(57)【要約】【課題】ＤＮＰ−ＮＭＲによる磁気共鳴画像化方法において、フリーラジカル分子とその周辺領域が一体化された全体画像について高い輝度、ひいては高い画質を得る。【解決手段】  磁気共鳴画像化方法は、ＥＳＲ／ＤＮＰを生じさせて第１ＮＭＲ信号を取得するステップと、ＤＮＰを生じさせないで第２ＮＭＲ信号を取得するステップと、第１、第２ＮＭＲ信号を比較して画像を取得するステップとを含む。第１、第２ＮＭＲ信号を取得するための電磁波の供給は、それぞれ、ＮＭＲ用の外部磁場の印加を開始した後、所定時間が経過した時点で実施する。所定時間は、第１共鳴信号の強度が第１所定値より大きく、かつ、第１共鳴信号と第２共鳴信号との差分信号の強度が第２所定値より大きくなるように選択する。【選択図】図３
2019050940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物に第１外部磁場を印加するステップと、
前記対象物に、前記第１外部磁場より強度が大きい第２外部磁場を印加している状態で、対応する電磁波を供給することにより、前記対象物内で核磁気共鳴を生じさせ、第１共鳴信号を取得するステップと、
前記対象物に前記第１外部磁場を印加しつつ、対応する電磁波を供給することにより、前記対象物に含まれるフリーラジカル分子の電子スピン共鳴を生じさせ、これにより前記フリーラジカル分子の近傍にある原子群の核スピンについて動的核偏極を生じさせるステップと、
前記対象物に、前記第２外部磁場を印加している状態で、対応する電磁波を供給することにより、前記対象物内で核磁気共鳴を生じさせ、第２共鳴信号を取得するステップと、
前記第１共鳴信号と前記第２共鳴信号を処理して画像を取得するステップとを含み、
前記第１共鳴信号および前記第２共鳴信号を取得するための電磁波の供給は、それぞれ、前記第２外部磁場の印加を開始した後、所定時間が経過した時点で実施し、
前記所定時間は、前記第１共鳴信号の強度が第１所定値より大きく、かつ、前記第１共鳴信号と前記第２共鳴信号との差分信号の強度が第２所定値より大きくなるように選択する、
磁気共鳴画像化方法。
【請求項２】
前記対象物内で電子スピン共鳴を生じさせ、得られる共鳴信号に基づいて前記フリーラジカル分子の量を推定するステップをさらに含み、
前記所定時間は、前記推定したフリーラジカル分子の量に基づいて選択する、
請求項１に記載の磁気共鳴画像化方法。
【請求項３】
前記対象物は生体であり、
前記第１共鳴信号を取得するステップ、および、前記第２共鳴信号を取得するステップでは、前記対象物内で水素原子の核スピンの核磁気共鳴を生じさせる、
請求項１または２に記載の磁気共鳴画像化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴画像化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体の恒常性維持には、内因性分子の酸化と還元を伴うレドックス反応が重要な役割を果たしていることが知られている。レドックス反応では電子の授受が行われるため、反応中間体または副産物としてフリーラジカル分子（例えば活性酸素）が生成する。フリーラジカル分子が体内で過剰に生成するとレドックスバランスが崩れ、これにより癌、心疾患などのリスクが高まる可能性が指摘されている。したがって、フリーラジカル分子の画像化に対するニーズがある。
【０００３】
フリーラジカル分子を画像化する方法として、電子スピン共鳴画像法（ＥＳＲＩ：Electron Spin Resonance Imaging）が知られている。しかし、ＥＳＲＩにより得られた画像では、フリーラジカル分子とその周辺領域（臓器、組織など）との対応関係を同定できないという問題がある。
【０００４】
この問題を解決するため、ＥＳＲＩにより得られたフリーラジカル分子の画像に、核磁気共鳴画像法（ＭＲＩ：Magnetic Resonance Imaging）により得られた周辺領域の画像を重畳する技術が知られている。
【０００５】
