JP4721857B2 - Magnetic resonance imaging apparatus and image reconstruction method using the same - Google Patents

Magnetic resonance imaging apparatus and image reconstruction method using the same Download PDF

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  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Description

本発明は、核磁気共鳴(以下「NMR」という)現象を利用して被検体の所望部位の断層像
を得る磁気共鳴イメージング(以下「MRI」という)装置に関し、特に複数の受信コイルを
用いて取得したNMR信号に対して行う再構成処理方法に関するものである。
The present invention relates to a magnetic resonance imaging (hereinafter referred to as “MRI”) apparatus that obtains a tomographic image of a desired region of a subject using a nuclear magnetic resonance (hereinafter referred to as “NMR”) phenomenon, and particularly using a plurality of receiving coils. The present invention relates to a reconstruction processing method performed on an acquired NMR signal.

MRI装置は、静磁場中に置かれた被検体に対し、特定周波数の高周波磁場を照射することにより被検体に含まれる水素等の原子核を励起し、被検体から発生するNMR信号を検出して、被検体の物理的又は化学的情報を取得して画像化することが可能である。
このようなMRI装置で、NMR信号の検出には高周波コイルが用いられている。この高周波コイルとしては、感度が良好でそのうえ視野を広げてもSN比が良いことから、フェーズド・アレイ・コイル或いはマルチプルコイルと呼ばれる複数の受信コイルから構成されたものが用いられている。
An MRI apparatus detects a NMR signal generated from a subject by exciting a nucleus such as hydrogen contained in the subject by irradiating a subject placed in a static magnetic field with a high frequency magnetic field of a specific frequency. The physical or chemical information of the subject can be acquired and imaged.
In such an MRI apparatus, a high-frequency coil is used to detect an NMR signal. As this high-frequency coil, a coil composed of a plurality of receiving coils called a phased array coil or a multiple coil is used because of its good sensitivity and a good SN ratio even when the field of view is widened.

このようなマルチプルコイルでは、それを構成する複数の受信コイルから得られるNMR信号をそれぞれ画像再構成した後に、各再構成画像を合成して最終的な一つの画像として表示している。そのために、受信コイル毎にプリアンプとA/D変換器を備えて、このプリアンプによって増幅され、A/D変換器でディジタル化された各NMR信号が、受信コイル数以上の伝送経路(チャンネル)数を備えた信号処理系に入力される。この信号処理系では、伝送経路毎にNMR信号を処理するための演算器が備えられ、その伝送経路に入力されたNMR信号を処理する。つまり、信号処理系内では複数の演算器が並列に配列されて、複数のNMR信号を並列処理することによって、大量のデータを高速に処理している。   In such a multiple coil, NMR signals obtained from a plurality of receiving coils constituting the image are respectively reconstructed, and then the reconstructed images are synthesized and displayed as a final image. For this purpose, each receiving coil has a preamplifier and an A / D converter, and each NMR signal amplified by this preamplifier and digitized by the A / D converter has a number of transmission paths (channels) equal to or greater than the number of receiving coils. Is input to a signal processing system. In this signal processing system, an arithmetic unit for processing the NMR signal is provided for each transmission path, and the NMR signal input to the transmission path is processed. That is, a plurality of arithmetic units are arranged in parallel in the signal processing system, and a large amount of data is processed at high speed by processing a plurality of NMR signals in parallel.

このような構成の一例として、例えば(特許文献1)には、NMR信号をディジタル化するA/D変換手段と、ディジタル化されたNMR信号に対して演算処理を行って画像を再構成するデータ処理手段とを備え、前記A/D変換手段から出力されるディジタルNMR信号を入力して信号処理を実行する複数個の信号処理ユニットを備えた信号処理手段が前記A/D変換手段と前記データ処理手段との間に介在し、かつ前記各信号処理ユニットはユニットごとに異なる信号処理をディジタルNMR信号に施して前記データ処理手段へ送信する動作を並列に進行させる構成が開示されている。
特開平9-294734号公報
As an example of such a configuration, for example, (Patent Document 1) includes A / D conversion means for digitizing an NMR signal and data for reconstructing an image by performing arithmetic processing on the digitized NMR signal. A signal processing means comprising a plurality of signal processing units for inputting a digital NMR signal output from the A / D conversion means and executing signal processing. There is disclosed a configuration in which each signal processing unit intervenes with the processing means, and the signal processing unit performs different signal processing on the digital NMR signal for each unit and transmits the data to the data processing means in parallel.
JP-A-9-294734

伝送経路毎に演算器を備えてNMR信号を並列処理する場合には、伝送経路数や演算器数をなるべく少なくしてコストを低減しながら、信号処理の処理効率を高める必要がある。処理効率を高める方法の一つとして、特定の演算器の負荷が高まることによって全体のスループットが低下するのを回避するために、データ処理の負荷が複数の演算器間でなるべく均等となるようにデータを分散させる方法が一般的に知られている。   When an arithmetic unit is provided for each transmission path and NMR signals are processed in parallel, it is necessary to increase the processing efficiency of the signal processing while reducing the cost by reducing the number of transmission paths and the number of arithmetic units as much as possible. One way to increase processing efficiency is to make the data processing load as uniform as possible among multiple computing units in order to avoid a decrease in overall throughput due to an increase in the load on a specific computing unit. Methods for distributing data are generally known.

しかし、(特許文献1)に開示された構成では、複数個の信号処理ユニット間でのデータの授受は考慮されていない。また、後段のデータ処理手段においても並列化や、相互のデータ授受に関しては開示されていない。このために、演算量の多いデータ処理や大量のデータが発生した場合に、特定の信号処理ユニットに負荷が集中してしまう可能性があり、このような場合には信号処理系全体のスループットが低下する可能性があると考えられる。   However, in the configuration disclosed in (Patent Document 1), data exchange between a plurality of signal processing units is not considered. Further, the data processing means in the subsequent stage is not disclosed regarding parallelization and mutual data exchange. For this reason, when a large amount of data is processed or a large amount of data is generated, the load may be concentrated on a specific signal processing unit. In such a case, the throughput of the entire signal processing system is reduced. It is thought that there is a possibility of decline.

そこで本発明の目的は、複数の受信コイルからなるマルチプルコイルによって受信されたNMR信号を信号処理して画像再構成する場合において、負荷分散や処理速度の高速化が可能な信号処理系及びこれを備えたMRI装置を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a signal processing system capable of load distribution and increase in processing speed in the case of reconstructing an image by processing an NMR signal received by a multiple coil including a plurality of receiving coils. It is to provide an equipped MRI apparatus.

上記の課題を解決するために、本発明のMRI装置における画像再構成方法は以下の様に構成されることを特徴とする。即ち、
複数の受信コイルを有して成るマルチプルコイルと、前記受信コイルの数と同数の伝送経路を有して該伝送経路毎に一の前記受信コイルからの信号が入力される画像再構成手段とを備えた磁気共鳴イメージング装置における画像再構成方法であって、
(a)前記伝送経路毎に前記受信コイルの画像を再構成するステップ、
(b)前記各伝送経路の画像を2つずつ合成するステップ、
(c)前記各合成画像を2つずつ合成するステップ、
(d)前記合成画像の数が1つになるまで前記ステップ(c)を繰り返すステップ、
(e)前記受信コイルの数が奇数の場合には、更に、最後の合成画像と残りの伝送経路の
画像とを合成するステップ
を含む。
In order to solve the above problems, the image reconstruction method in the MRI apparatus of the present invention is configured as follows. That is,
A multiple coil having a plurality of receiving coils, and an image reconstructing unit having the same number of transmission paths as the number of the receiving coils and receiving a signal from one receiving coil for each transmission path. An image reconstruction method in a magnetic resonance imaging apparatus comprising:
(a) reconstructing an image of the receiving coil for each transmission path;
(b) a step of combining two images of each transmission path;
(c) synthesizing each of the synthesized images two by two,
(d) repeating the step (c) until the number of the composite images becomes one;
(e) When the number of receiving coils is an odd number, the method further includes a step of combining the last combined image and the image of the remaining transmission path.

