JPS6289176A

JPS6289176A - 核磁気共鳴画像の補間拡大方法

Info

Publication number: JPS6289176A
Application number: JP60229051A
Authority: JP
Inventors: Hidenobu Itagaki; 板垣　秀信
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1985-10-15
Filing date: 1985-10-15
Publication date: 1987-04-23
Also published as: US4841247A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、核磁気共鳴（Ｎ　Ｍ　Ｒ；　Ｎｕｃｌｅａ
ｒＭａｇｎｅｔｉｃ　Ｒｅ５ｏｎａｎｃｅ）現象を利用
したイメージング・システムで得られる核磁気共鳴画像
の補間拡大方法に関するものである。

〔従来の技術〕

核磁気共鳴画像（以後、ＭＲＩ画像と記す。

Ｍ　ＲＩ　；　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｒｅ５ｏｎａｎｃｅ
　Ｉｍａｇｉｎｇ）というのは、核磁気共鳴現象を用い
て被検体中に存在する成る特定の原子核のスピン密度ま
たは緩和時間あるいはこれらに関連した情報を核磁気共
鳴信号（以下、ＮＭＲ信号と記す。）として得て、これ
を２次元の位置情報、即ち画像として示したものである
。第２図は、例えば、英国特許第２０７９９４６号明細
書に示されたＮＭＲ信号を得るためのパルスシーケンス
である。また、第３図は、得られたＮＭＲ信号からＭＲ
Ｉ画像を生成する手順を示す図で、同図（ａ）はＭＲＩ
画像の補間拡大方法の従来例を示すフローチャート、同
図（ｂ）は上記フローチャートで示す処理を各ステップ
に対応して模式的に表わした図である。

なお、ＮＭＲ映像方法については、数々の文献、底置に
詳しく記載（例えば、Ｅｄｅｌｓｔｅｉｎ讐、Ａ、他に
よるＰｈｙｓｉｃｓ　ｏｆ　Ｍｅｄｉｃａｌ　Ｂｉｏｌ
ｏｇｙ２５　：　７５　／（１９８０）。ＮＭＲ医学：
核磁気共鳴医学研究会場、丸善など）されているのでこ
こでは、第２図に示すシーケンスで得られたＮＭＲ信号
から画像を生成するところを中心に説明する。

第２図で示すＧｘ、ＧＹは、一般に位相エンコード磁場
１周波数エンコード磁場と各々呼ばれているものである
。ここでは、説明のためＧｘはＭ回（Ｍは通常、例えば
１２８や２５６等の２のべき乗となるように選ばれ−る
）だけ系統的に変化させて、ＮＭＲ信号を得ることにす
る。第３図（ｂ）は同図（ａ）で示す処理を模式的に描
いた図であるが、以下、この図を参照しながら説明する
。最初のＧｘで位相エンコードされたＮＭＲ信号は、第
２図に示すサンプリング期間にＭ回ＡＤ変換され、その
データがＡ（１，ｍｙ）　、ｍｙ　＝　１．２゜３、・
・・・・・２Ｍの配列に入れられる。次のＧｘでは、同
様にしてＡ　（２、ｍ　ｙ　）に入れられ、最終的には
、Ｍ回の系統的に変化したＧｘにより、ＮＭＲ信号の入
った２次元配列Ａ（ｍ　ｘ、　ｍｙ　）　、ｍ×＝　１
．２．−−、　Ｍ、　ｍｙ　＝　１．２．　・・・−、
Ｍが得られる（ステップ１）。この７Ｉ（ｍ×、ｍｙ）
をＭＸＭの２次元フーリエ変換しくステップ２）、変換
して得た複素数の２次元配列を５（ｋｘ。

ｋｙ）、ｋｘ＝１．２．・・・・・・、Ｍ、、ｋｙ　＝
１．２゜・・・・・・９Ｍとすると、Ｆ　（ｋｘ、ｋｙ
）＝ｌ　Ｓ　（ｋｘ、ｋｙ）ｌで示されるＳの絶対値を
とった２次元配列ＦがＭＸＭ画素のＭＲＩ画像となる（
ステップ３）。そして、ＮＸＮ画素（例えば、ここでは
、Ｎ’＝２ＸＭであるような２倍拡大とする）に線形補
間を行って補間拡大して（ステップ４）、２次元配列、
即ち画像を表わすＣ（ｌｘ。

