JP6664911B2 - Magnetic resonance apparatus and program - Google Patents

Magnetic resonance apparatus and program Download PDF

Info

Publication number
JP6664911B2
JP6664911B2 JP2015177893A JP2015177893A JP6664911B2 JP 6664911 B2 JP6664911 B2 JP 6664911B2 JP 2015177893 A JP2015177893 A JP 2015177893A JP 2015177893 A JP2015177893 A JP 2015177893A JP 6664911 B2 JP6664911 B2 JP 6664911B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coefficient
cest
value
spectrum
term
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015177893A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2017051439A (en
Inventor
三好 光晴
光晴 三好
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Original Assignee
GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GE Medical Systems Global Technology Co LLC filed Critical GE Medical Systems Global Technology Co LLC
Priority to JP2015177893A priority Critical patent/JP6664911B2/en
Publication of JP2017051439A publication Critical patent/JP2017051439A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6664911B2 publication Critical patent/JP6664911B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Description

本発明は、Zスペクトルを得る磁気共鳴装置、およびその磁気共鳴装置に適用されるプログラムに関する。   The present invention relates to a magnetic resonance apparatus for obtaining a Z spectrum and a program applied to the magnetic resonance apparatus.

近年、低濃度の化合物を観測する方法として、化学交換により生じる信号減衰を利用したCEST(Chemical Exchange Saturation Transfer)イメージング法が注目されている(特許文献1参照)。   In recent years, a CEST (Chemical Exchange Saturation Transfer) imaging method using a signal decay caused by chemical exchange has attracted attention as a method for observing a low-concentration compound (see Patent Document 1).

特表2012−513239号公報JP, 2012-513239, A

CESTイメージングでは、RFパルスの周波数を変更しながらシーケンスを実行し、シーケンスにより得られたデータに基づいて、Zスペクトルを作成する。Zスペクトルの信号値は、CEST効果が現れる周波数の付近において減衰する。したがって、Zスペクトルから、どの周波数において信号が減衰しているかを特定することにより、化合物の濃度や磁化交換速度に依存したCESTの情報を取得することが可能となる。   In CEST imaging, a sequence is executed while changing the frequency of an RF pulse, and a Z spectrum is created based on data obtained by the sequence. The signal value of the Z spectrum attenuates near the frequency where the CEST effect appears. Therefore, by specifying at which frequency the signal is attenuated from the Z spectrum, it becomes possible to acquire information on CEST depending on the concentration of the compound and the magnetization exchange rate.

しかし、Zスペクトルは、水の共鳴周波数の付近において、自由水のローレンツ分布を表す下向きのピークが支配的である。このピークのピーク幅は送信磁場強度B1に比例しており、ピークの値は0近くにまで低下する。したがって、CESTにより生じる信号の低下が、自由水のローレンツ分布を表す下向きのピークに埋もれてしまい、Zスペクトルから、CESTの影響を反映した情報を取り出すことが難しいという問題がある。   However, in the Z spectrum, a downward peak representing the Lorentz distribution of free water is dominant near the resonance frequency of water. The peak width of this peak is proportional to the transmission magnetic field strength B1, and the value of the peak decreases to near zero. Therefore, the signal drop caused by CEST is buried in a downward peak representing the Lorentz distribution of free water, and there is a problem that it is difficult to extract information reflecting the influence of CEST from the Z spectrum.

また、被検体の撮影部位の中でCESTが生じている部位を特定することは、画像診断能を高める上でも重要である。そこで、CESTの影響を反映した様々な係数の値を計算する研究も行われている。しかし、上記のように、Zスペクトルから、CESTの影響を反映した情報を取り出すことは難しいので、CESTの影響を反映した係数の値を計算することも難しいという問題もある。   In addition, it is important to specify a site where CEST has occurred among the imaging sites of the subject in order to enhance image diagnostic performance. Therefore, research has been conducted to calculate various coefficient values reflecting the influence of CEST. However, as described above, since it is difficult to extract information reflecting the influence of CEST from the Z spectrum, there is also a problem that it is difficult to calculate a coefficient value reflecting the influence of CEST.

したがって、CESTの情報を取得するのに適したスペクトルを得るとともに、CESTの影響を反映した係数の値を計算するための技術が望まれている。   Therefore, a technique for obtaining a spectrum suitable for acquiring CEST information and calculating a coefficient value reflecting the influence of CEST is desired.

本発明の第1の観点は、CEST(化学交換飽和移動)により生じる磁化の移動を反映した情報を取得するためのスキャンを実行する磁気共鳴装置であって、
前記スキャンにおいて、RFパルスを有する複数のシーケンスを実行するスキャン手段であって、前記RFパルスの周波数が前記シーケンスごとに異なるように設定されているスキャン手段と、
前記複数のシーケンスにより得られたデータに基づいてZスペクトルを作成するZスペクトル作成手段と、
水の共鳴周波数からのずれを表すオフセット周波数を変数として含む偶関数であって、オフセット周波数の値がゼロにおいて当該偶関数の値がゼロになるように設定された偶関数に基づいて、前記Zスペクトルを第1のスペクトルに変換するスペクトル変換手段と、
CESTの影響を受けた信号成分の第1の波形を表すCEST項であって、前記第1の波形の特性値を表すための第1の係数を含むCEST項と、CESTの影響を受けていない信号成分の第2の波形を表すベースライン項とを含む近似式を用いて、前記スペクトル変換手段により得られた前記第1のスペクトルをフィッティングし、前記第1の係数の値を求めるフィッティング手段と、
前記第1の係数と、送信磁場強度を表す第2の係数と、CESTプールに含まれるプロトンの磁化の大きさの情報を含む第3の係数との関係を表す関係式に基づいて、前記第3の係数の値を計算する係数値計算手段であって、前記関係式の前記第1の係数に、前記フィッティング手段により計算された値を代入するとともに、前記第2の係数に、前記シーケンスで使用されるRFパルスの送信磁場強度の値を代入し、前記第3の係数の値を計算する係数値計算手段と、
を有する、磁気共鳴装置である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a magnetic resonance apparatus that performs a scan for acquiring information reflecting a transfer of magnetization caused by CEST (chemical exchange saturation transfer),
In the scan, scan means for executing a plurality of sequences having RF pulses, wherein the scan means wherein the frequency of the RF pulse is set to be different for each sequence,
Z spectrum creation means for creating a Z spectrum based on the data obtained by the plurality of sequences,
An even function including, as a variable, an offset frequency representing a deviation from the resonance frequency of water, wherein the Z function is based on an even function set so that the value of the even function becomes zero when the value of the offset frequency is zero. Spectrum conversion means for converting a spectrum into a first spectrum;
A CEST term representing a first waveform of a signal component affected by CEST, the CEST term including a first coefficient for representing a characteristic value of the first waveform, and a CEST term not being affected by CEST. Fitting means for fitting the first spectrum obtained by the spectrum converting means using an approximation formula including a baseline term representing a second waveform of the signal component to obtain a value of the first coefficient; ,
The first coefficient, a second coefficient representing the transmission magnetic field strength, and a third coefficient containing information on the magnitude of magnetization of protons contained in the CEST pool, Coefficient value calculating means for calculating the value of the coefficient of 3 in which the value calculated by the fitting means is substituted for the first coefficient of the relational expression, and the second coefficient is calculated in the sequence. Coefficient value calculating means for substituting the value of the transmission magnetic field strength of the RF pulse to be used and calculating the value of the third coefficient;
A magnetic resonance apparatus having:

本発明の第2の観点は、CEST(化学交換飽和移動)により生じる磁化の移動を反映した情報を取得するためのスキャンを実行する磁気共鳴装置であって、
前記スキャンにおいて、複数のRFパルスを含むパルスセットを有する複数のシーケンスを実行するスキャン手段であって、前記複数のRFパルスのうちのp番目のRFパルスの位相とp+1番目のRFパルスの位相との位相差が前記シーケンスごとに異なるように、前記複数のRFパルスの位相をサイクルさせているスキャン手段と、
前記複数のシーケンスにより得られたデータに基づいてZスペクトルを作成するZスペクトル作成手段と、
RFパルスの位相差を変数として含む偶関数であって、前記位相差の値がゼロにおいて当該偶関数の値がゼロになるように設定された偶関数に基づいて、前記Zスペクトルを第1のスペクトルに変換するスペクトル変換手段と、
CESTの影響を受けた信号成分の第1の波形を表すCEST項であって、前記第1の波形の特性値を表すための第1の係数を含むCEST項と、CESTの影響を受けていない信号成分の第2の波形を表すベースライン項とを含む近似式を用いて、前記スペクトル変換手段により得られた前記第1のスペクトルをフィッティングし、前記第1の係数の値を求めるフィッティング手段と、
前記第1の係数と、送信磁場強度を表す第2の係数と、CESTプールに含まれるプロトンの磁化の大きさの情報を含む第3の係数との関係を表す関係式に基づいて、前記第3の係数の値を計算する係数値計算手段であって、前記関係式の前記第1の係数に、前記フィッティング手段により計算された値を代入するとともに、前記第2の係数に、前記シーケンスで使用されるRFパルスの送信磁場強度の値を代入し、前記第3の係数の値を計算する係数値計算手段と、
を有する磁気共鳴装置である。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a magnetic resonance apparatus that performs a scan for acquiring information reflecting a magnetization transfer caused by a CEST (chemical exchange saturation transfer),
In the scanning, scanning means for executing a plurality of sequences having a pulse set including a plurality of RF pulses, wherein the phase of the p-th RF pulse and the phase of the (p + 1) -th RF pulse among the plurality of RF pulses Scanning means for cycling the phases of the plurality of RF pulses so that the phase difference of
Z spectrum creation means for creating a Z spectrum based on the data obtained by the plurality of sequences,
An even function including a phase difference of an RF pulse as a variable, wherein the Z spectrum is converted to a first function based on an even function set such that the value of the even function becomes zero when the value of the phase difference is zero. Spectrum conversion means for converting into a spectrum,
A CEST term representing a first waveform of a signal component affected by CEST, the CEST term including a first coefficient for representing a characteristic value of the first waveform, and a CEST term not being affected by CEST. Fitting means for fitting the first spectrum obtained by the spectrum converting means using an approximation formula including a baseline term representing a second waveform of the signal component to obtain a value of the first coefficient; ,
The first coefficient, a second coefficient representing the transmission magnetic field strength, and a third coefficient containing information on the magnitude of magnetization of protons contained in the CEST pool, Coefficient value calculating means for calculating the value of the coefficient of 3 in which the value calculated by the fitting means is substituted for the first coefficient of the relational expression, and the second coefficient is calculated in the sequence. Coefficient value calculating means for substituting the value of the transmission magnetic field strength of the RF pulse to be used and calculating the value of the third coefficient;
Is a magnetic resonance apparatus having:

本発明の第3の観点は、CEST(化学交換飽和移動)により生じる磁化の移動を反映した情報を取得するためのスキャンを実行する磁気共鳴装置であって、前記スキャンにおいて、RFパルスを有する複数のシーケンスを実行するスキャン手段を有し、前記RFパルスの周波数が前記シーケンスごとに異なるように設定されている磁気共鳴装置に適用されるプログラムであって、
前記複数のシーケンスにより得られたデータに基づいてZスペクトルを作成するZスペクトル作成処理と、
水の共鳴周波数からのずれを表すオフセット周波数を変数として含む偶関数であって、オフセット周波数の値がゼロにおいて当該偶関数の値がゼロになるように設定された偶関数に基づいて、前記Zスペクトルを第1のスペクトルに変換するスペクトル変換処理と、
CESTの影響を受けた信号成分の第1の波形を表すCEST項であって、前記第1の波形の特性値を表すための第1の係数を含むCEST項と、CESTの影響を受けていない信号成分の第2の波形を表すベースライン項とを含む近似式を用いて、前記スペクトル変換処理により得られた前記第1のスペクトルをフィッティングし、前記第1の係数の値を求めるフィッティング処理と、
前記第1の係数と、送信磁場強度を表す第2の係数と、CESTプールに含まれるプロトンの磁化の大きさの情報を含む第3の係数との関係を表す関係式に基づいて、前記第3の係数の値を計算する係数値計算処理であって、前記関係式の前記第1の係数に、前記フィッティング処理により計算された値を代入するとともに、前記第2の係数に、前記シーケンスで使用されるRFパルスの送信磁場強度の値を代入し、前記第3の係数の値を計算する係数値計算処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
A third aspect of the present invention is a magnetic resonance apparatus which executes a scan for acquiring information reflecting a magnetization transfer caused by a CEST (chemical exchange saturation transfer), and in the scan, a plurality of scans having RF pulses are provided. A program applied to a magnetic resonance apparatus having scanning means for executing a sequence of, wherein the frequency of the RF pulse is set to be different for each sequence,
Z spectrum creation processing for creating a Z spectrum based on the data obtained by the plurality of sequences;
An even function including, as a variable, an offset frequency representing a deviation from the resonance frequency of water, wherein the Z function is based on an even function set so that the value of the even function becomes zero when the value of the offset frequency is zero. A spectrum conversion process for converting the spectrum into a first spectrum;
A CEST term representing a first waveform of a signal component affected by CEST, the CEST term including a first coefficient for representing a characteristic value of the first waveform, and a CEST term not being affected by CEST. A fitting process of fitting the first spectrum obtained by the spectrum conversion process using an approximation formula including a baseline term representing a second waveform of the signal component to obtain a value of the first coefficient; ,
The first coefficient, a second coefficient representing the transmission magnetic field strength, and a third coefficient containing information on the magnitude of magnetization of protons contained in the CEST pool, A coefficient value calculation process for calculating the value of the coefficient of 3 in which the value calculated by the fitting process is substituted for the first coefficient of the relational expression, and the second coefficient is calculated in the sequence. A coefficient value calculation process of substituting the value of the transmission magnetic field strength of the RF pulse to be used and calculating the value of the third coefficient;
Is a program for causing a computer to execute.

本発明の第4の観点は、CEST(化学交換飽和移動)により生じる磁化の移動を反映した情報を取得するためのスキャンを実行する磁気共鳴装置であって、前記スキャンにおいて、複数のRFパルスを含むパルスセットを有する複数のシーケンスを実行するスキャン手段を有し、前記複数のRFパルスのうちのp番目のRFパルスの位相とp+1番目のRFパルスの位相との位相差が前記シーケンスごとに異なるように、前記複数のRFパルスの位相をサイクルさせている磁気共鳴装置に適用されるプログラムであって、
前記複数のシーケンスにより得られたデータに基づいてZスペクトルを作成するZスペクトル作成処理と、
RFパルスの位相差を変数として含む偶関数であって、前記位相差の値がゼロにおいて当該偶関数の値がゼロになるように設定された偶関数に基づいて、前記Zスペクトルを第1のスペクトルに変換するスペクトル変換処理と、
CESTの影響を受けた信号成分の第1の波形を表すCEST項であって、前記第1の波形の特性値を表すための第1の係数を含むCEST項と、CESTの影響を受けていない信号成分の第2の波形を表すベースライン項とを含む近似式を用いて、前記スペクトル変換処理により得られた前記第1のスペクトルをフィッティングし、前記第1の係数の値を求めるフィッティング処理と、
前記第1の係数と、送信磁場強度を表す第2の係数と、CESTプールに含まれるプロトンの磁化の大きさの情報を含む第3の係数との関係を表す関係式に基づいて、前記第3の係数の値を計算する係数値計算処理であって、前記関係式の前記第1の係数に、前記フィッティング処理により計算された値を代入するとともに、前記第2の係数に、前記シーケンスで使用されるRFパルスの送信磁場強度の値を代入し、前記第3の係数の値を計算する係数値計算処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a magnetic resonance apparatus that executes a scan for acquiring information reflecting a magnetization transfer caused by CEST (chemical exchange saturation transfer). Scanning means for executing a plurality of sequences having a pulse set that includes a pulse set, wherein a phase difference between a phase of a p-th RF pulse and a phase of a (p + 1) -th RF pulse among the plurality of RF pulses is different for each of the sequences Thus, a program applied to a magnetic resonance apparatus that cycles the phases of the plurality of RF pulses,
Z spectrum creation processing for creating a Z spectrum based on the data obtained by the plurality of sequences;
An even function including a phase difference of an RF pulse as a variable, wherein the Z spectrum is converted to a first function based on an even function set such that the value of the even function becomes zero when the value of the phase difference is zero. Spectrum conversion processing for converting to a spectrum,
A CEST term representing a first waveform of a signal component affected by CEST, the CEST term including a first coefficient for representing a characteristic value of the first waveform, and a CEST term not being affected by CEST. A fitting process of fitting the first spectrum obtained by the spectrum conversion process using an approximation formula including a baseline term representing a second waveform of the signal component to obtain a value of the first coefficient; ,
The first coefficient, a second coefficient representing the transmission magnetic field strength, and a third coefficient containing information on the magnitude of magnetization of protons contained in the CEST pool, A coefficient value calculation process for calculating the value of the coefficient of 3 in which the value calculated by the fitting process is substituted for the first coefficient of the relational expression, and the second coefficient is calculated in the sequence. A coefficient value calculation process of substituting the value of the transmission magnetic field strength of the RF pulse to be used and calculating the value of the third coefficient;
Is a program for causing a computer to execute.

偶関数を用いることにより、Zスペクトルを、CESTの情報の取得に適した第1のスペクトルに変換することができる。また、第1のスペクトルに基づいて、CESTプールに含まれるプロトンの磁化の大きさの情報を含む第3の係数の値が計算される。したがって、CESTの影響を反映した係数の値を求めることもできる。   By using the even function, the Z spectrum can be converted into a first spectrum suitable for acquiring CEST information. Further, based on the first spectrum, a value of a third coefficient including information on the magnitude of magnetization of protons included in the CEST pool is calculated. Therefore, the value of the coefficient reflecting the influence of CEST can be obtained.

本発明の第1の形態の磁気共鳴装置の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a magnetic resonance apparatus according to a first embodiment of the present invention. 第1の形態において処理装置9が実現する手段の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of means realized by a processing device 9 in the first embodiment. 第1の形態で実行されるスキャンの説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a scan executed in the first embodiment. 第1の形態におけるシーケンスSEを具体的に示す図である。FIG. 3 is a diagram specifically showing a sequence SE k in the first mode. Zスペクトルの説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a Z spectrum. ZスペクトルとCPEスペクトルとの違いを説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a difference between a Z spectrum and a CPE spectrum. 係数(M0 b/M0 a/R1a)を求めるためのフローを示す図である。It is a diagram showing a flow for determining the coefficients (M 0 b / M 0 a / R1 a). Zスペクトルを概略的に示す図である。It is a figure which shows a Z spectrum schematically. CPEスペクトルFCPE(Δωa)を概略的に示す図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing a CPE spectrum F CPE (Δω a ). フィッティングにより計算された各係数の値を示す図である。It is a figure showing the value of each coefficient calculated by fitting. フィッティングにより計算された係数(b0,b1,b2,Δω0)の値を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing values of coefficients (b 0 , b 1 , b 2 , Δω 0 ) calculated by fitting. 計算された係数(c0,cMT)の値を示す図である。It is a figure showing the value of the calculated coefficient (c 0 , c MT ). スペクトルFCPE_1(Δωa)を概略的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing a spectrum F CPE_1 (Δω a ). CPEスペクトルFCPE(Δωa)に他のCEST波形が含まれているか否かを判断する方法の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a method for determining whether or not another CEST waveform is included in the CPE spectrum F CPE (Δω a ). フィッティングにより計算された各係数の値を示す図である。It is a figure showing the value of each coefficient calculated by fitting. i=2において、フィッティングにより計算された係数(b0,b1,b2,Δω0)の値を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating values of coefficients (b 0 , b 1 , b 2 , Δω 0 ) calculated by fitting when i = 2. 計算された係数(c0,cMT)の値を示す図である。It is a figure showing the value of the calculated coefficient (c 0 , c MT ). スペクトルFCPE_2(Δωa)を概略的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing a spectrum F CPE_2 (Δω a ). CPEスペクトルFCPE(Δωa)に他のCEST波形が含まれているか否かを判断する方法の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a method for determining whether or not another CEST waveform is included in the CPE spectrum F CPE (Δω a ). 差分スペクトルD(Δωa)が閾値TH1を超えた例を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating an example in which a difference spectrum D (Δω a ) exceeds a threshold value TH1. i=jにおいて計算された係数の値を示す図である。It is a figure showing the value of the coefficient calculated at i = j. i=jにおいて、フィッティングにより計算された係数(b0,b1,b2,Δω0)の値を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing values of coefficients (b 0 , b 1 , b 2 , Δω 0 ) calculated by fitting when i = j. 計算された係数(c0,cMT)の値を示す図である。It is a figure showing the value of the calculated coefficient (c 0 , c MT ). スペクトルFCPE_i(Δωa)を概略的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically showing a spectrum F CPE_i (Δω a ). ステップST15のフローを示す図である。It is a figure showing the flow of Step ST15. ステップST15の再計算により得られたCPEスペクトルFCPE(Δωa)の各係数の値を示す図である。Step shows the values of the coefficients of the CPE spectrum obtained by recalculation F CPE (Δω a) of ST15. 記憶部に保存された係数の値を概略的に示す図である。FIG. 4 is a diagram schematically illustrating values of coefficients stored in a storage unit. 係数(M0 b/M0 a/R1a)の値を計算するためのフローを示す図である。It is a diagram showing a flow for calculating the value of the coefficients (M 0 b / M 0 a / R1 a). アミドプロトンのCEST効果による係数(M0 b/M0 a/R1a)の値の計算方法の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a method of calculating a value of a coefficient (M 0 b / M 0 a / R1 a ) based on a CEST effect of an amide proton. NOEのCEST効果による係数(M0 b/M0 a/R1a)の値の計算方法の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a method of calculating a value of a coefficient (M 0 b / M 0 a / R1 a ) by a CEST effect of NOE. 第2の形態で実行されるスキャンの説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a scan executed in the second mode. 第2の形態における処理装置9の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a processing device 9 according to the second embodiment. 係数の値を計算するためのフローを示す図である。It is a figure showing the flow for calculating the value of a coefficient. M0aマップおよびR1aマップを概略的に示す図である。FIG. 3 is a diagram schematically showing an M0a map and an R1a map. アミドプロトンのCEST効果による係数(M0 b/M0 a)、係数(M0 b/R1a)、および係数M0 bの値の計算方法の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a method of calculating a coefficient (M 0 b / M 0 a ), a coefficient (M 0 b / R1 a ), and a value of a coefficient M 0 b based on a CEST effect of an amide proton. 第3の形態で使用されるシーケンスSEを具体的に示す図である。FIG. 11 is a diagram specifically showing a sequence SE k used in the third mode. 、第4の形態において処理装置9が実現する手段の説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram of means realized by a processing device 9 in the fourth embodiment. 第4の形態で使用されるシーケンスSEを具体的に示す図である。FIG. 14 is a diagram specifically showing a sequence SE k used in the fourth mode.

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。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described, but the present invention is not limited to the following embodiments.

(1)第1の形態
図1は、本発明の第1の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)1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。
(1) First Embodiment FIG. 1 is a schematic diagram of a magnetic resonance apparatus according to a first embodiment of the present invention.
A magnetic resonance apparatus (hereinafter, referred to as an “MR apparatus. MR: Magnetic Resonance”) 1 includes a magnet 2, a table 3, a reception RF coil (hereinafter, referred to as a “reception coil”) 4, and the like.

マグネット2は、被検体13が収容される収容空間21を有している。また、マグネット2は、超伝導コイル22と、勾配コイル23と、RFコイル24とを有している。超伝導コイル22は静磁場を印加し、勾配コイル23は勾配パルスを印加し、RFコイル24はRFパルスを印加する。尚、超伝導コイル22の代わりに、永久磁石を用いてもよい。   The magnet 2 has an accommodation space 21 in which the subject 13 is accommodated. The magnet 2 has a superconducting coil 22, a gradient coil 23, and an RF coil 24. The superconducting coil 22 applies a static magnetic field, the gradient coil 23 applies a gradient pulse, and the RF coil 24 applies an RF pulse. Note that a permanent magnet may be used instead of the superconducting coil 22.

テーブル3は、被検体13を搬送するためのクレードル3aを有している。クレードル3aによって、被検体13は収容空間21に搬送される。   The table 3 has a cradle 3a for transporting the subject 13. The subject 13 is transported to the accommodation space 21 by the cradle 3a.

受信コイル4は、被検体13の頭部に取り付けられており、被検体13からの磁気共鳴信号を受信する。   The receiving coil 4 is attached to the head of the subject 13 and receives a magnetic resonance signal from the subject 13.

MR装置1は、更に、制御部5、送信器6、勾配磁場電源7、受信器8、処理装置9、記憶部10、操作部11、および表示部12などを有している。   The MR device 1 further includes a control unit 5, a transmitter 6, a gradient magnetic field power supply 7, a receiver 8, a processing device 9, a storage unit 10, an operation unit 11, a display unit 12, and the like.

制御部5は、処理装置9から、シーケンスで使用されるRFパルスおよび勾配パルスの波形情報や印加タイミングなどを含むデータを受け取る。そして、制御部5は、RFパルスのデータに基づいて送信器6を制御し、勾配パルスのデータに基づいて勾配磁場電源7を制御する。また、制御部5は、クレードル3aの移動の制御なども行う。尚、図1では、制御部5が、送信器6、勾配磁場電源7、クレードル3aなどの制御を行っているが、送信器6、勾配磁場電源7、クレードル3aなどの制御を複数の制御部で行ってもよい。例えば、送信器6および勾配磁場電源7を制御する制御部と、クレードル3aを制御する制御部とを別々に設けてもよい。   The control unit 5 receives, from the processing device 9, data including waveform information of RF pulses and gradient pulses used in the sequence, application timing, and the like. Then, the control unit 5 controls the transmitter 6 based on the data of the RF pulse, and controls the gradient magnetic field power supply 7 based on the data of the gradient pulse. The control unit 5 also controls the movement of the cradle 3a. In FIG. 1, the control unit 5 controls the transmitter 6, the gradient magnetic field power supply 7, the cradle 3a, and the like. However, the control of the transmitter 6, the gradient magnetic field power supply 7, the cradle 3a, and the like is controlled by a plurality of control units. May be performed. For example, a control unit for controlling the transmitter 6 and the gradient magnetic field power supply 7 and a control unit for controlling the cradle 3a may be separately provided.

送信器6は、制御部5から受け取ったデータに基づいて、RFコイル24に電流を供給する。
勾配磁場電源7は、制御部5から受け取ったデータに基づいて、勾配コイル23に電流を供給する。
The transmitter 6 supplies a current to the RF coil 24 based on the data received from the control unit 5.
The gradient magnetic field power supply 7 supplies a current to the gradient coil 23 based on the data received from the control unit 5.

受信器8は、受信コイル4で受信された磁気共鳴信号に対して、検波などの処理を行い、処理装置9に出力する。尚、マグネット2、受信コイル4、制御部5、送信器6、勾配磁場電源7、受信器8を合わせたものが、スキャン手段に相当する。   The receiver 8 performs processing such as detection on the magnetic resonance signal received by the receiving coil 4 and outputs the processed signal to the processing device 9. A combination of the magnet 2, the receiving coil 4, the control unit 5, the transmitter 6, the gradient magnetic field power supply 7, and the receiver 8 corresponds to a scanning unit.

記憶部10には、制御部5により実行されるプログラムなどが記憶されている。尚、記憶部10は、ハードディスク、CD−ROMなどの非一過性の記憶媒体であってもよい。処理装置9は、記憶部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として動作する。処理装置9は、プログラムに記述されている処理を実行することにより、種々の手段を実現する。図2は、処理装置9が実現する手段の説明図である。   The storage unit 10 stores a program executed by the control unit 5 and the like. Note that the storage unit 10 may be a non-transitory storage medium such as a hard disk or a CD-ROM. The processing device 9 reads a program stored in the storage unit 10 and operates as a processor that executes processing described in the program. The processing device 9 implements various means by executing the processing described in the program. FIG. 2 is an explanatory diagram of means realized by the processing device 9.

画像作成手段90は、後述するシーケンスSE〜SE(図4参照)により得られたデータに基づいて画像を作成する。
Zスペクトル作成手段91は、画像作成手段90により得られた画像に基づいて、Zスペクトルを作成する。
スペクトル変換手段92は、Zスペクトルを、後述するCPEスペクトルFCPE(Δωa)(例えば、図9参照)に変換する。CPEスペクトルFCPE(Δωa)は第1のスペクトルに相当する。
The image creating means 90 creates an image based on data obtained by a sequence SE 1 to SE r (see FIG. 4) described later.
The Z spectrum creating unit 91 creates a Z spectrum based on the image obtained by the image creating unit 90.
The spectrum converting means 92 converts the Z spectrum into a CPE spectrum F CPE (Δω a ) described later (for example, see FIG. 9). CPE spectrum F CPE (Δω a ) corresponds to the first spectrum.

検出手段93は、CPEスペクトルに基づいて、CESTの影響を受けた信号成分の波形のピークが現れるオフセット周波数を検出する。
i値設定手段94は、CEST項の数を表すiの値を設定する。
The detecting means 93 detects an offset frequency at which a peak of a signal component waveform affected by CEST appears, based on the CPE spectrum.
The i value setting means 94 sets the value of i representing the number of CEST terms.

