(57)【要約】  本発明は、対象物105から磁気共鳴(MR)データを取得するMRシステムに関する。そのMRシステムは、対象物の動き特性を監視する監視モジュール117であって、その動き特性が所定の又は動的に調整される限界119を持つような監視モジュールと、その動き特性が限界119内にあるとき、対象物105からデータを取得するパルスシーケンスを適用するパルスシーケンサ108であって、そのパルスシーケンスが少なくとも１つのパルス波形を有するようなパルスシーケンサとを有する。そのパルスシーケンサ108は、その動き特性が限界119を超えるとき、少なくとも１つのパルス波形の特性を調整するよう更に構成される。
2009520553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物から磁気共鳴データを取得する磁気共鳴システムであって、
前記対象物の動き特性を監視する監視モジュールであって、前記動き特性が限界を持つような監視モジュールと、
前記対象物からデータを取得するためのパルスシーケンスを適用するパルスシーケンサであって、前記パルスシーケンスが少なくとも１つのパルス波形を有するようなパルスシーケンサとを有し、
前記パルスシーケンサが、前記動き特性が前記限界を超えるとき、前記少なくとも１つの波形の特性を調整するよう更に構成される、磁気共鳴システム。
【請求項２】
前記少なくとも１つのパルス波形が、無線周波数パルスを有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記少なくとも１つのパルス波形が、グラジエントパルスを更に有する、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項４】
例えば、パルス振幅又はパルス幅といった前記少なくとも１つのパルス波形の特性が、最小値、好ましくはゼロに調整される、請求項２又は３に記載のシステム。
【請求項５】
対象物から磁気共鳴データを取得する方法において、
前記対象物の動き特性を監視するステップであって、前記動き特性が限界を持つようなステップと、
前記対象物からデータを取得するためのパルスシーケンスを適用するステップであって、前記パルスシーケンスが少なくとも１つのパルス波形を有するようなステップと、
前記動き特性が前記限界を超えるとき、前記少なくとも１つのパルス波形の特性を調整するステップとを有する、方法。
【請求項６】
請求項１に記載されるような磁気共鳴システムのためのコンピュータプログラムであって、前記プログラムがコンピュータで実行されるとき、
対象物の動き特性を監視させる命令であって、前記動き特性が限界を持つような命令と、
前記対象物からデータを取得するためのパルスシーケンスを適用させる命令であって、前記パルスシーケンスが少なくとも１つのパルス波形を有するような命令と、
前記動き特性が前記限界を超えるとき、前記少なくとも１つの波形の特性を調整させる命令とを有する、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物から磁気共鳴(MR)データを取得するMRシステムに関する。そのMRシステムは、対象物の動き特性を監視する監視モジュールを有する。その動き特性は、限界を持つ。そのシステムは、対象物からデータを取得するためパルスシーケンスを適用するパルスシーケンサも有し、そのパルスシーケンスは、少なくとも１つのパルス波形を有する。
【０００２】
本発明は更に、対象物からMRデータを取得する方法に関し、その方法は、対象物の動き特性を監視するステップを有する。その動き特性は、限界を持つ。その方法は、対象物からデータを取得するためパルスシーケンスを適用するステップも有し、そのパルスシーケンスは、少なくとも１つのパルス波形を有する。
【０００３】
本発明は更に、斯かる磁気共鳴システムのためのコンピュータプログラムに関し、そのコンピュータプログラムは、対象物の動き特性を監視する命令を有する。その動き特性は、限界を持つ。そのプログラムは、対象物からデータを取得するためパルスシーケンスを適用する命令も有し、そのパルスシーケンスは、少なくとも１つのパルス波形を有する。そのプログラムはコンピュータで実行される。
【背景技術】
【０００４】
