(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静磁場を発生する手段と、静磁場内に置かれた被検体に印加する高周波磁場を発生する高周波磁場発生手段と、前記被検体に印加する傾斜磁場を発生する傾斜磁場発生手段と、前記被検体から発生する磁気共鳴信号を計測する計測手段と、前記磁気共鳴信号についての演算を行う演算手段と、前記磁気共鳴信号と前記演算手段による演算結果を記憶する記憶手段と、前記各手段の動作を制御するシーケンス制御手段とを具備し、前記シーケンス制御手段は、前記高周波磁場を前記被検体に少なくとも１回照射し、前記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前記磁気共鳴信号を計測し、計測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して磁気共鳴スペクトル計測を行う制御を含み、かつ、前記シーケンス制御手段は、前記磁気共鳴信号の計測を複数回繰り返して行う場合に、
（１）前記磁気共鳴信号計測の繰り返しの間、水信号のピーク位置と信号位相を計測するための予備計測を少なくとも１回実行すること、
（２）前記予備計測で得られた前記磁気共鳴信号をフーリエ変換して得られる磁気共鳴スペクトルから水信号のピーク位置の所定の基準位置からのずれ量を検出すること、
（３）前記（２）で検出した前記水信号ピーク位置での信号位相値を算出すること、
（４）前記（３）で算出した信号位相値に基づいて、前記予備計測以降に実行する前記スペクトル計測における、前記磁気共鳴信号を計測する際の受信開始位相値を設定すること、及び、前記（２）で検出した前記水信号ピーク位置に基づいて、前記予備計測以降に実行した前記スペクトル計測で得られた磁気共鳴信号をフーリエ変換して得られる磁気共鳴スペクトルを前記ずれ量だけシフトさせる処理を行うこと、のうち少なくとも一つの制御を行う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において、前記シーケンス制御手段は、前記予備計測を、所定回数の磁気共鳴信号の計測ごとに行う制御を行うことを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
【請求項３】
静磁場を発生する手段と、静磁場内に置かれた被検体に印加する高周波磁場を発生する高周波磁場発生手段と、前記被検体に印加する傾斜磁場を発生する傾斜磁場発生手段と、前記被検体から発生する磁気共鳴信号を計測する計測手段と、前記磁気共鳴信号についての演算を行う演算手段と、前記磁気共鳴信号と前記演算手段による演算結果を記憶する記憶手段と、前記各手段の動作を制御するシーケンス制御手段とを具備し、前記シーケンス制御手段は、前記高周波磁場を前記被検体に少なくとも１回照射し、前記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前記磁気共鳴信号を計測し、計測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して磁気共鳴スペクトル計測を行う制御を含み、かつ、前記シーケンス制御手段は、前記磁気共鳴信号の計測を複数回繰り返して行う場合に、
（１）所定回数の前記磁気共鳴信号計測毎に、水信号のピーク位置と信号位相を計測するための予備計測を実行すること、
（２）前記予備計測で得られた前記磁気共鳴信号をフーリエ変換して得られる磁気共鳴スペクトルから水信号のピーク位置（δ）を検出した後、前記ピーク位置（δ）と所定のピーク位置（δc）とのずれ点数（δ−δc）を算出すること、
（３）前記予備計測で得られた前記磁気共鳴信号をフーリエ変換して得られる磁気共鳴スペクトルから前記水信号ピーク位置での信号位相値（φ）を算出した後、前記信号位相値φと、所定の位相値（０度）とのずれ角度（−φ）を算出すること、
（４）前記予備計測以降に実行する前記スペクトル計測における、前記磁気共鳴信号を計測する際の受信開始位相値に、前記（３）で算出したずれ角度−φを設定すること、
（５）前記予備計測以降に実行した前記スペクトル計測で得られた磁気共鳴信号をフーリエ変換して得られる磁気共鳴スペクトルに対して、前記（２）で算出したずれ点数（δ−δc）分だけ前記磁気共鳴スペクトルをシフトさせる処理を行うこと、の制御を行うことを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
【請求項４】
