JP3501182B2 - Magnetic resonance imaging device capable of calculating flow velocity images - Google Patents

Magnetic resonance imaging device capable of calculating flow velocity images

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JP3501182B2
JP3501182B2 JP31129894A JP31129894A JP3501182B2 JP 3501182 B2 JP3501182 B2 JP 3501182B2 JP 31129894 A JP31129894 A JP 31129894A JP 31129894 A JP31129894 A JP 31129894A JP 3501182 B2 JP3501182 B2 JP 3501182B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、核磁気共鳴(以下、
「NMR」と略記する)現象を利用して被検体の所望部
位の断層画像を得る磁気共鳴イメージング装置に関し、
特にフェイズコントラスト法と呼ばれるパルスシーケン
スを用いた血流描画手段と流速画像の再構成手段を有す
る磁気共鳴イメージング装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to nuclear magnetic resonance (hereinafter, referred to as
A magnetic resonance imaging apparatus for obtaining a tomographic image of a desired portion of a subject by utilizing a phenomenon (abbreviated as “NMR”),
In particular, it relates to a magnetic resonance imaging apparatus having a blood flow drawing means using a pulse sequence called a phase contrast method and a flow velocity image reconstruction means.

【0002】[0002]

【従来の技術】磁気共鳴イメージング装置は、NMR現
象を利用して被検体中の所望の検査部位における原子核
スピン(以下、単に「スピン」と称す)の密度分布,緩
和時間分布等を計測して、その計測データから被検体の
任意の断面を画像表示するものである。従来の磁気共鳴
イメージング装置は、図3に示すように、被検体1に静
磁場を与える静磁場発生磁石2と、被検体1に傾斜磁場
を与える傾斜磁場発生系3と、被検体1の生体組織を構
成する原子の原子核に核磁気共鳴を起こさせる高周波パ
ルスをある所定のパルスシーケンスで繰り返し印加する
シーケンサ4と、このシーケンサ4からの高周波パルス
により被検体1の生体組織を構成する原子の原子核に核
磁気共鳴を起こさせるために高周波磁場を照射する送信
系5と、上記の核磁気共鳴により放出されるエコー信号
を検出する受信系6と、この受信系6で検出したエコー
信号を用いて画像再構成演算を行う信号処理系7とを備
え、核磁気共鳴により放出されるエコー信号の計測を繰
り返し行って断層像を得るようになっていた。
2. Description of the Related Art A magnetic resonance imaging apparatus utilizes an NMR phenomenon to measure the density distribution, relaxation time distribution, etc. of nuclear spins (hereinafter simply referred to as "spins") at a desired inspection site in a subject. An image of an arbitrary cross section of the subject is displayed as an image from the measurement data. As shown in FIG. 3, a conventional magnetic resonance imaging apparatus includes a static magnetic field generating magnet 2 that applies a static magnetic field to a subject 1, a gradient magnetic field generating system 3 that applies a gradient magnetic field to the subject 1, and a living body of the subject 1. A sequencer 4 that repeatedly applies a high-frequency pulse that causes nuclear magnetic resonance to an atomic nucleus of an atom that forms a tissue in a predetermined pulse sequence, and an atomic nucleus of an atom that forms a biological tissue of the subject 1 by the high-frequency pulse from the sequencer 4. Using a transmission system 5 for irradiating a high-frequency magnetic field to cause nuclear magnetic resonance, a reception system 6 for detecting an echo signal emitted by the above-mentioned nuclear magnetic resonance, and an echo signal detected by this reception system 6. A signal processing system 7 for performing image reconstruction calculation is provided, and echo signals emitted by nuclear magnetic resonance are repeatedly measured to obtain a tomographic image.

【0003】この装置では、図3に示すように0.02
〜2テスラ程度の静磁場を発生させる静磁場発生磁石2
の中に被検体1が置かれる。この時、被検体1中のスピ
ンは静磁場の強さH0 によって決まる周波数で静磁場の
方向を軸として歳差運動を行う。この周波数をラーモア
周波数と呼び、ラーモア周波数ν0 は、
In this device, as shown in FIG.
~ Static magnetic field generating magnet 2 for generating a static magnetic field of about 2 Tesla
The subject 1 is placed inside. At this time, the spins in the subject 1 perform precession around the direction of the static magnetic field at a frequency determined by the strength H 0 of the static magnetic field. This frequency is called the Larmor frequency, and the Larmor frequency ν 0 is

【数1】 で表わされ、原子核の種類ごとに固有の値をもってい
る。また、ラーモア歳差運動の角速度をω0 とすると、 ω0 =2πν0 の関係にあるため、
[Equation 1] , And has a unique value for each type of nucleus. If the angular velocity of the Larmor precession is ω 0 , then there is a relationship of ω 0 = 2πν 0

【数2】 で与えられる。[Equation 2] Given in.

【0004】そして送信系5内の高周波照射コイル14
aによって計測しようとする原子核のラーモア周波数ν
0 に等しい周波数f0 の高周波磁場(電磁波)を加える
と、スピンが励起され高いエネルギー状態に遷移する。
この高周波磁場を打ち切ると、スピンはそれぞれの状態
に応じた時定数でもとの低いエネルギー状態に戻る。こ
の時に放出される電磁波を受信系6内の高周波受信コイ
ル14bで受信し、増幅器15で増幅,波形整形した
後、A/D変換器17でデジタル化して中央処理装置
(以下、「CPU」と称す)8に送る。CPU8では、
このデータを基に画像を再構成演算し、被検体1の断層
画像をディスプレイ(以下、「CPT」と称す)20に
表示する。上記の高周波磁場は、CPU8により制御さ
れるシーケンサ4が送り出す信号を図示省略の高周波送
信コイル用電源によって増幅したものを高周波送信コイ
ル14aに送ることで得られる。
The high frequency irradiation coil 14 in the transmission system 5
Larmor frequency ν of the nucleus to be measured by a
When a high-frequency magnetic field (electromagnetic wave) having a frequency f 0 equal to 0 is applied, spins are excited and transit to a high energy state.
When this high-frequency magnetic field is cut off, the spins return to the original low energy state with a time constant corresponding to each state. The electromagnetic wave emitted at this time is received by the high-frequency receiving coil 14b in the receiving system 6, amplified by the amplifier 15, shaped in waveform, and then digitized by the A / D converter 17 to be stored in the central processing unit (hereinafter referred to as "CPU"). Send it to 8. In CPU8,
An image is reconstructed and calculated based on this data, and a tomographic image of the subject 1 is displayed on a display (hereinafter referred to as “CPT”) 20. The above-mentioned high-frequency magnetic field is obtained by sending to the high-frequency transmitting coil 14a a signal sent from the sequencer 4 controlled by the CPU 8 and amplified by a high-frequency transmitting coil power supply (not shown).

【0005】また、上記の磁気共鳴イメージング装置に
おいては、以上の静磁場と高周波磁場の他に、空間内の
位置情報を得るための傾斜磁場を作るために、傾斜磁場
コイル9を備えている。これらの傾斜磁場コイル9は、
シーケンサ4からの信号で動作する傾斜磁場電源10か
ら電流を供給され、傾斜磁場を発生するものである。
In addition to the above static magnetic field and high frequency magnetic field, the magnetic resonance imaging apparatus described above is provided with a gradient magnetic field coil 9 for producing a gradient magnetic field for obtaining positional information in space. These gradient coil 9
A gradient magnetic field is generated by being supplied with a current from a gradient magnetic field power supply 10 that operates by a signal from the sequencer 4.

