DE60032848T2

DE60032848T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Phasenkorrektur

Info

Publication number: DE60032848T2
Application number: DE60032848T
Authority: DE
Inventors: Mitsuharu Hino-shi Miyoshi
Original assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Current assignee: GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date: 1999-10-22
Filing date: 2000-10-20
Publication date: 2007-10-25
Anticipated expiration: 2020-10-21
Also published as: EP1094333A3; KR20010060189A; CN1920592B; EP1094333A2; KR100742459B1; EP1094333B1; JP3454760B2; CN1920592A; DE60032848D1; CN1305113A; CN1327239C; US6466016B1; JP2001120516A

Description

Die Erfindung betrifft ein Phasenkorrekturverfahren und eine Phasenkorrekturvorrichtung zur Messung der Phasenverteilung in einem Bild, das mit Magnetresonanz-Bildgebung aufgenommen wurde, und zur Korrektur der Phase der Pixeldaten auf der Basis der gemessenen Phasenverteilung und sie betrifft ferner ein Magnetresonanz-Bildgebungsverfahren und eine Magnetresonanz-Bildgebungsvorrichtung, mit der Wasser und Fett-Bilder auf der Basis der phasenkorrigierten Pixeldaten erhalten werden.
In einer Magnetresonanz-Bildgebungsvorrichtung wird in einem Raum, der ein bildgebend darzustellendes Objekt aufnimmt, ein stationäres Magnetfeld ausgebildet, in dem Raum, in dem das stationäre Magnetfeld ausgebildet ist, werden ein Gradientenmagnetfeld und ein Hochfrequenzmagnetfeld ausgebildet, und auf der Basis eines Magnetresonanzsignals, das durch den Spin des bildgebend darzustellenden Objektes erzeugt wird, wird ein Bild gebildet (rekonstruiert). Auf Grund der chemischen Verschiebung hat das Magnetresonanzsignal von Fetten eine Frequenz, die von dem Magnetresonanzsignal von Wasser verschieden ist, somit können Wasser und Fette unter Verwendung einer Phasendifferenz auf der Basis des Frequenzunterschiedes separat bildgebend dargestellt werden.
Die Phase des Magnetresonanzsignals wird durch die Ungleichförmigkeit der stationären Magnetfeldintensität beeinflusst, hierbei wird, um Wasser und Fette einzeln bildgebend darzustellen, ohne dass diese durch die Ungleichförmigkeit des Magnetfeldes beeinflusst werden, eine Phasenverteilung, bei spielsweise eine Phasenkarte, berechnet, die die Ungleichförmigkeit des stationären Magnetfeldes repräsentiert und die Phasenkorrektur des Bildes wird auf deren Basis durchgeführt.
Die Phasenkarte wird durch die Berechnung der Phase der Bilddaten erhalten, die durch komplexe Zahlen für jeden Pixel gegeben sind. Um eine genaue Phasenkarte zu erhalten, wird zuerst das Rauschen beseitigt, indem das Bild mittels eines Tiefpassfilters verarbeitet wird.
1 zeigt das Konzept der Phasenkarte für ein typisches eindimensionales Bild. Der Ursprung der Phasenkarte wird als Zentrum des stationären Magnetfeldes genommen. Die Phase am Ursprung ist Null. Dieses Diagramm ist eine Phasenkarte, wenn die Intensität des stationären Magnetfeldes einen linearen Gradienten hat, und die Phase variiert linear entsprechend der Entfernung vom Ursprung. Wenn die Phase +π übersteigt, kehrt diese zu der –π-Seite zurück und wenn sie –π übersteigt, kehrt diese zu der +π-Seite zurück, wie dies in der Figur unter (a) gezeigt ist. Mit anderen Worten, es findet ein Phasensprung oder Wrap-around statt.
Deshalb wird in Teilen, in denen eine Phasensprung oder Wrap-around stattfindet, eine Korrektur des Phasensprungs oder Wrap-around, beispielsweise mit dem Algorithmus des Unwrap-ping, durchgeführt, um eine Phasenkarte ohne Phasensprung oder Wrap-around zu erhalten, wie dies in (b) gezeigt ist.
Das Vorhandensein oder die Abwesenheit des Phasensprungs oder des Wrap-around wird durch die Abfrage detektiert, ob der absolute Wert der Phasendifferenz der Bilddaten zur Anpassung der Pixel 2π ist oder nicht, und für Pixel bei denen ein Phasensprung oder Wrap-around detektiert ist, wird 2π mit umgekehrtem Vorzeichen zu dem der Phasendifferenz der Phase addiert.
Wenn Tiefpassfiltern des Bildes als Schritt vor der Berechnung der Phasenkarte durchgeführt wurde, wurden die Pixeldaten in einigen Orten lokal gestört, was von der Änderung in der Magnetisierung des bildgebend darzustellenden Objektes, der Phasenänderung auf Grund der Fette, des Ghosting auf Grund der Blutzirkulation oder der Körperbewegung oder hohem Rauschen herrührt. An diesen Orten erscheint es, wie wenn ein Phasensprung oder Wrap-around vorhanden wäre, aber eine genaue Phasenkarte könnte nicht durch die Durchführung des Algorithmus des Unwrappings auf deren Basis erhalten werden.
Ferner, wenn die Nichtgleichförmigkeit des Magnetfelds nicht linear ist, weist die Phasenkarte Komponenten höherer Ordnung auf. Das Tiefpassfiltern muss so gesetzt werden, dass diese Komponenten höherer Ordnung nicht entfernt werden, wobei dieses Tiefpassfilter-Setzten aber nicht einfach durchzuführen ist.
Die EP A 0 257 673 offenbart ein Phasenverteilungsmessverfahren, das die Schritte der Tiefpassfilterung eines Bildes aufweist, das durch Magnetresonanz-Bildgebung und Berechung einer Phasenverteilung auf der Basis des Bildes nach der Tiefpassfilterung erhalten wurde. Eine korrigierte Phase des einen Pixels wird bestimmt durch den Vergleich mit dem Mittelwert des bereits bestimmten Phasenfehlers aus einer Anzahl von umgebenden Pixel, deren korrigierte Phasen und zugehörige Phasenfehler bereits bestimmt wurden.
Die Erfindung strebt danach, ein Phasenverteilungsmessverfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die eine genaue Phasenkarte berechnen kann, auch wenn es eine lokale Phasenstörung gibt, um ein Phasenkorrekturverfahren und eine Vorrichtung unter Verwendung dieser berechneten Phasenkarte zu schaffen, und um ein Magnetresonanz-Bildgebungsverfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die diese Phasenkorrektur implementieren.
