(57)【要約】【課題】静磁場不均一が大きい環境下で再構成画像の画質を向上できる核磁気共鳴撮影装置を提供する。【解決手段】不均一分布の計測では、ｘｙ面に磁気格子点を付与した後、１組の三次元画像（画像１は、ｘ方向をリードアウト方向、ｙ方向を位相エンコード方向とする三次元画像、画像２は、ｙ方向をリードアウト方向、ｘ方向を位相エンコード方向とする三次元画像）を取得する（工程１）。画像１の磁気格子点（第１の磁気格子点）と画像２の磁気格子点（第２の磁気格子点）とを対応付け（工程２）、第１と第２の磁気格子点の座標を組み合わせて、第３の磁気格子点の座標を導出し（工程３）、第１から第３の磁気格子点の座標と、工程１のリードアウト方向の傾斜磁場強度を用いて、静磁場不均一を導出する（工程４）。【効果】不均一分布を高精度に計測でき、歪除去補正した画像を得る。【選択図】  図１
2004344266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静磁場を発生する手段と、前記静磁場に置かれる検査対象に高周波磁場を印加する手段と、前記静磁場に重畳する、互いに直交する第１、第２、第３方向の傾斜磁場を発生する手段と、前記検査対象から発生する核磁気共鳴信号を検出する手段と、前記傾斜磁場及び前記高周波磁場の発生と前記核磁気共鳴信号の検出とを制御する制御手段と、検出された前記核磁気共鳴信号の演算処理を行なう演算処理手段とを有し、前記制御手段は、（１）前記第１方向の傾斜磁場と磁気標識用の第１の高周波磁場を印加し、前記検査対象の核磁化を変調し前記第１方向に垂直な磁気標識を付与すること、及び、前記第２方向の傾斜磁場と磁気標識用の第２の高周波磁場を印加し、前記検査対象の核磁化を変調し前記第２方向に垂直な磁気標識を付与することの制御と、（２）前記検査対象の核磁化を励起状態にした後、前記第３方向の傾斜磁場の印加によりスライス方向の位置情報を付与し、前記第２方向の傾斜磁場の印加により位相エンコード方向の位置情報を付与し、前記第１方向の傾斜磁場の印加によりリードアウト方向の位置情報を付与し、前記第１方向の傾斜磁場の印加の期間中に前記核磁気共鳴信号を検出する第１のパルスシーケンスの制御と、（３）再び、前記（１）を実行することの制御と、（４）前記位相エンコード方向の位置情報を付与する前記傾斜磁場の印加の方向と前記リードアウト方向の位置情報を付与する前記傾斜磁場の印加の方向とを入れ換えて、前記（２）を実行する第２のパルスシーケンスの制御とを行ない、前記演算処理手段は、（ａ）前記第１のパルスシーケンスで検出される前記核磁気共鳴信号から、第１の３次元画像を再構成すること、（ｂ）前記第２のパルスシーケンスで検出される前記核磁気共鳴信号から、第２の３次元画像を再構成すること、（ｃ）前記第１、第２の３次元画像における磁気標識の位置座標を用いて、前記静磁場が均一な場合に得られるべき第３の３次元画像における磁気標識の位置座標を導出すること、（ｄ）前記第１、第２、第３の３次元画像における磁気標識の位置座標と、前記第１、第２のパルシーケンスで前記リードアウト方向に印加された前記傾斜磁場の強度とを用いて、静磁場不均一の３次元分布を求めること、の演算処理を行なうことを特徴とする核磁気共鳴撮影装置。
【請求項２】
請求項１に記載の核磁気共鳴撮影装置において、前記第１、第２、第３の３次元画像における磁気標識の位置座標がそれぞれ、前記第１、第２、第３の３次元画像における磁気標識の交点の位置座標であることを特徴とする核磁気共鳴撮影装置。
【請求項３】
請求項１に記載の核磁気共鳴撮影装置において、前記第１、第２の高周波磁場は、時間軸上で等間隔に形成され、振幅がｓｉｎｃ関数により変調された複数のサブパルスからなることを特徴とする核磁気共鳴撮影装置。
【請求項４】
静磁場を発生する手段と、前記静磁場に置かれる検査対象に高周波磁場を印加する手段と、前記静磁場に重畳する、互いに直交する第１、第２、第３方向の傾斜磁場を発生する手段と、前記検査対象から発生する核磁気共鳴信号を検出する手段と、前記傾斜磁場及び前記高周波磁場の発生と前記核磁気共鳴信号の検出とを制御する制御手段と、検出された前記核磁気共鳴信号の演算処理を行なう演算処理手段とを有し、前記制御手段は、（１−１）前記第１方向の傾斜磁場の印加の期間中に、磁気標識用の第１の高周波磁場を印加し、前記検査対象の核磁化を変調し前記第１方向に垂直な磁気標識を付与すること、（１−２）前記第２方向の傾斜磁場の印加の期間中に、磁気標識用の第２の高周波磁場を印加し、前記検査対象の核磁化を変調し前記第２方向に垂直な磁気標識を付与すること、（１−３）前記検査対象の核磁化を励起状態にした後、前記第３方向の傾斜磁場の印加によりスライス方向の位置情報を付与し、前記第２方向の傾斜磁場の印加により位相エンコード方向の位置情報を付与し、前記第１方向の傾斜磁場の印加によりリードアウト方向の位置情報を付与し、前記第１方向の傾斜磁場の印加の期間中に前記核磁気共鳴信号を検出する第１のパルスシーケンスの制御と、（２−１）前記第１方向の傾斜磁場の印加の期間中に、磁気標識用の第１の高周波磁場を印加し、前記検査対象の核磁化を変調し前記第１方向に垂直な磁気標識を付与すること、（２−２）前記第２方向の傾斜磁場の印加の期間中に、磁気標識用の第２の高周波磁場を印加し、前記検査対象の核磁化を変調し前記第２方向に垂直な磁気標識を付与すること、（２−３）前記検査対象の核磁化を励起状態にした後、前記第３方向の傾斜磁場の印加によりスライス方向の位置情報を付与し、前記第１方向の傾斜磁場の印加により位相エンコード方向の位置情報を付与し、前記第２方向の傾斜磁場の印加によりリードアウト方向の位置情報を付与し、前記第２方向の傾斜磁場の印加の期間中に前記核磁気共鳴信号を検出する第２のパルスシーケンスの制御とを行ない、前記演算処理手段は、（ａ）前記第１のパルスシーケンスで検出される前記核磁気共鳴信号から、第１の３次元画像を再構成すること、（ｂ）前記第２のパルスシーケンスで検出される前記核磁気共鳴信号から、第２の３次元画像を再構成すること、（ｃ）前記第１、第２の３次元画像における磁気標識の交点の位置座標を用いて、前記静磁場が均一な場合に得られるべき第３の３次元画像における磁気標識の交点の位置座標を導出すること、（ｄ）前記第１、第２、第３の３次元画像における磁気標識の交点の位置座標と、前記第１、第２のパルシーケンスで前記リードアウト方向に印加された前記傾斜磁場の強度とを用いて、前記第３の３次元画像における磁気標識の交点の位置座標での静磁場不均一分布を求めること、の演算処理を行なうことを特徴とする核磁気共鳴撮影装置。
【請求項５】
請求項４に記載の核磁気共鳴撮影装置において、前記演算処理手段は、前記第１の３次元画像における磁気標識の交点の位置座標から、前記第３の３次元画像における磁気標識の交点の、前記第２方向と前記第３方向の座標値を抽出する第１の演算と、前記第２の３次元画像における磁気標識の交点の位置座標から、前記第３の３次元画像における磁気標識の交点の、前記第１方向と前記第３方向の座標値を抽出する第２の演算と、前記第１、第２の演算により導出された前記第１、第２、第３方向の座標値を用いて、前記第３の３次元画像における磁気標識の交点の位置座標を導出することを特徴とする核磁気共鳴撮影装置。
