(57)【要約】ＭＲＩ装置における渦電流によるスペクトル歪みを補正するにあたり、補正によるアーチファクトを簡易な手法で抑え、補正の精度を向上させることを目的とする。計測対象の代謝物質より信号強度の大きい物質のＦＩＤ信号の位相値を用いて渦電流によるスペクトル歪みを補正する渦電流補正処理において、補正に用いる位相値の位相とびを、前以て補正する。位相とびの補正は、位相値の１次時間微分値を用いて位相変化量の少ない箇所を特定し、それ以外の箇所を位相とび発生箇所として特定する。特定された位相とび発生箇所を１次時間微分値上で除くことにより行う。位相とび発生箇所は、１次時間微分値を用い、予め定めた範囲内で予め定めた閾値以上変化する箇所として特定する。
2013027539.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に静磁場を印加する静磁場印加手段と、前記被検体に傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加手段と、前記被検体に高周波磁場パルスを照射する高周波磁場パルス照射手段と、前記被検体から核磁気共鳴信号を受信する受信手段と、制御手段と、を備える磁気共鳴撮影装置であって、
前記制御手段は、
前記傾斜磁場印加手段と前記高周波磁場パルス照射手段と前記受信手段との動作を制御して、所望の代謝物質の核磁気共鳴信号を計測点毎に得る計測制御手段と、
前記核磁気共鳴信号の渦電流補正を行う渦電流補正手段と、
前記渦電流補正手段で補正後の計測点毎の各磁気共鳴信号から表示情報を生成する表示情報生成手段と、を備え、
前記渦電流補正手段は、
計測対象の代謝物質より信号強度の大きい補正用物質のＦＩＤ信号の位相値を前記計測点毎に算出する位相値算出手段と、
前記位相値の位相とびを補正し、補正後の位相値を得る位相値補正手段と、を備え、
前記位相値補正手段は、
前記計測点毎の位相値の１次時間微分値を算出する１次微分値算出手段と、
位相とびが発生する位相とび発生領域を特定するための閾値を算出する閾値算出手段と、
前記閾値と前記１次時間微分値とを用いて、前記位相値の記位相とび発生領域を特定する位相とび発生領域特定手段と、
前記位相とび発生領域の前記１次時間微分値を補正することにより前記位相値の位相とびを補正する位相とび補正手段と、を備え、
前記渦電流補正手段は、前記位相とび補正後の位相値を用い、前記渦電流補正を行うこと
を特徴とする磁気共鳴撮影装置。
【請求項２】
請求項１記載の磁気共鳴撮影装置であって、
前記閾値算出手段は、
所定の領域を閾値算出領域として設定し、当該閾値算出領域内の、前記１次時間微分値の最大値と最小値との差分の絶対値を前記閾値として算出すること
を特徴とする磁気共鳴撮影装置。
【請求項３】
請求項２記載の磁気共鳴撮影装置であって、
前記閾値算出領域は、計測開始時刻から所定の時刻までの領域であること
を特徴とする磁気共鳴撮影装置。
【請求項４】
請求項３記載の磁気共鳴撮影装置であって、
前記所定の時刻は、前記補正用物質のＦＩＤ信号の信号強度の絶対値が最も早く所定の値となる時刻であること
を特徴とする磁気共鳴撮影装置。
【請求項５】
請求項１記載の磁気共鳴撮影装置であって、
前記閾値算出手段は、
前記１次時間微分値列を、時間方向に複数の小領域に分割し、分割後の小領域毎に、当該小領域に含まれる１次時間微分値の標準偏差を算出し、算出した全標準偏差の中から最小の標準偏差を特定し、特定された最小の標準偏差に所定の係数をかけた値を閾値として算出すること
を特徴とする磁気共鳴撮影装置。
【請求項６】
請求項１記載の磁気共鳴撮影装置であって、
前記位相とび発生領域特定手段は、予め定めた評価点を中心とする所定の時間幅である評価値算出領域内に含まれる、前記１次時間微分値の最大値と最小値との差分の絶対値を評価値として算出し、前記計測点毎に、当該計測点を前記評価点として算出された前記評価値と前記閾値とを比較して、当該評価値が前記閾値より大きい計測点を、前記位相とび発生領域として特定し、他の計測点を不発生領域として特定すること
を特徴とする磁気共鳴撮影装置。
【請求項７】
請求項６記載の磁気共鳴撮影装置であって、
前記位相とび補正手段は、前記不発生領域の前記１次時間微分値間を、補間により接続し、前記位相とびを補正すること
を特徴とする磁気共鳴撮影装置。
【請求項８】
請求項７記載の磁気共鳴撮影装置であって、
前記補間は、隣接する前記不発生領域の端部の前記１次時間微分値間を直線で接続する直線補間であること
を特徴とする磁気共鳴撮影装置。
【請求項９】
請求項７記載の磁気共鳴撮影装置であって、
前記位相とび補正手段は、前記補間後の前記１次時間微分値の累乗和を、前記位相とび補正後の位相値とすること
を特徴とする磁気共鳴撮影装置。
【請求項１０】
請求項７記載の磁気共鳴撮影装置であって、
前記位相とび補正手段は、前記補間後の前記１次時間微分値をフィッティングして得た１次時間微分値を積分して得た関数の、各計測点に対応する値を、前記補正後の位相値とすること
を特徴とする磁気共鳴撮影装置。
【請求項１１】
被検体に静磁場を印加する静磁場印加手段と、前記被検体に傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加手段と、前記被検体に高周波磁場パルスを照射する高周波磁場パルス照射手段と、前記被検体から核磁気共鳴信号を受信する受信手段と、前記傾斜磁場印加手段と前記高周波磁場パルス照射手段と前記受信手段との動作を制御して、所望の代謝物質の核磁気共鳴信号を計測点毎に得る計測制御手段と、計測対象の代謝物質より信号強度の大きい補正用物質のＦＩＤ信号の計測点毎の位相値を用いて前記核磁気共鳴信号の渦電流補正を行う渦電流補正手段と、前記渦電流補正手段で補正後の計測点毎の各磁気共鳴信号から表示情報を生成する表示情報生成手段と、を備える磁気共鳴撮影装置において、前記位相値の位相とびを補正する位相値補正方法であって、
計測点毎の前記位相値の１次時間微分値を算出する１次微分値算出ステップと、
位相とびが発生する位相とび発生領域を特定するための閾値を算出する閾値算出ステップと、
前記閾値と前記１次時間微分値とを用いて、前記位相値の前記位相とび発生領域を特定する位相とび発生領域特定ステップと、
前記位相とび発生領域の前記１次時間微分値を補正することにより、前記位相値の位相とびを補正する位相とび補正ステップと、
前記補正後の前記１次時間微分値から補正後の位相値を得る補正後位相値算出ステップと、を備えること
を特徴とする位相値補正方法。
【請求項１２】
被検体に静磁場を印加する静磁場印加手段と、前記被検体に傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加手段と、前記被検体に高周波磁場パルスを照射する高周波磁場パルス照射手段と、前記被検体から核磁気共鳴信号を受信する受信手段と、前記傾斜磁場印加手段と前記高周波磁場パルス照射手段と前記受信手段との動作を制御して、所望の代謝物質の核磁気共鳴信号を計測点毎に得る計測制御手段と、計測対象の代謝物質より信号強度の大きい補正用物質のＦＩＤ信号の計測点毎の位相値を用いて前記核磁気共鳴信号の渦電流補正を行う渦電流補正手段と、前記渦電流補正手段で補正後の計測点毎の各磁気共鳴信号から表示情報を生成する表示情報生成手段と、を備える磁気共鳴撮影装置のコンピュータを、
計測点毎の前記位相値の１次時間微分値を算出する１次微分値算出手段、
位相とびが発生する位相とび発生領域を特定するための閾値を算出する閾値算出手段、
