JP2000350712A

JP2000350712A - 磁気共鳴イメージング装置

Info

Publication number: JP2000350712A
Application number: JP11166091A
Authority: JP
Inventors: Koji Kajiyama; 孝治梶山
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1999-06-11
Filing date: 1999-06-11
Publication date: 2000-12-19

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は，磁気共鳴（NMR）現象を利用して
被検体の断層画像を得るようにした磁気共鳴イメージン
グ用画像処理装置に係り，３次元データを２次元に投影
する処理においてノイズと信号の濃度分解能を向上させ
た投影処理を提供することを目的とする。【解決手段】３次元画像データを２次元に投影する
際，以下の処理を行なう手段を設けた構成とする。投影
する画像の全て（x,yの全て）に対して以下の処理を行
なう。（１）投影方向に隣接する画素の平均値を求める。（２）（１）で求めたデータの最大値を投影データとす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は磁気共鳴（NMR）現
象を利用して被検体の断層画像を得るようにした磁気共
鳴イメージング装置（以下、MRI装置と記す。）に係
り、特に３次元計測法により得られた３次元画像データ
を２次元表示画面を有したディスプレイ装置へ投影表示
する技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】MRI装置は、磁気共鳴現象を利用して被
検体中の所望の検査部位における原子核スピン（以下、
単にスピンと称す。）の密度分布、緩和時間、分布等を
計測して、その計測データから被検体の断層画像を表示
し、診断に供するものであるが、近年は被検体内の臓器
や血流状態を立体的に把握するために３次元計測を行
い、それにより得た３次元画像データを２次元のディス
プレイ画面へ投影像として表示することが多用されてい
る。

【０００３】ここで従来より行なわれている３次元画像
データを２次元面へ投影処理する際に一般的に用いられ
ている最大値投影処理（以下、MIP処理と称す。）につ
いて説明する。３次元画像データをI(x，y，z)とし、こ
れをz軸方向に対して投影を行うと２次元投影画像I'
(x，y)が得られる。MIPでは以下の処理をすべてのx，y
に対して行う。I(x,y,z)の全ての画素データを（x,y）
座標系上へ投影したときの最大値を選択収集した集合デ
ータを、I'(x,y)とする。これを以下のように記すこと
にする。 I'(x,y)＝MAXz［I(x,y,z)］これにより、投影方向で信号強度が高いもののみが投影
データとして表示され、この手法を血管内の血流計測に
適用すると、血流が３次元的に表示される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上記の
従来方法では下記２点が解決すべき課題として残されて
いた。（１）ノイズの振幅が信号の振幅に比べて大きい場合に
は，ノイズのデータが投影されてしまう。（２）あるx，yのz軸方向に信号がなく，ノイズのみの
場合には，ノイズのデータの最大値が投影されてしま
う。このため，隣接する信号との濃度の差が小さくなってし
まう。それ故，本発明はこのような課題に基づいてなさ
れたものであり，その目的とするところのものは，特に
MRIの３次元データから信号とノイズとの濃度分解能を
向上した投影像を得る手段を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に，本発明では３次元画像データを２次元に投影する
際，以下の処理を行う手段を設ける。すなわち、投影す
る画素の全て（x，yの全て）に対して以下の処理を行な
う。（１）投影方向の近傍の数点の画素の平均値を求める。（２）（１）で求めたデータの最大値を求める。（３）（２）で求めたデータを投影データとする。

【０００６】また，別の手段として，下記の手段を設け
てもよい。（１ａ）投影方向にデータの最大値を求める。（２ａ）（１ａ）で求まった最大値の投影方向の数点の
データの平均を求める。（３ａ）（２ａ）で求めたデータを投影データとする。このように構成されたMRI装置によれば，信号とノイズ
との濃度分解能が向上した投影像が得られるため，臨床
上有効な情報でかつ現在まで得られなかった情報を提供
できる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
用いて説明する。図６は本発明を実施するMRI装置の全
体構成を示すブロック図である。図６において，２は静
磁場発生磁石，８は中央処理装置（以下，CPUと記
す。），３は傾斜磁場発生系，４はシーケンサ，５は送
信系，６は受信系，７は信号処理系である。

【０００８】静磁場発生磁石２は，被検体１を収容し得
る空間の所定領域に，所定方向，例えば，被検体１の体
軸方向，または体軸と直交する方向へ強く均一な静磁場
を発生させるもので，前記空間を取り囲むように，永久
磁石，または超電導磁石のような方式の磁石を配置して
なる。

