(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の代謝物を観測する場合であっても、スキャン時間の延長を最小限に抑えることができる技術を提供する。【解決手段】ＭＲ装置は、第１の代謝物のスピン−スピン結合を低減するための２つのＲＦパルスを有するｎ個のシーケンスａと、第２の代謝物におけるスピン−スピン結合を低減するための２つのＲＦパルスを有するｎ個のシーケンスｃと、スピン−スピン結合を低減するためのＲＦパルスを有していないｎ個のシーケンスｂとを実行するスキャン手段と、スペクトルＳＰａ、ＳＰｂ、およびＳＰｃを作成する第１のスペクトル作成手段と、差分スペクトルＳＤ１およびＳＤ２を作成する第２のスペクトル作成手段とを有する。【選択図】図１８
2016087014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の第１の部位に含まれる複数の物質のうちの第１の物質におけるスピン−スピン結合を低減するためのＲＦパルスを有し、前記第１の部位から第１のデータを取得するための第１のシーケンスと、
前記複数の物質のうちの第２の物質におけるスピン−スピン結合を低減するためのＲＦパルスを有し、前記第１の部位から第２のデータを取得するための第２のシーケンスと、
前記第１の物質におけるスピン−スピン結合を低減するためのＲＦパルスと、前記第２の物質におけるスピン−スピン結合を低減するためのＲＦパルスとを有していない第３のシーケンスであって、前記第１の部位から第３のデータを取得するための第３のシーケンスと、
を実行するスキャン手段と、
前記第１のデータに基づいて、前記第１の部位に含まれる複数の物質の各々の共鳴周波数における強度の情報を含む第１のスペクトルを作成し、前記第２のデータに基づいて、前記第１の部位に含まれる複数の物質の各々の共鳴周波数における強度の情報を含む第２のスペクトルを作成し、前記第３のデータに基づいて、前記第１の部位に含まれる複数の物質の各々の共鳴周波数における強度の情報を含む第３のスペクトルを作成する第１のスペクトル作成手段と、
前記第１のスペクトルと前記第３のスペクトルとに基づいて、前記第１の物質の共鳴周波数における強度の情報を含む第５のスペクトルを作成するとともに、前記第２のスペクトルと前記第３のスペクトルとに基づいて、前記第２の物質の共鳴周波数における強度の情報を含む第６のスペクトルを作成する第２のスペクトル作成手段と、
を有する磁気共鳴装置。
【請求項２】
前記スキャン手段は、
第１のシーケンス、第２のシーケンス、および第３のシーケンスの各々を複数回実行し、
前記第１のスペクトル作成手段は、
複数回の第１のシーケンスにより得られた複数の第１のデータに基づいて、前記第１のスペクトルを作成し、
複数回の第２のシーケンスにより得られた複数の第２のデータに基づいて、前記第２のスペクトルを作成し、
複数回の第３のシーケンスにより得られた複数の第３のデータに基づいて、前記第３のスペクトルを作成する、請求項１に記載の磁気共鳴装置。
【請求項３】
前記スキャン手段は、
１個以上の第１のシーケンスと、１個以上の第２のシーケンスと、１個以上の第３のシーケンスとを含むシーケンスのセットを繰り返し実行する、請求項２に記載の磁気共鳴装置。
【請求項４】
前記シーケンスのセットは、１個の第１のシーケンスと、１個の第２のシーケンスと、１個の第３のシーケンスとを含む、請求項２に記載の磁気共鳴装置。
【請求項５】
前記第１のスペクトル作成手段は、
前記複数の第１のデータを加算し、加算された第１のデータをフーリエ変換することにより、前記第１のスペクトルを作成し、
前記複数の第２のデータを加算し、加算された第２のデータをフーリエ変換することにより、前記第２のスペクトルを作成し、
前記複数の第３のデータを加算し、加算された第３のデータをフーリエ変換することにより、前記第３のスペクトルを作成する、請求項２〜４のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
【請求項６】
前記第２のスペクトル作成手段は、
前記第１のスペクトルと前記第３のスペクトルとのうちの一方のスペクトルから他方のスペクトルを減算することにより、前記第５のスペクトルを作成し、
前記第２のスペクトルと前記第３のスペクトルとのうちの一方のスペクトルから他方のスペクトルを減算することにより、前記第６のスペクトルを作成する、請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
【請求項７】
前記第１の物質および前記第２の物質は代謝物である、請求項１〜６のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
【請求項８】
被検体の第１の部位に含まれる複数の物質のうちの第１の物質におけるスピン−スピン結合を低減するためのＲＦパルスを有し、前記第１の部位から第１のデータを取得するための第１のシーケンスと、
前記複数の物質のうちの第２の物質におけるスピン−スピン結合を低減するためのＲＦパルスを有し、前記第１の部位から第２のデータを取得するための第２のシーケンスと、
前記第１の物質におけるスピン−スピン結合を低減するためのＲＦパルスと、前記第２の物質におけるスピン−スピン結合を低減するためのＲＦパルスとを有していない第３のシーケンスであって、前記第１の部位から第３のデータを取得するための第３のシーケンスと、
を実行する磁気共鳴装置に適用されるプログラムであって、
