JP2002017707A - Image pickup face determining method and mri device - Google Patents

Image pickup face determining method and mri device

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JP2002017707A
JP2002017707A JP2000204032A JP2000204032A JP2002017707A JP 2002017707 A JP2002017707 A JP 2002017707A JP 2000204032 A JP2000204032 A JP 2000204032A JP 2000204032 A JP2000204032 A JP 2000204032A JP 2002017707 A JP2002017707 A JP 2002017707A
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JP
Japan
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eigenvector
image
plane
imaging
diffusion
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Application number
JP2000204032A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Kabasawa
宏之 椛沢
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GE Healthcare Japan Corp
Original Assignee
GE Yokogawa Medical System Ltd
Yokogawa Medical Systems Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To determine an image pickup face for photographing the MR image of nerve fiber. SOLUTION: MR image data is collected in pulse sequence that does not impress the diffusion emphasizing gradient magnetic field (S1), and MR image data is collected in pulse sequence that impresses the diffusion emphasizing gradient magnetic field in six or more different impressing patterns (S2). A diffusion tensor of each of a large number of reference points is obtained on the basis of the pixel value of an MR image formed on the basis of the obtained MR image data (S3), and the characteristic vector of the diffusion tensor of each reference point is obtained (S4). A characteristic vector map image mapping the characteristic vectors is formed and displayed on a screen (S5). At least one of the characteristic vectors is selected by an operator (S6), and the image pickup face is determined on the basis of the selected characteristic vector information (S7). The MR image of the nerve fiber can thereby be easily photographed on the image pickup face coinciding with the anatomical position of nerve fiber to permit the best description of the nerve fiber.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、撮像面決定方法お
よびMRI(Magnetic Resonance Imaging)装置に関
し、さらに詳しくは、神経線維のMR画像を良好に撮影
するための撮像面を容易に決定することが出来る撮像面
決定方法およびMRI装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for determining an imaging plane and an MRI (Magnetic Resonance Imaging) apparatus, and more particularly, to easily determine an imaging plane for satisfactorily capturing an MR image of a nerve fiber. The present invention relates to a method for determining an imaging plane and an MRI apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、神経線維のMR画像を撮影する場
合、操作者が神経線維の走行方向を推定して撮像面を決
定している。
2. Description of the Related Art Conventionally, when an MR image of a nerve fiber is taken, an operator estimates a traveling direction of the nerve fiber to determine an imaging plane.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、操作者
の推定と実際の神経線維の走行方向とはしばしば一致し
ないため、神経線維のMR画像をより良好に撮影するた
めに、オブリーク角度の変更など撮像面の修正をたびた
び繰り返しているのが現状である。そこで、本発明の目
的は、神経線維のMR画像を良好に撮影するための撮像
面を容易に決定することが出来る撮像面決定方法および
MRI装置を提供することにある。
However, since the estimation of the operator and the actual running direction of the nerve fiber often do not coincide with each other, in order to obtain a better MR image of the nerve fiber, imaging such as changing the oblique angle is required. The current situation is that the surface is frequently modified. Therefore, an object of the present invention is to provide an imaging plane determination method and an MRI apparatus that can easily determine an imaging plane for satisfactorily capturing an MR image of a nerve fiber.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】第1の観点では、本発明
は、拡散強調用勾配磁場を印加しないパルスシーケンス
で第0のMR画像用データを収集し、拡散強調用勾配磁
場をX,Y,Z軸にk(≧6)通りの異なる印加パター
ンで印加するk通りのパルスシーケンスで第1から第k
のMR画像用データを収集し、前記第0から第kのMR
画像用データを基に生成した第0から第kのMR画像の
ピクセル値を基にMR画像上の多数の参照点毎の拡散テ
ンソルを求め、該参照点毎の拡散テンソルの固有ベクト
ルを求め、前記MR画像に対応させて固有ベクトルをマ
ッピングした固有ベクトルマップ画像を生成し画面に表
示し、固有ベクトルマップ画像上の固有ベクトルの少な
くとも一つを操作者に選択させ、該選択された固有ベク
トルの情報に基づいて撮像面を決定することを特徴とす
る撮像面決定方法を提供する。
According to a first aspect of the present invention, a zeroth MR image data is acquired by a pulse sequence in which a diffusion-enhancing gradient magnetic field is not applied, and the diffusion-enhancing gradient magnetic field is set to X, Y. , Z-axis with k (≧ 6) different application patterns in the k-th pulse sequence and the first to k-th pulse sequences.
Of the 0th to kth MR images.
A diffusion tensor for each of a number of reference points on the MR image is obtained based on pixel values of the 0th to kth MR images generated based on the image data, and an eigenvector of the diffusion tensor for each reference point is obtained. An eigenvector map image in which eigenvectors are mapped in correspondence with the MR image is generated and displayed on a screen, at least one of the eigenvectors on the eigenvector map image is selected by an operator, and an imaging surface is selected based on the selected eigenvector information. Is determined, and an imaging plane determination method is provided.