【0006】ここで、磁気共鳴イメージング装置の撮像
原理について図4を参照して説明する。まず、図4
(a)に示すようにZ方向の静磁場H0 中に書かれた原
子核は、古典物理学的に見ると1個の棒磁石のように振
る舞い、先に述べたラーモア周波数ν0 でZ軸の周りに
歳差運動を行っている。この周波数は前記式(1)で与
えられ、静磁場の強度H0 に比例している。式(1)及
び式(2)におけるγは磁気回転比と呼ばれ、原子核に
固有の値をもっている。一般には測定対象の原子核は膨
大な数にのぼり、それぞれが勝手な位相で回転している
ために、全体で見るとX−Y面内の成分は打し消し合
い、Z方向成分のみの巨視的磁化が残る。この状態で図
4(b)に示すように、X方向にラーモア周波数ν0
等しい周波数の高周波磁場H1 を印加すると、巨視的磁
化はY方向に倒れ始める。この倒れる角度は上記高周波
磁場H1 の振幅と印加時間の積に比例し、パルス印加時
点に対し90゜倒れる時の高周波磁場H1 を90゜パル
ス,180゜倒れる時の高周波磁場H1 を180゜パル
スと呼ぶ。なお、図4(a),(b)におけるX,Y,Z三
軸は、それぞれ直交したデカルト座標軸である。
Here, the imaging principle of the magnetic resonance imaging apparatus will be described with reference to FIG. First, FIG.
As shown in (a), an atomic nucleus written in a static magnetic field H 0 in the Z direction behaves like a single bar magnet in classical physics, and has the Z-axis at the Larmor frequency ν 0 described above. Are doing precession around. This frequency is given by the above equation (1) and is proportional to the strength H 0 of the static magnetic field. Γ in the formulas (1) and (2) is called a gyromagnetic ratio and has a value unique to the nucleus. Generally, the number of nuclei to be measured is enormous, and each rotates in an arbitrary phase, so when viewed as a whole, the components in the XY plane cancel each other out, and the Z direction component is a macroscopic The magnetization remains. In this state, as shown in FIG. 4B, when a high frequency magnetic field H 1 having a frequency equal to the Larmor frequency ν 0 is applied in the X direction, the macroscopic magnetization begins to fall in the Y direction. This tilting angle is proportional to the product of the amplitude of the high frequency magnetic field H 1 and the application time, and the high frequency magnetic field H 1 when tilting 90 ° with respect to the pulse application time is 90 ° pulse, and the high frequency magnetic field H 1 when tilting 180 ° is 180 °. It is called a pulse. The X, Y, and Z axes in FIGS. 4A and 4B are Cartesian coordinate axes that are orthogonal to each other.

【0007】このような磁気共鳴イメージング装置にお
ける撮像で一般的に用いられる方法には、二次元フーリ
ェイメージング法がある。図5は上記二次元フーリェイ
メージング法のうち代表的なスピンエコー法のパルスシ
ーケンサを模式的に示したタイミング線図である。図5
において、(a)図は高周波磁場の信号の照射タイミン
グ及び被検体のスライス位置を選択的に励起するための
エンベロープを示している。(b)図はスライス方向の
傾斜磁場Gzの印加のタイミングを示し、(c)図は位相
エンコード方向傾斜磁場Gyの印加のタイミング及びそ
の振幅を変えて計測することを示しており、(d)図は
周波数エンコード方向傾斜磁場Gxの印加のタイミング
を示している。また、(e)図は計測されるエコー信号
(NMR信号)を示している。
A two-dimensional Fourier imaging method is a method generally used for imaging in such a magnetic resonance imaging apparatus. FIG. 5 is a timing diagram schematically showing a pulse sequencer of a typical spin echo method among the above two-dimensional Fourier imaging methods. Figure 5
2A, the irradiation timing of the high-frequency magnetic field signal and the envelope for selectively exciting the slice position of the subject are shown in FIG. (B) shows the application timing of the gradient magnetic field Gz in the slice direction, and (c) shows the application timing of the phase encoding direction gradient magnetic field Gy and the measurement by changing the amplitude, and (d). The figure shows the application timing of the gradient magnetic field Gx in the frequency encoding direction. Further, FIG. 7E shows the echo signal (NMR signal) to be measured.

【0008】図5に示すパルスシーケンスでは、まず、
90゜パルスを印加した後、エコータイムをTeとした
ときのTe/2の時点で180゜パルスを加える。上記
90゜パルスを加えた後、各スピンはそれぞれに固有の速
度でX−Y面内で回転を始めるため、時間の経過ととも
に各スピン間に位相差が生じる。ここで180゜パルス
が加わると各スピンはX軸に対称に反転し、その後も同
じ速度で回転を続けるために図5に示す時刻Teでスピ
ンは再び収束し、同図(e)に示すようにエコー信号を
形成する。上記のようにして信号は計測されるが、断層
画像を構成するためには信号の空間的な分布を求めねば
ならない。このために線形の傾斜磁場を用いる。均一な
静磁場に傾斜磁場を重畳することで空間的な磁場勾配が
できる。先にも述べたようにスピンの回転周波数は磁場
強度に比例しているから、傾斜磁場が加わった状態にお
いては、各スピンの回転周波数は空間的に異なる。従っ
て、この周波数を調べることによって各スピンの位置を
知ることができる。この目的のために、図5に示す位相
エンコード方向傾斜磁場Gyと周波数エンコード方向傾
斜磁場Gxが用いられている。
In the pulse sequence shown in FIG. 5, first,
After applying the 90 ° pulse, a 180 ° pulse is applied at Te / 2 when the echo time is Te. the above
After the 90 ° pulse is applied, each spin starts rotating in the XY plane at its own velocity, so that a phase difference occurs between the spins over time. Here, when a 180 ° pulse is applied, each spin reverses symmetrically with respect to the X axis, and since it continues to rotate at the same speed thereafter, the spin converges again at time Te shown in FIG. 5, as shown in FIG. To form an echo signal. The signal is measured as described above, but the spatial distribution of the signal must be obtained in order to form a tomographic image. For this purpose, a linear gradient magnetic field is used. A spatial magnetic field gradient can be created by superimposing a gradient magnetic field on a uniform static magnetic field. As described above, since the spin rotation frequency is proportional to the magnetic field strength, the spin rotation frequency is spatially different in the state in which the gradient magnetic field is applied. Therefore, the position of each spin can be known by examining this frequency. For this purpose, the phase encode direction gradient magnetic field Gy and the frequency encode direction gradient magnetic field Gx shown in FIG. 5 are used.

【0009】以上に述べたパルスシーケンスを基本単位
として、位相エンコード方向傾斜磁場Gyの強度を毎回
変えながら一定の繰り返し時間Tr毎に、所定回数、例
えば256回繰り返す。こうして得られた計測信号を二
次元逆フーリェ変換することで図4(a)に示す巨視的
磁化の空間的分布が求められる。以上の説明において、
3種類の傾斜磁場は互いに重複しなければ、X,Y,Z
のいずれであってもよく、あるいはそれらの複合された
ものであっても構わない。なお、以上の磁気共鳴イメー
ジングの基本原理については、「NMR医学(基礎と臨
床)」(核磁気共鳴医学研究会編・丸善株式会社・昭和
59年1月20日発行)において詳述されている。
Using the pulse sequence described above as a basic unit, the intensity of the phase-encoding direction gradient magnetic field Gy is changed every time, and is repeated a predetermined number of times, for example, 256 times, at a constant repetition time Tr. The spatial distribution of macroscopic magnetization shown in FIG. 4A is obtained by subjecting the measurement signal thus obtained to two-dimensional inverse Fourier transform. In the above explanation,
If the three types of gradient magnetic fields do not overlap with each other, X, Y, Z
Or any combination thereof. The basic principle of the above magnetic resonance imaging is described in detail in "NMR Medicine (Basic and Clinical)" (edited by the Nuclear Magnetic Resonance Medical Research Society, Maruzen Co., Ltd., issued January 20, 1984). .