静磁場を発生する手段と、静磁場内に置かれた被検体に印加する高周波磁場を発生する高周波磁場発生手段と、前記被検体に印加する傾斜磁場を発生する傾斜磁場発生手段と、前記被検体から発生する磁気共鳴信号を計測する計測手段と、前記磁気共鳴信号についての演算を行う演算手段と、前記磁気共鳴信号と前記演算手段による演算結果を記憶する記憶手段と、前記各手段の動作を制御するシーケンス制御手段とを具備し、前記シーケンス制御手段は、前記高周波磁場を前記被検体に少なくとも１回照射し、前記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前記磁気共鳴信号を計測し、計測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して磁気共鳴スペクトル計測を行う制御を含み、かつ、前記シーケンス制御手段は、前記磁気共鳴信号の計測を複数回繰り返して行う場合に、
（１）所定回数の前記磁気共鳴信号計測毎に、水信号の位相変化を計測するための予備計測を実行すること、
（２）前記予備計測で得られた前記磁気共鳴信号の各点について信号位相値を算出すること、
（３）前記（２）で算出した信号位相値に基づいて、前記予備計測以降に実行した前記スペクトル計測で得られた磁気共鳴信号に対して、位相補正処理を行うこと、の制御を行うことを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
【請求項５】
静磁場を発生する手段と、静磁場内に置かれた被検体に印加する高周波磁場を発生する高周波磁場発生手段と、前記被検体に印加する傾斜磁場を発生する傾斜磁場発生手段と、前記被検体から発生する磁気共鳴信号を計測する計測手段と、前記磁気共鳴信号についての演算を行う演算手段と、前記磁気共鳴信号と前記演算手段による演算結果を記憶する記憶手段と、前記各手段の動作を制御するシーケンス制御手段とを具備し、前記シーケンス制御手段は、前記高周波磁場を前記被検体に少なくとも１回照射し、前記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前記磁気共鳴信号を計測し、計測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して磁気共鳴スペクトル計測を行う制御を含み、かつ、前記シーケンス制御手段は、前記磁気共鳴信号の計測を複数回繰り返して行う場合に、
（１）所定回数の前記磁気共鳴信号計測毎に、水信号の位相変化を計測するための予備計測を実行すること、
（２）前記予備計測で得られた前記磁気共鳴信号の各点について信号位相値（φ(t)）を算出した後、前記各点について信号位相値（φ(t)）を所定の位相特性（φ0(t)＝0）に変化させるための位相補正関数（−φ(t)）を算出すること、
（３）前記（２）で算出した位相補正関数（−φ(t)）を用いて、前記予備計測以降に実行した前記スペクトル計測で得られた磁気共鳴信号に対して、位相補正処理を行うこと、の制御を行うことを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
【請求項６】
請求項１乃至５いずれかに記載の磁気共鳴撮影装置において、前記磁気共鳴信号と前記演算手段による演算結果を表示する表示手段を有することことを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
【請求項７】
計測手段が、被検体に少なくとも１回照射された高周波磁場により発生した磁気共鳴信号を、傾斜磁場の印加強度がほぼゼロの状態で計測するステップと、
演算手段が、計測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して、磁気共鳴スペクトル計測を行うステップと、
シーケンス制御手段が、
（１）前記磁気共鳴信号の計測する間に、水信号のピーク位置と信号位相を計測するための予備計測を少なくとも１回実行するステップと、
（２）前記予備計測で得られた前記磁気共鳴信号をフーリエ変換して得られる磁気共鳴スペクトルから水信号のピーク位置の所定の基準位置からのずれ量を検出するステップと、
（３）前記（２）で検出した前記水信号ピーク位置での信号位相差を算出するステップと、
（４）前記（３）で算出した信号位相値に基づいて、前記予備計測以降に実行する前記スペクトル計測における、前記磁気共鳴信号を計測する際の受信開始位相値を設定するステップ、及び、前記（２）で検出した前記水信号ピーク位置に基づいて、前記予備計測以降に実行した前記スペクトル計測で得られた磁気共鳴信号をフーリエ返還して得られる磁気共鳴スペクトルを前記ずれ量だけシフトさせる処理を行うステップの少なくとも一方のステップを行うことを制御することを特徴とする磁気共鳴撮影方法。
【請求項８】
請求項７に記載の磁気共鳴撮影方法において、前記予備計測を行うステップを、所定回数の前記磁気共鳴信号計測を行うステップの繰り返しの間行うことを特徴とする磁気共鳴撮影方法。
【請求項９】
計測手段が、被検体に少なくとも１回照射された高周波磁場により発生した磁気共鳴信号を、傾斜磁場の印加強度がほぼゼロの状態で計測するステップと、
演算手段が、計測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して、磁気共鳴スペクトル計測を行うステップと、
シーケンス制御手段が、
