JP3353826B2 - 磁場不均一測定装置、位相補正装置および磁気共鳴撮像装置 - Google Patents

磁場不均一測定装置、位相補正装置および磁気共鳴撮像装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁場不均一測定方
法および装置、位相補正方法および装置、並びに、磁気
共鳴撮像装置に関し、特に、磁気共鳴撮像した画像のピ
クセルデータの位相に基づいて撮像空間の磁場不均一を
測定する方法および装置、測定した磁場不均一に基づい
てピクセルデータの位相を補正する方法および装置、並
びに、位相を補正したピクセルデータに基づいて水と脂
肪を分離した画像を得る磁気共鳴撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】磁気共鳴撮像装置では、撮像対象を収容
する空間に静磁場を形成し、静磁場空間に勾配磁場と高
周波磁場を形成し、そのような磁場空間から発生する磁
気共鳴信号に基づいて画像を生成(再構成)するように
なっている。脂肪の磁気共鳴信号は、ケミカルシフト
(chemical shift)により水の磁気共鳴
信号とは周波数が異なるので、周波数の相違に基づく位
相差を利用して水と脂肪を別々に画像化することが行わ
れる。
【0003】磁気共鳴信号の位相は静磁場強度の不均一
の影響を受けるので、磁場不均一に影響されずに水と脂
肪を別々に画像化するために、いわゆるディクソン(D
ixon)法による撮像が行われる。この技法は、水の
磁気共鳴信号の位相(以下、単に水の位相という)と脂
肪の磁気共鳴信号の位相(以下、単に脂肪の位相とい
う)が同相および逆相となる画像をそれぞれ撮像し、両
画像の和によって水画像を求め、差によって脂肪画像を
求めるものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】Dixon法では、1
枚の画像を得るのに通常の2枚分の撮像を必要とするの
で、能率が悪いという問題があった。また、水に対する
脂肪の位相の変化速度は静磁場強度が低くなるほど遅く
なるので、例えばグラディエントエコー(gradie
nt echo)等を利用して水と脂肪が同相となる信
号を得るためには、長いTE(エコータイム:echo
time)を必要とし、このため信号の減衰が大きく
なり、例えば0.2T程度の低磁場においてはDixo
n法は実用に耐えないという問題があった。
【0005】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたもので、その目的は、水と脂肪を分離した撮像を
能率良く行うための磁場不均一測定方法および装置、磁
場不均一に基づく位相補正方法および装置、並びに、水
と脂肪を分離した撮像を能率良く行う磁気共鳴撮像装置
を実現することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】(1)上記の課題を解決
する第1の観点での発明は、静磁場空間中の対象物体に
ついて磁気共鳴を利用して水のピクセルデータと脂肪の
ピクセルデータが2π/n(n≧2)の位相差を持つ断
層像を撮像し、前記断層像のピクセルデータの位相をn
倍し、前記n倍した位相が±πの範囲を超えることによ
る折り返しを補正し、前記折り返しを補正した位相を1
/nして前記静磁場空間の磁場不均一を表す位相を求め
ることを特徴とする磁場不均一測定方法である。
【0007】(2)上記の課題を解決する第2の観点で
の発明は、静磁場空間中の対象物体について磁気共鳴を
利用して水のピクセルデータと脂肪のピクセルデータが
2π/n(n≧2)の位相差を持つ断層像を撮像する撮
像手段と、前記断層像のピクセルデータの位相をn倍す
る位相逓倍手段と、前記n倍した位相が±πの範囲を超
えることによる折り返しを補正する折り返し補正手段
と、前記折り返しを補正した位相を1/nして前記静磁
場空間の磁場不均一を表す位相を求める磁場不均一測定
手段とを具備することを特徴とする磁場不均一測定装置
である。
【0008】(3)上記の課題を解決する第3の観点で
の発明は、静磁場空間中の対象物体について磁気共鳴を
利用して水のピクセルデータと脂肪のピクセルデータが
2π/n(n≧2)の位相差を持つ断層像を撮像し、前
記断層像のピクセルデータの位相をn倍し、前記n倍し
た位相が±πの範囲を超えることによる折り返しを補正
し、前記折り返しを補正した位相を1/nして前記静磁
場空間の磁場不均一を表す位相を求め、前記求めた位相
