特許 7532210 画像処理装置、および画像処理方法

(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】

(24)【登録日】2024-08-02

(45)【発行日】2024-08-13

(54)【発明の名称】画像処理装置、および画像処理方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/055 20060101AFI20240805BHJP

   G01N 24/08 20060101ALI20240805BHJP

   G01R 33/56 20060101ALI20240805BHJP

【ＦＩ】

A61B5/055 374

A61B5/055 380

G01N24/08 520Y

G01R33/56

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020181587

(22)【出願日】2020-10-29

(65)【公開番号】P2022072247

(43)【公開日】2022-05-17

【審査請求日】2023-08-30

(73)【特許権者】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】キヤノンメディカルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】濱永 翔平

(72)【発明者】

【氏名】別宮 光洋

【審査官】亀澤 智博

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－２９６６６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５１９５７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１５８５３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０００２０７８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００９－１３１６１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－３０１０４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ５／０５５

Ｇ０１Ｎ ２４／００ －２４／１４

Ｇ０１Ｒ ３３／２０ －３３／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のショットを含むマルチショットによって得られる磁気共鳴信号に基づいて磁気共鳴画像を生成する画像処理装置において、
前記複数のショットに含まれる第１のショットによって得られる第１の磁気共鳴信号に基づいて第１の磁気共鳴画像を生成し、前記複数のショットに含まれる第２のショットであって前記第１のショットよりも後の第２のショットによって得られる第２の磁気共鳴信号に基づいて第２の磁気共鳴画像を生成する生成部と、
前記第１の磁気共鳴画像と前記第２の磁気共鳴画像とに基づいて、前記第１の磁気共鳴信号の位相と前記第２の磁気共鳴信号の位相とのリードアウト方向における位相ずれを補正する補正値を決定する決定部と、
前記第１の磁気共鳴信号と前記第２の磁気共鳴信号との一方に対応するｋ空間データを前記決定部によって決定された前記補正値に基づいて補正する補正部と、を有し、
前記生成部は、前記第１の磁気共鳴信号と前記第２の磁気共鳴信号との他方に対応するｋ空間データと、前記第１の磁気共鳴信号と前記第２の磁気共鳴信号との一方に対応し且つ前記補正部によって補正された前記ｋ空間データと、に基づいて、第３の磁気共鳴画像を生成する、
ことを特徴とする画像処理装置。

【請求項2】

前記決定部は、
前記第１の磁気共鳴画像と前記第２の磁気共鳴画像とに基づいて前記補正値としての第１の補正値を決定し、
前記第１の磁気共鳴画像と、前記複数のショットに含まれる第３のショットによって得られる第３の磁気共鳴信号に基づいて前記生成部によって生成される第４の磁気共鳴画像と、に基づいて、前記補正値として第２の補正値を決定し、
前記補正部は、前記第２の磁気共鳴信号に対応するｋ空間データを前記第１の補正値に基づいて補正し、前記第３の磁気共鳴信号に対応するｋ空間データを前記第２の補正値に基づいて補正し、
前記生成部は、前記第１の磁気共鳴信号に対応するｋ空間データと前記補正部によって補正された前記第２の磁気共鳴信号に対応するｋ空間データと前記補正部によって補正された前記第３の磁気共鳴信号に対応するｋ空間データとに基づいて、前記第３の磁気共鳴画像を生成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。

【請求項3】

前記決定部は、前記第１の磁気共鳴画像と、前記第２の磁気共鳴画像との相関を示す情報に基づいて、前記補正値を決定する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。

【請求項4】

前記決定部は、前記相関を示す値が最大になるように、前記補正値を求める、
ことを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。

【請求項5】

前記マルチショットによって得られる前記磁気共鳴信号は、複数のコイルを用いて取得された信号であり、
前記第１の磁気共鳴画像および前記第２の磁気共鳴画像は、パラレルイメージングにより再構成された画像である、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像処理装置。

【請求項6】

前記決定部は、前記第１の磁気共鳴信号と前記第２の磁気共鳴信号との一方の画像における１または複数の画像領域に含まれるピクセル値に基づいて前記補正値を決定する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。

【請求項7】

前記１または複数の画像領域は、自動または手動により決定される、
ことを特徴とする請求項６に記載の画像処理装置。

【請求項8】

前記決定部は、前記第１の磁気共鳴信号と前記第２の磁気共鳴信号との一方と、前記第１の磁気共鳴信号と前記第２の磁気共鳴信号との一方の磁気共鳴信号の取得に用いられたコイルの感度に関するマップと、に基づいて得られる展開エラー量に基づいて、前記補正値を決定する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。

【請求項9】

前記第１の磁気共鳴信号及び前記第２の磁気共鳴信号はナビゲータエコーではない、
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の画像処理装置。

【請求項10】

マルチショットに含まれる複数のショットのうちの第１のショットによって得られる第１の磁気共鳴信号に基づいて第１の磁気共鳴画像を生成し、前記複数のショットに含まれる第２のショットであって前記第１のショットよりも後の第２のショットによって得られる第２の磁気共鳴信号に基づいて第２の磁気共鳴画像を生成する第１の生成ステップと、
前記第１の磁気共鳴画像と前記第２の磁気共鳴画像とに基づいて、前記第１の磁気共鳴信号の位相と前記第２の磁気共鳴信号の位相とのリードアウト方向における位相ずれを補正する補正値を決定する決定ステップと、
前記第１の磁気共鳴信号と前記第２の磁気共鳴信号との一方に対応するｋ空間データを前記決定ステップで決定された前記補正値に基づいて補正する補正ステップと、
前記第１の磁気共鳴信号と前記第２の磁気共鳴信号との他方に対応するｋ空間データと、前記第１の磁気共鳴信号と前記第２の磁気共鳴信号との一方に対応し且つ前記補正ステップで補正された前記ｋ空間データと、に基づいて、第３の磁気共鳴画像を生成する第２の生成ステップと、
を含む画像処理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書及び図面に開示の実施形態は、画像処理装置、および画像処理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、磁気共鳴イメージング（Magnetic Resonance Imaging：ＭＲＩ）装置による撮像手法の一つとして、ＥＰＩ（Echo Planar Imaging）が知られている。ＥＰＩには、例えばシングルショットＥＰＩとマルチショットＥＰＩとがある。シングルショットＥＰＩは、一回の励起（ショット）で一画像分のｋ空間データを一度に取得する方法である。マルチショットＥＰＩは、複数回の励起でｋ空間全体を段階的に埋めていく方法である。マルチショットＥＰＩでは、ｋ空間全体をサンプリングすることで高い空間分解能を実現することができる。

