JPH02159252A - 磁気共鳴イメージング装置における画像再構成方法 - 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〕 本発明は磁気共鳴現象を利用した生体内断層像撮影装置
に係り、特に装置より得られた信号に含まれる歪を補正
し、高分解能の画像を再構成する方法に関する。

〔従来の技術〕

従来は、特開昭６１−１８７８５０号公報に記載のよう
に、検出信号に含まれるライン毎（位相エンコード毎：
位相エンコードの各ステップで計測された１次元データ
をラインと呼ぶ）には変化しないオフセット的な位相歪
（ＰＯ歪）と画像上で線形に変化する位相歪（ＰＬ歪）
を補正の対象としていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、うず電流効果等の要因でライン毎に変
化する位相歪の補正については配慮されておらず、その
ため未補正の位相歪により再構成した画像は、ぼけを生
じ画質劣化を起こしていた。

本発明の目的は、ライン毎に変化する位相歪を補正する
ことにより画像上のぼけをなくし、画質を向上させるこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、以下の手段により達成される。まず、磁気
共鳴イメージング装置より得られた検出信号に対し、横
方向１次元フーリエ変換をする。

次に、ライン毎に異なる位相歪をあらかじめ、求めてテ
ーブル化しておくか、または検出信号自身から推定して
求めるかのいずれかにより位相歪を求め、それに基づい
てライン毎に変化する位相歪を補正する。そして、縦方
向１次元フーリエ変換をし、ぼけのない再構成画像を得
る。

〔作用〕

ライン毎に異なる位相歪をもつ検出信号ＡＣＸ。

ｙ）を横方向（Ｘ方向）１次元フーリエ変換したＡ　（
Ｉ、ｙ）は以下のように表現できる。

Ａ（Ｉ、ｙ）＝Ｚ（Ｉ、ｙ）串ｅｘｐ（ｊ（Ｆ（ｙ）中
１＋Ｇ（ｙ）））、　　Ｉ＝１，２５６（ｊは虚数単位
） Ｚ（Ｉ、ｙ）：歪がないときの検出信号を横方向１次元
フーリエ変換した結果 Ｆ（ｙ）　　　：画像上で線形に変化する位相歪Ｇ（ｙ
）　　　：オフセット的な位相歪上式中のＦ（ｙ）、Ｇ
（ｙ）が、ｙの値によって異なることが画像上のぼけの
原因である。よって、Ｆ（ｙ）ｙ　Ｇ（ｙ）を求め、以
下の式により補正した後縦方向（ｙ方向）１次元フーリ
エ変換すればぼけ画像を補正できる。

Ａ′　（Ｉ、ｙ）＝Ａ（工、ｙ）申ｅｘｐ（−ｊ　（Ｆ
（ｙ）＊　Ｉ＋Ｇ（ｙ）））Ｆ（ｙ）、Ｇ（ｙ）が既知
ならば、テーブル化してもよいが、信号自身から推定し
て求める方法もある−　Ｆ　（ｙ）、　Ｇ　（ｙ）の推
定には、約半数の信号から残りの信号を推定する方法を
用いる。

この方法は、画像が実数であるならば、検出信号の原点
対称の点が複雑共役で表現できることを利用している。

この方法を用いて、まず１位相歪がライン毎に異なる約
半数の検出信号から残りの信号を推定する。そして、推
定した信号と実際に検出した信号との間の矛盾を調べる
ことによりＦ（ｙ）、Ｇ（ｙ）を推定することができる
。

〔実施例〕

以下、本発明による第一の実施例を説明する。

第２図は１本発明を実施するＭＲＩ装置のブロック構成
図である。検査対象物から核磁気共鳴信号を検出するた
めに、予め定められた手順にしたがって装置各部を制御
するシーケンス制御部２０１と、共鳴を起こさせるため
に発生する高周波磁場パルスの送信器２０２と、１１ｉ
１斜磁場を駆動する傾斜磁場駆動部２０４およびそれを
制御する磁場背御部２０３と、検査対象物から発生する
核磁気共鳴信号を受信・検波する受信器２０５と、画像
再構成および位相歪補正処理等を含む各種演算を行なう
処理装置ｉ！２０６と、画像表示用ＣＲＴデイスプレィ
２０７と、検出信号データ・再構成画像データ等を記憶
する外部記憶装置２０８とから成る。

以上の構成において、計測されたデータから再構成され
た画像上のぼけを補正する処理フローを第１図に示す。

ステップ１０１：計測したデータＳ　（Ｘ　＋　ｙ　）
に対し、Ｘ方向に１次元フーリエ変換し、Ａ（Ｉ、ｙ）
を得る。

ステップ１０２：ここでは、Ｘ方向に依存して変化する
補正係数を求める。ｙは、位相エンコード量に対応して
いる。すなわち、ｙの値に応じて位相エンコード意は、
規則的に変化する。補正係数には、画像上で位相がＸ方
向に線形に変化するような係数であるＦ（ｙ）と位相の
オフセット的な係数であるＧ（ｙ）の２種類があり、共
にｙの関数として表現できる。

