(57)【要約】  本発明は、ＭＲ装置１の検査ボリュームに配される患者の身体１０の少なくとも一部のＭＲイメージング方法であって、第１の信号データセット２１を取得するために、身体１０の一部を第１のイメージングシーケンスにさらすステップと、第２の信号データセット２３を取得するために、身体１０の一部を第２のイメージングシーケンスにさらすステップであって、第２のイメージングシーケンスのイメージングパラメータは、第１のイメージングシーケンスのイメージングパラメータと異なる、ステップと、事前情報として第１の信号データセット２１を使用して正則化によって第２の信号データセット２３からＭＲ画像を再構成するステップと、を含む方法に関する。更に、本発明は、ＭＲ装置１及びＭＲ装置１のためのコンピュータプログラムに関する。
2014508622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＲ装置の検査ボリュームに配される患者の身体の少なくとも一部のＭＲイメージング方法であって、
第１の信号データセットを取得するために、身体の一部を第１のイメージングシーケンスにさらすステップと、
第２の信号データセットを取得するために、前記身体の一部を第２のイメージングシーケンスにさらすステップであって、前記第２のイメージングシーケンスのイメージングパラメータは、前記第１のイメージングシーケンスのイメージングパラメータと異なり、前記第１及び／又は前記第２の信号データセットは、アンダーサンプリングされる、ステップと、
圧縮センシングによって前記第２の信号データセットからＭＲ画像を再構成するステップであって、前記圧縮センシングによる再構成は、前記第１の信号データセットから導出されるサポート情報によって制約される、ステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記第２のイメージングシーケンスのイメージングパラメータは、前記第２の信号データセットが前記第１の信号データセットと異なるコントラストタイプ又は異なる解像度である点で、前記第１のイメージングシーケンスのイメージングパラメータと異なる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１及び前記第２のイメージングシーケンスは、Ｔ１強調スピンエコー、Ｔ２強調スピンエコー、流体減衰反転回復、Ｔ１強調勾配エコー、Ｔ２＊強調勾配エコー、造影Ｔ１強調勾配エコー、造影Ｔ１強調スピンエコー、拡散強調スピンエコーを含むグループから選択される、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
疎のドメインにおける画像サポート情報が、前記第１の信号データセットから識別される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
ｋ空間の非デカルトサンプリングが、前記第１及び／又は前記第２の信号データセットの取得の最中に適用される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１及び／又は前記第２の信号データセットは、２又はそれ以上のＲＦ受信アンテナを通じて、パラレルイメージングによって取得され、前記ＭＲ画像が、前記ＲＦ受信アンテナの空間感度プロファイルを取得することによって再構成される、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記第２のイメージングシーケンスの可変密度のｋ空間サンプリングパターンが、前記第１の信号データセットから決定される、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
画像強度を含まないバックグラウンド画像領域が、前記第１の信号データセットから決定され、前記決定されたバックグラウンド画像領域が、前記ＭＲ画像の再構成における制約として使用される、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記ＭＲ画像の再構成の前に、前記第１及び前記第２の信号データセットの画像を位置合わせし及び／又は動き補正するステップを更に含む、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の方法を実施するＭＲ装置であって、前記ＭＲ装置は、
検査ボリューム内に一様な安定した磁界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それぞれ異なる空間方向に切り替えられる磁界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にＲＦパルスを生成し、及び／又は前記検査ボリュームに位置付けられる患者の身体からＭＲ信号を受け取る少なくとも１つのＲＦコイルと、
時間的に連続するＲＦパルス及び切り替えられる磁界勾配を制御する制御ユニットと、
再構成ユニットと、
可視化ユニットと、
を有し、前記ＭＲ装置は、
第１の信号データセットを取得するために、身体の一部を、ＲＦパルス及び切り替えられる磁界勾配を含む第１のイメージングシーケンスにさらす処理と、
第２の信号データセットを取得するために、前記身体の一部を、ＲＦパルス及び切り替えられる磁界勾配を含む第２のイメージングシーケンスにさらす処理であって、前記第２のイメージングシーケンスのイメージングパラメータは、前記第１のイメージングシーケンスのイメージングパラメータと異なり、前記第１及び／又は前記第２の信号データセットは、アンダーサンプリングされる、処理と、
圧縮センシングによって前記第２の信号データセットからＭＲ画像を再構成する処理であって、前記圧縮センシングによる再構成は、前記第１の信号データセットから導出されるサポート情報によって制約される、処理と、
を実施するＭＲ装置。
【請求項１１】
