(57)【要約】多数の受信アンテナのアレイによって捕捉される複数の信号から対象の画像を形成する磁気共鳴撮像方法である。ナビゲータ傾斜磁場は、ナビゲータＭＲ信号の測定のために印加され、追加的な傾斜磁場はＭＲ信号の拡散感度を達成するために印加され、測定されたＭＲ信号を補正するよう、ナビゲータＭＲ信号の位相及び絶対値から位相補正値が決定される。対象の一部の画像は、補正されたＭＲ信号から決定される。補正された位相は、各アンテナに対する参照ナビゲータ信号と当該アンテナの実際のＭＲ信号の間の重み付けされた位相差から決定される。アレイの全ての受信アンテナからのデータの補正のために共通の補正ベクトルが用いられる。
2005534349.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の受信アンテナのアレイによって捕捉される複数の信号から対象の画像を形成する磁気共鳴撮像方法であって、
前記対象の一部でスピンが励起され、
読み出し傾斜磁場及び他の傾斜磁場の印加によりｋ空間中の複数のラインを含む所定の軌跡に沿ってＭＲ信号が測定され、
ナビゲータＭＲ信号の測定のためにナビゲータ傾斜磁場が印加され、前記測定されたＭＲ信号を補正するよう前記ナビゲータＭＲ信号の位相及び絶対値から位相補正値が決定され、前記対象の一部の画像は前記補正されたＭＲ信号から決定され、
前記アレイの全ての受信アンテナからのデータの補正のために共通の補正ベクトルが用いられることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記共通の補正ベクトルは、各アンテナについての参照ナビゲータ信号と前記アンテナの実際のナビゲータＭＲ信号との間の重み付けされた位相差から決定されることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記共通の補正ベクトルは、ＭＲ画像データ捕捉に用いられる多数の受信アンテナのアレイとは異なる非フェーズド・アレイ受信アンテナから捕捉されることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記重み係数は、前記参照ナビゲータ信号の絶対値であることを特徴とする、請求項２記載の方法。
【請求項５】
拡散重み付けを生じさせるよう追加的な傾斜磁場が印加され、前記重み係数は拡散重み付けなしの前記ナビゲータ信号の絶対値であることを特徴とする、請求項２記載の方法。
【請求項６】
複数の信号からＭＲ画像を取得する磁気共鳴撮像装置であって、
対象の一部でスピンを励起させる手段と、
読み出し傾斜磁場及び他の傾斜磁場の印加によりｋ空間中の複数のラインを含む所定の軌跡に沿ってＭＲ信号を測定する手段と、
ナビゲータＭＲ信号の測定のためにナビゲータ傾斜磁場を印加し、前記ＭＲ信号の拡散感度を達成するために追加的な傾斜磁場が印加され、前記測定されたＭＲ信号を補正するよう前記ナビゲータＭＲ信号の位相及び絶対値から位相補正値が決定され、前記対象の一部の画像は前記補正されたＭＲ信号から決定される、手段と、
前記アレイの全ての受信アンテナからのデータの補正のために共通の補正ベクトルを適用する手段とを有する装置。
【請求項７】
前記共通の補正ベクトルを、各アンテナについての参照ナビゲータと前記アンテナの実際のナビゲータＭＲ信号との間の重み付けされた位相差から決定する手段が設けられることを特徴とする、請求項６記載の装置。
【請求項８】
ＭＲ画像データ捕捉に用いられる多数の受信アンテナのアレイとは異なる非フェーズド・アレイ受信アンテナから共通の補正ベクトルを取得する手段が更に設けられ、
サブ繰り返し時間基準に基づき前記非フェーズド・アレイ受信アンテナによる捕捉と多数の受信アンテナのアレイによる捕捉との間での信頼性の高い切り換えを行う手段を更に含むことを特徴とする、請求項６記載の装置。
【請求項９】
磁気共鳴方法により画像を形成するコンピュータ利用可能な媒体上に記憶されたコンピュータプログラムプロダクトであって、
対象の一部でのスピンの励起と、
読み出し傾斜磁場及び他の傾斜磁場の印加によりｋ空間中の複数のラインを含む所定の軌跡に沿ってＭＲ信号を測定し、
ナビゲータＭＲ信号の測定のためにナビゲータ傾斜磁場を印加し、前記測定されたＭＲ信号を補正するよう前記ナビゲータＭＲ信号の位相及び絶対値から位相補正値が決定され、前記対象の一部の画像は前記補正されたＭＲ信号から決定され、
前記アレイの全ての受信アンテナからのデータの補正のために共通の補正ベクトルを用いることを、
コンピュータに制御させるコンピュータ読み取り可能なプログラム手段を有するコンピュータプログラムプロダクト。
【請求項１０】
