JP2001526068A

JP2001526068A - ゴースト・アーティファクトの低減

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Publication number: JP2001526068A
Application number: JP2000524684A
Authority: JP
Inventors: チャップマン，バリー・レナード・ウォルター
Original assignee: ビー・ティー・ジー・インターナショナル・リミテッド
Priority date: 1997-12-10
Filing date: 1998-12-08
Publication date: 2001-12-18
Also published as: DE69821998T2; US6697507B1; EP1053484B1; WO1999030180A1; DE69821998D1; IL135608A; IL135608A0; GB9726143D0; EP1053484A1

Abstract

(57)【要約】１つ以上のコヒーレントなゴースト・アーティファクトが画像内に発生する磁気共鳴撮像装置と共に用い、画像データ内のゴースト・アーティファクトを低減する方法および装置を開示する。本装置は、サンプル・データを画像データに変換する手段と、サンプル・データを分析し、ゴースト・アーティファクトを低減する補正値を決定する手段とを備えている。本発明の方法は、サンプル・データを分析し、ゴースト・アーティファクトを低減する補正値を決定するステップから成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、一般的に、画像データにおけるゴースト・アーティファクトを低減
する方法および装置に関する。本発明は、特に、コヒーレント・ゴースト・アー
ティファクト（ｃｏｈｅｒｅｎｔｇｈｏｓｔａｒｔｉｆａｃｔ）の影響を受
け易い磁気共鳴撮像（ＭＲＩ：ＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｓｏｎａｎｃｅＩｍａ
ｇｉｎｇ）技術に応用されるものである。

【０００２】従来の二次元フーリエ変換（２ＳＦＴ）ＭＲＩ技術では、無線周波数（ｒｆ）
パルスの印加毎にサンプル空間（ｋ−空間としても知られる）におけるデータの
１「ライン」を取得する。磁気勾配の発生中に、「読み取り方向」に得られたエ
コー信号を種々の点でサンプリングして各ラインを得る。印加する磁気勾配を徐
々に「位相符号化方向」に増加させて行き、サンプル全体を通じて連続するライ
ンを読み取る。二次元フーリエ変換をサンプル・データに適用し、画像データを
得る。

【０００３】ある状況の下では、サンプル・データに周期的な変動が生ずる場合があり、画
像データ内にゴースト・アーティファクトが出現する。この周期的な変動は、サ
ンプル・データのあらゆるパラメータ、例えば、振幅またはサンプリングの時間
にも発生する可能性がある。サンプル・データ内に周期的変動を発生させる現象
は、いずれにしてもゴースト・アーティファクトを招く虞れがある。典型的な例
は、心臓または肺を撮像する際に発生し得る試料の周期的な運動、あるいは内部
または外部の影響によると考えられる撮像装置の動作条件の周期的変動である。
心臓の周期的運動の場合、脈拍がサンプリング・レートと関連付けられると、コ
ヒーレント・ゴースト・アーティファクトが現れる。

【０００４】あるＭＲＩ技術では、データを取得する方法に起因して、サンプル・データに
周期的変動が生ずる場合がある。かかる技術の例は、エコー平面撮像（ＥＰＩ）
、区分ＥＰＩ、およびエコー立体撮像（ＥＶＩ：ＥｃｈｏＶｏｌｕｍａｒＩ
ｍａｇｉｎｇ）である。

【０００５】エコー平面撮像は、単一のｒｆ励起パルスから画像全体を取得するという点で
、２ＤＦＴとは異なる。画像を取得するために、位相符号化方向に印加する磁気
勾配を徐々に増加させつつ、読み取り方向の磁界を正および負間で切り替える。
磁気勾配の発生中に種々の点においてエコー信号をサンプリングし、サンプル・
エコー・データを得る。次いで、二次元フーリエ変換をサンプル・データに適用
し、画像データを得る。

【０００６】ＥＰＩは、本質的に、正および負間の読み取り方向における磁界の交互切り替
えの結果として、サンプル・データに周期的な変動を伴う。この磁界の切り替え
のため、フーリエ変換の前に、サンプル・データ内における交互のラインを時間
的に反転させなければならない。時間反転ライン間に不整合が少しでもあると、
画像にコヒーレント・ゴーストが現れ、実際の画像と重なり合う結果となる。

【０００７】区分ＥＰＩは、多数の励起パルスを印加し、各パルスに続いて、セグメントと
して知られるデータの一部を取得することによって動作する。異なるセグメント
間の動作条件の変化が、各セグメント内の磁界切り替えと相まって、セグメント
数の２倍の周期でサンプル・データ内に周期的変動を起こす。このために、画像
ドメインでは多数のゴースト・アーティファクトが発生する。

【０００８】簡略化の目的の上、これ以降の説明は、得られる画像において＋Ｎｐ／２の単
一コヒーレント・ゴースト・アーティファクトの影響を非常に受けやすいＥＰＩ
を対象とする。Ｎｐは、位相符号化方向における点数である。しかしながら、本
発明は、ゴースト・アーティファクトの発生源には無関係に、コヒーレントまた
は疑似コヒーレント・ゴースト・アーティファクトが発生するあらゆる撮像技術
に適用可能である。

【０００９】ＥＰＩにおけるゴースト・アーティファクトを低減または相殺するために、種
々の技術が用いられている。恐らく、最も簡単な方法は、手作業による技法であ
り、ゴーストが消滅するまで、時間反転ライン間のサンプル点における相対的な
時間のずれを手作業で調節する。これには、習熟した操作者の介入を必要とする
という欠点がある。また、システムがリアル・タイムでデータを取得し、再生し
、画像表示を行なう設備を有する必要もある。

【００１０】別のゴースト解消技術も提案されている。最初に較正走査を行い、データの時
間反転ライン間の時間ずれを判定する。次に、この時間ずれを用いて後続の撮像
走査における誤差を補正する。これには、複雑であること、および撮像に要する
時間がかかるという欠点がある。更に、較正走査および撮像走査間で時間ずれが
変化する可能性があり、ゴースト相殺の効率低下を招く。

【００１１】ゴースト・アーティファクトを低減する後処理方法が、Ｂｒｕｄｅｒｅｔ
ａｌ（ブルーダその他）によって、ＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｓｏｎａｎｃｅｉ
ｎＭｅｄｉｃｉｎｅ、ｖｏｌ．２３、ｐｐ３１１〜３２３（１９９２）に提案
されている。Ｂｒｕｄｅｒｅｔａｌ．は、ゴーストがほぼ解消するまで、画
像ドメインにおけるデータを自動調節することを提案した。この技術は、真正画
像およびゴースト画像が空間的に分離していること、即ち、撮像フィールドにお
いて重複しないことを条件とする（ｒｅｌｙｏｎ）。したがって、この技術は
、撮像フィールド全体にわたって真正画像がある場合には、用いることができな
い。ＥＰＩでは、これは重大な欠点となる。何故なら、大型で迅速に変化する磁
界を発生する撮像装置の能力によって、撮像フィールドのサイズが限定されるか
らである。したがって、ゴースト・アーティファクト低減のために用いる区域を
専用に設けることによって、真正画像に割り当てられる区域を更に縮小すること
は全く望ましいことではない。

【００１２】Ｂｒｕｄｅｒｅｔａｌ．に類似した技法が、Ｂｕｏｎｏｃｏｒｅｅｔ
ａｌ．（ブオノコーレその他）によってＭｇｎｅｔｉｃＲｅｓｏｎａｎｃｅ
ｉｎＭｅｄｉｃｉｎｅ、ｖｏｌ．３８、ｐｐ８９〜１００、（１９９７）に提
案されている。Ｂｕｏｎｏｃｏｒｅｅｔａｌ．の技術も、ゴースト画像を分
離して分析することを条件としており、したがって真正画像とゴースト画像との
間に重複がない区域がある場合でなければ使用することはできない。したがって
、この技術もＢｒｕｄｅｒｅｔａｌ．と同じ欠点がある。

【００１３】多数のゴーストが発生する区分ＥＰＩのような撮像技術と共に用いた場合、Ｂ
ｒｕｄｅｒｅｔａｌ．やＢｕｏｎｏｃｏｒｅｅｔａｌ．の技術は、ゴー
スト除去専用で真正画像がないラインを、対応して一層多く収集しなければなら
ず、更に非実用的となる。

