专利名称：基于扩大展开法的平行成像的制作方法
技术领域：
本发明涉及，作为利用磁共振现象的磁共振(MR)成像的一种形式，近年来引人注目的进行平行成像(PIParallel Imaging)的磁共振成像(MRI)装置，以及，与该平行成像方法相关的，特别是，最大程度的发挥作为平行成像的后处理的展开处理的展开能力，和能够抑制该平行成像特有的假像的磁共振成像装置和平行成像方法。
背景技术：
磁共振成像是一种，通过具有拉莫尔(larmor)频率的高频信号对静磁场中放置的被检测物体的原子核自转进行电磁激励，从伴随于该电磁激励而产生的磁共振MR信号进行再生成图像的摄像方法。
近年来，在这个磁共振成像领域中，特别是高速摄像方面的研究十分盛行。作为其一例，已知的有一种使用多个射频线圈(要素线圈)构成的多线圈，总称为平行成像法的高速摄像法。这个平行成像法，历史上也称作，多线圈高速摄像法，PPA(部分平行采集)法，以及子编码法。
该平行成像采用很多种形态。即，(1)在k空间对省略的数据进行计算的方法，(2)在实空间进行展开处理的子编码法和SENSE法，等等，(3)还有其他的变形方法如与平方和(SoS二次方平方根和)图像相贴合的PILS法等等。其中，从[论文“Ra J.B.and Rim C.Y.，Fast Imaging Method Using MultipleReceiver Coils with Subencoding Data Sets.ISMRM p.1240.10991”][论文“RaJ.B.and Rim C.Y.，Fast Imaging Using Subencoding Data Sets From MultipleDetectors，MRM 30142-145，1993”][论文“Pruessman K.P.，WeigerM.，Scheidegger M.B.，and Boesiger P.，SENSESensitivity Encoding for FastMRI，MRM 42952-962，1999”]以及[公开专利公报WO99/54746(1998)]中所记载的内容能够得知第(2)项所述的方法。
这些平行磁共振MR成像方法，基本在使用由多个射频线圈(要素线圈)构成的线圈阵列(以下称作相控阵列线圈PAC)，即所谓的多线圈时，通过省略相位编码，使该相位编码数减少到再生成图像所必需的规定的相位编码数的射频线圈数的若干分之一，所谓在子编码收集的基础上实行。这样，各个射频线圈同时收到回波信号，从这些收到的回波信号每个RF线圈生成图像数据。这样，每个射频线圈生成的图像的视野都变�。ü醵躺枋奔涞玫搅烁咚俚纳阆裢枷瘛�
另一方面，在从各射频线圈收集到的回波信号所再构成的图像中，图像的端部上产生翻卷现象(绕回或折叠；也称为混叠)。这样，在该平行核磁振动MR成像法的情况下，利用多个射频线圈的灵敏度各不相同，进行后处理，该后处理就是把各个射频线圈对应得到的多幅图像分别展开(unfolding)的展开处理。该展开处理使用了射频线圈的空间灵敏度图。
这些施加了展开处理的多幅图像合成形成最终的全视野图像。根据这样的平行成像法，能够与进行高速化扫描图像(高速摄像)一起，得到例如整个腹部这样的具有宽广的视野的最终图像。
但是，在上述平行成像法的情况下，原理上，在通过各要素线圈收集的图像中伴随产生有上述翻卷现象，被检测物体的存在区域在摄像条件的设定中所指定的视野中容纳不下时，就存在产生背部展开的翻卷的剩余假像问题。
即，对过去的平行成像来说，通过扫描计划时的ROI，矩阵，视野等条件根据由操作者指定的最终图像(最终图像其通常是长方形的摄像视野)，决定展开处理的条件，在该展开处理的基础上生成图像。为了实行良好的展开处理，严密地包含被检测物体的存在区域的ROI指定是必要的，在实际临床中，一般要满足该条件的话对操作者是很大的负担。实际上，由于不适当的设定，导致会发生假像，妨碍诊断。
参照图1A-1C对上述观点进行具体说明。
图1A示出用过去的ROI的设定，能够进行合适的图像化处理的情况。示出了，由ROI完全覆盖住被检测物体的同时设定摄像条件(或者是扫描计划)，进行对相对于本来的摄像的减少一半的相位编码的子相位编码的数据收集(图中未示出)，高速化率＝2(2倍速)情况。翻卷最多只有两点的重合，如果以这重合的两点为前提实行展开处理，可以得到所希望的没有翻卷的图像。
