特許 5779701 プロペラＭＲＩ用磁気共鳴装置及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5779701

(24)【登録日】2015年7月17日

(45)【発行日】2015年9月16日

(54)【発明の名称】プロペラＭＲＩ用磁気共鳴装置及び方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/055 20060101AFI20150827BHJP

   A61B 5/05 20060101ALI20150827BHJP

【ＦＩ】

   A61B5/05 376

   A61B5/05 311

   A61B5/05ZDM

【請求項の数】4

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2014-167122(P2014-167122)

(22)【出願日】2014年8月20日

(62)【分割の表示】特願2013-169033(P2013-169033)の分割

【原出願日】2008年4月22日

(65)【公開番号】特開2014-210209(P2014-210209A)

(43)【公開日】2014年11月13日

【審査請求日】2014年8月20日

(31)【優先権主張番号】07107078.3

(32)【優先日】2007年4月27日

(33)【優先権主張国】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】590000248

【氏名又は名称】コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100091214

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 進介

(72)【発明者】

【氏名】エッゲルス，ホルガー

(72)【発明者】

【氏名】ネールケ，カイ

(72)【発明者】

【氏名】ブールネルト，ペーテル

【審査官】 伊藤 幸仙

(56)【参考文献】

【文献】 特許第５７０９９５０（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２００８−０２３３３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００５／２３１０８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００７／１３４２３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ５／０５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

検査ボリューム内に配置された身体のＭＲ撮像用の装置であって、
前記検査ボリューム内に実質的に均一な主磁場を構築する手段、
前記主磁場に重ね合わされる切替え磁場傾斜を生成する手段、
前記身体に向けてＲＦパルスを放射する手段、
前記磁場傾斜及び前記ＲＦパルスの生成を制御する制御手段、
ＭＲ信号の受信及びサンプリングを行う手段、及び
前記信号のサンプルからＭＲ画像を形成する再構成手段、
を有し、
ａ）前記身体の少なくとも一部を、少なくとも１つのＲＦパルス及び切替え磁場傾斜のＭＲ撮像シーケンスに曝すことによって、一連のＭＲ信号を生成し、
ｂ）ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ法に従って、ｋ空間の中心の周りで回転された複数のｋ空間ブレードを収集し、
ｃ）収集されたＭＲデータを重み付け、このとき、重み係数は、コントラスト操作に関する収集時間、動き補償に関する相関量、及び前記複数のｋ空間ブレードの重なり領域の幾何学配置に基づいて直接的に計算され、且つ
ｄ）収集され且つ重み付けられたＭＲ信号からＭＲ画像を再構成する、
ように構成された装置。

【請求項2】

段階ｄ）における画像再構成に先立って段階ｃ）にて、前記重み係数が正規化される、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

ＭＲ装置の検査ボリューム内に配置された身体の少なくとも一部のＭＲ撮像方法であって：
ａ）前記身体の少なくとも一部を、少なくとも１つのＲＦパルス及び切替え磁場傾斜のＭＲ撮像シーケンスに曝すことによって、一連のＭＲ信号を生成する段階、
ｂ）ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ法に従って、ｋ空間の中心の周りで回転された複数のｋ空間ブレードを収集する段階、
ｃ）収集されたＭＲデータを重み付ける段階であり、重み係数が、コントラスト操作に関する収集時間、動き補償に関する相関量、及び前記複数のｋ空間ブレードの重なり領域の幾何学配置に基づいて直接的に計算される段階、及び
ｄ）収集され且つ重み付けられたＭＲ信号からＭＲ画像を再構成する段階、
を有するＭＲ撮像方法。

【請求項4】

ＭＲ装置用のコンピュータプログラムであって、
ａ）少なくとも１つのＲＦパルス及び切替え磁場傾斜のＭＲ撮像シーケンスを生成し、
ｂ）ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ法に従って、ｋ空間の中心の周りで回転された複数のｋ空間ブレードを収集し、
ｃ）収集されたＭＲデータを重み付け、重み係数が、コントラスト操作に関する収集時間、動き補償に関する相関量、及び前記複数のｋ空間ブレードの重なり領域の幾何学配置に基づいて直接的に計算され、且つ
ｄ）収集され且つ重み付けられたＭＲ信号からＭＲ画像を再構成する、
ための命令群を有するコンピュータプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、検査ボリューム内に配置された身体の磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）用の装置に関する。

