JPH0271727A - Nuclear magnetic resonance imaging device - Google Patents
Nuclear magnetic resonance imaging deviceInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、核磁気共鳴（ＮＭＲ）現象を利用して被検体
の断層画像を得る核磁気共鳴イメージング装置（以下、
ＭＨＩ装置という）に係り、特に装置の設置環境上発生
する、不連続で衝撃性の外来雑音が計測信号に混入した
場合、その雑音によるアーチファクト発生を防止したＭ
ＲＩ装置に関するものである。Detailed Description of the Invention [Industrial Application Field] The present invention relates to a nuclear magnetic resonance imaging apparatus (hereinafter referred to as
When discontinuous and impulsive external noise, which occurs in the installation environment of the device (referred to as MHI device), mixes into the measurement signal, the MHI device prevents artifacts from occurring due to that noise.
This relates to an RI device.
従来のＭＲＩ装置は、外来雑音が計測信号に混入しない
ように、装置の設置環境に応じて適宜のシールド手段（
フィルタ、電波シールドルームなと）をもっていた。Conventional MRI equipment uses appropriate shielding means (depending on the installation environment of the equipment) to prevent external noise from entering measurement signals
It had a filter, a radio wave shield room, etc.
従来装置では、放送局などの高周波利用設備からの連続
的で周期性をもつ雑音についてはその測定が可能であり
、シールドできる。しかし、装置周辺に設置された他の
医用診断装置や照明用蛍光灯の電源開閉などで発生する
。不連続で衝撃性の外来雑音に対しては、前記の周期性
をもつ雑音に比べ、設置環境における雑音強度の測定が
困難であり、シールド性能を決定することが困難である
。Conventional devices can measure and shield continuous and periodic noise from high-frequency facilities such as broadcasting stations. However, it can occur when other medical diagnostic equipment or fluorescent lamps installed around the equipment are turned on and off. For discontinuous and impulsive external noise, it is difficult to measure the noise intensity in the installation environment, and it is difficult to determine shielding performance, compared to the periodic noise described above.
したがって、このような衝撃性の外来雑音に対してはシ
ールドが不可能となり、画像にアーチファクトが発生す
るという問題点があった。Therefore, there is a problem in that it is impossible to shield against such impulsive external noise, and artifacts occur in images.
本発明の目的は、不連続で衝撃性の外来雑音に対するシ
ールド手段を要することなく、シたがって困難なシール
ド性能の決定をも必要とせず、上記外来雑音に起因する
アーチファクトの発生を簡単に防止することのできるＭ
ＨＩ装置を提供することにある。An object of the present invention is to easily prevent the generation of artifacts caused by the above-mentioned external noise without requiring a means for shielding against discontinuous and impulsive external noise, and therefore without requiring difficult determination of shielding performance. M who can
Our objective is to provide HI equipment.
静磁場及び傾斜磁場が与えられた被検体に送信系から高
周波パルスを照射することにより生じる核磁気共鳴信号
を受信系で受信し、受信された核磁気共鳴信号に基づい
て再生画像を得るＭＨＩ装置において、前記核磁気共鳴
信号計測中に計測信号に混入した不連続で衝撃性の外来
雑音を、前記計測によって得られたデータより抽出・除
去することにより達成される。An MHI device in which a receiving system receives a nuclear magnetic resonance signal generated by irradiating a high-frequency pulse from a transmitting system to a subject to which a static magnetic field and a gradient magnetic field are applied, and obtains a reconstructed image based on the received nuclear magnetic resonance signal. This is achieved by extracting and removing discontinuous and impulsive external noise mixed into the measurement signal during the nuclear magnetic resonance signal measurement from the data obtained by the measurement.
一般的に、ＭＲＩ装置における計測データは下式（１）
で表され、二次元のデータである。Generally, the measurement data in an MRI device is expressed by the following formula (1)
It is two-dimensional data.