【0010】次に、核磁気共鳴イメージング装置におけ
る血流描画原理について説明する。磁気共鳴イメージン
グ装置における血流描画手法としては、スライス面へ
の流入効果を用いたタイム・オブ・フライト(Time-of-f
light:以下、TOFと略す)法,血流による位相拡散
の有無を用いて差分を行うフェイズ・センシティブ(Ph
ase-sensitive :以下、PSと略す)法,血流による
位相拡散の極性を反転し、差分を行うフェイズ・コント
ラスト(Phase-contrast:以下、PCと略す)法、の3種
類の方法が主に用いられている。この中で、TOF法の
流入効果による血流高信号化については、“MagneticRe
sonance Imaging.Stark DD et al.edited,The C.V.
Mosby Company.pp108〜137,1988”に詳
しく、PS法については、差分法として「Cerebra」 MR
Angioimaging(脳血管磁気共鳴画像法)の研究−第1報
−」(福井啓二 他、CT研究10(2),1988年)
の第133頁から第142頁に詳述されている。
Next, the principle of blood flow drawing in the nuclear magnetic resonance imaging apparatus will be described. As a method of drawing blood flow in a magnetic resonance imaging apparatus, a time-of-flight (Time-of-f
light: hereinafter abbreviated as TOF) method, phase sensitive (Ph
ase-sensitive (hereinafter abbreviated as PS) method, and phase-contrast (hereinafter abbreviated as PC) method that inverts the polarity of phase diffusion due to blood flow and makes a difference. It is used. Among these, regarding the increase in blood flow signal due to the inflow effect of the TOF method, "MagneticRe
sonance Imaging. Stark DD et al. edited, The C. V.
Mosby Company. pp108-137, 1988 ”, and for the PS method, the difference method is“ Cerebra ”MR.
Research on Angioimaging (Cerebrovascular Magnetic Resonance Imaging) -First Report- "(Keiji Fukui et al., CT Study 10 (2), 1988)
Pp. 133-142.

【0011】以下、PC法について説明する。磁気共鳴
イメージング装置においては、エコー信号(NMR信
号)の計測にあたって上述のように数種類の傾斜磁場を
印加するが、それらの傾斜磁場の印加により、励起され
たスピンは、位置及び移動速度に依存した位相回転を受
ける。すなわち、図6(a)に示すように、例えば時刻
1 においてX0 の位置に2個のスピンS1,S2が存在
するとし、一方のスピンS1 は静止しており、他方のス
ピンS2 は速度vでX方向に移動しているとした場合、
図6(b)に示すように、時刻t1 からt2 までの周波
数エンコード方向の傾斜磁場−Gx及び時刻t2 からt
3 までの極性を反転した傾斜磁場Gxの印加により、そ
れぞれ位相変化Φs+,Φf+を受ける。
The PC method will be described below. In the magnetic resonance imaging apparatus, several kinds of gradient magnetic fields are applied as described above in measuring an echo signal (NMR signal), but the spins excited by the application of these gradient magnetic fields depend on the position and the moving speed. It undergoes phase rotation. That is, as shown in FIG. 6A, for example, at time t 1 , two spins S 1 and S 2 exist at the position X 0 , one spin S 1 is stationary, and the other spin S 1 is stationary. If S 2 is moving in the X direction at speed v,
As shown in FIG. 6B, the gradient magnetic field −Gx in the frequency encoding direction from time t 1 to t 2 and time t 2 to t.
By applying the gradient magnetic field Gx whose polarities are up to 3 , the phase changes Φs + and Φf + are respectively received.

【数3】 [Equation 3]

【数4】 ここで、Δt=t2−t1=t3−t2とすれば、式(4)
は下式で置換できる。
[Equation 4] Here, if Δt = t 2 −t 1 = t 3 −t 2 , the formula (4)
Can be replaced by

【数5】 同様に、時刻t1 からt2まで+Gx、時刻t2からt3
まで−Gxと正負傾斜磁場の順序を逆にして印加するこ
とにより、それぞれ式(6),(7)に示す位相変化Φs
-,Φf-を受ける。
[Equation 5] Similarly, from time t 1 to t 2 , + Gx, and from time t 2 to t 3.
Up to -Gx and the positive and negative gradient magnetic fields are applied in the reverse order, the phase changes Φs shown in equations (6) and (7), respectively.
-, Φf - the subject.

【数6】 [Equation 6]

【数7】 [Equation 7]

【0012】上記式(4)〜(7)から、この正負一対の
傾斜磁場の印加で、静止スピン(S1)の位相変化は相殺
され、移動スピン(S2)の位相変化は、移動速度vに比
例していることがわかる。この様な正負一対の傾斜磁場
パルスはフローエンコードパルスと呼ばれる。フローエ
ンコードパルスの極性を反転(すなわち+−の順序を逆
転)すれば、上記のように位相回転の極性も反転するた
め、これらを交互に印加して得られる信号の複素差分
(ベクトルA+−ベクトルA-)を取れば、図7に示すよ
うに位相回転を受けない静止部分の信号(ベクトルS)
は除去され、血流信号(ベクトルF+−ベクトルF-)の
み検出される。この得られる信号強度は流速に依存して
変化し、Φf-とΦf+の位相差がπとなる流速を有する
とき信号強度は最大となる。したがって直交座標系の任
意の1軸に、正極性のフローエンコードパルスを有する
シーケンスと負極性のフローエンコードパルスを有する
シーケンス(図11,図12,図13に示したもの)を動
作させ、取得したデータに対し図8に示す複素差分演算
を行えば、その1軸方向に沿って流れる血流を描出する
ことができる。
From the above equations (4) to (7), the phase change of the stationary spin (S 1 ) is canceled and the phase change of the moving spin (S 2 ) is canceled by the application of the pair of positive and negative gradient magnetic fields. It can be seen that it is proportional to v. Such a pair of positive and negative gradient magnetic field pulses is called a flow encode pulse. If the polarity of the flow encode pulse is reversed (that is, the order of +-is reversed), the polarity of the phase rotation is also reversed as described above, and therefore the complex difference (vector A + - vector a - Taking a), stationary parts of the signal not subjected to phase rotation as shown in FIG. 7 (a vector S)
Is removed and only the blood flow signal (vector F + −vector F ) is detected. The obtained signal intensity changes depending on the flow velocity, and the signal intensity becomes maximum when the flow velocity is such that the phase difference between Φf and Φf + is π. Therefore, a sequence having a positive flow encode pulse and a sequence having a negative flow encode pulse (shown in FIG. 11, FIG. 12, and FIG. 13) are operated and acquired on any one axis of the Cartesian coordinate system. By performing the complex difference calculation shown in FIG. 8 on the data, the blood flow flowing along the uniaxial direction can be visualized.