图1B示出过去的ROIR的设定不合适的情况。即，示出了，在设定摄像条件(计划)的时候，指定的所希望的最终图像的视野比被检测物体的存在范围要小的情况。这种情况下，进行上述与2倍速指定相应的摄像，会产生一部分的三点重合，由于是两倍速为前提进行的展开处理，不可能得到没有翻卷的结果。图1C，示出在图1B的计划中没有并用平行成像的过去的成像的例子。在该情况下，由于只在视野的端部产生了翻卷的缘故，在诊断上，不会造成很大的妨害，没有成为问题。
只参考该图，单在计划中每每只要掌握住将最终图像的视野(长方形ROI)设定得较大就行了。在实际的临床上，使用在多切片摄像时计划中使用的切片以外的切片的情况下设定ROI也有从被检测物体的存在区域超出范围的情况，一般情况下很难设定适当的ROI。图2示出这样的例子。
进而，在心脏摄像的情况下，一般的，使心脏的短轴，长轴，以及/或者4个腔的截面对准进行摄像。图3A，3B示出心脏的短轴摄像的模式。但是，心脏的截面形状本身就很复杂，根据患者的不同该截面还存在很大的差异，上述问题显得尤其明显。另外，例如，在胎儿摄像时也将他的身体姿势相应的进行截面设定，也引起同样的现象。
进而，由于在体干部的冠状截面摄像的时候，横置在体干部的手臂，或者是举起的手臂，因为向左右方向上较大地扩展，实际上很难设定一个完全包含它们的扫描计划。
这样，对平行成像法的展开来说，经常有未必能适当的设定计划的情况。
发明内容
本发明就是为了解决上述问题而提出的一种方案，其主要目的是，不管在扫描计划时作为摄像区域设定的视野和被检测物体的存在区域之间的位置关系如何，消除或者确实降低翻卷的假像，可以得到稳定的再生成图像，而且，能够得到高品质的最终图像，同时由操作者进行视野的指定，减少扫描计划所需要的劳动和时间，还能够方便患者的通过和躺置的平行成像用的磁共振成像装置和平行成像方法。
为了达到上述目的，本发明所述的磁共振成像装置以及平行成像方法，具有比操作者在扫描计划中设定的视野大的由装置侧自动设定的假想的中间的展开用(unfolding用)的展开视野，该展开视野的图像作为中间图像展开形成。与操作者在扫描计划中设定的视野相应的最终图像通过从展开视野的中间图像中剪切出来而形成。
具体的，本发明所述的磁共振成像装置，作为其中的一个形式，包括一种磁共振成像装置，该装置使用由多个要素线圈形成的多线圈的，能够进行平行成像，其特征在于包括图像化视野设定组件，用来设定所希望的图像化视野FOV(Field of View)，收集视野设定组件，基于在进行上述平行成像扫描时的上述图像化视野设定收集视野，展开视野设定组件，设定比上述图像化视野更宽广的展开视野，图像获取组件，基于由上收集视野设定组件所设定的收集视野，使用上述多线圈进行上述平行成像的扫描，从每个上述线圈要素中获取该扫描的再生成图像，展开处理组件，基于上述展开视野，对该图像获取组件所得到的上述收集视野的再生成图像进行展开处理，得到该展开视野的图像，图像生成组件，从由上述展开处理组件所得到的上述展开视野的图像中生成上述图像化视野的图像。
上述图像化视野设定组件由摄像条件设定组件构成，该摄像条件设定组件设定包含上述图像化视野和对于上述平行成像的倍率的该平行成像的摄像条件；上述收集视野设定组件是对被检测物体进行与上述倍率相应的上述平行成像扫描时，设定上述收集视野的设定组件；上述展开视野设定组件，为设定上述展开视野的组件，该展开视野具有对于上述图像化视野超过上述倍率的展开倍率；上述图像生成组件，为从上述展开处理组件得到的展开视野的图像中剪切生成上述图像化视野的图像的组件。
这种情况下，希望将上述展开视野的展开倍率设定为超过作为上述摄像条件设定的倍率的整数倍率。
而且，本发明所述的磁共振成像装置，作为其他的形式，包括一种磁共振成像装置，该装置使用由多个要素线圈形成的多线圈的，能够进行平行成像，其特征在于包括具有摄像条件设定组件，用来设定含有上述平行成像的摄像区域和倍率的摄像条件，再生成组件，用来基于上述摄像条件的扫描所得到的磁共振信号从每个上述线圈要素得到再生成图像，展开处理组件，对该再生成组件所得到的再生成图像以超过上述倍率的倍率进行展开处理，图像生成组件，从该展开处理组件所得到的图像，通过剪切出相应于设定的上述摄像区域的大小的图像得到所希望的图像。进一步的，本发明所述的平行成像方法是，以使用由多个要素线圈构成的多线圈的磁共振成像的方式进行平行成像，设定对上述平行成像所希望的图像化视野(Field of View)，在上述平行成像的扫描进行的时候，基于上述图像化视野设定收集视野，设定比上述图像化视野还要宽阔的展开视野，以上述收集视野设定组件设定的收集视野为基础进行使用了上述多线圈的上述平行成像的扫描来由上述每个线圈要素得到该扫描的再生成图像，在上述展开视野的基础上对该再生成图像实行展开处理得到该展开视野的图像，由这个上述展开视野的图像生成上述图像化视野的图像。
