JPH0380497B2 - - Google Patents

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JPH0380497B2
JPH0380497B2 JP57149776A JP14977682A JPH0380497B2 JP H0380497 B2 JPH0380497 B2 JP H0380497B2 JP 57149776 A JP57149776 A JP 57149776A JP 14977682 A JP14977682 A JP 14977682A JP H0380497 B2 JPH0380497 B2 JP H0380497B2
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/32Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
    • G01R33/36Electrical details, e.g. matching or coupling of the coil to the receiver
    • G01R33/3621NMR receivers or demodulators, e.g. preamplifiers, means for frequency modulation of the MR signal using a digital down converter, means for analog to digital conversion [ADC] or for filtering or processing of the MR signal such as bandpass filtering, resampling, decimation or interpolation
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    • G01R33/54Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • G01R33/56Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
    • G01R33/5608Data processing and visualization specially adapted for MR, e.g. for feature analysis and pattern recognition on the basis of measured MR data, segmentation of measured MR data, edge contour detection on the basis of measured MR data, for enhancing measured MR data in terms of signal-to-noise ratio by means of noise filtering or apodization, for enhancing measured MR data in terms of resolution by means for deblurring, windowing, zero filling, or generation of gray-scaled images, colour-coded images or images displaying vectors instead of pixels

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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、核磁気共鳴現象を利用して、被検体
中に存在する特定の原子核のスピン密度または緩
和時間の分布を反映した画像を再構成する核磁気
共鳴装置に関するものである。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
核磁気共鳴装置において、被検体内の特定の原
子核のスピン密度、緩和時定数等を反映した画像
を得る際に、まず核磁気共鳴信号が検出される。
この信号をF(t)とかくと、F(t)は基本的に
は次の第1式で表わすことができる。
F(t)=∫ -∞p(ω)eitdω……(1) ここで、 p(ω)、信号の周波数スペクトル(実数値関数) ω、角周波数 t、時間 しかしながら、実際に観測される信号F〓(t)
は、前記F(t)に低周波のオフセツトβ(t)が
加わつたものであり、次の第2式で表わすことが
できる。
F〓(t)=F(t)+β(t)……(2) ここで、 β(t)=∫〓-〓Δ(ω)eitdω……(3) ただし、δは小さな正数 Δ(ω)はオフセツト成分(実数値関数) したがつて、たとえば第1図Bに示すような実
数部および第1図Cに示すような虚数部を有する
