JP7465623B2 - Magnetic resonance imaging equipment - Google Patents

Magnetic resonance imaging equipment Download PDF

Info

Publication number
JP7465623B2
JP7465623B2 JP2018226534A JP2018226534A JP7465623B2 JP 7465623 B2 JP7465623 B2 JP 7465623B2 JP 2018226534 A JP2018226534 A JP 2018226534A JP 2018226534 A JP2018226534 A JP 2018226534A JP 7465623 B2 JP7465623 B2 JP 7465623B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pulse sequence
filter coefficient
magnetic resonance
executed
calculation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018226534A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020089429A (en
Inventor
和幸 副島
恭弘 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Medical Systems Corp
Original Assignee
Canon Medical Systems Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Medical Systems Corp filed Critical Canon Medical Systems Corp
Priority to JP2018226534A priority Critical patent/JP7465623B2/en
Publication of JP2020089429A publication Critical patent/JP2020089429A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7465623B2 publication Critical patent/JP7465623B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Description

本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージング装置に関する。 An embodiment of the present invention relates to a magnetic resonance imaging device.

磁気共鳴イメージング装置は、静磁場中に置かれた被検体の原子核スピンをラーモア周波数の高周波(RF:Radio Frequency)信号で励起し、励起に伴って被検体から発生する磁気共鳴信号(MR(Magnetic Resonance)信号)を再構成して画像を生成する撮像装置である。 A magnetic resonance imaging device is an imaging device that excites the nuclear spins of a subject placed in a static magnetic field with a radio frequency (RF) signal at the Larmor frequency, and generates an image by reconstructing the magnetic resonance signals (MR (Magnetic Resonance) signals) that are generated from the subject as a result of the excitation.

磁気共鳴イメージング装置では、RF信号による励起に伴って生じるMR信号をRFコイルで受信する。そして、受信したMR信号を、受信回路が具備するAD変換器によって、所定のサンプリング周波数でサンプリングすると共に、アナログ信号のMR信号からデジタル信号のMR信号に変換している。 In a magnetic resonance imaging device, an RF coil receives an MR signal that is generated as a result of excitation by an RF signal. The received MR signal is then sampled at a predetermined sampling frequency by an AD converter provided in the receiving circuit, and is converted from an analog MR signal to a digital MR signal.

デジタル信号に変換されたMR信号は、デジタルフィルタによって所望の周波数特性をもつようにフィルタリングされ、後段の再構成処理等に供給される。 The MR signal converted to a digital signal is filtered by a digital filter to have the desired frequency characteristics, and is then supplied to subsequent reconstruction processing, etc.

一般に、MR信号の帯域幅は、読み出し方向における、ピクセルサイズ、ピクセル数、FOVの大きさ等のパラメータの設定値によって異なりうる。そして、これらのパラメータの設定値は、設定するパルスシーケンスの種類ごとに異なった値となりうる。 In general, the bandwidth of the MR signal can vary depending on the set values of parameters such as pixel size, number of pixels, and FOV size in the readout direction. The set values of these parameters can be different depending on the type of pulse sequence being set.

このため、MR信号の帯域幅はパルスシーケンスの種類ごとに異なる。そこで、例えば、想定される帯域幅よりも十分に高いサンプリング周波数でMR信号をサンプリングしてAD変換した後、MR信号の帯域幅に応じて(即ち、パルスシーケンスの種類に応じて)、異なるサンプリング周波数に変換するリサンプリング処理を行う場合がある。また、通常、リサンプリング処理に伴ってフィルタリング処理が行われる。フィルタリング処理は、MR信号の帯域に折り重なってくるエイリアシングノイズを除去或いは低減するための処理である。このフィルタリング処理では、MR信号の帯域幅に応じたカットオフ周波数をもつデジタルフィルタを用いている。 For this reason, the bandwidth of the MR signal differs for each type of pulse sequence. Therefore, for example, the MR signal may be sampled and AD converted at a sampling frequency that is sufficiently higher than the expected bandwidth, and then a resampling process may be performed to convert the signal to a different sampling frequency according to the bandwidth of the MR signal (i.e., according to the type of pulse sequence). In addition, filtering is usually performed in conjunction with the resampling process. Filtering is a process for removing or reducing aliasing noise that overlaps with the band of the MR signal. In this filtering process, a digital filter with a cutoff frequency according to the bandwidth of the MR signal is used.

パルスシーケンスの種類やMR信号の帯域幅に応じてカットオフ周波数を変えるためには、デジタルフィルタの係数を、パルスシーケンスの種類やMR信号の帯域幅の大きさに応じて変更する必要がある。 To change the cutoff frequency depending on the type of pulse sequence or the bandwidth of the MR signal, the coefficients of the digital filter must be changed depending on the type of pulse sequence or the bandwidth of the MR signal.

特開2010-172383号公報JP 2010-172383 A

本発明が解決しようとする課題は、磁気共鳴信号用のデジタルフィルタを、拡張性が高く、且つ、パルスシーケンスの種類の変更や受信帯域幅の変更等のパラメータ変更に柔軟に対応できるようにすることである。 The problem that this invention aims to solve is to develop a digital filter for magnetic resonance signals that is highly scalable and can flexibly accommodate parameter changes such as changes in the type of pulse sequence and changes in reception bandwidth.

一実施形態の磁気共鳴イメージング装置は、デジタルフィルタ回路と、算出設定部とを有する。デジタルフィルタ回路は、フィルタ係数の設定に応じて異なる周波数特性を示すように構成される。算出設定部は、実行されるパルスシーケンスに対応する磁気共鳴信号の帯域幅から、前記フィルタ係数を、前記パルスシーケンスを実行する都度算出し、算出した前記フィルタ係数を、前記パルスシーケンスを実行する都度、前記デジタルフィルタ回路に設定する。 The magnetic resonance imaging apparatus of one embodiment includes a digital filter circuit and a calculation and setting unit. The digital filter circuit is configured to exhibit different frequency characteristics depending on the setting of a filter coefficient. The calculation and setting unit calculates the filter coefficient from the bandwidth of a magnetic resonance signal corresponding to a pulse sequence to be executed each time the pulse sequence is executed, and sets the calculated filter coefficient in the digital filter circuit each time the pulse sequence is executed.

実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置の全体構成例を示す構成図。1 is a configuration diagram showing an example of the overall configuration of a magnetic resonance imaging apparatus according to an embodiment; 対比例のRF受信器の構成例を示す図。FIG. 13 is a diagram showing a configuration example of an RF receiver in a comparative example. 実施形態のRF受信器の構成例を示す図。FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of an RF receiver according to the embodiment. 実施形態の磁気共鳴イメージング装置における処理回路の機能ブロック図。FIG. 2 is a functional block diagram of a processing circuit in the magnetic resonance imaging apparatus according to the embodiment. 実施形態の磁気共鳴イメージング装置の処理例を示すフローチャート。4 is a flowchart showing an example of processing performed by the magnetic resonance imaging apparatus according to the embodiment. パルスシーケンスの設定画面の一例を示す図。FIG. 13 is a diagram showing an example of a pulse sequence setting screen. 夫々のパルスシーケンスが実行される時間経過とフィルタ係数セットの算出と設定の時間経過との関係の第1の例を模式的に示す図。FIG. 11 is a diagram illustrating a first example of a relationship between the time course during which each pulse sequence is executed and the time course during which a filter coefficient set is calculated and set. 夫々のパルスシーケンスが実行される時間経過とフィルタ係数セットの算出と設定の時間経過との関係の第2の例を模式的に示す図。FIG. 11 is a diagram illustrating a second example of the relationship between the time lapse during which each pulse sequence is executed and the time lapse during which a filter coefficient set is calculated and set. フィルタ係数セットを登録し再利用する動作の処理例を示すフローチャート。11 is a flowchart showing a processing example of an operation of registering and reusing a filter coefficient set.

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図1は、実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置1の全体構成を示すブロック図である。実施形態の磁気共鳴イメージング装置1は、磁石架台100、制御キャビネット300、コンソール400、寝台500等を備えて構成される。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1 is a block diagram showing the overall configuration of a magnetic resonance imaging apparatus 1 according to an embodiment of the present invention, which includes a magnet gantry 100, a control cabinet 300, a console 400, a bed 500, and the like.

