JP2650973B2 - 断層撮像装置 - Google Patents
断層撮像装置Info
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- JP2650973B2 JP2650973B2 JP63188494A JP18849488A JP2650973B2 JP 2650973 B2 JP2650973 B2 JP 2650973B2 JP 63188494 A JP63188494 A JP 63188494A JP 18849488 A JP18849488 A JP 18849488A JP 2650973 B2 JP2650973 B2 JP 2650973B2
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- Japan
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- estimated
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気共鳴（MR:Magnetic Resonance）現象
を利用した体内断層撮像装置に関し、特に２倍の速さで
撮像する画像の画質を向上させる断層撮像装置に関す
る。
を利用した体内断層撮像装置に関し、特に２倍の速さで
撮像する画像の画質を向上させる断層撮像装置に関す
る。
一般にMRイメージング法では、時間領域で観測した複
数の計測データを２次元フーリエ変換し、周波数領域に
変換して画像を得る。以後、前者の領域を計測空間、後
者の領域を画像空間と呼ぶことにする。
数の計測データを２次元フーリエ変換し、周波数領域に
変換して画像を得る。以後、前者の領域を計測空間、後
者の領域を画像空間と呼ぶことにする。
MRイメージングの撮影には時間を要するため、各種の
高速化手法が提案されている。有効な高速化手法の一種
に、計測データを従来の約半分にし、撮影速度を２倍に
する手法がある。
高速化手法が提案されている。有効な高速化手法の一種
に、計測データを従来の約半分にし、撮影速度を２倍に
する手法がある。
その原理は、計測が理想的な場合、計測空間の原点に
関し、計測データが点対称の関係にあるので、空間の上
半分のデータを計測したのち、残り下半分のデータは、
上半分のデータから推定しようとするものである。この
種の技術については例えば「ラジオロジイ、11月号（19
86）第527頁から531頁（Radiology,May,1986,pp527−53
1）」で論じられている。
関し、計測データが点対称の関係にあるので、空間の上
半分のデータを計測したのち、残り下半分のデータは、
上半分のデータから推定しようとするものである。この
種の技術については例えば「ラジオロジイ、11月号（19
86）第527頁から531頁（Radiology,May,1986,pp527−53
1）」で論じられている。
しかしながら実際には、装置の歪があると計測データ
間にある対称性の関係が成立せず、大きな画質劣化が生
じる。これは装置歪の原因により、画像上で位相歪が発
生するためで、この位相歪を補正する各種の手法が提案
されている。たとえば、エス・ピー・アイ・イー,593巻
（1985年）第６頁から第13頁（SPIE,vol.593,1985,pp6
−13），ブツク・オブ・アブストラクツ・ソサエテイ・
オブ・マグネテイツク・レゾナンス・イン・メデイス
ン，シツクス・アニユアル・ミーテイング・アンド・イ
クジビシヨン、８月17−21,（1987）第455頁，第804
頁，第809頁（Book of Abstracts Society of Magnetic
Resonance in Medicine Sixth Annual Meeting and Ex
hibition,August,17−21,1987,p455,p804,p809）におい
て論じられている。
間にある対称性の関係が成立せず、大きな画質劣化が生
じる。これは装置歪の原因により、画像上で位相歪が発
生するためで、この位相歪を補正する各種の手法が提案
されている。たとえば、エス・ピー・アイ・イー,593巻
（1985年）第６頁から第13頁（SPIE,vol.593,1985,pp6
−13），ブツク・オブ・アブストラクツ・ソサエテイ・
オブ・マグネテイツク・レゾナンス・イン・メデイス
