(57)【要約】【課題】ＭＲＩ撮影に用いるＲＦパルスの中心周波数を精度よく設定する。【解決手段】医療用シリコーンが撮影対象部位に挿入された被検体のＭＲＩ撮影に使用するＲＦパルスの中心周波数を設定する際、送受信部３は、シーケンス制御部９２から供給されるシーケンス制御信号に従い、脂肪組織からのＭＲ信号を抑制する飽和パルスと医療用シリコーンからのＭＲ信号を抑制するＩＲパルス（反転回復パルス）をプリパルスとして前記撮影対象部位に照射した後９０度パルス及び１８０度パルスを照射してＭＲ信号の収集を行なう。一方、共鳴周波数検出部５は、前記ＭＲ信号の周波数スペクトラムにおいてその振幅が最大となる周波数（ピーク周波数）を計測することにより水組織における水素原子核スピンの共鳴周波数を検出し、入力部８の中心周波数設定部８１は、前記共鳴周波数に基づいてＲＦパルスの中心周波数を設定する。【選択図】図１
2009034152.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療用材料が撮影対象部位に挿入された被検体の所望組織における水素原子核スピンの共鳴周波数を検出し、この共鳴周波数に基づいて設定された中心周波数を有するＲＦパルスを用いて前記被検体の撮影対象部位に対するＭＲＩ撮影を行なうＭＲＩ装置において、
前記所望組織と異なる組織から発生するＭＲ信号を抑制する第１の抑制パルスと前記医療用材料から発生するＭＲ信号を抑制する第２の抑制パルスをプリパルスとした共鳴周波数計測用パルスシーケンスに基づいて前記撮影対象部位からのＭＲ信号を収集する送受信手段と、
得られたＭＲ信号の周波数スペクトラムにおいてその大きさが最大となるピーク周波数を計測することによって前記所望組織における水素原子核スピンの共鳴周波数を検出する共鳴周波数検出手段と、
前記共鳴周波数に基づいて前記撮影対象部位に対するＭＲＩ撮影に使用するＲＦパルスの中心周波数を設定する中心周波数設定手段とを
備えたことを特徴とするＭＲＩ装置。
【請求項２】
前記共鳴周波数計測用パルスシーケンスを実行するためのシーケンス制御信号を生成するシーケンス制御手段を備え、前記送受信手段は、前記シーケンス制御信号に基づいて前記第１の抑制パルスとしての飽和パルスと前記第２の抑制パルスとしての反転回復パルスを前記撮影対象部に対して照射することを特徴とする請求項１記載のＭＲＩ装置。
【請求項３】
前記共鳴周波数計測用パルスシーケンスを実行するためのシーケンス制御信号を生成するシーケンス制御手段を備え、前記送受信手段は、前記シーケンス制御信号に基づいて前記第１の抑制パルス及び前記第２の抑制パルスとしての飽和パルスを前記撮影対象部位に対して時系列的あるいは同時に照射することを特徴とする請求項１記載のＭＲＩ装置。
【請求項４】
前記シーケンス制御手段は、前記第１の抑制パルス及び前記第２の抑制パルスをプリパルスとするＳＥ法、ＦＥ法あるいはＥＰＩ法の何れかの撮影法が適用された前記共鳴周波数計測用パルスシーケンスのシーケンス制御信号を生成することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載したＭＲＩ装置。
【請求項５】
前記送受信手段は、脂肪組織が発生するＭＲ信号を抑制する前記第１の抑制パルスと医療用シリコーンが発生するＭＲ信号を抑制する前記第２の抑制パルスを前記撮影対象部位に対して照射することにより、前記所望組織としての水組織が発生するＭＲ信号を高感度で収集することを特徴とする請求項１記載のＭＲＩ装置。
【請求項６】
前記共鳴周波数検出手段は、前記医療用材料が挿入された生体組織から得られるＭＲ信号の標準周波数スペクトラムと前記撮影対象部位から収集される前記ＭＲ信号に基づいた前記周波数スペクトラムとを合成して合成周波数スペクトラムを生成するスペクトラム合成手段を備え、前記中心周波数設定手段は、前記合成周波数スペクトラムにおける前記周波数スペクトラムと前記標準周波数スペクトラムを比較することによって前記ＲＦパルスの中心周波数を設定することを特徴とする請求項１記載のＭＲＩ装置。
【請求項７】
前記スペクトラム合成手段は、前記周波数スペクトラムにおけるピーク周波数と前記標準周波数スペクトラムにおける前記所望組織の共鳴周波数とを一致させて前記合成周波数スペクトラムを生成することを特徴とする請求項６記載のＭＲＩ装置。
【請求項８】
前記共鳴周波数検出手段は、前記標準周波数スペクトラムを予め保管する標準スペクトラム保管手段を備えていることを特徴とする請求項６記載のＭＲＩ装置。
【請求項９】
前記共鳴周波数検出手段は、前記周波数スペクトラムを微分処理して１次導関数を算出するフィルタリング処理手段を備え、前記１次導関数におけるゼロクロス周波数と前記ピーク周波数に基づいて前記共鳴周波数を検出することを特徴とする請求項１記載のＭＲＩ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＭＲＩ装置に係り、特に、医療用シリコーン等が体内に挿入された被検体に対しても良質な画像データの生成を可能にするＭＲＩ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴イメージング法（ＭＲＩ）は、静磁場強度に対応したラーモア周波数をもつ励起パルス（ＲＦパルス）によって励起された静磁場中の被検体組織における水素原子核スピンが元の状態に回復する過程で発生するＭＲ信号を再構成処理して画像データを生成するイメージング法である。
【０００３】
そして、上述のイメージング法を可能とするＭＲＩ装置は、解剖学的診断情報のみならず生化学的情報や機能診断情報など多くの診断情報を得ることができるため、今日の画像診断の分野では不可欠なものとなっている。
【０００４】
