JPH0928692A - 磁気共鳴装置のアンテナ装置の感度横断面補償方法 - Google Patents
磁気共鳴装置のアンテナ装置の感度横断面補償方法Info
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Abstract
画像情報の損失無しの補償を可能にする、磁気共鳴装置
のアンテナ装置の感度横断面補償方法を提供する。 【解決手段】 2つのオリジナル磁気共鳴画像のそれぞ
れ互いに対応する画素の輝度値から幾何平均値を形成
し、幾何平均値に依存して補償磁気共鳴画像の対応する
画素を形成する。
Description
して位置するアンテナ部分装置が、同一の画像被検体の
画素から成るそれぞれ1つのオリジナル磁気共鳴画像を
受信し、オリジナル磁気共鳴画像の画素には画像被検体
に依存して輝度値を割当てる、磁気共鳴装置のアンテナ
装置の感度横断面補償方法に関する。
信号の受信のために局所アンテナが設けられている、何
故ならば局所アンテナは全身アンテナに比してSN比が
より良好であるからである。この場合に甘受しなければ
ならない欠点は、アンテナの感度が不均一である点であ
る。受信信号の強度は、信号源即ち磁気共鳴信号を放射
する原子核からの間隔が増加するにつれて低下する。局
所アンテナの直径が小さい程、強度低下は大きい。従っ
て、局所アンテナから由来する磁気共鳴画像は、何らか
の手段を講じない限り不均一である、すなわち、診察領
域の中の部分で局所アンテナに近辺に位置する部分は、
より遠くに位置する部分に比してより強く強調される。
を補償できるか、又は磁気共鳴画像を均一化できるの
は、アンテナ装置の感度横断面又は感度分布が既知の場
合である。感度横断面は1つの均一なファントムで求め
られる。しかし補償の場合には、アンテナ装置に対する
断面の位置を考慮しなければならない。
を、補償する画像自身から計算する。この方法の出発点
となる基礎は、患者又は被検者の断面画像の画像輝度が
1つずつの画素(ピクセル)毎に大きく変化し、これに
対して輝度差は、局所アンテナの不均一な感度分布に起
因して僅かしか変化しないことにある。局所アンテナの
感度横断面は、低域フィルタにより、撮像された磁気共
鳴画像からろ波して取出して、補償に使用できる。
テナ装置、スライス方向及び診察する領域(FOV=f
ield of view=ビューの領域)に適用でき
る点である。この方法の欠点は、画像被検体自身に由来
する小さい輝度差もろ波されて除去される点である。従
って、フィルタ特性を慎重に選択する必要がある、何故
ならば慎重な選択により、局所アンテナの感度横断面の
できるだけ大きい部分が補償され、画像被検体に由来す
る画像情報はできるだけ僅かしか補償されないようにし
なければならないからである。これに関連して実現する
と好適であるのは、フィルタ特性をスライス位置及びス
ライス方向及びFOVに依存して変化させることである
が、しかしこれは実際の上で実現困難である。
ドアレイ”(Magnetic Resonance
in Medicine,Vol.16,1990,1
92〜225頁)から、互いに隣接して配置され磁気的
に互いからデカップリングされている単一アンテナを有
するアンテナアレイを使用して、雑音低減された磁気共
鳴画像を得ることが公知である。この場合、アレイの単
一アンテナにより受信された磁気共鳴信号の互いに対応
する画素の輝度値から二乗和を形成し、次いでこの二乗
和から平方根を形成する。単一画像から求められた輝度
値から、雑音低減された磁気共鳴画像が得られる。
共鳴画像の位置及び配向とは無関係に、画像情報の損失
無しの補償を可能にする、磁気共鳴装置のアンテナ装置
の感度横断面補償方法を提供することにある。
り、2つのオリジナル磁気共鳴画像のそれぞれ互いに対
応する画素の輝度値から幾何平均値を形成し、幾何平均
値に依存して補償磁気共鳴画像の対応する画素を形成す
ることにより解決される。
が、軸線方向での感度横断面に強く依存し、これに対し
て横方向での感度横断面は、アンテナ導体の直接の近辺
での強く高められた感度を除いて、非常に均一であるこ
とにある。軸線方向とは、アンテナ装置の磁気軸線の方
向のことである。軸線方向での感度低下は、指数関数に
