JPH0698875A

JPH0698875A - 核磁気共鳴による位相分布の補正方法

Info

Publication number: JPH0698875A
Application number: JP4252577A
Authority: JP
Inventors: Yukari Onodera; 由香里小野寺; Etsuji Yamamoto; 悦治山本; Akira Taniguchi; 陽谷口
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-09-22
Filing date: 1992-09-22
Publication date: 1994-04-12

Abstract

(57)【要約】【目的】核磁気共鳴で得た画像から求めた位相分布か
ら、オフセット項の影響を除去し、核磁気共鳴を利用し
た検査システムなどの信頼性を向上させる。【構成】位相分布画像の各ラインの位相偏微分値で、
絶対値が閾値を超える範囲を検出し、この範囲の位相偏
微分値を周囲の値で多項式近似した後、積分して新たな
位相分布を得る。また、各ライン毎にサブ基準点を設け
て位相オフセットを調整する。この時、シム磁場中心あ
るいは各チャネル毎のシム電流値変化に対する位相変化
量が既知である点を位相値の基準点とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、医療機器等で利用され
ている核磁気共鳴を用いた物質の位相分布の計測技術に
係り、特に、対象とする物質（試料）の真の位相変化
が、−π〜πの範囲を超える場合に生じる位相飛び（ア
ークタンジェントエリアジング）による位相分布画像へ
の影響を、効率良く補正するのに好適な核磁気共鳴によ
る位相分布の補正方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】核磁気共鳴（ＮＭＲ：Ｎｕｃｌｅａｒ
ＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｓｏｎａｎｃｅ）技術を用い
て、試料の画像を得るシステムは、静磁場と傾斜磁場お
よび高周波磁場を発生させる装置と、シムコイルによる
磁場を発生させる装置と、検査対象からの核磁気共鳴信
号を検出する信号検出装置と、この信号検出装置の検出
信号の処理、および、シムコイルに流れる電流値の制御
を行う中央処理装置により構成される。

【０００３】核磁気共鳴を用いて物質の位相分布画像を
得る場合においては、静磁場不均一を反映した位相分布
の計測は、それを用いた静磁場の均一度の調整を行う上
で非常に重要な技術である。ある物質の位相分布を得る
には、グラディエントエコー法、あるいは、例えば、Ｊ
ｏｕｒｎａｌｏｆＰｈｙｓｉｃｓＥ：Ｓｃｉｅｎ
ｔｉｆｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔ．，１８，ｐ３３５
（１９９１）において述べられているように、図１３に
示すような計測法を用いる。

【０００４】図１３は、従来の核磁気共鳴を用いた位相
分布の計測方法の例を示す説明図である。まず、傾斜磁
場Ｇｚと共に、領域選択性の９０°高周波パルス（以
下、９０°パルスと呼ぶ）を印加して、試料の特定領域
内のスピンを励起し、次に、スピンの位相を変化させる
ための傾斜磁場Ｇｙを印加する。続いて、１８０°高周
波パルス（以下、１８０°パルスと呼ぶ）を印加し、傾
斜磁場Ｇｘを印加して、それを反転することによりスピ
ンエコー（エコー信号）を発生させる。このスピンエコ
ーは、傾斜磁場Ｇｘの積分値がゼロになるところで発生
する。通常のスピンエコー法では、９０°パルスと１８
０°パルスの中心間の時間と、１８０°パルスとエコー
の中心間の時間とを等しくすることにより、静磁場不均
一やケミカルシフトの影響を除去する。

【０００５】しかし、図１３で示す計測方法の場合は、
傾斜磁場Ｇｘの印加タイミングを調節して、エコー発生
のタイミングを意識的にΔＴだけずらすことにより、静
磁場不均一の影響を含む画像Ｆ（ｘ，ｙ，ｚ）を計測す
る。画像Ｆ（ｘ，ｙ，ｚ）の実部と虚部を、それぞれ、
Ｆｒ（ｘ，ｙ，ｚ）およびＦｉ（ｘ，ｙ，ｚ）で表す
と、位相分布θ（ｘ，ｙ，ｚ）は、次式により求められ
る。 θ（ｘ，ｙ，ｚ）＝Ａｒｃｔａｎ［Ｆｉ（ｘ，ｙ，ｚ）
／Ｆｒ（ｘ，ｙ，ｚ）］・・・（１）この式から得られる位相値は、−π〜πの範囲の値しか
取り得ないので、真の位相変化がこの範囲を超えている
場合には、−π〜πの境界において、位相が２πずれ
る。このような位相飛びをアークタンジェントエリアジ
ングと呼ぶ。従って、このアークタンジェントエリアジ
ングの影響を補正しなければ、真の位相分布が得られな
い。

