JPH1052413A - 基本画像から複合画像を形成する画像合成方法 - Google Patents
基本画像から複合画像を形成する画像合成方法Info
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- JPH1052413A JPH1052413A JP9104791A JP10479197A JPH1052413A JP H1052413 A JPH1052413 A JP H1052413A JP 9104791 A JP9104791 A JP 9104791A JP 10479197 A JP10479197 A JP 10479197A JP H1052413 A JPH1052413 A JP H1052413A
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
- G01R33/32—Excitation or detection systems, e.g. using radio frequency signals
- G01R33/34—Constructional details, e.g. resonators, specially adapted to MR
- G01R33/341—Constructional details, e.g. resonators, specially adapted to MR comprising surface coils
- G01R33/3415—Constructional details, e.g. resonators, specially adapted to MR comprising surface coils comprising arrays of sub-coils, i.e. phased-array coils with flexible receiver channels
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- G—PHYSICS
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- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/24—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance for measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/246—Spatial mapping of the RF magnetic field B1
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、全検査ゾーンに亘り一定感度を有
する別個のセンサ及び付加的な測定を用いることなく、
容易に感度が決定される画像合成方法の提供を目的とす
る。 【解決手段】 本発明の画像合成方法は、画像化される
べき領域に亘って変化する感度を有するセンサによって
得られた複素画像を用いて基本画像から、センサの感度
の複素値に依存して重み付けられた基本画像の画像値か
ら複素値が得られる複合画像を形成し、センサの複素感
度値が、そのセンサにより取得された基本画像から各セ
ンサの感度を決めることにより基本画像自体に基づいて
センサの感度を評価することにより決定されることを特
徴とする。
する別個のセンサ及び付加的な測定を用いることなく、
容易に感度が決定される画像合成方法の提供を目的とす
る。 【解決手段】 本発明の画像合成方法は、画像化される
べき領域に亘って変化する感度を有するセンサによって
得られた複素画像を用いて基本画像から、センサの感度
の複素値に依存して重み付けられた基本画像の画像値か
ら複素値が得られる複合画像を形成し、センサの複素感
度値が、そのセンサにより取得された基本画像から各セ
ンサの感度を決めることにより基本画像自体に基づいて
センサの感度を評価することにより決定されることを特
徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像化されるべき
領域に亘って変化する感度を有する夫々のセンサを用い
て得られる１枚以上の各基本画像から、感度に依存して
重み付けられた１枚以上の基本画像の画像値から画像値
が得られる複合画像を形成する画像合成方法に関する。
領域に亘って変化する感度を有する夫々のセンサを用い
て得られる１枚以上の各基本画像から、感度に依存して
重み付けられた１枚以上の基本画像の画像値から画像値
が得られる複合画像を形成する画像合成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の画像合成方法は、特に、検査ゾ
ーン内の核磁気分布を決定するよう意図された磁気共鳴
検査であって、磁気信号が検査ゾーン内に発生され、次
いで、検査ゾーンの周辺に配置された複数の表面コイル
によりピックアップされ、そのデータが最初別々に処理
され基本画像に変換される磁気共鳴検査に使用され得
る。従って、画像化されるべき全領域に亘り一定感度を
有する１台の受信アンテナしか利用しない磁気共鳴装置
のＳＮ比が改良されるという利点がある。しかし、上記
表面コイルの感度はその場所に強く依存するので、個々
のコイルに対し決定される基本画像を単純に加算しても
全検査ゾーンを最適に再生する複合画像は得られない。
ーン内の核磁気分布を決定するよう意図された磁気共鳴
検査であって、磁気信号が検査ゾーン内に発生され、次
いで、検査ゾーンの周辺に配置された複数の表面コイル
によりピックアップされ、そのデータが最初別々に処理
され基本画像に変換される磁気共鳴検査に使用され得
る。従って、画像化されるべき全領域に亘り一定感度を
有する１台の受信アンテナしか利用しない磁気共鳴装置
のＳＮ比が改良されるという利点がある。しかし、上記
表面コイルの感度はその場所に強く依存するので、個々
のコイルに対し決定される基本画像を単純に加算しても
全検査ゾーンを最適に再生する複合画像は得られない。
【０００３】上記の種類の画像合成方法は、磁気共鳴医
学論文誌(Magn. Reson. Med)、第１６号、ページ１９２
−２２５、１９９０年発行に掲載されたローマー(Roeme
r)他による論文に既に提案されている。この論文によれ
ば、複合画像は、以下の関係式 Ｐjk＝Ｐjk t Ｒ-1ｂjk * （１） に従って複数の基本画像から形成される。式中、 − Ｐjkは、複合画像のｊ行ｋ列にある画素に対する複
合画像の複素画像値であり、 − Ｐjk t は、画素ｊｋに対する個々の基本画像の複合
画像値から作成された列ベクトルＰjkの転置形であり、 − Ｒ-1は、上記のローマーの論文では「ノイズ抵抗行
列」と称される所謂ノイズ相関行列の逆行列であり、 − ｂjk * は、画素ｊｋに対する個々のセンサの感度の
値から作成された列ベクトルｂjkの共役複素形である。
学論文誌(Magn. Reson. Med)、第１６号、ページ１９２
−２２５、１９９０年発行に掲載されたローマー(Roeme
r)他による論文に既に提案されている。この論文によれ
ば、複合画像は、以下の関係式 Ｐjk＝Ｐjk t Ｒ-1ｂjk * （１） に従って複数の基本画像から形成される。式中、 − Ｐjkは、複合画像のｊ行ｋ列にある画素に対する複
