JP5566587B2 - 磁気共鳴イメージング装置およびリンギング低減方法 - Google Patents

Description

この発明は、核磁気共鳴現象を利用して被検体内に関するデータを収集し、収集したデータから画像を再構成する磁気共鳴イメージング装置およびリンギング低減方法に関する。

従来、磁気共鳴イメージング装置は、核磁気共鳴現象を利用して被検体内に関するデータを収集し、収集したデータから画像を再構成する。具体的には、磁気共鳴イメージング装置は、静磁場中に置かれた被検体にＲＦ（Radio Frequency）波を照射することによって当該被検体内の水素原子核を励起し、それにより被検体から発せられる磁気共鳴信号を検出し、検出した磁気共鳴信号から生成したデータから画像を再構成する。

ここで、磁気共鳴信号から生成されたデータは、読み出し（ＲＯ：Read Out）方向および位相エンコード（ＰＥ：Phase Encode）方向をそれぞれ座標軸とするｋ空間に配置される。そして、ｋ空間に配置されたデータは「ｋ空間データ」と呼ばれる。このｋ空間データに対してフーリエ変換を含む所定の再構成処理を施すことによって、実空間を表す画像が得られる。

かかる磁気共鳴イメージング装置では、データ収集および画像再構成の原理上、再構成された画像にリンギング状のアーチファクトが生じる。このアーチファクトは「リンギング」または「ギブスリンギング」（以下、総じて「リンギング」）と呼ばれ、撮像対象に含まれる高信号部分（信号強度が高い部分）から生じる。例えば、ＴＥ（Echo Time）が長めの低分解能ＥＰＩ（Echo Planner Imaging）による頭部画像の撮像において、ＣＳＦ（Cerebrospinal Fluid：脳脊髄液）周辺から生じるリンギングが特に顕著である。

図７は、リンギングの一例を示す図である。図７において、ＳＥ（Spin Echo）型のＥＰＩ（Echo Planner Imaging）により撮像された脳のＴ_２強調画像を示している。例えば、図７に示すように、頭部画像では、ＣＳＦ周辺からのリンギングが右頭部（画像の向かって左端）に生じたり、ＥＰＩ特有の画像歪により生じる高信号部分（これ自体アーチファクト）からのリンギングが頭部前側（画像の上端）に生じたりする。ここで、画像歪により生じる高信号部分の信号強度が臨床上の意味をもたないことはもちろんであるが、ＣＳＦ周辺の高信号部分についても信号値自体は診断上の意味をもたない。

また、ここで説明した画像は、例えば、拡散強調撮像におけるｂ＝０の画像（ＭＰＧ（Motion Probing Gradient）パルスの強さを示すｂ値をゼロとした画像）として用いられる場合もある。しかし、このｂ＝０の画像にリンギングなどのアーチファクトが生じていると、各種拡散関連の計算画像を求める際に計算値のエラーが生じてしまう場合がある。

図８は、拡散強調画像から求められる計算画像の一例を示す図である。図８において、（ａ）はｂ＝０のＭＰＧパルスを印加して得られた画像を、（ｂ）はｂ＝１０００のＭＰＧパルスをＺ方向（体軸方向）に印加して得られた画像を、（ｃ）はアイソトロピック画像をそれぞれ示している。（ａ）に示すｂ＝０の画像と、（ｂ）に示す画像のようにいくつかの方向にＭＰＧパルスを印加して得られた複数の拡散強調画像とから、（ｃ）に示すアイソトロピック画像のような計算画像が得られる。このような場合に、ｂ＝０の画像においてリンギングなどのアーチファクトを低減しておくことは、診断用の計算画像を生成するうえで非常に重要である。

通常、画像に生じるリンギングを低減させるためには、フーリエ変換を行う前に、ローパスフィルタを用いたフィルタ処理をｋ空間データに対して施すことが効果的である（例えば、特許文献１参照）。ここで、ローパスフィルタとは、信号の高周波成分を打ち消すことができるフィルタである。

特開平６−３２７６４９号公報

しかしながら、ローパスフィルタを用いたフィルタ処理をｋ空間データに対して施した場合、信号の高周波成分が打ち消されるため、再構成された画像にボケが生じる可能性がある。正しい診断を行うためには、画像に生じるボケの増大を抑制しつつリンギングを低減させることは極めて重要である。

