磁気共鳴イメージング装置
【課題】代謝物スペクトルの位相の補正精度を向上させる。
【解決手段】代謝物シーケンスＭのＲＦパルスＰ１、Ｐ２、およびＰ３の送信周波数ｆｍを、観測したい代謝物の化学シフトに基づいて、２．６ｐｐｍに対応する周波数に設定する。一方、水シーケンスＷのＲＦパルスＰ１１、Ｐ１２、およびＰ１３の送信周波数ｆｗを、水の化学シフト４．７ｐｐｍに対応する周波数に設定する。このように送信周波数を設定して代謝物シーケンスＭおよび水シーケンスＷを実行し、水スペクトルを用いて、代謝物スペクトルの位相を補正する。
【解決手段】代謝物シーケンスＭのＲＦパルスＰ１、Ｐ２、およびＰ３の送信周波数ｆｍを、観測したい代謝物の化学シフトに基づいて、２．６ｐｐｍに対応する周波数に設定する。一方、水シーケンスＷのＲＦパルスＰ１１、Ｐ１２、およびＰ１３の送信周波数ｆｗを、水の化学シフト４．７ｐｐｍに対応する周波数に設定する。このように送信周波数を設定して代謝物シーケンスＭおよび水シーケンスＷを実行し、水スペクトルを用いて、代謝物スペクトルの位相を補正する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、代謝物スペクトルを取得する磁気共鳴イメージング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、生体内の微少な代謝物のスペクトルを観測し、画像化することができるＭＲＳＩ（Magnetic
Resonance Spectroscopic Imaging）が普及している（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2001-346779号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図５は、代謝物スペクトルを取得するために使用される代謝物シーケンスの一例を示す図、図６は、代謝物シーケンスの励起領域の一例を示す図である。図６では、頭部のアキシャル断面内での励起領域ＲＭが示されている。
【０００５】
代謝物シーケンスＭは、ＲＦパルスＰ１、Ｐ２、およびＰ３を有している。これらのＲＦパルスＰ１、Ｐ２、およびＰ３の送信周波数ｆｍは、観測したい代謝物の化学シフトによる周波数のずれを考慮して設定される。例えば、代謝物として、ＮＡＡ（N-acetyl-L-aspartate）およびコリン（choline）を観測したい場合、ＲＦパルスＰ１、Ｐ２、およびＰ３の送信周波数ｆｍは、ＮＡＡの化学シフト（２．００ｐｐｍ）とコリンの化学シフト（３．２ｐｐｍ）との中間値２．６ｐｐｍに対応する周波数に設定される。
【０００６】
尚、頭部は、脳室などに大量の水を含んでいるので、代謝物の信号と一緒に水の信号も収集してしまうと、代謝物のスペクトルのピークが水のスペクトルのピークの裾野に隠れてしまい、代謝物を観測できなくなる。そこで、代謝物シーケンスＭは、水の信号を抑圧するための水抑圧用シーケンス部Ｍａを有している。水抑圧用シーケンス部Ｍａに含まれる水抑圧用ＲＦパルスＰ０の送信周波数ｆ０は、水の化学シフト４．７ｐｐｍに対応する周波数に設定されている。したがって、水抑圧用シーケンス部Ｍａによって、水の信号を抑制することができ、励起領域ＲＭの代謝物スペクトルを観測することができる。
【０００７】
ただし、観測される代謝物スペクトルは、渦電流などが原因で、位相が変動してしまうので、位相を補正する必要がある。そこで、水スペクトルを用いて代謝物の位相を補正する方法が知られている（Klose U，In vivo proton
spectroscopy in presence of eddy currents. Magn Reson Med. 1990 Apr;14(1):26-30）。
【０００８】
図７は、水スペクトルを取得するための水シーケンスの一例を示す図である。
図７に示す水シーケンスＷは、図５に示す代謝物シーケンスＭから水抑圧用シーケンス部Ｍａを除くことにより得られる水シーケンスＷを示す図である。図７に示す水シーケンスＷは、水抑圧用シーケンス部Ｍａが除かれているので、水シーケンスＷを実行することにより、水スペクトルを取得することができる。したがって、取得した水スペクトルを用いて、代謝物スペクトルの位相を補正することができる。
【０００９】
しかし、図７に示す水シーケンスＷにより取得した水スペクトルを用いて代謝物スペクトルの位相を補正すると、以下の問題がある。
【００１０】
図８は、問題点を説明する図である。
水シーケンスＷは、図５に示す代謝物シーケンスＭから、水抑圧用シーケンス部Ｍａを除くことによって得られたシーケンスである。したがって、水シーケンスＷのＲＦパルスＰ１、Ｐ２、およびＰ３の送信周波数ｆｍは、観測したい代謝物の化学シフトに基づいて設定された値（２．６ｐｐｍ）になっている。しかし、水の化学シフトは４．７ｐｐｍであるので、水シーケンスＷを実行した場合、化学シフトの違いによって、水スペクトルが得られる励起領域ＲＷは、代謝物スペクトルが得られる励起領域ＲＭからずれてしまう。この場合、励起領域ＲＷと励起領域ＲＭとの間の位置ずれによって、代謝物スペクトルの位相の補正精度が悪くなってしまうという問題がある。したがって、代謝物スペクトルの位相の補正精度を向上させることが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の態様は、所定の領域を励起する第１のＲＦパルスを用いて前記所定の領域に含まれる代謝物のスペクトルを得るための第１のシーケンスと、前記所定の領域を励起する第２のＲＦパルスを用いて前記所定の領域に含まれる水のスペクトルを得るための第２のシーケンスとを実行し、前記水のスペクトルに基づいて、前記代謝物のスペクトルの位相を補正する磁気共鳴イメージング装置であって、