【0002】

さらに、本発明は、ＭＲＩ用の方法、及び磁気共鳴（ＭＲ）装置用のコンピュータプログラムに関する。

【背景技術】

【0003】

ＭＲＩにおいては、ＭＲ装置の検査容積（ボリューム）内の均一な磁場内に配置された被検体（患者）に、ＲＦパルス及び切替え磁場傾斜を構成するパルスシーケンスが印加される。斯くして、ＭＲ信号が生成され、それを無線周波数（ＲＦ）受信アンテナによってスキャンすることにより、被検体に関する情報が取得され、その画像が再構成される。その最初の開発以降、臨床関連のＭＲＩの応用分野の数が急激に増加している。ＭＲＩは殆ど全ての身体部分に適用されることができ、身体に関する重要な機能情報を取得するために用いられ得る。ＭＲＩスキャン中に印加されるパルスシーケンスは、例えば、被検体における位置及び向き、寸法、解像度、信号対雑音比、コントラスト、動きに関する感度など、再構成画像の特性の決定において重大な役割を果たす。ＭＲＩ装置の操作者は、適切なシーケンスを選択し、そのパラメータをそれぞれの用途に対して調整・最適化しなければならない。

【0004】

既知の所謂プロペラ（Periodically Rotated Overlapping ParallEL Lines with Enhanced Reconstruction；ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ）概念においては、ＭＲ信号はｋ空間内でＮ個のストリップにて収集され、各ストリップは、デカルトｋ空間サンプリング手法におけるＬ個の最低周波数位相エンコーディングラインに対応するＬ個の平行ラインからなる。各ストリップは、ｋ空間ブレードとも呼ばれ、ＭＲデータセット全体がｋ空間の１つの円にほぼ及ぶよう、ｋ空間内で角度δψ＝１８０°／Ｎずつ回転される。直径Ｍを有するデータマトリクスが望まれる場合、Ｌ及びＮは例えば、Ｌ・Ｎ＝Ｍ・π／２となるように選択される。ＰＲＯＰＥＬＬＥＲの１つの本質的な特徴は、ｋ空間の中央の、直径Lを有する円形部分が、各ｋ空間ブレードで収集されることである。この中央部分は、各ｋ空間ブレードの低解像度画像を再構成するために使用されることができる。これらの低解像度画像、すなわち、それらのｋ空間表示は、患者の動きに起因する面内（in-plane）変位及び位相誤差を除去するために互いに比較される。加えて、何れのｋ空間ブレードが有意な面を貫通する面間（through-plane）変位を伴って収集されたかを決定するため、例えば相互相関などの好適技術が用いられる。最終的なＭＲ画像の再構成に先立ってＭＲ信号群がｋ空間内で組み合わされるとき、ｋ空間ブレード群が重なり合う領域では、面を貫通する動き量が最も小さいｋ空間ブレードからのＭＲデータが優先的に使用される。それにより、面間動きに起因するアーチファクトが抑制される。ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ技術は、ＭＲ信号収集中の被検患者の動きに対して堅牢なＭＲ画像収集技術を得るために、ｋ空間の中央部分のオーバーサンプリングを使用するものである。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】James G. Pipe、「Motion Correction With PROPELLER MRI：Application to Head Motion and Free-Breathing Cardiac Imaging」、Magnetic Resonance in Medicine、1999年、第42巻、p.963-969

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

既知のＰＲＯＰＥＬＬＥＲ概念の１つの問題は、動きにより劣化したｋ空間ブレードを完全に排除しようとすると、周辺のｋ空間領域のアンダーサンプリング、ひいては、潜在的に劣化した画質をもたらすことである。

【0007】

マルチスライス式ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ撮像に伴う別の１つの問題は、マルチスライス式ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ収集からの個々のスライスに位置不整合（ミスアライメント）が生じ得ることである。これの原因は、ＰＲＯＰＥＬＬＥＲは、動き補正の基準として中央のｋ空間の測定ＭＲ信号に対して繰り返し相互相関をとるためである。一般的に、その他のブレード群の中央ｋ空間データに対して最も大きい類似性を示す基準が選択される。ＰＲＯＰＥＬＬＥＲに従って選択された基準データは、故に、絶対的な基準ではなく相対的な基準であり、個々のスライスに位置不整合を生じさせ得る。マルチスライス式ＭＲスキャンのスライス群の遡及的アライメントは、隣接し合うスライスが実質的な類似性を示すと仮定すると、原理的に可能である。しかしながら、この事前要件は一般的に疑わしいものである。