合画像の複素画像値であり、 − Ｐjk t は、画素ｊｋに対する個々の基本画像の複合
画像値から作成された列ベクトルＰjkの転置形であり、 − Ｒ-1は、上記のローマーの論文では「ノイズ抵抗行
列」と称される所謂ノイズ相関行列の逆行列であり、 − ｂjk * は、画素ｊｋに対する個々のセンサの感度の
値から作成された列ベクトルｂjkの共役複素形である。
【０００４】しかし、上記の如く計算された複合画像の
画像値Ｐjkにおける位置依存性感度の影響は依然として
顕著であるので、個々のセンサ又はコイルから最も遠く
にある複合画像中の点ｊｋは最低輝度を有する。ローマ
ーによれば、センサ感度の位置依存性の影響は、以下の
式
画像値Ｐjkにおける位置依存性感度の影響は依然として
顕著であるので、個々のセンサ又はコイルから最も遠く
にある複合画像中の点ｊｋは最低輝度を有する。ローマ
ーによれば、センサ感度の位置依存性の影響は、以下の
式
【０００５】
【数２】
【０００６】に従って除去される。式中、ｂjk t は感度
ベクトルｂjkの転置形である。この計算規則を実際に使
用した場合、検査ゾーン内の種々の画素のｂjk又は個々
のセンサの感度は未知であるという問題が生じる。欧州
公開特許第６９５ ９４７号明細書に記載された磁気共
鳴方法において、個々の表面コイルの感度は、全検査ゾ
ーンに対し略一定の感度を有する付加コイルを用いて決
定される。時間的に別個の段階の間に、磁気共鳴画像
は、一方でこの付加コイルに対し形成され、他方で表面
コイルに対し形成され、関連した画素の表面コイルの感
度の測定値は、同一画素についての表面コイルの画像値
に対する付加磁気共鳴コイルの画像値の比から得られ
る。かくして得られた個々のコイルの感度の値及び基本
画像の画像値を用いて、引用文献に与えられた式に従っ
て合成演算が行われ、基本画像から複合画像が形成され
る。しかし、付加コイル及び付加的な測定が必要とされ
る欠点がある。
ベクトルｂjkの転置形である。この計算規則を実際に使
用した場合、検査ゾーン内の種々の画素のｂjk又は個々
のセンサの感度は未知であるという問題が生じる。欧州
公開特許第６９５ ９４７号明細書に記載された磁気共
鳴方法において、個々の表面コイルの感度は、全検査ゾ
ーンに対し略一定の感度を有する付加コイルを用いて決
定される。時間的に別個の段階の間に、磁気共鳴画像
は、一方でこの付加コイルに対し形成され、他方で表面
コイルに対し形成され、関連した画素の表面コイルの感
度の測定値は、同一画素についての表面コイルの画像値
に対する付加磁気共鳴コイルの画像値の比から得られ
る。かくして得られた個々のコイルの感度の値及び基本
画像の画像値を用いて、引用文献に与えられた式に従っ
て合成演算が行われ、基本画像から複合画像が形成され
る。しかし、付加コイル及び付加的な測定が必要とされ
る欠点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】１台だけのセンサによ
りピックアップされた基本画像をセンサの位置依存性感
度が位置依存性輝度差として現れないような形で再生す
る必要があるならば、感度の空間的変化についての知識
が重要である。従って、本発明の目的は、全検査ゾーン
に亘り一定感度を有する別個のセンサを用いることな
く、並びに、付加的な測定を必要とされることなく、感
度が容易に決定される上記の種類の画像合成方法を提供
することである。
りピックアップされた基本画像をセンサの位置依存性感
度が位置依存性輝度差として現れないような形で再生す
る必要があるならば、感度の空間的変化についての知識
が重要である。従って、本発明の目的は、全検査ゾーン
に亘り一定感度を有する別個のセンサを用いることな
く、並びに、付加的な測定を必要とされることなく、感
度が容易に決定される上記の種類の画像合成方法を提供
することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的は、各センサの
感度の絶対値の空間的変化がそのセンサにより取得され
た基本画像から得られる本発明によって達成される。か
くして、本発明によれば、感度値は評価又は近似により
基本画像から得られる。評価によって基本画像から感度
の絶対値の空間的変化を判定するため、種々の実現可能
性がある。本発明の方法の一実施例によれば、一つの実
現可能な形は、できる限り基本画像の画像値の空間的変
化を近似するような形で関連したセンサから係数が導出
された有理近似関数を用いて、各センサの感度の絶対値
の空間的変化を判定することである。
感度の絶対値の空間的変化がそのセンサにより取得され
た基本画像から得られる本発明によって達成される。か
くして、本発明によれば、感度値は評価又は近似により
基本画像から得られる。評価によって基本画像から感度
の絶対値の空間的変化を判定するため、種々の実現可能
性がある。本発明の方法の一実施例によれば、一つの実
現可能な形は、できる限り基本画像の画像値の空間的変
化を近似するような形で関連したセンサから係数が導出
された有理近似関数を用いて、各センサの感度の絶対値
の空間的変化を判定することである。
【０００９】しかし、本発明の好ましい一実施例によれ
ば、局所的に小さい曲率をなす滑らかな包絡面が基本画
像上に構成され、包絡面は、局所極大画像値に基づき、
かつ、局所的により小さい全ての画像値を含み、当該基
本画像に関係したセンサの感度の絶対値の空間的変化
は、包絡面上の値から得られる。この感度の絶対値の評
価は、以下の点を考慮して行われる。
ば、局所的に小さい曲率をなす滑らかな包絡面が基本画
像上に構成され、包絡面は、局所極大画像値に基づき、
かつ、局所的により小さい全ての画像値を含み、当該基
本画像に関係したセンサの感度の絶対値の空間的変化
は、包絡面上の値から得られる。この感度の絶対値の評
価は、以下の点を考慮して行われる。
【００１０】あらゆる場所で最大信号が発生するように
想定された均一な対象物が検査ゾーンに収容されるなら
ば、センサ信号は、空間画像値のプロファイルが感度の
絶対値のプロファイルと比例的に対応する基本画像を導
出するため使用し得る。実際の対象物は均一ではない
が、実際の対象物は、画像値プロファイル中に相対又は
絶対最大値として現れる最大信号を生成し、基本画像が
その最大信号により形成される幾つかの体積要素又は体
素を含む。基本画像に亘って不規則に配置された上記の
最大値は、感度プロファイルの離散的な標本であると考
えてもよい。かかる離散的な標本に基づき、局所的にで
きる限り小さい曲率を伴う他の画像値の変化に追従する
滑らかな包絡面は、離散的な標本上に配置され、滑らか
に伸ばされた防水シートのように、関連した基本画像が
得られたセンサに対する感度プロファイル（即ち、位置
依存性感度の絶対値プロファイル）の近似評価を与え
る。
想定された均一な対象物が検査ゾーンに収容されるなら
ば、センサ信号は、空間画像値のプロファイルが感度の
絶対値のプロファイルと比例的に対応する基本画像を導
出するため使用し得る。実際の対象物は均一ではない
が、実際の対象物は、画像値プロファイル中に相対又は
絶対最大値として現れる最大信号を生成し、基本画像が
その最大信号により形成される幾つかの体積要素又は体
素を含む。基本画像に亘って不規則に配置された上記の
