JP3585139B2

JP3585139B2 - 磁気共鳴診断装置における流速計算装置

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Publication number: JP3585139B2
Application number: JP05548196A
Authority: JP
Inventors: 順一田口; 滋渡部; 耕一佐野
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1996-02-19
Filing date: 1996-02-19
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2016-02-19
Also published as: JPH09220212A; US5929637A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気共鳴診断装置において、血流速度画像を得る装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（１）Ｃ．Ｌ．Ｄｕｍｏｕｌｉｎ，Ｓ．Ｐ．Ｓｏｕｚａ，Ｍ．Ｆ．Ｗａｌｋｅｒ，ａｎｄＷ．Ｗａｇｌｅ，”Ｔｈｒｅｅ−ＤｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＰｈａｓｅＣｏｎｔｒａｓｔＡｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ”，ＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｓｏｎａｎｃｅｉｎＭｅｄｉｃｉｎｅ，Ｖｏｌ．９，ｐｐ．１３９−１４９（１９８９）．
（２）Ｙ．Ｍａｃｈｉｄａ，Ｎ．Ｉｃｈｉｎｏｓｅ，Ｈ．Ｓｕｇｉｍｏｔｏ，Ｔ．Ｇｏｒｏ，ａｎｄＪ．Ｈａｔｔａ，”ＤｕａｌＶｅｌｏｃｉｔｙＳｅｎｓｉｔｉｖｅＴｅｔｒａｈｅｄｒａｌＦｌｏｗＥｎｃｏｄｉｎｇＭＲＡｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ”，
ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆＳｏｃｉｅｔｙｏｆＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｓｏｎａｎｃｅｉｎＭｅｄｉｃｉｎｅ，ｅｌｅｖｅｎｔｈＡｎｎｕａｌＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＭｅｅｔｉｎｇ，ｐ２８１０（１９９２）．
（３）Ｍ．Ｆ．Ｗａｌｋｅｒ，Ｓ．Ｐ．Ｓｏｕｚａ，ａｎｄＣ．Ｌ．Ｄｕｍｏｕｌｉｎ，”ＱｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅＦｌｏｗＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｉｎＰｈａｓｅＣｏｎｔｒａｓｔＭＲＡｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ”，ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＡｓｓｉｓｔｅｄＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ，ｖｏｌ．１２，ｎｏ．２，ｐｐ３０４−３１３（１９８８）．
上記従来技術（１）は、３軸方向にそれぞれ極性の異なる１組のフローエンコードパルスを用い、合計すると６種類の計測で３方向の３次元流速対応信号を取得する６回位相感度計測手法について記されている。
得られる６種類の計測信号を元に、ペアとなる計測信号の差を取って、ｘ，ｙ，ｚ３方向の流速情報を含む３種類の信号を作成し、それを２次元フーリエ変換法により画像再構成して、各方向の流速を反映した３種類の３次元画像データを作り、それら３種類の３次元画像データを元に、流速の大きさを反映した血管（血流）撮影したデータである３次元アンギオデータを得る。
３次元アンギオデータは、各スライスの画像を観測したり、投影処理を行って投影画像を作成したりするのに用いられる。投影方法は各種あり、積分投影（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）や最大値投影（ｍａｘｉｍｕｍｐｉｘｅｌｐｒｏｊｅｃｔｏｎ一般には、ＭａｘｉｍｕｍＩｎｔｅｎｓｉｔｙｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ（ＭＩＰ））などがあると記述されている。