【０００９】送信系５は，高周波発振器（シンセサイザ
ー）１１と，変調器１２と，高周波増幅器１３と，送信
用高周波コイル１４aとから成り，CPU８およびシーケン
サ４の指令によりシンセサイザー１１から出力された高
周波パルス信号を変調器１２で振幅変調し，変調された
信号を高周波発振器１３で増幅し，増幅された高周波パ
ルスを被検体１に接近して配置された送信用高周波コイ
ル１４aへ供給し，送信用高周波コイル１４aから電磁波
を被検体１へ照射するものである。

【００１０】傾斜磁場発生系３は，直交する３軸方向，
即ちX，Y，Zの３軸方向へ傾斜磁場を発生する傾斜磁場
コイル９と，各方向の傾斜磁場コイルを駆動する傾斜磁
場電源１０とから成り，CPU８の指令により各傾斜磁場
コイルを駆動する傾斜磁場電源を駆動し，発生した傾斜
磁場を静磁場へ重畳してイメージングに必要な勾配磁場
を発生するものである。

【００１１】受信系６は，受信用高周波コイル１４b
と，増幅器１５と，直交位相検波器１６と，A／D変換器
１７とから成り，送信系５の高周波コイル１４aから照
射された電磁波によって被検体内から生ずる核スピンの
挙動信号（電磁波，NMR信号という。）を被検体１に近
接して配置した受信用高周波コイル１４bで検出し，そ
の検出信号を増幅器１５で増幅した後，直交位相検波器
１６へ入力し、直交位相検波器１６でシンセサイザー１
１の出力に基いて直交検波を行い、sin成分、cos成分の
２系統の信号に分離し、それらをA／D変換器１７へ入力
し、A／D変換器１７でCPU８およびシーケンサ４の指令
に基いてサンプリングしてディジタル信号に変換して信
号処理系７へ出力するものである。

【００１２】そして、信号処理系７は、CPU８と磁気デ
ィスク装置１８や磁気テープ装置１９等の記録装置と、
CRT等のディスプレイ装置２０とから成り、前記CPU８に
おいて受信系６から入力した信号に対し、フーリエ変
換、補正係数計算、画像再構成等の処理を行い、被検体
１のスライス面内の原子核密度分布を示す画像、例え
ば、水素原子核（プロトン）密度分布像や、核スピンの
緩和時間を示すT1強調像やT2強調像等の画像をディスプ
レイ装置２０へ表示するとともに、パルスシーケンスの
様な制御ソフトウェアや画像データを記録装置へ記録す
るものである。MRI装置はその他に操作卓（図示省略）
を備え、そこにキーボード（図示省略）が配置されてい
る。

【００１３】なお、以下説明する本発明の特徴部分の画
像データの保管や読み出しは、磁気ディスク装置１８や
磁気テープ装置１９等の大容量記憶装置を用い、処理手
順や演算式のプログラムはCPU８のメモリや別途付設の
メモリを用いることができる。以下、本発明の３次元画
像データの２次元投影面への投影処理方法を説明する。
なお、MRI装置における３次元画像データの取得方法は
周知のことであるので、ここではその説明を省略する。

【００１４】図３において３次元画像データ６０は、x,
y,z軸を持ち、それぞれの画素は値を持つ。これを例え
ばz軸方向に２次元の投影を行なった投影像７０は２次
元の画像データで構成される。つまり、３次元データの
x,y座標が等しく、z座標の異なる画素値の代表データを
投影したものが投影像である。この代表の求め方は、通
常は最大値としている。これを最大値投影処理、一般的
にMIP処理と呼ばれている。

【００１５】ここでは、説明を簡略にするためにz軸方
向に投影する場合について記すが、他の任意の軸に対し
て適用しても本発明は、効果がある。投影方向の３次元
データ６０がすべてノイズだけのx,y位置とノイズの振
幅よりわずかに低い振幅を持つ信号９０のx,y位置につ
いて説明する。図４において、（a）,（b）は従来の技
術を用いて処理したMIP処理の結果の例を示し、（c）,
（d）,（e）,（f）は、本発明の一実施例を用いた処理
結果の例である。それぞれの図は縦軸を各画素の信号強
度として、横軸を投影方向の座標zを示す。

【００１６】投影方向に対して、ノイズ８０のみの任意
のx，y位置（a）,（c）と、信号９０が含まれている位
置（b）,（e）の例を示す。図４（a）において従来の技
術のMIP処理ではノイズの振幅の最大値が投影され、投
影面７０の画素値となる。ノイズ８０に信号９０が含ま
れている図４（b）では、信号の振幅がノイズ８０の振
幅より小さいとノイズ８０の振幅が投影面７０に投影さ
れる。３次元データ６０中に図４（b）のような信号強
度の画素のみが含まれていると、投影面７０に投影され
る画素はノイズデータのみとなり、信号９０が失われて
しまい、表示されない。

