JP2023180045A - Medical data processing device, medical data processing method, medical data processing program and magnetic resonance imaging unit - Google Patents

Medical data processing device, medical data processing method, medical data processing program and magnetic resonance imaging unit Download PDF

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Abstract

To improve visibility of signals.SOLUTION: A medical data processing device according to an embodiment comprises a setting unit and a determining unit. The setting unit sets an enlarged interest region including: an interest region; and a region in the surrounding of the interest region. The determining unit determines an OVS (Outer Volume Suppression) pattern for suppressing signals and being applied to a region outside of the enlarged interest region.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本明細書及び図面に開示の実施形態は、医用データ処理装置、医用データ処理方法、医用データ処理プログラムおよび磁気共鳴イメージング装置に関する。 Embodiments disclosed in this specification and the drawings relate to a medical data processing device, a medical data processing method, a medical data processing program, and a magnetic resonance imaging device.

関心領域外の不要な信号源からの信号に対してプリパルスとして飽和信号を印加し、関心領域外からの信号を抑制する技術、OVS(Outer Volume Suppression)がある。
しかしOVSは、一般的に矩形の関心領域に対して機械的に設定されるため、関心領域の大きさおよび位置などによっては適切に設定されないこともあり、関心領域内の信号に関心領域外の不要な信号源からの信号が混入しやすいという問題がある。
There is a technique called OVS (Outer Volume Suppression) which applies a saturation signal as a pre-pulse to a signal from an unnecessary signal source outside the region of interest to suppress the signal from outside the region of interest.
However, since OVS is generally mechanically set for a rectangular region of interest, it may not be set properly depending on the size and position of the region of interest, and signals within the region of interest may not match signals outside the region of interest. There is a problem in that signals from unnecessary signal sources are likely to mix in.

特開2016-187607号公報Japanese Patent Application Publication No. 2016-187607

Hidenori Takeshima, ”Deep Learning and Its Application to Function Approximation for MR in Medicine: An Overview”、[Online]、2021年9月17日、Magnetic Resonance in Medical Sciences、[2022年1月11日検索]、インターネット<URL:https://doi.org/10.2463/mrms.rev.2021-0040>Hidenori Takeshima, “Deep Learning and Its Application to Function Approximation for MR in Medicine: An Overview”, [Online], September 17, 2021, Magnetic Resonance in Medical Sciences, [Retrieved January 11, 2022], Internet < URL: https://doi.org/10.2463/mrms.rev.2021-0040>

本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、信号を抑制する領域または計測対象領域を柔軟に設定できることである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。 One of the problems to be solved by the embodiments disclosed in this specification and the drawings is that it is possible to flexibly set a region in which a signal is to be suppressed or a region to be measured. However, the problems to be solved by the embodiments disclosed in this specification and the drawings are not limited to the above problems. Problems corresponding to the effects of each configuration shown in the embodiments described later can also be positioned as other problems.

本実施形態に係る医用データ処理装置は、設定部と、決定部とを含む。設定部は、関心領域と前記関心領域周辺の領域とを含む拡大関心領域を設定する。決定部は、前記拡大関心領域外の領域に対して適用する、信号を抑制するためのOVS(Outer Volume Suppression)パターンを決定する。 The medical data processing device according to this embodiment includes a setting section and a determining section. The setting unit sets an expanded region of interest including a region of interest and a region around the region of interest. The determination unit determines an OVS (Outer Volume Suppression) pattern for suppressing a signal to be applied to a region outside the expanded region of interest.

図1は、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a magnetic resonance imaging apparatus according to this embodiment. 図2は、医用データ処理装置を含む磁気共鳴イメージング装置の動作を示すフローチャート。FIG. 2 is a flowchart showing the operation of a magnetic resonance imaging apparatus including a medical data processing apparatus. 図3は、拡大関心領域の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of an enlarged region of interest. 図4は、図3の拡大関心領域に対して設定されるOVSパターンの第1例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a first example of an OVS pattern set for the enlarged region of interest in FIG. 3. 図5は、OVSパルスを含むMRSパルスシーケンスを示す概略図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing an MRS pulse sequence including an OVS pulse. 図6は、3の拡大関心領域に対して設定されるOVSパターンの第2例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a second example of the OVS pattern set for the third enlarged region of interest. 図7は、関心領域から拡大関心領域を推定する学習済みモデルの生成例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of generation of a trained model that estimates an expanded region of interest from a region of interest. 図8は、関心領域を所望の領域形状に設定した一例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an example in which the region of interest is set to a desired region shape.

以下、図面を参照しながら本実施形態に係わる医用データ処理装置、医用データ処理方法、医用データ処理プログラムおよび磁気共鳴イメージング装置について説明する。以下の実施形態では、同一の参照符号を付した部分は同様の動作をおこなうものとして、重複する説明を適宜省略する。以下、一実施形態について図面を用いて説明する。 Hereinafter, a medical data processing apparatus, a medical data processing method, a medical data processing program, and a magnetic resonance imaging apparatus according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts with the same reference numerals perform similar operations, and redundant explanations will be omitted as appropriate. Hereinafter, one embodiment will be described using the drawings.

本実施形態に係る医用データ処理装置は、磁気共鳴イメージング装置により収集された磁気共鳴信号(以下、MR信号)を処理する。医用データ処理装置は、磁気共鳴イメージング装置に組み込まれてもよいし、磁気共鳴イメージング装置とは別体であってもよい。 The medical data processing device according to this embodiment processes magnetic resonance signals (hereinafter referred to as MR signals) collected by a magnetic resonance imaging device. The medical data processing device may be incorporated into the magnetic resonance imaging device or may be separate from the magnetic resonance imaging device.

図1は、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置1の構成例を示すブロック図である。図1に示すように、磁気共鳴イメージング装置1は、架台11、寝台13、傾斜磁場電源21、送信回路23、受信回路25、寝台駆動装置27、シーケンス制御回路29及び医用データ処理装置(ホストコンピュータ)50を有する。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a magnetic resonance imaging apparatus 1 according to this embodiment. As shown in FIG. 1, the magnetic resonance imaging apparatus 1 includes a gantry 11, a bed 13, a gradient magnetic field power source 21, a transmitting circuit 23, a receiving circuit 25, a bed driving device 27, a sequence control circuit 29, and a medical data processing device (host computer )50.

架台11は、静磁場磁石41と傾斜磁場コイル43とを有する。静磁場磁石41と傾斜磁場コイル43とは架台11の筐体に収容されている。架台11の筐体には中空形状を有するボアが形成されている。架台11のボア内には送信コイル45と受信コイル47とが配置される。 The pedestal 11 has a static magnetic field magnet 41 and a gradient magnetic field coil 43. The static magnetic field magnet 41 and the gradient magnetic field coil 43 are housed in the casing of the pedestal 11. A hollow bore is formed in the casing of the pedestal 11 . A transmitting coil 45 and a receiving coil 47 are arranged within the bore of the pedestal 11.

静磁場磁石41は、中空の略円筒形状を有し、略円筒内部に静磁場を発生する。静磁場磁石41としては、例えば、永久磁石、超伝導磁石または常伝導磁石等が使用される。ここで、静磁場磁石41の中心軸をZ軸に規定し、Z軸に対して鉛直に直交する軸をY軸に規定し、Z軸に水平に直交する軸をX軸に規定する。X軸、Y軸及びZ軸は、直交3次元座標系を構成する。 The static magnetic field magnet 41 has a hollow, substantially cylindrical shape, and generates a static magnetic field substantially inside the cylinder. As the static field magnet 41, for example, a permanent magnet, a superconducting magnet, a normal conducting magnet, or the like is used. Here, the central axis of the static magnetic field magnet 41 is defined as the Z-axis, the axis vertically orthogonal to the Z-axis is defined as the Y-axis, and the axis horizontally orthogonal to the Z-axis is defined as the X-axis. The X-axis, Y-axis, and Z-axis constitute an orthogonal three-dimensional coordinate system.