信号F〓(t)をフーリエ変換すると、本来、第1
図Aに示すような、ノイズのない周波数スペクト
ルP(ω)(プロジエクシヨンデータとも称する。)
を得たいのであるが、低周波のオフセツトβ(t)
が加わつているので、第1図Dに示すように、周
波数スペクトルP〓(ω)は、その中心部に凹凸を
有する異常波形となる。このような異常波形のプ
ロジエクシヨンデータをそのまま用いて、画像再
構成をすると、第1図Eに示すように、画像中心
を通る放射状のアーチフアクトAfが画像に生じ
てしまう。
このようなアーチフアクトAfの原因である低
周波のオフセツトが加わる原因としては、ハード
ウエアの特性の時間的変動、あるいは、電子計算
機で処理する場合はデータの離散化の必要がある
が、その時のAD変換に際しての精度の悪さが考
えられる。しかしながら、この様な検出された信
号F〓(t)がもつ低周波のオフセツトノイズβ
(t)を純粋にハードウエア的に完全に取り除く
事は非常に困難である。
〔発明の目的〕
この発明は前記事情に鑑みてなされたものであ
り、低周波成分のノイズによるアーチフアクトの
ない画像を表示することのできる核磁気共鳴装置
を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
前記目的を達成するためのこの発明の概要は、
核磁気共鳴現象により誘起される核磁気共鳴信号
を、その共鳴周波数の位相が互いに90゜異なる2
つの参照波で検波して、2信号に分離し、信号を
デジタル化することにより、少なくとも特定の原
子核のスピン密度および緩和時間を画像化する核
磁気共鳴装置において、画像再構成に際して低周
波成分ノイズを除去するノイズ補正処理器を具備
し、得られる画像中のアーチフアクトを除去する
ことを特徴とするものである。
〔発明の実施例〕
先ず、この発明の原理について説明する。
検出された核磁気共鳴信号F〓(t)に基づき画
像再構成をする処理手順には、たとえば、少なく
とも、核磁気共鳴信号F〓(t)をフーリエ変換
してプロジエクシヨンデータを得、被検体の周囲
の各方向についての各プロジエクシヨンデータを
たとえばコンボリユーシヨン法によりフイルター
処理して、フイルタをかけたプロジエクシヨンデ
ータを得ること、および核磁気共鳴信号F〓(t)
をフイルター処理した後、フーリエ変換すること
によりフイルタをかけたプロジエクシヨンデータ
を得ることのいずれかを要する。
この発明においては、前記の処理手順を採用
する場合、フーリエ変換後のプロジエクシヨンデ
ータ中の低周波成分によるノイズを除去するもの
であり、前記の処理手順を採用する場合、フー
リエ変換前の核磁気共鳴信号F〓(t)中の低周波
成分によるノイズを除去するものである。そし
て、前記の処理手順の場合、核磁気共鳴信号F〓
(t)から直ちに低周波成分によるノイズを除去
することができないので、フーリエ変換により得
られる周波数スペクトル中の凹凸部分を与える核
磁気共鳴信号F〓(t)中の所定信号のみを選んで、
これをフーリエ変換し、第2図に示すように、周
波数スペクトル中の凹凸部分の両側にある離散値
データより補正量Δcを求め、この補正量Δcを逆
フーリエ変換して得た量β(t)を核磁気共鳴信
号F〓(t)から差し引くと、低周波成分のオフセ
ツトのない核磁気共鳴信号F〓(t)が求められる
こととなる。このことを、数式で表現すると、次
のようになる。すなわち、 Δc(k)=P〓(k)−Pc(k) ……(4) ただし、kは回転角ω=0付近の整数である。
次いで、 Fc(j)=F〓(j)−1/N 〓k Δc(k)ei 2jk/N ……(5) ただし、Nは離散的フーリエ変換のポイント数
である。
次に、前記原理を具体化したこの発明の一実施
例について図面を参照しながら説明する。
第3図において、被検体1は、静磁場H0内に
配置されると共に、静磁場H0と直交する磁場を
誘起するように捲回された送受信コイル2間に配
置される。同調器3は、送信系4で発生する電磁
波から特定周波数の電磁波を選択し、被検体1中
の特定核種たとえばH′に同調するように励起パ
ルスを送受信コイル2に印加する。増幅器5は、
送受信コイル2で受信した核磁気共鳴信号を増幅
し、2個の位相検波器6A,6Bに出力する。参
照信号発生器7は、移相器7Aおよび90゜位相変
換器7Bを有し、核磁気共鳴信号と同じ周波数を
有すると共に互いに位相が90゜異なる2種の参照
波を発生し、参照信号それぞれが位相検波器6
A,6Bに出力するように構成されている。2個
の位相検波器6A,6Bそれぞれは、核磁気共鳴
信号を参照波で位相検波してアナログの2信号F〓
(t)(実数部と虚数部)に分離する。分離された
2信号F〓(t)は、増幅器8A,8Bで増幅され、
ローパスフイルタ9A,9Bで高周波成分を除去
した後、A/D変換器10A,10Bでデジタル
化されてノイズ補正処理器11に入力される。ノ
イズ補正処理器11は、前記デジタル化(離散値
化)した信号F〓(t)からフイルタをかけたプロ