【0005】神経線維における水の拡散特性が3×3行
列の拡散テンソルで表されることが知られている。ま
た、拡散テンソルの3つの固有ベクトルのうちで最大の
固有値を持つ固有ベクトルの方向が神経線維の走行方向
に一致することも知られている。かかる拡散テンソルの
固有ベクトルと神経線維の走行方向についての説明は、
例えば「Microstructural and Physiological Features
of Tissues Elucidatedby Quantitative-Diffusion-Te
nsor MRI:PETER J. BASSER AND CARLO PIERPAOLI:JOU
RNAL OF MAGNETIC RESONANCE Series B 111, 209-219(1
996)」や「Diffusion Anisotropy −脳白質線維群の
2D and 3D Images−:京都府立医科大学放射線医学
教室 紀ノ定 保臣:第30回MR画像研究会、平成10
年9月4日(札幌)」に記載されている。
It is known that the diffusion characteristic of water in nerve fibers is represented by a 3 × 3 matrix diffusion tensor. It is also known that the direction of the eigenvector having the largest eigenvalue among the three eigenvectors of the diffusion tensor matches the running direction of the nerve fiber. The explanation about the eigenvector of such a diffusion tensor and the running direction of the nerve fiber is as follows.
For example, "Microstructural and Physiological Features
of Tissues Elucidatedby Quantitative-Diffusion-Te
nsor MRI: PETER J. BASSER AND CARLO PIERPAOLI: JOU
RNAL OF MAGNETIC RESONANCE Series B 111, 209-219 (1
996) ”and“ Diffusion Anisotropy -2D and 3D Images of Brain White Matter Fiber Group- ”: Kyoto Prefectural University of Medicine, Department of Radiology, Yasuomi Kinosada: The 30th MR Imaging Society, Heisei 10
September 4 (Sapporo) ".

【0006】上記第1の観点による撮像面決定方法で
は、画面に表示した固有ベクトルマップ画像上で固有ベ
クトルの少なくとも一つを操作者に選択させ、該選択さ
れた固有ベクトルの情報に基づいて撮像面を決定する
が、上記のように拡散テンソルの固有ベクトルは神経線
維の走行方向を示す指標となるので、決定した撮像面
は、選択された固有ベクトルに対応する神経線維の解剖
学的位置に合致しそのMR画像を撮影するために最適の
撮像面となる。よって、神経線維のMR画像を良好に撮
影するための撮像面を容易に決定することが出来る。な
お、単に「固有ベクトル」というときは、拡散テンソル
に対して存在しうる3つの固有ベクトルの内で固有値が
最も大きいものを指すものとする。
[0006] In the imaging plane determination method according to the first aspect, the operator selects at least one of the eigenvectors on the eigenvector map image displayed on the screen, and determines the imaging plane based on the information of the selected eigenvector. However, as described above, since the eigenvector of the diffusion tensor is an index indicating the traveling direction of the nerve fiber, the determined imaging plane matches the anatomical position of the nerve fiber corresponding to the selected eigenvector and its MR image This is the optimal imaging surface for capturing the image. Therefore, it is possible to easily determine an imaging surface for satisfactorily capturing an MR image of a nerve fiber. Note that the term “eigenvector” simply refers to the one having the largest eigenvalue among the three eigenvectors that can exist for the diffusion tensor.

【0007】第2の観点では、本発明は、上記構成の撮
像面決定方法において、固有ベクトルマップ画像上で方
向が平行か又はほぼ平行な複数の固有ベクトルが選択さ
れた場合は、それら固有ベクトルの方向に最も近い方向
を持つ平面を撮像面に決定することを特徴とする撮像面
決定方法を提供する。上記第2の観点による撮像面決定
方法では、複数の固有ベクトルを選択すると、それら固
有ベクトルに対応する方向に走行する神経線維を撮影す
るのに最適の撮像面が決定される。
In a second aspect, the present invention provides a method for determining an imaging plane having the above-described configuration, wherein when a plurality of eigenvectors whose directions are parallel or substantially parallel are selected on the eigenvector map image, the direction of the eigenvectors is determined. An imaging surface determination method is provided, wherein a plane having the closest direction is determined as an imaging surface. In the imaging plane determination method according to the second aspect, when a plurality of eigenvectors are selected, an imaging plane optimal for imaging a nerve fiber traveling in a direction corresponding to the eigenvectors is determined.

【0008】第3の観点では、本発明は、上記構成の撮
像面決定方法において、固有ベクトルマップ画像に対応
する撮像面に垂直又はほぼ垂直でない一つの固有ベクト
ルが選択された場合は、その固有ベクトルを含み且つ固
有ベクトルマップ画像に対応する撮像面に垂直な平面を
撮像面に決定することを特徴とする撮像面決定方法を提
供する。上記第3の観点による撮像面決定方法では、一
つの固有ベクトルを選択するだけで、その固有ベクトル
に対応する方向に走行する神経線維を撮影するのに最適
の撮像面が決定される。
[0008] In a third aspect, the present invention provides a method for determining an imaging plane having the above configuration, wherein when one eigenvector that is not perpendicular or substantially perpendicular to the imaging plane corresponding to the eigenvector map image is selected, the eigenvector is included. In addition, there is provided an imaging surface determination method characterized by determining a plane perpendicular to the imaging surface corresponding to the eigenvector map image as the imaging surface. In the imaging plane determination method according to the third aspect, by selecting only one eigenvector, an imaging plane optimal for imaging a nerve fiber traveling in a direction corresponding to the eigenvector is determined.

