(57)【要約】  【課題】  ３次元撮像を複数回繰り返して所望の３次元合成画像を得る場合において、撮像中の被検体の動きによるスライス方向の位置ずれを補正し、適切な３次元画像を得る。【解決手段】  撮像された一連の画像データから、各々の画像のスライス方向の披検体の位置ずれを検出し、指定した値以上のずれを判定した場合に、検出した位置ずれ量を用いてスライス方向に位置補正処理を行う。【選択図】      図８
2006304818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気共鳴イメージング装置を用いて被検体から取得された複数の３次元ｋ空間データを用いて所望の画像を合成する画像合成方法であって、以下のステップを含む。
(ａ) 基準となる３次元ｋ空間データを選択するステップ、
(ｂ) 他の３次元ｋ空間データが有する前記基準３次元ｋ空間データに対するスライス方向の位置ずれを検出するステップ、
(ｃ) 前記位置ずれが検出された場合に、該位置ずれが検出された他の３次元ｋ空間データのスライス方向に対して、その位置ずれ量に対応する位相回転を与えて位置ずれ補正を行うステップ、
(ｄ) 残りの他の３次元ｋ空間データに関して、前記ステップ(ｂ)，(ｃ)を繰り返すステップ、
(ｅ) 前記基準３次元ｋ空間データ及び前記位置ずれ補正された複数の３次元ｋ空間データからそれぞれ３次元画像を再構成するステップ、
(ｆ) 複数の前記３次元画像を用いて所望の画像を合成するステップ。
【請求項２】
請求項１記載の画像合成方法において、
前記複数の３次元ｋ空間データは、スライス方向に少なくとも一部の領域を重畳させて設定された複数のスラブ領域を撮像して取得されたデータであって、前記ステップ(ｂ)は、前記重畳領域における位置ずれを検出することを特徴とする画像合成方法。
【請求項３】
被検体から核磁気共鳴信号を計測して複数の３次元ｋ空間データを取得する計測制御手段と、前記３次元ｋ空間データ毎に３次元画像を再構成すると共に、該複数の３次元画像を用いて所望の画像を合成する信号処理手段とを備えた磁気共鳴イメージング装置において、
前記信号処理手段は、基準とする３次元ｋ空間データに対する他の３次元ｋ空間データが有するスライス方向の位置ずれを検出すると共に、該位置ずれが検出された他の３次元ｋ空間データに対して、そのスライス方向に前記位置ずれの量に対応する位相回転を与えて位置ずれ補正を行うことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
請求項３記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記計測制御手段は、スライス方向に少なくとも一部の領域を重畳させて複数のスラブ領域を設定すると共に、前記スラブ毎に撮像して前記複数の３次元ｋ空間データを取得し、
前記信号処理手段は、前記重畳領域における位置ずれを検出することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、核磁気共鳴(以下、「NMR」と略記する)現象を利用した磁気共鳴 イメージング(以下、「MRI」と略記する)装置に係わり、特に、複数の3次元撮像において、撮像の際に発生する被検体の体動等による画像の位置ずれを補正する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
MRI装置では、NMR現象によって被検体組織を構成する原子核スピンから発生するNMR信号(エコー信号)を計測する際に、エコー信号に位置情報を付与するために傾斜磁場を印加する。この傾斜磁場として、スライス方向、位相エンコード方向、周波数エンコード方向から成る3軸方向の傾斜磁場が用いられる。これら傾斜磁場によってエンコードされたエコー信号をフーリエ変換することにより2次元或いは3次元画像を取得する。
【０００３】
被検体の3次元画像を得る方法として、一般に、一度の撮像で位相エンコード方向および周波数エンコード方向と同時にスライス方向にもエンコード傾斜磁場を印加してエコー信号を取得し、取得したエコー信号を各方向にフーリエ変換することで、3次元画像データを得る3次元撮像方法がある。
