特許 6702691 磁気共鳴イメージング及び医用画像処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6702691

(24)【登録日】2020年5月11日

(45)【発行日】2020年6月3日

(54)【発明の名称】磁気共鳴イメージング及び医用画像処理装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/055 20060101AFI20200525BHJP

   G01N 24/00 20060101ALI20200525BHJP

【ＦＩ】

   A61B5/055 380

   A61B5/055 376

   G01N24/00 530Y

【請求項の数】13

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2015-215262(P2015-215262)

(22)【出願日】2015年10月30日

(65)【公開番号】特開2017-80349(P2017-80349A)

(43)【公開日】2017年5月18日

【審査請求日】2018年9月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】キヤノンメディカルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001771

【氏名又は名称】特許業務法人虎ノ門知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】塩寺 太一郎

(72)【発明者】

【氏名】杉浦 貴優

(72)【発明者】

【氏名】武口 智行

(72)【発明者】

【氏名】油井 正生

(72)【発明者】

【氏名】坂下 尚孝

【審査官】 伊藤 昭治

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１４／０５７７１６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１４／０７６８０８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１５−０６２６３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０２２１９６１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１６／０７６０７６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１７−０６４１７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 LI, Wei et al，Quantitative susceptibility mapping of human brain reflects spatial variation in tissue composition，Neuroimage，２０１１年 １月，vol. 11, Issue 4，1645 - 1656頁，ＵＲＬ，https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21224002

【文献】 LI, Wei et al，A method for estimating and removing streak artifacts in quantitative susceptibility mapping，Neuroimage，２０１４年１２月，vol. 108，111 - 122頁，ＵＲＬ，https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4406048

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ５／０５５

Ｇ０１Ｎ ２４／００

ＰｕｂＭｅｄ

ＩＥＥＥ Ｘｐｌｏｒｅ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検体から発生する磁気共鳴信号に基づいて画像を生成する画像生成部と、
前記画像に含まれる複数の画素に含まれる位相成分から被検体の磁化率を示す第１磁化率画像を生成する第１磁化率画像生成部と、
前記第１磁化率画像の周波数信号からアーチファクト成分を生成するアーチファクト生成部と、
を備える、磁気共鳴イメージング装置。

【請求項2】

前記アーチファクト成分を用いて、当該アーチファクト成分が残存する第２磁化率画像を生成する第２磁化率画像生成部を更に備える、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項3】

前記第１磁化率画像と異なる条件で第２磁化率画像を生成する第２磁化率画像生成部と、
前記第２磁化率画像と前記アーチファクト成分とを用いて第３磁化率画像を生成する第３磁化率画像生成部と
を更に備える、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項4】

前記アーチファクト生成部は、前記第１磁化率画像の周波数空間マスキングにより前記アーチファクト成分を生成する、請求項１〜３の何れか１つに記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項5】

前記第２磁化率画像生成部は、前記第１磁化率画像から、前記アーチファクト成分を除去することで前記第２磁化率画像を生成する、請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項6】

前記第３磁化率画像生成部は、前記第２磁化率画像から、前記アーチファクト成分を除去することで前記第３磁化率画像を生成する、請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項7】

前記第２磁化率画像生成部は、前記第１磁化率画像から、前記第１磁化率画像の画素ごとの磁化率値に応じて重み付けられた前記アーチファクト成分を除去する重み付け差分処理を行うことで前記第２磁化率画像を生成する、請求項５に記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項8】

前記第３磁化率画像生成部は、前記第２磁化率画像から、前記第１磁化率画像の画素ごとの磁化率値に応じて重み付けられた前記アーチファクト成分を除去する重み付け差分処理を行うこと、及び、前記第２磁化率画像から、前記第１磁化率画像と前記第２磁化率画像の信号比に応じて重み付けられた前記アーチファクト成分を除去する重み付け差分処理を行うことのうち少なくとも１つを行うことで前記第３磁化率画像を生成する、請求項６に記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項9】

前記第２磁化率画像生成部は、前記アーチファクト成分を減少させる正則化を用いて、前記第２磁化率画像を生成する、請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項10】

前記アーチファクト生成部は、前記第１磁化率画像の周波数空間において、スピンの相互作用が０となる角度であるマジックアングル及び当該マジックアングル周辺領域のマスキングにより前記アーチファクト成分を生成する、請求項１〜９の何れか１つに記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項11】

前記第１磁化率画像の異なる周波数空間マスキングを用いて、前記アーチファクト生成部による前記アーチファクト成分の生成と、前記第２磁化率画像生成部による第２磁化率画像の生成とを反復的に繰り返す、請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項12】

前記第１磁化率画像の異なる周波数空間マスキングを用いて、前記アーチファクト生成部による前記アーチファクト成分の生成と、前記第３磁化率画像生成部による第３磁化率画像の生成とを反復的に繰り返す、請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置。

【請求項13】

被検体から発生する磁気共鳴信号に基づいて生成された画像を取得し、前記画像に含まれる複数の画素に含まれる位相成分から被検体の磁化率を示す第１磁化率画像を生成する第１磁化率画像生成部と、
前記第１磁化率画像の周波数信号からアーチファクト成分を生成するアーチファクト生成部と、
を備える、医用画像処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージング装置及び医用画像処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ：Magnetic Resonance Imaging）の位相信号から、組織の磁化率を生成する定量的磁化率マッピング（ＱＳＭ：Quantitative Susceptibility Mapping）が知られている。

【0003】

位相信号データの分布を示す位相画像から磁化率を生成する方法として、磁化率と位相信号データとの関係を示す式を逆変換する方法が知られているが、解が一意に定まらない逆問題であるため、正確な磁化率値を一意に生成することができない。

【0004】

従って、磁化率値を生成するために、正則化などを用いて近似的な磁化率の分布を示す磁化率画像を推定する手法が一般的である。この正則化手法においても、磁化率画像の周波数空間上のマジックアングル（周波数空間の原点中心（直流位置）から静磁場方向に５５度または１３５度となる角度）近傍で、上述の解が一意に定まらない逆問題となることから、主に位相画像にあるノイズ領域の大きさに応じて、磁化率画像上に太さの異なるストリークアーチファクト（または放射状アーチファクト）が発生する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】国際公開第２０１４／０７６８０８号

【特許文献2】特開２０１２−０４５１２１号公報

【非特許文献】

【0006】

【非特許文献1】Y． Wang et al,” Quantitative Susceptibility Mapping (QSM): Decoding MRI Data for a Tissue Magnetic Biomarker，”Magnetic Resonance in Medicine 73:82-101 (2015)

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明が解決しようとする課題は、特定のアーチファクトを抑制する際に用いられる情報を生成することができる磁気共鳴イメージング装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

実施形態の磁気共鳴イメージング装置は、画像生成部と、第１磁化率画像生成部と、アーチファクト生成部とを備える。画像生成部は、被検体から発生する磁気共鳴信号に基づいて画像を生成する。第１磁化率画像生成部は、画像に含まれる複数の画素に含まれる位相成分から被検体の磁化率を示す第１磁化率画像を生成する。アーチファクト生成部は、第１磁化率画像の周波数信号からアーチファクト成分を生成する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置の構成例を示す図。

