(57)【要約】【課題】より簡便な操作で適切に目的とする物質についてのケミカルシフトを利用したイメージングを行うことが可能な磁気共鳴イメージング装置および磁気共鳴イメージング装置における撮影条件設定方法を提供することである。【解決手段】磁気共鳴イメージング装置は、ケミカルシフトデータを保存するケミカルシフトデータ保存部４５と、第１の励起パルスの中心周波数を第１の物質の共鳴周波数に合わせる第１の周波数調整部５３と、第１の励起パルスを用いてケミカルシフトイメージングスキャンを実行することによって、第１の物質を強調した画像を生成する第１のイメージング部と、第２の励起パルスの中心周波数を予め指定された第２の物質の共鳴周波数にケミカルシフトデータに基づいて自動的に合わせる第２の周波数調整部５４と、第２の励起パルスを用いてケミカルシフトイメージングスキャンを実行することによって、第２の物質を強調した画像を生成する第２のイメージング部とを有する。【選択図】  図２
2007275186.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケミカルシフトイメージングの対象となる複数の物質のケミカルシフトデータを保存するケミカルシフトデータ保存部と、
第１の励起パルスの中心周波数を指定された第１の物質の共鳴周波数に合わせる第１の周波数調整部と、
前記第１の励起パルスを用いて第１のケミカルシフトイメージングスキャンを実行することによって、前記第１の物質を含む領域から第１の磁気共鳴信号を収集し、前記第１の磁気共鳴信号を用いて前記第１の物質を強調した画像を生成する第１のイメージング部と、
第２の励起パルスの中心周波数を予め指定された第２の物質の共鳴周波数に前記ケミカルシフトデータ保存部に保存された前記第１の物質および前記第２の物質の少なくとも一方についてのケミカルシフトデータに基づいて自動的に合わせる第２の周波数調整部と、
前記第２の励起パルスを用いて第２のケミカルシフトイメージングスキャンを実行することによって、前記第２の物質を含む領域から第２の磁気共鳴信号を収集し、前記第２の磁気共鳴信号を用いて前記第２の物質を強調した画像を生成する第２のイメージング部と、
を有することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
ケミカルシフトイメージングの対象となる複数の物質のケミカルシフトデータを保存するケミカルシフトデータ保存部と、
第１の励起パルスの中心周波数をシリコーンおよび水のいずれか指定された一方の第１の物質の共鳴周波数に合わせる第１の周波数調整部と、
前記第１の励起パルスを用いて第１のケミカルシフトイメージングスキャンを実行することによって、前記第１の物質を含む領域から第１の磁気共鳴信号を収集し、前記第１の磁気共鳴信号を用いて前記第１の物質を強調した画像を生成する第１のイメージング部と、
第２の励起パルスの中心周波数をシリコーンおよび水の他方の第２の物質の共鳴周波数に前記ケミカルシフトデータ保存部に保存された前記他方のケミカルシフトデータに基いて自動的に合わせる第２の周波数調整部と、
前記第２の励起パルスを用いて第２のケミカルシフトイメージングスキャンを実行することによって、前記第２の物質を含む領域から第２の磁気共鳴信号を収集し、前記第２の磁気共鳴信号を用いて前記第２の物質を強調した画像を生成する第２のイメージング部と、
を有することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
ケミカルシフトイメージングの対象となる物質を指定する物質指定部と、
前記対象として指定できる各物質のケミカルシフトデータを保存するケミカルシフトデータ保存部と、
周波数スペクトルを取得する周波数スペクトル取得部と、
前記物質指定部によりシリコーンが指定された場合に、前記ケミカルシフトデータ保存部に保存された前記シリコーンのケミカルシフトデータおよび前記周波数スペクトルに基いて励起パルスの中心周波数を前記シリコーンの共鳴周波数に合わせる周波数調整部と、
前記励起パルスを用いてケミカルシフトイメージングスキャンを実行することによって、前記シリコーンを含む領域から磁気共鳴信号を収集し、前記磁気共鳴信号を用いて前記シリコーンを強調した画像を生成するイメージング部と、
を有することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
ケミカルシフトイメージングの対象となる物質を指定する物質指定部と、
前記対象として指定できる各物質のケミカルシフトデータを保存するケミカルシフトデータ保存部と、
周波数スペクトルを取得する周波数スペクトル取得部と、
励起パルスの中心周波数を前記指定された物質の共鳴周波数に前記ケミカルシフトデータ保存部に保存された前記指定された物質についてのケミカルシフトデータおよび前記周波数スペクトルに基いて合わせる周波数調整部と、
前記指定された物質についてのケミカルシフトデータに基いて前記指定された物質からの磁気共鳴信号が強調されるように磁化条件を調整したシーケンスを用いてケミカルシフトイメージングスキャンを実行し、前記指定された物質を含む領域から収集した磁気共鳴信号を用いて前記指定された物質を強調した画像を生成するイメージング部と、
を有することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
第１の物質および第２の物質の少なくとも一方のケミカルシフトデータを保存するケミカルシフトデータ保存部と、
周波数スペクトルを取得する周波数スペクトル取得部と、
前記周波数スペクトルに基いて前記第２の物質の共鳴周波数が前記第１の物質の共鳴周波数であると誤認識されて取得された場合および前記第１の物質の共鳴周波数を求めるために取得された場合のいずれかの場合に、取得された前記第２の物質の共鳴周波数を前記ケミカルシフトデータに基いて前記第１の物質の共鳴周波数に補正する共鳴周波数補正部と、
を有することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
前記第１のイメージング部は、前記第２の物質の共鳴周波数帯域とオーバーラップしないように周波数帯域およびロブ長の少なくとも一方を調整した前記第１の励起パルスに続いて前記第１の励起パルスとともに印加されるスライス選択用傾斜磁場と極性が逆のスライス選択用傾斜磁場をリフォーカスパルスとともに印加するシーケンス、前記第１の物質についてのケミカルシフトデータに基いて前記第１の磁気共鳴信号が強調されるように２項分布に従う割合で励起パルスを分割したコンポーネントパルス間の時間を磁化条件として調整したシーケンスおよび前記第１の物質についてのケミカルシフトデータに基いて前記第１の磁気共鳴信号が強調されるようにリフォーカスパルス前後に印加されるπパルスおよび−πパルスと前記リフォーカスパルスとのそれぞれの間の時間を磁化条件として調整したシーケンスのいずれかのシーケンスを用いることによって前記第１のケミカルシフトイメージングスキャンを実行するように構成される一方、
前記第２のイメージング部は、前記第１の物質の共鳴周波数帯域とオーバーラップしないように周波数帯域およびロブ長の少なくとも一方を調整した前記第２の励起パルスに続いて前記第２の励起パルスとともに印加されるスライス選択用傾斜磁場と極性が逆のスライス選択用傾斜磁場をリフォーカスパルスとともに印加するシーケンス、前記第２の物質についてのケミカルシフトデータに基いて前記第２の磁気共鳴信号が強調されるように２項分布に従う割合で励起パルスを分割したコンポーネントパルス間の時間を磁化条件として調整したシーケンスおよび前記第２の物質についてのケミカルシフトデータに基いて前記第２の磁気共鳴信号が強調されるようにリフォーカスパルス前後に印加されるπパルスおよび−πパルスと前記リフォーカスパルスとのそれぞれの間の時間を磁化条件として調整したシーケンスのいずれかのシーケンスを用いることによって前記第２のケミカルシフトイメージングスキャンを実行するように構成される、
ことを特徴とする請求項１または２記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
イメージング対象となる物質の名称、イメージングに用いるシーケンスの名称、イメージングの目的およびイメージング対象となる物質についてのケミカルシフトデータのいずれかを特定することによって前記第１の物質および前記第２の物質を指定する物質指定部をさらに設けたことを特徴とする請求項１または２記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項８】
周波数スペクトルを取得する周波数スペクトル取得部と、
前記周波数スペクトルから前記第１の物質の共鳴周波数を取得する共鳴周波数取得部と、
前記共鳴周波数取得部により前記第１の物質と異なる物質の共鳴周波数が前記第１の物質の共鳴周波数であると誤認識されて取得された場合に、取得された前記異なるの物質の共鳴周波数を前記ケミカルシフトデータに基いて前記第１の物質の共鳴周波数に補正する共鳴周波数補正部と、
をさらに設けたことを特徴とする請求項１または２記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項９】
脂肪抑制パルスの印加を伴うケミカルシフトイメージングスキャンを実行することによって、脂肪を含む領域からの信号を抑制しつつ前記シリコーンを含む領域から磁気共鳴信号を収集し、前記磁気共鳴信号を用いて前記シリコーンを強調した画像を生成する脂肪抑制イメージング部をさらに設けたことを特徴とする請求項２または３記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１０】
前記イメージング部は、水の共鳴周波数帯域とオーバーラップしないように周波数帯域およびロブ長の少なくとも一方を調整した前記励起パルスに続いて前記励起パルスとともに印加されるスライス選択用傾斜磁場と極性が逆のスライス選択用傾斜磁場とともにリフォーカスパルスを印加するシーケンス、前記シリコーンのケミカルシフトデータに基いて前記磁気共鳴信号が強調されるように２項分布に従う割合で励起パルスを分割したコンポーネントパルス間の時間を磁化条件として調整したシーケンスおよび前記シリコーンのケミカルシフトデータに基いて前記磁気共鳴信号が強調されるようにリフォーカスパルス前後に印加されるπパルスおよび−πパルスと前記リフォーカスパルスとのそれぞれの間の時間を磁化条件として調整したシーケンスのいずれかのシーケンスを用いることによって前記ケミカルシフトイメージングスキャンを実行するように構成されることを特徴とする請求項３記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１１】
前記物質指定部は、イメージング対象となる物質の名称、イメージングに用いるシーケンスの名称、イメージングの目的およびイメージング対象となる物質についてのケミカルシフトデータのいずれかを特定することによって前記対象となる物質を指定するように構成されることを特徴とする請求項３または４記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１２】
前記イメージング部は、抑制すべき物質の共鳴周波数帯域とオーバーラップしないように周波数帯域およびロブ長の少なくとも一方を調整した前記励起パルスに続いて前記励起パルスとともに印加されるスライス選択用傾斜磁場と極性が逆のスライス選択用傾斜磁場をリフォーカスパルスとともに印加するシーケンスを用いることによって前記ケミカルシフトイメージングスキャンを実行するように構成されることを特徴とする請求項４記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１３】
前記イメージング部は、２項分布に従う割合で励起パルスを分割したコンポーネントパルス間の時間を前記磁化条件として調整したシーケンスを用いることによって前記ケミカルシフトイメージングスキャンを実行するように構成されることを特徴とする請求項４記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１４】
前記イメージング部は、リフォーカスパルス前後に印加されるπパルスおよび−πパルスと前記リフォーカスパルスとのそれぞれの間の時間を前記磁化条件として調整したシーケンスを用いることによって前記ケミカルシフトイメージングスキャンを実行するように構成されることを特徴とする請求項４記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１５】
前記共鳴周波数補正部は、シリコーンの共鳴周波数が水の共鳴周波数であると誤認識されて取得された場合および前記水の共鳴周波数を求めるために取得された場合のいずれかの場合に、取得された前記シリコーンの共鳴周波数を前記水の共鳴周波数に補正するように構成されることを特徴とする請求項５記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１６】
前記共鳴周波数補正部は、前記周波数スペクトルにおける前記第１の物質の共鳴周波数のピークの位置に基いて、前記第２の物質の共鳴周波数が前記第１の物質の共鳴周波数であると誤認識されて取得されたか否かを検知するように構成されることを特徴とする請求項５記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１７】
前記共鳴周波数取得部は、水の共鳴周波数を取得するように構成され、
前記共鳴周波数補正部は、前記共鳴周波数取得部によりシリコーンの共鳴周波数が水の共鳴周波数であると誤認識されて取得された場合に、取得されたシリコーンの共鳴周波数を前記ケミカルシフトデータに基いて前記水の共鳴周波数に補正するように構成されることを特徴とする請求項８記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１８】
第１の物質および第２の物質の少なくとも一方についてのケミカルシフトデータを取得するステップと、
前記ケミカルシフトデータに基づいて励起パルスの中心周波数を前記第１の物質の共鳴周波数から前記第２の物質の共鳴周波数に変更するステップと、
を有することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置における撮影条件設定方法。
【請求項１９】
シリコーンおよび水の少なくとも一方についてのケミカルシフトデータを取得するステップと、
