JP2004148024A - Quantification method for n-acetyl asparate, glutamine, and gultamate and magnetic resonance imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、プレス(press)法で取得されたスペクトル(spectrum)によるNーアセチルアスパレート(N−acetyl aspartate)、グルタミン(glutamin)およびグルタメート(glutamate)の定量化方法並びに磁気共鳴撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、磁気共鳴現象を用いたプロトンスペクトロスコピー(proton spectroscopy)による生体内代謝物質の定量的評価が行われている。ここでは、例えば、Nアセチルアスパレート、グルタミンおよびグルタメート等の定量的評価が行われるが、生体内を非侵襲的に検査できることから生体への負荷が軽く、有用なものとなっている。(例えば、非特許文献1参照)。
【0003】
【非特許文献1】
ロスマン(D.L.Rothman)他著、「人脳におけるグルタメートの局所プロトンスペクトル(Localized 1H NMR Spectra of Glutamate in the Human Brain)」、マグネティックレゾナンス イン メディスン(Magnetic Resonance in Medicine),USA,1992,25,p.94−106)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術によれば、簡易に精度良く代謝物質を定量化することができなかった。すなわち、精度良く代謝物質を定量化するためには、撮影時間の長時間化、特殊なパルスシーケンス(pulse sequence)あるいは解析ソフト等を別途準備する必要があった。
【0005】
特に、磁気共鳴周波数が近接する複数の代謝物質では、スペクトルが重なり合って存在しており、これら複数の代謝物質が混在するスペクトル(spectra)から特定の代謝物質のみのスペクトルを分離抽出することには、困難が伴っている。
【0006】
これらのことから、簡易に精度良く行える生体内のN−アセチルアスパレート、グルタミンおよびグルタメートの定量化方法並びに磁気共鳴撮像装置をいかに実現するかが重要となる。
【0007】
この発明は、上述した従来技術による課題を解決するためになされたものであり、簡易に精度良く行える生体内のN−アセチルアスパレート、グルタミンおよびグルタメートの定量化方法並びに磁気共鳴撮像装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、第1の観点の発明にかかるNーアセチルアスパレート、グルタミンおよびグルタメートの定量化方法は、水信号抑制を含むプレス法を用いる異なるTEのパルスシーケンスにより、被検体内部およびファントムに存在するN―アセチルアスパレート、グルタミンおよびグルタメートのスペクトルを複数取得し、複数の前記スペクトルの差分を行い、前記スペクトルおよび前記差分から最適なフィッティング関数を求め、前記フィッティング関数に基づいて前記N―アセチルアスパレート、前記グルタミンおよび前記グルタメートの前記被検体内の量を推定することを特徴とする。
【0009】
この第1の観点による発明によれば、水信号抑制を含むプレス法を用いる異なるTEのパルスシーケンスにより、被検体内部およびファントムに存在するN―アセチルアスパレート、グルタミンおよびグルタメートのスペクトルを複数取得し、さらに複数の前記スペクトルの差分を行い、前記スペクトルおよび前記差分から最適なフィッティング関数を求め、前記フィッティング関数に基づいて前記N―アセチルアスパレート、前記グルタミンおよび前記グルタメートの前記被検体内の量を推定することとしているので、共鳴周波数が近接し、かつ、異なる緩和時間を有するN―アセチルアスパレート、グルタミンおよびグルタメートとの磁気共鳴信号を分離して取得し、これらの分離したスペクトルに対してフィッティングを行い、精度の高い定量化情報を、簡易に取得することができる。
【0010】
また、第2の観点の発明にかかる磁気共鳴撮像装置は、水信号抑制を含むプレス法を用いるパルスシーケンスにより、被検体内部あるいはファントムに存在するN―アセチルアスパレート、グルタミンおよびグルタメートのプロトンスペクトルを取得する磁気共鳴撮像装置であって、前記パルスシーケンスのTEが異なる複数のスペクトルを取得する取得手段と、複数の前記スペクトルの差分を行う差分手段と、前記スペクトルおよび前記差分から前記N―アセチルアスパレート、前記グルタミンおよび前記グルタメートの最適なフィッティング関数を求めるフィッティング手段と、前記フィッティング関数から前記N―アセチルアスパレート、前記グルタミンおよび前記グルタメートの前記被検体内の量を推定する推定手段と、を備えることを特徴とする。
【0011】
この第2の観点の発明によれば、取得手段により、パルスシーケンスのTEが異なる複数のスペクトルを取得し、差分手段により、複数のスペクトルの差分を行い、フィッティング手段により、スペクトルおよび差分からN―アセチルアスパレート、グルタミンおよびグルタメートの最適なフィッティング関数を求め、推定手段により、フィッティング関数からN―アセチルアスパレート、グルタミンおよびグルタメートの前記被検体内の量を推定することとしているので、N―アセチルアスパレートと、グルタミンおよびグルタメートと、の磁気共鳴信号を分離して取得し、これらの分離したスペクトルに対してフィッティングを行い、精度の高い定量化情報を取得することができる。
【0012】
また、第3の観点の発明にかかる磁気共鳴撮像装置は、前記取得手段が、前記N―アセチルアスパレート、前記グルタミンおよび前記グルタメートのT2緩和時間より充分に短いTEの前記パルスシーケンスにより取得される前記ファントムおよび前記被検体の第1および第2のスペクトルを備えることを特徴とする。
【0013】
この第3の観点の発明によれば、取得手段により、ファントムおよび被検体の第1および第2のスペクトルを、N―アセチルアスパレート、グルタミンおよびグルタメートのT2緩和時間より充分に短いTEのパルスシーケンスにより取得することとしているので、N―アセチルアスパレート、グルタミンおよびグルタメートのスペクトルを高い信号強度で取得することができる。
【0014】
また、第4の観点の発明にかかる磁気共鳴撮像装置は、前記取得手段が、前記グルタミンおよび前記グルタメートのT2緩和時間より充分に長く、前記N−アセチルアスパレートのT2緩和時間より短いTEの前記パルスシーケンスにより取得される前記ファントムおよび前記被検体の第3および第4のスペクトルを備えることを特徴とする。
【0015】
この第4の観点の発明によれば、取得手段により、ファントムおよび被検体の第3および第4のスペクトルを、グルタミンおよびグルタメートのT2緩和時間より充分に長く、N−アセチルアスパレートのT2緩和時間より短いTEのパルスシーケンスにより取得することとしているので、N−アセチルアスパレートの磁気共鳴信号のみを含むスペクトルを取得することができる。
【0016】
また、第5の観点の発明にかかる磁気共鳴撮像装置は、前記差分手段が、前記第1および第3、並びに、前記第2および第4のスペクトルの差分である第1および第2の差分スペクトルを備えることを特徴とする。
【0017】
この第5の観点の発明によれば、差分手段により、第1および第2の差分スペクトルを、第1および第3、並びに、第2および第4のスペクトルの差分により求めることとしているので、グルタミンおよびグルタメートをNーアセチルアスパレートから概ね分離することができる。
【0018】
また、第6の観点の発明にかかる磁気共鳴撮像装置は、前記フィッティング手段は、マーカットフィッティング手段であることを特徴とする。
【0019】
この第6の観点の発明によれば、フィッティング手段として、マーカットフィッティング手段を用いることとしているので、短い時間で最適なフィッティングを行うことができる。
【0020】
また、第7の観点の発明にかかる磁気共鳴撮像装置は、前記マーカットフィッティング手段が、前記第4のスペクトルに含まれるN−アセチルアスパレート波形のピーク周波数、半値幅、ピークを初期値とすることを特徴とする。
【0021】
この第7の観点の発明によれば、マーカットフィッティング手段が、初期値として、第4のスペクトルに含まれるN−アセチルアスパレート波形のピーク周波数、半値幅、ピークを用いることとしているので、最適なフィッティング関数に近似した初期値とすることができる。
