本發(fā)明涉及磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging)技術(shù)。尤其涉及使用多個(gè)通道的接收線圈的并行成像技術(shù)。

背景技術(shù)：

MRI裝置是對(duì)構(gòu)成被檢體、尤其是人體組織的原子核自旋所產(chǎn)生的NMR(Nuclear Magnetic Resonance)信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，并使其頭部、腹部、四肢等形態(tài)或功能以二維或三維的方式圖像化的裝置。在拍攝中，對(duì)NMR信號(hào)施加根據(jù)梯度磁場(chǎng)而不同的相位編碼、頻率編碼。所測(cè)量出的NMR信號(hào)通過(guò)二維或三維傅里葉變換被重構(gòu)為圖像。下面，將配置測(cè)量出的信號(hào)數(shù)據(jù)的空間稱(chēng)為k空間，將k空間中配置的數(shù)據(jù)稱(chēng)為k空間數(shù)據(jù)，將對(duì)k空間進(jìn)行傅里葉變換后的空間稱(chēng)為圖像空間。

在MRI方法中，存在如下并行成像，即，使用至少由2個(gè)接收通道構(gòu)成的RF接收線圈(下面，稱(chēng)為接收線圈)，對(duì)相位編碼(在三維測(cè)量時(shí)為相位編碼且/或分層編碼(Slice encoding))以R倍間隔剔除地測(cè)量，由此將拍攝時(shí)間縮短至1/R的并行成像。

間隔剔除地測(cè)量出的k空間數(shù)據(jù)即使直接進(jìn)行傅里葉變換仍會(huì)產(chǎn)生重疊，從而無(wú)法正確進(jìn)行圖像化。作為解決該問(wèn)題的圖像重構(gòu)方法，具有利用k空間的周期性，并通過(guò)插補(bǔ)來(lái)恢復(fù)已間隔剔除的k空間數(shù)據(jù)的方法(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1、專(zhuān)利文獻(xiàn)2)。該方法被稱(chēng)為k空間并行成像。

在k空間并行成像中，通過(guò)插補(bǔ)來(lái)恢復(fù)對(duì)在各接收通道中取得的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行配置的k空間(下面，稱(chēng)為接收通道的k空間)的未測(cè)量數(shù)據(jù)，并合成(通道合成)恢復(fù)后的各k空間數(shù)據(jù)。在各接收通道的k空間數(shù)據(jù)的插補(bǔ)、恢復(fù)中，需要全部接收通道的k空間數(shù)據(jù)。因此，k空間并行成像的圖像重構(gòu)時(shí)間與接收通道數(shù)量的平方呈比例地延長(zhǎng)。

作為使k空間并行成像的圖像重構(gòu)處理高速化的方法，具有圖像空間法(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)3)。圖像空間法是通過(guò)將k空間中的插補(bǔ)處理變換為圖像空間中的處理，從而消除卷積運(yùn)算的方法。在圖像空間法中，使k空間中的插補(bǔ)處理表現(xiàn)為已間隔剔除的k空間數(shù)據(jù)與插補(bǔ)值核(Interpolation kernel)的卷積運(yùn)算，對(duì)兩者進(jìn)行傅里葉變換，由此形成重疊圖像與重疊去除映射的乘法處理。由于該技術(shù)僅將運(yùn)算空間從k空間變換為圖像空間，因此處理結(jié)果與現(xiàn)有的k空間并行成像相同。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)1:美國(guó)專(zhuān)利第7282917號(hào)說(shuō)明書(shū)

專(zhuān)利文獻(xiàn)2:美國(guó)專(zhuān)利第6841998號(hào)說(shuō)明書(shū)

專(zhuān)利文獻(xiàn)3:美國(guó)專(zhuān)利第7279895號(hào)說(shuō)明書(shū)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

從SNR或并行成像性能的方面來(lái)看，接收通道數(shù)量存在逐年增加的傾向。因此，需要使k空間并行成像的重構(gòu)處理高速化。

通常，為了使運(yùn)算處理高速化，可以使用并行處理。但是，在k空間并行成像中，如上所述，為了處理1個(gè)接收通道的信號(hào)數(shù)據(jù)將使用所有接收通道的信號(hào)數(shù)據(jù)。因此，即使使處理針對(duì)每個(gè)通道并行化，運(yùn)算期間使用的數(shù)據(jù)將沖突，從而在內(nèi)部仍將依次處理。因此，其結(jié)果是并未提升運(yùn)算速度。

通過(guò)圖像空間法，將使各接收通道的運(yùn)算數(shù)倍程度地高速化，但是由于接收通道數(shù)量的增加所造成的延長(zhǎng)量也較大，其結(jié)果是需要進(jìn)一步高速化。

本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于，提供一種在k空間并行成像中，使圖像重構(gòu)處理高速化而不降低畫(huà)質(zhì)的技術(shù)。

用于解決課題的手段

本發(fā)明將k空間并行成像的圖像重構(gòu)處理中的插補(bǔ)處理分割為：使用1個(gè)通道的測(cè)量出的k空間數(shù)據(jù)，生成所有通道的插補(bǔ)數(shù)據(jù)的要素?cái)?shù)據(jù)的要素?cái)?shù)據(jù)生成處理、以及針對(duì)每個(gè)通道合計(jì)已生成的要素?cái)?shù)據(jù)的合計(jì)處理。并且，使要素?cái)?shù)據(jù)生成處理以例如每個(gè)通道這樣的預(yù)先確定好的單位來(lái)分割，并行執(zhí)行。發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，在k空間并行成像中，能夠使圖像重構(gòu)處理高速化而不降低畫(huà)質(zhì)。

附圖說(shuō)明

圖1是第一實(shí)施方式的磁共振成像裝置的結(jié)構(gòu)圖。

圖2是第一實(shí)施方式的控制系統(tǒng)的功能框圖。

圖3中的(a)～(c)為用于說(shuō)明k空間并行成像的插補(bǔ)處理的說(shuō)明圖。

圖4中的(a)及(b)為用于說(shuō)明k空間并行成像的插補(bǔ)系數(shù)計(jì)算處理的說(shuō)明圖。

圖5是用于說(shuō)明現(xiàn)有的插補(bǔ)處理的說(shuō)明圖。

圖6是現(xiàn)有的k空間并行成像的圖像重構(gòu)處理的流程圖。

圖7中的(a)～(e)是用于說(shuō)明第一實(shí)施方式的插補(bǔ)處理的說(shuō)明圖。

圖8中的(a)及(b)是說(shuō)明k空間并行成像的插補(bǔ)處理的說(shuō)明圖。

圖9中的(a)是用于說(shuō)明現(xiàn)有的插補(bǔ)處理的說(shuō)明圖，(b)是用于說(shuō)明第一實(shí)施方式的插補(bǔ)處理的說(shuō)明圖。

圖10是第一實(shí)施方式的k空間并行成像的圖像重構(gòu)處理的流程圖。

圖11是第一實(shí)施方式的變形例之一的k空間并行成像的圖像重構(gòu)處理的流程圖。

圖12是現(xiàn)有的圖像空間法的圖像重構(gòu)處理的流程圖。

圖13是第二實(shí)施方式的圖像空間法的圖像重構(gòu)處理的流程圖。

圖14是第三實(shí)施方式的并行成像的圖像重構(gòu)處理的流程圖。

具體實(shí)施方式

＜＜第一實(shí)施方式＞＞

下面，使用附圖對(duì)應(yīng)用本發(fā)明的第一實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。此外，在用于說(shuō)明各實(shí)施方式的所有附圖中，在標(biāo)注有相同名稱(chēng)及相同附圖標(biāo)記的結(jié)構(gòu)中具有相同功能，對(duì)其省略重復(fù)說(shuō)明。

[MRI裝置結(jié)構(gòu)]

首先，對(duì)本實(shí)施方式的MRI裝置的一例的整體概要進(jìn)行說(shuō)明。圖1是表示本實(shí)施方式的MRI裝置100的整體結(jié)構(gòu)的框圖。本實(shí)施方式的MRI裝置100利用NMR現(xiàn)象來(lái)獲得被檢體的斷層圖像，如圖1所示，其具備：靜磁場(chǎng)產(chǎn)生系統(tǒng)120、梯度磁場(chǎng)產(chǎn)生系統(tǒng)130、發(fā)送系統(tǒng)150、接收系統(tǒng)160、控制系統(tǒng)170、以及序列發(fā)生器140。

靜磁場(chǎng)產(chǎn)生系統(tǒng)120若為垂直磁場(chǎng)方式的話，則在圍繞被檢體101的空間中在與其體軸正交的方向上產(chǎn)生均勻的靜磁場(chǎng)，若為水平磁場(chǎng)方式的話，則在體軸方向上產(chǎn)生均勻的靜磁場(chǎng)，并且該靜磁場(chǎng)產(chǎn)生系統(tǒng)120具備圍繞被檢體101配置的永磁體方式、通常導(dǎo)電方式或者超導(dǎo)方式的靜磁場(chǎng)產(chǎn)生源。

梯度磁場(chǎng)產(chǎn)生系統(tǒng)130具備：沿作為MRI裝置100的坐標(biāo)系(裝置坐標(biāo)系)的X、Y、Z這3軸方向卷繞的梯度磁場(chǎng)線圈131、以及驅(qū)動(dòng)各個(gè)梯度磁場(chǎng)線圈的梯度磁場(chǎng)電源132，通過(guò)按照來(lái)自序列發(fā)生器140的命令來(lái)驅(qū)動(dòng)各個(gè)梯度磁場(chǎng)線圈131的梯度磁場(chǎng)電源132，在X、Y、Z這3軸方向施加梯度磁場(chǎng)Gx、Gy、Gz。

發(fā)送系統(tǒng)150為了使構(gòu)成被檢體101的生物體組織的原子的原子核自旋引起核磁共振，而對(duì)被檢體101照射高頻磁場(chǎng)脈沖(下面，稱(chēng)為“RF脈沖”。)，其具備：具有高頻振蕩器(合成器)、調(diào)制器和高頻放大器的發(fā)送處理部152、以及發(fā)送側(cè)的高頻線圈(發(fā)送線圈)151。高頻振蕩器生成RF脈沖，并在基于來(lái)自序列發(fā)生器140的指令的定時(shí)輸出。調(diào)制器對(duì)已輸出的RF脈沖進(jìn)行調(diào)幅，高頻放大器將該調(diào)幅而得的RF脈沖放大，供給至接近被檢體101而配置的發(fā)送線圈151。發(fā)送線圈151對(duì)被檢體101照射所供給的RF脈沖。

接收系統(tǒng)160檢測(cè)由構(gòu)成被檢體101的生物體組織的原子核自旋的核磁共振所放出的核磁共振信號(hào)(回波信號(hào)、NMR信號(hào))，并且具備：接收側(cè)的高頻線圈(接收線圈)161、以及具備合成器、放大器、正交相位檢波器和A/D變換器的接收處理部162。

接收線圈161接近被檢體101而配置，在各通道對(duì)通過(guò)由發(fā)送線圈151照射的電磁波感應(yīng)出的被檢體101的響應(yīng)(應(yīng)答)的NMR信號(hào)(接收信號(hào))進(jìn)行檢測(cè)。在本實(shí)施方式中，接收線圈161設(shè)為具備多個(gè)接收通道(下面，簡(jiǎn)稱(chēng)為通道)的多通道線圈。各通道的接收信號(hào)在接收處理部162中被放大，在基于來(lái)自序列發(fā)生器140的指令的定時(shí)被檢波，變換為數(shù)字量，在每個(gè)通道中發(fā)送至控制系統(tǒng)170。