前記第１のデータに基づいて、前記第１の部位に含まれる複数の物質の各々の共鳴周波数における強度の情報を含む第１のスペクトルを作成し、前記第２のデータに基づいて、前記第１の部位に含まれる複数の物質の各々の共鳴周波数における強度の情報を含む第２のスペクトルを作成し、前記第３のデータに基づいて、前記第１の部位に含まれる複数の物質の各々の共鳴周波数における強度の情報を含む第３のスペクトルを作成する第１のスペクトル作成処理と、
前記第１のスペクトルと前記第３のスペクトルとに基づいて、前記第１の物質の共鳴周波数における強度の情報を含む第５のスペクトルを作成するとともに、前記第２のスペクトルと前記第３のスペクトルとに基づいて、前記第２の物質の共鳴周波数における強度の情報を含む第６のスペクトルを作成する第２のスペクトル作成処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スペクトルを得るためのシーケンスを実行する磁気共鳴装置、およびこの磁気共鳴装置に適用されるプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴現象を利用して、被検体内の代謝物のスペクトルを測定する磁気共鳴スペクトロスコピー（ＭＲＳ：Magnetic Resonance Spectroscopy）が知られている（非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】NMR Biomed. 1998 Oct;11(6):266-72. Simultaneous in vivo spectral editing and water suppression. Mescher M, Merkle H, Kirsch J, Garwood M, Gruetter R.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
非特許文献１では、観測したい代謝物（例えば、ＧＡＢＡ（γ−アミノ酪酸））のスピン−スピン結合を低減するためのＲＦパルス（ＭＥＧＡパルス）１を有するシーケンス１を用いて、関心部位のデータを収集する。ＲＦパルス１の周波数ｆ＝ｆ１は、観測したい代謝物のスピン−スピン結合の周波数特性などを考慮して決定される。そして、収集されたデータに基づいて、関心部位のスペクトルＳＰ１を作成する。しかし、スペクトルＳＰ１には、観測したい代謝物のピークだけでなく、観測したい代謝物とは別の物質のピークも現れる。そこで、非特許文献１では、観測対象ではない不要なピークを消去するために、観測したい代謝物のスピン−スピン結合を低減するためのＲＦパルス１を有していないシーケンス２を実行する。シーケンス２を実行することにより、関心部位のスペクトルＳＰ２を得ることができる。そして、スペクトルＳＰ１からスペクトルＳＰ２を減算し、差分スペクトルを作成する。
【０００５】
スペクトルＳＰ１からスペクトルＳＰ２を減算すると、大部分のピークは相殺される。例えば、水のピークは相殺されるので、差分スペクトルに現れる水のピークは十分に小さくなる。また、シーケンス１は、観測したい代謝物のスピン−スピン結合を低減するためのＲＦパルス１を有しているが、シーケンス２はこのＲＦパルス１を備えていない。したがって、スペクトルＳＰ１に含まれる観測したい代謝物のピークと、スペクトルＳＰ２に含まれる観測したい代謝物のピークとを比較すると、ピークの形状や大きさが異なる。このため、スペクトルＳＰ１からスペクトルＳＰ２を減算しても、観測したい代謝物のピークは相殺されず、差分スペクトルには、観測したい代謝物のピークが現れる。したがって、スペクトルＳＰ１からスペクトルＳＰ２を減算することにより、観測したい代謝物のピークが現れる差分スペクトルを得ることができる。
【０００６】
また、別の代謝物（例えば、グルタチオン）を観測する場合、別の代謝物のスピンースピン結合の周波数特性を考慮して、シーケンス１のＲＦパルス１の中心周波数ｆを、ｆ１から、別の代謝物に応じた周波数ｆ２に変更する。そして、ｆ＝ｆ２の中心周波数を有するＲＦパルス１を備えたシーケンス１と、ＲＦパルス１を備えていないシーケンス２とを再び実行する。したがって、観測したい別の代謝物のピークが現れる差分スペクトルを得ることができる。
【０００７】
しかし、上記の方法では、観測したい代謝物を変更するたびに、シーケンス１のＲＦパルス１の周波数を変更し、シーケンス１とシーケンス２とを実行する必要がある。したがって、観測したい代謝物が多くなると、スキャン時間が長くなってしまうという問題がある。
【０００８】
そこで、複数の代謝物を観測する場合であっても、スキャン時間の延長を最小限に抑えることができる技術が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の観点は、被検体の第１の部位に含まれる複数の物質のうちの第１の物質におけるスピン−スピン結合を低減するためのＲＦパルスを有し、前記第１の部位から第１のデータを取得するための第１のシーケンスと、
前記複数の物質のうちの第２の物質におけるスピン−スピン結合を低減するためのＲＦパルスを有し、前記第１の部位から第２のデータを取得するための第２のシーケンスと、
前記第１の物質におけるスピン−スピン結合を低減するためのＲＦパルスと、前記第２の物質におけるスピン−スピン結合を低減するためのＲＦパルスとを有していない第３のシーケンスであって、前記第１の部位から第３のデータを取得するための第３のシーケンスと、
を実行するスキャン手段と、
