(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の無線周波数受信コイルを用いて磁気共鳴（ＭＲ）校正データを取得するステップ、
前記ＭＲ校正データに基づいて、前記無線周波数受信コイルのコイル感度マップを生成するステップ、
前記ＭＲ校正データに基づいて、基準の投影ベクトルを生成するステップ、
磁気共鳴撮像データを取得するステップを含む磁気共鳴撮像を行うステップ、
取得した前記磁気共鳴撮像データ又は前記磁気共鳴撮像データと共に取得される追加のデータの一部に基づいて、磁気共鳴ナビゲータの投影ベクトルを生成するステップ、
被験者の位置情報を生成するために、前記磁気共鳴ナビゲータの投影ベクトルを前記基準の投影ベクトルと比較するステップ、及び
前記磁気共鳴撮像において、前記生成した被験者の位置情報を用いて被験者の動きを予測的又は遡及的に補償するステップ
を有する方法において、
前記補償するステップは、
前記生成した被験者の位置情報に基づいて撮像ボリュームを調節することにより、予測的動き補償を行うステップ
を有する方法。
【請求項２】
複数の無線周波数受信コイルを用いて磁気共鳴（ＭＲ）校正データを取得するステップ、
前記ＭＲ校正データに基づいて、前記無線周波数受信コイルのコイル感度マップを生成するステップ、
前記ＭＲ校正データに基づいて、基準の投影ベクトルを生成するステップ、
磁気共鳴撮像データを取得するステップを含む磁気共鳴撮像を行うステップ、
取得した前記磁気共鳴撮像データ又は前記磁気共鳴撮像データと共に取得される追加のデータの一部に基づいて、磁気共鳴ナビゲータの投影ベクトルを生成するステップ、
被験者の位置情報を生成するために、前記磁気共鳴ナビゲータの投影ベクトルを前記基準の投影ベクトルと比較するステップ、
前記磁気共鳴撮像において、前記生成した被験者の位置情報を用いて被験者の動きを予測的又は遡及的に補償するステップ、
磁気共鳴ナビゲータの感度重み付け投影ベクトル（ナビゲータＳＷＰＶ）及び基準の感度重み付け投影ベクトル（基準ＳＷＰＶ）を夫々生成するために、前記コイル感度マップを用いて前記磁気共鳴ナビゲータの投影ベクトルと前記基準の投影ベクトルとを感度重み付けるステップを有する方法において、
前記比較するステップは、前記被験者の位置情報を生成するために、前記磁気共鳴ナビゲータＳＷＰＶを前記基準ＳＷＰＶと比較するステップを有し、
前記比較するステップは、
前記磁気共鳴ナビゲータＳＷＰＶと前記基準ＳＷＰＶとの間の相互相関を計算するステップ、及び
前記計算した相互相関に基づいて、前記被験者の位置情報を生成するステップ
を有する方法。
【請求項３】
複数の無線周波数受信コイルを用いて磁気共鳴（ＭＲ）校正データを取得するステップ、
前記ＭＲ校正データに基づいて、前記無線周波数受信コイルのコイル感度マップを生成するステップ、
前記ＭＲ校正データに基づいて、基準の投影ベクトルを生成するステップ、
磁気共鳴撮像データを取得するステップを含む磁気共鳴撮像を行うステップ、
取得した前記磁気共鳴撮像データ又は前記磁気共鳴撮像データと共に取得される追加のデータの一部に基づいて、磁気共鳴ナビゲータの投影ベクトルを生成するステップ、
被験者の位置情報を生成するために、前記磁気共鳴ナビゲータの投影ベクトルを前記基準の投影ベクトルと比較するステップ、及び
前記磁気共鳴撮像において、前記生成した被験者の位置情報を用いて被験者の動きを予測的又は遡及的に補償するステップ
を有する方法において、
前記比較するステップは、
前記磁気共鳴ナビゲータの投影ベクトルと前記基準の投影ベクトルとの間の相互相関を計算するステップ、及び
前記計算した相互相関に基づいて、前記被験者の位置情報を生成するステップ
を有する方法。
【請求項４】
磁気共鳴ナビゲータの感度重み付け投影ベクトル（ナビゲータＳＷＰＶ）及び基準の感度重み付け投影ベクトル（基準ＳＷＰＶ）を夫々生成するために、前記コイル感度マップを用いて前記磁気共鳴ナビゲータの投影ベクトルと前記基準の投影ベクトルとを感度重み付けるステップをさらに有する請求項１に記載の方法において、
前記比較するステップは、前記被験者の位置情報を生成するために、前記磁気共鳴ナビゲータＳＷＰＶを前記基準ＳＷＰＶと比較するステップを有する方法。
【請求項５】
前記比較するステップは、
前記磁気共鳴ナビゲータＳＷＰＶと前記基準ＳＷＰＶとの間の相互相関を計算するステップ、及び
前記計算した相互相関に基づいて、前記被験者の位置情報を生成するステップ
を有する請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記比較するステップは、
前記磁気共鳴ナビゲータの投影ベクトルと前記基準の投影ベクトルとの間の相互相関を計算するステップ、及び
前記計算した相互相関に基づいて、前記被験者の位置情報を生成するステップ
