JPH04158836A - Magnetic resonance diagnosing apparatus - Google Patents

Magnetic resonance diagnosing apparatus

Info

Publication number
JPH04158836A
JPH04158836A JP2283290A JP28329090A JPH04158836A JP H04158836 A JPH04158836 A JP H04158836A JP 2283290 A JP2283290 A JP 2283290A JP 28329090 A JP28329090 A JP 28329090A JP H04158836 A JPH04158836 A JP H04158836A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic resonance
spectrum
magnetic field
phosphorus
signal
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.)
Granted
Application number
JP2283290A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3104985B2 (en
Inventor
Yoshinori Suzuki
義規 鈴木
Kazuya Okamoto
和也 岡本
Kiyomi Mori
清巳 守
Hidehiro Watanabe
英宏 渡邊
Yasutoshi Ishihara
康利 石原
Kozo Sato
幸三 佐藤
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba 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 Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP02283290A priority Critical patent/JP3104985B2/en
Publication of JPH04158836A publication Critical patent/JPH04158836A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3104985B2 publication Critical patent/JP3104985B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve a localization characteristic and an S/N ratio with a higher coincidence between a measuring area of spectroscopy and a lesion part by obtaining a magnetic resonance signal of the same specified nuclide from a plurality of specified parts adjacent to one another of an object to be inspected to add up. CONSTITUTION:A magnetic resonance signal of phosphorus is obtained through a probe 13 for <31>P and a transmitting/receiving section 17 for <31>P. A four-dimensional reverse Fourier transform is performed with a reconstruction processing section 21. At an addition processing section 22, a spectrum of a voxel corresponding to a lesion part is determined by a phase processing and spectral components in areas are added up to obtain a spectrum in the entire area, which achieves a higher coincidence ratio between a measuring area and the lesion part. On the other hand, when uniformity of an electrostatic magnetic field is poor, a magnetic resonance signal of <1>H is obtained through a probe 14 and a transmitting/receiving section 18 both for <1>H to be sent to a magnetic field uniformity measuring section 24 via a data collection section 19. The spectrum of <1>H is measured just as that of the phosphorus done. A frequency shift value of the phosphorus spectrum is determined to correct by a peak frequency H of a water signal with a high S/N ratio thus obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的〕 (産業上の利用分野) この発明は磁気共鳴診断装置に係り、より詳しくは磁気
共鳴スペクトロスコピーに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a magnetic resonance diagnostic apparatus, and more particularly to magnetic resonance spectroscopy.

(従来の技術) 近年、プロトンの磁気共鳴現象を利用して生体の各種断
層像を撮像する装置が開発され、臨床の場で使われてい
る。さらに、最近では磁気共鳴の本来の特性を生かして
、生体中の燐、水素、炭素等の化合物の磁気共鳴信号よ
り、これら化合物の種類及び濃度を測定する磁気共鳴ス
ペクトロスコピー(Magnetic Re5onan
ce 5pectrO5cOpY s以後MR5と略す
)の研究開発が進められている。
(Prior Art) In recent years, devices that take various tomographic images of living bodies using the proton magnetic resonance phenomenon have been developed and are being used in clinical settings. Furthermore, recently, magnetic resonance spectroscopy (Magnetic Resonance Spectroscopy), which takes advantage of the inherent characteristics of magnetic resonance, measures the types and concentrations of compounds such as phosphorus, hydrogen, and carbon in living organisms based on their magnetic resonance signals.
Research and development of ce5pectrO5cOpYs (hereinafter abbreviated as MR5) is underway.

MR5の測定対象は一般に水素、燐、炭素等の化合物で
あり、これらの化合物の生体中での濃度は数m M /
 L程度と非常に低い。これら低濃度の化合物を測定す
るためには、プローブ等のS/Nを良くするとともに測
定領域をできるだけ広くする必要がある。しかし、nj
定領領域広くし過ぎると、測定したい部位(病変部)の
スペクトルとそれ以外の部位(正常部)のスペクトルが
混ざり、正確な診断が出来なくなってしまう。このよう
な理由で、MR8では測定領域を出来るだけ病変部と一
致させる技術、すなわちロー力うイゼーション(Loc
a l 1zat Jon)が重要になる。
The measurement targets of MR5 are generally compounds such as hydrogen, phosphorus, and carbon, and the concentration of these compounds in living organisms is several m M /
Very low, around L. In order to measure these low concentration compounds, it is necessary to improve the S/N ratio of the probe and the like and to widen the measurement area as much as possible. However, n.j.
If the fixed region is made too wide, the spectrum of the region to be measured (lesioned region) and the spectrum of other regions (normal region) will mix, making it impossible to make an accurate diagnosis. For this reason, the MR8 uses a technology to match the measurement area with the lesion as much as possible, that is, low force erosion (Loc).
a l 1zat Jon) becomes important.

従来より、ロー力うイゼーション法として磁場焦点法、
サーフェスコイル法、DRESS法、選択飽和法、St
imulated Echo法、l5IS法、フーリエ
法等、種々の方法が開発されてきたが、以下のようにい
ずれの方法も十分な特性を有していない。
Traditionally, the magnetic field focusing method has been used as a low-force activation method.
Surface coil method, DRESS method, selective saturation method, St
Although various methods have been developed, such as the imulated Echo method, the 15IS method, and the Fourier method, none of the methods has sufficient characteristics as described below.

磁場焦点法は、測定領域のみの磁場均一性を良くして、
測定領域のみの信号を測定しようというものであるが、
測定領域のみ均一性のよい磁場分布を正確に制御するの
は難しく、ロー力うイゼーション特性が悪い。このため
、現在のところはほとんど使われていない。
The magnetic field focusing method improves the magnetic field uniformity only in the measurement area,
The purpose is to measure the signal only in the measurement area, but
It is difficult to accurately control the magnetic field distribution with good uniformity only in the measurement region, and the low-force erosion characteristics are poor. For this reason, it is hardly used at present.

