JPH0572815B2 - - Google Patents
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- JPH0572815B2 JPH0572815B2 JP1049378A JP4937889A JPH0572815B2 JP H0572815 B2 JPH0572815 B2 JP H0572815B2 JP 1049378 A JP1049378 A JP 1049378A JP 4937889 A JP4937889 A JP 4937889A JP H0572815 B2 JPH0572815 B2 JP H0572815B2
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- data
- magnetic field
- phase
- gradient magnetic
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Description
この発明は、磁気共鳴（MR）を利用して収集
したデータを再構成して画像を作成するMR撮像
装置に関する。
したデータを再構成して画像を作成するMR撮像
装置に関する。
通常のMR撮像装置では２次元フーリエ変換法
により画像再構成しており、この２次元フーリエ
変換処理の高速化のため高速フーリエ変換
（FFT）アルゴリズムを用いている。このFFTに
はデータ点数を2nとするという制約があり、その
ため、一般にはこの制約に整合するよう生データ
のマトリクスをそのデータ点数が縦・横とも2nと
なるようにしている。 ところが生データのマトリクスを任意のものと
する場合もある。たとえば、周波数エンコード数
をＮ（Ｎ＝2n）、位相エンコード数をＭ（2n-1≦Ｍ
≦2n）として位相エンコード数を減少させ、デー
タ収集のための時間を短縮することが考えられ
る。このような場合、周波数エンコード方向には
Ｎ点のFETを採用できるが、位相エンコード方
向にはＭ点の任意点デジタルフーリエ変換
（DFT）アルゴリズムを行なうようにしている。
により画像再構成しており、この２次元フーリエ
変換処理の高速化のため高速フーリエ変換
（FFT）アルゴリズムを用いている。このFFTに
はデータ点数を2nとするという制約があり、その
ため、一般にはこの制約に整合するよう生データ
のマトリクスをそのデータ点数が縦・横とも2nと
なるようにしている。 ところが生データのマトリクスを任意のものと
する場合もある。たとえば、周波数エンコード数
をＮ（Ｎ＝2n）、位相エンコード数をＭ（2n-1≦Ｍ
≦2n）として位相エンコード数を減少させ、デー
タ収集のための時間を短縮することが考えられ
る。このような場合、周波数エンコード方向には
Ｎ点のFETを採用できるが、位相エンコード方
向にはＭ点の任意点デジタルフーリエ変換
（DFT）アルゴリズムを行なうようにしている。
しかしながら、このようなDFTを行なう場合、
その処理に非常に時間がかかるという問題があ
る。すなわち、Ｎ点FFTではNlog2N回の乗算・
加算演算が必要であるのに対し、Ｍ点DFTでは
M2の乗算・加算が必要となり、Ｎ＝2nなる同一
Ｎ点のフーリエ変換であればDFTはFFTに比べ
て2n／ｎだけ演算時間を要することになる。たと
えばＮ＝256のときDFTはFFTの32倍の演算回数
となる。そのため、位相エンコード数を少なくし
てデータ収集時間を短縮しても画像再構成に非常
に時間がかかり、全体の患者の拘束時間としては
少しも短縮できない。 この発明は、生データのマトリクスを任意のも
のとした場合でも演算回数をそれほど増やさず、
短時間のうちにフーリエ変換処理して画像再構成
できる、MR撮像装置を提供することを目的とす
る。
その処理に非常に時間がかかるという問題があ
る。すなわち、Ｎ点FFTではNlog2N回の乗算・
加算演算が必要であるのに対し、Ｍ点DFTでは
M2の乗算・加算が必要となり、Ｎ＝2nなる同一
Ｎ点のフーリエ変換であればDFTはFFTに比べ
て2n／ｎだけ演算時間を要することになる。たと
えばＮ＝256のときDFTはFFTの32倍の演算回数
となる。そのため、位相エンコード数を少なくし
てデータ収集時間を短縮しても画像再構成に非常
に時間がかかり、全体の患者の拘束時間としては
少しも短縮できない。 この発明は、生データのマトリクスを任意のも
のとした場合でも演算回数をそれほど増やさず、
