JP3796426B2 - 磁気共鳴撮像装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水または脂肪の位相識別方法、画像生成方法および磁気共鳴撮像装置に関し、さらに詳しくは、磁気共鳴を利用して撮像した複素数画像中の水または脂肪の位相を識別する水または脂肪の位相識別方法、水画像または脂肪画像を生成する画像生成方法、および、それらの方法を好適に実施する磁気共鳴撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開２００１−２０４７１１号公報には、水と脂肪が位相差を持つように磁気共鳴を利用して複素数画像を撮像し、その複素数画像中の独立した信号領域を抽出し、各信号領域における位相ヒストグラムを求め、それら位相ヒストグラムを基に水と脂肪の位相を識別する方法が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
特開２００１−２０４７１１号公報に開示の従来技術では、複素数画像中の独立した信号領域を抽出する処理を行っている。
しかし、信号領域の面積は、画像に依存するため、不定である。ここで、信号領域の面積が小さすぎると、その信号領域に含まれるデータ点数が少なすぎ且つノイズの影響を無視できなくなることにより有効な位相ヒストグラムが得られなくなり、逆に信号領域の面積が大きすぎると、静磁場不均一の影響が無視できなくなりやはり有効な位相ヒストグラムが得られなくなる。そして、有効な位相ヒストグラムが得られなければ、水と脂肪の位相を好適に識別できなくなる。
そこで、本発明の目的は、複素数画像中の独立した信号領域を抽出する処理を行うことなく、水または脂肪の位相を好適に識別できるようにした水または脂肪の位相識別方法、水画像または脂肪画像を生成する画像生成方法、および、それらの方法を好適に実施する磁気共鳴撮像装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、本発明は、水と脂肪が位相差を持つように磁気共鳴を利用して複素数画像を撮像し、前記複素数画像を多数の区画に分割し、前記各区画で位相ヒストグラムを求め、着目する区画の位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を識別可能か識別不可能かを判定し、識別可能の場合は着目する区画の位相ヒストグラムから該区画における水または脂肪の位相を求め、識別不可能の場合は着目する区画の近傍の所定範囲の区画の位相ヒストグラムを加算して加算位相ヒストグラムを求め、前記加算位相ヒストグラムから前記区画における水または脂肪の位相を求めることを特徴とする水または脂肪の位相識別方法を提供する。
上記第１の観点による水または脂肪の位相識別方法では、複素数画像を多数の区画に分割し、一つの区画の位相ヒストグラムで水または脂肪の位相を識別可能なら該区画の位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を求め、識別不可能なら近傍の所定範囲の区画の位相ヒストグラムを加算してその加算位相ヒストグラムで水または脂肪の位相を求める。このように、位相ヒストグラムを得る面積を自動的に変えるため、水と脂肪の位相を好適に識別することが出来る。
【０００５】
第２の観点では、本発明は、水と脂肪が位相差を持つように磁気共鳴を利用して複素数画像を撮像し、前記複素数画像を多数の区画に分割し、前記各区画で位相ヒストグラムを求め、着目する区画の位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を識別可能か識別不可能かを判定し、識別可能の場合は着目する区画の位相ヒストグラムから該区画における水または脂肪の位相を求め、識別不可能の場合は着目する区画の近傍の所定範囲の区画の位相ヒストグラムを加算して加算位相ヒストグラムを求め、前記加算位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を識別可能か識別不可能かを判定し、識別可能の場合は前記加算位相ヒストグラムから前記着目する区画における水または脂肪の位相を求め、識別不可能の場合は前記所定範囲を段階的に広げながら前記処理を繰り返して前記区画における水または脂肪の位相を求めることを特徴とする水または脂肪の位相識別方法を提供する。
上記第２の観点による水または脂肪の位相識別方法では、複素数画像を多数の区画に分割し、一つの区画の位相ヒストグラムで水または脂肪の位相を識別可能なら該区画の位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を求め、識別不可能なら近傍の所定範囲の区画の位相ヒストグラムを加算してその加算位相ヒストグラムで水または脂肪の位相を識別可能なら該加算位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を求め、識別不可能なら所定範囲を順に広げながら同じ処理を繰り返す。このように、位相ヒストグラムを得る面積を自動的に変えるため、水と脂肪の位相を好適に識別することが出来る。
【０００６】
第３の観点では、本発明は、上記構成の水または脂肪の位相識別方法において、前記所定範囲を所定の限界範囲まで広げても識別不可能であった場合は、前記処理の繰り返しを止めて、水または脂肪の位相を求めることが出来た他の区画の水または脂肪の位相に基づいて着目する区画における水または脂肪の位相を求めることを特徴とする水または脂肪の位相識別方法を提供する。
上記第３の観点による水または脂肪の位相識別方法では、位相ヒストグラムを得る面積を広げることを所定の限界範囲までで止め、水または脂肪の位相を求めることが出来た他の区画の水または脂肪の位相に基づいて着目する区画における水または脂肪の位相を求める。これにより、処理時間が徒に延びることを回避できる。
【０００７】
第４の観点では、本発明は、上記構成の水または脂肪の位相識別方法において、前記所定範囲は、ｉ（＝１，２，…）番目に広げた時は着目する区画を他の区画がｉ重に囲む範囲であることを特徴とする水または脂肪の位相識別方法を提供する。
上記第４の観点による水または脂肪の位相識別方法では、着目する区画を他の区画が囲むように位相ヒストグラムを得る面積を広げるので、着目する区画が中心になり、区画間に一次の位相ずれがあっても、キャンセルすることが出来る。
【０００８】
第５の観点では、本発明は、水と脂肪が位相差を持つように磁気共鳴を利用して複素数画像を撮像し、前記複素数画像を多数の区画に分割し、前記各区画で位相ヒストグラムを求め、着目する区画の位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を識別可能か識別不可能かを判定し、識別可能の場合は着目する区画の位相ヒストグラムから該区画における水または脂肪の位相を求め、識別不可能の場合は着目する区画の近傍の区画であって水または脂肪の位相を求めることが出来た区画の水または脂肪の位相に基づいて着目する区画における水または脂肪の位相を求めることを特徴とする水または脂肪の位相識別方法を提供する。
上記第５の観点による水または脂肪の位相識別方法では、複素数画像を多数の区画に分割し、一つの区画の位相ヒストグラムで水または脂肪の位相を識別可能なら該区画の位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を求め、識別不可能なら水または脂肪の位相を求めることが出来た他の区画の水または脂肪の位相に基づいて着目する区画における水または脂肪の位相を求める。これにより、処理時間を短縮できる。
【０００９】
第６の観点では、本発明は、上記構成の水または脂肪の位相識別方法において、前記複素数画像をグリッド状に分割することを特徴とする水または脂肪の位相識別方法を提供する。
上記第６の観点による水または脂肪の位相識別方法では、複素数画像を機械的に分割するので、画像を解析する必要がなく、処理時間を短縮できる。
【００１０】
第７の観点では、本発明は、上記構成の水または脂肪の位相識別方法において、一つの区画に６４個以上、４０９６個以下のデータ点が含まれるように分割することを特徴とする水または脂肪の位相識別方法を提供する。
