| 【発明の名称】 |
位相分布測定方法および装置、位相補正方法および装置、並びに、磁気共鳴撮像装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】三好 光晴
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| 【要約】 |
【課題】局所的な位相乱れがある場合でも正確な位相マップを求める位相分布測定方法および装置、そのようにして求めた位相マップを用いる位相補正方法および装置、並びに、そのような位相補正を行う磁気共鳴撮像装置を実現する。
【解決手段】磁気共鳴撮像した画像をローパスフィルタリングし（７０２）、フィルタリング後の値がフィルタリング前の値に対し所定の比率以下になるピクセル位置を検出し（７０４）、このピクセル位置におけるピクセルデータを除外して位相分布を求め、除外したピクセル位置における位相を近傍のピクセル位置の位相から推定して補充し、位相マップを完成させる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 磁気共鳴撮像した画像をローパスフィルタリングし、前記ローパスフィルタリングする前の画像と前記ローパスフィルタリングした後の画像につき、対応するピクセルごとにピクセルデータを比較して前記ローパスフィルタリング後の値が前記ローパスフィルタリング前の値に対し予め定めた比率以下になるピクセル位置を検出し、前記検出したピクセル位置におけるピクセルデータを除外した前記ローパスフィルタリング前の画像または前記ローパスフィルタリング後の画像に基づいて位相分布を求め、前記求めた位相分布において前記除外したピクセル位置における位相を近傍のピクセル位置の位相から推定して補充する、ことを特徴とする位相分布測定方法。
【請求項２】 磁気共鳴撮像した画像をローパスフィルタリングするフィルタリング手段と、前記ローパスフィルタリングする前の画像と前記ローパスフィルタリングした後の画像につき、対応するピクセルごとにピクセルデータを比較して前記ローパスフィルタリング後の値が前記ローパスフィルタリング前の値に対し予め定めた比率以下になるピクセル位置を検出するピクセル位置検出手段と、前記検出したピクセル位置におけるピクセルデータを除外した前記ローパスフィルタリング前の画像または前記ローパスフィルタリング後の画像に基づいて位相分布を求める位相分布計算手段と、前記求めた位相分布において前記除外したピクセル位置における位相を近傍のピクセル位置の位相から推定して補充する位相補充手段と、を具備することを特徴とする位相分布測定装置。
【請求項３】 磁気共鳴撮像した画像をローパスフィルタリングし、前記ローパスフィルタリングする前の画像と前記ローパスフィルタリングした後の画像につき、対応するピクセルごとにピクセルデータを比較して前記ローパスフィルタリング後の値が前記ローパスフィルタリング前の値に対し予め定めた比率以下になるピクセル位置を検出し、前記検出したピクセル位置におけるピクセルデータを除外した前記ローパスフィルタリング前の画像または前記ローパスフィルタリング後の画像に基づいて位相分布を求め、前記求めた位相分布において前記除外したピクセル位置における位相を近傍のピクセル位置の位相から推定して補充し、前記補充した位相分布を用いて画像の位相補正を行う、ことを特徴とする位相補正方法。
【請求項４】 磁気共鳴撮像した画像をローパスフィルタリングし、前記ローパスフィルタリングした画像に基づいて位相分布を求め、前記求めた位相分布に基づいて前記ローパスフィルタリングする前の画像を位相補正し、前記位相補正した画像をあらためてローパスフィルタリングし、前記あらためてローパスフィルタリングした画像に基づいてあらためて位相分布を求め、前記位相補正した画像を前記あらためて求めた位相分布に基づいてあらためて位相補正する、ことを特徴とする位相補正方法。
【請求項５】 前記位相補正した画像をあらためてローパスフィルタリングすること、前記あらためてローパスフィルタリングした画像に基づいてあらためて位相分布を求めること、および、前記位相補正した画像を前記あらためて求めた位相分布に基づいてあらためて位相補正することを循環的に行う、ことを特徴とする請求項４に記載の位相補正方法。
【請求項６】 前記ローパスフィルタリングの程度を繰り返しのたびに次第に弱くする、ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の位相補正方法。
【請求項７】 前記ローパスフィルタリングの程度を繰り返しのたびに次第に強くする、ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の位相補正方法。
【請求項８】 磁気共鳴撮像した画像をローパスフィルタリングするフィルタリング手段と、前記ローパスフィルタリングする前の画像と前記ローパスフィルタリングした後の画像につき、対応するピクセルごとにピクセルデータを比較して前記ローパスフィルタリング後の値が前記ローパスフィルタリング前の値に対し予め定めた比率以下になるピクセル位置を検出するピクセル位置検出手段と、前記検出したピクセル位置におけるピクセルデータを除外した前記ローパスフィルタリング前の画像または前記ローパスフィルタリング後の画像に基づいて位相分布を求める位相分布計算手段と、前記求めた位相分布において前記除外したピクセル位置における位相を近傍のピクセル位置の位相から推定して補充する位相補充手段と、前記補充した位相分布を用いて画像の位相補正を行う位相補正手段と、を具備することを特徴とする位相補正装置。
【請求項９】 磁気共鳴撮像した画像をローパスフィルタリングするフィルタリング手段と、前記ローパスフィルタリングした画像に基づいて位相分布を求める位相分布計算手段と、前記求めた位相分布に基づいて前記ローパスフィルタリングする前の画像を位相補正する位相補正手段と、前記位相補正した画像を前記フィルタリング手段であらためてローパスフィルタリングすること、前記あらためてローパスフィルタリングした画像に基づいて前記位相分布計算手段であらためて位相分布を求めること、および、前記位相補正した画像を前記あらためて求めた位相分布に基づいて前記位相補正手段であらためて位相補正することを行わせる制御手段と、を具備することを特徴とする位相補正装置。
【請求項１０】 前記制御手段は前記位相補正した画像を前記フィルタリング手段であらためてローパスフィルタリングすること、前記あらためてローパスフィルタリングした画像に基づいて前記位相分布計算手段であらためて位相分布を求めること、および、前記位相補正した画像を前記あらためて求めた位相分布に基づいて前記位相補正手段であらためて位相補正することを循環的に行わせる、ことを特徴とする請求項９に記載の位相補正装置。
【請求項１１】 前記ローパスフィルタリングの程度を繰り返しのたびに次第に弱くするフィルタリング調節手段、を具備することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の位相補正装置。
【請求項１２】 前記ローパスフィルタリングの程度を繰り返しのたびに次第に強くするフィルタリング調節手段、を具備することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の位相補正装置。
