(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静磁場、高周波磁場および傾斜磁場をそれぞれ発生する各磁場発生手段と、前記静磁場中に置かれた被検体から発生する磁気共鳴信号を検出する検出手段と、前記磁場発生手段および検出手段を制御する計測制御手段と、前記核磁気共鳴信号を用いて磁気共鳴スペクトルを作成し、表示する演算手段とを備え、前記検出手段が複数の小型コイルからなる受信コイルを有する磁気共鳴撮影装置において、
前記計測制御手段は、水からの核磁気共鳴信号を抑制することなく核磁気共鳴信号を計測する第１の計測シーケンス手段と、水からの核磁気共鳴信号を抑制して核磁気共鳴信号を計測する第２の計測シーケンス手段とを備え、
前記演算手段は、前記第１の計測シーケンス手段により前記複数の小型コイルで計測した核磁気共鳴信号を用いて、複数の小型コイル毎に、前記第１の計測シーケンスで計測した核磁気共鳴信号の信号／ノイズ比を求め、当該信号／ノイズ比から各小型コイルの核磁気共鳴信号を合成する際の加算係数を算出し、前記第２の計測シーケンス手段により前記複数の小型コイルで計測した核磁気共鳴信号を、前記加算係数を用いて合成し、磁気共鳴スペクトルを作成する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において、
前記演算手段は、複数の小型コイル毎に、前記第１の計測シーケンスで計測した核磁気共鳴信号の位相値を求め、前記第２の計測シーケンス手段により前記複数の小型コイルで計測した核磁気共鳴信号を、前記位相値を用いて位相補正後に合成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又は２に記載の磁気共鳴撮影装置において、
前記演算手段は、複数の小型コイル毎に求めた信号／ノイズ比について、各コイルのＳＮＲ間の比を算出し、当該比を前記加算係数と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ないし３のいずれか１項に記載の磁気共鳴撮影装置において、
前記演算手段は、前記第１の計測シーケンス手段により各小型コイルで計測した核磁気共鳴信号のうち、信号値の絶対値強度が比較的高い信号の絶対値と、信号値の絶対値強度が比較的低い信号から求めたノイズ平均値およびノイズ標準偏差とを用いて、小型コイル毎の信号／ノイズ比を算出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において、
前記計測制御手段は、前記第２の計測シーケンス手段による計測を繰り返し実行するとともに、第２の計測シーケンスを複数回行う毎に前記第１の計測シーケンス手段による計測を行ない、
前記演算手段は、第１の計測シーケンスによる計測が行われる毎に前記加算係数および／または位相値を更新することを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
【請求項６】
静磁場中に置かれた検査対象に高周波磁場を少なくとも１回照射し、読出し傾斜磁場を印加せずに、前記高周波磁場の照射の後に発生する磁気共鳴信号を受信コイルで検出し、検出された前記磁気共鳴信号から磁気共鳴スペクトル情報を算出する磁気共鳴スペクトル計測方法であって、
前記受信コイルは複数の小型コイルからなり、
水信号抑圧を伴わない非水抑圧計測を行う第１の計測ステップと、
各受信コイルCi（i=1,2,3,...,m：コイル番号）で得られた磁気共鳴信号Sw(i)(j)  (j=1,2,3,...,n：データ番号)において、それぞれ先頭からN点目の信号Sw(i)(N)の絶対値Aw(i)(N)を算出するステップと、
最後尾のM点分の絶対値信号Aw(i)((n-M+1))〜Aw(i)(n)から、各受信コイルのノイズ平均値Na(i)とノイズ標準偏差Nd(i)を算出するステップと、
前記絶対値Aw(i)(N)、前記ノイズ平均値Na(i)、および前記ノイズ標準偏差Nd(i)から各受信コイルのＳＮＲを算出するステップと、
水信号抑圧を伴う水抑圧計測を行う第２の計測ステップと、
前記各受信コイルCiで得られた磁気共鳴信号Sm(i)(j)に対して、
前記各コイルのＳＮＲ間の比を乗算した後、複素数加算し、MAC合成後の磁気共鳴信号値Sm3(j)とするステップと、
前記磁気共鳴信号値Sm3(j)をフーリエ変換し、磁気共鳴スペクトル信号を作成するステップと、
を含むことを特徴とする磁気共鳴スペクトル計測方法。
【請求項７】
請求項６に記載の磁気共鳴スペクトル計測方法であって、さらに、
前記第１の計測ステップにおいて各受信コイルCiで得られた磁気共鳴信号Sw(i)(j)について、それぞれ先頭からN点目の信号Sw(i)(N)の位相値φw(i)(N)を算出するステップと、