サーフェスコイル法はプローブの感度特性を利用して、
II定領領域特定する方法であるが、特定部位のみの感
度を良くする事が出来ず、ローカライゼーション特性は
悪い。
The surface coil method uses the sensitivity characteristics of the probe to
Although this is a method for specifying the II constant region, it is not possible to improve the sensitivity of only a specific region, and the localization characteristics are poor.

DRESS法はサーフェスコイルのロー力うイゼーショ
ン特性を改善するために、勾配磁場と選択励起パルスを
併用するものである。従って、勾配磁場方向のロー力う
イゼーション特性は改善されるが、他の方向のローカラ
イゼーション特性は依然として悪い。
The DRESS method uses gradient magnetic fields and selective excitation pulses in combination to improve the low force erosion characteristics of surface coils. Therefore, although the low force erosion properties in the gradient magnetic field direction are improved, the localization properties in other directions are still poor.

選択飽和法、Stimulated Echo法および
l5IS法は、いずれも3方向の勾配磁場と選択励起パ
ルスを用いる方法であり、測定領域の特定性は良い。し
かし、これらの手法の測定領域は直方体であり、病変部
全てをカバーすることは難しい。
The selective saturation method, the stimulated echo method, and the 15IS method all use gradient magnetic fields in three directions and selective excitation pulses, and the specificity of the measurement region is good. However, the measurement area of these methods is a rectangular parallelepiped, and it is difficult to cover the entire lesion.

フーリエ法は3方向の勾配磁場により位置に応じた位相
を信号に付加するものであり、この方法を用いることに
より同時に多点のスペクトルを得ることができる。しか
し、この方法においても測定領域は直方体であり、病変
部全てをカバーすることは難しい。
The Fourier method adds a phase depending on the position to a signal using gradient magnetic fields in three directions, and by using this method, spectra of multiple points can be obtained simultaneously. However, even in this method, the measurement area is a rectangular parallelepiped, and it is difficult to cover the entire lesion.

(発明が解決しようとする課題) 上述のように従来のスペクトロスコピーでは、測定領域
と病変部とを合致させることが難しいためロー力うイゼ
ーション特性が悪く、また測定領域が狭過ぎるためにS
/Nが低くなるといった問題や、測定領域が広過ぎて病
変部以外の信号が混入し、正確な診断が出来ないといっ
た問題があった。
(Problems to be Solved by the Invention) As mentioned above, in conventional spectroscopy, it is difficult to match the measurement area with the lesion, resulting in poor low-force distortion characteristics, and the measurement area is too narrow, resulting in poor S
There were problems such as a low /N, and a problem that the measurement area was too wide and signals from areas other than the lesion were mixed in, making it impossible to make an accurate diagnosis.

本発明は、スペクトロスコピーの測定領域と病変部との
合致性が高く、良好なロー力うイゼーション特性が得ら
れ、しかも病変部のスペクトルが高S/Nで得られる磁
気共鳴診断装置を提供することを目的とする。
The present invention provides a magnetic resonance diagnostic apparatus that has high congruence between the spectroscopy measurement area and the lesion, provides good low-force erosion characteristics, and can obtain the spectrum of the lesion with high S/N. The purpose is to

〔発明の構成コ (課題を解決するための手段) 上記の課題を解決するため、本発明は静磁場中に配置さ
れた被検体に特定周波数の電磁波と勾配磁場を印加する
ことにより、該被検体の隣接した複数の特定部位から同
じ特定核種の磁気共鳴信号を取得した後、これら複数の
特定部位からの磁気共鳴信号を加算し、この加算された
磁気共鳴信号のスペクトルを表示することを特徴とする
[Configuration of the Invention (Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the present invention applies electromagnetic waves of a specific frequency and a gradient magnetic field to a subject placed in a static magnetic field. It is characterized by acquiring magnetic resonance signals of the same specific nuclide from a plurality of adjacent specific parts of a specimen, then adding up the magnetic resonance signals from these plurality of specific parts, and displaying the spectrum of the added magnetic resonance signals. shall be.

また、静磁場の磁場不均一性があると、上記の複数の特
定部位からの磁気共鳴信号相互の周波数ずれが生じるの
で、これを補正する手段をさらに備えることが望ましい
。この補正手段は具体的には、例えば磁気共鳴信号強度
の最も大きなスペクトルピークの複数の特定部位間での
周波数差、または複数の特定部位からのプロトンの磁気
共鳴信号の周波数差、あるいは複数の特定部位の磁場分
布に基づき、周波数ずれを補正する。
Furthermore, if there is magnetic field non-uniformity in the static magnetic field, a mutual frequency shift will occur between the magnetic resonance signals from the plurality of specific locations, so it is desirable to further include means for correcting this. Specifically, this correction means is, for example, a frequency difference between a plurality of specific parts of a spectral peak with the largest magnetic resonance signal intensity, a frequency difference of proton magnetic resonance signals from a plurality of specific parts, or a plurality of specific Correct the frequency deviation based on the magnetic field distribution of the area.

さらに、本発明において複数の特定部位の設定は、例え
ば被検体のプロトン画像を用いて行われる。具体的には
被検体のプロトン画像の特定部位を指定し、領域拡大法
にて複数の特定部位の領域を求める。ま・た、プロトン
画像上で指定された領域に合致するように複数の特定部
位の位置を変更する手段をさらに有することが望ましい
Furthermore, in the present invention, setting of a plurality of specific regions is performed using, for example, a proton image of the subject. Specifically, a specific part of the proton image of the subject is specified, and regions of a plurality of specific parts are obtained using a region enlarging method. Furthermore, it is desirable to further include means for changing the positions of the plurality of specific parts so as to match the designated area on the proton image.

