(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静磁場を生成する静磁場磁石と、
傾斜磁場を生成する傾斜磁場生成手段と、
高周波磁場を生成する高周波磁場生成手段と、
被検体から発生する核磁気共鳴信号を受信する受信手段と、
前記傾斜磁場生成手段、高周波磁場生成手段および受信手段を制御する制御手段と、
前記核磁気共鳴信号を用いて前記被検体の撮影領域のスペクトルを算出する手段とを備え、
前記制御手段は、前記撮影領域に含まれる特定物質の磁化を抑制するための、少なくとも一つの、第１の周波数の高周波磁場を印加する第１のパルスシーケンスと、前記第１のパルスシーケンスに続いて前記第２の周波数の高周波磁場を印加して撮影領域から核磁気共鳴信号を取得する第２のパルスシーケンスとを備え、前記第１のパルスシーケンスにおいて前記第１の周波数の高周波磁場の印加後に核磁気共鳴信号を取得する制御を行い、
当該第１のパルスシーケンスで取得した核磁気共鳴信号の情報を用いて前記第１の周波数の変動を判定する手段を備えたことを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
【請求項２】
請求項１に記載の磁気共鳴撮影装置であって、
前記制御手段は、前記判定する手段の判定結果に基づいて前記第１の周波数を制御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１に記載の磁気共鳴撮影装置であって、
前記第１のパルスシーケンスで取得した核磁気共鳴信号の情報を記憶する記憶手段を備え、
前記制御手段は、前記第１のパルスシーケンスと第２のパルスシーケンスとを繰り返して行い、繰り返し毎に前記第１のパルスシーケンスで取得した核磁気共鳴信号の情報を前記記憶手段に保存することを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
【請求項４】
請求項１記載の磁気共鳴撮影装置であって、
前記判定する手段は、前記核磁気共鳴信号の強度が予め設定した閾値よりも低いときに変動があったと判定す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ないし４いずれか１項に記載の磁気共鳴撮影装置であって、
前記判定する手段は、前記核磁気共鳴信号の強度の変化が予め設定した閾値よりも大きいときに変動があったと判定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ないし５のいずれか１項に記載の磁気共鳴撮影装置であって、
前記第１のパルスシーケンスは、前記第１の周波数の高周波磁場の印加とそれに続くディフェイズ傾斜磁場の印加とを含み、前記高周波磁場の印加と傾斜磁場の印加との間に核磁気共鳴信号を取得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、
前記第１のパルスシーケンスは、前記高周波磁場の印加とそれに続くディフェイズ傾斜磁場の印加とを複数回繰り返し、最初の高周波磁場の印加の直後に核磁気共鳴信号を取得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１ないし７のいずれか１項に記載の磁気共鳴撮影装置であって、
前記制御手段は、前記第１の周波数を決定するためのスペクトルを計測する第３のパルスシーケンスを備え、
前記判定する手段において周波数の変動があったと判定されたときに、前記第３のパルスシーケンスを実行することを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
【請求項９】
請求項８記載の磁気共鳴撮影装置において、
前記制御手段は、前記第３のパルスシーケンスで計測されたスペクトルから第１の周波数を決定し、決定された第１の周波数に基づき、第３のパルスシーケンス後に実行される第１および第２のパルスシーケンスの高周波磁場の周波数を設定する手段を備えたことを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
【請求項１０】
請求項１記載の磁気共鳴撮影装置であって、
前記第２のパルスシーケンスは、少なくとも一つの前記第２の周波数の高周波磁場の印加と、位相エンコード傾斜磁場の印加とを含み、位相エンコード傾斜磁場を変化させて繰り返されることを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
