JP2013183967A - Magnetic resonance imaging apparatus and phase correction method - Google Patents
Magnetic resonance imaging apparatus and phase correction method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013183967A JP2013183967A JP2012052777A JP2012052777A JP2013183967A JP 2013183967 A JP2013183967 A JP 2013183967A JP 2012052777 A JP2012052777 A JP 2012052777A JP 2012052777 A JP2012052777 A JP 2012052777A JP 2013183967 A JP2013183967 A JP 2013183967A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase
- image
- image data
- gradient
- inclination
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Abstract
【課題】 水と脂肪の入れ替わりを低減した画像を得るために、異なるTE間に発生する位相の傾斜を精度良く求めて補正することによって、静磁場不均一による位相回転量を位相アンラップ処理によって求める際に、位相の主値回りを低減した静磁場不均一マップを作成する。
【解決手段】 異なるエコー間の画像に発生する位相の傾斜を、位相の微分値(隣接ピクセルの位相差)の平均あるいは重み付け平均値を求めることで精度良く算出する。この位相の傾斜でエコーの間の画像に発生する位相の傾斜を補正することによって、静磁場不均一による位相回転量(静磁場不均一マップ)を位相アンラップ処理によって求める際に、位相の主値回りを低減する。これにより、水と脂肪画像の入れ替わりを低減した画像を得る。
【選択図】 図4PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a phase rotation amount due to non-uniform static magnetic field by phase unwrapping by accurately obtaining and correcting a phase gradient generated between different TEs in order to obtain an image with reduced exchange of water and fat. At this time, a static magnetic field inhomogeneity map in which the vicinity of the main value of the phase is reduced is created.
SOLUTION: The phase gradient generated in an image between different echoes is accurately calculated by obtaining an average of phase differential values (phase differences between adjacent pixels) or a weighted average value. By correcting the phase gradient generated in the image between echoes by this phase gradient, the phase principal value is obtained when the phase rotation amount due to the static magnetic field inhomogeneity (static magnetic field inhomogeneity map) is obtained by phase unwrapping Reduce the rotation. Thereby, the image which reduced the interchange of water and a fat image is obtained.
[Selection] Figure 4
Description
本発明は、被検体中の水素や燐等からの核磁気共鳴(NMR)信号を測定し、核の密度分布や緩和時間分布等を映像化する核磁気共鳴撮像(MRI)装置に関し、特に水と脂肪の画像を取得する際の位相補正技術に関する。 The present invention relates to a nuclear magnetic resonance imaging (MRI) apparatus that measures nuclear magnetic resonance (NMR) signals from hydrogen, phosphorus, etc. in a subject and visualizes nuclear density distribution, relaxation time distribution, etc. And a phase correction technique for acquiring fat images.
MRI装置は、被検体、特に人体の組織を構成する原子核スピンが発生するNMR信号を計測し、その頭部、腹部、四肢等の形態や機能を2次元的に或いは3次元的に画像化する装置である。撮像においては、NMR信号には、傾斜磁場によって異なる位相エンコードが付与されるとともに周波数エンコードされて、時系列データとして計測される。計測されたNMR信号は、2次元又は3次元フーリエ変換されることにより画像に再構成される。 The MRI device measures NMR signals generated by the spins of the subject, especially the tissues of the human body, and visualizes the form and function of the head, abdomen, limbs, etc. in two or three dimensions Device. In imaging, the NMR signal is given different phase encoding depending on the gradient magnetic field and is frequency-encoded and measured as time-series data. The measured NMR signal is reconstructed into an image by two-dimensional or three-dimensional Fourier transform.
MRI装置で画像を得る場合、エコー時間(TE)や繰り返し時間(TR)等のパラメータを変化させたり、画像演算を行ったりことによって、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、脂肪組織からの信号を抑制した画像が求められることが多々ある。脂肪組織からの信号を抑制した画像を得る方法の一例として、TEの異なる画像を複数枚取得し、演算により水・脂肪分離画像を得る方法があげられる。その代表的な方法としては、Dixon法と呼ばれるものがある(非特許文献1参照)。 When an image is obtained with an MRI apparatus, an image having various tissue contrasts can be obtained by changing parameters such as echo time (TE) and repetition time (TR) or performing image calculation. In clinical practice, an image in which signals from adipose tissue are suppressed is often required. As an example of a method for obtaining an image in which a signal from adipose tissue is suppressed, there is a method for obtaining a plurality of images having different TEs and obtaining a water / fat separated image by calculation. A typical method is called a Dixon method (see Non-Patent Document 1).