前記第１のデータに基づいて、前記第１の部位に含まれる複数の物質の各々の共鳴周波数における強度の情報を含む第１のスペクトルを作成し、前記第２のデータに基づいて、前記第１の部位に含まれる複数の物質の各々の共鳴周波数における強度の情報を含む第２のスペクトルを作成し、前記第３のデータに基づいて、前記第１の部位に含まれる複数の物質の各々の共鳴周波数における強度の情報を含む第３のスペクトルを作成する第１のスペクトル作成手段と、
前記第１のスペクトルと前記第３のスペクトルとに基づいて、前記第１の物質の共鳴周波数における強度の情報を含む第５のスペクトルを作成するとともに、前記第２のスペクトルと前記第３のスペクトルとに基づいて、前記第２の物質の共鳴周波数における強度の情報を含む第６のスペクトルを作成する第２のスペクトル作成手段と、
を有する磁気共鳴装置である。
【００１０】
本発明の第２の観点は、被検体の第１の部位に含まれる複数の物質のうちの第１の物質におけるスピン−スピン結合を低減するためのＲＦパルスを有し、前記第１の部位から第１のデータを取得するための第１のシーケンスと、
前記複数の物質のうちの第２の物質におけるスピン−スピン結合を低減するためのＲＦパルスを有し、前記第１の部位から第２のデータを取得するための第２のシーケンスと、
前記第１の物質におけるスピン−スピン結合を低減するためのＲＦパルスと、前記第２の物質におけるスピン−スピン結合を低減するためのＲＦパルスとを有していない第３のシーケンスであって、前記第１の部位から第３のデータを取得するための第３のシーケンスと、
を実行する磁気共鳴装置に適用されるプログラムであって、
前記第１のデータに基づいて、前記第１の部位に含まれる複数の物質の各々の共鳴周波数における強度の情報を含む第１のスペクトルを作成し、前記第２のデータに基づいて、前記第１の部位に含まれる複数の物質の各々の共鳴周波数における強度の情報を含む第２のスペクトルを作成し、前記第３のデータに基づいて、前記第１の部位に含まれる複数の物質の各々の共鳴周波数における強度の情報を含む第３のスペクトルを作成する第１のスペクトル作成処理と、
前記第１のスペクトルと前記第３のスペクトルとに基づいて、前記第１の物質の共鳴周波数における強度の情報を含む第５のスペクトルを作成するとともに、前記第２のスペクトルと前記第３のスペクトルとに基づいて、前記第２の物質の共鳴周波数における強度の情報を含む第６のスペクトルを作成する第２のスペクトル作成処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１１】
第３のスペクトルは、第５のスペクトルの作成に使用されるだけでなく、第６のスペクトルの作成にも使用されている。したがって、スピン−スピン結合を低減するためのＲＦパルスを有していないシーケンスの実行回数を削減することができるので、撮影部位のスキャン時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一形態の磁気共鳴装置の概略図である。
【図２】プロセッサ９が実行する処理を示す図である。
【図３】本形態における関心部位を概略的に示す図である。
【図４】本形態で実行されるスキャンを示す図である。
【図５】シーケンスａの説明図である。
【図６】シーケンスｂの説明図である。
【図７】シーケンスｃの説明図である。
【図８】スペクトルを作成するためのフローチャートを示す図である。
【図９】１回目のシーケンスａを実行するときの説明図である。
【図１０】ｎ個のシーケンスａにより得られたデータＤＡを示す図である。
【図１１】１回目のシーケンスｂを実行するときの説明図である。
【図１２】ｎ個のシーケンスｂにより得られたデータＤＢを示す図である。
【図１３】１回目のシーケンスｃを実行するときの説明図である。
【図１４】ｎ個のシーケンスｃにより得られたデータＤＣを示す図である。
【図１５】スペクトルＳＰａの作成方法の説明図である。
【図１６】スペクトルＳＰｂの作成方法の説明図である。
【図１７】スペクトルＳＰｃの作成方法の説明図である。
【図１８】差分スペクトルを作成するときの説明図である。
【図１９】スキャン時間を短縮できる理由の説明図である。
【図２０】スキャンＳＣの実行中におけるＲＦパルスの中心周波数のドリフト量の時間変化を表すドリフト曲線ＤＣを概略的に示す図である。
【図２１】中心周波数のドリフトの影響を低減するためのシーケンスの順番の例を示す図である。
【図２２】ファントムをスキャンすることにより得られたスペクトルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、発明を実施するための形態について説明するが、本発明は、以下の形態に限定されることはない。
【００１４】
図１は、本発明の一形態の磁気共鳴装置の概略図である。
磁気共鳴装置（以下、「ＭＲ装置」と呼ぶ。ＭＲ：Magnetic Resonance）１００は、マグネット２、テーブル３、受信ＲＦコイル（以下、「受信コイル」と呼ぶ）４などを有している。
【００１５】
マグネット２は、被検体１３が収容されるボア２１を有している。また、マグネット２は、静磁場を発生させるための超伝導コイル、勾配磁場を印加するための勾配コイル、およびＲＦパルスを送信するためのＲＦコイルなどを有している。超伝導コイルの代わりに、永久磁石を用いてもよい。
【００１６】
テーブル３は、クレードル３ａを有している。クレードル３ａは、ボア２１内に移動できるように構成されている。クレードル３ａによって、被検体１３はボア２１に搬送される。
【００１７】