（１）前記磁気共鳴信号計測の繰り返しの間に、水信号の位相変化を計測するための予備計測を実行するステップと、
（２）前記予備計測で得られた前記磁気共鳴信号の各点について信号位相値を算出するステップと、
（３）前記（２）で算出した信号位相値に基づいて、前記予備計測以降に実行した前記スペクトル計測で得られた磁気共鳴信号に対して、位相補正処理を行うことの制御を行うことを特徴とする磁気共鳴撮影方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴撮影技術に係り、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磁気共鳴撮影装置及び磁気共鳴撮影方法に関する。
【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前記被検体に含まれる水素原子核の核磁化を励起し(磁気共鳴現象)、前記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。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と略す)では、被検体内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。この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を、磁気共鳴スペクトロスコピ−(Magnetic Resonance Spectroscopy、以下、ＭＲＳと略す)と呼ぶ（例えば、非特許文献１を参照）。【０００３】
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を磁気共鳴スペクトロスコピックイメ−ジング（Magnetic Resonance Spectroscopic Imaging，以下、ＭＲＳＩと略す）と呼び、この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（例えば、非特許文献２を参照）。【０００４】
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、ＭＲＳあるいはＭＲＳＩの計測を行う際、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、従来のＭＲＳあるいはＭＲＳＩの計測では、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。【０００５】
この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、励起状態となった水分子に含まれる多数の核磁化の位相をバラバラにし、そ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、この水分子の核磁化の疑似飽和状態が続いている間に、通常の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。【０００６】
また、代謝物質の信号が非常に微弱であるため、従来のＭＲＳあるいはＭＲＳＩの計測では、得られるスペクトルの信号雑音比（ＳＮＲ）を向上させるために多数の積算計測を行うことが多い。【０００７】
【非特許文献１】ジャーナル  オブ  マグネティック  レゾナンス、第７０巻、第４８８頁〜４９２頁、１９８６年発行
【非特許文献２】マグネティック  レゾナンス  イン  イメージング、第３０巻、第６４１頁〜６４５頁、１９９３年発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来のＭＲＳあるいはＭＲＳＩの計測では、静磁場強度が時間的に一定であることを前提に、同一の計測条件の下で磁気共鳴信号の計測を繰り返した後、得られた磁気共鳴信号に対して積算処理を行っていた。即ち、通常の計測では、まず初めに(信号積算のための繰り返し計測を伴う水抑圧スペクトル計測の前に)、少なくとも１回は水信号を抑圧しないスペクトル計測を行って水の共鳴周波数を検出しておき、この水共鳴周波数の計測以降に行うＭＲＳあるいはＭＲＳＩの計測中は、静磁場強度(共鳴周波数)が時間的に一定であることを前提とし(即ち、計測したスペクトル上の各代謝物質のピーク位置や信号位相(下記で説明)が変化しないものと仮定して)、信号計測を繰り返した後、得られた信号をそのまま足し合わせる信号積算を行っていた。【０００９】
しかしながら、静磁場を発生する磁石の構造や特性および測定環境によっては、ＭＲＳあるいはＭＲＳＩの計測中に、静磁場強度(共鳴周波数)が変化する場合がある。このような場合、上記の従来方法では、積算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各代謝物質のピーク位置や信号位相(下記で説明)が変動し、積算によるＳＮＲ向上効果が十分に得られないという問題が生じる。また、ピーク位置がずれると、積算スペクトルのピーク幅が広がることとなり、スペクトル分解能も低下する。【００１０】