(作用) 被検体の隣接した複数の特定部位(ボクセル)から同じ
特定核種の磁気共鳴信号を取得して加算すると、スペク
トロスコピーの測定領域と病変部との合致性は、測定領
域全体として見た場合、一つないし少数の大きなボクセ
ルを用いる場合に比較して格段に向上する。
(Effect) When magnetic resonance signals of the same specific nuclide are acquired from multiple adjacent specific regions (voxels) of the subject and summed, the congruence between the spectroscopy measurement area and the lesion area is determined based on the overall measurement area. In this case, the improvement is much greater than when using one or a few large voxels.

また、上記の加算処理により路間−スベクトルとみなせ
る各ボクセルからの同一核種の磁気共鳴信号の強度は加
算ボクセル数にほぼ比例して増大するのに対し、無相関
であるノイズ成分は加算ボクセル数の平方根に比例して
増加する。
In addition, due to the above addition process, the intensity of the magnetic resonance signal of the same nuclide from each voxel, which can be regarded as a path-to-space vector, increases approximately in proportion to the number of added voxels, whereas the uncorrelated noise component increases from the added voxel. increases in proportion to the square root of the number.

従って、磁気共鳴信号スペクトルのS/Nは加算ボクセ
ル数の平方根にほぼ比例して高くなり、高S/Nて病変
部の磁気共鳴信号スペクトルが計測されることになる。
Therefore, the S/N of the magnetic resonance signal spectrum increases approximately in proportion to the square root of the number of added voxels, and the magnetic resonance signal spectrum of the lesion is measured with a high S/N.

(実施例) 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。(Example) Hereinafter, the present invention will be explained in detail using the drawings.

第1図は本発明の第1の実施例に係る磁気共鳴診断装置
のブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of a magnetic resonance diagnostic apparatus according to a first embodiment of the present invention.

超電導磁石からなる静磁場磁石10中に図示しない被検
体が配置され、さらにシムコイル11、勾配コイル12
、!+p用プローブ13およびIHHプローブ14が配
置されている。
A subject (not shown) is arranged in a static magnetic field magnet 10 made of a superconducting magnet, and a shim coil 11 and a gradient coil 12
,! A +p probe 13 and an IHH probe 14 are arranged.

’31p用プローブ13および1H用プローブ14は、
それぞれ燐(31p)およびプロトン(1H)の磁気共
鳴信号を得るためのものである。シムコイル11および
勾配コイル12は、それぞれシムコイル電源15および
勾配コイル電源16によって駆動される。!+p用プロ
ーブ13およびjHHプローブ14には、それぞれ31
p用送受信部17およびIH用送送受信部18接続され
ている。送受信部17.18においてプローブ13.1
4を介して受信された磁気共鳴信号は検波され、データ
収集部19に送られてA/D変換される。勾配コイル電
源16と31p用送受信部17は、シーケンサ20によ
って制御される。
'31p probe 13 and 1H probe 14 are:
These are for obtaining magnetic resonance signals of phosphorus (31p) and proton (1H), respectively. Shim coil 11 and gradient coil 12 are driven by shim coil power supply 15 and gradient coil power supply 16, respectively. ! +p probe 13 and jHH probe 14 each have 31
The P transmitting/receiving section 17 and the IH transmitting/receiving section 18 are connected. Probe 13.1 in the transmitting/receiving section 17.18
The magnetic resonance signal received via the sensor 4 is detected, sent to the data acquisition section 19, and A/D converted. The gradient coil power supply 16 and the transmitting/receiving section 17 for 31p are controlled by a sequencer 20.

再構成処理部21、加算処理部22およびデータ表示部
23は、複数のボクセルの燐の磁気共鳴信号を再構成処
理した後、それらを加算して表示するための要素であり
、コンピュータ27によって制御される。
The reconstruction processing unit 21, the addition processing unit 22, and the data display unit 23 are elements for reconstructing phosphorus magnetic resonance signals of a plurality of voxels and then adding and displaying the results, and are controlled by the computer 27. be done.

磁場均一性測定部24は、静磁場磁石10によって形成
される静磁場の均一性を測定するためのものであり、測
定結果をコンピュータ27に送る。
The magnetic field uniformity measuring section 24 is for measuring the uniformity of the static magnetic field formed by the static magnetic field magnet 10, and sends the measurement results to the computer 27.

IH用両画像再構成処理部25プロトンの磁気共鳴信号
を画像再構成するものであり、RO1位置設定処理部2
6はROI (ReglonOrInterest ;
関心領域)、すなわち燐の磁気共鳴信号を取得する部位
を設定するための処理を行うものである。これら 1H
用画像再構成処理部25およびRO1位置設定処理部2
6は、コンピュータ27によって制御される。
Both image reconstruction processing units 25 for IH reconstruct images of proton magnetic resonance signals, and the RO1 position setting processing unit 2
6 is ROI (ReglonOrInterest;
This process performs processing for setting a region of interest (region of interest), that is, a region from which phosphorus magnetic resonance signals are to be obtained. These 1H
image reconstruction processing unit 25 and RO1 position setting processing unit 2
6 is controlled by a computer 27.

次に、本実施例の動作を説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained.

