JP2011005162A - Blood flow dynamic analysis apparatus, magnetic resonance imaging apparatus, blood flow dynamic analysis method, and program - Google Patents

Blood flow dynamic analysis apparatus, magnetic resonance imaging apparatus, blood flow dynamic analysis method, and program Download PDF

Info

Publication number
JP2011005162A
JP2011005162A JP2009153714A JP2009153714A JP2011005162A JP 2011005162 A JP2011005162 A JP 2011005162A JP 2009153714 A JP2009153714 A JP 2009153714A JP 2009153714 A JP2009153714 A JP 2009153714A JP 2011005162 A JP2011005162 A JP 2011005162A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
time
contrast agent
concentration
calculating
blood flow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2009153714A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5601677B2 (en
Inventor
Tetsuya Wakayama
哲也 若山
Hiroyuki Kabasawa
宏之 椛沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Original Assignee
GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GE Medical Systems Global Technology Co LLC filed Critical GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority to JP2009153714A priority Critical patent/JP5601677B2/en
Publication of JP2011005162A publication Critical patent/JP2011005162A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5601677B2 publication Critical patent/JP5601677B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a blood flow dynamic analysis apparatus, a magnetic resonance imaging apparatus and a blood flow dynamic analysis method that can enhance the reliability of a computed perfusion parameter value.SOLUTION: A signal intensity data sequence indicating the time change of signal intensity of magnetic resonance signals is obtained, and the signal intensity data sequence is used to obtain a concentration data sequence indicating the time change of concentration of a contrast medium. Three constants of a fitting function are then computed using the concentration of the contrast medium weighted with a weighting coefficient which is a coefficient defined to reduce the weight of concentration of the contrast medium as it gets far from the peak value time. These constants are used to compute a perfusion parameter for analyzing the blood flow dynamics of a subject.

Description

本発明は、造影剤が注入された被検体から各時刻における磁気共鳴信号を収集し、収集された磁気共鳴信号に基づいて被検体の血流の動態を解析する血流動態解析装置、磁気共鳴イメージング装置、血流動態解析方法、およびプログラムに関する。   The present invention collects a magnetic resonance signal at each time from a subject into which a contrast medium has been injected, and analyzes a blood flow dynamics of the subject based on the collected magnetic resonance signal. The present invention relates to an imaging apparatus, a blood flow dynamic analysis method, and a program.

被検体に造影剤を注入して脳の血流動態を解析する方法が知られている(特許文献1参照)。脳の血流動態を解析する場合、例えば、造影剤の濃度の時間変化に基づいてΓ変量関数の定数を算出し、算出された定数に基づいて灌流パラメータ(例えば、平均通過時間MTT(Mean Transit Time)、脳血液量CBV(Cerebral Blood Volume)、脳血流量CBF(Cerebral
Blood Flow))を推定することが行われている。灌流パラメータを推定する方法として、Γ変量関数の一次モーメントを用いる一次モーメント法がある。一次モーメント法として、フィッティングを行わずにΓ変量関数の定数を算出する方法などが知られている。
A method of analyzing a blood flow dynamics of the brain by injecting a contrast medium into a subject is known (see Patent Document 1). When analyzing cerebral blood flow dynamics, for example, a constant of a Γ-variate function is calculated based on a temporal change in the concentration of a contrast agent, and perfusion parameters (for example, average transit time MTT (Mean Transit) are calculated based on the calculated constant. Time), cerebral blood volume CBV (Cerebral Blood Volume), cerebral blood flow CBF (Cerebral
Blood Flow)) is estimated. As a method for estimating the perfusion parameter, there is a first moment method using a first moment of the Γ-variate function. As a first moment method, a method of calculating a constant of a Γ variable function without fitting is known.

特表2008-525074号公報Special table 2008-525074

しかし、一次モーメント法において、フィッティングを行わずにΓ変量関数の定数を算出する方法では、被検体から収集した磁気共鳴信号の信号雑音比(SN比)が低い場合や、造影剤の滞留などが生じた場合、算出された灌流パラメータの値の信頼性が低くなるという問題がある。   However, in the method of calculating the constant of the Γ-variate function without performing fitting in the first-moment method, there is a case where the signal-to-noise ratio (S / N ratio) of the magnetic resonance signal collected from the subject is low or the retention of the contrast agent. If it occurs, there is a problem that the reliability of the calculated value of the perfusion parameter is lowered.

本発明は、上記の事情に鑑み、算出される灌流パラメータの値の信頼性を高めることができる血流動態解析装置、磁気共鳴イメージング装置、血流動態解析方法、およびプログラムを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a blood flow dynamic analysis device, a magnetic resonance imaging apparatus, a blood flow dynamic analysis method, and a program capable of improving the reliability of the calculated perfusion parameter value in view of the above circumstances. And

上記の問題を解決する本発明の第1の血流動態解析装置は、
造影剤が注入された被検体から各時刻における磁気共鳴信号を収集し、収集された前記磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の血流の動態を解析する血流動態解析装置であって、
前記被検体の所定の領域から収集された各時刻における前記磁気共鳴信号の信号強度に基づいて、前記所定の領域の各時刻における前記造影剤の濃度を算出する造影剤濃度算出手段と、
前記各時刻における前記造影剤の濃度を表すデータが時系列的に並べられた濃度データ系列を用いて、フィッティング関数の定数を算出するフィッティング手段と、
算出された前記フィッティング関数の定数を用いて、前記被検体の血流の動態を解析するためのパラメータを算出するパラメータ算出手段と、
を有し、
前記フィッティング手段は、
前記濃度データ系列に現れるピーク部における前記造影剤の濃度の重みが、前記ピーク部よりも時間的に遅れた部分における前記造影剤の濃度の重みよりも大きくなるように、前記造影剤の濃度を重み付けし、重み付けされた前記造影剤の濃度に基づいて、前記フィッティング関数の定数を算出する。
本発明の第1の磁気共鳴イメージング装置は、本発明の第1の血流動態解析装置を有している。
The first hemodynamic analysis device of the present invention that solves the above problem is as follows.
A blood flow dynamics analysis device that collects magnetic resonance signals at each time from a subject into which a contrast medium has been injected, and analyzes the blood flow dynamics of the subject based on the collected magnetic resonance signals,
A contrast agent concentration calculating means for calculating the concentration of the contrast agent at each time of the predetermined region based on the signal intensity of the magnetic resonance signal at each time collected from the predetermined region of the subject;
Fitting means for calculating a constant of a fitting function using a concentration data series in which data representing the concentration of the contrast agent at each time is arranged in time series;
Using the calculated constant of the fitting function, parameter calculating means for calculating a parameter for analyzing the dynamics of the blood flow of the subject;
Have
The fitting means includes
The concentration of the contrast agent is set so that the weight of the concentration of the contrast agent in the peak portion appearing in the density data series is larger than the weight of the concentration of the contrast agent in a portion that is delayed in time from the peak portion. Weighting is performed, and a constant of the fitting function is calculated based on the weighted concentration of the contrast agent.
The first magnetic resonance imaging apparatus of the present invention has the first blood flow dynamic analysis apparatus of the present invention.

本発明の第2の血流動態解析装置は、
造影剤が注入された被検体から各時刻における磁気共鳴信号を収集し、収集された前記磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の血流動態を解析する血流動態解析装置であって、
前記被検体の所定の領域から収集された各時刻における前記磁気共鳴信号の信号強度に基づいて、前記所定の領域の各時刻における前記造影剤の濃度を算出する造影剤濃度算出手段と、
算出された前記各時刻における前記造影剤の濃度の対数値を求める対数処理手段と、
前記各時刻における前記造影剤の濃度の対数値を表すデータが時系列的に並べられた対数値データ系列を用いて、フィッティング関数の定数を算出するフィッティング手段と、
算出された前記フィッティング関数の定数を用いて、前記被検体の血流の動態を解析するためのパラメータを算出するパラメータ算出手段と、
を有し、
前記フィッティング手段は、
前記対数値データ系列に現れるピーク部における前記造影剤の濃度の対数値の重みが、前記ピーク部よりも時間的に遅れた部分における前記造影剤の濃度の対数値の重みよりも大きくなるように、前記造影剤の濃度の対数値を重み付けし、重み付けされた前記造影剤の濃度の対数値に基づいて、前記フィッティング関数の定数を算出する。
本発明の第2の磁気共鳴イメージング装置は、本発明の第2の血流動態解析装置を有している。
The second hemodynamic analysis device of the present invention comprises:
A blood flow dynamic analysis device that collects magnetic resonance signals at each time from a subject into which a contrast agent has been injected, and analyzes the blood flow dynamics of the subject based on the collected magnetic resonance signals,
A contrast agent concentration calculating means for calculating the concentration of the contrast agent at each time of the predetermined region based on the signal intensity of the magnetic resonance signal at each time collected from the predetermined region of the subject;
Logarithmic processing means for obtaining a logarithmic value of the concentration of the contrast agent at each calculated time;
Fitting means for calculating a constant of a fitting function using a logarithmic value data series in which data representing logarithmic values of the concentration of the contrast agent at each time is arranged in time series;
Using the calculated constant of the fitting function, parameter calculating means for calculating a parameter for analyzing the dynamics of the blood flow of the subject;
Have
The fitting means includes
The weight of the logarithmic value of the concentration of the contrast agent in the peak portion appearing in the logarithmic value data series is larger than the weight of the logarithmic value of the concentration of the contrast agent in a portion delayed in time from the peak portion. The logarithm value of the contrast agent concentration is weighted, and the constant of the fitting function is calculated based on the weighted logarithm value of the contrast agent concentration.
The second magnetic resonance imaging apparatus of the present invention has the second blood flow dynamic analysis apparatus of the present invention.

本発明の第1の血流動態解析方法は、
造影剤が注入された被検体から各時刻における磁気共鳴信号を収集し、収集された前記磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の血流の動態を解析する血流動態解析方法であって、
前記被検体の所定の領域から収集された各時刻における前記磁気共鳴信号の信号強度に基づいて、前記所定の領域の各時刻における前記造影剤の濃度を算出する造影剤濃度算出ステップと、
前記各時刻における前記造影剤の濃度を表すデータが時系列的に並べられた濃度データ系列を用いて、フィッティング関数の定数を算出するフィッティングステップと、
算出された前記フィッティング関数の定数を用いて、前記被検体の血流の動態を解析するためのパラメータを算出するパラメータ算出ステップと、
を有し、
前記フィッティングステップは、
前記濃度データ系列に現れるピーク部における前記造影剤の濃度の重みが、前記ピーク部よりも時間的に遅れた部分における前記造影剤の濃度の重みよりも大きくなるように、前記造影剤の濃度を重み付けし、重み付けされた前記造影剤の濃度に基づいて、前記フィッティング関数の定数を算出する。
The first hemodynamic analysis method of the present invention comprises:
A blood flow dynamics analysis method for collecting magnetic resonance signals at each time from a subject into which a contrast agent has been injected, and analyzing blood flow dynamics of the subject based on the collected magnetic resonance signals,
A contrast agent concentration calculating step for calculating the concentration of the contrast agent at each time of the predetermined region based on the signal intensity of the magnetic resonance signal at each time collected from the predetermined region of the subject;
A fitting step of calculating a constant of a fitting function using a concentration data series in which data representing the concentration of the contrast agent at each time is arranged in time series;
A parameter calculating step for calculating a parameter for analyzing the dynamics of the blood flow of the subject using the calculated constant of the fitting function;
Have
The fitting step includes
The concentration of the contrast agent is set so that the weight of the concentration of the contrast agent in the peak portion appearing in the density data series is larger than the weight of the concentration of the contrast agent in a portion that is delayed in time from the peak portion. Weighting is performed, and a constant of the fitting function is calculated based on the weighted concentration of the contrast agent.

