(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静磁場磁石と、
傾斜磁場コイルと、
傾斜磁場を発生するために前記傾斜磁場コイルに電流を供給する傾斜磁場アンプと、
前記傾斜磁場アンプに前記傾斜磁場のトリガ信号を発生する傾斜磁場コントローラと、
高周波磁場コイルと、
高周波磁場を発生するために前記高周波磁場コイルに高周波電流を供給するＲＦアンプと、
前記ＲＦアンプに前記高周波磁場のトリガ信号を発生するＲＦコントローラと、
前記高周波磁場コイル又は他の高周波磁場コイルを介して受信された被検体からの磁気共鳴信号を増幅する信号アンプと、
分子を励起するための励起光を前記被検体に照射する光照射ユニットと、
前記光照射ユニットに前記励起光のトリガ信号を発生する光照射コントローラと、
前記傾斜磁場の発生タイミング、前記高周波磁場の発生タイミング、前記傾斜磁場の波形、前記高周波磁場の波形及び前記磁気共鳴信号の受信タイミングと共に、前記励起光の発生タイミング又は前記励起光をプリパルスとして発生するタイミング及び継続期間が記述されたパルスシーケンスデータに従って、前記傾斜磁場コントローラ、前記ＲＦコントローラ及び前記信号アンプと共に、前記光照射コントローラを制御するリアルタイムシーケンサと、
前記傾斜磁場に対する前記励起光の発生タイミングの時間的な誤差を修正するために前記傾斜磁場コントローラからの前記傾斜磁場のトリガ信号と前記光照射コントローラからの前記励起光のトリガ信号との少なくとも一方を遅延する遅延コントローラとを具備したことを特徴とする磁気共鳴診断装置。
【請求項２】
前記パルスシーケンスデータには、前記励起光を繰り返し発生するタイミング及び継続期間が記述されることを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴診断装置。
【請求項３】
前記分子の励起による前記磁気共鳴信号の変動に基づいて前記励起光の発生を制御して前記分子の励起状態を調整する手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴診断装置。
【請求項４】
前記励起光を照射した状態で収集した磁気共鳴信号に基づいて再構成した画像から、前記励起光を照射しない状態で収集した磁気共鳴信号に基づいて再構成した画像を差分する手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴診断装置。
【請求項５】
前記励起光は、前記高周波磁場及びスライス選択のために用いられる前記傾斜磁場に同期してシングルショットで発生されることを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴診断装置。
【請求項６】
前記励起光は、前記高周波磁場及びスライス選択のために用いられる前記傾斜磁場に同期して２ショットで発生されることを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴診断装置。
【請求項７】
前記励起光は、前記高周波磁場及びスライス選択のために用いられる前記傾斜磁場に先だってプリパルスとして発生されることを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴診断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気共鳴現象を利用して被検体の体内情報を体外から測定する磁気共鳴診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５に従来磁気共鳴診断装置の構成を示している。同図において、ガントリ１０１は、静磁場磁石１０２と、傾斜磁場コイル１０３と、ＲＦコイル１０４とからなる。傾斜磁場コイル１０３は、傾斜磁場アンプ１０５から電流供給を受けて傾斜磁場を発生する。この傾斜磁場は、静磁場磁石１０２による一様な静磁場に重畳される。ＲＦコイル１０４は、ＲＦアンプ１０５から高周波電流の供給を受けて、高周波磁場を発生する。この高周波磁場により励起された原子核は、高周波磁場が切られた後、横緩和、縦緩和という２種類の緩和過程を経て初期状態に復元していく。この間、ＲＦコイル１０４には磁気共鳴信号が誘起される。この磁気共鳴信号は、信号アンプ１０７を介して図示しない計算機に送られる。計算機は、磁気共鳴信号に基づいて、磁気共鳴画像を再構成する。
【０００３】
リアルタイムシステム１０８は、リアルタイムシーケンサ１０９と波形発生器１１０とＲＦコントローラ１１１と前置プロセッサ１１２と傾斜磁場コントローラ１１３とからなり、高周波磁場及び傾斜磁場の発生タイミング、高周波磁場及び傾斜磁場の波形、磁気共鳴信号のサンプリングタイミング等が例えばテキスト形式で記述された基本的パルスシーケンスデータをワークステーション１１４からのユーザインストラクションに従って前置プロセッサ１１２で解読、変更及び編集し、この解読、変更及び編集したパルスシーケンスデータに従ってリアルタイムシーケンサ１０９から波形発生器１１０に高周波磁場の波形信号、傾斜磁場の波形信号が送られ、またＲＦコントローラ１１１に高周波磁場のトリガ信号が送られ、傾斜磁場コントローラ１１３に傾斜磁場のトリガ信号が送られ、これにより図６に示すような所望のパルスシーケンスが実行されるようになっている。
