JPH02119845A - 切捨てによって生じるアーティファクトの減少法 - Google Patents
切捨てによって生じるアーティファクトの減少法Info
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- JPH02119845A JPH02119845A JP1139016A JP13901689A JPH02119845A JP H02119845 A JPH02119845 A JP H02119845A JP 1139016 A JP1139016 A JP 1139016A JP 13901689 A JP13901689 A JP 13901689A JP H02119845 A JPH02119845 A JP H02119845A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）に関する。
さらに特定すれば、ＨＲＩを使用して得られたイメージ
中のギブス・アーティファクトの最小化に関する。
中のギブス・アーティファクトの最小化に関する。
（従来技術とその課題）
サンプル抽出の時間は制限されている。づンプル抽出時
間が有限であるため、「ギブス現象」として知られてい
る現象によってアーティファクトが生じる。例えば、切
れ目に近いイメージ領域内の表示には、「振動性オーバ
ーシュート」が含まれ、そのオーバーシュートは、切れ
目における信号の振幅のほぼ９％である。ギブス現象を
原因とするアーティファクトは、イメージ中の「反響」
として現れる。この反響は、ギブス・アーティファクト
と呼ばれることが多い。マツフグローヒル出版社が発行
したＲ、ブレスウェル著の書籍〈フリエ変換とその応用
＞（１９６５年）の２０９ページ以降参照。
間が有限であるため、「ギブス現象」として知られてい
る現象によってアーティファクトが生じる。例えば、切
れ目に近いイメージ領域内の表示には、「振動性オーバ
ーシュート」が含まれ、そのオーバーシュートは、切れ
目における信号の振幅のほぼ９％である。ギブス現象を
原因とするアーティファクトは、イメージ中の「反響」
として現れる。この反響は、ギブス・アーティファクト
と呼ばれることが多い。マツフグローヒル出版社が発行
したＲ、ブレスウェル著の書籍〈フリエ変換とその応用
＞（１９６５年）の２０９ページ以降参照。
サンプル抽出点を多くした場合、振幅は９％に留まるが
、オーバーシュートは切れ目の縁に向かって圧縮される
ため、アーティファクトが減少し、したがって空間解像
度が改善される。サンプル抽出点を多く取ることによっ
て空間解像度は改善されるが、そのためには時間が必要
であり、時間が多くなると処理量が減少する。また、周
知の通り、ＳＮ比（ＳＮＲ）はＮ（サンプル抽出点の数
）の平方根の逆数に比例する。したがって、ギブス・ア
ーティファクトを効果的に減少させるために十分なだけ
のサンプル抽出点を得ることは、処理量を減少させるだ
けでなく、改善された解像度が雑音によって不明瞭にさ
れる点にまでイメージのＳＮＲも減少させる。
、オーバーシュートは切れ目の縁に向かって圧縮される
ため、アーティファクトが減少し、したがって空間解像
度が改善される。サンプル抽出点を多く取ることによっ
て空間解像度は改善されるが、そのためには時間が必要
であり、時間が多くなると処理量が減少する。また、周
知の通り、ＳＮ比（ＳＮＲ）はＮ（サンプル抽出点の数
）の平方根の逆数に比例する。したがって、ギブス・ア
ーティファクトを効果的に減少させるために十分なだけ
のサンプル抽出点を得ることは、処理量を減少させるだ
けでなく、改善された解像度が雑音によって不明瞭にさ
れる点にまでイメージのＳＮＲも減少させる。
時間領域内の拡大フィルターは、効果的にオーバーシュ
ートを減少させ、ＳＮＲを増加させることができる。た
だし、そのようなフィルターはイメジの解像度を減少さ
せる。解像度が減少するのは、オーバーシュートを減少
させる時間領域フィルターが、また、関数の転移幅を増
大させるからである。空間解像度、すなわち、検出可能
な最低寸法は転移幅に比例する。したがって、転移幅の
増大は、検出可能な最低寸法の増大を意味する。
ートを減少させ、ＳＮＲを増加させることができる。た
だし、そのようなフィルターはイメジの解像度を減少さ
せる。解像度が減少するのは、オーバーシュートを減少
させる時間領域フィルターが、また、関数の転移幅を増
大させるからである。空間解像度、すなわち、検出可能
な最低寸法は転移幅に比例する。したがって、転移幅の
増大は、検出可能な最低寸法の増大を意味する。
磁気共鳴イメージングにおいては、例えば胸部イメージ
の場合のように、２５６ Ｘ ２５６のイメージが要求
されない例が多数存在する。事実、解像度は劣るが、Ｓ
ＮＲと取得時間が改善されたイメージの方が望ましい場
合が多い。坦在まで、解像度が劣るイメージが使用され
ないで来たのは、ギブス・アーティファクトが原因であ
る。ギブス・アティファクトはイメージを、特に解像度
の劣るイメージを不明瞭にする。したがって、必要なこ
とは、解像度、ＳＮＲまたは走査時間に悪影響を及ぼす
ことなく、ギブス・アーティファクトを減少させること
である。
の場合のように、２５６ Ｘ ２５６のイメージが要求
されない例が多数存在する。事実、解像度は劣るが、Ｓ
ＮＲと取得時間が改善されたイメージの方が望ましい場
合が多い。坦在まで、解像度が劣るイメージが使用され
ないで来たのは、ギブス・アーティファクトが原因であ