最大値は、感度プロファイルの離散的な標本であると考
えてもよい。かかる離散的な標本に基づき、局所的にで
きる限り小さい曲率を伴う他の画像値の変化に追従する
滑らかな包絡面は、離散的な標本上に配置され、滑らか
に伸ばされた防水シートのように、関連した基本画像が
得られたセンサに対する感度プロファイル（即ち、位置
依存性感度の絶対値プロファイル）の近似評価を与え
る。
【００１１】複合画像の複素画像値を式（２）に従って
決定する場合、複素画像値だけではなく、感度の複素値
も知る必要があるので、最適な複合画像を得るため、感
度の絶対値だけではなく、感度の位相も知る必要があ
る。従って、本発明の好ましい一実施例によれば、 ａ）感度の位相の空間的変化が関連したセンサに対する
ローパスフィルタを通過させられた複素基本画像から導
出され、 ｂ）感度の複素値が個々のセンサの感度の絶対値及び位
相から導出されることにより、感度の位相が基本画像に
基づいて評価される。
決定する場合、複素画像値だけではなく、感度の複素値
も知る必要があるので、最適な複合画像を得るため、感
度の絶対値だけではなく、感度の位相も知る必要があ
る。従って、本発明の好ましい一実施例によれば、 ａ）感度の位相の空間的変化が関連したセンサに対する
ローパスフィルタを通過させられた複素基本画像から導
出され、 ｂ）感度の複素値が個々のセンサの感度の絶対値及び位
相から導出されることにより、感度の位相が基本画像に
基づいて評価される。
【００１２】位相の評価は、基本画像の位相は、一方で
局所的に比較的「遅い」変化する感度の位相により決定
され、他方で対象物又はノイズから生じる比較的「速
い」局所位相変化により決定される点を考慮することに
基づく。速い局所位相変化は近似的なローパスフィルタ
処理により除去されるので、感度の位相の空間的変化だ
けがローパスフィルタを通過した複素基本画像に残る。
感度の絶対値及び位相は、かくして、検査ゾーンの各画
素及び各コイルに対し確実に与えられる。
局所的に比較的「遅い」変化する感度の位相により決定
され、他方で対象物又はノイズから生じる比較的「速
い」局所位相変化により決定される点を考慮することに
基づく。速い局所位相変化は近似的なローパスフィルタ
処理により除去されるので、感度の位相の空間的変化だ
けがローパスフィルタを通過した複素基本画像に残る。
感度の絶対値及び位相は、かくして、検査ゾーンの各画
素及び各コイルに対し確実に与えられる。
【００１３】
【発明の実施の態様】他の応用も実施可能ではあるが、
本発明による方法は、好ましくは、 ａ）少なくとも１個の磁気共鳴無線周波パルスを含む少
なくとも１個のシーケンスは、均一な静止磁界が存在す
る検査ゾーンに作用し、 ｂ）多数の磁気共鳴画像がセンサとして動作するコイル
により受信され、 ｃ）各コイルに対し、核磁気分布を表わす基本画像が当
該コイルにより受信された磁気共鳴信号から得られ、 ｄ）コイルの位置依存性感度を表わす複素値がコイルの
基本画像から得られ、 ｅ）複合画像が基本画像の画像値及びコイル感度の複素
値から得られる、磁気共鳴方法のため使用される。
本発明による方法は、好ましくは、 ａ）少なくとも１個の磁気共鳴無線周波パルスを含む少
なくとも１個のシーケンスは、均一な静止磁界が存在す
る検査ゾーンに作用し、 ｂ）多数の磁気共鳴画像がセンサとして動作するコイル
により受信され、 ｃ）各コイルに対し、核磁気分布を表わす基本画像が当
該コイルにより受信された磁気共鳴信号から得られ、 ｄ）コイルの位置依存性感度を表わす複素値がコイルの
基本画像から得られ、 ｅ）複合画像が基本画像の画像値及びコイル感度の複素
値から得られる、磁気共鳴方法のため使用される。
【００１４】感度の複素値は、本発明に従って決定され
た後、上記の２点の引用文献に開示された複合画像を形
成するため基本画像の画像値と共に使用される。しか
し、本発明の好ましい一実施例によれば、複合画像の画
像値Ｐjkは、以下の関係式
た後、上記の２点の引用文献に開示された複合画像を形
成するため基本画像の画像値と共に使用される。しか
し、本発明の好ましい一実施例によれば、複合画像の画
像値Ｐjkは、以下の関係式
【００１５】
【数３】
【００１６】に従って計算される。式中、 − Ｐjkは、同一画素（ｊｋ）に対する基本画像の複素
画像値から形成された列ベクトルであり、 − Ｒ-1は、ノイズ相関行列の逆行列であり、 − ｂjkは、同一画素（ｊｋ）における個々のセンサの
感度の複素値から形成された列ベクトルであり、 − σは定数である。
画像値から形成された列ベクトルであり、 − Ｒ-1は、ノイズ相関行列の逆行列であり、 − ｂjkは、同一画素（ｊｋ）における個々のセンサの
感度の複素値から形成された列ベクトルであり、 − σは定数である。
【００１７】σの値が適切に選定されるならば、分母の
第２項は、少なくとも１個のセンサが画素ｊｋに適切な
感度を有する限り無視できる。全てのセンサの感度が当
該画素において不適当であるならば、Ｐjkに関し与えら
れた上式の分母の第２項は、ノイズが当該画素で増倍さ
れることを防止する。本発明の他の実施例において、包
絡面が、各包絡面の点に対し、上記包絡面の点と包絡面
上の隣接した点との加重平均を形成することにより新し
い値が計算され、上記新しい値が前の値よりも大きい場
合に限り、上記新しい値が包絡面内で得られ、それ以外
の場合に、上記隣接した点は、上記包絡面の点を超え
ず、多くて上記前の値と上記新しい値との間の差の絶対
値まで増加されることによる少なくとも２回の連続した
反復段階からなる反復法を用いて構成される。反復の最
初に、包絡面の点は、関連した基本画像の絶対画像値を
用いてプリセットされる。この非線形フィルタリング操
作により、個々のセンサの感度プロファイルを比較的簡
単に決定することが可能になる。
第２項は、少なくとも１個のセンサが画素ｊｋに適切な
感度を有する限り無視できる。全てのセンサの感度が当
該画素において不適当であるならば、Ｐjkに関し与えら
れた上式の分母の第２項は、ノイズが当該画素で増倍さ
れることを防止する。本発明の他の実施例において、包
絡面が、各包絡面の点に対し、上記包絡面の点と包絡面
上の隣接した点との加重平均を形成することにより新し
い値が計算され、上記新しい値が前の値よりも大きい場
合に限り、上記新しい値が包絡面内で得られ、それ以外
の場合に、上記隣接した点は、上記包絡面の点を超え
ず、多くて上記前の値と上記新しい値との間の差の絶対
値まで増加されることによる少なくとも２回の連続した
反復段階からなる反復法を用いて構成される。反復の最
初に、包絡面の点は、関連した基本画像の絶対画像値を
用いてプリセットされる。この非線形フィルタリング操
作により、個々のセンサの感度プロファイルを比較的簡
単に決定することが可能になる。
【００１８】本発明の他の一実施例によれば、上記目的
のため必要とされる演算は、包絡面を構成する前に、基
本画像の画素数は、空間的に密集した画素のカーネルを
カーネル内の最大の画素値に対応する値を有する１個の
画素によって置換することにより間引きされることによ
って削減される。包絡面は、２５６×２５６形の画素の
基本画像ではなく、例えば、各低域通過画素が基本画像
の中の８×８形の画素を置換する３２×３２形の低域通
過画素の基本画像だけに対し決定される。