この発明は、上述した従来技術による課題を解決するためになされたものであり、画像に生じるボケの増大を抑制しつつリンギングを低減させることができる磁気共鳴イメージング装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１記載の本発明は、核磁気共鳴現象を利用して被検体内に関するデータを収集し、収集したデータから画像を再構成する磁気共鳴イメージング装置であって、前記データに対して、高周波成分に対するフィルタ係数が、０より大きく、かつ、低周波成分に対するフィルタ係数より小さいフィルタを用いてフィルタ処理を施すフィルタ処理手段と、前記フィルタ処理手段によって前記フィルタ処理が施されたデータから再構成された画像に対して高信号部分の信号値を抑制するコントラスト変換処理を施すコントラスト変換処理手段と、前記コントラスト変換処理手段によって前記コントラスト変換処理が施された画像から前記高周波成分を復元した画像を生成する復元処理手段と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項６記載の本発明は、核磁気共鳴現象を利用して被検体内に関するデータを収集し、収集したデータから画像を再構成する磁気共鳴イメージング装置におけるリンギング低減方法であって、前記データに対して、高周波成分に対するフィルタ係数が、０より大きく、かつ、低周波成分に対するフィルタ係数より小さいフィルタを用いてフィルタ処理を施すステップと、前記フィルタ処理が施されたデータから再構成された画像に対して高信号部分の信号値を抑制するコントラスト変換処理を施すステップと、前記コントラスト変換処理が施された画像から前記高周波成分を復元した画像を生成するステップと、を含んだことを特徴とする。

請求項１および６記載の本発明によれば、画像に生じるボケの増大を抑制しつつリンギングを低減させることができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明に係る磁気共鳴イメージング装置およびリンギング低減方法の好適な実施例を詳細に説明する。なお、本実施例では、磁気共鳴イメージング装置を「ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置」と呼ぶ。

まず、本実施例に係るＭＲＩ装置によるリンギング低減の概念について説明する。図１は、本実施例に係るＭＲＩ装置によるリンギング低減の概念を説明するための図である。図１において、（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、磁気共鳴信号から生成されたｋ空間データの周波数特性を示しており、横軸がｋ空間における周波数を、縦軸が信号強度を示している。

例えば、低空間分解能の撮像が行われた場合には、収集されたｋ空間データに対して単純にフーリエ変換による再構成処理を施すと、図１の（ａ）に示すように大きなリンギングが発生する。そこで、本実施例に係るＭＲＩ装置は、まず、収集したｋ空間データに対してローパスフィルタを用いたフィルタ処理を施す。これにより、図１の（ｂ）に示すように、リンギングが低減されたｋ空間データが得られる。

続いて、ＭＲＩ装置は、ローパスフィルタによるフィルタ処理が施されたｋ空間データから画像を再構成する。ここで、再構成された画像に対して単純に高周波成分を復元した場合には、ボケが抑制された画像は得られるが、同時にリンギングも復活してしまう。

そこで、本実施例では、画像診断上、高信号部分の信号強度が大きな意味をもたないことに注目し、コントラスト変換という平易な方法を用いて高信号部分を抑制する。すなわち、ＭＲＩ装置は、再構成された画像に対して、高信号部分の信号値を抑制するコントラスト変換処理を施す。これにより、図１の（ｃ）に示すように、高信号部分が抑制されたｋ空間データが得られる。

その後、ＭＲＩ装置は、コントラスト変換処理が施された画像に逆フーリエ変換処理を施すことによって、当該画像をｋ空間データに戻す。そのうえで、ＭＲＩ装置は、ｋ空間データに対して、先に用いられたローパスフィルタとは逆の周波数特性をもつハイパスフィルタを用いた逆フィルタ処理を施す。これにより、ローパスフィルタによって打ち消された高周波成分が復元されたｋ空間データが得られる。

そして、ＭＲＩ装置は、高周波成分が復元されたｋ空間データに対して再度フーリエ変換処理を施すことによって画像を再構成する。ここで再構成される画像は、ハイパスフィルタによってボケが抑制されるとともに、（ｄ）に示すように、コントラスト変換による高信号部分の抑制によってリンギングが低減した画像になる。

このように、本実施例に係るＭＲＩ装置では、高周波成分を打ち消すローパスフィルタを用いたフィルタ処理に、高信号部分の信号値を抑制するコントラスト変換処理と、高周波成分を復元するハイパスフィルタを用いたフィルタ処理とを組み合わせて行うことによって、ボケの増大を抑制しつつリンギングが低減された画像を得ることができるようにしている。