受信コイル４は、被検体１３の頭部に取り付けられている。受信コイル４は、被検体１３からの磁気共鳴信号を受信する。
【００１８】
ＭＲ装置１００は、更に、送信器５、勾配磁場電源６、受信器７、コンピュータ８、操作部１１、および表示部１２などを有している。
【００１９】
送信器５はＲＦコイルに電流を供給し、勾配磁場電源６は勾配コイルに電流を供給する。受信器７は、受信コイル４から受け取った信号に対して、検波などの信号処理を実行する。尚、マグネット２、受信コイル４、送信器５、勾配磁場電源６、および受信器７を合わせたものが、スキャン手段に相当する。
【００２０】
コンピュータ８は、表示部１２に必要な情報を伝送したり、画像を再構成するなど、ＭＲ装置１００の各種の動作を実現するように、ＭＲ装置１００の各部の動作を制御する。コンピュータ８は、プロセッサ９およびメモリ１０などを有している。
【００２１】
図２に、プロセッサ９が実行する処理を示す。メモリ１０には、プロセッサ９により実行されるプログラムが記憶されている。プロセッサ９は、メモリ１０に記憶されているプログラムを読み出し、プログラムに記述されている処理を実行する。プロセッサ９は、メモリ１０に記憶されているプログラムを読み出すことにより、第１のスペクトル作成手段９１および第２のスペクトル作成手段９２などを構成する。
【００２２】
第１のスペクトル作成手段９１は、スキャンにより得られたデータに基づいて、後述するスペクトルＳＰａ（図１５参照）、スペクトルＳＰｂ（図１６参照）、およびスペクトルＳＰｃ（図１７参照）を作成する。尚、スペクトルＳＰａは第１のスペクトルに相当し、スペクトルＳＰｂは第３のスペクトルに相当し、スペクトルＳＰｃは第２のスペクトルに相当する。
【００２３】
第２のスペクトル作成手段９２は、第１のスペクトル作成手段９１により得られたスペクトルに基づいて、差分スペクトル（図１８参照）を作成する。
【００２４】
プロセッサ９は、第１のスペクトル作成手段９１および第２のスペクトル作成手段９２を構成する一例であり、メモリ１０に記憶されたプログラムを実行することによりこれらの手段として機能する。
【００２５】
操作部１１は、オペレータにより操作され、種々の情報をコンピュータ８に入力する。表示部１２は種々の情報を表示する。
ＭＲ装置１００は、上記のように構成されている。
【００２６】
図３は、本形態における関心部位を概略的に示す図である。
本形態では、被検体の脳が関心部位ＶＯＩであり、脳のスキャンが実行される。
【００２７】
図４は、本形態で実行されるスキャンを示す図である。
スキャンＳＣは、第１の代謝物Ｍ１および第２の代謝物Ｍ２を観測するために実行されるスキャンである。本形態のスキャンＳＣでは、ｎ個のシーケンスａ、ｎ個のシーケンスｂ、およびｎ個のシーケンスｃが実行される。以下に、シーケンスａ、シーケンスｂ、およびシーケンスｃについて順に説明する。
【００２８】
（１）シーケンスａについて
図５は、シーケンスａの説明図である。尚、ｎ個のシーケンスａは同じシーケンスチャートで表されるので、図５では、ｎ個のシーケンスａのうち、代表して１回目のシーケンスａのシーケンスチャートのみを具体的に示してある。
【００２９】
シーケンスａは、励起パルスＲＦ１、リフォーカスパルスＲＦ２、およびリフォーカスパルスＲＦ３を有している。励起パルスＲＦ１とリフォーカスパルスＲＦ２との間の時間はτ１であり、２つのリフォーカスパルスＲＦ２およびＲＦ３の間の時間はτ１＋τ２である。これらのパルスＲＦ１、ＲＦ２、およびＲＦ３の周波数ｆ＝ｆ０は、観測対象である２つの代謝物Ｍ１およびＭ２の共鳴周波数などを考慮して設定されている。ｆ０は、例えば、２．５ｐｐｍ〜３．０ｐｐｍ程度の値である。
【００３０】
シーケンスａは、ｘ軸方向に印加される勾配パルスＧＳ１、ｙ軸方向に印加される勾配パルスＧＳ２、およびｚ軸方向に印加される勾配パルスＧＳ３を有している。勾配パルスＧＳ１、ＧＳ２、およびＧＳ３が印加されている間に、励起パルスＲＦ１、リフォーカスパルスＲＦ２、およびリフォーカスパルスＲＦ３がそれぞれ印加される。励起パルスＲＦ１および勾配パルスＧＳ１を印加した後、リフォーカスパルスＲＦ２および勾配パルスＧＳ２を印加し、最後に、リフォーカスパルスＲＦ３および勾配パルスＧＳ３を印加することにより、関心部位を選択的に励起することができる。２番目のリフォーカスパルスＲＦ３から時間τ２が経過した時点で、エコー信号Ｅａが再収束する。
【００３１】
シーケンスａは、ｘ軸に印加されるクラッシャー勾配パルスＧＣ１１およびＧＣ１２を有している。クラッシャー勾配パルスＧＣ１１は、リフォーカスパルスＲＦ２の直前に印加され、一方、クラッシャー勾配パルスＧＣ１２は、リフォーカスパルスＲＦ２の直後に印加される。クラッシャー勾配パルスＧＣ１１は、励起パルスＲＦ１により生じるＦＩＤ（自由誘導減衰）信号やＳＥ（Stimulated Echo）信号を抑制するために印加される。一方、クラッシャー勾配パルスＧＣ１２は、クラッシャー勾配パルスＧＣ１１の印加量を相殺するために印加される。
【００３２】
また、シーケンスａは、ｙ軸に印加されるクラッシャー勾配パルスＧＣ２１およびＧＣ２２を有している。クラッシャー勾配パルスＧＣ２１は、リフォーカスパルスＲＦ２の直前（勾配パルスＧＳ２の直前）に印加され、一方、クラッシャー勾配パルスＧＣ２２は、リフォーカスパルスＲＦ２の直後（勾配パルスＧＳ２の直後）に印加される。クラッシャー勾配パルスＧＣ２１は、励起パルスＲＦ１により生じるＦＩＤ（自由誘導減衰）信号やＳＥ（Stimulated Echo）信号を抑制するために印加される。一方、クラッシャー勾配パルスＧＣ２２は、クラッシャー勾配パルスＧＣ２１の印加量を相殺するために印加される。