【0013】これを3軸全てについて、すなわち6個の
シーケンスを動作させることにより、全方向の血流を描
出することができる。6個のシーケンスで3軸方向の血
流を描出するシーケンスの例を図14に示す。さらに全
計測時間を短縮するためには図15に示すような4個の
シーケンスを動作させるシーケンスによっても3方向の
血流を描出することができる。この場合、S軸,P軸,
F軸に同時にフローエンコードパルスを印加することに
なるが、3方向に正のフローエンコードパルスを印加し
たリファレンスシーケンスに対して、他の3個のシーケ
ンスではS,P,F軸のいずれか1軸に負のフローエン
コードパルスが印加されており、各データとリファレン
スデータの差分を取ることにより、他の2軸方向の流れ
の影響を除去して、1軸のみの血流信号を抽出すること
ができる。このPC法については、“Magnetic resonan
ce angiography.Dumoulin CL, et al. Radiology 16
1:717〜720,1986”に詳しい。
By operating this on all three axes, that is, by operating six sequences, blood flow in all directions can be visualized. FIG. 14 shows an example of a sequence for drawing blood flow in the three-axis directions with six sequences. Furthermore, in order to shorten the total measurement time, the blood flow in three directions can be visualized by a sequence of operating four sequences as shown in FIG. In this case, S-axis, P-axis,
Although the flow encode pulse is applied to the F axis at the same time, the reference sequence in which the positive flow encode pulse is applied in the three directions is applied to any one of the S, P, and F axes in the other three sequences. Negative flow encode pulse is applied to, and by taking the difference between each data and reference data, it is possible to remove the influence of the flow in the other two axis directions and extract the blood flow signal of only one axis. it can. For this PC method, refer to "Magnetic resonan
ce angiography. Dumoulin CL, et al. Radiology 16
1: 717-720, 1986 ”.

【0014】次に、血管像投影手法について説明する。
上記血流イメージング手法のいずれを用いても、三次元
の血管データを取得することができる。勿論二次元デー
タの取得も可能であるが、三次元データの取得により、
広範囲でかつ高分解能の情報を得ることができる。得ら
れた三次元データセットは、血管をそれぞれ部分的に含
む多数枚の二次元画像の集合であり、各々二次元画像は
薄いスライスのデータである。このため、一本の血管が
いくつかのスライスに分かれて映像化されており、この
ままでは血管の走行や形状を把握するのは困難である。
そこで、これらの三次元データから、以下に述べる投影
手法を用いて、X線血管造影像やDSA(Digital Subt
raction Angiograpyh)と同様の投影血管像を作成する方
法が用いられている。磁気共鳴イメージング装置におけ
るアンジオグラフィでは、三次元データセットを得るた
めに、後処理によって見る方向を変えて投影像を作成で
きるが、X線血管造影法で得られるのは二次元の投影画
像一枚である。図9は、血管の一部分をそれぞれ部分的
に含む連続した多数枚の二次元画像から投影像を得る方
法を示している。得られているものが三次元データであ
るので、投影の方向は如何なるものであっても良い。一
般的には、冠状断,矢状断,軸横断の方向に投影するの
が、血管の前後関係後奥行き知覚を得るには、ある軸を
中心とした回転、たとえば±45゜程度角度のついた投
影から、5゜〜10゜おきに投影像を作成し、それらを
動画像として表示すると、血管の構造を認識するのが容
易である。
Next, the blood vessel image projection method will be described.
It is possible to acquire three-dimensional blood vessel data using any of the above blood flow imaging techniques. Of course, it is possible to acquire two-dimensional data, but by acquiring three-dimensional data,
Wide range and high resolution information can be obtained. The obtained three-dimensional data set is a set of a large number of two-dimensional images each partially containing a blood vessel, and each two-dimensional image is thin slice data. Therefore, one blood vessel is divided into several slices and visualized, and it is difficult to grasp the running and shape of the blood vessel as it is.
Therefore, from these three-dimensional data, an X-ray angiographic image or a DSA (Digital Subt
raction Angiograpyh) is used to create a projected blood vessel image. In angiography in a magnetic resonance imaging apparatus, a projection image can be created by changing the viewing direction by post-processing in order to obtain a three-dimensional data set, but X-ray angiography can obtain only one two-dimensional projection image. Is. FIG. 9 shows a method of obtaining a projection image from a large number of continuous two-dimensional images each partially including a part of a blood vessel. Since the obtained data is three-dimensional data, the projection direction may be any direction. In general, projection is performed in the direction of coronal section, sagittal section, or transverse axis, but in order to obtain depth perception after the anterior-posterior relationship of blood vessels, rotation about a certain axis, for example, an angle of about ± 45 ° is used. It is easy to recognize the structure of the blood vessel by creating projected images every 5 ° to 10 ° from the projected images and displaying them as moving images.

【0015】さて、投影像を作成する際、ある視点から
三次元のデータを投影するのに光線軌跡法(ray tracin
g)を用いる。視点から投影面までに1つの光軸を設け
たとき、その光軸上にある血管の候補は、背景となるノ
イズよりも信号値が大きいとみなせる。従って、ある光
軸上にある信号値の最大のものは、血管の可能性が非常
に高い。そこで、この最大値のみで1枚の投影像を作成
すれば血管像が得られることは容易に推察できる。この
方法は、最大値投影法(Maximum IntensityProjectio
n)と呼ばれ、最も多用されている手法である。最大値
投影法は、投影線上の画素値を加算する方法に比べノイ
ズの影響を受けにくいという特徴がある。これらの投影
手法を用いて、複数の投影角の画像を作成すれば、人体
血管系を立体的に観察できる。
Now, when a projection image is created, a ray trajectory method is used to project three-dimensional data from a certain viewpoint.
g) is used. When one optical axis is provided from the viewpoint to the projection plane, the blood vessel candidate on the optical axis can be regarded as having a larger signal value than the background noise. Therefore, the highest signal value on a given optical axis is very likely to be a blood vessel. Therefore, it can be easily inferred that a blood vessel image can be obtained by creating one projection image with only this maximum value. This method, maximum intensity projection (M aximum I ntensity P rojectio
n), which is the most frequently used method. The maximum intensity projection method is characterized in that it is less susceptible to noise than the method of adding pixel values on a projection line. If images of a plurality of projection angles are created using these projection methods, the human vascular system can be observed three-dimensionally.