上記第７の観点による水または脂肪の位相識別方法では、一つの区画に６４個以上、４０９６個以下のデータ点が含まれるように分割するので、位相ヒストグラムを得る面積が小さすぎたり、大きすぎたりすることがない。
【００１１】
第８の観点では、本発明は、水と脂肪が９０゜の位相差を持つように磁気共鳴を利用して複素数画像を撮像し、前記複素数画像を多数の区画に分割し、前記各区画における水の位相を求め、前記複素数画像の各データ点から対応する区画の水の位相を減算した後の複素数画像の実部より水画像を得ることを特徴とする画像生成方法を提供する。
上記第８の観点による水または脂肪の位相識別方法では、複素数画像の各データ点から対応する区画の水の位相を減算するため、水の位相が“０”となる。よって、減算後の複素数画像の実部を採れば、水画像が得られる。
【００１２】
第９の観点では、本発明は、水と脂肪が９０゜の位相差を持つように磁気共鳴を利用して複素数画像を撮像し、前記複素数画像を多数の区画に分割し、前記各区画における水の位相を求め、前記複素数画像の各データ点から対応する区画の水の位相を減算した後の複素数画像の虚部より脂肪画像を得ることを特徴とする画像生成方法を提供する。
上記第９の観点による水または脂肪の位相識別方法では、複素数画像の各データ点から対応する区画の水の位相を減算するため、脂肪の位相が“９０゜”となる。よって、減算後の複素数画像の虚部を採れば、脂肪画像が得られる。
【００１３】
第１０の観点では、本発明は、水と脂肪が位相差を持つように磁気共鳴を利用して複素数画像を撮像する撮像手段と、前記複素数画像を多数の区画に分割し各区画で位相ヒストグラムを求めるヒストグラム算出手段と、着目する区画の位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を識別可能か識別不可能かを判定する第１の判定手段と、識別可能の場合は着目する区画の位相ヒストグラムから該区画における水または脂肪の位相を求める第１の位相取得手段と、識別不可能の場合は着目する区画の近傍の所定範囲の区画の位相ヒストグラムを加算して加算位相ヒストグラムを求める加算位相ヒストグラム取得手段と、前記加算位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を求める第２の位相取得手段とを具備したことを特徴とする磁気共鳴撮像装置を提供する。
上記第１０の観点による磁気共鳴撮像装置では、前記第１の観点による水または脂肪の位相識別方法を好適に実施できる。
【００１４】
第１１の観点では、本発明は、水と脂肪が位相差を持つように磁気共鳴を利用して複素数画像を撮像する撮像手段と、前記複素数画像を多数の区画に分割し各区画で位相ヒストグラムを求めるヒストグラム算出手段と、着目する区画の位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を識別可能か識別不可能かを判定する第１の判定手段と、識別可能の場合は着目する区画の位相ヒストグラムから該区画における水または脂肪の位相を求める第１の位相取得手段と、識別不可能の場合は着目する区画の近傍の所定範囲の区画の位相ヒストグラムを加算して加算位相ヒストグラムを求める加算位相ヒストグラム取得手段と、前記位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を識別可能か識別不可能かを判定する第２の判定手段と、識別可能の場合は前記加算位相ヒストグラムから前記区画における水または脂肪の位相を求める第２の位相取得手段と、識別不可能の場合は前記所定範囲を段階的に広げながら前記処理を繰り返して前記区画における水または脂肪の位相を求める反復手段とを具備したことを特徴とする磁気共鳴撮像装置を提供する。
上記第１１の観点による磁気共鳴撮像装置では、前記第２の観点による水または脂肪の位相識別方法を好適に実施できる。
【００１５】
第１２の観点では、本発明は、上記構成の磁気共鳴撮像装置において、前記反復手段は、前記所定範囲を前記限界範囲まで広げても識別不可能であった場合は、前記処理の繰り返しを止めると共に、水または脂肪の位相を求めることが出来た他の区画の水または脂肪の位相に基づいて着目する区画における水または脂肪の位相を求める第３の位相取得手段を具備したことを特徴とする磁気共鳴撮像装置を提供する。
上記第１２の観点による磁気共鳴撮像装置では、前記第３の観点による水または脂肪の位相識別方法を好適に実施できる。
【００１６】
第１３の観点では、本発明は、上記構成の磁気共鳴撮像装置において、前記所定範囲は、ｉ（＝１，２，…）番目に広げた時は着目する区画を他の区画がｉ重に囲む範囲であることを特徴とする位相磁気共鳴撮像装置を提供する。
上記第１３の観点による磁気共鳴撮像装置では、前記第４の観点による水または脂肪の位相識別方法を好適に実施できる。
【００１７】
第１４の観点では、本発明は、水と脂肪が位相差を持つように磁気共鳴を利用して複素数画像を撮像する撮像手段と、前記複素数画像を多数の区画に分割し各区画で位相ヒストグラムを求めるヒストグラム算出手段と、着目する区画の位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を識別可能か識別不可能かを判定する第１の判定手段と、識別可能の場合は着目する区画の位相ヒストグラムから該区画における水または脂肪の位相を求める第１の位相取得手段と、識別不可能の場合は着目する区画の近傍の区画であって水または脂肪の位相を求めることが出来た区画の水または脂肪の位相に基づいて着目する区画における水または脂肪の位相を求める第３の位相取得手段とを具備したことを特徴とする磁気共鳴撮像装置を提供する。
上記第１４の観点による磁気共鳴撮像装置では、前記第５の観点による水または脂肪の位相識別方法を好適に実施できる。
【００１８】
第１５の観点では、本発明は、上記構成の磁気共鳴撮像装置において、前記複素数画像をグリッド状に分割することを特徴とする磁気共鳴撮像装置を提供する。
上記第１５の観点による磁気共鳴撮像装置では、前記第６の観点による水または脂肪の位相識別方法を好適に実施できる。
【００１９】
第１６の観点では、本発明は、上記構成の磁気共鳴撮像装置において、一つの区画に６４個以上のデータ点が含まれるように分割することを特徴とする磁気共鳴撮像装置を提供する。
上記第１６の観点による磁気共鳴撮像装置では、前記第７の観点による水または脂肪の位相識別方法を好適に実施できる。
【００２０】
第１７の観点では、本発明は、水と脂肪が９０゜の位相差を持つように磁気共鳴を利用して複素数画像を撮像する撮像手段と、前記複素数画像を多数の区画に分割し各区画における水の位相を求める位相取得手段と、前記複素数画像の各データ点から対応する区画の水の位相を減算した後の複素数画像の実部より水画像を得る水画像取得手段とを具備したことを特徴とする磁気共鳴撮像装置を提供する。
上記第１７の観点による磁気共鳴撮像装置では、前記第８の観点による水または脂肪の位相識別方法を好適に実施できる。
【００２１】
第１８の観点では、本発明は、水と脂肪が９０゜の位相差を持つように磁気共鳴を利用して複素数画像を撮像する撮像手段と、前記複素数画像を多数の区画に分割し各区画における水の位相を求める位相取得手段と、前記複素数画像の各データ点から対応する区画の水の位相を減算した後の複素数画像の虚部より脂肪画像を得る脂肪画像取得手段とを具備したことを特徴とする磁気共鳴撮像装置を提供する。
上記第１８の観点による磁気共鳴撮像装置では、前記第９の観点による水または脂肪の位相識別方法を好適に実施できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００２３】
−第１の実施形態−
図１は、本発明の一実施形態に係る磁気共鳴撮像装置を示すブロック図である。