短時間のうちにフーリエ変換処理して画像再構成
できる、MR撮像装置を提供することを目的とす
る。
上記目的を達成するため、この発明によるMR
撮像装置においては、Ｎ＝2nなる整数Ｎが周波数
エンコード数、2n-1≦Ｍ≦2nを満足する整数Ｍが
位相エンコード数となつている生データマトリク
スが得られるように撮像シーケンスが行なわれ、
この得られたＮ×Ｍの生データマトリクスに対
し、位相エンコード方向の周辺にゼロデータを補
充して位相エンコード方向のデータ点数をＮに増
加した後、周波数エンコード方向及び位相エンコ
ード方向ともFFTを行なつて画像再構成し、再
構成された画像の位相エンコード方向のマトリク
スをＮ点からＭ点に圧縮することが特徴となつて
いる。
撮像装置においては、Ｎ＝2nなる整数Ｎが周波数
エンコード数、2n-1≦Ｍ≦2nを満足する整数Ｍが
位相エンコード数となつている生データマトリク
スが得られるように撮像シーケンスが行なわれ、
この得られたＮ×Ｍの生データマトリクスに対
し、位相エンコード方向の周辺にゼロデータを補
充して位相エンコード方向のデータ点数をＮに増
加した後、周波数エンコード方向及び位相エンコ
ード方向ともFFTを行なつて画像再構成し、再
構成された画像の位相エンコード方向のマトリク
スをＮ点からＭ点に圧縮することが特徴となつて
いる。
データ点数が2nとなつていることを満足しない
位相エンコード方向につき、その周辺にゼロデー
タが補充され、データ点数が増やされて、データ
点数が2nとされる。 そこで、この位相エンコード方向にもFFTを
行なうことができるようになる。周波数エンコー
ド方向にもFFTを行い、画像が再構成される。 この再構成画像は、位相エンコード方向にＮ点
の画素をもつており、もともとのＭ点の生データ
に対応するイメージング領域を位相エンコード方
向に間延びさせたような画像となる。 そのため、この位相エンコード方向のマトリク
スを圧縮し、Ｍ点とする。すると、この間延びが
解消され、Ｍ点のDFTを行なつて得た画像と等
価な画像を得ることができる。 ここで、Ｎ点のFFTの演算回数はNlog2Nであ
り、マトリクス圧縮は3Mの演算回数となるため、
合計Nlog2N＋3Mの回数の乗算・加算演算とな
つて、たとえばＭ＝Ｎ＝256であればFFTに比べ
て1.375倍程度の演算回数にすぎず、DFTの場合
の32倍に比べて圧倒的な高速化が図れる。
位相エンコード方向につき、その周辺にゼロデー
タが補充され、データ点数が増やされて、データ
点数が2nとされる。 そこで、この位相エンコード方向にもFFTを
行なうことができるようになる。周波数エンコー
ド方向にもFFTを行い、画像が再構成される。 この再構成画像は、位相エンコード方向にＮ点
の画素をもつており、もともとのＭ点の生データ
に対応するイメージング領域を位相エンコード方
向に間延びさせたような画像となる。 そのため、この位相エンコード方向のマトリク
スを圧縮し、Ｍ点とする。すると、この間延びが
解消され、Ｍ点のDFTを行なつて得た画像と等
価な画像を得ることができる。 ここで、Ｎ点のFFTの演算回数はNlog2Nであ
り、マトリクス圧縮は3Mの演算回数となるため、
合計Nlog2N＋3Mの回数の乗算・加算演算とな
つて、たとえばＭ＝Ｎ＝256であればFFTに比べ
て1.375倍程度の演算回数にすぎず、DFTの場合
の32倍に比べて圧倒的な高速化が図れる。
つぎに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１図はこの発明にかかる
MR撮像装置のシステムの一例を示すものであ
る。この実施例では、イメージング視野が第２図
のように位相エンコード方向（縦方向）のサイズ
Lyが周波数エンコード方向（横方向）のサイズ
Lxよりも小さいとする。これは通常の人体の断
面形状に合致するものである。周波数エンコード
方向のマトリクス（周波数エンコード数）Ｎと位
相エンコード方向のマトリクス（位相エンコード
数）Ｍは、画素の等方性を保つため、 Lx／Ｎ＝Ly／Ｍ を満たし、且つ Ｎ＝2n 2n-1≦Ｍ≦2n となるように定められる。 そして、１回の位相エンコード量はマトリクス
がＮ×Ｎつまり位相エンコード数をＮとしたとき
の１／Wm倍とされる。なお、このパラメータ
Wmは Wm＝Ｍ／Ｎ で定義されるマトリクスウエイトである。 このような位相エンコード数及び１回の位相エ
ンコード量の制御は第１図の構成で測定制御装置