る。ギブス・アティファクトはイメージを、特に解像度
の劣るイメージを不明瞭にする。したがって、必要なこ
とは、解像度、ＳＮＲまたは走査時間に悪影響を及ぼす
ことなく、ギブス・アーティファクトを減少させること
である。
したがって、本発明の目的は、デイスプレー・イメージ
中の反響アーティファクトを効果的かっ実質的に減少さ
せ、一方では、走査時間を増加させることなく、最終デ
イスプレー・イメージの与えられた解像度とＳＮ比を実
質的に維持することである。
中の反響アーティファクトを効果的かっ実質的に減少さ
せ、一方では、走査時間を増加させることなく、最終デ
イスプレー・イメージの与えられた解像度とＳＮ比を実
質的に維持することである。
（課題を解決するための技術的手段）
本発明に従った、反響アーティファクトを減少させる方
法が提供されている。この方法は、走査時間を増大させ
ることなく走査を達成し、一方では、すでに使用されて
いるイメージング法によって得られた反響アーティファ
クトを減少させ、ＳＮ比と解像度を維持する。上記方法
は下記の段階で構成されている： ａ）無誘導減衰（ＦＤＩ）信号を取得する段階ｂ）デー
タを得るため、取得した信号から非対称的にサンプルを
抽出する段階 Ｃ）時間領域のフィルター後データを用意するため、取
得されたデータを、時間領域内で最適化されたフィルタ
ーによって拡大する段階：この段階は、 １） オーバーシュートを減少させ、 ２）解像度を劣化させ、 ３） ＳＮＲを増加させる。
法が提供されている。この方法は、走査時間を増大させ
ることなく走査を達成し、一方では、すでに使用されて
いるイメージング法によって得られた反響アーティファ
クトを減少させ、ＳＮ比と解像度を維持する。上記方法
は下記の段階で構成されている： ａ）無誘導減衰（ＦＤＩ）信号を取得する段階ｂ）デー
タを得るため、取得した信号から非対称的にサンプルを
抽出する段階 Ｃ）時間領域のフィルター後データを用意するため、取
得されたデータを、時間領域内で最適化されたフィルタ
ーによって拡大する段階：この段階は、 １） オーバーシュートを減少させ、 ２）解像度を劣化させ、 ３） ＳＮＲを増加させる。
ｄ）時間領域のフィルター後データを複合共役すること
によって、非対象データを得る段階：この段階は、 １）データの量を増大させ、したがって、解像度を改善
し、 ２）反響アーティファクトの原因となるオバーシュート
を圧縮し、 ３） ＳＮ比（ＳＮＲ）を減少させる。
によって、非対象データを得る段階：この段階は、 １）データの量を増大させ、したがって、解像度を改善
し、 ２）反響アーティファクトの原因となるオバーシュート
を圧縮し、 ３） ＳＮ比（ＳＮＲ）を減少させる。
ｅ） イメージ・データを得るために非対象ブタをフー
リエ変換する段階、および ｒ）実質的に反響アーティファクトがなく、対象サンプ
ル抽出法を使用して得られたイメージに匹敵する解像度
と３８比を備えたイメージを得るため、イメージ・デー
タを処理する段階 本明細書において使用する場合、ＦＩＤ信号にはエコー
信号を含めることができる。また、本発明の範囲内にお
いて、（取得されたデータの）フィルタリングを複合共
役段階の後に行なうことができること、または、フーリ
エ変換を複合共役段階の前に行なうことができることを
理解しなければならない。その上、本発明は、位相エン
デイング方向または周波数エンデイング方向のいずれか
の方向において適用することができるが、最大の恩恵（
時間の節減）を得ることができるのは、本発明を位相エ
ンデイング方向に適用した場合である。
リエ変換する段階、および ｒ）実質的に反響アーティファクトがなく、対象サンプ
ル抽出法を使用して得られたイメージに匹敵する解像度
と３８比を備えたイメージを得るため、イメージ・デー
タを処理する段階 本明細書において使用する場合、ＦＩＤ信号にはエコー
信号を含めることができる。また、本発明の範囲内にお
いて、（取得されたデータの）フィルタリングを複合共
役段階の後に行なうことができること、または、フーリ
エ変換を複合共役段階の前に行なうことができることを
理解しなければならない。その上、本発明は、位相エン
デイング方向または周波数エンデイング方向のいずれか
の方向において適用することができるが、最大の恩恵（
時間の節減）を得ることができるのは、本発明を位相エ
ンデイング方向に適用した場合である。
（実施例）
第１図は、時間領域内で取得された弗型的なＦＩＤ信号
１１を示す。装飾文字７１ Ｆ １１が示す通り、時間
領域信号は、望ましい実施例においてはエコー信号であ
り、フーリエ変換されて周波数領域信号１２になる。時
間領域信号は負の無限大から正の無限大には進まないが
、その代わり、時間領域信号１１の限界を定める線１３
と１４によって示された通り切捨てられる。時間領域信
号を切捨てた結果、周波数領域信号１２中にギブス効果
オーバーシュート１６が現れる。このオーバーシュート
がギブス・アーティファクトの原因となる。すなわち、
イメジ中ににじみ、すなわち反響アーティファクトが現
れる。
１１を示す。装飾文字７１ Ｆ １１が示す通り、時間
領域信号は、望ましい実施例においてはエコー信号であ
り、フーリエ変換されて周波数領域信号１２になる。時
間領域信号は負の無限大から正の無限大には進まないが
、その代わり、時間領域信号１１の限界を定める線１３
と１４によって示された通り切捨てられる。時間領域信
号を切捨てた結果、周波数領域信号１２中にギブス効果
オーバーシュート１６が現れる。このオーバーシュート
