(57)【要約】  関心領域外からのコンタミ信号の影響を低減したスペクトルデータを取得する磁気共鳴測定装置を提供する。そのために、本発明の磁気共鳴イメージング装置は、傾斜磁場発生手段が一方の極性で傾斜磁場を発生している状態で被検体が発生する第1のエコー信号を取得し、さらに傾斜磁場発生手段が一方の極性とは逆極性である他方の極性で傾斜磁場を発生している状態で被検体が発生する第2のエコー信号を取得し、さらに第1のエコー信号と第2のエコー信号の両方のエコー信号から代謝物質の状態を表すグラフを作成することを特徴とする。
2014125966.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に対して均一な静磁場を発生させる静磁場発生手段と、
前記被検体に対して傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生手段と、
前記被検体へ照射する高周波パルスを発生する高周波パルス発生手段と、
前記被検体からのエコー信号を受信するエコー信号受信手段と、
前記受信したエコー信号に基づき代謝物質の状態を計測すると共に、前記静磁場発生手段や傾斜磁場発生手段や高周波磁場発生手段を制御する制御情報処理手段と、を備え、
前記制御情報処理手段は、前記傾斜磁場発生手段が発生した一方の極性の傾斜磁場に基づいて前記被検体が発生する第1のエコー信号を取得し、前記傾斜磁場発生手段が発生した前記一方の極性とは逆極性である他方の極性の傾斜磁場に基づいて前記被検体が発生する第2のエコー信号を取得し、前記第1のエコー信号と前記第2のエコー信号の両方のエコー信号を用いて代謝物質の状態を表す情報を作成する、ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置において、
操作部およびディスプレイが設けられ、
前記制御情報処理手段は、前記被検体における関心領域を入力するための入力画像を前記ディスプレイに表示し、直交する3方向の内の少なくとも一方向の関心領域を、前記操作部を介して取得し、
前記傾斜磁場発生手段は、取得した前記一方向の関心領域を励起するための傾斜磁場を発生し、
前記ディスプレイは、前記制御情報処理手段によって作成された前記代謝物質の状態を表す情報を表示する、ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
請求項2に記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記制御情報処理手段は、前記第1のエコー信号と前記第2のエコー信号との両方の信号を平均化した値を求め、前記平均化した値を用いて前記代謝物質の状態を表す情報を作成する、ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
請求項2に記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記制御情報処理手段は、代謝物質が入力され、さらに直交する3方向の内の少なくとも一方向における関心領域が入力されると、前記入力された代謝物質と前記入力され関心領域に基づいて、前記傾斜磁場発生手段が一方の極性で傾斜磁場を発生している状態での前記入力された代謝物質の励起領域と、前記一方の極性とは逆極性である前記他方の極性で傾斜磁場を発生している状態での前記入力された代謝物質の励起領域とが重なる励起領域が、前記入力された関心領域となるように、演算により励起領域を決定する、ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
請求項2に記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記制御情報処理手段は、代謝物質が入力され、前記直交する3軸の内の少なくとも一軸方向の関心領域が入力されると、前記入力され関心領域の外側に位置する前記設定された代謝物質の励起領域を演算により求め、前記演算により求められた励起領域に対して飽和パルスを印加する、ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
請求項2に記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記制御情報処理手段は、前記3方向の少なくとも一方向において、前記傾斜磁場発生手段が一方の極性で傾斜磁場を発生している状態での前記設定された代謝物質の励起領域と、前記一方の極性とは逆極性である前記他方の極性で傾斜磁場を発生している状態での前記設定された代謝物質の励起領域と、が重なる励起領域が、前記設定された関心領域となるように、演算により前記励起領域を決定する、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１記載の磁気共鳴イメージング装置において、前記制御情報処理手段は、前記第1のエコー信号と前記第2のエコー信号との両方の信号を用いて代謝物質のグラフを作成する、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記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記傾斜磁場発生手段は、直交する3方向の各方向において一方の極性の傾斜磁場と前記一方の極性とは逆極性である他方の極性の傾斜磁場を発生し、
前記制御情報処理手段は、前記直交する3方向の各方向に於ける関心領域をそれぞれ取得し、さらに前記直交する3方向の各方向に於いて前記第1のエコー信号と前記第2のエコー信号の両方を取得し、前記直交する3方向全ての前記第1のエコー信号と前記第2のエコー信号を用いて前記代謝物質の状態を表す情報を作成する、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記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記傾斜磁場発生手段は、X軸とY軸とZ軸の3軸の各軸方向に於いて一方の極性の傾斜磁場と前記一方の極性とは逆極性である他方の極性の傾斜磁場を発生し、
前記制御情報処理手段は、前記X軸とY軸とZ軸の3軸の各軸方向に於いて関心領域をそれぞれ取得し、前記X軸とY軸とZ軸の3軸の各軸方向に於いて、前記第1のエコー信号と前記第2のエコー信号の両方を取得し、前記X軸とY軸とZ軸の3軸全ての前記第1のエコー信号と前記第2のエコー信号を用いて前記代謝物質の状態を表す情報を作成する、ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１０】
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記傾斜磁場発生手段は、前記傾斜磁場として、一方の極性のスライス選択傾斜磁場と前記一方の極性とは逆極性である他方の極性のスライス選択傾斜磁場を発生し、
前記制御情報処理手段は、前記傾斜磁場発生手段が発生した前記一方の極性の前記スライス選択傾斜磁場に基づいて前記第1のエコー信号を取得し、前記傾斜磁場発生手段が発生した前記他方の極性の前記スライス選択傾斜磁場に基づいて前記第2のエコー信号を取得し、前記第1のエコー信号と前記第2のエコー信号の両方のエコー信号を用いて代謝物質の状態を表す情報を作成する、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1記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記傾斜磁場発生手段は、前記一方の極性の傾斜磁場と前記他方の極性の傾斜磁場とを交互に発生し、
前記制御情報処理手段は、前記傾斜磁場発生手段が一方の極性で前記傾斜磁場を発生している状態で前記第1のエコー信号を取得し、前記他方の極性で前記傾斜磁場を発生している状態で前記第2のエコー信号を取得することにより、前記第1のエコー信号と前記第2のエコー信号とを交互に、予め指定された数取得し、取得した前記第1のエコー信号と前記第2のエコー信号の両方のエコー信号を用いて代謝物質の状態を表す情報を作成する、ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１２】
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記傾斜磁場発生手段は、予め指定された数だけ前記一方の極性の傾斜磁場を繰り返し発生し、また予め指定された数だけ前記他方の極性の傾斜磁場を繰り返し発生し、
