(57)【要約】【課題】磁気共鳴スペクトルに基づき、生体内の状態を把握することが可能なＭＲＩ装置を提供する。【解決手段】断層像と計測領域との位置関係を対応づけて、断層像とスペクトルとを示す対応画像を生成し表示手段に表示した後、計測領域のうち観察対象領域のスペクトルと、比較対象領域のスペクトルとを重畳したスペクトル重畳画像を生成し表示する。これにより２つのスペクトルを細部まで比較したり、一致度を求めることにより定量的な比較を行うことが可能になるため、ケミカルシフトスペクトルに基づき被検体の状態を容易に把握することができる。【選択図】  図３
2010110567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静磁場を発生する静磁場発生手段と、前記静磁場中の撮像空間に傾斜磁場を印加する傾斜磁場発生手段と、前記撮像空間に配置された被検体に高周波磁場を照射する高周波磁場発生手段と、前記被検体から発生する核磁気共鳴信号を検出する検出手段と、前記傾斜磁場発生手段、高周波磁場発生手段および検出手段を制御して所定のパルスシーケンスを実行させ、取得した前記核磁気共鳴信号から所定の情報を生成する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記被検体の断層像を再構成する手段と、前記被検体の複数の計測領域についてそれぞれ、ケミカルシフト情報を含むスペクトルを生成する手段と、表示制御手段とを含み、
前記表示制御手段は、前記断層像と前記計測領域との位置関係を対応づけて、前記断層像と前記スペクトルとを示す対応画像を生成し表示手段に表示させる手段と、前記複数の計測領域のうち１つの観察対象領域の前記スペクトルと、１以上の比較対象領域の前記スペクトルとを重畳したスペクトル重畳画像を生成し表示させる手段とを備えることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置において、前記表示制御手段は、前記観察対象領域のスペクトルと、前記比較対象領域のスペクトルの一致度を演算により求め、演算結果を表示手段に表示することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の磁気共鳴イメージング装置において、前記表示制御手段は、前記複数の計測領域のうち前記観察対象領域の選択をユーザから受け付けることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の磁気共鳴イメージング装置において、前記表示制御手段は、前記複数の計測領域のうち１以上の前記比較対象領域の選択をユーザから受け付けることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
請求項１または２に記載の磁気共鳴イメージング装置において、前記表示制御手段は、前記複数の計測領域のうち１以上の前記比較対象領域の選択を演算により行うことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
請求項５に記載の磁気共鳴イメージング装置において、前記表示制御手段は、前記断層像の中心から前記観察対象領域に対して対称な位置にある計測領域を前記比較対象領域として選択することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
請求項５に記載の磁気共鳴イメージング装置において、前記表示手段は、前記複数の計測領域の中からスペクトルが異常値を示す計測領域を棄却し、残った計測領域を前記比較対象領域とすることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項８】
請求項１または２に記載の磁気共鳴イメージング装置において、前記表示制御手段は、前記複数の計測領域のうち１以上の前記比較対象領域の選択をユーザから受け付け、受け付けた１以上の前記比較対象領域の中からスペクトルが異常値を示す計測領域を棄却し、残った計測領域を前記比較対象領域とすることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項９】
請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置において、前記表示制御手段は、前記対応画像として、前記断層像と前記計測領域とを重畳させた画像を表示し、該画像上の前記計測領域内に、対応する前記スペクトルを表示するものであることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置において、前記表示制御手段は、前記比較対象領域が２以上の場合、前記スペクトル重畳画像として、２以上の前記比較対象領域のスペクトルを平均したスペクトルを求め、これを前記観察対象領域のスペクトルと重畳した画像を表示することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１１】
