JPH06171A - フーリエ変換を用いるｍｒｉ画像のリサイジング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】ＭＲＩ画像は時間領域データをゼロ埋め込みす
ることによって選択的にリサイズ又は「ズーム」され
る。ゼロ埋め込みの後、時間領域データのフーリエ変換
によって、ゼロ埋め込みせずに時間領域データから与え
られた画像に対してリサイズされる画像を表示の際に提
供する空間領域データが与えられる。 【効果】「ズーム」又は拡大係数は選択されることがで
き、埋め込まれるゼロの数はズーム係数に応じて変えら
れて異なるズーム比を提供する。ズーム係数を特定の値
に制限することによって、高速フーリエ変換をフーリエ
変換において使用することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は核磁気共鳴（ＮＭＲ）及
び磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）に関し、特に、ＭＲ
Ｉフーリエ変換画像再構成に関する。さらに詳しくは、
本発明はフーリエ変換を用いてＭＲＩの画像サイズを
「ズームイン（縮小）」又はその逆に変更する技術に関
する。

【０００２】

【従来の技術】ＭＲＩの画像サイズを「ズームイン」又
はその逆に変更することは、しばしば望ましい（例え
ば、重要な構造のさらに詳細な図を提供する場合）。し
かし、そのような「ズーミング」は、時間領域データ集
合内の時間領域（生データ）サンプルの数と、フーリエ
変換による空間（画像）領域データにより規定される画
素の数との一致のために、概して、簡単には或いは容易
には達成されない。

【０００３】ＭＲＩ実験の原理は周知である。簡単にい
えば（願わくば単純化し過ぎないように）、典型的なＭ
ＲＩシステムに於いて、イメージされるべき対象１０
（図１参照）（例えば人体の一部）が外部静磁界勾配に
置かれる。対象内の陽子は磁界方向に従ってそのスピン
を整列しようとする。対象は、適当な周波数、タイミン
グ及び期間である１個又はそれ以上のＲＦ励起パルスに
よって励起される（１つの例として、いわゆる「スピン
エコー」型パルスシーケンスが使用され得る）。ラーモ
ア周波数で発生されたＲＦ励起パルスは陽子のスピンを
歳差運動させる。各ＲＦパルスがスイッチオフされる
と、核は歳差運動によりその平衡位置へ戻り、この緩和
過程において、核はＲＦ受信器により検出され得るＮＭ
Ｒレスポンスを発する。

【０００４】大抵のイメージングへの適用において、Ｎ
ＭＲレスポンスは、励起期間、読み取り期間及びその間
の期間に、異なった磁界勾配を与えることによって空間
的にエンコードされる。例えば、２次元空間エンコード
は、いわゆる「スピンワープ」法を用いて提供され得
る。「スピンワープ」法では、ＮＭＲレスポンス内の周
波数情報が一方の次元（例えばｘ方向）の空間情報を蓄
え、ＮＭＲレスポンスの位相成分が他方の次元（例えば
ｚ方向）の空間情報を蓄える。この方法を用いて、読み
取り勾配（例えばＧｘ）は読み取り期間にスイッチオン
されて一方の次元（例えばｘ）の空間情報を周波数エン
コードし、他の勾配（例えばＧｚ）はいわゆる「展開」
期間（励起期間と読み取り期間の間）にスイッチオンさ
れて他方の次元（例えばｚ）のＮＭＲパルスを位相エン
コードする。典型的には、検出された各ＮＭＲ信号に対
して位相角の異なる変化を与えるために、位相エンコー
ド勾配の振幅又は期間は、走査の間に変更される。

【０００５】読み取り期間の間、ＮＭＲ信号は典型的に
は一定の時間間隔τでサンプリングされ、フーリエ係数
時間領域生データの集合、Ｓ（ｔ₀、τ）、Ｓ（ｔ₀、２
τ）、Ｓ（ｔ₀、３τ）．．．Ｓ（ｔ₀、ｎτ）が得られ
る。τの値はサンプリング定理に適合するように選択さ
れる（つまり、サンプリング率は信号に存在する最も高
い周波数成分の少なくとも２倍である）。サンプリング
率が低すぎると、概して周波数間隔が粗くなりすぎ、対
象が画像範囲のほんの一部分しか占めなくなってしま
う。サンプリング率が高すぎると、偽の高周波数信号が
出される（従って、スペクトルの低周波数部分にその信
号を折り返すことになる）。サンプルポイント（フーリ
エ係数）の総数は（典型的には２次元）フーリエ変換後
の空間分解能を決定し、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）法
を利用するために、２の累乗が通常選択される。生のＮ
ＭＲ時間領域データの得られる集合は、どちらの次元
（例えばｘ及びｚ）においても概して相称的であり、従
って、時間領域値のＮ×Ｎ配列を構成する。

【０００６】時間領域データ集合は、さらに、様々な理
由のために周知の方法で処理されることができる（例え
ば、計測装置エラーを補正するため、Ｓ／Ｎ比を改善す
るため等）。

【０００７】「再構成」という用語は、獲得された時間
領域データ集合が対象の画像に変換されるプロセスを言
う。２次元フーリエ変換（ＦＴ）は前述のように時間領
域データ集合に適用され、周波数及び位相情報を導き出
して（従って空間エンコードを行い）、空間領域データ
を生じる（図１参照）。その後、この空間領域データ
は、電子表示装置上に画像を提供するために従来の方法
を用いてさらに処理され得る、及び／又は後の検索及び
イメージングのためにデータファイルに記憶され得る。

【０００８】画像獲得に用いられたサンプリング間隔τ
は、一般に、空間領域データ集合の空間分解能（つまり
画素の数）を確立する。なぜなら、サンプリング間隔は
フーリエ係数に対応する空間分布を決定し、それによっ
て対象空間内に規定されるスライス体積の「グリッド」
の座標点を確立するからである。従って、一般に、２５
６×２５６の画素を包含する再構成画像を提供するため
には２５６×２５６の生データ配列を集める必要があっ
た。しかしながら、獲得された時間領域サンプルの数と
空間領域の値の数との間のこの本質的な一対一対応を、
限定された方法で変化させていたことはこれまでにも公
知である。

【０００９】例えば、１次元又はそれ以上の次元におい
てゼロ値を生データ集合に与えて（「ゼロ充填」と呼ば
れる方法）、獲得時間の増加を伴わずに得られる画像
「分解能」の改善を利用すること（言い換えれば、画像
に於ける１行当りの画素の総数を増加させること）は公
知である。この方法は、ゼロ「高周波」成分（即ち、時
間領域データ集合配列の「外側」の周りのゼロ値）を加
えることを含んでいる。このゼロ充填法はまた、画像
「分解能」又は算出時間を低下させずに「高周波」画像
成分のＳ／Ｎ比を増大させることによって獲得時間を低
減するためにも使用された。バーソルディ（Ｂａｔｈｏ
ｌｄｉ）らの１１ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＭａｇｎｅｔ
ｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ９（１９７３年）を参照さ
れたい。

【００１０】これまでにも、「ズーミング」能力をＭＲ
Ｉに与えるために多くのことが提案されてきた。以下は
ＭＲＩ画像の「ズーミング」のための利点及び方法に関
する、これまでに出された米国特許の簡単なリストであ
る。レフラー（Ｌｏｅｆｆｌｅｒ）らの米国特許第４，
７０３，２７１号、パルティエル（Ｐａｌｔｉｅｌ）の
米国特許第４，６４４，２８０号、及びグロバー（Ｇｌ
ｏｖｅｒ）の米国特許第４，５９３，２４７号。

【００１１】従来行われてきたズーミング法の多くは、
ＲＦパルス列及び／又は他の獲得パラメータを変化させ
ていた。例えばグロバーの特許は、Ａ／Ｄコンバータに
よる変換の前にＮＭＲ信号が帯域制限され、ＮＭＲ信号
をＸ及びＹ方向に帯域制限することを開示している。オ
ンオフ中央領域における「ズーミング」は受信周波数を
シフトすることによって達成される。パルティエルの特
許に開示されている技術は、アーティファクトの偽信号
を出さないようにして、偽のスピンエコー列を用いるこ
とによって画像のズーミングを可能にする。

【００１２】「補間」法もまた「ズーミング」を達成す
るために用いられ得る。補間によって、サンプリング間
隔により決定された座標点とは異なる座標点での画像の
値が確かめられる。そのような画像補間法は、獲得され
るべき新しいデータを必要とせずに画像の外観を変化さ
せる場合、非常に柔軟性があるので極めて有用である。
補間は、１つの画像に対して「ズームイン」するために
（つまりサンプリング間隔によって決定された各時間ス
ライスに対して画素が１個よりも多い画像を提供するた
めに）、再サンプリングと共に使用されることができ
る。残念ながら、補間法は「ズームインされた」画像に
アーティファクトを加えることがある。