また、本発明の第2の血流動態解析方法は、
造影剤が注入された被検体から各時刻における磁気共鳴信号を収集し、収集された前記磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の血流動態を解析する血流動態解析方法であって、
前記被検体の所定の領域から収集された各時刻における前記磁気共鳴信号の信号強度に基づいて、前記所定の領域の各時刻における前記造影剤の濃度を算出する造影剤濃度算出ステップと、
算出された前記各時刻における前記造影剤の濃度の対数値を求める対数処理ステップと、
前記各時刻における前記造影剤の濃度の対数値を表すデータが時系列的に並べられた対数値データ系列を用いて、フィッティング関数の定数を算出するフィッティングステップと、
算出された前記フィッティング関数の定数を用いて、前記被検体の血流の動態を解析するためのパラメータを算出するパラメータ算出ステップと、
を有し、
前記フィッティングステップは、
前記対数値データ系列に現れるピーク部における前記造影剤の濃度の対数値の重みが、前記ピーク部よりも時間的に遅れた部分における前記造影剤の濃度の対数値の重みよりも大きくなるように、前記造影剤の濃度の対数値を重み付けし、重み付けされた前記造影剤の濃度の対数値に基づいて、前記フィッティング関数の定数を算出する。
Moreover, the second blood flow dynamic analysis method of the present invention comprises:
A blood flow analysis method for collecting a magnetic resonance signal at each time from a subject into which a contrast agent has been injected, and analyzing the blood flow dynamics of the subject based on the collected magnetic resonance signal,
A contrast agent concentration calculating step for calculating the concentration of the contrast agent at each time of the predetermined region based on the signal intensity of the magnetic resonance signal at each time collected from the predetermined region of the subject;
A logarithmic processing step for obtaining a logarithmic value of the concentration of the contrast agent at each calculated time;
A fitting step of calculating a constant of a fitting function using a logarithmic value data series in which data representing logarithmic values of the concentration of the contrast agent at each time is arranged in time series;
A parameter calculating step for calculating a parameter for analyzing the dynamics of the blood flow of the subject using the calculated constant of the fitting function;
Have
The fitting step includes
The weight of the logarithmic value of the concentration of the contrast agent in the peak portion appearing in the logarithmic value data series is larger than the weight of the logarithmic value of the concentration of the contrast agent in a portion delayed in time from the peak portion. The logarithmic value of the contrast agent concentration is weighted, and the constant of the fitting function is calculated based on the weighted logarithmic value of the contrast agent concentration.

本発明の第1のプログラムは、
造影剤が注入された被検体から各時刻における磁気共鳴信号を収集し、収集された前記磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の血流の動態を解析するためのプログラムであって、
前記被検体の所定の領域から収集された各時刻における前記磁気共鳴信号の信号強度に基づいて、前記所定の領域の各時刻における前記造影剤の濃度を算出する造影剤濃度算出処理と、
前記各時刻における前記造影剤の濃度を表すデータが時系列的に並べられたデータ系列を用いて、フィッティング関数の定数を算出するフィッティング処理であって、前記データ系列に現れるピーク部における前記造影剤の濃度の重みが、前記ピーク部よりも時間的に遅れた部分における前記造影剤の濃度の重みよりも大きくなるように、前記造影剤の濃度を重み付けし、重み付けされた前記造影剤の濃度に基づいて、前記フィッティング関数の定数を算出するフィッティング処理と、
算出された前記フィッティング関数の定数を用いて、前記被検体の血流の動態を解析するためのパラメータを算出するパラメータ算出処理と、
を実行するためのプログラムである。
The first program of the present invention is:
A program for collecting magnetic resonance signals at each time from a subject into which a contrast agent has been injected, and analyzing dynamics of blood flow of the subject based on the collected magnetic resonance signals,
A contrast agent concentration calculation process for calculating the concentration of the contrast agent at each time of the predetermined region based on the signal intensity of the magnetic resonance signal at each time collected from the predetermined region of the subject;
A fitting process for calculating a constant of a fitting function using a data series in which data representing the concentration of the contrast medium at each time is arranged in time series, and the contrast medium at a peak portion appearing in the data series The concentration of the contrast agent is weighted such that the weight of the concentration of the contrast agent is greater than the weight of the concentration of the contrast agent in the portion delayed in time from the peak portion, and the weighted concentration of the contrast agent is set. A fitting process for calculating a constant of the fitting function based on
A parameter calculation process for calculating a parameter for analyzing the dynamics of the blood flow of the subject using the calculated constant of the fitting function;
It is a program for executing.

本発明の第2のプログラムは、
造影剤が注入された被検体から各時刻における磁気共鳴信号を収集し、収集された前記磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の血流動態を解析するためのプログラムであって、
前記被検体の所定の領域から収集された各時刻における前記磁気共鳴信号の信号強度に基づいて、前記所定の領域の各時刻における前記造影剤の濃度を算出する造影剤濃度算出処理と、
算出された前記各時刻における前記造影剤の濃度の対数値を求める対数変換処理と、
前記各時刻における前記造影剤の濃度の対数値を表すデータが時系列的に並べられた対数値データ系列を用いて、フィッティング関数の定数を算出するフィッティング処理であって、前記対数値データ系列に現れるピーク部における前記造影剤の濃度の対数値の重みが、前記ピーク部よりも時間的に遅れた部分における前記造影剤の濃度の対数値の重みよりも大きくなるように、前記造影剤の濃度の対数値を重み付けし、重み付けされた前記造影剤の濃度の対数値に基づいて、前記フィッティング関数の定数を算出するフィッティング処理と、
算出された前記フィッティング関数の定数を用いて、前記被検体の血流の動態を解析するためのパラメータを算出するパラメータ算出処理と、
を実行するためのプログラムである。
The second program of the present invention is:
A program for collecting magnetic resonance signals at each time from a subject into which a contrast agent has been injected, and analyzing blood flow dynamics of the subject based on the collected magnetic resonance signals,
A contrast agent concentration calculation process for calculating the concentration of the contrast agent at each time of the predetermined region based on the signal intensity of the magnetic resonance signal at each time collected from the predetermined region of the subject;
A logarithmic conversion process for obtaining a logarithmic value of the concentration of the contrast agent at each calculated time;
A fitting process for calculating a constant of a fitting function using a logarithmic value data series in which data representing logarithmic values of the contrast agent concentration at each time is arranged in a time series, the logarithmic value data series being The concentration of the contrast agent is such that the weight of the logarithmic value of the contrast agent in the peak portion that appears is larger than the weight of the logarithmic value of the concentration of the contrast agent in the portion that is delayed in time from the peak portion. A fitting process for calculating a constant of the fitting function based on a weighted logarithmic value of the contrast agent,
A parameter calculation process for calculating a parameter for analyzing the dynamics of the blood flow of the subject using the calculated constant of the fitting function;
It is a program for executing.

本発明では、重み付けによって、フィッティング関数の定数を算出している。したがって、算出される被検体の血流の動態を解析するためのパラメータの値の信頼性を高めることができる。
尚、本発明において、フィッティング関数の定数とは、フィッティング関数を表す式(例えば、式(4)、式(6))に含まれる係数や次数(例えば、式(4)、式(6)に含まれるα、β、γ)など、重み付けされた造影剤の濃度(又は重み付けされた造影剤の濃度の対数値)を用いることによって算出される数である。
In the present invention, the constant of the fitting function is calculated by weighting. Therefore, the reliability of the parameter value for analyzing the calculated dynamics of the blood flow of the subject can be increased.
In the present invention, the constant of the fitting function is a coefficient or an order (for example, Expression (4) or Expression (6)) included in an expression (for example, Expression (4) or Expression (6)) representing the fitting function. It is a number calculated by using a weighted contrast agent concentration (or a logarithmic value of the weighted contrast agent concentration) such as (α, β, γ) included.

本発明の第1の実施形態の磁気共鳴イメージング装置1の概略図である。1 is a schematic diagram of a magnetic resonance imaging apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention. MRI装置1の処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow of the MRI apparatus. 被検体9に設定されたスライスの一例である。3 is an example of a slice set for a subject 9; スライスA1〜Anから得られるフレーム画像を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the frame image obtained from slice A1-An. スライスAkの領域Raにおける磁気共鳴信号の信号強度の時間変化を表す図である。It is a figure showing the time change of the signal strength of the magnetic resonance signal in area | region Ra of slice Ak. 信号強度データ系列Dxにおけるピーク値時刻tpを示す図である。It is a figure which shows the peak value time tp in the signal strength data series Dx. 算出されたベースラインS0を示す図である。It is a figure which shows calculated baseline S0. 式(3)に従って得られた造影剤の濃度C(t)の時間変化を表す濃度データ系列Dyを示す図である。It is a figure which shows the density | concentration data series Dy showing the time change of the density | concentration C (t) of the contrast agent obtained according to Formula (3). 算出されたα、β、およびγを式(4)に代入することにより得られるΓ変量関数f(t)と、濃度データ系列Dyとを示す図である。It is a figure which shows (GAMMA) variable function f (t) obtained by substituting the calculated (alpha), (beta), and (gamma) to Formula (4), and the density | concentration data series Dy. 第2の実施形態におけるMRI装置100を示す図である。It is a figure which shows the MRI apparatus 100 in 2nd Embodiment. 第2の実施形態におけるMRI装置100の処理フローを示す図である。It is a figure which shows the processing flow of the MRI apparatus 100 in 2nd Embodiment.

以下、発明を実施するための形態について説明するが、本発明は、以下の形態に限定されることはなく、種々の変形が可能である。   Hereinafter, although the form for inventing is demonstrated, this invention is not limited to the following forms, A various deformation | transformation is possible.

以下、図面を参照しながら、発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。   The best mode for carrying out the invention will be described below in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の第1の実施形態の磁気共鳴イメージング装置1の概略図である。
磁気共鳴イメージング装置(以下、MRI(Magnetic Resonance Imaging)装置と呼ぶ)1は、コイルアセンブリ2と、テーブル3と、造影剤注入装置4と、受信コイル5と、制御装置6と、入力装置7と、表示装置8とを有している。
FIG. 1 is a schematic diagram of a magnetic resonance imaging apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention.
A magnetic resonance imaging apparatus (hereinafter referred to as an MRI (Magnetic Resonance Imaging) apparatus) 1 includes a coil assembly 2, a table 3, a contrast medium injection device 4, a reception coil 5, a control device 6, and an input device 7. And a display device 8.