Diese Erfindung strebt ferner danach, ein Phasenkorrekturverfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die eine leichte Phasenkorrektur einschließlich hoher Frequenzkomponenten erlaubt, und ein Magnetresonanz-Bildgebungsverfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die eine derartige Phasenkorrektur durchführt.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Phasenkorrekturverfahren geschaffen, das die folgenden Schritte aufweist: Tiefpassfilterung eines Bildes, das durch magnetische Resonanzbildung erhalten worden ist; Erfassen von Pixelpositionen, bei denen das Verhältnis der Signalintensität nach der Tiefpassfilterung zu der Signalintensität vor der Tiefpassfilterung einen vorbestimmten Schwellenwert nicht überschreitet, und Angabe der ermittelten Pixelpositionen; Berechnen einer Phasenverteilung auf der Basis des Bildes vor der Tiefpassfilterung oder des Bildes nach der Tiefpassfilterung unter Ausschluss der Pixeldaten an den ermittelten Pixelpositionen, um eine berechnete Phasenverteilung zu liefern; Erhalten einer kompensierten Phasenverteilung durch Schätzen der Phase in dem ausgeschlossenen Bereich der erfassten Pixelpositionen in der berechneten Phasenverteilung aus der Phase benachbarter Pixelpositionen; und Durchführen einer Phasenkorrektur des Bildes unter Verwendung der kompensierten Phasenverteilung.
Das Verfahren kann ferner den Schritt der separaten Erzeugung eines Wasserbildes und eines Fettbildes unter Verwendung einer Phasendifferenz der Pixeldaten des phasenkorrigierten Bildes aufweisen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Phasenkorrekturvorrichtung geschaffen, die aufweist: ein Filtermittel, das dazu eingerichtet ist, eine Tiefpassfilterung bei einem Bild durchzuführen, das durch die Magnetresonanzbildgebung erhalten wurde; ein Detektormittel, das dazu eingerichtet ist, Pixelpositionen zu erfassen, für die das Verhältnis der Signalintensität nach der Tiefpassfilterung verglichen mit der Signalintensität vor der Tiefpassfilterung einen vorbestimmten Schwellenwert nicht überschreitet, und zur Bereitstellung der detektierten Pixelpositionen: ein Berechnungsmittel, das dazu eingerichtet ist, eine Phasenverteilung auf der Basis des Bildes vor der Tiefpassfilterung oder des Bildes nach der Tiefpassfilterung unter Ausschluss von Pixeldaten bei den detektierten Pixelpositionen zu berechnen, um eine berechnete Phasenverteilung zu schaffen; ein Kompensationsmittel, das dazu eingerichtet ist, eine kompensierte Phasenverteilung durch die Bestimmung der Phase bei dem ausgeschlossenen Bereich der detektierten Pixelpositionen in der berechneten Phasenverteilung von der Phase bei benachbarten Pixelpositionen zu erhalten; und ein Korrekturmittel zur Phasenkorrektur des Bildes unter Verwendung der kompensierten Phasenverteilung.
Die Vorrichtung kann ferner Erzeugungsmittel aufweisen, die dazu eingerichtet sind, um separat ein Wasserbild und ein Fettbild unter Verwendung einer Phasendifferenz der Pixeldaten des phasenkorrigierten Bildes zu erzeugen.
Die Erfindung wird nachfolgend genauer an Hand von Beispielen im Bezug auf die Zeichnung beschrieben, in der:
1 ein konzeptionelles Diagramm einer Phasenkarte zeigt;
2 ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zeigt, die in dieser Erfindung verwendet wird;
3 ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zeigt, die in dieser Erfindung verwendet wird;
4 ein Diagramm zeigt, das ein Beispiel einer Impulssequenz zeigt, die durch die in 2 und 3 gezeigte Vorrichtung ausgeführt wird;
5 ein Diagramm zeigt, das ein Beispiel einer Impulssequenz zeigt, das von der in 2 und 3 gezeigten Vorrichtung ausgeführt wird;
6 ein Blockdiagramm einer Datenverarbeitungseinheit der in 2 oder 3 gezeigten Vorrichtung zeigt;
7 ein Diagramm zeigt, das die Funktion der in 6 gezeigten Datenverarbeitungseinrichtung beschreibt;
8 ein Diagramm zeigt, das die Funktion der in 6 gezeigten Datenverarbeitungseinrichtung beschreibt;
9 ein Blockdiagramm der Datenverarbeitungseinrichtung der in 2 oder 3 gezeigten Vorrichtung zeigt, wobei das Blockdiagramm nicht eine Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht;
10 ein Diagramm der Funktion der in 9 gezeigten Datenverarbeitungseinrichtung zeigt;
11 ein Diagramm zeigt, das die Funktion der in 9 gezeigten Datenverarbeitungseinrichtung beschreibt;
12 ein Diagramm zeigt, das die Funktion der in 9 gezeigten Datenverarbeitungseinrichtung beschreibt;
13 ein Diagramm zeigt, das die Funktion der in 9 gezeigten Datenverarbeitungseinrichtung beschreibt;
14 ein Diagramm zeigt, das die Funktion der in 9 gezeigten Datenverarbeitungseinrichtung beschreibt;
15 ein Diagramm zeigt, das die Funktion der in 9 gezeigten Datenverarbeitungseinrichtung beschreibt;
16 ein Blockdiagramm der Datenverarbeitungseinrichtung der in 2 oder 3 gezeigten Vorrichtung zeigt;
17 ein Diagramm zeigt, das die Funktion der in 16 gezeigten Datenverarbeitungseinrichtung beschreibt;
18 ein Diagramm zeigt, das die Funktion der in 16 gezeigten Datenverarbeitungseinrichtung beschreibt;
19 ein Diagramm zeigt, das die Funktion der in 16 gezeigten Datenverarbeitungseinrichtung beschreibt.
Einige Ausführungsformen dieser Erfindung werden nachfolgend genauer im Bezug auf die Zeichnung beschrieben. In 2 ist ein Blockdiagramm einer Magnetresonanz-Bildgebungsvorrichtung gezeigt. Diese Vorrichtung ist ein Beispiel einer Ausführungsform dieser Erfindung. Eine Ausführungsform bezogen auf die Vorrichtung dieser Erfindung ist durch die Aufbau dieser Vorrichtung gezeigt.
Eine Ausführungsform, die ein Verfahren dieser Erfindung betrifft, ist durch die den Betrieb, die Bedienung und die Funktion dieser Vorrichtung gezeigt.
Wie in 2 gezeigt ist, weist diese Vorrichtung ein Magnetsystem 100 auf. Das Magnetsystem 100 weist eine Magnetfeldspuleneinheit 102, eine Gradientenspuleneinheit 106 und eine HF (Hochfrequenz)-Spuleneinheit 108 auf. Jede dieser Spuleneinheiten hat eine im Wesentlichen zylindrische Gestalt und diese sind koaxial zueinander angeordnet. Ein bildgebend darzustellendes Objekt 300 wird auf einem Schlitten 500 gelegt und wird in einen und aus einem Raum innerhalb des Magnetsystems 100 durch ein nicht näher dargestelltes Transportsystem transportiert.