【００１３】画像を補間することは、一般に、デジタル
画像に於ける不連続ポイントに連続関数を与えることを
含んでいるので、値はサンプリング間隔による所定の座
標点以外の座標点で規定される。その後、連続関数は重
要な任意の点で再サンプルされることができる。補間及
びサンプリングは組み合わせることができるので、信号
は、再サンプリング処理の間にサンプルされる点でのみ
補間される。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、補間及び再サ
ンプリングには、ズームされた画像の鮮明さを損なう厄
介なアーティファクトを時には導入する可能性がある。
例えば、本願の出願人は、データ獲得期間に使用された
サンプリング間隔によって提供された画素値よりも多い
画素値となるように、空間領域（画像）データの一次補
間法を行い、その後補間されたデータを再サンプリング
することによってズーミング能力を提供した。この方法
は「ズームインされた」画像（補間せずに得られた当初
の画像に対してサイズが拡大された画像）を与えること
ができるが、補間／再サンプリング処理は画像アーティ
ファクトを導入する可能性がある（例えば図７を参
照）。ＭＲＩにおいて使用するよりよい補間関数を見つ
けるために過去多くの研究がなされてきた。「Ｃｏｍｐ
ａｒｉｓｏｎ ｏｆ Ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｎｇ Ｍ
ｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｉｍａｇｅ Ｒｅｓａｍｐｌｉ
ｎｇ」Ｖｏｌ．ＭＩ−２，Ｎｏ．２，ＩＥＥＥ Ｔｒａ
ｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｉｍａｇ
ｉｎｇ（１９８３年３月）においてパーカー（Ｐａｒｋ
ｅｒ）らは、様々な補間関数を調べて各々の利点及び欠
点を論議している。また、ミーランド（Ｍｅａｌａｎ
ｄ）の「Ｏｎ ｔｈｅ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ Ｉ
ｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄｓ」、Ｖｏ
ｌ．７，Ｎｏ．３ ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ
ｓ ｏｎ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ（１９８８
年９月）も参照されたい。上述のようなアーティファク
トを低減するために改良された補間法が使用され得る
が、そのような改良された補間法は付加的な処理資源及
び／又はより長い処理時間を必要とする計算上の複雑さ
を導くものである。従って、さらに計算効率がよく、柔
軟性のあるＭＲＩ画像リサイジング技術は、非常に有利
なものである。

【００１５】補間への他のアプローチは、本願出願人の
１９８９年１月５日付けの米国特許出願第０７／２９
３，８５９号の「３Ｄ Ｉｍａｇｅ Ｒｅｃｏｎｓｔｒ
ｕｃｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｐｌａｃｉｎｇ
３Ｄ ＳｔｒｕｃｔｕｒｅＷｉｔｈｉｎ Ｃｏｍｍｏ
ｎ Ｏｂｌｉｑｕｅ ｏｒ Ｃｏｎｔｏｕｒｅｄ Ｓｌ
ｉｃｅ−Ｖｏｌｕｍｅ Ｗｉｔｈｏｕｔ Ｌｏｓｓ ｏ
ｆ Ｖｏｌｕｍｅ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ」に説明され
ている。この特許出願はスライス体積の境界が効率よく
３次元に形成され得るフーリエ変換画像再構成補間法を
開示している。この方法はフーリエ変換中にフーリエシ
フト定理を時間領域データに適用して、空間領域で画素
のシフトを行うことを含んでいる。

【００１６】本発明はフーリエ変換ＭＲＩ画像再構成法
をさらに改良することを目指しており、さらに詳しく
は、空間領域データを補間し再サンプリングすることか
ら起こる欠点を被ることなく所定の時間領域データ集合
から得ることが可能なＭＲＩの画像サイズを変更する補
間技術を提供する。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の方法は、ＮＭＲ
レスポンスを表す時間領域データ集合を獲得し、該時間
領域データ集合をイメージするために空間領域データに
変換するタイプの核磁気共鳴イメージングシステムに於
いて、（ａ）所望のズーム係数を指定するステップ、
（ｂ）該ズーム係数に応じて埋め込まれたゼロの数量を
選択するステップを含む、該時間領域データ集合にゼロ
を埋め込むステップ、及び（ｃ）該ゼロを埋め込まれた
時間領域データ集合を少なくとも１次元でフーリエ変換
して、該指定されたズーム係数に対応する空間領域デー
タを発生するステップ、を包含する画像リサイジング方
法であり、そのことにより上記目的が達成される。

【００１８】また、本発明の他の画像リサイジング方法
は、イメージされるべき対象からＮＭＲレスポンスを導
き出すＲＦパルス発生器及び磁界発生器と、そのような
ＮＭＲレスポンスを受け取りそれに応じてデジタル化さ
れた時間領域データ集合を供給する獲得／変換回路と、
少なくとも１次元のフーリエ変換を該時間領域データ集
合に適用して空間領域データを発生し電子表示装置に表
示するための該空間領域データに反応して画像を展開す
るプロセッサとを備えているタイプの核磁気共鳴イメー
ジングシステムに於いて、（ａ）可変のズーム係数を選
択するステップ、（ｂ）該選択された可変のズーム係数
に応じてゼロ値の数量を決定するステップ、及び（ｃ）
該フーリエ変換を用いて、該時間領域データ集合及び該
追加ゼロ値の選択された数量を処理して該空間領域デー
タを得るステップを包含している。

【００１９】上記構成に於いて、前記時間領域データ集
合はＮ×Ｎサイズの配列を規定し、前記決定するステッ
プ（ｂ）は、Ｍは２の累乗である値Ｍ＞Ｎを選択するス
テップと、Ｍ×Ｍ配列内で、該時間領域データ集合のＮ
×Ｎ配列を規定するステップと、該Ｎ×Ｎ配列の入力に
よって占有されていない該Ｍ×Ｍ配列内の全ての入力を
ゼロに設定するステップと、該Ｍ×Ｍ配列に高速フーリ
エ変換法を適用して空間領域データを得るステップとを
包含することもできる。

【００２０】上記構成に於いて、前記時間領域データ集
合はＮ×Ｎサイズの配列を規定し、前記決定するステッ
プ（ｂ）は、偶数の整数値の部分集合から値Ｍ＞Ｎを選
択するステップと、Ｍ×Ｍ配列内で、該時間領域データ
集合のＮ×Ｎ配列を規定するステップと、該Ｎ×Ｎ配列
の入力によって占有されていない該Ｍ×Ｍ配列内の全て
の入力をゼロに設定するステップと、該Ｍ×Ｍ配列に高
速フーリエ変換法を適用して空間領域データを得るステ
ップとを包含することもできる。

【００２１】上記構成に於いて、前記時間領域データ集
合はＮ×Ｎサイズの配列を規定し、前記決定するステッ
プ（ｂ）は、Ｍはいずれかの偶数整数値である値Ｍ＞Ｎ
を選択するステップと、Ｍ×Ｍ配列内で、該時間領域デ
ータ集合のＮ×Ｎ配列を規定するステップと、該Ｎ×Ｎ
配列の入力によって占有されていない該Ｍ×Ｍ配列内の
全ての入力をゼロに設定するステップと、該Ｍ×Ｍ配列
に低速フーリエ変換法を適用して空間領域データを得る
ステップとを包含することもできる。

【００２２】本発明の他の画像リサイジング方法は、Ｒ
Ｆパルスを発生する手段と、磁界を発生する手段と、該
ＲＦパルス発生手段及び該磁界発生手段によって導き出
されたＮＭＲレスポンスを受け取り該ＮＭＲ応答に応じ
てデジタル化された時間領域データ集合を供給するデー
タ獲得手段と、該獲得手段に接続され該時間領域データ
集合に少なくとも１次元のフーリエ変換を適用して空間
領域データを発生する処理手段と、該空間領域データに
応じて画像を展開する電子表示手段とを備えているタイ
プの核磁気共鳴イメージング装置に於いて、（ａ）可変
のズーム係数を選択するステップ、（ｂ）該時間領域デ
ータ及び追加ゼロ値を含むより大きな時間領域データ集
合内に該時間領域データ集合を規定するステップ、
（ｃ）該選択された可変のズーム係数に応じて、該より
大きな時間領域データ集合のサイズを選択するステッ
プ、及び（ｄ）該フーリエ変換を、該より大きな時間領
域データ集合に適用して該空間領域データを供給するス
テップ、を包含している。

【００２３】上記構成に於いて、前記時間領域データ集
合はＮ×Ｎサイズの配列を規定し、前記より大きなデー
タ集合のサイズを選択するステップ（ｃ）は、Ｍは２の
累乗である値Ｍ＞Ｎを選択するステップと、Ｍ×Ｍ配列
内で該時間領域データ集合のＮ×Ｎ配列を規定するステ
ップと、該Ｎ×Ｎ配列の入力によって占有されていない
該Ｍ×Ｍ配列内の全ての入力をゼロに設定するステップ
と、を包含しており、前記適用するステップ（ｄ）は高
速フーリエ変換（ＦＦＴ）を該Ｍ×Ｍ配列に適用して空
間領域データを得ることを包含することもできる。