まず、第2図のシーケンスが実行され、31p用プロー
ブ13および!+p用送受信部17を介して燐の磁気共
鳴信号が取得される。すなわち、高周波磁場RFとして
燐の共鳴周波数の電磁波がプローブ13によって被検体
に印加され、その後勾配コイル電源16によって駆動さ
れる勾配コイル12から直交する三方向の勾配磁場Gx
 、GY 、Gzが印加され、勾配コイル12の中心よ
りの距離及び方向が磁気共鳴信号の位相情報としてエン
コードされる。得られた磁気共鳴信号は同じプローブ1
3および送受信部17を介して受信され、データ収集部
19でA/D変換された後、再構成処理部21で4次元
逆フーリエ変換される。
First, the sequence shown in FIG. 2 is executed, and the 31p probe 13 and ! A magnetic resonance signal of phosphorus is acquired via the +p transmitter/receiver 17. That is, an electromagnetic wave having a resonance frequency of phosphorus is applied to the subject by the probe 13 as a high-frequency magnetic field RF, and then a gradient magnetic field Gx in three orthogonal directions is applied from the gradient coil 12 driven by the gradient coil power supply 16.
, GY, and Gz are applied, and the distance and direction from the center of the gradient coil 12 are encoded as phase information of the magnetic resonance signal. The obtained magnetic resonance signal is the same probe 1.
3 and the transmitting/receiving section 17, A/D conversion is performed at the data collecting section 19, and then four-dimensional inverse Fourier transform is performed at the reconstruction processing section 21.

これにより再構成処理部21で第3図に示した複数のボ
クセルに対応した領域の燐の磁気共鳴スペクトルが得ら
れる。第3図の破線で示したような5cm角程度の大き
なボクセルでは、第4 図(a)に示すようなS/Nの
良いスペクトルが得られる。この様な大きなボクセルで
は、第3図に斜線で図で示した2〜3■程度の大きさの
病変部の場合には、ロー力うイゼーションが悪くなり、
病変部以外の正常な脳組織の信号が混入してしまうため
、スペクトルの変化により病変部の状態を調べることは
難しい。この問題を解決するためには、ボクセルサイズ
を第3図の実線のように小さくしなければならない。し
かし、この様に小さなボクセルでは、燐化合物の生体中
での濃度が数mMと低いため、第4図(b)のようにS
/Nの悪いスペクトルとなってしまう。
As a result, the reconstruction processing unit 21 obtains a magnetic resonance spectrum of phosphorus in a region corresponding to a plurality of voxels shown in FIG. In a large voxel of about 5 cm square as shown by the broken line in FIG. 3, a spectrum with good S/N as shown in FIG. 4(a) can be obtained. In such large voxels, low force erosion becomes worse in the case of a lesion of about 2 to 3 cm in size, as shown by diagonal lines in Figure 3.
Since signals from normal brain tissue other than the lesion are mixed in, it is difficult to examine the state of the lesion based on changes in the spectrum. In order to solve this problem, the voxel size must be reduced as shown by the solid line in FIG. However, in such small voxels, the concentration of phosphorus compounds in the living body is as low as several mM, so the S
/N resulting in a bad spectrum.

そこで、本発明では加算処理部22において、病変部に
対応するボクセルのスペクトルを位相処理により求め、
下式に従い加算する。
Therefore, in the present invention, the addition processing unit 22 calculates the spectrum of the voxel corresponding to the lesion by phase processing,
Add according to the formula below.

p (D  −Σp (xi、yi、zi、f)   
    (1)ρニスピン密度関数 f:磁気共鳴周波数 xi、yi、zi :ボクセルの中心位置各ボクセルの
燐磁気共鳴信号は、生体組織によるバラツキはあるもの
の、はぼ同一スペクトルであるので、このような加算に
より加算ボクセル数にほぼ比例して信号強度が増大する
。−方、各ボクセルのノイズは無相関であるため、加算
ボクセル数の平方根に比例してノイズは増加する。従っ
て、加算後の燐スペクトルのS/Nは、加算ボクセル数
の平方根にほぼ比例して高くなる。
p (D −Σp (xi, yi, zi, f)
(1) ρ Nispin density function f: Magnetic resonance frequency xi, yi, zi: Center position of voxel The phosphorus magnetic resonance signal of each voxel has almost the same spectrum, although there are variations depending on the living tissue, so such By addition, the signal intensity increases approximately in proportion to the number of added voxels. On the other hand, since the noise of each voxel is uncorrelated, the noise increases in proportion to the square root of the number of added voxels. Therefore, the S/N of the phosphorus spectrum after addition increases approximately in proportion to the square root of the number of added voxels.

この点を第10図〜第12図により詳しく説明する。This point will be explained in detail with reference to FIGS. 10 to 12.

第10図(a) (b)は従来例と本発明による場合の
病変部と測定領域の関係を概念的に示している。第10
図(a)に示されるように、従来の方法では斜線の測定
領域は直方体(図は平面として表示しである)であるた
め、測定領域と円で囲んだ病変部との合致率は低い。こ
こで、合致率は下式のように定義できる(第11図参照
)。
FIGS. 10(a) and 10(b) conceptually show the relationship between the lesion and the measurement area in the conventional example and in the case of the present invention. 10th
As shown in Figure (a), in the conventional method, the diagonally shaded measurement area is a rectangular parallelepiped (the figure is shown as a plane), so the matching rate between the measurement area and the lesion area surrounded by a circle is low. Here, the match rate can be defined as shown in the following formula (see FIG. 11).

−Bの容積/(A+B+Cの容積) これに対し、本発明では第10図(b)のように病変部
を広範囲に覆うように配置された斜線で示す複数の領域
のスペクトルが得られる。これら各領域のスペクトル成
分を加算することより、領域全体のスペクトルが得られ
る。第10図(b)は8つの領域を加算した時の場合で
あるが、従来法より本発明による装置の方が合致率が高
い。測定領域の数を多くして行けば、合致率はさらに大
きくなる。
-Volume of B/(Volume of A+B+C) On the other hand, in the present invention, as shown in FIG. 10(b), spectra of a plurality of regions indicated by diagonal lines arranged to cover a wide range of the lesion are obtained. By adding the spectral components of each of these regions, the spectrum of the entire region can be obtained. FIG. 10(b) shows the case when eight regions are added, and the matching rate is higher in the apparatus according to the present invention than in the conventional method. If the number of measurement regions is increased, the matching rate will further increase.