以下、前記信号位相について説明を加える。本発明の適用される通常の磁気共鳴撮影装置では、位相検波と呼ばれる手法で磁気共鳴信号の複素検出が行われている。具体的な処理としては、位相検波法では、参照波として照射用高周波信号を用い、検出した磁気共鳴信号と参照波信号との差分を取り出す際、照射用高周波磁場より高い周波数成分(正の符号を持つ波)と、照射用高周波磁場より低い周波数成分(負の符号を持つ波)とに検波する。この周波数成分の符号は位相として反映され、照射用高周波磁場と同位相の成分と位相が９０度ずれた成分を同時に検波することとなる。【００１１】
従って、計測される磁気共鳴信号は、常に実部(real part、以下、Reと略す)と虚部(imaginary part、以下、Imと略す)から構成されることとなり、複素フーリエ変換後のスペクトルにおけるピーク位置（Pw）の信号位相φ(Pw)は、下記の（式１）で表される。【００１２】
φ(Pw) ＝ Tan-1 ( Im(Pw) / Re(Pw) )                    （式１）
ここで、静磁場強度(共鳴周波数)に変動が生じ、積算対象となる受信信号間で信号位相がずれた場合、実部信号毎、虚部信号毎に行われる積分処理では、十分な加算効果が得られないこととなる。【００１３】
なお、通常の磁気共鳴撮影装置で位相検波が用いられる理由は、通常の検波(ダイオード検波等の非位相検波)に較べてＳＮＲが向上する点にあり、そのメカニズムは、つぎの通りである。照射用高周波磁場は、核磁化の励起に用いたものであるため、この照射用高周波磁場によって励起された磁気共鳴信号の信号成分の位相は、前記照射用高周波磁場の位相と完全に一致している。これに対して、磁気共鳴信号に重畳しているノイズ成分の位相は、照射用高周波磁場の位相と全く相関が無い。従って、位相検波された実部信号と虚部信号に含まれている信号成分の位相には相関が有り、重畳しているノイズ成分の位相には相関が無いため、ＳＮＲが向上することとなる。【００１４】
本発明の目的は、静磁場変化によって生じる磁気共鳴スペクトルの劣化を低減させ得る磁気共鳴撮影装置及び磁気共鳴撮影方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明の磁気共鳴撮影装置及び磁気共鳴撮影方法では、信号積算のための繰り返し計測を伴う水抑圧スペクトル計測(本計測)中に、定期的な非水抑圧スペクトル計測(予備計測)を行い、得られた非水抑圧スペクトルから水共鳴周波数(水ピーク位置)と水信号ピークの位相値を定期的に検出し（この定期的な予備計測を行うことにより、静磁場強度(共鳴周波数)の時間変動を検知することが可能となる）、前記予備計測の後に行う水抑圧スペクトル計測(本計測)の際に、磁気共鳴信号検出時の受信開始位相値を前記予備計測で検出した水信号ピーク位置の位相値から算出した値に設定しておく。そして、計測した磁気共鳴信号の積算処理時、前記予備計測で検出した水信号ピーク位置から算出した値だけデータシフトさせた後に積算処理を行うようにする。ここで、位相値の設定と水信号ピーク位置のシフトの処理は、少なくとも一方を行うように制御されるようにしてもよい。【００１６】
また、本発明の磁気共鳴撮影装置及び磁気共鳴撮影方法では、信号積算のための繰り返し計測を伴う水抑圧スペクトル計測(本計測)中に、定期的な非水抑圧スペクトル計測(予備計測)を行い、得られた非水抑圧時系列信号の位相変化を検出して記録し（この定期的な予備計測を行うことにより、静磁場強度(共鳴周波数)の時間変動を検知することが可能となる）、前記予備計測の後に行う水抑圧スペクトル計測(本計測)の際、前記記録した非水抑圧時系列信号の位相変化を所定の位相特性に変化させる位相補正処理を、計測した水抑圧時時系列信号に対して施すようにする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の磁気共鳴撮影装置によれば、静磁場変化に伴う共鳴周波数変動が生じた場合にも、積算効果によりＳＮＲが向上した良好な磁気共鳴スペクトルを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施例について、図面を参照して詳述する。【００１９】
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。【００２０】
図２は、本発明が適用される磁気共鳴撮影装置の一構成例を示す図である。【００２１】
