(57)【要約】磁気共鳴撮像スキャナ（１０）は磁気共鳴撮像を実行する。スキャナ（１０）は、主磁場を発生させる主磁石（２０）と、磁場勾配コイル（３０）と、少なくとも１つの高周波アンテナ（３２，３４）とを有する。少なくとも１つの磁場センサ（３２，３４，６４，６６，６８，７０，７２）は主磁場に対応する空間データを測定する。処理器（６０）は、少なくとも１つの主磁場不均一性パラメータを決定するように主磁場に対応する測定された空間データを処理する。少なくとも１つの磁場センサ（３２，３４，６４，６６，６８，７０，７２）及び処理器（６０）は磁気共鳴撮像と同時に動作する。
2007517571.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気共鳴方法であって：
主磁場で磁気共鳴撮像を実行する段階；
前記主磁場に対応する空間データを測定する段階；
前記主磁場に対応する前記空間データから少なくとも１つの主磁場不均一性パラメータを決定する段階；
を有する磁気共鳴方法であり、
前記測定する段階及び前記決定する段階は、前記磁気共鳴撮像を実行する段階と同時に実行される；
ことを特徴とする磁気共鳴方法。
【請求項２】
請求項１に記載の磁気共鳴方法であって、前記磁気共鳴撮像を実行する段階は：
磁気共鳴撮像の反復、フレーム又はダイナミックを取得する手順であって、ボリューム磁気共鳴撮像データを取得することを有する、手順；
前記取得する手順を反復する手順；及び
前記取得する手順の反復と同時に又はそれらの反復の間に前記測定する段階を散らばらせる手順；
を有する、ことを特徴とする磁気共鳴方法。
【請求項３】
請求項１に記載の磁気共鳴方法であって：
磁気共鳴撮像の反復、フレーム又はダイナミックを取得する段階であって、ボリューム磁気共鳴撮像データを取得することを有する、段階；
前記取得する手順を反復する段階；  
前記決定された少なくとも１つの主磁場不均一性パラメータに基づいて主磁場シム電流を計算する段階；及び
続く磁気共鳴撮像反復、フレーム又はダイナミックの前記取得の間に、前記の計算された主磁場シム電流を適用する段階；
を更に有する、ことを特徴とする磁気共鳴方法。
【請求項４】
請求項１に記載の磁気共鳴方法であって：
前記の少なくとも１つの主磁場不均一性パラメータに基づいて前記主磁場を調節することにより、前記主磁場における変化を補正する段階；
を更に有する、ことを特徴とする磁気共鳴方法。
【請求項５】
請求項１に記載の磁気共鳴方法であって：
前記の少なくとも１つの主磁場不均一性パラメータに基づいて前記の磁気共鳴撮像を実行する段階により収集された撮像データの画像再構成を調節することにより、前記主磁場における変化を補正する段階；
を更に有する、ことを特徴とする磁気共鳴方法。
【請求項６】
請求項１に記載の磁気共鳴方法であって、前記測定する段階及び決定する段階は：
選択された方向に沿って課された磁場勾配を用いて少なくとも２つの勾配エコーを読み出す手順；及び
前記少なくとも２つの勾配エコーから前記選択された方向に沿って前記主磁場の不均一性を計算する手順；
を有する、ことを特徴とする磁気共鳴方法。
【請求項７】
請求項６に記載の磁気共鳴方法であって：
複数の選択された方向について前記読み出す手順及び計算する手順を繰り返す手順；並びに
前記選択された方向に沿って前記計算された不均一性に基づいて前記主磁場をマッピングする手順；
を更に有する、ことを特徴とする磁気共鳴方法。
【請求項８】
請求項６に記載の磁気共鳴方法であって、前記の少なくとも２つの勾配エコーを読み出す手順は：
前記選択された方向に沿ってバランス合わせされた磁場勾配を適用するステップであって、前記バランス合わせされた磁場勾配は逆極性のローブにより分離された少なくとも２つの同じ極性のローブを有する、ステップ；及び
前記２つの同じ極性のローブの間に、前記少なくとも２つの勾配エコーを読み出すステップ；
を有する、ことを特徴とする磁気共鳴方法。
【請求項９】
請求項６に記載の磁気共鳴方法であって、前記の少なくとも２つの勾配エコーを読み出す手順は：
前記２つの勾配エコーを読み出すステップに先行する、高周波励起を適用するステップ；
を有する、ことを特徴とする磁気共鳴方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の磁気共鳴方法であって、前記高周波励起を適用するステップは：
低フリップ角を有する高周波励起を適用する段；
を有する、ことを特徴とする磁気共鳴方法。
【請求項１１】
請求項９に記載の磁気共鳴方法であって：
異なる方向に沿って課せられた磁場勾配を用いて少なくとも２つの他の勾配エコーを読み出す手順；
を更に有する、磁気共鳴方法であり、
前記選択された方向に沿って及び前記異なる方向に沿って前記読み出す手順は、前記適用された高周波励起と同じ励起により励起された磁気共鳴を検出する；
ことを特徴とする磁気共鳴方法。