この磁気共鳴撮像装置１００において、マグネットアセンブリ１は、内部に被検体を挿入するための空間部分（孔）を有し、この空間部分を取りまくようにして、被検体に一定の主磁場を印加する永久磁石１ｐと、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の勾配磁場を発生するための勾配磁場コイル１ｇと、被検体内の原子核のスピンを励起するためのＲＦパルスを与える送信コイル１ｔと、被検体からのＮＭＲ信号を検出する受信コイル１ｒとが配置されている。前記勾配磁場コイル１ｇは、勾配磁場駆動回路３に接続されている。前記送信コイル１ｔは、ＲＦ電力増幅器４に接続されている。前記受信コイル１ｒは、前置増幅器５に接続されている。
【００２４】
シーケンス記憶回路８は、計算機７からの指令に従い、記憶しているパルスシーケンスに基づいて勾配磁場駆動回路３を操作し、前記マグネットアセンブリ１の勾配磁場コイル１ｇから勾配磁場を発生させると共に、ゲート変調回路９を操作し、ＲＦ発振回路１０の搬送波出力信号を所定タイミング・所定包絡線形状のパルス状信号に変調し、それをＲＦパルスとしてＲＦ電力増幅器４に加え、ＲＦ電力増幅器４でパワー増幅した後、前記マグネットアセンブリ１の送信コイル１ｔに印加し、所望の関心領域を選択励起する。
【００２５】
前置増幅器５は、マグネットアセンブリ１の受信コイル１ｒで検出された被検体からのＮＭＲ信号を増幅し、位相検波器１２に入力する。位相検波器１２は、ＲＦ発振回路１０の搬送波出力信号を参照信号とし、前置増幅器５からのＮＭＲ信号を位相検波して、Ａ／Ｄ変換器１１に与える。Ａ／Ｄ変換器１１は、位相検波後のアナログ信号をディジタルデータに変換して、計算機７に入力する。
【００２６】
計算機７は、Ａ／Ｄ変換器１１からディジタルデータを読み込み、画像再構成演算を行って前記関心領域の複素数画像を生成する。また、複素数画像から水画像や脂肪画像などを生成する。さらに、計算機７は、操作卓１３から入力された情報を受け取るなどの全体的な制御を受け持つ。
前記複素数画像や水画像や脂肪画像などは、表示装置６にて表示される。
【００２７】
図２は、上記磁気共鳴撮像装置１００による水または脂肪の位相識別処理を示すフロー図である。
ステップＪ１では、水と脂肪が位相差９０゜を持つように磁気共鳴を利用して撮像し、複素数画像を生成する。この撮像方法は、例えば「ＳＭＲＭ８５ vol.1 pp.172-173：Zvi Paltiel, Amir Ban (Elscint MRI Center)」や特願平１１−１７７６５８号に記載されているものを利用できる。
図４に、複素数画像Ｇ１を例示する。水領域ｗと脂肪領域ｆ以外はノイズ領域であるとする。
【００２８】
ステップＪ２では、複素数画像をグリッド状に多数の区画に分割する。
図５に、グリッド状に多数の区画に分割した複素数画像Ｇ１を例示する。例えば複素数画像Ｇ１が２５６個×２５６個のデータ点からなるとき、３２×３２の区画に分割すると、１区画には８個×８個のデータ点が含まれることになる。
なお、もっと細かく分割したり、もっと粗く分割してもよい。好ましくは、１つの区画に６４個以上、４０９６個以下のデータ点が含まれるように分割する。
【００２９】
ステップＪ３では、各区画で位相ヒストグラムを求める。すなわち、一つの区画に含まれるデータ点についての位相のヒストグラムを求める。
【００３０】
ステップＪ４では、まだ着目していない区画の中から一つの区画を選び、着目した区画とする。
ステップＪ５では、着目した区画の位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を識別可能か判定し、識別可能ならステップＪ６へ進み、識別不可能ならステップＪ１０へ進む。
例えば、図６の着目した区画Ｓａの場合、水領域ｗと脂肪領域ｆだけを含んでおり、その位相ヒストグラムは、図７に示すように、ノイズＮは小さく、水の位相の第１ピークＰｗと脂肪の位相の第２ピークＰｆを見つけ易いものとなるので、水または脂肪の位相を識別可能と判定する。
一方、図８の着目した区画Ｓｂの場合、ノイズ領域だけを含んでおり、その位相ヒストグラムは、図９に示すように、ノイズＮが大きく、水の位相のピークや脂肪の位相のピークを見つけ難いものとなるので、水または脂肪の位相を識別不可能と判定する。
【００３１】
図２に戻り、ステップＪ６では、着目した区画の位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を求める。例えば図７に示す位相ヒストグラムの場合、水の位相は“３０゜”、脂肪の位相は“１２０゜”となる。
【００３２】
ステップＪ７では、未着目の区画が残っているなら前記ステップＪ４に戻り、全ての区画について着目済みならステップＪ２０へ進む。
【００３３】
ステップＪ１０では、着目した区画および着目した区画を１重に囲む周囲８区画の位相ヒストグラムを加算し、加算位相ヒストグラムを求める。
例えば、図１０の着目した区画Ｓｂの場合は、１重範囲Ｂ１の９個の区画の位相ヒストグラムを加算し、加算位相ヒストグラムを求める。
【００３４】
ステップＪ１１では、加算位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を識別可能か判定し、識別可能ならステップＪ１２へ進み、識別不可能なら図３のステップＪ１３へ進む。
例えば、図１０の着目した区画Ｓｂの場合、１重範囲Ｂ１に水領域ｗと脂肪領域ｆを含んでおり、加算位相ヒストグラムは、図１１に示すように、水の位相の第１ピークＰｗと脂肪の位相の第２ピークＰｆを見つけ出せるものとなるので、水または脂肪の位相を識別可能と判定する。
一方、図１２の着目した区画Ｓｃの場合、水領域ｗだけを含んでおり、その位相ヒストグラムは、図１３に示すように、１つのピークしかないので、水の位相か脂肪の位相かを識別不可能であり、さらに１重範囲Ｃ１にも脂肪領域ｆを十分に含まないので、加算位相ヒストグラムは、図１４に示すように、１つのピークしかないので、水の位相または脂肪の位相を識別不可能と判定する。
【００３５】
図２に戻り、ステップＪ１２では、加算位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を求める。例えば図１１に示す加算位相ヒストグラムの場合、水の位相は“６０゜”、脂肪の位相は“１５０゜”となる。
この後、前記ステップＪ７に戻る。
【００３６】
図３のステップＪ１３では、着目した区画および着目した区画を２重に囲む周囲２４区画の位相ヒストグラムを加算し、加算位相ヒストグラムを求める。
例えば、図１２の着目した区画Ｓｃの場合は、２重範囲Ｃ２の２５個の区画の位相ヒストグラムを加算し、加算位相ヒストグラムを求める。
【００３７】
ステップＪ１４では、加算位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を識別可能か判定し、識別可能ならステップＪ１５へ進み、識別不可能ならステップＪ１６へ進む。
例えば、図１２の着目した区画Ｓｃの場合、２重範囲Ｃ２に水領域ｗと脂肪領域ｆを含んでおり、加算位相ヒストグラムは、図１５に示すように、水の位相の第１ピークＰｗと脂肪の位相の第２ピークＰｆを見つけ出せるものとなるので、水または脂肪の位相を識別可能と判定する。
一方、図１６の着目した区画Ｓｄの場合、２重範囲Ｄ２に脂肪領域ｆを含むが水領域ｗを含まないので、加算位相ヒストグラムは、図１７に示すように、１つのピークしか現れないため、水の位相または脂肪の位相を識別不可能と判定する。
【００３８】
ステップＪ１５では、加算位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を求める。例えば図１５に示す加算位相ヒストグラムの場合、水の位相は“−３０゜”、脂肪の位相は“６０゜”となる。
この後、前記ステップＪ７に戻る。
【００３９】
ステップＪ１６では、着目した区画を未取得の区画として記憶し、前記ステップＪ７に戻る。
【００４０】
図２のステップＪ２０では、未取得の区画が記憶されていないなら処理を終了し、記憶されているなら図３のステップＪ２１へ進む。
【００４１】
図３のステップＪ２１では、まだ着目していない未取得の区画の中から一つの未取得の区画を選び、着目した未取得の区画とする。
ステップＪ２２では、水または脂肪の位相が既に求められた区画であって着目した未取得の区画に最も近い区画における水または脂肪の位相を基に着目した未取得の区画の水または脂肪の位相を求める。