前記制御情報処理手段は、前記傾斜磁場発生手段の前記一方の極性での前記傾斜磁場の発生の繰り返しに応じて発生する前記第1のエコー信号を、前記予め指定された数だけ連続して繰り返し取得し、前記傾斜磁場発生手段の前記他方の極性での前記傾斜磁場の発生の繰り返しに応じて発生する前記第2のエコー信号を、前記予め指定された数だけ連続して繰り返し取得し、取得した前記第1のエコー信号と前記第2のエコー信号の両方のエコー信号を用いて代謝物質の状態を表す情報を作成する、ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１３】
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記制御情報処理手段は、前記傾斜磁場発生手段が発生した一方の極性の前記傾斜磁場に基づいて発生する前記第1のエコー信号と、前記傾斜磁場発生手段が発生した前記他方の極性の前記傾斜磁場に基づいて発生する前記第2のエコー信号とをそれぞれ同じ数だけ取得し、取得した前記第1のエコー信号と前記第2のエコー信号の両方のエコー信号を用いて代謝物質の状態を表す情報を作成する、ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１４】
請求項2記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記制御情報処理手段は、関心領域の入力および励起領域の設定の入力を受け取ると、これらの入力に基づいて前記関心領域および前記励起領域の位置関係表す画像を作成し、  前記ディスプレイは、前記制御情報処理手段が作成した前記画像を表示する、ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１５】
均一な静磁場中の被検体に対して傾斜磁場を一方の極性で発生した後に前記被検体が発生する第1のエコー信号を取得する第1ステップと、前記一方の極性とは逆極性で前記傾斜磁場を発生した後に前記被検体が発生する第2のエコー信号を取得する第2ステップと、前記第1のエコー信号と前記第2のエコー信号の両方のエコー信号を用いて代謝物質の状態を表す情報を作成する第３ステップと、を有することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴イメージング装置およびその測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、広く普及している磁気共鳴イメージング(Magnetic Resonance Imaging、以下「MRI」と記す)は、被検体中の主に水分子に含まれる水素原子核の密度分布を反映した画像を取得している。【０００３】
MRIに対して、水素原子核を含む様々な分子の化学結合の違いによる共鳴周波数の差異(以下ケミカルシフトと記す)を手掛かりに、化学結合している分子ごとの磁気共鳴信号を分離する磁気共鳴スペクトロスコピー(Magnetic Resonance Spectroscopy、以下「MRS」と記す)と呼ばれている方法がある。【０００４】
また、多数の領域(画素)のスペクトルを同時に取得し、分子毎に画像化を行う方法は、磁気共鳴スペクトロスコピックイメージング(Magnetic Resonance Spectroscopic Imaging)もしくはケミカルシフトイメージング(Chemical Shift Imaging)と呼ばれており、これらを総称して以下「MRSI」と記す。前記MRSIを用いることにより、代謝物質毎の濃度分布を視覚的に捉えることが可能となる。【０００５】
MRS又はMRSIの測定では、一般的には3つの高周波パルス(RFパルス)を照射してそれぞれ直交するスライスを選択的に励起し、それらが交わるボリュームから信号を取得する方法が用いられる。RFパルスの照射に用いる照射周波数は、水の共鳴周波数もしくは測定対象の代謝物質(例えば頭部ではイノシトール、コリン、クレアチン、グルタミン、グルタミン酸、GABA、NAA、乳酸など)が持つ共鳴周波数の間の周波数を用いることが一般的である。この照射周波数と代謝物質が持つ共鳴周波数が異なる場合、照射周波数とはケミカルシフトに起因してずれた周波数で共振することになるため、結果として位置決め画像上で設定した関心領域VOI(Volume of Interest)とはずれた領域からMR信号が生じることとなる。【０００６】
代謝物質毎の励起位置のずれは、スライス選択傾斜磁場の強度によって励起位置のずれ量が決定され、スライス選択傾斜磁場の極性によってシフト方向が決定される。また、励起位置のずれは各RFで生じることになるが、一般的にはユーザーにはこれらの情報が告知されていないことが多い。この場合、ユーザーが意図しない領域で信号を取得していることになり、結果としてコンタミした信号がスペクトルデータに表示されていた。【０００７】
特許文献1には、関心領域の外側に極めて高い選択性の飽和パルスを印加することで、関心領域の外側からの信号の発生を抑制し、化学シフト誤差を減少させるMRSI装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許4383568号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献1のMRSI装置は、関心領域の外側に極めて高い選択性の飽和パルスを印加するが、ケミカルシフトによる代謝物質ごとの励起位置ずれの方向を意識して印加するため手間がかかっていた。そのため、より簡単な方法で関心領域外からのコンタミ信号の影響を低減したスペクトルデータを取得する磁気共鳴測定装置が望まれていた。【００１０】
本発明の目的は、スペクトルデータの取得において、関心領域の外側の領域からのコンタミ信号の影響を簡単に低減できる、磁気共鳴イメージング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するための磁気共鳴イメージング装置は、前記被検体に対して傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生手段と、前記被検体からのエコー信号を受信するエコー信号受信手段と、制御情報処理手段と、を備え、前記制御情報処理手段は、前記傾斜磁場発生手段が発生した一方の極性の傾斜磁場に基づいて前記被検体が発生する第1のエコー信号を取得し、前記傾斜磁場発生手段が発生した前記一方の極性とは逆極性である他方の極性の傾斜磁場に基づいて前記被検体が発生する第2のエコー信号を取得し、前記第1のエコー信号と前記第2のエコー信号の両方のエコー信号を用いて代謝物質の状態を表す情報を作成する、ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、スペクトルデータの取得において、関心領域外からのコンタミ信号の影響を、簡単に低減できる磁気共鳴イメージング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施例に係るMRI装置の全体構成を示すブロック図
【図２】制御情報処理系の主な機能を示す機能ブロック図
【図３】MRSI計測で使用されるパルスシーケンスの一例を示す説明図
【図４】図3のパルスシーケンスを用いた場合の、人の頭部における各RFパルスの励起領域を示した説明図
【図５】RF1で励起される領域について、ケミカルシフトによる励起領域の位置ずれを表した図
【図６】各RFパルスで励起される領域について、ケミカルシフトによる励起領域の位置ずれを表した図
【図７Ａ】実施例1の処理の流れを説明するためのフローチャート
【図７Ｂ】実施例1の処理の流れを説明するためのフローチャート
【図８】実施例1の特徴を示す、スライス選択傾斜磁場の極性を反転させた場合のケミカルシフトによる励起領域の位置ずれを表した図
【図９】実施例1の結果を表した信号強度スペクトルの図
【図１０】実施例2の処理の流れを説明するための図
【図１１】実施例3の処理の流れを説明するための図
【図１２】実施例3の特徴を示す、設定された関心領域とRF1の励起領域を表した図
【図１３】実施例4の処理の流れを説明するための図
【図１４】実施例4の特徴を示す、関心領域外の励起領域をカバーするPresatパルスの領域設定を表した図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための一形態(以下実施例と記す)を図面に基づいて説明する。なお、発明に係る実施例を説明するための全図面において、同一機能を有するものには同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【実施例１】
【００１５】