【００３３】
更に、シーケンスａは、ｚ軸に印加されるクラッシャー勾配パルスＧＣ３１およびＧＣ３２を有している。クラッシャー勾配パルスＧＣ３１は、リフォーカスパルスＲＦ２の直前に印加され、一方、クラッシャー勾配パルスＧＣ３２は、リフォーカスパルスＲＦ２の直後に印加される。クラッシャー勾配パルスＧＣ３１は、励起パルスＲＦ１により生じるＦＩＤ（自由誘導減衰）信号やＳＥ（Stimulated Echo）信号を抑制するために印加される。一方、クラッシャー勾配パルスＧＣ３２は、クラッシャー勾配パルスＧＣ３１の印加量を相殺するために印加される。
【００３４】
また、シーケンスａは、リフォーカスパルスＲＦ２とＲＦ３との間に印加されるＲＦパルスＪ１と、リフォーカスパルスＲＦ３の後に印加されるＲＦパルスＪ２を有している。ＲＦパルスＪ１およびＪ２は、第１の代謝物Ｍ１のスピン−スピン結合（spin-spin coupling）を低減するためのパルスである。ＲＦパルスＪ１およびＪ２の周波数ｆは、第１の代謝物Ｍ１のスピン−スピン結合を低減するのに適した周波数ｆ＝ｆ１に設定されている。第１の代謝物Ｍ１が、例えば、ＧＡＢＡ（γ−アミノ酪酸）の場合、ｆ１＝１．９５ｐｐｍとすることができる。
【００３５】
また、シーケンスａは、ｘ軸に印加されるクラッシャー勾配パルスＧＣ１３およびＧＣ１４と、ｙ軸に印加されるクラッシャー勾配パルスＧＣ２３およびＧＣ２４と、ｚ軸に印加されるクラッシャー勾配パルスＧＣ３３およびＧＣ３４とを有している。これらのクラッシャー勾配パルスＧＣ１３およびＧＣ１４、ＧＣ２３およびＧＣ２４、ＧＣ３３およびＧＣ３４は、ＲＦパルスＪ１およびＪ２により励起された原子核スピンの位相を分散させるために印加される。
シーケンスａは、上記のように構成されている。
【００３６】
（２）シーケンスｂについて
図６は、シーケンスｂの説明図である。尚、ｎ個のシーケンスｂは同じシーケンスチャートで表されるので、図６では、ｎ個のシーケンスｂのうち、代表して１回目のシーケンスｂのシーケンスチャートのみを具体的に示してある。
シーケンスｂは、ＲＦパルスＪ１およびＪ２を備えていないが、その他のパルスについては、シーケンスａと同じである。
【００３７】
（３）シーケンスｃについて
図７は、シーケンスｃの説明図である。尚、ｎ個のシーケンスｃは同じシーケンスチャートで表されるので、図７では、ｎ個のシーケンスｃのうち、代表して１回目のシーケンスｃのシーケンスチャートのみを具体的に示してある。
【００３８】
シーケンスｃは、シーケンスａが有するＲＦパルスＪ１およびＪ２の代わりに、第２の代謝物Ｍ２のスピン−スピン結合を低減するためのＲＦパルスＪ３およびＪ４を有しているが、その他のパルスは、シーケンスａと同じパルスである。したがって、シーケンスｃの説明にあたっては、ＲＦパルスＪ３およびＪ４について主に説明する。
【００３９】
ＲＦパルスＪ３およびＪ４の周波数ｆは、第２の代謝物Ｍ２のスピン−スピン結合を低減するのに適した周波数ｆ＝ｆ２に設定されている。第２の代謝物Ｍ２が、例えば、グルタチオンの場合、ｆ２＝４．６５ｐｐｍとすることができる。
【００４０】
シーケンスａ、ｂ、およびｃは、上記のように構成されている。したがって、シーケンスａは、第１の代謝物Ｍ１のスピン−スピン結合を低減するためのＲＦパルスＪ１およびＪ２を有しており、シーケンスｃは、第２の代謝物Ｍ２のスピン−スピン結合を低減するためのＲＦパルスＪ３およびＪ４を有しているが、シーケンスｂは、これらのＲＦパルスＪ１、Ｊ２、Ｊ３、およびＪ４は備えていないことがわかる。
【００４１】
本形態では、スキャンＳＣにおいて、ｎ個のシーケンスａ、ｎ個のシーケンスｂ、およびｎ個のシーケンスｃを実行し、第１の代謝物Ｍ１のスペクトルと、第２の代謝物Ｍ２のスペクトルとを作成する。以下に、スキャンＳＣを実行し、第１の代謝物Ｍ１のスペクトルと、第２の代謝物Ｍ２のスペクトルとを作成する方法について説明する。
【００４２】
図８は、スペクトルを作成するためのフローチャートを示す図である。
ステップＳＴ１では、スキャンＳＣが実行される。図９〜図１４は、スキャンＳＣを実行するときの説明図である。以下、スキャンＳＣについて、図９〜図１４を参照しながら説明する。
【００４３】
スキャンＳＣでは、先ず、１回目のシーケンスａが実行される。図９は、１回目のシーケンスａを実行するときの説明図である。シーケンスａを実行することによりエコー信号Ｅａ（図５参照）が発生する。このエコー信号Ｅａは受信コイル４（図１参照）で受信される。受信コイル４で受信されたエコー信号Ｅａは受信器７（図１参照）に供給される。受信器７は、受信コイルから受け取った信号に対して検波などの信号処理を行い、代謝物の周波数の情報を含むデータＤＡを出力する。
【００４４】
１回目のシーケンスａを実行した後、２回目〜ｎ回目のシーケンスａが順に実行される。したがって、シーケンスａを実行するたびに、代謝物の周波数の情報を含むデータＤＡが得られる。図１０に、ｎ個のシーケンスａにより得られたデータＤＡを示す。尚、図１０では、データＤＡを区別するために、符号「ＤＡ」に添字「１」、「２」、・・・「ｎ」を付してある。ｎ個のシーケンスａを実行した後、１回目のシーケンスｂが実行される（図１１参照）。
【００４５】
