JP2003339660A - 観察対象信号抽出方法およびmri装置 - Google Patents

観察対象信号抽出方法およびmri装置

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JP2003339660A
JP2003339660A JP2002145811A JP2002145811A JP2003339660A JP 2003339660 A JP2003339660 A JP 2003339660A JP 2002145811 A JP2002145811 A JP 2002145811A JP 2002145811 A JP2002145811 A JP 2002145811A JP 2003339660 A JP2003339660 A JP 2003339660A
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JP
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signal
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water
measurement
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Takeshi Matsuda
豪 松田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】観察対象信号とそれよりも大きな不要信号とが
混在した測定信号から観察対象信号を正しく抽出するこ
とが出来ると共に誰が行っても定量解析の結果に差が出
ない観察対象信号抽出方法およびMRI装置を提供す
る。 【解決手段】 観察対象信号を抑制せず且つ不要信号を
抑制した状態での測定信号f(t) を収集し(D1)し、
観察対象信号も不要信号も抑制しない状態での測定信号
F(t) を収集し(D2)し、abs{}を絶対値を求める関
数とするとき、 k=abs{f(t)}/abs{F(t)} m(t)=f(t)−k×(F(t)−f(t))/(1−k) により観察対象信号m(t)を求める(D4)。この観察
対象信号m(t)をフーリエ変換してスペクトラムSmを
求める(D5)。 【効果】観察対象信号を正しく抽出できる。誰が行って
も同じ定量解析の結果が出る。計算の自動化も可能にな
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、観察対象信号抽出
方法およびMRI(Magnetic Resonance Imaging)装置
に関し、更に詳しくは、観察対象信号とそれよりも大き
な不要信号とが混在した測定信号から観察対象信号を正
しく抽出することが出来ると共に誰が行っても定量解析
の結果に差が出ない観察対象信号抽出方法およびMRI
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図6は、従来のMRI装置におけるプロ
トンMRS(Magnetic Resonance Spectroscopy)処理
の動作を示すフロー図である。ステップD1では、水抑
制パルスシーケンスにより測定信号f(t) を収集する。
このようなパルスシーケンスは、例えば水プロトンの磁
化を選択的に飽和させる水抑制パルスを付加したパルス
シーケンスである。また、特開平9−108196号公
報、特開平11−47112号公報、特開平11−56
805号公報などにも同様のパルスシーケンスが開示さ
れている。測定信号f(t) は複素数である。その実部を
図3に例示する。
【0003】ステップD2では、水抑制パルスを付加し
ない通常のパルスシーケンスにより測定信号F(t) を収
集する。
【0004】ステップJ3では、渦電流や不均一磁場の
影響を抑えるため、測定信号F(t)の位相を基にして、
測定信号f(t) の位相を補正する。
【0005】ステップJ4では、位相補正した測定信号
f(t) にコンボリューション処理を施し、直流成分およ
び低周波成分を抑制した信号f(t)’を得る。ここで、
コンボリューション処理とは、 f(t)’=f(t)−Στ=t−Δ t+Δf(τ) である。信号f(t)’は複素数である。その実部を図7
に例示する。
【0006】ステップJ5では、得られた信号f(t)’
をフーリエ変換し、スペクトラムSf’を得る。スペク
トラムSf’を図8に例示する。このスペクトラムS
f’からピークの定量解析を行う。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】測定信号f(t),F(t)
は、水以外の物質からの観察対象信号と水からの不要
信号とが混在した測定信号である。通常のパルスシーケ
ンスにより収集した測定信号F(t) では、水からの不要
信号が水以外の代謝物質からの観察対象信号より数千倍
も大きく、不要信号に邪魔されて観察対象信号を観察で
きない。このため、水抑制パルスシーケンスにより、水
からの不要信号を抑制した測定信号f(t)を収集してい
る。但し、それでも不要信号が測定信号f(t) に残って
いるため、測定信号f(t) にコンボリューション処理を
施して、残っている不要信号をさらに抑制している。し
かし、コンボリューション処理では、上式のΔの値によ
っては不要信号の抑制が不十分になったり、観察対象信
号まで抑制してしまったりし、正しく観察対象信号を抽