此外，圖1中例示了通道數(shù)量為4的情況。對(duì)各通道標(biāo)注為連號(hào)，可以被識(shí)別。

序列發(fā)生器140按照預(yù)定的脈沖時(shí)序重復(fù)施加RF脈沖和梯度磁場(chǎng)脈沖。此外，脈沖時(shí)序記述有高頻磁場(chǎng)、梯度磁場(chǎng)、信號(hào)接收的定時(shí)或強(qiáng)度，并預(yù)先保持在控制系統(tǒng)170中。序列發(fā)生器140按照來(lái)自控制系統(tǒng)170的指示進(jìn)行動(dòng)作，向發(fā)送系統(tǒng)150、梯度磁場(chǎng)產(chǎn)生系統(tǒng)130及接收系統(tǒng)160發(fā)送被檢體101的斷層圖像的數(shù)據(jù)收集所需要的各種命令。

控制系統(tǒng)170進(jìn)行MRI裝置100整體動(dòng)作的控制、信號(hào)處理、圖像重構(gòu)等各種運(yùn)算、處理結(jié)果的顯示及保存等，并具備CPU171、存儲(chǔ)裝置172、顯示裝置173、以及輸入裝置174。存儲(chǔ)裝置172由硬盤(pán)等內(nèi)部存儲(chǔ)裝置、以及外置硬盤(pán)、光盤(pán)、磁盤(pán)等外部存儲(chǔ)裝置構(gòu)成。顯示裝置173為CRT、液晶等顯示裝置。輸入裝置174是MRI裝置100的各種控制信息或在控制系統(tǒng)170中進(jìn)行的處理的控制信息的輸入的接口(界面)，例如具備軌跡球或鼠標(biāo)和鍵盤(pán)。輸入裝置174被接近顯示裝置173而配置。操作者一邊觀看顯示裝置173一邊通過(guò)輸入裝置174在人機(jī)對(duì)話輸入MRI裝置100的各種處理所需要的指示、數(shù)據(jù)。

CPU171按照操作者輸入的指示，執(zhí)行預(yù)先保持在存儲(chǔ)裝置172中的程序，由此來(lái)實(shí)現(xiàn)MRI裝置100的動(dòng)作控制、各種數(shù)據(jù)處理等控制系統(tǒng)170的各處理、各功能。例如，若向控制系統(tǒng)170輸入來(lái)自接收系統(tǒng)160的數(shù)據(jù)，則CPU171執(zhí)行信號(hào)處理、圖像重構(gòu)等的處理，并將其結(jié)果即被檢體101的斷層像顯示在顯示裝置173中，同時(shí)存儲(chǔ)于存儲(chǔ)裝置172中。

在本實(shí)施方式中，如后述的那樣，通過(guò)將處理并行化，來(lái)實(shí)現(xiàn)高速化。為了使其實(shí)現(xiàn)，將本實(shí)施方式的控制系統(tǒng)170做成可并行處理的結(jié)構(gòu)。例如，具備可并行動(dòng)作的多個(gè)CPU171。另外，CPU171也可以由可并行動(dòng)作的多個(gè)核的CPU來(lái)構(gòu)成?；蛘?，作為CPU171，也可以具備多個(gè)處理基板。

此外，控制系統(tǒng)170的全部或一部分功能也可以通過(guò)ASIC(專(zhuān)用集成電路，Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列，field-programmable gate array)等硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)。另外，用于各功能處理的各種數(shù)據(jù)、處理中生成的各種數(shù)據(jù)被儲(chǔ)存在存儲(chǔ)裝置172中。

發(fā)送線圈151和梯度磁場(chǎng)線圈131在插入有被檢體101的靜磁場(chǎng)產(chǎn)生系統(tǒng)120的靜磁場(chǎng)空間內(nèi)，若為垂直磁場(chǎng)方式則與被檢體101相對(duì)(相向)，若為水平磁場(chǎng)方式則設(shè)置為包圍被檢體101。另外，接收線圈161被設(shè)置為與被檢體101相對(duì)或?qū)⑵浒鼑?/p>

當(dāng)前，對(duì)于MRI裝置的拍攝對(duì)象原子核素，臨床上普及的是作為被檢體101的主要構(gòu)成物質(zhì)的氫原子核(質(zhì)子)。在MRI裝置100中，通過(guò)將與質(zhì)子密度的空間分布、激勵(lì)狀態(tài)(激發(fā)態(tài))的緩和時(shí)間的空間分布相關(guān)的信息圖像化，來(lái)二維或三維地拍攝人體頭部、腹部、四肢等的形態(tài)或功能。

[控制系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)]

在本實(shí)施方式中，根據(jù)利用多個(gè)通道取得的回波信號(hào)，通過(guò)k空間并行成像來(lái)重構(gòu)圖像。為了使其實(shí)現(xiàn)，本實(shí)施方式的控制系統(tǒng)170如圖2所示，具備測(cè)量部210和圖像重構(gòu)部220。

[測(cè)量部]

測(cè)量部210針對(duì)每個(gè)通道將k空間的編碼步驟間隔剔除來(lái)測(cè)量k空間數(shù)據(jù)。在每次測(cè)量中，為了計(jì)算用于數(shù)據(jù)插補(bǔ)的系數(shù)(下面稱(chēng)為插補(bǔ)系數(shù))，相較于k空間的高頻部分，對(duì)k空間的低頻部分更密集地進(jìn)行測(cè)量。在以下內(nèi)容中，前提是，對(duì)于各通道的k空間數(shù)據(jù)，對(duì)于低頻部分密集地進(jìn)行測(cè)量而不會(huì)間隔剔除編碼步驟，對(duì)于低頻部分以外的高頻部分以間隔剔除的方式進(jìn)行測(cè)量。

[圖像重構(gòu)部]

圖像重構(gòu)部220對(duì)測(cè)量出的k空間數(shù)據(jù)應(yīng)用基于利用了k空間的周期性的k空間并行成像的運(yùn)算，獲得重構(gòu)圖像。在k空間并行成像法中，使用所有通道的測(cè)量出的k空間數(shù)據(jù)，生成各通道的被間隔剔除的k空間位置的數(shù)據(jù)而作為插補(bǔ)數(shù)據(jù)，來(lái)恢復(fù)k空間數(shù)據(jù)。并且，根據(jù)各通道的已恢復(fù)的k空間數(shù)據(jù)，來(lái)重構(gòu)每個(gè)通道的圖像，并將它們合成，由此獲得重構(gòu)圖像。另外，在生成插補(bǔ)數(shù)據(jù)時(shí)，使用插補(bǔ)系數(shù)。將使用該插補(bǔ)系數(shù)生成插補(bǔ)數(shù)據(jù)，并恢復(fù)被間隔剔除的k空間數(shù)據(jù)的處理稱(chēng)為插補(bǔ)處理。

因此，如圖2所示，本實(shí)施方式的圖像重構(gòu)部220具備：預(yù)處理部221，其使用測(cè)量出的k空間數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算用于運(yùn)算的插補(bǔ)系數(shù)；插補(bǔ)處理部222，其執(zhí)行將計(jì)算出的插補(bǔ)系數(shù)應(yīng)用于測(cè)量出的k空間數(shù)據(jù)的插補(bǔ)處理，來(lái)生成每個(gè)通道的圖像即通道圖像；以及圖像合成部225，其合成通道圖像來(lái)獲得重構(gòu)圖像。

本實(shí)施方式的插補(bǔ)處理是使用測(cè)量出的k空間數(shù)據(jù)，來(lái)生成進(jìn)行間隔剔除而得的k空間位置的數(shù)據(jù)即插補(bǔ)數(shù)據(jù)的處理。在插補(bǔ)數(shù)據(jù)的生成中，使用插補(bǔ)系數(shù)。

因此，在預(yù)處理部221中，根據(jù)測(cè)量出的k空間數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算用于插補(bǔ)處理的插補(bǔ)系數(shù)。對(duì)插補(bǔ)系數(shù)計(jì)算的詳細(xì)內(nèi)容將予以后述。另外，圖像合成部225將通過(guò)例如Sum-Of-Square合成(平方和合成)的方法來(lái)進(jìn)行通道合成。

[插補(bǔ)處理]

在本實(shí)施方式的插補(bǔ)處理部222的詳細(xì)說(shuō)明之前，對(duì)基于k空間并行成像的插補(bǔ)處理的概要進(jìn)行說(shuō)明。如上所述，在k空間并行成像中，對(duì)1個(gè)k空間的被間隔剔除的位置的數(shù)據(jù)，使用所有通道的k空間的、與該位置相鄰的位置的k空間數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行插補(bǔ)。

以通道數(shù)量為2的情況為例，來(lái)具體進(jìn)行說(shuō)明。圖3中的(a)～圖3中的(c)是用于說(shuō)明通道數(shù)量為2時(shí)的k空間并行成像的概要的說(shuō)明圖。

圖3中的(a)所示的k空間數(shù)據(jù)310為配置有通道1(Ch#1)中取得的信號(hào)數(shù)據(jù)的k空間數(shù)據(jù)，圖3中的(b)所示的k空間數(shù)據(jù)320為配置有通道2(Ch#2)中取得的信號(hào)數(shù)據(jù)的k空間數(shù)據(jù)。它們是進(jìn)行間隔剔除而取得的。

圖3中的(c)是將k空間數(shù)據(jù)310的包含像素311～316及317的小區(qū)域310a、以及k空間數(shù)據(jù)320的包含像素321～326及327的小區(qū)域320a放大，來(lái)示意性地表示的圖。

這里，以通過(guò)使用了k空間數(shù)據(jù)310a內(nèi)的、6點(diǎn)的相鄰像素群311～316的復(fù)合數(shù)據(jù)的插補(bǔ)，來(lái)生成像素317的復(fù)合數(shù)據(jù)的情況為例進(jìn)行說(shuō)明。即如下情況：為了插補(bǔ)像素317的k空間數(shù)據(jù)，針對(duì)每1個(gè)通道，使用在頻率編碼方向?yàn)?點(diǎn)、在相位編碼方向?yàn)?點(diǎn)的合計(jì)6點(diǎn)的數(shù)據(jù)。

像素311～316及像素321～326為實(shí)際測(cè)量出的k空間數(shù)據(jù)，將各個(gè)復(fù)合數(shù)據(jù)設(shè)為A₁～F₁、A₂～F₂，將像素317設(shè)為通過(guò)插補(bǔ)而生成的k空間數(shù)據(jù)。另外，像素311與321、312與322、313與323、314與324、315與325、316與326為相同像素位置的像素。

在k空間并行成像中，使用所有通道(通道1及通道2)的、相鄰像素群的像素值(k空間數(shù)據(jù))，按照下面的式(1)，來(lái)計(jì)算通道1的k空間的像素317。

Z₁＝a₁₁·A₁+b₁₁·B₁+c₁₁·C₁

+d₁₁·D₁+e₁₁·E₁+f₁₁·F₁

+a₂₁·A₂+b₂₁·B₂+c₂₁·C₂

+d₂₁·D₂+e₂₁·E₂+f₂₁·F₂···(1)

這里，a₁₁～f₁₁、a₂₁～f₂₁分別為插補(bǔ)系數(shù)。

另外，同樣地，按照下面的式(2)來(lái)計(jì)算通道2的像素327。

Z₂＝a₁₂·A₁+b₁₂·B₁+c₁₂·C₁

+d₁₂·D₁+e₁₂·E₁+f₁₂·F₁

+a₂₂·A₂+b₂₂·B₂+c₂₂·C₂

+d₂₂·D₂+e₂₂·E₂+f₂₂·F₂···(2)

這里，a₁₂～f₁₂、a₂₂～f₂₂分別為插補(bǔ)系數(shù)。

下面，在本說(shuō)明書(shū)中，將用于插補(bǔ)數(shù)據(jù)生成的k空間數(shù)據(jù)稱(chēng)為插補(bǔ)原始數(shù)據(jù)。將存在插補(bǔ)數(shù)據(jù)的k空間稱(chēng)為插補(bǔ)目標(biāo)k空間或插補(bǔ)目標(biāo)通道，將存在插補(bǔ)原始數(shù)據(jù)的k空間稱(chēng)為插補(bǔ)原始k空間或插補(bǔ)原始通道。