【０００４】
この3次元撮像方法は、被検体組織の血管を広範囲に高信号且つ高分解能で撮像する方法に応用されている。その一例として、複数のスラブ領域を撮像する際に、隣接するスラブ領域同士が互いに一部重なり合うようにして各スラブ領域を3次元撮像し、各スラブの重複領域においては同じスライス位置毎にその画像データを重み付け加算して合成することで、広範囲の3次元血管像を作成するマルチスラブ撮像方法およびオーバーラップ計測が知られている(特許文献1)。
【０００５】
また、ダイナミックMRAにように、撮像位置を変えずに同じ領域の3次元撮像を複数回繰り返して行い、同一スライス位置の画像をもちいて信号差分または加算等の処理を行い、系時的な生体の信号変化を画像化する方法がある。
【特許文献１】特開２０００−１８９３９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
撮像中に被検体の体動が生じた場合、同一スライス位置として撮像された画像が、実際には異なったスライス位置からの被検体信号による画像となる場合がある。
この場合に、同一スライス位置の撮像画像を使用するという前提の下で画像処理や画像解析を行うと、異なる位置の撮像画像が混在しているために、所望の結果とならない。上記(特許文献１)には、体動等による画像の位置ずれに対する補正方法に関しては開示されていない。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、3次元撮像を複数回繰り返して所望の3次元画像を合成する場合に、被検体の体動等があっても、再度撮像を繰り返すことなく既に得られた画像を用いて、3次元画像を作成することが可能な画像合成方法及びMRI装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の画像合成方法は以下の様に構成される。即ち、磁気共鳴イメージング装置を用いて被検体から取得された複数の3次元k空間データを用いて所望の画像を合成する画像合成方法であって、以下のステップを含む。
【０００９】
(a) 基準となる3次元k空間データを選択するステップ、
(b) 他の3次元k空間データが有する前記基準3次元k空間データに対するスライス方向の位置ずれを検出するステップ、
(c) 前記位置ずれが検出された場合に、該位置ずれが検出された他の3次元k空間データのスライス方向に対して、その位置ずれ量に対応する位相回転を与えて位置ずれ補正を行うステップ、
(d) 残りの他の3次元k空間データに関して、前記ステップ(b)，(c)を繰り返すステップ、
(e) 前記基準3次元k空間データ及び前記位置ずれ補正された複数の3次元k空間データからそれぞれ3次元画像を再構成するステップ、
(f) 複数の前記3次元画像を用いて所望の画像を合成するステップ
好ましくは、前記複数の3次元k空間データは、スライス方向に少なくとも一部の領域を重畳させて設定された複数のスラブ領域を撮像して取得されたデータであって、前記ステップ(b)は、前記重畳領域における位置ずれを検出する。
【００１０】
また、上記目的を達成するために、本発明の磁気共鳴イメージング装置は以下の様に構成される。即ち、被検体から核磁気共鳴信号を計測して複数の3次元k空間データを取得する計測制御手段と、前記3次元k空間データ毎に3次元画像を再構成すると共に、該複数の3次元画像を用いて所望の画像を合成する信号処理手段とを備え、前記信号処理手段は、基準とする3次元k空間データに対する他の3次元k空間データが有するスライス方向の位置ずれを検出すると共に、該位置ずれが検出された他の3次元k空間データに対して、そのスライス方向に前記位置ずれの量に対応する位相回転を与えて位置ずれ補正を行う。
【００１１】