これは、伝送経路毎に各受信コイルの画像を再構成し、各画像を2つずつ合成して合成画像を作製し、更に、この合成画像を2つずつ合成していくことを繰り返すことによって、最終的に1つの画像を合成する方法である。なお、受信コイルの数が奇数の場合には、更に、最後の合成画像と残りの伝送経路の画像を合成して最終画像を得る。
これにより、画像再構成の負荷分散や処理速度の高速化が可能となる。
This is by reconstructing the image of each receiving coil for each transmission path, combining each image two by two to create a combined image, and then repeating this combined image two by two. Finally, it is a method to synthesize one image. If the number of reception coils is an odd number, the final image is obtained by further combining the last combined image and the remaining transmission path images.
This makes it possible to distribute the load of image reconstruction and increase the processing speed.

さらに、上記の課題を解決するために、本発明のMRI装置は以下の様に構成されることを特徴とする。即ち、複数の受信コイルを有して成るマルチプルコイルと、前記受信コイルの数と同数の伝送経路を有して該伝送経路毎に一の前記受信コイルからの信号が入力される画像再構成手段とを備え、前記画像再構成手段は、直列に接続された1以上の演算器を伝送経路毎に有し、前記演算器の少なくとも一部は、隣接する伝送経路の演算器との間で、少なくとも一方向のデータ送受が可能に接続されたMRI装置において、前記伝送経路内の1以上の演算器の内の少なくとも1つの演算器は、該伝送経路に入力された前記受信コイルの信号から画像を再構成すると共に、隣接する演算器の画像と自身の画像とを合成する。
好ましくは、前記演算器の少なくとも一部は、双方向通信が可能に相互接続されて、互いに前記画像合成の開始指示と終了の通知を行う。
Furthermore, in order to solve the above-described problems, the MRI apparatus of the present invention is configured as follows. That is, a multiple coil having a plurality of receiving coils, and an image reconstructing unit having the same number of transmission paths as the number of the receiving coils, and a signal from one receiving coil being input for each transmission path The image reconstructing means has one or more arithmetic units connected in series for each transmission path, and at least a part of the arithmetic units is between the arithmetic units of adjacent transmission paths, In an MRI apparatus connected so as to be able to transmit and receive data in at least one direction, at least one of the one or more computing units in the transmission path is an image from a signal of the receiving coil input to the transmission path. Are reconstructed, and the image of the adjacent computing unit and its own image are synthesized.
Preferably, at least a part of the computing units are interconnected so as to be capable of two-way communication, and send an instruction to start and end the image composition to each other.

これは、上記画像再構成方法を実現するMRI装置の構成であって、複数の演算器の少なくとも一部を格子状に接続して画像再構成手段を構成することによって、受信コイル毎の画像の再構成と、それらの画像の合成を複数の演算器に分散させるものである。
これによって、本発明のMRI装置は、上記画像再構成方法と同様の効果を有する。
This is a configuration of an MRI apparatus that realizes the above image reconstruction method, and by connecting at least a part of a plurality of arithmetic units in a lattice shape to constitute an image reconstruction means, an image of each reception coil is obtained. The reconstruction and the synthesis of these images are distributed to a plurality of computing units.
Thereby, the MRI apparatus of the present invention has the same effect as the image reconstruction method.

本発明のMRI装置及び画像再構成方法は、以上に説明したように構成されているので、演算器間の伝送経路が格子状であることを利用して、水平方向及び垂直方向の伝送経路を考慮したデータ処理方法を選択することができ、画像再構成処理を複数の演算器に負荷分散することが可能になる。その結果、データ処理速度の高速化が可能となり、MRI装置全体のスループットを向上させることができる。   Since the MRI apparatus and the image reconstruction method of the present invention are configured as described above, the transmission paths in the horizontal direction and the vertical direction are determined using the fact that the transmission paths between the arithmetic units are in a lattice shape. It is possible to select a data processing method in consideration, and it is possible to distribute the load of the image reconstruction process to a plurality of arithmetic units. As a result, the data processing speed can be increased, and the overall throughput of the MRI apparatus can be improved.

以下、本発明に係るMRI装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明に係るMRI装置の一実施例の全体構成を示すブロック図である。このMRI装置は、静磁場発生手段1、傾斜磁場発生手段2、送信系3、受信系4、シーケンサ5、計測制御装置6、信号処理演算器制御装置7、信号処理演算器8、及び図示しない操作部とからなっており、NMR現象を利用して被検体9の断層像を表示する。
Hereinafter, embodiments of an MRI apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an embodiment of an MRI apparatus according to the present invention. This MRI apparatus includes a static magnetic field generation means 1, a gradient magnetic field generation means 2, a transmission system 3, a reception system 4, a sequencer 5, a measurement control device 6, a signal processing arithmetic controller 7, a signal processing arithmetic unit 8, and not shown. It consists of an operation unit and displays a tomographic image of the subject 9 using the NMR phenomenon.

静磁場発生手段1は、被検体9の周りのある広がりを持った空間に配置された永久磁石、常電導磁石又は超電導磁石のいずれかを有し、被検体9の周囲にその体軸方向または被検体9の体軸と直行する方向に均一な静磁場を発生させる。   The static magnetic field generating means 1 has either a permanent magnet, a normal conducting magnet, or a superconducting magnet arranged in a space with a certain circumference around the subject 9, and the body axis direction around the subject 9 or A uniform static magnetic field is generated in a direction perpendicular to the body axis of the subject 9.

傾斜磁場発生系2は、X,Y,Zの3軸方向に巻かれた傾斜磁場コイル10と、これらの各々のコイルに電流を供給する傾斜磁場電源11とを有し、シーケンサ5からの制御に従って傾斜磁場電源11から各々のコイルに電流を供給することによりX,Y,Zの3軸方向の傾斜磁場Gx,Gy,Gzを被検体9に印加する。この傾斜磁場の加え方により、被検体9の撮影断面が設定される。   The gradient magnetic field generation system 2 includes a gradient magnetic field coil 10 wound in the three axis directions of X, Y, and Z, and a gradient magnetic field power source 11 that supplies a current to each of these coils. Thus, the gradient magnetic field Gx, Gy, and Gz in the X, Y, and Z axial directions are applied to the subject 9 by supplying current from the gradient magnetic field power supply 11 to each coil. The imaging cross section of the subject 9 is set by applying the gradient magnetic field.

送信系3は、高周波発振器12、変調器13、高周波増幅器14及び高周波照射コイル15とを有し、事前に設定された被検体9のある断面を構成する原子の原子核にNMR現象を誘起するために、傾斜磁場発生手段2からの傾斜磁場と共に、高周波発振器12から出力された高周波信号を変調器13で変調し高周波増幅器14で増幅した後に、被検体9に近接して設置された高周波照射コイル15に供給して、被検体9に高周波磁場パルス(以下「RFパルス」という)を照射する。   The transmission system 3 includes a high-frequency oscillator 12, a modulator 13, a high-frequency amplifier 14, and a high-frequency irradiation coil 15, in order to induce an NMR phenomenon in atomic nuclei constituting a predetermined section of the subject 9 In addition, the high-frequency irradiation coil installed close to the subject 9 after the high-frequency signal output from the high-frequency oscillator 12 is modulated by the modulator 13 and amplified by the high-frequency amplifier 14 together with the gradient magnetic field from the gradient magnetic field generating means 2 15, the subject 9 is irradiated with a high frequency magnetic field pulse (hereinafter referred to as “RF pulse”).