例えば、図１８に示すように、着目した未取得の区画Ｓｄに対する２重範囲Ｄ２に存在し且つ水または脂肪の位相を取得済みの区画Ｓｅ〜Ｓｊにおける水または脂肪の位相を平均して、着目した未取得の区画Ｓｄにおける水または脂肪の位相を求める。
ステップＪ２３では、未着目の未取得の区画が残っていないなら処理を終了し、残っているなら前記ステップＪ２１に戻る。
【００４２】
上記説明では、範囲（Ｂ１，Ｃ１，Ｃ２）を等方向性に拡大したが、異方向性に拡大してもよい。例えば、静磁場不均一が等方向性なら範囲も等方向性に拡大し、静磁場不均一が異方向性なら範囲も異方向性に拡大する（静磁場不均一が大きい方向に大きく拡大する）とよい。
【００４３】
図１９は、上記磁気共鳴撮像装置１００による水画像および脂肪画像生成処理を示すフロー図である。
ステップＲ１では、複素数画像の各データ点の位相から対応する区画の水の位相を減算する。
ステップＲ２では、水の位相を減算後の複素数画像の各データ点の実部から水画像を生成する。
ステップＲ３では、水の位相を減算後の複素数画像の各データ点の虚部から脂肪画像を生成する。
そして、処理を終了する。
【００４４】
図２０の（ａ）に複素数画像Ｇ１から生成した水画像Ｇｗを例示する。また、、図２０の（ｂ）に複素数画像Ｇ１から生成した脂肪画像Ｇｆを例示する。
【００４５】
−第２の実施形態−
第２の実施形態は、上記第１の実施形態を簡単化した実施形態である。
【００４６】
図２１は、第２の実施形態にかかる水または脂肪の位相識別処理を示すフロー図である。
ステップＫ１では、水と脂肪が位相差９０゜を持つように磁気共鳴を利用して撮像し、複素数画像を生成する。
ステップＫ２では、複素数画像をグリッド状に多数の区画に分割する。
ステップＫ３では、各区画で位相ヒストグラムを求める。
【００４７】
ステップＫ４では、まだ着目していない区画の中から一つの区画を選び、着目した区画とする。
【００４８】
ステップＫ５では、着目した区画の位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を識別可能か判定し、識別可能ならステップＫ６へ進み、識別不可能ならステップＫ７へ進む。
ステップＫ６では、着目した区画の位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を求める。そして、ステップＫ８へ進む。
【００４９】
ステップＫ７では、着目した区画を未取得の区画として記憶し、ステップＫ８へ進む。
【００５０】
ステップＫ８では、未着目の区画が残っているなら前記ステップＫ４に戻り、全ての区画について着目済みならステップＫ１０へ進む。
【００５１】
ステップＫ１０では、未取得の区画が記憶されていないなら処理を終了し、記憶されているならステップＫ１１へ進む。
【００５２】
ステップＫ１１では、まだ着目していない未取得の区画の中から一つの未取得の区画を選び、着目した未取得の区画とする。
ステップＫ１２では、水または脂肪の位相が既に求められた区画であって着目した未取得の区画に最も近い区画における水または脂肪の位相を基に着目した未取得の区画の水または脂肪の位相を求める。
ステップＫ１３では、未着目の未取得の区画が残っていないなら処理を終了し、残っているなら前記ステップＫ１１に戻る。
【００５３】
【発明の効果】
本発明の水または脂肪の位相識別方法、画像生成方法および磁気共鳴撮像装置によれば、複素数画像中の独立した信号領域を抽出する処理を行うことなく、水または脂肪の位相を好適に識別でき、水画像または脂肪画像を生成できようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る磁気共鳴撮像装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る水または脂肪の位相識別処理を示すフロー図である。
【図３】図２の続きのフロー図である。
【図４】複素数画像の例示図である。
【図５】複素数画像をグリッド状に分割した区画の例示図である。
【図６】自己の位相ヒストグラムから水と脂肪の位相を識別可能な区画の例示図である。
【図７】図６に示す区画の位相ヒストグラムの例示図である。
【図８】自己の位相ヒストグラムから水と脂肪の位相を識別不可能な区画の例示図である。
【図９】図８に示す区画の位相ヒストグラムの例示図である。
【図１０】１重範囲の加算位相ヒストグラムから水と脂肪の位相を識別可能な区画の例示図である。
【図１１】図１０に示す１重範囲の加算位相ヒストグラムの例示図である。
【図１２】２重範囲の加算位相ヒストグラムから水と脂肪の位相を識別可能な区画の例示図である。
【図１３】図１２に示す区画の位相ヒストグラムの例示図である。
【図１４】図１２に示す１重範囲の加算位相ヒストグラムの例示図である。
【図１５】図１２に示す２重範囲の加算位相ヒストグラムの例示図である。
【図１６】２重範囲の加算位相ヒストグラムからでも水と脂肪の位相を識別不可能な区画の例示図である。
【図１７】図１６に示す２重範囲の加算位相ヒストグラムの例示図である。
【図１８】未取得の区画の水または脂肪の位相を識別するための近傍の区画の例示図である。
【図１９】本発明の一実施形態に係る水画像および脂肪画像生成処理を示すフロー図である。
【図２０】水画像および脂肪画像の例示図である。
【図２１】本発明の第２の実施形態に係る水または脂肪の位相識別処理を示すフロー図である。
【符号の説明】
１００ 磁気共鳴撮像装置
１ マグネットアセンブリ
１ｇ 勾配磁場コイル
１ｔ 送信コイル
１ｐ 永久磁石
１ｒ 受信コイル
６ 表示装置
７ 計算機
８ シーケンス記憶回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、水または脂肪の位相識別方法、画像生成方法および磁気共鳴撮像装置に関し、さらに詳しくは、磁気共鳴を利用して撮像した複素数画像中の水または脂肪の位相を識別する水または脂肪の位相識別方法、水画像または脂肪画像を生成する画像生成方法、および、それらの方法を好適に実施する磁気共鳴撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開２００１−２０４７１１号公報には、水と脂肪が位相差を持つように磁気共鳴を利用して複素数画像を撮像し、その複素数画像中の独立した信号領域を抽出し、各信号領域における位相ヒストグラムを求め、それら位相ヒストグラムを基に水と脂肪の位相を識別する方法が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
特開２００１−２０４７１１号公報に開示の従来技術では、複素数画像中の独立した信号領域を抽出する処理を行っている。
しかし、信号領域の面積は、画像に依存するため、不定である。ここで、信号領域の面積が小さすぎると、その信号領域に含まれるデータ点数が少なすぎ且つノイズの影響を無視できなくなることにより有効な位相ヒストグラムが得られなくなり、逆に信号領域の面積が大きすぎると、静磁場不均一の影響が無視できなくなりやはり有効な位相ヒストグラムが得られなくなる。そして、有効な位相ヒストグラムが得られなければ、水と脂肪の位相を好適に識別できなくなる。
そこで、本発明の目的は、複素数画像中の独立した信号領域を抽出する処理を行うことなく、水または脂肪の位相を好適に識別できるようにした水または脂肪の位相識別方法、水画像または脂肪画像を生成する画像生成方法、および、それらの方法を好適に実施する磁気共鳴撮像装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
第１の観点では、本発明は、水と脂肪が位相差を持つように磁気共鳴を利用して複素数画像を撮像し、前記複素数画像を多数の区画に分割し、前記各区画で位相ヒストグラムを求め、着目する区画の位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を識別可能か識別不可能かを判定し、識別可能の場合は着目する区画の位相ヒストグラムから該区画における水または脂肪の位相を求め、識別不可能の場合は着目する区画の近傍の所定範囲の区画の位相ヒストグラムを加算して加算位相ヒストグラムを求め、前記加算位相ヒストグラムから前記区画における水または脂肪の位相を求めることを特徴とする水または脂肪の位相識別方法を提供する。