図1は、本発明の一実施例であるMRI装置100の概要を示すブロック図である。MRI装置100は、核磁気共鳴(以下NMRと記す)現象を利用して被検体の検査部位の断層画像もしくは生体の機能情報を得るものである。図1に示すように、MRI装置100は静磁場を発生させる静磁場発生系40と、傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生系30と、RF信号を送信する送信系50と、NMR現象に基づく信号を受信する受信系60と、受信した前記信号を処理すると共にその他色々な処理や制御を行う制御情報処理系70と、シーケンサ10と、中央処理装置(以下CPUと記す)80と、操作者が操作する操作部20とを備えて構成される。なお図1のブロック図では明確でないが、制御情報処理系70はCPU80も含んでおり、受信系60が受信した信号の処理にはCPU80が使用され、その他制御情報処理系70が行う色々な制御や情報の処理にはCPU80が使用される。【００１６】
静磁場発生系40は被検体1が入る計測空間の周りに配置された静磁場発生磁石34を備えている。静磁場発生磁石34には、永久磁石を使用した永久磁石方式や、常電導磁石を使用した常電導方式や、超電導電磁石を使用した超電導方式があるが、本発明はどの方式においても有効である。さらに、MRI装置100がオープン型MRI装置の場合に使用される垂直磁場方式であれば、静磁場発生系40は被検体1が入る計測空間にその体軸と直交する方向に均一な静磁場を発生させる。またMRI装置100がトンネル型MRI装置の場合に使用される水平磁場方式であれば、静磁場発生系40は体軸方向に均一な静磁場を発生させる。【００１７】
傾斜磁場発生系30は、MRI装置の座標系すなわち静止座標系であるX,Y,Zの3軸方向に傾斜磁場を印加する傾斜磁場コイル32と、それぞれの傾斜磁場コイル32を駆動する傾斜磁場電源36とから成る。シ-ケンサ10からの命令に従ってそれぞれのコイルの傾斜磁場電源36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。【００１８】
MRI撮影時には、スライス面すなわち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(以下スライス選択傾斜磁場と記す)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(Sig)にそれぞれの方向の位置情報をエンコードする。【００１９】
MRSもしくはMRSI計測時には、それぞれが直交する方向にスライス方向傾斜磁場を印加して被検体1に対する関心領域を設定し、周波数エンコードは行わずにエコー信号(Sig)を取得する。MRSI計測では2方向もしくは3方向に位相エンコード方向傾斜磁場パルスを印加して、位置情報をエンコードする。【００２０】
シーケンサ10は、RFパルス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、CPU80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50、傾斜磁場発生系30、および受信系60に送る。【００２１】
送信系50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核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54と変調器51と高周波増幅器52と送信側の送信コイルすなわち高周波コイル53とを備える。高周波発振器54から出力されたRFパルスを、シーケンサ10からの指令によるタイミングで変調器51により振幅変調し、この振幅変調されたRFパルスを高周波増幅器52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53に供給し、高周波コイル53からRFパルスが被検体1に照射される。【００２２】
受信系60は、被検体1の生体組織を構成する原子核スピンの核磁気共鳴により放出されるエコー信号(Sig)であるNMR信号を検出する機能を有し、受信コイルである受信側の高周波コイル63と信号増幅器64と直交位相検波器62と、アナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変換器61とを備える。送信側の高周波コイル53から照射された電磁波によって誘起された被検体1の応答のNMR信号が被検体1に近接して配置された高周波コイル63で検出され、信号増幅器64で増幅された後、シーケンサ10からの指令によるタイミングで直交位相検波器62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61でディジタル量に変換されて、制御情報処理系70に送られ、処理される。【００２３】
制御情報処理系70は、各種データ処理や、処理結果の表示や、処理結果および必要な情報の保存等を行うもので、光ディスク72、磁気ディスク73、ROM74、RAM75等の外部記憶装置と、CRTや液晶表示装置等からなるディスプレイ71とを有し、さらに色々な処理や制御を行うCPU80を有する。受信系60からのデータがCPU80に入力されると、CPU80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71に表示すると共に、外部記憶装置の磁気ディスク73等に記録する。【００２４】
操作部20は、MRI装置の制御情報処理系70で行う処理に必要な制御情報を入力するもので、ポインティングデバイス21及びキーボード22を備える。ポインティングデバイス21は、例えばトラックボールあるいはマウス、タッチパネルなどであり、ディスプレイ71に表示された表示内容に対する位置関係の入力や表示内容に対する選択操作を行うのに使用する。この操作部20はディスプレイ71に近接して配置され、操作者がディスプレイ71を見ながら操作部20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ことができる。【００２５】
なお、図1において、送信側の高周波コイル53と傾斜磁場コイル32は、被検体1が挿入される静磁場発生系40の静磁場空間内に、垂直磁場方式であれば被検体1に対向して、水平磁場方式であれば被検体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63は、被検体1に対向して、或いは被検体1を取り囲むように設置されている。【００２６】
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(以下プロトンと記す)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、生体情報を1次元〜3次元的に撮像する。【００２７】
本実施形態のMRI装置では、後述するスライス選択傾斜磁場の極性反転処理や、それに対するRFパルスの照射周波数の設定処理と、RFパルスや前飽和パルス(Presaturationパルス、以下Presatパルスと記す)による励起領域の算出を行う。これを実現するため、制御情報処理系70は色々な機能を実行処理することができ、さらにシーケンサ10をはじめ、ディスプレイ71や光ディスク72、磁気ディスク73、ROM74、RAM75を制御することができる。また必要に応じ図1には図示していないが、他の機器との情報の交換を行うことができる。【００２８】
図2は制御情報処理系70の主な機能を示す機能ブロック図である。制御情報処理系70は、パラメータ設定部210と、撮像部220と、画像再構成部230と、表示処理部240と、を備える。パラメータ設定部210はさらに、数値や選択項目の入力の受付とこれに伴う必要な表示を行うパラメータ入力表示部211と、領域指定等の位置に関する入力の受付とこれに伴う必要な表示を行う位置入力表示部212と、パラメータ入力表示部211や位置入力表示部212からの入力などにより設定された情報に基づき撮像に用いるパラメータを演算するパラメータ演算部213と、を備える。パラメータ演算部213で行われる処理を以下で説明する。この明細書で「演算」は、計算による処理だけでなく、既知のデータを予め記憶しておき、予め記憶されているデータから検索により必要なデータを得る処理も含む。【００２９】
図3はMRSI計測で用いられる代表的なパルスシーケンスの一例を示した図である。
この図3に示すように、3つのRFパルス(RF1,RF2,RF3)と、それらに対してX軸、Y軸、Z軸の3方向にスライス選択傾斜磁場(Gs1,Gs2,Gs3)をそれぞれ被検体1に印加することで、図4に示すように直交する3つのスライス面を励起し、三次元の関心領域からNMR現象に基づくエコー信号(Sig)を取得する。【００３０】
図4は、人の頭部を例とした、直交する3つのスライス面の励起により設定される関心領域を説明する説明図であり、Z軸は被検体1の体軸方向の軸、X軸は水平方向の軸、Y軸は垂直方向の軸である。図4の例えば頭部の画像がディスプレイ71に表示され、ディスプレイ71に表示された画像に基づいて直交する3つのスライス面の励起領域をポインティングデバイス21などで入力することにより、関心領域を設定することができる。図4は人の頭部を例にしているが、他の検査部位であっても同じである。【００３１】