ジエクシヨンデータを得る際に低周波成分による
影響を除去する演算装置であり、信号F〓(t)の
処理手順がこの発明の原理説明のところで示した
の手順であるときは、第4図のフローに従つて
低周波成分による影響を除去し、また、信号F〓
(t)の処理手順がこの発明の原理説明のところ
で示したの手順であるときは、第5図のフロー
に従つて低周波成分による影響を除去する。すな
わち、第4図に示すように、信号F〓(t)をフー
リエ変換し、得られるプロジエクシヨンデータP〓
(ω)中の凹凸を与えるデータの両側のデータ
(第2図中で示すP〓oとP〓o+4)により線型補間をす
ることにより補正量Δcを求め、次いで前記プロ
ジエクシヨンデータP〓(ω)中の凹凸を与えるデ
ータから前記補正量Δcを差し引いてプロジエク
シヨンデータP(ω)の補正をし、この後、補正
後のプロジエクシヨンデータP(ω)をたとえば
コンボリユーシヨン法等によりフイルター処理
し、フイルタをかけたプロジエクシヨンデータを
得る。また、前記の手順の場合、第5図に示す
ように、信号F〓(t)のうち、信号F〓(t)をフー
リエ変換した後のプロジエクシヨンデータP〓(ω)
に凹凸を与えるデータおよびその両側のデータ
(第2図におけるPo〜Po+4)に対応する信号F〓
(t)を選択し、これをフーリエ変換してP〓o
P〓o+4を求める。次いで、P〓oとP〓o+4とで線型補間す
ることにより補正量Δcを求め、この補正量Δcを
用いて前記第5式に従つて信号F〓(t)の補正を
することにより低周波成分のノイズのない信号F
(t)を求める。このF(t)をフイルター処理
し、フイルターをかけたF(t)をフーリエ積分
することによりフイルターをかけたプロジエクシ
ヨンデータを得る。
画像化処理装置12は、ノイズ補正処理器11
内で前記のいずれかの手順に従つて求められた、
フイルターをかけたプロジエクシヨンデータを入
力し、このデータに基づき画像再構成を行ない、
特定原子核たとえばH′のスピン密度、緩和時間
等を反映した画像についての映像信号を出力する
ように構成されている。
以上に詳述した構成によると、画像再構成に必
要な、フイルタをかけたプロジエクシヨンデータ
から低周波のオフセツト成分によるノイズを除去
しているので、アーチフアクトのない画像を再構
成することができる。
以上、この発明の一実施例について詳述した
が、この発明は前記実施例に限定されるものでは
なく、この発明の要旨の範囲内で適宜に変形して
実施することができるのはいうまでもない。
この発明は、バツクプロジエクシヨン法以外の
種々の画像再構成法たとえば逐次近似法、フーリ
エ変換法等を採用する核磁気共鳴装置に適用する
ことができる。
〔発明の効果〕
この発明によると、検出された核磁気共鳴信号
中に低周波オフセツトが含まれていても、この低
周波オフセツトによるノイズをデータ処理の過程
で自動的に除去し、アーチフアクトのない良好な
画像を表示することのできる核磁気共鳴装置を提
供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図Aは理想的な核磁気共鳴信号の周波数ス
ペクトルP(ω)を示す説明図、第1図Bは実測
された核磁気共鳴信号を位相検波して得た実数部
の信号を示す説明図、第1図Cは実測された核磁
気共鳴信号を位相検波して得た虚数部の信号を示
す説明図、第1図Dは位相検波後の信号をフーリ
エ変換して得た周波数スペクトルP〓(ω)を示す
説明図、第1図Eはアーチフアクトを有する画像
を示す説明図、第2図は線型補間による補正量
Δcの算出を示す説明図、第3図はこの発明の一
実施例を示すブロツク図、並びに第4図および第
5図はノイズ補正の処理手順を示すフロー図であ
る。 11……ノイズ補正処理器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 核磁気共鳴現象により誘起される核磁気共鳴
    信号を、その共鳴周波数の位相が互いに90゜異な
    る2つの参照波で検波して、2信号に分離する検
    波手段と、 検波された信号をフーリエ変換してプロジエク
    シヨンデータを求め、求められたプロジエクシヨ
    ンデータ中の低周波成分を抽出し、前記プロジエ
    クシヨンデータ中の前記低周波成分以外のデータ
    から線形補間により前記低周波成分に相当する位
    置のデータを求め、前記低周波成分と前記低周波
    成分に相当する位置のデータとの差分により第1
    の補正量を求め、この第1の補正量をフーリエ逆
    変換して第2の補正量を求め、この第2の補正量
    を用いて前記検波された信号を補正する補正処理
    手段と、 補正された信号をフイルタ処理した後バツクプ
    ロジエクシヨン処理により再構成を行なう再構成
    手段とを設けたことを特徴とする核磁気共鳴装
    置。
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