一方、特許文献１、非特許文献１，２には、フリーラジカル分子の共鳴を生じさせる電磁波を照射することにより、フリーラジカル分子の近傍にある水素原子（プロトン）の核スピンの分極を増大させ（いわゆる動的核偏極法(ＤＮＰ：Dynamic Nuclear Polarization)）、増幅された核スピンの共鳴信号を通じてフリーラジカル分子の画像を間接的に取得する方法が開示されている。フリーラジカル分子の周辺領域の画像は、ＭＲＩを実施することにより画像化される。この方法は、ＤＮＰ−ＭＲＩ、核・電子二重共鳴画像化（ＰＥＤＲＩ：Proton Electron Double Resonance Imaging）、オーバーハウザー効果ＭＲＩ（ＯＭＲＩ：Overhauser enhanced MRI）などと称されることがある。
【０００６】
なお、ＤＮＰ−ＭＲＩでは、ＭＲＩのために印加される外部磁場は、共鳴信号の強度を大きくして画像の輝度を増大させるため、ＥＳＲのために印加される外部磁場に比べて十分に大きい強度のものに磁場変換される。
【０００７】
ところで、ＤＮＰが生じた核スピンの向きは、ＥＳＲ励起時に印加した外部磁場の向きに対して偏極し、さらに生じるＥＳＲの程度に応じて反転する。したがって、フリーラジカル分子の近傍にある水素原子群の磁化（単位体積中の核スピンの磁気モーメントの総和）の向きもまた、ＥＳＲ励起時に印加した外部磁場の向きに対して逆向きに近づくように徐々に変化する。
【０００８】
ＥＳＲを停止させると、ＤＮＰにより偏極（場合によっては反転）した核スピンから周囲の格子へのエネルギーの散逸により共鳴信号の強度が減少を始め、フリーラジカル分子の画像の輝度が低下することが考えられる。したがって、従来のＤＮＰ−ＭＲＩでは、ＥＳＲ用の電磁波照射を停止し、外部磁場の強度を大きくした直後に、ＭＲＩによる画像の取得を行っていた（非特許文献１，２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第５５７４３８６号明細書
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】David J. Lurie, et al., "Field-cycled PEDRI imaging of free radicals with detection at 450 mT", Magnetic Resonance Imaging, Volume 23, Issue 2, February 2005, Pages 175-181
【非特許文献２】David J Lurie, et al., "Field-cycled proton-electron double-resonance imaging of free radicals in large aqueous samples", Journal of Magnetic Resonance, Volume 84, Issue 2, September 1989, Pages 431-437
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
非特許文献１，２に記載された従来のＤＮＰ−ＭＲＩによれば、フリーラジカル分子については高輝度の画像を取得できる可能性がある。しかし、フリーラジカル分子の周辺領域（臓器、組織など）の画像の輝度については十分に検討されていない。したがって、フリーラジカル分子とその周辺領域が一体化された全体画像については、その画質に改善の余地がある。
【００１２】
なお、この課題は、磁気共鳴画像化の対象物が生体である場合だけでなく、フリーラジカル分子を含む（または、含んでいる可能性がある）任意の対象物の磁気共鳴画像化に当てはまる。なお、ＤＮＰ−ＭＲＩは、核磁気共鳴の対象が水素原子の核スピンでない場合を含めて、より広い概念でＤＮＰ−ＮＭＲ（核磁気共鳴：Nuclear Magnetic Resonance）と称される。
【００１３】
本発明は、ＤＮＰ−ＮＭＲによる磁気共鳴画像化方法において、フリーラジカル分子とその周辺領域が一体化された全体画像について高い輝度、ひいては高い画質を得ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