【０００６】このような問題を回避するためには、図１
３の計測法において、十分短いΔＴを用いれば良い。し
かし、異なるケミカルシフトの化学種を含む物質の位相
分布を計測する場合など、ΔＴの取り得る値が制限を受
け、十分短くすることができない場合もある。Ｍａｇｎ
ｅｔｉｃＲｅｓｏｎａｎｃｅｉｎＭｅｄｉｃｉｎ
ｅ．１８，ｐ３３５（１９９１）に記載の文献は、位相
分布を用いた静磁場均一度調整法について述べたもので
あるが、このようなアークタンジェントエリアジングが
生じた場合、エリアジングを見つけるために、位相分布
θ（ｘ，ｙ，ｚ）そのものではなく、θ（ｘ，ｙ，ｚ）
の微分値を用いている。以下、この静磁場均一度調整法
を、簡単のため１次元の位相分布θ（ｘ）について、図
１４を用いて説明する。

【０００７】図１４は、従来のアークタンジェントエリ
アジングの回避方法を示す説明図である。本図におい
て、１４１〜１４３は、位相分布線、１４４は、補正前
位相偏微分曲線、１４５は、補正後位相偏微分曲線であ
る。位相分布線１４１〜１４３で示すように、位相分布
θ（ｘ）は、アークタンジェントエリアジングのため
に、不連続となるが、微分値ｄθ（ｘ）／ｄｘは、補正
前位相偏微分曲線１４４で示すように、不連続点を除い
て滑らかな曲線で近似することができ、また、不連続点
では鋭いピークを持つので、補正後位相偏微分曲線１４
５で示すように、−π〜πの境界において生じるアーク
タンジェントエリアジングを容易に除去することができ
る。しかし、この手法では、このようなアークタンジェ
ントエリアジングを回避するために位相の微分値を用い
ているが、位相が平坦な分布を持つ場合には、その微分
値は「０」となり、これを静磁場均一度調整に適用した
場合、静磁場分布のオフセット項を除去することができ
ない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、従来の技術では、求めた位相が平坦な分布を持つ
場合には、アークタンジェントエリアジングを回避する
ために用いる位相の微分値が「０」となり、これを静磁
場の均一度の調整に適用した場合、静磁場分布のオフセ
ット項を除去することができない点である。本発明の目
的は、これら従来技術の課題を解決し、位相が平坦な分
布を持つ場合にも、静磁場の均一度の調整を可能とする
核磁気共鳴による位相分布の補正方法を提供することで
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の核磁気共鳴による位相分布の補正方法は、
（１）核磁気共鳴を用いて、グラディエントエコー法、
もしくは、エコーの発生タイミングを制御したスピンエ
コー法等により得られる静磁場不均一の影響を含む対象
物質の画像を計測して、静磁場の均一度の調整に用いる
位相分布を求める場合に、この位相分布に生じているア
ークタンジェントエリアジングの影響を補正する核磁気
共鳴による位相分布の補正方法であり、位相分布の偏微
分値を求め、この偏微分値の絶対値が所定の閾値を超え
る範囲を、アークタンジェントエリアジングとして検出
し、このアークタンジェントエリアジングを検出した範
囲の偏微分値を、周囲の値で近似して、位相分布の偏微
分曲線を求め、この偏微分曲線を積分して、アークタン
ジェントエリアジングによる影響を補正した新たな位相
分布を得ることを特徴とする。また、（２）上記（１）
に記載の核磁気共鳴による位相分布の補正方法におい
て、アークタンジェントエリアジングの検出に用いる偏
微分値の閾値を、０．８πとすることを特徴とする。ま
た、（３）上記（１）、もしくは、（２）のいずれかに
記載の核磁気共鳴による位相分布の補正方法において、
位相分布画像のシム磁場原点の位相値を基準として、位
相分布上の各ライン毎の位相値オフセットを調整するこ
とを特徴とする。また、（４）上記（１）、もしくは、
（２）のいずれかに記載の核磁気共鳴による位相分布の
補正方法において、シム電流値の変化に対応した位相変
化量が予めわかっている点を位相値の基準点とし、シム
電流値を変化させた場合に、この基準点の真の位相値を
基準として、位相分布上の各ライン毎の位相値オフセッ
トを調整することを特徴とする。また、（５）上記
（４）に記載の核磁気共鳴による位相分布の補正方法に
おいて、基準点として、シム電流値の変化による位相変
化量が最小となる点を選択することを特徴とする。ま
た、（６）上記（３）から（５）のいずれかに記載の核
磁気共鳴による位相分布の補正方法において、位相分布
上の各ライン毎に、この各ラインの位相値の基準となる
サブ基準点を設け、基準点の位相値を基準として、この