前記閾値と前記１次時間微分値とを用いて、前記位相値の前記位相とび発生領域を特定する位相とび発生領域特定手段、および、
前記位相とび発生領域の前記１次時間微分値を補正することにより、前記位相値の位相とびを補正し、補正後の前記１次時間微分値から補正後の位相値を得る位相とび補正手段として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スペクトロスコピックイメージングに関し、特に渦電流などによるスペクトル歪みを補正する渦電流補正技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＲＩで計測される核磁気共鳴信号には、分子構造の違いによって、共鳴周波数が僅かに異なる化学シフト現象が生じる。この現象を利用して、分子（代謝物質）ごとに核磁気共鳴信号を分離し、スペクトルを得るＭＲＳ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）、代謝物質ごとの空間的な信号強度分布を画像化するＣＳＩ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｈｉｆｔ  Ｉｍａｇｉｎｇ：化学シフトイメージング）、ＭＲＳＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｉｃ  Ｉｍａｇｉｎｇ：核磁気共鳴スペクトロスコピックイメージング）が知られている。【０００３】
ＭＲＳやＭＲＳＩで検出できる人体の主な代謝物質には、コリン（Ｃｈｏ）、クレアチン（Ｃｒ）、Ｎ−アセチルアスパラギン酸（ＮＡＡ）、乳酸（Ｌａｃ）等がある。これら代謝物質の量から、がん等の代謝異常疾患の進行度判定や早期診断が可能となる。また、腫瘍の悪性度診断を非侵襲的に行うことが可能になると考えられる。【０００４】
ＭＲＳおよびＭＲＳＩでは、計測時に印加する傾斜磁場に起因して渦電流が生じる。渦電流は、空間的、時間的に静磁場不均一を生じさせ、計測により得るスペクトルの形状を歪ませる。このスペクトル歪みは、通常、代謝物質より信号強度が大きい物質の信号の位相値を用いて補正される。例えば、代謝物質より信号強度が大きい物質として水が用いられる（例えば、非特許文献１参照。）。非特許文献１に開示の手法では、水のＦＩＤ（自由誘導減衰）信号から空間的、時間的な位相値を算出し、代謝物質画像データに対して位相補正を行い、渦電流によるスペクトル歪みを補正する。【０００５】
ＣＳＩあるいはＭＲＳＩは、計測時間およびＳＮＲ（信号対雑音比）の観点から、計測するマトリクス（ボクセル）数が８×８〜３２×３２程度と非常に少ない。このため、画像再構成で実施するフーリエ変換によって、トランケーションが生じ、遠くのボクセルの信号が混入する。その結果、静磁場不均一が存在する場合、対象とするボクセル内の水信号と異なる周波数の水信号が混入する。【０００６】
異なる周波数の水信号が混入すると、渦電流補正に用いる位相値の時間変化に、いわゆる、位相とび領域が発生する。位相とび領域とは、単位時間当たりの位相値の変化量の変動が他の箇所に比べて突出して大きい領域である。この位相とび領域における位相変化量の大きさは、混入した水信号の濃度に比例する。ここで、図１７を用いて、この位相とびについて説明する。【０００７】
図１７（ａ）に、計算機シミュレーションによる、水信号のスペクトルを示す。図１７（ａ）におけるＷａｔｅｒ１およびＷａｔｅｒ２は、周波数がそれぞれ２Ｈｚと５Ｈｚ、濃度比が１．０対０．９の水信号のスペクトルである。この２つの信号が混在する場合の、水のＦＩＤ信号の時間領域における位相値の時間変化を図１７（ｂ）に示す。図１７（ａ）および図１７（ｂ）に示すように、周波数差Δｆに対して、１／Δｆの時間間隔で、濃度比に比例した位相とびが生じる。なお、ここでは、渦電流による静磁場変動を付加し、緩やかな位相変化を生じさせている。【０００８】
ここで、時間方向に図１７（ｂ）に示す変化を示す位相値を用いて、代謝物質の渦電流によるスペクトル歪みを補正する場合の、補正前後のスペクトルを、それぞれ図１７（ｃ）および図１７（ｄ）に示す。図１７（ｃ）には、渦電流補正前のスペクトルを、図１７（ｄ）には、渦電流補正後のスペクトルをそれぞれ示す。図１７（ｄ）に示すように、位相とびのある位相値を用いて補正すると、位相とびによって、リンギングアーチファクトが生じ、渦電流補正処理によって逆にスペクトルが劣化する。【０００９】
これに対し、例えば、水信号のスペクトルに対してローパスフィルタをかけることによって、リンギングアーチファクトを低減する手法がある（例えば、非特許文献２参照。）。また、水のＦＩＤ信号の位相値に現れる位相とびを補正し、リンギングアーチファクトを低減する手法がある（例えば、非特許文献３参照。）。非特許文献３では、時間領域における水のＦＩＤ信号の絶対値強度が極値を取るタイミングを位相とびの発生箇所とする。そして、位相とびとして除去する範囲は、水のＦＩＤ信号の位相値の、時間ｔについての１次導関数を用いて決定する。具体的には、１次導関数の上記の位相とび発生箇所の周辺をモデル関数でフィッティングし、フィッティングしたモデル関数の半値全幅（ｆｕｌｌ  ｗｉｄｔｈ  ａｔ  ｈａｌｆ  ｍａｘｉｍｕｍ，  ＦＷＨＭ）を用いて決定する。そして、決定した範囲の位相値の補正は、位相値上で行う。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Ｕｗｅ  Ｋｌｏｓｅ  ”Ｉｎ  Ｖｉｖｏ  Ｐｒｏｔｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ  ｉｎ  Ｐｒｅｓｅｎｃｅ  ｏｆ  Ｅｄｄｙ  Ｃｕｒｒｅｎｔｓ”  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｉｎ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ、１４巻、２６−３０頁（１９９０年）
【非特許文献２】Ｊ．  Ｍ．  Ｗｉｌｄ  ”Ａｒｔｉｆａｃｔｓ  Ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ  ｂｙ  Ｚｅｒｏ  Ｏｒｄｅｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｐｒｏｔｏｎ  ＮＭＲ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ  ａｎｄ  ａ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ  ｂｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ”  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ、１３７巻、４３０−４３６頁（１９９９年）