前記第１のＲＦパルスの送信周波数は、前記代謝物の化学シフトに対応する周波数に設定されており、
前記第２のＲＦパルスの送信周波数は、前記水の化学シフトに対応する周波数に設定されている、磁気共鳴イメージング装置である。
【００１２】
本発明の第２の態様は、所定の領域を励起する第１のＲＦパルスを用いて前記所定の領域に含まれる複数の代謝物のスペクトルを得るための第１のシーケンスと、前記所定の領域を励起する第２のＲＦパルスを用いて前記所定の領域に含まれる水のスペクトルを得るための第２のシーケンスとを実行し、前記水のスペクトルに基づいて、前記複数の代謝物のスペクトルの位相を補正する磁気共鳴イメージング装置であって、
前記第１のＲＦパルスの送信周波数は、前記複数の代謝物の化学シフトの基準値に対応する周波数に設定されており、
前記第２のＲＦパルスの送信周波数は、前記水の化学シフトに対応する周波数に設定されている、磁気共鳴イメージング装置である。
【発明の効果】
【００１３】
第１のＲＦパルスの送信周波数を、代謝物の化学シフト（又は複数の代謝物の化学シフトの基準値）に対応する送信周波数に設定し、第２のＲＦパルスの送信周波数を、水の化学シフトに対応する送信周波数に設定することによって、代謝物の化学シフトと水の化学シフトの違いによる励起領域の位置ずれを低減することができる。したがって、代謝物スペクトルの位相の補正精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一形態の磁気共鳴イメージング装置の概略図である。
【図２】被検体を撮影するときに実行されるシーケンスの説明図である。
【図３】図２に示すシーケンスを用いて代謝物スペクトルの位相を補正するときのフローを示す図である。
【図４】位相補正の結果を示す図である。
【図５】代謝物スペクトルを取得するために使用される代謝物シーケンスの一例を示す図である。
【図６】代謝物シーケンスの励起領域を示す図である。
【図７】水スペクトルを取得するための水シーケンスの一例を示す図である。
【図８】問題点を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、発明を実施するための形態を説明するが、本発明は、以下の形態に限定されることはない。
【００１６】
図１は、本発明の一形態の磁気共鳴イメージング装置の概略図である。
磁気共鳴イメージング装置（以下、「ＭＲＩ装置」と呼ぶ。ＭＲＩ：Magnetic Resonance Imaging）１００は、磁場発生装置２、テーブル３、受信コイル４などを有している。
【００１７】
磁場発生装置２は、被検体１２が収容されるボア２１と、超伝導コイル２２と、勾配コイル２３と、送信コイル２４とを有している。超伝導コイル２２は静磁場Ｂ0を印加し、勾配コイル２３は勾配磁場を印加し、送信コイル２４はＲＦパルスを送信する。尚、超伝導コイル２２の代わりに、永久磁石を用いてもよい。
【００１８】
テーブル３は、クレードル３１を有している。クレードル３１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３１によって、被検体１２はボア２１に搬送される。
【００１９】
受信コイル４は、被検体１２の頭部に取り付けられている。受信コイル４は、被検体１２からの磁気共鳴信号を受信する。
【００２０】
ＭＲＩ装置１００は、更に、シーケンサ５、送信器６、勾配磁場電源７、受信器８、中央処理装置９、操作部１０、および表示部１１を有している。
【００２１】
シーケンサ５は、中央処理装置９の制御を受けて、被検体１２を撮影するための情報を送信器６および勾配磁場電源７に送る。
【００２２】
送信器６は、シーケンサ５から送られた情報に基づいて、ＲＦコイル２４を駆動する駆動信号を出力する。
【００２３】
勾配磁場電源７は、シーケンサ５から送られた情報に基づいて、勾配コイル２３を駆動する駆動信号を出力する。
【００２４】
受信器８は、受信コイル４で受信された磁気共鳴信号を信号処理し、信号処理により得たれたデータを中央処理装置９に出力する。
【００２５】
中央処理装置９は、シーケンサ５および表示部１１に必要な情報を伝送したり、受信器８から受け取ったデータに基づいて画像を再構成するなど、ＭＲＩ装置１００の各種の動作を実現するように、ＭＲＩ装置１００の各部の動作を制御する。中央処理装置９は、例えばコンピュータ（computer）によって構成される。中央処理装置９は、スペクトル作成手段９１および位相補正手段９２などを有している。
【００２６】
スペクトル作成手段９１は、代謝物シーケンスＭ（図２参照）により得られたデータに基づいて代謝物スペクトルを作成し、水シーケンスＷ（図２参照）により得られたデータに基づいて、水スペクトルを作成する。
【００２７】
位相補正手段９２は、スペクトル作成手段９１により作成された水スペクトルに基づいて、代謝物スペクトルの位相を補正する。
【００２８】
操作部１０は、オペレータ１３により操作され、種々の情報を中央処理装置９に入力する。表示部１１は種々の情報を表示する。
【００２９】
ＭＲＩ装置１００は、上記のように構成されている。
次に、被検体１２を撮影するときに実行されるシーケンスについて説明する。
【００３０】
図２は、被検体を撮影するときに実行されるシーケンスの説明図である。
本形態では、代謝物シーケンスＭ、および水シーケンスＷが実行される。以下に、代謝物シーケンスＭ、および水シーケンスＷについて順に説明する。