ＭＲＩ装置を用いた検査（ＭＲＩ撮影）では、通常、生体組織を構成する水組織から発生するＭＲ信号（即ち、水組織における水素原子核スピンの共鳴に起因したＭＲ信号）と脂肪組織から発生するＭＲ信号が混在して収集され、例えば、水組織からのＭＲ信号によって画像データを生成する場合、脂肪組織から発生するＭＲ信号の混入により良質な画像データの生成が困難となる場合がある。
【０００５】
このような問題に対して、水組織の水素原子核スピンが有する縦緩和時間と脂肪組織の水素原子核スピンが有する縦緩和時間が異なることを利用した反転回復法（ＩＲ：Inversion Recovery）法あるいは水組織の水素原子核スピンの共鳴周波数と脂肪組織の水素原子核スピンの共鳴周波数が異なることを利用した化学飽和法（ＣＨＥＳＳ：Chemical Shift Selective）等を適用して脂肪組織から発生するＭＲ信号を抑制する方法が開発されている。
【０００６】
一方、豊胸術等によって体内に医療用シリコーン等の医療材料が注入された被検体に対するＭＲＩ撮影では、更に、医療用シリコーンから発生する強力なＭＲ信号が収集され、しかも、医療用シリコーンに含まれる水素原子核スピンの縦緩和時間及び共鳴周波数は脂肪組織に含まれる水素原子核スピンの縦緩和時間及び共鳴周波数と異なるため、上述の反転回復法や化学飽和法によって医療用シリコーンから発生するＭＲ信号と脂肪組織から発生するＭＲ信号を同時に抑制することは不可能である。このため、医療用シリコーンにおける水素原子核スピンの共鳴周波数を中心周波数とするＲＦパルスと脂肪組織における水素原子核スピンの共鳴周波数を中心周波数とするＲＦパルスを時系列的あるいは同時に照射してこれらの水素原子核スピンを飽和させることにより医療用シリコーン及び脂肪組織から発生するＭＲ信号を抑制する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２０００−５１４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ＭＲＩ撮影に用いられるＲＦパルスの中心周波数は、静磁場強度に基づいて決定される所望生体組織（例えば水組織）のラーモア周波数に基づいて設定され、この中心周波数の設定は静磁場強度の補正（シミング）と共に撮影準備段階において行なわれる。例えば、ＭＲＩ撮影に先立って行なわれるシミングによって均一な静磁場が形成されたガントリの撮影野に当該被検体の撮影対象部位を配置し、この撮影対象部位に対し暫定的に設定された標準中心周波数を有するＲＦパルスを照射してＭＲ信号を収集する。そして、得られたＭＲ信号を周波数分析することによって水組織における水素原子核スピンの共鳴周波数を検出し、この共鳴周波数に基づいて前記撮影対象部位における水組織のＭＲＩ撮影に好適なＲＦパルスの中心周波数を設定している。
【０００８】
しかしながら、医療用シリコーンが挿入された被検体に対するＭＲＩ撮影では、既に述べたように、生体組織を構成する水組織及び脂肪組織から発生するＭＲ信号と医療用シリコーンから発生するＭＲ信号は混在して収集され、特に、医療用シリコーンから発生するＭＲ信号の振幅やパワーは水組織から発生するＭＲ信号と比較して大きい。このため、医療用シリコーンや脂肪組織から発生するＭＲ信号に対応した周波数スペクトラム成分に妨げられて水組織における水素原子核スピンの共鳴周波数を正確に検出することが困難となり、ＲＦパルスの中心周波数を正確に設定することができないという問題点を有していた。
【０００９】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、医療用シリコーン等の医療材料が体内に挿入された被検体に対してもＲＦパルスの中心周波数を正確に設定することが可能なＭＲＩ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明のＭＲＩ装置は、医療用材料が撮影対象部位に挿入された被検体の所望組織における水素原子核スピンの共鳴周波数を検出し、この共鳴周波数に基づいて設定された中心周波数を有するＲＦパルスを用いて前記被検体の撮影対象部位に対するＭＲＩ撮影を行なうＭＲＩ装置において、前記所望組織と異なる組織から発生するＭＲ信号を抑制する第１の抑制パルスと前記医療用材料から発生するＭＲ信号を抑制する第２の抑制パルスをプリパルスとした共鳴周波数計測用パルスシーケンスに基づいて前記撮影対象部位からのＭＲ信号を収集する送受信手段と、得られたＭＲ信号の周波数スペクトラムにおいてその大きさが最大となるピーク周波数を計測することによって前記所望組織における水素原子核スピンの共鳴周波数を検出する共鳴周波数検出手段と、前記共鳴周波数に基づいて前記撮影対象部位に対するＭＲＩ撮影に使用するＲＦパルスの中心周波数を設定する中心周波数設定手段とを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、医療用シリコーン等の医療材料が体内に挿入された被検体に対してもＲＦパルスの中心周波数を正確に設定することが可能となる。このため、Ｓ／Ｎに優れた良質な画像データを効率よく生成することができ、診断精度と検査効率が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例】
【００１３】
以下に述べる本発明の実施例では、医療用シリコーンが撮影対象部位に挿入された被検体のＭＲＩ撮影に使用するＲＦパルスの中心周波数を設定する際、脂肪組織から発生するＭＲ信号を抑制する飽和パルスと医療用シリコーンから発生するＭＲ信号を抑制するＩＲパルス（反転回復パルス）をプリパルスとして前記撮影対象部位に照射した後９０度パルス及び１８０度パルスを照射することによってＭＲ信号の収集を行なう。そして、このＭＲ信号の周波数スペクトラムにおいてその振幅が最大となる周波数（ピーク周波数）を計測することにより水組織における水素原子核スピンの共鳴周波数を検出し、この共鳴周波数に基づいてＲＦパルスの中心周波数を設定する。