【0016】ところでPC法では、血管像の作成の他
に、同じ計測データを用いて位相差分を行えば流速に比
例した位相の変化が抽出できる。図8に示すように、正
極性フローエンコードのパルスシーケンスと負極性フロ
ーエンコードのパルスシーケンスの2シーケンスで得ら
れたデータセットを、複素差分の代わりに位相差分を行
うと両シーケンスの位相差のみが抽出できる。この位相
差のデータは、図7の(Φ+−Φ-)に相当するが、血管
のみを含む画素を選択すれば、(Φ+−Φ-)≒(Φf+
−Φf-)となり、血流速度に比例した値を示す。
By the way, in the PC method, a phase change proportional to the flow velocity can be extracted by making a phase difference using the same measurement data in addition to creating a blood vessel image. As shown in FIG. 8, when the data set obtained by two sequences of the positive polarity flow encode pulse sequence and the negative polarity flow encode pulse sequence is subjected to the phase difference instead of the complex difference, only the phase difference between the two sequences is obtained. Can be extracted. This phase difference data corresponds to (Φ + −Φ ) in FIG. 7, but if a pixel including only blood vessels is selected, (Φ + −Φ ) ≈ (Φ f +
−Φf ), which indicates a value proportional to the blood flow velocity.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、画
面全体の流速を計算・表示する場合、図10(a)(写
真を添付)に示すように、NMR信号をほとんど発生し
ない領域(空気に相当する領域等)ではでたらめな位相
差(−π〜πのランダムな値)を表示するため同領域の
画素値の変化が激しく、診断を行いにくい。特にシネ表
示を行う場合、画像ごとにノイズ領域の位相差が変化す
るため、画面がちらつく原因となる。本発明はこのよう
な人体組織に当らない領域の不要なノイズを取り除き、
良好な流速画像を提供することを目的とする。
In the above-mentioned prior art, when calculating and displaying the flow velocity on the entire screen, as shown in FIG. Since random phase differences (random values of −π to π) are displayed in the corresponding area), the pixel values in the same area change significantly, making diagnosis difficult. In particular, when cine display is performed, the phase difference of the noise region changes for each image, which causes the screen to flicker. The present invention removes unnecessary noise in such a region that does not hit human tissue,
The purpose is to provide a good flow velocity image.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、被検体に静磁場を与える静磁場発生手
段と、被検体に傾斜磁場を与える傾斜磁場発生手段と、
被検体の生体組織を構成する原子の原子核に核磁気共鳴
を起こさせる高周波パルスを所定のパルスシーケンスで
繰り返し印加するシーケンサと、該シーケンサからの高
周波パルスにより被検体の生体組織の原子核に核磁気共
鳴を起こさせるために高周波磁場を照射する送信系と、
前記核磁気共鳴により放出されるエコー信号を検出する
受信系と、該受信系で検出したエコー信号を用いて画像
再構成演算を行う信号処理系と、再構成された画像を表
示する表示手段とを備え、核磁気共鳴により放出される
エコー信号の計測を繰り返し行って断層画像を得る磁気
共鳴イメージング装置において、前記信号処理系がフェ
イズコントラスト法で計測された一対の複素画像データ
のいずれか一方から絶対値画像を取得し、かつ、前記一
対の複素画像データの位相差分から血流速度に比例する
位相値をもつ位相画像を速度画像として取得し、前記絶
対値画像に基づきその画像データ値が所定のスレッシュ
ホールドレベル値より小さい領域に対応する前記位相
像の画像データ値を一定値に置き換えることにより(−
π〜+πのランダムな値)となるノイズが除去された位
相画像を取得して前記速度画像とする処理手段を備える
ようにしたものである。(請求項1)
In order to achieve the above object, in the present invention, a static magnetic field generating means for applying a static magnetic field to an object, and a gradient magnetic field generating means for applying a gradient magnetic field to the object,
A sequencer that repeatedly applies a high-frequency pulse that causes nuclear magnetic resonance to the atomic nuclei of the biological tissue of the subject in a predetermined pulse sequence, and a nuclear magnetic resonance to the atomic nucleus of the biological tissue of the subject by the high-frequency pulse from the sequencer. A transmission system that irradiates a high-frequency magnetic field to cause
A reception system for detecting an echo signal emitted by the nuclear magnetic resonance, a signal processing system for performing an image reconstruction operation using the echo signal detected by the reception system, and a display unit for displaying the reconstructed image. In a magnetic resonance imaging apparatus for obtaining a tomographic image by repeatedly measuring an echo signal emitted by nuclear magnetic resonance, the signal processing system includes a pair of complex image data measured by a phase contrast method.
The absolute value image is acquired from either one of the
Proportional to blood flow velocity from phase difference of paired complex image data
A phase image having a phase value is acquired as a velocity image, and the image data value of the phase image corresponding to an area in which the image data value is smaller than a predetermined threshold level value is fixed based on the absolute value image. By substituting the value (-
Random value of π to + π) Noise removal level
A processing means for acquiring a phase image to obtain the velocity image is provided. (Claim 1)

【0019】さらに本発明では、前記スレッシュホール
ドレベル値が前記絶対値画像の画像データ中の最大信号
強度に0.5 より小さい比率を乗じて設定されるように
したものである。(請求項2)
Further, in the present invention, the threshold level value is set by multiplying the maximum signal intensity in the image data of the absolute value image by a ratio smaller than 0.5. (Claim 2)

【0020】さらに本発明では、前記スレッシュホール
ドレベル値が前記絶対値画像の画像データ中の最大信号
強度に、信号受信時の減衰量およびフーリェ変換時のビ
ットシフト量に依存する比率を乗じて設定されるように
したものである。(請求項3)
Further, in the present invention, the threshold level value is set by multiplying the maximum signal intensity in the image data of the absolute value image by a ratio depending on the attenuation amount upon signal reception and the bit shift amount upon Fourier transform. It was made to be done. (Claim 3)

【0021】[0021]

【作用】図1は本発明の磁気共鳴イメージング装置にお
ける速度画像のノイズ除去の概要を示す図である。また
図2は図1の各画像における1ライン分のプロファイル
を示したものである。本発明においては、フェイズコン
トラスト法で計測されたデータを用いて画像再構成演算
を行うことにより、絶対値画像と速度画像を得る。これ
らの画像のうち図1(a),図2(a)は差分前の絶対
値画像、図1(b),図2(b)はノイズ除去前の速度
画像,図1(c),図2(c)はノイズ除去後の速度画
像である。図2(a)は絶対値画像の1ライン分のプロ
ファイルであるが、この図で中央部は人体組織のある領
域で、両端は人体組織のない領域(本来NMR信号の発
生しない領域)である。また人体組織のある領域の中央
部には血管部がある。人体組織のある部分の信号強度は
人体組織のない領域の信号強度に比べて大きな差がある
ので、信号強度について適当なスレッシュホールドレベ
ル値を設定することにより両者を識別することが可能で
ある。(また、骨部分についてもNMR信号の発生しに
くい領域なので、人体組織のない領域と同様に取り扱わ
れる。)
FIG. 1 is a diagram showing the outline of noise removal of a velocity image in the magnetic resonance imaging apparatus of the present invention. Further, FIG. 2 shows a profile for one line in each image of FIG. In the present invention, the absolute value image and the velocity image are obtained by performing the image reconstruction calculation using the data measured by the phase contrast method. Of these images, FIGS. 1 (a) and 2 (a) are absolute value images before difference, FIGS. 1 (b) and 2 (b) are velocity images before noise removal, FIG. 1 (c), and FIG. 2 (c) is a velocity image after noise removal. FIG. 2A shows a profile of one line of the absolute value image. In this figure, the central portion is a region with human tissue, and both ends are regions without human tissue (regions where an NMR signal is not originally generated). . In addition, there is a blood vessel in the center of a certain region of human tissue. Since there is a large difference in the signal intensity of a portion of human body tissue as compared with the signal intensity of a region without human body tissue, it is possible to distinguish between the two by setting an appropriate threshold level value for the signal intensity. (Besides, the bone portion is a region where an NMR signal is hard to be generated, so it is treated in the same manner as a region without human body tissue.)

