特許 6348449 磁気共鳴装置およびプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6348449

(24)【登録日】2018年6月8日

(45)【発行日】2018年6月27日

(54)【発明の名称】磁気共鳴装置およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/055 20060101AFI20180618BHJP

【ＦＩ】

   A61B5/055 382

【請求項の数】34

【全頁数】46

(21)【出願番号】特願2015-99332(P2015-99332)

(22)【出願日】2015年5月14日

(65)【公開番号】特開2016-214301(P2016-214301A)

(43)【公開日】2016年12月22日

【審査請求日】2016年9月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】300019238

【氏名又は名称】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

(74)【代理人】

【識別番号】100137545

【弁理士】

【氏名又は名称】荒川 聡志

(74)【代理人】

【識別番号】100105588

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 博

(74)【代理人】

【識別番号】100129779

【弁理士】

【氏名又は名称】黒川 俊久

(74)【代理人】

【識別番号】100113974

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 拓人

(72)【発明者】

【氏名】三好 光晴

【審査官】 安田 明央

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１２−５００６９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０１５２６７１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１５−０５８１４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／００７７１１０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１４−０４６２０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／００６２４７３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ５／０５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

プロトンを含む第１の物質とプロトンを含む第２の物質との間において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磁気共鳴装置であって、
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た複数のシーケンスを実行するスキャン手段と、
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、CESTの影響を受けた信号成分を表すCEST成分と、CESTの影響を受けていない信号成分を表すベースライン成分とを含むＺスペクトルを作成するスペクトル作成手段と、
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であって、CESTの影響が現れる周波数において、前記第１のスペクトルのCEST成分の信号値とベースライン成分の信号値との比が、前記ＺスペクトルのCEST成分の信号値とベースライン成分の信号値との比よりも大きい前記第１のスペクトルが得られるように、前記Ｚスペクトルを前記第１のスペクトルに変換するスペクトル変換手段と、
前記第１のスペクトルに含まれるCEST成分の情報を求める手段と、
を有する磁気共鳴装置。

【請求項2】

プロトンを含む第１の物質とプロトンを含む第２の物質との間において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磁気共鳴装置であって、
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、前記複数のシーケンスを実行するスキャン手段と、
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、CESTの影響を受けた信号成分を表すCEST成分と、CESTの影響を受けていない信号成分を表すベースライン成分とを含むＺスペクトルを作成するスペクトル作成手段と、
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であって、CESTの影響が現れる位相差において、前記第１のスペクトルのCEST成分の信号値とベースライン成分の信号値との比が、前記ＺスペクトルのCEST成分の信号値とベースライン成分の信号値との比よりも大きい前記第１のスペクトルが得られるように、前記Ｚスペクトルを前記第１のスペクトルに変換するスペクトル変換手段と、
前記第１のスペクトルに含まれるCEST成分の情報を求める手段と、
を有する磁気共鳴装置。

【請求項3】

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２に記載の磁気共鳴装置。

【請求項4】

前記CEST成分の情報を求める手段は、
CEST成分を表すCEST項と、ベースライン成分を表すベースライン項とを含む第１の関数に基づいて、前記第１のスペクトルに含まれるCEST成分の情報を求める、請求項１又は３に記載の磁気共鳴装置。

【請求項5】

前記CEST項は複数の係数を含んでおり、
前記CEST成分の情報を求める手段は、
前記第１の関数を用いて前記第１のスペクトルをフィッティングすることにより、前記CEST項に含まれる複数の係数の各々の値を計算する第１のフィッティング手段を有する、請求項４に記載の磁気共鳴装置。

【請求項6】

前記第１のフィッティング手段は、
前記CEST項に含まれる複数の係数の各々の初期値を設定し、前記初期値を基準にして係数の値を変更することによりフィッティングを行う、請求項５に記載の磁気共鳴装置。

【請求項7】

前記第１のスペクトルから、CESTの影響を受けた信号成分が現れる周波数を検出する検出手段を有する、請求項６に記載の磁気共鳴装置。

【請求項8】

前記CEST項に含まれる複数の係数のうちの一つの係数は、CESTの影響を受けた信号成分が現れる周波数を表しており、
前記第１のフィッティング手段は、
前記検出手段により検出された周波数の値を、前記一つの係数の初期値として設定する、請求項７に記載の磁気共鳴装置。

【請求項9】

前記ＺスペクトルからCEST成分が除去された第２のスペクトルを求め、前記第２のスペクトルに基づいて、前記第１のスペクトルに含まれるベースライン成分の情報を求める手段を有する、請求項８に記載の磁気共鳴装置。

【請求項10】

前記ベースライン項は複数の係数を含み、
前記ベースライン成分の情報を求める手段は、前記ベースライン項に含まれる複数の係数の各々の値を計算する、請求項９に記載の磁気共鳴装置。

【請求項11】

前記ベースライン成分の情報を求める手段は、
前記第２のスペクトルを作成する他のスペクトル作成手段と、
複数の係数を含む第２の関数を用いて前記第２のスペクトルをフィッティングすることにより、前記第２の関数に含まれる複数の係数の各々の値を計算する第２のフィッティング手段と、
前記第２のフィッティング手段により計算された係数の値に基づいて、前記ベースライン項に含まれる複数の係数の各々の値を計算する係数値計算手段と、
を有する、請求項１０に記載の磁気共鳴装置。

【請求項12】

前記第２の関数は、定数項に含まれる係数と、ローレンツ関数の項に含まれる係数とを有している、請求項１１に記載の磁気共鳴装置。

【請求項13】

前記第２のフィッティング手段は、
前記第２の関数に含まれる複数の係数の各々の初期値を設定し、前記初期値を基準にして係数の値を変更することによりフィッティングを行う、請求項１１又は１２に記載の磁気共鳴装置。

【請求項14】

前記CEST項と前記ベースライン項との和で表される第３のスペクトルを計算するスペクトル計算手段を有する、請求項１３に記載の磁気共鳴装置。

【請求項15】

前記第３のスペクトルに基づいて、前記第１のスペクトルに他のCEST成分が含まれているか否かを判断する判断手段を有する、請求項１４に記載の磁気共鳴装置。

【請求項16】

前記判断手段が、前記第１のスペクトルに他のCEST成分が含まれていると判断した場合、前記第１のフィッティング手段は、前記第１の関数に他のCEST成分に対応するCEST項を追加し、CEST項が追加された第１の関数を用いて前記第１のスペクトルをフィッティングすることにより、追加されたCEST項に含まれる複数の係数の各々の値を計算する、請求項１５に記載の磁気共鳴装置。

【請求項17】

前記第１の関数に含まれるCEST項の数を表すｎの値を設定する設定手段を有し、
前記判断手段が、前記第１のスペクトルに他のCEST成分が含まれていると判断した場合、前記設定手段は、CEST項の数を表すｎの値をインクリメントする、請求項１６に記載の磁気共鳴装置。

【請求項18】

前記第２のフィッティング手段は、
ｎ＝ｉ−１において、前記第２の関数に含まれる複数の係数の各々の値を計算するための第１のフィッティングを行い、
ｎ＝ｉにおいて、前記第２の関数に含まれる複数の係数の各々の値を計算するための第２のフィッティングを行う、請求項１７に記載の磁気共鳴装置。

【請求項19】

前記第２のフィッティング手段は、
前記第２のフィッティングを行う場合、前記第１のフィッティングにより計算された各係数の値を、前記第２のフィッティングにおける各係数の初期値として設定する、請求項１８に記載の磁気共鳴装置。

【請求項20】

前記第１のスペクトルに含まれるCEST成分の総数をカウントするカウント手段を有する、請求項１９に記載の磁気共鳴装置。

【請求項21】

前記第１のフィッティング手段は、
前記ベースライン項に含まれる複数の係数の値を固定し、CEST項に含まれる係数の値を再計算するための第３のフィッティングを行う、請求項２０に記載の磁気共鳴装置。

【請求項22】

前記第１のフィッティング手段は、
前記第３のフィッティングを行う場合、前記第３のフィッティングを行う前に計算されたCEST項の各係数の値を、CEST項の係数の初期値として設定する、請求項２１に記載の磁気共鳴装置。