好ましくは、前記計測制御手段は、スライス方向に少なくとも一部の領域を重畳させて複数のスラブ領域を設定すると共に、前記スラブ毎に撮像して前記複数の3次元k空間データを取得し、  前記信号処理手段は、前記重畳領域における位置ずれを検出する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の画像合成方法及びMRI装置は、以上のように構成されたので、3次元撮像を複数回繰り返して所望の3次元画像を合成する場合に、被検体の体動等によって撮像位置がずれたとしても、各3次元画像の位置ずれを補正できるので、再撮像することなく複数の同一スライス位置での画像処理または解析処理をより正確に行うことが可能になる。その結果、スループットの向上と画質の安定化をもたらすことが可能になる。
【００１３】
特に、撮像領域をずらして複数の3次元撮像を繰り返し行うマルチスラブ撮像におけるオーバーラップ計測において、撮像中に被検体が動いた場合でも、スラブ毎に位置ずれ補正を行い、スラブ相互間で各スライス画像の位置を補正できるので、再撮像することなく所望の全体画像を合成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面に従って本発明の画像合成方法及びMRI装置の好ましい実施の形態について詳説する。なお、発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００１５】
最初に本発明が適用されるMRI装置の全体概要に関して説明する。図1は本発明が適用されたMRI装置の一実施例の概略ブロック図である。このMRI装置は、被検体101の周囲に静磁場を発生させる磁石102と、傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コイル103と被検体にRF波を照射する照射コイル104、被検体からのNMR信号を検出する受信コイル105と被検体101が横たわるベッド106を備えている。
【００１６】
磁石102は、被検体101の周りのある広がりをもった空間に配置された、永久磁石・超伝導磁石・常伝導磁石のいずれかからなり、体軸と平行または垂直な方向に均一な静磁場を発生させる。
【００１７】
傾斜磁場コイル103は、傾斜磁場電源107から電流を供給されることによって、X，Y，Zの3軸の方向の傾斜磁場を被検体101に印加する。この傾斜磁場の加え方によって、被検体の撮像断面が設定される。
【００１８】
照射コイル104は、RF送信部108の信号に応じて高周波磁場を発生する。この高周波磁場によって、傾斜磁場コイル103によって設定された被検体101の撮像断面の生体組織を構成する原子の原子核を励起して核磁気共鳴が誘起される。
【００１９】
照射コイル104から照射された高周波磁場によって被検体101の生体組織を構成する原子の原子核の磁気共鳴によるエコー信号であるNMR信号は、被検体101に接近して配置した受信コイル105を通して信号検出部109で検出され、信号処理部110で信号処理し画像に変換する。
【００２０】
信号処理部110は、信号検出部109で検出したエコー信号についてフーリエ変換、補正演算処理、画像再構成等の処理を行う。再構成された画像は表示部111で表示される。
制御部112は、スライスエンコード、位相エンコード、周波数エンコードの各傾斜磁場と高周波磁場パルスをある所定のパルスシーケンスで繰り返し発生するために、傾斜磁場電源107、RF送信部108、信号処理部110を制御する。
操作部113はキーボード・マウス等からなり各種設定情報を制御部に送る。メモリ114は制御部112または信号処理部110等からの情報を格納できるほか、制御部112が動作するのに必要なパラメータ等が格納され、随時読み出し可能である。
【００２１】
特に、本発明のMRI装置の信号処理部110は、エコー信号から3次元画像におけるスライス方向への位置ずれを検出することができ、その情報を制御部112に送ることができる。また、複数の3次元撮像によって得られる複数の3次元画像の画像処理や解析を行う事が可能である。
【００２２】
次に上述したMRI装置が備える複数スラブのオーバーラップ計測を用いた血管撮像の基本(従来技術)について、図2および図3に従って説明する。図2は処理フローを示すフローチャートであり、図3は、そのフローチャートに基づく画像処理の流れの概要を示す図である。
【００２３】