【0022】
また、第8の観点の発明にかかる磁気共鳴撮像装置は、前記マーカットフィッティング手段が、前記初期値を用いて前記第3のスペクトルのフィッティングを開始し、パラメータであるピーク周波数、半値幅、ピーク値を変化させ、最も適合するN−アセチルアスパレート波形を求めることを特徴とする。
【0023】
この第8の観点の発明によれば、マーカットフィッティング手段が、最も適合するN−アセチルアスパレート波形を、前記初期値を用いて第3のスペクトルのフィッティングを開始し、パラメータであるピーク周波数、半値幅、ピーク値を変化させ、求めることとしているので、短い時間で精度の高いフィッティングを行うことができる。
【0024】
また、第9の観点の発明にかかる磁気共鳴撮像装置は、前記マーカットフィッティング手段が、前記パラメータを前記第2の差分スペクトルにフィッティングし、前記第2の差分スペクトルに含まれるN−アセチルアスパレート波形を求めることを特徴とする。
【0025】
この第9の観点の発明によれば、マーカットフィッティング手段が、パラメータを第2の差分スペクトルにフィッティングし、第2の差分スペクトルに含まれるN−アセチルアスパレート波形を求めることとしているので、第2の差分スペクトルに含まれるN−アセチルアスパレートを的確に評価することができる。
【0026】
また、第10の観点の発明にかかる磁気共鳴撮像装置は、前記差分手段が、前記第2の差分スペクトルから前記N−アセチルアスパレート波形を差分したグルタミンおよびグルタメートスペクトルを備えることを特徴とする。
【0027】
この第10の観点の発明によれば、差分手段が、グルタミンおよびグルタメートスペクトルを、第2の差分スペクトルからN−アセチルアスパレート波形を差分して求めることとしているので、グルタミンおよびグルタメートのみのスペクトルを分離抽出することができる。
【0028】
また、第11の観点の発明にかかる磁気共鳴撮像装置は、前記マーカットフィッティング手段が、前記グルタミンおよびグルタメートスペクトルを用いて前記第1の差分スペクトルのフィッティングを行い、最も適合するグルタミンおよびグルタメート波形を求めることを特徴とする。
【0029】
この第11の観点の発明によれば、マーカットフィッティング手段は、グルタミンおよびグルタメートスペクトルを用いて第1の差分スペクトルのフィッティングを行い、最も適合するグルタミンおよびグルタメート波形を求めることとしているので、高い精度でグルタミンおよびグルタメートの量を求めることが出来る。
【0030】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるN−アセチルアスパレート、グルタミンおよびグルタメートの定量化方法並びに磁気共鳴撮像装置について説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。また、以下において、N―アセチルアスパレートをNAA、グルタミンおよびグルタメートをGlxと略称する。
【0031】
まず、本発明の実施の形態にかかる磁気共鳴撮像装置の全体構成について説明する。図1は、この発明の実施の形態1である磁気共鳴撮像装置の全体構成を示すブロック図である。図1において、この磁気共鳴撮像装置は、マグネットシステム(magnet system)100、データ収集部150、送信駆動部140、勾配駆動部130、および制御処理部199を含む。
【0032】
マグネットシステム100は、主磁場コイル(coil)部102、勾配コイル部106、送信コイル部108およびRFコイル110を有する。これら各コイル部およびコイルは、概ね円筒状の形状を有し、互いに同軸的に配置されている。マグネットシステム100の概ね円柱状の内部空間(ボア:bore)に、撮像の被検体1がクレードル(cradle)120に搭載されて図示しない搬送手段により搬入および搬出される。
【0033】
制御処理部199は、スキャンコントローラ(scan controller)部160、データ処理部170、表示部180および操作部190を含む。ここで、各種制御情報の入力は、操作部190からデータ処理部170に対して行われ、この制御情報は、パルスシーケンスとしてスキャンコントローラ部160に転送された後に、スキャンコントローラ部160によりデータ収集部150、送信駆動部140および勾配駆動部130の制御に用いられる。
【0034】
主磁場コイル部102はマグネットシステム100の内部空間に静磁場を形成する。静磁場の方向は、概ね被検体1の体軸の方向に平行である。すなわち、いわゆる水平磁場を形成する。主磁場コイル部102は、例えば超伝導コイルを用いて構成される。なお、静磁場強度は、生体内代謝物質を分離して検出するために、高い強度が好ましく、例えば3テスラ(Tesla)のものが用いられる。
【0035】
勾配コイル部106は、互いに垂直な3軸すなわちx軸、y軸およびz軸の方向において、それぞれ静磁場強度に勾配を持たせるための3つの勾配磁場を発生させる。
【0036】
送信コイル部108は、静磁場空間にある被検体1の体内に磁気共鳴を励起するための高周波磁場を形成する。また、RFコイル110は、クレードル120上に置かれ、被検体1と共にマグネットシステム100の中心部に配置される。このRFコイル110は、送信コイル部108により被検体1の体内に励起された磁気共鳴信号を受信する。
【0037】
勾配コイル部106には勾配駆動部130が接続されている。勾配駆動部130は勾配コイル部106に駆動信号を与えて勾配磁場を発生させる。勾配駆動部130は、勾配コイル部106における3系統の勾配コイルに対応して、図示しない3系統の駆動回路を有する。
【0038】
送信コイル部108には送信駆動部140が接続されている。送信駆動部140は、送信コイル部108に駆動信号を与えてRFパルスを送信し、送信コイル部108は、送信されたRFパルスからRF磁場をマグネットシステム100の中心部に形成し、被検体1を磁気共鳴の励起状態にする。
【0039】
RFコイル110には、データ収集部150が接続されている。データ収集部150は、RFコイル110が受信した受信信号をサンプリング(sampling)によって取り込み、それをディジタルデータ(digital data)として収集する。
【0040】
勾配駆動部130、送信駆動部140およびデータ収集部150にはスキャンコントローラ部160が接続されている。受信制御部であるスキャンコントローラ部160は、勾配駆動部130ないしデータ収集部150をそれぞれ制御してデータの収集を遂行する。
【0041】
データ収集部150の出力側は、データ処理部170に接続されている。データ収集部150が収集したデータは、データ処理部170に入力される。データ処理部170は、例えば計算機等を用いて構成される。データ処理部170は、図示しないメモリを有する。メモリはデータ処理部170用のプログラムおよび各種のデータを記憶している。
【0042】
データ処理部170は、スキャンコントローラ部160に接続されている。データ処理部170は、スキャンコントローラ部160の上位にあってそれを統括する。本装置の機能は、データ処理部170がメモリに記憶されたプログラムを実行することによりを実現される。
【0043】
データ処理部170は、データ収集部150が収集したデータをメモリに記憶する。メモリ内にはデータ空間が形成される。このデータ空間は1次元フーリエ(Fourier)空間を構成する。データ処理部170は、この1次元フーリエ空間のデータを1次元逆フ−リエ変換することにより被検体1あるいはファントム(phantom)のプロトンスペクトルを生成する。
【0044】
データ処理部170には表示部180および操作部190が接続されている。表示部180は、グラフィックディスプレー(graphic display)等で構成される。操作部190はポインティングデバイス(pointing
device)を備えたキーボード(keyboard)等で構成される。
【0045】
表示部180は、データ処理部170から出力されるスペクトルおよび各種の情報を表示する。操作部190は、使用者によって操作され、各種の指令や情報等をデータ処理部170に入力する。使用者は表示部180および操作部190を通じてインタラクティブ(interactive)に本装置を操作する。
【0046】
RFコイル110は、円筒形型のコイルで、例えばフェイズドアレイ(phased array)型あるいはバードケイジ(birdcage)型等のコイルが使用される。
【0047】
スキャンコントローラ部160のパルスシーケンスとしては、水脂肪抑制部を有するプレス法が用いられる。図2に、本実施の形態にかかるプレス法のパルスシーケンスを示す。図2は、横軸に共通の時間軸を有する、送信駆動部140,勾配駆動部130、データ収集部150の動作を示すタイムチャートである。このパルスシーケンスは、前半の水抑制部と、後半のプレス部とからなる。