受信系4は、高周波受信コイル16、受信回路17及びアナログ/ディジタル(以下「A/D」という)変換器18からなり、送信系3の高周波照射コイル15から照射されたRFパルスによって誘起された被検体9の原子核からのNMR信号(エコー信号)を、被検体9に近接して配置された高周波受信コイル16で検出し、プリアンプを含む受信回路17を介してA/D変換器18に入力され、ディジタル信号に変換される。このディジタル信号は、シーケンサ5からの制御によるタイミングでサンプリングされたデータ(以下「サンプリングデータ」という)として、信号処理系20に出力される。   The reception system 4 includes a high-frequency reception coil 16, a reception circuit 17, and an analog / digital (hereinafter referred to as "A / D") converter 18, and is induced by an RF pulse emitted from the high-frequency irradiation coil 15 of the transmission system 3. An NMR signal (echo signal) from the nucleus of the subject 9 is detected by a high-frequency receiving coil 16 disposed close to the subject 9 and input to an A / D converter 18 via a receiving circuit 17 including a preamplifier. And converted into a digital signal. This digital signal is output to the signal processing system 20 as data sampled at the timing controlled by the sequencer 5 (hereinafter referred to as “sampling data”).

シーケンサ5は、計測制御装置6の制御に基づいて動作し、RFパルス及び傾斜磁場の発生をある所定のパルスシーケンスに基づいて繰り返すために、傾斜磁場発生系2と送信系3に種々の命令を送ってこれらの動作を制御する。   The sequencer 5 operates based on the control of the measurement control device 6, and in order to repeat generation of the RF pulse and the gradient magnetic field based on a predetermined pulse sequence, various commands are given to the gradient magnetic field generation system 2 and the transmission system 3. To control these operations.

信号処理系20は、信号処理演算器8と信号処理演算器制御装置7とを有し、信号処理演算器8は受信系4からのサンプリングデータをフーリエ変換し、補正計算及び画像再構成等の処理を行ない、処理結果を信号処理演算器制御装置7に出力する。信号処理演算器制御装置7は信号処理演算器8で再構成された画像データをディスプレイ19に断層像として表示し、それらの画像データを装置内のデータベースに保存する。   The signal processing system 20 includes a signal processing arithmetic unit 8 and a signal processing arithmetic unit control device 7, and the signal processing arithmetic unit 8 Fourier-transforms the sampling data from the reception system 4 to perform correction calculation, image reconstruction, and the like. The processing is performed, and the processing result is output to the signal processing arithmetic unit controller 7. The signal processing calculator control device 7 displays the image data reconstructed by the signal processing calculator 8 as a tomographic image on the display 19, and stores these image data in a database in the device.

計測制御装置6は、指定されたパルスシーケンスに規定されたRFパルス及び傾斜磁場パルスの印加パターンを読み出してシーケンサ5を動作させるとともに、受信系4で検出したNMR信号を用いて、信号処理系20で画像再構成演算を行う様に制御する。   The measurement control device 6 reads the application pattern of the RF pulse and the gradient magnetic field pulse specified in the designated pulse sequence, operates the sequencer 5, and uses the NMR signal detected by the reception system 4 to use the signal processing system 20 To perform image reconstruction calculation.

(第1の実施形態)
以下、本発明に係るMRI装置の第1の実施形態を説明する。本実施形態は、受信コイル数及び伝送経路数が偶数となる形態である。
図2は、本実施形態の第1の実施例に係るMRI装置における信号処理演算器8の一構成例を示すブロック図である。この信号処理演算器8には、マルチプルコイルを構成する受信コイルの数(n)に対応したサンプリングデータの伝送経路が存在し、伝送経路毎に、QD検波及びリサンプリングを行う演算器(以下「DRF」という)21と、DRF21から取り込んだディジタルデータを自身のヘッダ情報に含まれている位置情報をもとにK空間に配置してフーリエ変換を行う演算器(以下「RCN」という)22とが1組の演算器セットとして直列に配置されている。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of an MRI apparatus according to the present invention will be described. In the present embodiment, the number of receiving coils and the number of transmission paths are an even number.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the signal processing arithmetic unit 8 in the MRI apparatus according to the first example of the present embodiment. This signal processing computing unit 8 has a sampling data transmission path corresponding to the number (n) of receiving coils constituting the multiple coil, and an arithmetic unit (hereinafter referred to as `` QD detection and resampling '' for each transmission path. DRF 21), and an arithmetic unit (hereinafter referred to as “RCN”) 22 that performs digital transformation by placing digital data captured from DRF 21 in K space based on position information included in its own header information. Are arranged in series as one arithmetic unit set.

つまり上述の演算器セットを受信コイル数以上の数だけ並列に配置して、それぞれの伝送経路に一の受信コイルからのサンプリングデータが入力されて、伝送経路毎に並列処理される。このサンプリングデータは、前述した様に、その伝送経路に接続された受信コイルで受信されたNMR信号が、プリアンプを介して増幅された後にA/D変換器でディジタル化されたデータである。   That is, the above-described arithmetic unit sets are arranged in parallel by a number equal to or greater than the number of receiving coils, sampling data from one receiving coil is input to each transmission path, and parallel processing is performed for each transmission path. As described above, the sampling data is data obtained by digitizing the NMR signal received by the receiving coil connected to the transmission path through the preamplifier and then digitized by the A / D converter.

複数の演算器の少なくとも一部は、格子状に配置されて、縦方向(つまり伝送経路方向)及び横方向にデータバスを介して接続されている。つまり、隣接するDRF21同士と隣接するRCN22同士を相互に接続し、且つ、DRF21とRCN22を伝送経路方向に接続し、それぞれの接続については一方向又は双方向にデータ伝送を行える様にする。演算器としては、例えばDSP(Digital Signal Processor)を用いることができる。この演算器同士の相互接続は、高速な専用データバス(以下、単に「高速バス」という)を用いて高速にデータの授受を行うことが可能である。例えば、80MB/sec以上の実効データ伝送スピードを達成することができる。この様な複数の演算器の少なくとも一部を高速バスを用いて格子状に接続し、各種演算を各演算器に効率的に割り当てることによって、効率的な負荷分散を行うことが可能になる。これにより装置全体のスループットを向上させることができる。   At least some of the plurality of arithmetic units are arranged in a lattice pattern and are connected to each other in the vertical direction (that is, the transmission path direction) and the horizontal direction via a data bus. That is, adjacent DRFs 21 and adjacent RCNs 22 are connected to each other, and DRF 21 and RCN 22 are connected in the direction of the transmission path so that data transmission can be performed in one direction or in both directions. For example, a DSP (Digital Signal Processor) can be used as the arithmetic unit. The interconnection between the arithmetic units can exchange data at high speed using a high-speed dedicated data bus (hereinafter simply referred to as “high-speed bus”). For example, an effective data transmission speed of 80 MB / sec or more can be achieved. By connecting at least a part of such a plurality of arithmetic units in a grid using a high-speed bus and efficiently assigning various arithmetic operations to each arithmetic unit, efficient load distribution can be performed. Thereby, the throughput of the entire apparatus can be improved.