【００２４】上記構成に於いて、前記時間領域データ集
合はＮ×Ｎサイズの配列を規定し、前記より大きなデー
タ集合のサイズを選択するステップ（ｃ）は、偶数の整
数値の部分集合から値Ｍ＞Ｎを選択するステップと、Ｍ
×Ｍ配列内で該時間領域データ集合のＮ×Ｎ配列を規定
するステップと、該Ｎ×Ｎ配列の入力によって占有され
ていない該Ｍ×Ｍ配列内の全ての入力をゼロに設定する
ステップと、を包含しており、前記適用するステップ
（ｄ）は高速フーリエ変換を該Ｍ×Ｍ配列に適用して空
間領域データを得ることを包含することもできる。

【００２５】上記構成に於いて、前記時間領域データ集
合はＮ×Ｎサイズの配列を規定し、前記サイズを選択す
るステップ（ｃ）は、Ｍはいずれかの偶数整数値である
値Ｍ＞Ｎを選択するステップと、Ｍ×Ｍ配列内で該時間
領域データ集合のＮ×Ｎ配列を規定するステップと、該
Ｎ×Ｎ配列の入力によって占有されていない該Ｍ×Ｍ配
列内の全ての入力をゼロに設定するステップと、を包含
することもできる。

【００２６】本発明の方法は、イメージされるべき対象
からＮＭＲレスポンスを導き出すＲＦパルス発生器及び
磁界発生器と、そのようなＮＭＲレスポンスを受け取り
それに応じてデジタル化された時間領域データ集合を供
給する獲得回路と、再構成プロセッサとを備えているタ
イプの核磁気共鳴イメージングシステムに於いて、電子
表示装置に表示するために画像を展開する方法であっ
て、（ａ）フーリエ変換を該時間領域データ集合に適用
して第１の空間領域データを得るステップ、（ｂ）該第
１の空間領域データから第１の画像を展開するステッ
プ、（ｃ）該時間領域データ集合を保持するステップ、
並びに（ｄ）リサイズされた画像を発生するために、オ
ペレータ要求に対して、（ｉ）該時間領域データ集合に
ゼロ埋め込みを行い、フーリエ変換を該ゼロ埋め込みさ
れた時間領域データ集合に適用して第２の空間領域デー
タを得るステップ、及び（ｉｉ）第２の空間領域データ
から該第１の画像に対してリサイズされた画像を展開す
るステップの実行に条件を設けるステップ、を包含して
いる。

【００２７】上記構成に於いて、前記時間領域データ集
合はＮ×Ｎサイズの配列を規定し、前記ゼロ埋め込みス
テップ（ｉ）は、Ｍは２の累乗である値Ｍ＞Ｎを選択す
るステップと、Ｍ×Ｍ配列内で該時間領域データ集合の
Ｎ×Ｎ配列を規定するステップと、該Ｎ×Ｎ配列の入力
によって占有されていない該Ｍ×Ｍ配列内の全ての入力
をゼロに設定するステップとを包含しており、前記画像
を展開するステップ（ｉｉ）は高速フーリエ変換法をＭ
×Ｍ配列に適用して空間領域データを得ることを包含し
ていてもよい。

【００２８】上記構成に於いて、前記時間領域データ集
合はＮ×Ｎサイズの配列を規定し、前記ゼロ埋め込みス
テップ（ｉ）は、偶数の整数値の部分集合から値Ｍ＞Ｎ
を選択するステップと、Ｍ×Ｍ配列内で該時間領域デー
タ集合のＮ×Ｎ配列を規定するステップと、該Ｎ×Ｎ配
列の入力によって占有されていない該Ｍ×Ｍ配列内の全
ての入力をゼロに設定するステップとを包含しており、
前記画像を展開するステップ（ｉｉ）は高速フーリエ変
換法を該Ｍ×Ｍ配列に適用して空間領域データを得るこ
とを包含することもできる。

【００２９】上記構成に於いて、前記時間領域データ集
合はＮ×Ｎサイズの配列を規定し、前記ゼロ埋め込みス
テップ（ｉ）は、Ｍはいずれかの偶数整数値である値Ｍ
＞Ｎを選択するステップと、Ｍ×Ｍ配列内で該時間領域
データ集合のＮ×Ｎ配列を規定するステップと、該Ｎ×
Ｎ配列の入力によって占有されていない該Ｍ×Ｍ配列内
の全ての入力をゼロに設定するステップと、を包含して
おり、前記画像を展開するステップ（ｄ）は低速フーリ
エ変換法を該Ｍ×Ｍ配列に適用して空間領域データを得
ることを包含することもできる。

【００３０】本発明の他の方法は、イメージされるべき
対象からＮＭＲレスポンスを導き出すＲＦパルス発生器
及び磁界発生器と、そのようなＮＭＲレスポンスを受け
取りそれに応じてデジタル化された時間領域データ集合
を供給する獲得回路と、再構成プロセッサとを備えてい
るタイプの核磁気共鳴イメージングシステムに於いて、
電子表示装置に表示するために画像を展開する方法であ
って、（ａ）フーリエ変換を該時間領域データ集合に適
用して第１の空間領域データを得るステップ、（ｂ）該
時間領域データ集合を破棄するステップ、（ｃ）該第１
の空間領域データから第１の画像を展開するステップ、
並びに（ｄ）リサイズされた画像を発生するために、オ
ペレータの要求に対して、（ｉ）該第１の空間領域デー
タを逆フーリエ変換して（ｂａｃｋ Ｆｏｕｒｉｅｒ
ｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｇ）、再発生された偽時間領域
データ集合を与えるステップ、（ｉｉ）該再発生された
時間領域データ集合にゼロ埋め込みを行い、該ゼロ埋め
込みされた時間領域データ集合にフーリエ変換を適用し
て第２の空間領域データを得るステップ、及び（ｉｉ
ｉ）第２の空間領域データから該第１の画像に対してリ
サイズされた画像を展開するステップの実行に条件を設
けるステップ、を包含している。

【００３１】上記構成に於いて、前記偽の時間領域デー
タ集合はＮ×Ｎサイズの配列を規定し、前記ゼロ埋め込
みステップ（ｉｉ）は、Ｍは２の累乗である値Ｍ＞Ｎを
選択するステップと、Ｍ×Ｍ配列内で該時間領域データ
集合のＮ×Ｎ配列を規定するステップと、該Ｎ×Ｎ配列
の入力によって占有されていない該Ｍ×Ｍ配列内の全て
の入力をゼロに設定するステップと、を包含しており、
前記画像を展開するステップ（ｉｉｉ）は高速フーリエ
変換法を該Ｍ×Ｍ配列に適用して空間領域データを得る
ことを包含することもできる。

【００３２】上記構成に於いて、前記偽の時間領域デー
タ集合はＮ×Ｎサイズの配列を規定し、前記ゼロ埋め込
みステップ（ｉｉ）は、偶数の整数値の部分集合から値
Ｍ＞Ｎを選択するステップと、Ｍ×Ｍ配列内で該時間領
域データ集合のＮ×Ｎ配列を規定するステップと、該Ｎ
×Ｎ配列の入力によって占有されていない該Ｍ×Ｍ配列
内の全ての入力をゼロに設定するステップとを包含して
おり、前記画像を展開するステップ（ｉｉｉ）は高速フ
ーリエ変換法を該Ｍ×Ｍ配列に適用して空間領域データ
を得ることを包含していてもよい。

【００３３】上記構成に於いて、前記偽の時間領域デー
タ集合はＮ×Ｎサイズの配列を規定し、前記ゼロ埋め込
みステップ（ｉｉ）は、Ｍはいずれかの偶数整数値であ
る値Ｍ＞Ｎを選択するステップと、Ｍ×Ｍ配列内で該時
間領域データ集合のＮ×Ｎ配列を規定するステップと、
該Ｎ×Ｎ配列の入力によって占有されていない該Ｍ×Ｍ
配列内の全ての入力をゼロに設定するステップとを包含
しており、前記画像を展開するステップ（ｉｉｉ）は低
速フーリエ変換法を該Ｍ×Ｍ配列に適用して空間領域デ
ータを得ることを包含していてもよい。

【００３４】本発明の他の画像リサイジング方法は、Ｎ
ＭＲレスポンスを表す時間領域データ集合を獲得し、イ
メージするために該時間領域データ集合を空間領域デー
タに変換するタイプの核磁気共鳴イメージングシステム
に於いて、（ａ）所望のズーム係数を指定するステッ
プ、（ｂ）該ズーム係数に応じて埋め込まれたゼロの数
量を選択するステップを含む、該時間領域データ集合に
ゼロ埋め込みをするステップ、（ｃ）該ゼロ埋め込みさ
れた時間領域データ集合を少なくとも１次元でフーリエ
変換し、第１の空間領域データを発生するステップ、及
び（ｄ）補間法及び再サンプリング法を該第１の空間領
域データに適用し、該ズーム係数に対応する他の空間領
域データを得るステップ、を包含している。

