JP5165791B2 - Magnetic resonance imaging device - Google Patents

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Description

本発明は、スペクトロスコピックイメージングに関し、特に渦電流などによるスペクトル歪みを補正する渦電流補正の精度を高める技術に関する。   The present invention relates to spectroscopic imaging, and more particularly to a technique for improving the accuracy of eddy current correction for correcting spectral distortion caused by eddy currents.

MRIで計測される核磁気共鳴信号には、分子構造の違いによって、共鳴周波数が僅かに異なる化学シフト現象が生じる。この現象を利用して、分子(代謝物質)ごとに核磁気共鳴信号を分離し、スペクトルを得るMRS(Magnetic Resonance Spectroscopy)、代謝物質ごとの空間的な信号強度分布を画像化するCSI(Chemical Shift Imaging:化学シフトイメージング)、MRSI(Magnetic Resonance Spectroscopic Imaging:核磁気共鳴スペクトロスコピックイメージング)が知られている。   In the nuclear magnetic resonance signal measured by MRI, a chemical shift phenomenon having slightly different resonance frequencies occurs due to the difference in molecular structure. Using this phenomenon, MRS (Magnetic Resonance Spectroscopy) that separates nuclear magnetic resonance signals for each molecule (metabolite) and obtains a spectrum, and CSI (Chemical Shift) that images a spatial signal intensity distribution for each metabolite. Imaging (chemical shift imaging) and MRSI (Magnetic Resonance Spectroscopic Imaging) are known.

MRSやMRSIで検出できる人体の主な代謝物質には、コリン(Cho)、クレアチン(Cr)、N−アセチルアスパラギン酸(NAA)、乳酸(Lac)等がある。これら代謝物質の量から、がん等の代謝異常疾患の進行度判定や早期診断が可能となる。また、腫瘍の悪性度診断を非侵襲的に行うことが可能になると考えられる。   The main metabolites of the human body that can be detected by MRS and MRSI include choline (Cho), creatine (Cr), N-acetylaspartic acid (NAA), lactic acid (Lac), and the like. From the amount of these metabolites, it is possible to determine the degree of progression and early diagnosis of metabolic disorders such as cancer. It is also considered possible to perform non-invasive diagnosis of tumor malignancy.

MRSおよびMRSIでは、計測時に印加する傾斜磁場によって渦電流が生じる。渦電流は、空間的、時間的に静磁場不均一を生じさせ、計測によって得られたスペクトルの形状を歪ませる。このスペクトル歪みは、一般に参照信号の位相値を用いて補正される。例えば、参照信号として代謝物質よりも信号強度が大きい水信号を用いる。この水信号から、位相値を取得し、補正に使用する(例えば、非特許文献1参照。)。非特許文献1に開示の手法では、この水信号から空間的、時間的な位相値を算出し、代謝物質画像データに対して位相補正を行い、渦電流によるスペクトル歪みを補正している。   In MRS and MRSI, an eddy current is generated by a gradient magnetic field applied during measurement. Eddy currents cause static magnetic field inhomogeneities spatially and temporally and distort the shape of the spectrum obtained by measurement. This spectral distortion is generally corrected using the phase value of the reference signal. For example, a water signal having a signal intensity greater than that of the metabolite is used as the reference signal. A phase value is acquired from this water signal and used for correction (for example, see Non-Patent Document 1). In the method disclosed in Non-Patent Document 1, spatial and temporal phase values are calculated from this water signal, phase correction is performed on metabolite image data, and spectral distortion due to eddy current is corrected.

CSIあるいはMRSIは、計測時間およびSNR(信号対雑音比)の観点から、計測するマトリクス(ボクセル)数が8×8〜32×32程度と非常に少ない。このため、画像再構成で実施するフーリエ変換によって、トランケーションが生じ、遠くのボクセルの信号が混入する。その結果、静磁場不均一が存在する場合、対象とするボクセル内の水信号と異なる周波数の水信号が混入する。   In CSI or MRSI, the number of matrices (voxels) to be measured is as very small as about 8 × 8 to 32 × 32 from the viewpoint of measurement time and SNR (signal to noise ratio). For this reason, truncation occurs due to the Fourier transform performed in the image reconstruction, and a signal of a distant voxel is mixed. As a result, when the static magnetic field inhomogeneity exists, a water signal having a frequency different from that of the water signal in the target voxel is mixed.

異なる周波数の水信号が混入すると、渦電流補正に用いる位相値の時間変化に、単位時間当たりの位相値の変化量の変動が他の箇所に比べて突出して大きい、いわゆる、位相とび領域が発生する。この位相とび領域における位相変化量の大きさは、混入した水信号の濃度に比例する。ここで、図13を用いて、この位相とびについて説明する。   When water signals of different frequencies are mixed, a so-called phase jump region occurs in which the variation in the phase value per unit time is prominently larger than other locations in the time variation of the phase value used for eddy current correction. To do. The magnitude of the phase change amount in this phase jump region is proportional to the concentration of the mixed water signal. Here, this phase skip will be described with reference to FIG.

図13(a)に、計算機シミュレーションによる、水信号のスペクトルを示す。図13(a)におけるWater1およびWater2は、周波数がそれぞれ2Hzと5Hz、濃度比が1.0対0.9の水信号のスペクトルである。この2つの信号が混在する場合の、時間領域における位相値の時間変化を図13(b)に示す。図13(a)、(b)に示すように、周波数差Δfに対して、1/Δfの時間間隔で、濃度比に比例した位相とびが生じる。なお、ここでは、渦電流による静磁場変動を付加し、緩やかな位相変化を生じさせている。   FIG. 13A shows the spectrum of the water signal by computer simulation. Water 1 and Water 2 in FIG. 13A are water signal spectra having frequencies of 2 Hz and 5 Hz, respectively, and a concentration ratio of 1.0 to 0.9. FIG. 13B shows the time change of the phase value in the time domain when the two signals are mixed. As shown in FIGS. 13A and 13B, a phase jump proportional to the concentration ratio occurs at a time interval of 1 / Δf with respect to the frequency difference Δf. Here, static magnetic field fluctuations due to eddy currents are added to cause a gradual phase change.

ここで、時間方向に図13(b)に示す変化を示す位相データを用いて、代謝物質の渦電流によるスペクトル歪みを補正する場合の、補正前後の様子を、それぞれ図13(c)、(d)に示す。図13(c)には、渦電流補正前の様子を、図13(d)は渦電流補正後の様子をそれぞれ示す。図13(d)に示すように、位相とびのある位相データを用いて補正すると、位相とびによって、リンギングアーチファクトが生じ、渦電流補正処理によって逆にスペクトルが劣化する。   Here, the state before and after correction when correcting the spectral distortion due to the eddy current of the metabolite using the phase data indicating the change shown in FIG. 13B in the time direction is shown in FIGS. d). FIG. 13C shows a state before eddy current correction, and FIG. 13D shows a state after eddy current correction. As shown in FIG. 13D, when correction is performed using phase data having a phase jump, ringing artifacts are generated by the phase jump, and the spectrum is deteriorated conversely by the eddy current correction process.

これに対し、例えば、水信号のスペクトルに対してローパスフィルタをかけることによって、リンギングアーチファクトを低減する手法がある(例えば、非特許文献2参照。)。また、位相データに現れる位相とびを補正し、リンギングアーチファクトを低減する手法がある(例えば、非特許文献3参照。)。ここでは、時間領域における水信号の絶対値強度が極値を取るタイミングを位相とびの発生箇所とする。そして、時間領域における水信号の位相データに関して時間tについての1次導関数を算出し、上記の位相とび発生箇所の周辺をモデル関数でフィッティングする。このとき、フィッティングした領域を位相とび補正領域とし、上記位相値を線形補間することにより位相とびを補正する。   On the other hand, for example, there is a method of reducing ringing artifacts by applying a low-pass filter to the spectrum of the water signal (see, for example, Non-Patent Document 2). In addition, there is a method of correcting a phase jump appearing in the phase data and reducing ringing artifacts (see, for example, Non-Patent Document 3). Here, the timing at which the absolute value intensity of the water signal in the time domain takes an extreme value is defined as the occurrence of a phase jump. Then, a first derivative with respect to the time t is calculated with respect to the phase data of the water signal in the time domain, and the periphery of the phase jump occurrence point is fitted with a model function. At this time, the fitted region is set as a phase skip correction region, and the phase skip is corrected by linearly interpolating the phase value.

Uwe Klose ”In Vivo Proton Spectroscopy in Presence of Eddy Currents” Magnetic Resonance In Medicine、14巻、26−30頁(1990年)Uwe Klose “In Vivo Proton Spectroscopy in Presence of Eddy Currents” Magnetic Resonance in Medicine, Vol. 14, pp. 26-30 (1990) J. M. Wild ”Artifacts Introduced by Zero Order Phase Correction in Proton NMR Spectroscopy and a Method of Elimination by Phase Filtering” Journal of Magnetic Resonance、137巻、430−436頁(1999年)J. et al. M.M. Wild ”Artifacts Introduced by Zero Order Phase Correction in Proton NMR Spectroscopy and a Method of Elimination by Phase Filtering” A. W. Simonetti,et al.”Automated correction of unwanted phase jumps in reference signals which corrupt MRSI spectra after eddy current correction” Journal of Magnetic Resonance、159巻、151−157頁(2002年)A. W. Simonetti, et al. “Automated correction of unphased phase jumps in reference signals, whiscorrupt MRSI spectaor after eddy current correction, Vol. 1, Journal of Man, Vol.

しかしながら、非特許文献2に記載の手法では、位相とびの低周波成分が残るため、リンギングアーチファクトを完全には除去できない。また、渦電流の高周波成分をカットしてしまうため、十分な渦電流の補正効果が得られない。   However, in the technique described in Non-Patent Document 2, ringing artifacts cannot be completely removed because a low-frequency component of phase jump remains. Further, since the high-frequency component of the eddy current is cut, a sufficient eddy current correction effect cannot be obtained.

非特許文献3に記載の手法では、時間領域における水信号の絶対値強度に極値が存在しなくても位相とびが発生するときには、位相とびが補正されない。また、位相変化が急峻な箇所が複数ある場合、その中から位相とびの箇所を特定し、抽出することが難しい。さらに、フィッティング領域を指定していないため、位相変化量が異なる複数の位相とびがある場合、フィッティング精度が低下する。すなわち、フィッティング精度を高めるためには、位相とび発生箇所毎にフィッティングを行う必要があり、処理が煩雑となるとともに、自動的に位相とびを補正することが難しい。   In the method described in Non-Patent Document 3, when a phase jump occurs even if there is no extreme value in the absolute value intensity of the water signal in the time domain, the phase jump is not corrected. In addition, when there are a plurality of locations where the phase change is steep, it is difficult to identify and extract the location where the phase jumps. Furthermore, since the fitting area is not specified, the fitting accuracy decreases when there are a plurality of phase jumps having different phase change amounts. That is, in order to increase the fitting accuracy, it is necessary to perform fitting for each phase jump occurrence location, and the process becomes complicated and it is difficult to automatically correct the phase jump.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、MRI装置における渦電流の影響を補正する処理を行うとき、補正処理によるアーチファクトを防ぎ、補正結果の精度を向上させることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to prevent artifacts due to correction processing and improve the accuracy of correction results when performing processing for correcting the influence of eddy currents in an MRI apparatus.