サブ基準点の位相値オフセットを調整し、この調整した
サブ基準点の位相値を基準として、各ライン毎の位相オ
フセットの調整を行なうことを特徴とする。また、
（７）上記（６）に記載の核磁気共鳴による位相分布の
補正方法において、各ライン毎のサブ基準点として、各
ラインの中心点を用いることを特徴とする。また、
（８）上記（６）に記載の核磁気共鳴による位相分布の
補正方法において、隣接するライン上のサブ基準点の近
隣にあり、このサブ基準点との間にアークタンジェント
エリアジングのない複数個の点の中で、信号量が最大の
点を、各ライン毎の位相値のサブ基準点として選択する
ことを特徴とする。また、（９）上記（８）に記載の核
磁気共鳴による位相分布の補正方法において、シム磁場
原点、もしくは、シム電流値の変化による正しい位相変
化量がわかっている点を出発点として、各ライン毎のサ
ブ基準点の選択を行なうことを特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明においては、核磁気共鳴により得られた
２次元位相分布画像で、−π〜πの範囲を超える位相変
化により生じた不連続点を、２次元位相分布画像上の１
ラインから得られる１次元位相分布θ（ｘ）の偏微分値
ｄθ（ｘ）／ｄｘから閾値処理などにより検出した後
に、周囲の値を用いた多項式近似などにより、偏微分値
ｄθ（ｘ）／ｄｘの平滑化を行い、そして、積分によ
り、連続的な位相分布を得る。このようにして、位相の
微分値ではなく、アークタンジェントエリアジングのな
い連続的な位相分布を得ることができるので、静磁場の
均一度の調整に適用した場合、位相が平坦な分布を持つ
場合にも、静磁場分布のオフセット項を除去することが
可能である。また、このようにして得た位相分布を、静
磁場の均一度の調整に適用する場合、シム磁場原点の位
相値を基準として積分を行なう。このシム磁場原点は、
シム電流値が変化しても位相値が変化しない点であり、
シム電流値を変化させた時の位相変化量を計測する場合
にも、シム電流値の変化による位相の変化の上にオフセ
ットが乗るのを回避できる。また、マルチスライスで計
測する場合等、得られた位相分布画像上にシム磁場原点
が存在しない場合もありえるので、この場合には、シム
電流値の変化による正しい位相変化量がわかっている点
の位相値を基準とする。例えば、シム電流値の変化によ
る位相変化量が最小となる点を基準点に選び、各チャネ
ル毎のシム電流値変化に対する上述の基準点の位相変化
量を予め計測しておき、シム電流値を変化させた場合に
は、位相変化量の計測結果をもとに、上述の基準点の真
の位相値を求め、この位相値を基準とすれば良い。ま
た、ライン毎に位相サブ基準点を設け、上述の基準とな
る点の位相値をもとに、これらのサブ基準点の位相オフ
セットを揃える。そして、このサブ基準点の位相値をも
とに、各ライン毎の偏微分曲線の積分を求める。このこ
とにより、各ラインの位相オフセットのずれを補正する
ことができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を、図面により詳細に
説明する。図１は、本発明に係わる核磁気共鳴による位
相分布画像の補正方法の一実施例を示すフローチャー
ト、図２は、その実施に用いる核磁気共鳴利用の検査シ
ステムの一実施例を示すブロック図である。図２におい
て、１は静磁場を発生する静磁場発生コイル、２は傾斜
磁場を発生する傾斜磁場発生コイル、３は静磁場均一度
を調整するためのシム磁場を発生させるシムコイル、４
は検査対象であり、この検査対象は静磁場発生コイル
１、傾斜磁場発生コイル２およびシムコイル３内に配置
される。

【００１２】本図において、シーケンサ５は、シム電源
６に命令を送り、静磁場不均一を補正するような付加的
な磁場を、シムコイル３より発生させる。シムコイル３
は複数のチャンネルよりなり、静磁場均一度調整時に
は、各コイルに流れる電流がシーケンサ５により制御さ
れる。また、シーケンサ５は、傾斜磁場電源７、およ
び、高周波発信器８に命令を送り、傾斜磁場および高周
波磁場を印加する。この高周波磁場は、高周波変調器
９、高周波増幅器１０を経て、高周波送信器１１によ
り、検査対象４に印加される。検査対象から発生した信
号は、受信器１２によって受波され、増幅器１３、移送
検波器１４、ＡＤ変換器１５を通ってＣＰＵ（Ｃｅｎｔ
ｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ、中央処理装
置）１６に送られ、ここで信号処理が行われる。必要に
応じて、記憶媒体１７に、信号や測定条件を記憶させる
こともできる。

