磁気共鳴イメージング装置及びスペクトル取得方法
【課題】差分スペクトルをとって代謝物を測定する際に、良好なスペクトルをとる磁気共鳴イメージング装置及びスペクトル取得方法を提供することを目的とする。
【解決手段】制御部３０は、第１のパルスシーケンスと、第２のパルスシーケンスとを交互に複数回繰り返し、データ処理部３１は、それぞれのパルスシーケンスに対してスペクトル差分ｓ１Ｎ及びｓ２Ｎを収集し、ｓ１１−ｓ２１、ｓ１２−ｓ２２、ｓ１３−ｓ２３…のように、交互にとった２通りのパルスシーケンスに対するスペクトルの差分ｓｕｂＮを、Ｎ回目の測定ごとにとり、差分ｓｕｂＮを全て加算したのち高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を施して代謝物質のスペクトルを得る。
【解決手段】制御部３０は、第１のパルスシーケンスと、第２のパルスシーケンスとを交互に複数回繰り返し、データ処理部３１は、それぞれのパルスシーケンスに対してスペクトル差分ｓ１Ｎ及びｓ２Ｎを収集し、ｓ１１−ｓ２１、ｓ１２−ｓ２２、ｓ１３−ｓ２３…のように、交互にとった２通りのパルスシーケンスに対するスペクトルの差分ｓｕｂＮを、Ｎ回目の測定ごとにとり、差分ｓｕｂＮを全て加算したのち高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を施して代謝物質のスペクトルを得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、代謝物質のスペクトルを測定する磁気共鳴イメージング装置及びスペクトル取得方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気共鳴現象を利用したＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置が普及しており、生体内の各臓器の画像診断に不可欠な手法として広く利用されている。
ＭＲＩ装置は、臓器や血管等を画像として捉えることが出来るだけでなく、その高磁場装置によって各種の生体内代謝物質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）を可能にする。
【０００３】
ＭＲＳによって測定する代謝物質は、例えば、グルタチオン（ＧＳＨ：glutathione）やγ−アミノ酪酸（ＧＡＢＡ：gamma aminobutyric acid）等の脳内代謝物質が挙げられる。
体内の代謝物質をＭＲＳによって測定する場合、特に磁気共鳴周波数が近接する上記のような複数の代謝物質では、スペクトルが重なり合って存在しており、これら複数の代謝物質が混在するスペクトルから特定の代謝物質のみスペクトルを分離抽出するためには困難が伴う。これを克服するために、特殊なパルスシーケンスや解析ソフト等を用意する必要がある。
【０００４】
ＭＲＳで用いられるパルスシーケンスには、非特許文献１に記載された、ＭＥＧＡ−ＰＲＥＳＳ法というパルスシーケンスがあげられる。
ＭＥＧＡ−ＰＲＥＳＳは、図７に示すように、９０°パルスに続いて、１８０°パルス、１８０°反転パルス、１８０°パルス、１８０°反転パルスを発するパルスシーケンスである。図７に示すように、９０°パルスと１回目の１８０°パルスとの間の時間はτ１であり、１回目の１８０°パルスと２回目の１８０°パルスとの間はτ１＋τ２であり、２回目の１８０°パルスが発されてからエコー信号が得られるまでの時間はτ２である。
ＭＥＧＡ−ＰＲＥＳＳ法では、１８０°反転パルスを発する第１のパルスシーケンスと、１８０°反転パルスを発さない第２のパルスシーケンスとが交互に実施される。
１８０°反転パルスは、そのパルスの周波数帯域に含まれる水や脂肪等からの信号を抑えることができ、その結果ＭＥＧＡ−ＰＲＥＳＳ法によればＳＮ値の高い信号を得ることができる。
【非特許文献１】“Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｒｅｄｕｃｅｄ Ｇｌｕｔａｔｈｉｏｎｅ（ＧＳＨ） ｉｎ Ｈｕｍａｎ Ｂｒａｉｎ Ｕｓｉｎｇ ＬＣＭｏｄｅｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ−Ｅｄｉｔｅｄ Ｓｐｅｃｔｒａ”，ｂｙ Ｍｅｌｉｓｓａ Ｔｅｒｐｓｔｒａ，Ｐｉｅｒｒｅ−Ｇｉｌｌｅｓ Ｈｅｎｒｙ， ａｎｄ Ｒｏｌｆ Ｇｒｕｅｔｅｒ， Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｉｎ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ ５０， ｐ．１９−２３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、これまでの方法では、代謝物質が生体内に僅かしか存在しないために、スペクトルのＳＮ値が低く、精度のよいスペクトルを得るために、スペクトルの加算平均化を行う。そのため、生体の動きや静磁場の変動、それに伴う位相の変動等によるドリフトが問題になる、という不利益があった。
また、精度のよいスペクトルを得ることが出来たとしても、その後に差分をとるために、煩雑な計算を行わなければならない、という不利益があった。
本発明は、上述した不利益を解消するために、差分スペクトルをとって代謝物を測定する際に、良好なスペクトルをとる磁気共鳴イメージング装置及びスペクトル取得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】
【０００６】
上述した目的の達成するために、第１の観点の発明の磁気共鳴イメージング装置は、ＭＥＧＡ−ＰＲＥＳＳ法のパルスシーケンスを実施する磁気共鳴イメージング装置であって、ＭＥＧＡ−ＰＲＥＳＳ法の第１のパルスシーケンスとＭＥＧＡ−ＰＲＥＳＳ法の第２のパルスシーケンスとを交互に実施するように制御する制御部と、前記第１および第２のパルスシーケンスにおいて、被検体の特定領域内に存在する特定の原子が励起されて発する電磁波として収集された磁気共鳴信号を処理し、スペクトルを取得するデータ処理部と、を有し、前記制御部は、１８０°反転パルスを発する第１のパルスシーケンスと、１８０°反転パルスを発しない第２のエコー時間を有する第２のパルスシーケンスとを交互に実施するように制御し、前記データ処理部は、前記第１のパルスシーケンスに対する第１のスペクトルと前記第２のパルスシーケンスに対する第２のスペクトルとを取得し、前記前記第１のスペクトルと前記第２のスペクトルとの差分をとることにより前記被検体に関するスペクトルイメージを得る。
【０００７】
好適には、前記データ処理部は、前記第１及び前記第２のスペクトルの差分を加算平均する。
【０００８】
好適には、前記データ処理部は、複数回収集した前記前記第１および前記第２のスペクトルの差分に対してピーク検出を行い、２回目以降に収集したスペクトル差分を１回目に収集したスペクトル差分のピークに合わせた後、全てのスペクトル差分を加算平均する。
【０００９】
好適には、前記データ処理部は、複数回収集した前記前記第１および前記第２のスペクトルの差分に対して位相検出を行い、２回目以降に収集したスペクトル差分を１回目に収集したスペクトル差分の位相に合わせた後、全てのスペクトル差分を加算平均する。
【００１０】
好適には、前記データ処理部は、複数回収集した前記前記第１および前記第２のスペクトルの差分に対してピーク検出を行い、２回目以降に収集したスペクトル差分を１回目に収集したスペクトル差分のピークに合わせた後、全てのスペクトル差分を加算平均し、更に前記データ処理部は、複数回収集した前記前記第１および前記第２のスペクトルの差分に対して位相検出を行い、２回目以降に収集したスペクトル差分を１回目に収集したスペクトル差分の位相に合わせた後、全てのスペクトル差分を加算平均する。
【００１１】
好適には、前記データ処理部は、前記第２のパルスシーケンスからの磁気共鳴信号を位相を反転させて受信することで正負反転した第２のスペクトルを取得し、前記第１のスペクトルと前記第２のスペクトルとを加算することでスペクトル差分を得る。
【００１２】