図4(A)は、頭部のX-Z面の関心領域を示す図であり、X軸方向にRF1励起領域(ΔX1)、Z軸方向にRF3励起領域(ΔZ1)を指定し、X-Z面の関心領域を設定する。図4(B)は、頭部のZ-Y面の関心領域を示す図であり、同様にZ軸方向にRF3励起領域(ΔZ1)、Y軸方向にRF2励起領域(ΔY1)を指定し、Z-Y面の関心領域を設定する。図4(C)は、頭部のY-X面の関心領域を示す図であり、同様にY軸方向にRF2励起領域(ΔY1)、X軸方向にRF1励起領域(ΔX1)を指定し、Y-X面の関心領域を設定する。以上のようにして、頭部の関心領域(VOI)を設定する。【００３２】
図3について詳細を説明する。まずRF1パルスの印加と同時にX軸方向へ傾斜磁場Gxを印加する。X軸方向のスライスの厚さすなわちRF1励起領域は、RF1パルスの周波数帯域と傾斜磁場Gxの印加強度とに依存する。X軸方向のスライス面が設定された後に、Y軸方向とZ軸方向の位置情報を得るために位相傾斜磁場パルス(Gp1、Gp2)を印加する。そしてRF2パルスの印加と同時にY軸方向へ傾斜磁場Gyを印加して、Y軸方向のスライスの厚さ(RF2励起領域)を設定した後、RF3パルスの印加と同時にZ軸方向へ傾斜磁場Gzを印加して、Z軸方向のスライスの厚さ(RF3励起領域)を設定し、上記RFパルスと傾斜磁場の印加により、エコー信号(Sig)が得られる。位相エンコードは信号の受信の度に1ステップずつ増加させながら位相方向マトリクスの数だけ印加していく。上記のステップを繰り返し行い、得られたエコー信号(Sig)を処理してMRI画像を得る。【００３３】
前述のように、これらのRFパルスの照射に用いる照射周波数は、水の共鳴周波数もしくは測定対象の代謝物質、例えば頭部ではイノシトールやコリン、クレアチン、グルタミン、グルタミン酸、GABA、NAA、乳酸など、が持つ共鳴周波数の間の周波数を用いる。この照射周波数と代謝物質が持つ共鳴周波数が異なる場合、照射周波数とはずれた周波数で共振することになるため、結果として位置決め画像上で設定した領域とはずれた位置からMR信号が生じることとなる。【００３４】
人の頭部を対象にしたMRS計測又はMRSI計測におけるRF1の励起スライスを例とし、使用するRF1の照射周波数ωを、測定対象となる代謝物質の中で最も低い共鳴周波数を持つ代謝物質Aと、最も高い共鳴周波数を持つ代謝物質Bとの間に設定し、ωから代謝物質Aの共鳴周波数までの差をΔωA,ωから代謝物質Bの共鳴周波数までの差をΔωBとした場合の、代謝物質Aと代謝物質Bの励起位置ずれについて以下に説明する。【００３５】
空間のX方向に線形の傾斜磁場Gxを印加した場合の位置Xにおける周波数ωは、下式の様になる。【００３６】
［数1］
ω＝γGx・X
ここで、代謝物質Aと代謝物質Bの励起位置のずれをそれぞれΔXA、ΔXBとした場合に、ΔωAとΔωBを用いて、ΔXA、ΔXBは次の式で表すことができる。【００３７】
［数2］
ω−ΔωA＝γGx(X−ΔXA)
ω＋ΔωB＝γGx(X＋ΔXB)
以上より、代謝物質Aと代謝物質Bの励起位置のずれΔXA、ΔXBは、(数1)と(数2)より以下の式で表すことができる。【００３８】
［数3］
ΔXA＝ΔωA／γGx
ΔXB＝ΔωB／γGx
図5は、RF1の周波数と位置との関係(数1)を表示し、また、上記の励起位置のずれ(数3)を表示した図である。ユーザーがユーザインタフェース(User Interface)上で、例えば図4に記載の画像に基づいて関心領域(VOI)を設定した場合に、設定された領域つまりRF1の照射周波数により設定された領域を実線で表し、代謝物質Aと代謝物質Bの励起周波数と励起領域をそれぞれ破線で表している。ユーザーにより設定された領域ΔX1は図4(A)のRF1励起領域(ΔX1)に対応している。また、図からわかるように印加強度(Gx)は実線の傾きを表しており、印加強度Gxが強くなるほど、傾きは大きくなり、RF1の励起領域は狭くなる。【００３９】
図6は、3つのRFパルス(RF1,RF2,RF3)によるそれぞれの断面における励起位置のずれを表している。図6(A)は、図5で説明したRF1における励起位置のずれを表している。ユーザーにより設定されたRF1励起領域は実線で挟まれたΔX1である。図6(A)からわかるように、代謝物質Aの励起領域は設定されたRF1励起領域より右(傾斜磁場Gxの大きい方)にずれており、代謝物質Bの励起領域は設定されたRF1励起領域より左(傾斜磁場Gxの小さい方)にずれている。【００４０】
図6(B)と(C)は、それぞれRF2とRF3における励起位置のずれを、(A)と同じ表現方法で表している。図6(A)と同様に、ユーザーにより設定されたRF2励起領域またはRF3励起領域は実線で挟まれた領域で表され、代謝物質Aと代謝物質Bの励起領域はそれぞれ点線と破線で挟まれた領域で表されている。図6(B)と(C)も同様に、代謝物質Aと代謝物質Bの励起領域は、設定された励起領域からずれていることがわかる。【００４１】
従来の測定方法では、MRS計測あるいはMRSI計測で、一度の計測において、ユーザーによってユーザインタフェース上で設定された関心領域が、例えば数百回に渡って図3に示したパルスシーケンスで領域の励起とエコー信号(Sig)の取得が繰り替えし行われ、この場合に図5と図6で示した通り、各代謝物質に対して、常に一定の方向にずれた領域で励起されていた。従って従来の計測方法では、本来計測すべき関心領域に対して常に一方方向にずれた領域の計測結果が、計測すべき関心領域の計測結果として繰り返し得られる。【００４２】
図7Aと図7Bは上記課題を解決するための処理を示すフローチャートである。まず、図7Aの動作手順について説明する。ステップS101で、繰り返し時間TRやエコー時間TE、繰り返し回数Nが、操作者による操作部20からの入力操作により設定される。繰り返し回数Nは、スピンの信号を受信する回数であり、100〜200回など数百の単位で設定される。【００４３】
次にステップS102では、図4で説明したように、撮像断面の関心領域(VOI)が、操作者による操作部20からの入力操作により設定される。上述のように、操作者によりRF1パルスの照射による励起領域やRF2パルスの照射による励起領域、RF3パルスの照射による励起領域が、それぞれ設定される。関心領域が設定されると、RF1〜3パルスの照射周波数やスライス選択傾斜磁場Gs1〜Gs3の強度が決定される。【００４４】
ステップS103では、図3で説明したパルスシーケンスに従い、エコー信号(Sig)を1回取得する。そして、ステップS104では、スライス選択傾斜磁場Gs1〜Gs3の極性を反転させる。例えばRF1で励起される領域について、繰り返し行われる励起とエコー信号(Sig)の取得を、図8(A)に示すように計測1と図8(B)に示す計測2を繰り返しながら行う。【００４５】
スライス選択傾斜磁場Gs1〜Gs3についてそれぞれのスライス選択傾斜磁場の極性を反転させると幾つもの組み合わせ、すなわち最大8種類の組み合わせが生じるが、代表として1つのスライス選択傾斜磁場、例えばスライス選択傾斜磁場Gs1の極性を反転した場合を説明する。スライス選択傾斜磁場Gs2やスライス選択傾斜磁場Gs3については、スライス選択傾斜磁場Gs1の極性を反転した場合と軸が異なるが、同様に考えることができる。【００４６】
まずスライス選択傾斜磁場Gs1の極性が一方の状態で計測(以下計測1と記す)を行い、エコー信号(Sig)を検出する。計測1では、関心領域(VOI)に対して実際に励起されてエコー信号(Sig)を発生する領域が図5や図8(A)に記載の如く、一方方向にずれる。次にスライス選択傾斜磁場Gs1の極性を反転した状態で計測(以下計測2と記す)を行い、エコー信号(Sig)を検出する。図8(B)の詳細については後述するが、スライス選択傾斜磁場Gs1の極性が反転しているので、関心領域(VOI)に対して実際に励起されてエコー信号(Sig)を発生する領域が、前記一方方向とは逆の他方方向にずれることになる。このように関心領域(VOI)に対して実際に計測される領域が一方方向のみにずれるのではなく、計測1に対して計測2が同じ回数行われ、計測される領域が関心領域(VOI)に対して同じ割合で互いに逆方向にずれるので、関心領域外からのコンタミ信号の影響を低減することが可能となる。【００４７】
図8(B)は、計測2における関心領域(VOI)と実際に計測される領域との関係を説明する説明図である。図8(B)に示す計測2では計測1からスライス選択傾斜磁場Gs1の極性を反転させており、この場合、(数1)から位置Xの周波数は-ωとなる。このとき、-ωと代謝物質A、代謝物質Bとの大小関係は計測1と変わらないため、計測2では各代謝物質の位置ずれ方向が反転して励起されることになる。【００４８】