【０００３】
なお、上記文献（１）のＦｉｇ．２では、流速感度を持った信号データが３種類しか記載されいないが、実際は、１方向の流速感度を持った信号データは、その方向に＋のフローエンコードパルスを印加して得られた信号データと−のフローエンコードパルスを印加して得られた信号データの差信号として作られたものである。
従って、上記文献（１）のフローエンコードパルスの印加の仕方からすると、１軸の流速感度信号データを得るのに２通り、３軸で、合計６通りの信号計測を行っており、６回位相感度計測手法と呼ぶことにする。
なお、６回とか４回とかの複数の位相感度を持たせた撮影を行う手法のことを総称して複数位相感度計測方法という。
【０００４】
上記従来技術（２）は、４種類のフローエンコードパルスパターンで計測し、各々画像再構成した後、近似的に流速に比例した値を計算する４回位相感度計測方法の一種であるテトラ計測型の計測方法について述べている。
テトラ型の４回の位相感度計測でも、上記（１）の６回計測手法と同様に、流速の大きさを反映した３次元アンギオデータが得られる事を示している。
【０００５】
上記従来技術（３）は、フローエンコードパルスパターンを変えた複数の測定データを画像再構成し、その位相情報を用いて流速を求める方法について、記載している。
各測定データの位相を評価して流速を求めるもので、速度一定で断面で流速分布がない流れの場合正確に流速を求めることができる。
断面で流速分布のある場合についても、詳しい解析がなされており、平均流速を求める補正式が導かれている。
また、速度が一定でない非定常流についても解析がなされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術（１）は、フローエンコードが正の時のデータと負の時のデータの複素差分を取って得られた３次元アンギオデータを作っており、データ値は流速に依存するが磁化の励起状態などにも依存し、流速を定量的に求めたデータではない。
上記従来技術（２）も、（１）と同様に流速に依存したアンギオデータを得ることができるが、流速を定量的に得たものではない。
上記従来技術（３）は、位相を評価して流速を求めているが、一つ一つの測定データについて位相を評価しているので、折り返し誤差が大きくなる。
折り返し誤差とは、位相の評価範囲が−πラジアンからπラジアンで、その範囲を越えた位相を持つ場合、折り返して２πラジアンの整数倍だけ加算するか減算して−πラジアンからπラジアンの間に入る値が測定値となることで、大きな測定誤差が生じる。
特に静磁場不均一のために位相のオフセットが加わると、ちょっとした流速による位相変化で折り返しを生じるために静磁場不均一によるオフセットを除去する処理が必要になる。
【０００７】
図３は、上記従来技術（２）の測定を行った場合に、上記従来技術（３）のように各測定データの位相を別個に評価する方法で計算する場合について示したものである。
各測定データの位相を別個に評価する方法では、静磁場不均一によるオフセットを除去する処理が必要なため、低域を通過する画像フィルタ３００で静磁場不均一の位相推定画像３１０を作り、静磁場不均一を補正する方法を取っている。
【０００８】
各計測信号を画像再構成してできた測定画像は、１０１〜１０４までの４種類であり、図中のカッコ内に、位相を持つ原因を、（静磁場不均一，Ｘ方向流速感度測定，Ｙ方向流速感度測定，Ｚ方向流速感度測定）の順番に符号で示した。
例えば、（＋，−，＋，＋）は、静磁場による位相付与が＋θｈあり、ｘ方向流速による位相付与が−θｘあり、ｙ方向が＋θｙ、ｚ方向が＋θｚであることを示す。
ただし、θｈは、静磁場による位相付与で場所毎に異なった値を持ち、各測定で同一値を持つ。
θｘは、ｘ方向の流速に比例した値を持ち、符号は、各測定のフローエンコードパルスの与え方で決まる。
θｙ、θｚの符号も同様に各測定のフローエンコードパルスの与え方で決まる。
ここで、各々の測定画像１０１〜１０４は、大きさと方向を持つベクトルが画像上の各点で与えられたベクトル画像で、上記位相は、ベクトルの方向を表わすための所定の軸方向とベクトルとのなす角度である。
【０００９】