を有する請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記磁気共鳴撮像は、ＳＥＮＳＥ、ＳＭＡＳＨ及びＧＲＡＰＰＡからなる集合から選択される部分並列撮像（ＰＰＩ）を有する、請求項１又は４乃至６の何れか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記磁気共鳴撮像は、ＳＥＮＳＥ、ＳＭＡＳＨ及びＧＲＡＰＰＡからなる集合から選択される部分並列撮像（ＰＰＩ）を有する、請求項２乃至３の何れか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記補償するステップは、
前記生成した被験者の位置情報に基づいて撮像ボリュームを調節することにより、予測的動き補償を行うステップ、
を有する請求項２乃至３の何れか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記補償するステップは、
前記被験者の位置情報に基づいて遡及的動き補償を行うステップ、
を有する請求項２乃至３又は８の何れか一項に記載の方法。
【請求項１１】
複数の無線周波数受信コイルを用いて磁気共鳴（ＭＲ）校正データを取得するステップ、
前記ＭＲ校正データに基づいて、前記無線周波数受信コイルのコイル感度マップを生成するステップ、
ナビゲータの感度重み付け投影ベクトル（ナビゲータＳＷＰＶ）を生成するために、磁気共鳴ナビゲータの投影ベクトルを取得し、前記コイル感度マップを用いて前記取得した磁気共鳴ナビゲータの投影ベクトルを感度重み付けるステップ、
磁気共鳴撮像を行うステップ、
前記ナビゲータＳＷＰＶに基づいて被験者の位置情報を生成するステップ、及び
前記磁気共鳴撮像において、前記生成した被験者の位置情報を用いて被験者の動きを予測的又は遡及的に補償するステップ
を有する方法において、
前記補償するステップは、
前記生成した被験者の位置情報に基づいて撮像ボリュームを調節することにより予測的動き補償を行うステップ
を有する方法。
【請求項１２】
複数の無線周波数受信コイルを用いて磁気共鳴（ＭＲ）校正データを取得するステップ、
前記ＭＲ校正データに基づいて、前記無線周波数受信コイルのコイル感度マップを生成するステップ、
ナビゲータの感度重み付け投影ベクトル（ナビゲータＳＷＰＶ）を生成するために、磁気共鳴ナビゲータの投影ベクトルを取得し、前記コイル感度マップを用いて前記取得した磁気共鳴ナビゲータの投影ベクトルを感度重み付けるステップ、
磁気共鳴撮像を行うステップ、
前記ナビゲータＳＷＰＶに基づいて被験者の位置情報を生成するステップ、及び
前記磁気共鳴撮像において、前記生成した被験者の位置情報を用いて被験者の動きを予測的又は遡及的に補償するステップ
を有する方法において、
前記被験者の位置情報を生成するステップは、
前記ナビゲータＳＷＰＶと基準の投影ベクトルとの間の相互相関を計算するステップ、及び
前記計算した相互相関に基づいて、前記被験者の位置情報を生成するステップ
を有する方法。
【請求項１３】
前記被験者の位置情報を生成するステップは、
前記ナビゲータＳＷＰＶと基準の投影ベクトルとの間の相互相関を計算するステップ、及び
前記計算した相互相関に基づいて、前記被験者の位置情報を生成するステップ
を有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
基準の感度重み付け投影ベクトル（基準ＳＷＰＶ）を生成するために、前記コイル感度マップを用いて前記基準の投影ベクトルを感度重み付けるステップをさらに有する請求項１２に記載の方法において、
前記相互相関を計算するステップは、前記ナビゲータＳＷＰＶと前記基準ＳＷＰＶとの間の相互相関を計算するステップを有する、方法。
【請求項１５】
基準の感度重み付け投影ベクトル（基準ＳＷＰＶ）を生成するために、前記コイル感度マップを用いて前記基準の投影ベクトルを感度重み付けるステップをさらに有する請求項１３に記載の方法において、
前記相互相関を計算するステップは、前記ナビゲータＳＷＰＶと前記基準ＳＷＰＶとの間の相互相関を計算するステップを有する、方法。
【請求項１６】
前記ＭＲ校正データに基づいて、前記基準の投影ベクトルを生成するステップをさらに有する請求項１２又は１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記ＭＲ校正データに基づいて、前記基準の投影ベクトルを生成するステップをさらに有する請求項１３又は１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記磁気共鳴撮像は、ＳＥＮＳＥ、ＳＭＡＳＨ及びＧＲＡＰＰＡからなる集合から選択される部分並列撮像（ＰＰＩ）を有する請求項１１、１３、１５、又は１７の何れか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記磁気共鳴撮像は、ＳＥＮＳＥ、ＳＭＡＳＨ及びＧＲＡＰＰＡからなる集合から選択される部分並列撮像（ＰＰＩ）を有する請求項１２、１４、又は１６の何れか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記補償するステップは、