図6(B)、(C)に示したRF2とRF3でも同様の制御を行い、X,Y,Zの3方向で位置ずれ方向を制御することで、3次元のボリュームとしては最大8パターンの励起位置からエコー信号(Sig)を取得することが出来る。シフト方向を反転した場合、逆側の関心領域外の信号が混入することになるが、不要な代謝物質が全方向に存在することは稀であり、結果として特定の方向から生じる関心領域外からのコンタミ信号を低減させることが可能となる。この位置ずれ方向の反転制御は3断面全ての励起スライスで行っても良いし、3断面全ての励起スライスにおいて行うのではなく、1つもしくは2つの断面に限定して行っても良い。3断面全ての励起スライスにおいて行うことにより大きな効果が得られるが、上述のように1つもしくは2つの断面に限定して行っても、不要な代謝物質が全方向に存在することは稀であるので、十分な効果が得られることが多い。【００４９】
スライス選択傾斜磁場Gs1〜Gs3の極性を反転させる方法としては、全く反転させないパターンを含めて8パターンある。例えば、「スライス選択傾斜磁場Gs1は反転する、スライス選択Gs2は反転させない、スライス選択Gs3は反転させる」がある。ステップS104では、これら全ての反転パターン(7パターン)で反転させ、信号を取得する。【００５０】
図7Aで、ステップS105では、上記ステップS103とステップS104がN回繰り返し行なわれたか判断し、行なわれていない場合には、上記ステップS103とステップS104を繰り返し行う。このとき、位相エンコードは前述のように1ステップずつ増加させながら位相方向マトリクスの数(N)だけ印加していく。【００５１】
また、位相エンコードを行わないMRS計測では、全エコー信号(Sig)を取得後に、各計測パターンにデータを分別し、加算処理が行われた時系列データに対して、ゼロフィリング、1次元逆FFT、位相補正を施して得られた1次元スペクトルのリアル(real)成分をユーザーに示し、その中で取捨選択させても良い。ステップS106では得られた信号をフーリエ変換し、ステップS107で得られた全ての計測結果を平均化して信号強度スペクトルを表示する。横軸は位置を表し、縦軸は信号強度を示す。ステップS106では得られた信号をフーリエ変換し、ステップS107で、フーリエ変換して得られた結果を平均化する方法は、一例であり、関心領域外からのコンタミ信号の影響を低減する方法として他の計算処理を行っても良い。【００５２】
詳述したステップS107では、得られた計測結果に基づきスペクトルのグラフを表示する例を示すが、これは一例であり、代謝物質等の物質の分布状態を表す画像を表示しても良い。さらに計測結果を基に色々な処理を行い、色々な画像やグラフを得ることができる。本実施例や以下で説明する実施例により、代謝物質等の物質のより正確な分布状態の測定が可能となり、この測定結果を使用して更にいろいろな情報の加工を行うことで、診断に役立つより正確な情報を得ることが可能となる。【００５３】
図9は人の頭部におけるMRS計測の測定結果例を表すグラフである。図9(A)は、図8(A)で説明した計測1のみ行い、図8(B)で説明した計測2を行わなかった場合である。励起領域がケミカルシフトによる位置ずれし、関心領域外の脂質信号が混入した様子が図中の破線Aで表示の如く表れている。一方図9(B)は、図7Aに示すフローチャートにより説明したように、図8(A)で説明の計測1と図8(B)で説明の計測2を繰り返し行い、その平均をとった測定結果である。図9(B)に示す測定結果では、図9(A)において破線Aで示す関心領域外の脂質信号が混入した影響が、図9(B)の破線Bで示す如く、十分に低減されている。【００５４】
以上のように、例えば図7Aに示すフローチャートの方法で、図8(A)や図8(B)で説明の計測1と計測2の両方を行い、計測1と計測2の両方の計測結果から目的の計測結果を得ることにより、関心領域外からのコンタミ信号の影響を低減することができる。【００５５】
図7Aに示すフローチャートでは、図8(A)で説明した計測1によるエコー信号(Sig)の取得と、図8(B)で説明した傾斜磁場の極性を反転した計測2によるエコー信号(Sig)の取得とを交互に行ったが、これは一例である。計測1と計測2とを交互に行う方法でなくても、計測1と計測2の測定結果が反映できれば本発明の効果が得られる。例えばつぎに説明する図7Bのフローチャートに示す方法でも同じような効果が得られる。図7Bで図7Aと同じ符号は、同じ動作手順である。また、図7BでステップS105を破線で示しているが、図7Bを用いて、ステップS105を使用する方法と、ステップS105を使用しない方法の両方について説明する。【００５６】
図7Bのフローチャートで、最終的にエコー信号(Sig)を取得する回数は図7Aと同じくN回と仮定する。先ず破線で示すステップS105を使用しない方法では、ステップS203でエコー信号(Sig)を取得する回数M回を上記N回の半分の値に設定する。同じくステップS204でエコー信号(Sig)を取得する回数M回を上記N回の半分の値に設定する。ステップS101とステップS102の動作は図7Aと同じである。【００５７】
次にステップS203で、図8(A)で説明した計測1に示すスライス選択傾斜磁場の極性で上記N回の半分であるM回エコー信号(Sig)を取得する。またステップS204では、図8(B)で説明のスライス選択傾斜磁場の極性の状態で計測2により、残りの上記N回の半分であるM回エコー信号(Sig)を取得する。次にステップS203やステップS204で取得した計測1と計測2によるエコー信号(Sig)をステップS106で演算し、またステップS107で演算して、スペクトルに対する信号の強度の表示を図9(B)に示す如く行う。なおステップS107によるスペクトル強度のグラフ表示は一例であり、上述した如く代謝物質等の物質の状態を表す色々な表示が可能である。【００５８】
図7Bのフローチャートで、最終的にエコー信号(Sig)を取得する回数を、図7Aと同じくN回と仮定し、上記計測1あるいは上記計測2によるエコー信号(Sig)の取得を一度に続けて必要回数の半分ずつ行うのではなく、必要回数の半分より少ない所定回数ずつ行う方法を次に説明する。なおこの方法では破線で示すステップS105を使用する。【００５９】
ステップS101とステップS102の動作は図7Aの内容と同じである。ステップS203やステップS204で、エコー信号(Sig)を取得する回数M回を上記N回の半分の値ではなく、より小さな値に設定する。なおここで回数Mは上記N回の半分の値に対する公約数である。このようにステップS203やステップS204でのエコー信号(Sig)の取得回数Mを設定する。【００６０】
ステップS203で続けてM回上述の計測1に示すスライス選択傾斜磁場の極性でエコー信号(Sig)を取得し、次にステップS204で同じく続けてM回、今度は図8(B)で説明したスライス選択傾斜磁場の極性を反転した計測2の状態でエコー信号(Sig)の取得を行う。【００６１】
次に破線で示すステップS105で、エコー信号(Sig)の取得回数がN回に達したか、すなわち必要なエコー信号(Sig)の取得が完了したかを判断し、エコー信号(Sig)の取得が完了していない場合には、再びステップS203やステップS204を実行する。破線で示すステップS105は、図7Aに示すステップS105と同じ機能である。【００６２】
必要なエコー信号(Sig)の取得が完了したと破線で示すステップS105で判断した場合に、ステップS106やステップS107を実行し、図9(B)に記載のスペクトルの信号強度の表示を行う。図7Aや図7Bで、ステップS106のフーリエ変換の演算を、必要なエコー信号(Sig)の取得の後に行っているが、これは一例である。エコー信号(Sig)を取得しながら順次フーリエ変換の演算を行っても良い。上述のとおり、ステップS107でスペクトルの信号強度を演算して表示する例は一例であり、本実施例や以下の実施例を適用することで、代謝物質などの物質の分布状態をより正確に計測することが可能となれば、計測結果に基づき色々に加工した情報を得ることができ、表示することができる。
【実施例２】
【００６３】
次に実施例2について図10のフローチャートを用いて説明する。以下では実施例1のフローチャートと異なるステップについてのみ説明する。実施例1では、スライス選択傾斜磁場Gs1〜Gs3の極性を反転させる方法として、全く反転させないパターンを含めて全部行うと8パターンの傾斜磁場の反転を行うことになる。実施例2では、8パターンのうち、どの計測パターンで計算した方が効果的なのかを初めに選択する。ステップS303では、8パターンのうち1つのパターンを任意に選択して、ステップS304でK回測定した後、ステップS305でフーリエ変換をして、ステップS306で1次元スペクトルのリアル(real)成分の表示を行う。なお前記フーリエ変換の処理は、ゼロフィリング、1次元逆FFT、位相補正などを含む。ここでステップS303は、以下のステップS308で行うパターンの選択のための前計測であり、少ない計測回数Kで十分な結果を得ることができる。事前の計測回数Kを例えば1回から10回程度に設定することで、ステップS308で行うパターンの選択を可能とする情報が得られる可能性が高い。【００６４】