【請求項１２】
請求項６に記載の磁気共鳴方法であって：
前記選択された方向に沿って投影を再構成するように各々の勾配エコーをフーリエ変換する段階；及び
前記少なくとも２つの勾配エコーから再構成された投影の間の複素位相差を計算する段階であって、前記選択された方向に沿って前記主磁場の不均一性は前記複素位相差に対応している、段階；
を有する、ことを特徴とする磁気共鳴方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の磁気共鳴方法であって、選択された方向に沿って課された磁場勾配を用いて少なくとも２つの勾配エコーを読み出す前記手順は：
前記選択された方向に沿って少なくとも５つのローブを有する複数のローブの磁場勾配を課すステップであって、前記複数のローブの磁場勾配は−ａ：＋ｂ：−ｂ：＋ｂ：−ａのローブ領域比を有し、ここで、ａ及びｂは勾配ローブ領域を表し、正及び負の符号は勾配ローブの極性を表す、ステップ；並びに
２つの＋ｂのローブの間に前記少なくとも２つの勾配エコーを読み出すステップ；
を有する、ことを特徴とする磁気共鳴方法。
【請求項１４】
請求項１に記載の磁気共鳴方法であって：
前記主磁場に対応する前記の空間データを測定する段階は、空間的に分離されたコイルのアレイのコイルを読み出す手順を有する；
ことを特徴とする磁気共鳴方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の磁気共鳴方法であって：
前記の磁気共鳴撮像を実行する段階は、空間的に分離されたコイルのアレイを用いて撮像する手順であって、前記主磁場に対応する前記空間データは前記磁気共鳴撮像データから抽出される、手順を有する；
ことを特徴とする磁気共鳴方法。
【請求項１６】
請求項１に記載の磁気共鳴方法であって、主磁場に対応する空間データを測定する前記段階は：
前記磁気共鳴撮像の実行で用いられる前記共鳴周波数と異なる共鳴周波数で磁気共鳴を励起し且つサンプリングする手順；及び
前記サンプリングされた磁気共鳴から前記主磁場に対応する空間データを得る手順；
を有する、ことを特徴とする磁気共鳴方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の磁気共鳴方法であって、前記磁気共鳴撮像の実行で用いられる前記共鳴周波数と異なる共鳴周波数で磁気共鳴を励起し且つサンプリングする手順は、前記磁気共鳴撮像中に実行され、その手順は：
複数の空間位置における前記磁気共鳴撮像の実行で用いられる前記共鳴周波数と異なる共鳴周波数で磁気共鳴をサンプリングするステップ；
を更に有する、ことを特徴とする磁気共鳴方法。
【請求項１８】
請求項１に記載の磁気共鳴方法であって、主磁場に対応する空間データを測定する前記段階は：
前記磁気共鳴撮像の撮像対象物における磁気共鳴を励起し且つサンプリングする手順；及び
前記サンプリングされた磁気共鳴から前記主磁場に対応する空間データを得る手順；
を有する、ことを特徴とする磁気共鳴方法。
【請求項１９】
磁気共鳴撮像装置であって：
主磁場で磁気共鳴撮像を実行する手段；
前記主磁場に対応する空間データを測定する手段；
前記主磁場に対応する前記空間データから少なくとも１つの主磁場不均一性パラメータを決定する手段；
を有することを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の磁気共鳴撮像装置であって、前記測定する手段は：
前記主磁場において備えられている複数の磁場センサであって、前記撮像を実行する手段から独立して動作する、複数の磁場センサ；
を有する、ことを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の磁気共鳴撮像装置であって、前記磁場センサは：
ホール効果磁場センサ；
取得手段の磁気共鳴周波数と異なる共鳴周波数で動作する共鳴ベースのアクティブな磁場センサ；及び
前記取得手段の磁気共鳴周波数に調節されている複数の磁場ロックコイル；
を含む群から選択される、ことを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
【請求項２２】
請求項１９に記載の磁気共鳴撮像装置であって、前記測定する手段は：
前記撮像を実行する手段の１つ又はそれ以上の高周波受信コイル；
を有する、ことを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
【請求項２３】
請求項１９に記載の磁気共鳴撮像装置であって：
前記主磁場に備えられている強磁性構造であって、前記磁気共鳴撮像に応じて時間経過と共に前記主磁場における変化を生じさせる、強磁性構造；
を更に有する、ことを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
【請求項２４】
請求項１９に記載の磁気共鳴撮像装置であって：