前記ケミカルシフトデータに基づいて励起パルスの中心周波数をシリコーンおよび水のいずれか指定された一方の共鳴周波数からシリコーンおよび水の他方の共鳴周波数に変更するステップと、
を有することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置における撮影条件設定方法。
【請求項２０】
ケミカルシフトイメージングの対象となる物質を指定するステップと、
前記対象となる物質としてシリコーンが指定された場合に、シリコーンのケミカルシフトデータおよび周波数スペクトルに基いて励起パルスの中心周波数を前記シリコーンの共鳴周波数に合わせるステップと、
を有することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置における撮影条件設定方法。
【請求項２１】
ケミカルシフトイメージングの対象となる物質を指定するステップと、
励起パルスの中心周波数を前記指定された物質の共鳴周波数に前記指定された物質についてのケミカルシフトデータおよび周波数スペクトルに基いて合わせるステップと、
前記指定された物質についてのケミカルシフトデータに基いて前記指定された物質からの磁気共鳴信号が強調されるように磁化条件を調整したシーケンスを設定するステップと、
を有することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置における撮影条件設定方法。
【請求項２２】
周波数スペクトルを取得するステップと、
前記周波数スペクトルに基いて第２の物質の共鳴周波数が前記第１の物質の共鳴周波数であると誤認識されて取得された場合および前記第１の物質の共鳴周波数を求めるために取得された場合のいずれかの場合に、取得された前記第２の物質の共鳴周波数を第１の物質および第２の物質の少なくとも一方についてのケミカルシフトデータに基いて前記第１の物質の共鳴周波数に補正するステップと、
を有することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置における撮影条件設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体の原子核スピンをラーモア周波数の高周波（ＲＦ: radio frequency）信号で磁気的に励起し、この励起に伴って発生する磁気共鳴（ＭＲ：magnetic resonance）信号から画像を再構成する磁気共鳴イメージング装置および磁気共鳴イメージング装置における撮影条件設定方法に係り、特に、励起パルスの中心周波数を調整することによってケミカルシフト（化学シフト）の異なる物質を選択的にイメージングする磁気共鳴イメージング装置および磁気共鳴イメージング装置における撮影条件設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ：Magnetic Resonance Imaging）は、静磁場中に置かれた被検体の原子核スピンをラーモア周波数のＲＦ信号で磁気的に励起し、この励起に伴って発生するＭＲ信号から画像を再構成する撮像法である。
【０００３】
この磁気共鳴イメージングの分野において、被検体を構成する物質ごとのケミカルシフトの違いを利用して、特定の物質を選択的にイメージングするケミカルシフトイメージングが行われている。ケミカルシフトは、軌道電子による遮蔽効果のために起こる磁気共鳴周波数の変化であり、生体の組織として代表的な水と脂肪についてみると、脂肪の共鳴周波数が水の共鳴周波数0ppm(parts per million)に対して約0.5ppmだけシフトしていることが知られている。
【０００４】
従って、この磁気共鳴する中心周波数の差を利用して脂肪からの信号を周波数選択的に抑制する脂肪抑制法や水からの信号を周波数選択的に抑制する水抑制法による撮像が可能となる。ただし、ケミカルシフトによる共鳴周波数のピークは、静磁場強度の均一性の影響を受け、静磁場強度の均一性が不完全であると、共鳴周波数のピークも不完全となり物質の識別が困難となる。従って、ケミカルシフトを利用した脂肪抑制法や水抑制法による撮像においては、撮像に先立って、物質に応じた共鳴周波数のピークが明瞭となるように静磁場強度の均一性を調整するシミングが行われる。
【０００５】
また、ケミカルシフトイメージングにより脂肪のみならず、ブレストインプラント等の材料として用いられるシリコーン（silicone）を選択的にイメージングする試みがなされている。ブレストインプラントとして用いられる材料としては、シリコーンの他、セーリン（食塩水;saline）が挙げられる。近年では、シリコーン漏れによる正常マンモ組織への影響が問題化されており、安全性の高いセーリンインプラントがより用いられるようになっている。従って、インプラントがシリコーンであるかセーリンであるかという点に患者の興味が注がれつつある。
【０００６】
しかしながら、インプラントがシリコーンであるかセーリンであるかを判定するための適切な検査方法は確立されていない。このため、セーリンまたは水を選択的に撮像するために励起パルスの中心周波数をセーリンまたは水に合わせた撮像を行った後、シリコーンを選択的に撮像するために励起パルスの中心周波数をシリコーンに合わせた撮像を行うという煩雑な方法が取られている。つまり、ブレストインプラントのイメージングでは、水からの信号を周波数選択的に強調した水画像と、シリコーンからの信号を周波数選択的に強調したシリコーン画像とが必要となる。
【０００７】
図２３は、従来の水およびシリコーンのケミカルシフトイメージングの手順を示すフローチャートであり、図中のＳ記号はフローチャートの各ステップを示す。
【０００８】
まずステップＳ１において、オペレータの操作により１回目のシミングが行われ、静磁場強度の均一性が調整される。すなわち、静磁場強度を調整するために備えられているシムコイルに供給される電流が制御される。
【０００９】
次に、ステップＳ２において、ケミカルシフトによる各物質の共鳴周波数を表す周波数スペクトルを取得するためのスキャンが実施される。このスキャンによって得られた周波数スペクトルから水またはセーリンの共鳴周波数のピークを検出することが可能となる。
【００１０】
次に、ステップＳ３において、イメージング用の励起パルスの中心周波数がセーリンまたは水の共鳴周波数に合わせられる。すなわち、尚、セーリンの共鳴周波数は、0.2ppmであるため、共鳴周波数が0ppmである水からの信号を選択的に画像化してもインプラントがシリコーンであるかセーリンであるかを判定することができる。そこで、例えば励起パルスの中心周波数が水の共鳴周波数に合わせられる。
【００１１】
静磁場強度の均一性から励起パルスの中心周波数の設定までの一連の作業をシミングと称する場合もあるが、ここでは、静磁場強度の均一性の調整作業をシミングと称する。
【００１２】
次に、ステップＳ４において、励起パルスの中心周波数が水の共鳴周波数に合わせられた状態で撮像が行われる。これにより、水からの信号が周波数選択的に強調された水画像を得ることができる。
【００１３】
次に、励起パルスの中心周波数をシリコーンに合わせた撮像を行う必要がある。水の共鳴周波数0ppmに対してシリコーンの共鳴周波数は約−5ppmである。そこで、既に取得した周波数スペクトルに基いて励起パルスの中心周波数をシリコーンの共鳴周波数のピークに合わせることができるが、装置によっては、シミングおよび周波数スペクトル取得用のスキャンを実施しないと、励起パルスの中心周波数を変更できないものがある。
【００１４】
そのような装置の場合には、ステップＳ５において、オペレータの操作により２回目のシミングが行われる。
【００１５】
次に、ステップＳ６において、周波数スペクトルを取得するためのスキャンが実施される。このスキャンによって得られた周波数スペクトルからシリコーンの共鳴周波数のピークが検出される。
【００１６】
次に、ステップＳ７において、励起パルスの中心周波数がシリコーンの共鳴周波数に合わせられる。
【００１７】
次に、ステップＳ８において、励起パルスの中心周波数がシリコーンの共鳴周波数に合わせられた状態で、撮像が行われる。これにより、シリコーンからの信号が周波数選択的に強調されたシリコーン画像を得ることができる。
【００１８】
一方、ケミカルシフトを利用した脂肪抑制の効果を向上させるために、プロトンの励起用の９０°ＲＦパルスとリフォーカス用の１８０°ＲＦパルスとを組合せ、かつ９０°ＲＦパルスおよび１８０°ＲＦパルスと共にそれぞれ印加されるスライス選択用傾斜磁場の極性を互いに反転させて撮影を実行するためのPASTA(polarity altered spectral-spatial selective acquisition)シーケンスが考案されている（例えば特許文献１または非特許文献１参照）。
【００１９】
すなわち、PASTAシーケンスによる撮像では、９０°ＲＦパルスと共に印加される第１のスライス選択用傾斜磁場と極性が反転した第２のスライス選択用傾斜磁場が１８０°ＲＦパルスと共に印加される。また、９０°ＲＦパルスの周波数帯域は水の共鳴周波数帯域と脂肪の共鳴周波数帯域がオーバーラップしないような、すなわち水と脂肪とをケミカルシフトを利用して選択可能な狭い幅に設定される。逆に、１８０°ＲＦパルスの周波数帯域は水および脂肪の双方をリフォーカスできる幅に設定される。
【００２０】
このようなPASTAシーケンスにより、例えば脂肪抑制する場合には、９０°ＲＦパルスによって励起された水部分におけるプロトンは、励起時と逆の極性の傾斜磁場下において１８０°ＲＦパルスによってリフォーカスされる。このため、水部分におけるプロトンからは、エコー信号が発生することとなる。一方、脂肪部分におけるプロトンは、９０°ＲＦパルスの影響を受けることなく１８０°ＲＦパルスによってリフォーカスされる。このため、脂肪部分におけるプロトンからはエコー信号が発生しないこととなる。この結果、脂肪抑制による水画像を得ることが可能となる。
【特許文献１】特開平９−１２２１０１号公報
【非特許文献１】Miyazaki M, Takai H, Tokunaga Y, Hoshino T, Hanawa M. A polarity altered spectral and spatial acquisition technique. In “Proceedings, ISMRM, 3rd Annual Meeting” Nice, p657, 1995.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
しかしながら、従来のケミカルシフトイメージングでは、ケミカルシフトの違いを利用して複数の異なる物質をそれぞれ選択的にイメージングしようとする場合に、物質ごとに撮像の都度、事前にシミング、周波数スペクトル用のスキャンおよびオペレータによる励起パルスの中心周波数の調整を行うという煩雑な作業が必要である。例えば、上述のように水信号の選択的収集用のシミングおよび周波数スペクトル取得用のスキャンと、脂肪信号やシリコーン信号の選択的収集用のシミングおよび周波数スペクトル取得用のスキャンとをそれぞれオペレータが行う必要がある。また、シミングに加えて、励起パルスの中心周波数をケミカルシフトの異なる物質間で撮影の度にオペレータが変更する必要がある。例えば、ブレストインプラントのイメージングでは、励起パルスの中心周波数を水の共鳴周波数からシリコーンの共鳴周波数にオペレータが変更する必要が生じる。
【００２２】
特にケミカルシフトの知識がないオペレータが装置を操作する場合には、適切なシミングや励起パルスの中心周波数の設定が困難となり、目的とする画像が得られない恐れがある。逆に、ケミカルシフトを利用したイメージングを行う場合に、オペレータがケミカルシフトの知識を得る必要が生じ、磁気共鳴イメージング装置の利便性の低下要因となっている。さらに、薬物等の分子を映像化するためには、極めて詳細なケミカルシフトの知識が必要となり、ケミカルシフトイメージングの対象とできる物質が水や脂肪等の特定の物質に限られているのが現状である。
【００２３】
また、シミングが適切に行われなかった場合や、ケミカルシフトに十分な知識のないオペレータによって周波数スペクトルのピークが検出された場合には、誤った周波数が共鳴周波数と認識されて励起パルスの中心周波数に不適切な周波数が設定される恐れがあるという問題もある。
【００２４】
本発明はかかる従来の事情に対処するためになされたものであり、より簡便な操作で適切に目的とする物質についてのケミカルシフトを利用したイメージングを行うことが可能な磁気共鳴イメージング装置および磁気共鳴イメージング装置における撮影条件設定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明に係る磁気共鳴イメージング装置は、上述の目的を達成するために、請求項１に記載したように、ケミカルシフトイメージングの対象となる複数の物質のケミカルシフトデータを保存するケミカルシフトデータ保存部と、第１の励起パルスの中心周波数を指定された第１の物質の共鳴周波数に合わせる第１の周波数調整部と、前記第１の励起パルスを用いて第１のケミカルシフトイメージングスキャンを実行することによって、前記第１の物質を含む領域から第１の磁気共鳴信号を収集し、前記第１の磁気共鳴信号を用いて前記第１の物質を強調した画像を生成する第１のイメージング部と、第２の励起パルスの中心周波数を予め指定された第２の物質の共鳴周波数に前記ケミカルシフトデータ保存部に保存された前記第１の物質および前記第２の物質の少なくとも一方についてのケミカルシフトデータに基づいて自動的に合わせる第２の周波数調整部と、前記第２の励起パルスを用いて第２のケミカルシフトイメージングスキャンを実行することによって、前記第２の物質を含む領域から第２の磁気共鳴信号を収集し、前記第２の磁気共鳴信号を用いて前記第２の物質を強調した画像を生成する第２のイメージング部と、を有することを特徴とするものである。
【００２６】