一つの測定画像１０１について低域を通過する画像フィルタ３００の処理を行い、静磁場不均一の位相推定画像３１０を作る。位相推定画像３１０は、正確ではないが静磁場歪を大まかに捉えたベクトル画像である。
次ぎに、位相推定画像３１０の位相だけ位相を引く演算を各々の画像に施し、位相補正をした各補正画像３０１〜３０４を作る。
各補正画像３０１〜３０４は、静磁場による位相付与がおよそ取れたベクトル画像であり、図では補正しきれなかった位相付与をｄとして示した。
次ぎに各補正画像３０１〜３０４の位相を評価して位相像３１１〜３１４を作る。
【００１０】
Ｘ方向の流速画像を作りたい場合には、位相像３１１と３１２の和と、位相像３１３と３１４の和を作り、両者の差を取って所定の係数を掛けるとＸ方向の流速が求まる。
同様にＹ方向、Ｚ方向の流速画像が得られ、流速の大きさを表わした画像が得られる。
しかしながら、以上の図３の方法では、低域を通過する画像フィルタ３００を用いた位相補正の演算時間がかかる上に、位相補正しても、ｘ、ｙ、ｚ３つの流速に依存した位相を持つことから、結局一つの画像から直接位相を評価したことで折り返し誤差が大きくなるという問題点がある。
【００１１】
本発明の目的は、流速を求める演算を位相補正することなく簡単に行うことにある。
本発明の他の目的は、折り返し誤差を少なくすることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、
静磁場、傾斜磁場、高周波磁場の発生手段と、検査対象物からの磁気共鳴信号を計測する検出手段と、検出された信号に各種演算を行う処理手段と、上記各手段の実行を制御する制御手段を有する磁気共鳴診断装置において、
フローエンコードパルスの組合せを変えて撮影する複数位相感度計測方法を用いて複数の信号データを取得し、前記複数の信号データを各々画像再構成して強度と位相を持ったベクトル画像を各々求め、前記各ベクトル画像から所定のペアとなる画像を選び、両画像の対応する点のベクトルどうしがなす角度を求める演算を各点について行って角度画像を求め、前記角度画像を求める計算を所定の種類の画像ペアについて各々行って複数の角度画像を求め、
前記角度画像から流速に対応した数値が得られる演算を行うようにしている。
また、前記複数位相感度計測方法として、４種類のフローエンコードパルスの組合せを用いて測定する４回位相感度計測方法を用いるようにしている。
また、前記４回位相感度計測方法としてテトラ計測型の計測方法を用いるようにしている。
さらに、フローエンコードの大きさ等に依存した流速と位相の対応係数をａとし、
ベクトル画像ＡとＢについて各点の両ベクトルの角度を求めた角度画像をφ（Ａ，Ｂ）とし、
（−，−，−）のフローエンコードパルスの組合せを持った計測を行って得られた信号を画像再構成して得たベクトル画像をＧ１、同様にして（−，＋，＋）、（＋，−，＋）、（＋，＋，−）の各フローエンコードパルスの組合せを持った計測を行って得られた信号を画像再構成して得たベクトル画像をそれぞれＧ２、Ｇ３、Ｇ４（ただし、括弧内は、Ｘ軸のフローエンコードパタン，Ｙ軸のフローエンコードパタン，Ｚ軸のフローエンコードパタンを表わし、＋は正のフローエンコード、−は負のフローエンコードを意味する）とし、
流速画像の計算を
Ｘ方向の流速画像Ｖｘ＝ａ＊（φ（Ｇ１，Ｇ３）＋φ（Ｇ２，Ｇ４））／４
Ｙ方向の流速画像Ｖｙ＝ａ＊（φ（Ｇ１，Ｇ２）＋φ（Ｇ３，Ｇ４））／４
Ｚ方向の流速画像Ｖｚ＝ａ＊（φ（Ｇ１，Ｇ３）−φ（Ｇ２，Ｇ４））／４
流速の絶対値画像Ｖ＝√（Ｖｘ＊Ｖｘ＋Ｖｙ＊Ｖｙ＋Ｖｚ＊Ｖｚ）
として計算するようにしている。
さらに、流速画像の計算を
Ｘ方向の流速画像Ｖｘ＝ａ＊（φ（Ｇ１，Ｇ３）＋φ（Ｇ２，Ｇ４）＋φ（Ｇ１，Ｇ４）＋φ（Ｇ２，Ｇ３））／８
Ｙ方向の流速画像Ｖｙ＝ａ＊（φ（Ｇ１，Ｇ２）＋φ（Ｇ３，Ｇ４）＋φ（Ｇ１，Ｇ４）−φ（Ｇ２，Ｇ３））／８
Ｚ方向の流速画像Ｖｚ＝ａ＊（φ（Ｇ１，Ｇ３）−φ（Ｇ２，Ｇ４）＋φ（Ｇ１，Ｇ２）−φ（Ｇ３，Ｇ４））／８
流速の絶対値画像Ｖ＝√（Ｖｘ＊Ｖｘ＋Ｖｙ＊Ｖｙ＋Ｖｚ＊Ｖｚ）
として計算するようにしている。
また、静磁場、傾斜磁場、高周波磁場の発生手段と、検査対象物からの磁気共鳴信号を計測する検出手段と、検出された信号に各種演算を行う処理手段と、前記各手段の実行を制御する制御手段を有する磁気共鳴診断装置において、
フローエンコードパルスの組合せを変えて撮影する複数位相感度計測方法テトラ計測型の４回位相感度計測方法を用いて４種類の信号データを取得し、