【請求項１１】
請求項１記載の磁気共鳴撮影装置であって、
前記第２のパルスシーケンスは、少なくとも三つの前記第２の周波数の高周波磁場の印加とこれら高周波磁場印加毎にスライス方向の異なるスライス選択傾斜磁場の印加とを含み、３つの異なるスライス方向の交差する領域の核磁気共鳴信号を計測することを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
【請求項１２】
静磁場を生成する静磁場磁石と、
傾斜磁場を生成する傾斜磁場生成手段と、
高周波磁場を生成する高周波磁場生成手段と、
被検体から発生する核磁気共鳴信号を受信する受信手段と、
前記傾斜磁場生成手段、高周波磁場生成手段および受信手段を制御する制御手段と、
前記核磁気共鳴信号を用いて前記被検体の撮影領域のスペクトルを算出する手段とを備え、
前記制御手段は、前記撮影領域に含まれる特定物質の磁化を抑制するための、少なくとも一つの、第1の周波数の高周波磁場を印加する第1のパルスシーケンスを備え、前記第1のパルスシーケンスにおいて、前記第1の周波数の高周波磁場の印加後に核磁気共鳴信号を取得する制御を行い、
当該核磁気共鳴信号の強度または強度の変化を用いて前記第１の周波数の変動を判定することを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
【請求項１３】
被検体の撮影領域に含まれる特定物質の磁化を抑制するための、少なくとも一つの、第１の周波数の高周波磁場を印加する第１のパルスシーケンスと、前記第１のパルスシーケンスに続いて前記第２の周波数の高周波磁場を印加して撮影領域から核磁気共鳴信号を取得する第２のパルスシーケンスとを実行することによって得られた核磁気共鳴信号を用いた情報処理方法であって、
前記第１のパルスシーケンスにおいて前記第１の周波数の高周波磁場の印加後に核磁気共鳴信号を取得し、当該第１のパルスシーケンスで取得した核磁気共鳴信号の情報を用いて前記第１の周波数の変動を判定することを特徴とする磁気共鳴撮影装置における情報処理方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の情報処理方法であって、
前記１の周波数の変動について判定された判定結果を用いて、前記第１のパルスシーケンスに用いる第１の周波数を制御することを特徴とする磁気共鳴撮影装置における情報処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴撮影装置に係り、特にケミカルシフトに関する情報を含む磁気共鳴信号の計測に好適な装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴撮影装置は、静磁場中に置かれた被検体に対し、特定周波数の高周波磁場を照射することにより、被検体に含まれる水素原子核の核磁化を励起し(核磁気共鳴現象)、被検体から発生する核磁気共鳴信号を検出し、物理的・化学的情報を取得することが可能である。現在、広く普及している磁気共鳴イメージング(以下、MRIと略す)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】
このMRIに対して、磁気共鳴スペクトロスコピ−(以下、MRSと略す)と呼ばれる方法では、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、ケミカルシフトと呼ぶ）を手掛かりに、所望の領域(ボクセル)から得られる核磁気共鳴信号を分子毎に分離したスペクトルを取得している。【０００４】
また、この１つの領域のスペクトルを取得するMRSに対し、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を磁気共鳴スペクトロスコピックイメ−ジング（以下、MRSIと略す）と呼び、このMRSIを用いることにより、生体内に含まれる代謝物質(分子)毎の濃度分布を視覚的に捉えることが可能となる。【０００５】