さらに、MRI装置では、磁石構造に起因する静磁場自身の空間的不均一と、静磁場空間に配置された被検体の部位ごとに磁気感受性が異なることに起因する静磁場の空間的不均一と、が生じる(以下、まとめて静磁場不均一という)。そこで、Dixon法に静磁場不均一の影響を補正する機能を加えた、静磁場補正付き2点Dixon法(非特許文献2参照)、及び3点Dixon法(特許文献1参照)等がある。 Furthermore, in the MRI apparatus, the spatial non-uniformity of the static magnetic field itself due to the magnet structure and the spatial non-uniformity of the static magnetic field due to different magnetic sensitivities for each part of the subject placed in the static magnetic field space. (Hereinafter, collectively referred to as static magnetic field inhomogeneity). Thus, there are a two-point Dixon method with static magnetic field correction (see Non-Patent Document 2), a three-point Dixon method (see Patent Document 1), and the like, in which a function for correcting the influence of static magnetic field inhomogeneity is added to the Dixon method.
3点Dixon法および静磁場補正付き2点Dixon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、水と脂肪の入れ替わりを防ぐため、位相アンラップ処理と呼ばれる演算処理を行う必要が生じる。この位相アンラップ処理は、-π〜πの範囲を超えた位相が再び-π〜πの範囲内で表現されるのを解消して、位相変化を連続的にして、-π〜πの範囲を超えた位相の値で表現する処理である。 In the three-point Dixon method and the two-point Dixon method with static magnetic field correction, when calculating the amount of phase rotation due to inhomogeneous static magnetic field, it is necessary to perform a calculation process called phase unwrapping to prevent the water and fat from being switched . This phase unwrapping process eliminates the fact that the phase exceeding the range of -π to π is again expressed within the range of -π to π, and makes the phase change continuous, thereby reducing the range of -π to π. This is a process of expressing with the phase value exceeding.
位相アンラップ処理には、主値回りを検出できない課題がある。即ち、静磁場不均一が大きかったり、同位相と逆位相のエコー間の時間間隔が開いていたりすると、位相が-π以下、あるいはπ以上になってしまう(この状態を、主値回りをおこしているという)。主値回りがおきると、演算により得られる水と脂肪の画像が入れ替わる。 The phase unwrap processing has a problem that the main value cannot be detected. In other words, if the inhomogeneity of the static magnetic field is large or the time interval between echoes of the same phase and opposite phase is wide, the phase becomes −π or less, or more than π (this state is caused around the main value). It is said that). When the main value occurs, the images of water and fat obtained by calculation are switched.
そこで、同位相と逆位相のTE間に発生する位相の傾斜(つまり、位相変化の1次成分)を予め補正して除去することによって、位相アンラップ処理における主値回りを低減し、水と脂肪の画像の入れ替わりを低減する方法が知られている(非特許文献3参照)。 Therefore, by correcting and removing in advance the phase gradient (that is, the primary component of the phase change) that occurs between the in-phase and anti-phase TEs, the main value in the phase unwrap process is reduced, and water and fat are reduced. There is known a method for reducing the replacement of images (see Non-Patent Document 3).
位相の傾斜は、画像空間上の位相を1次関数による最小二乗法によって傾斜を求める方法が有効であるが、位相の範囲は-π〜πであるため、位相アンラップ処理をしてから1次関数による最小二乗法による位相の傾斜を算出する必要がある。 For the phase gradient, it is effective to obtain the phase gradient in the image space by the least square method using a linear function. However, since the phase range is -π to π, the phase is unwrapped after the phase unwrapping process. It is necessary to calculate the slope of the phase by the least square method using a function.
前述したように、静磁場補正付き2点Dixon法および3点Dixon法では、静磁場不均一による位相回転量を位相アンラップ処理によって求める際に、位相が主値回りを起こすと水と脂肪の画像が入れ替わる課題がある。同位相と逆位相のTE間に発生する位相の傾斜を予め補正によって除去する方法は有効であるが、このとき、精度良く位相の傾斜を求める必要がある。 As described above, in the two-point Dixon method and the three-point Dixon method with static magnetic field correction, when the phase rotation amount due to the static magnetic field inhomogeneity is obtained by phase unwrapping, the image of water and fat is generated when the phase is around the main value. There is a problem that is replaced. A method of removing in advance the phase gradient generated between the in-phase and anti-phase TEs by correction is effective, but at this time, it is necessary to obtain the phase gradient with high accuracy.
しかしながら、位相の傾斜を求める際の位相アンラップ処理はSNR(signaltonoiseratio)の低い領域ではノイズの影響で正しく位相の連続性を表現できないことがあり、位相の傾斜を正しく求められない場合がある。 However, the phase unwrapping process for obtaining the phase gradient may not correctly represent the phase continuity due to the influence of noise in a region where the SNR (signal to noise ratio) is low, and the phase gradient may not be obtained correctly.