第1のフィッティング手段95は、後述する式(16)を用いてフィッティングを行い、CEST項に含まれる係数の値を計算する。CEST項については後述する。尚、第1のフィッティング手段95は、第1の係数の値を求めるフィッティング手段に相当する。
CRZスペクトル作成手段96は、ZスペクトルからCEST波形が除去されたスペクトル(後述するCRZスペクトル)を作成する。
The first fitting means 95 performs fitting using Expression (16) described later, and calculates a value of a coefficient included in the CEST term. The CEST term will be described later. Note that the first fitting means 95 corresponds to fitting means for calculating the value of the first coefficient.
The CRZ spectrum creating means 96 creates a spectrum (CRZ spectrum described later) in which the CEST waveform has been removed from the Z spectrum.

第2のフィッティング手段97は、後述する式(23)を用いてフィッティングを行い、式(23)に含まれる係数(b0,b1,b2,Δω0)の値を計算する。
(c0,cMT)計算手段98は、第2のフィッティング手段97により計算された係数の値に基づいて、ベースライン項に含まれる係数(c0,cMT)の値を計算する。、ベースライン項に含まれる係数(c0,cMT)については後述する。
The second fitting means 97 performs fitting using Expression (23) described later, and calculates the values of the coefficients (b 0 , b 1 , b 2 , Δω 0 ) included in Expression (23).
The (c 0 , c MT ) calculation means 98 calculates the value of the coefficient (c 0 , c MT ) included in the baseline term based on the value of the coefficient calculated by the second fitting means 97. The coefficients (c 0 , c MT ) included in the baseline term will be described later.

スペクトル計算手段99は、後述するスペクトルFCPE_i(Δωa)(式24参照)を計算する。
判断手段100は、スペクトル変換手段92により得られたCPEスペクトルFCPE(Δωa)に、CESTの影響を受けた他の信号成分の波形が含まれているか否かを判断する。
スペクトル推定手段101は、ベースライン項とCEST項との和で表されるZスペクトル(理想的なZスペクトル)を推定する。
スペクトル比較手段102は、スペクトル推定手段101により推定された理想的なZスペクトルと、Zスペクトル作成手段91により作成されたZスペクトルとを比較し、理想的なZスペクトルによってZスペクトルが再現されているか否かを判断する。
The spectrum calculation means 99 calculates a spectrum F CPE — i (Δω a ) described later (see Equation 24).
The determining means 100 determines whether or not the CPE spectrum F CPE (Δω a ) obtained by the spectrum converting means 92 includes the waveform of another signal component affected by CEST.
The spectrum estimating means 101 estimates a Z spectrum (ideal Z spectrum) represented by the sum of a baseline term and a CEST term.
The spectrum comparing unit 102 compares the ideal Z spectrum estimated by the spectrum estimating unit 101 with the Z spectrum created by the Z spectrum creating unit 91, and determines whether the Z spectrum is reproduced by the ideal Z spectrum. Determine whether or not.

カウント手段103は、CPEスペクトルFCPE(Δωa)に含まれているCEST波形の総数TNをカウントする。 The counting means 103 counts the total number TN of CEST waveforms included in the CPE spectrum F CPE (Δω a ).

CEST項判断手段104は、後述するアミドプロトンのCEST項およびNOE(Nuclear Overhauser Enhancement)のCEST項が得られているか否かを判断する。
係数値計算手段105は、後述する係数(M0 b/M0 a/R1a)の値を計算する。
The CEST term judging means 104 judges whether or not a CEST term of amide proton and a CEST term of NOE (Nuclear Overhauser Enhancement) described later have been obtained.
Coefficient calculating means 105 calculates the value of the coefficient to be described later (M 0 b / M 0 a / R1 a).

MR装置1は、処理装置9を含むコンピュータを備えている。処理装置9は、記憶部10に記憶されているプログラムを読み出すことにより、画像作成手段90〜係数値計算手段105などを実現する。尚、処理装置9は、一つのプロセッサで画像作成手段90〜係数値計算手段105を実現してもよいし、2つ以上のプロセッサで、画像作成手段90〜係数値計算手段105を実現してもよい。また、画像作成手段90〜係数値計算手段105のうちの一部の手段を、制御部5で実行できるようにしてもよい。また、処理装置9が実行するプログラムは、一つの記憶部に記憶させておいてもよいし、複数の記憶部に分けて記憶させておいてもよい。
図1に戻って説明を続ける。
The MR device 1 includes a computer including a processing device 9. The processing device 9 realizes the image creation unit 90 to the coefficient value calculation unit 105 by reading out the program stored in the storage unit 10. In addition, the processing device 9 may realize the image creation unit 90 to the coefficient value calculation unit 105 by one processor, or realize the image creation unit 90 to the coefficient value calculation unit 105 by two or more processors. Is also good. Further, a part of the image creating unit 90 to the coefficient value calculating unit 105 may be executed by the control unit 5. The program executed by the processing device 9 may be stored in one storage unit, or may be stored separately in a plurality of storage units.
Returning to FIG. 1, the description will be continued.

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1は、上記のように構成されている。
The operation unit 11 is operated by an operator and inputs various information to the computer 8. The display unit 12 displays various information.
The MR device 1 is configured as described above.

図3は第1の形態で実行されるスキャンの説明図である。
図3の上側には、スキャンが実行されるスライスSLの位置が示されている。図3において、x軸、y軸、およびz軸は、それぞれ、被検体のRL方向(左右方向)、AP方向(前後方向)、およびSI方向(頭尾方向)に対応している。第1の形態では、スライスSLは、被検体の脳を横切るように設定されている。尚、第1の形態では、説明の便宜上、スライスSLは1枚のみが設定されるとする。図3では、スライスSLはアキシャル面であるが、アキシャル面に限定されることはなく、コロナル面、サジタル面、又はオブリーク面であってもよい。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a scan executed in the first embodiment.
The upper side of FIG. 3 shows the position of the slice SL where the scan is performed. In FIG. 3, the x-axis, y-axis, and z-axis correspond to the RL direction (left-right direction), the AP direction (front-back direction), and the SI direction (head-to-tail direction) of the subject, respectively. In the first mode, the slice SL is set to cross the brain of the subject. In the first embodiment, it is assumed that only one slice SL is set for convenience of explanation. In FIG. 3, the slice SL is an axial plane, but is not limited to the axial plane, and may be a coronal plane, a sagittal plane, or an oblique plane.

図3の下側には、スライスSLからデータを収集ために実行されるスキャンSCが示されている。スキャンSCでは、スライスSLの画像Dを取得するためのシーケンスSE(k=1〜r)が実行される。第1の形態では、シーケンスSEはr回実行されるので、スキャンSCを実行することにより、r個の画像D〜Dを取得することができる。 The lower part of FIG. 3 shows a scan SC executed to collect data from the slice SL. In the scan SC, a sequence SE k (k = 1 to r) for acquiring an image D k of the slice SL is executed. In the first embodiment, the sequence SE k because it is executed r times, by executing the scan SC, it is possible to obtain the r-number of the image D 1 to D r.

図4は、第1の形態におけるシーケンスSEを具体的に示す図である。
k回目のシーケンスSEは、連続波のRFパルスCWと、横磁化を消失させるためのキラー勾配パルスGcと、シングルショット法によりデータを収集するためのデータ収集セグメントDAQとを含んでいる。本形態では、RFパルスCWの周波数f[Hz]は、f=fkに設定されている。連続波のRFパルスCWを印加した後、キラー勾配パルスGcが印加され、キラー勾配パルスGcを印加した後にデータ収集セグメントDAQが実行される。脂肪抑制をする場合、データ収集セグメントは、水を選択的に励起するRFパルスを使用することができる。
FIG. 4 is a diagram specifically showing the sequence SE k in the first mode.
The k-th sequence SE k includes a continuous wave RF pulse CW, a killer gradient pulse Gc for eliminating transverse magnetization, and a data acquisition segment DAQ for acquiring data by a single shot method. In this embodiment, the frequency f [Hz] of the RF pulse CW is set to f = fk. After applying the continuous wave RF pulse CW, a killer gradient pulse Gc is applied, and after applying the killer gradient pulse Gc, the data acquisition segment DAQ is executed. For fat suppression, the data collection segment can use RF pulses that selectively excite water.

k回目のシーケンスSEは、上記のように構成されている。シーケンスSE、SE、・・・SEのRFパルスCWの周波数を、それぞれf1、f2、・・・frで表すと、これらの周波数f1、f2、・・・frは、互いに異なる値に設定されている。 The k-th sequence SE k is configured as described above. If the frequencies of the RF pulses CW of the sequences SE 1 , SE 2 ,..., SE r are represented by f1, f2,... Fr, respectively, these frequencies f1, f2,. Is set.

第1の形態では、シーケンスSE〜SEを実行することにより、画像D〜Dを取得し、これらの画像D〜Dに基づいて、Zスペクトルを作成する。 In the first embodiment, by executing the sequence SE 1 ~SE r, it acquires an image D 1 to D r, based on the images D 1 to D r, to create a Z spectra.

図5は、Zスペクトルの説明図である。
図5(a1)は、Zスペクトルの波形を概略的に示す図である。Zスペクトルの横軸は、水の共鳴周波数からのずれを表すオフセット周波数Δωである。Δωは、Δω=2π(f−f)[rad/sec]で計算される。ここで、fは、水の共鳴周波数である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of the Z spectrum.
FIG. 5A1 is a diagram schematically showing the waveform of the Z spectrum. The horizontal axis of the Z spectra are offset frequency [Delta] [omega a representative of the deviation from the resonance frequency of water. [Delta] [omega a is calculated by Δω a = 2π (f-f w) [rad / sec]. Here, fw is the resonance frequency of water.

図5(a1)に示すように、Zスペクトルでは、或るオフセット周波数Δωにおいて、CESTによる信号減衰が現れる。したがって、Zスペクトルから、CESTの影響を受けた信号成分の波形を分離することによって、CESTを定量的に評価することが可能となる。 As shown in FIG. 5 (a1), the Z spectra, in certain offset frequency [Delta] [omega c, it appears the signal attenuation due to CEST. Therefore, CEST can be quantitatively evaluated by separating the waveform of the signal component affected by CEST from the Z spectrum.

図5(a2)は、Zスペクトルを、CESTの影響を受けた信号成分の波形(以下、「CEST波形」と呼ぶことがある)P1と、CESTの影響を受けていない信号成分の波形(以下、「ベースライン波形」と呼ぶことがる)P2とに分けて示した図である。尚、CEST波形P1は、実際には周波数Δωcにおいて下向きのピークを有しているが、図5(a2)では、説明の便宜上、CEST波形P1のピークを上向きに反転させて示してある。   FIG. 5 (a2) shows the Z spectrum of the waveform of a signal component affected by CEST (hereinafter sometimes referred to as “CEST waveform”) P1 and the waveform of a signal component not affected by CEST (hereinafter referred to as “CEST waveform”). , P2 (which may be referred to as “baseline waveform”). Although the CEST waveform P1 actually has a downward peak at the frequency Δωc, the peak of the CEST waveform P1 is shown inverted in FIG. 5A2 for convenience of explanation.

Zスペクトルから、CEST波形P1を分離することにより、CESTを定量的に評価することが可能となる。しかし、Zスペクトルは、CESTの影響を受けた信号成分(CEST波形)P1の他に、CESTの影響を受けていない信号成分(ベースライン波形)P2を含んでいる。一般的に、CEST波形P1およびベースライン波形P2は、ローレンツ関数で近似できる。しかし、ベースライン波形P2は、CEST波形P1よりも大きなピークを持つので、オフセット周波数Δωの近傍において、CEST波形P1とベースライン波形P2との比R(=P1/P2)は小さい値になる。したがって、CEST波形P1のピークがベースライン波形P2に埋もれてしまい、ZスペクトルからCEST波形P1を分離することが難しい場合がある。そこで、第1の形態では、Zスペクトルを、CEST波形の抽出に適したスペクトルに変換する。以下に、Zスペクトルを、CEST波形の抽出に適したスペクトルに変換する方法について説明する。 By separating the CEST waveform P1 from the Z spectrum, CEST can be quantitatively evaluated. However, the Z spectrum includes, in addition to the signal component (CEST waveform) P1 affected by CEST, a signal component (baseline waveform) P2 not affected by CEST. Generally, the CEST waveform P1 and the baseline waveform P2 can be approximated by a Lorentz function. However, the baseline waveform P2, since having a large peak than CEST waveform P1, in the vicinity of the offset frequency [Delta] [omega c, the ratio R of the CEST waveform P1 and the baseline waveform P2 (= P1 / P2) becomes a small value . Therefore, the peak of the CEST waveform P1 is buried in the baseline waveform P2, and it may be difficult to separate the CEST waveform P1 from the Z spectrum. Therefore, in the first embodiment, the Z spectrum is converted into a spectrum suitable for extracting a CEST waveform. Hereinafter, a method of converting a Z spectrum into a spectrum suitable for extracting a CEST waveform will be described.

Zスペクトルは以下の式(1)で表すことができる。
The Z spectrum can be represented by the following equation (1).

Δωa:水の共鳴周波数からのずれを表すオフセット周波数
Mza:シーケンスSEのデータ収集セグメントDAQ(図4参照)の直前における自由水プールに含まれるプロトンの縦磁化の大きさ
M0 a:RFパルスWCおよびキラー勾配パルスGcを印加せずにデータ収集セグメントDAQを実行する場合において、データ収集セグメントDAQの直前における自由水プールに含まれるプロトンの磁化の大きさである。
尚、文字の添え字「a」は、自由水(free water)に起因することを表している。
Δω a : Offset frequency indicating deviation from the resonance frequency of water
Mz a : magnitude of longitudinal magnetization of protons contained in the free water pool immediately before the data collection segment DAQ (see FIG. 4) of the sequence SE k
M 0 a : Magnitude of the magnetization of protons contained in the free water pool immediately before the data acquisition segment DAQ when the data acquisition segment DAQ is executed without applying the RF pulse WC and the killer gradient pulse Gc.
In addition, the suffix “a” of the letter indicates that it is caused by free water.

また、Zスペクトルは、Zaiss等により以下の式(2)で近似できることが示されている(Zaiss M, et al. NMR Biomed 2013;26:507-18.)。
It has been shown by Zaiss et al. That the Z spectrum can be approximated by the following equation (2) (Zaiss M, et al. NMR Biomed 2013; 26: 507-18.).

式(2)のR1ρは、RFパルス印加中のT1回復の時定数であり、Trott等により以下の式(3)で近似できることが示されている(Trott O, et al. J Magn Reson 2002;154:157-60)。
ここで、R1 a:水のT1(縦緩和時間)の逆数
R1ρ in equation (2) is a time constant of T1 recovery during application of an RF pulse, and is shown to be approximated by the following equation (3) by Trott et al. (Trott O, et al. J Magn Reson 2002; 154: 157-60).
Here, R 1 a is the reciprocal of T1 (longitudinal relaxation time) of water.

式(3)のcos2θ、sin2θ、およびRexは以下の式で表される。
Cos 2 θ, sin 2 θ, and Rex in Expression (3) are represented by the following expressions.

Δωc:CESTの影響を受けた信号成分(CEST波形)のピークが現れるオフセット周波数[radian/sec]
:自由水プールからCESTプールへの磁化移動(Magnetization Transfer)の時定数[Hz]
k:CESTプールから自由水プールへの磁化移動の時定数[Hz]
γ:磁気回転比
B1:送信磁場強度
ここで、Δωa 2を表す以下の関数F(Δωa)について考える。
Δω c : Offset frequency at which the peak of the signal component (CEST waveform) affected by CEST appears [radian / sec]
k a : Time constant [Hz] of magnetization transfer from free water pool to CEST pool
k: Time constant of magnetization transfer from CEST pool to free water pool [Hz]
γ: magnetic rotation ratio B1: transmission magnetic field strength Here, the following function F (Δω a ) representing Δω a 2 is considered.

式(4)のF(Δωa)は偶関数であり、Δωa=0の場合、F(Δωa)=0となる。式(4)を、式(3a)、(3b)、および(3c)に代入すると、以下の式が得られる。
F (Δω a ) in the equation (4) is an even function, and when Δω a = 0, F (Δω a ) = 0. By substituting equation (4) into equations (3a), (3b), and (3c), the following equation is obtained.

次に、式(1)で表されるスペクトルZの逆数のスペクトル1/Zについて考える。式(1)、(2)、(3)、および(5c)から、1/Zは、以下の式で表すことができる。
Next, consider the spectrum 1 / Z, which is the reciprocal of the spectrum Z represented by the equation (1). From formulas (1), (2), (3), and (5c), 1 / Z can be represented by the following formula.

式(6)を整理すると、以下の式(7)が得られる。
When the equation (6) is arranged, the following equation (7) is obtained.

ここで、Δωaがω1に比べて十分に小さい場合、即ち、以下の関係が成り立つ場合について考える。
Here, if the [Delta] [omega a is sufficiently smaller than the omega 1, i.e., consider the case where the following relationship holds.

式(8)が成り立つ場合、式(5a)は、以下の式に近似できる。
When Expression (8) holds, Expression (5a) can be approximated by the following expression.

したがって、式(9a)から、cosθは、以下の式に近似できる。
Therefore, from equation (9a), cos θ can be approximated to the following equation.

また、式(8)が成り立つ場合、式(5b)は、以下の式に近似できる。
When Expression (8) holds, Expression (5b) can be approximated by the following expression.

式(9a−1)および(9b)を用いて式(7)を整理すると以下の近似式が得られる。
By rearranging equation (7) using equations (9a-1) and (9b), the following approximate equation is obtained.

Δωa≫ω1が成り立つ場合(式8参照)、式(10)の近似式を得ることができる。右辺第1項R2 aω1 2/R1 aは、自由水プールにおける緩和時間を表す項である。また、右辺第2項は、CEST波形(CESTの影響を受けた信号成分)を表す項であり、以下では、この項を、「CEST項」と呼ぶことにする。CEST項により表されるCEST波形は、係数a1、a2、およびΔωcを用いたローレンツ関数で表されている。a1/a2はCEST波形のピークの高さを表し、2√a2はCEST波形のピークの半値幅を表し、ΔωcはCEST波形のピークが現れる周波数を表している。したがって、係数a1、a2、およびΔωcを用いることにより、CEST波形の特性値として、3つの特性値a1/a2(ピークの高さ)、2√a2(ピークの半値幅)、およびΔωc(ピークが現れる周波数)を表すことができる。尚、式(10)から、CEST波形のピークを、ローレンツ関数で表されるピークとして抽出できることがわかる。そこで、第1の形態では、式(10)で表されるスペクトルをCPE(CEST Peak Extraction)スペクトルと呼ぶことにする。 When Δω a ≫ω 1 is satisfied (see Expression 8), an approximate expression of Expression (10) can be obtained. The first term R 2 a ω 1 2 / R 1 a on the right side is a term representing the relaxation time in the free water pool. The second term on the right side is a term representing a CEST waveform (a signal component affected by CEST), and this term is hereinafter referred to as a “CEST term”. The CEST waveform represented by the CEST term is represented by a Lorentz function using coefficients a 1 , a 2 , and Δω c . a 1 / a 2 represents the height of the peak of the CEST waveform, 2√a 2 represents the half width of the peak of the CEST waveform, [Delta] [omega c denotes a frequency peak appears in CEST waveform. Therefore, by using the coefficients a 1 , a 2 , and Δω c , three characteristic values a 1 / a 2 (peak height) and 2√a 2 (peak half width) are used as the characteristic values of the CEST waveform. , And Δω c (the frequency at which the peak appears). It can be seen from Expression (10) that the peak of the CEST waveform can be extracted as a peak represented by the Lorentz function. Therefore, in the first embodiment, the spectrum represented by Expression (10) is referred to as a CPE (CEST Peak Extraction) spectrum.

CPEスペクトルを、FCPE(Δωa)とすると、FCPE(Δωa)は以下の式で表すことができる。
If the CPE spectrum is F CPE (Δω a ), F CPE (Δω a ) can be represented by the following equation.

また、式(10)および(11)から、CPEスペクトルFCPE(Δωa)は、以下の式で近似することができる。
From equations (10) and (11), the CPE spectrum F CPE (Δω a ) can be approximated by the following equation.

尚、上記の説明で使用された式(3)は、Trott等のモデルを仮定している。Trott等のモデルは、2つのプール(例えば、自由水およびNH)の間で生じるCESTを考慮したTwo Poolモデルである。しかし、実際の生体組織では、結合水と自由水との間で生じる磁化移動(MT:Magnetization Transfer)も考慮する必要がある。ここで、結合水と自由水との間で生じるMT(磁化移動)の影響を表すスペクトルをZMTとし、スペクトルZMTは、定数からローレンツ関数を引いた式で表現できると仮定する。この場合、スペクトルZMTは以下の式で表すことができる。
The expression (3) used in the above description is based on a model of Trott or the like. The Trott et al. Model is a Two Pool model that takes into account CESTs that occur between two pools (eg, free water and NH). However, in an actual living tissue, it is necessary to consider a magnetization transfer (MT) generated between bound water and free water. Here, the spectrum representing the influence of the MT generated between the bound water and free water (magnetization transfer) and Z MT, it is assumed that the spectrum Z MT can be expressed by the formula minus the Lorentzian from constant. In this case, the spectrum Z MT can be expressed by the following equation.

式(13)において、Δω0は、周波数の誤差を表している。式(13)の右辺第1項(b0)は定数項であり、右辺第2項はローレンツ関数の項である。ここで、式(11)の右辺のZをZMTで置き換え、更に、式(13)のΔω0が十分に小さくΔω0=0で表せると仮定する。この場合、ZをZMTで置き換えた後の式(11)と、Δω0=0と仮定された後の式(13)とを用いて、以下の式が得られる。
In equation (13), Δω 0 represents a frequency error. The first term (b 0 ) on the right side of Expression (13) is a constant term, and the second term on the right side is a Lorentz function term. Here, replacing Z in the right side of the equation (11) in Z MT, further, we are assumed that expressed by Δω 0 = 0 Δω 0 is sufficiently small of formula (13). In this case, the following equation is obtained using equation (11) after replacing Z with Z MT and equation (13) after assuming that Δω 0 = 0.

式(14)の右辺第3項は十分に小さいので無視できる。したがって、式(14)は、以下の式で近似できる。
The third term on the right side of equation (14) is sufficiently small to be ignored. Therefore, equation (14) can be approximated by the following equation.

式(15)の右辺第2項は、自由水と結合水との間で生じるMTの影響を受けた信号成分を表す項(以下、「MT項」と呼ぶ)である。   The second term on the right side of the equation (15) is a term representing a signal component affected by MT generated between free water and combined water (hereinafter, referred to as “MT term”).

また、Two poolモデルでは、CESTピークは1つしか考えていないが、CESTピークが複数現れる場合もある。そこで、n個のCEST項を考え、各CEST項とMT項との間に一次結合が成り立つと仮定すると、式(12)および式(15)に基づいて、CPEスペクトルFCPE(Δωa)は、以下の近似式で表すことができる。
Further, in the Two pool model, only one CEST peak is considered, but a plurality of CEST peaks may appear. Then, considering n CEST terms and assuming that a linear combination is established between each CEST term and MT term, based on equations (12) and (15), the CPE spectrum F CPE (Δω a ) becomes , Can be represented by the following approximate expression.

ただし、Δωa≫ω1である。式(16)の右辺第1項および右辺第2項の和は、CESTの影響を受けていない信号成分の波形(ベースライン波形)を表す項である。以下では、この項を、ベースライン項と呼ぶことにする。また、式(16)の右辺第3項のFL,i(Δωa)は、第iのCEST項を表している。第iのCEST項により表されるCEST波形は、係数a1,i、a2,i、およびΔωc,iを用いたローレンツ関数で表されている。a1,i/a2,iはCEST波形のピークの高さを表し、2√a2,iはCEST波形のピークの半値幅を表し、Δωc,iはCEST波形のピークが現れる周波数を表している。したがって、式(16)から、CPEスペクトルFCPE(Δωa)は、ベースライン項とn個のCEST項とを含む関数で近似できることが分かる。 However, it is Δω a »ω 1. The sum of the first term on the right side and the second term on the right side of Expression (16) is a term representing a waveform (baseline waveform) of a signal component not affected by CEST. Hereinafter, this term will be referred to as a baseline term. Further, FL , i (Δω a ) in the third term on the right side of the equation (16) represents the i-th CEST term. The CEST waveform represented by the i-th CEST term is represented by a Lorentz function using coefficients a 1, i , a 2, i , and Δω c, i . a 1, i / a 2, i represents the peak height of the CEST waveform, 2√a 2, i represents the half width of the peak of the CEST waveform, and Δω c, i represents the frequency at which the peak of the CEST waveform appears. Represents. Therefore, from equation (16), it can be seen that the CPE spectrum F CPE (Δω a ) can be approximated by a function including a baseline term and n CEST terms.

式(16)のベースライン項は、定数項c0と、MT項cMTF(Δωa)の和で表されている。MT項のF(Δωa)は、ローレンツ関数ではなく、式(4)で定義される偶関数である。したがって、CPEスペクトルFCPE(Δωa)に含まれるベースライン項の波形(ベースライン波形)は、偶関数で近似できることが分かる。 The baseline term in equation (16) is represented by the sum of the constant term c 0 and the MT term c MT F (Δω a ). F (Δω a ) of the MT term is not a Lorentz function but an even function defined by Expression (4). Therefore, it can be seen that the waveform of the baseline term (baseline waveform) included in the CPE spectrum F CPE (Δω a ) can be approximated by an even function.

図6は、ZスペクトルとCPEスペクトルとの違いを説明するための図である。
図6(a1)はZスペクトルの波形の概略図、図6(a2)はZスペクトルをCEST波形P1とベースライン波形P2とに分けて示した図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining the difference between the Z spectrum and the CPE spectrum.
FIG. 6 (a1) is a schematic diagram of the waveform of the Z spectrum, and FIG. 6 (a2) is a diagram showing the Z spectrum divided into a CEST waveform P1 and a baseline waveform P2.

図5を参照しながら説明したように、Zスペクトルのベースライン波形P2は、大きなピークを持つローレンツ関数で近似される。したがって、周波数Δωcの近傍において、CEST波形P1とベースライン波形P2との比R(=P1/P2)は小さい値になるので、CEST波形P1のピークがベースライン波形P2に埋もれてしまい、ZスペクトルからCESTの影響を受けた信号成分P1を分離することが難しい場合がある。 As described with reference to FIG. 5, the baseline waveform P2 of the Z spectrum is approximated by a Lorentz function having a large peak. Therefore, in the vicinity of the frequency Δω c , the ratio R (= P1 / P2) between the CEST waveform P1 and the baseline waveform P2 becomes a small value, and the peak of the CEST waveform P1 is buried in the baseline waveform P2, and Z It may be difficult to separate the signal component P1 affected by CEST from the spectrum.

一方、図6(b1)はCPEスペクトルの波形の概略図、図6(b2)はCPEスペクトルをCEST波形Q1とベースライン波形Q2とに分けて示した図である。   On the other hand, FIG. 6B1 is a schematic diagram of the waveform of the CPE spectrum, and FIG. 6B2 is a diagram showing the CPE spectrum divided into a CEST waveform Q1 and a baseline waveform Q2.

式(16)の説明で言及したように、CPEスペクトルのベースライン波形は、偶関数で近似することができる。したがって、CPEスペクトルのベースライン波形Q2はローレンツ関数による大きなピークを持たないので、周波数Δωcの近傍において、CEST波形Q1とベースライン波形Q2との比R(=Q1/Q2)を大きくすることができる。このため、CPEスペクトルは、Zスペクトルよりも、大きな比Rが得られるので、CPEスペクトルから、CEST波形Q1を分離し易くすることができる。 As mentioned in the description of Equation (16), the baseline waveform of the CPE spectrum can be approximated by an even function. Thus, the base line waveform Q2 of CPE spectrum does not have a large peak due to the Lorentz function, in the vicinity of the frequency [Delta] [omega c, is possible to increase the ratio R (= Q1 / Q2) between the CEST waveform Q1 and the baseline waveform Q2 it can. For this reason, since the CPE spectrum has a larger ratio R than the Z spectrum, the CEST waveform Q1 can be easily separated from the CPE spectrum.

尚、図6では、説明を簡単にするため、Zスペクトルには、CEST波形が一つしか含まれていない例が示されているが、Zスペクトルに複数のCEST波形が含まれている場合もある。しかし、Zスペクトルに複数のCEST波形が含まれている場合であっても、ZスペクトルをCPEスペクトルに変換することによりベースライン波形の影響を軽減することができる。したがって、Zスペクトルに複数のCEST波形が含まれている場合であっても、ZスペクトルをCPEスペクトルに変換することにより、CPEスペクトルから複数のCEST波形の各々を分離し易くすることができる。   FIG. 6 shows an example in which only one CEST waveform is included in the Z spectrum for the sake of simplicity, but there are cases where a plurality of CEST waveforms are included in the Z spectrum. is there. However, even when a plurality of CEST waveforms are included in the Z spectrum, the influence of the baseline waveform can be reduced by converting the Z spectrum into a CPE spectrum. Therefore, even when a plurality of CEST waveforms are included in the Z spectrum, by converting the Z spectrum to a CPE spectrum, each of the plurality of CEST waveforms can be easily separated from the CPE spectrum.

ここで、式(3c)に含まれている時定数kaについて考える。時定数kaは、以下の式で表すことができる。
M0 b:CESTプールに含まれるプロトンの磁化の大きさ
Here, the time constant ka included in the equation (3c) is considered. The time constant ka can be represented by the following equation.
M 0 b : Magnitude of proton magnetization contained in CEST pool

したがって、式(17)を式(10a)に代入し、式(10b)および式(3d)を用いて整理すると、以下の関係式が得られる。
Therefore, when the equation (17) is substituted into the equation (10a) and rearranged using the equations (10b) and (3d), the following relational expression is obtained.