少なくとも１つの主磁場不均一性パラメータに基づいて前記磁気共鳴撮像の間に前記主磁場を調節する手段；
を更に有する、ことを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
【請求項２５】
請求項１９に記載の磁気共鳴撮像装置であって：
前記の磁気共鳴撮像を実行する手段により取得された撮像データを再構成する手段であって、前記の少なくとも１つの主磁場不均一性パラメータに基づいて再構成を調節する、再構成する手段；
を更に有する、ことを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
【請求項２６】
磁気共鳴撮像装置であって：
磁気共鳴撮像を実行する磁気共鳴撮像スキャナであって、主磁場を発生させる主磁石と、磁場勾配コイルと、少なくとも１つの高周波アンテナと、を有する磁気共鳴撮像スキャナ；
前記主磁場に対応する空間データを測定する少なくとも１つの磁場センサ；及び
前記不均一性パラメータを決定するために、請求項１の方法を実行するようにプログラムされた処理器；
を有することを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
【請求項２７】
請求項２６に記載の磁気共鳴撮像装置であって：
前記主磁場をシム調整するシムコイル；及び
再構成処理器；
を有する磁気共鳴撮像装置であり、
前記プログラムされた処理器は、前記不均一性パラメータにしたがって共鳴データ再構成及び少なくとも１つのシムコイルを調節するように前記再構成処理器及び少なくとも１つのシムコイルと動作可能であるように接続されている；
ことを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高周波技術に関する。本発明は、特に、主Ｂ０磁場をシム調整する又は整形するように、スチールの実質的な量を用いる磁気共鳴撮像スキャナにおけるアプリケーションに適合し、特に、その磁気共鳴撮像スキャナに関連して詳述する。しかしながら、本発明は、実質的に均一な主Ｂ０磁場を維持することの恩恵を受ける又は主Ｂ０磁場の不均一性についての情報の恩恵を受ける、他の磁気共鳴撮像スキャナ並びに磁気共鳴分光及び撮像技術におけるアプリケーションにまた、適合する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴撮像スキャナは、主Ｂ０磁場内でスチール又は他の強磁性材料を利用して展開されている。スチール又は他の強磁性材料のシムは、製造の欠点に対して磁石を補正するために、通常、用いられている。スチール又は他の強磁性材料のリング、バー又は他の構成がまた、磁石のデザインに、ときどき、組み込まれる。例えば、短いボアの磁気共鳴撮像スキャナにおいて、スチールのリング又は他のスチールの構造が、短いボアを補償するように、及び、ボアを短くすることにより導入される主Ｂ０磁場不均一性を補償するように、均一磁場を広げるために用いられることができる。
【０００３】
主Ｂ０磁場におけるスチール又は他の強磁性材料の付加は最初の磁場均一性に対して有利となる一方、拡大された撮像期間中の複数の磁場勾配の循環は、スチールを加熱する渦電流を生じさせる。そのような加熱は、スチールの磁気特性に影響し、主Ｂ０磁場をシフトさせ、及び／又は、撮像期間の過程に亘って主磁場に空間的不均一性をもたらす。
【０００４】
主Ｂ０磁場が撮像期間の過程に亘ってドリフトする又は変化する他の状況が存在する。例えば、主Ｂ０磁場が十分に安定化されていない場合、例えば、全体的な磁場強度又は撮像領域が調節される場合、長い時定数過渡現象が、主磁場ドリフト又は歪みとして現れる。主磁石の電力制御器エレクトロニクスにおける不完全性はまた、ドリフトをもたらす。  主Ｂ０磁場の不均一性の責任を負うために、主磁場は、例えば、文献、Ｓｈｅｎ  ｅｔ  ａｌ．，Ｍａｇｎ．Ｒｅｓｏｎ．Ｍｅｄ．ｖｏｌ．３８，ｐｐ．８３４−８３９（１９９７）に記載されているＦＡＳＴＥＲＭＡＰ技術等の種々の技術を用いて、マッピングされることが可能である。それらのマッピング技術は、典型的には、データ取得の数秒を要し、撮像期間を実行するに先立って実行される。それらのマッピング技術は、撮像期間の過程に亘って又は個々のスキャンの間に生じるスチールの加熱、主磁石電流のドリフト等における変化については責任を負わない。
【非特許文献１】Ｓｈｅｎ  ｅｔ  ａｌ．，Ｍａｇｎ．Ｒｅｓｏｎ．Ｍｅｄ．ｖｏｌ．３８，ｐｐ．８３４−８３９（１９９７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の欠点及び他の欠点を克服する改善された装置及び方法について検討したものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一特徴に従って、磁気共鳴方法について提供する。磁気共鳴撮像は主磁場において実行される。主磁場に対応する空間データが測定される。少なくとも１つの主磁場不均一性パラメータが、主磁場に対応する空間データから決定される。それらの測定及び決定は、磁気共鳴撮像の実行と同時に実行される。