本発明の目的は、上記課題を鑑みて成されたものであり、異なるTE間に発生する位相の傾斜を精度良く求めて補正することによって、静磁場不均一による位相回転量を位相アンラップ処理によって求める際に、位相の主値回りを低減した静磁場不均一マップを作成することが可能なMRI装置及び位相補正方法を提供することである。 The object of the present invention has been made in view of the above problems, and by accurately obtaining and correcting the phase gradient generated between different TEs, the amount of phase rotation due to non-uniform static magnetic fields is obtained by phase unwrapping. An object of the present invention is to provide an MRI apparatus and a phase correction method capable of creating a static magnetic field inhomogeneous map in which the area around the principal value of the phase is reduced when obtaining.
前記課題を解決するために、本発明は、静磁場不均一による位相回転量(静磁場不均一マップ)を位相アンラップ処理によって求める前に、異なるTEの画像間の位相回転量の位相の傾斜を精度良く求め、これを補正して除去することによって、位相アンラップ処理による位相の主値回りを低減し、水と脂肪画像の入れ替わりを低減した画像を得る。 In order to solve the above-mentioned problem, the present invention provides a phase gradient of the phase rotation amount between images of different TEs before the phase rotation amount (static magnetic field inhomogeneity map) due to the static magnetic field inhomogeneity is obtained by the phase unwrapping process. Obtaining with high accuracy, correcting this and removing it, reduces the phase around the main value due to the phase unwrapping process, and obtains an image with reduced exchange of water and fat images.
そのために、本発明は、画像空間上の位相の微分値(隣接ピクセルの位相差)を算出し、位相の微分値の平均を求めることで位相の傾斜を求めることを特徴とする。 To this end, the present invention is characterized in that a phase differential value (phase difference between adjacent pixels) in an image space is calculated, and a phase gradient is obtained by obtaining an average of the phase differential values.
具体的には、本発明は、エコー時間の異なる画像データ間もしくは画像データの位相の傾斜を算出し、少なくとも一つの画像データから該位相の傾斜を除去し、位相の傾斜を除去した画像データを含む、エコー時間の異なる少なくとも2つの画像データを用いて、水画像と脂肪画像をそれぞれ取得する。その際に、位相の微分値についての平均値あるいは重み付け平均値から、位相の傾斜を算出する。 Specifically, the present invention calculates the phase gradient between image data with different echo times or the phase of the image data, removes the phase gradient from at least one image data, and removes the phase gradient image data. A water image and a fat image are acquired using at least two image data including different echo times. At this time, the phase gradient is calculated from the average value or the weighted average value of the differential value of the phase.
本発明のMRI装置及び位相補正方法は、以上にように構成されたので、画像の位相の傾斜が精度良く除去されることになる。これにより、静磁場不均一による位相回転量を位相アンラップ処理によって求める際に、位相の主値回りを低減することができる。その結果、水と脂肪の入れ替わりを低減した画像を得ることが可能となる。 Since the MRI apparatus and the phase correction method of the present invention are configured as described above, the inclination of the phase of the image is accurately removed. Thereby, when the amount of phase rotation due to non-uniformity of the static magnetic field is obtained by the phase unwrapping process, the phase around the main value can be reduced. As a result, it is possible to obtain an image with reduced replacement of water and fat.
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。なお、発明の実施の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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiment of the invention, and the repetitive description thereof is omitted.
最初に本発明のMRI装置の一例の構成に関して説明する。図1はMRI装置の一構成例の概略図である。このMRI装置は、被検体101の周囲に静磁場を発生させる静磁場発生用磁石102と、傾斜磁場を発生させる傾斜コイル103と被検体に高周波磁場パルス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。
First, the configuration of an example of the MRI apparatus of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic diagram of a configuration example of an MRI apparatus. This MRI apparatus includes a static magnetic
静磁場発生用磁石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、被検体101の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。
The static magnetic
傾斜磁場コイル103は、傾斜磁場電源107からの信号に従って、X、Y、Zの3軸方向の傾斜磁場を、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。
The gradient
照射コイル104は、RF送信部108の信号に応じて高周波磁場パルス(以下、「RFパルス」と略記する)を発生する。このRFパルスにより、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が励起されてNMR現象が誘起される。
照射コイル104から照射されたRFパルスにより誘起された被検体101の生体組織を構成する原子の原子核のNMR現象によって発生したNMR信号であるエコー信号は、被検体101に接近して配置された受信コイル105を通して信号検出部109で検出され、信号処理部110で信号処理されて画像に変換される。変換された画像は表示部111で表示される。
An echo signal, which is an NMR signal generated by the NMR phenomenon of the atomic nucleus constituting the biological tissue of the
制御部112は、所定のパルスシーケンスに基づいて、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RFパルスを発生し、エコー信号を計測する処理を繰り返すために、傾斜磁場電源107、RF送信部108、信号処理部110を制御する。
The
(パルシーケンスの例)
次に、本発明に係る水・脂肪分離計測で用いられるパルスシーケンスの一例を図2に示すシーケンスチャートに基づいて説明する。このパルスシーケンスはグラジエントエコー(GE)シーケンス法に基づき、TEの異なる2種類の画像データを得るパルスシーケンスである。
(Example of Pal sequence)
Next, an example of a pulse sequence used in water / fat separation measurement according to the present invention will be described based on the sequence chart shown in FIG. This pulse sequence is a pulse sequence for obtaining two types of image data having different TEs based on a gradient echo (GE) sequence method.