本発明は、計測対象の代謝物質より信号強度の大きい物質の信号の位相データを用いて渦電流の影響を補正する渦電流補正処理において、時間領域における位相変化量の大きさにより、位相データ内の位相とびが発生している領域箇所を特定し、位相とびと特定された箇所のみ、位相とび補正を行う。変化量の大きさは、予め定められた領域分割に従って分割された各領域内で決定する。   In the eddy current correction processing for correcting the influence of eddy currents using the phase data of a substance having a signal intensity higher than that of the metabolite to be measured, the phase data includes the phase change amount in the time domain. The region where the phase skip occurs is specified, and the phase skip correction is performed only for the specified location. The magnitude of the amount of change is determined in each area divided according to a predetermined area division.

具体的には、被検体に静磁場を印加する静磁場印加手段と、前記被検体に傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加手段と、前記被検体に高周波磁場パルスを照射する高周波磁場パルス照射手段と、前記被検体から核磁気共鳴信号を受信する受信手段と、前記核磁気共鳴信号に渦電流補正を実施する渦電流補正手段と、を備える磁気共鳴撮影装置であって、前記渦電流補正手段は、計測対象の代謝物質より信号強度の大きい物質の核磁気共鳴信号の位相データを算出する位相データ算出手段と、前記位相データを、時間方向に複数の小領域に分割する位相データ分割手段と、前記小領域の中から位相とびが存在する位相とび発生領域を抽出する位相とび発生領域抽出手段と、前記位相とび発生領域内の位相とびを補正する位相とび補正手段と、を備えることを特徴とする磁気共鳴撮影装置を提供する。   Specifically, a static magnetic field application unit that applies a static magnetic field to the subject, a gradient magnetic field application unit that applies a gradient magnetic field to the subject, and a high-frequency magnetic field pulse irradiation unit that irradiates the subject with a high-frequency magnetic field pulse; A magnetic resonance imaging apparatus comprising: receiving means for receiving a nuclear magnetic resonance signal from the subject; and eddy current correction means for performing eddy current correction on the nuclear magnetic resonance signal, wherein the eddy current correction means comprises: Phase data calculation means for calculating phase data of a nuclear magnetic resonance signal of a substance having a signal intensity greater than that of a metabolite to be measured; phase data dividing means for dividing the phase data into a plurality of small regions in the time direction; A phase jump generation area extracting means for extracting a phase jump occurrence area where a phase jump exists from the small area; and a phase jump correction means for correcting a phase jump in the phase jump generation area. To provide a magnetic resonance imaging apparatus characterized by.

本発明によれば、MRI装置における渦電流の影響を補正する処理を行うとき、補正処理によるアーチファクトを防ぎ、補正結果の精度を向上させることができる。   According to the present invention, when the process of correcting the influence of eddy current in the MRI apparatus is performed, artifacts due to the correction process can be prevented, and the accuracy of the correction result can be improved.

(a)〜(c)は、本発明の実施形態の磁気共鳴撮影装置の外観図である。(A)-(c) is an external view of the magnetic resonance imaging device of embodiment of this invention. (a)は、本発明の実施形態の磁気共鳴撮影装置の機能構成図であり、(b)は、本発明の実施形態の磁気共鳴撮影装置が備える計算機の機能ブロック図である。(A) is a functional block diagram of the magnetic resonance imaging apparatus of embodiment of this invention, (b) is a functional block diagram of the computer with which the magnetic resonance imaging apparatus of embodiment of this invention is provided. 本発明の実施形態のMRSIパルスシーケンスの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the MRSI pulse sequence of embodiment of this invention. (a)〜(c)は、本発明の実施形態のMRSIパルスシーケンスにより励起される領域を説明するための図である。(A)-(c) is a figure for demonstrating the area | region excited by the MRSI pulse sequence of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の位相折り返し接続処理の一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the phase return connection process of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の位相とび補正処理のフローチャートである。It is a flowchart of the phase jump correction process of embodiment of this invention. (a)は、本発明の実施形態の領域分割処理のフローチャートであり、(b)および(c)は、本発明の実施形態の領域分割処理を説明するための図である。(A) is a flowchart of the area dividing process of the embodiment of the present invention, and (b) and (c) are diagrams for explaining the area dividing process of the embodiment of the present invention. 本発明の実施形態の位相変化量算出処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the phase variation calculation process of embodiment of this invention. 本発明の実施形態の位相とび補正領域決定処理および位相とび補正処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the phase jump correction area | region determination process and phase jump correction process of embodiment of this invention. (a)は、本発明の実施形態の位相とび補正処理を実施する前の位相データと、位相とび領域を1箇所補正した後の位相データである。(b)は、本発明の実施形態の位相とび補正処理を実施する前の位相データと、全ての位相とび領域を補正した後の位相データを示す図である。(A) is the phase data before performing the phase skip correction processing of the embodiment of the present invention and the phase data after correcting one phase skip region. (B) is a figure which shows the phase data before implementing the phase jump correction process of embodiment of this invention, and the phase data after correct | amending all the phase jump areas. (a)〜(c)は、計算機シミュレーション結果を用いて本発明の実施形態による効果を説明するための図である。(A)-(c) is a figure for demonstrating the effect by embodiment of this invention using a computer simulation result. (a)〜(c)は、ファントム実験結果を用いて本発明の実施形態による効果を説明するための図である。(A)-(c) is a figure for demonstrating the effect by embodiment of this invention using a phantom experiment result. (a)〜(d)は、水信号の位相データを用いて渦電流補正を行う場合、リンギングアーチファクトが生じる原因を説明するための図である。(A)-(d) is a figure for demonstrating the cause which a ringing artifact produces when eddy current correction is performed using the phase data of a water signal.

以下、本発明を適用する実施形態について説明する。以下、実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。   Hereinafter, embodiments to which the present invention is applied will be described. Hereinafter, in all the drawings for explaining the embodiments, the same reference numerals are given to those having the same function, and the repeated explanation thereof is omitted.

まず、本実施形態の磁気共鳴撮影装置(MRI装置)について説明する。図1は、本実施形態のMRI装置の外観図である。図1(a)は、ソレノイドコイルで静磁場を生成するトンネル型磁石を用いた水平磁場方式のMRI装置100である。図1(b)は、開放感を高めるために磁石を上下に分離したハンバーガー型(オープン型)の垂直磁場方式のMRI装置110である。また、図1(c)は、図1(a)と同じトンネル型磁石を用い、磁石の奥行を短くし且つ斜めに傾けることによって、開放感を高めたMRI装置120である。本実施形態では、これらの外観を有するMRI装置のいずれを用いることもできる。なお、これらは一例であり、本実施形態のMRI装置はこれらの形態に限定されるものではない。本実施形態では、装置の形態やタイプを問わず、公知の各種のMRI装置を用いることができる。以下、特に区別する必要がない場合は、MRI装置100で代表する。   First, the magnetic resonance imaging apparatus (MRI apparatus) of this embodiment will be described. FIG. 1 is an external view of the MRI apparatus of this embodiment. FIG. 1A shows a horizontal magnetic field type MRI apparatus 100 using a tunnel magnet that generates a static magnetic field with a solenoid coil. FIG. 1B shows a hamburger type (open type) vertical magnetic field type MRI apparatus 110 in which magnets are separated into upper and lower sides in order to enhance the feeling of opening. FIG. 1C shows an MRI apparatus 120 that uses the same tunnel-type magnet as in FIG. 1A and has a feeling of openness by shortening the depth of the magnet and tilting it obliquely. In the present embodiment, any of these MRI apparatuses having these appearances can be used. These are merely examples, and the MRI apparatus of the present embodiment is not limited to these forms. In the present embodiment, various known MRI apparatuses can be used regardless of the form and type of the apparatus. Hereinafter, when there is no need to distinguish between them, the MRI apparatus 100 is representative.

図2(a)は、本実施形態のMRI装置100の機能構成図である。本図に示すように、本実施形態のMRI装置100は、被検体1が置かれる空間に、静磁場を生成する静磁場コイル2と、x方向、y方向、z方向にそれぞれ傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コイル3と、静磁場分布を調整するシムコイル4と、被検体1の計測領域に対し高周波磁場を照射する計測用高周波コイル5(以下、単に送信コイルという)と、被検体1から発生する核磁気共鳴信号を受信する受信用高周波コイル6(以下、単に受信コイルという)とを備える。   FIG. 2A is a functional configuration diagram of the MRI apparatus 100 of the present embodiment. As shown in the figure, the MRI apparatus 100 of the present embodiment generates a static magnetic field coil 2 that generates a static magnetic field and a gradient magnetic field in each of the x, y, and z directions in the space where the subject 1 is placed. Generated from the subject 1, the shim coil 4 that adjusts the static magnetic field distribution, the measurement high-frequency coil 5 that irradiates the measurement region of the subject 1 with a high-frequency magnetic field (hereinafter simply referred to as a transmission coil) A receiving high-frequency coil 6 that receives a nuclear magnetic resonance signal (hereinafter simply referred to as a receiving coil).

静磁場コイル2は、図1に示した各MRI装置100、110、120の構造に応じて、種々の形態のものが採用される。傾斜磁場コイル3及びシムコイル4は、それぞれ傾斜磁場用電源部12及びシム用電源部13により駆動される。なお、本実施形態では、送信コイル5と受信コイル6とに別個のものを用いる場合を例にあげて説明するが、送信コイル5と受信コイル6との機能を兼用する1のコイルで構成してもよい。送信コイル5が照射する高周波磁場は、送信機7により生成される。受信コイル6が検出した核磁気共鳴信号は、受信機8を通して計算機9に送られる。   Various types of static magnetic field coils 2 are adopted according to the structure of each MRI apparatus 100, 110, 120 shown in FIG. The gradient magnetic field coil 3 and the shim coil 4 are driven by a gradient magnetic field power supply unit 12 and a shim power supply unit 13, respectively. In the present embodiment, a case where separate transmission coils 5 and reception coils 6 are used will be described as an example. However, the transmission coil 5 and the reception coil 6 are configured as a single coil. May be. The high frequency magnetic field irradiated by the transmission coil 5 is generated by the transmitter 7. The nuclear magnetic resonance signal detected by the receiving coil 6 is sent to the computer 9 through the receiver 8.