本発明に係る磁気共鳴イメージング装置は、上述の目的を達成するために、請求項２に記載したように、ケミカルシフトイメージングの対象となる複数の物質のケミカルシフトデータを保存するケミカルシフトデータ保存部と、第１の励起パルスの中心周波数をシリコーンおよび水のいずれか指定された一方の第１の物質の共鳴周波数に合わせる第１の周波数調整部と、前記第１の励起パルスを用いて第１のケミカルシフトイメージングスキャンを実行することによって、前記第１の物質を含む領域から第１の磁気共鳴信号を収集し、前記第１の磁気共鳴信号を用いて前記第１の物質を強調した画像を生成する第１のイメージング部と、第２の励起パルスの中心周波数をシリコーンおよび水の他方の第２の物質の共鳴周波数に前記ケミカルシフトデータ保存部に保存された前記他方のケミカルシフトデータに基いて自動的に合わせる第２の周波数調整部と、前記第２の励起パルスを用いて第２のケミカルシフトイメージングスキャンを実行することによって、前記第２の物質を含む領域から第２の磁気共鳴信号を収集し、前記第２の磁気共鳴信号を用いて前記第２の物質を強調した画像を生成する第２のイメージング部とを有することを特徴とするものである。
【００２７】
本発明に係る磁気共鳴イメージング装置は、上述の目的を達成するために、請求項３に記載したように、ケミカルシフトイメージングの対象となる物質を指定する物質指定部と、前記対象として指定できる各物質のケミカルシフトデータを保存するケミカルシフトデータ保存部と、周波数スペクトルを取得する周波数スペクトル取得部と、前記物質指定部によりシリコーンが指定された場合に、前記ケミカルシフトデータ保存部に保存された前記シリコーンのケミカルシフトデータおよび前記周波数スペクトルに基いて励起パルスの中心周波数を前記シリコーンの共鳴周波数に合わせる周波数調整部と、前記励起パルスを用いてケミカルシフトイメージングスキャンを実行することによって、前記シリコーンを含む領域から磁気共鳴信号を収集し、前記磁気共鳴信号を用いて前記シリコーンを強調した画像を生成するイメージング部とを有することを特徴とするものである。
【００２８】
本発明に係る磁気共鳴イメージング装置は、上述の目的を達成するために、請求項４に記載したように、ケミカルシフトイメージングの対象となる物質を指定する物質指定部と、前記対象として指定できる各物質のケミカルシフトデータを保存するケミカルシフトデータ保存部と、周波数スペクトルを取得する周波数スペクトル取得部と、励起パルスの中心周波数を前記指定された物質の共鳴周波数に前記ケミカルシフトデータ保存部に保存された前記指定された物質についてのケミカルシフトデータおよび前記周波数スペクトルに基いて合わせる周波数調整部と、前記指定された物質についてのケミカルシフトデータに基いて前記指定された物質からの磁気共鳴信号が強調されるように磁化条件を調整したシーケンスを用いてケミカルシフトイメージングスキャンを実行し、前記指定された物質を含む領域から収集した磁気共鳴信号を用いて前記指定された物質を強調した画像を生成するイメージング部とを有することを特徴とするものである。
【００２９】
本発明に係る磁気共鳴イメージング装置は、上述の目的を達成するために、請求項５に記載したように、第１の物質および第２の物質の少なくとも一方のケミカルシフトデータを保存するケミカルシフトデータ保存部と、周波数スペクトルを取得する周波数スペクトル取得部と、前記周波数スペクトルに基いて前記第２の物質の共鳴周波数が前記第１の物質の共鳴周波数であると誤認識されて取得された場合および前記第１の物質の共鳴周波数を求めるために取得された場合のいずれかの場合に、取得された前記第２の物質の共鳴周波数を前記ケミカルシフトデータに基いて前記第１の物質の共鳴周波数に補正する共鳴周波数補正部とを有することを特徴とするものである。
【００３０】
また、本発明に係る磁気共鳴イメージング装置における撮影条件設定方法は、上述の目的を達成するために、請求項１８に記載したように、第１の物質および第２の物質の少なくとも一方についてのケミカルシフトデータを取得するステップと、前記ケミカルシフトデータに基づいて励起パルスの中心周波数を前記第１の物質の共鳴周波数から前記第２の物質の共鳴周波数に変更するステップとを有することを特徴とするものである。
【００３１】
また、本発明に係る磁気共鳴イメージング装置における撮影条件設定方法は、上述の目的を達成するために、請求項１９に記載したように、シリコーンおよび水の少なくとも一方についてのケミカルシフトデータを取得するステップと、前記ケミカルシフトデータに基づいて励起パルスの中心周波数をシリコーンおよび水のいずれか指定された一方の共鳴周波数からシリコーンおよび水の他方の共鳴周波数に変更するステップとを有することを特徴とするものである。
【００３２】
また、本発明に係る磁気共鳴イメージング装置における撮影条件設定方法は、上述の目的を達成するために、請求項２０に記載したように、ケミカルシフトイメージングの対象となる物質を指定するステップと、前記対象となる物質としてシリコーンが指定された場合に、シリコーンのケミカルシフトデータおよび周波数スペクトルに基いて励起パルスの中心周波数を前記シリコーンの共鳴周波数に合わせるステップとを有することを特徴とするものである。
【００３３】
また、本発明に係る磁気共鳴イメージング装置における撮影条件設定方法は、上述の目的を達成するために、請求項２１に記載したように、ケミカルシフトイメージングの対象となる物質を指定するステップと、励起パルスの中心周波数を前記指定された物質の共鳴周波数に前記指定された物質についてのケミカルシフトデータおよび周波数スペクトルに基いて合わせるステップと、前記指定された物質についてのケミカルシフトデータに基いて前記指定された物質からの磁気共鳴信号が強調されるように磁化条件を調整したシーケンスを設定するステップとを有することを特徴とするものである。
【００３４】
また、本発明に係る磁気共鳴イメージング装置における撮影条件設定方法は、上述の目的を達成するために、請求項２２に記載したように、周波数スペクトルを取得するステップと、前記周波数スペクトルに基いて第２の物質の共鳴周波数が前記第１の物質の共鳴周波数であると誤認識されて取得された場合および前記第１の物質の共鳴周波数を求めるために取得された場合のいずれかの場合に、取得された前記第２の物質の共鳴周波数を第１の物質および第２の物質の少なくとも一方についてのケミカルシフトデータに基いて前記第１の物質の共鳴周波数に補正するステップとを有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３５】
本発明に係る磁気共鳴イメージング装置および磁気共鳴イメージング装置における撮影条件設定方法においては、より簡便な操作で適切に目的とする物質についてのケミカルシフトを利用したイメージングを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本発明に係る磁気共鳴イメージング装置および磁気共鳴イメージング装置における撮影条件設定方法の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
【００３７】
図１は本発明に係る磁気共鳴イメージング装置の実施の形態を示す構成図である。
【００３８】
磁気共鳴イメージング装置２０は、静磁場を形成する筒状の静磁場用磁石２１、この静磁場用磁石２１の内部に設けられたシムコイル２２、傾斜磁場コイルユニット２３およびＲＦコイル２４を図示しないガントリに内蔵した構成である。
【００３９】
また、磁気共鳴イメージング装置２０には、制御系２５が備えられる。制御系２５は、静磁場電源２６、傾斜磁場電源２７、シムコイル電源２８、送信器２９、受信器３０、シーケンスコントローラ３１およびコンピュータ３２を具備している。制御系２５の傾斜磁場電源２７は、Ｘ軸傾斜磁場電源２７ｘ、Ｙ軸傾斜磁場電源２７ｙおよびＺ軸傾斜磁場電源２７ｚで構成される。また、コンピュータ３２には、入力装置３３、表示装置３４、演算装置３５および記憶装置３６が備えられる。
【００４０】
静磁場用磁石２１は静磁場電源２６と接続され、静磁場電源２６から供給された電流により撮像領域に静磁場を形成させる機能を有する。尚、静磁場用磁石２１は超伝導コイルで構成される場合が多く、励磁の際に静磁場電源２６と接続されて電流が供給されるが、一旦励磁された後は非接続状態とされるのが一般的である。また、静磁場用磁石２１を永久磁石で構成し、静磁場電源２６が設けられない場合もある。
【００４１】
また、静磁場用磁石２１の内側には、同軸上に筒状のシムコイル２２が設けられる。シムコイル２２はシムコイル電源２８と接続され、シムコイル電源２８からシムコイル２２に電流が供給されて静磁場が均一化されるように構成される。
【００４２】
傾斜磁場コイルユニット２３は、Ｘ軸傾斜磁場コイル２３ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル２３ｙおよびＺ軸傾斜磁場コイル２３ｚで構成され、静磁場用磁石２１の内部において筒状に形成される。傾斜磁場コイルユニット２３の内側には寝台３７が設けられて撮像領域とされ、寝台３７には被検体Ｐがセットされる。ＲＦコイル２４はガントリに内蔵されず、寝台３７や被検体Ｐ近傍に設けられる場合もある。
【００４３】
また、傾斜磁場コイルユニット２３は、傾斜磁場電源２７と接続される。傾斜磁場コイルユニット２３のＸ軸傾斜磁場コイル２３ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル２３ｙおよびＺ軸傾斜磁場コイル２３ｚはそれぞれ、傾斜磁場電源２７のＸ軸傾斜磁場電源２７ｘ、Ｙ軸傾斜磁場電源２７ｙおよびＺ軸傾斜磁場電源２７ｚと接続される。
【００４４】
そして、Ｘ軸傾斜磁場電源２７ｘ、Ｙ軸傾斜磁場電源２７ｙおよびＺ軸傾斜磁場電源２７ｚからそれぞれＸ軸傾斜磁場コイル２３ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル２３ｙおよびＺ軸傾斜磁場コイル２３ｚに供給された電流により、撮像領域にそれぞれＸ軸方向の傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸方向の傾斜磁場Ｇｙ、Ｚ軸方向の傾斜磁場Ｇｚを形成することができるように構成される。
【００４５】
ＲＦコイル２４は、送信器２９および受信器３０と接続される。ＲＦコイル２４は、送信器２９からＲＦ信号を受けて被検体Ｐに送信する機能と、被検体Ｐ内部の原子核スピンのＲＦ信号による励起に伴って発生したＭＲ信号を受信して受信器３０に与える機能を有する。
【００４６】
一方、制御系２５のシーケンスコントローラ３１は、傾斜磁場電源２７、送信器２９および受信器３０と接続される。シーケンスコントローラ３１は傾斜磁場電源２７、送信器２９および受信器３０を駆動させるために必要な制御情報、例えば傾斜磁場電源２７に印加すべきパルス電流の強度や印加時間、印加タイミング等の動作制御情報を記述したシーケンス情報を記憶する機能と、記憶した所定のシーケンスに従って傾斜磁場電源２７、送信器２９および受信器３０を駆動させることによりＸ軸傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸傾斜磁場Ｇｙ，Ｚ軸傾斜磁場ＧｚおよびＲＦ信号を発生させる機能を有する。
【００４７】
また、シーケンスコントローラ３１は、受信器３０におけるＭＲ信号の検波およびＡ／Ｄ変換により得られた複素データである生データ（raw data）を受けてコンピュータ３２に与えるように構成される。
【００４８】
このため、送信器２９には、シーケンスコントローラ３１から受けた制御情報に基づいてＲＦ信号をＲＦコイル２４に与える機能が備えられる一方、受信器３０には、ＲＦコイル２４から受けたＭＲ信号を検波して所要の信号処理を実行するとともにＡ／Ｄ変換することにより、デジタル化された複素データである生データを生成する機能と、生成した生データをシーケンスコントローラ３１に与える機能とが備えられる。
【００４９】
また、コンピュータ３２の記憶装置３６に保存されたプログラムを演算装置３５で実行することにより、コンピュータ３２には各種機能が備えられる。ただし、プログラムによらず、特定の回路を設けてコンピュータ３２を構成してもよい。
【００５０】
図２は、図１に示す磁気共鳴イメージング装置２０におけるコンピュータ３２の機能ブロック図である。
【００５１】
コンピュータ３２は、プログラムによりシーケンスコントローラ制御部４０、ｋ空間データベース４１、画像再構成部４２、画像データベース４３、画像処理部４４、ケミカルシフトデータ記憶部４５、シミング条件設定部４６、共鳴周波数取得部４７および撮影条件設定部４８として機能する。
【００５２】
シーケンスコントローラ制御部４０は、入力装置３３またはその他の構成要素からの情報に基づいて撮影条件設定部４８から受けた所要のパルスシーケンスをシーケンスコントローラ３１に与えることにより駆動制御させる機能と、シーケンスコントローラ３１からｋ空間データである生データを受けてｋ空間データベース４１に形成されたｋ空間（フーリエ空間）に配置する機能とを有する。また、シーケンスコントローラ制御部４０は、パルスシーケンスの実行に必要なパラメータを入力装置３３またはその他の構成要素から取得してシーケンスコントローラ３１に与えることができるように構成される。
【００５３】
このため、ｋ空間データベース４１には、受信器３０において生成された各生データがｋ空間データとして保存され、ｋ空間データベース４１に形成されたｋ空間にｋ空間データが配置される。
【００５４】
画像再構成部４２は、ｋ空間データベース４１からｋ空間データを取り込んで３次元（３Ｄ）フーリエ変換処理等の所定の画像再構成処理を施すことにより、被検体Ｐの３次元画像データを再構成して画像データベース４３に書き込む機能を有する。ただし、２Ｄフーリエ変換処理等の処理により一旦２Ｄ画像データ等の中間的なデータを作成した後、３Ｄ画像データを再構成するようにしてもよい。
【００５５】
このため、画像データベース４３には、被検体Ｐの３Ｄ画像データが保存される。
【００５６】
画像処理部４４は、画像データベース４３から読み込んだ３Ｄ画像データに必要な画像処理を行って表示装置３４に表示させる機能を有する。
【００５７】
ケミカルシフトデータ記憶部４５には、ケミカルシフトした物質固有の共鳴周波数の値や特定の物質、例えば水の共鳴周波数からの各物質の共鳴周波数の相対的なシフト量がケミカルシフトデータとして保存される。
【００５８】
図３は、図２に示すケミカルシフトデータ記憶部４５に記憶されるケミカルシフトデータの基となる周波数スペクトルの一例を示す図である。
【００５９】
図３において横軸は周波数を示し、縦軸は、信号強度を示す。図３に示すように、シリコーン、脂肪、水からの信号強度が、それぞれの共鳴周波数でピークとなっている。すなわち、ケミカルシフトによって、基準となる水の共鳴周波数0ppmに対して、脂肪の共鳴周波数は3.5ppmだけシフトしており、シリコーンの共鳴周波数は、5ppmだけシフトしている。図３に示すシリコーン、脂肪、水の他、セーリンや様々な薬物等に使用される物質ごとの共鳴周波数をケミカルシフトデータとしてケミカルシフトデータ記憶部４５に保存することができる。