【００１４】
尚、以下では、９０度パルス及び１８０度パルスを用いた所謂ＳＥ（Spin Echo）法によって当該被検体の撮影対象部位から発生するＭＲ信号を収集する場合について述べるが、これに限定されるものではなく、ＦＥ（Field Echo）法やＥＰＩ（Echo Planar Imaging）法等の他の方法であっても構わない。
【００１５】
（装置の構成）
本発明の実施例におけるＭＲＩ装置の構成につき図１及び図２を用いて説明する。尚、図１は、本実施例におけるＭＲＩ装置の全体構成を示すブロック図であり、図２は、このＭＲＩ装置が備える共鳴周波数検出部の機能ブロック図である。
【００１６】
図１に示したＭＲＩ装置１００は、被検体１５０に対して静磁場を発生する静磁場発生部１及び傾斜磁場を発生する傾斜磁場発生部２と、被検体１５０に対してＲＦパルスの照射とＭＲ信号の受信を行なう送受信部３と、被検体１５０を載置する天板４と、送受信部３から供給されるＭＲ信号に基づいて水組織における水素原子核スピンの共鳴周波数を検出する共鳴周波数検出部５を備えている。
【００１７】
更に、ＭＲＩ装置１００は、送受信部３において受信されたＭＲ信号を再構成処理して画像データを生成する画像データ生成部６と、共鳴周波数検出部５において計測されるＭＲ信号の周波数スペクトラムや画像データ生成部６において生成される画像データを表示する表示部７と、ＭＲ信号収集条件、画像データ生成条件及び画像データ表示条件の設定、ＲＦパルス中心周波数の設定、シミング条件の設定、更には、各種コマンド信号の入力等を行なう入力部８と、ＭＲＩ装置１００における上述の各ユニットを統括的に制御する制御部９を備えている。
【００１８】
静磁場発生部１は、常伝導磁石あるいは超電導磁石等によって構成される主磁石１１と、この主磁石１１の内面に沿って配列された複数のコイルによって構成されるシムコイル１２と、主磁石１１及びシムコイル１２を駆動するための静磁場電源１３及びシムコイル電源１４を備えている。そして、静磁場電源１３は、主磁石１１に対して所定の電流を供給することにより図示しないガントリの撮影野に配置された被検体１５０に対して強力な静磁場を形成し、シムコイル電源１４は、シムコイル１２に対し補正用の電流を供給することによって主磁石１１及び静磁場電源１３が形成した静磁場の不均一性を補正する。尚、上述の主磁石１１は、永久磁石によって構成されていてもよい。
【００１９】
一方、傾斜磁場発生部２は、互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に対して傾斜磁場を形成する傾斜磁場コイル２１と、傾斜磁場コイル２１の各々に対してパルス電流を供給する傾斜磁場電源２２を備えている。
【００２０】
傾斜磁場電源２２は、制御部９から供給されるシーケンス制御信号に基づいて被検体１５０が置かれた撮影野に対し符号化を行なう。即ち、傾斜磁場電源２２は、シーケンス制御信号に基づいてＸ軸方向，Ｙ軸方向及びＺ軸方向の傾斜磁場コイル２１に供給するパルス電流を制御することにより各々の方向に対して傾斜磁場を形成する。そして、Ｘ軸方向，Ｙ軸方向及びＺ軸方向の傾斜磁場は合成されて互いに直交するスライス選択傾斜磁場Ｇｓ、位相エンコード傾斜磁場Ｇe及び読み出し（周波数エンコード）傾斜磁場Ｇｒが所望の方向に形成され、これらの傾斜磁場は、主磁石１１及びシムコイル１２によって形成された静磁場に重畳されて被検体１５０に印加される。
【００２１】
次に、送受信部３は、被検体１５０に対してＲＦパルスを照射する送信コイル３１及び送信部３２と、被検体１５０にて発生したＭＲ信号を受信する受信コイル３３及び受信部３４を有している。但し、送信コイル３１の機能と受信コイル３３の機能を１つのコイルで兼ね備えた送受信コイルを用いてもよい。
【００２２】
送信部３２は、制御部９の後述するシーケンス制御部９２から供給されたシーケンス制御信号に基づき、主磁石１１の静磁場強度によって決定される磁気共鳴周波数（ラーモア周波数）と同じ周波数の搬送波を有し所定の選択励起波形で変調されたパルス電流を生成する。
【００２３】
即ち、撮影準備段階における送信部３２は、医療用シリコーンが挿入された生体組織に対して予め設定された標準周波数スペクトラム（後述の図４（ａ）参照）に基づき、この標準周波数スペクトラムにおける水組織の水素原子核スピン共鳴周波数ｆ０ｗを中心周波数とし所定の周波数帯域Δｆ０ｗを有するパルス電流を生成する。又、ＭＲＩ撮影段階における送信部３２は、撮影準備段階において共鳴周波数検出部５が検出した水組織の水素原子核スピン共鳴周波数ｆｘｗ（後述の図３（ｂ）参照）を中心周波数とし周波数帯域Δｆｘｗ（例えば、Δｆｘｗ＝Δｆ０ｗ）を有するパルス電流を生成する。
【００２４】
送信コイル３１は、撮影準備段階及びＭＲＩ撮影段階において送信部３２から供給される上述のパルス電流によって駆動され、被検体１５０の撮影対象部位に対してＲＦパルスを照射する。一方、受信コイル３３は、前記ＲＦパルスの照射により被検体１５０の撮影対象部位から発生したＭＲ信号を高感度で検出するために小口径のコイルが複数個（Ｎ個）配列された所謂アレイコイルによって構成されている。
【００２５】
受信部３４は、図示しないＮチャンネルの増幅回路、中間周波変換回路、検波回路、フィルタリング回路及びＡ／Ｄ変換器を備え、受信コイル３３が検出した微小なＭＲ信号に対して増幅、中間周波変換、位相検波、フィルタリング等の信号処理を行なった後Ａ／Ｄ変換する。但し、前記増幅回路は、受信コイル３３が検出したＭＲ信号を高Ｓ／Ｎで増幅するために、通常、受信コイル３３の近傍に設置されている。