【００１３】核磁気共鳴を用いたスペクトロスコピー、
あるいは、脂肪抑圧画像等を計測する場合には、それに
先だって、静磁場均一度の調整を行うことが望ましい。
一般的な核磁気共鳴装置は、多チャネルの付加的な静磁
場発生コイル、すなわち、シムコイル３を有しており、
この付加的な静磁場を主コイル（静磁場発生コイル１）
の発生する静磁場と重ね合わせることにより、より均一
な静磁場分布が得られるようになっている。従って、静
磁場の均一度調整とは、最適な静磁場分布を与えるよう
なシム電流値の組を求めることに他ならない。静磁場の
均一度調整は次に示すような工程からなる。第１工程：水試料等を用いて、各チャネル毎にシム電流
値の変化に対する静磁場分布の変化量を求める。第２工程：人体等、検査対象の静磁場分布を求める。第３工程：第１工程で求めた各チャネルのシム特性を用
いて、第２工程で求めた静磁場分布を打ち消すようなシ
ム電流値の組を見つける。第４工程：第３工程で求めたシム電流をシムコイルに印
加する。

【００１４】このような工程で静磁場分布を与えるもの
として、一般的に良く用いられるのは位相分布である。
従来技術として述べたように、位相分布θ（ｘ，ｙ，
ｚ）は、次の式で求められる。 θ（ｘ，ｙ，ｚ）＝Ａｒｃｔａｎ〔Ｆｉ（ｘ，ｙ，ｚ）
／Ｆｒ（ｘ，ｙ，ｚ）〕・・・（２）ここで、図１３における従来技術で説明したように、ス
ピンエコー信号の発生タイミングのずれ（ΔＴ）を十分
小さく取ることができず、アークタンジェントエリアジ
ングが生じている場合には、上述の式（２）で求めた位
相分布は、真の位相分布ではなく、不連続な分布とな
る。このような事情は、検査対象が異なるケミカルシフ
トの化学種を含む場合などのように、ΔＴの取り得る値
が制限される場合に生じる。

【００１５】例えば、上述のような静磁場の均一度調整
用に位相分布を計測する場合、最も感度の高い¹Ｈの信
号を用いるのが一般的である。しかし、人体などの位相
分布を計測する場合、水の信号だけでなく、脂肪の信号
もかなり大きいため、静磁場不均一によって生じた位相
と、ケミカルシフトによって生じた位相とを区別するこ
とは難しい。図１３の従来技術で示したような計測法を
用いるのであれば、水と脂肪のケミカルシフトによる位
相差がちょうど２πとなるようにΔＴを設定し、位相か
らケミカルシフトの項を除去するという方法がよく知ら
れている。例えば、磁場強度が１．５Ｔであれば、ΔＴ
は約５ｍｓｅｃである。これは、位相分布を計測するに
はかなり大きな値であり、計測された位相分布に、次の
図３で示すようなアークタンジェントエリアジングが生
じる可能性は高い。

【００１６】図３は、図２における核磁気共鳴利用の検
査システムで発生するアークタンジェントエリアジング
の一実施例を示す説明図である。本図において、３０は
２次元位相分布、３１〜３３は２次元位相分布３０の位
置Ｘで計測した位相θ（Ｘ）の位相分布線、３４は位相
分布線３１〜３３を偏微分して得られる偏微分曲線であ
る。本図に示すように、アークタンジェントエリアジン
グが生じている位相分布画像のプロファイルを見てみる
と、位相がπ、あるいは−πのところで不連続となるの
で、このようなところでは位相の偏微分値が非常に大き
くなる。通常、位相分布はそれほど急激な変化は示さ
ず、異なる組織同志の境界面等を除くと、アークタンジ
ェントエリアジングが生じている箇所以外では、隣接す
る画素間で位相差がπを超えることはまずありえないの
で、位相の偏微分値から、アークタンジェントエリアジ
ングの発生箇所を容易に検出することができる。また、
位相の偏微分値は、アークタンジェントエリアジング等
の急激な位相変化を除くと、連続的な変化を示す。