前記第２の計測ステップにおいて前記各受信コイルCiで得られた磁気共鳴信号Sm(i)(j)に対して、全点の位相値φm(i)(j)を、前記算出した位相値φw(i)(N)を用いて位相補正する処理を施し、位相補正後の各受信コイルの磁気共鳴信号Sm2(i)(j)を算出するステップと、を有し、
前記複素数加算を、前記位相補正後の各受信コイルの磁気共鳴信号Sm2(i)(j)に対して行うことを特徴とする磁気共鳴スペクトル計測方法。
【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を測定するの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等の原子核の核磁化を励起し、被検体から発生する磁気共鳴信号を検出して、物理的・化学的情報を取得することが可能である。磁気共鳴撮影装置を用いた撮影方法として、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）の他に、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、分子毎に磁気共鳴信号を分離する方法（磁気共鳴スペクトロスコピー：以下、MRSと略す）がある。
【０００３】
MRSは、人体内部の代謝物質を無侵襲で測定できるという他のモダリティーには無い大きな長所があるが、通常、被検体内に含まれる代謝物質の濃度は非常に低いことが多いため、信号／ノイズ比(以下、SNRと呼ぶ)が低く、空間分解能や時間分解能を上げることが困難であった。すなわちMRS計測を行う際、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、MRS計測では、通常の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う、150回程度の積算を行って必要なSNRを確保するなどの手法が採用されている。その他、MRSについては、本計測前に実行したプレ収集により関心領域を特定する技術（特許文献１）や、水スペクトルから求めた各ボクセルの位相特性から代謝物質スペクトルの各ボクセルの位相回りを補正する技術（特許文献２）などが提案されている。
【特許文献１】特開平８−１５４９１３号公報
【特許文献２】特開２００１−３４６７７９号公報
【０００４】
一方、最近のMRIでは、受信感度の高い複数のサーフェスコイルを平面的もしくは立体的に組み合わせたマルチアレイコイル(MAC)を用いて画像計測を行い、得られた複数の画像を足し合わせる（以下、MAC合成という）ことにより、高SNRの画像が得られるように成ってきている。MRSの計測においても、このMACコイルを使用することにより、高SNR化を図ることが期待されている。
従来のMAC合成アルゴリズムとしては、(1)各コイルで得られる信号をそのまま(Real成分毎、Imaginary成分毎)で足し合わせる方式、(2)各コイルで得られる信号の二乗和(＝Real成分×Real成分＋Imaginary成分×Imaginary成分)の平方根を足し合わせる方式、(3)各コイルで得られた信号の位相を揃えた後にReal成分毎、Imaginary成分毎で足し合わせる方式等が考えられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記(1)〜(3)の方式のうち、(3)の方式は、常にReal成分のみ／Imaginary成分のみを取り出すことができるので、Real成分でのスペクトル表示が必須であるMRSに適用可能であり、また得られた信号のSNRが高い場合には、空間的な位相不均一の影響を受けない、すなわち空間的な位相不均一があっても合成効果は低下しない点で優れている。
【０００６】
しかし(3)の方式は、得られた信号のSNRが低い場合には合成効果が低下してしまう」という問題点がある。特にMRS計測においては、上述したように１回の計測で得られる信号のSNRが非常に低いため、十分なMAC合成効果を得ることは困難である。多数回積算後のSNRの高まった信号に対して(3)の方式により合成処理を行った場合には、合成効果の低下は小さくなることが予測されるが、積算中に静磁場変動による共鳴周波数シフトが生じた場合には、全計測(例えば150回)分の信号をコイル毎に積算してもSNRが高くならないという問題もある。この問題は、静磁場コイルとしてソレノイドコイルを用いた水平磁場の場合には影響が少ないが、上下に静磁場磁石を配置した垂直磁場の装置では影響が大きくなる場合がある。
【０００７】
