JP7051426B2

JP7051426B2 - 磁気共鳴イメージング装置

Info

Publication number: JP7051426B2
Application number: JP2017248167A
Authority: JP
Inventors: 武八尾
Original assignee: 富士フイルムヘルスケア株式会社
Priority date: 2017-12-25
Filing date: 2017-12-25
Publication date: 2022-04-11
Anticipated expiration: 2037-12-25
Also published as: JP2019111211A

Description

本発明は、磁気共鳴イメージング装置（以下、「ＭＲＩ装置」という）に適用され、画像上に影響を及ぼすノイズを除去するＭＲＩ装置に関するものである。

従来、均一な静磁場中に被検体（特に人体）を配置した状態で、被検体に高周波磁場（ＲＦ）パルスを印加することによって生じた核磁気共鳴（ＮＭＲ）信号を計測し、被検体の頭部、腹部、四肢等の形態や機能を２次元的に或いは３次元的に画像化するＭＲＩ装置が知られている。ＭＲＩ装置において、ＮＭＲ信号は、傾斜磁場によって異なる位相エンコードが付与されるとともに周波数エンコードされて時系列データとして計測され、計測されたＮＭＲ信号が２次元又は３次元フーリエ変換されることにより画像として再構成される。

ところで、ＮＭＲ信号は空気中に伝搬している電磁波よりもその振幅が小さいため、ラジオ、テレビ、携帯電話、モータ、スイッチ等から発生する電磁波がノイズとなってしまう。このため、ＭＲＩ装置を銅箔等の導電性の高い材料で構成された電磁波シールドルーム内に設置することで外部のノイズ源とＭＲＩ装置とを隔離し、電磁波シールドルームの外部からＭＲＩ装置に到来する電磁波を遮蔽している。

一方、ＭＲＩ装置では、このような電磁気的なノイズの他に、撮影時に「ショットノイズ」又は「スパイクノイズ」と言われるノイズが発生する場合がある。図１１（Ａ）に、ショットノイズの一例を示す。例えば、撮影時に計測されたＮＭＲ信号は、位相エンコード傾斜磁場を変化させることで、横軸を時間、縦軸を位相エンコード方向とするｋ空間に充填されるが、このｋ空間データに、点状のショットノイズが被検体画像を構成するデータの他に存在する場合がある。このように図１１（Ａ）に示すショットノイズを含むデータをフーリエ変換して画像化すると、図１１（Ｂ）に示すように斜めの網状の模様が生じる。模様はショットノイズ信号の位置、数によって異なり、一概にノイズの性状を示すのは難しいが、本来信号の無い背景に幾何学的模様が見える場合が多い。

このようなノイズの発生原因は、幾種類かのパターンに分けられる。最も考えられるのは、金属間の接触によるものである。特に、異種金属間の接触は圧電効果により接触した瞬間に電位が発生し、部分的な放電を引き起こしてノイズ源になる。また、電位の異なる場所にある２つの金属部材の接触も同様にノイズを発生させる。この他、電気回路内の接触不良もノイズを生じさせる原因となる。回路内で接触の緩いコネクタ、線路、デバイス等があると、傾斜磁場コイルの振動に伴って、接続状態が変化し、傾斜磁場コイル駆動と同期したノイズが発生し得る。
また、静電気もノイズ源となり得る。例えば、傾斜磁場コイルの駆動に依って異種樹脂部材が摺り合わせられたり、引き剥がされたりすると一方が帯電し、繰り返しの途中で放電し静電気が発生する場合がある。
このように、多くの場合は、傾斜磁場コイル若しくは冷凍機等の物理的振動が問題箇所に伝搬し、最終的にノイズが発生している。

この様なノイズが画像に影響を及ぼす場合には、ノイズ源を特定して修正を行い、ノイズを低減させた画像を取得する必要がある。そこで、特許文献１では、信号ケーブルに沿って伝搬する広帯域ノイズを検出し、これに基づいてＮＭＲ信号を補正する過渡ノイズ検出方法が開示されている。