【請求項６】
請求項４に記載の核磁気共鳴撮影装置において、前記静磁場不均一分布を求める演算は、前記第１、第３の３次元画像における磁気標識の交点の前記第１方向の位置座標の差分と、前記第１のパルシーケンスで前記リードアウト方向に印加された前記傾斜磁場の強度と、磁気回転比との積を導出する演算と、前記第２、第３の３次元画像における磁気標識の交点の前記第２方向の位置座標の差分と、前記第２のパルシーケンスで前記リードアウト方向に印加された前記傾斜磁場の強度と、磁気回転比との積を導出する演算の、少なくとも一方の演算を行なうことを特徴とする核磁気共鳴撮影装置。
【請求項７】
請求項４に記載の核磁気共鳴撮影装置において、前記第１、第２の高周波磁場は、時間軸上で等間隔に形成され、振幅がｓｉｎｃ関数により変調された複数のサブパルスからなることを特徴とする核磁気共鳴撮影装置。
【請求項８】
静磁場を発生する手段と、前記静磁場に置かれる検査対象に高周波磁場を印加する手段と、前記静磁場に重畳する、互いに直交する第１、第２、第３方向の傾斜磁場を発生する手段と、前記検査対象から発生する核磁気共鳴信号を検出する手段と、前記傾斜磁場及び前記高周波磁場の発生と前記核磁気共鳴信号の検出とを制御する制御手段と、検出された前記核磁気共鳴信号の演算処理を行なう演算処理手段とを有し、前記制御手段は、（１−１）前記第１方向の傾斜磁場の印加の期間中に、磁気標識用の第１の高周波磁場を印加し、前記検査対象の核磁化を変調し前記第１方向に垂直な磁気標識を付与すること、（１−２）前記第２方向の傾斜磁場の印加の期間中に、磁気標識用の第２の高周波磁場を印加し、前記検査対象の核磁化を変調し前記第２方向に垂直な磁気標識を付与すること、（１−３）前記検査対象の核磁化を励起状態にした後、前記第３方向の傾斜磁場の印加によりスライス方向の位置情報を付与し、前記第２方向の傾斜磁場の印加により位相エンコード方向の位置情報を付与し、前記第１方向の傾斜磁場の印加によりリードアウト方向の位置情報を付与し、前記第１方向の傾斜磁場の印加の期間中に前記核磁気共鳴信号を検出する第１のパルスシーケンスの制御と、（２−１）前記第１方向の傾斜磁場の印加の期間中に、磁気標識用の第１の高周波磁場を印加し、前記検査対象の核磁化を変調し前記第１方向に垂直な磁気標識を付与すること、（２−２）前記第２方向の傾斜磁場の印加の期間中に、磁気標識用の第２の高周波磁場を印加し、前記検査対象の核磁化を変調し前記第２方向に垂直な磁気標識を付与すること、（２−３）前記検査対象の核磁化を励起状態にした後、前記第３方向の傾斜磁場の印加によりスライス方向の位置情報を付与し、前記第１方向の傾斜磁場の印加により位相エンコード方向の位置情報を付与し、前記第２方向の傾斜磁場の印加によりリードアウト方向の位置情報を付与し、前記第２方向の傾斜磁場の印加の期間中に前記核磁気共鳴信号を検出する第２のパルスシーケンスの制御と、（３）前記第１、第２、第３方向の傾斜磁場を印加して、前記スライス方向、前記位相エンコード方向、前記リードアウト方向の各方向の位置情報を付与し、前記検査対象から発生する前記核磁気共鳴信号を検出する所定の条件下で実行される第３のパルスシーケンスの制御とを行ない、前記演算処理手段は、（ａ）前記第１のパルスシーケンスで検出される前記核磁気共鳴信号から、第１の３次元画像を再構成すること、（ｂ）前記第２のパルスシーケンスで検出される前記核磁気共鳴信号から、第２の３次元画像を再構成すること、（ｃ）前記第３のパルスシーケンスで検出される前記核磁気共鳴信号から、前記検査対象の診断用画像を再構成すること、（ｄ）前記第１、第２の３次元画像における磁気標識の交点の位置座標を用いて、前記静磁場が均一な場合に得られるべき第３の３次元画像における磁気標識の交点の位置座標を導出すること、（ｅ）前記第１、第２、第３の３次元画像における磁気標識の交点の位置座標と、前記第１、第２のパルシーケンスで前記リードアウト方向に印加された前記傾斜磁場の強度とを用いて、前記第３の３次元画像における磁気標識の交点の位置座標での静磁場不均一分布を求めること、（ｆ）前記第３のパルスシーケンスの前記所定の条件、及び、前記静磁場不均一分布を用いた前記診断用画像の歪を低減すること、の演算処理を行なうことを特徴とする核磁気共鳴撮影装置。
【請求項９】
請求項８に記載の核磁気共鳴撮影装置において、前記第１、第２のパルシーケンスで、１回の核磁化の励起について１個の核磁気共鳴信号が検出されることを特徴とする核磁気共鳴撮影装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の核磁気共鳴撮影装置において、前記第１、第２のパルシーケンスで、１回の核磁化の励起を行った後に、核磁化反転用の高周波磁場の印加と核磁気共鳴信号の検出とを、複数回繰り返すことを特徴とする核磁気共鳴撮影装置。
【請求項１１】
請求項８に記載の核磁気共鳴撮影装置において、前記演算処理手段は、前記第１の３次元画像における磁気標識の交点の位置座標から、前記第３の３次元画像における磁気標識の交点の、前記第２方向と前記第３方向の座標値を抽出する第１の演算と、前記第２の３次元画像における磁気標識の交点の位置座標から、前記第３の３次元画像における磁気標識の交点の、前記第１方向と前記第３方向の座標値を抽出する第２の演算と、前記第１、第２の演算により導出された前記第１、第２、第３方向の座標値を用いて、前記第３の３次元画像における磁気標識の交点の位置座標を導出することを特徴とする核磁気共鳴撮影装置。
【請求項１２】
請求項８に記載の核磁気共鳴撮影装置において、前記静磁場不均一分布を求める演算は、前記第１、第３の３次元画像における磁気標識の交点の前記第１方向の位置座標の差分と、前記第１のパルシーケンスで前記リードアウト方向に印加された前記傾斜磁場の強度と、磁気回転比との積を導出する演算と、前記第２、第３の３次元画像における磁気標識の交点の前記第２方向の位置座標の差分と、前記第２のパルシーケンスで前記リードアウト方向に印加された前記傾斜磁場の強度と、磁気回転比との積を導出する演算の、少なくとも一方の演算を行なうことを特徴とする核磁気共鳴撮影装置。
【請求項１３】
請求項８に記載の核磁気共鳴撮影装置において、前記診断用画像の歪を低減する演算は、前記第３の３次元画像における磁気標識の交点の位置座標を終点座標とし、前記静磁場不均一分布と前記第３のパルスシーケンスの前記所定の条件とから導出される、前記終点座標の前記診断用画像における位置座標を始点座標とし、前記終点座標と前記始点座標の変換を表す逆関数を導出する演算と、前記診断用画像の各画素に対して前記逆関数適用して画像歪を低減する演算とを含むことを特徴とする核磁気共鳴撮影装置。