次に、本実施例に係るＭＲＩ装置の全体構成について説明する。図２は、本実施例に係るＭＲＩ装置の全体構成を示す図である。図２に示すように、このＭＲＩ装置１００は、静磁場磁石１、傾斜磁場コイル２、傾斜磁場電源３、寝台４、寝台制御部５、送信ＲＦコイル６、送信部７、受信ＲＦコイル８、受信部９、シーケンス制御部１０および計算機システム２０を備える。

静磁場磁石１は、中空の円筒形状に形成された磁石であり、内部の空間に一様な静磁場を発生する。この静磁場磁石１としては、例えば永久磁石、超伝導磁石等が使用される。

傾斜磁場コイル２は、中空の円筒形状に形成されたコイルであり、静磁場磁石１の内側に配置される。この傾斜磁場コイル２は、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚの各軸に対応する３つのコイルが組み合わされて形成されており、これら３つのコイルは、後述する傾斜磁場電源３から個別に電流供給を受けて、Ｘ，Ｙ，Ｚの各軸に沿って磁場強度が変化する傾斜磁場を発生させる。なお、Ｚ軸方向は、静磁場と同方向とする。傾斜磁場電源３は、傾斜磁場コイル２に電流を供給する装置である。

ここで、傾斜磁場コイル２によって発生するＸ，Ｙ，Ｚ各軸の傾斜磁場は、例えば、スライス選択用傾斜磁場Ｇｓ、位相エンコード用傾斜磁場Ｇｅおよびリードアウト用傾斜磁場Ｇｒにそれぞれ対応している。スライス選択用傾斜磁場Ｇｓは、任意に撮像断面を決めるために利用される。位相エンコード用傾斜磁場Ｇｅは、空間的位置に応じて磁気共鳴信号の位相を変化させるために利用される。リードアウト用傾斜磁場Ｇｒは、空間的位置に応じて磁気共鳴信号の周波数を変化させるために利用される。

寝台４は、被検体Ｐが載置される天板４ａを備えた装置であり、後述する寝台制御部５による制御のもと、天板４ａを、被検体Ｐが載置された状態で傾斜磁場コイル２の空洞（撮像口）内へ挿入する。通常、この寝台４は、長手方向が静磁場磁石１の中心軸と平行になるように設置される。寝台制御部５は、制御部２６による制御のもと、寝台４を制御する装置であり、寝台４を駆動して、天板４ａを長手方向および上下方向へ移動する。

送信ＲＦコイル６は、傾斜磁場コイル２の内側に配置されたコイルであり、送信部７から高周波パルスの供給を受けて、高周波磁場を発生する。送信部７は、ラーモア周波数に対応する高周波パルスを送信ＲＦコイル６に送信する装置である。

受信ＲＦコイル８は、傾斜磁場コイル２の内側に配置されたコイルであり、上記の高周波磁場の影響によって被検体Ｐから放射される磁気共鳴信号を受信する。この受信ＲＦコイル８は、磁気共鳴信号を受信すると、その磁気共鳴信号を受信部９へ出力する。

受信部９は、受信ＲＦコイル８から出力される磁気共鳴信号に基づいてｋ空間データを生成する装置である。具体的には、この受信部９は、受信ＲＦコイル８から出力される磁気共鳴信号をデジタル変換することによってｋ空間データを生成する。このｋ空間データには、前述したスライス選択用傾斜磁場Ｇｓ、位相エンコード用傾斜磁場Ｇｅおよびリードアウト用傾斜磁場Ｇｒによって、ＰＥ方向、ＲＯ方向、ＳＥ方向の空間周波数の情報が対応付けられている。そして、ｋ空間データを生成すると、受信部９は、そのｋ空間データをシーケンス制御部１０へ送信する。

シーケンス制御部１０は、計算機システム２０から送信されるシーケンス情報に基づいて、傾斜磁場電源３、送信部７および受信部９を駆動することによって、被検体Ｐのスキャンを行う装置である。ここで、シーケンス情報とは、傾斜磁場電源３が傾斜磁場コイル２に供給する電源の強さや電源を供給するタイミング、送信部７がＲＦコイル６に送信するＲＦ信号の強さやＲＦ信号を送信するタイミング、受信部９が磁気共鳴信号を検出するタイミングなど、スキャンを行うための手順を定義した情報である。

なお、シーケンス制御部１０は、傾斜磁場電源３、送信部７および受信部９を駆動して被検体Ｐをスキャンした結果、受信部９からｋ空間データが送信されると、そのｋ空間データを計算機システム２０へ転送する。