【請求項１３】 撮像対象につき磁気共鳴を利用して画像を撮像する撮像手段と、前記撮像した画像をローパスフィルタリングするフィルタリング手段と、前記ローパスフィルタリングする前の画像と前記ローパスフィルタリングした後の画像につき、対応するピクセルごとにピクセルデータを比較して前記ローパスフィルタリング後の値が前記ローパスフィルタリング前の値に対し予め定めた比率以下になるピクセル位置を検出するピクセル位置検出手段と、前記検出したピクセル位置におけるピクセルデータを除外した前記ローパスフィルタリング前の画像または前記ローパスフィルタリング後の画像に基づいて位相分布を求める位相分布計算手段と、前記求めた位相分布において前記除外したピクセル位置における位相を近傍のピクセル位置の位相から推定して補充する位相補充手段と、前記補充した位相分布を用いて画像の位相補正を行う位相補正手段と、前記位相補正した画像のピクセルデータの位相差を利用して水画像と脂肪画像を別々に生成する画像生成手段と、を具備することを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
【請求項１４】 撮像対象につき磁気共鳴を利用して画像を撮像する撮像手段と、前記撮像した画像をローパスフィルタリングするフィルタリング手段と、前記ローパスフィルタリングした画像に基づいて位相分布を求める位相分布計算手段と、前記求めた位相分布に基づいて前記ローパスフィルタリングする前の画像を位相補正する位相補正手段と、前記位相補正した画像を前記フィルタリング手段であらためてローパスフィルタリングすること、前記あらためてローパスフィルタリングした画像に基づいて前記位相分布計算手段であらためて位相分布を求めること、および、前記位相補正した画像を前記あらためて求めた位相分布に基づいて前記位相補正手段であらためて位相補正することを行わせる制御手段と、前記位相補正した画像のピクセルデータの位相差を利用して水画像と脂肪画像を別々に生成する画像生成手段と、を具備することを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
【請求項１５】 前記制御手段は前記位相補正した画像を前記フィルタリング手段であらためてローパスフィルタリングすること、前記あらためてローパスフィルタリングした画像に基づいて前記位相分布計算手段であらためて位相分布を求めること、および、前記位相補正した画像を前記あらためて求めた位相分布に基づいて前記位相補正手段であらためて位相補正することを循環的に行わせる、ことを特徴とする請求項１４に記載の磁気共鳴撮像装置。
【請求項１６】 前記ローパスフィルタリングの程度を繰り返しのたびに次第に弱くするフィルタリング調節手段、を具備することを特徴とする請求項１４または請求項１５に記載の磁気共鳴撮像装置。
【請求項１７】 前記ローパスフィルタリングの程度を繰り返しのたびに次第に強くするフィルタリング調節手段、を具備することを特徴とする請求項１４または請求項１５に記載の磁気共鳴撮像装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、位相分布測定方法および装置、位相補正方法および装置、並びに、磁気共鳴撮像装置に関し、特に、磁気共鳴撮像した画像における位相分布を測定する方法および装置、測定した位相分布に基づいてピクセルデータの位相を補正する方法および装置、並びに、位相を補正したピクセルデータに基づいて水と脂肪を分離した画像を得る磁気共鳴撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気共鳴撮像装置では、撮像対象を収容する空間に静磁場を形成し、静磁場空間に勾配磁場と高周波磁場を形成し、撮像対象のスピン（ｓｐｉｎ）が発生する磁気共鳴信号に基づいて画像を生成（再構成）するようになっている。脂肪の磁気共鳴信号は、ケミカルシフト（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｓｈｉｆｔ）により水の磁気共鳴信号とは周波数が異なるので、周波数の相違に基づく位相差を利用して水と脂肪を別々に画像化することが行われる。
【０００３】磁気共鳴信号の位相は静磁場強度の不均一の影響を受けるので、磁場不均一に影響されずに水と脂肪を別々に画像化するために、静磁場不均一を表す位相分布すなわち位相マップ（ｍａｐ）を求め、それに基づいて画像の位相補正を行うようにしている。
【０００４】位相マップは、複素数で与えられる画像データ（ｄａｔａ）の位相をピクセル（ｐｉｘｅｌ）ごとに求めることにより得られる。正しい位相マップを得るために、予め画像をローパスフィルタで処理することによりノイズ（ｎｏｉｓｅ）除去することが行われる。
【０００５】図１９に位相マップの概念図を１次元画像の例について示す。位相マップの原点は静磁場の中心にとる。原点における位相は０である。同図は静磁場強度がリニア（ｌｉｎｅａｒ）な傾斜を持つ場合の位相マップであり、原点からの距離に応じて位相がリニアに変化する。位相は、同図の（ａ）に示すように、＋πを超えると−π側に折り返し、−πを超えると＋π側に折り返す。すなわち、位相のラップアラウンド（ｗｒａｐ ａｒｏｕｎｄ）が生じる。
【０００６】そこで、ラップアラウンドがある部分ではラップアラウンドの補正すなわちアンラッピング（ｕｎｗｒａｐｐｉｎｇ）を行い、（ｂ）に示すようなラップアラウンドのない位相マップを得るようにしている。ラップアラウンドの有無は、隣り合うピクセル同士の画像データの位相差の絶対値が２πであるかどうかで検出し、ラップアラウンドを検出したピクセルについては、その位相に位相差とは逆符号で２πを加算する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】位相マップを求める前段階として画像のローパスフィルタリングを行った場合、撮像対象の磁化率の変化、脂肪による位相変化、血流や体動によるゴースト（ｇｈｏｓｔ）あるいは大きなノイズ等によりピクセルデータの位相が局所的に乱れているところでは、あたかもラップアラウンドがあるかのような位相状態となり、それに基づいてアンラッピングを行うと正しい位相マップを得ることができないという問題があった。
【０００８】また、磁場不均一がノンリニア（ｎｏｎｌｉｎｅａｒ）である場合、位相マップは高次成分を含むものとなるので、高次成分を除去しない程度にローパスフィルタリングを設定しなければならないが、そのようなローパスフィルタリングの設定は容易でないという問題があった。
【０００９】本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、局所的な位相乱れがある場合でも正確な位相マップを求める位相分布測定方法および装置、そのようにして求めた位相マップを用いる位相補正方法および装置、並びに、そのような位相補正を行う磁気共鳴撮像装置を実現することである。