这样，根据本发明，通过采用了将展开领域假想的进行扩大的平行成像的展开方法[扩大展开法(本发明人命名称为)]，是与操作者如何在扫描计划中设定摄像区域无关的，能够在最适当的条件下进行展开处理，其结果是，能够确实地而且大幅度地减少由平行成像特有的翻卷引起的假像，还能减轻操作者的负担，而且，通常能够稳定的得到画质良好的最终图像，能够提高诊断的有用性。
图1A-1C是关于过去的各个平行成像的展开处理的示意图；图2是关于过去的平行成像的展开处理的不足之处的示意图；图3A以及3B是关于过去的平行成像的展开处理另一个示意图；图4是关于本发明的磁共振成像装置实施例的构成的一个例子的功能�？槭疽馔迹煌�5是根据第一实施例实行的平行成像的简略的流程示意图；图6是关于第一实施例的扩大展开法的，从由扫描计划所设定的视野到最终视野的变化和被检测物体的截面区域的之间的关系的示意图；图7是关于第一实施例的扩大展开法的，被检测物体的截面区域是心脏的短轴截面区域的情况下，从由扫描计划所设定的视野到最终视野的变化和上述区域之间的关系的示意图；图8是关于第一实施例的扩大展开法的，被检测物体的截面区域是心脏的短轴截面区域的情况下，从由扫描计划所设定的视野到最终视野的变化和上述区域之间的关系的另一个示意图；图9是本发明的第二实施例实行的，关于依照掩模一并使用了倍率控制的扩大展开法的，从收集视野到最终视野的变化和被检测物体的区域之间的关系的示意图；图10是，在第二实施例中所实行的平行成像的简略的流程示意图；图11是关于在本发明的第二实施例中所实行的，关于依照掩模一并并使用了倍率控制的扩大展开法的，从收集视野到最终视野的变化和被检测物体区域之间的关系的另一个示意图；以及图12是在本发明的第三实施例中所实行的，与根据梯形掩模贴合展开法组合的扩大展开法的示意图。
具体实施例方式
以下，参照附图对本发明所述的磁共振成像(MRI)装置的实施例进行说明。
(第一实施方式)基于图4-图8对本发明所述的MR信号接收装置以及磁共振成像(MRI)装置的第一实施方式进行说明。这个磁共振成像装置将作为一个进行平行成像的系统进行说明。
首先，参照图4，对这个实施方式所述的磁共振成像装置的整体构成进行简略的说明。
这个磁共振成像装置是能够通过使用多线圈实行平行成像来得到MR图像的装置。如图4所示，这个磁共振成像装置具有，承载作为被检测物体的患者P的躺卧台部，产生静磁场的静磁场产生部，用于对静磁场附加位置信息的倾斜磁场产生部，发送接收射频(高频)信号的发送接收信号部，控制整个系统以及负责再生成图像的控制运算部。
静磁场产生部例如具有超导方式的磁体1和给这个磁体1提供电流的静磁场电源2，在被检测物体P移动插入的圆筒状开口部(诊断用空间)的轴方向(相当于本装置所设定的垂直坐标轴的Z轴方向)产生静磁场H0。而且，在这个磁体部上设有图中未示出的用来使磁场均匀化的垫片线圈。
躺卧台部能将承载有被检测物体P的平板14T从磁体1的开口部可退避地插入。该插入由躺卧台驱动装置14D驱动来完成。躺卧台驱动装置14D响应后述的主计算机6提供的驱动信号，可沿其长方向(Z轴方向)移动平板14T。被检测物体P，作为其中的一例，是沿着平板14T的长方向承载的。
倾斜磁场产生部具有编入在磁体1上的倾斜磁场线圈单元4G。这个倾斜磁场线圈单元4G具有能够产生相互垂直的X，Y以及Z轴方向的倾斜磁场的3组(种类)x，y，z线圈(图中未示出)。这个倾斜磁场产生部进一步还具有给x，y，z线圈提供电流的倾斜磁场放大器4。这个倾斜磁场放大器4，在后述的序列发生器5的控制的下，供给使x，y，z线圈分别产生倾斜磁场的脉冲电流。
通过控制从倾斜磁场放大器4向x，y，z线圈供给的脉冲电流，合成物理轴上正交垂直的3轴X，Y，Z方向的倾斜磁�。梢匀我獾纳瓒ê捅涓嗷ゴ怪钡那衅较蚯阈贝懦s，相位编码方向倾斜磁场Ge，以及读取方向(频率编码方向)的倾斜磁场Gr的各理论轴方向。使切片方向，相位编码方向，以及读取方向的各个倾斜磁场与静磁场H0相重叠。
发送接收信号部具有，在磁体1孔内的摄像空间中被检测物体P的旁边所设置的作为射频线圈的全身(WB)用线圈7T以及接收信号用的多线圈7R和，与这两个线圈7T以及7R连接的发送信号器8T和接收信号器8R。