斯かる方法の実現は、米国特許第6144874A号に記載され、そこでは、画像を再構成するのに必要なMRデータが、セントラルk空間ビューとペリフェラルk空間ビューとに分割される。スキャンの間、患者の呼吸を示すMRナビゲータ信号が取得される。呼吸が狭い取得ウィンドウ内にあるとき第１のゲーティング信号が生成され、呼吸が広い取得ウィンドウにあるとき第２のゲーティング信号が生成される。第１のゲーティング信号が生成されるとき、セントラルビューがk空間内で得られ、第２のゲーティング信号が生成されるとき、ペリフェラルk空間ビューが得られる。呼吸信号が特定の取得ウィンドウの外側にある場合、ゲーティング信号が示されることはなく、取得された画像データは破棄される。その後、そのシステムは、別のナビゲーション信号を得るため、ループ処理の先頭に戻り、画像データが取得されることができるかを決定するステップが繰り返される。すべてのk空間ビューが取得されたとき、画像が再構成される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術における問題は、画像を再構成するのに必要なすべてのk空間ビューを取得するだけでなく、画像データが取得されることができるかを決定するのに必要な複数のループが、増加されたRFデポジット(deposition)をもたらし、そのことが患者の快適性及び安全性を低下させてしまう可能性があることである。
【０００６】
従って、本発明の目的は、動作時に、検査される対象物の快適性及び安全性を増加させるMRシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は、冒頭部にあるようなMRシステムにより実現される。そこでは、上記パルスシーケンサが、上記動き特性が限界を超えるとき、上記少なくとも１つの波形の特性を調整するよう更に構成される。上記少なくとも１つのパルス波形は、RFパルス又はRFパルスとグラジエントパルスとの組み合わせを有する。監視モジュールは、上記対象物の動き特性を監視する。上記動き特性が限界を超える場合、パルスシーケンサは、例えば、RFパルス又はグラジエントパルスといったパルス波形の少なくとも１つの要素を調整する。その調整は、例えば、パルス持続時間、パルスパワー、パルス数等といったその要素の少なくとも１つの特性を一時的に増加又は減少させることで実現される。
【０００８】
RFパルスの数、パワー又は持続時間を減らすことにより、対象物における比吸収率(SAR)が減らされ、こうして、増加された安全性をもたらす。低SAR値は、結果として、対象物における局所加熱を減少させ、対象物の快適性を増加させる。また、本発明により得られる、低平均SAR蓄積は、SAR限界を超えることなく最適化されたMRパルスシーケンスを可能とするのに使用されることができる。グラジエントパルスのパワー、持続時間又は数が減らされると、対象物の快適性は増加される。なぜなら、小さなグラジエントであることはノイズを減少させ、結果として、周囲の気になる刺激が減らされるからである。グラジエントパルスが少ないことは、患者の安全性も高めることができる。なぜなら、グラジエントパルスは、対象物の体に隣接する、又はその内部にある金属対象物における渦電流を生じさせる可能性があり、それは、局所加熱をもたらし、場合によってはやけどになるからである。また、監視される動き特性に基づき、適用されるRF又はグラジエントパルスのパワー、持続時間又は数を増加させることも可能である。例えば、予備RFパルスのパルスパワーが、データ取得の開始前の定常状態を迅速に実現するために増大されることができる。別の例として、必要なフリップ角がより短時間のRFパルスを用いて得られるよう持続時間が減少されつつ、RFパルスのパルスパワーレベルが増大されることができる。
【０００９】
本発明のこうした側面及び他の側面は、従属項に規定される以下の実施形態に基づき更に詳細に説明されることになる。
【００１０】
本発明によるMRシステムの実施形態では、上記少なくとも１つのパルス波形が、無線周波数(RF)パルスを有する。例えば、変位、速度、加速度等といった動き特性が限界を超えるとき、例えば、RFパルスのパワーレベル、持続時間、パルス数といったパルス波形の特性が調整される。上記パルス波形特性の組み合わせが調整されてもよい。
【００１１】
本発明によるMRシステムの追加的な実施形態では、上記少なくとも１つのパルス波形が、RF及びグラジエントパルスの組み合わせを更に有する。例えば、変位、速度、加速度等といった動き特性が限界を超えるとき、例えば、パルスのパワーレベル、持続時間、パルス数といったグラジエントパルスの特性が調整される。