磁石架台100は、静磁場磁石10、傾斜磁場コイル11、WB(Whole Body)コイル12等を有しており、これらの構成品は円筒状の筐体に収納されている。寝台500は、寝台本体50と天板51を有している。また、磁気共鳴イメージング装置1は、被検体に近接して配設されるRFコイル20を有している。 The magnet stand 100 has a static magnetic field magnet 10, a gradient magnetic field coil 11, a WB (Whole Body) coil 12, etc., and these components are housed in a cylindrical housing. The bed 500 has a bed body 50 and a tabletop 51. The magnetic resonance imaging device 1 also has an RF coil 20 that is disposed close to the subject.

制御キャビネット300は、傾斜磁場電源31(X軸用31x、Y軸用31y、Z軸用31z)、RF受信器32、RF送信器33、及びシーケンスコントローラ34を備えている。 The control cabinet 300 includes gradient magnetic field power supplies 31 (31x for the X-axis, 31y for the Y-axis, and 31z for the Z-axis), an RF receiver 32, an RF transmitter 33, and a sequence controller 34.

磁石架台100の静磁場磁石10は、概略円筒形状をなしており、被検体(例えば患者)の撮像領域であるボア(静磁場磁石10の円筒内部の空間)内に静磁場を発生させる。静磁場磁石10は超電導コイルを内蔵し、液体ヘリウムによって超電導コイルが極低温に冷却されている。静磁場磁石10は、励磁モードにおいて静磁場用電源(図示せず)から供給される電流を超電導コイルに印加することで静磁場を発生し、その後、永久電流モードに移行すると、静磁場用電源は切り離される。一旦永久電流モードに移行すると、静磁場磁石10は長時間、例えば1年以上に亘って、大きな静磁場を発生し続ける。なお、静磁場磁石10を永久磁石として構成しても良い。 The static magnetic field magnet 10 of the magnet gantry 100 has a roughly cylindrical shape and generates a static magnetic field in a bore (the space inside the cylinder of the static magnetic field magnet 10), which is the imaging area of the subject (e.g., a patient). The static magnetic field magnet 10 has a built-in superconducting coil, which is cooled to an extremely low temperature by liquid helium. In the excitation mode, the static magnetic field magnet 10 generates a static magnetic field by applying a current supplied from a static magnetic field power supply (not shown) to the superconducting coil, and then, when the mode transitions to the persistent current mode, the static magnetic field power supply is disconnected. Once the mode transitions to the persistent current mode, the static magnetic field magnet 10 continues to generate a large static magnetic field for a long period of time, for example, for more than one year. The static magnetic field magnet 10 may be configured as a permanent magnet.

傾斜磁場コイル11も概略円筒形状をなし、静磁場磁石10の内側に固定されている。この傾斜磁場コイル11は、傾斜磁場電源(31x、31y、31z)から供給される電流によりX軸,Y軸,Z軸の方向に傾斜磁場を被検体に印加する。 The gradient coil 11 also has a roughly cylindrical shape and is fixed inside the static magnetic field magnet 10. This gradient coil 11 applies gradient magnetic fields to the subject in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions by currents supplied from gradient magnetic field power supplies (31x, 31y, 31z).

寝台500の寝台本体50は天板51を上下方向に移動可能であり、撮像前に天板51に載った被検体を所定の高さまで移動させる。その後、撮影時には天板51を水平方向に移動させて被検体をボア内に移動させる。 The bed body 50 of the bed 500 can move the top plate 51 in the vertical direction, and the subject placed on the top plate 51 is moved to a predetermined height before imaging. Then, when imaging, the top plate 51 is moved horizontally to move the subject into the bore.

WBコイル12は、傾斜磁場コイル11の内側に被検体を取り囲むように概略円筒形状に固定されている。WBコイル12は、RF送信器33から伝送されるRFパルスを被検体に向けて送信する一方、水素原子核の励起によって被検体から放出される磁気共鳴信号(即ち、MR信号)を受信する。 The WB coil 12 is fixed in a roughly cylindrical shape so as to surround the subject inside the gradient coil 11. The WB coil 12 transmits RF pulses transmitted from the RF transmitter 33 toward the subject, while receiving magnetic resonance signals (i.e., MR signals) emitted from the subject by excitation of hydrogen nuclei.

RFコイル20は、被検体から放出されるMR信号を被検体に近い位置で受信する。RFコイル20は、例えば、複数の要素コイルから構成される。RFコイル20は、被検体の撮像部位に応じて、頭部用、胸部用、脊椎用、下肢用、或いは全身用など種々のタイプがあるが、図1では胸部用のRFコイル20を例示している。 The RF coil 20 receives MR signals emitted from the subject at a position close to the subject. The RF coil 20 is composed of, for example, multiple element coils. There are various types of RF coils 20 depending on the part of the subject to be imaged, such as for the head, chest, spine, lower limbs, or whole body, but FIG. 1 shows an RF coil 20 for the chest.

RF送信器33は、シーケンスコントローラ34からの指示に基づいて、WBコイル12にRFパルスを送信する。一方、RF受信器32は、WBコイル12やRFコイル20によって受信されたMR信号を検出し、検出したMR信号をデジタル化して得られる生データをシーケンスコントローラ34に送る。 The RF transmitter 33 transmits RF pulses to the WB coil 12 based on instructions from the sequence controller 34. Meanwhile, the RF receiver 32 detects the MR signals received by the WB coil 12 and the RF coil 20, and sends the raw data obtained by digitizing the detected MR signals to the sequence controller 34.

シーケンスコントローラ34は、コンソール400による制御のもと、傾斜磁場電源31、RF送信器33およびRF受信器32をそれぞれ駆動することによって被検体のスキャンを行う。そして、シーケンスコントローラ34は、スキャンを行ってRF受信器32から生データを受信すると、その生データをコンソール400に送る。 Under the control of the console 400, the sequence controller 34 drives the gradient magnetic field power supply 31, the RF transmitter 33, and the RF receiver 32 to scan the subject. After the sequence controller 34 performs a scan and receives raw data from the RF receiver 32, it sends the raw data to the console 400.

シーケンスコントローラ34は、処理回路(図示を省略)を具備している。この処理回路は、例えば所定のプログラムを実行するプロセッサや、FPGA(Field Programmable Gate Array)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等のハードウェアで構成される。 The sequence controller 34 includes a processing circuit (not shown). This processing circuit is composed of hardware such as a processor that executes a specific program, an FPGA (Field Programmable Gate Array), or an ASIC (Application Specific Integrated Circuit).

コンソール400は、処理回路40、記憶回路41、ディスプレイ42、及び入力デバイス43を有するコンピュータとして構成されている。 The console 400 is configured as a computer having a processing circuit 40, a memory circuit 41, a display 42, and an input device 43.

記憶回路41は、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)の他、HDD(Hard Disk Drive)や光ディスク装置等の外部記憶装置を含む記憶媒体である。記憶回路41は、各種の情報やデータを記憶する他、処理回路40が具備するプロセッサが実行する各種のプログラムを記憶する。 The memory circuitry 41 is a storage medium including a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and an external storage device such as a HDD (Hard Disk Drive) or an optical disk device. The memory circuitry 41 stores various information and data, as well as various programs executed by the processor of the processing circuitry 40.

ディスプレイ42は、液晶ディスプレイパネル、プラズマディスプレイパネル、有機ELパネル等の表示デバイスである。入力デバイス43は、例えば、マウス、キーボード、トラックボール、タッチパネル等であり、各種の情報やデータを操作者が入力するための種々のデバイスを含む。 The display 42 is a display device such as a liquid crystal display panel, a plasma display panel, or an organic EL panel. The input device 43 is, for example, a mouse, a keyboard, a trackball, a touch panel, or the like, and includes various devices that allow the operator to input various information and data.

処理回路40は、例えば、CPUや、専用又は汎用のプロセッサを備える回路である。プロセッサは、記憶回路41に記憶した各種のプログラムを実行することによって、後述する各種の機能を実現する。処理回路40は、FPGA(field programmable gate array)やASIC(application specific integrated circuit)等のハードウェアで構成してもよい。これらのハードウェアによっても後述する各種の機能を実現することができる。また、処理回路40は、プロセッサとプログラムによるソフトウェア処理と、ハードウェア処理とを組み合わせて、各種の機能を実現することもできる。 The processing circuit 40 is a circuit equipped with, for example, a CPU or a dedicated or general-purpose processor. The processor executes various programs stored in the memory circuit 41 to realize various functions described below. The processing circuit 40 may be configured with hardware such as an FPGA (field programmable gate array) or an ASIC (application specific integrated circuit). The various functions described below can also be realized by such hardware. The processing circuit 40 can also realize various functions by combining software processing by a processor and a program with hardware processing.