前記ＭＲ信号の拡散感度を達成するために前記ナビゲータ傾斜磁場に加えて参照ナビゲータ傾斜磁場が印加され、前記補正位相は、各アンテナについての前記参照ナビゲータ信号と前記アンテナの前記実際のナビゲータＭＲ信号との間の重み付けされた位相差から決定される、請求項９記載のコンピュータプログラムプロダクト。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、安定した磁場の中に置かれた対象を撮像する磁気共鳴（ＭＲ）法に関連し、この方法では、
対象の一部でスピンが励起され、
読み出し傾斜磁場及び他の傾斜磁場の印加によりｋ空間中の複数のラインを含む所定の軌跡に沿ってＭＲ信号が測定され、
ナビゲータＭＲ信号の測定のためにナビゲータ傾斜磁場が印加され、測定されたＭＲ信号を補正するようナビゲータＭＲ信号の位相及び絶対値から位相補正値が決定され、対象の一部の画像は補正されたＭＲ信号から決定される、
各段階が繰り返し実行される。
【０００２】
本発明は、かかる方法を実行するＭＲ装置に関連する。
【０００３】
このような種類の方法は、国際公開第９８／４７０１５号パンフレットに記載されており、方法は拡散強調撮像という特別な場合について適用されている。この方法では、ある測定点からの測定されたナビゲータＭＲ信号について、測定されたナビゲータＭＲ信号の絶対値が閾値よりも小さいときは、測定されたナビゲータＭＲ信号の絶対値が閾値を超える異なった複数の参照測定点からの測定されたナビゲータＭＲ信号の複数の位相から、補正位相が決定される。この方法は、追加的な傾斜磁場が高い値であるために強い拡散運動が存在すると大量の脳脊髄液（ＣＳＦ）を含む脳の領域に対応するナビゲータＭＲ信号中の測定点の絶対値の値が減少されるという事実に基づいている。絶対値の値が低いため、位相の決定における誤りは高まる。記載された方法では、閾値よりも小さい絶対値を有する測定点について、位相が十分に小さい誤りで決定されうるナビゲータＭＲ信号の様々な参照測定点の位相から補正位相が決定されるとき、ＭＲ画像中のアーティファクトは低減されうる。
【０００４】
磁気共鳴撮像法では、より短い時間内で許容可能な画像を捕捉する一般的な傾向がある。このために、スイス連邦工科大学チューリッヒ校（University  and  ETH  Zurich,  Switzerland）、生医学工学・医療情報研究所（Institute  of  Biomedical  Engineering  and  Medical  Informations）により「ＳＥＮＳＥ」と称される感度エンコード方法が近年開発された。ＳＥＮＳＥ法は、磁気共鳴装置のコイルによって検出された画像に対して直接作用するアルゴリズムに基づくものであり、続くエンコード段階をとばすことができ、従って撮像のための信号捕捉の２倍乃至３倍の加速を得ることができる。ＳＥＮＳＥ法では、いわゆる感度マップとして準備されるコイルの感度についての知識が重要である。この方法を加速させるために、シングルコイル参照値の「平方和」又は任意のボディコイル参照値のいずれかによる分割により捕捉されうる生の感度マップを用いることが提案されている（例えば、K.  Pruessmann外による１９９８年のＩＳＭＲＭ議事録のアブストラクト第５７９、７９９、８０３及び２０８７頁を参照）。実際に、ＳＥＮＳＥ法は、ｋ空間を故意にアンダーサンプリングすること、即ち捕捉されるべき対象よりも小さい視野（ＦＯＶ）を故意に選択することによって、走査時間の増加を可能とする。このアンダーサンプリングから、異なるコイル感度パターンを有する一組の別個のコイルについての知識を用いることにより分解又は展開されうる折り返しアーティファクトが得られる。アンダーサンプリングは、両方の位相エンコード方向のうちのいずれで行われてもよい。
【０００５】
最初に述べた方法によれば、位相ナビゲータ信号は、多数の受信コイルのアレイの単一のコイル素子ごとに、すなわち、撮像に用いられたのと同じコイル素子で測定される。また、位相補正は、１つのコイルごとに適用される。このような補正法は、２つの望ましくない結果をもちうる。
【０００６】
１．例えばＳＥＮＳＥ法の場合に必要であるようにコイル又はシナジーチャネル間の位相関係を必要とするとき、補正信号はチャネル毎の位相補正の間の差によって妨害されうる。
【０００７】
２．コイル又はシナジーチャネルがあまりにも低い信号を測定する領域では、補正は高いノイズで適用され、これは位相エンコードの精度をなくし、画像領域中に多くのアーティファクトを生じさせる。図１ａ及び図１ｂ中、２つのシナジー素子Ｓ1及びＳ2に対して、ｘ方向上の傾斜磁場信号の絶対値ｍと関連する位相補正信号Φが与えられる。測定の方向ｘは、素子Ｓ1からＳ2へ向かう。破線１００と１０１の間の領域Ａでは、位相補正は、高いノイズレベルにより問題を生じさせうる。
【０００８】
従って、本発明は、拡散強調ＭＲ撮像におけるエイリアシングを防止することを目的とする。
【０００９】
本発明のこの目的は、請求項１に記載の方法によって達成される。本発明はさらに、請求項６記載の装置及び請求項７記載のコンピュータプログラムプロダクトに関連する。
【００１０】