【００１２】
本発明によるMRシステムの追加的な実施形態では、例えば、パルス振幅又はパルス幅といった上記少なくとも１つのパルス波形の特性が、最小値、好ましくはゼロに調整される。従来技術においては、対象物の動きがMR画像におけるアーチファクトをもたらすと認識されている。しばしば対象物の動きが過度であるとみなされるときに取得されるデータは、画像の再構成の間考慮されない。斯かる欠損データ、例えば、k空間における数ラインは、対象物の動きが許容可能な限界内に入るとき再取得される。しかしながら、取得データが再構成に使用されるか否かに関係なくパルスシーケンスが適用されるので、その対象物は、無駄なRF又はグラジエントパルス、即ち、最終画像に貢献しないRF又はグラジエントパルスに不必要にさらされる。現在の実施形態において、監視対象の動き特性が限界を超えるとき、例えばパルス振幅、パルス持続時間又はパルス数といった少なくとも１つのパルス波形の特性が減じられる。無駄なRF及びグラジエントパルスの適用を減らすか、又は停止させることにより、対象物の快適性及び安全性が改善される。また、本発明により得られる低平均SAR蓄積が、SAR限界を超えることなく最適化されたMRパルスシーケンスを可能にするのに使用されることができる。
【００１３】
本発明の更なる目的は、対象物からMRデータを取得する方法であって、検査される対象物の快適性及び安全性を増加させるような方法を提供することである。
【００１４】
本目的は、冒頭部にあるような方法により実現される。そこでは、上記動き特性が限界を超えるとき、上記少なくとも１つのパルス波形の特性が調整される。例えば、対象物の部分の位置の変化率といった対象物の動き特性が監視される。その位置の変化率は限界を持つ。位置の変化率が限界内にあるとき、特定のパワー及び持続時間のRFパルスが適用される。位置の変化率が限界を超えるとき、RFパルスのフリップ角が維持されるよう、パルスパワーは適切に増加されつつ、パルス持続時間が減じられる。こうして、監視される特性に基づき、パルスの効率性を犠牲にすることなく、より短い持続時間又は長い持続時間のRFパルスが適用される。SAR蓄積は平均的に制限され、そのことは、SAR限界を超えることなく増大された画像品質のための最適化されたMRパルスシーケンスを可能にする。別の例として、対象物の部分の変位が監視される。その変位は、所定の最大限界を持つ。対象物の部分の変位が所定の最大限界を超える場合、例えばRFパルス又はグラジエントパルスといったパルス波形の要素の少なくとも１つを一時的に最小化することにより、少なくとも１つのパルス波形が調整される。これは、対象物がRF及びグラジエントパルスに不必要にさらされることを減らし、こうして、安全性及び快適性を向上させることができる。
【００１５】
本発明の更なる目的は、コンピュータ装置によりロードされるコンピュータプログラムを提供することである。そのコンピュータプログラムは、MRシステムからMRデータを取得する命令を有し、動作中に、検査される対象物の安全性及び快適性を増加させるものである。上述のコンピュータプログラムを有するコンピュータプログラム製品を提供することも本発明の追加的な目的である。
【００１６】
上記目的は、冒頭部にあるようなコンピュータプログラムにより実現される。そこでは、そのコンピュータプログラムが、上記動き特性が限界を超えるとき、上記少なくとも１つのパルス波形の特性を調整させる命令を更に有する。例えば、動き特性が限界を超える場合、そのコンピュータプログラムは、例えば、RFパルス若しくはグラジエントパルス、又はその両方を一時的に最小化することにより、少なくとも１つのパルス波形を調整することをパルスシーケンサに命ずる。これは、対象物がRF及びグラジエントパルスに不必要にさらされることを減らし、こうして、安全性及び快適性を向上させることができる。上記コンピュータプログラム製品は、例えばCD-ROM又はDVDといったコンピュータ可読媒体に存在するコンピュータプログラムを有する。また、コンピュータプログラム製品は、例えばインターネットを介して、ダウンロードされるか、又は他の態様でコンピュータに転送されるダウンロード可能なプログラムとすることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明のこれら及び他の側面が、対応する図面を参照し、以下の実施形態に基づき、例示を介してより詳細に説明されることになる。
【００１８】