第２の観点の発明のスペクトル取得方法は、ＭＥＧＡ−ＰＲＥＳＳ法のパルスシーケンスを実施する磁気共鳴イメージング装置のスペクトル取得方法であって、制御部が第１の工程と、データ処理部が被検体の特定領域内に存在する特定の原子が励起されて発する電磁波として収集された磁気共鳴信号を処理し、スペクトルを取得するデータ処理部とを有し、ＭＥＧＡ−ＰＲＥＳＳ法の第１のパルスシーケンスとＭＥＧＡ−ＰＲＥＳＳ法の第２のパルスシーケンスとを交互に実施するように制御する制御部が、１８０°反転パルスを発する第１のパルスシーケンスと、１８０°反転パルスを発しない第２のエコー時間を有する第２のパルスシーケンスとを交互に実施するように制御する第１の工程と、前記第１および第２のパルスシーケンスにおいて、被検体の特定領域内に存在する特定の原子が励起されて発する電磁波として収集された磁気共鳴信号を処理し、スペクトルを取得するデータ処理部が、前記第１のパルスシーケンスに対する第１のスペクトルと前記第２のパルスシーケンスに対する第２のスペクトルとを取得し、前記前記第１のスペクトルと前記第２のスペクトルとの差分をとることにより前記被検体に関するスペクトルイメージを得る第２の工程とを有する。
【００１３】
好適には、前記第１及び前記第２のスペクトルの差分を加算平均する第３の工程を更に有する。
【発明の効果】
【００１４】
差分スペクトルをとって代謝物を測定する際に、良好なスペクトルをとる磁気共鳴イメージング装置及びスペクトル取得方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、磁気共鳴診断装置１の構成を示す構成図である。
【００１６】
図１に示すように、磁気共鳴診断装置１は、スキャン部２と、操作コンソール部３とを有する。
【００１７】
スキャン部２について説明する。
【００１８】
スキャン部２は、図１に示すように、静磁場マグネット部１２と、勾配コイル部１３と、ＲＦコイル部１４と、テーブル部１５とを有しており、静磁場が形成された撮像空間内において、被検体ＳＵの撮影領域を励起するように被検体ＳＵに電磁波を照射し、その被検体ＳＵの撮影領域において発生する磁気共鳴信号を得るスキャンを実施する。
【００１９】
スキャン部２の各構成要素について、順次、説明する。
【００２０】
静磁場マグネット部１２は、たとえば、一対の永久磁石により構成されており、被検体ＳＵが収容される撮像空間に静磁場を形成する。ここでは、静磁場マグネット部１２は、被検体ＳＵの体軸方向に対して垂直な方向Ｚに静磁場の方向が沿うように静磁場を形成する。なお、静磁場マグネット部１２は、超伝導磁石により構成されていてもよい。
【００２１】
勾配コイル部１３は、静磁場が形成された撮像空間に勾配磁場を形成し、ＲＦコイル部１４が受信する磁気共鳴信号に空間位置情報を付加する。ここでは、勾配コイル部１３は、ｘ方向とｙ方向とｚ方向との３系統からなり、撮像条件に応じて、周波数エンコード方向と位相エンコード方向とスライス選択方向とのそれぞれに勾配磁場を形成する。具体的には、勾配コイル部１３は、被検体ＳＵのスライス選択方向に勾配磁場を印加し、ＲＦコイル部１４がＲＦパルスを送信することによって励起させる被検体ＳＵのスライスを選択する。また、勾配コイル部１３は、被検体ＳＵの位相エンコード方向に勾配磁場を印加し、ＲＦパルスにより励起されたスライスからの磁気共鳴信号を位相エンコードする。そして、勾配コイル部１３は、被検体ＳＵの周波数エンコード方向に勾配磁場を印加し、ＲＦパルスにより励起されたスライスからの磁気共鳴信号を周波数エンコードする。
【００２２】
ＲＦコイル部１４は、図１に示すように、被検体ＳＵの撮像領域を囲むように配置される。ＲＦコイル部１４は、静磁場マグネット部１２によって静磁場が形成される撮像空間内において、電磁波であるＲＦパルスを被検体ＳＵに送信して高周波磁場を形成し、被検体ＳＵの撮像領域におけるプロトンのスピンを励起する。そして、ＲＦコイル部１４は、その励起された被検体ＳＵ内のプロトンから発生する電磁波を磁気共鳴信号として受信する。
【００２３】
テーブル部１５は、被検体ＳＵを載置する台を有する。テーブル部１５は、制御部３０からの制御信号に基づいて、撮像空間の内部と外部との間を移動する。
【００２４】
操作コンソール部３について説明する。
【００２５】
操作コンソール部３は、図１に示すように、ＲＦ駆動部２２と、勾配駆動部２３と、データ収集部２４と、制御部３０と、データ処理部３１と、操作部３２と、表示部３３と、記憶部３４とを有する。
【００２６】
操作コンソール部３の各構成要素について、順次、説明する。
【００２７】
ＲＦ駆動部２２は、ＲＦコイル部１４を駆動させて撮像空間内にＲＦパルスを送信させて高周波磁場を形成する。ＲＦ駆動部２２は、制御部３０からの制御信号に基づいて、ゲート変調器を用いてＲＦ発振器からの信号を所定のタイミングおよび所定の包絡線の信号に変調した後に、そのゲート変調器により変調された信号を、ＲＦ電力増幅器によって増幅してＲＦコイル部１４に出力し、ＲＦパルスを送信させる。
【００２８】
勾配駆動部２３は、制御部３０からの制御信号に基づいて、勾配パルスを勾配コイル部１３に印加して駆動させ、静磁場が形成されている撮像空間内に勾配磁場を発生させる。勾配駆動部２３は、３系統の勾配コイル部１３に対応して３系統の駆動回路（図示なし）を有する。
【００２９】
データ収集部２４は、制御部３０からの制御信号に基づいて、ＲＦコイル部１４が受信する受信信号（受信エコー）を収集する。ここでは、データ収集部２４は、ＲＦコイル部１４が受信する受信エコーをＲＦ駆動部２２のＲＦ発振器の出力を参照信号として位相検波器が位相検波する。その後、Ａ／Ｄ変換器を用いて、このアナログ信号である受信エコーをデジタル信号に変換して出力する。
【００３０】
制御部３０は、コンピュータと、コンピュータを用いて所定のスキャンに対応する動作を各部に実行させるプログラムとを有しており、各部を制御する。
制御部３０は、操作部３２からの操作データが入力され、その操作部３２から入力される操作データに基づいて、ＲＦ駆動部２２と勾配駆動部２３とデータ収集部２４とのそれぞれに、所定のスキャンを実行させる制御信号を出力し制御を行うと共に、データ処理部３１と表示部３３と記憶部３４とへ制御信号を出力し制御を行う。
【００３１】
制御部３０は、ＲＦ駆動部２２と勾配駆動部２３とデータ収集部２４とのそれぞれに、所定のスキャンを実行させる制御信号を出力し制御を行う際に、例えば、図８に示すＭＥＧＡ−ＰＲＥＳＳ法のパルスシーケンスを使用する。制御部３０は、２つの異なるパルスシーケンスを交互に実施し、それぞれのパルスシーケンスにおいて測定を行う。
【００３２】
データ処理部３１は、コンピュータと、そのコンピュータに所定のデータ処理を実行させるプログラムとを有しており、データ収集部２４が出力した受信エコーを逆フーリエ変換することにより、被検体内の限定された領域に存在する代謝物質、例えば、グルタチオン（ＧＳＨ）やγ−アミノ酪酸（ＧＡＢＡ）のスペクトルを取得する。
また、データ処理部３１は、上述したように、制御部３０に異なるパルスシーケンスを交互に実施させて測定を行い、これらの差分を算出する。
【００３３】
操作部３２は、キーボードやポインティングデバイスなどの操作デバイスにより構成されている。操作部３２は、オペレータによって操作データが入力され、その操作データを制御部３０に出力する。
【００３４】
表示部３３は、ＣＲＴなどの表示デバイスにより構成されており、制御部３０からの制御信号に基づいて、表示画面に画像を表示する。たとえば、表示部３３は、オペレータによって操作部３２に操作データが入力される入力項目についての画像を表示画面に複数表示する。また、表示部３３は、スペクトルのデータをデータ処理部３１から受け、表示画面に表示する。
【００３５】
記憶部３４は、メモリにより構成されており、各種データを記憶している。記憶部３４は、その記憶されたデータが必要に応じて制御部３０によってアクセスされる。
【００３６】
次に、本実施形態の磁気共鳴診断装置１の動作例を説明する。
図２は、第１実施形態の磁気共鳴診断装置１の動作例を示すフローチャートである。
ステップＳＴ１：
データ処理部３１は、図８に示すＭＥＧＡ−ＰＲＥＳＳ法のパルスシーケンスにより、データ収集対象の代謝物質のスペクトルを収集する。