【0003】

しかしながら、マルチショットに含まれる複数のショット間で位相ずれが発生することにより、磁気共鳴画像にアーチファクトが生じる場合がある。このような位相ずれを補正するために、複雑な処理が必要となる場合があった。このため、撮像および再構成のための処理が長時間化する場合があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１９－５１３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、マルチショットに含まれる複数のショット間における位相ずれを少ない処理負荷および処理時間で補正することである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態に係る画像処理装置は、複数のショットを含むマルチショットによって得られる磁気共鳴信号に基づいて磁気共鳴画像を生成する。画像処理装置は、生成部と、決定部と、補正部とを備える。生成部は、複数のショットに含まれる第１のショットによって得られる第１の磁気共鳴信号に基づいて第１の磁気共鳴画像を生成し、複数のショットに含まれる第２のショットであって第１のショットよりも後の第２のショットによって得られる第２の磁気共鳴信号に基づいて第２の磁気共鳴画像を生成する。決定部は、第１の磁気共鳴画像と第２の磁気共鳴画像とに基づいて、第１の磁気共鳴信号の位相と第２の磁気共鳴信号の位相とのリードアウト方向における位相ずれを補正する補正値を決定する。補正部は、第１の磁気共鳴信号と第２の磁気共鳴信号との一方に対応するｋ空間データを決定部によって決定された補正値に基づいて補正する。生成部は、第１の磁気共鳴信号と第２の磁気共鳴信号との他方に対応するｋ空間データと、第１の磁気共鳴信号と第２の磁気共鳴信号との一方に対応し且つ補正部によって補正されたｋ空間データと、に基づいて、第３の磁気共鳴画像を生成する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の一例を示すブロック図である。

【図2】図２は、第１の実施形態に係るマルチショットによって得られるエコー信号の関係性の一例を表す模式図である。

【図3】図３は、第１の実施形態に係る複数のショットに対応する複数の磁気共鳴画像の一例を示す図である。

【図4】図４は、第１の実施形態に係る補正処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図5】図５は、第２の実施形態に係る補正前画像上のゴースト領域の一例を示す図である。

【図6】図６は、第２の実施形態に係る補正処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【図7】図７は、第２の実施形態に係るエラーの計算概念の一例を模擬的に示す図である。

【図8】図８は、第２の実施形態に係る補正前後の磁気共鳴画像およびエラーマップの一例を示す図である。

【図9】図９は、第３の実施形態に係る補正処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照しながら、磁気共鳴イメージング装置、補正方法、およびプログラムの実施形態について詳細に説明する。

【0009】

（第１の実施形態）
図１は、実施形態に係る磁気共鳴イメージング（Magnetic Resonance Imaging：ＭＲＩ）装置１００の一例を示すブロック図である。図１に示すように、磁気共鳴イメージング装置１００は、静磁場磁石１０１と、架台１０２と、静磁場電源（非図示）と、傾斜磁場コイル１０３と、傾斜磁場電源１０４と、寝台１０５と、寝台制御回路１０６と、全身用ＲＦ（Radio Frequency）コイル１０７と、送信回路１０８と、局所用ＲＦコイル１０９と、受信回路１１０と、シーケンス制御回路１２０と、計算機システム１３０とを備える。

【0010】

なお、図１に示す構成は一例に過ぎない。例えば、シーケンス制御回路１２０および計算機システム１３０内の各部は、適宜統合若しくは分離して構成されてもよい。また、磁気共鳴イメージング装置１００は、さらに他の構成を備えても良い。なお、磁気共鳴イメージング装置１００に被検体Ｐ（例えば、人体）は含まれない。

【0011】

図１に示すＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸は、磁気共鳴イメージング装置１００に固有の装置座標系を構成する。例えば、Ｚ軸方向は、傾斜磁場コイル１０３の円筒の軸方向に一致し、静磁場磁石１０１によって発生する静磁場の磁束に沿って設定される。また、Ｚ軸方向は、寝台１０５の長手方向と同方向であり、寝台１０５上に載置された被検体Ｐの頭尾方向とも同方向となる。また、Ｘ軸方向は、Ｚ軸方向に直交する水平方向に沿って設定される。Ｙ軸方向は、Ｚ軸方向に直交する鉛直方向に沿って設定される。

【0012】

静磁場磁石１０１は、中空の略円筒形状に形成された磁石であり、内部の空間に静磁場を発生する。静磁場磁石１０１は、例えば、超伝導磁石等であり、静磁場電源から電流の供給を受けて励磁する。静磁場電源は、静磁場磁石１０１に電流を供給する。別の例として、静磁場磁石１０１は、永久磁石でも良く、この場合、磁気共鳴イメージング装置１００は、静磁場電源を備えなくても良い。また、静磁場電源は、磁気共鳴イメージング装置１００とは別に備えられても良い。

【0013】

架台１０２は、略円筒状に形成された中空のボア１０２ａを有し、静磁場磁石１０１、傾斜磁場コイル１０３、および全身用ＲＦコイル１０７を収容している。具体的には、架台１０２は、ボア１０２ａの外周側に全身用ＲＦコイル１０７を配置し、全身用ＲＦコイル１０７の外周側に傾斜磁場コイル１０３を配置し、傾斜磁場コイル１０３の外周側に静磁場磁石１０１を配置した状態で、それぞれを収容している。ここで、架台１０２が有するボア１０２ａ内の空間が、撮像時に被検体Ｐが配置される撮像空間となる。

【0014】

なお、本実施形態において、「円」という場合は「楕円」を含むものとする。また、本実施形態において、「円筒形状」または「円筒状」は、円筒の中心軸に直交する断面の形状が真円となる形状に限定されるものではなく、円筒の中心軸に直交する断面の形状が楕円状となる形状でも良いものとする。

【0015】

傾斜磁場コイル１０３は、中空の略円筒形状に形成されたコイルであり、静磁場磁石１０１の内側に配置される。傾斜磁場コイル１０３は、互いに直交するＸ、Ｙ、及びＺの各軸に対応する３つのコイルが組み合わされて形成されており、これら３つのコイルは、傾斜磁場電源１０４から個別に電流の供給を受けて、Ｘ、Ｙ、及びＺの各軸に沿って磁場強度が変化する傾斜磁場を発生する。また、傾斜磁場電源１０４は、シーケンス制御回路１２０の制御の下、傾斜磁場コイル１０３に電流を供給する。

【0016】

寝台１０５は、被検体Ｐが載置される天板１０５ａを備え、寝台制御回路１０６による制御の下、天板１０５ａを、患者などの被検体Ｐが載置された状態で、撮像口内へ挿入する。寝台制御回路１０６は、計算機システム１３０による制御の下、寝台１０５を駆動して天板１０５ａを長手方向および上下方向に移動させる。

【0017】

全身用ＲＦコイル１０７は、被検体Ｐの全身を囲むホールボディ（Whole body）型のコイルである。全身用ＲＦコイル１０７は、傾斜磁場コイル１０３の内周側に配置されており、撮像空間に配置された被検体ＰにＲＦ磁場を印加し、当該ＲＦ磁場の影響によって被検体Ｐから発生する磁気共鳴信号を受信する。具体的には、全身用ＲＦコイル１０７は、中空の略円筒状に形成されており、送信回路１０８から供給されるＲＦパルス信号に基づいて、その内周側に位置する撮像空間に配置された被検体ＰにＲＦ磁場を印加する。また、全身用ＲＦコイル１０７は、ＲＦ磁場の影響によって被検体Ｐから発生する磁気共鳴信号（ＭＲ信号）を受信し、受信した磁気共鳴信号を受信回路１１０へ出力する。