を用いて前記断層像のピクセルデータの位相を補正する
ことを特徴とする位相補正方法である。
【0009】(4)上記の課題を解決する第4の観点で
の発明は、静磁場空間中の対象物体について磁気共鳴を
利用して水のピクセルデータと脂肪のピクセルデータが
2π/n(n≧2)の位相差を持つ断層像を撮像する撮
像手段と、前記断層像のピクセルデータの位相をn倍す
る位相逓倍手段と、前記n倍した位相が±πの範囲を超
えることによる折り返しを補正する折り返し補正手段
と、前記折り返しを補正した位相を1/nして前記静磁
場空間の磁場不均一を表す位相を求める磁場不均一測定
手段と、前記求めた位相を用いて前記断層像のピクセル
データにつき位相補正を行う位相補正手段とを具備する
ことを特徴とする位相補正装置である。
【0010】(5)上記の課題を解決する第5観点での
発明は、静磁場空間中の対象物体について磁気共鳴を利
用して水のピクセルデータと脂肪のピクセルデータが2
π/n(n≧2)の位相差を持つ断層像を撮像する撮像
手段と、前記断層像のピクセルデータの位相をn倍する
位相逓倍手段と、前記n倍した位相が±πの範囲を超え
ることによる折り返しを補正する折り返し補正手段と、
前記折り返しを補正した位相を1/nして前記静磁場空
間の磁場不均一を表す位相を求める磁場不均一測定手段
と、前記求めた位相を用いて前記断層像のピクセルデー
タにつき位相補正を行う位相補正手段と、前記位相補正
したピクセルデータの位相差を利用して水画像と脂肪画
像を別々に生成する画像生成手段とを具備することを特
徴とする磁気共鳴撮像装置である。
【0011】(6)上記の課題を解決する第6の観点で
の発明は、前記位相補正したピクセルデータの位相差を
前記ピクセルデータの位相のヒストグラムに基づいて修
正する位相修正手段を有し、前記画像生成手段は前記修
正後の位相差を利用して水画像と脂肪画を別々に生成す
ることを特徴とする(5)に記載の磁気共鳴撮像装置で
ある。
【0012】(7)上記の課題を解決する他の観点での
発明は、静磁場空間中の対象物体について磁気共鳴を利
用して水のピクセルデータと脂肪のピクセルデータが2
π/n(n≧2)の位相差を持つ断層像を撮像し、前記
断層像のピクセルデータの位相をn倍し、前記n倍した
位相が±πの範囲を超えることによる折り返しを補正
し、前記折り返しを補正した位相を1/nして前記静磁
場空間の磁場不均一を表す位相を求め、前記求めた位相
を用いて前記断層像のピクセルデータにつき位相を補正
し、前記位相補正したピクセルデータの位相差を利用し
て水画像と脂肪画像を別々に生成することを特徴とする
磁気共鳴撮像方法である。
【0013】(8)上記の課題を解決する他の観点での
発明は、前記位相補正したピクセルデータの位相差を前
記ピクセルデータの位相のヒストグラムに基づいて修正
し、前記修正後の位相差を利用して水画像と脂肪画を別
々に生成することを特徴とする(7)に記載の磁気共鳴
撮像方法である。
【0014】(作用)本発明では、ピクセルデータの位
相をn倍して水と脂肪を同相にし、±πの範囲を超える
分の折り返しを補正して1/nし、磁場不均一に対応す
る位相分布を得る。この位相分布でピクセルデータの位
相を補正して磁場不均一の影響を除く。磁場不均一の影
響を除いたピクセルデータから、位相差を利用して水画
像と脂肪画像を分離する。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態
に限定されるものではない。図1に磁気共鳴撮像装置の
ブロック(block)図を示す。本装置は本発明の実
施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明
の装置に関する実施の形態の一例が示される。本装置の
動作によって、本発明の方法に関する実施の形態の一例
が示される。
【0016】図1に示すように、本装置はマグネットシ
ステム(magnet system)100を有す
る。マグネットシステム100は主磁場コイル部10
2、勾配コイル部106およびRF(radio fr
equency)コイル部108を有する。これら各コ
イル部は概ね円筒状の外形を有し、互いに同軸的に配置
されている。マグネットシステム100の内部空間に、
撮像対象300がクレードル(cradle)500に
搭載されて図示しない搬送手段により搬入および搬出さ
れる。撮像対象300は、本発明における対象物体の実
施の形態の一例である。
【0017】主磁場コイル部102はマグネットシステ