核磁気共鳴により得られる共鳴信号の強度は、対象となる原子群の磁化の大きさに比例する。しかし、ＤＮＰ−ＮＭＲにおいて、ＭＲＩを実施する際に強度の大きい外部磁場に磁場変換しても、磁化はすぐに外部磁場での熱平衡に達することはなく、縦緩和時間Ｔ１に応じて徐々に縦緩和して大きくなる。本発明はこのような知見に基づいてなされたものである。
【００１５】
本発明に係る磁気共鳴画像化方法は、
対象物に第１外部磁場を印加するステップと、
前記対象物に、前記第１外部磁場より強度が大きい第２外部磁場を印加している状態で、対応する電磁波を供給することにより、前記対象物内で核磁気共鳴を生じさせ、第１共鳴信号を取得するステップと、
前記対象物に前記第１外部磁場を印加しつつ、対応する電磁波を供給することにより、前記対象物に含まれるフリーラジカル分子の電子スピン共鳴を生じさせ、これにより前記フリーラジカル分子の近傍にある原子群の核スピンについて動的核偏極を生じさせるステップと、
前記対象物に、前記第２外部磁場を印加している状態で、対応する電磁波を供給することにより、前記対象物内で核磁気共鳴を生じさせ、第２共鳴信号を取得するステップと、
前記第１共鳴信号と前記第２共鳴信号を処理して画像を取得するステップとを含み、
前記第１共鳴信号および前記第２共鳴信号を取得するための電磁波の供給は、それぞれ、前記第２外部磁場の印加を開始した後、所定時間が経過した時点で実施し、
前記所定時間は、前記第１共鳴信号の強度が第１所定値より大きく、かつ、前記第１共鳴信号と前記第２共鳴信号との差分信号の強度が第２所定値より大きくなるように選択する。
【００１６】
本発明の一実施形態では、
前記対象物内で電子スピン共鳴を生じさせ、得られる共鳴信号に基づいて前記フリーラジカル分子の量を推定するステップをさらに含んでいてもよく、
前記所定時間は、前記推定したフリーラジカル分子の量に基づいて選択してもよい。
【００１７】
本発明の一実施形態では、
前記対象物は生体であってもよく、
前記第１共鳴信号を取得するステップ、および、前記第２共鳴信号を取得するステップでは、前記対象物内で水素原子の核スピンの核磁気共鳴を生じさせてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明では、フリーラジカル分子の近傍にある原子群の核スピンについて動的核偏極を生じさせない状態で取得した第１共鳴信号と、動的核偏極を生じさせた状態で取得した第２共鳴信号は、第２外部磁場の印加を開始した後、所定時間が経過した時点で生じた信号であり、第１共鳴信号の強度が第１所定値より大きく、かつ、第１共鳴信号と第２共鳴信号との差分信号の強度が第２所定値より大きくなる。
【００１９】
ここで、第１共鳴信号の強度は、フリーラジカル分子の周辺領域の画像の輝度に相当し、第１共鳴信号と第２共鳴信号との差分信号の強度は、フリーラジカル分子の画像の輝度に相当する。
【００２０】
したがって、本発明によれば、フリーラジカル分子とその周辺領域が一体化された全体画像について高い輝度、ひいては高い画質を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係る磁気共鳴画像化方法を実施するために用いられる例示的な磁気共鳴画像化装置を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る磁気共鳴画像化方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態に係る磁気共鳴画像化方法を実施したときの磁化の経時的な挙動を示す例示的なグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態に係る磁気共鳴画像化方法について、図面を参照しつつ説明する。この磁気共鳴画像化方法は、これに限定されないが、図１、図２に示す磁気共鳴画像化装置を用いて実施できる。
【００２３】
［１．磁気共鳴画像化方法］
図１は、例示的な磁気共鳴画像化装置１を示す平面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。磁気共鳴画像化装置１は、ＤＮＰ−ＮＭＲ（またはＤＮＰ−ＭＲＩ）法により、対象物（または測定対象物）の磁気共鳴画像化を行うように構成されている。磁気共鳴画像化装置１は、ステージ２，３、第１磁場印加部４、第２磁場印加部５、検出部６、モータ７、ＮＭＲコンソール８などを備えている。ステージ２，３は、円板形状を有し、互いに所定の距離を隔てて平行に配置されている。ステージ２，３は、モータ７の出力軸７１（中心軸１０１に沿って延びている）に取り付けられている。モータ７はサーボモータ７であってよい。