【0018】

局所用ＲＦコイル１０９は、被検体Ｐから発生した磁気共鳴信号を受信する。具体的には、局所用ＲＦコイル１０９は、被検体Ｐの部位ごとに用意されており、被検体Ｐの撮像が行われる際に、撮像対象の部位の表面近傍に配置される。そして、局所用ＲＦコイル１０９は、全身用ＲＦコイル１０７によって印加されたＲＦ磁場の影響によって被検体Ｐから発生した磁気共鳴信号を受信し、受信した磁気共鳴信号を受信回路１１０へ出力する。

【0019】

局所用ＲＦコイル１０９は、例えば、複数のサーフェスコイルをコイルエレメントとして組み合わせて構成されたフェーズドアレイコイルである。局所用ＲＦコイル１０９に含まれる複数のサーフェスコイルは、本実施形態における複数のコイルの一例である。

【0020】

なお、局所用ＲＦコイル１０９は、被検体ＰにＲＦ磁場を印加する送信コイルとしての機能をさらに有していてもよい。その場合には、局所用ＲＦコイル１０９は、送信回路１０８に接続され、送信回路１０８から供給されるＲＦパルス信号に基づいて、被検体ＰにＲＦ磁場を印加する。

【0021】

送信回路１０８は、シーケンス制御回路１２０の制御の下、全身用ＲＦコイル１０７にＲＦパルスを供給する。

【0022】

受信回路１１０は、全身用ＲＦコイル１０７または局所用ＲＦコイル１０９から出力されるアナログのＭＲ信号をアナログ・デジタル（ＡＤ）変換して、ＭＲデータを生成する。また、受信回路１１０は、生成したＭＲデータをシーケンス制御回路１２０へ送信する。なお、ＡＤ変換に関しては、全身用ＲＦコイル１０７内または局所用ＲＦコイル１０９内で行っても構わない。また、受信回路１１０はＡＤ変換以外にも任意の信号処理を行うことが可能である。

【0023】

シーケンス制御回路１２０は、計算機システム１３０から送信されるシーケンス情報に基づいて、傾斜磁場電源１０４、送信回路１０８および受信回路１１０を駆動することによって、被検体Ｐの撮像を行う。

【0024】

ここで、シーケンス情報は、撮像を行うための手順を定義した情報である。シーケンス情報には、傾斜磁場電源１０４が傾斜磁場コイル１０３に供給する電流の強さや電流を供給するタイミング、送信回路１０８が全身用ＲＦコイル１０７に供給するＲＦパルスの強さやＲＦパルスを印加するタイミング、受信回路１１０がＭＲ信号を検出するタイミング等が定義される。被検体Ｐの身体のうち撮像対象となる領域の範囲に応じて、シーケンス情報は異なる。

【0025】

シーケンス制御回路１２０は、プロセッサにより実現されるものとしても良いし、ソフトウェアとハードウェアとの混合によって実現されても良い。

【0026】

さらに、シーケンス制御回路１２０は、傾斜磁場電源１０４、送信回路１０８及び受信回路１１０を駆動して被検体Ｐを撮像した結果、受信回路１１０からＭＲデータを受信すると、受信したＭＲデータを計算機システム１３０へ転送する。

【0027】

計算機システム１３０は、磁気共鳴イメージング装置１００の全体制御や、ＭＲ画像の生成等を行う。図１に示すように、計算機システム１３０は、ＮＷ（ネットワーク）インタフェース１３１、記憶回路１３２、処理回路１３３、入力インタフェース１３４、およびディスプレイ１３５を備える。

【0028】

ＮＷインタフェース１３１は、シーケンス制御回路１２０および寝台制御回路１０６、と通信する。例えば、ＮＷインタフェース１３１は、シーケンス情報をシーケンス制御回路１２０へ送信する。また、ＮＷインタフェース１３１は、シーケンス制御回路１２０からＭＲデータを受信する。

【0029】

記憶回路１３２は、ＮＷインタフェース１３１によって受信されたＭＲデータ、後述の処理回路１３３によってｋ空間に配置されたｋ空間データ、および処理回路１３３によって生成された画像データ等を記憶する。記憶回路１３２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、または光ディスク等である。なお、記憶回路１３２は、磁気共鳴イメージング装置１００の外部に設けられても良い。

【0030】

入力インタフェース１３４は、操作者からの各種指示や情報入力を受け付ける。入力インタフェース１３４は、例えば、トラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、及び音声入力回路等によって実現される。入力インタフェースは処理回路１３３に接続されており、操作者から受け取った入力操作を電気信号へ変換し処理回路１３３へと出力する。なお、本明細書において入力インタフェースはマウス、キーボードなどの物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、計算機システム１３０とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を制御回路へ出力する電気信号の処理回路も入力インタフェースの例に含まれる。

【0031】

ディスプレイ１３５は、処理回路１３３の制御の下、撮像条件の入力を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）や、処理回路１３３によって生成された磁気共鳴画像等を表示する。ディスプレイ１３５は、例えば、液晶表示器等の表示デバイスである。ディスプレイ１３５は、表示部の一例である。なお、ディスプレイ１３５は、磁気共鳴イメージング装置１００の外部に設けられても良い。

【0032】

処理回路１３３は、磁気共鳴イメージング装置１００の全体の制御を行う。より詳細には、処理回路１３３は、一例として、収集機能１３３ａ、生成機能１３３ｂ、算出機能１３３ｃ、補正機能１３３ｄ、表示制御機能１３３ｅ、および受付機能１３３ｆを備える。
収集機能１３３ａは、収集部の一例である。生成機能１３３ｂは、生成部の一例である。算出機能１３３ｃは、算出部および取得部の一例である。また、補正機能１３３ｄは、補正部の一例である。表示制御機能１３３ｅは、表示制御部の一例である。受付機能１３３ｆは、受付部の一例である。

【0033】

ここで、例えば、処理回路１３３の構成要素である収集機能１３３ａ、生成機能１３３ｂ、算出機能１３３ｃ、補正機能１３３ｄ、表示制御機能１３３ｅ、および受付機能１３３ｆの各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路１３２に記憶されている。処理回路１３３は、プロセッサである。例えば、処理回路１３３は、プログラムを記憶回路１３２から読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現する。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路１３３は、図１の処理回路１３３内に示された各機能を有することとなる。なお、図１においては単一のプロセッサにて、収集機能１３３ａ、生成機能１３３ｂ、算出機能１３３ｃ、補正機能１３３ｄ、表示制御機能１３３ｅ、および受付機能１３３ｆにて行われる処理機能が実現されるものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路１３３を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより機能を実現するものとしても構わない。また、図１においては単一の記憶回路１３２が各処理機能に対応するプログラムを記憶するものとして説明したが、複数の記憶回路を分散して配置して、処理回路１３３は個別の記憶回路から対応するプログラムを読み出す構成としても構わない。