【非特許文献３】Ａ．  Ｗ．  Ｓｉｍｏｎｅｔｔｉ，ｅｔ  ａｌ．”Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ｕｎｗａｎｔｅｄ  ｐｈａｓｅ  ｊｕｍｐｓ  ｉｎ  ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  ｓｉｇｎａｌｓ  ｗｈｉｃｈ  ｃｏｒｒｕｐｔ  ＭＲＳＩ  ｓｐｅｃｔｒａ  ａｆｔｅｒ  ｅｄｄｙ  ｃｕｒｒｅｎｔ  ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ”  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ、１５９巻、１５１−１５７頁（２００２年）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、非特許文献２に記載の手法では、位相とびの低周波成分が残るため、リンギングアーチファクトを完全には除去できない。また、渦電流の高周波成分をカットしてしまうため、十分な渦電流の補正効果が得られない。【００１２】
非特許文献３に記載の手法では、時間領域における水のＦＩＤ信号の絶対値強度に極値が存在しなくても位相とびが発生するときには、位相とびが補正されない。また、位相変化が急峻な箇所が複数ある場合、その中から位相とびの箇所を特定し、抽出することが難しい。また、位相変化量が異なる複数の位相とびがある場合、フィッティング精度を高めるためには、位相とび発生箇所毎にフィッティングを行う必要があり、処理が煩雑となる。さらに、位相とびを補正する範囲は１次微分値上で決定するが、補正自体は、位相値上で行う。従って、位相値の時間変化に合わせて補正領域の位相変化量を決定し、補正領域とそれ以外の領域とが滑らかに接続するように補正する必要があり、処理が煩雑となる。【００１３】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ＭＲＩ装置における渦電流によるスペクトル歪みを補正するにあたり、補正によるアーチファクトを簡易な手法で抑え、補正の精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、計測対象の代謝物質より信号強度の大きい物質のＦＩＤ信号の位相値を用いて渦電流によるスペクトル歪みを補正する渦電流補正処理において、補正に用いる位相値の位相とびを、前以て補正する。位相とびの補正では、まず、位相値の１次時間微分値を用いて位相変化量の少ない箇所を特定し、それ以外の箇所を位相とび発生箇所として特定する。そして、特定された位相とび発生箇所を１次時間微分値上で除く。位相とび発生箇所は、１次時間微分値を用い、予め定めた範囲内で予め定めた閾値以上変化する箇所として特定する。【００１５】
具体的には、被検体に静磁場を印加する静磁場印加手段と、前記被検体に傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加手段と、前記被検体に高周波磁場パルスを照射する高周波磁場パルス照射手段と、前記被検体から核磁気共鳴信号を受信する受信手段と、制御手段と、を備える磁気共鳴撮影装置であって、前記制御手段は、前記傾斜磁場印加手段と前記高周波磁場パルス照射手段と前記受信手段との動作を制御して、所望の代謝物質の核磁気共鳴信号を計測点毎に得る計測制御手段と、前記核磁気共鳴信号の渦電流補正を行う渦電流補正手段と、前記渦電流補正手段で補正後の計測点毎の各磁気共鳴信号から表示情報を生成する表示情報生成手段と、を備え、前記渦電流補正手段は、計測対象の代謝物質より信号強度の大きい補正用物質のＦＩＤ信号の位相値を前記計測点毎に算出する位相値算出手段と、前記位相値の位相とびを補正し、補正後の位相値を得る位相値補正手段と、を備え、前記位相値補正手段は、前記計測点毎の位相値の１次時間微分値を算出する１次微分値算出手段と、位相とびが発生する位相とび発生領域を特定するための閾値を算出する閾値算出手段と、前記閾値と前記１次時間微分値とを用いて、前記位相値の前記位相とび発生領域を特定する位相とび発生領域特定手段と、前記位相とび発生領域の前記１次時間微分値を補正することにより前記位相値の位相とびを補正する位相とび補正手段と、を備え、前記渦電流補正手段は、前記位相とび補正後の位相値を用い、前記渦電流補正を行うことを特徴とする磁気共鳴撮影装置を提供する。【００１６】
また、被検体に静磁場を印加する静磁場印加手段と、前記被検体に傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加手段と、前記被検体に高周波磁場パルスを照射する高周波磁場パルス照射手段と、前記被検体から核磁気共鳴信号を受信する受信手段と、前記傾斜磁場印加手段と前記高周波磁場パルス照射手段と前記受信手段との動作を制御して、所望の代謝物質の核磁気共鳴信号を計測点毎に得る計測制御手段と、計測対象の代謝物質より信号強度の大きい補正用物質のＦＩＤ信号の計測点毎の位相値を用いて前記核磁気共鳴信号の渦電流補正を行う渦電流補正手段と、前記渦電流補正手段で補正後の計測点毎の各磁気共鳴信号から表示情報を生成する表示情報生成手段と、を備える磁気共鳴撮影装置において、前記位相値の位相とびを補正する位相値補正方法であって、計測点毎の前記位相値の１次時間微分値を算出する１次微分値算出ステップと、位相とびが発生する位相とび発生領域を特定するための閾値を算出する閾値算出ステップと、前記閾値と前記１次時間微分値とを用いて、前記位相値の前記位相とび発生領域を特定する位相とび発生領域特定ステップと、前記位相とび発生領域の前記１次時間微分値を補正することにより、前記位相値の位相とびを補正する位相とび補正ステップと、前記補正後の前記１次時間微分値から補正後の位相値を得る補正後位相値算出ステップと、を備えることを特徴とする位相値補正方法を提供する。【００１７】
また、被検体に静磁場を印加する静磁場印加手段と、前記被検体に傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加手段と、前記被検体に高周波磁場パルスを照射する高周波磁場パルス照射手段と、前記被検体から核磁気共鳴信号を受信する受信手段と、前記傾斜磁場印加手段と前記高周波磁場パルス照射手段と前記受信手段との動作を制御して、所望の代謝物質の核磁気共鳴信号を計測点毎に得る計測制御手段と、計測対象の代謝物質より信号強度の大きい補正用物質のＦＩＤ信号の計測点毎の位相値を用いて前記核磁気共鳴信号の渦電流補正を行う渦電流補正手段と、前記渦電流補正手段で補正後の計測点毎の各磁気共鳴信号から表示情報を生成する表示情報生成手段と、を備える磁気共鳴撮影装置のコンピュータを、計測点毎の前記位相値の１次時間微分値を算出する１次微分値算出手段、位相とびが発生する位相とび発生領域を特定するための閾値を算出する閾値算出手段、前記閾値と前記１次時間微分値とを用いて、前記位相値の前記位相とび発生領域を特定する位相とび発生領域特定手段、および、前記位相とび発生領域の前記１次時間微分値を補正することにより、前記位相値の位相とびを補正し、補正後の前記１次時間微分値から補正後の位相値を得る位相とび補正手段として機能させるためのプログラムを提供する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ＭＲＩ装置における渦電流によるスペクトル歪みを補正するにあたり、補正によるアーチファクトを簡易な手法で抑え、補正の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態の核磁気共鳴撮影装置の外観図である。
【図２】本発明の実施形態の核磁気共鳴撮影装置の機能構成図である。
【図３】本発明の実施形態の核磁気共鳴装置が備える計算機の機能ブロック図である。
【図４】本発明の実施形態の計測全体の流れを説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態のＭＲＳＩパルスシーケンスの一例を示す図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態のＭＲＳＩパルスシーケンスにより励起される領域を説明するための図である。