【００１４】本発明の目的は、従来技術の問題を克服または低減する、ゴースト・アーティ
ファクト低減方法および装置を提供することである。

【００１５】一態様において、本発明は、画像データにおけるゴースト・アーティファクト
を低減する装置を提供する。この装置は、サンプル・データを生成する撮像装置
と共に用いるものであり、この装置は、サンプル・データを画像データに変換す
る手段、およびサンプル・データを分析し、ゴースト・アーティファクトを低減
する補正値を決定する手段を備えている。

【００１６】サンプル・データ（画像データではなく）を分析して補正値を決定することに
より、余分なデータを取得する必要なく、ゴースト・アーティファクトを低減す
る補正値を計算できるという利点を得ることができる。同時に、本発明は、デー
タ・サンプリング手順において全く変更を必要としないので、既存の磁気共鳴撮
像技術を用いて容易に実現することができる。ゴースト・アーティファクトを低
減する際の操作者の介入の必要性も回避することができる。動作条件を調節する
のではなく、サンプル・データを分析するので、アーティファクトの発生源には
無関係に、ゴースト・アーティファクトを低減可能であるという利点が得られる
。

【００１７】本発明によれば、コヒーレント・ゴースト・アーティファクトは、実際のサン
プリング点の所望のサンプリング点、即ち、正しい、アーティファクトのない画
像を再生するためにフーリエ変換が必要とするサンプリング点からの偏差によっ
て生ずる可能性があることがわかった。したがって、分析手段は、サンプル・デ
ータにおける実際のサンプリング点の所望のサンプリング点からの偏差を判定す
ることによって補正値を決定する手段を備えるとよい。

【００１８】決定手段は、実際のサンプリング点のサンプル・データにおける最大信号点か
らの偏差を判定するように構成されている。何故なら、これは効率的かつ便利な
偏差判定方法を可能にするからである。最大信号点は、典型的に、全てのｒｆ成
分がコヒーレントなところである。簡略化のために、決定手段は、サンプル・デ
ータに嵌め込み手順を実行し、最大信号点を推定するように構成することも可能
である。

【００１９】前述の装置は、更に、サンプル・データを２つ以上のデータ集合に分離する手
段を備えることができ、分析手段は、少なくとも１つのかかるデータ集合につい
て補正値を決定するように構成することができる。この場合、補正値は、当該デ
ータ集合内の所望のサンプリング点からの実際のサンプリング点の偏差とするこ
とができる。各データ集合は、周期的変動の異なるサイクルにおける対応する時
点で取得したデータを含むことができる。

【００２０】例えば、ＥＰＩでは、読み取り方向に正および負間で磁界を交互に切り替える
ことにより、サンプル・データに周期的な変動が生ずる。したがって、サンプル
・データを２つのデータ集合に分離し、一方が正磁界で取得したデータを含み、
他方が負磁界で取得したデータを含むようにすることができる。区分ＥＰＩでは
、サンプル・データは、セグメント数の２倍と同等のデータ集合数に分離し、各
々が１セグメント内の正磁界または負磁界で取得したデータを含むようにすると
よい。一般に、データ集合の数は、画像数に対応する（真正およびゴースト）。

【００２１】分析手段は、一方のデータ集合の他方に対する補正値を決定するように構成す
ることができる。これによって、各データ集合を個々に補正しなければならない
のではなく、一方のデータ集合を他方に対して補正することができ、したがって
、処理量を減少させることができる。

【００２２】本発明によれば、変換後に補正値をデータ集合に適用することができるという
利点が得られることがわかった。これは、単純な位相補正値を変換データに適用
可能とするからである。したがって、前述の装置は、更に、各データ集合毎にデ
ータを別個に変換する手段を備えることができ、その場合、補正値を、変換した
データに適用する補正値に変換する手段と、変換した補正値を変換したデータに
適用する手段とを備えることができる。

【００２３】分析手段は、各データ集合において実質的に全てのデータについて補正値を決
定するように構成することができ、補正値適用手段は、１つ以上のデータ集合に
おける実質的に全ての変換データに、変換補正値を適用するように構成すること
ができる。同じ補正値をデータ集合内のデータ全てに適用するので、これによっ
て処理量を削減することができる。

【００２４】第１の好適な実施形態では、変換手段は、第１の一次元フーリエ変換を行なう
ように構成することができ、補正値適用手段は、１つ以上のデータ集合内の変換
データに変換補正値を適用するように構成することができ、前述の装置は、更に
、変換データに第２の一次元フーリエ変換を行なう手段を備えることができる。
第２の一次元フーリエ変換は、第１に対して直交とするとよい。

【００２５】第２の好適な実施形態では、変換手段は、二次元フーリエ変換を行なうように
構成することができる。この場合、補正値は、二次元フーリエ変換後に、１つ以
上のデータ集合における実質的に全てのデータに適用される。二次元フーリエ変
換は、２回の直交一次元フーリエ変換よりも効率的とすることができる。

【００２６】第３の好適な実施形態では、データ集合内の全データに補正値を適用する代わ
りに、分析手段は、各データ集合におけるデータの一部に対して補正値を決定す
るように構成することができ、補正値適用手段は、１つ以上のデータ集合におけ
る変換データの一部に変換補正値を適用するように構成することができる。した
がって、各データ集合を複数の部分に分割することができ、各部分は、各データ
集合内の１ライン、またはライン群、または何らかのその他の部分に対応するこ
とができる。この場合、補正値は、各部分に個々に計算し、変換した補正値を対
応する部分の各々に適用することができる。これは、行なわなければならない補
正値がデータ集合内で変動する場合に有効と考えられる。この状況は、勾配の欠
陥および磁界の非均質性によって生ずる可能性がある。

【００２７】変換手段は、第１の一次元フーリエ変換を行なうように構成することができ、
補正値適用手段は、１つ以上のデータ集合における変換データの一部に変換補正
値を適用するように構成することができ、変換手段は、更に、変換データに第２
の一次元フーリエ変換を行なうように構成することができる。第２の一次元フー
リエ変換は第１に対して直交とするとよい。

【００２８】分析手段は、データ集合におけるデータの別の部分に対する補正値から、デー
タ集合におけるデータの一部分に対する補正値を決定するように構成することが
できる。これによって、低信号対ノイズ比（ＳＮＲ）のデータ値を有する部分に
対して補正値を決定することができ、そうしなければ、得られる補正値の推定値
は不正確となろう。

【００２９】最初の３つの好適な実施形態のいずれにおいても、前述の装置は、サンプル・
データを変換する手段と、補正値を、変換したデータに適用する補正値に変換す
る手段と、変換した補正値を変換したデータに適用する手段とを備えることがで
きる。

【００３０】第４の好適な実施形態では、前述の装置は、更に、画像データへの変換の前に
、補正値をサンプル・データに適用する手段を備えることができる。これは、例
えば、変換の前に何らかの他の処理をデータに実行する場合に、好ましいと考え
られる。

【００３１】別の態様では、本発明は、前述のような装置を備え、データをサンプリングす
るように構成された撮像装置を提供する。この撮像装置は、核磁気共鳴を励起す
る手段と、共鳴応答信号を検出する手段とを含むことが適当であると考えられる
。更に、撮像装置は、データをライン単位にサンプリングするように構成するこ
とができ、ラインの一部を他のラインに対して時間反転する。撮像装置は、例え
ば、エコー平面撮像または区分エコー平面撮像を行なうように構成することがで
きる。あるいは、撮像装置は、エコー立体撮像や２つの空間撮像次元および１つ
の化学シフト次元の同時取得のように、３以上の磁気共鳴次元で撮像を行なうよ
うに構成することができる。

【００３２】別の緊密に関係する態様では、本発明は、画像データにおけるゴースト・アー
ティファクトを低減する方法を提供する。この方法は、サンプル・データを生成
し画像データに変換する撮像技法と共に用いるものであり、サンプル・データを
分析し、ゴースト・アーティファクトを低減する補正値を決定するステップから
成る。

【００３３】サンプル・データを分析するステップは、サンプル・データにおける実際のサ
ンプリング点の所望のサンプリング点からの偏差を判定し、これによって補正値
を決定するステップを含むことができる。偏差を判定するステップは、実際のサ
ンプリング点のサンプル・データにおける最大信号点からの偏差を判定するステ
ップを含むことができる。偏差を判定するステップは、サンプル・データに嵌め
込み手順を実行し、最大信号点を推定するステップを含むことができる。