ン，シツクス・アニユアル・ミーテイング・アンド・イ
クジビシヨン、８月17−21,（1987）第455頁，第804
頁，第809頁（Book of Abstracts Society of Magnetic
Resonance in Medicine Sixth Annual Meeting and Ex
hibition,August,17−21,1987,p455,p804,p809）におい
て論じられている。
各手法とも、位相歪マツプを推定するステツプと、そ
のマツプを用いて未知データを推定するステツプと、画
像再生するステツプからなる。位相歪マツプの推定は、
各手法とも共通である。すなわち装置歪による位相歪
は、滑らかに変化しているので、画像の低域周波数成分
を示す計測信号の中央部データをフーリエ変換して求め
た画像の位相歪を推定値として用いる。
のマツプを用いて未知データを推定するステツプと、画
像再生するステツプからなる。位相歪マツプの推定は、
各手法とも共通である。すなわち装置歪による位相歪
は、滑らかに変化しているので、画像の低域周波数成分
を示す計測信号の中央部データをフーリエ変換して求め
た画像の位相歪を推定値として用いる。
未知データを推定するステツプの内容は各手法とも異
なるが、いずれも未知データ部分のみ推定し、計測デー
タ部分と推定データ部分を合せて、画像再生用のデータ
として用いていた。
なるが、いずれも未知データ部分のみ推定し、計測デー
タ部分と推定データ部分を合せて、画像再生用のデータ
として用いていた。
画像再生のステツプは、いずれの手法でも全データを
２次元フーリエ変換し、必要に応じて位相マツプを用い
た歪補正を行つている。
２次元フーリエ変換し、必要に応じて位相マツプを用い
た歪補正を行つている。
上記従来技術には、推定位相マツプが真の位相マツプ
と異なることによる画質劣化が画像上に生じるという問
題点があつた。
と異なることによる画質劣化が画像上に生じるという問
題点があつた。
すなわち、位相マツプは滑らかであるとはいえ、周波
数領域の低域部分のみのデータだけを切り出して用いて
いるため、サイトローブが発生し微妙に真の位相マツプ
と異なつてくる。そのため、フイルタをかけてサイドロ
ーブを低減する手法がよく用いられるが完全には取り除
けない。このサイドローブが原因で、画像上にも縞が生
じ、画質劣化を招く。特に均一なフアントームを撮影す
るとこの現象が顕著となる。
数領域の低域部分のみのデータだけを切り出して用いて
いるため、サイトローブが発生し微妙に真の位相マツプ
と異なつてくる。そのため、フイルタをかけてサイドロ
ーブを低減する手法がよく用いられるが完全には取り除
けない。このサイドローブが原因で、画像上にも縞が生
じ、画質劣化を招く。特に均一なフアントームを撮影す
るとこの現象が顕著となる。
本発明の目的は、約半数の計測データから、位相マツ
プが不完全なことによつて生じる縞を取り除き、高画質
な画像を再生することにある。
プが不完全なことによつて生じる縞を取り除き、高画質
な画像を再生することにある。
上記目的は、下記のステツプによる処理を施すことに
より達成される。
より達成される。
（１）計測データと、画像の推定位相マツプより得た推
定データとを重ねて用い、加算平均を行ない、接続部が
滑らかになるように接続することで、連続化を図る。
定データとを重ねて用い、加算平均を行ない、接続部が
滑らかになるように接続することで、連続化を図る。
さらに、下記（２）の処理を併用すると効果がある。
（２）計測データを切り出して位相を作成する際に、位
相エンコード方向にフイルタをかけて、データを切り出
す。
相エンコード方向にフイルタをかけて、データを切り出
す。
また上記（２）の処理のかわりに、次の処理をおこな
つてもよい。
つてもよい。
（２′）作成した推定位相マツプ上において、対象物が
存在する範囲のみだけで、位相エンコード方向に、局所
的な平滑化処理をおこなう。
存在する範囲のみだけで、位相エンコード方向に、局所
的な平滑化処理をおこなう。
言い換えると以下の構成である。磁場を発生する磁場
発生手段と、発生された磁場に応じて被検体から発生す
る計測データを受信する受信手段と、受信された計測デ
ータの１部から未計測部分の画像位相マップを推定し
て、推定された画像位相マップ上において、位相エンコ
ード方向に前記被検体の特徴に応じた局所平滑化処理を