シーケンス制御装置14は、傾斜磁場発生コイル3の駆動用電源である傾斜磁場用電源部12、シムコイル4の駆動用電源であるシム用電源部13、送信機7及び受信機8の動作を制御し、傾斜磁場、高周波磁場の印加および核磁気共鳴信号の受信のタイミングを制御する。制御のタイムチャートはパルスシーケンスと呼ばれ、計測に応じて予め設定され、後述する計算機9が備える記憶装置等に格納される。   The sequence control device 14 controls the operations of the gradient magnetic field power supply unit 12 that is a drive power supply for the gradient magnetic field generating coil 3, the shim power supply unit 13 that is the drive power supply for the shim coil 4, the transmitter 7, and the receiver 8. Control the timing of application of gradient magnetic field and high-frequency magnetic field and reception of nuclear magnetic resonance signals. The control time chart is called a pulse sequence, is preset according to measurement, and is stored in a storage device or the like provided in the computer 9 described later.

計算機9は、受け取った核磁気共鳴信号に対して様々な演算処理を行い、画像情報やスペクトル情報を生成するとともに、MRI装置100全体の動作を制御する。計算機9は、CPU、メモリ、記憶装置などを備える情報処理装置であり、計算機9にはディスプレイ10、外部記憶装置11、入力装置15などが接続される。ディスプレイ10は、演算処理で得られた結果等をオペレータに表示するインタフェースである。入力装置15は、本実施形態で行われる演算処理に必要な条件、パラメータ等をオペレータが入力するためのインタフェースである。外部記憶装置11は、計算機9が備える記憶装置とともに、計算機9が実行する各種の演算処理に用いられるデータ、演算処理により得られるデータ、入力された条件、パラメータ等を保持する。   The computer 9 performs various arithmetic processes on the received nuclear magnetic resonance signal, generates image information and spectrum information, and controls the overall operation of the MRI apparatus 100. The computer 9 is an information processing device including a CPU, a memory, a storage device, and the like, and a display 10, an external storage device 11, an input device 15, and the like are connected to the computer 9. The display 10 is an interface that displays results obtained by the arithmetic processing to the operator. The input device 15 is an interface for an operator to input conditions, parameters, and the like necessary for arithmetic processing performed in the present embodiment. The external storage device 11 holds data used for various types of arithmetic processing executed by the computer 9, data obtained by the arithmetic processing, input conditions, parameters, and the like together with the storage device included in the computer 9.

以下、本実施形態の計算機9が実現する機能について説明する。図2(b)は、本実施形態の計算機9の機能ブロック図である。本実施形態の計算機9は、計測制御部910と、表示情報生成部920と、渦電流補正部930とを備える。計測制御部910は、パルスシーケンスに従ってシーケンス制御装置14を動作させるとともに各部を制御し、計測を行う。表示情報生成部920は、計測により得られた核磁気共鳴信号に対して様々な演算処理を行い画像情報やスペクトル情報を生成する。   Hereinafter, functions realized by the computer 9 of this embodiment will be described. FIG. 2B is a functional block diagram of the computer 9 of this embodiment. The computer 9 of this embodiment includes a measurement control unit 910, a display information generation unit 920, and an eddy current correction unit 930. The measurement control unit 910 operates the sequence control device 14 according to the pulse sequence and controls each unit to perform measurement. The display information generation unit 920 performs various arithmetic processes on the nuclear magnetic resonance signal obtained by measurement to generate image information and spectrum information.

渦電流補正部930は、渦電流によるスペクトル歪みを補正する渦電流補正処理を行う。本実施形態では、渦電流によるスペクトル歪みを、代謝物質よりも信号強度の大きい水信号の位相データにより補正する。これを実現するため、渦電流補正部930は、得られた核磁気共鳴信号から水信号の位相データを算出する位相データ算出部940と、位相データ内の全ての位相とびを繰り返し計算によって補正する位相データ補正部950とを備える。さらに、本実施形態の位相データ補正部950は、位相データを時間方向に複数の小領域に分割する領域分割部953と、分割された小領域の中から位相とびが発生している領域を抽出する位相とび発生領域抽出部951と、前記位相とび発生領域抽出部951が抽出した小領域内の位相とびを補正する位相とび補正部952とを備える。   The eddy current correction unit 930 performs eddy current correction processing for correcting spectral distortion due to eddy current. In the present embodiment, spectral distortion due to eddy current is corrected by phase data of a water signal having a signal intensity greater than that of a metabolite. In order to realize this, the eddy current correction unit 930 corrects all phase jumps in the phase data by repeating calculation with a phase data calculation unit 940 that calculates the phase data of the water signal from the obtained nuclear magnetic resonance signal. And a phase data correction unit 950. Furthermore, the phase data correction unit 950 of the present embodiment extracts an area where phase jump occurs from the divided area 953 that divides the phase data into a plurality of small areas in the time direction. A phase jump generation area extraction unit 951 and a phase jump correction unit 952 that corrects the phase jump in the small area extracted by the phase jump generation area extraction unit 951.

なお、計算機9が実現する各種の機能は、記憶装置が保持するプログラムを、CPUがメモリにロードして実行することにより実現される。また、計算機9が実現する各種の機能のうち、少なくとも1の機能は、MRI装置100とは独立した、情報処理装置であって、MRI装置100とデータの送受信が可能な情報処理装置により実現されていてもよい。   The various functions realized by the computer 9 are realized by the CPU loading a program held in the storage device into the memory and executing it. Of the various functions realized by the computer 9, at least one function is realized by an information processing apparatus that is independent of the MRI apparatus 100 and capable of transmitting and receiving data to and from the MRI apparatus 100. It may be.

以下、上記各機能による、本実施形態の計測全体の流れについて簡単に説明する。本実施形態では、渦電流補正用信号として水信号を用いる。従って、まず、計測制御部910は、予め定められたパルスシーケンスに従ってシーケンス制御装置14を制御し、非水抑圧計測を行い、水信号F(t)を得る。なお、ここで、tは、サンプリング時間であり、離散値をとる変数である。得られた水信号F(t)から位相データ算出部940は、位相データφ(t)を算出する。そして、位相データ補正部950は、位相データφ(t)に存在する全ての位相とびが補正された位相データφc(t)を得る。次に、計測制御部910は、予め定められたパルスシーケンスに従ってシーケンス制御装置14を制御し、水抑圧計測を行い、代謝物質信号S(t)を得る。渦電流補正部930は、得られた代謝物質信号S(t)を位相データφc(t)で補正し、渦電流補正後の代謝物質信号Secc(t)を得る。表示情報生成部920は、代謝物質信号Secc(t)をフーリエ変換し、代謝物質のスペクトルまたは分布画像を得る。Hereinafter, the overall flow of measurement of the present embodiment by the above functions will be briefly described. In this embodiment, a water signal is used as the eddy current correction signal. Therefore, first, the measurement control unit 910 controls the sequence control device 14 according to a predetermined pulse sequence, performs non-water suppression measurement, and obtains a water signal F (t). Here, t is a sampling time and is a variable taking a discrete value. From the obtained water signal F (t), the phase data calculation unit 940 calculates phase data φ (t). Then, the phase data correction unit 950 obtains phase data φc (t) in which all phase skips existing in the phase data φ (t) are corrected. Next, the measurement control unit 910 controls the sequence control device 14 according to a predetermined pulse sequence, performs water suppression measurement, and obtains a metabolite signal S (t). The eddy current correction unit 930 corrects the obtained metabolite signal S (t) with the phase data φc (t) to obtain the metabolite signal S ecc (t) after the eddy current correction. The display information generation unit 920 performs a Fourier transform on the metabolite signal S ecc (t) to obtain a spectrum or distribution image of the metabolite.

ここで、計測制御部910が上記計測に用いるパルスシーケンスの一例について説明する。ここでは、代謝物質を画像化する領域選択型MRSIのパルスシーケンス(以降、MRSIパルスシーケンスと呼ぶ)を例にあげて説明する。   Here, an example of a pulse sequence used by the measurement control unit 910 for the measurement will be described. Here, a description will be given by taking as an example a region selective MRSI pulse sequence (hereinafter referred to as an MRSI pulse sequence) for imaging a metabolite.

図3は、MRSIパルスシーケンス300の一例である。図3において、RFは高周波磁場パルスの印加タイミングを示す。Gx、Gy、Gzは、それぞれ、x、y、z方向の傾斜磁場パルスの印加タイミングを示す。A/Dは、信号の計測期間Tp1を示す。図3に示すMRSIパルスシーケンス300は、公知のMRSIパルスシーケンスと同じである。すなわち、1つの励起パルスRF1と2つの反転パルスRF2およびRF3とを用いて、所定の関心領域を選択的に励起し、この関心領域からFID信号(自由誘導減衰)FID1を得ることを、繰り返し時間TR間隔で繰り返す。   FIG. 3 is an example of an MRSI pulse sequence 300. In FIG. 3, RF indicates the application timing of the high frequency magnetic field pulse. Gx, Gy, and Gz indicate application timings of gradient magnetic field pulses in the x, y, and z directions, respectively. A / D indicates a signal measurement period Tp1. The MRSI pulse sequence 300 shown in FIG. 3 is the same as a known MRSI pulse sequence. That is, a predetermined time region of interest is selectively excited using one excitation pulse RF1 and two inversion pulses RF2 and RF3, and an FID signal (free induction decay) FID1 is obtained from this region of interest. Repeat at TR interval.

このMRSIパルスシーケンス300に従って、励起される領域を図4に示す。図4は、本計測に先立って行われる計測により得る位置決め用スカウト画像であって、それぞれ、図4(a)はトランス像、図4(b)はサジタル像、図4(c)はコロナル像である。以下、各部の動作と励起される領域との関係を図3および図4を用いて説明する。   The region excited according to this MRSI pulse sequence 300 is shown in FIG. 4A and 4B are scout images for positioning obtained by measurement performed prior to the main measurement. FIG. 4A is a trans image, FIG. 4B is a sagittal image, and FIG. 4C is a coronal image. It is. Hereinafter, the relationship between the operation of each part and the excited region will be described with reference to FIGS.

まず高周波磁場RF1とz方向の傾斜磁場パルスGs1、Gs1’とを印加して、z方向の断面401を励起する。TE/4(ここで、TEはエコー時間)時間後に、高周波磁場RF2とy方向の傾斜磁場パルスGs2とを印加する。その結果、z方向の断面401とy方向の断面402とが交差する領域における核磁化の位相のみが反転する。続いて、高周波磁場RF2印加からTE/2後に高周波磁場RF3とx方向の傾斜磁場パルスGs3とを印加する。それによって、z方向の断面401、y方向の断面402、x方向の断面403が交差する関心領域404における核磁化の位相のみが反転し、ここから自由誘導減衰信号FID1が生じる。この自由誘導減衰信号FID1を計測する。なお各方向の傾斜磁場パルスGd1〜Gd3およびGd1’〜Gd3’は、高周波磁場RF1で励起された核磁化の位相は乱さず、RF2、RF3で励起された核磁化の位相をディフェイズするための傾斜磁場である。また、高周波磁場RF3の後には、位相エンコード傾斜磁場Gp1、Gp2を印加する。以上により、関心領域404の核磁気共鳴信号を得る。   First, a high-frequency magnetic field RF1 and gradient magnetic field pulses Gs1 and Gs1 'in the z direction are applied to excite the cross section 401 in the z direction. A high frequency magnetic field RF2 and a gradient magnetic field pulse Gs2 in the y direction are applied after TE / 4 (where TE is an echo time). As a result, only the phase of the nuclear magnetization in the region where the cross section 401 in the z direction intersects the cross section 402 in the y direction is reversed. Subsequently, the high frequency magnetic field RF3 and the gradient magnetic field pulse Gs3 in the x direction are applied after TE / 2 from the application of the high frequency magnetic field RF2. As a result, only the phase of nuclear magnetization in the region of interest 404 where the cross section 401 in the z direction, the cross section 402 in the y direction, and the cross section 403 in the x direction intersect is inverted, and a free induction decay signal FID1 is generated therefrom. This free induction decay signal FID1 is measured. The gradient magnetic field pulses Gd1 to Gd3 and Gd1 ′ to Gd3 ′ in each direction do not disturb the phase of the nuclear magnetization excited by the high-frequency magnetic field RF1, but dephase the phase of the nuclear magnetization excited by RF2 and RF3. It is a gradient magnetic field. Further, the phase encode gradient magnetic fields Gp1 and Gp2 are applied after the high-frequency magnetic field RF3. Thus, the nuclear magnetic resonance signal of the region of interest 404 is obtained.