当这个全身用线圈7T在作为单独的射频线圈使用的时候，全身用线圈7T作为发送接收信号的兼用线圈使用。另一方面，多线圈7R(接收线圈)作为接收信号使用的时候，全身用线圈7T就作为发送信号的专用线圈来使用。
对于多线圈7R，由能够较高的设定S/N的阵列类型的线圈构成，由分别构成要素线圈的多个射频线圈7a，7b，7c，7d所构成。本实施例中，采用4个(4通道)射频线圈7a，7b，7c，7d，各个线圈，例如以圆形或者矩形的表面线圈构成。作为射频线圈7a，7b，7c，7d，这4个通道的线圈使用能够覆盖所希望的视野(关心区域)的适当大小的线圈。
这4个通道的射频线圈7a，7b，7c，7d的各个输出相互独立并被送到接收信号器8R。
而且，图4所示的多线圈7R的4通道的射频线圈7a-7d表示为是沿着被检测物体P的体表设置的模式。但是，这个多线圈7R并不一定限定为由多个表面线圈构成的结构，也可以由多个体积线圈(volume coil)构成，而且也可以由QD线圈构成。而且，多线圈也可以安装在躺卧台上，也可以安装在被检测物体上。
发送信号器8T以及接收信号器8R是基于后述序列发生器5的控制运行的。发送信号器8T是为了引起被检测物体P的磁化自转的磁共振，向全身用线圈7T提供拉莫尔(lamour)频率的射频电流脉冲。接收信号器8R从全身用线圈7T以及多线圈7R接收回波信号(高频信号)，并生成回波数据(原数据)。
接收信号器8R，具体如图4所示，分为处在全身用线圈侧的接收信号部和多线圈侧的接收信号部。
全身用线圈侧的接收信号部具有与全身用线圈7T相连的天线共用器81，与这个天线共用器81相连的预放大器82，接收这个预放大器82的接收信号的接收信号电路83。其中天线共用器81和发送信号器8T也相连接。
这样，天线共用器81，一方面将发送信号时发送信号器8T发出的发送信号驱动脉冲向全身用线圈7T传送，还使接收信号时全身用线圈7T检测出的回波信号向预放大器82通过。预放大器82将接收的回波信号进行前置放大向接收信号电路83传送。接收信号电路83对输入的回波信号进行中间频率变换，相位检波，低频放大，过滤等等各种信号处理之后，进行A/D转换生成回波数据(原数据)，并将这些数据送到主计算机6。
一方面，在多射频线圈侧的接收信号部中，将从4通道的射频线圈7a-7d送来的4通道信号，分别送到接收信号电路86A-86D。该接收信号电路86A-86D也分别与上述相同的，将输入的回波信号进行中间频率变换，相位检波，低频放大，过滤等等各种信号处理之后，进行A/D转换生成回波数据。这样经过接收信号处理过的信号从接收信号电路86A-86D送到主计算机6。
进一步的，控制运算部具有，序列发生器(也称为序列控制器)5，主计算机6，存储装置11，显示装置12，以及输入器13。
其中，主计算机6，基于其内部存储器或存储装置11所存储的软件程序，在序列发生器5中进行与平行成像相关的各种准备用的预扫描(准备扫描)，扫描计划，成像用的主扫描(成像扫描)，以及后处理。其中，准备用的预扫描中包括，决定位置用的导向扫描，为了使静磁场均匀化的磁场调整扫描，对展开处理使用的各要素线圈的灵敏度图进行测定的灵敏度图扫描等等。在进行该准备用预扫描以及主扫描的时候，主计算机将这些扫描必要的脉冲序列的信息提供给序列发生器5。
而且，主计算机6，在扫描计划的时候，与显示装置以及输入器13一起对操作者具有接口的功能，操作者可以人机对话地对装置侧输入扫描计划的信息。
特别是，主计算机6具有推测多线圈7R的射频线圈7a-7d的灵敏度图的功能，对回波数据进行再生成处理并运算图像数据的功能，以及控制躺卧台驱动装置14D的驱动的功能等等。摄像条件包括，平行MR成像的相位编码方向，以及，视野的位置，大小和形状相关的信息。
根据脉冲序列信息的扫描是收集图像再生成所必要的回波数据组的扫描。在脉冲序列中使用了3维(3D)扫描以及2维(2D)扫描的序列。作为上述脉冲列的形式使用的有SE(旋转回波)法，FSE(高速SE)法，FASE(高速非对称旋转回波)法(即，与半傅立叶组合的高速SE法的成像方法)，EPI(回波计划成像)法，FE(梯度回波)法，FFE(高速FE)法，分段FFE法等等。
序列发生器5具有CPU以及存储器，存储从主计算机6送来的脉冲序列信息，根据该信息控制倾斜磁场放大器4，发送信号器8T，以及接收信号器8R的动作。脉冲序列信息是根据一连串的脉冲序列使倾斜磁场放大器4，发送信号器8T，以及接收信号器8R动作所需要的全部信息。例如，包括对x，y，z线圈施加的脉冲电流的强度，施加时间，施加时机等相关的信息。