傾斜磁場コイル43は、静磁場磁石41の内側に取り付けられ、中空の略円筒形状に形成されたコイルユニットである。傾斜磁場コイル43は、傾斜磁場電源21からの電流の供給を受けて傾斜磁場を発生する。より詳細には、傾斜磁場コイル43は、互いに直交するX軸、Y軸、Z軸に対応する3つのコイルを有する。当該3つのコイルは、X軸、Y軸、Z軸の各軸に沿って磁場強度が変化する傾斜磁場を形成する。X軸、Y軸、Z軸の各軸に沿う傾斜磁場は合成されて互いに直交するスライス選択傾斜磁場Gs、位相エンコード傾斜磁場Gp及び周波数エンコード傾斜磁場Grが所望の方向に形成される。スライス選択傾斜磁場Gsは、任意に撮像断面(スライス)を決めるために利用される。位相エンコード傾斜磁場Gpは、空間的位置に応じて磁気共鳴信号(以下、MR信号と呼ぶ)の位相を変化させるために利用される。周波数エンコード傾斜磁場Grは、空間的位置に応じてMR信号の周波数を変化させるために利用される。なお、以下の説明においてスライス選択傾斜磁場Gsの傾斜方向はZ軸、位相エンコード傾斜磁場Gpの傾斜方向はY軸、周波数エンコード傾斜磁場Grの傾斜方向はX軸であるとする。 The gradient magnetic field coil 43 is a coil unit that is attached inside the static magnetic field magnet 41 and formed in a hollow, substantially cylindrical shape. The gradient magnetic field coil 43 receives current from the gradient magnetic field power supply 21 and generates a gradient magnetic field. More specifically, the gradient magnetic field coil 43 has three coils corresponding to the X-axis, Y-axis, and Z-axis that are orthogonal to each other. The three coils form a gradient magnetic field whose magnetic field strength changes along each of the X-axis, Y-axis, and Z-axis. The gradient magnetic fields along the X, Y, and Z axes are combined to form a mutually orthogonal slice selection gradient magnetic field Gs, phase encode gradient magnetic field Gp, and frequency encode gradient magnetic field Gr in a desired direction. The slice selection gradient magnetic field Gs is used to arbitrarily determine an imaging section (slice). The phase encoding gradient magnetic field Gp is used to change the phase of a magnetic resonance signal (hereinafter referred to as an MR signal) depending on the spatial position. The frequency encode gradient magnetic field Gr is used to change the frequency of the MR signal depending on the spatial position. In the following description, it is assumed that the gradient direction of the slice selection gradient magnetic field Gs is the Z axis, the gradient direction of the phase encode gradient magnetic field Gp is the Y axis, and the gradient direction of the frequency encode gradient magnetic field Gr is the X axis.

傾斜磁場電源21は、シーケンス制御回路29からのシーケンス制御信号に従い傾斜磁場コイル43に電流を供給する。傾斜磁場電源21は、傾斜磁場コイル43に電流を供給することにより、X軸、Y軸及びZ軸の各軸に沿う傾斜磁場を傾斜磁場コイル43により発生させる。当該傾斜磁場は、静磁場磁石41により形成された静磁場に重畳されて被検体Pに印加される。 The gradient magnetic field power supply 21 supplies current to the gradient magnetic field coil 43 according to a sequence control signal from the sequence control circuit 29 . The gradient magnetic field power supply 21 supplies current to the gradient magnetic field coils 43, thereby causing the gradient magnetic field coils 43 to generate gradient magnetic fields along the X, Y, and Z axes. The gradient magnetic field is applied to the subject P while being superimposed on the static magnetic field formed by the static magnetic field magnet 41.

送信コイル45は、例えば、傾斜磁場コイル43の内側に配置され、送信回路23から電流の供給を受けて高周波パルス(以下、RFパルスと呼ぶ)を発生する。 The transmitting coil 45 is disposed, for example, inside the gradient magnetic field coil 43, receives current from the transmitting circuit 23, and generates a high frequency pulse (hereinafter referred to as an RF pulse).

送信回路23は、被検体P内に存在する対象プロトンを励起するためのRFパルスを、送信コイル45を介して被検体Pに印加するために、送信コイル45に電流を供給する。RFパルスは、対象プロトンに固有の共鳴周波数で振動し、対象プロトンを励起させる。励起された対象プロトンからMR信号が発生され、受信コイル47により検出される。送信コイル45は、例えば、全身用コイル(WBコイル)である。全身用コイルは、送受信コイルとして使用されても良い。 The transmitting circuit 23 supplies current to the transmitting coil 45 in order to apply an RF pulse for exciting target protons present in the subject P to the subject P via the transmitting coil 45. The RF pulse oscillates at a resonant frequency specific to the target proton and excites the target proton. An MR signal is generated from the excited target protons and detected by the receiving coil 47. The transmitting coil 45 is, for example, a whole body coil (WB coil). Whole body coils may be used as transmit and receive coils.

受信コイル47は、RFパルスの作用を受けて被検体P内に存在する対象プロトンから発せられるMR信号を受信する。受信コイル47は、MR信号を受信可能な複数の受信コイルエレメントを有する。受信されたMR信号は、有線又は無線を介して受信回路25に供給される。図1に図示しないが、受信コイル47は、並列的に実装された複数の受信チャネルを有している。受信チャネルは、MR信号を受信する受信コイルエレメント及びMR信号を増幅する増幅器等を有している。MR信号は、受信チャネル毎に出力される。受信チャネルの総数と受信コイルエレメントの総数とは同一であっても良いし、受信チャネルの総数が受信コイルエレメントの総数に比して多くてもよいし、少なくてもよい。 The receiving coil 47 receives an MR signal emitted from target protons present in the subject P under the action of the RF pulse. The receiving coil 47 has a plurality of receiving coil elements capable of receiving MR signals. The received MR signal is supplied to the receiving circuit 25 via wire or wirelessly. Although not shown in FIG. 1, the receiving coil 47 has a plurality of receiving channels implemented in parallel. The reception channel includes a reception coil element that receives the MR signal, an amplifier that amplifies the MR signal, and the like. The MR signal is output for each receiving channel. The total number of reception channels and the total number of reception coil elements may be the same, or the total number of reception channels may be greater or less than the total number of reception coil elements.

受信回路25は、励起された対象プロトンから発生されるMR信号を受信コイル47を介して受信する。受信回路25は、受信されたMR信号を信号処理してデジタルのMR信号を発生する。デジタルのMR信号は、空間周波数により規定されるk空間にて表現することができる。よって、以下、デジタルのMR信号をk空間データと呼ぶことにする。k空間データは、MR収集信号の一例である。k空間データは、有線又は無線を介して医用データ処理装置50に供給される。 The receiving circuit 25 receives the MR signal generated from the excited target protons via the receiving coil 47. The receiving circuit 25 processes the received MR signal to generate a digital MR signal. Digital MR signals can be expressed in k-space defined by spatial frequencies. Therefore, hereinafter, the digital MR signal will be referred to as k-space data. K-space data is an example of an MR acquisition signal. The k-space data is supplied to the medical data processing device 50 via wire or wireless.

なお、上記の送信コイル45と受信コイル47とは一例に過ぎない。送信コイル45と受信コイル47との代わりに、送信機能と受信機能とを備えた送受信コイルが用いられても良い。また、送信コイル45、受信コイル47及び送受信コイルが組み合わされても良い。 Note that the above-mentioned transmitting coil 45 and receiving coil 47 are merely examples. Instead of the transmitting coil 45 and the receiving coil 47, a transmitting/receiving coil having a transmitting function and a receiving function may be used. Moreover, the transmitting coil 45, the receiving coil 47, and the transmitting/receiving coil may be combined.

架台11に隣接して寝台13が設置される。寝台13は、天板131と基台133とを有する。天板131には被検体Pが載置される。基台133は、天板131をX軸、Y軸、Z軸各々に沿ってスライド可能に支持する。基台133には寝台駆動装置27が収容される。寝台駆動装置27は、シーケンス制御回路29からの制御を受けて天板131を移動する。寝台駆動装置27は、例えば、サーボモータやステッピングモータ等の如何なるモータ等を含んでも良い。 A bed 13 is installed adjacent to the pedestal 11. The bed 13 has a top plate 131 and a base 133. A subject P is placed on the top plate 131. The base 133 supports the top plate 131 so as to be slidable along each of the X-axis, Y-axis, and Z-axis. The bed driving device 27 is accommodated in the base 133. The bed driving device 27 moves the top plate 131 under control from the sequence control circuit 29. The bed driving device 27 may include any motor such as a servo motor or a stepping motor.