【請求項１４】
請求項８に記載の核磁気共鳴撮影装置において、前記第３のパルスシーケンスが、３次元撮影又は２次元シングルスライス撮影を行なうためのパルスシーケンスである場合、前記診断用画像の歪を低減する演算は、前記リードアウト方向の補間演算であることを特徴とする特徴とする核磁気共鳴撮影装置。
【請求項１５】
請求項８に記載の核磁気共鳴撮影装置において、前記第３のパルスシーケンスが、２次元マルチスライス撮影を行なうためのパルスシーケンスである場合、前記診断用画像の歪を低減する演算は、前記診断用画像の前記スライス方向を前記位相エンコード方向に変換し、前記診断用画像の前記位相エンコード方向を前記スライス方向に変換する変換演算と、該変換演算後のスライス面において画像歪を低減する補間演算と、該補間演算後の画像の前記スライス方向を前記診断用画像の前記位相エンコード方向に変換し、前記補間演算後の画像の前記位相エンコード方向を前記診断用画像の前記スライス方向に再変換する再変換演算とを含むことを特徴とする核磁気共鳴撮影装置。
【請求項１６】
請求項８に記載の核磁気共鳴撮影装置において、前記第１、第２の高周波磁場は、時間軸上で等間隔に形成され、振幅がｓｉｎｃ関数により変調された複数のサブパルスからなることを特徴とする核磁気共鳴撮影装置。
【請求項１７】
静磁場を発生する手段と、前記静磁場に置かれる検査対象に高周波磁場を印加する手段と、前記静磁場に重畳する、互いに直交する第１、第２、第３方向の傾斜磁場を発生する手段と、前記検査対象から発生する核磁気共鳴信号を検出する手段と、前記傾斜磁場及び前記高周波磁場の発生と前記核磁気共鳴信号の検出とを制御する制御手段と、検出された前記核磁気共鳴信号の演算処理を行なう演算処理手段とを有し、前記制御手段は、（１）前記第１方向の傾斜磁場と磁気標識用の第１の高周波磁場を印加し、前記検査対象の核磁化を変調し前記第１方向に垂直な磁気標識を付与し、前記第２方向の傾斜磁場と磁気標識用の第２の高周波磁場を印加し、前記検査対象の核磁化を変調し前記第２方向に垂直な磁気標識を付与する標識シーケンスの制御と、（２）前記検査対象の核磁化を励起状態にした後、前記第３方向の傾斜磁場の印加によりスライス方向の位置情報を付与し、前記第２方向の傾斜磁場の印加により位相エンコード方向の位置情報を付与し、前記第１方向の傾斜磁場の印加によりリードアウト方向の位置情報を付与し、前記第１方向の傾斜磁場の印加の期間中に前記核磁気共鳴信号を検出する第１のパルスシーケンスの制御と、（３）再び、前記標識シーケンスを実行することの制御と、（４）前記位相エンコード方向の位置情報を付与する前記傾斜磁場の印加の方向と前記リードアウト方向の位置情報を付与する前記傾斜磁場の印加の方向とを入れ換えて、前記（２）を実行する第２のパルスシーケンスの制御とを行ない、前記演算処理手段は、前記第１のパルスシーケンスで検出される前記核磁気共鳴信号から、第１の３次元画像を再構成し、前記第２のパルスシーケンスで検出される前記核磁気共鳴信号から、第２の３次元画像を再構成し、前記第１、第２の３次元画像における磁気標識の位置座標を用いて、静磁場不均一の３次元分布を求めることを特徴とする核磁気共鳴撮影装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の核磁気共鳴撮影装置において、前記演算処理手段は、前記第１、第２の３次元画像における磁気標識の位置座標を用いて、前記静磁場が均一な場合に得られるべき第３の３次元画像における磁気標識の位置座標を導出し、前記第１、第２、第３の３次元画像における磁気標識の位置座標と、前記第１、第２のパルシーケンスで前記リードアウト方向に印加された前記傾斜磁場の強度とを用いて、静磁場不均一の３次元分布を求めることを特徴とする核磁気共鳴撮影装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の核磁気共鳴撮影装置において、前記第１、第２、第３の３次元画像における磁気標識の位置座標がそれぞれ、前記第１、第２、第３の３次元画像における磁気標識の交点の位置座標であることを特徴とする核磁気共鳴撮影装置。
【請求項２０】
静磁場を発生する手段と、前記静磁場に置かれる検査対象に高周波磁場を印加する手段と、前記静磁場に重畳する、互いに直交する第１、第２、第３方向の傾斜磁場を発生する手段と、前記検査対象から発生する核磁気共鳴信号を検出する手段と、前記傾斜磁場及び前記高周波磁場の発生と前記核磁気共鳴信号の検出とを制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記第１方向の傾斜磁場と磁気標識用の第１の高周波磁場を印加して前記検査対象の核磁化を変調し前記第１方向に垂直な磁気標識を付与し、前記第２方向の傾斜磁場と磁気標識用の第２の高周波磁場を印加して前記検査対象の核磁化を変調し前記第２方向に垂直な磁気標識を付与する標識シーケンスの制御と、前記検査対象の核磁化を励起状態にした後、前記第３方向の傾斜磁場の印加によりスライス方向の位置情報を付与し、前記第１、第２方向の傾斜磁場の印加により、位相エンコード方向、リードアウト方向の位置情報を付与し、前記核磁気共鳴信号を検出するパルスシーケンスの制御とを行ない、前記標識シーケンスを実行した後、前記第２方向の傾斜磁場の印加により位相エンコード方向の位置情報を、前記第１方向の傾斜磁場の印加によりリードアウト方向の位置情報を、それぞれ付与し、第１の３次元画像の再構成に使用する前記核磁気共鳴信号の検出を行なう前記パルスシーケンスを実行し、次いで、前記標識シーケンスを実行した後、前記第１方向の傾斜磁場の印加により位相エンコード方向の位置情報を、前記第２方向の傾斜磁場の印加によりリードアウト方向の位置情報を、それぞれ付与し、第２の３次元画像の再構成に使用する前記核磁気共鳴信号の検出を行なう前記パルスシーケンスを実行し、再構成された前記第１、第２の３次元画像における磁気標識の位置座標を用いて、静磁場不均一の３次元分布を求めることを特徴とする核磁気共鳴撮影装置。
【請求項２１】
第１方向の傾斜磁場と磁気標識用の第１の高周波磁場を印加して検査対象の核磁化を変調し前記第１方向に垂直な磁気標識を付与し、前記第１方向に直交する第２方向の傾斜磁場と磁気標識用の第２の高周波磁場を印加して前記検査対象の核磁化を変調し前記第２方向に垂直な磁気標識を付与する標識シーケンスの制御と、前記検査対象の核磁化を励起状態にした後、前記第１及び第２方向に直交する第３方向の傾斜磁場の印加によりスライス方向の位置情報を付与し、前記第１、第２方向の傾斜磁場の印加により、位相エンコード方向、リードアウト方向の位置情報を付与し、前記検査対象からの核磁気共鳴信号を検出するパルスシーケンスの制御とを行なう制御手段を有し、静磁場不均一の３次元分布を求めるために、前記制御手段は、前記標識シーケンスを実行した後、前記第２方向の傾斜磁場の印加により位相エンコード方向の位置情報を、前記第１方向の傾斜磁場の印加によりリードアウト方向の位置情報を、それぞれ付与し、前記核磁気共鳴信号の検出を行なう前記パルスシーケンスを実行し、次いで、前記標識シーケンスを実行した後、前記第１方向の傾斜磁場の印加により位相エンコード方向の位置情報を、前記第２方向の傾斜磁場の印加によりリードアウト方向の位置情報を、それぞれ付与し、前記核磁気共鳴信号の検出を行なう前記パルスシーケンスを実行することを特徴とする核磁気共鳴撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＭＲＩ装置の静磁場分布の計測及び静磁場不均一に起因する画像歪の補正に関する。