次に、渦電流補正部930による渦電流補正を説明する。渦電流補正部930は、代謝物質信号をS(t)から、位相とび補正後の水信号の位相データφc(t)を用いて、渦電流補正後の代謝物質信号Secc(t)を、以下の式(1)に従って算出する。
ecc(t)=S(t)・exp(−i・φc(t)) (1)
ここで、iは虚数単位である。
なお、今後、exp(−i・φc(t))を位相補正量と呼ぶ。
Next, eddy current correction by the eddy current correction unit 930 will be described. The eddy current correction unit 930 uses the phase signal φc (t) of the water signal after the phase jump correction from the metabolite signal S (t), and the metabolite signal S ecc (t) after the eddy current correction, It calculates according to the following formula | equation (1).
S ecc (t) = S (t) · exp (−i · φc (t)) (1)
Here, i is an imaginary unit.
In the future, exp (−i · φc (t)) will be referred to as a phase correction amount.

まず、位相データ算出部940による位相データの算出処理を説明する。位相データ算出部940は、計測された水信号F(t)から水信号の位相データφ(t)を、以下の式(2)に従って算出する。
φ(t)=tan−1(Im(F(t)))/(Re(F(t))) (2)
ここで、tan−1は、アークタンジェント関数、Im(F(t))は複素数F(t)の虚部、Re(F(t))は複素数F(t)の実部を表す。
First, phase data calculation processing by the phase data calculation unit 940 will be described. The phase data calculation unit 940 calculates the phase data φ (t) of the water signal from the measured water signal F (t) according to the following equation (2).
φ (t) = tan −1 (Im (F (t))) / (Re (F (t))) (2)
Here, tan −1 represents an arctangent function, Im (F (t)) represents an imaginary part of the complex number F (t), and Re (F (t)) represents a real part of the complex number F (t).

次に、位相データ補正部950による、位相データφ(t)に存在する全ての位相とびを繰り返し計算により補正する位相データ補正処理について説明する。なお、位相データ補正部950は、位相データ補正処理の実施に先立ち、上記式(2)で得られた位相データφ(t)に対し、位相折り返し接続処理を行う。まず、この位相折返し接続処理について図5を用いて説明する。図5において、横軸は、水信号の計測開始からの時間(ms)、縦軸は位相値(rad)である。また、破線は計測結果から算出された位相データφ(t)、実線は位相折返し接続処理後の位相データφz(t)を示す。   Next, a phase data correction process in which all phase skips existing in the phase data φ (t) by the phase data correction unit 950 are corrected by repeated calculation will be described. The phase data correction unit 950 performs a phase return connection process on the phase data φ (t) obtained by the above equation (2) prior to the execution of the phase data correction process. First, the phase loopback connection process will be described with reference to FIG. In FIG. 5, the horizontal axis represents the time (ms) from the start of water signal measurement, and the vertical axis represents the phase value (rad). Further, the broken line indicates the phase data φ (t) calculated from the measurement result, and the solid line indicates the phase data φz (t) after the phase return connection process.

位相データφ(t)は、−πから+πの間の値として算出される。しかし、上記MRSIパルスシーケンス300により取得する水信号の位相には、−πから+πの範囲を超えた値が生じる。位相にこのような値が発生するタイミングでは、折り返されて−πから+πの間の値が得られる。本図に示すように、折り返された部分では、値に不連続な状態が生じる。そこで、このような不連続な位相値の時間的な変化を取り除く位相折り返し接続処理を行い、本来の位相変化の状態である位相データφz(t)を得る。なお、位相折り返し接続処理は、既存の各種の位相折り返し接続処理を用いることができる。このとき、ノイズによる位相ばらつきを防ぐため、適宜スムージングを行ってもよい。   The phase data φ (t) is calculated as a value between −π and + π. However, a value exceeding the range of −π to + π occurs in the phase of the water signal acquired by the MRSI pulse sequence 300. At the timing when such a value occurs in the phase, it is folded back to obtain a value between −π and + π. As shown in the figure, a discontinuous state occurs in the folded portion. Therefore, phase loop connection processing for removing such a temporal change in the discontinuous phase value is performed to obtain phase data φz (t) that is the original phase change state. In addition, the phase return connection process can use various existing phase return connection processes. At this time, smoothing may be appropriately performed in order to prevent phase variations due to noise.

次に、位相データ補正部950による、位相折返し接続処理後の位相データφz(t)に対する位相データ補正処理について説明する。一般に位相とびが発生している箇所は、その近傍で位相値に急激な変化が発生し、そこに変曲点が生じる。すなわち、位相とびが生じる領域は、位相データの1次時間微分値が上あるいは下に凸となり、2次時間微分値が0となる点が含まれる。以降、位相データの1次時間微分値の変化量を単に「位相変化量」、2次時間微分値が0となる点を単に「変曲点」と呼ぶ。ここで、位相値に不規則な変化が発生している箇所であっても、その位相変化量が所定以下の箇所は、位相とびによるものではなく、渦電流の影響など、他の理由による。本実施形態では、位相データ補正部950は、位相変化量の大きさにより、位相データφz(t)内の位相とびが発生している領域を特定し、位相とびが発生していると特定された領域内でのみ、位相とび補正を行う。   Next, the phase data correction process for the phase data φz (t) after the phase loop back connection process by the phase data correction unit 950 will be described. In general, in a portion where a phase jump occurs, a sudden change occurs in the phase value in the vicinity thereof, and an inflection point occurs there. That is, the region where the phase skip occurs includes a point where the primary time differential value of the phase data is convex upward or downward and the secondary time differential value is zero. Hereinafter, the change amount of the primary time differential value of the phase data is simply referred to as “phase change amount”, and the point at which the secondary time differential value is 0 is simply referred to as “inflection point”. Here, even if the phase value is irregularly changed, a location where the amount of phase change is equal to or less than a predetermined value is not caused by the phase jump but for other reasons such as the effect of eddy current. In the present embodiment, the phase data correction unit 950 identifies a region in the phase data φz (t) where a phase jump occurs based on the magnitude of the phase change amount, and is identified as a phase jump occurring. Phase jump correction is performed only within the specified area.

具体的には、位相データ補正部950は、位相データφz(t)を時間方向に複数の小領域に分割し、小領域内で位相変化量を算出する。そして、この変化量の大きい領域から順に位相とびを補正する。このとき、補正する毎に、位相補正量をフーリエ変換して得る値に与える影響を評価する。この値に与える影響が略なくなったところで、位相とびが発生している箇所の補正を終えたものと判断する。   Specifically, the phase data correction unit 950 divides the phase data φz (t) into a plurality of small areas in the time direction, and calculates a phase change amount within the small areas. Then, the phase jump is corrected in order from the region where the amount of change is large. At this time, every time correction is performed, the influence of the phase correction amount on the value obtained by Fourier transform is evaluated. When the influence on this value is almost eliminated, it is determined that the correction of the portion where the phase jump has occurred is completed.

なお、本実施形態では、分割した各小領域内で、当該領域内の位相データφz(t)の1次微分φz’(t)の最大値と最小値との差分の絶対値を位相変化量とする。   In the present embodiment, the absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the primary differential φz ′ (t) of the phase data φz (t) in the divided small region is calculated as the phase change amount. And

図6は、位相データ補正部950による本実施形態の位相データφz(t)の位相とび補正処理の処理フローである。まず、領域分割部953は、位相データφz(t)を時間方向に複数の小領域に分割する領域分割処理を行う(ステップS601)。   FIG. 6 is a processing flow of phase jump correction processing of the phase data φz (t) of the present embodiment by the phase data correction unit 950. First, the area dividing unit 953 performs area dividing processing for dividing the phase data φz (t) into a plurality of small areas in the time direction (step S601).

次に、位相とび発生領域抽出部951は、ステップS601で分割した小領域毎に、位相変化量を算出する(ステップS602)。そして、位相とび発生領域抽出部951は、各小領域と算出した位相変化量とを対応づけて、記憶装置等に保持する(ステップS603)。   Next, the phase jump generation area extraction unit 951 calculates a phase change amount for each small area divided in step S601 (step S602). Then, the phase jump generation area extraction unit 951 associates each small area with the calculated phase change amount, and holds it in a storage device or the like (step S603).

次に、位相とび発生領域抽出部951は、記憶装置に保持された位相変化量の中から、最も大きい位相変化量に対応づけて保持された小領域を、位相とび発生領域として抽出する(ステップS604)。   Next, the phase jump generation area extraction unit 951 extracts, as a phase jump generation area, a small area held in association with the largest phase change quantity from among the phase change quantities held in the storage device (step). S604).

次に、位相とび補正部952は、ステップS604で抽出した位相とび発生領域において、位相とび補正領域を決定する(ステップS605)。その後、位相とび補正部952は、位相とび補正領域において、位相とびを補正する(ステップS606)。   Next, the phase jump correction unit 952 determines a phase jump correction area in the phase jump generation area extracted in step S604 (step S605). Thereafter, the phase skip correction unit 952 corrects the phase skip in the phase skip correction area (step S606).

次に、位相とび発生領域抽出部951は、予め定められた評価関数に従って評価値を算出する(ステップS607)。位相とび発生領域抽出部951は、算出した評価値が予め定められた終了条件を満たすか否かを判別する(ステップS608)。終了条件を満たさない場合、位相とび発生領域がまだ残っているものとして、ステップS606で補正を行った小領域に対応して記憶装置に保持された位相変化量を0とし(ステップS609)、ステップS604に戻る。一方、終了条件を満たす場合、位相データ補正部950は、処理を終了し、最終的に位相とび補正後の位相データφc(t)を得る。なお、ステップS609の処理は、上記に限られず、処理済みの小領域を、以降の処理から除くことができるようステップS603で記憶した情報を更新するものであればよい。   Next, the phase jump generation area extraction unit 951 calculates an evaluation value according to a predetermined evaluation function (step S607). The phase jump generation area extraction unit 951 determines whether or not the calculated evaluation value satisfies a predetermined end condition (step S608). If the end condition is not satisfied, it is assumed that the phase jump generation region still remains, and the phase change amount held in the storage device corresponding to the small region corrected in step S606 is set to 0 (step S609). The process returns to S604. On the other hand, when the end condition is satisfied, the phase data correction unit 950 ends the process, and finally obtains the phase data φc (t) after the phase jump correction. Note that the process in step S609 is not limited to the above, and any process may be used as long as the information stored in step S603 is updated so that the processed small area can be excluded from the subsequent processes.