【0009】第4の観点では、本発明は、上記構成の撮
像面決定方法において、第2固有ベクトルを持つ固有ベ
クトルが選択された場合は、その固有ベクトルおよび前
記第2固有ベクトルを含む平面を撮像面に決定すること
を特徴とする撮像面決定方法を提供する。なお、「第2
固有ベクトル」とは、拡散テンソルに対して存在しうる
3つの固有ベクトルの内で固有値が2番目に大きいもの
を指すものとする。板状の神経線維があるとき、固有値
が最も大きい固有ベクトルは該神経線維の走行方向を示
し、固有値が2番目に大きい固有ベクトルは該神経線維
の広がり方向を示し、固有値が最も小さい固有ベクトル
は該神経線維の厚さ方向を示す。そこで、上記第4の観
点による撮像面決定方法では、一つの固有ベクトルを選
択だけで、その固有ベクトルに対応する方向に走行し且
つ第2固有ベクトルに対応する方向に広がる板状の神経
線維を撮影するのに最適の撮像面が決定される。
In a fourth aspect, the present invention provides a method for determining an imaging plane having the above structure, wherein when an eigenvector having a second eigenvector is selected, a plane including the eigenvector and the second eigenvector is determined as an imaging plane. And a method of determining an imaging plane. In addition, "2nd
The “eigenvector” refers to the eigenvector having the second largest eigenvalue among the three eigenvectors that can exist for the diffusion tensor. When there is a plate-like nerve fiber, the eigenvector having the largest eigenvalue indicates the running direction of the nerve fiber, the eigenvector having the second largest eigenvalue indicates the spreading direction of the nerve fiber, and the eigenvector having the smallest eigenvalue is the nerve fiber. 3 shows the thickness direction. Therefore, in the imaging plane determination method according to the fourth aspect, only by selecting one eigenvector, a plate-like nerve fiber that runs in the direction corresponding to the eigenvector and spreads in the direction corresponding to the second eigenvector is imaged. The optimal imaging plane is determined.

【0010】第5の観点では、本発明は、拡散強調用勾
配磁場を印加しないパルスシーケンスで第0のMR画像
用データを収集すると共に拡散強調用勾配磁場をX,
Y,Z軸にk(≧6)通りの異なる印加パターンで印加
するk通りのパルスシーケンスで第1から第kのMR画
像用データを収集するMR画像用データ収集手段と、前
記第0から第kのMR画像用データを基に生成した第0
から第kのMR画像のピクセル値を基にMR画像上の多
数の参照点毎の拡散テンソルを求める拡散テンソル演算
手段と、前記参照点毎の拡散テンソルの固有ベクトルを
求める固有ベクトル演算手段と、前記MR画像に対応さ
せて前記固有ベクトルをマッピングして固有ベクトルマ
ップ画像を生成する固有ベクトルマップ画像生成手段
と、前記固有ベクトルマップ画像を画面に表示する画像
表示手段と、表示した固有ベクトルマップ画像上で固有
ベクトルの少なくとも一つを操作者に選択させるための
操作手段と、選択された固有ベクトルの情報に基づいて
撮像面を決定する撮像面決定手段とを具備したことを特
徴とするMRI装置を提供する。上記第2の観点による
MRI装置では、上記第1の観点による撮像面決定方法
を好適に実施できる。
According to a fifth aspect, the present invention provides a method of acquiring zeroth MR image data in a pulse sequence in which no diffusion-enhancing gradient magnetic field is applied, and setting the diffusion-enhancing gradient magnetic field to X,
MR image data acquisition means for acquiring first to k-th MR image data in k pulse sequences applied in k (≧ 6) different application patterns on the Y and Z axes; k generated based on the k MR data
A diffusion tensor calculating means for obtaining a diffusion tensor for each of a large number of reference points on the MR image based on pixel values of the k-th MR image, an eigenvector calculating means for obtaining an eigenvector of the diffusion tensor for each of the reference points, An eigenvector map image generating means for mapping the eigenvector in correspondence with an image to generate an eigenvector map image; an image display means for displaying the eigenvector map image on a screen; and at least one of the eigenvectors on the displayed eigenvector map image. An MRI apparatus comprising: an operation unit for causing an operator to select an imaging surface; and an imaging surface determination unit that determines an imaging surface based on information of a selected eigenvector. In the MRI apparatus according to the second aspect, the imaging surface determination method according to the first aspect can be suitably implemented.

【0011】第6の観点では、本発明は、上記構成のM
RI装置において、前記撮像面決定手段は、固有ベクト
ルマップ画像上で方向が平行か又はほぼ平行な複数の固
有ベクトルが選択された場合は、それら固有ベクトルの
方向に最も近い方向を持つ平面を撮像面に決定すること
を特徴とするMRI装置を提供する。上記第6の観点に
よるMRI装置では、上記第2の観点による撮像面決定
方法を好適に実施できる。
According to a sixth aspect, the present invention provides an M
In the RI apparatus, when a plurality of eigenvectors whose directions are parallel or substantially parallel are selected on the eigenvector map image, the imaging plane determination means determines a plane having a direction closest to the direction of the eigenvectors as the imaging plane. An MRI apparatus is provided. In the MRI apparatus according to the sixth aspect, the imaging surface determination method according to the second aspect can be suitably implemented.