在平行成像中再生成的图像以及所合成的图像的数据在显示装置12上显示的同时，存储在存储装置11中。操作者所希望的摄像条件，脉冲序列，图像合成和差分运算等相关的信息通过输入器13向主计算机6输入。
接下来，说明涉及在本实施方式的平行成像中所实行的展开处理法的视野的设定原理。
该[展开处理法]是与过去的展开处理法不同的，独立于在扫描计划中设定的[设定视野](例如，与[最终图像的视野])，自动地设定作为具有比其更大的区域的[中间视野]的[展开视野]，在上述展开视野中进行对中间过程的图像的数据处理，最后从展开视野的图像中剪切出一个[最终视野]的图像的方法。
上述这些视野的关系记载如下。
＝L_final示出在摄像条件设定(扫描计划)中由操作者所指定的希望摄像区域的视野。这时也指定高速化率R(平行成像的倍率)。
＝L_acquis是用于各个要素线圈收集回波信号的视野，由L_acquis＝L_final/R决定。
(中间视野)＝L_unfold被设定为L_unfold＞L_final＝R*L_acquis。
例如，在相当于[设定视野]的视野中，该最终视野的图像从[展开视野]的图像中剪切出来。即，通常设定视野＝最终视野(即，图像化视野)的情况比较多，必要的话，也可以设定为设定视野≠最终视野。
上述的各种视野与过去的展开处理法处理的视野相比较，过去的情况下设定为[设定视野]＝[展开视野]＝[最终视野]。
本发明，不受限于这样的前提，使[展开视野]＞[最终视野](＝例如[设定视野])，如以下说明的那样，在实用上得到很大的益处，即要克服上述过去的问题。
而且，将本发明所涉及的，假想地扩大展开区域的方法称作[扩大展开法Expanded Unfolding Technique]。
根据上述扩大展开法的展开倍率R’(＝L_unfold/L_aquis)成为R’＝L_unfold/L_aquis＞L_final/L_aquis＝(R*L_acquis)/L_aquis＝R。
即，展开倍率R’设定为满足R’＞R。例如展开倍率R’设定为满足R’＞R的整数。例如，如果可以设定为Int(R)+1(Int整数部)。例如，R＝2的情况下，R’＝3，4，...。R＝1.5的情况下，R’＝2，3，...。或者，作为R’，可以设定为其上限的R’＝Nc(接收信号通道数)。但是，R’太大时，将导致g因数增大，招致SNR很低，而且，为了展开处理需要各个要素线圈的灵敏度图，所以R’的值有必要比单纯为了进行全区域展开的灵敏度图的存在范围要小。而且，g因数是表示因为展开处理导致SNR降低的指标。(参照文献“Pruessman K，他，SENSESensitivity Encoding for Fast MRI，MRM 42952-962，1999”)参照图5-8对采用上述的[展开扩大法]的平行成像的整体运行的一个例子进行说明。
在该平行成像时，主计算机6如图5所示的顺序进行处理。主计算机6最初基于从操作者输入的输入信息进行患者登录(步骤S1)，然后使用全身用线圈7T进行决定位置用的导向扫描，得到决定位置的图像(步骤S2)。另外，在该决定位置的图像的收集完的情况下，能够使用这个决定位置的图像。接下来，主计算机6进行模拟扫描(步骤S3)，进而进行用于收集各个要素线圈7a-7d灵敏度图数据的灵敏度图扫描(步骤S4)。另外，这个灵敏度图扫描不一定要在后述的成像用的主扫描之前进行，也可以作为主扫描一系列的脉冲序列的一环来进行。
这种准备用预扫描结束时，在主计算机6和一边观察决定位置的图像一边输入必要信息的操作者之间，建立起人机对话的扫描计划(摄像条件的设定)(步骤S5A)。
具体的，除了脉冲序列种类等的通常参数以外，高速化率(平行成像的倍率)R，以及，接受表示经由所希望的摄像区域的ROI所设定的视野(设定视野)(步骤S5A)。相应于此，主计算机6如上述那样的自动计算收集视野，并存储该信息(步骤S5B)。接下来，主计算机6读取出预先设定的适当的展开倍率R’，利用这个展开倍率R’如上述那样的自动计算展开视野，并存储该信息(步骤S5C，S5D)。
上述涉骤结束后，主计算机6在序列发生器5中，以收集视野为基础进行作为主扫描所希望的形式的平行成像(步骤S6)，得到再生成的基于从各个要素线圈7a(-7d)收集的回波信号的回波数据的实空间上的图像(步骤S7)。