特許第３９９２６９０号公報

ところで、ＭＲＩ装置に設けられる受信コイルやプリアンプは、ＮＭＲ信号の周波数にチューニングされている。上述した特許文献１の過渡ノイズ検出方法では、ノイズを検出するノイズ事象検出器が撮影ボアの外側かつ信号ケーブルの近傍に配置されているため、ノイズ事象検出器では受信コイルやプリアンプから出力されるＮＭＲ信号もノイズとして誤検知することがあり、ノイズ事象検出器による検出信号をＮＭＲ信号の補正に用いることが必ずしも適切ではない。
一方、画像処理によってノイズを低減させる手法も考えられる。すなわち、上述したショットノイズは有意に大きな信号量を示すため、ｋ空間データにおいて周囲のデータの信号量と比較して有意に大きな信号を示す箇所をショットノイズとして抽出して、所謂０埋めを行うことによりノイズを低減させることが考えられる。しかしながら、この場合もＮＭＲ信号をノイズとして誤抽出する場合がある。従って、ノイズの検出精度を向上させることが望まれている。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、ＭＲＩ装置において正確にノイズを検出し、延いては適切にノイズを低減させ、取得する画像の画質を向上させることを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、静磁場中に載置された被検体に高周波磁場パルスを送信する送信部と、前記静磁場に傾斜磁場を印加する傾斜磁場発生部と、前記高周波磁場パルス及び傾斜磁場が印加されたことにより前記被検体から発生する核磁気共鳴信号を受信する受信部と、前記核磁気共鳴信号と同時にノイズを測定するノイズ測定アンテナと、前記磁気共鳴信号に基づいて画像を再構成する画像再構成部と、を備えた磁気共鳴イメージング装置を提供する。

本発明によれば、ＭＲＩ装置において正確にノイズを検出し、延いては適切にノイズを低減させ、取得する画像の画質を向上させることができる。

本発明の第１の実施形態に係るＭＲＩ装置に係る概略構成を示すブロック図である。本発明の第１の実施形態に係るＭＲＩ装置において、空気中を電磁波として伝搬したノイズをノイズ測定アンテナが測定する様子を示す参考図である。本発明の第１の実施形態に係るＭＲＩ装置において、ノイズ測定アンテナの配置位置の候補位置を説明する参考図である。ＮＭＲ信号とノイズ信号の周波数の関係を示す説明図である。ＭＲＩ装置において取得される（Ａ）はＮＭＲ信号、（Ｂ）はノイズ、（Ｃ）はノイズ除去後のＮＭＲ信号を模式的に示す説明図である。本発明の第１の実施形態に係るＭＲＩ装置における撮影及びノイズ測定処理の流れを示すフローチャートである。本発明の第２の実施形態に係るＭＲＩ装置における撮影及びノイズ測定処理の流れを示すフローチャートであり、（Ａ）はショットノイズが存在した場合に自動的に再撮影を行う場合の処理の流れを示し、（Ｂ）はショットノイズが存在した場合に、ユーザにショットノイズが存在する旨及び再撮影の勧奨を行う場合の処理の流れを示す。本発明の第２の実施形態に係るノイズ源探索装置において、ユーザにショットノイズが存在する旨及び再撮影の勧奨を報知するための画面例を示す参考図である。ＭＲＩ装置において取得される（Ａ）はＮＭＲ信号、（Ｂ）はノイズを模式的に示す説明図である。本発明の第３の実施形態に係るＭＲＩ装置による撮影及びノイズ測定処理の流れを示すフローチャートである。（Ａ）はＫ空間データにおけるショットノイズ信号の例を示す参考図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＫ空間データを実空間画像に変更した場合のショットノイズ信号の例を示す参考図である。

本発明の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、静磁場中に載置された被検体に高周波磁場パルスを送信する送信部と、前記静磁場に傾斜磁場を印加する傾斜磁場発生部と、前記高周波磁場パルス及び傾斜磁場が印加されたことにより前記被検体から発生する核磁気共鳴信号を受信する受信部と、前記核磁気共鳴信号と同時にノイズを測定するノイズ測定アンテナと、前記磁気共鳴信号に基づいて画像を再構成する画像再構成部と、を備えている。

（ＭＲＩ装置の構成）
図１に示すＭＲＩ装置は、静磁場発生部２、傾斜磁場発生部３、シーケンサ４、送信部５、受信部６、ノイズ測定部７及び信号処理部８を備えている。

静磁場発生部２は、被検体１の周りに永久磁石方式、常電導方式あるいは超電導方式の静磁場発生源が配置されて構成されている。静磁場発生部２は、垂直磁場方式であれば、被検体１の周りの空間にその体軸と直交する方向に、水平磁場方式であれば、体軸方向に均一な静磁場を発生させる。

傾斜磁場発生部３は、ＭＲＩ装置の座標系（静止座標系）であるＸ，Ｙ，Ｚの３軸方向の傾斜磁場を印加する傾斜磁場コイル９と、各傾斜磁場コイル９を駆動する傾斜磁場電源１０とを備えている。後述するシ－ケンサ４からの命令に従ってそれぞれのコイルの傾斜磁場電源１０を駆動することにより、Ｘ，Ｙ，Ｚの３軸方向に傾斜磁場Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚを印加する。