【００３４】前述の方法は、更に、サンプル・データを２つ以上のデータ集合に分離し、少
なくとも１つのかかるデータ集合について補正値を決定するステップを含むこと
ができる。分析するステップは、一方のデータ集合の他方に対する補正値を決定
するステップを含むことができる。

【００３５】前述の方法は、更に、各データ集合毎にデータを別個に変換するステップを含
むことができる。更に、この方法は、補正値を、変換したデータに適用する補正
値に変換するステップと、変換した補正値を変換したデータに適用するステップ
とを含むことができる。

【００３６】分析するステップは、各データ集合において実質的に全てのデータについて補
正値を決定するステップを含むことができ、変換補正値を適用するステップは、
１つ以上のデータ集合における実質的に全ての変換データに、変換補正値を適用
するステップを含むことができる。

【００３７】変換するステップは、第１の一次元フーリエ変換を行なうステップを含むこと
ができ、変換補正値を適用するステップは、１つ以上のデータ集合内の変換デー
タに変換補正値を適用するステップを含むことができ、前述の方法は、更に、変
換データに、直交一次元フーリエ変換とすることができる、第２の一次元フーリ
エ変換を行なうステップを含むことができる。

【００３８】あるいは、変換するステップは、二次元フーリエ変換を行なうステップを含む
ことができる。

【００３９】分析するステップは、各データ集合におけるデータの一部に対して補正値を決
定するステップを含むことができ、変換補正値を適用するステップは、１つ以上
のデータ集合における変換データの一部に変換補正値を適用するステップを含む
ことができる。

【００４０】変換するステップは、第１の一次元フーリエ変換を行なうステップを含むこと
ができ、変換補正値を適用するステップは、１つ以上のデータ集合における変換
データの一部に変換補正値を適用するステップを含むことができ、変換するステ
ップは、更に、変換データに第２の一次元フーリエ変換を行なうステップを含む
ことができる。第２の一次元フーリエ変換は、直交一次元フーリエ変換とするこ
とができる。

【００４１】分析するステップは、データ集合におけるデータの一部分に対する補正値を、
データ集合におけるデータの別の部分に対する補正値から決定するステップを含
むことができる。

【００４２】前述の方法は、データを変換するステップと、補正値を、変換したデータに適
用する補正値に変換するステップと、変換した補正値を変換したデータに適用す
るステップとを含むことができる。

【００４３】この方法は、更に、画像データへの変換の前に、補正値をサンプル・データに
適用するステップを含むことができる。

【００４４】更に別の態様では、本発明は、前述の方法から成り、データをサンプリングす
る撮像方法を提供する。この撮像方法は、データをライン単位にサンプリングす
ることができ、ラインの一部を他のラインに対して時間反転する。例えば、撮像
技術は、エコー平面撮像または区分エコー平面撮像とすることができる。あるい
は、撮像技術は、エコー立体撮像や２つの空間撮像次元および１つの化学シフト
次元の同時取得のように、３以上の磁気共鳴次元で撮像を行なうためのものとす
ることができる。

【００４５】更に別の関連する態様では、本発明は、前述の方法を実行するソフトウエアを
含むコンピュータ・ディスクを提供する。

【００４６】これより、添付図面を参照しながら、純粋に一例として、本発明の好適な構成
について説明する。

【００４７】図１は、画像データを取得するために用いることができる、標準的な二次元「
ブリップ」勾配（ｂｌｉｐｐｅｄｇｒａｄｉｅｎｔ）ＥＰＩシーケンスを示す
。スライス選択勾配（Ａ）の存在下における初期ｒｆパルスが、選択したスライ
スにおけるスピンを撮像面に向かって回転させる。次に、勾配波形Ｂによって、
スライス選択方向に再度収束させる。勾配波形ＣおよびＤは、位相符号化方向お
よび読み取り方向において、それぞれ、スピンの位相をずらす（ｄｅｐｈａｓｅ
）。続いて、位相符号化ブリップ（Ｅ）および読み取り勾配波形（Ｆ）が、スピ
ンをそれぞれの方向で再度整相し、次いで同程度にその位相をずらすことによっ
て、一連の勾配エコー（Ｇ）から成り、要求画像のサンプリング・ドメイン全体
（一般にｋ−空間として知られている）をカバーする信号を発生する。

【００４８】読み取り符号化の高速切り替えの間に、位相符号化増分（ｐｈａｓｅｅｎｃ
ｏｄｉｎｇｉｎｃｒｅｍｅｎｔｓ）を用いることにより、サンプリングは、図
２に示すように、ｋ−空間全体にわたって前後に掃引する。その結果、信号発生
は、交互のｋ−空間ラインにおいて時間的に逆方向に行われ、サンプル・データ
内では、交互のラインが時間反転する。これら順方向ラインおよび時間反転ライ
ンを、ここでは、奇数ラインおよび偶数ラインと呼ぶことにする。ＥＰＩでは、
したがって、サンプル・データにおける周期的変動は、データ取得の特性によっ
て発生する。

【００４９】フーリエ変換の前に、全ての奇数ラインまたは全ての偶数ラインを時間反転し
なければならない。得られたデータをフーリエ変換することによって、必要な磁
気共鳴（ＭＲ）画像を生成する。画像再生が成功するには、フーリエ・サンプリ
ング条件を満たすことが条件となる。Ｎ×Ｍ画像点の場合、Ｎ×Ｍ個の線形独立
測定値（サンプル）がなければならない。サンプル点は、ｋ−空間の中心を含ま
なければならず、ｋ−空間の中心とは、全ての周波数における全ての信号がコヒ
ーレント（同相）となる点のことである。フーリエ変換は、Ｎ×Ｍサンプルに関
連するＮ×Ｍ連立方程式を解く非常に効率的な方法である。得られる画像は、複
素画像ではなく、実画像である。

【００５０】ＭＲ手順における欠陥は、画像における欠陥に反映される。かかる欠陥は、微
小なサンプル・タイミング誤差を含み、原点からのサンプル点の変位、データ点
取得中の勾配強度変動、および磁界の非均質性を招く。従来の撮像では、Ｎ×Ｍ
個の複素データ点を取得する。これは、２×Ｎ×Ｍ個の線形独立サンプルと等価
である。続くフーリエ変換によって複素画像を生成する。この画像において、前
述の欠陥のために点間に位相差が生ずる。したがって、各点におけるモデュラス
（ｍｏｄｕｌｕｓ）を取ることによって、これらの誤差を補正する。即ち、２倍
の冗長性を用いて実験的誤差を補正する。誤差が実質的に空間全体に及ぶ場合、
２倍の冗長性は不要であり、種々の部分的ｋ−空間再生技術を用い、必要なデー
タ量を大幅に削減することができる。これら従来の再生技法は全て、誤差が全域
的に一定していることを条件とする。

【００５１】ＥＰＩでは、交互のラインの時間反転のために、更に多くの誤差が生じ、単に
余分なデータ点を取りモデュラス画像を決定するだけでは補正できない。データ
が理想的である場合、即ち、フーリエ・サンプリング条件の全てを満たす場合、
時間反転がゴースト・アーティファクトを引き起こすことはない。実際には、サ
ンプルのｋ−空間中心との完全な整合、完全な勾配、および完全な均質性を必要
とするので、これが可能なことは稀である。１サンプル点のタイミング誤差（典
型的に、ＥＰＩでは１０マイクロ秒）は、得られる画像の幅全域にわたって３６
０°の線形位相誤差を生ずる。サンプル点のｋ−空間中心からの時間的変位によ
って、交互のラインを時間反転する際に、位相符号化軸の周期的な変位が生ずる
。この状況を図３に示す。

【００５２】図３は、全てのスピンが整合している、即ち、全てのスピンが同相である、ｋ
−空間の真の中心に対して変位したＥＰＩサンプル点を示す。実線の縦線は、位
相符号化軸であり、これに沿って全てのスピンが符号化勾配によってのみ影響を
受ける。図３ａは、収集したサンプル点を示す。図３ｂは、交互の奇数ラインの
時間反転後における同じサンプル点、およびその結果として生じた、サンプリン
グ点に対する位相符号化軸のふらつき（ｓｔａｇｇｅｒｉｎｇ）を示す。サンプ
ル点を基準として用いる。何故なら、測定するのはこれらであり、ｋ−空間の真
の中心位置が未知であるため、後にフーリエ変換がこれらを再生のための基準と
して用いるからである。

