JPH021235A - 磁気共鳴イメージング装置の画像再構成方式 - Google Patents
磁気共鳴イメージング装置の画像再構成方式Info
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- JPH021235A JPH021235A JP63251762A JP25176288A JPH021235A JP H021235 A JPH021235 A JP H021235A JP 63251762 A JP63251762 A JP 63251762A JP 25176288 A JP25176288 A JP 25176288A JP H021235 A JPH021235 A JP H021235A
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- image reconstruction
- magnetic resonance
- shift component
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
- G01R33/48—NMR imaging systems
- G01R33/54—Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
- G01R33/56—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
- G01R33/565—Correction of image distortions, e.g. due to magnetic field inhomogeneities
- G01R33/56527—Correction of image distortions, e.g. due to magnetic field inhomogeneities due to chemical shift effects
-
- G—PHYSICS
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- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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- G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
- G01R33/48—NMR imaging systems
- G01R33/483—NMR imaging systems with selection of signals or spectra from particular regions of the volume, e.g. in vivo spectroscopy
- G01R33/485—NMR imaging systems with selection of signals or spectra from particular regions of the volume, e.g. in vivo spectroscopy based on chemical shift information [CSI] or spectroscopic imaging, e.g. to acquire the spatial distributions of metabolites
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〕
本発明は核磁気共鳴現象を利用した生体内断層像撮影M
置に係り、特に傾斜磁場強度を時間的に変動させながら
共鳴信号を計測する高速イメージング法において、化学
シフト成分を分離して撮像するのに好適な画像再構成方
式に関する。
置に係り、特に傾斜磁場強度を時間的に変動させながら
共鳴信号を計測する高速イメージング法において、化学
シフト成分を分離して撮像するのに好適な画像再構成方
式に関する。
従来、磁気共鳴イメージング(MagneticRes
onance Imagj、ng、以下MRIと酪す)
において化学シフト成分を分離して撮像するには、例え
ばマグネティック・レゾナンス・イン・メデイスン。
onance Imagj、ng、以下MRIと酪す)
において化学シフト成分を分離して撮像するには、例え
ばマグネティック・レゾナンス・イン・メデイスン。
第4巻第5号、第452頁から第460頁(1,987
年)(阿agnetic Rosonance in
Medicine、vo Q 4 。
年)(阿agnetic Rosonance in
Medicine、vo Q 4 。
Nα5pp452−460,1987)における1′大
きな磁場不均一の下での化学シフトイメージング″(”
Chemical−5hift Imaging wi
th LargeMagnetic Field In
homogeneity” )と題する文献に論じられ
ている如く、一定の傾斜磁場の下で共鳴信号を計測する
2次元フーリエ変換法を用い、かつ複数の異なるタイミ
ングで計測した共鳴信号を2次元フーリエ変換して再構
成された断層像から各々の化学シフ1−成分像を求める
第1の方式が知られている。この方式は、異なる化学シ
フト成分は、わずかに異なる共鳴3周波数を持つことが
ら。
きな磁場不均一の下での化学シフトイメージング″(”
Chemical−5hift Imaging wi
th LargeMagnetic Field In
homogeneity” )と題する文献に論じられ
ている如く、一定の傾斜磁場の下で共鳴信号を計測する
2次元フーリエ変換法を用い、かつ複数の異なるタイミ
