磁共振成像裝置以及磁共振成像方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種磁共振成像（以下稱(chēng)為"MRI"）的技術(shù)，特別涉及一種使用了非正 交采樣法的MRI技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] MRI裝置是測(cè)量被檢測(cè)體、特別是構(gòu)成人體組織的核自旋所產(chǎn)生的NMR信號(hào)，將其 頭部、腹部、四肢等的形態(tài)和功能進(jìn)行二維或三維的圖像化的裝置。在攝像中，按照預(yù)先確 定的時(shí)序，通過(guò)傾斜磁場(chǎng)賦予不同的相位編碼，將進(jìn)行了頻率編碼的NMR信號(hào)測(cè)量為時(shí)間 序列數(shù)據(jù)。并且，通過(guò)二維或三維傅立葉變換將所測(cè)量到的NMR信號(hào)再構(gòu)成為圖像。
[0003] 徑向采樣法、混合徑向法等非正交采樣法將測(cè)量空間的大致一點(diǎn)（一般為原點(diǎn)） 作為旋轉(zhuǎn)中心，以各種旋轉(zhuǎn)角放射狀地掃描測(cè)量空間進(jìn)行采樣，得到再構(gòu)成一張圖像所需 要的數(shù)據(jù)。公知因?yàn)榉派錉畹剡M(jìn)行采樣，因此能夠抵抗基于身體運(yùn)動(dòng)的人為因素。不過(guò)，由 于在測(cè)量空間掃描軌跡（葉片（Blade))之間重合，所以葉片間的位置關(guān)系不合適，葉片間 的交點(diǎn)處會(huì)產(chǎn)生相位差，于是再構(gòu)成圖像的圖像質(zhì)量變壞。
[0004] 另外，以下在本說(shuō)明書(shū)中，將徑向采樣法的1條直線(xiàn)軌跡、混合徑向法的平行的多 個(gè)直線(xiàn)軌跡這些總稱(chēng)為葉片。
[0005] 不過(guò)，在實(shí)際的攝像中，由于靜磁場(chǎng)的不均一或傾斜磁場(chǎng)的輸出誤差，各個(gè)葉片的 測(cè)量空間內(nèi)的配置位置與計(jì)算上的配置位置（坐標(biāo)）不同，在葉片間的交點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生相位差。 作為修正葉片的配置位置的錯(cuò)誤的技術(shù)，有以下方法，即取得用于計(jì)算由于傾斜磁場(chǎng)的輸 出誤差而產(chǎn)生的葉片位置的位移量的數(shù)據(jù)，計(jì)算各個(gè)葉片的k空間上的位移量，在圖像再 構(gòu)成處理中進(jìn)行修正（例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007] 專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0008] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1 :國(guó)際公開(kāi)第2008/152937號(hào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 發(fā)明要解決的課題
[0010] 不過(guò)，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1公開(kāi)的技術(shù)中，沒(méi)有修正葉片間的交點(diǎn)的相位差。在測(cè)量空間 的葉片與葉片重合的地方，如果有相位差，則信號(hào)相互抵消，圖像會(huì)產(chǎn)生像素值的不均勻或 成像性下降。
[0011] 本發(fā)明是鑒于以上情況提出的，其目的在于提供一種技術(shù)，即在非正交采樣法的 測(cè)量中，降低由于掃描軌跡（葉片）間交點(diǎn)的相位差造成的圖像質(zhì)量的變壞。
[0012] 用于解決課題的手段
[0013] 本發(fā)明在圖像再構(gòu)成時(shí)，進(jìn)行縮?。ń档停┩ㄟ^(guò)非正交采樣法測(cè)量的多個(gè)掃描軌 跡（葉片）間的交點(diǎn)的相位差的修正。例如，相位差的縮小通過(guò)使葉片間的交點(diǎn)的相位一 致、使在加上了頻率方向的位移量的位置上的各個(gè)葉片的相位在所有葉片間一致、取消通 過(guò)計(jì)算求出的各個(gè)葉片的相位變化量這樣的方法來(lái)進(jìn)行。
[0014] 發(fā)明的效果
[0015] 根據(jù)本發(fā)明，在非正交采樣法的測(cè)量中，能夠降低掃描軌跡（葉片）間的相位差造 成的圖像質(zhì)量的變壞。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1是表示第一實(shí)施方式的磁共振成像裝置的整體結(jié)構(gòu)的框圖。
[0017] 圖2是第一實(shí)施方式的控制處理系統(tǒng)的功能框圖。