前記４種類の信号データを各々画像再構成して強度と位相を持ったベクトル画像を各々求め、前記各ベクトル画像から所定の画像を選び、両画像の対応する点のベクトルどうしベクトル和を取った和画像を複数作成し、前記各和画像から所定のペアとなる和画像を選び、両和画像の対応する点のベクトルどうしがなす角度を求める演算を各点について行って角度画像を求め、前記角度画像から流速に対応した数値が得られる演算を行うようにしている。
さらに、流速画像の計算を
Ｘ方向の流速画像Ｖｘ＝ａ＊φ（Ｇ１＋Ｇ２，Ｇ３＋Ｇ４）／２
Ｙ方向の流速画像Ｖｙ＝ａ＊φ（Ｇ１＋Ｇ３，Ｇ２＋Ｇ４）／２
Ｚ方向の流速画像Ｖｚ＝ａ＊φ（Ｇ１＋Ｇ４，Ｇ２＋Ｇ３）／２
流速の絶対値画像Ｖ＝√（Ｖｘ＊Ｖｘ＋Ｖｙ＊Ｖｙ＋Ｖｚ＊Ｖｚ）
として計算するようにしている。
【００１３】
【実施例】
本発明は、磁気共鳴診断装置を用いて流速を求める計算装置についての発明である。
以下本発明の実施例を（１）節から（４）節に分けて説明する。
（１）節では本発明を実施する磁気共鳴診断装置の構成について説明する。
（２）節では本発明の手順の全体の概要を示す。
（３）節では本発明に用いる撮影の仕方である複数流速感度計測手法について説明し、最後に、（４）節で、撮影方法を具体的に決めた場合の具体的な計算方法について記す。
【００１４】
（１）構成
図２に本発明を実施する磁気共鳴診断装置のブロック構成図を示す。以下、簡単に説明する。
図２の磁気共鳴診断装置は、静磁場発生装置２０２、傾斜磁場発生装置２０３、高周波磁場発生装置２０４、受信装置２０５、シーケンス制御装置２０６、処理装置２０７、表示装置２０８からなる。
静磁場発生装置２０２は、強度の強い均一な磁場を作り、検査対象物２０１に磁化を発生させる。
傾斜磁場発生装置２０３は、ｘ、ｙ、ｚ３方向の傾斜磁場発生装置を持ち、それぞれ独立に動作でき、上記各方向の傾斜磁場の印加時期と印加強度の設定で、任意の時刻に任意の強度と方向を持った傾斜磁場を発生できる。
傾斜磁場を印加すると傾斜磁場方向の位置に応じて磁場強度が変わり、それに伴って検査対象物２０１の磁化のラーマー周波数が変わり、検査対象物２０１に位置の区別がつく。
高周波磁場発生装置２０４は、所望の高周波磁場を発生でき、必要に応じ検査対象物２０１の磁化を共鳴励起して、共鳴条件を満足した磁化のみ電磁波を出す状態にする。
傾斜磁場と高周波磁場の組合せで、共鳴条件を満足したスライス領域のみから電磁波を発生させ、そのスライス領域の画像化を可能にすることができる。
【００１５】
受信装置２０５は、検査対象物２０１の磁化が共鳴励起して発生する電磁波を計測し、信号データとして処理装置２０７に渡す。
処理装置２０７は、信号データを保存したり、信号データを画像再構成して画像データを作る。画像再構成はフーリエ変換法により行われる。他の方法を用いることもできるが、実際には、ほとんどフーリエ変換法が用いられている。表示装置２０８は、画像データを表示する。
シーケンス制御装置２０６は、傾斜磁場発生装置２０３、高周波磁場発生装置２０４、受信装置２０５、処理装置２０７、表示装置２０８の動作の制御を行う。
シーケンス制御装置２０６は、通常の計算機の機能を有し、各機器を動作させる指令を送るプログラムと、プログラムが参照する各機器の動作状態を記述したデータを持つ。
また、処理装置２０７は、演算を高速に行う専用ハードからなり、データ処理の演算は、専用ハード固有のプログラム言語で記述したプログラムを作成して実行することにより行われる。処理装置２０７は、その機能から、通常の計算機を用いることもできる。
以上、本発明における磁気共鳴診断装置の構成について述べた。
【００１６】
（２）手順概要
本発明の全体の手順の概要を、以下説明する。
はじめに、上記磁気共鳴診断装置を用い、複数位相感度計測方法を用いて撮影し、複数の信号データを得る。
撮影動作は、複数位相感度計測方法に基づいた撮影シーケンスのプログラムとデータ値をシーケンス制御装置２０６に渡して起動することによって行われる。
得られた各信号データは、処理装置２０７に渡りそこで画像再構成され、さらにペアとなる画像（各々でベクトル値を持つ）どうしの角度差を評価する演算を基本とした流速を得る演算が施され、流速画像や流速値などを得て、表示装置２０８で表示される。
複数位相感度計測方法と流速計算の具体的説明は後述する。
【００１７】
（３）複数位相感度計測方法
図４にフローエンコードパルスと呼ばれる、流れのある部位に位相を持たせる傾斜磁場の印加パタンを示した。