制御部112は以下の制御を行なってこのパルスシーケンスを実行する。即ち、RFパルス201の照射と同時にスライスエンコード傾斜磁場202を印加して目的とする断層面のみを励起する。そして、位置情報をエンコードするための位相エンコード用傾斜磁場203を印加し、同時に負方向の周波数エンコード傾斜磁場(プリパルス)204を引加した後に、正方向の周波数エンコード傾斜磁場205を印加してRFパルス201からTE1経過後に第1エコー信号208を発生させる。次に、再度負方向の周波数エンコード傾斜磁場(リワインドパルス)206、周波数エンコード傾斜磁場207を印加してRFパルス201からTE2経過後に第2エコー信号209を発生させる。そして、このようなパルスシーケンスを位相エンコード用傾斜磁場203の面積をかえながら、位相エンコードの回数分繰り返し実行して、位相エンコード数分のエコー信号を取得して、k空間にデータが埋め尽くされる。埋め尽くされたk空間データを2次元フーリエ変換することによって、TEの異なる2種類の画像データを得ることができる。
The
2点Dixon法では、水と脂肪が逆位相になるタイミングをTE1に、水と脂肪が同位相となるタイミングをTE2(>TE1)に、それぞれ設定される。 In the two-point Dixon method, the timing at which water and fat are in opposite phases is set to TE1, and the timing at which water and fat are in phase is set to TE2 (> TE1).
(本発明の処理の概要)
次に、本発明の位相補正処理の主要部分について説明する。
最初に、本発明の位相補正処理の各機能を図3に示す機能ブロック図に基づいて説明する。
(Outline of processing of the present invention)
Next, the main part of the phase correction process of the present invention will be described.
First, each function of the phase correction processing of the present invention will be described based on the functional block diagram shown in FIG.
本発明の位相補正処理の各機能は、大きく分けて、画像の位相傾斜を除去する位相傾斜除去部310と、静磁場不均一マップを作成する静磁場不均一マップ作成部320と、静磁場不均一マップで画像の位相を補正する位相補正部331と、2つの画像を複素加減算することで水画像と脂肪画像を得る水脂肪分離部341と、を有してなる。
The functions of the phase correction processing of the present invention are roughly divided into a phase
そして、位相傾斜除去部310は、位相2倍部311と、フーリエ変換部312と、位相差分算出部313と、位相微分算出部314と、位相傾斜算出部315と、位相傾斜減算部316と、を有してなる。
Then, the phase
また、静磁場不均一マップ作成部320は、位相マップ作成部321と、位相アンラップ処理部322と、を有してなる。これらの各機能は信号処理部110が所定のプログラムに基づいて、メモリ301に記憶された各種データに対してそれぞれの処理を実行することにより実施される。これらの各機能の処理内容は、以下に説明する処理フローの説明の中で詳細に説明する。
The static magnetic field inhomogeneity
次に、これらの機能が連携して行う本発明の位相補正処理の処理フローを図4に示すフローチャートに基づいて説明する。本処理フローは、例えばプログラムとして信号処理部110内に記憶され、信号処理部110が各ステップの処理を実行することで実施される。
Next, the processing flow of the phase correction processing of the present invention performed by cooperation of these functions will be described based on the flowchart shown in FIG. This processing flow is stored in the
本処理フローでは、2点Dixon法における周波数エンコード方向の位相の傾斜を補正する方法に関して説明する。そこで、水と脂肪が逆位相となるTE1で計測された第1エコー信号208から得られた複素データの画像を第1エコー画像401とし、水と脂肪が同位相となるTE2で得られた第2エコー信号から得られた複素データの画像を第2エコー画像402とする。これらの画像データは、信号処理部110内のメモリなお、位相エンコード方向の位相の傾斜を補正する場合は、下記のx座標とy座標を入れ替えれば同様に補正が可能である。
In this processing flow, a method for correcting the phase gradient in the frequency encoding direction in the two-point Dixon method will be described. Therefore, an image of complex data obtained from the
以下、各処理ステップを詳細に説明する。
最初に位相の傾斜の除去処理に関するステップ403〜413までの各処理ステップを説明する。
Hereinafter, each processing step will be described in detail.