【0048】
図2(A)は、送信駆動部140からRFコイル110に出力されるRF信号波形、およびRFコイル110からデータ収集部150が受信する受信エコーを示した。なお、ここに示されているのは、RF信号の包絡線波形であり、内部に磁気共鳴周波数のRF信号を含むものである。
【0049】
また、図2(B)、図2(C)および図2(D)は、z軸方向、y軸方向およびx軸方向に勾配駆動部130から出力される勾配波形である。この勾配波形は、マグネットシステム100のボア内に生成される線形勾配磁場の勾配の大きさを現す。
【0050】
ここで、水抑制部においては、水プロトンのみを限定的に励起するため、狭周波数帯域を有する時間幅の広い90度パルスが3回印加され、各パルスごとにx軸方向、y軸方向およびz軸方向のスポイラー(Spoiler)勾配により励起磁場が分散され水プロトン信号を抑制する。
【0051】
また、プレス部においては、選択的な励起を行う90度パルスおよび2つの180度パルスが存在する。90度パルスは、同時に出力されるz軸方向の勾配磁場によりz軸方向の限定された領域を励起状態とする。その後、180度パルスは、同時に出力されるx軸方向の勾配磁場によりx軸方向の限定された領域で励起磁場の反転を行い、さらに次の180度パルスは、同時に出力されるy軸方向の勾配磁場によりy軸方向の限定された領域で励起磁場の反転を行う。
【0052】
そして、90度パルスおよび2つの180度パルスのパルス間隔で決定される所定時間の後に、受信エコーが観測される。なお、プレス部にある90度パルスの中心位置から、受信エコーの中心位置までの時間をTEと称する。
【0053】
ここで、図3にデータ処理部170の機能ブロック図を示す。データ処理部170は、スペクトル取得手段301、差分手段302、マーカットフィッティング(Marquardt Fitting)手段303および推定手段304を含む。
【0054】
スペクトル取得手段301は、図2に示したパルスシーケンスにより取得される受信エコーを、逆フーリエ変換することにより、限定された領域に存在する代謝物質のスペクトルを取得する。差分手段302は、スペクトル取得手段301で取得されたスペクトルあるいはフィッティング波形の差分を行い、差分スペクトルを算出する。
【0055】
マーカットフィッティング手段303は、スペクトル波形に対して、共鳴周波数、半値幅、ピーク値をパラメータとして共鳴波形のフィッティングを行い最適なフィッティング波形を求める。例えば、各パラメータ値の共鳴波形と、フィッティング先のスペクトル波形との差分により波形の誤差を求め、誤差の最も少ないパラメータ値の共鳴波形を最適なフィッティング波形とする。
【0056】
推定手段304は、フィッティング波形の面積を求め、この面積を既知の代謝物質を含むファントムのスペクトル面積情報と比較することにより、被検体1のスペクトル情報の定量化を行う。
【0057】
つづいて、図4および5のフローチャートを用いて、NAAおよびGlxの定量化を行う動作について説明する。
【0058】
まず、データ処理部170は、NAAおよびGlxを定量化する際の基礎データとなるファントムのスペクトルを取得する(ステップS401)。この際、ファントム内には、一例として、PH7.0に調整されたリン酸バッファーにNAA、Glxおよびクレアチンとグルタミンとの混合物が所定量溶解される。
【0059】
そして、このファントムは、オペレータにより、図1に示したRFコイル110内の被検体1の位置に配置され、図2に示したプレス法を用いたパルスシーケンスにより、受信エコーを取得する。パルスシーケンスのTEは、NAAおよびGlxのT2緩和時間より充分に短い時間、例えば25msecと、GlxのT2緩和時間より充分に長く、NAAのT2緩和時間よりも充分に短い時間、例えば60msecとの2種類のTEで、受信エコーの取得が行われる。
【0060】
そして、これら受信エコーは、スペクトル取得手段301により、逆フーリエ変換され、TE=25msecの場合の第1のスペクトルと、TE=60msecの場合の第3のスペクトルとが取得される。なお、この際、ファントム内のNAAおよびGlx量と、スペクトル面積との対応マップが同時に作成される。
【0061】
その後、データ処理部170は、被検体1のスペクトルを取得する(ステップS402)。この際、被検体1は、オペレータにより、図1に示したRFコイル110内に配置され、図2に示したプレス法を用いたパルスシーケンスにより、受信エコーを取得する。パルスシーケンスのTEは、NAAおよびGlxのT2緩和時間より充分に短い時間、例えば25msecと、GlxのT2緩和時間より充分に長く、NAAのT2緩和時間よりも充分に短い時間、例えば60msecとの2種類のTEで、受信エコーの取得が行われる。
【0062】
そして、これら受信エコーは、スペクトル取得手段301により、逆フーリエ変換され、TE=25msecの場合の第2のスペクトルと、TE=60msecの場合の第4のスペクトルとが取得される。
【0063】
その後、データ処理部170は、第1〜第4のスペクトルの差分スペクトルを算出する(ステップS403)。ここで、データ処理部170は、差分手段302を用いて、第1と第3のスペクトルの差分である第1の差分スペクトルと、第2と第4のスペクトルの差分である第2の差分スペクトルと、を算出する。
【0064】
ここで、図6の表を用いて第1〜第4のスペクトルおよび第1〜第2の差分スペクトルについて説明する。図6の表の各欄に記載されたスペクトルは、取得されるスペクトルを模式的に示したものであり、各スペクトルの横軸は、同一の周波数軸を構成している。
【0065】
TE=25msecのパルスシーケンスを用いて取得されるファントムの第1のスペクトルは、NAAおよびGlxのT2緩和時間が25msecより充分に長いので、NAAおよびGlxのピークを有する。このスペクトルは、NAAピーク1およびピーク2の2つのピークを有し、Glxは、これらピークの中間のNAAピーク2に近接した位置に存在する。
【0066】
TE=25msecのパルスシーケンスを用いて取得される被検体1の第2のスペクトルは、第1のスペクトルと概ね同様のスペクトルであるが、NAAおよびGlxのピーク位置およびピーク波形が若干異なり、ピークの半値幅が広くなる。
【0067】
TE=60msecのパルスシーケンスを用いて取得されるファントムの第2のスペクトルは、NAAのT2緩和時間が60msecより充分に長く、GlxのT2緩和時間が60msecより充分に短いので、Glxのピークは存在せず、NAAピークのみが第1のスペクトルと同一位置に存在する。なお、NAAのピーク値は、TEが35msec長くなった分、T2緩和により減衰し、小さなものとなる。
【0068】
TE=60msecのパルスシーケンスを用いて取得される被検体1の第4のスペクトルは、第3のスペクトルと概ね同様のスペクトルであるが、NAAのピーク位置およびピーク波形が若干異なり、ピークの半値幅が広くなる。
【0069】
ファントムの第1のスペクトルと第3のスペクトルの差分である第1の差分スペクトルは、NAAのピーク波形が差分により概ね消滅するので、Glxのピークを抽出することができる。ただし、TEが異なるので、NAAの緩和時間の差に起因するピーク値の差分であるΔNAAピーク1およびピーク2のスペクトル波形は残存する。
【0070】
被検体1の第2のスペクトルと第4のスペクトルとの差分である第2の差分スペクトルも、第1の差分スペクトルと概ね同様であるが、GlxおよびΔNAAのピーク位置およびピーク波形が若干異なり、ピークの半値幅が広くなる。
【0071】
ここで、図4に戻り、データ処理部170は、第4のスペクトルのNAAピーク2のピーク値、半値幅および周波数を計測し、以下で行うマーカットフィッティング手段303の初期値を算定する(ステップS404)。
【0072】
その後、マーカットフィッティング手段303により、NAAおよびGlxの最適なフィッティング波形を求める。まず、ステップS404で算定した初期値を用いて、第3のスペクトルのNAAにフィッティングを行う(ステップS405)。さらに、ステップS404で算定した初期値を用いて、第2の差分スペクトルのΔNAAピーク1にフィッティングを行う(ステップS406)。ここで、ΔNAAピーク2にフィッティングを行うこともできるが、Glxと周波数が大きく異なり、重なり合う部分の少ないΔNAAピーク1にフィッティングを行うことが、フィッティング精度上好ましい。
【0073】