【図2】図２は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置が有する機能の構成例を示すブロック図。

【図3】図３は第１の実施形態に係るＭＲＩ装置による画像処理の処理手順を示すフローチャート。

【図4A】図４Ａは、マスキングの例を示す図。

【図4B】図４Ｂは、マスキングの例を示す図。

【図4C】図４Ｃは、マスキングの例を示す図。

【図4D】図４Ｄは、マスキングの例を示す図。

【図5】図５は、第１の実施形態に係る画像処理の一例を説明するための図。

【図6】図６は、アーチファクト成分に、アーチファクト成分重み係数で重み付けを行う処理の一例を説明するための図。

【図7A】図７Ａは、第１磁化率画像の一例を示す図。

【図7B】図７Ｂは、図７Ａの例に示す第１磁化率画像から生成されたアーチファクト成分の一例を示す図。

【図8】図８は、アーチファクト方向に沿って平滑化を適用したものを新しいアーチファクト成分とする処理の一例を説明するための図。

【図9】図９は、複数のマスキング領域から反復的にアーチファクトを生成し、繰り返し第２磁化率画像を生成する画像処理の処理手順を示すフローチャート。

【図10】図１０は、第２の実施形態に係るＭＲＩ装置内の磁化率生成回路の構成の一例を示す図。

【図11】図１１は、第２の実施形態に係るＭＲＩ装置による画像処理の処理手順を示すフローチャート。

【図12】図１２は、第２の実施形態に係るＭＲＩ装置が実行する処理の一例を説明するための図。

【図13】図１３は、第２の実施形態において、複数のマスキング領域から反復的にアーチファクトを生成し、繰り返し第３磁化率画像を生成する画像処理の処理手順を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、各実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置及び医用画像処理装置を詳細に説明する。

【0011】

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置の構成例を示す図である。例えば、図１に示すように、ＭＲＩ装置１００は、静磁場磁石１、傾斜磁場コイル２、傾斜磁場電源３、寝台４、寝台制御回路５、送信コイル６、送信回路７、受信コイル８、受信回路９、及び、計算機システム２０を備える。

【0012】

静磁場磁石１は、中空の略円筒形状（円筒の中心軸に直交する断面が楕円状となるものを含む）に形成され、その内側に形成される撮像空間に一様な静磁場を発生させる。なお、静磁場磁石１は、例えば、永久磁石、超伝導磁石等である。

【0013】

傾斜磁場コイル２は、中空の略円筒形状（円筒の中心軸に直交する断面が楕円状となるものを含む）に形成され、静磁場磁石１の内側に配置される。具体的には、傾斜磁場コイル２は、互いに直交するｘ，ｙ，ｚの各軸に対応する３つのコイルを組み合わせて構成される。これらの３つのコイルは、傾斜磁場電源３から個別に供給される電流により、互いに直交するｘ軸、ｙ軸及びｚ軸それぞれに沿って磁場強度が変化する傾斜磁場を撮像空間に発生させる。なお、ｚ軸の方向は、静磁場の磁束の方向と同じに設定される。

【0014】

傾斜磁場電源３は、傾斜磁場コイル２に電力を供給することで、傾斜磁場コイル２に傾斜磁場を発生させる。具体的には、傾斜磁場電源３は、傾斜磁場コイル２が有する３つのコイルそれぞれに個別に電流を供給してｘ軸、ｙ軸及びｚ軸それぞれに沿った傾斜磁場を適宜発生させることで、互いに直交するリードアウト方向、位相エンコード方向、及びスライス方向それぞれに沿った傾斜磁場を撮像空間内に発生させる。なお、以下では、リードアウト方向に沿った傾斜磁場をリードアウト傾斜磁場と呼び、位相エンコード方向に沿った傾斜磁場を位相エンコード傾斜磁場と呼び、スライス方向に沿った傾斜磁場をスライス傾斜磁場と呼ぶ。

【0015】

これらの３つの方向は、ＭＲ信号に空間的な位置情報を付与するために用いられる。具体的には、リードアウト傾斜磁場は、リードアウト方向の位置に応じて磁気共鳴（Magnetic Resonance：ＭＲ）信号の周波数を変化させることで、ＭＲ信号にリードアウト方向の位置情報を付与する。また、位相エンコード傾斜磁場は、位相エンコード方向に沿ってＭＲ信号の位相を変化させることで、ＭＲ信号に位相エンコード方向の位置情報を付与する。また、スライス傾斜磁場は、撮像領域がスライス領域の場合には、スライス傾斜磁場は、スライス領域の方向、厚さ、枚数を決めるために用いられ、撮像領域がボリューム領域である場合には、スライス方向の位置に応じてＭＲ信号の位相を変化させることで、ＭＲ信号にスライス方向に沿った位置情報を付与する。

【0016】

寝台４は、被検体Ｓが載置される天板４ａを備え、静磁場磁石１及び傾斜磁場コイル２の内側に形成される撮像空間へ天板４ａを挿入する。例えば、寝台４は、長手方向が静磁場磁石１の中心軸と平行になるように設置される。

【0017】

寝台制御回路５は、寝台４の動作を制御する。例えば、寝台制御回路５は、寝台４が有する駆動機構を制御して、天板４ａを長手方向、上下方向又は左右方向へ移動する。

【0018】

送信コイル６は、中空の略円筒形状（円筒の中心軸に直交する断面が楕円状となるものを含む）に形成され、傾斜磁場コイル２の内側に配置される。また、送信コイル６は、送信回路７から供給されるＲＦ（Radio Frequency）パルス電流により、撮像空間にＲＦ磁場を印加する。

【0019】

送信回路７は、ラーモア周波数に対応するＲＦパルス電流を送信コイル６に供給する。

【0020】

受信コイル８は、撮像空間に置かれた被検体Ｓに装着され、送信コイル６によって印加されるＲＦ磁場の影響で被検体Ｓから放射されるＭＲ信号を受信する。また、受信コイル８は、受信したＭＲ信号を受信回路９へ出力する。例えば、受信コイル８には、撮像対象の部位ごとに専用のコイルが用いられる。ここでいう専用のコイルは、例えば、腹部用の受信コイル、頭部用の受信コイル、脊椎用の受信コイル等である。

【0021】

受信回路９は、受信コイル８によって受信されたＭＲ信号に基づいてＭＲ信号データを生成する。具体的には、受信回路９は、ＭＲ信号をデジタル変換することでＭＲ信号データを生成し、生成したＭＲ信号データを収集回路２４へ送信する。

【0022】

なお、ここでは、送信コイル６がＲＦ磁場を印加し、受信コイル８がＭＲ信号を受信する場合の例を説明するが、実施形態はこれに限られない。例えば、送信コイル６が、ＭＲ信号を受信する受信機能をさらに有してもよいし、受信コイル８が、ＲＦ磁場を印加する送信機能をさらに有していてもよい。送信コイル６が受信機能を有している場合は、受信回路９は、送信コイル６によって受信されたＭＲ信号からもＭＲ信号データを生成する。また、受信コイル８が送信機能を有している場合は、送信回路７は、受信コイル８にもＲＦパルス電流を供給する。

【0023】

計算機システム２０は、ＭＲＩ装置１００の全体制御を行う。例えば、計算機システム２０は、入力回路２１、ディスプレイ２２、シーケンス制御回路２３、収集回路２４、画像生成回路２５、記憶回路２６、システム制御回路２７及び、磁化率生成回路２８を備える。