Eine Hauptmagnetfeldspuleneinheit 102 bildet ein stationäres Magnetfeld in dem inneren Raum des Magnetsystems 100 aus. Die Richtung des stationären Magnetfeldes ist im Wesentlichen parallel zu der Achse des bildgebend darzustellenden Objektes 300, beispielsweise wird ein so genanntes horizontales Magnetfeld ausgebildet. Die Hauptmagnetfeldspuleneinheit 102 ist beispielsweise aus supraleitenden Spulen aufgebaut. Es soll aber klar sein, dass dies keine Beschränkung auf supraleitende Spulen ist und aus jeder normalleitenden Spule oder Ähnlichem konstruiert sein kann.
Eine Gradientenspuleneinheit 108 erzeugt ein Gradientenmagnetfeld zum Anlegen eines Gradienten an die Intensität des stationären Magnetfeldes. Es werden drei Typen von Gradientenmagnetfeldern erzeugt, beispielsweise ein Schichtgradientenmagnetfeld, ein Auslesegradientenmagnetfeld und ein Phasenkodierungsgradientenmagnetfeld, und die Gradientenmagnetfeldspuleneinheit 106 weist drei Systeme von nicht gezeigten Gradientenspulen auf, die zu diesen drei Typen von Gradientenmagnetfeldern gehören.
Die HF-Spuleneinheit 108 bildet ein Hochfrequenzmagnetfeld zum Anregen der Spins innerhalb des bildgebend darzustellenden Objekts 300 in dem Raum des stationären Magnetfeldes aus. Nachfolgend wird die Bildung des Hochfrequenzmagnetfeldes als Aussenden eines HF-Anregungssignals bezeichnet. Die HF-Spuleneinheit 108 empfängt ebenfalls eine elektromagnetische Welle, beispielsweise ein Magnetresonanzsignal, das durch den angeregten Spin erzeugt wird. Die HF-Spuleneinheit 108 weist eine nicht gezeigte Sendespule und eine nicht gezeigte Empfangsspule auf. Als Sende- und Empfangsspule kann dieselbe Spule verwendet werden oder für den jeweiligen Zweck können ausgewählte Spulen verwendet werden.
Mit der Gradientenspuleneinheit 106 ist eine Gradientensteuereinheit 130 verbunden. Die Gradientensteuereinheit 130 leitet ein Ansteuersignal zu der Gradientenspuleneinheit 106, um ein Gradientenmagnetfeld zu erzeugen. Die Gradientensteuereinheit 130 weist drei nicht gezeigt Steuerschaltungen auf, die zu den drei Gradientenspulen in der Gradientenspuleneinheit 106 gehören.
Eine HF-Steuereinheit 140 ist mit der HF-Spuleneinheit 108 verbunden. Die HF-Steuereinheit 140 liefert ein Steuersignal an die HF-Spuleneinheit 108, überträgt ein HF-Anregungssignal und regt die Spins innerhalb des bildgebend darzustellenden Objekts 300 an.
Eine Kontrolleinheit 160 ist mit der Gradientensteuereinheit 130, der HF-Steuereinheit 140 und einer Datenakquisitionseinheit 150 verbunden. Die Kontrolleinheit 160 steuert jeweils die Gradientensteuereinheit 130 oder die Datenakquisitionseinheit 150.
Die Ausgangsseite der Datenakquisitionseinheit 150 ist mit einer Datenverarbeitungseinheit 170 verbunden. Die Datenverarbeitungseinheit 170 speichert die akquirierten Daten von der Datenakquisitionseinheit 150 in einem nicht gezeigten Speicher. In dem Speicher wird ein Datenfeld gebildet. Das Datenfeld weist einen zweidimensionalen Fourierraum auf, um das Bild von dem bildgebend darzustellenden Objekt 300 zu rekonstruieren.
Die Datenverarbeitungseinheit 170 ist mit der Kontrolleinheit 160 verbunden. Die Datenverarbeitungseinheit 170 ist der Kontrolleinheit 160 übergeordnet und überwacht diese. Eine Displayeinheit 180 und eine Bedienereinheit 190 sind mit der Datenverarbeitungseinheit 170 verbunden. Die Displayeinheit 180 stellt die rekonstruierten Bilder und verschiedene Arten von Informationen dar, die von der Datenverarbeitungseinheit 170 ausgegeben werden. Die Bedienereinheit 190 wird von dem Bedienerpersonal bedient und gibt verschiedene Arten von Befehlen, Informationen, usw. in die Datenverarbeitungseinheit 170 ein.
In 3 ist ein Blockdiagramm der Magnetresonanz-Bildgebungsvorrichtung gezeigt. Die Vorrichtung ist ein Beispiel einer Ausführungsform dieser Erfindung. Eine die erfindungsgemäße Vorrichtung betreffende Ausführungsform, ist durch den Aufbau der Vorrichtung gezeigt. Eine das erfindungsgemäße Verfahren betreffende Ausführungsform ist durch die Bedienung und den Betrieb dieser Vorrichtung veranschaulicht.
Die in 3 gezeigte Vorrichtung weist ein Magnetsystem 100' auf, das von dem der in 3 gezeigten Vorrichtung verschieden ist. Neben dem Magnetsystem 100' hat es dieselbe Struktur wie die Vorrichtung in 2. Identische Bezugszeichen werden für gleiche Teile verwendet und auf ihre Beschreibung wird an dieser Stelle verzichtet.
Das Magnetsystem 100' weist eine ein Hauptmagnetfeld erzeugende Magneteinheit 102', eine Gradientenspuleneinheit 106' und eine HF-Spuleneinheit 108' auf. Diese, ein Hauptmagnetfeld erzeugende Magneteinheit 102' und die Spuleneinheiten bilden jeweils ein Paar, das mit einem Zwischenraum dazwischen einander gegenüberliegt. Diese haben eine im Wesentlichen scheibenförmige Gestalt und sind so angeordnet, dass sie eine gemeinsame Achse teilen. Das bildgebend darzustellende Objekt 300 ist auf einem Schlitten 500 angeordnet und wird in den und aus dem inneren Raum des Magnetsystems 100' mittels nicht gezeigter Transportmittel transportiert.
Die das Hauptmagnetfeld erzeugende Magneteinheit 102' bildet ein stationäres Magnetfeld in dem inneren Raum des Magnetsystems 100' aus. Die Richtung des stationären Magnetfeldes ist im Wesentlichen senkrecht zu der axialen Richtung des bildgebend darzustellenden Objektes 300, beispielsweise wird ein so genanntes orthogonales Magnetfeld gebildet. Die das Hauptmag netfeld erzeugende Magneteinheit 102' weist beispielsweise einen Permanentmagneten, usw. auf, aber ist natürlich nicht auf den Permanentmagneten beschränkt und kann ebenfalls einen supraleitenden Elektromagneten oder einen normal leitenden Elektromagneten usw. aufweisen.
Die Gradientenspuleneinheit 106' erzeugt ein Gradientenmagnetfeld, um der Intensität des stationären Magnetfeldes einen Gradienten hinzuzufügen. Es gibt drei Typen von erzeugten Gradientenmagnetfeldern und die Gradientenspuleneinheit 106' weist drei Systeme von nicht gezeigten Gradientenspulen auf, die zu diesen drei Typen von Gradientenspulenmagnetfeldern gehören.