請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置において、前記表示制御手段は、前記一致度として前記観察対象領域のスペクトルと前記比較対象領域のスペクトルの全体の一致度を求めることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１２】
請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置において、前記表示制御手段は、前記一致度として前記観察対象領域のスペクトルのうちの特定のピークと、前記比較対象領域のスペクトルの対応するピークとの一致度を求めることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１３】
請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置において、前記表示制御手段は、前記計測領域の中から一つを前記観察対象領域として選択し、選択した前記観察対象領域に対して前記断層像の中心から対称な位置にある計測領域を前記比較対象領域として選択し、選択した前記観察対象領域のスペクトルと選択した前記比較対象領域のスペクトルとの一致度を演算により求める動作をすべての計測領域を観察対象領域とするまで繰り返し行い、一致度の最も低い計測領域を判別することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体中の水素や燐等からの核磁気共鳴（以下、「NMR」という）信号を測定し、核の密度分布や緩和時間分布等を画像化する磁気共鳴イメージング（以下、「ＭＲＩ」という）装置に関し、特にケミカルシフトに関する情報を含む磁気共鳴信号を複数測定するのに好適なＭＲＩ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＲＩ装置は、被検体、特に人体の組織を構成する原子核スピンが発生するNMR信号を計測し、その頭部、腹部、四肢等の形態や機能を２次元的に或いは３次元的に画像化する装置である。撮影においては、NMR信号には、傾斜磁場によって異なる位相エンコードが付与されるとともに周波数エンコードされて、時系列データとして計測される。計測されたNMR信号は、２次元又は３次元フーリエ変換されることにより画像に再構成される。
【０００３】
このＭＲＩに対して、化学構造の違いにより生じる共鳴周波数の違いをもとに、プロトンを持つ各物質の磁気共鳴信号を分離する方法が磁気共鳴スペクトロスコピー法と呼ばれている。また、複数の領域の磁気共鳴スペクトルを同時に取得して、その空間分布における物質ごとの濃度分布を画像化する方法は、磁気共鳴スペクトロスコピックイメージング（MRSI)またはケミカルシフトイメージング（CSI）と呼ばれている。
【０００４】
MRSI法については、例えば特許文献１または２に記載されている。MRSIを用いることにより脳内の代謝物の変化を検出でき、代謝異常が診断できると期待されている。
【特許文献１】特開平８−１１２２６７号公報
【特許文献２】特開２００１−２３１７６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、脳全体の代謝情報について需要が高まっている。MRSIを用いることにより、脳内に複数領域を設定し、その領域のMRSを求めることができるため、各領域における複数の代謝物の磁気共鳴信号ピークを得ることができる。しかしながら、局所領域のスペクトル情報であるMRSに基づき脳全体の代謝情報を把握するのは容易ではなく、MRS情報を代謝異常の鑑別や診断に生かしきれていないのが現状である。
【０００６】
具体的には現在、複数領域のスペクトルを選択して表示する場合、所望の領域のスペクトルの並列表示あるいは表示の切り替えにより行っている。これらの表示方法では、２つのスペクトルの形状全体を比較することは可能であるが細部の比較や定量的な比較は容易ではない。また、２以上の領域のスペクトルを比較した結果から代謝情報を把握することは操作者の技量に依存する。
【０００７】
本発明の目的は、ケミカルシフトスペクトルに基づき、生体内の状態を把握することが可能なＭＲＩ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明のＭＲＩ装置は以下のように構成される。すなわち、静磁場を発生する静磁場発生手段と、静磁場中の撮像空間に傾斜磁場を印加する傾斜磁場発生手段と、撮像空間に配置された被検体に高周波磁場を照射する高周波磁場発生手段と、被検体から発生する核磁気共鳴信号を検出する検出手段と、傾斜磁場発生手段、高周波磁場発生手段および検出手段を制御して所定のパルスシーケンスを実行させ、取得した核磁気共鳴信号から所定の情報を生成する制御手段とを有するＭＲＩ装置であって、制御手段は、被検体の断層像を再構成する手段と、被検体の複数の計測領域についてそれぞれ、ケミカルシフト情報を含むスペクトルを生成する手段と、表示制御手段とを含む。表示制御手段は、断層像と計測領域との位置関係を対応づけて、断層像とスペクトルとを示す対応画像を生成し表示手段に表示させる手段と、複数の計測領域のうち１つの観察対象領域のスペクトルと、１以上の比較対象領域のスペクトルとを重畳したスペクトル重畳画像を生成し表示させる手段とを備える。これにより、２つのスペクトルを細部まで比較したり、一致度を求めることにより定量的な比較を行うことが可能になるため、ケミカルシフトスペクトルに基づき被検体の状態を容易に把握することができる。