シーケンス制御回路29は、ハードウェア資源として、CPU(Central Processing Unit)あるいはMPU(Micro Processing Unit)のプロセッサとROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)等のメモリとを有する。シーケンス制御回路29は、処理回路51により設定されたデータ収集条件に基づいて傾斜磁場電源21、送信回路23及び受信回路25を同期的に制御し、当該データ収集条件に応じたデータ収集を被検体Pに施して、被検体Pに関するk空間データを収集する。シーケンス制御回路29は、シーケンス制御部の一例である。 The sequence control circuit 29 has, as hardware resources, a processor such as a CPU (Central Processing Unit) or an MPU (Micro Processing Unit), and a memory such as a ROM (Read Only Memory) or a RAM (Random Access Memory). The sequence control circuit 29 synchronously controls the gradient magnetic field power supply 21, the transmitter circuit 23, and the receiver circuit 25 based on the data collection conditions set by the processing circuit 51, and performs data collection on the subject according to the data collection conditions. P to collect k-space data regarding the subject P. The sequence control circuit 29 is an example of a sequence control section.

本実施形態に係るシーケンス制御回路29は、ケミカルシフト計測の一種であるMRスペクトロスコピー(以下、MRSともいう)のためのデータ収集を実行する。ケミカルシフト計測は、化学的環境の違いに応じて生じる、水素原子核等の対象プロトンの共鳴周波数の微小な差異であるケミカルシフトを計測する技術である。MRSは、単一ボクセルについてデータ収集を行うシングルボクセル法や複数ボクセルについてデータ収集を行うマルチボクセル法があり、本実施形態は何れの方法にも適用可能である。マルチボクセル法は、ケミカルシフトイメージング(CSI:Chemical Shift Imaging)やMRSイメージング(MRSI:MRS Imaging)等とも呼ばれる。なお、計測対象領域のボクセルを関心ボクセル(VOI:Voxel of Interest)とも呼ぶ。また、本実施形態では、例えばMRSIで指定される2次元の領域および関心ボクセルも含めて関心領域と呼ぶ。 The sequence control circuit 29 according to this embodiment executes data collection for MR spectroscopy (hereinafter also referred to as MRS), which is a type of chemical shift measurement. Chemical shift measurement is a technology that measures chemical shifts, which are minute differences in the resonance frequencies of target protons such as hydrogen nuclei, which occur in response to differences in chemical environments. MRS includes a single voxel method in which data is collected for a single voxel and a multi-voxel method in which data is collected in multiple voxels, and the present embodiment is applicable to either method. The multi-voxel method is also called chemical shift imaging (CSI), MRS imaging (MRSI), etc. Note that the voxels in the measurement target area are also called voxels of interest (VOI). Furthermore, in this embodiment, a two-dimensional region specified by MRSI and voxels of interest are also referred to as a region of interest.

シーケンス制御回路29は、被検体Pに対し、MRSのためのデータ収集を実行する。MRSのためのデータ収集を実行することにより、被検体Pの関心ボクセルから自由誘導減衰(FID:Free Induction Decay)信号又はスピンエコー信号が発生される。受信回路25は、受信コイル47を介してFID信号又はスピンエコー信号を受信し、受信されたFID信号又はスピンエコー信号を信号処理して、関心ボクセルに関するk空間データを収集する。収集されるk空間データは、関心ボクセルから発せられた信号強度値を時間関数で表すデジタルデータであるとする。MRSのためのパルスシーケンスは積算回数(NEX:number of excitation)分だけ繰り返され、積算回数分のk空間データが収集される。以下、MRSにより収集されたk空間データをMRSkデータと呼ぶことにする。MRSkデータは、MRS信号の一例である。 The sequence control circuit 29 executes data collection for MRS on the subject P. By performing data acquisition for MRS, a free induction decay (FID) signal or a spin echo signal is generated from the voxel of interest of the subject P. The receiving circuit 25 receives the FID signal or spin echo signal via the receiving coil 47, processes the received FID signal or spin echo signal, and collects k-space data regarding the voxel of interest. It is assumed that the collected k-space data is digital data representing signal intensity values emitted from the voxel of interest as a function of time. The pulse sequence for MRS is repeated for the number of excitations (NEX), and k-space data is collected for the number of excitations. Hereinafter, the k-space data collected by MRS will be referred to as MRSk data. MRSk data is an example of an MRS signal.

なお、MRSパルスシーケンスとしては、例えば、PRESS(point resolved spectroscopy)やSTEAM(stimulated echo acquisition mode)、semi-LASER(semi-localization by adiabatic selective refocusing)、LASERのいずれかを用いればよいが、これらに限らず、MRS信号を収集できるパルスシーケンスであれば、どのようなシーケンスを用いてもよい。 As the MRS pulse sequence, for example, PRESS (point resolved spectroscopy), STEAM (stimulated echo acquisition mode), semi-LASER (semi-localization by adiabatic selective refocusing), or LASER may be used; However, any pulse sequence that can collect MRS signals may be used.

図1に示すように、医用データ処理装置50は、処理回路51、メモリ53、ディスプレイ55、入力インタフェース57および通信インタフェース59を有するコンピュータである。 As shown in FIG. 1, the medical data processing device 50 is a computer having a processing circuit 51, a memory 53, a display 55, an input interface 57, and a communication interface 59.

処理回路51は、ハードウェア資源としてCPU等のプロセッサを有する。処理回路51は、磁気共鳴イメージング装置1の中枢として機能する。例えば、処理回路51は、各種プログラムの実行により設定機能511と、決定機能512と、学習機能513と、表示制御機能514とを実現する。 The processing circuit 51 has a processor such as a CPU as a hardware resource. The processing circuit 51 functions as the core of the magnetic resonance imaging apparatus 1 . For example, the processing circuit 51 implements a setting function 511, a determination function 512, a learning function 513, and a display control function 514 by executing various programs.

設定機能511により処理回路51は、関心領域と関心領域周辺の領域とを含む拡大関心領域を設定する。
決定機能512により処理回路51は、拡大関心領域外の領域に対して適用する、信号を抑制するためのOVS(Outer Volume Suppression)パターンを決定する。
学習機能513により処理回路51は、過去に取得したMRS信号および収集条件を含む医用データに基づき、ネットワークモデルを学習して学習済みモデルを生成する。
表示制御機能514により処理回路51は、設定された拡大関心領域と、決定されたOVSパターンをディスプレイ55などに表示する。
Using the setting function 511, the processing circuit 51 sets an expanded region of interest that includes the region of interest and the area around the region of interest.
Using the determination function 512, the processing circuit 51 determines an OVS (Outer Volume Suppression) pattern for suppressing a signal to be applied to a region outside the expanded region of interest.
Using the learning function 513, the processing circuit 51 learns a network model and generates a learned model based on previously acquired MRS signals and medical data including acquisition conditions.
Using the display control function 514, the processing circuit 51 displays the set enlarged region of interest and the determined OVS pattern on the display 55 or the like.

メモリ53は、種々の情報を記憶するHDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)、集積回路記憶装置等の記憶装置である。また、メモリ53は、CD-ROMドライブやDVDドライブ、フラッシュメモリ等の可搬型記憶媒体との間で種々の情報を読み書きする駆動装置等であっても良い。例えば、メモリ53は、過去に収集された医用データ、学習済みモデル、MRS信号、制御プログラム等を記憶する。 The memory 53 is a storage device such as an HDD (Hard Disk Drive), an SSD (Solid State Drive), or an integrated circuit storage device that stores various information. Further, the memory 53 may be a drive device or the like that reads and writes various information to/from a portable storage medium such as a CD-ROM drive, a DVD drive, or a flash memory. For example, the memory 53 stores medical data collected in the past, learned models, MRS signals, control programs, and the like.

ディスプレイ55は、表示制御機能514より種々の情報を表示する。ディスプレイ55としては、例えば、CRTディスプレイや液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、LEDディスプレイ、プラズマディスプレイ、又は当技術分野で知られている他の任意のディスプレイが適宜利用可能である。 The display 55 displays various information from the display control function 514. As the display 55, for example, a CRT display, a liquid crystal display, an organic EL display, an LED display, a plasma display, or any other display known in the art can be used as appropriate.