のため必要とされる演算は、包絡面を構成する前に、基
本画像の画素数は、空間的に密集した画素のカーネルを
カーネル内の最大の画素値に対応する値を有する１個の
画素によって置換することにより間引きされることによ
って削減される。包絡面は、２５６×２５６形の画素の
基本画像ではなく、例えば、各低域通過画素が基本画像
の中の８×８形の画素を置換する３２×３２形の低域通
過画素の基本画像だけに対し決定される。
【００１９】本発明の他の一実施例によれば、画像値の
実部は、複合画像の形成のため使用される。画像値の実
部が、絶対値の代わりに、複合画像の形成のため使用さ
れるならば、ノイズレベルは、画像バックグラウンド及
び低いＳＮ比の画像領域内で低下される。本発明による
上記の方法を実行する装置は、 ａ）均一な静止磁界を検査ゾーンに発生させる磁石と、 ｂ）傾斜磁界を用いて上記検査ゾーン内の核磁気を空間
的に符号化する傾斜コイルシステムと、 ｃ）無線周波パルスを上記検査ゾーンに発生させる無線
周波コイルシステムと、 ｄ）上記検査ゾーンから磁気共鳴信号を受信する複数の
受信コイルを含む受信コイルシステムと、 ｅ）上記受信コイルシステムにより受信された上記磁気
共鳴信号から磁気共鳴基本画像を生成し、上記の個々の
受信コイルの複素数形の位置依存性感度を考慮しながら
上記磁気共鳴基本画像から磁気共鳴複合画像を得るプロ
グラマブル処理手段とからなり、各基本画像上に、局所
極大画像値に基づき、局所的に小さい画像値を含む局所
的に小さい曲率の滑らかな包絡面を構成し、当該基本画
像と関係したセンサの感度の絶対値の空間的変化は、上
記包絡面上の値から得られることを特徴とする。
実部は、複合画像の形成のため使用される。画像値の実
部が、絶対値の代わりに、複合画像の形成のため使用さ
れるならば、ノイズレベルは、画像バックグラウンド及
び低いＳＮ比の画像領域内で低下される。本発明による
上記の方法を実行する装置は、 ａ）均一な静止磁界を検査ゾーンに発生させる磁石と、 ｂ）傾斜磁界を用いて上記検査ゾーン内の核磁気を空間
的に符号化する傾斜コイルシステムと、 ｃ）無線周波パルスを上記検査ゾーンに発生させる無線
周波コイルシステムと、 ｄ）上記検査ゾーンから磁気共鳴信号を受信する複数の
受信コイルを含む受信コイルシステムと、 ｅ）上記受信コイルシステムにより受信された上記磁気
共鳴信号から磁気共鳴基本画像を生成し、上記の個々の
受信コイルの複素数形の位置依存性感度を考慮しながら
上記磁気共鳴基本画像から磁気共鳴複合画像を得るプロ
グラマブル処理手段とからなり、各基本画像上に、局所
極大画像値に基づき、局所的に小さい画像値を含む局所
的に小さい曲率の滑らかな包絡面を構成し、当該基本画
像と関係したセンサの感度の絶対値の空間的変化は、上
記包絡面上の値から得られることを特徴とする。
【００２０】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の詳細な説
明を行う。図１には、好ましくは、患者が収容される検
査ゾーンに静止した均一磁界を発生させる超伝導磁石１
が示されている。この目的のため必要とされる電流は装
置２により供給される。傾斜コイルシステム３は、静止
磁界の方向に延在する傾斜磁界を発生させ、傾斜磁界の
傾斜は、同一方向、又は、その方向に直交した向き及び
互いに直交し向きの２方向に延在する。この目的のため
必要とされる電流は、駆動回路４により供給され、電流
の時間的変化は、適当にプログラムされたプロセッサを
用いて実現可能な制御装置５により制御される。
明を行う。図１には、好ましくは、患者が収容される検
査ゾーンに静止した均一磁界を発生させる超伝導磁石１
が示されている。この目的のため必要とされる電流は装
置２により供給される。傾斜コイルシステム３は、静止
磁界の方向に延在する傾斜磁界を発生させ、傾斜磁界の
傾斜は、同一方向、又は、その方向に直交した向き及び
互いに直交し向きの２方向に延在する。この目的のため
必要とされる電流は、駆動回路４により供給され、電流
の時間的変化は、適当にプログラムされたプロセッサを
用いて実現可能な制御装置５により制御される。
【００２１】検査ゾーン内のスピン系のラーモア周波数
を有するパルス形発振を発生させ得る無線周波発生器６
が更に設けられる。送受信切換え装置７は、全身コイル
９を、受信及び処理装置８、又は、無線周波発生器６に
選択的に接続する。一般形に円筒形の全身コイルは、磁
気共鳴検査中に、患者の身体を所定の長さに亘って収容
し、本質的に均一な無線周波磁界を患者内に発生させ
る。更に、複数の表面コイルからなる表面コイルシステ
ム１０が設けられる。
を有するパルス形発振を発生させ得る無線周波発生器６
が更に設けられる。送受信切換え装置７は、全身コイル
９を、受信及び処理装置８、又は、無線周波発生器６に
選択的に接続する。一般形に円筒形の全身コイルは、磁
気共鳴検査中に、患者の身体を所定の長さに亘って収容
し、本質的に均一な無線周波磁界を患者内に発生させ
る。更に、複数の表面コイルからなる表面コイルシステ
ム１０が設けられる。
【００２２】図２は、例えば、鳥籠形のコイルでもよい
が、ここでは、複数（この例では４個）の別々の表面コ
イル１０１，１０２，１０３，１０４からなる表面コイ
ルシステムの全身コイル９の空間内での位置を示す。４
個の表面コイル１０１乃至１０４は、検査を受ける患者
の周りに巻かれるフレキシブル搬送台（図示しない）上
に設けられる。コイルは、限定された領域で重なり合う
ように搬送台に配置されるので、適当な減結合が隣接し
た表面コイルの間に得られる。表面コイル１０１，１０
２，１０３，１０４は局所的に不均一な感度を有し、即
ち、検査されるべき対象物１２の中央に生じた磁気共鳴
信号は、検査されるべき対象物の表面に生じた同じ強度
の磁気共鳴信号により発生される電流から偏位した電流
をコイルに発生させる。
が、ここでは、複数（この例では４個）の別々の表面コ
イル１０１，１０２，１０３，１０４からなる表面コイ
ルシステムの全身コイル９の空間内での位置を示す。４
個の表面コイル１０１乃至１０４は、検査を受ける患者
の周りに巻かれるフレキシブル搬送台（図示しない）上
に設けられる。コイルは、限定された領域で重なり合う
ように搬送台に配置されるので、適当な減結合が隣接し
た表面コイルの間に得られる。表面コイル１０１，１０
２，１０３，１０４は局所的に不均一な感度を有し、即
ち、検査されるべき対象物１２の中央に生じた磁気共鳴
信号は、検査されるべき対象物の表面に生じた同じ強度
の磁気共鳴信号により発生される電流から偏位した電流
をコイルに発生させる。
【００２３】表面コイルシステム１０の各コイルと全身
コイル９とに対し、装置８は、関連したコイルにより受
信された磁気共鳴信号が増幅され、位相感度的に復調さ
れ、ディジタル化された夫々のチャンネルを含む。位相
感度的な復調のため、各コイルに対するディジタル化さ
れた信号は、絶対値及び位相により表わされた多数の複
素標本化値から構成され、その複素標本化値から磁気共
鳴基本画像が各コイルに対し別々に再生され、上記基本
画像は、個々の画素における核磁気分布とコイルの感度
とに依存した複素画像値からなる。受信及び処理装置８
は、個々の表面コイルにより生成された基本画像から磁
気共鳴複合画像を形成し、その複合画像はモニタ１１上
に表示される。