前記生成した被験者の位置情報に基づいて撮像ボリュームを調節することにより予測的動き補償を行うステップを有する請求項１２、１４、１６、又は１９の何れか一項に記載の方法。
【請求項２１】
少なくとも、前記コイル感度マップの生成、前記取得した磁気共鳴ナビゲータの投影ベクトルの感度重み付け及び前記被験者の位置情報の生成は、デジタル処理器により行われる請求項１１乃至２０の何れか一項に記載の方法。
【請求項２２】
複数の無線周波数受信コイルを用いて磁気共鳴（ＭＲ）校正データを取得し、
前記ＭＲ校正データに基づいて、前記無線周波数受信コイルのコイル感度マップを生成し、
前記ＭＲ校正データに基づいて、基準の投影ベクトルを生成するＣＯＣＡ取得／処理サブモジュールと、
磁気共鳴撮像データを取得して、磁気共鳴撮像を行うＭＲスキャナと、
取得した前記磁気共鳴撮像データ又は前記磁気共鳴撮像データと共に取得される追加のデータの一部に基づいて、磁気共鳴ナビゲータの投影ベクトルを生成し、
被験者の位置情報を生成するために、前記磁気共鳴ナビゲータの投影ベクトルを前記基準の投影ベクトルと比較するナビゲータＰＶ取得／処理サブモジュールと、
前記磁気共鳴撮像において、前記生成した被験者の位置情報を用いて被験者の動きを予測的又は遡及的に補償するＭＲ取得／処理サブモジュールと
を有する装置において、
前記ＭＲ取得／処理サブモジュールは、
前記生成した被験者の位置情報に基づいて撮像ボリュームを調節することにより、予測的動き補償を行う
装置。
【請求項２３】
複数の無線周波数受信コイルを用いて磁気共鳴（ＭＲ）校正データを取得し、
前記ＭＲ校正データに基づいて、前記無線周波数受信コイルのコイル感度マップを生成し、
前記ＭＲ校正データに基づいて、基準の投影ベクトルを生成するＣＯＣＡ取得／処理サブモジュールと、
磁気共鳴撮像データを取得して、磁気共鳴撮像を行うＭＲスキャナと、
取得した前記磁気共鳴撮像データ又は前記磁気共鳴撮像データと共に取得される追加のデータの一部に基づいて、磁気共鳴ナビゲータの投影ベクトルを生成し、
被験者の位置情報を生成するために、前記磁気共鳴ナビゲータの投影ベクトルを前記基準の投影ベクトルと比較し、
磁気共鳴ナビゲータの感度重み付け投影ベクトル（ナビゲータＳＷＰＶ）及び基準の感度重み付け投影ベクトル（基準ＳＷＰＶ）を夫々生成するために、前記コイル感度マップを用いて前記磁気共鳴ナビゲータの投影ベクトルと前記基準の投影ベクトルとを感度重み付けるナビゲータＰＶ取得／処理サブモジュールと、
前記磁気共鳴撮像において、前記生成した被験者の位置情報を用いて被験者の動きを予測的又は遡及的に補償するＭＲ取得／処理サブモジュールと
を有する装置において、
前記ナビゲータＰＶ取得／処理サブモジュールは、
前記被験者の位置情報を生成するために、前記磁気共鳴ナビゲータＳＷＰＶを前記基準ＳＷＰＶと比較し、
前記磁気共鳴ナビゲータＳＷＰＶと前記基準ＳＷＰＶとの間の相互相関を計算し、
前記計算した相互相関に基づいて、前記被験者の位置情報を生成する
装置。
【請求項２４】
複数の無線周波数受信コイルを用いて磁気共鳴（ＭＲ）校正データを取得し、
前記ＭＲ校正データに基づいて、前記無線周波数受信コイルのコイル感度マップを生成し、
前記ＭＲ校正データに基づいて、基準の投影ベクトルを生成するＣＯＣＡ取得／処理サブモジュールと、
磁気共鳴撮像データを取得して、磁気共鳴撮像を行うＭＲスキャナと、
取得した前記磁気共鳴撮像データ又は前記磁気共鳴撮像データと共に取得される追加のデータの一部に基づいて、磁気共鳴ナビゲータの投影ベクトルを生成し、
被験者の位置情報を生成するために、前記磁気共鳴ナビゲータの投影ベクトルを前記基準の投影ベクトルと比較するナビゲータＰＶ取得／処理サブモジュールと、
前記磁気共鳴撮像において、前記生成した被験者の位置情報を用いて被験者の動きを予測的又は遡及的に補償するＭＲ取得／処理サブモジュールと
を有する装置において、
前記ナビゲータＰＶ取得／処理サブモジュールは、
前記磁気共鳴ナビゲータの投影ベクトルと前記基準の投影ベクトルとの間の相互相関を計算し、
前記計算した相互相関に基づいて、前記被験者の位置情報を生成する
装置。
【請求項２５】
複数の無線周波数受信コイルを用いて磁気共鳴（ＭＲ）校正データを取得し、
前記ＭＲ校正データに基づいて、前記無線周波数受信コイルのコイル感度マップを生成するＣＯＣＡ取得／処理サブモジュールと、
ナビゲータの感度重み付け投影ベクトル（ナビゲータＳＷＰＶ）を生成するために、磁気共鳴ナビゲータの投影ベクトルを取得し、前記コイル感度マップを用いて前記取得した磁気共鳴ナビゲータの投影ベクトルを感度重み付けし、前記ナビゲータＳＷＰＶに基づいて被験者の位置情報を生成するナビゲータＰＶ取得／処理サブモジュールと、
磁気共鳴撮像を行うＭＲスキャナと、