[0018] 圖3(a)是用于說(shuō)明第一實(shí)施方式的回波信號(hào)的峰值位移的說(shuō)明圖，（b)是（a)的 k空間原點(diǎn)附近的放大圖。
[0019] 圖4(a)是用于說(shuō)明第一實(shí)施方式的相位修正量計(jì)算方法的說(shuō)明圖，（b)是（a)的 k空間原點(diǎn)附近的放大圖。
[0020] 圖5是用于說(shuō)明第一實(shí)施方式的相位修正量計(jì)算方法的說(shuō)明圖。
[0021] 圖6是第一實(shí)施方式的相位修正處理的流程圖。
[0022] 圖7(a)是用于說(shuō)明第二實(shí)施方式的相位修正量計(jì)算方法的說(shuō)明圖，（b)是（a)的 k空間原點(diǎn)附近的放大圖。
[0023] 圖8是用于說(shuō)明第二實(shí)施方式的相位修正量計(jì)算方法的說(shuō)明圖。
[0024] 圖9是第二實(shí)施方式的相位修正處理的流程圖。
[0025] 圖10是用于說(shuō)明第三實(shí)施方式的葉片內(nèi)的相位變化量的說(shuō)明圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 《第一實(shí)施方式》
[0027] 以下，根據(jù)附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。另外，在用于說(shuō)明發(fā)明的實(shí)施方 式的全圖中，只要沒(méi)有特別明示，對(duì)具有相同功能的標(biāo)注相同符號(hào)，省略其重復(fù)的說(shuō)明。
[0028] 首先，根據(jù)圖1說(shuō)明本實(shí)施方式的MRI裝置的一例整體概要。圖1是表示本實(shí)施 方式的MRI裝置的一個(gè)實(shí)施方式的整體結(jié)構(gòu)的框圖。
[0029] 本實(shí)施方式的MRI裝置100是利用NMR現(xiàn)象得到被檢測(cè)體的斷層圖像的裝置， 如圖1所示，具備靜磁場(chǎng)發(fā)生部120、傾斜磁場(chǎng)發(fā)生部130、高頻磁場(chǎng)發(fā)生部（以下為發(fā)送 部）150、高頻磁場(chǎng)檢測(cè)部（以下為接收部）160、控制處理部170以及定序器140。
[0030] 關(guān)于靜磁場(chǎng)發(fā)生部120,如果是垂直磁場(chǎng)方式，則在被檢測(cè)體101周?chē)目臻g與其 體軸正交的方向產(chǎn)生均勻的靜磁場(chǎng)，如果是水平磁場(chǎng)方式，則在體軸方向產(chǎn)生均勻的靜磁 場(chǎng)，具備在被檢測(cè)體101的周?chē)渲玫挠来盆F方式、常導(dǎo)電方式或超導(dǎo)電方式的靜磁場(chǎng)發(fā) 生源。
[0031] 傾斜磁場(chǎng)發(fā)生部130具備在MRI裝置100的坐標(biāo)系（裝置坐標(biāo)系）即X、Y、Z三軸 方向上纏繞的傾斜磁場(chǎng)線(xiàn)圈131、分別驅(qū)動(dòng)傾斜磁場(chǎng)線(xiàn)圈的傾斜磁場(chǎng)電源132,根據(jù)來(lái)自后 述的定序器140的命令分別驅(qū)動(dòng)傾斜磁場(chǎng)線(xiàn)圈131的傾斜磁場(chǎng)電源132,從而在X、Y、Z三 軸方向上施加傾斜磁場(chǎng)Gx、Gy、Gz。
[0032] 發(fā)送部150為了使構(gòu)成被檢測(cè)體101的生物體組織的原子的原子核自旋產(chǎn)生核磁 共振，而向被檢測(cè)體101照射高頻磁場(chǎng)脈沖（以下稱(chēng)為"RF脈沖")，具備高頻振蕩器（合成 器）152、調(diào)制器153、高頻放大器154以及發(fā)送側(cè)的高頻線(xiàn)圈（發(fā)送線(xiàn)圈）151。高頻振蕩 器152生成RF脈沖。調(diào)制器153按照來(lái)自定序器140的指令，將輸出的RF脈沖進(jìn)行振幅 調(diào)制。高頻放大器154將該進(jìn)行了振幅調(diào)制的RF脈沖進(jìn)行放大，提供給與被檢測(cè)體101接 近而配置的發(fā)送線(xiàn)圈151。發(fā)送線(xiàn)圈151將所提供的RF脈沖向被檢測(cè)體101進(jìn)行照射。
[0033] 接收部160檢測(cè)通過(guò)構(gòu)成被檢測(cè)體101的生物體組織的原子核自旋的核磁共振釋 放出的核磁共振信號(hào)（回波信號(hào)、NMR信號(hào)），具備接收側(cè)的高頻線(xiàn)圈（接收線(xiàn)圈）161、信 號(hào)放大器162、正交相位檢波器163以及A/D轉(zhuǎn)換器164。接收線(xiàn)圈161接近被檢測(cè)體10 地配置，檢測(cè)由從發(fā)送線(xiàn)圈151照射來(lái)的電磁波而被激發(fā)的被檢測(cè)體101的應(yīng)答NMR信號(hào)。 檢測(cè)出的NMR信號(hào)在通過(guò)信號(hào)放大器162放大后，在來(lái)自定序器140的指令的定時(shí)通過(guò)正 交相位檢波器163被分割為正交的兩個(gè)系統(tǒng)的信號(hào)，分別通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器164轉(zhuǎn)換為數(shù)字 量后，被發(fā)送給控制處理部170。