コイルアセンブリ2は、被検体9が収容されるボア21と、超伝導コイル22と、勾配コイル23と、送信コイル24とを有している。超伝導コイル22は静磁場B0を印加し、勾配コイル23は勾配パルスを印加し、送信コイル24はRFパルスを送信する。尚、第1の実施形態では、超伝導コイル22が用いられているが、超伝導コイル22の代わりに、永久磁石を用いてもよい。   The coil assembly 2 includes a bore 21 in which the subject 9 is accommodated, a superconducting coil 22, a gradient coil 23, and a transmission coil 24. The superconducting coil 22 applies a static magnetic field B0, the gradient coil 23 applies a gradient pulse, and the transmission coil 24 transmits an RF pulse. Although the superconducting coil 22 is used in the first embodiment, a permanent magnet may be used instead of the superconducting coil 22.

テーブル3は、クレードル31を有している。クレードル31は、z方向および−z方向に移動するように構成されている。クレードル31がz方向に移動することによって、被検体9がボア21に搬送される。クレードル31が−z方向に移動することによって、ボア21に搬送された被検体9は、ボア21から搬出される。   The table 3 has a cradle 31. The cradle 31 is configured to move in the z direction and the −z direction. The subject 9 is transported to the bore 21 by the cradle 31 moving in the z direction. As the cradle 31 moves in the −z direction, the subject 9 transported to the bore 21 is unloaded from the bore 21.

造影剤注入装置4は、被検体9に造影剤を注入する。   The contrast agent injection device 4 injects a contrast agent into the subject 9.

受信コイル5は、被検体9の頭部9aに取り付けられている。受信コイル5が受信したMR(Magnetic Resonance)信号は、制御装置6に伝送される。   The receiving coil 5 is attached to the head 9 a of the subject 9. An MR (Magnetic Resonance) signal received by the receiving coil 5 is transmitted to the control device 6.

制御装置6は、コイル制御手段61〜灌流パラメータ算出手段67を有している。   The control device 6 includes coil control means 61 to perfusion parameter calculation means 67.

コイル制御手段61は、オペレータ10によって入力装置7から入力された撮影命令に応答して、被検体9を撮影するためのパルスシーケンスが実行されるように、勾配コイル23および送信コイル24を制御する。   The coil control unit 61 controls the gradient coil 23 and the transmission coil 24 so that a pulse sequence for imaging the subject 9 is executed in response to an imaging command input from the input device 7 by the operator 10. .

信号強度算出手段62は、被検体9から収集された各時刻における磁気共鳴信号の信号強度を算出する。   The signal intensity calculation means 62 calculates the signal intensity of the magnetic resonance signal collected from the subject 9 at each time.

時刻算出手段63は、信号強度データ系列Dx(図6参照)において信号強度がピーク値になるときの時刻を算出する。また、時刻算出手段63は、信号強度データ系列Dxにピーク部が現れ始めるときの時刻を算出する。   The time calculation means 63 calculates the time when the signal intensity reaches the peak value in the signal intensity data series Dx (see FIG. 6). Further, the time calculation means 63 calculates the time when the peak portion starts to appear in the signal intensity data series Dx.

ベースライン決定手段64は、信号強度データ系列Dxに基づいて、被検体9の各領域に前記造影剤が到達する前の信号強度の値を表すベースラインを決定する。   Based on the signal intensity data series Dx, the baseline determining means 64 determines a baseline representing the value of the signal intensity before the contrast agent reaches each region of the subject 9.

造影剤濃度算出手段65は、信号強度算出手段62が算出した各時刻における前記磁気共鳴信号の信号強度に基づいて、各時刻における前記造影剤の濃度を算出する。   The contrast agent concentration calculating means 65 calculates the concentration of the contrast agent at each time based on the signal intensity of the magnetic resonance signal at each time calculated by the signal intensity calculating means 62.

フィッティング手段66は、濃度データ系列Dy(図8参照)を用いて、後述するフィッティング関数f(t)の定数α、β、およびγ(式(4)参照)を算出する。具体的には、濃度データ系列Dyに現れるピーク部PUyにおける造影剤の濃度の重みが、ピーク部PUyよりも時間的に遅れた部分における造影剤の濃度の重みよりも大きくなるように、前記造影剤の濃度を重み付けし、重み付けされた造影剤の濃度に基づいて、フィッティング関数f(t)の定数α、β、およびγを算出する。   The fitting means 66 calculates constants α, β, and γ (see equation (4)) of the fitting function f (t) described later using the density data series Dy (see FIG. 8). Specifically, the contrast medium is weighted so that the weight of the contrast agent concentration in the peak portion PUy appearing in the concentration data series Dy is larger than the weight of the contrast agent concentration in the portion that is delayed in time from the peak portion PUy. The agent concentration is weighted, and constants α, β, and γ of the fitting function f (t) are calculated based on the weighted contrast agent concentration.

灌流パラメータ算出手段67は、フィティング手段66が算出したフィッティング関数f(t)の定数を用いて、被検体9の血流の動態を解析するための灌流パラメータ(例えば、平均通過時間MTT、脳血液量CBV、脳血流量CBF)を算出する。   The perfusion parameter calculation unit 67 uses the constant of the fitting function f (t) calculated by the fitting unit 66 to analyze the perfusion parameters (for example, average transit time MTT, brain, etc.). Blood volume CBV, cerebral blood flow volume CBF) are calculated.

尚、コイル制御手段61〜灌流パラメータ算出手段67は、各手段を実行するためのプログラムを制御装置6にインストールすることにより実現されている。ただし、プログラムを用いずに、ハードウェアのみで実現してもよい。制御装置6に含まれる信号強度算出手段62、時刻算出手段63、ベースライン決定手段64、造影剤濃度算出手段65、フィッティング手段66、および灌流パラメータ算出手段67を合わせたものが、本発明の第1の実施形態における血流動態解析装置に相当する。   The coil control unit 61 to the perfusion parameter calculation unit 67 are realized by installing a program for executing each unit in the control device 6. However, it may be realized only by hardware without using a program. A combination of the signal intensity calculating means 62, the time calculating means 63, the baseline determining means 64, the contrast medium concentration calculating means 65, the fitting means 66, and the perfusion parameter calculating means 67 included in the control device 6 is the first aspect of the present invention. This corresponds to the blood flow dynamic analysis apparatus according to the first embodiment.

入力装置7は、オペレータ10の操作に応じて、種々の命令を制御装置6に入力する。   The input device 7 inputs various commands to the control device 6 in accordance with the operation of the operator 10.

表示装置8は、種々の情報や画像を表示する。   The display device 8 displays various information and images.

MRI装置1は上記のように構成されている。次に、MRI装置1の動作について説明する。   The MRI apparatus 1 is configured as described above. Next, the operation of the MRI apparatus 1 will be described.

図2は、MRI装置1の処理フローを示す図である。   FIG. 2 is a diagram showing a processing flow of the MRI apparatus 1.

ステップS1では、被検体9の頭部9aの造影撮影が行われる。オペレータ10は、造影を行うために、入力装置7(図1参照)を操作して、被検体9にスライスを設定する。   In step S1, contrast imaging of the head 9a of the subject 9 is performed. The operator 10 operates the input device 7 (see FIG. 1) to set a slice on the subject 9 in order to perform contrast imaging.

図3は、被検体9に設定されたスライスの一例である。   FIG. 3 is an example of a slice set for the subject 9.

被検体9には、n枚のスライスA1〜Anが設定されている。スライスの枚数は、例えば、n=12である。スライスの枚数は、必要に応じて、任意の枚数を設定することができる。   In the subject 9, n slices A1 to An are set. The number of slices is, for example, n = 12. An arbitrary number of slices can be set as necessary.

オペレータ10は、スライスA1〜Anを設定した後、MRI装置1のコイル制御手段61(図1参照)に、被検体9を撮影する撮影命令を伝送する。この命令に応答して、造影剤注入装置4は被検体9に造影剤を注入するとともに、コイル制御手段61は、被検体9の頭部9aを撮影するためのパルスシーケンスが実行されるように、勾配コイル23および送信コイル24を制御する。   After setting the slices A <b> 1 to An, the operator 10 transmits an imaging command for imaging the subject 9 to the coil control means 61 (see FIG. 1) of the MRI apparatus 1. In response to this command, the contrast medium injector 4 injects a contrast medium into the subject 9, and the coil control unit 61 executes a pulse sequence for imaging the head 9 a of the subject 9. The gradient coil 23 and the transmission coil 24 are controlled.

第1の実施形態では、マルチスライススキャンにより、各スライスA1〜Anからm枚のフレーム画像を得るためのパルスシーケンスが実行される。したがって、1枚のスライスにつき、m枚のフレーム画像が得られる。例えば、フレーム画像の枚数m=85枚である。パルスシーケンスを実行することにより、スライスA1〜Anからフレーム画像のデータが収集される。   In the first embodiment, a pulse sequence for obtaining m frame images from each of the slices A1 to An is executed by multi-slice scanning. Therefore, m frame images are obtained for one slice. For example, the number of frame images m = 85. By executing the pulse sequence, frame image data is acquired from the slices A1 to An.

図4は、スライスA1〜Anから得られるフレーム画像を示す概念図である。   FIG. 4 is a conceptual diagram showing a frame image obtained from the slices A1 to An.

図4(a)は、被検体9の頭部9aに設定されたn枚のスライスA1〜Anにおけるフレーム画像を、収集順序に従って時系列に並べて示している。図4(a)では、スライスA1〜AnのうちのスライスAkにおけるフレーム画像について、符号FK1〜FKmで示されている。スライスAkにおけるフレーム画像FK1〜FKmは、時刻t1〜tmにおいて収集された画像である。   FIG. 4A shows frame images in n slices A1 to An set on the head 9a of the subject 9 arranged in time series according to the collection order. In FIG. 4A, the frame images in the slice Ak among the slices A1 to An are indicated by symbols FK1 to FKm. Frame images FK1 to FKm in slice Ak are images collected at times t1 to tm.

図4(b)は、スライスAkの断面と、スライスAkから取得されたm枚のフレーム画像FK1〜FKmが示されている。各フレーム画像FK1〜FKmは、α×β個の画素P1、P2、・・・Pzを有している。図4(b)では、画素P1、P2、・・・Pzを見易くするため、画素P1、P2、・・・Pzのサイズを大きくしているが、実際の画素はもっと小さいサイズで構成されている。各フレーム画像FK1〜FKmの画素P1、P2、・・・Pzは、スライスAkの領域R1、R2、・・・Rzに対応している。   FIG. 4B shows a cross section of the slice Ak and m frame images FK1 to FKm acquired from the slice Ak. Each frame image FK1 to FKm has α × β pixels P1, P2,... Pz. In FIG. 4B, in order to make the pixels P1, P2,... Pz easier to see, the size of the pixels P1, P2,... Pz is increased, but the actual pixels are configured with a smaller size. Yes. Pixels P1, P2,... Pz of the frame images FK1 to FKm correspond to the regions R1, R2,.

ステップS1を実行した後、ステップS2に進む。   After executing Step S1, the process proceeds to Step S2.

ステップS2では、信号強度算出手段62(図1参照)が、被検体のスライスA1〜Anの各領域R1〜Rzごとに、磁気共鳴信号の信号強度の時間変化を求める(図5参照)。   In step S2, the signal intensity calculating means 62 (see FIG. 1) obtains the time change of the signal intensity of the magnetic resonance signal for each of the regions R1 to Rz of the slices A1 to An of the subject (see FIG. 5).