【００２４】
第１磁場印加部４は、ステージ２，３に設けられた一対の磁石４１，４１を有している。第２磁場印加部５は、ステージ２，３に設けられた一対の磁石５１，５１を有している。磁石４１，５１はそれぞれ永久磁石であるが、電磁石であってもよい。電磁石は、超伝導磁石であっても常伝導磁石であってもよい。磁石４１，５１は、対象物の周りに均一な磁場を印加するように構成されている。
【００２５】
磁石４１，４１は、対象物に含まれるフリーラジカル分子の（電子スピンについて）電子スピン共鳴（ＥＳＲ）を生じさせる大きさの磁場（第１外部磁場）を対象物に印加する。対象物が生体であれば、第１外部磁場の強度は、典型的には約１ｍＴ以上約１０ｍＴ以下であるが、本発明はこれに限定されない。磁石５１，５１は、対象物に含まれる原子の核スピンについて核磁気共鳴（ＮＭＲ）を生じさせる大きさの磁場（第２外部磁場）を対象物に印加する。対象物が生体であり、ＮＭＲを生じる対象が水素原子の核スピンであれば、第２外部磁場の強度は、典型的には約０．２テスラ以上約３テスラ以下であるが、本発明はこれに限定されない。対象物の位置で対象物が感じる第２外部磁場の向きは、第１外部磁場の向きと同じ（または実質的に同じ）である。
【００２６】
検出部６は、図示していないが、電子スピン共鳴（ＥＳＲ）においてフリーラジカル分子に電磁波（例えばマイクロ波）を供給するＥＳＲ用コイル（表面コイル型共振器または空洞型共振器）と、磁場を印加させるためのシムコイルと、一般的なＭＲＩ装置に設けられる公知の３つの傾斜磁場用コイルと、核磁気共鳴（ＮＭＲ）用の送受信コイルとを有している。当該３つの傾斜磁場用コイルにより、スライス選択用の傾斜磁場、位相エンコード用の傾斜磁場、および、周波数エンコード用（読み出し用）の傾斜磁場が対象物に印加される。これらの傾斜磁場の印加の仕方により、対象物の撮像断面が設定される。検出部６は図示しない円筒形コアを有しており対象物はこのコア内に配置されている。
【００２７】
モータ７が作動すると、出力軸７１と共に、磁石４１，５１を含む第１、第２磁場印加部４，５が回転する。磁石４１，５１の中心部が通過する軌道に符号１０２を付している。検出部６は、軌道１０２上のある領域に設けられている。検出部６は、図示しない所定のパーツに固定されている。
【００２８】
ＮＭＲコンソール８は、図示しないプロセッサとメモリとを有している。ＮＭＲコンソール８は、１つ以上の電源に接続されている。ＮＭＲコンソール８は、メモリに記憶された所定のプログラムをプロセッサで実行することにより、以下で説明する制御動作を実施できるように構成されている。ＮＭＲコンソール８は、モータ７と、検出部６のＥＳＲ用コイル、傾斜磁場用コイルおよびＮＭＲプローブ（送受信コイル）に接続されている。
【００２９】
ＮＭＲコンソール８は、モータ７の動作を制御するための制御信号をモータ７に送信し、モータ７からその回転角度を受信する。ＮＭＲコンソール８は、モータ（サーボモータ）用のコントローラに接続されている。当該コントローラは、ＮＭＲコンソール８から独立していても一体化されていてもよい。ＮＭＲコンソール８は、第１磁場印加部４において対象物にＥＳＲ用の電磁波を供給するように、検出部６の表面コイル型共振器に信号を送信する。ＮＭＲコンソール８は、検出部６に設けられた３つの傾斜磁場用コイルに信号を送信する。ＮＭＲコンソール８は、第２磁場印加部５において対象物にＮＭＲ用の電磁波を供給するように、検出部６のＮＭＲプローブに信号を送信し、ＮＭＲプローブからの核磁気共鳴信号（ＮＭＲ信号）を受信する。
【００３０】
また、ＮＭＲコンソール８は、検出部６のＮＭＲプローブから送信されるＮＭＲ信号を処理して画像を取得するように構成されている。
【００３１】
なお、磁気共鳴画像化装置１では、検出部６を固定して静止させた状態で、ステージ２，３と一緒に第１、第２磁場印加部４，５を回転させたが、逆に、第１、第２磁場印加部４，５を固定して静止させた状態で検出部６を回転させてもよい。