【0012】第7の観点では、本発明は、上記構成のM
RI装置において、前記撮像面決定手段は、固有ベクト
ルマップ画像に対応する撮像面に垂直又はほぼ垂直でな
い一つの固有ベクトルが選択された場合は、その固有ベ
クトルを含み且つ固有ベクトルマップ画像に対応する撮
像面に垂直な平面を撮像面に決定することを特徴とする
MRI装置を提供する。上記第7の観点によるMRI装
置では、上記第3の観点による撮像面決定方法を好適に
実施できる。
According to a seventh aspect, the present invention provides an M
In the RI apparatus, the imaging plane determination means includes, when one eigenvector that is not perpendicular or substantially perpendicular to the imaging plane corresponding to the eigenvector map image is selected, includes the eigenvector and is perpendicular to the imaging plane corresponding to the eigenvector map image. An MRI apparatus characterized in that a simple plane is determined as an imaging plane. In the MRI apparatus according to the seventh aspect, the imaging surface determination method according to the third aspect can be suitably implemented.

【0013】第8の観点では、本発明は、上記構成のM
RI装置において、前記撮像面決定手段は、第2固有ベ
クトルを持つ固有ベクトルが選択された場合は、その固
有ベクトルおよび前記第2固有ベクトルを含む平面を撮
像面に決定することを特徴とするMRI装置を提供す
る。上記第8の観点によるMRI装置では、上記第4の
観点による撮像面決定方法を好適に実施できる。
According to an eighth aspect, the present invention provides an M
In the RI apparatus, the imaging plane determining means determines an plane including the eigenvector and the second eigenvector as an imaging plane when an eigenvector having a second eigenvector is selected. . In the MRI apparatus according to the eighth aspect, the imaging surface determination method according to the fourth aspect can be suitably performed.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、図に示す実施の形態により
本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発
明が限定されるものではない。図1は、本発明の一実施
形態にかかるMRI装置を示すブロック図である。この
MRI装置100において、マグネットアセンブリ1
は、内部に被検体を挿入するための空間部分(孔)を有
し、この空間部分を取りまくようにして、被検体に一定
の主磁場を印加する永久磁石1pと、X軸,Y軸,Z軸
の勾配磁場を発生するための勾配磁場コイル1gと、被
検体内の原子核のスピンを励起するためのRFパルスを
与える送信コイル1tと、被検体からのNMR信号を検
出する受信コイル1rとが配置されている。前記勾配磁
場コイル1g,送信コイル1tおよび受信コイル1r
は、それぞれ勾配磁場駆動回路3,RF電力増幅器4お
よび前置増幅器5に接続されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the embodiments shown in the drawings. Note that the present invention is not limited by this. FIG. 1 is a block diagram showing an MRI apparatus according to one embodiment of the present invention. In this MRI apparatus 100, the magnet assembly 1
Has a space (hole) for inserting a subject inside, a permanent magnet 1p for applying a constant main magnetic field to the subject so as to surround this space, and an X-axis, a Y-axis, A gradient magnetic field coil 1g for generating a Z-axis gradient magnetic field, a transmission coil 1t for applying an RF pulse for exciting spins of nuclei in the subject, and a receiving coil 1r for detecting an NMR signal from the subject. Is arranged. The gradient coil 1g, the transmission coil 1t, and the reception coil 1r
Are connected to a gradient magnetic field driving circuit 3, an RF power amplifier 4 and a preamplifier 5, respectively.

【0015】シーケンス記憶回路8は、計算機7からの
指令に従い、記憶しているパルスシーケンスに基づいて
勾配磁場駆動回路3を操作し、前記マグネットアセンブ
リ1の勾配磁場コイル1gから勾配磁場を発生させると
共に、ゲート変調回路9を操作し、RF発振回路10の
搬送波出力信号を所定タイミング・所定包絡線形状のパ
ルス状信号に変調し、それをRFパルスとしてRF電力
増幅器4に加え、RF電力増幅器4でパワー増幅した
後、前記マグネットアセンブリ1の送信コイル1tに印
加し、所望の撮像面を選択励起する。
The sequence storage circuit 8 operates the gradient magnetic field drive circuit 3 based on the stored pulse sequence in accordance with a command from the computer 7 to generate a gradient magnetic field from the gradient magnetic field coil 1g of the magnet assembly 1 and The gate modulation circuit 9 is operated to modulate the carrier wave output signal of the RF oscillation circuit 10 into a pulse signal having a predetermined timing and a predetermined envelope shape, which is added to the RF power amplifier 4 as an RF pulse. After power amplification, the power is applied to the transmission coil 1t of the magnet assembly 1 to selectively excite a desired imaging surface.

【0016】前置増幅器5は、マグネットアセンブリ1
の受信コイル1rで検出された被検体からのNMR信号
を増幅し、位相検波器12に入力する。位相検波器12
は、RF発振回路10の搬送波出力信号を参照信号と
し、前置増幅器5からのNMR信号を位相検波して、A
/D変換器11に与える。A/D変換器11は、位相検
波後のアナログ信号をディジタルデータに変換して、計
算機7に入力する。
The preamplifier 5 includes a magnet assembly 1
The NMR signal from the subject detected by the receiving coil 1r is amplified and input to the phase detector 12. Phase detector 12
Uses the carrier output signal of the RF oscillation circuit 10 as a reference signal, performs phase detection on the NMR signal from the preamplifier 5, and
/ D converter 11. The A / D converter 11 converts the analog signal after phase detection into digital data and inputs the digital data to the computer 7.

