JPS61151450A - Ｎｍｒ断層撮像装置の画像感度補正方法 - Google Patents

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。

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（以下核磁気共鳴をＮＭＲと
略称する）を利用して対象物の内部組織をｆ１７ｉＩ！
像として観察するＮＭＲ断層躍像装置における画像の改
良に関するものである。

（従来の技術） ＮＭＲ断層断層撮画装置いて、９０’パルス印加により
生ずるＮＭＲ信号を受信する受信コイルのＳ／Ｎ比は次
のように表わされる。

ここに、Ｋ　：受信コイルの形状により定まる定数 η　：フィリングファクタ（ｆｉｌｌｉｉｎｇｒａｃｔ
ｏｒ　） Ｖｃ：コイル容積 Ｑ　：クオリティファクタ（ｑｕａ　Ｉ　ｉ　ｔｙｆａ
ｃｔｏｒ） ｋ　：ボルッマンの定数 Ｔｃ：コイルの温度 Δｆ：周波数帯域幅 Ｆｎ：受信コイルのノイズファクタ そして受信コイルのＳ／Ｎ比をよくするためにはフィリ
ングファクタηを大きくする等の対策が講じられる。フ
ィリングファクタηを大きくしようとした場合、受信コ
イルは必然的に対象物に接近することになる。

（発明が解決しようとする問題点） また、一般的に受信コイルとして用いられているくら形
コイルは梗々のパラメータを考慮し設計されているが、
径方向及び長さ方向共に感度にムラがあり、特にコイル
近傍では大きくなっている。

その他、同様の形のコイルを用いている送信コイルの感
度ムラや、磁場が不均一なことから生じるもの等により
、ＮＭＲ断層ｍ像装置の画像は均一な物質をＩｌｌ像し
た場合であっても、濃淡の変化（シェーディングという
）を生じる。これは、画質を大きく劣化させ、特に臨床
で用いる場合には読影を困難にし誤診を招く要因ともな
る。

これに対し、理論的に予めシェーディングを求めておき
、元のｆ−夕を補正するという方法が考えられるが、こ
れには限界があり、装置固有のバラツキ等には対応しき
れないという問題がある。

本発明の目的は、この様な点に鑑み、簡単な方法で画像
に生じるシェーディングを補正し、画質の向上を図るこ
とのできる感度補正方法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） この様な目的を達成するために本発明では、対象物のス
キャンと同一条件で、均一なファントムをスキャンし、
そのデータを用いて画像のシェーディング補正を行うよ
うにしたことを特徴とするものである。

（実施例） 以下図面を用いて本発明の詳細な説明する。第１図は本
発明を実施するためのＮＭＲ断層撮像装置の要部構成図
である。図において、マグネットアセンブリ１は、被検
体に一定の磁場を印加する静磁場コイル２と、原子核の
スピンを励起するための高周波パルスを与える励磁コイ
ル３と、被検体の位置の情報を信号に反映させるための
勾配磁場を印加する勾配磁場コイル４　（ｘ、ｙ、ｚ軸
方向に個別に勾配磁場を発生することができるように構
成されたＸ勾配磁場コイル、ｙ勾配磁場コイル、２勾配
磁場コイルを有する。）と、被検体内からのＮＭＲ信号
を検出する検出コイル５を備えている。第１図ではこれ
らの各コイルの一部を略示的に示しである。

１１は静磁場コイル２用の静磁場電源、１２は勾配Ｉｊ
場ココイルを駆動するための勾配磁場駆動回路で、シー
ケンスメモリ回路２０により制御されるようになってい
る。３０はシーケンスメモリ回路２０を制御ｌｌするた
めの制御計算機である。

２１は測定しようとする原子核のＮＭＲ条件に対応する
周波数（例えばプロトンでは、４２．６Ｍ　＋−１ｚ　
、／　Ｔ　）の信号を発生するＲＦ発振器で、その出力
はシーケンスメモリ回路２０からの信号によって開閉が
制御されるゲート・変調回路２２およびパワーアンプ２
３を介して励磁コイル３に印加されている。２４は検出
コイル５から得られるＮＭＲ信号を増幅する増幅器、２
５は位相検波回路である。２６は位相検波された増幅器
２４からの信号を記憶するデータ記憶装置で、Ａ　、／
　Ｄ変換器を含んでいる。２８はデータ記１！装置から
の信号をインタフェース２７を介して受取り所定の信号
処理を施して断層像を得るデータ処理計算機である。

２９は得られた断層像を表示するテレビジョン七二夕の
ような表示器である。

この様な構成における動作を次に説明する。ここでは−
例として飽和回復法（ＳＲ法）でしかもスピンエコー法
（ＳＥ法）である場合を例にとって説明する。

シーケンスメモリ回路２０の制御により第２図に示すよ
うなシーケンスで動作する。

静磁場電源１１から静磁場用コイル２に電流を流し、被
検体（被検体は各コイルの円筒内に設置）に静磁場１」
。を与えた状態において、シーケンスメモリ回路２０よ
りゲート・変調回路２２を開き、所定の形に変調された
（例えばガウス形）ＲＦ信号を増幅器２３を経て励磁コ
イル３に与え、被検体に９０°パルスを与える。

続いて勾配磁場コイル３を付勢し、第２図の（０）、（
ハ）に示すように、スライス面を決定するための２勾配
磁場と、プロジェクション用のｘ　Ｊ５よびｙ勾配磁場
をそれぞれ印加する。

