(57)【要約】  本発明は、測定ゾーン１０８内の被検体１１８から磁気共鳴データ１４２を取得するための磁気共鳴イメージングシステム１００を提供し、磁気共鳴イメージングシステムは、磁気共鳴イメージングシステムを制御するためのプロセッサ１３０と、マシン実行可能命令１５０、１５２、１５４及びパルスシーケンスコマンド１４０を記憶するためのメモリ１３６とを含む。パルスシーケンスコマンドは、磁気共鳴フィンガープリンティングプロトコルに従って磁気共鳴データを取得するように磁気共鳴イメージングシステムを制御するように構成される。パルスシーケンスコマンドは、ＲＦパルス列３００を生成するように磁気共鳴イメージングシステムを制御するように構成される。パルスシーケンスコマンドは、磁気共鳴データを複数のｋ空間トレースとして取得するように磁気共鳴イメージングシステムを制御するように構成される。パルスシーケンスコマンドは、複数のｋ空間トレースの各々の取得のために繰り返されるべきＲＦパルス列を制御するように構成される。マシン実行可能命令によって、プロセッサは、パルスシーケンスコマンドで磁気共鳴イメージングシステムを制御することによって、磁気共鳴データの複数のｋ空間トレースを順次取得し（２００）、複数のｋ空間トレースのうちの所定の数のｋ空間トレースが取得された後に取得されるｋ空間トレースに対する所定の物質のセットの各々の存在量を計算する（２０２）。所定の物質のセットの各々の存在量は、磁気共鳴データを定常状態磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリ１４４と比較することによって決定される。定常状態磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリは、所定の物質のセットに対してＲＦパルス列に応答して計算された磁気共鳴信号のリストを含む。
2019512282.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定ゾーン内の被検体から磁気共鳴データを取得するための磁気共鳴イメージングシステムであって、前記磁気共鳴イメージングシステムは、
前記磁気共鳴イメージングシステムを制御するためのプロセッサと、
マシン実行可能命令及びパルスシーケンスコマンドを記憶するためのメモリとを含み、
前記パルスシーケンスコマンドが、磁気共鳴フィンガープリンティングプロトコルに従って前記磁気共鳴データを取得するように前記磁気共鳴イメージングシステムを制御し、前記パルスシーケンスコマンドが、ＲＦパルス列を生成するように前記磁気共鳴イメージングシステムを制御し、前記パルスシーケンスコマンドが、前記磁気共鳴データを複数のｋ空間トレースとして取得するように前記磁気共鳴イメージングシステムを制御し、前記パルスシーケンスコマンドが、前記複数のｋ空間トレースの各々の前記取得のために繰り返されるべき前記ＲＦパルス列を制御し、前記マシン実行可能命令によって、前記プロセッサが、
パルスシーケンスコマンドで前記磁気共鳴イメージングシステムを制御することによって、磁気共鳴データの前記複数のｋ空間トレースを順次取得することと、
前記複数のｋ空間トレースのうちの所定の数のｋ空間トレースが取得された後に取得されるｋ空間トレースに対する所定の物質のセットの各々の存在量を計算することとを実行させ、所定の物質のセットの各々の前記存在量が、前記磁気共鳴データを定常状態磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリと比較することによって決定され、前記定常状態磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリが、所定の物質のセットに対して前記ＲＦパルス列に応答して計算された磁気共鳴信号のリストを含み、
前記所定の数のｋ空間トレースが、決定されるべき個々のディクショナリエントリのＴ１値及びＴ２値に動的に適合される、磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項２】
前記マシン実行可能命令の実行によって、前記プロセッサが、前記所定の数のｋ空間トレースを廃棄する、請求項１に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項３】
前記パルスシーケンスコマンドが、各ＲＦパルス列の間の最大遅延で前記ＲＦパルス列を繰り返すように前記磁気共鳴イメージングシステムを制御し、前記最大遅延が、５秒未満、１秒未満、０．５秒未満、０．１秒未満、０．０５秒未満、及び０．００秒未満のうちのいずれかである、請求項１又は２に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項４】
前記磁気共鳴イメージングシステムがメイン磁場をもつ磁石を含み、前記メイン磁場が、前記測定ゾーン内に平均の磁場の大きさを有し、前記マシン実行可能命令の実行によって、前記プロセッサが、各ＲＦパルス列を、前記平均の磁場の大きさにおける前記所定の物質のセットの最大Ｔ１時間の５倍、前記平均の磁場の大きさにおける前記所定の物質のセットの最大Ｔ１時間の１倍、前記平均の磁場の大きさにおける前記所定の物質のセットの最大Ｔ１時間の０．５倍、及び前記平均の磁場の大きさにおける前記所定の物質のセットの最大Ｔ１時間の０．１倍のうちのいずれかよりも速く繰り返す、請求項１又は２に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項５】
前記マシン実行可能命令の実行によって、更に、前記プロセッサが、前記定常状態磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリを計算する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項６】
前記マシン実行可能命令の実行によって、更に、前記プロセッサが、前記所定の物質のセットの各々への前記ＲＦパルス列の繰り返し印加をモデリングすることによって前記定常状態磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリを計算する、請求項５に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項７】
前記マシン実行可能命令の実行によって、更に、前記プロセッサが、前記定常状態磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリの計算の間に前記所定の数を決定し、前記所定の数が、前記定常状態磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリの前記計算の間に生成されたシミュレート磁気共鳴データの収束を決定する収束基準を使用して決定される、請求項６に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項８】
前記パルスシーケンスコマンドが、ｋ空間において前記複数のｋ空間トレースを回転させること、ラジアルサンプリングを使用して前記複数のｋ空間トレースを取得すること、デカルトサンプリングを使用して前記複数のｋ空間トレースを取得すること、及び非デカルトサンプリングを使用して前記複数のｋ空間トレースを取得することのうちのいずれかを実行するように、前記磁気共鳴イメージングシステムを制御する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項９】
前記パルスシーケンスコマンドが、ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ磁気共鳴イメージングプロトコルに従って前記磁気共鳴データを取得するように前記磁気共鳴イメージングシステムを制御する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項１０】
前記パルスシーケンスコマンドが、前記複数のｋ空間トレースをｋ空間におけるスパイラルとして取得するように前記磁気共鳴イメージングシステムを制御する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項１１】