[插補(bǔ)系數(shù)的計(jì)算]

提取k空間的低頻數(shù)據(jù)，并使用它們來(lái)計(jì)算在插補(bǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算時(shí)使用的插補(bǔ)系數(shù)。關(guān)于要提取的區(qū)域，一般設(shè)為頻率編碼方向、相位編碼方向總共大約為±16編碼。

使用圖4中的(a)及圖4中的(b)來(lái)對(duì)插補(bǔ)系數(shù)的計(jì)算方法進(jìn)行說(shuō)明。在這些圖中，300為1個(gè)通道的k空間低頻數(shù)據(jù)。300a是著眼于k空間低頻數(shù)據(jù)300之中的預(yù)定的像素307和其相鄰的像素群301～306而放大后的k空間數(shù)據(jù)。

如上所述，插補(bǔ)系數(shù)(復(fù)數(shù)、復(fù)合數(shù)(複素?cái)?shù)))是在根據(jù)相鄰像素301～306(插補(bǔ)原始像素)的復(fù)合數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算像素307(插補(bǔ)目標(biāo)f像素)的復(fù)合數(shù)據(jù)時(shí)，與各像素的復(fù)合數(shù)據(jù)相乘的系數(shù)。這里，以如下為例進(jìn)行說(shuō)明：將全部通道數(shù)設(shè)為N(N為1以上的整數(shù)。N沒(méi)有理論上限，但是實(shí)用上限為1028左右。)，來(lái)計(jì)算通道n(n為1以上N以下的整數(shù))的復(fù)合數(shù)據(jù)。將通道n的、相鄰像素群301～306的各復(fù)合數(shù)據(jù)設(shè)為A_n～F_n，將用于計(jì)算通道n的復(fù)合數(shù)據(jù)的插補(bǔ)系數(shù)(復(fù)數(shù))設(shè)為a_1n～f_Nn。

使用各通道的相鄰像素群301～306(插補(bǔ)原始像素群)的各復(fù)合數(shù)據(jù)A₁～F₁、···A_N～F_N(下角標(biāo)表示通道編號(hào))，用下面的式(3)來(lái)表示通道n的像素307(插補(bǔ)目標(biāo)像素)的復(fù)合數(shù)據(jù)Z_n(下角標(biāo)表示通道編號(hào))。

如上所述，由于提取出的k空間低頻數(shù)據(jù)被密集測(cè)量，因此各像素的復(fù)合數(shù)據(jù)A₁～F₁、···A_N～F_N及Z_n為已知的測(cè)量數(shù)據(jù)。在進(jìn)行使用了相鄰的6點(diǎn)的像素的復(fù)合數(shù)據(jù)的插補(bǔ)時(shí)，由于未知的插補(bǔ)系數(shù)為6×N個(gè)，因此在不同的6×N點(diǎn)制成上述式(3)，設(shè)為聯(lián)立方程式而求解，由此得到各插補(bǔ)系數(shù)。

例如，將k空間低頻數(shù)據(jù)300的像素?cái)?shù)設(shè)為P。此外，將P設(shè)為6×N以上的整數(shù)。如圖4中的(b)所示，對(duì)k空間低頻數(shù)據(jù)300的所有像素分別賦予k空間像素編號(hào)p(p為1以上P以下的整數(shù))。將通道n的像素編號(hào)p的像素307的復(fù)合數(shù)據(jù)設(shè)為Z_n(p)，將相鄰像素群301～306的各復(fù)合數(shù)據(jù)設(shè)為A_n(p)～F_n(p)。

使用這些數(shù)據(jù)，針對(duì)k空間像素編號(hào)1～P，制成與上述式(3)同樣的式子(下面為式(4))。將式子制成為P個(gè)。

若將它們以矩陣來(lái)表述，則形成為下面的式(5)。

這里，若將上述式(5)的各要素分別以向量Z、矩陣A、向量X來(lái)表示，則形成為下面的式(6)。

Z＝AX···(6)

其中，

由插補(bǔ)系數(shù)構(gòu)成的未知矩陣X可以通過(guò)將式(6)變形為下面的式(7)、式(8)來(lái)求解。

A^HZ＝A^HAX···(7)

X＝(A^HA)^-1A^HZ···(8)

此外，H表示共軛轉(zhuǎn)置矩陣。通過(guò)得到該X，來(lái)得到計(jì)算通道n的復(fù)合數(shù)據(jù)的插補(bǔ)系數(shù)。

此外，在各插補(bǔ)原始通道中，針對(duì)每個(gè)插補(bǔ)目標(biāo)通道而生成插補(bǔ)系數(shù)。

因此，在下面本說(shuō)明書(shū)中，通過(guò)下面的式(9)的表述來(lái)定義以上述方法計(jì)算出的插補(bǔ)系數(shù)。

c_mn[i][j]···(9)

這里，c表示插補(bǔ)系數(shù)(復(fù)數(shù))，m表示插補(bǔ)原始通道編號(hào)，n表示插補(bǔ)目標(biāo)通道編號(hào)，i、j分別表示相對(duì)于插補(bǔ)對(duì)象數(shù)據(jù)的相對(duì)位置(分別在kx方向、ky方向)。為了簡(jiǎn)便，限定為-1≤i≤1、-1≤j≤1。另外，m、n為分別滿足1≤m≤N、1≤n≤N的整數(shù)，N為所有通道的個(gè)數(shù)(整數(shù))。

即，上述式(9)表示的插補(bǔ)系數(shù)是，針對(duì)第n號(hào)通道(下面稱(chēng)為通道n)中取得的k空間數(shù)據(jù)的位置(kx、ky)的像素的k空間數(shù)據(jù)，使用在通道m(xù)中取得的k空間數(shù)據(jù)即在kx方向上偏離i、在ky方向上偏離j而得的像素(kx+i、ky+j)的數(shù)據(jù)群進(jìn)行插補(bǔ)時(shí)的插補(bǔ)系數(shù)。

如上所述，在本實(shí)施方式的k空間并行成像中，為了插補(bǔ)k空間數(shù)據(jù)的1點(diǎn)，針對(duì)每1個(gè)通道，使用頻率編碼方向的3點(diǎn)的插補(bǔ)原始數(shù)據(jù)、相位編碼方向的2點(diǎn)的插補(bǔ)原始數(shù)據(jù)的合計(jì)6點(diǎn)的插補(bǔ)原始數(shù)據(jù)。因此，若將通道數(shù)設(shè)為N，則在針對(duì)每1張圖像將計(jì)算出6×N²個(gè)插補(bǔ)系數(shù)。

若使用該表述來(lái)表示圖3中的(c)，則將形成為圖5那樣。這里，通道1及通道2為插補(bǔ)原始通道，通道1為插補(bǔ)目標(biāo)通道。c_mn[i][j]與上述同樣地為插補(bǔ)系數(shù)，m為插補(bǔ)原始通道編號(hào)、n為插補(bǔ)目標(biāo)通道編號(hào)，i及j為相對(duì)于插補(bǔ)對(duì)象數(shù)據(jù)的相對(duì)位置(kx方向、ky方向)。另外，將通過(guò)插補(bǔ)而生成的數(shù)據(jù)(插補(bǔ)數(shù)據(jù))定義為K_Int(n)。此外，n表示插補(bǔ)目標(biāo)通道編號(hào)。

如圖5所示，在生成通道1的像素317的k空間數(shù)據(jù)作為插補(bǔ)數(shù)據(jù)K_Int(1)時(shí)，使用通道1的插補(bǔ)原始數(shù)據(jù)及通道2的插補(bǔ)原始數(shù)據(jù)。此時(shí)，將c₁₁[-1][-1]～c₁₁[1][1]的插補(bǔ)系數(shù)應(yīng)用于通道1的插補(bǔ)原始數(shù)據(jù)即各像素311～316的數(shù)據(jù)中，將c₂₁[-1][-1]～c₂₁[1][1]的插補(bǔ)系數(shù)應(yīng)用于通道2的插補(bǔ)原始數(shù)據(jù)即各像素321～326的數(shù)據(jù)中。

若將其通過(guò)式子來(lái)表示，則表示為下面的式(10)。

K_Int(1，kx，ky)

＝c₁₁[-1][-1]×K(1，kx-1，ky-1)+c₁₁[0][-1]×K(1，kx，ky-1)+c₁₁[1][-1]×K(1，kx+l，ky-1)

+c₁₁[-1][1]×K(1，kx-1，ky+1)+c₁₁[0][1]×K(1，kx，ky+1)+c₁₁[1][1]×K(1，kx+1，ky+1)

+c₂₁[-1][-1]×K(2，kx-1，ky-1)+c₂₁[0][-1]×K(2，kx，ky-1)+c₂₁[1][-1]×K(2，kx+1，ky-1)

+c₂₁[-1][1]×K(2，kx-1，ky+1)+c₂₁[0][1]×K(2，kx，ky+1)+c_2l[1][1]×K(2，kx+1，ky+1)

···(10)

這里，分別地，n、kx、ky表示插補(bǔ)數(shù)據(jù)的坐標(biāo)(通道編號(hào)、頻率編碼位置、相位編碼位置)，K_Int(n，kx，ky)表示插補(bǔ)數(shù)據(jù)，K(1～N，kx-1～kx+1，ky-1～ky+1)表示用于插補(bǔ)的k空間數(shù)據(jù)(插補(bǔ)原始數(shù)據(jù))。

[使用現(xiàn)有的插補(bǔ)處理的圖像重構(gòu)處理的流程]

這樣，在基于k空間并行成像法的插補(bǔ)處理中，為了使間隔剔除地測(cè)量出的k空間恢復(fù)，對(duì)所有通道的所有被間隔剔除的像素計(jì)算插補(bǔ)目標(biāo)數(shù)據(jù)K_Int。此時(shí)，由上述式(10)可知，在基于k空間并行成像法的插補(bǔ)處理中，為了獲得通道n的預(yù)定的插補(bǔ)目標(biāo)像素的像素值(插補(bǔ)數(shù)據(jù))，需要所有通道的、與該插補(bǔ)目標(biāo)像素相鄰的相鄰像素的像素值(插補(bǔ)原始數(shù)據(jù))。

因此，在現(xiàn)有方法的插補(bǔ)處理中，使用所有插補(bǔ)原始通道的插補(bǔ)原始數(shù)據(jù)，針對(duì)每個(gè)插補(bǔ)目標(biāo)通道，以需要進(jìn)行插補(bǔ)的所有像素的量，依次重復(fù)對(duì)上述式(10)進(jìn)行計(jì)算來(lái)獲得插補(bǔ)數(shù)據(jù)的處理。

這里，為了與本實(shí)施方式的基于圖像重構(gòu)部220的圖像重構(gòu)處理的流程進(jìn)行比較，使用圖6對(duì)基于現(xiàn)有的k空間并行成像的圖像重構(gòu)處理的流程進(jìn)行說(shuō)明。在圖6中，多個(gè)箭頭表示多個(gè)通道的數(shù)據(jù)的流向。

首先，在各通道中，從已取得的k空間數(shù)據(jù)之中提取k空間低頻數(shù)據(jù)(步驟S1101、S1102)。這是為了如上所述將插補(bǔ)系數(shù)用于計(jì)算。

接著，使用在步驟S1102中提取的k空間低頻數(shù)據(jù)，如上所述的那樣來(lái)計(jì)算插補(bǔ)系數(shù)(步驟S1103)。

然后，進(jìn)行使用了在步驟S1103中求出的插補(bǔ)系數(shù)的插補(bǔ)處理。這里，如上所述，針對(duì)每個(gè)插補(bǔ)目標(biāo)通道(步驟S1104)，使用所有插補(bǔ)原始數(shù)據(jù)(步驟S1105)，來(lái)生成插補(bǔ)數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)插補(bǔ))(步驟S1106)，并恢復(fù)k空間。