【図７】本発明の実施形態の位相値補正処理のフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態の位相折り返し接続処理の一例を説明するための図である。
【図９】本発明の実施形態の閾値算出処理のフローチャートである。
【図１０】（ａ）は、本発明の実施形態の閾値算出領域の決定手法を説明するための説明図であり、（ｂ）は、本発明の実施形態の閾値の決定手法を説明するための説明図である。
【図１１】本発明の実施形態の位相とび発生領域特定処理のフローチャートである。
【図１２】本発明の実施形態の位相とび補正領域特定処理を説明するための説明図である。
【図１３】本発明の実施形態の位相とび補正処理のフローチャートである。
【図１４】本発明の実施形態の位相とび補正を説明するための説明図である。
【図１５】本発明の実施形態の位相とび補正処理を実施する前の位相値と、実施後の位相値とのグラフである。
【図１６】計算機シミュレーション結果を用いて本発明の実施形態による効果を説明するための説明図であり、（ａ）は、渦電流補正を実施しない場合の計算機シミュレーション結果による代謝スペクトルのグラフであり、（ｂ）は、本発明の実施形態の位相とび補正を実施しない位相値を用いて渦電流補正を実施した場合の計算機シミュレーション結果による代謝スペクトルのグラフであり、（ｃ）は、本発明の実施形態の位相とび補正を実施した位相値を用いて渦電流補正を実施した場合の計算機シミュレーション結果による代謝スペクトルのグラフである。
【図１７】水のＦＩＤ信号の位相データを用いて渦電流補正を行う場合、リンギングアーチファクトが生じる原因を説明するための説明図であり、（ａ）は、計算機シミュレーションによる水のＦＩＤ信号のスペクトルのグラフであり、（ｂ）は、（ａ）に示す水のＦＩＤ信号の位相値のグラフであり、（ｃ）は、渦電流補正前の同スペクトルのグラフであり、（ｄ）は、渦電流補正後の同スペクトルのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を適用する実施形態について説明する。以下、実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００２１】
まず、本実施形態の磁気共鳴撮影装置（ＭＲＩ装置）について説明する。図１は、本実施形態のＭＲＩ装置の外観図である。図１（ａ）は、ソレノイドコイルで静磁場を生成するトンネル型磁石を用いた水平磁場方式のＭＲＩ装置１００である。図１（ｂ）は、開放感を高めるために磁石を上下に分離したハンバーガー型（オープン型）の垂直磁場方式のＭＲＩ装置１２０である。また、図１（ｃ）は、図１（ａ）と同じトンネル型磁石を用い、磁石の奥行を短くし且つ斜めに傾けることによって、開放感を高めたＭＲＩ装置１３０である。本実施形態では、これらの外観を有するＭＲＩ装置のいずれを用いることもできる。なお、これらは一例であり、本実施形態のＭＲＩ装置はこれらの形態に限定されるものではない。本実施形態では、装置の形態やタイプを問わず、公知の各種のＭＲＩ装置を用いることができる。以下、特に区別する必要がない場合は、ＭＲＩ装置１００で代表する。
【００２２】
図２は、本実施形態のＭＲＩ装置１００の機能構成図である。本図に示すように、本実施形態のＭＲＩ装置１００は、被検体１０１が置かれる空間に、静磁場を印加する静磁場印加手段である静磁場生成磁石１０２と、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向にそれぞれ傾斜磁場を発生させ、前記被検体に傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加手段である傾斜磁場コイル１０３と、静磁場分布を調整するシムコイル１０４と、被検体１０１の計測領域に対し高周波磁場パルスを照射する高周波磁場パルス照射手段である計測用高周波コイル１０５（以下、単に送信コイルという）と、被検体１０１から発生する核磁気共鳴信号を受信する受信手段である受信用高周波コイル１０６（以下、単に受信コイルという）と、送信機１０７と、受信機１０８と、計算機１０９と、傾斜磁場用電源部１１２と、シム用電源部１１３と、シーケンス制御装置１１４と、を備える。
【００２３】
静磁場生成磁石１０２は、図１（ａ）、図１（ｂ）、図１（ｃ）にそれぞれ示した各ＭＲＩ装置１００、１２０、１３０の構造に応じて、種々の形態のものが採用される。傾斜磁場コイル１０３及びシムコイル１０４は、それぞれ傾斜磁場用電源部１１２及びシム用電源部１１３により駆動される。なお、本実施形態では、送信コイル１０５と受信コイル１０６とに別個のものを用いる場合を例にあげて説明するが、送信コイル１０５と受信コイル１０６との機能を兼用する１のコイルで構成してもよい。送信コイル１０５が照射する高周波磁場は、送信機１０７により生成される。受信コイル１０６が検出した核磁気共鳴信号は、受信機１０８を通して計算機１０９に送られる。
【００２４】
シーケンス制御装置１１４は、傾斜磁場コイル１０３の駆動用電源である傾斜磁場用電源部１１２、シムコイル１０４の駆動用電源であるシム用電源部１１３、送信機１０７及び受信機１０８の動作を制御し、傾斜磁場、高周波磁場の印加および核磁気共鳴信号の受信のタイミングを制御する。制御のタイムチャートはパルスシーケンスと呼ばれ、計測に応じて予め設定され、後述する計算機１０９が備える記憶装置等に格納される。
【００２５】
計算機１０９は、受け取った核磁気共鳴信号に対して様々な演算処理を行い、画像情報やスペクトル情報を生成するとともに、ＭＲＩ装置１００全体の動作を制御する制御手段である。計算機１０９は、ＣＰＵ、メモリ、記憶装置などを備える情報処理装置であり、計算機１０９にはディスプレイ１１０、外部記憶装置１１１、入力装置１１５などが接続される。ディスプレイ１１０は、演算処理で得られた結果等をオペレータに表示するインタフェースである。入力装置１１５は、本実施形態で行われる演算処理に必要な条件、パラメータ等をオペレータが入力するためのインタフェースである。外部記憶装置１１１は、記憶装置とともに、計算機１０９が実行する各種の演算処理に用いられるデータ、演算処理により得られるデータ、入力された条件、パラメータ等を保持する。
【００２６】
以下、本実施形態の計算機１０９が実現する機能について説明する。図３は、本実施形態の計算機１０９の機能ブロック図である。本実施形態の計算機１０９は、計測制御部２１０と、表示情報生成部２２０と、渦電流補正部２３０とを備える。計測制御部２１０は、パルスシーケンスに従ってシーケンス制御装置１４を動作させるとともに各部を制御して計測を行い、核磁気共鳴信号を得る。本実施形態では、例えば、所望の代謝物質の核磁気共鳴信号を、計測点毎に得る。渦電流補正部２３０は、計測により得た核磁気共鳴信号の、渦電流によるスペクトル歪みを補正する渦電流補正を行う。表示情報生成部２２０は、渦電流によるスペクトル歪みを補正後の核磁気共鳴信号に対して様々な演算処理を行い画像情報やスペクトル情報などの表示情報を生成する。
【００２７】
渦電流補正部２３０は、渦電流によるスペクトル歪みを、代謝物質よりも信号強度の大きい物質（補正用物質；本実施形態では、水）のＦＩＤ信号（自由誘導減衰信号；以下、渦電流補正用信号と呼ぶ。）の位相値を用いて補正する。このとき、補正には、位相とび補正後のものを用いる。従って、本実施形態の渦電流補正部２３０は、渦電流補正用信号から、位相値を算出する位相値算出部２４０と、位相値内の位相とびを補正し、補正後の位相値を得る位相値補正部２５０と、を備える。