ステップS201で、各スラブの3次元撮像を行う。図3には、(計測＃1)〜(計測＃3)から成る3つのスラブ撮像の例を示している。まず、操作部113から制御部112にスラブ毎の撮像位置又は各スラブ中心の移動距離、計測回数、シーケンスパターンなどが設定される。次に、制御部112が操作部113から設定された撮像条件をもとに、シーケンスパターンによる順序で傾斜磁場電源107および傾斜磁場コイル102を用いて傾斜磁場を印加し、(計測＃1)のスラブの3次元撮像をおこなう。(計測＃1)のスラブの撮像が終了した時、計測された全てのデータをメモリ114に格納すると同時に、制御部112によって(計測＃2)のスラブの3次元撮像を開始する。
【００２４】
(計測＃2)のスラブの3次元撮像では、(計測＃1)のスラブから撮像位置をスライス方向に指定した距離だけスラブ中心を移動して撮像を行う。ここでは(計測＃1)のスラブ領域と(計測＃2)のスラブ領域とに互いに重複する領域が形成されるよう移動距離を設定してある。
(計測＃2)のスラブの撮像が終了した時、計測された全てのデータをメモリ114に格納する。このとき、(計測＃1)のデータ格納領域を更新しないよう別の領域に格納する。また同時に、(計測＃3)のスラブの3次元撮像が制御部112によって制御されて開始する。
【００２５】
(計測＃3)のスラブの3次元撮像では、(計測＃2)のスラブから撮像位置をスライス方向に指定した距離だけスラブ中心を移動して撮像を行う。(計測＃3)のスラブの撮像が終了した時、計測された全てのデータをメモリ114に格納する。このとき、(計測＃1)および(計測＃2)のデータ格納領域を更新しないよう別の領域に格納する。
【００２６】
ステップS202で、格納された3つのデータについて、周波数方向にフーリエ変換を行う。
ステップS203で、スライス方向にフーリエ変換を行う。
ステップS204で、順次各スライスデータを位相方向にフーリエ変換する。
ステップS205で、絶対値化した後メモリ114に格納する。なお、終了した計測のデータについては、次のスラブ撮像中にこの処理を行っても良い。
ステップS206で、再構成された3つの3次元画像データについて、重複した領域中の指定されたスライスに関しては、スライス画像間に重み付け係数をかけながら加算し、結果を保存または表示する。それ以外のスライスに関してはそのまま保存又は表示する。
【００２７】
以上の複数スラブのオーバーラップ計測の基本を踏まえて、次に、本発明の画像合成方法及びMRI装置における複数の3次元撮像における位置ずれ補正について説明する。
以下、複数の3次元撮像として、複数スラブのオーバーラップ計測を例にして本発明の一実施形態を説明する。ただし、本発明の画像合成方法及びMRI装置は、複数スラブのオーバーラップ計測に限定されることはなく、他の3次元撮像にも適用可能である。図4は本実施形態の一例の処理フローを示すフローチャートであり、以下、このフローチャートに基づいて本実施形態を説明する。
【００２８】
ステップS401で、複数スラブの3次元撮像を行うための撮像条件の設定を行う。図8には、(計測＃1)〜(計測＃3)から成る3つのスラブの3次元撮像を順次行う例を示している。尚、2つ又は4つ以上のスラブの3次元撮像も同様に行うことが可能である。まず、操作部113からスラブ毎の撮像位置又は各スラブ中心の移動距離、計測回数、パルスシーケンスなどが制御部112に設定される。
ステップS402で、I番目のスラブを撮像するためのカウンタIの初期値を1にセットする。
ステップS403で、I番目のスラブの3次元撮像を行う。そして、撮像されたスラブの全計測データをメモリ114に格納する。このとき、既に撮像されたスラブのデータ格納領域を更新しないよう別の領域に格納する。
【００２９】
図8の例では、ステップS401で設定された撮像条件に基づいて、制御部112が設定されたパルスシーケンスに規定された順序で傾斜磁場電源107および傾斜磁場コイル102を用いて傾斜磁場を印加して、(計測＃1)のスラブの3次元撮像をおこなう。そして、撮像された(計測＃1)のスラブの全計測データをメモリ114に格納する。以下、(計測＃2)と(計測＃3)の各スラブを順次3次元撮像し、それらの全計測データを別々にメモリ114に格納する。