ム100の内部空間に静磁場を形成する。静磁場の方向
は概ね撮像対象300の体軸の方向に平行である。すな
わちいわゆる水平磁場を形成する。主磁場コイル部10
2は例えば超伝導コイルを用いて構成される。なお、超
伝導コイルに限らず常伝導コイル等を用いて構成しても
良いのはもちろんである。
【0018】勾配コイル部106は静磁場強度に勾配を
持たせるための勾配磁場を生じる。発生する勾配磁場
は、スライス(slice)勾配磁場、リードアウト
(read out)勾配磁場およびフェーズエンコー
ド(phase encode)勾配磁場の3種であ
り、これら3種類の勾配磁場に対応して勾配コイル部1
06は図示しない3系統の勾配コイルを有する。
【0019】RFコイル部108は静磁場空間に撮像対
象300の体内のスピン(spin)を励起するための
高周波磁場を形成する。以下、高周波磁場を形成するこ
とをRF励起信号の送信という。RFコイル部108
は、また、励起されたスピンが生じる電磁波すなわち磁
気共鳴信号を受信する。RFコイル部108は図示しな
い送信用のコイルおよび受信用のコイルを有する。送信
用のコイルおよび受信用のコイルは、同じコイルを兼用
するかあるいはそれぞれ専用のコイルを用いる。
【0020】勾配コイル部106には勾配駆動部130
が接続されている。勾配駆動部130は勾配コイル部1
06に駆動信号を与えて勾配磁場を発生させる。勾配駆
動部130は、勾配コイル部106における3系統の勾
配コイルに対応して、図示しない3系統の駆動回路を有
する。
【0021】RFコイル部108にはRF駆動部140
が接続されている。RF駆動部140はRFコイル部1
08に駆動信号を与えてRF励起信号を送信し、撮像対
象300の体内のスピンを励起する。RFコイル部10
8には、また、データ収集部150が接続されている。
データ収集部150はRFコイル部108が受信した受
信信号を取り込み、それをディジタルデータ(digi
tal data)として収集する。
【0022】勾配駆動部130、RF駆動部140およ
びデータ収集部150には制御部160が接続されてい
る。制御部160は、勾配駆動部130ないしデータ収
集部150をそれぞれ制御する。
【0023】データ収集部150の出力側はデータ処理
部170に接続されている。データ処理部170は、デ
ータ収集部150から取り込んだデータを図示しないメ
モリ(memory)に記憶する。メモリ内にはデータ
空間が形成される。データ空間は2次元フーリエ(Fo
urier)空間を構成する。データ処理部170は、
これら2次元フーリエ空間のデータを2次元逆フーリエ
変換して撮像対象300の画像を再構成する。
【0024】データ処理部170は制御部160に接続
されている。データ処理部170は制御部160の上位
にあってそれを統括する。データ処理部170には、表
示部180および操作部190が接続されている。表示
部180は、データ処理部170から出力される再構成
画像および各種の情報を表示する。操作部190は、操
作者によって操作され、各種の指令や情報等をデータ処
理部170に入力する。
【0025】図2に、磁気共鳴撮像装置のブロック図を
示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。本装
置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の
一例が示される。本装置の動作によって、本発明の方法
に関する実施の形態の一例が示される。
【0026】図2に示す装置は、図1に示した装置とは
異なるマグネットシステム100’を有する。マグネッ
トシステム100’以外は図1に示した装置と同様な構
成になっており、同様な部分に同一の符号を付して説明
を省略する。
【0027】マグネットシステム100’は主磁場マグ
ネット部102’、勾配コイル部106’およびRFコ
イル部108’を有する。これら主磁場マグネット部1
02’および各コイル部は、いずれも空間を挟んで互い
に対向する1対のものからなる。また、いずれも概ね円
盤状の外形を有し中心軸を共有して配置されている。マ
グネットシステム100’の内部空間に、撮像対象30
0がクレードル500に搭載されて図示しない搬送手段
により搬入および搬出される。
【0028】主磁場マグネット部102’はマグネット
システム100’の内部空間に静磁場を形成する。静磁
場の方向は概ね撮像対象300の体軸方向と直交する。