その後、ステップS406で求めたフィッティング波形を、同じく第2の差分スペクトルから差分する(ステップS407)。これにより、Glxスペクトルを生成する。
【0074】
図7にステップS406およびステップS407の処理を図示する。図7(A)は、第2の差分スペクトルであり、ΔNAAピーク1に図中点線で示されたフィッティング波形が示されている。図7(B)は、図7(A)の第2の差分スペクトルからΔNAAピーク1のフィッティング波形を差分したGlxスペクトルである。これにより、ΔNAAピーク1が概ね消滅するので、Glxスペクトルのフィッティングをより高精度に行うことができる。
【0075】
その後、ファントムの第1の差分スペクトルに対して、ステップS407で求めたGlxスペクトルをフィッティングする(ステップS408)。そして、ステップS405の第3のスペクトルとフィッティング波形の差分およびステップS408の第1の差分スペクトルとフィッティング波形との差分を求めフィッティング波形の誤差を算出する(ステップS409)。
【0076】
その後、パラメータの変更を行うかどうかを判定し(ステップS411)、パラメータの変更を行う場合には(ステップS411肯定)、NAAピーク2のピーク値、半値幅および周波数を、初期値に基づいた新たなパラメータ値に変更し(ステップS410)、ステップS405の第3のスペクトルに対するフィッティングに移行する。パラメータの変更を行わない場合には(ステップS411否定)、次のステップに移行し、ステップS409で求めた誤差の最も少ない最適なフィッティング波形を決定する(ステップS412)。なお、ここで、パラメータの変更を行うかどうかの判定は、例えば、所定回数あるいは所定範囲のパラメータ変更を行ったかどうかにより判定される。
【0077】
その後、最適なフィッティング波形から、ファントムの第3のスペクトルおよび第1の差分スペクトルの対応マップを用いて、被検体1内部のNAAおよびGlx量を、推定手段304により推定し定量化を行う(ステップS413)。
【0078】
上述してきたように、本実施の形態では、ファントムおよび被検体1から、TE=25msecのパルスシーケンスを用いてNAAおよびGlxの第1および第2のスペクトルを取得し、TE=60msecのパルスシーケンスを用いてNAAのみの第3および第4のスペクトルを取得し,これらのスペクトルの差分から概ねGlxからなる第1および第2の差分スペクトルを取得し、NAAのみの第2のスペクトルおよび概ねGlxのみからなる第1の差分スペクトルに対して、被検体1の第4のスペクトル波形を初期値として、さらには、残存ΔNAAスペクトルを除去した第2の差分スペクトルをフィッティング波形としてマーカットフィッティングを行い最適なフィッティング波形を求めることとしているので、高精度に、しかも簡易に被検体1内部のNAAおよびGlxを定量化することができる。
【0079】
また、本実施の形態では、グルタミンおよびグルタメートであるGlxのスペクトルは、1つであるとして説明したが、厳密には、2つのスペクトルに分離する。これら2つのスペクトル各々に対して、定量化のためのマーカットフィッティングを行うこともできる。
【0080】
また、本実施の形態では、シングルボクセル(single voxel)のプレスパルスシーケンスを用いたが、マルチボクセル(multi voxel)のパルスシーケンス、シングルボクセルのスティーム(STEAM)法あるいはアイシス(ISIS)法等のすべてのプロトンMRSを用いて行うことが出来る。
【0081】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、水信号抑制を含むプレス法を用いた異なるTEのパルスシーケンスにより、被検体内部およびファントムに存在するN―アセチルアスパレート、グルタミンおよびグルタメートのスペクトルを複数取得し、さらに複数の前記スペクトルの差分を行い、前記スペクトルおよび前記差分から最適なフィッティング関数を求め、前記フィッティング関数に基づいて前記N―アセチルアスパレート、前記グルタミンおよび前記グルタメートの量を推定することとしているので、共鳴周波数が近接し、かつ、異なる緩和時間を有するN―アセチルアスパレート、グルタミンおよびグルタメートの磁気共鳴信号を分離して取得し、これらの分離したスペクトルに対してフィッティングを行い、精度の高い定量化情報を、簡易に取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】磁気共鳴撮像装置の全体構成を示すブロック図である。
【図2】実施の形態のパルスシーケンスを示す図である。
【図3】実施の形態のデータ処理部を示す機能ブロック図である。
【図4】実施の形態のデータ処理部の動作を示すフローチャートである(その1)。
【図5】実施の形態のデータ処理部の動作を示すフローチャートである(その2)。
【図6】実施の形態のスペクトルを比較した図である。
【図7】実施の形態の第2の差分スペクトルからGlxスペクトルを求める図である。
【符号の説明】
1 被検体
100 マグネットシステム
102 主磁場コイル部
106 勾配コイル部
108 送信コイル部
110 RFコイル
120 クレードル
130 勾配駆動部
140 送信駆動部
150 データ収集部
160 スキャンコントローラ部
160 部
170 データ処理部
180 表示部
190 操作部
199 制御処理部
301 スペクトル取得手段
302 差分手段
303 マーカットフィッティング手段
304 推定手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for quantifying N-acetylaspartate, glutamine and glutamate by a spectrum obtained by a press method, and a magnetic resonance imaging apparatus.
[0002]
[Prior art]
BACKGROUND ART In recent years, quantitative evaluation of metabolites in a living body by proton spectroscopy using a magnetic resonance phenomenon has been performed. Here, for example, quantitative evaluation of N-acetylaspartate, glutamine, glutamate and the like is performed. However, since the in vivo test can be performed noninvasively, the load on the living body is light and useful. (For example, see Non-Patent Document 1).
[0003]
[Non-patent document 1]
DL Rothman et al., Localized Proton Spectra of Glutamate in the Human Brain (Localized 1 H NMR Spectra of Glutamate in the Human Brain, "Magnetic Resonance in Medicine, USA, 1992, 25, p. 94-106)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the above-mentioned conventional technology, it was not possible to simply and accurately quantify metabolites. That is, in order to quantify metabolites with high accuracy, it was necessary to lengthen the photographing time, separately prepare a special pulse sequence, analysis software, or the like.
[0005]
In particular, in the case of a plurality of metabolites having magnetic resonance frequencies close to each other, spectra overlap each other, and it is difficult to separate and extract a spectrum of only a specific metabolite from a spectrum in which the plurality of metabolites are mixed. , With difficulties.