上記第１の観点による水または脂肪の位相識別方法では、複素数画像を多数の区画に分割し、一つの区画の位相ヒストグラムで水または脂肪の位相を識別可能なら該区画の位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を求め、識別不可能なら近傍の所定範囲の区画の位相ヒストグラムを加算してその加算位相ヒストグラムで水または脂肪の位相を求める。このように、位相ヒストグラムを得る面積を自動的に変えるため、水と脂肪の位相を好適に識別することが出来る。
【０００５】
第２の観点では、本発明は、水と脂肪が位相差を持つように磁気共鳴を利用して複素数画像を撮像し、前記複素数画像を多数の区画に分割し、前記各区画で位相ヒストグラムを求め、着目する区画の位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を識別可能か識別不可能かを判定し、識別可能の場合は着目する区画の位相ヒストグラムから該区画における水または脂肪の位相を求め、識別不可能の場合は着目する区画の近傍の所定範囲の区画の位相ヒストグラムを加算して加算位相ヒストグラムを求め、前記加算位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を識別可能か識別不可能かを判定し、識別可能の場合は前記加算位相ヒストグラムから前記着目する区画における水または脂肪の位相を求め、識別不可能の場合は前記所定範囲を段階的に広げながら前記処理を繰り返して前記区画における水または脂肪の位相を求めることを特徴とする水または脂肪の位相識別方法を提供する。
上記第２の観点による水または脂肪の位相識別方法では、複素数画像を多数の区画に分割し、一つの区画の位相ヒストグラムで水または脂肪の位相を識別可能なら該区画の位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を求め、識別不可能なら近傍の所定範囲の区画の位相ヒストグラムを加算してその加算位相ヒストグラムで水または脂肪の位相を識別可能なら該加算位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を求め、識別不可能なら所定範囲を順に広げながら同じ処理を繰り返す。このように、位相ヒストグラムを得る面積を自動的に変えるため、水と脂肪の位相を好適に識別することが出来る。
【０００６】
第３の観点では、本発明は、上記構成の水または脂肪の位相識別方法において、前記所定範囲を所定の限界範囲まで広げても識別不可能であった場合は、前記処理の繰り返しを止めて、水または脂肪の位相を求めることが出来た他の区画の水または脂肪の位相に基づいて着目する区画における水または脂肪の位相を求めることを特徴とする水または脂肪の位相識別方法を提供する。
上記第３の観点による水または脂肪の位相識別方法では、位相ヒストグラムを得る面積を広げることを所定の限界範囲までで止め、水または脂肪の位相を求めることが出来た他の区画の水または脂肪の位相に基づいて着目する区画における水または脂肪の位相を求める。これにより、処理時間が徒に延びることを回避できる。
【０００７】
第４の観点では、本発明は、上記構成の水または脂肪の位相識別方法において、前記所定範囲は、ｉ（＝１，２，…）番目に広げた時は着目する区画を他の区画がｉ重に囲む範囲であることを特徴とする水または脂肪の位相識別方法を提供する。
上記第４の観点による水または脂肪の位相識別方法では、着目する区画を他の区画が囲むように位相ヒストグラムを得る面積を広げるので、着目する区画が中心になり、区画間に一次の位相ずれがあっても、キャンセルすることが出来る。
【０００８】
第５の観点では、本発明は、水と脂肪が位相差を持つように磁気共鳴を利用して複素数画像を撮像し、前記複素数画像を多数の区画に分割し、前記各区画で位相ヒストグラムを求め、着目する区画の位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を識別可能か識別不可能かを判定し、識別可能の場合は着目する区画の位相ヒストグラムから該区画における水または脂肪の位相を求め、識別不可能の場合は着目する区画の近傍の区画であって水または脂肪の位相を求めることが出来た区画の水または脂肪の位相に基づいて着目する区画における水または脂肪の位相を求めることを特徴とする水または脂肪の位相識別方法を提供する。
上記第５の観点による水または脂肪の位相識別方法では、複素数画像を多数の区画に分割し、一つの区画の位相ヒストグラムで水または脂肪の位相を識別可能なら該区画の位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を求め、識別不可能なら水または脂肪の位相を求めることが出来た他の区画の水または脂肪の位相に基づいて着目する区画における水または脂肪の位相を求める。これにより、処理時間を短縮できる。
【０００９】
第６の観点では、本発明は、上記構成の水または脂肪の位相識別方法において、前記複素数画像をグリッド状に分割することを特徴とする水または脂肪の位相識別方法を提供する。
上記第６の観点による水または脂肪の位相識別方法では、複素数画像を機械的に分割するので、画像を解析する必要がなく、処理時間を短縮できる。
【００１０】
第７の観点では、本発明は、上記構成の水または脂肪の位相識別方法において、一つの区画に６４個以上、４０９６個以下のデータ点が含まれるように分割することを特徴とする水または脂肪の位相識別方法を提供する。
上記第７の観点による水または脂肪の位相識別方法では、一つの区画に６４個以上、４０９６個以下のデータ点が含まれるように分割するので、位相ヒストグラムを得る面積が小さすぎたり、大きすぎたりすることがない。
【００１１】
第８の観点では、本発明は、水と脂肪が９０゜の位相差を持つように磁気共鳴を利用して複素数画像を撮像し、前記複素数画像を多数の区画に分割し、前記各区画における水の位相を求め、前記複素数画像の各データ点から対応する区画の水の位相を減算した後の複素数画像の実部より水画像を得ることを特徴とする画像生成方法を提供する。
上記第８の観点による水または脂肪の位相識別方法では、複素数画像の各データ点から対応する区画の水の位相を減算するため、水の位相が“０”となる。よって、減算後の複素数画像の実部を採れば、水画像が得られる。
【００１２】
第９の観点では、本発明は、水と脂肪が９０゜の位相差を持つように磁気共鳴を利用して複素数画像を撮像し、前記複素数画像を多数の区画に分割し、前記各区画における水の位相を求め、前記複素数画像の各データ点から対応する区画の水の位相を減算した後の複素数画像の虚部より脂肪画像を得ることを特徴とする画像生成方法を提供する。
上記第９の観点による水または脂肪の位相識別方法では、複素数画像の各データ点から対応する区画の水の位相を減算するため、脂肪の位相が“９０゜”となる。よって、減算後の複素数画像の虚部を採れば、脂肪画像が得られる。
【００１３】
第１０の観点では、本発明は、水と脂肪が位相差を持つように磁気共鳴を利用して複素数画像を撮像する撮像手段と、前記複素数画像を多数の区画に分割し各区画で位相ヒストグラムを求めるヒストグラム算出手段と、着目する区画の位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を識別可能か識別不可能かを判定する第１の判定手段と、識別可能の場合は着目する区画の位相ヒストグラムから該区画における水または脂肪の位相を求める第１の位相取得手段と、識別不可能の場合は着目する区画の近傍の所定範囲の区画の位相ヒストグラムを加算して加算位相ヒストグラムを求める加算位相ヒストグラム取得手段と、前記加算位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を求める第２の位相取得手段とを具備したことを特徴とする磁気共鳴撮像装置を提供する。