【００３５】上記構成に於いて、前記適用するステップ
（ｄ）は、前記第１の空間領域データに対してデータポ
イント数の少ない前記他の空間領域データを得るステッ
プを包含することもできる。

【００３６】上記構成に於いて、前記第１の空間領域デ
ータに対応するズーム係数は前記選択されたズーム係数
よりも大きく、前記適用するステップ（ｄ）は該第１の
空間領域データによって表される画像のサイズを効果的
に縮小することもできる。

【００３７】本発明の画像リサイジング装置は、ＮＭＲ
レスポンスを表す時間領域データ集合を獲得し、イメー
ジするために該時間領域データ集合を空間領域データに
変換するタイプの核磁気共鳴イメージングシステムに於
いて、所望のズーム係数を指定する手段と、該ズーム係
数に応じて埋め込まれるゼロの数量を特定する手段を有
し、該時間領域データ集合にゼロ埋め込みをするため
に、該指定する手段に操作的に接続された手段と、該ゼ
ロ埋め込みされた時間領域データ集合を受け取るために
接続され、該ゼロ埋め込みされた時間領域データ集合を
少なくとも１次元でフーリエ変換し、該指定されたズー
ム係数よりも小さくない対応するズーム係数を有する空
間領域データを発生するフーリエ変換手段と、を備えて
いる。

【００３８】本発明の１つの局面において、２次元配列
のＭＲＩ「生（ｒａｗ）データ」時間領域データ集合
（例えばアナログ／デジタルコンバータによって獲得さ
れるデジタル化されたＮＭＲ信号）は、より大きい２次
元配列（ａｒｒａｙ）内に概念的に規定される。時間領
域データ集合によって規定されないより大きい２次元配
列内の全ての点はゼロ値に設定される（つまり、サンプ
リングによって獲得された周波数成分よりもより高い周
波数成分が規定されゼロに設定される）。より大きいサ
イズの配列が所望の「ズーム係数」を提供するために選
択される。より大きい配列（「ゼロ埋め込みされた（ｚ
ｅｒｏ ｐａｄｄｅｄ）」値を含む）は、その後、フー
リエ変換法（例えば、２次元フーリエ変換）を用いて処
理され空間領域データを作る。得られる空間領域データ
は、元の時間領域データ集合がフーリエ変換を用いて通
常の方法で処理されていれば、作られた画像に対してリ
サイズされる画像を規定する。

【００３９】本発明の１つの特徴によって、獲得期間中
に発生された「生データ」である時間領域データ集合は
「ゼロ埋め込み」せずにフーリエ変換されて空間領域デ
ータを作る。空間領域データは表示され、「元の」画像
を提供するようにできる。空間領域データが記憶され、
「生データ」である時間領域データ集合は破棄される。
（「ズームされた」、「引き伸ばされた（ｅｎｌａｒｇ
ｅｄ）」又は「引き伸ばされた（ｂｌｏｗｎ ｕ
ｐ）」）「元の」画像内の関心のある構造の拡大図が望
まれる場合には、オペレータはズーム係数を選択してズ
ーム機能を開始する。空間領域データは逆フーリエ変換
を受けて（例えば、２次元）、時間領域データ集合を再
発生する。再発生された時間領域データ集合は、その
後、「ゼロ埋め込みされ」、フーリエ変換され（例え
ば、オペレータが選択した「ズーム係数」に応じて決定
される数量だけ時間領域データ集合の実際の大きさより
もフーリエ変換の限度が大きく設定される２次元フーリ
エ変換され）、新しい空間領域データを提供する。フー
リエ変換によって得られる新しい空間領域データは、そ
の後、表示されることができ、フーリエ変換に対して選
択された限度に応じて「元の」画像に比較した拡大量の
「引き伸ばされた」図を提供する。

【００４０】本発明の他の実施態様によって、アナログ
／デジタルコンバータによって出された元の時間領域デ
ータ集合はフーリエ変換後も破棄されずに（通常の実行
と同様に）、拡大が必要とされる後の使用のために記憶
される。必要であれば、時間領域データ集合は表示する
ために通常の方法でフーリエ変換を用いて処理されるこ
とができ、得られる空間領域データ及び時間領域データ
集合はどちらも記憶されることができる。通常のサイズ
の画像の表示が後に必要とされる場合には、その表示は
空間領域データから発生されることができる。一方、オ
ペレータがリサイズされた画像の表示を望む場合には、
前述のゼロ埋め込み／フーリエ変換法が記憶された時間
領域データ集合に適用されてリサイズされた画像を生じ
る。

【００４１】本発明の他の局面は、ズーム係数値を選択
すること（例えば対話形式でオペレータによって）及び
選択されたズーム係数に基づいてゼロ埋め込みされた時
間領域データ集合に対してサイズを計算することを含ん
でいる。従って、ズーム係数値及び得られる対応してゼ
ロ埋め込みされた時間領域配列サイズは、随意に（例え
ば対話形式で）変えられ、異なるサイズの画像を提供す
ることができる。

【００４２】本発明の他の局面は、ズーム係数値を限定
して計算時間を最小限にすることに関する。本発明のこ
のような他の特徴によれば、好ましくは特定のズーム係
数のみが使用されて高速フーリエ変換（ＦＦＴ）の使用
が可能となる。より大きい「ゼロ埋め込みされた」配列
のサイズは、整数ＭのＭ×Ｍとする。Ｍ＝２ⁿ（つまり
Ｍが２の累乗）の場合には、ＦＦＴを用いてゼロ埋め込
みされた時間領域データ集合を処理することが可能であ
る。しかしながら、Ｍを２の累乗に限定することによっ
て、使用され得る異なるズーム係数の数が制限されるの
で、いくつかの適用に対しては幾分柔軟性に欠けること
がある。本発明の他の局面によれば、Ｍに対して他の付
加的な整数値を使用してもＦＦＴが使用され得る。例え
ば、Ｍは、Ｍ＝２^p３^q、Ｍ＝２^p５^q、又はＭ＝２^p３^q５
^rの形であり得、ここでｐ、ｑ（及びｒ）はそれぞれ整
数である。Ｍのこれらの形の各々によっても、ゼロ埋め
込みされた時間領域データ集合のフーリエ変換に対して
ＦＦＴを使用することができる。このようにして、ＦＦ
Ｔによって提供される計算効率を増大させながらズーム
係数の選択にさらに柔軟性を提供する。

【００４３】本発明のこれらの及び他の特徴及び利点は
添付の図面と組み合わせて現在の好ましい典型的な実施
態様の以下の詳細な説明を参照することによって、さら
に、より完全に理解されるであろう。

【００４４】

【実施例】本発明によって用いられた新しい画像リサイ
ジング処理は、典型的には、既存のＭＲＩ型装置におい
て制御用コンピュータの記憶されたプログラムの適切な
変更によって行われることが可能である。図２のブロッ
ク図は、そのようなシステムの一例の概略構成を示して
いる。

【００４５】典型的には、ヒト又は動物の患者（又はあ
らゆる他のイメージされるべき対象）１０は静磁界内に
置かれる。例えば、患者は、関心のある対象１０の一部
内でｚ軸方向のほぼ均一な磁界を生じさせる固定磁石１
０８のｚ軸に沿って横になることができる。例えば、隣
接する平行なスライス体積ｐ、ｑ．．．ｚはイメージさ
れるべき体積の範囲内に置かれ得る。勾配（例えば、一
定の弱いｚ勾配）は、一組のｘ、ｙ、ｚ勾配増幅器及び
コイル１１４によって、相互に直行するｘ、ｙ、ｚ軸に
沿ったこのｚ軸方向の磁界内に印加され得、得られるＮ
ＭＲレスポンス信号を位相エンコードする。ＮＭＲレス
ポンス信号は、その後、一般には勾配を消して読み取ら
れる。ＮＭＲのＲＦ信号は対象１０内に伝送され、ＮＭ
ＲのＲＦレスポンスはＲＦコイル１１６を介して対象か
ら受け取られる。ＲＦコイル１１６は、通常の送信／受
信スイッチ１１８によってＲＦ送信器１２０及びＲＦ受
信器１２２に接続されている。従来技術から分かるよう
に、分離された送信コイル及び受信コイルを用いること
もできるが、その場合は送信／受信スイッチ１１８は必
要ではない。

【００４６】前述の要素の全ては、例えば、データ獲得
及び表示コンピュータ１２６に接続される制御コンピュ
ータ１２４によって制御され得る。前者のコンピュータ
１２６はまた、アナログ／デジタルコンバータ１２８を
介してＮＭＲレスポンスを受け取る。ＣＲＴ表示及びキ
ーボードユニット１３０もまた、典型的には、データ獲
得及び表示コンピュータ１２６に付随している。