これらの各構成品によって、コンソール400は、磁気共鳴イメージング装置1全体を制御する。具体的には、検査技師等の操作者による、マウスやキーボード等(入力デバイス42)の操作によってパルスシーケンスの種類等の撮像条件や、各種の情報、或いは撮像開始等指示を受け付ける。そして、処理回路40は、入力された撮像条件に基づいてシーケンスコントローラ34にスキャンを実行させる一方、シーケンスコントローラ34から送信された生データ、即ち、デジタル化されたMR信号に基づいて画像を再構成する。再構成された画像はディスプレイ43に表示され、或いは記憶回路41に保存される。 The console 400 controls the entire magnetic resonance imaging apparatus 1 using these components. Specifically, an operator such as a technician operates a mouse, keyboard, etc. (input device 42) to receive imaging conditions such as the type of pulse sequence, various information, and instructions such as starting imaging. The processing circuitry 40 then causes the sequence controller 34 to execute a scan based on the input imaging conditions, while reconstructing an image based on the raw data transmitted from the sequence controller 34, i.e., the digitized MR signals. The reconstructed image is displayed on the display 43, or stored in the memory circuitry 41.

図2は、対比例のRF受信器39の構成例を示す図である。また、図3は、本実施形態のRF受信器32の構成例を示す図である。対比例のRF受信器39、及び、本実施形態のRF受信器32は、いずれもAD変換器320とデジタルフィルタ321を有する構成となっている。 Figure 2 is a diagram showing a configuration example of a comparative RF receiver 39. Also, Figure 3 is a diagram showing a configuration example of an RF receiver 32 of this embodiment. Both the comparative RF receiver 39 and the RF receiver 32 of this embodiment are configured to have an AD converter 320 and a digital filter 321.

AD変換器320は、RFコイル20から出力されるアナログ信号のMR信号をデジタル信号のMR信号に変換している。図2及び図3は、RFコイル20から出力されるラーモア周波数帯のMR信号を直接AD変換器320でサンプリングする、所謂、ダイレクトサンプリング方式の回路構成を例示している。この場合、例えば、AD変換器320とデジタルフィルタ321との間に、ラーモア周波数帯からベースバンドに変換する周波数変換機能が必要となるが、図2及び図3では周波数変換機能の図示を省略している。 The AD converter 320 converts the analog MR signal output from the RF coil 20 into a digital MR signal. Figures 2 and 3 show an example of a circuit configuration of a so-called direct sampling method in which the MR signal in the Larmor frequency band output from the RF coil 20 is directly sampled by the AD converter 320. In this case, for example, a frequency conversion function for converting from the Larmor frequency band to baseband is required between the AD converter 320 and the digital filter 321, but the frequency conversion function is not shown in Figures 2 and 3.

前述したように、MR信号の帯域幅は、パルスシーケンスの種類によって変化しうる。より具体的には、リードアウト方向(読み出し方向)の傾斜磁場の大きさや、これに関連する読み出し方向における、ピクセルサイズ、ピクセル数、FOVの大きさ等の、パルスシーケンスを規定するパラメータの値により、MR信号の帯域幅は変化する。 As mentioned above, the bandwidth of the MR signal can vary depending on the type of pulse sequence. More specifically, the bandwidth of the MR signal varies depending on the values of parameters that define the pulse sequence, such as the magnitude of the gradient magnetic field in the readout direction (readout direction) and the pixel size, number of pixels, and size of the FOV in the related readout direction.

そこで、このようなMR信号の帯域幅の変化に対応するため、サンプリング周波数を変化させる処理、即ち、リサンプリング処理を行う一方、エイリアシングノイズを除去或いは低減するためのフィルタリング処理を、デジタルフィルタ321で実現している。デジタルフィルタ321は、例えば、FPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェア回路で実現することができる。 In order to deal with such changes in the bandwidth of the MR signal, a process of changing the sampling frequency, i.e., a resampling process, is performed, while a filtering process for removing or reducing aliasing noise is realized by the digital filter 321. The digital filter 321 can be realized by a hardware circuit such as an FPGA (Field Programmable Gate Array), for example.

図2及び図3では、FIR(Finite Impulse Response)型のデジタルフィルタ321を例示しているが、IIR(Infinite Impulse Response)型でもよい。なお、以下では、FIR型のデジタルフィルタ321を例にとって説明していく。 2 and 3 show an example of a FIR (Finite Impulse Response) type digital filter 321, but an IIR (Infinite Impulse Response) type digital filter may also be used. In the following, an FIR type digital filter 321 will be used as an example.

FIR型のデジタルフィルタ321は、タップ数Nに対応する複数の遅延素子「Z-1」と、各遅延素子の間から出力される信号に乗ずる複数のフィルタ係数am, n(m=0~M, n=0~N)と、「+」で図示している複数の加算器とを備えて構成される。ここで、(N+1)は1つのデジタルフィルタ321に含まれるフィルタ係数の数であり、Mはフィルタ係数セットの数である。(N+1)個のフィルタ係数am, n(n=0~N)によって、1つのフィルタ係数セットを構成する。 The FIR digital filter 321 is configured with a plurality of delay elements "Z -1 " corresponding to the number of taps N, a plurality of filter coefficients am,n (m=0 to M, n=0 to N) by which signals output between the delay elements are multiplied, and a plurality of adders indicated by "+". Here, (N+1) is the number of filter coefficients included in one digital filter 321, and M is the number of filter coefficient sets. One filter coefficient set is configured by (N+1) filter coefficients am,n (n=0 to N).

1つのフィルタ係数セットによって、デジタルフィルタ321の1つの周波数特性が決定される。周波数特性として規定されるべきパラメータにはいくつかの種類があるが、デジタルフィルタ321をLPF(Low Pass Filter)として構成する場合の重要なパラメータの1つは、カットオフ周波数である。この他にも、阻止帯域における減衰量、通過帯域におけるリップル量等のパラメータも、デジタルフィルタ321の重要な周波数特性として規定される。 One frequency characteristic of the digital filter 321 is determined by one filter coefficient set. There are several types of parameters that should be specified as frequency characteristics, but one important parameter when configuring the digital filter 321 as an LPF (Low Pass Filter) is the cutoff frequency. In addition to this, parameters such as the amount of attenuation in the stopband and the amount of ripple in the passband are also specified as important frequency characteristics of the digital filter 321.

複数の異なる周波数特定を有するデジタルフィルタ321を実現するには、複数の異なるフィルタ係数セットをデジタルフィルタ321に設定すればよい。例えば、M個の異なるカットオフ周波数を有するデジタルフィルタ321を実現するには、M個の異なるフィルタ係数セットを、デジタルフィルタ321に設定すればよい。カットオフ周波数等の周波数特性が規定されれば、公知技術により、フィルタ係数セット(即ち、デジタルフィルタ321に設定する複数のフィルタ係数の夫々の値)を算出することができる。 To realize a digital filter 321 having multiple different frequency characteristics, multiple different filter coefficient sets can be set in the digital filter 321. For example, to realize a digital filter 321 having M different cutoff frequencies, M different filter coefficient sets can be set in the digital filter 321. Once the frequency characteristics such as the cutoff frequency are specified, the filter coefficient set (i.e., the values of each of the multiple filter coefficients set in the digital filter 321) can be calculated using known techniques.

図2に示す対比例のRF受信器39では、デジタルフィルタ321を構成する回路素子、例えばFPGAの形態で構成されるデジタルフィルタ321の外部に、複数のフィルタ係数セットを記憶するメモリ322を有する構成となっている。メモリ322は、例えば、読み出し専用の半導体メモリや、フラッシュメモリ等の不揮発性の半導体メモリである。 The RF receiver 39 shown in FIG. 2 is configured to have a memory 322 that stores multiple filter coefficient sets outside the circuit elements that make up the digital filter 321, for example, the digital filter 321 configured in the form of an FPGA. The memory 322 is, for example, a read-only semiconductor memory or a non-volatile semiconductor memory such as a flash memory.