【請求項23】

前記第１のフィッティング手段が、CEST項に含まれる係数の値を再計算した後、前記カウント手段は、前記第１のスペクトルに含まれるCEST成分の総数をカウントする、請求項２２に記載の磁気共鳴装置。

【請求項24】

CEST項に含まれる係数の値を再計算した後にカウントされたCEST成分の総数が、CEST項に含まれる係数の値を再計算する前にカウントされたCEST成分の総数と異なる場合、CEST項に含まれる係数の値の計算と、ベースライン項に含まれる係数の値の計算をやり直す、請求項２３に記載の磁気共鳴装置。

【請求項25】

前記CEST項に含まれる複数の係数の値と、前記ベースライン項に含まれる複数の係数の値とに基づいて、理想的なＺスペクトルを推定するスペクトル推定手段と、
前記理想的なＺスペクトルと前記Ｚスペクトルをと比較し、前記理想的なＺスペクトルによって前記Ｚスペクトルが再現されているか否かを判断するスペクトル比較手段と、
を有する、請求項２４に記載の磁気共鳴装置。

【請求項26】

前記スペクトル比較手段が、前記理想的なＺスペクトルによって前記Ｚスペクトルが再現されていると判断した場合、前記カウント手段は、前記第１のスペクトルに含まれるCEST成分の総数をカウントする、請求項２５に記載の磁気共鳴装置。

【請求項27】

前記第１の関数のベースライン項に含まれる係数の個数は、前記第２の関数に含まれる係数の個数よりも少ない、請求項１１〜請求項２６のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。

【請求項28】

前記ＲＦパルスは、連続波のＲＦパルスである、請求項１に記載の磁気共鳴装置。

【請求項29】

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に記載の磁気共鳴装置。

【請求項30】

前記スペクトル変換手段は、
Ｚスペクトルを第１のスペクトルに変換する変換式に基づいて、第１のスペクトルを得る、請求項１、３〜２９のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。

【請求項31】

前記第１の物質は水であり、
前記変換式は、水の共鳴周波数からのずれを表すオフセット周波数の値に応じて変化する偶関数を含む、請求項３０に記載の磁気共鳴装置。

【請求項32】

前記オフセット周波数の値がゼロの場合、前記偶関数の値はゼロである、請求項３１に記載の磁気共鳴装置。

【請求項33】

プロトンを含む第１の物質とプロトンを含む第２の物質との間において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磁気共鳴装置であって、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た複数のシーケンスを実行す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、CESTの影響を受けた信号成分を表すCEST成分と、CESTの影響を受けていない信号成分を表すベースライン成分とを含むＺスペクトルを作成するスペクトル作成処理と、
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であって、CESTの影響が現れる周波数において、前記第１のスペクトルのCEST成分の信号値とベースライン成分の信号値との比が、前記ＺスペクトルのCEST成分の信号値とベースライン成分の信号値との比よりも大きい前記第１のスペクトルが得られるように、前記Ｚスペクトルを前記第１のスペクトルに変換するスペクトル変換処理と、
前記第１のスペクトルに含まれるCEST成分の情報を求める処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。

【請求項34】

プロトンを含む第１の物質とプロトンを含む第２の物質との間において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磁気共鳴装置であって、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、前記複数のシーケンスを実行す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、CESTの影響を受けた信号成分を表すCEST成分と、CESTの影響を受けていない信号成分を表すベースライン成分とを含むＺスペクトルを作成するスペクトル作成処理と、
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であって、CESTの影響が現れる位相差において、前記第１のスペクトルのCEST成分の信号値とベースライン成分の信号値との比が、前記ＺスペクトルのCEST成分の信号値とベースライン成分の信号値との比よりも大きい前記第１のスペクトルが得られるように、前記Ｚスペクトルを前記第１のスペクトルに変換するスペクトル変換処理と、
前記第１のスペクトルに含まれるCEST成分の情報を求める処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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。

【背景技術】

【0002】

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）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特表２０１２−５１３２３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

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。

【0005】

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。

【0006】

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ための技術が望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の第１の観点は、プロトンを含む第１の物質とプロトンを含む第２の物質との間において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磁気共鳴装置であって、
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た複数のシーケンスを実行するスキャン手段と、
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、CESTの影響を受けた信号成分を表すCEST成分と、CESTの影響を受けていない信号成分を表すベースライン成分とを含むＺスペクトルを作成するスペクトル作成手段と、
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であって、CESTの影響が現れる周波数において、前記第１のスペクトルのCEST成分の信号値とベースライン成分の信号値との比が、前記ＺスペクトルのCEST成分の信号値とベースライン成分の信号値との比よりも大きくなるように、前記Ｚスペクトルを前記第１のスペクトルに変換するスペクトル変換手段と、
前記第１のスペクトルに含まれるCEST成分の情報を求める手段と、
を有する磁気共鳴装置である。

【0008】

本発明の第２の観点は、プロトンを含む第１の物質とプロトンを含む第２の物質との間において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磁気共鳴装置であって、
前記複数の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、前記複数のシーケンスを実行するスキャン手段と、
複数のシーケンスにより得られたデータに基づいて、CESTの影響を受けた信号成分を表すCEST成分と、CESTの影響を受けていない信号成分を表すベースライン成分とを含むＺスペクトルを作成するスペクトル作成手段と、
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であって、CESTの影響が現れる位相差において、前記第１のスペクトルのCEST成分の信号値とベースライン成分の信号値との比が、前記ＺスペクトルのCEST成分の信号値とベースライン成分の信号値との比よりも大きくなるように、前記Ｚスペクトルを前記第１のスペクトルに変換するスペクトル変換手段と、
前記第１のスペクトルに含まれるCEST成分の情報を求める手段と、
を有する磁気共鳴装置である。

【0009】

本発明の第３の観点は、プロトンを含む第１の物質とプロトンを含む第２の物質との間において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磁気共鳴装置であって、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た複数のシーケンスを実行す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、CESTの影響を受けた信号成分を表すCEST成分と、CESTの影響を受けていない信号成分を表すベースライン成分とを含むＺスペクトルを作成するスペクトル作成処理と、
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であって、CESTの影響が現れる周波数において、前記第１のスペクトルのCEST成分の信号値とベースライン成分の信号値との比が、前記ＺスペクトルのCEST成分の信号値とベースライン成分の信号値との比よりも大きくなるように、前記Ｚスペクトルを前記第１のスペクトルに変換するスペクトル変換処理と、
前記第１のスペクトルに含まれるCEST成分の情報を求める処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラムである。

【0010】

本発明の第４の観点は、プロトンを含む第１の物質とプロトンを含む第２の物質との間において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磁気共鳴装置であって、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、前記複数のシーケンスを実行す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、CESTの影響を受けた信号成分を表すCEST成分と、CESTの影響を受けていない信号成分を表すベースライン成分とを含むＺスペクトルを作成するスペクトル作成処理と、
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であって、CESTの影響が現れる位相差において、前記第１のスペクトルのCEST成分の信号値とベースライン成分の信号値との比が、前記ＺスペクトルのCEST成分の信号値とベースライン成分の信号値との比よりも大きくなるように、前記Ｚスペクトルを前記第１のスペクトルに変換するスペクトル変換処理と、
前記第１のスペクトルに含まれるCEST成分の情報を求める処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラムである。

【発明の効果】

【0011】

Ｚスペクトルは、CEST成分とベースライン成分との比が大きい第１のスペクトルに変換される。したがって、第１のスペクトルを用いることによりCESTの情報を取得することが容易となる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の第１の形態の磁気共鳴装置の概略図である。

【図2】第１の形態においてプロセッサ９が実現する手段の説明図である。

【図3】第１の形態で実行されるスキャンの説明図である。

【図4】第１の形態におけるシーケンスＳＥ_ｋを具体的に示す図である。

【図5】Ｚスペクトルの説明図である。

【図6】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7】CEST画像を作成するためのフローを示す図である。

【図8】Ｚスペクトルを概略的に示す図である。

【図9】CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）を概略的に示す図である。

【図10】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。

【図11】フィッティングにより計算された係数（ｂ_０，ｂ_１，ｂ_２，Δω_０）の値を示す図である。

【図12】計算された係数（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）の値を示す図である。

【図13】スペクトルＦ_CPE＿１（Δω_ａ）を概略的に示す図である。

【図14】CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）に他のCEST成分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15】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。