接下來(lái)，針對(duì)每個(gè)通道將在步驟S1104、S1105、S1106中恢復(fù)后的k空間進(jìn)行傅里葉變換，生成各通道的圖像數(shù)據(jù)(通道圖像)(步驟S1107、S1108)。

最后，將步驟S1107、S1108中生成的各通道圖像進(jìn)行合成(通道合成)而獲得重構(gòu)圖像(步驟S1109)。如上所述，例如使用Sum-Of-Square合成來(lái)進(jìn)行通道合成。

[本實(shí)施方式的基于插補(bǔ)處理的圖像重構(gòu)處理]

接著，對(duì)本實(shí)施方式的插補(bǔ)處理部222進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施方式的插補(bǔ)處理部222將插補(bǔ)數(shù)據(jù)分割為每個(gè)插補(bǔ)原始數(shù)據(jù)的要素?cái)?shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行生成。即，插補(bǔ)處理部222將上述插補(bǔ)處理分為2階段，以插補(bǔ)原始通道單位并行執(zhí)行要素?cái)?shù)據(jù)生成處理，該2階段為，針對(duì)每個(gè)通道，將在該通道中已取得的k空間數(shù)據(jù)作為插補(bǔ)原始數(shù)據(jù)并應(yīng)用插補(bǔ)系數(shù)，來(lái)生成所有通道的插補(bǔ)數(shù)據(jù)的要素?cái)?shù)據(jù)的處理(要素?cái)?shù)據(jù)生成處理)；以及使該要素?cái)?shù)據(jù)在每個(gè)插補(bǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行合計(jì)的處理(合計(jì)處理)。

[插補(bǔ)處理部的結(jié)構(gòu)]

為了使其實(shí)現(xiàn)，本實(shí)施方式的插補(bǔ)處理部222如圖2所示，具備：要素?cái)?shù)據(jù)生成部223，其使用1個(gè)通道的測(cè)量出的k空間數(shù)據(jù)和插補(bǔ)系數(shù)來(lái)生成要素?cái)?shù)據(jù)；以及合計(jì)部224，其對(duì)要素?cái)?shù)據(jù)生成部所生成的要素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行合計(jì)。

本實(shí)施方式的要素?cái)?shù)據(jù)生成部223將所述插補(bǔ)系數(shù)應(yīng)用于每個(gè)通道的測(cè)量出的k空間數(shù)據(jù)，分別生成所有通道的、插補(bǔ)數(shù)據(jù)的要素?cái)?shù)據(jù)。即，針對(duì)每個(gè)插補(bǔ)原始通道，將該通道的k空間數(shù)據(jù)用作插補(bǔ)原始數(shù)據(jù)，來(lái)生成插補(bǔ)目標(biāo)通道的插補(bǔ)數(shù)據(jù)的要素?cái)?shù)據(jù)。此時(shí)，針對(duì)所有通道生成插補(bǔ)數(shù)據(jù)的要素?cái)?shù)據(jù)。

另外，合計(jì)部224將要素?cái)?shù)據(jù)分別合計(jì)來(lái)獲得插補(bǔ)數(shù)據(jù)，對(duì)通過(guò)該插補(bǔ)數(shù)據(jù)而恢復(fù)的k空間進(jìn)行傅里葉變換，由此獲得所述通道圖像。

即，將針對(duì)每個(gè)插補(bǔ)原始通道生成的、所有通道的插補(bǔ)數(shù)據(jù)的要素針對(duì)每個(gè)插補(bǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行合計(jì)，獲得插補(bǔ)數(shù)據(jù)。并且，對(duì)通過(guò)插補(bǔ)數(shù)據(jù)而恢復(fù)的各通道的k空間進(jìn)行傅里葉變換，獲得通道圖像。

[本實(shí)施方式的插補(bǔ)處理的具體例]

使用圖7中的(a)～圖7中的(e)來(lái)對(duì)本實(shí)施方式的基于插補(bǔ)處理部222的插補(bǔ)處理進(jìn)行具體說(shuō)明。這里為了簡(jiǎn)便，仍以接收通道數(shù)N為2的情況為例來(lái)說(shuō)明。

圖7中的(a)～圖7中的(d)與圖3中的(c)及圖5同樣地，分別示意性地表示了：將圖3中的(a)所示的k空間數(shù)據(jù)310的包含像素311～316及317的小區(qū)域310a、以及圖3中的(b)所示的k空間數(shù)據(jù)320的包含像素321～326及327的小區(qū)域320a放大后的圖。將像素317與327設(shè)為相同像素位置的像素。此外，插補(bǔ)系數(shù)c_mn[i][j]的定義與現(xiàn)有方法相同。另外，將通道n的插補(bǔ)數(shù)據(jù)表示為K_Int(n)。

在圖5所示的現(xiàn)有方法中，使用通道1的插補(bǔ)原始數(shù)據(jù)及通道2的插補(bǔ)原始數(shù)據(jù)，通過(guò)1次的運(yùn)算來(lái)生成通道1的插補(bǔ)數(shù)據(jù)K_Int(1)。但是，本實(shí)施方式的插補(bǔ)處理部222如圖7中的(a)～圖7中的(e)所示，分為2階段的運(yùn)算(要素?cái)?shù)據(jù)生成處理和合計(jì)處理)分別計(jì)算并生成通道1的插補(bǔ)數(shù)據(jù)K_Int(1)及通道2的插補(bǔ)數(shù)據(jù)K_Int(2)。

要素?cái)?shù)據(jù)生成部223使用通道m(xù)的插補(bǔ)原始數(shù)據(jù)，分別生成各通道n的插補(bǔ)數(shù)據(jù)K_Int(n)的要素?cái)?shù)據(jù)K_mn。針對(duì)所有通道進(jìn)行該生成。

在圖7中的(a)～圖7中的(d)的例子中，如圖7中的(a)及圖7(c)所示，將通道1的像素311～316的k空間數(shù)據(jù)用作插補(bǔ)原始數(shù)據(jù)，生成通道1的像素317的插補(bǔ)數(shù)據(jù)的要素?cái)?shù)據(jù)K₁₁、以及通道2的像素327的插補(bǔ)數(shù)據(jù)的要素?cái)?shù)據(jù)K₁₂。另外，如圖7(b)及圖7中的(d)所示，將通道2的像素321～326的k空間數(shù)據(jù)用作插補(bǔ)原始數(shù)據(jù)，生成通道1的像素317的插補(bǔ)數(shù)據(jù)的要素?cái)?shù)據(jù)K₂₁、以及通道2的像素327的插補(bǔ)數(shù)據(jù)的要素?cái)?shù)據(jù)K₂₂。

合計(jì)部224對(duì)在各通道m(xù)中生成的、通道n的插補(bǔ)數(shù)據(jù)的要素Kmn進(jìn)行合計(jì)，生成通道n的插補(bǔ)數(shù)據(jù)K_Int(n)。

如圖7中的(e)所示，通過(guò)對(duì)在通道1中生成的像素317的要素?cái)?shù)據(jù)K₁₁與在通道2中生成的要素?cái)?shù)據(jù)K₂₁進(jìn)行合計(jì)，來(lái)獲得通道1的插補(bǔ)數(shù)據(jù)K_Int(1)。另外，通過(guò)對(duì)在通道1中生成的像素327的要素?cái)?shù)據(jù)K₁₂與在通道2中生成的要素?cái)?shù)據(jù)K₂₂進(jìn)行合計(jì)，來(lái)獲得通道2的插補(bǔ)數(shù)據(jù)K_Int(2)。

這樣，在本實(shí)施方式的插補(bǔ)處理中，能夠在各通道中僅使用該通道內(nèi)的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行要素?cái)?shù)據(jù)的生成，因此能夠在每個(gè)通道中并行處理。

[本實(shí)施方式的插補(bǔ)處理的妥當(dāng)性]

這里，對(duì)本實(shí)施方式的插補(bǔ)處理的妥當(dāng)性進(jìn)行說(shuō)明。圖8中的(a)、圖8中的(b)示意性地表示k空間并行成像中的插補(bǔ)處理。

如上所述，若將通道數(shù)設(shè)為N，則通過(guò)插補(bǔ)生成的、通道1的像素(kx、ky)的插補(bǔ)數(shù)據(jù)K_Int(1，kx，ky)由下面的式(11)表示。

其中，

K₁₁

＝c₁₁[-1][-1]×K(1，kx-1，ky-1)+c₁₁[0][-1]×K(1，kx，ky-1)+c₁₁[1][-1]×K(1，kx+1，ky-1)

+c₁₁[-1][1]×K(1，kx-1，ky+1)+c₁₁[0][1]×K(1，kx，ky+1)+c₁₁[1][1]×K(1，kx+1，ky+1)

K₂₁

＝c₂₁[-1][-1]×K(2，kx-l，ky-1)+c₂₁[0][-1]×K(2，kx，ky-1)+c₂₁[1][-1]×K(2，kx+1，ky-1)

+c₂₁[-1][1]×K(2，kx-1，ky+1)+c₂₁[0][1]×K(2，kx，ky+1)+c₂₁[1][1]×K(2，kx+l，ky+1)

····

K_N1

＝c_N1[-1][-1]×K(N，kx-1，ky-1)+c_N1[0][-1]×K(N，kx，ky-1)+c_N1[1][-1]×K(N，kx+1，ky-1)

+c_N1[-1][1]×K(N，kx-1，ky+1)+c_N1[0][1]×K(N，kx，ky+1)+c_N1[1][1]×K(N，kx+1，ky+1)

于是，通道1的插補(bǔ)數(shù)據(jù)K_Int(1)如圖8中的(a)所示，由下面的式(12)表示。

K_Int(1)＝K₁₁+K₂₁+···+K_N1···(12)

上述式(11)及式(12)表示將所有通道(通道數(shù)N)的數(shù)據(jù)用作插補(bǔ)原始數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)插補(bǔ)，并生成通道1的插補(bǔ)數(shù)據(jù)K_Int(1)的處理。

這樣，可以認(rèn)為生成通道1的插補(bǔ)數(shù)據(jù)K_Int(1)的處理510是對(duì)生成各要素K₁₁～K_N1的處理進(jìn)行組合的處理511。

圖8中的(b)示出了在全部接收通道中擴(kuò)展的情況。這里，將使用通道m(xù)的數(shù)據(jù)用作插補(bǔ)原始數(shù)據(jù)而生成的、通道n的插補(bǔ)數(shù)據(jù)的要素設(shè)為K_mn。

如圖8中的(b)所示，通過(guò)各要素?cái)?shù)據(jù)K₁₁～K_N1的和來(lái)表示通道n的插補(bǔ)數(shù)據(jù)K_Int(n)。因此，生成所有通道的插補(bǔ)數(shù)據(jù)K_Int(1)～K_Int(N)的處理520表示為對(duì)生成各要素?cái)?shù)據(jù)K₁₁～K_NN的處理進(jìn)行組合的處理521。

在現(xiàn)有的k空間并行成像中，以插補(bǔ)目標(biāo)通道單位來(lái)進(jìn)行插補(bǔ)處理，但是本實(shí)施方式的插補(bǔ)處理以插補(bǔ)原始通道單位來(lái)進(jìn)行插補(bǔ)處理的一部分，然后，對(duì)每個(gè)插補(bǔ)目標(biāo)通道進(jìn)行合計(jì)。使用圖9中的(a)及圖9中的(b)對(duì)與該現(xiàn)有處理的不同之處進(jìn)行說(shuō)明。

如圖5所示，現(xiàn)有處理將所有通道的k空間數(shù)據(jù)用作插補(bǔ)原始數(shù)據(jù)來(lái)生成通道1的插補(bǔ)數(shù)據(jù)K_Int(1)，使用所有通道的k空間數(shù)據(jù)來(lái)生成通道2的插補(bǔ)數(shù)據(jù)K_Int(2)，最終，使用所有通道的數(shù)據(jù)，生成通道N的插補(bǔ)數(shù)據(jù)K_Int(N)。