本発明は、MACを備えた磁気共鳴撮影装置において、MRS計測において空間的不均一があっても高いMAC合成効果を得ること、また積算中に磁場変動があってもSNR低下を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では、上記(3)の方式を改良したMAC合成アルゴリズムを備えた磁気共鳴撮影装置を提供する。本発明によれば、水抑圧を行わないリファレンス計測で取得されるSNRの高い磁気共鳴信号を用いて、MACを構成する各小型コイルの位相を揃えるための補正値を算出しておき、水抑圧を伴う本計測信号に対して、位相を揃えるための処理を適用する。
【０００９】
すなわち本発明の磁気共鳴撮影装置は、静磁場、高周波磁場および傾斜磁場をそれぞれ発生する各磁場発生手段と、前記静磁場中に置かれた被検体から発生する磁気共鳴信号を検出する検出手段と、前記磁場発生手段および検出手段を制御する計測制御手段と、前記核磁気共鳴信号を用いて磁気共鳴スペクトルを作成し、表示する演算手段とを備え、前記検出手段が複数の小型コイルからなる受信コイルを有し、前記計測制御手段は、水からの核磁気共鳴信号を抑制することなく核磁気共鳴信号を計測する第1の計測シーケンス手段と、水からの核磁気共鳴信号を抑制して核磁気共鳴信号を計測する第２の計測シーケンス手段とを備え、前記演算手段は、前記第１の計測シーケンス手段により前記複数の小型コイルで計測した核磁気共鳴信号を用いて補正データを作成し、前記第２の計測シーケンス手段により前記複数の小型コイルで計測した核磁気共鳴信号を、前記補正データで補正した後、合成し磁気共鳴スペクトルを作成することを特徴とする。
【００１０】
本発明の磁気共鳴撮影装置において、前記演算手段は、例えば、複数の小型コイル毎に、前記第１の計測シーケンスで計測した核磁気共鳴信号の位相値を求め、当該位相値を各小型コイルの位相補正用の補正データとする。
また本発明の磁気共鳴撮影装置において、前記演算手段は、例えば、各小型コイルの核磁気共鳴信号を合成する際に、各小型コイルのSNRを加算係数として合成する。この場合、演算手段は、例えば、複数の小型コイル毎に、前記第１の計測シーケンスで計測した核磁気共鳴信号のSNRを求め、当該SNRから各小型コイルの核磁気共鳴信号を合成する際の加算係数を算出する。
【００１１】
また本発明の磁気共鳴撮影装置において、前記計測制御手段は、例えば、前記第２の計測シーケンス手段による計測を繰り返し実行するとともに、第２の計測シーケンスを複数回行う毎に前記第１の計測シーケンス手段による計測を行ない、前記演算手段は、第１の計測シーケンスによる計測が行われる毎に前記補正データを更新する。
【００１２】
本発明の磁気共鳴撮影装置は、静磁場、高周波磁場および傾斜磁場をそれぞれ発生する各磁場発生手段と、前記静磁場中に置かれた被検体から発生する磁気共鳴信号を検出する検出手段と、前記磁場発生手段および検出手段を制御する計測制御手段と、前記核磁気共鳴信号を用いて磁気共鳴スペクトルを作成し、表示する演算手段とを備え、前記検出手段が複数の小型コイルからなる受信コイルを有し、前記計測制御手段は、水からの核磁気共鳴信号を抑制することなく核磁気共鳴信号を計測する第1の計測シーケンス手段と、水からの核磁気共鳴信号を抑制して核磁気共鳴信号を計測する第２の計測シーケンス手段とを備え、前記演算手段は、前記第１の計測シーケンス手段により前記複数の小型コイルで計測した核磁気共鳴信号を用いて、前記小型コイルからの核磁気共鳴信号を合成する際の加算係数を作成し、前記第２の計測シーケンス手段により前記複数の小型コイルで計測した核磁気共鳴信号に前記加算係数を適用した後、合成し磁気共鳴スペクトルを作成する。
【００１３】
本発明の磁気共鳴撮影装置において、前記計測制御手段は、例えば、前記第２の計測シーケンス手段による計測を繰り返し実行するとともに、第２の計測シーケンスを複数回行う毎に前記第１の計測シーケンス手段による計測を行ない、前記演算手段は、第１の計測シーケンスによる計測が行われる毎に前記加算係数を更新する。
【００１４】
本発明の磁気共鳴スペクトル計測方法は、静磁場中に置かれた検査対象に高周波磁場を少なくとも１回照射し、傾斜磁場の印加強度がほぼゼロの状態で、前記高周波磁場の照射の後に発生する磁気共鳴信号を受信コイルで検出し、検出された前記磁気共鳴信号から磁気共鳴スペクトル情報を算出する磁気共鳴スペクトル計測方法であって、
前記受信コイルは複数の小型コイルからなり、
水信号抑圧を伴わない非水抑圧計測を行う第１の計測ステップと、
前記第１の計測ステップにおいて各小型コイルCi（i=1,2,3,...,m：コイル番号）で得られた磁気共鳴信号Sw(i)(j)
(j=1,2,3,...,n：データ番号)のうち、それぞれ先頭からN点目の信号Sw(i)(N)の位相値φw(i)(N)を算出する位相値算出ステップと、
水信号抑圧を伴う水抑圧計測を行う第２の計測ステップと、
前記第２の計測ステップにおいて前記各小型コイルCiで得られた磁気共鳴信号Sm(i)(j)に対して、全点の位相値φm(i)(j)を前記算出した位相値φw(i)(N)を用いて位相補正する処理を施し、位相補正後の各受信コイルの磁気共鳴信号Sm2(i)(j)を算出するステップと、