【００２６】
そして、上述の主磁石１１、シムコイル１２、傾斜磁場コイル２１、送信コイル３１及び受信コイル３３は、ＭＲＩ装置１００の図示しないガントリに設けられ、このガントリの中央部には撮影野が形成される。即ち、ガントリの中心には天板４と共に被検体１５０が挿入される撮影野が設けられ、この撮影野の周囲には受信コイル３３、送信コイル３１、傾斜磁場コイル２１、シムコイル１２及び主磁石１１がＺ軸を共軸として同心円状に配置されている。
【００２７】
次に、天板４は、ガントリの近傍に設置された図示しない寝台の上面においてＺ軸方向にスライド自在に取り付けられ、天板４に載置された被検体１５０を体軸方向（Ｚ軸方向）に移動することにより被検体１５０の撮影対象部位を撮影野の所望位置に設定する。この場合、撮影対象部位が撮影野の近傍に設けられた受信コイル３３に対向するように天板４の移動が図示しない天板移動機構部及び天板移動制御部によって制御される。
【００２８】
次に、ＭＲＩ撮影におけるＲＦパルス中心周波数の設定を目的として、当該被検体１５０の水組織における水素原子核スピンの共鳴周波数を検出する共鳴周波数検出部５につき図２に示した機能ブロック図を用いて説明する。
【００２９】
この共鳴周波数検出部５は、後述の共鳴周波数計測用パルスシーケンスに基づいて収集されるＭＲ信号を周波数分析して周波数スペクトラムを生成する周波数分析部５１と、得られた周波数スペクトラムをフィルタリング処理によって平滑化するフィルタリング処理部５２と、フィルタリング処理された周波数スペクトラムにおいてその振幅値あるいはパワー値が最大となる周波数（以下では、この周波数をピーク周波数と呼ぶ。）を水組織における水素原子核スピンの共鳴周波数として検出するピーク周波数検出部５３を備え、更に、医療用シリコーンが挿入された生体組織に共鳴周波数計測用パルスシーケンスを適用した場合の標準周波数スペクトラムが予め保管されている標準スペクトラム保管部５４と、ピーク周波数検出部５３から供給される当該被検体１５０の周波数スペクトラムと標準スペクトラム保管部５４から読み出した標準周波数スペクトラムを合成するスペクトラム合成部５５を備えている。
【００３０】
次に、水組織における水素原子核スピンの共鳴周波数検出方法につき図３を用いて説明する。尚、図３（ａ）は、共鳴周波数検出部５の周波数分析部５１によって生成されたＭＲ信号の周波数スペクトラム、図３（ｂ）は、フィルタリング処理部５２によって平滑化された周波数スペクトラム、更に、図３（ｃ）は、平滑化された周波数スペクトラムに対する微分演算によって算出された１次導関数を示している。
【００３１】
撮影準備段階における後述の共鳴周波数計測用パルスシーケンスによって収集され送受信部３の受信部３４を介して共鳴周波数検出部５へ供給されたＭＲ信号の周波数スペクトラムには、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、共鳴周波数ｆｘｗを有する水組織の水素原子核スピンに起因したＭＲ信号の周波数スペクトラム成分Ｓｗ、共鳴周波数ｆｘｆを有する脂肪組織の水素原子核スピンに起因したＭＲ信号の周波数スペクトラム成分Ｓｆ及び共鳴周波数ｆｘｓを有する医療用シリコーンの水素原子核スピンに起因したＭＲ信号の周波数スペクトラム成分Ｓｓが含まれている。
【００３２】
そして、共鳴周波数計測用パルスシーケンスを適用して脂肪組織及び医療用シリコーンから発生するＭＲ信号を抑制することにより、水組織から発生するＭＲ信号の周波数スペクトラム成分Ｓｗにおける極大値Ａｗは、脂肪組織から発生するＭＲ信号の周波数スペクトラム成分Ｓｆにおける極大値Ａｆ及び医療用シリコーンから発生するＭＲ信号の周波数スペクトラム成分Ｓｓにおける極大値Ａｓより大きな値を示す。従って、共鳴周波数検出部５のピーク周波数検出部５３は、フィルタリング処理部５２によって平滑化処理された周波数スペクトラムの振幅値あるいはパワー値が最大となるピーク周波数を計測することにより水組織における水素原子核スピンの共鳴周波数ｆｘｗを検出することが可能となる。
【００３３】
更に、水組織における水素原子核スピンの共鳴周波数ｆｘｗを更に精度よく検出する場合、フィルタリング処理部５２は、図３（ｂ）に示した平滑化処理後の周波数スペクトラムを微分処理して図３（ｃ）に示す１次導関数を算出し、ピーク周波数検出部５３は、この１次導関数が左上から右下に向って周波数軸と交叉する周波数（ゼロクロス周波数）を計測することによって共鳴周波数ｆｘｗを検出する。例えば、図３（ｃ）の１次導関数にて計測された複数のゼロクロス周波数の中から上述のピーク周波数に最も近いゼロクロス周波数を抽出することにより共鳴周波数ｆｘｗを正確に検出することができる。
【００３４】
次に、スペクトラム合成部５５による上述の周波数スペクトラムと予め保管された標準周波数スペクトラムとの合成による共鳴周波数ｆｘｗの確認方法につき図４を用いて説明する。
【００３５】
図４（ａ）は、医療用シリコーンが挿入された生体組織に対して共鳴周波数計測用パルスシーケンスが適用された場合の標準周波数スペクトラムを示しており、水組織、脂肪組織及び医療用シリコーンの各々における水素原子核スピンの共鳴周波数ｆ０ｗ、ｆ０ｆ及びｆ０ｓにおいて極大値を有している。尚、水組織の共鳴周波数ｆ０ｗを基準（０ｐｐｍ）とした場合、脂肪組織及び医療用シリコーンの共鳴周波数ｆ０ｆ及びｆ０ｓは、通常、−３．５ｐｐｍ及び−５．０ｐｐｍだけシフトしており、このシフト量の割合は水組織における共鳴周波数ｆ０ｗの変化にあまり依存しないことが知られている。
【００３６】
一方、図４（ｂ）は、スペクトラム合成部５５によって合成された上述の標準周波数スペクトラム（破線）及び平滑化処理後の周波数スペクトラム（実線）を示しており、ピーク周波数検出部５３によって検出されたピーク周波数と標準周波数スペクトラムにおける水組織の共鳴周波数ｆ０ｗとを一致させて生成した合成周波数スペクトラムは後述する表示部７のモニタに表示される。