【図16】ｎ＝２において、フィッティングにより計算された係数（ｂ_０，ｂ_１，ｂ_２，Δω_０）の値を示す図である。

【図17】計算された係数（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）の値を示す図である。

【図18】スペクトルＦ_CPE＿２（Δω_ａ）を概略的に示す図である。

【図19】CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）に他のCEST成分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20】差分スペクトルＤ（Δω_ａ）が閾値ＴＨ１を超えた例を示す図である。

【図21】ｎ＝ｉにおいて計算された係数の値を示す図である。

【図22】ｎ＝ｉにおいて、フィッティングにより計算された係数（ｂ_０，ｂ_１，ｂ_２，Δω_０）の値を示す図である。

【図23】計算された係数（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）の値を示す図である。

【図24】スペクトルＦ_CPE＿ｉ（Δω_ａ）を概略的に示す図である。

【図25】ステップＳＴ１５のフローを示す図である。

【図26】第２の形態で使用されるシーケンスＳＥ_ｋを具体的に示す図である。

【図27】第３の形態においてプロセッサ９が実現する手段の説明図である。

【図28】第３の形態で使用されるシーケンスＳＥ_ｋを具体的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

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。
（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。

【0014】

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、静磁場を発生させるための超伝導コイル２２、勾配パルスを印加するための勾配コイル２３、およびＲＦパルスを印加するためのＲＦコイル２４などを有している。超伝導コイルの代わりに、永久磁石を用いてもよい。

【0015】

テーブル３は、クレードル３ａを有している。クレードル３ａは、収容空間２１内に移動できるように構成されている。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。

【0016】

受信コイル４は、被検体１３の腹部および胸部を含む部位に取り付けられている。受信コイル４は、被検体１３からの磁気共鳴信号を受信する。

【0017】

ＭＲ装置１は、更に、送信器５、勾配磁場電源６、受信器７、コンピュータ８、操作部１１、および表示部１２などを有している。

【0018】

送信器５はＲＦコイル２４に電流を供給し、勾配磁場電源６は勾配コイル２３に電流を供給する。受信器７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実行する。尚、マグネット２、受信コイル４、送信器５、勾配磁場電源６、および受信器７を合わせたものがスキャン手段に相当する。

【0019】

コンピュータ８は、表示部１２に必要な情報を伝送したり、画像を再構成するなど、ＭＲ装置１の各種の動作を実現するように、ＭＲ装置１の各部の動作を制御する。コンピュータ８は、プロセッサ９および記憶部１０などを有している。

【0020】

記憶部１０には、プロセッサ９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、コンピュータで読取り可能な非一過性の記録媒体であってもよい。非一過性の記録媒体としては、例えば、ＣＤ−ＲＯＭを用いることができる。プロセッサ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を実現する。図２は、プロセッサ９が実現する手段の説明図である。プロセッサ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〜カウント手段１０３などを実現する。

【0021】

画像作成手段９０は、後述するシーケンスＳＥ_１〜ＳＥ_１６（図１１参照）により得られたデータに基づいて画像を作成する。

【0022】

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。

【0023】

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Ｆ_CPE（Δω_ａ）（例えば、図９参照）に変換する。CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）は第１のスペクトルに相当する。

【0024】

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が現れるオフセット周波数を検出する。

【0025】

設定手段９４は、CEST項の数を表すｎの値を設定する。
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。

【0026】

CRZスペクトル作成手段９６は、ＺスペクトルからCEST成分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。CRZスペクトルは第２のスペクトルに相当する。

【0027】

第２のフィッティング手段９７は、後述する式（２０）を用いてフィッティングを行い、式（２０）に含まれる係数（ｂ_０，ｂ_１，ｂ_２，Δω_０）の値を計算する。

【0028】

係数値計算手段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の値を計算する。ベースライン項については後述する。

【0029】

スペクトル計算手段９９は、後述するスペクトルＦ_CPE＿ｎ（Δω_ａ）（式２１参照）を計算する。スペクトルＦ_CPE＿ｎ（Δω_ａ）は第３のスペクトルに相当する。

【0030】

CEST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Ｆ_CPE（Δω_ａ）に、CESTの影響を受けた他の信号成分が含まれているか否かを判断する。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

カウント手段１０３は、検出手段９３により検出されたオフセット周波数の総数をカウントする。

【0034】

プロセッサ９は、画像作成手段９０〜カウント手段１０３を構成する一例であり、記憶部１０に記憶されたプログラムを実行することによりこれらの手段として機能する。尚、第１のフィッティング手段９５がCEST成分の情報を求める手段に相当し、CRZスペクトル作成手段９６、第２のフィッティング手段９７、および係数値計算手段９８を合わせたものがベースライン成分の情報を求める手段に相当する。

【0035】

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。

【0036】

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。
スキャンＳＣは、CESTイメージング法を用いてスライスＳＬの画像を取得するためのスキャンである。スキャンＳＣでは、スライスＳＬの画像Ｄ_ｋを取得するためのシーケンスＳＥ_ｋ（ｋ＝１〜ｒ）が実行される。第１の形態では、シーケンスＳＥ_ｋ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_１〜Ｄ_ｒを取得することができる。

【0037】

図４は、第１の形態におけるシーケンスＳＥ_ｋを具体的に示す図である。
ｋ回目のシーケンスＳＥ_ｋ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。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。

【0038】

ｋ回目のシーケンスＳＥ_ｋは、上記のように構成されている。シーケンスＳＥ_１、ＳＥ_２、・・・ＳＥ_ｒ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。

【0039】

第１の形態では、シーケンスＳＥ_１〜ＳＥ_ｒを実行することにより、画像Ｄ_１〜Ｄ_ｒを取得し、これらの画像Ｄ_１〜Ｄ_ｒに基づいて、Ｚスペクトルを作成する。

【0040】

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_ａである。Δω_ａは、Δω_ａ＝２π（ｆ−ｆ_ｗ）［rad/sec］で計算される。ここで、ｆ_ｗは、水の共鳴周波数である。

【0041】

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_ｃ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。

【0042】

図５（ａ２）は、Ｚスペクトルを、CESTの影響を受けた信号成分（以下、「CEST成分」と呼ぶ）Ｐ１と、CESTの影響を受けていない信号成分（以下、「ベースライン成分」と呼ぶ）Ｐ２とに分けて示した図である。尚、CEST成分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成分Ｐ１のピークを上向きに反転させて示してある。

【0043】

Ｚスペクトルから、CEST成分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成分）Ｐ１の他に、CESTの影響を受けていない信号成分（ベースライン成分）Ｐ２を含んでいる。一般的に、CEST成分Ｐ１およびベースライン成分Ｐ２は、ローレンツ関数で近似できる。しかし、ベースライン成分Ｐ２は、CEST成分Ｐ１よりも大きなピークを持つので、オフセット周波数Δω_ｃの近傍において、CEST成分Ｐ１とベースライン成分Ｐ２との比Ｒ（＝Ｐ１／Ｐ２）は小さい値になる。したがって、CEST成分Ｐ１のピークがベースライン成分Ｐ２に埋もれてしまい、ＺスペクトルからCEST成分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成分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成分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。

【0044】

Ｚスペクトルは以下の式（１）で表すことができる。

【数1】

【0045】

ここで、Δω_ａ：水の共鳴周波数からのずれを表すオフセット周波数
Ｍｚ^ａ：シーケンスＳＥ_ｋのデータ収集セグメントＤＡＱ（図４参照）の直前における縦磁化の大きさ
Ｍ_０：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。

【0046】

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.）。

【数2】

【0047】

式（２）のＲ_１ρ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）。

【数3】

【0048】

式（３）のcos^２θ、sin^２θ、およびＲ_ｅｘは以下の式で表される。

【数4】

【0049】

ω_１：ＲＦパルスＷＣの送信磁場強度（Ｂ１強度）から求められる周波数[radian/sec]
Δω_ｃ：CESTの影響を受けた信号成分が現れるオフセット周波数[radian/sec]
ｋ_ａ：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]

【0050】

ここで、Δω_ａ^２を表す以下の関数Ｆ（Δω_ａ）について考える。

【数5】

【0051】

式（４）のＦ（Δω_ａ）は偶関数であり、Δω_ａ＝０の場合、Ｆ（Δω_ａ）＝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。