前記磁気共鳴撮像において、前記生成した被験者の位置情報を用いて被験者の動きを予測的又は遡及的に補償するＭＲ取得／処理サブモジュールと
を有する装置において、
前記ＭＲ取得／処理サブモジュールは、
前記生成した被験者の位置情報に基づいて撮像ボリュームを調節することにより予測的動き補償を行う
装置。
【請求項２６】
複数の無線周波数受信コイルを用いて磁気共鳴（ＭＲ）校正データを取得し、
前記ＭＲ校正データに基づいて、前記無線周波数受信コイルのコイル感度マップを生成するＣＯＣＡ取得／処理サブモジュールと、
ナビゲータの感度重み付け投影ベクトル（ナビゲータＳＷＰＶ）を生成するために、磁気共鳴ナビゲータの投影ベクトルを取得し、前記コイル感度マップを用いて前記取得した磁気共鳴ナビゲータの投影ベクトルを感度重み付けし、前記ナビゲータＳＷＰＶに基づいて被験者の位置情報を生成するナビゲータＰＶ取得／処理サブモジュールと、
磁気共鳴撮像を行うＭＲスキャナと、
前記磁気共鳴撮像において、前記生成した被験者の位置情報を用いて被験者の動きを予測的又は遡及的に補償するＭＲ取得／処理サブモジュールと
を有する装置において、
前記ナビゲータＰＶ取得／処理サブモジュールは、
前記ナビゲータＳＷＰＶと基準の投影ベクトルとの間の相互相関を計算し、
前記計算した相互相関に基づいて、前記被験者の位置情報を生成する
装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
以下のことは、磁気共鳴撮像技術、医用撮像技術及び関連する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴（ＭＲ）撮像は、既知の医用撮像技術であり、この技術は動物の撮像及び他の撮像応用、例えば考古学的遺跡を特徴付けることにも用いられる。人間の脳又は他の医療応用の高解像度のＭＲ撮像にとって、被験者の動きは画像の品質の問題のある劣化を引き起こすことがある。機能ＭＲＩ（ｆＭＲＩ）、例えば脳のｆＭＲＩにおいて、時間で変化する機能面を取り込むために、取得時間は延びる。この延びた取得時間は、動きアーチファクトの可能性及び度合いを増大させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ＭＲ撮像における被験者の動きは、予測的又は遡及的に補正されることができる。リアルタイムの予測的補正方法は、撮像ボリュームの位置及び方位がＭＲ撮像データの取得シーケンスを反復する間、被験者の位置及び方位を用いて追跡するような撮像ボリュームの座標を更新する。遡及的補正方法は、取得後にＭＲ撮像データの調整（例えば剛体シフト及び／又は再グリッド）を必要とする。
【０００４】
予測的補正方法はある利点を持っている。所望の撮像領域が前記撮像シーケンスにわたり視野に（すなわち撮像ボリューム内に）あることを保証する。その一方、遡及的補正方法において、被験者の動きは、所望の撮像領域を撮像ボリュームの外側に動かすことができる。さらに、予測的補正方法において、前記撮像ボリュームは、ＭＲ取得軸は解剖学上重要な軸（例えば軸状、冠状及び矢状軸）と並べられたままであるように、撮像する被験者の回転に応じて回転されることができる。
【０００５】
予測的又は遡及的補正方法の何れか一方を実施するために、被験者の動きが量的に評価されなければならない。予測的補正方法にとって、この評価はリアルタイム（すなわち前記撮像中及び取得シーケンスの反復の間に撮像ボリュームの座標を調節するためのフィードバックを与えるのに十分な速さ）で与えられなければならない。例えばカメラを任意で被験者に与えられる人工的な基準マーカと共に使用する、幾つかのハードウェアに基づく動き評価技術がある。これらハードウェアに基づく方法は、リアルタイムの動き情報を与え、さらにＭＲ取得パルスのシーケンスの変更を必要としない。しかしながら、ハードウェアベースの被験者の動き評価に用いられるカメラ、人工的な基準マーカ又は他の機器は、費用を増大させ、ワークフローを複雑にする。例えば、カメラのセットアップ及び位置合わせ及び／又は人工的な基準マーカの配置は撮像準備の時間を増大させる。
【０００６】
リアルタイムの被験者の動き評価のためのナビゲータに基づく方法も知られている。しかしながら、現在のナビゲータに基づく技術は、異なるコイル感度を持つ複数の受信コイルを使用する部分並列撮像（PPI: partially parallel imaging)と共に使用するのにはそんなに適さない。その上、現在のナビゲータに基づく技術は、被験者の動きを評価するのに十分なデータを取得するために、前記取得シーケンスの相当な変更を必要とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下のことは、ここに開示される新しい及び改善した装置並びに方法を提供する。
【０００８】