【0017】計算機7は、A/D変換器11からディジ
タルデータを読み込み、画像再構成演算を行って前記撮
像面のMR画像を生成する。また、計算機7は、操作卓
13から入力された情報を受け取るなどの全体的な制御
を受け持つ。また、計算機7は、図2を参照して後述す
る撮像面決定処理を行う。表示装置6は、前記MR画像
や後述する固有ベクトルマップ画像を表示する。
The computer 7 reads digital data from the A / D converter 11 and performs an image reconstruction operation to generate an MR image of the imaging plane. Further, the computer 7 is responsible for overall control such as receiving information input from the console 13. Further, the computer 7 performs an imaging plane determination process described later with reference to FIG. The display device 6 displays the MR image and an eigenvector map image described later.

【0018】図2は、上記MRI装置100による撮像
面決定処理を示すフロー図である。ステップS1では、
任意の撮像面について、拡散強調用勾配磁場を印加しな
いパルスシーケンスを用いて第0のMR画像用データを
収集する。このパルスシーケンスを図3に例示する。ス
テップS2では、拡散強調用勾配磁場MPGをX,Y,
Z軸にk(≧6)通りの異なる印加パターンで印加する
k通りのパルスシーケンスを用いて、第1〜第kのMR
画像用データを得る。6通りのパルスシーケンスを図4
〜図9に例示する。図4はXY軸に、図5はYZ軸に、
図6はZX軸に、図7は−XY軸に、図8は−YZ軸
に、図9は−ZX軸に拡散強調用勾配磁場MPGを印加
している。
FIG. 2 is a flowchart showing the imaging plane determination processing by the MRI apparatus 100. In step S1,
The zeroth MR image data is collected using an arbitrary imaging surface using a pulse sequence that does not apply a diffusion-weighted gradient magnetic field. This pulse sequence is illustrated in FIG. In step S2, the diffusion-enhancing gradient magnetic field MPG is set to X, Y,
The first to k-th MRs are performed using k (≧ 6) different pulse patterns applied to the Z axis in k different pulse sequences.
Obtain image data. Fig. 4 shows six pulse sequences.
9 to FIG. 4 is on the XY axis, FIG. 5 is on the YZ axis,
6 applies the ZX axis, FIG. 7 applies the −XY axis, FIG. 8 applies the −YZ axis, and FIG. 9 applies the diffusion-enhancing gradient magnetic field MPG to the −ZX axis.

【0019】ステップS3では、まず、第0〜第kのM
R画像用データから第0〜第kのMR画像を生成する。
次に、第0〜第kのMR画像のピクセル値を用いて、予
め設定された多数の参照点について、公知のアルゴリズ
ム(先述の資料参照)により、それぞれ拡散テンソルを
求める。前記参照点は、例えばMR画像が512×51
2のピクセルからなるときは、縦横50ピクセル毎の格
子点100個を選んで設定する。ステップS4では、多
数の参照点の拡散テンソルから、公知のアルゴリズム
(先述の資料参照)により、それぞれ固有ベクトルを求
める。
In step S3, first, the 0th to k-th M
The 0th to kth MR images are generated from the R image data.
Next, using the pixel values of the 0th to kth MR images, a diffusion tensor is determined for each of a large number of preset reference points by a known algorithm (see the above-mentioned document). The reference point is, for example, an MR image of 512 × 51.
When it is composed of two pixels, 100 grid points are selected and set for every 50 pixels vertically and horizontally. In step S4, eigenvectors are obtained from the diffusion tensors of a large number of reference points by a known algorithm (see the above-mentioned data).

【0020】ステップS4では、図10に示すように、
第0のMR画像上に固有ベクトルをマッピングした固有
ベクトルマップ画像Moを生成し、表示する。具体的に
は、第0のMR画像上の各参照点について、対応する固
有ベクトルの絶対値が所定閾値以上のものについての
み、該固有ベクトルを第0のMR画像上に射影し且つ適
当な描画長さに変換して作成した方向バーA,B,Cを
描画していく。なお、方向バーA,Bは点に見えるが、
これは対応する固有ベクトルが画面に垂直であることを
意味している。
In step S4, as shown in FIG.
An eigenvector map image Mo in which eigenvectors are mapped on the 0th MR image is generated and displayed. Specifically, for each reference point on the 0th MR image, only when the absolute value of the corresponding eigenvector is equal to or greater than a predetermined threshold, the eigenvector is projected onto the 0th MR image and an appropriate drawing length is set. The direction bars A, B, and C created by converting to are drawn. Although the direction bars A and B look like dots,
This means that the corresponding eigenvector is perpendicular to the screen.

【0021】ステップS5では、操作者は、固有ベクト
ルマップ画像上の固有ベクトルの少なくとも一つを選択
する。具体的には、操作者は、トラックボールなどのポ
インティングデバイスを操作して、画面上の所望の方向
バーを指定する。
In step S5, the operator selects at least one of the eigenvectors on the eigenvector map image. Specifically, the operator operates a pointing device such as a trackball to designate a desired direction bar on the screen.