図3に、受信コイル数及び伝送経路数が偶数の場合の一例として、それぞれ4つの場合に、マルチプルコイルを構成する各受信コイル16で受信したNMR信号から画像再構成を行う際のデータの流れを示してあり、これに基づいて本実施形態の第1の例を説明する。
図3のデータ流れ図は、伝送経路毎に、マルチプルコイルを構成する各受信コイル16から受信回路17を経由して信号処理演算器8にデータが伝送され、この信号処理演算器8内のDRF21とRCN22で処理されたデータが信号処理演算器制御装置7に伝送されるまでを示している。
FIG. 3 shows an example of the case where the number of receiving coils and the number of transmission paths are an even number, and the flow of data when image reconstruction is performed from NMR signals received by each receiving coil 16 constituting a multiple coil in each case of four. Based on this, a first example of the present embodiment will be described.
The data flow diagram of FIG. 3 shows that for each transmission path, data is transmitted from each receiving coil 16 constituting the multiple coil to the signal processing arithmetic unit 8 via the receiving circuit 17, and the DRF 21 in the signal processing arithmetic unit 8 This shows the processing until the data processed by the RCN 22 is transmitted to the signal processing computing unit controller 7.

Step1では、伝送経路毎に301の処理が行われる。つまり、各受信コイル16で受信されたNMR信号が、受信回路11にてプリアンプによって信号増幅され、低域通過フィルタ(LPF)1を通過した後にA/D変換器によってアナログ信号であるNMR信号がディジタル化されたサンプリングデータに変換される。このA/D変換器のサンプリングレートを例えば500kHzにする場合には、LPF1のカットオフ周波数を略250kHzとする。   In Step 1, 301 processing is performed for each transmission path. That is, the NMR signal received by each receiving coil 16 is amplified by a preamplifier in the receiving circuit 11, and after passing through the low-pass filter (LPF) 1, the A / D converter converts the NMR signal as an analog signal. It is converted into digitized sampling data. When the sampling rate of the A / D converter is set to 500 kHz, for example, the cutoff frequency of LPF1 is set to about 250 kHz.

Step2では、伝送回路毎に302の処理が行われる。つまり、信号処理演算器8内のDRF21において、サンプリングデータが直交(Q/D)検波及びリサンプリングされる。この直交検波は、ディジタル信号である1系統のサンプリングデータをディジタル的に直交検波して、互いに直交する0°成分と90°成分からなる2系統の信号に分割する。また、リサンプリングは、撮影の際に設定された画像のマトリックス数と信号計測時間幅とで定まるNMR信号の周波数帯域に対応するサンプリングレートで、サンプリングデータの各成分をそれぞれ再サンプリングする。例えば、5.12msecの信号計測時間幅で256マトリックスのデータを計測する場合の周波数帯域は50kHzとなるので、リサンプリングのサンプリングレートは100kHzとなる。そこで、カットオフ周波数を略50kHzとするディジタル的低域通過フィルタ(LPF)2にサンプリングデータの各成分を通過させた後に、成分毎に100kHzでリサンプリングを行う。   In Step 2, 302 processing is performed for each transmission circuit. That is, sampling data is subjected to quadrature (Q / D) detection and resampling in the DRF 21 in the signal processing arithmetic unit 8. In this quadrature detection, one system of sampling data, which is a digital signal, is digitally quadrature detected and divided into two systems of signals of 0 ° and 90 ° components orthogonal to each other. In resampling, each component of the sampling data is resampled at a sampling rate corresponding to the frequency band of the NMR signal determined by the number of image matrices and the signal measurement time width set at the time of imaging. For example, since the frequency band when measuring 256 matrix data with a signal measurement time width of 5.12 msec is 50 kHz, the sampling rate of resampling is 100 kHz. Therefore, after each component of the sampling data is passed through a digital low-pass filter (LPF) 2 having a cutoff frequency of about 50 kHz, resampling is performed at 100 kHz for each component.

Step3では、伝送経路毎に303の処理を行う。つまり、信号処理演算器8内のRCN22において、0°成分を実成分とし90°成分を虚成分とする複素データをK空間に配置して、画像再構成に必要な全K空間データを揃える。その際、NMR信号を受信する際に印加された位相エンコード量に対応するK空間の位置に複素データを配置する。全K空間データが揃った後にフーリエ変換を行って画像を再構成する。このステップにおいて、受信コイル16毎の画像再構成処理が完了する。   In Step 3, the process 303 is performed for each transmission path. That is, in the RCN 22 in the signal processing arithmetic unit 8, complex data having a 0 ° component as a real component and a 90 ° component as an imaginary component are arranged in the K space, and all the K space data necessary for image reconstruction are arranged. At that time, complex data is arranged at a position in the K space corresponding to the phase encoding amount applied when the NMR signal is received. After all the K-space data has been prepared, Fourier transformation is performed to reconstruct the image. In this step, the image reconstruction process for each receiving coil 16 is completed.

次のステップからは、各受信コイルの画像を合成して、最終的な一つの画像を取得する処理を行う。この画像合成は、例えば(1)式のように行うことができる。
合成画像=(1/N)Σ(受信コイル毎の画像) (1)
ここで、Nは受信コイル数である。
From the next step, the process of obtaining the final image by combining the images of the receiving coils. This image composition can be performed, for example, as shown in equation (1).
Composite image = (1 / N) Σ (image for each receiving coil) (1)
Here, N is the number of receiving coils.

そこでStep4では、画像合成1(304)の処理を行う。隣接する2伝送経路毎に(1)式の画像合成1を行う。そのためには、例えば、伝送経路4のRCN22-4はその画像4データを、図2に示すRCN間の横方向の高速バスを経由して、隣の伝送経路3のRCN22-3に伝送する。そして、RCN22-3は自身の伝送経路3の画像3データと伝送された画像4データとを(1)式に基づ
いて加算する。
合成画像34=(1/2){(画像3)+(画像4)} (2)
Accordingly, in Step 4, the process of image composition 1 (304) is performed. The image composition 1 of the expression (1) is performed for every two adjacent transmission paths. For this purpose, for example, the RCN 22-4 of the transmission path 4 transmits the image 4 data to the RCN 22-3 of the adjacent transmission path 3 via the horizontal high-speed bus between the RCNs shown in FIG. The RCN 22-3 adds the image 3 data of its own transmission path 3 and the transmitted image 4 data based on the equation (1).
Composite image 34 = (1/2) {(image 3) + (image 4)} (2)

伝送経路1と伝送経路2においても同様の処理を行う。つまり、伝送経路2のRCN22-2はその画像2データを、図2に示すRCN間の横方向の高速バスを経由して、隣の伝送経路1のRCN22-1に伝送する。RCN22-1は自身の伝送経路1の画像1データと伝送された画像2データとを(1)式に基づいて加算する。
合成画像12=(1/2){(画像1)+(画像2)} (3)
The same processing is performed for transmission path 1 and transmission path 2. That is, the RCN 22-2 in the transmission path 2 transmits the image 2 data to the RCN 22-1 in the adjacent transmission path 1 via the horizontal high-speed bus between the RCNs shown in FIG. The RCN 22-1 adds the image 1 data of its transmission path 1 and the transmitted image 2 data based on the equation (1).
Composite image 12 = (1/2) {(image 1) + (image 2)} (3)