【０００７】
他の特徴に従って、磁気共鳴撮像装置について開示している。主磁場において磁気共鳴撮像を実行する手段を備えている。主磁場に対応する空間データから少なくとも１つの磁場不均一性パラメータを決定する手段を備えている。
【０００８】
他の特徴に従って、磁気共鳴撮像装置について開示している。磁気共鳴撮像装置は磁気共鳴撮像を実行する。スキャナは、主磁場、磁場勾配コイル及び少なくとも１つの高周波アンテナを有する。少なくとも１つの磁場センサは主磁場に対応する空間データを測定する。処理器は主磁場不均一性パラメータを決定するようにプログラムされている。
【０００９】
一有利点は、撮像期間の過程において主Ｂ０磁場マッピングを与えることにある。
【００１０】
他の有利点は、撮像取得又は期間の過程において生じる主Ｂ０磁場における変化の補償にある。
【００１１】
他の有利点は、撮像期間の過程において実質的に均一な主Ｂ０磁場を維持することにより正確な撮像を与えることにある。
【００１２】
更に他の有利点は、磁気共鳴撮像と同時に主Ｂ０磁場不均一性についての情報を与えることにある。その与えられる情報は、主Ｂ０磁場不均一性を補償するために主Ｂ０磁場を調節するように用いられる。付加的に又は代替として、与えられる情報は、主Ｂ０磁場不均一性によりもたらされるアーティファクトについて、取得された磁気共鳴撮像データを補正するようにデータ取得後に用いられる。
【００１３】
多くの付加的有利点及び優位性については、以下の好適な実施形態についての詳細説明に従って読むときに、当業者に明らかに成るであろう。
【００１４】
本発明は、種々の構成要素及び構成要素の構成、種々の処理操作及び処理操作の構成において実施される。図面は、単に好適な実施形態を例示することを目的とするものであり、本発明を制限するように意図されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１を参照するに、磁気共鳴撮像スキャナ１０は、一般に円筒状のスキャナボア１４を規定するハウジング１２を有し、そのスキャナボアの内側に、関連撮像対象１６が配置されている。主磁場コイル２０はハウジング１２の内側に備えられ、一般に、スキャナボア１４の中心軸２２に沿って平行に方向付けられた主Ｂ０磁場を生成する。主磁場コイル２０は、典型的には、クライオシュラウディング２４の内側に備えられた超伝導コイルであるが、他の主磁石の幾何学的構成及び磁場発生源をまた、用いることが可能である。
【００１６】
一実施形態においては、スチール又は他の強磁性材料のアレイ又は構造２６がハウジング１２内部に備えられている。そのアレイ又は構造２６は、制限された視野において均一な主Ｂ０磁場を生成するように主磁場コイル２０により生成される磁場と相互作用する。アレイ又は構造２６はハウジング１２の内側に示されている一方、そのアレイ又は構造２６はまた、例えば、ボア１４内にスライドする誘電体フォーマにおいてスチール又は他の強磁性材料を備えることにより、スキャナボア１４の内側に備えられることが可能である。アレイ又は構造２６のスチール又は他の強磁性材料は、好適には、積層され、重ね合わされるスチールプレートと構成され、非磁性材料との複合材料として形成され、又は渦電流を低減するように構成される。それにも拘わらず、一部の渦電流がアレイ又は構造２６において発生する可能性がある。それらの渦電流は、スチール又は他の強磁性材料を加熱し、撮像期間の過程でアレイ又は構造２６の磁気特性における変化をもたらし得る。
【００１７】
ハウジング１２はまた、スキャナボア１４の中心軸２２に平行に、中心軸２２に対して横断的な面内方向に沿って、又は他の選択方向に沿って磁場勾配を選択的に生成するために、磁場勾配コイル３０を収容する又は支持する。ハウジング１２は、磁気共鳴を選択的に励起する及び／又は検出するために、高周波ボディコイル３２を収容する又は支持する。スキャナボア１４の内側に備えられているコイルアレイ３４は、複数のコイル、特に、標本コイルアレイ３４における４つのコイルを有するが、他の数のコイルアレイ３４を用いることが可能である。コイルアレイ３４は、平行撮像のための受信器のフェーズドアレイ、感度エンコード（ＳＥＮＳＥ）撮像のためのＳＥＮＳＥ等として、用いられることができる。ハウジング１２は、典型的には、スキャナボア１４を規定する整形内側ライナー３６を有する。
【００１８】
コイルアレイ３４は、全身コイル３２により励起される磁気共鳴を受信するために用いられ、又は、磁気共鳴は、コイルアレイ３４により励起及び受信される。更に、コイルアレイ３４により磁気共鳴を励起し、全身コイル３２により磁気共鳴を検出することがまた、考慮されている。コイル３２、３４の一が送信及び受信の両方のために用いられる場合、それらのコイル３２、３４の他の一は任意に除外されることが理解できる。