複数のフィルタ係数セット(図2の例では、フィルタ係数0~フィルタ係数Mで示されている、M個のフィルタ係数セット)のうち、どのフィルタ係数セットを選択するかは、例えば、コンソール32から送られてくる帯域指定信号によって選択される。 Which filter coefficient set is selected from among the multiple filter coefficient sets (in the example of FIG. 2, M filter coefficient sets are indicated by filter coefficient 0 to filter coefficient M) is selected, for example, by a band designation signal sent from the console 32.

そして、選択されたフィルタ係数セットをメモリ322から読み出し、デジタルフィルタ321に設定する。このような回路構成のRF受信器39では、パルスシーケンスの種類の変更や、これに伴う帯域幅の変更などによってフィルタ係数セットが増えた場合には、変更作業や確認作業が大きな負担となる。 Then, the selected filter coefficient set is read from the memory 322 and set in the digital filter 321. In an RF receiver 39 having such a circuit configuration, if the number of filter coefficient sets increases due to a change in the type of pulse sequence or an associated change in bandwidth, the change and confirmation work becomes a heavy burden.

例えば、帯域幅の変更に伴って新たなフィルタ係数セットを増加する場合には、変更すべき帯域幅に対応するフィルタ係数セットを算出するだけではなく、ア)メモリ322が実装されている印刷基板を取りはずし、イ)メモリ322に新たに算出したフィルタ係数セットのデータを書き込み、ウ)印刷基板の単体での動作確認を行い、エ)さらに印刷基板を装置に組み込んで、磁気共鳴イメージング装置全体としての動作確認を行う、といった作業が必要となる。このように、対比例のRF受信器39では、フィルタ係数セットの追加に容易に対応できず、拡張性や柔軟性が低い。また、係数セットの変更に伴う確認作業等の負担が大きい。 For example, when adding a new filter coefficient set in response to a change in bandwidth, it is necessary not only to calculate a filter coefficient set corresponding to the bandwidth to be changed, but also to a) remove the printed circuit board on which memory 322 is mounted, b) write the newly calculated filter coefficient set data to memory 322, c) check the operation of the printed circuit board alone, and d) further incorporate the printed circuit board into the device and check the operation of the magnetic resonance imaging device as a whole. In this way, the comparative RF receiver 39 cannot easily accommodate the addition of filter coefficient sets, and has low scalability and flexibility. In addition, the burden of the confirmation work etc. associated with changing the coefficient set is large.

これに対して、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置1が具備するRF受信器32では、デジタルフィルタ321を、拡張性が高く、且つ、パルスシーケンスの種類の変更や、これに伴うMR信号の帯域幅の変更等のパラメータ変更に柔軟に対応することができるような構成にしている。 In contrast, in the RF receiver 32 provided in the magnetic resonance imaging apparatus 1 of this embodiment, the digital filter 321 is configured to be highly scalable and to be able to flexibly respond to parameter changes such as changes in the type of pulse sequence and associated changes in the bandwidth of the MR signal.

図3は、本実施形態における、主にRF受信器32の構成例を示す図である。図3から明らかなように、本実施形態のRF受信器32は、前述した対比例のRF受信器39と同様に、AD変換器320とデジタルフィルタ321を具備しているものの、複数のフィルタ係数セットが保存されているメモリ322が取り除かれた構成となっている。 Figure 3 is a diagram showing an example of the configuration of mainly the RF receiver 32 in this embodiment. As is clear from Figure 3, the RF receiver 32 in this embodiment is equipped with an AD converter 320 and a digital filter 321, similar to the RF receiver 39 in the comparative example described above, but the memory 322 in which multiple filter coefficient sets are stored is removed.

後述するように、磁気共鳴イメージング装置1では、多くの場合、複数の種類のパルスシーケンスが実行順に配列されたパルスシーケンス群を設定しておき、一旦撮像が開始されると、設定された順序で、パルスシーケンスの種類を変えながら撮像が進行していく。 As described below, in many cases, the magnetic resonance imaging apparatus 1 sets up a pulse sequence group in which multiple types of pulse sequences are arranged in the order in which they are to be executed, and once imaging begins, imaging progresses while changing the type of pulse sequence in the set order.

したがって、撮像が開始されると、パルスシーケンスの種類は時間的に動的に変化し、パルスシーケンスの種類の変化に伴ってMR信号の帯域幅も動的に変化する。そこで、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置1は、撮像開始後に動的に変化するパルスシーケンスの種類、或いは、MR信号の帯域幅に応じて、リアルタイムでフィルタ係数セットを算出し、対応する種類のパルスシーケンスが実行されるときまでに、算出したリアルタイムでフィルタ係数セットを、デジタルフィルタ321に設定する構成としている。フィルタ係数の算出は、例えば、コンソール400の処理回路40で行っている。 Therefore, when imaging starts, the type of pulse sequence changes dynamically over time, and the bandwidth of the MR signal also changes dynamically with the change in the type of pulse sequence. Therefore, the magnetic resonance imaging apparatus 1 of this embodiment is configured to calculate a filter coefficient set in real time according to the type of pulse sequence or the bandwidth of the MR signal, which changes dynamically after imaging starts, and set the calculated filter coefficient set in real time to the digital filter 321 by the time the corresponding type of pulse sequence is executed. The calculation of the filter coefficients is performed, for example, by the processing circuit 40 of the console 400.

図4は、磁気共鳴イメージング装置1のうち、特に処理回路40の機能ブロック図を示す。図4に示すように、磁気共鳴イメージング装置1の処理回路40は、パルスシーケンス設定機能401、フィルタ係数算出設定機能402、フィルタ係数登録機能403、再構成機能404、及び、画像処理機能405の各機能を実現する。これらの各機能は、例えば、処理回路40が具備するプロセッサが所定のプログラムを実行することによって実現される。 Figure 4 shows a functional block diagram of the magnetic resonance imaging apparatus 1, particularly the processing circuitry 40. As shown in Figure 4, the processing circuitry 40 of the magnetic resonance imaging apparatus 1 realizes each of the functions of a pulse sequence setting function 401, a filter coefficient calculation and setting function 402, a filter coefficient registration function 403, a reconstruction function 404, and an image processing function 405. Each of these functions is realized, for example, by a processor provided in the processing circuitry 40 executing a predetermined program.

上記各機能のうち、パルスシーケンス設定機能401は、複数の種類のパルスシーケンスを実行順に配列することによりパルスシーケンス群を設定する。例えば、ディスプレイ42に表示させた設定画面SC1(図6参照)を見ながら、マウスやキーボード等の入力デバイス43をユーザが操作することにより、パルスシーケンス群を設定する。 Of the above functions, the pulse sequence setting function 401 sets a pulse sequence group by arranging multiple types of pulse sequences in the order of execution. For example, the user sets the pulse sequence group by operating the input device 43 such as a mouse or keyboard while looking at the setting screen SC1 (see FIG. 6) displayed on the display 42.

パルスシーケンス設定機能401で設定されたパルスシーケンスのパラメータに関する情報は、シーケンスコントローラ34に送出され、X軸、Y軸、Z軸の各軸方向の傾斜磁場の波形(傾斜磁場の大きさとタイミングを含む)、RF信号の波形(RF信号の大きさとタイミングを含む)、MR信号のサンプリングタイミング等の各種信号が、シーケンスコントローラ34で生成される。 Information regarding the parameters of the pulse sequence set by the pulse sequence setting function 401 is sent to the sequence controller 34, and various signals such as the waveform of the gradient magnetic field in each of the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions (including the magnitude and timing of the gradient magnetic field), the waveform of the RF signal (including the magnitude and timing of the RF signal), and the sampling timing of the MR signal are generated by the sequence controller 34.

一方、パルスシーケンス設定機能401で設定されるパルスシーケンスの種類、或いは、パルスシーケンスの種類に基づいて定まるMR信号の帯域幅に関する情報は、フィルタ係数算出設定機能402にも送出される。 On the other hand, information regarding the type of pulse sequence set by the pulse sequence setting function 401, or the bandwidth of the MR signal determined based on the type of pulse sequence, is also sent to the filter coefficient calculation setting function 402.

フィルタ係数算出設定機能402は、実行されるパルスシーケンスに対応するMR信号の帯域幅から、パルスシーケンスを実行する都度フィルタ係数セットを算出する。そして、算出したフィルタ係数セットを、パルスシーケンスを実行する都度、デジタルフィルタ321に設定する。 The filter coefficient calculation and setting function 402 calculates a filter coefficient set from the bandwidth of the MR signal corresponding to the pulse sequence to be executed each time a pulse sequence is executed. Then, the calculated filter coefficient set is set in the digital filter 321 each time a pulse sequence is executed.