【００３２】
［２．磁気共鳴画像化方法］
図３は、本発明の実施形態に係る磁気共鳴画像化方法を示すフローチャートである。この方法は、ステップ２０１〜２１１を含んでいる。ステップ２０１〜２１１は、この順序で実施される。
【００３３】
ステップ２０１では、対象物を準備する。対象物は、人、マウス、ラットなどの生体であってもよい。ただし、この実施形態では、対象物は、フリーラジカル分子を含んでいる（または、含んでいる可能性がある）物体であればよく、生体に限定されることない。例えば対象物が生体であって、対象物に含まれるフリーラジカル分子の量が十分でない場合には、予め当該生体に常磁性分子プローブ（例えば、ニトロキシルラジカル類、トリアリルメチルラジカル類など）を投与してもよい。
【００３４】
ステップ２０２では、磁気共鳴画像化装置１を作動させる。以下、磁気共鳴画像化装置１の動作は、ＮＭＲコンソール８からモータ７、検出部６の表面コイル型共振器、傾斜磁場用コイルおよびＮＭＲプローブに送信される信号に基づいて制御される。まず、モータ７の出力軸７１の回転を開始させ、第１磁場印加部４および第２磁場印加部５の回転を開始させる。
【００３５】
ステップ２０４では、対象物に印加する外部磁場を、より高い強度の第２外部磁場に磁場変換する。上述のとおり、第２外部磁場の強度は第１外部磁場の強度よりも大きい。このように、対象物に印加する外部磁場を強度の異なるものに磁場変換するプロセスを、フィールドサイクリングと称す。
【００３６】
ステップ２０５では、対象物に第２外部磁場を印加している状態で、対応する電磁波（つまり、対象物内にある原子群について、核磁気共鳴を生じさせるような電磁波であって、例えばＲＦ(radio frequency)波）を供給する。電磁波の供給は、第２外部磁場の印加を開始した後、所定時間が経過した時点で行う。ステップ２０５で生じるＮＭＲ信号（第１共鳴信号）は、ＮＭＲコンソール８で受信される。
【００３７】
当該ＮＭＲのための電磁波はパルス波であり、エコー法（スピンエコー法、グラジエントエコー法など）によりＮＭＲ信号を取得してもよいし、自由誘導減衰（ＦＩＤ）信号をＮＭＲ信号として取得してもよい。
【００３８】
ステップ２０６では、１つまたは複数の画像を得るために、対象物に供給する傾斜磁場を変更しつつ（例えば位相エンコード）、ステップ２０３〜２０５を複数回繰り返し、一群の第１共鳴信号（つまり、ｋ空間のｍ行ｎ列を埋めるデータ）を得る。そして、この一群の第１共鳴信号をＮＭＲコンソール８で処理する（具体的には、２次元フーリエ変換または３次元フーリエ変換を計算する）ことにより、フリーラジカル分子の近傍および周辺領域の２次元画像または３次元画像（１つまたは複数の第１画像）が得られる。フリーラジカル分子の周辺領域には、フリーラジカル分子の近傍の領域が含まれる。当該周辺領域は、対象物の一部であっても全体であってもよい。対象物が生体であれば、当該周辺領域は臓器、組織であってもよい。
【００３９】
ステップ２０７では、まず、対象物に印加する外部磁場を、より低い強度の第１外部磁場に磁場変換する。そして、対象物に第１外部磁場を印加しつつ、対応する電磁波（つまり、対象物内に含まれるフリーラジカル分子の電子スピンについて、ＥＳＲを生じさせるような電磁波）を供給する。当該ＥＳＲのための電磁波は連続波であってもパルス波でもよく、例えばマイクロ波であってもよい。ただし、対象物にフリーラジカル分子が含まれなければ、ＥＳＲは生じない。
【００４０】
ＥＳＲが生じると、オーバーハウザー効果によりフリーラジカル分子の電子スピンからフリーラジカル分子の近傍にある原子群の核スピンの分極が増大する（動的核偏極：ＤＮＰ）。
【００４１】
ここで、ＤＮＰが生じる、フリーラジカル分子の近傍にある原子群とは、フリーラジカル分子の電子スピンと量子力学的に相互作用する程度の距離を隔てた位置に核スピンがある原子群を指していてよい。したがって、フリーラジカル分子の近傍にある原子群の核スピンとフリーラジカル分子の電子スピンとはＤＮＰを生じうる。ＤＮＰが生じた核スピンの向きは、ＥＳＲを生じさせるために印加した第１外部磁場（および第２外部磁場の向き）の向きに対して偏極（場合によっては反転）する。