ほぼ比例する。本発明により、互いに対向して配置され
ているアンテナ部分装置により得られた画像情報が評価
される場合、前述の2つのオリジナル磁気共鳴画像の互
いに対応する画素の輝度値を乗算することにより、異な
って強調された領域が低減される。これを基礎にしてア
ンテナ装置の感度横断面が補償され、磁気共鳴画像が均
一化される。
いに対向して配置したアンテナ装置が、それぞれ複数の
互いに隣接して配置されている単一アンテナを有し、そ
れぞれの単一アンテナが、同一画像被検体の磁気共鳴単
一画像を受信し、アンテナ部分装置のうちのそれぞれ1
つに所属する単一アンテナの磁気共鳴単一画像から、改
善されたSN比を有するオリジナル磁気共鳴画像を形成
する。これにより、補償された磁気共鳴画像の雑音成分
も僅かである。
は、オリジナル磁気共鳴画像の画素を、単一磁気共鳴画
像の対応する画素から、まず初めに対応する画素の二乗
和を形成し、次いで前記二乗和から平方根を形成するこ
とによって形成する。この比較的簡単なSN比改善方法
がとりわけ適する場合として、アンテナ部分装置の個々
の単一アンテナの間の微弱な雑音相関が存在する場合が
ある。
は、2つのオリジナル磁気共鳴画像の画素から、まず初
めに対応する画素の二乗和を形成し、次いで前記二乗和
から平方根を形成して中間画像を形成し、前記中間画像
と補償磁気共鳴画像を低域ろ波し、低減ろ波中間画像を
低域ろ波された補償磁気共鳴画像に関連させて、感度分
布の雑音低減画像を形成し、前記中間画像を感度分布の
雑音低減画像に関連させて、雑音低減補償磁気共鳴画像
を形成する。
の有利な実施の形態では、2つのオリジナル磁気共鳴画
像の画素から、まず初めに対応する画素の二乗和を形成
し、次いで前記二乗和から平方根を形成することによっ
て、中間画像を形成し、中間画像を補償磁気共鳴画像に
関連させることによって、感度分布画像を形成し、感度
分布の雑音低減画像を、感度分布画像を低域ろ波して形
成し、前記中間画像を前記感度分布の雑音低減画像に関
連させて、補償され雑音を低減された磁気共鳴画像即ち
雑音低減補償磁気共鳴画像を形成する。この場合、前述
の実施の形態とは異なり、だた1つの画像のみが低域ろ
波される。
共鳴画像の雑音を更に低減できる。低域フィルタの周波
数特性の選択は、高周波雑音成分のみがろ波されて取り
除かれ、感度横断面自身は変化されないように行う。冒
頭に記載の方法と異なり、画像情報がろ波されて取り除
かれても支障無い、何故ならばこの場合、ろ波された画
像を使用するのは、アンテナの感度分布を得るためであ
るからである。
用いて詳細に説明する。
置2が示されている。アンテナ装置2は、2つの互いに
対向して位置し同一に形成されているアンテナ部分装置
4及び5を有する。2つのアンテナ部分装置4及び5の
磁気軸線は1点鎖線6により示され、2つの磁気軸線6
は一致する。磁気軸線6は、図示されていない主磁界に
対して垂直に位置決めされている。2つのアンテナ部分
装置4,5は、診断空間8の境界を定め、診断空間8は
2つのアンテナ部分装置4,5の間に位置し、診断空間
8の中には患者又は患者の一部を入れることができる。
装置4,5の感度横断面は、第1次近似では指数関数
(e=自然対数の底)に比例する。すなわち、信号強度
は、信号源すなわち励起された原子核の場所からの間隔
が大きくなるにつれて指数関数に従って減少する。xy
z座標系10の原点がその都度にアンテナ部分装置4,
5の中心に位置する場合、上部のアンテナ装置4におい
ては診断空間8の中の感度は次式により表される。
により表される。
状及び寸法により決まる。係数aは、2つのアンテナ部
分装置4,5の形状が同一の場合には2つのアンテナ部
分装置4,5に対して同一である。
共鳴画像A(i,j) が、方形マトリクスの中に配置
されている画素により作成され、iは行番号であり、j
は列番号である。下部のアンテナ部分装置5により、同
一の画像被検体の対応するオリジナル磁気共鳴画像B
(i,j)が形成される。補償された磁気共鳴画像すな
わち補償磁気共鳴画像C(i,j)が、オリジナル磁気
共鳴画像A(i,j),B(i,j)から形成され、こ
の形成の第1段階は、互いに対応する画素、すなわち同
一の行番号及び列番号を有する対応する場所における画
素が、まず初めに互いに乗算されることにある。次い