撮影時には、スライス面（撮影断面）に直交する方向にスライス方向傾斜磁場パルス（Ｇｓ）を印加して被検体１に対するスライス面を設定し、そのスライス面に直交して且つ互いに直交する残りの２つの方向に位相エンコード方向傾斜磁場パルス（Ｇｐ）と周波数エンコード方向傾斜磁場パルス（Ｇｆ）を印加して、ＮＭＲ信号にそれぞれの方向の位置情報をエンコードする。

シーケンサ４は、ＲＦパルスと傾斜磁場パルスを所定のパルスシーケンスで繰り返し印加するように制御する。シーケンサ４は、後述するＣＰＵ１の制御で動作し、被検体１の断層画像のデータ収集に必要な種々の命令を送信系５、傾斜磁場発生系３、及び受信系６に送信する。

送信部５は、被検体１の生体組織を構成する原子の原子核スピンに核磁気共鳴を起こさせるために、被検体１にＲＦパルスを照射するものであり、高周波発振器１１、変調器１２、高周波増幅器１３、及び送信側の高周波コイル（送信コイル）１４ａを備えている。高周波発振器１１から出力されたＲＦパルスをシーケンサ４からの指令によるタイミングで変調器１２により振幅変調し、この振幅変調された高周波パルスを高周波増幅器１３で増幅した後に被検体１に近接して配置された高周波コイル１４ａに供給することにより、ＲＦパルスが被検体１に照射される。

受信部６は、被検体１の生体組織を構成する原子核スピンの核磁気共鳴により放出されるＮＭＲ信号（核磁気共鳴信号）を検出するものであり、受信側の高周波コイル（受信コイル）１４ｂ、信号増幅器１５、直交位相検波器１６、及びＡ／Ｄ変換器１７を備えている。

送信側の高周波コイル１４ａから照射されたＲＦパルスによって励起された被検体１に発生したＮＭＲ信号が、被検体１に近接して配置された高周波コイル１４ｂで検出され、信号増幅器１５で増幅された後、シーケンサ４からの指令によるタイミングで直交位相検波器１６により直交する二系統の信号に分割され、それぞれがＡ／Ｄ変換器１７でデジタル信号に変換されて、計測データとして信号処理部８に送られる。
また、Ａ／Ｄ変換器１７は、後述するノイズ測定部により測定されたノイズをＮＭＲ信号と同時に受信し、デジタル信号に変換する。

なお、図１において、送信側の高周波コイル１４ａと傾斜磁場コイル９は、被検体１が挿入される静磁場発生部２の静磁場空間内に、垂直磁場方式であれば被検体１に対向して、水平磁場方式であれば被検体１を取り囲むようにして設置されている。また、受信側の高周波コイル１４ｂは、被検体１に対向して、或いは取り囲むように設置されている。

ノイズ測定部７は、ＭＲＩ装置において生じるショットノイズを検出するために、ＭＲＩ装置において生じるノイズをＮＭＲ信号と同時に測定するノイズ測定アンテナ２１０と、ノイズ測定アンテナ２１０において測定したノイズを増幅する増幅器２１１とを備えている。ノイズ測定部７は、被検体１００が載置される被検体空間の近傍、例えば、ガントリの近傍に配置され、被検体空間に生じる信号を受信用の高周波コイル１４ｂと同時に受信する。ノイズ測定部７の配置箇所については後述する。また、図２に、ＭＲＩ装置から生じるノイズをノイズ測定部７で測定する場合の参考図を示す。

ノイズ測定アンテナ２１０としては、電界を測定するアンテナを適用する、または、磁界を測定するアンテナにハイパスフィルタを付加したアンテナを適用することが好ましい。これは、ノイズ測定アンテナ２１０が被検体空間の近傍において傾斜磁場に晒されるためである。アンテナの方式としては、例えば、ダイポール型の広帯域型アンテナが好ましい。

また、ノイズ測定アンテナ２１０は、ショットノイズを確実に検出する一方で、ＮＭＲ信号や傾斜磁場コイルによる磁場をノイズとして誤検出しないように、特定の周波数特性を有する必要がある。ここで、一般に、ショットノイズは、ＭＲＩ信号より遥かに高い周波数成分を含むため、ノイズ測定アンテナ２１０は、静磁場発生部２によって印加された静磁場に置かれた被検体の水素原子核の共鳴周波数（１．５ＴのＭＲＩ装置で６４ＭＨｚの共鳴周波数、３ＴのＭＲＩ装置で１２８ＭＨｚの共鳴周波数）の２倍以上の周波数の信号を受信することができるように構成する。増幅器２１１も、ノイズ測定アンテナ２１１と同様の周波数特性を有するものを適用する。