すなわちいわゆる垂直磁場を形成する。主磁場マグネッ
ト部102’は例えば永久磁石等を用いて構成される。
なお、永久磁石に限らず超伝導電磁石あるいは常伝導電
磁石等を用いて構成しても良いのはもちろんである。
【0029】勾配コイル部106’は静磁場強度に勾配
を持たせるための勾配磁場を生じる。発生する勾配磁場
は、スライス勾配磁場、リードアウト勾配磁場およびフ
ェーズエンコード勾配磁場の3種であり、これら3種類
の勾配磁場に対応して勾配コイル部106’は図示しな
い3系統の勾配コイルを有する。
【0030】RFコイル部108’は静磁場空間に撮像
対象300の体内のスピンを励起するためのRF励起信
号を送信する。RFコイル部108’は、また、励起さ
れたスピンが生じる磁気共鳴信号を受信する。RFコイ
ル部108’は図示しない送信用のコイルおよび受信用
のコイルを有する。送信用のコイルおよび受信用のコイ
ルは、同じコイルを兼用するかあるいはそれぞれ専用の
コイルを用いる。
【0031】図3に、磁気共鳴撮像に用いるパルスシー
ケンス(pulse sequence)の一例を示
す。このパルスシーケンスは、スピンエコー(SE:s
pinecho)法のパルスシーケンスである。
【0032】すなわち、(1)はSE法におけるRF励
起用の90°パルスおよび180°パルスのシーケンス
であり、(2)、(3)、(4)および(5)は、同じ
くそれぞれ、スライス勾配Gs、リードアウト勾配G
r、フェーズエンコード勾配GpおよびスピンエコーM
Rのシーケンスである。なお、90°パルスおよび18
0°パルスはそれぞれ中心信号で代表する。パルスシー
ケンスは時間軸tに沿って左から右に進行する。
【0033】同図に示すように、90°パルスによりス
ピンの90°励起が行われる。このときスライス勾配G
sが印加され所定のスライスについての選択励起が行わ
れる。90°励起から所定の時間後に、180°パルス
による180°励起すなわちスピン反転が行われる。こ
のときもスライス勾配Gsが印加され、同じスライスに
ついての選択的反転が行われる。
【0034】90°励起とスピン反転の間の期間に、リ
ードアウト勾配Grおよびフェーズエンコード勾配Gp
が印加される。リードアウト勾配Grによりスピンのデ
ィフェーズ(dephase)が行われる。フェーズエ
ンコード勾配Gpによりスピンのフェーズエンコードが
行われる。
【0035】スピン反転後、リードアウト勾配Grでス
ピンをリフェーズ(rephase)してスピンエコー
MRを発生させる。スピンエコーMRはデータ収集部1
50によりビューデータ(view data)として
収集される。このようなパスルシーケンスが周期TR
(repetition time)で128〜256
回繰り返される。繰り返しのたびにフェーズエンコード
勾配Gpを変更し、毎回異なるフェーズエンコードを行
う。これによって、128〜256ビューのビューデー
タが得られる。
【0036】スピンエコーMRは、エコー中心に関して
対称的な波形を持つRF信号となる。中心エコーは90
°励起からTE(echo time)後に生じる。時
間TEを適切に選ぶことにより、水のエコーと脂肪のエ
コーの位相差を2π/n(n≧2)とすることができ
る。例えば、n=4としたとき、位相差をπ/2にする
TEは静磁場強度が0.2Tの場合で2τ+8.6ms
または2τ−8.6ms程度である。なお、τは90°
励起から180°励起までの時間間隔である。この程度
のTEで得られるスピンエコーは十分な信号強度を有す
る。
【0037】磁気共鳴撮像用パルスシーケンスの他の例
を図4に示す。このパルスシーケンスは、グラディエン
トエコー(GRE:gradient echo)法の
パルスシーケンスである。
【0038】すなわち、(1)はGRE法におけるRF
励起用のα°パルスのシーケンスであり、(2)、
(3)、(4)および(5)は、同じくそれぞれ、スラ
イス勾配Gs、リードアウト勾配Gr、フェーズエンコ
ード勾配GpおよびスピンエコーMRのシーケンスであ
る。なお、α°パルスは中心信号で代表する。パルスシ
ーケンスは時間軸tに沿って左から右に進行する。
【0039】同図に示すように、α°パルスによりスピ
ンのα°励起が行われる。αは90以下である。このと
きスライス勾配Gsが印加され所定のスライスについて
の選択励起が行われる。
【0040】α°励起後、フェーズエンコード勾配Gp
によりスピンのフェーズエンコードが行われる。次に、
リードアウト勾配Grにより先ずスピンをディフェーズ