【０００９】
例えば表示制御手段は、観察対象領域のスペクトルと、比較対象領域のスペクトルの一致度を演算により求め、演算結果を表示手段に表示する。これにより、定量的にスペクトルを比較することができる。
【００１０】
また、複数の計測領域のうち観察対象領域の選択は、例えばユーザから受け付ける。
【００１１】
比較対象領域の選択は、例えばユーザから受け付ける。比較対象領域の選択を演算により自動または半自動で行うことも可能である。自動で比較対象領域を選択する場合、一例としては、断層像の中心から観察対象領域に対して対称な位置にある計測領域を比較対象領域として選択する。別の例としては、複数の計測領域の中からスペクトルが異常値を示す計測領域を棄却し、残った計測領域を比較対象領域とする。半自動にする場合、例えば、複数の計測領域のうち１以上の比較対象領域の選択をユーザから受け付け、受け付けた１以上の比較対象領域の中からスペクトルが異常値を示す計測領域を棄却し、残った計測領域を比較対象領域とする。
【００１２】
上述の対応画像としては、例えば断層像と計測領域とを重畳させた画像を表示し、画像上の計測領域内に、その計測領域のスペクトルを表示する。
【００１３】
比較対象領域が２以上の場合、スペクトル重畳画像として、２以上の前記比較対象領域のスペクトルを平均したスペクトルを求め、これを観察対象領域のスペクトルと重畳した画像を表示することが可能である。
【００１４】
上述の一致度としては、観察対象領域のスペクトルと比較対象領域のスペクトルの全体の一致度を求めることが可能である。また、観察対象領域のスペクトルのうちの特定のピークと、比較対象領域のスペクトルの対応するピークとの一致度を求めることも可能である。
【００１５】
表示制御手段は、計測領域の中から一つを観察対象領域として選択し、選択した観察対象領域に対して断層像の中心から対称な位置にある計測領域を比較対象領域として選択し、選択した観察対象領域のスペクトルと選択した比較対象領域のスペクトルとの一致度を演算により求める動作をすべての計測領域を観察対象領域とするまで繰り返し行い、一致度の最も低い計測領域を判別する構成にすることも可能である。これにより、一致度の最も低い計測領域を自動的に検出できるため、これも参考にしてユーザは代謝異常等の診断を行うことが可能になる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のＭＲＩ装置によれば、観察したいスペクトルに対して比較するスペクトルを重畳表示することができるため、容易かつ適切にそれらを比較でき、診断に有用な情報を提供することが可能になる。よって、ユーザは、ケミカルシフトスペクトルに基づき、生体内の状態を把握することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明のＭＲＩ装置の一実施形態について説明する。
【００１８】
最初に、本発明に係るＭＲＩ装置の一例の全体概要を図１に基づいて説明する。図１は、本発明に係るＭＲＩ装置の一実施例の全体構成を示すブロック図である。このＭＲＩ装置は、ＮＭＲ現象を利用して被検体の断層画像およびMRS（磁気共鳴スペクトル）を得るものである。図１に示すように、ＭＲＩ装置は、静磁場発生系２と、傾斜磁場発生系３と、送信系５と、受信系６と、信号処理系７と、シーケンサ４と、中央処理装置（ＣＰＵ）８とを備えて構成される。
【００１９】
静磁場発生系２は、被検体１の周りに配置された静磁場発生源を有する。静磁場発生源としては、永久磁石、常電導磁石あるいは超電導磁石のいずれかを用いることができる。静磁場発生源は、垂直磁場方式の場合には、被検体１の周りの空間にその体軸と直交する方向に均一な静磁場を発生する。水平磁場方式の場合には、体軸方向に均一な静磁場を発生する。
【００２０】
傾斜磁場発生系３は、ＭＲＩ装置の座標系（静止座標系）であるＸ，Ｙ，Ｚの３軸方向に巻かれた傾斜磁場コイル９と、それぞれの傾斜磁場コイルを駆動する傾斜磁場電源１０とを含み、シーケンサ４からの命令に従ってそれぞれの傾斜磁場コイル９の傾斜磁場電源１０を駆動することにより、Ｘ，Ｙ，Ｚの３軸方向に傾斜磁場Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚを印加する。撮影時には、スライス面（撮影断面）に直交する方向にスライス方向傾斜磁場パルス（Ｇｓ）を印加して被検体１に対するスライス面を設定し、そのスライス面に直交して且つ互いに直交する残りの２つの方向に位相エンコード方向傾斜磁場パルス（Ｇｐ）と周波数エンコード方向傾斜磁場パルス（Ｇｆ）を印加して、エコー信号にそれぞれの方向の位置情報をエンコードする。
