JP6411776B2 - 磁気共鳴装置 - Google Patents
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Description
図49に、設定された関心部位を概略的に示す。図49では、被検体の頭部に、4つの領域V1〜V4を有する関心部位が設定された例が示されている。また、図49では、MR信号を収集するための複数のコイルエレメントも概略的に示されている。ここでは、簡単のため、2つのコイルエレメント4aおよび4bのみが示されている。
前記第1のシーケンスにより発生した第1のMR信号と、前記第2のシーケンスにより発生した第2のMR信号とを受信する複数のコイルエレメントを備えたコイルと、
各コイルエレメントで受信された第1のMR信号に基づいて、前記コイルエレメントごとに、前記代謝物のピークを含む第1のスペクトルを生成するとともに、各コイルエレメントで受信された第2のMR信号に基づいて、前記コイルエレメントごとに、前記水のピークを含む第2のスペクトルを生成するスペクトル生成手段と、
前記第2のスペクトルの水のピークの特性値に基づいて、前記コイルエレメントごとに得られた前記第1のスペクトルの強度を調整するための係数を算出する係数算出手段と、
前記係数を用いて前記第1のスペクトルの各々の強度を調整し、強度が調整された前記第1のスペクトルを合成する合成手段と、
を有する、磁気共鳴装置である。
前記第1のシーケンスにより発生した第1のMR信号と、前記第2のシーケンスにより発生した第2のMR信号とを受信する複数のコイルエレメントを備えたコイルと、
各コイルエレメントで受信された第1のMR信号に基づいて、前記コイルエレメントごとに、前記代謝物のピークを含む第1のスペクトルを生成するとともに、各コイルエレメントで受信された第2のMR信号に基づいて、前記コイルエレメントごとに、前記水のピークを含む第2のスペクトルを生成するスペクトル生成手段と、
を有する磁気共鳴装置に適用されるプログラムであって、
前記第2のスペクトルの水のピークの特性値に基づいて、前記コイルエレメントごとに得られた前記第1のスペクトルの強度を調整するための係数を算出する係数算出処理と、
前記係数を用いて前記第1のスペクトルの各々の強度を調整し、強度が調整された前記第1のスペクトルを合成する合成処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
図1は、本発明の第1の形態の磁気共鳴装置の概略図である。
磁気共鳴装置(以下、「MR装置」と呼ぶ)100は、マグネット2、テーブル3、受信RFコイル(以下、「受信コイル」と呼ぶ)4などを有している。
受信コイル4は、被検体13からの磁気共鳴信号を受信する。
受信コイル4は、被検体からの磁気共鳴信号を受信するためのn個のコイルエレメントを有している。本形態では、説明の便宜上、n=2、すなわち、受信コイル4は2つのコイルエレメント4aおよび4bを有する例が示されている。
図1に戻って説明を続ける。
係数算出手段92は、スペクトルの強度を調整するための係数を算出する。
合成手段93は、係数算出手段92により算出された係数を用いてスペクトルの強度を調整し、強度が調整されたスペクトルを合成する。
画像作成手段94は、合成手段93により合成されたスペクトルに基づいて画像を作成する。
図1に戻って説明を続ける。
MR装置100は、上記のように構成されている。
次に、被検体13を撮影するときに実行されるスキャンについて説明する。
第1の形態では、ローカライザスキャンA0、CSI(Chemical Shift Imaging)スキャンA1、およびMRS(Magnetic Resonance Spectroscopy)スキャンA2が実行される。
ステップST1では、ローカライザスキャンA0を実行する。図6に、ローカライザスキャンA0により得られた画像の一例を示す。オペレータは、ローカライザスキャンA0により得られた画像に基づいて、CSIスキャンA1を実行するときの関心部位VOIを設定する(図7参照)。
図8は、CSIスキャンA1で実行されるパルスシーケンスの一例を示す図である。
CSIスキャンA1は、関心部位VOIからMR信号を発生させるためのシーケンスがn回実行される。第1の形態では、関心部位VOIは、4つの領域V1〜V4を有しているので、n=4、すなわち、シーケンスが4回実行される。図8では、実行される4回のシーケンスを、符号a1、a2、a3、およびa4で示してある。また、図8には、シーケンスa1の具体例が示されている。シーケンスa1は、水信号を抑制するためのCHESS(Chemical Shift Selective)パルスを有する水抑制部p1と、関心部位VOIからMR信号S1を収集するためのデータ収集部p2を有している。シーケンスa1を実行することにより、MR信号S1が得られる。