【０００２】
【従来の技術】
以下の説明では、ＭＲＩ装置の静磁場不均一を、単に、「不均一」という。静磁場不均一による位相歪がエコー信号間で累積しない撮影法として、スピンエコー法が周知である（例えば、非特許文献１（従来技術１）を参照）。不均一分布計測法（静磁場分布計測）として、以下の方法が知られている。第１の方法として、磁場空間内に設置された微小コイルを用いて共鳴周波数を計測する一般的な方法がある（従来技術２）。第２の方法として、再構成画像を用いて不均一を計測する方法が知られている（特許文献１（従来技術３））。スライス面内の画像歪除去を行なう画像歪補正法（不均一に起因する画像歪補正）は、周知である（例えば、特許文献２（従来技術４））。磁気標識を付与するシーケンスとして、振幅比を２項係数の比とする高周波磁場パルスを用いるＳＰＡＭＭ（Ｓｐａｔｉａｌ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ）法（非特許文献２（従来技術５））、時間軸上で等間隔に形成され振幅がｓｉｎｃ関数により変調された複数のサブパルスからなる高周波バーストパルス（振幅変調バーストパルス）を用いる振幅変調ＢＵＲＳＴ法（特許文献３（従来技術６））が周知である。
【０００３】
【特許文献１】
特許第１８４９０５５号公報
【特許文献２】
特許第１７５６３１６号公報
【特許文献３】
特開平２００１−２３１７６４号公報
【非特許文献１】
「  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ  」，  ｖｏｌ．２，  ｐ．４１−４６（１９８３），  ｅｄｉｔｅｄ  ｂｙ  Ｔ．Ｈ．  Ｎｅｗｔｏｎ  ａｎｄ  Ｄ．Ｇ．  Ｐｏｔｔｓ，  （  ＣＬＡＶＡＤＥＬ  ＰＲＥＳＳ  ）
【非特許文献２】
Ｌ．Ａｘｅｌ，  ｅｔ  ａｌ．，  「  Ｈｅｒｔ  Ｗａｌｌ  Ｍｏｔｉｏｎ：  Ｉｍｐｒｏｖｅｄ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｓｐａｔｉａｌ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ＭＲ  Ｉｍａｇｉｎｇ  」，  Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ，  ｖｏｌ．１７２，  ｐ．３４９−３５０（１９８９）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術２では、不均一の分布を計測するために、微小コイルの位置を変更して共鳴周波数を計測する必要がある。計測精度は微小コイルの設置精度に大きく依存するため、専用装置を用いるのが一般的であるが、この専用装置を設置するためにはＭＲＩ装置から患者用ベッドを撤去する必要がある。専用装置の設置・位置の移動などは自動化が困難であり、新たな静磁場不均一計測法が求められていた。
【０００５】
従来技術３では、簡便に不均一分布が計測できる一方で、スライスプロファイルの歪については考慮されていない欠点を有する。また、不均一が大きいほど計測精度が低下する欠点を有しており、広い開口部を有するオープン型ＭＲＩの様に不均一の大きい装置への適用は困難であった。
【０００６】
従来技術４では、スライス面内の画像歪除去について述べられているが、スライスプロファイルの歪については考慮されていない。近年注目されている、Ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎａｌ  ＭＲＩの分野では、ＭＲＩ画像を手術時のガイドとして使用するため、スライスプロファイルの歪を含む、画像歪の補正技術が求められていている。
【０００７】
本発明の目的は、静磁場不均一が大きい環境下において、再構成画像の画質を向上できる核磁気共鳴撮影装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、（１）磁気標識を付与した三次元画像による高精度な不均一分布の計測、（２）スライスプロファイルの歪を含む画像歪の補正を行なう。
【０００９】
本発明のＭＲＩ装置の静磁場不均一に起因する画像歪について説明する。
【００１０】
ＭＲＩにおける位置情報は核磁化の位相に付与されるので、画像歪は不均一により核磁化の位相に歪が生じたと言い換えることが出来る。以下、核磁化の位相に不均一の及ぼす影響を説明する。まず、高周波磁場照射により励起された核磁化の位相に着目する。核磁化の位相値は、励起後の各方向傾斜磁場印加による位相変調と静磁場不均一による位相歪との総和であり、（数１）により表現できる。
【００１１】
【数１】
2004344266.tif 000003
（数１）において、Ｆ（ｔｘ、ｔｙ、ｔｚ）はエコー信号、ρ（ｘ、ｙ、ｚ）は核磁化のスピン密度分布、Ｅ（ｘ、ｙ、ｚ）は不均一分布、Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚは各方向の傾斜磁場強度、ｔｘ、ｔｙ、ｔｚは各方向の傾斜磁場印加期間である。ここで、不均一を含まない場合の座標（ｘ、ｙ、ｚ）で、不均一による歪を含む画像上の座標（ｘ’、ｙ’、ｚ’）を表現する。両座標の対応付けは（数２）で表現され、また、（数２）を（数１）に代入し座標軸を変換すると、（数３）が得られる。
【００１２】
【数２】
2004344266.tif 000004
【数３】
2004344266.tif 000005
ここで、スピンエコー法（例えば、従来技術１を参照）に代表される、静磁場不均一による位相歪がエコー信号間で累積しない撮影法を仮定する。
【００１３】
図１１は、従来技術のスピンエコー法のシーケンスを示す図である。図１１では、画像歪みの機序を明確にする目的のため、シーケンスを励起プロセスと位置情報付与のプロセスに二分割してシーケンスを示している。実際には、励起プロセスのＲＦ波と位置情報付与のプロセスのＲＦ波とは、同一のものである。図１１に示したスピンエコー法の撮影条件を（数３）に適用すると、（数４）が導出される。
【００１４】
【数４】
2004344266.tif 000006
（数４）において、ｔ０は励起からの経過時間（ＴＥ＋ε）を表す。また、画像上の座標（ｘ’、ｙ’、ｚ’）は不均一を含まない場合の座標（ｘ、ｙ、ｚ）と傾斜磁場強度及び不均一分布を用いて、（数５）により表すことが出来る。