図5は、スライスAkの領域Raにおける磁気共鳴信号の信号強度の時間変化を表す図である。   FIG. 5 is a diagram illustrating the time change of the signal intensity of the magnetic resonance signal in the region Ra of the slice Ak.

図5(a)には、スライスAkの断面と、スライスAkのフレーム画像FK1〜FKmが示されている(図4(c)参照)。   FIG. 5A shows a cross section of the slice Ak and frame images FK1 to FKm of the slice Ak (see FIG. 4C).

図5(b)には、スライスAkの領域Raにおける磁気共鳴信号の信号強度S(t)の時間変化を表す信号強度データ系列Dxが示されている。   FIG. 5B shows a signal intensity data series Dx representing a time change of the signal intensity S (t) of the magnetic resonance signal in the region Ra of the slice Ak.

横軸は、スライスAkからフレーム画像FK1〜FKmを取得した時刻tであり、縦軸は各フレーム画像FK1〜FKmの画素Paおける信号強度S(t)である。信号強度データ系列Dxは、時系列的に並ぶデータDS1〜DSmを有している。データDS1〜DSmは、それぞれフレーム画像FK1〜FKmの画素Paにおける信号強度S(t)を表している。例えば、データDS1は、フレーム画像FK1の画素Paにおける信号強度S(t)を表しており、データDSgは、フレーム画像FKgの画素Paにおける信号強度S(t)を表している。   The horizontal axis is the time t when the frame images FK1 to FKm are acquired from the slice Ak, and the vertical axis is the signal intensity S (t) at the pixel Pa of each frame image FK1 to FKm. The signal strength data series Dx has data DS1 to DSm arranged in time series. Data DS1 to DSm represent signal intensities S (t) in the pixels Pa of the frame images FK1 to FKm, respectively. For example, the data DS1 represents the signal intensity S (t) at the pixel Pa of the frame image FK1, and the data DSg represents the signal intensity S (t) at the pixel Pa of the frame image FKg.

第1の実施形態では、DSC(Dynamic Susceptibility Contrast)法を用いて被検体を撮影している。DSC法を用いた場合、図5(b)に示すように、信号強度データ系列Dxには、信号強度S(t)が急激に低下してから再び上昇する下に凸のピーク部PUxが現れる。   In the first embodiment, a subject is imaged using a DSC (Dynamic Susceptibility Contrast) method. When the DSC method is used, as shown in FIG. 5B, a convex peak portion PUx appears in the signal intensity data series Dx, where the signal intensity S (t) rapidly decreases and then increases again. .

図5には、スライスAkの領域Raにおける信号強度データ系列Dxが示されているが、スライスAk内の他の領域についても、信号強度データ系列Dxが得られている。更に、スライスAk以外の他のスライスの各領域についても、同様に、信号強度データ系列Dxが得られている。信号強度データ系列Dxを作成した後、ステップS3に進む。   FIG. 5 shows the signal intensity data series Dx in the area Ra of the slice Ak, but the signal intensity data series Dx is also obtained for other areas in the slice Ak. Further, the signal intensity data series Dx is similarly obtained for each region of the slice other than the slice Ak. After creating the signal strength data series Dx, the process proceeds to step S3.

尚、ステップS3〜S8では、各スライスA1〜Anの各領域R1〜Rnごとに得られた信号強度データ系列Dxに対して、同じ処理が行われる。したがって、以下では、代表して、スライスAkの領域Raにおける信号強度データ系列Dxに対して行われる処理について説明する。   In steps S3 to S8, the same processing is performed on the signal intensity data series Dx obtained for each region R1 to Rn of each slice A1 to An. Therefore, in the following, as a representative, processing performed on the signal intensity data series Dx in the region Ra of the slice Ak will be described.

ステップS3では、時刻算出手段63(図1参照)が、信号強度データ系列Dxにおいて信号強度S(t)がピーク値(最小値)になるときのピーク値時刻tpを算出する。   In step S3, the time calculation means 63 (see FIG. 1) calculates the peak value time tp when the signal intensity S (t) becomes the peak value (minimum value) in the signal intensity data series Dx.

図6は、信号強度データ系列Dxにおけるピーク値時刻tpを示す図である。   FIG. 6 is a diagram illustrating the peak value time tp in the signal intensity data series Dx.

第1の実施形態では、信号強度データ系列DxのデータDS1〜DSmのうち、データDS21における信号強度S21が最小になる。したがって、時刻算出手段63は、データDS21における時刻t21を、ピーク値時刻tpとして算出する。ピーク値時刻tp=t21を算出した後、ステップS4に進む。   In the first embodiment, among the data DS1 to DSm of the signal strength data series Dx, the signal strength S21 in the data DS21 is minimized. Therefore, the time calculation means 63 calculates the time t21 in the data DS21 as the peak value time tp. After calculating the peak time tp = t21, the process proceeds to step S4.

ステップS4では、時刻算出手段63が、信号強度データ系列Dxにおいてピーク部PUxが現れ始めるピーク部開始時刻tsを算出する。ピーク部開始時刻tsは、種々の方法を用いて算出することができる。例えば、ピーク部PUxは下に凸となっているので、ピーク値時刻tpから時間的に遡って信号強度S(t)が所定値S(t)よりも高くなったときの時刻を求めることによって、ピーク部開始時刻tsを算出することができる。第1の実施形態では、データDS17における時刻t17をピーク部開始時刻tsとして算出する。ピーク部開始時刻ts=t17を算出した後、ステップS5に進む。   In step S4, the time calculation means 63 calculates a peak part start time ts at which the peak part PUx begins to appear in the signal intensity data series Dx. The peak part start time ts can be calculated using various methods. For example, since the peak portion PUx is convex downward, the time when the signal intensity S (t) becomes higher than the predetermined value S (t) by going back in time from the peak value time tp is obtained. The peak part start time ts can be calculated. In the first embodiment, the time t17 in the data DS17 is calculated as the peak part start time ts. After calculating the peak portion start time ts = t17, the process proceeds to step S5.

ステップS5では、ベースライン決定手段64(図1参照)が、信号強度データ系列Dxに基づいて、スライスAkの領域Raに造影剤が到達する前の信号強度の値を表すベースラインS0を決定する。ベースラインS0は、以下のようにして決定される。   In step S5, the baseline determination means 64 (see FIG. 1) determines a baseline S0 representing the value of the signal intensity before the contrast agent reaches the region Ra of the slice Ak, based on the signal intensity data series Dx. . Baseline S0 is determined as follows.

造影剤がスライスAkの領域Raに到達すると、造影剤の影響によって、領域Raから収集された磁気共鳴信号の信号強度S(t)は急激に下がる。したがってピーク部開始時刻tsよりも前の時刻に現れる各データは、造影剤が領域Raに到達する前の信号強度S(t)を表していると考えられる。したがって、データDS1〜DS16が表す信号強度S(t)を用いることによって、ベースラインS0を決定することができる。ただし、最初のデータDS1は誤差が大きいので、データDS1が表す信号強度S(t)は、ベースラインS0を決定するためのデータから除外され、データDS2〜DS16を用いてベースラインS0を決定する。   When the contrast agent reaches the region Ra of the slice Ak, the signal intensity S (t) of the magnetic resonance signal collected from the region Ra decreases rapidly due to the influence of the contrast agent. Therefore, each data appearing at a time before the peak start time ts is considered to represent the signal intensity S (t) before the contrast agent reaches the region Ra. Therefore, the baseline S0 can be determined by using the signal strength S (t) represented by the data DS1 to DS16. However, since the first data DS1 has a large error, the signal intensity S (t) represented by the data DS1 is excluded from the data for determining the baseline S0, and the baseline S0 is determined using the data DS2 to DS16. .

第1の実施形態では、データDS2〜DS16における信号強度S(t)の重み付け平均を算出することによって、ベースラインS0を決定している。ベースラインS0の算出式は、以下の通りである。
S0=(ΣSi×Wi)/ΣWi ・・・(1)
ここで、Si:データDSiにおける信号強度S(t)
Wi:重み係数
尚、i=2〜16である。
In the first embodiment, the baseline S0 is determined by calculating the weighted average of the signal strengths S (t) in the data DS2 to DS16. The formula for calculating the baseline S0 is as follows.
S0 = (ΣSi × Wi) / ΣWi (1)
Here, Si: signal intensity S (t) in data DSi
Wi: Weighting coefficient Note that i = 2 to 16.

重み係数Wiは、データDSiがピーク部開始時刻tsから離れるに従って、データDSiにおける信号強度Siの重みが小さくなるように重み付けする係数である。このような重み係数Wiは、例えば、以下の式で表すことができる。
Wi=k1/{1+k2(t−ts)} ・・・(2)
k1およびk2:任意の定数
t:時刻(t2≦t≦t16)
The weighting coefficient Wi is a coefficient for weighting so that the weight of the signal intensity Si in the data DSi becomes smaller as the data DSi moves away from the peak part start time ts. Such a weight coefficient Wi can be expressed by the following equation, for example.
Wi = k1 / {1 + k2 (t−ts)} (2)
k1 and k2: Arbitrary constants t: Time (t2≤t≤t16)

式(2)で表される重み係数Wiを用いてデータDSiを重み付けすることによって、ベースラインS0が表す信号強度の値を、ピーク部開始時刻tsにおけるデータDS17が表す信号強度に近づけることができ、信頼性の高いベースラインS0が得られる。   By weighting the data DSi using the weighting coefficient Wi represented by the expression (2), the value of the signal strength represented by the baseline S0 can be brought close to the signal strength represented by the data DS17 at the peak start time ts. A highly reliable baseline S0 is obtained.

図7は、算出されたベースラインS0を示す図である。   FIG. 7 is a diagram showing the calculated baseline S0.

ベースラインS0によって、造影剤が到達する前の信号強度の値を決定することができる。ベースラインS0を算出した後、ステップS6に進む。   Based on the baseline S0, the value of the signal intensity before the contrast agent arrives can be determined. After calculating the baseline S0, the process proceeds to step S6.

ステップS6では、造影剤濃度算出手段65(図1参照)が、スライスAkの領域Raの各時刻t1〜tmにおける造影剤の濃度を算出する。各時刻t1〜tmにおける造影剤の濃度C(t)は、以下の式を用いて求められる。
C(t)=lnS0−lnS(t) ・・・(3)
ここで、lnS0:ベースラインS0の対数値
lnS(t):信号強度S(t)の対数値
In step S6, the contrast agent concentration calculating means 65 (see FIG. 1) calculates the contrast agent concentration at times t1 to tm in the region Ra of the slice Ak. The concentration C (t) of the contrast agent at each time t1 to tm is obtained using the following equation.
C (t) = lnS0-lnS (t) (3)
Where lnS0: logarithm of baseline S0
lnS (t): logarithmic value of signal strength S (t)

図8は、式(3)に従って得られた造影剤の濃度C(t)の時間変化を表す濃度データ系列Dyを示す図である。   FIG. 8 is a diagram showing a concentration data series Dy representing a temporal change in the contrast agent concentration C (t) obtained according to the equation (3).