【００３７】
そして、表示部７において前記合成周波数スペクトラムを観察した操作者は、標準周波数スペクトラムにおける脂肪組織の共鳴周波数ｆ０ｆ及び医療用シリコーンの共鳴周波数ｆ０ｓの近傍に周波数スペクトラムにおける脂肪組織の共鳴周波数ｆｘｆ及び医療用シリコーンの共鳴周波数ｆｘｓの成分が存在していることを確認することにより、ピーク周波数検出部５３が検出したピーク周波数が水組織の共鳴周波数ｆｘｗであることを判定し、この共鳴周波数ｆｘｗに基づいてＭＲＩ撮影におけるＲＦパルスの中心周波数に設定する。
【００３８】
図１へ戻って、画像データ生成部６は、ＭＲ信号記憶部６１、高速演算部６２及び画像データ記憶部６３を備え、ＭＲ信号記憶部６１には、送受信部３の受信部３４によって中間周波変換、位相検波、更には、Ａ／Ｄ変換されたＮチャンネルのＭＲ信号が制御部９の主制御部９１あるいはシーケンス制御部９２から供給される撮影位置情報と共に順次保存される。
【００３９】
一方、高速演算部６２は、ＭＲ信号記憶部６１に一旦保存されたＭＲ信号と撮影位置情報を読み出し、２次元フーリエ変換による画像再構成処理を行なって画像データを生成する。そして、得られた画像データは画像データ記憶部６３に保存される。但し、上述の実施例における高速演算部６２は、受信部３４から供給される２次元的なＭＲ信号を再構成処理して２次元画像データを生成する場合について述べたが、受信部３４から供給される３次元的なＭＲ信号に対し３次元フーリエ変換による再構成処理を行なってボリュームデータ（３次元データ）を生成し、このボリュームデータに基づいて３次元画像データやＭＰＲ画像データを生成してもよい。この場合、高速演算部６２は、例えば、ボリュームデータをレンダリング処理してボリュームレンダリング画像データあるいはサーフェィスレンダリング画像データを生成する機能や前記ボリュームデータの所望スライス断面におけるＭＰＲ(Multi Planar Reconstruction)画像データを生成する機能を有している。
【００４０】
表示部７は、図示しない表示データ生成回路と変換回路とモニタを備え、前記表示データ生成回路は、画像データ生成部６の画像データ記憶部６３から供給される画像データや共鳴周波数検出部５から供給される各種周波数スペクトラムに制御部９から供給される被検体情報等の付帯情報を付加して表示データを生成する。そして、前記変換回路は、前記表示データを所定の表示フォーマットに変換してＣＲＴあるいは液晶パネルからなる前記モニタに表示する。特に、撮影準備段階では、水組織の共鳴周波数ｆｘｗがピーク周波数として明示されたフィルタ処理後の周波数スペクトラム（図３（ｂ）参照）や、スペクトラム合成部５５において生成された合成周波数スペクトラム（図４（ｂ）参照）が表示部７の前記モニタに表示される。
【００４１】
次に、入力部８は、操作卓上にスイッチ、キーボード、マウス等の各種入力デバイスや表示パネルを備え、ＭＲＩ撮影におけるＲＦパルスの中心周波数を設定する中心周波数設定部８１やシミング条件を設定するシミング条件設定部８２を備えている。更に、被検体情報の入力、ＭＲ信号収集条件の設定、画像データ生成条件の設定、画像データ表示条件の設定、各種コマンド信号の入力等が上述の入力デバイスや表示パネルを用いて行なわれる。
【００４２】
特に、撮影準備段階におけるＲＦパルス中心周波数の設定に際し、共鳴周波数検出部５において生成され表示部７のモニタに表示された上述の周波数スペクトラムを観察したＭＲＩ装置１００の操作者は、共鳴周波数検出部５が検出した水組織の共鳴周波数が妥当であるか否かを判定し、妥当と判定した場合にはこの共鳴周波数をＰＦパルスの中心周波数に設定するための指示信号を中心周波数設定部８１において入力する。
【００４３】
制御部９は、主制御部９１及びシーケンス制御部９２を備えている。主制御部９１は、図示しないＣＰＵと記憶回路を備え、ＭＲＩ装置１００を統括して制御する機能を有している。そして、主制御部９１の記憶回路には、予め設定された撮影準備段階における共鳴周波数計測用パルスシーケンスデータ（例えば、送信コイル３１に供給するパルス電流の中心周波数及び帯域、大きさ、供給時間、供給タイミング等に関する情報）やＭＲＩ撮影段階におけるＭＲ信号収集用パルスシーケンスデータ（例えば、傾斜磁場コイル２１や送信コイル３１に供給するパルス電流の中心周波数及び帯域、大きさ、供給時間、供給タイミングなどに関する情報）が保管され、更に、入力部８にて入力／設定された被検体情報、ＭＲ信号収集条件、画像データ表示条件、シミング条件、ＲＦパルス中心周波数等の情報が保存される。一方、主制御部９１のＣＰＵは、前記記憶回路に保存された各種情報に基づいてＭＲＩ装置１００の各ユニットを制御し、当該被検体に対するＭＲＩ撮影を行なう。例えば、前記ＣＰＵは、入力部８から入力される各種設定情報に基づいて自己の記憶回路に予め保管されていた各種の共鳴周波数計測用パルスシーケンスデータ及びＭＲ信号収集用パルスシーケンスデータの中から所望のパルスシーケンスデータを読み出してシーケンス制御部９２へ供給する。
【００４４】
一方、制御部９のシーケンス制御部９２は、図示しないＣＰＵを備え、主制御部９１から供給される共鳴周波数計測用パルスシーケンスデータあるいはＭＲ信号収集用パルスシーケンスデータに基づいてシーケンス制御信号を生成する。そして、このシーケンス制御信号を傾斜磁場発生部２の傾斜磁場電源２２及び送受信部３の送信部３２へ供給することにより傾斜磁場コイル２１及び送信コイル３１に対するパルス電流を制御する。
【００４５】