First, each processing step from
ステップ403で、位相2倍部311は、第1エコー画像S1(x,y)401と第2エコー画像S2(x,y)402における水と脂肪のケミカルシフトによる位相差(180°)を取り除くため、第1エコー画像401と第2エコー画像402の位相をそれぞれ2倍にする。
In
ここで、S1’(x,y)は第1エコー画像301の位相を2倍にした画像であり、S2’(x,y)は第2エコー画像302の位相を2倍にした画像である。また、xは周波数エンコード方向の座標とし、yは位相エンコード方向の座標とする。||は絶対値を示す。
Here, S1 ′ (x, y) is an image obtained by doubling the phase of the
ステップ404で、フーリエ変換部312は、ステップ403で得られた画像S1’(x,y)およびS2’(x,y)を位相エンコード方向にフーリエ変換し、位相エンコード方向を実空間(画像空間)からk空間に戻す。つまり、画像S1’(x,y)の位相エンコード方向をフーリエ変換してk空間に戻したデータs1(x,ky)405と、画像S2’(x,y)の位相エンコード方向をフーリエ変換してk空間に戻したデータs2(x,ky)406をそれぞれ作成する。
In
ステップ407で、位相差分算出部313は、位相エンコード方向のk空間の中心データを取り出す。s1(x,ky)405の位相エンコード方向のk空間の中心データをs1(x,0)408とし、s2(x,ky)406の位相エンコード方向のk空間の中心データをs2(x,0)409とする。s1(x,0)408およびs2(x,0)409は、それぞれ画像S2’(x,y)および画像S1’(x,y)を位相エンコード方向に平均化したデータである。
In
s1(x,0)408およびs2(x,0)409に周波数エンコード方向にローパスフィルタを施してノイズ成分を除去することで、位相の傾斜の算出精度を向上することができる。 By applying a low-pass filter to s1 (x, 0) 408 and s2 (x, 0) 409 in the frequency encoding direction to remove noise components, the calculation accuracy of the phase gradient can be improved.
ステップ410で、位相差分算出部313は、ステップ407で取得したs2(x,0)とs1(x,0)との位相差D(x)を算出する。位相差D(x)は下式で求められる。
In
ここで、*は複素共役を示す。 Here, * indicates a complex conjugate.
ステップ411で、位相微分演算部314は、ステップ410で求めた位相差D(x)を周波数エンコード方向に微分し、位相の微分値θ(x)を求める。位相の微分値θ(x)は下式によって求める。なお、この微分は、隣接ピクセル間の位相差である。
In
argは複素データから位相を求めることを示す。 arg indicates that the phase is obtained from complex data.
ステップ412で、位相傾斜算出部315は、ステップ410で求められた位相の微分値θ(x)の平均値a(つまり位相変化の1次係数)を算出する。このとき低SNRの影響を除去するために水と脂肪が逆位相となるデータの重み付けを用いて平均値を算出する。水と脂肪が逆位相となるデータを用いることで、水と脂肪が打ち消し合う低SNR領域の影響も除去することができる。
In
重み付けは、例えば閾値処理によって行なっても良い。例えば、水と脂肪が逆位相となるデータが閾値以上のときは1、閾値未満のときは0とすることで、閾値以上の領域での平均値を求めることができる。このような重み付けによって、信号強度にムラがある場合でも、位相の傾斜を精度良くの算出することができる。 The weighting may be performed by threshold processing, for example. For example, when the data in which water and fat are in opposite phases is equal to or greater than the threshold value, the average value in the region equal to or greater than the threshold value can be obtained by setting 1 when the data is equal to or greater than the threshold value. By such weighting, even when the signal intensity is uneven, the phase gradient can be calculated with high accuracy.
ステップ413で、位相傾斜減算部316は、ステップ412で算出された平均値aの半分の位相の傾斜で第2エコー画像S2(x,y)402の位相を引き算することによって、水と脂肪が同位相の画像と逆位相の画像間に発生する位相の傾斜を取り除く。第2エコー画像S2(x,y)402の位相の傾斜を差し引いた補正後第2エコー画像S2”(x,y)414は下式で得られる。
In
以上までが、本発明である位相の傾斜の除去方法に関して説明した。 Up to this point, the phase gradient removal method according to the present invention has been described.