濃度データ系列Dyは、時系列的に並ぶデータDC1〜DCmを有している。各データDC1〜DCmは、各時刻t1〜tmにおける造影剤の濃度C(t)を表している。各時刻t1〜tmにおける造影剤の濃度C(t)を算出した後、ステップS7に進む。   The density data series Dy has data DC1 to DCm arranged in time series. Each data DC1 to DCm represents the contrast agent concentration C (t) at each time t1 to tm. After calculating the concentration C (t) of the contrast agent at each time t1 to tm, the process proceeds to step S7.

ステップS7では、フィッティング手段66(図1参照)が、濃度データ系列Dy(図8参照)の各時刻t1〜tmにおける造影剤の濃度C(t)を用いて、フィッティング関数の定数を算出する。第1の実施形態では、フィッティング関数は、以下の式(4)で表されるΓ変量関数f(t)が用いられる。
f(t)=α(t−ts)β・eγ(t−ts) ・・・(4)
ただし、t≧ts
ts:ピーク部開始時間
α、β、およびγ:t≧tsにおける造影剤の濃度に基づいて決定される定数
In step S7, the fitting means 66 (see FIG. 1) calculates the constant of the fitting function using the contrast agent concentration C (t) at each time t1 to tm of the concentration data series Dy (see FIG. 8). In the first embodiment, the Γ variate function f (t) represented by the following equation (4) is used as the fitting function.
f (t) = α (t−ts) β · e γ (t−ts) (4)
However, t ≧ ts
ts: Peak part start time
α, β, and γ: constants determined based on the concentration of contrast agent at t ≧ ts

Γ変量関数f(t)は、t≧tsの範囲において使用されるフィッティング関数である。したがって、Γ変量関数f(t)に含まれるα、β、およびγは、t≧tsの範囲における造影剤の濃度C(t)の値を用いて算出される。ただし、第1の実施形態では、t≧tsの造影剤の濃度C(t)を重み係数Wjで重み付けし、重み付けされた値を用いて、α、β、およびγを算出する。重み係数Wjは、ピーク値時刻tpから離れるに従って、造影剤の濃度C(t)の重みが小さくなるように、造影剤の濃度C(t)を重み付けするための係数である。このような重み係数Wjは、例えば、以下の式で表すことができる。
Wj=k1/{1+k2|t−tp|k3} ・・・(5)
k1、k2、およびk3:任意の定数
t:時刻(t≧ts)
The Γ variable function f (t) is a fitting function used in the range of t ≧ ts. Therefore, α, β, and γ included in the Γ variable function f (t) are calculated using the value of the contrast agent concentration C (t) in the range of t ≧ ts. However, in the first embodiment, the contrast agent concentration C (t) of t ≧ ts is weighted by the weighting coefficient Wj, and α, β, and γ are calculated using the weighted values. The weighting factor Wj is a factor for weighting the contrast agent concentration C (t) so that the weight of the contrast agent concentration C (t) decreases as the distance from the peak value time tp increases. Such a weight coefficient Wj can be expressed by the following equation, for example.
Wj = k1 / {1 + k2 | t−tp | k3 } (5)
k1, k2, and k3: arbitrary constants t: time (t ≧ ts)

上記のようにして、α、β、およびγが算出される。第1の実施形態では、最小二乗法を用いてα、β、およびγを算出しているが、最小二乗法以外の別の方法を使ってもよい。次に、算出されたα、β、およびγを式(4)に代入することにより得られるΓ変量関数f(t)と、濃度データ系列Dyとの違いについて、図9を参照しながら説明する。   As described above, α, β, and γ are calculated. In the first embodiment, α, β, and γ are calculated using the least square method, but another method other than the least square method may be used. Next, the difference between the Γ variable function f (t) obtained by substituting the calculated α, β, and γ into the equation (4) and the concentration data series Dy will be described with reference to FIG. .

図9は、算出されたα、β、およびγを式(4)に代入することにより得られるΓ変量関数f(t)と、濃度データ系列Dyとを示す図である。   FIG. 9 is a diagram showing a Γ variable function f (t) obtained by substituting the calculated α, β, and γ into the equation (4), and the concentration data series Dy.

図9を参照すると、式(5)で表される重み係数Wjを用いてα、β、およびγを算出することによって、Γ変量関数f(t)は、ピーク値時刻tpの近傍の時間範囲については、濃度データ系列Dyに近い値であるが、ピーク値時刻tpから時間的に遅くなる時間範囲については、濃度データ系列Dyからのずれが大きくなり、f(t)=0に近い値となる。しかし、図9に示すΓ変量関数f(t)は、濃度データ系列Dyよりも、造影剤の濃度の時間変化を精度よく表していると考えられる。以下に、この理由について説明する。   Referring to FIG. 9, by calculating α, β, and γ using the weighting coefficient Wj expressed by Equation (5), the Γ-variate function f (t) can be calculated in the time range near the peak value time tp. Is a value close to the density data series Dy, but for the time range that is later in time from the peak value time tp, the deviation from the density data series Dy becomes large and a value close to f (t) = 0. Become. However, it is considered that the Γ variable function f (t) shown in FIG. 9 represents the change in the contrast agent concentration with time more accurately than the concentration data series Dy. The reason for this will be described below.

濃度データ系列Dyを参照すると、時刻tsにおいて、領域Raにおける造影剤の濃度C(t)は次第に大きくなり始めている。したがって、時刻tsにおいて造影剤のボーラスが領域Riに到達し始めたと考えられる。時刻tsを過ぎると、領域Raにおける造影剤の濃度C(t)は次第に大きくなり、時刻tpにおいて造影剤の濃度C(t)は最大値となるが、時間が進むにつれて造影剤のボーラスは領域Raから流出するので、濃度C(t)は次第に小さくなり、最終的には、造影剤の濃度は、C(t)=0になると考えられる。しかし、図9に示す濃度データ系列Dyのように、造影剤の濃度は、ピーク部PUyを過ぎても、C(t)=0よりある程度大きい値を有する場合がある。この場合、濃度データ系列Dyは、ピーク部PUyにおいては、造影剤の濃度の値として信頼性が高いが、ピーク部PUyよりも時間的に遅くなる部分においては、造影剤の濃度の値としては信頼性が低いと考えられる。そこで、第1の実施形態では、ピーク値時刻tpから離れるに従って、造影剤の濃度C(t)の重みが小さくなるように造影剤の濃度C(t)を重み付けし(式(5)参照)、重み付けされた造影剤の濃度C(t)を用いて、Γ変量関数f(t)のα、β、およびγを算出している。したがって、Γ変量関数f(t)は、造影剤の濃度の値として信頼性の高いピーク部PUyが現れる時間範囲においては濃度データ系列Dyに近い値になるが、ピーク部PUyが現れる時間よりも遅い時間においてはf(t)=0に近い値になる。したがって、図9に示すΓ変量関数f(t)は、濃度データ系列Dyよりも、造影剤の濃度の時間変化を精度よく表していると考えられる。   Referring to the density data series Dy, at the time ts, the contrast agent density C (t) in the region Ra starts to increase gradually. Therefore, it is considered that the bolus of the contrast medium has started to reach the region Ri at time ts. After the time ts, the contrast agent concentration C (t) in the region Ra gradually increases, and the contrast agent concentration C (t) reaches the maximum value at the time tp. Since it flows out from Ra, the concentration C (t) gradually decreases, and it is considered that the concentration of the contrast agent finally becomes C (t) = 0. However, as in the density data series Dy shown in FIG. 9, the density of the contrast agent may have a value that is somewhat larger than C (t) = 0 even after the peak portion PUy. In this case, the density data series Dy is highly reliable as the contrast agent concentration value at the peak portion PUy, but as the contrast agent concentration value at a portion later in time than the peak portion PUy. The reliability is considered low. Therefore, in the first embodiment, the contrast agent concentration C (t) is weighted so that the weight of the contrast agent concentration C (t) decreases as the distance from the peak value time tp increases (see Expression (5)). Α, β, and γ of the Γ-variate function f (t) are calculated using the weighted contrast agent concentration C (t). Therefore, the Γ-variate function f (t) is close to the density data series Dy in the time range in which the peak portion PUy with high reliability as the concentration value of the contrast agent appears, but is longer than the time in which the peak portion PUy appears. At a later time, the value is close to f (t) = 0. Therefore, it is considered that the Γ variable function f (t) shown in FIG. 9 represents the change in the concentration of the contrast agent with time more accurately than the concentration data series Dy.

Γ変量関数f(t)のα、β、およびγを算出した後、ステップS8に進み、灌流パラメータ算出手段67(図1参照)が、算出されたα、β、およびγを用いて、種々の灌流パラメータ(例えば、平均通過時間MTT、脳血液量CBV、脳血流量CBF)算出する。   After calculating α, β, and γ of the Γ variable function f (t), the process proceeds to step S8, and the perfusion parameter calculation means 67 (see FIG. 1) uses the calculated α, β, and γ to perform various operations. Perfusion parameters (for example, average transit time MTT, cerebral blood volume CBV, cerebral blood flow CBF) are calculated.

以上説明したように、第1の実施形態では、式(5)に示す重み付け係数Wjを用いてα、β、およびγを算出することによって、濃度データ系列Dyよりも、造影剤の濃度の時間変化を精度よく表したΓ変量関数f(t)が得られる。したがって、このように算出されたα、β、およびγを用いて種々の灌流パラメータ(例えば、平均通過時間MTT、脳血液量CBV、脳血流量CBF)を算出することによって、算出される灌流パラメータの値の信頼性を高めることができる。   As described above, in the first embodiment, by calculating α, β, and γ using the weighting coefficient Wj shown in Expression (5), the time of the concentration of the contrast agent rather than the concentration data series Dy. A Γ variable function f (t) that accurately represents the change is obtained. Therefore, by calculating various perfusion parameters (for example, average transit time MTT, cerebral blood volume CBV, cerebral blood flow CBF) using α, β, and γ calculated in this way, the calculated perfusion parameters. The reliability of the value of can be increased.

尚、第1の実施形態では、ベースラインS0を決定するために、信号強度S(t)を、式(2)の重み係数Wiを用いて重み付けしている。しかし、式(2)以外の別の式で定義される重み係数を用いて重み付けしてもよい。   In the first embodiment, in order to determine the baseline S0, the signal strength S (t) is weighted by using the weighting factor Wi of the equation (2). However, weighting may be performed using a weighting coefficient defined by another expression other than Expression (2).

また、第1の実施形態では、Γ変量関数f(t)に含まれるα、β、およびγを算出するために、造影剤の濃度C(t)を、式(5)の重み係数Wjで重み付けしている。しかし、式(5)以外の別の式で定義される重み係数を用いて重み付けしてもよい。   Further, in the first embodiment, in order to calculate α, β, and γ included in the Γ variable function f (t), the contrast agent concentration C (t) is expressed by the weighting coefficient Wj in Expression (5). Weighted. However, weighting may be performed using a weighting coefficient defined by another expression other than Expression (5).