ノイズ測定アンテナ２１０は、被検体空間の近傍に配置されればよい。図３に、ノイズ測定アンテナ２１０の配置位置の例を示す。図３に示すように、ボア近傍としては、受信用の高周波コイル１４ｂ内部、送信用の高周波コイル１４ａ内部、カバーの中の空隙、寝台内部もしくは表面、寝台基部等が第一に考えられる。しかしながら、高周波コイル１４ａからのＲＦパルスが強すぎる場所に配置すると、これを除去するフィルタの設計が困難となるので、受信用の高周波コイル１４ｂ内部、送信用の高周波コイル１４ａ内部は避けることが好ましい。寝台内部もしくは表面は、ボアに対する位置が一定でないため、やはりフィルタの設計等が困難になる。したがって、ガントリのカバー内部もしくは寝台基部にアンテナを設置するのが好ましい。

信号処理部８は、各種データ処理と処理結果の表示及び保存等を行うものであり、ＣＰＵ（中央処理装置）１と、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶装置１８と、磁気ディスク、光ディスク等の外部記憶装置１９と、ＣＲＴ等のディスプレイ２０とを備えている。

ＣＰＵ１は、ＭＲＩ装置全体を制御する。すなわち、ＣＰＵ１は、入力された撮像条件に基づく撮像シーケンスに従って、被検体１に傾斜磁場パルスを印加すると共に高周波磁場パルスを照射し、複数のＮＭＲ信号を取得して被検体１の断層画像を撮像するようにシーケンサ４を制御する。ＣＰＵ１に受信系６からのデータが入力されると、ＣＰＵ１において信号処理、画像再構成等の処理を実行する。ＣＰＵ１は、得られた被検体１の断層画像をディスプレイ２０に表示させると共に記憶装置１８や外部記憶装置１９に記録する。

また、ＣＰＵ１は、１エコー分のＮＭＲ信号を取得後、又は全エコー分の取得後、ノイズ測定アンテナ２１０からの信号を評価する。この評価は、ノイズ測定アンテナ２１０からの測定データに対して、ノイズのピーク値、ノイズの出現回数、等から総合的に評価を行う。そして、評価の結果に応じて、例えば、撮影シーケンス全体の再撮影、ノイズがあるエコーのみの再撮影、ユーザへノイズ発生の報知と再撮影の勧奨、及びノイズ部分の信号の補正等を行うことができる。これらの処理により、補正もしくは再撮影の結果として、ノイズを除去した高品質の画像を得ることができる。
本実施形態では、ノイズ測定アンテナ２１０による測定データからショットノイズを判定し、これを除去して再構成像を生成する。

また、ＣＰＵ１は、図１に示すように、ノイズ判定部３１、ノイズ除去部３２及び報知部３３を含み、ＣＰＵ１に含まれる各部によって、ＭＲＩ装置から発生するショットノイズを検出すると共に必要に応じてノイズを除去したり、ショットノイズが生じたことをユーザに報知したりする等の処理を行う。処理の際には、図示しないメモリを作業領域とし、記憶装置１８に予め必要なプログラムや処理に用いるデータ、処理中に生成されるデータ、処理の結果得られるデータ等を記憶する。

なお、ＣＰＵ１に含まれる各部の機能は、ＣＰＵ１が予め所定の記憶装置に格納されたプログラムを読み込んで実行することによりソフトウエアとして実現することができる。また、ＣＰＵ１に含まれる各部が実行する動作の一部又は全部を、ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｐｅｃｉｆｉｃｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔ）やＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ－ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅｇａｔｅａｒｒａｙ）等のハードウェアにより実現することもできる。

ノイズ判定部３１は、ノイズ測定アンテナによって測定され増幅器２１１で増幅され、Ａ／Ｄ変換器１７でデジタル信号に変換されたノイズの入力を受け付け、当該ノイズの強度が所定の閾値を超えた場合に、当該ノイズをショットノイズと判定する。図２に示すように、ノイズ源でノイズが発生すると、空気中を電磁波として伝搬してノイズ測定アンテナ２１０がノイズをとらえ、測定を行う。ノイズ測定アンテナ２１０で捉えられたノイズは、増幅器２１１によって増幅され、ケーブルを介してＡＤ変換器１７に入力され、デジタル信号に変換されてからＣＰＵ１に入力される。そして、ＣＰＵ１のノイズ判定部３１は、所定の閾値を超えるノイズをショットノイズとして判定する。