コイル９とに対し、装置８は、関連したコイルにより受
信された磁気共鳴信号が増幅され、位相感度的に復調さ
れ、ディジタル化された夫々のチャンネルを含む。位相
感度的な復調のため、各コイルに対するディジタル化さ
れた信号は、絶対値及び位相により表わされた多数の複
素標本化値から構成され、その複素標本化値から磁気共
鳴基本画像が各コイルに対し別々に再生され、上記基本
画像は、個々の画素における核磁気分布とコイルの感度
とに依存した複素画像値からなる。受信及び処理装置８
は、個々の表面コイルにより生成された基本画像から磁
気共鳴複合画像を形成し、その複合画像はモニタ１１上
に表示される。
【００２４】以下、図３のフローチャートを参照して上
記の処理を詳細に説明する。初期化（ステップ２００）
に続いて、ノイズ相関行列又はノイズ相関逆行列Ｒ-1が
第１のステップ２０１の間に決定される。このため、検
査ゾーンに発生された信号は、無線周波コイル９（図
１）により発生された無線周波パルスを用いることな
く、並びに、傾斜コイルシステム３により発生された傾
斜磁界を用いることなく、測定される。表面コイルシス
テム内に存在するコイルと同数の列及び行からなる正方
行列であるノイズ相関行列の係数は、種々の信号の相関
により上記ノイズ測定値から得られる。
記の処理を詳細に説明する。初期化（ステップ２００）
に続いて、ノイズ相関行列又はノイズ相関逆行列Ｒ-1が
第１のステップ２０１の間に決定される。このため、検
査ゾーンに発生された信号は、無線周波コイル９（図
１）により発生された無線周波パルスを用いることな
く、並びに、傾斜コイルシステム３により発生された傾
斜磁界を用いることなく、測定される。表面コイルシス
テム内に存在するコイルと同数の列及び行からなる正方
行列であるノイズ相関行列の係数は、種々の信号の相関
により上記ノイズ測定値から得られる。
【００２５】ノイズ相関行列が検査されるべき対象物を
用いて予め測定されているならば、ステップ２０１は省
略しても構わない。ノイズ相関行列を考慮しないとき、
磁気共鳴基本画像から得られた複合画像が多少大きいノ
イズを示すことが許容されるならば、実際的にステップ
２０１を省略してもよい。次のステップ２０２におい
て、検査ゾーン内の核磁気が、少なくとも１個の無線周
波パルスを含みシーケンスにより励起され、傾斜磁界を
用いて空間的に符号化される。次に、個々のコイル１０
１，１０２，１０３，１０４により受信された磁気共鳴
信号は、複合基本画像を形成するよう処理される。かく
して得られた基本画像から、ｊ行ｋ列により定義された
各画素に対し、以下の式 Ｐjk＝（Ｐ1,jk，Ｐ2,jk，．．．，Ｐn,jk）t （４） に従ってベクトルＰjkが定められる（ステップ２０
３）。式中、Ｐ1,jk，Ｐ2,jk，．．．，Ｐn,jkは、関連
した画素に対するｎ個の基本画像の複素画像値である。
用いて予め測定されているならば、ステップ２０１は省
略しても構わない。ノイズ相関行列を考慮しないとき、
磁気共鳴基本画像から得られた複合画像が多少大きいノ
イズを示すことが許容されるならば、実際的にステップ
２０１を省略してもよい。次のステップ２０２におい
て、検査ゾーン内の核磁気が、少なくとも１個の無線周
波パルスを含みシーケンスにより励起され、傾斜磁界を
用いて空間的に符号化される。次に、個々のコイル１０
１，１０２，１０３，１０４により受信された磁気共鳴
信号は、複合基本画像を形成するよう処理される。かく
して得られた基本画像から、ｊ行ｋ列により定義された
各画素に対し、以下の式 Ｐjk＝（Ｐ1,jk，Ｐ2,jk，．．．，Ｐn,jk）t （４） に従ってベクトルＰjkが定められる（ステップ２０
３）。式中、Ｐ1,jk，Ｐ2,jk，．．．，Ｐn,jkは、関連
した画素に対するｎ個の基本画像の複素画像値である。
【００２６】次のステップの間に、個々の画素における
個々のコイルの感度が絶対値及び位相に関して評価され
る。種々の方法が感度の絶対値の評価のため実施可能で
ある。 ａ）適当な感度変化の解析的２次元モデル関数を最小自
乗法によって画像値に適用する。
個々のコイルの感度が絶対値及び位相に関して評価され
る。種々の方法が感度の絶対値の評価のため実施可能で
ある。 ａ）適当な感度変化の解析的２次元モデル関数を最小自
乗法によって画像値に適用する。
【００２７】ｂ）包絡面が局所極大画像値に基づき、か
つ、局所的に小さい全ての画像値を含むように、局所的
により小さい曲率を備えた滑らかな包絡面を基本画像上
に構成する。上記の方法ａ）に対し以下の３個の近似関
数を用いることが可能である。 ａ．１）画像値Ｐi,jkの空間的変化は、ｉが表面コイル
システム１０のｎ個の表面コイルの中の１個を示すと
き、以下の関係式
つ、局所的に小さい全ての画像値を含むように、局所的
により小さい曲率を備えた滑らかな包絡面を基本画像上
に構成する。上記の方法ａ）に対し以下の３個の近似関
数を用いることが可能である。 ａ．１）画像値Ｐi,jkの空間的変化は、ｉが表面コイル
システム１０のｎ個の表面コイルの中の１個を示すと
き、以下の関係式
【００２８】
【数４】
【００２９】に従う逆多項式により作成された関数Ｆ
i,jkを用いて近似される（ステップ２０４）。方法ａ）
の場合、ステップ２０５は省略される。式中、ａ1 ，ａ
2 ，．．．，ａ15は、ｊ及びｋの２次元の４次多項式の
多項式係数である。多項式係数は、最小自乗法に従って
決定されるので、Ｆi,jkは、式（５）に従って画像値Ｐ
i, jkをできる限り良く近似する。次に、感度が関係式 ｜Ｂi,jk｜：＝Ｆi,jk 4/3 （６） に従って関数Ｆi,jkから計算される（ステップ２０
６）。これは、以下の点を考慮して行われる。
i,jkを用いて近似される（ステップ２０４）。方法ａ）
の場合、ステップ２０５は省略される。式中、ａ1 ，ａ
2 ，．．．，ａ15は、ｊ及びｋの２次元の４次多項式の
多項式係数である。多項式係数は、最小自乗法に従って
決定されるので、Ｆi,jkは、式（５）に従って画像値Ｐ
i, jkをできる限り良く近似する。次に、感度が関係式 ｜Ｂi,jk｜：＝Ｆi,jk 4/3 （６） に従って関数Ｆi,jkから計算される（ステップ２０
６）。これは、以下の点を考慮して行われる。
【００３０】コイル感度の絶対値は、距離の３乗の逆関
数として漸近的に減少することが分かっている。これ
は、式（５）を式（６）と組み合わせることにより実現
される。大きい値のｊ又はｋに対し、コイル感度の絶対
値は、１／ｊ3 又は１／ｋ3 として変化する。更に、ス
ライスの励起中に、二つの感度最大値が表面コイルに直
交して延在する平面に発生し、その最大値はコイルの導
体の最も近くにある励起ゾーンの一部に生じる。このこ
とは、コイルの近傍で、スピン密度が充分に高く、か
つ、ある程度均一であるならば、上記の領域に２重の最
大値を有する基本画像の画像値において明白である。２
個の最大値を有する関数を多項式で表わすためには、少
なくとも４次多項式が必要である。
数として漸近的に減少することが分かっている。これ
は、式（５）を式（６）と組み合わせることにより実現
される。大きい値のｊ又はｋに対し、コイル感度の絶対
値は、１／ｊ3 又は１／ｋ3 として変化する。更に、ス
ライスの励起中に、二つの感度最大値が表面コイルに直
交して延在する平面に発生し、その最大値はコイルの導