【数6】

【0052】

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。

【数7】

【0053】

式（６）を整理すると、以下の式（７）が得られる。

【数8】

【0054】

ここで、Δω_ａがω_１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。

【数9】

【0055】

式（８）が成り立つ場合、式（５ａ）は、以下の式に近似できる。

【数10】

【0056】

したがって、式（９ａ）から、cosθは、以下の式に近似できる。

【数11】

【0057】

また、式（８）が成り立つ場合、式（５ｂ）は、以下の式に近似できる。

【数12】

【0058】

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。

【数13】

【0059】

Δω_ａ≫ω_１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Ｒ_２^ａω_１^２／Ｒ_１^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成分（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項は、強度がａ_１、幅がａ_２、位置がΔω_ｃのローレンツ関数で表されている。したがって、CEST成分を、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。

【0060】

CPEスペクトルを、Ｆ_CPE（Δω_ａ）とすると、Ｆ_CPE（Δω_ａ）は以下の式で表すことができる。

【数14】

【0061】

また、式（１０）および（１１）から、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）の近似式は、以下の式で表すことができる。

【数15】

【0062】

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Ｚ_ＭＴとし、スペクトルＺ_ＭＴ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Ｚ_ＭＴは以下の式で表すことができる。

【数16】

【0063】

式（１３）において、Δω_０は、周波数の誤差を表している。式（１３）の右辺第１項（ｂ_０）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Ｚ_ＭＴで置き換え、更に、式（１３）のΔω_０が十分に小さくΔω_０＝０で表せると仮定する。この場合、ＺをＺ_ＭＴで置き換えた後の式（１１）と、Δω_０＝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。

【数17】

【0064】

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。

【数18】

【0065】

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。

【0066】

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Ｆ_CPE（Δω_ａ）は、以下の式に近似することができる。

【数19】

【0067】

ただし、Δω_ａ≫ω_１である。式（１６）の右辺第１項および右辺第２項の和は、ベースライン成分（CESTの影響を受けていない信号成分）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Ｆ_Ｌ，ｎ（Δω_ａ）は、第ｎのCEST項を表している。したがって、式（１６）から、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）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。ベースライン項とｎ個のCEST項とを含む関数は、第１の関数に相当する。

【0068】

式（１６）のベースライン項は、定数項ｃ_０と、ＭＴ項ｃ_ＭＴＦ（Δω_ａ）の和で表されている。ＭＴ項のＦ（Δω_ａ）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Ｆ_CPE（Δω_ａ）に含まれるベースライン成分（CESTの影響を受けていない信号成分）は、偶関数で近似できることが分かる。

【0069】

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成分Ｐ１とベースライン成分Ｐ２とに分けて示した図である。

【0070】

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成分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Δω_ｃの近傍において、CEST成分Ｐ１とベースライン成分Ｐ２との比Ｒ（＝Ｐ１／Ｐ２）は小さい値になるので、CEST成分Ｐ１のピークがベースライン成分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。

【0071】

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成分Ｑ１とベースライン成分Ｑ２とに分けて示した図である。
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成分は、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成分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Δω_ｃの近傍において、CEST成分Ｑ１とべースライン成分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成分Ｑ１を分離し易くすることができる。

【0072】

尚、図６では、説明を簡単にするため、Ｚスペクトルには、CEST成分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成分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成分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成分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成分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成分の各々を分離し易くすることができる。

【0073】

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CEST画像を作成している。以下に、CPEスペクトルを用いてCEST画像を作成する方法について具体的に説明する。

【0074】

図７は、CEST画像を作成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（図４参照）が実行される。スキャンＳＣでは、シーケンスＳＥ_１〜ＳＥ_ｒが実行される。画像作成手段９０（図２参照）は、シーケンスＳＥ_１〜ＳＥ_ｒにより得られたデータに基づいて、スライスＳＬの画像Ｄ_１〜Ｄ_ｒ（図３参照）を作成する。シーケンスＳＥ_１〜ＳＥ_ｒ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_１〜ＳＥ_ｒ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_１〜Ｄ_ｒを得ることができる。シーケンスＳＥ_１〜ＳＥ_ｒを実行した後、ステップＳＴ２に進む。

【0075】

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_１〜Ｄ_ｒの同じ位置のピクセルを抽出し、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_ａ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、画像Ｄ_１〜Ｄ_ｒの同じ位置のピクセルｇ１におけるＺスペクトルが示されているが、他のピクセルにおけるＺスペクトルも作成する。
Ｚスペクトルを作成した後、ステップＳＴ３に進む。

【0076】

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Ｆ_CPE（Δω_ａ）に変換する。図９に、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）を概略的に示す。ここでは、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）は、オフセット周波数Δω_ｃ，１およびΔω_ｃ，２においてCESTの影響を受けた信号成分（CEST成分）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「Δω_ａ」で表してある。ＺスペクトルをCPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）に変換した後、ステップＳＴ４に進む。

【0077】

ステップＳＴ４では、検出手段９３（図２参照）が、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）の中から、CESTの影響を受けた信号成分（CEST成分）が現れるオフセット周波数を検出する。以下に、CEST成分が現れるオフセット周波数の検出方法について説明する。

【0078】

式（１６）のベースライン項に含まれるＦ（Δω_ａ）は、Δω_ａの二次関数で表されるので（式（４）参照）、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）のベースライン成分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Ｆ_CPE（Δω_ａ）と二次関数とを比較し、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）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成分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Ｆ_CPE（Δω_ａ）は、オフセット周波数Δω_ｃ，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成分が現れるオフセット周波数として、オフセット周波数Δω_ｃ，１を検出する。ここでは、Δω_ｃ，１の検出値はΔω_ａ１であるとする。したがって、Δω_ｃ，１の検出値は、以下の式で表される。

【数20】

【0079】

オフセット周波数Δω_ｃ，１＝Δω_ａ１を検出した後、ステップＳＴ５に進む。
ステップＳＴ５では、設定手段９４（図２参照）が、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）の近似式（１６）に含まれるCEST項の数を表すｎを初期値１に設定する。ｎ＝１に設定された場合、式（１６）は、以下の式で表される。

【数21】

【0080】

式（１７）のベースライン項の係数（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）、および式（１７ｃ）のCEST項Ｆ_Ｌ，１（Δω_ａ）の係数（ａ_１,１，ａ_２,１，Δω_ｃ，１）は、未知の係数である。ｎ＝１に設定した後、ステップＳＴ６に進む。

【0081】

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Ｆ_CPE（Δω_ａ）と式（１７）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（１７）のCEST項Ｆ_Ｌ，１（Δω_ａ）の係数（ａ_１,１，ａ_２,１，Δω_ｃ，１）の値と、ベースライン項の係数（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）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（ａ_１,１，ａ_２,１，Δω_ｃ，１）の初期値と、係数（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）の初期値を設定する。例えば、係数Δω_ｃ，１の初期値は、ステップＳＴ４で検出したオフセット周波数Δω_ｃ，１の値、即ち、Δω_ｃ，１＝Δω_ａ１（式１６ｄ参照）に設定される。また、他の係数ａ_１,１、ａ_２,１、ｃ_０、ｃ_ＭＴの初期値は、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）の特徴量（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Ｆ_CPE（Δω_ａ）と式（１７）との誤差が最小になるときの係数（ａ_１,１，ａ_２,１，Δω_ｃ，１）の値、および係数（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）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、（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)）で示されている。

【0082】

尚、フィッティングにより、CEST項Ｆ_Ｌ，１（Δω_ａ）の係数の値の他に、ベースライン項の係数（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）の値も計算することができる。ただし、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）は、Ｚスペクトルよりも、ベースライン成分が抑制されている（図６参照）。したがって、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）を近似式（１７）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（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）を求めた場合、係数（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）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（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）の推定誤差が小さくなるように、係数（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）を計算し直す。係数（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）を計算し直すために、ステップＳＴ７に進む。

【0083】

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。

【0084】

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成分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成分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、「Ｚ_ＣＲＺ」で表すと、CRZスペクトルＺ_ＣＲＺは、Ｚスペクトルを用いて、以下の式で表すことができる。

【数22】

【0085】

尚、δ（Δω_ａ）は、Δω_ａ＝０において式（１８）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、ｎ＝１であるので、式（１８）は、以下の式で表される。

