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FOV(Field Of View:撮像視野)

画像に写し込む範囲の大きさ。FOVを狭めると何が良くなり何が犠牲になるか、折り返し(エイリアシング)が起こる理由と対策まで。

一言でいうと

FOV(Field Of View)は、1枚の画像に写し込む範囲の大きさです。カメラでいう「画角」にあたります。

分解能との関係

画像は、決められた数のマス目(マトリクス)に分割されます。

画素サイズ = FOV ÷ マトリクス数

たとえばマトリクスが256×256のとき、

  • FOV 256 mm → 画素は 1.0 mm
  • FOV 128 mm → 画素は 0.5 mm

FOVを狭めれば画素は細かくなり、空間分解能は上がります。

ただしSNRが下がる

いいことばかりではありません。画素が小さくなると、その1マスが受け持つ組織の量が減ります

信号は組織の量に比例するので、画素を半分の大きさにすれば、そこから出る信号も減ります。つまりSNRが下がって、画像がざらつきます

  • FOVを狭める → 分解能↑、SNR↓
  • FOVを広げる → 分解能↓、SNR↑

「細かく見たい」と「きれいに見たい」はトレードオフの関係にあります。SNRを取り戻すには、加算回数(NEX)を増やす、スライスを厚くするなどの代償が必要です。

折り返し(エイリアシング)

FOVを狭めすぎて、体がFOVの外にはみ出すとどうなるでしょうか。

MRIでは、はみ出した部分が消えるのではなく、反対側の端に折り返して写り込みます。これを折り返し(エイリアシング、ラップアラウンド)といいます。

腹部の撮像で、両脇の脂肪が画像の反対側に重なって写るのが典型例です。

なぜ起こるか

MRIは位置を「信号の位相」で区別しています。位相は360°で一周してしまうため、FOVの外にある組織の位相が、FOV内のどこかと同じ値になってしまいます。装置はそれを区別できず、同じ場所として描いてしまいます。

なぜ位相エンコード方向に出るのか

周波数エンコード方向は、受信の段階でフィルタをかけて範囲外の信号を落とせます。いっぽう位相エンコード方向にはその手が使えないため、折り返しが残ります。

折り返しへの対策

方法内容
FOVを広げるいちばん確実。ただし分解能は下がる
位相方向を変える体の薄い方向を位相エンコードにする(腹部なら前後方向)
オーバーサンプリング位相方向のデータを多めに取って折り返しを除く(No Phase Wrap/Foldover Suppression)
飽和パルスFOV外の組織の信号をあらかじめ消す

オーバーサンプリングは画質を落とさず折り返しを防げますが、そのぶん撮像時間が延びます

CTの場合

CTでもFOVは同じ意味ですが、MRIのような折り返しは起こりません。撮影範囲(スキャンFOV)より狭い表示FOVを設定して、関心領域を拡大表示するといった使い方をします。

国試ではこう出る

  • 画素サイズ = FOV ÷ マトリクス数。FOVを半分にすれば画素は半分になり空間分解能は上がるが、1画素あたりの信号が減ってSNRは下がる
  • FOVより外に体がはみ出すと折り返し(エイリアシング/ラップアラウンド)が起こり、はみ出した部分が反対側に写り込む。
  • 折り返しは位相エンコード方向に出る。周波数エンコード方向はフィルタで除去できるため問題になりにくい。
  • 対策はFOVを広げる・位相方向を体の薄い向きに変える・オーバーサンプリング(No Phase Wrap)・飽和パルス

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