将与这些各个要素线圈7a(-7d)相对应的再生成图像分别进行展开处理，从这些展开处理的图像中将所希望的最终视野的图像进行剪切处理。(步骤S8，S9)用图6对这个展开处理和剪切处理进行说明。该图表示高速化率(倍率)R＝2为的情况。由此，对于在决定位置的图像上示出设定的所希望的摄像区域的设定视野(示出比被检测物体的存在区域还要小的设定的情况)，进行高速化率R＝2倍速的平行成像(子编码数据收集)，在各个要素线圈7a(-7d)的1/2矩阵程度的收集视野中收集数据(参照图6(a)，(b))。
对应与此，在本实施例中在装置侧自动设定展开倍率R’(＞R)(无需操作者有意识地控制完成)，例如对于作为展开倍率R’＝3倍速的展开视野展开处理(unfolding处理)应用各个要素线圈7a(-7d)的灵敏度图数据(参照图6(C))来实行。在该展开倍率R’＝3倍速的展开视野的情况下，在一般的摄像中，准确地含有被检测物体的存在区域。这样，主计算机6从这个展开视野的实空间图像中逐个像素地剪切出所希望的设定视野的大小的图像，生成最终视野的图像(参照图6(D))。该剪切处理也是在装置侧上自动地进行(无需操作者有意识地控制完成)。
与这样生成的最终视野的实空间图像在显示装置12上显示的同时，该图像数据存储到存储装置11中(步骤S10)。这样，操作者能够用眼睛观察到扫描计划中设定的视野的图像，这样可以无需意识列在此以前的与展开扩大法相应的处理。
图7，8示出关于上述如图6所示的特别适用于心脏的短轴方向的截面的展开处理法的例子。无论在任何情况下，示出了其高速化率R＝2倍而且展开倍率R’＝3倍，相对于最初的扫描计划时的设定视野，心脏端轴截面超出范围的状态。特别是，在图8的情况下，与图7相比，设定视野太�。贾孪嘤Φ某龇段У某潭雀�。但是，由于采用扩大展开法，无论任何情况下都得到所希望的最终视野图像。
在这样在本实施例中，由于使用了将展开处理所用的区域进行假想扩大设定的扩大展开法，同时，生成了可靠地排除或者降低称为后折叠的翻卷残留假像的图像，能够从这个图像中剪切出最终视野的图像。由此，即使在扫描计划中设定的摄像区域(设定视野)与被检测物体的存在区域之间的关系不完整，即，存在区域从摄像区域中超出范围的情况下，也能根据展开视野的设定进行最适当条件下的展开处理，能够提供确实减少了假像的高品质图像。
如果反过来说，即使扫描计划中设定的摄像区域(设定视野)为某种粗糙的程度时，通过在装置侧的自动内部处理(特别是，在不通知操作者的情况下)实行扩大展开法。由此，操作者在指定摄像区域时没有必要象过去那样紧张，能够节省为该指定花费的劳力和时间，由此显著减轻负担。
(第二实施例)接下来，参照图9-11对涉及本发明的第二实施例进行说明。该第二实施例的特征在于，并用根据掩模信息的控制倍率进行上述扩大展开法。而且，磁共振成像装置的硬件构成和第一实施例相同。
首先，对根据掩模信息的控制倍率进行说明。在第一实施例中说明了扩大展开法，关于收集矩阵实际上重复的翻卷(混叠)点数，各个点不同。
下面，实际上在被检测物体的存在区域存在的假定的点集合，为了以下方便的缘故称作[掩模]。参照图9对被检测物体的形状作为是掩模进行说明。
在图9中，关于[收集视野]中的点A，[展开视野]内对应的3个点A1，A2，A3引起相互重叠的翻卷，实际上必须进行3倍速的展开。对于点B来说，3个点B1，B2，B3相互重叠，由于用括弧表示的点B1没有信号，可以不用计算，实际上两倍的展开就可以完成了。这样，参照上述的掩模信号，预先计算出被检测物体的推测的存在区域或含有该区域的所指定的扩张区域内的翻卷重合的点的数目(同值点数)。在进行扩大展开法的时候，以与这个同值点数相应的倍率对每个像素进行扩大展开。即，具有这样的构成，如果某像素的同值点数是2的话，进行2倍速的扩大展开，即使如果在同一幅图像上的其它像素的同值点数是3的话，进行2倍速的扩大展开。最终视野按照由扫描计划所指定的设定视野生成所剪切出的部分图像。
在并用这个掩模处理时，主计算机6，概略地按照图10所示的顺序进行平行成像。这个顺序，与上述的图5所示的顺序相比较，在步骤S5的扫描计划(摄像计划)以及步骤S8的展开处理具有其特征，其他的步骤和图5的相同或相当。
即，在扫描计划中，主计算机6，在进行摄像条件的设定，收集视野的设定，展开倍率的读�。约罢箍右暗纳瓒�(步骤S5A-S5D)之后，从导向扫描中收集的回波数据中生成推测被检测物体的存在区域的掩模数据(步骤S5E)。接下来，主计算机6，逐个地运算每个像素在掩模数据和高速化率R中翻卷重合(具有同一个值的)点的数目(同值点数)(步骤S5F)。然后，在主扫描以及图像再生成(步骤S6，S7)之后进行展开处理，实行如前所述的参照上述同值点数的扩大展开处理。