【００２８】
なお、計算機９が実現する各種の機能は、記憶装置が保持するプログラムを、ＣＰＵがメモリにロードして実行することにより実現される。また、計算機９が実現する各種の機能のうち、少なくとも１の機能は、ＭＲＩ装置１００とは独立した、情報処理装置であって、ＭＲＩ装置１００とデータの送受信が可能な情報処理装置により実現されていてもよい。
【００２９】
以下、上記各機能による、本実施形態の計測全体の流れについて簡単に説明する。図４は、本実施形態の計測全体の流れを説明するためのフローチャートである。
【００３０】
本実施形態では、渦電流補正用信号として水のＦＩＤ信号を用いる。従って、まず、計測制御部２１０は、予め定められたパルスシーケンスに従ってシーケンス制御装置１４を制御し、非水抑圧計測を行い（ステップＳ１１０１）、水のＦＩＤ信号F(tn)（ｎ＝０、・・・Ｎ−１）を得る。ここで、Ｎはサンプリング点数、tnは、ｎ番目の計測点における時刻を表す離散的な値である。また、t0は、計測開始時刻を表す。
【００３１】
位相値算出部２４０は、得られた水のＦＩＤ信号F(tn)から、計測点毎の、水のＦＩＤ信号の位相値φ(tn)を算出する（ステップＳ１１０２）。水のＦＩＤ信号の位相値φ(tn)は、計測された水のＦＩＤ信号F(tn)から以下の式（１）に従って算出される。
φ(tn)＝tan-1 (Im(F(tn)))／(Re(F(tn)))      （１）
ここで、tan-1は、アークタンジェント関数、Im(F(tn))は複素数F(tn)の虚部、Re(F(tn))は複素数F(tn)の実部を表す。
【００３２】
そして、位相値補正部２５０は、位相値φ(tn)の位相とびを補正し、補正後の位相値である補正後位相値φc(tn)を得る（ステップＳ１１０３）。
【００３３】
次に、計測制御部２１０は、予め定められたパルスシーケンスに従ってシーケンス制御装置１４を制御し、水抑圧計測を行い（ステップＳ１１０４）、代謝物質信号S(tn)を得る。
【００３４】
そして、渦電流補正部２３０は、得られた代謝物質信号S(tn)を、補正後位相値φc(tn)で補正する渦電流補正を行い（ステップＳ１１０５）、渦電流補正後の代謝物質信号Secc(tn)を得る。渦電流補正後の代謝物質信号Secc(tn)は、代謝物質信号S(tn)から、位相とび補正後の水のＦＩＤ信号の位相値φc(tn)を用いて、以下の式（２）に従って算出される。
Secc(tn)＝S(tn)・exp（-i・φc(tn)）      （２）
ここで、iは虚数単位である。
【００３５】
表示情報生成部２２０は、渦電流補正後の代謝物質信号Secc(tn)をフーリエ変換し、代謝物質のスペクトルまたは分布画像を得る（ステップＳ１１０６）。
【００３６】
ここで、計測制御部２１０が、上記計測（ステップＳ１１０１の非水抑圧計測およびステップＳ１１０４の水抑圧計測）に用いるパルスシーケンスの一例について説明する。ここでは、代謝物質を画像化する領域選択型ＭＲＳＩのパルスシーケンス（以降、ＭＲＳＩパルスシーケンスと呼ぶ）を例にあげて説明する。
【００３７】
図５は、ＭＲＳＩパルスシーケンス３００の一例である。図５において、ＲＦは高周波磁場パルスの印加タイミングを示す。Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚは、それぞれ、ｘ、ｙ、ｚ方向の傾斜磁場パルスの印加タイミングを示す。Ａ／Ｄは、信号の計測期間を示す。図５に示すＭＲＳＩパルスシーケンス３００は、公知のＭＲＳＩパルスシーケンスと同じであり、１つの励起パルスＲＦ１と２つの反転パルスＲＦ２およびＲＦ３とを用いて、所定の関心領域を選択的に励起し、この関心領域からＦＩＤ信号（自由誘導減衰）ＦＩＤ１を得る。
【００３８】
このＭＲＳＩパルスシーケンス３００に従って励起される領域を、図６（ａ）〜図６（ｃ）に示す。図６（ａ）〜図６（ｃ）は、本計測に先立って行われる計測により得る位置決め用スカウト画像であって、それぞれ、図６（ａ）はトランス像４１０、図６（ｂ）はサジタル像４２０、図６（ｃ）はコロナル像４３０である。以下、各部の動作と励起される領域との関係を図５および図６（ａ）〜図６（ｃ）を用いて説明する。
【００３９】
まず高周波磁場ＲＦ１とz方向の傾斜磁場パルスＧｓ１、Ｇｓ１'とを印加して、ｚ方向の断面４０１を励起する。ＴＥ／４（ここで、ＴＥはエコー時間）時間後に、高周波磁場ＲＦ２とｙ方向の傾斜磁場パルスＧｓ２とを印加する。その結果、ｚ方向の断面４０１とｙ方向の断面４０２とが交差する領域における核磁化の位相のみがリフェイズする（戻る）。続いて、高周波磁場ＲＦ２印加からＴＥ／２後に高周波磁場ＲＦ３とｘ方向の傾斜磁場パルスＧｓ３とを印加する。それによって、ｚ方向の断面４０１、ｙ方向の断面４０２、ｘ方向の断面４０３が交差する関心領域４０４における核磁化の位相のみがリフェイズされ、ここからＦＩＤ信号ＦＩＤ１が生じる。このＦＩＤ信号ＦＩＤ１を計測する。なお、各方向の傾斜磁場パルスＧｄ１〜Ｇｄ３およびＧｄ１'〜Ｇｄ３'は、高周波磁場ＲＦ１で励起された核磁化の位相をリフェイズし、ＲＦ２、ＲＦ３で励起された核磁化の位相をディフェイズするための傾斜磁場である。また、高周波磁場ＲＦ３の後には、位相エンコード傾斜磁場Ｇｐ１、Ｇｐ２を印加する。以上により、関心領域４０４の核磁気共鳴信号を得る。
【００４０】
次に、上記ステップＳ１１０３の位相値補正部２５０による位相値の補正について説明する。本実施形態の位相値の補正とは、渦電流補正に用いる位相値の位相とびの補正である。位相とびの補正は、位相値上で位相とび発生箇所を特定し、当該箇所の位相とびを除去するようになされる。
【００４１】
一般に、時間によって変化する位相値は、位相とびが発生する箇所で変曲点を持ち、その近傍で極大値と極小値とを持つ。すなわち、位相値の1次時間微分値（以後、１次微分値と呼ぶ。）は、位相とびが発生する箇所の近傍で、上あるいは下に凸のピーク形状を有する。本実施形態では、これを利用し、位相値における位相とび領域を特定する。すなわち、位相値の１次微分値において、このピーク形状以外の範囲、位置を抽出し、それ以外の範囲、位置を位相とび発生箇所として特定する。
【００４２】
ただし、渦電流による位相変化の箇所も、同様な変化を示す。従って、本実施形態の位相値補正部２５０は、位相変化が上記特徴を示す箇所が、渦電流の影響によるものか、位相とびによるものかを判別し、位相とびによるもののみを特定する。一般に、渦電流による位相の変化量は、位相とびによる位相の変化量より小さい。従って、位相変化の中で、その変化量が所定の値より小さいものを、渦電流による位相変化、所定の値以上のものを位相とびによるものとする。
【００４３】
位相とびによるものであるか否かを判別する閾値として、各計測点の位相値の１次微分値の、所定の時間領域における位相変化量を用いる。所定の時間領域は、渦電流による位相変化の影響が大きい、計測開始時刻から予め定めた時間までの領域とする。そして、１次微分値の各点において、位相変化量を評価値として算出する。この評価値が閾値より小さい箇所を渦電流の影響による位相変化領域、または静磁場不均一などによる位相変化領域とし、その他の箇所を位相とび発生領域とする。なお、渦電流の影響による位相変化領域、または静磁場不均一などによる位相変化領域をここでは位相とび不発生領域と呼ぶ。