【００４７】記憶されたコンピュータプログラムに従っ
て、所望の磁気勾配パルス及びＮＭＲのＲＦパルス列を
発生し、所望のＮＭＲのＲＦレスポンスを測定する構成
が使用され得ることは当業者には明らかである。図２に
示されるように、本発明のＮＭＲシステムは、典型的に
は、ＲＡＭ、ＲＯＭ及び／又は（本明細書の説明に於い
て）他の適合する記憶プログラムの媒体を備えており、
所望のズーム比又は係数の選択、時間領域データ配列へ
のゼロ埋め込み（ゼロ埋め込みされた配列サイズは選択
されたズーム比／係数に応じる）、並びにゼロ埋め込み
された配列のフーリエ変換を行い、表示のための空間領
域データを提供する。

【００４８】図３に示すように、ＮＭＲレスポンスは図
２のＮＭＲシステムによって対象１０から導き出され、
これらのレスポンスはデジタル化されてＮ×Ｎの「生デ
ータ」時間領域配列２０を形成するものとする。従っ
て、この時間領域（「生」）データ集合２０は次のもの
を含んでいる。

【００４９】

【数１】

【００５０】ここでＮは偶数である。つまり、

【００５１】

【数２】

【００５２】ｘの２次元ｚ変換は以下の式により行われ
る。

【００５３】

【数３】

【００５４】ｘの周波数スペクトルは以下のように示さ
れる。

【００５５】

【数４】

【００５６】式（１−４）で示されたｘの周波数スペク
トルは生データから獲得された対象の理想ＭＲＩ画像で
ある（図３において４０で概略的に示されている）。

【００５７】ｚ変換は典型的には標準的な再構成の期間
には用いられず、ｘの２次元フーリエ変換が以下のよう
に算出され、「標準」ＭＲＩ画像データを提供する（図
１参照）。

【００５８】

【数５】

【００５９】式（１−４）を式（２−１）と比較するこ
とによって、次の式が得られる。

【００６０】

【数６】

【００６１】つまり、標準の不連続ＭＲＩ画像は、ゼロ
オフセット及び１／Ｎのサンプリング率による理想アナ
ログＭＲＩ画像のＮ×Ｎポイントサンプリングである。

【００６２】「ズーミング」又は「リサイジング」の概
念を以下に紹介する。Ｍ＞Ｎである偶数の整数Ｍに対し
て、Ｙを理想アナログＭＲＩ画像（図３参照）のゼロオ
フセット及び１／Ｍのサンプリング率であるＭ×Ｍポイ
ントサンプリングのデータ集合とする（言い換えると、
例えば、理想アナログＭＲＩ画像はそれ自体、分配され
均等間隔の開いた空間領域サンプル値のＭ×Ｍ配列が得
られるようなサンプリング間隔でサンプルされる）。つ
まり、

【００６３】

【数７】

【００６４】式（３−１）の理想アナログＭＲＩの画像
のＭ×Ｍポイントサンプリングは、ゼロオフセット及び
次の「ズーム係数」を用いて標準ＭＲＩ画像３０に対し
て「ズームされた」又は「リサイズされた」と言うこと
ができる。

【００６５】

【数８】

【００６６】次に、偶数の整数Ｍ＞Ｎに対して、時間領
域値のＭ×Ｍ配列を考える。

【００６７】

【数９】

【００６８】これは、より大きいＭ×Ｍ配列内でＮ×Ｎ
配列２０をセンタリングし、より小さい配列からの値に
よって規定されないより大きい配列内の全てのポイント
をゼロ埋め込みすることによって得られる。図５はＭ×
Ｍ配列内でＮ×Ｎ配列２０をセンタリングし、Ｍ×Ｍ配
列内のいわゆる「高周波成分」（つまり外側）の値をゼ
ロ埋め込みすることによって得られるゼロ埋め込みされ
た時間領域配列を示している。

【００６９】新しい時間領域データ集合Ｙの２次元フー
リエ変換は以下の通りである。

【００７０】

【数１０】

【００７１】式（４−２）を式（３−１）と比較するこ
とによって以下が決定される。

【００７２】

【数１１】

【００７３】つまり、時間領域においてゼロ埋め込みす
ることによって空間領域に、ズームされた画像データが
与えられ（式（３−２）で与えられる有理数としてズー
ム係数の集合を用いる）、その後、フーリエ変換を用い
て時間領域データを空間領域データに変換する。

【００７４】式（３−２）及び式（４−２）は一般的で
あるので、いかなる整数値Ｍに対しても適用される。し
かしながら、式（４−２）に表される一般のフーリエ変
換を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）に置き換えて、計算効
率を高め、処理時間を短縮することが望ましい。

【００７５】Ｍが特定の整数値に限定される場合、より
遅くより一般的なフーリエ変換法の代わりにＦＦＴを用
いることができる。Ｍが２の累乗（つまりＭ＝２ⁿ、ｎ
は整数）であればＦＦＴを用いることができる。しかし
ながら、Ｍは一般にＮよりも大きくなくてはならず、多
くの市販されている標準ＭＲＩシステムにおいてＮは典
型的にはほぼ１２８または２５６なので、Ｍを２の累乗
に限定することによってオペレータは所望のズーム係数
を得ることを制限され得る。例えば、下記の表１に示さ
れる以下の可能な値はＮ＝２５６と仮定して与えられ
る。

【００７６】

【表１】

【００７７】表示装置の分解能に関する限度のために、
典型的には約１０を越えるｒのいずれの値を用いること
も不可能である。例えば、標準のＣＲＴはほぼ５１２×
５１２画素のみの分解能を有しており、付随するデジタ
ルフレームバッファも同様に分解能は制限されている。
標準電子表示装置に一度に表示され得る面積よりも大き
い画像面積を規定する空間領域データを形成することは
可能であるが、表示を「ウィンドウ」すること（つま
り、空間領域データによって規定されるより大きい画像
空間内で、必要に応じて表示によって覆われた「領域」
を位置づけること）は可能である。それにもかかわら
ず、メモリ資源（及び（最初に獲得された時間領域デー
タ集合内に含まれない対象についての情報を補間法は加
えることができないので）限定された画像分解能）の点
から実際に考慮すると、有用な「ズーム」比は約１０：
１以下に制限される。従って、ＦＦＴを適用することに
対する上記の可能な値は比較的制限される。

【００７８】しかしながら、２の整数乗に３の整数乗を
乗ずることによってＭが算出される場合にも、ＦＦＴは
使用され得る。例えば、以下のような場合である。

【００７９】

【数１２】

【００８０】ここでｐ及びｑは整数である。ＦＦＴは、
この式に従って規定されるＭの値を用いて容易に適用さ
れることができる。Ｎ＝２５６とすると、下記の表２は
可能なズーム係数Ｒ（１＜Ｒ＜３）及びＭが対応する偶
数整数値の部分集合の全てをリストしている。

【００８１】

【表２】

【００８２】他のズーム係数が必要な場合、Ｍは以下の
式に従って規定され得る。

【００８３】

【数１３】

【００８４】又は

【００８５】

【数１４】

【００８６】ここでｐ、ｑ及びｒはすべて整数である。

【００８７】適当なサイズのより小さい配列にＭ×Ｍ配
列を分割することによって前述の「特別な値」の１にＭ
が対応しないＭ×Ｍ配列に対してもＦＦＴを用いること
は可能である。例えば、（Ｍは任意の値である）ゼロ埋
め込みされたＭ×Ｍ配列が与えられると、配列内に最も
大きい可能な配列サイズ２ⁿを見出し、その配列にＦＦ
Ｔを行い、次に大きいサイズ２ⁿの配列に対してＦＦＴ
を行う等ができる。

【００８８】本発明は２次元のみの「ズーミング」に限
定されない。時間領域データ集合が３次元に規定される
と（よくあることだが）、磁気勾配の方向にズームする
こともまた望ましい。しかしながら典型的には、この方
向に沿った比較的少ない数（例えば３２又は６４）の時
間領域サンプルがあるので、この次元に沿ったゼロ埋め
込みされたデータに通常の「低速」フーリエ変換を行う
ことは計算上の問題に何の重要性も与えない。

【００８９】図４は本発明の好ましい実施態様による図
２のＮＭＲシステムによって行われるプロセスの全体を
示し、図５は本発明の他の実施態様によるＮＭＲシステ
ムによって行われるプロセスを示している。図４及び図
５の実施態様のいずれにおいても、図２のシステムはす
べて従来の方法で、対象１０からＮ×Ｎ時間領域データ
集合２０を発生し、その時間領域データ集合２０をイメ
ージングのための空間領域データ３０にフーリエ変換し
ている。