Ｆ（ｙ）、Ｇ（ｙ）を求める方法として、位相エンコー
ド量と撮影領域の大きさとでＦ（ｙ）、Ｇ（ｙ）が、ど
のように変化するかを、あらかじめ求めておき、それを
テーブル化し、必要に応じてテーブルを参照する。テー
ブルの構成例を第３図に示す。

第３図では、縦方向を位相エンコード量、横方向を撮影
領域の大きさとしている。たとえば第３図（ｂ）斜線部
には、撮影領域の大きさが２５（！ｌで。

位相エンコード量が２の時の位相のオフセット的な係数
が格納されている。

ステップ１０３ニステツプ１０２で求めた位相補正係数
をもとに、以下の式を用いて位相補正を行なう。

Ａ’　　（Ｉ、ｙ）−Ａ（Ｉｔｙ）＊ｅｘｐ（−ｊ（Ｆ
（ｙ）傘Ｉ＋Ｇ（ｙ）））、　　Ｉ＝１，２５６（ｊは
虚数単位） ステップ１０４ニステツプ１０３で求めたデータＡ’　
（Ｉ、ｙ）に対し、Ｘ方向に１次元フーリエ変換し、ぼ
けの補正された画像Ｂ（Ｉ、Ｋ）を得る。

また、撮影領域の大きさと位相エンコード量の関係、す
なわち撮影領域の大きさを２倍にすると位相エンコード
量は１／２でよいことを利用して。

あらかじめ、撮影領域の大きさで補正係数を換算してお
けば第３図の２次元テーブルは１次元化できる。

第１の実施例では、あらかじめＦ（ｙ）、Ｇ（ｙ）がわ
かっていることを前提とし、Ｆ（ｙ）、Ｇ（ｙ）をテー
ブル化することで位相歪を補正した。次に、第１の実施
例の部分例である第２の実施例を示す。

すなわち、Ｇ（ｙ）を計測データより推定し、補正する
例である。このとき、Ｆ（ｙ）は既知であり、一定であ
るとする。また、主にぼけを引き起こすのはＧ（ｙ）の
偶関数成分であるため、ここではＧ（ｙ）：Ｇ（−ｙ）
と仮定しておく、Ｇ（ｙ）の推定処理フローを第４図に
示す。

ステップ４０１：半数の計測データより残りのデータを
推定する。（佐野他：　「位相マツプを用いた半数計測
データからのＭＨＩ画像生成アルゴリズム」電子情報通
信学会論文誌ＤｖｏＱＪ−７１−ＤＮα１　　ｐｐ１８
２−１８７　（１９８８）を参照）この推定手順を以下
に示す。

■　ｆｔｈ＝Ｆ（Ｐ（Ａ（Ｉ、ｙ）））Ａ（Ｉ、ｙ）：
Ｘ方向フーリエ変換ずみデータ Ｐ　　：データの半数＋αラインを切 り出す関係 Ｆ　　：Ｘ方向に１次元フーリエ変換 ■　ｇｉｈ＝Ｆ（Ｑ（Ａ（Ｉｔｙ）））Ｑ　　：低周波
成分（−α〜＋αライ ン）を切り出す関数 ■　Ｗ（Ｉ　、　ｙ　）＝　Ｆ−”（ｆ　１ｈ１１Ｘ　
ｇ　ｉｈ”／ＡＢｓ（ｇｔｈ）”） Ｆ−１：Ｘ方向に１次元逆フーリエ変 換 串　　：複素共役 ＡＢＳ　　：絶対値をとる関数 ■　Ａ’　（Ｉ、ｋ）＝Ｆ（Ｐ（Ａｙ）＋Ｐ−″”（Ｗ
（Ｉ　、　ｙ　）））ｐ−’　　　：ｐの逆関数 この手順に従って約半数の計測データから残りのデータ
を推定する。

Ｘ方向に１次元フーリエ変換ずみのデータは以下のよう
に表せる。ただし−１２８≦ｙ≦１２７゜原点をｙ＝Ｑ
とする。また、Ｆ（ｙ）＝Ｆ（０）ニー定値とする。

Ａ（Ｉ、１２７）”Ｚ（Ｉ、１２７）ａｘｐ（ｊ（Ｆ（
０）Ｉ＋Ｇ（１２７）））、Ｉ＝１，２５６ Ｚ：歪がないときの検出信号を横方向１次元フーリエ変
換した結果 このＡ（Ｉ、１２７）の原点対称の点Ａ（Ｉ。