【００６０】
図３に示すような周波数スペクトルは、周波数スペクトル取得用のスキャンによって得ることができるが、撮影部位や被検体ごとに異なり、かつ静磁場分布等の様々な条件に依存して変化する。また、静磁場用磁石２１によって形成される静磁場の均一性が低いと、静磁場の不均一性の影響により周波数スペクトルにおいて良好な共鳴周波数のピークが得られない恐れがある。そこで、ケミカルシフトイメージングでは、撮像部位や被検体が変わる度に静磁場の均一性を調整するシミングを行った後、スキャンによって周波数スペクトルが取得される。そして、取得した周波数スペクトルに基いて、ケミカルシフトデータ記憶部４５に保存されたケミカルシフトデータの補正が行われる。特に、ケミカルシフトデータを一定の値だけシフトする補正はゼロ次補正と呼ばれる。
【００６１】
シミング条件設定部４６は、入力装置３３から受けた指示情報に従って、シムコイル電源２８に制御信号を与えることにより、シムコイル電源２８からシムコイル２２に供給される電流を調節する機能を有する。これにより、静磁場の均一化のためのシミングを実施することができる。
【００６２】
共鳴周波数取得部４７は、ケミカルシフトイメージングにより画像化しようとする物質の共鳴周波数、すなわち励起パルスの中心周波数とするべき周波数を求める機能を有する。そのために、共鳴周波数取得部４７は、周波数スペクトル取得部４９、共鳴周波数検出部５０および周波数補正部５１を備えている。
【００６３】
周波数スペクトル取得部４９は、周波数スペクトルの取得用のスキャンによって収集されたデータをシーケンスコントローラ制御部４０から受け取ることによって、周波数スペクトルを取得する機能と、取得した周波数スペクトルを共鳴周波数検出部５０に与える機能とを有する。また、周波数スペクトル取得部４９は、入力装置３３から受けた指示情報に従って、周波数スペクトルを表示装置３４に表示できるように構成されている。
【００６４】
共鳴周波数検出部５０は、周波数スペクトル取得部４９から受けた周波数スペクトルから少なくとも１つの物質の共鳴周波数を検出し、検出した共鳴周波数を物質の識別情報とともに周波数補正部５１に与える機能を有する。共鳴周波数の検出方法としては、周波数スペクトルの最大値を検出する方法と、周波数スペクトルのピークを検出する方法が挙げられる。周波数スペクトルのピークを検出する場合には、複数のピークが検出される可能性があり、複数の物質の共鳴周波数を検出するようにしてもよい。
【００６５】
共鳴周波数の検出方法は、入力装置３３から指示することが可能であり、共鳴周波数の検出結果は、表示装置３４に表示できるように構成されている。また、共鳴周波数検出部５０は、共鳴周波数に対応する物質を自動的に検出するように入力装置３３から指示された場合には、ケミカルシフトデータ記憶部４５に保存されたケミカルシフトデータを参照し、共鳴周波数に対応する物質を自動検出できるように構成されている。
【００６６】
周波数補正部５１は、共鳴周波数検出部５０から受けた少なくとも１つの物質の共鳴周波数を用いてケミカルシフトデータ記憶部４５から取得したケミカルシフトデータを補正する機能と、補正後のケミカルシフトデータを撮影条件設定部に与える機能を有する。すなわち、周波数補正部５１は、スキャンによって取得したある物質の共鳴周波数とケミカルシフトデータ記憶部４５から取得した対応する物質についての共鳴周波数の差分を求め、求められた差分値だけケミカルシフトデータ全体をシフトするゼロ次補正を行う機能を有する。また、周波数補正部５１は、周波数スペクトル取得部４９において取得された周波数スペクトルに基いて、数式化されたケミカルシフトデータの１次以上の係数の補正を行うこともできるように構成されている。
【００６７】
さらに、周波数補正部５１は、共鳴周波数検出部５０において、誤って別の物質の共鳴周波数が、ある物質の共鳴周波数であると認識された場合に、ケミカルシフトデータ記憶部４５に保存されたケミカルシフトデータに基いて正しい共鳴周波数に補正する機能が備えられる。特に、シリコーンの共鳴周波数が水の共鳴周波数であると誤認識された場合に、ケミカルシフトデータ記憶部４５に保存されたシリコーンと水の共鳴周波数の差分に基いて水の共鳴周波数を補正する機能を周波数補正部５１に設けることが実用的である。
【００６８】
図４は、共鳴周波数検出部５０においてシリコーンの共鳴周波数が誤って水の共鳴周波数であると認識される場合の例を説明する図である。
【００６９】
図４（ａ）および図４（ｂ）において横軸は、周波数を示し、縦軸は信号強度を示す。図４（ａ）は、ある被検体のマンモ組織からのデータによって得られた周波数スペクトルの例であり、図４（ｂ）は、別の被検体のマンモ組織からのデータによって得られた周波数スペクトルの例である。
【００７０】
図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように被検体や撮影部位が異なると、各物質からの信号強度が変化する。すなわち、図４（ａ）に示すように通常は、周波数スペクトルの最大値が、水の共鳴周波数帯域の中心周波数となる。しかし、被検体によっては、マンモ組織の成分が異なり、図４（Ｂ）に示すようにシリコーンの共鳴周波数が周波数スペクトルの最大値となる場合がある。
【００７１】
例えば、水の共鳴周波数を求めようとする場合に、図４（ａ）に示すように水の共鳴周波数において信号強度が最大となる周波数スペクトルから最大値を検出すれば、水の共鳴周波数を0ppmとして求めることができる。しかし、図４（ｂ）に示すようにシリコーンの共鳴周波数において信号強度が最大となる周波数スペクトルから周波数スペクトルが水の共鳴周波数で最大値をとるとの前提で最大値を検出すると、シリコーンの共鳴周波数が水の共鳴周波数0ppmとして検出されることとなる。すなわち、シリコーンの共鳴周波数が水の共鳴周波数であると誤認識されてしまうこととなる。従って、誤認識された周波数を正しい水の共鳴周波数に合わせる必要がある。
【００７２】
このような共鳴周波数の誤認識は、例えば周波数スペクトルから検出された複数のピークを表示装置３４に表示させてオペレータが１つのピークを入力装置３３の操作によって選択する場合や、周波数スペクトルの最大値を検出する場合に起こり得る。
【００７３】
一方、周波数スペクトルから最も周波数が小さい側のピークを検出すれば、各物質のそれぞれの信号強度の大きさに依らず、確実に水の共鳴周波数を求めることができる。すなわち、図４（ａ）および図４（ｂ）において最も右側のピークを検出すれば、図４（ａ）に示すような周波数スペクトルからであっても図４（ｂ）に示すような周波数スペクトルからであっても確実に水の共鳴周波数を求めることができる。
【００７４】
そこで、周波数補正部５１には、オペレータによる入力装置３３の操作を伴って特定の共鳴周波数が求められた場合や、周波数スペクトルの最大値を検出することによって特定の共鳴周波数が求められた場合のように、共鳴周波数が誤認識されている可能性がある場合には、共鳴周波数が誤認識されているか否かを検知する機能と、共鳴周波数が他の物質の共鳴周波数と誤認識されていると検知した場合に正しい共鳴周波数に補正する機能とが設けられる。共鳴周波数が誤認識されているか否かの検知は、例えば周波数補正部５１が共鳴周波数検出部５０に周波数スペクトルから当該物質に対応する位置のピーク（例えば水の共鳴周波数を求める場合には周波数が小さい側のピーク）を検出するように指示し、この指示の結果、共鳴周波数検出部５０から再度取得した共鳴周波数と、誤認識の可能性のある共鳴周波数とを比較することによって検出することができる。つまり、物質に対応する位置のピークを周波数スペクトルから検出することによって得られた共鳴周波数と誤認識の可能性のある共鳴周波数とが同一とみなせれば、共鳴周波数が誤認識されていないと判定することができる。
【００７５】
ただし、共鳴周波数が誤認識されているか否かの判定は、任意の方法で行うことができる。例えば、予めゼロ次補正によるケミカルシフトデータのシフト量の閾値を設定し、設定した閾値を超える場合に、オペレータへの確認表示を伴って、共鳴周波数が誤認識されたと判定するようにしてもよい。また、誤認識の可能性のある共鳴周波数を表示装置３４に表示させて、オペレータが共鳴周波数の誤認識の有無を判断するようにしてもよい。さらに、共鳴周波数が誤認識されたと判断された場合に入力装置３３の操作により手動で共鳴周波数を補正できるように構成することもできる。
【００７６】
また、特にシリコーンは、バッグに一定の濃度で封入された状態で被検体Ｐ内部に設けられるため、水信号や脂肪信号よりも信号強度が大きい場合が多い。このため、シリコーンの共鳴周波数の検出は比較的容易である。従って、共鳴周波数を誤認識した場合に限らず、水信号や脂肪信号の強度が低く、水や脂肪の共鳴周波数の検出が困難な場合に、水や脂肪の共鳴周波数を求めるために意図的にシリコーンの共鳴周波数を検出し、検出したシリコーンの共鳴周波数からケミカルシフト値に基いて水や脂肪の共鳴周波数を求めることが可能となる。このシリコーン信号を検出することによって、水または脂肪の共鳴周波数を求める機能も周波数補正部５１に設けて、共鳴周波数検出モードとしてモーダルに動作させることができる。
【００７７】
つまり、共鳴周波数検出部５０において検出された共鳴周波数と物質の関連付け、共鳴周波数が誤認識されたか否かの判定および共鳴周波数が別の物質の共鳴周波数であると誤認識された場合における共鳴周波数の補正は、共鳴周波数取得部４７において自動的に行うこともできるし、オペレータによる入力装置３３の操作を伴って手動で行うこともできる。そして、共鳴周波数検出部５０において検出された共鳴周波数と物質の関連付け、共鳴周波数が誤認識されたか否かの判定および共鳴周波数が別の物質の共鳴周波数であると誤認識された場合における共鳴周波数の補正を自動で行うか手動で行うかの切換は、自動モードおよび手動モードの選択によりモーダルに切換えることができる。
【００７８】
撮影条件設定部４８は、ケミカルシフトイメージングのための撮影条件としてパルスシーケンスを設定する機能と、設定したパルスシーケンスをシーケンスコントローラ制御部４０に与える機能とを有する。パルスシーケンスは、ケミカルシフトイメージングに用いることが可能なものであればよい。従って、励起パルスおよびリフォーカスパルスの印加を伴うSE(spin echo)シーケンス、FSE（fast spin echo）シーケンス、FASE（fast advanced spin echo）シーケンス、EPI（echo planar imaging）シーケンス等のシーケンスを用いることができる。
【００７９】
尚、ケミカルシフトを利用した脂肪抑制の効果を向上させるために考案されたPASTAシーケンス、水励起に用いられるbinomial pulse(２項パルス)を励起パルスとして用いたシーケンスあるいはThree-point Dixson法に従うシーケンスもケミカルシフトイメージングに用いることができる。
【００８０】
これらのシーケンスの磁化条件を調整してケミカルシフトイメージングを行えば、水および脂肪のみならず、シリコーン、セーリンや薬物等のケミカルシフト値が既知の任意の物質を周波数選択的に励起してエコー信号を収集し、収集したエコー信号を画像化するmolecular imagingを行うことが可能となる。特に、PASTAシーケンス、binomial pulseを用いたシーケンス、Three-point Dixsonシーケンスをケミカルシフトイメージング用のシーケンスとして用いれば、より確実に特定の物質からの信号を抑制すべき物質から信号から分離することが期待できる。
【００８１】
そこで、ここでは、PASTAシーケンス、binomial pulseを用いたシーケンス、Three-point Dixsonシーケンスをケミカルシフトイメージング用のシーケンスとして用いる場合における撮影条件の設定方法について説明する。
【００８２】
図５は、図２に示す撮影条件設定部４８において設定されるPASTAシーケンスの概念図である。
【００８３】
図５において、RFは、撮影部位に送信されるRF信号を示す。またGS、GP、GR、ECHOは、それぞれスライス選択(slice selection)用傾斜磁場、位相エンコード(phase encode)用傾斜磁場、リードアウト(readout)用傾斜磁場、エコー信号を示す。
【００８４】
図５に示すように、PASTAシーケンスでは、周波数帯域幅がBW90であり、τ長（ロブ長：length of lobe）がτ90の９０°励起パルスに続いて周波数帯域幅がBW180であり、τ長がτ180の１８０°リフォーカスパルスが印加される。また、スライス選択用傾斜磁場GS、位相エンコード用傾斜磁場GPおよびリードアウト用傾斜磁場GRがそれぞれ印加される。そうすると、９０°励起パルスの印加からエコー時間TE(echo time)経過後にエコーデータが収集される。
【００８５】
ただし、９０°励起パルスの周波数帯域幅BW90は、１８０°リフォーカスパルスの周波数帯域幅BW180よりも小さく設定される。また、９０°励起パルスとともに印加されるスライス選択用傾斜磁場G90と１８０°リフォーカスパルスとともに印加されるスライス選択用傾斜磁場G180の極性は互いに逆方向とされる。図５は、９０°励起パルスとともに印加されるスライス選択用傾斜磁場G90の極性を正とし、１８０°リフォーカスパルスとともに印加されるスライス選択用傾斜磁場G180の極性を負とした例を示している。
【００８６】
そして、９０°励起パルスおよび１８０°リフォーカスパルスの周波数帯域幅BW90、BW180およびτ長τ90、τ180並びに９０°励起パルスおよび１８０°リフォーカスパルスとともにそれぞれ印加されるスライス選択用傾斜磁場G90、G180等の磁化条件が所要の条件を満たすように制御することによって、特定の物質からエコー信号を発生させて映像化するケミカルシフトを利用したmolecular imagingを行うことが可能となる。
【００８７】
図６は、図５に示すPASTAシーケンスによるスキャンの実行によって励起およびリフォーカスされる周波数領域を示す図である。
【００８８】
