JP2006180978A - 磁気共鳴撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高速・高感度で、複数領域からの磁気共鳴スペクトルを得ることが可能な磁気共鳴撮影装置を提供する。
【構成】 ２次元状に複数の小型コイルを配置した受信コイルを用いてMRS測定を実行し、信号のサンプリング期間中に各小型コイルからの信号が所定のサンプリング周波数でサンプリングされるように小型コイルを順次切り換える。これにより、１回の高周波磁場の印加で小型コイルの感度領域に対応する複数の領域から磁気共鳴スペクトルを得ることができる。
【選択図】 図９

Description

本発明は、磁気共鳴撮影装置に係り、特にケミカルシフトに関する情報を含む磁気共鳴信号を測定するのに好適な装置に関する。

磁気共鳴撮影装置は、静磁場中に置かれた被検体に対し、特定周波数の高周波磁場を照射することにより被検体に含まれる水素等の原子核の核磁化を励起し、被検体から発生する磁気共鳴信号を検出して、物理的・化学的情報を取得することが可能である。現在、磁気共鳴撮影装置で広く普及している磁気共鳴イメージング（以下、MRIと略す）では、被検体内の主に水分子に含まれる水素原子核の密度分布を反映した画像を取得している。このMRIに対して、水素原子核を含む様々な分子の化学結合の違いによる共鳴周波数の差異（以下、ケミカルシフトと呼ぶ）を手掛かりに、分子毎に磁気共鳴信号を分離する方法がある。この方法は磁気共鳴スペクトロスコピー（以下、MRSと略す）と呼ばれる（例えば、非特許文献１を参照）。

また、多数の領域（画素）のスペクトルを同時に取得し分子毎に画像化を行う方法を磁気共鳴スペクトロスコピックイメージング（以下、MRSIと略す）と呼び、このMRSIを用いることにより、代謝物質毎の濃度分布を視覚的に捉えることが可能となる（例えば、非特許文献２を参照）。

従来、核磁気共鳴信号のスペクトルを計測する手法には、使用する受信コイルのタイプで大きく２つに分けられる。一つは、小さな平面型コイルを用いて信号検出を行い、コイルの感度分布で測定領域の位置選択を行う手法であり、もう一つは、大きな立体型コイルを用いて信号検出を行い、傾斜磁場印加で測定領域の位置選択を行う手法である。前者の手法においても、傾斜磁場印加による位置選択を併用する場合もある。
ジャーナル オブ マグネティック レゾナンス 第７０巻 第４８８頁〜４９２頁 １９８６年発行 マグネティック レゾナンス イン イメージング 第３０巻 第６４１頁〜６４５頁 １９９３年発行

上述した前者の手法は、コイル自体の検出感度が高いため得られる磁気共鳴スペクトルのSNR（信号雑音比）は高いものの、１回の計測で１つの領域のスペクトルしか得られないという短所があり、MRSIの計測には適さない。後者の手法は、複数領域からのスペクトルを同時に取得でき、MRSおよびMRSIの両者に適用可能であるが、コイル自体の検出感度が低いため得られる磁気共鳴スペクトルのSNRが低いという短所がある。

そこで、本発明は、１回の計測で複数領域からSNRの高いスペクトルを取得することが可能な磁気共鳴撮影装置を提供することを目的とする。

本発明の磁気共鳴撮影装置は、静磁場を発生する静磁場発生手段と、前記静磁場中に置かれた被検体に核磁気共鳴を生じさせる高周波磁場を発生する高周波磁場発生手段と、前記被検体から発生する核磁気共鳴信号を検出する検出手段と、前記核磁気共鳴信号を用いて磁気共鳴スペクトルを算出する演算手段と、前記演算手段で算出されたスペクトルを表示する表示手段とを備え、前記検出手段は、２次元方向に配列した複数の小型コイルを含む受信プローブを備え、前記演算手段は、前記複数の小型コイルが検出した位相エンコードされていない核磁気共鳴信号から、各小型コイルの感度領域の磁気共鳴スペクトルを算出し、前記受信プローブに対応する前記被検体の検査領域のスペクトル情報を、各小型コイルの位置に対応して前記表示手段に表示させることを特徴とする。