式(18)の係数a1、Δωc、a2は、CPEスペクトルを用いて計算することができる。また、係数B1は、RFパルスにより発生する送信磁場強度である。B1はRFパルスによって定まる値であり、既知の値である。また、2πγは定数であり、既知の値である。したがって、a1、Δωc、a2、およびB1の値を式(18)に代入することより、M0 b、M0 a、およびR1aを含む係数(M0 b/M0 a/R1a)の値を求めることができる。尚、式(18)において、係数a1、a2、Δωcの各々は第1の係数に相当し、B1は第2の係数に相当し、(M0 b/M0 a/R1a)は第3の係数に相当する。 The coefficients a1, Δωc and a2 in the equation (18) can be calculated using the CPE spectrum. The coefficient B1 is a transmission magnetic field intensity generated by the RF pulse. B1 is a value determined by the RF pulse, and is a known value. 2πγ is a constant and a known value. Thus, a1, Δωc, from substituting the value of a2, and B1 in the formula (18), M 0 b, M 0 a, and coefficient comprising R1 a of (M 0 b / M 0 a / R1 a) The value can be determined. In equation (18), each of the coefficients a1, a2, and Δωc corresponds to a first coefficient, B1 corresponds to a second coefficient, and (M 0 b / M 0 a / R1 a ) is a third coefficient. Corresponding to the coefficient.

係数(M0 b/M0 a/R1a)は、M0 bの値に比例する係数である。したがって、係数(M0 b/M0 a/R1a)の値を求めることにより、スライス内の各位置(各ピクセル)において、M0 bに比例する係数の値を知ることができる。M0 bは、CESTプールに含まれるプロトンの磁化の大きさを表しているので、係数(M0 b/M0 a/R1a)を求めることにより、スライス内において、CEST効果が顕著に表れている領域の範囲を知ることが可能となる。また、係数(M0 b/M0 a/R1a)は、M0 b/M0 aを含んでいる。M0 b/M0 aは、CESTプールに含まれるプロトンの磁化の大きさと自由水プールに含まれるプロトンの磁化の大きさとの比を表している。したがって、係数(M0 b/M0 a/R1a)を求めることにより、スライス内において、プロトンの磁化の大きさの比が大きい領域(又は、比が小さい領域)の範囲を知ることも可能となる。 Factor (M 0 b / M 0 a / R1 a) is a factor proportional to the value of M 0 b. Therefore, by determining the values of the coefficients (M 0 b / M 0 a / R1 a), at each position in the slice (each pixel), it is possible to know the value of the coefficient proportional to M 0 b. Since M 0 b represents the magnitude of the magnetization of the protons contained in the CEST pool, the coefficient (M 0 b / M 0 a / R1 a ) is obtained, so that the CEST effect appears remarkably in the slice. It is possible to know the range of the area where the image is displayed. The coefficient (M 0 b / M 0 a / R1 a) includes M 0 b / M 0 a. M 0 b / M 0 a represents the ratio between the magnitude of the magnetization of the protons contained in the CEST pool and the magnitude of the magnetization of the protons contained in the free water pool. Therefore, by calculating the coefficient (M 0 b / M 0 a / R1 a ), it is possible to know the range of the region where the ratio of the magnetization of protons is large (or the region where the ratio is small) in the slice. Becomes

第1の形態では、ZスペクトルをCPEスペクトルに変換し、CPEスペクトルを用いて式(18)の係数(M0 b/M0 a/R1a)の値を求める。以下に、CPEスペクトルを用いて係数(M0 b/M0 a/R1a)の値を求める方法について具体的に説明する。 In the first embodiment, by converting the Z spectrum CPE spectrum, using a CPE spectrum determining the values of the coefficients (M 0 b / M 0 a / R1 a) of formula (18). The following specifically describes how to determine the values of the coefficients (M 0 b / M 0 a / R1 a) using a CPE spectrum.

図7は、係数(M0 b/M0 a/R1a)の値を求めるためのフローを示す図である。
ステップST1では、スキャンSC(図4参照)が実行される。スキャンSCでは、シーケンスSE〜SEが実行される。制御部5(図1参照)は、各シーケンスに含まれているRFパルスのデータを送信器6に送り、各シーケンスに含まれている勾配パルスのデータを勾配磁場電源7に送る。送信器6は、制御部5から受け取ったデータに基づいてRFコイル24に電流を供給し、勾配磁場電源7は、制御部5から受け取ったデータに基づいて勾配コイル23に電流を供給する。したがって、RFコイル24はRFパルスを印加し、勾配コイル23は勾配パルスを印加する。シーケンスSE〜SEの各々が実行されるたびに、スライスSL(図6参照)からMR信号が発生する。このMR信号は受信コイル4(図1参照)で受信される。受信コイル4は、MR信号を受信し、MR信号の情報を含むアナログ信号を出力する。受信器8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行い、信号処理により得られたデータを処理装置9に出力する。
Figure 7 is a diagram showing a flow for determining the values of the coefficients (M 0 b / M 0 a / R1 a).
In step ST1, scan SC (see FIG. 4) is executed. In scan SC, sequences SE 1 to SE r are executed. The control unit 5 (see FIG. 1) sends RF pulse data included in each sequence to the transmitter 6, and sends gradient pulse data included in each sequence to the gradient magnetic field power supply 7. The transmitter 6 supplies a current to the RF coil 24 based on the data received from the control unit 5, and the gradient magnetic field power supply 7 supplies a current to the gradient coil 23 based on the data received from the control unit 5. Therefore, the RF coil 24 applies an RF pulse, and the gradient coil 23 applies a gradient pulse. Each time each of the sequences SE 1 to SE r is executed, an MR signal is generated from the slice SL (see FIG. 6). This MR signal is received by the receiving coil 4 (see FIG. 1). The receiving coil 4 receives the MR signal and outputs an analog signal including information of the MR signal. The receiver 8 performs signal processing such as detection on the signal received from the receiving coil 4 and outputs data obtained by the signal processing to the processing device 9.

処理装置9では、画像作成手段90(図2参照)が、受信器8から受け取ったデータに基づいて、スライスSLの画像D〜D(図3参照)を作成する。シーケンスSE〜SEのRFパルスCWの周波数は互いに異なる値に設定されているので、シーケンスSE〜SEを実行することにより、RFパルスの周波数をr通りに変化させたときの画像D〜Dを得ることができる。シーケンスSE〜SEを実行した後、ステップST2に進む。 In the processing apparatus 9, the image forming means 90 (see FIG. 2), based on the received from the receiver 8 data, to create a slice SL of the image D 1 to D r (see FIG. 3). Since the frequencies of the RF pulses CW of the sequences SE 1 to SE r are set to mutually different values, the images D when the frequencies of the RF pulses are changed in r ways by executing the sequences SE 1 to SE r. it can be obtained 1 to D r. After you run the sequence SE 1 ~SE r, the process proceeds to step ST2.

ステップST2では、Zスペクトル作成手段91(図2参照)がZスペクトルを作成する。図8に、Zスペクトルを概略的に示す。Zスペクトル作成手段91は、画像D〜Dから同じ座標(x、y)に位置するピクセルのデータを抽出し、水の共鳴周波数からの周波数のずれを表すオフセット周波数Δωと信号値との関係を表すZスペクトルを作成する。図8では、Zスペクトル作成手段91が、画像D〜Dの同じ座標(x,y)=(x1,y1)に位置するピクセルg1のデータを抽出し、この出出したデータに基づいてZスペクトルを作成する様子が示されている。以下同様に、Zスペクトル作成手段91は、スライスSLの各座標(x,y)に位置するピクセルのデータを抽出し、各座標(x,y)におけるZスペクトルを作成する。
Zスペクトルを作成した後、ステップST3に進む。
In step ST2, the Z spectrum creating means 91 (see FIG. 2) creates a Z spectrum. FIG. 8 schematically shows the Z spectrum. Z spectrum creating means 91, the same coordinates from the image D 1 ~D r (x, y ) to extract the data of the pixel located at the offset frequency [Delta] [omega a signal value representing the deviation of the frequency from the resonance frequency of water Create a Z spectrum representing the relationship In Figure 8, Z spectrum creating means 91, the same coordinates of the image D 1 ~D r (x, y ) = extract data of pixels g1 located (x1, y1), on the basis of this began out data The manner in which a Z spectrum is created is shown. Similarly, the Z spectrum creating means 91 extracts data of a pixel located at each coordinate (x, y) of the slice SL, and creates a Z spectrum at each coordinate (x, y).
After creating the Z spectrum, the process proceeds to step ST3.

ステップST3では、スペクトル変換手段92(図2参照)が、式(11)を用いて、ZスペクトルをCPEスペクトルFCPE(Δωa)に変換する。図9に、CPEスペクトルFCPE(Δωa)を概略的に示す。ここでは、CPEスペクトルFCPE(Δωa)は、オフセット周波数Δωc,1およびΔωc,2においてCEST波形のピークを含んでいるとする。尚、オフセット周波数の単位は[rad/sec]であるが、オフセット周波数の単位は、[rad/sec]から[ppm]に変換することができる。ここでは、オフセット周波数の単位は[ppm]に変換されているとする。ただし、説明の便宜上、オフセット周波数の単位を[rad/sec]から[ppm]に変換した後も、オフセット周波数は符号「Δωa」で表してある。ZスペクトルをCPEスペクトルFCPE(Δωa)に変換した後、ステップST4に進む。 In step ST3, the spectrum conversion means 92 (see FIG. 2) converts the Z spectrum into a CPE spectrum F CPE (Δω a ) using equation (11). FIG. 9 schematically shows the CPE spectrum F CPE (Δω a ). Here, it is assumed that CPE spectrum F CPE (Δω a ) includes peaks of the CEST waveform at offset frequencies Δω c, 1 and Δω c, 2 . The unit of the offset frequency is [rad / sec], but the unit of the offset frequency can be converted from [rad / sec] to [ppm]. Here, it is assumed that the unit of the offset frequency is converted to [ppm]. However, for convenience of explanation, even after the unit of the offset frequency is converted from [rad / sec] to [ppm], the offset frequency is represented by the symbol “Δω a ”. After converting the Z spectrum to the CPE spectrum F CPE (Δω a ), the process proceeds to step ST4.

ステップST4では、検出手段93(図2参照)が、CPEスペクトルFCPE(Δωa)の中から、CEST波形のピークが現れるオフセット周波数を検出する。以下に、CEST波形のピークが現れるオフセット周波数の検出方法の一例について説明する。 In step ST4, the detecting means 93 (see FIG. 2) detects an offset frequency at which the peak of the CEST waveform appears from the CPE spectrum F CPE (Δω a ). Hereinafter, an example of a method of detecting an offset frequency at which a peak of a CEST waveform appears will be described.

式(16)のベースライン項に含まれるF(Δωa)は、Δωaの二次関数で表されるので(式(4)参照)、CPEスペクトルFCPE(Δωa)のベースライン波形は二次関数で近似できることが分かる。したがって、CPEスペクトルFCPE(Δωa)と二次関数とを比較し、CPEスペクトルFCPE(Δωa)と二次関数とのずれが大きくなるときのオフセット周波数を求めることにより、CEST波形のピークが現れるオフセット周波数を検出することができる。ここでは、CPEスペクトルFCPE(Δωa)は、オフセット周波数Δωc,1において、二次関数から最もずれているとする。したがって、検出手段93は、CEST波形のピークが現れるオフセット周波数として、オフセット周波数Δωc,1を検出する。ここでは、Δωc,1の検出値はΔωa1であるとする。したがって、Δωc,1の検出値は、以下の式で表される。
Since F (Δω a ) included in the baseline term of equation (16) is represented by a quadratic function of Δω a (see equation (4)), the baseline waveform of CPE spectrum F CPE (Δω a ) is It can be seen that it can be approximated by a quadratic function. Therefore, compared with the quadratic function and CPE spectrum F CPE (Δω a), by determining the offset frequency when the deviation between the CPE spectrum F CPE (Δω a) and the secondary function is increased, the peak of the CEST waveform Can be detected. Here, it is assumed that the CPE spectrum F CPE (Δω a ) deviates most from the quadratic function at the offset frequency Δω c, 1 . Therefore, the detecting means 93 detects the offset frequency Δω c, 1 as the offset frequency at which the peak of the CEST waveform appears. Here, it is assumed that the detected value of Δω c, 1 is Δω a1 . Therefore, the detected value of Δω c, 1 is represented by the following equation.

オフセット周波数Δωc,1=Δωa1を検出した後、ステップST5に進む。 After detecting the offset frequency Δω c, 1 = Δω a1 , the process proceeds to step ST5.

ステップST5では、i値設定手段94(図2参照)が、CPEスペクトルFCPE(Δωa)の近似式(16)に含まれるCEST項の数を表すiを初期値1に設定する。i=1に設定された場合、式(16)は、以下の式で表される。
In step ST5, the i value setting means 94 (see FIG. 2) sets the initial value 1 to i representing the number of CEST terms included in the approximate expression (16) of the CPE spectrum F CPE (Δω a ). When i = 1 is set, Expression (16) is represented by the following expression.

式(20)のベースライン項の係数(c0,cMT)、および式(20c)のCEST項FL,1(Δωa)の係数(a1,1,a2,1,Δωc,1)は、未知の係数である。i=1に設定した後、ステップST6に進む。 The coefficients (c 0 , c MT ) of the baseline term in equation (20) and the coefficients (a 1,1 , a 2,1 , Δω c, ) of the CEST term FL , 1 (Δω a ) in equation (20c) 1 ) is an unknown coefficient. After setting i = 1, the process proceeds to step ST6.

ステップST6では、第1のフィッティング手段95(図2参照)が、式(11)により求められたCPEスペクトルFCPE(Δωa)と式(20)との誤差が最小になるようにフィッティングを行い、誤差が最小になるときの式(20)のCEST項FL,1(Δωa)の係数(a1,1,a2,1,Δωc,1)の値と、ベースライン項の係数(c0,cMT)の値を計算する。フィッティングを行う場合、第1のフィッティング手段95は、先ず、係数(a1,1,a2,1,Δωc,1)の初期値と、係数(c0,cMT)の初期値を設定する。例えば、係数Δωc,1の初期値は、ステップST4で検出したオフセット周波数Δωc,1の値、即ち、Δωc,1=Δωa1(式19参照)に設定される。また、他の係数a1,1、a2,1、c0、cMTの初期値は、CPEスペクトルFCPE(Δωa)の波形情報(CPEスペクトルの最大値、最小値など)を用いて計算することができる。係数の初期値を設定した後、第1のフィッティング手段95は、初期値を基準にして各係数の値を変更し、式(11)により求められたCPEスペクトルFCPE(Δωa)と式(20)との誤差が最小になるときの係数(a1,1,a2,1,Δωc,1)の値、および係数(c0,cMT)の値を計算する。図10に、フィッティングにより計算された各係数の値を示す。図10では、(c0,cMT)=(c0(1),cMT(1))、(a1,1,a2,1,Δωc,1)=(a1,1(1),a2,1(1),Δωc,1(1))で示されている。 In step ST6, the first fitting means 95 (see FIG. 2) performs fitting such that an error between the CPE spectrum F CPE (Δω a ) obtained by the equation (11) and the equation (20) is minimized. , The value of the coefficient (a 1,1 , a 2,1 , Δω c, 1 ) of the CEST term FL , 1 (Δω a ) in equation (20) when the error is minimized, and the coefficient of the baseline term Calculate the value of (c 0 , c MT ). When performing fitting, first fitting means 95 first sets initial values of coefficients (a 1,1 , a 2,1 , Δω c, 1 ) and coefficients (c 0 , c MT ). I do. For example, the initial value of the coefficient Δω c, 1 is set to the value of the offset frequency Δω c, 1 detected in step ST4, that is, Δω c, 1 = Δω a1 (see Expression 19). The initial values of the other coefficients a 1,1 , a 2,1 , c 0 , and c MT are obtained by using the waveform information (the maximum value and the minimum value of the CPE spectrum, etc.) of the CPE spectrum F CPE (Δω a ). Can be calculated. After setting the initial value of the coefficient, the first fitting means 95 changes the value of each coefficient with reference to the initial value, and obtains the CPE spectrum F CPE (Δω a ) obtained by the equation (11) and the equation ( 20), the value of the coefficient (a 1,1 , a 2,1 , Δω c, 1 ) and the value of the coefficient (c 0 , c MT ) when the error is minimized. FIG. 10 shows the value of each coefficient calculated by the fitting. In FIG. 10, (c 0 , c MT ) = (c 0 (1), c MT (1)), (a 1,1 , a 2,1 , Δω c, 1 ) = (a 1,1 (1 ), A 2,1 (1), Δω c, 1 (1)).

尚、フィッティングにより、CEST項FL,1(Δωa)の係数の値の他に、ベースライン項の係数(c0,cMT)の値も計算することができる。ただし、CPEスペクトルFCPE(Δωa)は、Zスペクトルよりも、ベースライン波形が抑制されている(図6参照)。したがって、CPEスペクトルFCPE(Δωa)を近似式(20)でフィッティングすることによりベースライン項の係数(c0,cMT)を求めた場合、係数(c0,cMT)の推定誤差が大きくなる可能性がある。そこで、第1の形態では、係数(c0,cMT)の推定誤差が小さくなるように、係数(c0,cMT)を計算し直す。係数(c0,cMT)を計算し直すために、ステップST7に進む。 Note that, by fitting, in addition to the value of the coefficient of the CEST term FL , 1 (Δω a ), the value of the coefficient (c 0 , c MT ) of the baseline term can also be calculated. However, the CPE spectrum F CPE (Δω a ) has a more suppressed baseline waveform than the Z spectrum (see FIG. 6). Therefore, if the calculated coefficients of the baseline term (c 0, c MT) by fitting CPE spectrum F CPE the ([Delta] [omega a) the approximate equation (20), the estimated error of the coefficients (c 0, c MT) is Can be large. Therefore, in the first embodiment, the coefficients (c 0 , c MT ) are recalculated so that the estimation error of the coefficients (c 0 , c MT ) is reduced. The process proceeds to step ST7 in order to recalculate the coefficients (c 0 , c MT ).

ステップST7は、2つのステップST71およびST72を有している。以下、各ステップST71およびST72について説明する。   Step ST7 has two steps ST71 and ST72. Hereinafter, each of steps ST71 and ST72 will be described.

ステップST71では、CRZスペクトル作成手段96(図2参照)が、ZスペクトルからCEST波形が除去されたスペクトルを作成する。以下では、ZスペクトルからCEST波形が除去されたスペクトルをCRZスペクトル(CEST Removed Z-spectrum)と呼ぶことにする。CRZスペクトルを、「ZCRZ」で表すと、CRZスペクトルZCRZは、Zスペクトルを用いて、以下の式で表すことができる。
In step ST71, the CRZ spectrum creating means 96 (see FIG. 2) creates a spectrum in which the CEST waveform has been removed from the Z spectrum. Hereinafter, the spectrum obtained by removing the CEST waveform from the Z spectrum will be referred to as a CRZ spectrum (CEST Removed Z-spectrum). When the CRZ spectrum is represented by “Z CRZ ”, the CRZ spectrum Z CRZ can be represented by the following equation using the Z spectrum.

尚、δ(Δωa)は、Δωa=0において式(21)の右辺第2項の分母がゼロにならないようにするために導入された関数である。ここでは、i=1であるので、式(21)は、以下の式で表される。
Note that δ (Δω a ) is a function introduced to prevent the denominator of the second term on the right side of Expression (21) from becoming zero when Δω a = 0. Here, since i = 1, equation (21) is represented by the following equation.

式(22)のZは、ステップST2で求められている。また、式(22a)のFL,1(Δωa)の係数(a1,1,a2,1,Δωc,1)は、図10に示すように、ステップST6で(a1,1,a2,1,Δωc,1)=(a1,1(1),a2,1(1),Δωc,1(1))と計算されている。したがって、式(22)から、CESTの影響を受けた信号成分(CEST波形)が除去されたCRZスペクトルZCRZを作成することができる。CRZスペクトルZCRZを作成した後、ステップST72に進む。 Z in equation (22) is obtained in step ST2. The coefficient of F L, 1 of formula (22a) (Δω a) ( a 1,1, a 2,1, Δω c, 1) , as shown in FIG. 10, in step ST6 (a 1, 1 , A 2,1 , Δω c, 1 ) = (a 1,1 (1), a 2,1 (1), Δω c, 1 (1)). Therefore, the CRZ spectrum Z CRZ from which the signal component (CEST waveform) affected by CEST is removed can be created from Expression (22). After creating the CRZ spectrum Z CRZ , the process proceeds to step ST72.

ステップST72では、ステップST71で作成したCRZスペクトルZCRZに基づいて、式(20)のベースライン項の係数(c0,cMT)の値を計算する。以下に、係数(c0,cMT)の値の求め方について説明する。 In step ST72, based on the CRZ spectrum Z CRZ created in step ST71, the value of the coefficient (c 0 , c MT ) of the baseline term in equation (20) is calculated. Hereinafter, a method of obtaining the values of the coefficients (c 0 , c MT ) will be described.

CRZスペクトルZCRZは、ZスペクトルからCEST波形が除去されたスペクトルを表している。したがって、CRZスペクトルZCRZは、CESTの影響を受けた信号成分ではなく、自由水と結合水との間で生じるMTの影響を受けた信号成分を主に表していると考えることができる。自由水と結合水との間で生じるMTの影響を受けた信号成分を表すスペクトルは、式(13)のスペクトルZMTで表されている。したがって、CRZスペクトルZCRZは、スペクトルZMTを用いて、以下の式で近似することができる。
CRZ spectrum Z CRZ represents a spectrum obtained by removing the CEST waveform from the Z spectrum. Therefore, it can be considered that the CRZ spectrum Z CRZ mainly represents a signal component affected by MT generated between free water and bound water, not a signal component affected by CEST. Spectrum representing the signal component affected by the MT generated between the free water and the bound water is represented by the spectrum Z MT of formula (13). Therefore, CRZ spectrum Z CRZ can be approximated by the following equation using spectrum Z MT .

式(23)から、CRZスペクトルZCRZは、定数項b0とローレンツ関数の項との和で表される関数で近似できることが分かる。 From equation (23), it can be seen that the CRZ spectrum Z CRZ can be approximated by a function represented by the sum of the constant term b 0 and the term of the Lorentz function.

第2のフィッティング手段97(図2参照)は、CRZスペクトルZCRZと式(23)との誤差が最小になるようにフィッティングを行い、誤差が最小になるときの式(23)の係数(b0,b1,b2,Δω0)の値を計算する。フィッティングを行う場合、第2のフィッティング手段97は、先ず、係数(b0,b1,b2,Δω0)の初期値を計算する。係数(b0,b1,b2,Δω0)の初期値は、例えば、ステップST6で計算したベースライン項の値(c0,cMT)=(c0(1),cMT(1))に基づいて計算することができる。係数(b0,b1,b2,Δω0)の初期値を計算した後、第2のフィッティング手段97は、初期値を基準にして係数(b0,b1,b2,Δω0)の値を変更し、CRZスペクトルZCRZと式(23)との誤差が最小になるときの係数(b0,b1,b2,Δω0)の値を計算する。図11に、フィッティングにより計算された係数(b0,b1,b2,Δω0)の値を示す。図11では、計算された係数(b0,b1,b2,Δω0)の値は、(b0,b1,b2,Δω0)=(b0(1),b1(1),b2(1),Δω0(1))で示されている。 The second fitting means 97 (see FIG. 2) performs fitting so that the error between the CRZ spectrum Z CRZ and the equation (23) is minimized, and the coefficient (b) of the equation (23) when the error is minimized 0, b 1, b 2, to calculate the value of [Delta] [omega 0). When performing fitting, the second fitting means 97 first calculates the initial values of the coefficients (b 0 , b 1 , b 2 , Δω 0 ). The initial values of the coefficients (b 0 , b 1 , b 2 , Δω 0 ) are, for example, the values of the baseline terms (c 0 , c MT ) calculated in step ST6 = (c 0 (1), c MT (1 )). Coefficients (b 0, b 1, b 2, Δω 0) After calculating the initial value of the second fitting means 97, coefficients of the initial value to the reference (b 0, b 1, b 2, Δω 0) Is changed, and the value of the coefficient (b 0 , b 1 , b 2 , Δω 0 ) when the error between the CRZ spectrum Z CRZ and the equation (23) is minimized is calculated. FIG. 11 shows values of the coefficients (b 0 , b 1 , b 2 , Δω 0 ) calculated by the fitting. In FIG. 11, the values of the calculated coefficients (b 0 , b 1 , b 2 , Δω 0 ) are (b 0 , b 1 , b 2 , Δω 0 ) = (b 0 (1), b 1 (1 ), B 2 (1), Δω 0 (1)).

これらの係数の値を求めた後、(c0,cMT)計算手段98(図2参照)は、(b0,b1)=(b0(1),b1(1))を式(20a)に代入し、c0を計算する。また、(c0,cMT)計算手段98は、b0=b0(1)を式(20b)に代入し、cMTを計算する。したがって、式(20)のベースライン項の係数(c0,cMT)の値を計算することができる。図12に、計算された係数(c0,cMT)の値を示す。図12では、(c0,cMT)=(c0(1)’,cMT(1)’)で示されている。これらの値を求めた後、ステップST8に進む。 After obtaining the values of these coefficients, the (c 0 , c MT ) calculating means 98 (see FIG. 2) calculates (b 0 , b 1 ) = (b 0 (1), b 1 (1)) by the equation substituted into (20a), calculates the c 0. Further, the (c 0 , c MT ) calculation means 98 calculates c MT by substituting b 0 = b 0 (1) into equation (20b). Therefore, the value of the coefficient (c 0 , c MT ) of the baseline term in equation (20) can be calculated. FIG. 12 shows the values of the calculated coefficients (c 0 , c MT ). In FIG. 12, (c 0 , c MT ) = (c 0 (1) ′, c MT (1) ′). After obtaining these values, the process proceeds to step ST8.

ステップST8では、スペクトル計算手段99(図2参照)が、ベースライン項c0+cMTF(Δωa)とCEST項ΣiFL,i(Δωa)との和で表されるスペクトルFCPE_i(Δωa)を計算する。このスペクトルFCPE_i(Δωa)は、以下の式で定義することができる。
In step ST8, the spectrum calculation unit 99 (see FIG. 2), the spectrum F CPE_i represented by the sum of the baseline term c 0 + c MT F (Δω a) and CEST term Σ i F L, i (Δω a) Calculate (Δω a ). This spectrum F CPE_i (Δω a ) can be defined by the following equation.

尚、ステップST5において、i=1に設定されているので、式(24)は、以下の式で表される。
Since i = 1 is set in step ST5, equation (24) is represented by the following equation.

式(25)のベースライン項の係数(c0,cMT)は、ステップST72において(c0,cMT)=(c0(1)’,cMT(1)’)と計算されている(図12参照)。また、式(25c)のCEST項FL,1(Δωa)の係数(a1,1,a2,1,Δωc,1)は、ステップST6において(a1,1,a2,1,Δωc,1)=(a1,1(1),a2,1(1),Δωc,1(1))と求められている(図12参照)。したがって、式(25)および(25c)に、これらの係数の値を代入することにより、スペクトルFCPE_1(Δωa)を計算することができる。図13に、スペクトルFCPE_1(Δωa)を概略的に示す。尚、図13では、比較のため、スペクトルFCPE_1(Δωa)の他に、CPEスペクトルFCPE(Δωa)も示してある。スペクトルFCPE_1(Δωa)は、オフセット周波数Δωc,1の付近において、CPEスペクトルFCPE(Δωa)に十分に近い波形を有していることが分かる。スペクトルFCPE_1(Δωa)を計算した後、ステップST9に進む。 The coefficients (c 0 , c MT ) of the baseline term in equation (25) are calculated as (c 0 , c MT ) = (c 0 (1) ′, c MT (1) ′) in step ST72. (See FIG. 12). Also, the coefficients (a 1,1 , a 2,1 , Δω c, 1 ) of the CEST term FL , 1 (Δω a ) in the equation (25c) are calculated as (a 1,1 , a 2,1 , Δω c, 1 ) = (a 1,1 (1), a 2,1 (1), Δω c, 1 (1)) (see FIG. 12). Therefore, spectrum F CPE — 1 (Δω a ) can be calculated by substituting the values of these coefficients into equations (25) and (25c). FIG. 13 schematically shows the spectrum F CPE — 1 (Δω a ). In FIG. 13, for comparison, in addition to the spectrum F CPE_1 (Δω a), CPE spectrum F CPE (Δω a) is also shown. Spectrum F CPE_1 (Δω a), in the vicinity of the offset frequency [Delta] [omega c, 1, it can be seen to have a sufficiently close waveforms CPE spectrum F CPE (Δω a). After calculating the spectrum F CPE_1 (Δω a ), the process proceeds to step ST9.

ステップST9では、判断手段100(図2参照)が、CPEスペクトルFCPE(Δωa)に、CEST項FL,1(Δωa)(式20c参照)で表されるCEST波形とは異なる他のCEST波形が含まれているか否かを判断する。 In step ST9, the determination means 100 (see FIG. 2) adds another CEST waveform F CPE (Δω a ) to the CEST spectrum F L, 1 (Δω a ) (see equation 20c) that is different from the CEST waveform represented by the CEST term It is determined whether or not a CEST waveform is included.

図14は、CPEスペクトルFCPE(Δωa)に他のCEST波形が含まれているか否かを判断する方法の説明図である。
図14の上側には、CPEスペクトルFCPE(Δωa)およびスペクトルFCPE_1(Δωa)が示されており、図14の下側には、CPEスペクトルFCPE(Δωa)とスペクトルFCPE_1(Δωa)との差分スペクトルD(Δωa)が示されている。
FIG. 14 is an explanatory diagram of a method for determining whether or not another CEST waveform is included in the CPE spectrum F CPE (Δω a ).
14 shows the CPE spectrum F CPE (Δω a ) and the spectrum F CPE_1 (Δω a ), and the lower part of FIG. 14 shows the CPE spectrum F CPE (Δω a ) and the spectrum F CPE_1 ( difference spectra D between Δω a) (Δω a) is shown.