即，如圖9中的(a)所示，重復(fù)進(jìn)行通道1的插補(bǔ)數(shù)據(jù)K_Int(1)的生成處理531、通道2的插補(bǔ)數(shù)據(jù)K_Int(2)的生成處理532這樣的針對(duì)每個(gè)插補(bǔ)目標(biāo)通道的插補(bǔ)數(shù)據(jù)的生成處理。

在每個(gè)插補(bǔ)目標(biāo)通道的各生成處理531、532中，分別將所有通道的k空間數(shù)據(jù)用作插補(bǔ)原始數(shù)據(jù)。因此，在各生成處理531、532的期間用于處理的插補(bǔ)原始數(shù)據(jù)將會(huì)沖突。因此，在生成處理531的處理中，無(wú)法執(zhí)行生成處理532。其結(jié)果是，各生成處理只能依次進(jìn)行處理。

此外，如果將所有通道的k空間數(shù)據(jù)應(yīng)用至各生成處理531、532，則可以并行執(zhí)行各生成處理。此時(shí)，相較于如上所述的依次進(jìn)行處理的情況，需要確保通道數(shù)倍的存儲(chǔ)器，并不現(xiàn)實(shí)。

另一方面，在本實(shí)施方式中，如圖9中的(b)所示，以插補(bǔ)原始通道單位來(lái)進(jìn)行插補(bǔ)處理(541～54N)。

即，在生成處理541中，為了從要素?cái)?shù)據(jù)K₁₁生成K_1N，僅需要通道1的k空間數(shù)據(jù)作為插補(bǔ)原始數(shù)據(jù)。應(yīng)用到生成處理541的插補(bǔ)系數(shù)也只要是C₁₁[i][j]～C_1N[i][j]即可。另外，在生成處理542中，為了從要素?cái)?shù)據(jù)K₂₁生成K_2N，僅需要通道2的k空間數(shù)據(jù)作為插補(bǔ)原始數(shù)據(jù)。應(yīng)用到生成處理542的插補(bǔ)系數(shù)也只要是C₂₁[i][j]～C_2N[i][j]即可。同樣地，在生成處理54N中，為了從要素?cái)?shù)據(jù)K_N1生成K_NN，僅需要通道N的k空間數(shù)據(jù)。應(yīng)用到生成處理54N的插補(bǔ)系數(shù)也只要是C_N1[i][j]～C_NN[i][j]即可。

這樣，各生成處理中所需要的數(shù)據(jù)不會(huì)沖突。其結(jié)果是，根據(jù)本實(shí)施方式的方法，利用與過(guò)去相同量的存儲(chǔ)器，就能夠并行執(zhí)行各生成處理，縮短處理時(shí)間。

[本實(shí)施方式的基于插補(bǔ)處理的圖像重構(gòu)處理的流程]

接著，對(duì)通過(guò)上述方法來(lái)進(jìn)行插補(bǔ)處理的、由本實(shí)施方式的圖像重構(gòu)部220來(lái)進(jìn)行的、基于k空間并行成像的圖像重構(gòu)處理的流程進(jìn)行說(shuō)明。圖10是本實(shí)施方式的圖像重構(gòu)處理的處理流程。

首先，預(yù)處理部221提取k空間低頻數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算插補(bǔ)系數(shù)(步驟S1201)。此外，用于計(jì)算插補(bǔ)系數(shù)的k空間低頻數(shù)據(jù)的提取以及使用已提取的k空間低頻數(shù)據(jù)的插補(bǔ)系數(shù)的計(jì)算與過(guò)去相同。

若計(jì)算插補(bǔ)系數(shù)，則本實(shí)施方式的要素?cái)?shù)據(jù)生成部223針對(duì)每個(gè)插補(bǔ)原始通道并行進(jìn)行要素?cái)?shù)據(jù)生成處理(步驟S1202)。

在各要素?cái)?shù)據(jù)生成處理中，要素?cái)?shù)據(jù)生成部223針對(duì)全部的插補(bǔ)目標(biāo)通道來(lái)進(jìn)行插補(bǔ)目標(biāo)通道的插補(bǔ)數(shù)據(jù)的要素?cái)?shù)據(jù)的生成(步驟S1203、S1204)。

然后，合計(jì)部224針對(duì)每個(gè)通道(步驟S1205)對(duì)各插補(bǔ)數(shù)據(jù)的上述要素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行合計(jì)(步驟S1206)，來(lái)生成插補(bǔ)數(shù)據(jù)。然后，對(duì)已恢復(fù)的k空間進(jìn)行傅里葉變換(步驟S1207)，來(lái)生成通道圖像。

最后，圖像合成部225對(duì)各通道的通道圖像進(jìn)行合成(步驟S1208)，并生成重構(gòu)圖像。

如以上說(shuō)明的那樣，本實(shí)施方式的MRI裝置具備：接收線圈161，其具備多個(gè)通道；測(cè)量部210，其針對(duì)每個(gè)所述通道，對(duì)k空間的編碼步驟進(jìn)行間隔剔除并測(cè)量k空間數(shù)據(jù)；以及圖像重構(gòu)部220，其對(duì)所述測(cè)量出的k空間數(shù)據(jù)應(yīng)用運(yùn)算，來(lái)獲得重構(gòu)圖像，所述圖像重構(gòu)部220具備：預(yù)處理部221，其使用所述k空間數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算用于所述運(yùn)算的系數(shù)；插補(bǔ)處理部222，其執(zhí)行對(duì)所述k空間數(shù)據(jù)應(yīng)用所述系數(shù)的插補(bǔ)處理，生成每個(gè)所述通道的圖像即通道圖像；以及圖像合成部225，其合成所述通道圖像，獲得所述重構(gòu)圖像，所述插補(bǔ)處理部222具備：要素?cái)?shù)據(jù)生成部223，其使用1個(gè)所述通道的所述測(cè)量出的k空間數(shù)據(jù)和所述系數(shù)，來(lái)生成所有通道的要素?cái)?shù)據(jù)；以及合計(jì)部224，其針對(duì)每個(gè)所述通道對(duì)所述要素?cái)?shù)據(jù)生成部223生成的要素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行合計(jì)，所述要素?cái)?shù)據(jù)生成部223以預(yù)先確定好的單位并行生成該要素?cái)?shù)據(jù)。

此時(shí)，所述插補(bǔ)處理是使用所述測(cè)量出的k空間數(shù)據(jù)，來(lái)生成進(jìn)行所述間隔剔除而得的k空間數(shù)據(jù)即插補(bǔ)數(shù)據(jù)的處理，所述預(yù)處理部221根據(jù)所述測(cè)量出的k空間數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算用于所述插補(bǔ)處理的插補(bǔ)系數(shù)，所述要素?cái)?shù)據(jù)生成部223將所述插補(bǔ)系數(shù)應(yīng)用于1個(gè)所述通道的所述測(cè)量出的k空間數(shù)據(jù)，分別生成所有通道的、所述插補(bǔ)數(shù)據(jù)的所述要素?cái)?shù)據(jù)，所述合計(jì)部224也可以對(duì)每個(gè)所述通道分別合計(jì)所述要素?cái)?shù)據(jù)來(lái)獲得所述插補(bǔ)數(shù)據(jù)，對(duì)通過(guò)該插補(bǔ)數(shù)據(jù)恢復(fù)的k空間進(jìn)行傅里葉變換，由此獲得所述通道圖像。

另外，本實(shí)施方式的基于圖像重構(gòu)部220的圖像重構(gòu)方法包含圖像重構(gòu)步驟，其針對(duì)具備多個(gè)通道的接收線圈161的各個(gè)通道，根據(jù)將k空間的編碼步驟間隔剔除而測(cè)量得出的k空間數(shù)據(jù)，得到重構(gòu)圖像，所述圖像重構(gòu)步驟包含：預(yù)處理步驟，其使用所述k空間數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算用于所述運(yùn)算的系數(shù)；插補(bǔ)步驟，其執(zhí)行將所述系數(shù)應(yīng)用于所述k空間數(shù)據(jù)的插補(bǔ)處理，來(lái)生成每個(gè)所述通道的圖像即通道圖像；以及圖像合成步驟，其對(duì)所述通道圖像進(jìn)行合成，來(lái)獲得所述重構(gòu)圖像，所述插補(bǔ)步驟包含：要素?cái)?shù)據(jù)生成步驟，其使用1個(gè)所述通道的所述測(cè)量出的k空間數(shù)據(jù)和所述系數(shù)，按預(yù)先確定好的單位并行生成所有通道的要素?cái)?shù)據(jù)；以及合計(jì)步驟，其對(duì)每個(gè)所述通道合計(jì)所述生成的要素?cái)?shù)據(jù)。

此時(shí)，所述插補(bǔ)處理是使用所述測(cè)量出的k空間數(shù)據(jù)，來(lái)生成進(jìn)行所述間隔剔除而得的k空間數(shù)據(jù)即插補(bǔ)數(shù)據(jù)的處理，在所述預(yù)處理步驟中，根據(jù)所述測(cè)量出的k空間數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算用于所述插補(bǔ)處理的插補(bǔ)系數(shù)，在所述要素?cái)?shù)據(jù)生成步驟中，將所述插補(bǔ)系數(shù)應(yīng)用于1個(gè)所述通道的所述測(cè)量出的k空間數(shù)據(jù)，分別生成所有通道的、所述插補(bǔ)數(shù)據(jù)的所述要素?cái)?shù)據(jù)，在所述合計(jì)步驟中，也可以對(duì)每個(gè)所述通道分別合計(jì)所述要素?cái)?shù)據(jù)來(lái)獲得所述插補(bǔ)數(shù)據(jù)，對(duì)通過(guò)該插補(bǔ)數(shù)據(jù)恢復(fù)的k空間進(jìn)行傅里葉變換，由此得到所述通道圖像。

這樣，根據(jù)本實(shí)施方式，將k空間并行成像的插補(bǔ)處理分割為生成插補(bǔ)數(shù)據(jù)的要素?cái)?shù)據(jù)的要素?cái)?shù)據(jù)生成處理、以及合計(jì)要素?cái)?shù)據(jù)來(lái)生成插補(bǔ)數(shù)據(jù)的合計(jì)處理這2個(gè)階段。并且，將要素?cái)?shù)據(jù)生成處理分割為多個(gè)處理單位，并行執(zhí)行。此時(shí)，處理所需要的數(shù)據(jù)將以不與其他分割處理沖突的方式來(lái)分割。例如，分割為插補(bǔ)原始通道單位，針對(duì)每個(gè)插補(bǔ)原始通道并行執(zhí)行。

根據(jù)本實(shí)施方式，在插補(bǔ)處理中，進(jìn)行合計(jì)處理，來(lái)代替并行執(zhí)行要素?cái)?shù)據(jù)生成處理。因此，相較于現(xiàn)有的方法，增加了合計(jì)處理。然而，要素?cái)?shù)據(jù)生成處理的處理量比合計(jì)處理大。因此，根據(jù)本實(shí)施方式，基于要素?cái)?shù)據(jù)生成處理的并行化的效果能夠?qū)崿F(xiàn)：因合計(jì)處理的追加導(dǎo)致超過(guò)了處理量的增加，使處理以分割數(shù)倍而高速化這樣的接近理想的處理并行化的狀態(tài)。

即，根據(jù)本實(shí)施方式，可以避免并行處理之間的數(shù)據(jù)沖突，從而提高并行化的效率。因此，根據(jù)本實(shí)施方式，相較于現(xiàn)有處理，將提升并行化的效率，從而能夠縮短重構(gòu)時(shí)間。進(jìn)而，由于最終得到的插補(bǔ)數(shù)據(jù)與現(xiàn)有方法完全相同，因此不論拍攝時(shí)序或接收線圈如何均能夠得到與現(xiàn)有處理相同的結(jié)果。