さて加算によるS/Nの向上に関し、第12図のように
2つの領域1.11のスペクトルを加算する場合を考え
てみる。信号成分を81ノイズ成分をNとすると、測定
領域IのみのS/N(SNR+ )は (Sa+ 5b) 8NR゛−Jπ弓π弓    (3) また、測定領域IとHのスペクトルを加算した場合のS
 / N (= 5NRI+2 )は、病変部の単位容
精当たりの信号をS′″、ノイズをN1とし、第12図
の各領域A、B、Cの容積をVa、 Vb、 Vcとす
ると SNR+ −S” /N” * (Va+Vb)SNR
+。2myゴ′1“”2Vb+Vc) (5)(Va+
 4 Vb+ We) ボクセルサイズをVとすると 5NRI −581N1* JT         (
6)以上より、vbが小さいほど、すなわち測定領域の
重なりが少ないほどS/Nは向上する。例えば全く測定
領域の重なりがない時はS/Nがf7倍向上し、全てが
重なっている時はS/Nは全く変化しない。
Now, regarding the improvement of S/N by addition, let us consider the case where the spectra of two regions 1.11 are added as shown in FIG. 12. When the signal component is 81 and the noise component is N, the S/N (SNR+) of only measurement area I is (Sa + 5b) 8NR゛-Jπbowπbow (3) Also, when adding the spectra of measurement regions I and H S of
/N (= 5NRI+2) is SNR+-, where S''' is the signal per unit volume of the lesion, N1 is the noise, and Va, Vb, and Vc are the volumes of each area A, B, and C in Fig. 12. S”/N” * (Va+Vb)SNR
+. 2mygo'1""2Vb+Vc) (5)(Va+
4 Vb+ We) If the voxel size is V, then 5NRI -581N1* JT (
6) From the above, the smaller vb is, that is, the less the measurement areas overlap, the better the S/N is. For example, when the measurement areas do not overlap at all, the S/N increases by a factor of f7, and when they all overlap, the S/N does not change at all.

一方、静磁場磁石10で形成される静磁場の均一性が悪
い場合、例えば第5(a)があるボクセルの燐スペクト
ルであるとすると、他のボクセルの燐スペクトルは第5
図(b)というように、ボクセル毎に磁気共鳴周波数が
異なってしまう。
On the other hand, when the uniformity of the static magnetic field formed by the static magnetic field magnet 10 is poor, for example, if the 5th (a) is the phosphorus spectrum of a certain voxel, the phosphorus spectrum of other voxels is
As shown in Figure (b), the magnetic resonance frequency differs for each voxel.

そこで、本実施例ではIH用のプローブ14および送受
信部18を介してIHの磁気共鳴信号を取得し、データ
収集部19を経て磁場均一性測定部24に送り、燐と同
様の方法で1Hのスペクトルを測定する。こうして得ら
れたS/Nの良い本信号のピーク周波数から、燐スペク
トルの周波数シフト値を求め補正する。すなわち、各ボ
クセル毎に燐スペクトルと水スペクトルのピークを求め
、そのピーク周波数r。=rtを用いて次式(8)より
周波数補正を予め行っておく。
Therefore, in this embodiment, the IH magnetic resonance signal is acquired via the IH probe 14 and the transmitting/receiving section 18, and sent to the magnetic field uniformity measurement section 24 via the data acquisition section 19. Measure the spectrum. From the peak frequency of the main signal with a good S/N obtained in this way, the frequency shift value of the phosphorus spectrum is determined and corrected. That is, the peaks of the phosphorus spectrum and water spectrum are determined for each voxel, and the peak frequency r is determined. Frequency correction is performed in advance using the following equation (8) using =rt.

p (xi、yl、zi、r) =p(xl、yl、z
i、f’÷Δr)ρ′ :周波数補正後のスピン密度関
数Δf :補正周波数 (ΔI−(ro−「1)γp/yu  )1P:燐の磁
気共鳴比 (磁気共鳴周波数を磁場強度で割ったもの)γ、:プロ
トンの磁気共鳴比 具体的には、プローブ13から送信される電磁波の周波
数および磁気共鳴信号の同期検波用参照波の周波数rを
Δ1だけシフトすればよい。
p (xi, yl, zi, r) = p(xl, yl, z
i, f'÷Δr)ρ': Spin density function after frequency correction Δf: Corrected frequency (ΔI-(ro-'1)γp/yu)1P: Magnetic resonance ratio of phosphorus (magnetic resonance frequency divided by magnetic field strength) γ, : Proton magnetic resonance ratio Specifically, the frequency of the electromagnetic wave transmitted from the probe 13 and the frequency r of the reference wave for synchronous detection of the magnetic resonance signal may be shifted by Δ1.

なお、このようにプロトンの共鳴周波数を基にして周波
数補正を行う代わりに、燐スペクトルのS/Nが良い場
合、燐スペクトルピークの周波数の差を用いて補正を行
っても構わない。
Note that instead of performing frequency correction based on the proton resonance frequency in this way, if the S/N of the phosphorus spectrum is good, correction may be performed using the difference in frequency between the phosphorus spectrum peaks.