通常、生体を上記MRS/MRSIの測定対象とする場合、代謝物質の濃度は非常に低いことが多いため、MRS/MRSI計測を行う際に高濃度の水の信号を抑圧せずに計測を行うと、水から発生する巨大な信号ピークの裾野に代謝物質の微弱な信号が埋もれてしまい、代謝物質信号を分離・抽出することが非常に困難となる。このため、従来、MRS/MRSI計測シーケンスで励起と検出を行う直前に、水信号を抑圧するための前処理を行っている。【０００６】
水信号を抑圧するための処理では、まず初めに、水分子に含まれる核磁化のみを励起させるために、送信周波数を水ピーク位置に合わせ且つ励起周波数帯域を水ピーク幅程度に狭めた高周波磁場の照射を行う。次に、励起状態にある多数の水分子に含まれる核磁化の位相をバラバラにし、核磁化のベクトル和をゼロとするために、ディフェイズ用傾斜磁場の印加を行う(疑似飽和)。そして、水磁化の疑似飽和状態が続いている間に、MRS/MRSI計測シーケンスで励起と検出を行うことにより、微弱な代謝物質の信号を測定する。また、代謝物質の信号が非常に微弱であるため、得られるスペクトルの信号雑音比(S/R)を向上させるため、従来のMRS/MRSI計測では、多数の積算を行うことが多い。また、MRSI計測では、位置情報を付与するために位相エンコード用傾斜磁場の印加強度を段階的に変化させながら、計測する画素数に応じて、計測を繰り返す必要が有る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
磁気共鳴撮影装置では、各原子核スピンの共鳴周波数は静磁場強度によって決まるので、上述したMRS/MRSI計測の前に、少なくとも１回は水信号を抑圧せずにスペクトル計測(共鳴周波数検出用前計測)を行って水の共鳴周波数を検出し、検出した共鳴周波数をもとに高周波磁場照射時の送信周波数と磁気共鳴信号検出時の受信周波数を一定の周波数に設定している。【０００８】
しかし、静磁場を発生する磁石の構造や特性及び測定環境によっては、MRS/MRSI計測中に、静磁場強度が変化する場合がある。このような場合、MRS/MRSI計測では、積算や位相エンコードのために計測を繰り返しても、共鳴周波数シフトに伴って、水の抑圧率が徐々に低下したり、励起スライス位置が段々とずれたり、積算によるS/N向上効果が十分に得られなかったり、位相エンコードによる位置情報の付与が正しく行えないといった様々な問題が生じる。【０００９】
なお静磁場の変動に伴う共鳴周波数の変動については、複数の時点で共鳴周波数を測定することによって変動を算出し、ケミカルシフト像の計測に伴う位相誤差等を補正する手法（特許文献１）、MRIにおいて共鳴周波数変動量を測定し変動量が閾値より大きい場合に補正演算を行なう手法（特許文献２）が提案されている。
【特許文献１】特開昭６３−２３０１５６号公報
【特許文献２】特開２００２−２９１７１８号公報
【００１０】
しかし、特許文献１の技術では、MRSI計測を行なう前に予め計測しておいた周波数変動特性からの予測値を用いるため、予測困難な急激な周波数変動が生じた場合には、充分な補正効果を得ることができない。また、特許文献２の技術では、MRI計測毎に、共鳴周波数を直接計測するための長い信号計測時間を要しており、計測の繰り返し時間TRが長くなるという問題がある。【００１１】
本発明の目的は、計測中に共鳴周波数が変化する場合にも、高精度に水信号を抑制することによって、高精度なMRS/MRSI計測を可能とする磁気共鳴撮影装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成する本発明の磁気共鳴撮影装置は、水信号抑圧のためのパルスシーケンスを利用して信号を取得し、その情報から周波数変動を判定し、高精度な水信号抑圧とそれに続くMRS或いはMRSI等のスペクトル計測の精度を向上する。【００１３】
すなわち本発明の磁気共鳴撮影装置は、静磁場を生成する静磁場磁石と、傾斜磁場を生成する傾斜磁場生成手段と、高周波磁場を生成する高周波磁場生成手段と、被検体から発生する核磁気共鳴信号を受信する受信手段と、前記傾斜磁場生成手段、高周波磁場生成手段および受信手段を制御する制御手段と、前記核磁気共鳴信号を用いて前記被検体の撮影領域のスペクトルを算出する手段とを備え、前記制御手段は、前記撮影領域に含まれる特定物質の磁化を抑制するための、少なくとも一つの、第１の周波数の高周波磁場を印加する第１のパルスシーケンスと、前記第１のパルスシーケンスに続いて前記第２の周波数の高周波磁場を印加して撮影領域から核磁気共鳴信号を取得する第２のパルスシーケンスとを備え、前記第１のパルスシーケンスにおいて前記第１の周波数の高周波磁場の印加後に核磁気共鳴信号を取得する制御を行い、当該第１のパルスシーケンスで取得した核磁気共鳴信号の情報を用いて前記第１の周波数の変動を判定する手段を備える。【００１４】