最後にStep5で、画像合成2(305)の処理を行う。画像合成1で得られた2つの合成画像を更に画像合成2して、最終的な1枚の画像を合成する。そのためには、伝送経路3のRCN22-3で合成された(2)式の合成画像34データを図2に示すRCN間の横方向の高速バスを経由して、伝送経路1のRCN22-1に伝送する。その際、伝送経路2のRCN22-2を介して画像データを伝送することになるが、このような場合にはRCN22の内部スイッチを切り替えて横方向の高速バスが直通となるように設定する。これにより、高速にデータ伝送が可能になる。RCN22-1は自身の合成画像12データと伝送された合成画像34データとを(1)式に基づいて加算する。
最終合成画像=(1/2){(合成画像12)+(合成画像34)} (4)
以上のようにして合成された最終合成画像は、信号処理演算器制御装置7に伝送される。
Finally, in Step 5, image composition 2 (305) is processed. The two synthesized images obtained in the image synthesis 1 are further subjected to image synthesis 2, and a final image is synthesized. For that purpose, the composite image 34 data of the formula (2) synthesized by RCN22-3 of transmission path 3 is transferred to RCN22-1 of transmission path 1 via the horizontal high-speed bus between RCNs shown in FIG. To transmit. At that time, image data is transmitted via the RCN 22-2 of the transmission path 2. In such a case, the internal switch of the RCN 22 is switched to set the horizontal high-speed bus directly. As a result, data transmission can be performed at high speed. RCN 22-1 adds its own composite image 12 data and transmitted composite image 34 data based on the equation (1).
Final composite image = (1/2) {(composite image 12) + (composite image 34)} (4)
The final synthesized image synthesized as described above is transmitted to the signal processing arithmetic unit controller 7.

ここで、上記第1の実施例のデータ処理が他の考え得る形態よりも高速であることを簡単に説明する。比較の対象として、伝送経路毎の画像を順次加算していく場合を想定する。この場合を図2の構成で説明すると次のようになる。即ち、RCN22-3において、RCN22-4で再構成された画像4と自身の画像3を加算して合成画像34を得る。次に、RCN22-2において、RCN22-3で合成された合成画像34と自身の画像2を加算して合成画像234を得る。最後に、RCN22-1において、RCN22-2で合成された合成画像234と自身の画像1を加算して最終合成画像を得る。これにより明らかなように、順次画像を加算していく場合の処理ステップ数が、上記第1の実施例で説明した2伝送経路毎に画像を加算していく場合の処理ステップ数より多くなってしまう。つまり、2伝送経路毎に画像を加算していく上記第1の実施例の加算方法が効率的であることが明らかである。   Here, it will be briefly described that the data processing of the first embodiment is faster than other possible forms. As a comparison target, it is assumed that images for each transmission path are sequentially added. This case will be described with reference to the configuration of FIG. That is, the RCN 22-3 adds the image 4 reconstructed by the RCN 22-4 and its own image 3 to obtain a composite image 34. Next, in RCN 22-2, the synthesized image 34 synthesized in RCN 22-3 and its own image 2 are added to obtain a synthesized image 234. Finally, in RCN 22-1, the synthesized image 234 synthesized in RCN 22-2 and its own image 1 are added to obtain a final synthesized image. As is clear from this, the number of processing steps when sequentially adding images is larger than the number of processing steps when adding images for every two transmission paths described in the first embodiment. End up. That is, it is clear that the adding method of the first embodiment in which images are added every two transmission paths is efficient.

なお、上記説明では、演算器の構成をDRFとRCNの2段からなる格子配置の例を説明したが、他の段数でも良い。1段のみの演算器で構成する場合は、図2のDRF21が、本実施形態で説明したDRF21とRCN22の処理を順次行うことになる。つまり、上記伝送経路毎の直交検波から画像再構成までを行った後に、隣接する演算器に再構成画像データを伝送する。再構成画像データを伝送された演算器では、自身の再構成画像と伝送された再構成画像とを加算して合成画像を求めることができる。そして、例えば左端の演算器において、最終合成画像を求めることになる。或いは、3段の場合には、2段目では前述のように受信コイル毎の画像再構成を行い、その画像データを3段目の演算器に伝送して、3段目の演算器において上記画像合成を行うことができる。4段以上の場合は、更に前述の各種処理を細分化して格段の演算器に分配して、いわゆるパイプライン処理を行えば良い。   In the above description, the example of the lattice arrangement consisting of two stages of DRF and RCN is described as the configuration of the arithmetic unit, but other stages may be used. When the arithmetic unit is composed of only one stage, the DRF 21 in FIG. 2 sequentially performs the processing of the DRF 21 and the RCN 22 described in the present embodiment. That is, after performing from quadrature detection to image reconstruction for each transmission path, the reconstructed image data is transmitted to an adjacent computing unit. The computing unit to which the reconstructed image data has been transmitted can add its own reconstructed image and the transmitted reconstructed image to obtain a composite image. Then, for example, the final composite image is obtained in the leftmost computing unit. Alternatively, in the case of three stages, the second stage performs image reconstruction for each receiving coil as described above, transmits the image data to the third stage computing unit, and the third stage computing unit Image composition can be performed. In the case of four or more stages, the above-described various processes may be further subdivided and distributed to exceptional arithmetic units to perform so-called pipeline processing.

次に、本実施形態の第2の実施例として、マルチプルコイルを構成する受信コイル数及び伝送経路数が8つの場合における、各受信コイル16で受信したNMR信号から画像再構成を行う際の処理例を図5〜9に基づいて説明する。   Next, as a second example of the present embodiment, processing when image reconstruction is performed from NMR signals received by each receiving coil 16 when the number of receiving coils and the number of transmission paths constituting the multiple coil is eight. An example will be described with reference to FIGS.

図5は信号処理演算器8の内部構成のブロック図である。この例では、伝送経路毎の演算器の数を1つとした場合の例を示している。各伝送経路の演算器(以下、CH演算器という)には、サンプリングデータが入力されて信号処理が行われる。また、各CH演算器には、計測制御装置6との間で通信を行うためのバス501とバス502が接続されている。バス501は、計測制御装置6と各CH演算器との間で1対1の双方向通信を行うことが可能なバスであり、例えばPCIバスとすることができる。一方、バス502は、計測制御装置6と複数のCH演算器との間及び各CH演算器間で同時に並列に双方向通信を行うことが可能なバスであり、例えばEthernet(登録商標)とすることができる。図5は、バス502をEthernetとした場合を示しており、各CH演算器は計測制御装置6との間をEthernet Hub503を介してスター型のネットワーク・トポロジで接続され双方向の通信を行う例を示している。つまり、各CH演算器とEthernet Hub503との間を1対1で接続し、計測制御装置6とEthernet Hub503との間は1本の線路で接続されている。このEthernet Hub503は計測制御装置6からのデータを全てのCH演算器に送信し、各CH演算器からのデータを計測制御装置6に送信する。また、各CH演算器は隣接するCH演算器に対して下位方向のみに高速データ伝送を行える高速バス504を介して接続されている。   FIG. 5 is a block diagram of the internal configuration of the signal processing arithmetic unit 8. In this example, an example in which the number of computing units for each transmission path is one is shown. Sampling data is input to an arithmetic unit (hereinafter referred to as a CH arithmetic unit) for each transmission path, and signal processing is performed. Further, a bus 501 and a bus 502 for performing communication with the measurement control device 6 are connected to each CH computing unit. The bus 501 is a bus capable of performing one-to-one bidirectional communication between the measurement control device 6 and each CH computing unit, and may be a PCI bus, for example. On the other hand, the bus 502 is a bus capable of performing bidirectional communication in parallel between the measurement control device 6 and a plurality of CH computing units and between each CH computing unit, for example, Ethernet (registered trademark). be able to. FIG. 5 shows a case where the bus 502 is Ethernet, and each CH computing unit is connected to the measurement control device 6 via the Ethernet Hub 503 in a star-type network topology and performs bidirectional communication. Is shown. That is, each CH computing unit and Ethernet Hub 503 are connected on a one-to-one basis, and measurement control device 6 and Ethernet Hub 503 are connected by a single line. The Ethernet Hub 503 transmits data from the measurement control device 6 to all the CH calculators, and transmits data from each CH calculator to the measurement control device 6. Each CH computing unit is connected to an adjacent CH computing unit via a high-speed bus 504 that can perform high-speed data transmission only in the lower direction.