【数23】

【0086】

式（１９）のＺは、ステップＳＴ２で求められている。また、式（１９ａ）のＦ_Ｌ，１（Δω_ａ）の係数（ａ_１,１，ａ_２,１，Δω_ｃ，１）は、図１０に示すように、ステップＳＴ６で（ａ_１,１，ａ_２,１，Δω_ｃ，１）＝（ａ_１,１(1)，ａ_２,１(1)，Δω_ｃ，１(1)）と計算されている。したがって、式（１９）から、CESTの影響を受けた信号成分（CEST成分）が除去されたCRZスペクトルＺ_ＣＲＺを作成することができる。CRZスペクトルＺ_ＣＲＺを作成した後、ステップＳＴ７２に進む。

【0087】

ステップＳＴ７２では、ステップＳＴ７１で作成したCRZスペクトルＺ_ＣＲＺに基づいて、式（１７）のベースライン項の係数（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）の値を計算する。以下に、係数（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）の値の求め方について説明する。

【0088】

CRZスペクトルＺ_ＣＲＺは、ＺスペクトルからCEST成分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Ｚ_ＣＲＺ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Ｚ_ＭＴで表されている。したがって、CRZスペクトルＺ_ＣＲＺは、スペクトルＺ_ＭＴを用いて、以下の式で近似することができる。

【数24】

【0089】

式（２０）から、CRZスペクトルＺ_ＣＲＺは、定数項（ｂ_０）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。定数項（ｂ_０）とローレンツ関数の項との和で表される関数は、第２の関数に相当する。

【0090】

第２のフィッティング手段９７（図２参照）は、CRZスペクトルＺ_ＣＲＺ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）の係数（ｂ_０，ｂ_１，ｂ_２，Δω_０）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（ｂ_０，ｂ_１，ｂ_２，Δω_０）の初期値を計算する。係数（ｂ_０，ｂ_１，ｂ_２，Δω_０）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（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）＝（ｃ_０(1)，ｃ_ＭＴ(1)）に基づいて計算することができる。係数（ｂ_０，ｂ_１，ｂ_２，Δω_０）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（ｂ_０，ｂ_１，ｂ_２，Δω_０）の値を変更し、CRZスペクトルＺ_ＣＲＺと式（２０）との誤差が最小になるときの係数（ｂ_０，ｂ_１，ｂ_２，Δω_０）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（ｂ_０，ｂ_１，ｂ_２，Δω_０）の値を示す。図１１では、計算された係数（ｂ_０，ｂ_１，ｂ_２，Δω_０）の値は、（ｂ_０，ｂ_１，ｂ_２，Δω_０）＝（ｂ_０(1)，ｂ_１(1)，ｂ_２(1)，Δω_０(1)）で示されている。

【0091】

これらの係数の値を求めた後、係数値計算手段９８（図２参照）は、（ｂ_０，ｂ_１）＝（ｂ_０(1)，ｂ_１(1)）を式（１７ａ）に代入し、ｃ_０を計算する。また、係数値計算手段９８は、ｂ_０＝ｂ_０(1)を式（１７ｂ）に代入し、ｃ_ＭＴを計算する。したがって、式（１７）のベースライン項の係数（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）の値を計算することができる。図１２に、計算された係数（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）の値を示す。図１２では、（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）＝（ｃ_０(1)’，ｃ_ＭＴ(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。

【0092】

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ｃ_０＋ｃ_ＭＴＦ（Δω_ａ）とCEST項Σ_ｎＦ_Ｌ，ｎ（Δω_ａ）との和で表されるスペクトルＦ_CPE＿ｎ（Δω_ａ）を計算する。このスペクトルＦ_CPE＿ｎは、以下の式で定義することができる。

【数25】

【0093】

尚、ステップＳＴ５において、ｎ＝１に設定されているので、式（２１）は、以下の式で表される。

【数26】

【0094】

式（２２）のベースライン項の係数（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）は、ステップＳＴ７２において（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）＝（ｃ_０(1)’，ｃ_ＭＴ(1)’）と計算されている（図１２参照）。また、式（２２ｃ）のCEST項Ｆ_Ｌ，１（Δωａ）の係数（ａ_１,１，ａ_２,１，Δω_ｃ，１）は、ステップＳＴ６において（ａ_１,１，ａ_２,１，Δω_ｃ，１）＝（ａ_１,１(1)，ａ_２,１(1)，Δω_ｃ，１(1)）と求められている（図１２参照）。したがって、式（２２）および（２２ｃ）に、これらの係数の値を代入することにより、スペクトルＦ_CPE＿１（Δω_ａ）を計算することができる。図１３に、スペクトルＦ_CPE＿１（Δω_ａ）を概略的に示す。尚、図１３では、比較のため、スペクトルＦ_CPE＿１（Δω_ａ）の他に、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）も示してある。スペクトルＦ_CPE＿１（Δω_ａ）は、オフセット周波数Δω_ｃ，１の付近において、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）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Ｆ_CPE＿１（Δω_ａ）を計算した後、ステップＳＴ９に進む。

【0095】

ステップＳＴ９では、CEST判断手段１００（図２参照）が、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）に、CEST項Ｆ_Ｌ，１（Δω_ａ）で表されるCEST成分（式２２ｃ参照）とは異なる他のCEST成分が含まれているか否かを判断する。

【0096】

図１４は、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）に他のCEST成分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Ｆ_CPE（Δω_ａ）およびスペクトルＦ_CPE＿１（Δω_ａ）が示されており、図１４の下側には、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）とスペクトルＦ_CPE＿１（Δω_ａ）との差分スペクトルＤ（Δω_ａ）が示されている。

【0097】

先ず、CEST判断手段１００は、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）から、スペクトルＦ_CPE＿１（Δω_ａ）を差分し、差分スペクトルＤ（Δω_ａ）を求める。

【0098】

次に、CEST判断手段１００は、差分スペクトルＤ（Δω_ａ）に基づいて、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）に他のCEST成分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。

【0099】

スペクトルＦ_CPE＿１（Δω_ａ）を求めるための式（２２）は、オフセット周波数Δω_ｃ,１に対応したCEST項Ｆ_Ｌ，１（Δω_ａ）を含んでいる。したがって、オフセット周波数Δω_ｃ,１の付近では、スペクトルＦ_CPE＿１（Δω_ａ）は、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）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（Δω_ａ）の信号値は、オフセット周波数Δω_ｃ,１の付近ではゼロに近い値になる。

【0100】

しかし、Ｆ_CPE＿１（Δω_ａ）の式（２２）は、オフセット周波数Δω_ｃ,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Δω_ｃ,２の付近では、スペクトルＦ_CPE＿１（Δω_ａ）と、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）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（Δω_ａ）には、オフセット周波数Δω_ｃ,２の付近に、CESTの影響を受けた信号成分を表すピークＰ２が現れる。

【0101】

したがって、差分スペクトルＤ（Δω_ａ）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Ｆ_CPE（Δω_ａ）に他のCEST成分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（Δω_ａ）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。CEST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（Δω_ａ）とを比較し、差分スペクトルＤ（Δω_ａ）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（Δω_ａ）が、閾値ＴＨ１又は閾値ＴＨ２を横切っている場合、CEST判断手段１００は、差分スペクトルＤ（Δω_ａ）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（Δω_ａ）が、閾値ＴＨ１又は閾値ＴＨ２を横切っていない場合、CEST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。

【0102】

図１４を参照すると、差分スペクトルＤ（Δω_ａ）は、オフセット周波数Δω_ｃ,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、CEST判断手段１００は、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）に他のCEST成分が含まれていると判断する。CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）に他のCEST成分が含まれていると判断された場合、ステップＳＴ１０に進む。

【0103】

ステップＳＴ１０では、検出手段９３が、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）の他のCEST成分が現れるオフセット周波数Δω_ｃ，２を検出する。ここでは、Δω_ｃ，２の検出値はΔω_ａ２であるとする。したがって、Δω_ｃ，２の検出値は、以下の式で表される。

【数27】

【0104】

オフセット周波数Δω_ｃ，２＝Δω_ａ２を検出した後、ステップＳＴ１１に進む。
ステップＳＴ１１では、設定手段９４が、CEST項の数を表すｎをインクリメントする。したがって、ｎは、ｎ＝１からｎ＝２に設定される。ｎ＝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。