フィルタ係数登録機能403は、フィルタ係数算出設定機能402によって算出されたフィルタ係数セットを、対応するパルスシーケンスの種別と関連付けて記憶回路41に登録する。 The filter coefficient registration function 403 registers the filter coefficient set calculated by the filter coefficient calculation and setting function 402 in the memory circuit 41 in association with the type of the corresponding pulse sequence.

図5は、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置1の処理例を示すフローチャートである。図5に示すフローチャートに沿って、磁気共鳴イメージング装置1の動作をより詳しく説明していく。 Figure 5 is a flowchart showing an example of processing performed by the magnetic resonance imaging apparatus 1 of this embodiment. The operation of the magnetic resonance imaging apparatus 1 will be explained in more detail with reference to the flowchart shown in Figure 5.

まず、ステップST100で、パルスシーケンス群の設定を行う。ステップST100の処理は、主に、パルスシーケンス設定機能401によって行われる。 First, in step ST100, a pulse sequence group is set. The processing in step ST100 is mainly performed by the pulse sequence setting function 401.

図6は、ディスプレイ42に表示されるパルスシーケンスの設定画面SCの一例を示す図である。設定画面SCは、その右側から、撮像部位を指定するウィンドウW1、PAS名を指定するウィンドウW2、及び、指定されたPASに含まれるパルスシーケンス群を表示するウィンドウW3を有している。さらに、PASに含まれるパルスシーケンス群の中から複数のパルスシーケンスを選択し、これから行う撮像において実行すべきパルスシーケンス群として、実行順に配列するウィンドウW4を有している。 Figure 6 is a diagram showing an example of a pulse sequence setting screen SC displayed on the display 42. From the right side, the setting screen SC has a window W1 for specifying the imaging site, a window W2 for specifying the PAS name, and a window W3 for displaying the pulse sequence group included in the specified PAS. It also has a window W4 for selecting multiple pulse sequences from the pulse sequence group included in the PAS and arranging them in the order of execution as the pulse sequence group to be executed in the imaging to be performed.

ここで、PAS(Programmable Anatomical Scan)とは、様々な解剖学的撮像部位(例えば、頭部や脚部等)に応じた複数のパルスシーケンス群を記憶するデータベースである。例えば、図6に例示するように、ウィンドウW1において、撮像対象部位としてユーザが「頭部」を選択すると、ウィンドウW2に、「頭部」に対応する複数のPAS名(即ち、複数のパルスシーケンス群の夫々に付された識別名)が表示される。ユーザが、複数のPAS名の中から、例えば、「HEAD MRA」を指定すると、指定されたPASに含まれるパルスシーケンス群がウィンドウW3に表示される。 Here, PAS (Programmable Anatomical Scan) is a database that stores multiple pulse sequence groups corresponding to various anatomical imaging regions (e.g., head, legs, etc.). For example, as illustrated in FIG. 6, when a user selects "head" as an imaging target region in window W1, multiple PAS names (i.e., identification names given to multiple pulse sequence groups) corresponding to "head" are displayed in window W2. When a user selects, for example, "HEAD MRA" from among the multiple PAS names, the pulse sequence groups included in the selected PAS are displayed in window W3.

ユーザが、ウィンドウW3に表示されたパルスシーケンス群の中から、所望のパルスシーケンスを選択すると、選択したパルスシーケンスが、選択した順序に従ってウィンドウW4に表示される。そして、撮像が開始されると、ウィンドウW4に配列された順序で、各パルスシーケンスが順次実行されることになる。なお、パルスシーケンスは「プロトコル」と呼ばれ、パルスシーケンス群は「プロトコル群」と呼ばれることもある。 When the user selects a desired pulse sequence from the group of pulse sequences displayed in window W3, the selected pulse sequences are displayed in window W4 in the selected order. Then, when imaging begins, each pulse sequence is executed sequentially in the order arranged in window W4. Note that a pulse sequence is sometimes called a "protocol," and a group of pulse sequences is sometimes called a "protocol group."

図5に戻り、図5のステップST101で、選択されたパルスシーケンス群の中の夫々のパルスシーケンスの種別に対応するフィルタ係数セットの算出を開始する。 Returning to FIG. 5, in step ST101 of FIG. 5, calculation of filter coefficient sets corresponding to the types of each pulse sequence in the selected pulse sequence group is started.

一方、図5のステップST110では、選択されたパルスシーケンス群の中の夫々のパルスシーケンスの種別に対応するフィルタ係数セットの算出状況をディスプレイ42に表示する。 On the other hand, in step ST110 of FIG. 5, the calculation status of the filter coefficient set corresponding to each type of pulse sequence in the selected pulse sequence group is displayed on the display 42.

図6に示すように、ディスプレイ42に表示される設定画面SCのウィンドウW4には、実行順序を示す「No」の欄と、選択されたパルスシーケンスの種別を示す「Sequence ID」の欄に加えて、「算出時間」と「算出状況」の欄が設けられている。 As shown in FIG. 6, window W4 of the setting screen SC displayed on the display 42 has a "No" column indicating the execution order, a "Sequence ID" column indicating the type of selected pulse sequence, as well as columns for "Calculation time" and "Calculation status."

フィルタ係数算出設定機能402は、これから実行しようとするパルスシーケンス群のうち、少なくとも1つのパルスシーケンスが選択されると、選択されたパルスシーケンスの種類に対応するMR信号の帯域幅を決定することが可能であり、対応するフィルタ係数セットの算出を開始することができる。 When at least one pulse sequence is selected from the group of pulse sequences to be executed, the filter coefficient calculation and setting function 402 can determine the bandwidth of the MR signal corresponding to the type of selected pulse sequence and can start calculating the corresponding filter coefficient set.

ウィンドウW4の「算出状況」欄は、フィルタ係数セットの算出状況を表示している。例えば、該当するパルスシーケンスに対応するフィルタ係数セットの算出が終了しているときは、「算出状況」欄に「済」と表示し、フィルタ係数セットをまさに算出中であるときには、「算出中」と表示し、未だ算出していない場合には、「未」と表示する。このような表示により、フィルタ係数セットの算出状況を容易に把握することができる。ウィンドウW4の「算出状況」欄への表示は、例えば、フィルタ係数算出設定機能402が行うことができる。 The "Calculation Status" column of window W4 displays the calculation status of the filter coefficient set. For example, when the calculation of the filter coefficient set corresponding to the pulse sequence has been completed, the "Calculation Status" column displays "Completed", when the filter coefficient set is in the process of being calculated, it displays "Calculating", and when it has not yet been calculated, it displays "Not yet". This display makes it easy to grasp the calculation status of the filter coefficient set. The display in the "Calculation Status" column of window W4 can be performed, for example, by the filter coefficient calculation setting function 402.

他方、図5のステップST102で、フィルタ係数算出設定機能402は、夫々のパルスシーケンスに対応するフィルタ係数セットの予想算出時間をディスプレイ42に表示させてもよい。例えば、ウィンドウW4の「算出時間」欄に、フィルタ係数セットの予想算出時間を表示することができる。パルスシーケンスの種類、或いは、これに対応するMR信号の帯域が決定されれば、実際にフィルタ係数セットの算出を行う前に、概略の予想算出時間を、過去の計算実績等から推定することが可能である。ウィンドウW4の「算出時間」欄には、推定された予想算出時間が表示される。 On the other hand, in step ST102 of FIG. 5, the filter coefficient calculation setting function 402 may display the predicted calculation time of the filter coefficient set corresponding to each pulse sequence on the display 42. For example, the predicted calculation time of the filter coefficient set can be displayed in the "Calculation time" field of window W4. Once the type of pulse sequence or the band of the MR signal corresponding thereto is determined, it is possible to estimate the approximate predicted calculation time from past calculation results, etc., before actually calculating the filter coefficient set. The estimated predicted calculation time is displayed in the "Calculation time" field of window W4.

ステップST103で、撮像開始がユーザによって指示される。この指示に伴って、設定されたパルスシーケンス群の実行順序にしたがって、パルスシーケンス群内の夫々のパルスシーケンスが、順次実行される。 In step ST103, the user instructs the start of imaging. In response to this instruction, each pulse sequence in the pulse sequence group is executed sequentially according to the execution order of the set pulse sequence group.