本発明の上述の及び他の利点は、従属項に開示されており、また、添付の図面を参照して本発明の典型的な実施例について説明する以下の詳細な説明に開示されている。図２は、安定した磁場を発生する第１の磁石系２と、傾斜磁場コイル３として知られるＸ、Ｙ、Ｚ方向に傾斜を有する追加的な傾斜磁場を発生する手段とを含むＭＲ装置を示す。図示の座標系のＺ方向は、慣習通り磁石系２の中の安定した磁場の方向に対応する。使用されるべき測定座標系ｘ，ｙ，ｚは、図２に示すＸ，Ｙ，Ｚ系とは独立に選定されうる。傾斜磁場コイル又はアンテナは、電源装置４によって電源供給される。ＲＦ送信コイル５は、ＲＦ磁場を発生するよう動作し、ＲＦ送信器及び変調器６に接続される。受信コイルは、例えば人間又は動物の体といった検査されるべき対象７中にＲＦ磁場によって発生された磁気共鳴信号を受信するために用いられる。このコイルは、ＲＦ送信コイル５と同じコイルであってもよく又は多数の受信アンテナ（図示せず）のアレイであってもよい。コイル５は非フェーズドアレイ受信アンテナであり、これは多数の受信アンテナのアレイとは異なる。
【００１１】
更に、磁石系２は、検査されるべき身体７の一部を収容するのに十分に大きい検査空間を囲む。ＲＦコイル５は、この検査空間中で検査されるべき体７の一部の周り又はその上に配置されている。ＲＦ送信コイル５は、送信／受信回路９を介して信号増幅器及び復調器ユニット１０に結合される。制御ユニット１１は、ＲＦパルス及び傾斜磁場を含む特別なパルスシーケンスを発生するよう、ＲＦ送信器及び変調器６及び電源装置４を制御する。制御ユニット１１はまた、復調ユニット１０から得られた位相及び振幅が処理ユニット１２へ印加されるＭＲ信号の検出を制御する。制御ユニット１１及び夫々の受信コイル３及び５は、サブ繰り返し時間基準（即ち、一般的には１０ｍｓよりも短い）でそれらの検出経路を切り換えるのを可能とする制御手段を具備する。これらの手段は特に、アンテナの信頼性の高い位相挙動を確実とするための電流／電圧安定化ユニット、並びに、コイルと処理ユニット１２との間の信号経路上の１つ以上のスイッチ及びアナログ／ディジタル変換器を有する。処理ユニット１２は、変換によって画像を形成するよう、与えられた信号値を処理する。この画像は、例えばモニタ１３によって視覚化されうる。
【００１２】
以下、本発明について、例として、ＭＲ信号を発生するために拡散強調（拡散重み付け）法が公知のエコープレーナ撮像（ＥＰＩ）パルスシーケンスと組み合わせて用いられるバージョンに基づいて説明する。これらのＥＰＩパルスシーケンスは、２次元又は３次元フーリエ画像化技術によって画像を形成するために使用されうる。本発明の使用ための他の画像化技術は、上述のＫ．Ｐｒｕｅｓｍａｎｎ外の文献に詳細に説明されたＳＥＮＳＥである。
【００１３】
本発明の趣旨は、各別個のコイル又はシナジーチャネルのデータに対して共通の（共用の）補正ベクトルを用いることである。この共通のベクトルは、別の、体積を囲むコイルを用いたデータ捕捉から得られてもよく、又は、多数の受信アンテナのアレイを用いて参照ナビゲータ捕捉と実際のナビゲータ捕捉との間の重み付けされた位相差として求めてられてもよい。重み係数は、参照ナビゲータ信号の絶対値であってもよく、又は、ｂ＝０における拡散強調されていない信号の絶対値であってもよい。
【００１４】
数学的には、両方の方法は以下のように書くことができる。
【００１５】
方法１：
【００１６】
【数１】
2005534349.tif 000003
式中、ｎ（ｘ）R,iは、コイルｉに対するハイブリッド空間（ｘ，ｋy）における参照ナビゲータ信号であり、ｎ（ｘ）a,iは、コイルｉに対するｋy＝０のときのハイブリッド空間（ｘ，ｋy）における実際のナビゲータ信号である。この場合、
【００１７】
【数２】
2005534349.tif 000004
は、補正ベクトルである。
【００１８】
方法２：
【００１９】
【数３】
2005534349.tif 000005
これは、各コイルｉに対するｂ＝０におけるｎ（ｘ）iの絶対値が重み係数であることを意味する。ここでも、補正ベクトルは、
【００２０】
【数４】
2005534349.tif 000006
である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１ａ】シナジー素子Ｓ1についてのｘ方向の傾斜磁場信号の絶対値ｍ及び関連する位相補正信号Φを示す図である。
【図１ｂ】シナジー素子Ｓ2についてのｘ方向の傾斜磁場信号の絶対値ｍ及び関連する位相補正信号Φを示す図である。
【図２】本発明に用いるＭＲ装置を示す図である。
【図１ａ】
2005534349.tif 000007
【図１ｂ】
2005534349.tif 000008
【図２】
2005534349.tif 000009
【国際調査報告】
2005534349.tif 000010
2005534349.tif 000011