【0024】

入力回路２１は、操作者から各種指示及び各種情報の入力を受け付ける。例えば、入力回路２１は、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパネル、ボタン、スイッチ等によって実現される。入力回路２１は、システム制御回路２７に接続されており、操作者から受け取った入力操作を電気信号に変換してシステム制御回路２７へと出力する。

【0025】

ディスプレイ２２は、各種情報及び各種画像を表示する。例えば、ディスプレイ２２は、操作者から各種指示及び各種情報の入力を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示する。また、例えば、ディスプレイ２２は、画像生成回路２５によって生成された画像を表示する。ディスプレイ２２は、例えば、液晶モニタ、ＣＲＴ（Cathode-Ray Tube）モニタ、タッチパネル等により実現される。

【0026】

シーケンス制御回路２３は、各種スキャンを実行する。具体的には、シーケンス制御回路２３は、システム制御回路２７から送信されるシーケンス実行データに基づいて傾斜磁場電源３、送信回路７及び受信回路９を駆動することで、各種スキャンを実行する。ここで、シーケンス実行データは、ＭＲ信号データを収集するための手順を示すパルスシーケンスを定義した情報である。具体的には、シーケンス実行データは、傾斜磁場電源３が傾斜磁場コイル２に電流を供給するタイミング及び供給される電流の強さ、送信回路７が送信コイル６にＲＦ送信するタイミング及び送信されるＲＦパルス電流の強さ、受信回路９がＭＲ信号を検出するタイミング等を定義した情報である。シーケンス制御回路２３は、例えば、プロセッサにより実現される。

【0027】

収集回路２４は、各種スキャンが実行された結果として、受信回路９によって生成されるＭＲ信号データを収集する。具体的には、収集回路２４は、受信回路９からＭＲ信号データを受信すると、受信したＭＲ信号データに対してアベレージング処理、位相補正処理等の補正処理を行い、補正後のＭＲ信号データを画像生成回路２５に送信する。なお、収集回路２４によって収集されるＭＲ信号データの集合は、前述したリードアウト傾斜磁場、位相エンコード傾斜磁場、及びスライス傾斜磁場によって付与された位置情報に応じて各ＭＲ信号データが２次元又は３次元に配列されることで、ｋ空間を構成するデータとして、記憶回路２６に記憶される。

【0028】

画像生成回路２５は、収集回路２４によって収集されたＭＲ信号データに基づいて、画像を生成する。例えば、画像生成回路２５は、収集回路２４からＭＲ信号データを受信すると、受信したＭＲ信号データに後処理すなわちフーリエ変換等の再構成処理を施すことで被検体Ｓの画像を生成する。すなわち、画像生成回路２５は、被検体Ｓから発生するＭＲ信号に基づいて画像を生成する。

【0029】

また、画像生成回路２５は、生成した画像のデータを記憶回路２６に送信する。画像を構成する複数の画素のデータはそれぞれ複素数データである。複素数データは、絶対値成分を強度信号、位相成分を位相信号として分離することができる。従って、画像生成回路２５は、画像のデータを複素数データのまま記憶回路２６に送信しても良いし、複素数データを強度信号データと位相信号データに分離した上で記憶回路２６に送信しても良い。画像生成回路２５は、例えば、プロセッサにより実現される。画像生成回路２５は、画像生成部の一例である。

【0030】

記憶回路２６は、各種データを記憶する。例えば、記憶回路２６は、シーケンス制御回路２３によって収集されたＭＲ信号データ及び画像生成回路２５によって生成された画像のデータを被検体Ｓごとに記憶する。また、記憶回路２６は、シーケンス制御回路２３、収集回路２４、画像生成回路２５、システム制御回路２７が各種処理を実行する際に用いる各種プログラム及び各種データを記憶する。記憶回路２６は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。

【0031】

システム制御回路２７は、ＭＲＩ装置１００が有する各部を制御することで、ＭＲＩ装置１００の全体制御を行う。例えば、システム制御回路２７は、入力回路２１を介して、各種撮像パラメータの入力を操作者から受け付ける。そして、システム制御回路２７は、受け付けた撮像パラメータに基づいてシーケンス実行データを生成し、生成したシーケンス制御回路２３に送信することで、各種スキャンを実行する。

【0032】

また、システム制御回路２７は、各種スキャンを実行した結果、収集回路２４から送信されるＭＲ信号データ、及び、画像生成回路２５から送信される画像のデータを記憶回路２６に格納する。また、システム制御回路２７は、操作者から要求された画像を記憶回路２６から読み出し、読み出した画像をディスプレイ２２に出力する。また、例えば、システム制御回路２７は、入力回路２１を介して操作者から受け付けた指示に基づいて寝台制御回路５を制御することで、寝台４を動作させる。システム制御回路２７は、例えば、プロセッサにより実現される。

【0033】

磁化率生成回路２８は、収集回路２４によって収集されたＭＲ信号データに基づいて、磁化率画像を生成する。磁化率生成回路２８は、例えば、プロセッサにより実現される。

【0034】

上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（central preprocess unit）、ＧＰＵ(Graphics Processing Unit)、或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。なお、記憶回路１２２にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むように構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。

【0035】

以上、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００の構成例について説明した。

【0036】

ここで、非特許文献１に示されるＭＥＤＩ法は、正則化手法において組織の磁化率を高精度に生成するため、強度信号の分布を示す強度画像と磁化率画像とが類似するという仮定の下、強度画像から輪郭画像を作成し、輪郭以外の領域を磁化率画像の空間連続性が高くなるよう、最終的な磁化率を算出する手法である。

【0037】

また、特許文献１に示される手法は、仮の磁化率画像から輪郭画像を作成し、輪郭画像を平滑化することで、最終的な磁化率を算出する手法である。

【0038】

ＭＥＤＩ法や特許文献１に示される手法は、強度画像や磁化率画像から輪郭画像を生成し、輪郭以外の領域を磁化率画像の空間連続性が高くなるように、最終的な磁化率を算出する手法である。

【0039】

これらの手法は、位相画像上のノイズ領域が小さい場合に、輪郭以外の平滑化により磁化率画像上の細い縞状のストリークアーチファクトは低減する。しかし、位相画像上のノイズ領域が大きい場合、縞状のストリークアーチファクトが太く、なだらかに発生するため、平滑化により太い縞状のストリークアーチファクトは低減することは困難である。

【0040】

そこで、本実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、以下に説明するように、幅が太いストリークアーチファクト等のような特定のアーチファクトを抑制する際に用いられる情報を生成することができるように構成されている。

【0041】

図２は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００が有する機能の構成例を示すブロック図である。なお、図２は、図１に示した計算機システム２０が有する構成要素のうち、ディスプレイ２２、記憶回路２６、磁化率生成回路２８を示している。例えば、図２に示すように、磁化率生成回路２８は、分離機能２８ａ、位相処理機能２８ｂ、第１磁化率画像生成機能２８ｃ、アーチファクト生成機能２８ｄ、第２磁化率画像生成機能２８ｅを備える。