本発明の磁気共鳴撮影装置は、第１のパルスシーケンスで取得した核磁気共鳴信号の情報を記憶する記憶手段を備え、第１のパルスシーケンスと第２のパルスシーケンスとを繰り返して行い、繰り返し毎に第１のパルスシーケンスで取得した核磁気共鳴信号の情報を記憶手段に保存する。【００１５】
本発明の磁気共鳴撮影装置において、判定する手段が利用する核磁気共鳴信号の情報は、例えば、核磁気共鳴信号の強度、或いは強度の変化であり、核磁気共鳴信号の強度が予め設定した閾値よりも低いとき或いは強度の変化が予め設定した閾値よりも大きいときに周波数の変動があったと判定する。【００１６】
第１のパルスシーケンスでは、第１の周波数の高周波磁場の印加とそれに続くディフェイズ傾斜磁場の印加とを含み、高周波磁場の印加と傾斜磁場の印加との間に核磁気共鳴信号を取得する。また第１のパルスシーケンスは、高周波磁場の印加とそれに続くディフェイズ傾斜磁場の印加とを複数回繰り返すものとすることができ、その場合、好適には、最初の高周波磁場の印加の直後に核磁気共鳴信号を取得する。【００１７】
本発明の磁気共鳴撮影装置において、制御手段は、さらに第１の周波数を決定するためのスペクトルを計測する第３のパルスシーケンスを備え、判定する手段において周波数の変動があったと判定されたときに、第３のパルスシーケンスを実行し、第1の周波数が決定される。第３のパルスシーケンスで計測されたスペクトルから決定された第１の周波数に基づき、第３のパルスシーケンス後に実行される第１および第２のパルスシーケンスの高周波磁場の周波数が設定される。【００１８】
本発明の磁気共鳴撮影装置において、第２のパルスシーケンスは、MRSIパルスシーケンス或いはMRSパルスシーケンスである。例えば、少なくとも一つの前記第２の周波数の高周波磁場の印加と、位相エンコード傾斜磁場の印加とを含み、位相エンコード傾斜磁場を変化させて繰り返されるMRSIパルスシーケンスである。或いは、少なくとも三つの前記第２の周波数の高周波磁場の印加とこれら高周波磁場印加毎にスライス方向の異なるスライス選択傾斜磁場の印加とを含み、３つの異なるスライス方向の交差する領域の核磁気共鳴信号を計測するMRSパルスシーケンスである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、MRSIやMRSに先立つ水信号抑圧パルスシーケンスで信号を計測し、その信号から周波数変動を判定することにより、計測時間を延長することなく周波数変動を速やかに検出することができる。これにより計測中の共鳴周波数の変化に速やかに対応することができ、水の抑圧率の低下や、励起スライス位置のずれ、積算によるS/N向上効果の低下、さらには位相エンコードによる位置情報の付与のずれなど種々の問題を低減することができ、高精度なスペクトル計測が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明が適用される磁気共鳴撮影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発生するトンネル型磁石を用いた磁気共鳴撮影装置であり、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の磁気共鳴撮影装置である。また、図１(c)は、図１(a)と同じトンネル型の磁気共鳴撮影装置であるが、磁石の奥行を短くし且つ斜めに傾けることによって、開放感を高めている。本発明は、図１に例示されるように、磁石の形状や型の如何を問わずいずれの装置にも適用できる。【００２１】
次に本発明の一実施の形態による磁気共鳴撮影装置の構成を、図２および図３を参照して説明する。図２に示すように、本実施の形態の磁気共鳴撮影装置は、大きく分けて撮像部１０と制御部２０とからなる。撮像部１０の構成は、従来の一般的な磁気共鳴撮影装置と同様であり、本発明の磁気共鳴撮影装置は制御部２０に特徴がある。【００２２】
