(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の受信コイルからの計測ＮＭＲ信号を合成して第１の絶対値画像を得るＭＲＩ装置において、
上記複数の受信コイルの一部を選択してその選択受信コイルの計測ＮＭＲ信号を用いて第２の絶対値画像を得、この第２の絶対値画像からマスク画像を求め、このマスク画像を用いて上記第１の絶対値画像のマスク処理を行うものとしたＭＲＩ装置。
【請求項２】
上記複数の受信コイルのなかから相対的に広範囲に均一な感度領域を有する受信コイルを上記選択受信コイルとして選択する請求項１に記載のＭＲＩ装置。
【請求項３】
垂直磁場タイプの受信コイルであってＭＡＣコイルとソレノイドコイルとの２種類の受信コイルを持ち、又はＭＡＣコイルの一部にソレノイドコイルを持ち、ソレノイドコイルを含めて得た計測ＮＭＲ信号を合成して第１のＭＲＩ絶対値画像を得るＭＲＩ装置において、
上記ソレノイドコイルの計測ＮＭＲ信号を用いて第２の絶対値画像を得、この第２の絶対値画像からマスク画像を求め、このマスク画像を用いて上記第１の絶対値画像のマスク処理を行うものとしたＭＲＩ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶対値画像に対するマスク処理に利用する、マスク画像の決定に好適なＭＲＩ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＲＩ装置は、静磁場中に置かれた原子核の磁気モーメントに対し、固有の周波数を有するＲＦパルスを印加し、これにより生じる磁気共鳴現象を利用して物質の自然科学的な情報を測定、画像として可視化する装置である。近年のＭＲＩ装置では複数のコイルエレメントから構成される、受信用のマルチプルアレイコイル（ＭＡＣコイル）を用いて撮像するのが主流であり、その特性を生かした高速、高Ｓ／Ｎ、広範囲な撮像を可能としている。ＭＡＣコイルの利用方法に関しては様々な提案がされている。例えば特許文献１、２がある。特許文献１では撮像範囲に応じて使用するコイルを選択する手段を提供する。
【０００３】
特許文献２は、感度分布検出用のＭＡＣコイルと、計測用のＭＡＣコイルと、全身用のコイルと、を設けておき、画像の輪郭抽出等のマスク処理時のマスク用閾値検出は全身用のコイル、感度分布検出時には感度検出用のＭＡＣコイル、計測時には計測用のＭＡＣコイル、を使うとしたものである。
【特許文献１】特開平１０−２９０７９３
【特許文献２】特開２００２−３１５７３１
【０００４】
ＭＡＣコイルを使用する目的はいくつかあるが、その一つは高いＳ／Ｎを得るためである。そのためコイルエレメントは多くの場合径が小さいサーフェイスコイルであり、ＭＡＣコイルはその集合である。これから得られる画像はサーフェイスコイルがある部分とそうでない部分とで大きな信号強度差が生じ、特別な均一化処理を行わない限りは信号強度ムラの大きな画像となる。一方、様々な種類のＭＲＩ画像を作成するために特別な演算処理を行って、結果画像を出力する。例えば輪郭抽出が必要な場合には簡単な方法としてマスク画像を用いたマスク処理が用いられるが、そのマスク処理には、適正なマスク画像を得ていることが前提である。マスク画像は、絶対値画像データから求めるが、上記した信号値の局所的なバラツキの影響を受けて、絶対値画像データからの算出するマスク画像は適正でないことが多い。この結果、マスク画像を用いての関心領域や処理領域の抽出失敗を招く。ここで、絶対値画像とは、ＭＲＩ画像が位相成分を持つことから、その位相分に依拠しない絶対画像値を指す。
【０００５】
上記特許文献２は、こうした問題点の１つの解決策を提示しており、全身用のコイルを設けておき、マスク画像算出は、このコイルを用いて得た絶対値画像から算出するものである。かかるやり方は、全身用コイルを用いたマスク画像の算出のためには、そのための余計な撮影が必要になり、全体の撮影時間が延長してしまうとの問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、全体の撮影時間を延長することなく、適正マスク画像の算出を可能にするＭＲＩ装置を提供するものである。
更に本発明の目的は、垂直磁場方式に使用して、適正なマスク画像の算出を可能にするＭＲＩ装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、複数の受信コイルを持ち、これらの計測ＮＭＲ信号を合成して第１のＭＲＩ絶対値画像を得るＭＲＩ装置において、
上記複数の受信コイルの一部を選択してその選択受信コイルの計測ＮＭＲ信号を用いて第２の絶対値画像を得、この第２の絶対値画像からマスク画像を求め、このマスク画像を用いて上記第１のＭＲＩ絶対値画像のマスク処理を行うものとしたＭＲＩ装置を開示する。