前記パルスシーケンスコマンドが、前記複数のｋ空間トレースをデカルトｋ空間におけるラインとして取得するように前記磁気共鳴イメージングシステムを制御する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項１２】
前記パルスシーケンスコマンドが、前記磁気共鳴データを、並列イメージング磁気共鳴イメージングプロトコル、ＳＥＮＳＥ磁気共鳴イメージングプロトコル、及びＧＲＡＰＰＡ磁気共鳴イメージングプロトコルのうちのいずれかに従って取得するように前記磁気共鳴イメージングシステムを制御する、請求項１１に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項１３】
測定ゾーン内の被検体から磁気共鳴データを取得するように磁気共鳴イメージングシステムを制御するプロセッサによる実行のためのマシン実行可能命令を含むコンピュータプログラムであって、前記マシン実行可能命令によって、前記プロセッサが、
磁気共鳴フィンガープリンティングプロトコルに従って前記磁気共鳴データを取得するように前記磁気共鳴イメージングシステムを制御するためのパルスシーケンスコマンドで前記磁気共鳴イメージングシステムを制御することによって、磁気共鳴データの複数のｋ空間トレースを順次取得することであって、前記パルスシーケンスコマンドが、ＲＦパルス列を生成するように前記磁気共鳴イメージングシステムを制御し、前記パルスシーケンスコマンドが、前記磁気共鳴データを複数のｋ空間トレースとして取得するように前記磁気共鳴イメージングシステムを制御し、前記パルスシーケンスコマンドが、前記複数のｋ空間トレースの各々の前記取得のために繰り返されるべき前記ＲＦパルス列を制御する、当該取得することと、
前記複数のｋ空間トレースのうちの所定の数のｋ空間トレースが取得された後に取得されるｋ空間トレースに対する所定の物質のセットの各々の存在量を計算することであって、所定の物質のセットの各々の前記存在量が、前記磁気共鳴データを定常状態磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリと比較することによって決定され、前記定常状態磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリが、所定の物質のセットに対して前記ＲＦパルス列に応答して計算された磁気共鳴信号のリストを含み、前記所定の数のｋ空間トレースが、決定されるべき個々のディクショナリエントリのＴ１値及びＴ２値に動的に適合される、当該計算することとを行う、コンピュータプログラム。
【請求項１４】
測定ゾーン内の被検体から磁気共鳴データを取得するための磁気共鳴イメージングシステムを動作させる方法であって、前記方法は、
磁気共鳴フィンガープリンティングプロトコルに従って前記磁気共鳴データを取得するように前記磁気共鳴イメージングシステムを制御するためのパルスシーケンスコマンドで前記磁気共鳴イメージングシステムを制御することによって、磁気共鳴データの複数のｋ空間トレースを順次取得するステップであって、前記パルスシーケンスコマンドが、ＲＦパルス列を生成するように前記磁気共鳴イメージングシステムを制御し、前記パルスシーケンスコマンドが、前記磁気共鳴データを複数のｋ空間トレースとして取得するように前記磁気共鳴イメージングシステムを制御し、前記パルスシーケンスコマンドが、前記複数のｋ空間トレースの各々の前記取得のために繰り返されるべき前記ＲＦパルス列を制御する、当該取得するステップと、
前記複数のｋ空間トレースのうちの所定の数のｋ空間トレースが取得された後に取得されるｋ空間トレースに対する所定の物質のセットの各々の存在量を計算するステップであって、所定の物質のセットの各々の前記存在量が、前記磁気共鳴データを定常状態磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリと比較することによって決定され、前記定常状態磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリが、所定の物質のセットに対して前記ＲＦパルス列に応答して計算された磁気共鳴信号のリストを含み、前記所定の数のｋ空間トレースが、決定されるべき個々のディクショナリエントリのＴ１値及びＴ２値に動的に適合される、当該計算するステップと
を有する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴イメージング、特に、磁気共鳴フィンガープリンティングに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴フィンガープリンティング（ＭＲＦ）は、異なる材料又は組織からの信号が、測定された磁気共鳴（ＭＲ）信号に独自の寄与を有するように、時間的に分散したいくつかのＲＦパルスが印加される新しい技術である。設定された又は固定された数の物質からの事前計算された信号寄与の限られたディクショナリが、測定されたＭＲ信号と比較され、単一のボクセル内で組成が決定され得る。例えば、ボクセルが水、脂肪、及び筋組織しか含まないことが分かっている場合、これらの３つの物質からの寄与しか考慮する必要がなく、ボクセルの組成を正確に決定するのにごくわずかのＲＦパルスしか必要とされない。
【０００３】
磁気共鳴フィンガープリンティング技術は、Ｍａ等による学術論文「Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔｉｎｇ」、Ｎａｔｕｒｅ、４９５巻、１８７から１９３ページ、ｄｏｉ：１０．１０３８／Ｎａｔｕｒｅ１１９７１で紹介された。磁気フィンガープリンティング技術は、米国特許出願第２０１３／０２７１１３２Ａ１号及び米国特許出願第２０１３／０２６５０４７Ａ１号にも記載されている。米国特許出願第２０１５／０３４６３００号は、同時マルチボリューム取得を用いて適用される磁気フィンガープリンティング（ＭＲＦ）法を開示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、独立請求項に磁気共鳴イメージングシステム、コンピュータプログラム製品及び方法を提供する。実施形態は従属請求項に記載される。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
Ｍａ等によるＮａｔｕｒｅの論文は、磁気共鳴フィンガープリンティングの基本的な考え方と、本明細書で「定常状態磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリ」又は「過渡共鳴フィンガープリンティングディクショナリ」と呼ばれるディクショナリなどのこの技術を説明するために使用される用語とを紹介している。「ディクショナリ」という用語は、ただ磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリだけを指すと理解されたい。
【０００６】
磁気共鳴（ＭＲ）データは、本明細書では、磁気共鳴イメージングスキャン中に磁気共鳴装置のアンテナを使用して原子スピンによって発せられた無線周波数信号の記録された測定結果として定義される。磁気共鳴データは、医療画像データの一例である。磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）画像は、本明細書において、磁気共鳴イメージングデータ内に含まれる解剖学的データの復元された２次元又は３次元視覚化であるとして定義される。この視覚化は、コンピュータを使用して実行され得る。
【０００７】
一態様では、本発明は、測定ゾーン内の被検体から磁気共鳴データを取得するための磁気共鳴イメージングシステムを提供する。磁気共鳴イメージングシステムは、磁気共鳴イメージングシステムを制御するプロセッサを含む。磁気共鳴イメージングシステムは、マシン実行可能命令を記憶するメモリを更に含む。メモリは、パルスシーケンスコマンドを更に記憶するためのものである。パルスシーケンスコマンドは、磁気共鳴フィンガープリンティングプロトコルに従って磁気共鳴データを取得するように磁気共鳴イメージングシステムを制御するように構成される。本明細書で使用されるパルスシーケンスコマンドは、磁気共鳴イメージングプロトコルに従って磁気共鳴イメージングシステムを制御する命令又はコマンドに変換される命令又はデータのいずれかを含む。パルスシーケンスコマンドは、高周波パルス列を生成するように磁気共鳴イメージングシステムを制御するように構成される。パルスシーケンスコマンドは、磁気共鳴データを複数のｋ空間トレースとして取得するように磁気共鳴イメージングシステムを制御するように構成される。
【０００８】
磁気共鳴イメージングにおいて、データは、所謂ｋ空間でサンプリングされる。ｋ空間トレースは、サンプリングされるｋ空間を通る経路である。デカルト空間でサンプリングされる場合、ｋ空間トレースは、サンプリングされるｋ空間の所謂ラインを指す。パルスシーケンスコマンドは、複数のｋ空間トレースの各々の取得のために繰り返されるべき高周波パルス列を制御するように構成される。
【０００９】
マシン実行可能命令の実行によって、プロセッサは、パルスシーケンスコマンドで磁気共鳴イメージングシステムを制御することによって、磁気共鳴データの複数のｋ空間トレースを順次取得する。マシン実行可能命令の実行によって、更に、プロセッサは、複数のｋ空間トレースのうちの初期に取得される所定の数のｋ空間トレースが取得された後に取得されるｋ空間トレースに対する所定の物質のセットの各々の存在量を計算する。所定の物質のセットの各々の存在量は、磁気共鳴データを定常状態磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリと比較することによって決定される。定常状態磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリは、所定の物質のセットに対してＲＦパルス列に応答して計算された磁気共鳴信号のリストを含む。
【００１０】
この実施形態では、初期に取得される所定の数のｋ空間トレースが取得された後にｋ空間トレースと定常状態磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリとを比較することにより、複数のｋ空間トレースの取得をより迅速に実行することが可能になる。ＲＦパルス列が１回実行された後、測定ゾーン内のビンに残留磁気が存在する。所定の数のｋ空間トレースが取得された後、磁化は最終的に平衡点に達する。この点の後、定常状態磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリが使用される。これにより、例えば、磁気共鳴データを連続的に取得することが可能になる。これにより、更に、磁気共鳴フィンガープリンティングを使用してより複雑な磁気共鳴技術を実施することが可能になる。
【００１１】
一例として、ＳＥＮＳＥなどの並列イメージング技術では、磁気共鳴フィンガープリンティングのためのＲＦパルス列が使用される。これを行う難しさは、より多くのデータが取得され得る前に、残留磁気が長い遅延を必要とすることである。一定の数のＲＦパルス列が実行された後でのみ使用される定常状態磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリを使用することによって、磁気共鳴データを使用して、定常状態磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリにおける所定の物質の存在量を正確に計算することが可能になる。
【００１２】
別の実施形態では、マシン実行可能命令の実行によって、プロセッサは、初期に取得した所定の数のｋ空間トレースを廃棄する。例えば、スピンを定常状態磁化にするために、パルスシーケンスが初期に所定の回数実行される。これは、単一の磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリしか必要でなく、この単一の磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリを使用して、磁気共鳴データの取得が速められるという技術的な効果を有する。１つの例では、最初の所定の数の取得が廃棄され、この後、使用されるべき真の又は実際のデータが取得される。
【００１３】
別の実施形態では、パルスシーケンス命令は、連続的に繰り返されるべきＲＦパルス列を制御するように構成される。これは、磁気共鳴データができるだけ迅速に取得されるという技術的な効果を有する。
【００１４】
別の実施形態では、パルスシーケンス命令は、各ＲＦパルス列の間の最大遅延でＲＦパルス列を繰り返すように磁気共鳴イメージングシステムを制御するように構成される。最大遅延は、下記の５秒未満、１秒未満、０．５秒未満、０．１秒未満、０．０５秒未満、及び０．００秒のうちのいずれかである。この実施形態は、取得の間の遅延を最小にするという技術的な効果を有する。
【００１５】
別の実施形態では、磁気共鳴イメージングシステムは、メイン磁場をもつ磁石を含む。メイン磁場は、多くの場合、所謂Ｂ０場と呼ばれる。メイン磁場は、測定ゾーン内に平均の磁場の大きさを有する。マシン実行可能命令の実行によって、プロセッサが、各ＲＦパルス列を、下記の平均の磁場の大きさにおける所定の物質のセットの最大Ｔ１時間の５倍、平均の磁場の大きさにおける所定の物質のセットの最大Ｔ１時間の１倍、平均の磁場の大きさにおける所定の物質のセットの最大Ｔ１時間の０．５倍、及び平均の磁場の大きさにおける所定の物質のセットの最大Ｔ１時間の０．１倍のうちのいずれかよりも速く繰り返す。定常状態磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリにおける所定の物質のセットの各々は、特定のＴ１緩和時間を有する。これらの物質の全ての最大Ｔ１値は、更に、メイン磁場の平均強度に依存する。上述で指定した時間の各々は、定常状態磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリが使用されない場合よりも磁気共鳴データを迅速に取得することを可能にする。
【００１６】
別の実施形態では、マシン実行可能命令の実行によって、更に、プロセッサは、定常状態磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリを計算する。定常状態磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリは、定常状態磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリを計算する標準方法のうちの任意の１つを使用して計算される。例えば、ディクショナリは、ブロッホ方程式を解くことによって又は拡張位相グラフ計算を実行することによって計算される。
【００１７】
定常状態磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリは、例えば、ＲＦパルス列を繰り返すことによって計算され、計算は定常状態の結果に収束する。磁気共鳴フィンガープリンティングでは、ディクショナリは特定のＲＦパルスに対して計算される。同じ技術が、定常状態ディクショナリを計算するために使用され得る。単一ＲＦパルスが複数回繰り返され、同じ計算を使用してスピンの応答を計算する。計算が所定の回数繰り返された後、ＲＦパルス列への応答は定常状態に達する。定常状態磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリをこのように計算するプロセスは、所定の数を決定するためにも使用される。
【００１８】
別の実施形態では、マシン実行可能命令の実行によって、更に、プロセッサは、離散的なボクセルの各々に対してブロッホ方程式を用いて、所定の物質の各々を単一スピンとしてモデリングすることによって定常状態磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリを計算する。例えば、離散的なボクセルの各々において、仮想スピンが、ブロッホ方程式と、パルスシーケンス命令を使用する磁気共鳴システムのシミュレーションとを使用してモデリングされる。そのとき、サンプリング時間の各々における計算された磁気共鳴データは、モデリングされた特定タイプのスピンの磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリである。これは、測定ゾーンが単に単一ボクセルに分割される場合に特に適切に機能する。それは、空間符号化のための勾配磁場がない場合にも当てはまる。例えば、磁気共鳴システムは、試料の化学分析を行うための所謂ＮＭＲシステムである。
【００１９】
別の実施形態では、マシン実行可能命令の実行によって、更に、プロセッサは、所定の物質のセットの各々へのＲＦパルス列の繰り返し印加をモデリングすることによって定常状態磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリを計算する。
【００２０】
別の実施形態では、マシン実行可能命令の実行によって、更に、プロセッサは、定常状態磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリの計算の間に所定の数を決定する。所定の数は、定常状態磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリの計算の間に生成されたシミュレート磁気共鳴データの収束を決定する収束基準を使用して決定される。収束基準は、例えば、複数個のデータの距離を測定しフィッティングを計算するために使用される最小二乗ルーチン又は他のアルゴリズムである。
【００２１】
別の実施形態では、パルスシーケンスコマンドは、下記のｋ空間において複数のｋ空間トレースを回転させること、ラジアルサンプリングを使用して複数のｋ空間トレースを取得すること、デカルトサンプリングを使用して複数のｋ空間トレースを取得すること、及び非デカルトサンプリングを使用して複数のｋ空間トレースを取得することのうちのいずれかを実行するように磁気共鳴イメージングシステムを制御するように構成される。
【００２２】
別の実施形態では、パルスシーケンス命令は、ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ磁気共鳴イメージングプロトコルに従って磁気共鳴データを取得するように磁気共鳴イメージングシステムを制御するように構成される。ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ磁気共鳴イメージングプロトコルは、空間におけるｋ空間ライン又はトレースを、それらを回転させることによって取得する。定常状態磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリの使用によって、磁気共鳴データをより迅速に取得し、それによって、被検体の動きの影響を低減することが可能になる。ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ磁気共鳴イメージングプロトコルの使用は、被検体の動きを補正するためにも利用される。２つを組み合わせると、磁気共鳴データが取得されるとき被検体の動きに影響されにくいより迅速に取得された磁気共鳴データがもたらされる。
【００２３】
別の実施形態では、パルスシーケンス命令は、複数のｋ空間トレースをｋ空間におけるスパイラルとして取得するように磁気共鳴イメージングシステムを制御するように構成される。
【００２４】
別の実施形態では、パルスシーケンス命令は、複数のｋ空間トレースをデカルトｋ空間におけるラインとして取得するように磁気共鳴イメージングシステムを制御するように構成される。
【００２５】
別の実施形態では、パルスシーケンス命令は、磁気共鳴データを、下記の並列イメージング磁気共鳴イメージングプロトコル、ＳＥＮＳＥ磁気共鳴イメージングプロトコル、及びＧＲＡＰＰＡ磁気共鳴イメージングプロトコルのうちのいずれかに従って取得するように磁気共鳴イメージングシステムを制御するように構成される。
【００２６】
別の実施形態では、パルスシーケンス命令は、ＳＥＮＳＥ磁気共鳴イメージングプロトコルに従って磁気共鳴データを取得するように磁気共鳴イメージングシステムを制御するように構成される。
【００２７】
別の態様では、本発明は、測定ゾーン内の被検体から磁気共鳴データを取得するように磁気共鳴イメージングシステムを制御するプロセッサによる実行のためのマシン実行可能命令を含むコンピュータプログラム製品を提供する。マシン実行可能命令によって、プロセッサは、磁気共鳴フィンガープリンティングプロトコルに従って磁気共鳴データを取得するように磁気共鳴イメージングシステムを制御するためのパルスシーケンスコマンドで磁気共鳴イメージングシステムを制御することによって、磁気共鳴データの複数のｋ空間トレースを順次取得する。パルスシーケンスコマンドは、ＲＦパルス列を生成するように磁気共鳴イメージングシステムを制御するように構成される。パルスシーケンスコマンドは、磁気共鳴データを複数のｋ空間トレースとして取得するように磁気共鳴イメージングシステムを制御するように構成される。パルスシーケンスコマンドは、複数のｋ空間トレースの各々の取得のために繰り返されるべきＲＦパルス列を制御するように構成される。マシン実行可能命令の実行によって、更に、プロセッサは、複数のｋ空間トレースのうちの初期に取得される所定の数のｋ空間トレースが取得された後に取得されるｋ空間トレースに対する所定の物質のセットの各々の存在量を計算する。所定の物質のセットの各々の存在量は、磁気共鳴データを定常状態磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリと比較することによって決定される。定常状態磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリは、所定の物質のセットに対してＲＦパルス列に応答して計算された磁気共鳴信号のリストを含む。
【００２８】
別の態様では、本発明は、更に、測定ゾーン内の被検体から磁気共鳴データを取得するための磁気共鳴イメージングシステムを動作させる方法を提供する。この方法は、磁気共鳴フィンガープリンティングプロトコルに従って磁気共鳴データを取得するように磁気共鳴イメージングシステムを制御するためのパルスシーケンスコマンドで磁気共鳴イメージングシステムを制御することによって、磁気共鳴データの複数のｋ空間トレースを順次取得するステップを有する。パルスシーケンスコマンドは、更に、ＲＦパルス列を生成するように磁気共鳴イメージングシステムを制御するように構成される。パルスシーケンスコマンドは、磁気共鳴データを複数のｋ空間トレースとして取得するように磁気共鳴イメージングシステムを制御するように構成される。パルスシーケンスコマンドは、複数のｋ空間トレースの各々の取得のために繰り返されるべきＲＦパルス列を制御するように構成される。この方法は、複数のｋ空間トレースのうちの初期に取得される所定の数のｋ空間トレースが取得された後に取得されるｋ空間トレースに対する所定の物質のセットの各々の存在量を計算するステップを更に有する。所定の物質のセットの各々の存在量は、磁気共鳴データを定常状態磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリと比較することによって決定される。定常状態磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリは、所定の物質のセットに対してＲＦパルス列に応答して計算された磁気共鳴信号のリストを含む。
【００２９】
本発明の前述の実施形態のうちの１つ又は複数は、組み合わされた実施形態が相互に排他的でない限り組み合わせることができることが理解されよう。
【００３０】
当業者には理解されるように、本発明の態様は、装置、方法又はコンピュータプログラムプロダクトとして具体化され得る。従って、本発明の態様は、全面的にハードウェア実施形態、全面的にソフトウェア実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコード等を含む）又は本明細書において全て一般的に「回路」、「モジュール」若しくは「システム」と称され得るソフトウェア及びハードウェア態様を組み合わせた実施形態の形態をとり得る。更に、本発明の態様は、コンピュータ可読媒体上で具現化されたコンピュータ実行可能コードを有する１つ又は複数のコンピュータ可読媒体において具体化されたコンピュータプログラムプロダクトの形態をとり得る。
【００３１】
１つ又は複数のコンピュータ可読媒体の任意の組み合わせが利用されてもよい。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読信号媒体又はコンピュータ可読ストレージ媒体でもよい。本明細書で使用される「コンピュータ可読ストレージ媒体」は、コンピューティングデバイスのプロセッサによって実行可能な命令を保存することができる任意の有形ストレージ媒体を包含する。コンピュータ可読ストレージ媒体は、コンピュータ可読非一時的ストレージ媒体と称される場合もある。コンピュータ可読ストレージ媒体はまた、有形コンピュータ可読媒体と称される場合もある。一部の実施形態では、コンピュータ可読ストレージ媒体はまた、コンピューティングデバイスのプロセッサによってアクセスされることが可能なデータを保存可能であってもよい。コンピュータ可読ストレージ媒体の例は、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気ハードディスクドライブ、半導体ハードディスク、フラッシュメモリ、ＵＳＢサムドライブ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、光ディスク、磁気光学ディスク、及びプロセッサのレジスタファイルを含むが、これらに限定されない。光ディスクの例は、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＷ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、又はＤＶＤ−Ｒディスクといったコンパクトディスク（ＣＤ）及びデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）を含む。コンピュータ可読ストレージ媒体という用語は、ネットワーク又は通信リンクを介してコンピュータデバイスによってアクセスされることが可能な様々な種類の記録媒体も指す。例えば、データは、モデムによって、インターネットによって、又はローカルエリアネットワークによって読み出されてもよい。コンピュータ可読媒体上で具現化されたコンピュータ実行可能コードは、限定されることはないが、無線、有線、光ファイバケーブル、ＲＦ等を含む任意の適切な媒体、又は上記の任意の適切な組み合わせを用いて送信されてもよい。
【００３２】
コンピュータ可読信号媒体は、例えばベースバンドにおいて又は搬送波の一部として内部で具体化されたコンピュータ実行可能コードを備えた伝搬データ信号を含んでもよい。このような伝搬信号は、限定されることはないが電磁気、光学的、又はそれらの任意の適切な組み合わせを含む様々な形態のいずれかをとり得る。コンピュータ可読信号媒体は、コンピュータ可読ストレージ媒体ではない及び命令実行システム、装置、若しくはデバイスによって又はそれと関連して使用するためのプログラムを通信、伝搬、若しくは輸送できる任意のコンピュータ可読媒体でもよい。
【００３３】
「コンピュータメモリ」又は「メモリ」は、コンピュータ可読ストレージ媒体の一例である。コンピュータメモリは、プロセッサに直接アクセス可能な任意のメモリである。「コンピュータストレージ」又は「ストレージ」は、コンピュータ可読ストレージ媒体の更なる一例である。コンピュータストレージは、任意の不揮発性コンピュータ可読ストレージ媒体である。一部の実施形態では、コンピュータストレージは、コンピュータメモリであってもよい又はその逆でもよい。
【００３４】
本明細書で使用される「プロセッサ」は、プログラム、マシン実行可能命令、又はコンピュータ実行可能コードを実行可能な電子コンポーネントを包含する。「プロセッサ」を含むコンピューティングデバイスへの言及は、場合により、２つ以上のプロセッサ又は処理コアを含むと解釈されるべきである。プロセッサは、例えば、マルチコアプロセッサである。プロセッサは、また、単一のコンピュータシステム内の、又は複数のコンピュータシステムの中へ分配されたプロセッサの集合体も指す。コンピュータデバイスとの用語は、各々が１つ又は複数のプロセッサを有するコンピュータデバイスの集合体又はネットワークを指してもよいと理解されるべきである。コンピュータ実行可能コードは、同一のコンピュータデバイス内の、又は複数のコンピュータデバイス間に分配された複数のプロセッサによって実行される。
【００３５】
コンピュータ実行可能コードは、本発明の態様をプロセッサに行わせるマシン実行可能命令又はプログラムを含んでもよい。本発明の態様に関する動作を実施するためのコンピュータ実行可能コードは、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、又はＣ＋＋等のオブジェクト指向プログラミング言語及び「Ｃ」プログラミング言語又は類似のプログラミング言語等の従来の手続きプログラミング言語を含む１つ又は複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで書かれてもよい及びマシン実行可能命令にコンパイルされてもよい。場合によっては、コンピュータ実行可能コードは、高水準言語の形態又は事前コンパイル形態でもよい及び臨機応変にマシン実行可能命令を生成するインタプリタと共に使用されてもよい。
【００３６】
コンピュータ実行可能コードは、完全にユーザのコンピュータ上で、部分的にユーザのコンピュータ上で、スタンドアローンソフトウェアパッケージとして、部分的にユーザのコンピュータ上で及び部分的にリモートコンピュータ上で、又は完全にリモートコンピュータ若しくはサーバ上で実行することができる。後者の場合、リモートコンピュータは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）若しくは広域ネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意の種類のネットワークを通してユーザのコンピュータに接続されてもよい、又はこの接続は外部コンピュータに対して（例えば、インターネットサービスプロバイダを使用したインターネットを通して）行われてもよい。
【００３７】
本発明の態様は、本発明の実施形態による方法、装置（システム）及びコンピュータプログラムプロダクトのフローチャート、図及び／又はブロック図を参照して説明される。フローチャート、図、及び／又はブロック図の各ブロック又は複数のブロックの一部は、適用できる場合、コンピュータ実行可能コードの形態のコンピュータプログラム命令によって実施され得ることが理解されよう。相互排他的でなければ、異なるフローチャート、図、及び／又はブロック図におけるブロックの組み合わせが組み合わせられてもよいことが更に理解される。これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ又は他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサを介して実行する命令がフローチャート及び／又はブロック図の１つ又は複数のブロックにおいて指定された機能／行為を実施するための手段を生じさせるようにマシンを作るために、汎用コンピュータ、特定用途コンピュータ、又は他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサへと提供されてもよい。
【００３８】
これらのコンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ可読媒体に保存された命令がフローチャート及び／又はブロック図の１つ又は複数のブロックにおいて指定された機能／行為を実施する命令を含む製品を作るように、コンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置、又は他のデバイスにある特定の方法で機能するように命令することができるコンピュータ可読媒体に保存されてもよい。
【００３９】
コンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ又は他のプログラム可能装置上で実行する命令がフローチャート及び／又はブロック図の１つ又は複数のブロックにおいて指定された機能／行為を実施するためのプロセスを提供するように、一連の動作ステップがコンピュータ、他のプログラム可能装置又は他のデバイス上で行われるようにすることにより、コンピュータ実施プロセスを生じさせるために、コンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置、又は他のデバイス上にロードされてもよい。
【００４０】
本明細書で使用される「ユーザインタフェース」は、ユーザ又はオペレータがコンピュータ又はコンピュータシステムとインタラクトすることを可能にするインタフェースである。「ユーザインタフェース」は、「ヒューマンインタフェースデバイス」と称される場合もある。ユーザインタフェースは、情報若しくはデータをオペレータに提供することができる及び／又は情報若しくはデータをオペレータから受信することができる。ユーザインタフェースは、オペレータからの入力がコンピュータによって受信されることを可能にしてもよい及びコンピュータからユーザへ出力を提供してもよい。つまり、ユーザインタフェースはオペレータがコンピュータを制御する又は操作することを可能にしてもよい、及びインタフェースはコンピュータがオペレータの制御又は操作の結果を示すことを可能にしてもよい。ディスプレイ又はグラフィカルユーザインタフェース上のデータ又は情報の表示は、情報をオペレータに提供する一例である。キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッド、指示棒、グラフィックタブレット、ジョイスティック、ゲームパッド、ウェブコム、ヘッドセット、ギアスティック、ステアリングホイール、ペダル、有線グローブ、ダンスパッド、リモコン、及び加速度計を介したデータの受信は、すべて、オペレータから情報又はデータの受信を可能にするユーザインタフェース要素の例である。
【００４１】
本明細書で使用される「ハードウェアインタフェース」は、コンピュータシステムのプロセッサが外部コンピューティングデバイス及び／又は装置とインタラクトする及び／又はそれを制御することを可能にするインタフェースを包含する。ハードウェアインタフェースは、プロセッサが外部コンピューティングデバイス及び／又は装置へ制御信号又は命令を送ることを可能にしてもよい。ハードウェアインタフェースはまた、プロセッサが外部コンピューティングデバイス及び／又は装置とデータを交換することを可能にしてもよい。ハードウェアインタフェースの例は、ユニバーサルシリアルバス、ＩＥＥＥ１３９４ポート、パラレルポート、ＩＥＥＥ１２８４ポート、シリアルポート、ＲＳ−２３２ポート、ＩＥＥＥ４８８ポート、ブルートゥース（登録商標）接続、無線ＬＡＮ接続、ＴＣＰ／ＩＰ接続、イーサネット（登録商標）接続、制御電圧インタフェース、ＭＩＤＩインタフェース、アナログ入力インタフェース、及びデジタル入力インタフェースを含むが、これらに限定されない。
【００４２】
本明細書で使用される「ディスプレイ」又は「ディスプレイデバイス」は、画像又はデータを表示するために構成された出力デバイス又はユーザインタフェースを包含する。ディスプレイは、視覚、音声、及び／又は触覚データを出力してもよい。ディスプレイの例は、コンピュータモニタ、テレビスクリーン、タッチスクリーン、触覚電子ディスプレイ、点字スクリーン、陰極線管（ＣＲＴ）、蓄積管、双安定ディスプレイ、電子ペーパー、ベクターディスプレイ、平面パネルディスプレイ、真空蛍光ディスプレイ（ＶＦ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、エレクトロルミネッセントディスプレイ（ＥＬＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオードディスプレイ（ＯＬＥＤ）、プロジェクタ、及びヘッドマウントディスプレイを含むが、これらに限定されない。
【００４３】
以下で、本発明の好ましい実施形態を、単なる例として図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】磁気共鳴イメージングシステムの一例を示す図である。
【図２】図１の磁気共鳴イメージングシステムを使用する方法を示すフローチャートである。
【図３】定常状態に達する磁気共鳴信号の概念を示す図である。
【図４】複数の既知の試料によるファントムの３つの磁気共鳴フィンガープリンティング画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
図において似通った参照番号を付された要素は、等価な要素であるか、同じ機能を実行するかのいずれかである。先に考察された要素は、機能が等価である場合は、後の図においては必ずしも考察されない。
【００４６】
図１は、磁石１０４を含む磁気共鳴イメージングシステム１００の一例を示す。磁石１０４は、それを貫通するボア１０６を有した超伝導円筒型磁石である。異なるタイプの磁石の使用も可能であり、例えば、分割円筒磁石及び所謂開放磁石の両方を使用することも可能である。分割円筒磁石は、クライオスタットが２つの部分に分割されて、磁石の等平面へのアクセスを可能にする点を除いて、標準的な円筒磁石に類似し、斯かる磁石は、例えば荷電粒子ビーム療法と共に使用される。開放磁石は、２つの磁石部分を有し、被検体を受容するのに十分な大きさの空間を間に有して一方が他方の上にあり、２つの部分の領域の配置は、ヘルムホルツコイルのものと類似する。被検体が閉じ込められる度合いが低いことから、開放磁石が普及している。円筒磁石のクライオスタットの内部には、超伝導コイルの一群が存在する。円筒磁石１０４のボア１０６内部には、磁気共鳴イメージングを行うのに十分な程、磁場が強く均一であるイメージングゾーン１０８が存在する。
【００４７】
磁石のボア１０６内部には、磁気共鳴データの取得のために使用されて、磁石１０４のイメージングゾーン１０８内で磁気スピンを空間的に符号化する磁場勾配コイル１１０のセットも存在する。磁場勾配コイル１１０は、磁場勾配コイル電源１１２に接続される。磁場勾配コイル１１０は代表的なものであることが意図される。一般的に、磁場勾配コイル１１０は、３つの直交する空間方向に空間的に符号化を行うための３つの別々のコイルセットを含む。磁場勾配電源は、電流を磁場勾配コイルに供給する。磁場勾配コイル１１０に供給される電流は、時間の関数として制御され、傾斜がつけられる又はパルス出力される。
【００４８】
イメージングゾーン１０８に隣接するのは、イメージングゾーン１０８内の磁気スピンの配向を操作するため及び同じくイメージングゾーン１０８内のスピンから無線伝送を受信するための高周波コイル１１４である。高周波アンテナは、複数のコイル素子を含む。高周波アンテナは、チャネル又はアンテナとも呼ばれる。高周波コイル１１４は、高周波送受信器１１６に接続される。高周波コイル１１４及び高周波送受信器１１６は、別個の送信及び受信コイル並びに別個の送信器及び受信器によって置き換えられてもよい。高周波コイル１１４及び高周波送受信器１１６は、代表的なものであることが理解される。高周波コイル１１４は、専用送信アンテナ及び専用受信アンテナも表すように意図される。同様に、送受信器１１６は、別個の送信器及び複数の受信器も表す。高周波コイル１１４は、複数の受信／送信素子も有し、高周波送受信器１１６は、複数の受信／送信チャネルを有する。例えば、ＳＥＮＳＥなどの並列イメージング技術が実行される場合、高周波コイル１１４は複数のコイル素子を有する。
【００４９】
送受信器１１６及び磁場勾配コイル電源１１２は全てコンピュータシステム１２６のハードウェアインタフェース１２８に接続される。
【００５０】
コンピュータストレージ１３４はパルスシーケンスコマンド１４０を含むものとして示される。パルスシーケンスコマンドは、磁気共鳴フィンガープリンティングプロトコルに従って磁気共鳴データ１４２を取得するように磁気共鳴イメージングシステム１００を制御する。磁気共鳴データ１４２は、コンピュータストレージ１３４に記憶されるものとして示される。コンピュータストレージ１３４は、更に、定常状態磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリ１４４を含むものとして示される。コンピュータストレージ１３４はまた、更に、磁気共鳴フィンガープリンティングプロトコルに従って磁気共鳴データ１４２から再構成された磁気共鳴画像１４８を含むものとして示される。磁気共鳴画像１４８は、例えば、所定の物質のセットの様々な物質の濃度の２次元又は３次元マップである。
【００５１】
コンピュータメモリ１３６は、制御命令１５０を含むものとして示される。制御命令１５０は、プロセッサ１３０が磁気共鳴イメージングシステム１００の動作及び機能を制御することを可能にする命令を含む。例えば、制御命令１５０は、プロセッサ１３０が、磁気共鳴イメージングシステムを制御するためにパルスシーケンスコマンド１４０を使用することを可能にするコマンドを含む。コンピュータメモリ１３６は、更に、磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリ生成命令１５２を含むものとして示される。磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリ生成命令１５２はオプションである。磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリ生成命令１５２は、例えば、定常状態磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリ１４４を生成するために使用されるモデルを含む。コンピュータメモリ１３６は、更に、画像再構成命令１５４を含むものとして示される。画像再構成命令１５４は、プロセッサ１３０が磁気共鳴データ１４２から磁気共鳴画像１４８を再構成することを可能にする命令を含む。例えば、磁気共鳴画像１４８は、被検体１１８内の所定の物質のうちの１つ又は複数の空間分布のレンダリングである。
【００５２】
コンピュータストレージ１３４及びコンピュータメモリ１３６の内容は、互いに複製してもよく、又はどちらかの内容が交換されてもよい。図１の例は、磁気共鳴イメージングシステム又は装置１００が核磁気共鳴（ＮＭＲ）分光計と等価となるように変更することができる。装置１００は、勾配コイル１１０及び勾配コイル電源１１２がない場合、イメージングゾーン１０８において０次元測定を実行する。
【００５３】
図２は、図１の磁気共鳴イメージングシステム１００を動作させる方法の一例を示すフローチャートを示す。最初に、ステップ２００において、磁気共鳴データ１４２の複数のｋ空間トレースが、パルスシーケンスコマンド１４０で磁気共鳴イメージングシステム１００を制御することによって順次取得される。パルスシーケンスコマンド１４０は、磁気共鳴フィンガープリンティングプロトコルに従って磁気共鳴データを取得するように磁気共鳴イメージングシステムを制御する。パルスシーケンスコマンド１４０は、ＲＦパルス列を生成するように磁気共鳴イメージングシステム１００を制御するように構成される。パルスシーケンスコマンド１４０は、磁気共鳴データ１４２を複数のｋ空間トレースとして取得するように磁気共鳴イメージングシステムを制御するように構成される。パルスシーケンスコマンド１４０は、複数のｋ空間トレースの各々の取得のために繰り返されるべきＲＦパルス列を制御するように構成される。
【００５４】
この方法は、複数のｋ空間トレースのうちの初期に取得される所定の数のｋ空間トレースが取得された後に取得されるｋ空間トレースに対する所定の物質のセットの各々の存在量を計算するステップ２０２を更に有する。所定の物質のセットの各々の存在量は、磁気共鳴データを定常状態磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリ１４４と比較することによって決定される。定常状態磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリ１４４は、所定の物質のセットに対してＲＦパルス列に応答して計算された磁気共鳴信号のリストを含む。いくつかの例では、初期に取得された所定の数のｋ空間トレースは廃棄される。
【００５５】
磁気共鳴フィンガープリンティング（ＭＲＦ）は、定量的マルチパラメータ測定及び組織特性評価のための有望な技術である。ＲＦパルスの列は、特定の組織タイプのためのフィンガープリントとして働くＭＲ信号を生成する。このフィンガープリントは、後で、既知の信号のディクショナリと比較され得る。
【００５６】
多くの以前に報告された手法は、高速取得のために、長いフィンガープリントシーケンスをスパイラルサンプリングと組み合わせている。しかしながら、ＭＲＦシーケンスを短くし、取得を速めるためにデカルトサンプリングをＳＥＮＳＥと組み合わせて使用することも技術的に有利である。この場合、パルス列は、サンプリングされるべきｋ空間のトレースごとに１回印加されなければならない。高分解能ラジアル又はスパイラルサンプリングについても同様であり、複数のｋ空間軌道が引き続き測定される。本発明は、ｋ空間を別々の部分でサンプリングするこの場合に焦点を当てる。
【００５７】
インタリーブ式に（デカルトサンプリング技術におけるように）ｋ空間で複数のトレース又はセグメントを引き続きサンプリングするには、通常、フィンガープリント取得の間にスピン系が緩和するのを待つことが必要とされ、その結果、一般的な取得時間は非常に長い。
【００５８】
この欠点は、以下のやり方で克服される可能性がある。スピン系が完全に緩和するのを待つ代わりに、遅延が短くされ、フィンガープリントシーケンスの間のスピン系の時間展開がディクショナリの計算において考慮に入れられる。この目的のためにフィンガープリント信号の定常解を見いだすことができることを示す。
【００５９】
このようにして、デカルト又はさもなければ高密度サンプリングＭＲＦスキャンが、照合精度を損なうことなく著しく速められ得る。
【００６０】
例は、次の特徴のうちの１つ又は複数を含む。
ＭＲ信号を取得するＭＲイメージングシステム。
擬似ランダムＭＲフィンガープリントシーケンスに従ってデータを取得するプログラム。
以下で説明するように定常状態ＭＲＦ信号に基づいてＭＲＦディクショナリを計算するソフトウェア。
測定された信号をディクショナリと照合する方法。
【００６１】
ディクショナリエントリを計算する１つのやり方は以下の通りである。
１．列間遅延ｔｄをもつ基本ＭＲＦ列のいくつかの繰り返しからなるシーケンスを構成する。
２．遅延中のスピン系の時間展開を考慮に入れて、完全な合成シーケンスに対する組織パラメータのセットのための予想信号を計算する。計算のタイプは、使用されるＭＲシーケンスのタイプに依存する。それは、単一スピンのブロッホシミュレーション、スピンの集合のブロッホシミュレーション、拡張位相グラフ計算、又は系を十分に適切に説明する任意の他のスピンモデル計算である。
３．計算された信号から、最後のフィンガープリント繰り返しに対応する部分を切り取り、このフィンガープリント信号をディクショナリエントリとして使用する。
【００６２】
そのとき、ＭＲＦ測定は、計算で仮定したものと同じ列間遅延ｔｄを使用して実行されなければならない。
【００６３】
例
この例で使用される磁気共鳴フィンガープリントシーケンスは、スポイルド勾配エコーシーケンスに基づく。それは２００個のフリップ角からなる列からなり、その前に反転パルスがあり、２００ステップに対して３秒の合計時間がある。シーケンスは数回繰り返され、完全なパルス列の予想信号が、拡張位相グラフ形式を使用して計算される。測定は、既知のゲル試料を備えたファントムを使用して実行された。ＭＲＦディクショナリは、異なる試料（２２７ｍｓ≦Ｔ１≦１６４６ｍｓ；４８ｍｓ≦Ｔ２≦３６９ｍｓ）の１８個のエントリ（そのうちの１２個はファントムに存在する）と、バックグラウンドのための１つのエントリからなる。
【００６４】
図３は、定常状態に達する磁気共鳴信号の概念を示すために使用される。３つのグラフがある。グラフ３００は、磁気共鳴フィンガープリンティングシーケンスで使用される４つの高周波パルスを示す。以下で、グラフ３０２及びグラフ３０４には、グラフ３００のＲＦパルスに応答して測定された磁気共鳴信号が示される。グラフ３０２において、Ｔ１緩和時間及びＴ２緩和時間は、グラフ３００のＲＦパルスの各々の全長と比較して短い。グラフ３０２では測定された信号の間に小さい差しかないことが分かる。以下で、グラフ３０４において、Ｔ１時間は、グラフ３００のＲＦパルスと比較して長い。第１のＭＲ信号３０６は、後続の磁気共鳴信号と根本的に異なることが分かる。第１のＭＲ信号３０６が下げられるか又は異なる磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリに適合する場合、測定される後続の磁気共鳴信号は定常状態磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリに適合することが分かる。
【００６５】
図４は、複数の既知の試料によるファントムの３つの磁気共鳴フィンガープリンティング画像４００、４０２、４０４を示す。これらの３つの画像では、既知のゲル試料を備えたファントムが、１８個の異なるエントリをもつ磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリと比較されている。この例では、ファントムは、１８個の異なる試料のうちの１２個を含む。画像４００の磁気共鳴データを取得するとき、ＲＦパルス列の高周波パルスの各々の間に５秒の遅延があった。画像４００では、１２個の試料の各々が正しく識別された。画像４０２では、ＲＦパルスの各々の間の遅延はわずか０．５秒であった。４０２から４０４において識別された試料を比較すると、画像４０２の左上の１、２、及び３とラベル付けされた試料の３つのみが、正しく識別されていることが分かる。他の試料は、間違って識別され、それが間違っていることを示すためにそれを通る対角線で印をつけられている。
【００６６】
画像４０４では、定常状態磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリが使用された。試料の全てが、画像４００でどのように識別されているかと一致して識別されていることが分かる。画像４０４において、遅延は、同様に、わずか０．５秒であった。画像４００の取得は８分３３秒かかった。画像４０４の取得は３分４５秒しかかからなかった。これは、定常状態磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリの使用が、磁気共鳴フィンガープリンティングプロトコルのための磁気共鳴データの取得を根本的に速めるためにどのように利用できるかを示している。
【００６７】
繰り返し間の遅延が短い場合、スピン系は次の反転パルスの前に完全には緩和していない。ショートＴ１系（図３、画像３０２）の信号の応答は、繰り返しごとにほとんど同一であるが、ロングＴ１系（図３、画像３０４）は異なる信号応答を示す。しかしながら、３つの繰り返しの後、この系でさえ定常フィンガープリントに達する。第１の測定では、ＭＲＦシーケンス繰り返し間の遅延は大きく（５ｓ）、その結果、完全に緩和されたスピン系を毎回仮定することができる。この仮定で計算されたディクショナリを使用して、全ての１２個のサンプル番号が正しく照合されている（図４、画像４００）。遅延が０．５ｓに減少された場合、緩和されたスピン系の仮定がもはや有効でないので、同じディクショナリは間違った照合をもたらす（図４、画像４０２）。３つのシーケンス繰り返しからなる列を計算し、ディクショナリに対して定常状態フィンガープリント信号を使用する場合、全ての試料が再び正しく照合される（図４、４０４）。第１の測定は８分３３秒かかり、第２の測定は３分４５秒しかかからない。
【００６８】
別の例では、最初の取得がｋ空間の最下位部分で実行され、その結果、初期（過渡）ＭＲＦ信号は、結果として生じる画像をあまり歪ませない。
【００６９】
別の例では、データの取得が始まる前に、ＭＲＦシーケンスの少数の「ダミーの」繰り返しが系に適用される。このようにして、系は、最初の取得時には既に定常状態にある。
【００７０】
別の例では、計算で使用する繰り返しの数は、決定されるべき個々のディクショナリエントリのＴ１値及びＴ２値に動的に適合される。繰り返しの数は、最後の繰り返しで系が定常状態に達しているように選ばれる。緩和定数がより小さい系は定常状態に早く近づくので、計算時間をここで節約することができる。
【００７１】
更なる例では、２〜３のスポークによるラジアルサンプリング又はいくつかのインタリーブによるスパイラルサンプリングが、列間遅延ｔｄ＝０を用いて受容的に実行される。
【００７２】
本発明は、図面及び前述の記載において詳細に図示及び説明されたが、このような図示及び記載は、説明的又は例示的であって限定するものではないと見なされるべきである。すなわち本発明は、開示された実施形態に限定されるものではない。
【００７３】
開示された実施形態のその他の変形が、図面、本開示及び添付の請求項の検討から、請求項に係る発明を実施する当業者によって理解されて実現され得る。請求項において、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（含む、備える）」という単語は、他の要素又はステップを除外するものではなく、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は、複数を除外するものではない。単一のプロセッサ又は他のユニットが請求項に記載されたいくつかのアイテムの機能を果たす。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されてい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用いられないことを示すものではない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと共に若しくは他のハードウェアの一部として供給される光記憶媒体又はソリッドステート媒体等の適当な媒体に保存／分配されてもよいが、インターネット又は他の有線若しくは無線の電気通信システムを介して等の他の形式で分配されてもよい。請求項における任意の参照符号は、本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
【符号の説明】
【００７４】
１  ゲル試料１
２  ゲル試料２
３  ゲル試料３
４  ゲル試料４
６  ゲル試料６
７  ゲル試料７
８  ゲル試料８
９  ゲル試料９
１０  ゲル試料１０
１１  ゲル試料１１
１２  ゲル試料１２
１３  ゲル試料１３
１４  ゲル試料１４
１００  磁気共鳴イメージングシステム
１０４  磁石
１０６  磁石のボア
１０８  測定ゾーン又はイメージングゾーン
１１０  磁場勾配コイル
１１２  磁場勾配コイル電源
１１４  高周波コイル
１１６  送受信器
１１８  被検体
１２０  被検体支持体
１２２  アクチュエータ
１２４  所定の方向
１２５  スライス
１２６  コンピュータシステム
１２８  ハードウェアインタフェース
１３０  プロセッサ
１３２  ユーザインタフェース
１３４  コンピュータストレージ
１３６  コンピュータメモリ
１４０  パルスシーケンスコマンド
１４２  磁気共鳴データ
１４４  定常状態磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリ
１４８  磁気共鳴画像
１５０  制御命令
１５２  磁気共鳴フィンガープリンティングディクショナリ生成命令
１５４  画像再構成命令
２００  パルスシーケンスコマンドで磁気共鳴イメージングシステムを制御することによって、磁気共鳴データの複数のｋ空間トレースを順次取得するステップ
２０２  複数のｋ空間トレースのうちの所定の数のｋ空間トレースが取得された後に取得されるｋ空間トレースに対する所定の物質のセットの各々の存在量を計算するステップ
３００  ＲＦパルス
３０２  ＭＲ信号
３０４  ＭＲ信号
３０６  第１のＭＲ信号
【図１】
2019512282.tif 000003
【図２】
2019512282.tif 000004
【図３】
2019512282.tif 000005
【図４】
2019512282.tif 000006
【国際調査報告】
2019512282.tif 000007
2019512282.tif 000008
2019512282.tif 000009
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