Die HF-Spuleneinheit 108' sendet ein HF-Anregungssignal zur Anregung der Spins innerhalb des bildgebend darzustellenden Objekts 300 in dem stationären Magnetfeld aus. Die HF-Spuleneinheit 108' empfängt ebenfalls ein Magnetresonanzsignal, das durch die angeregten Spins erzeugt wird.
Die HF-Spuleneinheit 108' weist eine nicht gezeigte Sendespule und eine nicht gezeigte Empfangsspule auf. Dieselbe Spule kann als Sende- und Empfangsspule verwendet werden oder es können jeweils dafür bestimmte Spulen verwendet werden.
Ein Beispiel einer Impulssequenz, die für die Magnetresonanz-Bildgebung verwendet wird, ist in 4 gezeigt. Diese Impulssequenz ist eine Impulssequenz eines Spinecho-Verfahrens (SE: Spinecho).
Speziell ist unter (1) eine Sequenz mit einem 90° Impuls und einem 180° Impuls zur HF-Anregung in dem SE-Verfahren gezeigt und ebenfalls sind unter (2), (3), (4) und (5) jeweils Sequen zen eines Schichtgradienten G_s, eines Auslesegradienten G_r, eines Phasenkodierungsgradienten G_p und eines Spinechos MR gezeigt. Der 90° Impuls und der 180° Impuls sind jeweils durch die Hauptsignale repräsentiert. Die Impulssequenz bewegt sich auf der Zeitachse t von links nach rechts.
Wie aus dieser Figur zu ersehen ist, wird eine 90° Spinanregung durch den 90° Impuls durchgeführt. Zu dieser Zeit wird der Schichtgradient G_s appliziert und für eine vorausgewählte Schicht tritt eine selektive Anregung auf. Nach einer vorbestimmten Zeit der 90° Anregung findet eine 180° Anregung, beispielsweise eine Spinumkehr, auf Grund eines 180° Impulses statt. Der Schichtgradient G_s wird hier ebenfalls appliziert und es findet eine selektive Umkehr statt.
Während des Intervalls zwischen der 90° Anregung und der Spinumkehr, wird der Auslesegradient G_r und der Phasenkodierungsgradient G_p appliziert. Auf Grund des Auslesegradienten G_r findet eine Dephasierung statt. Auf Grund des Phasenkodierungsgradienten G_p findet eine Phasenkodierung statt.
Nach der Spinumkehr, wird der Spin durch den Auslesegradienten G_r rephasiert und das Spinecho MR wird erzeugt. Die Spinechos MR werden durch die Datenakquisitionseinheit 150 als Aufnahmedaten (view data) aufgenommen. Die Impulssequenz wird 64 bis 512 Mal in einer Zeitperiode TR (Repetitionszeit oder wiederholzeit) wiederholt. Der Phasenkodierungsgradient G_p wird bei jeder Wiederholung variiert und eine unterschiedliche Phasenkodierung wird jedes Mal durchgeführt. Auf diese Art und Weise werden 64 bis 512 Aufnahmedaten (view data) erhalten.
Das Spinecho MR ist ein HF-Signal, das eine symmetrische Kurvenform bezogen auf das Echozentrum aufweist. Das Hauptecho wird nach einer TE (Echozeit) ab der 90° Anregung erzeugt. Durch geeignete Wahl von TE kann die Phasendifferenz des Wasserechos und des Fettechos zu π/2 gemacht werden. Wenn die stationäre Magnetfeldintensität 0.2 T beträgt, ist die TE, die die Phasendifferenz zu π/2 macht, in der Größenordnung von 2r + 8.6 ms oder 2r – 8.6 ms. „r" ist das Zeitintervall von 90° bis zur 180°-Anregung. Das Spinecho, das aus der TE dieser Größenordnung erhalten wird, hat eine ausreichende Signalintensität.
Ein anderes Beispiel der Impulssequenz für Magnetresonanz-Bildgebung ist in 5 gezeigt. Diese Impulssequenz ist eine Impulssequenz eines Gradientenecho-Verfahrens (GRE: Gradientenecho).
Speziell zeigt (1) eine α(in Grad)-Impulssequenz zur HF-Anregung in dem GRE-Verfahren und ebenso zeigen (2), (3), (4) und (5) Schichtgradienten G_s, Auslesegradienten G_r, Phasenkodierungsgradienten G_p und Spinecho MR-Sequenzen. Der α(in Grad)-Impuls wird durch das Hauptsignal repräsentiert. Die Impulssequenz läuft auf der Zeitachse t von rechts nach links.
Wie in dieser Figur gezeigt ist, findet eine α(in Grad)-Anregung der Spins auf Grund des α(in Grad)-Impulses statt. α beträgt 90° oder weniger. Zu diesem Zeitpunkt wird der Schichtgradient G_s angelegt und eine selektive Anregung einer vorbestimmten Schicht tritt auf.
Nach einer α(in Grad)-Anregung wird eine Phasenkodierung des Spins mittels des Phasenkodierungsgradienten G_p durchgeführt. Als nächstes wird der Spin zuerst durch den Auslesegradient G_r rephasiert, dann ist der Spin rephasiert und das Gradientenecho MR ist erzeugt. Die Gradientenechos MR sind durch die Datenakquisitionseinheit 150 als Aufnahmedaten erfasst. Diese Impulssequenz wird 64 bis 512 Mal in der Periode TR wiederholt. Der Phasenkodierungsgradient G_p wird bei jeder Wiederholung variiert und jedes Mal wird eine unterschiedliche Phasenkodierung durchgeführt. Auf diese Art und Weise werden 64 bis 512 Aufnahmedaten (view data) erhalten.
Das Gradientenecho MR ist ein HF-Signal, das eine symmetrische Kurvenform relativ zu dem Echozentrum aufweist. Das Hauptecho wird nach der TE durch eine α(in Grad)-Anregung erzeugt. Durch geeignete Wahl der Zeit TE, kann die Phasendifferenz des Wasserechos und des Fettechos zu π/2 gemacht werden. In dem Fall bei dem die Intensität des stationären Magnetfeldes bei 0.2 T liegt, ist TE, das die Phasendifferenz zu π/2 macht, in der Größenordnung von 8.6 ms. Das Gradientenecho, das durch eine TE in dieser Größenordnung erhalten wird, hat eine ausreichende Signalintensität.
Die Aufnahmedaten (view data), die durch die Impulssequenz von 4 oder 5 erfasst werden, werden durch den Speicher der Datenerfassungseinheit 170 erfasst. Es ist aber selbstverständlich, dass die Impulssequenz nicht auf das SE-Verfahren oder das GRE-Verfahren beschränkt ist und eine andere geeignete Technik enthalten kann, wie etwa das schnelle Spinecho-Verfahren (FSE: schnelles Spinecho) oder Echoplanar-Bildgebungsverfahren (EPI: Echoplanar-Bildgebung).