次に、第1エコー画像401と位相の傾斜を取り除いたあとの第2エコー画像414を用いて水画像と脂肪画像とを作成する方法を図5に基づいて説明する。
Next, a method of creating a water image and a fat image using the
ステップ503で、位相マップ作成部321は、第1エコー画像S1(x,y)401と位相の傾斜を取り除いた補正後第2エコー画像S2”(x,y)414から位相マップを作成する。位相マップは、S2”(x,y)からS1(x,y)の位相を差し引き、残った位相を2倍することによって作成する。
In
φ(x,y)は位相マップを示す。
φ (x, y) indicates a phase map.
ステップ504で、位相アンラップ処理部322は、ステップ503で算出された位相マップφ(x,y)を位相アンラップ処理し、静磁場不均一マップψ(x,y)505を作成する。
In
位相の範囲は-π〜πの範囲であるため、-π〜πの範囲を超えた値を識別することができない。位相アンラップ処理はこの-π〜πの範囲を超えた位相を識別するための処理であり、画像上の隣接するピクセルの位相差が-π〜πの範囲内になるようピクセルの位相に2πを加算あるいは減算していく処理である。 Since the phase range is in the range of −π to π, a value exceeding the range of −π to π cannot be identified. The phase unwrap process is a process for identifying the phase exceeding the range of -π to π, and 2π is added to the phase of the pixel so that the phase difference between adjacent pixels on the image is within the range of -π to π. This is a process of adding or subtracting.
この位相アンラップ処理は、隣接するピクセルの真の位相差が-π〜πの範囲内であれば正しい位相を選択していくが、隣接するピクセルの真の位相差が-πからπの範囲外になってしまったとき間違った位相を選択してしまう(主値回りが発生する)。 This phase unwrapping process selects the correct phase if the true phase difference between adjacent pixels is within the range of -π to π, but the true phase difference between adjacent pixels is outside the range of -π to π. When it becomes, the wrong phase is selected (the main value rotation occurs).
この課題に対して、本発明の位相補正方法は、ステップ413で説明したように、位相の選択にエラーを生じさせる要因である位相の傾斜を予め精度良く除去しているので、隣接するピクセルの真の位相差が-π〜πの範囲内となって、位相アンラップ処理が正しい位相を選択していけるようになる。
In response to this problem, the phase correction method of the present invention removes the phase gradient, which is a factor causing an error in phase selection, in advance, as described in
ステップ506で、位相補正部331は、ステップ504で算出された静磁場不均一マップ405を用いて補正後第2エコー画像S2”(x,y)414を位相補正する。具体的には、位相補正部331は、補正後第2エコー画像S2”(x,y)414から静磁場不均一マップψ(x,y)505の半分の位相を差し引く。式で示すと次式となる。
In
ここで
は位相補正した第2エコー画像である。
here
Is the second echo image after phase correction.
ステップ507で、水脂肪分リブ341は、第1エコー画像S1(x,y)401と、ステップ506で位相補正された第2エコー画像
と、を複素加算および減算し、それぞれ水画像W(x,y)508と脂肪画像F(x,y)509を得る。即ち、
以上までが、水画像と脂肪画像の作成方法の説明である。
In
Are subjected to complex addition and subtraction to obtain a water image W (x, y) 508 and a fat image F (x, y) 509, respectively. That is,
The above is the description of the method for creating the water image and the fat image.
以上説明したように、本発明の実施例によれば、位相の傾斜を、位相アンラップ処理を用いずに、位相の微分処理及び重み付け平均処理により求めるので、位相の傾斜を精度良く求めて除去することができ、水と脂肪の入れ替わりを低減した水画像および脂肪画像を得ることが可能となる。 As described above, according to the embodiment of the present invention, the phase gradient is obtained by the phase differentiation process and the weighted average process without using the phase unwrapping process. Therefore, it is possible to obtain a water image and a fat image with reduced replacement of water and fat.
なお、前述の実施例では2点Dixon法を説明したが、3点Dixon法にも同様に適用が可能である。3点Dixon法では、例えば水と脂肪の位相が同位相、逆位相、同位相となる順番で3つの画像を等間隔で取得した場合は、最初の同位相と3番目の同位相間の位相の傾斜を算出し、算出した位相の傾斜で3番目の同位相の画像を補正し、位相の傾斜の半分で逆位相の画像を補正すればよい。このとき位相の傾斜を求めるときの位相の微分値の重み付け平均では、同位相の信号強度で重み付け平均すればよい。 Although the two-point Dixon method has been described in the above-described embodiments, the present invention can be similarly applied to the three-point Dixon method. In the three-point Dixon method, for example, if three images are acquired at equal intervals in the order that the phases of water and fat are the same phase, opposite phase, and same phase, the phase between the first same phase and the third same phase The inclination may be calculated, the third in-phase image may be corrected with the calculated phase inclination, and the anti-phase image may be corrected with half the phase inclination. At this time, the weighted average of the differential value of the phase when obtaining the slope of the phase may be weighted average with the signal intensity of the same phase.