【0022】図2(b)はノイズ除去前の速度画像の1
ライン分のプロファイルである。人体組織のある領域は
速度データのばらつきは小さいが、人体組織のない領域
は位相データが不定となるため速度データのばらつきが
大きくなり、これが画像上ノイズになっている。このノ
イズを除去するために、図2(a)において人体組織の
有無を識別するために信号強度の差を利用することに
し、信号強度のスレッシュホールドレベル値を適当な値
に設定する。信号強度のスレッシュホールドレベル値と
しては、差分前絶対値画像における最大信号強度値に比
率Kを乗じた値が用いられる。比率Kの値は0〜0.5
の範囲で選択される。スレッシュホールドレベル値の設
定において、高過ぎた場合には必要な人体組織の速度情
報をも抹消してしまうことになり、また低過ぎた場合に
はバックグラウンドノイズを完全に除去することができ
ない。またスレッシュホールドレベル値は対象とする画
像のS/Nによっても最適値が異なるため、画像に依存
して設定するのがよい。この際、画像のS/Nの判断基
準としてはNMR信号受信時の減衰量およびフーリェ変
換時のビットシフト量を勘案して求めた絶対信号強度を
用いるとよい。
FIG. 2B shows a velocity image 1 before noise removal.
It is a line profile. In a region with human body tissue, the variation in velocity data is small, but in a region without human body tissue, the variation in velocity data is large because the phase data is indefinite, which causes noise on the image. In order to remove this noise, the difference in signal intensity is used to identify the presence or absence of human tissue in FIG. 2A, and the threshold level value of signal intensity is set to an appropriate value. A value obtained by multiplying the maximum signal strength value in the absolute value image before difference by the ratio K is used as the threshold level value of the signal strength. The value of ratio K is 0 to 0.5
The range is selected. When the threshold level value is set too high, the necessary velocity information of the human body tissue will be deleted, and when it is too low, background noise cannot be completely removed. Further, the threshold level value has an optimum value that varies depending on the S / N of the target image, so it is preferable to set it depending on the image. At this time, the absolute signal strength obtained by considering the attenuation amount at the time of receiving the NMR signal and the bit shift amount at the time of Fourier transform may be used as a criterion for determining the S / N of the image.

【0023】 図2(c)はノイズ除去後の速度画像の
1ライン分のプロファイルである。この図では、図2
(a)において絶対値画像の各ピクセルの信号強度値が
スレッシュホールドレベル値を下まわる位置における速
度データ値を一定値、望ましくは0に置き換え、(−π
〜+πのランダムな値)となるノイズを除去したもので
ある。この置き換えを行うことにより、再構成された速
度画像では、人体組織以外の空気の部分や骨などのNM
R信号の発生しない部分が発する不定の位相情報を除去
することができ、図1(c)に示すようなノイズの除去
された速度画像が得られる。この効果は、図1(b)と
同1(c)との比較、図10(a)(写真を添付)と図
10(b)(写真を添付)との比較によりはっきりと確
認することができる。
FIG. 2C is a profile for one line of the velocity image after noise removal. In this figure,
In (a), the velocity data value at the position where the signal intensity value of each pixel of the absolute value image falls below the threshold level value is replaced with a constant value, preferably 0, and (-π
(Random value of ++ π) is removed . By performing this replacement, in the reconstructed velocity image, the NM of the air portion other than the human body tissue, bone, etc.
The indefinite phase information generated by the portion where the R signal is not generated can be removed, and a noise-free velocity image as shown in FIG. 1C can be obtained. This effect can be clearly confirmed by comparison between FIG. 1 (b) and 1 (c), and comparison between FIG. 10 (a) (with photograph) and FIG. 10 (b) (with photograph). it can.

【0024】[0024]

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
詳細に説明する。図3は本発明による磁気共鳴イメージ
ング装置の全体構成を示すブロック図である。この磁気
共鳴イメージング装置は、核磁気共鳴(NMR)現象を
利用して被検体の断層像を得るもので、図3に示すよう
に、静磁場発生磁石2と,傾斜磁場発生系3と,送信系
5と,受信系6と,信号処理系7と,シーケンサ4と,
中央処理装置(CPU)8とを備えて成る。上記静磁場
発生磁石2は、被検体1の周りにその体軸方向または体
軸と直交する方向に均一な静磁場を発生させるもので、
上記被検体1の周りのある広がりをもった空間に永久磁
石方式または常電導方式あるいは超電導方式の磁場発生
手段が配置されている。傾斜磁場発生系3は、X,Y,
Zの三軸方向に巻かれた傾斜磁場コイル9と、それぞれ
の傾斜磁場コイルを駆動する傾斜磁場電源10とから成
り、後述のシーケンサ4からの命令に従ってそれぞれの
コイルの傾斜磁場電源10を駆動することにより、X,
Y,Zの三軸方向の傾斜磁場Gx,Gy,Gzを被検体
1に印加するようになっている。この傾斜磁場の加え方
により被検体1に対するスライス面を設定することがで
きる。シーケンサ4は、上記被検体1の生体組織を構成
する原子の原子核に核磁気共鳴を起こさせる高周波磁場
パルスをある所定のパルスシーケンスで繰り返し印加す
るもので、CPU8の制御で動作し、被検体1の断層像
のデータ収集に必要な種々の命令を、送信系5及び傾斜
磁場発生系3並びに受信系6に送るようになっている。
送信系5は、上記シーケンサ4から送り出される高周波
パルスにより被検体1の生体組織を構成する原子の原子
核に核磁気共鳴を起こさせるために高周波磁場を照射す
るもので、高周波発振器11と変調器12と高周波増幅
器13と送信側の高周波コイル14aとから成り、上記
高周波発振器11から出力された高周波パルスをシーケ
ンサ4の命令にしたがって変調器12で振幅変調し、こ
の振幅変調された高周波パルスを高周波増幅器13で増
幅した後に被検体1に近接して配置された高周波コイル
14aに供給することにより、電磁波が上記被検体1に
照射されるようになっている。受信系6は、被検体1の
生体組織の原子核の核磁気共鳴により放出されるエコー
信号(NMR信号)を検出するもので、受信側の高周波
コイル14bと増幅器15と直交位相検波器16と、A
/D変換器17とから成り、上記送信側の高周波コイル
14aから照射された電磁波による被検体1の応答の電
磁波(NMR信号)は被検体1に近接して配置された高
周波コイル14bで検出され、増幅器15及び直交位相
検波器16を介してA/D変換器17に入力してディジ
タル量に変換され、さらにシーケンサ4からの命令によ
るタイミングで直交位相検波器16によりサンプリング
された二系列の収集データとされ、その信号が信号処理
系7に送られるようになっている。この信号処理系7
は、CPU8と、磁気ディスク18及び磁気テープ19
等の記録装置と、CRT等のディスプレイ20とから成
り、上記CPU8でフーリェ変換,補正係数計算,像再
構成等の処理を行い、任意断面の信号強度分布あるいは
複数の信号に適当な演算を行って得られた分布を画像化
して、ディスプレイ20に断層像として表示するように
なっている。なお、図3において、送信側及び受信側の
高周波コイル14a,14bと傾斜磁場コイル9は、被
検体1の周りの空間に配置された静磁場発生磁石2の磁
場空間内に設置されている。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 3 is a block diagram showing the overall configuration of the magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention. This magnetic resonance imaging apparatus obtains a tomographic image of a subject by utilizing a nuclear magnetic resonance (NMR) phenomenon, and as shown in FIG. 3, a static magnetic field generating magnet 2, a gradient magnetic field generating system 3, and a transmission magnetic field generating system 3. System 5, receiving system 6, signal processing system 7, sequencer 4,
And a central processing unit (CPU) 8. The static magnetic field generating magnet 2 is for generating a uniform static magnetic field around the subject 1 in the body axis direction or in the direction orthogonal to the body axis.
A magnetic field generating means of a permanent magnet type, a normal conducting type or a superconducting type is arranged in a space having a certain space around the subject 1. The gradient magnetic field generation system 3 includes X, Y,
It is composed of a gradient magnetic field coil 9 wound in three Z-axis directions and a gradient magnetic field power supply 10 for driving each gradient magnetic field coil, and drives the gradient magnetic field power supply 10 of each coil according to an instruction from a sequencer 4 described later. Therefore, X,
The gradient magnetic fields Gx, Gy, and Gz in the Y-axis and Z-axis directions are applied to the subject 1. The slice plane for the subject 1 can be set by the method of applying this gradient magnetic field. The sequencer 4 repeatedly applies a high-frequency magnetic field pulse that causes nuclear magnetic resonance to the atomic nuclei of the atoms constituting the biological tissue of the subject 1 in a predetermined pulse sequence, operates under the control of the CPU 8, and operates the subject 1 Various commands necessary to collect the tomographic image data are sent to the transmission system 5, the gradient magnetic field generation system 3 and the reception system 6.
The transmission system 5 irradiates a high frequency magnetic field in order to cause nuclear magnetic resonance in the atomic nuclei of the atoms constituting the biological tissue of the subject 1 by the high frequency pulse sent from the sequencer 4, and the high frequency oscillator 11 and the modulator 12 are provided. And a high-frequency amplifier 13 and a high-frequency coil 14a on the transmission side. The high-frequency pulse output from the high-frequency oscillator 11 is amplitude-modulated by a modulator 12 according to a command from the sequencer 4, and the high-frequency pulse thus amplitude-modulated is high-frequency amplifier. After being amplified in 13, the electromagnetic waves are applied to the subject 1 by being supplied to the high-frequency coil 14a arranged close to the subject 1. The receiving system 6 detects an echo signal (NMR signal) emitted by nuclear magnetic resonance of atomic nuclei of the biological tissue of the subject 1, and includes a high-frequency coil 14b on the receiving side, an amplifier 15, a quadrature detector 16, A
An electromagnetic wave (NMR signal) of a response of the subject 1 due to the electromagnetic wave emitted from the high-frequency coil 14a on the transmission side is detected by the high-frequency coil 14b arranged close to the subject 1. , Amplification 15 and quadrature detector 16 are input to A / D converter 17 to be converted into a digital quantity, and two sequences of data sampled by quadrature detector 16 at the timing instructed by sequencer 4 are collected. It is set as data, and its signal is sent to the signal processing system 7. This signal processing system 7
Is the CPU 8, the magnetic disk 18, and the magnetic tape 19.
And the like, and a display 20 such as a CRT. The CPU 8 performs Fourier transform, correction coefficient calculation, image reconstruction, and other processing, and performs an appropriate calculation on a signal intensity distribution of an arbitrary cross section or a plurality of signals. The obtained distribution is imaged and displayed on the display 20 as a tomographic image. In FIG. 3, the high-frequency coils 14 a and 14 b on the transmitting side and the receiving side and the gradient magnetic field coil 9 are installed in the magnetic field space of the static magnetic field generating magnet 2 arranged in the space around the subject 1.