入力インタフェース57は、ユーザからの各種指令を受け付ける入力機器を含む。入力機器としては、キーボードやマウス、各種スイッチ、タッチスクリーン、タッチパッド等が利用可能である。なお、入力機器は、マウス、キーボードなどの物理的な操作部品を備えるものだけに限らない。例えば、磁気共鳴イメージング装置1とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、受け取った電気信号を種々の回路へ出力するような電気信号の処理回路も入力インタフェース57の例に含まれる。また、入力インタフェース57は、マイクロフォンにより収集された音声信号を指示信号に変換する音声認識装置でもよい。 The input interface 57 includes input devices that accept various commands from the user. As input devices, keyboards, mice, various switches, touch screens, touch pads, etc. can be used. Note that the input device is not limited to those equipped with physical operation parts such as a mouse and a keyboard. For example, an electrical signal processing circuit that receives electrical signals corresponding to input operations from an external input device provided separately from the magnetic resonance imaging apparatus 1 and outputs the received electrical signals to various circuits is also input. Included in the example of interface 57. The input interface 57 may also be a voice recognition device that converts voice signals collected by a microphone into instruction signals.

通信インタフェース59は、LAN(Local Area Network)等を介して磁気共鳴イメージング装置1と、ワークステーションやPACS(Picture Archiving and Communication System)、HIS(Hospital Information System)、RIS(Radiology Information System)等とを接続するインタフェースである。通信インタフェース59は、各種情報を接続先のワークステーション、PACS、HIS及びRISとの間で送受信する。 The communication interface 59 connects the magnetic resonance imaging apparatus 1 to a workstation, a PACS (Picture Archiving and Communication System), an HIS (Hospital Information System), an RIS (Radiology Information System), etc. via a LAN (Local Area Network) or the like. This is the interface to connect. The communication interface 59 transmits and receives various information to and from connected workstations, PACS, HIS, and RIS.

次に、本実施形態に係る医用データ処理装置50を含む磁気共鳴イメージング装置1の動作例について図2のフローチャートを参照して説明する。 Next, an example of the operation of the magnetic resonance imaging apparatus 1 including the medical data processing apparatus 50 according to this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. 2.

ステップSA1では、設定機能511により処理回路51が、撮像対象部位に対して関心領域を設定する。例えばユーザ入力により、計測対象領域となるボクセルを設定すればよい。また、撮像対象部位、症例などに応じて、処理回路51が自動的に関心領域を設定してもよい。 In step SA1, the processing circuit 51 uses the setting function 511 to set a region of interest for the region to be imaged. For example, the voxels serving as the measurement target area may be set by user input. Further, the processing circuit 51 may automatically set the region of interest depending on the region to be imaged, the case, and the like.

ステップSA2では、設定機能511により処理回路51が、ステップSA1で設定された関心領域が包含された拡大関心領域を設定する。拡大関心領域の設定方法としては、例えば入力インタフェース57を介してユーザにより指定された領域が拡大関心領域として設定されてもよいし、学習済みモデルを用いて関心領域から拡大関心領域が推定されてもよい。学習済みモデルの詳細については、図7を参照して後述する。 In step SA2, the processing circuit 51 uses the setting function 511 to set an expanded region of interest that includes the region of interest set in step SA1. As a method for setting the enlarged region of interest, for example, a region specified by the user via the input interface 57 may be set as the enlarged region of interest, or an enlarged region of interest may be estimated from the region of interest using a trained model. Good too. Details of the trained model will be described later with reference to FIG. 7.

ステップSA3では、決定機能512により処理回路51が、拡大関心領域に合わせて、信号を抑制したい領域である信号抑制領域に対するOVSパターンを決定する。OVSパターンは複数の単位領域を組み合わせることで実現されてもよいし、2次元以上のスライスプロファイルにより表現可能な形状、例えば円筒形状、多角形(多角柱)といった複雑な形状で実現されてもよい。 In step SA3, the processing circuit 51 uses the determination function 512 to determine an OVS pattern for the signal suppression region, which is the region in which the signal is desired to be suppressed, in accordance with the enlarged region of interest. The OVS pattern may be realized by combining a plurality of unit areas, or may be realized in a complex shape such as a cylindrical shape or a polygon (polygonal prism), which can be expressed by a two-dimensional or more slice profile. .

ステップSA4では、決定機能512により処理回路51が、OVSパターンを適用する位置および数と、OVSパターンとして、複数の単位領域に対して信号を抑制する、例えば抑制パルスなどのプリパルス(以下、OVSパルスという)の印加順序を決定する。具体的には、OVSパターンとして単位領域を複数組み合わせることで実現される場合は、単位領域の数および位置と、複数のOVSパルスの印加順序とが決定される。単位領域の数は、例えばMRSパルスシーケンスのTR(Repetition time)の長さにより、印加可能なOVSパルスの数から決定される。単位領域の位置は、当該決定された数の単位領域で拡大関心領域32を囲むように決定されればよい。OVSパルスの印加順序は、拡大関心領域への信号の影響度が大きい領域ほど、当該領域に対して適用されるOVSパルスの印加順序が遅くなるように決定されればよい。 In step SA4, the processing circuit 51 uses the determination function 512 to determine the position and number of OVS patterns to be applied, and the pre-pulse (hereinafter referred to as OVS pulse), such as a suppression pulse, which suppresses the signal for a plurality of unit areas as the OVS pattern. ) is applied. Specifically, when the OVS pattern is realized by combining a plurality of unit areas, the number and position of the unit areas and the application order of the plurality of OVS pulses are determined. The number of unit regions is determined from the number of OVS pulses that can be applied, for example, depending on the length of TR (Repetition time) of the MRS pulse sequence. The positions of the unit regions may be determined so that the enlarged region of interest 32 is surrounded by the determined number of unit regions. The order in which the OVS pulses are applied may be determined such that the greater the influence of the signal on the expanded region of interest is, the later the order in which the OVS pulses are applied to the region.

ステップSA5では、例えばシーケンス制御回路29が、ステップSA4で決定された単位領域の位置、数およびOVSパルスの印加順序に基づいて、MRSパルスシーケンスの撮像シーケンスにより撮像を実行する。具体的には、MRSパルスシーケンスを繰り返し実行し、MRS信号を収集する。MRSパルスシーケンスを繰り返す回数は、例えばMRS信号の積算回数に基づいて決定される。 In step SA5, for example, the sequence control circuit 29 executes imaging according to the imaging sequence of the MRS pulse sequence based on the position and number of unit areas and the application order of OVS pulses determined in step SA4. Specifically, the MRS pulse sequence is repeatedly executed and MRS signals are collected. The number of times the MRS pulse sequence is repeated is determined, for example, based on the number of times the MRS signal is integrated.

次に、本実施形態に係る拡大関心領域の一例について図3を参照して説明する。
図3は、頭部のアキシャル断面であるMR画像31上に拡大関心領域32が設定された例である。具体的には、関心領域33が設定されると、設定機能511により処理回路51が、当該関心領域33の周辺領域を含めて拡大関心領域32を設定する。どの範囲の領域まで含めて拡大関心領域32とするかの一基準としては、関心領域の信号を計測するのに脂肪などの不要な信号が発生せず、許容できる領域であればよい。また、設定機能511により処理回路51が、関心領域33のうち信号が抑制される領域が閾値未満となるように、拡大関心領域32を設定してもよい。
Next, an example of the enlarged region of interest according to this embodiment will be described with reference to FIG. 3.
FIG. 3 is an example in which an enlarged region of interest 32 is set on an MR image 31 that is an axial section of the head. Specifically, when the region of interest 33 is set, the processing circuit 51 uses the setting function 511 to set the expanded region of interest 32 including the peripheral region of the region of interest 33. One criterion for determining the extent of the region to be included as the expanded region of interest 32 is that it is an allowable region that does not generate unnecessary signals such as fat when measuring signals of the region of interest. Further, the processing circuit 51 may set the enlarged region of interest 32 using the setting function 511 so that the region of the region of interest 33 where the signal is suppressed is less than a threshold value.