Die Datenverarbeitungseinheit 170 wendet auf die Aufnahmedaten eine zweidimensionale Fouriertransformation so an, dass ein Tomogramm des bildgebend darzustellenden Objekts 300 rekonstruiert wird. Das rekonstruierte Bild wird in dem Spei cher gespeichert. Die Struktur und Funktion der Vorrichtung sind soweit ein Beispiel einer Ausführungsform des Bildgebungsmittels dieser Erfindung. Nachfolgend wird das Bild des Wasserbereichs als Wasserbild bezeichnet werden und das Bild des Fettbereichs wird als Fettbild bezeichnet werden.
Bei der Erzeugung des Wasserbildes und des Fettbildes, berechnet die Datenverarbeitungseinheit 170 eine Phasenverteilung, beispielsweise eine Phasenkarte, die zu der Intensitätsverteilung des stationären Magnetfeldes gehört. Es ist aber selbstverständlich klar, dass die Phasenkarte nicht nur für Wasserbilder und Fettbilder verwendet werden kann, sondern ebenso für die Phasenkorrektur in einer gewöhnlichen Bildgebung.
Die Datenverarbeitungseinheit 170 ist ein Beispiel einer Ausführungsform der Phasenverteilungsmessvorrichtung dieser Erfindung. Eine Ausführungsform, die die Vorrichtung dieser Erfindung betrifft, ist durch die Konstruktion dieser Datenverarbeitungseinheit 170 gezeigt. Eine Ausführungsform, die ein Verfahren dieser Erfindung betrifft, ist durch die Bedienung und den Betrieb der Datenverarbeitungseinheit 170 dargestellt.
Die Datenverarbeitungseinheit 170 führt eine Phasenkorrektur durch, die den Effekt der Nichtgleichförmigkeit des Magnetfeldes unter Verwendung der Phasenkarte entfernt. Die Datenverarbeitungseinheit 170 ist ein Beispiel einer Ausführungsform der der Phasenkorrekturvorrichtung dieser Erfindung. Eine Ausführungsform, die sich auf die Vorrichtung dieser Erfindung bezieht, ist durch den Aufbau der Datenverarbeitungseinheit 170 dargestellt. Eine Ausführungsform, die sich auf das Verfahren dieser Erfindung bezieht, wird durch die Bedie nung und den Betrieb der Datenverarbeitungseinheit 170 dargestellt. Die Datenverarbeitungseinheit 170 ist ebenfalls ein Beispiel einer Ausführungsform des Phasenkorrekturmittels gemäß dieser Erfindung.
6 zeigt ein Blockdiagramm der Datenverarbeitungseinheit 170 unter dem Gesichtspunkt einer separaten Erzeugung des Wasserbildes und des Fettbildes. Die Funktion jedes Blocks dieses Diagramms kann beispielsweise durch ein Computerprogramm oder Ähnliches realisiert werden. Das wird nachfolgend als dasselbe behandelt.
Wie aus dieser Figur entnommen werden kann, weist die Datenverarbeitungseinheit 170 eine Filtereinheit 702 auf. Die Filtereinheit 702 ist ein Beispiel einer Ausführungsform des Filtermittels gemäß der Erfindung. Das rekonstruierte Bild wird aus der Bildrekonstruktionseinheit 700 der vorherigen Stufe in die Filtereinheit 702 eingegeben. Das rekonstruierte Bild kann beispielsweise ein Bild sein, das durch Bildgebung eines Standartphantoms erhalten wird. Das Standartphantom enthält nur Wasser als Komponente.
Die Pixeldaten des rekonstruierten Bildes sind durch komplexe Zahlen gegeben. Speziell weisen die Pixeldaten eine Realzahlkomponente und eine Imaginärzahlkomponente auf. Nachfolgend werden die Realzahlkomponente und die Imaginärzahlkomponente jeweils als Realteil und Imaginärteil bezeichnet.
In dem Eingabebild können die Vektoren verschiedene Phasen haben, wie dies beispielsweise in dem Bereich A von 7 gezeigt ist, und zwar aus anderen Gründen als aus der Nichtgleichförmigkeit des Magnetfeldes, die aus der Variation der Magnetisierung des bildgebend darzustellenden Objektes, der Phasenvariationen auf Grund von Fetten, Ghosting oder großem Rauschen auf Grund von Blutflüssen oder Körperbewegung oder einer Kombination dieser Faktoren, wenn die Phase der Pixeldaten lokal gestört ist, resultiert. 7 zeigt eine eindimensionale Sequenz von Pixeldaten. Um diese Beschreibung zu vereinfachen, wird angenommen, dass die Signalintensität der Pixeldaten konstant ist.
Dieses Eingabebild wird einer Tiefpassfilterung in der Filtereinheit 702 ausgesetzt. Die Tiefpassfilterung wird beispielsweise durch einen laufenden Mittelwert durchgeführt. Über die Pixeldaten, die zu dem laufenden Mittelwert addiert werden, kann eine geeignete Gewichtung gelegt werden, wie beispielsweise eine Gaussverteilung.
Infolge der Tiefpassfilterung sind Pixeldaten auf jeder Seite als der Mittelwert einer vorbestimmten Anzahl von benachbarten Pixeldaten gegeben, so dass alle Pixeldaten so vorliegen, wie dies beispielsweise in 8 gezeigt ist. Speziell, im Bereich A sind die Phasen der Pixeldaten von solchen der umgebenden Pixeldaten sehr verschieden, so dass die Signalintensität entsprechend des laufenden Mittelwertes merklich abfällt. Außerhalb des Bereichs A, gibt es keine solche Differenz, außer für unmittelbar benachbarte Pixeldaten.
Unter Betrachtung dieser Pixeldaten, werden Pixelpositionen, für die die Amplitude verkleinert ist, durch eine Pixelposiitonsdetektoreinheit 704 detektiert. Die Pixelpositionsdetektoreinheit 704 ist eine Ausführungsform der Pixelpositionsdetektormittel in Übereinstimmung mit der Erfindung. Wenn die Pixelpositionen detektiert sind, kann das Eingabebild ebenfalls betrachtet werden. Das Detektieren der Pixelpositionen wird durch das Detektieren der Pixelpositionen durchgeführt für die die Bedingungen der folgenden Gleichungen erfüllt sind: Signalintensität vor der Filterung/Signalintensität nach der Filterung ≥ E (1)Oder Signalintensität nach der Filterung/Signalintensität vor der Filterung ≤ e (2)Wobei E, e Schwellenwerte sind.
Unter Verwendung der vorstehenden Gleichungen sind die zugehörigen Pixel zu vergleichen mit Pixeldaten in dem Bild vor der Filterung und dem Bild nach der Filterung und Pixelpositionen, für die die Signalintensitätsabfall eine vorbestimmte Grenze übersteigt, werden detektiert. Als ein Ergebnis können die Pixelpositionen, die zum Bereich A gehören, beispielsweise Pixelpositionen bei denen eine Phasenstörung vorhanden ist, detektiert werden.