CSIスキャンA1のシーケンスa1により得られたMR信号S1は、受信コイル4で受信され、受信器7で信号処理(例えば、検波)される。受信コイル4は、2つのコイルエレメント4a及び4bを有しているので、コイルエレメントごとにMR信号S1が受信される。各コイルエレメント4a,4bはMR信号S1を電気信号Sa,Sbに変換し、受信器7に供給する。受信器7は、各コイルエレメントから受け取った電気信号Sa,Sbに対して、検波などの信号処理を行う。したがって、一方の受信器7は、コイルエレメント4aによって得られた受信データS1aを出力し、他方の受信器7は、コイルエレメント4bにより得られた受信データS1bを出力する。受信データS1aは、コイルエレメント4aで受信されたMR信号S1の振幅と位相の情報を含んでおり、一方、受信データS1bは、コイルエレメント4bで受信されたMR信号S1の振幅と位相の情報を含んでいる。
次に、MRSスキャンA2について説明する。
図15は、MRSスキャンA2で実行されるシーケンスの一例を示す図である。
MRSスキャンA2は、関心部位VOIを一つの領域(シングルボクセル)と見なして、関心部位VOIからMR信号を発生させるためのスキャンである。MRSスキャンA2では、関心部位VOIからMR信号を発生させるためのシーケンスbが1回実行される。シーケンスbは、CHESSパルスを備えていない点を除いて、図8に示すシーケンスa1と同じである。
MRSスキャンA2のシーケンスbにより得られたMR信号S5は、受信コイル4で受信され、受信器7で信号処理(例えば、検波)される。受信コイル4は、2つのコイルエレメント4a及び4bを有しているので、コイルエレメントごとにMR信号S5が受信される。各コイルエレメント4a,4bはMR信号S5を電気信号Sa,Sbに変換し、受信器7に供給する。受信器7は、各コイルエレメントから受け取った電気信号Sa,Sbに対して、検波などの信号処理を行う。したがって、一方の受信器7は、コイルエレメント4aによって得られた受信データS5aを出力し、他方の受信器7は、コイルエレメント4bにより得られた受信データS5bを出力する。受信データS5aおよびS5bは、プロセッサ9(図1参照)に伝送される。
変換手段91aは、フーリエ変換を用いて、コイルエレメントごとに得られた受信データをスペクトルに変換する。
代謝物スペクトルを得た後、ステップST32に進む。
位相補正を行った後、ステップST4に進む。
水スペクトルWaおよびWbを作成した後、ステップST5に進む。
合成手段93は、位相補正後の代謝物スペクトルP−M1a〜P−M4aに、係数Pa/Naを乗算する。これにより、Pa/Naの値に応じて、代謝物スペクトルの強度を調整することができる。図23では、代謝物スペクトルP−M1a〜P−M4aに係数Pa/Naを乗算することにより得られた代謝物スペクトルを、符号MA1〜MA4で示してある。
合成手段93は、位相補正後の代謝物スペクトルP−M1b〜P−M4bに、係数Pb/Nbを乗算する。これにより、Pb/Nbの値に応じて、代謝物スペクトルの強度を調整することができる。図24では、代謝物スペクトルP−M1b〜P−M4bに係数Pb/Nbを乗算することにより得られた代謝物スペクトルを、符号MB1〜MB4で示してある。
スペクトルを合成した後、ステップST7に進む。
第2の形態では、第1の形態と同様に、図4に示すスキャンを実行し、CSI画像を作成する。尚、第2の形態のMR装置の構成は、第1の形態のMR装置と比較すると、プロセッサ9が実行する処理が異なるが、プロセッサ9以外の部分は、第1の形態のMR装置と同じ構成である。したがって、第2のMR装置の説明にあたっては、プロセッサ9について主に説明する。
係数算出手段912は、スペクトルの強度を調整するための係数を算出する。
合成手段913は、係数算出手段912により算出された係数を用いてスペクトルの強度を調整し、強度が調整されたスペクトルを合成する。
補正手段914は、合成手段913により得られた合成スペクトルの位相を補正する。
画像作成手段915は、補正手段914により得られた位相補正後のスペクトルに基づいて画像を作成する。
第2の形態のプロセッサ9は、上記のように構成されている。
ステップST1およびST2は、第1の形態と同じであるので、説明は省略する。ステップST2においてCSIスキャンA1およびMRSスキャンA2を実行した後、ステップST21に進む。