【００５３】勾配の欠陥および磁場の非均質性によって、サンプル点に対する位相符号化軸
の変位が更に加わる可能性がある。図４は、交互の奇数ラインの時間反転後にお
ける、サンプル点に対する位相符号化軸の位置に対する種々の別の磁界摂動の影
響を示す。図４ａは、サンプル点が位相符号化軸と完全に整合する理想的な状況
を示し、この場合補正は必要ない。図４ｂは、図３ｂと同様に、位相符号化軸に
対するサンプル点の変位の影響を示す。図４ｃは、線形磁界に非均質性、即ち、
位相符号化勾配の正および負ローブの下にある区域間に一貫した差がある場合の
、位相符号化軸に対するサンプル点の変位の影響を示す。図４ｄは、非線形の磁
界非均質性、即ち、位相符号化勾配の正および負ローブの下にある区域間に可変
差がある場合、例えば、電源に何らかの垂下がある場合における、位相符号化軸
に対するサンプル点の変位の影響を示す。偶数ラインおよび奇数ライン間におけ
るこれら周期的な差によって、コヒーレントなゴースト画像が、位相符号化方向
に正確に撮像長さの半分に位置し折り返す（ａｌｉａｓｅ）。これについては、
以下で更に説明する。

【００５４】図５は、サンプル点が位相符号化軸と完全に整合した理想的な場合において、
偶数ラインおよび奇数ラインを別個に画像ドメインに変換して得られた画像を示
す。この場合、偶数ラインは正画像および正ゴーストを生ずる。一方、奇数ライ
ンは正画像、およびこの正画像に対して１８０°の位相ずれを有する負ゴースト
を生ずる。これらを追加することにより、真の画像を構成的に補強しつつ、ゴー
ストを相殺する。尚、明確化のために、画像およびゴーストは空間的に離れて示
されているが、実際には、追加の勾配強度またはサンプリング時間が必要となる
ので、これは望ましくない。

【００５５】図６は、偶数ラインに時間的変位がある場合に、偶数ラインおよび奇数ライン
を別個に変換し、、画像フィールド全体（真の成分およびゴースト成分双方で構
成されている）にわたって線形に位相変動を生じさせることによって得られた画
像を示す。これらを追加することにより、真の画像に対する構成的補強が不完全
となり、更にゴーストの相殺も不完全となる。したがって、偶数ラインおよび奇
数ライン間に相対的な時間変位が少しでもあると、ゴースト画像が生ずる。この
場合も、明確化のために、画像およびゴーストは空間的に離れて示されている。

【００５６】図７は、位相符号化方向における撮像フィールドの殆ど全てに画像が及ぶ場合
における通常の状況を示す。得られる磁界強度および許されるサンプリング時間
に対する制約の範囲内で、位相符号化方向にサンプリングすることができるライ
ン数は限定されるので、こちらの方が好ましい。

【００５７】第１の好適な実施形態では、変換に先立ってサンプル・データを分析し、読み
取り方向における一次元フーリエ変換によって得られる中間データに行う必要が
ある全域補正値を決定する。サンプル・データは、それぞれ、偶数ラインおよび
奇数ラインから成る２つのデータ集合に分割され、双方において失われたライン
は０と置き換えられる。次に、１データ集合内のラインを読み取り方向に反転す
る。次に、奇数および偶数データ集合におけるデータを分析し、行なう必要があ
る補正値を決定する。これを行なうには、偶数データ（ｔ_e）および奇数データ（ｔ_o）の位相符号化軸からの時間的なずれを推定する。これらの推定値から、中間データに適用する位相補正値を決定することができる。

【００５８】フーリエ変換理論の教示によれば、一方のドメインにおけるデータの時間的な
ずれと他方のドメインにおける一次位相ずれとの間には線形関係があり、一方の
ドメインにおける１データ点のずれは、他方のドメインにおける２Π（３６０°
）の位相ずれと同等である。したがって、中間データのデータ集合の一方に適用
する相対的位相補正値Φは、次の式によって、ｔ_eおよびｔ_oの値から決定するこ
とができる。

【００５９】

【数１】

【００６０】ここで、Ｔは連続するサンプル点間の時間である。

【００６１】２つの集合を読み取り方向にフーリエ変換し、データ集合の一方の幅全域に対
して線形位相補正値を適用する。次に、２つのデータ集合を互いに加算し、得ら
れた単一のデータ集合を、位相符号化方向にフーリエ変換して、最終画像を生成
する。

【００６２】ｋ−空間の中心は、全てのスピンが同相となっている点であるので、これは最
大信号の位置に対応する。したがって、ｔ_eおよびｔ_oの値は、最大信号の位置と
関連するデータ集合における最大値のデータとの間の時間的な偏差を計算するこ
とによって決定することができる。最大信号の位置に最も近いデータではなく、
最高値のデータを取ることによって、偏差がサンプリング点間の時間の半分より
も大きい場合に、位相エリアシングが発生しないことを保証する。

【００６３】最大信号の位置を判定する技法の１つは、元の偶数（Ｓ_e’（ｉ_eｊ_e））および奇数（Ｓ_o’（ｉ_oｊ_o））データ集合における最大信号の２データ点の位置を突き止め、これら２点間において最大信号位置を推定することから成る。ここで
、ｉおよびｊは読み取りおよび位相符号化方向それぞれの整数位置である。これ
を可能とするには、以下の式にしたがって、３つのデータ点Ｓ_e（ｉ_e−１）、Ｓ _e （ｉ_e）およびＳ_e（ｉ_e＋１）の大きさに対する二次多項式嵌め込みの最大位置
ｔを求める。ここで、Ｓ_e（ｉ_e）は、最大信号の点であり、全ての点は同じ読み
取りラインｊｅに沿っており、奇数データ（Ｓ_o）についても同様である。

【００６４】

【数２】

【００６５】ここで、Ｓ＝Ｓ_eまたはＳ_oである。次に、一次位相偏差θは、次の式によって与
えられる。

【００６６】

【数３】

【００６７】ここで、Ｎ_rは読み取り方向におけるサンプル点数である。次いで、奇数および偶数データ集合の位相偏差間の差を判定し、単一の相対一次位相補正値を求める
。

【００６８】このプロセスは、読み取り方向における線形位相の各位相画像への「最小二乗
嵌め込み」と同等であるが、位相のエイリアシングを全く生じないという利点が
ある。

【００６９】図８は、偶数エコー（図８ａ）および奇数エコー（図８ｂ）について、サンプ
ル点に対するサンプル・データの各読み取りラインにおける最大信号の強度を示
す。

【００７０】奇数データ集合および偶数データ集合は、ｋ−空間内の隣接するラインからの
データを含むので、その最大値は一致しない。データ集合内の交互のラインに０
を埋めることは、一方のデータ集合において値を有するラインは、他方のデータ
集合では０が埋められていることを意味する。隣接するラインにおいて変位を用
いて、ｋ−空間の真の中心からのサンプル点の相対的な変位を推定することがで
きる。しかしながら、データ集合の一方において０を埋めたラインのいずれかの
側のラインにおける変位を平均化し、この平均変位を、他方のデータ集合におけ
る対応するラインの変位と組み合わせることによって、より良い推定値を得るこ
とができる。実際には、偶数または奇数データ集合のいずれかにおける２つ隣接
する非ゼロ・ラインの変位間の差は小さい。

【００７１】第２の好適な実施形態では、第１の実施形態と同じ方法で、位相補正値を決定
する。しかしながら、画像ドメインへの完全な二次元フーリエ変換の後に、得ら
れる全域位相補正値を、一方のデータ集合に適用する。この実施形態では、偶数
および奇数データ集合を別個に画像ドメインに変換し、得られた画像の一方に一
次位相補正値を直接適用する。これは、位相符号化方向におけるあらゆる位相変
動が無視し得る限り可能である。この実施形態は、図６に示したゴースト・アー
ティファクトを排除するために適している。