【００１７】そこで、図１に示す手順に従い、アークタ
ンジェントエリアジングを補正する。すなわち、まず、
位相分布上のある特定ラインの位相偏微分曲線を求め
（ステップ１０１）、かつ、位相偏微分値の絶対値が閾
値を超える範囲のみ、多項式近似等によりスムージング
を行ない、連続的な位相偏微分曲線を求める（ステップ
１０２）。そして、この連続的な偏微分曲線を積分する
ことにより、次の図４に示すように、アークタンジェン
トエリアジングの無い１次元位相分布を得る（ステップ
１０３）。

【００１８】図４は、図２における核磁気共鳴利用の検
査システムによる本発明に係わる位相分布画像の補正の
第１の実施例を示す説明図である。本図は、図２におけ
る核磁気共鳴利用の検査システムによるアークタンジェ
ントエリアジングの回避方法を示すものであり、２次元
位相分布４０上のある特定ライン、ここでは、位置Ｘの
ライン４１の補正前位相分布線４２〜４４から補正前位
相偏微分曲線４５を求め、位相偏微分値の絶対値が閾値
を超える範囲（図中のスムージング領域）のみスムージ
ングを行ない、連続的な補正後位相偏微分曲線４６を求
める。そして、この連続的な補正後位相偏微分曲線４６
を積分することにより、アークタンジェントエリアジン
グの無い１次元位相分布線、すなわち、補正後位相分布
線４７が得られる。但し、アークタンジェントエリアジ
ングの発生領域全体を検出するために、例えば、次の図
５に示すようなアルゴリズムを用いる。

【００１９】図５は、図２における核磁気共鳴利用の検
査システムによるアークタンジェントエリアジングの発
生領域検出の一実施例を示すフローチャートである。ま
ず、位相分布上の特定ラインの端から（Ｘ＝１〜Ｘ＝Ｘ
_ED，ＦＬＡＧ＝０）（ステップ５０１、５０２）、位相
偏微分値（Ｄ（Ｘ））が、所定の閾値（Ｄ_TH）を超える
かどうか判定する（ステップ５０３）。この時の閾値と
して、例えば、０．８πを用いる。判定結果がＹＥＳに
なれば、アークタンジェントエリアジング領域の始まり
である可能性があるとして、その点を記憶し（Ａ_ST＝
Ｘ，ＦＬＡＧ＝１）（ステップ５０４）、次の点に進む
（Ｘ＝Ｘ＋１）（ステップ５０５）。ステップ５０３に
おいて判定結果がＮＯになったら、さらに何点か先（Ｄ
（Ｘ＋ΔＸ））の判定を行う（ステップ５０６、５０
７）。例えば、位相分布画像の画素数が６４×６４であ
れば、２点先の点の判定を行なう。この結果がＮＯであ
れば、アークタンジェントエリアジング領域の終わりで
あると判断する（Ａ_ED＝Ｘ，ＦＬＡＧ＝０）（ステップ
５０８）。また、結果がＹＥＳであれば、アークタンジ
ェントエリアジング領域が続いているものと判断して次
の点に進む（ステップ５０５）。このようにして、アー
クタンジェントエリアジングの発生領域全体を検出す
る。

【００２０】このようにして検出したアークタンジェン
トエリアジング領域の位相偏微分値をスムージングする
には、例えば、領域前後の点の位相偏微分値を用いて多
項式近似、または、直線近似などを行なえば良い。近似
に用いる点は、アークタンジェントエリアジング領域の
外側の点であることが望ましいので、上述の方法で検出
した領域よりも、何点か外側の点を選ぶ。このためのマ
ージンは、例えば、位相分布画像の画素数が６４×６４
であれば、２点程度とする。

【００２１】図６は、図２における核磁気共鳴利用の検
査システムによる本発明に係わる位相分布画像の補正の
第２の実施例を示す説明図である。本実施例は、２次元
位相分布６０にある信号強度の弱い部分６１に対しても
合わせて補正をする様子を示すものである。例えば、図
２における核磁気共鳴利用の検査システムを人体に適用
する場合は、例えば、骨等のようにＮＭＲ信号が非常に
弱い部位が存在し、位相を計算する際に誤差を生じやす
いので、図中Ａで示すように位相偏微分値も大きくな
る。図１に示す核磁気共鳴利用の検査システムのアーク
タンジェントエリアジングの補正方法では、このような
ＮＭＲ信号が非常に弱い部位の位相誤差も、同時に補正
することができる。また、位相偏微分値に対して補正、
すなわち、スムージングと積分を行うので、これらの部
位とアークタンジェントエリアジング領域とを区別する
必要が無い。