前記位相補正後の各小型コイルの磁気共鳴信号Sm2(i)(j)を複素数加算し、加算後の信号をMAC合成後の磁気共鳴信号値Sm3(j)とするステップと、
MAC合成後の磁気共鳴信号値Sm3(j)をフーリエ変換し、磁気共鳴スペクトルを得るステップとを含む。
【００１５】
或いは、水信号抑圧を伴わない非水抑圧計測を行う第１の計測ステップと、
各受信コイルCi（i=1,2,3,...,m：コイル番号）で得られた磁気共鳴信号Sw(i)(j) (j=1,2,3,...,n：データ番号)において、それぞれ先頭からN点目の信号Sw(i)(N)の絶対値Aw(i)(N)と位相値φw(i)(N)を算出するステップと、
前記Sw(i)(j)において、最後尾のM点分の絶対値信号Aw(i)((n-M+1))〜Aw(i)(n)から、各受信コイルのノイズ平均値Na(i)とノイズ標準偏差Nd(i)を算出するステップと、
水信号抑圧を伴う水抑圧計測を行う第２の計測ステップと、
前記各受信コイルCiで得られた磁気共鳴信号Sm(i)(j)に対して、全点の位相値φm(i)(j)を前記算出した位相値φw(i)(N)を用いて位相補正する処理を施し、位相補正後の各受信コイルの磁気共鳴信号Sm2(i)(j)を算出するステップと、
前記位相補正後の各受信コイルの磁気共鳴信号Sm2(i)(j)に対して、前記各コイルのSNR間の比を乗算した後、複素数加算し、MAC合成後の磁気共鳴信号値Sm3(j)とするステップと、
前記磁気共鳴信号値Sm3(j)をフーリエ変換し、磁気共鳴スペクトル信号を作成するステップとを含む。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、水抑圧を行わないリファレンス計測（第１の計測）で取得されるSNRの高い磁気共鳴信号を用いて、各小型コイル毎の位相を揃えるための補正値および／またはMAC合成時の加算係数を算出しておき、水抑圧を伴う本計測信号に対してMAC合成を行う際、これら位相補正値および加算係数を適用することにより、高精度にMAC合成された磁気共鳴スペクトル信号を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の磁気共鳴撮影装置の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ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水平磁場方式の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（オープン型）の垂直磁場方式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、これら磁気共鳴撮影装置を含む公知の構造の磁気共鳴撮影装置に適用することができる。
【００１８】
図２は、本発明が適用される磁気共鳴撮影装置の一例を示すブロック図である。この磁気共鳴撮影装置は、被検体１が置かれる空間に、静磁場を発生する静磁場コイル２と、互いに直交する３方向の傾斜磁場を与えるための傾斜磁場コイル３と、被検体１に対し高周波磁場を照射する送信用高周波コイル５（以下、単に送信コイルという）と、被検体１から発生する磁気共鳴信号を受信する受信用高周波コイル（以下、単に受信コイルという）６とを備えている。また静磁場均一度を調整できるシムコイル４を備えている場合もある。
【００１９】
静磁場コイル２は、図１に示した装置の構造に応じて、種々の形態のものが採用される。傾斜磁場コイル３及びシムコイル４は、それぞれ傾斜磁場用電源部１２及びシム用電源部１３により駆動される。送信コイル５が照射する高周波磁場は、送信機７により生成され、静磁場中に置かれた被検体に印加される。
【００２０】
受信コイル６は、複数のコイルを平面的あるいは立体的に配置したマルチアレイコイルからなる。マルチアレイコイルとしては、MRIにおいて用いられている公知のマルチアレイコイルを用いることができる。図３にその一例を示す。図３に示すマルチアレイコイルは、４個の平面型コイルを円筒状に配置したもので、測定対象とする原子核の共鳴周波数に合わせた共振特性を備えている。図では省略されているが、この共振回路は電気容量ＣのコンデンサとインダクタンスＬのコイルの組み合わせにより構成される。また必要に応じて、各小型コイル間の磁気的な結合状態(カップリング)を回避するためのデカップリング回路を設けてもよい。なお、図３に示した受信コイルの例では、小型コイルの数が４個であるが、小型コイルの数は複数であればよく４個に限定されない。
【００２１】
図２では、送信コイル５と受信コイル６が別個に設けられた構成を示しているが、送信用と受信用を兼用する一つの高周波コイルのみを用いる構成もある。すなわち、図３に示すようなマルチアレイコイルは送信用を兼ねることもできる。