被検体１は、静磁場発生マグネット２により生成される静磁場および傾斜磁場発生コイル３により生成される直交する３方向の傾斜磁場が印加される空間に置かれる。各コイルに流す電流を変化させることにより、静磁場の均一度を調整できるシムコイル１１を備えている場合もある。被検体１に対し、プロ−ブ４により生成される高周波磁場を照射し磁気共鳴現象を生じさせ、被検体１から発生する磁気共鳴信号をプロ−ブ４により検出する。なお、照射する高周波磁場は、送信機８により生成され、検出した磁気共鳴信号は受信機９を通して計算機５に送られる。計算機５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し、それらの情報をディスプレイ６に表示したり記憶装置１３に記録したりする(必要に応じて、測定条件等も記憶装置１３に記録される)。シムコイル１１の駆動用電源部１２、傾斜磁場発生コイル３の駆動用電源部７、送信機８及び受信機９は、シ−ケンス制御装置１０により制御される。【００２２】
なお、図２は、プローブ４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】
図３は、本発明の実施例で使用する、ＭＲＳ計測のパルスシーケンス（ＭＲＳパルスシーケンス）の一例を示す図である。【００２４】
図３に示す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できる。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°反転できる。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−タイムとする磁気共鳴エコー信号Ｓｉｇ１を発生できる。尚、ここではRF照射を３回行う例を記載しているが、RF照射は少なくとも１回行えばよい。【００２５】
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'、および、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（すなわち、Ｇｄ１とＧｄ１'で位相変化はキャンセルされ、Ｇｄ２とＧｓ２'で位相変化はキャンセルされる。）、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'、および、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（すなわち、Ｇｄ３とＧｄ３'で位相変化はキャンセルされ、Ｇｄ４とＧｄ４'で位相変化はキャンセルされる。）、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。【００２６】
図３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（ＦＴ）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。【００２７】
上述したように、水信号を抑圧せずにＭＲＳ計測を行うと、水分子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、微弱な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、代謝物質信号を検出するＭＲＳ計測では、図３のシーケンスによる励起・検出を行う直前に、水信号を抑圧するためのプリパルスシーケンスを行う。【００２８】
図４は、本発明の実施例で使用する、水信号を抑圧するためのプリパルスシーケンス（水信号抑圧パルスシーケンス）の一例を示す図であり、公知の水信号抑圧方法（非特許文献２参照）である。【００２９】
図４に示すパルスシ−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、３回程度繰り返して行う場合が多い（図４は、３回繰り返すシーケンス例である）。なお、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。また、図４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のシーケンスに続けて）図３の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。【００３０】
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が用いられている。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）。【００３１】
図５は、静磁場強度が時間的に一定(共鳴周波数が一定)であることを前提とした、従来のＭＲＳ計測手順の一例を示すフローチャート図である。以下に、撮影手順の概要を説明する。【００３２】
Step05-01：前記図３に示したＭＲＳシーケンスを用いて、測定対象ボクセルV1から発生する磁気共鳴信号RW(t)を取得する（RW(t)は、時系列順に並んだM点分（t＝1, 2, 3, ..., M、例えば、4096点分）の複素数データである）。【００３３】