撮像の際には、隣接するスラブ領域が相互に一部重なるように撮像領域を設定する。つまり、隣接する2つのスラブ領域が互いに一部重なるように、(I−1)番目のスラブの撮像位置からスライス方向に指定した距離だけスラブ中心を移動させてI番目のスラブの撮像を行う。
【００３０】
図8の例では、ステップS403での(計測＃1)のスラブの撮像と同様に、(計測＃2)のスラブの3次元撮像を行う。(計測＃2)のスラブの撮像では、(計測＃1)のスラブと(計測＃2)のスラブとに重複領域が形成されるように(計測＃2)のスラブ中心の移動距離を設定してある。次の(計測＃3)のスラブの3次元撮像においても、(計測＃2)のスラブに対して同様に行う。つまり、(計測＃2)のスラブから撮像位置をスライス方向に指定した距離だけスラブ中心を移動して(計測＃3)のスラブの撮像を行う。  
尚、3以上のスラブ領域が互いに重なる様に各スラブのスラブ中心を移動させても良い。つまり、図8の例においては、(計測＃1)〜(計測＃3)のスラブ領域が互いに重なってもよい。
【００３１】
ステップS404で、格納されたI番目のスラブの計測データを周波数方向にフーリエ変換する。
ステップS405で、ステップS404で周波数方向にフーリエ変換されたデータをメモリ114に格納すると共に、メモリ114の別の領域にも退避する。退避されたデータは後述するスラブの位置ずれ量算出の際に復帰されて使用される。
【００３２】
ステップS406で、カウンタIが1の時は、ステップS411で1を追加してステップS403に移行する。つまり、(計測＃1)のスラブを基準スラブとするために、カウンタI＝1の時の(計測＃1)のスラブの計測データに対してのみ、以降の位置ずれ補正を行わない。カウンタIが2以上の時は、以降の基準スラブに対する位置ずれ補正を行う。
ステップS407で、(I−1)番目のスラブに対するI番目のスラブの位置ずれ量を検出する。位置ずれ量の検出の具体的処理フローは後述する。
【００３３】
ステップS408で、ステップS407で検出した位置ずれ量を用いて、I番目のスラブの位置ずれ量を補正して基準スラブの位置に揃える。位置ずれ補正の具体的処理フローは後述する。
ステップS409で、以上の各スラブの撮像及び位置ずれ補正が所定数Nに到達したか否かをチェックする。カウンタIが所定数Nより少なければ、ステップS411でカウンタIに1を追加してステップS403に移行して次のスラブの撮像及び位置ずれ補正処理を行う。カウンタIが所定数Nに到達したのであれば、次のステップS410に移行する。
ステップS410で、位置ずれ補正された各スラブの3次元画像をスライス毎に合成して全スラブ領域の3次元合成画像を合成する。画像合成の具体的処理フローは後述する。
【００３４】
次に、上記ステップS407の処理であるスラブの位置ずれ補正量算出の具体的処理フローを図5に示すフローチャートに基づいて説明する。
ステップS500で、3次元計測データからスライス方向の1次元データを抽出するための、位相エンコード方向と周波数エンコード方向の位置番号(つまり、所謂k空間における座標)からなる指定点に初期値をセットする。
【００３５】
ステップS501で、ステップS405でメモリ114に複製された(I−1)番目のスラブのデータにおいて、指定点(位相方向番号、周波数方向番号)におけるスライス方向の1次元データを抽出する。
ステップS502で、ステップS405でメモリ114に複製されたI番目のスラブのデータにおいて、指定点(位相方向番号、周波数方向番号)におけるスライス方向の1次元データを抽出する。ここで、ステップS501とステップS502の指定点は同一である。
【００３６】
ステップS503で、ステップS501とステップS52で抽出した各1次元データをフーリエ変換し、絶対値化する。
ステップS504で、ステップS503で求めた各1次元絶対値データに基づいて、その指定点における位置ずれ量を算出する。位置ずれ量算出の具体的処理フローは後述する。