先ず、判断手段100は、CPEスペクトルFCPE(Δωa)から、スペクトルFCPE_1(Δωa)を差分し、差分スペクトルD(Δωa)を求める。 First, the determination means 100 calculates a difference spectrum D (Δω a ) by subtracting the spectrum F CPE — 1 (Δω a ) from the CPE spectrum F CPE (Δω a ).

次に、判断手段100は、差分スペクトルD(Δωa)に基づいて、CPEスペクトルFCPE(Δωa)に他のCEST波形が含まれているか否かを判断する。以下に、この判断方法について説明する。 Next, the determination means 100 determines whether or not another CEST waveform is included in the CPE spectrum F CPE (Δω a ) based on the difference spectrum D (Δω a ). Hereinafter, this determination method will be described.

スペクトルFCPE_1(Δωa)を求めるための式(25)は、オフセット周波数Δωc,1に対応したCEST項FL,1(Δωa)を含んでいる。したがって、オフセット周波数Δωc,1の付近では、スペクトルFCPE_1(Δωa)は、CPEスペクトルFCPE(Δωa)に十分に近い値を有している。このため、差分スペクトルD(Δωa)の信号値は、オフセット周波数Δωc,1の付近ではゼロに近い値になる。 Spectrum F CPE_1 formula (25) for obtaining the ([Delta] [omega a) includes a CEST section corresponding to the offset frequency Δω c, 1 F L, 1 (Δω a). Therefore, in the vicinity of the offset frequency [Delta] [omega c, 1 is the spectral F CPE_1 (Δω a) has a sufficiently close to the CPE spectrum F CPE (Δω a). Therefore, the signal value of the difference spectrum D (Δω a ) has a value close to zero near the offset frequency Δω c, 1 .

しかし、FCPE_1(Δωa)の式(25)は、オフセット周波数Δωc,2に対応したCEST項を含んでいない。したがって、オフセット周波数Δωc,2の付近では、スペクトルFCPE_1(Δωa)と、CPEスペクトルFCPE(Δωa)との間に、ある程度の信号値の差が生じる。このため、差分スペクトルD(Δωa)には、オフセット周波数Δωc,2の付近に、他のCEST波形のピークP2が現れる。 However, equation (25) of F CPE — 1 (Δω a ) does not include a CEST term corresponding to the offset frequency Δω c, 2 . Therefore, near the offset frequency Δω c, 2 , there is a certain difference in signal value between the spectrum F CPE — 1 (Δω a ) and the CPE spectrum F CPE (Δω a ). Therefore, a peak P2 of another CEST waveform appears near the offset frequency Δω c, 2 in the difference spectrum D (Δω a ).

したがって、差分スペクトルD(Δωa)にピークP2が現れているかを判断することにより、CPEスペクトルFCPE(Δωa)に他のCEST波形が含まれているか否かを判断することができる。第1の形態では、差分スペクトルD(Δωa)にピークP2が現れているかを判断するために、2つの閾値TH1およびTH2が用いられる。判断手段100は、2つの閾値TH1およびTH2と、差分スペクトルD(Δωa)とを比較し、差分スペクトルD(Δωa)が、閾値TH1又は閾値TH2を横切っているか否かを判断する。差分スペクトルD(Δωa)が、閾値TH1又は閾値TH2を横切っている場合、判断手段100は、差分スペクトルD(Δωa)にピークP2が現れていると判断する。一方、差分スペクトルD(Δωa)が、閾値TH1又は閾値TH2を横切っていない場合、判断手段100は、差分スペクトルにピークP2が現れていないと判断する。 Therefore, by determining whether or not the peak P2 appears in the difference spectrum D (Δω a ), it is possible to determine whether or not another CEST waveform is included in the CPE spectrum F CPE (Δω a ). In the first embodiment, two thresholds TH1 and TH2 are used to determine whether the peak P2 appears in the difference spectrum D (Δω a ). The judging means 100 compares the two thresholds TH1 and TH2 with the difference spectrum D (Δω a ), and judges whether the difference spectrum D (Δω a ) crosses the threshold TH1 or TH2. When the difference spectrum D (Δω a ) crosses the threshold value TH1 or the threshold value TH2, the determining unit 100 determines that the peak P2 appears in the difference spectrum D (Δω a ). On the other hand, when the difference spectrum D (Δω a ) does not cross the threshold value TH1 or the threshold value TH2, the determining unit 100 determines that the peak P2 does not appear in the difference spectrum.

図14を参照すると、差分スペクトルD(Δωa)は、オフセット周波数Δωc,2の付近において、閾値TH1を超えるピークP2を含んでいる。したがって、判断手段100は、CPEスペクトルFCPE(Δωa)に他のCEST波形が含まれていると判断する。CPEスペクトルFCPE(Δωa)に他のCEST波形が含まれていると判断された場合、ステップST10に進む。 Referring to FIG. 14, difference spectrum D (Δω a ) includes a peak P2 exceeding threshold value TH1 near offset frequency Δω c, 2 . Therefore, the judging means 100 judges that another CEST waveform is included in the CPE spectrum F CPE (Δω a ). When it is determined that another CEST waveform is included in the CPE spectrum F CPE (Δω a ), the process proceeds to step ST10.

ステップST10では、検出手段93が、CPEスペクトルFCPE(Δωa)の他のCEST波形のピークが現れるオフセット周波数Δωc,2を検出する。ここでは、Δωc,2の検出値はΔωa2であるとする。したがって、Δωc,2の検出値は、以下の式で表される。
In step ST10, the detecting means 93 detects an offset frequency Δω c, 2 at which a peak of another CEST waveform of the CPE spectrum F CPE (Δω a ) appears. Here, it is assumed that the detected value of Δω c, 2 is Δω a2 . Therefore, the detected value of Δω c, 2 is represented by the following equation.

オフセット周波数Δωc,2=Δωa2を検出した後、ステップST11に進む。 After detecting the offset frequency Δω c, 2 = Δω a2 , the process proceeds to step ST11.

ステップST11では、i値設定手段94が、CEST項の数を表すiをインクリメントする。したがって、iは、i=1からi=2に設定される。i=2に設定された場合、CPEスペクトルの近似式(16)は、以下の式で表される。
In step ST11, the i value setting means 94 increments i representing the number of CEST terms. Therefore, i is set from i = 1 to i = 2. When i = 2, the approximate expression (16) of the CPE spectrum is represented by the following expression.

i=2に設定した後、ステップST6に戻る。   After setting i = 2, the process returns to step ST6.

ステップST6では、第1のフィッティング手段95が、フィッティングにより、式(26c_2)のCEST項FL,2(Δωa)の係数(a1,2,a2,2,Δωc,2)の値を計算する。以下に、係数(a1,2,a2,2,Δωc,2)の求め方について説明する。 In step ST6, the first fitting means 95 performs the fitting to determine the value of the coefficient (a 1,2 , a 2,2 , Δω c, 2 ) of the CEST term FL , 2 (Δω a ) in equation (26c_2). Is calculated. Hereinafter, a method of obtaining the coefficients (a 1,2 , a 2,2 , Δω c, 2 ) will be described.

第1の形態では、既に、CEST項FL,1(Δωa)の係数(a1,1,a2,1,Δωc,1)は、(a1,1(1),a2,1(1),Δωc,1(1))と計算されており、ベースライン項の係数(c0,cMT)は、(c0(1)’,cMT(1)’)と計算されている(図12参照)。したがって、これらの値を式(26)および式(26c_1)に代入すると、式(26c_2)で表されるCEST項FL,2(Δωa)の3つの係数(a1,2,a2,2,Δωc,2)のみが、未知の係数となる。この場合、CPEスペクトルFCPE(Δωa)と、3つの未知の係数(a1,2,a2,2,Δωc,2)を含む近似式(26)との誤差が最小になるように、CPEスペクトルFCPE(Δωa)をフィッティングすることにより、3つの係数(a1,2,a2,2,Δωc,2)の値を求めることができる。 In the first embodiment, the coefficients (a 1,1 , a 2,1 , Δω c, 1 ) of the CEST term FL , 1 (Δω a ) are already (a 1,1 (1), a 2, 1 (1), Δω c, 1 (1)), and the coefficients (c 0 , c MT ) of the baseline terms are calculated as (c 0 (1) ′, c MT (1) ′). (See FIG. 12). Therefore, when these values are substituted into equation (26) and Equation (26C_1), CEST term F L, 2 3 one coefficient of ([Delta] [omega a) (a 1, 2 of the formula (26c_2), a 2, 2 , Δω c, 2 ) are unknown coefficients. In this case, the error between the CPE spectrum F CPE (Δω a ) and the approximate expression (26) including the three unknown coefficients (a 1,2 , a 2,2 , Δω c, 2 ) is minimized. By fitting the CPE spectrum F CPE (Δω a ), the values of the three coefficients (a 1,2 , a 2,2 , Δω c, 2 ) can be obtained.

しかし、ベースライン項の係数(c0,cMT)=(c0(1)’,cMT(1)’)は、CEST項が1項(FL,1(Δωa))しか含まれていない近似式(20)に基づいて求められた値である。一方、近似式(26)は、CEST項FL,1(Δωa)の他に、新たなCEST項FL,2(Δωa)が追加されている。したがって、ベースライン項の係数(c0,cMT)を(c0(1)’,cMT(1)’)に固定してフィッティングを行うと、CEST項FL,2(Δωa)の係数(a1,2,a2,2,Δωc,2)の推定誤差が大きくなる恐れがある。そこで、第1の形態では、CEST項FL,2(Δωa)の係数(a1,2,a2,2,Δωc,2)の推定誤差を小さくするために、CEST項FL,2(Δωa)の係数(a1,2,a2,2,Δωc,2)だけでなく、ベースライン項の係数(c0,cMT)も未知の係数として、フィッティングを行う。したがって、5つの係数が未知の係数となる。第1のフィッティング手段95は、5つの未知の係数を含む近似式(26)を用いて、CPEスペクトルFCPE(Δωa)のフィッティングを行う。フィッティングを行う場合、第1のフィッティング手段95は、先ず、CEST項FL,2(Δωa)の係数(a1,2,a2,2,Δωc,2)の初期値と、ベースライン項の係数(c0,cMT)の初期値とを設定する。係数Δωc,2の初期値は、ステップST10で検出したオフセット周波数Δωc,2の値、即ち、Δωc,2=Δωa2(式25d参照)に設定される。また、係数(a1,2,a2,2)の初期値は、差分スペクトルD(Δωa)のピークP2(図14参照)の高さおよび半値幅に基づいて計算することができる。一方、ベースライン項の係数(c0,cMT)の初期値は、i=1のときに求めた値(c0,cMT)=(c0(1)’,cMT(1)’)(図12参照)に設定することができる。初期値を設定した後、第1のフィッティング手段95は、初期値を基準にして係数の値を変更し、CPEスペクトルFCPE(Δωa)と式(26)との誤差が最小になるときの係数(a1,2,a2,2,Δωc,2)および係数(c0,cMT)の値を計算する。図15に、フィッティングにより計算された各係数の値を示す。図15では、(c0,cMT)=(c0(2),cMT(2))、(a1,2,a2,2,Δωc,2)=(a1,2(2),a2,2(2),Δωc,2(2))で示されている。 However, the coefficient (c 0 , c MT ) = (c 0 (1) ′, c MT (1) ′) of the baseline term includes only one CEST term (F L, 1 (Δω a )). This is a value obtained based on the approximate expression (20) that is not used. On the other hand, the approximation formula (26), in addition to the CEST section F L, 1 ([Delta] [omega a), new CEST terms F L, 2 (Δω a) is added. Therefore, when fitting is performed with the coefficients (c 0 , c MT ) of the baseline term fixed at (c 0 (1) ′, c MT (1) ′), the CEST term FL , 2 (Δω a ) The estimation error of the coefficients (a 1,2 , a 2,2 , Δω c, 2 ) may increase. Therefore, in the first embodiment, in order to reduce the estimation error of the coefficient (a 1,2 , a 2,2 , Δω c, 2 ) of the CEST term FL , 2 (Δω a ), the CEST term FL , Fitting is performed using not only the coefficients (a 1,2 , a 2,2 , Δω c, 2 ) of 2 (Δω a ) but also the coefficients (c 0 , c MT ) of the baseline term as unknown coefficients. Therefore, the five coefficients are unknown coefficients. The first fitting means 95 performs fitting of the CPE spectrum F CPE (Δω a ) using the approximate expression (26) including five unknown coefficients. When performing fitting, the first fitting means 95 first determines the initial values of the coefficients (a 1,2 , a 2,2 , Δω c, 2 ) of the CEST term FL , 2 (Δω a ) and the baseline. Set the initial value of the coefficient of the term (c 0 , c MT ). The initial value of the coefficient Δω c, 2 is set to the value of the offset frequency Δω c, 2 detected in step ST10, that is, Δω c, 2 = Δω a2 (see Equation 25d). Further, the initial value of the coefficient (a 1,2 , a 2,2 ) can be calculated based on the height and the half width of the peak P2 (see FIG. 14) of the difference spectrum D (Δω a ). On the other hand, the initial values of the coefficients of the baseline term (c 0, c MT), the value obtained when i = 1 (c 0, c MT) = (c 0 (1) ', c MT (1)' ) (See FIG. 12). After setting the initial value, the first fitting means 95 changes the value of the coefficient with reference to the initial value, so that the error between the CPE spectrum F CPE (Δω a ) and the equation (26) is minimized. The values of the coefficients (a 1,2 , a 2,2 , Δω c, 2 ) and the coefficients (c 0 , c MT ) are calculated. FIG. 15 shows the value of each coefficient calculated by the fitting. In FIG. 15, (c 0 , c MT ) = (c 0 (2), c MT (2)), (a 1,2 , a 2,2 , Δω c, 2 ) = (a 1,2 (2 ), A 2,2 (2), Δω c, 2 (2)).

尚、フィッティングにより、CEST項FL,2(Δωa)の係数(a1,2,a2,2,Δωc,2)の他に、ベースライン項の係数(c0,cMT)も計算される。ただし、先に説明したように、ステップST6で計算されたベースライン項の係数(c0,cMT)の値は、推定誤差が大きい可能性がある。そこで、ベースライン項の係数(c0,cMT)を計算し直すために、ステップST7に進む。 By the fitting, in addition to the coefficient (a 1,2 , a 2,2 , Δω c, 2 ) of the CEST term FL , 2 (Δω a ), the coefficient (c 0 , c MT ) of the baseline term is also obtained. Is calculated. However, as described above, the value of the coefficient (c 0 , c MT ) of the baseline term calculated in step ST6 may have a large estimation error. Therefore, to recalculate the coefficients (c 0 , c MT ) of the baseline term, the process proceeds to step ST7.

ステップST7では、2つのステップST71およびST72が順に実行される。
ステップST71では、CRZスペクトル作成手段96が、式(21)を用いて、ZスペクトルからCEST波形が除去されたCRZスペクトルZCRZを作成する。ただし、i=2に設定されているので、式(21)は、以下の式で表される。
In step ST7, two steps ST71 and ST72 are sequentially executed.
In step ST71, the CRZ spectrum creating means 96 creates a CRZ spectrum Z CRZ in which the CEST waveform has been removed from the Z spectrum using Expression (21). However, since i = 2, equation (21) is represented by the following equation.

CRZスペクトル作成手段96は、式(27)を用いて、ZスペクトルからCEST波形が除去されたCRZスペクトルZCRZを作成する。CRZスペクトルZCRZを作成した後、ステップST72に進む。 The CRZ spectrum creating means 96 creates a CRZ spectrum Z CRZ obtained by removing the CEST waveform from the Z spectrum using Expression (27). After creating the CRZ spectrum Z CRZ , the process proceeds to step ST72.

ステップST72では、第2のフィッティング手段97が、式(27)を用いて作成されたCRZスペクトルZCRZと式(23)との誤差が最小になるようにフィッティングを行い、誤差が最小になるときの式(23)の係数(b0,b1,b2,Δω0)の値を計算する。フィッティングを行う場合、第2のフィッティング手段97は、先ず、係数(b0,b1,b2,Δω0)の初期値を設定する。ここでは、第2のフィッティング手段97は、i=1において計算された係数(b0,b1,b2,Δω0)=(b0(1),b1(1),b2(1),Δω0(1))(図12参照)を、i=2における係数(b0,b1,b2,Δω0)の初期値として設定する。i=2における係数(b0,b1,b2,Δω0)の初期値を設定した後、第2のフィッティング手段97は、初期値を基準にして係数(b0,b1,b2,Δω0)の値を変更し、式(27)を用いて作成されたCRZスペクトルZCRZと式(23)との誤差が最小になるときの係数(b0,b1,b2,Δω0)の値を計算する。図16に、i=2において、フィッティングにより計算された係数(b0,b1,b2,Δω0)の値を示す。図16では、計算された係数(b0,b1,b2,Δω0)の値は、(b0,b1,b2,Δω0)=(b0(2),b1(2),b2(2),Δω0(2))で示されている。 In step ST72, the second fitting means 97 performs fitting such that the error between the CRZ spectrum Z CRZ created using equation (27) and equation (23) is minimized. The value of the coefficient (b 0 , b 1 , b 2 , Δω 0 ) of the equation (23) is calculated. When performing fitting, the second fitting means 97 first sets initial values of the coefficients (b 0 , b 1 , b 2 , Δω 0 ). Here, the second fitting means 97 calculates the coefficients (b 0 , b 1 , b 2 , Δω 0 ) = (b 0 (1), b 1 (1), b 2 (1 ), Δω 0 (1)) (see FIG. 12) are set as initial values of the coefficients (b 0 , b 1 , b 2 , Δω 0 ) at i = 2. i = coefficient in 2 (b 0, b 1, b 2, Δω 0) after setting the initial value of the second fitting means 97, coefficients of the initial value to the reference (b 0, b 1, b 2 , Δω 0 ), and the coefficients (b 0 , b 1 , b 2 , Δω) when the error between the CRZ spectrum Z CRZ created using equation (27) and equation (23) is minimized. Calculate the value of 0 ). FIG. 16 shows values of coefficients (b 0 , b 1 , b 2 , Δω 0 ) calculated by fitting when i = 2. In FIG. 16, the values of the calculated coefficients (b 0 , b 1 , b 2 , Δω 0 ) are (b 0 , b 1 , b 2 , Δω 0 ) = (b 0 (2), b 1 (2 ), B 2 (2), Δω 0 (2)).

これらの係数の値を求めた後、(c0,cMT)計算手段98は、(b0,b1)=(b0(2),b1(2))を式(26a)に代入し、c0を計算する。また、(c0,cMT)計算手段98は、b0=b0(2)を式(26b)に代入し、cMTを計算する。したがって、式(26)のベースライン項の係数(c0,cMT)の値を計算することができる。図17に、計算された係数(c0,cMT)の値を示す。図17は、(c0,cMT)=(c0(2)’,cMT(2)’)で示されている。これらの値を求めた後、ステップST8に進む。 After obtaining the values of these coefficients, the (c 0 , c MT ) calculating means 98 substitutes (b 0 , b 1 ) = (b 0 (2), b 1 (2)) into the equation (26a). And calculate c 0 . Further, the (c 0 , c MT ) calculating means 98 calculates c MT by substituting b 0 = b 0 (2) into the equation (26b). Therefore, the value of the coefficient (c 0 , c MT ) of the baseline term in equation (26) can be calculated. FIG. 17 shows the values of the calculated coefficients (c 0 , c MT ). FIG. 17 shows (c 0 , c MT ) = (c 0 (2) ′, c MT (2) ′). After obtaining these values, the process proceeds to step ST8.

ステップST8では、スペクトル計算手段99が、式(24)を用いてスペクトルFCPE_i(Δωa)を計算する。ただし、i=2に設定されているので、式(24)は、以下の式で表される。
In step ST8, the spectrum calculation means 99 calculates the spectrum F CPE — i (Δω a ) using equation (24). However, since i = 2, equation (24) is represented by the following equation.

図17に示すように、係数(c0,cMT)は、(c0,cMT)=(c0(2)’,cMT(2)’)と計算されており、係数(a1,2,a2,2,Δωc,2)は、(a1,2,a2,2,Δωc,2)=(a1,2(2),a2,2(2),Δωc,2(2))と計算されている。また、図12に示すように、係数(a1,1,a2,1,Δωc,1)は、(a1,1,a2,1,Δωc,1)=(a1,1(1),a2,1(1),Δωc,1(1))と計算されている。したがって、式(28)、(28c_1)、および(28c_2)に、これらの係数の値を代入することにより、スペクトルFCPE_2(Δωa)を計算することができる。図18に、スペクトルFCPE_2(Δωa)を概略的に示す。尚、図18では、比較のため、スペクトルFCPE_2(Δωa)の他に、CPEスペクトルFCPE(Δωa)も示してある。スペクトルFCPE_2(Δωa)は、オフセット周波数Δωc,1およびΔωc,2の付近において、CPEスペクトルFCPE(Δωa)に十分に近い波形を有していることが分かる。スペクトルFCPE_2(Δωa)を計算した後、ステップST9に進む。 As shown in FIG. 17, the coefficient (c 0 , c MT ) is calculated as (c 0 , c MT ) = (c 0 (2) ′, c MT (2) ′), and the coefficient (a 1 , 2 , a 2,2 , Δω c, 2 ) is (a 1,2 , a 2,2 , Δω c, 2 ) = (a 1,2 (2), a 2,2 (2), Δω c, 2 (2)). Also, as shown in FIG. 12, the coefficients (a 1,1 , a 2,1 , Δω c, 1 ) are (a 1,1 , a 2,1 , Δω c, 1 ) = (a 1,1 (1), a 2,1 (1), Δω c, 1 (1)). Therefore, the spectrum F CPE_2 (Δω a ) can be calculated by substituting the values of these coefficients into equations (28), (28c_1), and (28c_2). FIG. 18 schematically shows the spectrum F CPE_2 (Δω a ). FIG. 18 also shows a CPE spectrum F CPE (Δω a ) in addition to the spectrum F CPE_2 (Δω a ) for comparison. It can be seen that the spectrum F CPE_2 (Δω a ) has a waveform sufficiently close to the CPE spectrum F CPE (Δω a ) around the offset frequencies Δω c, 1 and Δω c, 2 . After calculating the spectrum F CPE_2 (Δω a ), the process proceeds to step ST9.

ステップST9では、判断手段100が、CPEスペクトルFCPE(Δωa)に、CEST項FL,1(Δωa)およびFL,2(Δωa)で表されるCEST波形(式26c_1および26c_2参照)とは異なる他のCEST波形が含まれているか否かを判断する。 In step ST9, the judgment means 100 sets the CEST spectrum F CPE (Δω a ) to the CEST waveform represented by the CEST terms FL , 1 (Δω a ) and FL , 2 (Δω a ) (see equations 26c_1 and 26c_2). It is determined whether or not another CEST waveform different from the above is included.

図19は、CPEスペクトルFCPE(Δωa)に他のCEST波形が含まれているか否かを判断する方法の説明図である。
判断手段100は、CPEスペクトルFCPE(Δωa)から、スペクトルFCPE_2(Δωa)を差分し、差分スペクトルD(Δωa)を求め、差分スペクトルD(Δωa)と閾値TH1およびTH2とを比較する。
FIG. 19 is an explanatory diagram of a method for determining whether or not another CEST waveform is included in the CPE spectrum F CPE (Δω a ).
Determining means 100, the CPE spectrum F CPE (Δω a), and the difference spectrum F CPE_2 (Δω a), determines the difference spectrum D ([Delta] [omega a), the difference spectrum D and ([Delta] [omega a) with a threshold value TH1 and TH2 Compare.

差分スペクトルD(Δωa)は、閾値TH1およびTH2を超えていないので、スペクトルFCPE_2(Δωa)は、CPEスペクトルFCPE(Δωa)に十分に近い波形を有していると考えることができる。この場合、CPEスペクトルFCPE(Δωa)に含まれるCEST波形は、スペクトルFCPE_2(Δωa)の式(28)に含まれている2つのCEST項FL,1(Δωa)およびFL,2(Δωa)で十分に表すことができたと考えられる。したがって、差分スペクトルD(Δωa)が閾値TH1およびTH2を超えていない場合、判断手段100は、CPEスペクトルFCPE(Δωa)に他のCEST波形は含まれていないと判断する。他のCEST波形が含まれていないと判断された場合、ステップST12に進む。 Since the difference spectrum D (Δω a ) does not exceed the threshold values TH1 and TH2, the spectrum F CPE_2 (Δω a ) may be considered to have a waveform sufficiently close to the CPE spectrum F CPE (Δω a ). it can. In this case, the CEST waveform contained in the CPE spectrum F CPE ([Delta] [omega a), the spectrum F CPE_2 2 single CEST terms contained in equation (28) (Δω a) F L, 1 (Δω a) and F L , 2 (Δω a ). Therefore, when the difference spectrum D (Δω a ) does not exceed the thresholds TH1 and TH2, the determination means 100 determines that the CPE spectrum F CPE (Δω a ) does not include another CEST waveform. If it is determined that no other CEST waveform is included, the process proceeds to step ST12.

尚、図19では、差分スペクトルD(Δωa)が閾値TH1およびTH2を超えていない例が示されている。しかし、差分スペクトルD(Δωa)が閾値TH1又はTH2を超える場合もある。以下に、差分スペクトルD(Δωa)が閾値TH1又はTH2を超える場合について説明する。 FIG. 19 shows an example in which the difference spectrum D (Δω a ) does not exceed the threshold values TH1 and TH2. However, the difference spectrum D (Δω a ) may exceed the threshold value TH1 or TH2. Hereinafter, a case where the difference spectrum D (Δω a ) exceeds the threshold value TH1 or TH2 will be described.

図20は、差分スペクトルD(Δωa)が閾値TH1を超えた例を示す図である。
図20では、差分スペクトルD(Δωa)には、オフセット周波数Δωc,3の付近に、閾値TH1を超えたピークP3が現れている。したがって、判断手段100は、CPEスペクトルFCPE(Δωa)に他のCEST波形が含まれていると判断する。CPEスペクトルFCPE(Δωa)に他のCEST波形が含まれていると判断された場合、ステップST10に進み、他のCEST波形のピークが現れるオフセット周波数Δωc,3を検出する。オフセット周波数Δωc,3を検出した後、ステップST11に進み、iがインクリメントされ、CPEスペクトルFCPE(Δωa)の近似式(26)に新たなCEST項FL,3(Δωa)が追加される。そして、ステップST6〜ST9が実行される。したがって、ステップST9において、CPEスペクトルFCPE(Δωa)に他のCEST波形が含まれていると判断されるたびに、CPEスペクトルFCPE(Δωa)の近似式に新たなCEST項が追加され、ステップST6〜ST9が実行される。例えば、ステップST9において、CPEスペクトルFCPE(Δωa)にj個目のCEST波形が含まれていると判断された場合について考えてみる。この場合、ステップST11においてi=jに設定されるので、CPEスペクトルFCPE(Δωa)の近似式は、以下の式で表される。
FIG. 20 is a diagram illustrating an example in which the difference spectrum D (Δω a ) exceeds the threshold value TH1.
In FIG. 20, a peak P3 exceeding the threshold TH1 appears near the offset frequency Δω c, 3 in the difference spectrum D (Δω a ). Therefore, the judging means 100 judges that another CEST waveform is included in the CPE spectrum F CPE (Δω a ). When it is determined that another CEST waveform is included in the CPE spectrum F CPE (Δω a ), the process proceeds to step ST10, and the offset frequency Δω c, 3 at which the peak of the other CEST waveform appears is detected. After detecting the offset frequency Δω c, 3 , the process proceeds to step ST11, i is incremented, and a new CEST term FL , 3 (Δω a ) is added to the approximate expression (26) of the CPE spectrum F CPE (Δω a ). Is done. Then, steps ST6 to ST9 are executed. Accordingly, in step ST9, every time it is determined that contains other CEST waveform CPE spectrum F CPE (Δω a), a new CEST term is added to the approximate expression of the CPE spectrum F CPE (Δω a) , Steps ST6 to ST9 are executed. For example, consider the case where it is determined in step ST9 that the CPE spectrum F CPE (Δω a ) includes the j-th CEST waveform. In this case, since i = j is set in step ST11, the approximate expression of the CPE spectrum F CPE (Δω a ) is represented by the following expression.

上記の近似式(29)では、FL,j(Δωa)が、新たに追加されたCEST項を表している。CPEスペクトルが近似式(29)で表される場合、式(29c_1)〜式(29c_j−1)のCEST項の係数は、既に計算されている。したがって、係数(c0,cMT)および係数(a1,j,a2,j,Δωc,j)の5つの係数が未知の係数となる。ステップST11においてi=jに設定されたら、ステップST6に戻る。ステップST6では、第1のフィッティング手段95が、近似式(29)を用いて5つの係数(c0,cMT)および(a1,j,a2,j,Δωc,j)の値を計算する。図21に、i=jにおいて計算された係数の値を示す。 In the above approximation (29), FL , j (Δω a ) represents the newly added CEST term. When the CPE spectrum is represented by the approximate expression (29), the coefficient of the CEST term in the expressions (29c_1) to (29c_j-1) has already been calculated. Therefore, the five coefficients of the coefficients (c 0 , c MT ) and the coefficients (a 1, j , a 2, j , Δω c, j ) are unknown coefficients. If i = j is set in step ST11, the process returns to step ST6. In step ST6, the first fitting means 95 calculates the values of the five coefficients (c 0 , c MT ) and (a 1, j , a 2, j , Δω c, j ) using the approximate expression (29). calculate. FIG. 21 shows the values of the coefficients calculated when i = j.