ここで、上記ステップS601の領域分割処理の詳細について説明する。上述したように、位相とびが生じる領域は変曲点が含まれる。したがって、本実施形態では、領域分割部953は、位相データφz(t)の変曲点を算出し、分割領域に変曲点が1つ含まれるように分割し、各小領域を得る。図7は、領域分割部953による、本実施形態の領域分割処理を説明するための図であり、(a)は、処理フロー、(b)および(c)は、分割手法の説明図である。   Here, the details of the area dividing process in step S601 will be described. As described above, the inflection point is included in the region where the phase jump occurs. Therefore, in this embodiment, the area dividing unit 953 calculates an inflection point of the phase data φz (t), divides the divided area so that one inflection point is included, and obtains each small area. FIG. 7 is a diagram for explaining the region division processing of the present embodiment by the region dividing unit 953, (a) is a processing flow, and (b) and (c) are explanatory diagrams of the division method. .

まず、領域分割部953は、水信号の位相データφz(t)の2次微分φz”(t)を計算し、その値が0となる点を、図7(b)に示すように、水信号の位相データφz(t)の変曲点810として抽出する(ステップS801)。なお、図7(b)のグラフにおいて、横軸は、水信号の計測開始からの時間(ms)、縦軸は2次微分値(a.u)である。ここでは、計測期間(t〜t)中に5個の変曲点810を抽出した場合を例示する。First, the region dividing unit 953 calculates the second derivative φz ″ (t) of the phase data φz (t) of the water signal, and the point where the value becomes 0 is shown in FIG. 7 is extracted as an inflection point 810 of the phase data φz (t) of the signal (step S801) In the graph of Fig. 7B, the horizontal axis represents time (ms) from the start of measurement of the water signal, and the vertical axis. Is a secondary differential value (au), where a case where five inflection points 810 are extracted during the measurement period (t 0 to t F ) is illustrated.

次に、領域分割部953は、各変曲点810の時間tIPn(nは1、2、3、4、5のいずれか)を特定し(ステップS802)、時間方向に順に境界点811を決定する(ステップS803)。ここでは、領域分割部953は、各変曲点810を時間方向に順に取り上げ、最初の変曲点810および最後の変曲点810については、それぞれ最寄りのデータ端点(tまたはt)との間の中間の時間tIPM1、tIPM6を、他の変曲点810の場合は、変曲点810(tIPnとtIPn−1)間の中間の時間tIPMnを、それぞれ境界点811の時間とする。そして、領域分割部953は、境界点811により、水信号の位相データφz(t)の時間領域を、図7(c)に示すように、例えば、小領域821、822、823、824、825、826、827に分割する。ここで、図7(c)のグラフにおいて、横軸は、水信号の計測開始からの時間(ms)、縦軸は位相データの位相値(rad)である。Next, the region dividing unit 953 identifies the time t IPn (n is any one of 1, 2, 3, 4, 5) of each inflection point 810 (step S802), and sequentially sets the boundary points 811 in the time direction. Determine (step S803). Here, the region dividing unit 953 picks up each inflection point 810 in order in the time direction, and the first inflection point 810 and the last inflection point 810 are respectively the nearest data end point (t 0 or t F ). an intermediate time t IPM1, t IPM6 between, in the case of other inflection point 810, inflection point 810 (t IPn and t IPn-1) the intermediate time t IPMN between, each boundary point 811 Time. Then, the region dividing unit 953 changes the time region of the phase data φz (t) of the water signal by the boundary point 811 as shown in FIG. 7C, for example, small regions 821, 822, 823, 824, 825. , 826, 827. Here, in the graph of FIG.7 (c), a horizontal axis is time (ms) from the measurement start of a water signal, and a vertical axis | shaft is a phase value (rad) of phase data.

本実施形態では、領域分割部953は、以上の手順で分割した各領域を特定する情報、例えば、各小領域821、822、823、824、825、826、827に対応づけて、それぞれの両端の境界点811の時間(t、tIPM1)、(tIPM1、tIPM2)、(tIPM2、tIPM3)、(tIPM3、tIPM4)、(tIPM4、tIPM5)、(tIPM5、tIPM6)、(tIPM6、t)を記憶する。In the present embodiment, the area dividing unit 953 associates each area divided by the above procedure, for example, each of the small areas 821, 822, 823, 824, 825, 826, and 827 with each end. time boundary point 811 (t 0, t IPM1) , (t IPM1, t IPM2), (t IPM2, t IPM3), (t IPM3, t IPM4), (t IPM4, t IPM5), (t IPM5, t IPM6 ), (t IPM6 , t F ) are stored.

次に、上記ステップS602における、位相とび発生領域抽出部951による位相変化量を算出する位相変化量算出処理について、図8を用いて説明する。図8は、位相データφz(t)の、1次微分φz’(t)のグラフ831であり、横軸は、水信号の計測開始からの時間t(ms)、縦軸は1次微分値(a.u)である。位相変化量算出処理では、位相とび発生領域抽出部951は、まず、位相データφz(t)の1次微分φz’(t)を求め、ステップS601の分割で得た小領域毎に、当該領域内の1次微分φz’(t)の最大値と最小値との差の絶対値を算出する。そして、位相とび発生領域抽出部951は、算出した絶対値を、位相変化量とする。   Next, the phase change amount calculation processing for calculating the phase change amount by the phase jump occurrence region extraction unit 951 in step S602 will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a graph 831 of the first derivative φz ′ (t) of the phase data φz (t), the horizontal axis is the time t (ms) from the start of measurement of the water signal, and the vertical axis is the first derivative. (Au). In the phase change amount calculation process, the phase jump generation area extraction unit 951 first obtains the first derivative φz ′ (t) of the phase data φz (t), and for each small area obtained by the division in step S601, the corresponding area The absolute value of the difference between the maximum value and the minimum value of the primary differential φz ′ (t) is calculated. Then, the phase jump generation area extraction unit 951 sets the calculated absolute value as the phase change amount.

なお、位相変化量を算出する位相変化量算出処理はこれに限られない。位相データφz(t)の1次微分φz’(t)を求め、ステップS601の分割で得た小領域毎に、ガウシアンなどのモデル関数で1次微分φz’(t)をフィッティングし、各領域のフィッティング関数の高さを位相変化量としてもよい。   Note that the phase change amount calculation processing for calculating the phase change amount is not limited to this. The first derivative φz ′ (t) of the phase data φz (t) is obtained, and the first derivative φz ′ (t) is fitted with a model function such as Gaussian for each small region obtained by the division in step S601. The height of the fitting function may be the phase change amount.

次に、位相とび補正部952による、ステップS605の位相とび補正領域を決定する補正領域決定処理と、ステップS606の位相とび補正処理と、について、図9を用いて説明する。図9は、位相とび発生領域として決定された小領域近傍の1次微分グラフ831であり、横軸は時間(ms)、縦軸は1次微分値(a.u.)である。ここでは、一例として小領域822が、位相とび発生領域841と決定されたものとして説明する。   Next, the correction area determination process for determining the phase jump correction area in step S605 and the phase jump correction process in step S606 by the phase jump correction unit 952 will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a first-order differential graph 831 in the vicinity of the small region determined as the phase jump generation region, where the horizontal axis represents time (ms) and the vertical axis represents the first-order differential value (au). Here, as an example, it is assumed that the small region 822 is determined as the phase jump generation region 841.

補正領域決定処理では、位相とび補正部952は、位相とび発生領域841において、一次微分φz’(t)のピーク半値幅を算出し、その2倍の幅を位相とび補正領域842とする。なお、位相とび補正領域1002の決定手法はこれに限られない。当該小領域における位相変化量が、最小となるような領域であればよく、例えば、変曲点に対応する1次微分ピーク点の両側を1点ずつ除外したときに、位相変化量が最小となるように決定してもよい。また、上記のように位相変化量算出処理において、ガウシアンなどのモデル関数でフィッティングし、位相とび発生領域841を決定した場合は、フィッティング関数の半値幅の2倍を位相とび補正領域842とするよう構成してもよい。   In the correction region determination process, the phase skip correction unit 952 calculates the peak half-value width of the primary differential φz ′ (t) in the phase skip generation region 841, and sets the double width as the phase skip correction region 842. Note that the method of determining the phase skip correction area 1002 is not limited to this. Any region may be used as long as the phase change amount in the small region is minimized. For example, when one point is excluded from both sides of the primary differential peak point corresponding to the inflection point, the phase change amount is minimized. You may decide to become. Further, in the phase change amount calculation process as described above, when the phase skip generation region 841 is determined by fitting with a model function such as Gaussian, the phase skip correction region 842 is set to twice the half-value width of the fitting function. It may be configured.

また、位相とび補正処理では、位相とび補正部952は、例えば、図9に示すように、1次微分φz’(t)のグラフ上で、位相とび補正領域842の両端を直線で結ぶ線形補間により補正後の1次微分φc’(t)を決定する。そして、位相とび補正部952は、補正後の1次微分φc’(t)を積分することで位相とび補正後の位相値φc(t)を算出する。ここで、補正後の1次微分φc’(t)を、積分ではなく累乗和から位相とび補正後の位相値φc(t)を算出してもよい。   Further, in the phase skip correction processing, the phase skip correction unit 952 performs linear interpolation that connects both ends of the phase skip correction region 842 with a straight line on the graph of the primary differential φz ′ (t), for example, as shown in FIG. To determine the corrected primary differential φc ′ (t). Then, the phase jump correction unit 952 calculates the phase value φc (t) after the phase jump correction by integrating the corrected first derivative φc ′ (t). Here, the phase difference φc (t) after phase jump correction may be calculated from the corrected primary differential φc ′ (t), not from the integral, but from the sum of powers.

ここで、上記位相とび補正処理の前後の位相データのグラフの一例を図10(a)に示す。破線が位相とび補正前の水信号の位相データφz(t)のグラフ、実線が、位相とび発生領域841(小領域822)の位相とびを補正後の水信号位相データφc(t)のグラフである。本図において、横軸は、時間(ms)、縦軸は、位相(rad)を示す。本図に示すように、上記位相とび補正処理により、水信号の位相とびが解消されていることがわかる。   Here, FIG. 10A shows an example of a graph of phase data before and after the phase skip correction process. A broken line is a graph of the phase data φz (t) of the water signal before phase jump correction, and a solid line is a graph of the water signal phase data φc (t) after correcting the phase jump of the phase jump generation region 841 (small region 822). is there. In this figure, the horizontal axis represents time (ms) and the vertical axis represents phase (rad). As shown in this figure, it can be seen that the phase jump of the water signal is eliminated by the phase jump correction process.