ステップS307では、上記8パターンの全てのパターンにおけるスペクトル表示が行なわれたか判断し、行われていない場合には、ステップS303からステップS306の工程を繰り返し行う。予め設定した種類のパターンについてあるいは8パターン全てのパターンについて、スペクトル表示が行われた後、ステップS308で、ユーザーは表示された各計測パターンのスペクトルの内、ふさわしいスペクトル、もしくは許容できる複数のスペクトルを選択する。【００６５】
上記のステップS101からステップS308が、本計測に入る前の前計測のステップである。本計測では、実施例1で行った処理と同様の処理を行う。以下のステップS309〜S313で説明する。【００６６】
ステップS309では、選択された計測パターンでエコー信号(Sig)を取得し、ステップS310では、選択された計測パターンに従い、スライス選択傾斜磁場の極性を反転させて、エコー信号(Sig)を取得する。ステップS311では、ステップS309とS310の信号取得回数がN回行なわれたか否か、すなわちステップS101で設定した全てのエコー信号(Sig)の取得を完了したかどうかを判断し、完了していない場合には、ステップS309とS310の実行を繰り返しエコー信号(Sig)の取得を繰り返し行う。予定した全てのエコー信号(Sig)の取得を完了した場合にはステップS311から実行がステップS312に移り、ステップS312で取得したエコー信号(Sig)をフーリエ変換し、ステップS313で得られた全ての計測結果からスペクトルの信号強度の表示を行う。なお、前記計測1として説明した傾斜磁場極性が一方の場合と前記計測2として説明した傾斜磁場極性が反転した場合とで取得したエコー信号(Sig)を平均化する処理方法が一つの方法であるが、平均化する処理方法に限定されるものではなく、他の方法で処理を行っても良い。また上述しているが本実施例により、より正確な計測が可能となるので、計測結果を利用してさらに色々な処理を行うことが可能であり、スペクトルの信号強度の表示はその内の一例である。【００６７】
ここで、ステップS309からステップS311の処理は、前計測(S303〜S304)においても既に計測しているため、これらのステップを省略し、前計測のデータを利用してもよい。【００６８】
以上のようにして関心領域外からのコンタミ信号の影響を低減することができる。
【実施例３】
【００６９】
次に、実施例3について図11と図12を用いて説明する。実施例1とステップS102の関心領域の設定までは同じであるが、その後にステップS403で例えばRF1の励起領域が自動的に計算されて設定される点が異なる。その後のエコー信号(Sig)を取得するステップS103からスペクトルの信号強度を演算して表示するステップS107までは、実施例1と同様である。次にステップS403の内容とそれが設けられた理由を簡単に説明する。なおここでは自動的に計算されて設定される励起領域を、RF1により励起さる領域としているが、これはあくまでも代表例であり、RF2やRF3により励起さる領域に対しても同様に適用することができる。また、RF1とRF2とRF3の励起領域の全てにこの自動計算による設定を適用しても良いし、これら励起領域の内の何れか2か所の領域に対してこの自動計算による設定を適用しても良い。【００７０】
計測したい代謝物質に中で、共鳴周波数が照射周波数から最も離れている代謝物質を特定し、この代謝物質を含めて信号強度をより正確に計測できることが望ましい。ここで、計測したい代謝物質の中で照射周波数から共鳴周波数が最も離れている代謝物質を代謝物質Aとする。照射周波数から共鳴周波数が最も離れている代謝物質Aは、励起領域のずれ量が最も大きい代謝物質である。【００７１】
図12(A)は、RF1で励起される励起領域を示している。図8(A)や図8(B)で説明した計測1と計測2の方法を使用して計測した場合の代謝物質Aに対する励起領域のずれを説明する。操作者がユーザインタフェースから設定したRF1の励起領域がRA1である。代謝物質Aは共鳴周波数がずれており図8(A)に示すスライス選択傾斜磁場の極性が一方の場合の計測1では、代謝物質Aの励起領域がずれてRA2となる。次に図8(B)に示すようにスライス選択傾斜磁場の極性を反転してエコー信号(Sig)を検知すると、このときの励起領域はずれてRA3となる。【００７２】
実施例1で説明した方法でスペクトルの信号強度を算出すると、計測1で励起された領域と計測2で励起された領域とが重なる領域RA4では常に励起されることになる。しかしそれ以外の励起領域はエコー信号(Sig)の検知回数における半分は励起されていないことになり、それ以外の励起領域からは十分なエコー信号(Sig)が得られないことになる。従って操作者がユーザインタフェースから設定したRF1の励起領域RA1より狭い領域RA4で実際には代謝物質Aの検知が行われていることになる。【００７３】
そこで、ユーザインタフェース上で設定された領域RA1で代謝物質Aが常に励起される様に、RF1の励起領域を代謝物質Aの共鳴周波数のずれを考慮して演算して求める。【００７４】
前記計測1や前記計測2における共鳴周波数ずれと励起領域のずれの関係は、図8(A)や図8(B)に示す関係から演算が可能である。従って代謝物質Aが常に励起されるためのRF1の励起領域RB4は演算により求められる。代謝物質Aが常に励起されるためのRF1の励起領域RB4が設定された場合、計測1で代謝物質Aが励起される領域は図12(B)の励起領域RB2となる。また計測2で代謝物質A励起される領域は図12(B)の励起領域RB3となる。従ってユーザインタフェース上で設定された領域RA1で代謝物質Aが常に励起されることになる。【００７５】
これによりユーザーは各代謝物質の励起位置のずれ量を知らなくても、常に関心領域内に含まれる全代謝物質の信号が不足なく計測できる。ただし、演算されて設定されたRF1の励起領域RB4は、ユーザーがユーザインタフェース上で設定した関心領域RA1よりも広くなる。このため、余計な信号も計測されることになる。この課題については、次に示す実施例4を適用することで解決できる。【００７６】
本実施例ではRF1の励起領域を代表例として説明したが、RF2、RF3の励起領域についても同様に適用できる。さらに他の実施例での説明と同様に、RF1〜RF3の全ての励起領域に対しても適用でき、またRF1〜RF3の励起領域の内の何れか複数の領域に対して選択的に適用することが可能である。
【実施例４】
【００７７】
実施例4について図13、図14を用いて説明する。実施例4についても実施例1とステップS102の関心領域の設定までは同じであるが、その後にステップS503でPresatパルスを自動的に設定する点が異なる。その後のステップは実施例1と同様である。以下、ステップS503の内容とそれが設けられた理由を簡単に説明する。なお、図14は、ユーザーが設定した監視領域、およびPresatパルスにより励起させてNMR信号の発生を抑制する領域の前記監視領域に対する位置関係が分かるようにディスプレイ71に表示した画像である。図14(A)はユーザーが設定した監視領域および監視領域外における特定した代謝物質Aが励起される領域を示す。また図14(B)はユーザーが設定した監視領域に対して自動的に計算されたPresatパルスによる励起領域を上記監視領域との位置関係が分かるようにCPU80が作成した画像である。この画像はディスプレイ71に表示される。【００７８】
ここでも共鳴周波数が照射周波数から最も離れた位置にある代謝物質について考え、ここでは代謝物質Aを例とする。実施例3を行った場合、図14(A)の様に、ユーザーが所望する関心領域の領域外(つまり関心領域外)からの信号も計測してしまうことになる。そこで、本実施例では、関心領域外で代謝物質Aが余計に励起される領域を計算し、図14(B)の様にそれらの領域に重なる様にPresatパルスを自動的に設定する。なお、このPresatパルスの領域はユーザインタフェース上、例えばディスプレイ71、に表示しないようにしても良い。これにより、ユーザーは関心領域に含まれる全代謝物質の信号が不足なく計測でき、特定の方向から生じる関心領域外からのコンタミ信号を低減させた上で、Presatパルスで関心領域外から生じる信号を十分に抑制することができる。【００７９】
上記、実施例1〜4より本発明の磁気共鳴測定装置は、関心領域外からのコンタミ信号の影響を低減したスペクトルデータを取得することができる。また、励起位置ずれによる設定領域内の信号の低下を防ぐことができる。更に、ユーザーに負担なく、設定領域外からの不要な信号を抑制することができる。【００８０】