【0008】

正確なＭＲ画像再構成のため、既知のＰＲＯＰＥＬＬＥＲ撮像法は、収集されたｋ空間サンプルの重み付けを必要とする。これは通常、サンプリング密度補償と呼ばれている。重み係数を計算するため、一般的に反復法が採用されている。重み付けはまた、上述の動き誘起画像アーチファクトの抑制を達成するために、例えば相互に相関付けられたｋ空間ブレードの相関量などの様々な基準に従ったＭＲ信号の優先順位付けを可能にする。この優先順位付けは、選択された視野をまかなうために実際に必要な密度より高い密度でサンプリングされたｋ空間領域に適用され得る。既知の技術の欠点は、重み係数を計算するために通常用いられる反復法は低速であり、且つ、特に強いコントラスト加重が適用される場合に、散発的に不安定になることである。

【0009】

故に、容易に認識されるように、既知のＰＲＯＰＥＬＬＥＲ撮像コンセプトの改善が望まれる。従って、本発明は、画像アーチファクトの抑制及びＰＲＯＰＥＬＬＥＲ撮像の効率改善を可能にし得るＭＲ装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明に従って、検査ボリューム内に配置された身体のＭＲＩ用のＭＲ装置であって、検査ボリューム内に実質的に均一な主磁場を構築する手段、主磁場に重ね合わされる切替え磁場傾斜を生成する手段、身体に向けてＲＦパルスを放射する手段、磁場傾斜及びＲＦパルスの生成を制御する制御手段、ＭＲ信号の受信及びサンプリングを行う手段、及び信号サンプルからＭＲ画像を形成する再構成手段を有するＭＲ装置が開示される。本発明は、当該ＭＲ装置を、
ａ）身体の少なくとも一部を、少なくとも１つのＲＦパルス及び切替え磁場傾斜のＭＲ撮像シーケンスに曝すことによって、一連のＭＲ信号を生成し、
ｂ）ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ法に従って、ｋ空間の中心の周りで回転された複数のｋ空間ブレードを収集し、ＭＲ信号収集中に、ｋ空間ブレードの回転角は、収集されるｋ空間ブレードの総数をＮとして、１８０°／Ｎより大きい角度ずつ増大され、且つ
ｃ）収集されたＭＲ信号からＭＲ画像を再構成する、
ように構成することを提案する。

【0011】

本発明は、規則的な角度のアンダーサンプリングは最小限の画像アーチファクトを生成するのみであるとの事実認識に基づく。故に、動きにより劣化されたｋ空間ブレード群が、本発明に従って、回転されたｋ空間ブレード群によって及ばれる円全体に可能な限り均一に分布される場合、最小のアーチファクトが期待される。上記角度は、本発明によれば、１８０°／Ｎより大きい角度ずつ増大されるので、連続的に収集されるｋ空間ブレード群の挟み込み（インターリーブ）配置が達成される。本発明によって提案される規則的な角度のアンダーサンプリングは、従来の線形順のブレード群の特徴である隣接する幾つかの動き劣化ｋ空間ブレードを排除することと比較して、画像再構成に関して堅牢である。

【0012】

好ましくは、本発明に係るＭＲ装置は更に、ｋ空間ブレードの回転角を、１３７．５１°の黄金角又は６８．７５°の半黄金角ずつ増大させるように構成される。本発明のこの実施形態によれば、インターリーブされたｋ空間ブレードの時空系列の生成のために、ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ式ＭＲＩに、いわゆる黄金角の法則が適用される。黄金角は、円の円周ｃを２つの区画ａ及びｂに、ｃ＝ａ＋ｂ且つｃ／ａ＝ａ／ｂとなるように分割することによって作り出される角度である。本発明に従ってＰＲＯＰＥＬＬＥＲ式ＭＲＩに黄金角の法則を適用することは、劣化されたｋ空間ブレード群を、回転されたブレード群によって及ばれる円全体にとりわけ等方的に分布させること、ひいては、最終的な再構成ＭＲ画像における動き誘起アーチファクトの最小化を可能にする。黄金角ずつ回転角度を増大させていくことにより、等方的でますます緻密な、円の角度的な被覆（カバレッジ）が達成される。直径方向のＰＲＯＰＥＬＬＥＲブレードでは、半円部分のみを考慮すればよく、それにより、半黄金角の回転増分がもたらされる。