なお、図3の例では、関心領域33と拡大関心領域32を形成する当該関心領域33周辺の領域との2つ、つまり2値で拡大関心領域32を形成するが、設定機能511により処理回路51は、拡大関心領域の各画素について信頼度を設定してもよい。すなわち、関心領域33と、関心領域の外縁から1画素分の周辺領域を信頼度「80%」、当該信頼度「80%」の外縁から1画素分の周辺領域を信頼度「50%」といったように、関心領域33から外縁に向かうにつれ信頼度が下がるような、多段階の拡大関心領域32を設定してもよい。
この場合、拡大関心領域32のうち信頼度が閾値以下の領域については、単位領域が重畳するように決定されてもよい。すなわち、信頼度が閾値以下の領域についてはOVSパターンにより信号が抑制されてもよい。
In the example of FIG. 3, the expanded region of interest 32 is formed by two values, the region of interest 33 and the area around the region of interest 33 that forms the expanded region of interest 32, but the setting function 511 allows the processing circuit to 51 may set reliability for each pixel of the expanded region of interest. In other words, the region of interest 33 and the surrounding region of one pixel from the outer edge of the region of interest have a reliability of "80%", and the surrounding region of one pixel from the outer edge with the reliability of "80%" has a reliability of "50%". A multi-stage enlarged region of interest 32 may be set such that the reliability decreases from the region of interest 33 toward the outer edge.
In this case, unit regions may be determined to overlap with each other in regions of the enlarged region of interest 32 whose reliability is less than or equal to a threshold value. That is, the signal may be suppressed by the OVS pattern in a region where the reliability is less than or equal to the threshold value.

次に、図3の拡大関心領域に対して設定されるOVSパターンの第1例について図4を参照して説明する。
図4に示すOVSパターンは、図3に示す拡大関心領域32に対するOVSパターンとして、3つの単位領域401~403が、拡大関心領域32の外縁に沿って三角形状に組み合わされることにより実現される例である。具体的には、3つの単位領域に対してOVSパルスがそれぞれ印加されることで、単位領域が配置される領域からの信号が抑制される。傾斜磁場を傾斜磁場方向に対して斜めとなる方向(オブリーク)に印加しながらOVSパルスを印加することで、単位領域401~403は各軸(x軸、y軸およびz軸)と平行または垂直に形成されることに限らず、拡大関心領域32を囲むように所望の角度に単位領域を自由に設定できる。なお、単位領域401~403は、矩形である例を示すが、これに限らず、多角形、円形などどの様なテンプレート形状であってもよい。
Next, a first example of an OVS pattern set for the enlarged region of interest in FIG. 3 will be described with reference to FIG. 4.
The OVS pattern shown in FIG. 4 is an example of an OVS pattern for the enlarged region of interest 32 shown in FIG. It is. Specifically, by applying the OVS pulse to each of the three unit regions, signals from the region where the unit regions are arranged are suppressed. By applying an OVS pulse while applying a gradient magnetic field in a direction oblique to the direction of the gradient magnetic field (oblique), the unit regions 401 to 403 are aligned parallel to or perpendicular to each axis (x-axis, y-axis, and z-axis). The unit area is not limited to being formed at a desired angle, and the unit area can be freely set at a desired angle so as to surround the enlarged region of interest 32. Note that although the unit areas 401 to 403 are rectangular in the example shown, they are not limited to this, and may have any template shape such as a polygon or a circle.

決定機能512により処理回路51は、上述のように、拡大関心領域32外の領域において、拡大関心領域32に対する信号の影響度が大きい領域ほど、当該領域に対して適用されるOVSパルスの印加順序が遅くなるように、OVSパルスのシーケンスを設計する。
これは、ある単位領域に対応する第1OVSパルスを印加した後、次に第2OVSパルスが印加された場合、第1OVSパルスに対する影響を容易には見積もれない。よって、最も抑制したい単位領域に対応するOVSパルスは、複数のOVSパルスの最後として印加することで、所望の信号抑制効果が得られると考えられるからである。影響度が大きい領域とは、例えば、面積が大きい領域または脂肪が多く存在する領域であり、不要な信号が発生しやすい領域を指す。このような影響度が大きい領域は、例えば、経験的なデータから決定してもよいし、MRS信号を収集する前に撮像したMR画像から決定すればよい。
図4は、単位領域401、単位領域402および単位領域403の順序で、OVSパルスが印加される。すなわち、図4の例では、単位領域403、単位領域402および単位領域401の順に、不要な信号が多く発生するといえる。
As described above, the determining function 512 causes the processing circuit 51 to determine the application order of OVS pulses to be applied to a region outside the expanded region of interest 32 as the degree of influence of the signal on the expanded region of interest 32 is greater. The sequence of OVS pulses is designed so that the
This is because when a second OVS pulse is applied next after applying a first OVS pulse corresponding to a certain unit area, the influence on the first OVS pulse cannot be easily estimated. Therefore, it is thought that the desired signal suppression effect can be obtained by applying the OVS pulse corresponding to the unit region that is most desired to be suppressed as the last of the plurality of OVS pulses. A region with a large degree of influence is, for example, a region with a large area or a region in which a large amount of fat exists, and refers to a region where unnecessary signals are likely to be generated. Such a region having a large degree of influence may be determined, for example, from empirical data, or may be determined from an MR image captured before collecting MRS signals.
In FIG. 4, the OVS pulse is applied in the order of unit area 401, unit area 402, and unit area 403. That is, in the example of FIG. 4, it can be said that more unnecessary signals are generated in the order of unit area 403, unit area 402, and unit area 401.

次に、OVSパルスを含むMRSパルスシーケンスについて図5を参照して説明する。
図5は、図4に示すOVSパターンを印加するための時系列に沿ったMRSパルスシーケンスの概略図である。ここでは、印加するパルスの説明のためRF軸のみを示し、傾斜磁場の印加タイミングについての説明は省略するが、OVSパルスおよびRFパルスが印加されるタイミングで、MRSパルスシーケンスに沿った傾斜磁場が印加されるものとする。
Next, an MRS pulse sequence including an OVS pulse will be explained with reference to FIG.
FIG. 5 is a schematic diagram of a chronological MRS pulse sequence for applying the OVS pattern shown in FIG. 4. Here, only the RF axis is shown to explain the applied pulses, and the explanation of the application timing of the gradient magnetic field is omitted. However, at the timing when the OVS pulse and RF pulse are applied, the gradient magnetic field along the MRS pulse sequence is shall be applied.

OVSパルス501が図4に示す単位領域401を印加するためのパルスであり、OVSパルス502が単位領域402を印加するためのパルスであり、OVSパルス503が単位領域403を印加するためのパルスである。
OVSパターンを実現する単位領域のうち、拡大関心領域32の信号への影響度が少ない単位領域から順にOVSパルスが印加される。すなわち、OVSパルス501、OVSパルス502およびOVSパルス3の順に印加される。
The OVS pulse 501 is a pulse for applying the unit area 401 shown in FIG. 4, the OVS pulse 502 is a pulse for applying the unit area 402, and the OVS pulse 503 is a pulse for applying the unit area 403. be.
Among the unit regions that realize the OVS pattern, the OVS pulse is applied to the unit regions in order of decreasing influence on the signal of the enlarged region of interest 32. That is, OVS pulse 501, OVS pulse 502, and OVS pulse 3 are applied in this order.

このように、OVSパルス501~503がプリパルスとして印加された後、RFパルス504を拡大関心領域に印加する。その後、図示しないが、反転パルスなどが印加され、エコーとして発生したMRS信号505を計測すればよい。
次に、図3の拡大関心領域に対して設定されるOVSパターンの第2例について図6を参照して説明する。
In this way, after OVS pulses 501-503 are applied as pre-pulses, RF pulse 504 is applied to the enlarged region of interest. Thereafter, although not shown, an inversion pulse or the like may be applied and the MRS signal 505 generated as an echo may be measured.
Next, a second example of the OVS pattern set for the enlarged region of interest in FIG. 3 will be described with reference to FIG. 6.