ステップS505で、全ての指定点で位置ずれ量を算出したか否かを確認する。全ての指定点で位置ずれ量を求められていなければ、ステップS507で指定点を変えて、ステップS501に戻る。全ての指定点の位置ずれ量が算出されたならばステップS506に移行する。
【００３７】
ステップS506で、全指定点の位置ずれ量の平均値を算出する。この平均値を、(I−1)番目のスラブに対するI番目のスラブの位置ずれ量とする。
ステップS507で、基準スラブに対するI番目のスラブの位置ずれ量を算出する。このためには、ステップS506で求めた2〜(I−1)番目の各スラブの位置ずれ量を加算する。
尚、以上の各処理ステップにおいて、指定点は少なくともk空間の低周波領域の範囲内で指定する。この指定点の範囲は、例えば、ステップS401で予め指定される。
【００３８】
次に、ステップS504の指定点毎の位置ずれ量算出の具体的処理フローを説明する。
ステップS511で、ステップS503で求めたI番目のスラブの1次元絶対値データを、(I−1)番目のスラブのそれに対して、スライス方向に移動させる移動量Dを初期値0(ゼロ)にセットする。
ステップS512で、I番目のスラブの1次元絶対値データを、(I−1)番目のスラブのそれに対して、スライス方向にDだけ移動させる。
【００３９】
ステップS513で、(I−1)番目のスラブの1次元絶対値データとI番目のスラブの1次元絶対値データの相関値を算出する。
位置ずれ量の算出は、1次元絶対値データのプロファイル同士の形状比較によって行う。つまり、比較する2つのプロファイルの一方を他方に対して少しずつ移動させながら形状を比較し、最も形状が類似するときの移動量を位置ずれ量と推定する。相互の形状の類似性判断は、データ相互間の相関値を用いる。図10に形状比較の一例を示す。2つのスラブから抽出したスライス方向の1次元絶対値データのプロファイルの一方を固定し、他方を少しずつ移動させながら相互の相関値を求める。移動量ゼロの初期状態(a)は最も形状が類似していないので相関値は小さい。次に一方のプロファイルを左に移動させた(b)の場合は、(a)よりも類似性が向上しているので相関値が大きくなる。さらに一方のプロファイルを左に移動させた(c)の場合は、プロファイル相互の類似性が最も向上して相関値が最大となる。このときの移動量を位置ずれ量と推定する。以上の相関値の具体的算出方法は、以下の通りである。
【００４０】
(I−1)番目のスラブの1次元絶対値データをA、I番目のスラブの1次元絶対値データをB、データの個数をNUM、i＝1〜NUMとした場合の相関値は以下のようにして求める。
まず、各々の1次元絶対値データの標準偏差SDA，SDBは
【数１】
2006304818.tif 000003
となり、これを用いて相関値ρは
【数２】
2006304818.tif 000004
となる。
【００４１】
ステップS514で、移動量Dが指定範囲内か否かを確認する。この指定範囲は、撮像条件により位置ずれの補正が可能と判断される範囲であり、例えば、ステップS401の撮像条件の設定の際に指定される。指定範囲内であれば、ステップS516でDに移動量単位Δを追加してステップS512に移行する。指定範囲を越えた場合にはステップS515に移行する。
ステップS515で、指定した範囲内の全ての移動量毎の相関値の算出が終了後、求めた複数の相関値から最大の相関値を有する移動量を求め、その移動量をこの指定点の位置ずれ量として定め、メモリ114に格納する。
【００４２】
次に、上記ステップS408の処理であるスラブの位置ずれ補正の具体的処理フローを図6に示すフローチャートに基づいて説明する。
ステップS601で、ステップS405で退避したデータを復帰させる。
【００４３】
ステップS602で、ステップS407で求めたI番目のスラブの位置ずれ量が、指定範囲(つまり、ステップS514と同じ指定範囲であり、撮影条件により位置ずれの補正が可能と判断される範囲)内であるか否かを判定する。求めた位置ずれ量が指定範囲内の場合は、位置ずれが生じていると判定し、以降の補正処理をおこなう。位置ずれ量が0または指定範囲を超える場合は、以下の補正処理は行わない。
【００４４】