【００９０】「ズーミング」が必要とされる場合、図４
の実施例はアナログからデジタルへの変換処理によって
与えられた元の時間領域データ集合２０にゼロ埋め込み
を行い（典型的には、データ集合がさらに処理されて計
測エラーを補正され、できればＳ／Ｎを改善するために
平均化された後）、埋め込まれたＭ×Ｍ時間領域データ
集合５０を与える。この埋め込まれたデータ集合５０
は、その後、フーリエ変換を受け（好ましくは前述のＦ
ＦＴを用いて）、表示のための他の空間領域データ６０
を与える。他の空間領域データ６０から発生された画像
は、Ｎ×Ｎ時間領域データ２０を埋め込むために用いら
れたゼロ値の行／列の数量に応じた拡大係数によって標
準空間領域データ３０から発生された画像に対して拡大
され、埋め込まれた時間領域データ集合５０を与える。

【００９１】データ獲得の後に、画像解析がなされるこ
とがよくある。多くのシステムにおいて、空間領域デー
タ３０が出されると時間領域データ集合２０は破棄され
る。なぜなら、時間領域データ集合２０はもはや必要で
はなく、空間領域データファイルのみが大容量記憶装置
に書き込まれるからである。しかしながら、図４の実施
態様において、時間領域データ集合は空間領域データと
共に（又はその代わりに）大容量記憶装置に保存される
ので、本明細書中に説明される画像リサイジング処理を
後に行うことが可能である。

【００９２】図５の実施態様において、空間領域データ
３０が発生されると時間領域データ集合２０は破棄され
る（従来の方法を用いる）。画像リサイジングが必要な
場合、偽時間（ｐｓｅｕｄｏ−ｔｉｍｅ）領域データ集
合２０’が空間領域データ３０を「逆変換（ｂａｃｋ
ｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｇ）」することによって（逆フ
ーリエ変換法を用いて）発生される。偽時間領域データ
集合２０’はその後、必要に応じてゼロ埋め込みされ、
埋め込まれた時間領域データ集合５０が与えられる。そ
の後、この埋め込まれた時間領域データ集合は変換され
てリサイズされた空間領域データ６０を与える。いくつ
かの異なるズーム係数が必要な場合、逆変換は一度しか
行われる必要がなく、その後、得られる偽の時間領域デ
ータ集合２０’は異なる数量のゼロ値の行／列によって
埋め込まれて、各々が後にフーリエ変換されるいくつか
の異なる埋め込まれたデータ集合５０を提供する（従っ
て、リサイズされた空間データ６０のいくつかの異なる
集合を提供する）。

【００９３】図６は本発明により図２のシステムによっ
て行われた典型的なプログラム制御ステップのフローチ
ャートである。好ましい実施態様において、時間領域デ
ータ集合２０は図２の構成要素１０８、１１４〜１２８
及びデータ獲得によって通常の態様で獲得され（ブロッ
ク２０２）、データ獲得及び表示コンピュータ１２６は
従来のＦＴ法を行って空間領域データを発生し、表示装
置３０上に表示するための標準画像を提供する（ブロッ
ク２０４）。画像リサイジングが必要でない場合、イメ
ージング工程は終了する（判断ブロック２０６、ブロッ
ク２０８）。一方、画像リサイジングが必要である場合
は（判断ブロック２０６による）、ブロック２１０〜２
１８のステップが行われる。

【００９４】画像リサイジングが所望される場合、オペ
レータは所望の「ズーム係数」又は「ズーム比」ｒを入
力することを要求される（ブロック２１０）。好ましい
実施態様において、このズーム係数／比は典型的には、
ブロック２０４で表示された標準画像のサイズに対する
新しい画像の所望のサイズとして表現する（例えば、
１．５対１の拡大、２対１の拡大等）。ＦＦＴ法が使用
される場合、データ獲得及び表示コンピュータ１２６
は、Ｍ＝ｒ＊ＮであるＭの値を算出することによってＭ
＞Ｎの値を発生し（ここでＮは操作されるべき時間領域
データ集合の範囲である）、その後、この算出されたＭ
の値を、例えば上記の表１及び表２に対応する所定の入
力の範囲内の「許容し得る（ａｃｃｅｐｔａｂｌｅ）」
Ｍの値の入力で近似する（ブロック２１２）。また、入
力ブロック２１０は、オペレータが選択し得る限定され
た選択リストをオペレータに示すことによって「許容し
得る」Ｍ値に応じたズーム係数ｒをオペレータに選択さ
せることもできる。

【００９５】Ｍの値（事実上、時間領域データ集合を
「埋める」ために使用されなくてはならないゼロ値の行
／列の数量を表す「埋め込み係数」）が決定されると、
埋め込まれるべき時間領域データ集合が得られ（例え
ば、図４の実施態様において大容量記憶装置から検索す
ることによって、又は図５の実施態様において逆変換す
ることによって（ブロック２１４））、適当な数の行／
列のゼロ値で埋め込まれて、埋め込まれた時間領域デー
タ集合が与えられる（ブロック２１６）。その後、埋め
込まれた時間領域データ集合は変換されて（本実施態様
ではＦＦＴを用いて）、リサイズされた空間領域データ
が出され（ブロック２１６）、その後表示される。好ま
しい実施態様において、ＦＦＴは、一度に時間領域デー
タ集合２０の１行又は１列にＦＦＴを行う通常の設計の
ハードウェアベースの専用高速フーリエ変換プロセッサ
を用いて行われる。このＦＦＴプロセッサは入力とし
て、（ａ）データ値の１行又は１列、及び（ｂ）ＦＦＴ
が行われる限度を指定する長さのパラメータを受け入れ
る。好ましい実施態様においてゼロ埋め込みをするため
に、データ値の行又は列の数を越える長さが指定され、
それによってプロセッサは、変換以前に同数の先行ゼロ
及び後続ゼロを用いて、値に効率よく「ゼロ埋め込み」
を行う。

【００９６】もちろん、ブロック２０４は１：１拡大の
ズームされない画像を生じる必要はない。適用によって
は（例えば、表示装置の画素の数が時間領域データ集合
のサンプルの数よりも大きい場合）、省略値（ｄｅｆａ
ｕｌｔ）として特定のズーム係数を提供することが望ま
しいので、画像は特定の係数によって通常ズームされる
（例えば２５６時間領域データ集合サンプル及び５１２
画素の電子表示装置に対して１．８）。そのような省略
値ズーミングは、例えばフーリエ変換する以前に定まっ
た数のゼロを用いてゼロ埋め込みすることによって提供
される（できれば、後述される他の補間／再サンプリン
グと組み合わせる）。そのようなシステムにおいては、
ブロック２１０で入力されたズーム係数は、その後、
「省略値」であるズーム係数とは異なるユーザー指定の
可変ズーム係数となる。

【００９７】好ましい実施態様において、ズーム係数選
択に関するさらに他の柔軟性は、通常の一次補間／再サ
ンプリング法と組み合わせて上記ゼロ埋め込み／フーリ
エ変換法を用いることによって提供される。例えば、拡
大係数を１．８とする。好ましい実施態様において、生
データである時間領域データ集合はゼロ埋め込みされ、
フーリエ変換されて拡大係数２を与える。その後、得ら
れる空間領域データは通常の一次補間法を用いて係数
０．９によって「縮小され（ｓｈｒｕｎｋ）」て拡大係
数１．８を有する最終的な画像が与えられる（そのよう
な処理で生じた実際の画像は図８に示されている）。
（本実施例において）一次補間／再サンプリングは１よ
りも小さいズーム係数を与え、最終的な画像に導入され
るアーティファクトは比較的重要ではない（空間領域デ
ータには、補間され／再サンプルされたデータよりも多
くの情報があるので、一次補間処理によって情報は実際
には破棄されている）。周知のように、一次補間／再サ
ンプリングは、全ての有理数に対応する「ズーム係数」
を提供することができる。

【００９８】従って、本発明のこのような他の局面によ
れば、ゼロ埋め込み／フーリエ変換法は空間領域データ
を発生することによって「粗い」ズーム機能を提供する
ために使用され、空間領域データはその後、「細かいズ
ーム」を提供する一次補間／再サンプリング処理によっ
て操作される。ゼロ埋め込み法は好ましくは実際に所望
されるよりも大きいズーム係数を提供し、一次補間処理
は、他の方法によってゼロ埋め込み／フーリエ変換から
得られる画像を「縮小」するために適用される。

【００９９】

【発明の効果】時間領域データ集合に作用してＦＴ後に
リサイズされた画像を得るＭＲＩ画像リサイジング法が
説明された。この方法は計算上非常に効率がよく、空間
領域データの補間／再サンプリングが画像リサイジング
のために使用される場合に時々起こるアーティファクト
問題を解消する（空間領域データ補間／再サンプリング
を用いるズーム係数１．８にリサイズされた図７の画像
を、本明細書に説明されているようにゼロ埋め込み／Ｆ
ＦＴを行った後、一次補間を行い同様に１．８倍にリサ
イズされた図８の画像と比較されたい）。

【０１００】本発明は、最も実用的であり好ましい実施
例と現在考えられているものと結び付けて説明された
が、開示された実施例に制限されるものではなく、逆
に、添付の請求の範囲の精神と範囲内で種々な修正及び
等価の配置を含むように意図されていることは勿論であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の磁気共鳴イメージング法の概略説明図で
ある。