ングで計測した共鳴信号を2次元フーリエ変換して再構
成された断層像から各々の化学シフ1−成分像を求める
第1の方式が知られている。この方式は、異なる化学シ
フト成分は、わずかに異なる共鳴3周波数を持つことが
ら。
計測タイミングをずらすことにより各化学シフト成分像
に異なる1ケ相を与え、その差を利用して各成分像を分
離するものである。
に異なる1ケ相を与え、その差を利用して各成分像を分
離するものである。
一方、全く新しいイメージング方式として、例えばプロ
シーデインゲス・オブ・フィツス・ソサエテイオブマグ
ネティック・レゾナンス・イン・メデイスン、第156
頁から第157頁(1986年)(Proceedin
gs of 5 th 5oeiety of
MagneticRe5onance in Ma
dicine、pp、15 G −157,1986)
における1′新しい高速スキャン法″(“A Nove
lFast Scanning System” )と
題する文献に論じられている如く、傾斜磁場強度を時間
的に変動させながら共鳴信号を計測し、撮像に要する時
間を大幅に短縮する方式が知られている。
シーデインゲス・オブ・フィツス・ソサエテイオブマグ
ネティック・レゾナンス・イン・メデイスン、第156
頁から第157頁(1986年)(Proceedin
gs of 5 th 5oeiety of
MagneticRe5onance in Ma
dicine、pp、15 G −157,1986)
における1′新しい高速スキャン法″(“A Nove
lFast Scanning System” )と
題する文献に論じられている如く、傾斜磁場強度を時間
的に変動させながら共鳴信号を計測し、撮像に要する時
間を大幅に短縮する方式が知られている。
また、このようにして計測された共鳴信号から画像を再
構成する一般的な方法として、相関法と呼ばれる方法が
、ソサエティ・オブ・マグネティック・レゾナンス・イ
ン・メデイスン第6回大会予稿集781頁(1987)
(Proceedings ofthe 6th
5ociety of Magnetic Re5on
ance 1nMedjcine、 p 781 (1
987))における文献で論じられている。
構成する一般的な方法として、相関法と呼ばれる方法が
、ソサエティ・オブ・マグネティック・レゾナンス・イ
ン・メデイスン第6回大会予稿集781頁(1987)
(Proceedings ofthe 6th
5ociety of Magnetic Re5on
ance 1nMedjcine、 p 781 (1
987))における文献で論じられている。
さて、上記のような方法により、原理的に1回の共鳴信
号計測により、複数の化学シフト成分を同時に画像化す
る試みが、ソサエティ・オブ・マグネティック・レゾナ
ンス・イン・メデイスン第6回大会予稿集230頁09
87)(Proceedingsof the 6th
5ociety of Magnetic Re5o
nance inMedicina、 p 230 (
1987))において論じられている。この第2の方式
は、2次元画像の撮影において、各次元に対応する2つ
の軸方向の傾斜磁場の両方とも時間的に強度を変化させ
た場合、化学シフト効果による共鳴周波数の違いが、画
像のぼけとなる事実を利用する。すなわち、水素原子核
に注目した場合、水に含まれる水素原子核の共鳴周波数
に合わせて画像を再構成すると、脂肪に含まれる水素原
子核による信号は、共鳴周波数の違いにより余分の位相
回転を受けるため、ぼけた画像として水成分の画像に重
置する。脂肪成分の共鳴周波数に合わせて画像を再構成
した場合も同様に、水成分がぼけた画像になる。いわば
、水成分、脂肪成分各々に焦点を合わせた画像が再構成
でき、その画像には、もう一方の成分の焦点はずれの画
像が混入する。この焦点は−ずれの画像を無視すれば、
水成分と脂肪成分の画像が同時に計測できることになる
。
号計測により、複数の化学シフト成分を同時に画像化す
る試みが、ソサエティ・オブ・マグネティック・レゾナ
ンス・イン・メデイスン第6回大会予稿集230頁09
87)(Proceedingsof the 6th
5ociety of Magnetic Re5o
nance inMedicina、 p 230 (
1987))において論じられている。この第2の方式
は、2次元画像の撮影において、各次元に対応する2つ
の軸方向の傾斜磁場の両方とも時間的に強度を変化させ
た場合、化学シフト効果による共鳴周波数の違いが、画
像のぼけとなる事実を利用する。すなわち、水素原子核
に注目した場合、水に含まれる水素原子核の共鳴周波数
に合わせて画像を再構成すると、脂肪に含まれる水素原
子核による信号は、共鳴周波数の違いにより余分の位相
回転を受けるため、ぼけた画像として水成分の画像に重
置する。脂肪成分の共鳴周波数に合わせて画像を再構成
した場合も同様に、水成分がぼけた画像になる。いわば
、水成分、脂肪成分各々に焦点を合わせた画像が再構成
でき、その画像には、もう一方の成分の焦点はずれの画
像が混入する。この焦点は−ずれの画像を無視すれば、
水成分と脂肪成分の画像が同時に計測できることになる
。
上記第1の方式においては、化学シフト成分像を時間的
に変動する傾斜磁場を用いて高速に撮像することに関し
て考慮されていなかった。
に変動する傾斜磁場を用いて高速に撮像することに関し
て考慮されていなかった。
化学シフト成分像をρI(x、y)(iは化学シフト成
分を表わす添字、X+ yは断層面内の2次元座標)と
し、各成分の共鳴周波数の基準周波数からのずれをΔω
1とすると、共鳴信号S (t)は次の様に書ける。
分を表わす添字、X+ yは断層面内の2次元座標)と
し、各成分の共鳴周波数の基準周波数からのずれをΔω