【0013】

本発明の有用な一実施形態において、ｋ空間ブレードの回転角は、公式ψ（ｉ）＝ｆ（ｉ）・１８０°／Ｎ又はψ（ｉ）＝ｆ（ｉ）・１８０°・（１＋１／Ｎ）に従って選択される。ただし、ｉ＝１，２，・・・，Ｎは、連続して収集されるｋ空間ブレードのインデックスを表し、ｆ（ｉ）は、回転角の増分ψ（ｉ＋１）−ψ（ｉ）が１８０°／Ｎより大きくなるようにインデックスｉを０とＮ−１との間の整数にマッピングする関数を表す。黄金角の増分から得られる無限のシーケンス周期の結果として、ｋ空間ブレード群により及ばれる円内のブレード配置は僅かに非対称になる。しかしながら、典型的なＰＲＯＰＥＬＬＥＲ収集においては、ｋ空間ブレードの数は固定であり、対称なブレード配置とすることが好ましい。これは、上記公式によって達成することができる。公式ｆ（ｉ）は、角度ψ（ｉ）が黄金角（又は、半黄金角）を可能な限り近似して上述のインターリーブ配置が得られるように選択される。公式ψ（ｉ）＝ｆ（ｉ）・１８０°／Ｎが適用される場合、読み出し傾斜は一度の収集中に約１８０°回転する。回転角が公式ψ（ｉ）＝ｆ（ｉ）・１８０°・（１＋１／Ｎ）によって決定される場合、読み出し傾斜は各収集中に約３６０°回転する。

【0014】

本発明の更なる一態様に従って、検査ボリューム内に配置された身体のＭＲＩ用の装置であって、検査ボリューム内に実質的に均一な主磁場を構築する手段、主磁場に重ね合わされる切替え磁場傾斜を生成する手段、身体に向けてＲＦパルスを放射する手段、磁場傾斜及びＲＦパルスの生成を制御する制御手段、ＭＲ信号の受信及びサンプリングを行う手段、及び信号サンプルからＭＲ画像を形成する再構成手段を有する装置が開示される。本発明は、当該装置を、
ａ）身体の少なくとも一部を、少なくとも１つのＲＦパルス及び切替え磁場傾斜のＭＲ撮像シーケンスに曝すことによって、一連のＭＲ信号を生成し、
ｂ）ｋ空間の中央部分からＭＲ基準データセットを収集し、
ｃ）ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ法に従って、ｋ空間の中心の周りで回転された複数のｋ空間ブレードを収集し、ｋ空間の中央部分の少なくとも一部が各ｋ空間ブレードで収集され、
ｄ）段階ｃ）にて収集されたＭＲデータを、ｋ空間ブレードごとに、ｋ空間の中央部分のＭＲ基準データセットと比較し、動き誘起の変位及び位相誤差の見積もり及び補正を行い、且つ
ｅ）収集され且つ補正されたＭＲ信号からＭＲ画像を再構成する、
ように構成することを提案する。