Ｓ（ｕ、ｖ）＝ｆ７Ｍ（Ｘ、Ｙ）ｅｘｐ（ｉ（ｕＸ＋ｖ
Ｙ）） ｄＸｄＹ−＝（１）ここで、
Ｓ （ｕ、ｖ）：計測データ
Ｕ：位相エンコード量
Ｖ；データサンプリング時間
Ｍ （Ｘ、Ｙ）： Ｘ−Ｙ座標面の巨視的磁化分布ｘ：
ｘ座標
Ｙ：Ｙ座標
このとき、Ｘ−Ｙ座標面の巨視的磁化分布Ｍ（Ｘ、Ｙ）
は、ＭＲＩ装置で得られる画像であり、前記計測データ
Ｓ （ｕ、ｖ）を二次元フーリエ変換することにより得
られる。したがって、計測データＳ （ｕ、ｖ）に不連
続で衝撃性の外来雑音が混入した場合、混入位置と強度
に依存した斜線上のアーチファクトが画像に発生する。S(u,v)=f7M(X,Y)exp(i(uX+v
Y)) dXdY-=(1) Here, S (u, v): Measurement data U: Phase encode amount V; Data sampling time M (X, Y): Macroscopic magnetization distribution x on the X-Y coordinate plane:
x coordinate Y: Y coordinate At this time, macroscopic magnetization distribution M (X, Y) on the X-Y coordinate plane
is an image obtained by an MRI apparatus, and is obtained by performing two-dimensional Fourier transform on the measurement data S (u, v). Therefore, when discontinuous and impulsive external noise is mixed into the measurement data S (u, v), a diagonally lined artifact depending on the mixing position and intensity occurs in the image.
そこで、計測データＳ （ｕ、ｖ）上で、雑音成分を抽
出し、除去した後、二次元フーリエ変換を行えば、アー
チファクトのない画像を得ることができる。Therefore, by extracting and removing noise components from the measurement data S (u, v) and then performing two-dimensional Fourier transformation, an image without artifacts can be obtained.
本発明は、このように計測データＳ （ｕｔ Ｖ）上で
、雑音成分を抽出し、除去してアーチファクトのない画
像を得るものであるので、シールド手段を要することな
く、したがって困難なシールド性能の決定をも必要とせ
ず、上記外来雑音に起因するアーチファクトの発生を簡
単に防止することができる。In this way, the present invention extracts and removes noise components from the measurement data S (ut V) to obtain an image free of artifacts. Therefore, it does not require a shielding means, and therefore it is possible to solve the difficult problem of shielding performance. No determination is required, and the generation of artifacts caused by the above-mentioned external noise can be easily prevented.
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。第１図
は、本発明によるＭＲＩ装置の一実施例の要部を示すブ
ロック図で、図中１は受信コイル、２は直交位相検波器
、３，４はＡ／Ｄ変換器である。５は計算機で、計測デ
ータｓＲ用メモリ５ａ、計測データＳ１用メモリ５ｂ及
び画像データメモリ５ｃを備えている。６はモニタ、７
は不連続で衝撃性の外来雑音である。Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing essential parts of an embodiment of an MRI apparatus according to the present invention, in which 1 is a receiving coil, 2 is a quadrature phase detector, and 3 and 4 are A/D converters. Reference numeral 5 denotes a computer, which includes a memory 5a for measurement data sR, a memory 5b for measurement data S1, and an image data memory 5c. 6 is the monitor, 7
is a discontinuous and impulsive extraneous noise.
第１図において、受信コイル１で受信された被検体（図
示せず）からの核磁気共鳴信号は、直交位相検波器２に
より位相の９０度異なる２つの低周波成分に分解され、
それぞれＡ／Ｄ変換器３，４によりディジタルデータに
変換されて計算機５内のメモリ５ａ、５ｂに格納される
。In FIG. 1, a nuclear magnetic resonance signal from a subject (not shown) received by a receiving coil 1 is decomposed by a quadrature phase detector 2 into two low frequency components with a phase difference of 90 degrees.
The data are converted into digital data by A/D converters 3 and 4, respectively, and stored in memories 5a and 5b within the computer 5.
ここで、前述計測データＳ （ｕ、ｖ）は複素数で表現
されていたが、位相の９０度異なる２つの信号成分はそ
れぞれ実部、虚部に対応しており、それらをＡ／Ｄ変換
してなる計測データをそれぞれＳＲ（ｕ ＋ Ｖ） ＋
８ ＋−（ｕ ＋ Ｖ）と呼ぶ。これらの計測データ
ＳＲ＋Ｓｌはそれぞれ計算機５により高速二次元フーリ
エ変換され、さらに次式（２）により絶対値が求められ
る。Here, the measurement data S (u, v) mentioned above was expressed as a complex number, but the two signal components whose phases differ by 90 degrees correspond to the real part and the imaginary part, respectively, and they are A/D converted. SR(u + V) +
It is called 8 + - (u + V). These measurement data SR+Sl are each subjected to high-speed two-dimensional Fourier transform by the computer 5, and further, the absolute value is determined by the following equation (2).