结果实际上产生了3点翻卷的图9的点A(相当于过去的方法中不能进行适当展开的点)，在本实施例中的扩大展开法中进行3倍展开。而且，对于点B这样实际上是2点翻卷的，该扩大展开法限制为2倍展开，防止了因为不合理的3倍展开造成画质劣化(SNR降低)。
这样，通过对以掩模信息为基础的恢复展开倍率的每个像素的控制，优先防止3倍展开的翻卷，另一方面，2倍展开具有防止由于g因数的增大而造成的SNR降低的作用。因此扩大展开非常地有效果。
并用了该掩模的倍率控制的扩大展开法，进一步在如图11所示的情况下，发挥了更加显著的效果。即，被检测物体从设定视野的两端超出范围的部分的、对任何一个点实际上重合的点数顶多就是2个点。这里，如图中所示的C，D两点为代表。由于不限于该两个点，任何点都能由2倍速的展开处理来完成，所以可以得到在最适当的范围内抑制了SNR降低，而且没有翻卷的最终图像。
(第三实施例)接下来，参照图12，对涉及本发明的第3实施例进行说明。这个第3实施例涉及，在上述的并用了根据掩模信息进行倍率控制的扩大展开法中用于避免其画质不连续性问题的处理。而且，磁共振成像装置的硬件构成与第1实施例中的相同。
在上述的第2实施例的扩大展开法中，示出了逐个地改变每个点的倍速率的方法。在倍速率改变的情况下，由于g因数产生了不连续的变化，图像信息也有可能对每个像素产生不连续的变化。因此，为了避免由于展开倍速率(整数)的不连续的变化引起的画质的不连续，在这种情况中，采用对两个倍速率改变的图像进行连续的加权加法运算的方法(这里，也称为[贴合展开法GluedUnfolding Technique])。
在本实施例中，对于该贴合展开法，示出的是使用了梯形掩模的方法([梯形掩模法])。如图12所示的那样，覆盖被检测物体外部形状的掩模是M形的，在含有M的适当区域M’上具有1的值，研究在相位编码方向上具有梯形函数形式的[梯形掩模]T。
这样，主计算机6在例如上述图10的步骤S5B，S8中，追加如下的处理在[收集视野]中顺序地计算，把其结果的值E(yk)当作[展开视野]上的值。
求出翻卷的对应点的坐标yk，k＝1，2，...，R’。把R1设定为T值＝1的个数，把R2设定为0＜T值≤1的个数，r＝∑T(yk)。(0≤R1≤r≤R2)[2]对于T(yk)＝0的yk，求得的值E(yk)＝0。作为T(yk)＞0的yk，对于那些点求出E(yk)。
(1)0＜R1＝R2的情况下(即，同为t(yk)＝1的点的组)进行R1倍的展开，把展开值当作E1(yk)。
关于对应的yk，求得的值E(yk)＝E1(yk)。
(2)0＝R1＜R2的情况下(即，同为T(yk)＜1的点的组)进行R2倍的展开，把展开值当作E2(yk)。
关于对应的yk，求得的值E(yk)＝T(yk)*E2(yk)。
(3)0＜R1＜R2的情况下(即，T(yk)＝1和T(yk)＜1的点混合的组)进行R1和R2倍的展开，把展开值当作E1(yk)和E2(yk)。
关于对应的yk，求得的值E(yk)如下地确定。
T(yk)＝1时，E(yk)＝((r-R1)/(R2-R1))*E1(yk)+((R2-r)/(R2-R1))*E2(yk)T(yk)＜1时，
E(yk)＝T(yk)*E2(yk)这个方法示出的是线性变换加权的方法，也可以附加正弦波形来变换分量。
梯形掩模法是能够在函数值中全部包含其后接续的连续贴付处理的内容的实践方法。
本发明不受实施例记载以及其变形例的结构限定，对于本领域的普通技术人员来说，可以在不脱离权利要求记载的精神范围的情况下，对本发明进行适当的变更和变形。
权利要求
1.一种磁共振成像装置，该装置使用由多个要素线圈形成的多线圈，能够进行平行成像，其特征在于包括图像化视野设定组件，用来设定所希望的图像化视野；收集视野设定组件，基于上述图像化视野设定在进行上述平行成像的扫描时的收集视野；展开视野设定组件，设定比上述图像化视野更宽广的展开视野；图像获取组件，基于由上述收集视野设定组件所设定的收集视野，使用上述多线圈进行上述平行成像的扫描，从每个上述线圈要素中获取该扫描的再生成图像；展开处理组件，基于上述展开视野，对该图像获取组件所得到的上述收集视野的再生成图像进行展开处理，得到该展开视野的图像；图像生成组件，从由上述展开处理组件所得到的上述展开视野的图像中生成上述图像化视野的图像。