図６において横軸は、スライス方向の位置Ｚを示し、縦軸は周波数ｆを示す。また、実線で示すRF90(H2O)は、９０°励起パルスとともにスライス選択用傾斜磁場G90が印加された状態におけるスライス方向の位置Ｚの水の共鳴周波数を示し、実線で示すRF180(H2O)は、１８０°リフォーカスパルスとともにスライス選択用傾斜磁場G180が印加された状態におけるスライス方向の位置Ｚの水の共鳴周波数を示す。すなわち、９０°励起パルスとともに印加されるスライス選択用傾斜磁場G90と１８０°リフォーカスパルスとともに印加されるスライス選択用傾斜磁場G180の極性は互いに逆方向であるため、スライス選択用傾斜磁場G90が印加された状態の水の共鳴周波数RF90(H2O)の位置変化とスライス選択用傾斜磁場G180が印加された状態の水の共鳴周波数RF180(H2O)の位置変化は線対称となる。
【００８９】
ここでケミカルシフト値が既知の物質(M)の水に対するケミカルシフト量をΔFとすると、スライス選択用傾斜磁場G90が印加された状態の物質(M)の共鳴周波数のスライス方向Ｚの位置変化は、点線で示すRF90(M)のように水の共鳴周波数RF90(H2O)を周波数ｆ方向にケミカルシフト量ΔFだけシフトした直線となる。同様に、スライス選択用傾斜磁場G180が印加された状態の物質(M)の共鳴周波数のスライス方向Ｚの位置変化は、点線で示すRF180(M)のように水の共鳴周波数RF180(H2O)を周波数ｆ方向にケミカルシフト量ΔFだけシフトした直線となる。
【００９０】
そして、スライス厚ΔSのスライス内において、例えば９０°励起パルスにより物質(M)からのエコー信号を抑制しつつ水からのエコー信号を取得しようとする場合には、スライス厚ΔSのスライス内の位置Ｚにおいて９０°励起パルスの周波数帯域幅BW90が水の共鳴周波数RF90(H2O)とオーバーラップする一方、物質(M)の共鳴周波数RF90(M)とオーバーラップしないように９０°励起パルスの周波数帯域幅BW90を設定すればよい。また、１８０°リフォーカスパルスによって、物質(M)および水の双方に含まれるプロトンスピンをリフォーカスしようとする場合には、１８０°リフォーカスパルスの周波数帯域幅BW180が水の共鳴周波数RF180(H2O)および物質(M)の共鳴周波数RF180(M)の双方とオーバーラップするように１８０°リフォーカスパルスの周波数帯域幅BW180を設定すればよい。
【００９１】
すなわち、物質(M)を含む領域のプロトンを励起させずに水領域のプロトンを励起させ、かつ物質(M)を含む領域および水領域の双方のプロトンをリフォーカスさせるための条件は、式（１）のように表すことができる。  
［数１］
R = (ΔS-|ΔF/G90-ΔF/G180|)/ΔS <0              (1)
ただし、式（１）においてRは、９０°励起パルスによって励起されるスライス方向の物質(M)を含む領域(ZA-ZB)と１８０°リフォーカスパルスによってリフォーカスされるスライス方向の物質(M)を含む領域(ZC-ZD)とのオーバーラップ比(overlapratio)である。つまりオーバーラップ比Rが負の値をとるように磁化条件を設定すれば、物質(M)からの信号を完全に抑制することが可能となる。
【００９２】
ここで、９０°励起パルスおよび１８０°リフォーカスパルスのτ長τ90、τ180とスライス選択用傾斜磁場G90、G180とのそれぞれの関係を示す式（２−１）および式（２−２）を用いると、式（１）は式（２−３）のように表される。  
［数２］
|G90| = τ90/ΔS                        (2-1)
|G180| = τ180/ΔS                      (2-2)
R = 1-|ΔF・(τ90+τ180)| < 0           (2-3)
【００９３】
従って、物質(M)からの信号を抑制しつつ水からの信号を取得するための条件は、式（３−１）および式（３−２）に加え、式（２−３）から導かれる式（３−３）となる。  
［数３］
BW90 < BW180 (τ180 > τ90)         (3-1)
|G90|=-|G180|                       (3-2)
τ90+τ180 > 1/ΔF                  (3-3)
【００９４】
従って式（３−１）、式（３−２）および式（３−３）を満たすように撮影条件を設定すれば、特定の物質を強調した画像を得るmolecular imagingを行うことができる。例えばあるmolecular imagingの対象となる薬物の水に対するケミカルシフト値±200Hzである場合には、式（４−１）から式（４−２）が９０°励起パルスおよび１８０°リフォーカスパルスのそれぞれのτ長τ90,τ180の条件となる。  
［数４］
ΔF = ±200 (Hz)                (4-1)
τ90+τ180 > 5.00 (ms)          (4-2)
【００９５】
また、脂肪からの信号を抑制しつつ水からの信号を収集して画像を得る場合には、脂肪の水に対するケミカルシフト値230Hzを用いて、式（５−１）から式（５−２）が９０°励起パルスおよび１８０°リフォーカスパルスのそれぞれのτ長τ90,τ180の条件となる。  
［数５］
ΔF = 230 (Hz)               (5-1)
τ90+τ180 > 4.35 (ms)       (5-2)
【００９６】
このように、水や脂肪等の基準となる物質に対する特定の物質のケミカルシフト値ΔFが分かれば、当該物質のケミカルシフト値ΔFから式（３−１）、式（３−２）および式（３−３）に示すように磁化条件を設定し、かつ９０°励起パルスの中心周波数を当該物質の共鳴周波数に合わせることによって、特定の物質をイメージングするmolecular imaging を行うことができる。
【００９７】
図７は、図２に示す撮影条件設定部４８においてPASTAシーケンスを用いてmolecular imagingを行う場合における撮影条件の設定例を示す図である。
【００９８】
図７において横軸は周波数を示し、縦軸はエコー信号の強度を示す。図７の実線枠に示すように９０°励起パルスの中心周波数および周波数帯域幅BW90を水の共鳴周波数帯域とオーバーラップしないようにイメージングしようとする物質(M)の共鳴周波数に合わせた状態で９０°励起パルスを印加した後、点線枠に示すように１８０°リフォーカスパルスの中心周波数および周波数帯域幅BW180を物質(M)および水の共鳴周波数を包含するよう合わせた状態で１８０°リフォーカスパルスを印加すると、水からの信号を抑制しつつ物質(M)からの信号を収集することができる。
【００９９】
図８は、図７に示す周波数領域の励起およびリフォーカスによって遷移されるプロトンのスピン状態を示す図である。
【０１００】
図８（ａ）および図８（ｂ）において縦軸ｚおよび横軸ｘは、それぞれプロトンスピンの磁化方向を示す。水領域および物質(M)を含む領域のプロトンスピンがｚ軸方向に磁化された状態で、図７に示すように中心周波数および周波数帯域幅BW90を物質(M)の共鳴周波数に合わせた９０°励起パルスを撮像対象となるスライスに印加すると、図８（ａ）に示すように物質(M)を含む領域のプロトンは９０°励起パルスによって励起されるため９０°傾いてｘ軸方向に磁化される。一方、水領域のプロトンは９０°励起パルスの影響を受けないため磁化方向がｚ軸方向のまま維持される。
【０１０１】
続いて、図７に示すように物質(M)および水の共鳴周波数をカバーするように中心周波数および周波数帯域幅BW180が設定された１８０°リフォーカスパルスをスライスに印加すると、図８（ｂ）に示すように物質(M)を含む領域のプロトンは１８０°リフォーカスパルスによってリフォーカスされるため１８０°傾いてｘ軸上で反転する方向に磁化される。一方、水領域のプロトンは１８０°リフォーカスパルスによってリフォーカスされるため１８０°傾いてｚ軸上で反転する方向に磁化される。
【０１０２】
このため、水からはエコー信号が発生しないが物質(M)からはエコー信号が発生することとなる。これにより水からの信号を抑制した状態で物質(M)からのエコー信号を収集することが可能となる。
【０１０３】
図９は、図５に示すPASTAシーケンスによって励起およびリフォーカスされる領域を通常のSEシーケンスによって励起およびリフォーカスされる領域と比較した図である。
【０１０４】
図９に示すように通常のSEシーケンスでは、９０°励起パルスおよび１８０°リフォーカスパルスによって、選択されたスライス内の水領域および物質(M)を含む領域の双方がそれぞれ励起およびリフォーカスされる。これに対し、図６からも分かる通り、PASTAシーケンスでは、選択されたスライス内の物質(M)を含む領域が９０°励起パルスによって励起されるが、水領域は選択されたスライスの外部において９０°励起パルスによって励起されることとなる。その後、１８０°リフォーカスパルスによって、選択されたスライス内の水領域および物質(M)を含む領域の双方がリフォーカスされる。
【０１０５】
ここまでは、物質(M)をイメージングする場合について説明したが、ブレストインプラントのイメージングを行う場合には、水およびシリコーンのイメージングが必要となる。従って、PASTAシーケンスにおける９０°励起パルスの中心周波数および磁化条件を調整することによって、９０°励起パルスの中心周波数および周波数帯域幅BW90をシリコーンおよび水の双方の共鳴周波数に別々に２回に亘って合わせることが必要となる。ただし、水の共鳴周波数と、シリコーンの共鳴周波数との間に脂肪の共鳴周波数がシリコーンの共鳴周波数側に接近して存在する。このため、シリコーンとともに脂肪も９０°励起パルスおよび１８０°リフォーカスパルスによって影響を受けることとなる。
【０１０６】
図１０は、図５に示すPASTAシーケンスによるスキャンの実行によって水を励起する場合に励起およびリフォーカスされる周波数領域を示す図である。
【０１０７】
図１０において横軸は周波数を示し、縦軸はエコー信号の強度を示す。図１０の実線枠に示すように９０°励起パルスの中心周波数および周波数帯域幅BW90をシリコーンおよび脂肪の共鳴周波数帯域とオーバーラップしないように水の共鳴周波数に合わせた状態で９０°励起パルスを印加した後、点線枠に示すように１８０°リフォーカスパルスの中心周波数および周波数帯域幅BW180をシリコーン、脂肪および水の共鳴周波数に合わせた状態で１８０°リフォーカスパルスを印加すると、シリコーンおよび脂肪からの信号を抑制しつつ水からの信号を収集することができる。
【０１０８】
図１１は、図１０に示す周波数領域の励起およびリフォーカスによって遷移されるプロトンのスピン状態を示す図である。
【０１０９】
図１１（ａ）および図１１（ｂ）において縦軸ｚおよび横軸ｘは、それぞれプロトンスピンの磁化方向を示す。水領域、シリコーン領域および脂肪領域のプロトンスピンがｚ軸方向に磁化された状態で、図１０に示すように中心周波数および周波数帯域幅BW90を水の共鳴周波数に合わせた９０°励起パルスを撮像対象となるスライスに印加すると、図１１（ａ）に示すように水領域のプロトンは９０°励起パルスによって励起されるため９０°傾いてｘ軸方向に磁化される。一方、シリコーン領域および脂肪領域のプロトンは９０°励起パルスの影響を受けないため磁化方向がｚ軸方向のまま維持される。
【０１１０】
続いて、図１０に示すようにシリコーン、脂肪および水の共鳴周波数をカバーするように中心周波数および周波数帯域幅BW180が設定された１８０°リフォーカスパルスをスライスに印加すると、図１１（ｂ）に示すように水領域のプロトンは１８０°リフォーカスパルスによってリフォーカスされるため１８０°傾いてｘ軸上で反転する方向に磁化される。一方、シリコーン領域および脂肪領域のプロトンは１８０°リフォーカスパルスによってリフォーカスされるため１８０°傾いてｚ軸上で反転する方向に磁化される。
【０１１１】
このため、シリコーンおよび脂肪からはエコー信号が発生しないが水からはエコー信号が発生することとなる。これによりシリコーンおよび脂肪からの信号を抑制した状態で水からのエコー信号を収集することが可能となる。
【０１１２】
図１２は、図５に示すPASTAシーケンスによるスキャンの実行によってシリコーンを励起する場合に励起およびリフォーカスされる周波数領域を示す図である。
【０１１３】
図１２において横軸は周波数を示し、縦軸はエコー信号の強度を示す。図１２の実線枠に示すように９０°励起パルスの中心周波数および周波数帯域幅BW90を水の共鳴周波数帯域とオーバーラップしないようにシリコーンおよび脂肪の共鳴周波数に合わせた状態で９０°励起パルスを印加した後、点線枠に示すように１８０°リフォーカスパルスの中心周波数および周波数帯域幅BW180をシリコーン、脂肪および水の共鳴周波数に合わせた状態で１８０°リフォーカスパルスを印加すると、水からの信号を抑制しつつシリコーンおよび脂肪からの信号を収集することができる。
【０１１４】
図１３は、図１２に示す周波数領域の励起およびリフォーカスによって遷移されるプロトンのスピン状態を示す図である。
【０１１５】
図１３（ａ）および図１３（ｂ）において縦軸ｚおよび横軸ｘは、それぞれプロトンスピンの磁化方向を示す。水領域、シリコーン領域および脂肪領域のプロトンスピンがｚ軸方向に磁化された状態で、図１２に示すように中心周波数および周波数帯域幅BW90をシリコーンおよび脂肪の共鳴周波数に合わせた９０°励起パルスを撮像対象となるスライスに印加すると、図１３（ａ）に示すようにシリコーン領域および脂肪領域のプロトンは９０°励起パルスによって励起されるため９０°傾いてｘ軸方向に磁化される。一方、水領域のプロトンは９０°励起パルスの影響を受けないため磁化方向がｚ軸方向のまま維持される。
【０１１６】
続いて、図１２に示すようにシリコーン、脂肪および水の共鳴周波数を中心周波数および周波数帯域幅BW180がカバーするように設定された１８０°リフォーカスパルスをスライスに印加すると、図１３（ｂ）に示すようにシリコーン領域および脂肪領域のプロトンは１８０°リフォーカスパルスによってリフォーカスされるため１８０°傾いてｘ軸上で反転する方向に磁化される。一方、水領域のプロトンは１８０°リフォーカスパルスによってリフォーカスされるため１８０°傾いてｚ軸上で反転する方向に磁化される。
【０１１７】
このため、水からはエコー信号が発生しないがシリコーンおよび脂肪からはエコー信号が発生することとなる。これにより水からの信号を抑制した状態でシリコーンおよび脂肪からのエコー信号を収集することが可能となる。
【０１１８】