【0015】

本発明のこの第２態様の特徴は、本発明の上述の第１態様の特徴と、有利に組み合わされ得る。

【0016】

本発明の第２態様の要点は、各ｋ空間ブレードで収集される（近似的に）ｋ空間の円形中央部分からの、別個のＭＲ基準データセットの収集である。中央のｋ空間部分のみからの収集は、ＭＲ基準データセットが低解像度画像を形成することを意味する。この基準データセットの収集は、総スキャン時間の有意な増大を伴わずに実行することが可能である。本発明によれば、ｋ空間ブレード群に共通の中央部分からのデータは、動き誘起の変位及び位相誤差を推定して補正するために、基準データセットと比較される。この手法の背後にある考えは、動きの推定及び補正を目的として、全てのｋ空間ブレードに共通の基準を構築することである。ＭＲ基準データセットが３次元容積（ボリューム）データセットである場合、本発明に係る技術は、マルチスライスＰＲＯＰＥＬＬＥＲ測定の全てのスライスの適切なアライメントを確実にする。この場合、ｋ空間ブレードは、ｋ空間ブレードの回転面に垂直な方向に隔てられた２つ以上の平行画像スライスで収集される。本発明に従って提供される共通の基準により、マルチスライス収集の隣接し合うスライス間に有意な類似性が存在しない場合であっても、画像スライスのミスアライメントが防止される。

【0017】

本発明の更なる一態様に従って、検査ボリューム内に配置された身体のＭＲＩ用の装置であって、検査ボリューム内に実質的に均一な主磁場を構築する手段、主磁場に重ね合わされる切替え磁場傾斜を生成する手段、身体に向けてＲＦパルスを放射する手段、磁場傾斜及びＲＦパルスの生成を制御する制御手段、ＭＲ信号の受信及びサンプリングを行う手段、及び信号サンプルからＭＲ画像を形成する再構成手段を有する装置が開示される。本発明は、当該装置を、
ａ）身体の少なくとも一部を、少なくとも１つのＲＦパルス及び切替え磁場傾斜のＭＲ撮像シーケンスに曝すことによって、一連のＭＲ信号を生成し、
ｂ）ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ法に従って、ｋ空間の中心の周りで回転された複数のｋ空間ブレードを収集し、
ｃ）収集されたＭＲデータを重み付け、このとき、重み係数は、コントラスト操作に関する収集時間、動き補償に関する相関量、及び複数のｋ空間ブレードの重なり領域の幾何学配置に基づいて直接的に計算され、且つ
ｄ）収集され且つ重み付けられたＭＲ信号からＭＲ画像を再構成する、
ように構成することを提案する。

【0018】

本発明のこの第３態様の特徴は、本発明の上述の第１及び／又は第２の態様の特徴と、有利に組み合わされ得る。

【0019】

本発明の第３態様の基本的特徴は、サンプリング密度補償に用いる重み係数が、従来のＰＲＯＰＥＬＬＥＲ概念における反復法によって計算されないことである。その代わりに、重み係数は、例えば、特定のエコー時間において収集されたＭＲ信号の優先順位付けを目的とした選択ＭＲ撮像パルスシーケンス（例えば、ＴＳＥシーケンス）に依存する収集時間、収集されたｋ空間ブレードの優先順位付けを目的とした相関量、及びサンプリング密度補償を目的としたｋ空間ブレードの重なり領域の幾何学配置などの、様々な基準に基づいて直接的に計算される。好ましくは、重み係数は更に、最終的な画像再構成段階に先立って正規化される。

【0020】

本発明は、装置に関するだけでなく、ＭＲ装置の検査ボリューム内に配置された身体の少なくとも一部のＭＲＩ方法にも関する。

【0021】

本発明に係る撮像手順を実行するように適応されたコンピュータプログラムは、磁気共鳴スキャナの制御に現在臨床的に使用されている如何なる一般的なコンピュータハードウェア上にも、有利に実装されることが可能である。コンピュータプログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭ又はディスケットなどの好適なデータキャリアで提供され得る。代替的に、コンピュータプログラムは、ユーザによってインターネットサーバからダウンロードされることも可能である。

【図面の簡単な説明】

【0022】

添付図面は本発明の好適実施形態を開示するものである。理解されるように、図面は、本発明の限定を規定するものではなく、単なる例示目的で描かれたものである。

【図1】本発明に従ったＭＲスキャナを示す図である。

【図2a】ＰＲＯＰＥＬＬＥＲブレードの黄金角回転を含む、ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ式ＭＲＩのｋ空間サンプリング手法を例示する図である。

【図2b】ＰＲＯＰＥＬＬＥＲブレードの黄金角回転を含む、ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ式ＭＲＩのｋ空間サンプリング手法を例示する図である。

【図2c】ＰＲＯＰＥＬＬＥＲブレードの黄金角回転を含む、ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ式ＭＲＩのｋ空間サンプリング手法を例示する図である。