図6に示す第2例では、図3に示す拡大関心領域32を取り囲むようなO形状のOVSパターン61を示す。このように、図4に示すような複数の単位領域の組み合わせに限らず、複雑な形状のOVSパターンであってもよい。
このようなOVSパターンを実現するため、例えばメモリ53が2次元以上のスライスプロファイルに基づく、OVSパターンの候補集合を格納する。決定機能512により処理回路51が、格納された候補集合の中から、拡大関心領域に対して不要な信号を発生する信号抑制領域を適切に抑制できる候補を選択すればよい。
In the second example shown in FIG. 6, an O-shaped OVS pattern 61 that surrounds the enlarged region of interest 32 shown in FIG. 3 is shown. In this way, the OVS pattern is not limited to a combination of a plurality of unit areas as shown in FIG. 4, but may have a complicated shape.
In order to realize such an OVS pattern, for example, the memory 53 stores a candidate set of OVS patterns based on slice profiles of two or more dimensions. The determining function 512 allows the processing circuit 51 to select, from among the stored candidate sets, candidates that can appropriately suppress signal suppression regions that generate unnecessary signals for the enlarged region of interest.

なお、図4および図6では、アキシャル断面における2次元平面でのOVSパターンを図示したが、3次元空間でOVSパターンを適用してもよい。例えば、図4では、単位領域401~403が紙面垂直方向に延在する直方体であり、紙面垂直方向に直交する平面に単位領域を設定してもよい。図6の例では、OVSパターン61が空洞の円筒形状であり、さらに紙面垂直方向に直交する平面に単位領域を設定してもよい。
また、例えば特定の傾斜磁場強度において3cm厚相当の単位領域と5cm厚相当の単位領域とを合成した合成領域を設定してもよい。当該合成領域に対応するOVSパルスを設計することで、例えば個別に複数の単位領域に対してOVSパルスを印加するよりもパルスシーケンスの時間を短くできる。
Note that although FIGS. 4 and 6 illustrate OVS patterns in a two-dimensional plane in an axial section, the OVS patterns may be applied in a three-dimensional space. For example, in FIG. 4, the unit areas 401 to 403 are rectangular parallelepipeds extending in the direction perpendicular to the page, and the unit areas may be set on a plane perpendicular to the direction perpendicular to the page. In the example of FIG. 6, the OVS pattern 61 has a hollow cylindrical shape, and furthermore, the unit area may be set on a plane perpendicular to the direction perpendicular to the paper surface.
Further, for example, a composite region may be set in which a unit region corresponding to a thickness of 3 cm and a unit region corresponding to a thickness of 5 cm are combined at a specific gradient magnetic field strength. By designing an OVS pulse corresponding to the combined region, the time of the pulse sequence can be made shorter than, for example, when applying the OVS pulse to a plurality of unit regions individually.

次に、関心領域から拡大関心領域を推定する学習済みモデルの生成例について図7を参照して説明する。
図7は、学習前のネットワークモデルに対する学習時の一例である。
学習機能513により処理回路51は、過去のMRS信号の収集事例に関する医用データから、位置決め画像、T2強調画像などのMR画像と、当該MR画像に設定された関心領域と、OVSパターンの設定状況とを入力データとし、OVSパターンに囲まれた関心領域を含む領域を拡大関心領域の正解データとして、ネットワークモデル71を学習させる。
Next, an example of generating a trained model for estimating an expanded region of interest from a region of interest will be described with reference to FIG.
FIG. 7 is an example of a learning process for a network model before learning.
Using the learning function 513, the processing circuit 51 learns MR images such as positioning images and T2-weighted images, the region of interest set in the MR images, and the setting status of the OVS pattern from medical data related to past MRS signal collection cases. The network model 71 is trained using the input data as input data and the region including the region of interest surrounded by the OVS pattern as correct data of the expanded region of interest.

ネットワークモデル71のネットワーク構造および学習手法については、例えば、ニューラルネットワーク、畳み込みニューラルネットワークを用いて誤差逆伝播法によりロス関数を最小化するといった方法を用いればよいが、これに限らず、機械学習で一般的に用いられている学習手法であれば、どのような手法を用いてもよい。学習が所定の終了条件を満たして終了した場合、例えばロス関数が閾値以下となった場合は学習を終了し、学習済みモデル72が生成される。 Regarding the network structure and learning method of the network model 71, for example, a method such as minimizing a loss function by error backpropagation using a neural network or a convolutional neural network may be used, but machine learning is not limited to this. Any commonly used learning method may be used. When the learning is completed by satisfying a predetermined termination condition, for example, when the loss function becomes equal to or less than a threshold value, the learning is completed and a trained model 72 is generated.

学習済みモデルの推論時は、設定機能511により処理回路51が、生成された学習済みモデル72に対し、MR画像と、当該MR画像に対して設定された関心領域とを入力し、学習済みモデル72の推論結果として拡大関心領域が出力される。
なお、上述の例では、拡大関心領域を柔軟に設定し、当該拡大関心領域に対して適応的にOVSパターンを設計する例を示すが、関心領域自体を所望の領域(空間)形状で励起してもよい。
When inferring a trained model, the processing circuit 51 uses the setting function 511 to input an MR image and a region of interest set for the MR image to the generated trained model 72, and As the inference result in step 72, an expanded region of interest is output.
Note that the above example shows an example in which an expanded region of interest is flexibly set and an OVS pattern is adaptively designed for the expanded region of interest. It's okay.

関心領域を所望の領域形状に設定した一例を図8に示す。
図8は、2次元平面で見た場合、正方形ではなく三角形状の非矩形状に励起した関心領域81を示す。具体的には、シーケンス制御回路29が、2次元または3次元の励起パルスを用いて、複数の励起パルスおよびリフォーカスパルスと、傾斜磁場とを時系列変化させながら印加することで、非矩形状の関心領域81を励起することができる。
設定機能511により処理回路51は、2次元または3次元の励起パルスおよびリフォーカスパルスにより表現可能な関心領域を設定する。決定機能512により処理回路51は、設定された表現可能な関心領域を撮像するための励起パルスおよびリフォーカスパルスの振幅、位相、フリップ角、励起位置および印加順序を決定すればよい。
FIG. 8 shows an example in which the region of interest is set to a desired region shape.
FIG. 8 shows a region of interest 81 excited in a non-rectangular shape, not a square but a triangle when viewed on a two-dimensional plane. Specifically, the sequence control circuit 29 uses two-dimensional or three-dimensional excitation pulses to apply a plurality of excitation pulses, refocus pulses, and a gradient magnetic field while changing in time series, thereby forming a non-rectangular shape. The region of interest 81 can be excited.
Using the setting function 511, the processing circuit 51 sets a region of interest that can be represented by two-dimensional or three-dimensional excitation pulses and refocus pulses. Using the determination function 512, the processing circuit 51 may determine the amplitude, phase, flip angle, excitation position, and application order of the excitation pulse and refocus pulse for imaging the set expressible region of interest.

以上に示した本実施形態によれば、計測対象領域である関心領域と当該関心領域周辺の領域を含む拡大関心領域を設定し、拡大関心領域外の領域に対して、信号を抑制するためのOVSパターンを決定することで、矩形領域以外の領域に対して適切に不要な信号を抑制できる。また、当該OVSパターンを適用することにより、関心領域から収集されるMRS信号の信号強度を相対的に強くすることができる。 According to the present embodiment described above, an expanded region of interest that includes a region of interest that is a measurement target region and a region around the region of interest is set, and a method for suppressing signals in areas outside the expanded region of interest is set. By determining the OVS pattern, unnecessary signals can be appropriately suppressed in areas other than rectangular areas. Further, by applying the OVS pattern, the signal strength of the MRS signal collected from the region of interest can be relatively strengthened.