し、次いでスピンをリフェーズして、グラディエントエ
コーMRを発生させる。グラディエントエコーMRはデ
ータ収集部150によりビューデータとして収集され
る。このようなパスルシーケンスが周期TRで128〜
256回繰り返される。繰り返しのたびにフェーズエン
コード勾配Gpを変更し、毎回異なるフェーズエンコー
ドを行う。これによって、128〜256ビューのビュ
ーデータが得られる。
【0041】グラディエントエコーMRは、エコー中心
に関して対称的な波形を持つRF信号となる。中心エコ
ーはα°励起からTE後に生じる。時間TEを適切に選
ぶことにより、水のエコーと脂肪のエコーの位相差を2
π/n(n≧2)とすることができる。例えば、n=4
としたとき、位相差をπ/2にするTEは静磁場強度が
0.2Tの場合で8.6ms程度である。この程度のT
Eで得られるグラディエントエコーは十分な信号強度を
有する。
【0042】図3または図4のパルスシーケンスによっ
て得られたビューデータが、データ処理部170のメモ
リに収集される。なお、パルスシーケンスはSE法また
はGRE法に限るものではなく、例えばファーストスピ
ンエコー(FSE:fastspin echo)法
等、他の適宜の技法のものであって良いのはいうまでも
ない。
【0043】データ処理部170は、ビューデータを2
次元逆フーリエ変換して撮像対象300の断層像を再構
成する。再構成した画像はメモリに記憶する。ここまで
の本装置の構成および機能は、本発明における撮像手段
の実施の形態の一例である。
【0044】データ処理部170は、再構成した画像か
ら、水分を画像化した像および脂肪分を画像化した像を
それぞれ生成する。以下、水分を画像化した像を水像、
脂肪分を画像化した像を脂肪像という。
【0045】水像および脂肪像を生成するに当たり、デ
ータ処理部170は静磁場の強度分布を求める。データ
処理部170は、本発明の磁場不均一測定装置の実施の
形態の一例である。データ処理部170の構成によっ
て、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示され
る。データ処理部170の動作によって、本発明の方法
に関する実施の形態の一例が示される。
【0046】データ処理部170は、また、磁場不均一
に基づいて、磁場不均一の影響を除去する位相補正を行
う。データ処理部170は、本発明の位相補正装置の実
施の形態の一例である。データ処理部170の構成によ
って、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示され
る。データ処理部170の動作によって、本発明の方法
に関する実施の形態の一例が示される。
【0047】水像と脂肪像を分離して生成する観点から
見たデータ処理部170のブロック図を図5に示す。同
図の各ブロックの機能は、例えばコンピュータプログラ
ム(computer program)等により実現
される。
【0048】同図に示すように、再構成画像はパワー
(power)画像形成部702および位相画像形成部
704を有する。パワー画像形成部702および位相画
像形成部704には、前段の画像再構成部700から再
構成画像が入力される。再構成画像のピクセルデータ
(pixel data)は複素数で表されている。す
なわち、ピクセルデータは実数成分と虚数成分を有す
る。以下、実数成分および虚数成分をそれぞれリアルパ
ート(real part)およびイマジナリパート
(imaginary part)という。
【0049】パワー画像形成部702は、ピクセルごと
の複素数データのパワーを求め、このパワーをピクセル
値とする画像すなわちパワー画像を形成する。位相画像
形成部704は、ピクセルごとに複素数データの位相す
なわちリアルパートとイマジナリパートのアークタンジ
ェント(arc tangent)を求め、この位相を
ピクセル値とする画像すなわち位相画像を形成する。
【0050】位相画像の模式図を図6の(a)に示す。
同図は、断層像が脂肪像とその周囲を囲む水像からなる
場合の、位相画像の1次元プロファイル(profil
e)である。ただし、水像と脂肪像の位相差をπ/2と
した場合である。すなわち、位相差2π/nにおけるn
を4とした場合である。以下、n=4の場合について説
明するが、他の値の場合もこれに準じる。
【0051】位相画像の1次元プロファイル(以下、単
に位相画像という)は、静磁場が均一であるとすると、
水像の位相が0になることにより、同図の一点鎖線で示