次に、撮影準備段階におけるＲＦパルス中心周波数の設定に使用される共鳴周波数計測用パルスシーケンスにつき図５乃至図６を用いて説明する。図５は、脂肪組織からのＭＲ信号を抑制するための飽和パルスＰｓａと医療用シリコーンからのＭＲ信号を抑制するためのＩＲパルスＰｉｒの照射がプリパルスとして付加されたＳＥ法を用いて当該被検体の水組織における水素原子核スピンの共鳴周波数を計測する共鳴周波数計測用パルスシーケンスを示したものである。但し、本実施例では、広範囲な撮影対象部位から収集されるＭＲ信号に基づいて前記共鳴周波数の計測が行なわれるため傾斜磁場の印加は必要としないが、スライス選択傾斜磁場の印加によって所望のスライス断面を選択し、このスライス断面の水組織から収集されるＭＲ信号に基づいて前記共鳴周波数を計測しても構わない。
【００４６】
ＲＦパルス中心周波数の設定に際し、送受信部３の送信部３２は、制御部９のシーケンス制御部９２から供給されるシーケンス制御信号に基づき、先ず、時刻ｔ０１において所定の中心周波数ｆ０ｆ及び帯域Δｆ０ｆを有したＲＦパルス（飽和パルス）Ｐｓａを被検体１５０の撮影対象部位に対して照射する。この場合の中心周波数ｆ０ｆとして、通常、静磁場発生部１の主磁石１１によって形成される静磁場の磁場強度に対する脂肪組織の標準的な磁気共鳴周波数が設定される。そして、飽和パルスＰｓａの照射により被検体内の広範囲領域に存在している脂肪組織の水素原子核スピンのみが選択的に励起され、その縦磁化は消滅する。
【００４７】
次に、時刻ｔ０２において所定の中心周波数ｆ０ｓ及び帯域Δｆ０ｓを有したＲＦパルス（ＩＲパルス）Ｐｉｒを前記撮影対象部位に対して照射する。この場合のＩＲパルスＰｉｒの中心周波数ｆ０ｓには、上述の飽和パルスＰｓａの場合と同様にして前記静磁場の磁場強度に対する医療用シリコーンの標準的な磁気共鳴周波数が設定される。そして、このＩＲパルスＰｉｒの照射によって被検体内に挿入された医療用シーコーンにおける水素原子核スピンが選択的に励起され、その縦磁化は１８０度反転する。
【００４８】
上述のＩＲパルスＰｉｒが印加された場合の水組織及び医療用シリコーンにおける水素原子核スピンのふるまいにつき図６を用いて説明する。図６（ａ）の太矢印は、ＩＲパルスＰｉｒが印加される前の水組織及び医療用シリコーンにおける水素原子核スピンの磁化方向ｚとその大きさＭｏを示しており、時刻ｔ０２においてＩＲパルスＰｉｒが被検体１５０の撮影対象部位に照射された場合、ｚ方向に対して形成されていた縦磁化は図６（ｂ）に示すように１８０度反転することにより−Ｍｏの大きさをもつ。そして、反転した縦磁化は、水組織の縦緩和時間Ｔ１ｗ及び医療用シリコーンの縦緩和時間Ｔ１ｓに基づいて元の縦磁化（Ｍｏ）に戻ろうとする。
【００４９】
図６（ｂ）の曲線Ｒｗ及び曲線Ｒｓは水組織及び医療用シリコーンにおける縦磁化の戻り曲線を示したものであり、例えば、水組織の縦緩和時間Ｔ１ｗが医療用シリコーンの縦緩和時間Ｔ１ｓより小さい場合、水組織の縦磁化（−Ｍ０）は医療用シリコーンの縦磁化（−Ｍ０）より速く元の縦磁化（Ｍ０）へ戻ろうとする。このため、ｔ＝ｔβにおいて医療用シリコーンの縦磁化がゼロとなったとき、水組織は縦磁化Ｍ１（０＜Ｍ１＜Ｍ０）を有する。
【００５０】
従って、被検体１５０に対する飽和パルスＰｓａ及びＩＲパルスＰｉｒの照射により脂肪組織及び医療用シリコーンの縦磁化がゼロとなったタイミングで９０度ＲＦパルスＰ９０が照射されるＳＥ法やＦＥ（Field Echo）法等を適用することにより、脂肪組織及び医療用シリコーンから発生するＭＲ信号を抑制し水組織から発生するＭＲ信号を高感度で収集することが可能となる。
【００５１】
即ち、図５の時刻ｔ０１における飽和パルスＰｓａの照射によって脂肪組織における縦磁化が消滅し、時刻ｔ０２におけるＩＲパルスＰｉｒの照射によって水組織及び医療用シリコーンにおける縦磁化が反転したならば、送信部３２は、時刻ｔ０２から反転時間ＴＩ（ＴＩ＝ｔβ）だけ経過した時刻ｔ０３にて送信コイル３１を駆動して被検体１５０の撮影対象部位に９０度ＲＦパルスＰ９０を照射し、ｚ軸方向に縦磁化Ｍ１を有していた水組織の水素原子核スピンを９０度倒す。そして、９０度倒れた状態でｚ軸の周囲を歳差運動する水素原子核スピンは、時刻ｔ０３から時間ＴＥ／２だけ経過した時刻ｔ０４にて照射された１８０度ＲＦパルスＰ１８０によって歳差運動の方向を反転させ、時刻ｔ０４からＴＥ／２後の時刻ｔ０５における水素原子核スピンのリフェージングによって形成された水組織からのＭＲ信号は送受信部３の受信部３４によって受信される。尚、上述のＴＥはエコー時間（time of echo）であり、通常、９０度パルスの照射からＭＲ信号が受信されるまでの時間で定義される。
【００５２】
（ＭＲＩ撮影の手順）
次に、本実施例におけるＭＲＩ撮影の手順につき図７に示したフローチャートに沿って説明する。医療用シリコーンが体内に挿入された当該被検体１５０のＭＲＩ撮影に先立ち、ＭＲＩ装置１００の操作者は、天板４に載置された被検体１５０をＺ軸方向に移動することによりその撮影対象部位をガントリの撮影野に配置した後、入力部８において被検体情報の入力、ＭＲ信号収集条件の設定、画像データ生成条件の設定、画像データ表示条件の設定及びシミング条件の設定等を行なう（図７のステップＳ１０）。
【００５３】
上述の初期設定が終了したならば、操作者は入力部８にてシミング開始コマンドを入力し、このコマンド信号を受信した制御部９の主制御部９１は、上述のシミング条件に基づいて静磁場発生部１のシムコイル電源１４からシムコイル１２の各々に供給される電流を制御することにより静磁場電源１３及び主磁石１１が被検体１５０の撮影対象部位に形成した静磁場の不均一性を補正する（図７のステップＳ２０）。
【００５４】