ここで、図４に模式的に示すように、ノイズはＮＭＲ信号の周波数よりも優位に高い周波数成分を含む。例えば、ノイズは１ＧＨｚから２０ＧＨｚ程度迄の周波数成分を含み、静磁場発生部２によって印加された静磁場に置かれた被検体の水素原子核の共鳴周波数である６４ＭＨｚ～１２８ＭＨｚに対して、少なくとも１桁程度周波数が高い成分を中心に構成されている。そこで、ノイズ測定アンテナ２１０が測定するノイズのうち、その強度が所定の閾値を超えるものをショットノイズとして判定することで、ショットノイズを抽出することができる。
図５に、ＮＭＲ信号（上段）、ノイズ（中段）、及びノイズ除去後のＮＭＲ信号（下段）に係る模式図を示す。図５に示すように、ノイズ測定アンテナ２１０は、ＭＲＩ装置の撮影動作と同時にノイズを測定しているため、ショットノイズと判定されたノイズの発生時刻が、ＮＭＲ信号中のノイズの発生時刻であると特定することができる。

ノイズ除去部３２は、ノイズ判定部によりショットノイズと判定されたノイズが存在する場合に、ＮＭＲ信号からショットノイズを除去する。すなわち、ノイズ除去部３２は、例えば、図５の上段に示すＮＭＲ信号のうち、ノイズ判定部３１によりショットノイズと判定されたノイズの発生時刻と同時刻の信号に対して、零埋め等の処理を行ってノイズを抑制することでＮＭＲ信号を補正する。これにより、ノイズ除去部３２は、図５下段に示すノイズ除去後のｋ空間データを生成することができる。

中段のノイズはパルスを高帯域で表現しているので、狭い幅のインパルスとなっているが、上段のＮＭＲ信号は低周波数域のフィルタを掛けた状態なので、リンギングが発生している。よって、これらのリンギングをも除去できるように、ノイズ判定部３１で抽出したノイズ時刻に対して幅を持ってゼロ埋めする必要がある。どれだけの幅にするかは、撮影条件から決まるバンド幅とノイズが持つ周波数成分とを考慮して適切な幅を設ければ良い。

ノイズ除去部３２によるノイズの除去は、自動的に行ってもよく、また、ユーザからの指示をトリガとして行ってもよい。
報知部３３は、ショットノイズが存在する旨をユーザに報知する。報知部３３によるユーザへの報知は、表示部への表示や、アラームを鳴らす等によって行うことができる。

操作部２５は、ＭＲＩ装置の各種制御情報や上記信号処理部８で行う処理の制御情報を入力するものであり、入力部２３を備えている。入力部２３としては、マウス、キーボード又はトラックボール等の入力デバイスを１つ又は複数組み合わせて適用することができる。また、入力部２３は撮像条件の入力をユーザから受け付け、入力された撮像条件をＣＰＵ１に送信する。
操作部２５を、ディスプレイ２０に近接して配置することで、ユーザがディスプレイ２０を見ながら操作部２５を介してインタラクティブにＭＲＩ装置の各種処理を制御することができる。

このように構成されたＭＲＩ装置における撮影及びノイズ測定処理について、図６のフローチャートに従って説明する。
図６に示すように、ＭＲＩ装置において撮影が開始されると、ステップＳ１１において高周波コイル１４ｂによりＮＭＲ信号が受信され、同時に、ノイズ測定アンテナ２１０によりノイズが測定される。ステップＳ１２では、ノイズ判定部３１が、ノイズ測定アンテナ２１０により測定したノイズ（測定データ）に、閾値を超える強度のノイズがあるかを判定する。判定の結果、閾値を超える強度のノイズがない場合には、ステップＳ１５に進み、閾値を超える強度のノイズがある場合には、ステップＳ１３に進む。このとき、閾値を超える強度のノイズが存在する旨を、報知部３３によりユーザに報知してもよい。

ステップＳ１３では、ノイズ判定部３１がステップＳ１２における判定で、閾値を超える強度を示すと判定したノイズをショットノイズとして抽出する。ステップＳ１４では、ステップＳ１３においてノイズ判定部３１により抽出されたショットノイズと同時刻の、ＮＭＲ信号における信号に対して、零埋め等を行うことでノイズを抑制乃至除去することができる。ステップＳ１５では、ステップＳ１２でショットノイズがあると判定された場合にはノイズ除去後のＮＭＲ信号に基づいて、ステップＳ１２でショットノイズがないと判定された場合にはステップＳ１１で受信したＮＭＲ信号に基づいて、夫々画像を再構成する。

なお、ＣＰＵ１によって再構成されて得られた画像は、ディスプレイ２０に表示させられる。このとき、ノイズ除去後のＮＭＲ信号に基づいて画像を再構成した場合には、ディスプレイ２０に画像を表示する際に、併せて、閾値を超える強度のノイズが存在したため画像を補正した旨を、報知部３３を介してディスプレイ２０に表示させることによりユーザに報知してもよい。

このように本実施形態によれば、ＭＲＩ装置においてノイズを測定するための専用のアンテナであるノイズ測定アンテナを設け、ＮＭＲ信号の受信と同時にノイズを受信する。ノイズ測定アンテナは、ＭＲＩ装置の共鳴周波数の２倍以上の周波数の信号を受信するように構成されているため、ＮＭＲ信号をノイズとして誤測定することがなく、また、測定したノイズのうち画質に影響を及ぼす虞のあるノイズを検出するために閾値を定め、閾値を超える強度を示すノイズをショットノイズとして検出する。このようにすることで、本実施形態に係るＭＲＩ装置では、正確にショットノイズを検出することができ、検出したショットノイズをＮＭＲ信号から除去する、或いはショットノイズの存在をユーザに報知することができる。従って、適切にノイズを低減させることができ、取得する画像の画質を向上させることができる。

（第２の実施形態）
上述したようにＣＰＵ１は、ノイズ測定アンテナ２１０からの測定データに対して、ノイズのピーク値、ノイズの出現回数、等から総合的に評価を行うことができ、評価の結果に応じて、例えば、撮影シーケンス全体の再撮影、ノイズがあるエコーのみの再撮影、ユーザへノイズ発生の報知と再撮影の勧奨、及びノイズ部分の信号の補正等を行うことができる。上記した第１の実施形態では、ショットノイズを検出した場合には、ノイズを除去し、ノイズを除去したＮＭＲ信号に基づいて画像を再構成することとした。本実施形態では、ショットノイズが存在する場合に、再撮影を行う場合について説明する。

以下、本実施形態に係るＭＲＩ装置によるショットノイズが存在する場合に再撮影を行う場合の処理の流れについて、図７のフローチャートに従って説明する。図７（Ａ）は、ショットノイズが存在した場合に自動的に再撮影を行う場合の処理の流れを示すフローチャートであり、図７（Ｂ）はショットノイズが存在した場合に、ユーザにショットノイズが存在する旨及び再撮影の勧奨を行う場合の処理の流れを示すフローチャートである。

まず、図７（Ａ）の自動的に再撮影を行う場合の処理について説明する。図７（Ａ）に示すように、ＭＲＩ装置において撮影が開始されると、ステップＳ２１において高周波コイル１４ｂによりＮＭＲ信号が受信され、同時に、ノイズ測定アンテナ２１０によりノイズが測定される。ステップＳ２２では、ノイズ判定部３１が、ノイズ測定アンテナ２１０により測定したノイズ（測定データ）に、閾値を超える強度のノイズがあるかを判定する。判定の結果、閾値を超える強度のノイズがない場合には、ステップＳ２３に進み、ステップＳ２１で受信したＮＭＲ信号に基づいて画像再構成を行う。一方、ステップＳ２２の判定の結果、閾値を超える強度のノイズがある場合には、ステップＳ２１に戻り、再撮影を行う。再撮影は、撮影シーケンス全体の再撮影、又はノイズが有るエコーのみの再撮影等が考えられ、ＭＲＩ装置にあらかじめ設定しておくことができる他、ユーザの選択に基づいてどのような再撮影を行うかを決定してもよい。

また、再撮影に際して、閾値を超える強度のノイズが存在するために自動的に再撮影を行う旨を、報知部３３によりユーザに報知してもよい。なお、撮影シーケンス全体の再撮影を行う場合は、元の撮影と同じ時間を要することとなり、且つ同様のノイズが発生する虞がある。一方、ノイズがあるエコーのみを再撮影する場合は、撮像シーケンスによっては適用できない場合があるものの、撮影時間の大きな延長をもたらさない点で好ましい。

続いて、図７（Ｂ）のユーザにショットノイズが存在する旨及び再撮影の勧奨を行う場合の処理について説明する。図７（Ｂ）に示すように、ＭＲＩ装置において撮影が開始されると、ステップＳ３１において高周波コイル１４ｂによりＮＭＲ信号が受信され、同時に、ノイズ測定アンテナ２１０によりノイズが測定される。ステップＳ３２では、ノイズ判定部３１が、ノイズ測定アンテナ２１０により測定したノイズ（測定データ）に、閾値を超える強度のノイズがあるかを判定する。判定の結果、閾値を超える強度のノイズがない場合にはステップＳ３４に進み、閾値を超える強度のノイズがある場合にはステップＳ３３に進む。

ステップＳ３３では、報知部３３がユーザにショットノイズが存在する旨及び再撮影の勧奨を報知するために、例えば、図８に示すような画面をディスプレイ２０に表示させる。再撮影を行うか否かはユーザの判断に委ねられ、ステップＳ３４において、ショットノイズが存在する旨及び再撮影の勧奨を一定時間行った後、又は、ユーザによる図８に示す画面のＯＫボタンの押下があった後、ステップＳ３４に進む。

ステップＳ３４では、ステップＳ３１で受信したＮＭＲ信号に基づいて画像再構成を行う。ユーザは、再構成像をディスプレイ２０で確認した後に、再撮影の要否を判断することができる。したがって、例えば、得られた再構成画像におけるノイズが、診断が可能な程度のノイズであれば再撮影による時間の延長を回避するという判断を行うことができる。

なお、ステップＳ２２及びステップＳ３２におけるノイズ検知処理は、全エコーを取得した後に行ってもよく、撮影をしながら１エコー毎に行っても良い。１エコー毎に行う場合は、再構成の遅れを招かない点で好ましい。
このようにすることで、正確にショットノイズを検出し、検出したショットノイズをＮＭＲ信号から除去する、或いはショットノイズの存在をユーザに報知することができる。従って、適切にノイズを低減させることができ、取得する画像の画質を向上させることができる。

（第３の実施形態）
上述した各実施形態では、ショットノイズが存在する場合に、ノイズを除去してＮＭＲ信号を補正する場合又は再撮像を行う場合を別個独立実施していたが、これらを組み合わせることもできる。本実施形態では、ノイズ補正及び再撮影を組み合わせる。

図９に示すように、ｋ空間の中心付近（ここではＺｏｎｅＡと呼ぶ）にノイズが発生していた場合は、十分な補正が出来ない可能性があるので、再撮影を実施する。つまり、図９を参照すると、ＺｏｎｅＡでは、ＮＭＲ信号中の信号強度が強い部分とショットノイズがほぼ同時刻に受信されていることがわかる。従って、この部分の信号を除去すると、ノイズだけでなくＮＭＲ信号も除去されてしまうため、ノイズの除去が画質を低減させることにつながってしまう。従って、ＺｏｎｅＡのような場合には、ノイズを除去することなく再撮影を行う。一方、ＺｏｎｅＢのみにノイズが発生していた場合は、画質に大きな影響を及ぼさずに補正することができるので再撮影を実施せずにノイズの補正を実施する。

ＺｏｎｅＡはｋ空間の原点を中心とする円で定められ、シーケンス毎、ＢＷ毎に定められる。理論的に定めるのが難しければ、経験的に境界を定めても良い。このようにすることで、再撮影の時間延長とノイズ補正の失敗という２つのデメリットを最低限とした実施が可能である。

具体的な処理の流れについて、図１０のフローチャートに従って説明する。
図１０に示すように、ＭＲＩ装置において撮影が開始されると、ステップＳ４１において高周波コイル１４ｂによりＮＭＲ信号が受信され、同時に、ノイズ測定アンテナ２１０によりノイズが測定される。ステップＳ４２では、ノイズ判定部３１がＺｏｎｅＡに含まれる測定データに、閾値を超える強度のノイズがあるかを判定する。判定の結果、閾値を超える強度のノイズがある場合にはステップＳ４１に戻り、再撮影を行う。判定の結果、閾値を超える強度のノイズがない場合にはステップＳ４３に進み、ノイズ判定部３１がＺｏｎｅＢに含まれる測定データに、閾値を超える強度のノイズがあるかを判定する。ステップＳ４３の判定の結果、ＺｏｎｅＢに閾値を超える強度のノイズがある場合にはステップＳ４４に進み、閾値を超える強度のノイズがない場合には、ステップＳ４５に進む。

ステップＳ４４では、ＺｏｎｅＢにおいて閾値を超える強度である判定されたノイズをショットノイズとして抽出し、ショットノイズと同時刻のＮＭＲ信号における信号に対して、零埋め等を行うことでノイズを補正し、ステップＳ４５に進む。
ステップＳ４５では、ＺｏｎｅＢにショットノイズがなかった場合にはステップＳ４１で受信したＮＭＲ信号に基づいて、ＺｏｎｅＢにショットノイズがありこれを補正した場合には、ステップＳ44で補正されたＮＭＲ信号に基づいて画像再構成を行う。得られた画像はディスプレイ２０に表示される。
このようにすることで、正確にショットノイズを検出し、検出したショットノイズをＮＭＲ信号から除去する、或いはショットノイズの存在をユーザに報知することができる。従って、適切にノイズを低減させることができ、取得する画像の画質を向上させることができる。

１・・・中央処理装置（ＣＰＵ）、２・・・静磁場発生部、３・・・傾斜磁場発生部、４・・・シーケンサ、５・・・送信部、６・・・受信部、７・・・ノイズ測定部、８・・・信号処理部、９・・・傾斜磁場コイル、１０・・・傾斜磁場電源、１１・・・高周波発振器、１２・・・変調器、１３・・・高周波増幅器、１４ａ，１４ｂ・・・高周波コイル、１５・・・信号増幅器、１６・・・直交位相検波器、１７・・・Ａ／Ｄ変換器、１８・・・記憶装置、１９・・・外部記憶装置、２０・・・ディスプレイ、２３・・・入力部、２５・・・操作部、２１０・・・ノイズ測定アンテナ、２１１・・・増幅器、３１・・・ノイズ判定部、３２・・・ノイズ除去部、３３・・・報知部

Claims

静磁場中に載置された被検体に高周波磁場パルスを送信する送信部と、
前記静磁場に傾斜磁場を印加する傾斜磁場発生部と、
前記高周波磁場パルス及び傾斜磁場が印加されたことにより前記被検体から発生する核磁気共鳴信号を受信する受信部と、
前記核磁気共鳴信号と同時にノイズを測定するノイズ測定アンテナと、
前記磁気共鳴信号に基づいて画像を再構成する画像再構成部と、
前記ノイズ測定アンテナによって測定されたノイズの強度が所定の閾値を超えた場合に、当該ノイズをショットノイズと判定するノイズ判定部と、
を備え、
前記ノイズ判定部が、前記ショットノイズが存在する場合に再撮影を行って核磁気共鳴信号を再度取得させることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
前記ノイズ判定部は、前記ショットノイズが前記核磁気共鳴信号を配置するｋ空間の予め定めた位置に存在する場合に、再撮影を行って核磁気共鳴信号を再度取得させる請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
前記ショットノイズが存在する場合に、該ショットノイズが存在する旨をユーザに報知する報知部を備えた請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
前記報知部が、前記画像を表示させる表示部に、前記ショットノイズが存在する旨を表示させる請求項３記載の磁気共鳴イメージング装置。
前記ノイズ測定アンテナが、電界を検知するアンテナである請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
前記ノイズ測定アンテナが、前記静磁場中に置かれた被検体の撮影対象における水素原子核の共鳴周波数の２倍以上の周波数成分を含むノイズを受信し測定する請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
静磁場中に載置された被検体に高周波磁場パルスを送信する送信部と、
前記静磁場に傾斜磁場を印加する傾斜磁場発生部と、
前記高周波磁場パルス及び傾斜磁場が印加されたことにより前記被検体から発生する核磁気共鳴信号を受信する受信部と、
前記核磁気共鳴信号と同時にノイズを測定するノイズ測定アンテナと、
前記磁気共鳴信号に基づいて画像を再構成する画像再構成部と、
を備え、
前記ノイズ測定アンテナが、前記静磁場中に置かれた被検体の撮影対象における水素原子核の共鳴周波数の２倍以上の周波数成分を含むノイズを受信し測定するアンテナであることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
前記ノイズ測定アンテナによって測定されたノイズの強度が所定の閾値を超えた場合に、当該ノイズをショットノイズと判定するノイズ判定部をさらに備えた請求項７記載の磁気共鳴イメージング装置。
前記ノイズ判定部によりショットノイズと判定されたノイズが存在する場合に、前記核磁気共鳴信号から前記ショットノイズを除去するノイズ除去部を備え、
前記画像再構成部が、前記ショットノイズが除去された前記核磁気共鳴信号に基づいて画像を再構成する請求項８記載の磁気共鳴イメージング装置。
前記ノイズ除去部が、前記ノイズ判定部によりショットノイズと判定されたノイズが発生した時刻に対応する前記核磁気共鳴信号を予め定めた値に置換することによりノイズを除去する請求項９記載の磁気共鳴イメージング装置。