【図3】本発明に従ったＰＲＯＰＥＬＬＥＲ式ＭＲＩ用の、ＭＲ基準データセットの収集を例示する図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

図１に、本発明に従ったＭＲ撮像装置１をブロック図で示す。装置１は、静止した一様な主磁場を生成する一組の主磁気コイル２と、制御可能な強度を有し且つ選択方向に傾斜を有する付加的な磁場を重ね合わせる三組の傾斜コイル３、４及び５とを有している。従来から、主磁場の方向はｚ方向と呼ばれ、それに垂直な２つの方向はｘ方向及びｙ方向と呼ばれている。傾斜コイル３、４及び５は電源１１によってエネルギー供給される。撮像装置１は更に、身体７にＲＦパルスを放射するＲＦ送信アンテナ６を有している。アンテナ６は、ＲＦパルスの生成及び変調を行う変調器９に結合されている。また、ＭＲ信号を受信する受信器も設けられる。受信器は、送信アンテナ６と同一であってもよいし、別個のものであってもよい。送信アンテナ６及び受信器が図１に示されるように物理的に同一のアンテナである場合、受信信号を放射されるパルスから分離するために送信−受信スイッチ８が配置される。受信ＭＲ信号は復調器１０に入力される。送信−受信スイッチ８、変調器９、並びに傾斜コイル３、４及び５の電源１１は制御システム１２によって制御される。制御システム１２は、アンテナ６に供給されるＲＦ信号の位相及び振幅を制御する。制御システム１２は通常、メモリ及びプログラム制御手段を備えたマイクロコンピュータである。復調器１０は、受信信号を例えば画像表示ユニット１５上で視認可能にされ得る画像に変換するため、例えばコンピュータである再構成手段１４に結合されている。本発明の実際の実装において、ＭＲ装置１は、ＭＲＩ ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ手法を上述のように実行するためのプログラムを有する。

【0024】

図２は、本発明に従ったＰＲＯＰＥＬＬＥＲ式ＭＲＩのｋ空間サンプリングを例示している。８個のｋ空間ＰＲＯＰＥＬＬＥＲブレードが収集される。これらブレードは、収集されるＭＲデータセットの全体がｋ空間内の１つの円のほぼ全体にわたるように、ｋ空間の中心の周りで回転される。図２に示した矢印は、それぞれのｋ空間ブレードに対して生成される読み出し磁場傾斜の向きを指し示している。図２ａにおいて、連続的に収集されるｋ空間ブレードの回転角は、約６８．７５°の半黄金角ずつ増大されている。斯くして、等方的でますます緻密な、円の角度カバレッジが達成される。これは例えば、生まれながらに植物の葉の配置にも用いられるものである。黄金角の増分は、図２ａに示すように、連続したＰＲＯＰＥＬＬＥＲブレードのインターリーブ配置を生成する。その結果、動きにより劣化したｋ空間ブレードが、ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ収集により及ばれる円全体に一様に分布される。線形順の連続したｋ空間ブレードが用いられる従来のＰＲＯＰＥＬＬＥＲ撮像と比較して、画像アーチファクトが抑制される。直径方向のＰＲＯＰＥＬＬＥＲブレードでは、回転の半円部分のみを考慮すればよい。この理由により、回転角の増分は、全黄金角に代えて、半黄金角とすることができる。（半）黄金角の増分は、無限のシーケンス周期、及びそれに対応して、図２ａにて見て取れるように、ｋ空間におけるＰＲＯＰＥＬＬＥＲブレードの非対称な配置をもたらす。しかしながら、典型的なＰＲＯＰＥＬＬＥＲ収集においては、ｋ空間ブレードの数は固定である。ｋ空間ブレードの対称配置を達成するため、図２ａに示した黄金角ブレード系列を、図２ｂに示す対称系列に単純に割り当てることができる。ここでは、ｉ番目に収集されるｋ空間ブレードの回転角は公式ψ（ｉ）＝ｆ（ｉ）・１８０°／Ｎによって決定される。ただし、ｆ（ｉ）は、所望の系列が得られるようにインデックスｉを０とＮ−１との間の整数にマッピングする関数を表す。図示した実施形態では、ｆ（ｉ）は以下の表のようにし得る。