すような図形になるべきであるが、例えば静磁場がリニ
ア(linear)に傾斜す不均一性を持つとすると、
実線で示すような位相画像となる。
【0052】位相画像は位相n倍部706に入力され
る。位相n倍部706は、本発明における位相逓倍手段
の実施の形態の一例である。位相n倍部706は位相画
像について、そのピクセル値をn(=4)倍する。これ
により、図6の(b)に示すような位相画像が得られ
る。同図に示すように、4倍したことにより水と脂肪の
位相差が2πになり両者は同相となる。位相画像には、
±πの範囲を逸脱した分が±πの範囲内に折り返すいわ
ゆるラッピング(wrapping)が生じる。それに
加えて、水と脂肪の境界部分では位相の不連続ないし急
変が生じる。
【0053】このような位相画像が複素画像形成部70
8に入力される。複素画像形成部708にはパワー画像
形成部702からパワー画像も入力される。複素画像形
成部708は、位相画像とパワー画像に基づいて複素画
像を形成する。
【0054】複素画像のリアルパートは、パワー画像デ
ータのコサイン(cosine)として求められる。複
素画像のイマジナリパートは、パワー画像データのサイ
ン(sine)として求められる。なお、コサインおよ
びサインの演算に用いる角度は位相角度である。
【0055】複素画像はローパスフィルタ(low−p
ass filter)部710を通して位相画像形成
部712に入力する。位相画像形成部712は、ローパ
スフィルタリングされた複素画像から位相画像を形成す
る。ローパスフィルタリングにより、位相画像は、図7
の(a)に示すような位相の不連続ないし急変部分が、
例えば(b)に示すように連続化ないし急変緩和された
ものとなる。
【0056】このような位相画像が位相アンラッピング
(unwrapping)部714に入力される。アン
ラッピング部714は、本発明における折り返し補正手
段の実施の形態の一例である。アンラッピング部714
は、図8の(a)に示すようにラッピングしている位相
を(b)のようにアンラッピングする。
【0057】アンラッピングされた位相画像は位相1/
n倍部716に入力される。位相1/n倍部716は、
本発明における磁場不均一測定手段の実施の形態の一例
である。位相1/n倍部716は入力位相画像につい
て、そのピクセル値を1/n(=4)倍する。これによ
り、図8の(c)に示すような位相画像が得られる。こ
の位相画像は、撮像対象300が水だけからなる場合の
位相画像に相当する。したがって、この位相画像は静磁
場の強度分布すなわち静磁場不均一を表すものとなる。
【0058】静磁場不均一を表す位相画像は位相補正部
718に入力される。位相補正部718は、本発明にお
ける位相補正手段の実施の形態の一例である。位相補正
部718には、位相画像形成部704からも位相画像が
入力される。この位相画像は、静磁場不均一による位相
誤差を含んだ水と脂肪の位相画像である。位相補正部7
18は、水と脂肪の位相画像における位相誤差を、静磁
場不均一を表す位相画像で補正する。
【0059】すなわち、図9に示すように、位相誤差を
含んだ水と脂肪の位相画像(a)から静磁場不均一を表
す位相画像(b)を対応するピクセル同士で減算し、
(c)に示すように静磁場不均一による位相誤差を含ま
ない位相画像を得る。
【0060】補正された位相画像は複素画像形成部72
0に入力される。複素画像形成部720は、また、パワ
ー画像形成部702からパワー画像が入力される。複素
画像形成部720は、位相画像とパワー画像に基づいて
複素画像を形成する。複素画像のリアルパートおよびイ
マジナリパートは、パワー画像データのコサインおよび
サインとしてそれぞれ求められる。なお、コサインおよ
びサインの演算に用いる角度は位相角度である。
【0061】複素画像は位相修正部722に入力され
る。位相修正部722は、本発明における位相修正手段
の実施の形態の一例である。位相修正部722は、ヒス
トグラム(histogram)生成部724から入力
されるヒストグラムに基づいて複素画像の位相を修正す
る。
【0062】ヒストグラム生成部724は、複素画像の
位相のヒストグラムを生成する。これによって、例えば
図10に示すようなヒストグラムが得られる。同図に示
すように、ヒストグラムは2つのピーク(peak)を
持つ。位相0の位置にピークを持つものは水であり、位
相π/2付近にピークを持つものは脂肪である。
【0063】通常、脂肪は同じボクセル(voxel)
内に水も含むので、位相のヒストグラムのピークはπ/