出できないことがある問題点があった。また、Δの値に
よってスペクトラムが変わるため、定量解析の結果に差
が出る問題点があった。そこで、本発明の目的は、観察
対象信号とそれよりも大きな不要信号とが混在した測定
信号から観察対象信号を正しく抽出することが出来ると
共に誰が行っても定量解析の結果に差が出ない観察対象
信号抽出方法およびMRI装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】第1の観点では、本発明
は、観察対象信号とそれよりも大きな不要信号とが混在
した測定信号から観察対象信号を抽出するための方法で
あって、観察対象信号を抑制せず且つ不要信号を抑制し
た状態での測定信号をf(t) とし、観察対象信号も不要
信号も抑制しない状態での測定信号をF(t) とし、ab
s{}を絶対値を求める関数とするとき、 k=abs{f(t)}/abs{F(t)} …(1) m(t)=f(t)−k×(F(t)−f(t))/(1−k) …(2) により観察対象信号m(t)を求めることを特徴とする観
察対象信号抽出方法を提供する。
【0009】観察対象信号も不要信号も抑制しない状態
での測定信号F(t) は、観察対象信号をm(t) とし、不
要信号をw(t) とするとき、 F(t) =m(t)+w(t) で表せる。一方、観察対象信号を抑制せず且つ不要信号
を抑制した状態での測定信号f(t) は、不要信号がk
(<1)倍に抑制されたとすると、f(t) =m(t)+k
×w(t)で表せる。これらの式からw(t) を消去し、整
理すれば、 m(t)=f(t)−k×(F(t)−f(t))/(1−k) …(2) となる。一方、 k=k×w(t)/w(t)=(f(t)−m(t))/(F(t)−
m(t)) ところが、f(t) に比べてm(t) は小さく、F(t) に比
べてm(t) は小さいから、 k≒f(t) /F(t) となり、 k=abs{f(t)}/abs{F(t)} …(1) と見なせる。
【0010】以上のように、上記第1の観点による観察
対象信号抽出方法では、従来のコンボリューション処理
におけるΔの値のような変動因子が入らないため、測定
信号f(t),F(t) から観察対象信号m(t)を正しく抽出
することが出来る。
【0011】第2の観点では、本発明は、上記構成の観
察対象信号抽出方法において、前記測定信号がMR信号
であることを特徴とする観察対象信号抽出方法を提供す
る。上記第2の観点による観察対象信号抽出方法では、
観察対象物質からのMR信号を正しく抽出することが出
来る。
【0012】第3の観点では、本発明は、上記構成の観
察対象信号抽出方法において、前記観察対象信号が水以
外の物質からの信号であり、前記不要信号が水信号であ
ることを特徴とする観察対象信号抽出方法を提供する。
上記第3の観点による観察対象信号抽出方法では、水以
外の物質からのMR信号を、水信号の影響を排除して、
正しく抽出することが出来る。
【0013】第4の観点では、本発明は、上記構成の観
察対象信号抽出方法において、前記測定信号f(t)が、
水抑制パルスシーケンスにより収集されたものであるこ
とを特徴とする観察対象信号抽出方法を提供する。上記
第4の観点による観察対象信号抽出方法では、水以外の
物質からのMR信号を、水信号の影響を排除して、正し
く抽出することが出来る。
【0014】第5の観点では、本発明は、上記構成の観
察対象信号抽出方法において、前記水抑制パルスシーケ
ンスが、水プロトンの磁化を選択的に飽和させる水抑制
パルスを付加したパルスシーケンスであることを特徴と
する観察対象信号抽出方法を提供する。上記第5の観点
による観察対象信号抽出方法では、水以外の物質からの
MR信号を、水信号の影響を排除して、正しく抽出する
ことが出来る。
【0015】第6の観点では、本発明は、上記構成の観
察対象信号抽出方法において、求めた観察対象信号m
(t)をフーリエ変換してスペクトラムを得ることを特徴
とする観察対象信号抽出方法を提供する。上記第6の観
点による観察対象信号抽出方法では、従来のコンボリュ
ーション処理におけるΔの値のような変動因子が入らな
いため、誰が行っても定量解析の結果に差が出なくな
る。また、自動計算も可能になる。
【0016】第7の観点では、本発明は、RFパルスを
送信するための送信コイルと、勾配磁場を印加するため
の勾配コイルと、NMR信号を受信するための受信コイ
ルと、前記送信コイルと勾配コイルと受信コイルとを駆
動してデータを収集するスキャン手段と、収集したデー
タを演算処理して画像を生成するデータ処理手段とを具
備してなるMRI装置であって、水抑制パルスシーケン
スにより測定信号f(t)を収集する手段と、水抑制しな
いパルスシーケンスにより測定信号f(t)を収集する手
段と、abs{}を絶対値を求める関数とするとき、 k=abs{f(t)}/abs{F(t)} m(t)=f(t)−k×(F(t)−f(t))/(1−k) により観察対象信号m(t)を求める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7の観点
によるMRI装置では、水以外の物質からのMR信号
を、水信号の影響を排除して、正しく抽出することが出
来る。
【0017】第8の観点では、本発明は、上記構成のM
RI装置において、求めた観察対象信号m(t)をフーリ
エ変換してスペクトラムを得る手段をさらに具備したこ