【0034】

本実施形態の収集機能１３３ａ及び生成機能１３３ｂは、局所用ＲＦコイル１０９に含まれる複数コイルの感度差を利用して撮像時間を短縮するパラレルイメージング（Parallel Imaging：ＰＩ）により、磁気共鳴画像の撮像処理を行う。

【0035】

より詳細には、収集機能１３３ａは、各種のパルスシーケンスを実行することにより、被検体Ｐから発生するＭＲ信号から変換されたＭＲデータを、ＮＷインタフェース１３１を介してシーケンス制御回路１２０から収集する。また、収集機能１３３ａは、収集したＭＲデータを、傾斜磁場により付与された位相エンコード量や周波数エンコード量に従ってｋ空間に配置させる。

【0036】

ｋ空間に配置されたＭＲデータは、ｋ空間データと称される。ｋ空間データは、記憶回路１３２に保存される。ｋ空間内の座標は、ｋｘ軸、ｋｙ軸、およびｋ軸によって表される。ｋ空間のｋｘ軸及びｋｙ軸は、２次元（２Ｄ）画像の水平（ｘ）軸及び垂直（ｙ）軸に対応する。また、ｋ軸は、実空間上の位置ではなく、ｘ方向及びｙ方向の空間周波数を表す。

【0037】

本実施形態におけるｋ空間データは、上述のように、複数のコイルを含む局所用ＲＦコイル１０９を用いて取得されたデータである。

【0038】

本実施形態の収集機能１３３ａは、マルチショットＥＰＩ（Echo Planar Imaging）により、複数回の励起で複数ラインのリードアウト方向のエコー信号の収集を実行する。エコー信号はＭＲ信号の一種である。

【0039】

図２は、第１の実施形態に係るマルチショットによって得られるエコー信号の関係性の一例を表す模式図である。具体的には、図２に示すように、マルチショットは１^ｓｔ ｓｈｏｔ、２^ｎｄ ｓｈｏｔ、および３^ｒｄ ｓｈｏｔを含む。各ショットに付き、複数のエコー信号が収集される。図２では、“ｎ^ｔｈ ｓｈｏｔのｍ番目のエコー信号”を“Ｓ_ｎ（ｍ）”と表す。例えば、Ｓ_１（１）は、１^ｓｔ ｓｈｏｔの１番目のエコー信号である。また、Ｓ_２（１）は、２^ｎｄ ｓｈｏｔの１番目のエコー信号である。１^ｓｔ ｓｈｏｔは、本実施形態における第１ショットの一例である。また、２^ｎｄ ｓｈｏｔは、本実施形態における第２ショットの一例である。３^ｒｄ ｓｈｏｔは、第３ショットの一例である。

【0040】

なお、図２では、マルチショットに含まれる全ショット数が３ショットである場合を例として図示したが、ショット数はこれに限定されるものではない。例えば、マルチショットに含まれるショット数は２以上であれば良い。

【0041】

図２に示すｋｘ軸方向は、ｋ空間上のリードアウト方向を示す。また、図２に示すｋｙ軸は、これらのエコー信号がｋ空間データに変換されてｋ空間に充填された場合におけるｋｙ座標を示す。

【0042】

ここで、一般に、マルチショットによって得られる複数のエコー信号では、マルチショットに含まれる複数のショット間で、リードアウト方向の位相ずれが発生する。リードアウト方向の位相ずれは任意の次数の位相ずれを含む。例えば、リードアウト方向の位相ずれは、０次の位相ずれを含む。なお、本実施形態においては、リードアウト方向の位相ずれのうち、特に、０次及び１次の位相ずれについて説明する。

【0043】

位相ずれとは、例えば、複数のショットの結果として収集された複数のエコー信号間の、リードアウト方向のピーク位置のずれなどである。位相ずれが発生する原因は、例えば、磁気共鳴イメージング装置１００ごとのハードウェア的な装置特性、またはシーケンスデザインの不完全性等があるが、これらに限定されるものではない。

【0044】

複数のショット間でリードアウト方向の位相ずれがある場合、１^ｓｔ ｓｈｏｔで得られたエコー信号と、ｎ^ｔｈ ｓｈｏｔで得られたエコー信号との関係性は、（１）式のようにモデル化できる。

【0045】

【数1】

【0046】

（１）式は、実空間上におけるリードアウト方向のショット間の位相ずれを、多項式としてモデル化したものである。また（１）式におけるｋとは多項式の次数を表す。

【0047】

このような位相ずれにより、これらのエコー信号から変換されたｋ空間データに基づいて形成された磁気共鳴画像にアーチファクトが生じる場合がある。このような位相ずれを補正するための補正係数は、後述の算出機能１３３ｃによって算出される。なお、複数のショット間の位相ずれには、高次の位相ずれが含まれる場合もあるが、本実施形態では（１）式においてｋが１である場合、すなわち、０次の位相ずれと１次の位相ずれを補正対象として例示する。

【0048】

図１に戻り、生成機能１３３ｂは、記憶回路１３２に記憶されたｋ空間データに基づいて磁気共鳴画像を生成する。例えば、生成機能１３３ｂは、ｋ空間データにフーリエ変換などの再構成処理をすることにより、磁気共鳴画像を生成する。生成機能１３３ｂは、生成した磁気共鳴画像を、例えば、記憶回路１３２に保存する。

【0049】

より詳細には、本実施形態の生成機能１３３ｂは、局所用ＲＦコイル１０９を用いて取得されたＭＲデータに基づくｋ空間データを再構成した折り返し画像を生成し、当該折り返し画像をＳＥＮＳＥ（sensitivity encoding）により展開することにより、磁気共鳴画像を生成する。なお、他のパラレルイメージングの手法、例えば、ＳＭＡＳＨ（simultaneous acquisition of spatial harmonic）、またはＧＲＡＰＰＡ（generalized autocalibrating partially parallel acquisitions）等を採用しても良い。

【0050】

まず、生成機能１３３ｂは、補正前のｋ空間データに基づいて、上述のマルチショットに含まれる複数のショットに対応する複数の磁気共鳴画像を生成する。以下、当該磁気共鳴画像を、補正前画像という。また、当該磁気共鳴画像は、本実施形態における第１の磁気共鳴画像の一例である。

【0051】

図３は、第１の実施形態に係る複数のショットに対応する複数の補正前画像９１ａ～９１ｃの一例を示す図である。補正前画像９１ａは、１^ｓｔ ｓｈｏｔで得られたエコー信号に対応する。より詳細は、生成機能１３３ｂは、１^ｓｔ ｓｈｏｔで得られたエコー信号が変換されたｋ空間データに対して再構成処理を実行することにより、補正前画像９１ａを生成する。また、補正前画像９１ｂは、２^ｎｄ ｓｈｏｔで得られたエコー信号に対応する。また、補正前画像９１ｃは、３^ｒｄ ｓｈｏｔで得られたエコー信号に対応する。以下、個々の補正前画像９１ａ～９１ｃを特に区別しない場合には、単に補正前画像９１という。