1とすると、共鳴信号S (t)は次の様に書ける。
5(t)=CΣfdxdyρt(x、 y)・exp[
jy(kx(t)x+ky(t)y)十jΔω+1]
・・・(1)ここで k x(t、)=f Gx(t’ )d t、’ky
(t)=f Gy(t’ )d t、’Gx(t)、
Gy(t): X、y方向の傾斜磁場強度γ:核磁気回
転比 C:比例定数 5、J′T′T である。ただし、静磁場不均一性やTz(よこ緩和時間
)効果は、以下の説明に無関係なため、省略した。ここ
で、2次元フーリエ変換法のように、Gx、Gyが一定
1例えば0x(t)=Gx。
jy(kx(t)x+ky(t)y)十jΔω+1]
・・・(1)ここで k x(t、)=f Gx(t’ )d t、’ky
(t)=f Gy(t’ )d t、’Gx(t)、
Gy(t): X、y方向の傾斜磁場強度γ:核磁気回
転比 C:比例定数 5、J′T′T である。ただし、静磁場不均一性やTz(よこ緩和時間
)効果は、以下の説明に無関係なため、省略した。ここ
で、2次元フーリエ変換法のように、Gx、Gyが一定
1例えば0x(t)=Gx。
Gy(t)=Oならば
5(t)=CΣf dxdyρ+(x + y) ・
・ (2) となり、各成分は、Δω、/γGx だけすれた位置に
イメージングされる。しかしながら、Gx。
・ (2) となり、各成分は、Δω、/γGx だけすれた位置に
イメージングされる。しかしながら、Gx。
Gy共に時間的に変動する場合は、各化学シフト成分を
同時に再構成することができず、従来の第1の方式によ
る化学シフトイメージングの手法が適用できない。
同時に再構成することができず、従来の第1の方式によ
る化学シフトイメージングの手法が適用できない。
本発明の第1の目的は、上記の問題点を解決し。
時間的に変動する傾斜磁場を用いた高速イメージング手
法で化学シフト成分像を得ることを可能とする画像再構
成方式を提供することにある。
法で化学シフト成分像を得ることを可能とする画像再構
成方式を提供することにある。
他方、上記第2の方式は焦点が合った画像の点拡がり関
数(Point 5pread Function、以
下I) S Fと略す)と焦点はずれの画像のPSFが
等しい平均パワーを持つという事実について考慮がなさ
れていなかった。すなわち、焦点はずれの画像を無視す
ることができず、化学シフト成分の同時画像化は不可能
であった。
数(Point 5pread Function、以
下I) S Fと略す)と焦点はずれの画像のPSFが
等しい平均パワーを持つという事実について考慮がなさ
れていなかった。すなわち、焦点はずれの画像を無視す
ることができず、化学シフト成分の同時画像化は不可能
であった。
式(1)の共鳴信号から2次元画像を再構成する方法に
はいろいろ知られているが、前述の相関法は、その中で
も最も一般的な方法であり、以下の説明でも相関法を@
提として考える。
はいろいろ知られているが、前述の相関法は、その中で
も最も一般的な方法であり、以下の説明でも相関法を@
提として考える。
第に化学シフト成分に着目して再構成した画像をρkO
’+y)とするとρ、は一般に複素数の値をとり pm(Xs幻=7dtS(t)exp [+j y(k
x(t)x+ky(t)y)コ・exp[jΔωkt]
・ω(t)・・・(3)である。ここでω(1)はPS
Fをコントロールするための重み係数である。
’+y)とするとρ、は一般に複素数の値をとり pm(Xs幻=7dtS(t)exp [+j y(k
x(t)x+ky(t)y)コ・exp[jΔωkt]
・ω(t)・・・(3)である。ここでω(1)はPS
Fをコントロールするための重み係数である。
式(1)を式(3)に代入すると、
pH(x、 y)=CΣf dx’ dy’ p+(x
’ +y′)・exp[j y(kx(t)(x’ −
x)+ky(t)(y’ y))]・exp[+j
(Δω1−Δω、) tコ ・ ω(1)=()、k
k*ρk)(X、y)+Σ (hkt”ρ、)(x、y
)1≠に となる。ここで記号率は2次元畳み込み積分を表わし くf”g)(x、い=fdx’ dy’ f(x’
y’ )g(x x’ +y−y’ )
ef ・・・(5) である。
’ +y′)・exp[j y(kx(t)(x’ −
x)+ky(t)(y’ y))]・exp[+j
(Δω1−Δω、) tコ ・ ω(1)=()、k
k*ρk)(X、y)+Σ (hkt”ρ、)(x、y
)1≠に となる。ここで記号率は2次元畳み込み積分を表わし くf”g)(x、い=fdx’ dy’ f(x’
y’ )g(x x’ +y−y’ )
ef ・・・(5) である。
式(4)でh+++はPSFを表わし
hkt (x、 y)=C/ dt exp[j
y (kx(t)x+ky(t)y)コ・exp[+j
(Δω、−Δωh)t]・ω(1)・・・(6) である。hkkは焦点の合ったPSF、hkt (k≠
i)は焦点はずれのp S Fを表わす。11klは傾
斜磁場変動パターンおよび重み係数ω(1)から求めら
れ既知と考えてよい。
y (kx(t)x+ky(t)y)コ・exp[+j
(Δω、−Δωh)t]・ω(1)・・・(6) である。hkkは焦点の合ったPSF、hkt (k≠
i)は焦点はずれのp S Fを表わす。11klは傾
斜磁場変動パターンおよび重み係数ω(1)から求めら
れ既知と考えてよい。
式(6)から
fd xd ylhkk(x、y)12=/dxdyl
hkt(x+ y)12foraQ Q i ・・(7) であることが分る。したがって式(4)におけるρ、で
、第に成分以外の成分画像の影響を無視することはでき
ない。水素原子核の場合のように、たとえ化学シフト成
分が2つしかないと見なせる場合でも同様である。