因此，根據(jù)本實(shí)施方式，在k空間并行成像中，能夠使圖像重構(gòu)處理高速化，而不降低畫(huà)質(zhì)。

＜變形例之一＞

此外，在上述實(shí)施方式中，每次在并行處理要素?cái)?shù)據(jù)生成處理時(shí)，以插補(bǔ)原始通道單位來(lái)分割處理。但是，分割單位并不局限于此。要素?cái)?shù)據(jù)生成部223也可以構(gòu)成為以預(yù)先確定好的多個(gè)通道單位來(lái)并行生成要素?cái)?shù)據(jù)。

實(shí)際使用的接收線圈161的通道數(shù)大多在控制系統(tǒng)170所具備的并行運(yùn)算能力以上。因此，例如，也可以根據(jù)控制系統(tǒng)170的CPU171可并行處理的運(yùn)算數(shù)，來(lái)決定分割單位。

例如，控制系統(tǒng)170具備B片基板(B為滿足0＜B≤N的整數(shù)；N為接收線圈161的通道數(shù))，作為相當(dāng)于CPU171的運(yùn)算部。將B片基板設(shè)為可并行動(dòng)作(運(yùn)算處理的執(zhí)行)。此時(shí)，各基板保持CEIL(N/B)通道以下的k空間數(shù)據(jù)，并使用這些k空間數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行要素?cái)?shù)據(jù)生成處理。此外，CEIL(x)表示x以上的最小整數(shù)。即，若對(duì)基板標(biāo)注編號(hào)b(1≤b≤B)，則基板b所保持的k空間數(shù)據(jù)是從(b-1)×CEIL(N/B)+1通道，到b×CEIL(N/B)與N中較小一方的值的通道為止的k空間數(shù)據(jù)。

在本變形例中，針對(duì)各基板分配進(jìn)行處理的通道，按基板單位使處理并行化。即，將要素?cái)?shù)據(jù)生成處理分割為B個(gè)，來(lái)進(jìn)行并行處理。

例如，若將第b個(gè)基板設(shè)為保持從通道s到通道e的k空間數(shù)據(jù)，則在該第b個(gè)基板上，生成以所保持的通道的k空間數(shù)據(jù)為插補(bǔ)原始數(shù)據(jù)的要素?cái)?shù)據(jù)、K_s1-K_sN、K_(s+1)1-K_(s+1)N、···K_e1-K_eN。

即，在該第b個(gè)基板上，針對(duì)從通道s到通道e為止的各個(gè)通道，以該通道的k空間數(shù)據(jù)作為插補(bǔ)原始數(shù)據(jù)，生成所有通道的插補(bǔ)數(shù)據(jù)的要素。

[圖像重構(gòu)處理的流程]

將基于本變形例的圖像重構(gòu)部220的k空間并行成像的圖像重構(gòu)處理的處理流程示于圖11。

首先，預(yù)處理部221提取k空間低頻數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算插補(bǔ)系數(shù)(步驟S1301)。

若計(jì)算插補(bǔ)系數(shù)，則要素?cái)?shù)據(jù)生成部223按基板單位，分別針對(duì)分配給該基板的1個(gè)以上的插補(bǔ)原始通道，并行進(jìn)行生成所有通道的各插補(bǔ)數(shù)據(jù)的要素?cái)?shù)據(jù)的要素?cái)?shù)據(jù)生成處理(步驟S1302～S1305)。

然后，合計(jì)部224針對(duì)每個(gè)通道(步驟S1306)對(duì)各插補(bǔ)數(shù)據(jù)的上述要素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行合計(jì)(步驟S1307)，并生成插補(bǔ)數(shù)據(jù)。然后，對(duì)已恢復(fù)的k空間進(jìn)行傅里葉變換(步驟S1308)，生成通道圖像。

最后，圖像合成部225對(duì)各通道的通道圖像進(jìn)行合成(步驟S1309)，生成重構(gòu)圖像。

＜變形例之二＞

此外，在上述變形例的處理中，構(gòu)成為將并行生成的插補(bǔ)數(shù)據(jù)的要素在并行處理后進(jìn)行合計(jì)，但是并不局限于此。例如，也可以構(gòu)成為下面的式(13)那樣，在各基板內(nèi)，對(duì)通過(guò)該基板來(lái)處理的通道進(jìn)行合計(jì)，生成第二要素?cái)?shù)據(jù)K_bn，然后在基板之間進(jìn)行合計(jì)。

此時(shí)，通過(guò)下面的式(14)，來(lái)計(jì)算步驟S1307的合計(jì)處理中的、通道n的插補(bǔ)數(shù)據(jù)K_Int(n)。

即，要素?cái)?shù)據(jù)生成部223按插補(bǔ)原始通道單位對(duì)生成的要素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行合計(jì)，傳遞給合計(jì)部224。并且，合計(jì)部224按插補(bǔ)數(shù)據(jù)單位，對(duì)在要素?cái)?shù)據(jù)生成部223中合計(jì)后的要素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行合計(jì)，從而生成插補(bǔ)數(shù)據(jù)。

這樣，在上述各變形例中，可以任意設(shè)定k空間并行成像的處理單位。因此，不論裝置結(jié)構(gòu)如何均能夠進(jìn)行高效的處理并行化。

＜變形例之三＞

另外，只要數(shù)據(jù)不沖突，也可以分割為通道數(shù)以上來(lái)進(jìn)行并行化。例如，也可以將一個(gè)通道數(shù)據(jù)在頻率編碼方向上分割為2份等，將處理分割為2N(N為接收通道數(shù))。此時(shí)，要素?cái)?shù)據(jù)生成部223將各通道的k空間數(shù)據(jù)分割為預(yù)先確定好的數(shù)，按該分割單位來(lái)并行生成所述要素?cái)?shù)據(jù)。

＜＜第二實(shí)施方式＞＞

接著對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。在本實(shí)施方式中，與現(xiàn)有的高速化技術(shù)相組合。這里，作為現(xiàn)有的高速化技術(shù)，使用將k空間的插補(bǔ)處理變換為圖像空間中的處理來(lái)操作的技術(shù)(下面，圖像空間法)。

本實(shí)施方式的MRI裝置具有基本上與第一實(shí)施方式的MRI裝置100相同的結(jié)構(gòu)。本實(shí)施方式的控制系統(tǒng)170的功能塊也相同。但是，由于使用圖像空間法，因此圖像重構(gòu)部220的預(yù)處理部221及插補(bǔ)處理部222的處理不相同。下面，針對(duì)本實(shí)施方式，主要著眼于不同于第一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。

圖像空間法中的插補(bǔ)處理是去除從測(cè)量出的k空間數(shù)據(jù)獲得的重疊圖像的重疊的處理。具體來(lái)說(shuō)，首先，根據(jù)各通道的測(cè)量出的k空間數(shù)據(jù)來(lái)生成重疊圖像。將分別針對(duì)所有通道的重疊圖像乘以預(yù)先計(jì)算出的系數(shù)而得的結(jié)果相加，得到去除了1個(gè)通道的重疊后的圖像。

[圖像空間法的圖像重構(gòu)處理的流程]

首先，使用圖12說(shuō)明一般的包含圖像空間法的重疊去除處理的圖像重構(gòu)處理的流程。

首先，提取各通道的k空間的低頻數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算插補(bǔ)系數(shù)(步驟S2101)。此外，用于插補(bǔ)系數(shù)的計(jì)算的數(shù)據(jù)提取及插補(bǔ)系數(shù)的計(jì)算處理與第一實(shí)施方式相同。

接著，在圖像空間法中，將計(jì)算出的插補(bǔ)系數(shù)變換為重疊去除映射。即，根據(jù)插補(bǔ)系數(shù)來(lái)生成重疊去除映射(步驟S3102)。重疊去除映射的生成將按照下面的順序來(lái)進(jìn)行。

首先，基于下面的式(15)，將各插補(bǔ)系數(shù)c_mn分別配置在k空間kc_mn所對(duì)應(yīng)的位置。

并且，按照下面的式(16)，對(duì)每個(gè)通道進(jìn)行傅里葉變換，生成重疊去除映射。

MAP_mn(x，y)＝FT[kc_mn(kx+i，ky+j)]···(16)

這里，MAP_mn表示從通道m(xù)向通道n作用的重疊去除映射，F(xiàn)T表示應(yīng)用傅里葉變換的運(yùn)算符。

此外，從通道m(xù)向通道n作用的重疊去除映射是，在去除通道n的圖像重疊時(shí)，與通道m(xù)的重疊圖像相乘的映射。下面，在本實(shí)施方式中，此時(shí)，將通道m(xù)稱(chēng)為插補(bǔ)原始通道(插補(bǔ)源通道)，將通道n稱(chēng)為插補(bǔ)目標(biāo)通道(插補(bǔ)目的地通道)。

接著，在圖像空間法中，針對(duì)每個(gè)通道(步驟S2103)，對(duì)在該通道中進(jìn)行間隔剔除而測(cè)量出的k空間數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換，生成重疊圖像(步驟S2104)。例如，在通道n的情況下，根據(jù)進(jìn)行間隔剔除而測(cè)量出的k空間數(shù)據(jù)K(n，kx，ky)，獲得重疊圖像FT[K(n，kx，ky)]。將該重疊圖像生成N個(gè)即通道數(shù)。

接下來(lái)，如式(17)式所示，將由該通道m(xù)向通道n的重疊去除映射MAP_mn(x、y)，與各插補(bǔ)原始通道m(xù)的重疊圖像FT[K(m，kx，ky)]相乘。然后，將所有插補(bǔ)原始通道的乘法運(yùn)算的結(jié)果相加，生成插補(bǔ)目標(biāo)通道n的、去除重疊后的圖像I_n(x、y)(步驟S2106)。

針對(duì)各插補(bǔ)目標(biāo)通道來(lái)進(jìn)行上述步驟(步驟S2105)。此外，去除重疊后的圖像就是通道圖像。

最后，對(duì)去除了各通道的重疊后的圖像(通道圖像)進(jìn)行合成，作為結(jié)果圖像(步驟S2107)。

這樣，在圖像空間法中，由于將卷積運(yùn)算變換為映射相乘(映射乘法運(yùn)算)，因此無(wú)需針對(duì)k空間的間隔剔除后的所有像素進(jìn)行重復(fù)處理。然而，需要生成從各插補(bǔ)原始通道作用于各插補(bǔ)目標(biāo)通道的重疊去除圖像I₁₁-I_NN。

[本實(shí)施方式的基于插補(bǔ)處理的圖像重構(gòu)處理]

在本實(shí)施方式中，將該圖像空間法與第一實(shí)施方式中說(shuō)明的方法組合，使重疊去除圖像的生成處理并行化。

本實(shí)施方式的插補(bǔ)處理部222將通道圖像分割為插補(bǔ)原始通道的要素并生成。即，本實(shí)施方式的插補(bǔ)處理部222在上述插補(bǔ)處理中分為以下2階段，即，針對(duì)每個(gè)插補(bǔ)原始通道，使計(jì)算出的重疊去除映射與對(duì)在該通道取得的k空間數(shù)據(jù)進(jìn)行重構(gòu)而得到的重疊圖像相乘，對(duì)所有通道生成通道圖像的要素?cái)?shù)據(jù)的要素?cái)?shù)據(jù)生成處理、以及針對(duì)每個(gè)通道對(duì)該要素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行合計(jì)的合計(jì)處理。并且，按插補(bǔ)原始通道單位并行執(zhí)行要素?cái)?shù)據(jù)生成處理。

首先，本實(shí)施方式的預(yù)處理部221根據(jù)測(cè)量出的k空間數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算插補(bǔ)系數(shù)，并根據(jù)計(jì)算出的插補(bǔ)系數(shù)，對(duì)各通道生成從插補(bǔ)原始通道作用于插補(bǔ)目標(biāo)通道的重疊去除映射。重疊去除映射通過(guò)與上述現(xiàn)有方式同樣的方法來(lái)計(jì)算。