ｆｙ）、１ｘ＝１．２．−、Ｎ、ｊ！ｙ＝１．２゜・・
・・・・、Ｎを得る。この場合の線形補間拡大像Ｇは、
Ｐから下記のようにして得られる。

Ｃ；　（２ｋｘ、　２ｋｙ）　＝ＩＦ　（ｋｘ、　ｋｙ
）ｋｘ＝１．２＋　・−・・・・、　Ｍｋｙ＝１＋　２．・・・・・・２ＭＣ（２ｋｘ　＋　１．２ｋｙ）　　＝（Ｆ　（ｋｘ、　ｋｙ）　＋Ｆ　（ｋｘ＋１．　ｋｙ）
）　／　２ｋｘ＝１．２．−、　Ｍ　−１ｋｙ＝ｔ、　　２＋　　・・・・・・１Ｍ（ＩＩ−（２
ｋｘ、　　２ｋｙ　　＋　１　）　　＝（Ｆ（ｋｘ、　
　ｋｙ）＋Ｆ　　（ｋｘ、　　ｋｙ＋１））　　／　２
ｋｘ＝ｌ、　　２＋　　・・・・・・、　ＭｋＶ＝Ｌ　
　２．　　・・・・・・１Ｍ−ＩＧ（２ｋｘ＋１．２ｋ
ｙ＋１）＝（Ｆ　（ｋｘ、ｋｙ）　　＋　Ｆ　　（ｋｘ＋　１　、
　　ｋｙ）＋Ｆ　（ｋｘ、ｋｙ＋１）　＋Ｆ　　（ｋｘ
＋　１　、　　ｋｙ＋１））　　／　４ｋｘ＝１．　２
＋　　・・・−、Ｍ　−１ｋｙ−１，２，・・・・・・
１Ｍ−１そして、このＮｘＮ画素の線形補間拡大像Ｇを画像とし
て表示する（ステップ５）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のＭＲＩ画像の補間拡大方法は、以上のように一担
ＭＨＩ画像を生成してから、その平面空間上で線形補間
拡大をしているので、線形補間の原理上どうしても、補
間拡大後の画像が不鮮明となり、解像度が低下するとい
う問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、解像度の低下を生じさせないＭＲＩ画像の補
間拡大方法を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るＭＲＩ画像の補間拡大方法は、サンプリ
ングしたＮＭＲ信号の２次元データを、その行方向と列
方向の両方向、あるいはどちらが１つの方向に拡大率に
応じて０充議してから２次元フーリエ変換することによ
って、補間拡大するものである。

〔作用〕

この発明においては、画像を生成するためにＮＭＲ信号
がフーリエ変換されることを利用し、ＮＭＲ信号にＯ充
填してデータ数を増加して、そのデータをフーリエ変換
して補間されたデータを得る。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図（ａ）はサンプリングして得られたＮＭＲ信号を補間
拡大する方法を示すフローチャート、同図（ｂ）は同図
（ａ）のフローチャートをそのステップに対応して模式
的に示した図である。なお、同図（ａ）のステップ１と
同図（ｂ）のＡ（ｍ×、ｍｙ）は第３図のものと同一で
ある。

以下、同図（ｂ）を参照しながら説明する。

ステップ１でＭＸＭ（ＩｌｌにサンプリングされたＮＭ
Ｒ信号データＡ　’（ｍ　ｘ　、　ｍ　ｙ　）　、ｍ　
ｘ　＝　１　。

２、・・・・・・、Ｍ、ｍｙ＝１．２．・・・・・・１
Ｍを、ここでは拡大後の画像の第２象現と考えて、第１
，３゜４象現にそれぞれ０を満たす０充愼処理を行い（
ステップ６）　、ＮＸＮ　（例えばＮ＝２ＸＭ）個のデ
ータにする。このデータを２次元フーリエ変換して、Ｎ
ＸＮの２次元複素数マトリックスＳ。