【００１０】また、高域成分をも含めた位相補正が容易な位相補正方法および装置、並びに、そのような位相補正を行う磁気共鳴撮像装置を実現することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】（１）上記の課題を解決するための１つの観点での発明は、磁気共鳴撮像した画像をローパスフィルタリングし、前記ローパスフィルタリングする前の画像と前記ローパスフィルタリングした後の画像につき、対応するピクセルごとにピクセルデータを比較して前記ローパスフィルタリング後の値が前記ローパスフィルタリング前の値に対し予め定めた比率以下になるピクセル位置を検出し、前記検出したピクセル位置におけるピクセルデータを除外した前記ローパスフィルタリング前の画像または前記ローパスフィルタリング後の画像に基づいて位相分布を求め、前記求めた位相分布において前記除外したピクセル位置における位相を近傍のピクセル位置の位相から推定して補充することを特徴とする位相分布測定方法である。
【００１２】この観点での発明では、ローパスフィルタリングする前と後の画像につき、対応するピクセルごとにピクセルデータを比較し、位相乱れが生じているピクセル位置を検出し、このピクセル位置におけるピクセルデータを除外した位相マップを求め、その後に、除外したピクセル位置における位相を近傍のピクセル位置の位相から推定して補充し、矛盾のない位相マップを得る。
【００１３】（２）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、磁気共鳴撮像した画像をローパスフィルタリングするフィルタリング手段と、前記ローパスフィルタリングする前の画像と前記ローパスフィルタリングした後の画像につき、対応するピクセルごとにピクセルデータを比較して前記ローパスフィルタリング後の値が前記ローパスフィルタリング前の値に対し予め定めた比率以下になるピクセル位置を検出するピクセル位置検出手段と、前記検出したピクセル位置におけるピクセルデータを除外した前記ローパスフィルタリング前の画像または前記ローパスフィルタリング後の画像に基づいて位相分布を求める位相分布計算手段と、前記求めた位相分布において前記除外したピクセル位置における位相を近傍のピクセル位置の位相から推定して補充する位相補充手段とを具備することを特徴とする位相分布測定装置である。
【００１４】この観点での発明では、ピクセル位置検出手段により、ローパスフィルタリングする前と後の画像につき、対応するピクセルごとにピクセルデータを比較して位相乱れが生じているピクセル位置を検出し、このピクセル位置におけるピクセルデータを除外した位相マップを位相分布計算手段で求め、その後に、除外したピクセル位置における位相を位相補充手段により近傍のピクセル位置の位相から推定して補充し、矛盾のない位相マップを得る。
【００１５】（３）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、磁気共鳴撮像した画像をローパスフィルタリングし、前記ローパスフィルタリングする前の画像と前記ローパスフィルタリングした後の画像につき、対応するピクセルごとにピクセルデータを比較して前記ローパスフィルタリング後の値が前記ローパスフィルタリング前の値に対し予め定めた比率以下になるピクセル位置を検出し、前記検出したピクセル位置におけるピクセルデータを除外した前記ローパスフィルタリング前の画像または前記ローパスフィルタリング後の画像に基づいて位相分布を求め、前記求めた位相分布において前記除外したピクセル位置における位相を近傍のピクセル位置の位相から推定して補充し、前記補充した位相分布を用いて画像の位相補正を行うことを特徴とする位相補正方法である。
【００１６】この観点での発明では、ローパスフィルタリングする前と後の画像につき、対応するピクセルごとにピクセルデータを比較し、位相乱れが生じているピクセル位置を検出し、このピクセル位置におけるピクセルデータを除外した位相マップを求め、その後に、除外したピクセル位置における位相を近傍のピクセル位置の位相から推定して補充し、矛盾のない位相マップを得る。この位相マップを用いて画像データの位相補正を行う。
【００１７】（４）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、磁気共鳴撮像した画像をローパスフィルタリングし、前記ローパスフィルタリングした画像に基づいて位相分布を求め、前記求めた位相分布に基づいて前記ローパスフィルタリングする前の画像を位相補正し、前記位相補正した画像をあらためてローパスフィルタリングすること、前記あらためてローパスフィルタリングした画像に基づいてあらためて位相分布を求めること、および、前記位相補正した画像を前記あらためて求めた位相分布に基づいてあらためて位相補正することを特徴とする位相補正方法である。
【００１８】この観点での発明では、ローパスフィルタリングした画像から第１段階の位相マップを求め、この位相マップに基づいてローパスフィルタリング前の画像を位相補正し、位相補正した画像をあらためてローパスフィルタリングし、その画像から第２段階の位相マップを求め、第１段階の位相マップで位相補正した画像を第２段階の位相マップでさらに位相補正する。このように複数回位相補正することにより、高次成分を含めた位相補正を行う。
【００１９】（５）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、磁気共鳴撮像した画像をローパスフィルタリングするフィルタリング手段と、前記ローパスフィルタリングする前の画像と前記ローパスフィルタリングした後の画像につき、対応するピクセルごとにピクセルデータを比較して前記ローパスフィルタリング後の値が前記ローパスフィルタリング前の値に対し予め定めた比率以下になるピクセル位置を検出するピクセル位置検出手段と、前記検出したピクセル位置におけるピクセルデータを除外した前記ローパスフィルタリング前の画像または前記ローパスフィルタリング後の画像に基づいて位相分布を求める位相分布計算手段と、前記求めた位相分布において前記除外したピクセル位置における位相を近傍のピクセル位置の位相から推定して補充する位相補充手段と、前記補充した位相分布を用いて画像の位相補正を行う位相補正手段とを具備することを特徴とする位相補正装置である。
【００２０】この観点での発明では、ピクセル位置検出手段により、ローパスフィルタリングする前と後の画像につき、対応するピクセルごとにピクセルデータを比較して位相乱れが生じているピクセル位置を検出し、このピクセル位置におけるピクセルデータを除外した位相マップを位相分布計算手段で求め、その後に、除外したピクセル位置における位相を位相補充手段により近傍のピクセル位置の位相から推定して補充し、矛盾のない位相マップを得る。この位相マップを用いて位相補正手段により画像データの位相補正を行う。
【００２１】（６）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、磁気共鳴撮像した画磁気共鳴撮像した画像をローパスフィルタリングするフィルタリング手段と、前記ローパスフィルタリングした画像に基づいて位相分布を求める位相分布計算手段と、前記求めた位相分布に基づいて前記ローパスフィルタリングする前の画像を位相補正する位相補正手段と、前記位相補正した画像を前記フィルタリング手段であらためてローパスフィルタリングすること、前記あらためてローパスフィルタリングした画像に基づいて前記位相分布計算手段であらためて位相分布を求めること、および、前記位相補正した画像を前記あらためて求めた位相分布に基づいて前記位相補正手段であらためて位相補正することを行わせる制御手段とを具備することを特徴とする位相補正装置である。