本實(shí)施方式的要素?cái)?shù)據(jù)生成部223通過(guò)使重疊去除映射與每個(gè)插補(bǔ)原始通道的重疊圖像相乘，從而分別生成所有通道的重疊去除后的通道圖像的要素?cái)?shù)據(jù)。

即，針對(duì)每個(gè)插補(bǔ)原始通道m(xù)，將根據(jù)該通道m(xù)的k空間數(shù)據(jù)得到的重疊圖像用作插補(bǔ)原始數(shù)據(jù)(插補(bǔ)源數(shù)據(jù))，分別與從各插補(bǔ)原始通道m(xù)向插補(bǔ)目標(biāo)通道n作用的重疊去除映射相乘，由此生成各插補(bǔ)目標(biāo)通道的重疊去除圖像的要素?cái)?shù)據(jù)。

這里，生成的各插補(bǔ)目標(biāo)通道的重疊去除圖像的要素?cái)?shù)據(jù)是，在將插補(bǔ)原始通道設(shè)為m時(shí)，使從插補(bǔ)原始通道m(xù)向各插補(bǔ)目標(biāo)通道(1～N)作用的重疊去除映射分別與插補(bǔ)原始通道m(xù)的重疊圖像FT[K(m、kx、ky)]相乘而得出的I_m1＝MAP_m1(x、y)×FT[K(m、kx、ky)]、I_m2＝MAP_m2(x、y)×FT[K(m、kx、ky)]、···、I_mN＝MAP_mN(x、y)×FT[K(m、kx、ky)]。

合計(jì)部224分別合計(jì)要素?cái)?shù)據(jù)來(lái)獲得所述通道圖像。在本實(shí)施方式中，合計(jì)部224對(duì)基于要素?cái)?shù)據(jù)生成部223的處理結(jié)果進(jìn)行合計(jì)，獲得每個(gè)通道的圖像即通道圖像。在本實(shí)施方式中，針對(duì)每個(gè)插補(bǔ)目標(biāo)，將對(duì)每個(gè)插補(bǔ)原始通道而生成的各插補(bǔ)目標(biāo)通道的重疊去除圖像的要素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行合計(jì)，獲得插補(bǔ)目標(biāo)通道的重疊去除圖像作為通道圖像。

例如，若將插補(bǔ)目標(biāo)通道設(shè)為n，則插補(bǔ)目標(biāo)通道n的重疊去除圖像I_n(x、y)可以通過(guò)下面的式(18)來(lái)獲得。

I_n(x、y)＝I_1n+I_2n+···+I_Nn···(18)

圖像合成部225與第一實(shí)施方式同樣地，合成各通道的通道圖像，獲得重構(gòu)圖像。圖像合成的方法與第一實(shí)施方式相同。

[本實(shí)施方式的基于插補(bǔ)處理的圖像重構(gòu)處理的流程]

接著，使用圖13對(duì)本實(shí)施方式的圖像重構(gòu)部220的基于圖像空間法的圖像重構(gòu)處理的流程進(jìn)行說(shuō)明。

本實(shí)施方式的預(yù)處理部221通過(guò)與第一實(shí)施方式同樣的方法，來(lái)計(jì)算插補(bǔ)系數(shù)(步驟S2201)。然后，通過(guò)現(xiàn)有方法同樣的方法，使用上述式(16)，來(lái)生成重疊去除映射(步驟S2202)。

若計(jì)算重疊去除映射，則本實(shí)施方式的要素?cái)?shù)據(jù)生成部223，對(duì)所有插補(bǔ)目標(biāo)通道進(jìn)行插補(bǔ)目標(biāo)通道的重疊去除圖像的要素?cái)?shù)據(jù)的生成。在本實(shí)施方式中，要素?cái)?shù)據(jù)生成部223按插補(bǔ)原始通道單位并行執(zhí)行下面的步驟S2204～S2206的處理(步驟S2203)。

步驟S2204：對(duì)插補(bǔ)原始通道的k空間數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉變換，得到重疊圖像。

步驟S2205、S2206：將從該通道向各通道作用的重疊去除映射分別與重疊圖像相乘，并針對(duì)所有通道，生成每個(gè)插補(bǔ)目標(biāo)通道的、重疊去除圖像要素?cái)?shù)據(jù)。

然后，合計(jì)部224針對(duì)每個(gè)通道(步驟S2207)，對(duì)各重疊去除圖像要素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行合計(jì)(步驟S2208)，來(lái)生成通道圖像。

最后，圖像合成部225對(duì)各通道的通道圖像進(jìn)行合成(步驟S2209)，生成重構(gòu)圖像。

此外，即使在本實(shí)施方式中，進(jìn)行并行處理的單位也并不局限于1個(gè)通道單位。即，即使針對(duì)本實(shí)施方式，也可以應(yīng)用第一實(shí)施方式的各變形例。

如上所述，本實(shí)施方式的MRI裝置與第一實(shí)施方式同樣地，具備：具備多個(gè)通道的接收線圈161、測(cè)量部210、以及圖像重構(gòu)部220，圖像重構(gòu)部220具備：預(yù)處理部221、插補(bǔ)處理部222、以及圖像合成部225，插補(bǔ)處理部222具備：要素?cái)?shù)據(jù)生成部223、以及合計(jì)部224，要素?cái)?shù)據(jù)生成部223按預(yù)先確定好的單位并行生成要素?cái)?shù)據(jù)。

此時(shí)，所述插補(bǔ)處理是從根據(jù)測(cè)量出的所述k空間數(shù)據(jù)而得到的重疊圖像來(lái)重疊去除的處理，所述預(yù)處理部221根據(jù)測(cè)量出的所述k空間數(shù)據(jù)來(lái)生成去除重疊的去除映射，所述要素?cái)?shù)據(jù)生成部223通過(guò)將所述去除映射與1個(gè)所述通道的所述重疊圖像相乘，來(lái)分別生成所有通道的重疊去除后的通道圖像的所述要素?cái)?shù)據(jù)，所述合計(jì)部224可以針對(duì)每個(gè)所述通道分別合計(jì)所述要素?cái)?shù)據(jù)，從而得到所述通道圖像。

另外，本實(shí)施方式的基于圖像重構(gòu)部220的圖像重構(gòu)方法與第一實(shí)施方式同樣地，包含圖像重構(gòu)步驟，所述圖像重構(gòu)步驟包含：預(yù)處理步驟、插補(bǔ)步驟、以及圖像合成步驟，所述插補(bǔ)步驟包含：按預(yù)先確定好的單位并行執(zhí)行的要素?cái)?shù)據(jù)生成步驟、以及合計(jì)步驟。

此時(shí)，所述插補(bǔ)處理是去除從根據(jù)測(cè)量出的所述k空間數(shù)據(jù)而得到的重疊圖像的重疊的處理，在所述預(yù)處理步驟中，根據(jù)測(cè)量出的所述k空間數(shù)據(jù)來(lái)生成去除重疊的去除映射，在所述要素?cái)?shù)據(jù)生成步驟中，通過(guò)使所述去除映射與1個(gè)所述通道的所述重疊圖像相乘，來(lái)分別生成所有通道的重疊去除后的通道圖像的所述要素?cái)?shù)據(jù)，在所述合計(jì)步驟中，可以對(duì)每個(gè)通道分別合計(jì)所述要素?cái)?shù)據(jù)，從而獲得所述通道圖像。

這樣，根據(jù)本實(shí)施方式，將插補(bǔ)處理分割為以下2階段，即生成重疊去除圖像的要素?cái)?shù)據(jù)的要素?cái)?shù)據(jù)生成處理、以及合計(jì)要素?cái)?shù)據(jù)來(lái)獲得重疊去除圖像的合計(jì)處理。并且，將要素?cái)?shù)據(jù)生成處理分割為多個(gè)處理單位來(lái)并行執(zhí)行。此時(shí)，以使處理所需要的數(shù)據(jù)與其他分割處理不沖突的方式來(lái)進(jìn)行分割。例如，按插補(bǔ)原始通道單位分割，并針對(duì)每個(gè)插補(bǔ)原始通道并行執(zhí)行。

在本實(shí)施方式中，在各并行處理中不會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)沖突。因此，與第一實(shí)施方式同樣地，將提高并行化處理的效率，從而能夠縮短重構(gòu)時(shí)間。進(jìn)而，最終獲得的、每個(gè)通道的重疊去除后圖像與通過(guò)現(xiàn)有方法獲得的圖像完全相同。因此，不論拍攝時(shí)序或接收線圈如何均能獲得與現(xiàn)有處理相同的結(jié)果。

這樣，根據(jù)本實(shí)施方式，即使在將圖像空間法用作高速化技術(shù)的情況下，可以實(shí)現(xiàn)高效的處理并行化。

此外，在上述實(shí)施方式中，對(duì)將圖像空間法用作高速化技術(shù)的情況舉例進(jìn)行了說(shuō)明，但是并不局限于此。即使在其他高速化技術(shù)的情況下，當(dāng)能夠以同樣的想法分割處理時(shí)，仍能夠與第一實(shí)施方式的方法進(jìn)行組合，來(lái)應(yīng)用并行處理。

在其他高速化法中例如存在美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)第2010/0244825號(hào)的說(shuō)明書(shū)中所述的DVC法等。在DVC法中，將同時(shí)進(jìn)行各通道的k空間的插補(bǔ)以及其通道合成。通道合成將在k空間進(jìn)行。

＜＜第三實(shí)施方式＞＞

接著對(duì)本發(fā)明的第三實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。在本實(shí)施方式中，將上述第一及第二實(shí)施方式中說(shuō)明的并行化應(yīng)用于混合空間中的處理。

本實(shí)施方式的MRI裝置具有基本上與第一實(shí)施方式或第二實(shí)施方式的MRI裝置100同樣的結(jié)構(gòu)。本實(shí)施方式的控制系統(tǒng)170的功能塊也是相同的。但是，進(jìn)行插補(bǔ)處理的空間不同，因此圖像重構(gòu)部220的預(yù)處理部221及插補(bǔ)處理部222的處理也不同。下面，主要著眼于與第二實(shí)施方式不同的結(jié)構(gòu)來(lái)對(duì)本實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。

上述第二實(shí)施方式是通過(guò)將k空間的運(yùn)算變換為圖像空間來(lái)進(jìn)行，由此利用卷積形式的運(yùn)算經(jīng)過(guò)傅里葉變換而變成相乘的形式，從而實(shí)現(xiàn)高速化。

表示k空間數(shù)據(jù)的插補(bǔ)處理的式(10)、以及表示圖像數(shù)據(jù)的相乘的式(17)是指對(duì)兩邊進(jìn)行二維傅里葉變換后的關(guān)系。由于在任意空間中插補(bǔ)處理的運(yùn)算都成立，因此即使是在從式(10)變換至式(17)的中途形態(tài)、例如一維傅里葉變換(例如，僅在kx方向)后的階段的混合空間，插補(bǔ)處理的運(yùn)算也成立。

本實(shí)施方式的插補(bǔ)處理部222在通過(guò)對(duì)該測(cè)量出的所述k空間數(shù)據(jù)進(jìn)行一維傅里葉變換而得到的混合空間中執(zhí)行插補(bǔ)處理。即，對(duì)通過(guò)將測(cè)量出的所述k空間數(shù)據(jù)進(jìn)行一維傅里葉變換而得到的混合空間數(shù)據(jù)進(jìn)行插補(bǔ)。

下面，在本實(shí)施方式中，對(duì)k空間數(shù)據(jù)的、通過(guò)僅在kx方向進(jìn)行傅里葉變換而得到的、x-ky空間數(shù)據(jù)(混合空間數(shù)據(jù))中進(jìn)行插補(bǔ)處理的情況舉例進(jìn)行說(shuō)明。