１により行なわれる。すなわち、測定制御装置１
によつて傾斜磁場電源２が制御され、傾斜磁場発
生コイル３に流す電流波形が所定のものとされる
ことにより傾斜磁場強度が制御されて上記の位相
エンコード量とされる。RF送受信装置４はRFコ
イルに所定のエンベロープの高周波信号を送り、
被検体（図示しない）のスピンを励起する。この
RF励起と上記の傾斜磁場発生のタイミングは測
定制御装置１により制御され、発生したNMR信
号に位相及び周波数エンコードが施される。この
NMR信号はRFコイル５によつて受信され、RF
送受信装置４に送られて検波・サンプリングされ
る。 こうして得られた生データは、第３図Ａに示す
ように周波数エンコード方向にＮ点、位相エンコ
ード方向にＭ点のものとなる。これがデータ補充
回路６において位相エンコード方向の周辺部（斜
線部）にゼロデータを補充されることにより、Ｎ
×Ｎのマトリクスのデータにされる。このデータ
補充回路６は具体的にはたとえばＮ×Ｎのアドレ
スを持つメモリをすべてゼロに初期化し、そこに
得られたデータをオーバーライトしていくことに
より構成できる。 このようにしてゼロデータが補充されＮ×Ｎの
マトリクスとされた生データは、２次元FFT装
置７によりFFTされる。生データは横方向にも
縦方向にもデータ点数がＮ＝2nとなつているた
め、FFTできる。これにより第３図Ｂに示すよ
うなＮ×Ｎの画素を持つ中間像が再構成される。 この中間像は位相エンコード方向（縦方向）に
１／Wm分だけ間延びしたものとなつているの
で、つぎにマトリクス圧縮回路８で位相エンコー
ド方向のマトリクスを圧縮する。これは第４図に
示すように位相エンコード方向のＮ個の画素a1，
a2，…，aNデータのを次の式 An3 〓l=1 ao×COEF（ｌ，ｍ） COEF（１，ｍ）＝１−ΔL・（ｍ−１） ＋INT｛ΔL・（ｍ−１）｝ COEF（２，ｍ）＝1orΔL−COEF（１，ｍ） COEF（３，ｍ）＝ΔL−COEF（ｌ，ｍ） −COEF（２，ｍ） ΔL＝１／Wm ｎ＝ｌ＋INT｛ΔL・（ｍ−１）｝ １≦ｍ≦Ｍ で示される演算により、A1，A2，…，AMのＭ個 の画素のデータに変換することにより行なわれ
る。したがつてこのような圧縮には3M回の乗加
算を要することになる。 ここでこの発明による画像再構成の演算回数は
Nlog2N＋３であり、これに対してDFTの演算回
数はM2、FFTの演算回数はNlog2Nであるから、
これらの具体的場合につき、演算回数を表にして
みると、
しながら説明する。第１図はこの発明にかかる
MR撮像装置のシステムの一例を示すものであ
る。この実施例では、イメージング視野が第２図
のように位相エンコード方向（縦方向）のサイズ
Lyが周波数エンコード方向（横方向）のサイズ
Lxよりも小さいとする。これは通常の人体の断
面形状に合致するものである。周波数エンコード
方向のマトリクス（周波数エンコード数）Ｎと位
相エンコード方向のマトリクス（位相エンコード
数）Ｍは、画素の等方性を保つため、 Lx／Ｎ＝Ly／Ｍ を満たし、且つ Ｎ＝2n 2n-1≦Ｍ≦2n となるように定められる。 そして、１回の位相エンコード量はマトリクス
がＮ×Ｎつまり位相エンコード数をＮとしたとき
の１／Wm倍とされる。なお、このパラメータ
Wmは Wm＝Ｍ／Ｎ で定義されるマトリクスウエイトである。 このような位相エンコード数及び１回の位相エ
ンコード量の制御は第１図の構成で測定制御装置
１により行なわれる。すなわち、測定制御装置１
によつて傾斜磁場電源２が制御され、傾斜磁場発
生コイル３に流す電流波形が所定のものとされる
ことにより傾斜磁場強度が制御されて上記の位相
エンコード量とされる。RF送受信装置４はRFコ
イルに所定のエンベロープの高周波信号を送り、
被検体（図示しない）のスピンを励起する。この
RF励起と上記の傾斜磁場発生のタイミングは測
定制御装置１により制御され、発生したNMR信
号に位相及び周波数エンコードが施される。この
NMR信号はRFコイル５によつて受信され、RF
送受信装置４に送られて検波・サンプリングされ
る。 こうして得られた生データは、第３図Ａに示す
ように周波数エンコード方向にＮ点、位相エンコ
ード方向にＭ点のものとなる。これがデータ補充
回路６において位相エンコード方向の周辺部（斜
線部）にゼロデータを補充されることにより、Ｎ
×Ｎのマトリクスのデータにされる。このデータ
補充回路６は具体的にはたとえばＮ×Ｎのアドレ