【００２２】以上述べたアークタンジェントエリアジン
グの補正方法では、１ライン毎にアークタンジェントエ
リアジングの補正を行うので、積分の際の基準点の選び
方でライン毎の位相オフセットがずれてしまう。そこ
で、各ライン毎に、位相オフセットを調整するためのサ
ブ基準点を設け、これらの点を連結してできるラインを
位相オフセット調整ラインとする。この位相オフセット
調整ライン上の位相が不連続であれば、位相偏微分曲線
はスパイク状の変化を示すから、アークタンジェントエ
リアジング補正と同様にして、多項式補間等によるスム
ージングを用いて補正する。その後、サブ基準点の位相
値を初期値として、各ライン毎に、スムージングした位
相偏微分曲線を積分する。

【００２３】各サブ基準点を連結してできる位相オフセ
ット調整ラインには、画像の中心点（基準点）が必ず含
まれるので、各ラインの中心点を、サブ基準点として取
ることにより、簡便に、位相オフセット調整ラインを得
ることができる。この位相オフセット調整ライン上で、
アークタンジェントエリアジングが生じていても、補正
可能である。しかし、信号量の小さい点をサブ基準点と
して選択すると、得られる位相値の誤差が大きいので、
位相オフセット調整が失敗する可能性が高くなる。その
ために、以下のようにして、サブ基準点を選択するのが
有効である。

【００２４】サブ基準点からなる位相オフセット調整ラ
インは、直線である必要はなく、次の条件を満たす滑ら
かな曲線であれば良い。（Ａ）各点の信号量が十分大きいこと。（Ｂ）ライン上のすべての点がアークタンジェントエリ
アジングの生じていない領域内にあること。これらの条件を満たす点を選択する方法の例を、次の図
７、８を用いて説明する。

【００２５】図７は、図２における核磁気共鳴利用の検
査システムにより選択されるサブ基準点の配置の一実施
例を示す説明図である。本図において、７１、７２は、
ラインＬ_n、Ｌ_n-1上の基準点であり、それぞれの位置
は、Ｐ_n（Ｘ_n-1，Ｙ_n）、Ｐ_n-1（Ｘ_n-1，Ｙ_n-1）であ
る。ラインＬ_n上の基準点７１は、次の図８で示す手順
により、ラインＬ_n-1上の基準点７２に基づき選択され
る。

【００２６】図８は、図７におけるサブ基準点の選択手
順の一実施例を示すフローチャートである。今、図７に
おけるラインＬ_nの基準点として、点Ｐ_nを選ぶことを考
える（Ｙ＝Ｙ_n，Ｘ＝１，Ｘ≦Ｘ_ED？）（ステップ８０
１、８０２）。

【外１】このようにして得られる基準点からなる位相オフセット
調整ラインを決定する際の出発点としては、例えば、視
野中心を含み、かつ、Ｘ方向に平行な直線上の信号最大
点を選ぶ。

【００２７】各ラインのサブ基準点の位相調整を行う際
には、位相値の基準となる点が必要である。位相分布を
用いた静磁場均一度調整を行う場合、この基準点の選び
方が重要となる。例えば、あるチャネルのシム特性を計
測したいときには、このチャネルのシム電流値をわずか
に変化させて、２枚の位相分布を計測した後、アークタ
ンジェントエリアジングの補正を行ってから、両者の差
を取る。ところが、この補正を行う際に、位相値の基準
点が一致していないと、両者の差を取ったときに、シム
電流値の変化による位相の変化の上にオフセットが乗っ
てしまうため、正しいシム特性が得られない。従って、
位相値の基準点として、常にある特定の点を選ぶことが
望ましい。

【００２８】この基準点として最も望ましいのが、シム
磁場の原点である。この点は、多くの核磁気共鳴装置に
おいて、磁石の中心点と一致している。シム磁場の原点
では、Ｚ０項以外のシム電流の変化による位相変化は受
けない。しかし、他の点を位相値の基準点に選ぶと、シ
ム電流を変化させる度に位相値が変わるため、アークタ
ンジェントエリアジングの補正はさらに複雑になる。こ
のような事情は、マルチスライスで位相分布計測を行う
場合などに生じる。例えば、静磁場方向（Ｚ）に直行す
る面の計測を行うとすると、シム磁場の原点を含む面は
１枚だけであり、その他の面では、どこを基準点として
も、シム電流を変化させる度に位相値が変わってしま
う。このような場合には、この面の視野中心において、
各シムチャネルの電流値を変化させたときの位相変化を
予め計測しておき、この計測値（視野中心のシム特性）
をもとに、まず視野中心の正しい位相値を求め、これを
基準として、アークタンジェントエリアジングの補正を
行えば良い。