【００２２】この観点での発明では、ローパスフィルタリングした画像から位相分布計算手段で第１段階の位相マップを求め、この位相マップに基づいて位相補正手段でローパスフィルタリング前の画像を位相補正し、位相補正した画像をあらためてローパスフィルタリングし、その画像から位相分布計算手段で第２段階の位相マップを求め、第１段階の位相マップで位相補正した画像を位相補正手段により第２段階の位相マップでさらに位相補正する。このように複数回位相補正することにより、高次成分を含めた位相補正を行う。この位相マップを用いて位相補正手段により画像データの位相補正を行う。
【００２３】（７）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、撮像対象につき磁気共鳴を利用して画像を撮像する撮像手段と、前記撮像した画像をローパスフィルタリングするフィルタリング手段と、前記ローパスフィルタリングする前の画像と前記ローパスフィルタリングした後の画像につき、対応するピクセルごとにピクセルデータを比較して前記ローパスフィルタリング後の値が前記ローパスフィルタリング前の値に対し予め定めた比率以下になるピクセル位置を検出するピクセル位置検出手段と、前記検出したピクセル位置におけるピクセルデータを除外した前記ローパスフィルタリング前の画像または前記ローパスフィルタリング後の画像に基づいて位相分布を求める位相分布計算手段と、前記求めた位相分布において前記除外したピクセル位置における位相を近傍のピクセル位置の位相から推定して補充する位相補充手段と、前記補充した位相分布を用いて画像の位相補正を行う位相補正手段と、前記位相補正した画像のピクセルデータの位相差を利用して水画像と脂肪画像を別々に生成する画像生成手段とを具備することを特徴とする磁気共鳴撮像装置である。
【００２４】この観点での発明では、ピクセル位置検出手段により、ローパスフィルタリングする前と後の画像につき、対応するピクセルごとにピクセルデータを比較して位相乱れが生じているピクセル位置を検出し、このピクセル位置におけるピクセルデータを除外した位相マップを位相分布計算手段で求め、その後に、除外したピクセル位置における位相を位相補充手段により近傍のピクセル位置の位相から推定して補充し、矛盾のない位相マップを得る。この位相マップを用いて位相補正手段により画像データの位相補正を行う。位相補正済みの画像データに基づいて、画像生成手段により水と脂肪を別々に画像化する。
【００２５】（８）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、撮像対象につき磁気共鳴を利用して画像を撮像する撮像手段と、前記撮像した画像をローパスフィルタリングするフィルタリング手段と、前記ローパスフィルタリングした画像に基づいて位相分布を求める位相分布計算手段と、前記求めた位相分布に基づいて前記ローパスフィルタリングする前の画像を位相補正する位相補正手段と、前記位相補正した画像を前記フィルタリング手段であらためてローパスフィルタリングすること、前記あらためてローパスフィルタリングした画像に基づいて前記位相分布計算手段であらためて位相分布を求めること、および、前記位相補正した画像を前記あらためて求めた位相分布に基づいて前記位相補正手段であらためて位相補正することを行わせる制御手段と、前記位相補正した画像のピクセルデータの位相差を利用して水画像と脂肪画像を別々に生成する画像生成手段とを具備することを特徴とする磁気共鳴撮像装置である。
【００２６】この観点での発明では、ローパスフィルタリングした画像から位相分布計算手段で第１段階の位相マップを求め、この位相マップに基づいて位相補正手段でローパスフィルタリング前の画像を位相補正し、位相補正した画像をあらためてローパスフィルタリングし、その画像から位相分布計算手段で第２段階の位相マップを求め、第１段階の位相マップで位相補正した画像を位相補正手段により第２段階の位相マップでさらに位相補正する。このように複数回位相補正することにより、高次成分を含めた位相補正を行う。この位相マップを用いて位相補正手段により画像データの位相補正を行う。位相補正済みの画像データに基づいて、画像生成手段により水と脂肪を別々に画像化する。
【００２７】（９）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、撮像対象につき磁気共鳴を利用して画像を撮像し、前記撮像した画像をローパスフィルタリングし、前記ローパスフィルタリングする前の画像と前記ローパスフィルタリングした後の画像につき、対応するピクセルごとにピクセルデータを比較して前記ローパスフィルタリング後の値が前記ローパスフィルタリング前の値に対し予め定めた比率以下になるピクセル位置を検出し、前記検出したピクセル位置におけるピクセルデータを除外した前記ローパスフィルタリング前の画像または前記ローパスフィルタリング後の画像に基づいて位相分布を求め、前記求めた位相分布において前記除外したピクセル位置における位相を近傍のピクセル位置の位相から推定して補充し、前記補充した位相分布を用いて画像の位相補正を行い、前記位相補正した画像のピクセルデータの位相差を利用して水画像と脂肪画像を別々に生成することを特徴とする磁気共鳴撮像方法である。
【００２８】この観点での発明では、ローパスフィルタリングする前と後の画像につき、対応するピクセルごとにピクセルデータを比較して位相乱れが生じているピクセル位置を検出し、このピクセル位置におけるピクセルデータを除外した位相マップを求め、その後に、除外したピクセル位置における位相を近傍のピクセル位置の位相から推定して補充し、矛盾のない位相マップを得る。この位相マップを用いて画像データの位相補正を行う。位相補正済みの画像データに基づいて水と脂肪を別々に画像化する。
【００２９】（１０）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、撮像対象につき磁気共鳴を利用して画像を撮像し、前記撮像した画像をローパスフィルタリングし、前記ローパスフィルタリングした画像に基づいて位相分布を求め、前記求めた位相分布に基づいて前記ローパスフィルタリングする前の画像を位相補正し、前記位相補正した画像をあらためてローパスフィルタリングし、前記あらためてローパスフィルタリングした画像に基づいてあらためて位相分布を求め、前記位相補正した画像を前記あらためて求めた位相分布に基づいてあらためて位相補正し、前記位相補正した画像のピクセルデータの位相差を利用して水画像と脂肪画像を別々に生成することを特徴とする磁気共鳴撮像方法である。
【００３０】この観点での発明では、ローパスフィルタリングした画像から第１段階の位相マップを求め、この位相マップに基づいてローパスフィルタリング前の画像を位相補正し、位相補正した画像をあらためてローパスフィルタリングし、その画像から第２段階の位相マップを求め、第１段階の位相マップで位相補正した画像を第２段階の位相マップでさらに位相補正する。このように複数回位相補正することにより、高次成分を含めた位相補正を行う。この位相マップを用いて画像データの位相補正を行う。位相補正済みの画像データに基づいて水と脂肪を別々に画像化する。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。図１に磁気共鳴撮像装置のブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。本装置の動作によって、本発明の方法に関する実施の形態の一例が示される。