ここで、制御部３０は、２つの異なるパルスシーケンスを交互に繰り返す。すなわち、例えば、図８（ａ）に示すように、９０°パルス、１８０°パルス、１８０°反転パルス、１８０°パルス、１８０°反転パルスの順に発する第１のパルスシーケンスと、図８（ｂ）に示すように、９０°パルス、１８０°パルス、１８０°パルスを発する第２のパルスシーケンスとを交互に複数回繰り返し、それぞれのパルスシーケンスに対してスペクトルを収集する。こうして収集したスペクトルを、第１のパルスシーケンスに対するスペクトルをｓ１Ｎ（Ｎは正整数であり、何回目の測定で取得したスペクトルかを表す）第２のパルスシーケンスに対するスペクトルをｓ２Ｎと表す。
本ステップにおいてデータ処理部３１は、すなわち、ｓ１１、ｓ２１、ｓ１２、ｓ２２、ｓ１３、ｓ２３…の順にスペクトルを取得する。
【００３７】
ステップＳＴ２：
データ処理部３１は、図３（ｂ）の１．に示すように、ｓ１１−ｓ２１、ｓ１２−ｓ２２、ｓ１３−ｓ２３…のように、交互にとった２通りのパルスシーケンスに対するスペクトルの差分を、Ｎ回目の測定ごとにとる。
図３は、データ処理部３１が行うスペクトル処理の方法を示す式を示す図である。
図３では、Ｎ回目の測定で取得したスペクトルの差分ｓ１Ｎ−ｓ２ＮをｓｕｂＮと表している。
【００３８】
ステップＳＴ３：
データ処理部３１は、図３（ｂ）の２．に示すように、ステップＳＴ２において算出した差分ｓｕｂＮを全て加算したのち高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を施す。
【００３９】
以上説明したように、本実施形態の磁気共鳴診断装置１によれば、異なる２つのパルスシーケンスを交互に行い、それぞれのシーケンスで取得したスペクトル差分ｓ１Ｎ及びｓ２Ｎを、図３（ａ）に示す従来の方法のように、同じパルスシーケンスに対するスペクトルを加算平均してから差分をとるのではなく、図３（ｂ）に示すように、連続して取得した２つの異なるシーケンスに対するスペクトルの差分を、測定回数ごとに計算し、その後で加算平均を行っているので、ｓ１Ｎを取得してからｓ２Ｎを取得するまでの時間（繰り返し時間ＴＲ（Repetition Time））が従来の方法よりも短く、被検体の動きに起因するドリフトはある程度長いスパンで起こるので、繰り返し時間ＴＲから見ると殆ど無視でき、従って被検体の動きに起因するドリフトを抑えることができる。
【００４０】
＜第２実施形態＞
第２実施形態は、第１実施形態において、ステップＳＴ２でスペクトルの差分をとるところまでは同様であり、それ以後のスペクトル処理の方法が異なる。
以下、第２実施形態の磁気共鳴診断装置１の動作例を説明する。
図４は、第２実施形態の磁気共鳴診断装置１の動作例を示すフローチャートである。
【００４１】
ステップＳＴ１１：
図２における第１実施形態のステップＳＴ１と同様に、データ処理部３１は、スペクトルを収集する。
ステップＳＴ１２：
図３（ｃ）の１．に示すように、図２における第１実施形態のステップＳＴ１と同様に、データ処理部３１は、スペクトルの差分ｓｕｂＮをとる。
【００４２】
ステップＳＴ１３：
図３（ｃ）の２．に示すように、データ処理部３１は、ステップＳＴ１２で得たそれぞれのスペクトル差分ｓｕｂＮに対して高速フーリエ変換を施す。
ステップＳＴ１４：
図３（ｃ）の３．に示すように、データ処理部３１は、ステップＳＴ１３で得た各スペクトルのピークを検出する。
【００４３】
ステップＳＴ１５：
図３（ｃ）の４．に示すように、データ処理部３１は、ステップＳＴ１４で得たＦＦＴ（ｓｕｂ２）以降のピークを示す周波数と、ＦＦＴ（ｓｕｂ１）のピークを示す周波数とを合わせる。ピークを示す周波数を合わせる方法については、本発明では限定しない。
ステップＳＴ１６：
図３（ｃ）の５．に示すように、データ処理部３１は、ステップＳＴ１５で得た、ピークを移動させた２回目以降の測定で得たスペクトル差分と、基準とした１回目の測定で得たスペクトル差分を加算する。
【００４４】
以上説明したように、第２実施形態の磁気共鳴診断装置１によれば、ステップＳＴ１５に示すように、２回目以降の測定で得たスペクトル差分のピークを示す周波数を、１回目の測定で得たスペクトル差分のピークを示す周波数に合わせ、更に加算平均をとっているので、周波数ドリフトを補正することができる。
【００４５】
＜第３実施形態＞
第３実施形態は、第１実施形態において、ステップＳＴ２でスペクトルの差分をとるところまでは同様であり、それ以後のスペクトル処理の方法が異なる。
以下、第３実施形態の磁気共鳴診断装置１の動作例を説明する。
図５は、第３実施形態の磁気共鳴診断装置１の動作例を示すフローチャートである。
【００４６】
ステップＳＴ２１：
図２における第１実施形態のステップＳＴ１と同様に、データ処理部３１は、スペクトルを収集する。
ステップＳＴ２２：
図３（ｄ）の１．に示すように、図２における第１実施形態のステップＳＴ１と同様に、データ処理部３１は、スペクトルの差分ｓｕｂＮをとる。
【００４７】
ステップＳＴ２３：
図３（ｄ）の２．に示すように、データ処理部３１は、１回目の測定の差分ｓｕｂ１の位相を検出する。
ステップＳＴ２４：
図３（ｄ）の３．に示すように、データ処理部３１は、ステップＳＴ２３で得た１回目の測定で得た差分ｓｕｂ１の位相を基準として、２回目以降の測定で得た差分ｓｕｂ２以降の位相を１回目の測定で得た差分ｓｕｂ１の位相に合わせる。
この位相補正の方法に関しては、例えば、"Adaptive technique for high-definition MR imaging of moving structures." Ehman RL, Felmlee JP .Radiology. 1989;173(1):255-63.に記載された方法があるが、本発明ではこれを限定しない。
【００４８】
ステップＳＴ２５：
図３（ｄ）の４．に示すように、データ処理部３１は、ステップＳＴ２４で位相補正を行った２回目以降の測定のスペクトル差分と１回目の測定で得たスペクトル差分とを加算し、高速フーリエ変換を施す。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態の磁気共鳴診断装置１では、ステップＳＴ２４に示したように、２回目以降の測定で得たスペクトル差分の位相を１回目の測定で得たスペクトル差分の位相に合わせて位相補正を行う。本来、本実施形態の磁気共鳴診断装置１では、スペクトルの差分をとっているために位相誤差はなくなる筈であるが、長い時間測定を行うと次第にゼロ位相がずれることがある。本実施形態の磁気共鳴診断装置１では、こうした不利益を解消することができる。
【００５０】
＜第４実施形態＞
第４実施形態の磁気共鳴診断装置１について説明する。
第４実施形態の磁気共鳴診断装置１は、スペクトルの取得の仕方が第１実施形態と異なる。
以下、第４実施形態の磁気共鳴診断装置１の動作例を説明する。
図６は、第４実施形態の磁気共鳴診断装置１の動作例を示すフローチャートである。
【００５１】
ステップＳＴ：３１
図３（ｅ）の１．に示すように、データ処理部３１は、第２のパルスシーケンスに対するスペクトルを取得する際に、位相を反転、すなわち１８０度ずらして取得する。つまり、この方法で得られるスペクトルは、位相が反転していない場合と比較して正負が逆転している。ここで、図３（ｅ）の１．では、得られるスペクトルを−ｓ２Ｎ（Ｎは測定の回数を表す）と表している。
なお、第１のパルスシーケンスに対するスペクトルの取得は、第１実施形態と同様に行い、これをｓ１Ｎと表している。
【００５２】
ステップＳＴ３２：
データ処理部３１は、図３（ｅ）の２．に示すように、ステップＳＴ３１において取得したスペクトルを、Ｎ回目に測定したスペクトルごとに加算する。第２のパルスシーケンスに対するスペクトルの符号は反転しているので、実質的には、Ｎ回目に測定したスペクトルごとに差分ｓｕｂＮをとっていることになる。
【００５３】
ステップＳＴ３３：
データ処理部３１は、図３（ｅ）の３．に示すように、ステップＳＴ３２において算出した差分ｓｕｂＮを全て加算したのち高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を施す。
【００５４】