上記第１０の観点による磁気共鳴撮像装置では、前記第１の観点による水または脂肪の位相識別方法を好適に実施できる。
【００１４】
第１１の観点では、本発明は、水と脂肪が位相差を持つように磁気共鳴を利用して複素数画像を撮像する撮像手段と、前記複素数画像を多数の区画に分割し各区画で位相ヒストグラムを求めるヒストグラム算出手段と、着目する区画の位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を識別可能か識別不可能かを判定する第１の判定手段と、識別可能の場合は着目する区画の位相ヒストグラムから該区画における水または脂肪の位相を求める第１の位相取得手段と、識別不可能の場合は着目する区画の近傍の所定範囲の区画の位相ヒストグラムを加算して加算位相ヒストグラムを求める加算位相ヒストグラム取得手段と、前記位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を識別可能か識別不可能かを判定する第２の判定手段と、識別可能の場合は前記加算位相ヒストグラムから前記区画における水または脂肪の位相を求める第２の位相取得手段と、識別不可能の場合は前記所定範囲を段階的に広げながら前記処理を繰り返して前記区画における水または脂肪の位相を求める反復手段とを具備したことを特徴とする磁気共鳴撮像装置を提供する。
上記第１１の観点による磁気共鳴撮像装置では、前記第２の観点による水または脂肪の位相識別方法を好適に実施できる。
【００１５】
第１２の観点では、本発明は、上記構成の磁気共鳴撮像装置において、前記反復手段は、前記所定範囲を前記限界範囲まで広げても識別不可能であった場合は、前記処理の繰り返しを止めると共に、水または脂肪の位相を求めることが出来た他の区画の水または脂肪の位相に基づいて着目する区画における水または脂肪の位相を求める第３の位相取得手段を具備したことを特徴とする磁気共鳴撮像装置を提供する。
上記第１２の観点による磁気共鳴撮像装置では、前記第３の観点による水または脂肪の位相識別方法を好適に実施できる。
【００１６】
第１３の観点では、本発明は、上記構成の磁気共鳴撮像装置において、前記所定範囲は、ｉ（＝１，２，…）番目に広げた時は着目する区画を他の区画がｉ重に囲む範囲であることを特徴とする位相磁気共鳴撮像装置を提供する。
上記第１３の観点による磁気共鳴撮像装置では、前記第４の観点による水または脂肪の位相識別方法を好適に実施できる。
【００１７】
第１４の観点では、本発明は、水と脂肪が位相差を持つように磁気共鳴を利用して複素数画像を撮像する撮像手段と、前記複素数画像を多数の区画に分割し各区画で位相ヒストグラムを求めるヒストグラム算出手段と、着目する区画の位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を識別可能か識別不可能かを判定する第１の判定手段と、識別可能の場合は着目する区画の位相ヒストグラムから該区画における水または脂肪の位相を求める第１の位相取得手段と、識別不可能の場合は着目する区画の近傍の区画であって水または脂肪の位相を求めることが出来た区画の水または脂肪の位相に基づいて着目する区画における水または脂肪の位相を求める第３の位相取得手段とを具備したことを特徴とする磁気共鳴撮像装置を提供する。
上記第１４の観点による磁気共鳴撮像装置では、前記第５の観点による水または脂肪の位相識別方法を好適に実施できる。
【００１８】
第１５の観点では、本発明は、上記構成の磁気共鳴撮像装置において、前記複素数画像をグリッド状に分割することを特徴とする磁気共鳴撮像装置を提供する。
上記第１５の観点による磁気共鳴撮像装置では、前記第６の観点による水または脂肪の位相識別方法を好適に実施できる。
【００１９】
第１６の観点では、本発明は、上記構成の磁気共鳴撮像装置において、一つの区画に６４個以上のデータ点が含まれるように分割することを特徴とする磁気共鳴撮像装置を提供する。
上記第１６の観点による磁気共鳴撮像装置では、前記第７の観点による水または脂肪の位相識別方法を好適に実施できる。
【００２０】
第１７の観点では、本発明は、水と脂肪が９０゜の位相差を持つように磁気共鳴を利用して複素数画像を撮像する撮像手段と、前記複素数画像を多数の区画に分割し各区画における水の位相を求める位相取得手段と、前記複素数画像の各データ点から対応する区画の水の位相を減算した後の複素数画像の実部より水画像を得る水画像取得手段とを具備したことを特徴とする磁気共鳴撮像装置を提供する。
上記第１７の観点による磁気共鳴撮像装置では、前記第８の観点による水または脂肪の位相識別方法を好適に実施できる。
【００２１】
第１８の観点では、本発明は、水と脂肪が９０゜の位相差を持つように磁気共鳴を利用して複素数画像を撮像する撮像手段と、前記複素数画像を多数の区画に分割し各区画における水の位相を求める位相取得手段と、前記複素数画像の各データ点から対応する区画の水の位相を減算した後の複素数画像の虚部より脂肪画像を得る脂肪画像取得手段とを具備したことを特徴とする磁気共鳴撮像装置を提供する。
上記第１８の観点による磁気共鳴撮像装置では、前記第９の観点による水または脂肪の位相識別方法を好適に実施できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【００２３】
−第１の実施形態−
図１は、本発明の一実施形態に係る磁気共鳴撮像装置を示すブロック図である。
この磁気共鳴撮像装置１００において、マグネットアセンブリ１は、内部に被検体を挿入するための空間部分（孔）を有し、この空間部分を取りまくようにして、被検体に一定の主磁場を印加する永久磁石１ｐと、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の勾配磁場を発生するための勾配磁場コイル１ｇと、被検体内の原子核のスピンを励起するためのＲＦパルスを与える送信コイル１ｔと、被検体からのＮＭＲ信号を検出する受信コイル１ｒとが配置されている。前記勾配磁場コイル１ｇは、勾配磁場駆動回路３に接続されている。前記送信コイル１ｔは、ＲＦ電力増幅器４に接続されている。前記受信コイル１ｒは、前置増幅器５に接続されている。
【００２４】
シーケンス記憶回路８は、計算機７からの指令に従い、記憶しているパルスシーケンスに基づいて勾配磁場駆動回路３を操作し、前記マグネットアセンブリ１の勾配磁場コイル１ｇから勾配磁場を発生させると共に、ゲート変調回路９を操作し、ＲＦ発振回路１０の搬送波出力信号を所定タイミング・所定包絡線形状のパルス状信号に変調し、それをＲＦパルスとしてＲＦ電力増幅器４に加え、ＲＦ電力増幅器４でパワー増幅した後、前記マグネットアセンブリ１の送信コイル１ｔに印加し、所望の関心領域を選択励起する。
【００２５】
前置増幅器５は、マグネットアセンブリ１の受信コイル１ｒで検出された被検体からのＮＭＲ信号を増幅し、位相検波器１２に入力する。位相検波器１２は、ＲＦ発振回路１０の搬送波出力信号を参照信号とし、前置増幅器５からのＮＭＲ信号を位相検波して、Ａ／Ｄ変換器１１に与える。Ａ／Ｄ変換器１１は、位相検波後のアナログ信号をディジタルデータに変換して、計算機７に入力する。
【００２６】
計算機７は、Ａ／Ｄ変換器１１からディジタルデータを読み込み、画像再構成演算を行って前記関心領域の複素数画像を生成する。また、複素数画像から水画像や脂肪画像などを生成する。さらに、計算機７は、操作卓１３から入力された情報を受け取るなどの全体的な制御を受け持つ。
前記複素数画像や水画像や脂肪画像などは、表示装置６にて表示される。
【００２７】
図２は、上記磁気共鳴撮像装置１００による水または脂肪の位相識別処理を示すフロー図である。
ステップＪ１では、水と脂肪が位相差９０゜を持つように磁気共鳴を利用して撮像し、複素数画像を生成する。この撮像方法は、例えば「ＳＭＲＭ８５ vol.1 pp.172-173：Zvi Paltiel, Amir Ban (Elscint MRI Center)」や特願平１１−１７７６５８号に記載されているものを利用できる。
図４に、複素数画像Ｇ１を例示する。水領域ｗと脂肪領域ｆ以外はノイズ領域であるとする。
【００２８】
ステップＪ２では、複素数画像をグリッド状に多数の区画に分割する。