行ことにより、前記未計測部分のデータを推定し、前記
計測データの領域と前記推定されたデータの領域のうち
重複する領域において、重み付き平均化を行う処理手段
とを有することを特徴とする断層撮像装置である。
発生手段と、発生された磁場に応じて被検体から発生す
る計測データを受信する受信手段と、受信された計測デ
ータの１部から未計測部分の画像位相マップを推定し
て、推定された画像位相マップ上において、位相エンコ
ード方向に前記被検体の特徴に応じた局所平滑化処理を
行ことにより、前記未計測部分のデータを推定し、前記
計測データの領域と前記推定されたデータの領域のうち
重複する領域において、重み付き平均化を行う処理手段
とを有することを特徴とする断層撮像装置である。
計測空間内の計測をおこなつた部分的なデータと、画
像の位相マツプを推定し、その位相から推定したデータ
とを単純に接続すると、第５図のように、推定したデー
タは、必ずしも完全に推定されていないので、計測した
データと、不連続になる。この不連続な部分をフーリエ
変換してえられた周波数の部分が、画像に横方向に縞を
生じさせ、画質を劣下させる主な原因となつていること
が実験の結果判明した。
像の位相マツプを推定し、その位相から推定したデータ
とを単純に接続すると、第５図のように、推定したデー
タは、必ずしも完全に推定されていないので、計測した
データと、不連続になる。この不連続な部分をフーリエ
変換してえられた周波数の部分が、画像に横方向に縞を
生じさせ、画質を劣下させる主な原因となつていること
が実験の結果判明した。
そこで、計測データ領域も推定を行い、計測データと
推定したデータを重ねて用い、加算平均をおこなう。こ
の結果、計測データと推定したデータは滑らかに接続さ
れることになり、画像上にあらわれていた縞が生じなく
なる。
推定したデータを重ねて用い、加算平均をおこなう。こ
の結果、計測データと推定したデータは滑らかに接続さ
れることになり、画像上にあらわれていた縞が生じなく
なる。
また、上記処理と併用して、下記フイルタ処理を行う
と、さらに効果がある。
と、さらに効果がある。
画像の推定した位相マツプ上において、位相エンコー
ド方向に、対象物が存在する範囲で、局所的な位相の平
滑化処理をおこなう。つまり、第４図（ｃ）の矩形関数
403を重みとしてコンボリユーシヨン演算を行う。この
矩形幅は縞周期もしくはその1/2に設定する。その結
果、位相は滑らかになり、推定された位相はより高精度
になる。背景部を除くのは、雑音の影響をおさえるため
である。
ド方向に、対象物が存在する範囲で、局所的な位相の平
滑化処理をおこなう。つまり、第４図（ｃ）の矩形関数
403を重みとしてコンボリユーシヨン演算を行う。この
矩形幅は縞周期もしくはその1/2に設定する。その結
果、位相は滑らかになり、推定された位相はより高精度
になる。背景部を除くのは、雑音の影響をおさえるため
である。
上記、適応的な局所平滑フイルタのかわりに、計測デ
ータ上の切り出し時に、第４図（ａ），（ｂ）の如きsi
nc関数401もしくはハニング関数402を用いるものも有効
であるsinc関数401の場合、原点から最初に零点の位相
を通過する部分404だけを使用し、その範囲を計測デー
タ切り出し範囲と一致させその他の部分はゼロとする。
ータ上の切り出し時に、第４図（ａ），（ｂ）の如きsi
nc関数401もしくはハニング関数402を用いるものも有効
であるsinc関数401の場合、原点から最初に零点の位相
を通過する部分404だけを使用し、その範囲を計測デー
タ切り出し範囲と一致させその他の部分はゼロとする。
このような関数をフイルタとしてもちいると、計測デ
ータ上の不連続性が弱まり、画像上の縞が少なくなり、
計測データ上での加算平均処理の効果がより有効に働
く。
ータ上の不連続性が弱まり、画像上の縞が少なくなり、
計測データ上での加算平均処理の効果がより有効に働
く。
以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明する。
第２図は、本発明の一実施例のブロツク構成図であ
る。201は、均一な静磁場を発生させるための静磁場発
生系、202は、スピンを励起する高周波パルスを発生す
る送信系、203は、磁場の強さを、x,y,z方向にそれぞれ
独立かつ線形に強度を変化させることができる傾斜磁場
発生系、204は被検体から発生する電磁波を受信し、検
