磁共振摄影装置以及水脂肪分离方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及核磁共振摄影（W下称为MRI)技术，特别是设及通过将来自不需要的 物质的信号分离，从而得到抑制了该物质的信号的图像的技术。
【背景技术】
[0002]MRI通过对质子密度、核磁共振信号（W下称为NMR信号）的弛豫信息的空间分布 进行图像化来取得人体头部、腹部、四肢等的形态信息或者功能信息。当前临床上正在普及 的MRI的摄影对象核素是作为被检体的主要构成物质的氨原子核（质子）。
[0003] 在W人体为测量对象的情况下，由MRI能够检测来自质子的NMR信号的主要物质 中，有水和脂肪。在将来自水的质子的NMR信号下称为水信号）图像化的情况下，来自 脂肪的质子的NMR信号下称为脂肪信号）使图像对比度降低。因此，在临床上，提出了 抑制生物体内的脂肪信号的方法。
[0004] 在抑制来自作为摄像对象的物质W外的不需要的物质的信号的方法中，存在利用 每种物质的共振频率的差异的Dixon法（例如参照非专利文献1)。在Dixon法中，通过利 用共振频率差来分离每种物质的信号，从而得到抑制了不需要的物质的信号的图像。共振 频率差被称为化学位移，例如对于水和脂肪来说，共振频率相差3. 5ppm。基于该化学位移的 共振频率差与磁场强度成比例，磁场强度为3特斯拉时为大约44細Z。
[0005] 在Dixon法中，根据从激发氨原子核自旋起至取得NMR信号（W下称为回波信号） 的时间下称为回波时间）不同的多个回波信号，分别得到图像。存在根据所测量的回 波时间的数量而被称为2-Point Dixon (2PD)法或3-Point Dixon (3PD)法的方法。
[000引在2PD法中，使用根据在不同的2个回波时间测量到的回波信号而得到的图像，来 估算偏移频率分布。偏移频率分布是由于静磁场不均匀而在空间上发生变化的共振频率的 偏移量的分布。并且，使用该偏移频率分布，例如计算W水信号的强度为像素值的图像（W 下称为水图像）和W脂肪信号的强度为像素值的图像（W下称为脂肪图像）（例如参照非 专利文献2)。另一方面，3PD法使用根据在不同的3个回波时间测量到的回波信号而得到 的图像，来计算水图像和脂肪图像W及偏移频率分布（例如参照非专利文献3)。
[0007] 进而，还有测量不同的4个W上的回波时间的图像，计算水图像和脂肪图像、偏移 频率分布、表观的横向磁化弛豫速度（R。分布的、被称为MultiPointDixon(MPD)法的方 法（例如参照非专利文献4)。MTO法被用作静磁场W及发送磁场不均匀的较大的3特斯拉 W上的超高磁场MRI装置和腹部、颈椎区域等的脂肪抑制法。此外，被用于脂肪信号的定量 化、基于肝脏内的铁沉着量的鉴定的肝脂肪变性疾病的评价等。
[0008] 在先技术文献
[0009] 非专利文献
[0010]非专利文献1 :Thomas Dixon, et al."Simple Proton Spectroscopic Imaging" Radiology, 153卷，1984年，189-194页
[0011]非专利文献2 :Jin奸ei Ma"化eath-Hold Water and Fat Imaging Using aDual-EchoTwo-PointDixonTechniqueWithanEffificientandRobust Phase-CorrectionAlgorithmMagneticResonanceinMedicine，52卷，2004年，415-419 页
[0012] 非专利文献 3:ScottB.Reeder,etal."MulticoilDixonQiemicalSpecies SeparationWithanIterativeLeast-SquaresEstimationMethod^agneticResonance inMedicine, 51 卷，2004 年，35-45 页
[0013]非专利文献4:Huanzhou化，etal."MultiechoReconstruction化rSimultaneous Water-FatDecompositionanΔt2 女Estimation"JournalofMagneticResonance Imaging, 26 卷，2007 年，1153-1161 页
【发明内容】
[0014] 发明要解决的课题
[0015] 在2PD法中，需要设定容易计算偏移频率分布的回波时间，回波时间设定的自由 度少。此外，3PD法、MPD法运种在不同的3个W上的回波时间进行测量的Dixon法为了防 止脂肪信号的混叠（aliasing)，需要设定各回波时间的间隔（W下称为回波间隔），使得满 足采样定理。另外，运里，将水和脂肪的共振频率差定义为奈奎斯特频率。若W不满足采样 定理的回波间隔对图像进行测量，则在频率方向上会产生脂肪信号的混叠。若在该状态下 实施现有的分离处理，则有时水与脂肪会被调换地计算出来，有时分离精度降低。
[0016] 若为了防止运种情况而设定回波间隔W使得满足采样定理，则会对信号取得（AD) 时间的长度产生限制，难W实现高空间分辨率化、信噪比（SNR:SignaltoNoiseRatio)的 提局。
[0017] 本发明鉴于上述情况而作，其目的在于，提供一种在Dixon法中，不牺牲分离性 能、画质地减少回波间隔的限制的技术。