【００２９】図９〜図１２は、それぞれ、チャネルＺ
１、Ｘ、Ｙ、Ｚ０の視野中心におけるシム特性の一実施
例を示す説明図である。視野中心は、位相値の基準点と
なることがあり、この点の位相値を基準として、サブ基
準点の位相オフセットを調整することができるが、静磁
場均一度調整のために、シム電流値を変化させると、視
野中心自身の位相値がずれてしまう。そのために、図９
〜図１２に示すように、チャネル毎のシム電流値変化に
対する視野中心の位相変化量を予め計測しておく必要が
ある。そして、シム電流値を変化させた場合には、これ
らの図９〜図１２で示す位相変化量の計測結果（シム特
性）を基に、視野中心の真の位相値を求め、この真の位
相値を基準として、アークタンジェントエリアジングの
補正を行なう。

【００３０】このようにして、シム電流を変化させた時
でも、変化前の位相値を基準とする位相分布が得られ
る。尚、シムコイルは、システムで異なるが、１２チャ
ネルや１８チャネルなどからなり、図９〜図１２に示す
チャネルＺ１、Ｘ、Ｙ、Ｚ０は、その一例である。

【００３１】以上、図１〜図１２を用いて説明したよう
に、本実施例の核磁気共鳴による位相分布画像の補正方
法では、−π〜πの範囲を超える位相変化による不連続
点が生じた場合、２次元位相分布画像上の１ラインから
得られる１次元位相分布θ（ｘ）の偏微分値ｄθ（ｘ）
／ｄｘから閾値処理などにより不連続点を検出し、周囲
の値を用いた多項式近似などにより、偏微分値ｄθ
（ｘ）／ｄｘの平滑化を行った後、積分により連続的な
位相分布を得る。このことにより、アークタンジェント
エリアジングの無い連続的な位相分布を得ることができ
る。また、検査対象がＮＭＲ信号を発生しない、あるい
は、極めて信号強度の弱い部位の位相値に対しても、上
述の操作により同時に補正することができる。

【００３２】尚、本発明は、図１〜図１２を用いて説明
した実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱
しない範囲において種々変更可能である。例えば、従来
の技術や、図１〜図１２の実施例で述べたような静磁場
均一度調整のための位相分布計測に限定されるものでは
なく、例えばパーフージョン計測等、位相分布を用いた
あらゆる計測にも適用可能である。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、求めた画像の位相が平
坦な分布を持つ場合にも、アークタンジェントエリアジ
ングおよびオフセット項の影響を除去した位相分布を得
ることができるので、静磁場の均一度の調整を正確に行
なうことができ、核磁気共鳴を利用した検査システムな
どの信頼性を向上させることが可能である。

【００３４】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる核磁気共鳴による位相分布画像
の補正方法の一実施例を示すフローチャートである。