【０００４】
ところで、光励起により起こるＣＩＤＮＰ(Chemically Induced Dynamic Nuclear Polarization)等の現象を磁気共鳴信号（ＭＲＩ−ＳＩＧＮＡＬ）の強度やスペクトラムの変動により捉えて、これを医学的な診断に活用しようとする試みが検討されており、今後の動向が大いに注目されるところである。
【０００５】
しかし、これらＣＩＤＮＰ現象等の光励起現象によって信号変動が生じる期間は非常に短く、このため高周波磁場や傾斜磁場の発生タイミングや磁気共鳴信号のサンプリングタイミングに対する光励起のタイミング制御が非常に難しいものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、光励起タイミングを高精度に制御できる磁気共鳴診断装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、静磁場磁石と、傾斜磁場コイルと、傾斜磁場を発生するために前記傾斜磁場コイルに電流を供給する傾斜磁場アンプと、前記傾斜磁場アンプに前記傾斜磁場のトリガ信号を発生する傾斜磁場コントローラと、高周波磁場コイルと、高周波磁場を発生するために前記高周波磁場コイルに高周波電流を供給するＲＦアンプと、前記ＲＦアンプに前記高周波磁場のトリガ信号を発生するＲＦコントローラと、前記高周波磁場コイル又は他の高周波磁場コイルを介して受信された被検体からの磁気共鳴信号を増幅する信号アンプと、分子を励起するための励起光を前記被検体に照射する光照射ユニットと、前記光照射ユニットに前記励起光のトリガ信号を発生する光照射コントローラと、前記傾斜磁場の発生タイミング、前記高周波磁場の発生タイミング、前記傾斜磁場の波形、前記高周波磁場の波形及び前記磁気共鳴信号の受信タイミングと共に、前記励起光の発生タイミング又は前記励起光をプリパルスとして発生するタイミング及び継続期間が記述されたパルスシーケンスデータに従って、前記傾斜磁場コントローラ、前記ＲＦコントローラ及び前記信号アンプと共に、前記光照射コントローラを制御するリアルタイムシーケンサと、前記傾斜磁場に対する前記励起光の発生タイミングの時間的な誤差を修正するために前記傾斜磁場コントローラからの前記傾斜磁場のトリガ信号と前記光照射コントローラからの前記励起光のトリガ信号との少なくとも一方を遅延する遅延コントローラとを具備したことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の磁気共鳴診断装置を好ましい実施形態により詳細に説明する。図１は本実施形態に係る磁気共鳴診断装置のブロック図である。同図において、ガントリ１は、静磁場磁石２と、傾斜磁場コイル３と、ＲＦコイル４とを有している。このガントリ１には被検体が挿入される円筒形状の撮影領域が設けられている。この撮影領域内の被検体に対して、ＣＩＤＮＰ(Chemically Induced Dynamic Nuclear Polarization)現象を誘起するための励起光(Irradiation)を任意の向きで、任意の位置に、任意の範囲に照射できるように光照射ユニット８がガントリ１の円筒内に又は撮影室内のいずれかの場所に設けられている。なお、光照射ユニット８で発生する励起光としては、特定波長のパルスレーザー、キセノンランプからフィルタを透過した特定波長光等が用いられる。なお、超短波長のパルスレーザーでは広帯域で励起することができる。また、光照射の制御は、光源のオン／オフだけに関わらず、光照射ユニット８内の光学系に対して行うものであっても良い。
【００１５】
この撮影領域内には、静磁場磁石２により発生する静磁場が形成されている。この静磁場には、傾斜磁場アンプ５から電流供給を受けた傾斜磁場コイル３から発生する傾斜磁場（スライス選択用傾斜磁場パルス(SLICE) 、読み出し用傾斜磁場パルス(RO)、位相エンコード用傾斜磁場パルス(PE)）が重畳される。ＲＦコイル４は、ＲＦアンプ６から高周波電流の供給を受けて、高周波磁場(Rf)を発生する。この高周波磁場により励起された原子核は、高周波磁場が切られた後、横緩和、縦緩和という２種類の緩和過程を経て初期状態に復元していく。この間、ＲＦコイル４には磁気共鳴信号が誘起される。この磁気共鳴信号は、信号アンプ７を介してワークステーション１７に送られる。ワークステーション１７では、ＣＩＤＮＰ現象等による磁気共鳴信号の変動に基づいて、臨床上有効な情報が生成される。
【００１６】