また本発明の磁気共鳴撮影装置は、静磁場を発生する静磁場発生手段と、前記静磁場中に置かれた被検体に核磁気共鳴を生じさせる高周波磁場を発生する高周波磁場発生手段と、前記被検体から発生する核磁気共鳴信号を検出する検出手段と、前記高周波磁場発生手段と前記検出手段との動作を制御するシーケンス制御手段と、前記核磁気共鳴信号を用いて磁気共鳴スペクトルを算出する演算手段と、前記演算手段で算出されたスペクトルを表示する表示手段とを備え、前記検出手段は、複数の小型コイルを含む受信プローブと、これら複数の小型コイルを切り換えるセレクタ手段を備え、前記シーケンス制御手段は、前記検出手段による核磁気共鳴信号の検出時に前記小型コイルを選択的に切り換えるように前記セレクタ手段を制御し、前記演算手段は、前記複数の小型コイルが検出した位相エンコードされていない核磁気共鳴信号から、各小型コイルの感度領域の磁気共鳴スペクトルを算出し、前記受信プローブに対応する前記被検体の検査領域のスペクトル情報を、各小型コイルの位置に対応して前記表示手段に表示させることを特徴とする。

本発明の磁気共鳴撮影装置において、検出手段は、複数の小型コイルの相互干渉を防止する手段を備えることが好ましい、この場合、複数の小型コイルからの信号を同時に検出することができる。
また本発明の磁気共鳴撮影装置において、例えば、表示手段は、演算手段により算出した小型コイル毎のスペクトル情報を、検査領域の形態画像に重畳して表示する。
また本発明の磁気共鳴撮影装置において、例えば、受信プローブは、可動式であってもよい。

本発明によれば、１回の撮影で複数領域からSNRの高いスペクトル情報を取得することができる。得られたスペクトル情報は、小型コイルの位置と１対１対応し、これを表示することにより受信プローブの撮影領域について代謝物質分布を把握することができる。

以下、本発明の磁気共鳴撮影装置の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明が適用される磁気共鳴撮影装置の外観図である。図１（ａ）はソレノイドコイルで静磁場を発生するトンネル型磁石を用いた水平磁場方式の磁気共鳴撮影装置であり、図１（ｂ）は開放感を高めるために磁石を上下に分離したハンバーガー型（オープン型）の垂直磁場方式の磁気共鳴撮影装置である。また、図１（ｃ）は、図１（ａ）と同じトンネル型の磁気共鳴撮影装置であるが、磁石の奥行を短くし且つ斜めに傾けることによって、開放感を高めている。本発明は、これら磁気共鳴撮影装置を含む公知の構造の磁気共鳴撮影装置に適用することができる。

図２は、本発明が適用される磁気共鳴撮影装置の一例を示すブロック図である。この磁気共鳴撮影装置は、被検体１が置かれる空間に、静磁場を発生する静磁場コイル２と、静磁場に直交する３方向の傾斜磁場を与えるための傾斜磁場コイル３と、被検体１に対し高周波磁場を照射する送信用高周波コイル５と、被検体１から発生する磁気共鳴信号を受信する受信用高周波コイル（以下、単に受信コイルという）６とを備えている。また静磁場均一度を調整できるシムコイル４を備えている場合もある。静磁場コイル２は、図１に示した装置の構造に応じて、種々の形態のものが採用される。傾斜磁場コイル３及びシムコイル４は、それぞれ傾斜磁場用電源部１２及びシム用電源部１３により駆動される。

図２では、高周波コイルとして、送信用と受信用とを別個に示しているが、送信用と受信用を兼用する一つの高周波コイルのみを用いる構成もある。即ち、本発明においては、受信コイルとして、複数の小型コイルを２次元方向に配列したマルチプルコイルを用いるが、これは送信用を兼ねることもできる。
送信用高周波コイルが照射する高周波磁場は、送信機７により生成され、受信コイルが検出した磁気共鳴信号は、受信機８を通して計算機９に送られる。

計算機９は、磁気共鳴信号に対して様々な演算処理を行いスペクトル情報や画像情報を生成する。また計算機９には、ディスプレイ１０、記憶装置１１、シーケンス制御装置１４、入力装置１５などが接続されており、上述した生成したスペクトル情報や画像情報をディスプレイ１０に表示したり記憶装置１１に記録したりする。入力装置１５は、測定条件や演算処理に必要な条件などを入力するためのもので、これら測定条件等も必要に応じて記憶装置１１に記録される。