ステップS603で、I番目のスラブの位置ずれ量から位相補正量を算出する。位相補正処理はI番目のスラブのデータに対して行う。求められたI番目のスラブの位置ずれ量(S)と、ステップS401で予め設定されたスラブ厚さ(THK)とスライスエンコード数(L)から、k番目のスライスエンコードデータ補正に必要な位相回転量(φ)は
φ＝(Ｓ×ｋ×２π)／(ＴＨＫ×Ｌ)                     (３)
となる。
【００４５】
ステップS604で、ステップS603で求めた位相回転量(3)式を用い、上記ステップS601で複製したI番目のスラブのデータに対して、スライスエンコード毎に以下の様な位相回転処理を行う。即ち、補正前のI番目のスラブのデータ中のある点の複素データをPとすると、同じ点の補正後の複素データP'を
Ｐ’＝Ｐ×ｅｘｐ(−ｉ×φ)      (iは虚数単位)       (４)
とする。以上の位相回転をI番目のスラブの全データに対して行う。
【００４６】
以上の位置ずれ補正の一例を図9に基づいて説明する。図9は、基準スラブである(計測＃1)のスラブ位置に対して、(計測＃2)と(計測＃3)の各スラブに各々スライス方向に位置ずれが発生し、それらの位置ずれを補正した例を示している。具体的には、(計測＃2)の撮像データは(計測＃1)の撮像データに対してスライス方向に位置ずれが発生し、(計測＃3)の撮像データは(計測＃2)の撮像データに対してスライス方向に位置ずれが発生し、結果として(計測＃1)の撮像データに対してもスライス方向に位置ずれが発生している。
【００４７】
一方、位置ずれが発生した(計測＃2)と(計測＃3)のスラブをスライス方向に位置ずれ補正することによって得られた各々の補正後データおいては、基準スラブである(計測＃1)の撮像データにおける被検体の位置に揃っていることが理解される。
【００４８】
ステップS605で、ステップS604で位相回転したI番目のスラブのデータをスライス方向にフーリエ変換する。
ステップS606で、次に位相エンコード方向にフーリエ変換する。
ステップS607で、最後に絶対値を求めてI番目のスラブの絶対値画像を取得する。
【００４９】
次に、上記ステップS410の処理である合成画像の作成の具体的処理フローを図7に示すフローチャートに基づいて説明する。
ステップS701で、最終的に求める全スラブ領域の3次元合成画像におけるスライス画像のカウンタｋに初期値1を代入する。
ステップS702で、k番目のスライス位置に該当するスライス画像を各スラブの補正後データから抽出する。ただし、ステップS408の位置ずれ補正処理によって、各スラブにはスライス方向に折り返しが発生するが、折り返しが発生したスライス画像については、以降の重み付け加算処理には使用しないので、そのようなスライス画像は抽出しない。
【００５０】
図9の例では、図の下側を正方向とし、スラブ中心を原点として、負の方向に被検体が移動した場合には、正方向に位相回転を行うため、スラブの負の端に正の端の画像が折り返えす。たとえば、補正量の限度を1スライス厚以内と指定した場合は、負の端のスライス画像に正の端のスライス画像が折り返して重なるために、このスライス画像については重み付け処理には使用しない。従って、(計測＃2)の補正後データのスライス(1)-2'と(計測＃3)の補正後データのスライス(1)-3'を抽出しない。
【００５１】
一方、全スラブ領域の3次元合成画像における、例えば、スライス画像(4)'には、(計測＃1)の撮像データのスライス画像(4)-1と(計測＃2)の補正後データのスライス(2)-2'が該当するので、これら2つのスライス画像を抽出する。また、全スラブ領域の3次元合成画像におけるスライス画像(7)'として、(計測＃1)のスライス画像(7)-1と(計測＃2)の補正後データのスライス画像(5)-2'と(計測＃3)の補正後データのスライス画像(3)-3'とが該当するので、これらのスライス画像を抽出する。なお、該当する画像が1つのみの場合は、そのスライス画像のみ抽出する。
ステップS703で、ステップS702で抽出した各スライス画像を重み付け加算してスライス毎に合成画像を作製する。重み付け加算は、例えば単純平均で良いがこれに限定されるわけではない。