【００４４】
補正は、位相とび不発生領域の計測点の１次微分値を補間により接続することにより行う。接続後の１次微分値から、補正後の位相値を得る。
【００４５】
上記処理を実現するため、位相値補正部２５０は、図３に示すように、位相値を時間で微分し、１次微分値を得る１次微分値算出部２５１と、算出した１次微分値から、位相とび発生領域を特定するための閾値を算出する閾値算出部２５２と、閾値と１次微分値とを用いて位相値の位相とび発生領域を特定する位相とび発生領域特定部２５３と、位相とび発生領域内の位相とびを補正する位相とび補正部２５４と、を備える。
【００４６】
なお、本実施形態の閾値算出部２５２が算出する閾値は、まず、当該閾値により位相とびが発生していない領域（位相とび不発生領域）を特定し、それ以外の領域を位相とび発生領域とすることにより、位相とび発生領域を特定する閾値である。従って、位相とび発生領域特定部２５３は、１次微分値上で、閾値以下の１次微分値を持つ領域を位相とび不発生領域として特定し、それ以外の領域を位相とび発生領域として特定する。
【００４７】
上記各機能による、本実施形態の位相値補正処理の流れの概略を説明する。図７は、本実施形態の位相値補正処理の流れを説明するためのフローチャートである。
【００４８】
まず、１次微分値算出部２５１は、位相値算出部２４０が算出した水のＦＩＤ信号の位相値φ(tn)から、１次微分値φz'(tn)を算出する（ステップＳ１２０１）。
【００４９】
次に、閾値算出部２５２は、１次微分値φz'(tn)から位相とび不発生領域を特定する際に用いる閾値Ｐｔｈを算出する（ステップＳ１２０２）。
【００５０】
次に、位相とび発生領域特定部２５３は、閾値Ｐｔｈを用いて、１次微分値φz'(tn)の中から、位相とび不発生領域を特定し、それ以外の位相とび発生領域ＰＪを特定する（ステップＳ１２０３）。
【００５１】
最後に、位相とび補正部２５４は、１次微分値φz'(tn)から、位相とび発生領域ＰＪを除去し、その間を補間後、位相値に戻すことにより、位相値の位相とびを補正する（ステップＳ１２０４）。これにより、位相値補正部２５０は、補正後の位相値φc(tn)を得る。
【００５２】
以下、上記各処理の詳細を説明する。
【００５３】
まず、上記ステップＳ１２０１における、１次微分値算出部２５１による、１次微分値の算出を説明する。１次微分値算出部２５１は、まず、位相値算出部２４０が算出した位相値φ(tn)に対し、位相折り返し接続処理を行い、位相折り返し接続処理後の位相値φz(tn)を得る。そして、１次微分値算出部２５１は、位相折り返し接続処理後の位相値φz(tn)を、時間で微分することにより、1次微分関数φz'(tn)を得る。
【００５４】
ここで、上記位相折返し接続処理について図８を用いて説明する。図８において、横軸は、水のＦＩＤ信号の計測開始からの時間（ｍｓ）、縦軸は位相値（ｒａｄ）である。また、破線は計測結果から算出された位相値φ(tn)のプロット結果、実線は位相折り返し接続処理後の位相値φz(tn)のプロット結果を示す。
【００５５】
位相値φ(tn)は、−πから＋πの間の値として算出される。しかし、上記ＭＲＳＩパルスシーケンス３００により取得する水のＦＩＤ信号の位相には、−πから＋πの範囲を超えた値が生じる。−πから＋πの範囲を超える位相は、−πから＋πの間の値に折り返される。図８の破線に示すように、折り返された部分では、値が不連続となる。そこで、このような、位相値の時間的に不連続な変化を取り除く、位相折り返し接続処理を行い、本来の位相変化の状態を示す位相値φz(tn)を得る。
【００５６】
なお、位相折り返し接続処理は、既存の各種の位相折り返し接続処理を用いることができる。なお、このとき、ノイズによる位相ばらつきを防ぐため、適宜スムージングを行ってもよい。以下、本明細書では、位相折り返し接続処理後の位相値φz(tn)を、単に位相値φz(tn)と呼ぶ。
【００５７】
次に、ステップＳ１２０２における、閾値算出部２５２による閾値Ｐｔｈの算出を説明する。閾値Ｐｔｈは、位相とび不発生領域に対応する計測点を、前記１次微分値φz'(tn)の中で特定するために用いる。閾値算出部２５２は、この判別に用いる閾値Ｐｔｈを算出する。
【００５８】
閾値算出部２５２は、位相値φz(tn)の１次微分値φz'(tn)から渦電流による位相変化の影響が大きい時間範囲を閾値算出領域Ｒとする。そして、閾値算出領域Ｒ内の位相変化量を、渦電流による位相変化とし、閾値Ｐｔｈとして算出する。
【００５９】
前述のように、計測開始時刻から所定の時間までは、渦電流の影響が大きい。従って、閾値算出部２５２は、位相値φz(tn)の１次微分値φz'(tn)において、計測開始時刻から所定の時間までの時間範囲を閾値算出領域Ｒと設定する。そして、閾値算出領域Ｒ内の、１次微分値φz'(tn)の最大値Ｍと最小値ｍとの差分（Ｍ-ｍ）の絶対値|(Ｍ−ｍ)|を、閾値Ｐｔｈとする。
【００６０】
閾値算出領域Ｒは、例えば、水信号のＦＩＤ信号F(tn)の絶対値|F(tn)|を用いて決定する。この場合、例えば、計測開始時刻から、絶対値|F(tn)|が予め定めた値以上である時間範囲を、閾値算出領域Ｒとする。
【００６１】
絶対値|F(tn)|を用いて決定する場合の、閾値算出部２５２による閾値算出処理を説明する。図９は閾値算出処理の流れを説明するための処理フローである。図１０（ａ）は、水のＦＩＤ信号の信号強度F(tn)の絶対値|F(tn)|のプロット結果から閾値算出領域Ｒを決定する処理を説明するための図であり、図１０（ｂ）は、１次微分値φz'(tn)のプロット結果を用いて、閾値Ｐｔｈを決定する処理を説明するための図である。
【００６２】
まず、閾値算出部２５２は、水のＦＩＤ信号の信号強度F(tn)の絶対値|F(tn)|を算出する（ステップＳ１３０１）。図１０（ａ）に示すように、水のＦＩＤ信号の信号強度F(tn)の絶対値|F(tn)|は、計測開始時刻t0から、所定の時間まで、一様に減少する。
【００６３】
次に、図１０（ａ）に示すように、閾値算出部２５２は、絶対値|F(tn)|が、予め設定される閾値Ｓｔｈに最も近い時刻の中の最初の時刻tP（ｐは１≦ｐ≦Ｎを満たす整数）を特定し、計測開始時刻t0から時刻tPまでの時間範囲を閾値算出領域Ｒとする（ステップＳ１３０２）。本実施形態では、閾値Ｓｔｈには、見かけの横磁化緩和時間T2*における絶対値強度|F(T2*)|を用いる。具体的には、時刻ｔ＝０のときの、水のＦＩＤ信号の信号強度を|F(0)|すると、下式（３）を満たす値を閾値Ｓｔｈとして用いる。
Sth＝|F(T2*)|＝|F(0)×exp(-1)|      (３）
【００６４】
次に、閾値算出部２５２は、図１０（ｂ）に示すように、ステップＳ１３０２で設定した閾値算出領域Ｒ内の、各計測点tnの１次微分値φz'(tn)の中から、最大値Ｍおよび最小値ｍを抽出し、最大値Ｍと最小値ｍとの差分（Ｍ−ｍ）の絶対値|Ｍ−ｍ|を計算する。そして、得られた絶対値|Ｍ−ｍ|を閾値Ｐｔｈとする（ステップＳ１３０３）。
【００６５】
閾値算出領域Ｒ内で得た１次微分値φz'(tn)の変化量である絶対値|Ｍ−ｍ|が、渦電流による変化量と考えられる。本実施形態では、１次微分値φz'(tn)の所定の範囲内の変化量で、この渦電流による変化量よりも小さい変化量を、磁場変動による位相変化と判断し、それ以外の変化量を位相とびによる変化量と判断する。
【００６６】