Die Schwellenwerte E, e werden als statistische Werte auf der Basis, beispielsweise der Standartabweichung, von Werten der Gleichungen (1) oder (2) für alle Pixeldaten bestimmt. Alternativ werden Werte auf der Basis eines früheren Erfahrungswertes bestimmt. Außerdem können diese geeignet im Lichte der Ergebnisse angepasst werden.
Die Pixelpositionsinformation, die auf diese Art und Weise detektiert ist, wird in eine Phasenverteilungsberechnungseinheit 706 eingegeben. Die Bildeingabe in die Phasenvertei lungsberechungseinheit 706 kann das Ausgabebild der Filtereinheit 706 sein. Die Phasenverteilungsberechnungseinheit 706 ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform des Phasenverteilungsberechnungsmittels.
Die Phasenverteilungsberechnungseinheit 706 berechnet die Phase für jede Pixeldaten in dem Eingabebild. Die Phasen ergeben sich durch Berechnung eines Arcustangenz des Realteils und des Imaginärteils der komplexen Bilddaten. In diesem Prozess wird die Berechnung unter Ausschluss der vorstehenden Pixelpositionen durchgeführt. Auf diese Art und Weise wird eine Phasenverteilung erhalten, ohne Daten für solche Pixelpositionen, bei denen eine Phasenstörung auftritt.
Wenn man diese Phasenverteilung betrachtet, wird eine Phasenkorrektur für Bereiche, in denen keine Phasendaten vorhanden sind, durch eine Phasenkompensationseinheit 798 durchgeführt. Die Phasenkompensationseinheit 708 ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform des Phasenkompensationsmittels. Die Phasenkompensation wird durch Interpolation durchgeführt. Das Interpolationsverfahren kann eine Interpolation oder Phaseninterpolation sein. Für die Interpolationsberechnung können eine Funktion erster Ordnung, eine Funktion zweiter Ordnung oder eine Splinefunktion verwendet werden, je nach Zweckmäßigkeit. Auf diese Art und Weise wird eine Phasenverteilung, in der die Daten komplementiert werden, erhalten. Auf der Basis dieser Phasenverteilung wird eine Phasenkarte durch eine Phasenbildungseinheit 710 gebildet. Wenn die Phasenkarte gebildet ist, wird der Algorithmus des Unwrappings der Phase durchgeführt. Da die Phasenstörungen in der Phasenverteilung eliminiert sind, kann der Algorithmus des Unwrappings sehr genau durchgeführt werden und es kann eine korrekte Phasenkarte erhalten werden.
Die Phasenkarte wird in einem Phasenkartenspeicher 712 gespeichert. Die in dem Phasenkartenspeicher 712 gespeicherte Phasenkarte wird zur Phasenkorrektur des rekonstruierten Bildes in der Phasenkorrektureinheit 714 verwendet. Die Phasenkorrektureinheit 714 gibt die wieder hergestellten Bilder aus der Bildwiederherstellungseinheit 700 ein, um die Phasenkorrektur durchzuführen. Die Phase dieser Pixeldaten wird durch die Phase der dazugehörigen Pixel der Phasenkarte korrigiert.
Das komplexe Bild, in dem die Phase korrigiert wurde, wird in eine Wasser/Fett-Trennungseinheit 716 eingegeben. Die Wasser/Fett-Trennungseinheit 716 ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform des Bilderzeugungsmittels. Die Wasser/Fett-Trennungseinheit 716 erzeugt ein Wasserbild unter Verwendung des Realteils und erzeugt ein Fettbild unter Verwendung des Imaginärteils des phasenkorrigierten komplexen Bildes. Auf diese Art und Weise kann ein genaues Wasser und Fett-Bild erhalten werden. Das erzeugte Wasserbild wird in einem Wasser-Bildspeicher 718 und das Fett-Bild wird in einem Fett-Bildspeicher 720 gespeichert.
9 zeigt ein anderes Blockdiagramm der Datenverarbeitungseinheit 170 unter dem Gesichtspunkt der Trennung eines separaten Wasserbildes und eines Fettbildes. Der Prozess, der in 9 dargestellt ist, ist keine Ausführungsform der Erfindung. Die Funktion jedes Blocks des Diagramms ist beispielsweise durch ein Computerprogramm implementiert. Wenn die Ungleichförmigkeit des stationären Magnetfeldes nicht linear ist, führt die in diesem Diagramm gezeigte Datenverarbeitungseinheit 170 eine Phasenkorrektur mittels einer zugehörigen Phasenkarte durch, die Komponenten höherer Ordnung aufweist. Zur Vereinfachung werden die Komponenten höherer Ordnung und niedrigerer Ordnung der Phasenkarte bezogen auf die Nichtlinearität der Ungleichförmigkeit des stationären Magnetfeldes als Phasen höherer Ordnung und Phasen niedrigerer Ordnung bezeichnet.
Wie in diesem Diagramm gezeigt ist, weist die Datenverarbeitungseinheit 170 eine Filtereinheit 724 auf. Die Filtereinheit 724 ist identisch mit der vorstehend erwähnten Filtereinheit 724. Das wiederhergestellte Bild aus der Bildwiederherstellungseinheit 700 oder ein phasenkorrigiertes Bild, das später beschrieben wird, werden mittels einer Umschalteinheit 722 in die Filtereinheit 724 eingegeben. Die Umschaltung der Umschalteinheit 722 wird durch die Kontrolleinheit 732 überwacht.
Die Filtereinheit 724 führt die Tiefpassfilterung des Eingabebildes durch. Die Filtereinheit 724 ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform des Filtermittels. Der Grad der Tiefpassfilterung wird durch eine Kontrolleinheit 732 angepasst. Der Grad der Tiefpassfilterung wird ebenfalls durch eine Datenzahl und Gewichtung unter Verwendung des laufenden Mittelwertes angepasst. Der Kontroller 732 ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform des Filteranpassungsmittels.
Auf Grund dieser Tiefpassfilterung ist eine Phasenverteilung, wie beispielsweise in 10 gezeigt, oder eine geglättete Phasenverteilung, wie in 11 gezeigt, in dem wiederhergestellten Bild erhalten. Die Phasenverteilung weist nur Phasen erster Ordnung und benachbarte Phasen niedriger Ordnung auf und enthält keine Phasen höherer Ordnung. In 10 und 11 ist die Phasenverteilung zur ersten Ordnung entartet, aus Gründen der Vereinfachung der Erklärung. Dies ist dasselbe für die nachfolgenden Diagramme. Für das tiefpassgefilterte wiederhergestellte Bild wird durch eine Phasenkartenbildungseinheit 726 eine Phasenkarte gebildet. Die Konstruktion aus der Pixelpositionsdetektoreinheit 704 zu der in 5 gezeigten Phasenkompensationseinheit 708 kann in die Phasenkartenbildungseinheit 726 eingebaut werden und die Phasenkarte kann nach der Modifizierung des Phasenverteilungsbereiches gebildet werden.