なお、位相とび補正の手法は、これに限られない。例えば、位相とび補正部952は、位相とび補正領域rの両側で一次微分φ’(t)が滑らかな曲線になるよう、位相とび補正領域rを補間し、補正後の1次微分φc’(t)を決定してもよい。   Note that the method of phase jump correction is not limited to this. For example, the phase skip correction unit 952 interpolates the phase skip correction region r so that the primary differential φ ′ (t) becomes a smooth curve on both sides of the phase skip correction region r, and the corrected primary differential φc ′ ( t) may be determined.

次に、ステップS607およびS608における、位相とび発生領域抽出部951による評価処理について説明する。本実施形態では、位相とび発生領域抽出部951は、n回目の位相とび補正後の位相データφ(t)に関して、以下の式(3)を計算する。
(t)=exp(i・φ(t)) (3)
次に、位相とび発生領域抽出部951は、g(t)をフーリエ変換したG(f)を算出する(式(4))。
(f)=F[gn(t)] (4)
ここで、F[]は、フーリエ変換を示す。位相とび発生領域抽出部951は、算出したG(f)の絶対値|G(f)|の最大ピークPを算出する。そして、位相とび発生領域抽出部951は、最大ピークPと、n−1回目の位相とび補正後の最大ピークPn−1との差分の絶対値|P−Pn−1|を評価関数とし、この評価関数を計算することにより得られるΔPを評価値とする。
Next, the evaluation process by the phase jump generation area extraction unit 951 in steps S607 and S608 will be described. In the present embodiment, the phase jump generation area extraction unit 951 calculates the following equation (3) with respect to the phase data φ n (t) after the n-th phase jump correction.
g n (t) = exp (i · φ n (t)) (3)
Next, the phase jump generation region extraction unit 951 calculates G n (f) obtained by Fourier transform of g n (t) (formula (4)).
G n (f) = F [gn (t)] (4)
Here, F [] indicates Fourier transform. Phase jump occurs region extraction unit 951, the absolute value of the calculated G n (f) | is calculated a maximum peak P n of | G n (f). Then, the phase jump generation region extraction unit 951 evaluates the absolute value | P n −P n−1 | of the difference between the maximum peak P n and the n−1th phase jump corrected maximum peak P n−1. A function, and ΔP n obtained by calculating the evaluation function is an evaluation value.

また、本実施形態の評価処理の終了条件は、得られた評価値が閾値未満となることとする。閾値としては、限りなく0に近い値を設定する。位相とび補正後の|G(f)|の最大ピークPの変化が0に漸近するということは、これ以上、新たな領域を抽出して位相とび補正を行っても効果が変わらないことを意味する。なぜなら、渦電流やノイズなどに起因する位相とび以外の位相変化は、上記評価値を著しく変化させるほど大きな変化ではないからである。従って、本実施形態では、本終了条件を満たす場合、位相とびが発生している全ての箇所の位相とび補正を終えたものと判断し、処理を終了させる。In addition, as an end condition of the evaluation process of the present embodiment, the obtained evaluation value is less than a threshold value. As a threshold value, a value close to 0 is set. The fact that the change in the maximum peak P n of | G n (f) | after phase jump correction approaches 0 means that the effect does not change even if a new area is extracted and phase jump correction is performed. Means. This is because the phase change other than the phase jump due to eddy current or noise is not so large as to significantly change the evaluation value. Therefore, in this embodiment, when this end condition is satisfied, it is determined that the phase skip correction has been completed for all the portions where the phase skip has occurred, and the process is ended.

なお、評価関数として、|G(f)|の最大ピーク値の位相とび補正毎の変化ではなく、|G(f)|の標準偏差の位相とび補正毎の変化を用いてもよい。また、|G(f)|が閾値T以上の値をとる信号値fの数Nnの、位相とび補正ごとの変化を用いてもよい。Incidentally, as the evaluation function, | G n (f) | not the change of each phase jump correction of the maximum peak value of, | G n (f) | may be used changes every phase jump correction of the standard deviation of. Further, a change for each phase jump correction of the number Nn of signal values f in which | G n (f) | takes a value equal to or greater than the threshold value T may be used.

図10(b)に、位相とび補正処理を実施する前の位相データのグラフと、全ての位相とび領域を補正した後の位相データのグラフの一例を示す。破線が本実施形態の位相とび補正処理前の水信号の位相データφz(t)のグラフである。そして、実線が、全ての位相とびを補正した後の水信号の位相データφc(t)のグラフである。本図において、横軸は、時間(ms)、縦軸は、位相(rad)を示す。本図に示すように、上記繰り返し計算による位相とび補正処理により、水信号の全ての位相とびが解消されていることがわかる。   FIG. 10B shows an example of a phase data graph before the phase skip correction process and a phase data graph after correcting all the phase skip regions. A broken line is a graph of the phase data φz (t) of the water signal before the phase jump correction process of the present embodiment. The solid line is a graph of the phase data φc (t) of the water signal after correcting all the phase jumps. In this figure, the horizontal axis represents time (ms) and the vertical axis represents phase (rad). As shown in this figure, it can be seen that all phase jumps of the water signal have been eliminated by the phase jump correction process based on the repeated calculation.

以上説明したように、本実施形態によれば、渦電流補正用信号の位相データを時間方向に複数の領域に分割し、その中で位相変化量が最も大きい領域を抽出する。その領域の位相とびを補正し、評価関数を基に評価値を算出する。この処理を繰り返し、評価値が0に近づいたとき、処理を終了する。このように構成することで、複数の位相変化がある位相とびを自動で判別し除去する。また、除去後の位相データを用い、渦電流補正を実施する。   As described above, according to the present embodiment, the phase data of the eddy current correction signal is divided into a plurality of regions in the time direction, and the region having the largest phase change amount is extracted. The phase skip of the region is corrected, and the evaluation value is calculated based on the evaluation function. This process is repeated, and when the evaluation value approaches 0, the process ends. With this configuration, a phase jump having a plurality of phase changes is automatically determined and removed. Further, eddy current correction is performed using the phase data after removal.

本実施形態によれば、評価値が0に漸近するまで、位相とび発生領域を抽出し、位相とび補正を繰り返すため、位相データの値に不規則な変化が発生している箇所において、位相とび箇所のみ抽出して補正することができる。従って、効率よく、また、精度よく、位相データの位相とびを除去することができる。これにより、渦電流補正において、位相とびのない位相データを用いることができ、リンギングアーチファクトが生じない良好なスペクトルを取得することができる。   According to the present embodiment, the phase jump generation region is extracted until the evaluation value approaches 0, and the phase jump correction is repeated. Therefore, the phase jump is performed at a place where the phase data value is irregularly changed. Only the location can be extracted and corrected. Therefore, it is possible to remove the phase jump of the phase data efficiently and accurately. Thereby, in eddy current correction, phase data having no phase jump can be used, and a good spectrum without ringing artifacts can be acquired.

ここで、本実施形態による渦電流補正の効果を計算機シミュレーションおよびファントム実験にて確認する。   Here, the effect of the eddy current correction according to the present embodiment is confirmed by computer simulation and phantom experiment.

計算機シミュレーション結果を図11に示す。ここで、図11(a)は、渦電流補正を行わなかった場合の代謝物質スペクトル、(b)は、本実施形態の位相とび補正を行わない位相データを用いて渦電流補正を行った場合の代謝物質スペクトル、(c)は、本実施形態の位相とび補正を実施した位相データを用いて渦電流補正を行った場合の代謝物質スペクトルをそれぞれ示す。   The computer simulation results are shown in FIG. Here, FIG. 11A is a metabolite spectrum when eddy current correction is not performed, and FIG. 11B is a case where eddy current correction is performed using the phase data that is not subjected to phase jump correction of this embodiment. (C) shows the metabolite spectrum when the eddy current correction is performed using the phase data subjected to the phase jump correction of the present embodiment.

これらの図に示すように、本実施形態の位相とび補正後に渦電流補正を行うと、位相とびによるリンギングアーチファクトが除去でき、かつ、渦電流によるスペクトル歪みも補正できることがわかる。   As shown in these drawings, it can be seen that if the eddy current correction is performed after the phase jump correction of the present embodiment, the ringing artifact due to the phase jump can be removed and the spectral distortion due to the eddy current can also be corrected.

次に、ファントムを用い、実際に計測した結果を図12に示す。ここで用いたファントムは、濃度10mMのアセチルアラニンファントムである。図12(a)は、渦電流補正を行わなかった場合の代謝物質スペクトル、(b)は、本実施形態の位相とび補正を行わない位相データを用いて渦電流補正を行った場合の代謝物質スペクトル、(c)は、本実施形態の位相とび補正を実施した位相データを用いて渦電流補正を行った場合の代謝物質スペクトルをそれぞれ示す。   Next, FIG. 12 shows the result of actual measurement using a phantom. The phantom used here is an acetylalanine phantom with a concentration of 10 mM. FIG. 12A shows a metabolite spectrum when eddy current correction is not performed, and FIG. 12B shows a metabolite when eddy current correction is performed using phase data that is not subjected to phase jump correction according to this embodiment. Spectrum (c) shows a metabolite spectrum when eddy current correction is performed using the phase data subjected to the phase skip correction of the present embodiment.

これらの図に示すように、ファントムを用いて実際に計測した結果においても、本実施形態の位相とび補正後に渦電流補正を行うと、位相とびによるリンギングアーチファクトが除去でき、かつ、渦電流によるスペクトル歪みも補正できることがわかる。   As shown in these figures, even in the result of actual measurement using a phantom, if eddy current correction is performed after phase jump correction of this embodiment, ringing artifacts due to phase jump can be removed, and a spectrum due to eddy current can be removed. It can be seen that distortion can also be corrected.

以上、説明したように、本実施形態によれば、渦電流歪みを補正するために用いる位相データに、位相変化量が大きく異なる等の不規則な変化をする箇所が複数ある場合であっても、リンギングアーチファクトの原因となる位相とびの箇所のみを抽出して位相とび補正を行うことができるため、位相データの位相とびを効率よく補正することができる。従って、渦電流によるスペクトル歪みの補正にあたり、リングングアーチファクトの発生を効果的に防ぐことができ、渦電流によるスペクトル歪みを良好に補正することができる。   As described above, according to the present embodiment, even when the phase data used for correcting the eddy current distortion includes a plurality of locations where the phase change amount varies greatly, such as a large amount of phase change. Since the phase skip correction can be performed by extracting only the phase skip portion that causes the ringing artifact, the phase skip of the phase data can be corrected efficiently. Therefore, in correcting the spectral distortion due to the eddy current, the generation of ringing artifacts can be effectively prevented, and the spectral distortion due to the eddy current can be corrected well.