リアルタイムシステム９は、光照射コントローラ１０と、リアルタイムシーケンサ１１と、波形発生器１２と、ＲＦコントローラ１３と、前置プロセッサ１４と、傾斜磁場コントローラ１５とからなり、高周波磁場及び傾斜磁場の発生タイミング、高周波磁場及び傾斜磁場の波形、磁気共鳴信号のサンプリングタイミング、さらには励起光の発生タイミング、励起光の継続時間、励起光の発生回数等が例えばテキスト形式で記述された基本的パルスシーケンスデータをワークステーション１７からのユーザインストラクションに従って前置プロセッサ１４で解読、変更及び編集し、この解読、変更及び編集したパルスシーケンスデータに従ってリアルタイムシーケンサ１１から波形発生器１１０に高周波磁場の波形信号、傾斜磁場の波形信号が送られ、またＲＦコントローラ１３に高周波磁場のトリガ信号が送られ、傾斜磁場コントローラ１５に傾斜磁場のトリガ信号が送られ、さらに光照射コントローラ１０に励起光のトリガ信号が送られる。
【００１７】
これにより図２、図３、図４に示すような所望のパルスシーケンスが実行されるようになっている。図２においては、高周波磁場パルス(Rf)及びスライス選択用傾斜磁場パルス(SLICE) に同期して、励起光(Irradiation)が、シングルショットで発生される。図３においては、高周波磁場パルス(Rf)及びスライス選択用傾斜磁場パルス(SLICE) に同期して、励起光(Irradiation１、Irradiation２)が、複数、ここでは２ショットで発生される。また、図４においては、励起光(Irradiation)が、高周波磁場パルス(Rf)及びスライス選択用傾斜磁場パルス(SLICE)に先だって、プリパルスとして発生される。なお、プリパルスとしての励起光は、分子の励起状態や電子伝達等をコントロールしたり、光の吸収飽和現象を利用してより深い場所での光励起を促進するのに有効である。これら図２、図３、図４では、パルスシーケンスの一例としてフィールドエコー（ＦＥ）法を示しているが、もちろんこれに限定されることなく、現在用いられている様々なパルスシーケンスのいずれも適用可能である。
【００１８】
なお、本実施形態では、光照射コントローラ１０からのトリガ信号と傾斜磁場コントローラ１５からのトリガ信号は、遅延コントローラ１６を介して光照射ユニット８と傾斜磁場アンプ５とにそれぞれ供給されるようになっていて、傾斜磁場パルスに対する励起光の発生タイミングの時間的な誤差を修正することが比較的容易にできるようになっている。
【００１９】
上記ＲＦコイル４又は受信専用のＲＦコイルを介して受信された磁気共鳴信号は信号アンプ７及びＲＦコントローラ１３を介してワークステーション１７に取り込まれる。ワークステーション１７では、ＣＩＤＮＰ現象等による磁気共鳴信号の変動に基づいて、臨床上有効な情報が生成される。例えば、励起光を照射しない状態で収集した磁気共鳴信号に基づいて磁気共鳴画像（参照画像）を再構成すると共に、上述の図２等のパルスシーケンスにより励起光を照射した状態で収集した磁気共鳴信号に基づいて磁気共鳴画像（変動画像）を再構成する。そして、変動画像から、参照画像をフレーム間で差分することにより、変動分が抽出された臨床上有効な情報としての新規な画像を生成する。
【００２０】
以上のように本実施形態では、磁気共鳴診断装置に静磁場磁石２と傾斜磁場コイル３と高周波磁場コイル４等と共に、分子を励起するための励起光を被検体に照射する光照射ユニット８が装備されているので、傾斜磁場コイル３と高周波磁場コイル４等と共に光照射ユニット８をパルスシーケンスデータに従って制御して、傾斜磁場や高周波磁場に対して励起光の発生タイミングを高精度に調整することができる。
【００２１】
本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々変形して実施可能である。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、磁気共鳴診断装置に静磁場磁石と傾斜磁場コイルと高周波磁場コイル等と共に、分子を励起するための励起光を被検体に照射する光照射ユニットが装備されているので、傾斜磁場コイルと高周波磁場コイル等と共に光照射ユニットを制御して、傾斜磁場や高周波磁場に対して励起光の発生タイミングを高精度に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る磁気共鳴診断装置の構成を示すブロック図。
【図２】本実施形態による光単照射を伴うフィールドエコーパルスシーケンスを示す図。
【図３】本実施形態による光複照射を伴うフィールドエコーパルスシーケンスを示す図。
【図４】本実施形態による光プリ照射を伴うフィールドエコーパルスシーケンスを示す図。
【図５】従来の磁気共鳴診断装置の構成を示すブロック図。
【図６】従来のフィールドエコーパルスシーケンスを示す図。
【符号の説明】
１…ガントリ、
２…静磁場磁石、
３…傾斜磁場コイル、
４…ＲＦコイル、
５…傾斜磁場アンプ、
６…ＲＦアンプ、
７…信号アンプ、
８…光照射ユニット、
９…リアルタイムシステム、
１０…光照射コントローラ、
１１…リアルタイムシーケンサ、
１２…波形発生器、
１３…ＲＦコントローラ、
１４…前置プロセッサ、
１５…傾斜磁場コントローラ、
１６…遅延コントローラ、
１７…ワークステーション。
【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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