以上説明したように、第４実施形態の磁気共鳴診断装置１では、異なる２つのパルスシーケンスを交互に行い、それぞれのシーケンスで取得したスペクトル差分ｓ１Ｎ及び−ｓ２Ｎを、連続し手取得した２つの異なるシーケンスに対するスペクトルを、測定回数ごとに、実質的には差分をとっているので、データ処理の結果としては第１実施形態と同様である。しかし、第４実施形態の磁気共鳴診断装置１では、第２のパルスシーケンスに対するスペクトルを位相を反転して取得しているため、当該スペクトルの正負が逆転し、第１実施形態においてスペクトルの差分計算を行うステップＳＴ２の代わりにスペクトルの加算計算を行うステップＳＴ３２が実行される。このため、通常の加算平均と同じ処理でスペクトルの差分を得ることができ、データ処理部３１にデータ処理を行わせるためのプログラムやソフト等に従来のものを利用することができるようになる。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態の磁気共鳴診断装置１によれば、異なる２つのパルスシーケンスを交互に行い、それぞれのシーケンスで取得したスペクトル差分ｓ１Ｎ及びｓ２Ｎを、連続して取得した２つの異なるシーケンスに対するスペクトルの差分を、測定回数ごとに計算し、その後で加算平均を行っているので、ｓ１Ｎを取得してからｓ２Ｎを取得するまでの時間が従来の方法よりも短く、被検体の動きに起因するドリフトを抑えることができる。
【００５６】
また、２回目以降の測定で得たスペクトル差分のピークを示す周波数を、１回目の測定で得たスペクトル差分のピークを示す周波数に合わせ、更に加算平均をとるので、周波数ドリフトを補正することができる。
【００５７】
また、２回目以降の測定で得たスペクトル差分の位相を１回目の測定で得たスペクトル差分の位相に合わせて位相補正を行うため、長い時間測定を行うことによって次第にゼロ位相がずれることがあるという不利益を解消することができる。
【００５８】
更に、第２のパルスシーケンスに対するスペクトルを位相を反転して取得するので、当該スペクトルの正負が逆転し、差分計算の代わりに加算計算を行うことができる。このため、通常の加算平均と同じ処理でスペクトルの差分を得ることができ、データ処理部３１にデータ処理を行わせるためのプログラムやソフト等に従来のものを利用することができるようになる。
【００５９】
本発明は上述した実施形態には限定されない。
すなわち、当業者は、本発明の技術的範囲またはその均等の範囲内において、上述した実施形態の構成要素に関し、様々な変更、コンビネーション、サブコンビネーション、並びに代替を行ってもよい。
【００６０】
なお、本実施形態ではプロトンのスペクトルを測定する磁気共鳴イメージング装置について説明したが、例えば、リンや炭素を測定対象にした磁気共鳴イメージング装置にも適用可能である。
また、第２実施形態で説明した周波数補正及び第３実施形態で説明した位相補正は、同時に行ってもよいし、片方のみを実施してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】図１は、磁気共鳴診断装置１の構成を示す構成図である。
【図２】図２は、第１実施形態の磁気共鳴診断装置１の動作例を示すフローチャートである。
【図３】図３は、データ処理部３１が行うスペクトル処理の方法を示す式を示す図である。
【図４】図４は、第２実施形態の磁気共鳴診断装置１の動作例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、第３実施形態の磁気共鳴診断装置１の動作例を示すフローチャートである。
【図６】図６は、第４実施形態の磁気共鳴診断装置１の動作例を示すフローチャートである。
【図７】図７は、ＭＥＧＡ−ＰＲＥＳＳ法のパルスシーケンスを説明するための図である。
【図８】図８は、第１および第２のパルスシーケンスを説明するための図である。
【符号の説明】
【００６２】
１…磁気共鳴診断装置、２…スキャン部、３…操作コンソール部、１２…静磁場マグネット部、１３…勾配コイル部、１４…コイル部、１５…テーブル部、２２…駆動部、２３…勾配駆動部、２４…データ収集部、３０…制御部、３１…データ処理部、３２…操作部、３３…表示部、３４…記憶部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、代謝物質のスペクトルを測定する磁気共鳴イメージング装置及びスペクトル取得方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気共鳴現象を利用したＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置が普及しており、生体内の各臓器の画像診断に不可欠な手法として広く利用されている。
ＭＲＩ装置は、臓器や血管等を画像として捉えることが出来るだけでなく、その高磁場装置によって各種の生体内代謝物質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）を可能にする。
【０００３】
ＭＲＳによって測定する代謝物質は、例えば、グルタチオン（ＧＳＨ：glutathione）やγ−アミノ酪酸（ＧＡＢＡ：gamma aminobutyric acid）等の脳内代謝物質が挙げられる。
体内の代謝物質をＭＲＳによって測定する場合、特に磁気共鳴周波数が近接する上記のような複数の代謝物質では、スペクトルが重なり合って存在しており、これら複数の代謝物質が混在するスペクトルから特定の代謝物質のみスペクトルを分離抽出するためには困難が伴う。これを克服するために、特殊なパルスシーケンスや解析ソフト等を用意する必要がある。
【０００４】
ＭＲＳで用いられるパルスシーケンスには、非特許文献１に記載された、ＭＥＧＡ−ＰＲＥＳＳ法というパルスシーケンスがあげられる。
ＭＥＧＡ−ＰＲＥＳＳは、図７に示すように、９０°パルスに続いて、１８０°パルス、１８０°反転パルス、１８０°パルス、１８０°反転パルスを発するパルスシーケンスである。図７に示すように、９０°パルスと１回目の１８０°パルスとの間の時間はτ１であり、１回目の１８０°パルスと２回目の１８０°パルスとの間はτ１＋τ２であり、２回目の１８０°パルスが発されてからエコー信号が得られるまでの時間はτ２である。
ＭＥＧＡ−ＰＲＥＳＳ法では、１８０°反転パルスを発する第１のパルスシーケンスと、１８０°反転パルスを発さない第２のパルスシーケンスとが交互に実施される。
１８０°反転パルスは、そのパルスの周波数帯域に含まれる水や脂肪等からの信号を抑えることができ、その結果ＭＥＧＡ−ＰＲＥＳＳ法によればＳＮ値の高い信号を得ることができる。
【非特許文献１】“Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｒｅｄｕｃｅｄ Ｇｌｕｔａｔｈｉｏｎｅ（ＧＳＨ） ｉｎ Ｈｕｍａｎ Ｂｒａｉｎ Ｕｓｉｎｇ ＬＣＭｏｄｅｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ−Ｅｄｉｔｅｄ Ｓｐｅｃｔｒａ”，ｂｙ Ｍｅｌｉｓｓａ Ｔｅｒｐｓｔｒａ，Ｐｉｅｒｒｅ−Ｇｉｌｌｅｓ Ｈｅｎｒｙ， ａｎｄ Ｒｏｌｆ Ｇｒｕｅｔｅｒ， Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｉｎ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ ５０， ｐ．１９−２３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、これまでの方法では、代謝物質が生体内に僅かしか存在しないために、スペクトルのＳＮ値が低く、精度のよいスペクトルを得るために、スペクトルの加算平均化を行う。そのため、生体の動きや静磁場の変動、それに伴う位相の変動等によるドリフトが問題になる、という不利益があった。
また、精度のよいスペクトルを得ることが出来たとしても、その後に差分をとるために、煩雑な計算を行わなければならない、という不利益があった。
本発明は、上述した不利益を解消するために、差分スペクトルをとって代謝物を測定する際に、良好なスペクトルをとる磁気共鳴イメージング装置及びスペクトル取得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】
【０００６】