下面，按照?qǐng)D14的處理流程對(duì)本實(shí)施方式的各部的處理進(jìn)行說(shuō)明。

預(yù)處理部221根據(jù)測(cè)量出的k空間數(shù)據(jù)生成插補(bǔ)混合空間數(shù)據(jù)的混合系數(shù)，作為用于插補(bǔ)處理的系數(shù)。這里，首先計(jì)算插補(bǔ)系數(shù)(步驟S3101)。然后，根據(jù)計(jì)算出的插補(bǔ)系數(shù)，生成混合系數(shù)(步驟S3102)。

對(duì)通過(guò)將各插補(bǔ)系數(shù)c_mn分別配置在與k空間kc_mn對(duì)應(yīng)的位置而得到的上述式(15)進(jìn)行一維傅里葉變換，由此生成混合系數(shù)。即，預(yù)處理部221通過(guò)下面的式(19)來(lái)計(jì)算混合系數(shù)。

Hybrid_mn(x，ky)＝FTx[kc_mn(kx+i，ky+j)]···(19)

這里，Hybrid_mn表示從通道m(xù)向通道n作用的混合系數(shù)，F(xiàn)Tx表示在x方向上應(yīng)用傅里葉變換的運(yùn)算符。

從通道m(xù)向通道n作用的混合系數(shù)是指，在對(duì)通道n的混合空間數(shù)據(jù)進(jìn)行插補(bǔ)時(shí)，與通道m(xù)的混合空間數(shù)據(jù)相乘的系數(shù)。下面，在本實(shí)施方式中，此時(shí)，將通道m(xù)稱(chēng)為插補(bǔ)原始通道，將通道n稱(chēng)為插補(bǔ)目標(biāo)通道。

接著，要素?cái)?shù)據(jù)生成部223進(jìn)行如下的要素?cái)?shù)據(jù)生成處理：將混合系數(shù)應(yīng)用于每個(gè)插補(bǔ)原始通道的混合空間數(shù)據(jù)，來(lái)分別生成所有通道的插補(bǔ)后混合空間數(shù)據(jù)的要素?cái)?shù)據(jù)。

具體來(lái)說(shuō)，本實(shí)施方式的要素?cái)?shù)據(jù)生成部223并行執(zhí)行以下的要素?cái)?shù)據(jù)生成處理(步驟S3103)。

步驟S3104：進(jìn)行間隔剔除而測(cè)量出的該通道的k空間數(shù)據(jù)進(jìn)行一維傅里葉變換(步驟S3104)，并計(jì)算混合數(shù)據(jù)。

步驟S3105、S3106：將從該通道作用于各通道的混合系數(shù)應(yīng)用于混合數(shù)據(jù)，得到每個(gè)插補(bǔ)目標(biāo)通道的插補(bǔ)后的混合空間數(shù)據(jù)的要素?cái)?shù)據(jù)。此時(shí)，對(duì)于已應(yīng)用傅里葉變換的x方向，為乘法運(yùn)算及加法運(yùn)算，對(duì)于未應(yīng)用的ky方向，為卷積運(yùn)算。

然后，合計(jì)部224針對(duì)每個(gè)通道(步驟S3107)，對(duì)各要素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行合計(jì)(步驟S3108)，在y方向上進(jìn)行一維傅里葉變換(步驟S3109)，從而生成通道圖像。

最后，圖像合成部225對(duì)各通道的通道圖像進(jìn)行合成(步驟S3109)，生成重構(gòu)圖像。

此外，在本實(shí)施方式中，以在沿kx方向進(jìn)行一維傅里葉變換的混合空間執(zhí)行插補(bǔ)處理的情況為例進(jìn)行了說(shuō)明，但是執(zhí)行插補(bǔ)處理的混合空間也可以是沿ky方向進(jìn)行一維傅里葉變換的混合空間。

另外，在本實(shí)施方式中，并行進(jìn)行處理的單位也不局限于1個(gè)通道單位。即，即使是針對(duì)本實(shí)施方式，也可以應(yīng)用第一實(shí)施方式的各變形例。

如以上說(shuō)明的那樣，本實(shí)施方式的MRI裝置與第一實(shí)施方式同樣地，具備：具備多個(gè)通道的接收線圈161、測(cè)量部210、以及圖像重構(gòu)部220，圖像重構(gòu)部220具備：預(yù)處理部221、插補(bǔ)處理部222、以及圖像合成部225，插補(bǔ)處理部222具備：要素?cái)?shù)據(jù)生成部223、和合計(jì)部224，要素?cái)?shù)據(jù)生成部223按預(yù)先確定好的單位并行生成要素?cái)?shù)據(jù)。

此時(shí)，所述插補(bǔ)處理是對(duì)通過(guò)將測(cè)量出的所述k空間數(shù)據(jù)進(jìn)行一維傅里葉變換而得到的混合空間數(shù)據(jù)進(jìn)行插補(bǔ)的處理，所述預(yù)處理部221根據(jù)測(cè)量出的所述k空間數(shù)據(jù)，生成插補(bǔ)所述混合空間數(shù)據(jù)的混合系數(shù)，所述要素?cái)?shù)據(jù)生成部223將所述混合系數(shù)應(yīng)用于1個(gè)所述通道的所述混合空間數(shù)據(jù)，分別生成所有通道的插補(bǔ)后的混合空間數(shù)據(jù)的所述要素?cái)?shù)據(jù)，所述合計(jì)部224對(duì)每個(gè)所述通道分別合計(jì)所述要素?cái)?shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)合計(jì)結(jié)果進(jìn)行一維傅里葉變換，可以得到所述通道圖像。

另外，本實(shí)施方式的基于圖像重構(gòu)部220的圖像重構(gòu)方法與第一實(shí)施方式同樣地，包含圖像重構(gòu)步驟，所述圖像重構(gòu)步驟包含：預(yù)處理步驟、插補(bǔ)步驟、以及圖像合成步驟，所述插補(bǔ)步驟包含：按預(yù)先確定好的單位來(lái)并行執(zhí)行的要素?cái)?shù)據(jù)生成步驟、以及合計(jì)步驟。

此時(shí)，所述插補(bǔ)處理是對(duì)通過(guò)將測(cè)量出的所述k空間數(shù)據(jù)進(jìn)行一維傅里葉變換而得到的混合空間數(shù)據(jù)進(jìn)行插補(bǔ)的處理，在所述預(yù)處理部步驟中，根據(jù)測(cè)量出的所述k空間數(shù)據(jù)，生成插補(bǔ)所述混合空間數(shù)據(jù)的混合系數(shù)，在所述要素?cái)?shù)據(jù)生成步驟中，將所述混合系數(shù)應(yīng)用于1個(gè)所述通道的所述混合空間數(shù)據(jù)，分別生成所有通道的插補(bǔ)后的混合空間數(shù)據(jù)的所述要素?cái)?shù)據(jù)，在所述合計(jì)步驟中，對(duì)每個(gè)所述通道分別合計(jì)所述要素?cái)?shù)據(jù)，通過(guò)對(duì)合計(jì)結(jié)果進(jìn)行一維傅里葉變換，可以得到所述通道圖像。

這樣，根據(jù)本實(shí)施方式，將插補(bǔ)處理分割為以下2階段：生成插補(bǔ)后的混合空間數(shù)據(jù)的要素?cái)?shù)據(jù)的要素?cái)?shù)據(jù)生成處理、以及將要素?cái)?shù)據(jù)合計(jì)來(lái)獲得重疊去除圖像的合計(jì)處置。并且，將要素?cái)?shù)據(jù)生成處理分割為多個(gè)處理單位，來(lái)并行執(zhí)行。此時(shí)，此時(shí)，處理所需要的數(shù)據(jù)將以不與其他分割處理沖突的方式進(jìn)行分割。例如，按插補(bǔ)原始通道單位分割，在每個(gè)插補(bǔ)原始通道并行執(zhí)行。

即使在本實(shí)施方式中，各并行處理中，數(shù)據(jù)也不會(huì)沖突。因此，與第一實(shí)施方式同樣地，將提升使處理并行化的效率，從而能夠縮短重構(gòu)時(shí)間。進(jìn)而，最終得到的每個(gè)通道的插補(bǔ)后的混合空間數(shù)據(jù)，與通過(guò)現(xiàn)有方法得到的數(shù)據(jù)完全相同。因此，不論拍攝時(shí)序或接收線圈如何均能夠得到與現(xiàn)有處理相同的結(jié)果。

在上述各實(shí)施方式及各變形例中，圖像重構(gòu)部220記載為MRI裝置100具備的控制系統(tǒng)170所實(shí)現(xiàn)的功能，但是并不局限于此。例如，也可以構(gòu)成為在可與MRI裝置100發(fā)送接收數(shù)據(jù)的、獨(dú)立于MRI裝置100的信息處理裝置等的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)全部或一部分的功能。

進(jìn)而，在各實(shí)施方式及各變形例中，實(shí)現(xiàn)并行處理的控制系統(tǒng)170的結(jié)構(gòu)只要是CPU(核、線程)、基板(GPU、專(zhuān)用板等)、PC、服務(wù)器、云PC等能夠獨(dú)立執(zhí)行處理的結(jié)構(gòu)，其數(shù)量或種類(lèi)均可。另外，并行進(jìn)行處理時(shí)的處理的分割數(shù)也可以根據(jù)通常并行化的高速化和成本，而從經(jīng)驗(yàn)上決定優(yōu)選值。

此外，本發(fā)明的實(shí)施方式并不局限于上述各實(shí)施方式，在不脫離發(fā)明主旨的范圍內(nèi)，可以進(jìn)行各種追加/變更等。

符號(hào)說(shuō)明

100—MRI裝置，101—被檢體，120—靜磁場(chǎng)產(chǎn)生系統(tǒng)，130—梯度磁場(chǎng)產(chǎn)生系統(tǒng)，131—梯度磁場(chǎng)線圈，132—梯度磁場(chǎng)電源，140—序列發(fā)生器，150—發(fā)送系統(tǒng)，151—發(fā)送線圈，152—發(fā)送處理部，160—接收系統(tǒng)，161—接收線圈、162—接收處理部，170—控制系統(tǒng)，171—CPU，172—存儲(chǔ)裝置，173—顯示裝置，174—輸入裝置，210—測(cè)量部，220—圖像重構(gòu)部，221—預(yù)處理部，222—插補(bǔ)處理部，223—要素?cái)?shù)據(jù)生成部，224—合計(jì)部，225—圖像合成部，300—k空間低頻數(shù)據(jù)，300a—k空間低頻數(shù)據(jù)的一部分小區(qū)域，301—相鄰像素，302—相鄰像素，303—相鄰像素，304—相鄰像素，305—相鄰像素，306—相鄰像素，307—插補(bǔ)對(duì)象像素，310—k空間數(shù)據(jù)，310a—k空間低頻數(shù)據(jù)的一部分小區(qū)域，311—相鄰像素，312—相鄰像素，313—相鄰像素，314—相鄰像素，315—相鄰像素，316—相鄰像素，317—插補(bǔ)對(duì)象像素，320—k空間數(shù)據(jù)、320a—k空間低頻數(shù)據(jù)的一部分小區(qū)域，321—相鄰像素，322—相鄰像素，323—相鄰像素，324—相鄰像素，325—相鄰像素，326—相鄰像素，327—插補(bǔ)對(duì)象像素，510—插補(bǔ)數(shù)據(jù)生成處理，511—插補(bǔ)數(shù)據(jù)要素生成處理，520—插補(bǔ)數(shù)據(jù)生成處理，521—插補(bǔ)數(shù)據(jù)要素生成處理，531—通道1的插補(bǔ)數(shù)據(jù)生成處理，532—通道2的插補(bǔ)數(shù)據(jù)生成處理，541—插補(bǔ)數(shù)據(jù)要素生成處理，542—插補(bǔ)數(shù)據(jù)要素生成處理，54N—插補(bǔ)數(shù)據(jù)要素生成處理。