【0025】

【表1】

図２ｂの矢印によって示されるように、この場合、読み出し傾斜は一度の収集中に約１８０°回転する。若干修正した公式ψ（ｉ）＝ｆ（ｉ）・１８０°・（１＋１／Ｎ）によって、図２ｃに示すブレード系列が決定される。この場合、読み出し傾斜は各収集中に約３６０°回転する。

【0026】

図３に、本発明に従ったマルチスライス式ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ ＭＲＩ用のＭＲ基準データセットの収集を例示する。図３の左図は、単一の画像スライスの収集中の複数のｋ空間ブレードの収集を示している。ｋ空間ブレードは、収集されるＭＲデータセットの全体がｋ空間の１つの円のほぼ全体にわたるように、ｋ空間の中心の周りで回転される。図３において、各ｋ空間ブレードで収集されるｋ空間の中央部分は、左図中の黒塗りの円として指し示されている。ｋ空間ブレードの収集に先立ち、図３の右図中に管状の中央ｋ空間領域によって指し示されたｋ空間の中央部分から、３次元低解像度ＭＲ基準データセットが収集される。その後、やはり図３の右図中に指し示された複数の平行画像スライスがＰＲＯＰＥＬＬＥＲ技術によって収集され、動き誘起の変位及び位相誤差の見積もり及び補正を行うために、ｋ空間の中央部分から収集されたＭＲデータがｋ空間ブレードごとにＭＲ基準データセットと比較される。最初のＭＲ基準測定は、全ての画像スライスのｋ空間の中央部分と（少なくとも近似的に）全てのＰＲＯＰＥＬＬＥＲブレードの中央ｋ空間部分とを対象にしているので、マルチスライス収集の全てのｋ空間ブレードに共通の基準として作用することができる。この手法は、マルチスライスＰＲＯＰＥＬＬＥＲ収集中に、画像スライス群の動き誘起ミスアライメントが発生しないことを確実にする。低解像度ＭＲ基準データセットの収集は、単一のＰＲＯＰＥＬＬＥＲブレードの収集とほぼ同一の時間を要する。このことは、本発明に係る技術が、ＭＲ基準データの収集中の動きの虞を最小化し、総スキャン時間を有意に増大させないことを意味する。

【0027】

上述のように、本発明は更に、ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ技術によって収集されたＭＲ信号からのＭＲ画像の再構成中のサンプリング密度補償のための重み係数を計算する直接的な手法を提案する。本発明に係るこの手法は、重み係数の計算のために幾何学配置の検討と優先順位付けの検討とを組み合わせる。本発明によれば、低速且つ散発的に不安定であることが知られている従来の反復法が回避される。故に、非常に高速で信頼性の高いデータ重み付け手順が得られる。読み出しラインｌ内且つｋ空間ブレードｂ内の信号サンプルｓの重み係数は、本発明に従って、
ｗ_０（ｂ，ｌ，ｓ）＝ｗ_Ｄ（ｌ，ｓ）ｗ_Ｃ（ｂ）
を用いて初期化される。ただし、ｗ_Ｄは、通常はｂに依存しないコントラスト加重に関する収集時間から得られた重みを表す。ｗ_Ｃは、通常はｂのみに依存する（面間）動き補正に関する相関量から得られた重みを表す。次の段階として、これらの重みが

【0028】

【数1】

に従って付加される。ただし、ｄ（ｐ，ｑ，ｒ，ｂ，ｌ，ｓ）は、ＰＲＯＰＥＬＬＥＲブレードの重なり領域の幾何学配置によって決定される近傍指標係数（neighborhood indicator factor）を表す。当然ながら、この加算は適切な形態の補間で置き換えることが可能である（また、必要となり得る）。最後の段階として、必要に応じて、重み係数の正規化が公式：

【0029】

【数2】

に従って計算される。ただし、Ｅは、ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ収集の符号化行列、すなわち、ｋ空間サンプリング位置をｋ_ｍとし画素位置をｘ_ｎとして、

【0030】

【数3】

を表し、Ｅ^Ｈは対応するエルミート行列を表す。この正規化は好ましくは、グリッディング再構成又は不均一高速フーリエ変換の原理を適用することによって計算される。

【図1】

【図2a】

【図2b】

【図2c】

【図3】