体の最も近くにある励起ゾーンの一部に生じる。このこ
とは、コイルの近傍で、スピン密度が充分に高く、か
つ、ある程度均一であるならば、上記の領域に２重の最
大値を有する基本画像の画像値において明白である。２
個の最大値を有する関数を多項式で表わすためには、少
なくとも４次多項式が必要である。
【００３１】ａ．２）上記の関数Ｆi,jkによるコイル感
度の絶対値の近似は、表面コイルの平面に直交して延在
するスライス内の感度の絶対値が４次の２次元多項式に
より近似される点を考慮している。励起されたスライス
が表面コイルに直交するのではなく、表面コイルに対し
矢状又は冠状に延在するならば、表面コイルの少なくと
も数個の導体はスライスと平行に延在し、コイル感度の
変化は、より複雑になり、かつ、分子に２次多項式を有
し、分母に６次多項式を有する関数
度の絶対値の近似は、表面コイルの平面に直交して延在
するスライス内の感度の絶対値が４次の２次元多項式に
より近似される点を考慮している。励起されたスライス
が表面コイルに直交するのではなく、表面コイルに対し
矢状又は冠状に延在するならば、表面コイルの少なくと
も数個の導体はスライスと平行に延在し、コイル感度の
変化は、より複雑になり、かつ、分子に２次多項式を有
し、分母に６次多項式を有する関数
【００３２】
【数５】
【００３３】により近似される（ステップ２０４）。コ
イル感度の絶対値｜Ｂi,jk｜が式（６）に従う関数Ｆ
i,jkから得られる（ステップ２０６）。 ａ．３）コイル感度の変化は、関係式 Ｆi,jk≡ａ1 ＋ａ2 ｊ＋ａ3 ｋ＋ａ4 ｊ2 ＋．．．＋ａ15ｋ4 ≒ｌｏｇ｜Ｐi,jk｜3/4 （８） に従う関数Ｆi,jkから近似されることが分かった（ステ
ップ２０４）。コイル感度は、関係式 ｜Ｂi,jk｜：＝ｅｘｐ（Ｆi,jk） （９） に従って関数Ｆi,jkから計算してもよい（ステップ２０
６）。かくして、スライスの表面コイルに対する向きと
は無関係に満足できる画像合成が実現される。
イル感度の絶対値｜Ｂi,jk｜が式（６）に従う関数Ｆ
i,jkから得られる（ステップ２０６）。 ａ．３）コイル感度の変化は、関係式 Ｆi,jk≡ａ1 ＋ａ2 ｊ＋ａ3 ｋ＋ａ4 ｊ2 ＋．．．＋ａ15ｋ4 ≒ｌｏｇ｜Ｐi,jk｜3/4 （８） に従う関数Ｆi,jkから近似されることが分かった（ステ
ップ２０４）。コイル感度は、関係式 ｜Ｂi,jk｜：＝ｅｘｐ（Ｆi,jk） （９） に従って関数Ｆi,jkから計算してもよい（ステップ２０
６）。かくして、スライスの表面コイルに対する向きと
は無関係に満足できる画像合成が実現される。
【００３４】ｂ）最良の結果は、以下の画像値プロファ
イルの局所（相対又は絶対）極大が感度プロファイルの
離散的な標本に対応するという仮定に基づく包絡面構成
方法を用いて実現される。以下、図４及び５を参照し
て、この包絡面構成方法を説明する。図４は、例えば、
位置依存性感度を有するコイルの基本画像に対し行の向
きに延在する直線による画像値プロファイルを表わし、
一方、図５は、位置依存性感度を有するコイルに対する
基本画像の画像値プロファイルを表わす。図４の画像値
プロファイルＰ1 は、磁気共鳴信号が極大である検査ゾ
ーンの体素から生じる画像値の変化の略同程度に大きい
複数の極大値を含む。図５の画像値プロファイルＰ2 に
おいて、極大値の高さは、比較的高い程度でその位置に
依存する。包絡面Ｈが離散的な標本としての上記極大値
に基づき、上記離散的な標本と滑らかに最大の曲率で交
差するならば、包絡面Ｈは、画像値プロファイルＰ2 を
有する基本画像を形成するため磁気共鳴信号が使用され
たコイルの感度プロファイルの空間的変化を表わす。
イルの局所（相対又は絶対）極大が感度プロファイルの
離散的な標本に対応するという仮定に基づく包絡面構成
方法を用いて実現される。以下、図４及び５を参照し
て、この包絡面構成方法を説明する。図４は、例えば、
位置依存性感度を有するコイルの基本画像に対し行の向
きに延在する直線による画像値プロファイルを表わし、
一方、図５は、位置依存性感度を有するコイルに対する
基本画像の画像値プロファイルを表わす。図４の画像値
プロファイルＰ1 は、磁気共鳴信号が極大である検査ゾ
ーンの体素から生じる画像値の変化の略同程度に大きい
複数の極大値を含む。図５の画像値プロファイルＰ2 に
おいて、極大値の高さは、比較的高い程度でその位置に
依存する。包絡面Ｈが離散的な標本としての上記極大値
に基づき、上記離散的な標本と滑らかに最大の曲率で交
差するならば、包絡面Ｈは、画像値プロファイルＰ2 を
有する基本画像を形成するため磁気共鳴信号が使用され
たコイルの感度プロファイルの空間的変化を表わす。
【００３５】計算の速度に関して、ステップ２０４にお
いて包絡面を構成する前に、非線形ローパスフィルタリ
ング処理を行って画素の個数を、例えば、２５６×２５
６から、例えば、３２×３２の小さい値まで間引きする
方が有利である。上記の非線形ローパスフィルタリング
処理の間に、最大の画像値が８×８の画素のカーネルと
関係した画像値から選択され、選択された画像値は、カ
ーネルの画素により位置及び強度が定められる低域通過
画素と関係付けられる。基本画像の局所極大は、かくし
て、上記非線形フィルタリング操作中に維持される。
いて包絡面を構成する前に、非線形ローパスフィルタリ
ング処理を行って画素の個数を、例えば、２５６×２５
６から、例えば、３２×３２の小さい値まで間引きする
方が有利である。上記の非線形ローパスフィルタリング
処理の間に、最大の画像値が８×８の画素のカーネルと
関係した画像値から選択され、選択された画像値は、カ
ーネルの画素により位置及び強度が定められる低域通過
画素と関係付けられる。基本画像の局所極大は、かくし
て、上記非線形フィルタリング操作中に維持される。
【００３６】ステップ２０５において、包絡面が先に間
引きされた各基本画像に対し反復的に再構成され、局所
小画像値が所望の小さい曲率の包絡面に向けて急速に増
加し、一方、局所極大はその元の画像値を維持する。こ
の非線形フィルタリング操作中に、新しい値ｙが以下の
関係式
引きされた各基本画像に対し反復的に再構成され、局所
小画像値が所望の小さい曲率の包絡面に向けて急速に増
加し、一方、局所極大はその元の画像値を維持する。こ
の非線形フィルタリング操作中に、新しい値ｙが以下の
関係式
【００３７】
【数６】
【００３８】に従って包絡面上の各点Ｈi,jkに対し計算
される。式中、
される。式中、
【００３９】
【外２】
【００４０】は、コイルの基本画像中の画素ｊｋに対し
決定された間引き画像中の画像値であり、ｗは画像値に
適合するが一定であり、画像値プロファイルＰ2 （図
５）への結合を制御する加重係数であり、Ｈi,mnは、ｊ
ｋにより定義された画素を取り囲む８個の画素に対する
包絡面であり、βは１乃至１．５の緩和係数である。反
復操作の開始のため、包絡面値は最初の画像値と一致す
るように設定される。
決定された間引き画像中の画像値であり、ｗは画像値に
適合するが一定であり、画像値プロファイルＰ2 （図
５）への結合を制御する加重係数であり、Ｈi,mnは、ｊ
ｋにより定義された画素を取り囲む８個の画素に対する
包絡面であり、βは１乃至１．５の緩和係数である。反
復操作の開始のため、包絡面値は最初の画像値と一致す
るように設定される。