【0022】ステップS6では、選択された固有ベクト
ルの情報に基づいて撮像面を決定する。例えば、次のよ
うにして撮像面を決定する。 (1)図11に示すように、複数の方向バーD,E,F
が指定されたら、それらに対応する参照点を通るか又は
それらの最近傍を通り且つそれらに対応する固有ベクト
ルd,e,fの方向に最も近い方向を持つ平面を撮像面
SPに決定する。なお、操作者は、方向が平行か又はほ
ぼ平行な複数の方向バーを指定する必要がある(例え
ば、図10で、AとBとを指定してもよいが、AとCと
を指定してはいけない)。 (2)図12に示すように、唯一つの方向バーGが指定
されたら、それに対応する固有ベクトルgを含み且つ第
0のMR画像の撮像面(Mo)に垂直な平面を撮像面S
Pに決定する。なお、操作者は、第0のMR画像(M
o)に垂直か又はほぼ垂直な方向バーを指定してはいけ
ない(例えば、図10で、Cを指定してもよいが、Aや
Bを指定してはいけない)。 (3)図13に示すように、唯一つの方向バーHが指定
されたら、それに対応する固有ベクトルh1およびその
第2固有ベクトルh2を含む平面を撮像面SPに決定す
る。この方法は、神経線維が平面的で第2固有ベクトル
が得られる場合に有効である。撮像面を決定後、処理を
終了する。
In step S6, the imaging plane is determined based on the information of the selected eigenvector. For example, the imaging plane is determined as follows. (1) As shown in FIG. 11, a plurality of direction bars D, E, F
Is designated, the plane passing through the reference points corresponding to them or passing through their nearest neighbors and having a direction closest to the direction of the corresponding eigenvectors d, e, f is determined as the imaging plane SP. Note that the operator needs to specify a plurality of direction bars whose directions are parallel or substantially parallel (for example, in FIG. 10, A and B may be specified, but A and C are specified. must not). (2) As shown in FIG. 12, when only one direction bar G is specified, a plane including the eigenvector g corresponding thereto and perpendicular to the imaging plane (Mo) of the 0th MR image is defined as the imaging plane S.
Decide on P. It should be noted that the operator has to input the 0th MR image (M
A direction bar that is perpendicular or almost perpendicular to o) must not be specified (for example, in FIG. 10, C may be specified, but A and B must not be specified). (3) As shown in FIG. 13, when only one direction bar H is designated, a plane including the corresponding eigenvector h1 and its second eigenvector h2 is determined as the imaging plane SP. This method is effective when the nerve fiber is planar and a second eigenvector is obtained. After determining the imaging plane, the process ends.

【0023】以上の撮像面決定処理の後、拡散強調用勾
配磁場を印加せず且つ前記決定した撮像面を撮影するパ
ルスシーケンスでMR画像用データを収集し、MR画像
を生成する。あるいは、前記選択された固有ベクトルの
方向に対応した拡散強調用勾配磁場を印加し且つ前記決
定した撮像面を撮影するパルスシーケンスでMR画像用
データを収集し、拡散強調MR画像を生成する。
After the above-described imaging plane determination processing, MR image data is collected by applying a pulse sequence for imaging the determined imaging plane without applying a diffusion-enhancing gradient magnetic field and generating an MR image. Alternatively, a diffusion-weighted MR magnetic field is collected by applying a diffusion-weighted gradient magnetic field corresponding to the direction of the selected eigenvector and collecting MR image data by a pulse sequence for photographing the determined imaging surface.

【0024】上記MRI装置100によれば、選択され
た固有ベクトルの方向に最も近い方向の撮像面で撮影で
きるが、固有ベクトルの方向は神経線維の走行方向を表
しているので、結局のところ、選択された固有ベクトル
に対応する神経線維を最も良好に描出できる撮像面で撮
影できることとなる。
According to the MRI apparatus 100, the image can be taken on the imaging plane in the direction closest to the direction of the selected eigenvector. However, since the direction of the eigenvector represents the running direction of the nerve fiber, it is eventually selected. Thus, the nerve fiber corresponding to the eigenvector obtained can be photographed on the imaging surface that can best image the nerve fiber.

【0025】例えばX軸,Y軸に正極性の拡散強調用勾
配磁場を印加し且つZ軸に拡散強調用勾配磁場を印加し
ないことを(+,+,0)で表すものとすると、図3〜
図9では、(0,0,0),(+,+,0),(0,
+,+),(+,0,+),(−,+,0),(0,
−,+),(+,0,−)のように拡散強調用勾配磁場
を印加した。この他の例としては、(0,0,0),
(+,0,0),(0,+,0),(0,0,+),
(+,+,0),(0,+,+),(+,0,+),
(−,+,0),(0,−,+),(+,0,−)のよ
うに拡散強調用勾配磁場を印加してもよい。
For example, assuming that a positive diffusion gradient magnetic field of a positive polarity is applied to the X-axis and the Y-axis and no diffusion-weighted gradient magnetic field is applied to the Z-axis is represented by (+, +, 0). ~
In FIG. 9, (0, 0, 0), (+, +, 0), (0,
+, +), (+, 0, +), (-, +, 0), (0,
−, +), (+, 0, −) as shown in FIG. Other examples include (0,0,0),
(+, 0, 0), (0, +, 0), (0, 0, +),
(+, +, 0), (0, +, +), (+, 0, +),
A gradient magnetic field for diffusion emphasis may be applied as (-, +, 0), (0,-, +), (+, 0,-).