【数28】

【0105】

ｎ＝２に設定した後、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、フィッティングにより、式（２３ｃ＿２）のCEST項Ｆ_Ｌ，２（Δω_ａ）の係数（ａ_１,２，ａ_２,２，Δω_ｃ，２）の値を計算する。以下に、係数（ａ_１,２，ａ_２,２，Δω_ｃ，２）の求め方について説明する。

【0106】

第１の形態では、既に、CEST項Ｆ_Ｌ，１（Δω_ａ）の係数（ａ_１,１，ａ_２,１，Δω_ｃ，１）は、（ａ_１,１(1)，ａ_２,１(1)，Δω_ｃ，１(1)）と計算されており、ベースライン項の係数（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）は、（ｃ_０(1)’，ｃ_ＭＴ(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（２３）および式（２３ｃ＿１）に代入すると、式（２３ｃ＿２）で表されるCEST項Ｆ_Ｌ，２（Δω_ａ）の３つの係数（ａ_１,２，ａ_２,２，Δω_ｃ，２）のみが、未知の係数となる。この場合、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）と、３つの未知の係数（ａ_１,２，ａ_２,２，Δω_ｃ，２）を含む近似式（２３）との誤差が最小になるように、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）をフィッティングすることにより、３つの係数（ａ_１,２，ａ_２,２，Δω_ｃ，２）の値を求めることができる。

【0107】

しかし、ベースライン項の係数（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）＝（ｃ_０(1)’，ｃ_ＭＴ(1)’）は、CEST項が１項（Ｆ_Ｌ，１（Δω_ａ））しか含まれていない近似式（１７）に基づいて求められた値である。一方、近似式（２３）は、CEST項Ｆ_Ｌ，１（Δω_ａ）の他に、新たなCEST項Ｆ_Ｌ，２（Δω_ａ）が追加されている。したがって、ベースライン項の係数（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）を（ｃ_０(1)’，ｃ_ＭＴ(1)’）に固定してフィッティングを行うと、CEST項Ｆ_Ｌ，２（Δω_ａ）の係数（ａ_１,２，ａ_２,２，Δω_ｃ，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Ｆ_Ｌ，２（Δω_ａ）の係数（ａ_１,２，ａ_２,２，Δω_ｃ，２）の推定誤差を小さくするために、CEST項Ｆ_Ｌ，２（Δω_ａ）の係数（ａ_１,２，ａ_２,２，Δω_ｃ，２）だけでなく、ベースライン項の係数（ｃ_０、ｃ_ＭＴ）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（２３）を用いて、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）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Ｆ_Ｌ，２（Δω_ａ）の係数（ａ_１,２，ａ_２,２，Δω_ｃ，２）の初期値と、ベースライン項の係数（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）の初期値とを設定する。係数Δω_ｃ，２の初期値は、ステップＳＴ１０で検出したオフセット周波数Δω_ｃ，２の値、即ち、Δω_ｃ，２＝Δω_ａ２（式２２ｄ参照）に設定される。また、係数ａ_１,２、ａ_２,２の初期値は、差分スペクトルＤ（Δω_ａ）のピークＰ２（図１４参照）の特徴量（ピークの高さ、半値幅など）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（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）の初期値は、ｎ＝１のときに求めた値（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）＝（ｃ_０(1)’，ｃ_ＭＴ(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Ｆ_CPE（Δω_ａ）と式（２３）との誤差が最小になるときの係数（ａ_１,２，ａ_２,２，Δω_ｃ，２）および係数（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）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、（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)）で示されている。

【0108】

尚、フィッティングにより、CEST項Ｆ_Ｌ，２（Δω_ａ）の係数（ａ_１,２，ａ_２,２，Δω_ｃ，２）の他に、ベースライン項の係数（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）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（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）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（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）を計算し直すために、ステップＳＴ７に進む。

【0109】

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（１８）を用いて、ＺスペクトルからCEST成分が除去されたCRZスペクトルＺ_ＣＲＺを作成する。ただし、ｎ＝２に設定されているので、式（１８）は、以下の式で表される。

【数29】

【0110】

CRZスペクトル作成手段９６は、式（２４）を用いて、ＺスペクトルからCEST成分が除去されたCRZスペクトルＺ_ＣＲＺを作成する。CRZスペクトルＺ_ＣＲＺを作成した後、ステップＳＴ７２に進む。

【0111】

ステップＳＴ７２では、第２のフィッティング手段９７が、式（２４）を用いて作成されたCRZスペクトルＺ_ＣＲＺ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）の係数（ｂ_０，ｂ_１，ｂ_２，Δω_０）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（ｂ_０，ｂ_１，ｂ_２，Δω_０）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、ｎ＝１のときに計算された係数（ｂ_０，ｂ_１，ｂ_２，Δω_０）＝（ｂ_０(1)，ｂ_１(1)，ｂ_２(1)，Δω_０(1)）（図１２参照）を、ｎ＝２における係数（ｂ_０，ｂ_１，ｂ_２，Δω_０）の初期値として設定する。ｎ＝２における係数（ｂ_０，ｂ_１，ｂ_２，Δω_０）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（ｂ_０，ｂ_１，ｂ_２，Δω_０）の値を変更し、式（２４）を用いて作成されたCRZスペクトルＺ_ＣＲＺと式（２０）との誤差が最小になるときの係数（ｂ_０，ｂ_１，ｂ_２，Δω_０）の値を計算する。図１６に、ｎ＝２において、フィッティングにより計算された係数（ｂ_０，ｂ_１，ｂ_２，Δω_０）の値を示す。図１６では、計算された係数（ｂ_０，ｂ_１，ｂ_２，Δω_０）の値は、（ｂ_０，ｂ_１，ｂ_２，Δω_０）＝（ｂ_０(2)，ｂ_１(2)，ｂ_２(2)，Δω_０(2)）で示されている。

【0112】

これらの係数の値を求めた後、係数値計算手段９８は、（ｂ_０，ｂ_１）＝（ｂ_０(2)，ｂ_１(2)）を式（２３ａ）に代入し、ｃ_０を計算する。また、係数値計算手段９８は、ｂ_０＝ｂ_０(2)を式（２３ｂ）に代入し、ｃ_ＭＴを計算する。したがって、式（２３）のベースライン項の係数（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）の値を計算することができる。図１７に、計算された係数（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）の値を示す。図１７は、（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）＝（ｃ_０(2)’，ｃ_ＭＴ(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。

【0113】

ステップＳＴ８では、スペクトル計算手段９９が、式（２１）を用いてスペクトルＦ_CPE＿ｎ（Δω_ａ）を計算する。ただし、ｎ＝２に設定されているので、式（２１）は、以下の式で表される。

【数30】

【0114】

図１７に示すように、係数（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）は、（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）＝（ｃ_０(2)’，ｃ_ＭＴ(2)’）と計算されており、係数（ａ_１,２，ａ_２,２，Δω_ｃ，２）は、（ａ_１,２，ａ_２,２，Δω_ｃ，２）＝（ａ_１,２(2)，ａ_２,２(2)，Δω_ｃ，２(2)）と計算されている。また、図１２に示すように、係数（ａ_１,１，ａ_２,１，Δω_ｃ，１）は、（ａ_１,１，ａ_２,１，Δω_ｃ，１）＝（ａ_１,１(1)，ａ_２,１(1)，Δω_ｃ，１(1)）と計算されている。したがって、式（２５）、（２５ｃ＿１）、および（２５ｃ＿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Ｆ_CPE＿２（Δω_ａ）を計算することができる。図１８に、スペクトルＦ_CPE＿２（Δω_ａ）を概略的に示す。尚、図１８では、比較のため、スペクトルＦ_CPE＿２（Δω_ａ）の他に、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）も示してある。スペクトルＦ_CPE＿２（Δω_ａ）は、オフセット周波数Δω_ｃ，１およびΔω_ｃ，２の付近において、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）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Ｆ_CPE＿２（Δω_ａ）を計算した後、ステップＳＴ９に進む。

【0115】

ステップＳＴ９では、CEST判断手段１００が、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）に、CEST項Ｆ_Ｌ，１（Δω_ａ）およびＦ_Ｌ，２（Δω_ａ）で表されるCEST成分（式２３ｃ＿１および２３ｃ＿２参照）とは異なる他のCEST成分が含まれているか否かを判断する。