【0025】ここで本発明においては、上記シーケンサ
4はフェイズコントラスト血管描出シーケンスを起動す
る。計測されたデータは適当な処理を経て、スライスご
とにフローエンコードの軸数、例えば1軸,2軸,3軸
に応じて、2個,4個,6個または2個,3個,4個の
データを組としてメモリに格納される。通常、引き続い
て複素差分処理を行い、血流信号のみを抽出した絶対値
画像を作成し、複数のスライスの差分後、絶対値画像の
集合(3次元データ)を用いて図9に示す投影処理によ
り、任意の2次元投影像に変換される。
Here, in the present invention, the sequencer 4 starts the phase contrast blood vessel depiction sequence. The measured data is subjected to appropriate processing, and depending on the number of axes of the flow encode for each slice, for example, 1 axis, 2 axes, 3 axes, 2, 4, 6 or 2, 3, 4, Are stored in the memory as a set. Usually, a complex difference process is subsequently performed to create an absolute value image in which only blood flow signals are extracted, and after the difference of a plurality of slices, the projection process shown in FIG. 9 is performed using the set of absolute value images (three-dimensional data). Is converted into an arbitrary two-dimensional projection image.

【0026】 さらに本発明においては、必要に応じて
図8に示す位相差分処理により、上記格納されたPC法
による計測データから速度画像を作成する。この際、処
理の過程において一旦正負フローエンコードデータの一
方の絶対値画像を作成し、その画像上の最大信号強度値
を検出する。その最大信号強度値に基づき速度画像のノ
イズを除去するためのスレッシュホールドレベル値を設
定する。スレッシュホールドレベル値は前記の最大信号
強度値に一定の比率Kを乗じて求められる。比率Kの値
は0〜0.5 の間の適当な値が選ばれる。次に絶対値画
像の各画素値と前記のスレッシュホールドレベル値との
比較を行い、スレッシュホールドレベル値以下の値を示
した画素位置をメモリに記憶する。続いて位相差分を行
った速度画像を作成し、前記の記憶された画素位置の速
度データを全て一定値、例えば「0」に置き換え、(−
π〜+πのランダムな値)となるノイズを除去する。全
ての画素について置換が完了した後に、速度画像をディ
スプレイ上に表示する(図1,図2参照)。 以上を行
うことにより、図1(c)又は図10(b)(写真を添
付)に示すようなノイズの除去された速度画像が得られ
る。
Further, in the present invention, a velocity image is created from the stored measurement data by the PC method described above, if necessary, by the phase difference processing shown in FIG. At this time, one absolute value image of the positive / negative flow encode data is created once in the process of processing, and the maximum signal intensity value on the image is detected. A threshold level value for removing noise in the velocity image is set based on the maximum signal strength value. The threshold level value is obtained by multiplying the maximum signal strength value by a constant ratio K. The value of the ratio K is selected as an appropriate value between 0 and 0.5. Next, each pixel value of the absolute value image is compared with the above-mentioned threshold level value, and the pixel position showing a value less than or equal to the threshold level value is stored in the memory. Subsequently, a velocity image obtained by performing the phase difference is created, and the velocity data of the stored pixel positions are all replaced with a constant value, for example, "0", and (-
Remove the random value) and a noise of π~ + π. After the replacement is completed for all pixels, the velocity image is displayed on the display (see FIGS. 1 and 2). By performing the above, a noise-free velocity image as shown in FIG. 1 (c) or FIG. 10 (b) (a photograph is attached) can be obtained.

【0027】上記で設定されたスレッシュホールドレベ
ル値は高過ぎた場合にはレベルの低い人体組織の速度情
報を抹消してしまうことになり、低過ぎた場合にはバッ
クグラウンドノイズの除去が不完全となる。またスレッ
シュホールドレベル値は対象とする画像のS/Nによっ
ても最適値が異なり、例えばS/Nが大きいときは小さ
く設定するのが適当であるため、画像に依存して変化す
るように設定するのが望ましい。このとき、画像のS/
Nの判断基準として、NMR信号受信時の減衰量および
フーリェ変換時のビットシフト量を勘案して求めた絶対
信号強度を用いるとよい。
If the threshold level value set above is too high, the velocity information of the human body tissue having a low level is deleted, and if it is too low, the background noise is not completely removed. Becomes Also, the threshold level value has an optimum value that differs depending on the S / N of the target image. For example, when the S / N is large, it is appropriate to set it to a small value, so it is set to change depending on the image. Is desirable. At this time, S /
As the criterion of N, it is preferable to use the absolute signal strength obtained by considering the attenuation amount at the time of receiving the NMR signal and the bit shift amount at the time of Fourier transform.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明は以上のように構成されたので、
図10(b)(写真を添付)に示すようにバックグラウ
ンドに相当する領域や骨などのNMR信号を発生しない
組織の不定な位相情報による、ノイズのない良好な血流
速度画像を作成することができる。
Since the present invention is constructed as described above,
As shown in FIG. 10 (b) (attached with a photograph), a good blood flow velocity image without noise is created by the indefinite phase information of the tissue that does not generate the NMR signal such as the region corresponding to the background or the bone. You can

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

【図1】本発明の磁気共鳴イメージング装置における流
速画像のノイズ除去の概要を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing an outline of noise removal of a flow velocity image in a magnetic resonance imaging apparatus of the present invention.