シーケンス制御装置１４は、傾斜磁場発生コイル３の駆動用電源部１２、シムコイル４の駆動用電源部１３、送信機７及び受信機９を制御する。制御のタイムチャート（パルスシーケンス）は撮影方法によって予め設定されており、記憶装置１４に格納されている。

本発明の磁気共鳴撮影装置で実行されるパルスシーケンスの一例を図３に示す。図中、ＲＦは高周波磁場の印加タイミング、Ｇｚ、Ｇｘ、Ｇｙはそれぞれ３方向の傾斜磁場の印加タイミング、Ａ/Ｄは信号のサンプリング時間を示している。図示するパルスシーケンスは、典型的なＭＲＳのパルスシーケンスで、まず高周波磁場RF1をスライス選択用の傾斜磁場、ここではＺ軸に垂直な面を選択する傾斜磁場Gs1とともに印加し、スライス選択傾斜磁場のリフェイズ傾斜磁場Gs1'を印加した後、核磁気共鳴信号（ここでは自由誘導減衰信号）FID1を測定する。高周波磁場ＲＦ１には、通常、矩形状の励起周波数特性を有するSINC波形(sin(t)/t)が用いられる。測定した信号に対しフーリエ変換を施すことにより、信号を発した領域（撮影領域）の磁気共鳴スペクトルを得ることができる。

撮影領域は、スライス選択傾斜磁場Gs1と受信コイルの感度領域によって決まる。即ち、図４（ａ）に示したように、例えば送信用高周波コイルとして比較的広い領域を励起する高周波コイルを用いて、受信コイル６と平行な断面（スライス）２０を励起した場合には励起された断面内であって受信コイル６の感度分布６０内の領域からの信号が計測される。スライス選択傾斜磁場Gs1、Gs1'は必ずしも必要ではなく、スライス選択傾斜磁場を用いないで非選択励起した場合には、受信コイルの感度領域全域が撮影領域となる。本発明の磁気共鳴撮影装置では、受信コイルとして複数の小型コイルを配列したものを用いるので、個々の小型コイルの感度領域から磁気共鳴スペクトルを得ることができる（図４（ｂ））。

図５に、本発明の磁気共鳴撮影装置の受信コイルの一実施例を示す。この高周波コイルは、９個のサーフェスコイル（小型コイル）を３×３の２次元アレイ状に配置したもので、各小型コイルは、測定対象とする原子核の共鳴周波数に合わせた共振特性を備えている。この共振回路は、図では省略されているが、電気容量ＣのコンデンサとインダクタンスＬのコイルの組み合わせにより構成される。また各小型コイルは、コイル同士の相互干渉を低減させるためにデカップリングされている。コイル同士のデカップリング技術としては公知の手法ができるが、これについては下記の実施の形態において詳述する。

本発明の磁気共鳴撮影装置においては、上述したような複数の小型コイルから構成される受信コイルを用いて、図３に示すようなMRSシーケンスを実行することにより、１回の高周波磁場の印加で小型コイルの感度領域に対応する複数の位置のスペクトル情報を得ることができる。磁気共鳴スペクトルの空間的な情報は、小型コイルの感度領域に「１対１」で対応付けることができるため、これをディスプレイに表示することにより代謝物質の空間分布情報を把握することができるようになる。

本発明の磁気共鳴撮影装置は、受信コイルを構成する各小型コイルからの信号の測定（サンプリング）手法により種々の実施形態が可能である。以下、これら実施形態を説明する。なお、以下の実施形態では、小型コイルの数が９個の場合を説明するが、小型コイルの数は、複数であればよく、９個に限定されない。

まず第１の実施形態を説明する。本実施形態においては、受信コイル６を構成する複数の小型コイルはセレクタ回路に接続され、セレクタ回路によって小型コイルを順次切り換え、各小型コイルからの信号をサンプリングする。すなわち、本実施形態において、受信コイル６からの信号を受信する受信機８は、図６に示すように、セレクタ81と増幅器82とＡ/Ｄ変換機83とから構成され、受信コイル６を構成する各小型コイル１〜９は、セレクタ81によって順次増幅器82との接続が切り換えられる。