図１１は、１回目のシーケンスｂを実行するときの説明図である。１回目のシーケンスｂを実行することによりエコー信号Ｅｂ（図６参照）が発生する。このエコー信号Ｅｂは受信コイル４（図１参照）で受信される。受信コイル４で受信されたエコー信号Ｅｂは受信器７（図１参照）に供給される。受信器７は、受信コイルから受け取った信号に対して検波などの信号処理を行い、代謝物の周波数の情報を含むデータＤＢを出力する。
【００４６】
１回目のシーケンスｂを実行した後、２回目〜ｎ回目のシーケンスｂが順に実行される。したがって、シーケンスｂを実行するたびに、代謝物の周波数の情報を含むデータＤＢが得られる。図１２に、ｎ個のシーケンスｂにより得られたデータＤＢを示す。尚、図１２では、データＤＢを区別するために、符号「ＤＢ」に添字「１」、「２」、・・・「ｎ」を付してある。ｎ個のシーケンスｂを実行した後、１回目のシーケンスｃが実行される（図１３参照）。
【００４７】
図１３は、１回目のシーケンスｃを実行するときの説明図である。１回目のシーケンスｃを実行することによりエコー信号Ｅｃ（図７参照）が発生する。このエコー信号Ｅｃは受信コイル４（図１参照）で受信される。受信コイル４で受信されたエコー信号Ｅｃは受信器７（図１参照）に供給される。受信器７は、受信コイルから受け取った信号に対して検波などの信号処理を行い、代謝物の周波数の情報を含むデータＤＣを出力する。
【００４８】
１回目のシーケンスｃを実行した後、２回目〜ｎ回目のシーケンスｃが順に実行される。したがって、シーケンスｃを実行するたびに、代謝物の周波数の情報を含むデータＤＣが得られる。図１４に、ｎ個のシーケンスｃにより得られたデータＤＣを示す。尚、図１４では、データＤＣを区別するために、符号「ＤＣ」に添字「１」、「２」、・・・「ｎ」を付してある。
【００４９】
したがって、スキャンＳＣを実行することにより、ｎ個のデータＤＡ１〜ＤＡｎ、ｎ個のデータＤＢ１〜ＤＢｎ、およびｎ個のデータＤＣ１〜ＤＣｎを得ることができる。
スキャンＳＣを実行した後、ステップＳＴ２に進む。
【００５０】
ステップＳＴ２では、第１のスペクトル作成手段９１（図２参照）が、ｎ個のシーケンスａから得られたｎ個のデータＤＡ１〜ＤＡｎに基づいて、スペクトルＳＰａを作成する。図１５は、スペクトルＳＰａの作成方法の説明図である。
【００５１】
第１のスペクトル作成手段９１は、先ず、ｎ個のデータＤＡ１〜ＤＡｎを加算する。これにより、加算データＡＡが得られる。加算データＡＡを得ることにより、ＳＮ比を大きくすることができる。加算データＡＡを得た後、第１のスペクトル作成手段９１は、加算データＡＡをフーリエ変換する。加算データＡＡのフーリエ変換により、スペクトルＳＰａを求めることができる。図１５には、スペクトルＳＰａが概略的に示されている。スペクトルＳＰａを作成した後、ステップＳＴ３に進む。
【００５２】
ステップＳＴ３では、第１のスペクトル作成手段９１が、ｎ個のシーケンスｂから得られたｎ個のデータＤＢ１〜ＤＢｎに基づいて、スペクトルＳＰｂを作成する。図１６は、スペクトルＳＰｂの作成方法の説明図である。
【００５３】
第１のスペクトル作成手段９１は、先ず、ｎ個のデータＤＢ１〜ＤＢｎを加算する。これにより、加算データＡＢが得られる。加算データＡＢを得ることにより、ＳＮ比を大きくすることができる。加算データＡＢを得た後、第１のスペクトル作成手段９１は、加算データＡＢをフーリエ変換する。加算データＡＢのフーリエ変換により、スペクトルＳＰｂを求めることができる。図１６には、スペクトルＳＰｂが概略的に示されている。スペクトルＳＰｂを作成した後、ステップＳＴ４に進む。
【００５４】
ステップＳＴ４では、第１のスペクトル作成手段９１が、ｎ個のシーケンスｃから得られたｎ個のデータＤＣ１〜ＤＣｎに基づいて、スペクトルＳＰｃを作成する。図１７は、スペクトルＳＰｃの作成方法の説明図である。
【００５５】
第１のスペクトル作成手段９１は、先ず、ｎ個のデータＤＣ１〜ＤＣｎを加算する。これにより、加算データＡＣが得られる。加算データＡＣを得ることにより、ＳＮ比を大きくすることができる。加算データＡＣを得た後、第１のスペクトル作成手段９１は、加算データＡＣをフーリエ変換する。加算データＡＣのフーリエ変換により、スペクトルＳＰｃを求めることができる。図１７には、スペクトルＳＰｃが概略的に示されている。スペクトルＳＰｃを作成した後、ステップＳＴ５に進む。
【００５６】
ステップＳＴ５では、第２のスペクトル作成手段９２（図２参照）が、差分スペクトルを作成する（図１８参照）。
図１８は差分スペクトルを作成するときの説明図である。
第２のスペクトル作成手段９２は、先ず、スペクトルＳＰａからスペクトルＳＰｂを減算し、差分スペクトルＳＤ１を作成する。スペクトルＳＰａには、観測対象である第１の代謝物Ｍ１の周波数情報が含まれている。しかし、関心部位には、観測対象である第１の代謝物Ｍ１の他にも様々な物質が含まれているので、スペクトルＳＰａには、第１の代謝物Ｍ１以外の物質のピークが現れる。また、関心部位において、第１の代謝物Ｍ１の濃度が、他の代謝物の濃度よりも低い場合、第１の代謝物Ｍ１のピークが、他の代謝物のピークに埋もれてしまい、第１の代謝物Ｍ１のピークを確認できないこともある。そこで、本形態では、スペクトルＳＰａから不要な物質のピークを除去するために、スペクトルＳＰａからスペクトルＳＰｂを減算する。スペクトルＳＰａからスペクトルＳＰｂを減算すると、大部分のピークは相殺される。例えば、水のピークは相殺されるので、差分スペクトルに現れる水のピークは十分に小さくなる。また、シーケンスａは、第１の代謝物Ｍ１のスピン−スピン結合を低減するためのＲＦパルスＪ１およびＪ２を有しているが、シーケンスｂはこれらのＲＦパルスＪ１およびＪ２を備えていない。したがって、スペクトルＳＰａに含まれる第１の代謝物Ｍ１のピークと、スペクトルＳＰｂに含まれる第１の代謝物Ｍ１のピークとを比較すると、ピークの形状や大きさが異なる。このため、スペクトルＳＰａからスペクトルＳＰｂを減算しても、第１の代謝物Ｍ１のピークは相殺されず、差分スペクトルＳＤ１には、第１の代謝物Ｍ１のピークが残る。したがって、スペクトルＳＰａからスペクトルＳＰｂを減算することにより、第１の代謝物Ｍ１のピークが現れる差分スペクトルＳＤ１を得ることができる。