【００４２】
ステップ２０８〜２１０はステップ２０４〜２０６と同様に実施する。ステップ２０８では、ステップ２０４と同様に、対象物に印加する外部磁場を第２外部磁場に磁場変換する（フィールドサイクリング）。ステップ２０９では、ステップ２０５と同様に、対象物に第２外部磁場を印加している状態で、第２外部磁場の印加を開始した後、所定時間が経過した時点で対応する電磁波（つまり、対象物内にある原子群について、ＮＭＲを生じさせるような電磁波）を供給する。生じるＮＭＲ信号（第２共鳴信号）はＮＭＲコンソール８で受信される。
【００４３】
ステップ２１０では、ステップ２０６と同様に、１つまたは複数の画像を得るために、対象物に供給する傾斜磁場を変更しつつ（例えば位相エンコード）、ステップ２０３〜２０５を複数回繰り返し、一群の第２共鳴信号（つまり、ｋ空間のｍ行ｎ列を埋めるデータ）を得る。そして、この一群の第２共鳴信号をＮＭＲコンソール８で処理することにより、フリーラジカル分子の周辺領域の２次元画像または３次元画像（１つまたは複数の第２画像）が得られる。
【００４４】
ステップ２１１では、ＮＭＲコンソール８は、ステップ２０６で得られる第１画像とステップ２１０で得られる第２画像とを比較する。ＮＭＲコンソール８は、例えば第１画像と第２画像の画像強度の差分、または画像強度の変化率を計算することにより、フリーラジカル分子の画像を得る。
【００４５】
図４は、本発明の実施形態に係る磁気共鳴画像化方法を実施したときの例示的な磁化の経時的な挙動を示すグラフである。グラフの横軸は時間を示し、縦軸は磁化の大きさを示す。磁化ベクトルのうち、第１、第２外部磁場と同じ向きの成分を正の値で示し、第１、第２外部磁場の向きとは反対向きの成分を負の値で示している。
【００４６】
ここで、ステップ２０５，２０９で得られる第１、第２共鳴信号は、フリーラジカル分子の周辺領域全体にある原子群の磁化に起因する信号成分を含んでいる。また、第１共鳴信号は、ＤＮＰを惹起せずに取得したＮＭＲ信号であり、第２共鳴信号は、ＤＮＰを惹起して取得したＮＭＲ信号である。図４では、第１共鳴信号に対応する磁化（の正または負の成分）に符号３０１を付しており、第２共鳴信号のうちＤＮＰが生じた（フリーラジカルの近傍にある原子群の）核スピンに起因する磁化（の正または負の成分）に符号３０２を付している。
【００４７】
時刻ｔ１では、対象物に第１外部磁場が印加されており、対象物内の（フリーラジカル分子の周辺領域にある）原子群の磁化の大きさはＭ０であるとする（ステップ２０３、ステップ２０７）。時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間、対象物に第１外部磁場を印加するとともに対応するＥＳＲ用の電磁波を供給する（ステップ２０７）。これにより、フリーラジカル分子のＥＳＲが生じ、これによりフリーラジカル分子の近傍にある原子群の核スピンについてＤＮＰが生じる。これにより、磁化３０１の向きは、第１外部磁場の向きに対して逆向きに近づくように変化し、磁化３０１の大きさは時刻ｔ２でＭ１に至る。一方、磁化３０２の大きさは、時刻ｔ２でＭ０のままである。
【００４８】
次に、時刻ｔ２で、対象物に印加する外部磁場を第２外部磁場に磁場変換する（ステップ２０４，２０８）。磁化３０１，３０２は、時刻ｔ２以降、それぞれＭ１，Ｍ０から第２外部磁場の強度に応じ縦緩和時間を時定数として増大する。
【００４９】
次に、時刻ｔimageで、対象物内の原子群に対応する電磁波を供給し、ＮＭＲを生じさせる（ステップ２０５，２０９）。時刻ｔimageにおいて、磁化３０１の大きさはＭ１’であり、磁化３０２の大きさはＭ２である。
【００５０】
ここで、図１に示すように、第１、第２磁場印加部４，５は、漏洩磁場の影響を最小化するために、ステージ２，３上で互いに所定距離隔てて配置されてよい。時刻ｔ２でＥＳＲを終了させた後、少し時間が経過してから第２外部磁場を印加する。しかし、図４では、議論を簡単にするため、この時間差を省略している。
【００５１】