図6は、各CH演算器の内部構成の概略ブロック図で、CPUとMemoryとBus Bridge Ship Setとを有している。そして、Bus Bridge Chip Setはバス501とバス502とに接続され、高速バスに接続される内部経路におけるスイッチを制御することによって、CH演算器の動作モードを切り替える。
Memoryにはサンプリングデータが一時記憶され、CPUは、Memory上のサンプリングデータに対して前述のRDFとRCNとが行う各処理を行う。
Bus Bridge Ship Setは、スイッチを制御することによってCH演算器の動作モードを制御する。つまり、CH演算器が隣接するCH演算器との間でデータ送受を行うTransfer/Receive(T/R)モードでは、内部経路をBus Bridge Chip Setを経由するようにスイッチを切り替え、単にデータを素通りさせるThrough(Thru)モードでは、内部経路をBus Bridge Chip Setから切り離して直結する様にスイッチを制御する。
FIG. 6 is a schematic block diagram of the internal configuration of each CH computing unit, which includes a CPU, Memory, and Bus Bridge Ship Set. The Bus Bridge Chip Set is connected to the bus 501 and the bus 502, and switches the operation mode of the CH computing unit by controlling a switch in an internal path connected to the high-speed bus.
Sampling data is temporarily stored in the Memory, and the CPU performs each process performed by the RDF and RCN described above on the sampling data on the Memory.
The Bus Bridge Ship Set controls the operation mode of the CH computing unit by controlling the switch. In other words, in Transfer / Receive (T / R) mode, in which the CH arithmetic unit sends and receives data to and from the adjacent CH arithmetic unit, the switch is switched so that the internal path passes through the Bus Bridge Chip Set, and data is simply passed through. In the Through (Thru) mode, the switch is controlled so that the internal path is disconnected from the Bus Bridge Chip Set and directly connected.

図7〜9は、図5の信号処理演算器構成における画像合成例をステップ毎に説明する図である。以下、これらの図に基づいて画像合成例を説明する。
図7は第一段階の画像合成の過程を示す。(a)に示す初期状態において、各CH演算器はTransfer/Receive(T/R)モードになって、伝送経路毎に画像再構成を行う。
7 to 9 are diagrams for explaining an example of image synthesis in the signal processing arithmetic unit configuration of FIG. 5 for each step. Hereinafter, an example of image composition will be described based on these drawings.
FIG. 7 shows the process of image synthesis in the first stage. In the initial state shown in (a), each CH computing unit is in the Transfer / Receive (T / R) mode and performs image reconstruction for each transmission path.

次に、(b)の表に示してあるように、Step1で、2CH演算器が高速バス504経由で1CH演算器に画像データを送信し、バス502経由で1CH演算器に画像合成処理の開始指示を行うことと、4CH演算器が高速バス504経由で3CH演算器に画像データを送信し、バス502経由で3CH演算器に画像合成処理の開始指示を行うことと、6CH演算器が高速バス504経由で5CH演算器に画像データを送信し、バス502経由で5CH演算器に画像合成処理の開始指示を行うことと、8CH演算器が高速バス504経由で7CH演算器に画像データを送信し、バス502経由で7CH演算器に画像合成処理の開始指示を行うことと、が並列に行われる。Step2で、奇数(つまり1,3,5,7)CH演算器で画像データの合成処理が行われると共に、偶数(つまり2,4,6,8)CH演算器がThroughモードになる。このモード変更は、前述のStep1で偶数CH演算器が自身の画像データを転送した後に自発的にThroughモードになる。Step3では、1CH演算器が3CH演算器に、3CH演算器が5CH演算器に、5CH演算器が7CH演算器に、バス502経由で合成処理の終了通知をそれぞれ行う。   Next, as shown in the table of (b), in Step 1, the 2CH computing unit transmits image data to the 1CH computing unit via the high-speed bus 504, and the image synthesis processing starts to the 1CH computing unit via the bus 502. The 4CH computing device sends image data to the 3CH computing device via the high-speed bus 504, the 3CH computing device is instructed to start image composition processing via the bus 502, and the 6CH computing device is the high-speed bus. Send image data to the 5CH computing unit via 504, instruct the 5CH computing unit to start image composition processing via the bus 502, and send the image data to the 7CH computing unit via the high-speed bus 504. Instructing the 7CH arithmetic unit to start image composition processing via the bus 502 is performed in parallel. In Step 2, the odd number (that is, 1, 3, 5, 7) CH arithmetic unit performs image data composition processing, and the even number (that is, 2, 4, 6, 8) CH arithmetic unit enters the Through mode. This mode change spontaneously becomes the Through mode after the even-number CH computing unit transfers its own image data in Step 1 described above. In Step 3, the 1CH computing unit notifies the 3CH computing unit, the 3CH computing unit the 5CH computing unit, the 5CH computing unit the 7CH computing unit, and notifies the end of the synthesis process via the bus 502.

これらの各Step処理の結果、(c)に示されているように、1CH演算器に1CH演算器と2CH演算器の各画像を合成した合成画像が格納され、3CH演算器に3CH演算器と4CH演算器の各画像を合成した合成画像が格納され、5CH演算器に5CH演算器と6CH演算器の各画像を合成した合成画像が格納され、7CH演算器に7CH演算器と8CH演算器の各画像を合成した合成画像が格納される。また、2,4,6CH演算器はThroughモードとなり、1,3,5,7CH演算器はTransfer/Receiveモードのままとなる。   As a result of each of these Step processes, as shown in (c), a composite image obtained by combining the images of the 1CH computing unit and the 2CH computing unit is stored in the 1CH computing unit, and the 3CH computing unit and the 3CH computing unit are combined. A composite image obtained by combining the images of the 4CH calculator is stored, a composite image obtained by combining the images of the 5CH calculator and the 6CH calculator is stored in the 5CH calculator, and the 7CH calculator and the 8CH calculator are combined in the 7CH calculator. A combined image obtained by combining the images is stored. In addition, the 2,4,6CH computing unit is in the Through mode, and the 1,3,5,7CH computing unit remains in the Transfer / Receive mode.

図8は第二段階の画像合成の過程を示す。(a)に示す初期状態は、図7(c)に示す第一段階の終了状態と同じである。つまり、偶数番目のCH演算器はThroughモードにされ、奇数番目のCH演算器はTransfer/Receiveモードにされている。   FIG. 8 shows the image synthesis process in the second stage. The initial state shown in (a) is the same as the end state in the first stage shown in FIG. 7 (c). That is, even-numbered CH arithmetic units are set to the Through mode, and odd-numbered CH arithmetic units are set to the Transfer / Receive mode.

次に、(b)の表に示してあるように、Step1で、3CH演算器が高速バス504経由で1CH演算器に画像データを送信し、バス502経由で1CH演算器に画像合成処理の開始指示を行うことと、7CH演算器が高速バス504経由で5CH演算器に画像データを送信し、バス502経由で5CH演算器に画像合成処理の開始指示を行うことと、が並列に行われる。Step2で、1,5CH演算器で画像データの合成処理が行われると共に、3,7CH演算器がThroughモードになる。このモード変更は、前述のStep1で3,7CH演算器が自身の画像データを転送した後に自発的にThroughモードになる。Step3では、1CH演算器が5CH演算器にバス502経由で合成処理の終了通知を行う。   Next, as shown in the table of (b), in Step 1, the 3CH computing unit transmits image data to the 1CH computing unit via the high-speed bus 504, and the image synthesis processing starts to the 1CH computing unit via the bus 502. The instruction is performed in parallel with the 7CH computing unit transmitting image data to the 5CH computing unit via the high-speed bus 504 and instructing the 5CH computing unit to start the image synthesis process via the bus 502. In Step 2, the 1,5CH computing unit performs image data composition processing, and the 3,7CH computing unit enters the Through mode. This mode change spontaneously becomes the Through mode after the 3,7CH computing unit transfers its own image data in Step 1 described above. In Step 3, the 1CH computing unit notifies the 5CH computing unit of the completion of the synthesis process via the bus 502.