・・・・・・・・・（２）
（Ｆはフーリエ変換）
これにより求められたデータＭＡ （Ｘ、Ｙ）が画像デ
ータであり、モニタ６に再構成画像として表示され、診
断などに供せられる。・・・・・・・・・(2) (F is Fourier transform) The data MA (X, Y) obtained by this is image data, which is displayed as a reconstructed image on the monitor 6 and used for diagnosis etc. be given
いま、受信コイル１が外来雑音７を核磁気共鳴信号と同
時に受信した場合には、計測データｓＲ及びＳＩに雑音
成分が混入したことになり、画像にアーチファクトが発
生する。そこで本発明装置では、次に述べる手段により
雑音成分を抽出し、除去する。If the receiving coil 1 receives the external noise 7 at the same time as the nuclear magnetic resonance signal, the noise component will be mixed into the measurement data sR and SI, and artifacts will occur in the image. Therefore, in the apparatus of the present invention, the noise component is extracted and removed by the means described below.
第２図は、上述本発明装置における二次元の計測データ
マトリックスの概略を示したものである。FIG. 2 schematically shows a two-dimensional measurement data matrix in the above-mentioned apparatus of the present invention.
まず１位相検波され、Ａ／Ｄ変換されて得られた計測デ
ータＳＲ及びＳｌは正、負のデータとなっており、雑音
成分も分解されていることから、計測データｓＲ及びＳ
、の絶対値ｓＡを次式（３）により求め、信号強度を判
別しやすいデータ形式とする。First, the measurement data SR and Sl obtained by one-phase detection and A/D conversion are positive and negative data, and the noise components have also been resolved, so the measurement data sR and S
The absolute value sA of , is determined by the following equation (3), and the data format is set to make it easy to determine the signal strength.
５Ａ（ｕ、ｖ）＝ ｍ口Ｓ＋（ｕ−ｖ））’ −−−（
３）ここで、計測データＳ＾（Ｕ、Ｖ）の位相エンコー
ド量Ｕの１つ異なる前後の計測データＳ＾（Ｕ−１，ｖ
）及びＳＡ （ｕｎ１．ｖ）は、一般に計測データ８人
（Ｕ、Ｖ）に近い値である。したがって、これらの計測
データ８人（ｕ−１，ｖ）及びＳＡ（ｕｎ１．ｖ）から
閾値を算出し、計測データ５Ａ（ｕｓＶ）のデータ値に
混入している雑音成分を抽出すればよい。5A (u, v) = m mouth S + (u-v))' ---(
3) Here, the measurement data S^(U-1, v) before and after the phase encoding amount U of the measurement data S^(U, V) differs by
) and SA (un1.v) are generally values close to the measured data of 8 people (U, V). Therefore, a threshold value may be calculated from these measurement data of 8 people (u-1, v) and SA (un1.v), and the noise component mixed in the data value of the measurement data 5A (usV) may be extracted.
この場合、第３図に示すように、計測データＳＡ （ｕ
＋ Ｖ）は画像データＭＡ （Ｘ、Ｙ）の二次元逆フ
ーリエ変換されたものであることから、計測データマト
リックスの中心付近、すなわち周波数の低い部分はど信
号強度が強く、周辺は弱くなっている。このため、雑音
成分を計測データマトリックスの全点において信号成分
と一定の比率で判別するために、各データサンプリング
時間Ｖに応じて異なる閾値とする必要がある。そごで、
計測データマトリックスの左右の端点より逐次閾値を変
化させ、中心に近いほど大きくなる閾値を設定する。In this case, as shown in FIG. 3, the measurement data SA (u
+V) is a two-dimensional inverse Fourier transform of the image data MA (X, Y), so the signal strength is strong near the center of the measurement data matrix, that is, the low frequency part, and weak at the periphery. There is. Therefore, in order to distinguish the noise component from the signal component at a constant ratio at all points in the measurement data matrix, it is necessary to set a different threshold value depending on each data sampling time V. There,
The threshold value is successively changed from the left and right end points of the measurement data matrix, and the threshold value is set so that it becomes larger closer to the center.