【００１９】
主磁場コイル２０は主磁場Ｂ０を生成する。磁気共鳴撮像制御器４０は、磁場勾配コイル３０に選択的に電力供給するように磁石制御器４２を動作させ、高周波コイル又はコイルアレイ３２、３４に選択的に電力供給するように、図示されているような高周波コイル３２に又はコイルアレイ３４に結合されている高周波送信器４４を動作させる。磁場勾配コイル３０及び高周波コイル３２又はコイルアレイを選択的に動作させることにより、磁気共鳴が、撮像対象物１６の注目すべき領域の少なくとも一部において生成され、空間的にエンコードされる。勾配コイル３０を介して選択磁場勾配を適用することにより、例えば、直交軌道、複数の径方向軌道又は螺旋軌道等の選択ｋ空間軌道は横断される。代替として、撮像データは、選択磁場勾配方向に沿った軌道として取得されることが可能である。撮像データ取得の間に、磁気共鳴撮像制御器４０は、磁気共鳴データメモリ５０において記憶されている磁気共鳴サンプルを取得するように、全身コイル３２又は図示されているコイルアレイ３４に結合されている高周波受信器４６を動作させる。
【００２０】
撮像データは、再構成処理器５２により画像表現に再構成される。ｋ空間サンプリングデータの場合、フーリエ変換に基づく再構成アルゴリズムが用いられる。例えば、フィルタリング逆投影に基づく再構成等の他の再構成アルゴリズムはまた、取得された磁気共鳴撮像データの形式に応じて用いられる。ＳＥＮＳＥ撮像データについて、再構成処理器５２は、各々のコイルにより取得された撮像データからたたみ込み画像を再構成し、次いで、非折り畳み再構成画像を生成するようにコイル感度パラメータと共に折り畳み画像を結合させる。
【００２１】
再構成処理器５２により生成された再構成画像は画像メモリ５４に記憶される、ユーザインターフェース５６に表示される、不揮発性メモリに記憶される、ローカルイントラネット又はインターネットにおいて送信される、視覚化される、記憶される、操作される等、なされる。ユーザインターフェース５６はまた、放射線技師、技術者又は他の磁気共鳴撮像スキャナ１０のオペレータが、磁気共鳴撮像シーケンスを選択し、修正し及び実行するように磁気共鳴撮像制御器４０と通信することを可能にする。
【００２２】
任意に、主Ｂ０磁場は、シム調整処理器６０により撮像期間の過程中にアクティブにシム調整される。一実施形態においては、シム調整処理器６０は、スキャン前の専用シム調整磁気共鳴パルスシーケンスの間、コイルアレイ３４のコイル又は全身コイル３２により取得される磁場データに基づいて１つ又はそれ以上のシム電流を計算する。シム調整処理器６０により計算されたシム電流は、主Ｂ０磁場シム制御器６２により主磁場コイル２０のシムコイル６１に適用される。
【００２３】
他の実施形態においては、シム調整処理機６０は、主Ｂ０磁場内のハウジング１２の内側又はボア１４内の選択された位置に備えられている磁場センサ６４、６６、６８、７０のアレイにより取得される主Ｂ０磁場の測定に基づいてシム調整電流を計算する。図１に示す４つのセンサ６４、６６、６８、７０に付加して、他の磁場センサを、図１において中が見えるようにされたスキャナ１０の一部に備えることが可能である。更に一般に、２つ又はそれ以上の磁場センサは、主Ｂ０磁場に関する空間情報を与えるようにハウジング１２の内側又はボア１４内の異なる位置に備えられる。センサ６４、６６、６８、７０は、ホール効果の磁場センサ、周波数ロックコイルのような磁気共鳴ベースのセンサ、専用の共鳴材料を有する独立した共鳴ベースのセンサ及び高周波励起システム等であることが可能である。
【００２４】
磁場センサ６４、６６、６８、７０は、読み出しを取得し、任意にフォーマットし又はそうでなければその読み出しを処理し、シム調整処理器６０に磁場測定値を通信する磁場センサ読み出し７２によりモニタリングされる。一実施形態においては、磁場センサ６４、６６、６８、７０及び磁場センサ読み出し７２は、球面調和成分の形で磁場不均一性測定を出力する磁場カメラを集合的に規定する。不均一性測定は、シムコイル６１に対して電流を調整する一実施形態において、及び、不均一性の原因である再構成処理器５２を調節する他の実施形態において用いられる。
【００２５】