【００４１】新しく計算された値ｙがそれまでの包絡面
値Ｈi,jkよりも大きい場合に、値ｙは新しい包絡面値Ｈ
i,jkとして得られ、大きくない場合には、隣接した画素
の包絡面値Ｈi,mnは、それまでの値と、多くても値
値Ｈi,jkよりも大きい場合に、値ｙは新しい包絡面値Ｈ
i,jkとして得られ、大きくない場合には、隣接した画素
の包絡面値Ｈi,mnは、それまでの値と、多くても値
【００４２】
【外３】
【００４３】までの新しく計算された値との間の差の絶
対値分だけ増加され、即ち、 ｙ＞Ｈi,jk ならば、Ｈi,jkはｙと同じ値に設定される。それ以外の
場合に、隣接した画素に対する包絡面値Ｈi,mnは、差 Ｄ＝Ｈi,jk−ｙ だけ増加させるよう試みられる。
対値分だけ増加され、即ち、 ｙ＞Ｈi,jk ならば、Ｈi,jkはｙと同じ値に設定される。それ以外の
場合に、隣接した画素に対する包絡面値Ｈi,mnは、差 Ｄ＝Ｈi,jk−ｙ だけ増加させるよう試みられる。
【００４４】Ｈi,mn＋Ｄ が、
【００４５】
【外４】
【００４６】よりも小さいならば、Ｈi,mnは、 Ｈi,mn＋Ｄ により置換され、それ以外の場合には、隣接した画素に
対する包絡面値Ｈi,mnは、中心の画素ｊｋに対する画像
値
対する包絡面値Ｈi,mnは、中心の画素ｊｋに対する画像
値
【００４７】
【外５】
【００４８】により置換される。このようにして、全画
素は画像値の各反復の間に処理され、最大の画像値はそ
の値を維持すると共に、それらの間で増加する。反復
は、相対的な包絡面の成長が所定の値よりも低下した場
合に終了させてもよい。かくして、包絡面が所定の数の
画素に対し計算された後、平滑化補間が実行され、次い
で、包絡面が基本画像に存在する画素数と正確に一致す
る多数の画素数に対し計算される。このようにして得ら
れた包絡面内の包絡面値Ｈi,jkは、包絡面を得るため画
像値プロファイルが使用されるコイルの画素の感度の絶
対値｜Ｂi,jk｜である。
素は画像値の各反復の間に処理され、最大の画像値はそ
の値を維持すると共に、それらの間で増加する。反復
は、相対的な包絡面の成長が所定の値よりも低下した場
合に終了させてもよい。かくして、包絡面が所定の数の
画素に対し計算された後、平滑化補間が実行され、次い
で、包絡面が基本画像に存在する画素数と正確に一致す
る多数の画素数に対し計算される。このようにして得ら
れた包絡面内の包絡面値Ｈi,jkは、包絡面を得るため画
像値プロファイルが使用されるコイルの画素の感度の絶
対値｜Ｂi,jk｜である。
【００４９】上記の方法ａ．１）、ａ．２）、ａ．３）
又はｂ）を用いてステップ２０６において決定された感
度の絶対値｜Ｂi,jk｜は記憶される。次に、感度の位相
を決定する必要がある。このため、全基本画像は、ロー
パスフィルタリング処理をうける（ステップ２０７）。
カーネル、或いは、ローパスフィルタリング中に平均化
が行われる領域は、対象物により生じるノイズ及び位相
変化を抑制し得るため充分に大きく、一方、コイル感度
により与えられた位相に追従し得るため充分に小さくに
なるように選定される。直線的な画像寸法の略１０％
は、実際上満足できることが分かった目標値である。次
のステップ２０８の間に、位相因子
又はｂ）を用いてステップ２０６において決定された感
度の絶対値｜Ｂi,jk｜は記憶される。次に、感度の位相
を決定する必要がある。このため、全基本画像は、ロー
パスフィルタリング処理をうける（ステップ２０７）。
カーネル、或いは、ローパスフィルタリング中に平均化
が行われる領域は、対象物により生じるノイズ及び位相
変化を抑制し得るため充分に大きく、一方、コイル感度
により与えられた位相に追従し得るため充分に小さくに
なるように選定される。直線的な画像寸法の略１０％
は、実際上満足できることが分かった目標値である。次
のステップ２０８の間に、位相因子
【００５０】
【外６】
【００５１】は、個々の各画素に対し、低域通過画像の
各複素画像値
各複素画像値
【００５２】
【外７】
【００５３】がその絶対値により除算される以下の式
【００５４】
【数７】
【００５５】に従って決定される。次に、検査ゾーンの
各画素の個々のコイルの感度は絶対値及び位相に関して
分かっている。従って、感度Ｂi,jkに対する複素値は、
包絡面から得られる絶対値｜Ｂi,jk｜を同一画素及び同
一コイルと関係した位相因子
各画素の個々のコイルの感度は絶対値及び位相に関して
分かっている。従って、感度Ｂi,jkに対する複素値は、
包絡面から得られる絶対値｜Ｂi,jk｜を同一画素及び同
一コイルと関係した位相因子
【００５６】
【外８】
【００５７】で乗算することにより計算される。従っ
て、ステップ２０９において、検査ゾーン内の各画素ｊ
ｋに対し、感度ベクトルｂjkが以下の関係式 ｂjk＝（Ｂ1,jk，Ｂ2,jk，．．．．．，Ｂn,jk）t （１２） に従って定義される。式中、Ｂ1,jk，
Ｂ2,jk，．．．．．，Ｂn,jkは、画素ｊｋに対するコイ
ル１乃至ｎの複素感度値である。
て、ステップ２０９において、検査ゾーン内の各画素ｊ
ｋに対し、感度ベクトルｂjkが以下の関係式 ｂjk＝（Ｂ1,jk，Ｂ2,jk，．．．．．，Ｂn,jk）t （１２） に従って定義される。式中、Ｂ1,jk，
Ｂ2,jk，．．．．．，Ｂn,jkは、画素ｊｋに対するコイ
ル１乃至ｎの複素感度値である。
【００５８】複合画像の複素画像値Ｐjkは、式（３）に
従って計算される（ステップ２１０）。必要に応じて、
この計算はノイズ相関行列を（主対角上の行列要素は１
であり、一方、それ以外の行列要素は０である）単位行
列により置換することにより簡単化してもよく、式
（３）は、最終的に
従って計算される（ステップ２１０）。必要に応じて、
この計算はノイズ相関行列を（主対角上の行列要素は１
であり、一方、それ以外の行列要素は０である）単位行
列により置換することにより簡単化してもよく、式
（３）は、最終的に
【００５９】
【数８】
【００６０】のように簡単化される。複合画像の複素画
像値が上記の方式で決定された後、複合画像は、例え
ば、各画素に対し画像値の絶対値に対応する輝度値を供
給することにより上記の画像値に基づいてモニタ上に表
示される。しかし、画像値の絶対値の代わりに正の実数
成分を再生することが可能であるので、画像バックグラ
ウンドのノイズは小さいＳＮ比を有する画像領域におい
て低減される。
像値が上記の方式で決定された後、複合画像は、例え
ば、各画素に対し画像値の絶対値に対応する輝度値を供
給することにより上記の画像値に基づいてモニタ上に表
示される。しかし、画像値の絶対値の代わりに正の実数
成分を再生することが可能であるので、画像バックグラ
ウンドのノイズは小さいＳＮ比を有する画像領域におい
て低減される。
【００６１】上記の例において、複合画像は複数の検出
器の基本画像から得られる。しかし、本発明は、例え
ば、磁気共鳴コイルのようなセンサによりピックアップ
された単一の基本画像から最適画像を得るため使用可能
である。画像の改良が無い場合に、基本画像の輝度は検
出器の感度と同様に位置依存性である。この望ましくな
い輝度変化は、上記の方法と同様に基本画像からセンサ
の感度をえることにより除去される。輝度再生及びノイ
ズに関し最適化された複合画像の個々の画素ｊｋに対す
る画像値Ｐjkは式（１３）に従って計算され、「ベクト