[0006]
From these facts, it is important how to realize a method for quantifying N-acetylaspartate, glutamine and glutamate in a living body, which can be performed simply and accurately, and a magnetic resonance imaging apparatus.
[0007]
The present invention has been made to solve the above-described problems of the related art, and provides a method of quantifying N-acetylaspartate, glutamine, and glutamate in a living body, which can be simply and accurately performed, and a magnetic resonance imaging apparatus. The purpose is to:
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, a method for quantifying N-acetylaspartate, glutamine and glutamate according to the first aspect of the present invention comprises a method of pulsing different TEs using a press method including water signal suppression. By the sequence, N-acetylaspartate present in the subject and in the phantom, a plurality of spectra of glutamine and glutamate are obtained, a difference between the plurality of spectra is obtained, and an optimal fitting function is obtained from the spectra and the differences, The amount of the N-acetylaspartate, the glutamine, and the glutamate in the subject is estimated based on a fitting function.
[0009]
According to the invention according to the first aspect, a plurality of spectra of N-acetylaspartate, glutamine, and glutamate present inside the subject and in the phantom are obtained by different TE pulse sequences using a press method including water signal suppression. Further, performing a difference between the plurality of spectra, determine an optimal fitting function from the spectrum and the difference, based on the fitting function, the amount of the N-acetyl aspartate, the glutamine and the glutamate in the subject is determined. Since it is to be estimated, magnetic resonance signals with N-acetylaspartate, glutamine and glutamate having resonance frequencies close to each other and having different relaxation times are separately obtained, and fitting is performed on these separated spectra. Do the accuracy Gastric quantification information can be obtained easily.
[0010]
Further, the magnetic resonance imaging apparatus according to the second aspect of the present invention uses a pulse sequence using a press method including water signal suppression to convert the proton spectrum of N-acetylaspartate, glutamine and glutamate present inside the subject or in the phantom. A magnetic resonance imaging apparatus for acquiring, wherein acquiring means for acquiring a plurality of spectra having different TEs of the pulse sequence, differencing means for performing a difference between the plurality of spectra, and N-acetylas from the spectrum and the difference. Pareto, fitting means for determining an optimal fitting function of the glutamine and the glutamate, and estimating means for estimating the amount of the N-acetylaspartate, the glutamine and the glutamate in the subject from the fitting function. This The features.
[0011]
According to the invention of the second aspect, the acquisition unit acquires a plurality of spectra having different pulse sequence TEs, the difference unit performs a difference between the plurality of spectra, and the fitting unit performs N- Since the optimal fitting function of acetylaspartate, glutamine and glutamate is determined and the amount of N-acetylaspartate, glutamine and glutamate in the subject is estimated from the fitting function by the estimation means, N-acetylaspartate is used. The magnetic resonance signals of Pareto, glutamine and glutamate are separated and obtained, and fitting is performed on these separated spectra, so that highly accurate quantified information can be obtained.