ここで、第１共鳴信号の強度は、ＤＮＰを生じていない核スピンのＮＭＲ信号に基づくものであり、フリーラジカル分子の周辺領域の画像の輝度に相当する。一方、第１共鳴信号と第２共鳴信号との差分信号の強度は、実質的にフリーラジカル分子の画像の輝度に相当する。そこで、フリーラジカル分子の画像の輝度を大きくするため、フィールドサイクリングを実施した直後に（例えば、第２外部磁場の強度が安定した時点で）第１共鳴信号と第２共鳴信号を取得することが考えられる（非特許文献１，２を参照）。しかし、この場合、第１共鳴信号の強度が未だ大きくなっておらず、フリーラジカル分子の周辺領域の画像の輝度が小さい。
【００５２】
そこで、この実施形態では、フィールドサイクリング後、ＮＭＲ用の電磁波を供給するまでの所定時間（時刻ｔ２から時刻ｔimageまでの時間）は、第１共鳴信号の強度が第１所定値より大きく、かつ、第１共鳴信号と第２共鳴信号との差分信号の強度が第２所定値より大きくなるように選択する。第１所定値は、フリーラジカル分子の周辺領域の画像の輝度について許容される範囲内の値であり、第２所定値は、フリーラジカル分子の画像の輝度について許容される範囲内の値である。このようにして、フリーラジカル分子とその周辺領域が一体化された画像の全体について高い輝度、ひいては高い画質を得ることができる。
【００５３】
なお、第１所定値と第２所定値は、例えば、ＮＭＲコンソール８に接続された入力部を磁気共鳴画像化装置１に設け、その入力部を介してオペレータが入力できるようにしてもよい。
【００５４】
［３．他の実施形態］
本発明の範囲は、上述の実施形態の内容に限定されないと理解すべきである。また、上述の実施形態には、種々の改良、設計上の変更および削除を加えることにより、他の実施形態が構成されてよい。
【００５５】
例えば、上述の実施形態では、前記所定時間は、第１共鳴信号の強度が第１所定値より大きく、かつ、第１共鳴信号と第２共鳴信号との差分信号の強度が第２所定値より大きくなるように選択したが、対象物に含まれるフリーラジカル分子の量が多ければ、第１共鳴信号と第２共鳴信号との差分信号の強度が第２所定値以下となるまでの時間が長くなる。そこで、ある実施形態では、対象物に含まれるフリーラジカル分子の量を予め推定し、推定したフリーラジカル分子の量に基づいて所定時間を選択してもよい。フリーラジカル分子の量は、フリーラジカル分子の電子スピンについて電子スピン共鳴を実施し、得られる吸収スペクトルにおける吸収の程度から推定できる。電子スピン共鳴を実施する際には、フリーラジカル分子とスピントラップ剤とを反応させて安定化させておくことが好ましい。この実施形態では、ＮＭＲコンソール８は、検出部６から送信される電子スピン共鳴信号（ＥＳＲ信号）を受信するように構成されている。
【００５６】
また、上述の実施形態では、ステップ２０３〜２０６、ステップ２０７〜２１０でそれぞれ、フリーラジカル分子とその周辺領域が一体化された第１、第２画像を得た。つまり、ＮＭＲのパルスシーケンスに従い（例えば位相エンコード）、ｋ空間においてフリーラジカル分子とその周辺領域に相当する座標を区別せずに埋めていくプロセスを実施した。他の実施形態では、ｋ空間においてまずフリーラジカル分子に相当する座標をすべて埋めた後、周辺領域に相当する座標をすべて埋める（またはその逆）プロセスを実施してもよい。このプロセスは、ＥＳＲとＮＭＲを交互に実施することにより行うことができる。具体的に言うと、ステップ２０３〜２０５を実施した後、ステップ２０７〜２０９を実施するプロセスをｋ空間の座標がすべて埋まるまで連続的に行う。この実施形態では、エンコード（位相エンコードと周波数エンコード）についても交互に実施することになるので、第１共鳴画像と第２共鳴画像は最後に得られる。この実施形態によれば、ＥＳＲとＮＭＲを交互に実施することにより、ＥＳＲ照射による対象物の温度上昇を抑えることができる。特に、対象物が人体である場合には、温度上昇を抑えることにより安全性を確保できるという効果が得られる。
【符号の説明】
【００５７】
１  磁気共鳴画像化装置
２，３  ステージ
４  第１磁場印加部
５  第２磁場印加部
６  検出部
７  モータ
８  ＮＭＲコンソール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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