これらの各Step処理の結果、(c)に示されているように、1CH演算器に1〜4CH演算器の各画像を合成した合成画像が格納され、5CH演算器に5〜8CH演算器の各画像を合成した合成画像が格納される。また、3,7CH演算器が新たにThroughモードとなり、1,5CH演算器のみがTransfer/Receiveモードのままとなる。   As a result of each of these Step processes, as shown in (c), a composite image obtained by synthesizing each image of the 1 to 4 CH computing unit is stored in the 1 CH computing unit, and the 5 to 8 CH computing unit is stored in the 5 CH computing unit. A combined image obtained by combining the images is stored. In addition, the 3,7CH arithmetic unit is newly in the Through mode, and only the 1,5CH arithmetic unit remains in the Transfer / Receive mode.

図9は第三段階の画像合成の過程を示す。(a)に示す初期状態は、図8(c)に示す第二段階の終了状態と同じである。つまり、2〜4CH演算器と6〜8CH演算器はThroughモードにされ、1,5CH演算器はTransfer/Receiveモードにされている。   FIG. 9 shows the process of image synthesis in the third stage. The initial state shown in (a) is the same as the end state of the second stage shown in FIG. 8 (c). That is, the 2-4CH computing unit and the 6-8CH computing unit are set to the Through mode, and the 1,5CH computing unit is set to the Transfer / Receive mode.

次に、(b)の表に示してあるように、Step1で、5CH演算器が高速バス504経由で1CH演算器に画像データを送信し、バス502経由で1CH演算器に画像合成処理の開始指示が行われる。Step2で、1CH演算器で画像データの合成処理が行われると共に、5CH演算器がThroughモードになる。このモード変更は、前述のStep1で5CH演算器が自身の画像データを転送した後に自発的にThroughモードになる。
以上の結果、(c)に示されているように、1CH演算器に全CH演算器の合成画像が格納されることになる。また、5CH演算器が新たにThroughモードとなり、1CH演算器のみがTransfer/Receiveモードのままとなる。
Next, as shown in the table of (b), in Step 1, the 5CH computing unit transmits image data to the 1CH computing unit via the high-speed bus 504, and the image synthesis processing starts to the 1CH computing unit via the bus 502. Instruction is given. In Step 2, the 1CH computing unit performs image data composition processing, and the 5CH computing unit enters the Through mode. This mode change spontaneously becomes the Through mode after the 5CH computing unit transfers its own image data in Step 1 described above.
As a result, as shown in (c), the composite image of all the CH calculators is stored in the 1CH calculator. In addition, the 5CH computing unit is newly in the Through mode, and only the 1CH computing unit remains in the Transfer / Receive mode.

以上は、伝送経路数が4つ又は8つの場合を説明したが、これら以外の偶数の場合でもよい。これを一般の2N(Nは自然数)の場合に拡張して言うと、2M-1(Mは自然数でM≦N)番目のRCN22-(2M-1)において画像(2M-1)と画像(2M)を合成して合成画像(2M-1,2M)を求める。これ以降、合成画像を2つずつ更に合成していき、合成画像の数が1つになるまで繰り返す。この最後の合成画像が最終合成画像となる。この際、2つの合成画像を合成する処理は、合成画像データのあるRCNのいずれかで行えば良い。   Although the case where the number of transmission paths is four or eight has been described above, an even number other than these may be used. To expand this to the general 2N (N is a natural number), 2M-1 (M is a natural number, M ≦ N) RCN22- (2M-1) th image (2M-1) and image (2M-1) 2M) to obtain a composite image (2M-1,2M). Thereafter, the synthesized images are further synthesized two by two, and the process is repeated until the number of synthesized images becomes one. This last composite image is the final composite image. At this time, the process of synthesizing two synthesized images may be performed in any one of RCNs having synthesized image data.

以上、説明したように本発明の第1の実施形態によれば、マルチプルコイルを構成する各受信コイルで受信されたNMR信号を用いて画像合成を行う場合に、効率良く短時間で処理することができる。その結果、単位時間あたりに再構成できる画像の枚数を増加させることができ、リアルタイムイメージング等の際に発生する大量のデータを高速に処理することができる。   As described above, according to the first embodiment of the present invention, when image synthesis is performed using NMR signals received by the respective reception coils constituting the multiple coil, processing is efficiently performed in a short time. Can do. As a result, the number of images that can be reconstructed per unit time can be increased, and a large amount of data generated during real-time imaging can be processed at high speed.

(第2の実施形態)
次に、信号処理演算器8の第2の実施形態を説明する。本実施形態は、受信コイル数及び伝送経路数が奇数となる場合である。図4に、受信コイル数及び伝送経路数が奇数の場合の一例として3つの場合に、マルチプルコイルを構成する各受信コイルで受信したNMR信号から画像再構成を行う際のデータの流れを示してあり、これに基づいて本実施形態を説明する。ただし、本発明は伝送経路が3つの場合に限定されることなく、他の数にも適用可能である。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the signal processing arithmetic unit 8 will be described. In the present embodiment, the number of receiving coils and the number of transmission paths are odd numbers. Fig. 4 shows the data flow when image reconstruction is performed from NMR signals received by each receiving coil constituting a multiple coil in three cases as an example when the number of receiving coils and the number of transmission paths is odd. Yes, this embodiment will be described based on this. However, the present invention is not limited to the case where there are three transmission paths, but can be applied to other numbers.

図4のデータ流れ図は、図3と同様に、伝送経路毎に、マルチプルコイルを構成する各受信コイル16から受信回路17を経由して信号処理演算器8内のDRF21とRCN22で処理されたデータが信号処理演算器制御装置7に送信されるまでを示している。なお、図3の伝送経路4が図4の伝送経路3に、図3の伝送経路3が図4の伝送経路2に、図3の伝送経路1が図4の伝送経路1に、それぞれ対応する。つまり、図4では、図3の伝送経路2に相当する伝送経路が無い場合を示している。
図3の偶数の場合と異なる部分は、伝送経路1のみであり、伝送経路2と伝送経路3の処理は図3と同様である。そこで、伝送経路1の処理のみ説明して他の説明は省略する。
The data flow diagram of FIG. 4 shows the data processed by the DRF 21 and RCN 22 in the signal processing unit 8 from the receiving coils 16 constituting the multiple coils via the receiving circuit 17 for each transmission path, as in FIG. Until the signal processing calculator control device 7 is transmitted. The transmission path 4 in FIG. 3 corresponds to the transmission path 3 in FIG. 4, the transmission path 3 in FIG. 3 corresponds to the transmission path 2 in FIG. 4, and the transmission path 1 in FIG. 3 corresponds to the transmission path 1 in FIG. . That is, FIG. 4 shows a case where there is no transmission path corresponding to the transmission path 2 of FIG.
3 is only the transmission path 1, and the processing of the transmission path 2 and the transmission path 3 is the same as that in FIG. Therefore, only the processing of the transmission path 1 will be described and the other description will be omitted.