また、第1の実施形態では、DSC(Dynamic Susceptibility Contrast)法を用いて被検体を撮影しているので、図5(b)に示すように、信号強度データ系列Dxには、信号強度S(t)が急激に低下してから再び上昇する下に凸のピーク部PUxが現れる。しかし、信号強度データ系列Dxに、上に凸のピーク部が現れるような測定法を用いてもよい。信号強度データ系列Dxに、上に凸のピーク部が現れる場合は、信号強度が最大値となるときの時刻をピーク値時刻tpとし、上に凸のピーク部が現れ始めるときの時刻をピーク部開始時刻tsとして、α、β、およびγを算出すればよい。   In the first embodiment, since the subject is imaged using the DSC (Dynamic Susceptibility Contrast) method, as shown in FIG. 5B, the signal intensity data series Dx includes the signal intensity S ( A convex peak portion PUx appears when t) decreases rapidly and then increases again. However, a measurement method in which a convex peak portion appears in the signal intensity data series Dx may be used. When a convex peak portion appears in the signal intensity data series Dx, the time when the signal strength reaches the maximum value is the peak value time tp, and the time when the convex peak portion begins to appear is the peak portion. What is necessary is just to calculate (alpha), (beta), and (gamma) as start time ts.

(2)第2の実施形態
第1の実施形態においては、式(3)のC(t)を用いて、式(4)のフィッティング関数f(t)のα、β、およびγを算出している。しかし、式(4)のフィッティング関数f(t)は、非線形であるので、α、β、およびγを算出するためには反復計算を行う必要がある。したがって、計算時間が長くなることがある。そこで、第2の実施形態では、短い計算時間でα、β、およびγを算出できる例について説明する。
(2) Second Embodiment In the first embodiment, α, β, and γ of the fitting function f (t) of Equation (4) are calculated using C (t) of Equation (3). ing. However, since the fitting function f (t) in Equation (4) is non-linear, it is necessary to perform iterative calculation in order to calculate α, β, and γ. Therefore, the calculation time may be long. Therefore, in the second embodiment, an example in which α, β, and γ can be calculated in a short calculation time will be described.

先ず、第2の実施形態において、短い計算時間でフィッティングを行うことができる原理について説明する。   First, the principle by which fitting can be performed in a short calculation time in the second embodiment will be described.

一般に、フィッティング関数が線形である場合、短い計算時間でフィッティング関数の係数を求めることができる。しかし、第1の実施形態で使用されたフィッティング関数f(t)は、非線形のフィッティング関数である。そこで、フィッティング関数f(t)を対数変換してみる。f(t)を対数変換すると、以下の式(6)で表せる。
ln{f(t)}=ln(α)+β・ln(t−ts)−γ(t−ts) ・・・(6)
ただし、t≧ts
In general, when the fitting function is linear, the coefficient of the fitting function can be obtained in a short calculation time. However, the fitting function f (t) used in the first embodiment is a non-linear fitting function. Therefore, the logarithmic transformation of the fitting function f (t) is tried. When f (t) is logarithmically converted, it can be expressed by the following equation (6).
ln {f (t)} = ln (α) + β · ln (t−ts) −γ (t−ts) (6)
However, t ≧ ts

式(6)を参照すると、右辺が線形で表される。したがって、式(6)で表されるln{f(t)}をフィッティング関数として用いることによって、α、β、およびγを短時間で算出することが可能となる。しかし、式(6)の線形式を得るためには、f(t)を対数変換しなければならないので、f(t)のα、β、およびγを算出するために使用された造影剤の濃度C(t)(式(3)参照)も対数変換する必要がある。C(t)を対数変換すると、以下の式(7)で表される。
lnC(t)=ln{lnS0−lnS(t)} ・・・(7)
Referring to Equation (6), the right side is expressed linearly. Therefore, α, β, and γ can be calculated in a short time by using ln {f (t)} represented by Expression (6) as a fitting function. However, to obtain the linear form of Equation (6), f (t) must be logarithmically transformed, so that the contrast agent used to calculate α, β, and γ of f (t) The density C (t) (see equation (3)) also needs to be logarithmically converted. When C (t) is logarithmically converted, it is expressed by the following equation (7).
lnC (t) = ln {lnS0-lnS (t)} (7)

式(6)および(7)は、ともに対数変換されているので、式(7)を用いることによって、lnf(t)のα、β、およびγを算出することができる。以下に、式(6)および(7)を用いてフィッティングを行う第2の実施形態について説明する。   Since both equations (6) and (7) are logarithmically transformed, α, β, and γ of lnf (t) can be calculated by using equation (7). Hereinafter, a second embodiment in which fitting is performed using the equations (6) and (7) will be described.

図10は、第2の実施形態におけるMRI装置100を示す図である。   FIG. 10 is a diagram illustrating the MRI apparatus 100 according to the second embodiment.

第2の実施形態におけるMRI装置100の説明に当たっては、第1の実施形態におけるMRI装置1との相違点について主に説明する。   In description of the MRI apparatus 100 in the second embodiment, differences from the MRI apparatus 1 in the first embodiment will be mainly described.

第2の実施形態のMRI装置100と、第1の実施形態のMRI装置1との相違点は、以下の2つである。
(1)第2の実施形態のMRI装置100は、新たな構成要素として、造影剤濃度算出手段65とフィッティング手段66との間に対数変換手段651を備えている。
(2)第2の実施形態のMRI装置100が有するフィッティング手段66は、第1の実施形態のMRI装置1が有するフィッティング手段66とは異なる構造である。
There are the following two differences between the MRI apparatus 100 of the second embodiment and the MRI apparatus 1 of the first embodiment.
(1) The MRI apparatus 100 of the second embodiment includes a logarithmic conversion unit 651 between the contrast agent concentration calculation unit 65 and the fitting unit 66 as a new component.
(2) The fitting means 66 included in the MRI apparatus 100 of the second embodiment has a different structure from the fitting means 66 included in the MRI apparatus 1 of the first embodiment.

尚、制御装置6に含まれる信号強度算出手段62、時刻算出手段63、ベースライン決定手段64、造影剤濃度算出手段65、対数変換手段651、フィッティング手段66、および灌流パラメータ算出手段67を合わせたものが、本発明の第2の実施形態における血流動態解析装置に相当する。   The signal intensity calculation means 62, time calculation means 63, baseline determination means 64, contrast medium concentration calculation means 65, logarithmic conversion means 651, fitting means 66, and perfusion parameter calculation means 67 included in the control device 6 are combined. The thing corresponds to the blood flow dynamics analysis apparatus in the second embodiment of the present invention.

以下に、第2の実施形態におけるMRI装置100の動作について説明する。   The operation of the MRI apparatus 100 in the second embodiment will be described below.

図11は、第2の実施形態におけるMRI装置100の処理フローを示す図である。   FIG. 11 is a diagram illustrating a processing flow of the MRI apparatus 100 according to the second embodiment.

尚、ステップS1〜S6は、第1の実施形態における処理フロー(図2参照)と同じであるので、以下では、ステップS61から説明する。   Steps S1 to S6 are the same as the processing flow (see FIG. 2) in the first embodiment, and thus will be described from step S61 below.

ステップS61では、対数変換手段651(図10参照)が、濃度データ系列Dyにおける造影剤の濃度C(t)(図8参照)の自然対数を取る。造影剤の濃度C(t)の自然対数は、上述した式(7)で表される。式(7)によって表されるlnC(t)を求めた後、ステップS7に進む。   In step S61, the logarithmic conversion means 651 (see FIG. 10) takes the natural logarithm of the contrast agent concentration C (t) (see FIG. 8) in the concentration data series Dy. The natural logarithm of the contrast agent concentration C (t) is expressed by the above-described equation (7). After obtaining lnC (t) represented by Expression (7), the process proceeds to step S7.

ステップS7では、フィッティング手段66(図10参照)が、lnC(t)を用いて、式(6)に示すフィッティング関数ln(f(t))のα、β、およびγを算出する。尚、第2の実施形態では、t≧tsのlnC(t)を重み係数Wjで重み付けし、重み付けされたlnC(t)(重み付けされた造影剤の濃度の対数値)を用いて、α、β、およびγを算出する。重み係数Wjは、第1の実施形態で使用された重み係数Wj(式(5)参照)と同じ式である。   In step S7, the fitting means 66 (see FIG. 10) calculates α, β, and γ of the fitting function ln (f (t)) shown in Expression (6) using lnC (t). In the second embodiment, lnC (t) where t ≧ ts is weighted by the weighting coefficient Wj, and the weighted lnC (t) (the logarithm of the weighted contrast agent concentration) is used to express α, β and γ are calculated. The weighting factor Wj is the same formula as the weighting factor Wj (see formula (5)) used in the first embodiment.

lnf(t)のα、β、およびγを算出した後、ステップS8に進み、灌流パラメータ算出手段67(図10参照)が、算出されたα、β、およびγを用いて、種々の灌流パラメータ(例えば、平均通過時間MTT、脳血液量CBV、脳血流量CBF)算出する。   After calculating α, β, and γ of lnf (t), the process proceeds to step S8, and the perfusion parameter calculation means 67 (see FIG. 10) uses the calculated α, β, and γ to perform various perfusion parameters. (For example, average transit time MTT, cerebral blood volume CBV, cerebral blood flow CBF) are calculated.

以上説明したように、第2の実施形態でも、第1の実施形態と同様に、式(5)に示す重み付け係数Wjを用いてα、β、およびγを算出し、算出されたα、β、およびγを用いて種々の灌流パラメータ(例えば、平均通過時間MTT、脳血液量CBV、脳血流量CBF)を算出する。したがって、算出される灌流パラメータの値の信頼性を高めることができる。   As described above, in the second embodiment, as in the first embodiment, α, β, and γ are calculated using the weighting coefficient Wj shown in Expression (5), and the calculated α, β , And γ are used to calculate various perfusion parameters (eg, mean transit time MTT, cerebral blood volume CBV, cerebral blood flow CBF). Therefore, the reliability of the calculated perfusion parameter value can be increased.

また、第2の実施形態では、線形で表されるlnf(t)(式(6)参照)によって、α、β、およびγを算出している。したがって、反復処理をしなくてもα、β、およびγを算出することができ、短時間でα、β、およびγを算出することができる。   In the second embodiment, α, β, and γ are calculated by lnf (t) expressed linearly (see Equation (6)). Therefore, α, β, and γ can be calculated without performing iterative processing, and α, β, and γ can be calculated in a short time.

また、本発明では、フィッティング関数は、f(t)や、ln{f(t)}に限定されることは無く、本発明の範囲内において、他のフィッティング関数を使用することができる。   In the present invention, the fitting function is not limited to f (t) or ln {f (t)}, and other fitting functions can be used within the scope of the present invention.