で、それぞれの積から平方根が形成される。数式とし
て、補償磁気共鳴画像の形成は次式により表される。
例ではM=N=256である。
A(i,j),B(i,j)の互いに対応する画素か
ら、幾何平均値が形成され、幾何平均値は、1つの補償
磁気共鳴画像C(i,j)の対応する画素を形成し、こ
の補償磁気共鳴画像C(i,j)は表示装置12に表示
される。
を形成する重要な段階を示し、この方法は、図1の基本
的方法に比して、補償され雑音が低減された磁気共鳴画
像すなわち雑音低減補償磁気共鳴画像Fを形成する。こ
の場合、オリジナル磁気共鳴画像A(i,j),B
(i,j)から、前述の補償磁気共鳴画像C(i,j)
が中間画像として形成され、この中間画像の画素は、オ
リジナル磁気共鳴画像A(i,j),B(i,j)の対
応する画素から、幾何平均値の形成により形成される。
同様にオリジナル磁気共鳴画像A(i,j),B(i,
j)から、雑音低減画像D(i,j)が形成され、この
形成は、オリジナル磁気共鳴画像A(i,j)及びB
(i,j)の個々の画素に対応する値の二乗和が形成さ
れ、次いで二乗和から平方根が形成されることにより行
われ、これは次式により表される。
形成方法は、冒頭に記載のRoemer等著の論文から
公知である。しかし雑音低減中間画像D(i,j)にお
いてアンテナ装置2の感度横断面が検出されるべきであ
る。画像の中に見られる変動する感度は、補償されなけ
ればならない。この補償を実現するために、雑音低減中
間画像D(i,j)を、画素毎に補償磁気共鳴画像C
(i,j)と関連させることによってアンテナ装置2の
感度横断面又は感度分布E(i,j)が形成される。こ
の関連は次式により表される。
しかしこの感度分布は更に、フィルタ装置14で低域ろ
波にかけられ、これにより雑音低減感度横断面E′
(i,j)が形成される。次いで、画素毎に雑音低減中
間画像D(i,j)を低域ろ波された感度横断面E′
(i,j)と関連させることにより、雑音低減補償磁気
共鳴画像F(i,j)が求められる。これは次式により
表される。
置12に供給される。
された実施の形態と異なる点は、それぞれ1回の低域ろ
波がフィルタ装置16,18で中間画像D(i,j)及
び補償磁気共鳴画像C(i,j)に対して行われる点で
ある。これにより、低域ろ波された中間画像D′(i,
j)及びC′(i,j)が形成され、これにより、低域
ろ波された感度分布を画素毎に表す次式が得られる。
形を示し、この変形実施の形態ではアンテナ部分装置4
及び5はそれぞれ、互いに隣接して配置されている単一
アンテナ4.1及び4.2又は5.1及び5.2を有す
るアンテナアレイとして形成されている。単一アンテナ
4.1,4.2及び5.1,5.2はそれぞれ、磁気的
に大幅に互いからデカップリングされている。それぞれ
の単一アンテナ4.1,4.2,5.1,5.2により
単一画像A1(i,j),A2(i,j),B1(i,
j),B2(i,j)が形成される。
から雑音低減磁気共鳴画像A(i,j)が形成され、こ
れはまず初めに、単一画像A1(i,j)及びA
2(i,j)の二乗和が形成され、次いで二乗和から平
方根が形成されることにより実現され、これは次式によ
り表される。
j)及びB2(i,j)から雑音低減磁気共鳴画像を表
す次式が得られる。
j),B(i,j)が、図2及び図3に基づいて前に説
明したように適用され、これにより第1に、雑音低減中
間画像Dと、均一化された磁気共鳴画像すなわち均一化
磁気共鳴画像Cが形成され、次いで更に処理されて雑音
低減均一化磁気共鳴画像Fが形成される。
の形態と異なる点は、直接に磁気共鳴単一画像A
1(i,j),A2(i,j),B1(i,j),B2
(i,j)から雑音低減中間画像Dが形成される。これ
は、まず初めに単一画像A1(i,j),A2(i,
j),B1(i,j),B2(i,j)の二乗和が形成
され、次いでこの二乗和から平方根が形成されることに
より実現され、これは次式により表される。
に基づいて前に説明した段階と同様である。
場合に使用された直線偏波部分アンテナ4,5又は単一
アンテナ4.1,4.2,5.1,5.2の代りに円偏
波アンテナが使用されることにある。円偏波アンテナ
は、2つの互いに垂直の方向からの2種類の信号を同時