図２を参照するに、センサ６４、６６、６８、７０を用いる一実施形態においては、各々のセンサは、磁気共鳴撮像から独立している磁気共鳴ベースのセンサである。例えば、図２は、高周波発生器８２及び送信コイル又はアンテナ８４を有する適切な磁気共鳴ベースのセンサ８０を示している。送信される高周波エネルギーは、コイル又はアンテナ８４近傍に備えられているサンプル８６において磁気共鳴を励起する。サンプル８６近傍に備えられている受信コイル又はアンテナ８８はまた、サンプル８６の磁気共鳴を捕捉し、高周波受信器又はセンサ９０により信号が測定される。別個の送信アンテナ８４及び受信アンテナ８８を有するのではなく、適切な送信／受信スイッチングを有する共通の送信／受信アンテナを用いることが可能である。サンプル８６は、例えば、図１に示すセンサ６４、６６、６８、７０の一の位置において、主磁場内に配置されている。アンテナ８４、８８は、典型的には、高周波結合を促進するように、サンプル８６近傍に備えられる。しかしながら、高周波発生器８２及び高周波受信器又はセンサ９０は、主Ｂ０磁場の内側又は外側に備えられることが可能である。
【００２６】
他の実施形態においては、シム調整処理器６０は、図１に示す受信器６４、６６、６８、７０の集合と同じ情報を実質的に供給するように磁気共鳴撮像実験のために受信器のフェーズドアレイ３４の個々の要素を考慮することにより取得される主Ｂ０磁場の測定に基づいてシム調整電流を計算する。更に一般に、ボア内の異なる位置に配置されている２つ又はそれ以上の要素を有するフェーズドアレイコイルは、主Ｂ０磁場についての空間情報を与えるように用いられることが可能である。これは、磁気共鳴撮像実験のために生成される信号を測定することにより、又は、主Ｂ０磁場の空間分布を決定する目的で磁気共鳴撮像実験に付加測定を導入することにより、達成されることが可能である。
【００２７】
一実施形態においては、サンプル８６は、磁気共鳴撮像において典型的に画像化される１Ｈ共鳴の周波数と実質的に異なる共鳴周波数を有するフッ素、重水素又は他のサンプルである。この実施形態においては、高周波センサ８０は、磁気共鳴撮像スキャナ１０により生成される高周波励起に対して実質的に感応しない。他の実施形態においては、高周波発生器８２及び送信コイル又はアンテナ８４は排除され、サンプル８６は、撮像１Ｈ磁気共鳴周波数においてスキャナ１０のコイル３２又はコイルアレイ３４及び高周波送信器４４により励起される。そのような受動磁場センサ構成は、例えば、一部のスキャナにおける周波数ロックコイルとして用いられる。この実施形態においては、センサ６４、６６、６８、７０に対応する、複数のそのような受動磁場センサ又は周波数ロックコイルは、主Ｂ０磁場の空間的不均一性に関する情報を与える。
【００２８】
他の実施形態においては、センサ６４、６６、６８、７０はホール効果センサである。例えば、図３においては、ホール効果センサ１００は、適切な実施的に電気絶縁性基板１０４上に形成される高ホール電圧を示す、インジウムヒ素、ガリウムヒ素、インジウムアンチモン又は他の半導体材料から成る少なくとも１つの半導体薄膜１０２を有する。その半導体薄膜又は薄膜の積層構造１０２は、スキャナ１０の主Ｂ０磁場に対して一般に横断するように備えられる。半導体薄膜１０２を流れる電流（Ｉ）は、主Ｂ０磁場に対して横断し、電流方向に対して横断するホール電圧（ＶＨ）を生成する。ホール電圧の極性及び大きさは、主Ｂ０磁場の極性及び大きさそれぞれに対応する。ホール効果センサ１００は、磁気共鳴撮像スキャナ１０により生成される磁気共鳴励起に対して実質的に感応しない。
【００２９】
図４を参照するに、主Ｂ０磁場はまた、適切なパルスシーケンスを用いることによりスキャナ１０自体により測定される。例示としての実施例のパルスシーケンス１２０においては、小角度の高周波パルス１２２が磁気共鳴を生成するように適用される。小角度の高周波パルス１２２は、好適には、約５°より小さいフリップ角を有し、より好適には、１°乃至５°の範囲内のフリップ角を有する。一部の実施形態においては、小角度の高周波パルス１２２のフリップ角は１°より小さい。小角度の高周波パルス１２２が、撮像ボリュームを励起するように、付随する磁場勾配パルスを伴わずに適用される。多重エコー読み出しが、複数のローブの磁場勾配１２６を用いて、スライス選択方向に沿って実行される。一実施形態においては、複数のローブの磁場勾配１２６は、−ａ：＋ｂ：−ｂ：＋ｂ：−ａの相対的なローブ領域比を有する５つのローブＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５を有し、ここで、ａ及びｂは勾配ローブ領域を表し、正及び負の符号は勾配ローブ極性又は方向を表す。図４に示す実施形態においては、比ａ：ｂは１：２である。勾配の逆転は信号のリフォーカシングをもたらし、勾配エコーは、ローブＬ２及びＬ４に対応するサンプリング間隔１３０、１３２の間、収集される。勾配エコーは、フーリエ変換再構成を適用することによりスライス選択方向に沿った投影に再構成される。その投影の複素位相差は、スライス選択方向に沿った主Ｂ０磁場不均一性分布に対応する。スライス選択方向に沿った均一の主Ｂ０磁場に対して、位相差はゼロである。
【００３０】