【００２２】
この受信コイル６が検出した磁気共鳴信号は、受信機８を通して計算機９に送られる。計算機９は、磁気共鳴信号に対して様々な演算処理を行いスペクトル情報や画像情報を生成する。本発明の磁気共鳴撮影装置では、受信コイル６を構成する各小型コイルが検出した磁気共鳴信号の補正計算やMAC合成に必要な補正値や合成係数の計算、および補正計算やMAC合成の演算を計算機９が行う。計算機９には、ディスプレイ１０、記憶装置１１、シーケンス制御装置１４、入力装置１５などが接続されており、上述した生成したスペクトル情報や画像情報をディスプレイ１０に表示したり記憶装置１１に記録したりする。入力装置１５は、測定条件や演算処理に必要な条件などを入力するためのもので、これら測定条件等も必要に応じて記憶装置１１に記録される。
【００２３】
シーケンス制御装置１４は、傾斜磁場発生コイル３の駆動用電源部１２、シムコイル４の駆動用電源部１３、送信機７及び受信機９を制御する。制御のタイムチャート（パルスシーケンス）は撮影方法によって予め設定されており、記憶装置１１に格納されている。本発明の磁気共鳴撮影装置では、シーケンス制御装置１４は、水からの核磁気共鳴信号を抑制しないでMRS計測（非水抑圧計測）を行うパルスシーケンスと、水からの核磁気共鳴信号を抑制してMRS計測（水抑圧計測）を行うパルスシーケンスとを備えており、これら２種のパルスシーケンスを組み合わせて実行する。これらパルスシーケンスとしては公知のパルスシーケンスを採用できる。その一例を図４および図５に示す。
【００２４】
図４は、MRS計測用のパルスシーケンス（MRSシーケンス）の一例を示す図であり、このパルスシーケンスは非水抑圧計測および水抑圧計測の両方で実行される。このMRSパルスシ−ケンスでは、まず初めに、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にする。ここで、ＴＥをエコー時間、ＴＲを繰返し時間とする。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°反転できる。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°反転させる。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を発生させる。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’、及び、Ｇｄ２とＧｓ２’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Ｇｄ３とＧｄ３’、及び、Ｇｄ４とＧｄ４’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。図４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から発生する磁気共鳴信号を測定でき、測定された磁気共鳴信号に対して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。なお、第１の高周波磁場ＲＦ１及び第２の高周波磁場ＲＦ２には、通常、矩形状の励起周波数特性を有するSINC波形(sin(t)/t)が用いられる場合が多い。
【００２５】
一方、水抑圧計測では、前記図４のMRSシーケンスによる励起・検出を行う直前に、図５に示すような水信号を抑圧するためのプリパルスシーケンスを行う。すなわち、水抑圧計測は図４に示すMRSシーケンスと図５に示すパルスシーケンスを一組とするパルスシーケンスが実行される。
【００２６】
プリパルスシーケンスでは、まず初めに、水分子にのみ含まれている核磁化を励起させるために、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（水励起用高周波磁場）ＲＦｗ１の照射を行う(水核磁化の選択励起)。次に、励起状態にある水の核磁化の位相をバラバラにして、水の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Ｇｄｗ１の印加を行う(水核磁化の疑似飽和)。更に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複数回繰り返して行う（図５は、３回繰り返すシーケンス例である）。高周波磁場ＲＦｗ１には、狭帯域の励起周波数特性を有するガウス波形が用いられる場合が多い。図５に示す例は、ディフェイズ用傾斜磁場としてＧｘ、Ｇｙ、Ｇｚのうちいずれか１軸の傾斜磁場を印加する例であるが、Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚの３軸全ての傾斜磁場を同時に印加しても良いし、いずれか２軸を同時に印加しても構わない。そして、この水磁化の疑似飽和状態が続いている間に、図４のMRSシーケンスを行うことにより、微弱な代謝物質の信号を測定することが可能となる。