スを持つメモリをすべてゼロに初期化し、そこに
得られたデータをオーバーライトしていくことに
より構成できる。 このようにしてゼロデータが補充されＮ×Ｎの
マトリクスとされた生データは、２次元FFT装
置７によりFFTされる。生データは横方向にも
縦方向にもデータ点数がＮ＝2nとなつているた
め、FFTできる。これにより第３図Ｂに示すよ
うなＮ×Ｎの画素を持つ中間像が再構成される。 この中間像は位相エンコード方向（縦方向）に
１／Wm分だけ間延びしたものとなつているの
で、つぎにマトリクス圧縮回路８で位相エンコー
ド方向のマトリクスを圧縮する。これは第４図に
示すように位相エンコード方向のＮ個の画素a1，
a2，…，aNデータのを次の式 An3 〓l=1 ao×COEF（ｌ，ｍ） COEF（１，ｍ）＝１−ΔL・（ｍ−１） ＋INT｛ΔL・（ｍ−１）｝ COEF（２，ｍ）＝1orΔL−COEF（１，ｍ） COEF（３，ｍ）＝ΔL−COEF（ｌ，ｍ） −COEF（２，ｍ） ΔL＝１／Wm ｎ＝ｌ＋INT｛ΔL・（ｍ−１）｝ １≦ｍ≦Ｍ で示される演算により、A1，A2，…，AMのＭ個 の画素のデータに変換することにより行なわれ
る。したがつてこのような圧縮には3M回の乗加
算を要することになる。 ここでこの発明による画像再構成の演算回数は
Nlog2N＋３であり、これに対してDFTの演算回
数はM2、FFTの演算回数はNlog2Nであるから、
これらの具体的場合につき、演算回数を表にして
みると、
【表】
のようになり（但し共通演算項は除外してある）、
DFTに比べて圧倒的に高速化できることが分か
る。圧縮制御ベクタCOEF（ｌ，ｍ）については
ＮとＭとが決まれば上記のように求められ、スキ
ヤン前に一度作成するだけであり、再構成時間に
はほとんど寄与しない。 なお、上記の実施例は２次元イメージングにつ
いて適用したものであるが、容易に３次元イメー
ジングに適用可能である。また、上記の例では
Wmは50〜100％の可変範囲とできるが、圧縮演
算回数を3Mから4Mとすれば33〜100％、5Mとす
れば25〜100％というように圧縮演算回数を多く
してWmの可変範囲を広げることができる。
DFTに比べて圧倒的に高速化できることが分か
る。圧縮制御ベクタCOEF（ｌ，ｍ）については
ＮとＭとが決まれば上記のように求められ、スキ
ヤン前に一度作成するだけであり、再構成時間に
はほとんど寄与しない。 なお、上記の実施例は２次元イメージングにつ
いて適用したものであるが、容易に３次元イメー
ジングに適用可能である。また、上記の例では
Wmは50〜100％の可変範囲とできるが、圧縮演
算回数を3Mから4Mとすれば33〜100％、5Mとす
れば25〜100％というように圧縮演算回数を多く
してWmの可変範囲を広げることができる。
この発明のMR撮像装置によれば、任意マトリ
クスの生データから高速に画像再構成できる。そ
のため、位相エンコード数を少なくしてデータ収
集時間を短縮した場合でも画像再構成に時間がか
かるということがなくなり、患者の拘束時間の短
縮を真に達成でき、システム全体のスループツト
を向上できる。さらに位相エンコード数を少なく
することは全体のデータ点数を減少させ、再構成
画像の視野を必要な部分に絞つて画素数を減少さ
せることであるため、他のシステムへのデータの
転送の高速化にもつながり、また画像記録メデイ
アへの記録効率も上がる。
クスの生データから高速に画像再構成できる。そ
のため、位相エンコード数を少なくしてデータ収
集時間を短縮した場合でも画像再構成に時間がか
かるということがなくなり、患者の拘束時間の短
縮を真に達成でき、システム全体のスループツト
を向上できる。さらに位相エンコード数を少なく
することは全体のデータ点数を減少させ、再構成
画像の視野を必要な部分に絞つて画素数を減少さ
せることであるため、他のシステムへのデータの
転送の高速化にもつながり、また画像記録メデイ
アへの記録効率も上がる。
第１図はこの発明の一実施例にかかるMR撮像
装置のブロツク図、第２図はイメージング視野及
びマトリクスを示す図、第３図Ａ，Ｂ，Ｃは各過
程でのデータ及び画像を示す図、第４図はマトリ
クス圧縮を説明するための図である。 １…測定制御装置、２…傾斜磁場電源、３…傾
斜磁場発生用コイル、４…RF送受信装置、５…
RFコイル、６…データ補充回路、７…２次元
FFT装置、８…マトリクス圧縮回路。
装置のブロツク図、第２図はイメージング視野及