1、100 磁気共鳴イメージング装置
2 コイルアセンブリ
3 テーブル
4 造影剤注入装置
5 受信コイル
6 制御装置
7 入力装置
8 表示装置
9 被検体
9a 頭部
10 オペレータ
21 ボア
22 超伝導コイル
23 勾配コイル
24 送信コイル
31 クレードル
61 コイル制御手段
62 信号強度算出手段
63 時刻算出手段
64 ベースライン決定手段
65 造影剤濃度算出手段
66 フィッティング手段
67 灌流パラメータ算出手段
651 対数変換手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,100 Magnetic resonance imaging apparatus 2 Coil assembly 3 Table 4 Contrast agent injection apparatus 5 Reception coil 6 Control apparatus 7 Input apparatus 8 Display apparatus 9 Subject 9a Head 10 Operator 21 Bore 22 Superconducting coil 23 Gradient coil 24 Transmitting coil 31 Cradle 61 Coil control means 62 Signal intensity calculation means 63 Time calculation means 64 Baseline determination means 65 Contrast agent concentration calculation means 66 Fitting means 67 Perfusion parameter calculation means 651 Logarithmic conversion means

Claims (14)

造影剤が注入された被検体から各時刻における磁気共鳴信号を収集し、収集された前記磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の血流の動態を解析する血流動態解析装置であって、
前記被検体の所定の領域から収集された各時刻における前記磁気共鳴信号の信号強度に基づいて、前記所定の領域の各時刻における前記造影剤の濃度を算出する造影剤濃度算出手段と、
前記各時刻における前記造影剤の濃度を表すデータが時系列的に並べられた濃度データ系列を用いて、フィッティング関数の定数を算出するフィッティング手段と、
算出された前記フィッティング関数の定数を用いて、前記被検体の血流の動態を解析するためのパラメータを算出するパラメータ算出手段と、
を有し、
前記フィッティング手段は、
前記濃度データ系列に現れるピーク部における前記造影剤の濃度の重みが、前記ピーク部よりも時間的に遅れた部分における前記造影剤の濃度の重みよりも大きくなるように、前記造影剤の濃度を重み付けし、重み付けされた前記造影剤の濃度に基づいて、前記フィッティング関数の定数を算出する、血流動態解析装置。
A blood flow dynamics analysis device that collects magnetic resonance signals at each time from a subject into which a contrast medium has been injected, and analyzes the blood flow dynamics of the subject based on the collected magnetic resonance signals,
A contrast agent concentration calculating means for calculating the concentration of the contrast agent at each time of the predetermined region based on the signal intensity of the magnetic resonance signal at each time collected from the predetermined region of the subject;
Fitting means for calculating a constant of a fitting function using a concentration data series in which data representing the concentration of the contrast agent at each time is arranged in time series;
Using the calculated constant of the fitting function, parameter calculating means for calculating a parameter for analyzing the dynamics of the blood flow of the subject;
Have
The fitting means includes
The concentration of the contrast agent is set so that the weight of the concentration of the contrast agent in the peak portion appearing in the density data series is larger than the weight of the concentration of the contrast agent in a portion that is delayed in time from the peak portion. A blood flow dynamic analysis device that performs weighting and calculates a constant of the fitting function based on the weighted concentration of the contrast agent.
前記被検体の所定の領域から収集された各時刻における前記磁気共鳴信号の信号強度を算出する信号強度算出手段と、
前記各時刻における前記信号強度を表すデータが時系列的に並べられた信号強度データ系列において前記信号強度がピーク値になるときの第1の時刻を算出する時刻算出手段と、
を有し、
前記重み付け手段は、
前記第1の時刻における前記造影剤の濃度の重みが、前記第1の時刻よりも遅い第2の時刻における前記造影剤の濃度の重みよりも大きくなるように、前記造影剤の濃度を重み付けする、請求項1に記載の血流動態解析装置。
Signal intensity calculating means for calculating the signal intensity of the magnetic resonance signal at each time collected from a predetermined region of the subject;
Time calculating means for calculating a first time when the signal intensity reaches a peak value in a signal intensity data series in which data representing the signal intensity at each time is arranged in time series;
Have
The weighting means is
The contrast agent concentration is weighted such that the contrast agent concentration weight at the first time is greater than the contrast agent concentration weight at a second time that is later than the first time. The blood flow dynamic analysis device according to claim 1.
前記重み付け手段は、
前記第2の時刻が前記第1の時刻から離れるに従い、前記第2の時刻における前記造影剤の濃度の重みが小さくなるように、前記造影剤の濃度を重み付けする、請求項2に記載の血流動態解析装置。
The weighting means is
The blood according to claim 2, wherein the concentration of the contrast medium is weighted so that the weight of the concentration of the contrast medium at the second time becomes smaller as the second time moves away from the first time. Flow analysis device.
前記信号強度算出手段が算出した各時刻における前記磁気共鳴信号の信号強度に基づいて、前記被検体の所定の領域に前記造影剤が到達する前の前記信号強度の値を表すベースラインを決定するベースライン決定手段を有する請求項2又は3に記載の血流動態解析装置。   Based on the signal intensity of the magnetic resonance signal at each time calculated by the signal intensity calculation means, a baseline representing the value of the signal intensity before the contrast agent reaches the predetermined region of the subject is determined. The blood flow dynamic analysis device according to claim 2 or 3, further comprising a baseline determination unit. 前記時刻算出手段は、
前記信号強度データ系列にピーク部が現れ始めるときの第3の時刻を算出し、
前記ベースライン決定手段は、
前記第3の時刻における前記信号強度の重みが、前記第3の時刻よりも早い第4の時刻における前記信号強度の重みよりも大きくなるように、前記信号強度を重み付けし、重み付けした前記信号強度を用いて、前記ベースラインを算出する、請求項4に記載の血流動態解析装置。
The time calculating means includes
Calculating a third time when a peak portion begins to appear in the signal strength data series;
The baseline determination means includes
The signal strength is weighted such that the weight of the signal strength at the third time is greater than the weight of the signal strength at the fourth time earlier than the third time, and the weighted signal strength The blood flow dynamic analysis apparatus according to claim 4, wherein the baseline is calculated using a computer.
前記ベースライン決定手段は、
前記第4の時刻が前記第3の時刻から離れるに従い、前記第4の時刻における前記信号強度の重みが小さくなるように、前記造影剤の濃度を重み付けする、請求項5に記載の血流動態解析装置。
The baseline determination means includes
6. The blood flow dynamics according to claim 5, wherein the concentration of the contrast agent is weighted so that the weight of the signal intensity at the fourth time becomes smaller as the fourth time moves away from the third time. Analysis device.
前記フィッティング関数は、以下の式で表される、請求項5又は6に記載の血流動態解析装置。
f(t)=α(t−ts)β・eγ(t−ts)
ただし、t≧ts
ts:第3の時刻
α、β、およびγ:t≧tsにおける造影剤の濃度に基づいて決定される定数
The blood flow dynamic analysis device according to claim 5 or 6, wherein the fitting function is represented by the following equation.
f (t) = α (t−ts) β · e γ (t−ts)
However, t ≧ ts
ts: third time
α, β, and γ: constants determined based on the concentration of contrast agent at t ≧ ts
請求項1〜7のうちのいずれか一項に記載の血流動態解析装置を有する磁気共鳴イメージング装置。   A magnetic resonance imaging apparatus comprising the blood flow dynamic analysis apparatus according to claim 1. 造影剤が注入された被検体から各時刻における磁気共鳴信号を収集し、収集された前記磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の血流動態を解析する血流動態解析装置であって、
前記被検体の所定の領域から収集された各時刻における前記磁気共鳴信号の信号強度に基づいて、前記所定の領域の各時刻における前記造影剤の濃度を算出する造影剤濃度算出手段と、
算出された前記各時刻における前記造影剤の濃度の対数値を求める対数変換手段と、
前記各時刻における前記造影剤の濃度の対数値を表すデータが時系列的に並べられた対数値データ系列を用いて、フィッティング関数の定数を算出するフィッティング手段と、
算出された前記フィッティング関数の定数を用いて、前記被検体の血流の動態を解析するためのパラメータを算出するパラメータ算出手段と、
を有し、
前記フィッティング手段は、
前記対数値データ系列に現れるピーク部における前記造影剤の濃度の対数値の重みが、前記ピーク部よりも時間的に遅れた部分における前記造影剤の濃度の対数値の重みよりも大きくなるように、前記造影剤の濃度の対数値を重み付けし、重み付けされた前記造影剤の濃度の対数値に基づいて、前記フィッティング関数の定数を算出する、血流動態解析装置。
A blood flow dynamic analysis device that collects magnetic resonance signals at each time from a subject into which a contrast agent has been injected, and analyzes the blood flow dynamics of the subject based on the collected magnetic resonance signals,
A contrast agent concentration calculating means for calculating the concentration of the contrast agent at each time of the predetermined region based on the signal intensity of the magnetic resonance signal at each time collected from the predetermined region of the subject;
Logarithmic conversion means for obtaining a logarithmic value of the concentration of the contrast agent at each calculated time;
Fitting means for calculating a constant of a fitting function using a logarithmic value data series in which data representing logarithmic values of the concentration of the contrast agent at each time is arranged in time series;
Using the calculated constant of the fitting function, parameter calculating means for calculating a parameter for analyzing the dynamics of the blood flow of the subject;
Have
The fitting means includes
The weight of the logarithmic value of the concentration of the contrast agent in the peak portion appearing in the logarithmic value data series is larger than the weight of the logarithmic value of the concentration of the contrast agent in a portion delayed in time from the peak portion. A blood flow kinetic analysis apparatus that weights a logarithmic value of the contrast agent concentration and calculates a constant of the fitting function based on the weighted logarithm value of the contrast agent.
前記フィッティング関数は、以下の式で表される、請求項9に記載の血流動態解析装置。
ln{f(t)}=ln(α)+β・ln(t−ts)−γ(t−ts)
ただし、t≧ts
ts:ピーク部開始時間
α、β、およびγ:t≧tsにおける造影剤の濃度の対数値に基づいて決定される定数
The hemodynamic analysis device according to claim 9, wherein the fitting function is represented by the following equation.
ln {f (t)} = ln (α) + β · ln (t−ts) −γ (t−ts)
However, t ≧ ts
ts: Peak part start time
α, β, and γ: constants determined based on the logarithmic value of the contrast agent concentration at t ≧ ts
造影剤が注入された被検体から各時刻における磁気共鳴信号を収集し、収集された前記磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の血流の動態を解析する血流動態解析方法であって、
前記被検体の所定の領域から収集された各時刻における前記磁気共鳴信号の信号強度に基づいて、前記所定の領域の各時刻における前記造影剤の濃度を算出する造影剤濃度算出ステップと、
前記各時刻における前記造影剤の濃度を表すデータが時系列的に並べられたデータ系列を用いて、フィッティング関数の定数を算出するフィッティングステップと、
算出された前記フィッティング関数の定数を用いて、前記被検体の血流の動態を解析するためのパラメータを算出するパラメータ算出ステップと、
を有し、
前記フィッティングステップは、
前記データ系列に現れるピーク部における前記造影剤の濃度の重みが、前記ピーク部よりも時間的に遅れた部分における前記造影剤の濃度の重みよりも大きくなるように、前記造影剤の濃度を重み付けし、重み付けされた前記造影剤の濃度に基づいて、前記フィッティング関数の定数を算出する、血流動態解析方法。
A blood flow dynamics analysis method for collecting magnetic resonance signals at each time from a subject into which a contrast agent has been injected, and analyzing blood flow dynamics of the subject based on the collected magnetic resonance signals,
A contrast agent concentration calculating step for calculating the concentration of the contrast agent at each time of the predetermined region based on the signal intensity of the magnetic resonance signal at each time collected from the predetermined region of the subject;
A fitting step of calculating a constant of a fitting function using a data series in which data representing the concentration of the contrast agent at each time is arranged in time series;
A parameter calculating step for calculating a parameter for analyzing the dynamics of the blood flow of the subject using the calculated constant of the fitting function;
Have
The fitting step includes
The contrast agent concentration is weighted such that the contrast agent concentration weight at the peak portion appearing in the data series is greater than the contrast agent concentration weight at a portion delayed in time from the peak portion. And a blood flow dynamic analysis method for calculating a constant of the fitting function based on the weighted concentration of the contrast agent.
造影剤が注入された被検体から各時刻における磁気共鳴信号を収集し、収集された前記磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の血流動態を解析する血流動態解析方法であって、
前記被検体の所定の領域から収集された各時刻における前記磁気共鳴信号の信号強度に基づいて、前記所定の領域の各時刻における前記造影剤の濃度を算出する造影剤濃度算出ステップと、
算出された前記各時刻における前記造影剤の濃度の対数値を求める対数変換ステップと、
前記各時刻における前記造影剤の濃度の対数値を表すデータが時系列的に並べられた対数値データ系列を用いて、フィッティング関数の定数を算出するフィッティングステップと、
算出された前記フィッティング関数の定数を用いて、前記被検体の血流の動態を解析するためのパラメータを算出するパラメータ算出ステップと、
を有し、
前記フィッティングステップは、
前記対数値データ系列に現れるピーク部における前記造影剤の濃度の対数値の重みが、前記ピーク部よりも時間的に遅れた部分における前記造影剤の濃度の対数値の重みよりも大きくなるように、前記造影剤の濃度の対数値を重み付けし、重み付けされた前記造影剤の濃度の対数値に基づいて、前記フィッティング関数の定数を算出する、血流動態解析方法。
A blood flow analysis method for collecting a magnetic resonance signal at each time from a subject into which a contrast agent has been injected, and analyzing the blood flow dynamics of the subject based on the collected magnetic resonance signal,
A contrast agent concentration calculating step for calculating the concentration of the contrast agent at each time of the predetermined region based on the signal intensity of the magnetic resonance signal at each time collected from the predetermined region of the subject;
A logarithmic conversion step for obtaining a logarithmic value of the concentration of the contrast agent at each calculated time;
A fitting step of calculating a constant of a fitting function using a logarithmic value data series in which data representing logarithmic values of the concentration of the contrast agent at each time is arranged in time series;
A parameter calculating step for calculating a parameter for analyzing the dynamics of the blood flow of the subject using the calculated constant of the fitting function;
Have
The fitting step includes
The weight of the logarithmic value of the concentration of the contrast agent in the peak portion appearing in the logarithmic value data series is larger than the weight of the logarithmic value of the concentration of the contrast agent in a portion delayed in time from the peak portion. A blood flow dynamics analysis method for weighting a logarithmic value of the contrast agent concentration and calculating a constant of the fitting function based on the weighted logarithmic value of the contrast agent.
造影剤が注入された被検体から各時刻における磁気共鳴信号を収集し、収集された前記磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の血流の動態を解析するためのプログラムであって、
前記被検体の所定の領域から収集された各時刻における前記磁気共鳴信号の信号強度に基づいて、前記所定の領域の各時刻における前記造影剤の濃度を算出する造影剤濃度算出処理と、
前記各時刻における前記造影剤の濃度を表すデータが時系列的に並べられたデータ系列を用いて、フィッティング関数の定数を算出するフィッティング処理であって、前記データ系列に現れるピーク部における前記造影剤の濃度の重みが、前記ピーク部よりも時間的に遅れた部分における前記造影剤の濃度の重みよりも大きくなるように、前記造影剤の濃度を重み付けし、重み付けされた前記造影剤の濃度に基づいて、前記フィッティング関数の定数を算出するフィッティング処理と、
算出された前記フィッティング関数の定数を用いて、前記被検体の血流の動態を解析するためのパラメータを算出するパラメータ算出処理と、
を実行するためのプログラム。
A program for collecting magnetic resonance signals at each time from a subject into which a contrast agent has been injected, and analyzing dynamics of blood flow of the subject based on the collected magnetic resonance signals,
A contrast agent concentration calculation process for calculating the concentration of the contrast agent at each time of the predetermined region based on the signal intensity of the magnetic resonance signal at each time collected from the predetermined region of the subject;
A fitting process for calculating a constant of a fitting function using a data series in which data representing the concentration of the contrast medium at each time is arranged in time series, and the contrast medium at a peak portion appearing in the data series The concentration of the contrast agent is weighted such that the weight of the concentration of the contrast agent is greater than the weight of the concentration of the contrast agent in the portion delayed in time from the peak portion, and the weighted concentration of the contrast agent is set. A fitting process for calculating a constant of the fitting function based on
A parameter calculation process for calculating a parameter for analyzing the dynamics of the blood flow of the subject using the calculated constant of the fitting function;
A program for running.
造影剤が注入された被検体から各時刻における磁気共鳴信号を収集し、収集された前記磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の血流動態を解析するためのプログラムであって、
前記被検体の所定の領域から収集された各時刻における前記磁気共鳴信号の信号強度に基づいて、前記所定の領域の各時刻における前記造影剤の濃度を算出する造影剤濃度算出処理と、
算出された前記各時刻における前記造影剤の濃度の対数値を求める対数変換処理と、
前記各時刻における前記造影剤の濃度の対数値を表すデータが時系列的に並べられた対数値データ系列を用いて、フィッティング関数の定数を算出するフィッティング処理であって、前記対数値データ系列に現れるピーク部における前記造影剤の濃度の対数値の重みが、前記ピーク部よりも時間的に遅れた部分における前記造影剤の濃度の対数値の重みよりも大きくなるように、前記造影剤の濃度の対数値を重み付けし、重み付けされた前記造影剤の濃度の対数値に基づいて、前記フィッティング関数の定数を算出するフィッティング処理と、
算出された前記フィッティング関数の定数を用いて、前記被検体の血流の動態を解析するためのパラメータを算出するパラメータ算出処理と、
を実行するためのプログラム。
A program for collecting magnetic resonance signals at each time from a subject into which a contrast agent has been injected, and analyzing blood flow dynamics of the subject based on the collected magnetic resonance signals,
A contrast agent concentration calculation process for calculating the concentration of the contrast agent at each time of the predetermined region based on the signal intensity of the magnetic resonance signal at each time collected from the predetermined region of the subject;
A logarithmic conversion process for obtaining a logarithmic value of the concentration of the contrast agent at each calculated time;
A fitting process for calculating a constant of a fitting function using a logarithmic value data series in which data representing logarithmic values of the contrast agent concentration at each time is arranged in a time series, the logarithmic value data series being The concentration of the contrast agent is such that the weight of the logarithmic value of the contrast agent in the peak portion that appears is larger than the weight of the logarithmic value of the concentration of the contrast agent in the portion that is delayed in time from the peak portion. A fitting process for calculating a constant of the fitting function based on a weighted logarithmic value of the contrast agent,
A parameter calculation process for calculating a parameter for analyzing the dynamics of the blood flow of the subject using the calculated constant of the fitting function;
A program for running.
JP2009153714A 2009-06-29 2009-06-29 Blood flow dynamic analysis device, magnetic resonance imaging device, blood flow dynamic analysis method, and program Active JP5601677B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009153714A JP5601677B2 (en) 2009-06-29 2009-06-29 Blood flow dynamic analysis device, magnetic resonance imaging device, blood flow dynamic analysis method, and program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009153714A JP5601677B2 (en) 2009-06-29 2009-06-29 Blood flow dynamic analysis device, magnetic resonance imaging device, blood flow dynamic analysis method, and program