ただし、前述のように脂肪およびシリコーン間の相対的なケミカルシフトが小さいため、９０°励起パルスの周波数帯域幅BW90等の磁化条件や中心周波数の調整のみでは、脂肪およびシリコーンの一方のみを励起することが困難となる場合がある。そこで、脂肪からの信号を抑制するために脂肪抑制パルスをプリパルスとして印加するようにパルスシーケンスを設定することもできる。
【０１１９】
図１４は、図５に示すＰＡＳＴＡシーケンスに脂肪抑制パルスをプリパルスとして付加したシーケンスを示す図である。
【０１２０】
図１４において、RFは、撮影部位に送信されるRF信号を示す。またGS、GP、GR、ECHOは、それぞれスライス選択用傾斜磁場、位相エンコード用傾斜磁場、リードアウト用傾斜磁場、エコー信号を示す。
【０１２１】
図１４に示すように、９０°励起パルスの印加に先立ってプリパルスとして脂肪抑制(Fat saturation)パルスが印加されるようにパルスシーケンスを設定することができる。脂肪抑制パルスを印加する場合には、脂肪抑制パルスの印加に続いて、スライス選択用傾斜磁場GS、位相エンコード用傾斜磁場GP、リードアウト用傾斜磁場GRにそれぞれスポイラパルスGSspoil、GPspoil、GRspoilが印加される。
【０１２２】
そして、上述したような励起対象となる物質や脂肪抑制パルスの有無は撮影プロトコルとして規定することができる。撮影プロトコルを規定すれば、オペレータが入力装置３３の操作によって撮影目的に応じた撮影プロトコルを選択するのみで撮影条件設定部４８においてパルスシーケンスを設定することが可能となる。
【０１２３】
図１５は、図２に示す撮影条件設定部４８において指定可能な撮影プロトコルの一例と各撮影プロトコルによって画像化が可能な物質を示す図である。
【０１２４】
例えば、図１５の（１）に示すように９０°励起パルスの中心周波数および周波数帯域幅BW90を水の共鳴周波数に合わせ、イメージング部分のシーケンスをFSEシーケンスとしたPASTAシーケンスを撮影プロトコルFSE+15_pastaとして設定することができる。また、（２）に示すように９０°励起パルスの中心周波数および周波数帯域幅BW90をシリコーンの共鳴周波数に合わせ、イメージング部分のシーケンスをFSEシーケンスとしたPASTAシーケンスを撮影プロトコルFSE+15_pastaSi without FatSatとして設定することができる。さらに、（３）に示すように、９０°励起パルスの中心周波数および周波数帯域幅BW90をシリコーンの共鳴周波数に合わせ、イメージング部分のシーケンスをFSEシーケンスとした脂肪抑制パルスの印加を伴うPASTAシーケンスを撮影プロトコルFSE+15_pastaSi with FatSatとして設定することができる。
【０１２５】
（１）の撮影プロトコルFSE+15_pastaを実行すると、脂肪およびシリコーンからの信号が抑制され、水およびセーリンからのエコー信号を収集することによって水画像を再構成することが可能となる。（２）の撮影プロトコルFSE+15_pastaSi without FatSatを実行すると、水およびセーリンからの信号が抑制され、脂肪およびシリコーンからのエコー信号を収集することによって脂肪およびシリコーンを映像化した画像を再構成することが可能となる。（３）の撮影プロトコルFSE+15_pastaSi with FatSatを実行すると、ケミカルシフトイメージングにより水およびセーリンからの信号が抑制され、かつ脂肪抑制パルスにより脂肪からの信号が抑制されるため、シリコーンからのエコー信号を収集することによってシリコーン画像を再構成することが可能となる。
【０１２６】
従って、これらの撮影プロトコルを組合せたスキャンの実行によって、ブレストインプラントの検査を行うとインプラントがシリコーンであるかセーリンであるのかを識別することができる。また、シリコーン漏れを検出することができる。すなわち、撮影プロトコルFSE+15_pastaによるスキャンと、撮影プロトコルFSE+15_pastaSi without FatSatによるスキャンとを行うと、両者のスキャンにより得られた画像を比較することによりインプラントがシリコーンであるかセーリンであるのかを識別することができる。また、撮影プロトコルFSE+15_pastaSi without FatSatによるスキャンと、撮影プロトコルFSE+15_pastaSi with FatSatによるスキャンとを行うと、両者のスキャンにより得られた画像を比較することによりシリコーン漏れを検出することができる。
【０１２７】
次に、binomial pulseを用いたシーケンスによるmolecular imagingについて説明する。binomial pulseは、1:1, 1:2:1, 1:3:3:1とうように２項分布に従う割合で分割したコンポーネントパルスであり、分割数が増すほど脂肪抑制効果が向上することが知られている。このbinomial pulseのτ長の時間を調整することによっても、特定の物質のケミカルイメージングが可能となる。binomial pulseを用いれば、τ長の制御が容易となる。
【０１２８】
図１６は、図２に示す撮影条件設定部４８において1:2:1-binomial pulseの印加を伴うシーケンスを用いてmolecular imagingを行う場合における撮影条件の設定方法を説明する図である。
【０１２９】
図１６に示すように、1:2:1-binomial pulseは、22.5°励起パルス、45°励起パルスおよび22.5°励起パルスの３つのコンポーネントパルスがτ長時間の経過とともに順次印加されるようにしたパルス列である。また、45°励起パルスの極性は、２つの22.5°励起パルスの極性に対して逆向きとされる。
【０１３０】
1:2:1-binomial pulseのτ長時間をイメージングしようとする物質のケミカルシフト値に応じて調整すると、molecular imagingが可能となる。すなわち、イメージングしようとする物質のケミカルシフト値に応じた磁化の位相ずれによって、当該物質の磁化の位相がτ長時間後に逆位相となれば当該物質から選択的にエコー信号を得ることができる。従って、物質のケミカルシフト値ΔFから式（６）によりτ長を設定すれは良いことになる。  
［数６］
τ = 1/(2ΔF)    (6)
【０１３１】
例えば、脂肪を抑制して水からのエコー信号を収集する場合には、脂肪の水に対するケミカルシフト値ΔF=230Hzから式（６）によりτ長時間は、τ=2.17msとなる。また、例えばイメージング対象となる薬物のケミカルシフト値がΔF=150Hzである場合には、式（６）によりτ長時間をτ=3.33msに設定すれば、水からの信号を抑制しつつ薬物からの信号を選択的に収集して薬物の画像を生成することが可能となる。
【０１３２】
図１７は、図１６に示す1:2:1-binomial pulseを用いて脂肪からの信号を抑制しつつ水からの信号を収集する場合におけるプロトンのスピン状態の遷移を示す図である。
【０１３３】
図１７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）において縦軸はプロトンスピンのｚ軸方向成分を、横軸はプロトンスピンのｘｙ平面上の成分を示す。水領域および脂肪領域のプロトンスピンがｚ軸方向に磁化された状態で、脂肪からの信号を抑制しつつ水からの信号が収集されるようにτ長を設定した図１６に示すような1:2:1-binomial pulseを印加すると、１番目の22.5°励起パルスによって、水領域および脂肪領域のプロトンスピンがそれぞれ励起される。この結果、水領域および脂肪領域のプロトンスピンは、図１７（ａ）のようにｚ軸からｘｙ軸に２２．５°傾いた方向に磁化される。
【０１３４】
そして、τ時間が経過すると、脂肪領域のプロトンスピンの磁化の位相がずれて図１７（ｂ）に示すようにｚ軸からｘｙ軸に−２２．５°傾いた方向となる。
【０１３５】
ここで、２番目の45°励起パルスを印加すると、図１７（ｃ）に示すように脂肪領域のプロトンスピンの磁化方向は、時計周り方向に４５°シフトしてｚ軸からｘｙ軸に２２．５°傾いた方向となる。また、水領域のプロトンスピンの磁化方向は、時計周り方向に４５°シフトしてｚ軸からｘｙ軸に６７．５°傾いた方向となる。
【０１３６】
そして、τ時間が経過すると、脂肪領域のプロトンスピンの磁化の位相がずれて図１７（ｄ）に示すようにｚ軸からｘｙ軸に−２２．５°傾いた方向となる。
【０１３７】
ここで、３番目の22.5°励起パルスを印加すると、図１７（ｅ）に示すように脂肪領域のプロトンスピンの磁化方向は、時計周り方向に２２．５°シフトしてｚ軸方向となる。また、水領域のプロトンスピンの磁化方向は、時計周り方向に２２．５°シフトしてｘｙ軸上となる。
【０１３８】
このため、脂肪からはエコー信号が発生しないが水からはエコー信号が発生することとなる。これにより脂肪からの信号を抑制した状態で水からのエコー信号を収集することが可能となる。
【０１３９】
図１８は、図２に示す撮影条件設定部４８において1:1-binomial pulseの印加を伴うシーケンスを用いてmolecular imagingを行う場合における撮影条件の設定方法を説明する図である。
【０１４０】
図１８に示すように1:1-binomial pulseは、２つの45°励起パルスがτ長時間の経過とともに順次印加されるようにしたパルス列である。また、２つの45°励起パルスの極性は、互いに逆向きとされる。1:2:1-binomial pulseを用いてmolecular imagingを行う場合と同様の原理によって、式（６）により1:1-binomial pulseのτ長時間を設定すれば、1:1-binomial pulseを用いてmolecular imagingを行うことができる。
【０１４１】
図１９は、図１８に示す1:1-binomial pulseを用いて脂肪からの信号を抑制しつつ水からの信号を収集する場合におけるプロトンのスピン状態の遷移を示す図である。
【０１４２】
図１９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において縦軸はプロトンスピンのｚ軸方向成分を、横軸はプロトンスピンのｘｙ平面上の成分を示す。水領域および脂肪領域のプロトンスピンがｚ軸方向に磁化された状態で、脂肪からの信号を抑制しつつ水からの信号が収集されるようにτ長を設定した図１８に示すような1:1-binomial pulseを印加すると、１番目の45°励起パルスによって、水領域および脂肪領域のプロトンスピンがそれぞれ励起される。この結果、水領域および脂肪領域のプロトンスピンは、図１９（ａ）のようにｚ軸からｘｙ軸に４５°傾いた方向に磁化される。
【０１４３】
そして、τ時間が経過すると、脂肪領域のプロトンスピンの磁化の位相がずれて図１９（ｂ）に示すようにｚ軸からｘｙ軸に−４５°傾いた方向となる。
【０１４４】
ここで、２番目の45°励起パルスを印加すると、図１９（ｃ）に示すように脂肪領域のプロトンスピンの磁化方向は、時計周り方向に４５°シフトしてｚ軸上となる。また、水領域のプロトンスピンの磁化方向は、時計周り方向に４５°シフトしてｘｙ軸上となる。
【０１４５】
このため、脂肪からはエコー信号が発生しないが水からはエコー信号が発生することとなる。これにより脂肪からの信号を抑制した状態で水からのエコー信号を収集することが可能となる。
【０１４６】
次に、Three-point Dixsonシーケンスを用いたシーケンスによるmolecular imagingについて説明する。
【０１４７】
Three-point Dixson法は、SE法において通常の180°リフォーカスパルスに加えて印加時刻を±τ長時間だけシフトしたπパルスと−πパルスを印加するものである。ただし、πパルスと−πパルスとによって、TE後に水と特定の物質の横磁化位相が１８０°反転するようにτ長時間が設定される。そして、水と特定の物質の横磁化位相が同相となるようにして収集した画像データと、横磁化位相が１８０°反転するようにして収集した画像データとを加減算することによって、水画像と特定の物質を強調した画像とを分離して得ることができる。
【０１４８】
図２０は、図２に示す撮影条件設定部４８においてThree-point Dixsonシーケンスを用いてmolecular imagingを行う場合における撮影条件の設定方法を説明する図である。
【０１４９】
図２０に示すように、Three-point Dixsonシーケンスでは、90°励起パルスからTE後にエコー信号が得られるが、90°励起パルスからTE/2後に180°リフォーカスパルスが印加される。また、180°リフォーカスパルスからτ長時間だけ先立って、−πパルスが印加され、180°パルスからτ長時間だけ後に＋πパルスが印加される。このThree-point Dixsonシーケンスのτ長時間を式（６）のように物質のケミカルシフト値に基いて設定すれば、molcular imagingを行うことが可能となる。
【０１５０】
例えば、イメージング対象となる薬物の水に対するケミカルシフト値がΔF=3.0ppmである場合には、式（６）よりτ長時間を設定することができる。静磁場強度が1.5Tである場合には、式（７−１）のように薬物のケミカルシフト値ΔFが求められるため、式（７−２）のようにτ長時間を決定することができる。  
［数７］
ΔF = 3.0 (ppm) = 192 (Hz)  (∵1ppm = 64Hz)      (7-1)
τ = 1/(2・192) = 2.6 (ms)                       (7-2)
【０１５１】
以上のように撮影条件を設定する撮影条件設定部４８には、ケミカルイメージングの対象となる単一または複数の物質を指定する機能、指定された物質の共鳴周波数に励起パルスの中心周波数を合わせる機能、指定された物質に合わせてτ長等の磁化条件を調整する機能、脂肪抑制パルスの印加の有無を指定する機能が備えられる。
【０１５２】
さらに、撮影条件設定部４８には、オペレータの利便性を向上させるために、ケミカルシフトに関する知識を要することなく目的とする物質についての画像を得るための撮影条件を設定する機能、１回のシミングおよびケミカルシフトイメージングの対象となる物質の指定操作で励起パルスの中心周波数を自動的に複数の物質の共鳴周波数に合わせる機能が備えられる。これらの諸機能は、自動撮影条件設定モードおよび周波数自動設定モードを選択することによりモーダルに動作させることができる。
【０１５３】