【００３２】図１に示すように、本装置はマグネットシステム（ｍａｇｎｅｔ ｓｙｓｔｅｍ）１００を有する。マグネットシステム１００は主磁場コイル（ｃｏｉｌ）部１０２、勾配コイル部１０６およびＲＦ（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）コイル部１０８を有する。これら各コイル部は概ね円筒状の外形を有し、互いに同軸的に配置されている。マグネットシステム１００の内部空間に、撮像対象３００がクレードル（ｃｒａｄｌｅ）５００に搭載されて図示しない搬送手段により搬入および搬出される。
【００３３】主磁場コイル部１０２はマグネットシステム１００の内部空間に静磁場を形成する。静磁場の方向は概ね撮像対象３００の体軸の方向に平行である。すなわちいわゆる水平磁場を形成する。主磁場コイル部１０２は例えば超伝導コイルを用いて構成される。なお、超伝導コイルに限らず常伝導コイル等を用いて構成しても良いのはもちろんである。
【００３４】勾配コイル部１０６は静磁場強度に勾配を持たせるための勾配磁場を生じる。発生する勾配磁場は、スライス（ｓｌｉｃｅ）勾配磁場、リードアウト（ｒｅａｄ ｏｕｔ）勾配磁場およびフェーズエンコード（ｐｈａｓｅ ｅｎｃｏｄｅ）勾配磁場の３種であり、これら３種類の勾配磁場に対応して勾配コイル部１０６は図示しない３系統の勾配コイルを有する。
【００３５】ＲＦコイル部１０８は静磁場空間に撮像対象３００の体内のスピンを励起するための高周波磁場を形成する。以下、高周波磁場を形成することをＲＦ励起信号の送信という。ＲＦコイル部１０８は、また、励起されたスピンが生じる電磁波すなわち磁気共鳴信号を受信する。ＲＦコイル部１０８は図示しない送信用のコイルおよび受信用のコイルを有する。送信用のコイルおよび受信用のコイルは、同じコイルを兼用するかあるいはそれぞれ専用のコイルを用いる。
【００３６】勾配コイル部１０６には勾配駆動部１３０が接続されている。勾配駆動部１３０は勾配コイル部１０６に駆動信号を与えて勾配磁場を発生させる。勾配駆動部１３０は、勾配コイル部１０６における３系統の勾配コイルに対応して、図示しない３系統の駆動回路を有する。
【００３７】ＲＦコイル部１０８にはＲＦ駆動部１４０が接続されている。ＲＦ駆動部１４０はＲＦコイル部１０８に駆動信号を与えてＲＦ励起信号を送信し、撮像対象３００の体内のスピンを励起する。
【００３８】ＲＦコイル部１０８には、また、データ収集部１５０が接続されている。データ収集部１５０はＲＦコイル部１０８が受信した受信信号を取り込み、それをディジタルデータ（ｄｉｇｉｔａｌ ｄａｔａ）として収集する。
【００３９】勾配駆動部１３０、ＲＦ駆動部１４０およびデータ収集部１５０には制御部１６０が接続されている。制御部１６０は、勾配駆動部１３０ないしデータ収集部１５０をそれぞれ制御する。
【００４０】データ収集部１５０の出力側はデータ処理部１７０に接続されている。データ処理部１７０は、データ収集部１５０から取り込んだデータを図示しないメモリ（ｍｅｍｏｒｙ）に記憶する。メモリ内にはデータ空間が形成される。データ空間は２次元フ−リエ（Ｆｏｕｒｉｅｒ）空間を構成する。データ処理部１７０は、これら２次元フ−リエ空間のデータを２次元逆フ−リエ変換して撮像対象３００の画像を再構成する。
【００４１】データ処理部１７０は制御部１６０に接続されている。データ処理部１７０は制御部１６０の上位にあってそれを統括する。データ処理部１７０には、表示部１８０および操作部１９０が接続されている。表示部１８０は、データ処理部１７０から出力される再構成画像および各種の情報を表示する。操作部１９０は、操作者によって操作され、各種の指令や情報等をデータ処理部１７０に入力する。
【００４２】図２に、他の方式の磁気共鳴撮像装置のブロック図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。本装置の動作によって、本発明の方法に関する実施の形態の一例が示される。
【００４３】図２に示す装置は、図１に示した装置とは異なるマグネットシステム１００’を有する。マグネットシステム１００’以外は図１に示した装置と同様な構成になっており、同様な部分に同一の符号を付して説明を省略する。
【００４４】マグネットシステム１００’は主磁場マグネット部１０２’、勾配コイル部１０６’およびＲＦコイル部１０８’を有する。これら主磁場マグネット部１０２’および各コイル部は、いずれも空間を挟んで互いに対向する１対のものからなる。また、いずれも概ね円盤状の外形を有し中心軸を共有して配置されている。マグネットシステム１００’の内部空間に、撮像対象３００がクレードル５００に搭載されて図示しない搬送手段により搬入および搬出される。
【００４５】主磁場マグネット部１０２’はマグネットシステム１００’の内部空間に静磁場を形成する。静磁場の方向は概ね撮像対象３００の体軸方向と直交する。すなわちいわゆる垂直磁場を形成する。主磁場マグネット部１０２’は例えば永久磁石等を用いて構成される。なお、永久磁石に限らず超伝導電磁石あるいは常伝導電磁石等を用いて構成しても良いのはもちろんである。
【００４６】勾配コイル部１０６’は静磁場強度に勾配を持たせるための勾配磁場を生じる。発生する勾配磁場は、スライス勾配磁場、リードアウト勾配磁場およびフェーズエンコード勾配磁場の３種であり、これら３種類の勾配磁場に対応して勾配コイル部１０６’は図示しない３系統の勾配コイルを有する。
【００４７】ＲＦコイル部１０８’は静磁場空間に撮像対象３００の体内のスピンを励起するためのＲＦ励起信号を送信する。ＲＦコイル部１０８’は、また、励起されたスピンが生じる磁気共鳴信号を受信する。ＲＦコイル部１０８’は図示しない送信用のコイルおよび受信用のコイルを有する。送信用のコイルおよび受信用のコイルは、同じコイルを兼用するかあるいはそれぞれ専用のコイルを用いる。
【００４８】図３に、磁気共鳴撮像に用いるパルスシーケンス（ｐｕｌｓｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）の一例を示す。このパルスシーケンスは、スピンエコー（ＳＥ：ＳｐｉｎＥｃｈｏ）法のパルスシーケンスである。
【００４９】すなわち、（１）はＳＥ法におけるＲＦ励起用の９０°パルスおよび１８０°パルスのシーケンスであり、（２）、（３）、（４）および（５）は、同じくそれぞれ、スライス勾配Ｇｓ、リードアウト勾配Ｇｒ、フェーズエンコード勾配ＧｐおよびスピンエコーＭＲのシーケンスである。なお、９０°パルスおよび１８０°パルスはそれぞれ中心信号で代表する。パルスシーケンスは時間軸ｔに沿って左から右に進行する。
【００５０】同図に示すように、９０°パルスによりスピンの９０°励起が行われる。このときスライス勾配Ｇｓが印加され所定のスライスについての選択励起が行われる。９０°励起から所定の時間後に、１８０°パルスによる１８０°励起すなわちスピン反転が行われる。このときもスライス勾配Ｇｓが印加され、同じスライスについての選択的反転が行われる。
【００５１】９０°励起とスピン反転の間の期間に、リードアウト勾配Ｇｒおよびフェーズエンコード勾配Ｇｐが印加される。リードアウト勾配Ｇｒによりスピンのディフェーズ（ｄｅｐｈａｓｅ）が行われる。フェーズエンコード勾配Ｇｐによりスピンのフェーズエンコードが行われる。