伝送経路1では、フーリエ変換迄の処理は第1の実施形態と同じなので、フーリエ変換迄の処理の説明は省略する。このフーリエ変換によって、この伝送経路1の画像1が再構成される。その後、本実施形態においては、Step4の画像合成1(304)の処理は行わず、Step5の画像合成2(305)のみの処理を行う。従って、RCN22-1には、RCN22-2においてRCN22-3から伝送された伝送経路3の画像3と自身の伝送経路2の画像2とから合成された合成画像23が伝送され、この合成画像23と自身の伝送経路1の画像1とが加算されて最終合成画像が得られることになる。   In the transmission path 1, since the processing up to the Fourier transform is the same as that in the first embodiment, the description of the processing up to the Fourier transformation is omitted. The image 1 of the transmission path 1 is reconstructed by the Fourier transform. Thereafter, in the present embodiment, the process of image composition 1 (304) in Step 4 is not performed, and only the process of image composition 2 (305) in Step 5 is performed. Accordingly, the composite image 23 synthesized from the image 3 of the transmission path 3 transmitted from the RCN 22-3 and the image 2 of the transmission path 2 of itself is transmitted to the RCN 22-1, and this composite image 23 is transmitted to the RCN 22-1. And the image 1 of its own transmission path 1 are added to obtain a final composite image.

つまり、本実施形態では、隣接する2つの伝送経路毎に合成画像を求め、残りの1つの伝送経路では、自身の画像と他の合成画像とを加算して最終合成画像を得る。これを一般的に言えば、伝送経路の数を2N+1(Nは自然数)とすると、2M(Mは自然数でM≦N)番目のRCNにおいて画像(2M)と画像(2M+1)を合成して合成画像(2M,2M+1)を求める。これ以降、合成画像を2つずつ更に合成していき、合成画像の数が1つになるまで繰り返す。この際、2つの合成画像を合成する処理は、合成画像データのあるRCNのいずれかで行えば良い。最後に1番目の伝送経路のRCNに最後の合成画像を伝送し、そのRCNにおいて自身の画像(1)と最後の合成画像とを加算して最終合成画像を合成することになる。
なお、上記説明では、演算器の構成をDRFとRCNの2段からなる格子配置の例を説明したが、他の段数でも良いことは、前述の第1の実施形態と同様である。
That is, in the present embodiment, a composite image is obtained for each of two adjacent transmission paths, and the final composite image is obtained by adding the own image and another composite image on the remaining one transmission path. Generally speaking, if the number of transmission paths is 2N + 1 (N is a natural number), the image (2M) and the image (2M + 1) are 2M (M is a natural number and M ≦ N). The combined image (2M, 2M + 1) is obtained by combining. Thereafter, the synthesized images are further synthesized two by two, and the process is repeated until the number of synthesized images becomes one. At this time, the process of synthesizing two synthesized images may be performed in any one of RCNs having synthesized image data. Finally, the last synthesized image is transmitted to the RCN of the first transmission path, and the final synthesized image is synthesized by adding the own image (1) and the last synthesized image in the RCN.
In the above description, an example of a lattice arrangement having two stages of DRF and RCN has been described as the configuration of the arithmetic unit. However, the number of other stages may be the same as in the first embodiment described above.

以上、説明したように本発明の第2の実施形態によれば、伝送経路数が奇数の場合でも第1の実施形態と同様の効果を有することになる。   As described above, according to the second embodiment of the present invention, even when the number of transmission paths is an odd number, the same effect as in the first embodiment is obtained.

本発明に係るMRI装置の全体構成を示すブロック図。The block diagram which shows the whole structure of the MRI apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る再構成演算器8の構成を示すブロック図。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a reconstruction calculator 8 according to the present invention. 伝送経路数が4つの場合におけるデータの流れを示す図。The figure which shows the flow of data in case the number of transmission paths is four. 伝送経路数が3つの場合におけるデータの流れを示す図。The figure which shows the flow of data in case the number of transmission paths is three. 信号処理装置の別構成例を示すブロック図。The block diagram which shows another structural example of a signal processing apparatus. 図5の信号処理装置における演算器の内部構成のブロック図。FIG. 6 is a block diagram of an internal configuration of a computing unit in the signal processing apparatus of FIG. 図5の信号処理装置における伝送経路数が3つの場合におけるデータの流れの第一段階を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a first stage of a data flow when the number of transmission paths in the signal processing device of FIG. 5 is three. 図5の信号処理装置における伝送経路数が3つの場合におけるデータの流れの第二段階を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a second stage of data flow when the number of transmission paths in the signal processing device of FIG. 5 is three. 図5の信号処理装置における伝送経路数が3つの場合におけるデータの流れの第三段階を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a third stage of data flow when the number of transmission paths in the signal processing device of FIG. 5 is three.

符号の説明Explanation of symbols

1 静磁場発生磁石、2 静磁場勾配発生系、3 送信系、4 受信系、5 シーケンサ、6 計測制御装置、7 信号処理演算器制御装置、8 再構成演算器、9 被検体、10 傾斜磁場コイル、11 傾斜磁場電源、12 高周波発信器、13 変調器、14 高周波増幅器、15 照射コイル、16 高周波受信コイル、17 受信回路、18 A/D変換器、19 ディスプレイ、20 信号処理系、21 DRF、22 RCN   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Static magnetic field generation magnet, 2 Static magnetic field gradient generation system, 3 Transmission system, 4 Reception system, 5 Sequencer, 6 Measurement control apparatus, 7 Signal processing calculator control apparatus, 8 Reconstruction calculation machine, 9 Subject, 10 Gradient magnetic field Coil, 11 Gradient magnetic field power supply, 12 High frequency transmitter, 13 Modulator, 14 High frequency amplifier, 15 Irradiation coil, 16 High frequency reception coil, 17 Reception circuit, 18 A / D converter, 19 Display, 20 Signal processing system, 21 DRF , 22 RCN

Claims (2)

複数の受信コイルを有して成るマルチプルコイルと、前記受信コイルの数と同数の伝送経路を有して該伝送経路毎に1つの前記受信コイルからの信号が入力されて画像を再構成する画像再構成手段とを備え、
前記画像再構成手段は、直列に接続された1以上の演算器を伝送経路毎に有し、
前記演算器の少なくとも一部は、隣接する伝送経路の演算器との間で、少なくとも一方向のデータ送受が可能に接続された磁気共鳴イメージング装置において、
前記伝送経路内の1以上の演算器の内の少なくとも1つの演算器は、該伝送経路に入力された前記受信コイルの信号から画像を再構成すると共に、隣接する演算器の画像と自身の画像とを合成することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
An image having a plurality of receiving coils and a plurality of receiving coils, and having the same number of transmission paths as the number of the receiving coils, and receiving a signal from one receiving coil for each transmission path to reconstruct an image. Reconstructing means,
The image reconstruction means has one or more arithmetic units connected in series for each transmission path,
In the magnetic resonance imaging apparatus in which at least a part of the computing unit is connected so as to be able to transmit and receive data in at least one direction between the computing units of adjacent transmission paths.
At least one computing unit among the one or more computing units in the transmission path reconstructs an image from the signal of the receiving coil input to the transmission path, and also includes an image of an adjacent computing unit and its own image. And a magnetic resonance imaging apparatus.
請求項記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記演算器の少なくとも一部は、双方向通信が可能に相互接続されて、互いに前記画像合成の開始指示と終了の通知を行うことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1 .
At least a part of the arithmetic units are interconnected so as to be capable of two-way communication, and issue a start instruction and an end notification of the image composition to each other.
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