【0052】

また、補正前画像９１ａは、本実施形態における第１画像の一例である。補正前画像９１ｂは、本実施形態における第２画像の一例である。補正前画像９１ｃは、本実施形態における第３画像の一例である。

【0053】

図３では、複数のショットによって収集されたエコー信号に基づくｋ空間データの座標を、模擬的に、ｋｘ軸、ｋｙ軸で図示しており、ｋｘ軸はリードアウト（Read Out：ＲＯ）軸を、ｋｙ軸は周波数エンコード（Phase Encode：ＰＥ）軸をそれぞれ表す。また、補正前画像９１の横方向が実空間のｘ軸、縦方向が実空間のｙ軸に対応する。

【0054】

また、生成機能１３３ｂは、後述の補正機能１３３ｄによって補正されたｋ空間データを用いて、磁気共鳴画像を生成する。以下、当該磁気共鳴画像を、補正後画像という。また、当該磁気共鳴画像は、本実施形態における第２の磁気共鳴画像の一例である。例えば、生成機能１３３ｂは、補正されたｋ空間データから、１枚の補正後画像を生成する。補正後画像では、補正前画像よりも、リードアウト方向の位相ずれに起因するアーチファクトが低減される。

【0055】

図１に戻り、算出機能１３３ｃは、ｋ空間データを用いて生成された補正前画像９１に基づいて、補正係数を取得する。

【0056】

補正係数は、複数のショットを含むマルチショットによって得られるｋ空間データについて、複数のショット間のリードアウト方向の位相ずれを補正するための係数である。

【0057】

本実施形態において、単に「取得する」という場合、「演算によって得る」こと、及び「外部から受信する」を含む。より限定的には、算出機能１３３ｃは、補正係数を、補正前画像９１に基づいて算出する。すなわち、本実施形態の算出機能１３３ｃは、補正係数を演算によって得る。

【0058】

再び図３を用いて、補正係数の算出手法について説明する。算出機能１３３ｃは、基準画像に対する、比較画像の各々の相関に基づいて、補正係数を取得する。基準画像は、複数の補正前画像９１のうちのいずれか１つである。また、比較画像は、複数の補正前画像９１のうちの、基準画像以外の補正前画像９１である。

【0059】

図３に示す例では、補正前画像９１ａが基準画像である。また、補正前画像９１ｂ、９１ｃが比較画像である。

【0060】

まず、算出機能１３３ｃは、補正前画像９１ａと、補正前画像９１ｂとに基づいて、補正前画像９１ｂに対する第１の補正係数を求める。第１の補正係数は、１^ｓｔ ｓｈｏｔと２^ｎｄ ｓｈｏｔとの間の位相ずれを補正するための係数である。上述の（１）式に示したように本実施形態では、第１の補正係数は、０次と１次の位相ずれのずれ量を表す。

【0061】

例えば、算出機能１３３ｃは、補正前画像９１ａと補正前画像９１ｂの相関係数が最大になるように、最適化問題を解くことにより、第１の補正係数を求める。最適化問題を解く手法は、公知の手法を採用することができる。

【0062】

また、算出機能１３３ｃは、補正前画像９１ａと補正前画像９１ｂの各画像において、その信号強度や位相分散などに基づいてそれぞれマスク処理をし、このマスク処理がされた各画像間での相関係数を求めてもよい。例えば、信号強度が低い箇所、または位相が激しく変化する箇所については、外乱が発生している可能性が高い。このため、算出機能１３３ｃは、このような外乱が発生している可能性が高い箇所を、前述のマスク処理によって除外することにより、相関係数の算出において考慮しないようにしても良い。

【0063】

また、算出機能１３３ｃは、補正前画像９１ａと、補正前画像９１ｃとに基づいて、補正前画像９１ｃに対する第２の補正係数を求める。第２の補正係数の算出の手法は、第１の補正係数と同様である。本実施形態の算出手法では、マルチショットに含まれるショット数が増えるほど、補正前画像９１間の比較回数が増える。また、各比較において求める対象は２つの補正前画像９１間の位相ずれを補正する補正係数であるため、２つの補正前画像９１の比較の度に算出する未知数の数は、マルチショットに含まれるショット数に関わらず、変わらない。

【0064】

図１に戻り、補正機能１３３ｄは、ｋ空間データを、算出機能１３３ｃによって算出された補正係数に基づいて補正する。例えば、図３で説明した例では、補正機能１３３ｄは、ｋ空間データを、第１の補正係数と第２の補正係数とに基づいて補正する。

【0065】

第１の補正係数および第２の補正係数は、ｘ軸およびｙ軸で表される実空間上の補正前画像９１に基づいて算出されたため、補正機能１３３ｄは、例えば、ｋ空間データをリードアウト方向に逆フーリエ変換した、各エコーのプロジェクションデータに対し、第１の補正係数および第２の補正係数により実空間上における位相ずれを補正し、補正後の前記各エコーのプロジェクションデータをリードアウト方向にフーリエ変換することで、ｋ空間データの位相ずれを補正する。

【0066】

例えば、補正機能１３３ｄは、算出機能１３３ｃによって算出された第１の補正係数を用いて、２^ｎｄ ｓｈｏｔで得られたエコー信号に対応するｋ空間データの位相ずれを補正する。また、補正機能１３３ｄは、算出機能１３３ｃによって算出された第２の補正係数を用いて、３^ｒｄ ｓｈｏｔで得られたエコー信号に対応するｋ空間データの位相ずれを補正する。これにより、１^ｓｔ ｓｈｏｔに対する２^ｎｄ ｓｈｏｔおよび３^ｒｄ ｓｈｏｔの位相ずれが補正される。

【0067】

なお、本実施形態では１^ｓｔ ｓｈｏｔを基準として、２^ｎｄ ｓｈｏｔおよび３^ｒｄ ｓｈｏｔに対応するｋ空間データを補正対象としたが、１^ｓｔ ｓｈｏｔ以外のショットを基準としても良い。

【0068】

図１に戻り、表示制御機能１３３ｅは、ディスプレイ１３５に、各種の画像、またＧＵＩ等を表示させる、例えば、表示制御機能１３３ｅは、ディスプレイ１３５に、補正前画像９１、および補正後画像を表示させる。

【0069】

また、受付機能１３３ｆは、入力インタフェース１３４を介してユーザによる各種の操作を受け付ける。

【0070】

次に、以上のように構成された本実施形態の磁気共鳴イメージング装置１００で実行される補正処理の流れを説明する。

【0071】

図４は、第１の実施形態に係る補正処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【0072】

まず、収集機能１３３ａは、マルチショットＥＰＩにより、複数ラインのリードアウト方向のエコー信号の収集を実行する（Ｓ１）。収集機能１３３ａは、収集されたエコー信号から変換されたＭＲデータを、傾斜磁場により付与された位相エンコード量や周波数エンコード量に従ってｋ空間に配置させることにより、ｋ空間データを生成する。