【００２７】
なお通常、水励起用高周波磁場ＲＦｗのフリップ角は９０°前後に設定する場合が多いが、ディフェイズ用傾斜磁場Ｇｄｗについては、印加軸数や印加強度として様々な組合せや数値を用いることができる。全ての水励起用高周波磁場ＲＦｗのフリップ角を０°に設定した場合には、ディフェイズ用傾斜磁場Ｇｄｗにより引き起こされる渦電流の影響を受けた状況下での非水抑圧計測が可能となり、前記図４のMRSシーケンスによる励起・検出を行う直前に、図５に示す水励起用高周波磁場ＲＦｗのフリップ角を０°に設定したパルスシーケンスを行うことにより、非水抑圧計測を行う場合もある。また通常、生体内から検出できる代謝物質の信号は、非常に微弱である場合が多いため、得られるスペクトルのSNRを向上させることを目的に、計測を複数回繰り返し行い、得られた信号を足し合わせる処理を行う（積算処理）。
【００２８】
次に本発明によるMRS計測の実施の形態を説明する。図６は第１の実施の形態を示す図、図７はその手順の一例を示す図である。
【００２９】
本実施の形態は、まず非水抑圧計測600を実行することにより小型コイル毎の位相補正値610を得て、その後の水抑圧計測601〜603・・・で小型コイル毎に得られる信号611〜613・・・を位相補正し、各計測毎にMAC合成することを特徴としている。
【００３０】
即ち、まず水抑圧を行わない非水抑圧計測600を実行し、受信コイルを構成する小型コイル毎に磁気共鳴信号を計測する（ステップ701）。既に述べたようにリファレンス計測600では、図４に示すようなMRSシーケンスが実行される。次に、各小型コイルCi（i=1,2,3,...,m：コイル番号、以下同じ）で得られた磁気共鳴信号Sw(i)(j)
(j=1,2,3,...,n：データ番号、以下同じ)から位相値を算出する（ステップ702）。位相値の算出は、データ数ｎの信号の全て或いは複数を用いても良いが、信号値の絶対値強度が比較的高い一つのデータ（信号）を用いて算出してもよい。本実施の形態では、小型コイル毎に先頭からN点目の信号Sw(i)(N)を用いて、それぞれの位相値φw(i)(N)を算出する。Nの値は、信号の絶対値強度がなるべく大きく成る値を選ぶことが好ましいが、例えば、１〜20の範囲で固定された値を用いてもよい。
【００３１】
Sw(i)(N)の位相値φw(i)(N)は、以下の式（１）に従って導出する。
【数１】
0004781120.tif 000002
式中、tan-1はアーク・タンジェント関数、Im(X)は複素数Xの虚部、Re(X)は複素数Xの実部を表している。
【００３２】
こうして求められた小型コイル毎の位相値は、本計測（水抑圧計測）で計測する信号の補正値610として記憶装置１１に記憶される。
【００３３】
次に、図５の水抑圧シーケンスに続けて図４のMRSシーケンスを実施することにより、水信号抑圧を伴う水抑圧計測601を行い、各小型コイルCi毎に磁気共鳴信号Sm(i)(j)611を計測する(ステップ703)。これら磁気共鳴信号Sm(i)(j)611の全データの位相値φm(i)(j)を、ステップ702で算出した位相値φw(i)(N)610を用いて次式（２）、（３）により位相補正する処理を施し、位相補正後の各小型コイルの磁気共鳴信号Sm2(i)(j)621を算出する(ステップ704)。
【数２】
0004781120.tif 000003
【００３４】
そして、位相補正後の各小型コイルの磁気共鳴信号Sm2(i)(j)621を複素数加算し、加算後の信号をMAC合成後の磁気共鳴信号値Sm3(j)631とする(ステップ705)。必要に応じて、上記ステップ703〜706を複数回繰り返し、複数回分の磁気共鳴信号値Sm3(j)631〜633を積算した磁気共鳴信号値63を得、これをフーリエ変換したものを磁気共鳴スペクトル信号64として保存する（ステップ707）。
なお図６および図７に示す実施の形態では、水抑圧計測を複数回繰り返す場合に１回の非水抑圧計測で得られた同一の位相補正値を適用する場合を示しているが、繰り返し回数が多い場合には繰り返しの間に定期的に（Ｋ回につき１回）ステップ701、702を行い、位相値φw(i)(N)を更新してもよい。これにより磁気共鳴撮影装置が、静磁場の時間変動が生じやすい垂直磁場タイプの装置である場合にも、積算によるSNR向上効果を減じることなく位相補正を行うことができる。ステップ701、702を実行する頻度（1/K）は特に限定なく、Kは１〜積算回数までの任意の数を取ることができる。例えば、適用される磁気共鳴撮影装置のタイプや特性に応じてユーザーが入力装置１５（図２）から任意に設定できるようにすることも可能である。
【００３５】
