(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＲ装置の送受信回路、ＲＦコイル、傾斜磁場に反転回復ＭＲシーケンスを印加して、被検体の最初の画像を構成する１組のＭＲデータを、指定されたサイズの画素行列を有し、各々の画素が関連するＭＲ信号と位相ベクトルとを有するように、取得するステップと、
前記最初の画像の画素によって与えられた情報から、前記指定されたサイズよりも実質的に小さいサイズの画素行列を有する位相ベクトル画像を生成する位相ベクトル画像生成ステップと、
前記位相ベクトル画像に領域成長手法を適用して、前記位相ベクトル画像から位相誤差を除去するステップと、
前記位相ベクトル画像を前記指定されたサイズの画素行列まで拡大するステップと、
前記最初の画像の画素行列を拡大した前記位相ベクトル画像と選択的に組み合わせて位相補正された位相感応性反転回復画像を提供するステップと、
を有し、
前記位相ベクトル画像生成ステップは、
第１の画素行列を有する第１の中間画像であって、該第１の画素行列の各々の画素が、前記最初の画像のうちの負の実数成分を持つ位相ベクトルを反転した後に、前記最初の画像のうちの対応する画素のグループの信号を選択的に平均することによって導き出された信号強度を持っている第１の中間画像を構成するステップと、
第２の画素行列を有する第２の中間画像であって、該第２の画素行列の各々の画素が、前記最初の画像のうちの負の虚数成分を持つ位相ベクトルを反転した後に、前記最初の画像のうちの対応する画素のグループの信号を選択的に平均することによって導き出された信号強度を持っている第２の中間画像を構成するステップと、
前記第１および第２の中間画像を選択的に処理して、前記位相ベクトル画像を形成する選択的位相ベクトル画像形成ステップと、を有し
前記前記第１および第２の中間画像を選択的に処理する前記選択的位相ベクトル画像形成ステップは、
前記第１および第２の中間画像の対応する画素を比較し、該比較された画素のうちの振幅の大きい方の画素を前記位相ベクトル画像の画素として選択するステップを有する、
ことを特徴とする位相感応性ＭＲイメージング装置の作動制御方法。
【請求項２】
前記領域成長手法は、前記位相ベクトル画像の中の１つの画素をランダムにシード画素として選択するステップと、
前記シード画素の位相ベクトルと前記位相ベクトル画像の中の近隣の画素の位相ベクトルとの間の角度が第１又は第２の角度範囲内にあるかどうか判定するステップと、
前記角度が前記第１の角度範囲内にある場合には、前記近隣の画素をその後に使用するためのシード画素として選択するステップと、
前記角度が前記第２の角度範囲内にある場合には、前記近隣の画素の位相ベクトルを反転して、該画素をその後に使用するためのシード画素として選択するステップと、
前記角度が前記第１の角度範囲内にも又前記第２の角度範囲内にもない場合には、前記近隣の画素をシード画素として使用しないステップと、
を含んでいる請求項１記載の作動制御方法。
【請求項３】
前記拡大された位相ベクトル画像に低域通過フィルタを適用して、該画像からノイズを除去する請求項２記載の作動制御方法。
【請求項４】
前記方法がマルチスライス・イメージングに用いられ、前記データがイメージング時間の短縮のために分散インターリーブ型データ取得法に従って取得される請求項３記載の作動制御方法。
【請求項５】
前記反転回復ＭＲシーケンスにおける反転時間が、前記位相感応性反転回復画像における特定の範囲内のＴ１を持つ組織を実質的に抑圧するように選択されており、該特定の範囲は前記選択された反転時間よりも選択的に小さい又は大きいＴ１を含んでいる請求項３記載の作動制御方法。
【請求項６】
前記第１の角度範囲は０°±θ０であり、前記第２の角度範囲はπ±θ０であり、θ０は９０°より実質的に小さい選ばれた角度である請求項２記載の作動制御方法。
【請求項７】
前記θ０がほぼ２０°±１０°の範囲内から選ばれている請求項６記載の作動制御方法。
【請求項８】
前記最初の画像の画素行列の前記指定されたサイズが２５６×２５６であり、前記位相ベクトル画像のサイズが６４×６４である請求項２記載の作動制御方法。
【請求項９】
所与のスライスについての前記反転回復ＭＲシーケンスが、特定の反転回復パルス及びそれに続く特定の反転時間の後の１組の対応する取得パルスを含んでいる請求項４記載の作動制御方法。
【請求項１０】
前記方法は、前記特定の反転時間中に、前記所与のスライスの後に続く複数のスライスにそれぞれ関連した複数の反転回復パルスを発生するステップを含んでいる請求項９記載の作動制御方法。
【請求項１１】
前記方法は、前記特定の反転時間中に、前記所与のスライスの後に続く複数のスライスにそれぞれ関連した複数の反転回復パルスを、前記所与のスライスの前にある複数のスライスにそれぞれ関連した複数の取得パルスとインターリーブするステップを含んでいる請求項９記載の作動制御方法。
【請求項１２】
被検体に反転回復ＭＲシーケンスを印加して、指定されたサイズの画素行列を有する最初の画像を構成するための１組のＭＲデータを取得するように配置されている１組のＭＲ構成要素と、
分散インターリーブ型モードでデータを取得するように前記ＭＲ構成要素を作動するパルス・シーケンス制御装置であって、所与のスライスについての反転パルスがが他の２つのスライスについてのイメージング・パルスの間に配置される、前記パルス・シーケンス制御装置と、
前記ＭＲデータを受け取って、前記最初の画像の画素によって与えられた情報から、前記指定されたサイズよりも実質的に小さいサイズの画素行列を有する位相ベクトル画像を作成するデータ処理装置であって、前記位相ベクトル画像に領域成長手法を適用して、前記位相ベクトル画像から位相誤差を除去するように配置されているデータ処理装置と、
前記位相ベクトル画像を前記指定されたサイズの画素行列まで拡大する手段と、
前記最初の画像の画素行列を拡大した前記位相ベクトル画像と選択的に組み合わせて位相補正された位相感応性反転回復画像を提供する手段と、
を有し、
前記データ処理装置は、第１の画素行列を有する第１の中間画像であって、該第１の画素行列の各々の画素が、前記最初の画像のうちの負の実数成分を持つ位相ベクトルを反転した後に、前記最初の画像のうちの対応する画素のグループの信号を選択的に平均することによって導き出された信号強度を持っている第１の中間画像を構成すると共に、第２の画素行列を有する第２の中間画像であって、該第２の画素行列の各々の画素が、前記最初の画像のうちの負の虚数成分を持つ位相ベクトルを反転した後に、前記最初の画像のうちの対応する画素のグループの信号を選択的に平均することによって導き出された信号強度を持っている第２の中間画像を構成する機能を有しており、
前記データ処理装置は、前記第１および第２の中間画像の対応する画素を比較し、該比較された画素のうちの振幅の大きい方の画素を前記位相ベクトル画像の画素として選択することにより、前記第１および第２の中間画像から前記位相ベクトル画像を形成する機能を有していることを特徴とするＭＲイメージング装置。
【請求項１３】
前記イメージング装置は、前記位相ベクトル画像を拡大スク機能を有しており、更に前記拡大された位相ベクトル画像からノイズを除去するように配置された低域通過フィルタを含んでいる請求項１２記載のＭＲイメージング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一般的に反転回復（ＩＲ）磁気共鳴（ＭＲ）イメージング法の改良に関するものである。より具体的に述べると、本発明は、画像を再構成する際に最初に取得したデータからの固有位相(intrinsic phase) 情報を保持するようにした上記タイプの方法に関するものである。更により具体的に述べると、本発明は、ノイズ及びアーティファクトを効果的に低減しながら、磁化ベクトルの方向情報を保存するようにした上記タイプの方法に関するものである。
【０００２】
【発明の背景】
当業者に周知のように、反転回復型のＭＲパルス・シーケンスは１８０°ＲＦ反転パルスを含み、その印加から反転回復時間（ＴＩ）後に９０°ＲＦパルスが印加される。このようなシーケンスは縦磁化の範囲が１８０°反転パルスによって２倍になるので優れたＴ１コントラストが得られる可能性があるとして永く認識されてきた。しかしながら、ＩＲシーケンスのこれまで最も有効な応用でも、或る特定のＴ１を持つ核種の抑圧に制限されている。Ｔ１コントラスト強調のためにＩＲシーケンスを使用することは比較的稀であり、その理由は主に次の２つの欠点による。第１は、ＩＲシーケンス時間が、長い反転回復時間のために他のイメージング・シーケンスよりも通常かなり長いことであり、マルチスライス・イメージングの場合には全イメージング時間が実用的でないほどに長くなる可能性がある。第２は、或る特定の反転時間で取得された画像が逆のコントラストで表示され、従って相対的に長いＴ１の組織が相対的に短いＴ１の組織よりも明るく現れることがあることである。この変則的な現象は、市販のＭＲＩスキャナで広く使用されている大きさ(magnitude) による再構成により生じることが知られており、画像の解釈を混乱させ困難にすることが報告されている。
【０００３】
スピン・エコー又は高速スピン・エコー反転回復シーケンスで取得された時間領域データの２Ｄフーリエ変換は、一般的に、次式のように表すことが出来る。
Ｓ(x,y)＝Ｉ(x,y) exp（ｊ（φi(x,y)＋φe(x,y)）                （１）
式（１）において、φi(x,y)は励起時点におけるスピン磁化の符号(sign)によって決定される固有位相である。従って、φi(x,y)は０又はπのいずれかの値のみを取ることが出来る。φe(x,y)は遍在する位相誤差項であり、これは時間に独立であるが、一般に空間位置により変化する。φe(x,y)に影響を及ぼす可能性のあるソースとしは、複素通過帯域ＲＦ受信器フィルタ、データ取得窓の中心合わせ不良、勾配補償の不良、Ｂ0 磁界の不均一性、及びＲＦ受信コイルによる位相シフトが挙げられる。しかしながら、従来の（通常の）再構成においては、典型的には大きさのみが使用されている。その結果、固有位相φi(x,y)及び位相誤差項φe(x,y)の両方共、従来では無視されていた。Ｉ(x,y) は、通常の大きさによる再構成で得られているような画像ベクトルの大きさである。Ｉ(x,y) は、一般に、あるイメージング及び組織パラメータと共に、初期磁化Ｍ0(x,y)の関数であり、次式のように表すことが出来る。
【０００４】
Ｉ(x,y) ＝｜Ｍ0(x,y)[1-2e(-TI/T1)-e(-TR/T1)+2e((-TR-TE/2)/T1)]｜（２）
【０００５】
【発明の概要】
本発明によれば、大きさのみによる再構成を用いる通常のＭＲイメージングにおける不所望な位相誤差項とと共に失われる固有位相因子ｅｘｐ（ｊφi ）を回復する位相感応性(phase sensitive) ＩＲ画像再構成法が提供される。式（１）から、３つの未知項、すなわちＩ(x,y) 、φi(x,y)及びφe(x,y)が含まれていることが判る。しかしながら、φe(x,y)は一般にゆっくりと変化する関数であり、φi(x,y)は０又はπのいずれかである二値（バイナリ）の値である。従って、単一のデータ取得により３つの未知のパラメータを決定する手法が開発された。
【０００６】
本発明の方法は、イメージング対象の被検体に反転回復ＭＲシーケンスを印加して、２５６×２５６行列（マトリクス）のような指定されたサイズの画素（ピクセル）行列を有する最初の画像を構成するための１組のＭＲデータを取得するステップを含む。各々の画素は関連するＭＲ信号及び位相ベクトルを持つ。本発明の方法は更に、最初の画像の画素によって与えられた情報から位相ベクトル画像を作成するステップを含み、位相ベクトル画像は最初の画像よりは実質的に小さく、例えば６４×６４行列のサイズを持つ。この位相ベクトル画像に領域成長手法を適用して、位相ベクトル画像から位相誤差を除去する。次いで、位相ベクトル画像は指定されたサイズの画素行列までズーミングすなわち拡大する。
【０００７】
本発明の好ましい実施態様では、位相ベクトル画像を作成するために、第１の画素行列を有する第１の中間画像及び第２の画素行列を有する第２の中間画像を構成する。第１の中間画像の各々の画素の信号強度は、最初の画像のうちの負の実数成分を持つ位相ベクトルを反転した後に、最初の画像のうちの対応する画素のグループの信号を選択的に平均することによって導き出される。同様にして、第２の中間画像の各々の画素の信号強度は、最初の画像のうちの負の虚数成分を持つ位相ベクトルを反転した後に、最初の画像のうちの対応する画素のグループの信号を選択的に平均することによって導き出される。その後、第１および第２の中間画像は、位相ベクトル画像を形成するように選択的に処理される。好ましくは、このような処理は、第１および第２の中間画像の対応する画素を比較し、比較された画素のうちの振幅の大きい方法の画素を位相ベクトル画像の画素として選択することを含む。