計算機システム２０は、ＭＲＩ装置１００の全体制御や、データ収集、画像再構成などを行う装置であり、インタフェース部２１、画像再構成部２２、記憶部２３、入力部２４、表示部２５および制御部２６を有している。

インタフェース部２１は、シーケンス制御部１０との間で授受される各種信号の入出力を制御する。例えば、このインタフェース部２１は、シーケンス制御部１０に対してシーケンス情報を送信し、シーケンス制御部１０からｋ空間データを受信する。ｋ空間データを受信すると、インタフェース部２１は、各ｋ空間データを被検体Ｐごとに記憶部２３に格納する。

画像再構成部２２は、記憶部２３によって記憶されたｋ空間データに対して、後処理、すなわちフーリエ変換等の再構成処理を施すことによって、被検体Ｐ内における所望核スピンのスペクトラムデータあるいは画像データを生成する。かかる画像再構成部２２については、後に詳細に説明する。

記憶部２３は、インタフェース部２１によって受信されたｋ空間データと、画像再構成部２２によって生成された画像データなどを、被検体Ｐごとに記憶する。かかる記憶部２３については、後に詳細に説明する。

入力部２４は、操作者からの各種指示や情報入力を受け付ける装置である。この入力部２４としては、マウスやトラックボールなどのポインティングデバイス、モード切替スイッチ等の選択デバイス、あるいはキーボード等の入力デバイスを適宜に利用可能である。

表示部２５は、制御部２６による制御のもと、スペクトラムデータあるいは画像データ等の各種の情報を表示する装置である。この表示部２５としては、液晶表示器などの表示デバイスを利用可能である。

制御部２６は、図示していないＣＰＵやメモリ等を有し、ＭＲＩ装置１００の全体制御を行う。具体的には、この制御部２６は、入力部２４を介して操作者から入力される撮像条件に基づいてシーケンス情報を生成し、生成したシーケンス情報をシーケンス制御部１０に送信することによってスキャンを制御したり、スキャンの結果としてシーケンス制御部１０から送られるｋ空間データに基づいて行われる画像の再構成を制御したりする。かかる制御部２６については、後に詳細に説明する。

次に、図２に示した画像再構成部２２、記憶部２３および制御部２６の詳細について説明する。図３は、画像再構成部２２、記憶部２３および制御部２６の詳細を示す機能ブロック図である。

図３に示すように、記憶部２３は、特に、ｋ空間データ記憶部２３ａおよび画像データ記憶部２３ｂを有する。ｋ空間データ記憶部２３ａは、インタフェース部２１によって受信されたｋ空間データを記憶する。画像データ記憶部２３ｂは、画像再構成部２２によって生成された画像データを記憶する。

また、制御部２６は、特に、撮像条件設定部２６ａ、フィルタ設定部２６ｂ、コントラスト変換設定部２６ｃおよび逆フィルタ設定部２６ｄを有する。

撮像条件設定部２６ａは、入力部２４を介して操作者から撮像に関する撮像パラメータを受け付け、受け付けたパラメータ値に基づいて撮像条件を設定する。ここで、撮像条件設定部２６ａによって設定される撮像条件には、フィルタ処理部２２ａによって用いられるフィルタの種類や、コントラスト変換処理部２２ｃによって行われるコントラスト変換処理の種類などが含まれる。

フィルタ設定部２６ｂは、撮像条件設定部２６ａにより設定された撮像条件に基づいて、フィルタ処理部２２ａによって用いられるフィルタを設定する。ここで、フィルタ設定部２６ｂは、フィルタ処理部２２ａによって用いられるフィルタとして、ｋ空間データの高周波成分を打ち消すことができるローパスフィルタを設定する。

図４は、フィルタ設定部２６ｂによって設定されるローパスフィルタの一例を示す図である。図４において、横軸はｋ空間における周波数を、縦軸はフィルタ係数を示している。具体的には、フィルタ設定部２６ｂは、撮像条件設定部２６ａによって設定された撮像条件に含まれるフィルタの種類に基づいて、例えば図４の（ａ）〜（ｃ）に示すようなあらかじめ用意された各種ローパスフィルタの中から、操作者によって指定されたフィルタを選択して設定する。

ここで、図４の（ａ）は、図１に示したものと同じ標準的なローパスフィルタを示している。また、（ｂ）は、周波数の低域から中域にかけて信号強度を維持するローパスフィルタを示している。また、（ｃ）は、周波数の中域を強調するローパスフィルタを示している。