このように本実施の形態によれば、MACを用いてMRS計測を行う場合において、位相の空間的不均一がある場合にも小型コイル毎に位相補正することによりMAC合成効果の高い信号が得られる。また位相補正に使用する補正値として、水抑圧を行わない計測データを用いることにより正確な位相補正を行うことができる。さらに本実施の形態によれば、補正値を適当な頻度で更新することにより、静磁場変動のある装置であっても、磁場変動時の位相補正によるSNR低下を防止することができる。
【００３６】
次に本発明の第２の実施の形態を説明する。図８は第１の実施の形態を示す図、図９はその手順の一例を示す図である。
【００３７】
本実施の形態でも、非水抑圧計測600で得られた小型コイル毎の位相補正値610を用いて、その後の水抑圧計測601の信号611を小型コイル毎に位相補正することは前述した第１の実施の形態と同様であるが、本実施の形態では、水抑圧を伴う本計測信号を足し合わせる際（MAC合成の際）にコイル毎に加算係数を適用する。すなわち第１の実施の形態では、全てのコイルの加算係数を同一にしたものであるが、本実施の形態では、コイルのSNRに応じて異なる加算係数を適用する。具体的には、水抑圧を行わないリファレンス計測601で取得されたSNRの高い磁気共鳴信号を用いて、コイル毎のSNRを算出しておき、コイル毎のSNRの比620を加算係数として本計測信号に乗じた後に合成する。
【００３８】
以下、本実施の形態の手順を図８及び図９を参照して詳述する。
まず図４に示したMRSシーケンスを用いて、水信号抑圧を伴わない非水抑圧計測を行い(ステップ901)、各小型コイルCi（i=1,2,3,...,m：コイル番号）から得られた磁気共鳴信号Sw(i)(j)(j=1,2,3,...,n：データ番号)610から、信号の絶対値と位相値を算出する。この場合にも、好ましくは信号値の絶対値強度が比較的高い一つのデータ（信号）、それぞれ先頭からN点目の信号Sw(i)(N)を用いて、その絶対値Aw(i)(N)と位相値φw(i)(N)を算出する(ステップ902)。位相値φw(i)(N)は、本計測（水抑圧計測）で計測する信号の補正値610として記憶装置１１に記憶される。
【００３９】
信号Sw(i)(N)の絶対値Aw(i)(N)は、後述する小型コイル毎のSNRを算出するために用いられるもので、以下の式（４）に従って導出する。
【数３】
0004781120.tif 000004
【００４０】
また各小型コイルのSw(i)(j)から、ノイズ平均値とノイズ標準偏差を求める。ノイズ値は一般に信号絶対値の低い信号から求めることが好ましい。ここでは信号Sw(i)(j)を構成するデータのうち、最後尾のM点分の絶対値信号Aw(i)((n-M+1))〜Aw(i)(n)から、次式（５）、（６）に従い、ノイズ平均値Na(i)とノイズ標準偏差Nd(i)を算出する(ステップ903)。
【数４】
0004781120.tif 000005
【００４１】
なお上述したようにMの値は、SigW(i)(M)の絶対値強度がなるべく小さく成る値を選ぶことが好ましいが、例えば、最後尾から１6〜32点の範囲で固定された値を用いてもよい。
【００４２】
ステップ902で算出した信号の絶対値Aw(i)(N)と、ステップ903で算出したノイズ平均値Na(i)およびノイズ標準偏差Nd(i)を用いて各小型コイルのSNRを次式（７）により算出する。
【数５】
0004781120.tif 000006
こうして求めた小型コイル毎のSNR(i)810は、後に行なわれるMAC合成における加算係数に用いるために、記憶装置１１に保存される。
【００４３】
次に、図５の水抑圧シーケンスに続けて図４のMRSシーケンスを実施することにより、水信号抑圧を伴う水抑圧計測601を行い(ステップ904)、各小型コイルCi毎に磁気共鳴信号Sm(i)(j)611を得る。この磁気共鳴信号Sm(i)(j)611の全点の位相値φm(i)(j)をステップ902で算出した位相値φw(i)(N)610を用いて位相補正する処理を施し、位相補正後の各小型コイルの磁気共鳴信号Sm2(i)(j)621を算出する(ステップ905)。
【００４４】
そして、前記位相補正後の各受信コイルの磁気共鳴信号Sm2(i)(j)621に対して、各小型コイルのSNR(i)810から求めた加算係数W(i)820を乗算した後、複素数加算（MAC合成）する(ステップ906)。加算係数W(i)としては、例えば、各小型コイルのSNR間の比（次式（８））
【数６】
0004781120.tif 000007
（式中、MAX(SNR(1)〜SNR(m))は、数値SNR(1)〜SNR(m)のなかでの最大値を取る関数である。）
を用いる。このような加算係数820を用いてMAC合成し（ステップ906）、合成後の磁気共鳴信号値Sm3(j)63をフーリエ変換したものを磁気共鳴スペクトル信号64として保存する（ステップ908）。