本実施例では、このような閾値を用いて、衝撃性の外来
雑音を、画像再構成手段としての計算機５により、計測
データ５Ａ（ｕｖ ｖ）より抽出、除去するもので、以
下、本発明装置の動作を第４図のフローチャートを参照
して説明する。ここでは１位相エンコード斌ｕ番目の左
半分、すなわちデータサンプリング時間■の１番目から
中心部までのデータを処理する場合を例にとる。まずデ
ータサンプリング時間■に１をセットし、閾値はあらか
じめ与えられた初期値とする（ステップ１００゜１０１
）。次にエンコード量Ｕの１つ異なる前後の計測データ
Ｓ＾（ｕ−１，ｖ）及び８Ａ（ｕｎ１゜■）の平均値を
求め、これにあらかじめ与えられた雑音と信号の判別比
率Ｋを掛ける（ステップ１０２）。次にこの計算値と閾
値を比較しくステップ１０３） 、計算値が大きい場合
は計算値を閾値とする（ステップ１０４）。次に計測デ
ータ５Ａ（ｕｓＶ）と閾値を比較しくステップ１０５）
、計測データ５Ａ（ｕｌＶ）が閾値より大きい場合は
、その計測データ５Ａ（ｕｎ Ｖ）を衝撃性の外来雑音
を含んだデータとみなし、絶対値Ｓ＾、実部ｓＲ及び虚
部Ｓ！のデータを０に書き替える（ステップ１０６）。In this embodiment, using such a threshold value, impulsive external noise is extracted and removed from the measurement data 5A (uv v) by the computer 5 serving as an image reconstruction means. The operation will be explained with reference to the flowchart of FIG. Here, we will take as an example a case where data from the left half of the u-th one-phase encoding interval, that is, the data from the first to the center of the data sampling time ■, is processed. First, the data sampling time ■ is set to 1, and the threshold value is set to the initial value given in advance (steps 100 and 101).
). Next, find the average value of the measurement data S^(u-1,v) and 8A(un1゜■) before and after the encoded amount U differs by one, and multiply this by the noise-to-signal discrimination ratio K given in advance. (Step 102). Next, this calculated value is compared with a threshold value (step 103), and if the calculated value is large, the calculated value is used as the threshold value (step 104). Next, compare the measurement data 5A (usV) and the threshold value (Step 105)
, when the measured data 5A (ulV) is larger than the threshold, the measured data 5A (un V) is regarded as data containing impulsive external noise, and the absolute value S^, the real part sR, and the imaginary part S! data is rewritten to 0 (step 106).
以上の動作をデータサンプリング時間Ｖの１番目から中
心部までのデータ分（第３図中の左半分のデータ分）繰
り返す（ステップ１０７，１０８） 。The above operation is repeated for the data from the first to the center of the data sampling time V (for the left half of the data in FIG. 3) (steps 107, 108).
その後、データサンプリング時間Ｖの最終番目から中心
部までのデータ分（第３図中の右半分のデータ分）につ
いて上述と同様に処理する。なお。Thereafter, the data from the last to the center of the data sampling time V (the right half of the data in FIG. 3) is processed in the same manner as described above. In addition.
ステップ１０３において、閾値が計算値より大きい場合
はステップ１０５に、またステップ１０５において。In step 103, if the threshold value is greater than the calculated value, then in step 105;
計測データＳ＾（ｕ、ｖ）が閾値より小さい場合はステ
ップ１０７に、それぞれ移行する。If the measured data S^(u,v) is smaller than the threshold value, the process moves to step 107, respectively.
以下、これらの動作を位相エンコード回数分繰り返すこ
とにより、全計測データに対して衝撃性の外来雑音を抽
出、除去処理するもので、処理後のデータに基づいて計
算機５で再構成演算し、断層画像を得る。Hereinafter, by repeating these operations for the number of times of phase encoding, impulsive extraneous noise is extracted and removed from all measurement data.Based on the processed data, the computer 5 performs reconstruction calculations, and Get the image.
以上の説明では、計測データから雑音成分を除去するの
に、雑音を含んだ計測データをデータ値Ｏに書き替える
方法を採ったが、その他に、位相エンコードｉｔｕの１
つ異なる前後のデータ５Ａ（ｕ−１，ｖ）及びＳＡ （
ｕｎ１．ｖ）の平均値に書き替える方法もある。また、
電子情報通信学会論文誌Ｄ Ｖｏｌ、 Ｊ７１−Ｄ
ＮＯ，１１９８８年１月 第１８２〜１８７頁の「位
相マツプを用いた半数計測データからのＭＲＩ画像再構
成アルゴリズム」に記載のアルゴリズムにより、雑音を
含んだデータを推定データと置き換える方法もある。In the above explanation, in order to remove the noise component from the measurement data, we adopted a method of rewriting the measurement data containing noise to the data value O.
Data 5A (u-1, v) and SA (
un1. There is also a method of rewriting it to the average value of v). Also,
IEICE Journal D Vol, J71-D
There is also a method of replacing noise-containing data with estimated data using the algorithm described in "MRI image reconstruction algorithm from half-measured data using phase map" on pages 182 to 187, January 11988.
上述実施例によれば、雑音成分を、計測データマトリッ
クスのどの点においても計測データと一定の比率で抽出
でき、高速に雑音成分を除去できるという効果がある。According to the above embodiment, the noise component can be extracted at a constant ratio to the measurement data at any point in the measurement data matrix, and the noise component can be removed at high speed.