【0042】

ここで、例えば、磁化率生成回路２８の構成要素である分離機能２８ａ、位相処理機能２８ｂ、第１磁化率画像生成機能２８ｃ、アーチファクト生成機能２８ｄ、第２磁化率画像生成機能２８ｅの各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路２６に記憶されている。磁化率生成回路２８は、各プログラムを記憶回路２６から読み出し、読み出した各プログラムを実行することで、各プログラムに対応する機能を実現する。換言すると、各プログラムを読み出した状態の磁化率生成回路２８は、図２の磁化率生成回路２８内に示された各機能を有することとなる。なお、図２においては、単一の磁化率生成回路２８にて、分離機能２８ａ、位相処理機能２８ｂ、第１磁化率画像生成機能２８ｃ、アーチファクト生成機能２８ｄ、第２磁化率画像生成機能２８ｅの各処理機能が実現されるものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて磁化率生成回路２８を構成し、各プロセッサが各プログラムを実行することにより各処理機能を実現するものとしても構わない。

【0043】

分離機能２８ａは、記憶回路２６に保存された画像のデータが複素数データである場合に、複素数データを強度信号データと位相信号データに分離して、位相信号データを位相処理機能２８ｂ、第１磁化率画像生成機能２８ｃ、第２磁化率画像生成機能２８ｅに送信する。なお、分離機能２８ａは、記憶回路２８に保存された画像のデータが強度信号データと位相信号データに分離されている場合には、上述した分離を行わずに、位相信号データを位相処理機能２８ｂ、第１磁化率画像生成機能２８ｃ、第２磁化率画像生成機能２８ｅに送信する。

【0044】

位相処理機能２８ｂは、記憶回路２６に記憶された画像のデータに基づいて、被検体Ｓの体内組織の磁化率に由来する位相信号データである組織位相信号データを抽出する。位相処理機能２８ｂは、抽出された組織位相信号データを第１磁化率画像生成機能２８ｃ及び第２磁化率画像生成機能２８ｅに送信する。

【0045】

第１磁化率画像生成機能２８ｃは、組織位相信号データに基づいて、体内組織の磁化率を生成し、画素それぞれが磁化率を示す第１磁化率画像を生成する。第１磁化率画像生成機能２８ｃは、生成した第１磁化率画像をアーチファクト生成機能２８ｄに送信する。第１磁化率画像生成機能２８ｃは、第１磁化率画像生成部の一例である。

【0046】

アーチファクト生成機能２８ｄは、第１磁化率画像生成機能２８ｃから送信された第１磁化率画像に基づいて、アーチファクト成分を生成し、生成したアーチファクト成分を第２磁化率画像生成機能２８ｅに送信する。アーチファクト生成機能２８ｄは、アーチファクト生成部の一例である。

【0047】

第２磁化率画像生成機能２８ｅは、組織位相信号データ及びアーチファクト成分に基づいて、アーチファクトの少ない体内組織の磁化率を生成し、画素それぞれが磁化率を示す第２磁化率画像を、ディスプレイ２２に送信する。第２磁化率画像生成機能２８ｅは、第２磁化率画像生成部の一例である。

【0048】

（フローチャート）
図３は第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００による画像処理の処理手順を示すフローチャートである。

【0049】

図３に示すように、まず、シーケンス制御回路２３は、操作者から撮像計画の設定を受け付け、データ収集を行う（ステップＳ１０１）。例えば、システム制御回路２７は、ＴＲ（Repetition Time）やＴＥ（Echo Time）等の撮像パラメータの初期値が設定されたパルスシーケンスの情報を予め保持している。例えば、システム制御回路２７は、撮像部位や撮像目的ごとに、準備スキャン用のパルスシーケンスや本スキャン用のパルスシーケンスを含むパルスシーケンス群を管理する。そして、システム制御回路２７は、ＧＵＩを介して、撮像部位や撮像目的ごとにパルスシーケンス群を操作者に提示し、操作者からパルスシーケンス群の選択や変更を受け付けることで、対象の検査で実行される検査用のパルスシーケンス群や撮像パラメータの設定を受け付ける。そして、システム制御回路２７は、受け付けた検査用のパルスシーケンス群や撮像パラメータに基づいてシーケンス実行データを生成する。その後、システム制御回路２７は、準備スキャンを開始する指示を入力回路２１を介して操作者から受け付けると、準備スキャンを実行するためのシーケンス実行データをシーケンス制御回路２３に送信する。すると、シーケンス制御回路２３は、準備スキャンとして、感度マップを収集するためのスキャンを実行する。その後、収集回路２４が、準備スキャンによって得られるＭＲ信号データを収集し、画像生成回路２５が、収集されたＭＲ信号データに基づいて、感度マップを生成する。なお、準備スキャンには、例えば、シミングのためのスキャンや、診断用の画像の位置決めを行うための位置決め画像を収集するためのスキャン等が含まれてもよい。続いて、システム制御回路２７は、本スキャンを開始する指示を入力回路２１を介して操作者から受け付けると、本スキャンを実行するためのシーケンス実行データをシーケンス制御回路２３に送信する。すると、シーケンス制御回路２３は、本スキャンを実行する。例えば、シーケンス制御回路２３は、本スキャンとして、診断用の画像を収集するためのスキャンを実行する。その後、収集回路２４が、本スキャンによって得られるＭＲ信号データを収集した後、画像生成回路２５が、収集されたＭＲ信号データ及び感度マップに基づいて、診断用の画像を再構成する。

【0050】

そして、分離機能２８ａは、画像生成回路２５により画像のデータとして生成された複素数データを強度信号データと位相信号データに分離する（ステップＳ１０２）。分離機能２８ａは、位相信号データを位相処理機能２８ｂ、第１磁化率画像生成機能２８ｃ、第２磁化率画像生成機能２８ｅに送信する。

【0051】

続いて、位相処理機能２８ｂは、分離機能２８ａから送信された位相信号データを受信すると、受信した位相信号データから、体内組織の磁化率に由来する位相信号データである組織位相信号データを抽出する（ステップＳ１０３）。

【0052】

例えば、位相処理機能２８ｂは、−πから＋πに折り返されて収集された位相信号データに、位相アンラップ処理を適用して、折り返しのない位相信号データを生成する。位相アンラップ処理は、ラプラシアン法や領域拡張法等のＭＲＩ装置に適用される位相アンラップ処理を適用してもよいし、合成開口レーダ（ＳＡＲ）等に適用される位相アンラップ処理を適用してもよい。次に、位相処理機能２８ｂは、折り返しのない位相信号データに、背景磁場影響除去処理を適用し、位相信号データに重畳されている外部磁場要因の位相データを除去し、体内組織の磁化率に由来する位相信号データである組織位相信号データを抽出する。位相処理機能２８ｂは、背景磁場影響除去処理として、ハイパスフィルターを適用する方法や、非特許文献１に示されるＳＨＡＲＰ法やＲＥＳＨＡＲＰ法、ＰＤＦ法などいずれの背景磁場影響除去処理を適用してもよい。そして、位相処理機能２８ｂは、抽出した組織位相信号データを第１磁化率画像生成機能２８ｃ及び第２磁化率画像生成機能２８ｅに送信する。