CEST項の係数の値を計算した後、ステップST71に進む。ステップST71では、CRZスペクトル作成手段96が、式(21)を用いて、ZスペクトルからCEST波形が除去されたCRZスペクトルZCRZを作成する。尚、i=jであるので、式(21)は、以下の式で表される。
After calculating the value of the coefficient of the CEST term, the process proceeds to step ST71. In step ST71, the CRZ spectrum creating means 96 creates a CRZ spectrum Z CRZ in which the CEST waveform has been removed from the Z spectrum using Expression (21). Since i = j, equation (21) is represented by the following equation.

CRZスペクトルZCRZを求めた後、ステップST72に進む。 After calculating the CRZ spectrum Z CRZ , the process proceeds to step ST72.

ステップST72では、第2のフィッティング手段97が、式(30)により作成されたCRZスペクトルZCRZと式(23)との誤差が最小になるようにフィッティングを行い、誤差が最小になるときの式(23)の係数(b0,b1,b2,Δω0)の値を計算する。フィッティングを行う場合、第2のフィッティング手段97は、先ず、係数(b0,b1,b2,Δω0)の初期値を設定する。ここでは、第2のフィッティング手段97は、i=j−1のときに計算された係数(b0,b1,b2,Δω0)の値(図示せず)を、i=jにおける係数(b0,b1,b2,Δω0)の初期値として設定する。i=jにおける係数(b0,b1,b2,Δω0)の初期値を設定した後、第2のフィッティング手段97は、初期値を基準にして係数(b0,b1,b2,Δω0)の値を変更し、式(30)を用いて作成されたCRZスペクトルZCRZと式(23)との誤差が最小になるときの係数(b0,b1,b2,Δω0)の値を計算する。図22に、i=jにおいて、フィッティングにより計算された係数(b0,b1,b2,Δω0)の値を示す。図22では、(b0,b1,b2,Δω0)=(b0(j),b1(j),b2(j),Δω0(j))で示されている。 In step ST72, the second fitting means 97 performs fitting so that the error between the CRZ spectrum Z CRZ created by the equation (30) and the equation (23) is minimized, and the equation when the error is minimized. The value of the coefficient (b 0 , b 1 , b 2 , Δω 0 ) of (23) is calculated. When performing fitting, the second fitting means 97 first sets initial values of the coefficients (b 0 , b 1 , b 2 , Δω 0 ). Here, the second fitting means 97 converts the value (not shown) of the coefficient (b 0 , b 1 , b 2 , Δω 0 ) calculated when i = j−1 into a coefficient at i = j (B 0 , b 1 , b 2 , Δω 0 ) are set as initial values. coefficient at i = j (b 0, b 1, b 2, Δω 0) after setting the initial value of the second fitting means 97, coefficients of the initial value to the reference (b 0, b 1, b 2 , Δω 0 ), and the coefficients (b 0 , b 1 , b 2 , Δω) when the error between the CRZ spectrum Z CRZ created using equation (30) and equation (23) is minimized. Calculate the value of 0 ). FIG. 22 shows values of coefficients (b 0 , b 1 , b 2 , Δω 0 ) calculated by fitting when i = j. In FIG. 22, (b 0 , b 1 , b 2 , Δω 0 ) = (b 0 (j), b 1 (j), b 2 (j), Δω 0 (j)).

これらの係数の値を求めた後、(c0,cMT)計算手段98は、(b0,b1)=(b0(j),b1(j))を式(29a)に代入し、c0を計算する。また、(c0,cMT)計算手段98は、b0=b0(j)を式(29b)に代入し、cMTを計算する。したがって、式(29)のベースライン項の係数(c0,cMT)の値を計算することができる。図23に、計算された係数(c0,cMT)の値を示す。図23では、(c0,cMT)=(c0(j)’,cMT(j)’)で示されている。これらの値を計算した後、ステップST8に進む。 After obtaining the values of these coefficients, the (c 0 , c MT ) calculating means 98 substitutes (b 0 , b 1 ) = (b 0 (j), b 1 (j)) into the equation (29a). And calculate c 0 . The (c 0 , c MT ) calculating means 98 calculates c MT by substituting b 0 = b 0 (j) into the equation (29b). Therefore, the value of the coefficient (c 0 , c MT ) of the baseline term in equation (29) can be calculated. FIG. 23 shows the values of the calculated coefficients (c 0 , c MT ). In FIG. 23, (c 0 , c MT ) = (c 0 (j) ′, c MT (j) ′). After calculating these values, the process proceeds to step ST8.

ステップST8では、スペクトル計算手段99が、式(24)を用いてスペクトルFCPE_i(Δωa)を計算する。ただし、i=jであるので、式(24)は、以下の式で表される。
In step ST8, the spectrum calculation means 99 calculates the spectrum F CPE — i (Δω a ) using equation (24). However, since i = j, equation (24) is represented by the following equation.

式(31)の各係数は既に求められているので、これらの係数の値を代入することにより、スペクトルFCPE_ j(Δωa)を計算することができる。図24に、スペクトルFCPE_ j(Δωa)を概略的に示す。尚、図24では、比較のため、スペクトルFCPE_ j(Δωa)の他に、CPEスペクトルFCPE(Δωa)も示してある。スペクトルFCPE_ j(Δωa)を計算した後、ステップST9に進む。 Since the coefficients of the equation (31) have already been obtained, the spectrum F CPE — j (Δω a ) can be calculated by substituting the values of these coefficients. FIG. 24 schematically shows the spectrum F CPE — j (Δω a ). FIG. 24 also shows a CPE spectrum F CPE (Δω a ) in addition to the spectrum F CPE — j (Δω a ) for comparison. After calculating the spectrum F CPE — j (Δω a ), the process proceeds to step ST9.

ステップST9では、判断手段100が、CPEスペクトルFCPE(Δωa)に他のCEST波形が含まれているか否かを判断する。したがって、ステップST9において、CPEスペクトルFCPE(Δωa)に他のCEST波形が含まれていないと判断されるまでは、ステップST10、ステップST11、ステップST6、ステップST7、ステップST8、およびステップST9のループが繰り返し実行される。そして、ステップST9において、CPEスペクトルFCPE(Δωa)に他のCEST波形が含まれていないと判断されると、ステップST12に進む。 In step ST9, the determining means 100 determines whether or not another CEST waveform is included in the CPE spectrum F CPE (Δω a ). Therefore, until it is determined in step ST9 that another CEST waveform is not included in the CPE spectrum F CPE (Δω a ), steps ST10, ST11, ST6, ST7, ST8, and ST9 are performed. The loop is executed repeatedly. When it is determined in step ST9 that the CPE spectrum F CPE (Δω a ) does not include another CEST waveform, the process proceeds to step ST12.

ステップST12では、スペクトル推定手段101(図2参照)が、ベースライン項とCEST項との和で表されるZスペクトル(以下、「理想的なZスペクトル」と呼ぶ)Zidealを推定する。理想的なZスペクトルZidealは、式(11)および式(16)を用いて、以下の式で表すことができる。
In step ST12, the spectrum estimating means 101 (see FIG. 2) estimates a Z spectrum (hereinafter, referred to as an “ideal Z spectrum”) Zideal represented by the sum of a baseline term and a CEST term. The ideal Z spectrum Zideal can be expressed by the following equation using equations (11) and (16).

スペクトル推定手段101は、式(32)を用いて、理想的なZスペクトルZidealを推定する。理想的なZスペクトルZidealを求めた後、ステップST13に進む。 The spectrum estimating means 101 estimates an ideal Z spectrum Z ideal using Expression (32). After finding the ideal Z spectrum Z ideal , the process proceeds to step ST13.

ステップST13では、スペクトル比較手段102(図2参照)が、理想的なZスペクトルZidealとステップST2で作成されたZスペクトルとを比較し、理想的なZスペクトルZidealによってZスペクトルが再現されているか否かを判断する。この判断は、以下のように行う。 In step ST13, the spectrum comparing means 102 (see FIG. 2) compares the ideal Z spectrum Z ideal with the Z spectrum created in step ST2, and the Z spectrum is reproduced by the ideal Z spectrum Z ideal . It is determined whether or not. This determination is made as follows.

先ず、スペクトル比較手段102は、理想的なZスペクトルZidealと、ステップST2で作成されたZスペクトルとを比較し、オフセット周波数ごとに、理想的なZスペクトルZidealの信号値と、Zスペクトルの信号値との差を求める。次に、スペクトル比較手段102は、差の平方和が十分に小さいか否かを判断する。差の平方和が大きいか否かの判断は、例えば、差の平方和が大きいか小さいかを判断するための閾値を予め決定しておき、差の平方和と閾値とを比較することにより、行うことができる。スペクトル比較手段102は、差の平方和が閾値以下の場合、差の平方和が小さく、閾値よりも大きい場合、差の平方和は大きいと判断することができる。 First, the spectrum comparing means 102 compares the ideal Z spectrum Z ideal with the Z spectrum created in step ST2, and for each offset frequency, the signal value of the ideal Z spectrum Z ideal and the Z spectrum Find the difference from the signal value. Next, the spectrum comparing means 102 determines whether or not the sum of squares of the difference is sufficiently small. The determination of whether the sum of squares of the difference is large, for example, by previously determining a threshold for determining whether the sum of squares of the difference is large or small, and comparing the sum of squares of the difference with the threshold, It can be carried out. When the sum of squares of the difference is equal to or smaller than the threshold, the spectrum comparing unit 102 can determine that the sum of squares of the difference is small, and when the sum of squares is larger than the threshold, the sum of squares of the difference is large.

差の平方和が小さい場合、スペクトル比較手段102は、理想的なZスペクトルZidealによってZスペクトルが再現されていると判断する。この場合、ステップST13からステップST14に進む。 When the sum of squares of the difference is small, the spectrum comparing means 102 determines that the Z spectrum is reproduced by the ideal Z spectrum Z ideal . In this case, the process proceeds from step ST13 to step ST14.

一方、差の平方和が大きい場合、スペクトル比較手段102は、理想的なZスペクトルZidealによってZスペクトルが再現されていないと判断する。この場合、ステップST7に戻り、ベースライン項が再計算される。したがって、ステップST13において、理想的なZスペクトルZidealによりZスペクトルが再現されていると判断されるまで、ベースライン項の係数が再計算される。ステップST13において、理想的なZスペクトルZidealによりZスペクトルが再現されていると判断されたら、ステップST14に進む。 On the other hand, when the sum of squares of the difference is large, the spectrum comparing unit 102 determines that the Z spectrum is not reproduced by the ideal Z spectrum Z ideal . In this case, the process returns to step ST7, and the baseline term is recalculated. Therefore, in step ST13, the coefficients of the baseline term are recalculated until it is determined that the Z spectrum is reproduced by the ideal Z spectrum Z ideal . If it is determined in step ST13 that the Z spectrum is reproduced by the ideal Z spectrum Z ideal , the process proceeds to step ST14.

ステップST14では、カウント手段103(図2参照)が、CPEスペクトルFCPE(Δωa)に含まれているCEST波形の総数TNをカウントする。第1の形態では、CPEスペクトルFCPE(Δωa)に他のCEST波形が含まれていると判断されるたびにiがインクリメントされるので(ステップST11参照)、iの値が、CPEスペクトルFCPE(Δωa)に含まれるCEST波形の総数TNを表している。つまり、CEST波形の総数TNは、TN=iとなる。したがって、CPEスペクトルFCPE(Δωa)に含まれているCEST波形の総数TNをカウントすることができる。ここでは、説明の便宜上、i=2であるとする。したがって、CPEスペクトルFCPE(Δωa)に含まれているCEST波形の総数TNは、TN=2とカウントされる。TN=2とカウントした後、ステップST15に進む。 In step ST14, the counting means 103 (see FIG. 2) counts the total number TN of CEST waveforms included in the CPE spectrum F CPE (Δω a ). In the first embodiment, i is incremented each time it is determined that another CEST waveform is included in the CPE spectrum F CPE (Δω a ) (see step ST11). It represents the total number TN of CEST waveforms included in CPE (Δω a ). That is, the total number TN of CEST waveforms is TN = i. Therefore, the total number TN of the CEST waveforms included in the CPE spectrum F CPE (Δω a ) can be counted. Here, it is assumed that i = 2 for convenience of explanation. Therefore, the total number TN of the CEST waveforms included in the CPE spectrum F CPE (Δω a ) is counted as TN = 2. After counting TN = 2, the process proceeds to step ST15.

ステップST15では、CPEスペクトルFCPE(Δωa)の近似式(16)で用いられるベースライン項の係数(c0,cMT)を、最終的に得られたベースライン項の係数の値に固定し、CEST項の係数を再計算する。ここでは、i=2であるとしているので、最終的に得られたベースライン項の係数の値は、近似式(26)を用いて求められた値(c0(2)’,cMT(2)’)である(図17参照)。したがって、ベースライン項の係数の値は、(c0,cMT)=(c0(2)’,cMT(2)’)に固定され、CEST項の係数が再計算される。以下に、ステップST15について、説明する。 In step ST15, the coefficients (c 0 , c MT ) of the baseline terms used in the approximate expression (16) of the CPE spectrum F CPE (Δω a ) are fixed to the finally obtained coefficients of the baseline terms. And recalculate the coefficient of the CEST term. Here, since it is assumed that i = 2, the value of the coefficient of the finally obtained baseline term is a value (c 0 (2) ′, c MT ( 2) ') (see FIG. 17). Therefore, the value of the coefficient of the baseline term is fixed at (c 0 , c MT ) = (c 0 (2) ′, c MT (2) ′), and the coefficient of the CEST term is recalculated. Hereinafter, step ST15 will be described.

図25は、ステップST15のフローを示す図である。
ステップST151では、i値設定手段94が、CEST項の数を表すiを、初期値(i=1)に設定する。i=1に設定した後、ステップST152に進む。
FIG. 25 is a diagram showing a flow of step ST15.
In step ST151, the i value setting means 94 sets i representing the number of CEST terms to an initial value (i = 1). After setting i = 1, the process proceeds to step ST152.

ステップST152では、第1のフィッティング手段95が、CPEスペクトルの近似式(20)のCEST項FL,1(Δωa)に含まれる3つの係数(a1,1,a2,1,Δωc,1)の値を計算する。係数の値を計算する場合、第1のフィッティング手段95は、先ず、式(20)のベースライン項の係数(c0,cMT)を、(c0,cMT)=(c0(2)’,cMT(2)’)に固定する。したがって、近似式(20)では、CEST項FL,1(Δωa)の3つの係数(a1,1,a2,1,Δωc,1)のみが未知の係数となる。第1のフィッティング手段95は、CPEスペクトルFCPE(Δωa)と3つの未知の係数を含む近似式(20)との誤差が最小になるように、フィッティングする。フィッティングを行う場合、第1のフィッティング手段95は、先ず、CEST項FL,1(Δωa)の係数(a1,1,a2,1,Δωc,1)の初期値を設定する。CEST項FL,1(Δωa)の係数(a1,1,a2,1,Δωc,1)の初期値は、ステップST6で計算されたCEST項の係数の値を使用することができる。初期値を設定した後、第1のフィッティング手段は、初期値を基準にして係数の値を変更し、CPEスペクトルFCPE(Δωa)と式(20)との誤差が最小になるときのCEST項FL,1(Δωa)の3つの係数(a1,1,a2,1,Δωc,1)の値を計算する。これらの係数の値を計算した後、ステップST153に進む。 In step ST152, the first fitting means 95 sets three coefficients (a 1,1 , a 2,1 , Δω c ) included in the CEST term FL , 1 (Δω a ) of the approximate expression (20) of the CPE spectrum. , 1 ) is calculated. When calculating the value of the coefficient, the first fitting means 95 first calculates the coefficient (c 0 , c MT ) of the baseline term of the equation (20) by (c 0 , c MT ) = (c 0 (2 ) ', C MT (2)'). Therefore, in the approximate expression (20), only three coefficients (a 1,1 , a 2,1 , Δω c, 1 ) of the CEST term FL , 1 (Δω a ) are unknown coefficients. The first fitting means 95 performs fitting so that an error between the CPE spectrum F CPE (Δω a ) and the approximate expression (20) including three unknown coefficients is minimized. When performing fitting, the first fitting means 95 first sets initial values of the coefficients (a 1,1 , a 2,1 , Δω c, 1 ) of the CEST term FL , 1 (Δω a ). As the initial value of the coefficient (a 1,1 , a 2,1 , Δω c, 1 ) of the CEST term FL , 1 (Δω a ), the value of the coefficient of the CEST term calculated in step ST6 may be used. it can. After setting the initial value, the first fitting means changes the value of the coefficient based on the initial value, and sets the CEST when the error between the CPE spectrum F CPE (Δω a ) and the equation (20) is minimized. The values of three coefficients (a 1,1 , a 2,1 , Δω c, 1 ) of the term FL , 1 (Δω a ) are calculated. After calculating the values of these coefficients, the process proceeds to step ST153.

ステップST153では、スペクトル計算手段99が、式(25)および式(25c)を用いて、スペクトルFCPE_1(Δωa)を計算する。 In step ST153, the spectrum calculation means 99 calculates the spectrum F CPE — 1 (Δω a ) using the equations (25) and (25c).

式(25)のベースライン項の係数(c0,cMT)の値は、(c0,cMT)=(c0(2)’,cMT(2)’)に固定されている(図17参照)。また、式(25c)のCEST項の係数(a1,1,a2,1,Δωc,1)は、ステップST152において計算されている。したがって、式(25)および(25c)に、これらの係数の値を代入することにより、スペクトルFCPE_1(Δωa)を計算することができる。スペクトルFCPE_1(Δωa)を計算した後、ステップST154に進む。 The value of the coefficient (c 0 , c MT ) of the baseline term in equation (25) is fixed at (c 0 , c MT ) = (c 0 (2) ′, c MT (2) ′) ( See FIG. 17). Further, the coefficients (a 1,1 , a 2,1 , Δω c, 1 ) of the CEST term in equation (25c) are calculated in step ST152. Therefore, spectrum F CPE — 1 (Δω a ) can be calculated by substituting the values of these coefficients into equations (25) and (25c). After calculating the spectrum F CPE_1 (Δω a ), the process proceeds to step ST154 .

ステップST154では、判断手段100が、CPEスペクトルFCPE(Δωa)に、CEST項FL,1(Δωa)(式20c参照)で表されるCEST波形とは異なる他のCEST波形が含まれているか否かを判断する。他のCEST波形が含まれていないと判断された場合は、ステップST157に進む。一方、他のCEST波形が含まれていると判断された場合はステップST155に進む。 In step ST154, the determining means 100 determines that the CPE spectrum F CPE (Δω a ) includes another CEST waveform different from the CEST waveform represented by the CEST term FL , 1 (Δω a ) (see equation 20c). It is determined whether or not. If it is determined that no other CEST waveform is included, the process proceeds to step ST157. On the other hand, when it is determined that another CEST waveform is included, the process proceeds to step ST155.

ステップST155では、検出手段93が、CPEスペクトルFCPE(Δωa)の他のCEST波形のピークが現れるオフセット周波数を検出する。オフセット周波数を検出した後、ステップST156に進む。 In step ST155, the detecting means 93 detects an offset frequency at which a peak of another CEST waveform of the CPE spectrum F CPE (Δω a ) appears. After detecting the offset frequency, the process proceeds to step ST156.

ステップST156では、i値設定手段94が、iを、i=1からi=2にインクリメントする。i=2に設定された場合、CPEスペクトルFCPE(Δωa)の近似式は、式(26)で表される。iをインクリメントした後、ステップST152に戻る。 In step ST156, the i value setting means 94 increments i from i = 1 to i = 2. When i = 2, the approximate expression of the CPE spectrum F CPE (Δω a ) is represented by Expression (26). After incrementing i, the process returns to step ST152.

したがって、ステップST154において、CPEスペクトルFCPE(Δωa)に他のCEST波形が含まれていると判断されるたびに、CPEスペクトルFCPE(Δωa)の近似式にCEST項が追加され、追加されたCEST項に含まれる係数の値が計算される。したがって、ベースライン項の係数(c0,cMT)を、(c0,cMT)=(c0(2)’,cMT(2)’)に固定した場合のCEST項の係数の値を計算することができる。そして、ステップST154において、CPEスペクトルFCPE(Δωa)に他のCEST波形が含まれていないと判断されたら、ステップST157に進む。 Therefore, in step ST154, each time it is determined that contains other CEST waveform CPE spectrum F CPE (Δω a), CEST term is added to the approximate expression of the CPE spectrum F CPE (Δω a), add The value of the coefficient included in the obtained CEST term is calculated. Therefore, the value of the coefficient of the CEST term when the coefficient (c 0 , c MT ) of the baseline term is fixed to (c 0 , c MT ) = (c 0 (2) ′, c MT (2) ′) Can be calculated. If it is determined in step ST154 that the CPE spectrum F CPE (Δω a ) does not include another CEST waveform, the process proceeds to step ST157.

ステップST157では、カウント手段103が、CPEスペクトルFCPE(Δωa)に含まれているCEST波形の総数TNをカウントする。CEST波形の総数TNをカウントした後、ステップST158に進む。 In step ST157, the counting means 103 counts the total number TN of CEST waveforms included in the CPE spectrum F CPE (Δω a ). After counting the total number TN of CEST waveforms, the process proceeds to step ST158.

ステップST158では、カウント手段103が、ステップST157でカウントされたCEST波形の総数TNが、ステップST14でカウントされたCEST波形の総数TN(=2)に等しいか否かを判断する。CEST波形の総数TNが異なっていると判断された場合、CEST項の係数又はベースライン項の係数の推定誤差が大きいと考えられる。そこで、CEST波形の総数TNが異なっていると判断された場合、ステップST5(図7参照)に戻る。そして、ステップST158においてCEST波形の総数が等しいと判断されるまで、ステップST5〜ST15が繰り返し実行される。したがって、ステップST3で求めたCPEスペクトルFCPE(Δωa)に基づいて、推定誤差の小さいベースライン項の係数の値およびCEST項の係数の値を求めることができる。図26に、ステップST15の再計算により得られたCPEスペクトルFCPE(Δωa)の各係数の値を示す。図26では、CPEスペクトルFCPE(Δωa)のベースライン項の係数の値は(c0,cMT)=(c0(2)’,cMT(2)’)で示されている。また、CPEスペクトルFCPE(Δωa)のCEST項FL,1(Δωa)の係数の値は(a1,1,a2,1,Δωc,1)=(a1,1(1),a2,1(1),Δωc,1(1))で示されており、CPEスペクトルFCPE(Δωa)のCEST項FL,2(Δωa)の係数の値は(a1,2,a2,2,Δωc,2)=(a1,2(2),a2,2(2),Δωc,2(2))で示されている。 In step ST158, the counting means 103 determines whether or not the total number TN of the CEST waveforms counted in step ST157 is equal to the total number TN (= 2) of the CEST waveforms counted in step ST14. When it is determined that the total number TN of CEST waveforms is different, it is considered that the estimation error of the coefficient of the CEST term or the coefficient of the baseline term is large. Then, when it is determined that the total number TN of the CEST waveform is different, the process returns to step ST5 (see FIG. 7). Steps ST5 to ST15 are repeatedly executed until it is determined in step ST158 that the total number of CEST waveforms is equal. Therefore, based on the CPE spectrum F CPE (Δω a ) obtained in step ST3, the value of the coefficient of the baseline term and the value of the coefficient of the CEST term with a small estimation error can be obtained. FIG. 26 shows the value of each coefficient of the CPE spectrum F CPE (Δω a ) obtained by the recalculation in step ST15. In FIG. 26, the values of the coefficients of the baseline term of the CPE spectrum F CPE (Δω a ) are represented by (c 0 , c MT ) = (c 0 (2) ′, c MT (2) ′). Further, the coefficient value of the CEST term FL , 1 (Δω a ) of the CPE spectrum F CPE (Δω a ) is (a 1,1 , a 2,1 , Δω c, 1 ) = (a 1,1 (1 ), A 2,1 (1), Δω c, 1 (1)), and the coefficient value of the CEST term FL , 2 (Δω a ) of the CPE spectrum F CPE (Δω a ) is (a 1,2 , a 2,2 , Δω c, 2 ) = (a 1,2 (2), a 2,2 (2), Δω c, 2 (2)).

尚、図26では、座標(x1,y1)において得られたCPEスペクトルFCPE(Δωa)の係数のみが示されている。しかし、他の座標において得られたCPEスペクトルFCPE(Δωa)についても、同様に、ベースライン項およびCEST項の係数の値が求められる。したがって、スライスSL内の座標ごとに、ベースライン項およびCEST項の係数の値が求められる。スライスSL内の座標ごとに得られたベースライン項およびCEST項の係数の値は、スライスSL内の各座標に対応付けて記憶部に保存される。図27に、記憶部に保存された係数の値を概略的に示す。図27では、説明の便宜上、スライスSLに含まれる複数の座標のうちの座標(x1,y1)に対応付けられた係数の値が示されているが、他の座標にも係数の値が対応付けられている。 FIG. 26 shows only the coefficients of the CPE spectrum F CPE (Δω a ) obtained at the coordinates (x1, y1). However, for the CPE spectrum F CPE (Δω a ) obtained at other coordinates, the values of the coefficients of the baseline term and the CEST term are similarly obtained. Therefore, the values of the coefficients of the baseline term and the CEST term are obtained for each coordinate in the slice SL. The coefficient values of the baseline term and the CEST term obtained for each coordinate in the slice SL are stored in the storage unit in association with each coordinate in the slice SL. FIG. 27 schematically shows the values of the coefficients stored in the storage unit. In FIG. 27, for convenience of explanation, the values of the coefficients associated with the coordinates (x1, y1) among the plurality of coordinates included in the slice SL are shown, but the values of the coefficients also correspond to the other coordinates. It is attached.

上記のように、ステップST15を実行することにより、推定誤差の小さい各係数を計算することができる。ステップST158において、CEST波形の総数TNは等しいと判断されたら、ステップST15を抜け出し、ステップST16に進む。   As described above, by executing step ST15, each coefficient having a small estimation error can be calculated. If it is determined in step ST158 that the total number TN of CEST waveforms is equal, the process exits from step ST15 and proceeds to step ST16.

ステップST16では、係数値計算手段105(図2参照)が、ステップST1〜ST15により得られた係数の値(図27参照)に基づいて、式18の係数(M0 b/M0 a/R1a)の値を計算する。以下に、係数(M0 b/M0 a/R1a)の計算方法について説明する。 In step ST16, the coefficient value calculating means 105 (see FIG. 2) calculates the coefficient (M 0 b / M 0 a / R1) in equation 18 based on the coefficient values obtained in steps ST1 to ST15 (see FIG. 27). Calculate the value of a ). Hereinafter, a method of calculating the coefficients (M 0 b / M 0 a / R1 a) will be described.

第1の形態では、撮影部位は脳である。脳では、CEST項のピークとして、主に、アミドプロトンのピークと、NOE(Nuclear Overhauser Enhancement)のピークが現れることが分かっている。そこで、ここでは、アミドプロトンのCEST効果による係数(M0 b/M0 a/R1a)の値と、NOEのCEST効果による係数(M0 b/M0 a/R1a)の値とを計算する。以下に、これらの係数の値の計算方法について説明する。 In the first mode, the imaging site is the brain. It has been found that in the brain, as a peak of the CEST term, a peak of an amide proton and a peak of NOE (Nuclear Overhauser Enhancement) mainly appear. Therefore, here, the value of the coefficient (M 0 b / M 0 a / R1 a ) due to the CEST effect of the amide proton and the value of the coefficient (M 0 b / M 0 a / R1 a ) due to the CEST effect of the NOE are calculate. Hereinafter, a method of calculating the values of these coefficients will be described.

係数値計算手段105は、スライスSL内の座標ごとに、アミドプロトンのCEST効果による係数(M0 b/M0 a/R1a)の値と、NOEのCEST効果による係数(M0 b/M0 a/R1a)の値とを計算する。尚、どの座標であっても、係数(M0 b/M0 a/R1a)の値の計算方法は同じである。そこで、以下では、スライスSLに含まれる複数の座標のうちの座標(x1,y1)を取り上げて、係数(M0 b/M0 a/R1a)の値を計算する方法について説明する。 Coefficient calculating means 105, for each coordinate in the slice SL, the value of the coefficient due to CEST effect of the amide protons (M 0 b / M 0 a / R1 a), coefficient due to CEST effect of NOE (M 0 b / M Calculate the value of 0 a / R1 a ). Even in any coordinate calculation method of the value of the coefficient (M 0 b / M 0 a / R1 a) is the same. In the following, by taking a coordinate (x1, y1) of the plurality of coordinates included in the slice SL, how to calculate the value of the coefficients (M 0 b / M 0 a / R1 a) will be described.

図28は、係数(M0 b/M0 a/R1a)の値を計算するためのフローを示す図である。
ステップST161では、CEST項判断手段104(図2参照)が、座標(x1,y1)において、アミドプロトンのCEST項が得られているか否かを判断する。この判断は、例えば、以下のようにして行うことができる。
Figure 28 is a diagram showing a flow for calculating the value of the coefficients (M 0 b / M 0 a / R1 a).
In step ST161, the CEST term determining means 104 (see FIG. 2) determines whether or not the CEST term of the amide proton has been obtained at the coordinates (x1, y1). This determination can be made, for example, as follows.