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、従来のコンボリューション処理
におけるΔの値のような変動因子が入らないため、誰が
行っても定量解析の結果に差が出なくなる。また、自動
計算も可能になる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、図に示す実施形態により本
発明をさらに詳しく説明する。なお、これにより本発明
が限定されるものではない。
【0019】図1は、本発明の一実施形態にかかるMR
I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(ボア)を有し、この空間部分
を取りまくようにして、被検体に一定の静磁場を印加す
る静磁場コイル1pと、X軸,Y軸,Z軸の勾配磁場
(X軸,Y軸,Z軸の組み合わせによりスライス軸,リ
ード軸,位相エンコード軸が形成される)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MR信号を検出する受信コイル1rと
が配置されている。静磁場コイル1p,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
れ静磁場電源2,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。なお、静磁場
コイル1pの代わりに永久磁石を用いてもよい。
【0020】シーケンス記憶回路6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、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8を操作し、RF発振回路9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、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。
【0021】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で受信された被検体からのMR信号を
増幅し、位相検波器10に入力する。位相検波器10
は、RF発振回路9の搬送波出力信号を参照信号とし、
前置増幅器5からのMR信号を位相検波して、AD変換
器11に与える。AD変換器11は、位相検波後のアナ
ログ信号をデジタルデータに変換して、計算機7に入力
する。
【0022】計算機7は、操作コンソール12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、AD変換器11からデジタルデータ
を読み込み、演算処理を行って画像を生成する。表示装
置13は、画像やメッセージを表示する。
【0023】図2は、MRI装置100におけるプロト
ンMRS処理の動作を示すフロー図である。ステップD
1では、水抑制パルスシーケンスにより測定信号f(t)
を収集する。このようなパルスシーケンスは、例えば水
プロトンの磁化を選択的に飽和させる水抑制パルスを付
加したパルスシーケンスである。また、特開平9−10
8196号公報、特開平11−47112号公報、特開
平11−56805号公報などにも同様のパルスシーケ
ンスが開示されている。測定信号f(t) は複素数であ
る。その実部を図3に例示する。
【0024】ステップD2では、水抑制パルスを付加し
ない通常のパルスシーケンスにより測定信号F(t) を収
集する。
【0025】ステップD3では、渦電流や不均一磁場の
影響を抑えるため、測定信号F(t)の位相を基にして、
測定信号F(t) および測定信号f(t) の位相を補正す
る。
【0026】ステップD4では、abs{}を絶対値を求め
る関数とするとき、位相補正した測定信号F(t),f(t)
を基に、 k=abs{f(t)}/abs{F(t)} …(1) m(t)=f(t)−k×(F(t)−f(t))/(1−k) …(2) により観察対象信号m(t)を求める。観察対象信号m(t)
は複素数である。その実部を図4に例示する。
【0027】ステップD5では、得られた観察対象信号
m(t) をフーリエ変換し、スペクトラムSmを得る。ス
ペクトラムSmを図5に例示する。このスペクトラムS
mからピークの定量解析を行う。
【0028】上記MRI装置100によれば、従来のコ
ンボリューション処理におけるΔの値のような変動因子
が入らないため、測定信号f(t),F(t) から観察対象
信号m(t)を正しく抽出することが出来る。また、誰が
行っても同じスペクトラムSmが得られ、定量解析の結
果に差が出なくなる。また、自動計算も可能になる。こ
れに対して、従来のコンボリューション法にかかる図7
の信号f(t)’や図8のスペクトラムSf’は、Δの値
の設定によって変動してしまう。
【0029】
【発明の効果】本発明の観察対象信号抽出方法およびM
RI装置によれば、観察対象信号とそれよりも大きな不
要信号とが混在した測定信号から観察対象信号を正しく
抽出することが出来る。また、誰が行っても同じ定量解
析の結果が出る。また、計算の自動化も可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態にかかるMRI装置のブロ
ック図である。
【図2】本発明の一実施形態にかかるMRI装置におけ
るプロトンMRS処理の動作を示すフロー図である。
【図3】観察対象信号を抑制せず且つ不要信号を抑制し