【0073】

次に、生成機能１３３ｂは、ｋ空間データにフーリエ変換などの再構成処理と、ＳＥＮＳＥ等による展開処理をすることにより、複数のショットごとの補正前画像９１ａ～９１ｃを生成する。本実施形態においては、当該処理を、第１の画像再構成処理という（Ｓ２）。

【0074】

次に、算出機能１３３ｃは、補正前画像９１ａ～９１ｃに基づいて、補正係数を算出する（Ｓ３）。より詳細には、算出機能１３３ｃは、補正前画像９１ａと補正前画像９１ｂとに基づいて、第１の補正係数を求める。また、算出機能１３３ｃは、補正前画像９１ａと補正前画像９１ｃとに基づいて、第２の補正係数を求める。

【0075】

次に、補正機能１３３ｄは、第１の補正係数および第２の補正係数に基づいて、ｋ空間データを補正する（Ｓ４）。

【0076】

そして、生成機能１３３ｂは、補正されたｋ空間データを用いて、補正後画像を生成する。当該処理を、第２の画像再構成処理という（Ｓ５）。ここで、このフローチャートの処理は終了する。

【0077】

このように、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置１００は、複数のショットを含むマルチショットによって得られるｋ空間データの複数のショット間のリードアウト方向の位相ずれを補正する補正係数を、ｋ空間データを用いて生成された実空間画像としての補正前画像９１に基づいて取得する。本実施形態の磁気共鳴イメージング装置１００は、ｋ空間データを、取得した補正係数に基づいて補正し、補正されたｋ空間データを用いて補正後画像を生成する。

【0078】

従来、複数のショット間の位相ずれを補正する手法として、周波数エンコード方向とリードアウト方向の両方を同時に補正する手法がある。このような手法は、例えば、拡散強調ＭＲＩ(Diffusion-weighted MRI：DWI)のマルチショット間の位相ずれの補正に用いられるが、補正処理のための処理負荷および処理時間が増大する場合があった。しかしながら、マルチショットＥＰＩでは、周波数エンコード方向の補正が磁気共鳴画像の画質の向上に重要でない場合がある。

【0079】

これに対して、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置１００によれば、上述のようにリードアウト方向の位相ずれを補正する補正係数を求めることにより、マルチショットに含まれる複数のショット間におけるリードアウト方向の位相ずれを少ない処理負荷および処理時間で補正することができる。

【0080】

また、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置１００によれば、補正用にナビゲーターエコーを取得する必要がないため、補正のためにスキャン時間を延長させる必要はない。

【0081】

また、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置１００は、複数のショットに対応する複数の補正前画像９１ａ～９１ｃを生成し、複数の補正前画像９１ａ～９１ｃのうちのいずれか１つである基準画像に対する、複数の補正前画像９１ａ～９１ｃのうちの複数の比較画像の各々の相関に基づいて、補正係数を取得する。このため、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置１００によれば、基準画像と比較画像との２画像間の比較によって補正係数を求めるため、ショット数が増えても、１回の比較処理あたりの未知数が増加しない。

【0082】

また、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置１００は、基準画像に対する複数の比較画像の各々の相関を示す相関係数が最大になるように、補正係数を求める。このため、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置１００によれば、基準画像に合わせて他の磁気共鳴画像に対応するｋ空間データを補正することにより、シンプルな演算処理を使用して補正後画像における位相ずれによるアーチファクトの発生を効率良く低減することができる。

【0083】

（第２の実施形態）
上述の第１の実施形態では、磁気共鳴イメージング装置１００は、各ショットに対応する複数の補正前画像９１同士の相関に基づいて、補正係数を取得していた。この第２の実施形態においては、磁気共鳴イメージング装置１００は、各ショットの収集結果をまとめた磁気共鳴画像のゴースト領域（すなわち、アーチファクト領域）に含まれるピクセル値に基づいて、補正係数を取得する。

【0084】

本実施形態の磁気共鳴イメージング装置１００の構成は、図１で説明した第１の実施形態の構成と同様である。また、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置１００の処理回路１３３は、第１の実施形態と同様に、収集機能１３３ａ、生成機能１３３ｂ、算出機能１３３ｃ、補正機能１３３ｄ、表示制御機能１３３ｅ、および受付機能１３３ｆを備える。収集機能１３３ａは、第１の実施形態と同様の機能を備える。

【0085】

本実施形態の生成機能１３３ｂは、補正前のｋ空間データを用いて１枚の磁気共鳴画像を生成する。当該磁気共鳴画像は、本実施形態における補正前画像である。また、当該磁気共鳴画像は、本実施形態における第１の磁気共鳴画像の一例である。なお、画像再構成に用いるＳＥＮＳＥ等の手法については、生成機能１３３ｂは、第１の実施形態と同様の機能を備える。

【0086】

第１の実施形態では、マルチショットに含まれる各ショットに対応する複数の磁気共鳴画像を補正前画像とした。これに対して、本実施形態では、生成機能１３３ｂは、各ショットで収集されたエコー信号から生成されたｋ空間データ全体から、ＳＥＮＳＥ等の手法により１枚の補正前画像を再構成する。このため、当該補正前画像には、各ショット間のリードアウト方向の位相ずれに起因するアーチファクトが発生する。

【0087】

また、本実施形態の生成機能１３３ｂは、第１の実施形態と同様に、補正後のｋ空間データを用いて、磁気共鳴画像を生成する。以下、当該磁気共鳴画像を、補正後画像という。また、当該磁気共鳴画像は、本実施形態における第２の磁気共鳴画像の一例である。

【0088】

また、本実施形態の算出機能１３３ｃは、補正前画像上の１または複数のゴースト領域に含まれるピクセル値に基づいて補正係数を取得する。

【0089】

ゴースト領域は、補正前画像上で各ショット間のリードアウト方向の位相ずれによるアーチファクトが発生している画像領域である。ゴースト領域は、本実施形態における画像領域の一例である。本実施形態においては、ゴースト領域は、ユーザによって手動で指定されるものとする。

【0090】

図５は、第２の実施形態に係る補正前画像９２上のゴースト領域７０ａ，７０ｂの一例を示す図である。図５に示すように、ゴースト領域７０ａ，７０ｂでは、各ショット間のリードアウト方向の位相ずれに起因して、本来背景と同じ黒色となるべき箇所に、白色で被検体Ｐの組織がアーチファクト（ゴースト）として描出されている。なお、ゴースト領域７０ａ，７０ｂの数は、特に限定されるものではない。以下、ゴースト領域７０ａ，７０ｂを特に限定しない場合には、単にゴースト領域７０という。

【0091】

本実施形態の算出機能１３３ｃは、補正前画像９２上のゴースト領域７０に含まれるピクセル値の合計を最小化するような補正係数を算出する。例えば、算出機能１３３ｃは、最適化問題を解くことにより、ゴースト領域７０に含まれるピクセル値の合計を最小化する、０次と１次の位相ずれを補正するための補正係数を算出する。