ステップST104では、夫々のパルスシーケンスの実行前に、対応するフィルタ係数セットをデジタルフィルタ321に設定する。ステップST104の処理も、フィルタ係数算出設定機能402によって行われる。 In step ST104, before each pulse sequence is executed, a corresponding filter coefficient set is set in the digital filter 321. The processing of step ST104 is also performed by the filter coefficient calculation and setting function 402.

ステップST105では、ステップST104の処理の後、即ち、実行しようとするパルスシーケンスに対応するフィルタ係数セットがデジタルフィルタ321に設定された後、当該パルスシーケンスが実行される。 In step ST105, after the processing of step ST104, i.e., after the filter coefficient set corresponding to the pulse sequence to be executed is set in the digital filter 321, the pulse sequence is executed.

このパルスシーケンスの実行により、RFコイル20で収集されたMR信号は、その帯域幅に適合されたデジタルフィルタ321によりフィルタリング処理される。フィルタリング処理されたMR信号は、その後、図4に示す再構成機能404によって画像化され、診断用の画像が生成される。さらに、この診断用の画像は、画像処理機能405で所望の画像処理が施された後、ディスプレイ42に表示される。 By executing this pulse sequence, the MR signals collected by the RF coil 20 are filtered by the digital filter 321 adapted to the bandwidth. The filtered MR signals are then imaged by the reconstruction function 404 shown in FIG. 4 to generate a diagnostic image. Furthermore, this diagnostic image is subjected to the desired image processing by the image processing function 405 and then displayed on the display 42.

図5のステップST106では、撮像の終了判定が行われる。設定されたパルスシーケンス群内のパルスシーケンスの実行が全て終了した場合は処理を終了する。一方、実行すべきパルスシーケンスが未だ残っている場合には、ステップST104に戻り、ステップST104とステップST105の処理を繰り返す。 In step ST106 in FIG. 5, a determination is made as to whether imaging has ended. If all pulse sequences in the set pulse sequence group have been executed, the process ends. On the other hand, if there are still pulse sequences to be executed, the process returns to step ST104, and the processes in steps ST104 and ST105 are repeated.

図7及び図8は、パルスシーケンス群を設定し、夫々のパルスシーケンスが実行される時間経過(図7及び図8の上段に示す)と、フィルタ係数セットを算出し、デジタルフィルタ321に設定する時間経過(図7及び図8の下段に示す)との関係を模式的に示した図である。 Figures 7 and 8 are schematic diagrams showing the relationship between the time it takes to set a pulse sequence group and execute each pulse sequence (shown in the upper parts of Figures 7 and 8) and the time it takes to calculate a filter coefficient set and set it in the digital filter 321 (shown in the lower parts of Figures 7 and 8).

図7は、ユーザによるパルスシーケンス群の設定が開始され、少なくとも1つのパルスシーケンスの種類が設定された直後からフィルタ係数セットの算出し、撮像が開始されるまでの期間の間に、全てのフィルタ係数セットの算出を完了させる、第1の例を示している。 Figure 7 shows a first example in which the user starts setting a pulse sequence group, filter coefficient sets are calculated immediately after at least one type of pulse sequence is set, and the calculation of all filter coefficient sets is completed during the period until imaging starts.

図7の上段に示す「パルスシーケンス群の設定」の期間は、図6に示すウィンドウW3に表示されたパルスシーケンス群の中から、所望のパルスシーケンスをユーザが選択することにより、1つの検査で連続して実行しようとするパルスシーケンス群を設定する期間である。 The "Pulse sequence group setting" period shown in the upper part of Figure 7 is a period during which the user selects the desired pulse sequence from the pulse sequence groups displayed in window W3 shown in Figure 6, thereby setting the pulse sequence group to be executed consecutively in one examination.

「パルスシーケンス群の設定」の後に続く「パルスシーケンスの編集」の期間は、設定したパルスシーケンス群の中の各パルスシーケンス内の、例えばフリップ角、スライス数等の個々のパラメータを必要に応じて編集する期間である。 The "Editing the Pulse Sequence" period that follows "Setting the Pulse Sequence Group" is a period in which individual parameters, such as the flip angle and number of slices, within each pulse sequence in the set pulse sequence group are edited as necessary.

「パルスシーケンスの編集」が終了すると、撮像開始がユーザによって指示され、一連のパルスシーケンスが、設定された順序にしたがって実行される。図7及び図8に示した例では、「プリスキャン(1)」の後に「診断スキャン(1)」が続き、さらに、「プリスキャン(2)」の後に「診断スキャン(2)」が続く例が示されている。「診断スキャン(1)」は、例えば、拡散強調撮像(DWI:Diffusion Weighted Imaging)用のパルスシーケンスを用いて診断画像を取得する診断スキャンであり、「診断スキャン(2)」は、例えば、T2強調撮像(T2WI:T2 Weighted Imaging)用のパルスシーケンスを用いて診断画像を取得する診断スキャンである。 When "Editing the Pulse Sequence" is completed, the user instructs the start of imaging, and a series of pulse sequences are executed according to the set order. In the example shown in FIG. 7 and FIG. 8, a "pre-scan (1)" is followed by a "diagnostic scan (1)", and a "pre-scan (2)" is followed by a "diagnostic scan (2)". The "diagnostic scan (1)" is a diagnostic scan that acquires a diagnostic image using, for example, a pulse sequence for diffusion weighted imaging (DWI), and the "diagnostic scan (2)" is a diagnostic scan that acquires a diagnostic image using, for example, a pulse sequence for T2 weighted imaging (T2WI).

プリスキャンは、診断スキャンの前に、例えば、当該診断スキャンの信号レベルを調整するために、RF受信器32が具備している増幅器の利得の校正等を行うスキャンである。例えば、「プリスキャン(1)」は、「診断スキャン(1)」のための利得校正用のプリスキャンであり、「プリスキャン(2)」は、「診断スキャン(1)」のための利得校正用のプリスキャンである。 A prescan is a scan that, prior to a diagnostic scan, performs, for example, calibrating the gain of the amplifier equipped in the RF receiver 32 in order to adjust the signal level of the diagnostic scan. For example, "prescan (1)" is a prescan for gain calibration for "diagnostic scan (1)," and "prescan (2)" is a prescan for gain calibration for "diagnostic scan (1)."

診断スキャンでは高精細な画像を生成する必要があるため、診断スキャンで収集するMR信号に適用するデジタルフィルタの特性にも高い性能が要求される。例えば、阻止帯域の減衰量にも非常に大きな値が要求される一方、通過帯域のリプルにも非常に小さな値が要求される。このため、FIR型のデジタルフィルタのタップ数(即ち、フィルタ係数の数)も、例えば、数百タップといった大きな数が求められることになり、フィルタ係数セットの算出にも時間を要することになる。 Diagnostic scans require the generation of high-resolution images, so high performance is also required for the characteristics of the digital filters applied to the MR signals acquired in diagnostic scans. For example, a very large value is required for the attenuation in the stopband, while a very small value is required for the ripple in the passband. For this reason, the number of taps (i.e., the number of filter coefficients) of the FIR type digital filter is required to be large, for example, several hundred taps, and it takes time to calculate the filter coefficient set.

これに対して、プリスキャンで収集するデータは画像を直接生成するためのものではないため、阻止帯域の減衰量や通過帯域のリプル等のデジタルフィルタの性能も、診断スキャンの性能に比べて高くない。そこで、本実施形態では、プリスキャンのパルスシーケンスに対応するタップ数(即ち、フィルタ係数の数)を、診断スキャンのパルスシーケンスに対応するタップ数よりも少なくしている。これにより、プリスキャンと診断スキャンとを含めた全体のフィルタ係数セットの算出時間を短縮している。 In contrast, the data collected in the prescan is not intended to directly generate an image, and therefore the performance of the digital filter, such as the attenuation in the stopband and the ripple in the passband, is not as high as that of the diagnostic scan. Therefore, in this embodiment, the number of taps (i.e., the number of filter coefficients) corresponding to the pulse sequence of the prescan is made smaller than the number of taps corresponding to the pulse sequence of the diagnostic scan. This shortens the calculation time for the entire set of filter coefficients, including the prescan and the diagnostic scan.

図8は、撮像開始の時点では全てのフィルタ係数セットの算出は完了していないものの、該当する診断スキャンのパルスシーケンスが実行される前までには、このパルスシーケンスに対応するフィルタ係数セットの算出が完了している例を示している。 Figure 8 shows an example in which the calculation of all filter coefficient sets is not completed at the start of imaging, but the calculation of the filter coefficient set corresponding to the pulse sequence of the corresponding diagnostic scan is completed before the pulse sequence of this pulse sequence is executed.