波の後A/D変換する受信系、205は、受信系からの計測デ
ータをもとに、画像再生に必要な各種演算を行う処理装
置、206は、再生結果を表示するCRT、207は、上記構成
における各系の動作のコントロール手順を格納しておく
パルスシーケンスフアイル、208は、パルスシーケンス
フアイル207に基づいて、各装置の動作タイミングをコ
ントロールするシーケンス制御部である。
る。201は、均一な静磁場を発生させるための静磁場発
生系、202は、スピンを励起する高周波パルスを発生す
る送信系、203は、磁場の強さを、x,y,z方向にそれぞれ
独立かつ線形に強度を変化させることができる傾斜磁場
発生系、204は被検体から発生する電磁波を受信し、検
波の後A/D変換する受信系、205は、受信系からの計測デ
ータをもとに、画像再生に必要な各種演算を行う処理装
置、206は、再生結果を表示するCRT、207は、上記構成
における各系の動作のコントロール手順を格納しておく
パルスシーケンスフアイル、208は、パルスシーケンス
フアイル207に基づいて、各装置の動作タイミングをコ
ントロールするシーケンス制御部である。
以上の構成における本発明の実施手順を、以下に示
す。
す。
以下代表的な例として、読み出し方向（横方向）のサ
ンプリング点が512点、位相エンコード方向（縦方向）
のライン数256ラインの場合について考える。計測デー
タ範囲301は、半分＋αで、αを32として、160ラインと
なる。従つて中央データ範囲303は64ラインとなる。64
ラインより、位相マツプを推定する。
ンプリング点が512点、位相エンコード方向（縦方向）
のライン数256ラインの場合について考える。計測デー
タ範囲301は、半分＋αで、αを32として、160ラインと
なる。従つて中央データ範囲303は64ラインとなる。64
ラインより、位相マツプを推定する。
実施例1. ステツプA01:第３図の計測空間内のデータにおいて、各
ライン毎に計測データ範囲301に対し160回方向にフーリ
エ変換する。
ライン毎に計測データ範囲301に対し160回方向にフーリ
エ変換する。
ステツプA02:上記A01で得られたデータを対象に計測空
間の中央部分64ラインに相等するデータ303を、縦方向
に、401（第４図）に示すsinc関数をフイルタとして掛
けて切り出す。
間の中央部分64ラインに相等するデータ303を、縦方向
に、401（第４図）に示すsinc関数をフイルタとして掛
けて切り出す。
ステツプA03:上記ステツプで得られたデータに対し、周
囲に零をつめ、256点データとし縦方向に256点のフーリ
エ変換をサンプリング点数分である512回行う。
囲に零をつめ、256点データとし縦方向に256点のフーリ
エ変換をサンプリング点数分である512回行う。
ステツプA04:上記ステツプで得られた画像は複素数とな
るが、各点毎に位相成分を求め、推定位相マツプをえ
る。
るが、各点毎に位相成分を求め、推定位相マツプをえ
る。
ステツプA05:上記ステツプが得られた位相マツプと計測
データより、第３図の未計測データ範囲302と計測デー
タの一部を推定する。
データより、第３図の未計測データ範囲302と計測デー
タの一部を推定する。
その推定方法は、たとえば出願番号p62−042556に詳
しく記載してある。
しく記載してある。
ステツプA06:上記ステツプで得られたデータと、計測デ
ータを接続する。その際に、計測データには、101（第
１図）に示す関数をフイルタとしてかける。このフイル
タをａ（ｉ）とすると、 となる。つまり、計測データと推定したデータの重なる
部分304は、２次関数にする。
ータを接続する。その際に、計測データには、101（第
１図）に示す関数をフイルタとしてかける。このフイル
タをａ（ｉ）とすると、 となる。つまり、計測データと推定したデータの重なる
部分304は、２次関数にする。
推定したデータには、102に示す関数をフイルタとし
て掛ける。このフイルタは、（１−ａ（ｉ））となるよ
うにする。
て掛ける。このフイルタは、（１−ａ（ｉ））となるよ
うにする。
ステツプA07:上記データから画像を再生する。
実施例2. 上記実施例１のステツプA01,ステツプA02,ステツプA0
3,ステツプA04,ステツプA05,ステツプA06,ステツプA07
と同じ操作をおこなう。
3,ステツプA04,ステツプA05,ステツプA06,ステツプA07