【００１７】本発明の一実施例では、図４（c）,（e）
はそれぞれ従来の技術（a）,（b）と同じx，y位置の画
素を示す。図４（c）のノイズ８０のみの位置では、隣
接する２点の画素の平均をとる。これを図４（d）に示
す。MRI装置でのノイズはランダムであるため画素の平
均をとるとその振幅は低くなる。ノイズ８０のみの投影
面７０の画素は図４（d）右に示すようになる。図４
（a）のノイズ８０のみの位置での従来の技術と比し
て、投影面７０での画素が低くなる。これは、ノイズの
みの場合は投影面７０の画素が低くなっていることを示
唆する。

【００１８】同様に信号９０が含まれるx,y位置（図４
（e））での隣接する画素の平均をとると図４（f）に示
すようになる。ここで信号９０は隣接する画素の平均を
とっても振幅はほとんど変化しない。隣接する画素の平
均をとることにより、ノイズ８０の振幅は低下するが，
信号９０の振幅はほとんど変化しない。これにより、投
影面７０では信号の振幅が投影される。

【００１９】図１は本発明の処理流れの説明図である。
図１において、ステップI 102,ステップIII104において
投影面すべての画素x，yで繰り返しステップII 103を行
う。ステップII103では投影軸方向に同一の位置x，yの
すべての画素の隣接する点との平均値の最大値を求め
る。

【００２０】図２は、図１に示す処理順序を変更したも
ので、本質的には変らない。ステップI202，ステップIV
205において投影面すべての画素x,yで繰り返しステッ
プII203，ステップIII204，ステップIV 205，ステップV
206を行う。ステップII 203，ステップIV 205ではある
x，yの位置で投影方向の位置zを変えステップIII204を
行う。ステップIII 204では隣接する２点の平均をとりA
VE(x,y,z)に代入する。すべてのzに対してステップIII2
04が終了した後にステップV 206ではステップIII 204で
求めたAVE(x,y,z)の最大値を求め、その値を位置x，yで
の投影データとする。

【００２１】本発明の他の一実施例を図５を用いて説明
する。ステップI302，ステップIV 305において投影面す
べての画素x，yで繰り返しステップII 303，ステップII
I304を行う。ステップII 303では投影方向の位置x，yが
同一のデータの最大値の投影方向の位置Zを求める。ス
テップIII304では、ステップII 303で求めたZの位置の
画素 I(x，y，Z)と隣の画素のデータI(x，y，Z＋１)の
平均を求めて、投影データP (x，y）とする。

【００２２】前記の本発明は、全て２点の算術平均y＝
(x1+x2)/2として説明したが、２点ではなく、３点使用
して、y=(x1+x2+x3)/3としても本発明の効果は得られる
ことは自明である。また、y=(c1・x1+c2・x2+c3・x3)/
(c1+c2+c3)として、ここで、c1，c2，c3は任意の定数あ
るいはx1，x2，x3の位置に応じた重み定数としても本発
明の効果が得られる。

【００２３】

【発明の効果】このように構成されたMRI装置によれ
ば、信号とノイズとの濃度分解能が向上した投影像が得
られるため、臨床上有効な情報でかつ現在まで得られな
かった情報を提供できる効果がある。さらに、上記の情
報を得るため撮影時間を長く撮影して、信号とノイズと
の濃度分解能の向上を図っていたが、その必要がなくな
り、短時間の撮影時間にできるため、患者の拘束時間を
短くできる効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態の処理フロー図。

【図２】本発明の第二の実施の形態の処理フロー図。

【図３】投影データの説明図。

【図４】従来のMIP処理および本発明の一実施例の説明
図。

【図５】本発明の第三の実施の形態の処理フロー図。

【図６】MRI装置の構成を示すブロック図。

【符号の説明】

６３次元画像データ７投影画像データ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】３次元画像データをある方向に投影した
２次元画像データを作成し表示する画像処理手段を備え
た磁気共鳴イメージング装置において、前記画像処理手
段は投影画素毎に以下の処理を行なう手段を有している
ことを特徴とした磁気共鳴イメージング装置。（１）投影方向に各画素にたいして、近傍数点の画像の
平均値を求める。（２）（１）で求めたデータの最大値を求める。（３）（２）で求めたデータを投影データとする。
【請求項２】３次元画像データをある方向に投影した
２次元画像データを作成し表示する画像手段を備えた磁
気共鳴イメージング装置において、前記画像処理手段
は、投影画素毎に以下の処理を行なう手段を有している
ことを特徴とした磁気共鳴イメージング装置。（１）投影方向にデータの最大値を求める。（２）（１）で決まった最大値を投影方向に数点のデー
タの平均を求める。（３）（２）で求めたデータを投影データとする。