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明の撮像面決定方法およびMRI装
置によれば、神経線維のMR画像を良好に撮影するため
の撮像面を容易に決定することが出来る。すなわち、神
経線維の解剖学的位置に合致し神経線維を最も良好に描
出できるような撮像面で撮影することが、容易に出来る
ようになる。
According to the imaging plane determination method and the MRI apparatus of the present invention, it is possible to easily determine an imaging plane for satisfactorily capturing an MR image of a nerve fiber. That is, it is possible to easily capture an image on an imaging surface that matches the anatomical position of the nerve fiber and can best render the nerve fiber.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係るMRI装置を示すブ
ロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an MRI apparatus according to one embodiment of the present invention.

【図2】図1のMRI装置による撮像面決定処理を示す
フロー図である。
FIG. 2 is a flowchart showing an imaging plane determination process by the MRI apparatus of FIG. 1;

【図3】拡散強調用勾配磁場を印加しないパルスシーケ
ンスの例示図である。
FIG. 3 is an exemplary diagram of a pulse sequence in which a gradient field for diffusion emphasis is not applied.

【図4】拡散強調用勾配磁場をX,Y軸に印加するパル
スシーケンスの例示図である。
FIG. 4 is an illustration of a pulse sequence for applying a diffusion-weighted gradient magnetic field to the X and Y axes.

【図5】拡散強調用勾配磁場をY,Z軸に印加するパル
スシーケンスの例示図である。
FIG. 5 is an exemplary diagram of a pulse sequence for applying a diffusion-weighted gradient magnetic field to the Y and Z axes.

【図6】拡散強調用勾配磁場をZ,X軸に印加するパル
スシーケンスの例示図である。
FIG. 6 is an illustration of a pulse sequence for applying a diffusion-weighted gradient magnetic field to the Z and X axes.

【図7】拡散強調用勾配磁場を−X,Y軸に印加するパ
ルスシーケンスの例示図である。
FIG. 7 is an exemplary diagram of a pulse sequence for applying a diffusion-weighted gradient magnetic field to the -X and Y axes.

【図8】拡散強調用勾配磁場を−Y,Z軸に印加するパ
ルスシーケンスの例示図である。
FIG. 8 is an exemplary diagram of a pulse sequence for applying a diffusion-weighted gradient magnetic field to the −Y and Z axes.

【図9】拡散強調用勾配磁場を−Z,X軸に印加するパ
ルスシーケンスの例示図である。
FIG. 9 is an exemplary diagram of a pulse sequence for applying a diffusion-weighted gradient magnetic field to the −Z and X axes.

【図10】固有ベクトルマップ画像の例示図である。FIG. 10 is an illustration of an eigenvector map image.

【図11】決定された撮像面の第1の例示図である。FIG. 11 is a first exemplary diagram of a determined imaging surface.

【図12】決定された撮像面の第2の例示図である。FIG. 12 is a second illustration of the determined imaging plane.

【図13】決定された撮像面の第3の例示図である。FIG. 13 is a third exemplary diagram of the determined imaging surface.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 MRI装置 1 マグネットアセンブリ 1g 勾配磁場コイル 6 表示装置 7 計算機 8 シーケンス記憶回路 13 操作卓 Reference Signs List 100 MRI apparatus 1 Magnet assembly 1g Gradient magnetic field coil 6 Display device 7 Calculator 8 Sequence storage circuit 13 Operation console