2からずれる。その理由は、例えば図11に示すよう
に、脂肪信号のベクトル(vector)Fは、脂肪ベ
クトルfと水ベクトルwの和となるからである。位相修
正部722は、脂肪ヒストグラムのピークのずれδに応
じて脂肪像の位相を修正する。これによって、水像と脂
肪像の位相差をπ/2とする。
【0064】位相を修正した複素画像は水・脂肪分離部
726に入力される。水・脂肪分離部726は、本発明
における画像生成手段の実施の形態の一例である。水・
脂肪分離部726は、複素画像のリアルパートを用いて
水像を生成し、イマジナリパートを用いて脂肪像を生成
する。生成した水像は水像メモリ728に記憶し、脂肪
像は脂肪像メモリ730に記憶する。
【0065】このようにして、1回の撮像で得た画像か
ら静磁場の不均一を表す情報を得て、静磁場不均一によ
る位相誤差を補正し、位相誤差補正後の画像から水像と
脂肪像を分離するので、水・脂肪分離像の撮像をきわめ
て能率良く行うことができる。
【0066】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、水と脂肪を分離した撮像を能率良く行うための磁
場不均一測定方法および装置、磁場不均一に基づく位相
補正方法および装置、並びに、水と脂肪を分離した撮像
を能率良く行う磁気共鳴撮像装置を実現することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図
である。
【図2】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図
である。
【図3】図1または図2に示した装置が実行するパルス
シーケンスの一例を示す図である。
【図4】図1または図2に示した装置が実行するパルス
シーケンスの一例を示す図である。
【図5】図1または図2に示した装置におけるデータ処
理部のブロック図である。
【図6】図5に示したデータ処理部の機能を説明する図
である。
【図7】図5に示したデータ処理部の機能を説明する図
である。
【図8】図5に示したデータ処理部の機能を説明する図
である。
【図9】図5に示したデータ処理部の機能を説明する図
である。
【図10】複素画像の位相ヒストグラムを示すグラフで
ある。
【図11】水信号および脂肪信号のベクトル図である。
【符号の説明】
100,100’ マグネットシステム 102 主磁場コイル部 102’ 主磁場マグネット部 106,106’ 勾配コイル部 108,108’ RFコイル部 130 勾配駆動部 140 RF駆動部 150 データ収集部 160 制御部 170 データ処理部 180 表示部 190 操作部 300 撮像対象 500 クレードル 700 画像再構成部 702 パワー画像形成部 704,712 位相画像形成部 706 位相n倍部 708,720 複素画像形成部 710 ローパスフィルタ部 714 位相アンラッピング部 716 位相1/n倍部 718 位相補正部 722 位相修正部 724 ヒストグラム生成部 726 水・脂肪分離部 728 水像メモリ 730 脂肪像メモリ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−144037(JP,A) 特開 平4−288142(JP,A) 特開 平9−164125(JP,A) 特開2000−70239(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61B 5/055 G01R 33/20

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 静磁場空間中の対象物体について磁気共
    鳴を利用して水のピクセルデータと脂肪のピクセルデー
    タが2π/n(n≧2)の位相差を持つ断層像を撮像す
    る撮像手段と、 前記断層像のピクセルデータの位相をn倍する位相逓倍
    手段と、 前記n倍した位相が±πの範囲を超えている位相画像か
    ら複素画像を形成する複素画像形成手段と、 前記形成された複素画像に対してローパスフィルタリン
    グを施すローパスフィルタリング手段と、 前記ローパスフィルタリングが施された複素画像から位
    相画像を形成する位相画像形成手段と、 前記形成された位相画像においてラッピングしている位
    相をアンラッピングすることにより、位相が±πの範囲
    を超えることによる折り返しを補正する位相アンラッピ