Die Phasenkartenbildungseinheit 726 ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform des Phasenberechnungsmittels. Die Phasenkartenbildungseinheit 726 ist identisch mit der vorstehend erwähnten Phasenkartenbildungseinheit 710. Wenn die Phasenkarte gebildet wird, wird der Algorithmus des Unwrappings der Phase für die Bereiche des Phasensprungs oder Wrap-around durchgeführt.
Die Phasenverteilung des tiefpassgefilterten Bildes ist wie in 11 gezeigt und es wird dadurch eine Phasenkarte erhalten, wie in 12 gezeigt. Eine Phasenkorrektur des Eingabebildes durch eine Phasenkorrektureinheit 728 wird unter Verwendung dieser Phasenkarte durchgeführt. Die Phasenkorrektureinheit 728 ist eine Ausführungsform des Phasenkorrekturmittels dieser Erfindung. Die Phasenkorrektureinheit 728 ist identisch mit der vorstehend erwähnten Phasenkorrektureinheit 714.
Die Phasenverteilung des phasenkorrigierten Eingabebildes ist wie beispielsweise in 13 gezeigt. Wie in dieser Figur gezeigt ist, ist die Phase der ersten oder niedrigen Ordnung im Eingabebild phasenkorrigiert, hinterlassend die Phase höherer Ordnung. Die verbleibende Phase höherer Ordnung enthält eine Phase höherer Ordnung gemäß der Nichtlinearität des stationären Magnetfeldes.
Das phasenkorrigierte Bild mit dieser Phasenverteilung wird zur Filtereinheit 724 mittels einer Umschalteinheit 730 und der Umschalteinheit 722 zurückgegeben, wobei die Tiefpassfilterung nochmals durchgeführt wird. Der Grad der Tiefpassfilterung wird durch den Kontroller 732 angepasst. Der Grad der Tiefpassfilterung wird so eingerichtet, dass er schwächer als der Grad der Tiefpassfilterung des unmittelbar vorhergehenden Ereignisses ist. Der Grad der Tiefpassfilterung kann beispielsweise durch die Elimination der Daten aus dem beweglichen Mittelwert geschwächt werden.
Auf Grund der Tiefpassfilterung wird die Phasenverteilung in dem Bild, das beispielsweise in 13 gezeigt ist, wie die in 14 gezeigte. 14 weist eine Phase höherer Ordnung auf, abhängig davon bis zu welchem Maße die Tiefpassfilterung geschwächt wurde.
Von dem tiefpassgefilterten Bild, wird eine Phasenkarte durch die Phasenkarteneinheit 726 gebildet. Die so erhaltene Phasenkarte ist identisch der in 14 gezeigten. Das Bild, das bereits phasenkorrigiert wurde, wird jetzt nochmals durch die Phasenkorrektureinheit 728 unter Verwendung dieser Phasenkarte phasenkorrigiert.
Die Phasenverteilung des phasenkorrigierten Bildes wurde phasenkorrigiert für eine Phase höherer Ordnung, wie dies beispielsweise in 15 gezeigt ist. Auf diese Art und Weise können Phasen höherer Ordnung entsprechend der Nichtgleichförmigkeit des stationären Magnetfeldes korrigiert werden. Wenn das Bild in diesem Zustand auch für Phasen höherer Ordnung korrigiert werden soll, wird das phasenkorrigierte Bild wieder in die Filtereinheit 724 mittels der Umschalteinheit 722 eingegeben. Der Grad der Filtereinheit 724 wird weiter geschwächt unter Verwendung der Phasenkarte, die aus dem gefilterten Bild berechnet wurde. Dieser Prozess wird für eine gewünschte Anzahl von Zeiten wiederholt. Mit anderen Worten, die Bildung der Phasenkarte und die Phasenkorrektur unter Verwendung dieser Karte werden zyklisch wiederholt.
Bei jeder Gelegenheit wird der Grad der Tiefpassfilterung zunehmend geschwächt. Umgekehrt kann der Grad der Tiefpassfilterung zu Beginn schwach gewählt werden und stufenweise bei jeder Gelegenheit intensiviert werden. Um den Grad der Tiefpassfilterung zu intensivieren, kann die Datenanzahl in dem beweglichen Mittelwert beispielsweise erhöht werden. Der Grad der Tiefpassfilterung kann ebenso bei jeder Gelegenheit dieselbe sein.
Das phasenkorrigierte Bild kann zu jeder Zeit während der vorstehenden Wiederholungen dargestellt werden. Auf diese Art und Weise kann das Ausmaß der Phasenkorrektur zu jeder Zeit überprüft werden, so dass eine besser geeignete Phasenkorrektur durchgeführt werden kann.
Schließlich wird das phasenkorrigierte Bild in die Wasser/Fett-Separationseinheit 716 mittels der Umschalteinheit 730 eingegeben. Die Wasser/Fett-Separationseinheit 716 bildet jeweils Wasserbilder und Fettbilder und speichert diese in dem Wasserbild-Speicher 718 und dem Fettbildspeicher 720. Die Phasenkorrektur wird bis zu Komponenten höherer Ordnung durchgeführt, so dass ein genaues Wasserbild und Fettbild erhalten werden kann.
Wenn ein Bild des bildgebend darzustellenden Objekts 300 als Originalbild verwendet wird, um die Phasenkarte zu berechnen, haben das Wasserbild und das Fettbild auf Grund der vorstehenden Impulssequenz einen Phasenunterschied von π/2, somit hat bei einer zum Fettbild gehörigen Position die Phasenkarte eine Phase, worin π/2 zu der Phase entsprechend der Ungleichförmigkeit des stationären Magnetfeldes addiert wird.
Wenn eine Phasenkorrektur unter Verwendung der Phasenkarte durchgeführt wird, wird selbst die Phasendifferenz des Wasserbildes und Fettbildes korrigiert, wobei nicht länger separate Wasser/Fettbilder erhalten werden können. Der folgende Prozess wird durchgeführt, wenn die Phasenkarte aus dem Bild berechnet wird, das von dem bildgebend darzustellenden Objekt 300 akquiriert wurde.
16 zeigt ein Blockdiagramm der Datenverarbeitungseinheit 170 unter dem Gesichtspunkt der Berechnung der Phasenkarte aus einem Bild, in dem das Wasserbild und das Fettbild eine Phasendifferenz von π/2 haben. Wie in dieser Figur gezeigt ist, weist die Datenverarbeitungseinheit 170 eine Intensitätsbild-Bildungseinheit 902 und eine Phasenverteilung-Berechnungseinheit 904 auf. Das rekonstruierte Bild wird in die Intensitätsbild-Bildungseinheit 902 und die Phasenverteilung-Berechnungseinheit 904 eingegeben.