ル」Ｐjk及びｂjkは、１個の（複素）数値だけにより構
成される。画像バックグラウンド内でより高いノイズが
許容されるならば（σ＝０）、最適化された基本画像
は、感度による基本画像の画像値の１画素ずつの分割に
よって得られる。特別な場合には感度の絶対値だけを考
慮すれば充分であるので、位相の決定（ステップ２０７
及びステップ２０８）を省略しても構わない。
器の基本画像から得られる。しかし、本発明は、例え
ば、磁気共鳴コイルのようなセンサによりピックアップ
された単一の基本画像から最適画像を得るため使用可能
である。画像の改良が無い場合に、基本画像の輝度は検
出器の感度と同様に位置依存性である。この望ましくな
い輝度変化は、上記の方法と同様に基本画像からセンサ
の感度をえることにより除去される。輝度再生及びノイ
ズに関し最適化された複合画像の個々の画素ｊｋに対す
る画像値Ｐjkは式（１３）に従って計算され、「ベクト
ル」Ｐjk及びｂjkは、１個の（複素）数値だけにより構
成される。画像バックグラウンド内でより高いノイズが
許容されるならば（σ＝０）、最適化された基本画像
は、感度による基本画像の画像値の１画素ずつの分割に
よって得られる。特別な場合には感度の絶対値だけを考
慮すれば充分であるので、位相の決定（ステップ２０７
及びステップ２０８）を省略しても構わない。
【図１】本発明を実行するため適当な磁気共鳴装置のブ
ロック図である。
ロック図である。
【図２】磁気共鳴装置に使用されるコイルシステムの概
略図である。
略図である。
【図３】複合画像を形成するため必要とされる処理段階
を説明するフローチャートである。
を説明するフローチャートである。
【図４】局所的に一定感度を有するコイルの画像値プロ
ファイルを表わす図である。
ファイルを表わす図である。
【図５】位置依存性感度を有するコイルの画像値プロフ
ァイルを表わす図である。
ァイルを表わす図である。
１ 超伝導磁石 ２ 電流供給装置 ３ 傾斜コイルシステム ４ 駆動回路 ５ 制御装置 ６ 無線周波発生器 ７ 送受信切換え装置 ８ 受信及び処理装置 ９ 全身コイル １０ 表面コイルシステム １１ モニタ １０１，１０２，１０３，１０４ 表面コイル
Claims (11)
- 【請求項１】 画像化されるべき領域に亘って変化する
感度を有する夫々のセンサを用いて得られる１枚以上の
各基本画像から、基本画像の画像値を感度に依存して重
み付けることにより画像値が得られる複合画像を形成す
る画像合成方法であって、 各センサの感度の絶対値の空間的変化は、そのセンサに
より取得された基本画像から得られることを特徴とする
画像合成方法。 - 【請求項２】 ａ）少なくとも１個の磁気共鳴無線周波
パルスを含む少なくとも１個のシーケンスが均一な静止
磁界の存在する検査ゾーンに作用し、 ｂ）多数の磁気共鳴画像がセンサとして動作するコイル
により受信され、 ｃ）各コイルに対し、核磁気分布を表わす基本画像は、
当該コイルにより受信された磁気共鳴信号から得られ、 ｄ）位置依存性感度がコイルの基本画像から得られ、 ｅ）複合画像が基本画像の画像値及び決定されたコイル
感度から得られ、磁気共鳴方法のため使用されることを
特徴とする請求項１記載の画像合成方法。 - 【請求項３】 局所的に小さい曲率をなす滑らかな包絡
面が基本画像上に構成され、 包絡面は、局所極大画像値に基づき、かつ、局所的によ
り小さい全ての画像値を含み、 当該基本画像に関係したセンサの感度の絶対値の空間的
変化は、包絡面上の値から得られることを特徴とする請
求項１記載の画像合成方法。 - 【請求項４】 各センサの感度の絶対値（｜Ｂi,jk｜）
の空間的変化は、できる限り基本画像の画像値の空間的
変化を巧く近似するような形で、上記センサの基本画像
（Ｐi,jk）から係数（ａ1 ，ａ2 ，．．．，ａ15）が得
られた有理近似関数を用いて判定されることを特徴とす
る請求項１記載の画像合成方法。 - 【請求項５】 ａ）感度の位相の空間的変化は、関連し
たセンサに対するローパスフィルタを通過させられた複
素基本画像から得られ、 ｂ）感度の複素値は、個々のセンサの感度の絶対値及び
位相から得られることことを特徴とする請求項１記載の
画像合成方法。 - 【請求項６】 複合画像の画像値Ｐjkが、 Ｐjkは同一画素（ｊｋ）に対する基本画像の複素画像値
から形成された列ベクトルであり、 Ｒ-1はノイズ相関行列の逆行列であり、 ｂjkは同一画素（ｊｋ）における個々のセンサの感度の
複素値から形成された列ベクトルであり、 σは定数であるとき、以下の関係式 【数１】 に従って計算されることを特徴とする請求項５記載の画
像合成方法。 - 【請求項７】 包絡面は、 各包絡面の点（Ｈi,jk）に対し、新しい値（ｙ）が上記
包絡面の点と包絡面上の隣接した点（Ｈi,mn）との加重
平均を形成することにより計算され、 上記新しい値（ｙ）が前の値よりも大きい場合に限り、
上記新しい値（ｙ）は包絡面内で得られ、それ以外の場
合に、上記隣接した点（Ｈi,mn）は、反復の最初に画像
値 【外１】 の絶対値を超えないが、多くても上記前の値（Ｈi,jk）
と上記新しい値（ｙ）との間の差の絶対値まで増加され
る、少なくとも２回の連続した反復段階からなる反復法
を用いて構成されることを特徴とする請求項３記載の画
像合成方法。 - 【請求項８】 包絡面を構成する前に、基本画像の画素
数は、空間的に密集した画素のカーネルを、上記カーネ
ル内の最大の画素値に対応する値を有する１個の画素に
よって置換することにより間引きされることを特徴とす
る請求項３乃至７のうちいずれか１項記載の画像合成方
法。 - 【請求項９】 画素数を間引きする計算の後に、包絡面
が平滑化補間により元の画素数に復元されることを特徴
とする請求項８記載の画像合成方法。 - 【請求項１０】 上記画像値（Ｐjk）の正の実数部が複
合画像の形成のため使用されることを特徴とする請求項
６記載の画像合成方法。 - 【請求項１１】 ａ）均一な静止磁界を検査ゾーンに発
生させる磁石（１）と、 ｂ）傾斜磁界を用いて上記検査ゾーン内の核磁気を空間
的に符号化する傾斜コイルシステム（３）と、 ｃ）無線周波パルスを上記検査ゾーンに発生させる無線
周波コイルシステム（９）と、 ｄ）上記検査ゾーンから磁気共鳴信号を受信する複数の
受信コイル（１０１，．．．，１０４）を含む受信コイ
ルシステム（１０）と、 ｅ）上記受信コイルシステムにより受信された上記磁気
共鳴信号から磁気共鳴基本画像を生成し、上記の個々の
受信コイル（１０１，．．．，１０４）の複素数形の位
置依存性感度を考慮して上記磁気共鳴基本画像から磁気
共鳴複合画像を得るプログラマブル処理手段（８）とに
より構成され、 上記プログラマブル処理手段（８）は、局所極大画像値
に基づき、かつ、局所的により小さい全ての画像値を含
む局所的に小さい曲率をなす滑らかな包絡面が各基本画
像上に構成され、当該基本画像と関係したセンサの感度
の絶対値の空間的変化が上記包絡面上の値から得られる
ようにプログラムされていることを特徴とする、請求項
１記載の画像合成方法を実施する装置。
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| DE19636469:8 | 1996-09-07 |
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