【0116】

図１９は、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）に他のCEST成分が含まれているか否かを判断する方法の説明図である。
CEST判断手段１００は、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）から、スペクトルＦ_CPE＿２（Δω_ａ）を差分し、差分スペクトルＤ（Δω_ａ）を求め、差分スペクトルＤ（Δω_ａ）と閾値ＴＨ１およびＴＨ２とを比較する。

【0117】

差分スペクトルＤ（Δω_ａ）は、閾値ＴＨ１およびＴＨ２を超えていないので、スペクトルＦ_CPE＿２（Δω_ａ）は、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）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Ｆ_CPE（Δω_ａ）に含まれるCEST成分は、スペクトルＦ_CPE＿２（Δω_ａ）の式（２５）に含まれている２つのCEST項Ｆ_Ｌ，１（Δω_ａ）およびＦ_Ｌ，２（Δω_ａ）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（Δω_ａ）が閾値ＴＨ１およびＴＨ２を超えていない場合、CEST判断手段１００は、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）に他のCEST成分は含まれていないと判断する。他のCEST成分が存在していないと判断された場合、ステップＳＴ１２に進む。

【0118】

尚、図１９では、差分スペクトルＤ（Δω_ａ）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（Δω_ａ）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（Δω_ａ）が閾値ＴＨ１又はＴＨ２を超える場合について説明する。

【0119】

図２０は、差分スペクトルＤ（Δω_ａ）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（Δω_ａ）には、オフセット周波数Δω_ｃ，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、CEST判断手段１００は、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）に他のCEST成分が含まれていると判断する。CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）に他のCEST成分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成分が現れるオフセット周波数Δω_ｃ，３を検出する。オフセット周波数Δω_ｃ，３を検出した後、ステップＳＴ１１に進み、ｎがインクリメントされ、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）の近似式（２３）に新たなCEST項Ｆ_Ｌ，３（Δω_ａ）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Ｆ_CPE（Δω_ａ）に他のCEST成分が含まれていると判断されるたびに、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）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Ｆ_CPE（Δω_ａ）にｉ個目のCEST成分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ｎ＝ｉに設定されるので、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）の近似式は、以下の式で表される。

【数31】

【0120】

上記の近似式（２６）では、Ｆ_Ｌ，ｉ（Δω_ａ）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（２６）で表される場合、式（２６ｃ＿１）〜式（２６ｃ＿ｉ−１）のCEST項の係数は、既に計算されている。したがって、係数（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）および係数（ａ_１,ｉ，ａ_２,ｉ，Δω_ｃ，ｉ）の５つの係数が未知の係数となる。ステップＳＴ１１においてｎ＝ｉ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（２６）を用いて５つの係数（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）および（ａ_１,ｉ，ａ_２,ｉ，Δω_ｃ，ｉ）の値を計算する。図２１に、ｎ＝ｉにおいて計算された係数の値を示す。

【0121】

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（１８）を用いて、ＺスペクトルからCEST成分が除去されたCRZスペクトルＺ_ＣＲＺを作成する。尚、ｎ＝ｉであるので、式（１８）は、以下の式で表される。

【数32】

【0122】

CRZスペクトルＺ_ＣＲＺを求めた後、ステップＳＴ７２に進む。
ステップＳＴ７２では、第２のフィッティング手段９７が、式（２７）により作成されたCRZスペクトルＺ_ＣＲＺ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）の係数（ｂ_０，ｂ_１，ｂ_２，Δω_０）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（ｂ_０，ｂ_１，ｂ_２，Δω_０）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、ｎ＝ｉ−１のときに計算された係数（ｂ_０，ｂ_１，ｂ_２，Δω_０）の値（図示せず）を、ｎ＝ｉにおける係数（ｂ_０，ｂ_１，ｂ_２，Δω_０）の初期値として設定する。ｎ＝ｉにおける係数（ｂ_０，ｂ_１，ｂ_２，Δω_０）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（ｂ_０，ｂ_１，ｂ_２，Δω_０）の値を変更し、式（２７）を用いて作成されたCRZスペクトルＺ_ＣＲＺと式（２０）との誤差が最小になるときの係数（ｂ_０，ｂ_１，ｂ_２，Δω_０）の値を計算する。図２２に、ｎ＝ｉにおいて、フィッティングにより計算された係数（ｂ_０，ｂ_１，ｂ_２，Δω_０）の値を示す。図２２では、（ｂ_０，ｂ_１，ｂ_２，Δω_０）＝（ｂ_０(i)，ｂ_１(i)，ｂ_２(i)，Δω_０(i)）で示されている。

【0123】

これらの係数の値を求めた後、係数値計算手段９８は、（ｂ_０，ｂ_１）＝（ｂ_０(i)，ｂ_１(i)）を式（２６ａ）に代入し、ｃ_０を計算する。また、係数値計算手段９８は、ｂ_０＝ｂ_０(i)を式（２６ｂ）に代入し、ｃ_ＭＴを計算する。したがって、式（２６）のベースライン項の係数（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）の値を計算することができる。図２３に、計算された係数（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）の値を示す。図２３では、（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）＝（ｃ_０(i)’，ｃ_ＭＴ(i)’）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。

【0124】

ステップＳＴ８では、スペクトル計算手段９９が、式（２１）を用いてスペクトルＦ_CPE＿ｎ（Δω_ａ）を計算する。ただし、ｎ＝ｉであるので、式（２１）は、以下の式で表される。

【数33】

【0125】

式（２８）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Ｆ_CPE＿ｉ（Δω_ａ）を計算することができる。図２４に、スペクトルＦ_CPE＿ｉ（Δω_ａ）を概略的に示す。尚、図２４では、比較のため、スペクトルＦ_CPE＿ｉ（Δω_ａ）の他に、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）も示してある。スペクトルＦ_CPE＿ｉ（Δω_ａ）を計算した後、ステップＳＴ９に進む。

【0126】

ステップＳＴ９では、CEST判断手段１００が、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）に他のCEST成分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Ｆ_CPE（Δω_ａ）に他のCEST成分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Ｆ_CPE（Δω_ａ）に他のCEST成分が含まれていないと判断されると、ステップＳＴ１２に進む。

【0127】

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。

【数34】

【0128】

スペクトル推定手段１０１は、式（２９）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。

【0129】

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。

【0130】

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。

【0131】

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。

【0132】

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。

【0133】

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Ｆ_CPE（Δω_ａ）に含まれているCEST成分の総数ＴＮをカウントする。第１の形態では、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）に他のCEST成分が含まれていると判断されるたびにｎがインクリメントされるので（ステップＳＴ１１参照）、ｎの値が、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）に含まれるCEST成分の総数ＴＮを表している。つまり、CEST成分の総数ＴＮは、ＴＮ＝ｎとなる。したがって、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）に含まれているCEST成分の総数ＴＮをカウントすることができる。ここでは、説明の便宜上、ｎ＝２であるとする。したがって、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）に含まれているCEST成分の総数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。

【0134】

ステップＳＴ１５では、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）の近似式（１６）で用いられるベースライン項の係数（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）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、ｎ＝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（２３）を用いて求められた値（ｃ_０(2)’，ｃ_ＭＴ(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、（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）＝（ｃ_０(2)’，ｃ_ＭＴ(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。

【0135】

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、設定手段９４が、CEST項の数を表すｎを、初期値（ｎ＝１）に設定する。ｎ＝１に設定した後、ステップＳＴ１５２に進む。

【0136】

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（１７）のCEST項Ｆ_Ｌ，１（Δω_ａ）に含まれる３つの係数（ａ_１,１，ａ_２,１，Δω_ｃ，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（１７）のベースライン項の係数（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）を、（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）＝（ｃ_０(2)’，ｃ_ＭＴ(2)’）に固定する。したがって、近似式（１７）では、CEST項Ｆ_Ｌ，１（Δω_ａ）の３つの係数（ａ_１,１，ａ_２,１，Δω_ｃ，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Ｆ_CPE（Δω_ａ）と３つの未知の係数を含む近似式（１７）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Ｆ_Ｌ，１（Δω_ａ）の係数（ａ_１,１，ａ_２,１，Δω_ｃ，１）の初期値を設定する。CEST項Ｆ_Ｌ，１（Δω_ａ）の係数（ａ_１,１，ａ_２,１，Δω_ｃ，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Ｆ_CPE（Δω_ａ）と式（１７）との誤差が最小になるときのCEST項Ｆ_Ｌ，１（Δω_ａ）の３つの係数（ａ_１,１，ａ_２,１，Δω_ｃ，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。