【００３１】
（１）代謝物シーケンスＭについて
代謝物シーケンスＭは、代謝物スペクトルを取得するためのシーケンスである。代謝物シーケンスＭは、図５に示すシーケンスと同じであり、ＲＦパルスＰ１、Ｐ２、およびＰ３の送信周波数ｆｍは、観測したい代謝物の化学シフトを考慮して決定される。例えば、観測したい代謝物がＮＡＡの場合、ＮＡＡの化学シフトＣＳＮＡＡはＣＳＮＡＡ＝２．０ｐｐｍ程度の値であるので、ＲＦパルスＰ１、Ｐ２、およびＰ３の送信周波数ｆｍは、２．０ｐｐｍに対応する周波数に設定される。また、観測したい代謝物がコリンの場合、コリンの化学シフトＣＳＣはＣＳＣ＝３．２ｐｐｍ程度の値であるので、ＲＦパルスＰ１、Ｐ２、およびＰ３の送信周波数ｆｍは、３．２ｐｐｍに対応する周波数に設定される。
【００３２】
また、複数の代謝物を観測したい場合は、観測したい複数の代謝物の化学シフトの基準値ＣＳｒｅｆに基づいて決定される。化学シフトの基準値ＣＳｒｅｆは、例えば、以下の式（１）で表すことができる。
ＣＳｒｅｆ＝観測したい複数の代謝物の化学シフトの最大値ＣＳｍａｘと最小値ＣＳｍｉｎとの中間値
＝（ＣＳｍａｘ＋ＣＳｍｉｎ）／２ ・・・（１）
【００３３】
例えば、観測したい複数の代謝物の中で、化学シフトの最大値ＣＳｍａｘがコリンの化学シフト（３．２ｐｐｍ）であり、化学シフトの最小値ＣＳｍｉｎがＮＡＡの化学シフト（２．０ｐｐｍ）の場合、式（１）は、以下の式（２）で表される。
ＣＳｒｅｆ＝（３．２ｐｐｍ＋２．０ｐｐｍ）／２
＝２．６ｐｐｍ ・・・（２）
【００３４】
したがって、コリンおよびＮＡＡを観測したい場合は、代謝物シーケンスＭの送信周波数ｆｍは、２．６ｐｐｍに対応する周波数に設定される。図２では、代謝物シーケンスＭの送信周波数ｆｍが、２．６ｐｐｍに対応する周波数に設定された例について示されている。
【００３５】
次に、水シーケンスＷについて説明する。
（２）水シーケンスＷについて
水シーケンスＷは、３つのＲＦパルスＰ１１、Ｐ１２、およびＰ１３を有している。これらのＲＦパルスＰ１１、Ｐ１２、およびＰ１３の送信周波数ｆｗは、水の化学シフト（４．７ｐｐｍ）に対応する周波数に設定される。したがって、代謝物の化学シフトと、水の化学シフトとの違いによって、水シーケンスＷの送信周波数ｆｗは、式（３）に示すように、代謝物シーケンスＭの送信周波数ｆｍに対して、Δｆだけずれることになる。
ｆｗ＝ｆｍ＋Δｆ ・・・（３）
【００３６】
例えば、観測したい代謝物が１つの場合、周波数のずれ量Δｆは、以下の式（４）で表される。
Δｆ＝ＣＳｗａｔｅｒ−ＣＳＭ ・・・（４）
ここで、ＣＳｗａｔｅｒ：水の化学シフト
ＣＳＭ：観測したい代謝物の化学シフト
【００３７】
例えば、観測したい代謝物がＮＡＡであるとする。水の化学シフトは４．７ｐｐｍ、ＮＡＡの化学シフトは２．０ｐｐｍ程度の値であるので、周波数のずれ量Δｆは、以下の式（５）で表される。
Δｆ＝４．７ｐｐｍ−２．０ｐｐｍ
＝２．７ｐｐｍ ・・・（５）
【００３８】
したがって、式（５）に示すように、水シーケンスＷの送信周波数ｆｗを、代謝物シーケンスＭの送信周波数ｆｍに対して２．７ｐｐｍだけずらすことによって、励起領域ＲＷと励起領域ＲＭとの位置ずれを十分に小さくすることができる。
【００３９】
また、観測したい代謝物がコリンの場合、コリンの化学シフトは３．２ｐｐｍ程度の値であるので、式（４）は、以下の式（６）で表される。
Δｆ＝４．７ｐｐｍ−３．２ｐｐｍ
＝１．５ｐｐｍ ・・・（６）
【００４０】
したがって、式（６）に示すように、水シーケンスＷの送信周波数ｆｗを、代謝物シーケンスＭの送信周波数ｆｍに対して１．５ｐｐｍだけずらすことによって、励起領域ＲＷと励起領域ＲＭとの位置ずれを十分に小さくすることができる。
【００４１】
また、観測したい代謝物が複数の場合、式（３）のΔｆは、以下の式（７）で表される。
Δｆ＝ＣＳｗａｔｅｒ−ＣＳｒｅｆ ・・・（７）
ここで、ＣＳｗａｔｅｒ：水の化学シフト
ＣＳｒｅｆ：観測したい複数の代謝物の化学シフトの基準値
【００４２】
例えば、観測したい代謝物の化学シフトの最小値がＮＡＡの化学シフト（２．０ｐｐｍ）であり、最大値がコリンの化学シフト（３．２ｐｐｍ）の場合、ＣＳｒｅｆは、式（２）で表されるので、式（７）は、式（８）で表すことができる。
Δｆ＝４．７ｐｐｍ−２．６ｐｐｍ
＝２．１ｐｐｍ ・・・（８）
【００４３】
したがって、式（８）に示すように、水シーケンスＷの送信周波数ｆｗを、代謝物シーケンスＭの送信周波数ｆｍに対して２．１ｐｐｍだけずらすことによって、励起領域ＲＷと励起領域ＲＭとの位置ずれを十分に小さくすることができる。
【００４４】
尚、図２では、代謝物シーケンスＭを実行した後に水シーケンスＷを実行している。しかし、水シーケンスＷを実行した後に代謝物シーケンスＭを実行してもよい。
【００４５】
次に、図２に示すシーケンスを用いて代謝物スペクトルの位相を補正するときのフローについて説明する。
【００４６】
図３は、図２に示すシーケンスを用いて代謝物スペクトルの位相を補正するときのフローを示す図である。
【００４７】
ステップＳＴ１では、図２に示す代謝物シーケンスＭおよび水シーケンスＷを実行する。スペクトル作成手段９１（図１参照）は、代謝物シーケンスＭにより得られたデータに基づいて、代謝物スペクトルを作成し、水シーケンスＷにより得られたデータに基づいて、水スペクトルを作成する。
【００４８】
ステップＳＴ２では、位相補正手段９２（図１参照）が、ステップＳＴ１で得られた水スペクトルに基づいて、代謝物スペクトルの位相を補正し、フローを終了する。