そのために、撮影条件設定部４８には、物質指定部５２、第１の周波数設定部５３、第２の周波数設定部５４、磁化条件設定部５５および脂肪抑制指定部５６が設けられる。また、撮影条件設定部４８は、ＧＵＩ（Graphical User Interface）技術を利用して撮影条件を設定するための設定画面を表示装置３４に表示させる一方、入力装置３３の操作により撮影条件を設定することができるように構成される。
【０１５４】
物質指定部５２は、入力装置３３からの指示情報に従ってケミカルシフトイメージングの対称となる物質を指定する機能と、指定された物質の識別情報を第１の周波数設定部５３、第２の周波数設定部５４および磁化条件設定部５５に与える機能とを有する。ここで、指定する物質は単一であっても複数であってもよい。複数の物質のケミカルシフトイメージングを行う場合には、撮影順序も指定される。指定対象となる物質の例としては、水、脂肪、シリコーン、セーリンの他、ケミカルシフト値が既知である薬物等の物質が挙げられる。
【０１５５】
ケミカルシフトイメージングの対称となる物質の指定は物質名やケミカルシフト値として指定する他、図１５に示すような特定の物質のケミカルシフトイメージングを目的とする撮影プロトコル（シーケンス）を選択することによって行うこともできる。また、入力装置３３の操作によって撮影目的を物質指定部５２に指示することによって、ケミカルシフトイメージングの対称となる物質を指定することもできる。例えば、ブレストインプラントがシリコーンであるのかあるいはセーリンであるのかを調べることを撮影目的として指示すれば、ケミカルシフトイメージングの対称となる物質をシリコーンおよび水またはセーリンに指定することができる。また、例えば、ブレストインプラントのシリコーン漏れの検知を撮影目的として指示すれば、ケミカルシフトイメージングの対称となる物質を脂肪およびシリコーンに指定することができる。
【０１５６】
そして、最初にケミカルシフトイメージングの対象となる物質の識別情報が物質指定部５２から第１の周波数設定部５３に与えられ、２番目以降に実施されるケミカルシフトイメージングの対象となる物質の識別情報と撮影順序を示す撮影順序情報が物質指定部５２から第２の周波数設定部５４に与えられるように構成される。また、ケミカルシフトイメージングの対象となる全ての物質の識別情報と撮影順序を示す撮影順序情報が物質指定部５２から磁化条件設定部５５に与えられるように構成される。
【０１５７】
第１の周波数設定部５３は、物質指定部５２からケミカルシフトイメージングの対象となる物質の識別情報を受けた場合に、対応する物質の共鳴周波数を共鳴周波数取得部４７から取得する機能と、１番目の物質のケミカルシフトイメージングに用いられるパルスシーケンスにおける励起パルスの中心周波数を１番目の物質の共鳴周波数に合わせる機能とを有する。
【０１５８】
第２の周波数設定部５４は、物質指定部５２から２番目以降に実行されるケミカルシフトイメージングの対象となる物質の識別情報と撮影順序情報を受けた場合に、対応する物質の共鳴周波数を共鳴周波数取得部４７から取得する機能と、第１の周波数設定部５３によって作成されたパルスシーケンスに続いて２番目以降に実行されるパルスシーケンスにおける励起パルスの中心周波数を対応する順番の物質の共鳴周波数に合わせる機能とを有する。
【０１５９】
つまり、撮影条件設定部４８は、ケミカルシフトイメージングの対象となる物質をオペレータが１回指定すれば、指定された物質が２つ以上であっても、第２の周波数設定部５４によって自動的に励起パルスの中心周波数が対応する物質の共鳴周波数に変更されるように構成されている。従って、ケミカルシフトイメージングする対象となる３つの物質が指定された場合には、第２の周波数設定部５４により２回に亘って励起パルスの中心周波数が対応する物質の共鳴周波数に自動的に変更されることとなる。
【０１６０】
磁化条件設定部５５は、物質指定部５２からケミカルシフトイメージングの対象となる物質の識別情報と撮影順序情報を受けた場合に、PASTAシーケンスにおいて抑制されるべき物質の共鳴周波数と９０°励起パルスの周波数帯域幅BW90がオーバーラップしないように９０°励起パルスおよび１８０°リフォーカスパルスの周波数帯域幅BW90、BW180、τ長τ90、τ180並びに９０°励起パルスおよび１８０°リフォーカスパルスとともにそれぞれ印加されるスライス選択用傾斜磁場G90、G180等の磁化条件を設定する機能、binomial pulseやThree-point Dixsonシーケンスの磁化条件であるτ長時間をイメージング対象となるケミカルシフト値に合わせて設定する機能、設定した磁化条件をパルスシーケンスに反映させる機能とを有する。また、磁化条件設定部５５は、磁化条件の設定のために必要な物質の共鳴周波数を共鳴周波数取得部４７から取得できるように構成されている。
【０１６１】
脂肪抑制指定部５６は、入力装置３３からの指示情報に従って各物質のイメージングごとに脂肪抑制パルスの印加の有無を決定する機能と、脂肪抑制パルスを印加すると決定した場合に、対応するケミカルシフトイメージングを行うためのパルスシーケンスに脂肪抑制パルスを付加する機能とを有する。
【０１６２】
そして上述した各構成要素によって作成された物質ごとのパルスシーケンスは、撮影条件設定部４８から撮影順序に従って順次シーケンスコントローラ制御部４０に与えられる。また、撮影条件としてパルスシーケンスを設定するための画面情報や共鳴周波数の取得方法や補正を指示する画面情報が撮影条件設定部４８および共鳴周波数取得部４７から表示装置３４に与えられ、表示装置３４にケミカルシフトイメージング用の設定画面がインターフェースとして表示される。
【０１６３】
図２１は、図２に示す表示装置３４に表示されるケミカルシフトイメージング用の設定画面の一例を示す図である。
【０１６４】
図２１に示すように表示装置３４には、ケミカルシフトイメージング用の設定画面が表示される。設定画面には、周波数スペクトル取得部４９において取得された周波数スペクトル６０が表示される。
【０１６５】
またマウスやポインタ等の入力装置３３の操作により、共鳴周波数の検出を自動で行うか或いは手動で行うかを指定することができる。また検出対象となる共鳴周波数の物質を物質名またはケミカルシフト値として選択または入力することができる。さらに、周波数スペクトルのピークを検出することによって共鳴周波数を取得するのか或いは最大値を検出することによって共鳴周波数を取得するのかを指定することもできる。
【０１６６】
また、検出された共鳴周波数が誤認識されたものであるか否か、すなわちエラーの自動検出の動作の切換を入力装置３３の操作により指示することができる。例えば、共鳴周波数のエラー検出機能をオンにいた状態で、図２１の例に示すように周波数スペクトル６０から検出された複数の点線で示すピークの中から実線で示す周波数が大きい側のピークをマニュアルで水の共鳴周波数として認識させると、"ERROR DETECTED !"というメッセージが表示される。
【０１６７】
このような共鳴周波数の検出エラーを補正するために、共鳴周波数の補正を入力装置３３の操作により自動または手動で行うことができる。例えば、補正後の共鳴周波数の物質名を水とした状態で、マウスやポインタ等の入力装置３３の操作により指示記号６１を動かして周波数スペクトル６０の周波数が小さい側のピークを選択すると、水の共鳴周波数が正しく認識される。
【０１６８】
また、設定画面の下部には、撮影条件の設定欄が表示されている。オペレータは、入力装置３３の操作により撮影順序、撮影プロトコル、ケミカルイメージングの対象となる物質、ケミカルシフト値、撮影目的、脂肪抑制パルスの有無に加えて、励起パルスの中心周波数の自動設定を行うか否かを指示することができる。尚、撮影プロトコルや撮影目的を選択または入力すると、他の撮影条件が自動的に表示されるようにすることもできる。
【０１６９】
さらに、τ長時間等の磁化条件を参照用に設定画面に表示させるようにしてもよい。
【０１７０】
次に磁気共鳴イメージング装置２０の動作および作用についてPASTAシーケンスを用いてブレストインプラントの検査を行う場合を例に説明する。
【０１７１】
図２２は、図１に示す磁気共鳴イメージング装置２０により、ケミカルシフトを利用したブレストイメージングを行う場合の流れの一例を示すフローチャートであり、図中Ｓに数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。
【０１７２】
まずステップＳ１０において、オペレータによる入力装置３３の操作によってケミカルシフトイメージングの対象となる物質が指定される。ブレストインプラントのイメージングでは、水またはセーリンとシリコーンをイメージングする必要がある。また、シリコーン漏れの検出を行う場合には、水および脂肪を抑制したシリコーン画像も必要となる。
【０１７３】
そこで、オペレータは、例えば入力装置３３の操作によって図１５に示すFSE+15_pasta、FSE+15_pastaSi without FatSatおよびFSE+15_pastaSi with FatSatの３つの撮影プロトコルを選択し、撮影順序をFSE+15_pastaの次にFSE+15_pastaSi without FatSatによる撮影を、FSE+15_pastaSi without FatSatの次にFSE+15_pastaSi with FatSatによる撮影を行うように設定する。また、オペレータは、入力装置３３の操作によって周波数自動設定モードを選択する。
【０１７４】
そうすると、物質指定部５２はにより１番目に行われるケミカルシフトイメージングの対象となる物質が水に、２番目および３番目に行われるケミカルシフトイメージングの対象となる物質がシリコーンにそれぞれ設定される。また、３番目に行われるケミカルシフトイメージングにおいて脂肪抑制パルスの印加が脂肪抑制指定部５６において指定される。
【０１７５】
ただし、オペレータが、シリコーンや水を物質名あるいはケミカルシフト値として指定したり、撮像目的として指定してもよい。また、脂肪抑制の要否を直接入力装置３４の操作によって行ってもよい。
【０１７６】
そうすると、物質指定部５２から１番目のスキャンにおいてPASTAシーケンスにより水画像を収集する旨の情報が第１の周波数設定部５３に与えられる。また、物質指定部５２から２番目および３番目のスキャンにおいてそれぞれPASTAシーケンスによりシリコーン画像を収集する旨の情報が第２の周波数設定部５４に与えられる。さらに、１番目のスキャンにおいてPASTAシーケンスにより水画像を収集し、２番目および３番目のスキャンにおいてそれぞれPASTAシーケンスによりシリコーン画像を収集する旨の情報が物質指定部５２から磁化条件設定部５５に与えられる。
【０１７７】
次に、ステップＳ１１において、オペレータの操作によりシミングが行われ、静磁場強度の均一性が調整される。すなわち、オペレータが入力装置３４からシミング条件設定部４６を通じてシムコイル電源２８に指示情報を与えると、シミング条件設定部４６はシムコイル電源２８に制御信号を与えることにより、シムコイル電源２８からシムコイル２２に供給される電流を調節する。これにより、静磁場用磁石２１の内部に形成された静磁場が均一化される。
【０１７８】
次に、ステップＳ１２において、オペレータが周波数スペクトルの取得を入力装置３４から指示すると、周波数スペクトルの取得用のシーケンスが撮影条件設定部４８からシーケンスコントローラ制御部４０を通じてシーケンスコントローラ３１に与えられる。
【０１７９】
そうすると、シーケンスコントローラ３１は、周波数スペクトルの取得用のシーケンスに従って傾斜磁場電源２７、送信器２９および受信器３０を駆動させることによりＸ軸傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸傾斜磁場Ｇｙ，Ｚ軸傾斜磁場ＧｚおよびＲＦ信号を発生させる。そして、被検体Ｐ内部のプロトンスピンの核磁気共鳴によって生じたＭＲ信号がＲＦコイル２４において受信され、受信器３０、シーケンスコントローラ３１およびシーケンスコントローラ制御部４０を通じて、周波数スペクトル取得部４９に与えられる。そして、周波数スペクトル取得部４９は、ＭＲ信号から周波数スペクトルを取得し、取得した周波数スペクトルが共鳴周波数検出部５０に与えられる。また、周波数スペクトルは、表示装置３４に与えられて表示される。
【０１８０】
次に、共鳴周波数検出部５０は、オペレータによる入力装置３３の操作によって指定された検索方法で、周波数スペクトルから少なくとも１つの物質の共鳴周波数を検出する。例えば、基準となる水の共鳴周波数として周波数スペクトルの最大値に対応する周波数が共鳴周波数検出部５０によって自動検出される。ただし、オペレータが入力装置３３の操作によって、共鳴周波数検出部５０によって検出された周波数スペクトルの最大値に対応する周波数を水の共鳴周波数に関連付けてもよい。そして、共鳴周波数検出部５０は、検出した周波数を水の共鳴周波数として周波数補正部５１に与える。
【０１８１】
ここで、周波数スペクトルが図４（ａ）に示すように水の共鳴周波数帯域の中心周波数が最大値となる形状であれば、水の共鳴周波数が周波数補正部５１に与えられる。しかし、周波数スペクトルが図４（ｂ）に示すようにシリコーンの共鳴周波数帯域の中心周波数が最大値となる形状である場合には、シリコーンの共鳴周波数が水の共鳴周波数であると誤認識されて周波数補正部５１に与えられる。
【０１８２】
そこで、ステップＳ１３において、共鳴周波数が誤認識された場合には、周波数補正部５１によって、シリコーンの共鳴周波数が水の共鳴周波数に補正される。そのために、周波数補正部５１は、共鳴周波数検出部５０に周波数スペクトルのピークに対応する周波数およびその位置を検出するように指示を与える。この結果、共鳴周波数検出部５０により検出された周波数スペクトルのピークに対応する周波数およびその位置が周波数補正部５１に与えられ、表示装置３４に表示される。
【０１８３】
共鳴周波数の手動誤認識検出モードおよび手動補正モードが選択されている場合には、オペレータが、表示装置３４を確認する。そして、シリコーンの共鳴周波数が水の共鳴周波数であると誤認識されていると判断される場合には、水の共鳴周波数のピークに相当する周波数を入力装置３３の操作により指定する。ただし、シリコーンの共鳴周波数の水に対するケミカルシフト値−5ppmやシリコーンの共鳴周波数が誤って取得された旨の情報を入力装置３３から周波数補正部５１に入力し、周波数補正部５１に補正指示を与えてもよい。
【０１８４】