−１２７）は上記約半数データからの推定手法を用いて
以下のように推定される。

Ａ’　（Ｉ　、−１２７）＝Ｚ（Ｉ−−１２７）ｅｘｐ
（ｊ　（Ｆ（０）　Ｉ　＋Ｇ（−１２７）））また、実
際の計測データＡ（Ｉ、−１２７）は、以下のようにな
る。

Ａ（Ｉ、−１２７）＝Ｚ（Ｉ、−１２７）ｅｘｐ（ｊ（
Ｆ（０）Ｉ＋Ｇ（−１２７）））ステップ４ｏ２：ここ
では、理想的な値Ａ’　（Ｉ、−１２７）と実際の値Ａ
（Ｉ、−１２７）との位相差を調べることでＧ（−１２
７）を求める。これは、Ａ（Ｉ　、−１２７）ＸＡ（Ｉ
　、−１２７）＊（ただし−は複素共役を表わす）は、
実数の値をとることを利用する。実際には、以下の計算
を行なう。

まず、Ａ（Ｉ、−１２７）、Ａ’　（Ｉ、−１２７）。

Ａ（Ｉ、Ｏ）の位相を求める。それぞれ以下とする。

Ａｒｇ（Ａ（Ｉ　、−１２７））＝−（Ｆ（０）　Ｉ　
＋Ｇ（−１２７））＋Ａｒｇ（Ｚ（Ｉ、−１２７）） Ａｒｇ（Ａ’　（Ｉ　、−１２７））＝（Ｆ（０）Ｉ　
＋Ｇ（−１２７））＋Ａｒｇ（Ｚ（Ｉ　、−１２７）） Ａｒｇ（Ａ（Ｉ、０））＝　　（Ｆ（０）Ｉ）そして、
算出した位相を１方向について加算し、以下の式により
Ｇ（−１２７）を求める。

Ｇ（−１２７）＝Σ（Ａｒｇ（Ａ（Ｉ、−１２７））　
−Ａｒｇ（Ａ’　（Ｉ、−１２７））Ｉ＝１ 一２Ａｒｇ（Ａ（Ｉ、０）））／２５６ステツプ４０３
：ここでは、ステップ４０２で求めたＧ（−１）からＧ
（−１２７）までの値を用いてＧ（ｙ）を推定する。推
定の際、例えばＧ（ｙ）＝αｙ２とモデル化しておき、
αを最小２乗推定する方法等がある。

以上の処理により推定されたＧ（ｙ）と既知であるＦ（
ｙ）を用いて第１の実施例で示した処理によりぼけの補
正された画像を得ることができる。

また、この位相歪補正は計測データ上すなわち検出信号
を横方向１次元フーリエ変換しない状態で行なってもよ
い。

また、本実施例は２次元データについての位相歪補正を
対象としたが、３次元データに対しても適用できること
は容易に類推できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ＭＲＩ装置から得られた検出信号に含
まれるライン毎（位相エンコード毎）に異なる位相歪を
補正することができ、その結果。

検出信号を画像再構成した際に生じるぼけを補正でき、
画質の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のフローチャート、第２図は
ＭＨＩ装置ブロック構成図、第３図は、第１図における
ステップ１０２の補足説明図、第４図は第１図のフロー
チャートを部分的に詳細化したフローチャートである。 第 図 第 図 ス 図 （α） Ｆ（聾）チーアル （ｂ） ｃＴ（）ラテーフ′ル 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、所定の手順に従つて静磁場、傾斜磁場および高周波
   磁場を発生し、検査対象物における所望の検査領域から
   の磁気共鳴信号を検出し、該検出信号のライン毎に異な
   る位相歪を補正とて画像再構成を行なうことを特徴とす
   る磁気共鳴イメージング装置における画像再構成方法。 ２、前記位相歪を補正する処理は、ライン毎に異なるオ
   フセット的な位相歪を補正する処理からなることを特徴
   とする請求項第１項の磁気共鳴イメージング装置におけ
   る画像再構成方法。 ３、前記位相歪を補正する処理は、ライン毎に異なる画
   像上で線形に変化する位相歪を補正する処理からなるこ
   とを特徴とする請求項第１項の磁気共鳴イメージング装
   置における画像再構成方法。 ４、前記位相歪を補正する処理は、ライン毎に異なるオ
   フセット的な位相歪と画像上で線形に変化する位相歪と
   を同時に補正する処理からなることを特徴とする請求項
   第１項の磁気共鳴イメージング装置における画像再構成
   方法。 ５、前記位相歪を補正する処理は、ライン毎に異なる位
   相歪を検出信号から推定し、補正する処理からなること
   を特徴とする請求項第１項の磁気共鳴イメージング装置
   における画像再構成方法。 ６、前記位相歪を補正する処理は、ライン毎に異なる位
   相歪を表現する係数をあらかじめテーブル化しておき、
   そのテーブルを参照することにより位相歪を補正する処
   理からなることを特徴とする請求項第１項の磁気共鳴イ
   メージング装置における画像再構成方法。 ７、前記位相歪を補正する処理は、ライン毎に異なる位
   相歪をあらかじめ関数化しておき、その関数を用いて補
   正する処理からなることを特徴とする請求項第１項の磁
   気共鳴イメージング装置における画像再構成方法。