９０’パルス印加より所定の時間後に励磁コイル３を付
勢し被検体に１８０°パルスを与える。この１８０゛パ
ルス印加期間中はＸおよびｙ勾配磁場は印加しない。

前記１８０゛パルス印加の後、再びＸおよびｙ勾配磁場
を与える。これにより同図（ニ）に示すように生じるエ
コー信号を検出コイル５で検出し、増幅器２４、位相検
波回路２５を介してデータ記憶装置２６に取込む。

以下同様に１８０°パルス印加並びにＸ及びｙ勾配磁場
印加とＮＭＲ信号の測定をくりかえす。Ｘ及びｙ勾配磁
場は各ビューごとにその大きさを変えている。

このようにして、所定のｎビューにわたってＮＭ　Ｒ（
＋８号を測定する。

計ｎ＠２Ｂでは、検出したＮＭＲ信号から対象物の断層
画像を再構成する。この再構成画像を八とする。

次に対象物と同一条件で、対象物より大きいファントム
をスキャンし、画像を１ｑる。この画像をＢとする。

次に、計算機２８で、画像の各ビクセルごとに△÷Ｂの
値を求め、これをＣとする。この画像Ｃは、画像Ｂで補
正されシェーディングがなくなった画像である。

このような手法により、シェーディングの補正された画
像を得ることができるが、その手法はこれに限らず上記
概念を基本した各種の手法が可能である。

例えばより実際的な次のような手法をとってもよい。

■前記と同等の動作により画ＩＡと画像Ｂを得る。

■画−Ｂにスムージング（ノイズ分を滑かにする）をか
けて、画像Ｂｓｍを得る。

■画像Ｂｓｍの中心ビクセルの値をａとし、その値を基
準に各ビクセルごとに補正値を求める。

すなわち、あるビクセルの値がＸであるとき、補正１ｍ
　Ｓ　ｘは次式により求められる。ただし、αはスパン
調整計数である。

α（（１−ｘ） Ｓｘ−＋１ ただし、αはスパン調整計数 このようにして求められた画像をＳとする。

■画像Ｓと画像Ａとを掛合わせるとシェーディングが補
正された画像Ｃが得られる。

すなわち、画ｍＡにおける対応ビクセルの値がＸ′であ
れば、求める画１ｇＩＣのそのビクセル値ＣＸ′は、 となる。

ここでα＝ｘ／ｘ’　　（画１ｍＡとＢにおける同じビ
クセルのレベル比ンなら、ＣＸ’　−ａ＋　（ｘ’−Ｘ
）となり、このビクセル値により構成された画像Ｃはシ
ェーディングの補正された画像である。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。

例えば、次に列挙するような構成ないし手法を採るよう
にしてもよい。

■データ処理計算機２８で求める補正ファイルは１スキ
ヤンごとに限る必要はない。同一条件のスキャンに対し
ては同一補正ファイルを校正画像として用いることがで
きる。

■ファントムは必ずしも均一でなくてもよい。必要に応
じて部分的に縦緩和時間、横緩和ＦＲ間及び密度等の異
なる物質を用いた方がよい場合もある。

縦緩和時間、横緩和時間及び密度等が異なるとシェーデ
ィングも異なる。

■補正ファイルは１つの補正に１つでなくてよい。

つまり、１つの画像を補正するのに部分的あるいは重畳
的に２つ以上の補正ファイルを用いることもできる。

■ファントムを使用せず、自分自身の画像を十分に処理
し補正するようにしてもよい。

■本手法は、スピンエコー法のシーケンスによるスキャ
ン結果に対してのみ適用し得るものではなく、他の例え
ばプロジェクション法、スピンワープ法等のどのような
シーケンスによるスキャン結果に対しても適用可能であ
る。

■補正用の画像は、元の画像に限ることはなく、スムー
ジングやその他必要に応じた加工を施した画像としても
よい。

■予め３次元での感度分布を求めてＪ５けば、そのデー
タから汗意の断面でのシェーディングの起り方を知り、
サジタル、コロナルをはじめあらゆるスライス面に対し
て補正を行うことができる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、ＮＭＲ断層１１
ｔｉ　１ｉＧｌ装置において、その対象物のスキャンと
同一の条件で均一なファントムを両像しそこから得られ
た画像を用いて対象物の画像を補正することにより、種
々の原因から生じるシェーディングを容易に除去するこ
とができ、実用に供してその効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するためのＮＭＲ断層踊像両像装
要部構成図、第２図は本発明に係るシーケンスを示す動
作波形図である。 １・・・マグネットアセンブリ、２・・・静磁場コイル
、３・・・励磁コイル、４・・・勾配磁場コイル、５・
・・検出コイル、１１・・・静磁場電源、１２・・・勾
配磁場駆動回路、２０・・・シーケンスメモリ回路、２
１・・・発振器、２２・・・ゲート・変調回路、２３．
２４・・・増幅器、２５・・・位相検波回路、２６・・
・データ記憶装置、２７・・・インタフェース、２８・
・・データ処理計算機、２つ・・・表示装置、３０・・
・制御計算機。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＮＭＲ断層撮像装置において、対象物の画像と同様にし
   てファントムの画像を得るようにすると共に、それらの
   画像について画像間演算を行うことができる機能を有す
   る処理手段を備え、対象物とファントムとを同一条件で
   スキャンしてそれぞれの画像を得、その後この対象物の
   画像とファントムの画像について各ピクセルごとにレベ
   ル比を求めてこれを新たな画像データとすることにより
   、対象物の元の画像のシェーディングを補正することが
   できるようにしたＮＭＲ断層撮像装置の画像感度補正方
   法。