【００５２】
図9の例では、重み付け加算を行う関数を一般的にfと表して、全スラブ領域の3次元合成画像における各スライス画像を合成している。例えば、(計測＃1)のスライス画像(4)-1と(計測＃2)の補正後データのスライス画像(2)-2'とを合成して、f((4)-1, (2)-2')を全スラブ領域の3次元合成画像におけるスライス画像(4)'としている。また、全スラブ領域の3次元合成画像におけるスライス画像(7)'として、(計測＃1)のスライス画像(7)-1と(計測＃2)の補正後データのスライス画像(5)-2'と(計測＃3)の補正後データのスライス画像(3)-3'とを合成f((7)-1，(5)-2'，(3)-3')としている。
【００５３】
なお、ステップS703で抽出したスライス画像が1つのみの場合は、その画像をそのまま用いる。図9の例では、全スラブ領域の3次元合成画像におけるスライス画像(1)'は、(計測＃1)のスライス画像(1)-1としている。
【００５４】
ステップS704で、カウンタkが全スラブ領域の3次元合成画像におけるスライス枚数Kに到達したか否かを確認する。到達していれば、全スラブ領域の3次元合成画像がスライス毎に完成して処理を終了する。到達していなければ、ステップS705でカウンタkをインクリメントしてステップS702に移行する。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態の画像合成方法及びMRI装置によれば、被検体の体動が有る場合においても、各スラブ画像における位置ずれを補正して全体画像を合成することが可能になるので、再度撮像を繰り返すことなく既に得られたスラブ画像を用いて、広範囲の3次元画像を作成することが可能となる。
【００５６】
以上までが、本発明の画像合成方法及びMRI装置における複数の3次元撮像における位置ずれ補正の一実施形態として、マルチスラブ撮像を例にした説明である。しかし、本発明の画像合成方法及びMRI装置は、上記実施形態の説明で開示された内容にとどまらず、本発明の趣旨を踏まえた上で他の形態を取り得る。
【００５７】
例えば、各スラブの撮像位置を移動させるマルチスラブ撮影のみならず、撮像位置を変えずに同じ領域の3次元撮像を複数回繰り返して得られる複数の3次元データに対しても、同様に位置ずれ補正を行うことができる。位置ずれ補正することによって、同一スライス位置のスライス画像同士で信号差分または加算等の処理を行うことができるので、画質を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】磁気共鳴イメージング装置による全体の構成図。
【図２】従来技術による3次元マルチスラブ・オーバーラップ撮像の処理の流れを示す図。
【図３】従来技術による3次元マルチスラブ・オーバーラップ撮像の構成図。
【図４】本発明に係る3次元マルチスラブ・オーバーラップ撮像の全体処理の流れを示す図。
【図５】本発明に係る3次元マルチスラブ・オーバーラップ撮像におけるスラブの位置ずれ量算出の処理の流れを示す図。
【図６】本発明に係る3次元マルチスラブ・オーバーラップ撮像におけるスラブの位置ずれ補正の処理の流れを示す図。
【図７】本発明に係る3次元マルチスラブ・オーバーラップ撮像における合成画像の作成処理の流れを示す図。
【図８】本発明に係る3次元マルチスラブ・オーバーラップ撮像の構成図。
【図９】本発明を用いた3次元マルチスラブ・オーバーラップ撮影の構成図。
【図１０】相関法を用いた形状比較処理の実施例を示す図。
【符号の説明】
【００５９】
101  被検体、102  磁石、103  傾斜磁場コイル、104  照射コイル、105  受信コイル、106  ベッド、107  傾斜磁場電源、108  RF送信部、109  信号検出部、110  信号処理部、111  表示部、112  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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