[0012]
Further, in the magnetic resonance imaging apparatus according to the invention of the third aspect, the acquisition means is acquired by the pulse sequence of TE sufficiently shorter than the T2 relaxation time of the N-acetylaspartate, the glutamine and the glutamate. The phantom and the subject are provided with first and second spectra.
[0013]
According to the third aspect of the invention, the acquisition unit converts the first and second spectra of the phantom and the subject into a pulse sequence of TE that is sufficiently shorter than the T2 relaxation time of N-acetylaspartate, glutamine, and glutamate. Therefore, the spectra of N-acetylaspartate, glutamine and glutamate can be obtained with high signal intensity.
[0014]
Further, in the magnetic resonance imaging apparatus according to the invention of the fourth aspect, in the magnetic resonance imaging apparatus, the acquisition unit may be configured so that the TE of the glutamine and the glutamate is sufficiently longer than the T2 relaxation time of the N-acetylaspartate, It is characterized by comprising third and fourth spectra of the phantom and the subject acquired by a pulse sequence.
[0015]
According to the fourth aspect of the invention, the acquisition means sets the third and fourth spectra of the phantom and the subject sufficiently longer than the T2 relaxation time of glutamine and glutamate, and the T2 relaxation time of N-acetylaspartate. Since acquisition is performed using a shorter TE pulse sequence, a spectrum containing only a magnetic resonance signal of N-acetylaspartate can be acquired.
[0016]
Also, in the magnetic resonance imaging apparatus according to the invention of a fifth aspect, the difference means is configured such that the first and third and the second and fourth difference spectra are differences between the first and third and the second and fourth spectra. It is characterized by having.
[0017]
According to the fifth aspect of the invention, the difference means obtains the first and second difference spectra from the difference between the first and third and second and fourth spectra, so that glutamine is obtained. And glutamate can be largely separated from N-acetylaspartate.
[0018]
A magnetic resonance imaging apparatus according to a sixth aspect of the invention is characterized in that the fitting means is a Murcutt fitting means.
[0019]
According to the invention of the sixth aspect, since the Markat fitting means is used as the fitting means, the optimum fitting can be performed in a short time.
[0020]
Further, in the magnetic resonance imaging apparatus according to the seventh aspect of the present invention, in the magnetic resonance imaging apparatus, the Murcutt fitting means sets a peak frequency, a half width, and a peak of an N-acetyl aspartate waveform included in the fourth spectrum as initial values. It is characterized by.
[0021]
According to the seventh aspect of the invention, since the Murcutt fitting means uses the peak frequency, half-width, and peak of the N-acetylaspartate waveform included in the fourth spectrum as the initial values, The initial value approximated to the fitting function can be used.
[0022]
In the magnetic resonance imaging apparatus according to an eighth aspect of the present invention, in the magnetic resonance imaging apparatus, the Marcut fitting means starts fitting the third spectrum using the initial value, and sets parameters such as a peak frequency, a half width, and a peak value. , And the most suitable N-acetyl aspartate waveform is obtained.
[0023]
According to the eighth aspect of the invention, the Murcutt fitting means starts fitting the most suitable N-acetylaspartate waveform to the third spectrum using the initial value, and sets the peak frequency, half value as parameters. Since the value width and the peak value are determined and changed, it is possible to perform highly accurate fitting in a short time.
[0024]
Also, in the magnetic resonance imaging apparatus according to the ninth aspect of the present invention, in the magnetic resonance imaging apparatus, the Marcut fitting means fits the parameter to the second difference spectrum, and generates an N-acetyl aspartate waveform included in the second difference spectrum. Is obtained.
[0025]
According to the ninth aspect of the invention, the Murcutt fitting means fits the parameter to the second difference spectrum to determine the N-acetylaspartate waveform contained in the second difference spectrum. N-acetylaspartate contained in the difference spectrum of can be accurately evaluated.
[0026]
In a magnetic resonance imaging apparatus according to a tenth aspect, the difference means includes a glutamine and a glutamate spectrum obtained by subtracting the N-acetylaspartate waveform from the second difference spectrum.
[0027]
According to the tenth aspect, since the difference means obtains the glutamine and glutamate spectra by subtracting the N-acetylaspartate waveform from the second difference spectrum, the spectrum of only glutamine and glutamate is obtained. Can be separated and extracted.
[0028]
Further, in the magnetic resonance imaging apparatus according to the eleventh aspect of the present invention, in the magnetic resonance imaging apparatus, the Marcut fitting means performs fitting of the first difference spectrum using the glutamine and glutamate spectra, and obtains a most suitable glutamine and glutamate waveform. It is characterized by the following.
[0029]
According to the invention of the eleventh aspect, the Murcutt fitting means performs fitting of the first difference spectrum using the glutamine and glutamate spectra to determine the most suitable glutamine and glutamate waveforms, so that the accuracy is high. The amounts of glutamine and glutamate can be determined.
[0030]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a method for quantifying N-acetylaspartate, glutamine and glutamate and a magnetic resonance imaging apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited to this. In the following, N-acetylaspartate is abbreviated as NAA, and glutamine and glutamate are abbreviated as Glx.
[0031]
First, an overall configuration of a magnetic resonance imaging apparatus according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a magnetic resonance imaging apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 1, this magnetic resonance imaging apparatus includes a magnet system (magnet system) 100, a
[0032]
The magnet system 100 includes a main magnetic field coil unit 102, a gradient coil unit 106, a transmission coil unit 108, and an RF coil 110. These coil portions and coils have a substantially cylindrical shape, and are arranged coaxially with each other. A subject 1 to be imaged is mounted on a cradle 120 in a substantially cylindrical internal space (bore) of the magnet system 100, and is carried in and out by carrying means (not shown).
[0033]
The control processing unit 199 includes a scan controller (scan controller) unit 160, a
[0034]
The main magnetic field coil unit 102 forms a static magnetic field in the internal space of the magnet system 100. The direction of the static magnetic field is substantially parallel to the direction of the body axis of the subject 1. That is, a so-called horizontal magnetic field is formed. The main magnetic field coil unit 102 is configured using, for example, a superconducting coil. The static magnetic field strength is preferably high in order to separate and detect metabolites in the living body. For example, a magnetic field strength of 3 Tesla is used.
[0035]
The gradient coil unit 106 generates three gradient magnetic fields for giving gradients to the static magnetic field strength in directions of three axes perpendicular to each other, that is, the x-axis, the y-axis, and the z-axis.