多重エコー勾配読み出しは、主Ｂ０磁場をマッピングするための三次元データを与えるように選択された方向に沿って繰り返される。例えば、図４は、位相エンコード方向（ｙ）と読み出し方向（ｘ）との間の角度とスライス選択方向に対して横断する選択された方向に沿った、第２の複数のローブの磁場勾配１３６とを示している。複数のローブの磁場勾配１３６は、位相エンコード（ｙ）及び読み出し（ｘ）磁場勾配成分１４０、１４２それぞれにより生成される。勾配エコーは、間隔１４４、１４６の間に読み出され、フーリエ変換及び複素位相差の計算により処理される。付加的な多重エコー勾配読み出しが、小角度の高周波パルス１２２により励起された磁気共鳴が平衡状態に戻って減衰するまで、他の方向に沿って実行される。任意に、付加的な小角度の高周波パルスが、磁気共鳴を維持するように連続する多重エコー勾配読み出し間で適用される。
【００３１】
主Ｂ０磁場に対応する空間データを測定するための他の方法において、コイルアレイ３４のコイルは、主Ｂ０磁場に関する空間分布情報を与えるように用いられる。コイルアレイ３４のコイルは空間的に分布していて、それ故、専用磁場センサ６４、６６、６８、７０により供給される情報と同様の方法で、主Ｂ０磁場に関する空間分布情報を供給することができる。
【００３２】
磁場センサが、図２及び３の磁場センサ８０、１００についての場合のように、磁気共鳴撮像スキャナ１０により生成された１Ｈ磁気共鳴に対して実質的に感応しないとき、主Ｂ０磁場は、磁場勾配コイル３０が動作不能である何れのときに、実質的にモニタリングされる。それ故、主Ｂ０磁場に関するデータは、勾配コイル３０により課される磁場勾配がない撮像パルスシーケンスの部分の間に、取得される。スキャナ１０により処理される１Ｈ共鳴と実質的に異なる共鳴周波数で動作する自己電力供給する共鳴ベースの磁場センサ８０の使用は、撮像される１Ｈ共鳴を乱さない。同様に、ホール効果センサ１００の動作は撮像される１Ｈ共鳴を乱さない。
【００３３】
それとは対照的に、スキャナ１０のコイル３２、３４の１つ又はそれ以上が主Ｂ０磁場をモニタリングするために用いられるとき、又は、撮像される１Ｈ共鳴周波数において動作する共鳴ベースのセンサが用いられるとき、撮像と主Ｂ０磁場モニタリングとの間の重畳は回避される必要がある。そのような場合、同時の磁気共鳴撮像及び主Ｂ０磁場測定は、撮像パルスシーケンスによる磁場測定のために用いられる時間的にインターリーブするパルスシーケンスにより達成される。
【００３４】
図５を参照するに、同時の撮像及び主Ｂ０磁場測定を実行するための１つの適切な方法について示している。１つの共通の磁気共鳴撮像方法論において、撮像は、撮像データの連続的反復、フレーム又はダイナミック１４０、１４２、１４４を取得することにより進められる。例えば、各々のフレーム又はダイナミック１４０、１４２、１４４は、典型的には、約２乃至３秒だけの範囲であるが、それより長い又は短い時間がまた、可能である。フレーム又はダイナミック１４０、１４２、１４４は、一般に、数十又は数百ミリ秒の不感時間間隔だけ離れている。
【００３５】
各々の不感時間間隔の間、主Ｂ０磁場測定１５０、１５２、１５４が行われる。例えば、各々の主Ｂ０磁場測定１５０、１５２、１５４は、図４に示すパルスシーケンス１２０を有する。主Ｂ０磁場測定１５０、１５２、１５４は各々、短く、数十又は数百ミリ秒の不感時間間隔内に実行される。図４に示すパルスシーケンス１２０は、そのような短い時間間隔内に実行される。それと対照的に、ＦＡＳＴＥＲＭＡＰのような他の典型的なＢ０磁場マッピングシーケンスは、実行するのに長い時間を要する。前スキャンＦＡＳＴＥＲＭＡＰシーケンスは、典型的には、約５秒の時間範囲１５８を要し、それ故、磁気共鳴撮像と同時に主Ｂ０磁場を測定するためには適さない。
【００３６】
例えば、主Ｂ０磁場測定１５０を考慮して、主Ｂ０磁場に関連する取得された空間データは、計算時間間隔１６０の間にシム調整処理器６０により処理され、その計算時間間隔は、次のフレーム又はダイナミック１４２と任意に重畳する。シム調整処理器６０は、主Ｂ０磁場測定１５０の間に測定されたデータから決定された主Ｂ０磁場不均一性を補償するために適切である１つ又はそれ以上のシム調整電流を計算する。計算されたシム電流は、フレーム又はダイナミック１４４の間のような、続くフレーム又はダイナミックの間に、主Ｂ０磁場を補正するように主Ｂ０磁場シム制御器６２により適用される。組み合わされた主Ｂ０磁場測定１５０及び計算時間間隔１６０が十分に短い場合、シム調整電流は、次のフレーム又はダイナミック１４２の間に適用されることが可能である。
【００３７】
図６を参照するに、シム調整処理器６０を表す図を示している。球面調和計算器１７０は適切に測定された主Ｂ０磁場データを受信し、主Ｂ０磁場の球面調和成分１７２を計算する。球面調和１７２は、主Ｂ０磁場の不均一性を補償するようにアクティブなシム６１に適用するために１つ又はそれ以上のシム電流１７８を計算するシム電流計算器１７６に入力される。一実施形態においては、シムコイル６１は各々、１個の又は数個の球面調和シム調整成分を生成するようにデザインされ、それ故、適切な補正シム電流１７８は、主Ｂ０磁場の球面調和１７２から容易に計算される。
【００３８】
球面調和計算器１７０により受信された磁場データは、主Ｂ０磁場がどのように測定されたかに依存する。センサ６４、６６、６８、７０のような専用磁場センサが用いられる場合、それらの磁場センサの読み出し７２は、好適には、読み出しを球面調査成分に自動的に変換する。即ち、磁場センサ６４、６６、６８、７０及び読み出し７２の組み合わせは、好適には、磁場カメラとして機能する。この場合、球面調和計算器１７０は、適切には、除去される。代替として、磁場測定は、直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）又は円柱座標系（ρ，θ，ｚ）のようなネイティブフォーマットで球面調和計算器１７０に入力され、球面調和計算器１７０は、測定されたセンサデータを球面調和成分に変換するように座標変換を実行する。
【００３９】
図４に示すシーケンスのような磁気共鳴シーケンスが主Ｂ０磁場データを測定するように用いられる場合、勾配ローブＬ２、Ｌ４それぞれの間に取得されたフーリエ変換勾配読み出しγ（Ｌ２）及びγ（Ｌ４）は、複素位相差投影Δγ（ｄ）を生成するように位相差処理器１８２により処理され、ここで、ｄは投影方向を表している。球面調和計算器１７０は、複素位相差投影Δγ（ｄ）を位相アンラッピングし、球面調和成分に対応するルジャンドル多項式にアンラップされた複素位相差投影Δγ（ｄ）を適合させることにより、球面調和を計算する。
【００４０】
主Ｂ０磁場の空間分布に関するデータが、例えば、コイルアレイ３４を用いることにより、複数のコイルを用いて取得される場合、共振周波数（ω）及び共振信号強度（Ｓ）を有する各々のコイルについてのデータが取得される。周波数シフト計算器１８６は、一次空間磁場分布モデルのような適切な磁場モデルに対してコイル感度因子１８８について補正される（Ｓ，ω）測定値を適合させることにより、又は、位置ｒの関数として磁気共鳴周波数不均一性Δω（ｒ）を得るようにこいるデータ１８４を分析することにより、周波数分布を計算し、ここで、ｒは直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）、円柱座標系（ρ，θ，ｚ）又は他の適切な座標系にある。球面調和計算器１７０は、ω＝ｇＢに従って、磁気共鳴周波数不均一性Δω（ｒ）を磁場不均一性ΔＢ０（ｒ）に変換し、ここで、ｇはｇｙｒｏｍｅｔｒｉｃ比であり、１Ｈ共鳴に対して、ｇ≒４２．５８ＭＨｚ／Ｔである。球面調和計算器１７０は、磁場不均一性ΔＢ０（ｒ）を球面調和座標に変換する。代替として、磁気共鳴周波数不均一性Δω（ｒ）を得るための（Ｓ，ω）測定値の適合化は球面調和座標において直接、実行される。
【００４１】
例示としての実施形態においては、主Ｂ０磁場測定値が、磁気共鳴撮像期間の過程の間に主Ｂ０磁場をシム調整するための補正シム電流を計算するように用いられる。他の検討実施形態においては、主Ｂ０磁場不均一性測定値は、主Ｂ０磁場不均一性によりもたらされる再構成画像におけるアーティファクトを補正する、取得された磁気共鳴撮像データの補正を実行するようにデータ取得後に用いられる。
【００４２】
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、上記詳細説明を読み、理解することにより、当業者は修正及び変形を考案するであろう。本発明は、同時提出の特許請求の及びそれと同等である範囲内で考案されるような修正及び変形全てを網羅するとみなされることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】磁気共鳴撮像と同時に操作される高速の主Ｂ０磁場マッピングを実施する磁    気共鳴撮像システムを示す図である。
【図２】主Ｂ０磁場を測定する磁気共鳴ベースの磁場センサを示す図である。
【図３】主Ｂ０磁場を測定するホール効果磁場センサを示す図である。
【図４】高速主Ｂ０磁場マッピングの一実施形態を実施する磁気共鳴パルスシーケンスを示す図である。
【図５】散らばらされた主Ｂ０磁場マッピングシーケンス測定及び計算時間枠を有する画像フレーム又はダイナミックのタイミングシーケンスのプロットである。典型的なＦＡＳＴＥＲＭＡＰ磁場マッピングシーケンスについての時間枠をまた、比較のために示している。
【図６】図１のシム調整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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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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