また、上記実施例では、異なるTEの画像間の位相の傾斜を精度良く除去したが、単に画像の位相の傾斜も同様に除去できる。 Further, in the above embodiment, the phase gradient between images of different TEs is accurately removed, but the phase gradient of the image can be simply removed in the same manner.
101 被検体、102 静磁場磁石、103 傾斜磁場コイル、104 照射コイル、105 受信コイル、106 天板、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 101 subject, 102 static magnetic field magnet, 103 gradient coil, 104 irradiation coil, 105 receiver coil, 106 top plate, 107 gradient magnetic field power supply, 108 RF transmitter, 109 signal detector, 110 signal processor, 111 display, 112 Control unit
Claims (5)
前記位相の傾斜を除去した画像データを含む、エコー時間の異なる少なくとも2つの画像データを用いて、水画像と脂肪画像とをそれぞれ取得する水脂肪分離部と、
を備えた磁気共鳴イメージング装置であって、
前記位相傾斜除去部は、前記画像データの隣接ピクセルの位相差についての平均値あるいは重み付け平均値から、前記位相の傾斜を算出する位相傾斜算出部を備えることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 A phase inclination removal unit that calculates the inclination of the phase of image data between image data having different echo times or removes the inclination of the phase from at least one image data;
A water / fat separation unit for acquiring a water image and a fat image using at least two image data having different echo times, including image data from which the phase gradient has been removed,
A magnetic resonance imaging apparatus comprising:
The magnetic resonance imaging apparatus, wherein the phase gradient removal unit includes a phase gradient calculation unit that calculates the phase gradient from an average value or a weighted average value of phase differences between adjacent pixels of the image data.
前記位相傾斜算出部は、水と脂肪が逆位相となる画像データを用いて前記位相差を重み付けして、前記位相の傾斜を算出することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
The phase inclination calculation unit weights the phase difference using image data in which water and fat have opposite phases, and calculates the phase inclination.
前記位相傾斜算出部は、前記位相差を閾値処理することによって前記位相差を重み付けして、前記位相の傾斜を算出することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
The magnetic resonance imaging apparatus, wherein the phase inclination calculation unit calculates the inclination of the phase by weighting the phase difference by thresholding the phase difference.
前記位相傾斜算出部は、前記画像データを位相エンコード方向又は周波数エンコード方向にフーリエ変換して得られたk空間の中心の1ラインのデータを用いて、前記位相の傾斜を算出することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。 The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
The phase inclination calculation unit calculates the inclination of the phase using data of one line at the center of k-space obtained by Fourier transforming the image data in a phase encoding direction or a frequency encoding direction. Magnetic resonance imaging device.
前記位相の傾斜を除去した画像データを含む、エコー時間の異なる少なくとも2つの画像データを用いて、水画像と脂肪画像をそれぞれ取得する水脂肪分離ステップと、
を備えた磁気共鳴イメージング装置における位相補正方法であって、
前記位相傾斜除去ステップは、前記画像データの隣接ピクセルの位相差についての平均値あるいは重み付け平均値から、前記位相の傾斜を算出する位相傾斜算出ステップを備えることを特徴とする位相補正方法。 A phase gradient removal step of calculating a phase gradient between image data having different echo times or a phase gradient of the image data, and removing the phase gradient from at least one image data;
A water fat separation step for obtaining a water image and a fat image, respectively, using at least two image data having different echo times, including image data from which the phase gradient has been removed;
A phase correction method in a magnetic resonance imaging apparatus comprising:
The phase inclination removing step includes a phase inclination calculating step of calculating an inclination of the phase from an average value or a weighted average value of phase differences between adjacent pixels of the image data.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012052777A JP5959888B2 (en) | 2012-03-09 | 2012-03-09 | Magnetic resonance imaging apparatus and phase correction method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012052777A JP5959888B2 (en) | 2012-03-09 | 2012-03-09 | Magnetic resonance imaging apparatus and phase correction method |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2013183967A true JP2013183967A (en) | 2013-09-19 |
| JP2013183967A5 JP2013183967A5 (en) | 2015-04-09 |
| JP5959888B2 JP5959888B2 (en) | 2016-08-02 |
Family
ID=49385943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012052777A Active JP5959888B2 (en) | 2012-03-09 | 2012-03-09 | Magnetic resonance imaging apparatus and phase correction method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5959888B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016041384A (en) * | 2016-01-04 | 2016-03-31 | 株式会社日立メディコ | Magnetic resonance imaging apparatus, time-series image creation method and program |
| CN115830154A (en) * | 2023-02-22 | 2023-03-21 | 南京信息工程大学 | Unwrapping method based on double-angle phase coding |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH024332A (en) * | 1988-06-20 | 1990-01-09 | Yokogawa Medical Syst Ltd | Phase coefficient calculating method in mri |