【００４９】
本形態のように、ｆｗをｆｍに対してΔｆだけずらしたシーケンスを用いて代謝物スペクトルおよび水スペクトルを取得することによって、ｆｗ＝ｆｍ（つまり、Δｆ＝０）の場合よりも、代謝物スペクトルの位相の補正精度を向上させることができる。このことを検証するため、式（３）の条件（ｆｗ＝ｆｍ＋Δｆ）で代謝物シーケンスの位相補正を行った場合と、ｆｗ＝ｆｍの条件で代謝物シーケンスの位相補正を行った場合で、補正精度を比較した。以下に、位相補正の結果を示す。
【００５０】
図４は、位相補正の結果を示す図である。
図４（ａ１）および（ａ２）は、ｆｗ＝ｆｍ＋Δｆの条件で代謝物シーケンスの位相補正を行った場合の補正結果を示し、図４（ｂ１）および（ｂ２）は、ｆｗ＝ｆｍの条件で代謝物シーケンスの位相補正を行った場合の補正結果を示す図である。
【００５１】
尚、図４（ａ１）および（ｂ１）は、脳の中心付近で得られた位相補正後の代謝物スペクトルであり、図４（ａ２）および（ｂ２）は、脂肪に隣接している部分で得られた位相補正後の代謝物スペクトルである。
【００５２】
脳の中心付近では、ｆｗ＝ｆｍ＋Δｆおよびｆｗ＝ｆｍのどの場合であっても、図４（ａ１）および（ｂ１）に示すように、代謝物スペクトルは良好に位相補正されている。
【００５３】
しかし、脂肪に隣接している部分では、ｆｗ＝ｆｍの場合、図４（ｂ２）に示すように、化学シフトアーチファクトの影響で、代謝物スペクトルを位相補正しても、ベースラインにうねりが生じている。これに対して、ｆｗ＝ｆｍ＋Δｆの場合、脂肪に隣接している部分であっても、図４（ａ２）に示すように、化学シフトアーチファクトが十分に低減されるので、ベースラインのうねりが抑制されており、代謝物スペクトルは良好に位相補正されていることがわかる。
【００５４】
尚、本形態では、化学シフトの基準値ＣＳｒｅｆは、観測したい複数の代謝物の化学シフトの最大値ＣＳｍａｘと最小値ＣＳｍｉｎとの中間値としている。しかし、化学シフトの基準値ＣＳｒｅｆは、必ずしも中間値である必要はなく、中間値からずれていてもよい。
【００５５】
また、代謝物シーケンスＭを終了してから水シーケンスＷを開始するまでのシーケンスの待ち時間が長くなってしまうと、被検体が動きによる体動アーチファクトが大きくなる可能性が高くなるので、シーケンスの待ち時間は、できるだけ短いことが望ましい。
【符号の説明】
【００５６】
２ 磁場発生装置
３ テーブル
４ 受信コイル
５ シーケンサ
６ 送信器
７ 勾配磁場電源
８ 受信器
９ 中央処理装置
１０ 操作部
１１ 表示部
１２ 被検体
１３ オペレータ
２１ ボア
２２ 超伝導コイル
２３ 勾配コイル
２４ 送信コイル
３１ クレードル
９１ スペクトル作成手段
９２ 位相補正手段
１００ ＭＲＩ装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、代謝物スペクトルを取得する磁気共鳴イメージング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、生体内の微少な代謝物のスペクトルを観測し、画像化することができるＭＲＳＩ（Magnetic
Resonance Spectroscopic Imaging）が普及している（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2001-346779号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図５は、代謝物スペクトルを取得するために使用される代謝物シーケンスの一例を示す図、図６は、代謝物シーケンスの励起領域の一例を示す図である。図６では、頭部のアキシャル断面内での励起領域ＲＭが示されている。
【０００５】
代謝物シーケンスＭは、ＲＦパルスＰ１、Ｐ２、およびＰ３を有している。これらのＲＦパルスＰ１、Ｐ２、およびＰ３の送信周波数ｆｍは、観測したい代謝物の化学シフトによる周波数のずれを考慮して設定される。例えば、代謝物として、ＮＡＡ（N-acetyl-L-aspartate）およびコリン（choline）を観測したい場合、ＲＦパルスＰ１、Ｐ２、およびＰ３の送信周波数ｆｍは、ＮＡＡの化学シフト（２．００ｐｐｍ）とコリンの化学シフト（３．２ｐｐｍ）との中間値２．６ｐｐｍに対応する周波数に設定される。
【０００６】
尚、頭部は、脳室などに大量の水を含んでいるので、代謝物の信号と一緒に水の信号も収集してしまうと、代謝物のスペクトルのピークが水のスペクトルのピークの裾野に隠れてしまい、代謝物を観測できなくなる。そこで、代謝物シーケンスＭは、水の信号を抑圧するための水抑圧用シーケンス部Ｍａを有している。水抑圧用シーケンス部Ｍａに含まれる水抑圧用ＲＦパルスＰ０の送信周波数ｆ０は、水の化学シフト４．７ｐｐｍに対応する周波数に設定されている。したがって、水抑圧用シーケンス部Ｍａによって、水の信号を抑制することができ、励起領域ＲＭの代謝物スペクトルを観測することができる。
【０００７】
ただし、観測される代謝物スペクトルは、渦電流などが原因で、位相が変動してしまうので、位相を補正する必要がある。そこで、水スペクトルを用いて代謝物の位相を補正する方法が知られている（Klose U，In vivo proton
spectroscopy in presence of eddy currents. Magn Reson Med. 1990 Apr;14(1):26-30）。
【０００８】
図７は、水スペクトルを取得するための水シーケンスの一例を示す図である。