以上、本発明の実施例を述べたが、これら実施例において本願発明をX軸〜Z軸の3軸の全ての励起スライス断面に対して適用しても良いことはもちろんである。しかし選択されたいずれか1軸の励起スライス断面に適用しても大きな効果が得られる。またいずれか2軸の励起スライス断面に適用しても、もちろん効果がある。また、実際の被検体において、対象と考える代謝物質が全方向に存在することは稀である。このため実際の被検体の状態に対応して本発明を適用する軸や適用する範囲を選択するようにしても良い。このようにすることで大きな効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００８１】
1  被検体、10  シーケンサ、20  操作部、21  ポインティングデバイス(トラックボール又はマウス)、22  キーボード、30  傾斜磁場発生系、32  傾斜磁場コイル、34  静磁場発生磁石、36  傾斜磁場電源、40  静磁場発生系、50  送信系、51  変調器、52  高周波増幅器、53  送信側の高周波コイル、54  高周波発振器、60  受信系、61  A/D変換器、62  直交位相検波器、63  受信側の高周波コイル、64  信号増幅器、70  制御情報処理系、71  ディスプレイ、72  光ディスク、73  磁気ディスク、74  ROM、75  RAM、80  中央処理装置(CPU)、100  MRI装置、210  パラメータ設定部、211  パラメータ入力表示部、212  位置入力表示部、213  パラメータ計算部、220  撮像部、230  画像再構成部、240  表示処理部
【図１】
2014125966.tif 000003
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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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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【手続補正書】
【提出日】平成27年12月11日(2015.12.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に対して均一な静磁場を発生させる静磁場発生手段と、
前記被検体に対して傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生手段と、
前記被検体へ照射する高周波パルスを発生する高周波パルス発生手段と、
前記被検体からのエコー信号を受信するエコー信号受信手段と、
前記受信したエコー信号に基づき代謝物質の状態を計測すると共に、前記静磁場発生手段や傾斜磁場発生手段や高周波パルス発生手段を制御する制御情報処理手段と、を備え、
前記制御情報処理手段は、前記傾斜磁場発生手段が発生した一方の極性の傾斜磁場に基づいて前記被検体が発生する第1のエコー信号を取得し、前記傾斜磁場発生手段が発生した前記一方の極性とは逆極性である他方の極性の傾斜磁場に基づいて前記被検体が発生する第2のエコー信号を取得し、前記第1のエコー信号と前記第2のエコー信号の両方のエコー信号を用いて代謝物質の状態を表す情報を作成する、ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置において、
操作部およびディスプレイが設けられ、
前記制御情報処理手段は、前記被検体における関心領域を設定するための入力画像を前記ディスプレイに表示し、直交する3方向の内の少なくとも一方向の関心領域を、前記操作部を介して取得し、
前記傾斜磁場発生手段は、取得した前記一方向の関心領域を励起するための傾斜磁場を発生し、
前記ディスプレイは、前記制御情報処理手段によって作成された代謝物質の状態を表す情報を表示する、ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
請求項2に記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記制御情報処理手段は、前記第1のエコー信号と前記第2のエコー信号との両方の信号を平均化した値を求め、前記平均化した値を用いて前記代謝物質の状態を表す情報を作成する、ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
請求項2に記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記制御情報処理手段は、代謝物質が設定され、さらに直交する3方向の内の少なくとも一方向における関心領域が設定されると、前記設定された代謝物質と前記設定された関心領域に基づいて、前記傾斜磁場発生手段が一方の極性で傾斜磁場を発生している状態での前記入力された代謝物質の励起領域と、前記一方の極性とは逆極性である前記他方の極性で傾斜磁場を発生している状態での前記設定された代謝物質の励起領域とが重なる励起領域が、前記設定された関心領域となるように、演算により励起領域を決定する、ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
請求項2に記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記制御情報処理手段は、代謝物質が設定され、前記直交する3方向の内の少なくとも一方向の関心領域が設定されると、前記設定された関心領域の外側に位置する前記設定された代謝物質の励起領域を演算により求め、前記演算により求められた励起領域に対して飽和パルスを印加する、ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
請求項2に記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記制御情報処理手段は、前記直交する3方向の内の少なくとも一方向において、前記傾斜磁場発生手段が一方の極性で傾斜磁場を発生している状態での前記設定された代謝物質の励起領域と、前記一方の極性とは逆極性である前記他方の極性で傾斜磁場を発生している状態での前記設定された代謝物質の励起領域と、が重なる励起領域が、前記設定された関心領域となるように、演算により前記励起領域を決定する、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１記載の磁気共鳴イメージング装置において、前記制御情報処理手段は、前記第1のエコー信号と前記第2のエコー信号との両方の信号を用いて代謝物質のグラフを作成する、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記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記傾斜磁場発生手段は、直交する3方向の各方向において一方の極性の傾斜磁場と前記一方の極性とは逆極性である他方の極性の傾斜磁場を発生し、
前記制御情報処理手段は、前記直交する3方向の各方向に於ける関心領域をそれぞれ取得し、さらに前記直交する3方向の各方向に於いて前記第1のエコー信号と前記第2のエコー信号の両方を取得し、前記直交する3方向全ての前記第1のエコー信号と前記第2のエコー信号を用いて前記代謝物質の状態を表す情報を作成する、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記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記傾斜磁場発生手段は、X軸とY軸とZ軸の3軸の各軸方向に於いて一方の極性の傾斜磁場と前記一方の極性とは逆極性である他方の極性の傾斜磁場を発生し、
前記制御情報処理手段は、前記X軸とY軸とZ軸の3軸の各軸方向に於いて関心領域をそれぞれ取得し、前記X軸とY軸とZ軸の3軸の各軸方向に於いて、前記第1のエコー信号と前記第2のエコー信号の両方を取得し、前記X軸とY軸とZ軸の3軸全ての前記第1のエコー信号と前記第2のエコー信号を用いて前記代謝物質の状態を表す情報を作成する、ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１０】
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記傾斜磁場発生手段は、前記傾斜磁場として、一方の極性のスライス選択傾斜磁場と前記一方の極性とは逆極性である他方の極性のスライス選択傾斜磁場を発生し、