セレクタ81の回路構成例を図７及び図８に示す。なお図７及び図８では、２つの小型コイルのみを示しているが、他の小型コイルについても同様の回路が設けられる。

図７に示す回路は、各受信コイルから増幅器につながる信号線の途中に２つのコンデンサC2と、それらの間にダイオードD2を挿入し、ダイオードD2の両端に定電流が供給されるようになっている。ダイオードD2への電流供給線には、核磁気共鳴周波数近傍の電源ノイズが信号線へ混入するのを防ぐためにコンダクタL3が挿入されている。このセレクタ回路では、シーケンス制御装置１４によって制御されるタイミングで、各ダイオードD2に流れる電流を制御することにより各信号線の導通をオンオフさせて、増幅器82につながる小型コイルを選択できるようにしている。

図８の回路は、各小型コイルから増幅器につながる信号線の途中に２つのコンデンサC4と、これらの間にコンダクタL4とコンデンサC3で構成される核磁気共鳴周波数で共振する共振回路が挿入された構成で、共振回路にはダイオードD3が挿入されている。この場合にも、ダイオードD3の両端に定電流が供給されるようになっており、核磁気共鳴周波数近傍の電源ノイズが信号線へ混入するのを防ぐためにコンダクタL5が挿入されている。このセレクタ回路でも、シーケンス制御装置１４によって制御されるタイミングで、各ダイオードD3に流れる電流を制御することにより各信号線の導通をオンオフさせて、増幅器82につながる小型コイルを選択できるようにしている。

なおセレクタ回路を構成するコンデンサ、ダイオード及びコンダクタはできるだけ非磁性のものを使用する。またダイオードD2としては、できるだけオン抵抗の低いもの、コンデンサC2としては、できだけQ値の高いものを使用することが望ましい。またダイオードをオンオフする電流は、複数のダイオードをオンオフ制御する場合を考慮し、定電流であることが好ましい。

また各小型コイルは、コイル同士の相互干渉を防ぐためのデカップリング回路を備えている。デカップリング回路の構成例を図９に示す。

この構成例では、受信コイルを構成する各小型コイルの導体の一部に、コンダクタL1とコンデンサC1とで構成される、測定対象核の核磁気共鳴周波数で共振する共振回路を形成するとともに、共振回路にダイオ−ドD1を挿入している。ダイオ−ドD1は、核磁気共鳴周波数近傍の電源ノイズが信号線へ混入するのを防ぐためのコンダクタL2を介して定電流源に接続されている。このダイオ−ドD1をオンオフすることにより共振回路のオンオフを行い、各受信コイル毎にオンオフを制御、即ちデカップリングする。このデカップリング回路についても、セレクタと同様に、複数のダイオードのオンオフを同時に行うことも考慮し、定電流源を用いてオンオフ制御を行うことが望ましい。またダイオードD1、コンデンサC1、およびコンダクタL1、コンダクタL2は、完全非磁性であることが望ましく、ダイオードD1はできるだけオン抵抗の低いもの、コンデンサC1はできるだけＱ値の高いものを使用することが望ましい。

このような実施形態において、セレクタにより小型コイルを順次切換えてサンプリングする場合のタイミングチャートを図１０に示す。本実施形態では、図示するように、図３のパルスシーケンスに示したＡ/Ｄサンプリング時間（Tp）に、各小型コイルについて必要なサンプリング点数のデータを得るように、９つの小型コイルを順次切り換える。即ち、スペクトル帯域で決まるサンプリング周期Tsの間に各小型コイルを切り換えてサンプリングし、すべての小型コイルについて所定のサンプリング点数となるまでサンプリングする。サンプリング周期は、セレクタによる切換周期をt1、小型コイルの数をｎとすると、t1×ｎとなる。従って、セレクタによる切換周期t1が一定ならば切り換える小型コイルの数を変えることにより、サンプリング周期の逆数で決まるスペクトル帯域を変更することができる。またセレクタとして切換周期t1の短い高性能のものを採用することにより、小型コイルの数を増やすことができる。