（ｌｘ、１ｙ）ｌ　２ｘ＝１．２．・・・・・・、Ｎ１
１ｙ＝１．　２．・・・・・・、Ｎを得る（ステップ７
）。そして、このＳｏの絶対値をとり、正０　　（ｊ２
ｘ、ｆｙ）＝ｌｓｏ　　（Ｉ！、Ｘ、　　１ｙ）ｌなる
２次元マトリックスＦｏを得て（ステップ８）、Ｆｏの
値に対応した輝度変化の表示を行う（ステップ５）。こ
のときＦｏは当然、ＮＸＮ個のマトリックス・データで
ある。

においてはフーリエ変換を多用しているため、高速フー
リエ変換用の高速プロセッサが組み込まれており、その
高速性を利用してフーリエ変換による補間拡大を行うこ
とにより、特別な装置を付加することなく高速に高解像
度の補間拡大が行える。

なお、上記実施例ではサンプリングされたＮＭＲ信号デ
ータＡ　（ｍｘ、ｍｙ）を第２象現にあるとしたが、そ
の他の象現にあると考えても同様の効果を奏する。

また、各象現にまたがってＡ（ｍｘ、ｍｙ）があると考
えた場合にも、行方向と列方向にそれぞれＮ（固のデー
タとなるように０充瞑をしてＮＸＮ個のデータにするこ
とで同様の効果を奏する。

さらに、絶対値演算は、ＮＭＲ信号を得たときの位相と
０充填をすることによる位相の線形変化を考慮すれば省
略することができ、その絶対値演算の替りに正０を８０
の実数部か虚数部のどちらかで代用してもよい。

また、フーリエ変換は任意の基数に対して可能であるか
ら、Ｍは２のべき乗でなくてもよく、また、ＮはＭの任
意の倍率にしてもよい。

また、行方向と列方向が同じデータ数でなくてもよく、
ＮＭＲ信号を第２図に示すサンプリング期間中にＮ回の
ＡＤ変換をして、列方向（位相エンコード方向）だけに
０充項をしてからフーリエ変換をしてもよい。この場合
は、行方向（周波数エンコード方向）にもＯ充填をして
いる場合に比べ構成されたＭＲＩ画像の行方向の解像度
がさらに向上する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、サンプリングしたＮ
ＭＲ信号の２次元データを、その行方向と列方向の両方
向、あるいはどちらか１つの方向に拡大率に応じてＯ充
填してから２次元フーリエ変換することによって、補間
拡大するようにしたので、ＭＲＩ画像に含まれる空間周
波数成分を全く変化させない、即ち解像度の低下のない
鮮明な補間拡大されたＭＲＩ画像が得られるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を説明するためのもので、
同図（ａ）はフローチャート、同図（ｂ）は（ａ）のフ
ローチャートの各ステップに対応するデータを示す模式
図、第２図はＮＭＲ信号を得るためのシーケンスを示す
図、第３図は従来のＭＲＩ画像の補間拡大方法を示すフ
ローチャートと模式図である。なお、図中同一または相当部分には同一符号を用いてい
る。代理人　　大音　増雄（ほか２名）第　１　図第　２　口手続補正書（自発昭和　６１年１０月１４　Ｅ１６事件の表示　　　特願昭６０−２２９０５１号２、
発明の名称核磁気共鳴画像の補間拡大方法３、補正をする者代表者志岐守哉４、代理人５、補正の対象発明の詳細な説明、図面の欄。６、補正の内容（１）明細書第７頁第８行目「拡大後の画像の第２象限
」とあるのを「拡大後の画像をフーリエ変換して空間周
波数平面で表わしたときの第２象限」と補正する。（２）図面、第２図を別紙のとおり補正する。以上

Claims

【特許請求の範囲】

核磁気共鳴現象を利用して、被験体内の特定原子核のス
ピン密度または緩和時間、あるいはこれらに関連した情
報を示す核磁気共鳴信号を２次元的にサンプリングし、
この核磁気共鳴信号の２次元データを２次元フーリエ変
換して得られる核磁気共鳴画像の補間拡大方法において
、上記サンプリングした核磁気共鳴信号の２次元データ
を、その行方向と列方向の両方向、あるいはどちらか１
つの方向に拡大率に応じて０充填してから２次元フーリ
エ変換することによって、補間拡大することを特徴とす
る核磁気共鳴画像の補間拡大方法。