１つの開示した態様に従って、ある方法は、複数の無線周波数受信コイルを用いて磁気共鳴（ＭＲ）校正データを取得するステップ、前記ＭＲ校正データに基づいて、前記無線周波数受信コイルのコイル感度マップを生成するステップ、前記ＭＲ校正データに基づいて、基準の投影ベクトルを生成するステップ、追加のナビゲータを取得若しくは撮像データの一部をナビゲータとして使用するステップ、磁気共鳴ナビゲータの感度重み付け投影ベクトル（ナビゲータＳＷＰＶ）及び基準の感度重み付け投影ベクトル（基準ＳＷＰＶ）夫々を生成するために、前記コイル感度マップを用いて磁気共鳴ナビゲータの投影ベクトル及び基準の投影ベクトルを重み付けるステップ、被験者の位置情報を生成するために、前記磁気共鳴ナビゲータＳＷＰＶを前記基準ＳＷＰＶと比較するステップ、並びに前記生成した被験者の位置情報を用いて被験者の動きを予測的又は遡及的に補償するステップ、を有する。幾つかの上記実施例において、前記方法はさらにＰＰＩを有する。ナビゲータは、ＰＰＩを用いて１つ以上の再構成する磁気共鳴画像を生成する、つまりこれら再構成した画像を基準の投影ベクトルと比較して、被験者の位置情報を生成し、及び生成した被験者の位置情報を用いて被験者の動きを予測的又は遡及的に補償する。幾つかの上記実施例において、被験者の位置情報の生成は、ナビゲータＳＷＰＶと基準の投影ベクトルとの間の相互相関を計算するステップ、及び計算した相互相関に基づいて被験者の位置情報を生成するステップを有する。
【０００９】
他の開示される態様に従って、ある方法は、複数の無線周波数受信コイルを用いて磁気共鳴（ＭＲ）校正データを取得するステップ、前記ＭＲ校正データに基づいて、前記無線周波数受信コイルのコイル感度マップを生成するステップ、ナビゲータの感度重み付け投影ベクトル（ナビゲータＳＷＰＶ）を生成するために、磁気共鳴ナビゲータの投影ベクトルを取得し、前記コイル感度マップを用いて前記取得した磁気共鳴ナビゲータの投影ベクトルを感度重み付けるステップ、磁気共鳴撮像を行うステップ、前記ナビゲータＳＷＰＶに基づいて、被験者の位置情報を生成するステップ、及び前記磁気共鳴撮像において、前記生成した被験者の位置情報を用いて被験者の動きを予測的又は遡及的に補償するステップ、を有する。
【００１０】
他の開示される態様に従って、ある装置は、磁気共鳴（ＭＲ）スキャナ、複数の無線周波数受信コイル、並びに２つの直前の段落の何れか一方に述べたような方法を行うために、前記ＭＲスキャナ及び前記無線周波数受信コイルと協働するように構成されるデータ処理装置を有する。
【００１１】
１つの利点は、外部からのハードウェアを用いることなく及びＭＲ取得シーケンスの変更を減らして、リアルタイムの被験者の動き評価を与えることにある。
【００１２】
他の利点は、現代のＭＲシステムに使用されるフエーズドアレイコイルの異なるコイル感度に対応するリアルタイムの被験者の動き評価に感度重み付けを与えることにある。
【００１３】
他の利点は、前記動き評価のために追加の基準データを取得せずに、リアルタイムの被験者の動き評価にＰＰＩを与えることにある。
【００１４】
別の利点は、以下の詳細な説明を読み、理解すると、当業者に明らかとなるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ここに記載されるような動き補正した磁気共鳴撮像を行うように構成される撮像システムを概略的に示す。
【図２】図１の磁気共鳴制御モジュールのサブモジュールを選択処理することにより行われる処理を概略的に示す。
【図３】ここに記載されるようなファントムの撮像結果を示す。
【図４】ここに記載されるようなファントムの撮像結果を示す。
【図５】ここに記載されるようなファントムの撮像結果を示す。
【図６】ここに記載されるような異なる被験者の動きの状態に対する取得した投影ベクトルと計算した投影ベクトルとの間の計算した相互相関をグラフに示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１を参照すると、撮像システムは、例えば（オランダ国、アインドーフェン、コーニンクレッカ  フィリップス  エレクトロニクス  エヌ  ヴィから入手可能な）示されるAchieva MRスキャナ又は（共にコーニンクレッカ  フィリップス  エレクトロニクス  エヌ  ヴィから入手可能な）Intera若しくはPanorama MRスキャナのような磁気共鳴（ＭＲ）スキャナ１０又は他の商業的に入手可能なＭＲスキャナ若しくは非商業的なＭＲスキャナ等を含んでいる。代表的な実施例において、ＭＲスキャナは、静磁場（Ｂ０）を生じさせる超電導又は常伝導主磁石、この静磁場に選択した磁場勾配を重畳するための磁場勾配コイルの巻線の組、磁気共鳴（他の磁気共鳴の核又は複数の磁気共鳴の核の励起が考えられたとしても、通例は１Ｈの磁気共鳴）を励起させるために選択した周波数で無線周波数場（Ｂ１）を生じさせるための無線周波数励起システム、及び被験者から放出される磁気共鳴信号を検知するための無線周波数受信コイルのアレイ、すなわち複数の受信コイルを含む無線周波数受信システムのような内部コンポーネント（図示せず）を含む。
【００１７】