CEST項判断手段104は、先ず、CEST項FL,1(Δωa)の係数(a1,1,a2,1,Δωc,1)に含まれるオフセット周波数Δωc,1がアミドプロトンのピークが現れる周波数であるか否かを判断する。ここでは、Δωc,1=Δωc,1(1)であるので(図27参照)、CEST項判断手段104は、Δωc,1=Δωc,1(1)がアミドプロトンのピークが現れる周波数であるか否かを判断する。 The CEST term determining means 104 first determines that the offset frequency Δω c, 1 included in the coefficient (a 1,1 , a 2,1 , Δω c, 1 ) of the CEST term FL , 1 (Δω a ) is It is determined whether or not the frequency is at which a peak appears. Here, since Δω c, 1 = Δω c, 1 (1) (see FIG. 27), the CEST term judging means 104 determines that Δω c, 1 = Δω c, 1 (1) has an amide proton peak. It is determined whether it is a frequency.

アミドプロトンのピークは3.5ppmの近傍に現れることが分かっている。そこで、CEST項判断手段104は、Δωc,1(1)が3.5ppmに十分に近い値であるか否かを判断し、Δωc,1(1)の値が3.5ppmに十分に近い場合、Δωc,1(1)はアミドプロトンのピークが現れる周波数であると判断する。ここでは、Δωc,1(1)が以下の式(33)を満たす場合、Δωc,1(1)は3.5ppmに十分に近い値であると判断する。
It has been found that the peak of the amide proton appears near 3.5 ppm. Therefore, the CEST term determining means 104 determines whether or not Δω c, 1 (1) is a value sufficiently close to 3.5 ppm, and determines whether the value of Δω c, 1 (1) is sufficiently low to 3.5 ppm. If they are close to each other, it is determined that Δω c, 1 (1) is the frequency at which the peak of the amide proton appears. Here, when Δω c, 1 (1) satisfies the following equation (33), it is determined that Δω c, 1 (1) is a value sufficiently close to 3.5 ppm.

ここで、αは、Δωc,1(1)が3.5ppmに十分に近い値であるか否かを判断するための定数である。αは、例えば、α=0.2ppmに設定することができる。 Here, α is a constant for determining whether Δω c, 1 (1) is a value sufficiently close to 3.5 ppm. α can be set to, for example, α = 0.2 ppm.

CEST項判断手段104は、式(33)が成り立つ場合、座標(x1,y1)において得られたCEST項FL,1(Δωa)は、アミドプロトンのCEST項であると判断し、一方、式(33)が成り立たない場合、座標(x1,y1)において得られたCEST項FL,1(Δωa)は、アミドプロトンのCEST項ではないと判断する。 When Expression (33) holds, the CEST term determining means 104 determines that the CEST term FL , 1 (Δω a ) obtained at the coordinates (x1, y1) is the CEST term of the amide proton. When Expression (33) does not hold, it is determined that the CEST term FL , 1 (Δω a ) obtained at the coordinates (x1, y1) is not the CEST term of the amide proton.

CEST項FL,1(Δωa)がアミドプロトンのCEST項であると判断された場合、ステップST162に進む。 When it is determined that the CEST term F L, 1 (Δω a ) is the CEST term of the amide proton, the process proceeds to Step ST162.

一方、CEST項FL,1(Δωa)がアミドプロトンのCEST項ではないと判断された場合、CEST項判断手段104は、もう一方のCEST項FL,2(Δωa)が、アミドプロトンのCEST項であるか否かを判断する。もう一方のCEST項FL,2(Δωa)が、アミドプロトンのCEST項であるか否かを判断する場合、CEST項判断手段104は、先ず、CEST項FL,2(Δωa)の係数(a1,2,a2,2,Δωc,2)に含まれるオフセット周波数Δωc,2がアミドプロトンのピークが現れる周波数であるか否かを判断する。ここでは、Δωc,2=Δωc,2(2)であるので(図27参照)、CEST項判断手段104は、Δωc,2=Δωc,2(2)がアミドプロトンのピークが現れる周波数であるか否かを判断する。この判断は、以下の式(34)を用いて行われる。
On the other hand, when it is determined that the CEST term FL , 1 (Δω a ) is not the CEST term of the amide proton, the CEST term determining means 104 determines that the other CEST term FL , 2 (Δω a ) It is determined whether or not the CEST term. When determining whether or not the other CEST term FL , 2 (Δω a ) is the CEST term of the amide proton, the CEST term determining means 104 first determines whether the CEST term FL , 2 (Δω a ) It is determined whether or not the offset frequency Δω c, 2 included in the coefficients (a 1,2 , a 2,2 , Δω c, 2 ) is the frequency at which the peak of the amide proton appears. In this case, since Δω c, 2 = Δω c, 2 (2) (see FIG. 27), the CEST term determining means 104 indicates that Δω c, 2 = Δω c, 2 (2) has an amide proton peak. It is determined whether it is a frequency. This determination is made using the following equation (34).

CEST項判断手段104は、式(34)が成り立つ場合、座標(x1,y1)において得られたCEST項FL,2(Δωa)は、アミドプロトンのCEST項であると判断し、一方、式(34)が成り立たない場合、座標(x1,y1)において得られたCEST項FL,2(Δωa)は、アミドプロトンのCEST項ではないと判断する。 When the equation (34) holds, the CEST term determining means 104 determines that the CEST term FL , 2 (Δω a ) obtained at the coordinates (x1, y1) is the CEST term of the amide proton. If the equation (34) does not hold, it is determined that the CEST term FL , 2 (Δω a ) obtained at the coordinates (x1, y1) is not the CEST term of the amide proton.

CEST項FL,2(Δωa)がアミドプロトンのCEST項であると判断された場合、ステップST162に進む。 When it is determined that the CEST term F L, 2 (Δω a ) is the CEST term of the amide proton, the process proceeds to Step ST162.

一方、式(33)および式(34)のいずれも成り立たない場合、CEST項FL,1(Δωa)およびFL,2(Δωa)は、いずれもアミドプロトンのCEST項ではないと判断される。この場合、座標(x1,y1)にはアミドプロトンのCEST項は存在していないと判断されるので、ステップST163に進む。ステップST163では、係数値計算手段105は、アミドプロトンのCEST効果による係数(M0 b/M0 a/R1a)の値をゼロに設定する。そして、ステップST164に進む。 On the other hand, if not hold any formula (33) and formula (34), CEST term F L, 1 (Δω a) and F L, 2 (Δω a) is determined not to be a CEST section either amide protons Is done. In this case, since it is determined that the CEST term of the amide proton does not exist at the coordinates (x1, y1), the process proceeds to step ST163. In step ST163, the coefficient calculation unit 105 sets the value of the coefficient due to CEST effect of the amide protons (M 0 b / M 0 a / R1 a) to zero. Then, the process proceeds to step ST164.

ここでは、式(33)が成り立つとして説明を続ける。したがって、CEST項判断手段104は、座標(x1,y1)において得られたCEST項FL,1(Δωa)がアミドプロトンのCEST項であると判断する。この場合、座標(x1,y1)にはアミドプロトンのCEST項が存在していると判断されるので、ステップST162に進む。 Here, the description is continued assuming that the equation (33) holds. Therefore, the CEST term determining means 104 determines that the CEST term FL , 1 (Δω a ) obtained at the coordinates (x1, y1) is the CEST term of the amide proton. In this case, since it is determined that the CEST term of the amide proton exists at the coordinates (x1, y1), the process proceeds to step ST162.

ステップST162では、係数値計算手段105が、式(18)を用いて、アミドプロトンのCEST効果による係数(M0 b/M0 a/R1a)の値を計算する。以下に、係数(M0 b/M0 a/R1a)の値の計算方法について、図29を参照しながら説明する。 In step ST162, the coefficient calculation unit 105, using Equation (18), to calculate the value of the coefficient due to CEST effect of the amide protons (M 0 b / M 0 a / R1 a). Hereinafter, a method of calculating the values of the coefficients (M 0 b / M 0 a / R1 a), will be described with reference to FIG. 29.

式18の右辺の係数a1、a2、Δωcは、アミドプロトンのCEST項FL,1(Δωa)の係数(a1,1,a2,1,Δωc,1)に対応する。(a1,1,a2,1,Δωc,1)は、(a1,1,a2,1,Δωc,1)=(a1,1(1),a2,1(1),Δωc,1(1))であり、既知の値である。また、式18の右辺のB1はRFパルスにより決まる送信磁場強度であるので、既知の値である。したがって、式18の右辺のa1、a2、Δωc、およびB1は既知であるので、アミドプロトンのCEST効果による係数(M0 b/M0 a/R1a)の値を計算することができる。アミドプロトンのCEST効果による係数(M0 b/M0 a/R1a)の値を計算した後、ステップST164に進む。 The coefficients a 1 , a 2 and Δω c on the right side of the equation 18 correspond to the coefficients (a 1,1, a 2,1 and Δω c, 1 ) of the CEST term FL , 1 (Δω a ) of the amide proton. . (A 1,1 , a 2,1 , Δω c, 1 ) is (a 1,1 , a 2,1 , Δω c, 1 ) = (a 1,1 (1), a 2,1 (1 ), Δω c, 1 (1)), which are known values. Further, B1 on the right side of Expression 18 is a known value because it is the transmission magnetic field strength determined by the RF pulse. Therefore, since a 1 , a 2 , Δω c , and B 1 on the right side of Equation 18 are known, it is possible to calculate the value of the coefficient (M 0 b / M 0 a / R1 a ) due to the CEST effect of the amide proton. it can. After calculating the value of the coefficient due to CEST effect of the amide protons (M 0 b / M 0 a / R1 a), the process proceeds to step ST164.

ステップST164では、CEST項判断手段104が、座標(x1,y1)において、NOEのCEST項が得られているか否かを判断する。以下に、この判断方法について説明する。尚、第1の形態では、ステップST161において、CEST項FL,1(Δωa)はアミドプロトンのCEST項と判断されているので、CEST項FL,1(Δωa)はNOEのCEST項ではない。したがって、CEST項判断手段104は、CEST項FL,1(Δωa)がNOEのCEST項であるか否かの判断は行わず、もう一方のCEST項FL,2(Δωa)がNOEのCEST項であるか否かを判断する。 In step ST164, the CEST term determining means 104 determines whether or not the CEST term of NOE has been obtained at the coordinates (x1, y1). Hereinafter, this determination method will be described. In the first embodiment, since the CEST term FL , 1 (Δω a ) is determined to be the CEST term of the amide proton in step ST161, the CEST term FL , 1 (Δω a ) is the CEST term of the NOE. is not. Therefore, the CEST term determining means 104 does not determine whether or not the CEST term FL , 1 (Δω a ) is a NOE CEST term, and determines whether the other CEST term FL , 2 (Δω a ) is NOE. It is determined whether or not the CEST term.

CEST項FL,2(Δωa)がNOEのCEST項であるか否かを判断する場合、CEST項判断手段104は、先ず、CEST項FL,2(Δωa)の係数(a1,2,a2,2,Δωc,2)に含まれるオフセット周波数Δωc,2がNOEのピークが現れる周波数であるか否かを判断する。ここでは、Δωc,2=Δωc,2(2)であるので(図27参照)、CEST項判断手段104は、Δωc,2=Δωc,2(2)がNOEのピークが現れる周波数であるか否かを判断する。 If CEST term F L, 2 of ([Delta] [omega a) to determine whether the CEST term NOE, CEST term determination unit 104, first, the coefficient of CEST section F L, 2 (Δω a) (a 1, It is determined whether or not the offset frequency Δω c, 2 included in ( 2 , a 2,2 , Δω c, 2 ) is the frequency at which the peak of the NOE appears. Here, since Δω c, 2 = Δω c, 2 (2) (see FIG. 27), the CEST term determining means 104 determines that Δω c, 2 = Δω c, 2 (2) is the frequency at which the NOE peak appears. Is determined.

NOEのピークは−3.5ppmの近傍に現れることが分かっている。そこで、CEST項判断手段104は、Δωc,2(2)が−3.5ppmに十分に近い値であるか否かを判断し、Δωc,1(2)の値が−3.5ppmに十分に近い場合、Δωc,2(2)はNOEのピークが現れる周波数であると判断する。ここでは、Δωc,2(2)が以下の式(35)を満たす場合、Δωc,2(2)は−3.5ppmに十分に近い値であると判断する。
It has been found that the NOE peak appears near -3.5 ppm. Therefore, the CEST term determining means 104 determines whether Δω c, 2 (2) is a value sufficiently close to −3.5 ppm, and sets the value of Δω c, 1 (2) to −3.5 ppm. If it is close enough, it is determined that Δω c, 2 (2) is the frequency at which the peak of the NOE appears. Here, when Δω c, 2 (2) satisfies the following equation (35), it is determined that Δω c, 2 (2) is a value sufficiently close to −3.5 ppm.

αは、例えば、α=0.2ppmに設定することができる。式(35)が成り立つ場合、CEST項判断手段104は、座標(x1,y1)において得られたCEST項FL,2(Δωa)は、NOEのCEST項であると判断する。この場合、ステップST165に進む。 α can be set to, for example, α = 0.2 ppm. When Expression (35) holds, the CEST term determining unit 104 determines that the CEST term FL , 2 (Δω a ) obtained at the coordinates (x1, y1) is the CEST term of the NOE. In this case, the process proceeds to Step ST165.

一方、式(35)が成り立たない場合、CEST項判断手段104は、CEST項FL,2(Δωa)はNOEのCEST項ではないと判断する。この場合、座標(x1,y1)にはNOEのCEST項は存在していないと判断されるので、ステップST166に進む。ステップST166では、係数値計算手段105は、NOEのCEST効果による係数(M0 b/M0 a/R1a)の値をゼロに設定する。そして、フローが終了する。 On the other hand, if the equation (35) does not hold, the CEST term determining means 104 determines that the CEST term FL , 2 (Δω a ) is not the CEST term of the NOE. In this case, since it is determined that the CEST term of NOE does not exist at the coordinates (x1, y1), the process proceeds to step ST166. In step ST166, the coefficient calculation unit 105 sets the value of the coefficient (M 0 b / M 0 a / R1 a) by CEST effect of NOE to zero. Then, the flow ends.

ここでは、式(35)が成り立つとする。したがって、CEST項判断手段104は、座標(x1,y1)において得られたCEST項FL,2(Δωa)がNOEのCEST項であると判断する。この場合、座標(x1,y1)にはNOEのCEST項は存在していると判断されるので、ステップST165に進む。 Here, it is assumed that Expression (35) holds. Therefore, the CEST term determining means 104 determines that the CEST term FL , 2 (Δω a ) obtained at the coordinates (x1, y1) is the NOE CEST term. In this case, since it is determined that the CEST term of NOE exists at the coordinates (x1, y1), the process proceeds to step ST165.

ステップST165では、係数値計算手段105が、式(18)を用いて、NOEのCEST効果による係数(M0 b/M0 a/R1a)の値を計算する。以下に、係数(M0 b/M0 a/R1a)の値の計算方法について、図30を参照しながら説明する。 In step ST165, the coefficient calculation unit 105, using Equation (18), to calculate the value of the coefficient (M 0 b / M 0 a / R1 a) by CEST effect of NOE. Hereinafter, a method of calculating the values of the coefficients (M 0 b / M 0 a / R1 a), will be described with reference to FIG. 30.

式18の右辺の係数a1、a2、Δωcは、NOEのCEST項FL,2(Δωa)の係数(a1,2,a2,2,Δωc,2)に対応する。(a1,2,a2,2,Δωc,2)は、(a1,2,a2,2,Δωc,2)=(a1,2(2),a2,2(2),Δωc,2(2))であり、既知の値である。また、式18の右辺のB1はRFパルスにより決まる送信磁場強度であるので、既知の値である。したがって、式18の右辺のa1、a2、Δωc、およびB1は既知であるので、NOEのCEST効果による係数(M0 b/M0 a/R1a)の値を計算することができる。 The coefficients a 1 , a 2 , and Δω c on the right side of Expression 18 correspond to the coefficients (a 1,2, a 2,2 , Δω c, 2 ) of the CEST term FL , 2 (Δω a ) of the NOE. (A 1,2 , a 2,2 , Δω c, 2 ) is (a 1,2 , a 2,2 , Δω c, 2 ) = (a 1,2 (2), a 2,2 (2 ), Δω c, 2 (2)), which are known values. Further, B1 on the right side of Expression 18 is a known value because it is the transmission magnetic field strength determined by the RF pulse. Thus, a 1, a 2 of the right side of Formula 18, [Delta] [omega c, and B1 because is known, it is possible to calculate the values of the coefficients (M 0 b / M 0 a / R1 a) by CEST effect of NOE .

以下同様に、スライスSL内の座標(x1,y1)以外の他の座標においても、図28に示すフローが実行される。そして、アミドプロトンのCEST項が含まれている場合は、アミドプロトンのCEST効果による係数(M0 b/M0 a/R1a)の値が計算され、NOEのCEST項が含まれている場合は、NOEのCEST効果による係数(M0 b/M0 a/R1a)の値が計算される。したがって、アミドプロトンのCEST効果による係数(M0 b/M0 a/R1a)のマップ(図29参照)と、NOEのCEST効果による係数(M0 b/M0 a/R1a)のマップ(図30参照)とを得ることができる。 Similarly, the flow shown in FIG. 28 is executed at coordinates other than the coordinates (x1, y1) in the slice SL. Then, if it contains CEST term amide protons, the value of the coefficient due to CEST effect of the amide protons (M 0 b / M 0 a / R1 a) is calculated, if it contains CEST term NOE the value of the coefficient due to CEST effect of NOE (M 0 b / M 0 a / R1 a) is calculated. Accordingly, the map of coefficients by CEST effect of the amide protons (M 0 b / M 0 a / R1 a) of the map (see FIG. 29), the coefficient by CEST effect of NOE (M 0 b / M 0 a / R1 a) (See FIG. 30).

係数(M0 b/M0 a/R1a)のマップを得たら、ステップST16が終了する。このようにして、図7のフローが実行される。 After obtaining a map of the coefficients (M 0 b / M 0 a / R1 a), step ST16 is completed. Thus, the flow of FIG. 7 is executed.

第1の形態では、ZスペクトルをCPEスペクトルFCPE(Δωa)に変換する。CPEスペクトルFCPE(Δωa)のベースライン波形(CESTの影響を受けていない信号成分)は、偶関数で近似することができるので、ローレンツ関数による大きなピークを持たない。したがって、ZスペクトルをCPEスペクトルFCPE(Δωa)に変換することにより、CEST波形を分離し易くすることができるので、CEST項に含まれる係数の値の推定誤差を小さくすることができる。 In the first embodiment, the Z spectrum is converted into a CPE spectrum F CPE (Δω a ). The baseline waveform (signal component not affected by CEST) of the CPE spectrum F CPE (Δω a ) can be approximated by an even function, and therefore does not have a large peak due to the Lorentz function. Therefore, by converting the Z spectrum into the CPE spectrum F CPE (Δω a ), the CEST waveform can be easily separated, and the estimation error of the value of the coefficient included in the CEST term can be reduced.

また、第1の形態では、ステップST13において、理想的なZスペクトルZidealとZスペクトルとの差を求め、差の平方和が閾値を超えている場合は、ステップST7に戻ってベースライン項の係数を再計算する。したがって、ベースライン項の係数の推定誤差を更に小さくすることができる。   In the first embodiment, the difference between the ideal Z spectrum Zideal and the ideal Z spectrum is obtained in step ST13. If the sum of squares of the difference exceeds the threshold, the process returns to step ST7 to return to the coefficient of the baseline term. Is recalculated. Therefore, the estimation error of the coefficient of the baseline term can be further reduced.

また、第1の形態では、ステップST15において、ベースライン項の係数の値を固定して、CEST項の係数の再計算している。したがって、CEST項の係数の推定誤差を更に小さくすることができる。   In the first embodiment, in step ST15, the coefficient of the baseline term is fixed, and the coefficient of the CEST term is recalculated. Therefore, the estimation error of the coefficient of the CEST term can be further reduced.

また、ステップST158では、CEST波形の総数TNが異なっていると判断した場合、ステップST5に戻り、CEST項の係数およびベースライン項の係数の値を再計算する。したがって、ベースライン項およびCEST項の係数の推定誤差を更に小さくすることができる。   If it is determined in step ST158 that the total number TN of the CEST waveform is different, the process returns to step ST5, and the values of the coefficient of the CEST term and the coefficient of the baseline term are recalculated. Therefore, the estimation error of the coefficients of the baseline term and the CEST term can be further reduced.

また、第1の形態では、CRZスペクトルZCRZの近似式(23)は、定数項b0とローレンツ関数の項との和で表されている。ローレンツ関数の項は3つの係数(b1,b2,Δω0)を含んでいるので、CRZスペクトルZCRZの近似式(23)は、合計4つの係数(b0,b1,b2,Δω0)を含んでいる。一方、CPEスペクトルFCPE(Δωa)の近似式(16)で使用されるベースライン項は、定数項c0と、MT項cMTF(Δωa)の和で表されている。MT項のF(Δωa)は、ローレンツ関数ではなくΔωaの二次関数(式(4)参照)であるので、MT項に含まれる係数は1個(cMT)で済む。したがって、CPEスペクトルFCPE(Δωa)の近似式(16)では、ベースライン項に含まれる係数の合計は2個(c0,cMT)で済む。このため、ZスペクトルをCPEスペクトルFCPE(Δωa)に変換した場合、2つの係数(c0,cMT)の値を求めるだけで、CESTの影響を受けていない信号成分(ベースライン波形)を特定することができるので、フィッティングの精度を高めることができる。 In the first embodiment, the approximate expression of the CRZ spectrum Z CRZ (23) is represented by the sum of the term of the constant term b 0 and Lorentzian. Since the term of the Lorentz function includes three coefficients (b 1 , b 2 , Δω 0 ), the approximate expression (23) of the CRZ spectrum Z CRZ gives a total of four coefficients (b 0 , b 1 , b 2 , Δω 0 ). On the other hand, the baseline term used in the approximate expression (16) of the CPE spectrum F CPE (Δω a ) is represented by the sum of the constant term c 0 and the MT term c MT F (Δω a ). Since F (Δω a ) of the MT term is not a Lorentz function but a quadratic function of Δω a (see Equation (4)), only one coefficient (c MT ) is contained in the MT term. Therefore, in the approximate expression (16) of the CPE spectrum F CPE (Δω a ), the sum of the coefficients included in the baseline term is only two (c 0 , c MT ). Therefore, when the Z spectrum is converted into the CPE spectrum F CPE (Δω a ), the signal component (baseline waveform) that is not affected by the CEST is obtained only by calculating the values of the two coefficients (c 0 , c MT ). Can be specified, so that fitting accuracy can be improved.

また、第1の形態では、式(18)により、係数(M0 b/M0 a/R1a)の値を計算することができる。係数(M0 b/M0 a/R1a)は、M0 bの値に比例する係数である。M0 bは、CESTプールに含まれるプロトンの磁化の大きさを表しているので、係数(M0 b/M0 a/R1a)を求めることにより、スライス内において、CEST効果が顕著に表れている領域の範囲を知ることが可能となる。また、係数(M0 b/M0 a/R1a)は、M0 b/M0 aを含んでいる。M0 b/M0 aは、CESTプールに含まれるプロトンの磁化の大きさと自由水プールに含まれるプロトンの磁化の大きさとの比を表している。したがって、係数(M0 b/M0 a/R1a)を求めることにより、スライス内において、プロトンの磁化の大きさの比が大きい領域(又は、比が小さい領域)の範囲を知ることも可能となる。 In the first embodiment, the equation (18), it is possible to calculate the value of the coefficients (M 0 b / M 0 a / R1 a). Factor (M 0 b / M 0 a / R1 a) is a factor proportional to the value of M 0 b. Since M 0 b represents the magnitude of the magnetization of the protons contained in the CEST pool, the coefficient (M 0 b / M 0 a / R1 a ) is obtained, so that the CEST effect appears remarkably in the slice. It is possible to know the range of the area where the image is displayed. The coefficient (M 0 b / M 0 a / R1 a) includes M 0 b / M 0 a. M 0 b / M 0 a represents the ratio between the magnitude of the magnetization of the protons contained in the CEST pool and the magnitude of the magnetization of the protons contained in the free water pool. Therefore, by calculating the coefficient (M 0 b / M 0 a / R1 a ), it is possible to know the range of the region where the ratio of the magnetization of protons is large (or the region where the ratio is small) in the slice. Becomes

第1の形態では、係数a1、a2、およびΔωcを用いることにより、CEST波形の特性値として、3つの特性値a1/a2(ピークの高さ)、2√a2(ピークの半値幅)、およびΔωc(ピークが現れる周波数)を表すことができる。しかし、CEST波形を求めることができるのであれば、CEST項に、これらの3つの特性値とは別の特性値を表すための係数が含まれるようにしてもよい。 In the first embodiment, by using the coefficients a 1 , a 2 and Δω c , three characteristic values a 1 / a 2 (peak height) and 2√a 2 (peak And Δω c (frequency at which a peak appears). However, if a CEST waveform can be obtained, the CEST term may include a coefficient for representing a characteristic value different from these three characteristic values.

尚、第1の形態では、係数(M0 b/M0 a/R1a)の値を求めるための式(18)において、T1の逆数を表すR1aが使用されている。しかし、R1aの代わりに、T1を用いてもよい。 In the first embodiment, in the coefficient (M 0 b / M 0 a / R1 a) formula for determining the value of (18), R1 a representative of the reciprocal of T1 is used. However, instead of R1 a, it may be used T1.

第1の形態では、アミドプロトンの係数(M0 b/M0 a/R1a)の値およびNOEの係数(M0 b/M0 a/R1a)の値を計算している。しかし、本発明は、CESTの原因となる他のプロトンの係数(M0 b/M0 a/R1a)の値を計算する場合にも適用することができる。 In the first embodiment, and calculate the value of the coefficient values and NOE coefficients amide protons (M 0 b / M 0 a / R1 a) (M 0 b / M 0 a / R1 a). However, the present invention can be applied to a case of calculating the value of the coefficients of the other protons causing CEST (M 0 b / M 0 a / R1 a).

(2)第2の形態
第1の形態では、式(18)を用いて係数(M0 b/M0 a/R1a)の値を求めたが、第2の形態では、係数(M0 b/M0 a/R1a)の値の他に、更に別の係数の値を求める例について説明する。
(2) Second Embodiment In the first embodiment, the value of the coefficient (M 0 b / M 0 a / R1 a ) is obtained by using Expression (18). In the second embodiment, the coefficient (M 0 the other values of b / M 0 a / R1 a ), for further example of obtaining the value of another coefficient will be described.

先ず、式(18)の左辺のR1aを右辺に移動することを考える。R1aを右辺に移動すると、以下の式(36)が得られる。
First, consider moving the R1 a of the left side of the equation (18) to the right side. Moving the R1 a to the right side, the equation (36) below is obtained.

式(36)は、M0 bとM0 aとを含む係数(M0 b/M0 a)の値を求めるための式である。尚、式(36)において、係数(M0 b/M0 a)は第3の係数に相当し、係数R1aは第4の係数に相当する。 Equation (36) is an equation for calculating a value of a coefficient (M 0 b / M 0 a ) including M 0 b and M 0 a . In Expression (36), the coefficient (M 0 b / M 0 a ) corresponds to the third factor, the coefficient R1 a is equivalent to the coefficient of the fourth.

次に、式(18)の左辺のM0 aを右辺に移動することを考える。M0 aを右辺に移動すると、以下の式(37)が得られる。
Next, consider moving the left side of the M 0 a of formula (18) to the right side. By moving M 0 a to the right side, the following equation (37) is obtained.

式(37)は、M0 bとR1aとを含む係数(M0 b/R1a)の値を求めるための式である。尚、式(37)において、係数(M0 b/R1a)は第3の係数に相当し、係数M0 aは第5の係数に相当する。 Equation (37) is an equation for calculating a value of a coefficient (M 0 b / R 1 a ) including M 0 b and R1 a . In Expression (37), the coefficient (M 0 b / R1 a) corresponds to the third factor, the coefficient M 0 a corresponds to the coefficients of the fifth.

更に、式(18)の左辺のM0 aおよびR1aを右辺に移動することを考える。M0 aおよびR1aを右辺に移動すると、以下の式(38)が得られる。
Further, consider moving the left side of the M 0 a and R1 a of formula (18) to the right side. By moving M 0 a and R 1 a to the right side, the following equation (38) is obtained.

式(38)は、係数M0 bの値を求めるための式である。尚、式(38)において、係数M0 bは第3の係数に相当し、係数R1aは第4の係数に相当し、係数M0 aは第5の係数に相当する。 Equation (38) is an equation for calculating the value of the coefficient M 0 b . In Expression (38), the coefficient M 0 b corresponds to the third factor, the coefficient R1 a is equivalent to the coefficient of the fourth, the coefficient M 0 a corresponds to the coefficients of the fifth.

第2の形態では、係数(M0 b/M0 a/R1a)の他に、係数(M0 b/M0 a)、係数(M0 b/R1a)、および係数M0 bの値が計算される。ただし、係数(M0 b/M0 a)、係数(M0 b/R1a)、および係数M0 bの値を計算するためには、a1、a2、Δωc、およびB1の値の他に、M0 aおよびR1aの値も求める必要がある。a1、a2、Δωcは、スキャンSCにより得られたデータから求められ、B1は、シーケンスで使用されるRFパルスによって求められるが、M0 aおよびR1aの値は求めることができない。そこで、第2の形態では、M0 aおよびR1aを求めるためのスキャンを実行している。次に、第2の形態で実行されるスキャンについて説明する。 In the second embodiment, in addition to the coefficients (M 0 b / M 0 a / R1 a), coefficients (M 0 b / M 0 a ), coefficients (M 0 b / R1 a) , and the coefficient M 0 b of The value is calculated. However, in order to calculate the values of the coefficient (M 0 b / M 0 a ), the coefficient (M 0 b / R1 a ), and the coefficient M 0 b , the values of a 1 , a 2 , Δω c , and B1 In addition, the values of M 0 a and R 1 a need to be determined. a 1 , a 2 , and Δω c are obtained from the data obtained by the scan SC, and B 1 is obtained by the RF pulse used in the sequence, but the values of M 0 a and R 1 a cannot be obtained. Therefore, in the second embodiment, and performs a scan for obtaining the M 0 a and R1 a. Next, a scan executed in the second embodiment will be described.