図７に示す水シーケンスＷは、図５に示す代謝物シーケンスＭから水抑圧用シーケンス部Ｍａを除くことにより得られる水シーケンスＷを示す図である。図７に示す水シーケンスＷは、水抑圧用シーケンス部Ｍａが除かれているので、水シーケンスＷを実行することにより、水スペクトルを取得することができる。したがって、取得した水スペクトルを用いて、代謝物スペクトルの位相を補正することができる。
【０００９】
しかし、図７に示す水シーケンスＷにより取得した水スペクトルを用いて代謝物スペクトルの位相を補正すると、以下の問題がある。
【００１０】
図８は、問題点を説明する図である。
水シーケンスＷは、図５に示す代謝物シーケンスＭから、水抑圧用シーケンス部Ｍａを除くことによって得られたシーケンスである。したがって、水シーケンスＷのＲＦパルスＰ１、Ｐ２、およびＰ３の送信周波数ｆｍは、観測したい代謝物の化学シフトに基づいて設定された値（２．６ｐｐｍ）になっている。しかし、水の化学シフトは４．７ｐｐｍであるので、水シーケンスＷを実行した場合、化学シフトの違いによって、水スペクトルが得られる励起領域ＲＷは、代謝物スペクトルが得られる励起領域ＲＭからずれてしまう。この場合、励起領域ＲＷと励起領域ＲＭとの間の位置ずれによって、代謝物スペクトルの位相の補正精度が悪くなってしまうという問題がある。したがって、代謝物スペクトルの位相の補正精度を向上させることが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の態様は、所定の領域を励起する第１のＲＦパルスを用いて前記所定の領域に含まれる代謝物のスペクトルを得るための第１のシーケンスと、前記所定の領域を励起する第２のＲＦパルスを用いて前記所定の領域に含まれる水のスペクトルを得るための第２のシーケンスとを実行し、前記水のスペクトルに基づいて、前記代謝物のスペクトルの位相を補正する磁気共鳴イメージング装置であって、
前記第１のＲＦパルスの送信周波数は、前記代謝物の化学シフトに対応する周波数に設定されており、
前記第２のＲＦパルスの送信周波数は、前記水の化学シフトに対応する周波数に設定されている、磁気共鳴イメージング装置である。
【００１２】
本発明の第２の態様は、所定の領域を励起する第１のＲＦパルスを用いて前記所定の領域に含まれる複数の代謝物のスペクトルを得るための第１のシーケンスと、前記所定の領域を励起する第２のＲＦパルスを用いて前記所定の領域に含まれる水のスペクトルを得るための第２のシーケンスとを実行し、前記水のスペクトルに基づいて、前記複数の代謝物のスペクトルの位相を補正する磁気共鳴イメージング装置であって、
前記第１のＲＦパルスの送信周波数は、前記複数の代謝物の化学シフトの基準値に対応する周波数に設定されており、
前記第２のＲＦパルスの送信周波数は、前記水の化学シフトに対応する周波数に設定されている、磁気共鳴イメージング装置である。
【発明の効果】
【００１３】
第１のＲＦパルスの送信周波数を、代謝物の化学シフト（又は複数の代謝物の化学シフトの基準値）に対応する送信周波数に設定し、第２のＲＦパルスの送信周波数を、水の化学シフトに対応する送信周波数に設定することによって、代謝物の化学シフトと水の化学シフトの違いによる励起領域の位置ずれを低減することができる。したがって、代謝物スペクトルの位相の補正精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一形態の磁気共鳴イメージング装置の概略図である。
【図２】被検体を撮影するときに実行されるシーケンスの説明図である。
【図３】図２に示すシーケンスを用いて代謝物スペクトルの位相を補正するときのフローを示す図である。
【図４】位相補正の結果を示す図である。
【図５】代謝物スペクトルを取得するために使用される代謝物シーケンスの一例を示す図である。
【図６】代謝物シーケンスの励起領域を示す図である。
【図７】水スペクトルを取得するための水シーケンスの一例を示す図である。
【図８】問題点を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、発明を実施するための形態を説明するが、本発明は、以下の形態に限定されることはない。
【００１６】
図１は、本発明の一形態の磁気共鳴イメージング装置の概略図である。
磁気共鳴イメージング装置（以下、「ＭＲＩ装置」と呼ぶ。ＭＲＩ：Magnetic Resonance Imaging）１００は、磁場発生装置２、テーブル３、受信コイル４などを有している。
【００１７】
磁場発生装置２は、被検体１２が収容されるボア２１と、超伝導コイル２２と、勾配コイル２３と、送信コイル２４とを有している。超伝導コイル２２は静磁場Ｂ0を印加し、勾配コイル２３は勾配磁場を印加し、送信コイル２４はＲＦパルスを送信する。尚、超伝導コイル２２の代わりに、永久磁石を用いてもよい。
【００１８】
テーブル３は、クレードル３１を有している。クレードル３１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３１によって、被検体１２はボア２１に搬送される。
【００１９】
受信コイル４は、被検体１２の頭部に取り付けられている。受信コイル４は、被検体１２からの磁気共鳴信号を受信する。
【００２０】
ＭＲＩ装置１００は、更に、シーケンサ５、送信器６、勾配磁場電源７、受信器８、中央処理装置９、操作部１０、および表示部１１を有している。
【００２１】
シーケンサ５は、中央処理装置９の制御を受けて、被検体１２を撮影するための情報を送信器６および勾配磁場電源７に送る。
【００２２】
送信器６は、シーケンサ５から送られた情報に基づいて、ＲＦコイル２４を駆動する駆動信号を出力する。
【００２３】
勾配磁場電源７は、シーケンサ５から送られた情報に基づいて、勾配コイル２３を駆動する駆動信号を出力する。
【００２４】
受信器８は、受信コイル４で受信された磁気共鳴信号を信号処理し、信号処理により得たれたデータを中央処理装置９に出力する。
【００２５】
中央処理装置９は、シーケンサ５および表示部１１に必要な情報を伝送したり、受信器８から受け取ったデータに基づいて画像を再構成するなど、ＭＲＩ装置１００の各種の動作を実現するように、ＭＲＩ装置１００の各部の動作を制御する。中央処理装置９は、例えばコンピュータ（computer）によって構成される。中央処理装置９は、スペクトル作成手段９１および位相補正手段９２などを有している。
【００２６】
スペクトル作成手段９１は、代謝物シーケンスＭ（図２参照）により得られたデータに基づいて代謝物スペクトルを作成し、水シーケンスＷ（図２参照）により得られたデータに基づいて、水スペクトルを作成する。
【００２７】
位相補正手段９２は、スペクトル作成手段９１により作成された水スペクトルに基づいて、代謝物スペクトルの位相を補正する。
【００２８】
操作部１０は、オペレータ１３により操作され、種々の情報を中央処理装置９に入力する。表示部１１は種々の情報を表示する。
【００２９】
ＭＲＩ装置１００は、上記のように構成されている。
次に、被検体１２を撮影するときに実行されるシーケンスについて説明する。
【００３０】
図２は、被検体を撮影するときに実行されるシーケンスの説明図である。
本形態では、代謝物シーケンスＭ、および水シーケンスＷが実行される。以下に、代謝物シーケンスＭ、および水シーケンスＷについて順に説明する。
【００３１】
（１）代謝物シーケンスＭについて
代謝物シーケンスＭは、代謝物スペクトルを取得するためのシーケンスである。代謝物シーケンスＭは、図５に示すシーケンスと同じであり、ＲＦパルスＰ１、Ｐ２、およびＰ３の送信周波数ｆｍは、観測したい代謝物の化学シフトを考慮して決定される。例えば、観測したい代謝物がＮＡＡの場合、ＮＡＡの化学シフトＣＳＮＡＡはＣＳＮＡＡ＝２．０ｐｐｍ程度の値であるので、ＲＦパルスＰ１、Ｐ２、およびＰ３の送信周波数ｆｍは、２．０ｐｐｍに対応する周波数に設定される。また、観測したい代謝物がコリンの場合、コリンの化学シフトＣＳＣはＣＳＣ＝３．２ｐｐｍ程度の値であるので、ＲＦパルスＰ１、Ｐ２、およびＰ３の送信周波数ｆｍは、３．２ｐｐｍに対応する周波数に設定される。
【００３２】
また、複数の代謝物を観測したい場合は、観測したい複数の代謝物の化学シフトの基準値ＣＳｒｅｆに基づいて決定される。化学シフトの基準値ＣＳｒｅｆは、例えば、以下の式（１）で表すことができる。
ＣＳｒｅｆ＝観測したい複数の代謝物の化学シフトの最大値ＣＳｍａｘと最小値ＣＳｍｉｎとの中間値
＝（ＣＳｍａｘ＋ＣＳｍｉｎ）／２ ・・・（１）
【００３３】
例えば、観測したい複数の代謝物の中で、化学シフトの最大値ＣＳｍａｘがコリンの化学シフト（３．２ｐｐｍ）であり、化学シフトの最小値ＣＳｍｉｎがＮＡＡの化学シフト（２．０ｐｐｍ）の場合、式（１）は、以下の式（２）で表される。
ＣＳｒｅｆ＝（３．２ｐｐｍ＋２．０ｐｐｍ）／２
＝２．６ｐｐｍ ・・・（２）
【００３４】
したがって、コリンおよびＮＡＡを観測したい場合は、代謝物シーケンスＭの送信周波数ｆｍは、２．６ｐｐｍに対応する周波数に設定される。図２では、代謝物シーケンスＭの送信周波数ｆｍが、２．６ｐｐｍに対応する周波数に設定された例について示されている。
【００３５】
次に、水シーケンスＷについて説明する。
（２）水シーケンスＷについて
水シーケンスＷは、３つのＲＦパルスＰ１１、Ｐ１２、およびＰ１３を有している。これらのＲＦパルスＰ１１、Ｐ１２、およびＰ１３の送信周波数ｆｗは、水の化学シフト（４．７ｐｐｍ）に対応する周波数に設定される。したがって、代謝物の化学シフトと、水の化学シフトとの違いによって、水シーケンスＷの送信周波数ｆｗは、式（３）に示すように、代謝物シーケンスＭの送信周波数ｆｍに対して、Δｆだけずれることになる。
ｆｗ＝ｆｍ＋Δｆ ・・・（３）
【００３６】
例えば、観測したい代謝物が１つの場合、周波数のずれ量Δｆは、以下の式（４）で表される。
Δｆ＝ＣＳｗａｔｅｒ−ＣＳＭ ・・・（４）
ここで、ＣＳｗａｔｅｒ：水の化学シフト
ＣＳＭ：観測したい代謝物の化学シフト
【００３７】
例えば、観測したい代謝物がＮＡＡであるとする。水の化学シフトは４．７ｐｐｍ、ＮＡＡの化学シフトは２．０ｐｐｍ程度の値であるので、周波数のずれ量Δｆは、以下の式（５）で表される。
Δｆ＝４．７ｐｐｍ−２．０ｐｐｍ
＝２．７ｐｐｍ ・・・（５）
【００３８】
したがって、式（５）に示すように、水シーケンスＷの送信周波数ｆｗを、代謝物シーケンスＭの送信周波数ｆｍに対して２．７ｐｐｍだけずらすことによって、励起領域ＲＷと励起領域ＲＭとの位置ずれを十分に小さくすることができる。
【００３９】
また、観測したい代謝物がコリンの場合、コリンの化学シフトは３．２ｐｐｍ程度の値であるので、式（４）は、以下の式（６）で表される。
Δｆ＝４．７ｐｐｍ−３．２ｐｐｍ
＝１．５ｐｐｍ ・・・（６）
【００４０】
したがって、式（６）に示すように、水シーケンスＷの送信周波数ｆｗを、代謝物シーケンスＭの送信周波数ｆｍに対して１．５ｐｐｍだけずらすことによって、励起領域ＲＷと励起領域ＲＭとの位置ずれを十分に小さくすることができる。
【００４１】
また、観測したい代謝物が複数の場合、式（３）のΔｆは、以下の式（７）で表される。
Δｆ＝ＣＳｗａｔｅｒ−ＣＳｒｅｆ ・・・（７）
ここで、ＣＳｗａｔｅｒ：水の化学シフト
ＣＳｒｅｆ：観測したい複数の代謝物の化学シフトの基準値
【００４２】
例えば、観測したい代謝物の化学シフトの最小値がＮＡＡの化学シフト（２．０ｐｐｍ）であり、最大値がコリンの化学シフト（３．２ｐｐｍ）の場合、ＣＳｒｅｆは、式（２）で表されるので、式（７）は、式（８）で表すことができる。
Δｆ＝４．７ｐｐｍ−２．６ｐｐｍ
＝２．１ｐｐｍ ・・・（８）
【００４３】
したがって、式（８）に示すように、水シーケンスＷの送信周波数ｆｗを、代謝物シーケンスＭの送信周波数ｆｍに対して２．１ｐｐｍだけずらすことによって、励起領域ＲＷと励起領域ＲＭとの位置ずれを十分に小さくすることができる。
【００４４】
尚、図２では、代謝物シーケンスＭを実行した後に水シーケンスＷを実行している。しかし、水シーケンスＷを実行した後に代謝物シーケンスＭを実行してもよい。
【００４５】
次に、図２に示すシーケンスを用いて代謝物スペクトルの位相を補正するときのフローについて説明する。
【００４６】
図３は、図２に示すシーケンスを用いて代謝物スペクトルの位相を補正するときのフローを示す図である。
【００４７】
ステップＳＴ１では、図２に示す代謝物シーケンスＭおよび水シーケンスＷを実行する。スペクトル作成手段９１（図１参照）は、代謝物シーケンスＭにより得られたデータに基づいて、代謝物スペクトルを作成し、水シーケンスＷにより得られたデータに基づいて、水スペクトルを作成する。
【００４８】
ステップＳＴ２では、位相補正手段９２（図１参照）が、ステップＳＴ１で得られた水スペクトルに基づいて、代謝物スペクトルの位相を補正し、フローを終了する。
【００４９】
本形態のように、ｆｗをｆｍに対してΔｆだけずらしたシーケンスを用いて代謝物スペクトルおよび水スペクトルを取得することによって、ｆｗ＝ｆｍ（つまり、Δｆ＝０）の場合よりも、代謝物スペクトルの位相の補正精度を向上させることができる。このことを検証するため、式（３）の条件（ｆｗ＝ｆｍ＋Δｆ）で代謝物シーケンスの位相補正を行った場合と、ｆｗ＝ｆｍの条件で代謝物シーケンスの位相補正を行った場合で、補正精度を比較した。以下に、位相補正の結果を示す。
【００５０】
図４は、位相補正の結果を示す図である。
図４（ａ１）および（ａ２）は、ｆｗ＝ｆｍ＋Δｆの条件で代謝物シーケンスの位相補正を行った場合の補正結果を示し、図４（ｂ１）および（ｂ２）は、ｆｗ＝ｆｍの条件で代謝物シーケンスの位相補正を行った場合の補正結果を示す図である。
【００５１】
尚、図４（ａ１）および（ｂ１）は、脳の中心付近で得られた位相補正後の代謝物スペクトルであり、図４（ａ２）および（ｂ２）は、脂肪に隣接している部分で得られた位相補正後の代謝物スペクトルである。
【００５２】
脳の中心付近では、ｆｗ＝ｆｍ＋Δｆおよびｆｗ＝ｆｍのどの場合であっても、図４（ａ１）および（ｂ１）に示すように、代謝物スペクトルは良好に位相補正されている。
【００５３】
しかし、脂肪に隣接している部分では、ｆｗ＝ｆｍの場合、図４（ｂ２）に示すように、化学シフトアーチファクトの影響で、代謝物スペクトルを位相補正しても、ベースラインにうねりが生じている。これに対して、ｆｗ＝ｆｍ＋Δｆの場合、脂肪に隣接している部分であっても、図４（ａ２）に示すように、化学シフトアーチファクトが十分に低減されるので、ベースラインのうねりが抑制されており、代謝物スペクトルは良好に位相補正されていることがわかる。
【００５４】
尚、本形態では、化学シフトの基準値ＣＳｒｅｆは、観測したい複数の代謝物の化学シフトの最大値ＣＳｍａｘと最小値ＣＳｍｉｎとの中間値としている。しかし、化学シフトの基準値ＣＳｒｅｆは、必ずしも中間値である必要はなく、中間値からずれていてもよい。
【００５５】
また、代謝物シーケンスＭを終了してから水シーケンスＷを開始するまでのシーケンスの待ち時間が長くなってしまうと、被検体が動きによる体動アーチファクトが大きくなる可能性が高くなるので、シーケンスの待ち時間は、できるだけ短いことが望ましい。
【符号の説明】
【００５６】
２ 磁場発生装置
３ テーブル
４ 受信コイル
５ シーケンサ
６ 送信器
７ 勾配磁場電源
８ 受信器
９ 中央処理装置
１０ 操作部
１１ 表示部
１２ 被検体
１３ オペレータ
２１ ボア
２２ 超伝導コイル
２３ 勾配コイル
２４ 送信コイル
３１ クレードル
９１ スペクトル作成手段
９２ 位相補正手段
１００ ＭＲＩ装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の領域を励起する第１のＲＦパルスを用いて前記所定の領域に含まれる代謝物のスペクトルを得るための第１のシーケンスと、前記所定の領域を励起する第２のＲＦパルスを用いて前記所定の領域に含まれる水のスペクトルを得るための第２のシーケンスとを実行し、前記水のスペクトルに基づいて、前記代謝物のスペクトルの位相を補正する磁気共鳴イメージング装置であって、
前記第１のＲＦパルスの送信周波数は、前記代謝物の化学シフトに対応する周波数に設定されており、
前記第２のＲＦパルスの送信周波数は、前記水の化学シフトに対応する周波数に設定されている、磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
前記第１のＲＦパルスの送信周波数と、前記第２のＲＦパルスの送信周波数は、以下の関係式で表される、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
ｆｗ＝ｆｍ＋Δｆ
Δｆ＝水の化学シフト−代謝物の化学シフト
ここで、ｆｍ：前記第１のＲＦパルスの送信周波数
ｆｗ：前記第２のＲＦパルスの送信周波数
【請求項３】
所定の領域を励起する第１のＲＦパルスを用いて前記所定の領域に含まれる複数の代謝物のスペクトルを得るための第１のシーケンスと、前記所定の領域を励起する第２のＲＦパルスを用いて前記所定の領域に含まれる水のスペクトルを得るための第２のシーケンスとを実行し、前記水のスペクトルに基づいて、前記複数の代謝物のスペクトルの位相を補正する磁気共鳴イメージング装置であって、
前記第１のＲＦパルスの送信周波数は、前記複数の代謝物の化学シフトの基準値に対応する周波数に設定されており、
前記第２のＲＦパルスの送信周波数は、前記水の化学シフトに対応する周波数に設定されている、磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
前記第１のＲＦパルスの送信周波数と、前記第２のＲＦパルスの送信周波数は、以下の関係式で表される、請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
ｆｗ＝ｆｍ＋Δｆ
Δｆ＝水の化学シフト−複数の代謝物の化学シフトの基準値
ここで、ｆｍ：前記第１のＲＦパルスの送信周波数
ｆｗ：前記第２のＲＦパルスの送信周波数
【請求項５】
前記化学シフトの基準値は、
前記複数の代謝物の化学シフトの中間値である、請求項４に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
前記第１のシーケンスは、
水の信号を抑圧するための水抑圧用ＲＦパルスを有している、請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１】
所定の領域を励起する第１のＲＦパルスを用いて前記所定の領域に含まれる代謝物のスペクトルを得るための第１のシーケンスと、前記所定の領域を励起する第２のＲＦパルスを用いて前記所定の領域に含まれる水のスペクトルを得るための第２のシーケンスとを実行し、前記水のスペクトルに基づいて、前記代謝物のスペクトルの位相を補正する磁気共鳴イメージング装置であって、
前記第１のＲＦパルスの送信周波数は、前記代謝物の化学シフトに対応する周波数に設定されており、
前記第２のＲＦパルスの送信周波数は、前記水の化学シフトに対応する周波数に設定されている、磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
前記第１のＲＦパルスの送信周波数と、前記第２のＲＦパルスの送信周波数は、以下の関係式で表される、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
ｆｗ＝ｆｍ＋Δｆ
Δｆ＝水の化学シフト−代謝物の化学シフト
ここで、ｆｍ：前記第１のＲＦパルスの送信周波数
ｆｗ：前記第２のＲＦパルスの送信周波数
【請求項３】
所定の領域を励起する第１のＲＦパルスを用いて前記所定の領域に含まれる複数の代謝物のスペクトルを得るための第１のシーケンスと、前記所定の領域を励起する第２のＲＦパルスを用いて前記所定の領域に含まれる水のスペクトルを得るための第２のシーケンスとを実行し、前記水のスペクトルに基づいて、前記複数の代謝物のスペクトルの位相を補正する磁気共鳴イメージング装置であって、
前記第１のＲＦパルスの送信周波数は、前記複数の代謝物の化学シフトの基準値に対応する周波数に設定されており、
前記第２のＲＦパルスの送信周波数は、前記水の化学シフトに対応する周波数に設定されている、磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
前記第１のＲＦパルスの送信周波数と、前記第２のＲＦパルスの送信周波数は、以下の関係式で表される、請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
ｆｗ＝ｆｍ＋Δｆ
Δｆ＝水の化学シフト−複数の代謝物の化学シフトの基準値
ここで、ｆｍ：前記第１のＲＦパルスの送信周波数
ｆｗ：前記第２のＲＦパルスの送信周波数
【請求項５】
前記化学シフトの基準値は、
前記複数の代謝物の化学シフトの中間値である、請求項４に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
前記第１のシーケンスは、
水の信号を抑圧するための水抑圧用ＲＦパルスを有している、請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図６】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図６】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１３５４６６（Ｐ２０１２−１３５４６６Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２９０３３７（Ｐ２０１０−２９０３３７）
【出願日】平成２２年１２月２７日（２０１０．１２．２７）
【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２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２７日（２０１０．１２．２７）
【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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