【図２】本発明の核磁気共鳴による位相分布画像の補正
方法の実施に用いる核磁気共鳴利用の検査システムの一
実施例を示すブロック図である。

【図３】図２における核磁気共鳴利用の検査システムで
発生するアークタンジェントエリアジングの一実施例を
示す説明図である。

【図４】図２における核磁気共鳴利用の検査システムに
よる本発明に係わる位相分布画像の補正の第１の実施例
を示す説明図である。

【図５】図２における核磁気共鳴利用の検査システムに
よるアークタンジェントエリアジングの発生領域検出の
一実施例を示すフローチャートである。

【図６】図２における核磁気共鳴利用の検査システムに
よる本発明に係わる位相分布画像の補正の第２の実施例
を示す説明図である。

【図７】図２における核磁気共鳴利用の検査システムに
より選択されるサブ基準点の配置の一実施例を示す説明
図である。

【図８】図７におけるサブ基準点の選択手順の一実施例
を示すフローチャートである。

【図９】チャネルＺ１の視野中心におけるシム特性の一
実施例を示す説明図である。

【図１０】チャネルＸの視野中心におけるシム特性の一
実施例を示す説明図である。

【図１１】チャネルＹの視野中心におけるシム特性の一
実施例を示す説明図である。

【図１２】チャネルＺ０の視野中心におけるシム特性の
一実施例を示す説明図である。

【図１３】従来の核磁気共鳴を用いた位相分布の計測方
法の例を示す説明図である。

【図１４】従来のアークタンジェントエリアジングの回
避方法を示す説明図である。

【符号の説明】

１静磁場発生コイル２傾斜磁場発生コイル３シムコイル４検査対象５シーケンサ６シム電源７傾斜磁場電源８高周波発信器９高周波変調器１０高周波増幅器１１高周波送信器１２受信器１３増幅器１４移送検波器１５ＡＤ変換器１６ＣＰＵ１７記憶媒体３０２次元位相分布３１〜３３位相分布線３４偏微分曲線４０２次元位相分布４１ライン４２〜４４補正前位相分布線４５補正前位相偏微分曲線４６補正後位相偏微分曲線４７補正後位相分布線６０２次元位相分布６１信号強度の弱い部分７１、７２基準点１４１〜１４３位相分布線１４４補正前位相偏微分曲線１４５補正後位相偏微分曲線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】核磁気共鳴を用いて、グラディエントエ
コー法、もしくは、エコーの発生タイミングを制御した
スピンエコー法等により得られる静磁場不均一の影響を
含む対象物質の画像を計測して、上記静磁場の均一度の
調整に用いる位相分布を求める場合に、該位相分布に生
じているアークタンジェントエリアジングの影響を補正
する核磁気共鳴による位相分布の補正方法であり、上記
位相分布の偏微分値を求め、該偏微分値の絶対値が所定
の閾値を超える範囲を、上記アークタンジェントエリア
ジングとして検出し、該アークタンジェントエリアジン
グを検出した範囲の偏微分値を、周囲の値で近似して、
上記位相分布の偏微分曲線を求め、該偏微分曲線を積分
して、上記アークタンジェントエリアジングによる影響
を補正した新たな位相分布を得ることを特徴とする核磁
気共鳴による位相分布の補正方法。
【請求項２】請求項１に記載の核磁気共鳴による位相
分布の補正方法において、上記アークタンジェントエリ
アジングの検出に用いる偏微分値の閾値を、０．８πと
することを特徴とする核磁気共鳴による位相分布の補正
方法。
【請求項３】請求項１、もしくは、請求項２のいずれ
かに記載の核磁気共鳴による位相分布の補正方法におい
て、上記位相分布画像のシム磁場原点の位相値を基準と
して、上記位相分布上の各ライン毎の位相値オフセット
を調整することを特徴とする核磁気共鳴による位相分布
の補正方法。
【請求項４】請求項１、もしくは、請求項２のいずれ
かに記載の核磁気共鳴による位相分布の補正方法におい
て、シム電流値の変化に対応した位相変化量がわかって
いる点を位相値の基準点とし、上記シム電流値を変化さ
せた場合に、該基準点の真の位相値を基準として、上記
位相分布上の各ライン毎の位相値オフセットを調整する
ことを特徴とする核磁気共鳴による位相分布の補正方
法。
【請求項５】請求項４に記載の核磁気共鳴による位相
分布の補正方法において、上記基準点として、シム電流
値の変化による位相変化量が最小となる点を選択するこ
とを特徴とする核磁気共鳴による位相分布の補正方法。
【請求項６】請求項３から請求項５のいずれかに記載
の核磁気共鳴による位相分布の補正方法において、上記
位相分布上の各ライン毎に、該各ラインの位相値の基準
となるサブ基準点を設け、上記基準点の位相値を基準と
して、該サブ基準点の位相値オフセットを調整し、該調
整したサブ基準点の位相値を基準として、上記各ライン
毎の位相オフセットの調整を行なうことを特徴とする核
磁気共鳴による位相分布の補正方法。
【請求項７】請求項６に記載の核磁気共鳴による位相
分布の補正方法において、上記各ライン毎のサブ基準点
として、各ラインの中心点を用いることを特徴とする核
磁気共鳴による位相分布の補正方法。
【請求項８】請求項６に記載の核磁気共鳴による位相
分布の補正方法において、隣接するライン上のサブ基準
点の近隣にあり、該サブ基準点との間にアークタンジェ
ントエリアジングのない複数個の点の中で、信号量が最
大の点を、上記各ライン毎の位相値のサブ基準点として
選択することを特徴とする核磁気共鳴による位相分布の
補正方法。
【請求項９】請求項８に記載の核磁気共鳴による位相
分布の補正方法において、上記シム磁場原点、もしく
は、上記シム電流値の変化による正しい位相変化量がわ
かっている点を出発点として、上記各ライン毎のサブ基
準点の選択を行なうことを特徴とする核磁気共鳴による
位相分布の補正方法。