撮像部１０の主な構成は、図３に示すように、被検体１５が置かれる空間に静磁場を発生する静磁場発生マグネット１２、静磁場の均一度を調整するためのシムコイル１１、静磁場に直交する３方向の磁場勾配を与える傾斜磁場発生コイル１３、被検体１５に対し、高周波磁場を照射し核磁気共鳴現象を生じさせるとともに、被検体１５から発生する核磁気共鳴信号を受信するプローブ１４、シム用電源部１６、傾斜磁場用電源部１７、送信機１８、受信器１９などを備えている。なお図２は、プローブ１４を送信・受信兼用として用いる場合の例を示しているが、送信用プローブと受信用プローブを分離して備えている場合もある。【００２３】
送信機１８は被検体１５に照射する高周波磁場を生成する。送信機１８には図示しない発振器が備えられ、その発振周波数は検査対象の共鳴周波数に応じて変更できるようになっている。発振器の周波数は、受信機１９が核磁気共鳴信号を検出する際に用いる参照周波数としても使用される。【００２４】
シムコイル１１の駆動用電源部１６、傾斜磁場発生コイル１３の駆動用電源部１７、送信機１８及び受信機１９は、制御・演算部２０のシーケンス制御部２１により制御される。制御・演算部２０のシーケンス制御部２１が、所定のパルスシーケンスに従い、駆動用電源部１７、送信機１８及び受信機１９を制御することにより、所定のタイミングおよび強度で高周波磁場および傾斜磁場が被検体１（或いは被検体１の置かれる空間）に印加されるとともに、これにより被検体１から発生する核磁気共鳴信号が受信機１９で受信され、撮影が行なわれる。パルスシーケンスは、シーケンス制御部２１に予めプログラムとして組み込まれている。パルスシーケンスには撮影方法によって種々のものがあり、本実施の形態の磁気共鳴撮影装置には、MRS、MRSIなどに適した種々のパルスシーケンスが備えられている。【００２５】
制御部２０には、上述したシーケンス制御部２１のほかに、受信機１９が受信した核磁気共鳴信号にフーリエ変換、補正処理などの各種演算を施し、スペクトルやスペクトル像などを作成する計算機（スペクトル算出部）２２、周波数変動を判定する判定部２３、主制御部２５が備えられている。また制御部２０が行なう演算や制御に必要なパラメータや計測条件などを記憶する記憶部３０、計算機２２が生成したスペクトル情報や画像情報を表示するためのディスプレイ４０およびユーザーが制御部２０に指令を入力するための入力装置５０なども備えられている。記憶部３０には、本計測で得られた信号（スペクトル情報）を記憶する本計測信号格納部３１、パラメータ等を記憶するパラメータ等格納部３２、信号の強度情報を記憶する信号情報格納部３３などがある。これらの制御部２０の機能については、磁気共鳴撮影装置の動作とともに以下詳述する。【００２６】
次に、本実施の形態の磁気共鳴撮影装置の動作を、MRSを例に図４〜図７を参照して説明する。図４は本実施の形態の磁気共鳴撮影装置の動作を示すフローであり、また図５はMRSのパルスシーケンスの一例を示す図、図６はMRS計測に先立って行なわれる、水信号を抑圧するためのパルスシーケンス（水信号抑圧パルスシーケンス）の一例を示す図、図７は撮影部１０と制御部２０が実施する処理を時系列に示した図である。【００２７】
図４に示すように、MRS計測に際し、まず撮影ボクセルを決定する（ステップ401）。撮影ボクセルの決定は、例えば、計測に先立って低空間分解能で撮影された位置決め画像などを用いてボクセル位置を指定することにより、ボクセルを選択するための傾斜磁場の軸と強度が設定される。また撮影パラメータ（高周波磁場のフリップ角、エコー時間、繰り返し時間）なども設定される。次に必要に応じてシミングを実行し、シムコイル１１等を調整して静磁場均一度を向上させる（ステップ402）。【００２８】
このような準備が終了したならば、予備計測を行なう。予備計測では、水信号抑圧パルスシーケンスを行なうことなく本計測と同様のMRSのパルスシーケンスを実行し（ステップ403）、選択励起したボクセルから信号を計測し、そのスペクトルを算出し（ステップ404）、水の共鳴周波数ＦｗとピークΔＦｗを求める（ステップ405）。この共鳴周波数ＦｗとピークΔＦｗが、水信号抑圧パルスシーケンスに用いる送信周波数Ｆｔと励起周波数帯域ΔＦｔとして設定される（ステップ406）。その後、本計測を開始する。本計測は、水抑圧時の信号を計測する。すなわち水信号抑圧パルスシーケンスとMRSのパルスシーケンスとを実行する（ステップ407）。【００２９】