ＭＲスキャナ１０は、動き補正と共に磁気共鳴（ＭＲ）撮像を行うために、磁気共鳴（ＭＲ）制御モジュール１２の制御下で動作する。幾つかの実施例において、このＭＲ撮像は通例、部分並列撮像（ＰＰＩ）である。ＰＰＩにおいて、撮像データは、複数の磁気共鳴受信チャンネルにより取得され、例えばこれら受信チャンネルは概略的に示される受信コイルのアレイ１４の無線周波数受信コイルを含んでいる。実質的には、例えばＳＥＮＳＥ(sensitivity encoding)、ＳＭＡＳＨ(simultaneous acquisition off spatial harmonics)又はＧＲＡＰＰＡ(generalizes autocalibrating partially parallel acquisition)等のような如何なるＰＰＩ技術も用いられることができる。ＰＰＩにおいて、異なるコイル感度を持つ複数の受信コイルは、幾つかのデータが失っている（例えばＳＥＮＳＥにおいて行われるような幾つかの位相符号化のラインの取得をスキップする）アンダーサンプリングしたＭＲ撮像のデータセットを取得する。この失ったデータは、適切な再構成技術（例えばＳＥＮＳＥ又はＳＭＡＳＨ再構成技術）を用いて、異なるコイル感度を持つ複数の受信コイルを使用することにより与えられる追加の情報により補償される。取得したＰＰＩのデータセットのアンダーサンプリングは、その大きさがアンダーサンプリングの程度に依存している撮像データ取得の加速係数（通例Ｒで示される）に対応している。
【００１８】
ＰＰＩ技術は、前記コイルの感度を決定するためのプレスキャンを必要とする。通例、これらコイルの感度は、空間を横切るにつれて徐々に相対的に変化する。それ故に、粗校正（ＣＯＣＡ）のプレスキャンは、ＣＯＣＡ取得／処理サブモジュール２０により適切に行われる。さらに前記ＣＯＣＡ取得／処理サブモジュール２０により複数のコイル１４のこれらコイルに対するコイル感度マップ２２が生成される。ここに開示されるように、前記ＣＯＣＡ取得／処理サブモジュール２０は、前記ＣＯＣＡのプレスキャン又は他のＭＲ校正データから、被験者の動きの評価に使用するための基準の投影ベクトル（ＰＶ）も生成する。任意で、ここでさらに開示されるように、生成される基準ＰＶは、コイル感度マップ２２に含まれる情報を用いて、コイル感度を構成するように重み付けされてもよく、これは基準の感度重み付け投影ベクトル（基準ＳＷＰＶ）２４となる。有利には、この開示した方法は、前記ＰＰＩ処理の一部、すなわちＣＯＣＡプレスキャンとして慣例的に取得する情報、又はコイル感度マップを生成するのに使用される他のＭＲ校正データを使用して、被験者の動きを検出するのに使用するための基準データ（例えば基準ＳＷＰＶ２４）も生成する。
【００１９】
図１を引き続き参照すると、被験者の動きの評価は、ナビゲータの投影ベクトル（ＰＶ）取得／処理サブモジュール３０により行われ、被験者の位置３２を生成する。取得したＰＶは、追加のデータ又は撮像データの一部の何れか一方とすることができ、例えば高速スピンエコー(turbo spin echo)シーケンスにおけるエコートレイン若しくは放射状の軌道における幾つかの放射状の投影とすることができる。前記ナビゲータＰＶ取得／処理サブモジュール３０は、ナビゲータＰＶを取得し、任意でコイル感度マップ２２に基づく前記ナビゲータＰＶの感度重み付けを行い、ナビゲータの感度重み付けＰＶ（ナビゲータＳＷＰＶ）を生成する、及び前記ナビゲータＳＷＰＶを前記基準ＳＷＰＶ２４と比較し、三次元の剛体並進及び回転の要素を含む被験者の位置３２を決定する。示される実施例において、ナビゲータと基準ＳＷＰＶとの比較は適切に相互相関を用いている。
【００２０】
図１を引き続き参照すると、動き補償したＭＲ取得／処理サブモジュール４０は、ナビゲータＰＶ取得の最新の反復から決められる被験者の位置３２に一致するように調節される撮像ボリュームのためのＭＲデータを取得する、及び適切な画像再構成処理（例えばＳＥＮＳＥ再構成処理等）を行い、動き補償した再構成画像を生成する。幾つかの実施例において、ＭＲ取得シーケンスは、非ＰＰＩ取得シーケンスにも適していたとしても、ＰＰＩ撮像シーケンスである。動き補償は、予測的又は遡及的の何れかで行われることができる。（示される例として）脳のｆＭＲＩの場合のように、遡及的な動き補償スキームが採用され、撮像は、ある時間期間にわたる複数の画像の取得を含んでいる場合、再構成は任意に、全ての画像を適切な空間的基準と位置合わせするために、各々の再構成画像の剛体並進／回転の調整を行うことも含んでいる。例えば、各画像は、被験者の位置３２に対応する被験者の動きに基づいて、基準ＳＷＰＶ２４の空間的基準と一致するように並進及び回転されることができる。このように、画像のｆＭＲＩ（又は他の）シーケンスの画像の全ては空間的に並べられ、時間経過による機能的（又は他の）の変化は、前記画像のシーケンスに基づいて容易に評価されることができる。
【００２１】
脳のｆＭＲＩ又は他の画像シーケンスの取得の場合、ナビゲータＰＶ取得／処理サブモジュール３０は、動き補償したＭＲ取得／処理サブモジュール４０により行われる後続する取得の撮像ボリュームを規定するのに使用される被験者の位置３２の現在の値を必要とするために、各々の画像取得を反復する前に適切に適用される。各々の反復に対し、基準ＳＷＰＶ２４に対応する被験者の位置３２が決められ、故に被験者の位置３２は、この基準ＳＷＰＶ２４の共通の空間的基準を常に参照する。脳のｆＭＲＩが示される例として開示されたとしても、この開示した方法は、予測的動き補償が有利に行われるのに十分な時間間隔にわたり如何なる撮像にも適切に用いられる。
【００２２】
他の例として、単一の画像の取得が十分に長い場合、ナビゲータＰＶ取得／処理サブモジュール３０は、単一の画像の撮像データを取得する合間に呼び出され、撮像ボリュームは、単一の画像の撮像データの取得中に、最新のナビゲータＰＶの取得により与えられる被験者の位置３２に基づいて適切に調節される。
【００２３】
図１を引き続き参照すると、画像表示サブモジュール４４は、動き補償した再構成画像４２を適切に表示する。画像のシーケンスが取得される実施例において、前記画像表示サブモジュール４４は、画像のＣＩＮＥシーケンスを表示する又は前記シーケンスの画像を適切な行列で表示する等を行う。
【００２４】
示される実施例において、ＭＲ制御モジュール１２は、示されるコンピュータ５０により具現化され、このコンピュータの処理器（例えばマルチコア処理器若しくは他の並列処理器、シングルコア処理器又は画像処理ユニット、すなわちＧＰＵ等でもよい）は、ＭＲスキャナ１０に必要なデータの取得を行わせるスキャナ１０の制御を含むサブモジュール２０、３０、４０を実行するようにプログラムされる。前記処理器が一般的にデジタル処理器であるのに対し、この処理器は、示される例としてサブモジュール４０の画像再構成処理の幾らか又は全てを行うように構成されるＡＣＩＣ(application-specific integrated circuitry)のような何らかのアナログ回路を含む又は内蔵するとも考えている。開示した動き補償方法は、処理器により実施されるとき、様々なサブモジュール２０、３０、４０の動作を行う命令を記憶している記憶媒体として具現化されてもよい。例えば、前記記憶媒体は、ハードドライブ、光学ドライブ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ若しくは他の静電メモリ、これらの様々な組み合わせ又は他の適切な記憶媒体を構成してもよい。示されるコンピュータ５０は、ディスプレイ５２を含み、このディスプレイ５２を介して画像表示サブモジュール４４は、動き補償した再構成画像４２（又は上記画像のＣＩＮＥシーケンス又はアレイ）を表示する。コンピュータ５０は、示されるキーボード５４又は他のユーザ入力装置（例えばマウス、トラックボール又は他のポインティング装置）も含み、これらを介して、ユーザは、前記撮像処理を開始及び制御するための命令又はパラメタ等を入力する。
【００２５】
図１の示される実施例を説明する場合、様々なサブモジュール２０、３０、４０に関連する追加の開示がここに述べられる。
【００２６】
図２を参照すると、ＣＯＣＡ取得／処理サブモジュール２０は工程６０において、ＭＲスキャナ１０及び複数の無線周波数受信コイル１４に粗校正（ＣＯＣＡ）プレスキャンデータを取得させる。工程６２において、コイル感度マップ２２は、前記ＣＯＣＡプレスキャンデータに基づいて計算される。工程６４において、工程６２においてコイル感度マップ２２を計算するのに使用した同じＣＯＣＡプレスキャンデータ（又はそれのサブセット）用いて、基準ＳＷＰＶ２４が計算される。このように、基準ＳＷＰＶ２４を生成するために追加のデータは取得されない。動きの検出に使用する基準ＳＷＰＶ２４の大きさは適切には（１）前記複数のコイル１４における無線周波数受信コイルの数掛ける（３つの直交方向、例えばデカルトのｘ、ｙ及びｚ方向に対応する）コイル毎に３つのナビゲータ掛ける読み出した回数である。基準ＳＷＰＶ２４は、一次元の高速フーリエ変換（１Ｄ−ＦＦＴ）による処理の後に、全ての受信コイルからの大量のナビゲータとして適切に表される。この基準ＳＷＰＶ２４の計算工程６４は、ＣＯＣＡデータ取得工程６０の後に行われ、感度重み付けは、工程６２においてコイル感度マップが計算された後に行われる。外挿した感度マップの計算後、工程６０において取得した三次元の低解像度画像は、既定の範囲内で回転及び並進する。各々の位置に対し、投影ベクトルが計算され、感度重み付けられ及び保存される。素早く多くの場所のＳＷＰＶを計算するため１つの実施例は、デカルトデータを３Ｄの放射状の軌道上に再グリッド(re-grid)することである。この実施例は、感度マップが空間領域においてスムースに変化する場合、妥当である。
【００２７】
図２を引き続き参照すると、ナビゲータの投影ベクトル（ＰＶ）取得／処理サブモジュール３０は以下のように動作する。取得工程７０において、前記サブモジュール３０は、ＭＲスキャナ１０及び複数の無線周波数受信コイル１４に磁気共鳴ナビゲータの投影ベクトル（ＰＶ）を取得させる。工程７２において、これらＰＶは、コイル感度マップ２２を用いて感度重み付けられ、磁気共鳴ナビゲータの感度重み付け投影ベクトル（磁気共鳴ナビゲータＳＷＰＶ）を生成する。工程７４において、前記ナビゲータＳＷＰＶは、基準ＳＷＰＶ２４と比較され、基準ＳＷＰＶ２４により示される位置に対する取得７０の時に被験者の位置３２を量的に評価する。適切な比較方法において、取得した磁気共鳴ＳＷＰＶと基準ＳＷＰＶとの間の相互相関が計算される。各々計算した投影ベクトルは基準画像の位置に対応するので、最大の相互相関を与える前記計算した投影ベクトルが被験者の現在の位置を与える。全ての相互相関を計算する計算コストを避けるために、拡張カルマン(Kalman)フィルタが任意に適用され、現在の被験者の位置に基づいて次の被験者の位置の範囲を予測する。Kalman"A new approach to linear filtering and prediction problems", Trans. ASME J. Basic Eng. Vol. 82(series D)pages 35-45(1960)参照。
【００２８】
図２を引き続き参照すると、動き補償したＭＲ取得／処理サブモジュール４０は以下のように動作する。取得工程８０において、前記サブモジュール４０はＭＲスキャナ及び複数の無線周波数受信コイル１４に撮像ボリュームにある撮像データを取得させる。予測的動き補償は、前記取得／処理工程７０、７２、７４の最新の反復により示される被験者の位置３２と整列するように撮像ボリュームを調節することにより前記工程８０に組み込まれる。結果生じる画像データは、適切な画像再構成技術を用いて工程８２において再構成される。任意に、前記動き補償は遡及的に行われることができ、画像再構成工程８２は、基準ＳＷＰＶ２４により示される基準位置と整列するように、結果生じる画像の剛体シフト／回転を行うことを含む。
【００２９】
図２の開示される撮像処理は、示される例であり、様々な変更例が考えられる。例えば任意に基準の投影ベクトル及び磁気共鳴ナビゲータの投影ベクトルの感度重み付けが省略される。
【００３０】
他の例として、前記ＰＰＩを行う前に取得したＣＯＣＡプレスキャンを除く他のデータは、基準の投影ベクトル（又は基準の感度重み付け投影ベクトル）を生成するのに用いられてもよい。従って、例えば前記基準の投影ベクトルは、前記撮像を行う前にＣＯＣＡプレスキャンとは別に取得されてもよい。
【００３１】
さらに他の例として、予測的動き補償が図２の示される例に用いられる一方で、その代わりに遡及的動き補償を用いることが考えられる。この変形例において、生成される被験者の位置３２は、前記取得工程８０に入力する代わりに、データ再構成工程８２（又は示されていない再構成後の動き補償工程）に入力され、被験者の位置３２は遡及的に、すなわち撮像データの取得後に用いられ、基準ＳＷＰＶ２４の基準位置に対する動きを補償するために、取得した撮像データ又は前記再構成した画像の剛体シフト／回転を行う。
【００３２】
図３から図５を参照すると、幾つかの例示的なファントム撮像結果が示される。このファントムの例において、３２チャンネルの心臓用コイル及びシェップ−ローガン(Shepp-logan)ファントムは、模擬のデータセットを作るのに用いられる。図３は、基準スキャン工程６０の画像及びナビゲータを示す。ここで、画像のコントラストは、異なる磁化の定常状態による、プレスキャンした基準画像とナビゲータ取得画像との間で変化すると仮定される。図４及び図５は夫々１３％のコントラストの変化を持つナビゲータと４２％のコントラストの変化を持つナビゲータとを示す。
【００３３】
図６を参照すると、計算した基準ＳＷＰＶ２４と前記作業７０において取得した投影ベクトルとの動きによる相互相関の変化がグラフに描かれている。図６のデータは、図３から図５と同じファントムの例に対する計算結果であり、同じ３２チャンネルの心臓用コイルに対し計算されている。基準ＳＷＰＶ２４とナビゲータの（感度重み付け）投影ベクトルとの間に相対的な動きが無いとき、前記相互相関は最大となることが分かる。基準画像とナビゲータとの間にあるコントラストの変化が大きくないとき、回転及び並進は共に敏感に検出されることができる。
【００３４】
本出願は、１つ以上の好ましい実施例を開示している。上記詳細な説明を読み、理解すると、他の者に変更案及び代替案が思い浮かぶことがある。このような変更案及び代替案の全てが付随する請求項又はそれに同等なものの範囲内ある限り、本出願はこれら変更案及び代替案の全てを含むと考えられることを意図している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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