前記制御情報処理手段は、前記傾斜磁場発生手段が発生した前記一方の極性の前記スライス選択傾斜磁場に基づいて前記第1のエコー信号を取得し、前記傾斜磁場発生手段が発生した前記他方の極性の前記スライス選択傾斜磁場に基づいて前記第2のエコー信号を取得し、前記第1のエコー信号と前記第2のエコー信号の両方のエコー信号を用いて前記代謝物質の状態を表す情報を作成する、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1記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記傾斜磁場発生手段は、前記一方の極性の傾斜磁場と前記他方の極性の傾斜磁場とを交互に発生し、
前記制御情報処理手段は、前記傾斜磁場発生手段が一方の極性で前記傾斜磁場を発生している状態で前記第1のエコー信号を取得し、前記他方の極性で前記傾斜磁場を発生している状態で前記第2のエコー信号を取得することにより、前記第1のエコー信号と前記第2のエコー信号とを交互に、予め指定された数取得し、取得した前記第1のエコー信号と前記第2のエコー信号の両方のエコー信号を用いて前記代謝物質の状態を表す情報を作成する、ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１２】
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記傾斜磁場発生手段は、予め指定された数だけ前記一方の極性の傾斜磁場を繰り返し発生し、また予め指定された数だけ前記他方の極性の傾斜磁場を繰り返し発生し、
前記制御情報処理手段は、前記傾斜磁場発生手段の前記一方の極性での前記傾斜磁場の発生の繰り返しに応じて発生する前記第1のエコー信号を、前記予め指定された数だけ連続して繰り返し取得し、前記傾斜磁場発生手段の前記他方の極性での前記傾斜磁場の発生の繰り返しに応じて発生する前記第2のエコー信号を、前記予め指定された数だけ連続して繰り返し取得し、取得した前記第1のエコー信号と前記第2のエコー信号の両方のエコー信号を用いて前記代謝物質の状態を表す情報を作成する、ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１３】
請求項1記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記制御情報処理手段は、前記傾斜磁場発生手段が発生した前記一方の極性の傾斜磁場に基づいて発生する前記第1のエコー信号と、前記傾斜磁場発生手段が発生した前記他方の極性の傾斜磁場に基づいて発生する前記第2のエコー信号とをそれぞれ同じ数だけ取得し、取得した前記第1のエコー信号と前記第2のエコー信号の両方のエコー信号を用いて代謝物質の状態を表す情報を作成する、ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１４】
請求項2記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記制御情報処理手段は、関心領域の入力および励起領域の設定の入力を受け取ると、これらの入力に基づいて前記関心領域および前記励起領域の位置関係を表す画像を作成し、  前記ディスプレイは、前記制御情報処理手段が作成した前記画像を表示する、ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１５】
均一な静磁場中の被検体に対して傾斜磁場を一方の極性で発生した後に前記被検体が発生する第1のエコー信号を取得する第1ステップと、前記一方の極性とは逆極性で傾斜磁場を発生した後に前記被検体が発生する第2のエコー信号を取得する第2ステップと、前記第1のエコー信号と前記第2のエコー信号の両方のエコー信号を用いて代謝物質の状態を表す情報を作成する第３ステップと、を有することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置の測定方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
特許文献1のMRSI装置は、関心領域の外側に極めて高い選択性の飽和パルスを印加するが、ケミカルシフトによる代謝物質ごとの励起位置ずれの方向を意識して印加するため手間がかかっていた。そのため、より簡単な方法で関心領域外からのコンタミ信号の影響を低減したスペクトルデータを取得する磁気共鳴イメージング装置が望まれていた。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
上記課題を解決するための磁気共鳴イメージング装置は、被検体に対して均一な静磁場を発生させる静磁場発生手段と、前記被検体に対して傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生手段と、前記被検体へ照射する高周波パルスを発生する高周波パルス発生手段と、前記被検体からのエコー信号を受信するエコー信号受信手段と、前記受信したエコー信号に基づき代謝物質の状態を計測すると共に、前記静磁場発生手段や傾斜磁場発生手段や高周波パルス発生手段を制御する制御情報処理手段と、を備え、前記制御情報処理手段は、前記傾斜磁場発生手段が発生した一方の極性の傾斜磁場に基づいて前記被検体が発生する第1のエコー信号を取得し、前記傾斜磁場発生手段が発生した前記一方の極性とは逆極性である他方の極性の傾斜磁場に基づいて前記被検体が発生する第2のエコー信号を取得し、前記第1のエコー信号と前記第2のエコー信号の両方のエコー信号を用いて代謝物質の状態を表す情報を作成する、ことを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
図1は、本発明の一実施例であるMRI装置100の概要を示すブロック図である。MRI装置100は、核磁気共鳴(以下NMRと記す)現象を利用して被検体の検査部位の断層画像もしくは生体の機能情報を得るものである。図1に示すように、MRI装置100は静磁場を発生させる静磁場発生系40と、傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生系30と、RF信号を送信する送信系50と、NMR現象に基づく信号を受信する受信系60と、受信した前記信号を処理すると共にその他色々な処理や制御を行う制御情報処理系70と、シーケンサ10と、演算処理部(以下CPUと記す)80と、操作者が操作する操作部20とを備えて構成される。なお図1のブロック図では明確でないが、制御情報処理系70はCPU80も含んでおり、受信系60が受信した信号の処理にはCPU80が使用され、その他制御情報処理系70が行う色々な制御や情報の処理にはCPU80が使用される。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
図7Aと図7Bは上記課題を解決するための処理を示すフローチャートである。まず、図7Aの動作手順について説明する。ステップS101で、繰り返し時間TRやエコー時間TE、繰り返し回数Nが、操作者による操作部20からの入力操作により設定される。繰り返し回数Nは、エコー信号を受信する回数であり、100〜200回など数百の単位で設定される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
スライス選択傾斜磁場Gs1〜Gs3の極性を反転させる方法としては、全く反転させないパターンを含めて8パターンある。例えば、「スライス選択傾斜磁場Gs1は反転する、スライス選択傾斜磁場Gs2は反転させない、スライス選択傾斜磁場Gs3は反転させる」がある。ステップS104では、これら全ての反転パターン(7パターン)で反転させ、信号を取得する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
1  被検体、10  シーケンサ、20  操作部、21  ポインティングデバイス(トラックボール又はマウス)、22  キーボード、30  傾斜磁場発生系、32  傾斜磁場コイル、34  静磁場発生磁石、36  傾斜磁場電源、40  静磁場発生系、50  送信系、51  変調器、52  高周波増幅器、53  送信側の高周波コイル、54  高周波発振器、60  受信系、61  A/D変換器、62  直交位相検波器、63  受信側の高周波コイル、64  信号増幅器、70  制御情報処理系、71  ディスプレイ、72  光ディスク、73  磁気ディスク、74  ROM、75  RAM、80  演算処理部(CPU)、100  MRI装置、210  パラメータ設定部、211  パラメータ入力表示部、212  位置入力表示部、213  パラメータ計算部、220  撮像部、230  画像再構成部、240  表示処理部
【国際調査報告】
2014125966.tif 000018
2014125966.tif 000019