【００５２】スピン反転後、リードアウト勾配Ｇｒでスピンをリフェーズ（ｒｅｐｈａｓｅ）してスピンエコーＭＲを発生させる。スピンエコーＭＲはデータ収集部１５０によりビューデータ（ｖｉｅｗ ｄａｔａ）として収集される。このようなパルスシーケンスが周期ＴＲ（ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ ｔｉｍｅ）で６４〜５１２回繰り返される。繰り返しのたびにフェーズエンコード勾配Ｇｐを変更し、毎回異なるフェーズエンコードを行う。これによって、６４〜５１２ビューのビューデータが得られる。
【００５３】スピンエコーＭＲは、エコー中心に関して対称的な波形を持つＲＦ信号となる。中心エコーは９０°励起からＴＥ（ｅｃｈｏ ｔｉｍｅ）後に生じる。時間ＴＥを適切に選ぶことにより、水のエコーと脂肪のエコーの位相差をπ／２とすることができる。位相差をπ／２にするＴＥは静磁場強度が０．２Ｔの場合で２τ＋８．６ｍｓまたは２τ−８．６ｍｓ程度である。なお、τは９０°励起から１８０°励起までの時間間隔である。この程度のＴＥで得られるスピンエコーは十分な信号強度を有する。
【００５４】磁気共鳴撮像用パルスシーケンスの他の例を図４に示す。このパルスシーケンスは、グラディエントエコー（ＧＲＥ：Ｇｒａｄｉｅｎｔ Ｅｃｈｏ）法のパルスシーケンスである。
【００５５】すなわち、（１）はＧＲＥ法におけるＲＦ励起用のα°パルスのシーケンスであり、（２）、（３）、（４）および（５）は、同じくそれぞれ、スライス勾配Ｇｓ、リードアウト勾配Ｇｒ、フェーズエンコード勾配ＧｐおよびスピンエコーＭＲのシーケンスである。なお、α°パルスは中心信号で代表する。パルスシーケンスは時間軸ｔに沿って左から右に進行する。
【００５６】同図に示すように、α°パルスによりスピンのα°励起が行われる。αは９０以下である。このときスライス勾配Ｇｓが印加され所定のスライスについての選択励起が行われる。
【００５７】α°励起後、フェーズエンコード勾配Ｇｐによりスピンのフェーズエンコードが行われる。次に、リードアウト勾配Ｇｒにより先ずスピンをディフェーズし、次いでスピンをリフェーズして、グラディエントエコーＭＲを発生させる。グラディエントエコーＭＲはデータ収集部１５０によりビューデータとして収集される。このようなパルスシーケンスが周期ＴＲで６４〜５１２回繰り返される。繰り返しのたびにフェーズエンコード勾配Ｇｐを変更し、毎回異なるフェーズエンコードを行う。これによって、６４〜５１２ビューのビューデータが得られる。
【００５８】グラディエントエコーＭＲは、エコー中心に関して対称的な波形を持つＲＦ信号となる。中心エコーはα°励起からＴＥ後に生じる。時間ＴＥを適切に選ぶことにより、水のエコーと脂肪のエコーの位相差をπ／２とすることができる。位相差をπ／２にするＴＥは静磁場強度が０．２Ｔの場合で８．６ｍｓ程度である。この程度のＴＥで得られるグラディエントエコーは十分な信号強度を有する。
【００５９】図３または図４のパルスシーケンスによって得られたビューデータが、データ処理部１７０のメモリに収集される。なお、パルスシーケンスはＳＥ法またはＧＲＥ法に限るものではなく、例えばファーストスピンエコー（ＦＳＥ：ＦａｓｔＳｐｉｎ Ｅｃｈｏ）法やエコープラナーイメージング（ＥＰＩ：ＥｃｈｏＰｌａｎａｒ Ｉｍａｇｉｎｇ）等、他の適宜の技法のものであって良いのはいうまでもない。
【００６０】データ処理部１７０は、ビューデータを２次元逆フ−リエ変換して撮像対象３００の断層像を再構成する。再構成した画像はメモリに記憶する。ここまでの本装置の構成および機能は、本発明における撮像手段の実施の形態の一例である。
【００６１】データ処理部１７０は、再構成した画像から、水分を画像化した像および脂肪分を画像化した像をそれぞれ生成する。以下、水分を画像化した像を水像、脂肪分を画像化した像を脂肪像という。
【００６２】水像および脂肪像を生成するに当たり、データ処理部１７０は、静磁場の強度分布に相当する位相分布すなわち位相マップを求め、この位相マップで画像の位相補正を行う。なお、位相マップは水・脂肪分離撮像のためばかりでなく、通常の撮像における位相補正用に求めるようにしても良いのはいうまでもない。
【００６３】データ処理部１７０は、本発明の位相分布測定装置の実施の形態の一例である。データ処理部１７０の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。データ処理部１７０の動作によって、本発明の方法に関する実施の形態の一例が示される。
【００６４】データ処理部１７０は、また、本発明の位相補正装置の実施の形態の一例である。データ処理部１７０の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。データ処理部１７０の動作によって、本発明の方法に関する実施の形態の一例が示される。データ処理部１７０は、また、本発明における位相補正手段の実施の形態の一例である。
【００６５】図５に、水像と脂肪像を分離して生成する観点から見たデータ処理部１７０のブロック図を示す。同図の各ブロックの機能は、例えばコンピュータプログラム（ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｐｒｏｇｒａｍ）等により実現される。以下同様である。
【００６６】同図に示すように、データ処理部１７０はフィルタリング部７０２を有する。フィルタリング部７０２は、本発明におけるフィルタリング手段の実施の形態の一例である。フィルタリング部７０２には、前段の画像再構成部７００から再構成画像が入力される。再構成画像としては標準ファントム（ｐｈａｎｔｏｍ）を撮像した画像が用いられる。なお、標準ファントムは水成分のみを含むものである。
【００６７】再構成画像のピクセルデータ（ｐｉｘｅｌ ｄａｔａ）は複素数で与えられる。すなわち、ピクセルデータは実数成分と虚数成分を有する。以下、実数成分をリアルパート（ｒｅａｌ ｐａｒｔ）、虚数成分をイマジナリパート（ｉｍａｇｉｎａｒｙ ｐａｒｔ）という。
【００６８】入力画像において、撮像対象の磁化率の変化、脂肪による位相変化、血流や体動によるゴーストあるいは大きなノイズ、またはそれらの複合により、静磁場不均一以外の理由で、ピクセルデータの位相が局所的に乱れているところでは、例えば図６の領域Ａに示すように、複素画像データを表すベクトルの位相がまちまちとなる。なお、図６はピクセルデータの１次元配列を示す。また、説明を簡単にするためピクセルデータの信号強度は一定であるとする。
【００６９】このような入力画像をフィルタリング部７０２でローパスフィルタリングする。ローパスフィルタリングは例えば移動平均により行う。移動平均に加えるピクセルデータには、例えばガウシアン（Ｇａｕｓｓｉａｎ）分布等の適宜の重みを付しても良い。
【００７０】ローパスフィルタリングにより、ピクセルデータは両隣の所定数のピクセルデータとの平均で与えられるので、各ピクセルデータは例えば図７に示すようになる。すなわち、領域Ａでは、ピクセルデータの位相が周囲のピクセルデータとは大きく異なるので移動平均により信号強度がかなり低下する。領域Ａの外側では、直近のピクセルデータを除いて事実上そのような変化がない。
【００７１】このようなピクセルデータにつき、ピクセル位置検出部７０４により振幅が低下したピクセル位置の検出を行う。ピクセル位置検出部７０４は、本発明におけるピクセル位置検出手段の実施の形態の一例である。ピクセル位置の検出に際して入力画像も参照される。ピクセル位置の検出は、次式の条件を満たすピクセル位置を検出することである。