【００２１】
シーケンサ４は、高周波磁場パルス（以下、「ＲＦパルス」という）と傾斜磁場パルスをある所定のパルスシーケンスで繰り返し印加する制御手段であり、ＣＰＵ８の制御で動作し、被検体１の断層画像のデータ収集に必要な種々の命令を送信系５、傾斜磁場発生系３、および受信系６に送る。
【００２２】
送信系５は、被検体１の生体組織を構成する原子の原子核スピンに磁気共鳴を起こさせるために、被検体１にＲＦパルスを照射するもので、高周波発振器１１と変調器１２と高周波増幅器１３と送信側の高周波コイル（送信コイル）１４ａとを含む。高周波発振器１１から出力された高周波パルスをシーケンサ４からの指令によるタイミングで変調器１２により振幅変調し、この振幅変調された高周波パルスを高周波増幅器１３で増幅した後に被検体１に近接して配置された高周波コイル１４ａに供給することにより、ＲＦパルスが被検体１に照射される。
【００２３】
受信系６は、被検体１の生体組織を構成する原子核スピンの磁気共鳴により放出されるエコー信号（ＮＭＲ信号）を検出するもので、受信側の高周波コイル（受信コイル）１４ｂと信号増幅器１５と直交位相検波器１６と、Ａ／Ｄ変換器１７とを含む。送信側の高周波コイル１４ａから照射されたＲＦパルスによって励起された被検体１から発せられたＮＭＲ信号は被検体１に近接して配置された高周波コイル１４ｂで検出される。検出信号は、信号増幅器１５で増幅された後、シーケンサ４からの指令によるタイミングで直交位相検波器１６により直交する二系統の信号に分割され、それぞれがＡ／Ｄ変換器１７でディジタル量に変換されて、信号処理系７に送られる。
【００２４】
信号処理系７は、各種データ処理と処理結果の表示及び保存等を行うもので、光ディスク１９、磁気ディスク１８、ＲＯＭ２１、ＲＡＭ２２等の記憶装置と、ＣＲＴ等からなるディスプレイ２０とを有する。受信系６からのデータがＣＰＵ８に入力されると、ＣＰＵ８が信号処理、画像再構成等の処理を実行し、その結果である被検体１の断層画像をディスプレイ２０に表示すると共に、外部記憶装置の磁気ディスク１８等に記録する。
【００２５】
操作部２５は、ＭＲＩ装置の各種制御情報や上記信号処理系７で行う処理の制御情報を入力するもので、トラックボール又はマウス等の入力部２３、及び、キーボード２４を含む。この操作部２５はディスプレイ２０に近接して配置され、操作者がディスプレイ２０を見ながら操作部２５を通してインタラクティブにＭＲＩ装置の各種処理を制御する。
【００２６】
なお、図１において、送信側の高周波コイル１４ａと傾斜磁場コイル９は、被検体１が挿入される静磁場発生系２の静磁場空間内に配置される。具体的には、垂直磁場方式の場合、被検体１に対向して設置され、水平磁場方式の場合、被検体１を取り囲むようにして設置されている。また、受信側の高周波コイル１４ｂは、被検体１に対向して、或いは取り囲むように設置されている。
【００２７】
現在ＭＲＩ装置の撮像対象核種は、臨床で普及しているものとしては、被検体の主たる構成物質である水素原子核（プロトン）である。プロトン密度の空間分布や、励起状態の緩和時間の空間分布に関する情報を画像化することで、人体頭部、腹部、四肢等の形態または、機能を２次元もしくは３次元的に撮像する。
【００２８】
本実施形態では、上記ＭＲＩ装置を用いて被検体の断面画像の撮像と、磁気共鳴スペクトロスコピックイメージング（MRSI）とを行う。
【００２９】
断層画像の撮像は、CPU８がシーケンサ４にスピンエコー法やグラディエントエコー法等の公知のパルスシーケンスを実行させることにより行う。得られたＮＭＲ信号は、CPU８がフーリエ変換することにより断層画像を再構成する。
【００３０】
MRSIは、CPU８がシーケンサ４に図２に示したパルスシーケンスを実行させる。これにより、断層画像と同一の断面についてNMR信号を取得する。このとき、図３（ｂ）に示した所定の大きさの計測領域２８（例えば１ｃｍ角）ごとにNMR信号が取得されるように、スライス厚および位相エンコード量、読み出しエンコード量を設定する。
【００３１】
また、図２に示したパルスシーケンスにおいてRFパルスは、計測を所望する所定の複数の代謝物（Nアセチルアスパラギン酸、クレアチン、コリン等）のプロトンの共鳴周波数帯域がカバーできるように周波数帯域を設定する。これにより、各計測領域から得られたNMR信号をフーリエ変換することにより、図３（ｂ）に示したように、各計測領域におけるケミカルシフトのスペクトルデータを得ることができる。
【００３２】
本発明では、得られた断層画像データおよびスペクトルデータを以下のように表示する。
【００３３】
＜第１の実施形態＞
第１の実施形態について図３（ａ）、（ｂ）、図４を用いて説明する。