図示する例は、静磁場強度が1.5テスラでプロトン（１Ｈ）を測定対象とした場合であり、例えばA/Dサンプリング中に、0.27ミリ秒で小型コイルを順次切り換えた場合、各コイル毎では2.4ミリ秒周期でのサンプリングが可能となり、サンプリング周期の逆数で定まるスペクトル帯域は6.5ppm程度となる。また各コイル毎のサンプリング点数を128とした場合、スペクトル分解能は0.05ppm程度となる。

なおデカップリング回路として、図９のような回路が各小型コイルに挿入されている場合には、図１０に示すタイミングと同じタイミングで、セレクタによって接続される小型コイルのみをオンとし、それ以外の小型コイルはオフとなる制御を行う。これらセレクタ及びデカップリング回路の制御は、シーケンス制御装置１４からの制御信号によって行われる。

このように本実施形態によれば、複数の小型コイルを切り換えて、それぞれからの信号を適切なサンプリング周期でサンプリングすることができる。サンプリングしたデータは、各小型コイル毎にフーリエ変換を施される。これにより１回の測定で、小型コイルの感度分布領域の磁気共鳴スペクトルが、小型コイルの数だけ得られる。しかも測定領域全体に感度を持つ受信コイルを用いた場合に比べ、SNRが高い磁気共鳴スペクトルが得られる。

次に第２の実施形態について説明する。図１１に、第２の実施形態における受信機８の構成を示す。この実施形態では、受信コイルを構成する小型コイルの各々に増幅器82-1〜82-9を接続し、これら増幅器82とＡ/Ｄ変換器83との間にセレクタ81を挿入したものである。セレクタ81としては、第１の実施形態と同様に、図７或いは図８に示したものを採用することができ、またセレクタによる小型コイルの切換タイミングも第１の実施形態と同様に行うことができる。

本実施例によれば、小型コイル毎に増幅器を設けたことにより、セレクタ回路内で発生する雑音の影響を減じることができ、サンプリングされる信号のSNRの劣化を抑えることが可能となる。

次に第３の実施形態について説明する。図１２に、第３の実施形態における受信機８の構成を示す。この実施形態は、各小型コイルの出力信号を、小型コイル数より少ない複数個（図示する例では３個）のセレクタ81-1〜81-3に分割した後、セレクタと同数のA/D変換器83-1〜83-3で同時にサンプリングするようにしたものである。この場合、複数のＡ/Ｄ変換器は同時に動作し、それぞれのサンプリング中に、割り当てられた小型コイルからの信号を順次切り換えてサンプリングする。既に述べたように、サンプリング周期の逆数で決まるスペクトル帯域は、セレクタによる切換周期と切り換える小型コイルの数で決まる。従って、本実施形態では、第１の実施形態に比べ、小型コイルを切り換える周期を延長するか、切り換え周期は変えずに小型コイル数を増加することが可能となる。

以上、受信コイルを構成する小型コイルをセレクタによって切り換えてサンプリングする実施形態を説明したが、本発明の磁気共鳴撮影装置は、小型コイルを切り換えるのではなく、小型コイル数と同数の増幅器およびA/D変換器を用いて、全ての出力信号を同時にサンプリングすることも可能である。そのような実施形態を図１３に示す。この実施形態では、小型コイルの切り換えを行う必要がなくなり、複数領域のスペクトルを同時に計測することが可能となる。但し、この場合には、全ての小型コイルを同時動作させるので、図９に示したデカップリングは採用できない。本実施形態に好適なコイル間の相互干渉を低減する手法の構成例を説明する。

コイル間の相互干渉は、コイル間の距離をコイルの寸法の半分程度まで離すことにより十分低減できる。図１４は、そのような小型コイルの配置例を示したものである。この場合には、特別のデカップリング回路を設けることなく複数の小型コイルで同時に信号計測を行うことができる。但し、この構成ではコイル間の領域の信号を計測はできない。従って、この場合には、図示するようなコイルアレイ複数（例えば２組）を小型コイルの位置がずれるように重ねたものを受信コイルとし、複数組のコイルアレイを切り換えて、信号を計測することにより、測定回数は増えるが小型コイルを近接して配置した場合と同じ空間密度で測定を行うことができる。

図１５に示す構成例は、小型コイルを、インピーダンスの大きさが３Ω以下の増幅器（プリアンプ）に同軸ケーブルを介して接続し、接続部におけるキャパシタC5とインダクタL5の並列共振周波数がコイルの共振周波数とほぼ一致するようにインダクタL5の大きさを設定したものである。このような構成により、コイル間の距離をコイルの寸法の５％程度まで近づけても、互いの電磁的干渉を十分小さくすることができ、複数小型コイルによる同時受信が可能となる。