【００５７】
次に、第２のスペクトル作成手段９２は、スペクトルＳＰｃからスペクトルＳＰｂを減算し、差分スペクトルＳＤ２を作成する。スペクトルＳＰｃには、観測対象である第２の代謝物Ｍ２のピークが含まれている。しかし、スペクトルＳＰｃには、観測対象である第２の代謝物Ｍ２以外の様々な物質のピークも現れている。そこで、本形態では、スペクトルＳＰｃから第２の代謝物Ｍ２のピークを抽出するために、スペクトルＳＰｃからスペクトルＳＰｂを減算する。スペクトルＳＰｃからスペクトルＳＰｂを減算すると、大部分のピークは相殺される。例えば、水のピークは相殺されるので、差分スペクトルＳＤ２に現れる水のピークは十分に小さくなる。また、上記のように、シーケンスｃは、第２の代謝物Ｍ２のスピン−スピン結合を低減するためのＲＦパルスＪ３およびＪ４を有しているが、シーケンスｂはこれらのＲＦパルスＪ３およびＪ４を備えていない。したがって、スペクトルＳＰｃに含まれる第２の代謝物Ｍ２のピークと、スペクトルＳＰｂに含まれる第２の代謝物Ｍ２のピークとを比較すると、ピークの形状や大きさが異なる。このため、スペクトルＳＰｃからスペクトルＳＰｂを減算しても、第２の代謝物Ｍ２のピークは相殺されず、差分スペクトルＳＤ２には、第２の代謝物Ｍ２のピークが残る。したがって、スペクトルＳＰｃからスペクトルＳＰｂを減算することにより、第２の代謝物Ｍ２のピークを持つ差分スペクトルＳＤ２が得られる。
これらの差分スペクトルＳＤ１およびＳＤ２を得たら、フローを終了する。
【００５８】
本形態では、シーケンスａは、第１の代謝物Ｍ１のスピン−スピン結合を低減するためのＲＦパルスＪ１およびＪ２を有しており、シーケンスｃは、第２の代謝物Ｍ２のスピン−スピン結合を低減するためのＲＦパルスＪ３およびＪ４を有している。一方、シーケンスｂはこれらのＲＦパルスＪ１、Ｊ２、Ｊ３、およびＪ４を備えていない。したがって、シーケンスａにより得られたスペクトルＳＰａから、シーケンスｂにより得られたスペクトルＳＰｂを減算することにより、第１の代謝物Ｍ１のピークを持つ差分スペクトルＳＤ１が得られる。また、シーケンスｃにより得られたスペクトルＳＰｃから、シーケンスｂにより得られたスペクトルＳＰｂを減算することにより、第２の代謝物Ｍ２のピークを持つ差分スペクトルＳＤ２が得られる。したがって、スキャンＳＣにより得られたデータに基づいて、第１の代謝物Ｍ１のピークを持つ差分スペクトルＳＤ１だけでなく、第２の代謝物Ｍ２のピークを持つ差分スペクトルＳＤ２も得ることができる。
【００５９】
尚、本形態では、スペクトルＳＰａからスペクトルＳＰｂを減算し、差分スペクトルＳＤ１を作成しているが、スペクトルＳＰｂからスペクトルＳＰａを減算し、差分スペクトルＳＤ１を作成してもよい。また、本形態では、スペクトルＳＰｃからスペクトルＳＰｂを減算し、差分スペクトルＳＤ２を作成しているが、スペクトルＳＰｂからスペクトルＳＰｃを減算し、差分スペクトルＳＤ２を作成してもよい。
【００６０】
また、本形態では、スキャンＳＣのスキャン時間を短縮できるという利点がある。以下に、スキャン時間を短縮できる理由について説明する。
【００６１】
図１９は、スキャン時間を短縮できる理由の説明図である。
図１９の上側には、本形態で実行されるスキャンＳＣが示されている。一方、スキャンＳＣの下側には、本形態とは別のスキャンＳＣ´が示されている。スキャンＳＣ´は、スキャンＳＣと比較すると、ｎ個のシーケンスａ、ｎ個のシーケンスｂ、およびｎ個のシーケンスｃが実行される点は共通しているが、ｎ個のシーケンスｃの後に、ｎ個のシーケンスｄが実行される点が異なっている。シーケンスｄは、シーケンスｂと同様に、スピン−スピン結合を低減するためのＲＦパルスを備えていないシーケンスである。
【００６２】
スキャンＳＣ´を実行した場合、４つのスペクトルＳＰａ、ＳＰｂ、ＳＰｃ、およびＳＰｄが得られる。そして、スペクトルＳＰａからスペクトルＳＰｂを減算することにより差分スペクトルＳＤ１が得られ、また、スペクトルＳＰｃからスペクトルＳＰｄを減算することにより差分スペクトルＳＤ２が得られる。スキャンＳＣの代わりに、スキャンＳＣ´を実行しても、２つの差分スペクトルＳＤ１およびＳＤ２が得られる。しかし、スキャンＳＣ´は、２つの差分スペクトルＳＤ１およびＳＤ２を得るために、ｎ個のシーケンスａ、ｎ個のシーケンスｂ、およびｎ個のシーケンスｃの他に、ｎ個のシーケンスｄを実行する必要がある。したがって、スキャンＳＣ´は、スキャンＳＣよりも、スキャン時間が、ｎ×ＴＲだけ延長するという問題がある。
【００６３】
一方、本形態のスキャンＳＣでは、ｎ個のシーケンスｂを実行することにより得られたスペクトルＳＰｂは、差分スペクトルＳＤ１だけでなく、差分スペクトルＳＤ２を作成するためにも使用されている。したがって、本形態のスキャンＳＣは、スキャンＳＣ´のシーケンスｄが不要であるので、スキャンＳＣ´と比較すると、スキャン時間をｎ×ＴＲだけ短縮することができる。
【００６４】