がギブス・アーティファクトの原因となる。すなわち、
イメジ中ににじみ、すなわち反響アーティファクトが現
れる。
第２図は、サンプル抽出点を非常に多くすことによって
ギブス・オーバーシュートにもたらされる効果を示す。
ギブス・オーバーシュートにもたらされる効果を示す。
非常に多くの点をサンプル抽出すると、オーバーシュー
トの周波数変位が狭くなる、すりなわち、圧縮される。
トの周波数変位が狭くなる、すりなわち、圧縮される。
その結果、オーバーシュートの反響アーティファクトが
減少する。ただし、サンプル抽出点が増加すると、イメ
ージの解像度は改善されるが、処理時間とＳＮ比は悪影
響を受ける。先行技術においては、ギブス効果のため、
少数のサンプル抽出点でイメージを得ることができなか
った。それは、災害の原因となる反響アティフアク１−
がもたらされ、イメージを不明瞭にしたからであった。
減少する。ただし、サンプル抽出点が増加すると、イメ
ージの解像度は改善されるが、処理時間とＳＮ比は悪影
響を受ける。先行技術においては、ギブス効果のため、
少数のサンプル抽出点でイメージを得ることができなか
った。それは、災害の原因となる反響アティフアク１−
がもたらされ、イメージを不明瞭にしたからであった。
第３図は、時間領域空間フィルターがフーリエ変換され
た信号に及ぼす効果を示す。ここでは、信号１７のオー
バーシュート１８が鋭利に減少していることに注目しな
ければならない。ただし、信号１９の縁を定める線１９
は、事実上垂直である代りにここでは偏っている。実際
の場面においては、線１９は、１ピクセルの過渡幅りを
持つ線から、１ピクセルより遥かに大きな過渡幅りを持
つように変換される。望ましい実施例においては、過渡
幅りは、本来の１ピクセルの幅の３倍までに変動するこ
とがある。例えば、過渡幅は第２図の過渡幅より大幅に
増加しているので、識別することができる最小ブチイル
、すなわち、解像度（単位：ビクセルまたは順）がフィ
ルターの使用に応じて増加することは、第３図から明白
である。解像度は過渡幅の直接の関数である。
た信号に及ぼす効果を示す。ここでは、信号１７のオー
バーシュート１８が鋭利に減少していることに注目しな
ければならない。ただし、信号１９の縁を定める線１９
は、事実上垂直である代りにここでは偏っている。実際
の場面においては、線１９は、１ピクセルの過渡幅りを
持つ線から、１ピクセルより遥かに大きな過渡幅りを持
つように変換される。望ましい実施例においては、過渡
幅りは、本来の１ピクセルの幅の３倍までに変動するこ
とがある。例えば、過渡幅は第２図の過渡幅より大幅に
増加しているので、識別することができる最小ブチイル
、すなわち、解像度（単位：ビクセルまたは順）がフィ
ルターの使用に応じて増加することは、第３図から明白
である。解像度は過渡幅の直接の関数である。
第４図においては、フィルターは窓２０として示されて
いる。カイザー型の窓が示されているが、伯の機能の窓
を使用することもできることを理解しなければならない
。重要な特性は、実質的に、取得されたデータの中心の
みしか窓を通過することができず、オーバーシュートが
減衰することである。
いる。カイザー型の窓が示されているが、伯の機能の窓
を使用することもできることを理解しなければならない
。重要な特性は、実質的に、取得されたデータの中心の
みしか窓を通過することができず、オーバーシュートが
減衰することである。
第５図に示す磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システム
２１は、ＳＮＲ，解像度またたはイメージング時間に大
幅に悪影響を与えることなく、ギブス・アティフ７クト
を最小にするか大幅に減少させるために備わっている。
２１は、ＳＮＲ，解像度またたはイメージング時間に大
幅に悪影響を与えることなく、ギブス・アティフ７クト
を最小にするか大幅に減少させるために備わっている。
このＨＲＩシステム２１は、大型静止磁場を提供するた
めに使用される普通の磁石２２で構成されている。この
磁石２２は、磁石の内腔内に置かれた「スピン」と整列
している。
めに使用される普通の磁石２２で構成されている。この
磁石２２は、磁石の内腔内に置かれた「スピン」と整列
している。
磁石とシステムは、制御プロセッサー２３の制御下に置
かれている。図面上の線が過剰になることを回避するた
め、制御プロセッサーがＨＲＩシステム２１のコンポー
ネント部品に接続されているところは示されていない。
かれている。図面上の線が過剰になることを回避するた
め、制御プロセッサーがＨＲＩシステム２１のコンポー
ネント部品に接続されているところは示されていない。
もし示せば、事実が明らかになるよりは混乱が大きくな
るはずである。制御プロセッサー２３がＨＲＩシステム
２１のためのタイミング信号と制御信号を提供すること
は理解されており、周知である。
るはずである。制御プロセッサー２３がＨＲＩシステム
２１のためのタイミング信号と制御信号を提供すること
は理解されており、周知である。
大型静止磁石と関連して、受信された信号の源の位置を
定めるために使用される勾配フィールドＸ、Ｙと７を作
るための勾配フィールド・ジェネレーターが示されてい
る。Ｘ勾配フィールド・ジェネレーターＧｘ、 Ｙ勾配
フィールド・ジェネレーターＧＶと、Ｚ勾配フィールド
・ジェネレーターＧｚはそれぞれ、２４．２６と２７に
詳細に示されている。
定めるために使用される勾配フィールドＸ、Ｙと７を作
るための勾配フィールド・ジェネレーターが示されてい