上述した目的の達成するために、第１の観点の発明の磁気共鳴イメージング装置は、ＭＥＧＡ−ＰＲＥＳＳ法のパルスシーケンスを実施する磁気共鳴イメージング装置であって、ＭＥＧＡ−ＰＲＥＳＳ法の第１のパルスシーケンスとＭＥＧＡ−ＰＲＥＳＳ法の第２のパルスシーケンスとを交互に実施するように制御する制御部と、前記第１および第２のパルスシーケンスにおいて、被検体の特定領域内に存在する特定の原子が励起されて発する電磁波として収集された磁気共鳴信号を処理し、スペクトルを取得するデータ処理部と、を有し、前記制御部は、１８０°反転パルスを発する第１のパルスシーケンスと、１８０°反転パルスを発しない第２のエコー時間を有する第２のパルスシーケンスとを交互に実施するように制御し、前記データ処理部は、前記第１のパルスシーケンスに対する第１のスペクトルと前記第２のパルスシーケンスに対する第２のスペクトルとを取得し、前記前記第１のスペクトルと前記第２のスペクトルとの差分をとることにより前記被検体に関するスペクトルイメージを得る。
【０００７】
好適には、前記データ処理部は、前記第１及び前記第２のスペクトルの差分を加算平均する。
【０００８】
好適には、前記データ処理部は、複数回収集した前記前記第１および前記第２のスペクトルの差分に対してピーク検出を行い、２回目以降に収集したスペクトル差分を１回目に収集したスペクトル差分のピークに合わせた後、全てのスペクトル差分を加算平均する。
【０００９】
好適には、前記データ処理部は、複数回収集した前記前記第１および前記第２のスペクトルの差分に対して位相検出を行い、２回目以降に収集したスペクトル差分を１回目に収集したスペクトル差分の位相に合わせた後、全てのスペクトル差分を加算平均する。
【００１０】
好適には、前記データ処理部は、複数回収集した前記前記第１および前記第２のスペクトルの差分に対してピーク検出を行い、２回目以降に収集したスペクトル差分を１回目に収集したスペクトル差分のピークに合わせた後、全てのスペクトル差分を加算平均し、更に前記データ処理部は、複数回収集した前記前記第１および前記第２のスペクトルの差分に対して位相検出を行い、２回目以降に収集したスペクトル差分を１回目に収集したスペクトル差分の位相に合わせた後、全てのスペクトル差分を加算平均する。
【００１１】
好適には、前記データ処理部は、前記第２のパルスシーケンスからの磁気共鳴信号を位相を反転させて受信することで正負反転した第２のスペクトルを取得し、前記第１のスペクトルと前記第２のスペクトルとを加算することでスペクトル差分を得る。
【００１２】
第２の観点の発明のスペクトル取得方法は、ＭＥＧＡ−ＰＲＥＳＳ法のパルスシーケンスを実施する磁気共鳴イメージング装置のスペクトル取得方法であって、制御部が第１の工程と、データ処理部が被検体の特定領域内に存在する特定の原子が励起されて発する電磁波として収集された磁気共鳴信号を処理し、スペクトルを取得するデータ処理部とを有し、ＭＥＧＡ−ＰＲＥＳＳ法の第１のパルスシーケンスとＭＥＧＡ−ＰＲＥＳＳ法の第２のパルスシーケンスとを交互に実施するように制御する制御部が、１８０°反転パルスを発する第１のパルスシーケンスと、１８０°反転パルスを発しない第２のエコー時間を有する第２のパルスシーケンスとを交互に実施するように制御する第１の工程と、前記第１および第２のパルスシーケンスにおいて、被検体の特定領域内に存在する特定の原子が励起されて発する電磁波として収集された磁気共鳴信号を処理し、スペクトルを取得するデータ処理部が、前記第１のパルスシーケンスに対する第１のスペクトルと前記第２のパルスシーケンスに対する第２のスペクトルとを取得し、前記前記第１のスペクトルと前記第２のスペクトルとの差分をとることにより前記被検体に関するスペクトルイメージを得る第２の工程とを有する。
【００１３】
好適には、前記第１及び前記第２のスペクトルの差分を加算平均する第３の工程を更に有する。
【発明の効果】
【００１４】
差分スペクトルをとって代謝物を測定する際に、良好なスペクトルをとる磁気共鳴イメージング装置及びスペクトル取得方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、磁気共鳴診断装置１の構成を示す構成図である。
【００１６】
図１に示すように、磁気共鳴診断装置１は、スキャン部２と、操作コンソール部３とを有する。
【００１７】
スキャン部２について説明する。
【００１８】
スキャン部２は、図１に示すように、静磁場マグネット部１２と、勾配コイル部１３と、ＲＦコイル部１４と、テーブル部１５とを有しており、静磁場が形成された撮像空間内において、被検体ＳＵの撮影領域を励起するように被検体ＳＵに電磁波を照射し、その被検体ＳＵの撮影領域において発生する磁気共鳴信号を得るスキャンを実施する。
【００１９】
スキャン部２の各構成要素について、順次、説明する。
【００２０】
静磁場マグネット部１２は、たとえば、一対の永久磁石により構成されており、被検体ＳＵが収容される撮像空間に静磁場を形成する。ここでは、静磁場マグネット部１２は、被検体ＳＵの体軸方向に対して垂直な方向Ｚに静磁場の方向が沿うように静磁場を形成する。なお、静磁場マグネット部１２は、超伝導磁石により構成されていてもよい。
【００２１】
勾配コイル部１３は、静磁場が形成された撮像空間に勾配磁場を形成し、ＲＦコイル部１４が受信する磁気共鳴信号に空間位置情報を付加する。ここでは、勾配コイル部１３は、ｘ方向とｙ方向とｚ方向との３系統からなり、撮像条件に応じて、周波数エンコード方向と位相エンコード方向とスライス選択方向とのそれぞれに勾配磁場を形成する。具体的には、勾配コイル部１３は、被検体ＳＵのスライス選択方向に勾配磁場を印加し、ＲＦコイル部１４がＲＦパルスを送信することによって励起させる被検体ＳＵのスライスを選択する。また、勾配コイル部１３は、被検体ＳＵの位相エンコード方向に勾配磁場を印加し、ＲＦパルスにより励起されたスライスからの磁気共鳴信号を位相エンコードする。そして、勾配コイル部１３は、被検体ＳＵの周波数エンコード方向に勾配磁場を印加し、ＲＦパルスにより励起されたスライスからの磁気共鳴信号を周波数エンコードする。
【００２２】
ＲＦコイル部１４は、図１に示すように、被検体ＳＵの撮像領域を囲むように配置される。ＲＦコイル部１４は、静磁場マグネット部１２によって静磁場が形成される撮像空間内において、電磁波であるＲＦパルスを被検体ＳＵに送信して高周波磁場を形成し、被検体ＳＵの撮像領域におけるプロトンのスピンを励起する。そして、ＲＦコイル部１４は、その励起された被検体ＳＵ内のプロトンから発生する電磁波を磁気共鳴信号として受信する。
【００２３】
テーブル部１５は、被検体ＳＵを載置する台を有する。テーブル部１５は、制御部３０からの制御信号に基づいて、撮像空間の内部と外部との間を移動する。
【００２４】
操作コンソール部３について説明する。
【００２５】
操作コンソール部３は、図１に示すように、ＲＦ駆動部２２と、勾配駆動部２３と、データ収集部２４と、制御部３０と、データ処理部３１と、操作部３２と、表示部３３と、記憶部３４とを有する。
【００２６】
操作コンソール部３の各構成要素について、順次、説明する。
【００２７】
ＲＦ駆動部２２は、ＲＦコイル部１４を駆動させて撮像空間内にＲＦパルスを送信させて高周波磁場を形成する。ＲＦ駆動部２２は、制御部３０からの制御信号に基づいて、ゲート変調器を用いてＲＦ発振器からの信号を所定のタイミングおよび所定の包絡線の信号に変調した後に、そのゲート変調器により変調された信号を、ＲＦ電力増幅器によって増幅してＲＦコイル部１４に出力し、ＲＦパルスを送信させる。
【００２８】
勾配駆動部２３は、制御部３０からの制御信号に基づいて、勾配パルスを勾配コイル部１３に印加して駆動させ、静磁場が形成されている撮像空間内に勾配磁場を発生させる。勾配駆動部２３は、３系統の勾配コイル部１３に対応して３系統の駆動回路（図示なし）を有する。
【００２９】
データ収集部２４は、制御部３０からの制御信号に基づいて、ＲＦコイル部１４が受信する受信信号（受信エコー）を収集する。ここでは、データ収集部２４は、ＲＦコイル部１４が受信する受信エコーをＲＦ駆動部２２のＲＦ発振器の出力を参照信号として位相検波器が位相検波する。その後、Ａ／Ｄ変換器を用いて、このアナログ信号である受信エコーをデジタル信号に変換して出力する。
【００３０】
制御部３０は、コンピュータと、コンピュータを用いて所定のスキャンに対応する動作を各部に実行させるプログラムとを有しており、各部を制御する。