尚、スキャンＳＣの実行中に印加されるＲＦパルスの中心周波数は、熱などの影響を受けて、時間の経過とともにドリフトする。図２０は、スキャンＳＣの実行中におけるＲＦパルスの中心周波数のドリフト量の時間変化を表すドリフト曲線ＤＣを概略的に示す図である。中心周波数は時間の経過とともに変化するので、ｎ個のシーケンスａが実行されている期間Ｔａと、ｎ個のシーケンスｂが実行されている期間Ｔｂと、ｎ個のシーケンスｃが実行されている期間Ｔｃとを比較すると、ドリフト量が異なっていることがわかる。したがって、ＲＦパルスＪ１、Ｊ２、Ｊ３、およびＪ４がスピン−スピン結合を低減させる効果が時間とともに変動するので、スペクトルを差分した場合、検出対象の代謝物のピークが小さくなったり、検出対象ではない物質のピークを十分に小さくすることができないことがある。そこで、このような不具合が生じる場合は、シーケンスの実行する順番を以下のようにすればよい。
【００６５】
図２１は、中心周波数のドリフトの影響を低減するためのシーケンスの順番の例を示す図である。
図２１（ａ）は、シーケンスのセットＱが繰り返し実行されるスキャンＳＣ１を示している。シーケンスのセットＱには、ｍ１個のシーケンスａ、ｍ２個のシーケンスｂ、およびｍ３個のシーケンスｃが含まれている。したがって、スキャンＳＣ１では、ｍ１個のシーケンスａ、ｍ２個のシーケンスｂ、およびｍ３個のシーケンスｃが交互に実行される。
【００６６】
スキャンＳＣ１のように、シーケンスのセットＱを繰り返し実行することにより、シーケンスａ、ｂ、およびｃの間に生じる中心周波数のドリフト量の違いを小さくすることができるので、高品質な差分スペクトルを得ることができる。ただし、ｍ１、ｍ２、およびｍ３の値を大きくしすぎると、シーケンスａ、ｂ、およびｃの間に生じる中心周波数のドリフト量の違いが大きくなるので、ｍ１、ｍ２、およびｍ３の値はできるだけ小さいことが望ましい。図２１（ｂ）には、ｍ１、ｍ２、およびｍ３の値を小さくした例として、ｍ１=ｍ２＝ｍ３＝１に設定したスキャンＳＣ２が示されている。ｍ１=ｍ２＝ｍ３＝１にすることにより、中心周波数のドリフト量の違いを十分に小さくすることができるので、代謝物を観測するのに適した所望の差分スペクトルを得ることができる。
【００６７】
以下に、所望の差分スペクトルが得られることを検証するために、ＮＡＡ（N-acetyl-L-aspartate）およびグルタミン酸などの代謝物を含むファントムを用いて図２１のスキャンＳＣ２を実行し、スペクトルを作成した。以下に、ファントムをスキャンすることにより得られたスペクトルについて説明する。
【００６８】
図２２は、ファントムをスキャンすることにより得られたスペクトルを示す図である。
図２２（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）は、それぞれ、スペクトルＳＰａ、ＳＰｂ、およびＳＰｃを示している。図２２（ｄ１）および（ｄ２）は、それぞれ差分スペクトルＳＤ１およびＳＤ２を示している。差分スペクトルＳＤ１には、ＮＡＡのピークが現れており、差分スペクトルＳＤ２にはグルタミン酸のピークが表されている。したがって、２つの差分スペクトルＳＤ１およびＳＤ２を得ることにより、観測対象の代謝物のピークを含むスペクトルが得られていることがわかる。
【００６９】
尚、図２１に示すシーケンスのセットＱにおいて、シーケンスａ、ｂ、およびｃは、シーケンスａ、ｂ、およびｃの順に実行されている。しかし、シーケンスの実行順序は、シーケンスａ、ｂ、およびｃの順に限定されることはなく、他の順序（例えば、シーケンスａ、ｃ、およびｂの順）でもよい。
尚、本発明は、代謝物以外の物質を観測する場合にも適用することができる。
【符号の説明】
【００７０】
２  マグネット
３  テーブル
３ａ  クレードル
４  受信コイル
５  送信器
６  勾配磁場電源
７  受信器
８  コンピュータ
９  プロセッサ
１０  メモリ
１１  操作部
１２  表示部
１３  被検体
２１  ボア
９１  第１のスペクトル作成手段
９２  第２のスペクトル作成手段
９７  ウインドウ設定手段
１００  ＭＲ装置
【図１】
2016087014.tif 000003
【図２】
2016087014.tif 000004
【図４】
2016087014.tif 000005
【図５】
2016087014.tif 000006
【図６】
2016087014.tif 000007
【図７】
2016087014.tif 000008
【図８】
2016087014.tif 000009
【図９】
2016087014.tif 000010
【図１０】
2016087014.tif 000011
【図１１】
2016087014.tif 000012
【図１２】
2016087014.tif 000013
【図１３】
2016087014.tif 000014
【図１４】
2016087014.tif 000015
【図１５】
2016087014.tif 000016
【図１６】
2016087014.tif 000017
【図１７】
2016087014.tif 000018
【図１８】
2016087014.tif 000019
【図１９】
2016087014.tif 000020
【図２０】
2016087014.tif 000021
【図２１】
2016087014.tif 000022
【図２２】
2016087014.tif 000023
【図３】
2016087014.tif 000024