【０００８】
更に本発明は、垂直磁場タイプの受信コイルであってＭＡＣコイルとソレノイドコイルとの２種類の受信コイルを持ち、又はＭＡＣコイルの一部にソレノイドコイルを持ち、ソレノイドコイルを含めて得た計測ＮＭＲ信号を合成して第１のＭＲＩ絶対値画像を得るＭＲＩ装置において、
上記ソレノイドコイルの計測ＮＭＲ信号を用いて第２の絶対値画像を得、この第２の絶対値画像からマスク画像を求め、このマスク画像を用いて上記第１の絶対値画像のマスク処理を行うものとしたＭＲＩ装置を開示する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、マスク処理の際にＭＡＣコイルから得られる絶対値画像に存在する信号値のバラツキに左右されることのない適正なマスク画像の算出が可能となり、不適切なマスク処理結果を避けることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図を用いて説明する。
まず、一般的なマスク処理に関して説明する。マスク画像を用いたマスク処理は画像の輪郭抽出などに用いられる。ＭＲＩ画像においてはマスク画像は輪郭抽出した結果を用いて背景と関心領域を分離し、選択的に演算を施したいときのフィルターとして広く用いられる。マスク画像を算出する際の具体的な方法としては、絶対値画像の信号強度を用いて閾値処理する方法が簡便である。例えば、図２（ａ）に示すように暗部１ａと明部１ｂとその中間暗部１ｃとを持つ画像１に対して適切な閾値ＴＨ１にて閾値処理を行うと閾値ＴＨ１より高いか低いかで図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、信号領域と背景領域を簡単に分離した画像２、３を得ることができる。従って、閾値ＴＨ１より高い信号領域のみを抽出するマスク処理のためには、閾値ＴＨ１より低い背景領域のみをマスクするマスク画像を作成し、このマスク画像を絶対値画像にかけ合わせればよい。しかし閾値の設定が不適切だと意図しないマスク処理結果となり、図３（ａ）の画像１に対して、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように撮像対象の構造に起因する信号差によって領域を区切ってしまう可能性もある。適切なマスク処理を算出するためには、閾値処理に適した画像を用意する事が望ましく、一般的には、信号領域における組織間の信号差が少ない画像又は信号領域と背景領域の信号差が大きい画像、であることが望ましい。これらは閾値の処理がシビアになるのを避けるための要求であり、様々な場面で一定の閾値処理効果を得るためには上記のような画像である方が好ましいことによる。
【００１１】
次にＭＡＣコイルを使用した際に得られる画像について述べる。静磁場の印加の仕方として、水平磁場タイプと垂直磁場タイプとがある。水平磁場タイプのＭＲＩ装置で使用するＭＡＣコイルは一つ一つが高いＳ／Ｎを得ることが出来る径の小さいコイルで構成されている。且つ、ＭＡＣコイルは撮像対象表面に対して接する形で設置される事が多いため、コイルの外縁（形状）としてのコイルパターンが存在する場所では画像に局所的な高信号を呈してしまう。このような画像に閾値処理を行う場合、図４（ａ）に示すように、コイルによる高信号部分１ｄがあると、絶対値画像の最大信号値の上昇により閾値ＴＨ３が引き上げられる。このため図２では同じ閾値設定で上手く処理できていたものが図４（ｂ）、（ｃ）の如く出来なくなってしまう場合が生じる。このような自体を避けるための処置として閾値の設定を下げることも考えられるが、低すぎる閾値は血流による信号の流れなどのアーチファクトやノイズ領域を拾ってしまう可能性があるため万全の対応策とは言えない。
【００１２】
本発明は垂直磁場タイプのＭＲＩ装置に適用することが好適である。図１は、垂直磁場方式に適用するＱＤコイルの構成例を示す。ＱＤコイルとは、直交するようにコイルを配置し、受信感度を高めたコイル構成を指す。図１のＱＤコイルは、体軸方向（ｘ）に１次元配置したＭＡＣコイル１０と、それに直交する方向（ｚ）に配置したソレノイド型コイル１１と、から成る。ソレノイドコイルもＭＡＣコイルの一部ではあるが、本実施例では別名称として扱う。ＭＡＣコイル１０は、４個の平面配置例を示し、且つ相互に端部で重複させ相互信号が最小となるようにしている。ソレノイド型コイル１１の巻回数は１回の事例もあれば２回以上の事例もある。
【００１３】
図１のＭＡＣコイル１０は、４個の事例であるが、５個以上の事例もあれば、配置や形状も種々存在する。またソレノイドコイルは平面配置コイルに垂直としたが、平面配置例もある。またＭＡＣコイルの一部にソレノイドコイルを持つ例の他に、ＭＡＣコイルと別個にソレノイドコイルを持つ例もある。