[0034] 定序器140按照來(lái)自控制處理部170的指示，施加RF脈沖和傾斜磁場(chǎng)脈沖。具體 地說(shuō)，按照來(lái)自控制處理部170的指示，將被檢測(cè)體101的斷層圖像的數(shù)據(jù)收集所需要的各 種命令發(fā)送給發(fā)送部150、傾斜磁場(chǎng)發(fā)生部130以及接收部160。
[0035] 控制處理部170進(jìn)行MRI裝置100整體的控制、各種數(shù)據(jù)處理等的運(yùn)算、處理結(jié)果 的顯示以及保存等，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、外掛硬盤(pán)、光盤(pán)、磁盤(pán)等外部存儲(chǔ)裝置構(gòu)成。顯示裝置173是 CRT、液晶等顯示器裝置。輸入裝置174是MRI裝置100的各種控制信息、通過(guò)控制處理部 170進(jìn)行的處理的控制信息的輸入接口，例如，具備軌跡球或鼠標(biāo)和鍵盤(pán)。輸入裝置174接 近顯示裝置173地配置。操作者一邊觀察顯示裝置173 -邊通過(guò)輸入裝置174交互式地輸 入MRI裝置100的各種處理所需要的指示、數(shù)據(jù)。
[0036] 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，從而實(shí) 現(xiàn)MRI裝置100的動(dòng)作的控制、各種數(shù)據(jù)處理等的控制處理部170的各個(gè)處理。按照預(yù)先 保持在存儲(chǔ)裝置172中的脈沖時(shí)序進(jìn)行對(duì)上述定序器140的指令。另外，例如如果將來(lái)自 接收部160的數(shù)據(jù)輸入到控制處理部170中，則CPU171執(zhí)行信號(hào)處理、圖像再構(gòu)成處理等， 將作為其結(jié)果的被檢測(cè)體101的斷層像顯示在顯示裝置173中，并且存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置172 中。
[0037] 關(guān)于發(fā)送線(xiàn)圈151和傾斜磁場(chǎng)線(xiàn)圈131，在插入了被檢測(cè)體101的靜磁場(chǎng)發(fā)生部 120的靜磁場(chǎng)空間內(nèi)，如果是垂直磁場(chǎng)方式則與被檢測(cè)體10相對(duì)設(shè)置，如果是水平磁場(chǎng)方 式則以包圍被檢測(cè)體101的方式設(shè)置。另外，接收線(xiàn)圈161以與被檢測(cè)體101相對(duì)或包圍 被檢測(cè)體101的方式設(shè)置。
[0038] 目前，通過(guò)MRI裝置的攝像對(duì)象原子核素、通過(guò)臨床所普及的是被檢測(cè)體101的主 要結(jié)構(gòu)物質(zhì)即氫原子核（質(zhì)子）。在MRI裝置中，通過(guò)將與質(zhì)子密度的空間分布、激發(fā)狀態(tài) 的衰減時(shí)間的空間分布相關(guān)的信息進(jìn)行圖像化，二維或者三維地拍攝人體頭部、腹部、四肢 等的方式或功能。
[0039] 本實(shí)施方式的控制處理部170如圖2所示，具備：測(cè)量部210,其按照非正交采樣 法的脈沖時(shí)序，沿著預(yù)定的測(cè)量空間（k空間）的多個(gè)掃描軌跡測(cè)量回波信號(hào)，并作為數(shù)據(jù) 列在掃描軌跡上分別進(jìn)行配置；以及圖像再構(gòu)成部220,其根據(jù)多個(gè)回波信號(hào)再構(gòu)成圖像， 得到再構(gòu)成圖像。
[0040] 測(cè)量部210按照非正交采樣法的脈沖時(shí)序，控制靜磁場(chǎng)發(fā)生部120、傾斜磁場(chǎng)發(fā)生 部130、高頻磁場(chǎng)發(fā)生部150以及高頻磁場(chǎng)檢測(cè)部160的動(dòng)作，在k空間的掃描軌跡上配置 對(duì)回波信號(hào)進(jìn)行采樣后得到的數(shù)據(jù)列。另外，在本實(shí)施方式中，以后將各掃描軌跡稱(chēng)為葉片 (blade)。
[0041] 另外，圖像再構(gòu)成部220降低（縮小）k空間的各個(gè)葉片上的數(shù)據(jù)列間的低空間頻 率區(qū)域的相位差，得到再構(gòu)成圖像。為了實(shí)現(xiàn)這些，本實(shí)施方式的圖像再構(gòu)成部220具備： 相位修正量計(jì)算