なお、ここでは、撮像条件を設定する際に操作者によってフィルタの種類が指定される場合について説明するが、例えば、撮像条件として設定されるマトリクス数に応じてフィルタを設定するようにしてもよい。その場合、あらかじめ記憶部２３が、マトリクス数に対応付けて適切なフィルタを記憶し、フィルタ設定部２６ｂが、そのフィルタの中から、撮像条件として設定されたマトリクス数に対応するフィルタを選択し、フィルタ処理部２２ａによって用いられるフィルタとして設定する。これにより、操作者にフィルタを意識させることなくリンギングを低減させることができる。

コントラスト変換設定部２６ｃは、撮像条件設定部２６ａにより設定された撮像条件に基づいて、コントラスト変換処理部２２ｃによって行われるコントラスト変換処理の種類を設定する。ここで、コントラスト変換設定部２６ｃは、再構成された画像に含まれる高信号部分の信号値が抑制されるようなコントラスト変換処理を設定する。

図５は、コントラスト変換設定部２６ｃによって設定されるコントラスト変換処理の一例を示す図である。図５において、横軸は変換前の信号値を、縦軸は変換後の信号値を示している。具体的には、コントラスト変換設定部２６ｃは、撮像条件設定部２６ａによって設定された撮像条件に含まれるコントラスト変換処理の種類に基づいて、例えば図５の（ａ）〜（ｃ）に示すようなあらかじめ用意された各種コントラスト変換処理の中から、操作者によって指定されたコントラスト変換処理を選択して設定する。

ここで、図５の（ａ）〜（ｃ）に示すように、コントラスト変換処理は、高信号部分を選択的に抑制するためのカーブにより定義される（トーンカーブによる変換などとも呼ばれる）。これらのカーブは、画像に含まれる信号値を変換するための変換係数を表している。（ａ）は、図１に示したものと同じ標準的なコントラスト変換処理を示している。また、（ｂ）は、（ａ）に比べて高信号部分の信号値を抑制する度合いを弱めた場合を示している。また、（ｃ）は、（ａ）に比べて高信号部分の信号値を抑制する度合いを強めた場合を示している。

逆フィルタ設定部２６ｄは、フィルタ設定部２６ｂにより設定されたフィルタに基づいて、復元処理部２２ｄによって用いられる逆フィルタを設定する。具体的には、逆フィルタ設定部２６ｄは、フィルタ設定部２６ｂにより設定されたフィルタが正値のローパス周波数特性を有するフィルタであった場合には、そのほぼ逆数にあたる周波数特性を有するハイパスフィルタを逆フィルタとして設定する。

図３にもどって、画像再構成部２２は、特に、フィルタ処理部２２ａ、フーリエ変換処理部２２ｂ、コントラスト変換処理部２２ｃおよび復元処理部２２ｄを有する。

フィルタ処理部２２ａは、収集されたｋ空間データに対して高周波成分を打ち消すフィルタを用いてフィルタ処理を施す。具体的には、フィルタ処理部２２ａは、インタフェース部２１によって受信されたｋ空間データがｋ空間データ記憶部２３ａに記憶された場合に、そのｋ空間データに対して、フィルタ設定部２６ｂによって設定されたフィルタを用いてフィルタ処理を施す。

フーリエ変換処理部２２ｂは、フィルタ処理部２２ａによってフィルタが施されたｋ空間データに対してフーリエ変換処理を施すことによって、当該ｋ空間データから画像を再構成する。

コントラスト変換処理部２２ｃは、フィルタ処理部２２ａによってフィルタが施されたｋ空間データから再構成された画像に対して、高信号部分の信号値を抑制するコントラスト変換処理を行う。

具体的には、コントラスト変換処理部２２ｃは、フィルタ処理部２２ａによってフィルタが施されたｋ空間データをもとにフーリエ変換処理部２２ｂによって画像が再構成された場合に、その画像に対して、コントラスト変換設定部２６ｃによって設定されたコントラスト変換処理を行う。

復元処理部２２ｄは、コントラスト変換処理が施された画像からローパスフィルタによって打ち消された高周波成分を復元した画像を生成する。具体的には、復元処理部２２ｄは、コントラスト変換処理部２２ｃによって画像にコントラスト変換処理が施された場合に、まず、その画像に対して逆フーリエ変換処理を施すことによって、当該画像をｋ空間データに戻す。

そのうえで、復元処理部２２ｄは、そのｋ空間データに対して、逆フィルタ設定部２６ｄによって設定されたハイパスフィルタを用いた逆フィルタ処理を施す。これにより、ローパスフィルタによって打ち消された高周波成分が復元されたｋ空間データが得られる。