正方向フローエンコードパルス４０１を印加すると、得られた画像の位相は、そのフローエンコードパルスを印加した傾斜磁場の方向の流速値に比例した正の位相を持つようになる。
負方向フローエンコードパルス４０２を印加すると、得られた画像の位相は、同様にそのフローエンコードパルスを印加した傾斜磁場の方向の流速値に比例した負の位相を持つようになる。
フローエンコードパルスなし４０３では、得られた画像の位相は速度に応じた変化をしない。
【００１８】
図５に複数位相感度計測手法の一般的なパルスシーケンス図を示した。
図の横軸が時間で縦軸は各機器の動作状態を表わす。
高周波磁場５０１は高周波磁場発生装置２０２が発生し、Ｘ方向傾斜磁場５０２、Ｙ方向傾斜磁場５０３、Ｚ方向傾斜磁場５０４は傾斜磁場発生装置２０３が発生する。なお、静磁場は当然発生されているが、図示は省略した。
受信ゲート５０５は、シーケンス制御装置２０６が受信装置２０５に向けて発行し、ゲートオン（図の上側が立っている部位）の状態で受信する。
α度パルス５１１は、撮影スライス内の磁化をα度励起する。
αは、任意に選べるが、３次元撮影の場合２０度から３０度程度がよく用いられる。
Ｚ方向エンコード５１３、Ｙ方向エンコード５１２は、毎回強度の組合せが少しづつ変る傾斜磁場である。
【００１９】
フローエンコードパルス挿入部５１４は、この間の部分でＸ、Ｙ、Ｚ、３軸についてそれぞれ独立して図４に示した３つのパルスパタンのうちのいづれか一つを選んで印加する。
具体的にどのようなパルスパタンを選ぶかは各種あり、後に（４−１）〜（４−２）節で２種類について説明する。
【００２０】
エコー中心５１５は、エコー信号の中心が出る時間であり、図７の場合、受信ゲート５０５のオン時間の左はしにエコー中心５１５が位置する。
このようにエコー中心５１５が受信ゲート５０５の中心にない非対称な計測を行うことを非対称計測と呼ぶ。
対称な計測の場合、画像再構成は、フーリエ変換法で行うことができるが、非対称計測の場合、データの未計測部分に０を詰めてフーリエ変換法で画像再構成を行うか、ハーフフーリエ法で画像再構成を行う。
流速感度を持たせた測定の場合、通常は０を詰めたフーリエ変換法が用いられる。
なお、ハーフフーリエ法については、以下の文献に記されている。
（文献４）Ｋ．Ｓａｎｏ，Ｋ．Ｓｕｚｕｋｉ，Ｔ．Ｙｏｋｏｙａｍａ，ａｎｄＨ．Ｋｏｉｚｕｍｉ，”ＩｍａｇｅＲｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｆｒｏｍＨａｌｆｏｆｔｈｅＤａｔａＵｓｉｎｇａＰｈａｓｅＭａｐ”，ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆＳｏｃｉｅｔｙｏｆＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｓｏｎａｎｃｅｉｎＭｅｄｉｃｉｎｅ，ｓｉｘｔｈＡｎｎｕａｌＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＭｅｅｔｉｎｇ，ｐ８０９（１９８７）．
以上、複数位相感度計測方法では、フローエンコード挿入部５１４にどのようなフローエンコードパタンを入れるかによって具体的な測定種別があり、それに応じて流速を求める具体的な計算方法も異なる。それについては次節で述べる。
【００２１】
（４）複数位相計測方法の具体的測定種別と流速計算方法
複数位相計測方法の具体的種別２種とその流速計算方法について（４−１）節と（４−２）節に２種類述べ、（４−３）節で２つのベクトルの角度を求める演算方法について記す。
【００２２】
（４−１）６回位相感度計測法
以下、複数位相計測方法として上記従来技術（１）の文献にある６回の位相感度計算で測定した場合の流速を求める演算方法について、具体的に記す。
なお、上記従来技術（１）の文献の図では、データが３つしかないかのように描かれているが、文献の図では２つのペアとなるデータの差データを記しているためで、実際には６個の基となる信号データが得られる。
以下、図５のフローエンコード挿入部５１４に入れるパルスパタンとして、正のフローエンコードパルス４０１を使う場合を＋で表わし、負のフローエンコードパルス４０２を使う場合を−で表わし、フローエンコードパルスなし４０３を使う場合を０で表わし、（Ｘ，Ｙ，Ｚ）各軸に挿入するフローエンコードパタンを上記記号で表現することにする。
【００２３】