例えば、「診断スキャン(1)」に対応するフィルタ係数(2)は、「プリスキャン(1)」の実行中に算出され、「診断スキャン(1)」の開始時点では算出が完了して、デジタルフィルタ321に設定している。 For example, the filter coefficient (2) corresponding to the "diagnostic scan (1)" is calculated during the execution of the "pre-scan (1)", and the calculation is completed at the start of the "diagnostic scan (1)" and is set in the digital filter 321.

また例えば、「診断スキャン(2)」に対応するフィルタ係数(4)は、「診断スキャン(2)」よりも前に実行される「診断スキャン(1)」の実行中に算出され、「診断スキャン(2)」の開始時点では算出が完了し、デジタルフィルタ321に設定している。 For example, the filter coefficient (4) corresponding to the "diagnostic scan (2)" is calculated during the execution of the "diagnostic scan (1)" which is executed before the "diagnostic scan (2)", and the calculation is completed at the start of the "diagnostic scan (2)" and is set in the digital filter 321.

高い性能を有するデジタルフィルタ321はタップ数も多くなり、フィルタ係数セットの算出に、例えば、数秒を要することも考えられる。このため、ユーザが撮像開始を指示した時点では、全てのフィルタ係数セットの算出が完了しない場合も考えられる。このような場合でも、上述したように、a)プリスキャン用のデジタルフィルタ321のタップ数を診断スキャン用のタップ数よりも少なくし、プリスキャン用のフィルタ係数セットの算出時間を短縮する、b)プリスキャン実行中に次の診断スキャンのフィルタ係数セットの算出を行う、c)診断スキャンの実行中に、実行中の診断スキャンよりも後に行なわれる診断スキャンのフィルタ係数セットの算出を行う、等の方策により、該当する診断スキャンのパルスシーケンスが実行される前までに、このパルスシーケンスに対応するフィルタ係数セットの算出を完了させることができる。 A high-performance digital filter 321 has a large number of taps, and it may take several seconds, for example, to calculate the filter coefficient set. For this reason, it may be possible that the calculation of all filter coefficient sets is not completed at the time when the user instructs the start of imaging. Even in such a case, as described above, the calculation of the filter coefficient set corresponding to this pulse sequence can be completed before the pulse sequence of the corresponding diagnostic scan is executed by measures such as a) making the number of taps of the digital filter 321 for the prescan less than the number of taps for the diagnostic scan, thereby shortening the calculation time of the filter coefficient set for the prescan, b) calculating the filter coefficient set for the next diagnostic scan while the prescan is being executed, and c) calculating the filter coefficient set for the diagnostic scan to be executed after the diagnostic scan being executed while the diagnostic scan is being executed.

さらに、本実施形態の磁気共鳴イメージング装置1では、フィルタ係数登録機能403により、既に算出したフィルタ係数セットを再利用することもできる。図9は、フィルタ係数セットを登録し、再利用する動作の処理例を示すフローチャートである。 Furthermore, in the magnetic resonance imaging apparatus 1 of this embodiment, the filter coefficient registration function 403 can also reuse a filter coefficient set that has already been calculated. Figure 9 is a flowchart showing a processing example of the operation of registering and reusing a filter coefficient set.

図9では、図5と同じ処理には同じ符号を付している。ステップST101で、各パルスシーケンスのフィルタ係数セットの算出を開始した後、ステップST200で、設定されているパルスシーケンスに対応するフィルタ係数セットが登録済みであるか否かを、例えば、記憶回路41を参照して判定する。登録済みの場合は、ステップST201で、当該登録済みのフィルタ係数セットを記憶回路41から読み出して、当該パルスシーケンスに対応するフィルタ係数セットの算出処理をスキップする。 In FIG. 9, the same processes as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals. After starting calculation of the filter coefficient set for each pulse sequence in step ST101, in step ST200, it is determined whether or not the filter coefficient set corresponding to the set pulse sequence has been registered, for example, by referring to the memory circuitry 41. If it has been registered, in step ST201, the registered filter coefficient set is read from the memory circuitry 41, and the calculation process of the filter coefficient set corresponding to the pulse sequence is skipped.

設定されているパルスシーケンスに対応するフィルタ係数セットが登録されていない場合には、前述したように、対応するフィルタ係数セットを順次新たに算出する。 If a filter coefficient set corresponding to the set pulse sequence is not registered, a new corresponding filter coefficient set is calculated in sequence as described above.

ステップST106で終了判定が行われた後、ステップST202では、新たに算出したフィルタ係数セットを、対応するパルスシーケンスの種別と関連付けて、記憶回路41に登録する。 After the termination determination is made in step ST106, in step ST202, the newly calculated filter coefficient set is associated with the corresponding pulse sequence type and registered in the memory circuit 41.

上述した処理では、同じ種別のパルスシーケンスに対応するフィルタ係数セットを繰り返し算出することを避けることができ、全体として、フィルタ係数セットの算出時間を短縮することが可能となる。 The above-described process makes it possible to avoid repeatedly calculating filter coefficient sets corresponding to the same type of pulse sequence, and therefore makes it possible to reduce the overall calculation time for the filter coefficient sets.

以上説明してきたように、各実施形態の磁気共鳴イメージング装置は、磁気共鳴信号用のデジタルフィルタを、拡張性が高く、且つ、パルスシーケンスの種類の変更や受信帯域幅の変更等のパラメータ変更に柔軟に対応させることができる。 As described above, the magnetic resonance imaging apparatus of each embodiment provides a digital filter for magnetic resonance signals that is highly scalable and can flexibly accommodate parameter changes such as changes in the type of pulse sequence and changes in reception bandwidth.

なお、各実施形態の記載におけるパルスシーケンス設定機能は、特許請求の範囲の記載におけるシーケンス設定部の一例である。また、各実施形態の記載におけるフィルタ係数算出設定機能は、特許請求の範囲の記載における算出設定部の一例である。また、各実施形態の記載における、フィルタ係数登録機能は、特許請求の範囲の記載における登録部の一例である。 The pulse sequence setting function in the description of each embodiment is an example of a sequence setting unit in the description of the claims. The filter coefficient calculation setting function in the description of each embodiment is an example of a calculation setting unit in the description of the claims. The filter coefficient registration function in the description of each embodiment is an example of a registration unit in the description of the claims.

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

1 磁気共鳴イメージング装置
32 RF受信器
34 シーケンスコントローラ
40 処理回路
41 記憶回路
42 ディスプレイ
43 入力デバイス
320 AD変換器
321 デジタルフィルタ
400 コンソール
401 パルスシーケンス設定機能
402 フィルタ係数算出設定機能
403 フィルタ係数登録機能
404 再構成機能
405 画像処理機能
1 Magnetic resonance imaging apparatus 32 RF receiver 34 Sequence controller 40 Processing circuit 41 Memory circuit 42 Display 43 Input device 320 AD converter 321 Digital filter 400 Console 401 Pulse sequence setting function 402 Filter coefficient calculation and setting function 403 Filter coefficient registration function 404 Reconstruction function 405 Image processing function

Claims (10)