なお、上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、或いは、特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit:ASIC)、プログラマブル論理デバイス(例えば、単純プログラマブル論理デバイス(Simple Programmable Logic Device:SPLD)、複合プログラマブル論理デバイス(Complex Programmable Logic Device:CPLD)、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ(Field Programmable Gate Array:FPGA))などの回路を意味する。プロセッサが例えばCPUである場合、プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。一方、プロセッサが例えばASICである場合、プログラムが記憶回路に保存される代わりに、当該機能がプロセッサの回路内に論理回路として直接組み込まれる。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて1つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、図における複数の構成要素を1つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。 Note that the term "processor" used in the above description refers to, for example, a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), an Application Specific Integrated Circuit (ASIC), a programmable logic device ( For example, it refers to circuits such as a Simple Programmable Logic Device (SPLD), a Complex Programmable Logic Device (CPLD), and a Field Programmable Gate Array (FPGA). When the processor is, for example, a CPU, the processor realizes its functions by reading and executing a program stored in a storage circuit. On the other hand, when the processor is, for example, an ASIC, instead of storing the program in a storage circuit, the function is directly incorporated into the processor's circuitry as a logic circuit. Note that each processor of this embodiment is not limited to being configured as a single circuit for each processor, but may also be configured as a single processor by combining multiple independent circuits to realize its functions. good. Furthermore, multiple components in the figures may be integrated into one processor to implement its functions.

加えて、実施形態に係る各機能は、前記処理を実行するプログラムをワークステーション等のコンピュータにインストールし、これらをメモリ上で展開することによっても実現することができる。このとき、コンピュータに前記手法を実行させることのできるプログラムは、磁気ディスク(ハードディスクなど)、光ディスク(CD-ROM、DVDなど)、半導体メモリなどの記憶媒体に格納して頒布することも可能である。 In addition, each function according to the embodiment can also be realized by installing a program that executes the above-mentioned processing on a computer such as a workstation and expanding it on memory. At this time, a program that can cause a computer to execute the above method can be stored and distributed in a storage medium such as a magnetic disk (hard disk, etc.), optical disk (CD-ROM, DVD, etc.), semiconductor memory, etc. .

いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、実施形態同士の組み合わせを行なうことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, changes, and combinations of embodiments can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are included within the scope and gist of the invention as well as within the scope of the invention described in the claims and its equivalents.

以上の実施形態に関し、発明の一側面及び選択的な特徴として以下の付記を開示する。 Regarding the above embodiments, the following additional notes are disclosed as one aspect and optional features of the invention.

(付記1)
関心領域と前記関心領域周辺の領域とを含む拡大関心領域を設定する設定部と、
前記拡大関心領域外の領域に対して適用する、信号を抑制するためのOVS(Outer Volume Suppression)パターンを決定する決定部と、
を具備する医用データ処理装置。
(Additional note 1)
a setting unit that sets an expanded region of interest including a region of interest and a region around the region of interest;
a determining unit that determines an OVS (Outer Volume Suppression) pattern for suppressing a signal to be applied to a region outside the expanded region of interest;
A medical data processing device comprising:

(付記2)
前記OVSパターンは、複数の単位領域を組み合わせることで実現されてもよく、
前記決定部は、前記拡大関心領域外の領域に対して適用する前記単位領域の数および位置と、前記単位領域に対して信号を抑制するOVSパルスの印加順序とを決定してもよい。
(Additional note 2)
The OVS pattern may be realized by combining a plurality of unit areas,
The determining unit may determine the number and position of the unit regions to be applied to a region outside the expanded region of interest, and the application order of OVS pulses for suppressing signals to the unit regions.

(付記3)
前記OVSパターンは、複数の単位領域を組み合わせることで実現されてもよく、
前記決定部は、前記拡大関心領域に対する信号の影響度が大きい領域ほど、当該単位領域に対して適用されるOVSパルスの印加順序が遅くなるように決定してもよい。
(Additional note 3)
The OVS pattern may be realized by combining a plurality of unit areas,
The determining unit may determine that the larger the degree of influence of the signal on the expanded region of interest is, the later the application order of OVS pulses applied to the unit region is.

(付記4)
前記複数の単位領域はそれぞれ、所定のテンプレート形状を有する領域でもよい。
(Additional note 4)
Each of the plurality of unit areas may have a predetermined template shape.

(付記5)
前記OVSパターンは、2次元以上のスライスプロファイルにより表現可能な形状でもよい。
(Appendix 5)
The OVS pattern may have a shape that can be expressed by a two-dimensional or more slice profile.

(付記6)
前記OVSパターンは、複数の単位領域を組み合わせることで実現されてもよく、
前記決定部は、前記複数の単位領域のうち、2以上の単位領域を合成した合成領域を決定してもよい。
(Appendix 6)
The OVS pattern may be realized by combining a plurality of unit areas,
The determining unit may determine a composite area that is a composite of two or more unit areas from among the plurality of unit areas.

(付記7)
前記設定部は、前記関心領域のうち信号が抑制される領域が閾値未満となるように、前記拡大関心領域を設定してもよい
(Appendix 7)
The setting unit may set the expanded region of interest so that a region of the region of interest in which a signal is suppressed is less than a threshold.

(付記8)
前記設定部は、前記拡大関心領域の各画素について信頼度を設定してもよい。
(Appendix 8)
The setting unit may set reliability for each pixel of the expanded region of interest.

(付記9)
前記設計部は、過去に撮像された磁気共鳴画像と、当該磁気共鳴画像に設定された第1関心領域と、当該第1関心領域に対する前記OVSの適用状況とを入力データとし、前記OVSにより信号が抑圧されなかった前記第1関心領域周辺の領域と前記第1関心領域とを正解データとして学習した学習済みモデルを用いて、新たな撮像対象に対する第2関心領域を前記学習済みモデルに入力することで、前記第2関心領域に関する拡大関心領域を推定してもよい。
(Appendix 9)
The design department uses as input data a magnetic resonance image taken in the past, a first region of interest set in the magnetic resonance image, and an application status of the OVS to the first region of interest, and generates a signal using the OVS. A second region of interest for a new imaging target is input to the learned model using a trained model that has learned the area around the first region of interest in which the region of interest has not been suppressed and the first region of interest as correct data. In this way, an expanded region of interest regarding the second region of interest may be estimated.

(付記10)
2次元または3次元の励起パルスおよびリフォーカスパルスにより表現可能な関心領域を設定する設定部と、
前記関心領域を撮像するための励起パルスおよびリフォーカスパルスの振幅、位相、フリップ角、励起位置および印加順序を決定する決定部と、
を具備する医用データ処理装置。
(Appendix 10)
a setting unit that sets a region of interest that can be represented by a two-dimensional or three-dimensional excitation pulse and a refocusing pulse;
a determining unit that determines the amplitude, phase, flip angle, excitation position, and application order of an excitation pulse and a refocusing pulse for imaging the region of interest;
A medical data processing device comprising:

(付記11)
関心領域と前記関心領域周辺の領域とを含む拡大関心領域を設定し、
前記拡大関心領域外の領域に対して適用する、信号を抑制するためのOVS(Outer Volume Suppression)パターンを決定する、医用データ処理方法。
(Appendix 11)
setting an expanded region of interest including a region of interest and a region around the region of interest;
A medical data processing method that determines an OVS (Outer Volume Suppression) pattern for suppressing a signal to be applied to a region outside the expanded region of interest.

(付記12)
コンピュータに、
関心領域と前記関心領域周辺の領域とを含む拡大関心領域を設定する設定機能と、
前記拡大関心領域外の領域に対して適用する、信号を抑制するためのOVS(Outer Volume Suppression)パターンを決定する決定機能と、
を実現させる医用データ処理プログラム。
(Appendix 12)
to the computer,
a setting function for setting an expanded region of interest including a region of interest and a region around the region of interest;
a determination function that determines an OVS (Outer Volume Suppression) pattern for suppressing a signal to be applied to a region outside the expanded region of interest;
A medical data processing program that realizes.