【００７２】
【数１】
【００７３】または、【００７４】
【数２】
【００７５】ここで、Ｅ，ｅは閾値である。上式により、フィルタリング前の画像とフィルタリング後の画像のピクセルデータを対応するピクセル同士で比較し、信号強度低減が所定の限度を超えたピクセル位置を検出する。これによって、領域Ａに属するピクセル位置、すなわち、位相乱れを生じているピクセル位置を検出することができる。
【００７６】なお、閾値Ｅ，ｅは、例えば全ピクセルデータに関する（１）式または（２）式の値の標準偏差等に基づいて統計値に定める。あるいは、過去の実績に基づいて定めた値とする。または、結果を見ながら適宜に調節するようにしても良い。
【００７７】このようにして検出されたピクセル位置情報が、位相分布計算部７０６に入力される。位相分布計算部７０６には入力画像も入力される。位相分布計算部７０６に入力する画像はフィルタリング部７０２の出力画像であっても良い。位相分布計算部７０６は、本発明における位相分布計算手段の実施の形態の一例である。
【００７８】位相分布計算部７０６は入力された画像の個々のピクセルデータについて位相を計算する。位相は複素画像データのリアルパートとイマジナリパートのアークタンジェント（ａｒｃ ｔａｎｇｅｎｔ）を計算することにより求める。その際、上記のピクセル位置を除外して計算する。これにより、位相の乱れを生じているピクセル位置についてはデータを持たない位相分布が得られる。
【００７９】このような位相分布につき、位相補充部７０８により位相データがない部分についての位相補充を行う。位相補充部７０８は、本発明における位相補充手段の実施の形態の一例である。位相補充は補間により行われる。補間としては内挿補間および位相補間の両方があり得る。補間演算には１次関数またはそれ以上の高次関数あるいはスプライン（ｓｐｌｉｎｅ）関数等適宜のものが用いられる。
【００８０】これによってデータの完備した位相分布が得られる。このような位相分布に基づいて、位相マップ形成部７１０により位相マップを形成する。位相マップの形成に際して位相のアンラッピングが行われる。位相分布における位相の乱れが無くなっていることにより、アンラッピングを正確に行うことができ、正しい位相マップを得ることができる。
【００８１】位相マップは位相マップメモリ７１２に記憶される。位相マップメモリ７１２に記憶された位相マップは、位相補正部７１４において再構成画像の位相補正に利用される。位相補正部７１４は、画像再構成部７００から位相補正すべき再構成画像を入力し、そのピクセルデータの位相を位相マップにおける対応するピクセルの位相によって補正する。
【００８２】位相を補正した複素画像は水・脂肪分離部７１６に入力される。水・脂肪分離部７１６は、本発明における画像生成手段の実施の形態の一例である。水・脂肪分離部７１６は、位相補正済みの複素画像のリアルパートを用いて水像を生成し、イマジナリパートを用いて脂肪像を生成する。これによって、正確な水像および脂肪像を得ることができる。生成した水像は水像メモリ７１８に記憶し、脂肪像は脂肪像メモリ７２０に記憶する。
【００８３】図８に、水像と脂肪像を分離して生成する観点から見たデータ処理部１７０の他のブロック図を示す。同図の各ブロックの機能は、例えばコンピュータプログラム等により実現される。この図に示すデータ処理部１７０は、静磁場不均一が非直線的である場合、それに対応する高次成分を含む位相マップで位相補正を行うものである。静磁場不均一の非直線性に対応する位相マップの高次成分および低次成分を、以下単に、それぞれ、高次位相および低次位相という。
【００８４】同図に示すように、データ処理部１７０はフィルタリング部７２４を有する。フィルタリング部７２４は、前述のフィルタリング部７０２と同様なものである。フィルタリング部７２４には、切換部７２２を通じて画像再構成部７００からの再構成画像または後述する位相補正済みの画像が入力される。切換部７２２の切り換えは制御部７３２によって制御される。
【００８５】フィルタリング部７２４は入力された画像をローパスフィルタリングする。フィルタリング部７２４は、本発明におけるフィルタリング手段の実施の形態の一例である。ローパスフィルタリングの程度はコントローラ７３２によって調節される。ローパスフィルタリングの程度は、移動平均に用いるデータ数や重みによって調節される。コントローラ７３２は、本発明におけるフィルタリング調節手段の実施の形態の一例である。
【００８６】ローパスフィルタリングにより、再構成画像における例えば図９に示すような位相分布は図１０に示すように平滑化された位相分布となる。この位相分布は、１次およびその近傍の低次の位相のみを含み、高次位相を含まない。なお、図９および図１０では説明の便宜上位相分布を１次元に縮退して示す。以下の各図においても同様である。
【００８７】ローパスフィルタリングした再構成画像につき、位相マップ形成部７２６により位相マップを形成する。なお、位相マップ形成部７２６の前段に、図５に示したピクセル位置検出部７０４から位相補充部７０８までの構成を組み込み、位相乱れ部分を修正した上で位相マップを形成するようにしても良い。
【００８８】位相マップ形成部７２６は、本発明における位相計算手段の実施の形態の一例である。位相マップ形成部７２６は前述の位相マップ形成部７１０と同様なものである。位相マップの形成過程で、ラップアラウンド部分については位相のアンラッピングが行われる。
【００８９】ローパスフィルタリングした画像の位相分布が図１０に示したようになることにより、図１１に示すような位相マップが得られる。このような位相マップを用いて、位相補正部７２８により入力画像の位相補正を行う。位相補正部７２８は、本発明における位相補正手段の実施の形態の一例である。位相補正部７２８は前述の位相補正部７１４と同様なものである。
【００９０】位相補正された入力画像の位相分布は例えば図１２に示すようになる。同図に示すように、入力画像は１次ないし低次の位相について位相補正され、高次位相を残したものとなる。残った高次位相には静磁場の非直線性による高次位相が含まれている。
【００９１】このような位相分布を持つ位相補正済みの画像を、切換部７３０および切換部７２２を通じてフィルタリング部７２４に戻し、再度ローパスフィルタリングを行う。このときローパスフィルタリングの程度はコントローラ７３２によって調節される。ローパスフィルタリングの程度は、前回のローパスフィルタリングの程度よりも弱くされる。ローパスフィルタリングの程度は、例えば移動平均のデータ数を削減することにより弱くすることができる。
【００９２】このようなローパスフィルタリングにより、画像における例えば図１２に示したような位相分布は、図１３に示すようになる。図１３は新たなローパスフィルタリングを弱くした程度に応じた高次位相を含むものとなる。
【００９３】このようにローパスフィルタリングした画像につき、位相マップ形成部７２６により位相マップを形成する。このとき得られる位相マップは図１３に示したものと同じになる。この位相マップを用いて、位相補正部７２８により、先に位相補正済みの画像をさらに位相補正する。
【００９４】位相補正された画像の位相分布は例えば図１４に示すように、高次位相に対して位相補正を行ったものになる。このようにして、静磁場の非直線性による高次位相を補正することができる。
【００９５】この段階で残留するさらに高次の位相について補正する場合は、切換部７３０および切換部７２２を通じて位相補正済みの画像をフィルタリング部７２４に再度戻す。そしてフィルタリング部７２４の程度をさらに弱くしてローパスフィルタリングを行い、フィルタリングした画像から求めた位相マップで３度目の位相補正を行う。このような処理を所望の回数繰り返す。すなわち、位相間マップの形成とそれによる位相補正を循環的に行う。コントローラ７３２および切換部７２２，７３０からなる部分は、本発明における制御手段の実施の形態の一例である。
【００９６】繰り返しのたびに、ローパスフィルタリングの程度を次第に弱くする。なお、これとは逆に、ローパスフィルタリングの程度を最初は弱いものとし、繰り返しのたびに次第に強くするようにしても良い。ローパスフィルタリングの程度を強くするには、例えば移動平均のデータ数を増加させる。ローパスフィルタリングの程度は、毎回同じであっても差し支えない。
【００９７】上記の繰り返しの途中で位相補正済みの画像を随時に表示させるようにしても良い。これによって、位相補正の程度を随時確認することができ、一層適切な位相補正を行うことができる。
【００９８】最終的に位相補正済みの画像を切換部７３０を通じて水・脂肪分離部７１６に入力する。水・脂肪分離部７１６は、水像と脂肪像をそれぞれ形成して水像メモリ７１８および脂肪像メモリ７２０にそれぞれ記憶する。位相補正が高次成分まで行われるので、正確な水像および脂肪像を得ることができる。
【００９９】位相マップを求めるための元画像として撮像対象３００を撮像したものを用いる場合は、上記のパルスシーケンスにより、水像と脂肪像はπ／２の位相差を持つので、位相マップは脂肪像に相当するところでは静磁場不均一よる位相にπ／２を加えた位相を持つ。
【０１００】このような位相マップで位相補正を行うと、水像と脂肪像の位相差までも補正してしまい、水・脂肪分離画像を得ることができなくなる。そこで、撮像対象３００を撮像した画像から位相マップを求める場合は次のような処理を行う。
【０１０１】図１５に、水像と脂肪像がπ／２の位相差を持つ画像から位相マップを求める観点でのデータ処理部１７０のブロック図を示す。同図に示すように、データ処理部１７０はパワー（ｐｏｗｅｒ）画像形成部９０２および位相分布計算部９０４を有する。パワー画像形成部９０２および位相分布計算部９０４には、再構成画像が入力される。
【０１０２】パワー画像形成部９０２は、ピクセルごとの複素数データのパワーを求め、このパワーをピクセル値とする画像すなわちパワー画像を形成する。位相分布計算部９０４は、再構成画像の位相分布を求める。位相分布の模式図を図１６の（ａ）に示す。同図は、断層像が脂肪像とその周囲を囲む水像からなる場合の、位相分布の１次元プロファイル（ｐｒｏｆｉｌｅ）である。
【０１０３】位相分布の１次元プロファイル（以下、単に位相分布という）は、静磁場が均一であるとすると、水像の位相が０になることにより、同図の一点鎖線で示すような図形になるべきであるが、例えば静磁場がリニア（ｌｉｎｅａｒ）に傾斜す不均一性を持つとすると、実線で示すような位相分布となる。
【０１０４】位相分布は位相４倍部９０６に入力される。位相４倍部９０６は位相分布における各位相をを４倍する。これにより、図１６の（ｂ）に示すような位相分布が得られる。同図に示すように、４倍したことにより水と脂肪の位相差が２πになり両者は同相となる。なお、位相分布にはラップアラウンドが生じる。また、それに加えて、水と脂肪の境界部分では位相の不連続ないし急変が生じる。
【０１０５】このような位相分布が複素画像形成部９０８に入力される。複素画像形成部９０８にはパワー画像形成部９０２からパワー画像も入力される。複素画像形成部９０８は、位相分布とパワー画像に基づいて複素画像を形成する。
【０１０６】複素画像のリアルパートは、パワー画像データのコサイン（ｃｏｓｉｎｅ）として求められる。複素画像のイマジナリパートは、パワー画像データのサイン（ｓｉｎｅ）として求められる。なお、コサインおよびサインの演算に用いる角度は位相角度である。
【０１０７】複素画像はローパスフィルタ部９１０を通して位相分布計算部９１２に入力される。位相分布計算部９１２は、ローパスフィルタリングされた複素画像から位相分布を形成する。ローパスフィルタリングにより、位相分布は、図１７の（ａ）に示すような位相の不連続ないし急変部分が、例えば（ｂ）に示すように連続化ないし急変緩和されたものとなる。
【０１０８】このような位相分布が位相アンラッピング部９１４に入力される。アンラッピング部９１４は、図１８の（ａ）に示すようにラップアラウンドしている位相を（ｂ）のようにアンラッピングする。
【０１０９】アンラッピングされた位相分布は位相１／４倍部９１６に入力される。位相１／４倍部９１６は入力位相を１／４倍する。これにより、図１８の（ｃ）に示すような位相分布が得られる。この位相分布は、撮像対象３００が水だけからなる場合の位相分布に相当する。したがって、この位相分布は静磁場の強度分布すなわち静磁場不均一を表すものとなる。
【０１１０】このような処理を、図５では位相分布計算部７０６での処理に置き換え、図８では位相マップ形成部７２６での処理に置き換えることにより、脂肪像に影響されない位相マップを得ることができる。
【０１１１】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によれば、局所的な位相乱れがある場合でも正確な位相マップを求める位相分布測定方法および装置、そのようにして求めた位相マップを用いる位相補正方法および装置、並びに、そのような位相補正を行う磁気共鳴撮像装置を実現することができる。
【０１１２】また、高域成分をも含めた位相補正が容易な位相補正方法および装置、並びに、そのような位相補正を行う磁気共鳴撮像装置を実現すること正確な位相マップを能率良く求めるための位相分布測定方法および装置、そのようにして求めた位相マップを用いる位相補正方法および装置、並びに、そのような位相補正を行う磁気共鳴撮像装置を実現することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】３０００１９２３８
【氏名又は名称】ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー
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| 【出願日】 |
平成１１年１０月２２日（１９９９．１０．２２） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８５１８７
【弁理士】
【氏名又は名称】井島 藤治 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１２０５１６（Ｐ２００１−１２０５１６Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年５月８日（２００１．５．８） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３０１０７８ |
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