2.根据权利要求1所述的磁共振成像装置，其特征在于上述图像化视野设定组件由摄像条件设定组件构成，该摄像条件设定组件设定包含上述图像化视野和对于上述平行成像的倍率的该平行成像的摄像条件；上述收集视野设定组件是对被检测物体进行与上述倍率相应的上述平行成像的扫描时，设定上述收集视野的组件；上述展开视野设定组件是对上述图像化视野设定上述展开视野的组件，该展开视野具有超过上述倍率的展开倍率；上述图像生成组件是从由上述展开处理组件得到的展开视野的图像中剪切生成上述图像化视野的图像的组件。
3.根据权利要求2所述的磁共振成像装置，其特征在于作为该装置的内部处理自动地使上述收集视野设定组件、上述展开视野设定组件、上述展开处理组件以及上述图像生成组件运行。
4.根据权利要求3所述的磁共振成像装置，其特征在于上述展开视野的展开倍率是超过作为上述摄像条件所设定的倍率的整数倍率。
5.根据权利要求1所述的磁共振成像装置，其特征在于包括图像登记/显示组件，对从上述图像生成组件所得到的上述图像化视野的图像进行登录以及显示两种动作中的至少一个。
6.根据权利要求1所述的磁共振成像装置，其特征在于包括对上述被检测物体的实际空间上的存在区域进行推测的存在区域推测组件；上述展开处理组件参照由上述存在区域推测组件推测的上述被检测物体的存在区域进行上述展开处理。
7.根据权利要求6所述的磁共振成像装置，其特征在于上述存在区域推测组件构成为根据在由上述图像生成组件所进行的上述平行成像的扫描之前或者在该扫描中由另外的扫描所得到的回波信号进行推测。
8.根据权利要求7所述的磁共振成像装置，其特征在于具有使用在上述被检测物体的周围设置的全身用线圈来实行上述另外的扫描的组件。
9.根据权利要求6所述的磁共振成像装置，其特征在于上述展开处理组件构成为，从由上述图像生成组件所得到的再生成图像中求出针对每个像素推测的上述被检测物体的存在区域或含有该存在区域的扩展区域内的翻卷同值点数，基于该翻卷同值点数，对每个像素进行上述展开处理。
10.根据权利要求1所述的磁共振成像装置，其特征在于设置确保由上述展开处理组件所展开处理的图像上的相邻像素之间的上述展开倍率的的连续性连续性确保组件。
11.根据权利要求9所述的磁共振成像装置，其特征在于上述连续性确保组件是对上述展开倍率不同的展开图像平滑地进行加权并相互之间进行加法运算的组件。
12.根据如权利要求11所述的磁共振成像装置，其特征在于上述连续性确保组件是，使用预先制成的梯形掩模，决定超过作为上述摄像条件之一所设定的倍率的倍率而且进行上述加权的相互间加法运算的组件。
13.一种磁共振成像装置，该装置使用由多个要素线圈形成的多线圈，能够进行平行成像，其特征在于包括具有摄像条件设定组件，用来设定含有上述平行成像的摄像区域和倍率的摄像条件；再生成组件，基于通过上述摄像条件下的扫描所得到的磁共振信号，从每个上述线圈要素得到再生成图像；展开处理组件，对由该再生成组件所得到的再生成图像以超过上述倍率的倍率进行展开处理；图像生成组件，从由该展开处理组件所得到的图像中，通过剪切出相应于设定的上述摄像区域的大小的图像得到所希望的图像。
14.一种平行成像方法通过使用由多个要素线圈形成的多线圈，实行作为磁共振成像的平行成像，其特征在于设定希望的图像化视野；基于上述图像化视野设定在进行上述平行成像的扫描时的收集视野；设定比上述图像化视野更宽阔的展开视野；基于由上述收集视野设定组件设定的收集视野，使用上述多线圈实施上述平行成像的扫描，从每个上述线圈要素中获取该扫描的再生成图像；对上述再生成图像进行基于上述展开视野的展开处理得到该展开视野的图像；从该上述展开视野的图像生成上述图像化视野的图像。
全文摘要
本发明提供一种基于扩大展开法的平行成像。在平行成像中，作为摄像条件的一部分，设定所希望的图像化视野和平行成像用的倍率(高速化率)。相对于图像化视野设定具有超过该倍率的倍率的展开处理用的展开视野。根据图像化视野，基于与上述倍率相应设定的的收集视野，通过多线圈实施平行成像扫描，从每个要素线圈得到再生成图像。这个再生成图像以展开视野的图像为基础进行展开处理。从这个展开视野的图像剪切出与上述图像化视野相一致的图像，得到最终图像。
文档编号G01R33/34GK1572246SQ200410055090
公开日2005年2月2日 申请日期2004年5月8日 优先权日2003年5月8日
发明者町田好男, 市之濑伸保, 内薗真一 申请人:株式会社东芝, 东芝医疗系统株式会社
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