なお、閾値算出領域（時間範囲）Ｒは、水のＦＩＤ信号の信号強度F(tn)を用いて決定するのではなく、直接、所定の時間tPを設定することにより決定してもよい。設定する所定の時間tPは、例えば、経験的に知られている渦電流の時定数に基づいて、渦電流の成分が保持されている期間を判断し、決定する。tPは、例えば、数１０ｍｓ〜数１００ｍｓに決定する。
【００６７】
なお、閾値算出領域（時間範囲）Ｒの決定手法は、これに限られない。渦電流の情報が十分含まれ、かつ、位相とびによる変化がない領域を閾値算出領域（時間範囲）Ｒとして設定できればよい。
【００６８】
また、閾値Ｐｔｈを、閾値算出領域Ｒを用いずに、１次微分値φz'(tn)から算出してもよい。図１０（ｂ）に示す１次微分値φz'(tn)を、時間方向に複数の小領域に分割する。各小領域で、当該小領域に含まれる１次微分値φz'(tn)の標準偏差を算出する。算出した小領域毎の標準偏差の中から、最小の標準偏差を決定する。そして、最小の標準偏差に所定の係数を乗算し、閾値とする。以上の手順によって算出した閾値は、１次微分値φz'(tn)における位相変化の緩やかな領域を位相とび不発生個所の基準としている。ただし、後述する評価値算出領域ＲＥｋは、上述の閾値算出領域（時間範囲）Ｒの決定方法で決定する。
【００６９】
次に、ステップＳ１２０３における、位相とび発生領域特定部２５３による、位相とび発生領域ＰＪの特定手法を説明する。本実施形態の位相とび発生領域特定部２５３は、計測点tn毎に、位相とび不発生箇所であるか否かを判定する。判定は、判定対象の計測点tk毎の評価値Ｅｋと、閾値算出部２５２が算出した閾値Ｐｔｈとを比較することにより行う。評価値Ｅｋが閾値Ｐｔｈより小さい場合、その判定対象の計測点tkを、位相とび不発生箇所と判定する。評価値Ｅｋは、計測点tkを中心として所定の時間幅を有する評価値算出領域ＲＥｋ内に含まれる１次微分値φz'(tn)の、最大値Ｍｋと最小値ｍｋとの差分（Ｍｋ−ｍｋ）の絶対値|Ｍｋ−ｍｋ|とする。
【００７０】
図１１は、位相とび発生領域特定部２５３による処理の流れを示すフローチャートである。
【００７１】
位相とび発生領域特定部２５３は、まず、最初の計測点tk（ｋは１以上の整数）を設定する（ステップＳ１４０１）。以後、位相とび不発生箇所であるか否かを判定する計測点を評価点と呼ぶ。本実施形態では，閾値算出部２５２が算出した時刻tPの、次の計測時刻（計測点）tP+1を、最初の評価点tkとする。
【００７２】
次に、位相とび発生領域特定部２５３は、評価点tkに対する評価値算出領域ＲＥｋを設定する（ステップＳ１４０２）。本実施形態では，評価点tkを中心として閾値算出領域Ｒと同じ範囲を評価値算出領域ＲＥｋとする。従って、評価点tkに対する評価値算出領域ＲＥｋは、tk−Ｒ／２からtk＋Ｒ／２の範囲に設定される。
【００７３】
次に、位相とび発生領域特定部２５３は、評価点tkの評価値Ｅｋを算出する（ステップＳ１４０３）。本実施形態では、評価値算出領域ＲＥｋ内の、各計測点tnの１次微分値φz'(tn)の中から、最大値Ｍｋと最小値ｍｋとを算出する。そして，最大値Ｍｋと最小値ｍｋとの差分の絶対値|Ｍｋ−ｍｋ|を評価値Ｅｋとして算出する。
【００７４】
次に、位相とび発生領域特定部２５３は、算出した評価値Ｅｋと閾値Ｐｔｈとを比較して（ステップＳ１４０４）、当該評価値Ｅｋが閾値Ｐｔｈ以下であれば、位相とびが発生していない不発生点とする（ステップＳ１４０６）。すなわち、この評価点tkでは、静磁場不均一による線形な位相変化、または、渦電流による位相変化のみが発生していると判断する。一方、評価値Ｅｋが閾値Ｐｔｈより大きければ、当該評価点tkを位相とび発生点と設定する（ステップＳ１４０５）。すなわち、この評価点tkで、位相とびが発生しているものと判断する。
【００７５】
以上のステップを、tp+1以降の全ての評価点tkについて、順に繰り返す（ステップＳ１４０７、Ｓ１４０８）。これにより、位相とび発生領域特定部２５３は、各計測点tkについて、位相とび発生点であるか不発生点であるかを判別する。なお、連続する位相とび発生点を、位相とび発生領域と呼び、連続する不発生点を、不発生領域と呼ぶ。
【００７６】
本実施形態の位相とび発生領域特定部２５３による判別結果を図１２に示す。図１２において、横軸は、水のＦＩＤ信号の計測開始からの時間（ｓｅｃ）、縦軸は、水のＦＩＤ信号の位相の１次微分値φz'(tn)（ｒａｄ／ｓｅｃ）である。図１２の、実線５０１は、不発生領域の１次微分値φz'(tn)群を、破線５０２は、位相とび発生領域の１次微分値φz'(tn)群を、それぞれ示す。なお図１２の白抜きの丸印は上記tPに対応する。
【００７７】
以上のように、本実施形態の位相とび発生領域特定部２５３は、水のＦＩＤ信号の位相の１次微分値φz'(tn)を用いて、位相とび発生領域を特定する。
【００７８】
次に、上記ステップＳ１２０４における、位相とび補正部２５４による、位相とび補正について説明する。図１３は、本実施形態の位相とび補正部２５４による位相とび補正の流れを説明するためのフローチャートである。
【００７９】
まず、位相とび補正部２５４は、１次微分値φz'(tn)のプロット結果上で、隣接する不発生領域５０１間を補間により接続する（ステップＳ１５０１）。具体的には、図１４に示すように、１次微分値φz'(tn)のプロット結果上で、不発生領域５０１間が滑らかに接続されるよう補間し、１次微分値φz'(tn)から位相とび発生領域５０２の値を除去する。補間には、隣接する不発生領域５０１の端部間を直線で接続する直線補間、スプライン補間、キュービック補間等の公知の手法を用いる。
【００８０】
位相とび補正部２５４は、補間後のプロット結果５１１をフィッティングすることにより、位相とび補正後の１次微分関数φc'(tn)を得、その各計測点の値として、位相とび補正後の１次微分値φc'(tn)（５１１）を得る（ステップＳ１５０２）。フィッティングは、多項式、指数関数等を用いて行う。
【００８１】
そして、位相とび補正部２５４は、補正後の１次微分値φc'(tn)から、補正後の位相値φc(tn)を得る（ステップＳ１５０３）。ここでは、例えば、補正後の１次微分関数φｃ'（ｔ）を積分することで、位相とび補正後の位相関数φc(t)を得、補正後の位相関数φc(t)の各計測点tnの値として位相とび補正後の位相値φc(tn)を算出する。
【００８２】
なお、補正後の位相値φc(tn)は、補正後の１次微分値φc'(tn)の累乗和として算出してもよい。
【００８３】
ここで、上記位相とび補正部２５４による位相とび補正の前後の位相値のグラフの一例を図１５に示す。本図において、横軸は、時間（ｓｅｃ）、縦軸は、位相（ｒａｄ）を示す。また、破線は位相とび補正前の水のＦＩＤ信号の位相値φz(tn)のプロット結果（位相関数φｚ（ｔ）のグラフ）、実線は位相とびを補正後の水のＦＩＤ信号の位相値φc(tn)のプロット結果（位相関数φc(t)のグラフ）を表す。本図に示すように、上記位相とび補正処理により、水のＦＩＤ信号の位相とびが解消されていることがわかる。
【００８４】