補正手段911bは、先ず、受信データS1aの各時刻における位相を求める。次に、受信データS1aの各時刻における位相を、位相データSP5aの各時刻における位相で補正する。具体的には、受信データS1aの各時刻における位相から、位相データS5aの各時刻における位相を減算する。したがって、位相データS5aに基づいて受信データS1aの位相を補正することができる。図29では、位相補正された受信データS1aを、符号「S1a_p」で示してある。
φs1=ωo+ωm+ωp+ωe ・・・(1)
ここで、ωo:オフレゾナンスにより生じる位相成分
ωm:代謝物の化学シフトによる位相成分
ωp:位相エンコード勾配パルスにより生じる位相成分
ωe:渦電流により生じる位相成分
φs5=ωo+ωw+ωp+ωe ・・・(2)
ここで、ωo:オフレゾナンスにより生じる位相成分
ωw:水の化学シフトによる位相成分
ωp:位相エンコード勾配パルスにより生じる位相成分
ωe:渦電流により生じる位相成分
φs5=ωo+ωe ・・・(3)
=(ωo+ωc+ωp+ωe)−(ωo+ωe)
=ωc+ωp ・・・(4)
補正手段911bは、先ず、受信データS1bの各時刻における位相を求める。次に、受信データS1bの各時刻における位相を、位相データSP5bの各時刻における位相で補正する。具体的には、受信データS1bの各時刻における位相から、位相データS5bの各時刻における位相を減算する。したがって、位相データS5bに基づいて受信データS1bの位相を補正することができる。図30では、位相補正された受信データS1bを、符号「S1b_p」で示してある。
受信データの位相を補正した後、ステップST23に進む。
スペクトルを求めた後、ステップST4進む。
合成手段913は、位相補正後の代謝物スペクトルM1a〜M4aに、係数Pa/Naを乗算する。これにより、Pa/Naの値に応じて、代謝物スペクトルの強度を調整することができる。図32では、代謝物スペクトルM1a〜M4aに係数Pa/Naを乗算することにより得られた代謝物スペクトルを、符号MA1〜MA4で示してある。
合成手段913は、位相補正後の代謝物スペクトルM1b〜M4bに、係数Pb/Nbを乗算する。これにより、Pb/Nbの値に応じて、代謝物スペクトルの強度を調整することができる。図33では、代謝物スペクトルM1b〜M4bに係数Pb/Nbを乗算することにより得られた代謝物スペクトルを、符号MB1〜MB4で示してある。
図35は、第3の形態で実行されるスキャンの説明図である。
第3の形態では、ローカライザスキャンA0、CSIスキャンA1、MRSスキャンA2、およびMRSスキャンA3が実行される。
MRSスキャンA3では、水の信号を抑制するためのRFパルスを含むシーケンスが実行される。
係数算出手段92は、差分手段91cにより求められた差分スペクトルに基づいて、スペクトルの強度を調整するための係数を算出する。
合成手段93は、係数算出手段92により算出された係数を用いてスペクトルの強度を調整し、強度が調整されたスペクトルを合成する。
画像作成手段94は、合成手段93により合成されたスペクトルに基づいて画像を作成する。
第3の形態のプロセッサ9は、上記のように構成されている。
ステップST1は、第1の形態と同じであるので、説明は省略する。ステップST1においてローカライザスキャンA0実行した後、ステップST2に進む。
MRSスキャンA3は、関心部位VOIを一つの領域(シングルボクセル)と見なして、関心部位VOIからMR信号を発生させるためのスキャンである。MRSスキャンA3では、関心部位VOIからMR信号を発生させるためのシーケンスcが1回実行される。シーケンスcは、水を抑制するためのCHESSパルスを備えている点を除いて、図15に示すシーケンスbと同じである。
受信コイル4は、2つのコイルエレメント4a及び4bを有しているので、コイルエレメントごとにMR信号S6が受信される。各コイルエレメント4a,4bはMR信号S6を電気信号Sa,Sbに変換し、受信器7に供給する。受信器7は、各コイルエレメントから受け取った電気信号Sa,Sbに対して、検波などの信号処理を行う。したがって、一方の受信器7は、コイルエレメント4aによって得られた受信データS6aを出力し、他方の受信器7は、コイルエレメント4bにより得られた受信データS6bを出力する。受信データS6aおよびS6bは、プロセッサ9(図1参照)に伝送される。
CSIスキャンA1〜MRSスキャンA3を実行した後、ステップST3に進む。