様々な図面において用いられる対応する参照符号は、図面における対応構造を表すことに留意されたい。
【００１９】
図１は、本発明によるMRイメージングシステムのブロック図である。MRイメージングシステムは、主コイル１０１のセットと、グラジエント駆動ユニット１０６に接続される複数のグラジエントコイル１０２と、RFコイル駆動ユニット１０７に接続されるRFコイル１０３とを有する。RFコイル１０３は、ボディコイルの形式で磁石に一体化されることも分離した表面コイルとすることもできるが、そのRFコイルの機能は、送信／受信(T/R)スイッチ１１３により更に制御される。複数のグラジエントコイル１０２及びRFコイルは、電源供給ユニット１１２により電力供給される。例えば患者テーブルといった運搬システム１０４が、MRイメージングシステム内で、対象物１０５、例えば患者の位置を決めるのに使用される。例えば胸壁変位を監視する水銀ひずみゲージといった動き特性を監視するための監視デバイス１１７が、患者の胸に除去可能に取り付けられる。代替的に、MR装置自身が、患者の動きを監視するのに採用されることができる。例えば、ナビゲータ信号を用いて、MR装置が監視を行う。監視される特性は、比較デバイス１１８により限界１１９と比較される。比較デバイスの出力信号は、制御ユニット１０８に与えられる。RF及びグラジエントパルスの適用を制御することにより、制御ユニット１０８は、パルスシーケンサユニットとしても機能する。代替的に、制御ユニット１０８は、外部のパルスシーケンサユニット(図示省略)を制御することができる。制御ユニット１０８は更に、再構成ユニット１０９、例えばモニタスクリーン又はプロジェクタといった表示ユニット１１０、データストレージユニット１１５、及び例えばキーボード、マウス、トラックボール等といったユーザ入力インタフェースユニット１１１の動作を制御する。リアルタイムSARモニタ１１６は、適用されるRFパルスに基づき対象物のSARを追跡し続ける。
【００２０】
主コイル１０１は、例えば磁場強度1.5T又は3Tの安定かつ一様な静磁場を生成する。本発明は、同様な他のいずれかの磁場強度にも適用可能である。主コイル１０１は、主コイルがトンネル形状の検査空間を典型的に囲うという態様で構成される。対象物１０５は、その検査空間へ誘導されることができる。別のありふれた構成は、間に空気ギャップを備える対向するポールフェイスを有する。対象物１０５は、運搬システム１０４を用いてそのポールフェイスへ誘導される。MRイメージングを可能にするため、静磁場に重畳される時間変動する傾斜磁場が、グラジエント駆動ユニット１０６により供給される電流に応じて、複数のグラジエントコイル１０２により生成される。電子グラジエント増幅回路を用いて適合される電源供給ユニット１１２は、複数のグラジエントコイル１０２に電流を供給する。その結果として、グラジエントパルス(グラジエントパルス波形とも呼ばれる)が生成される。制御ユニット１０８は、適切なグラジエント波形を生成するためグラジエントコイルを流れる電流の特性を制御し、特に、その強度、持続時間及び方向を制御する。RFコイル１０３は、対象物１０５におけるRF励起パルスを生成し、そのRF励起パルスに応じて対象物１０５により生成されるMR信号を受信する。RFコイル駆動ユニット１０７は、RF励起パルスを送信するためRFコイル１０３に電流を供給し、RFコイル１０３により受信されるMR信号を増幅する。RFコイル１０３又はRFコイルのセットにおける送信及び受信機能は、T/Rスイッチ１１３を介して制御ユニット１０８により制御される。T/Rスイッチ１１３は、送信及び受信モード間でRFコイル１０３を切り替える電子回路を具備し、RFコイル１０３及び他の関連電子回路を破壊(breakthrough)又は他の過負荷等から保護する。送信されるRF励起パルスの特性、特にその強度及び持続時間は、制御ユニット１０８により制御される。
【００２１】