【００１４】
図１のＱＤコイルは、被検体からのＭＲＩ計測情報（ＮＭＲ信号）を取得するためにコイル１０と１１とを協働して使用する。具体的には、ＭＡＣコイル１０の４個の受信ＮＭＲ信号とソレノイドコイル１１の受信ＮＭＲ信号とを合成してＭＲＩ画像を再構成で得る。
そこで、本発明では、ソレノイドコイル１１に注目し、このコイル１１の画像をマスク画像抽出に利用しようとするものである。
【００１５】
この点を詳述する。図５（ａ）は、図１のＭＡＣコイル１０とソレノイドコイル１１とのＮＭＲ信号を合成して得た画像例を示す。画像の左右の端部に高輝度の画像成分Ｐが出現している。これは、ＭＡＣコイル１０のコイルパターンの影響による。これを水平に投影すると図５（ｂ）の如きプロファイル情報となり、適正なマスク画像算出が困難となる。
【００１６】
ソレノイドコイルは、一般に広感度領域且つ均一度の高い感度を有することが知られている。特許文献２でも述べられている通りである。そこで、ソレノイドコイル１１を、合成用の計測ＮＭＲ信号として利用すると共に、マスク画像算出用にも利用する。
【００１７】
図６は、その処理フローを示す。フローＦ１では、両コイル１０と１１とのＮＭＲ信号を取得する。フローＦ２でソレノイドコイルのＮＭＲ信号のみを用いてＮＭＲ絶対値画像Ｇ２を再構成にて得る。フローＦ３では、絶対値画像Ｇ２に閾値ＴＨを用いて閾値処理を行い、マスク画像を得る。フローＦ４で、両信号を合成したＮＭＲ絶対値画像Ｇ１もしくはＮＭＲ位相画像にマスク画像を用いてマスク処理を行う。フローＦ５では、関心領域のみが抽出された画像Ｇ３（絶対値画像または位相画像）を取得する。
【００１８】
図７は、本実施例による画像処理例を示す。図７（ａ）はＭＡＣコイルのソレノイドコイルのみの画像であり、そのプロファイルは図７（ｂ）の如くなり、変動の少ないプロファイルとなる。この様な画像を用いれば適正なマスク画像算出が容易となることがわかる。
【００１９】
以上の本発明によれば、ＭＡＣコイルを構成するエレメントの一つであるソレノイドコイルのデータのみを用いた絶対値画像を用いてマスク画像を算出する。これにより、ＭＡＣコイルを用いた際の絶対値画像に生じる局所的な高信号の影響を受けることなくマスク処理を行うことが可能となり、良好なマスク処理結果を得ることが出来る。
【００２０】
以上は、垂直磁場タイプのソレノイドコイルを持つ例としたが、本発明は、水平磁場タイプやソレノイドコイルを持たない例でも、マスク画像算出用のコイルの選択というコンセプトの発明として、他のすべての事例を含ませることができる。
例えば、図８の如きＭＡＣコイル１００の例がある。これは、径の小さいコイルエレメント＃１〜＃６とその平面配置の周囲にコイルエレメント＃７を持つ例である。コイルエレメント＃７がコイルエレメント＃１〜＃６よりも広い領域をセンス領域として持つ例である。かかるＭＡＣコイル１００において、コイルエレメント＃７はソレノイドコイルではないが、コイルエレメント＃１〜＃６に比べてよりフラットな特性を有する。従って、ソレノイドコイルほどの均一性を有していなくてもＭＡＣコイル１００の中で最も均一なものである故に、これを利用する。＃１〜＃６は径が小さいため高成度であり、＃１〜＃７から合成される絶対値画像は信号値の起伏が大きい。しかし、径の大きい＃７のみを用いれば、比較的均一な絶対値画像を得ることができ、絶対値処理を行う上で良好な結果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の垂直磁場タイプでのＱＤコイル例を示す図である。
【図２】閾値処理による輪郭抽出の概念図である。
【図３】閾値が不適切な場合の閾値処理による輪郭抽出の概念図である。
【図４】局所的に高信号部分を有する画像について閾値処理による輪郭抽出を行った場合の概念図である。
【図５】垂直磁場ＭＲＩ装置にてＭＡＣコイルを用いたときに得られる画像とそのプロファイルである。
【図６】本発明の処理フローチャートである。
【図７】垂直磁場ＭＲＩ装置にてソレノイドコイルのみを用いたときに得られる画像とそのプロファイルである。
【図８】他のＭＡＣコイル例図である。
【符号の説明】
【００２２】
１、２、３    画像
１０    ＭＡＣコイル
１１    ソレノイドコイル
【図１】
0005277452.tif 000002
【図２】
0005277452.tif 000003
【図３】
0005277452.tif 000004
【図４】
0005277452.tif 000005
【図５】
0005277452.tif 000006
【図６】
0005277452.tif 000007
【図７】
0005277452.tif 000008
【図８】
0005277452.tif 000009