【0137】

ステップＳＴ１５３では、スペクトル計算手段９９が、式（２２）および式（２２ｃ）を用いて、スペクトルＦ_CPE＿１（Δω_ａ）を計算する。

【0138】

式（２２）のベースライン項の係数（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）の値は、（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）＝（ｃ_０(2)’，ｃ_ＭＴ(2)’）に固定されている（図１７参照）。また、式（２２ｃ）のCEST項の係数（ａ_１,１，ａ_２,１，Δω_ｃ，１）は、ステップＳＴ１５２において計算されている。したがって、式（２２）および（２２ｃ）に、これらの係数の値を代入することにより、スペクトルＦ_CPE＿１（Δω_ａ）を計算することができる。スペクトルＦ_CPE＿１（Δω_ａ）を計算した後、ステップＳＴ１５４に進む。

【0139】

ステップＳＴ１５４では、CEST判断手段１００が、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）に、CEST項Ｆ_Ｌ，１（Δω_ａ）で表されるCEST成分（式１７ｃ参照）とは異なる他のCEST成分が含まれているか否かを判断する。他のCEST成分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成分が含まれていると判断された場合はステップＳＴ１５５に進む。

【0140】

ステップＳＴ１５５では、検出手段９３が、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）の他のCEST成分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。

【0141】

ステップＳＴ１５６では、設定手段９４が、ｎを、ｎ＝１からｎ＝２にインクリメントする。ｎ＝２に設定された場合、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）の近似式は、式（２３）で表される。ｎをインクリメントした後、ステップＳＴ１５２に戻る。

【0142】

したがって、ステップＳＴ１５４において、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）に他のCEST成分が含まれていると判断されるたびに、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）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（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）を、（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）＝（ｃ_０(2)’，ｃ_ＭＴ(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Ｆ_CPE（Δω_ａ）に他のCEST成分が含まれていないと判断されたら、ステップＳＴ１５７に進む。

【0143】

ステップＳＴ１５７では、カウント手段１０３が、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）に含まれているCEST成分の総数ＴＮをカウントする。CEST成分の総数ＴＮをカウントした後、ステップＳＴ１５８に進む。

【0144】

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成分の総数ＴＮが、ステップＳＴ１４でカウントされたCEST成分の総数ＴＮ（＝２）に等しいか否かを判断する。CEST成分の総数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の係数の推定誤差が大きいと考えられる。そこで、CEST成分の総数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、テップＳＴ１５８においてCEST成分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。ステップＳＴ１５８において、CEST成分の総数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。

【0145】

ステップＳＴ１６では、画像作成手段９０が、ステップＳＴ１〜ＳＴ１５の処理により得られたCEST項の係数の値に基づいてCEST画像を作成する。このようにして、フローが終了する。

【0146】

第１の形態では、ＺスペクトルをCPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）に変換する。CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）のベースライン成分（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Ｆ_CPE（Δω_ａ）に変換することにより、CEST成分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。

【0147】

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。

【0148】

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。

【0149】

また、ステップＳＴ１５８では、CEST成分の総数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。

【0150】

また、第１の形態では、CRZスペクトルＺ_ＣＲＺの近似式（２０）は、定数項（ｂ_０）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（ｂ_１，ｂ_２，Δω_０）を含んでいるので、CRZスペクトルＺ_ＣＲＺの近似式（２０）は、合計４つの係数（ｂ_０，ｂ_１，ｂ_２，Δω_０）を含んでいる。一方、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）の近似式（１６）で使用されるベースライン項は、定数項ｃ_０と、ＭＴ項ｃ_ＭＴＦ（Δω_ａ）の和で表されている。ＭＴ項のＦ（Δω_ａ）は、ローレンツ関数ではなくΔω_ａ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（ｃ_ＭＴ）で済む。したがって、CPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）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（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）で済む。このため、ＺスペクトルをCPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）に変換した場合、２つの係数（ｃ_０，ｃ_ＭＴ）の値を求めるだけで、CESTの影響を受けていない信号成分（ベースライン成分）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。

【0151】

（２）第２の形態
第１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２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２の形態のＭＲ装置は、第１の形態のＭＲ装置１と同じである。

【0152】

図２６は、第２の形態におけるシーケンスＳＥ_ｋを具体的に示す図である。
ｋ回目のシーケンスＳＥ_ｋ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Ｋ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。

【0153】

図２６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、式１１を用いてCPEスペクトルＦ_CPE（Δω_ａ）を得ることができる。したがって、第２の形態でも、第１の形態と同様の効果を得ることができる。

【0154】

（３）第３の形態
第３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。

【0155】

尚、第３の形態のＭＲ装置は、第１の形態のＭＲ装置１と比較すると、プロセッサ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３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、プロセッサについて主に説明する。

【0156】

図２７は、第３の形態においてプロセッサ９が実現する手段の説明図である。
第３の形態におけるプロセッサは、第１の形態におけるプロセッサと比較すると、以下の点（１）および（２）が異なっている。

【0157】

（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３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３の形態では、プロセッサは周波数変換手段１０４を有している。周波数変換手段１０４は、位相差を周波数に変換する。

【0158】

尚、その他の点については、第３の形態におけるプロセッサは、第１の形態におけるプロセッサと同じであるので、説明は省略する。プロセッサ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９０〜１０４を実現する。
次に、第３の形態で使用されるシーケンスについて説明する。

【0159】

図２８は、第３の形態で使用されるシーケンスＳＥ_ｋを具体的に示す図である。
ｋ回目のシーケンスＳＥ_ｋは、第１〜第ｍのパルスセットSet１〜Setｍ、キラー勾配パルス、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。

【0160】

図２８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、繰り返し時間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。

【0161】

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_ｋ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。

【数35】

【0162】

式（３０）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。

【0163】

図２８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（３０）を満たすように設定されている。

【0164】

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を印加する。そして、キラー勾配パルスを印加した後、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。

【0165】

ｋ回目のシーケンスＳＥ_ｋは、上記のように構成されている。第３の形態では、シーケンスＳＥ_ｋ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。

【0166】

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（Δω_ａ）（式（４）参照）について考察する。
Δω_ａ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）。

【数36】

【0167】

そこで、式（４）において、Δω_ａ^２を２（１−cosΔφ_ａ）／Ｔ_ｉｔｅｒ^２に置き換えると、以下の式が得られる。

【数37】

【0168】

式（３２）で定義されたＦ（Δφ_ａ）は、式（４）で定義されたＦ（Δω_ａ）と同様に偶関数である。したがって、式（４）の代わりに式（３２）を用いても、図６に示すように、周波数Δω_Ｃの近傍において、CPEスペクトルのCEST成分Ｑ１とベースライン成分Ｑ２との比Ｒ（＝Ｑ１／Ｑ２）を大きくすることができる。このため、CPEスペクトルから、CEST成分Ｑ１を分離し易くすることができる。

【0169】

尚、第１の形態では、周波数Δω_ａおよびΔω_ｃ，ｎを変数として含む式を用いて、各種スペクトルが算出されている。しかし、第３の形態では、周波数の代わりに位相差を用いているので（式３２参照）、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Δω_ａおよびΔω_ｃ，ｎは、それぞれ、以下の位相差Δφ_ａおよびΔφ_ｃ，ｎに置き換えればよい。

【数38】

【0170】

位相差Δφ_ａおよびΔφ_ｃ，ｎは、以下の式で表される。

【数39】

【0171】

第３の形態のＭＲ装置では、プロセッサは、位相差を周波数に変換する周波数変換手段１０４（図２７参照）を備えている。周波数変換手段１０４は、式（３３）および（３４）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。

【符号の説明】

【0172】

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 送信器
６ 勾配磁場電源
７ 受信器
８ コンピュータ
９ プロセッサ
１０ 記憶部
１１ 操作部
１２ 表示部
１３ 被検体
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 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 係数値計算手段
９９ スペクトル計算手段
１００ CEST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

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】