びマトリクスを示す図、第３図Ａ，Ｂ，Ｃは各過
程でのデータ及び画像を示す図、第４図はマトリ
クス圧縮を説明するための図である。 １…測定制御装置、２…傾斜磁場電源、３…傾
斜磁場発生用コイル、４…RF送受信装置、５…
RFコイル、６…データ補充回路、７…２次元
FFT装置、８…マトリクス圧縮回路。
Claims (1)
- １ 励起用高周波信号を被検体に照射する手段
と、スライス選択用傾斜磁場、位相エンコード用
傾斜磁場及び周波数エンコード用傾斜磁場を印加
する傾斜磁場発生手段と、被検体からのNMR信
号を受信してデータ収集する手段と、Ｎ＝2nなる
整数Ｎを周波数エンコード数、2n-1≦Ｍ≦2nを満
足する整数Ｍを位相エンコード数とし、これに応
じて各回の位相エンコード量を定めて上記傾斜磁
場発生手段を制御し、撮像シーケンスを行なつて
上記データ収集手段によりＮ×Ｍの生データを得
るよう制御する測定制御手段と、得られたＮ×Ｍ
の生データマトリクスに対し、位相エンコード方
向の周辺にゼロデータを補充して位相エンコード
方向のデータ点数をＮに増加させるデータ補充手
段と、この補充後の生データマトリクスに対し周
波数エンコード方向及び位相エンコード方向とも
FFTを行なつて画像再構成する手段と、再構成
された画像の位相エンコード方向のマトリクスを
Ｎ点からＭ点に圧縮するマトリクス圧縮手段とを
備えることを特徴とするMR撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1049378A JPH02224738A (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | Ｍｒ撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1049378A JPH02224738A (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | Ｍｒ撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02224738A JPH02224738A (ja) | 1990-09-06 |
| JPH0572815B2 true JPH0572815B2 (ja) | 1993-10-13 |
Family
ID=12829361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1049378A Granted JPH02224738A (ja) | 1989-02-28 | 1989-02-28 | Ｍｒ撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02224738A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001320349A (ja) | 2000-05-08 | 2001-11-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 分散通信装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61170445A (ja) * | 1985-01-25 | 1986-08-01 | 横河電機株式会社 | Ｎｍｒ画像装置 |
| JPS61235743A (ja) * | 1985-04-12 | 1986-10-21 | Mitsubishi Electric Corp | 核磁気共鳴計算トモグラフイ装置 |
| JPS6289176A (ja) * | 1985-10-15 | 1987-04-23 | Mitsubishi Electric Corp | 核磁気共鳴画像の補間拡大方法 |
| JPS62217950A (ja) * | 1986-03-18 | 1987-09-25 | 横河メディカルシステム株式会社 | Ｎｍｒイメ−ジング装置 |
-
1989
- 1989-02-28 JP JP1049378A patent/JPH02224738A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02224738A (ja) | 1990-09-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |