(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エコー時間の異なる複数枚の元画像データに対し、演算によって水・脂肪分離画像を得る磁気共鳴イメージング方法において、
元画像データのうち、水脂肪分離処理を行う部分的領域を指定し、
この指定された部分的領域のみに対して静磁場不均一による位相誤差を補正する位相アンラップ処理を実行し、
上記位相アンラップ処理が実行された部分的領域に対して水脂肪分離処理を実行し、その領域のみの水画像又は脂肪画像を得ることを特徴とする磁気共鳴イメージング方法。
【請求項２】
請求項１記載の磁気共鳴イメージング方法において、上記エコー時間の異なる元画像データは、少なくとも２枚であることを特徴とする磁気共鳴イメージング方法。
【請求項３】
請求項１記載の磁気共鳴イメージング方法において、上記水脂肪分離処理を行う部分的領域は、複数指定できることを特徴とする磁気共鳴イメージング方法。
【請求項４】
請求項１記載の磁気共鳴イメージング方法において、上記元画像を、表示手段により表示し、表示された元画像から上記水脂肪分離処理を行う部分的領域を指定し、元画像と上記部分的領域の水脂肪分離された画像とを位置を対応させて合成表示することを特徴とする磁気共鳴イメージング方法。
【請求項５】
被検体からの磁気共鳴信号を検出する信号検出部と、検出された信号を画像処理する信号処理部と、信号処理された画像を表示する表示部と、上記信号検出部、信号処理部及び表示部の動作を制御する制御部とを備え、エコー時間の異なる複数枚の元画像データを取得し、水脂肪分離画像を得る磁気共鳴イメージング装置において、
元画像データのうち、水脂肪分離処理を行うべき１又は複数の領域を指定する指定手段を備え、
上記信号処理部は、上記指定手段により指定された領域のみに対して静磁場不均一による位相誤差を補正する位相アンラップ処理を実行し、上記位相アンラップ処理が実行された部分的領域に対して水脂肪分離演算を行い、上記表示部は演算された水画像又は脂肪画像を表示することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
請求項５記載の磁気共鳴イメージング装置において、元画像データの取得を連続して行い、リアルタイムで、水脂肪分離された画像を上記表示部に表示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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、核磁気共鳴現象を利用して被検体の所望部位の断層画像を得る磁気共鳴イメージング方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
まず、典型的なＭＲＩ装置（磁気共鳴イメージング装置）の構成について図７を参照して説明する。
【０００３】
図７において、ＭＲＩ装置は、被検体３０１の周囲に静磁場を発生する磁石３０２と、この静磁場空間に傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイル３０３と、この空間領域に高周波磁場を発生するＲＦコイル３０４と、被検体３０１が発生するＭＲ信号を検出するＲＦプローブ３０５を備えている。
【０００４】
傾斜磁場コイル３０３は、Ｘ、Ｙ、Ｚの３方向の傾斜磁場コイルで構成され、傾斜磁場電源３０９からの信号に応じてそれぞれ傾斜磁場を発生する。ＲＦコイル３０４はＲＦ送信部３１０の信号に応じて高周波磁場を発生する。
【０００５】
ＲＦプローブ３０５の信号は、信号検出部３０６で検出され、信号処理部３０７で信号処理され、計算により画像信号に変換される。変換された画像は表示部３０８で表示される。傾斜磁場電源３０９、ＲＦ送信部３１０及び信号検出部３０６は制御部３１１で制御され、制御のタイムチャートは一般にパルスシーケンスと呼ばれている。なお、ベッド３１２は被検体が横たわるためのものである。
【０００６】
現在の技術におけるＭＲＩ装置の撮影対象は、臨床で普及しているものとしては、被検体の主たる構成物質であるプロトンである。プロトン密度の空間分布や、励起状態の緩和現象の空間分布を画像化することで、人体頭部、腹部、四肢等の形態又は機能を２次元もしくは３次元的に撮影する。
【０００７】
次に、撮影方法を説明する。傾斜磁場により異なる位相エンコードを与え、それぞれの位相エンコードで得られるエコー信号を検出する。位相エンコードの数は通常１枚の画像あたり１２８、２５６、５１２等の値が選ばれる。
【０００８】
各エコー信号は通常、１２８、２５６、５１２、１０２４個のサンプリングデータからなる時系列信号として得られる。これらのデータを２次元フーリエ変換して１枚のＭＲ画像を作成する。
【０００９】
ＭＲＩ装置で画像を得る場合、ＴＥやＴＲ等のパラメータを変化させたり、画像演算を行うことによって、様々な組織コントラストを持つ画像を得ることができる。臨床においては、脂肪によるＭＲ信号を抑制した画像が求められることが多々ある。
【００１０】
脂肪を抑制した画像を得る方法の代表的な方法としては、（１）周波数選択励起による方法、（２）反転励起による方法、（３）画像演算による方法、があげられる。
【００１１】
（１）の方法は、被検体３０１の周囲の空間において、磁石３０２で発生している静磁場の均一度が極めて高くなることが必要である。また、（２）の方法では静磁場の均一度は必要としないが、脂肪による信号だけでなく脂肪と同程度のＴ１値を持つ組織の信号値まで落としてしまう。また、全体のＳＮＲの低下も起こる。
【００１２】
（３）の代表的な方法としては、Ｄｉｘｏｎ法があげられるが、Ｄｉｘｏｎ法については「”Simple Proton Spectroscopic Imaging”;W.Thomas Dixon他;RADIOLOGY,Vol,153,189-194(1984)」に述べられている。
【００１３】
Ｄｉｘｏｎ法は、水プロトンと脂肪プロトンとの化学シフトの違いを利用した、水・脂肪画像分離法である。水プロトンと脂肪プロトンとは異なった共鳴周波数ｆow、ｆofで歳差運動を行っているため、時間の経過につれ、水プロトンと脂肪プロトンの磁化ベクトルの相対的な向きにずれが生じる。
【００１４】
水プロトンと脂肪プロトンの共鳴周波数の差を△ｆとし、２τ＝１／△ｆとすれば、励起時に同方向を向いている水プロトンと脂肪プロトンは、その後、τごとに逆方向（１８０°）、同方向（３６０°）、・・・、を向く、
脂肪プロトンと水プロトンは歳差運動の周波数が３．５ｐｐｍ異なっている。水プロトンと脂肪のプロトンの共鳴周波数をそれぞれｆow、ｆofとすると、その差△ｆは、次式で表すことができる。
【００１５】
△ｆ（＝ｆow−ｆof）〜γＢ0×３．５×１０-6
ここで、γはプロトンの磁気回転比、Ｂ0は静磁場強度である。
【００１６】
Ｄｉｘｏｎ法は、水プロトンと脂肪プロトンとがτごとに同位相、逆位相、・・・、となる。すなわち、水のＭＲＩ信号と脂肪のＭＲＩ信号とが、同位相、逆位相、・・・、と変化することを利用している。
【００１７】
図８に２ｐｏｉｎｔ  Ｄｉｘｏｎ（２ＰＤ）法の原理を示す。この２ＰＤ法では、グラジエントエコー（ＧＥ）シーケンスでＴＥを変えて２回撮像を行う。  図８において、１０１は高周波励起パルスである。１回目の撮像のＴＥをＴＥ１とすると、ＴＥ１を２τの整数倍に設定し、読み出し傾斜磁場パルス１０２を印加する。２回目の撮像のＴＥ、ＴＥ２は１回目の撮像時ＴＥ１よりτだけ長くし、読み出し傾斜磁場パルス１０３を印加する。
【００１８】
図８中、水信号を黒矢印、脂肪信号を白矢印で示す。１回目の撮像時には、水信号１０５と脂肪信号１０４とは同位相となっている。一方、２回目の撮像時には水信号１０７と脂肪信号１０６とは逆位相となる。画像の（ｘ，ｙ）座標の位置での水による信号と脂肪による信号との大きさを、それぞれ、Ｗ（ｘ，ｙ）、Ｆ（ｘ，ｙ）とすると、１回目、２回目の信号Ｓ１（ｘ，ｙ）、Ｓ２（ｘ，ｙ）は、それぞれ、次式（１）、（２）のように表される。
【００１９】
Ｓ１（ｘ，ｙ）＝Ｗ（ｘ，ｙ）十Ｆ（ｘ，ｙ）      −−−（１）
Ｓ２（ｘ，ｙ）＝Ｗ（ｘ，ｙ）−Ｆ（ｘ，ｙ）      −−−（２）
上記式（１）及び（２）から、これらの式（１）、（２）の加算画像として、Ｓ１（ｘ，ｙ）十Ｓ２（ｘ１，ｙ）＝２Ｗ（ｘ，ｙ）より水画像が得られ、減算画像として、Ｓ１（ｘ，ｙ）−Ｓ２（ｘ，ｙ）＝２Ｆ（ｘ，ｙ）より脂肪画像が得られることになる。
【００２０】
図８はＧＥシーケンスについて描かれているが、スピンエコー（ＳＥ）シーケンスを用いることも可能である。
【００２１】
図９にＳＥシーケンスを用いた場合を示す。このＳＥシーケンスを用いた場合は、２回の撮像において、高周波励起パルス２０１と高周波反転パルス２０２との印加タイミングは同じにする。
【００２２】
１回目の撮像では、２０３のように読み出し傾斜磁場パルスを印加してＴＥ１に信号を取得し、２回目の撮像では２０４のように読み出し傾斜磁場パルスを印加して、１回目の撮像時ＴＥ１よりτ後のＴＥ２に信号を取得する。
【００２３】
ＭＲＩ装置では、磁石３０２で発生している静磁場は被検体３０１の周囲の空間で均一であることが理想である。しかし、磁石３０２に歪みがある場合には、発生した静磁場自身に不均一が存在することがある。
【００２４】
また、被検体を静磁場空間内に挿入したときに、被検体の部位ごとに帯磁率が異なることによって静磁場に不均一が生じることもある。ＭＲＩの視野（Ｆｉｅｌｄ  ｏｆ  Ｖｉｅｗ：ＦＯＶ）での静磁場の不均一はＭＲ信号の周波数を変化させ、得られた画像に位置ずれや流れ等の画質劣化を引き起こす。
【００２５】
また、静磁場の不均一により画像の位相が変化するため、画像間で複素演算を行う場合、正しい結果が得られなくなる。静磁場に不均一がある場合、上記式（１）、（２〉は、次式（３）、（４）のように表される。
【００２６】
Ｓ１（ｘ，ｙ）＝（Ｗ（ｘ，ｙ）＋Ｆ（ｘ，ｙ））ｅｘｐ（ｉα（ｘ，ｙ））
−−−（３）
Ｓ２（ｘ，ｙ）＝（Ｗ（ｘ，ｙ）−Ｆ（ｘ，ｙ））ｅｘｐ（ｉ（α（ｘ，ｙ）＋α’（ｘ，ｙ）））    −−−（４）
式（４）のα（ｘ，ｙ）、α’（ｘ，ｙ）は共に静磁場不均一による位相回転の成分で、位置に依存する。それぞれ、α（ｘ，ｙ）は時間２τ×ｎ（＝ＴＥ）、α’（ｘ，ｙ）は時間τで生じ、主値回りを除去すれば、α（ｘ，ｙ）はα’（ｘ，ｙ）の２ｎ倍となる。
【００２７】
このように、静磁場不均一がある場合、１回目の撮像時の水信号と２回目の撮像時の水信号との位相に差が生じ、単純な加算・減算では水信号と脂肪信号とを分離することができない。
【００２８】
そこで、付加的なコイル（シムコイル）を用いてＦＯＶ内の静磁場の不均一を直接補正するオートシミングを行ったり、画像に後処理を施して静磁場不均一の影響を補正したりする。
【００２９】
後者の方法、すなわち、Ｄｉｘｏｎ法に静磁場不均一の分布図を用いて信号の位相補正処理を追加した方法を、３ｐｏｉｎｔ  Ｄｉｘｏｎ（３ＰＤ）法という。この３ＰＤ法の原理を図１０に示す。
【００３０】
３ＰＤ法では、ＴＥを変えて３回の撮像を行う。１回目、２回目の撮像は２ＰＤ法の場合と同様であり、高周波励起パルス４０１に対し、１回目の撮像ではＴＥ１を２τの整数倍に設定し、４０２のように読み出し傾斜磁場パルスを印加する。
【００３１】
２回目の撮像ではＴＥ２を１回目の撮像時ＴＥ１よりτだけ長くし、４０３のように読み出し傾斜磁場パルスを印加する。３回目の撮像では、ＴＥ３を２回目の撮像時ＴＥ２よりさらにτ（１回目の撮像時より２τ）だけ延長し、４０４のように読み出し傾斜磁場パルスを印加する。
【００３２】
３回目の撮像時の信号Ｓ３（ｘ，ｙ）は、次式（５）のように表される。
Ｓ３（ｘ，ｙ）＝（Ｗ（ｘ，ｙ）十Ｆ（ｘ，ｙ））ｅｘｐ（ｉα（ｘ，ｙ）＋２α’（ｘ，ｙ））    −−−（５）
１回目の撮像時には、水信号４０６と脂肪信号４０５とは同位相で位相４０７をもつ。この値はαである。同様に、２回目の撮像時には、水信号４０９と脂肪信号４０８とは逆位相となる。
【００３３】
水信号の位相は４１０であり、その値はα＋α’である。３回目の撮像時には、水信号４１２脂肪信号４１１と再び同位相となり、位相４１３は値がα＋２α’である。
【００３４】
１回目と３回目の撮像時には、水信号と脂肪信号とは同位相となっているので、次式（６）のように、Ｓ３（ｘ，ｙ）／Ｓ１（ｘ，ｙ）の位相を求めることにより、静磁場不均一による位相回転量を求めることができる。
ａｒｇ（Ｓ３（ｘ，ｙ）／Ｓ１（ｘ，ｙ））＝２α’（ｘ，ｙ）    −−−（６）
ただし、ａｒｇ（）は位相を求めることを意味する。
【００３５】
上記式（６）の値をすべての（ｘ，ｙ）について求め、主値回りを除去するアンラップ処理（後述する）を施した後、２で割って静磁場不均一による位相回転量α’（ｘ，ｙ）を得る。
【００３６】
得られたα’（ｘ，ｙ）を用いて、次式（７）、（８）を実行する。
Ｓ１’（ｘ，ｙ）＝Ｓ１（ｘ，ｙ）ｅｘｐ（−ｉ２ｎα’（ｘ，ｙ））  −−−（７）
Ｓ２’（ｘ，ｙ）＝Ｓ２（ｘ，ｙ）ｅｘｐ（−ｉ（２ｎ＋１）α’（ｘ，ｙ））              −−−（８）
上記式（７）、（８）を計算すれば、加算画像としてＳ１’（ｘ，ｙ）＋Ｓ２’（ｘ，ｙ）＝２Ｗ（ｘ，ｙ）より水画像が得られ、減算画像としてＳ１’（ｘ，ｙ）−Ｓ２’（ｘ，ｙ）＝２Ｆ（ｘ，ｙ）より脂肪画像が得られる。
【００３７】
もちろん、３ＰＤ法でもＧＥシーケンスだけでなく、ＳＥシーケンスを用いることが可能である。この場合、２回目の撮像までは、図９のＳＥシーケンスと同じであり、３回目の撮像では読み出し傾斜磁場パルスを２回目の撮像時よりさらにτ（１回目の撮像時より２τ）だけ遅らせて、信号を取得する。
【００３８】
また、ＴＥとＴＥ＋τで取得した２つの信号のみから静磁場不均一による位相回転量を求め、水・脂肪分離画像を求める方法もある。この静磁場補正付き２ＰＤ法については、次の文献に記されている。文献「”Two-Point Dixon Technique for Water-Fat Signal Decomposition with B0 Inhomogeneity Correction”;Bernard D.Cooms 他;Magnetic Resonance in Medicine,Vol.38,884-889(1997)」。
【００３９】
上記の３ＰＤ法、あるいは静磁場補正付き２ＰＤ法において静磁場不均一による位相回転量を求める際には、上述のように、アンラップあるいは巻き戻しと呼ばれる処理を行う必要が生じる。
【００４０】
以下、アンラップ処理について説明する。
位相は−πから＋πまでの値であれば、一義的に決定される。しかし、静磁場不均一が大きかったり、ＴＥ１とＴＥ２との時間間隔が開いて、ある位置での位相が−π以下、あるいは＋π以上になった場合には、その位置での位相値が折り返されて−πから＋πまでの値が得られてしまう。
【００４１】
その様子を図１１に示す。ただし、図１１において、横軸は位置を示し、縦軸は静磁場不均一による位相の回転量を示している。５０１は、ＦＯＶ内の静磁場不均一による位相回転量の分布である。
【００４２】
図１１に示すように、位相値が＋π以上となっている５０２の部分は折り返されて５０３の値を取る。また、−π以下である５０４、５０５の部分は折り返されてそれぞれ５０６、５０７になり、位相値に不連続な飛び（図中点線）が生じる。  しかし、実際の磁場では不連続な飛びが生じることはありえない。
【００４３】
そこで、不連続な飛びを除去し、滑らかな静磁場不均一分布図を得るために、アンラップ（巻き戻し）処理を行う。アンラップ処理の方法は、上記の文献でも触れているが、それら以外にも、以下に示す文献に記されている。
【００４４】
文献「”Direct Calculati on of Wrap-Free Phase Image”;M.Patel and X.Hu;Proceedings of Annual Meetings of the Society of Magnetic Resonance in Medicine(=SMRM),No.721,1993」,「”Phase unwrapping in the Three-point Dixon Method for Fat Suppresion MRI Imaging”;Jerzy Szumowski et al.;Radiology,Vol,192,555-561(1994)」。
【００４５】
このアンラップ（巻き戻し）処理は、ノイズの影響を受けやすいため、ノイズの影響を除去すべくマスクを作る等の工夫が必要となるなど、複雑かつ計算時間のかかるものである。本願発明者等の予備検討によれば、ワークステーションを用いて２５６×２５６の元画像を安定に水脂肪分離処理するには、２０ｓ〜３０ｓ程度の演算時間が必要であった。
【００４６】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、元画像から水脂肪分離処理画像を得るためには、２０ｓ〜３０ｓの演算時間が必要であるが、アンラップ処理等の静磁場補正についてノイズの影響を受けやすく、特に被検体の存在しない箇所や被検体中の組織の境界部分にて発生したノイズが画像全体の画質を低下させることとなり、正確な水脂肪分離画像を得る事が困難であった。
【００４７】
また、Ｄｉｘｏｎ法等の演算により水脂肪分離画像を得る場合、その処理時間の長さも問題となる。特に、３ＰＤ法では静磁場不均一による位相回転量の分布を求める必要があるが、これは非常に計算時間のかかる作業である。
【００４８】
そのため、画像処理時間が更に延長してしまう。処理時間の短縮は、特に、ある一定時間間隔をおいて、被検体の同一部分を撮像し、一連の画像を得てその時間変化を撮像するダイナミックイメージングに、水脂肪分離技術を適用する際に重要である。
【００４９】
つまり、水脂肪分離画像を得るための処理時間が２０ｓ〜３０ｓと長時間必要とすると、ダイナミックイメージングにおいては、得られる画像毎に適切なタイミングで水脂肪分離処理画像を得ることは困難であるため、処理時間の短縮が重要となる。
【００５０】
ダイナミックイメージングの臨床利用としては、例えば、静磁場不均一が比較的大きいオープンＭＲＩにおいて、脂肪肝内の腫瘍に穿刺をする際のモニタリングが考えられる。腫瘍を高コントラストで描出するために画像内の脂肪信号を抑制し、かつ、１秒あたり１〜２枚の速度で画像を更新したいからである。
【００５１】
また、冠状動脈のダイナミックイメージングでも、冠状動脈を周囲の脂肪に対して高コントラストで描出したいという要望がある。
【００５２】
また、四肢の運動機能を調べるために、関節を動かしながら撮像を繰り返したい場合もあり、この場合も、準リアルタイムで水脂肪分離画像をモニタしたいという要求がある。
【００５３】
しかしながら、従来の技術においては、水脂肪分離処理画像を得るためには、長時間が必要であり、ダイナミックイメージングに適用することは困難であった。
【００５４】
本発明の目的は、画像精度が向上された水脂肪分離画像を得ることができると共に、水脂肪分離処理時間が短縮された磁気共鳴イメージング方法及び装置を実現することである。
【００５５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は次のように構成される。
（１）エコー時間の異なる複数枚の元画像データを取得し、演算によって水・脂肪分離画像を得る磁気共鳴イメージング法において、元画像データのうち、水脂肪分離処理を行う部分的領域を指定し、この指定した部分的領域のみを水脂肪分離演算対象とし、その領域のみの水画像又は脂肪画像を得る。
【００５６】
（２）好ましくは、上記（１）において、上記取得するエコー時間の異なる元画像データは、少なくとも２枚である。
【００５７】
（３）また、好ましくは、上記（１）において、上記水脂肪分離処理を行う部分的領域は、複数指定できる。
【００５８】
（４）また、好ましくは、上記（１）において、上記元画像を、表示手段により表示し、表示した元画像により上記水脂肪分離処理を行う部分的領域を指定し、表示した元画像のうち、指定した部分的領域のみを水脂肪分離された画像を表示し、他の部分は水脂肪分離されてない画像を表示する。
【００５９】
（５）被検体からの磁気共鳴信号を検出する信号検出部と、検出した信号を画像処理する信号処理部と、信号処理された画像を表示する表示部と、上記信号検出部、信号処理部及び表示部の動作を制御する制御部とを備え、画像エコー時間の異なる複数枚の元画像データを取得し、演算によって水・脂肪分離画像を得る磁気共鳴イメージング装置において、元画像データのうち、水脂肪分離処理を行う部分的領域が表示部により指定され、この指定された部分的領域のみが信号処理部により水脂肪分離演算され、演算された水画像又は脂肪画像が表示部に表示される。
【００６０】
（６）また、好ましくは、上記（１）において、ダイナミック撮影により得られる元画像の領域を指定し、指定した領域のみの水脂肪分離処理演算を行い、画像表示する。
本発明の磁気共鳴イメージング方法においては、まず水脂肪分離処理を行う前の元画像を表示部に表示する。そして、操作者が、水・脂肪分離処理が必要な領域を設定する。その後、設定領域内に含まれるデータのみを用いて、水脂肪分離処理を行う。また、このような領域選択の水脂肪分離処理表示をダイナミック撮影に適用し、リアルタイム水脂肪分離画像表示を可能とする。
【００６１】
上記方法によれば、元画像のうちの不要なデータは、水脂肪分離処理演算には使用しないため、この演算に混入するノイズ等の絶対量が低下し、位相アンラップ作業等の水脂肪分離処理時のミスを減らすことができる。また、処理を行うデータ数が減るため、処理時間を減らすことができる。
【００６２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を説明する。
まず、本発明の一実施形態を３ＰＤ法に適用した場合の例を説明する。３ＰＤ法では、ＳＥシーケンスか、あるいはＧｒＥシーケンスにて、ＴＥをＴＥ１、ＴＥ２、ＴＥ３に設定して、３回の撮影を行う。
【００６３】
また、Δｆを水と脂肪の化学シフトによる共鳴周波数の差とし、２τ＝１／Δｆとすれば、例えば、ＴＥ２とＴＥ１との差を、ｎを自然数として、（２ｎ＋１）τに設定する。
【００６４】
一方、ＴＥ３とＴＥ１との差は、同じくｎを自然数とすると、２ｎτに設定する。しかし、信号はＴ２、Ｔ２*等の緩和時間で減衰するため、通常の場合、ＴＥ２、ＴＥ３は、それぞれ、ＴＥ１＋τ、ＴＥ１＋２τに設定される。
【００６５】
また、３回の撮影を行う代わりに、マルチエコータイプのＳＥ、ＧｒＥシーケンスで３つのエコーを発生させて、１回の撮影で済ませることも可能である。
【００６６】
図１は、本発明の一実施形態をマルチエコータイプのＳＥシーケンスに適用した場合の例のタイムチャートである。このようなシングルスキャンシーケンスは、撮影時間が１／３に短縮されているので、演算時間短縮の効果は更に大きくなる。
【００６７】
さて、図１において、符号６０１、６０２、６０３で示すように、読み出し傾斜磁場パルスの極性を交互に反転させることで、ＴＥ＝ＴＥ１、ＴＥ２、ＴＥ３にそれぞれ、信号６０４、６０５、６０６を得る。３回の撮影を行う場合と、マルチエコータイプで１回の撮影で済ませる場合とで共通して、ＴＥ＝ＴＥ１、ＴＥ２、ＴＥ３の撮像で得たＭＲ信号を、それぞれ、ｓ１、ｓ２、ｓ３とする。
【００６８】
図１において、符号６０４、６０５、６０６が、ＭＲ信号ｓ１、ｓ２、ｓ３に対応する。ＭＲ信号ｓ１、ｓ２、ｓ３にフーリエ変換を施すと、画像データＳ１、Ｓ２、Ｓ３が得られる。得られた画像データＳ１、Ｓ２、Ｓ３は複素データである。
【００６９】
本発明の一実施形態では、まず、画像データＳ１、Ｓ２、Ｓ３の絶対値表示画を、図７に示すＭＲイメージング装置の表示部３０８に表示する。ここで表示する画像は、画像データＳ１、Ｓ２、Ｓ３のいずれでもよいし、または複数の組み合わせでもよい。
【００７０】
図２に画像データＳ１の画像７０１のみを表示した例を示す。操作者はマウスポインタやペンなどの指示用具を用いて、先に表示された画像７０１上に、この画像７０１の部分的な領域である処理対象領域７０２を描いて、水脂肪分離処理対象領域を決定する。
【００７１】
このとき、処理対象領域は１つに限らず複数個描いてもよい、その場合、描いた順に処理領域を読み込むか、優先順位を別に指定する。
【００７２】
図３に、表示部３０８に、画像データＳ１、Ｓ２の２枚の画像を表示した例を示す。このような場合は、図３の（Ａ）に示すように、水脂肪分離処理対象領域８０１、８０２の２つを、１つの画像につき複数の処理領域を選ぶことも可能である。また、図３の（Ｂ）に示すように、水脂肪分離処理対象領域８０３、８０４のように、もう一方の画像上に描くことも可能である。
【００７３】
複数の水脂肪分離処理対象領域を選んだ場合は、先に述べたのと同様に、描いた順に水脂肪分離処理対象領域を読み込むか、別に指定した優先順位に従って読み込む。水脂肪分離処理対象領域の選定は、図２及び図３に示す例では、フリーハンドで選定した例を示したが、対角点を指定することによる四角形の処理対象領域を選定するように構成することも可能である。また、円形でもよく、公知の技術が使える。
【００７４】
図４は、画像７０１のうちの指定した処理対象領域７０２を、水脂肪分離処理して得られた画像の例を示す図であり、図４の（Ａ）は水画像を示し、図４の（Ｂ）は脂肪画像を示す。
【００７５】
なお、本発明の一実施形態をダイナミック撮影に適用する場合（後述）、ここで設定した処理対象領域を連続して撮影された複数の画像に適用してもよい。また、マルチスライスの場合、全スライスに同じ水脂肪分離処理対象領域を設定してもよいし、スライスごとに設定できるようにしてもよい。この選択は、ユーザが任意に切り替えられるように構成することができる。
【００７６】
さて、次に、決定した水脂肪分離処理対象領域が信号処理部３０７に送られる。信号処理部３０７は送られてきた水脂肪分離処理対象領域に対応するピクセルに対してのみ、先に記した水・脂肪分離処理演算を行う。
【００７７】
すなわち、水脂肪分離処理対象領域に対応するピクセルに対してのみ、画像データＳ１とＳ３とから静磁場不均一分布図を作成し、画像データＳ２の位相補正を行う。この位相補正も、先に指定した水脂肪分離処理対象領域のみ行う。
【００７８】
画像データＳ２に位相補正を行ったものをＳ２’とすると、水脂肪分離処理対象領域において、画像データＳ１とＳ２’との加算・減算処理を行い、水・脂肪分離画像を得る。
【００７９】
得られた処理対象領域の水・脂肪分離画像を表示部３０８に表示する。表示する画像は水画像、あるいは脂肪画像のみでもよいし、両方でもよい。水脂肪分離処理対象領域以外の部位は、例えば処理前の画像をコントラストを下げて表示すると、水脂肪分離処理した部分の位置と全体との関連が明瞭となり望ましい。
【００８０】
同様に、本発明を静磁場補正付き２ＰＤ法に適用する場合の例を説明する。この例の場合、３ＰＤ法と同様に、ＳＥシーケンスか、あるいはＧｒＥシーケンスにて撮像を行うが、ＴＥをＴＥ１、ＴＥ２に設定して、２回の撮影を行う。ＴＥ２とＴＥ１との差は、ｎを自然数として、（２ｎ＋１）τに設定するが、通常の場合、ＴＥ２は、ＴＥ１＋τに設定される。
【００８１】
すなわち、図８に示した２ＰＤ法と同じ方法で信号を取得する。また、２回の撮像を行う代わりに、マルチエコータイプのＳＥ、ＧｒＥシーケンスで２つのエコーを発生させて、１回の撮像で済ませることも可能である。
【００８２】
すなわち、図１において、読み出し傾斜磁場パルス６０３を印加しない形となる。そのとき、エコー信号６０６は発生しない。２エコーをシングルスキャンで取得する撮像は、特に撮影時間が短いので、処理時間の短縮はユーザメリットが特に大きい。
【００８３】
さて、ＴＥ＝ＴＥ１、ＴＥ２の撮像で得たＭＲ信号を、それぞれ、ｓ１、ｓ２とする。これらＭＲ信号ｓ１、ｓ２にフーリエ変換を施すと、画像データＳ１、Ｓ２が得られる。得られた画像データＳ１、Ｓ２は複素データである。
【００８４】
このため、画像データＳ１、Ｓ２の絶対値表示画像を表示部３０８に表示する。ここで表示する画像は、画像データＳ１、Ｓ２のいずれか、または両方とする。次いで、操作者はマウスポインタやペンなどの指示用具を用いて、先に表示された画像上に水脂肪分離処理対象領域を描いて決定する。
【００８５】
上述した静磁場補正付き２ＰＤ法に従って、３ＰＤ法に適用した場合と同様に水脂肪分離処理対象領域の水・脂肪分離画像を求め、表示部３０８に表示する。静磁場補正付き２ＰＤ法の場合、一般に３ＰＤ法に比べて処理が複雑で処理時間も長い。
【００８６】
従って、本発明による時間短縮の効果は特に大きい。例えば、四角形の処理対象領域の各辺が元画像の１／２であれば、処理時間はほぼ１／４に短縮できる。
【００８７】
上記技術をダイナミック撮影にも適用できる。このダイナミック撮影は、上述したように、ある一定時間間隔をおいて、被検体の同一部分を撮像し、一連の画像を得てその時間変化を撮像する方法である。このダイナミック撮影において、撮像１回目の画像のみ絶対値画像を表示し、この絶対値画像を用いて水脂肪分離処理対象領域を決定する。撮像２回目以降の画像では、１回目で選んだ水脂肪分離処理対象領域で、高速にリアルタイムで、部分的に水脂肪分離された画像（例えば、図４に示すような水脂肪分離画像）を表示する。
【００８８】
ダイナミック撮影には、撮影時間が短い２エコーＧｒＥシーケンスに本発明の一実施形態による処理を組合わせた例が、リアルタイム性が最も高い。
【００８９】
従来の技術にあっては、ダイナミック撮影において、水脂肪分離処理処理時間が２０ｓ〜３０ｓと長いため、得られた画像に一対一で対応する水脂肪分離画像を得ることは困難であったが、本発明の一実施形態により、水脂肪分離処理時間が数秒で実行できるため、ダイナミック撮影においても、得られた画像に一対一で対応する水脂肪分離画像を得ることが可能となった。
【００９０】
なお、処理対象領域は必要に応じてＧＵＩから再設定可能とすると、検査部位の位置がずれたときにも対応でき、使いやすい。
【００９１】
図５及び図６は、本発明の他の実施形態を示す図である。
上述した本発明の一実施形態においては、元画像７０１のうちの、指定された領域の水脂肪分離処理を行い、水脂肪分離された領域のみ、表示部３０８に画像表示するように構成した。
【００９２】
これに対して、図５及び図６に示す、本発明の他の実施形態においては、元画像７０１のうちの、指定された領域の水脂肪分離処理を行い、水脂肪分離された部分的領域を表示するとともに、水脂肪分離されてない他の部分も併せて画像表示するように構成される。
【００９３】
つまり、図５に示すように、元画像７０１のうちの領域７０２のみを水画像とする場合、他の部分は、元画像の状態とした画像７０３を表示部３０８に表示する。
【００９４】
また、図６に示すように、元画像７０１のうちの領域７０２のみを脂肪画像とする場合、他の部分は、元画像の状態とした画像７０３を表示部３０８に表示する。
【００９５】
上述した本発明の他の実施形態においても、一実施形態と同様な効果を得ることができる他、水脂肪分離表示された箇所が画像全体のどの位置にあるのかを一目で確認でき、水脂肪分離された部分とそうでない部分との比較を容易に行えるという効果を得ることができる。
【００９６】
【発明の効果】
本発明は、以上に説明したように、エコー時間の異なる複数枚の元画像データを取得し、演算によって水・脂肪分離画像を得る磁気共鳴イメージング方法及び装置において、元画像データのうちの部分的な領域を指定し、この指定した領域について、水脂肪分離処理を行うように構成されている。
【００９７】
これにより、指定した領域に含まれるノイズ成分は、元画像データに含まれるノイズ成分より少なく、このノイズ成分による位相アンラップ等の演算時のミスを減少して、画質の劣化を抑制でき、画質が向上された水脂肪分離処理画像を得ることができる。
【００９８】
また、水脂肪分離処理を行うデータ量が減るため、水脂肪分離処理時間を大幅に減らすことができる。
【００９９】
したがって、画像精度が向上された水脂肪分離画像を得ることができると共に、水脂肪分離処理時間が短縮された磁気共鳴イメージング方法及び装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における３ＰＤ法によるデータ取得タイムチャートである。
【図２】本発明の一実施形態における表示部に表示された画像の領域選択の説明図である。
【図３】本発明の一実施形態における表示部に表示された領域選択された画像例を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態における水脂肪分離画像の例を示す図である。
【図５】本発明の他の実施形態における水脂肪分離画像の一例を示す図である。
【図６】本発明の他の実施形態における水脂肪分離画像の他の例を示す図である。
【図７】本発明が適用されるＭＲＩ装置の概略構成図である。
【図８】ＧＥシーケンスを用いた２ＰＤ法におけるデータ取得タイムチャートである。
【図９】ＳＥシーケンスを用いた２ＰＤ法におけるデータ取得タイムチャートである。
【図１０】ＧＥシーケンスを用いた３ＰＤ法におけるデータ取得タイムチャートである。
【図１１】ＦＯＶ内の静磁場不均一分布の例を示す図である。
【符号の説明】
３０１            被検体
３０２            静磁場磁石
３０３            傾斜磁場コイル
３０４            ＲＦコイル
３０５            ＲＦプローブ
３０６            信号検出部
３０７            信号処理部
３０８            表示部
３０９            傾斜磁場電源
３１０            ＲＦ送信部
３１１            制御部
３１２            ベッド
【図１】
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【図２】
0003907944.tif 000003
【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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