に受信し、これらの2種類の信号は、90゜互いに移相
されてから合成される。次いで、円偏波アンテナにより
受信された画像情報から、実施の形態に基づいて前に説
明したように、均一化された磁気共鳴画像即ち均一化磁
気共鳴画像を形成できる。
ブロック回路図である。
のブロック回路図である。
のブロック回路図である。
ロック回路図である。
ロック回路図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 2つの互いに対向して位置するアンテナ
部分装置(4,5)が、同一の画像被検体の画素から成
るそれぞれ1つのオリジナル磁気共鳴画像(A,B)を
受信し、前記オリジナル磁気共鳴画像(A,B)の画素
には画像被検体に依存して輝度値を割当てる、磁気共鳴
装置のアンテナ装置(2)の感度横断面補償方法におい
て、 2つの前記オリジナル磁気共鳴画像(A,B)のそれぞ
れ互いに対応する画素の輝度値から幾何平均値を形成
し、前記幾何平均値に依存して、補償された磁気共鳴画
像すなわち補償磁気共鳴画像(C)の対応する画素を形
成することを特徴とする磁気共鳴装置のアンテナ装置の
感度横断面補償方法。 - 【請求項2】 互いに対向して配置したアンテナ装置
(4,5)が、それぞれ複数の互いに隣接して配置され
ている単一アンテナ(4.1,4.2又は5.1,5.
2)を有し、それぞれの前記単一アンテナ(4.1,
4.2,5.1,5.2)が、同一画像被検体の磁気共
鳴単一画像を受信し、前記アンテナ部分装置(4,5)
のうちのそれぞれ1つに所属する単一アンテナの前記磁
気共鳴単一画像(A1,A2,B1,B2)から、改善
されたSN比を有するオリジナル磁気共鳴画像(A,
B)を形成することを特徴とする請求項1に記載の磁気
共鳴装置のアンテナ装置の感度横断面補償方法。 - 【請求項3】 オリジナル磁気共鳴画像(A,B)の画
素を、単一磁気共鳴画像(A1,A2又はB1,B2)
の対応する画素から、まず初めに対応する画素の二乗和
を形成し、次いで前記二乗和から平方根を形成すること
によって形成することを特徴とする請求項2に記載の磁
気共鳴装置のアンテナ装置の感度横断面補償方法。 - 【請求項4】 2つのオリジナル磁気共鳴画像(A,
B)の画素から、まず初めに対応する画素の二乗和を形
成し、次いで前記二乗和から平方根を形成することによ
って、雑音を低減された中間画像即ち雑音低減中間画像
(D)を形成し、 中間画像(D)を補償磁気共鳴画像(C)に関連させる
ことによって、感度分布画像(E)を形成し、感度分布
の雑音低減画像(E′)を、感度分布画像(E)を低域
ろ波して形成し、 前記中間画像(D)を前記感度分布の雑音低減画像
(E′)に関連させて、補償され雑音を低減された磁気
共鳴画像即ち雑音低減補償磁気共鳴画像(F)を形成す
ることを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいず
れか1つの請求項に記載の磁気共鳴装置のアンテナ装置
の感度横断面補償方法。 - 【請求項5】 2つのオリジナル磁気共鳴画像(A,
B)の画素から、まず初めに対応する画素の二乗和を形
成し、次いで前記二乗和から平方根を形成して中間画像
(D)を形成し、 前記中間画像(D)と補償磁気共鳴画像(C)を低域ろ
波にかけ、 低減ろ波中間画像(D´)を低域ろ波された補償磁気共
鳴画像(C′)に関連させて、感度分布の雑音低減画像
(E′)を形成し、 前記中間画像(D)を前記感度分布の雑音低減画像
(E′)に関連させて、雑音低減補償磁気共鳴画像
(F)を形成することを特徴とする請求項1から請求項
3のうちのいずれか1つの請求項に記載の磁気共鳴装置
のアンテナ装置の感度横断面補償方法。 - 【請求項6】 まず初めに磁気共鳴単一画像(A1,A
2,B1,B2)の二乗和を形成し、次いで前記二乗和
から平方根を形成して、中間画像(D)をオリジナル磁
気共鳴画像(A)から形成するのではなく、形成するこ
とを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の磁気共鳴
装置のアンテナ装置の感度横断面補償方法。
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