MRSのパルスシーケンスとしては、図５に示すような公知のMRSパルスシーケンスが用いられる。すなわち初めに、第１スライス(Ｘ軸に垂直な面)選択用の第１の傾斜磁場（Ｘ軸方向の傾斜磁場）Ｇｓ１と９０°パルスと呼ばれる第１の高周波磁場ＲＦ１を同時に印加することにより、第１スライス内の核磁化を励起状態する。ここで、ＴＥをエコー時間、ＴＲを繰返し時間とする。【００３０】
次に、ＲＦ１の照射からＴＥ／４後に、第２スライス(Ｙ軸に垂直な面)選択用の第２の傾斜磁場（Ｙ軸方向の傾斜磁場）Ｇｓ２と１８０°パルスと呼ばれる第２の高周波磁場ＲＦ２を同時に印加することにより、ＲＦ１によって励起されていた第１スライス内の核磁化のうち、第２スライスにも含まれる核磁化を１８０°反転する。【００３１】
さらに、ＲＦ２の照射からＴＥ／２後に、第３スライス(Ｚ軸に垂直な面)選択用の第３の傾斜磁場（Ｚ軸方向の傾斜磁場）Ｇｓ３と１８０°パルスと呼ばれる第３の高周波磁場ＲＦ３を同時に印加することにより、ＲＦ２によって反転された第１スライスと第２スライスの交差領域内にある核磁化のうち、第３スライスにも含まれる核磁化を再度１８０°反転する。上記の３組の、高周波磁場及び傾斜磁場の印加により、ＲＦ３の照射からＴＥ／４後の時点をエコータイムとする磁気共鳴エコー信号Ｓｉｇ１が発生する。【００３２】
なお、Ｇｓ１の印加の直後に印加されるＧｓ１’は、Ｇｓ１に対するリフェイズ(位相戻し)用の傾斜磁場である。また、ＲＦ２の印加の前後で印加されるＧｄ１とＧｄ１’、Ｇｄ２とＧｄ２’及びＧｄ３とＧｄ３’は、ＲＦ１の照射により励起された核磁化の位相は乱さず、ＲＦ２の照射により励起された核磁化をディフェイズ(位相乱し)するための傾斜磁場である。さらに、ＲＦ３の印加の前後で印加されるＧｄ４とＧｄ４’、Ｇｄ５とＧｄ５’及びＧｄ６とＧｄ６’は、ＲＦ１の照射により励起された核磁化の位相は乱さず、ＲＦ３の照射によって励起された核磁化をディフェイズ(位相乱し)するための傾斜磁場である。【００３３】
図５のパルスシーケンスを実行することにより、上記の３つのスライスが交差する領域（撮影ボクセル）Ｖ１に含まれる核磁化のみを選択的に励起することができる。そして、この撮影ボクセルＶ１から発生する磁気共鳴信号Sig１を測定し、測定された磁気共鳴信号に対して１次元フーリエ変換を施すことにより、撮影ボクセルＶ１の磁気共鳴スペクトルを得ることが可能となる。予備計測では、このパルスシーケンスで得られた磁気共鳴スペクトルから水信号抑圧パルスシーケンスにおける水励起用高周波磁場の周波数を決定される。本計測では、この磁気共鳴スペクトルがボクセルＶ１のスペクトル情報として積算のために記憶部３０（本計測信号格納部３１）に記憶される。【００３４】
水信号抑圧パルスシーケンスは、MRS計測で代謝物質信号を検出する場合に、水から発生する巨大な信号ピークの裾野に代謝物質の微弱な信号が埋もれてしまい、代謝物質信号を分離・抽出することができなくなるのを防止するために、本計測のMRSシーケンスによる励起・検出を行う直前に実行される。図６（a）は、本実施の形態で採用する水信号抑圧パルスシーケンス、図６（ｂ）は従来の水信号抑圧パルスシーケンスを示す図である。【００３５】
図６（a）に示すパルスシーケンスは、水分子に含まれる核磁化のみを励起させる狭帯域の高周波磁場と位相を拡散するための傾斜磁場とを組み合わせて水信号を擬似飽和させることは、図６（ｂ）に示す従来の水信号抑圧パルスシーケンスと同様であるが、高周波磁場の照射後、傾斜磁場を印加する前に周波数変動をモニターするための信号Sig０を計測する点が異なっている。【００３６】
すなわち、まず、送信周波数Ｆｔを水の共鳴周波数Ｆｗに設定し、且つ励起周波数帯域ΔＦｔを水ピーク幅ΔＦｗ程度に設定した高周波磁場ＲＦｗ１の照射を行い、水の核磁化を選択励起する。この共鳴周波数Ｆｗは予備計測によって求められたスペクトルから求めた水の共鳴周波数が用いられる。水励起用高周波磁場ＲＦｗのフリップ角は通常９０°前後に設定される。
次いで、高周波磁場ＲＦｗ１の照射によって生じる水からの信号Sig０を計測し、記憶部３０の信号情報格納部３３に保存する（図４：ステップ409）。この信号Sig０は、後述する高周波磁場の変動判定に用いられる。【００３７】