図31は、第2の形態で実行されるスキャンの説明図である。
第2の形態では、スキャンSCおよびSC1が実行される。スキャンSCは第1の形態で実行されたスキャンSCと同じであるので、説明は省略する。
FIG. 31 is an explanatory diagram of a scan executed in the second mode.
In the second mode, scans SC and SC1 are executed. The scan SC is the same as the scan SC executed in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

スキャンSC1は、M0 aおよびR1aの値を求めるためのスキャンである。スキャンSC1では、SE法などを用いたシーケンスのTRを変更しながら、シーケンスが繰り返し実行される。TRを変更しながらシーケンスを実行することにより、TRの各値における縦磁化の大きさMzを測定することができる。一方、TRおよびMzと、M0 aおよびR1aとの間には、以下の関係が成り立つ。
Scan SC1 is a scan for obtaining a value of M 0 a and R1 a. In scan SC1, the sequence is repeatedly executed while changing the TR of the sequence using the SE method or the like. By executing the sequence while changing TR, the magnitude Mz of the longitudinal magnetization at each value of TR can be measured. On the other hand, the TR and Mz, between the M 0 a and R1 a, the following relationship holds.

上記のように、スキャンSC1を実行することにより、TRの各値におけるMzが測定される。したがって、測定されたMzの値を式(39)でフィッティングすることにより、式(39)に含まれるM0 aおよびR1aの値を計算することができる。したがって、計算したM0 aの値を式(37)および式(38)に代入するとともに、計算したR1aの値を式(36)および式(38)に代入することにより、係数(M0 b/M0 a)、係数(M0 b/R1a)、および係数M0 bの値を計算することができる。 As described above, by executing scan SC1, Mz at each value of TR is measured. Therefore, the value of the measured Mz by fitting the formula (39) can calculate the value of M 0 a and R1 a included in the formula (39). Therefore, by substituting the calculated value of M 0 a into equations (37) and (38) and substituting the calculated value of R 1 a into equations (36) and (38), the coefficient (M 0 a b / M 0 a), it is possible to calculate the value of the coefficients (M 0 b / R1 a) , and the coefficient M 0 b.

次に、第2の形態のMR装置について説明する。尚、第2の形態のMR装置は、第1の形態のMR装置と比較すると、処理装置9が異なっているが、その他の構成は同じである。したがって、第2の形態のMR装置については、処理装置9について主に説明する。   Next, an MR apparatus according to a second embodiment will be described. It should be noted that the MR device of the second embodiment differs from the MR device of the first embodiment in the processing device 9 but has the same other configuration. Therefore, in the MR device of the second embodiment, the processing device 9 will be mainly described.

図32は、第2の形態における処理装置9の説明図である。
第2の形態における処理装置9は、第1の形態における処理装置9(図2参照)と比較すると、係数値計算手段105が異なっているが、その他の手段は同じである。したがって、第2の形態における処理装置9については、画像作成手段90〜CEST項判断手段104の説明は省略し、係数値計算手段105について説明する。
FIG. 32 is an explanatory diagram of the processing device 9 according to the second embodiment.
The processing device 9 in the second embodiment is different from the processing device 9 in the first embodiment (see FIG. 2) in that the coefficient value calculating means 105 is different, but the other means are the same. Therefore, in the processing device 9 according to the second embodiment, the description of the image creation unit 90 to the CEST item determination unit 104 will be omitted, and the coefficient value calculation unit 105 will be described.

第2の形態では、係数値計算手段105は、第1の係数値計算部105aと第2の係数値計算部105bとを有している。第1の係数値計算部105aは、スキャンSC1により得られたデータに基づいて、係数M0aの値と係数R1aの値とを計算する。第2の係数値計算部105bは、係数(M0 b/M0 a/R1a)の他に、係数(M0 b/M0 a)、係数(M0 b/R1a)、および係数M0 bの値を計算する。 In the second embodiment, the coefficient value calculator 105 has a first coefficient value calculator 105a and a second coefficient value calculator 105b. The first coefficient value calculation unit 105a calculates the value of the coefficient M0a and the value of the coefficient R1a based on the data obtained by the scan SC1. Second coefficient value calculation unit 105b, the coefficient (M 0 b / M 0 a / R1 a) in addition to the coefficients (M 0 b / M 0 a ), coefficients (M 0 b / R1 a) , and the coefficient Calculate the value of M 0 b .

係数値計算手段105は上記のように構成されている。   The coefficient value calculation means 105 is configured as described above.

第2の形態では、スキャンSCおよびSC1を実行し、スキャンSCおよびSC1により得られたデータに基づいて、係数(M0 b/M0 a/R1a)の他に、係数(M0 b/M0 a)、係数(M0 b/R1a)、および係数M0 bの値を求める。以下に、これらの係数の値を計算するためのフローについて説明する。 In the second embodiment, perform a scan SC and SC1, based on data obtained by scanning SC and SC1, in addition to the coefficients (M 0 b / M 0 a / R1 a), coefficients (M 0 b / M 0 a ), the coefficient (M 0 b / R1 a ), and the coefficient M 0 b are obtained. Hereinafter, a flow for calculating the values of these coefficients will be described.

図33は、係数の値を計算するためのフローを示す図である。
ステップST1では、スキャンSCおよびSC1(図31参照)を実行する。スキャンSCおよびSC1を実行した後、ステップST2に進む。
FIG. 33 is a diagram showing a flow for calculating the value of the coefficient.
In step ST1, scans SC and SC1 (see FIG. 31) are executed. After executing the scans SC and SC1, the process proceeds to step ST2.

ステップST2〜ステップST16は、第1の形態と同じであるので説明は省略する。ステップST16において、アミドプロトンのCEST効果による係数(M0 b/M0 a/R1a)のマップ(図29参照)と、NOEのCEST効果による係数(M0 b/M0 a/R1a)のマップ(図30参照)とを得ることができる。尚、第2の形態では、第2の係数値計算部105bが、係数(M0 b/M0 a/R1a)の値を計算する。これらのマップを得た後、ステップST17に進む。 Steps ST2 to ST16 are the same as in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. In step ST16, the map of coefficients by CEST effect of the amide protons (M 0 b / M 0 a / R1 a) ( see FIG. 29) and the coefficient by CEST effect of NOE (M 0 b / M 0 a / R1 a) (See FIG. 30). In the second embodiment, the second coefficient value calculation unit 105b calculates the value of the coefficient (M 0 b / M 0 a / R1 a). After obtaining these maps, the process proceeds to step ST17.

ステップST17では、第1の係数値計算部105aが、スキャンSC1により得られたデータに基づいて、スライスSL内の座標ごとに、係数M0aの値と、係数R1aの値とを計算し、M0aマップおよびR1aマップを求める。図34はM0aマップおよびR1aマップを概略的に示す図である。上記のように、スキャンSC1を実行することにより、TRの各値におけるMzが測定される。第1の係数値計算部105aは、測定されたMzの値を式(39)でフィッティングすることにより、M0 aおよびR1aの値を計算する。したがって、スライスSL内の座標ごとに、係数M0aの値と、係数R1aの値とを計算することができる。尚、図34では、説明の便宜上、スライスSLに含まれる複数の座標のうちの座標(x1,y1)におけるM0 aの値(M0 a=M0 a_1)およびR1aの値(R1a=R1a_1)のみが示されているが、他の座標においても、M0 aおよびR1aの値が計算される。したがって、M0 aマップおよびR1aマップが得られる。M0 aおよびR1aの値は、各座標に対応付けて記憶部に記憶される。M0 aマップおよびR1aマップを得た後、ステップST18に進む。 In step ST17, the first coefficient value calculation unit 105a calculates the value of the coefficient M0a and the value of the coefficient R1a for each coordinate in the slice SL based on the data obtained by the scan SC1, and calculates the M0a map. And find the R1a map. FIG. 34 is a diagram schematically showing the M0a map and the R1a map. As described above, by executing scan SC1, Mz at each value of TR is measured. First coefficient value calculation unit 105a, the value of the measured Mz by fitting the formula (39), to calculate the value of M 0 a and R1 a. Therefore, the value of the coefficient M0a and the value of the coefficient R1a can be calculated for each coordinate in the slice SL. In FIG. 34, for convenience of explanation, M 0 a value at the coordinates (x1, y1) of the plurality of coordinates included in the slice SL (M 0 a = M 0 a _1) and R1 a value (R1 a = R1 a _1) Although only are shown, in other coordinates, the value of M 0 a and R1 a are calculated. Thus, M 0 a map and R1 a map is obtained. The values of M 0 a and R 1 a are stored in the storage unit in association with each coordinate. After obtaining the M 0 a map and R1 a map, the process proceeds to step ST18.

ステップST18では、第2の係数値計算部105bが、スライスSL内の座標ごとに、アミドプロトンのCEST効果による係数(M0 b/M0 a)、係数(M0 b/R1a)、および係数M0 bの値を計算する。以下、係数(M0 b/M0 a)、係数(M0 b/R1a)、および係数M0 bの値の計算方法について説明する。 In step ST18, the second coefficient value calculation section 105b is, for each coordinate in the slice SL, coefficient due CEST effect of the amide protons (M 0 b / M 0 a ), coefficients (M 0 b / R1 a) , and Calculate the value of the coefficient M 0 b . Hereinafter, the coefficient (M 0 b / M 0 a ), coefficients (M 0 b / R1 a) , and calculation of the value of the coefficient M 0 b will be described.

尚、どの座標であっても、係数(M0 b/M0 a)、係数(M0 b/R1a)、および係数M0 bの値の計算方法は同じである。そこで、以下では、スライスSLに含まれる複数の座標のうちの座標(x1,y1)を取り上げて、係数(M0 b/M0 a)、係数(M0 b/R1a)、および係数M0 bの値の計算方法について説明する。 Even in any coordinate, factor (M 0 b / M 0 a ), coefficients (M 0 b / R1 a) , and calculation of the value of the coefficient M 0 b are the same. In the following, by taking a coordinate (x1, y1) of the plurality of coordinates included in the slice SL, coefficients (M 0 b / M 0 a ), coefficients (M 0 b / R1 a) , and the coefficient M described 0 b calculation method of values.

図35は、アミドプロトンのCEST効果による係数(M0 b/M0 a)、係数(M0 b/R1a)、および係数M0 bの値の計算方法の説明図である。
第2の係数値計算部105bは、式(36)、式(37)、および式(38)のa1、a2、およびΔωcには、CEST項FL,1(Δωa)の係数の値(図29参照)を代入し、B1には、RFパルスにより発生する送信磁場強度の値を代入する。また、第2の係数値計算部105bは、式(37)および式(38)のM0 aに、M0 a=M0 a_1を代入し、式(36)および式(38)のR1aに、R1a=R1a_1を代入する。したがって、アミドプロトンのCEST効果による係数(M0 b/M0 a)、係数(M0 b/R1a)、および係数M0 bの値を計算することができる。
Figure 35 is a coefficient (M 0 b / M 0 a ) by CEST effect of the amide protons, it is an illustration of the coefficient (M 0 b / R1 a) , and the coefficient M 0 b calculation method of values.
The second coefficient value calculation unit 105b calculates the coefficients of the CEST term FL , 1 (Δω a ) in a 1 , a 2 , and Δω c of Expressions (36), (37), and (38). (See FIG. 29), and the value of the transmission magnetic field intensity generated by the RF pulse is substituted for B1. The second coefficient value calculation unit 105b, the M 0 a of formula (37) and (38), by substituting M 0 a = M 0 a _1 , formula (36) and (38) R1 to a, to substitute the R1 a = R1 a _1. Therefore, coefficient due CEST effect of the amide protons (M 0 b / M 0 a ), it is possible to calculate the value of the coefficients (M 0 b / R1 a) , and the coefficient M 0 b.

以下同様に、スライスSL内の座標(x1,y1)以外の他の座標においても、アミドプロトンのCEST効果による係数(M0 b/M0 a)、係数(M0 b/R1a)、および係数M0 bの値が計算される。したがって、アミドプロトンのCEST効果による係数(M0 b/M0 a)、係数(M0 b/R1a)、および係数M0 bのマップを求めることができる。
アミドプロトンのCEST効果によるマップを作成した後、ステップST19に進む。
Similarly, in other coordinates other than the coordinates in the slice SL (x1, y1), coefficient due to CEST effect of the amide protons (M 0 b / M 0 a ), coefficients (M 0 b / R1 a) , and The value of the coefficient M 0 b is calculated. Therefore, coefficient due CEST effect of the amide protons (M 0 b / M 0 a ), coefficients (M 0 b / R1 a) , and can be determined map of coefficients M 0 b.
After creating a map based on the CEST effect of amide protons, the process proceeds to step ST19.

ステップST19では、第2の係数値計算部105bが、スライスSL内の座標ごとに、NOEのCEST効果による係数(M0 b/M0 a)、係数(M0 b/R1a)、および係数M0 bの値を計算する。 In step ST19, the second coefficient value calculation section 105b is, for each coordinate in the slice SL, coefficient due CEST effect of NOE (M 0 b / M 0 a), coefficients (M 0 b / R1 a) , and the coefficient Calculate the value of M 0 b .

NOEのCEST効果による係数の値を計算する場合、図35において、FL,1(Δωa)の係数の値の代わりに、FL,2(Δωa)の係数の値を、a1、a2、およびΔωcに代入すればよい。したがって、NOEのCEST効果による係数(M0 b/M0 a)、係数(M0 b/R1a)、および係数M0 bのマップを求めることができる。
これらのマップを求めたら、フローを終了する。
When calculating the value of the coefficient due to the CEST effect of the NOE, in FIG. 35, instead of the value of the coefficient of FL , 1 (Δω a ), the value of the coefficient of FL , 2 (Δω a ) is a 1 , a 2 and Δω c . Therefore, coefficient due CEST effect of NOE (M 0 b / M 0 a), coefficients (M 0 b / R1 a) , and can be determined map of coefficients M 0 b.
After obtaining these maps, the flow ends.

第2の形態では、スキャンSC1を実行することにより得られたデータに基づいて、M0 aおよびR1aの値が求められる。したがって、係数(M0 b/M0 a/R1a)の他に、係数(M0 b/M0 a)、係数(M0 b/R1a)、および係数M0 bの値を計算することができるので、CEST効果が顕著に表れている領域の範囲を、更に具体的に特定することが可能となる。 In the second embodiment, based on data obtained by performing a scan SC1, the value of M 0 a and R1 a are determined. Therefore, in addition to the coefficients (M 0 b / M 0 a / R1 a), coefficients (M 0 b / M 0 a ), to calculate the value of the coefficient (M 0 b / R1 a) , and the coefficient M 0 b Therefore, the range of the region where the CEST effect is remarkably exhibited can be more specifically specified.

(3)第3の形態
第1および第2の形態では、連続波のRFパルスを有するシーケンスを用いた例について説明したが、第3の形態では、複数のプリパレーションパルスを有するシーケンスを用いた例について説明する。
尚、第3の形態のMR装置は、第1又は第2の形態のMR装置と同じである。
(3) Third Embodiment In the first and second embodiments, an example using a sequence having a continuous wave RF pulse has been described. In the third embodiment, an example using a sequence having a plurality of preparation pulses is used. Will be described.
The MR device according to the third embodiment is the same as the MR device according to the first or second embodiment.

図36は、第3の形態におけるシーケンスSEを具体的に示す図である。
k回目のシーケンスSEは、m個のプリパレーションパルスと、データ収集セグメントDAQとを有している。各プリパレーションパルスは、RFパルスXと、縦磁化を定常状態にするためのキラー勾配パルスGcとを含んでいる。RFパルスXの周波数fは、f=fkに設定されている。プリパレーションパルスを繰り返し実行し、第mのプリパレーションパルスが実行された後に、シングルショット法によりデータを収集するためのデータ収集セグメントDAQが実行される。
Figure 36 is a diagram showing a sequence SE k in the third embodiment in detail.
The k-th sequence SE k has m preparation pulses and a data acquisition segment DAQ. Each preparation pulse includes an RF pulse X and a killer gradient pulse Gc for bringing the longitudinal magnetization into a steady state. The frequency f of the RF pulse X is set to f = fk. The preparation pulse is repeatedly executed, and after the m-th preparation pulse is executed, a data acquisition segment DAQ for acquiring data by the single-shot method is executed.

図36に示すシーケンスを用いた場合でも、連続波のRFを用いたシーケンス(図4参照)と同様に、係数(M0 b/M0 a/R1a)、係数(M0 b/M0 a)、係数(M0 b/R1a)、および係数M0 bの値を計算することができる。したがって、第3の形態でも、第1又は第2の形態と同様の効果を得ることができる。 Even when the sequence shown in FIG. 36 is used, similarly to the sequence using continuous wave RF (see FIG. 4), the coefficient (M 0 b / M 0 a / R1 a ) and the coefficient (M 0 b / M 0) a ), the coefficient (M 0 b / R1 a ), and the value of the coefficient M 0 b can be calculated. Therefore, in the third embodiment, the same effect as in the first or second embodiment can be obtained.

(4)第4の形態
第4の形態では、RFパルスの位相をサイクルさせるフェーズサイクリング法によりデータを収集するシーケンスを用いた例について説明する。
(4) Fourth Embodiment In a fourth embodiment, an example will be described in which a sequence for collecting data by a phase cycling method that cycles the phase of an RF pulse is used.

尚、第4の形態のMR装置は、第1の形態のMR装置1と比較すると、処理装置9が実現する手段に違いがあるが、ハードウェアの構成は、第1の形態のMR装置1と同じである。したがって、第4の形態のMR装置の説明に当たっては、ハードウェア構成の説明は省略し、処理装置9について主に説明する。   The MR device of the fourth embodiment differs from the MR device 1 of the first embodiment in the means realized by the processing device 9, but the hardware configuration is the same as that of the MR device 1 of the first embodiment. Is the same as Therefore, in describing the MR device of the fourth embodiment, the description of the hardware configuration is omitted, and the processing device 9 is mainly described.

図37は、第4の形態において処理装置9が実現する手段の説明図である。
第4の形態における処理装置9は、第1の形態における処理装置9と比較すると、以下の点(1)および(2)が異なっている。
FIG. 37 is an explanatory diagram of means realized by the processing device 9 in the fourth embodiment.
The processing device 9 according to the fourth embodiment differs from the processing device 9 according to the first embodiment in the following points (1) and (2).

(1)Zスペクトル作成手段91はZスペクトルを作成する。ただし、第1の形態では、Zスペクトルの横軸はオフセット周波数であるが、第4の形態では、Zスペクトルの横軸は後述する位相差である。
(2)第4の形態では、処理装置9は周波数変換手段106を有している。周波数変換手段106は、位相差を周波数に変換する。
(1) The Z spectrum creating means 91 creates a Z spectrum. However, in the first embodiment, the horizontal axis of the Z spectrum is the offset frequency, but in the fourth embodiment, the horizontal axis of the Z spectrum is a phase difference described later.
(2) In the fourth embodiment, the processing device 9 has the frequency conversion unit 106. The frequency conversion means 106 converts the phase difference into a frequency.

尚、その他の点については、第4の形態における処理装置9は、第1の形態における処理装置9と同じであるので、説明は省略する。処理装置9は、記憶部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ための手段90〜106を実現する。
次に、第4の形態で使用されるシーケンスについて説明する。
In other respects, the processing device 9 in the fourth embodiment is the same as the processing device 9 in the first embodiment, and a description thereof will not be repeated. The processing device 9 reads out a program stored in the storage unit 10 and implements means 90 to 106 for executing processing described in the program.
Next, a sequence used in the fourth embodiment will be described.

図38は、第4の形態で使用されるシーケンスSEを具体的に示す図である。
k回目のシーケンスSEは、第1〜第mのパルスセットSet1〜Setm、キラー勾配パルスGc、およびデータ収集セグメントDAQを有している。以下では、先ず、第1〜第mのパルスセットSet1〜Setmについて説明する。尚、第1〜第mのパルスセットSet1〜Setmは同じ構成であるので、第1〜第mのパルスセットSet1〜Setmの説明に当たっては、代表して第1のパルスセットSet1を取り上げて説明する。
Figure 38 is a diagram showing a sequence SE k used in the fourth embodiment in detail.
The k-th sequence SE k has first to m-th pulse sets Set1 to Setm, a killer gradient pulse Gc, and a data acquisition segment DAQ. Hereinafter, first, the first to m-th pulse sets Set1 to Setm will be described. Since the first to m-th pulse sets Set1 to Setm have the same configuration, the first to m-th pulse sets Set1 to Setm will be described by taking the first pulse set Set1 as a representative. .

図38には、第1のパルスセットSet1が拡大して示されている。
第1のパルスセットSet1は、r個のRFパルスX1〜Xrを有している。RFパルスX1〜Xrは、正のRFパルスと負のRFパルスが交互に現れるように構成されている。RFパルスX1〜Xrは、時間間隔T_iterで印加される。符号「X1」〜「Xr」の下に記載されている「φ1」〜「φr」は、RFパルスの位相を表している。
FIG. 38 shows the first pulse set Set1 in an enlarged manner.
The first pulse set Set1 has r RF pulses X1 to Xr. The RF pulses X1 to Xr are configured such that positive RF pulses and negative RF pulses alternately appear. The RF pulses X1 to Xr are applied at time intervals T_iter. “Φ1” to “φr” described below the symbols “X1” to “Xr” represent the phases of the RF pulses.

次に、r個のRFパルスX1〜Xrの位相φ1〜φrについて説明する。先ず、r個のRFパルスX1〜Xrの中で、p番目のRFパルスXpと、p+1番目のRFパルスXp+1について考える(尚、pは、1≦p≦r−1である)。p番目のRFパルスXpの位相を「φp」で表し、p+1番目のRFパルスXp+1の位相を「φp+1」で表すと、k回目のシーケンスSEにおけるRFパルスの位相差Δφ(k)=φp+1−φpは、以下の式を満たすように設定されている。
Next, the phases φ1 to φr of the r RF pulses X1 to Xr will be described. First, among the r RF pulses X1 to Xr, a p-th RF pulse Xp and a (p + 1) -th RF pulse Xp + 1 will be considered (p is 1 ≦ p ≦ r−1). The p-th phase of the RF pulses Xp represented by ".phi.p", to represent the p + 1-th RF pulses Xp + 1 phase in ".phi.p + 1", k-th RF pulse in the sequence SE k phase difference [Delta] [phi (k ) = Φp + 1−φp is set so as to satisfy the following expression.

式(40)から、位相差Δφ(k)は、kの値に応じて変化するように設定されていることが分かる。   From equation (40), it can be seen that the phase difference Δφ (k) is set to change according to the value of k.

図38では、第1のパルスセットSet1について示されているが、第2〜第mのパルスセットSet2〜Setmも、第1のパルスセットSet1と同じ構成である。したがって、どのパルスセットも、r個のRFパルスX1〜Xrを有しており、RFパルスの位相差Δφ(k)は式(40)を満たすように設定されている。   Although FIG. 38 illustrates the first pulse set Set1, the second to m-th pulse sets Set2 to Setm also have the same configuration as the first pulse set Set1. Therefore, each pulse set has r RF pulses X1 to Xr, and the phase difference Δφ (k) of the RF pulses is set to satisfy Expression (40).

第1〜第mのパルスセットSet1〜Setmを印加した後、横磁化を消失させるためのキラー勾配パルスGcを印加する。そして、キラー勾配パルスGcを印加した後、データを収集するためのデータ収集セグメントDAQが実行される。ここでは、データ収集セグメントDAQは、シングルショット法でデータを収集するとする。   After applying the first to m-th pulse sets Set1 to Setm, a killer gradient pulse Gc for eliminating transverse magnetization is applied. Then, after applying the killer gradient pulse Gc, a data acquisition segment DAQ for acquiring data is executed. Here, it is assumed that the data collection segment DAQ collects data by the single shot method.

k回目のシーケンスSEは、上記のように構成されている。第4の形態では、シーケンスSEがr回実行される。尚、実行されるシーケンスの回数rが多いほど、周波数分解能の高いZスペクトルが得られるので、rはある程度大きい値であることが望ましい。一般的には、r=16〜32に設定することが考えられる。 The k-th sequence SE k is configured as described above. In the fourth mode, the sequence SE k is executed r times. Note that, as the number r of executed sequences increases, a Z spectrum having a higher frequency resolution is obtained. Therefore, it is desirable that r has a somewhat large value. Generally, it is conceivable to set r = 16 to 32.

ここで、フェーズサイクリング法のシーケンスを使用する場合のF(Δωa)(式(4)参照)について考察する。 Here, F (Δω a ) (see equation (4)) in the case of using the sequence of the phase cycling method will be considered.

RFパルスの時間間隔をT_iterで表し、RFパルスの位相差をΔφaで表すと、Δωaは、Miyoshi等により、以下の周期関数で置き換えられることが示されている(Miyoshi M, et al., Proceedings of ISMRM2014, #3299)。
Represents a time interval of the RF pulses in T_iter, to represent the phase difference between the RF pulse in [Delta] [phi a, [Delta] [omega a is a Miyoshi etc., have been shown to be replaced by a periodic function of the following (Miyoshi M, et al. , Proceedings of ISMRM2014, # 3299).

そこで、式(4)において、Δωa 2を2(1−cosΔφa)/Titer 2に置き換えると、以下の式が得られる。
Therefore, in the equation (4), replacing the [Delta] [omega a 2 2 in (1-cosΔφ a) / T iter 2, the following equation is obtained.

式(42)で定義されたF(Δφa)は、式(4)で定義されたF(Δωa)と同様に偶関数である。したがって、式(4)の代わりに式(42)を用いても、CEST波形の分離に適したCPEスペクトルを求めることができる。 F (Δφ a ) defined by the equation (42) is an even function like F (Δω a ) defined by the equation (4). Therefore, even if equation (42) is used instead of equation (4), a CPE spectrum suitable for separating the CEST waveform can be obtained.

フェーズサイクルを用いた場合、第iのCEST項は、以下の式で表すことができる。
When the phase cycle is used, the i-th CEST term can be expressed by the following equation.

第iのCEST項により表されるCEST波形は、係数a1,i、a2,i、およびΔφc,iを用いたローレンツ関数で表されている。a1,i/a2,iはCEST波形のピークの高さを表し、2√a2,iはCEST波形のピークの半値幅を表し、Δφc,iはCEST波形のピークが現れる位相差を表している。 The CEST waveform represented by the i-th CEST term is represented by a Lorentz function using coefficients a 1, i , a 2, i , and Δφ c, i . a 1, i / a 2, i represents the height of the peak of the CEST waveform, 2√a 2, i represents the half width of the peak of the CEST waveform, and Δφ c, i is the phase difference at which the peak of the CEST waveform appears Is represented.

尚、第1の形態では、周波数ΔωaおよびΔωc,iを変数として含む式を用いて、各種スペクトルが求められている。しかし、第4の形態では、周波数の代わりに位相差を用いているので、周波数を位相差に置き換えた式を用いて各スペクトル(CPEスペクトルなど)を求める必要がある。具体的には、周波数ΔωaおよびΔωc,iは、それぞれ、以下の位相差ΔφaおよびΔφc,iに置き換えればよい。
In the first embodiment, by using an expression containing the frequency [Delta] [omega a and [Delta] [omega c, i as a variable, various spectra are required. However, in the fourth embodiment, since the phase difference is used instead of the frequency, it is necessary to obtain each spectrum (such as a CPE spectrum) using an expression in which the frequency is replaced with the phase difference. Specifically, the frequency [Delta] [omega a and [Delta] [omega c, i, respectively, the following phase difference [Delta] [phi a and [Delta] [phi c, may be replaced to i.

位相差ΔφaおよびΔφc,iは、以下の式で表される。
The phase differences Δφ a and Δφ c, i are represented by the following equations.

第4の形態のMR装置では、処理装置9は、位相差を周波数に変換する周波数変換手段106(図37参照)を備えている。周波数変換手段106は、式(44)および(45)に基づいて、位相差を周波数に変換することができる。したがって、フェーズサイクル法を用いる場合であっても、各スペクトルの位相差を周波数に変換できることが分かる。   In the MR device according to the fourth embodiment, the processing device 9 includes a frequency conversion unit 106 (see FIG. 37) that converts a phase difference into a frequency. The frequency conversion means 106 can convert the phase difference into a frequency based on the equations (44) and (45). Therefore, it can be seen that even when the phase cycle method is used, the phase difference of each spectrum can be converted into a frequency.