[0018] 用于解决课题的手段
[0019] 本发明根据在不同的3个W上的回波时间测量到的回波信号分别对图像进行重 构。根据所得到的多个图像，计算去除了回波时间的间隔所导致的频率方向的混叠（折叠） 的、第一峰值频率分布W及第二峰值频率分布，并使用该第一峰值频率分布W及第二峰值 频率分布来得到偏移频率分布。另外，运些第一峰值频率分布W及第二峰值频率分布分别 是所有像素全部假定为第一物质而得到的峰值频率的分布W及所有像素全部假定为第二 物质而得到的峰值频率的分布。使用该偏移频率分布和所得到的多个图像，对第一物质的 图像和第二物质的图像进行分离。
[0020] 发明效果
[0021] 根据本发明，在Dixon法中，不牺牲分离性能、画质便能够减少回波间隔的限制。
【附图说明】
[0022] 图1 (a)是本发明的实施方式的MRI装置之中的水平磁场方式的MRI装置的外观 图。图1(b)是本发明的实施方式的MRI装置之中的垂直磁场方式的MRI装置的外观图。图 1 (C)是本发明的实施方式的MRI装置之中的使隧道型磁铁斜向倾斜的MRI装置的外观图。
[0023] 图2是第一实施方式的MRI装置的功能构成图。
[0024]图3是第一实施方式的计算机的功能模块图。
[00巧]图4是第一实施方式的摄像处理的流程图。
[0026] 图5是用于说明第一实施方式的梯度回波型脉冲序列的一例的说明图。
[0027] 图6是用于说明第一实施方式的自旋回波型脉冲序列的一例的说明图。
[0028] 图7是第一实施方式的偏移频率分布计算处理的流程图。
[0029]图8是第一实施方式的种子点提取部的功能模块图。
[0030] 图9是第一实施方式的种子点提取处理的流程图。
[0031]图10是第一实施方式的分离部的功能模块图。
[0032] 图11是第一实施方式的分离处理的流程图。
[0033]图12是第二实施方式的计算机的功能模块图。
[0034] 图13是第二实施方式的测量参数计算处理的流程图。
【具体实施方式】
[00对 《第一实施方式〉〉
[0036]W下，说明本发明的第一实施方式。W下，在用于说明实施方式的所有附图中，只 要没有特别提到，就对具有同一功能的部件标注同一符号，省略其重复的说明。
[0037] <MRI装置的外观〉
[003引首先，说明本实施方式的磁共振摄影装置（MRI装置）。图1是本实施方式的MRI装置的外观图。图1(a)是使用了由螺线线圈生成静磁场的隧道型磁铁的水平磁场方式的 MRI装置100。图1(b)是为了提高开放感而将磁铁上下分离的汉堡包型（开放型）的垂直 磁场方式的MRI装置120。此外，图1(c)是使用与图1(a)相同的隧道型磁铁并通过缩短磁 铁的进深且使其斜向倾斜来提高了开放感的MRI装置130。
[0039] 在本实施方式中，也能够使用具有运些外观的MRI装置当中的任一个。另外，运些 是一个例子，本实施方式的MRI装置并不限定于运些形态。在本实施方式中，不问装置的形 态、类型，能够使用公知的各种MRI装置。W下，在不需要特别进行区别的情况下由MRI装 置100代表。
[0040] <MRI装置的功能构成〉
[0041] 图2是本实施方式的MRI装置100的功能构成图。如本图所示，本实施方式的 MRI装置100具备：在被检体101被放置的空间中生成静磁场的例如静磁场线圈102等静 磁场生成部；调整静磁场分布的匀场线圈（shimcoil) 104W及匀场用电源部113;具备对 被检体101的测量区域发送高频磁场脉冲的发送用高频线圈105 (W下简称为发送线圈） W及发送机107的发送部；具备接收从被检体101产生的核磁共振信号的接收用高频线圈 106 (W下简称为接收线圈）W及接收机108的接收部；具备为了对从被检体101产生的核 磁共振信号附加位置信息而分别在X方向、y方向、Z方向上施加倾斜磁场的倾斜磁场线圈 103W及倾斜磁场用电源部112的倾斜磁场施加部；计算机109 及序列控制装置114。
[0042] 静磁场线圈102可根据图1(a)、图1化）、图1(c)分别示出的各MRI装置100、120、 130的结构而采用各种形态的线圈。倾斜磁场线圈103W及匀场线圈104分别由倾斜磁场 用电源部112W及匀场用电源部113驱动。另外，在本实施方式中，举例说明对发送线圈 105和接收线圈106使用不同的线圈的情况，但也可W由兼作发送线圈105和接收线圈106 的功能的1个线圈来构成。发送线圈105所照射的高频磁场由发送机107生成。接收线圈 106所检测到的核磁共振信号通过接收机108被送至计算机109。
[0043] 序列控制装置114对作为倾斜磁场线圈103的驱动用电源的倾斜磁场用电源部 112、作为匀场线圈104的驱动用电源的匀场用电源部113、发送机107W及接收机108的 动作进行控制，并控制倾斜磁场、高频磁场的施加W及核磁共振信号的接收的定时，执行测 量。控制的时序图（timechart)被称为摄像序列，根据测量而被预先设定，并保存在后述 的计算机109所具备的存储装置等中。
[0044] 计算机109控制发送部、接收部W及倾斜磁场施加部的动作，并且对接收到的回 波信号进行运算处理，得到预先规定的摄像区域的图像。计算机109所实现的功能后述。 计算机109是具备CPU、存储器、存储装置等的信息处理装置，在计算机109连接显示装置 110、外部存储装置111、输入装置115等。