と同じ操作をおこなう。
ただし、ステツプA02におけるsinc関数フイルタを、
ハニング関数フイルタ402（第４図）に変更する。そし
て、ステツプA06における２次関数を、一般のｎ次関数
のいずれかとする。
ハニング関数フイルタ402（第４図）に変更する。そし
て、ステツプA06における２次関数を、一般のｎ次関数
のいずれかとする。
ここで、計測データをｆ（ｉ）、推定したデータをｇ
（ｉ）とし、接続したデータｈ（ｉ）は、 ｈ（ｉ） ＝ａ（ｉ）ｆ（ｉ）＋（１−ａ（ｉ））ｇ（ｉ） となる。
（ｉ）とし、接続したデータｈ（ｉ）は、 ｈ（ｉ） ＝ａ（ｉ）ｆ（ｉ）＋（１−ａ（ｉ））ｇ（ｉ） となる。
ここで、フイルタａ（ｉ）を、 とし、ｎ１である。
実施例3. ステツプB01:第３図の計測空間内のデータにおいて、各
ライン毎に160回横方向にフーリエ変換する。
ライン毎に160回横方向にフーリエ変換する。
ステツプB02:上記B01で得られたデータを対象として計
測空間の中央部分64ラインに相当するデータを、単純に
横方向に切り出す。
測空間の中央部分64ラインに相当するデータを、単純に
横方向に切り出す。
ステツプB03:上記ステツプでえらえたデータに対して、
周囲に零をつめ256点データとし、縦方向に512回、256
点フーリエ変換をおこなう。
周囲に零をつめ256点データとし、縦方向に512回、256
点フーリエ変換をおこなう。
ステツプB04:上記ステツプでえられた画像は複素数とな
る。この画像上において、対象物が存在する範囲のみ、
つまり、背景部分を除去して、縦方向に、403（第４
図）のような矩形関数を重みとしてかけて、移動平均を
とる。ここで、平滑化点数は８点としておこなう。
る。この画像上において、対象物が存在する範囲のみ、
つまり、背景部分を除去して、縦方向に、403（第４
図）のような矩形関数を重みとしてかけて、移動平均を
とる。ここで、平滑化点数は８点としておこなう。
ステツプB05:上記ステツプでえられた画像は複素数とな
るが、各点毎に位相成分を求め、推定位相マツプをえ
る。
るが、各点毎に位相成分を求め、推定位相マツプをえ
る。
ステツプB06:上記ステツプで与えられた位相マツプと、
計測データより、第３図の未計測データ部分303と計測
データの一部を推定する。
計測データより、第３図の未計測データ部分303と計測
データの一部を推定する。
ステツプB07:上記ステツプで得られたデータと、第３図
の計測データを接続する。その際に、計測データには、
101に示す関数フイルタとしてかける。
の計測データを接続する。その際に、計測データには、
101に示す関数フイルタとしてかける。
このフイルタをａ（ｉ）とすると、 となる。つまり、計測データと推定したデータの重なる
部分304は、２次関数にする。
部分304は、２次関数にする。
推定したデータには、102に示す関数をフイルタとし
てかける。このフイルタは、（１−ａ（ｉ））となるよ
うにする。
てかける。このフイルタは、（１−ａ（ｉ））となるよ
うにする。
また、位相歪の大きい高速撮影で得られたデータに対
しても実施例３と同じステツプB01,ステツプB02,ステツ
プB03,ステツプB04,ステツプB05,ステツプB06,ステツプ
B07の操作を行うことにより、高画質な画像を得ること
ができる。
しても実施例３と同じステツプB01,ステツプB02,ステツ
プB03,ステツプB04,ステツプB05,ステツプB06,ステツプ
B07の操作を行うことにより、高画質な画像を得ること
ができる。
本発明によれば、部分的なデータから再生した画像上
に生じる縞を取ることにより、画質の劣化を小さくし、
より高画質の画像を得ることができる。
に生じる縞を取ることにより、画質の劣化を小さくし、
より高画質の画像を得ることができる。
従つて、撮影時間を２倍にすることができ、撮影スル
ープツトを向上させる効果がある。
ープツトを向上させる効果がある。
第１図は、計測データと推定データ間で加算平均を行う
重み関数の説明図、第２図は、本発明の実施例に用いた
イメージング処理装置のブロツク構成図、第３図は、本
発明で用いる計測データの範囲を示す説明図、第４図
は、位相推定の際に用いる計測データを切り出す関数の
例示図、第５図は、計測データと推定データ間の不連続
性を示す説明図である。
重み関数の説明図、第２図は、本発明の実施例に用いた
