìn)行與伴隨著上述攝像部位的運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的上述第一空間上的數(shù)據(jù)的空間上不均勻的惡化程度對(duì)應(yīng)的線性的修正處理。
36.一種圖像數(shù)據(jù)修正裝置，其特征在于包括將被檢體的攝像部位的多個(gè)區(qū)域的第一空間上的數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)區(qū)域的數(shù)據(jù)變換為第二空間上的數(shù)據(jù)的第一數(shù)據(jù)變換部件；對(duì)上述第二空間上的數(shù)據(jù)進(jìn)行修正的修正部件；將上述修正后的上述第二空間上的數(shù)據(jù)變換為上述第一空間上的數(shù)據(jù)的第二數(shù)據(jù)變換部件。
37.一種圖像數(shù)據(jù)修正方法，其特征在于包括取得表示被檢體的攝像部位的實(shí)空間中的運(yùn)動(dòng)大小的空間分布的運(yùn)動(dòng)信息的步驟；根據(jù)上述運(yùn)動(dòng)信息，在通過(guò)磁共振成像的掃描而收集到的上述被檢體的攝像部位的圖像數(shù)據(jù)的第一區(qū)域中進(jìn)行與第二區(qū)域不同的修正的步驟；合成修正了的上述第一區(qū)域和上述第二區(qū)域的各圖像數(shù)據(jù)的步驟。
38.一種圖像數(shù)據(jù)修正方法，其特征在于包括根據(jù)表示被檢體的攝像部位的實(shí)空間中的運(yùn)動(dòng)大小的空間分布的運(yùn)動(dòng)信息，在通過(guò)磁共振成像的掃描而收集到的上述攝像部位的圖像數(shù)據(jù)的第一區(qū)域中進(jìn)行與第二區(qū)域不同的修正的步驟；合成修正了的上述第一區(qū)域和上述第二區(qū)域的各圖像數(shù)據(jù)的步驟。
39.一種圖像數(shù)據(jù)修正方法，其特征在于包括將被檢體的攝像部位的第一區(qū)域和第二區(qū)域中的第一空間上的數(shù)據(jù)變換為第三區(qū)域和第四區(qū)域中的第二空間上的數(shù)據(jù)的步驟；對(duì)上述第三區(qū)域中的上述第二空間上的數(shù)據(jù)，實(shí)施與上述第四區(qū)域不同的修正的步驟；合成修正后的上述第三區(qū)域中的上述第二空間上的數(shù)據(jù)和上述第四區(qū)域中的上述第二空間上的數(shù)據(jù)的步驟；將合成后的上述第二空間上的數(shù)據(jù)變換為上述第一空間上的數(shù)據(jù)的步驟。
40.一種圖像數(shù)據(jù)修正方法，其特征在于包括將被檢體的攝像部位的多個(gè)區(qū)域的第一空間上的數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)區(qū)域的數(shù)據(jù)變換為第二空間上的數(shù)據(jù)的步驟；對(duì)上述第二空間上的數(shù)據(jù)進(jìn)行修正的步驟；將上述修正后的上述第二空間上的數(shù)據(jù)變換為上述第一空間上的數(shù)據(jù)的步驟。
41.一種磁共振成像裝置，其特征在于包括取得表示被檢體的攝像部位的實(shí)空間中的運(yùn)動(dòng)大小的空間分布的運(yùn)動(dòng)信息的運(yùn)動(dòng)信息取得部件；通過(guò)磁共振成像的掃描而收集上述被檢體的攝像部位的圖像數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù)收集部件；根據(jù)上述運(yùn)動(dòng)信息，在收集到的上述圖像數(shù)據(jù)的第一區(qū)域中進(jìn)行與第二區(qū)域不同的修正的修正部件；合成由上述修正部件修正了的上述第一區(qū)域和上述第二區(qū)域的各圖像數(shù)據(jù)的合成部件。
42.一種圖像數(shù)據(jù)修正裝置，其特征在于包括通過(guò)磁共振成像的掃描收集被檢體的攝像部位的圖像數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù)收集部件；根據(jù)表示上述攝像部位的實(shí)空間中的運(yùn)動(dòng)大小的空間分布的運(yùn)動(dòng)信息，在收集到的上述圖像數(shù)據(jù)的第一區(qū)域中進(jìn)行與第二區(qū)域不同的修正的修正部件；合成由上述修正部件修正了的上述第一區(qū)域和上述第二區(qū)域的各圖像數(shù)據(jù)的合成部件。
43.一種圖像數(shù)據(jù)修正裝置，其特征在于包括通過(guò)磁共振成像的掃描而收集被檢體的攝像部位的第一空間上的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)收集部件；將第一區(qū)域和第二區(qū)域中的上述第一空間上的數(shù)據(jù)變換為第三區(qū)域和第四區(qū)域中的第二空間上的數(shù)據(jù)的第一數(shù)據(jù)變換部件；對(duì)上述第三區(qū)域中的上述第二空間上的數(shù)據(jù)，實(shí)施與上述第四區(qū)域不同的修正的修正部件；合成修正后的上述第三區(qū)域中的上述第二空間上的數(shù)據(jù)和上述第四區(qū)域中的上述第二空間上的數(shù)據(jù)的合成部件；將合成后的上述第二空間上的數(shù)據(jù)變換為上述第一空間上的數(shù)據(jù)的第二變換部件。
44.一種圖像數(shù)據(jù)修正裝置，其特征在于包括通過(guò)磁共振成像的掃描而收集被檢體的攝像部位的第一空間上的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)收集部件；將多個(gè)區(qū)域的上述第一空間上的數(shù)據(jù)中的至少一個(gè)區(qū)域的數(shù)據(jù)變換為第二空間上的數(shù)據(jù)的第一數(shù)據(jù)變換部件；對(duì)上述第二空間上的數(shù)據(jù)進(jìn)行修正的修正部件；將上述修正后的上述第二空間上的數(shù)據(jù)變換為上述第一空間上的數(shù)據(jù)的第二數(shù)據(jù)變換部件。
全文摘要
本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)修正裝置具備運(yùn)動(dòng)信息取得部件、修正部件和合成部件。運(yùn)動(dòng)信息取得部件取得表示被檢體的攝像部位的實(shí)空間中的運(yùn)動(dòng)大小的空間分布的運(yùn)動(dòng)信息。修正部件根據(jù)上述運(yùn)動(dòng)信息，在通過(guò)磁共振成像的掃描收集到的圖像數(shù)據(jù)的第一區(qū)域中進(jìn)行與第二區(qū)域不同的修正。合成部件合成由修正部件修正了的第一區(qū)域和第二區(qū)域的各圖像數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)A61B5/055GK1905836SQ20058000174
公開(kāi)日2007年1月31日 申請(qǐng)日期2005年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月12日
發(fā)明者木村德典 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝, 東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會(huì)社