hkt(x+ y)12foraQ Q i ・・(7) であることが分る。したがって式(4)におけるρ、で
、第に成分以外の成分画像の影響を無視することはでき
ない。水素原子核の場合のように、たとえ化学シフト成
分が2つしかないと見なせる場合でも同様である。
本発明の第2の目的は、式(4)における焦点はずれの
成分を推定・除去し、1回の計測から複数の化学シフ1
〜成分画像を得ることを可能とする画像再構成方式を提
供することにある。
成分を推定・除去し、1回の計測から複数の化学シフ1
〜成分画像を得ることを可能とする画像再構成方式を提
供することにある。
上記第1の目的は、複数の異なるタイミングで計111
111 Lだ共鳴信号から、1つの化学シフト成分のみ
による共鳴信号を求め、その結果に対して、注目した化
学シフト成分固有の画像再構成アルゴリズムを適用する
ことにより達成される。
111 Lだ共鳴信号から、1つの化学シフト成分のみ
による共鳴信号を求め、その結果に対して、注目した化
学シフト成分固有の画像再構成アルゴリズムを適用する
ことにより達成される。
データ計d1リタイミングを八Tだけずらした時の共鳴
信号を5AT(シ)は、 SΔr(t)=CΣfdXdyρ、(x、y)exp[
−j y(k x(t)x+k y(t)y)+jΔω
+1] ・ exp[jΔω、・ΔT] ・・(8)
となる。(8)式の最後の因子は、各化学シフト成分の
寄与に、exp[jΔωオ・ΔT]なる位相を与えてい
ることになる。したがって、複数の八Tに対して共鳴信
号を計測し、それらの適当な線形和をとることにより、
第i化学シフト成分のみによる共鳴信号S+(t) St(t)=Cfdxdyρt(x+y)exp[j7
(kx(t)x十ky(t)y)t+jΔωIt]
・・(9)を求めることができる。
信号を5AT(シ)は、 SΔr(t)=CΣfdXdyρ、(x、y)exp[
−j y(k x(t)x+k y(t)y)+jΔω
+1] ・ exp[jΔω、・ΔT] ・・(8)
となる。(8)式の最後の因子は、各化学シフト成分の
寄与に、exp[jΔωオ・ΔT]なる位相を与えてい
ることになる。したがって、複数の八Tに対して共鳴信
号を計測し、それらの適当な線形和をとることにより、
第i化学シフト成分のみによる共鳴信号S+(t) St(t)=Cfdxdyρt(x+y)exp[j7
(kx(t)x十ky(t)y)t+jΔωIt]
・・(9)を求めることができる。
第1成分に対する画像再構成は、(1〕)式において、
共鳴周波数のずれによる位相回りを打消した共鳴信号S
+(t) St(t)=S+(t)・exp[JΔ(J t t]
−・(1,0)を求めSt(t)を用いて画像再
構成を行う。
共鳴周波数のずれによる位相回りを打消した共鳴信号S
+(t) St(t)=S+(t)・exp[JΔ(J t t]
−・(1,0)を求めSt(t)を用いて画像再
構成を行う。
上記第2の目的は、各化学シフト成分に注目し画像を求
めることができる。
めることができる。
て再構成した画像ρ鰍を用い、ρkに含まれる他の化学
シフ1−成分の影響を推定し、除去することにより達成
される。具体的には: (1)初期推定値を ρ −−ρ h 画像ρにの近似画像と考える。式(11)により、式(
4)におけるρ8の、第に成分以外の成分の影響が除去
でき、さらによい近似が得られる。これを(n+1)番
目の推定値ρ、 を 1≠k により求める。ただしAnは ここでρには第に化学シフト成分のスピン密度に比例す
るから、実数で、かつ非頁の値をとる。
シフ1−成分の影響を推定し、除去することにより達成
される。具体的には: (1)初期推定値を ρ −−ρ h 画像ρにの近似画像と考える。式(11)により、式(
4)におけるρ8の、第に成分以外の成分の影響が除去
でき、さらによい近似が得られる。これを(n+1)番
目の推定値ρ、 を 1≠k により求める。ただしAnは ここでρには第に化学シフト成分のスピン密度に比例す
るから、実数で、かつ非頁の値をとる。
式(11)の関数Anはθ。=0のとき第n番目の推う
条件を満足する成分を取り出すことに対応する。
条件を満足する成分を取り出すことに対応する。
なる関数とする。Re (C)は複索数Cの実数部を表
わしQn(≧○)はnによって定まるしきい値パラメー
タである。
わしQn(≧○)はnによって定まるしきい値パラメー
タである。
実際には適当な終了条件を満たすまで式(11)による
推定を繰り返すことにより、化学シフト成分より真の画
像ρkに近いということができ、それだけ式(11)に
よる推定の精度が向上する。
推定を繰り返すことにより、化学シフト成分より真の画
像ρkに近いということができ、それだけ式(11)に
よる推定の精度が向上する。
またn→大にしたがってθ。→小とすることにより、収
束速度を速めることができる。これはn:小のときは式
(4)の右辺第2項の寄与が太きいため、しきい値θ。
束速度を速めることができる。これはn:小のときは式
(4)の右辺第2項の寄与が太きいため、しきい値θ。
を大きくとれば1式(11)による推定への寄与を小さ
くおさえておくことができるためである。
くおさえておくことができるためである。
以下、本発明の第1の実施例を第1図〜第6図を用いて
説明する。
説明する。
第2図は本発明を実施するMRI装置のブロック構成図
である。検査対象物から検磁気共鳴信号を検出するため
に、あらかじめ定められた手順に従って装置各部を制御
するシーケンス制御部201と、共鳴を起こさせるため
に発生する高周波パルスの送信器202と、傾斜磁場を
駆動する傾斜磁場1駆動部204およびそれを制御する
磁場制御部203と、検査対象物から発生する該磁気共
鳴信号を受信検波する受イ3器205と、画像再構成お
よび各種演算を行なう処理袋h’l 206と、画像表