Step05-02：前記磁気共鳴信号RW(t)にフーリエ変換（ＦＴ）を施すことにより、磁気共鳴スペクトルSW(δ)を算出する（SW(δ)は、M点分（δ＝1, 2, 3, ..., M、例えば、4096点分）の複素数データである）。【００３４】
Step05-03：前記磁気共鳴スペクトルSW(δ)から水信号ピーク位置δWを検出し、水共鳴周波数FWを算出し記録する(通常、最も大きい信号強度を有する点を水信号ピーク位置δWと判定する)。【００３５】
Step05-04：前記FWの値を基準として、水信号を抑圧する処理で照射する高周波磁場の送信周波数、撮影ボクセルV1を選択励起するために照射する高周波磁場の送信周波数、撮影ボクセルV1から発生する磁気共鳴信号を検出する際の受信周波数の各値を設定する。【００３６】
Step05-05：代謝物質信号を取得するための本計測シーケンス（図４に示す水信号抑圧パルスシーケンスと、図３に示すＭＲＳシーケンスとを連続して行う計測）を行い、撮影ボクセルV1から発生する磁気共鳴信号RM1(t)を計測する（RM1(t)は、時系列順に並んだM点分（t＝ 1, 2, 3, ..., M、例えば、4096点分）の複素数データである）。【００３７】
Step05-06：Step05-05を積算回数N回繰り返し、N個の磁気共鳴信号RMi(t)を取得する(i＝1, 2, 3, ..., N、RMi(t)は、時系列順に並んだM点分（t＝1, 2, 3, ..., M、例えば、4096点分）の複素数データである)。【００３８】
Step05-07：前記N個のRMi(t)を足し合わせて、積算磁気共鳴信号R(t)を算出する（R(t)は、時系列順に並んだM点分（t＝1, 2, 3, ..., M、例えば、4096点分）の複素数データである）。【００３９】
Step05-08：前記R(t)にフーリエ変換を施し、積算スペクトルS(δ)を算出する（S(δ)は、M点分（δ＝1, 2, 3, ..., M、例えば、4096点分）の複素数データである）。【００４０】
この図５に示す計測手順では、静磁場強度が時間的に一定であることを前提に、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設定し、計測した信号をそのまま積算しているため、何らかの原因によって静磁場強度が時間的に変化した場合、積算回数が増加するに従って計測ピークの位置がずれ、十分な積算効果が得られなくなってしまう。【００４１】
(実施例１)
図６に、本発明の第１の実施例における撮影手順を示す。【００４２】
本実施例では、信号積算のための繰り返し計測を伴う水抑圧スペクトル計測(本計測)中に、定期的な非水抑圧スペクトル計測(予備計測)を行い、得られた非水抑圧スペクトルから水共鳴周波数(水ピーク位置)と水信号ピークの位相値を定期的に検出する（この定期的な予備計測を行うことにより、静磁場強度(共鳴周波数)の時間変動を検知することが可能となる）。前記予備計測の後に行う水抑圧スペクトル計測(本計測)の際に、磁気共鳴信号検出時の受信開始位相値を前記予備計測で検出した水信号ピーク位置の位相値から算出した値に設定しておき、計測した磁気共鳴信号を積算する際、前記予備計測で検出した水信号ピーク位置から算出した値だけデータシフトさせた後、積算処理を行う。【００４３】
Step06-01：図３に示したＭＲＳシーケンスを用いて、測定対象ボクセルV1から発生する非水抑圧時の磁気共鳴信号RWi(t)を取得する（i＝1、RWi(t)は、時系列順に並んだM点分（ｔ＝1, 2, 3, ..., M、例えば、4096点分）の複素数データである）。【００４４】
Step06-02：前記時系列信号RWi(t)にフーリエ変換を施すことにより、磁気共鳴スペクトルSWi(δ)を算出する（SWi(δ)は、M点分（δ＝1, 2, 3, ..., M、例えば、4096点分）の複素数データである）。【００４５】
Step06-03：前記磁気共鳴スペクトルSWi(δ)から水信号ピーク位置δWiを検出し、水共鳴周波数FWiを算出し記録する（通常、最も大きい信号強度を有する点を、水信号ピーク位置δWiとする）。【００４６】
Step06-04：前記ピーク位置δWiと所定のピーク位置δW0とのずれ点数TWiを算出し記録する（例えば、前記ピーク位置δWiが2046点目で、所定のピーク位置をスペクトル中心（2048点目）とする場合には、ずれ点数TWi＝2046−2048＝−2と算出する）。【００４７】
Step06-05：前記ピーク位置δWiでの信号位相値φWiと、所定の位相値φW0とのずれ角
度θWiを算出し記録する（例えば、前記信号位相値φWiの値が30度で、所定の位相値φW0を0度とする場合には、θWi＝0−30＝−30度と算出する）。【００４８】
Step06-06：前記水共鳴周波数FWiの値を基準として、水信号抑圧処理で照射する高周波磁場の送信周波数、撮影ボクセルV1を選択励起するために照射する高周波磁場の送信周波数、撮影ボクセルV1から発生する磁気共鳴信号を検出する際の受信周波数の各値を設定する。【００４９】