図５に、グリッド状に多数の区画に分割した複素数画像Ｇ１を例示する。例えば複素数画像Ｇ１が２５６個×２５６個のデータ点からなるとき、３２×３２の区画に分割すると、１区画には８個×８個のデータ点が含まれることになる。
なお、もっと細かく分割したり、もっと粗く分割してもよい。好ましくは、１つの区画に６４個以上、４０９６個以下のデータ点が含まれるように分割する。
【００２９】
ステップＪ３では、各区画で位相ヒストグラムを求める。すなわち、一つの区画に含まれるデータ点についての位相のヒストグラムを求める。
【００３０】
ステップＪ４では、まだ着目していない区画の中から一つの区画を選び、着目した区画とする。
ステップＪ５では、着目した区画の位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を識別可能か判定し、識別可能ならステップＪ６へ進み、識別不可能ならステップＪ１０へ進む。
例えば、図６の着目した区画Ｓａの場合、水領域ｗと脂肪領域ｆだけを含んでおり、その位相ヒストグラムは、図７に示すように、ノイズＮは小さく、水の位相の第１ピークＰｗと脂肪の位相の第２ピークＰｆを見つけ易いものとなるので、水または脂肪の位相を識別可能と判定する。
一方、図８の着目した区画Ｓｂの場合、ノイズ領域だけを含んでおり、その位相ヒストグラムは、図９に示すように、ノイズＮが大きく、水の位相のピークや脂肪の位相のピークを見つけ難いものとなるので、水または脂肪の位相を識別不可能と判定する。
【００３１】
図２に戻り、ステップＪ６では、着目した区画の位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を求める。例えば図７に示す位相ヒストグラムの場合、水の位相は“３０゜”、脂肪の位相は“１２０゜”となる。
【００３２】
ステップＪ７では、未着目の区画が残っているなら前記ステップＪ４に戻り、全ての区画について着目済みならステップＪ２０へ進む。
【００３３】
ステップＪ１０では、着目した区画および着目した区画を１重に囲む周囲８区画の位相ヒストグラムを加算し、加算位相ヒストグラムを求める。
例えば、図１０の着目した区画Ｓｂの場合は、１重範囲Ｂ１の９個の区画の位相ヒストグラムを加算し、加算位相ヒストグラムを求める。
【００３４】
ステップＪ１１では、加算位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を識別可能か判定し、識別可能ならステップＪ１２へ進み、識別不可能なら図３のステップＪ１３へ進む。
例えば、図１０の着目した区画Ｓｂの場合、１重範囲Ｂ１に水領域ｗと脂肪領域ｆを含んでおり、加算位相ヒストグラムは、図１１に示すように、水の位相の第１ピークＰｗと脂肪の位相の第２ピークＰｆを見つけ出せるものとなるので、水または脂肪の位相を識別可能と判定する。
一方、図１２の着目した区画Ｓｃの場合、水領域ｗだけを含んでおり、その位相ヒストグラムは、図１３に示すように、１つのピークしかないので、水の位相か脂肪の位相かを識別不可能であり、さらに１重範囲Ｃ１にも脂肪領域ｆを十分に含まないので、加算位相ヒストグラムは、図１４に示すように、１つのピークしかないので、水の位相または脂肪の位相を識別不可能と判定する。
【００３５】
図２に戻り、ステップＪ１２では、加算位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を求める。例えば図１１に示す加算位相ヒストグラムの場合、水の位相は“６０゜”、脂肪の位相は“１５０゜”となる。
この後、前記ステップＪ７に戻る。
【００３６】
図３のステップＪ１３では、着目した区画および着目した区画を２重に囲む周囲２４区画の位相ヒストグラムを加算し、加算位相ヒストグラムを求める。
例えば、図１２の着目した区画Ｓｃの場合は、２重範囲Ｃ２の２５個の区画の位相ヒストグラムを加算し、加算位相ヒストグラムを求める。
【００３７】
ステップＪ１４では、加算位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を識別可能か判定し、識別可能ならステップＪ１５へ進み、識別不可能ならステップＪ１６へ進む。
例えば、図１２の着目した区画Ｓｃの場合、２重範囲Ｃ２に水領域ｗと脂肪領域ｆを含んでおり、加算位相ヒストグラムは、図１５に示すように、水の位相の第１ピークＰｗと脂肪の位相の第２ピークＰｆを見つけ出せるものとなるので、水または脂肪の位相を識別可能と判定する。
一方、図１６の着目した区画Ｓｄの場合、２重範囲Ｄ２に脂肪領域ｆを含むが水領域ｗを含まないので、加算位相ヒストグラムは、図１７に示すように、１つのピークしか現れないため、水の位相または脂肪の位相を識別不可能と判定する。
【００３８】
ステップＪ１５では、加算位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を求める。例えば図１５に示す加算位相ヒストグラムの場合、水の位相は“−３０゜”、脂肪の位相は“６０゜”となる。
この後、前記ステップＪ７に戻る。
【００３９】
ステップＪ１６では、着目した区画を未取得の区画として記憶し、前記ステップＪ７に戻る。
【００４０】
図２のステップＪ２０では、未取得の区画が記憶されていないなら処理を終了し、記憶されているなら図３のステップＪ２１へ進む。
【００４１】
図３のステップＪ２１では、まだ着目していない未取得の区画の中から一つの未取得の区画を選び、着目した未取得の区画とする。
ステップＪ２２では、水または脂肪の位相が既に求められた区画であって着目した未取得の区画に最も近い区画における水または脂肪の位相を基に着目した未取得の区画の水または脂肪の位相を求める。
例えば、図１８に示すように、着目した未取得の区画Ｓｄに対する２重範囲Ｄ２に存在し且つ水または脂肪の位相を取得済みの区画Ｓｅ〜Ｓｊにおける水または脂肪の位相を平均して、着目した未取得の区画Ｓｄにおける水または脂肪の位相を求める。
ステップＪ２３では、未着目の未取得の区画が残っていないなら処理を終了し、残っているなら前記ステップＪ２１に戻る。
【００４２】
上記説明では、範囲（Ｂ１，Ｃ１，Ｃ２）を等方向性に拡大したが、異方向性に拡大してもよい。例えば、静磁場不均一が等方向性なら範囲も等方向性に拡大し、静磁場不均一が異方向性なら範囲も異方向性に拡大する（静磁場不均一が大きい方向に大きく拡大する）とよい。
【００４３】
図１９は、上記磁気共鳴撮像装置１００による水画像および脂肪画像生成処理を示すフロー図である。
ステップＲ１では、複素数画像の各データ点の位相から対応する区画の水の位相を減算する。
ステップＲ２では、水の位相を減算後の複素数画像の各データ点の実部から水画像を生成する。
ステップＲ３では、水の位相を減算後の複素数画像の各データ点の虚部から脂肪画像を生成する。
そして、処理を終了する。
【００４４】
図２０の（ａ）に複素数画像Ｇ１から生成した水画像Ｇｗを例示する。また、、図２０の（ｂ）に複素数画像Ｇ１から生成した脂肪画像Ｇｆを例示する。
【００４５】
−第２の実施形態−
第２の実施形態は、上記第１の実施形態を簡単化した実施形態である。
【００４６】
図２１は、第２の実施形態にかかる水または脂肪の位相識別処理を示すフロー図である。
ステップＫ１では、水と脂肪が位相差９０゜を持つように磁気共鳴を利用して撮像し、複素数画像を生成する。
ステップＫ２では、複素数画像をグリッド状に多数の区画に分割する。
ステップＫ３では、各区画で位相ヒストグラムを求める。
【００４７】
ステップＫ４では、まだ着目していない区画の中から一つの区画を選び、着目した区画とする。
【００４８】
ステップＫ５では、着目した区画の位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を識別可能か判定し、識別可能ならステップＫ６へ進み、識別不可能ならステップＫ７へ進む。
ステップＫ６では、着目した区画の位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を求める。そして、ステップＫ８へ進む。
【００４９】
ステップＫ７では、着目した区画を未取得の区画として記憶し、ステップＫ８へ進む。