示用CRTデイスプレィ207と、検出信号データ、再
構成画像データなどを記憶する外部記憶装置& 208
とから成る。
である。検査対象物から検磁気共鳴信号を検出するため
に、あらかじめ定められた手順に従って装置各部を制御
するシーケンス制御部201と、共鳴を起こさせるため
に発生する高周波パルスの送信器202と、傾斜磁場を
駆動する傾斜磁場1駆動部204およびそれを制御する
磁場制御部203と、検査対象物から発生する該磁気共
鳴信号を受信検波する受イ3器205と、画像再構成お
よび各種演算を行なう処理袋h’l 206と、画像表
示用CRTデイスプレィ207と、検出信号データ、再
構成画像データなどを記憶する外部記憶装置& 208
とから成る。
以上の構成における本発明の第1の実施例のシーケンス
を第3図に示す。まずZ方向の傾斜磁場パルス301の
印加と同時に90°高周波磁場パルス302を発生させ
、撮影したいスライス内のスピン(撮影対象核種の原子
核)を共鳴させる。
を第3図に示す。まずZ方向の傾斜磁場パルス301の
印加と同時に90°高周波磁場パルス302を発生させ
、撮影したいスライス内のスピン(撮影対象核種の原子
核)を共鳴させる。
次いでスピンエコーを発生させるための180゜高周波
磁場パルス303を、Z方向傾斜磁場パルス304と同
時に印加する。その後1時間的に強度の変化するX方向
傾斜磁場305、X方向傾斜磁場306を印加しながら
、時間307の間、共1!θ信号を計測する。90’高
周波磁場パルス302と180°高周波磁場パルス30
3の時間間隔をTE/2とすると180°高周波パルス
303印加後にTE!/2後にスピンエコー信号が生成
される。X+ X方向傾斜磁場305,306の印加お
よび共鳴信号の計alllは、スピンエコー生成時点か
らΔTずれたタイミングで開始する。
磁場パルス303を、Z方向傾斜磁場パルス304と同
時に印加する。その後1時間的に強度の変化するX方向
傾斜磁場305、X方向傾斜磁場306を印加しながら
、時間307の間、共1!θ信号を計測する。90’高
周波磁場パルス302と180°高周波磁場パルス30
3の時間間隔をTE/2とすると180°高周波パルス
303印加後にTE!/2後にスピンエコー信号が生成
される。X+ X方向傾斜磁場305,306の印加お
よび共鳴信号の計alllは、スピンエコー生成時点か
らΔTずれたタイミングで開始する。
第4図は、第3図におけるX+”j方向傾斜磁場305
.306によるkx(t)+ ky(t)の変動パター
ンの一例を示す。
.306によるkx(t)+ ky(t)の変動パター
ンの一例を示す。
とすれば、(A、Bは定数)
であり、(k x (t) p k y (t) )は
、第4図のような軌跡となる。黒点40.1はサンプル
点で表わす。
、第4図のような軌跡となる。黒点40.1はサンプル
点で表わす。
第5図は、18o°高周波磁場パルスを使用せずに、傾
斜磁場反転によるエコー信号を計測する場合のシーケン
スである。第3図同様、まず2方向の傾斜&1場パルス
501と同時に90″高周波磁場パルス502を印加し
、撮影したいスライス内のスピンのみを共鳴させる。9
06高周波磁場パルス印加からΔτ後にy方向傾斜磁場
503、X方向傾斜磁場504を印加しながら、時間5
05の間共鳴信号を計測する。
斜磁場反転によるエコー信号を計測する場合のシーケン
スである。第3図同様、まず2方向の傾斜&1場パルス
501と同時に90″高周波磁場パルス502を印加し
、撮影したいスライス内のスピンのみを共鳴させる。9
06高周波磁場パルス印加からΔτ後にy方向傾斜磁場
503、X方向傾斜磁場504を印加しながら、時間5
05の間共鳴信号を計測する。
第3図、第5図いずれのシーケンスを用いても以下の本
発明の実施手順は同様である。
発明の実施手順は同様である。
第1図は、化学シフト成分が2成分のみの場合に本発明
の第1の実施例における画像再構成の処理手順を示すフ
ローチャートである。
の第1の実施例における画像再構成の処理手順を示すフ
ローチャートである。
ステップ101:第3図または第5図のシーケンスにお
いて、ΔT=ΔT 1゜ ΔT2(ΔT1≠ΔT2)として共鳴信号SΔrt(t
)。
いて、ΔT=ΔT 1゜ ΔT2(ΔT1≠ΔT2)として共鳴信号SΔrt(t
)。
SΔrz(t)、 O≦t≦Tを計測する。
ステップ102:次式に従って成分1.成分2各々の寄
与のみによる共鳴信号5z(t)、5z(t)を求める
。
与のみによる共鳴信号5z(t)、5z(t)を求める
。
ただし上式により51(t)、5z(t)が求まるため
には、(Δω2−Δω1)(八T2−ΔTl)≠2nπ
(n:整数)でなければならず、あらかじめΔT s
。
には、(Δω2−Δω1)(八T2−ΔTl)≠2nπ
(n:整数)でなければならず、あらかじめΔT s
。
ΔT2の値は、上の条件を満足する様に例えば、(Δω
2−Δω1)(ΔT2−ΔT1)=πとなる様に選んで
おくものとする。
2−Δω1)(ΔT2−ΔT1)=πとなる様に選んで
おくものとする。
ステップ103:次式により、共鳴周波数のずれによる
位相回りを補正した共鳴信号を得る。
位相回りを補正した共鳴信号を得る。
ステップ104 : 5(t)より、成分1の画像ρx
(x+y)を次式により再構成する。
(x+y)を次式により再構成する。
ここで、W(t)は点像応答関数を;i整するためによ
り画像再構成を行う。
り画像再構成を行う。
以上の手順により、化学シフト成分1,2の画像を分離
して再構成することができる。
して再構成することができる。
第6図は、化学シフト成分が一般にn成分ある場合の処
理フローを示す。
理フローを示す。
ステップ601:第3図または第5図のシーケンスにお
いて、ΔT=ΔT z 、ΔTz、・・・、ΔTnとし