第１の実施形態では、各計測領域におけるケミカルシフトのスペクトル画像２８と、断層画像２９とをそれぞれ生成し、スペクトル画像１２８と断層画像２９とを重畳した重ね合わせ画像２６をディスプレイ２０に表示する。スペクトル画像１２８は、断層画像２９上で被検体上の個々の計測領域２８に対応する領域に区分けされ、各領域２８に対応する計測領域から得たケミカルシフトスペクトル２７が表示される。
【００３４】
このように断層画像２９上に表示した計測領域２８上にスペクトル２７を対応付けて表示することで結果の全体的な傾向を提示することができる。また、被検体の断層画像２９は計測領域２８と同断面で撮像されたＭＲ画像であり、計測領域２８と重畳表示することで、被検体のどの部分でスペクトル計測を行ったかを提示することができる。
【００３５】
また、ユーザが、計測領域２８から脳の左右対称な領域等任意の領域を観察対象領域３０と比較対象領域３１としてそれぞれ選択することにより、図３（ｂ）のように両領域３０、３１のスペクトルを拡大して重畳表示する。さらに観察対象領域３０のスペクトル３５と比較対象領域３１のスペクトル３６との全体の一致度または特定のスペクトルの一致度を求める。これにより脳の左右対称性等を利用して、一致度の低い領域を把握することが可能になり、代謝異常がある等病気の判断に用いることができる。
【００３６】
上記動作について具体的に図４を用いて説明する。
【００３７】
ＣＰＵ８は、磁気ディスク１８のプログラム格納領域１８ａに予め格納されたプログラムを読み込んで実行することにより、以下のように各部を動作させる。
【００３８】
まず、計測した複数のスペクトルとそれらの計測領域との対応関係が容易に認識できる形式で表示させる。すなわち、図３（ａ）の重ね合わせ画像２６のように、同じ計測面で撮像した被検体の断層画像２９上に、計測領域２８および対応するスペクトル２７の位置関係が一致した状態で重畳して画像１２８を表示させる（ステップ１３１）。
【００３９】
ＣＰＵ８は、ユーザから観察対象スペクトル３５を選択する動作を受け付ける（ステップ１３２）。観察対象スペクトル３５は、ユーザが観察したい計測領域２８（観察対象領域３０）のスペクトルであり、ユーザによる手動操作により決定する。選択する動作としては、例えばマウス操作により図３（ａ）の重ね合わせ画像２６から該当する計測領域２８を選択した後、観察対象選択ボタン１１３をクリックする等により選択を決定する。受付後、ＣＰＵ８は、どのスペクトルを観察対象領域３０として選択したかを表示画面上で認識できるようにする。これは、例えば計測領域２８を区分する線の色や線種、線幅などを区別することにより実現する。図３（ａ）の重ね合わせ画像２６では、観察対象領域３０を太線で表示することで、周囲の計測領域２８からを区別している。
【００４０】
つぎに、ＣＰＵ８は、ユーザから比較対象スペクトル３６を選択する動作を受け付ける（ステップ１３３）。比較対象スペクトル３６は、観察対象スペクトル３５と比較を行いたい計測領域２８（比較対象領域３１）のスペクトルである。比較対象スペクトル３６の選択は単一でも複数でもよい。ステップ１３２と同様に、ユーザがマウス操作により、図３（ａ）の重ね合わせ画像２６上で比較対象としたい計測領域２８を選択後、比較対象選択ボタン１１２をクリックすることにより選択を決定する等により比較対象領域３１を選択する。また、比較対象領域３１の比較対象スペクトル３６は、観察対象スペクトル３５やその他のスペクトルと区別して表示する。これは、ステップ１３２と同様に例えば計測領域２８を区分する線の色や線種、線幅などを変更することにより実現する。図３（ａ）の重ね合わせ画像２６では、比較対象領域３０を点線で表示することで、周囲の計測領域２８から区別している。
【００４１】
ユーザが図３（ａ）に示した重ね合わせ画像２６において、スペクトル重畳表示ボタン１１１をマウス等の入力部２３から指示した場合、ＣＰＵ８は観察対象スペクトル３５と比較対象スペクトル３６を重畳表示したグラフ画像３２を作成し、図３（ｂ）のようにディスプレイ２０に表示させる（ステップ１３４）。グラフ画像３２におけるグラフの縦軸３３は信号強度、横軸３４はケミカルシフト量である。観察対象スペクトル３５と比較対象スペクトル３６はそれぞれ識別できるように、例えばスペクトルの色や線種、線幅等を区別して表示する。例えば、図３（ｂ）では、観察対象スペクトル３５を実線で、比較対象スペクトル３６を点線で表示している。
【００４２】
ユーザが、比較対象スペクトル３６を複数選択した場合は、図３（ｂ）のスペクトル重畳表示のグラフ画像３２が煩雑にならないように、比較対象スペクトル３６を平均化したスペクトルを表示することも可能である。スペクトル重畳表示を行う際は、重ね合わせ画像２６とスペクトルを重畳表示したグラフ画像３２とで、観察対象スペクトル３５と比較対象スペクトル３６の対応関係が容易に認識できるように、その区別方法が一致しているほうが望ましい。
【００４３】