６回位相感度計測法では、１回目の計測で（＋，０，０）、２回目の計測で（−，０，０）、３回目に（０，＋，０）、４回目に（０，−，０）、５回目に（０，０，＋）、６回目に（０，０，−）の計測を行う。
各計測によって得られる複素数の３次元信号データをＳ_１〜Ｓ_６で表わし、それを複素フーリエ変換して得られる３次元画像データをＧ_１〜Ｇ_６とする。
画像データは、複素数のデータで、実軸と虚軸で直行座標を組むと、複素データは、ベクトルデータと見做すことができる。
ここで、フーリエ変換をＦ（・）で表わし、２つのベクトル画像の各点で、両ベクトルの角度と求める演算をφ（・，・）で表わし（これにより角度画像（角度差画像）が求められる）、各軸の流速画像Ｖｘ、Ｖｙ、Ｖｚを求める方法を以下に示す。
Ｇｉ＝Ｆ（Ｓｉ）（ただし、１≦ｉ≦６） …………………（数１）
Ｖｘ＝ α・φ（Ｇ_１，Ｇ_２）／２ …………………………………………（数２）
ただし、αは、フローエンコードによって決まる流速と位相の関係を表わす係数であり、フローエンコードの２つの山のそれぞれの時間間隔がＴ（ｓｅｃ）で、高さが＋−Ｇ（Ｇａｕｓｓ／ｃｍ）、２つの山の中間点どうしの時間間隔をＵ（ｓｅｃ）とすると、以下が成り立つ。
α ＝１／（γ・Ｇ・Ｔ・Ｕ） …………………………………………（数３）
ただし、γは磁気回転比で水素原子の場合４２５８回転／（ｇａｕｓｓ・ｓｅｃ）である。
位相をラジアンで表わす場合は、２π・４２５８ラジアン／（ｇａｕｓｓ・ｓｅｃ）となる。
同様に、
Ｖｙ＝ α・φ（Ｇ_３，Ｇ_４）／２ …………………………………………（数４）
Ｖｚ＝ α・φ（Ｇ_５，Ｇ_６）／２ …………………………………………（数５）
各流速画像Ｖｘ、Ｖｙ、Ｖｚから流速の絶対値画像Ｖを求める演算式は、以下である。
Ｖ＝ √（Ｖｘ＊Ｖｘ＋Ｖｙ＊Ｖｙ＋Ｖｚ＊Ｖｚ） ………………………………（数６）
なお、数２、数４、数５、数６の演算は、画像上の各点のデータについてそれぞれ行うものとする。
【００２４】
（４−２）４回位相感度計測法
上記従来例の項の文献（２）で示した方法でデータ計測した場合について、データ計測方法と、流速計算方法を示す。
なお、ここでは、４回の計測を行って４種類のデータを得る方法を４回位相感度計測法と呼ぶが、そのうち、文献（２）に記載の４回位相感度計測法をテトラ計測型の計測方法と呼ぶことにする。
テトラ計測型では、Ｘ，Ｙ，Ｚのフローエンコードパルスの印加パタンを、（−，−，−）、（−，＋，＋）、（＋，−，＋）、（＋，＋，−）とし、４回の計測を行う。
なお、静磁場不均一の位相付与の符号も合わせ記載すれば、（＋，−，−，−）、（＋，−，＋，＋）、（＋，＋，−，＋）、（＋，＋，＋，−）となる。
【００２５】
図１はＸ軸方向の流速を計算する際の演算の流れを示した流れ図である。
４回の測定の結果得られた測定画像１０１〜１０４（記号Ｇ_１〜Ｇ_４とする）について、それぞれ対応したペア画像どうしの各点で、それぞれの２つのベクトルのなす角度を求める角度計算演算１１０を行い、位相像１１１と１１２を作る。
これらの位相像の和を取ると、Ｘ方向の流速に比例した値を得ることができ、所定の係数を掛けて流速画像１２０が得られる。なお、図中の括弧内の符号は、（静磁場の影響による位相回転、Ｘ方向流速による位相回転、Ｙ方向流速による位相回転、Ｚ方向流速による位相回転）の順に位相回転の状態を符号で示し、０はその部位の位相回転がないデータが得られたことを示す。
【００２６】
以上の事を以下、式で表わす。
得られる３次元計測信号をＳ_１〜Ｓ_４とし、２つのベクトルのなす角度を求める演算をφ（・，・）とし（これにより角度画像（角度差画像）が求められる）、αは上記（４−１）の場合と同じ値を持つ係数とする。
Ｖｘ＝ α・（ φ（Ｇ_１，Ｇ_３）＋φ（Ｇ_２，Ｇ_４））／４ …………………（数７）
同様に、Ｖｙ、Ｖｚの求める演算を示す。
Ｖｙ＝ α・（ φ（Ｇ_１，Ｇ_２）＋φ（Ｇ_３，Ｇ_４））／４ …………………（数８）
Ｖｚ＝ α・（ φ（Ｇ_１，Ｇ_３）−φ（Ｇ_２，Ｇ_４））／４ …………………（数９）
また、Ｖｘ、Ｖｙ、Ｖｚは、数７〜数９までの式の他にもう一通りの方法がある。
それぞれＶｘ’、Ｖｙ’、Ｖｚ’として以下記すと、
Ｖｘ’ ＝ α・（ φ（Ｇ_１，Ｇ_４）＋φ（Ｇ_２，Ｇ_３））／４ …………………（数１０）
Ｖｙ’ ＝ α・（ φ（Ｇ_１，Ｇ_４）−φ（Ｇ_２，Ｇ_３））／４ …………………（数１１）
Ｖｚ’ ＝ α・（ φ（Ｇ_１，Ｇ_２）−φ（Ｇ_３，Ｇ_４））／４ …………………（数１２）