代謝物スペクトルMaおよびMbを作成した後、ステップST42に進む。
差分スペクトルWa_difおよびWb_difを求めた後、ステップST5に進む。
合成手段93は、位相補正後の代謝物スペクトルP−M1a〜P−M4aに、係数Pa/Naを乗算する。これにより、Pa/Naの値を考慮して、代謝物スペクトルの強度を調整することができる。図46では、代謝物スペクトルP−M1a〜P−M4aに係数Pa/Naを乗算することにより得られた代謝物スペクトルを符号MA1〜MA4で示してある。
合成手段93は、位相補正後の代謝物スペクトルP−M1b〜P−M4bに、係数Pb/Nbを乗算する。これにより、Pb/Nbの値を考慮して、代謝物スペクトルの強度を調整することができる。図47では、代謝物スペクトルP−M1b〜P−M4bに係数Pb/Nbを乗算することにより得られた代謝物スペクトルを符号MB1〜MB4で示してある。
図48(a)は、第1の形態の方法(水スペクトルから水のピーク値とノイズを求め、ピーク値をノイズで正規化することにより得られた係数を用いてスペクトルを合成する方法)により得られた合成スペクトルを示す図である。
図48(b)は、第3の形態の方法(差分スペクトルから水のピーク値を求めるとともに、水スペクトルからノイズを求め、ピーク値をノイズで正規化することにより得られた係数を用いてスペクトルを合成する方法)により得られた合成スペクトルを示す図である。
図48(c)は、本発明とは別の方法(代謝物スペクトルのピーク値をノイズで正規化することにより得られた係数を用いてスペクトルを合成する方法)により得られた合成スペクトルを示す図である。
3 テーブル
3a クレードル
4 受信コイル
5 送信器
6 勾配磁場電源
7 受信器
8 コンピュータ
9 プロセッサ
10 メモリ
11 操作部
12 表示部
13 被検体
21 ボア
100 MR装置
Claims (14)
- 水および代謝物を含む関心部位からMR信号を発生させるためのシーケンスを実行するスキャン手段であって、前記関心部位に含まれる水の信号を抑制するためのRFパルスを含む第1のシーケンスと、前記RFパルスを含まない第2のシーケンスとを実行するスキャン手段と、
前記第1のシーケンスにより発生した第1のMR信号と、前記第2のシーケンスにより発生した第2のMR信号とを受信する複数のコイルエレメントを備えたコイルと、
各コイルエレメントで受信された第1のMR信号に基づいて、前記コイルエレメントごとに、前記代謝物のピークを含む第1のスペクトルを生成するとともに、各コイルエレメントで受信された第2のMR信号に基づいて、前記コイルエレメントごとに、前記水のピークを含む第2のスペクトルを生成するスペクトル生成手段と、
前記第2のスペクトルの水のピークの特性値に基づいて、前記コイルエレメントごとに得られた前記第1のスペクトルの強度を調整するための係数を算出する係数算出手段と、
前記係数を用いて前記第1のスペクトルの各々の強度を調整し、強度が調整された前記第1のスペクトルを合成する合成手段と、
を有し、
前記係数算出手段は、
前記第2のスペクトルのノイズを求め、前記ノイズで前記特性値を正規化し、正規化された前記特性値に基づいて、前記係数を算出する、磁気共鳴装置。 - 前記スペクトル生成手段は、
前記各コイルエレメントで受信された第1のMR信号に基づいて、前記コイルエレメントごとに、前記第1のMR信号の位相と振幅の情報を含む第1のデータを生成するデータ生成手段と、
前記コイルエレメントごとに生成された第1のデータに基づいて、前記第1のスペクトルを作成する作成手段と、
を有する、請求項1に記載の磁気共鳴装置。 - 前記作成手段は、
前記第1のデータを、代謝物のピークを含む第3のスペクトルに変換する変換手段と、
前記第3のスペクトルの位相を補正することにより、前記第1のスペクトルを得る補正手段と、
を有する請求項2に記載の磁気共鳴装置。 - 前記第1のシーケンスは、第1の軸に印加される第1の位相エンコード勾配パルスと、第2の軸に印加される第2の位相エンコード勾配パルスとを有する、請求項3に記載の磁気共鳴装置。
- 前記関心部位は複数の領域を有しており、
前記スキャン手段は、前記第1の位相エンコード勾配パルスの磁場強度と前記第2の位相エンコード勾配パルスの磁場強度との組み合わせが異なる複数の第1のシーケンスを実行し、
前記コイルは、前記複数の第1のシーケンスにより発生した複数の第1のMR信号を受信し、
前記データ生成手段は、前記各コイルエレメントで受信された複数の第1のMR信号に基づいて、前記コイルエレメントごとに複数の第1のデータを生成し、