次に、励起状態にある水分子に含まれる核磁化の位相をバラバラにし、水の磁化のベクトル和をゼロとするために、ディフェイズ用傾斜磁場Ｇｄｗ１の印加を行う(水核磁化の疑似飽和)。水信号の抑圧効果を増すために、水励起用高周波磁場ＲＦｗ１及びディフェイズ用傾斜磁場Ｇｄｗ１と同様の高周波磁場及びディフェイズ用傾斜磁場の印加をさらに繰り返す。なお図では３回繰り返すシーケンス例を示しているが、繰り返し回数は３回に限定されない。複数回繰り返す場合において、信号Sig０は最初の励起後に取得することが好ましいが、それに限定されない。【００３８】
また図６に示す例では、高周波磁場後に印加するディフェイズ用傾斜磁場はＧｘ、Ｇｙ、Ｇｚのうちいずれか１軸の傾斜磁場としているが、Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚの３軸全ての傾斜磁場を同時に印加してもよいし、いずれか２軸を同時に印加してもよい。ディフェイズ用傾斜磁場は、印加軸数や印加強度として様々な組合せや数値が用いられる。
そして、この水磁化の疑似飽和状態が続いている間に、図５のシーケンスにより、ボクセルＶ１の励起とそこからの信号Sig１の検出を行うことにより、微弱な代謝物質の信号を測定することが可能となる。【００３９】
こうして計測される信号は非常に微弱であるので、多数の計測を繰り返すことにより雑音比(S/N)を向上する。すなわち上述した水信号抑圧パルスシーケンスとMRSパルスシーケンスを一組として、複数回繰り返し、検出された信号Sig１を積算する。このような多数の計測の繰り返しにおいて、静磁場強度が時間的に一定であるならば、高周波磁場照射時の送信周波数および磁気共鳴信号検出時の受信周波数は、計測開始時に１回だけ設定したものでよいが、何らかの原因によって静磁場強度が時間的に変化していた場合、計測の繰り返し回数が増加するに従って、水の抑圧率が徐々に低下したり、励起ボクセル位置が段々とずれたり、積算によるS/N向上効果が十分に得られなかったりといった様々な問題が生じる。【００４０】
本実施の形態では、このような静磁場強度の時間的な変化とそれに伴う水の共鳴周波数の変動を、図６（a）の水信号抑圧パルスシーケンスで計測した信号Sig０によりモニターする。その様子を図７に示す。信号Sig０は、水信号抑圧パルスシーケンスが実行される度に計測され、記憶部３０の信号情報格納部３３に保存されている。静磁場強度に変動が生じ、水の共鳴周波数が水信号抑圧パルスシーケンスに設定されている励起帯域ΔＦｗからずれた際には、水分子に含まれる核磁化が励起されず、水信号強度が減少する。そこで制御部２０の変動判定部２３は、水信号強度が所定の値以下に減少した場合には、共鳴周波数がシフトしたと判定し、シーケンス制御部２１に指令を送り、水共鳴周波数を検出するための予備計測（ステップ403〜406）を行うようにする。【００４１】
変動判定２３で用いる上記所定の値としては、水信号強度の絶対値を指定してもよいし、初回もしくは前回の計測で得られた水信号強度に対する相対値を用いてもよい。この値は予め閾値として記憶部３０のパラメータ等格納部３２に保存しておく。変動判定部２３による判定の結果、予備計測が行なわれた場合には、その予備計測で検出された水の共鳴周波数を基準として、以降の繰り返し計測時における、水信号抑圧パルスシーケンスで照射する高周波磁場の送信周波数、MRS計測のシーケンスにおける、励起用および反転用高周波磁場の送信周波数、及び磁気共鳴信号検出時の受信周波数が設定される。【００４２】
最終的に、多数の繰り返し計測によって得られた信号を積算し、積算後の信号を一次元フーリエ変換することによりスペクトルが算出される。このような多数の積算を行なうことにより、生体から検出される信号が非常に微弱な代謝物質の信号であっても、スペクトルの雑音比(S/N)を向上させることができる。【００４３】
本実施の形態によれば、MRS計測に先立って行なわれる水信号抑圧パルスシーケンスにおいて核磁気共鳴信号を取得し、その信号強度により周波数変動をモニターすることにより、周波数変動に合わせて高周波磁場の送信周波数および受信周波数を変更することができる。これにより静磁場が時間的に一定でない場合にも、繰り返し計測において水の抑圧率の低下や励起ボクセル位置の位置ずれなどの問題を解消することができる。また本実施の形態において周波数変動をモニターするための信号は、水信号抑圧パルスシーケンスを利用して計測することができるので、周波数をモニターするために予備計測を行なう必要がなく、全体として計測時間を短縮できる。さらに信号強度あるいはその変化で周波数変動を判定するので、フーリエ変換等の演算も不要で即時に判定を行うことができる。【００４４】