【0092】

ピクセル値は、例えば“０”～“２５５”の値で表される。“０”が黒色、“２５５”が白色を表し、ピクセル値が小さいほど、黒色に近い色となる。すなわち、ゴースト領域７０に含まれるピクセル値が最小化した場合、ゴーストとして描出されていた被検体Ｐの組織の色が背景の黒色に近くなることにより、画像の乱れが低減される。

【0093】

本実施形態の算出機能１３３ｃは、１回の最適化問題処理により、マルチショットに含まれる全てのショット間の位相ずれを補正するための補正係数を同時に求める。例えば、図２、３と同様に、マルチショットに含まれるショット数が“３”である場合、それぞれのショット間における０次と１次の位相ずれを補正する補正係数を求めるためには、未知数の数が“３×２”で“６”個となる。本実施形態では、マルチショットに含まれるショット数が増えるほど１回の最適化問題処理で算出機能１３３ｃが求める未知数が多くなるが、マルチショットに含まれるショット数の数に関わらず、最適化問題処理を解く回数は１回である。

【0094】

本実施形態の補正機能１３３ｄは、算出機能１３３ｃによって算出された補正係数に基づいてｋ空間データを補正する。例えば、補正機能１３３ｄは、算出機能１３３ｃによって算出された補正係数を用いて、ｋ空間データをリードアウト方向に逆フーリエ変換したデータに対してリードアウト方向の０次と１次の位相ずれを補正し、これをリードアウト方向にフーリエ変換することで補正されたｋ空間データを得る。

【0095】

本実施形態の表示制御機能１３３ｅは、第１の実施形態の機能に加えて、補正前画像９２上のゴースト領域７０をユーザが指定可能な操作画面を、ディスプレイ１３５に表示させる。

【0096】

本実施形態の受付機能１３３ｆは、第１の実施形態の機能に加えて、ユーザによるゴースト領域７０の指定を受け付ける。具体的には、受付機能１３３ｆは、ユーザによって操作画面上で指定されたゴースト領域７０の、補正前画像９２上の範囲を示す座標を受け付ける。

【0097】

次に、以上のように構成された本実施形態の磁気共鳴イメージング装置１００で実行される補正処理の流れを説明する。

【0098】

図６は、第２の実施形態に係る補正処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【0099】

Ｓ２１の収集処理は、図４で説明した第１の実施形態のＳ１の処理と同様である。

【0100】

次に、生成機能１３３ｂは、マルチショットによって収集されたｋ空間データから、１枚の補正前画像９２を再構成する。本実施形態においては、当該処理を、第１の画像再構成処理という（Ｓ２２）。

【0101】

次に、表示制御機能１３３ｅは、補正前画像９２上のゴースト領域７０をユーザが指定可能な操作画面を、ディスプレイ１３５に表示させる（Ｓ２３）。

【0102】

そして、受付機能１３３ｆは、ユーザによるゴースト領域７０の指定を受け付ける（Ｓ２４）。受付機能１３３ｆは、受け付けたゴースト領域７０の座標を表す情報を、算出機能１３３ｃに送出する。

【0103】

そして、算出機能１３３ｃは、補正前画像９２上のゴースト領域７０に含まれるピクセル値の合計を最小化する補正係数を算出する（Ｓ２５）。

【0104】

そして、補正機能１３３ｄは、算出機能１３３ｃによって算出された補正係数に基づいてｋ空間データを補正する（Ｓ２６）。

【0105】

Ｓ２７の第２の画像再構成処理は、図４で説明した第１の実施形態のＳ５の処理と同様である。ここで、このフローチャートの処理は終了する。

【0106】

このように、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置１００は、ｋ空間データを用いて１枚の補正前画像９２を生成し、補正前画像９２上の１または複数のゴースト領域７０に含まれるピクセル値に基づいて補正係数を取得する。このため、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置１００によれば、第１の実施形態の効果を備えた上で、シンプルな演算によって、位相ずれによるアーチファクトを低減可能な補正係数を求めることができる。このため、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置１００によれば、少ない処理負荷で補正することができる。

【0107】

なお、ゴースト領域７０が自動的に決定される構成が採用されても良い。例えば、算出機能１３３ｃは、エコー信号の大きさあるいは位相分散等に基づいて、ゴースト領域７０を自動的に決定しても良い。あるいは、算出機能１３３ｃは、その他の画像処理の手法により、補正前画像９２上でアーチファクトが発生している範囲を特定し、特定した範囲をゴースト領域７０と決定しても良い。ゴースト領域７０が自動的に決定される場合は、ユーザによるゴースト領域７０の指定操作を省略することができるため、手動で決定する手法と比べて、ユーザの作業負荷を低減することができる。

【0108】

（第３の実施形態）
この第３の実施形態では、磁気共鳴イメージング装置１００は、補正前画像の展開エラー量に基づいて、補正係数を取得する。

【0109】

本実施形態の磁気共鳴イメージング装置１００の構成は、図１で説明した第１の実施形態の構成と同様である。また、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置１００の処理回路１３３は、第１の実施形態と同様に、収集機能１３３ａ、生成機能１３３ｂ、算出機能１３３ｃ、補正機能１３３ｄ、表示制御機能１３３ｅ、および受付機能１３３ｆを備える。収集機能１３３ａ、表示制御機能１３３ｅ、および受付機能１３３ｆは、第１の実施形態と同様の機能を備える。また、補正機能１３３ｄは、第２の実施形態と同様の機能を備える。

【0110】

本実施形態の生成機能１３３ｂは、第２の実施形態と同様に、補正前のｋ空間データを用いて１枚の補正前画像９２を生成する。また、補正前画像９２は、本実施形態における第１の磁気共鳴画像の一例である。

【0111】

また、本実施形態の生成機能１３３ｂは、補正前画像９２をＳＥＮＳＥにより展開した際の展開エラー量を計算する。

【0112】

【数2】

【0113】

（２）式は、ＳＥＮＳＥ法により画像を展開するために解く方程式である。また、（３）式は、本実施形態で最小化するＳＥＮＳＥの展開エラー量を表す。

【0114】

ここで、図７を用いて（２）式、および（３）式について説明する。図７は、第２の実施形態に係るエラーの計算概念の一例を模擬的に示す図である。

【0115】

（２）式の“Ａ”は、局所用ＲＦコイル１０９に含まれる複数のコイルの感度を示すマップ、例えば感度マップ５１ａ，５１ｂからなる行列を表す。また、“ｕ”は、ＳＥＮＳＥ法により展開する磁気共鳴画像からなるベクトルを表す。また、“ｂ”は、収集されたＭＲデータに基づく複数のコイル画像９００ａ，９００ｂからなるベクトルを表す。以下、感度マップ５１ａ，５１ｂを特に区別しない場合には単に感度マップ５１という。