このため、本実施形態によれば、渦電流の影響を補正する処理を行うとき、補正処理によるアーチファクトを防ぎ、補正結果の精度を高めることができる。例えば、MRSIにおいて、リンギングアーチファクトのない、良好な代謝物質スペクトルを得ることができる。   For this reason, according to this embodiment, when the process which correct | amends the influence of an eddy current is performed, the artifact by a correction process can be prevented and the precision of a correction result can be improved. For example, in MRSI, a good metabolite spectrum free from ringing artifacts can be obtained.

なお、本実施形態では、渦電流の補正に用いる位相データを水信号から得る場合を例にあげているが、これに限られない。計測対象の代謝物質よりも信号強度の大きい物質の信号であれば、特に水信号に限られない。   In the present embodiment, the phase data used for eddy current correction is obtained from the water signal as an example, but the present invention is not limited to this. The signal is not particularly limited to a water signal as long as it is a signal of a substance having a signal intensity greater than that of a metabolite to be measured.

また、上記位相とび補正処理では、領域分割部953が領域分割後、位相とび発生領域抽出部951が全小領域について、位相変化量を算出し、記憶装置に保持しているが、これに限られない。例えば、位相とび補正処理を、位相とび補正毎に、領域を分割し直し、位相変化量が最も大きい小領域を算出するよう構成してもよい。すなわち、ステップS602の後に、その結果を保持せず、ステップS604の位相とび発生領域を抽出し、ステップS605、S606、S607、S608と処理を進め、条件を満たさない場合、ステップS606で補正後の位相データについて、ステップS601から処理を繰り返す。   In the phase skip correction process, after the region division unit 953 divides the region, the phase jump generation region extraction unit 951 calculates the phase change amount for all the small regions and holds it in the storage device. I can't. For example, the phase skip correction process may be configured to re-divide the region for each phase skip correction and calculate a small region having the largest phase change amount. That is, after step S602, the result is not retained, the phase jump generation region in step S604 is extracted, and the process proceeds with steps S605, S606, S607, and S608. If the condition is not satisfied, the corrected result is obtained in step S606. The process is repeated from step S601 for the phase data.

さらに、上記実施形態では、評価関数を用い、位相とび補正が渦電流補正係数に与える影響を評価し、位相とび発生領域を繰り返し抽出しているが、これに限られない。例えば、予め閾値を定めておき、位相変化量が閾値以上である領域を位相とび発生領域として抽出し、抽出した全領域に対し、位相とび補正処理を行うよう構成してもよい。   Further, in the above embodiment, the evaluation function is used to evaluate the influence of the phase jump correction on the eddy current correction coefficient, and the phase jump generation region is repeatedly extracted. However, the present invention is not limited to this. For example, a threshold value may be set in advance, a region where the phase change amount is equal to or greater than the threshold value may be extracted as a phase skip generation region, and the phase skip correction process may be performed on all the extracted regions.

また、一般に、局所的な時間範囲で考えた場合、位相とびは、強度および周波数の異なる2つのベクトルのベクトル和によって生じる位相変化である。そのため、2つのベクトルの強度が近ければ近いほど、2つのベクトルが対向する短い時間幅で急激に位相が変化する。逆に、2つのベクトルの強度が異なるほど、強度が小さいベクトルの影響が小さくなるため、対向する時間幅で緩やかに位相が変化する。したがって、位相変化量の大小と、位相とび補正領域の時間幅(変化幅)とは、反比例の関係にある。これを利用し、位相変化量の大きい領域から順に位相とびを補正するのではなく、前記変化幅の小さい領域から順に、位相とび補正の影響がなくなるまで、位相とび補正を行うよう構成してもよい。この場合、位相折返し接続処理後、ノイズによる影響を軽減するためスムージング処理を行う。   In general, when considered in a local time range, the phase jump is a phase change caused by a vector sum of two vectors having different intensities and frequencies. Therefore, the closer the intensity of the two vectors, the more rapidly the phase changes in a short time width in which the two vectors face each other. On the contrary, as the intensity of the two vectors is different, the influence of the vector having a smaller intensity is reduced, so that the phase gradually changes in the opposing time width. Therefore, the magnitude of the phase change amount and the time width (change width) of the phase skip correction region are in an inversely proportional relationship. By using this, the phase skip correction is not performed in order from the region having the largest phase change amount, but the phase skip correction is performed in order from the region having the smaller change width until the influence of the phase jump correction is eliminated. Good. In this case, after the phase loop-back connection process, a smoothing process is performed to reduce the influence of noise.

また、位相とび補正を行う領域を決定するに当たり、位相変化量の大きさと、上述の変化幅とを併用するよう構成してもよい。例えば、予めそれぞれ閾値を定めておき、位相変化量が予め定めた第一の閾値以上であり、かつ、変化幅が、予め定めた第二の閾値以下である場合、位相とび発生領域と判別し、位相とび補正を行うよう構成してもよい。   Further, in determining the region for phase jump correction, the phase change amount and the above-described change width may be used in combination. For example, when a threshold value is set in advance and the phase change amount is equal to or greater than a predetermined first threshold value and the change width is equal to or less than a predetermined second threshold value, it is determined as a phase jump occurrence region. The phase jump correction may be performed.

1:被検体、2:静磁場コイル、3:傾斜磁場コイル、4:シムコイル、5:送信コイル、6:受信コイル、7:送信機、8:受信機、9:計算機、10:ディスプレイ、11:外部記憶装置、12:傾斜磁場用電源部、13:シム用電源部、14:シーケンス制御装置、15:入力装置、100:MRI装置、110:MRI装置、120:MRI装置、300:MRSIパルスシーケンス、401:断面、402:断面、403:断面、404:関心領域、810:変曲点、811:境界点、821:小領域、822:小領域、823:小領域、824:小領域、825:小領域、826:小領域、827:小領域、831:グラフ、841:位相とび発生領域、842:位相とび補正領域、910:計測制御部、920:表示情報生成部、930:渦電流補正部、940:位相データ算出部、950:位相データ補正部、951:位相とび発生領域抽出部、952:位相とび補正部、953:領域分割部 1: Subject, 2: Static coil, 3: Gradient coil, 4: Shim coil, 5: Transmitting coil, 6: Receiving coil, 7: Transmitter, 8: Receiver, 9: Computer, 10: Display, 11 : External storage device, 12: power supply unit for gradient magnetic field, 13: power supply unit for shim, 14: sequence control device, 15: input device, 100: MRI device, 110: MRI device, 120: MRI device, 300: MRSI pulse Sequence: 401: Cross section, 402: Cross section, 403: Cross section, 404: Region of interest, 810: Inflection point, 811: Boundary point, 821: Small region, 822: Small region, 823: Small region, 824: Small region, 825: Small region, 826: Small region, 827: Small region, 831: Graph, 841: Phase skip generation region, 842: Phase skip correction region, 910: Measurement control unit, 920: Display information generation , 930: eddy current correction unit, 940: phase data calculator, 950: phase data correcting unit, 951: phase jump occurs area extracting unit, 952: phase jump correction unit, 953: region dividing unit

Claims (18)