また、フーリエ法、デイクソン法等により磁場分布を測
定し、その値を用いて次式(9)のように周波数を補正
しても構わない。
Alternatively, the magnetic field distribution may be measured by the Fourier method, the Dixon method, or the like, and the frequency may be corrected using the measured value as shown in the following equation (9).

p (xi、yi、zl、f’)−p(xi、yi、z
l、f+Δ「)Δr:補正周波数 (Δr−yp ・ΔB) ΔB=相対磁場        (9)また、本実施例
においては加算するボクセルの指定する方法として、第
3図のようにプロトン断層像上に計算により求めたボク
セルの位置を表示し、その位置をオペレータが一つ一つ
指示する方法を用いたが、多角形の頂点を指示し、その
多角形に含まれるボクセルを加算領域とするか、または
中心と半径を指示し、その領域に含まれるボクセルを加
算領域してもよい。
p (xi, yi, zl, f') - p (xi, yi, z
l, f + Δ') Δr: correction frequency (Δr-yp ・ΔB) ΔB = relative magnetic field (9) In addition, in this example, as a method of specifying the voxels to be added, We used a method in which the positions of voxels determined by calculation are displayed and the operator instructs the positions one by one, but it is also possible to specify the vertices of a polygon and set the voxels included in that polygon as the addition area. Alternatively, the center and radius may be specified and the voxels included in that area may be added to the area.

また、本実施例ではスペクトロスコピーの対象核種を燐
としたが、プロトン、炭素等の他の核種でも構わない。
Further, in this embodiment, phosphorus was used as the target nuclide for spectroscopy, but other nuclides such as protons and carbon may be used.

さらに、本実施例においては一連のシーケンスで多点の
スペクトルが得られるフーリエ変換法のシーケンスを用
いたが、一連のシーケンスで1点のデータが得られる1
518法、あるいは1回のシーケンスで1点のデータが
得られる5tfIulated Echo法でも同様の
処理ができる。
Furthermore, in this example, a sequence of Fourier transform method was used in which spectra of multiple points can be obtained in a series of sequences, but data of one point can be obtained in a series of sequences.
Similar processing can be performed using the 518 method or the 5tfIlated Echo method, which allows one point of data to be obtained in one sequence.

次に、第2の実施例を説明する。第2の実施例は領域拡
大法によりボクセルを指定するものである。第7図は被
検体の頭部断層像の模式図であり、酸71内に腫瘍のよ
うな病変部72がある。直線A−8に沿って磁気共鳴信
号の信号強度のヒストグラムを書くと、第8図のように
脳領域の信号81と病変部の信号82とでは信号強度に
明らかな差がある。第8図においては、病変部の信号8
2を高信号領域として表示しであるが、疾病によっては
逆に低信号領域になることもある。
Next, a second example will be described. In the second embodiment, voxels are specified using a region expansion method. FIG. 7 is a schematic diagram of a tomographic image of the subject's head, and there is a tumor-like lesion 72 within the acid 71. When a histogram of the signal intensities of the magnetic resonance signals is drawn along the straight line A-8, there is a clear difference in signal intensities between the signal 81 of the brain region and the signal 82 of the lesion, as shown in FIG. In Fig. 8, the signal 8 of the lesion area is
2 is displayed as a high signal area, but depending on the disease it may become a low signal area.

ここで、オペレータが病変部の一部をマーカで指示し、
領域拡大法で領域を拡大して行くと、病変部のみを抽出
することができる。例えば第1図のコンピュータ27お
よびRO1位置設定処理部26を介して、オペレータが
マーカにより第3図中のあるボクセルを指示すると、R
O1位置設定処理部26は隣接するボクセルの信号強度
とボクセルの信号強度を比較し、信号強度の差が予め決
められた閾値より小さければ、そのボクセルを病変部と
して識別し、閾値以上であれば非病変部として識別する
。次に、他の隣接するボクセルの信号強度を比較して同
様の処理を行い、病変部かどうかを識別する。
Here, the operator indicates a part of the lesion with a marker,
By enlarging the region using the region enlarging method, only the lesion can be extracted. For example, when an operator indicates a certain voxel in FIG. 3 with a marker via the computer 27 and RO1 position setting processing section 26 in FIG.
The O1 position setting processing unit 26 compares the signal intensities of adjacent voxels with that of the voxel, and if the difference in signal intensities is smaller than a predetermined threshold, the voxel is identified as a lesion, and if it is greater than the threshold, the voxel is identified as a lesion. Identify as non-lesional area. Next, the signal intensities of other adjacent voxels are compared and similar processing is performed to identify whether the voxel is a lesion or not.

このように病変部として識別されたボクセルと隣接する
ボクセルの信号強度とを順次比較していき、領域を拡大
して行く。未処理ボクセルがなくなると、RO1位置設
定処理部26は処理を終了する。
In this way, the signal intensities of voxels identified as a lesion and adjacent voxels are sequentially compared, and the area is enlarged. When there are no more unprocessed voxels, the RO1 position setting processing unit 26 ends the process.

このような処理の結果、第3図の場合には図の斜線の領
域が病変部として識別される。第3図では簡単のため1
次元の場合を説明したが、実際は第7図のような2次元
のプロトン画像及び3次元のプロトン画像で病変部を識
別して行く。得られた病変部に含まれるボクセルをコン
ピュータ27で求め、そのボクセルの磁気共鳴スペクト
ルを実施例1と同様な方法で加算すると、ロー力うイゼ
ーション及びS/Nの良好なスペクトルが得られる。
As a result of such processing, in the case of FIG. 3, the shaded area in the figure is identified as a lesion. In Figure 3, 1 is used for simplicity.
Although a three-dimensional case has been described, in reality, a lesion is identified using a two-dimensional proton image and a three-dimensional proton image as shown in FIG. When the voxels included in the obtained lesion are determined by the computer 27 and the magnetic resonance spectra of the voxels are added in the same manner as in Example 1, a spectrum with good low-force distortion and S/N can be obtained.