【００１５】
【数５】
2004344266.tif 000007
以上により、画像歪はリードアウト方向にのみ出現することが分かる。
【００１６】
次に、高周波磁場照射時のスライスプロファイルに注目する。スライス面は等周波数面であり、励起周波数に着目することにより、スライス面の位置ずれを導出することが可能である。核磁化の励起周波数は、静磁場とスライス方向傾斜磁場及び静磁場不均一の総和、磁気回転比との積であり、（数６）により表現できる。
【００１７】
【数６】
2004344266.tif 000008
以上に示す様に、スライスプロファイルの歪（数６）も、位置情報付与のプロセスで生じる画像歪（数５）と同様の式で表すことが可能である。
【００１８】
以下の説明では、撮影対象の核磁化が飽和されない領域（不飽和領域）は格子点状に分布し、画像上では輝点となるが、本発明では、この輝点を磁気格子点と定義する。
【００１９】
本発明による不均一分布の計測では、まず、ｘｙ面に磁気格子点を付与した後、１組の三次元画像（画像１、画像２：画像１は、ｘ方向をリードアウト方向、ｙ方向を位相エンコード方向とする三次元画像である。画像２は、ｙ方向をリードアウト方向、ｘ方向を位相エンコード方向とする三次元画像である。）を取得する（工程１）。
【００２０】
次に、画像１の磁気格子点（第１の磁気格子点）と画像２の磁気格子点（第２の磁気格子点）とを対応付け（工程２）、第１と第２の磁気格子点の座標を組み合わせて、第３の磁気格子点の座標を導出し（工程３）、第１から第３の磁気格子点の座標と、工程１のリードアウト方向の傾斜磁場強度を用いて、静磁場不均一を導出する（工程４）。
【００２１】
工程４では、第１から第３の磁気格子点を用いて、不均一分布を導出する。（数５）及び（数６）における、座標（ｘ、ｙ、ｚ）は第３の磁気格子点の位置座標、座標（ｘ’、ｙ’、ｚ’）は、第１及び第２の磁気格子点の位置座標に相当する。従って、第１から第３の磁気格子点における対応する磁気格子点の距離と、リードアウト方向傾斜磁場とを用いて、座標（ｘ、ｙ、ｚ）である第３の磁気格子点における不均一を導出可能である。
【００２２】
本発明の画像歪の補正では、不均一分布をＭＲＩ装置のメモリ上に読み込み（工程５）、撮影法と撮影条件を指定し（工程６）、不均一分布と撮影法・撮影条件を用いて、画像歪ベクトルを要素とする遷移行列とその逆行列を導出し（工程７）、工程６で指定した撮影法及び撮影条件を用いて、撮影対象のＭＲＩ画像を取得し（工程８）、工程７で導出した逆行列を用いて、工程８で取得されたＭＲＩ画像に適用して、画像歪を除去する（工程９）。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
図１２は、本発明が適用されるＭＲＩ装置の代表的な構成例を示す図である。図１２において、１０１は静磁場を発生する磁石、１０２は患者などの検査対象、１０３は検査対象１０２を載せるベッド、１０４は高周波磁場を発生させるとともに検査対象１０２から生じるエコー信号を検出するための高周波磁場コイル、１０８、１０９、１１０は、それぞれｘ、ｙ、ｚ方向の傾斜磁場を発生させるための傾斜磁場発生コイルである。１０５、１０６、１０７は、それぞれ傾斜磁場発生コイル１０８、１０９、１１０に電流を供給するための傾斜磁場電源である。１１５はシーケンサであり、傾斜磁場電源１０５、１０６、１０７及びシンセサイザ１１１、変調装置１１２、増幅器１１３、受信器１１４などの周辺装置に命令を送り、ＭＲＩ装置の動作制御を行なう。１１６は撮影条件などのデータを格納する記憶媒体である。１１７は計算機であり、受信器１１４から入力されたＭＲ信号と記憶媒体１１６内のデータを参照して画像再構成を行なう。１１８は計算機１１７で行った画像再構成結果を表示するディスプレイである。
【００２５】
図１３は、本発明が適用されるＭＲＩ装置の他の構成例を示す図である。図１４は、図１３に示すＭＲＩ装置の斜視図である。図１３は、開口部を広げたＭＲＩ装置の代表例を示す。図１２とは装置レイアウトが大きく異なる図１３の装置に対しても、本発明は適用可能である。
【００２６】
図１３において、１２１は静磁場を発生手段及び鉛直方向の傾斜磁場を発生するコイルを具備する磁場発生装置、１２２は鉛直方向に直交する２方向の傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイル、１２３は傾斜磁場コイル１２２に電流を供給する傾斜磁場電源である。１２４は照射用コイル、１２５は照射用コイル１２４に電流を供給するＲＦパワーアンプ、１２６は高周波磁場発生器である。１２７は撮影対象であり、１２８は撮影対象１２７を設置するためのベッドである。１２９は検査対象１２７のＭＲ信号を受信するための受信用コイル、１３０は受信器である。１３１は磁場均一度を向上するためのシムコイル、１３２はシムコイル１３１に電流を供給するシム電源である。１３３は周辺装置に命令を送りＭＲＩ装置の動作制御を行なうシーケンサであり、１３４は撮影条件などのデータを格納する記憶媒体である。１３５は計算機であり、受信器１３０から入力されたＭＲ信号と記憶媒体１３４内のデータを参照して画像再構成を行なう。１３６は計算機１３５で行った画像再構成結果を表示するディスプレイである。
【００２７】
次に、図１３のＭＲＩ装置を用いて撮影を行なう場合の、動作手順の一例を説明する。オペレータにより指定された撮影条件に従い、シーケンサ１３３は、傾斜磁場電源１２３とＲＦパルス発生器１２６に命令を送り、鉛直方向に直交する２方向の傾斜磁場を傾斜磁場コイル１２２より発生させ、ＲＦパワーアンプ１２５により増幅されたＲＦパルスを照射用コイル１２４より発生させる。ＲＦパルスは検査対象１２７に印加される。検査対象１２７から発生したＭＲ信号は、受信用コイル１２９により受波された後、受信器１３０によりＡ／Ｄ変換（サンプリング）、検波が行われる。検波の基準とする中心周波数（磁気共鳴周波数）は、シーケンサ１３３によりセットされる。検波された信号は計算機１３５に送られ、リサンプリング処理された後、画像再構成等の信号処理が行われる。画像再構成等の結果はディスプレイ１３６に表示される。
【００２８】
必要に応じて、記憶媒体１３４に信号や測定条件を記憶させることもできる。静磁場均一度を調整する必要がある時は、シムコイル１３１を使う。シムコイル１３１は複数のチャネルからなり、シム電源１３２により電流が供給される。静磁場均一度の調整時には、複数のチャネルの各コイルに流れる電流をシーケンサ１３３により制御する。シーケンサ１３３はシム電源１３２に命令を送り、静磁場の不均一を補正する付加的な磁場をシムコイル１３１より発生させる。また、記憶媒体１３４に記憶された信号を、計算機１３５で行われる画像再構成に利用することもできる。例えば、高強度の傾斜磁場の連続印加に伴う渦電流の影響を低減する場合、最も高強度である方向の傾斜磁場のみを印加して参照用のＭＲ信号を受信し、渦電流に起因するＭＲ信号の歪みを抽出する。抽出された歪みの情報は、記憶媒体１３４上に保持される。その後、所定の傾斜磁場を印加して撮影用のＭＲ信号を受信する。計算機１３５において画像再構成を行なう際に、記憶媒体１３４上に保持された歪みの情報を参照し、撮影用のＭＲ信号から歪みを除去した後、画像再構成を行なう。