これにより、ユーザは、比較を所望する複数のスペクトルを図３（ｂ）のグラフ画像３２上で比較可能となる。また、複数のスペクトルを1つのグラフ画像３２上に表示するため、同じ大きさのディスプレイに同数のスペクトルを表示させる場合と比較して大きくグラフを表示可能であり、スペクトル同士の差異を容易に認識することができる。
【００４４】
さらに、ＣＰＵ８は、ユーザがグラフ画像３２の演算ボタン１１５をマウス等の入力部２３によりクリックした場合には、予め定めておいた演算を行い、観察対象スペクトル３５のグラフ全体と比較対象スペクトル３６のグラフ全体との一致度（％）を演算し、演算結果を画面３２上の演算結果表示領域１１４に数値で表示する（ステップ１３５）。比較対象スペクトル３６が複数ある場合には、それぞれについて、観察対象スペクトル３５との一致度を演算することも可能である。もしくは、複数の比較対象スペクトル３６の平均を求め、平均の比較対象スペクトル３６と観察対象スペクトル３５との一致度を演算することも可能である。一致度の演算方法としては、例えば、相関係数ρを求める演算を行う。相関係数は、下式（１）で表される。
【数１】
2010110567.tif 000003
上式（１）におけるSii、Sjj、Sijは下式（２）〜（４）で求める。式（２）〜（４）においてSi(a)は比較対象スペクトル３６であり、Sj(a)は観察対象スペクトル３５である。ａはケミカルシフト量である。
【数２】
2010110567.tif 000004
なお、式（２）〜（４）においてSi−（−は上付きのバーを表す）は、Si(a)の平均値であり、Sj−（−は上付きのバーを表す）、Sj(a)の平均値であり、それぞれ下式（５）で表わされる。
【数３】
2010110567.tif 000005
【００４５】
観察対象スペクトル３５のグラフ上において、特定のピークをユーザがマウス等で選択してピーク選択ボタン１１６をクリックし、その後演算ボタン１１５をクリックした場合には、そのピークについて、比較対象スペクトル３６の対応ピークとの一致度を演算する。演算結果は、演算結果表示領域１１４に数値で表示する。
【００４６】
ユーザは、演算結果表示領域１１４の数値を見て、観察対象スペクトル３５と比較対象スペクトル３６との一致度を数値により容易に認識することができる。
【００４７】
ユーザが観察対象の計測領域２８と比較対象の計測領域２８とを任意に選択し、それらの計測領域２８のスペクトルの一致度を求めることにより、一致度の高いもしくは低い計測領域２８を判別することができる。よって、例えば脳の左右対称性等を利用して、左右対称性の低い計測領域２８を求め、代謝異常がある領域である等の診断を行うことが可能になる。
【００４８】
＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態について図５を用いて説明する。第１の実施形態ではユーザが観察対象スペクトル３５の計測領域２８と比較対象スペクトル３６の計測領域２８とを選択していたが、第２の実施形態では、比較対象スペクトル３６を自動または半自動的に選択する。以下、第１の実施形態と異なる箇所のみ説明し、同じ箇所の説明は省略する。
【００４９】
図５および図６に示すように、ＣＰＵ８は、スペクトル画像１２８と断面画像２９の重畳画像２６（図３（ａ））をディスプレイ２０に表示させる（ステップ１３１）。ディスプレイ２０の画面上には重畳画像２６の他に、設定用画像１５５とグラフ画像１３２も同時に表示される。設定用画像１５５は、観察対象領域３０の座標選択、比較対象領域３１の選択方法、グラフ画像１３２における比較対象スペクトル３６と観察対象スペクトル３５との重畳方法の選択を受け付けるための画像である。
【００５０】
ＣＰＵ８は、第１の実施形態と同様に重畳画像２６でユーザが観察対象スペクトル３５の観察対象領域３０をマウス等でクリックすることにより、観察対象スペクトル３５の選択を受け付ける（ステップ１３２）。もしくは、設定用画像１５５の座標入力領域１５０にキーボード２４から座標の数値を入力することにより、観察対象領域３０の設定を受け付ける。図６の例では、スペクトル画像１２８が４×４の計測領域２８に分かれており、ｘ方向４つめ、ｙ方向３つめの計測領域２８が観察対象領域３０として選択されている。
【００５１】
比較対象スペクトル３６は、ＣＰＵ８が自動または半自動的に選択する（ステップ１４０）。ユーザは、設定用画像１５５の２つの項目１５１（Auto／Semi auto、Manual）のうちAuto／Semi autoをマウス等でクリックすることにより自動または半自動選択を選択することができる（ステップ１４０）。Manualを選択した場合には、第１の実施形態と同様に手動で比較対象スペクトルを選択する。自動または半自動選択を選択した場合、どのような演算で複数のスペクトルの中から比較対象スペクトル３６を選択するかは、プルダウンメニュー１５２によりユーザが決定する。プルダウンメニュー１５２においては、観察対象領域３０に対して左右対称な位置の一つの計測領域２８を比較対象領域３１として選択する方法（Symmetric Position)、全計測領域２８を比較対象領域３１として選択する方法、異常値を除く全計測領域２８を比較対象領域３１として選択する方法、ユーザが複数の比較対象領域３１を選択した後、その中から異常値のスペクトルの領域３１を除く半自動選択方法等がある。
【００５２】
比較対象スペクトル36として単一スペクトルとするか、複数のスペクトルとするかについてもユーザが選択可能にしてもよい。
【００５３】
ユーザが、プルダウンメニュー１５２によりSymmetric Positionを選択した場合、ＣＰＵ８は脳の左右対称性を利用し、観察対象領域３０に対して左右対称な位置のスペクトルを比較対象スペクトル３６として選択する。これを図７（ａ），（ｂ）を用いて具体的に説明する。p(x,y)を観察対象領域３０の位置を、pr(x',y')を比較対象領域３１の位置とすると、ＣＰＵ８はまず観察対象領域３０の座標(x,y)を検出する（ステップ５１）。次に、検出した座標に対して左右対称な座標(x',y')を下式（６）により求める（ステップ５２）。ここで、mは水平方向(x方向）の領域２８の数を表す。
【数４】
2010110567.tif 000006
求めた(x',y')を比較対象領域３１の位置pr(x',y')とする（ステップ５３）。
【００５４】
ユーザが、プルダウンメニュー１５２において、異常値を除く全計測領域２８を比較対象領域３１として選択する方法を選んだ場合、全計測領域２８のスペクトルから異常値を示すスペクトルを除き、残りの計測領域を比較対象領域３１として選択する。異常値を示すスペクトルの決定方法には、例えば、棄却検定を用いる。
【００５５】
棄却検定にはDixonの方法やGrubbsの方法などがある。ここではDixonの方法を用いた処理手順を図８を用いて説明する。まず、全ての計測領域２８のスペクトルS(a)（ただし、aはケミカルシフトの値）を平均した平均化スペクトルS(a)−（−は上付きのバーを表す）を求める（ステップ６１）。次に、各スペクトルS(a)について、平均化スペクトルS(a)−との差分スペクトルD(a)を求める。（ステップ６２）。
【００５６】
つぎに、式（７）を用いて差分スペクトルD(a)の絶対値のａ方向（Ｘ軸方向）の総和Σを求め、これを当該スペクトルS(a)の特徴量ｆとする（ステップ６３）。なお、スペクトルS(a)の特徴量を表現できれば、二乗和などの別手段を用いても良い。
【数５】
2010110567.tif 000007
【００５７】
各スペクトルS(a)ごとに特徴量ｆを求めた後、ｆの値を大きさ順に並び替える（ステップ６４）。特徴量ｆの最大値（ｆL）と最小値（ｆ１）と、そのスペクトルの特徴量ｆｉと、その次に小さい特徴量ｆｉ−１と、棄却限界値Ｑを用いて下式（８）を満たすｆｉのスペクトルを異常値と判断し、除去する（ステップ６５）。ここで、Ｑはスペクトルの個数によって予め決まる既知の棄却限界値である。
【数６】
2010110567.tif 000008
これにより、異常値を除去した残りのスペクトルをすべて比較対象スペクトルとして選択することが可能である。
【００５８】
一方、ユーザが、プルダウンメニュー１５２において、ユーザが複数の比較対象領域３１を選択した後、その中から異常値のスペクトルの領域３１を除く半自動選択方法を選択した場合には、ＣＰＵ８は、ユーザから比較対象スペクトル36の手動で選択を受け付け、その中から、自動的に異常値を示すスペクトルを除去する。異常値を示すスペクトルの判断は、上述の図８の方法を用いることができる。
【００５９】
上記により、自動または半自動的に比較対象スペクトルを決定した後、図５のステップ１３４に進み、第１の実施形態と同様に観察対象スペクトルと１以上の比較対象スペクトル、もしくは２以上の比較対象スペクトルの平均スペクトルとを重畳表示する。さらに、観察対象スペクトルと比較対象スペクトルとの一致度を演算し、その結果をユーザに数値として表示することができる（ステップ１３５）。
【００６０】
また、ここでは、観察対象領域２８をステップ１３２においてユーザが手動で選択しているが、ＣＰＵ８がすべての計測領域２８を順に観察対象領域３０として選択し、その都度図５の各ステップを実行することにより、すべての計測領域２８のスペクトルについて例えば左右対称な比較対象領域３１のスペクトルとの一致度を自動的に求めることができる。これにより、例えば最も左右対称性が低い計測領域２８を自動的に求めることが可能となり、ユーザが代謝異常により左右対称性の低い領域を見つけ出す等の判断材料として用いることができる。
【００６１】
なお、第２の実施形態では、観察対象領域３０に対して左右対称な比較対象領域３１を自動で選択する際に、図７（ｂ）の各ステップの方法を用いている。この方法は、スペクトル画像１２８の計測領域２８の左右中心が、断層画像２９の右中心と一致していることを前提に容易に比較対象領域３１を選択することができる。ただし、スペクトル画像の計測領域２８の左右中心が、断層画像２９の左右中心と不一致である場合は、観察対象領域３０と断層画像２９の左右中心との距離を演算で求め、左右中心から反対側に同じ距離だけ離れた計測領域を比較対象領域とする等の演算方法を用いることができる。
【００６２】
＜第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態について図９を用いて説明する。第1の実施形態及び第２の実施形態と異なる点は重畳した複数のスペクトルの表示方法を選択可能とした点である。以下、異なる箇所のみ説明し、同じ箇所の説明は省略する。
【００６３】
まず、ＣＰＵ８は、スペクトル画像２８と断層画像２９とを重ね合わせた画像２６（図３（ａ））を表示させ、観察対象スペクトル３５のユーザの手動による選択を受け付ける（ステップ１３１，１３２）。つぎに、比較対象スペクトル３６の手動、自動、または半自動により選択する（ステップ１４１）。手動による選択は、第１の実施形態のステップ１３３の動作、自動または半自動による選択は、第２の実施形態のステップ１４０の動作を行う。
【００６４】
つぎに、観察対象スペクトル３５上に比較対象スペクトル３６を表示するための重畳方法をユーザから受け付ける（ステップ１４１）。重畳方法としては、比較対象スペクトル３６をそのまま表示する方法や、複数の比較対象スペクトルを平均化したものを表示する方法の他に、観察対象スペクトルとの差分を表示する方法など複数の表示方法から選択可能にする。観察対象スペクトル３５と比較対象スペクトル３６との差分スペクトル３７の表示例を図１０に示す。比較対象スペクトル３６が単一のときは、観察対象スペクトル３５との差分を求める。比較対象スペクトル３６が複数のときは、まず比較対象スペクトル３６の平均化したスペクトルを求めてから、観察対象スペクトル３５との差分を求める。
【００６５】
ステップ１４３では、ステップ１４２で選択された表示方法に従って、観察対象スペクトル３５上に比較対象スペクトル３６を重畳して表示する。このとき、比較対象スペクトルを２種類以上の重畳方法で表示できることも可能である。例えば、全スペクトルを平均化したスペクトルと、観察対象領域と左右対称の位置にある比較対象領域のスペクトルとを重畳表示するなどである。その際、グラフ上の各スペクトルがどの重畳方法で表示しているかを区別できるように、例えば色分けや点線破線等で表示する。
【００６６】
これにより、ユーザがより比較しやすい形式でのスペクトルの表示が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本実施形態のＭＲＩ装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】第１の実施形態でケミカルシフトスペクトルを得るためのMRSIパルスシーケンスを示すブロック図。
【図３】（ａ）第１の実施形態のケミカルシフトのスペクトル画像と断層画像との重畳画像の画面例を示す説明図、（ｂ）観察対象スペクトルと比較対象スペクトルを重畳したグラフ画像の画面例を示す説明図。
【図４】第１の実施形態のＭＲＩ装置の表示制御を示すフローチャート。
【図５】第２の実施形態のＭＲＩ装置の表示制御を示すフローチャート。
【図６】第２の実施形態において表示される画面例を示す説明図。
【図７】（ａ）第２の実施形態において、観察対象領域の左右対称な位置を比較対象領域として検出することを示す説明図、（ｂ）検出処理のフローチャート。
【図８】第２の実施形態において、異常値を示すスペクトルを除去する処理のフローチャート。
【図９】第３の実施形態のＭＲＩ装置の表示制御を示すフローチャート。
【図１０】第３の実施形態において、差分スペクトルの表示例を示す説明図。
【符号の説明】
【００６８】
1…被検体、2…静磁場発生系、3…傾斜磁場発生系、4…シーケンサ、5…送信系、6…受信系、7…信号処理系、8…中央処理装置（CPU）、9…傾斜磁場コイル、10…傾斜磁場電源、11…高周波発信器、12…変調器、13…高周波増幅器、14a…高周波コイル（送信コイル）、14b…高周波コイル（受信コイル）、15…信号増幅器、16…直交位相検波器、17…A/D変換器、18…磁気ディスク、19…光ディスク、20…ディスプレイ、21…ROM、22…RAM、23…入力部（トラックボール又はマウス）、24…キーボード、25…操作部、26…重ね合わせ画像、27…スペクトル、28…計測領域、29…被検体の断層画像、30…観察対象領域、31…比較対象領域、32…スペクトルを重畳表示したグラフ、33…グラフ縦軸、34…グラフ横軸、35…観察対象スペクトル、36…比較対象スペクトル、37…差分スペクトル
【図１】
2010110567.tif 000009
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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