イメージング処理装置のブロツク構成図、第３図は、本
発明で用いる計測データの範囲を示す説明図、第４図
は、位相推定の際に用いる計測データを切り出す関数の
例示図、第５図は、計測データと推定データ間の不連続
性を示す説明図である。
フロントページの続き (72)発明者 前田 章 神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地 株式会社日立製作所システム開発研究所 内 (72)発明者 横山 哲夫 神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地 株式会社日立製作所システム開発研究所 内 (72)発明者 小泉 英明 茨城県勝田市市毛882番地 株式会社日 立製作所那珂工場内 (72)発明者 西村 博 千葉県柏市新十余二２―１ 株式会社日 立メデイコ技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−272644（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】磁場を発生する磁場発生手段と、 発生された磁場に応じて被検体から発生する計測データ
を受信する受信手段と、 受信された計測データの１部から未計測部分の画像位相
マップを推定して、推定された画像位相マップ上におい
て、位相エンコード方向に前記被検体の特徴に応じた局
所平滑化処理を行ことにより、前記未計測部分のデータ
を推定し、前記計測データの領域と前記推定されたデー
タの領域のうち重複する領域において、重み付き平均化
を行う処理手段とを有することを特徴とする断層撮像装
置。 - 【請求項２】請求項１に記載の断層撮像装置において、 前記処理手段は、前記位相エンコード方向に原点から最
初に零点の位相を通過する部分を使用して、正規化した
sinc関数を用いて位相を推定することにより、重み付き
平均化を行うことを特徴とする請求項１に記載の断層撮
像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63188494A JP2650973B2 (ja) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | 断層撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63188494A JP2650973B2 (ja) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | 断層撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0241138A JPH0241138A (ja) | 1990-02-09 |
| JP2650973B2 true JP2650973B2 (ja) | 1997-09-10 |
Family
ID=16224713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63188494A Expired - Lifetime JP2650973B2 (ja) | 1988-07-29 | 1988-07-29 | 断層撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2650973B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3403751B2 (ja) * | 1992-03-31 | 2003-05-06 | 株式会社東芝 | 磁気共鳴映像装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61272644A (ja) * | 1985-05-29 | 1986-12-02 | Yokogawa Electric Corp | 核磁気共鳴撮像装置 |
-
1988
- 1988-07-29 JP JP63188494A patent/JP2650973B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0241138A (ja) | 1990-02-09 |
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