【００２９】
上述したＭＲＩ装置における本発明の実施の形態について説明する。既に説明した様に、本発明は、不均一分布の計測と、不均一に起因する画像歪みの補正で構成される。不均一分布の計測は、例えば、定期的なメンテナンスの作業時、或いは、ＭＲＩ装置の起動時に実行される。計測の際には診断時に使用する撮影領域より大きな模擬試料を用い、計測結果は記憶媒体に格納される。不均一分布計測及び不均一に起因する画像歪みの補正は、図１４に示すＭＲＩ装置の様に大きな不均一分布を有する装置で特に有効である。画像歪みの補正は、患者を撮影した際に適用される。患者を設置した場所、撮影に使用したシーケンスと撮影条件及び事前に計測した不均一分布の計測結果を利用して、画像歪みを補正する。不均一分布の計測結果としては、本発明による計測結果を用いることが望ましいが、他の方法による計測結果、例えば、従来技術２による微小コイルを用いた計測結果を適用することも可能である。
【００３０】
本発明の実施例における、不均一分布の計測と、不均一に起因する画像歪みの補正について、以下、説明する。
【００３１】
図１は、本発明の実施例の不均一分布の計測における処理手順の概要を示すフローチャートである。
【００３２】
（工程１）は、ｘｙ面に磁気格子点を付与した後、１組の三次元画像（画像１、画像２）を取得する工程である。画像１は、ｘ方向をリードアウト方向、ｙ方向を位相エンコード方向とする三次元画像である。画像２は、ｙ方向をリードアウト方向、ｘ方向を位相エンコード方向とする三次元画像である。
【００３３】
工程１では、磁気格子点を付与された２枚の三次元画像を取得する。ｘ方向とｙ方向に磁気標識をそれぞれ付与することにより、両磁気標識の交点である磁気格子点が作成される。その後、ｚ方向をスライス方向とする三次元画像を２枚撮影する。第１の三次元画像（画像１）と第２の三次元画像（画像２）とでは、リードアウト方向と位相エンコード方向とを変更して撮影する。既に述べたように、不均一に起因する画像歪はリードアウト方向に出現する。また、上記２組の三次元画像は、磁気格子点を作成する際には共通の条件を適用され、三次元画像の撮影ではリードアウト方向を変更して撮影されている。従って、第１の三次元画像の磁気格子点（以下、第１の磁気格子点）と第２の三次元画像の磁気格子点（以下、第２の磁気格子点）とでは、同一条件で付与された磁気格子点が、リードアウト方向の差異を反映し、異なる位置に現れる。
【００３４】
（工程２）は、画像１の磁気格子点（第１の磁気格子点）と画像２の磁気格子点（第２の磁気格子点）とを対応付ける工程である。工程２では、異なる位置に現れる第１の磁気格子点と第２の磁気格子点とを対応付ける。
【００３５】
（工程３）は、第１と第２の磁気格子点の座標を組み合わせて、第３の磁気格子点の座標を導出する工程である。工程３では、不均一の存在しない環境下での磁気格子点を導出する。リードアウト方向を変更しても、磁気格子点は新たに発生したり、消滅したりすることはないので、第１の磁気格子点と第２の磁気格子点とは１対１に対応付けることが可能である。
【００３６】
また、三次元画像を撮影した場合、スライス方向、位相エンコード方向に画像歪は発生しない。従って、リードアウト方向の異なる２枚の三次元画像を用いることで、三次元画像を撮影時に静磁場が均一である場合の、磁気格子点（以下、第３の磁気格子点）の位置を求めることができる。
【００３７】
（工程４）は、第１から第３の磁気格子点の座標と、工程１のリードアウト方向の傾斜磁場強度を用いて、静磁場不均一を導出する工程である。工程４では、第１から第３の磁気格子点を用いて、不均一分布を導出する。（数５）及び（数６）における、座標（ｘ、ｙ、ｚ）は第３の磁気格子点の位置座標、座標（ｘ’、ｙ’、ｚ’）は第１及び第２の磁気格子点の位置座標に相当する。従って、第１から第３の磁気格子点における対応する磁気格子点の距離と、リードアウト方向傾斜磁場とを用いて、座標（ｘ、ｙ、ｚ）である第３の磁気格子点における不均一を導出可能である。
【００３８】
図１に示した各工程に関して詳細に説明する。
【００３９】
図２は、図１の工程１の処理手順を示すフローチャートであり、２種類の三次元画像を取得する代表的な手順を示す。
【００４０】
図３は、本発明の実施例で得られる磁気標識、磁気格子点の例を示す図である。
【００４１】
図４は、本発明の実施例で使用される、従来技術における磁気標識を付与するシーケンスの例を示す図である。図４は、図３（Ａ）に示したｘ方向に直交する磁気標識を付与するシーケンスの一例であり、図４（Ａ）ＳＰＡＭＭ法（従来技術５）、図４（Ｂ）振幅変調ＢＵＲＳＴ法（従来技術６）である。
【００４２】
図５は、本発明の実施例の静磁場不均一分布計測に関わるシーケンスの例を示す図であり、図５（Ａ）は、磁気標識付与シーケンスと第１の三次元撮影撮影シーケンス、図５（Ｂ）は、磁気標識付与シーケンスと第２の三次元撮影撮影シーケンスを示す。
【００４３】
（工程１−１）は、撮影対象全体を含む領域を撮影空間として指定する工程である。
【００４４】
（工程１−２）は、ｘ方向に垂直な磁気標識とｙ方向に垂直な磁気標識により、ｘｙ平面上に磁気格子点を付与する工程である。ｘ方向傾斜磁場の印加期間中に高周波磁場を照射し、撮影対象の核磁化を変調し、ｘ方向に直交する磁気標識を付与（図３（Ａ）を参照）し、同様に、ｙ方向傾斜磁場の印加期間中に高周波磁場を照射し、撮影対象の核磁化を変調（図３（Ｂを参照）し、ｙ方向に直交する磁気標識を付与する。工程１−２により、撮影対象の核磁化が飽和されない領域（不飽和領域）は格子点状に分布し、画像上では輝点となる（図３（Ｃ）を参照）。本発明では、この輝点を磁気格子点と定義している。
【００４５】
（工程１−３）は、ｚ方向をスライス方向、ｘ方向をリードアウト方向、ｙ方向を位相エンコード方向とする、第１の三次元画像（画像１）を再構成する工程である。工程１−３では、第１の三次元画像を取得する。
図５（Ａ）は、振幅変調ＢＵＲＳＴによる磁気格子点付与のシーケンスと、第１の三次元画像の撮影シーケンスを示している。第１の三次元画像の撮影シーケンスでは、ｚ方向をスライス方向として、磁気格子点をスライス面内に取り込んでいる。次いでｙ方向を位相エンコード方向に、ｘ方向をリードアウト方向に設定しＭＲ信号を受信している。
【００４６】
（工程１−４）は、工程１−２と同一条件下で、撮影対象に対して磁気格子点を付与する工程である。工程１−４は、工程１−２と同一の工程である。
【００４７】