【０００８】
上記の観点から、本発明の重要な目的は、固有のコントラスト範囲を回復させると共にコントラスト反転現象をなくし、また固有位相因子、すなわち最初に取得されたデータの固有位相情報を保持し又は回復させると共にこのような情報を不所望の位相誤差から分離し、またイメージング時間を最適化して、全ての必要なデータが単一のデータ取得で得ることが出来るようにし、また信頼性を改善すると共に手動による又は使用者による介在を何ら必要としないような、反転回復ＭＲイメージング法を提供することである。本発明の他の目的並びに利点は、添付の図面を参照した以下の説明から容易に明らかになろう。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１には、ここに述べるようにＭＲデータを取得するために作動し得るＭＲシステム１０の基本的構成部品が図示されている。システム１０は、その円筒形ボア（中孔）内に主磁界すなわち静磁界Ｂ0 を作成する磁石１４と共に、ＲＦ送信コイル１２を含んでいる。ＲＦ送信コイル１２は、磁石の中孔内に配置されているイメージング対象の患者などの被検体１６にＲＦ励起信号を送信して、ＭＲ信号を発生させる。システム１０は更に、直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸に対してＧｘ、Ｇｙ及びＧｚ磁界勾配をそれぞれ作成するＧｘ、Ｇｙ及びＧｚ勾配コイル１８、２０及び２２を含んでいる。図１は、勾配コイル１８、２０及び２２の各々がＧｘ、Ｇｙ及びＧｚ勾配増幅器２４、２６及び２８によってそれぞれ駆動され、またＲＦ送信コイル１２が送信増幅器３０によって駆動されることを示している。
【００１０】
更に図１には、システム１０にＲＦコイル４０が設けられることが図示されており、該ＲＦコイル４０は、被検体１６の領域３６からＭＲ信号を取得するために、ＲＦ受信増幅器３８と関連して作動される。システム１０には更にパルス・シーケンス制御装置３２が設けられており、該パルス・シーケンス制御装置３２は、ＲＦ増幅器及び勾配増幅器を制御することによって、複数の組のＭＲ信号を生じさせて取得するためのパルス・シーケンスを発生するように作動される。システム１０はまた、本発明に従って、取得されたデータを処理するように直ぐに作動できる計算及び処理用電子装置３４を含む。ＭＲシステム１０のそれぞれの構成部品の構成、機能及び相互関係は、米国特許第５，６７２，９６９号明細書に記載されているように従来技術において周知である。
【００１１】
本発明の有用な実施態様では、ＭＲシステム１０は、被検体１６の領域３６などデータを取得するために通常の反転回復ＭＲパルス・シーケンスに従って作動される。システム１０は更に、取得されたデータの高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行い、或いはデータを処理して最初のすなわち元のＭＲ画像を作成するように作動される。通常、最初の画像は２５６×２５６行列の画素（ピクセル）配列を有する。前に述べたように、ＩＲ画像は関連した固有位相φi(ｘ，ｙ)を持つ。
【００１２】
図２には、Ｘ軸のような空間次元に対して固有位相φi(ｘ，ｙ)をプロットした曲線２４が示されている。前に述べたように、固有位相φi は、ｘ1 、ｘ2 及びｘ3 におけるように固有位相の逆転又は反転を表す値０又はπのみを持つことが出来る。しかしながら式（１）に示されるように、全位相は実際には固有位相φi と外部位相項φe(x,y)との和である。外部位相は、図２において、固有位相曲線２４に重畳された位相成分４４ａ、４４ｂ及び４４ｃによって表されている。外部位相成分４４ａ及び４４ｂは、固有位相に関連する大きさと比べて小さい。従って、このような成分は間違って固有位相の反転と解釈されることは殆どない。しかし、外部位相成分４４ｃは、固有位相と比べてかなり大きい信号強度を示し、従って、ｘ4 におけるように１つ又はそれ以上の固有位相の反転を示していると解釈される可能性がある。
【００１３】
本発明によれば、取得されたデータの信号対ノイズ比（ＳＮＲ）を増大させることによって、固有位相に関連するＭＲ信号の強度が外部位相誤差に対してかなり増大されることが認識された。従って、ＩＲ画像を構成するのに有用な固有位相情報と歪みを起こさせる外部位相項φe(x,y)とを区別するのがより一層容易になる。更に、元のすなわち最初に取得された画像の画素行列サイズを小さくすること、従って分解能が小さくなるが画素のサイズを大きくすることによって、ＳＮＲを増大できることが認められた。そこで、２５６×２５６画素行列の最初の画像が、相対的に小さい画素行列（例えば、６４×６４画素行列）のサイズの画像に縮小される。このような画素行列サイズの縮小は一般には、６４×６４画素行列の画像の各画素の信号値を、最初の画像から取った対応する４×４画素配列のそれぞれの信号値から計算することによって、実施される。縮小された画像の行列の各画素は、その対応する４×４画素配列の磁化分布によって決定される関連した位相ベクトルを持つ。
【００１４】
図３には、対応する４×４画素領域内の起こり得る異なる磁化分布によってそれぞれ生じる位相ベクトルが示されている。さらに図３には、縮小した６４×６４画素行列の画像の中の１つの画素について位相ベクトルを計算するための異なる方法が示されている。より具体的に述べると、図３の列（ａ）〜（ｄ）の各々は異なる磁化分布を示し、行（１）〜（４）の各々は異なる位相ベクトル計算手法を示す（これらについては、以下に詳しく説明する）。
【００１５】
図３の行（１）は、６４×６４画素行列の画像の中の１つの画素のＭＲ信号が、その対応する４×４配列のそれぞれの画素の信号値の複素平均を取ることによって直接的に計算される手法に関している。これは、４×４画素配列の画素の各々が同じ固有位相φi(ｘ，ｙ) を持っている場合には全くよく機能する。これは、例えば、それぞれの配列の画素の信号が正の実数及び虚数成分を持っている列（ａ）の磁化分布４６の場合に当てはまる。このような場合には、４×４画素配列の画素の直接的な平均により位相ベクトル４８ａが生じ、この位相ベクトルは元のすなわち最初の画像からの位相情報を正確に保存している。しかしながら、列（ｂ）〜（ｄ）は異なる磁化分布５０〜５４をそれぞれ示している。これらの分布の各々は、４×４画素領域から由来し、特定の固有位相の画素のグループを含んでいると共に、逆の固有位相の画素のグループも含んでいる。このような状況は、異なるＴ１を持つ２つの組織の境界領域におけるＩＲイメージングで生じる。このような画素領域に行（１）の平均手法を適用すると、固有位相の効果が実質的に相殺されて、４８ｂ〜４８ｄのようなごく小さい位相ベクトルが生じる。このように、直接的な平均手法は、逆の位相の画素を含む４×４画素領域に適用したとき、位相情報が不確かになるか又は失われてしまう。
【００１６】
図３の行（２）には、列（ｂ）の磁化分布５０及び列（ｃ）の磁化分布５４の移相情報を保持する手法が示されている。このような分布では、４×４画素領域は逆の虚数成分を持つ画素を含んでいる。行（２）の平均手法によれば、４×４画素領域の画素の全ての負の虚数成分が反転される。次いで、得られた配列に複素平均法を適用して、対応する６４×６４の縮小画像について位相ベクトルを求める。この手法により、列（ｂ）及び（ｃ）に関連した画素配列の位相情報を保存する位相ベクトル５６ｂ及び５６ｃがそれぞれ作成される。しかし、磁化分布５４並びにそれに関連する位相ベクトルが実数軸の周りに集まっている場合には、行（２）の平均手法により作成された位相ベクトル５６ｄによって与えられる位相情報は、不確かなものになる恐れがある。
【００１７】
このような欠点を補償するために、図３の行（３）に示す手法が用いられる。この手法は、行（２）の手法と非常によく似ているが、複素平均を行う前に、虚数成分ではなく、４×４画素配列の負の実数成分を反転する。行（３）の手法は、磁化分布４６、５０及び５４の固有位相情報を保持する位相ベクトル５８ａ、５８ｂ及び５８ｄをそれぞれ提供する。位相ベクトル５８ｃは、虚数軸の周りに集まっている分布５２の位相情報を保持しない。
【００１８】
もし２つの６４×６４画素行列の画像を最初の画像から形成し、その内の一方を行（２）の手法に従って形成し、他方を行（３）の手法に従って形成したとすると、これらの２つの画像は元の２５６×２５６画素行列の画像の全ての位相情報を実質的に含んでいることになる。そこで、中間のステップとして、このような２つの６４×６４画素行列の画像を形成する。より具体的に述べると、これらの２つの中間画像の対応する画素値を比較し、振幅の大きい方の値を持つ画素を、ハイブリッド画像の対応する画素として選択する。図３の行（４）は、このようにして位相ベクトル５６ｃが磁化分布５２の位相効果を表すように選択され且つ位相ベクトル５６ｄが磁化分布５４の位相効果を表すように選択されていることを示す。
【００１９】
前に述べたように、ＩＲ画像中の固有位相φi(x,y)は、０又はπのいずれかである二値の値のみを持ち、外部位相誤差はゆっくりと変化する関数である傾向がある。従って、式（１）によって表されるような所与の画素の方向、及び近隣の又は隣接の画素の位相ベクトルの方向は、これらの２つの画素における組織のＴ１時間に依存して、それらの近辺の小さい角度範囲内か又は逆方向の小さい角度範囲内に存在するように拘束されているはずである。これに基づいて、本発明の実施態様の更なるステップとして、２Ｄ領域成長プロセスが、図３に関連して述べたように構成された６４×６４画素行列のハイブリッド位相ベクトル画像に適用される。領域成長プロセスは、固有位相φi(x,y)から外部位相誤差φe(x,y)を識別して分離する傾向があり、また滑らかな領域成長、すなわち隣接の画素間の滑らかな遷移を保証する。
【００２０】
図４には、前に述べたような６４×６４画素行列のハイブリッド位相ベクトル画像の一部分６０が示されている。領域成長プロセスによれば、位相ベクトル画像６０の中の１つの画素、例えば画素６２を、最初にランダムに「シード(seed)」画素として選択する。次いで、画素６２の位相ベクトル６４と近隣の画素６８の位相ベクトルとの間の角度θ1 を決定する。そこで、θ1 を２つの角度範囲０°±θ0 及びπ±θ0 と比較し、θ1 の値がそのいずれかの角度範囲内にあるかどうか判定する。θ0 は比較的小さい値、例えば、１５°乃至２５°程度の値に選択される。図４に示す例では、画素６８の位相ベクトル６６は、θ1 が角度範囲０°±θ0 内にあるような方向を持っている。これは外部位相誤差が最小であり、且つ近隣の画素６２及び６８の間の遷移が滑らかであることを示している。そこで、画素６８をシード画素として選択して、その位相ベクトル６６と、未だ領域成長プロセスを適用していない１つ又はそれ以上の近隣の画素の位相ベクトルとの間の角度を決定する。
【００２１】
更に図４には、新しいシード画素６８の位相ベクトル６６とその隣の画素７２の位相ベクトル７０との間の角度θ2 が示されている。θ2 は角度範囲π±θ0 内にあることが判る。そこで、画素７２をシード画素として選択する。この場合、画素７２の固有位相は画素６８の固有位相に対して反転されたものであると認識される。
【００２２】
更に図４には、画素７２の位相ベクトル７０とその近隣の画素７６の位相ベクトル７４との間の角度θ3 が示されている。θ3 は両方の角度範囲０°±θ0 及びπ±θ0 の外側にあることが判る。そこで、画素７６はシード画素とはならない。その代わりに、画素７２をシード画素として使用し続け、その位相ベクトル７０を別の画素８０の位相ベクトル７８と、前に述べたように比較して、画素７２又は８０をその後のシード画素として使用すべきかどうか判定する。
【００２３】
上述の領域成長プロセスでは、シード画素のベクトルの方向と比較される画素のベクトルの方向との間の角度差が角度閾値０°±θ0 内にあれば、比較される画素のexp（ｊφi(x,y)） は値が変更されず、exp（ｊφe(x,y)） は式（１）に示されているようにその値を保持する。また角度差が角度閾値π±θ0 内にある場合には、exp（ｊφi(x,y)） 及びexp（ｊφe(x,y)） は両方ともその符号が変わる。θ0 の値は、理論的には、位相誤差の空間変動の範囲に依存する。しかし、実際上、前に述べたように１５°と２５°との間のθ0 値が不要な中断もなく滑らかな領域成長を保証すると思われる。使用される正確なθ0 値は、それが９０°よりもかなり小さく（従って、人為的な傾きが発生されず）且つノイズ・レベルより大きい（従って、領域成長が滑らかに処理される）限り、余り重要ではない。
【００２４】
図５及び図６は合わせて、本発明の一実施態様による方法のステップをまとめた流れ図を示す。最初に、プロセス・ブロック８２に示されているように、ＩＲシーケンスにより１組のＭＲデータを取得して、指定された画素行列サイズ、例えば２５６×２５６画素行列の画像を形成する。この最初の画像のデータを使用して、２つの６４×６４画素行列の中間画像を構成する。これらの手順は図５のプロセス・ブロック８４及び８６に示されており、また図３の行（２）及び（３）に関連してそれぞれ前に述べた通りである。２つの中間画像のデータを用いて、プロセス・ブロック８８に示されているように、また図３の行（４）に関連して前に述べたようにして、６４×６４画素行列のハイブリッド位相ベクトル画像を形成する。６４×６４画素行列サイズに縮小された位相ベクトル画像は、元の（すなわち最初の）２５６×２５６画素行列の画像よりも実質的に大きいＳＮＲを持つ。同時に、プロセス・ブロック８８の位相ベクトル画像は、元の（すなわち最初の）画像の固有位相情報を保存している。
【００２５】
更に図５及び図６の流れ図について説明すると、プロセス・ブロック９０は、図４に関連して前に述べたように、ハイブリッド位相ベクトル画像に適用される領域成長手法を示している。領域成長手法は、それぞれの画素について固有位相φi(x,y)から外部位相誤差φe(x,y)を識別して分離して、隣接する画素間の滑らかな角度連続性を保証する。
【００２６】
領域成長後の全体の符号を決定するため、プロセス・ブロック９２で、全磁化が選択されたＴＩに応じて正または負であることが要求される。このステップは、位相ベクトル画像が正しいコントラストを示すことを保証するために不可欠である。すなわち、位相ベクトル画像のそれぞれの位相ベクトルの意図しない反転の結果として画像の明るい領域及び暗い領域が誤って反転されることのないようにすることが必須である。このようなステップは、プロセス・ブロック９４によって部分的に実施される。プロセス・ブロック９４では、図３の行（１）に関連して前に述べたように、元の２５６×２５６画素行列の画像のそれぞれの４×４画素配列を単純に平均することによって、６４×６４画素行列の画像が構成される。このような画像によって与えられる情報はプロセス・ブロック９２で使用して、正しいコントラストを保証するために位相ベクトル画像のそれぞれの画素の位相ベクトルを反転すべきか又はそのままにしておくべきかを決定する。
【００２７】
プロセス・ブロック９２の手順の完了後、プロセス・ブロック９６で示されているように、位相ベクトル画像が元の（すなわち最初の）画像のサイズすなわち２５６×２５６画素行列まで拡大すなわちズーミングされる。この拡大された画像には、プロセス・ブロック９８に示されているように、低域通過フィルタ処理が適用される。この段階で、領域成長手法を行う際に訪れていない画素について滑らかな空間的角度連続性を要求することによって外部位相誤差exp（ｊφe(x,y)） が決定される。最終出力、すなわち位相に感応性のＩＲ画像は、フィルタリング後の位相ベクトル画像の複素共役を乗算した後の元の画像の実数部を取ることによって作成される。この手順がプロセス・ブロック１００に示されている。ここで、図５及び図６に示されているデータ処理方法全体が完全に自動化されて手動による開示を何ら必要としないことに留意されたい。
【００２８】
前に述べたように、通常のＩＲシーケンスの欠点の１つは全イメージング時間がかなり長いことであり、これはマルチスライス・イメージングのためには許容できない程である。通常のＩＲシーケンスでは、所与のスライスについて反転パルス及びイメージング・パルスの両方が作用され、すなわち発生され、その後、別のスライスについてのパルスが作用される。ＴＩが長いとき、ＴＩ時間中にかなりの時間が無駄になる。
【００２９】
図７には、長いＴＩ時間を使用するＩＲイメージングのためのインターリーブ・モードが示されている。このような取得モードは、「分散インターリーブ型(distributed interleave)」と称されることがあり、通常のＩＲシーケンスよりも時間効率が良い。図７は、第１のスライス（スライス１）のイメージングに関連して、反転パルス１０２、及びそれから反転時間（ＴＩ）1 後に続く第１スライス取得パルス１０４を示している。反転時間（ＴＩ）1 中に、スライス２に関連する反転パルス１０６及びスライス３に関連する反転パルス１０８が発生される。スライス２についての画像取得パルス１１０が反転パルス１０６から時間（ＴＩ）2 後に生じ、スライス３についての画像取得パルス１１２が反転パルス１０８から時間（ＴＩ）3 後に生じる。