【００４５】
本実施例においても、水信号抑圧を伴う水抑圧計測は複数回繰り返し行い、信号を積算してもよい（ステップ907）。その場合、定期的（K回につき１回）にステップ901〜ステップ903を行い、絶対値Aw(i)(N)、位相値φw(i)(N)、ノイズ平均値Na(i)、ノイズ標準偏差Nd(i)を更新しても良い。これにより磁気共鳴撮影装置が、静磁場の時間変動が生じやすい垂直磁場タイプの装置である場合にも、積算によるSNR向上効果を減じることなく位相補正を行うことができる。本実施の形態においても、ステップ901〜903を実行する頻度（1/K）は特に限定なく、Kは１〜積算回数までの任意の数を取ることができ、またユーザーが入力装置１５を介して任意に設定するようにしてもよい。
【００４６】
本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、MACを用いてMRS計測を行う場合において、水抑圧を行わない計測データを用いることにより位相の空間的不均一を正確に補正できるという効果に加え、受信コイルを構成する小型コイルのSNRにばらつきがある場合にも、ばらつきによるMAC合成信号の劣化を防止することができる。さらに本実施の形態によれば、補正値を適当な頻度で更新することにより、静磁場変動のある装置であっても、磁場変動時の位相補正によるSNR低下を防止することができる。
【００４７】
以上、本発明の磁気共鳴撮影装置の各実施の形態を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されず種々の変更や応用が可能である。例えば、受信コイルを構成する小型コイルの配列は、平面的な配置であってもよい。また各小型コイルの形状は平面に限定されず、検査部位に応じた曲面状に配置されていてもよい。
【００４８】
また第２の実施の形態として、非水抑圧計測の信号を用いて位相補正用補正値とMAC合成のための加算係数の両方を求め、水抑圧計測に適用する場合を説明したが、本発明は位相補正、加算係数を伴うMAC合成のいずれか一方のみを行う場合も含む。また位相補正のみを行う場合において、第２の実施の形態とは異なる加算係数（例えば、予め計測した小型コイルのSNR）を用いることも可能である。
【実施例】
【００４９】
マルチプルアレイコイル（２分割頭部撮影用コイル）を実装した静磁場強度1.5テスラの磁気共鳴撮影装置（図１（ｂ）のタイプ）を用い、図４および図５のパルスシーケンスを実行して、対象核種＝プロトン、測定対象物＝N-アセチルアラニン水溶液ファントムに対しMRS計測を行なった。その結果である計測スペクトルを図１０に示す。図１０の（a）は、本発明の第１の実施の形態によるアルゴリズムでMAC合成した結果（実施例）で、（b）は、従来技術（(1)の方式）でMAC合成した結果（比較例）である。
これらスペクトルの比較からもわかるように、アラニン信号のピーク値は比較例では356.7であるのに対し、実施例では459.7となり、信号強度が29％増加する効果が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【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】本発明が適用される磁気共鳴撮影装置の構成例を示す図。
【図３】本発明の磁気共鳴撮影装置で使用する受信コイルの一例を示す図。
【図４】本発明の磁気共鳴撮影装置で使用するMRSパルスシーケンスの一例を示す図。
【図５】本発明の磁気共鳴撮影装置で使用する水信号抑圧用パルスシーケンスの一例を示す図。
【図６】本発明の第１の実施形態を説明する図。
【図７】本発明の第１の実施形態の手順を示す図。
【図８】本発明の第２の実施形態を説明する図。
【図９】本発明の第２の実施形態の手順を示す図。
【図１０】本発明の実施例における計測スペクトルを示す図。
【符号の説明】
【００５１】
１・・・被検体、２・・・静磁場コイル、３・・・傾斜磁場コイル、５・・・送信コイル、６・・・受信コイル、７・・・送信機、８・・・受信機、９・・・計算機、１０・・・ディスプレイ、１１・・・記憶装置、１４・・・シーケンス制御装置、１５・・・入力装置。
【図１】
0004781120.tif 000008
【図２】
0004781120.tif 000009
【図３】
0004781120.tif 000010
【図４】
0004781120.tif 000011
【図５】
0004781120.tif 000012
【図６】
0004781120.tif 000013
【図７】
0004781120.tif 000014
【図８】
0004781120.tif 000015
【図９】
0004781120.tif 000016
【図１０】
0004781120.tif 000017