対象物１０５の動き特性は、例えば、巻き型ひずみゲージといった監視デバイス１１７を用いて監視される。動きを監視する監視システムの更なる例は、時系列画像をキャプチャする高分解能カメラ又はビデオカメラを有するか、超音波スキャナを用いるもの等がある。また、ナビゲータ信号を用いて動きを監視するのにMR装置自身が用いられることができる。監視デバイス１１７からの信号は比較デバイス１１８に与えられる。比較デバイス１１８は、その信号を限界値１１９と比較する。限界値１１９は、予め決定され固定されているか、又は動的に決定され、スキャンの間でさえ調整されることができる。動き特性が限界値を超える場合、比較デバイス１１８は、パルス波形の特性を調整するよう制御ユニット１０８に信号を発する。例えば、ひずみゲージにより監視される胸壁の変位が限界値１１９を超えるとき、比較デバイス１１８は、次のRFパルスの適用を止めるよう制御ユニット１０８に信号を発する。更に、その状況に基づき、制御ユニット１０８は、リードアウトグラジエントといった更なるグラジエントパルスの適用を追加的に停止させることができる。胸壁の変位が限界内であるとき、比較デバイス１１８は、パルシングを再開するよう制御ユニット１０８に命令を出す。
【００２２】
リアルタイムSARモニタ１１６は、特定の時間期間に適用されるパルスのパワー、持続時間及び数を監視することにより、対象物１０５に蓄積するRFエネルギーの量を監視する。パルスシーケンスにより蓄積されるRFエネルギーがSARの規制値又は法定制限を超える場合、リアルタイムSARモニタ１１６は、RFパルスの適用を制御するよう制御ユニット１０８に信号を発する。制御ユニット１０８は続いて、対象物におけるSARレベルが規制値又は法定制限内に戻るまで、RFパルスの適用を中断するか、又はRFパワーを適合させるようT/Rスイッチ１１３に信号を発する。
【００２３】
この実施形態では、送信及び受信コイルが１つのコイルとして示されているが、送信及び受信のためのそれぞれ分離したコイルを持つこともできる点に留意されたい。更に、送信若しくは受信、又はその両方のための複数のRFコイル１０３を持つことも可能である。RFコイル１０３は、ボディコイルの形式で磁石に一体化されるか、又は分離した表面コイルとすることができる。RFコイルは、例えばバードケージ構成又はシンプルなループ構成といった異なるジオメトリを持つことができる。好ましくは、制御ユニット１０８は、例えばマイクロプロセッサといったプロセッサを含むコンピュータの形式である。制御ユニット１０８は、T/Rスイッチ１１３を介して、RF励起パルスの適用と、エコー、自由誘導減衰等を有するMR信号の受信とを制御する。キーボード、マウス、タッチスクリーン、トラックボール等といったユーザ入力インタフェースデバイス１１１は、操作者がMRシステムと対話することを可能にする。
【００２４】
MRアンテナ１０３で受信されるMR信号は、画像化される対象物１０５における注目領域における局所スピン密度に関する実際の情報を含む。受信される信号は、再構成ユニット１０９を用いて再構成され、MR画像又はMRスペクトラムとして表示ユニット１１０に表示される。また、追加的な処理を待つ間に、ストレージユニット１１５に再構成ユニット１０９からの信号を格納することも可能である。有利には、再構成ユニット１０９は、RFコイル１０３から受信されるMR信号を抽出するようプログラムされるデジタル画像処理ユニットとして構成される。
【００２５】
図２は、MR分光法に有益なパルスシーケンスを図式的に示す。RFとマークされた軸は、RFパルス２０１〜２０４のシーケンスを示し、ROとマークされた軸は、自由誘導減衰(FID)信号２０５〜２０８のリードアウトを示し、RPとマークされた軸は、対象物において監視される動きの変動を示す。左から右方向は時間軸であり、文字「t」でマークされる。線２０９は、監視される動きの限界を示す。
【００２６】
αパルス、通常90°パルスが、例えば患者の脳又は心臓の領域といった対象物に適用される。RFパルスは、特定の核種を励起させる。例えば、水素(1H)、リン(31P)、ナトリウム(23Na)等である。RFパルスが適用された直後に、自由誘導減衰(FID)形式のMR信号が、サンプルから取得される。その後FIDは、サンプルにおける様々な複合物の濃度を示すピークを有するスペクトラムを得るため１次元にフーリエ変換される。FID信号が脳の一部から取得される場合、例えば、その後、頭の位置が監視される。図では線２０９により示されるように、頭が特定の閾値を超えて動く場合、「点線」RFパルス２０２及び２０４で表されるように、RFパルスの適用が停止される。頭が動いて閾値内に戻るとき、RFパルスが再開される。これは、有益なデータが対象物から得られることができるときにのみ、RFパルスが適用されることを確実にする。これは、対象物のSAR被ばくを減らすと共に、加熱効果も減らすことになり、患者の安全性及び快適性を増加させることにつながる。
【００２７】
図３は、エコープラナーイメージング(EPI)シーケンスを図式的に示す。RFとラベル付けされた軸は、RFパルス３０１、３０２の適用を示す。そのフリップ角はそれぞれα１、α２であり、両パルスは、反復時間間隔TRだけ隔てられる。Gzとラベル付けされた軸に沿って描かれるように、スライス選択グラジエント３０３、３０４が、それぞれRFパルス３０１、３０２と共に適用される。Gyとラベル付けされた軸により描かれるように、系列状のブリップ(blip)グラジエント３０６、３０７、３０９、３１０、３３０、３３１だけでなく、プレワインダ(prewinder)グラジエント３０５、３０８の形式で位相エンコーディンググラジエントも適用される。MRデータを取得するため、Gxとラベル付けされた軸に沿って、リードアウト又は周波数エンコーディンググラジエント３１１、３１２、…３２８が適用される。RPとラベル付けされた軸により示されるように、対象物の動きが監視され、所定の限界値が線３２９により示されるものとしてセットされる。
【００２８】
現在の実施形態において、例えば、心臓の動きは、超音波スキャニングシステムを用いて対象物の心拍を監視することにより監視される。また、MRナビゲータパルスシーケンスを用いて、心拍が監視されることもできる。トレースRPは、説明的なトレースとしてのみ示される。心臓は、トレースRP上でピークA及びCにより表される、心室収縮フェーズの間最も動く。その動きがカットオフ値３２９を下回るとき、リードアウトグラジエント３１１、３１４〜３１８、３２３〜３２８により示されるように、MRデータが取得される。位相エンコーディンググラジエント３０６、３１０、３３０も適用される。動き特性がカットオフ値３２９を上回る、言い換えると超えるとき、「点線」グラジエント３１２、３１３、３１９及び３２０〜３２２で示されるように、リードアウトグラジエントが最小化される。対応する位相エンコーディンググラジエント３０７、３３１及び３０９は停止又は最小化される。動き特性が所定のカットオフ値内に戻るとき、グラジエントパルス３１４〜３１８及び３２３〜３２８で示されるように、再度MRデータが取得される。完全に電源を切ることなくグラジエントを最小化することは、後続グラジエントの起動時間を削減し、従って、グラジエント駆動回路に対する負荷を減らす。グラジエントが小さいことは更に、MRイメージングシステムのボアにおけるノイズレベルを削減することにつながり、患者の快適性を改善することにつながる。
【００２９】
図４は、本発明の方法の説明的な実現を図式的に示す。パルスシーケンスの一部として、様々なRFパルス４０１及びグラジエントパルス４０２が、適用のために用意される。トレースRPは、監視される動き特性における変化を示す。線４０３は、動き特性の許容限界を示す。対象物に蓄積されるRFエネルギーの量は、特定の持続時間の間に適用されるすべてのRFパルスを考慮に入れつつ、SARモニタ４０４により監視される。
【００３０】
例えば患者の横隔膜位置といった動き特性が所定の限界４０３内に入らないとしても、RFパルスは、最小にまで減らされることができるか、又は完全にスイッチオフにされることができる。また、グラジエント振幅がそれぞれ減少又は削減されることができる。「良好な」呼吸位置が検出され、後続して測定されるデータが再構成画像に貢献する場合、最適なRFパワーが再開される。
【００３１】
典型的な呼吸パターンを想定すると、データのおよそ50%は、「良好な」呼吸位置において取得される。残りの50%は、動きが原因で廃棄(rejected)されなければならず、後の時間点において再度測定される必要がある。従って、こうしたデータの取得の間にRFパワーをスイッチオフすることは、時間に対して平均化されるとき50%のSAR蓄積の削減を生み出す。これは、患者の快適性及び安全性を改善する。また、これは、SAR限界を超えることなく画像品質を最適化するのに、より大きなフリップ角又はRFパルス間のより短い反復時間を適用することを可能にすることができる。本発明の適用が見込める多くの分野の中には、スピンエコーシーケンス、又は定常自由歳差(SSFP)シーケンスといった高いRFパワーを必要とするMRシーケンスが含まれる。
【００３２】
理論上は、SSFPは、検査される組織のT1及びT2緩和時間よりTRが短いようなスピンエコー又はグラジエントエコーシーケンスを適用することにより得られることができる。フリップ角及びTRの適切な選択により、非ゼロ定常状態が、長手方向の磁化だけでなく、トランスバース方向に対しても維持される。例えば、典型的なプロトンイメージングに対して、TRが100 msの場合、フリップ角は、約60°から90°になるべきである。より短いTRに対しては、通常45°から60°のより小さなフリップ角が使用されることができる。SSFPに関する追加的な情報は、Oppelt A、Graumann R、Barfuss H.による「FISP: A New Fast MRI Sequence」、Electromedia、巻54、15-18頁(1986)に見られることができる。
【００３３】
説明目的の図に示されるように、監視される動きが閾値を超えるような時間帯に含まれるパルスだけをブロックすることが可能である。例えば、スライス選択パルス及び位相エンコードパルスの適用により、磁化が準備されたとしても、監視される動きが閾値を超えるような時間帯に一致する場合には、対応するリードアウトパルスがブロックされることができる。この技術はそれ自身で、無駄なパルスを削減することにより患者の快適性及び安全性における改善をもたらすが、特定のパルスシーケンス内の個別のパルス波形を調整することは、最適な画像品質を生み出すことにはならない。従って、動きによりあまり影響を受けないデータだけが取得されるよう、全体のパルスシーケンスをブロックすることが望ましい。
【００３４】
患者の快適性及び安全性における更なる改善は、監視される動きに対する予測モデルを組み込むことにより実現されることができる。過去の周期的な動きの履歴を考慮することで、動きの次のサイクルを統計的に予測することが可能である。過度の動きにより特定の取得又はリードアウトグラジエントがターンオフにされる可能性が高いとその統計モデルが予測する場合、予備パルスの適用が停止されることもできるし、後に動き特性が限界内にあるとき再開されることもできる。言い換えると、全体のパルストレインの適用は、励起又は再フォーカスから取得に至るまでのすべてのパルスが適用されることができるとその予測モデルが決定する場合にのみ開始される。その予測モデルは、図１の制御ユニット１０８により、ソフトウェアプログラムとして、又はハードウェアとしてのいずれかで実現されることができる。
【００３５】
図５は、グラジエントエコーシーケンスに対するパルスシーケンスのタイミング図を示す。RF軸は、系列状のRFパルスを示し、それぞれフリップ角β１、β２及びβ３の予備パルス５０１、５０３、５０５と、それぞれフリップ角α１、α２及びα３の励起パルス５０２、５０４、５０６とを有する。Gz軸は、それぞれ励起パルス５０２、５０４、５０６に関連付けられるスライス選択グラジエント５０７、５０８、５０９を示す。Gy軸は、位相エンコーディンググラジエント５１０、５１１を示す。一方、Gx軸は、リードアウトグラジエント５１２、５１３を表す。RPトレースは、監視される動きにおける変化を示し、線５１４及び５１５は、それぞれ第１及び第２の限界を表す。
【００３６】
図に見られるように、画像化のための最適な時間は、動きが閾値５１４を下回るときである。これは、もっとも動きの少ない時間期間に対応する。この「静寂した」時間期間を最適に利用するため、その静寂したフェーズの間、イメージングシーケンスの直前に必要とされる定常状態を維持することが有利である。そこで、予備パルス５０１、５０３、５０５は、監視される動きが閾値５１４を上回るが閾値５１５を下回るような時間の間に適用される。動きの変化率は、閾値線５１４と５１５との間で監視される。RFパルス５０１、５０３、５０５の数又は振幅は、それに従って調整される。例えば、イメージング開始直前に、大きなフリップ角のRFパルスを適用することにより定常状態を迅速に確立するような場合、特にSSFPシーケンスを用いるようなときに、斯かるステップが有益である。
【００３７】
図６は、本発明による方法の実現を概略的に示す。ステップ５０１で、動き特性が監視され、ステップ５０２で、ステップ５０３により適用される限界とその動き特性が比較される。ステップ５０４で示されるように、動き特性に対する条件を満足する場合、例えば、監視される動き特性が限界内にある場合、RF又はグラジエントパルスの調整をすることなく、パルスシーケンスが適用される。ステップ５０５ではMRデータが取得される。ステップ５０２でその特性に対する条件を満足しない場合、ステップ５０６で、パルスシーケンスパラメタが調整される。ステップ５０４では、調整されるパルス波形が対象物に適用され、ステップ５０５でMRデータが取得される。
【００３８】
一般に、RFパルスは、例えば励起パルス、180°逆(inversion)パルス、180°再フォーカスパルス等、様々なフリップ角の１つ又は複数の励起パルスを有することができる。グラジエントパルスは、例えばスライス選択励起、再フォーカスパルス又はスペクトル空間パルス等のRFパルスと共に適用されるグラジエント波形を有することができる。グラジエントパルスは、例えば位相エンコーディングパルス、リードアウト又は周波数エンコーディンググラジエントパルス、位相リワインダ(rewinder)パルス、クラッシャグラジエントパルス等の、RFパルスと独立して適用されるグラジエント波形を更に有することができる。
【００３９】
複数の限界が、監視される動き特性のそれぞれに対して規定されることができる。その限界は、同時に又はその他の態様で規定されることができる。例えば、変位だけでなく動きの速度が、同時に監視され、パルス波形がそれに従って調整される。例えば、同じ患者の呼吸運動及び心臓の動きといった異なる動きの特性を監視し、同時に、両方の動き測定に基づき、パルス波形を調整することも可能である。更に、例えば母胎における胎児を画像化しつつ、２つの異なる対象物の動きを監視することも可能である。母の呼吸によりもたらされる動きは、ひずみゲージを用いて監視され、超音波技術を用いて測定される胎児の心拍数と共に、最適なイメージング期間を計算するのに使用されることができる。
【００４０】
上述された実施形態は本発明を限定するものではなく、当業者であれば、添付された請求項の範囲から逸脱することなく、他の多くの実施形態をデザインすることができることになることに留意されたい。請求項において、括弧内に配置されるいかなる参照符号も請求項を限定するものとして解釈されるべきではない。単語「comprising(有する)」は、請求項に記載される以外の他の構成要素又はステップの存在を排除するものではない。要素に先行する単語「a」又は「an」は、斯かる要素が複数存在することを排除するものではない。本発明は、複数の個別の要素を有するハードウェアを用いて、及び適切にプログラムされたコンピュータを用いて実現されることができる。複数の要素を列挙するシステムクレームにおいて、これらの手段の複数が、コンピュータ可読ソフトウェア又はハードウェアの１つの同じアイテムにより実現されることができる。特定の手段が相互いに異なる従属項に記載されるという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを示すものではない。
【００４１】
図は、大きさどおりに描かれているものではない点に更に留意されたい。様々な図面に示される時間スケールは説明目的で描かれるに過ぎず、実際のパルスシーケンスタイミング又は発生する動きの時間を表すものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明によるMRシステムを概略的に示す図であり、動作時に、検査される対象物の快適性及び安全性を増加させるMRシステムを示す図である。
【図２】「１パルス」MR分光シーケンスを図式的に示す図であり、そのRFパルスが調整されているような状態を示す図である。
【図３】エコープラナーイメージング(EPI)パルス波形を図式的に示す図であり、位相エンコードに沿ったグラジエントパルス及びリードアウト軸が調整されているような状態を示す図である。
【図４】説明目的のパルス波形を図式的に示す図であり、監視される動き特性が限界を超えるとき、RFパルス及び／又はグラジエントパルスが最小化されるか、又は完全に停止されるような状態を示す図である。
【図５】グラジエントエコーパルス波形を図式的に示す図であり、対象物の動きの変化率に基づき、パルス数だけでなくパルス振幅を調整することによりRFパルスが調整されるような状態を示す図である。
【図６】本発明による方法を示す図であり、検査される対象物の快適性及び安全性を増加させるような方法を示す図である。
【図１】
2009520553.tif 000003
【図２】
2009520553.tif 000004
【図３】
2009520553.tif 000005
【図４】
2009520553.tif 000006
【図５】
2009520553.tif 000007
【図６】
2009520553.tif 000008
【国際調査報告】
2009520553.tif 000009
2009520553.tif 000010