以上の他に、ＶｘとＶｘ’の平均、ＶｙとＶｙ’の平均、ＶｚとＶｚ’の平均を各流速とすることもできる。それぞれ、Ｖｘ”、Ｖｙ”、Ｖｚ”として以下記す。

また、数６と同様にＶｘ’、Ｖｙ’、Ｖｚ’から流速像Ｖを求めたり、Ｖｘ”、Ｖｙ”、Ｖｚ”から流速像Ｖを求めることもできる。
【００２７】
その他にも、以下のように、所定の和画像を作成してからペアとなる和画像の対応する点のベクトルどうしがなす角度を求める演算を行って角度画像を求め、流速に対応した値を計算することもできる。以下、同様の記号を用い、各方向の流速をＶｘ’”、Ｖｙ’”、Ｖｚ’”として数式で表わす。
Ｖｘ’” ＝ α・φ（Ｇ_１＋Ｇ_２，Ｇ_３＋Ｇ_４）／２ ………………………………（数１６）
Ｖｙ’” ＝ α・φ（Ｇ_１＋Ｇ_３，Ｇ_２＋Ｇ_４）／２ ………………………………（数１７）
Ｖｚ’” ＝ α・φ（Ｇ_１＋Ｇ_４，Ｇ_２＋Ｇ_３）／２ ………………………………（数１８）
同様に、Ｖｘ’”、Ｖｙ’”、Ｖｚ’”から流速像Ｖを求めることができる。
なお、上記係数αは、流速と位相の関係を表わす係数であったが、例えば数１６の場合、角度画像φ（Ｇ_１＋Ｇ_２，Ｇ_３＋Ｇ_４）からＸ方向流速画像Ｖｘ’”を求める際の演算係数がα／２であると言うことができる。
以上のようにして、各軸方向の流速画像や、流速の大きさを表わした流速画像を得ることができる。
【００２８】
なお、扱うデータが３次元データの場合は、表示するために一度２次元に投影する必要がある。
投影方法は各種あるが、投影視線上の各方向の流速の絶対値が最大となる点の流速を投影したり、アンギオ用の複素差分の演算を基にしたアンギオデータを作り、投影視線上のアンギオデータが最大値となる点の流速を投影して表示したりすることもできる。
また、指定した画像上の流速値を表示したり、指定した場所の流速の方向を矢印で示したり、流速の大きさと方向を表わすベクトルを表示したりすることもできる。
【００２９】
（４−３）２つのベクトルのなす角度を求める演算
２つのベクトルのなす角度を求める演算φ（・，・）の一例を示す。ベクトルａとベクトルｂのなす角度を求める演算は、以下で行うことができる。
φ（ａ，ｂ）＝ａｔａｎ２（ａ×ｂ，ａ・ｂ） ………………………（数１９）
なお、ａ×ｂは、ベクトルａとベクトルｂの外積を表わし、ａ・ｂはベクトルａとベクトルｂの内積を表わす。
また、ａｔａｎ２（ｙ，ｘ）は、原点から点（ｘ，ｙ）に向かう線分がＸ軸になす角度を求める演算である。フォートランやＣ言語では、標準関数として用意されている。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、流速を求める演算を位相補正せずに簡単にすることができ、また、折り返し誤差も各計測画像毎に位相を評価する方法より少なくすることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の流速計算方法におけるＸ軸方向の流速を計算する際の演算の流れを示した流れ図である。
【図２】磁気共鳴診断装置の構成を示すブロック図である。
【図３】従来の各計測画像毎に位相を評価する方法を用いた場合の計算方法を示した図である。
【図４】フローエンコードパルスパタンを表す図である。
【図５】複数位相感度計測手法の一般的なパルスシーケンス図である。
【符号の説明】
２０１検査対象
２０２静磁場発生装置
２０３傾斜磁場発生装置
２０４高周波磁場発生装置
２０５受信装置
２０６シーケンス制御装置
２０７処理装置
２０８表示装置

Claims

静磁場、傾斜磁場、高周波磁場の発生手段と、検査対象物からの磁気共鳴信号を計測する検出手段と、検出された信号に各種演算を行う処理手段と、上記各手段の実行を制御する制御手段を有する磁気共鳴診断装置において、
フローエンコードパルスの組合せを変えて撮影する複数位相感度計測方法を用いて複数の信号データを取得する手段と、
前記複数の信号データを各々画像再構成して強度と位相を持ったベクトル画像を各々求める手段と、
前記各ベクトル画像から所定のペアとなる画像を選び、両画像の対応する点のベクトルどうしがなす角度を求める演算を各点について行って角度画像を求める手段と、
前記角度画像を求める計算を所定の種類の画像ペアについて各々行って複数の角度画像を求める手段と、
前記角度画像から流速に対応した数値が得られる演算を行う手段を有することを特徴とした流速計算装置。