本発明によれば、核磁気共鳴信号計測中に計測信号に混
入した不連続で衝撃性の外来雑音を、計測データより抽
出、除去するようにしたので、上記外来雑音に対するシ
ールド手段を要することなく、したがって困難なシール
ド性能の決定をも必要とせず、上記外来雑音に起因する
アーチファクトの発生を簡単に防止することができると
いう効果がある。According to the present invention, discontinuous and impulsive external noise mixed into the measurement signal during nuclear magnetic resonance signal measurement is extracted and removed from the measurement data, so there is no need for shielding means against the external noise. Therefore, it is possible to easily prevent the occurrence of artifacts caused by the above-mentioned external noise without requiring difficult determination of shielding performance.
第１図は本発明装置の一実施例を示すブロック図、第２
図は同上装置における二次元の計測データマトリックス
の概略を示した図、第３図は外来雑音を含まない計測デ
ータと外来雑音を含む計測データの判別のための閾値と
の関係を示すグラフ、第４図は、第１図に示した本発明
装置の動作を説明するためのフローチャートである。
１・・・受信コイル、２・・・直交位相検波器、３，４
・・・Ａ／Ｄ変換器、５・・・計算機（画像再構成手段
）。
５ａ・・・計測データＳＲ用メモリ、５ｂ・・・計測デ
ータＳＩ用メモリ、５Ｃ・・・画像データメモリ、６・
・・モニタ、７・・・不連続で衝撃性の外来雑音。
７５訂を数FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the device of the present invention, and FIG.
The figure is a diagram showing an outline of a two-dimensional measurement data matrix in the same device as above; FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the apparatus of the present invention shown in FIG. 1... Receiving coil, 2... Quadrature phase detector, 3, 4
... A/D converter, 5... Computer (image reconstruction means). 5a...memory for measurement data SR, 5b...memory for measurement data SI, 5C...image data memory, 6.
...Monitor, 7...Discontinuous and impulsive external noise. 75th edition number
Claims (1)
ら高周波パルスを照射することにより生じる核磁気共鳴
信号を受信系で受信し、受信された核磁気共鳴信号に基
づいて再生画像を得る核磁気共鳴イメージング装置にお
いて、前記核磁気共鳴信号計測中に計測信号に混入した
不連続で衝撃性の外来雑音を、前記計測によって得られ
たデータより抽出、除去する画像再構成手段を具備する
ことを特徴とする核磁気共鳴イメージング装置。1. A receiving system receives a nuclear magnetic resonance signal generated by irradiating a high-frequency pulse from a transmitting system to a subject to which a static magnetic field and a gradient magnetic field are applied, and obtains a reconstructed image based on the received nuclear magnetic resonance signal. The nuclear magnetic resonance imaging apparatus includes image reconstruction means for extracting and removing discontinuous and impulsive extraneous noise mixed into the measurement signal during the measurement of the nuclear magnetic resonance signal from the data obtained by the measurement. A nuclear magnetic resonance imaging device featuring:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63221297A JPH0271727A (en) | 1988-09-06 | 1988-09-06 | Nuclear magnetic resonance imaging device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63221297A JPH0271727A (en) | 1988-09-06 | 1988-09-06 | Nuclear magnetic resonance imaging device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0271727A true JPH0271727A (en) | 1990-03-12 |
| JPH0376138B2 JPH0376138B2 (en) | 1991-12-04 |
Family
ID=16764580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63221297A Granted JPH0271727A (en) | 1988-09-06 | 1988-09-06 | Nuclear magnetic resonance imaging device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0271727A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021120001A (en) * | 2014-09-05 | 2021-08-19 | ハイパーファイン リサーチ，インコーポレイテッド | Noise suppression methods and apparatus |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5938637A (en) * | 1982-08-28 | 1984-03-02 | Toshiba Corp | Nuclear magnetic resonance apparatus |
| JPH01160544A (en) * | 1987-12-17 | 1989-06-23 | Fuji Electric Co Ltd | Magnetic resonance imaging apparatus |
-
1988
- 1988-09-06 JP JP63221297A patent/JPH0271727A/en active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5938637A (en) * | 1982-08-28 | 1984-03-02 | Toshiba Corp | Nuclear magnetic resonance apparatus |
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| JP2021120001A (en) * | 2014-09-05 | 2021-08-19 | ハイパーファイン リサーチ，インコーポレイテッド | Noise suppression methods and apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0376138B2 (en) | 1991-12-04 |
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