以上説明したように、本実施形態の磁気共鳴装置は、被検体に静磁場を印加する静磁場印加手段と、前記被検体に傾斜磁場を印加する傾斜磁場印加手段と、前記被検体に高周波磁場パルスを照射する高周波磁場パルス照射手段と、前記被検体から核磁気共鳴信号を受信する受信手段と、制御手段と、を備える磁気共鳴撮影装置１００であって、前記制御手段は、前記傾斜磁場印加手段と前記高周波磁場パルス照射手段と前記受信手段との動作を制御して、所望の代謝物質の核磁気共鳴信号を計測点毎に得る計測制御部２１０と、前記核磁気共鳴信号の渦電流補正を行う渦電流補正部２３０と、前記渦電流補正部２３０で補正後の計測点毎の各磁気共鳴信号から表示情報を生成する表示情報生成部２２０と、を備え、前記渦電流補正部２３０は、計測対象の代謝物質より信号強度の大きい補正用物質のＦＩＤ信号の位相値を前記計測点毎に算出する位相値算出部２４０と、前記位相値の位相とびを補正し、補正後の位相値を得る位相値補正部２５０と、を備え、前記位相値補正部２５０は、前記計測点毎の位相値の１次時間微分値を算出する１次微分値算出部２５１と、位相とびが発生する位相とび発生領域を特定するための閾値を算出する閾値算出部２５２と、前記閾値と前記１次時間微分値とを用いて前記位相値の前記位相とび発生領域を特定する位相とび発生領域特定部２５３と、前記位相とび発生領域の前記１次時間微分値を補正することにより前記位相値の位相とびを補正する位相とび補正部２５４と、を備え、前記渦電流補正部２３０は、前記位相とび補正後の位相値を用い、前記渦電流補正を行うことを特徴とする。
【００８５】
前記閾値算出部２５２は、所定の領域を閾値算出領域として設定し、当該閾値算出領域内の、前記１次時間微分値の最大値と最小値との差分の絶対値を前記閾値として算出してもよい。前記閾値算出領域は、計測開始時刻から所定の時刻までの領域としてもよい。前記所定の時刻は、前記補正用物質のＦＩＤ信号の信号強度の絶対値が最も早く所定の値となる時刻としてもよい。
【００８６】
前記閾値算出部２５２は、前記１次時間微分値列を、時間方向に複数の小領域に分割し、分割後の小領域毎に、当該小領域に含まれる１次時間微分値の標準偏差を算出し、算出した全標準偏差の中から最小の標準偏差を特定し、特定された最小の標準偏差に所定の係数をかけた値を閾値として算出してもよい。
【００８７】
また、前記位相とび発生領域特定部２５３は、予め定めた評価点を中心とする所定の時間幅である評価値算出領域内に含まれる、前記１次時間微分値の最大値と最小値との差分の絶対値を評価値として算出し、前記計測点毎に、当該計測点を前記評価点として算出された前記評価値と前記閾値とを比較して、当該評価値が前記閾値より大きい計測点を、前記位相とび発生領域として特定し、他の計測点を不発生領域として特定してもよい。
【００８８】
前記位相とび補正部２５４は、前記不発生領域の前記１次時間微分値間を、補間により接続し、前記位相とびを補正してもよい。前記補間は、隣接する前記不発生領域の端部の前記１次時間微分値間を直線で接続する直線補間としてもよい。また、前記位相とび補正部２５４は、前記補間後の前記１次時間微分値の累乗和を、前記位相とび補正後の位相値としてもよい。また、前記位相とび補正部２５４は、前記補間後の前記１次時間微分値をフィッティングして得た１次時間微分値を積分して得た関数の、各計測点に対応する値を、前記補正後の位相値としてもよい。
【００８９】
このように、本実施形態によれば、計測対象の代謝物質より信号強度の大きい物質のＦＩＤ信号の位相値を用いて渦電流によるスペクトル歪みを補正する渦電流補正処理において、位相とびを補正後の位相値を用いて渦電流補正を行う。
【００９０】
位相とび補正後の位相値は、位相値の１次微分値を用いて特定された位相とび発生箇所を、１次微分値上で除くことにより得る。すなわち、位相とび発生箇所と特定された計測点以外の計測点の１次微分値間を補間することにより得た補間後１次微分値の累乗和として補正後の位相値を得る。
【００９１】
位相とび発生箇所は、１次微分値を用い、予め定めた範囲内で予め定めた閾値以上変化する箇所として特定する。例えば、渦電流補正用信号の信号強度を用い、渦電流の影響を受ける時間範囲を特定し、その間の渦電流補正用信号の位相値の変化量から、渦電流による位相値の変化量を閾値Ｐｔｈとして特定するとともに、評価単位Ｒを決定する。そして、これらを用いて、位相値の１次微分値を評価し、位相とび発生領域を特定する。
【００９２】
従って、本実施形態によれば、位相値を補正する対象のＦＩＤ信号の絶対値強度の極値の有無には関係なく、位相とび発生箇所を特定することができる。また、その特定を、簡易な計算で行うことができる。補正すべき箇所が精度よく特定されるため、補正の精度も高まる。
【００９３】
従って、本実施形態によれば、効率よく、また、精度よく、渦電流補正に用いる位相値の位相とびを除去することができる。そして、精度よく補正された位相値を用いて計測対象の核磁気共鳴信号の渦電流補正処理がなされるため、リングングアーチファクトを効果的に防ぐことができ、渦電流によるスペクトル歪みを良好に補正することができる。従って、高品質な表示情報を得ることができる。
【００９４】
また、本実施形態では、ベースラインを探し、突出しているところを除く。非特許文献３に開示の技術では、突出しているところを探す。従って、本実施形態によれば、非特許文献３に開示の手法に比べ、位相とびと判定された領域のフィッティング処理がない。また、位相とび補正処理は１次微分値上で実施するため、非特許文献３に開示の手法で用いられている、位相値の時間変化に合わせて補正領域の位相変化量を決定し、補正領域とそれ以外の領域が滑らかに接続するように補正する処理が省略できる。このため、処理量を大幅に低減することができ、負荷が少なく、高速に結果を得ることができる。
【００９５】
ここで、本実施形態による渦電流補正の効果を計算機シミュレーションにて確認する。計算機シミュレーション結果を図１６に示す。
【００９６】
図１６（ａ）は、渦電流補正を実施しなかった場合の代謝物質スペクトル、図１６（ｂ）は、本実施形態の位相とび補正を実施しない位相値を用いて渦電流補正を実施した場合の代謝物質スペクトル、図１６（ｃ）は、本実施形態の位相とび補正を実施した位相値を用いて渦電流補正を実施した場合の代謝物質スペクトルを、それぞれ示す。
【００９７】
これらの図に示すように、本実施形態の位相とび補正後の位相値を用いて渦電流補正を行うと、位相とびによるリンギングアーチファクトが除去でき、かつ、渦電流によるスペクトル歪みも補正できることがわかる。
【００９８】
なお、本実施形態では、渦電流の補正に用いる位相値を水のＦＩＤ信号から得る場合を例にあげているが、これに限られない。計測対象の代謝物質よりも信号強度の大きい物質の信号であれば、特に水のＦＩＤ信号に限られない。
【符号の説明】
【００９９】
１００：ＭＲＩ装置、１０１：被検体、１０２：静磁場生成磁石、１０３：傾斜磁場コイル、１０４：シムコイル、１０５：送信コイル、１０６：受信コイル、１０７：送信機、１０８：受信機、１０９：計算機、１１０：ディスプレイ、１１１：外部記憶装置、１１２：傾斜磁場用電源部、１１３：シム用電源部、１１４：シーケンス制御装置、１１５：入力装置、１２０：ＭＲＩ装置、１３０：ＭＲＩ装置、２１０：計測制御部、２２０：表示情報生成部、２３０：渦電流補正部、２４０：位相値算出部、２５０：位相値補正部、２５１：１次微分値算出部、２５２：閾値算出部、２５３：位相とび発生領域特定部、２５４：補正部、３００：ＭＲＳＩパルスシーケンス、４０１：断面、４０２：断面、４０３：断面、４０４：関心領域、４１０：トランス像、４２０：サジタル像、４３０：コロナル像、５０１：不発生領域、５０２：位相とび発生領域、５１１：補間後プロット結果
【図１】
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【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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