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011005162A true JP2011005162A (en) 2011-01-13
JP5601677B2 JP5601677B2 (en) 2014-10-08

Family

ID=43562541

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009153714A Active JP5601677B2 (en) 2009-06-29 2009-06-29 Blood flow dynamic analysis device, magnetic resonance imaging device, blood flow dynamic analysis method, and program

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5601677B2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6486942A (en) * 1987-09-30 1989-03-31 Yokogawa Medical Syst Image processing apparatus
JPH0214683A (en) * 1982-03-15 1990-01-18 General Electric Co (Ge) Image method by x-ray picture subtraction
JP2005095340A (en) * 2003-09-24 2005-04-14 Toshiba Corp Blood flow analysis apparatus and method
JP2006198225A (en) * 2005-01-21 2006-08-03 Hitachi Medical Corp Magnetic resonance imaging apparatus
JP2007068852A (en) * 2005-09-08 2007-03-22 Hitachi Medical Corp Medical image display method and medical diagnostic imaging apparatus

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0214683A (en) * 1982-03-15 1990-01-18 General Electric Co (Ge) Image method by x-ray picture subtraction
JPS6486942A (en) * 1987-09-30 1989-03-31 Yokogawa Medical Syst Image processing apparatus
JP2005095340A (en) * 2003-09-24 2005-04-14 Toshiba Corp Blood flow analysis apparatus and method
JP2006198225A (en) * 2005-01-21 2006-08-03 Hitachi Medical Corp Magnetic resonance imaging apparatus
JP2007068852A (en) * 2005-09-08 2007-03-22 Hitachi Medical Corp Medical image display method and medical diagnostic imaging apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP5601677B2 (en) 2014-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7432710B2 (en) Apparatus and method for reducing image artifact
CN101879063B (en) Method and magnetic resonance system for diffusion-weighted acquisition of mr signals
JP5886024B2 (en) Magnetic resonance imaging system
US20110130668A1 (en) Blood flow perfusion analyzing apparatus, blood flow perfusion analyzing method, fluid analyzing apparatus and fluid analyzing method
CN103211596A (en) System for motion corrected MR diffusion imaging
JP6752064B2 (en) Magnetic resonance imaging device, image processing device, and diffusion-weighted image calculation method
CN102293650A (en) Magnetic resonance imaging apparatus and magnetic resonance imaging method
US10175330B2 (en) Dixon MR imaging with suppression of flow artifacts
US20140309520A1 (en) Magnetic resonance apparatus and method for calculating perfusion fraction
US8498690B2 (en) Blood flow dynamic analysis apparatus, method of blood flow dynamic analysis, and magnetic resonance imaging system
CN105030238B (en) Magnetic resonance examination is performed at multiple Table positions
JP5601677B2 (en) Blood flow dynamic analysis device, magnetic resonance imaging device, blood flow dynamic analysis method, and program
JP4912808B2 (en) Magnetic resonance imaging system
Tournier et al. Effect of step size on probabilistic streamlines: implications for the interpretation of connectivity analysis
CN102138792A (en) Magnetic resonance imaging apparatus
CN107329411B (en) Magnetic resonance apparatus, noise control method, and non-volatile computer storage medium
JP2000279390A (en) Magnetic resonance imaging device
JP5566174B2 (en) Magnetic resonance imaging apparatus and program
US8436610B2 (en) Perfusion adaptive blood proton spin tagged MR image data processing system
JP6257898B2 (en) Magnetic resonance apparatus and program
Baltes et al. Retrospective respiratory motion correction for navigated cine velocity mapping
JP2017192582A (en) Magnetic resonance imaging apparatus
US11883211B2 (en) Respiratory modeling using deep learning for MR imaging with pilot tone navigation
JP5489149B2 (en) Blood flow dynamic analysis apparatus and magnetic resonance imaging apparatus
US9581672B2 (en) Magnetic resonance apparatus and method for acquiring navigator signals

Legal Events

Date Code Title Description
A625 Written request for application examination (by other person)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A625

Effective date: 20120413

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20131008

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131015

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140115

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140728

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140815

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5601677

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250