てn個の共Ij1信号SΔrdt)、x==1.”’
nyO≦t≦Tを計319する。
いて、ΔT=ΔT z 、ΔTz、・・・、ΔTnとし
てn個の共Ij1信号SΔrdt)、x==1.”’
nyO≦t≦Tを計319する。
ステップ602:次式に従ってS、(t)を算出する。
とすればよい。またRe’[]は実数部をとる質算を表
す。
す。
ステップ105:成分2に関しても、ステップ104と
同様 ここで行列Aは で与えられる。ΔT 1 、・・・、ΔT、の値は逆行
列A−1が存在する様に選ぶ。
同様 ここで行列Aは で与えられる。ΔT 1 、・・・、ΔT、の値は逆行
列A−1が存在する様に選ぶ。
ステップ603:次式により共鳴周波数のずれによる位
置回りを補正した共鳴信号を得る。
置回りを補正した共鳴信号を得る。
ステップ604:各成分iについて、共鳴信号S、(t
)より画像ρ+(x、y)を次式により再構成する。
)より画像ρ+(x、y)を次式により再構成する。
以上の手順により、n個の化学シフト成分像を分離して
再構成することができる。
再構成することができる。
以上の実施例を通じ、本発明の効果は傾斜磁場の時間変
動パターンや画像再構成のアルゴリズムには依存しない
ことは明らかであり、また3次元撮像の場合も、全く容
易に本発明の効果が得られることは言うまでもない。
動パターンや画像再構成のアルゴリズムには依存しない
ことは明らかであり、また3次元撮像の場合も、全く容
易に本発明の効果が得られることは言うまでもない。
また、画像再構成の手順は全て線形であるから計i!+
’l信号上の演算、例えばSΔ11(1)からS、(t
)を求める演算などは、画像再構成演算と順序を入れ替
えて、再構成画像の演算として実行しても、全く等価な
演算となり、したがって効果も変わる所がない。
’l信号上の演算、例えばSΔ11(1)からS、(t
)を求める演算などは、画像再構成演算と順序を入れ替
えて、再構成画像の演算として実行しても、全く等価な
演算となり、したがって効果も変わる所がない。
つぎに、本発明の第2の実施例を第7図により説明する
。
。
第7図は、本発明の第2の実施例により水:M原子核を
対象としたMRIにおいて、水/脂肪成分画像を分離す
る場合の処理手順を示すフローチャートである。
対象としたMRIにおいて、水/脂肪成分画像を分離す
る場合の処理手順を示すフローチャートである。
ステップ701:第3図のシーケンスにより共鳴信号S
(し)を計測する。
(し)を計測する。
ステップ702:次式により水成分/脂肪成分exp[
jΔω1t]ω(t) ここで重み係数ω(1)は i=1.2 1/2 (、+ (t )=(k x (t)2+ k y D
)”)とする。
jΔω1t]ω(t) ここで重み係数ω(1)は i=1.2 1/2 (、+ (t )=(k x (t)2+ k y D
)”)とする。
ステップ7o3:変数nの値をφとおく。
ステップ706:変数nの値に1を加える。
ステップ707:あらかじめ定められた定数N(例えば
N=10)と変数nの値を比較、n < Nならステッ
プ704へn≧Nならステップ708へ。
N=10)と変数nの値を比較、n < Nならステッ
プ704へn≧Nならステップ708へ。
(N) (N)
ステップ708:ρ1 、ρ2 を結果として出力し、
処理終了。
処理終了。
上記ステップ704において、しきい値パラメータO1
は、例えば次の様に定めればよい。
は、例えば次の様に定めればよい。
ここで、kztは式(6)で与えられる焦点はずれPS
F、Δ。は式(12)で定義される関数である。
F、Δ。は式(12)で定義される関数である。
により求める。
ここでmax()は最大値を表わす。
以上の実施例によれば、傾斜磁場強度の時間変動パター
ンや、画像再構成のアルゴリズムには依存せず本発明の
効果が得られることは明らかであり、また3次元撮像の
場合も、全く容易に本発明の効果が得られることは言う
までもない。
ンや、画像再構成のアルゴリズムには依存せず本発明の
効果が得られることは明らかであり、また3次元撮像の
場合も、全く容易に本発明の効果が得られることは言う
までもない。
また、第7図のステップ704および705の処理は、
画像上の畳き込み積分で実行する代わりに計測信号上で
行なってもよい。すなわち、ステップ704の代わりに
、検出信号S(し)から。
画像上の畳き込み積分で実行する代わりに計測信号上で
行なってもよい。すなわち、ステップ704の代わりに
、検出信号S(し)から。
+ky(t)y)] 昏exp[+jΔwet]第1図
、第6第1木、第6第1の実施例における処理手順を示
すフローチャート、第2図はMHI装置のブロック構成
図、第3図および第5図は信号計測のためのパルスシー
ケンスを表わす図、第4図は空間周波数領域における信
号計測点の分布を示す図、第7図は本発明の第2の実施
例における処理手順を示すフローチャートである。
、第6第1木、第6第1の実施例における処理手順を示
すフローチャート、第2図はMHI装置のブロック構成
図、第3図および第5図は信号計測のためのパルスシー
ケンスを表わす図、第4図は空間周波数領域における信
号計測点の分布を示す図、第7図は本発明の第2の実施
例における処理手順を示すフローチャートである。
ツブ705も同様である。
またステップ704,705では、左辺の実数部分だけ
が次の繰り返しで必要となるため、右辺の計算でも実数
部だけを求めるようにして必要な計算量を削減すること
も可能である。
が次の繰り返しで必要となるため、右辺の計算でも実数
部だけを求めるようにして必要な計算量を削減すること
も可能である。
以上述べたように、本発明によれば、時間的に変動する
傾斜磁場を用いた高速撮像法において化学シフト成分像
を分離して再構成できるため、高速に化学シフト成分像