【００５０】
ステップＫ８では、未着目の区画が残っているなら前記ステップＫ４に戻り、全ての区画について着目済みならステップＫ１０へ進む。
【００５１】
ステップＫ１０では、未取得の区画が記憶されていないなら処理を終了し、記憶されているならステップＫ１１へ進む。
【００５２】
ステップＫ１１では、まだ着目していない未取得の区画の中から一つの未取得の区画を選び、着目した未取得の区画とする。
ステップＫ１２では、水または脂肪の位相が既に求められた区画であって着目した未取得の区画に最も近い区画における水または脂肪の位相を基に着目した未取得の区画の水または脂肪の位相を求める。
ステップＫ１３では、未着目の未取得の区画が残っていないなら処理を終了し、残っているなら前記ステップＫ１１に戻る。
【００５３】
【発明の効果】
本発明の水または脂肪の位相識別方法、画像生成方法および磁気共鳴撮像装置によれば、複素数画像中の独立した信号領域を抽出する処理を行うことなく、水または脂肪の位相を好適に識別でき、水画像または脂肪画像を生成できようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る磁気共鳴撮像装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る水または脂肪の位相識別処理を示すフロー図である。
【図３】図２の続きのフロー図である。
【図４】複素数画像の例示図である。
【図５】複素数画像をグリッド状に分割した区画の例示図である。
【図６】自己の位相ヒストグラムから水と脂肪の位相を識別可能な区画の例示図である。
【図７】図６に示す区画の位相ヒストグラムの例示図である。
【図８】自己の位相ヒストグラムから水と脂肪の位相を識別不可能な区画の例示図である。
【図９】図８に示す区画の位相ヒストグラムの例示図である。
【図１０】１重範囲の加算位相ヒストグラムから水と脂肪の位相を識別可能な区画の例示図である。
【図１１】図１０に示す１重範囲の加算位相ヒストグラムの例示図である。
【図１２】２重範囲の加算位相ヒストグラムから水と脂肪の位相を識別可能な区画の例示図である。
【図１３】図１２に示す区画の位相ヒストグラムの例示図である。
【図１４】図１２に示す１重範囲の加算位相ヒストグラムの例示図である。
【図１５】図１２に示す２重範囲の加算位相ヒストグラムの例示図である。
【図１６】２重範囲の加算位相ヒストグラムからでも水と脂肪の位相を識別不可能な区画の例示図である。
【図１７】図１６に示す２重範囲の加算位相ヒストグラムの例示図である。
【図１８】未取得の区画の水または脂肪の位相を識別するための近傍の区画の例示図である。
【図１９】本発明の一実施形態に係る水画像および脂肪画像生成処理を示すフロー図である。
【図２０】水画像および脂肪画像の例示図である。
【図２１】本発明の第２の実施形態に係る水または脂肪の位相識別処理を示すフロー図である。
【符号の説明】
１００ 磁気共鳴撮像装置
１ マグネットアセンブリ
１ｇ 勾配磁場コイル
１ｔ 送信コイル
１ｐ 永久磁石
１ｒ 受信コイル
６ 表示装置
７ 計算機
８ シーケンス記憶回路
Claims (9)
- 水と脂肪が位相差を持つように磁気共鳴を利用して複素数画像を撮像する撮像手段と、
前記複素数画像を多数の区画に分割し各区画で位相ヒストグラムを求めるヒストグラム算出手段と、
着目する区画の位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を識別可能か識別不可能かを判定する第１の判定手段と、
識別可能の場合は着目する区画の位相ヒストグラムから該区画における水または脂肪の位相を求める第１の位相取得手段と、
識別不可能の場合は着目する区画の近傍の所定範囲の区画の位相ヒストグラムを加算して加算位相ヒストグラムを求める加算位相ヒストグラム手段と、
前記加算位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を求める第２の位相取得手段とを具備したことを特徴とする磁気共鳴撮像装置。 - 水と脂肪が位相差を持つように磁気共鳴を利用して複素数画像を撮像する撮像手段と、
前記複素数画像を多数の区画に分割し各区画で位相ヒストグラムを求めるヒストグラム算出手段と、
着目する区画の位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を識別可能か識別不可能かを判定する第１の判定手段と、
識別可能の場合は着目する区画の位相ヒストグラムから該区画における水または脂肪の位相を求める第１の位相取得手段と、
識別不可能の場合は着目する区画の近傍の所定範囲の区画の位相ヒストグラムを加算して加算位相ヒストグラムを求める加算位相ヒストグラム取得手段と、
前記位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を識別可能か識別不可能かを判定する第２の判定手段と、
識別可能の場合は前記加算位相ヒストグラムから前記区画における水または脂肪の位相を求める第２の位相取得手段と、
識別不可能の場合は前記所定範囲を段階的に広げながら前記処理を繰り返して前記区画における水または脂肪の位相を求める反復手段とを具備したことを特徴とする磁気共鳴撮像装置。 - 請求項２に記載の磁気共鳴撮像装置において、
前記反復手段は、前記所定範囲を前記限界範囲まで広げても識別不可能であった場合は、前記処理の繰り返しを止めると共に、水または脂肪の位相を求めることが出来た他の区画の水または脂肪の位相に基づいて着目する区画における水または脂肪の位相を求める第３の位相取得手段を具備したことを特徴とする磁気共鳴撮像装置。 - 請求項２または請求項３に記載の磁気共鳴撮像装置において、
前記所定範囲は、ｉ（＝１，２，・・・）番目に広げた時は着目する区画を他の区画がｉ重に囲む範囲であることを特徴とする磁気共鳴撮像装置。 - 水と脂肪が位相差を持つように磁気共鳴を利用して複素数画像を撮像する撮像手段と、
前記複素数画像を多数の区画に分割し各区画で位相ヒストグラムを求めるヒストグラム算出手段と、
着目する区画の位相ヒストグラムから水または脂肪の位相を識別可能か識別不可能かを判定する第１の判定手段と、
識別可能の場合は着目する区画の位相ヒストグラムから該区画における水または脂肪の位相を求める第１の位相取得手段と、
識別不可能の場合は着目する区画の近傍の区画であって水または脂肪の位相に基づいて着目する区画における水または脂肪の位相を求める第３の位相取得手段とを具備したことを特徴とする磁気共鳴撮像装置。 - 請求項１から請求項５のいずれかに記載の磁気共鳴撮像装置において、
前記複素数画像をグリッド状に分割することを特徴とする磁気共鳴撮像装置。 - 請求項１から請求項６のいずれかに記載の磁気共鳴撮像装置において、
一つの区画に６４個以上のデータ点が含まれるように分割することを特徴とする磁気共鳴撮像装置。 - 請求項１から請求項７のいずれかに記載の磁気共鳴撮像装置において、
前記撮像手段は、水と脂肪が９０°の位相差を持つように磁気共鳴を利用して複素数画像を撮像し、
前記第１の位相取得手段、第２の位相取得手段又は第３の位相取得手段は、前記複素数画像を多数の区画に分割し各区画における水の位相を求め、
前記複素数画像の各データ点から対応する区画の水の位相を減算した後の複素数画像の実部より水画像を得る水画像取得手段を具備したことを特徴とする磁気共鳴撮像装置。 - 請求項１から請求項７のいずれかに記載の磁気共鳴撮像装置において、
前記撮像手段は、水と脂肪が９０°の位相差を持つように磁気共鳴を利用して複素数画像を撮像し、
前記第１の位相取得手段、第２の位相取得手段又は第３の位相取得手段は、前記複素数画像を多数の区画に分割し各区画における水の位相を求め、
前記複素数画像の各データ点から対応する区画の水の位相を減算した後の複素数画像の虚部より脂肪画像を得る脂肪画像取得手段を具備したことを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
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