次いで、ＲＦパルス中心周波数の設定開始コマンドが入力部８にて入力されたならば、主制御部９１は、シーケンス制御部９２及び共鳴周波数検出部５をはじめとするＭＲＩ装置１００の各ユニットを制御して前記撮影対象部位の水組織における水素原子核スピンの共鳴周波数を計測し、この共鳴周波数に基づいて被検体１５０のＭＲＩ撮影に用いるＲＦパルスの中心周波数を設定する（図７のステップＳ３０）。
【００５５】
上述の初期設定、シミング及びＲＦパルス中心周波数の設定等からなる撮影準備が終了したならば、操作者は、入力部８においてＭＲＩ撮影の開始コマンドを入力する。このコマンド信号を受信した主制御部９１は、ステップＳ１０において初期設定されたＭＲ信号収集条件、画像データ生成条件及び画像データ表示条件に基づいてＭＲＩ装置１００が備える各ユニットを統括的に制御する。そして、所定のＭＲ信号収集用パルスシーケンスによって収集されたＭＲ信号に基づいて画像データの生成とその保存を行ない（図７のステップＳ４０）、更に、得られた画像データを被検体情報等の付帯情報と共に表示部７に表示する（図７のステップＳ５０）。
【００５６】
尚、ＭＲＩ撮影では、静磁場強度の補正からＲＦパルス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、本実施例では、図７のフローチャートに示すように静磁場強度の補正作業のみをシミングと呼び、ＲＦパルス中心周波数の設定作業とは区別する。
【００５７】
（ＲＦパルス中心周波数の設定手順）
次に、図７のステップＳ３０に示したＲＦパルス中心周波数の設定手順につき図８のフローチャートを用いて更に詳しく説明する。
【００５８】
図７のステップＳ１０及びステップＳ２０において初期設定とシミングが終了したならば、ＭＲＩ装置１００の操作者は、入力部８においてＲＦパルス中心周波数の設定開始コマンドを入力し（図８のステップＳ３１）、このコマンド信号を受信した制御部９の主制御部９１は、予め設定され自己の記憶回路に保存されていた共鳴周波数計測用パルスシーケンスデータを読み出してシーケンス制御部９２へ供給する。
【００５９】
一方、シーケンス制御部９２は、主制御部９１から供給された共鳴周波数計測用パルスシーケンスデータに基づいてシーケンス制御信号を生成し、このシーケンス制御信号を送受信部３の送信部３２に供給することによって撮影対象部位に対するＲＦパルスの照射を行なう。即ち、送信部３２は、上述のシーケンス制御信号に基づいて所定の中心周波数と帯域を有したパルス電流を生成し、送信部３２から前記パルス電流が供給された送信コイル３１は、時刻ｔ０１において、中心周波数ｆ０ｆと帯域Δｆ０ｆを有した飽和パルスを当該被検体の撮影対象部位に照射し前記撮影対象部位の脂肪組織における水素原子核スピンを飽和させる（図８のステップＳ３２）。
【００６０】
更に、送信コイル３１は、時刻ｔ０１から所定時間経過した時刻ｔ０２において、中心周波数ｆ０ｓと帯域Δｆ０ｓを有したＩＲパルスを照射して前記撮影対象部位に挿入された医療用シリコーンにおける水素原子核スピンを１８０度反転させた後（図８のステップＳ３３）、時刻ｔ０２から医療用シリコーンにおける水素原子核スピンの縦磁化がゼロとなる反転時間ＴＩだけ経過した時刻ｔ０３において所定の中心周波数と帯域を有した９０度パルスを照射し、更に、時刻ｔ０３からＴＥ／２経過した時刻ｔ０４において１８０度パルスを照射する。
【００６１】
一方、受信コイル３３は、時刻ｔ０４からＴＥ／２経過した時刻ｔ０５において撮影対象部位から発生するＭＲ信号を受信し、このとき収集されたＭＲ信号は、受信部３４において増幅、中間周波変換、位相検波、フィルタリング、Ａ／Ｄ変換等の処理がなされた後共鳴周波数検出部５へ供給される（図８のステップＳ３４）。受信部３４よりＭＲ信号を受信した共鳴周波数検出部５の周波数分析部５１は、このＭＲ信号をフーリエ変換して周波数スペクトラムを生成し、フィルタリング処理部５２は、周波数分析部５１によって生成された周波数スペクトラムをフィルタリング処理して平滑化を行なう（図８のステップＳ３５）。
【００６２】
次いで、ピーク周波数検出部５３は、フィルタリング処理部５２において平滑化処理された周波数スペクトラムにおいてその振幅が最大となるピーク周波数を撮影対象部位の水組織における水素原子核スピンの共鳴周波数として検出し（図８のステップＳ３６）、このピーク周波数の情報が付加された平滑化処理後の周波数スペクトラムを表示部７及びスペクトラム合成部５５へ供給する。
【００６３】
一方、スペクトラム合成部５５は、標準スペクトラム保管部５４において予め保管されている医療用シリコーンが挿入された生体組織から得られるＭＲ信号の標準周波数スペクトラムを読み出し、この標準周波数スペクトラムにおける水組織の共鳴周波数とピーク周波数検出部５３から供給される周波数スペクトラムのピーク周波数が一致するようにこれらの周波数スペクトラムを合成することによって合成周波数スペクトラムを生成し、得られた合成周波数スペクトラムを表示部７へ供給する（図８のステップＳ３７）。
【００６４】
次に、ピーク周波数の情報が付加された平滑化処理後の周波数スペクトラム及び合成周波数スペクトラムが供給された表示部７はこれらの周波数スペクトラムに基づいて表示データを生成して自己のモニタに表示し、表示部７に表示された周波数スペクトラムを観察した操作者は、この周波数スペクトラムと共に示されたピーク周波数が水組織の共鳴周波数として妥当であるか否か判定する。そして、妥当であると判定した場合には、前記ピーク周波数をＰＦパルスの中心周波数に設定するための指示信号を入力部８の中心周波数設定部８１において入力する（図８のステップＳ３８）。
【００６５】