そして、復元処理部２２ｄは、高周波成分が復元されたｋ空間データに対して再度フーリエ変換処理を施すことによって、当該ｋ空間データから画像を再構成する。これにより、ハイパスフィルタによってボケが抑制されるとともに、コントラスト変換による高信号部分の抑制によってリンギングが低減した画像が得られる。なお、復元処理部２２ｄは、得られた画像を画像データ記憶部２３ｂに保存する。

次に、本実施例に係るＭＲＩ装置１００によるリンギング低減の流れについて説明する。図６は、本実施例に係るＭＲＩ装置１００によるリンギング低減の流れを示すフローチャートである。

図６に示すように、ＭＲＩ装置１００では、まず、撮像条件設定部２６ａが、入力部２４を介して操作者から撮像に関する撮像パラメータを受け付け、受け付けたパラメータ値に基づいて撮像条件を設定する（ステップＳ１）。

このとき、設定された撮像条件に基づいて、フィルタ設定部２６ｂがローパスフィルタを設定し、コントラスト変換設定部２６ｃがコントラスト変換処理部２２ｃによって行われるコントラスト変換処理の種類を設定する。また、逆フィルタ設定部２６ｄが、フィルタ設定部２６ｂにより設定されたローパスフィルタの逆フィルタとしてハイパスフィルタを設定する。

続いて、操作者によって撮像開始が指示されると（ステップＳ２，Ｙｅｓ）、制御部２６が、撮像条件に基づいてシーケンス情報を生成し、生成したシーケンス情報をシーケンス制御部１０に送信することによって、ｋ空間データを収集する（ステップＳ３）。その後、フィルタ処理部２２ａが、収集されたｋ空間データに対して、フィルタ設定部２６ｂによって設定されたローパスフィルタを用いてフィルタ処理を施す（ステップＳ４）。

続いて、フーリエ変換処理部２２ｂが、フィルタ処理部２２ａによってフィルタ処理が施されたｋ空間データに対してフーリエ変換処理を施すことによって、当該ｋ空間データから画像を再構成する（ステップＳ５）。さらに、コントラスト変換処理部２２ｃが、フーリエ変換処理部２２ｂによって再構成された画像に対して、高信号部分の信号値を抑制するコントラスト変換処理を行う（ステップＳ６）。

続いて、復元処理部２２ｄがコントラスト変換処理部２２ｃによってコントラスト変換処理が施された画像に対して逆フーリエ変換処理を施すことによって、当該画像をｋ空間データに戻す（ステップＳ７）。そのうえで、復元処理部２２ｄは、そのｋ空間データに対して、逆フィルタ設定部２６ｄによって設定されたハイパスフィルタを用いた逆フィルタ処理を施す（ステップＳ８）。

そして、復元処理部２２ｄは、高周波成分が復元されたｋ空間データに対して再度フーリエ変換処理を施すことによって、当該ｋ空間データから画像を再構成し（ステップＳ９）、再構成した画像を画像データ記憶部２３ｂに保存する（ステップＳ１０）。

なお、ここで説明したステップＳ４からステップＳ１０までの処理は、必ずしもｋ空間データの収集に続けて実行されるだけでなく、操作者からの要求に応じて任意のタイミングで実行される。その場合、制御部２６が、任意のタイミングで、入力部２４を介して操作者からフィルタやコントラスト変換の種類に関する指定を受け付ける。

そして、画像再構成部２２のフィルタ処理部２２ａ、コントラスト変換処理部２２ｃ、復元処理部２２ｄが、ｋ空間データ記憶部２３ａに記憶されているｋ空間データをもとに、指定されたフィルタおよびコントラスト変換処理を用いて処理を行う。これにより、操作者は、任意のタイミングで、フィルタやコントラスト変換処理の種類を変更して画像を再構成しなおすことができる。

上述してきたように、本実施例では、フィルタ処理部２２ａが、核磁気共鳴現象を利用して収集されたｋ空間データに対して、高周波成分を打ち消すローパスフィルタを用いてフィルタ処理を施す。また、コントラスト変換処理部２２ｃが、フィルタ処理部２２ａによってフィルタ処理が施されたデータから再構成された画像に対して高信号部分の信号値を抑制するコントラスト変換処理を施す。そして、復元処理部２２ｄが、フィルタ処理部２２ａによって用いられたローパスフィルタの略逆数にあたる周波数特性をもつハイパスフィルタを用いて、コントラスト変換処理部２２ｃによってコントラスト変換処理が施された画像からフィルタ処理部２２ａによって打ち消された高周波成分を復元した画像を生成する。したがって、本実施例によれば、画像に生じるボケの増大を抑制しつつリンギングを低減させることができる。