る。Ｘ勾配フィールド・ジェネレーターＧｘ、 Ｙ勾配
フィールド・ジェネレーターＧＶと、Ｚ勾配フィールド
・ジェネレーターＧｚはそれぞれ、２４．２６と２７に
詳細に示されている。
大型静止磁場ジェネレーター１１ｏは２８に示されてい
る。
る。
大型静止磁場によって整列されたスピンを動揺させる（
すなわちｒひっくり返すＪ）ための手段が備わっている
。さらに具体的に言えば、無線周波数（ＲＦ）コイル（
示されていない）が、大型磁石の内部に置かれている。
すなわちｒひっくり返すＪ）ための手段が備わっている
。さらに具体的に言えば、無線周波数（ＲＦ）コイル（
示されていない）が、大型磁石の内部に置かれている。
送信モードの場合、送信装置２９は、送受信切換え装置
回路３１経由でＲＦパルスをＲＦコイルに与える。送信
装置２９は、変調装置３２経由でパルスを受信する。こ
の変調装置は、無線周波数ジェネレーター３３からの無
線周波数を変調ジェネレーター３４からの変調信号で変
調し、ＲＦパルスを作るために使用することができる。
回路３１経由でＲＦパルスをＲＦコイルに与える。送信
装置２９は、変調装置３２経由でパルスを受信する。こ
の変調装置は、無線周波数ジェネレーター３３からの無
線周波数を変調ジェネレーター３４からの変調信号で変
調し、ＲＦパルスを作るために使用することができる。
磁石システムのＲＦコイルに与えられたＲ「パルスは、
先ず、スピンを９０度だけひっくり返し、その後、例え
ば正規のスピン・エコー・シーケンスで１８０度だけひ
っくり返す。
先ず、スピンを９０度だけひっくり返し、その後、例え
ば正規のスピン・エコー・シーケンスで１８０度だけひ
っくり返す。
ＲＦパルスを与える間、スライス選択勾配パルスＧｚが
与えられる。その後、位相エンコーディング・パルスＧ
Ｖが与えられる。信号を受信する間、読取りまたは見取
り勾配パルス６ｙが与えられる。
与えられる。その後、位相エンコーディング・パルスＧ
Ｖが与えられる。信号を受信する間、読取りまたは見取
り勾配パルス６ｙが与えられる。
受信サイクルにおいては、第６（ｂ）図に信号３６で示
された通り、エコーが受信される。信号３６は非対称的
にサンプル抽出された信号である。この信号は、読取り
勾配パルス３９が与えられている間に受信される。
された通り、エコーが受信される。信号３６は非対称的
にサンプル抽出された信号である。この信号は、読取り
勾配パルス３９が与えられている間に受信される。
正常すなわち対照的にサンプル抽出され受信された信号
と、非対照的にサンプル抽出された信号との間の区別は
、第６（ａ〉図と第６（ｂ）図との比較によって、最も
よく示される。第６（ａ）図は、正常にサンプル抽出さ
れた信号３６を示す１゜その図においては、受信された
信号のピークの両側で同数のサンプル（Ｍ／２）が取ら
れている。
と、非対照的にサンプル抽出された信号との間の区別は
、第６（ａ〉図と第６（ｂ）図との比較によって、最も
よく示される。第６（ａ）図は、正常にサンプル抽出さ
れた信号３６を示す１゜その図においては、受信された
信号のピークの両側で同数のサンプル（Ｍ／２）が取ら
れている。
したがって、例えばＭが１２８であれば、信号のビクの
両側に、縦座標０に沿って、６４個のサンプルが取られ
る。
両側に、縦座標０に沿って、６４個のサンプルが取られ
る。
第６（ｂ）図は非対象サンプル抽出の一例を示す。その
図においては、信号の中心の片側に（ｍ／２）（１＋Ｒ
）のンプルが取られることが示されている。信号の中心
の他の側は、（Ｍ／２）（１〜Ｒ）のサンプルを提供し
ている。この場合、Ｒ＜１であり、正である。したがっ
て、例えばＲ−０，３であり、Ｍが１２８である場合、
゛片方の側は６４Ｘ １．３、すなわち８３のサンプル
を提供し、他の側は、６４ｘ Ｏ，７、すなわち４５の
サンプルを提供する。さらに、第６（Ｃ）図に示す通り
、複合共役の後、サンプル総数は１６６になる。このこ
とは、もちろん、走査時間に影響を及ぼすことなく解像
度を増加させ、ＳＮＲを減少させる。
図においては、信号の中心の片側に（ｍ／２）（１＋Ｒ
）のンプルが取られることが示されている。信号の中心
の他の側は、（Ｍ／２）（１〜Ｒ）のサンプルを提供し
ている。この場合、Ｒ＜１であり、正である。したがっ
て、例えばＲ−０，３であり、Ｍが１２８である場合、
゛片方の側は６４Ｘ １．３、すなわち８３のサンプル
を提供し、他の側は、６４ｘ Ｏ，７、すなわち４５の
サンプルを提供する。さらに、第６（Ｃ）図に示す通り
、複合共役の後、サンプル総数は１６６になる。このこ
とは、もちろん、走査時間に影響を及ぼすことなく解像
度を増加させ、ＳＮＲを減少させる。
第５図の説明に戻ると、受信された信号は、受信された
信号と、変調ジェネレーター３４からの信号の両方を受
信する復調装置３２で復調される。復調装置からの信号
は、Ａ／Ｎ変換装置４３によってデジタル信号に変換さ
れる。非対象サンプル抽出は一般に、一つの方向に行な
われる。非対称サンプ１フ ル抽出は、時間エンコーディング方向または位相■ンコ
ーディング方向のいずれかで行なわれる。
信号と、変調ジェネレーター３４からの信号の両方を受
信する復調装置３２で復調される。復調装置からの信号
は、Ａ／Ｎ変換装置４３によってデジタル信号に変換さ
れる。非対象サンプル抽出は一般に、一つの方向に行な
われる。非対称サンプ１フ ル抽出は、時間エンコーディング方向または位相■ンコ
ーディング方向のいずれかで行なわれる。
位相エンコーディング方向で偏心サンプル抽出が行なわ