以上述べた本発明の実施例によれば、脂肪組織から発生するＭＲ信号を抑制する飽和パルスと医療用シリコーンから発生するＭＲ信号を抑制するＩＲパルスをプリパルスとする共鳴周波数計測用パルスシーケンスによって当該被検体の撮影対象部位からのＭＲ信号を収集しこのＭＲ信号の周波数スペクトラムにおけるピーク周波数を計測することにより水組織の共鳴周波数を確実かつ正確に検出することができる。従って、この共鳴周波数に基づいてＲＦパルスの中心周波数を設定することにより前記撮影対象部位のＭＲＩ撮影に好適なＲＦパルスを照射することが可能となる。
【００６６】
特に、医療用シリコーンからのＭＲ信号を抑制するためにＩＲパルスを照射しているため、振幅の大きな医療用シリコーンからのＭＲ信号を効果的に抑制することができ、水組織の共鳴周波数を正確に検出することができる。
【００６７】
又、１次導関数におけるゼロクロス周波数を計測し、このゼロクロス周波数と上述のピーク周波数に基づいて水組織の共鳴周波数を検出することにより前記共鳴周波数に対する検出精度を向上させることができ、更に、合成周波数スペクトラムにおいて当該被検体から得られたＭＲ信号の周波数スペクトラムと予め設定された標準周波数スペクトラムとを比較することにより前記周波数スペクトラムにおける水組織共鳴周波数の検出精度を更に向上させることが可能となる。
【００６８】
以上述べた理由により、本実施例によれば、医療用シリコーン等の医療材料が体内に挿入された被検体に対してもＲＦパルスの中心周波数を正確かつ安定して設定することが可能となる。このため、良質な画像データを効率よく生成することができ、診断精度と検査効率を向上させることが可能となる。
【００６９】
以上、本発明の実施例について述べてきたが、本発明は、上述の実施例に限定されるものではなく変形して実施してもよい。例えば、上述の実施例では、被検体の体内に挿入された医療用シリコーンから発生するＭＲ信号をＩＲパルスによって抑制する場合について述べたが、他の医療用材料から発生するＭＲ信号をＩＲパルスによって抑制してもよい。
【００７０】
又、飽和パルスによって脂肪組織から発生するＭＲ信号を抑制しＩＲパルスによって医療用シリコーンから発生するＭＲ信号を抑制する場合について述べたが、医療用シリコーンから発生するＭＲ信号を飽和パルスによって抑制し脂肪組織から発生するＭＲ信号をＩＲパルスによって抑制してもよく、医療用シリコーン及び脂肪組織から発生するＭＲ信号を異なる中心周波数を有する飽和パルスによって抑制しても構わない。この場合の２つの飽和パルスは時系列的に照射してもよく同時に照射してもよい。
【００７１】
一方、上述の実施例では、飽和パルスやＩＲパルスをプリパルスとするＳＥ法によって撮影対象部位からのＭＲ信号を収集しこのＭＲ信号に基づいて水組織の共鳴周波数を検出する場合について述べたが、前記プリパルスを有したＦＥ(Field Echo)法やＥＰＩ（Echo Planar Imaging）法等の他の撮影法を適用して共鳴周波数検出用のＭＲ信号を収集してもよい。
【００７２】
更に、水組織における水素原子核スピンの共鳴周波数に基づいてＭＲＩ撮影に用いるＲＦパルスの中心周波数を設定する場合について述べたが、脂肪組織における水素原子核スピンの共鳴周波数に基づいて前記ＲＦパルスの中心周波数を設定してもよい。この場合、医療用シリコーンから発生するＭＲ信号及び水組織から発生するＭＲ信号は、上述の飽和パルス及びＩＲパルス、あるいは、２つの飽和パルスによって抑制される。
【００７３】
尚、上述の実施例では、広範囲な撮影対象部位から収集されるＭＲ信号を用いて水組織に対する共鳴周波数の計測を行なったため傾斜磁場の印加は行なわなかったが、スライス選択傾斜磁場の印加によって所望のスライス断面を選択し、このスライス断面の水組織から収集されるＭＲ信号に基づいて前記共鳴周波数を計測しても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施例におけるＭＲＩ装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】同実施例のＭＲＩ装置が備える共鳴周波数検出部の機能ブロック図。
【図３】同実施例における水素原子核スピンの共鳴周波数検出方法を説明するための図。
【図４】同実施例の水組織における水素原子核スピン共鳴周波数の確認方法を説明するための図。
【図５】同実施例における共鳴周波数計測用パルスシーケンスを示す図。
【図６】同実施例のＩＲパルス照射における水素原子核スピンのふるまいを示す図。
【図７】同実施例におけるＭＲＩ撮影の手順を示すフローチャート。
【図８】同実施例におけるＲＦパルス中心周波数の設定手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００７５】
１…静磁場発生部
１１…主磁石
１２…シムコイル
１３…静磁場電源
１４…シムコイル電源
２…傾斜磁場発生部
２１…傾斜磁場コイル
２２…傾斜磁場電源
３…送受信部
３１…送信コイル
３２…送信部
３３…受信コイル
３４…受信部
４…天板
５…共鳴周波数検出部
５１…周波数分析部
５２…フィルタリング処理部
５３…ピーク周波数検出部
５４…標準スペクトラム保管部
５５…スペクトラム合成部
６…画像データ生成部
６１…ＭＲ信号記憶部
６２…高速演算部
６３…画像データ記憶部
７…表示部
８…入力部
８１…中心周波数設定部
８２…シミング条件設定部
９…制御部
９１…主制御部
９２…シーケンス制御部
１００…ＭＲＩ装置
【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】
2009034152.tif 000007
【図６】
2009034152.tif 000008
【図７】
2009034152.tif 000009
【図８】
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