【００３０】
図７の取得モードにおいて、２つの異なるスライスの反転パルスの相互間の時間（期間）は使用されていない。この時間が高速スピン・エコー走査におけるように長い場合には、図８に示されているような修正されたインターリーブ型取得を用いることができ、これは「分散インターリーブ型」と称される。この構成では、特定のスライスについての反転パルスが他の２つのスライスについてのイメージング・パルスの相互間に配置される。具体的に述べると、図８は、スライスｎに関連して、反転パルス１０２、及びそれから反転時間（ＴＩ）1 後に続く画像取得パルスを示している。反転時間（ＴＩ）1 中に、スライスｎ＋１に関連する反転パルス１１６及びスライスｎ＋２に関連する反転パルス１１８がそれぞれの発生される。図８は更に、画像取得パルス１２０がまた反転時間（ＴＩ）1 中に生じ、詳しくは反転パルス１１４及び１１６の間にインターリーブされることを示しており、更にまた画像取得パルス１２２が反転パルス１１６及び１１８の間に生じることを示している。画像取得パルス１２０及び１２２はスライスｎ−２及びｎ−１にそれぞれ関連するものであり、それらに関連する反転パルス（図示されていない）は反転パルス１１４よりも前に発生されている。
【００３１】
上述の方法では、位相感応性反転回復における画像強度は物理的な磁化に比例する（非線形動作は何ら含まれない）。従って、唯一つの特定のＴ１よりはむしろ全範囲のＴ１を持つ組織が、適切な反転時間ＴＩを選び且つ単純な閾値を位相感応性ＩＲ画像に適用することによって、効果的に抑圧されることが理解されよう。すなわち、閾値よりも小さいＴ１を持つ組織、或いは代替的に閾値よりも大きいＴ１を持つ組織は特定の極性（例えば、負）の磁化を持つ。ここで、閾値はＴＩの選択によって決定される。次いで、このようなＴ１範囲内の全ての組織は画像の構成の際に容易に抑圧するか又は除外することが出来る。
【００３２】
上記の教示に従って他の多くの改変及び変更が可能である。従って、本発明は、ここに開示した概念の範囲内で、具体的に述べたもの以外のやり方で実施し得ることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一態様を実施する際に使用されるＭＲシステムの基本的な構成要素を示す概略構成図である。
【図２】本発明の対象とする問題を例示するグラフである。
【図３】本発明の一実施態様についての位相ベクトル画像の構成を示すグラフである。
【図４】本発明の一実施態様についての領域成長プロセスに関する説明図である。
【図５】本発明の一実施態様による方法のそれぞれのステップを示す流れ図の一部である。
【図６】本発明の一実施態様による方法のそれぞれのステップを示す流れ図の残りの部分である。
【図７】本発明の一態様に関連して使用されるマルチスライスＩＲイメージングのためのインターリーブ・モードを示す流れ図である。
【図８】本発明の一態様に関連して使用されるマルチスライスＩＲイメージングのためのインターリーブ・モードを示す流れ図である。
【符号の説明】
１０    ＭＲシステム
１２    ＲＦ送信コイル
１４    磁石
１６    被検体
１８    Ｇｘ勾配コイル
２０    Ｇｙ勾配コイル
２２    Ｇｚ勾配コイル
２４    Ｇｘ勾配増幅器
２６    Ｇｙ勾配増幅器
２８    Ｇｚ勾配増幅器
３０    送信増幅器
３２    パルス・シーケンス制御装置
３４    計算及び処理用電子装置
３８    ＲＦ受信増幅器
４０    ＲＦコイル
４６、５０、５２、５４    磁化分布
４８、５６、５８    位相ベクトル
６０    位相ベクトル画像
６２、６８、７２、７６、８０    画素
６４、６６、７０、７４、７８    位相ベクトル
【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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