なお、本実施例では、コントラスト変換処理部２２ｃは、コントラスト変換設定部２６ｃによって設定されたコントラスト変換処理、すなわち、操作者によって指定されたコントラスト変換処理を行うこととした。しかしながら、例えば、コントラスト変換処理部２２ｃが、以下に説明するように、処理の対象となる画像に含まれる信号値に基づいて、高信号部分を選択的に抑制するカーブを自動的に決定して、コントラスト変換処理を行うようにしてもよい。

その場合、コントラスト変換処理部２２ｃは、例えば、次のようにコントラスト変換処理のカーブを決定する。まず、コントラスト変換処理部２２ｃは、画像に含まれる信号値のヒストグラムにおいて頭部の信号強度に対応する主要ヒストグラム部分の信号値の上限値Ａを算出する。そして、コントラスト変換処理部２２ｃは、算出した上限値Ａを基準値とするか、または、少し余裕をみて１．２Ａを基準値とし、基準値以上で傾きが小さくなっていくカーブを設定する。

例えば、コントラスト変換処理部２２ｃは、カーブを表す関数をｃ（ｘ）、基準値をｘ＝１とした場合に、０≦ｘ＜１の範囲をｃ（ｘ）＝ｘ、ｘ≧１の範囲をｃ（ｘ）＝１＋ｌｏｇ（ｘ）とする。図５の（ａ）に示したカーブは、少し強調を強めて、ｘ≧１の範囲をｃ’（ｘ）＝ｃ（ｃ（ｃ（ｘ）））としてカーブの傾きをより小さくしたものである。

また、フィルタ処理部２２ａによるフィルタ処理およびコントラスト変換処理部２２ｃによるコントラスト変換処理は、基本的には、信号を複素数で表して行うのが適当であるが、コントラスト変換処理については、信号強度を表す複素数の絶対値に基づいてカーブを決定して、コントラスト変換処理を行うのが望ましい。すなわち、信号が複素数ｚ＝ｒ・ｅｘｐ（ｉθ）で表される場合に、コントラスト変換処理部２２ｃは、絶対値ｒに基づいてカーブを決定し、決定したカーブにしたがって絶対値ｒを変換することによってコントラスト変換処理を施す。

また、本実施例では、フィルタ処理部２２ａは、ｋ空間データに対してローパスフィルタを用いたフィルタ処理を施し、コントラスト変換処理部２２ｃは、実空間のデータ（画像）に対してコントラスト変換処理を施し、復元処理部２２ｄは、ｋ空間データに対して高周波成分を復元するハイパスフィルタを用いた逆フィルタ処理を施すこととした。

しかしながら、例えば、フィルタ処理部２２ａ、コントラスト変換処理部２２ｃおよび復元処理部２２ｄが、それぞれフーリエ変換後の実空間のデータに対して高周波成分を復元する処理を施すようにしてもよい。その場合、フィルタ処理部２２ａおよび復元処理部２２ｄは、フィルタ処理および逆フィルタ処理として、フーリエ変換処理によって再構成された画像においてリンギングが生じている箇所を検出し、検出した箇所のリンギングが低減されるように信号値を補正する。

以上、本実施例に係るＭＲＩ装置について説明したが、かかるＭＲＩ装置によれば、例えば、ＴＥが長めの低分解能ＥＰＩ撮像による頭部画像のＣＳＦの高信号部からのリンギングを、診断情報の質を低下させることなく、また画像のボケを伴うことなく、選択的に低減させることが可能になる。これにより、原画像の精度の向上および関連する各種計算画像の算出精度を向上させることが可能になり、最終的には、診断能の向上をはかることが可能になる。

なお、本実施例において図示した各機能部は概念的なものであり、必ずしも物理的に図示のように構成されていることを要しない。すなわち、各機能部の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。

例えば、制御部２６のフィルタ設定部２６ｂ、コントラスト変換設定部２６ｃ、逆フィルタ設定部２６ｄを画像再構成部２２に備えるようにしてもよい。その場合、フィルタ設定部２６ｂ、コントラスト変換設定部２６ｃ、逆フィルタ設定部２６ｄを画像再構成部２２は、制御部２６から撮像条件に関する情報を取得して、フィルタおよびコントラスト変換処理を設定する。