次に、本発明の第3の実施例を説明する。第9図のよう
に病変部が小さく、ボクセルでカバーできる領域が狭い
場合、上記2つの実施例ではS/N向上はあまり望めな
い。そこで下式(lO)のように再構成前の磁気共鳴信
号を処理することにより、ボクセルを(xo 、Yo 
、Zo )に移動することができる。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. When the lesion is small and the area that can be covered by voxels is narrow as shown in FIG. 9, the above two embodiments cannot expect much improvement in S/N. Therefore, by processing the magnetic resonance signal before reconstruction as shown in the formula (lO) below, the voxel is (xo, Yo
, Zo).

S  (kx、ky、kz、t) −S (kx、ky
、kz、t)* exp(−j(kx  x  o  
+ky  y  o  +kz  z  o  ))S
  (kx、ky、kz、L) :信号処理後の磁気共鳴信号 S (kx、ky、kz、L) :信号処理前の磁気共鳴信号 kx、 ky、 kz :勾配磁場による位相エンコード量 t  :サンプリング時間 xo +  Yo +  zo :ボクセル移動量実空
間上での加算は、kスペース(磁気共鳴信号空間)上で
の加算に対応するので、第9図の■■■■■■のボクセ
ル位置の信号加算を下式で行うことができる。
S (kx, ky, kz, t) −S (kx, ky
, kz, t) * exp(-j(kx x o
+ky yo +kz zo ))S
(kx, ky, kz, L): Magnetic resonance signal S after signal processing (kx, ky, kz, L): Magnetic resonance signal before signal processing kx, ky, kz: Amount of phase encoding by gradient magnetic field t: Sampling Time xo + Yo + zo: Voxel movement amount Addition in real space corresponds to addition in k space (magnetic resonance signal space), so the signal at the voxel position of ■■■■■■ in Figure 9 Addition can be performed using the following formula.

S  (kx、ky、kz、t) −S (kx、ky
、kz、t)*Σexp(−j(kx x + +ky
 y + +kz z I))X+、  y++  z
l  :ボクセル1に対する各ボクセルの移動量 この信号列を再構成することにより、ボクセル1に対応
するスペクトルはボクセル■■■■■■のスペクトルを
加算したものになる。
S (kx, ky, kz, t) −S (kx, ky
, kz, t)*Σexp(-j(kx x + +ky
y + +kz z I))X+, y++ z
l: Amount of movement of each voxel with respect to voxel 1 By reconstructing this signal sequence, the spectrum corresponding to voxel 1 becomes the sum of the spectra of voxel ■■■■■■.

本実施例においては、kスペース上で加算を行ったが、
実空間上で加算を行つても、再構成を加算するボクセル
数だけ行うために処理に時間がかかるだけで原理的には
構わない。
In this example, addition was performed on k space, but
Even if the addition is performed in real space, there is no problem in principle as long as the processing takes time because the reconstruction is performed for the number of voxels to be added.

[発明の効果] 本発明によれば、磁気共鳴スペクトロスコピーにおいて
ローカライゼーション特性、 S/Nともに向上させる
ことができる。
[Effects of the Invention] According to the present invention, both localization characteristics and S/N can be improved in magnetic resonance spectroscopy.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例に係る磁気共鳴診断装置のブ
ロック図、第2図は同実施例における燐の磁気共鳴信号
取得のためのシーケンスを示す図、第3図は病変部とボ
クセルの位置関係を示す説明図、第4図は磁気共鳴スペ
クトルの説明図、第5図は磁場不均一性による燐スペク
トルの周波数シフトの説明図、第6図は 1Hスペクト
ルの周波数シフトを説明するための図、第7図および第
8図は領域拡大法の原理を説明するための図、第9図は
領域移動の説明図、第10図、第11図および第12図
は本発明の原理説明のための模式図である。 】O・・・静磁場磁石、1]・・・シムコイル、12・
・・勾配コイル、13・・・31p用プローブ、]4・
・。 1H用プローブ、17・・・31p用送受信部、18・
・・ IH用送送受信部19・・・データ収集部、20
・・・シーケンサ、21・・・再構成処理部、224・
・・加算処理部、23・・・データ表示部、24・・・
磁場均一性測定部、25・・・ 1H用画像再構成処理
部、26・・・RO1位置設定処理部、27・・・コン
ピュータ。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 信号強度  第 3 図 信号強度 第4図 信号強度 第5図 信号強度 f。 信号強度 第6図 第8図 第9図 (a)従来例         (b)本発明第10図
FIG. 1 is a block diagram of a magnetic resonance diagnostic apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a sequence for acquiring a phosphorus magnetic resonance signal in the same embodiment, and FIG. 3 is a diagram showing a lesion area and voxels. Fig. 4 is an explanatory diagram showing the positional relationship of , Fig. 4 is an explanatory diagram of the magnetic resonance spectrum, Fig. 5 is an explanatory diagram of the frequency shift of the phosphorus spectrum due to magnetic field inhomogeneity, and Fig. 6 is an explanatory diagram to explain the frequency shift of the 1H spectrum. , FIG. 7 and FIG. 8 are diagrams for explaining the principle of the area expansion method, FIG. 9 is an explanatory diagram of area movement, and FIGS. 10, 11 and 12 are diagrams for explaining the principle of the present invention. FIG. ]O... Static magnetic field magnet, 1]... Shim coil, 12.
・Gradient coil, 13...probe for 31p, ]4・
・. 1H probe, 17...31p transmitter/receiver, 18.
... IH transmitter/receiver section 19... data collection section, 20
... Sequencer, 21 ... Reconfiguration processing unit, 224.
...Addition processing section, 23...Data display section, 24...
Magnetic field uniformity measurement unit, 25... 1H image reconstruction processing unit, 26... RO1 position setting processing unit, 27... Computer. Applicant's agent Takehiko Suzue Signal strength Figure 3 Signal strength Figure 4 Signal strength Figure 5 Signal strength f. Signal strength Fig. 6 Fig. 8 Fig. 9 (a) Conventional example (b) Present invention Fig. 10