を撮像することが可能になる。
傾斜磁場を用いた高速撮像法において化学シフト成分像
を分離して再構成できるため、高速に化学シフト成分像
を撮像することが可能になる。
猜
図
遁
図
茅
図
第5図
第
図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、静磁場および傾斜磁場および高周波磁場の発生手段
と、該発生手段を定められた手順に従つて制御する手段
と、検査対象物からの磁気共鳴信号を検出する手段と、
検出された信号に対して画像再構成を含む各種演算を行
なう手段とを有する磁気共鳴イメージング装置において
、複数の異なるタイミングで計測した共鳴信号の組から
、1つの化学シフト成分のみの寄与による共鳴信号を推
定することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置の画
像再構成方式。 2、上記1つの化学シフト成分のみの寄与による共鳴信
号の推定は、異なるタイミングで計測した共鳴信号の組
の線形和によつて行う第1項の磁気共鳴イメージング装
置の画像再構成方式。 3、上記1つの化学シフト成分のみの寄与による共鳴信
号を推定した結果に対し、該化学シフト成分固有の画像
再構成アルゴリズムを適用する第1項または第2項の磁
気共鳴イメージング装置の画像再構成方式。 4、上記異なるタイミングで計測した共鳴信号の組に対
し、1つの化学シフト成分固有の画像再構成アルゴリズ
ムを適用する第1項の磁気共鳴イメージング装置の画像
再構成方式。 5、上記異なるタイミングで測定した共鳴信号の組のう
ち、1つの化学シフト成分固有の画像再構成アルゴリズ
ムにより再構成された画像の組を用いて、該化学シフト
成分像を推定する第4項の磁気共鳴イメージング装置の
画像再構成方式。 6、上記化学シフト成分像の推定は、再構成画像の組の
線形和によつて行なう第5項の磁気共鳴イメージング装
置の画像再構成方式。 7、静磁場および傾斜磁場および高周波磁場の発生手段
と、該発生手段を定められた手順に従って制御する手段
と、検査対象物からの磁気共鳴信号を検出する手段と、
検出された信号に対し画像再構成を含む各種演算を行な
う手段とを有する磁気共鳴イメージング装置において、 (1)時間的に強度の変化する傾斜磁場の存在下におけ
る磁気共鳴信号を検出し、 (2)該検出信号に対し、複数の化学シフト成分の各成
分に固有な画像再構成処理を適用することにより、各化
学シフト成分に対応する複数の再構成画像を作成し、 (3)得られた複数の再構成画像から、各化学シフト成
分画像を推定する処理からなることを特徴とする磁気共
鳴イメージング装置の画像再構成方式。 8、上記推定する処理は、 (1)特定の1つの化学シフト成分に着目し、(2)着
目した成分以外の成分画像が、着目した化学シフト成分
に対応する再構成画像上に及ぼす影響を推定し、除去す
る処理からなることを特徴とする第7項の磁気共鳴イメ
ージング装置の画像再構成方式。 9、上記影響を推定する処理は、その影響を推定すべき
化学シフト成分に対応する再構成画像と、所定の点拡が
り関数との畳み込み積分を計算することにより行なうこ
とを特徴とする第8項の磁気共鳴イメージング装置の画
像再構成方式。 10、上記影響を推定する処理は、その影響を推定すべ
き化学シフト成分に対応する再構成画像の実数部分のみ
を取り出した画像と、上記所定の点拡がり関数との畳み
込み積分を計算することを特徴とする第8項の磁気共鳴
イメージング装置の画像再構成方式。 11、上記影響を推定する処理は、上記実数部分のみを
取り出した画像の各画素毎に所定のしきい値との比較を
行ない、該しきい値よりも小さな値をもつすべての画素
の値を所定の値に設定した画像と、所定の点拡がり関数
との畳み込み積分を計算することを特徴とする第10項
の磁気共鳴イメージング装置の画像再構成方式。 12、上記影響を推定し、除去する処理は、複数回繰り
返されることを特徴とする第8項の磁気共鳴イメージン
グ装置の画像再構成処理方式。 13、上記しきい値は、各繰り返しにおいて異なる値と
することを特徴とする第11項の磁気共鳴イメージング
装置の画像再構成方式。 14、上記影響を推定し、除去する処理は、検出信号に
対する演算により行なうことを特徴とする第8項の磁気
共鳴イメージング装置の画像再構成方式。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63251762A JPH021235A (ja) | 1987-11-06 | 1988-10-07 | 磁気共鳴イメージング装置の画像再構成方式 |
US07/418,224 US4996480A (en) | 1987-11-06 | 1989-10-06 | Image reconstructing device for use in magnetic resonance imaging apparatus |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62-279217 | 1987-11-06 | ||
JP27921787 | 1987-11-06 | ||
JP63251762A JPH021235A (ja) | 1987-11-06 | 1988-10-07 | 磁気共鳴イメージング装置の画像再構成方式 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH021235A true JPH021235A (ja) | 1990-01-05 |
Family
ID=26540342