以上のように、本発明に係る磁気共鳴イメージング装置およびリンギング低減方法は、高信号部分に起因するリンギングが顕著に生じる撮像に有用であり、特に、ＴＥ（Echo Time）が長めに設定された低分解能ＥＰＩ（Echo Planner Imaging）による頭部画像の撮像に適している。

本実施例に係るＭＲＩ装置によるリンギング低減の概念を説明するための図である。 本実施例に係るＭＲＩ装置の全体構成を示す図である。 画像再構成部、記憶部および制御部の詳細を示す機能ブロック図である。 フィルタ設定部によって設定されるローパスフィルタの一例を示す図である。 コントラスト変換設定部によって設定されるコントラスト変換処理の一例を示す図である。 本実施例に係るＭＲＩ装置によるリンギング低減の流れを示すフローチャートである。 リンギングの一例を示す図である。 拡散強調画像から求められる計算画像の一例を示す図である。

符号の説明

１ 静磁場磁石
２ 傾斜磁場コイル
３ 傾斜磁場電源
４ 寝台
４ａ 天板
５ 寝台制御部
６ 送信ＲＦコイル
７ 送信部
８ 受信ＲＦコイル
９ 受信部
１０ シーケンス制御部
２０ 計算機システム
２１ インタフェース部
２２ 画像再構成部
２２ａ フィルタ処理部
２２ｂ フーリエ変換処理部
２２ｃ コントラスト変換処理部
２２ｄ 復元処理部
２３ 記憶部
２３ａ ｋ空間データ記憶部
２３ｂ 画像データ記憶部
２４ 入力部
２５ 表示部
２６ 制御部
２６ａ 撮像条件設定部
２６ｂ フィルタ設定部
２６ｃ コントラスト変換設定部
２６ｄ 逆フィルタ設定部
１００ ＭＲＩ装置（磁気共鳴イメージング装置）

Claims (6)

1. 核磁気共鳴現象を利用して被検体内に関するデータを収集し、収集したデータから画像を再構成する磁気共鳴イメージング装置であって、
   前記データに対して、高周波成分に対するフィルタ係数が、０より大きく、かつ、低周波成分に対するフィルタ係数より小さいフィルタを用いてフィルタ処理を施すフィルタ処理手段と、
   前記フィルタ処理手段によって前記フィルタ処理が施されたデータから再構成された画像に対して高信号部分の信号値を抑制するコントラスト変換処理を施すコントラスト変換処理手段と、
   前記コントラスト変換処理手段によって前記コントラスト変換処理が施された画像から前記高周波成分を復元した画像を生成する復元処理手段と、
   を備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
2. 前記フィルタ処理手段は、前記フィルタとして、正値のローパス周波数特性を有するフィルタを用い、
   前記復元処理手段は、前記フィルタ処理手段によって用いられるフィルタの略逆数にあたる周波数特性を有するフィルタを用いて、前記高周波成分を復元した画像を生成する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
3. 前記コントラスト変換処理手段は、信号を複素数で表した場合に、信号強度を表す複素数の絶対値に基づいて変換係数を決定し、決定した変換係数で複素数の絶対値を変換することによって、前記コントラスト変換処理を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
4. 前記フィルタ処理手段は、ｋ空間のデータに対して前記フィルタ処理を施し、
   前記コントラスト変換処理手段は、実空間のデータに対して前記コントラスト変換処理を施し、
   前記復元処理手段は、ｋ空間のデータに対して前記高周波成分を復元する処理を施す、
   ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
5. 前記フィルタ処理手段、前記コントラスト変換処理および前記復元処理手段は、それぞれフーリエ変換後の実空間のデータに対して処理を施すことを特徴とする請求項１、２または３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
6. 核磁気共鳴現象を利用して被検体内に関するデータを収集し、収集したデータから画像を再構成する磁気共鳴イメージング装置におけるリンギング低減方法であって、
   前記データに対して、高周波成分に対するフィルタ係数が、０より大きく、かつ、低周波成分に対するフィルタ係数より小さいフィルタを用いてフィルタ処理を施すステップと、
   前記フィルタ処理が施されたデータから再構成された画像に対して高信号部分の信号値を抑制するコントラスト変換処理を施すステップと、
   前記コントラスト変換処理が施された画像から前記高周波成分を復元した画像を生成するステップと、
   を含んだことを特徴とするリンギング低減方法。

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