| JPH0241137A (en) * | 1988-07-29 | 1990-02-09 | Yokogawa Medical Syst Ltd | Phase correction in chemical shift imaging |
| JP2002345779A (en) * | 2001-05-11 | 2002-12-03 | Siemens Ag | Nuclear spin tomography apparatus and operation method thereof |
-
2012
- 2012-03-09 JP JP2012052777A patent/JP5959888B2/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH024332A (en) * | 1988-06-20 | 1990-01-09 | Yokogawa Medical Syst Ltd | Phase coefficient calculating method in mri |
| JPH0241137A (en) * | 1988-07-29 | 1990-02-09 | Yokogawa Medical Syst Ltd | Phase correction in chemical shift imaging |
| JP2002345779A (en) * | 2001-05-11 | 2002-12-03 | Siemens Ag | Nuclear spin tomography apparatus and operation method thereof |
| US20020193680A1 (en) * | 2001-05-11 | 2002-12-19 | Thorsten Feiweier | Magnetic resonance method and apparatus for generating respective images from spin ensembles exhibiting different chemical shift |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016041384A (en) * | 2016-01-04 | 2016-03-31 | 株式会社日立メディコ | Magnetic resonance imaging apparatus, time-series image creation method and program |
| US9714999B1 (en) | 2016-01-04 | 2017-07-25 | Hitachi, Ltd. | Magnetic resonance imaging apparatus, time-series image generation method, and program |
| CN115830154A (en) * | 2023-02-22 | 2023-03-21 | 南京信息工程大学 | Unwrapping method based on double-angle phase coding |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5959888B2 (en) | 2016-08-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101657331B1 (en) | Method to correct phase information in mr images, and corresponding magnetic resonance system | |
| CN107407714B (en) | MRI method for calculating derived values from B0 and B1 maps | |
| JP6422700B2 (en) | Method for obtaining T1 time of water and T1 time of fat and magnetic resonance apparatus | |
| CN103238082B (en) | MR Imaging Using Multipoint Dixon Technique and Low Resolution Calibration | |
| KR101473872B1 (en) | Magnetic resonance imaging device and control method thereof | |
| US10234522B2 (en) | MR imaging with dixon-type water/fat separation | |
| JP5848713B2 (en) | Magnetic resonance imaging apparatus and contrast-enhanced image acquisition method | |
| JP6275148B2 (en) | Metal-resistant MR imaging reference scan | |
| US10031205B2 (en) | Magnetic resonance imaging apparatus and magnetic resonance imaging method | |
| JP6912603B2 (en) | Dual echo Dixon type water / fat separation MR imaging | |
| JP2016540591A (en) | Phase-sensitive inversion recovery MRI using water / fat separation | |
| US9846215B2 (en) | MRI embodiments for controlling an arrangement order of multiple echoes in a k-space | |
| JPWO2014038441A1 (en) | Magnetic resonance imaging apparatus and magnetic resonance imaging method | |
| US8638098B2 (en) | Method and magnetic resonance system to generate a series of magnetic resonance exposures | |
| US8242780B2 (en) | Magnetic resonance method and device to differentiate among pixels representing a silicon-dominated substance, water-dominated tissue and fat-dominated tissue | |
| JP6202761B2 (en) | Magnetic resonance imaging apparatus and processing method thereof | |
| JP5959888B2 (en) | Magnetic resonance imaging apparatus and phase correction method | |
| JP6718764B2 (en) | Magnetic resonance imaging apparatus and control method thereof | |
| JP5688267B2 (en) | Magnetic resonance imaging apparatus and chemical image acquisition method | |
| US10254363B2 (en) | Magnetic resonance imaging apparatus, magnetic resonance imaging method, and medical data analysis apparatus | |
| JP5974391B2 (en) | Magnetic resonance imaging apparatus and timing deviation detection method thereof | |
| JP5718148B2 (en) | Magnetic resonance imaging apparatus and dual slice measurement method | |
| JP6579908B2 (en) | Magnetic resonance imaging apparatus and diffusion weighted image calculation method | |
| JP5064685B2 (en) | Magnetic resonance imaging system | |
| JP2017086736A (en) | Magnetic resonance imaging apparatus and method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150220 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150220 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20151028 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151110 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151225 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20160330 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20160427 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160607 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160622 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5959888 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |