(57)【要約】磁気共鳴イメージングスキャナ（１０）のシミングのための方法において、  脂肪用抑制及び血液用抑制の少なくとも一は、対応する脂肪及び血液の少なくとも一からの磁気共鳴を抑制するように実行される。一般円筒形ボリュームから発せられる第１及び第２磁気共鳴エコーが測定される。第１及び第２磁気共鳴エコー（１２２、１２４）の測定値は対応する第１及び第２一般円筒形投影画像（１５２、１５４）に再構成される（１５０）。第１及び第２一般円筒形投影画像は一般円筒形ボリュームの磁場プロファイル（１７４）を生成するように組み合わされる（１６０）。選択された磁場パラメータは磁場プロファイルから抽出される。シム電流は選択された磁場パラメータから計算される（１８０）。シム電流は磁場コイル（１６、６０）に適用される。
2007530084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気共鳴イメージングスキャナのシミングのための方法であって：
脂肪及び動いている血液の少なくとも一の領域からの磁気共鳴を抑えるために脂肪用抑制及び動いている血液用抑制の少なくとも一を実行する段階；
一般円筒形ボリュームから発せられる第１及び第２磁気共鳴エコーを測定する段階；
前記第１及び第２磁気共鳴エコーの測定値を対応する第１及び第２一般円筒形投影画像に再構成する段階；
一般円筒形ボリュームの磁場プロファイルを生成するために前記第１及び第２磁気共鳴エコーを組み合わせる段階；
前記磁場プロファイルから選択された磁場パラメータを抽出する段階；
前記の選択された磁場パラメータからシム電流を計算する段階；並びに
磁場コイルに前記シム電流を適用する段階；
を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、前記第１及び第２磁気共鳴エコーはスピンエコーと磁場エコーとを有する、ことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって：
前記第１磁気共鳴エコーと前記第２磁気共鳴エコーとの間の複数の脂肪−水期間に対応する遅延を補間する段階；
を更に有する、ことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、前記の第１及び第２磁気共鳴エコーの測定は、エコーが選択された期間により分離される対称エコーシーケンスを用いる、ことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法であって、前記の磁場プロファイルを生成するための第１及び第２一般円筒形投影画像を組み合わせる段階は：
位相ラッピング磁場プロファイルを生成するために第１及び第２一般円筒形投影画像間の位相差を計算する手順；並びに
前記位相ラッピング磁場プロファイルを位相アンラッピングする手順；
を有する、ことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法であって：
低磁気共鳴信号の非有効領域により境界付けられている少なくとも１つの有効領域を特定する手順；及び
少なくとも１つの有効領域を位相アンラッピングする手順；
を更に有する、ことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法であって、低磁気共鳴信号の領域により境界付けられている少なくとも１つの有効領域を特定する手順は：
前記位相ラッピング磁場プロファイルの平均を計算するステップ；及び
平均クロシングに対応する領域境界を特定するステップ；
を有する、ことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法であって、前記の脂肪抑制及び動いている血液の抑制の少なくとも一を実行する段階は：
前記の第１及び第２磁気共鳴エコーを測定する段階に先立って、黒色血液用調整を実行する手順；
を有する、ことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法であって、前記の脂肪抑制及び動いている血液の抑制の少なくとも一を実行する段階は：
脂肪飽和用調整を実行する手順；
を有する、ことを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の方法であって：
脂肪用抑制及び動いている血液用抑制の少なくとも一の実行、並びに、前記一般円筒形ボリュームの複数の空間オリエンテーションについての測定、再構成、組み合わせ及び抽出を反復する段階であって、シム電流の計算は前記の複数の空間オリエンテーションにおいて得られた前記の選択された磁場パラメータに基づいている、段階；
を更に有する、ことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法であって、前記の複数の空間オリエンテーションは少なくとも５つの空間オリエンテーションを有し、前記の各々の空間オリエンテーションについての選択された磁場パラメータの抽出は：
第２又は高次の磁場項を得るように前記磁場プロファイルの２つに等しい又はそれらより大きい次数の高次の多項式適合法を実行すること；
を有する、ことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法であって、前記の複数の空間オリエンテーションは正確に５つの空間オリエンテーションを有する、ことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法であって、前記の５つの空間オリエンテーションは：
（４５°、３６°）、（４５°、１０８°）、（４５°、１８０°）、（４５°、２５２°）及び（４５°、３２４°）のオリエンテーションの集合；及び
（１５°、１８０°）、（４５°、１８０°）、（７５°、１８０°）、（１０５°、１８０°）及び（１３５°、１８０°）のオリエンテーションの集合；
の一として選択され、
各々の集合において、各々のオリエンテーションは球面座標（θ、φ）により表される；
ことを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１０に記載の方法であって、前記の複数のオリエンテーションは２Ｎ＋１個の空間オリエンテーションであり、ここで、Ｎは実行される前記の選択された磁場パラメータの最高次のシミング補正であり、球面θ座標は、次式のように計算され、
θｋ＝π（１＋２ｋ）／２（１＋Ｎθ）（ここで、ｋ＝０、１、．．．（Ｎθ−１））
そして、球面φ座標は、次式のように計算され、
φｊ＝π（１＋２ｊ）／Ｎφ（ここで、ｊ＝０、１、．．．（Ｎφ−１））
ここで、Ｎθはθ座標値の数であり、Ｎφはφ座標値の数であり、積Ｎθ・Ｎφは測定される球面オリエンテーション数であり、Ｎφ≧２Ｎ＋１である、ことを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法であって、Ｎφは１に等しい、ことを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１に記載の方法であって、一般円筒形ボリュームから発せられる第１及び第２磁気共鳴エコーを測定する段階は：
２つの横方向のスライス選択パルスを用いて前記一般円筒形ボリュームを選択する手順；
を有する、ことを特徴とする方法。
【請求項１７】
磁気共鳴イメージングスキャナをシミングするための装置であって：
脂肪における磁気共鳴の抑制及び動いている血液における磁気共鳴の抑制の少なくとも一を実行するための選択共鳴抑制手段；
一般円筒形ボリュームから発せられる第１及び第２磁気共鳴エコーを測定するための手段；
前記第１及び第２磁気共鳴エコーの測定値を対応する第１及び第２一般円筒形投影画像に再構成するための手段；
一般円筒形ボリュームの磁場プロファイルを生成するために前記第１及び第２磁気共鳴エコーを組み合わせるための手段；
前記磁場プロファイルから選択された磁場パラメータを抽出するための手段；
前記の選択された磁場パラメータからシム電流を計算するための手段；並びに
磁場コイルに前記シム電流を適用するための手段；
を有することを特徴とする装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の装置であって、前記第１及び第２磁気共鳴エコーはスピンエコーと磁場エコーとを有し、前記の第１及び第２磁気共鳴エコーを測定するための手段は、前記第１磁気共鳴エコーの測定と前記第２磁気共鳴エコーの測定との間の遅延を補間し、該遅延は脂肪−水の共鳴周波数差分の逆数の倍数に対応している、ことを特徴とする装置。
【請求項１９】
請求項１７に記載の装置であって、前記の第１及び第２磁気共鳴エコーを測定するための手段は、エコーが選択された時間インターバルにより分離されている対称エコーシーケンスを実行する、ことを特徴とする装置。
【請求項２０】
請求項１７に記載の装置であって、前記の第１及び第２磁気共鳴エコーを組み合わせるための手段は：
位相ラッピング磁場プロファイルを生成するように第１及び第２一般円筒形投影画像間の位相差を計算するための手段；
低磁気共鳴信号の非有効領域により境界付けられている少なくとも１つの有効領域を特定するための手段；並びに
少なくとも１つの有効領域において位相アンラッピングするための手段；
を有する、ことを特徴とする装置。
【請求項２１】
請求項１７に記載の装置であって、前記選択共鳴抑制手段は：
前記第１及び第２磁気共鳴エコーの測定に先立って、黒色血液用調整を実行するための手段；並びに
脂肪飽和用調整を実行するための手段；
の少なくとも一を有する、ことを特徴とする装置。
【請求項２２】
請求項１７に記載の装置であって、前記のシム電流を計算するための手段は；
前記選択共鳴抑制手段、前記の第１及び第２磁気共鳴エコーを測定するための手段、前記の第１及び第２一般円筒形投影画像に再構成するための手段、前記の第１及び第２磁気共鳴エコーを組み合わせるための手段、並びに複数の一般円筒形ボリュームオリエンテーションを抽出するための手段を反復して呼び出すための手段；並びに
前記の複数の一般円筒形ボリュームオリエンテーションにおいて選択された磁場パラメータに基づいて、前記シム電流を計算するために線型方程式を解くための手段；
を有する、ことを特徴とする装置。
【請求項２３】
請求項２２に記載の装置であって、前記の複数の一般円筒形ボリュームオリエンテーションの各々は周期的な生理的動き用にゲーティングされる、ことを特徴とする装置。  
【請求項２４】
請求項２３に記載の装置であって、前記の選択された磁場パラメータは２又はそれより小さい次数を有し、オリエンテーション数は５であり、各々のオリエンテーションは：
一般に４５°に等しい球面θ座標；及び
一般に１８０°に等しい球面φ座標；
の一を有する、ことを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、診断イメージング技術に関する。本発明は、磁気共鳴イメージングにおいて特定のアプリケーションを見出し、特定のそれらのアプリケーションに関連して詳述することにする。しかしながら、本発明は又、磁気共鳴スペクトロスコピーのような核磁気共鳴特徴付け技術において更に一般的アプリケーションを見出す。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴イメージングスキャナにおける磁場の不均一性はイメージング及びスペクトロスコピーアーティファクトを導入するとして知られている。それらのアーティファクトは、磁場の不均一性が、例えば、バンディング欠陥を生成するＳｔｅａｄｙ  Ｓｔａｔｅ  Ｆｒｅｅ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｏｎ（ＳＳＦＰ）及び均一性の劣る磁場がスペクトル線の広がり及びシフトをもたらす化学シフトイメージング等の特定技術に対して及び高磁場において、特に深刻である。
【０００３】
磁場の不均一性については、主磁場の設計における第１の例において対処された。その実施例は、典型的には、超伝導コイルであるが、抵抗主磁石コイルを又、用いることが可能である。磁場の均一性は又、選択的に置かれたスチールシムを用いることにより改善される。更なる改善が又、能動的シミングにより得られる。この技術においては、シムコイルは、更に均一な全体的磁場を発生するために主磁石により生成される磁場と組み合わされる補助磁場を生成する。代替として又は付加的に、能動的シミングを生成するために、オフセット電流を主勾配コイルに適用することができる。有利であることに、能動的シミングは、放射線技術者が被検体の画像化領域において予備プリスキャン磁場測定を実行すること及び被検体測定に基づいてシム電流を調節することにより特定のイメージングセッションに対する磁場の均一性を最適化することを可能にする。
【０００４】
磁場測定を実行し、その測定からシミング情報を抽出するための従来の方法及びパルスシーケンスは特定の不利点を被ってきた。磁場の正確な測定は、脂肪組織の共鳴周波数シフトにより導入されるアーティファクトと、流れている血液における磁気共鳴の位相をずらす心周期動きアーティファクトとにより妨げられた。量的情報の抽出は、肺における空気のような低磁気共鳴信号の空間領域における位相曖昧性により更に妨げられる。その結果、能動的シミングは、実際には、妥当なシミングの正確度を確実にするために過剰決定データの集合の補正を用いた。たとえそうであるとしても、能動的シミングは、一般に、過去においては、一次磁場不均一性の補正に限定されていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の制限及び他の制限を克服する、改善された装置及び方法について検討を加えたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一特徴に従って、磁気共鳴イメージングスキャナをシミングするための方法を提供する。脂肪抑制及び動いている血液の抑制の少なくとも１つは、脂肪及び動いている血液の少なくとも一の領域からの磁気共鳴を抑制するために好ましい。一般に円筒状ボリュームから発せられる第１及び第２磁気共鳴エコーが測定される。第１及び第２磁気共鳴エコーの測定は、対応する第１及び第２一般的円筒形投影画像に再構成される。第１及び第２一般的円筒形投影画像は、一般的円筒形ボリュームの磁場プロファイルを生成するために結合される。選択された磁場パラメータはその磁場プロファイルから抽出される。シム電流は選択された磁場パラメータから計算される。シム電流は磁場コイルに適用される。
【０００７】
他の特徴に従って、磁気共鳴イメージングスキャナをシミングするための装置を提供する。脂肪中の磁気共鳴の抑制及び血液中の磁気共鳴の抑制の少なくとも一を実行するための選択共鳴抑制手段が提供される。一般円筒形ボリュームから発せられる第１及び第２磁気共鳴エコーを測定するための方法が提供される。対応する第１及び第２一般円筒形投影画像に第１及び第２磁気共鳴エコーを再構成するための手段が提供される。一般円筒形ボリュームの磁場プロファイルを生成するために第１及び第２一般円筒形投影画像を結合するための手段が提供される。磁場プロファイルから選択された磁場パラメータを抽出するための手段が提供される。選択された磁場パラメータからシム電流を計算するための手段が提供される。磁場勾配コイルにシム電流を適用するための手段が提供される。
【０００８】
１つの優位性が、位相に基づく磁場測定における位相曖昧性の処理の改善に備わっている。
【０００９】
他の優位性は、磁場マッピング中の脂肪及び血液領域からの磁気共鳴の抑制に備わっている。
【００１０】
更なる優位性は、磁場投影測定数を減少させること及びシミング計算における線形方程式の過剰決定集合を回避することにより更に効率的な能動的シミングに備わっている。
【００１１】
多くの付加優位性及び有利点は、以下の所定の実施形態の詳細な説明を読むことにより当業者には明らかになるであろう。
【００１２】
本発明は、種々の構成要素及びそれらの構成要素の構成並びに種々の処理操作及びそれらの処理操作の構成において具体化される。図面は好適な実施形態を例示する目的のみのためのものであり、本発明を制限するものとして意図されたものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１を参照するに、磁気共鳴イメージングスキャナ１０は、好ましい超伝導コイルである主磁場コイル１２を有するが、抵抗主磁場コイル又は永久磁石材料は用いられていない。主磁場コイル１２は、検査領域１４において実質的に均一な主（Ｂ０）磁場を励磁される。磁場勾配コイル１６は、高周波コイル１８を励磁することにより生成される磁気共鳴を空間的に符号化するように選択された空間方向において勾配を生成する。図１においては、全身用高周波コイル１８が示されている。しかしながら、例えば、頭部用コイル、位相高周波コイルアレイ、センスコイル等の局所コイルが、磁気共鳴を励起する又は磁気共鳴エコーを検出するために全身用高周波コイル１８に関連して又はそれに代えて、用いられることができる。
【００１４】
磁気共鳴シーケンス制御器３０は、磁気共鳴エコーを励起するため及び空間的にエンコードするために全身用高周波コイル１８又は他の高周波コイルに結合された高周波送信器３４及び勾配コイル１６に結合された磁場勾配／シム制御器３２を調整し、制御する。全身用高周波コイル１８又は他の高周波コイルに結合された１つ又はそれ以上の高周波受信器３６は、磁気共鳴エコーを検出し、復号化し、ディジタル化し、ｋ空間メモリ４０にディジタル磁気共鳴サンプルを記憶する。再構成プロセッサ４４は、記憶されたｋ空間磁気共鳴サンプルから１つ又はそれ以上の再構成画像を生成するために、フーリエ変換に基づく画像再構成又は他の種類の画像再構成を実行する。
【００１５】
再構成画像は画像メモリ４６に記憶され、映像処理器５０により処理され、インターネット又はローカルコンピュータネットワークに対して送信される又は処理されるユーザインターフェース５２に表示される。好適には、ユーザインターフェース５２は、放射線技術者又は他のオペレータが再構成画像を見る、描写する又は操作することを可能にするディスプレイ、プリンタ、又は他の出力装置を有する。更に、ユーザインターフェース５２は、好適には、放射線技術者又は他のオペレータが磁気共鳴イメージングシーケンスを生成するために磁気共鳴シーケンス制御器３０と通信する、イメージングシーケンスを修正する、イメージングシーケンスを実行する又は磁気共鳴イメージングスキャナ１０を制御することを可能にする。
【００１６】
当業者は、主（Ｂ０）磁場の均一性は再構成画像の正確度を制御する重要な要素であることを認識する。Ｂ０磁場不均一性は、Ｓｔｅａｄｙ  Ｓｔａｔｅ  Ｆｒｅｅ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｏｎ（ＳＳＦＰ）イメージングにおけるバンディング欠陥のようなアーティファクトを導入することとなる。そのような磁場不均一性を低減するためには、主Ｂ０磁場の不均一性を補償する補助磁場を生成するように能動的シムコイル６０が選択的に励磁される。付加的に又は代替として、能動的シミングを生成するために、オフセット電流が主磁場勾配コイル１６に適用される。
【００１７】
適切なシム又はオフセット電流を決定するために、好適には、イメージング対象物がスキャナ１０において位置付けられた後に、予備プリスキャン磁気共鳴シーケンスを用いて、主Ｂ０磁場の不均一性が測定される。次数Ｎ６２の磁場不均一性のシミングのために、適切な予備磁気共鳴シーケンスが、シミング予備シーケンスメモリ６４からユーザインターフェース５２を介して呼び戻される。好適な実施形態においては、補正は、少なくとも二次（Ｎ＝２）磁場不均一性について実行される。シーケンス制御器３０は、シミングｋ空間メモリ７０に記憶される測定サンプルを用いて、選択された磁気共鳴エコーが生成され且つ測定されるように呼び戻された予備シーケンスを実行する。シミング処理器７２は、測定されたエコーを分析し、測定された磁場不均一性を補償するように主磁場勾配コイル１６又は能動的シムコイル６０に適用するように適切なシム又はオフセット電流を計算する。好適には、それらの測定は、検査領域１４において適合されたイメージング府県体を用いて及び画像化される領域において実行される。
【００１８】
図２を参照するに、好適な補助シミング磁気共鳴シーケンス８０について示している。そのシーケンス８０は、投影方向を規定する一般円筒形ボリュームの位相感応性イメージングを用いている。更に、シミング磁気共鳴シーケンス８０は、脂肪飽和調整を用いて、脂肪組織からの磁気共鳴の抑制を与える。この抑制は、脂肪と水との間のスペクトル共鳴シフトが位相に基づくシミング測定の妨げとなる明らかな位相の散逸をもたらすため、優位性がある。同様に、シーケンス８０は、黒色血液調整を用いて、血液からの磁気共鳴の抑制を与える。この抑制は、速い血流が位相測定を又、妨げる共鳴の位相の逸脱をもたらすため、優位性がある。
【００１９】
好適な磁気共鳴シーケンス８０においては、黒色血液調整は、被検体におけるスピンを反転させる非選択性１８０°高周波パルス８２を有する。スライス選択勾配パルス８６に関連して第２の１８０°高周波パルス８４は、対象のスライスの静止スピンを再反転する。２つの反転パルス８２、８４に続く遅延は、血液が対象のスライスから流れ出る及び血液の磁気共鳴信号がゼロ条件の方に緩和する時間を与える。血液が十分にゼロになる前に、第２スライス選択勾配パルス９２に関連して第３の１８０°高周波パルス９０は、そのスライスのスピンを反転させる。反転パルス９０に続く遅延は、スライスに流れ込む反転血液及び脂肪の磁気共鳴信号の両方がスライス選択勾配パルス１０２に関連してスライスが９０°高周波パルス１００により励起される時間にゼロ条件に達するように、選択される。励起されたスライスの磁気共鳴は、対象の一般円筒形ボリュームを規定するように２つの空間的横方向勾配パルス１１４、１１６に関連して、一対の１８０°高周波パルス１１０、１１２を用いて、再フォーカシングされる。
【００２０】
対象の一般円筒形ボリュームからの磁気共鳴エコーは、スピンエコー１２２及び磁場又は勾配エコー１２４を読み出す短いエコープラナーシーケンス１２０を用いて測定される。シーケンス８０は対称シーケンスであり、フォーカシング１８０°高周波パルス１１０、１１２は、９０°高周波励起パルス１００からインターバルＴ及び３Ｔそれぞれに間隔を置かれていて、スピンエコーは、９０°高周波励起パルス１００から４Ｔのインターバルにおいて読み出される。磁場エコーは、９０°高周波励起パルス１００からインターバル４Ｔ＋Ｓにおいて読み出され、ここで、サブインターバルＳは、好適には、複数の脂肪−水期間に対応するように選択される。脂肪−水期間は、脂肪及び水の磁気共鳴信号の周波数分離の逆数である。サブインターバルＳは、好適には、脂肪−水期間の小さい倍数であり、更に好適には、その倍数は１つである。脂肪−水期間の倍数により時間的に分離されているスピンエコー及び磁場エコーを用いて、スピンエコー及び磁場エコーそれぞれから再構成された一次元投影画像間の位相差は、有利であることに、局所磁場の影響下でのスピンエボリューションに実質的に対応している。脂肪−水の化学シフトによる寄与は、有利であることに、脂肪−水期間の少数の倍数にサブインターバルＳを設定することにより及び脂肪飽和調整により抑制される。
【００２１】
シーケンス８０は、好適には、受動的シム、ブースタの鉄等のための磁場ドリフト及び長い持続時間の渦電流のためにフィールド期間をゆっくり変えることの補償を与えるために選択された対称的なシーケンスである。線形変化を有するフィールド期間による位相シフトは第２スピンエコーにおいてキャンセルされる。しかしながら、任意に、好適なデュアルエコーシーケンス８０は、単純な９０°−１８０°パルスの対により置き換えられる。更に、シーケンス８０において、４次エコーが短いエコープラナーシーケンス１２０により読み出される一方、当業者は、流れ補償された３次、５次、６次又は他の次数のスピンエコーを読み出すためにシーケンス８０を容易に修正することができる。更に、スティミュレイテッドエコーは、準備されたシーケンス８０においてスピンエコーを置き換えることができる。
【００２２】
シーケンス８０は、対象の一般円柱状ボリュームの複数の空間的オリエンテーションを繰り返す。次数Ｎの磁場パラメータ抽出するために、少なくとも２Ｎ＋１個の方向に沿ったＰ個の投影について測定される。それ故、Ｎ＝２である場合に、２次磁場パラメータを抽出するために、少なくとも５つのオリエンテーションについて測定される。Ｎ＝３に対しては、少なくとも７つのオリエンテーションについて測定される。対象の一般円筒形ボリュームの適切に選択された２Ｎ＋１個のオリエンテーションについての測定は、Ｎ（Ｎ＋２）個のシムコイルについての補正値が次数Ｎ以下及びその次数を含む磁場補正のために計算されることを可能にする。任意に、２Ｎ＋１個より多いオリエンテーションが測定されるが、これは、線形方程式の過剰設定系をもたらし、実質的に効率を低減させる。それ故、好適な実施形態においては、少なくともオリエンテーション数、即ち、選択された２Ｎ＋１個のオリエンテーションについて測定される。
【００２３】
従来の球面座標表記（θ、φ）法を用いて、対象の一般円筒形ボリュームの少なくとも数２Ｎ＋１についての適切なオリエンテーションが、次式に従って選択される。
【００２４】
θｋ＝π（１＋２ｋ）／２（１＋Ｎθ）（ここで、ｋ＝０、１、．．．（Ｎθ−１））                                                          （１）
及び
φｊ＝π（１＋２ｊ）／Ｎφ  （ここで、ｊ＝０、１、．．．（Ｎφ−１））（２）
ここで、Ｎθはθ座標値の数であり、Ｎφはφ座標値の数である。積Ｎθ・Ｎφは収集された投影の全数Ｐに等しく、Ｎφの値は、Ｎφ≧２Ｎ＋１であるように選択される。
【００２５】
式（１）及び（２）を使用する例として、Ｎ＝２である２次シミングに対しては、オリエンテーションの最小数は２Ｎ＋１＝５である。Ｎθ＝１及びＮφ＝５を選択すると、オリエンテーションの適切な集合が式（１）及び（２）により与えられ、それらは（４５°、３６°）、（４５°、１０８°）、（４５°、１８０°）、（４５°、２５２°）及び（４５°、３２４°）である。式（１）及び（２）は、１次、３次又はより高次のシミングに対するオリエンテーションの適切な集合を計算するために容易に用いられることができる。
【００２６】
図３を参照するに、シムｋ空間メモリ７０は、対象の一般円筒形ボリュームの各々の選択されたオリエンテーションに対して得られるスピンエコー及び磁場エコーのためのｋ空間データを記憶する。シミング処理器７２は、シミング電流を計算するためにこのデータを又はシミングを実行するためにオフセット電流を処理する。反復ループ処理１４０は、各々ノンオリエンテーションのためのデータを取得するために準備されたシーケンス８０を反復し、磁場パラメータメモリ１４２に記憶されている、そのオリエンテーションに沿って磁場パラメータを計算するために各々のオリエンテーションのためにｋ空間データを処理する。好適な実施形態においては、バー再構成処理器１５０は、スピンエコーデータからスピンエコー円筒形投影画像を再構成するためにフィルタリングされた一次元フーリエ変換を適用する。バー再構成処理器１５０は又、磁場エコーデータから磁場エコー円筒形投影画像１５４を再構成するためにフィルタリングされたフーリエ変換を適用する。
【００２７】
差分処理器１６０は、局所磁場の影響下でスピンエボリューションに実質的による位相を有するシムバー投影１６２を生成するようにスピンエコー投影画像１５２と磁場エコー投影画像１５４とを結合する。複素数Ｚ１及びＺ２により２つの投影１５２、１５４の値と、複素数Ｚ３としてシムバー投影１６２の値とを表すと、シムバー投影１６２は、Ｚ３＝Ｚ２・Ｚ１＊として適切に計算され、ここで、Ｚ１＊はＺ１の共役複素数である。シムバー投影１６２は位相ラップされたシムバー投影である。即ち、シムバー投影１６２の位相値は０乃至２πの範囲内にある。位相アンラップ処理器１６６は、位相の不連続を除去するために位相をアンラップする。位相アンラッピングは、位相不連続性を除去するために位相値に略２πの倍数を加算することにより適切に達成される。
【００２８】
典型的な位相アンラッピングアルゴリズムは、低磁気共鳴信号の領域における曖昧な又は誤った結果をもたらす。この困難性に対処するために、領域ファインダ１７０は、好適には、重要な磁気共鳴信号の最大有効領域を特定するためにシムバー投影１６２を分析する。１つの適切な方法においては、位相ラッピングされたシムバー投影１６２の曖昧な値の全体的平均が計算される。データを通してルーピングすることにより、典型的には３つ乃至７つのデータポイントのショート窓に対する局所平均値が計算される。その局所平均値は全体平均値と比較される。局所平均値が全体平均値より大きくなる遷移点は非有効領域と有効領域との間の遷移を表す。同様に、局所平均値が全体平均値より小さくなる遷移点は有効領域と非有効領域との間の遷移を表す。最大有効領域は、好適には、アンラッピング処理器１６６によりアンラッピングされ、このアンラッピングされたシムバー部分が続く処理において用いられる。
【００２９】
アンラッピングされたシムバー投影又は投影部分は、磁場パラメータメモリ１４２に記憶されている次数Ｎ６２の磁場パラメータを抽出するようにＮ次多項式適合処理器１７４により次数Ｎ６２の多項式に適合される。好適な方法においては、直交多項式法がその適合処理において用いられるが、他の多項式適合法を用いることも可能である。反復ループ処理１４０は、式（１）及び（２）を用いて選択された各々のオリエンテーションについて、バー再構成処理器１５０、差分処理器１６０、位相アンラッピング処理１６６、１７０を呼び出し、種々の選択されたオリエンテーションについて得られた磁場パラメータは磁場パラメータメモリ１４２に記憶される。
【００３０】
シム項計算処理器１８０は、種々の測定されたシムバーオリエンテーションの磁場パラメータに基づいてシム項を計算する。式（１）及び（２）により与えられるシムオリエンテーションが用いられる場合、オリエンテーションの最小値が測定され、最高次数磁場パラメータに対するシム電流に関連する線型方程式が正確に決定される。有利であることに、式（１）及び（２）に従ったオリエンテーションの選択は、線型方程式が十分にデカップルされ（ｄｅｃｏｕｐｌｅｄ）、式（４）の［Ｗ］行列は過剰決定の測定がなされるときでさえ、［Ｗ］［Ｗ］Ｔが対角行列であるようなものであることを確実にする。この場合、シム電流値の計算は代数計算を減少させる。シム項Ｌｓｈｉｍは次式により与えられ、
Ｌｓｈｉｍ＝ΣＷｓｈｉｍ（θｋ，φｋ）・Ａｏｒｄｅｒ，ｋ／ΣＷｓｈｉｍ（θｋ，φｋ）・Ｗｓｈｉｍ（θｋ，φｋ）                                  （３）
ここで、Ｗｓｈｉｍ（θ，φ）は球面調和関数を表し、Ａｏｒｄｅｒ，ｋは示された次数の適合多項式係数を表す。一方、式（１）及び（２）によりオリエンテーションと異なるオリエンテーションが測定される場合、磁場パラメータ及びシム電流に関連する線形方程式の不整合な集合を有することが可能である。結合された線型方程式の整合した集合に繋がるオリエンテーションが測定される場合、それらのオリエンテーションは、最高シム次数において又は少なくとも低シム次数に対して過剰決定され得る。この場合、シム項計算処理器１８０は、次の行列方程式により直接、シム項を計算することができ、
［Ａ］＝［Ｗ］［Ｌ］                                  （４）
ここで、［Ａ］は多項式係数行列であり、［Ｌ］はシム項行列であり、そして［Ｗ］は球面調和関数行列である。行列方程式（４）の解は、線的方程式の過剰決定系を解くために適切である効率の低いアルゴリズムを用いる。過剰決定系については、好適には、［Ｗ］行列の特異値分解が最小二乗法の概念における測定誤差の影響を最小化する解を与えるように用いられる。
【００３１】
本発明について、好適な実施形態に関連して詳述した。明らかに、上記の内容を読み、理解することにより、当業者は変形及び修正を考案することが可能であるであろう。本発明は、同時提出の特許請求の範囲又はそれと同等の範囲内にあるそのような修正及び変形全てを包含するとみなされるとして意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】能動的シミングを有する磁気共鳴イメージングシステムを示す図である。
【図２】磁場測定を実行するための好適な磁気共鳴シーケンスを示す図である。
【図３】図１のシミング処理器の詳細を示す図である。
【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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