【図２】本発明による磁気共鳴イメージングシステムの
現在の好ましい典型的な実施態様の概略ブロック図であ
る。

【図３】ｚ−変換を用いてアナログ理想ＭＲＩ画像を生
じるための従来の方法を説明する概略図である。

【図４】図２のＭＲＩシステムを操作してリサイズされ
た画像を提供する典型的な方法を説明する概略図であ
る。

【図５】図２のＭＲＩシステムを操作してリサイズされ
た画像を提供する典型的な他の方法を説明する概略図で
ある。

【図６】リサイズされた画像を提供するために、図２の
システムによって行われた典型的なプログラム制御ステ
ップのフローチャートである。

【図７】従来の一次補間／再サンプリング法によって提
供された実際にリサイズされたＭＲＩ画像の写真であ
る。

【図８】本発明の現在の好ましい典型的な実施態様によ
って提供された実際にリサイズされたＭＲＩ画像の写真
である。

【符号の説明】

１０ 対象 １３０ ＣＲＴ表示及びキーボードユニット

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年２月２４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図７】従来の一次補間／再サンプリング法によって提
供された実際にリサイズされたＭＲＩ画像の写真（Ｘ線
写真と同等の写真）である。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図８

【補正方法】変更

【補正内容】

【図８】本発明の現在の好ましい典型的な実施態様によ
って提供された実際にリサイズされたＭＲＩ画像の写真
（Ｘ線写真と同等の写真）である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 9118−2Ｊ Ｇ０１Ｎ 24/02 Ｓ