【0053】

続いて、第１磁化率画像生成機能２８ｃは、位相処理機能２８ｂから送信された組織位相信号データに基づいて、第１磁化率画像を生成する（ステップＳ１０４）。

【0054】

組織位相信号データから磁化率を生成する方法として、非特許文献１に記載された下記の式（１）を逆変換する方法が知られている。

【0055】

【数1】

【0056】

ただし、式（１）におけるχは磁化率であり、ｄは、dipole kernelとよばれる磁気双極子のふるまいを表す係数であり、δはローカルフィールドマップと呼ばれる値である。また、＊はたたみ込み積分を表す。

【0057】

なお、δは、下記の式（２）に示すように、組織位相信号データθに対し、磁気回転比γ、磁場強度Ｂ₀、エコー時間TEで除算した値である。

【0058】

【数2】

【0059】

ここで、上述した式（１）はフーリエ変換を行うことで、下記の式（３）に示すように、単純乗算化できる。

【0060】

【数3】

【0061】

Dは、dのフーリエ変換であり、ｋ空間データの座標位置(kx,ky,kz)により表現される。以下の説明では、kz方向を静磁場方向として説明する。

【0062】

式（３）の逆変換により磁化率χが生成できるが、下記の式（４）に示すDの逆数D^-1は、下記の式（５）に示すkxとkyとkzとの関係を満たす場合に、ゼロとなる。

【0063】

【数4】

【数5】

【0064】

このため、上述した式（３）の逆変換は不良設定問題となる。上述した式（５）に示すkxとkyとkzとの関係を満たす場合の周波数空間の位置関係は、マジックアングルと呼ばれている。この問題に対して、磁化率の空間的滑らかさやエッジ構造など正則化項を追加した最適化による磁化率生成法がある。例えば、下記の式（６）において、ｆ（χ１）を最小化することにより、第１磁化率画像χ１を生成する方法がある。

【0065】

【数6】

【0066】

ここで、式（６）の右辺の第一項は、上述した式（３）の一致度を示すデータ項、第二項は、磁化率の空間的滑らかさを示す正則項である。また、式（６）において、λは正則項に関するパラメータ、Ｗは重み係数、Ｇは勾配オペレータ、ｐはノルムを表す。例えば、重み係数Ｗは、複数エコー間の強度画像に基づいて決定される。

【0067】

本実施形態に係る第１磁化率画像生成機能２８ｃは、上述した式（６）をニュートン法や最急降下法や共役勾配法、非線形共役勾配法、ペナルティ法、ＡＤＭＭ(alternating direction method of multipliers)法など各最適化手法を適用することで第１磁化率画像χ１を生成する。すなわち、第１磁化率画像生成機能２８ｃは、画像生成回路２５により生成された画像に含まれる複数の画素に含まれる位相成分から被検体Ｓの磁化率を示す第１磁化率画像χ１を生成する。この第１磁化率画像χ１において、細い縞状のストリークアーチファクト成分は低減されているが、太い縞状のストリークアーチファクト成分は残存している。

【0068】

続いて、アーチファクト生成機能２８ｄが、第１磁化率画像χ１の周波数信号から、アーチファクト成分を生成する（ステップＳ１０５）。

【0069】

例えば、アーチファクト生成機能２８ｄは、第１磁化率画像χ１をフーリエ変換や離散コサイン変換などで周波数変換し、第１磁化率画像χ１の周波数空間の処理によりアーチファクト成分χａを生成する。アーチファクト成分を生成する方法の一例として、第１磁化率画像χ１の周波数空間のマスキング処理がある。

【0070】

図４Ａ〜４Ｄは、マスキングの例を示す図である。図４Ａ〜４Ｃは３次元（３Ｄ）の磁化率画像の周波数空間のうち、ｘ方向（ｆｘ）を直流成分位置とした際の、ｙ方向（ｆｙ）とｚ方向（ｆｚ）を示しており、「１」で示される領域が信号通過、「０」で示される領域が信号非通過をそれぞれ示している。

【0071】

図４Ａは、fx、fy、fz全ての直流成分位置から等距離ｒの低周波成分のみが通過するマスキングを示している。図４Ｂは、図４Ａに追加してマジックアングル５０及びマジックアングル５０周辺領域のみを通過するマスキングを示している。ここで、マジックアングル５０は、スピンの相互作用が０となる角度である。図４Ｃは、図４Ｂにおいてマスキング領域境界が０〜１の間で滑らかに連続するようにマスキングする。図４Ｄは、図４Ｂにおいて磁化率画像の構造を示す低域成分を排除しアーチファクト成分のみを生成するために、直流成分位置から距離ｒ２となる低域成分は非通過とするようマスキングする。上述したように、アーチファクト生成機能２８ｄは、第１磁化率画像χ１の周波数空間において、マジックアングル５０及びマジックアングル５０周辺領域のマスキングによりアーチファクト成分を生成する。例えば、アーチファクト生成機能２８ｄは、太い縞状のアーチファクト成分を生成する。なお、このようなマスキングは、第１磁化率画像χ１の周波数空間マスキングとも称される。

【0072】

ここで、ｒの決定方法の一例について説明する。例えば、第１磁化率画像χ１における注目したい磁化率の領域の大きさで、アーチファクトの幅が決まる。そのため、アーチファクト生成機能２８ｄは、この領域の大きさに応じてｒを決定する。例えば、アーチファクト生成機能２８ｄは、領域が大きいほどアーチファクトは太くなるので、ｒを、なだらかな方向に小さくなるように設定する。ｒを小さくすると低周波しかとらないので、信号としてはなだらかになる。

【0073】

続いて、第２磁化率画像生成機能２８ｅは、アーチファクト成分を用いて第２磁化率画像を生成する（ステップＳ１０６）。例えば、第２磁化率画像生成機能２８ｅは、上述した式（６）を用いて組織位相信号データを逆変換する際にアーチファクト成分を低減させる項を追加した下記の式（７）を最適化関数とする。

【0074】

【数7】

【0075】

式（７）において、右辺の第三項は第２磁化率画像χ２にアーチファクト成分χａが少ない場合に、値が小さくなる項であり、H(a,b)はaとbの一致度を示すオペレータである。一致度を示すオペレータは、誤差や相関係数、内積など２つの信号の一致度を計算する処理であれば、いずれでも良い。λ１、λ２は第二項、第三項に関するパラメータである。

【0076】

第２磁化率画像生成機能２８ｅは、式（７）を用いて、ｆ（χ２）を最小化させて、アーチファクト成分が低減された（又は、アーチファクト成分を除去した）第２磁化率画像χ２を生成する。例えば、第２磁化率画像生成機能２８ｅは、幅の太いアーチファクト成分が低減された（又は、幅の太いアーチファクト成分を除去した）第２磁化率画像χ２を生成する。また、Ｗは重み係数であり、第２磁化率画像生成機能２８ｅは、第１磁化率画像χ１の画素ごとの磁化率値に応じて重み付け差分処理を行う。また、式（７）の右辺の第三項は第２磁化率画像χ２にアーチファクト成分χａが少ない場合に、値が小さくなる項であるため、第２磁化率画像生成機能２８ｅは、アーチファクト成分χａを減少させる正則化を用いて、第２磁化率画像χ２を生成する。