Step06-07：受信開始位相値として、前記ずれ角度θWiを設定する。【００５０】
Step06-08：代謝物質信号を取得するための本計測シーケンス（図４に示す水信号抑圧パルスシーケンスと、図３に示すＭＲＳシーケンスとを連続して行う計測）を行い、撮影ボクセルV1から発生する磁気共鳴信号RMj(t)を計測する(j＝1、RMj(t)は、時系列順に並んだM点分(t＝1, 2, 3, ..., M、例えば、4096点分)の複素数データである)。【００５１】
Step06-09：前記磁気共鳴信号RMj(t)にフーリエ変換を施すことにより、磁気共鳴スペクトルSMj(δ)を算出する（SMj(δ)は、M点分（δ＝1, 2, 3, ..., M、例えば、4096点分）の複素数データである）。【００５２】
Step06-10：前記磁気共鳴スペクトルSMj(δ)に対して、前記ずれ点数TWiだけピーク位置をシフト(回転)させる処理を施し、補正後スペクトルSNj(δ)を算出する（例えば、TWi＝−2の時、「補正後スペクトルSNj(δ)のk点目の信号SNj(k)」は、k≦（Ｍ＋(−2)）の場合にはSMj(k−(−2))が入り、k＞（M＋(−2)）の場合にはSMj(k−(−2)−M)が入る。即ち、シフト前に「SMj(1) (＝始点), SMj(2), SMj(3), ..., SMj(2048) (＝中心点), ..., SMj(4094), SMj(4095), SMj(4096) (＝終点)」の順で配置されていたデータの並びは、シフト後には「SMj(3) (＝始点), SMj(4), SMj(5), ..., SMj(2046) (＝中心点), ..., SMj(4096), SMj(1), SMj(2) (＝終点)」の順で配置される）。【００５３】
Step06-11：上記Step06-08〜Step06-10の処理を、全積算回数N回(例えば、300回)よりも小さい所定の回数L回(例えば、10回)繰り返し、L個の磁気共鳴スペクトルSMj(δ) (j＝1, 2, 3, ..., L) を取得し、計測毎にこのSMj(δ)を足し合わせて、積算スペクトルSi(δ)を算出する。【００５４】
Step06-12：上記Step06-01〜Step06-11の処理を繰り返して、全積算N回分の本計測スペクトルSMj(δ)（j＝1, 2, 3, ..., N）を計測し、算出した（N/L）個（例えば、30個）の積算スペクトルSi(δ)（i＝1, 2, 3, ..., (N/L)）を更に足し合わせることにより、全積算スペクトルS(δ)を取得する。【００５５】
上記の一連の処理を行うことにより、静磁場変化に伴う共鳴周波数変動が生じた場合にも、ピーク位置と信号位相が揃ったスペクトルを繰り返し計測することが可能となり、積算効果によりＳＮＲが向上したスペクトル信号を得ることが可能となる。例えば、０.２〜０.４Ｈｚ/ｍｉｎ程度の共鳴周波数変動があった場合、本実施例を適用することによって、計測時間７分で取得されたスペクトル上で、ピーク半値幅が３０％程度縮小し、スペクトル分解能の向上が期待できる。ＳＮＲについては、理論通りの積算効果（「積算回数の平方根」倍の向上）が可能である。【００５６】
(実施例２)
図７に、本発明の第２の実施例における撮影手順を示す。【００５７】
本実施例では、信号積算のための繰り返し計測を伴う水抑圧スペクトル計測(本計測)中に、定期的な非水抑圧スペクトル計測(予備計測)を行い、得られた非水抑圧時系列信号の位相変化を検出し記録する。この定期的な予備計測を行うことにより、静磁場強度(共鳴周波数)の時間変動を検知することが可能となる。そして、前記予備計測の後に行う水抑圧スペクトル計測(本計測)の際、前記記録した非水抑圧時系列信号の位相変化を所定の位相特性に変化させる位相補正処理を、計測した水抑圧時時系列信号に対して施す。【００５８】
Step07-01：前記図３に示したＭＲＳシーケンスを用いて、測定対象ボクセルV1から発生する磁気共鳴信号RWi(t)を取得する(i＝1、RWi(t)は、時系列順に並んだM点分(t＝1, 2, 3, ..., M、例えば、4096点分)の複素数データである)。【００５９】
Step07-02：前記時系列信号RWi(t)の各点について信号位相値φWi(t)を算出した後（φWi(t)は、M点分(t＝1, 2, 3, ..., M、例えば、4096点分)の実数データである）、前記位相特性φWi(t)を所定の位相特性φW0(t)に変化させるための位相補正関数θWi(t)を算出し記録する(例えば、前記信号位相値φWi(t)の値を、全て0度に補正する場合（φW0(t)＝0）には、θWi(t)＝0−φWi(t)＝−φWi(t)と算出する)。【００６０】
Step07-03：前記時系列信号RWi(t)にフーリエ変換を施すことにより、磁気共鳴スペクトルSWi(δ)を算出する（SWi(δ)は、M点分（δ＝1, 2, 3, ..., M、例えば、4096点分）の複素数データである）。【００６１】