（工程１−５）は、ｚ方向をスライス方向、ｙ方向をリードアウト方向、ｘ方向を位相エンコード方向とする、第２の三次元画像（画像２）を再構成する工程である。工程１−５では、第２の三次元画像を取得する。
【００４８】
図５（Ｂ）は、振幅変調ＢＵＲＳＴ法による磁気格子点付与のシーケンスと、第２の三次元画像の撮影シーケンスを示している。第２の三次元画像の撮影シーケンスは、ｘ方向を位相エンコード方向に、ｙ方向をリードアウト方向に設定している点で、第１の三次元画像の撮影シーケンスと異なる。これにより、既に説明した様に、同一条件で付与された第１の磁気格子点と第２の磁気格子点は、リードアウト方向の差異を反映し、それぞれの三次元画像上で異なる位置に現れる。
【００４９】
図１の工程２（第１の磁気格子点と第２の磁気格子点との対応付けに関する処理）の代表的な手順を以下に説明する。
【００５０】
図６は、図５のシーケンスで得られる三次元画像の例を示す図であり、図６（Ａ）は、第１の三次元撮影シーケンスによる三次元画像の例、図６（Ｂ）は、第２の三次元撮影シーケンスによる三次元画像の例である。
【００５１】
図７は、本発明の実施例における磁気格子点への番号付けの一例を示す図である。
図６（Ａ）、図６（Ｂ）に示すように、不均一の影響により、撮影対象である模擬試料はリードアウト方向に歪んでおり、その結果、第１の磁気格子点と第２の磁気格子点とは異なる位置に現れる。これに対し、例えば、図７に示す様に、ｘ方向、ｙ方向の磁気標識に番号を付与する。
【００５２】
ｚ方向の番号は、三次元画像のスライス方向マトリクスの番号を適用する。これにより、任意の磁気格子点を、ｘ方向の磁気標識番号、ｙ方向の磁気標識番号、スライス方向マトリクスの番号で識別できる。以下の説明では、磁気格子点をｐｉ（ｘｎ、ｙｎ、ｚｎ）と表現する。ｉは三次元画像番号であり、ｉが１の場合は第１の三次元画像を、ｉが２の場合は第２の三次元画像を指す。
【００５３】
ｘｎ、ｙｎはそれぞれｘ方向の磁気標識番号、ｙ方向の磁気標識番号であり、ｚｎはスライス方向マトリクス番号である。撮影対象が静止している場合、磁気標識の交差、或いはその順序の入れ替わりは、発生しない。従って、２方向の識別番号とスライス方向マトリクス番号の一致する、第１の磁気格子点ｐ１（ｘｎ、ｙｎ、ｚｎ）と第２の磁気格子点ｐ２（ｘｎ、ｙｎ、ｚｎ）とを対応付ければ良い。
【００５４】
次に、図１の工程３（第３の磁気格子点を導出する処理）について説明する。
【００５５】
第３の磁気格子点は、三次元画像の撮影時に、静磁場が均一となった場合の磁気格子点である。既に述べたように、第１及び第２の磁気格子点は、それぞれ第１及び第２の三次元画像を撮影する際の、リードアウト方向のみに画像が歪んでおり、スライス方向、位相エンコード方向には画像歪みは生じていない。従って、「第１の磁気格子点のｙ座標とｚ座標」、「第２の磁気格子点のｘ座標とｚ座標」は、三次元画像撮影時に静磁場が均一となった場合の磁気格子点の位置座標と一致することになる。
【００５６】
以下、磁気格子点の座標をＣｍ（ｒ）の様に表現する。ｍは第ｍの磁気格子点を表し、ｒはｘ、ｙ、ｚ方向の位置ベクトルである。この表現を用いると、第３の磁気格子点の座標Ｃ３（ｒ）は、Ｃ３（ｘ）＝Ｃ２（ｘ）、Ｃ３（ｙ）＝Ｃ１（ｙ）、Ｃ３（ｚ）＝Ｃ１（ｚ）またはＣ２（ｚ）のように表示できる。第１及び第２の磁気格子点に対して上記処理を施すことにより、第３の磁気格子点を容易に導出できる。
【００５７】
次に、図１の工程４（不均一分布を導出する工程）について説明する。
【００５８】
（数５）より、不均一分布Ｅ（ｘ、ｙ、ｚ）は、リードアウト傾斜磁場強度及び静磁場不均一下での位置と、それに対応する静磁場均一下での位置を用いて導出される。ここで、リードアウト傾斜磁場強度は第１及び第２の三次元画像の撮影条件より既知量である。また、静磁場不均一下での位置は第１及び第２の磁気格子点の位置座標に、それに対応する静磁場均一下での位置は第３の磁気格子点の位置座標に相当する。従って、一連の式に従って不均一分布の導出が可能である。
【００５９】
図８は、本発明の実施例における静磁場不均一分布の導出手順を示すフローチャートである。
【００６０】
（工程４−１）は、第３の磁気格子点と第１の磁気格子点との距離ΔＣ３１を導出する工程である。第１の磁気格子点はｘ方向に歪んでいるので、距離ΔＣ３１は、ΔＣ３１＝Ｃ１（ｘ）−Ｃ３（ｘ）で表される。
【００６１】
（工程４−２）は、ΔＣ３１と画像１の撮影時のリードアウト方向の傾斜磁場強度との積を求め、不均一分布Ｅ１（ｘ、ｙ、ｚ）を導出する工程である。
【００６２】
（工程４−３）は、第３の磁気格子点と第２の磁気格子点との距離ΔＣ３２を導出する工程である。距離ΔＣ３２を、ΔＣ３１＝Ｃ２（ｙ）−Ｃ３（ｙ）により求める。
【００６３】
（工程４−４）は、ΔＣ３２と画像２の撮影時のリードアウト方向の傾斜磁場強度との積を求め、不均一分布Ｅ２（ｘ、ｙ、ｚ）を導出する工程である。
【００６４】
（工程４−５）は、Ｅ１（ｘ、ｙ、ｚ）とＥ２（ｘ、ｙ、ｚ）との平均値Ｅ（ｘ、ｙ、ｚ）を導出する工程である。工程４−２で導出した不均一分布と工程４−４で導出した不均一分布とは、ＳＮ比が有限であるため同一値にはならない。そこで、２つの平均値Ｅ（ｘ、ｙ、ｚ）を求めて、不均一分布の精度を向上させる。
【００６５】
（工程４−６）は、Ｅ（ｘ、ｙ、ｚ）に補間処理を施し、Ｅｄ（ｘ、ｙ、ｚ）を算出する工程である。工程４−５で得られた不均一分布は、数ｍｍから数ｃｍ間隔で付与された第３の磁気格子点の位置における磁場強度である。そこで、工程４−５で得られた不均一分布に補間処理を施し、より詳細な不均一分布Ｅｄ（ｘ、ｙ、ｚ）を導出することも可能である。不均一分布Ｅｄ（ｘ、ｙ、ｚ）は、例えば、三次元空間に１ｍｍ間隔で静磁場不均一観測点を設置し、観測点での静磁場不均一の大きさを保存した三次元配列と考えることが可能である。この結果は、図１２、図１３に示す記憶媒体１１６、１３４に保存される。
【００６６】
以上、本発明に実施例による静磁場不均一計測法の一例を説明した。なお、本発明の実施例は、説明した例に限定されない。例えば、磁気格子点の作成に関わるシーケンスとして、図４においてＳＰＡＭＭとＢＵＲＳＴパルスを用いる方法を示したが、他の方法を用いることも可能である。また、図５において、三次元画像撮影シーケンスとして高速スピンエコー法を例に示したが、他の撮影法を本発明に適用することも可能である。
【００６７】
図９は、本発明の実施例において、磁気格子点の４角（境界点−１、境界点−２、境界点−３、境界点−４）に対する番号付けの一例を示す図である。
【００６８】
第１から第３の磁気格子点に適用した不均一分布導出に関わる処理を、例えば、図９に示すように、磁気格子点の４角の画素を用いて実行することも可能である。磁気格子点の間隔は数ｍｍから数ｃｍ間隔なので、磁気格子点の４角の画素に対して処理を適用することで、より正確な不均一分布を得ることが可能になる。
【００６９】