請求項１記載の流速計算装置において、
前記複数位相感度計測方法として、４種類のフローエンコードパルスの組合せを用いて測定する４回位相感度計測方法を用いることを特徴とした流速計算装置。
請求項２記載の流速計算装置において、
前記４回位相感度計測方法としてテトラ計測型の計測方法を用いることを特徴とした流速計算装置。
請求項３記載の流速計算装置において、
フローエンコードの大きさ等に依存した流速と位相の対応係数をａとし、
ベクトル画像ＡとＢについて各点の両ベクトルの角度を求めた角度画像を
φ（Ａ，Ｂ）とし、
（−，−，−）のフローエンコードパルスの組合せを持った計測を行って得られた信号を画像再構成して得たベクトル画像をＧ１、同様にして（−，＋，＋）、（＋，−，＋）、（＋，＋，−）の各フローエンコードパルスの組合せを持った計測を行って得られた信号を画像再構成して得たベクトル画像をそれぞれＧ２、Ｇ３、Ｇ４（ただし、括弧内は、Ｘ軸のフローエンコードパタン，Ｙ軸のフローエンコードパタン，Ｚ軸のフローエンコードパタンを表わし、＋は正のフローエンコード、−は負のフローエンコードを意味する）とし、
流速画像の計算を
Ｘ方向の流速画像Ｖｘ＝ａ＊（φ（Ｇ１，Ｇ３）＋φ（Ｇ２，Ｇ４））／４
Ｙ方向の流速画像Ｖｙ＝ａ＊（φ（Ｇ１，Ｇ２）＋φ（Ｇ３，Ｇ４））／４
Ｚ方向の流速画像Ｖｚ＝ａ＊（φ（Ｇ１，Ｇ３）−φ（Ｇ２，Ｇ４））／４
流速の絶対値画像Ｖ＝√（Ｖｘ＊Ｖｘ＋Ｖｙ＊Ｖｙ＋Ｖｚ＊Ｖｚ）
として計算する手段を有することを特徴とする流速計算装置。
請求項３記載の流速計算装置において、
フローエンコードの大きさ等に依存した流速と位相の対応係数をａとし、
ベクトル画像ＡとＢについて各点の両ベクトルの角度を求めた角度画像を
φ（Ａ，Ｂ）とし、
（−，−，−）のフローエンコードパルスの組合せを持った計測を行って得られた信号を画像再構成して得たベクトル画像をＧ１、同様にして（−，＋，＋）、（＋，−，＋）、（＋，＋，−）の各フローエンコードパルスの組合せを持った計測を行って得られた信号を画像再構成して得たベクトル画像をそれぞれＧ２、Ｇ３、Ｇ４（ただし、括弧内は、Ｘ軸のフローエンコードパタン，Ｙ軸のフローエンコードパタン，Ｚ軸のフローエンコードパタンを表わし、＋は正のフローエンコード、−は負のフローエンコードを意味する）とし、
流速画像の計算を

として計算する手段を有することを特徴とする流速計算装置。
静磁場、傾斜磁場、高周波磁場の発生手段と、検査対象物からの磁気共鳴信号を計測する検出手段と、検出された信号に各種演算を行う処理手段と、前記各手段の実行を制御する制御手段を有する磁気共鳴診断装置において、
フローエンコードパルスの組合せを変えて撮影する複数位相感度計測方法テトラ計測型の４回位相感度計測方法を用いて４種類の信号データを取得する手段と、
前記４種類の信号データを各々画像再構成して強度と位相を持ったベクトル画像を各々求める手段と、
前記各ベクトル画像から所定の画像を選び、両画像の対応する点のベクトルどうしベクトル和を取った和画像を複数作成する手段と、
前記各和画像から所定のペアとなる和画像を選び、両和画像の対応する点のベクトルどうしがなす角度を求める演算を各点について行って角度画像を求める手段と、
前記角度画像から流速に対応した数値が得られる演算を行う手段を有することを特徴とした流速計算装置。
請求項６記載の流速計算装置において、
フローエンコードの大きさ等に依存した流速と位相の対応係数をａとし、
ベクトル画像ＡとＢについて各点の両ベクトルの角度を求めた角度画像を
φ（Ａ，Ｂ）とし、
（−，−，−）のフローエンコードパルスの組合せを持った計測を行って得られた信号を画像再構成して得たベクトル画像をＧ１、同様にして（−，＋，＋）、（＋，−，＋）、（＋，＋，−）の各フローエンコードパルスの組合せを持った計測を行って得られた信号を画像再構成して得たベクトル画像をそれぞれＧ２、Ｇ３、Ｇ４（ただし、括弧内は、Ｘ軸のフローエンコードパタン，Ｙ軸のフローエンコードパタン，Ｚ軸のフローエンコードパタンを表わし、＋は正のフローエンコード、−は負のフローエンコードを意味する）とし、
流速画像の計算を
Ｘ方向の流速画像Ｖｘ＝ａ＊φ（Ｇ１＋Ｇ２，Ｇ３＋Ｇ４）／２
Ｙ方向の流速画像Ｖｙ＝ａ＊φ（Ｇ１＋Ｇ３，Ｇ２＋Ｇ４）／２
Ｚ方向の流速画像Ｖｚ＝ａ＊φ（Ｇ１＋Ｇ４，Ｇ２＋Ｇ３）／２
流速の絶対値画像Ｖ＝√（Ｖｘ＊Ｖｘ＋Ｖｙ＊Ｖｙ＋Ｖｚ＊Ｖｚ）
として計算する手段を有することを特徴とする流速計算装置。