【0077】

このように、ステップＳ１０６では、アーチファクト成分に基づいて、幅の太いアーチファクト成分が低減又は除去された第２磁化率画像χ２が生成される。また、ステップＳ１０６の１つ前のステップＳ１０５では、アーチファクト生成機能２８ｄが、幅が太いアーチファクト等のような特定のアーチファクトを抑制する際に用いられる情報として、第１磁化率画像χ１の周波数信号からアーチファクト成分を生成する。したがって、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００によれば、特定のアーチファクトを抑制する際に用いられる情報を生成することができる。なお、特許文献２では、再構成画像におけるストリークアーチファクトの成分を表す画素の候補を検出することについて記載されているが、第１磁化率画像の周波数信号から、特定のアーチファクトを抑制する際に用いられる情報を生成することについては記載されていない。

【0078】

次に、システム制御回路２７は、第２磁化率画像χ２をディスプレイ２２に表示させ（ステップＳ１０７）、画像処理を終了する。なお、第２磁化率画像生成機能２８ｅは、生成した第２磁化率画像を記憶回路２６に格納してもよい。

【0079】

ディスプレイ２２は、少なくとも第２磁化率画像を表示し、スライス位置等の表示条件をそろえた上で、強度画像や位相画像を合わせて表示しても良い。また、それぞれの座標位置に応じた強度値、位相値、磁化率値を表示しても良い。

【0080】

図５は、第１の実施形態に係る画像処理の一例を説明するための図である。図５の例に示すように、ステップＳ１０３で、位相処理機能２８ｂは、３次元の組織位相信号データ３１を抽出する。なお、図５には、ｆｘ−ｆｙ平面、ｆｚ−ｆｙ平面、ｆｘ−ｆｚ平面のそれぞれに、組織位相信号データ３１が投影された投影図が示されている。

【0081】

そして、図５の例に示すように、ステップＳ１０４で、第１磁化率画像生成機能２８ｃは、組織位相信号データ３１に基づいて、３次元の第１磁化率画像３２を生成する。なお、図５には、ｆｘ−ｆｙ平面、ｆｚ−ｆｙ平面、ｆｘ−ｆｚ平面のそれぞれに、第１磁化率画像３２が投影された投影図が示されている。

【0082】

そして、図５の例に示すように、ステップＳ１０５で、アーチファクト生成機能２８ｄは、３次元の周波数空間マスク３３を用いて、第１磁化率画像３２に対して周波数空間のマスキング処理を行って、アーチファクト成分３４を生成する。なお、図５には、ｆｘ−ｆｙ平面、ｆｚ−ｆｙ平面、ｆｘ−ｆｚ平面のそれぞれに、周波数空間マスク３３及びアーチファクト成分３４が投影された投影図が示されている。

【0083】

そして、図５の例に示すように、ステップＳ１０６で、第２磁化率画像生成機能２８ｅは、組織位相信号データ３１及びアーチファクト成分３４を用いて、３次元の第２磁化率画像３５を生成する。なお、図５には、ｆｘ−ｆｙ平面、ｆｚ−ｆｙ平面、ｆｘ−ｆｚ平面のそれぞれに、第２磁化率画像３５が投影された投影図が示されている。

【0084】

ここで、第１磁化率画像生成機能２８ｃは、アーチファクト生成機能２８ｄによりアーチファクト成分が精度良く生成されるように、第２磁化率画像生成機能２８ｅが第２磁化率画像χ２を生成する際に用いるパラメータと異なるパラメータで第１磁化率画像χ１を生成してもよい。

【0085】

一例として、式（６）に示される正則化パラメータλと、式（７）に示すλ１とを異ならせてもよい。例えば、λをλ１より小さく設定することで、第１磁化率画像χ１には、強調されたアーチファクト成分が含まれる。このため、アーチファクト生成機能２８ｄにより、強調されたアーチファクト成分が生成される。一方、λをλ１より大きく設定することで、第１磁化率画像χ１には、平滑化されたアーチファクト成分が含まれる。このため、アーチファクト生成機能２８ｄにより、平滑化されたアーチファクト成分が生成される。

【0086】

別の一例として、式（６）に示す第１磁化率画像χ１を最適化処理により求める際の反復回数ｎと、式（７）に示す第２磁化率画像χ２を最適化処理により求める際の反復回数ｎ１と異ならせてもよい。ｐ＝１の場合、一般的には反復回数が大きくなるほど、画像の先鋭度が向上するが、ノイズも同様に強調されるなど、反復回数により生成されるアーチファクト成分が異なる。

【0087】

更に別の一例として、式（６）の重み係数Ｗや勾配パラメータＧを、式（７）の重み係数Ｗや勾配パラメータＧと異ならせてもよい。例えば、第１磁化率画像生成機能２８ｃは、重み係数Ｗを用いない（Ｗを全て１とみなす）で第１磁化率画像χ１を生成してもよい。また、第１磁化率画像生成機能２８ｃは、式（７）の重み係数Ｗや勾配パラメータＧを用いない（全て１とみなす）で第１磁化率画像χ１を生成してもよい。

【0088】

更に別の一例として、式（６）で示すノルムｐと、式（７）で示すノルムｐとで異なる値を設定しても良い。ｐ＝２（Ｌ２ノルム）の場合、式（６）は解析的に解くことが可能なＬ２ノルム最適化であるため、高速に磁化率画像を生成できるが、比較的平滑化が強いぼけた画像が生成される。ｐ＝１の場合、数値計算的に解くＬ１ノルム最適化であるが、解像度の高い磁化率画像が生成される。例えば、アーチファクト生成機能２８ｄは、第１磁化率画像からアーチファクト成分を生成することから、第１磁化率画像生成機能２８ｃは、式（６）においてｐ＝２で高速に第１磁化率画像を生成し、第２磁化率画像生成機能２８ｅは、式（７）においてｐ＝１で第２磁化率画像を生成する。

【0089】

（アーチファクト成分の変形例）
アーチファクト成分χａは、脳組織の磁化率成分を含んでいる場合があるため、脳組織の磁化率成分を除去して、アーチファクト成分χａを生成することが好ましい。例えば、下記の式（８）及び式（９）に示すように、アーチファクト生成機能２８ｄは、第１磁化率画像χ１の画素ごとの磁化率値の大きさに応じてアーチファクト成分重み係数Ｗａを設定する。そして、アーチファクト生成機能２８ｄは、アーチファクト成分χａに、アーチファクト成分重み係数Ｗａで重み付けを行う。アーチファクト成分重み係数Ｗａは０〜１の範囲で平滑化がされていても良い。χａ´は、アーチファクト成分重み係数により重み付けされたアーチファクト成分を示す。

【0090】

【数8】

【数9】

【0091】

図６は、アーチファクト成分に、アーチファクト成分重み係数で重み付けを行う処理の一例を説明するための図である。図６の例に示すように、ステップＳ１０５で、アーチファクト生成機能２８ｄは、アーチファクト成分３４に対してアーチファクト成分重み係数３６で重み付けを行って、アーチファクト成分３７を生成する。なお、図６には、ｆｘ−ｆｙ平面、ｆｚ−ｆｙ平面、ｆｘ−ｆｚ平面のそれぞれに、アーチファクト成分重み係数３６、アーチファクト成分３７が投影された投影図が示されている。