【００７２】第２の実施形態では、中間データには処理を行なう必要がなく、したがって、
二次元高速フーリエ変換は、２つのデータ集合を直接画像ドメインに変換するた
めに用いることができる。単一の二次元高速フーリエ変換は、２回の直交一次元
フーリエ変換を別個に適用するよりも、計算上遥かに効率的である。

【００７３】第１および第２の実施形態において、各データ集合毎に１ラインのみを用いて
、全域位相補正値を決定する。用いられるラインは、典型的に、ｋ−空間の中心
に最も近いラインである。何故なら、これらは最大値、そして対応して最大のＳ
ＮＲを有するからであり、したがって要求される一次位相補正値に対する最良の
推定値を与えるからである。第１および第２の実施形態の方法は、データ集合内
にある全てのラインが、位相符号化軸に対して同じずれを有すると仮定している
。実際には、図４ｃおよび図４ｄを参照しながら論じたように、そのようになら
ないこともある。

【００７４】第３の好適な実施形態では、一次位相補正値は、読み取り方向においてデータ
の各ラインに個別に適用することができ、位相符号化軸に対する各ラインにおけ
るサンプル点のずれを異なるようにすることができる。これを行なう１つの方法
は、式（２）および（３）を参照しながら先に説明したアルゴリズムを、ｋ−空
間データ集合の各ラインに適用することである。次に、読み取り方向のみにおけ
るｋ−空間データのフーリエ変換に続いて、得られた線形位相補正値の集合を奇
数または偶数データに適用する。これが可能なのは、最初のフーリエ変換の後に
は、未だ、k−空間内のラインと読み取り方向における中間データのラインとの間に、１対１の対応があるからである。次に、補正したデータ集合を１点毎に互
いに加算し、結合したデータ集合を位相符号化方向にフーリエ変換して、最終画
像を求める。この場合も、この自動化した位相補正を標準的な画像再生に組み込
むのは簡単なことである。

【００７５】典型的に、ＭＲＩデータでは、各データ・ラインにおける最大値は、読み取り
軸から離れると、急速に減少し、したがって周辺ラインにおける信号対ノイズ比
（ＳＮＲ）は非常に低く、要求される補正値に対して優れた推定値を与えること
ができない場合もあり得る。これを回避するために、第３の好適な実施形態では
、補正値を決定するために用いるラインを、ｋ−空間の中心から所与の距離以内
のラインに限定し、例えば、二次および高次位相フィルタリングによって、残り
のライン上には補正値を外挿補間することができる。この技法では、ｋ−空間デ
ータの中央ラインを抽出し、元のデータの範囲いっぱいにゼロを埋め込む。次に
、通常通り偶数ラインおよび奇数ラインを分離し、別個にフーリエ変換を行なう
。次に、場合により１回、２回またはそれ以上のフーリエ変換の後に、各々に得
られた完全な位相データを用いて、前述のように、完全な偶数データおよび奇数
データを位相補正する。位相補正用データは、更にｋ−空間の中央領域に限定し
、ライン数およびこれらのライン内のデータ点数を制限することができる。

【００７６】あるいは、閾値設定による評価基準を適用することも可能である。例えば、最
大がある閾値よりも高いラインのみを用いて、相対的一次位相補正値を決定する
。次いで、例えば、先に概要を述べたように、ゼロの埋め込みによって、残りの
ラインを外挿補間することができる。同様に、閾値設定を個々のデータ点に適用
することもでき、閾値よりも高いデータ点のみを用いることもできる。

【００７７】第４の好適な実施形態では、ゴーストの問題を解決するにあたって、サンプリ
ング・ドメイン内で取得したデータを分析し、ｋ−空間データの画像ドメインへ
の変換の前に、サンプリング・ドメインにおいてデータを補正する。式（２）を
参照して説明した同じ技法を用いて、奇数および偶数データ集合のｋ−空間の真
の中心からの時間偏差を判定する。２つの偏差間の差が、相対偏差を与える。完
全にまたは部分的に変換したデータに適用する位相ずれを決定するのではなく、
一方のデータ集合におけるサンプル・データ値を外挿補間または内挿補間し、こ
れらサンプリング点が他方のデータ集合のサンプリング点と一致した場合に得ら
れたはずのデータ値を判定する。この技法は、例えば、変換の前に何らかの他の
処理をデータに行なう場合には、好ましい場合があり得る。

【００７８】図９は、ペッパー（ｐｅｐｐｅｒ）を介した断面の６４×１２８ＥＰＩ画像の
再生を示す。図９ａは、交互のエコーに全く補正を行なっていない画像であり、
明らかに激しいゴーストの存在を示している。図９ｂは、読み取り方向に全域一
次位相補正値（この場合、−５００°）を手作業で設定した効果を示す。このプ
ロセスは、任意量だけ一次位相を変化させ、その効果を観察し、それに応じて一
次位相補正値を変更することから成る。結果は、経験のある操作者が６回繰り返
したこと、およびかなりの時間を要したことを示した。図９ｃは、各々式２によ
って決定される、偶数および奇数位相の差によって与えられる全域一次位相（−
４７３°）補正値を適用した効果を示す。図９ｄは、１画像の各読み取りライン
に個別に一次位相補正値を適用した効果を示す。

【００７９】また、本技術は、区分（ｓｅｇｍｅｎｔ）ＥＰＩにおけるゴースト・アーティ
ファクトを低減することも可能である。区分ＥＰＩは、ハイブリッドＥＰＩ／２
ＤＦＴとしても知られ、ＥＰＩの走査範囲が限定されていることを克服する試み
において開発された。ＥＰＩでは、単一のパルスからサンプリング可能な平面体
積（ｐｌａｎａｒｖｏｌｕｍｅ）は多数の要因によって制限される。サンプリ
ングは、スピンがｒｆ励起パルスから緩和する前に行なわなければならない。こ
れは、典型的に、約１００ｍｓという時間の制限をサンプリングに強いることに
なる。読み取るべき各ライン毎に、読み取り方向の磁界は、非常に大きな値の間
で、しかも高い精度で切り替えなければならない。コイル・アセンブリがこれら
の磁界を発生する能力によって、切り替えの速度および範囲が限定される。結局
、主題の許容度に対する保障措置によって、切り替えレートが限定される。した
がって、得られる磁界強度および許されるサンプリング時間の制限範囲内では、
限定された数のラインだけが位相符号化方向にサンプリングすることができるに
過ぎない。

【００８０】区分ＥＰＩは、複数のｒｆ励起パルスを印加し、各ｒｆ励起毎にデータの一部
を取得し、各部分が１セグメントを構成することによって機能する。したがって
、取得したデータは、複数のセグメントから成り、その各々が２つのデータ集合
から成る（偶数ラインの集合が１つ、および奇数ラインの集合が１つ）。

【００８１】図１０は、ラインを飛ばしながらデータをサンプリングする場合にデータを収
集する順序を示す。図示するのは、８本のラインであり、最初のｒｆ励起の後第
１および第５ライン（１で示すデータ点）を収集し、２回目のｒｆ励起の後第２
および第６ライン（２で示すデータ点）を収集する等となっている。図１１は、
隣接するラインにおいてデータをサンプリングする場合のデータ収集順序を示す
。図示するのは、８本のラインであり、最初のｒｆ励起の後に、第１および第２
ライン（１で示すデータ点）を収集し、２回目のｒｆ励起の後第３および第４ラ
イン（２で示すデータ点）を収集する等となっている。

【００８２】区分ＥＰＩでは、奇数ラインおよび偶数ライン間だけでなく、各セグメントの
ライン間における相対的な時間ずれによって、多数のゴーストが生ずる。ゴース
トの数は、セグメントの数に対応する。例えば、図１０に示す方法で４つのグル
ープに区分すると、各グループ間で環境変化が生じた場合、真正な画像に加えて
、７つのゴーストが発生する。

【００８３】区分ＥＰＩにおいて生ずる多数の画像を減らすために、最初に各セグメント毎
にサンプル・データを奇数および偶数データ集合に分割する。これによって、セ
グメント数の二倍に対応する数のデータ集合が得られる。次に、式（２）を参照
して先に説明したのと同じ方法で、各データ集合のｋ−空間の中心に対する時間
的偏差を判定する。その後、前述の第１ないし第４実施形態に記載した補正技術
のいずれでも適用可能である。

【００８４】例えば、前述の式（３）を用いて、任意の基準データ集合に対して全域位相補
正値を各データ集合毎に決定することも可能である。次に、各データ集合を読み
取り方向にフーリエ変換し、得られた中間データ集合に位相補正値を適用する。
次に、重畳によって補正データ集合を加算し（各偶数空間点における値を対応す
る奇数空間点における値に加算する）、得られたデータ集合を位相符号化方向に
変換して、画像を得る。この技術は、前述の第１の実施形態に対応する。また、
全域位相補正値は、先の第２の実施形態を参照して説明したように、画像ドメイ
ンに直接変換したデータ集合にも適用可能である。

【００８５】あるいは、第３の実施形態を参照して先に説明したように、各ラインの位相を
別個に判定することも可能である。次に、各データ集合を読み取り方向にフーリ
エ変換し、中間データの各ラインにおいて位相を補正する。次に、重畳によって
補正データ集合を加算し、得られたデータ集合を位相符号化方向にフーリエ変換
し、画像を得る。第３の実施形態を参照して説明した、中央から離れたラインに
対する外挿補間の技術も、区分ＥＰＩにおいて用いることができる。

【００８６】また、第４の実施形態を参照して説明したのと同じ方法で、変換に先立って、
サンプル・データに補正を行なうことも可能である。

【００８７】また、前述の技法は、そのいずれもが三次元以上のＭＲにおいて使用可能であ
る。三次元磁気共鳴撮像技術には、Ｍａｎｓｆｉｅｌｄｅｔａｌ（マンスフ
ィールドその他）、ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＡｓｓｉｓｔｅ
ｄＴｏｍｏｇｒａｐｈｙｖｏｌ．１９，ｐｐ８４７〜８５２（１９９５）に
記載されている、エコー立体撮像（ＥＶＩ）や、Ｇｕｉｌｆｏｙｌｅｅｔａ
ｌ（ギルフォイルその他）、ＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｓｏｎａｎｃｅｉｎＭ
ｅｄｉｃｉｎｅｖｏｌ．１０、ｐｐ２８２〜２８７（１９８９）に記載されて
いる、二空間撮像次元および一化学シフト次元の同時取得が含まれる。

【００８８】また、本技術は、モーション・アーティファクト（ｍｏｔｏｉｏｎａｒｔｉ
ｆａｃｔ）のように、撮像フィールド内に局在化した効果によって生ずるアーテ
ィファクトの除去または低減にも適用される。モーション・アーティファクトは
、特定の画像に対する連続データ・サンプリング間における、主題（ｓｕｂｊｅ
ｃｔ）の全部または一部の移動によって生ずる。この移動のために、フーリエ変
換が位相符号化方向に割り当てる信号エネルギが不正確となる。その結果、最終
画像における補正領域において信号強度の損失が発生し、対応する再出現（ｒｅ
ａｐｐｅａｒａｎｃｅ）が位相符号化方向に変位する。再出現は、移動とサンプ
リング・レートとの間のコヒーレンスの度合いによって、変位、コヒーレントな
ゴースト、またはランダムなスミアといった形態を取る可能性がある。

【００８９】脈拍またはこれに関するいずれかの運動の場合のように、移動自体が周期的で
あり、脈拍およびサンプル・レートが位相符号化方向に整数帯域幅の範囲内で適
当な比率を有する場合、コヒーレントなゴーストが発生する。例えば、脈拍を毎
分８０回（０．７５秒周期）とし、ライン・サンプリング・レートが０．３８５
秒である従来の２ＤＦＴ技法を用いた場合、心臓は、交互のライン上で２つの心
臓位相でサンプリングされる。ＥＰＩの使用と同様に、この結果、ゴーストが生
ずる。この場合は、心臓のものだけであるが、アーティファクトは位相符号化方
向に撮像フィールド長の半分だけ変位して現れる。前述の技法のいずれでも、か
かるモーション・アーティファクトを低減するために使用可能である。

【００９０】また、本発明の技術は、先に概要を説明した通常の格子方法（ｌａｔｔｉｃｅ
ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ）以外のサンプリング方法を用いる撮像技術にも適用可
能である。これら代わりの方法には、螺旋状サンプリング、方形螺旋サンプリン
グ、および極投影再生が含まれる。後者は、コンピュータ断層撮像法において用
いられている標準的な方法である。これらの技術は全て、多かれ少なかれコヒー
レントなゴーストを生ずる。

【００９１】図１２は、本技術を実行するために使用可能な装置を示す。コンピュータ１０
は、増幅器１４を介してパルスを送信コイル１２に供給する。送信コイル１２は
、ｒｆパルスを試料１６に送出する。また、コンピュータは、全体として２４で
示す勾配増幅器を介して、勾配コイル２０、２１および２２を制御する。勾配コ
イル２０、２１、２２は、コンピュータ１０の制御の下で、試料１６に磁気勾配
を供給する。磁石２６は、一定の磁界を試料１６に供給する。試料１６からの応
答信号は、コイル１２と同一の受信コイル２８によって検出され、プリアンプ３
０および受信機３２を経由してコンピュータ１０に供給される。コンピュータ１
０は、受信したデータを処理し、前述の方法でゴースト・アーティファクト低減
を実行するようにプログラムされている。

【００９２】このように、前述の説明から、本技術は、ＥＰＩ、区分ＥＰＩおよびゴースト
・アーティファクトが生ずるその他の撮像技術のような撮像技術においてゴース
ト・アーティファクトを除去する有用で便利な技術を提供することは認められよ
う。

【００９３】本技術は、追加データの取得や、後処理におけるその使用が不要であるという
簡素さのため、非常の望ましく応用可能な手法である。

【００９４】尚、本発明は、これまで純粋に一例として説明したのであり、本発明の範囲内
において詳細の変更が可能であることは理解されよう。

【００９５】前述の記載、ならびに（適切であれば）特許請求の範囲および図面に開示した
各特徴は、独立して、またはあらゆる適切な組み合わせで実現することができる
。

【００９６】特許請求の範囲に見られる参照番号はいずれも例示としてに過ぎず、特許請求
の範囲を限定する効果はないものとする。

【図面の簡単な説明】

【図１】標準的なブリップ勾配ＥＰＩシーケンスを示す図である。

【図２】標準的なブリップＥＰＩシーケンスの特徴的なｋ−空間軌跡の交互掃引前後サ
ンプリングを示す。

【図３】全てのスピンが整合したk−空間の中心を通過する真の位相符号化軸に対して変位したＥＰＩサンプル点を示す。

【図４】交互の奇数ラインの時間反転に続くサンプル点に対する位相符号化軸の位置に
おける、種々の磁界摂動の効果を示す。

【図５】偶数および奇数エコーを別個に再生することによって得られた画像を示す。

【図６】偶数エコーの時間的変位がある場合に、偶数および奇数エコーを別個に再生す
ることによって得られた画像を示す。

【図７】位相符号化方向に、撮像フィールドの殆ど全てに対して画像を拡張した状況を
示す。

【図８】サンプル点に対するサンプル・データの各読み取りラインにおける最大信号の
強度を示す。

【図９】ペッパーを通過する断面の６４ｘ１２８ＥＰＩ画像の再生を示す。

【図１０】インターリーブ・ラインによる区分k−空間技術を用いた場合に、データを収集する順序を示す。

【図１１】連続ラインによる区分k−空間技術を用いた場合に、データを収集する順序を示す。

【図１２】本発明の好適な実施形態と共に用いる装置を示す。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１２年２月９日（２０００．２．９）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】別のゴースト解消技術も提案されている。最初に較正走査を行い、データの時
間反転ライン間の時間ずれを判定する。次に、この時間ずれを用いて後続の撮像
走査におけるエラーを補正する。これには、複雑であること、および撮像に要す
る時間がかかるという欠点がある。更に、較正走査および撮像走査間で時間ずれ
が変化する可能性があり、ゴースト相殺の効率低下を招く。撮像シーケンス内において追加の冗長基準走査ラインを採用する方法が提案さ
れている（Ｊｅｓｍａｎｏｗｉｃｚｅｔａｌ（ジェスマノヴィッツその他）
、ＳＭＲＭａｂｓｔｒａｃｔ，１９９３，ｐ１２３９およびＥＰ０６４４
４３７Ａ，ＰｈｉｌｉｐｓＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ（フィリップス電子社）
ＮＶ，１９９５）。これらは余分なデータ・サンプリングを必要とするので、こ
れらの方法はデータ取得に時間がかかり、したがって撮像時間が長くなるが、こ
れは高速撮像技術では致命的である。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】ゴースト・アーティファクトを低減する後処理方法が、Ｂｒｕｄｅｒｅｔａ
ｌ（ブルーダその他）によって、ＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｓｏｎａｎｃｅｉｎ
Ｍｅｄｉｃｉｎｅ、ｖｏｌ．２３、ｐｐ３１１〜３２３（１９９２）に提案さ
れている。Ｂｒｕｄｅｒｅｔａｌ．は、ゴーストがほぼ解消するまで、画像
ドメインにおけるデータを自動調節することを提案した。この技術は、真正画像
およびゴースト画像が空間的に分離していること、即ち、撮像フィールドにおい
て重複しないことを条件とする（ｒｅｌｙｏｎ）。したがって、この技術は、
撮像フィールド全体にわたって真正画像がある場合には、用いることができない
。ＥＰＩでは、これは重大な欠点となる。何故なら、大型で迅速に変化する磁界
を発生する撮像装置の能力によって、撮像フィールドのサイズが限定されるから
である。したがって、ゴースト・アーティファクト低減のために用いる区域を専
用に設けることによって、真正画像に割り当てられる区域を更に縮小することは
全く望ましいことではない。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】Ｂｒｕｄｅｒｅｔａｌ．に類似した技法が、Ｂｕｏｎｏｃｏｒｅｅｔ
ａｌ．（ブオノコーレその他）によってＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｓｏｎａｎｃｅ
ｉｎＭｅｄｉｃｉｎｅ、ｖｏｌ．３８、ｐｐ８９〜１００、（１９９７）に提
案されている。Ｂｕｏｎｏｃｏｒｅｅｔａｌ．の技術も、ゴースト画像を分
離して分析することを条件としており、したがって真正画像とゴースト画像との
間に重複がない区域がある場合でなければ使用することはできない。したがって
、この技術もＢｒｕｄｅｒｅｔａｌ．と同じ欠点がある。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】一態様において、本発明は、画像データにおけるゴースト・アーティファクト
を低減する装置を提供する。この装置は、ゴースト・アーティファクトを発生す
る周期的変動が起こる可能性があるサンプル生画像データを生成する撮像装置と
共に使用するものであり、この装置は、サンプル生画像データを画像データに変
換して画像を生成する画像再生手段を備え、サンプル生画像データのみを分析し
て、画像再生手段が必要とする以外に追加のサンプル・データを必要とせずに、
ゴースト・アーティファクトを低減する補正値を決定する手段を特徴とする。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】サンプル・データ（画像データではなく）を分析して補正値を決定することに
より、余分なデータを取得することを必要とせずに、ゴースト・アーティファク
トを低減する補正値を計算できるという利点を得ることができる。同時に、本発
明は、データ・サンプリング手順において全く変更を必要としないので、既存の
磁気共鳴撮像技術を用いて容易に実現することができる。ゴースト・アーティフ
ァクトを低減する際の操作者の介入の必要性も回避することができる。動作条件
を調節するのではなく、サンプル・データを分析するので、アーティファクトの
発生源には無関係に、ゴースト・アーティファクトを低減可能であるという利点
が得られる。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正１１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正１２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２９

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正１３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３０

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正１４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３１】別の態様では、本発明は、前述の装置を備え、データをサンプルするように構
成された撮像装置を提供する。この撮像装置は、核磁気共鳴を励起する手段と、
共鳴応答信号を検出する手段とを含むことが適当であると考えられる。更に、撮
像装置は、データをライン単位にサンプリングするように構成することができ、
ラインの一部を他のラインに対して時間反転する。撮像装置は、例えば、エコー
平面撮像または区分エコー平面撮像を行なうように構成することができる。ある
いは、撮像装置は、エコー立体撮像や２つの空間撮像次元および１つの化学シフ
ト次元の同時取得のように、３以上の磁気共鳴次元で撮像を行なうように構成す
ることができる。

【手続補正１５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３２】別の緊密に関係する態様では、画像データにおけるゴースト・アーティファク
トを低減する方法を提供する。この方法は、サンプル生画像データを生成し画像
データに変換する画像再生技術と共に用いるものであり、サンプル生画像データ
のみを分析し、画像再生に必要とする以外に追加のサンプル・データを必要とす
ることなく、ゴースト・アーティファクトを低減する補正値を決定するステップ
から成ることを特徴とする。

【手続補正１６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３３】サンプル・データを分析するステップは、サンプル・データにおける実際のサ
ンプリング点の所望のサンプリング点からの偏差（ｏｆｆｓｅｔ）を判定し、こ
れによって補正値を決定するステップを含むことができる。偏差を判定するステ
ップは、実際のサンプリング点のサンプル・データにおける最大信号点からの偏
差を判定するステップを含むことができる。偏差を判定するステップは、サンプ
ル・データに嵌め込み手順を実行し、最大信号点を推定するステップを含むこと
をができる。

【手続補正１７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３４

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正１８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００７１】第２の好適な実施形態では、第１の実施形態と同じ方法で、位相補正値を決定
する。しかしながら、画像ドメインへの完全な二次元フーリエ変換の後に、得ら
れる全域位相補正値を、一方のデータ集合に適用する。この実施形態では、偶数
および奇数データ集合を別個に画像ドメインに変換し、一次位相補正値を直接得
られた画像の一方に適用する。これは、位相符号化方向におけるあらゆる位相変
動が無視し得る限り可能である。この実施形態は、図６および図７に示したゴー
スト・アーティファクトを排除するために適している。

【手続補正１９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７２

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００７３】第１および第２の実施形態において、各データ集合毎に１ラインのみを用いて
、全域位相補正値を決定する。用いられるラインは、典型的に、ｋ−空間の中心
に最も近いラインである。何故なら、これらは最大値、そして対応して最大のＳ
ＮＲを有するからであり、したがって要求される一次位相補正値の最良の推定値
を与えるからである。第１および第２の実施形態の方法は、データ集合内にある
全てのラインが、位相符号化軸に対して同じずれを有すると仮定している。実際
には、図４ｃおよび図４ｄを参照しながら論じたように、そのようにならないこ
ともある。

【手続補正２１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７４

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７５

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００９０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００９０】また、本発明の技術は、先に概要を説明した通常の格子方法（ｌａｔｔｉｃｅ
ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ）以外のサンプリング方法を用いる撮像技術にも適用可
能である。これら代わりの方法には、螺旋状サンプリング、方形螺旋サンプリン
グ、および極投影再生が含まれる。後者は、コンピュータ断層撮像方において用
いられている標準的な方法である。これらの技術は全て、多かれ少なかれコヒー
レントなゴーストを生ずる。

【手続補正２４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００９１

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００９２

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００９３

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００９４

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００９５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００９５】削除

【手続補正２９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００９６

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正書】

【提出日】平成１３年２月２８日（２００１．２．２８）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

【手続補正５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】

【手続補正６】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図７】

【手続補正７】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１０】

【手続補正８】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１１】

【手続補正９】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１２】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像データにおけるゴースト・アーティファクトを低減する
装置であって、該装置は、サンプル・データを生成する撮像装置と共に使用する
ものであり、前記サンプル・データを前記画像データに変換する手段と、前記サ
ンプル・データを分析し、前記ゴースト・アーティファクトを低減する補正値を
決定する手段とを備える装置。
【請求項２】請求項１記載の装置において、前記分析手段は、前記サンプ
ル・データにおける実際のサンプリング点の所望のサンプリング点からの偏差を
判定し、これによって前記補正値を決定する手段を備える装置。
【請求項３】請求項２記載の装置において、前記決定手段が、実際のサン
プリング点の前記サンプル・データにおける最大信号点からの偏差を判定するよ
うに構成されている装置。
【請求項４】請求項２または３記載の装置において、前記決定手段が、前
記サンプル・データに嵌め込み手順を実行し、前記最大信号点を推定するように
構成されている装置。
【請求項５】前出の請求項のいずれか１項記載の装置であって、更に、前
記サンプル・データを２つ以上のデータ集合に分離する手段を備え、前記分析手
段が、少なくとも１つのかかるデータ集合について補正値を決定するように構成
した装置。
【請求項６】請求項５記載の装置において、前記分析手段が、一方のデー
タ集合の他方に対する補正値を決定するように構成されている装置。
【請求項７】請求項５または６記載の装置であって、更に、各データ集合
毎にデータを別個に変換する手段を備える装置。
【請求項８】請求項７記載の装置であって、更に、前記補正値を、変換し
たデータに適用する補正値に変換する手段と、前記変換した補正値を変換したデ
ータに適用する手段とを備える装置。
【請求項９】請求項８記載の装置において、前記分析手段が、各データ集
合において実質的に全てのデータについて補正値を決定するように構成され、前
記補正値適用手段が、１つ以上の前記データ集合における実質的に全ての変換デ
ータに、前記変換補正値を適用するように構成されている装置。
【請求項１０】請求項８または９記載の装置において、前記変換手段が第
１の一次元フーリエ変換を行なうように構成され、前記補正値適用手段が、１つ
以上の前記データ集合内の前記変換データに前記変換補正値を適用するように構
成されており、前記装置は、更に、前記変換データに第２の一次元フーリエ変換
を行なう手段を備える装置。
【請求項１１】請求項８または９記載の装置において、前記変換手段が、
二次元フーリエ変換を行なうように構成されている装置。
【請求項１２】請求項８記載の装置において、前記分析手段が、各データ
集合における前記データの一部に対して補正値を決定するように構成され、前記
補正値適用手段が、１つ以上の前記データ集合における前記変換データの一部に
前記変換補正値を適用するように構成されている装置。
【請求項１３】請求項１２記載の装置において、前記変換手段が、第１の
一次元フーリエ変換を行なうように構成され、前記補正値適用手段が、１つ以上
の前記データ集合における前記変換データの一部に前記変換補正値を適用するよ
うに構成され、前記変換手段が、更に、前記変換データに第２の一次元フーリエ
変換を行なうように構成されている装置。
【請求項１４】請求項１２または１３記載の装置において、前記分析手段
が、データ集合における前記データの一部分に対する補正値を、データ集合にお
ける前記データの別の部分に対する前記補正値から決定するように構成されてい
る装置。
【請求項１５】請求項１ないし６のいずれか１項記載の装置であって、更
に、前記サンプル・データを変換する手段と、前記補正値を、変換したデータに
適用する補正値に変換する手段と、該変換した補正値を前記変換したデータに適
用する手段とを備える装置。
【請求項１６】請求項１ないし６記載の装置であって、更に、画像データ
への変換の前に、前記補正値を前記サンプル・データに適用する手段を備える装
置。
【請求項１７】データをサンプルリングするように構成された撮像装置で
あって、前出の請求項のいずれか１項記載の装置を備える撮像装置。
【請求項１８】請求項１７記載の撮像装置において、前記装置は、データ
をライン単位にサンプリングするように構成され、該ラインの一部を、他のライ
ンに対して時間反転する撮像装置。
【請求項１９】請求項１８記載の撮像装置において、前記装置が、エコー
平面撮像または区分エコー平面撮像を行なうように構成されている撮像装置。
【請求項２０】請求項１７または１８記載の撮像装置において、前記装置
は、３以上の磁気共鳴次元で撮像を行なうように構成されている撮像装置。
【請求項２１】実質的に図１２を参照して記載したように、画像データに
おけるゴースト・アーティファクトを低減する装置。
【請求項２２】画像データにおけるゴースト・アーティファクトを低減す
る方法であって、該方法は、サンプル・データを生成し前記画像データに変換す
る撮像技法と共に用いるものであり、前記サンプル・データを分析し、前記ゴー
スト・アーティファクトを低減する補正値を決定するステップから成る方法。
【請求項２３】請求項２２記載の方法において、前記サンプル・データを
分析する前記ステップは、前記サンプル・データにおける実際のサンプリング点
の所望のサンプリング点からの偏差を判定し、これによって前記補正値を決定す
るステップを含む方法。
【請求項２４】請求項２３記載の方法において、前記偏差を判定する前記
ステップは、実際のサンプリング点の前記サンプル・データにおける最大信号点
からの偏差を判定するステップを含む方法。
【請求項２５】請求項２３または２４記載の方法において、前記偏差を判
定するステップは、前記サンプル・データに嵌め込み手順を実行し、前記最大信
号点を推定するステップを含む方法。
【請求項２６】請求項２２ないし２５のいずれか１項記載の方法であって
、更に、前記サンプル・データを２つ以上のデータ集合に分離し、少なくとも１
つのかかるデータ集合について補正値を決定するステップを含む方法。
【請求項２７】請求項２６記載の方法において、前記分析するステップは
、一方のデータ集合の他方に対する補正値を決定するステップを含む方法。
【請求項２８】請求項２６または２７記載の方法であって、更に、各デー
タ集合毎にデータを別個に変換するステップを含む方法。
【請求項２９】請求項２８記載の方法であって、更に、前記補正値を、変
換したデータに適用する補正値に変換するステップと、前記変換した補正値を変
換したデータに適用するステップとを含む方法。
【請求項３０】請求項２９記載の方法において、前記分析するステップは
、各データ集合において実質的に全てのデータについて補正値を決定するステッ
プを含み、前記変換補正値を適用する前記ステップは、１つ以上の前記データ集
合における実質的に全ての変換データに、前記変換補正値を適用するステップを
含む方法。
【請求項３１】請求項２９または３０記載の方法において、前記変換する
ステップは、第１の一次元フーリエ変換を行なうステップを含み、前記変換補正
値を適用する前記ステップは、１つ以上の前記データ集合内の前記変換データに
前記変換補正値を適用するステップを含み、前記方法は、更に、前記変換データ
に第２の一次元フーリエ変換を行なうステップを含む方法。
【請求項３２】請求項２９または３０記載の方法において、前記変換する
ステップは、二次元フーリエ変換を行なうステップを含む方法。
【請求項３３】請求項２９記載の方法において、前記分析するステップは
、各データ集合における前記データの一部に対して補正値を決定するステップを
含み、前記変換補正値を適用する前記ステップは、１つ以上の前記データ集合に
おける前記変換データの一部に前記変換補正値を適用するステップを含む方法。
【請求項３４】請求項３３記載の方法において、前記変換するステップは
、第１の一次元フーリエ変換を行なうステップを含み、前記変換補正値を適用す
るステップは、１つ以上の前記データ集合における前記変換データの一部に前記
変換補正値を適用するステップを含み、前記変換するステップは、更に、前記変
換データに第２の一次元フーリエ変換を行なうステップを含む方法。
【請求項３５】請求項３３または３４記載の方法において、前記分析する
ステップは、データ集合における前記データの一部分に対する補正値を、データ
集合における前記データの別の部分に対する前記補正値から決定するステップを
含む方法。
【請求項３６】請求項２２ないし２７のいずれか１項記載の方法であって
、更に、前記サンプル・データを変換するステップと、補正値を、変換したデー
タに適用する補正値に変換するステップと、該変換した補正値を前記変換したデ
ータに適用するステップとを含む方法。
【請求項３７】請求項２２ないし２７のいずれか１項記載の方法であって
、更に、画像データへの変換の前に、前記補正値を前記サンプル・データに適用
するステップを含む方法。
【請求項３８】請求項２２ないし３７のいずれか１項記載の方法から成る
、データをサンプリングする撮像方法。
【請求項３９】請求項３８記載の撮像方法において、データをライン単位
にサンプリングし、該ラインの一部を、他のラインに対して時間反転する撮像方
法。
【請求項４０】エコー平面撮像または区分エコー平面撮像のためのもので
ある請求項３９記載の撮像方法。
【請求項４１】請求項３８または３９記載の撮像方法において、３以上の
磁気共鳴次元で撮像を行なう撮像方法。
【請求項４２】請求項２２ないし４１のいずれか１項記載の方法を実行す
るソフトウエアを含むコンピュータ・ディスク。
【請求項４３】実質的に既に記載したようにゴースト・アーティファクト
を低減する方法。