図１６に示す構成例は、各小型コイル61の一部にキャンセルコイル62を電気的に接続し、互いに隣接する小型コイルのキャンセルコイル62同士を重ね合わせたものである。キャンセルコイル62同士の重ね合わせる面積を調整することにより、小型コイルの電磁的干渉を除去することができる。
図１３に示した第４の実施形態では、上述したデカップリング手法を採用することにより、第１〜第３の実施形態と同様に、１回の測定で（図１４の場合には２，３回の測定で）、SNRが高い磁気共鳴スペクトルを小型コイルの数だけ得ることができる。

以上、複数の小型コイルを備えた受信コイルを用いたMRS測定手法の種々の実施形態を説明したが、次にこうして得られた多点磁気共鳴スペクトルの表示について説明する。

既に述べたように、本発明の磁気共鳴撮影装置では、複数の小型コイルを備えた受信コイルを用いてMRSパルスシーケンスを実行し、この際、A/Dサンプリング期間で各小型コイルを切り換え或いは各小型コイルで同時に磁気共鳴信号を測定し、小型コイル毎に得られた信号をフーリエ変換してスペクトルを算出する。スペクトルは周波数毎の信号強度を示すものであるので、これを例えば図１７に示すように、周波数を横軸とし信号強度を縦軸とするグラフを、小型コイル毎に、小型コイルの配置に従って配置して表示することも可能である。この場合には、注目している物質、例えば乳酸等の代謝物質がどの領域で増加しているかを一目で観察することができる。

或いは図１８に示すように、注目している物質について、そのピーク面積を算出し、それを小型コイルに対応する領域毎に濃淡或いはトポグラフィとして表示することも可能である。この場合、必要に応じて領域と領域の間の値を補間してもよい。この表示例では、代謝物質が水信号のピークにまぎれることなく、また測定領域全体としての分布を把握することができる。このような注目物質の濃淡表示或いはトポグラフィ表示は、測定領域について別の組織画像（例えばMR画像）が得られている場合には、その組織画像に重畳して表示することも可能である。

スペクトル情報を組織画像に重畳して表示する場合には、磁気共鳴撮影装置座標における受信コイル（小型コイル）の位置を知っておく必要がある。コイル位置を検出する手法としては、例えば、磁気共鳴撮影装置で撮像しながら手術を行うインターベンショナル技術で実用化されている手術ナビゲーションシステムやインタラクティブスキャン技術を応用することができる。

即ち、手術ナビゲーションシステムでは、磁気共鳴撮影装置に一対の赤外線カメラを搭載した三次元位置検出器を設け、この三次元位置検出器で検出可能なマーカーを固定したポインタと呼ばれる指示具で手術中の患者の所望の部位を指し示す。三次元位置検出器は、ポインタが指し示した位置を検出し、これを磁気共鳴撮影装置の装置座標或いは予め取得された三次元画像データ座標と関連付けて、ポインタ先端（及びその指示方向）の装置座標における位置情報として磁気共鳴撮影装置に送る。磁気共鳴撮影装置は、この位置情報に基き、ポインタで指し示された点を含む断面像を三次元画像データから作成し表示する。

またインタラクティブスキャン技術では、三次元位置検出器で検出可能なマーカーを固定した術具を予め登録しておき、三次元位置検出器でマーカーの位置を検出することによって、術具の進行方向と術具先端を含む断面を決定し、順次撮影する技術である。

本発明においては、例えば受信コイルの所定の点（例えば中心を含む３点）をポインタで指し示し、三次元位置検出器で検出したこの３点の位置情報に基き、磁気共鳴撮影装置で予め取得された三次元ＭＲ画像から３点を含む断面の画像を表示させるとともに、この画像上の３点と受信コイルの所定の点に対応する濃淡画像の点が一致するように濃淡画像を重ねて表示する。

以上、本発明の磁気共鳴撮影装置の各実施の形態を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されず種々の変更や応用が可能である。例えば、受信コイルを構成する小型コイルの配列は、行数と列数が異なる２次元配列であってもよい。コイルの形状も平面に限定されず、検査部位に応じた曲面状に配置されていてもよい。また被検体に装着するのではなく、操作者が自由に移動させることができる可動式にしてもよい。例えば図５に示したような小型コイル９個が１組になった受信コイルセット(プローブ)を、図１９に示すように、操作者が自由に移動させて測定を繰り返し行い、得られた測定結果をリアルタイムでディスプレイ表示することにより、操作者が迅速かつ容易に、測定対象内の代謝物質分布を把握することが可能となる。

このように受信コイルセットを操作者が自由に移動させて測定を行う場合、受信コイルセットの感度領域を撮影領域（撮影断面）として撮影を行う必要があるため、受信コイルセットの絶対的な空間位置（装置座標系における位置）を把握する必要が生じる場合がある。この受信コイルセットの位置検出についても、前述した手術ナビゲーションシステムやインタラクティブスキャン技術を応用することができる。例えば、三次元位置検出器で検出可能なマーカーを受信コイルセットの所定位置に固定して予め登録しておき、三次元位置検出器でマーカーの位置を検出することによって、受信コイルセットの先端面と平行な断面を決定し、撮影することができる。

或いは、下記特許文献１に記載された技術と同様の手法を用いることも可能である。この技術では、磁気共鳴撮影装置で撮影対象とする物質の共鳴周波数とは異なる共鳴周波数の物質（ＭＲマーカー）を含む３個の球状物体を固定した撮影断面指定装置を用い、これら３個の球状物体の位置を磁気共鳴撮影装置で検出することにより、その３個の位置で決まる撮影断面を撮影するものである。本発明では、例えば、受信コイルセットと一体にこのような撮影断面指定装置を取り付け、受信コイルセットは別に装置に設けられた受信コイルで球状物体の位置を検出して断面を決定し、撮影する。これにより常に受信コイルセットの感度分布領域と重なる断面を励起して、その情報を得ることができる。
特開２００３−２４５２６２号公報

またこのような受信コイルセットで得られたスペクトル情報を、図１９に示すように、被検体の形態画像に重ねて表示する場合には、画像空間と受信コイルを構成する小型コイルとの位置関係を把握することが必要であるが、これには前述した重畳表示と同様に手術ナビゲーションシステムで採用している位置検出技術を採用することができる。

本発明によれば、高速・高感度で、複数領域からの磁気共鳴スペクトルを得ることが可能となる。図２０に、本発明の複数の小型コイルからなる受信コイルを用いた磁気共鳴撮影装置で計測した磁気共鳴スペクトル（ａ）と、従来の頭部用立体コイルを用いた磁気共鳴撮影装置で計測した磁気共鳴スペクトル（ｂ）とを示す。なお計測条件は、乳酸を含む水溶液をファントムとして用い、図２１のパルスシーケンス（TE/TR=272/2000）を用いスペクトル帯域3000Hz、スペクトル点数2048点とし、ファントム中央の１ccのボクセルを計測したものである。

図２１のパルスシーケンスも公知のMRSパルスシーケンスであるが、図３のものと異なる点は、90°パルスRF1と第１の方向のスライス選択傾斜磁場Gs1による励起の後、180°パルスRF2と第２の方向のスライス選択傾斜磁場Gs2と180°パルスRF3と第３の方向のスライス選択傾斜磁場Gs3を所定の間隔TE/4、TE/2、TE/4で印加し、これによって３つのスライス傾斜磁場で選択された領域の重複部分となるボクセルのみを励起することである。

図からも明らかなように、従来の磁気共鳴撮影装置では、ノイズに紛れてしまう乳酸のスペクトルを、本発明により同じ計測時間（積算回数）で明確に検出することができた。

本発明が適用される磁気共鳴撮影装置の外観図。 本発明が適用される磁気共鳴撮影装置の構成例を示す図。 本発明の磁気共鳴撮影装置で使用するＭＲＳパルスシーケンスの一例を示す図。 本発明の磁気共鳴撮影装置で撮影する撮影領域と受信コイルとの関係を示す図。 本発明の磁気共鳴撮影装置で使用する受信コイルの一例を示す図。 本発明の磁気共鳴撮影装置の第１の実施形態を示す図。 本発明の受信機で使用されるセレクタ回路の一例を示す図。 本発明の受信機で使用されるセレクタ回路の他の例を示す図。 本発明の受信コイルで使用するデカップリング回路の一例を示す図。 第１の実施形態によるコイル切換のタイミングチャートの一例を示す図。 本発明の磁気共鳴撮影装置の第２の実施形態を示す図。 本発明の磁気共鳴撮影装置の第３の実施形態を示す図。 本発明の磁気共鳴撮影装置の第４の実施形態を示す図。 本発明の受信コイルで使用するデカップリング回路の他の例を示す図。 本発明の受信コイルで使用するデカップリング回路の他の例を示す図。 本発明の受信コイルで使用するデカップリング回路の他の例を示す図。 本発明の磁気共鳴撮影装置における複数のスペクトルの表示の一例を示す図。 本発明の磁気共鳴撮影装置における複数のスペクトルの表示の他の例を示す図。 本発明の磁気共鳴撮影装置で使用する可動式受信コイルとその使用状態を説明する図。 本発明の磁気共鳴撮影装置による計測スペクトルと、従来の磁気共鳴撮影装置による計測スペクトルとを比較して示す図。 図２０の計測に用いたＭＲＳパルスシーケンスを示す図。

符号の説明

１・・・被検体、２・・・静磁場コイル、３・・・傾斜磁場コイル、５・・・送信用高周波コイル、６・・・受信用高周波コイル（受信プローブ）、８・・・受信機、９・・・計算機（演算手段）、１０・・・ディスプレイ（表示手段）、１１・・・記憶手段、１４・・・シーケンス制御装置

Claims (5)

1. 静磁場を発生する静磁場発生手段と、前記静磁場中に置かれた被検体に核磁気共鳴を生じさせる高周波磁場を発生する高周波磁場発生手段と、前記被検体から発生する核磁気共鳴信号を検出する検出手段と、前記核磁気共鳴信号を用いて磁気共鳴スペクトルを算出する演算手段と、前記演算手段で算出されたスペクトルを表示する表示手段とを備えた磁気共鳴撮影装置において、
   前記検出手段は、２次元状に配列した複数の小型コイルを含む受信プローブを備え、
   前記演算手段は、前記複数の小型コイルが検出した位相エンコードされていない核磁気共鳴信号から、各小型コイルの感度領域の磁気共鳴スペクトルを算出し、前記受信プローブに対応する前記被検体の検査領域のスペクトル情報を、各小型コイルの位置に対応して前記表示手段に表示させることを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
2. 静磁場を発生する静磁場発生手段と、前記静磁場中に置かれた被検体に核磁気共鳴を生じさせる高周波磁場を発生する高周波磁場発生手段と、前記被検体から発生する核磁気共鳴信号を検出する検出手段と、前記高周波磁場発生手段と前記検出手段との動作を制御するシーケンス制御手段と、前記核磁気共鳴信号を用いて磁気共鳴スペクトルを算出する演算手段と、前記演算手段で算出されたスペクトルを表示する表示手段とを備えた磁気共鳴撮影装置において、
   前記検出手段は、複数の小型コイルを含む受信プローブと、これら複数の小型コイルを切り換えるセレクタ手段を備え、
   前記シーケンス制御手段は、前記検出手段による核磁気共鳴信号の検出時に前記小型コイルを選択的に切り換えるように前記セレクタ手段を制御し、
   前記演算手段は、前記複数の小型コイルが検出した位相エンコードされていない核磁気共鳴信号から、各小型コイルの感度領域の磁気共鳴スペクトルを算出し、前記受信プローブに対応する前記被検体の検査領域のスペクトル情報を、各小型コイルの位置に対応して前記表示手段に表示させることを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
3. 請求項１に記載の磁気共鳴撮影装置において、
   前記検出手段は、前記複数の小型コイルの相互干渉を防止する手段を備え、前記複数の小型コイルからの信号を同時に検出することを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
4. 請求項１ないし３いずれか１項記載の磁気共鳴撮影装置において、
   前記表示手段は、前記演算手段により算出した小型コイル毎のスペクトル情報を、前記検査領域の形態画像に重畳して表示することを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
5. 請求項１ないし４いずれか１項記載の磁気共鳴撮影装置において、
   前記受信プローブは、可動式であることを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
   

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