1 MR装置
2 マグネット
3 テーブル
3a クレードル
4 受信コイル
5 制御部
6 送信器
7 勾配磁場電源
8 受信器
9 処理装置
10 記憶部
11 操作部
12 表示部
13 被検体
21 収容空間
22 超伝導コイル
23 勾配コイル
24 RFコイル
21 収容空間
90 画像作成手段
91 Zスペクトル作成手段
92 スペクトル変換手段
93 検出手段
94 i値設定手段
95 第1のフィッティング手段
96 CRZスペクトル作成手段
97 第2のフィッティング手段
98 (c0,cMT)計算手段
99 スペクトル計算手段
100 判断手段
101 スペクトル推定手段
102 スペクトル比較手段
103 カウント手段
104 CEST項判断手段
105 係数値計算手段
106 周波数変換手段
Reference Signs List 1 MR device 2 Magnet 3 Table 3a Cradle 4 Receiving coil 5 Control unit 6 Transmitter 7 Gradient magnetic field power supply 8 Receiver 9 Processing device 10 Storage unit 11 Operation unit 12 Display unit 13 Subject 21 Storage space 22 Superconducting coil 23 Gradient coil 24 RF coil 21 accommodation space 90 image creating means 91 Z spectrum creating means 92 spectrum converting means 93 detecting means 94 i value setting means 95 first fitting means 96 CRZ spectrum creating means 97 second fitting means 98 (c 0 , c MT ) calculation means 99 spectrum calculation means 100 judgment means 101 spectrum estimation means 102 spectrum comparison means 103 counting means 104 CEST term judgment means 105 coefficient value calculation means 106 frequency conversion means

Claims (22)

CEST(化学交換飽和移動)により生じる磁化の移動を反映した情報を取得するためのスキャンを実行する磁気共鳴装置であって、
前記スキャンにおいて、RFパルスを有する複数のシーケンスを実行するスキャン手段であって、前記RFパルスの周波数が前記シーケンスごとに異なるように設定されているスキャン手段と、
前記複数のシーケンスにより得られたデータに基づいてZスペクトルを作成するZスペクトル作成手段と、
水の共鳴周波数からのずれを表すオフセット周波数を変数として含む偶関数であって、オフセット周波数の値がゼロにおいて当該偶関数の値がゼロになるように設定された偶関数に基づいて、前記Zスペクトルを第1のスペクトルに変換するスペクトル変換手段と、
CESTの影響を受けた信号成分の第1の波形を表すCEST項であって、前記第1の波形の特性値を表すための第1の係数を含むCEST項と、CESTの影響を受けていない信号成分の第2の波形を表すベースライン項とを含む近似式を用いて、前記スペクトル変換手段により得られた前記第1のスペクトルをフィッティングし、前記第1の係数の値を求めるフィッティング手段と、
前記第1の係数と、送信磁場強度を表す第2の係数と、CESTプールに含まれるプロトンの磁化の大きさの情報を含む第3の係数との関係を表す関係式に基づいて、前記第3の係数の値を計算する係数値計算手段であって、前記関係式の前記第1の係数に、前記フィッティング手段により計算された値を代入するとともに、前記第2の係数に、前記シーケンスで使用されるRFパルスの送信磁場強度の値を代入し、前記第3の係数の値を計算する係数値計算手段と、
を有する、磁気共鳴装置。
A magnetic resonance apparatus for performing a scan for acquiring information reflecting a magnetization transfer caused by CEST (chemical exchange saturation transfer),
In the scan, scan means for executing a plurality of sequences having RF pulses, wherein the scan means wherein the frequency of the RF pulse is set to be different for each sequence,
Z spectrum creation means for creating a Z spectrum based on the data obtained by the plurality of sequences,
An even function including, as a variable, an offset frequency representing a deviation from the resonance frequency of water, wherein the Z function is based on an even function set so that the value of the even function becomes zero when the value of the offset frequency is zero. Spectrum conversion means for converting a spectrum into a first spectrum;
A CEST term representing a first waveform of a signal component affected by CEST, the CEST term including a first coefficient for representing a characteristic value of the first waveform, and a CEST term not being affected by CEST. Fitting means for fitting the first spectrum obtained by the spectrum converting means using an approximation formula including a baseline term representing a second waveform of the signal component to obtain a value of the first coefficient; ,
The first coefficient, a second coefficient representing the transmission magnetic field strength, and a third coefficient containing information on the magnitude of magnetization of protons contained in the CEST pool, Coefficient value calculating means for calculating the value of the coefficient of 3 in which the value calculated by the fitting means is substituted for the first coefficient of the relational expression, and the second coefficient is calculated in the sequence. Coefficient value calculating means for substituting the value of the transmission magnetic field strength of the RF pulse to be used and calculating the value of the third coefficient;
A magnetic resonance apparatus comprising:
前記オフセット周波数をΔωaで表し、前記偶関数をF(Δωa)で表すと、
前記CEST項は、前記偶関数F(Δωa)を用いて表される、請求項1に記載の磁気共鳴装置。
Represents the offset frequency [Delta] [omega a, when representing the even function in F (Δω a),
The magnetic resonance apparatus according to claim 1, wherein the CEST term is represented by using the even function F (Δω a ).
前記第1の波形の特性値には、前記第1の波形のピークの高さ、前記ピークの半値幅、および前記ピークが現れる周波数が含まれる、請求項2に記載の磁気共鳴装置。   The magnetic resonance apparatus according to claim 2, wherein the characteristic value of the first waveform includes a peak height of the first waveform, a half width of the peak, and a frequency at which the peak appears. 前記近似式はn個のCEST項を有し、
前記n個のCEST項のうちの第iのCEST項は、前記第1の係数として3つの係数a1,i、a2,i、およびΔωc,iを含んでおり、
a1,i/a2,iは前記ピークの高さを表し、2√a2,iは前記ピークの半値幅を表し、Δωc,iは前記ピークが現れる周波数を表す、請求項3に記載の磁気共鳴装置。
The approximate expression has n CEST terms,
The i-th CEST term of the n CEST terms includes three coefficients a 1, i , a 2, i and Δω c, i as the first coefficient,
4. The method according to claim 3, wherein a 1, i / a 2, i represents the height of the peak, 2√a 2, i represents the half-width of the peak, and Δω c, i represents the frequency at which the peak appears. The magnetic resonance apparatus according to claim 1.
前記第iのCEST項は、前記3つの係数a1,i、a2,i、Δωc,iおよび前記偶関数F(Δωa)を用いて、以下の式で表される、請求項4に記載の磁気共鳴装置。
ここで、 FL,i(Δωa):前記第iのCEST項
F(Δωa−Δωc,i):前記偶関数F(Δωa)のΔωaをΔωa−Δωc,iに置き換えることにより得られる関数
5. The i-th CEST term is represented by the following equation using the three coefficients a 1, i , a 2, i , Δω c, i and the even function F (Δω a ). 6. The magnetic resonance apparatus according to claim 1.
Here, F L, i (Δω a ): the i-th CEST term
F (Δω a -Δω c, i ): function obtained by replacing the [Delta] [omega a of the even function F (Δω a) Δω a -Δω c, the i
CEST(化学交換飽和移動)により生じる磁化の移動を反映した情報を取得するためのスキャンを実行する磁気共鳴装置であって、
前記スキャンにおいて、複数のRFパルスを含むパルスセットを有する複数のシーケンスを実行するスキャン手段であって、前記複数のRFパルスのうちのp番目のRFパルスの位相とp+1番目のRFパルスの位相との位相差が前記シーケンスごとに異なるように、前記複数のRFパルスの位相をサイクルさせているスキャン手段と、
前記複数のシーケンスにより得られたデータに基づいてZスペクトルを作成するZスペクトル作成手段と、
RFパルスの位相差を変数として含む偶関数であって、前記位相差の値がゼロにおいて当該偶関数の値がゼロになるように設定された偶関数に基づいて、前記Zスペクトルを第1のスペクトルに変換するスペクトル変換手段と、
CESTの影響を受けた信号成分の第1の波形を表すCEST項であって、前記第1の波形の特性値を表すための第1の係数を含むCEST項と、CESTの影響を受けていない信号成分の第2の波形を表すベースライン項とを含む近似式を用いて、前記スペクトル変換手段により得られた前記第1のスペクトルをフィッティングし、前記第1の係数の値を求めるフィッティング手段と、
前記第1の係数と、送信磁場強度を表す第2の係数と、CESTプールに含まれるプロトンの磁化の大きさの情報を含む第3の係数との関係を表す関係式に基づいて、前記第3の係数の値を計算する係数値計算手段であって、前記関係式の前記第1の係数に、前記フィッティング手段により計算された値を代入するとともに、前記第2の係数に、前記シーケンスで使用されるRFパルスの送信磁場強度の値を代入し、前記第3の係数の値を計算する係数値計算手段と、
を有する磁気共鳴装置。
A magnetic resonance apparatus for performing a scan for acquiring information reflecting a magnetization transfer caused by CEST (chemical exchange saturation transfer),
In the scanning, scanning means for executing a plurality of sequences having a pulse set including a plurality of RF pulses, wherein the phase of the p-th RF pulse and the phase of the (p + 1) -th RF pulse among the plurality of RF pulses Scanning means for cycling the phases of the plurality of RF pulses so that the phase difference of
Z spectrum creation means for creating a Z spectrum based on the data obtained by the plurality of sequences,
An even function including a phase difference of an RF pulse as a variable, wherein the Z spectrum is converted to a first function based on an even function set such that the value of the even function becomes zero when the value of the phase difference is zero. Spectrum conversion means for converting into a spectrum,
A CEST term representing a first waveform of a signal component affected by CEST, the CEST term including a first coefficient for representing a characteristic value of the first waveform, and a CEST term not being affected by CEST. Fitting means for fitting the first spectrum obtained by the spectrum converting means using an approximation formula including a baseline term representing a second waveform of the signal component to obtain a value of the first coefficient; ,
The first coefficient, a second coefficient representing the transmission magnetic field strength, and a third coefficient containing information on the magnitude of magnetization of protons contained in the CEST pool, Coefficient value calculating means for calculating the value of the coefficient of 3 in which the value calculated by the fitting means is substituted for the first coefficient of the relational expression, and the second coefficient is calculated in the sequence. Coefficient value calculating means for substituting the value of the transmission magnetic field strength of the RF pulse to be used and calculating the value of the third coefficient;
A magnetic resonance apparatus having:
前記位相差をΔφaで表し、前記偶関数をF(Δφa)で表すと、
前記CEST項は、前記偶関数F(Δφa)を用いた式で表される、請求項6に記載の磁気共鳴装置。
Represents the phase difference [Delta] [phi a, when representing the even function in F (Δφ a),
The magnetic resonance apparatus according to claim 6, wherein the CEST term is represented by an equation using the even function F (Δφ a ).
前記第1の波形の特性値には、前記第1の波形のピークの高さ、前記ピークの半値幅、および前記ピークが現れる位相差が含まれる、請求項に記載の磁気共鳴装置。 The magnetic resonance apparatus according to claim 7 , wherein the characteristic value of the first waveform includes a height of a peak of the first waveform, a half-value width of the peak, and a phase difference at which the peak appears. 前記近似式はn個のCEST項を有し、
前記n個のCEST項のうちの第iのCEST項は、前記第1の係数として3つの係数a1,i、a2,i、およびΔφc,iを含み、
a1,i/a2,iは前記ピークの高さを表し、2√a2,iは前記ピークの半値幅を表し、Δφc,iは前記ピークが現れる位相差を表す、請求項8に記載の磁気共鳴装置。
The approximate expression has n CEST terms,
The i-th CEST term of the n CEST terms includes three coefficients a 1, i , a 2, i and Δφ c, i as the first coefficient,
9. The method according to claim 8, wherein a 1, i / a 2, i represents the height of the peak, 2√a 2, i represents the half width of the peak, and Δφ c, i represents a phase difference at which the peak appears. 6. The magnetic resonance apparatus according to claim 1.
前記第iのCEST項は、前記3つの係数a1,i、a2,i、Δφc,iおよび前記偶関数F(Δφa)を用いて、以下の式で表される、請求項9に記載の磁気共鳴装置。
ここで、 FL,i(Δφa):前記第iのCEST項
F(Δφa−Δφc,i):前記偶関数F(Δφa)のΔφaをΔφa−Δφc,iに置き換えることにより得られる関数
10. The i-th CEST term is represented by the following equation using the three coefficients a 1, i , a 2, i , Δφ c, i and the even function F (Δφ a ). 6. The magnetic resonance apparatus according to claim 1.
Here, FL , i (Δφ a ): the i-th CEST term
F (Δφ a -Δφ c, i ): function obtained by replacing the [Delta] [phi a of the even function F (Δφ a) Δφ a -Δφ c, the i
前記第3の係数は、
CESTプールに含まれるプロトンの磁化の大きさと、自由水プールに含まれるプロトンの
磁化の大きさと、水の縦緩和時間又は水の縦緩和時間の逆数とを含む係数である、請求項1〜10のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
The third coefficient is
11. A coefficient including the magnitude of magnetization of protons contained in the CEST pool, the magnitude of magnetization of protons contained in the free water pool, and the longitudinal relaxation time of water or the reciprocal of the longitudinal relaxation time of water. The magnetic resonance apparatus according to claim 1.
前記第3の係数は、CESTプールに含まれるプロトンの磁化の大きさと、自由水プールに含まれるプロトンの磁化の大きさとを含む係数であり、
前記関係式は、水の縦緩和時間又は水の縦緩和時間の逆数を表す第4の係数を含んでおり、
前記スキャン手段は、前記第4の係数の値を求めるための他のスキャンを実行し、
前記係数値計算手段は、前記他のスキャンにより得られたデータに基づいて前記第4の係数の値を計算する第1の係数値計算部を有する、請求項1〜10のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
The third coefficient is a coefficient including the magnitude of the magnetization of the protons contained in the CEST pool and the magnitude of the magnetization of the protons contained in the free water pool,
The relational expression includes a fourth coefficient representing a longitudinal relaxation time of water or a reciprocal of a longitudinal relaxation time of water,
The scanning means performs another scan to determine the value of the fourth coefficient,
11. The apparatus according to claim 1, wherein the coefficient value calculation unit includes a first coefficient value calculation unit that calculates a value of the fourth coefficient based on data obtained by the another scan. Item 7. The magnetic resonance apparatus according to Item 1.
前記係数値計算手段は、前記関係式に基づいて前記第3の係数の値を計算する第2の係数値計算部を有し、
前記第2の係数値計算部は、前記関係式の前記第4の係数に、前記第1の係数値計算部により計算された前記第4の係数の値を代入し、前記第3の係数の値を計算する、請求項12に記載の磁気共鳴装置。
The coefficient value calculation unit includes a second coefficient value calculation unit that calculates a value of the third coefficient based on the relational expression,
The second coefficient value calculation unit substitutes the value of the fourth coefficient calculated by the first coefficient value calculation unit for the fourth coefficient of the relational expression, and calculates the third coefficient The magnetic resonance apparatus according to claim 12, which calculates a value.
前記第3の係数は、CESTプールに含まれるプロトンの磁化の大きさと、水の縦緩和時間又は水の縦緩和時間の逆数とを含む係数であり、
前記関係式は、自由水プールに含まれるプロトンの磁化の大きさを表す第5の係数を含んでおり、
前記スキャン手段は、前記第5の係数の値を求めるための他のスキャンを実行し、
前記係数値計算手段は、前記他のスキャンにより得られたデータに基づいて前記第5の係数の値を計算する第1の係数値計算部を有する、請求項1〜10のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
The third coefficient is a coefficient including the magnitude of magnetization of protons contained in the CEST pool and the longitudinal relaxation time of water or the reciprocal of the longitudinal relaxation time of water,
The relational expression includes a fifth coefficient representing the magnitude of magnetization of protons contained in the free water pool,
The scanning means performs another scan to determine the value of the fifth coefficient,
11. The apparatus according to claim 1, wherein the coefficient value calculation unit includes a first coefficient value calculation unit that calculates a value of the fifth coefficient based on data obtained by the another scan. Item 7. The magnetic resonance apparatus according to Item 1.
前記係数値計算手段は、前記関係式に基づいて前記第3の係数の値を計算する第2の係数値計算部を有し、
前記第2の係数値計算部は、前記関係式の前記第5の係数に、前記第1の係数値計算部により計算された前記第5の係数の値を代入し、前記第3の係数の値を計算する、請求項14に記載の磁気共鳴装置。
The coefficient value calculation unit includes a second coefficient value calculation unit that calculates a value of the third coefficient based on the relational expression,
The second coefficient value calculation unit substitutes a value of the fifth coefficient calculated by the first coefficient value calculation unit for the fifth coefficient of the relational expression, and calculates a value of the third coefficient. The magnetic resonance apparatus according to claim 14, which calculates a value.
前記第3の係数は、CESTプールに含まれるプロトンの磁化の大きさを表す係数であり、
前記関係式は、水の縦緩和時間又は水の縦緩和時間の逆数を表す第4の係数と、自由水プールに含まれるプロトンの磁化の大きさを表す第5の係数とを含んでおり、
前記スキャン手段は、前記第4の係数の値および前記第5の係数の値を求めるための他のスキャンを実行し、
前記係数値計算手段は、前記他のスキャンにより得られたデータに基づいて前記第4の係数の値および前記第5の係数の値を計算する第1の係数値計算部を有する、請求項1〜10のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
The third coefficient is a coefficient representing the magnitude of magnetization of protons contained in the CEST pool,
The relational expression includes a fourth coefficient representing the longitudinal relaxation time of water or the reciprocal of the longitudinal relaxation time of water, and a fifth coefficient representing the magnitude of magnetization of protons contained in the free water pool,
The scanning means performs another scan to determine the value of the fourth coefficient and the value of the fifth coefficient,
2. The coefficient value calculation unit includes a first coefficient value calculation unit that calculates a value of the fourth coefficient and a value of the fifth coefficient based on data obtained by the another scan. 3. The magnetic resonance apparatus according to any one of claims 10 to 10.
前記係数値計算手段は、前記関係式に基づいて前記第3の係数の値を計算する第2の係数値計算部を有し、
前記第2の係数値計算部は、前記関係式の前記第4の係数に、前記第1の係数値計算部により計算された前記第4の係数の値を代入するとともに、前記関係式の前記第5の係数に、前記第1の係数値計算部により計算された前記第5の係数の値を代入し、前記第3の係数の値を計算する、請求項16に記載の磁気共鳴装置。
The coefficient value calculation unit includes a second coefficient value calculation unit that calculates a value of the third coefficient based on the relational expression,
The second coefficient value calculation unit substitutes the value of the fourth coefficient calculated by the first coefficient value calculation unit for the fourth coefficient of the relational expression, and 17. The magnetic resonance apparatus according to claim 16, wherein the value of the fifth coefficient calculated by the first coefficient value calculation unit is substituted for a fifth coefficient, and the value of the third coefficient is calculated.
前記位相差を周波数に変換する周波数変換手段を有する、請求項6〜10のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。   The magnetic resonance apparatus according to any one of claims 6 to 10, further comprising frequency conversion means for converting the phase difference into a frequency. 前記RFパルスは、連続波のRFパルスである、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。   The magnetic resonance apparatus according to claim 1, wherein the RF pulse is a continuous wave RF pulse. 前記シーケンスは、複数のプリパレーションパルスを有しており、
前記複数のプリパレーションパルスの各々は、前記RFパルスと、縦磁化を定常状態にするためのキラー勾配パルスとを含む、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。
The sequence has a plurality of preparation pulses,
The magnetic resonance apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein each of the plurality of preparation pulses includes the RF pulse and a killer gradient pulse for setting longitudinal magnetization to a steady state.
CEST(化学交換飽和移動)により生じる磁化の移動を反映した情報を取得するためのスキャンを実行する磁気共鳴装置であって、前記スキャンにおいて、RFパルスを有する複数のシーケンスを実行するスキャン手段を有し、前記RFパルスの周波数が前記シーケンスごとに異なるように設定されている磁気共鳴装置に適用されるプログラムであって、
前記複数のシーケンスにより得られたデータに基づいてZスペクトルを作成するZスペクトル作成処理と、
水の共鳴周波数からのずれを表すオフセット周波数を変数として含む偶関数であって、オフセット周波数の値がゼロにおいて当該偶関数の値がゼロになるように設定された偶関数に基づいて、前記Zスペクトルを第1のスペクトルに変換するスペクトル変換処理と、
CESTの影響を受けた信号成分の第1の波形を表すCEST項であって、前記第1の波形の特性値を表すための第1の係数を含むCEST項と、CESTの影響を受けていない信号成分の第2の波形を表すベースライン項とを含む近似式を用いて、前記スペクトル変換処理により得られた前記第1のスペクトルをフィッティングし、前記第1の係数の値を求めるフィッティング処理と、
前記第1の係数と、送信磁場強度を表す第2の係数と、CESTプールに含まれるプロトンの磁化の大きさの情報を含む第3の係数との関係を表す関係式に基づいて、前記第3の係数の値を計算する係数値計算処理であって、前記関係式の前記第1の係数に、前記フィッティング処理により計算された値を代入するとともに、前記第2の係数に、前記シーケンスで使用されるRFパルスの送信磁場強度の値を代入し、前記第3の係数の値を計算する係数値計算処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
What is claimed is: 1. A magnetic resonance apparatus which executes a scan for acquiring information reflecting a magnetization transfer caused by a CEST (chemical exchange saturation transfer), comprising: a scan unit which executes a plurality of sequences having RF pulses in the scan. A program applied to a magnetic resonance apparatus in which the frequency of the RF pulse is set to be different for each sequence,
Z spectrum creation processing for creating a Z spectrum based on the data obtained by the plurality of sequences;
An even function including, as a variable, an offset frequency representing a deviation from the resonance frequency of water, wherein the Z function is based on an even function set so that the value of the even function becomes zero when the value of the offset frequency is zero. A spectrum conversion process for converting the spectrum into a first spectrum;
A CEST term representing a first waveform of a signal component affected by CEST, the CEST term including a first coefficient for representing a characteristic value of the first waveform, and a CEST term not being affected by CEST. A fitting process of fitting the first spectrum obtained by the spectrum conversion process using an approximation formula including a baseline term representing a second waveform of the signal component to obtain a value of the first coefficient; ,
The first coefficient, a second coefficient representing the transmission magnetic field strength, and a third coefficient containing information on the magnitude of magnetization of protons contained in the CEST pool, A coefficient value calculation process for calculating the value of the coefficient of 3 in which the value calculated by the fitting process is substituted for the first coefficient of the relational expression, and the second coefficient is calculated in the sequence. A coefficient value calculation process of substituting the value of the transmission magnetic field strength of the RF pulse to be used and calculating the value of the third coefficient;
A program for causing a computer to execute.
CEST(化学交換飽和移動)により生じる磁化の移動を反映した情報を取得するためのスキャンを実行する磁気共鳴装置であって、前記スキャンにおいて、複数のRFパルスを含むパルスセットを有する複数のシーケンスを実行するスキャン手段を有し、前記複数のRFパルスのうちのp番目のRFパルスの位相とp+1番目のRFパルスの位相との位相差が前記シーケンスごとに異なるように、前記複数のRFパルスの位相をサイクルさせている磁気共鳴装置に適用されるプログラムであって、
前記複数のシーケンスにより得られたデータに基づいてZスペクトルを作成するZスペクトル作成処理と、
RFパルスの位相差を変数として含む偶関数であって、前記位相差の値がゼロにおいて当該偶関数の値がゼロになるように設定された偶関数に基づいて、前記Zスペクトルを第1のスペクトルに変換するスペクトル変換処理と、
CESTの影響を受けた信号成分の第1の波形を表すCEST項であって、前記第1の波形の特性値を表すための第1の係数を含むCEST項と、CESTの影響を受けていない信号成分の第2の波形を表すベースライン項とを含む近似式を用いて、前記スペクトル変換処理により得られた前記第1のスペクトルをフィッティングし、前記第1の係数の値を求めるフィッティング処理と、
前記第1の係数と、送信磁場強度を表す第2の係数と、CESTプールに含まれるプロトンの磁化の大きさの情報を含む第3の係数との関係を表す関係式に基づいて、前記第3の係数の値を計算する係数値計算処理であって、前記関係式の前記第1の係数に、前記フィッティング処理により計算された値を代入するとともに、前記第2の係数に、前記シーケンスで使用されるRFパルスの送信磁場強度の値を代入し、前記第3の係数の値を計算する係数値計算処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
What is claimed is: 1. A magnetic resonance apparatus for performing a scan for acquiring information reflecting a magnetization transfer caused by a CEST (chemical exchange saturation transfer), comprising: performing a plurality of sequences including a pulse set including a plurality of RF pulses in the scan. Scanning means for performing the scanning, wherein the phase difference between the phase of the p-th RF pulse and the phase of the (p + 1) -th RF pulse of the plurality of RF pulses is different for each of the sequences. A program applied to a magnetic resonance apparatus that cycles a phase,
Z spectrum creation processing for creating a Z spectrum based on the data obtained by the plurality of sequences;
An even function including a phase difference of an RF pulse as a variable, wherein the Z spectrum is converted to a first function based on an even function set such that the value of the even function becomes zero when the value of the phase difference is zero. Spectrum conversion processing for converting to a spectrum,
A CEST term representing a first waveform of a signal component affected by CEST, the CEST term including a first coefficient for representing a characteristic value of the first waveform, and a CEST term not being affected by CEST. A fitting process of fitting the first spectrum obtained by the spectrum conversion process using an approximation formula including a baseline term representing a second waveform of the signal component to obtain a value of the first coefficient; ,
The first coefficient, a second coefficient representing the transmission magnetic field strength, and a third coefficient containing information on the magnitude of magnetization of protons contained in the CEST pool, A coefficient value calculation process for calculating the value of the coefficient of 3 in which the value calculated by the fitting process is substituted for the first coefficient of the relational expression, and the second coefficient is calculated in the sequence. A coefficient value calculation process of substituting the value of the transmission magnetic field strength of the RF pulse to be used and calculating the value of the third coefficient;
A program for causing a computer to execute.
JP2015177893A 2015-09-09 2015-09-09 Magnetic resonance apparatus and program Active JP6664911B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015177893A JP6664911B2 (en) 2015-09-09 2015-09-09 Magnetic resonance apparatus and program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015177893A JP6664911B2 (en) 2015-09-09 2015-09-09 Magnetic resonance apparatus and program

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017051439A JP2017051439A (en) 2017-03-16
JP6664911B2 true JP6664911B2 (en) 2020-03-13

Family

ID=58316108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015177893A Active JP6664911B2 (en) 2015-09-09 2015-09-09 Magnetic resonance apparatus and program

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6664911B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018153335A (en) * 2017-03-16 2018-10-04 サミー株式会社 Game machine
JP2018153338A (en) * 2017-03-16 2018-10-04 サミー株式会社 Game machine
JP2018153337A (en) * 2017-03-16 2018-10-04 サミー株式会社 Game machine

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6943033B2 (en) * 2001-12-13 2005-09-13 The Johns Hopkins University Magnetic resonance method for assesing amide proton transfer effects between amide protons of endogenous mobile proteins and peptides and tissue water in situ and its use for imaging ph and mobile protein/peptide content
EP2199815A1 (en) * 2008-12-22 2010-06-23 Koninklijke Philips Electronics N.V. MR imaging with CEST contrast enhancement
JP5917077B2 (en) * 2011-10-13 2016-05-11 株式会社東芝 Magnetic resonance imaging system
US9372245B2 (en) * 2011-11-21 2016-06-21 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Endogenous magnetization contrast in MRI
US9562959B2 (en) * 2012-08-31 2017-02-07 Toshiba Medical Systems Corporation MRI detection of tissue macromolecular characteristics using MTC effects
JP5908878B2 (en) * 2013-09-18 2016-04-26 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 Magnetic resonance apparatus and program
JP5684888B2 (en) * 2013-12-24 2015-03-18 株式会社日立メディコ Magnetic resonance imaging system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017051439A (en) 2017-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102078196B (en) Method to detect breathing movement of an examination subject corresponding to signal data by magnetic resonance
US7432710B2 (en) Apparatus and method for reducing image artifact
US9575154B2 (en) MR imaging using a multi-point dixon technique
JP6204924B2 (en) MRI with Dixon-type water / fat separation and prior knowledge on main field inhomogeneity
US6516210B1 (en) Signal analysis for navigated magnetic resonance imaging
CN105556326B (en) MR imaging with DIXON-type water/fat separation
EP2798364B1 (en) Mr imaging with suppression of flow artefacts
US10281549B2 (en) Magnetic resonance imaging apparatus and image processing apparatus
US10234523B2 (en) MRI with dixon-type water/fat separation with estimation of the main magnetic field variations
EP3198291B1 (en) Dixon mr imaging with suppression of flow artifacts
CN102743172A (en) Magnetic resonance method and apparatus for triggered acquisition of magnetic resonance measurement data
JP6664911B2 (en) Magnetic resonance apparatus and program
US11313931B2 (en) System and method for quantifying T1, T2 and resonance frequency using rosette trajectory acquisition and read segmented reconstruction
JP6348449B2 (en) Magnetic resonance apparatus and program
US20150168521A1 (en) Magnetic resonance imaging apparatus and magnetic resonance imaging method
EP3497456B1 (en) Mr imaging with dixon-type water/fat separation
EP2503348A1 (en) MRI using a multi-point Dixon technique and a low resolution calibration scan
US11131733B2 (en) System and method for magnetic resonance fingerprinting with non-locally sequential sampling of k-space
JP6599733B2 (en) Magnetic resonance apparatus and program
US9459335B2 (en) System and method for parallel magnetic resonance imaging with optimally selected in-plane acceleration
JP6356412B2 (en) Magnetic resonance apparatus and program
US7642776B2 (en) Method to determine an acquisition sequence in an imaging method for generation of 2D slice images
US10859651B2 (en) System and method for controlling effects of magnetic field inhomogeneities on magnetic resonance fingerprinting (MRF)
EP4043902A1 (en) Dixon-type water/fat separation mr imaging
JP5283092B2 (en) Magnetic resonance imaging apparatus and image processing apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180907

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20190530

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190625

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190723

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191021

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200128

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200219

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6664911

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250