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ＮＭＲレスポンスを表す時間領域データ集
   合を獲得し、該時間領域データ集合をイメージするため
   に空間領域データに変換するタイプの核磁気共鳴イメー
   ジングシステムに於いて、 （ａ）所望のズーム係数を指定するステップ、 （ｂ）該ズーム係数に応じて埋め込まれたゼロの数量を
   選択するステップを含む、該時間領域データ集合にゼロ
   を埋め込むステップ、及び （ｃ）該ゼロを埋め込まれた時間領域データ集合を少な
   くとも１次元でフーリエ変換して、該指定されたズーム
   係数に対応する空間領域データを発生するステップ、 を包含する改良された画像リサイジング方法。
2. 【請求項２】イメージされるべき対象からＮＭＲレスポ
   ンスを導き出すＲＦパルス発生器及び磁界発生器と、そ
   のようなＮＭＲレスポンスを受け取りそれに応じてデジ
   タル化された時間領域データ集合を供給する獲得／変換
   回路と、少なくとも１次元のフーリエ変換を該時間領域
   データ集合に適用して空間領域データを発生し電子表示
   装置に表示するための該空間領域データに反応して画像
   を展開するプロセッサとを備えているタイプの核磁気共
   鳴イメージングシステムに於いて、 （ａ）可変のズーム係数を選択するステップ、 （ｂ）該選択された可変のズーム係数に応じてゼロ値の
   数量を決定するステップ、及び （ｃ）該フーリエ変換を用いて、該時間領域データ集合
   及び該追加ゼロ値の選択された数量を処理して該空間領
   域データを得るステップ、 を包含する画像リサイジング方法。
3. 【請求項３】請求項２に記載の方法であって、 前記時間領域データ集合はＮ×Ｎサイズの配列を規定
   し、 前記決定するステップ（ｂ）は、 Ｍは２の累乗である値Ｍ＞Ｎを選択するステップと、 Ｍ×Ｍ配列内に於いて、該時間領域データ集合のＮ×Ｎ
   配列を規定するステップと、 該Ｎ×Ｎ配列の入力によって占有されていない該Ｍ×Ｍ
   配列内の全ての入力をゼロに設定するステップと、 該Ｍ×Ｍ配列に高速フーリエ変換法を適用して空間領域
   データを得るステップとを包含する方法。
4. 【請求項４】請求項２に記載の方法であって、 前記時間領域データ集合はＮ×Ｎサイズの配列を規定
   し、 前記決定するステップ（ｂ）は、 偶数の整数値の部分集合から値Ｍ＞Ｎを選択するステッ
   プと、 Ｍ×Ｍ配列内に於いて、該時間領域データ集合のＮ×Ｎ
   配列を規定するステップと、 該Ｎ×Ｎ配列の入力によって占有されていない該Ｍ×Ｍ
   配列内の全ての入力をゼロに設定するステップと、 該Ｍ×Ｍ配列に高速フーリエ変換法を適用して空間領域
   データを得るステップとを包含する方法。
5. 【請求項５】請求項２に記載の方法であって、 前記時間領域データ集合はＮ×Ｎサイズの配列を規定
   し、 前記決定するステップ（ｂ）は、 Ｍはいずれかの偶数整数値である値Ｍ＞Ｎを選択するス
   テップと、 Ｍ×Ｍ配列内に於いて、該時間領域データ集合のＮ×Ｎ
   配列を規定するステップと、 該Ｎ×Ｎ配列の入力によって占有されていない該Ｍ×Ｍ
   配列内の全ての入力をゼロに設定するステップと、 該Ｍ×Ｍ配列に低速フーリエ変換法を適用して空間領域
   データを得るステップとを包含する方法。
6. 【請求項６】ＲＦパルスを発生する手段と、磁界を発生
   する手段と、該ＲＦパルス発生手段及び該磁界発生手段
   によって導き出されたＮＭＲレスポンスを受け取り該Ｎ
   ＭＲ応答に応じてデジタル化された時間領域データ集合
   を供給するデータ獲得手段と、該獲得手段に接続され該
   時間領域データ集合に少なくとも１次元のフーリエ変換
   を適用して空間領域データを発生する処理手段と、該空
   間領域データに応じて画像を展開する電子表示手段とを
   備えているタイプの核磁気共鳴イメージング装置に於い
   て、 （ａ）可変のズーム係数を選択するステップ、 （ｂ）該時間領域データ及び追加ゼロ値を含むより大き
   な時間領域データ集合内に該時間領域データ集合を規定
   するステップ、 （ｃ）該選択された可変のズーム係数に応じて、該より
   大きな時間領域データ集合のサイズを選択するステッ
   プ、及び （ｄ）該フーリエ変換を、該より大きな時間領域データ
   集合に適用して該空間領域データを供給するステップ、 を包含する該画像のリサイジング方法。
7. 【請求項７】請求項６に記載の方法であって、 前記時間領域データ集合はＮ×Ｎサイズの配列を規定
   し、 前記より大きなデータ集合のサイズを選択するステップ
   （ｃ）は、 Ｍは２の累乗である値Ｍ＞Ｎを選択するステップと、 Ｍ×Ｍ配列内で該時間領域データ集合のＮ×Ｎ配列を規
   定するステップと、 該Ｎ×Ｎ配列の入力によって占有されていない該Ｍ×Ｍ
   配列内の全ての入力をゼロに設定するステップと、を包
   含しており、 前記適用するステップ（ｄ）は高速フーリエ変換（ＦＦ
   Ｔ）を該Ｍ×Ｍ配列に適用して空間領域データを得るこ
   とを包含する方法。
8. 【請求項８】請求項６に記載の方法であって、 前記時間領域データ集合はＮ×Ｎサイズの配列を規定
   し、 前記より大きなデータ集合のサイズを選択するステップ
   （ｃ）は、 偶数の整数値の部分集合から値Ｍ＞Ｎを選択するステッ
   プと、 Ｍ×Ｍ配列内で該時間領域データ集合のＮ×Ｎ配列を規
   定するステップと、 該Ｎ×Ｎ配列の入力によって占有されていない該Ｍ×Ｍ
   配列内の全ての入力をゼロに設定するステップと、を包
   含しており、 前記適用するステップ（ｄ）は高速フーリエ変換を該Ｍ
   ×Ｍ配列に適用して空間領域データを得ることを包含す
   る方法。
9. 【請求項９】請求項６に記載の方法であって、 前記時間領域データ集合はＮ×Ｎサイズの配列を規定
   し、 前記サイズを選択するステップ（ｃ）は、 Ｍはいずれかの偶数整数値である値Ｍ＞Ｎを選択するス
   テップと、 Ｍ×Ｍ配列内で該時間領域データ集合のＮ×Ｎ配列を規
   定するステップと、 該Ｎ×Ｎ配列の入力によって占有されていない該Ｍ×Ｍ
   配列内の全ての入力をゼロに設定するステップと、を包
   含する方法。
10. 【請求項１０】イメージされるべき対象からＮＭＲレス
    ポンスを導き出すＲＦパルス発生器及び磁界発生器と、
    そのようなＮＭＲレスポンスを受け取りそれに応じてデ
    ジタル化された時間領域データ集合を供給する獲得回路
    と、再構成プロセッサとを備えているタイプの核磁気共
    鳴イメージングシステムに於いて、電子表示装置に表示
    するために画像を展開する方法であって、 （ａ）フーリエ変換を該時間領域データ集合に適用して
    第１の空間領域データを得るステップ、 （ｂ）該第１の空間領域データから第１の画像を展開す
    るステップ、 （ｃ）該時間領域データ集合を保持するステップ、並び
    に （ｄ）リサイズされた画像を発生するために、オペレー
    タ要求に対して、 （ｉ）該時間領域データ集合にゼロ埋め込みを行い、フ
    ーリエ変換を該ゼロ埋め込みされた時間領域データ集合
    に適用して第２の空間領域データを得るステップ、及び （ｉｉ）第２の空間領域データから該第１の画像に対し
    てリサイズされた画像を展開するステップの実行に条件
    を設けるステップ、 を包含する方法。
11. 【請求項１１】請求項１０に記載の方法であって、 前記時間領域データ集合はＮ×Ｎサイズの配列を規定
    し、 前記ゼロ埋め込みステップ（ｉ）は、 Ｍは２の累乗である値Ｍ＞Ｎを選択するステップと、 Ｍ×Ｍ配列内で該時間領域データ集合のＮ×Ｎ配列を規
    定するステップと、 該Ｎ×Ｎ配列の入力によって占有されていない該Ｍ×Ｍ
    配列内の全ての入力をゼロに設定するステップとを包含
    しており、 前記画像を展開するステップ（ｉｉ）は高速フーリエ変
    換法をＭ×Ｍ配列に適用して空間領域データを得ること
    を包含する方法。
12. 【請求項１２】請求項１０に記載の方法であって、 前記時間領域データ集合はＮ×Ｎサイズの配列を規定
    し、 前記ゼロ埋め込みステップ（ｉ）は、 偶数の整数値の部分集合から値Ｍ＞Ｎを選択するステッ
    プと、 Ｍ×Ｍ配列内で該時間領域データ集合のＮ×Ｎ配列を規
    定するステップと、 該Ｎ×Ｎ配列の入力によって占有されていない該Ｍ×Ｍ
    配列内の全ての入力をゼロに設定するステップとを包含
    しており、 前記画像を展開するステップ（ｉｉ）は高速フーリエ変
    換法を該Ｍ×Ｍ配列に適用して空間領域データを得るこ
    とを包含する方法。
13. 【請求項１３】請求項１０に記載の方法であって、 前記時間領域データ集合はＮ×Ｎサイズの配列を規定
    し、 前記ゼロ埋め込みステップ（ｉ）は、 Ｍはいずれかの偶数整数値である値Ｍ＞Ｎを選択するス
    テップと、 Ｍ×Ｍ配列内で該時間領域データ集合のＮ×Ｎ配列を規
    定するステップと、 該Ｎ×Ｎ配列の入力によって占有されていない該Ｍ×Ｍ
    配列内の全ての入力をゼロに設定するステップと、を包
    含しており、 前記画像を展開するステップ（ｄ）は低速フーリエ変換
    法を該Ｍ×Ｍ配列に適用して空間領域データを得ること
    を包含する方法。
14. 【請求項１４】イメージされるべき対象からＮＭＲレス
    ポンスを導き出すＲＦパルス発生器及び磁界発生器と、
    そのようなＮＭＲレスポンスを受け取りそれに応じてデ
    ジタル化された時間領域データ集合を供給する獲得回路
    と、再構成プロセッサとを備えているタイプの核磁気共
    鳴イメージングシステムに於いて、電子表示装置に表示
    するために画像を展開する方法であって、 （ａ）フーリエ変換を該時間領域データ集合に適用して
    第１の空間領域データを得るステップ、 （ｂ）該時間領域データ集合を破棄するステップ、 （ｃ）該第１の空間領域データから第１の画像を展開す
    るステップ、並びに （ｄ）リサイズされた画像を発生するために、オペレー
    タの要求に対して、 （ｉ）該第１の空間領域データを逆フーリエ変換して
    （ｂａｃｋ Ｆｏｕｒｉｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎ
    ｇ）、再発生された偽時間領域データ集合を与えるステ
    ップ、 （ｉｉ）該再発生された時間領域データ集合にゼロ埋め
    込みを行い、該ゼロ埋め込みされた時間領域データ集合
    にフーリエ変換を適用して第２の空間領域データを得る
    ステップ、及び （ｉｉｉ）第２の空間領域データから該第１の画像に対
    してリサイズされた画像を展開するステップの実行に条
    件を設けるステップ、 を包含する方法。
15. 【請求項１５】請求項１４に記載の方法であって、 前記偽の時間領域データ集合はＮ×Ｎサイズの配列を規
    定し、 前記ゼロ埋め込みステップ（ｉｉ）は、 Ｍは２の累乗である値Ｍ＞Ｎを選択するステップと、 Ｍ×Ｍ配列内で該時間領域データ集合のＮ×Ｎ配列を規
    定するステップと、 該Ｎ×Ｎ配列の入力によって占有されていない該Ｍ×Ｍ
    配列内の全ての入力をゼロに設定するステップと、を包
    含しており、 前記画像を展開するステップ（ｉｉｉ）は高速フーリエ
    変換法を該Ｍ×Ｍ配列に適用して空間領域データを得る
    ことを包含する方法。
16. 【請求項１６】請求項１４に記載の方法であって、 前記偽の時間領域データ集合はＮ×Ｎサイズの配列を規
    定し、 前記ゼロ埋め込みステップ（ｉｉ）は、 偶数の整数値の部分集合から値Ｍ＞Ｎを選択するステッ
    プと、 Ｍ×Ｍ配列内で該時間領域データ集合のＮ×Ｎ配列を規
    定するステップと、 該Ｎ×Ｎ配列の入力によって占有されていない該Ｍ×Ｍ
    配列内の全ての入力をゼロに設定するステップとを包含
    しており、 前記画像を展開するステップ（ｉｉｉ）は高速フーリエ
    変換法を該Ｍ×Ｍ配列に適用して空間領域データを得る
    ことを包含する方法。
17. 【請求項１７】請求項１４に記載の方法であって、 前記偽の時間領域データ集合はＮ×Ｎサイズの配列を規
    定し、 前記ゼロ埋め込みステップ（ｉｉ）は、 Ｍはいずれかの偶数整数値である値Ｍ＞Ｎを選択するス
    テップと、 Ｍ×Ｍ配列内で該時間領域データ集合のＮ×Ｎ配列を規
    定するステップと、 該Ｎ×Ｎ配列の入力によって占有されていない該Ｍ×Ｍ
    配列内の全ての入力をゼロに設定するステップとを包含
    しており、 前記画像を展開するステップ（ｉｉｉ）は低速フーリエ
    変換法を該Ｍ×Ｍ配列に適用して空間領域データを得る
    ことを包含する方法。
18. 【請求項１８】ＮＭＲレスポンスを表す時間領域データ
    集合を獲得し、イメージするために該時間領域データ集
    合を空間領域データに変換するタイプの核磁気共鳴イメ
    ージングシステムに於いて、 （ａ）所望のズーム係数を指定するステップ、 （ｂ）該ズーム係数に応じて埋め込まれたゼロの数量を
    選択するステップを含む、該時間領域データ集合にゼロ
    埋め込みをするステップ、 （ｃ）該ゼロ埋め込みされた時間領域データ集合を少な
    くとも１次元でフーリエ変換し、第１の空間領域データ
    を発生するステップ、及び （ｄ）補間法及び再サンプリング法を該第１の空間領域
    データに適用し、該ズーム係数に対応する他の空間領域
    データを得るステップ、を包含する改良された画像リサ
    イジング方法。
19. 【請求項１９】請求項１８に記載の方法であって、前記
    適用するステップ（ｄ）は、前記第１の空間領域データ
    に対してデータポイント数の少ない前記他の空間領域デ
    ータを得るステップを包含する、方法。
20. 【請求項２０】請求項１８に記載の方法であって、前記
    第１の空間領域データに対応するズーム係数は前記選択
    されたズーム係数よりも大きく、前記適用するステップ
    （ｄ）は該第１の空間領域データによって表される画像
    のサイズを効果的に縮小する、方法。
21. 【請求項２１】ＮＭＲレスポンスを表す時間領域データ
    集合を獲得し、イメージするために該時間領域データ集
    合を空間領域データに変換するタイプの核磁気共鳴イメ
    ージングシステムに於いて、 所望のズーム係数を指定する手段と、 該ズーム係数に応じて埋め込まれるゼロの数量を特定す
    る手段を有し、該時間領域データ集合にゼロ埋め込みを
    するために、該指定する手段に操作的に接続された手段
    と、 該ゼロ埋め込みされた時間領域データ集合を受け取るた
    めに接続され、該ゼロ埋め込みされた時間領域データ集
    合を少なくとも１次元でフーリエ変換し、該指定された
    ズーム係数よりも小さくない対応するズーム係数を有す
    る空間領域データを発生するフーリエ変換手段と、 を備えている改良された画像リサイジング装置。