前記変換手段は、前記コイルエレメントごとに生成された複数の第1のデータを、前記関心部位の各領域における前記第3のスペクトルに変換する、請求項4に記載の磁気共鳴装置。 - 前記データ生成手段は、前記各コイルエレメントで受信された第2のMR信号に基づいて、前記コイルエレメントごとに、前記第2のMR信号の位相と振幅の情報を含む第2のデータを生成し、
前記作成手段は、前記コイルエレメントごとに生成された前記第2のデータに基づいて、前記第2のスペクトルを作成する、請求項3〜5のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。 - 前記スキャン手段は、前記RFパルスを含む第3のシーケンスを実行し、
前記コイルは、前記第3のシーケンスにより発生した第3のMR信号を受信し、
前記データ生成手段は、前記各コイルエレメントで受信された第3のMR信号に基づいて、前記コイルエレメントごとに、前記第3のMR信号の位相と振幅の情報を含む第3のデータを生成し、
前記作成手段は、前記第2のデータと前記第3のデータとに基づいて、前記第2のスペクトルを作成する、請求項6に記載の磁気共鳴装置。 - 前記作成手段は、
前記第2のデータを、水のピークを含む第4のスペクトルに変換するとともに、前記第3のデータを、代謝物のピークを含む第5のスペクトルに変換し、前記第4のスペクトルと前記第5のスペクトルとを差分することにより、前記第2のスペクトルを作成する、請求項7に記載の磁気共鳴装置。 - 前記作成手段は、
前記第2のデータに含まれる第2のMR信号の位相を算出する位相算出手段と、
前記位相算出手段により算出された位相に基づいて、前記第1のデータに含まれる第1のMR信号の位相を補正する補正手段と、
位相が補正された前記第1のデータを、前記第1のスペクトルに変換する変換手段と、
を有する、請求項6〜8のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。 - 前記スキャン手段は、前記関心部位を単一の領域と見なした1回の第2のシーケンスを実行する、請求項1〜9のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
- 前記係数算出手段は、
前記第4のスペクトル又は前記第5のスペクトルのノイズを求め、前記ノイズで前記特性値を正規化し、正規化された特性値に基づいて前記係数を算出する、請求項8に記載の磁気共鳴装置。 - 前記合成手段は、
前記コイルエレメントごとに得られた前記第1のスペクトルに前記係数を乗算し、係数が乗算された前記第1のスペクトルを加算する、請求項1〜11のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。 - 前記特性値は、水のピークのピーク値、又は水のピークの面積である、請求項1〜12のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
- 水および代謝物を含む関心部位からMR信号を発生させるためのシーケンスを実行するスキャン手段であって、前記関心部位に含まれる水の信号を抑制するためのRFパルスを含む第1のシーケンスと、前記RFパルスを含まない第2のシーケンスとを実行するスキャン手段と、
前記第1のシーケンスにより発生した第1のMR信号と、前記第2のシーケンスにより発生した第2のMR信号とを受信する複数のコイルエレメントを備えたコイルと、
各コイルエレメントで受信された第1のMR信号に基づいて、前記コイルエレメントごとに、前記代謝物のピークを含む第1のスペクトルを生成するとともに、各コイルエレメントで受信された第2のMR信号に基づいて、前記コイルエレメントごとに、前記水のピークを含む第2のスペクトルを生成するスペクトル生成手段と、
を有する磁気共鳴装置に適用されるプログラムであって、
前記第2のスペクトルの水のピークの特性値に基づいて、前記コイルエレメントごとに得られた前記第1のスペクトルの強度を調整するための係数を算出する係数算出処理と、
前記係数を用いて前記第1のスペクトルの各々の強度を調整し、強度が調整された前記第1のスペクトルを合成する合成処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラムであり、
前記係数算出処理は、
前記第2のスペクトルのノイズを求め、前記ノイズで前記特性値を正規化し、正規化された前記特性値に基づいて、前記係数を算出する、プログラム。
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