また、共鳴周波数の手動誤認識検出モードおよび自動補正モードが選択されている場合には、周波数補正部５１が最も周波数が小さい側のピークに対応する周波数が周波数スペクトルの最大値に対応する周波数と一致するか否かを判定する。そして、最も周波数が小さい側のピークに対応する周波数が周波数スペクトルの最大値に対応する周波数と一致しない場合には、周波数補正部５１は、シリコーンの共鳴周波数が水の共鳴周波数として誤認識されたと判断する。さらに、周波数補正部５１は、シリコーンの水に対する共鳴周波数のケミカルシフト値に基いてシリコーンの共鳴周波数−5ppmだけ自動的にシフトさせることにより正しい水の共鳴周波数を求める。
【０１８５】
次に、周波数補正部５１は、取得された水の共鳴周波数に基いてケミカルシフトデータ記憶部４５から取得したケミカルシフトデータのゼロ次補正を行うことにより、各物質の共鳴周波数を取得する。また、必要に応じて周波数補正部５１は、周波数スペクトル取得部４９により取得された周波数スペクトルを用いてケミカルシフトデータ記憶部４５から取得したケミカルシフトデータの１次以上の係数の補正を行う。
【０１８６】
そして、周波数補正部５１は、補正によって得られたシリコーンおよび水の共鳴周波数を第１の周波数設定部５３、第２の周波数設定部５４および磁化条件設定部５５に与える。
【０１８７】
次に、ステップＳ１４において、第１の周波数設定部５３は、PASTAシーケンスの９０°励起パルスの中心周波数を周波数補正部５１から取得した水の共鳴周波数に合わせる。また、磁化条件設定部５５は、撮影対象となるスライス内において、９０°励起パルスの周波数帯域幅BW90がシリコーンおよび脂肪の共鳴周波数帯域とオーバーラップせず、かつ１８０°リフォーカスパルスの周波数帯域幅BW180が水、脂肪およびシリコーンの共鳴周波数帯域とオーバーラップするように、９０°励起パルスおよび１８０°リフォーカスパルスの周波数帯域幅BW90、BW180およびτ長τ90、τ180並びに９０°励起パルスおよび１８０°リフォーカスパルスとともにそれぞれ印加されるスライス選択用傾斜磁場G90、G180を設定する。そして、撮影条件設定部４８は、PASTAシーケンスをシーケンスコントローラ制御部４０に与える。
【０１８８】
次に、ステップＳ１５において、シーケンスコントローラ制御部４０からPASTAシーケンスがシーケンスコントローラ３１に与えられ、シーケンスコントローラ３１による傾斜磁場電源２７、送信器２９および受信器３０の制御によって、FSE+15_pastaによるスキャンが実行される。この結果、ＲＦコイル２４において受信されたデータは、受信器３０、シーケンスコントローラ３１およびシーケンスコントローラ制御部４０を通じて、ｋ空間データベース４１に形成されたｋ空間にｋ空間データとして配置される。そして、画像再構成部４２は、ｋ空間データベース４１からｋ空間データを取り込んで画像再構成処理を施すことにより、３次元画像データを再構成して画像データベース４３に書き込む。さらに、画像処理部４４は、画像データベース４３から読み込んだ３Ｄ画像データに必要な画像処理を行って表示装置３４に表示させる。
【０１８９】
ここで、表示装置３４に表示される画像は、９０°励起パルスによって脂肪領域およびシリコーン領域が励起されないように水領域が選択的に励起されることによって得られたものであるため、脂肪信号およびシリコーン信号が抑制された水画像となる。
【０１９０】
次に、ステップＳ１６において、第２の周波数設定部５４は、PASTAシーケンスの９０°励起パルスの中心周波数を周波数補正部５１から取得したシリコーンの共鳴周波数に自動的に合わせる。すなわち、水の共鳴周波数0ppmに対してシリコーンの共鳴周波数は、約−5ppmであるため、励起パルスの中心周波数が−5ppmだけ自動的にシフトされる。また、磁化条件設定部５５は、撮影対象となるスライス内において、９０°励起パルスの周波数帯域幅BW90が水の共鳴周波数帯域とオーバーラップせず、かつ１８０°リフォーカスパルスの周波数帯域幅BW180が水、脂肪およびシリコーンの共鳴周波数帯域とオーバーラップするように、９０°励起パルスおよび１８０°リフォーカスパルスの周波数帯域幅BW90、BW180およびτ長τ90、τ180並びに９０°励起パルスおよび１８０°リフォーカスパルスとともにそれぞれ印加されるスライス選択用傾斜磁場G90、G180を設定する。そして、撮影条件設定部４８は、PASTAシーケンスをシーケンスコントローラ制御部４０に与える。
【０１９１】
次に、ステップＳ１７において、シーケンスコントローラ制御部４０からPASTAシーケンスがシーケンスコントローラ３１に与えられ、FSE+15_pastaSi without FatSatによるスキャンが実行される。スキャンにより得られた画像は、表示装置３４に表示される。
【０１９２】
ここで、表示装置３４に表示される画像は、９０°励起パルスによって水領域が励起されないように脂肪領域およびシリコーン領域が選択的に励起されることによって得られたものであるため、水信号が抑制され、脂肪信号およびシリコーン信号が強調された画像となる。
【０１９３】
次に、ステップＳ１８において、脂肪抑制指定部５６は、２番目のスキャンに用いたPASTAシーケンスに脂肪抑制パルスを付加する。そして、撮影条件設定部４８は、PASTAシーケンスをシーケンスコントローラ制御部４０に与える。このため、シーケンスコントローラ制御部４０からPASTAシーケンスがシーケンスコントローラ３１に与えられ、FSE+15_pastaSi with FatSatによるスキャンが実行される。スキャンにより得られた画像は、表示装置３４に表示される。
【０１９４】
ここで、表示装置３４に表示される画像は、脂肪抑制パルスによって脂肪信号が抑制され、かつ９０°励起パルスによって水領域が励起されないようにシリコーン領域が選択的に励起されることによって得られたものであるため、水信号および脂肪信号が抑制され、シリコーン信号が強調された画像となる。
【０１９５】
このため、オペレータは、FSE+15_pastaおよびFSE+15_pastaSi without FatSatの実行によりそれぞれ得られた画像を参照することによって、ブレストインプラントがシリコーンであるのかセーリンであるのかを判断することができる。また、FSE+15_pastaSi without FatSatおよびFSE+15_pastaSi with FatSatによりそれぞれ得られた画像を参照することによって、シリコーン漏れを検出することができる。
【０１９６】
つまり以上のような磁気共鳴イメージング装置２０は、励起パルスの中心周波数およびτ長時間等の磁化条件を物質のケミカルシフト値に応じて調整することによって、moleculara imagingを実行できるようにしたものである。また、複数の物質がケミカルイメージングの対象として指定された場合には、自動的に励起パルスの中心周波数を変更するようにしたものである。
【０１９７】
このため、磁気共鳴イメージング装置２０によれば、ある成分のケミカルシフト値が既知であれば、当該成分のケミカルシフト値を入力することによって、自動的に当該成分のイメージングが可能となる。
【０１９８】
また、磁気共鳴イメージング装置２０によれば、ケミカルシフトの知識を要することなく、オペレータがケミカルシフトイメージングを行うことができる。さらに、磁気共鳴イメージング装置２０によれば、ブレストインプラントの検査のように、複数の物質をケミカルイメージングの対象とする場合に、シミングや中心周波数の設定並びに磁化条件の調整をスキャンの都度行う必要がなくなり、オペレータの利便性を向上させることができる。
【０１９９】
特に実用的な例としては、シリコーンを指定すれば、ケミカルシフトの知識を要することなく自動的に励起パルスの中心周波数をシリコーンの中心周波数に合わせることができる。また、水およびシリコーンを指定すれば、水画像用のスキャン後に、励起パルスの中心周波数を自動的に−５ｐｐｍシフトさせてシリコーンの共鳴周波数を励起させることができる。
【０２００】
また、磁気共鳴イメージング装置２０によれば、物質の共鳴周波数の検出、共鳴周波数の誤認識の検出および誤認識された共鳴周波数の補正を自動または手動により行うことができる。このため、オペレータにとって物質間の共鳴周波数の識別が困難である場合であっても、自動的に所定の物質の共鳴周波数を求めることができる。また、オペレータが誤って別の物質の共鳴周波数を励起パルスの中心周波数に設定するといったミスを低減させることができる。特に、シリコーン信号の強度が大きい場合に、シリコーン信号が水信号であると誤認識されても正しい水信号に自動的または手動で補正することができる。
【０２０１】
さらに、プレスキャンによって得られた周波数スペクトルから水の中心周波数を自動的に検出し、検出した水の中心周波数に励起パルスの中心周波数を自動設定してケミカルイメージングを行うこともできる。このように、共鳴周波数の検出および中心周波数や磁化条件の設定を自動化すれば、オペレータの利便性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０２０２】
【図１】本発明に係る磁気共鳴イメージング装置の実施の形態を示す構成図。
【図２】図１に示す磁気共鳴イメージング装置におけるコンピュータの機能ブロック図。
【図３】図２に示すケミカルシフトデータ記憶部に記憶されるケミカルシフトデータの基となる周波数スペクトルの一例を示す図。
【図４】共鳴周波数検出部においてシリコーンの共鳴周波数が誤って水の共鳴周波数であると認識される場合の例を説明する図。
【図５】図２に示す撮影条件設定部において設定されるPASTAシーケンスの概念図。
【図６】図５に示すPASTAシーケンスによるスキャンの実行によって励起およびリフォーカスされる周波数領域を示す図。
【図７】図２に示す撮影条件設定部においてPASTAシーケンスを用いてmolecular imagingを行う場合における撮影条件の設定例を示す図。
【図８】図７に示す周波数領域の励起およびリフォーカスによって遷移されるプロトンのスピン状態を示す図。
【図９】図５に示すPASTAシーケンスによって励起およびリフォーカスされる領域を通常のSEシーケンスによって励起およびリフォーカスされる領域と比較した図。
【図１０】図５に示すPASTAシーケンスによるスキャンの実行によって水を励起する場合に励起およびリフォーカスされる周波数領域を示す図。
【図１１】図１０に示す周波数領域の励起およびリフォーカスによって遷移されるプロトンのスピン状態を示す図。
【図１２】図５に示すPASTAシーケンスによるスキャンの実行によってシリコーンを励起する場合に励起およびリフォーカスされる周波数領域を示す図。
【図１３】図１２に示す周波数領域の励起およびリフォーカスによって遷移されるプロトンのスピン状態を示す図。
【図１４】図５に示すPASTAシーケンスに脂肪抑制パルスをプリパルスとして付加したシーケンスを示す図。
【図１５】図２に示す撮影条件設定部において指定可能な撮影プロトコルの一例と各撮影プロトコルによって画像化が可能な物質を示す図。
【図１６】図２に示す撮影条件設定部において1:2:1-binomial pulseの印加を伴うシーケンスを用いてmolecular imagingを行う場合における撮影条件の設定方法を説明する図。
【図１７】図１６に示す1:2:1-binomial pulseを用いて脂肪からの信号を抑制しつつ水からの信号を収集する場合におけるプロトンのスピン状態の遷移を示す図。
【図１８】図２に示す撮影条件設定部において1:1-binomial pulseの印加を伴うシーケンスを用いてmolecular imagingを行う場合における撮影条件の設定方法を説明する図。
【図１９】図１８に示す1:1-binomial pulseを用いて脂肪からの信号を抑制しつつ水からの信号を収集する場合におけるプロトンのスピン状態の遷移を示す図。
【図２０】図２に示す撮影条件設定部においてThree-point Dixsonシーケンスを用いてmolecular imagingを行う場合における撮影条件の設定方法を説明する図。
【図２１】図２に示す表示装置に表示されるケミカルシフトイメージング用の設定画面の一例を示す図。
【図２２】図１に示す磁気共鳴イメージング装置により、ケミカルシフトを利用したブレストイメージングを行う場合の流れの一例を示すフローチャート。
【図２３】従来の水およびシリコーンのケミカルシフトイメージングの手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【０２０３】
２０  磁気共鳴イメージング装置
２１  静磁場用磁石
２２  シムコイル
２３  傾斜磁場コイルユニット
２４  ＲＦコイル
２５  制御系
２６  静磁場電源
２７  傾斜磁場電源
２８  シムコイル電源
２９  送信器
３０  受信器
３１  シーケンスコントローラ
３２  コンピュータ
３３  入力装置
３４  表示装置
３５  演算装置
３６  記憶装置
３７  寝台
４０  シーケンスコントローラ制御部
４１  ｋ空間データベース
４２  画像再構成部
４３  画像データベース
４４  画像処理部
４５  ケミカルシフトデータ記憶部
４６  シミング条件設定部
４７  共鳴周波数取得部
４８  撮影条件設定部
４９  周波数スペクトル取得部
５０  共鳴周波数検出部
５１  周波数補正部
５２  物質指定部
５３  第１の周波数設定部
５４  第２の周波数設定部
５５  磁化条件設定部
５６  脂肪抑制指定部
６０  周波数スペクトル
６１  指示記号
Ｐ  被検体
【図１】
2007275186.tif 000003
【図２】
2007275186.tif 000004
【図３】
2007275186.tif 000005
【図４】
2007275186.tif 000006
【図５】
2007275186.tif 000007
【図６】
2007275186.tif 000008
【図７】
2007275186.tif 000009
【図８】
2007275186.tif 000010
【図９】
2007275186.tif 000011
【図１０】
2007275186.tif 000012
【図１１】
2007275186.tif 000013
【図１２】
2007275186.tif 000014
【図１３】
2007275186.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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