れた場合は、節約される時間が多くなる。
れた場合は、節約される時間が多くなる。
例えば完全な取得後データは、信号３Ｇを取得し、デジ
タル化することによって得られた１２８Ｘ １２８のマ
トリクス中のデータで構成される。例えば、１２８Ｘ
１６６のマトリクスのためのデータを作るためには、複
合共役が使用される。複合共役装置は装置４４として示
されている。複合共役装置の出力は、ギブス・アーティ
ファクトの除去を助番プるため、カイザー・フィルター
４６のような拡大フィルターを経由して送られる。カイ
ザー・フィルターの出力は、フーリエ変換装置４７によ
ってフーリエ変換される。
タル化することによって得られた１２８Ｘ １２８のマ
トリクス中のデータで構成される。例えば、１２８Ｘ
１６６のマトリクスのためのデータを作るためには、複
合共役が使用される。複合共役装置は装置４４として示
されている。複合共役装置の出力は、ギブス・アーティ
ファクトの除去を助番プるため、カイザー・フィルター
４６のような拡大フィルターを経由して送られる。カイ
ザー・フィルターの出力は、フーリエ変換装置４７によ
ってフーリエ変換される。
実際には、フーリエ変換および／またはフィルタリング
は、本発明の範囲内で、複合共役の前に行なうことがで
きる。さらに、実際には、フィルター・パラメーターは
、ギブス・アーティファクトの減少が最適に行なわれる
ように、また、解像度の改善と、複合共役段階を原因と
するＳＮＲの障害を考慮することによって、解像度、Ｓ
ＮＲ（と走査時間）を事実上同一に保持するように選択
される。
は、本発明の範囲内で、複合共役の前に行なうことがで
きる。さらに、実際には、フィルター・パラメーターは
、ギブス・アーティファクトの減少が最適に行なわれる
ように、また、解像度の改善と、複合共役段階を原因と
するＳＮＲの障害を考慮することによって、解像度、Ｓ
ＮＲ（と走査時間）を事実上同一に保持するように選択
される。
発明性のあるイメージング、すなわち、例えば非対称サ
ンプル抽出、拡大フィルタリングと複合共役によって得
られる解像度は、同数のサンプル点を使用して得られた
対称サンプル抽出による解像度との比較として、下記の
式で与えられる：ＲＥＳ＝ Ｄ／ （１→Ｒ） 上記の式において、 Ｄは、拡大フィルタリング後の過渡幅（単位：ビクセル
またはＩＩＴＩＴｌ）（第３図参照）であり、Ｒは、サ
ンプル抽出の非対称性（第６図参照）である。
ンプル抽出、拡大フィルタリングと複合共役によって得
られる解像度は、同数のサンプル点を使用して得られた
対称サンプル抽出による解像度との比較として、下記の
式で与えられる：ＲＥＳ＝ Ｄ／ （１→Ｒ） 上記の式において、 Ｄは、拡大フィルタリング後の過渡幅（単位：ビクセル
またはＩＩＴＩＴｌ）（第３図参照）であり、Ｒは、サ
ンプル抽出の非対称性（第６図参照）である。
フィルタリングの前、過渡幅は１ビクセルである。非対
称サンプル抽出の反対である対称シンプル抽出の場合、
Ｒはゼロである。実際には、サンプル抽出点の数は、複
合共役がない場合、Ｎである。複合共役の後には、２Ｈ
のサンプル点がある。
称サンプル抽出の反対である対称シンプル抽出の場合、
Ｒはゼロである。実際には、サンプル抽出点の数は、複
合共役がない場合、Ｎである。複合共役の後には、２Ｈ
のサンプル点がある。
この場合、２Ｈ＝Ｎ （，１＋Ｒ）であり、Ｎ＜２８で
ある。フィルターは解像度を劣化させるが、複合共役は
解像度を改善することに注目しなければならない。その
結果、ギブス・アーティファクトを減少させる処理の間
に解像度が大幅に変化することはない。
ある。フィルターは解像度を劣化させるが、複合共役は
解像度を改善することに注目しなければならない。その
結果、ギブス・アーティファクトを減少させる処理の間
に解像度が大幅に変化することはない。
本明細書に記載した独特のイメージングによって得られ
たＳＮＲと、普通に得られるＳＮＲとの比較は、下記の
式によって与えられる： ＳＮＲ＝ ［１／（１÷３Ｒ）］ １／２＊１／σＦ上
記の式において、 Ｒは、最善の妥協が得られるように選択された、選択さ
れたサンプルの非対称性であり、σ、は、拡大フィルタ
ーによるＲＨ８雑音の減少である。
たＳＮＲと、普通に得られるＳＮＲとの比較は、下記の
式によって与えられる： ＳＮＲ＝ ［１／（１÷３Ｒ）］ １／２＊１／σＦ上
記の式において、 Ｒは、最善の妥協が得られるように選択された、選択さ
れたサンプルの非対称性であり、σ、は、拡大フィルタ
ーによるＲＨ８雑音の減少である。
対称サンプル抽出の場合Ｒはゼロであり、ＳＮＲは１で
ある。したがって、非対称サンプル抽出はＳＮＲを劣化
させる。他方、フィルターはＳＮＲを改善する。その結
果、ギブス・アーティファクトを減少させるための処理
の間、ＳＮＲが大幅に変化することはない。
ある。したがって、非対称サンプル抽出はＳＮＲを劣化
させる。他方、フィルターはＳＮＲを改善する。その結
果、ギブス・アーティファクトを減少させるための処理
の間、ＳＮＲが大幅に変化することはない。
共役の後に２Ｈのサンプル抽出が行なわれたと仮定する
。フィルターは、各点をフィルター関数ｆｋだけ拡大す
る。−Ｈ≦に＜１であり、点ｆｋ＝ｏは１に正常化され
ている。したがって、 σ−−１／２Ｍ−五ｆ（ｋ）’ カイザー・フィルターが応用された場合の一例（プレン
ティス・ホール社刊行、Ｒ，Ｗ、ハミング著〈デジタル
・フィルター〉第２版（１９８３年）参照）： （ｆｋ）＝Ｉｏ［αｌヨＴ万ロ１”］／１０ （α）