た状態での測定信号f(t)の実部を示す例示図である。
【図4】抽出した観察対象信号m(t)の実部を示す例示
図である。
【図5】抽出した観察対象信号m(t)から求めたスペク
トラムSmを示す例示図である。
【図6】従来のMRI装置におけるプロトンMRS処理
の動作を示すフロー図である。
【図7】観察対象信号を抑制せず且つ不要信号を抑制し
た状態での測定信号f(t)に対してコンボリューション
処理を施して得た信号F(t)’の実部を示す例示図であ
る。
【図8】コンボリューション処理を施して得た信号F
(t)’から求めたスペクトラムSf’を示す例示図であ
る。
【符号の説明】
1 マグネットアセンブリ 1t 送信コイル 1r 受信コイル 4 RF電力増幅器 5 前置増幅器 7 計算機 8 シーケンス記憶回路 100 MRI装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松田 豪 東京都日野市旭ケ丘4丁目7番地の127 ジーイー横河メディカルシステム株式会社 内 Fターム(参考) 4C096 AA14 AA20 AB07 AD06 AD12 AD13 AD24 BA50 DA01 DA03 DA04 DB09

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 観察対象信号とそれよりも大きな不要信
    号とが混在した測定信号から観察対象信号を抽出するた
    めの方法であって、観察対象信号を抑制せず且つ不要信
    号を抑制した状態での測定信号をf(t) とし、観察対象
    信号も不要信号も抑制しない状態での測定信号をF(t)
    とし、abs{}を絶対値を求める関数とするとき、 k=abs{f(t)}/abs{F(t)} m(t)=f(t)−k×(F(t)−f(t))/(1−k) により観察対象信号m(t)を求めることを特徴とする観
    察対象信号抽出方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の観察対象信号抽出方法
    において、前記測定信号がMR信号であることを特徴と
    する観察対象信号抽出方法。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の観察対象信号抽出方法
    において、前記観察対象信号が水以外の物質からの信号
    であり、前記不要信号が水信号であることを特徴とする
    観察対象信号抽出方法。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の観察対象信号抽出方法
    において、前記測定信号f(t)が、水抑制パルスシーケ
    ンスにより収集されたものであることを特徴とする観察
    対象信号抽出方法。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載の観察対象信号抽出方法
    において、前記水抑制パルスシーケンスが、水プロトン
    の磁化を選択的に飽和させる水抑制パルスを付加したパ
    ルスシーケンスであることを特徴とする観察対象信号抽
    出方法。
  6. 【請求項6】 請求項1から請求項5に記載の観察対象
    信号抽出方法において、求めた観察対象信号m(t)をフ
    ーリエ変換してスペクトラムを得ることを特徴とする観
    察対象信号抽出方法。
  7. 【請求項7】 RFパルスを送信するための送信コイル
    と、勾配磁場を印加するための勾配コイルと、NMR信
    号を受信するための受信コイルと、前記送信コイルと勾
    配コイルと受信コイルとを駆動してデータを収集するス
    キャン手段と、収集したデータを演算処理して画像を生
    成するデータ処理手段とを具備してなるMRI装置であ
    って、 水抑制パルスシーケンスにより測定信号f(t)を収集す
    る手段と、 水抑制しないパルスシーケンスにより測定信号f(t)を
    収集する手段と、 abs{}を絶対値を求める関数とするとき、 k=abs{f(t)}/abs{F(t)} m(t)=f(t)−k×(F(t)−f(t))/(1−k) により観察対象信号m(t)を求める手段とを具備したこ
    とを特徴とするMRI装置。
  8. 【請求項8】 請求項7に記載のMRI装置において、
    求めた観察対象信号m(t)をフーリエ変換してスペクト
    ラムを得る手段をさらに具備したことを特徴とするMR
    I装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007202903A (ja) * 2006-02-03 2007-08-16 Hitachi Medical Corp 磁気共鳴撮影装置および磁気共鳴スペクトル計測方法
JP2009095491A (ja) * 2007-10-17 2009-05-07 Hitachi Medical Corp 磁気共鳴イメージング装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007202903A (ja) * 2006-02-03 2007-08-16 Hitachi Medical Corp 磁気共鳴撮影装置および磁気共鳴スペクトル計測方法
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