    ング手段と、 前記折り返しを補正した位相を1/nして前記静磁場空
    間の磁場不均一を表す位相を求める磁場不均一測定手段
    とを具備することを特徴とする磁場不均一測定装置。
  2. 【請求項2】 静磁場空間中の対象物体について磁気共
    鳴を利用して水のピクセルデータと脂肪のピクセルデー
    タが2π/n(n≧2)の位相差を持つ断層像を撮像す
    る撮像手段と、 前記断層像のピクセルデータの位相をn倍する位相逓倍
    手段と、 前記n倍した位相が±πの範囲を超えている位相画像か
    ら複素画像を形成する複素画像形成手段と、 前記形成された複素画像に対してローパスフィルタリン
    グを施すローパスフィルタリング手段と、 前記ローパスフィルタリングが施された複素画像から位
    相画像を形成する位相画像形成手段と、 前記形成された位相画像においてラッピングしている位
    相をアンラッピングすることにより、位相が±πの範囲
    を超えることによる折り返しを補正する位相アンラッピ
    ング手段と、 前記折り返しを補正した位相を1/nして前記静磁場空
    間の磁場不均一を表す位相を求める磁場不均一測定手段
    と、 前記求めた位相を用いて前記断層像のピクセルデータに
    つき位相補正を行う位相補正手段とを具備することを特
    徴とする位相補正装置。
  3. 【請求項3】 静磁場空間中の対象物体について磁気共
    鳴を利用して水のピクセルデータと脂肪のピクセルデー
    タが2π/n(n≧2)の位相差を持つ断層像を撮像す
    る撮像手段と、 前記断層像のピクセルデータの位相をn倍する位相逓倍
    手段と、 前記n倍した位相が±πの範囲を超えている位相画像か
    ら複素画像を形成する複素画像形成手段と、 前記形成された複素画像に対してローパスフィルタリン
    グを施すローパスフィルタリング手段と、 前記ローパスフィルタリングが施された複素画像から位
    相画像を形成する位相画像形成手段と、 前記形成された位相画像においてラッピングしている位
    相をアンラッピングすることにより、位相が±πの範囲
    を超えることによる折り返しを補正する位相アンラッピ
    ング手段と、 前記折り返しを補正した位相を1/nして前記静磁場空
    間の磁場不均一を表す位相を求める磁場不均一測定手段
    と、 前記求めた位相を用いて前記断層像のピクセルデータに
    つき位相補正を行う位相補正手段と、 前記位相補正したピクセルデータの位相差を利用して水
    画像と脂肪画像を別々に生成する画像生成手段とを具備
    することを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
  4. 【請求項4】 n=4 であることを特徴とする請求項
    3に記載の磁気共鳴撮像装置。
  5. 【請求項5】 前記位相補正したピクセルデータの位相
    差を前記ピクセルデータの位相のヒストグラムに基づい
    て修正する位相修正手段を有し、 前記画像形成手段は、前記修正後の位相差を利用して水
    画像と脂肪画像を別々に生成することを特徴とする請求
    項3又は請求項4に記載の磁気共鳴撮像装置。
  6. 【請求項6】 静磁場空間中の対象物体について磁気共
    鳴を利用して水のピクセルデータと脂肪のピクセルデー
    タが2π/n(n≧2)の位相差を持つ断層像を撮像す
    る撮像手段と、 前記断層像のピクセルデータの位相をn倍する位相逓倍
    手段と、 前記n倍した位相が±πの範囲を超えることによる折り
    返しを補正する折り返し補正手段と、 前記折り返しを補正した位相を1/nして前記静磁場空
    間の磁場不均一を表す位相を求める磁場不均一測定手段
    と、 前記求めた位相を用いて前記断層像のピクセルデータに
    つき位相補正を行う位相補正手段と、 前記位相補正したピクセルデータの位相差を利用して水
    画像と脂肪画像を別々に生成する画像生成手段と、 前記位相補正したピクセルデータの位相差を前記ピクセ
    ルデータの位相のヒストグラムに基づいて修正する位相
    修正手段とを具備し、 前記画像形成手段は、前記修正後の位相差を利用して水
    画像と脂肪画像を別々に生成することを特徴とする磁気
    共鳴撮像装置。
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