制御部３０は、操作部３２からの操作データが入力され、その操作部３２から入力される操作データに基づいて、ＲＦ駆動部２２と勾配駆動部２３とデータ収集部２４とのそれぞれに、所定のスキャンを実行させる制御信号を出力し制御を行うと共に、データ処理部３１と表示部３３と記憶部３４とへ制御信号を出力し制御を行う。
【００３１】
制御部３０は、ＲＦ駆動部２２と勾配駆動部２３とデータ収集部２４とのそれぞれに、所定のスキャンを実行させる制御信号を出力し制御を行う際に、例えば、図８に示すＭＥＧＡ−ＰＲＥＳＳ法のパルスシーケンスを使用する。制御部３０は、２つの異なるパルスシーケンスを交互に実施し、それぞれのパルスシーケンスにおいて測定を行う。
【００３２】
データ処理部３１は、コンピュータと、そのコンピュータに所定のデータ処理を実行させるプログラムとを有しており、データ収集部２４が出力した受信エコーを逆フーリエ変換することにより、被検体内の限定された領域に存在する代謝物質、例えば、グルタチオン（ＧＳＨ）やγ−アミノ酪酸（ＧＡＢＡ）のスペクトルを取得する。
また、データ処理部３１は、上述したように、制御部３０に異なるパルスシーケンスを交互に実施させて測定を行い、これらの差分を算出する。
【００３３】
操作部３２は、キーボードやポインティングデバイスなどの操作デバイスにより構成されている。操作部３２は、オペレータによって操作データが入力され、その操作データを制御部３０に出力する。
【００３４】
表示部３３は、ＣＲＴなどの表示デバイスにより構成されており、制御部３０からの制御信号に基づいて、表示画面に画像を表示する。たとえば、表示部３３は、オペレータによって操作部３２に操作データが入力される入力項目についての画像を表示画面に複数表示する。また、表示部３３は、スペクトルのデータをデータ処理部３１から受け、表示画面に表示する。
【００３５】
記憶部３４は、メモリにより構成されており、各種データを記憶している。記憶部３４は、その記憶されたデータが必要に応じて制御部３０によってアクセスされる。
【００３６】
次に、本実施形態の磁気共鳴診断装置１の動作例を説明する。
図２は、第１実施形態の磁気共鳴診断装置１の動作例を示すフローチャートである。
ステップＳＴ１：
データ処理部３１は、図８に示すＭＥＧＡ−ＰＲＥＳＳ法のパルスシーケンスにより、データ収集対象の代謝物質のスペクトルを収集する。
ここで、制御部３０は、２つの異なるパルスシーケンスを交互に繰り返す。すなわち、例えば、図８（ａ）に示すように、９０°パルス、１８０°パルス、１８０°反転パルス、１８０°パルス、１８０°反転パルスの順に発する第１のパルスシーケンスと、図８（ｂ）に示すように、９０°パルス、１８０°パルス、１８０°パルスを発する第２のパルスシーケンスとを交互に複数回繰り返し、それぞれのパルスシーケンスに対してスペクトルを収集する。こうして収集したスペクトルを、第１のパルスシーケンスに対するスペクトルをｓ１Ｎ（Ｎは正整数であり、何回目の測定で取得したスペクトルかを表す）第２のパルスシーケンスに対するスペクトルをｓ２Ｎと表す。
本ステップにおいてデータ処理部３１は、すなわち、ｓ１１、ｓ２１、ｓ１２、ｓ２２、ｓ１３、ｓ２３…の順にスペクトルを取得する。
【００３７】
ステップＳＴ２：
データ処理部３１は、図３（ｂ）の１．に示すように、ｓ１１−ｓ２１、ｓ１２−ｓ２２、ｓ１３−ｓ２３…のように、交互にとった２通りのパルスシーケンスに対するスペクトルの差分を、Ｎ回目の測定ごとにとる。
図３は、データ処理部３１が行うスペクトル処理の方法を示す式を示す図である。
図３では、Ｎ回目の測定で取得したスペクトルの差分ｓ１Ｎ−ｓ２ＮをｓｕｂＮと表している。
【００３８】
ステップＳＴ３：
データ処理部３１は、図３（ｂ）の２．に示すように、ステップＳＴ２において算出した差分ｓｕｂＮを全て加算したのち高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を施す。
【００３９】
以上説明したように、本実施形態の磁気共鳴診断装置１によれば、異なる２つのパルスシーケンスを交互に行い、それぞれのシーケンスで取得したスペクトル差分ｓ１Ｎ及びｓ２Ｎを、図３（ａ）に示す従来の方法のように、同じパルスシーケンスに対するスペクトルを加算平均してから差分をとるのではなく、図３（ｂ）に示すように、連続して取得した２つの異なるシーケンスに対するスペクトルの差分を、測定回数ごとに計算し、その後で加算平均を行っているので、ｓ１Ｎを取得してからｓ２Ｎを取得するまでの時間（繰り返し時間ＴＲ（Repetition Time））が従来の方法よりも短く、被検体の動きに起因するドリフトはある程度長いスパンで起こるので、繰り返し時間ＴＲから見ると殆ど無視でき、従って被検体の動きに起因するドリフトを抑えることができる。
【００４０】
＜第２実施形態＞
第２実施形態は、第１実施形態において、ステップＳＴ２でスペクトルの差分をとるところまでは同様であり、それ以後のスペクトル処理の方法が異なる。
以下、第２実施形態の磁気共鳴診断装置１の動作例を説明する。
図４は、第２実施形態の磁気共鳴診断装置１の動作例を示すフローチャートである。
【００４１】
ステップＳＴ１１：
図２における第１実施形態のステップＳＴ１と同様に、データ処理部３１は、スペクトルを収集する。
ステップＳＴ１２：
図３（ｃ）の１．に示すように、図２における第１実施形態のステップＳＴ１と同様に、データ処理部３１は、スペクトルの差分ｓｕｂＮをとる。
【００４２】
ステップＳＴ１３：
図３（ｃ）の２．に示すように、データ処理部３１は、ステップＳＴ１２で得たそれぞれのスペクトル差分ｓｕｂＮに対して高速フーリエ変換を施す。
ステップＳＴ１４：
図３（ｃ）の３．に示すように、データ処理部３１は、ステップＳＴ１３で得た各スペクトルのピークを検出する。
【００４３】
ステップＳＴ１５：
図３（ｃ）の４．に示すように、データ処理部３１は、ステップＳＴ１４で得たＦＦＴ（ｓｕｂ２）以降のピークを示す周波数と、ＦＦＴ（ｓｕｂ１）のピークを示す周波数とを合わせる。ピークを示す周波数を合わせる方法については、本発明では限定しない。
ステップＳＴ１６：
図３（ｃ）の５．に示すように、データ処理部３１は、ステップＳＴ１５で得た、ピークを移動させた２回目以降の測定で得たスペクトル差分と、基準とした１回目の測定で得たスペクトル差分を加算する。
【００４４】
以上説明したように、第２実施形態の磁気共鳴診断装置１によれば、ステップＳＴ１５に示すように、２回目以降の測定で得たスペクトル差分のピークを示す周波数を、１回目の測定で得たスペクトル差分のピークを示す周波数に合わせ、更に加算平均をとっているので、周波数ドリフトを補正することができる。
【００４５】
＜第３実施形態＞
第３実施形態は、第１実施形態において、ステップＳＴ２でスペクトルの差分をとるところまでは同様であり、それ以後のスペクトル処理の方法が異なる。
以下、第３実施形態の磁気共鳴診断装置１の動作例を説明する。
図５は、第３実施形態の磁気共鳴診断装置１の動作例を示すフローチャートである。
【００４６】
ステップＳＴ２１：
図２における第１実施形態のステップＳＴ１と同様に、データ処理部３１は、スペクトルを収集する。
ステップＳＴ２２：
図３（ｄ）の１．に示すように、図２における第１実施形態のステップＳＴ１と同様に、データ処理部３１は、スペクトルの差分ｓｕｂＮをとる。
【００４７】
ステップＳＴ２３：
図３（ｄ）の２．に示すように、データ処理部３１は、１回目の測定の差分ｓｕｂ１の位相を検出する。
ステップＳＴ２４：
図３（ｄ）の３．に示すように、データ処理部３１は、ステップＳＴ２３で得た１回目の測定で得た差分ｓｕｂ１の位相を基準として、２回目以降の測定で得た差分ｓｕｂ２以降の位相を１回目の測定で得た差分ｓｕｂ１の位相に合わせる。
この位相補正の方法に関しては、例えば、"Adaptive technique for high-definition MR imaging of moving structures." Ehman RL, Felmlee JP .Radiology. 1989;173(1):255-63.に記載された方法があるが、本発明ではこれを限定しない。
【００４８】
ステップＳＴ２５：
図３（ｄ）の４．に示すように、データ処理部３１は、ステップＳＴ２４で位相補正を行った２回目以降の測定のスペクトル差分と１回目の測定で得たスペクトル差分とを加算し、高速フーリエ変換を施す。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態の磁気共鳴診断装置１では、ステップＳＴ２４に示したように、２回目以降の測定で得たスペクトル差分の位相を１回目の測定で得たスペクトル差分の位相に合わせて位相補正を行う。本来、本実施形態の磁気共鳴診断装置１では、スペクトルの差分をとっているために位相誤差はなくなる筈であるが、長い時間測定を行うと次第にゼロ位相がずれることがある。本実施形態の磁気共鳴診断装置１では、こうした不利益を解消することができる。
【００５０】
＜第４実施形態＞
第４実施形態の磁気共鳴診断装置１について説明する。
第４実施形態の磁気共鳴診断装置１は、スペクトルの取得の仕方が第１実施形態と異なる。
以下、第４実施形態の磁気共鳴診断装置１の動作例を説明する。
図６は、第４実施形態の磁気共鳴診断装置１の動作例を示すフローチャートである。
【００５１】
ステップＳＴ：３１
図３（ｅ）の１．に示すように、データ処理部３１は、第２のパルスシーケンスに対するスペクトルを取得する際に、位相を反転、すなわち１８０度ずらして取得する。つまり、この方法で得られるスペクトルは、位相が反転していない場合と比較して正負が逆転している。ここで、図３（ｅ）の１．では、得られるスペクトルを−ｓ２Ｎ（Ｎは測定の回数を表す）と表している。
なお、第１のパルスシーケンスに対するスペクトルの取得は、第１実施形態と同様に行い、これをｓ１Ｎと表している。
【００５２】
ステップＳＴ３２：
データ処理部３１は、図３（ｅ）の２．に示すように、ステップＳＴ３１において取得したスペクトルを、Ｎ回目に測定したスペクトルごとに加算する。第２のパルスシーケンスに対するスペクトルの符号は反転しているので、実質的には、Ｎ回目に測定したスペクトルごとに差分ｓｕｂＮをとっていることになる。
【００５３】
ステップＳＴ３３：
データ処理部３１は、図３（ｅ）の３．に示すように、ステップＳＴ３２において算出した差分ｓｕｂＮを全て加算したのち高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を施す。
【００５４】
以上説明したように、第４実施形態の磁気共鳴診断装置１では、異なる２つのパルスシーケンスを交互に行い、それぞれのシーケンスで取得したスペクトル差分ｓ１Ｎ及び−ｓ２Ｎを、連続し手取得した２つの異なるシーケンスに対するスペクトルを、測定回数ごとに、実質的には差分をとっているので、データ処理の結果としては第１実施形態と同様である。しかし、第４実施形態の磁気共鳴診断装置１では、第２のパルスシーケンスに対するスペクトルを位相を反転して取得しているため、当該スペクトルの正負が逆転し、第１実施形態においてスペクトルの差分計算を行うステップＳＴ２の代わりにスペクトルの加算計算を行うステップＳＴ３２が実行される。このため、通常の加算平均と同じ処理でスペクトルの差分を得ることができ、データ処理部３１にデータ処理を行わせるためのプログラムやソフト等に従来のものを利用することができるようになる。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態の磁気共鳴診断装置１によれば、異なる２つのパルスシーケンスを交互に行い、それぞれのシーケンスで取得したスペクトル差分ｓ１Ｎ及びｓ２Ｎを、連続して取得した２つの異なるシーケンスに対するスペクトルの差分を、測定回数ごとに計算し、その後で加算平均を行っているので、ｓ１Ｎを取得してからｓ２Ｎを取得するまでの時間が従来の方法よりも短く、被検体の動きに起因するドリフトを抑えることができる。
【００５６】
また、２回目以降の測定で得たスペクトル差分のピークを示す周波数を、１回目の測定で得たスペクトル差分のピークを示す周波数に合わせ、更に加算平均をとるので、周波数ドリフトを補正することができる。
【００５７】
また、２回目以降の測定で得たスペクトル差分の位相を１回目の測定で得たスペクトル差分の位相に合わせて位相補正を行うため、長い時間測定を行うことによって次第にゼロ位相がずれることがあるという不利益を解消することができる。
【００５８】
更に、第２のパルスシーケンスに対するスペクトルを位相を反転して取得するので、当該スペクトルの正負が逆転し、差分計算の代わりに加算計算を行うことができる。このため、通常の加算平均と同じ処理でスペクトルの差分を得ることができ、データ処理部３１にデータ処理を行わせるためのプログラムやソフト等に従来のものを利用することができるようになる。
【００５９】
本発明は上述した実施形態には限定されない。
すなわち、当業者は、本発明の技術的範囲またはその均等の範囲内において、上述した実施形態の構成要素に関し、様々な変更、コンビネーション、サブコンビネーション、並びに代替を行ってもよい。
【００６０】
なお、本実施形態ではプロトンのスペクトルを測定する磁気共鳴イメージング装置について説明したが、例えば、リンや炭素を測定対象にした磁気共鳴イメージング装置にも適用可能である。
また、第２実施形態で説明した周波数補正及び第３実施形態で説明した位相補正は、同時に行ってもよいし、片方のみを実施してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】図１は、磁気共鳴診断装置１の構成を示す構成図である。
【図２】図２は、第１実施形態の磁気共鳴診断装置１の動作例を示すフローチャートである。
【図３】図３は、データ処理部３１が行うスペクトル処理の方法を示す式を示す図である。
【図４】図４は、第２実施形態の磁気共鳴診断装置１の動作例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、第３実施形態の磁気共鳴診断装置１の動作例を示すフローチャートである。
【図６】図６は、第４実施形態の磁気共鳴診断装置１の動作例を示すフローチャートである。
【図７】図７は、ＭＥＧＡ−ＰＲＥＳＳ法のパルスシーケンスを説明するための図である。
【図８】図８は、第１および第２のパルスシーケンスを説明するための図である。
【符号の説明】
【００６２】
１…磁気共鳴診断装置、２…スキャン部、３…操作コンソール部、１２…静磁場マグネット部、１３…勾配コイル部、１４…コイル部、１５…テーブル部、２２…駆動部、２３…勾配駆動部、２４…データ収集部、３０…制御部、３１…データ処理部、３２…操作部、３３…表示部、３４…記憶部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＥＧＡ−ＰＲＥＳＳ法のパルスシーケンスを実施する磁気共鳴イメージング装置であって、
ＭＥＧＡ−ＰＲＥＳＳ法の第１のパルスシーケンスとＭＥＧＡ−ＰＲＥＳＳ法の第２のパルスシーケンスとを交互に実施するように制御する制御部と、
前記第１および第２のパルスシーケンスにおいて、被検体の特定領域内に存在する特定の原子が励起されて発する電磁波として収集された磁気共鳴信号を処理し、スペクトルを取得するデータ処理部と、
を有し、
前記制御部は、１８０°反転パルスを発する第１のパルスシーケンスと、１８０°反転パルスを発しない第２のエコー時間を有する第２のパルスシーケンスとを交互に実施するように制御し、
前記データ処理部は、前記第１のパルスシーケンスに対する第１のスペクトルと前記第２のパルスシーケンスに対する第２のスペクトルとを取得し、前記前記第１のスペクトルと前記第２のスペクトルとの差分をとることにより前記被検体に関するスペクトルイメージを得る
磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
前記データ処理部は、前記第１及び前記第２のスペクトルの差分を加算平均する
請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
前記データ処理部は、複数回収集した前記前記第１および前記第２のスペクトルの差分に対してピーク検出を行い、２回目以降に収集したスペクトル差分を１回目に収集したスペクトル差分のピークに合わせた後、全てのスペクトル差分を加算平均する
請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
前記データ処理部は、複数回収集した前記前記第１および前記第２のスペクトルの差分に対して位相検出を行い、２回目以降に収集したスペクトル差分を１回目に収集したスペクトル差分の位相に合わせた後、全てのスペクトル差分を加算平均する
請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記データ処理部は、複数回収集した前記前記第１および前記第２のスペクトルの差分に対してピーク検出を行い、２回目以降に収集したスペクトル差分を１回目に収集したスペクトル差分のピークに合わせた後、全てのスペクトル差分を加算平均し、
更に前記データ処理部は、複数回収集した前記前記第１および前記第２のスペクトルの差分に対して位相検出を行い、２回目以降に収集したスペクトル差分を１回目に収集したスペクトル差分の位相に合わせた後、全てのスペクトル差分を加算平均する
請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
前記データ処理部は、前記第２のパルスシーケンスからの磁気共鳴信号を位相を反転させて受信することで正負反転した第２のスペクトルを取得し、前記第１のスペクトルと前記第２のスペクトルとを加算することでスペクトル差分を得る
請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
ＭＥＧＡ−ＰＲＥＳＳ法のパルスシーケンスを実施する磁気共鳴イメージング装置のスペクトル取得方法であって、
制御部が第１の工程と、
データ処理部が被検体の特定領域内に存在する特定の原子が励起されて発する電磁波として収集された磁気共鳴信号を処理し、スペクトルを取得するデータ処理部と
を有し、
ＭＥＧＡ−ＰＲＥＳＳ法の第１のパルスシーケンスとＭＥＧＡ−ＰＲＥＳＳ法の第２のパルスシーケンスとを交互に実施するように制御する制御部が、１８０°反転パルスを発する第１のパルスシーケンスと、１８０°反転パルスを発しない第２のエコー時間を有する第２のパルスシーケンスとを交互に実施するように制御する第１の工程と、
前記第１および第２のパルスシーケンスにおいて、被検体の特定領域内に存在する特定の原子が励起されて発する電磁波として収集された磁気共鳴信号を処理し、スペクトルを取得するデータ処理部が、前記第１のパルスシーケンスに対する第１のスペクトルと前記第２のパルスシーケンスに対する第２のスペクトルとを取得し、前記前記第１のスペクトルと前記第２のスペクトルとの差分をとることにより前記被検体に関するスペクトルイメージを得る第２の工程と
を有するスペクトル取得方法。
【請求項８】
前記第１及び前記第２のスペクトルの差分を加算平均する第３の工程
を更に有する請求項７に記載のスペクトル取得方法。
【請求項１】
ＭＥＧＡ−ＰＲＥＳＳ法のパルスシーケンスを実施する磁気共鳴イメージング装置であって、
ＭＥＧＡ−ＰＲＥＳＳ法の第１のパルスシーケンスとＭＥＧＡ−ＰＲＥＳＳ法の第２のパルスシーケンスとを交互に実施するように制御する制御部と、
前記第１および第２のパルスシーケンスにおいて、被検体の特定領域内に存在する特定の原子が励起されて発する電磁波として収集された磁気共鳴信号を処理し、スペクトルを取得するデータ処理部と、
を有し、
前記制御部は、１８０°反転パルスを発する第１のパルスシーケンスと、１８０°反転パルスを発しない第２のエコー時間を有する第２のパルスシーケンスとを交互に実施するように制御し、
前記データ処理部は、前記第１のパルスシーケンスに対する第１のスペクトルと前記第２のパルスシーケンスに対する第２のスペクトルとを取得し、前記前記第１のスペクトルと前記第２のスペクトルとの差分をとることにより前記被検体に関するスペクトルイメージを得る
磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
前記データ処理部は、前記第１及び前記第２のスペクトルの差分を加算平均する
請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
前記データ処理部は、複数回収集した前記前記第１および前記第２のスペクトルの差分に対してピーク検出を行い、２回目以降に収集したスペクトル差分を１回目に収集したスペクトル差分のピークに合わせた後、全てのスペクトル差分を加算平均する
請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
前記データ処理部は、複数回収集した前記前記第１および前記第２のスペクトルの差分に対して位相検出を行い、２回目以降に収集したスペクトル差分を１回目に収集したスペクトル差分の位相に合わせた後、全てのスペクトル差分を加算平均する
請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記データ処理部は、複数回収集した前記前記第１および前記第２のスペクトルの差分に対してピーク検出を行い、２回目以降に収集したスペクトル差分を１回目に収集したスペクトル差分のピークに合わせた後、全てのスペクトル差分を加算平均し、
更に前記データ処理部は、複数回収集した前記前記第１および前記第２のスペクトルの差分に対して位相検出を行い、２回目以降に収集したスペクトル差分を１回目に収集したスペクトル差分の位相に合わせた後、全てのスペクトル差分を加算平均する
請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
前記データ処理部は、前記第２のパルスシーケンスからの磁気共鳴信号を位相を反転させて受信することで正負反転した第２のスペクトルを取得し、前記第１のスペクトルと前記第２のスペクトルとを加算することでスペクトル差分を得る
請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
ＭＥＧＡ−ＰＲＥＳＳ法のパルスシーケンスを実施する磁気共鳴イメージング装置のスペクトル取得方法であって、
制御部が第１の工程と、
データ処理部が被検体の特定領域内に存在する特定の原子が励起されて発する電磁波として収集された磁気共鳴信号を処理し、スペクトルを取得するデータ処理部と
を有し、
ＭＥＧＡ−ＰＲＥＳＳ法の第１のパルスシーケンスとＭＥＧＡ−ＰＲＥＳＳ法の第２のパルスシーケンスとを交互に実施するように制御する制御部が、１８０°反転パルスを発する第１のパルスシーケンスと、１８０°反転パルスを発しない第２のエコー時間を有する第２のパルスシーケンスとを交互に実施するように制御する第１の工程と、
前記第１および第２のパルスシーケンスにおいて、被検体の特定領域内に存在する特定の原子が励起されて発する電磁波として収集された磁気共鳴信号を処理し、スペクトルを取得するデータ処理部が、前記第１のパルスシーケンスに対する第１のスペクトルと前記第２のパルスシーケンスに対する第２のスペクトルとを取得し、前記前記第１のスペクトルと前記第２のスペクトルとの差分をとることにより前記被検体に関するスペクトルイメージを得る第２の工程と
を有するスペクトル取得方法。
【請求項８】
前記第１及び前記第２のスペクトルの差分を加算平均する第３の工程
を更に有する請求項７に記載のスペクトル取得方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−１５９９２８（Ｐ２００７−１５９９２８Ａ）
【公開日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３６２２５６（Ｐ２００５−３６２２５６）
【出願日】平成１７年１２月１５日（２００５．１２．１５）
【出願人】（３０００１９２３８）ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー (1,125)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月２８日（２００７．６．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月１５日（２００５．１２．１５）
【出願人】（３０００１９２３８）ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー (1,125)
【Ｆターム（参考）】
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