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63251762A Pending JPH021235A (ja) | 1987-11-06 | 1988-10-07 | 磁気共鳴イメージング装置の画像再構成方式 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4996480A (ja) |
JP (1) | JPH021235A (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7330594B2 (en) * | 2003-07-31 | 2008-02-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Image enhancement or correction software, method, apparatus and system for substantially minimizing blur in the scanned image |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4361807A (en) * | 1979-08-10 | 1982-11-30 | Picker International Limited | Nuclear magnetic resonance systems |
GB2128339B (en) * | 1982-10-06 | 1986-09-17 | Peter Mansfield | Nuclear magnetic resonance imaging |
US4506223A (en) * | 1982-11-22 | 1985-03-19 | General Electric Company | Method for performing two-dimensional and three-dimensional chemical shift imaging |
US4567440A (en) * | 1983-06-09 | 1986-01-28 | Haselgrove John C | Vivo P-31 NMR imaging of phosphorus metabolites |
US4585993A (en) * | 1983-12-14 | 1986-04-29 | General Electric Company | Method for selective NMR imaging of chemically-shifted nuclei |
US4581582A (en) * | 1983-12-27 | 1986-04-08 | General Electric Company | High-spatial-resolution spectroscopic NMR imaging of chemically-shifted nuclei |
US4585992A (en) * | 1984-02-03 | 1986-04-29 | Philips Medical Systems, Inc. | NMR imaging methods |
GB8415078D0 (en) * | 1984-06-13 | 1984-07-18 | Picker Int Ltd | Nuclear magnetic resonance imaging |
US4716369A (en) * | 1984-06-20 | 1987-12-29 | Hitachi, Ltd. | High speed imaging method with three-dimensional NMR |
US4618827A (en) * | 1984-09-10 | 1986-10-21 | General Electric Company | Method for high-spatial-resolution spectroscopic NMR imaging of chemically-shifted nuclei |
US4654593A (en) * | 1985-02-13 | 1987-03-31 | University Of Cincinnati | Method for chemical and tomographic analysis of a moving object by nuclear magnetic resonance |
JPH0811112B2 (ja) * | 1985-03-11 | 1996-02-07 | 株式会社日立製作所 | 核磁気共鳴を用いた検査装置 |
US4698592A (en) * | 1985-08-16 | 1987-10-06 | The Regents Of The University Of California | MRI of chemical shift spectra within limited inner volume |
US4733185A (en) * | 1987-06-01 | 1988-03-22 | General Electric Company | Methods for localization in NMR spectroscopy |
-
1988
- 1988-10-07 JP JP63251762A patent/JPH021235A/ja active Pending
-
1989
- 1989-10-06 US US07/418,224 patent/US4996480A/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
US4996480A (en) | 1991-02-26 |
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