フィルタ係数の設定に応じて異なる周波数特性を示すように構成されるデジタルフィルタ回路と、
実行されるパルスシーケンスに対応する磁気共鳴信号の帯域幅から、前記フィルタ係数を、前記パルスシーケンスを実行する都度算出し、算出した前記フィルタ係数を、前記パルスシーケンスを実行する都度、前記デジタルフィルタ回路に設定する算出設定部と、
を備える磁気共鳴イメージング装置。
A digital filter circuit configured to exhibit different frequency characteristics according to settings of a filter coefficient;
a calculation and setting unit that calculates the filter coefficient from a bandwidth of a magnetic resonance signal corresponding to a pulse sequence to be executed every time the pulse sequence is executed, and sets the calculated filter coefficient in the digital filter circuit every time the pulse sequence is executed;
A magnetic resonance imaging apparatus comprising:
フィルタ係数の設定に応じて異なる周波数特性を示すように構成されるデジタルフィルタ回路と、
実行されるパルスシーケンスの種類から、前記フィルタ係数を、前記パルスシーケンスを実行する都度算出し、算出した前記フィルタ係数を、前記パルスシーケンスを実行する都度、前記デジタルフィルタ回路に設定する算出設定部と、
を備える磁気共鳴イメージング装置。
A digital filter circuit configured to exhibit different frequency characteristics according to settings of a filter coefficient;
a calculation and setting unit that calculates the filter coefficient from a type of a pulse sequence to be executed every time the pulse sequence is executed, and sets the calculated filter coefficient in the digital filter circuit every time the pulse sequence is executed;
A magnetic resonance imaging apparatus comprising:
複数の種類のパルスシーケンスを実行順に配列することによりパルスシーケンス群を設定するシーケンス設定部、をさらに備え、
前記算出設定部は、前記パルスシーケンスの夫々の種類に対応するフィルタ係数を、前記パルスシーケンス群が設定されてから、当該種類のパルスシーケンスが実行されるまでに算出し、前記デジタルフィルタ回路に設定する、
請求項1または2に記載の磁気共鳴イメージング装置。
A sequence setting unit that sets a pulse sequence group by arranging a plurality of types of pulse sequences in an execution order,
the calculation setting unit calculates a filter coefficient corresponding to each type of the pulse sequence from when the pulse sequence group is set until when the type of the pulse sequence is executed, and sets the filter coefficient in the digital filter circuit.
3. A magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
前記算出設定部は、前記パルスシーケンス群が設定された直後から、前記パルスシーケンス群に含まれる前記パルスシーケンスの夫々の種類に対応するフィルタ係数の算出を開始する、
請求項3に記載の磁気共鳴イメージング装置。
the calculation setting unit starts calculating a filter coefficient corresponding to each type of the pulse sequence included in the pulse sequence group immediately after the pulse sequence group is set.
4. A magnetic resonance imaging apparatus according to claim 3.
前記パルスシーケンス群には、診断画像取得用の診断スキャンのパルスシーケンスと、前記診断スキャンの準備用のプリスキャンのパルスシーケンスが含まれ、
前記算出設定部は、前記プリスキャンの実行中に、前記プリスキャンに続く前記診断スキャンのパルスシーケンスに対応する前記フィルタ係数の算出する、
請求項3に記載の磁気共鳴イメージング装置。
the group of pulse sequences includes a pulse sequence for a diagnostic scan for acquiring a diagnostic image and a pulse sequence for a prescan for preparing the diagnostic scan;
The calculation setting unit calculates the filter coefficients corresponding to a pulse sequence of the diagnostic scan following the prescan during execution of the prescan.
4. A magnetic resonance imaging apparatus according to claim 3.
前記プリスキャンのパルスシーケンスに対応する前記フィルタ係数の数は、前記診断スキャンのパルスシーケンスに対応する前記フィルタ係数の数よりも少ない、
請求項5に記載の磁気共鳴イメージング装置。
the number of filter coefficients corresponding to the pre-scan pulse sequence is less than the number of filter coefficients corresponding to the diagnostic scan pulse sequence;
6. A magnetic resonance imaging apparatus according to claim 5.
前記パルスシーケンス群には、診断画像取得用の第1の診断スキャンのパルスシーケンスと、第1の診断スキャンの後に実行される第2の診断スキャンのパルスシーケンスが含まれ、
前記算出設定部は、前記第1の診断スキャンの実行中に、前記第2の診断スキャンのパルスシーケンスに対応する前記フィルタ係数を算出する、
請求項3に記載の磁気共鳴イメージング装置。
the group of pulse sequences includes a pulse sequence of a first diagnostic scan for acquiring a diagnostic image and a pulse sequence of a second diagnostic scan executed after the first diagnostic scan;
the calculation setting unit calculates the filter coefficients corresponding to a pulse sequence of the second diagnostic scan during execution of the first diagnostic scan.
4. A magnetic resonance imaging apparatus according to claim 3.
記憶部と、
算出された前記フィルタ係数を、対応するパルスシーケンスの種別と関連付けて前記記憶部に登録する登録部と、をさらに備え、
前記算出設定部は、実行しようとするパルスシーケンスの前記フィルタ係数が前記記憶部に登録されている場合は、前記実行しようとするパルスシーケンスに対応する前記フィルタ係数を前記記憶部から読み出して、前記デジタルフィルタ回路に設定する、
請求項1乃至7のいずれか1項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
A storage unit;
A registration unit that registers the calculated filter coefficient in the storage unit in association with a type of a corresponding pulse sequence,
When the filter coefficients of the pulse sequence to be executed are registered in the storage unit, the calculation setting unit reads out the filter coefficients corresponding to the pulse sequence to be executed from the storage unit and sets them in the digital filter circuit.
8. A magnetic resonance imaging apparatus according to claim 1.
ディスプレイ、をさらに備え、
前記算出設定部は、前記パルスシーケンス群の夫々のパルスシーケンスに対応するフィルタ係数の予想算出時間を前記ディスプレイに表示する、
請求項3に記載の磁気共鳴イメージング装置。
a display;
the calculation setting unit displays on the display an expected calculation time of a filter coefficient corresponding to each pulse sequence of the pulse sequence group.
4. A magnetic resonance imaging apparatus according to claim 3.
ディスプレイ、をさらに備え、
前記算出設定部は、前記パルスシーケンス群の夫々のパルスシーケンスに対応するフィルタ係数の算出状況を前記ディスプレイに表示する、
請求項3に記載の磁気共鳴イメージング装置。
a display;
the calculation setting unit displays on the display a calculation status of a filter coefficient corresponding to each pulse sequence of the pulse sequence group.
4. A magnetic resonance imaging apparatus according to claim 3.
JP2018226534A 2018-12-03 2018-12-03 Magnetic resonance imaging equipment Active JP7465623B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018226534A JP7465623B2 (en) 2018-12-03 2018-12-03 Magnetic resonance imaging equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018226534A JP7465623B2 (en) 2018-12-03 2018-12-03 Magnetic resonance imaging equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020089429A JP2020089429A (en) 2020-06-11
JP7465623B2 true JP7465623B2 (en) 2024-04-11

Family

ID=71013318

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018226534A Active JP7465623B2 (en) 2018-12-03 2018-12-03 Magnetic resonance imaging equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7465623B2 (en)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5739691A (en) * 1995-11-28 1998-04-14 The Regents Of The University Of California Multi-frequency digital low pass filter for magnetic resonance imaging

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Mikio Shiraishi,A Simultaneous Coefficient Calculation Method for SincN FIR Filters,IEEE TRANSACTIONS ON CIRCUITS AND SYSTEMS-I: FUNDAMENTAL THEORY AND APPLICATIONS,2003年,VOL.50, NO.4,pp.523-529

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020089429A (en) 2020-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4920478B2 (en) MRI equipment
JP5558737B2 (en) Magnetic resonance imaging system
JP5498339B2 (en) Magnetic resonance imaging system
JP5481117B2 (en) Magnetic resonance diagnostic apparatus and control method thereof
US5109854A (en) Roll-over aliasing suppression in undersampled images
JP6560023B2 (en) Magnetic resonance imaging system
JP2004504907A (en) Magnetic resonance imaging method using subsampled acquisition
US10470685B2 (en) Method and apparatus for capturing magnetic resonance image
JP5678163B2 (en) Magnetic resonance imaging system
EP1102082A2 (en) Method and apparatus for reducing image artifacts caused by magnet vibration in an MR imaging system
JP2010075747A (en) Magnetic resonance imaging method involving sub-sampling and system
JP5596215B2 (en) Magnetic resonance diagnostic equipment
JP7465623B2 (en) Magnetic resonance imaging equipment
US9933499B2 (en) Magnetic resonance imaging apparatus
JP2010075634A (en) Magnetic resonance imaging system
JP2019195421A (en) Magnetic resonance imaging apparatus
CN111295137B (en) Magnetic resonance imaging apparatus, sensitivity distribution calculating method, and storage medium
JP5675044B2 (en) Magnetic resonance imaging system
JP6552873B2 (en) Magnetic resonance imaging system
JP5360757B2 (en) Magnetic resonance imaging and magnetic resonance imaging apparatus
JP5705045B2 (en) Magnetic resonance imaging system
JP6576726B2 (en) Magnetic resonance equipment
KR20190013103A (en) Magnetic resonance image apparatus and method of generating magnetic resonance image
JP5566587B2 (en) Magnetic resonance imaging apparatus and ringing reduction method
JP6678214B2 (en) Magnetic resonance imaging equipment

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211026

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220927

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221018

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20230322

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240401

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7465623

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150