【0116】

現実的には展開エラーが存在するため、生成機能１３３ｂは、（３）式のように（２）式における両辺の残差ノルムをとることで“Ｅｒｒ”（エラー）を求める。（３）式の“ｕ_ｓｏｌ”は、展開された磁気共鳴画像からなるベクトルを表し、補正前画像９２に相当する。生成機能１３３ｂは、最適化問題等により、“Ｅｒｒ”を最小化するように、補正係数を求める。

【0117】

図７では、コイルごとに計算される展開エラー量を、エラー画像５２ａ，５２ｂとして図示する。なお、図７では画像内の各点で計算されたエラー量を画像としてマッピングしたものを表示しているが、実際には、生成機能１３３ｂは、エラー量を数値で算出する。

【0118】

各コイルのエラー画像５２ａ，５２ｂを合成することにより、エラーマップが得られる。なお、エラーマップの生成は必須ではない。以下、エラー画像５２ａ，５２ｂを特に区別しない場合には単にエラー画像５２という。

【0119】

図８は、第２の実施形態に係る補正前後の磁気共鳴画像およびエラーマップの一例を示す図である。生成機能１３３ｂは、図７で説明した展開処理により、図８に示すように、補正前画像９２を生成する。また、生成機能１３３ｂは、図７で説明した展開処理の際に求めた各コイルに対応するエラー画像５２を合成することにより、補正前エラーマップ６１を生成する。各ショット間の位相ずれが大きいほど、補正前エラーマップ６１に描出される像が多く表れる。エラーの発生要因は複数あるが、本実施形態においては、特に、リードアウト方向のショット間の位相ずれの低減を目的とする。

【0120】

また、生成機能１３３ｂは、第１、第２の実施形態と同様に、補正後のｋ空間データを用いて、補正後画像８１を生成する。補正後画像８１は、本実施形態における第２の磁気共鳴画像の一例である。

【0121】

また、補正されたｋ空間データに基づく補正後画像８１の展開処理の際のエラー量は、補正前のエラー量よりも低減している。このため、生成機能１３３ｂが、補正後のｋ空間データから各コイルに対応するエラー画像５２を重畳して補正後エラーマップ６２を生成した場合、図８に示すように、補正前エラーマップ６１よりも補正後エラーマップ６２に描出される像の量は少なくなる。なお、図８では比較説明のために補正前エラーマップ６１および補正後エラーマップ６２を図示したが、生成機能１３３ｂは、補正前エラーマップ６１および補正後エラーマップ６２を生成しなくとも良い。以下、単にエラーマップという場合には、補正前エラーマップ６１のことをいう。

【0122】

本実施形態の算出機能１３３ｃは、補正前画像９２とｋ空間データの取得に用いた局所用ＲＦコイル１０９の感度に関する感度マップ５１とに基づいて得られる展開エラー量に基づいて、補正係数を取得する。

【0123】

より詳細には、算出機能１３３ｃは、（３）式の“Ｅｒｒ”を最小化するように、最適化問題を解くことにより、リードアウト方向の０次と１次の位相ずれを補正する補正係数を算出する。（３）式の“Ｅｒｒ”を最小化する補正係数を用いることにより、補正前エラーマップ６１に描出された像の量が減少する。換言すれば、算出機能１３３ｃは、補正前エラーマップ６１に描出された像の量が減少するように、補正係数を求める。

【0124】

次に、以上のように構成された本実施形態の磁気共鳴イメージング装置１００で実行される補正処理の流れを説明する。

【0125】

図９は、第３の実施形態に係る補正処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【0126】

Ｓ３１の収集処理は、図４で説明した第１の実施形態のＳ１の処理と同様である。

【0127】

次に、生成機能１３３ｂは、マルチショットによって収集されたｋ空間データから、図７で説明したＳＥＮＳＥ法により１枚の補正前画像９２を再構成する第１の画像再構成処理を実行する（Ｓ３２）。

【0128】

そして、生成機能１３３ｂは、補正前画像９２の再構成画像を得る処理において（３）式に基づいて、展開エラー量を算出する（Ｓ３３）。

【0129】

そして、算出機能１３３ｃは、展開エラー量に基づいて、補正係数を算出する（Ｓ３４）。

【0130】

次に、補正機能１３３ｄは、算出機能１３３ｃによって算出された補正係数に基づいてｋ空間データを補正する（Ｓ３５）。

【0131】

Ｓ３６の第２の画像再構成処理は、図４で説明した第１の実施形態のＳ５の処理と同様である。ここで、このフローチャートの処理は終了する。

【0132】

このように、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置１００は、複数のコイルで取得したｋ空間データからなる画像９００とその取得に用いた局所用ＲＦコイル１０９に含まれる複数のコイルの感度を示す感度マップ５１とに基づいて得られる展開エラー量に基づいて、補正係数を取得する。このため、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置１００によれば、磁気共鳴画像の展開に使用する情報を利用して、位相ずれの補正のための補正係数を求めることができる。また、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置１００によれば、アーチファクトが発生するゴースト領域を特定しなくとも、各ショット間の位相ずれを補正可能であるため、手動または自動によるゴースト領域の指定の精度に左右されず、補正処理の精度を維持することができる。その結果、本実施形態によれば、ロバストであり、かつ作業負荷の低減可能な磁気共鳴イメージング装置１００を提供することができる。

【0133】

なお、上述の各実施形態では、全ての処理を磁気共鳴イメージング装置１００が実行するものとして説明したが、一部の処理を磁気共鳴イメージング装置１００以外の情報処理装置が実行しても良い。例えば、磁気共鳴イメージング装置１００以外の情報処理装置が、補正係数の算出処理を実行し、磁気共鳴イメージング装置１００が、当該補正係数を取得しても良い。また、図１に示した磁気共鳴イメージング装置１００の処理回路１３３に含まれる各機能の一部が、磁気共鳴イメージング装置１００以外の情報処理装置またはクラウド環境等で実行されても良い。

【0134】

なお、本明細書において扱う各種データは、典型的にはデジタルデータである。

【0135】

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、マルチショットに含まれる複数のショット間における位相ずれを少ない処理負荷および処理時間で補正することができる。

【0136】

いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、実施形態同士の組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0137】

５１，５１ａ，５１ｂ 感度マップ
５２，５２ａ，５２ｂ エラー画像
６１ 補正前エラーマップ
６２ 補正後エラーマップ
７０，７０ａ，７０ｂ ゴースト領域
８１ 補正後画像
９１，９１ａ～９１ｃ，９２ 補正前画像
１００ 磁気共鳴イメージング装置
１０７ 全身用ＲＦコイル
１０９ 局所用ＲＦコイル
１３０ 計算機システム
１３２ 記憶回路
１３３ 処理回路
１３３ａ 収集機能
１３３ｂ 生成機能
１３３ｃ 算出機能
１３３ｄ 補正機能
１３３ｅ 表示制御機能
１３３ｆ 受付機能
１３５ ディスプレイ
９００ａ，９００ｂ コイル画像
Ｐ 被検体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】