[0036]
The transmission coil unit 108 forms a high-frequency magnetic field for exciting magnetic resonance in the body of the subject 1 in the static magnetic field space. Further, the RF coil 110 is placed on the cradle 120 and is arranged at the center of the magnet system 100 together with the subject 1. The RF coil 110 receives a magnetic resonance signal excited in the body of the subject 1 by the transmission coil unit 108.
[0037]
The
[0038]
The
[0039]
The
[0040]
The scan controller 160 is connected to the
[0041]
The output side of the
[0042]
The
[0043]
The
[0044]
The display section 180 and the operation section 190 are connected to the
device).
[0045]
The display unit 180 displays the spectrum and various information output from the
[0046]
The RF coil 110 is a cylindrical coil, for example, a phased array type or a birdcage type coil.
[0047]
As the pulse sequence of the scan controller 160, a press method having a water fat suppression unit is used. FIG. 2 shows a pulse sequence of the press method according to the present embodiment. FIG. 2 is a time chart showing the operations of the
[0048]
FIG. 2A shows an RF signal waveform output from the
[0049]
FIGS. 2B, 2C, and 2D show gradient waveforms output from the
[0050]
Here, in the water suppression unit, a 90-degree pulse having a narrow frequency band and a wide time width is applied three times in order to excite only water protons in a limited manner, and the x-axis direction, the y-axis direction, and the The excitation magnetic field is dispersed by the spoiler gradient in the z-axis direction to suppress the water proton signal.
[0051]
In the press section, there are a 90-degree pulse for performing selective excitation and two 180-degree pulses. The 90-degree pulse puts a limited region in the z-axis direction into an excited state by the simultaneously output gradient magnetic field in the z-axis direction. Thereafter, the 180-degree pulse inverts the excitation magnetic field in the limited region in the x-axis direction by the simultaneously output gradient magnetic field in the x-axis direction, and further, the next 180-degree pulse outputs the simultaneously output y-axis direction. The excitation magnetic field is inverted in a limited area in the y-axis direction by the gradient magnetic field.
[0052]
Then, after a predetermined time determined by the pulse interval between the 90-degree pulse and the two 180-degree pulses, the received echo is observed. The time from the center position of the 90-degree pulse in the press section to the center position of the received echo is referred to as TE.
[0053]
Here, a functional block diagram of the
[0054]
The
[0055]
The Marcut fitting means 303 performs fitting of the resonance waveform to the spectrum waveform using the resonance frequency, the half width, and the peak value as parameters to obtain an optimal fitting waveform. For example, a waveform error is obtained from a difference between the resonance waveform of each parameter value and the spectrum waveform at the fitting destination, and the resonance waveform of the parameter value with the least error is determined as the optimal fitting waveform.
[0056]
The estimating means 304 quantifies the spectrum information of the subject 1 by obtaining the area of the fitting waveform and comparing the area with the spectrum area information of a phantom containing a known metabolite.
[0057]
Next, the operation of quantifying NAA and Glx will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
[0058]
First, the
[0059]
The phantom is arranged by the operator at the position of the subject 1 in the RF coil 110 shown in FIG. 1, and acquires a received echo by a pulse sequence using the press method shown in FIG. The TE of the pulse sequence is 2 times a time sufficiently shorter than the T2 relaxation time of NAA and Glx, for example, 25 msec, and sufficiently longer than the T2 relaxation time of Glx and shorter than the T2 relaxation time of NAA, for example, 60 msec. Acquisition of a reception echo is performed by the type TE.
[0060]
Then, these received echoes are subjected to inverse Fourier transform by the spectrum obtaining means 301, and a first spectrum when TE = 25 msec and a third spectrum when TE = 60 msec are obtained. At this time, a map corresponding to the amount of NAA and Glx in the phantom and the spectrum area is simultaneously created.
[0061]
After that, the
[0062]
Then, these received echoes are subjected to inverse Fourier transform by the spectrum obtaining means 301 to obtain a second spectrum when TE = 25 msec and a fourth spectrum when TE = 60 msec.
[0063]
After that, the
[0064]
Here, the first to fourth spectra and the first and second difference spectra will be described with reference to the table of FIG. The spectra described in each column of the table in FIG. 6 schematically show the spectra to be obtained, and the horizontal axis of each spectrum constitutes the same frequency axis.
[0065]
The first spectrum of the phantom, acquired using a pulse sequence of TE = 25 msec, has NAA and Glx peaks because the T2 relaxation time of NAA and Glx is much longer than 25 msec. This spectrum has two peaks, NAA peak 1 and peak 2, and Glx is located close to NAA peak 2 in the middle of these peaks.
[0066]
The second spectrum of the subject 1 obtained using the pulse sequence of TE = 25 msec is substantially the same as the first spectrum, but the NAA and Glx have slightly different peak positions and peak waveforms. The half width becomes wider.
[0067]
The second spectrum of the phantom obtained using a pulse sequence of TE = 60 msec has a peak of Glx because the T2 relaxation time of NAA is sufficiently longer than 60 msec and the T2 relaxation time of Glx is sufficiently shorter than 60 msec. Without, only the NAA peak is present at the same position as the first spectrum. Note that the NAA peak value is attenuated by T2 relaxation and becomes smaller as the TE increases by 35 msec.
[0068]
The fourth spectrum of the subject 1 obtained using the pulse sequence of TE = 60 msec is substantially the same as the third spectrum, but the NAA peak position and the peak waveform are slightly different, and the half width of the peak is obtained. Becomes wider.
[0069]
In the first difference spectrum which is the difference between the first spectrum and the third spectrum of the phantom, the peak of Glx can be extracted because the NAA peak waveform almost disappears due to the difference. However, since the TEs are different, the spectrum waveforms of ΔNAA peak 1 and peak 2, which are differences in peak values due to differences in relaxation times of NAA, remain.
[0070]
The second difference spectrum, which is the difference between the second spectrum and the fourth spectrum of the subject 1, is also substantially similar to the first difference spectrum, but the Glx and ΔNAA have slightly different peak positions and peak waveforms. The half width of the peak becomes wider.
[0071]
Here, returning to FIG. 4, the
[0072]
Thereafter, the optimal fitting waveforms of NAA and Glx are obtained by the Marcut fitting means 303. First, using the initial value calculated in step S404, fitting is performed on the NAA of the third spectrum (step S405). Further, using the initial value calculated in step S404, fitting is performed on ΔNAA peak 1 of the second difference spectrum (step S406). Here, fitting can be performed on the ΔNAA peak 2, but it is preferable in terms of fitting accuracy that fitting be performed on the ΔNAA peak 1 which has a frequency greatly different from that of Glx and has few overlapping portions.
[0073]
Thereafter, the fitting waveform obtained in step S406 is similarly subtracted from the second difference spectrum (step S407). As a result, a Glx spectrum is generated.
[0074]
FIG. 7 illustrates the processing of step S406 and step S407. FIG. 7A shows a second difference spectrum, in which a fitting waveform indicated by a dotted line in FIG. FIG. 7B is a Glx spectrum obtained by subtracting the fitting waveform of ΔNAA peak 1 from the second difference spectrum of FIG. 7A. Thereby, the ΔNAA peak 1 substantially disappears, so that the fitting of the Glx spectrum can be performed with higher accuracy.
[0075]
Thereafter, the Glx spectrum obtained in step S407 is fitted to the first difference spectrum of the phantom (step S408). Then, a difference between the third spectrum and the fitting waveform in step S405 and a difference between the first difference spectrum and the fitting waveform in step S408 are obtained, and an error in the fitting waveform is calculated (step S409).
[0076]
Thereafter, it is determined whether or not to change the parameter (step S411). If the parameter is to be changed (step S411: affirmative), the peak value, half width and frequency of NAA peak 2 are newly set based on the initial value. The parameter value is changed to a suitable parameter value (step S410), and the process proceeds to the fitting of the third spectrum in step S405. When the parameter is not changed (No at Step S411), the process proceeds to the next step, and an optimal fitting waveform with the least error obtained at Step S409 is determined (Step S412). Here, whether to change the parameter is determined by, for example, whether or not the parameter has been changed a predetermined number of times or within a predetermined range.
[0077]
Thereafter, the amount of NAA and Glx inside the subject 1 is estimated and quantified from the optimal fitting waveform using the correspondence map of the third spectrum and the first difference spectrum of the phantom by the estimating means 304 (step). S413).
[0078]
As described above, in the present embodiment, the first and second spectra of NAA and Glx are acquired from the phantom and the subject 1 using the pulse sequence of TE = 25 msec, and the pulse sequence of TE = 60 msec is obtained. To obtain the third and fourth spectra of only NAA, obtain the first and second difference spectra consisting essentially of Glx from the difference between these spectra, and obtain the second and third difference spectra consisting of only NAA and substantially only Glx. With respect to the first difference spectrum, a fourth spectrum waveform of the subject 1 is used as an initial value, and a second difference spectrum from which the remaining ΔNAA spectrum is removed is used as a fitting waveform to perform a Mercut fitting to obtain an optimal fitting waveform. High accuracy and simple operation. It is possible to quantify the subject 1 of NAA and Glx on.
[0079]
Further, in the present embodiment, it has been described that the spectrum of glutamine and Glx, which is a glutamate, is one, but strictly, it is separated into two spectra. A Mercat fitting for quantification can be performed on each of these two spectra.
[0080]
Further, in the present embodiment, a single voxel (single voxel) press pulse sequence is used. However, a multi voxel (multi voxel) pulse sequence, a single voxel steam (STEAM) method, an Isis (ISIS) method, and the like are all used. Using the proton MRS.
[0081]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a plurality of spectra of N-acetylaspartate, glutamine and glutamate present inside a subject and in a phantom are obtained by different pulse sequences of TE using a press method including water signal suppression. Obtaining and further performing a difference between the plurality of spectra, obtaining an optimal fitting function from the spectra and the difference, and estimating the amounts of the N-acetylaspartate, the glutamine and the glutamate based on the fitting function. Since the resonance frequencies are close to each other, and magnetic resonance signals of N-acetylaspartate, glutamine and glutamate having different relaxation times are separately obtained, fitting is performed on these separated spectra, and accuracy is determined. High quantification information , It can be obtained in a simple manner.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating an overall configuration of a magnetic resonance imaging apparatus.
FIG. 2 is a diagram showing a pulse sequence according to the embodiment.
FIG. 3 is a functional block diagram illustrating a data processing unit according to the embodiment;
FIG. 4 is a flowchart illustrating an operation of a data processing unit according to the embodiment (part 1).
FIG. 5 is a flowchart illustrating an operation of the data processing unit according to the embodiment (part 2).
FIG. 6 is a diagram comparing spectra of the embodiment.
FIG. 7 is a diagram for obtaining a Glx spectrum from a second difference spectrum according to the embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Subject
100 magnet system
102 Main magnetic field coil
106 gradient coil
108 Transmission coil section
110 RF coil
120 cradle
130 Gradient drive
140 Transmission driver
150 Data collection unit
160 Scan Controller
160 copies
170 Data processing unit
180 Display
190 Operation unit
199 Control processing unit
301 Spectrum acquisition means
302 Difference means
303 Mercut fitting means
304 estimation means
Claims (11)
複数の前記スペクトルの差分を行い、
前記スペクトルおよび前記差分から最適なフィッティング関数を求め、
前記フィッティング関数に基づいて前記N―アセチルアスパレート、前記グルタミンおよび前記グルタメートの前記被検体内の量を推定することを特徴とするN―アセチルアスパレート、グルタミンおよびグルタメートの定量化方法。A plurality of spectra of N-acetylaspartate, glutamine and glutamate present in the subject and in the phantom are obtained by different TE pulse sequences using a press method including water signal suppression,
Performing a difference between the plurality of spectra,
Find an optimal fitting function from the spectrum and the difference,
A method for quantifying N-acetylaspartate, glutamine, and glutamate, comprising estimating the amounts of the N-acetylaspartate, the glutamine, and the glutamate in the subject based on the fitting function.
前記パルスシーケンスのTEが異なる複数のスペクトルを取得する取得手段と、複数の前記スペクトルの差分を行う差分手段と、
前記スペクトルおよび前記差分から前記N―アセチルアスパレート、前記グルタミンおよび前記グルタメートの最適なフィッティング関数を求めるフィッティング手段と、
前記フィッティング関数から前記N―アセチルアスパレート、前記グルタミンおよび前記グルタメートの前記被検体内の量を推定する推定手段と、
を備えることを特徴とする磁気共鳴撮像装置。A magnetic resonance imaging apparatus for obtaining a proton spectrum of N-acetylaspartate, glutamine and glutamate present in a subject and in a phantom by a pulse sequence using a press method including water signal suppression,
An acquisition unit that acquires a plurality of spectra having different TEs of the pulse sequence, and a difference unit that performs a difference between the plurality of spectra,
A fitting means for determining an optimal fitting function of the N-acetylaspartate, the glutamine and the glutamate from the spectrum and the difference,
Estimating means for estimating the amount of the N-acetylaspartate, the glutamine and the glutamate in the subject from the fitting function,
A magnetic resonance imaging apparatus comprising:
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2002
- 2002-11-01 JP JP2002319324A patent/JP2004148024A/en not_active Withdrawn
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