【0092】

そして、図６の例に示すように、ステップＳ１０６で、第２磁化率画像生成機能２８ｅは、組織位相信号データ３１及びアーチファクト成分３７を用いて、３次元の第２磁化率画像３８を生成する。なお、図６には、ｆｘ−ｆｙ平面、ｆｚ−ｆｙ平面、ｆｘ−ｆｚ平面のそれぞれに、第２磁化率画像３８が投影された投影図が示されている。

【0093】

（アーチファクト成分重み係数の他の決定方法）
アーチファクト成分χａは、典型的に周波数空間でのマジックアングル方向のノイズが、磁化率画像空間において一定の方向を持ち、発生する。従って、磁化率画像空間においてアーチファクト成分の方向性（アーチファクト方向）は既知となるため、当該アーチファクト方向に沿って平滑化を適用したものを新しいアーチファクト成分としてもよい。図７Ａは、第１磁化率画像の一例を示す図である。図７Ｂは、図７Ａの例に示す第１磁化率画像から生成されたアーチファクト成分の一例を示す図である。図８は、アーチファクト方向に沿って平滑化を適用したものを新しいアーチファクト成分とする処理の一例を説明するための図である。アーチファクト方向は、マジックアングル方向から一意に設定しても良いし、画素単位にSobelオペレータなど方向検出オペレータを用いて設定しても良い。

【0094】

図８の例に示すように、ステップＳ１０５で、アーチファクト生成機能２８ｄは、アーチファクト成分３４に対してアーチファクト方向に平滑化を適用して新しいアーチファクト成分４１を生成する。すなわち、アーチファクト生成機能２８ｄは、アーチファクト方向に沿うアーチファクトについては「１」、アーチファクト方向に沿わないアーチファクトには「０」が重み付けされるようなアーチファクト成分重み係数Ｗａを決定する。なお、図８には、ｆｘ−ｆｙ平面、ｆｚ−ｆｙ平面、ｆｘ−ｆｚ平面のそれぞれに、アーチファクト成分４１が投影された投影図が示されている。

【0095】

そして、図８の例に示すように、ステップＳ１０６で、第２磁化率画像生成機能２８ｅは、組織位相信号データ３１及びアーチファクト成分４１を用いて、３次元の第２磁化率画像４２を生成する。なお、図８には、ｆｘ−ｆｙ平面、ｆｚ−ｆｙ平面、ｆｘ−ｆｚ平面のそれぞれに、第２磁化率画像４２が投影された投影図が示されている。

【0096】

（反復的にアーチファクト成分を生成）
また、マスキング領域は１種類のみではなく、複数のマスキング領域を用意し反復的にアーチファクト成分を生成しても良い。図９は、複数のマスキング領域から反復的にアーチファクトを生成し、繰り返し第２磁化率画像を生成する画像処理の処理手順を示すフローチャートである。図９に示す画像処理と、図３に示す画像処理との違いについて説明する。図９に示す画像処理では、第２磁化率画像生成機能２８ｅが第２磁化率画像を生成した（ステップＳ１０６）後、アーチファクト生成機能２８ｄは、終了条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１０８）。終了条件を満たす場合（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）には、システム制御回路２７は、第２磁化率画像をディスプレイ２２に表示させ（ステップＳ１０７）、画像処理を終了する。

【0097】

一方、終了条件を満たさない場合（ステップＳ１０８：Ｎｏ）には、アーチファクト生成機能２８ｄは、異なるマスキング領域を設定し（ステップＳ１０９）、再度アーチファクト成分を生成する（ステップＳ１０５）。異なるマスキング領域を設定することで、通過する周波数成分が変化し、異なるアーチファクト成分が生成できるため、再度ステップＳ１０６で生成される第２磁化率画像は、太さの異なるアーチファクト成分が低減された磁化率画像となる。このように、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、第１磁化率画像の異なる周波数空間マスキングを用いて、アーチファクト生成機能２８ｄによるアーチファクト成分の生成と、第２磁化率画像生成機能２８ｅによる第２磁化率画像の生成とを反復的に繰り返す。

【0098】

上述した終了条件を満たす場合とは、例えば、アーチファクト成分が十分低減された場合や、ステップＳ１０８において所定回数以上、否定判定（ステップＳ１０８：Ｎｏ）が繰り返された場合である。

【0099】

終了条件を満たす他の例について説明する。前提として、アーチファクト生成機能２８ｄが、第１磁化率画像のコピーをステップＳ１０８での判定における比較対象のデータとして用いて、アーチファクト成分を生成するたびに、第１磁化率画像のコピーから、生成したアーチファクト成分の絶対値を減算する。このような前提のもと、第１磁化率画像のコピーにおけるアーチファクト成分の絶対値が閾値以内である場合が終了条件を満たす場合となる。また、操作者が第２磁化率画像を視覚評価し、マウスなどの入力回路２１を用いて終了するか否かの指示を磁化率生成回路２８に入力しても良い。

【0100】

第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００について説明した。上述したように、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、特定のアーチファクトを抑制する際に用いられる情報を生成することができる。

【0101】

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係るＭＲＩ装置１００について説明する。図１０は、第２の実施形態に係るＭＲＩ装置内の磁化率生成回路の構成の一例を示す図である。第２の実施形態に係る磁化率生成回路２８と、第１の実施形態の磁化率生成回路２８との違いは、第２の実施形態に係る磁化率生成回路２８が第３磁化率画像生成機能２８ｆを備える点である。第３磁化率画像生成機能２８ｆは、第２磁化率画像生成機能２８ｅから送信される第２磁化率画像を、アーチファクト生成機能２８ｄから送信されるアーチファクト成分に基づいて第３磁化率画像を生成し、生成した第３磁化率画像をディスプレイ２２に表示させる。

【0102】

図１１は、第２の実施形態に係るＭＲＩ装置による画像処理の処理手順を示すフローチャートである。シーケンス制御回路２３は、操作者から撮像計画の設定を受け付け、データ収集を行い（ステップＳ２０１）、分離機能２８ａは、画像生成回路２５により画像のデータとして生成された複素数データを強度信号データと位相信号データに分離する（ステップＳ２０２）。続いて、位相処理機能２８ｂは、上述した位相アンラップや背景磁場除去処理により組織位相信号データを生成する（ステップＳ２０３）。続いて、第１磁化率画像生成機能２８ｃは、上述した式（６）を用いて、ｐ＝２で、第１磁化率画像を生成する（ステップＳ２０４）。アーチファクト生成機能２８ｄは、アーチファクト成分を生成する（ステップＳ２０５）。以上の処理は、第１の実施形態に示されるフローチャート（ステップＳ１０１〜Ｓ１０５）と同一の処理である。

【0103】

また、第２磁化率画像生成機能２８ｅは、第１磁化率画像生成機能２８ｃが第１磁化率画像を生成した方法と同様の方法で、第２磁化率画像を生成する。例えば、第２磁化率画像生成機能２８ｅは、式（６）を用いて、ｐ＝１で第２磁化率画像を生成する（ステップＳ２０６）。すなわち、第２磁化率画像生成機能２８ｅは、第１磁化率撮像画像を生成する際の条件と異なる条件で第２磁化率画像を生成する。

【0104】

そして、第３磁化率画像生成機能２８ｆは、所定の係数αをステップＳ２０５で生成されたアーチファクト成分に乗じ、第２磁化率画像から、所定の係数αが乗じられたアーチファクト成分を減じることで、第３磁化率画像を生成する（ステップＳ２０７）。このように、第３磁化率画像生成機能２８ｆは、第２磁化率画像とアーチファクト成分とを用いて、第２磁化率画像から、アーチファクト成分を除去または低減することで第３磁化率画像を生成する。なお、所定の係数αが乗じられたアーチファクト成分の強度と、第２磁化率画像の強度とが略同一となるように、所定の係数αの値が定められる。そして、システム制御回路２７は、第３磁化率画像をディスプレイ２２に表示させ（ステップＳ２０８）、画像処理を終了する。

【0105】

このように、ステップＳ２０７では、アーチファクト成分に基づいて、幅の太いアーチファクト成分が低減又は除去された第３磁化率画像が生成される。また、ステップＳ２０７より前のステップＳ２０５では、アーチファクト生成機能２８ｄが、幅が太いアーチファクト等のような特定のアーチファクトを抑制する際に用いられる情報として、第１磁化率画像χ１の周波数信号からアーチファクト成分を生成する。したがって、第２の実施形態に係るＭＲＩ装置１００によれば、特定のアーチファクトを抑制する際に用いられる情報を生成することができる。

【0106】

図１２は、第２の実施形態に係るＭＲＩ装置が実行する処理の一例を説明するための図である。図１２の例に示すように、ステップＳ２０６で、第２磁化率画像生成機能２８ｅは、式（６）を用いて、ｐ＝１で、３次元の第２磁化率画像３９を生成する。なお、図１２には、ｆｘ−ｆｙ平面、ｆｚ−ｆｙ平面、ｆｘ−ｆｚ平面のそれぞれに、第２磁化率画像３９が投影された投影図が示されている。

【0107】

そして、ステップＳ２０７で、第３の磁化率画像生成機能２８ｆは、所定の係数αをアーチファクト成分３４に乗じ、第２磁化率画像３９から、アーチファクト成分３４に所定の係数αを乗じたアーチファクト成分を減じることで、３次元の第３磁化率画像４０を生成する。なお、図１２には、ｆｘ−ｆｙ平面、ｆｚ−ｆｙ平面、ｆｘ−ｆｚ平面のそれぞれに、アーチファクト成分３４及び第３磁化率画像４０が投影された投影図が示されている。

【0108】

なお、第１の実施形態と同様、第１磁化率画像生成機能２８ｃは、アーチファクト生成機能２８ｄによりアーチファクト成分が精度良く生成されるように、第２磁化率画像生成機能２８ｅが第２磁化率画像χ２を生成する際に用いるパラメータと異なるパラメータで第１磁化率画像χ１を生成してもよい。

【0109】

例えば、第１磁化率画像生成機能２８ｃは、アーチファクト成分を強調するように式（６）に示される正則化パラメータλを小さく設定したり、第１磁化率画像χ１を最適化処理により求める際の反復回数を変更しても良い。また、第１磁化率画像生成機能２８ｃは、式（６）の重み係数Ｗや勾配パラメータＧを用いない（全て１とみなす）で第１磁化率画像χ１を生成してもよい。

【0110】

また、第２の実施形態に係る第３磁化率画像生成機能２８ｆは、第１の実施形態に係る第２磁化率画像生成機能２８ｅと同様に、第２磁化率画像の画素ごとの磁化率値に応じて重み付け差分処理を行う。また、第３磁化率画像生成機能２８ｆは、第１磁化率画像と第２磁化率画像との信号比により重み付け差分処理を行ってもよい。また、第３磁化率画像生成機能２８ｆは、これら２つの重み付け差分処理を行っても良い。

【0111】

また、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００と、第２の実施形態に係るＭＲＩ装置１００とを適宜組み合わせてもよい。例えば、第１の実施形態と同様に、第２の実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、複数のマスキング領域を用意し反復的にアーチファクト成分を生成しても良い。図１３は、第２の実施形態において、複数のマスキング領域から反復的にアーチファクトを生成し、繰り返し第３磁化率画像を生成する画像処理の処理手順を示すフローチャートである。図１３に示すように、第３磁化率画像生成機能２８ｆが第３磁化率画像を生成した（ステップＳ２０７）後、アーチファクト生成機能２８ｄは、第１の実施形態と同様の終了条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ２０９）。終了条件を満たす場合（ステップＳ２０９：Ｙｅｓ）には、システム制御回路２７は、第３磁化率画像をディスプレイ２２に表示させ（ステップＳ２０８）、画像処理を終了する。

【0112】

一方、終了条件を満たさない場合（ステップＳ２０９：Ｎｏ）には、アーチファクト生成機能２８ｄは、異なるマスキング領域を設定し（ステップＳ２１０）、再度アーチファクト成分を生成する（ステップＳ２０５）。異なるマスキング領域を設定することで、通過する周波数成分が変化し、異なるアーチファクト成分が生成できるため、再度ステップＳ２０７で生成される第３磁化率画像は、太さの異なるアーチファクト成分が低減された磁化率画像となる。このように、第２の実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、第１磁化率画像の異なる周波数空間マスキングを用いて、アーチファクト生成機能２８ｄによるアーチファクト成分の生成と、第３磁化率画像生成機能２８ｆによる第３磁化率画像の生成とを反復的に繰り返す。

【0113】

第２の実施形態に係るＭＲＩ装置１００について説明した。上述したように、第２の実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、特定のアーチファクトを抑制する際に用いられる情報を生成することができる。

【0114】

また、上述した磁化率生成回路２８が有する各機能と同様の機能を医用画像処理装置が有してもよい。医用画像処理装置は、例えば、専用又は汎用コンピュータである。例えば、医用画像処理装置は、ネットワークを介して接続されたＭＲＩ装置等の医用画像診断装置から、被検体から発生するＭＲ信号に基づいて生成された画像を取得する。そして、医用画像処理装置は、上述した磁化率生成回路２８が有する各機能と同様の機能を発揮して、取得した画像に対して各種の処理を行う。したがって、かかる医用画像処理装置は、上述した第１の実施形態又は第２の実施形態に係るＭＲＩ装置１００と同様に、特定のアーチファクトを抑制する際に用いられる情報を生成することができる。

【0115】

なお、上述した実施形態に係るＭＲＩ装置において、記憶回路に記憶されるものとしたプログラムは、あらかじめ各装置にインストールされていてもよいし、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）等の記録媒体又はネットワークを介して配布されて、各装置に適宜インストールされてもよい。または、当該プログラムは、例えば、各装置に内蔵又は外付けされたハードディスク、メモリ、ＣＤ−Ｒ（Compact Disk Recordable）、ＣＤ−ＲＷ（Compact Disk Rewritable）、ＤＶＤ−ＲＡＭ（Digital Versatile Disc Random Access Memory）、ＤＶＤ−Ｒ（Digital Versatile Disc Recordable）等の記憶媒体に記録されて、各装置が有するプロセッサによって適宜読み出されて実行されてもよい。

【0116】

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、特定のアーチファクトを抑制する際に用いられる情報を生成することができる。

【0117】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0118】

２８ｃ 第１磁化率画像生成機能
２８ｄ アーチファクト生成機能
２８ｅ 第２磁化率画像生成機能
１００ ＭＲＩ装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】