Die Intensitätsbild-Bildbildungseinheit 902 berechnet die Intensität der Daten der komplexen Zahl für jeden Pixel und bildet ein Bild, worin diese Intensitäten als Pixelwerte genommen werden, beispielsweise ein Intensitätsbild. Die Phasenverteilungs-Berechnungseinheit 904 berechnet die Phasenverteilung des wiederhergestellten Bildes. Eine schematische Ansicht der Phasenverteilung ist in 17(a) gezeigt. Diese Figur zeigt den Fall, in dem die Phasenverteilung ein eindi mensionales Profil ist, wenn das Tomogramm ein Fettbild aufweist und ein Wasserbild dieses umschließt.
Wenn das stationäre Magnetfeld als gleichförmig angenommen wird, weil die Phase des Wasserbildes Null ist, so würde das eindimensionale Profil der Phasenverteilung (hier einfach als Phasenverteilung bezeichnet) eine Kontur haben, die mit der punktgestrichelten Linie in der Figur dargestellt ist, aber wenn das stationäre Magnetfeld eine Ungleichförmigkeit aufweist, worin diese linear geneigt ist, wird die Phasenverteilung so sein, wie durch die durchgezogene Linie dargestellt. Es sollte bemerkt werden, dass der Phasensprung oder Wrap-around in der Phasenverteilung auftritt und ebenso an den Grenzen zwischen Wasser und Fett eine Phasendiskontinuität oder ein scharfer Übergang auftritt.
Diese Phasenverteilung wird in die das komplexe Bild bildende Bild-Bildungseinheit 908 eingegeben. Das Intensitätsbild aus der Intensitätsbild-Bildungseinheit 902 wird ebenso in die das komplexe Bild bildende Bild-Bildungseinheit 908 eingegeben. Die das komplexe Bild bildende Bild-Bildungseinheit 908 formt ein komplexes Bild auf der Basis der Phasenverteilung und das Intensitätsbild.
Der Realteil des komplexen Bildes wird berechnet als Cosinus der Intensitätsbilddaten. Der Imaginärteil des komplexen Bildes wird berechnet als der Sinus der Intensitätsbilddaten. Der Winkel zur Berechnung des Cosinus und Sinus ist der Phasenwinkel.
Das komplexe Bild wird in eine Phasenverteilungs-Berechnungseinheit 912 mittels einer Tiefpassfiltereinheit 910 berechnet. Die Phasenverteilungs-Berechnungseinheit 912 bil det eine Phasenverteilung aus dem komplexen Bild, das der Tiefpassfilterung unterworfen ist. Auf Grund der Tiefpassfilterung, wird die Diskontinuität oder plötzliche Änderung der Phase in der in 18(a) gezeigten Phasenverteilung geglättet, wie dies beispielsweise in (b) gezeigt ist.
Diese Phasenverteilung wird in eine den Algorithmus des Unwrappings der Phase durchführende Einheit 914 eingegeben, die als Phasen-Unwrapping-Einheit 914 bezeichnet wird. Die Phasen-Unwrapping-Einheit 914 führt den Algorithmus des Unwrappings der Phase mit Phasensprung oder wrap-around durch, wie dies in 19(a) gezeigt ist, so dass diese mit dem Algorithmus des Unwrapping korrigiert ist, wie dies unter (b) gezeigt ist.
Die Phasenverteilung, die den Algorithmus des Unwrapping durchlaufen hat, wird in eine ¼-Phasenmultiplizierer 916 eingegeben. Der ¼-Phasenmultiplizierer multipliziert die Eingabephase mit ¼. Als ein Ergebnis wird die in 19(c) gezeigte Phasenverteilung erhalten. Die Phasenverteilung gehört zu der Phasenverteilung, wenn das darzustellende Objekt 300 lediglich Wasser ist. Deshalb repräsentiert die Phasenverteilung die Intensitätsverteilung des stationären Magnetfeldes, beispielsweise die Nichtgleichförmigkeit des stationären Magnetfeldes.
Durch Ersetzen dieses Prozesses durch den Prozess der Phasenverteilungs-Berechnungseinheit 706 in 5 und des Prozesses in der Phasenkartenbildungseinheit 726 in 8, kann eine Phasenkarte, die unbeeinflusst durch das Fettbild ist, erhalten werden.

Claims

Phasenkorrekturverfahren mit den Schritten: Tiefpassfilterung eines Bildes, das durch magnetische Resonanzbildgebung erhalten worden ist, Erfassen von Pixelpositionen, bei denen das Verhältnis der Signalintensität nach Tiefpassfilterung zu der Signalintensität vor der Tiefpassfilterung einen vorbestimmten Schwellwert nicht überschreitet und Angabe der ermittelten Pixelpositionen, Berechnung einer Phasenverteilung auf Basis des Bildes vor der Tiefpassfilterung oder des Bildes nach der Tiefpassfilterung unter Ausschluss der Pixeldaten an den ermittelten Pixelpositionen, um eine berechnete Phasenverteilung zu liefern, Erhalt einer kompensierten Phasenverteilung durch Schätzen der Phase in dem ausgeschlossenen Bereich der erfassten Pixelpositionen in der berechneten Phasenverteilung aus der Phase benachbarter Pixelpositionen, und Durchführung einer Phasenkorrektur des Bildes unter Verwendung der kompensierten Phasenverteilung.
Verfahren nach Anspruch 1, außerdem aufweisend den Schritt der gesonderten Erzeugung eines Wasserbildes in einem Fettbild unter Verwendung einer Phasendifferenz von Pixeldaten des phasenkorrigierten Bildes.
Phasenkorrektureinrichtung mit: Filtermitteln, die dazu eingerichtet sind, ein durch magnetische Resonanzbildgebung erhaltenes Bild zu tiefpassfiltern, wobei die Einrichtung aufweist: ein Detektormittel, das dazu eingerichtet ist, Pixelpositionen zu erfassen, bei denen das Verhältnis der Signalintensität nach Tiefpassfilterung des Signals zu der Signalintensität vor Tiefpassfilterung des Signals einen vorbestimmten Schwellwert nicht überschreitet und das die erfassten Pixelpositionen angibt, ein Berechnungsmittel, das dazu eingerichtet ist, auf Basis des Bildes vor Tiefpassfilterung oder des Bildes nach Tiefpassfilterung unter Ausschluss der Pixeldaten an erfassten Pixelpositionen eine Phasenverteilung zu berechnen, um eine berechnete Phasenverteilung zu liefern, ein Kompensationsmittel, das dazu eingerichtet ist, eine kompensierte Phasenverteilung durch Einschätzung der Phase an dem ausgeschlossenen Bereich der erfassten Pixelpositionen in der berechneten Phasenverteilung aus der Phase benachbarter Pixelpositionen zu erhalten, und ein Korrekturmittel zur Phasenkorrektur des Bildes unter Verwendung der kompensierten Phasenverteilung.
Einrichtung nach Anspruch 3, außerdem aufweisend: ein Erzeugungsmittel, das dazu eingerichtet ist, gesondert ein Wasserbild und ein Fettbild unter Nutzung der Phasendifferenz von Pixeldaten des phasenkorrigierten Bildes zu erhalten.