なお以上の実施の形態では、MRS計測の場合を例に説明したが、MRSIの場合にも同様に適用することができる。MRSIの場合には、本計測のパルスシーケンスとして、例えば図８に示すMRSIパルスシーケンスを用いればよい。このMRSIパルスシーケンスは、図５に示すMRSパルスシーケンスと同様に３組のスライス選択用傾斜磁場と高周波磁場を用いて予め設定された撮影リージョンを励起するが、最初の高周波磁場ＲＦ1では広帯域を選択し、位相エンコード傾斜磁場を用いて位置情報を付与する点が異なる。すなわちMRSIパルスシーケンスでは、第３スライス選択用の第３の傾斜磁場Ｇｓ３と第３の高周波磁場ＲＦ３の後に、３次元の空間情報を付与することのできる位相エンコード用の傾斜磁場Ｇｐ１、Ｇｐ２およびＧｐ３が追加し、これら傾斜磁場Ｇｐ１、Ｇｐ２およびＧｐ３の印加強度を段階的に変化させて、信号Sig１の計測を繰り返し行う。【００４５】
図８のパルスシーケンスを実行することにより、上記の３つのスライスが交差する領域（撮影リージョン）Ｒ１に含まれる核磁化のみを選択的に励起することができる。そして、位相エンコード用傾斜磁場Ｇｐ１、Ｇｐ２およびＧｐ３の印加強度を、Ｘ軸方向にＭｘ段階、Ｙ軸方向にＭｙ段階およびＺ軸方向にＭｚ段階変化させた場合、測定したＭｘ×Ｍｙ×Ｍｚ個の磁気共鳴信号に対して４次元フーリエ変換を施すことにより、Ｍｘ×Ｍｙ×Ｍｚ個の各ボクセルから発生した磁気共鳴スペクトルを得ることが可能となる。【００４６】
この場合にも、本計測であるMRSIパルスシーケンスの直前に図６（a）に示す水信号抑圧パルスシーケンスを実行し、水励起用高周波磁場ＲＦｗ１を印加後、ディフェイズ用傾斜磁場Ｇｄｗ１を印加する前に核磁気共鳴信号Sig０を取得し、記憶部３０（信号情報格納部３３）に記憶する。位相エンコード傾斜磁場を変化させてパルスシーケンスを繰り返す毎に、核磁気共鳴信号Sig０の計測も繰り返し、その信号強度をモニターする。そして信号強度が予め設定した閾値以下となったとき或いは信号強度の変化が予め設定した閾値以上となったとき、予備計測を行なって水の共鳴周波数を求め、これに基き水信号抑圧パルスシーケンスおよび本計測で用いる高周波磁場の送信周波数および受信周波数を設定する。予備計測は、スペクトルを求めればよいので、図５に示すMRSパルスシーケンスによって行なうことができる。【００４７】
本実施の形態においても、静磁場が時間的に一定でない場合にも、繰り返し計測において水の抑圧率の低下や励起ボクセル位置の位置ずれなどの問題を解消することができ、またMRSIシーケンス特有の問題、すなわち位相エンコードによる位置情報の付与が正しく行えないも解消することが可能となる。
なお図５および図８のパルスシーケンスは、それぞれMRS、MRSIを一例であり、本発明は図５および図８以外のMRS/MRSIシーケンスでも同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明が適用される磁気共鳴撮影装置の外観図。
【図２】本発明の磁気共鳴撮影装置の一実施の形態を示すブロック図。
【図３】本発明の磁気共鳴撮影装置の一実施の形態の全体構成を示す図。
【図４】本発明の磁気共鳴撮影装置による動作の一実施の形態を示すフローチャート図。
【図５】本発明の実施の形態で使用するMRSパルスシーケンスの一例を示す図。
【図６】（a）は本発明の実施の形態で使用する、水信号抑圧パルスシーケンスの一例を示す図、（ｂ）は従来の水信号抑圧パルスシーケンスを示す図。
【図７】本発明の磁気共鳴撮影装置の各要素が実行する処理内容を示す図。
【図８】本発明の実施の形態で使用するMRSIパルスシーケンスの一例を示す図。
【符号の説明】
【００４９】
１…被検体、１２…静磁場発生マグネット、１３…傾斜磁場発生コイル、１４…プロ−ブ、１７…傾斜磁場用電源部、１８…送信機、１９…受信機、２０…制御部、２１…シーケンス制御部、２２…スペクトル算出部（計算機）、２３…変動判定部、３０…記憶部、３１…スペクトル情報格納部、３２…パラメータ等格納部、３３…信号情報格納部、４０…ディスプレイ、５０…入力部。
【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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