次に、静磁場不均一に起因する画像歪の補正について説明する。所定の撮影シーケンスで撮影した画像に対し、既に述べた方法で導出した静磁場不均一マップＥｄ（ｘ、ｙ、ｚ）を用いて画像歪を補正する。
【００７０】
図１０は、本発明の実施例において、画像歪み除去手順の代表的な一例を示すフローチャートである。
【００７１】
（工程５）は、不均一分布をＭＲＩ装置のメモリ上に読み込む工程である。工程４−６で導出した不均一分布Ｅｄ（ｘ、ｙ、ｚ）を、図１２、図１３に示した記憶媒体からＭＲＩ装置のメモリ上に読み込む。
【００７２】
（工程６）は、撮影法と撮影条件を指定する。画像撮影に使用する撮影法と撮影条件を指定する工程である。
【００７３】
（工程７）は、不均一分布と撮影法・撮影条件を用いて、画像歪ベクトルを要素とする遷移行列とその逆行列を導出する工程である。指定された撮影条件と不均一分布Ｅｄ（ｘ、ｙ、ｚ）とを用いて、スライスプロファイルの歪み及びスライス面内の画像歪みを導出する。
【００７４】
（工程８）は、工程６で指定した撮影法及び撮影条件を用いて、撮影対象のＭＲＩ画像を取得する工程である。工程６で指定した撮影条件から、スライス方向、位相エンコード方向、リードアウト方向を識別して、スライス選択傾斜磁場強度、リードアウト方向傾斜磁場強度を抽出する。これら磁場強度と、工程５でロードされた不均一分布Ｅｄ（ｘ、ｙ、ｚ）を、既に示した（数５）及び（数６）に代入し、画像歪み導出する。導出結果は、不均一分布Ｅｄ（ｘ、ｙ、ｚ）で想定されている観測点の各々に関して、観測点の座標から画像歪により位置ずれが生じた観測点への方向ベクトルを、遷移行列として保持する。これと同時にその逆行列も導出する。工程６で指定された撮影法及び撮影条件でＭＲＩ画像を取得する。
【００７５】
（工程９）は、工程７で導出した逆行列を用いて、工程８で取得されたＭＲＩ画像に適用して、画像歪を除去する工程である。工程７で導出した遷移行列の逆行列を用いて、取得されたＭＲＩ画像の歪みを除去する。
【００７６】
歪み除去に関する処理は、従来技術４において、具体的な方向が示されている。即ち、スライスプロファイルの歪が生じない三次元撮影及びスライスプロファイルの歪を補正不能な二次元シングルスライス撮影により画像を撮影した場合、画像歪はリードアウト方向にのみ生じると見なすせる。従って、従来技術４を適用することにより、画像歪の除去が可能である。
【００７７】
一方、二次元マルチスライス撮影により画像を撮影した場合、スライスプロファイルの歪みとリードアウト方向の画像歪が生じる。これらの画像歪みの補正に関しては、従来技術４を適用できない。本発明の実施例における画像歪の補正では、スライスプロファイルの歪みもスライス面内の画像歪みと同様の式で表現される解析結果に基づき、事前にデータ変換を施すことにより従来技術４を適用可能とした。
【００７８】
以下、スライス方向をｚ方向、位相エンコード方向をｙ方向、リードアウト方向をｘ方向とし、ｘ方向とｚ方向に画像歪みを有する場合の処理手順について説明する。
【００７９】
まず、二次元マルチスライス画像を三次元画像に変換する。二次元マルチスライス画像が、ｚ方向にＭｚ枚のスライス数を有するＭｘ×Ｍｙ画素のｘｙ平面画像で構成される場合、三次元画像はＭｘ×Ｍｙ×Ｍｚ画素で構成される。次いで、画像歪が生じない位相エンコード方向を仮想スライス面に想定し、三次元画像を、新たな二次元マルチスライス画像に変換する。位相エンコード方向はｙ方向なので、新たな二次元マルチスライス画像は、ｙ方向にＭｙ枚のスライス数を有するＭｘ×Ｍｚ画素のｘｚ平面画像で構成される。この処理により、リードアウト方向であるｘ方向の歪とスライス方向であるｚ方向の歪が一枚のスライス面に含まれることになる。変換後の二次元マルチスライスデータに対し、従来技術４の処理を施し、ｘｙ平面の二次元マルチスライスに変換することにより、リードアウト方向の画像歪とスライスプロファイルの歪みを除去できる。
【００８０】
以上、本発明の実施例である、静磁場不均一に起因する画像歪み除去法の一例を説明した。なお、本発明の実施例は、説明した例に限定されない。例えば、工程５で読み込む不均一分布は、磁石設計時の磁場シミュレーションにより得られる不均一分布を用いても良い。或いは、従来技術２における微小コイルを用いた計測結果を利用する事も可能である。
【００８１】
以上説明したように、不均一が大きい環境下でも不均一分布を高精度に計測でき歪除去補正を行ない、再構成画像の画質向上を実現できる。
【００８２】
【発明の効果】
本発明によれば、静磁場不均一が大きい環境下において、再構成画像の画質を向上できる核磁気共鳴撮影装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の不均一分布の計測における処理手順の概要を示すフローチャート。
【図２】図１の工程１の処理手順を示すフローチャート。
【図３】本発明の実施例で得られる磁気標識、磁気格子点の例を示す図。
【図４】本発明の実施例で使用される、従来技術における磁気標識を付与するシーケンスの例を示す図。
【図５】本発明の実施例の静磁場不均一分布計測に関わるシーケンスの例を示す図。
【図６】図５のシーケンスで得られる三次元画像の例を示す図。
【図７】本発明の実施例における磁気格子点への番号付けの一例を示す図。
【図８】本発明の実施例における静磁場不均一分布の導出手順を示すフローチャート。
【図９】本発明の実施例において、磁気格子点の４角に対する番号付けの一例を示す図。
【図１０】本発明の実施例において、画像歪み除去手順の一例を示すフローチャート。
【図１１】従来技術のスピンエコー法のシーケンスを示す図。
【図１２】本発明が適用されるＭＲＩ装置の代表的な構成例を示す図。
【図１３】本発明が適用されるＭＲＩ装置の他の構成例を示す図。
【図１４】図１３のＭＲＩ装置の斜視図。
【符号の説明】
１０１…静磁場発生磁石、１０２…検査対象、１０３…ベッド、１０４…高周波磁場コイル、１０５…ｘ方向傾斜磁場用電源、１０６…ｙ方向傾斜磁場用電源、１０７…ｚ方向傾斜磁場用電源、１０８…ｘ方向傾斜磁場コイル、１０９…ｙ方向傾斜磁場コイル、１１０…ｚ方向傾斜磁場コイル、１１１…シンセサイザ、１１２…変調装置、１１３…増幅器、１１４…受信器、１１５…シーケンサ、１１６…記憶媒体、１１７…計算機、１１８…ディスプレイ、１２１…磁場発生装置、１２２…傾斜磁場コイル、１２３…傾斜磁場電源、１２４…照射用コイル、１２５…ＲＦパワーアンプ、１２６…ＲＦパルス発生器、１２７…撮影対象、１２８…ベッド、１２９…受信用コイル、１３０…受信器、１３１…シムコイル、１３２…シム電源、１３３…シーケンサ、１３４…記憶媒体、１３５…計算機、１３６…ディスプレイ。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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