【図2】図1の各画像における1ライン分のプロファイ
ルを示した図。
FIG. 2 is a diagram showing a profile for one line in each image of FIG.

【図3】本発明及び従来の磁気共鳴イメージング装置の
全体構成を示すブロック図。
FIG. 3 is a block diagram showing an overall configuration of the present invention and a conventional magnetic resonance imaging apparatus.

【図4】磁気共鳴イメージング装置の撮像原理を説明す
るために原子核スピンの挙動を示す説明図。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the behavior of nuclear spins for explaining the imaging principle of the magnetic resonance imaging apparatus.

【図5】一般的な磁気共鳴イメージング装置における二
次元フーリエイメージング法のうち代表的なスピンエコ
ー法のパルスシーケンスを模式的に表わしたタイミング
線図。
FIG. 5 is a timing diagram schematically showing a pulse sequence of a typical spin echo method among two-dimensional Fourier imaging methods in a general magnetic resonance imaging apparatus.

【図6】フローエンコード傾斜磁場による移動スピンお
よび静止スピンの位相回転の様子を示す説明図。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state of phase rotation of a moving spin and a stationary spin by a flow encode gradient magnetic field.

【図7】PC法により計測したデータから位相の差を利
用して血流信号のみを抽出する様子を示した説明図。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a state in which only a blood flow signal is extracted from data measured by the PC method using a phase difference.

【図8】PC計測データを用いて得られる2種類の差分
画像を示す説明図。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing two types of difference images obtained by using PC measurement data.

【図9】3次元血管データから任意投影角の2次元血管
像を作成するための投影処理を示す説明図。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a projection process for creating a two-dimensional blood vessel image with an arbitrary projection angle from three-dimensional blood vessel data.

【図10】(写真を添付)本発明のノイズ除去処理の効
果を実際の速度画像で示した図。
FIG. 10 is a diagram showing an effect of noise removal processing of the present invention with an actual speed image (with a photograph attached).

【図11】スライス選択傾斜磁場印加方向にフローエン
コードパルスを印加するシーケンス例を示す図。
FIG. 11 is a diagram showing a sequence example in which a flow encode pulse is applied in a slice selection gradient magnetic field application direction.

【図12】位相エンコード傾斜磁場印加方向にフローエ
ンコードパルスを印加するシーケンス例を示す図。
FIG. 12 is a diagram showing a sequence example in which a flow encode pulse is applied in a phase encode gradient magnetic field application direction.

【図13】周波数エンコード傾斜磁場印加方向にフロー
エンコードパルスを印加するシーケンス例を示す図。
FIG. 13 is a diagram showing a sequence example of applying a flow encode pulse in a frequency encode gradient magnetic field application direction.

【図14】6個のシーケンスで3軸方向の血流を描出す
るシーケンスの例を示す図。
FIG. 14 is a diagram showing an example of a sequence for drawing blood flow in three axial directions with six sequences.

【図15】4個のシーケンスで3軸方向の血流を描出す
るシーケンスの例を示す図。
FIG. 15 is a diagram showing an example of a sequence for drawing blood flow in three axial directions with four sequences.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 被検体 2 磁場発生装置 3 傾斜磁場発生系 4 シーケンサ 5 送信系 6 受信系 7 信号処理系 8 CPU 9 傾斜磁場コイル 10 傾斜磁場電源 14a 送信側の高周波コイル 14b 受信側の高周波コイル 1 subject 2 Magnetic field generator 3 Gradient magnetic field generation system 4 Sequencer 5 Transmission system 6 Reception system 7 Signal processing system 8 CPU 9 gradient coil 10 gradient magnetic field power supply 14a High frequency coil on transmission side 14b RF coil on receiving side

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61B 5/055 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) A61B 5/055

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 被検体に静磁場を与える静磁場発生手段
と、被検体に傾斜磁場を与える傾斜磁場発生手段と、被
検体の生体組織を構成する原子の原子核に核磁気共鳴を
起こさせる高周波パルスを所定のパルスシーケンスで繰
り返し印加するシーケンサと、該シーケンサからの高周
波パルスにより被検体の生体組織の原子核に核磁気共鳴
を起こさせるために高周波磁場を照射する送信系と、前
記核磁気共鳴により放出されるエコー信号を検出する受
信系と、該受信系で検出したエコー信号を用いて画像再
構成演算を行う信号処理系と、再構成された画像を表示
する表示手段とを備え、核磁気共鳴により放出されるエ
コー信号の計測を繰り返し行って断層画像を得る磁気共
鳴イメージング装置において、前記信号処理系がフェイ
ズコントラス法で計測された一対の複素画像データのい
ずれか一方から絶対値画像を取得し、かつ、前記一対の
複素画像データの位相差分から血流速度に比例する位相
値をもつ位相画像を速度画像として取得し、前記絶対値
画像に基づきその画像データ値が所定のスレッシュホー
ルドレベル値より小さい領域に対応する前記位相画像の
画像データ値を一定値に置き換えることにより−π〜+
πのランダムな値となるノイズが除去された位相画像を
取得して前記速度画像とする処理手段を備えことを特
徴とする磁気共鳴イメージング装置。
1. A static magnetic field generating means for applying a static magnetic field to a subject, a gradient magnetic field generating means for applying a gradient magnetic field to the subject, and a high frequency for causing nuclear magnetic resonance in atomic nuclei of atoms constituting the biological tissue of the subject. A sequencer that repeatedly applies a pulse in a predetermined pulse sequence, a transmission system that irradiates a high-frequency magnetic field to cause nuclear magnetic resonance in the nuclei of the biological tissue of the subject by the high-frequency pulse from the sequencer, and the nuclear magnetic resonance A nuclear magnetic system comprising a receiving system for detecting an echo signal emitted, a signal processing system for performing an image reconstruction operation using the echo signal detected by the receiving system, and a display unit for displaying the reconstructed image. In a magnetic resonance imaging apparatus for obtaining a tomographic image by repeatedly measuring an echo signal emitted by resonance, the signal processing system uses a phase contrast method. A pair of measured complex image data
The absolute value image is acquired from either one of
Phase proportional to blood flow velocity from phase difference of complex image data
By obtaining a phase image having a value as a velocity image, and replacing the image data value of the phase image corresponding to an area whose image data value is smaller than a predetermined threshold level value based on the absolute value image with a constant value − π to +
A phase image from which noise that is a random value of π has been removed
Magnetic resonance imaging apparatus characterized by acquiring and comprising processing means to the velocity image.
【請求項2】 請求項1の磁気共鳴イメージング装置に
おいて、前記スレッシュホールドレベル値が前記絶対値
画像の画像データ中の最大信号強度に0.5 より小さい
比率を乗じて設定されることを特徴とする磁気共鳴イメ
ージング装置。
2. The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein the threshold level value is set by multiplying the maximum signal intensity in the image data of the absolute value image by a ratio smaller than 0.5. Magnetic resonance imaging apparatus.
【請求項3】 請求項1の磁気共鳴イメージング装置に
おいて、前記スレッシュホールドレベル値が前記絶対値
画像の画像データ中の最大信号強度に、信号受信時の減
衰量およびフーリェ変換時のビットシフト量に依存する
比率を乗じて設定されることを特徴とする磁気共鳴イメ
ージング装置。
3. The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein the threshold level value is the maximum signal intensity in the image data of the absolute value image, the attenuation amount at the time of signal reception and the bit shift amount at the time of Fourier transform. A magnetic resonance imaging apparatus characterized by being set by multiplying by a dependent ratio.
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