被検体に静磁場を印加する静磁場印加手段と、前記被検体に傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加手段と、前記被検体に高周波磁場パルスを照射する高周波磁場パルス照射手段と、前記被検体から核磁気共鳴信号を受信する受信手段と、前記核磁気共鳴信号に渦電流補正を実施する渦電流補正手段と、を備える磁気共鳴撮影装置であって、
前記渦電流補正手段は、
計測対象の代謝物質より信号強度の大きい物質の核磁気共鳴信号の位相データを算出する位相データ算出手段と、
前記位相データを、時間方向に複数の小領域に分割する位相データ分割手段と、
前記小領域の中から位相とびが存在する位相とび発生領域を抽出する位相とび発生領域抽出手段と、
前記位相とび発生領域内の位相とびを補正する位相とび補正手段と、を備えること
を特徴とする磁気共鳴撮影装置。
From the subject, a static magnetic field applying unit that applies a static magnetic field to the subject, a gradient magnetic field applying unit that applies a gradient magnetic field to the subject, a high-frequency magnetic field pulse irradiating unit that irradiates the subject with a high-frequency magnetic field pulse, and A magnetic resonance imaging apparatus comprising: reception means for receiving a nuclear magnetic resonance signal; and eddy current correction means for performing eddy current correction on the nuclear magnetic resonance signal,
The eddy current correcting means is
Phase data calculating means for calculating phase data of a nuclear magnetic resonance signal of a substance having a signal intensity greater than a metabolite to be measured;
Phase data dividing means for dividing the phase data into a plurality of small regions in the time direction;
A phase jump occurrence region extracting means for extracting a phase jump occurrence region in which phase jump exists from the small region;
A magnetic resonance imaging apparatus comprising: a phase jump correcting unit that corrects a phase jump in the phase jump generation region.
請求項1記載の磁気共鳴撮影装置であって、
前記位相とび発生領域抽出手段は、前記位相データの位相変化量が、予め定められた条件を満たす領域を、前記位相とび発生領域として抽出すること
を特徴とする磁気共鳴撮影装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1,
The magnetic resonance imaging apparatus, wherein the phase jump generation region extracting unit extracts a region where a phase change amount of the phase data satisfies a predetermined condition as the phase jump generation region.
請求項1または2記載の磁気共鳴撮影装置であって、
前記位相とび補正手段は、前記位相とび発生領域抽出手段により位相とび発生領域が抽出される毎に前記位相とびの補正を行い、
前記位相とび発生領域抽出手段は、
前記位相とび補正手段によって位相とびが補正される毎に、当該補正後の前記位相データの評価値を算出する評価値算出手段と、
前記評価値が算出される毎に、前記評価値が所定の閾値以上であるか否かを判別し、閾値以上である場合、前記位相とび発生領域の抽出を継続するよう決定し、閾値未満である場合、前記抽出を終了するよう決定する判別手段と、を備え、
前記判別手段が抽出を継続すると判別する間、前記位相データの位相変化量が最も大きい小領域から順に1の前記小領域を前記位相とび発生領域として抽出すること
を特徴とする磁気共鳴撮影装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1 or 2 ,
The phase jump correction unit performs the phase jump correction every time the phase jump generation region is extracted by the phase jump generation region extraction unit,
The phase jump generation region extraction means includes:
Each time the phase jump is corrected by the phase jump correcting means, an evaluation value calculating means for calculating an evaluation value of the phase data after the correction,
Each time the evaluation value is calculated, it is determined whether or not the evaluation value is equal to or greater than a predetermined threshold value. If the evaluation value is equal to or greater than the threshold value, it is determined to continue extraction of the phase jump occurrence region. And determining means for determining to end the extraction, if any,
Wherein while the determination means determines to continue the extraction, magnetic resonance imaging apparatus characterized by extracting the small region 1 in order from the largest small area phase variation of the phase data as the phase jump occurs region.
請求項1から3いずれか1項記載の磁気共鳴撮影装置であって、
前記位相データ分割手段は、
前記位相データの変曲点を算出する変曲点算出手段を備え、
前記各小領域に1の前記変曲点算出手段が算出した変曲点が含まれるよう分割すること
を特徴とする磁気共鳴撮影装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to any one of claims 1 to 3 ,
The phase data dividing means includes
An inflection point calculating means for calculating an inflection point of the phase data;
2. The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1, wherein each of the small regions is divided so that the inflection point calculated by one inflection point calculating means is included.
請求項3記載の磁気共鳴撮影装置であって、
前記位相とび発生領域抽出手段は、
前記位相データの1次微分値を算出する1次微分算出手段と、
前記小領域ごとに、前記1次微分値の最大値と最小値との差分の絶対値を算出する位相変化量算出手段と、を備え、
前記絶対値が最大の小領域を、前記位相変化量が最も大きい小領域とすること
を特徴とする磁気共鳴撮影装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 3,
The phase jump generation region extraction means includes:
Primary differential calculation means for calculating a primary differential value of the phase data;
Phase change amount calculating means for calculating an absolute value of a difference between the maximum value and the minimum value of the primary differential value for each of the small regions;
The magnetic resonance imaging apparatus characterized in that the small region having the maximum absolute value is set to the small region having the largest phase change amount.
請求項3記載の磁気共鳴撮影装置であって、
前記位相とび発生領域抽出手段は、
前記位相データの1次微分値を算出する変化量算出手段と、
前記小領域毎に、前記一次微分値をモデル関数でフィッティングするフィッティング手段と、
前記小領域毎に、前記フィッティング後のモデル関数の高さを算出する高さ算出手段と、を備え、
前記高さが最も高い小領域を、前記位相変化量が最も大きい小領域とすること
を特徴とする磁気共鳴撮影装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 3,
The phase jump generation region extraction means includes:
Change amount calculating means for calculating a first derivative value of the phase data;
Fitting means for fitting the first derivative with a model function for each of the small regions;
Height calculation means for calculating the height of the model function after the fitting for each small region,
The magnetic resonance imaging apparatus characterized in that the small region having the highest height is the small region having the largest amount of phase change.
請求項5記載の磁気共鳴撮影装置であって、
前記位相とび補正手段は、
前記位相とび発生領域として抽出された小領域における、前記1次微分値のピーク値の半値幅を、前記位相とびを補正する位相とび補正領域と設定する位相とび補正領域設定手段を備えること
を特徴とする磁気共鳴撮影装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 5,
The phase skip correction means includes:
Phase jump correction area setting means is provided for setting a half-value width of the peak value of the primary differential value in the small area extracted as the phase jump generation area as a phase jump correction area for correcting the phase jump. Magnetic resonance imaging device.
請求項6記載の磁気共鳴撮影装置であって、
前記位相とび補正手段は、
前記フィッティング後のモデル関数の半値幅の2倍の領域を、前記位相とびを補正する位相とび補正領域と設定する位相とび補正領域設定手段を備えること
を特徴とする磁気共鳴撮影装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 6,
The phase skip correction means includes:
A magnetic resonance imaging apparatus, comprising: a phase skip correction region setting unit that sets a phase skip correction region that corrects the phase skip as a region twice the half-value width of the model function after the fitting.
請求項7または8記載の磁気共鳴撮影装置であって、
前記位相とび補正手段は、前記位相とび補正領域の前記1次微分値を補間により接続し、前記位相とびを補正すること
を特徴とする磁気共鳴撮影装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 7 or 8 ,
The magnetic resonance imaging apparatus, wherein the phase skip correction unit connects the primary differential values of the phase skip correction region by interpolation to correct the phase skip.
請求項9記載の磁気共鳴撮影装置であって、
前記補間は、前記1次微分値の前記位相とび補正領域の両端を直線で接続する直線補間であること
を特徴とする磁気共鳴撮影装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 9,
The magnetic resonance imaging apparatus, wherein the interpolation is linear interpolation in which both ends of the phase skip correction region of the primary differential value are connected by a straight line.
請求項9または10記載の磁気共鳴撮影装置であって、
前記位相とび補正手段は、前記補間により接続後の前記1次微分値を積分し、前記位相とび補正後の位相データとすること
を特徴とする磁気共鳴撮影装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 9 or 10 ,
The magnetic resonance imaging apparatus characterized in that the phase skip correction unit integrates the first-order differential value after connection by the interpolation to obtain phase data after the phase skip correction.
請求項9または10記載の磁気共鳴撮影装置であって、
前記位相とび補正手段は、前記補間により接続後の前記1次微分値の累乗和を、前記位相とび補正後の位相データとすること
を特徴とする磁気共鳴撮影装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to claim 9 or 10 ,
The magnetic resonance imaging apparatus characterized in that the phase skip correction means uses the sum of powers of the first differential values after connection by the interpolation as phase data after the phase skip correction.
請求項3から12いずれか1項記載の磁気共鳴撮影装置であって、
前記評価値算出手段は、前記補正後の位相データから算出した補正スペクトルのピークの高さと、補正前の位相データから算出した補正スペクトルのピークの高さとの差分を前記評価値とすること
を特徴とする磁気共鳴撮影装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to any one of claims 3 to 12 ,
The evaluation value calculation means uses the difference between the peak height of the correction spectrum calculated from the phase data after correction and the peak height of the correction spectrum calculated from the phase data before correction as the evaluation value. Magnetic resonance imaging device.
請求項3から12いずれか1項記載の磁気共鳴撮影装置であって、
前記評価値算出手段は、前記補正後の位相データから算出した補正スペクトルの標準偏差と、補正前の位相データから算出した補正スペクトルの標準偏差との差分を前記評価値とすること、
を特徴とする磁気共鳴撮影装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to any one of claims 3 to 12 ,
The evaluation value calculating means uses the difference between the standard deviation of the correction spectrum calculated from the phase data after correction and the standard deviation of the correction spectrum calculated from the phase data before correction as the evaluation value,
A magnetic resonance imaging apparatus.
請求項3から12いずれか1項記載の磁気共鳴撮影装置であって、
前記評価値算出手段は、前記補正後の位相データから算出した信号値であって、予め定めた値以上の値を有する信号値の数と、補正前の位相データから算出した信号値であって、予め定めた値以上の値を有する信号値の数との差を、前記評価値とすること
を特徴とする磁気共鳴撮影装置。
The magnetic resonance imaging apparatus according to any one of claims 3 to 12 ,
The evaluation value calculating means is a signal value calculated from the corrected phase data, the number of signal values having a value equal to or greater than a predetermined value, and a signal value calculated from the phase data before correction. The magnetic resonance imaging apparatus is characterized in that a difference from the number of signal values having a value equal to or greater than a predetermined value is used as the evaluation value.
被検体に静磁場を印加する静磁場印加手段と、前記被検体に傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加手段と、前記被検体に高周波磁場パルスを照射する高周波磁場パルス照射手段と、前記被検体から核磁気共鳴信号を受信する受信手段と、前記核磁気共鳴信号に渦電流補正を実施する渦電流補正演算手段と、を備える磁気共鳴撮影装置において、記受信手段で取得した核磁気共鳴信号の中で、計測対称の代謝物質より信号強度の大きい物質の核磁気共鳴信号である渦電流補正信号の位相データに発生する全ての位相とびを除去する位相データ補正方法であって、
前記位相データを、時間方向に複数の小領域に分割する位相データ分割ステップと、
前記小領域の中から位相とびが存在する位相とび発生領域を抽出する位相とび発生領域抽出ステップと、
前記抽出した領域における位相とびを補正する位相とび補正ステップと、を備えること
を特徴とする位相データ補正方法
From the subject, a static magnetic field applying unit that applies a static magnetic field to the subject, a gradient magnetic field applying unit that applies a gradient magnetic field to the subject, a high-frequency magnetic field pulse irradiating unit that irradiates the subject with a high-frequency magnetic field pulse, and In a magnetic resonance imaging apparatus comprising: a receiving unit that receives a nuclear magnetic resonance signal; and an eddy current correction calculation unit that performs eddy current correction on the nuclear magnetic resonance signal. A phase data correction method for removing all phase jumps occurring in the phase data of the eddy current correction signal which is a nuclear magnetic resonance signal of a substance whose signal intensity is larger than that of a metabolite which is symmetrical to measurement,
A phase data dividing step of dividing the phase data into a plurality of small regions in the time direction;
A phase jump generation region extracting step for extracting a phase jump generation region in which phase jump exists from the small region;
A phase jump correcting step for correcting a phase jump in the extracted region.
A phase data correction method characterized by the above .
請求項16記載の位相データ補正方法であって、
前記位相とび補正ステップによって補正後の位相データの評価値を算出する評価値算出ステップと、
前記評価値が所定の閾値以上であれば、前記位相とび発生領域抽出ステップと、前記位相とび補正ステップと、前記評価値算出ステップとを実行する繰返しステップと、をさらに備えること
を特徴とする位相データ補正方法
The phase data correction method according to claim 16, wherein
An evaluation value calculating step for calculating an evaluation value of phase data after correction by the phase skip correction step;
If the evaluation value is equal to or greater than a predetermined threshold value, the method further comprises: a step of extracting the phase jump generation region, a step of correcting the phase jump, and a step of repeating the step of calculating the evaluation value.
A phase data correction method characterized by the above .
被検体に静磁場を印加する静磁場印加手段と、前記被検体に傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加手段と、前記被検体に高周波磁場パルスを照射する高周波磁場パルス照射手段と、前記被検体から核磁気共鳴信号を受信する受信手段と、前記核磁気共鳴信号に渦電流補正を実施する渦電流補正手段と、を備える磁気共鳴撮影装置のコンピュータを、
前記受信手段で取得した核磁気共鳴信号の中で、計測対称の代謝物質より信号強度の大きい物質の核磁気共鳴信号である渦電流補正信号の位相データを算出する位相データ算出手段と、
前記位相データを、時間方向に複数の小領域に分割する位相データ分割手段と、
前記小領域の中から位相とびが存在する位相とび発生領域を抽出する位相とび発生領域抽出手段と、
前記位相とび発生領域内の位相とびを補正する位相とび補正手段と
して機能させることを特徴とするプログラム
From the subject, a static magnetic field applying unit that applies a static magnetic field to the subject, a gradient magnetic field applying unit that applies a gradient magnetic field to the subject, a high-frequency magnetic field pulse irradiating unit that irradiates the subject with a high-frequency magnetic field pulse, and A computer of a magnetic resonance imaging apparatus comprising: a receiving unit that receives a nuclear magnetic resonance signal; and an eddy current correction unit that performs eddy current correction on the nuclear magnetic resonance signal.
Among the nuclear magnetic resonance signals acquired by the receiving means, phase data calculation means for calculating phase data of an eddy current correction signal that is a nuclear magnetic resonance signal of a substance having a signal intensity greater than a measurement-symmetric metabolite;
Phase data dividing means for dividing the phase data into a plurality of small regions in the time direction;
A phase jump occurrence region extracting means for extracting a phase jump occurrence region in which phase jump exists from the small region;
A phase jump correcting means for correcting a phase jump in the phase jump generation region;
A program characterized by making it function .
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