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)静磁場中に配置された被検体に特定周波数の電磁
波と勾配磁場を印加することにより、該被検体の隣接し
た複数の特定部位から同じ特定核種の磁気共鳴信号を取
得する手段と、 この手段により得られた前記複数の特定部位からの磁気
共鳴信号を加算する手段と、 この手段により加算された磁気共鳴信号のスペクトルを
表示する手段と を具備することを特徴とする磁気共鳴診断装置。
(1) means for acquiring magnetic resonance signals of the same specific nuclide from a plurality of adjacent specific parts of the subject by applying electromagnetic waves of a specific frequency and a gradient magnetic field to the subject placed in a static magnetic field; A magnetic resonance diagnostic apparatus comprising means for adding the magnetic resonance signals from the plurality of specific sites obtained by this means, and means for displaying the spectrum of the magnetic resonance signals added by this means. .
(2)静磁場中に配置された被検体に特定周波数の電磁
波と勾配磁場を印加することにより、該被検体の隣接し
た複数の特定部位から同じ特定核種の磁気共鳴信号を取
得する手段と、 この手段により得られた前記複数の特定部位からの磁気
共鳴信号を加算する手段と、 この手段により加算された磁気共鳴信号のスペクトルを
表示する手段と 前記静磁場の磁場分布による前記複数の特定部位からの
磁気共鳴信号相互の周波数ずれを補正する手段と、 を具備することを特徴とする磁気共鳴診断装置。
(2) means for acquiring magnetic resonance signals of the same specific nuclide from a plurality of adjacent specific parts of the subject by applying electromagnetic waves of a specific frequency and a gradient magnetic field to the subject placed in a static magnetic field; means for adding the magnetic resonance signals from the plurality of specific regions obtained by this means; means for displaying the spectrum of the magnetic resonance signals added by this means; A magnetic resonance diagnostic apparatus comprising: means for correcting frequency deviation between magnetic resonance signals from the magnetic resonance signals.
JP02283290A 1990-10-23 1990-10-23 Magnetic resonance diagnostic equipment Expired - Fee Related JP3104985B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP02283290A JP3104985B2 (en) 1990-10-23 1990-10-23 Magnetic resonance diagnostic equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP02283290A JP3104985B2 (en) 1990-10-23 1990-10-23 Magnetic resonance diagnostic equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04158836A true JPH04158836A (en) 1992-06-01
JP3104985B2 JP3104985B2 (en) 2000-10-30

Family

ID=17663534

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP02283290A Expired - Fee Related JP3104985B2 (en) 1990-10-23 1990-10-23 Magnetic resonance diagnostic equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3104985B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009066088A (en) * 2007-09-11 2009-04-02 Jeol Ltd Multivariable analyzer and computer program
JP2014511727A (en) * 2011-03-22 2014-05-19 ザ・ジョンズ・ホプキンス・ユニバーシティー System and method for performing magnetic resonance spectroscopy imaging

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009066088A (en) * 2007-09-11 2009-04-02 Jeol Ltd Multivariable analyzer and computer program
JP2014511727A (en) * 2011-03-22 2014-05-19 ザ・ジョンズ・ホプキンス・ユニバーシティー System and method for performing magnetic resonance spectroscopy imaging

Also Published As

Publication number Publication date
JP3104985B2 (en) 2000-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4585992A (en) NMR imaging methods
US5195525A (en) Noninvasive myocardial motion analysis using phase contrast mri maps of myocardial velocity
US4995394A (en) Fast NMR cardiac profile imaging
US10031205B2 (en) Magnetic resonance imaging apparatus and magnetic resonance imaging method
CN102713658B (en) Susceptibility gradient mapping
US10203387B2 (en) MR imaging with enhanced susceptibility contrast
US10018691B2 (en) Correction of imaging methods in a magnetic resonance device
US10705172B2 (en) Magnetic resonance apparatus and method for dynamic adjustment thereof with multiple adjustment parameters
Tamura et al. How to improve the conspicuity of breast tumors on computed high b-value diffusion-weighted imaging
JP2000157507A (en) Nuclear magnetic resonance imaging system
US6853190B2 (en) Method and apparatus for magnetic resonance imaging with simultaneous measurement of two neighboring slices
Murphy et al. Quantification of phosphorus metabolites from chemical shift imaging spectra with corrections for point spread effects and B1 inhomogeneity
CN112798995B (en) Motion monitoring method applied to magnetic resonance imaging and magnetic resonance imaging system
JP3600351B2 (en) Magnetic resonance imaging system
US12019134B2 (en) MR electric properties tomography without contrast agent
JP5808659B2 (en) Magnetic resonance imaging apparatus and T1ρ imaging method
US10712419B2 (en) Selective size imaging using filters via diffusion times
JPH0685768B2 (en) Inspection method using nuclear magnetic resonance
JP5636058B2 (en) Magnetic resonance imaging device
JPH04158836A (en) Magnetic resonance diagnosing apparatus
CN112617797B (en) Physiological signal detection method applied to magnetic resonance imaging and electronic device
JP3175939B2 (en) Magnetic resonance imaging
JPH0549610A (en) Magnetic resonance diagnostic device
JP3373578B2 (en) Magnetic resonance imaging
JP3359938B2 (en) Magnetic resonance imaging

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070901

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080901

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees