(57)【要約】  本発明は、患者の身体１０のＭＲイメージング方法に関する。本発明の目的は、マルチエコー取得と組み合わされるＰＲＯＰＥＬＬＥＲイメージングにおけるコントラストブラーを低減する方法を提供することである。本発明の方法は、身体１０の少なくとも一部を、複数のＲＦパルス及び切り替え磁場勾配を含むＭＲイメージングシーケンスに曝すことによってＭＲ信号を生成するステップと、ＰＲＯＰＥＬＬＥＲスキームに従って時間的に連続して複数のｋ空間ブレードとしてＭＲ信号を取得するステップであって、各ｋ空間ブレードは、複数の実質的に平行なｋ空間ラインを含み、前記ｋ空間ブレードは、ｋ空間の中心を中心に回転され、それにより、前記ＭＲ信号の収集されたデータセット全体が、ｋ空間の円の少なくとも一部をスパンし、ｋ空間の共通の中央円形領域が、全てのｋ空間ブレードによってカバーされ、前記ＭＲ信号の緩和強調が、個々異なるｋ空間ブレードの間で変化する、ステップと、ＭＲ信号の緩和強調を推定するステップと、推定された緩和強調に従って、取得されたＭＲ信号を補償するステップと、補償されたＭＲ信号からＭＲ画像を再構成するステップと、を有する。更に、本発明は、ＭＲ装置１及びＭＲ装置１用のコンピュータプログラムに関する。
2019535435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＲ装置の検査ボリューム内に配される患者の身体のＭＲイメージング方法であって、
身体の少なくとも一部を、複数のＲＦパルス及び切り替え磁場勾配を含むＭＲイメージングシーケンスに曝すことによってＭＲ信号を生成するステップと、
ＰＲＯＰＥＬＬＥＲスキームに従って時間的に連続して複数のｋ空間ブレードとしてＭＲ信号を取得するステップであって、各ｋ空間ブレードは、複数の実質的に平行なｋ空間ラインを含み、前記ｋ空間ブレードは、ｋ空間の中心を中心に回転され、それにより、ＭＲ信号の収集されるデータセット全体が、ｋ空間の円の少なくとも一部をスパンし、ｋ空間の共通の中央円形領域が、全てのｋ空間ブレードによってカバーされ、前記ＭＲ信号の緩和強調が、個々異なるｋ空間ブレードの間で変化する、ステップと、
前記ＭＲ信号の緩和強調を推定するステップと、
前記推定された緩和強調に従って、前記取得されたＭＲ信号を補償するステップと、
前記補償されたＭＲ信号から、ＭＲ画像を再構成するステップと、
を実行する方法。
【請求項２】
個々のｋ空間ラインのＴ１強調及び／又はＴ２強調が、個々異なる空間ブレードの間で変化する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
Ｔ１マップ及び／又はＴ２マップ及び／又はＢ０マップ及び／又は水マップ及び／又は脂肪マップが、前記取得されたＭＲ信号から導出され、前記取得されたＭＲ信号が、前記導出されたＴ１マップ、Ｔ２マップ、Ｂ０マップ、水マップ及び／又は脂肪マップに従って変動に関して補償される、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記ＭＲ信号の前記緩和強調は、前記撮像シーケンスのエコー時間を変化させることによって、及び／又は準備段階の事前パルス後の時間遅延を変化させることによって、変えられる、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記撮像シーケンスは、マルチエコーイメージングシーケンス、特にターボスピンエコー（ＴＳＥ）シーケンス又はターボフィールドエコー（ＴＦＥ）又はエコープラナーイメージング（ＥＰＩ）シーケンス、及び各ショットによって生成されるエコー信号のトレインであり、各ｋ空間ブレードの各ｋ空間ラインは、エコー信号を表す、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記ＭＲ信号の前記緩和強調は、個々のｋ空間ブレードの間で前記ｋ空間ラインの取得順序を変更することによって変えられる、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記ＭＲ信号の前記緩和強調は、個々のｋ空間ブレードの間で前記エコー信号のエコーシフトを変更することによって変えられる、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
緩和強調された及び／又はスペクトル強調されたＭＲ画像が、各緩和強調毎に前記取得されたＭＲ信号から再構成される、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
緩和時間マップが、前記緩和強調されて再構成されるＭＲ画像から導出される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記緩和強調されたＭＲ画像は、圧縮センシング又はパラレルイメージング再構成アルゴリズムを使用して再構成される、請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１１】
Ｔ１強調ＭＲ画像、Ｔ２強調ＭＲ画像、プロトン密度強調ＭＲ画像、水ＭＲ画像、及び／又は脂肪ＭＲ画像が、前記補償されたＭＲ信号から再構成される、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
Ｔ１強調、Ｔ２強調、プロトン密度強調、水及び／又は脂肪コントラストを組み合わせたＭＲ画像が、前記補償されたＭＲ信号から合成される、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記ＭＲイメージングシーケンスが、前記ＲＦパルスのフリップ角スイープを含み、取得された各ＭＲ信号に関するフリップ角が、前記緩和強調の推定において考慮される、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の方法を実行するＭＲ装置であって、前記ＭＲ装置は、検査ボリューム内に均一な定常磁場を生成する少なくとも１つの主磁石コイルと、前記検査ボリューム内の個々異なる空間方向に切り替え磁場勾配を生成する複数の勾配コイルと、前記検査ボリューム内にＲＦパルスを生成し及び／又は前記検査ボリューム内に位置する対象物からＭＲ信号を受信する少なくとも１つのＲＦコイルと、時間的に連続する前記ＲＦパルス及び前記切り替え磁場勾配を制御する制御ユニットと、前記受信されるＭＲ信号からＭＲ画像を再構成する再構成ユニットと、を有し、前記ＭＲ装置は、
前記身体の少なくとも一部を、複数のＲＦパルス及び切り替え磁場勾配を含むＭＲイメージングシーケンスに曝すことによりＭＲ信号を生成するステップと、
ＲＯＰＥＬＬＥＲスキームに従って時間的に連続して複数のｋ空間ブレードとしてＭＲ信号を取得するステップであって、各ｋ空間ブレードは、複数の実質的に平行なｋ空間ラインを有し、前記ｋ空間ブレードは、ｋ空間の中心を中心に回転され、それにより、前記ＭＲ信号の収集されたデータセット全体が、ｋ空間の円の少なくとも一部をスパンし、ｋ空間の共通の中央円形領域が、全てのｋ空間ブレードによってカバーされ、前記ＭＲ信号の緩和強調が、個々異なるｋ空間ブレードの間で変化する、ステップと、
前記ＭＲ信号の緩和強調を推定するステップと、
前記推定された緩和強調に従って、前記取得されたＭＲ信号を補償するステップと、
前記補償されたＭＲ信号からＭＲ画像を再構成するステップと、
を実行する、ＭＲ装置。
【請求項１５】
ＭＲ装置上で実行されるコンピュータプログラムであって、
複数のＲＦパルス及び切り替え磁場勾配を含むＭＲイメージングシーケンスを実行することによってＭＲ信号を生成する命令と、
ＰＲＯＰＥＬＬＥＲスキームに従って時間的に連続して複数のｋ空間ブレードとしてＭＲ信号を取得する命令であって、各ｋ空間ブレードは、複数の実質的に平行なｋ空間ラインを含み、前記ｋ空間ブレードは、ｋ空間の中心を中心に回転され、それにより、前記ＭＲ信号の収集されたデータセット全体が、ｋ空間の円の少なくとも一部をスパンし、ｋ空間の共通の中央円形領域が、全てのｋ空間ブレードによってカバーされ、前記ＭＲ信号の緩和強調が、個々異なるｋ空間ブレードの間で変化する、命令と、
前記ＭＲ信号の緩和強調を推定する命令と、
前記推定された緩和強調に従って、前記取得されたＭＲ信号を補償する命令と、
前記補償されたＭＲ信号からＭＲ画像を再構成する命令と、
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】
本発明は磁気共鳴（ＭＲ）イメージングの分野に関する。それは、ＭＲ装置の検査ボリューム内に配置される患者の身体のＭＲイメージングの方法に関する。本発明は更に、ＭＲ装置、及びＭＲ装置上で実行されるコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
２次元又は３次元画像を形成するために磁場と核スピンとの間の相互作用を利用する画像形成ＭＲ方法は、軟組織の撮像に関して、それらが多くの点で他の撮像方法より優れており、電離放射線を必要とせず、そして通常侵襲的ではないため、今日、特に医療診断の分野において広く使用されている。
【０００３】
一般にＭＲ方法によれば、検査される患者の身体は、強く均一な磁場Ｂ０内に配置され、その方向は、同時に、測定が関連付けられる座標系の軸（通常ｚ軸）を規定する。磁場Ｂ０は、磁場強度に応じて、規定される周波数（いわゆるラーモア周波数又はＭＲ周波数）の電磁交番磁場（ＲＦ場）の印加によって励起（スピン共鳴）されることができる個々の核スピンについて異なるエネルギーレベルを生成する。巨視的な観点から、個々の核スピンの分布は、全体的な磁化を生じさせ、全体的な磁化は、適切な周波数の電磁パルス（ＲＦパルス）の印加によって平衡状態から外れるように偏らされ、その一方、このＲＦパルスの対応する磁場Ｂ１は、ｚ軸に垂直に延在し、その結果、磁化は、ｚ軸を中心に歳差運動を行う。歳差運動は、円錐の表面を表現し、その開口角はフリップ角と呼ばれる。フリップ角の大きさは、印加される電磁パルスの強度及び持続時間に依存する。いわゆる９０°パルスの場合、磁化はｚ軸から横方向断面に偏らされる（フリップ角９０°）。
【０００４】
ＲＦパルスの終了後、磁化は元の平衡状態に戻るように緩和し、ｚ方向の磁が、は第１の時定数Ｔ１（スピン格子又は縦緩和時間）で再び増大し、ｚ方向に垂直な方向の磁化は、第２のより短い時定数Ｔ２（スピン−スピン又は横緩和時間）で緩和する。横方向磁化及びその変動は、磁化の変動がｚ軸に垂直な方向において測定されるように、ＭＲ装置の検査ボリューム内に配置され方向付けられる受信ＲＦコイルによって検出されることができる。横磁化の減衰は、局所的な磁場の不均一性によって引き起こされるＲＦ励起の後に起こるディフェージングを伴い、これは、同じ信号位相を有する秩序のある状態から全ての位相角が一様に分布する状態への遷移を促進する。ディフェージングは、リフォーカスパルス（例えば１８０°パルス）によって補償されることができる。これは、受信コイルにエコー信号（スピンエコー）を生じさせる。
【０００５】
体内での空間分解能を実現するために、３つの主軸に沿って延在する時間変動する磁場勾配が、一様な磁場Ｂ０に重ねられ、それによりスピン共鳴周波数の線形空間依存性を与える。受信コイルにおいて収集される信号は、体内のそれぞれ異なるロケーションに関連付けられる複数の異なる周波数成分を含む。受信コイルを介して得られる信号データは、空間周波数ドメインに対応し、ｋ空間データと呼ばれる。ｋ空間データは通常、それぞれ異なる位相エンコードから取得される複数のラインを含む。各ラインは、多数のサンプルを収集することによってデジタル化される。１組のｋ空間データが、フーリエ変換によってＭＲ画像に変換される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
いわゆるＰＲＯＰＥＬＬＥＲイメージングは、患者の動きに対するロバストネス及び固有の動き補償能力のような臨床ＭＲイメージングに対して有望な利点を提供する。ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ概念（Periodically Rotated Overlapping ParallEL Lines、 James G. Pipe: "Motion Correction With PROPELLER MRI: Application to Head Motion and Free-Breathing Cardiac Imaging", Magnetic Resonance in Medicine, vol. 42, 1999, pages 963-969参照）において、ＭＲ信号データは、ｋ空間においてＮ本のストリップで取得され、各ストリップは、Ｌの平行なｋ空間ラインを含み、かかるラインは、デカルトベースのｋ空間サンプリングスキームにおけるＬ本の最低周波数位相エンコードラインに対応する。ｋ空間ブレードとも呼ばれる各ストリップは、ＭＲデータセット全体がｋ空間内の円をスパンするように、例えば１８０°／Ｎの角度ずつｋ空間内で回転される。直径Ｍを有する全ｋ空間データ行列が望ましい場合、Ｌ及びＮは、Ｌ×Ｎ＝Ｍ×π／２であるように選択されることができる。ＰＲＯＰＥＬＬＥＲの本質的な特徴は、直径Ｌを有するｋ空間内の中央の円形部分が、各ｋ空間ブレード毎に取得されることである。この中央部分は、各ｋ空間ブレード毎に低解像度のＭＲ画像を再構成するために使用されることができる。低解像度ＭＲ画像が互いに比較されることにより、患者の動きに起因する面内の変位及び位相誤差を除去することができる。ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ技法は、ＭＲ信号取得中の検査対象の患者の動きに対してロバストなＭＲ画像取得技法を得るために、ｋ空間の中央部分でのオーバーサンプリングを利用する。更に、ＳＥＮＳＥのようなパラレルイメージング技術がＭＲデータ収集のために使用される場合、ＰＲＯＰＥＬＬＥＲは、ｋ空間ブレードの（加重）平均により、例えばＢ０不均一性又は不正確なコイル感度マップに起因する他のイメージングアーチファクトを「平均化」する。
【０００７】
ＰＲＯＰＥＬＬＥＲイメージングは、単一のＲＦ励起の後に完全なｋ空間ブレードが取得されるマルチエコー取得と組み合わせるのに非常に適していることが知られている。例えば、ＴＳＥ  ＰＲＯＰＥＬＬＥＲイメージングにおいて、ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ取得スキームは、ターボスピンエコー（ＴＳＥ）イメージングシーケンスと組み合わされる。ＴＳＥシーケンスの単一ショットは、磁気共鳴を励起するための初期ＲＦパルスと、それに続く、高速に印加される複数の（典型的には１８０°）リフォーカスＲＦパルスと、を有し、それにより複数の異なる位相エンコードされたスピンエコー信号のトレインを生成する。エコー信号が取得され、各エコー信号は、ｋ空間ライン、すなわちｋ空間の１次元サンプルを表し、個々のｋ空間ブレード内のｋ空間ラインの位置は、シーケンスの適用される周波数エンコード及び位相エンコードにより切り替えられる磁場勾配によって決定される。いわゆるターボファクタ（ＴＦ）は、各励起の後に取得されるエコーの数である。ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ  ＴＳＥイメージングでは、マルチエコーシーケンスの複数のショットが、取得されるｋ空間プロファイルからＭＲ画像を再構成することができるように、ｋ空間を完全にサンプリングするために適用され、空間ブレードは、それぞれ単一のＲＦ励起の後に取得される。従って、ＴＳＥシーケンスのショット数は、通常、取得されるｋ空間ブレードの数に対応し、ターボファクタは、通常、ｋ空間ブレードあたりのｋ空間ラインの数に対応する。
【０００８】
このような利点にもかかわらず、ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ  ＴＳＥは、ｋ空間ブレードの大きさ及び回転、並びに種々異なる量の緩和減衰を経験するエコー信号のＰＲＯＰＥＬＬＥＲ特有のｋ空間分散取得によってコントラストブラーをもたらすことが知られている。特にプロトン密度（ＰＤ）及びＴ１コントラストは、一般により短いＴＳＥエコー時間及びエコートレイン長により、増大されたコントラストブラーをもたらす。従って、ＰＤ及びＴ１コントラスト強調ＭＲイメージングは、典型的には、ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ  ＴＳＥイメージングとの組み合わせにおいて今日使用されていない。
【０００９】
D. Huo他によるアブストラクト"IDEAL with Turbo-PROP", ISMRM-2008 (p.650)は、ターボＰＲＯＰシーケンスからのマルチエコー画像の使用に関する。これらの画像は、位相差に基づいて水信号と脂肪信号を分離するために使用されることができる。
【００１０】
前述から、改善されたＭＲイメージング技術の必要があることが容易に理解される。従って、本発明の目的は、マルチエコー取得と組み合わせられるＰＲＯＰＥＬＬＥＲイメージングにおけるコントラストブラーを低減する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、ＭＲ装置の検査ボリューム内に配置される患者の身体のＭＲイメージングの方法が開示される。この方法は、
−身体の少なくとも一部を、複数のＲＦパルス及び切り替え磁場勾配を含むＭＲイメージングシーケンスに曝すことによってＭＲ信号を生成するステップと、
−ＰＲＯＰＥＬＬＥＲスキームに従って時間的に連続して複数のｋ空間ブレードとしてＭＲ信号を取得するステップであって、各ｋ空間ブレードは、複数の実質的に平行なｋ空間ラインを含み、ｋ空間ブレードは、ｋ空間の中心を中心に回転され、それにより、ＭＲ信号の収集されるデータセット全体が、ｋ空間内の円の少なくとも一部をスパンし、ｋ空間の共通の中央円形領域が、全てのｋ空間ブレードによってカバーされ、ＭＲ信号の強調が、個々異なるｋ空間ブレードの間で変化する、ステップと、
−ＭＲ信号の緩和強調(relaxation weighting)を推定するステップと、
−推定された緩和強調に従って、取得されたＭＲ信号を補償するステップと、
−補償されたＭＲ信号からＭＲ画像を再構成するステップと、
を有する。
【００１２】
本発明は、それぞれ異なるｋ空間ブレードのｋ空間ラインがそれぞれ異なる緩和時間コントラストを有する、ＰＲＯＰＥＬＬＥＲスキームによるｋ空間ブレードの取得を提案する。例えば、Ｔ１強調(T1-weighting)及び／又はＴ２強調(T2-weighting)及び／又は個別のｋ空間ラインのスペクトルに関して誘起される位相が、個々異なるｋ空間ブレードの間で変化しうる。このようにして、更に、個々異なるコントラストを有するＭＲ信号の集合が、１回のＰＲＯＰＥＬＬＥＲ取得中にｋ空間の中心から取得される。本発明の洞察は、これが、信号取得中にＭＲ信号の緩和減衰及び／又はスペクトルに関して誘起される位相を推定することを可能にし、それに応じてＭＲ信号が補償され、よって、「ブラー除去された」ＭＲ画像が、補償されたＭＲ信号からの画像再構成により、取得されることができることである。
【００１３】
本発明の方法は、画像のコントラストに関する重要な情報を含むｋ空間の中心のＰＲＯＰＥＬＬＥＲスキャニングによる固有の実質的なオーバーサンプリングを利用する。従って、本発明は、取得中に適用される各緩和毎に、個々の緩和強調される及び／又はスペクトル強調されるＭＲ画像を再構成することを可能にする。ＭＲ信号の緩和強調を推定するために、対応するＴ１マップ及び／又はＴ２マップ及び／又はＢ０マップ及び／又は水マップ及び／又は脂肪マップが、取得から導出されることができ、取得されたＭＲ信号は、導出されたそれぞれのマップに従って変動に関して補償される。最後に、このようにして補償されたＭＲ信号から、「ブラー除去された」ＭＲ画像を再構成することができる。
【００１４】
特定の緩和時間に属するＭＲ信号データは、一般に、少なくともｋ空間の周辺部においてアンダーサンプリングされる。従って、アンダーサンプリングされたＭＲ信号データから、それぞれのＴ１マップ及び／又はＴ２マップ及び／又はＢ０マップ及び／又は水マップ及び／又は脂肪マップを導出するために、圧縮センシング（ＣＳ）が有利に使用されることができる。特定の緩和時間のｋ空間ラインは、ｋ空間において不規則に分布しうる。ＣＳの理論は、大幅な信号データ削減の大きな可能性を有することが知られている。ＣＳ理論では、変換ドメインにおいてスパース表現を有する信号データセットが、適切な正則化アルゴリズムを適用することによりアンダーサンプリングされた測定から回復されることができる。信号のサンプリング及び再構成の数学的フレームワークとして、ＣＳは、ｋ空間のサンプリング密度がナイキスト基準をはるかに下回る場合にでも、信号データセットが正確に又は少なくとも高い画像品質を伴って再構成されることができる条件を規定し、そのような再構成の方法も提供する。
【００１５】
更に、純粋なＰＤ及びＴ２コントラスト強調されたＭＲ画像は、本発明による単一ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ取得から生成されることができる。更に、「混合された」（ＰＤ、Ｔ１、Ｔ２）コントラストをもつＭＲ画像が、１回のＰＲＯＰＥＬＬＥＲ取得のＭＲ信号データから合成されることができる。更に、定量的緩和時間マップ及び／又はＢ０マップ、水マップ及び／又は脂肪マップが、取得データから導出されることができる。
【００１６】
好適な実施形態において、ＭＲ信号の緩和時間は、撮像シーケンスのエコー時間の変動によって、及び／又は（反転回復）事前パルス後の遅延（たとえば反転）時間の変動によって、変わる。従って、ｋ空間ブレードは、個々異なるＴ２強調を得るために個々異なるエコー時間を使用することにより、及び／又は個々異なるＴ１強調を得るために個々異なる反転遅延を使用することにより、それぞれに異なる。
【００１７】
更に好適な実施形態において、撮像シーケンスは、エコー信号のトレインが各ショットによって生成されるマルチエコー撮像シーケンスでありえ、各ｋ空間ブレードの各ｋ空間ラインは、エコー信号を表す。撮像シーケンスは、例えば、ターボスピンエコー（ＴＳＥ）シーケンス又はターボフィールドエコー（ＴＦＥ）シーケンス又はエコープラナーイメージング（ＥＰＩ）シーケンスであり得る。これにより、撮像シーケンスの単一ショットでフルｋ空間ブレードを高速に取得することが可能である。この実施形態では、緩和時間は、本発明に従って、ブレード毎にｋ空間ラインの取得順序を変更することによって変えられることができる。例えば、ｋ空間ブレード内の所与の位置におけるｋ空間ラインのＴ２強調は、生成されたエコー信号のトレイン内の対応するエコー信号の位置に依存する。従って、緩和時間強調は、ｋ空間ラインの取得順序をブレード毎に変えることによって容易に変えられることができる。代替として、緩和時間は、個々のエコー信号のエコーシフトを変えることによって変えられることができる。
【００１８】
本発明により、複数のＰＲＯＰＥＬＬＥＲブレードの取得中、ｋ空間の中心において個々異なるコントラストを有するＭＲ信号のｋ空間分布を一層最適化するために、ブレードの角度に関する順序付けは、黄金角（golden angle）スキームに従って選択されることができる。黄金角スキームでは、ｋ空間ラインの角度は、ブレード毎に毎回ΔΦ＝１１１．２５°ずつインクリメントされ、これは、１８０°に黄金比を乗じた値に一致する。従って、その後にサンプリングされるスポークは、以前にサンプリングされたスポークの組の中での最大のギャップを埋めつつ、補足情報を常に追加する。その結果、取得されたスポークの順次の組は、ほぼ一様にｋ空間をカバーする。これにより、例えば最初の３つの黄金角ブレードは、緩和時間の第１の設定を使用して取得され、それに続いて、３つの他の黄金角ブレードが、別の緩和時間を使用して取得される。更に、各ブレード内のエコー順序が、コントラスト分布を一層強めるために変えられることができる。
【００１９】
本発明の他の好適な実施形態において、ＭＲイメージングシーケンスは、ＲＦパルスのフリップ角スイープを含み、各々の取得されたＭＲ信号に属するフリップ角は、緩和強調の推定において考慮される。ｋ空間ラインのＴ２強調は、ＴＳＥ取得において通常使用されるフリップ角スイープに影響されうる。フリップ角スイープに関する情報は、緩和時間強調の推定において、例えば対応するモデルを通じて組み込まれる必要がある。更に、フリップ角スイープを調整することにより、緩和強調の推定の精度を向上させることもできる。例えば、ｋ空間ブレードの総数が少ない場合、ＴＳＥショットの最中の緩和時間強調の数は、フリップ角スイープを使用して平坦にされることができる。
【００２０】
従来のＰＲＯＰＥＬＬＥＲイメージングのように、本発明の方法は、更に、ｋ空間ブレード内の動きにより引き起こされる変位及び位相誤差を推定し補正するステップを含むことができる。例えば、ｋ空間ブレードの中心ｋ空間データから再構成された低解像度ＭＲ画像は、患者の動きによって引き起こされる面内変位及び位相誤差を除去するために互いに比較される。これらのファクタは、ＭＲ信号データを更に処理する前に、本発明に従って各ｋ空間ブレードにおいて補正されるべきである。これは、本発明の方法を、ＭＲ信号取得中の検査された患者の動きに対してロバストにする。緩和時間強調の変動は、各低解像度ＭＲ画像のコントラストをも変えるので、患者の動きを正確に決定し補正するためには、追加の方策が必要となりうる。相互相関及び正規化相互情報等の類似性方法が、取得されたマルチコントラスト低解像度画像をアラインするために使用されることができる。
【００２１】
本発明の好適な実施形態によれば、撮像シーケンスは、エコープラナーイメージング（ＥＰＩ）シーケンスである。スペクトル強調の変動は、個々のｋ空間ブレード間のＥＰＩエコートレインのシフトの対応する変動によって達成されることができる。個々異なるエコー時間における個々の画像が、そこから再構成されることができ、水マップ、脂肪マップ及びＢ０マップは、既知のディクソンスキームに従って再構成されることができる。これらは、その後、Ｂ０マップを考慮に入れることによって歪みのないＭＲ画像を提供するために使用されることができる。ＭＲ画像は、所望の水／脂肪の表現と合成されることができる。
【００２２】
これまで述べた本発明の方法は、検査ボリューム内に一様な定常磁場Ｂ０を生成する少なくとも１つの主磁石コイルと、検査ボリューム内のそれぞれ異なる空間方向に切り替え磁場勾配を生成する複数の勾配コイルと、検査ボリューム内にＲＦパルスを生成する及び／又は検査ボリューム内に位置する患者の身体からＭＲ信号を受信する少なくとも１つの身体ＲＦコイルと、時間的に連続するＲＦパルス及び切り替え磁場勾配を制御する制御ユニットと、受信されたＭＲ信号からＭＲ画像を再構成する再構成ユニットと、を有するＭＲ装置によって実施されることができる。本発明の方法は、ＭＲ装置の再構成ユニット及び／又は制御ユニットの対応するプログラミングによって実施されることができる。
【００２３】
本発明の方法は、今日臨床的に使用されている多くのＭＲ装置上で有利に実行されることができる。この目的のために、ＭＲ装置が本発明の上記方法ステップを実行するように該ＭＲ装置が制御されるコンピュータプログラムを利用することのみが必要である。コンピュータプログラムは、ＭＲ装置の制御ユニットにインストールするためにダウンロードされるように、データ担体上又はデータネットワーク内のいずれに存在するものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の方法を実行するＭＲ装置を示す図。
【図２】本発明のプロペラ取得スキームを概略的に示す図。
【図３】本発明のプロシージャを示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
添付の図面は、本発明の好適な実施形態を開示している。しかしながら、図面は例示の目的でのみ設計されており、本発明の範囲を規定するものとして設計されていないことを理解されたい。
【００２６】
図１を参照すると、ＭＲ装置１がブロック図として示されている。装置は、超電導又は抵抗主磁石コイル２を有し、それにより、実質的に均一で時間的に一定の主磁場Ｂ０が、検査ボリュームを通ってｚ軸に沿って生成される。装置は更に、１組の（１次、２次、及び適用可能な場合は３次の）シミングコイル２'を有し、組２'の個々のシミングコイルを通る電流は、検査ボリューム内の主磁場Ｂ０の偏りを最小にする目的で制御可能である。
【００２７】
磁気共鳴生成及び操作システムは、核磁気スピンを反転又は励起し、磁気共鳴を引き起こし、磁気共鳴をリフォーカスし、磁気共鳴を操作し、磁気共鳴を空間的に及びその他の態様でエンコードし、スピンを飽和させる等により、ＭＲイメージングを実施するために、一連のＲＦパルス及び切り替え磁場勾配を印加する。
【００２８】
より具体的には、勾配増幅器３は、検査ボリュームのｘ、ｙ及びｚ軸に沿って全身勾配コイル４、５及び６のうちの選択されたものに電流パルス又は波形を印加する。デジタルＲＦ周波数送信器７は、ＲＦパルスを検査ボリューム内に送信するために、送信／受信スイッチ８を介して身体ＲＦコイル９にＲＦパルス又はパルスパケットを送信する。一般的なＭＲイメージングシーケンスは、短い持続時間のＲＦパルスセグメントのパケットで構成され、かかるパケットは印加される磁場勾配と共に、核磁気共鳴の選択された操作を達成する。ＲＦパルスは、共鳴を飽和させ、共鳴を励起し、磁化を反転し、共鳴をリフォーカスし、共鳴を操作し、又は検査ボリューム内に位置付けられた身体１０の一部を選択するために、使用される。ＭＲ信号は、身体ＲＦコイル９によっても収集される。
【００２９】
身体１０の限られた領域のＭＲ画像を生成するために、又はパラレルイメージングによるスキャン加速のために、１組のローカルアレイＲＦコイル１１、１２、１３が、イメージングのために選択される領域に隣接して配置される。アレイコイル１１、１２、１３は、身体コイルＲＦ送信によって引き起こされるＭＲ信号を受信するために使用されることができる。
【００３０】
結果的に生じるＭＲ信号は、身体ＲＦコイル９及び／又はアレイＲＦコイル１１、１２、１３によって収集され、好適には前置増幅器（図示せず）を有する受信器１４によって復調される。受信器１４は、送信／受信スイッチ８を介してＲＦコイル９、１１、１２、１３に接続される。
【００３１】
ホストコンピュータ１５は、シミングコイル２'並びに勾配パルス増幅器３及び送信器７を制御して、エコープラナーイメージング（ＥＰＩ）、エコーボリュームイメージング、グラジエント及びスピンエコーイメージング、高速スピンエコーイメージング、その他の複数のＭＲイメージングシーケンスのうちのいずれかを生成する。選択されたシーケンスに関して、受信器１４は、各ＲＦ励起パルスに続き、単一又は複数のＭＲデータラインを高速に連続して受信する。データ取得システム１６は、受信信号のアナログ−デジタル変換を実施し、各ＭＲデータラインを更なる処理に適したデジタル形式に変換する。今日のＭＲ装置において、データ取得システム１６は、生の画像データの取得に特化した別のコンピュータである。
【００３２】
最終的に、デジタル生画像データは、フーリエ変換又はＳＥＮＳＥ若しくはＧＲＡＰＰＡ等の他の適切な再構成アルゴリズムを適用する再構成プロセッサ１７によって画像表現に再構成される。ＭＲ画像は、患者を通る平面スライス、平行な平面スライスのアレイ、３次元ボリューム、その他を表現することができる。画像は、画像メモリに記憶され、画像メモリは、画像表現のスライス、投影、又は他の部分を、例えばビデオモニタ１８を介して視覚化するために適した形式に変換するためにアクセスされることができ、ビデオモニタは、結果的に得られるＭＲ画像の人間可読表示を与える。
【００３３】
ホストコンピュータ１５は、本明細書の上記及び下記の本発明の方法を実行するようにプログラムされる。
【００３４】
図２は、本発明によるＰＲＯＰＥＬＬＥＲ  ＭＲイメージングのｋ空間サンプリングを示す。図２の左側の図に示されるように、６つのｋ空間ブレード２１−２６が取得される。各ブレード２１−２６は、ｋ空間のそれぞれ異なる部分をカバーし、各ブレード２１−２６毎にｋ空間の中央円形領域が取得される。取得されるＭＲデータセット全体がｋ空間の円をスパンするように、ブレード２１−２６がｋ空間の中心を中心に回転される。図２の右側の図には、ＴＳＥシーケンスの単一ショットを使用して取得される単一のｋ空間ブレード２１が示されている。ブレードの向きに対する位相エンコード方向及び読み出し方向の配向は、ｋ空間ブレード２１−２６の全ての回転角度について維持される。ブレード２１−２６における動きにより引き起こされる変位及び位相誤差は、既知の類似性測定方法を使用して従来のＰＲＯＰＥＬＬＥＲイメージングのように検出され補正される。ブレード２１内の個々異なるラインは、ｋ空間ライン２７、２８、２９の取得順序を示す。一例として、実線２７は、単一のＲＦ励起の後に取得される一連のエコー信号のうちの第１のエコーに対応する。破線２８は、第２のエコーに対応し、点線２９は、第３のエコーに対応する。図２の左の像に見られるように、ＭＲ信号の緩和時間強調（Ｔ２強調）が個々の異なるブレード２１−２６の間で変化するように、エコー信号の取得順序が、ブレード毎に変えられる。
【００３５】
本発明は、図２に示されるように、ブレード毎に異なるＴＳＥコントラスト又はＴＳＥ順序を提案する。ＴＳＥコントラストの変化は、それが非対称ＴＳＥ技法において一般的に使用されているように、例えばＴＳＥエコーシフトによって達成されることができる。ブレード毎に異なるＴＳＥ順序は、単一のＰＲＯＰＥＬＬＥＲ取得中のｋ空間の中心におけるコントラスト変動を可能にする。これは、それぞれ異なる（実線、破線、点線）線２７、２８、２９によって図２に示されている。個々の緩和時間強調されたＭＲ画像は、例えば、オーバーサンプリングされたｋ空間中心における反復的ＳＥＮＳＥ、ＣＳ及び／又はコントラスト強調の使用によって再構成されることができる（Song HK et. al, Magnetic Resonance in Medicine, vol. 44, no. 6, p. 825-832, 2000）。個々のコントラストの再構成は、コントラスト減衰（Ｔ２）を推定し、コントラストマップ（Ｔ２マップ）を導出するために本発明に従って使用される。Ｔ２マップは、例えば、個々異なるＴ２強調ＭＲ画像において信号減衰をピクセル毎に決定することによって取得されることができる。次いで、ＴＳＥプロペラデータは、推定される緩和崩壊を用いてブラー除去される。純粋なプロトン密度強調及びＴ２強調ＭＲ画像は、１回のＰＲＯＰＥＬＬＥＲ取得から生成される。更に、ユーザの好みに基づく混合されたコントラスト（Ｔ１、Ｔ２、ＰＤ）が合成されることができ、定量的緩和時間マップが更に導出されることができる。
【００３６】
本発明の概念は、異なるシーケンスタイプ及びコントラストの変動に拡張されることができる。別の例として、本発明は、Ｔ１マップ及び種々異なるＴ１コントラストを生成する可能性を提供するように、単一反転パルス後、コントラスト変動と組み合わせて、ＰＲＯＰＥＬＬＥＲ平衡ＴＦＥ取得に適用されることができる。
【００３７】
図３は、本発明の方法を概略的に示す。ステップ３１において、それぞれ異なる緩和時間をもつ複数のｋ空間ブレードを取得した後、ステップ３２において、動きが、適切な類似性方法を使用して推定され補正される。次に、相応して異なるコントラストを有する個々のＭＲ画像３３ａ−ｅが再構成され、コントラスト強調が、ステップ３４において、取得されたコントラストモデルにフィットされて、取得されたＭＲ信号の緩和強調が推定される。次いで、ステップ３５において、取得されたＭＲ信号が、コントラストモデルに従って補正される。純粋なコントラストＭＲ画像（例えば、Ｔ１強調ＭＲ画像、Ｔ２強調ＭＲ画像、プロトン密度強調ＭＲ画像）が、ステップ３９において、補償されたＭＲ信号データから再構成されることができる。フィッティングプロシージャの結果として、コントラストマップ（例えば、Ｔ１マップ、Ｔ２マップ、脂肪マップ、水マップ）が、ステップ３６において付加的に取得される。所望のコントラストに関するユーザの好みは、ステップ３７において入力されることができる。これに基づき、ステップ３８において、相応して合成され組み合わせられるコントラストを有するＭＲ画像が、ＭＲ信号から再構成されることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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