[发明专利]磁共振成像装置以及图像处理方法

说明书

本发明提供一种在使用MRI计算由生物体组织间的磁化率差所引起的局部磁场分布时，运算时间短且计算高SNR局部频率分布的方法。该方法中，将使用MRI在至少两个以上的不同回波时间测量到的多回波复数图像变换为低分辨率图像。从低分辨率多回波复数图像的相位分布中分离出由全局性磁场变化引起的全局性频率分布和包括接收和发送相位等的偏移相位分布。使计算出的全局性频率分布和偏移相位分布高分辨率化。根据测量到的多回波复数图像和高分辨率全局性频率分布和高分辨率偏移相位分布，来计算各回波的局部频率分布。对各回波的局部频率分布进行加权平均来计算最终的局部频率分布。

技术领域

本发明涉及磁共振成像(MRI：Magnetic Resonance Imaging，以下称作MRI)技术。尤其涉及使用在两个以上不同回波时间获取到的多回波复数图像来计算由生物体组织的磁化率差引起的局部磁场变化分布的图像处理技术。

背景技术

MRI装置是利用了置于静磁场内的氢原子核(质子)与特定频率的高频磁场共振的核磁共振现象的非侵入性医用图像诊断装置。由于核磁共振信号根据质子密度、弛豫时间等各种物性值而变化，因此由MRI得到的图像能够描绘出生物体组织的构造或组成、细胞性状等各种生物体信息。

近年来，作为能由MRI测定的物性值，生物体组织间的磁化率差受到关注。磁化率是指表示静磁场中物质的磁极化(磁化)程度的物性值。生物体内存在静脉血中的去氧血红蛋白、铁蛋白质等顺磁质和占生物体组织大部分的水、成为钙化源的钙等抗磁质。通过将生物体组织间的磁化率差定量地图像化或者强调磁化率差，具有能够应用于诊断脑缺血疾病、预测癌的放射线治疗效果、鉴别神经变性疾病的可能性。

使用MRI使生物体组织间的磁化率差图像化的方法被称作定量性磁化率映射(QSM：Quantitative Susceptibility Mapping)法。另外，对生物体组织间的磁化率差加以强调并图像化的方法被称作磁化率强调图像化(SWI：Susceptibility Weighted Imaging)法。QSM法是根据测量到的MR图像的相位信息计算由于生物体组织间的磁化率差而产生的局部性磁场变化，并使用磁场与磁化率的关系式来计算定量性磁化率分布的手法。另外，SWI是计算对局部性磁场变化加以强调的强调掩膜图像，并通过测量到的强度图像(绝对值图像)与该强度掩膜相乘来计算磁化率被强调后图像的手法。

为了使用QSM法或SWI法计算定量性磁化率分布或磁化率强调图像，需要计算由于生物体组织间的磁化率差而产生的局部性磁场变化。通常，使用Gradient echo(GrE)法根据在一个回波时间(TE)测量到的相位分布来计算局部性磁场变化的分布(局部磁场分布)。具体的，根据测量到的复数图像计算相位分布，实施将在计算出的相位分布产生并在-π～+π的范围折返的相位去除的相位折返去除处理。然后，通过实施将由被检体的形状等引起的全局性磁场(背景磁场)变化去除的背景去除处理来计算由生物体组织的磁化率差引起的局部磁场。

局部磁场分布的画质依赖于测量到的相位分布的信噪比(SNR：Signal NoiseRatio)。已知通过在与作为对象的生物体组织的表观横向磁化弛豫时间T₂*一致的TE测量MRI的相位分布，相位分布的SNR最大。另一方面，在相位折返去除处理中，为了使在-π～+π折返的相位的折返去除的实施不失败，不能使TE长。因此，在一个TE不能获取SNR为最佳的相位分布。于是，通过实施获取多个TE的图像的多回波测量，相位折返去除不会失败，能得到SNR为最佳的局部磁场分布。

已经提出有多个根据由多回波测量得到的多个TE的相位分布来计算局部磁场分布的方法。

代表性方法具有以下两种方法。

一个方法(称作现有方法1)为，在多个TE测量到的多回波图像的相位分布中，实施时间方向的相位折返去除处理。然后，利用时间方向的相位发生线性变化来进行线性拟合，从而计算静磁场不均匀引起的频率成分。接着，进行空间的频率折返去除处理，然后，通过背景去除处理来计算局部磁场分布(例如参照非专利文献1)。