上記の式において、Ｉｏは次式によって与えられる関数
である： Ｉｏ（Ｘ） ＝ １＋Σ［（ｘ／２）≠αはフィルター
の自由パラメーターである。その他のパラメーターは、
ひとたびαが選定された後に計算することができる。カ
イザー・フィルターの場合： ２０＜＾＜５０であれば、α＝０．５８４２（Ａ−２１
） ０．４ ＋０、０７８８６（Ａ−２１） 八はギブス・オーバーシュートのフィルター減衰である
（単位二デシベル）。
。フィルターは、各点をフィルター関数ｆｋだけ拡大す
る。−Ｈ≦に＜１であり、点ｆｋ＝ｏは１に正常化され
ている。したがって、 σ−−１／２Ｍ−五ｆ（ｋ）’ カイザー・フィルターが応用された場合の一例（プレン
ティス・ホール社刊行、Ｒ，Ｗ、ハミング著〈デジタル
・フィルター〉第２版（１９８３年）参照）： （ｆｋ）＝Ｉｏ［αｌヨＴ万ロ１”］／１０ （α）
上記の式において、Ｉｏは次式によって与えられる関数
である： Ｉｏ（Ｘ） ＝ １＋Σ［（ｘ／２）≠αはフィルター
の自由パラメーターである。その他のパラメーターは、
ひとたびαが選定された後に計算することができる。カ
イザー・フィルターの場合： ２０＜＾＜５０であれば、α＝０．５８４２（Ａ−２１
） ０．４ ＋０、０７８８６（Ａ−２１） 八はギブス・オーバーシュートのフィルター減衰である
（単位二デシベル）。
Ａ〉２１のとき、Ｄ ＝ （Ａ−７，９５）／ １４．
３６＾〈２１のとき、Ｄ ＝０．９２２２ ｎ ＝ １．２．３・・・ 選択されたフィルターからα、Ｄ、Ａ、σＦを決定する
ことにより、下記のタイプの表を作ることができるニ 一人−」− アルファ シグマ α −辺一 ０．６６３ ０．９６６ ０．９２９ ０．９３８ １．１４３ ０．９１３ １．３３３ ０．８９０ １、５０６ ０．８６９ １．６６９ ０．８５０ １．８２１ ０．８３２ １．９７３ ０．８１６ ２．１１７ ０．８０２ 過度幅 ０、９７８ １、０４８ １、１１８ １，１８７ １，２５７ １，３２７ １，３９６ １、４６６ １，５３６ ３１ ２．２５６ ０．７８８
１．６０５例を挙げると、オーバーシュートを６ｄ
ｂだけ減衰させなければならない場合（すなわちＡ＝２
７ｄｂ）αは１．６９９ 、σＦは０．８５０ 、Ｄは
１．３２７である。
３６＾〈２１のとき、Ｄ ＝０．９２２２ ｎ ＝ １．２．３・・・ 選択されたフィルターからα、Ｄ、Ａ、σＦを決定する
ことにより、下記のタイプの表を作ることができるニ 一人−」− アルファ シグマ α −辺一 ０．６６３ ０．９６６ ０．９２９ ０．９３８ １．１４３ ０．９１３ １．３３３ ０．８９０ １、５０６ ０．８６９ １．６６９ ０．８５０ １．８２１ ０．８３２ １．９７３ ０．８１６ ２．１１７ ０．８０２ 過度幅 ０、９７８ １、０４８ １、１１８ １，１８７ １，２５７ １，３２７ １，３９６ １、４６６ １，５３６ ３１ ２．２５６ ０．７８８
１．６０５例を挙げると、オーバーシュートを６ｄ
ｂだけ減衰させなければならない場合（すなわちＡ＝２
７ｄｂ）αは１．６９９ 、σＦは０．８５０ 、Ｄは
１．３２７である。
我々の例においてＲ＝０．３である場合、解像度は１．
３２７／１．３ 、すなわち、はぼ１になるはずであり
、比較されるＳＮＲは下記となるはずである：［１／１
．９］ ’／２［１／、８５０］すなわち０．８５３５
したがって、カイザー・フィルターはオーバーシュート
を半分に切断するはずであり、一方、解像度とＳＮＲは
事実上、維持される。
３２７／１．３ 、すなわち、はぼ１になるはずであり
、比較されるＳＮＲは下記となるはずである：［１／１
．９］ ’／２［１／、８５０］すなわち０．８５３５
したがって、カイザー・フィルターはオーバーシュート
を半分に切断するはずであり、一方、解像度とＳＮＲは
事実上、維持される。
オーバーシュートを１０ｄｂだけ減衰させる場合、すな
わち、＾−３１であれば、α＝２．２５６ 、σＦ＝０
．７７８ 、Ｄ ＝１．６０５によって総合解像度は１
．２４となり、総合ＳＮＲは０．９２０７となるはずで
ある。すなわち、総合解像度は僅かに減少し、総合ＳＮ
Ｒは改善される。その上、非対称性は解像度とＳＮＲの
制御に付加するため選択的に変動させることができる。
わち、＾−３１であれば、α＝２．２５６ 、σＦ＝０
．７７８ 、Ｄ ＝１．６０５によって総合解像度は１
．２４となり、総合ＳＮＲは０．９２０７となるはずで
ある。すなわち、総合解像度は僅かに減少し、総合ＳＮ
Ｒは改善される。その上、非対称性は解像度とＳＮＲの
制御に付加するため選択的に変動させることができる。
下記の表は、Ｒを０．３０．０．３３または０．２７に
、減衰を２７ｄｂまたは３１ｄｂに選択することによっ
て得ることがで きる比較解像度とＳＮＨのサンプル変動を示すニー表−
１＝ ＲＡｄｂ 総合解像度 総合５ＮＲ＝ Ｒ
ＥＳ Ｏ，３０２７１，０２１０，８５３６ ０，３３２７０，９５５７０，８３４００，２７２７１
，０４５０，８７４５ ０，３０３１１，２４０，９２０７ ０，３３３１１，２０６０，８９９６ ０，２７３１１，２６４０，９４３２ 従って、フィルターのパラメーターを、走査時間を追加
することなく、解像度、反響アーティファクトとＳＮＲ
すべての閏の妥協が得られるように選択することができ
る。パラメーターは、解像度の劣化もＳＮＨの劣化も大
幅でなく、ギブス・アーティファクトが大幅に減少し、
走査時間が同一に留まるように選択することが理想的で
ある。
、減衰を２７ｄｂまたは３１ｄｂに選択することによっ
て得ることがで きる比較解像度とＳＮＨのサンプル変動を示すニー表−
１＝ ＲＡｄｂ 総合解像度 総合５ＮＲ＝ Ｒ
ＥＳ Ｏ，３０２７１，０２１０，８５３６ ０，３３２７０，９５５７０，８３４００，２７２７１
，０４５０，８７４５ ０，３０３１１，２４０，９２０７ ０，３３３１１，２０６０，８９９６ ０，２７３１１，２６４０，９４３２ 従って、フィルターのパラメーターを、走査時間を追加
することなく、解像度、反響アーティファクトとＳＮＲ
すべての閏の妥協が得られるように選択することができ
る。パラメーターは、解像度の劣化もＳＮＨの劣化も大
幅でなく、ギブス・アーティファクトが大幅に減少し、
走査時間が同一に留まるように選択することが理想的で
ある。
先行技術においては、ギブス・アーティファクトが優勢
である場合は、解像度が最高であるときでも、イメージ
を使用して行なう適切な診断がアーティファクトによっ
て妨げられることが多いことを理解しなければならない
。例えば、障害が識別できないほどひどく「不鮮明にな
る」ことが多い。
である場合は、解像度が最高であるときでも、イメージ
を使用して行なう適切な診断がアーティファクトによっ
て妨げられることが多いことを理解しなければならない
。例えば、障害が識別できないほどひどく「不鮮明にな
る」ことが多い。
このように、追加走査時間を必要とすることな（、解像
度を低下させることなく、または、ＳＮＲを劣化させる
ことなく、ギブス・アーティファクトを最小にするため
の方法と設備が提供される。
度を低下させることなく、または、ＳＮＲを劣化させる
ことなく、ギブス・アーティファクトを最小にするため
の方法と設備が提供される。
本発明を具体的な実施例を使用して説明したが、それら
の実施例は例としてのみ説明されたものであり、添付の
特許請求の範囲によって定められた本発明の範囲を限定
するものであると解釈してはいけない。
の実施例は例としてのみ説明されたものであり、添付の
特許請求の範囲によって定められた本発明の範囲を限定
するものであると解釈してはいけない。
本発明の上記とその他の特徴と目的は、添付図面を参照
して、本発明の広い範囲の説明に照らして考慮した場合
、最もよく理解されるであろう。
して、本発明の広い範囲の説明に照らして考慮した場合
、最もよく理解されるであろう。
第１図は、フーリエ変換した切捨て後の時間信号から得
られた周波数信号中のギブス・オーバーシュートを示す
。 第２図は、第１図において使用されたサンプル抽出点よ
り多数のサンプル抽出点を使用した場合に、フーリエ変
換し、切捨てられた後の時間信号から得られた周波数信
号中のギブス・オーバーシュートを示す。 第３図は、フーリエ変換し、拡大フィルターした時間信
号から得られた周波数信号中のギブス・オーバーシュー
トを示す。 第４図は、本発明のシステムに使用するために望ましい
タイプのフィルターを示す。 第５図は、本発明のギブス・アーティファクト減少を実
行するためのＨＲＩシステムとコンポーネントを示す。 第６（ａ）図は、先行技術の対称サンプル抽出を示す。 第６（ｂ）図は、非対称サンプル抽出を示す。 第６（Ｃ）図は、複合共役後に非対称ザンプル抽出され
たデータを示す。
られた周波数信号中のギブス・オーバーシュートを示す
。 第２図は、第１図において使用されたサンプル抽出点よ
り多数のサンプル抽出点を使用した場合に、フーリエ変
換し、切捨てられた後の時間信号から得られた周波数信
号中のギブス・オーバーシュートを示す。 第３図は、フーリエ変換し、拡大フィルターした時間信
号から得られた周波数信号中のギブス・オーバーシュー
トを示す。 第４図は、本発明のシステムに使用するために望ましい
タイプのフィルターを示す。 第５図は、本発明のギブス・アーティファクト減少を実
行するためのＨＲＩシステムとコンポーネントを示す。 第６（ａ）図は、先行技術の対称サンプル抽出を示す。 第６（ｂ）図は、非対称サンプル抽出を示す。 第６（Ｃ）図は、複合共役後に非対称ザンプル抽出され
たデータを示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、磁器共鳴イメージング（ＭＲＩ）システムを使用し
て取得されたイメージ中のギブス・アーティファクトを
減少させる方法であって、 ａ）ＭＲＩ信号を取得する段階と、 ｂ）データを得るため、取得した信号からサンプルを抽
出する段階と、 ｃ）解像度を改善し、ギブス・アーティファクトの原因
となるオーバーシュートを圧縮し、ただし、結果として
得られるイメージのＳＮ比（ＳＮＲ）を減少させるため
、データの量を増加させる段階と、 ｄ）オーバーシュートを減少させるため、増加されたデ
ータで操作する段階と、 ｅ）ギブス・アーティファクトが非常に僅かであり、正
常の操作を通して得られるイメージに匹敵する解像度と
ＳＮＲを備えたイメージを結果として得るため、オーバ
ーシュートを減少させた後の増加されたデータを処理す
る段階とで構成された方法。 ２、請求項１に記載したギブス・アーティファクトを減
少させる方法であつて、データを得るために取得された
信号からサンプルを抽出する段階が、データを得るため
に取得された信号から非対称的にサンプルを抽出するこ
とで構成されている方法。 ３、請求項２に記載した方法であつて、データの量を増
加させる上記段階が、取得されたデータから非対称的に
サンプルを抽出することによつて得られたデータの複合
共役で構成されている方法。 ４、請求項３に記載した方法であつて、オーバーシュー
トを減少させるために増加されたデータで操作する段階
が、複合共役を使用して得られた増加したデータを最適
化されたフィルターによって拡大することで構成されて
いる方法。 ５、請求項４に記載した方法であって、オーバーシュー
トが減少した後の、増加したデータを処理する段階に、
イメージ・データを得るために、フィルターから得られ
たデータをフーリエ変換する段階が含まれている方法。 ６、請求項４に記載された方法であって、複合共役を使
用して得られた増加したデータを最適化されたフィルタ
ーによって拡大する段階が、カイザー・フィルターを利
用することで構成されている方法。 ７、請求項３に記載した方法であつて、フィルターされ
たデータを得るために非対称的なサンプル抽出によって
取得されたデータを最適化されたフィルターによつて拡
大し、フィルターされたデータを複合共役し、イメージ
・データを得るために複合共役されたフィルター・デー
タをフーリエ変換する段階を含む方法。 ８、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システムを使用し
て取得されたイメージ中のギブス・アーティファクトを
減少させるシステムであつて、 ａ）ＭＲＩ信号を取得する手段と、 ｂ）データを得るため、取得した信号からサンプルを抽
出する手段と、 ｃ）解像度を改善し、ギブス・アーティファクトの原因
となるオーバーシュートを圧縮し、ただし、結果として
得られるイメージのＳＮ比（ＳＮＲ）を減少させるため
、データの量を増加させる手段と、 ｄ）オーバーシュートを減少させるため、増加されたデ
ータで操作する手段と、 ｅ）ギブス・アーティファクトが非常に僅かであり、正
常の操作を通して得られるイメージに匹敵する解像度と
ＳＮＲを備えたイメージを結果として得るため、オーバ
ーシュートを減少させた後の増加されたデータを処理す
る手段とで構成された方法。 ９、請求項８に記載したギブス・アーティファクトを減
少させるシステムであって、データを得るために取得さ
れた信号からサンプルを抽出するための手段が、データ
を得るために取得された信号から非対称的にサンプルを
抽出するための手段で構成されているシステム。 １０、請求項９に記載したシステムであつて、データの
量を増加させる上記手段が、取得されたデータから非対
称的にサンプルを抽出することによつて得られたデータ
を複合共役するための手段で構成されているシステム。 １１、請求項１０に記載したシステムであつて、オーバ
ーシュートを減少させるために増加されたデータで操作
するための手段が、複合共役を使用して得られた増加し
たデータを最適化されたフィルターによって拡大するた
めの手段で構成されているシステム。 １２、請求項１１に記載したシステムであって、オーバ
ーシュートが減少した後の増加したデータを処理するた
めの手段に、イメージ・データを得るためにフィルター
から得られたデータをフーリエ変換するための手段が含
まれているシステム。 １３、請求項１１に記載されたシステムであつて、複合
共役を使用して得られた増加したデータを最適化された
フィルターによって拡大する手段が、カイザー・フィル
ターで構成されているシステム。 １４、請求項９に記載したシステムであって、フィルタ
ーされたデータを得るために非対称的なサンプル抽出に
よって取得されたデータを最適化されたフィルターよつ
て拡大し、フィルターされたデータを複合共役し、イメ
ージ・データを得るために複合共役されたフィルター・
データをフーリエ変換するための手段を含むシステム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IL86570 | 1988-05-31 | ||
| IL86570A IL86570A (en) | 1988-05-31 | 1988-05-31 | Reduction of truncation caused artifacts |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02119845A true JPH02119845A (ja) | 1990-05-07 |
Family
ID=11058894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1139016A Pending JPH02119845A (ja) | 1988-05-31 | 1989-05-31 | 切捨てによって生じるアーティファクトの減少法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4950991A (ja) |
| JP (1) | JPH02119845A (ja) |
| DE (1) | DE3917309A1 (ja) |
| IL (1) | IL86570A (ja) |
| NL (1) | NL8901353A (ja) |
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| US5168227A (en) * | 1991-05-01 | 1992-12-01 | General Electric | High resolution imaging using short te and tr pulse sequences with asymmetric nmr echo acquisition |
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