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 拡散強調用勾配磁場を印加しないパルス
シーケンスで第0のMR画像用データを収集し、拡散強
調用勾配磁場をX,Y,Z軸にk(≧6)通りの異なる
印加パターンで印加するk通りのパルスシーケンスで第
1から第kのMR画像用データを収集し、前記第0から
第kのMR画像用データを基に生成した第0から第kの
MR画像のピクセル値を基にMR画像上の多数の参照点
毎の拡散テンソルを求め、該参照点毎の拡散テンソルの
固有ベクトルを求め、前記MR画像に対応させて各固有
ベクトルをマッピングした固有ベクトルマップ画像を生
成し画面に表示し、固有ベクトルマップ画像上の固有ベ
クトルの少なくとも一つを操作者に選択させ、該選択さ
れた固有ベクトルの情報に基づいて撮像面を決定するこ
とを特徴とする撮像面決定方法。
1. A zero-order MR image data is collected in a pulse sequence in which a diffusion-enhancing gradient magnetic field is not applied, and k (≧ 6) different application patterns of the diffusion-enhancing gradient magnetic field on the X, Y, and Z axes are provided. Pixel data of the 0th to kth MR images generated based on the 0th to kth MR image data by collecting the 1st to kth MR image data with k kinds of pulse sequences applied in A diffusion tensor for each of a large number of reference points on the MR image is obtained based on the above, an eigenvector of the diffusion tensor for each of the reference points is obtained, an eigenvector map image in which each eigenvector is mapped in correspondence with the MR image is generated and displayed on a screen. Displaying an image, allowing the operator to select at least one of the eigenvectors on the eigenvector map image, and determining an imaging plane based on information on the selected eigenvector. Surface determination method.
【請求項2】 請求項1に記載の撮像面決定方法におい
て、固有ベクトルマップ画像上で方向が平行か又はほぼ
平行な複数の固有ベクトルが選択された場合は、それら
固有ベクトルの方向に最も近い方向を持つ平面を撮像面
に決定することを特徴とする撮像面決定方法。
2. The imaging plane determination method according to claim 1, wherein when a plurality of eigenvectors whose directions are parallel or substantially parallel are selected on the eigenvector map image, the eigenvector has a direction closest to the direction of the eigenvectors. An imaging surface determination method, wherein a plane is determined as an imaging surface.
【請求項3】 請求項1に記載の撮像面決定方法におい
て、固有ベクトルマップ画像に対応する撮像面に垂直又
はほぼ垂直でない一つの固有ベクトルが選択された場合
は、その固有ベクトルを含み且つ固有ベクトルマップ画
像に対応する撮像面に垂直な平面を撮像面に決定するこ
とを特徴とする撮像面決定方法。
3. The imaging plane determination method according to claim 1, wherein when one eigenvector perpendicular or substantially perpendicular to the imaging plane corresponding to the eigenvector map image is selected, the eigenvector map image includes the eigenvector and includes the eigenvector map image. A method for determining an imaging surface, wherein a plane perpendicular to a corresponding imaging surface is determined as an imaging surface.
【請求項4】 請求項1に記載の撮像面決定方法におい
て、第2固有ベクトルを持つ固有ベクトルが選択された
場合は、その固有ベクトルおよび前記第2固有ベクトル
を含む平面を撮像面に決定することを特徴とする撮像面
決定方法。
4. The imaging plane determination method according to claim 1, wherein when an eigenvector having a second eigenvector is selected, a plane including the eigenvector and the second eigenvector is determined as an imaging plane. Imaging surface determination method to be performed.
【請求項5】 拡散強調用勾配磁場を印加しないパルス
シーケンスで第0のMR画像用データを収集すると共に
拡散強調用勾配磁場をX,Y,Z軸にk(≧6)通りの
異なる印加パターンで印加するk通りのパルスシーケン
スで第1から第kのMR画像用データを収集するMR画
像用データ収集手段と、前記第0から第kのMR画像用
データを基に生成した第0から第kのMR画像のピクセ
ル値を基にMR画像上の多数の参照点毎の拡散テンソル
を求める拡散テンソル演算手段と、前記参照点毎の拡散
テンソルの固有ベクトルを求める固有ベクトル演算手段
と、前記MR画像に対応させて前記固有ベクトルをマッ
ピングして固有ベクトルマップ画像を生成する固有ベク
トルマップ画像生成手段と、前記固有ベクトルマップ画
像を画面に表示する画像表示手段と、表示した固有ベク
トルマップ画像上で固有ベクトルの少なくとも一つを操
作者に選択させるための操作手段と、選択された固有ベ
クトルの情報に基づいて撮像面を決定する撮像面決定手
段とを具備したことを特徴とするMRI装置。
5. A method for acquiring data of the 0th MR image in a pulse sequence in which no diffusion-enhancing gradient magnetic field is applied, and applying k (≧ 6) different application patterns of the diffusion-enhancing gradient magnetic field on the X, Y, and Z axes. And MR data acquisition means for acquiring the first to k-th MR image data in k pulse sequences applied in the step (b), and the 0th to kth MR image data generated based on the 0th to kth MR image data. a diffusion tensor calculating means for calculating a diffusion tensor for each of a large number of reference points on the MR image based on pixel values of the MR image of k; an eigenvector calculating means for calculating an eigenvector of the diffusion tensor for each of the reference points; An eigenvector map image generating means for mapping the eigenvectors to generate an eigenvector map image, and displaying the eigenvector map image on a screen Image display means, operating means for allowing an operator to select at least one of the eigenvectors on the displayed eigenvector map image, and imaging surface determination means for determining an imaging surface based on information on the selected eigenvector. An MRI apparatus, comprising:
【請求項6】 請求項5に記載のMRI装置において、
前記撮像面決定手段は、固有ベクトルマップ画像上で方
向が平行か又はほぼ平行な複数の固有ベクトルが選択さ
れた場合は、それら固有ベクトルの方向に最も近い方向
を持つ平面を撮像面に決定することを特徴とするMRI
装置。
6. The MRI apparatus according to claim 5, wherein
When a plurality of eigenvectors whose directions are parallel or substantially parallel are selected on the eigenvector map image, the imaging plane determination means determines a plane having a direction closest to the direction of the eigenvectors as the imaging plane. MRI
apparatus.
【請求項7】 請求項5に記載のMRI装置において、
前記撮像面決定手段は、固有ベクトルマップ画像に対応
する撮像面に垂直又はほぼ垂直でない一つの固有ベクト
ルが選択された場合は、その固有ベクトルを含み且つ固
有ベクトルマップ画像に対応する撮像面に垂直な平面を
撮像面に決定することを特徴とするMRI装置。
7. The MRI apparatus according to claim 5, wherein
When one eigenvector that is not perpendicular or substantially perpendicular to the imaging surface corresponding to the eigenvector map image is selected, the imaging surface determination unit captures a plane that includes the eigenvector and that is perpendicular to the imaging surface corresponding to the eigenvector map image. An MRI apparatus characterized by determining a plane.
【請求項8】 請求項5に記載のMRI装置において、
前記撮像面決定手段は、第2固有ベクトルを持つ固有ベ
クトルが選択された場合は、その固有ベクトルおよび前
記第2固有ベクトルを含む平面を撮像面に決定すること
を特徴とするMRI装置。
8. The MRI apparatus according to claim 5, wherein
An MRI apparatus, wherein, when an eigenvector having a second eigenvector is selected, the imaging plane determination means determines a plane including the eigenvector and the second eigenvector as an imaging plane.
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