Step07-04：前記磁気共鳴スペクトルSWi(δ)から水信号ピーク位置δWiを検出し、水共鳴周波数FWiを算出し記録する（通常、最も大きい信号強度を有する点を、水信号ピーク位置δWiとする）。【００６２】
Step07-05：前記水共鳴周波数FWiの値を基準として、水信号抑圧処理で照射する高周波磁場の送信周波数、撮影ボクセルV1を選択励起するために照射する高周波磁場の送信周波数、撮影ボクセルV1から発生する磁気共鳴信号を検出する際の受信周波数の各値を設定する。【００６３】
Step07-06：代謝物質信号を取得するための本計測シーケンス（図４に示す水信号抑圧パルスシーケンスと、図３に示すＭＲＳシーケンスとを連続して行う計測）を行い、撮影ボクセルV1から発生する磁気共鳴信号RMj(t)を計測する（j＝1、RMj(t)は、時系列順に並んだM点分（t＝1, 2, 3, ..., M、例えば、4096点分）の複素数データである）。【００６４】
Step07-07：前記磁気共鳴信号RMj(t)に対して、前記位相補正関数θWi(t)を用いた位相補正処理を施し、補正後磁気共鳴信号RNj(t)を算出する。【００６５】
Step07-08：前記補正後磁気共鳴信号RNj(t)にフーリエ変換を施すことにより、補正後磁気共鳴スペクトルSNj(δ)を算出する（SNj(δ)は、M点分（δ＝1, 2, 3, ..., M、例えば、4096点分）の複素数データである）。【００６６】
Step07-09：上記Step07-06〜Step07-08の処理を、全積算回数N回（例えば、300回）よりも小さい所定の回数L回（例えば、10回）繰り返し、L個の補正後磁気共鳴スペクトルSNj(δ)(j＝1, 2, 3, ..., L)を取得し、計測毎にこのSNj(δ)を足し合わせて、積算スペクトルSi(δ)を算出する。【００６７】
Step07-10：上記Step07-01〜Step07-09の処理を繰り返して、全積算N回分の本計測スペクトルSNj(δ)（j＝1, 2, 3, ..., N）を計測し、算出した（N/L）個（例えば、30個）の積算スペクトルSi(δ)（i＝1, 2, 3, ..., (N/L)）を更に足し合わせることにより、全積算スペクトルS(δ)を取得する。【００６８】
上記の一連の処理を行うことにより、静磁場変化に伴う共鳴周波数変動が生じた場合にも、前記第１の実施例と同様に、積算効果によりＳＮＲが向上したスペクトル信号を得ることが可能となる。【００６９】
なお、上記のように、非水抑圧時の磁気共鳴信号の位相特性をリファレンスとする位相補正処理には、傾斜磁場渦電流によって生じる磁気共鳴信号歪みを低減させる効果(渦電流補正効果)があることが知られている。上記第２の実施例には、前記位相補正で利用するリファレンス位相特性を定期的に計測(更新)する効果があるため、静磁場変化に伴う共鳴周波数変動が生じた場合にも、安定した前記渦電流効果を得ることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
以上詳述したように、本発明の磁気共鳴撮影装置によれば、静磁場変化に伴う共鳴周波数変動が生じた場合にも、積算効果によりＳＮＲが向上した良好な磁気共鳴スペクトルを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明が適用される磁気共鳴撮影装置を示す外観図。
【図２】本発明が適用される磁気共鳴撮影装置の一構成例を示す図。
【図３】本発明の実施例で使用するＭＲＳパルスシーケンスの一例を示す図。
【図４】本発明の実施例で使用する、水信号を抑圧するためのパルスシーケンスの一例を示す図。
【図５】従来のＭＲＳ計測の手順を示すフローチャート図。
【図６】本発明の第１の実施例における、ＭＲＳ計測の手順を示すフローチャート図（実施例１）。
【図７】本発明の第２の実施例における、ＭＲＳ計測の手順を示すフローチャート図（実施例２）。
【符号の説明】
【００７２】
１…被検体、２…静磁場発生マグネット、３…傾斜磁場発生コイル、４…プロ−ブ、５…計算機、６…ディスプレイ、７…傾斜磁場用電源部、８…送信機、９…受信機、１０…シ−ケンス制御装置、１１…シムコイル、１２…シム用電源部、１３…記憶装置、ＲＦ…高周波磁場、Ｇｘ…Ｘ軸方向の傾斜磁場、Ｇｙ…Ｙ軸方向の傾斜磁場、Ｇｚ…Ｚ軸方向の傾斜磁場、ＲＦ１、ＲＦ２…高周波磁場パルス、Ｇｓ１、Ｇｓ２、Ｇｓ３…スライス傾斜磁場、Ｓｉｇ１…磁気共鳴エコ−信号、ＴＲ…繰返し時間、ＴＥ…エコー時間、ＲＦｗ１、ＲＦｗ２、ＲＦｗ３…水励起用高周波磁場、Ｇｄｗ１、Ｇｄｗ２、Ｇｄｗ３…ディフェイズ用傾斜磁場。
【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】
0004564015.tif 000007
【図７】
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