(付記13)
関心領域と前記関心領域周辺の領域とを含む拡大関心領域を設定する設定部と、
前記拡大関心領域外の領域に対して適用する、信号を抑制するためのOVS(Outer Volume Suppression)パターンを決定する決定部と、
前記OVSパターンに沿って信号抑制パルスを印加したのち、前記拡大関心領域からMRSパルスシーケンスに対応するMRS信号を収集する収集部と、
を具備する磁気共鳴イメージング装置。
(Appendix 13)
a setting unit that sets an expanded region of interest including a region of interest and a region around the region of interest;
a determining unit that determines an OVS (Outer Volume Suppression) pattern for suppressing a signal to be applied to a region outside the expanded region of interest;
an acquisition unit that collects an MRS signal corresponding to an MRS pulse sequence from the expanded region of interest after applying a signal suppression pulse along the OVS pattern;
A magnetic resonance imaging device comprising:

1 磁気共鳴イメージング装置
11 架台
13 寝台
21 傾斜磁場電源
23 送信回路
25 受信回路
27 寝台駆動装置
29 シーケンス制御回路
31 MR画像
32 拡大関心領域
33,81 関心領域
41 静磁場磁石
43 傾斜磁場コイル
45 送信コイル
47 受信コイル
50 医用データ処理装置
51 処理回路
53 メモリ
55 ディスプレイ
57 入力インタフェース
59 通信インタフェース
61 OVSパターン
71 ネットワークモデル
72 学習済みモデル
131 天板
133 基台
401~403 単位領域
501~503 OVSパルス
504 RFパルス
505 MRS信号
511 設定機能
512 決定機能
513 学習機能
514 表示制御機能
1 Magnetic Resonance Imaging Apparatus 11 Mount 13 Bed 21 Gradient Magnetic Field Power Supply 23 Transmission Circuit 25 Receiving Circuit 27 Bed Drive Device 29 Sequence Control Circuit 31 MR Image 32 Expanded Region of Interest 33,81 Region of Interest 41 Static Magnetic Field Magnet 43 Gradient Magnetic Field Coil 45 Transmission Coil 47 Receiving coil 50 Medical data processing device 51 Processing circuit 53 Memory 55 Display 57 Input interface 59 Communication interface 61 OVS pattern 71 Network model 72 Learned model 131 Top plate 133 Base 401-403 Unit area 501-503 OVS pulse 504 RF pulse 505 MRS signal 511 Setting function 512 Determination function 513 Learning function 514 Display control function

Claims (13)

関心領域と前記関心領域周辺の領域とを含む拡大関心領域を設定する設定部と、
前記拡大関心領域外の領域に対して適用する、信号を抑制するためのOVS(Outer Volume Suppression)パターンを決定する決定部と、
を具備する医用データ処理装置。
a setting unit that sets an expanded region of interest including a region of interest and a region around the region of interest;
a determining unit that determines an OVS (Outer Volume Suppression) pattern for suppressing a signal to be applied to a region outside the expanded region of interest;
A medical data processing device comprising:
前記OVSパターンは、複数の単位領域を組み合わせることで実現され、
前記決定部は、前記拡大関心領域外の領域に対して適用する前記単位領域の数および位置と、前記単位領域に対して信号を抑制するOVSパルスの印加順序とを決定する、請求項1に記載の医用データ処理装置。
The OVS pattern is realized by combining a plurality of unit areas,
2. The determination unit according to claim 1, wherein the determining unit determines the number and position of the unit regions to be applied to a region outside the expanded region of interest, and the application order of OVS pulses for suppressing signals to the unit regions. The medical data processing device described.
前記OVSパターンは、複数の単位領域を組み合わせることで実現され、
前記決定部は、前記拡大関心領域に対する信号の影響度が大きい領域ほど、当該単位領域に対して適用されるOVSパルスの印加順序が遅い、請求項1に記載の医用データ処理装置。
The OVS pattern is realized by combining a plurality of unit areas,
2. The medical data processing apparatus according to claim 1, wherein the determination unit applies the OVS pulses to a region having a larger influence on the expanded region of interest, the later the OVS pulse is applied to the unit region.
前記複数の単位領域はそれぞれ、所定のテンプレート形状を有する領域である、請求項2に記載の医用データ処理装置。 The medical data processing apparatus according to claim 2, wherein each of the plurality of unit areas is an area having a predetermined template shape. 前記OVSパターンは、2次元以上のスライスプロファイルにより表現可能な形状である、請求項1に記載の医用データ処理装置。 The medical data processing apparatus according to claim 1, wherein the OVS pattern has a shape that can be expressed by a two-dimensional or more slice profile. 前記OVSパターンは、複数の単位領域を組み合わせることで実現され、
前記決定部は、前記複数の単位領域のうち、2以上の単位領域を合成した合成領域を決定する、請求項1に記載の医用データ処理装置。
The OVS pattern is realized by combining a plurality of unit areas,
The medical data processing apparatus according to claim 1, wherein the determining unit determines a composite region that is a composite of two or more unit regions among the plurality of unit regions.
前記設定部は、前記関心領域のうち信号が抑制される領域が閾値未満となるように、前記拡大関心領域を設定する、請求項1に記載の医用データ処理装置。 The medical data processing apparatus according to claim 1, wherein the setting unit sets the expanded region of interest so that a region in which a signal is suppressed in the region of interest is less than a threshold value. 前記設定部は、前記拡大関心領域の各画素について信頼度を設定する、請求項1に記載の医用データ処理装置。 The medical data processing apparatus according to claim 1, wherein the setting unit sets reliability for each pixel of the expanded region of interest. 前記設計部は、過去に撮像された磁気共鳴画像と、当該磁気共鳴画像に設定された第1関心領域と、当該第1関心領域に対する前記OVSの適用状況とを入力データとし、前記OVSにより信号が抑圧されなかった前記第1関心領域周辺の領域と前記第1関心領域とを正解データとして学習した学習済みモデルを用いて、新たな撮像対象に対する第2関心領域を前記学習済みモデルに入力することで、前記第2関心領域に関する拡大関心領域を推定する、請求項1に記載の医用データ処理装置。 The design department uses as input data a magnetic resonance image taken in the past, a first region of interest set in the magnetic resonance image, and an application status of the OVS to the first region of interest, and generates a signal using the OVS. A second region of interest for a new imaging target is input to the learned model using a trained model that has learned the area around the first region of interest in which the region of interest has not been suppressed and the first region of interest as correct data. The medical data processing apparatus according to claim 1, wherein an expanded region of interest regarding the second region of interest is estimated by doing so. 2次元または3次元の励起パルスおよびリフォーカスパルスにより表現可能な関心領域を設定する設定部と、
前記関心領域を撮像するための励起パルスおよびリフォーカスパルスの振幅、位相、フリップ角、励起位置および印加順序を決定する決定部と、
を具備する医用データ処理装置。
a setting unit that sets a region of interest that can be represented by a two-dimensional or three-dimensional excitation pulse and a refocusing pulse;
a determining unit that determines the amplitude, phase, flip angle, excitation position, and application order of an excitation pulse and a refocusing pulse for imaging the region of interest;
A medical data processing device comprising:
関心領域と前記関心領域周辺の領域とを含む拡大関心領域を設定し、
前記拡大関心領域外の領域に対して適用する、信号を抑制するためのOVS(Outer Volume Suppression)パターンを決定する、医用データ処理方法。
setting an expanded region of interest including a region of interest and a region around the region of interest;
A medical data processing method that determines an OVS (Outer Volume Suppression) pattern for suppressing a signal to be applied to a region outside the expanded region of interest.
コンピュータに、
関心領域と前記関心領域周辺の領域とを含む拡大関心領域を設定する設定機能と、
前記拡大関心領域外の領域に対して適用する、信号を抑制するためのOVS(Outer Volume Suppression)パターンを決定する決定機能と、
を実現させる医用データ処理プログラム。
to the computer,
a setting function for setting an expanded region of interest including a region of interest and a region around the region of interest;
a determination function that determines an OVS (Outer Volume Suppression) pattern for suppressing a signal to be applied to a region outside the expanded region of interest;
A medical data processing program that realizes.
関心領域と前記関心領域周辺の領域とを含む拡大関心領域を設定する設定部と、
前記拡大関心領域外の領域に対して適用する、信号を抑制するためのOVS(Outer Volume Suppression)パターンを決定する決定部と、
前記OVSパターンに沿って信号抑制パルスを印加したのち、前記拡大関心領域からMRSパルスシーケンスに対応するMRS信号を収集する収集部と、
を具備する磁気共鳴イメージング装置。
a setting unit that sets an expanded region of interest including a region of interest and a region around the region of interest;
a determining unit that determines an OVS (Outer Volume Suppression) pattern for suppressing a signal to be applied to a region outside the expanded region of interest;
an acquisition unit that collects an MRS signal corresponding to an MRS pulse sequence from the expanded region of interest after applying a signal suppression pulse along the OVS pattern;
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