ＭＲ装置において実行されるコンピュータプログラムであって、
第１の信号データセットを取得するために第１のイメージングシーケンスを生成するステップと、
第２の信号データセットを取得するために第２のイメージングシーケンスを生成するステップであって、前記第２のイメージングシーケンスのイメージングパラメータは、前記第１のイメージングシーケンスのイメージングパラメータと異なり、前記第１及び／又は前記第２の信号データセットは、アンダーサンプリングされる、ステップと、
圧縮センシングによって、前記第２の信号データセットからＭＲ画像を再構成するステップであって、前記圧縮センシングによる再構成は、前記第１の信号データセットから導出されるサポート情報によって制約される、ステップと、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【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。本発明は、ＭＲ装置の検査ボリュームに配置される患者の身体の少なくとも一部のＭＲイメージング方法に関する。本発明は、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界と核スピンの間の相互作用を利用する画像形成ＭＲ方法が、特に医療診断の分野で、今日広く使われている。その理由として、この方法は、軟組織のイメージングに関して、多くの点で他のイメージング方法より優れており、イオン化放射線を必要とせず、通常は侵襲性でないからである。
【０００３】
一般にＭＲ方法によれば、被検患者の身体は、強い一様な磁界中に配置され、その磁界の方向は、同時に、測定の基礎となる座標系の軸（通常ｚ軸）を規定する。磁界は、磁界強度に依存して、個別の核スピンについて異なるエネルギーレベルを生成し、核スピンは、規定された周波数（いわゆるラーモア周波数又はＭＲ周波数）の電磁交番場（ＲＦ場）を印加することによって、励起（スピン共鳴）されることができる。巨視的な観点から、個別の核スピンの分布は、全体的な磁化を生成する。かかる磁化は、適当な周波数（ＲＦパルス）の電磁パルスの印加によって平衡状態から偏向されることができ、他方、ＲＦパルスの磁界は、ｚ軸に対し垂直に延び、それゆえ、磁化は、ｚ軸を中心に歳差運動を実施する。磁化のこの動きは、錐体の表面を表し、そのアパーチャの角度は、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、スピンは、ｚ軸から横方向平面（フリップ角９０°）まで偏向される。ＲＦパルスは、ＭＲ装置のＲＦコイル装置を通じて、患者身体へ向けて放射される。ＲＦコイル装置は、一般に、患者身体が配置される検査ボリュームを囲む。
【０００４】
ＲＦパルスの終了の後、磁化は、元の平衡状態へ戻るように緩和し、この場合、ｚ方向の磁化が、第１の時定数Ｔ１（スピン格子又は縦方向緩和時間）で再び構築され、ｚ方向に垂直な方向の磁化は、第２の時定数Ｔ２で緩和する（スピン−スピン又は横方向緩和時間）。磁化の変化は、受信ＲＦアンテナ又はコイルによって検出されることができる。受信ＲＦアンテナ又はコイルは、ＭＲ装置の検査ボリューム内に配置され、磁化の変化がｚ軸に垂直な方向で測定されるように方向付けられる。横方向磁化の減衰は、例えば９０°パルスの印加の後、同じ位相をもつ秩序ある状態から、すべての位相角が一様に分散される（ディフェージング）状態への、（局所的な磁界不均一性によって誘導される）核スピンの遷移に付随して起こる。ディフェージングは、リフォーカシングパルス（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）を生成する。
【０００５】
身体中の空間解像度を実現するために、３つの主軸に沿って延在する線形の磁界勾配が、一様な磁界に重ねられ、スピン共鳴周波数の線形空間依存をもたらす。受信コイルにおいて収集される信号は、身体内の異なるロケーションと関連付けられることができる異なる周波数の成分を含む。受信ＲＦアンテナ又はコイルを通じて取得された信号データは、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、異なる位相符号化によって取得される複数のラインを含む。各々のラインは、複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。ｋ空間データの組は、フーリエ変換によって又はそれ自体知られている他の再構成技法によって、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】
イメージング速度は、多くのＭＲイメージングアプリケーションにおいて重要である。しかしながら、ＭＲ画像の再構成に必要なＭＲ信号データが収集されるスピードは、基本的に、物理的及び生理学的な制約によって制限される。それゆえ、ＭＲイメージング分野における多くの最近の開発は、再構成されるＭＲ画像の品質を低下させることなく、取得される信号データの量を低減することを目指す。このような開発の多くの中でも、圧縮センシング（compressed sensing、ＣＳ）の理論が、信号データの大幅な削減の大きな可能性をもつ。ＣＳ理論では、変換ドメインにおいて疎（sparse）な表現を有する信号データセットが、適切な正則化（regularization）アルゴリズムの適用によって、アンダーサンプリングされた測定値から復元されることができる。アンダーサンプリングの可能性は、大幅に低減される取得時間につながる。信号サンプリング及び再構成のための数学的フレームワークとして、ＣＳは、ｋ空間サンプリング密度がナイキスト基準を大きく下回る場合でも、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定め、ＣＳは更に、このような再構成方法を提供する。多くの既存のＣＳベースのＭＲ取得及び再構成スキームにおいて、ＭＲ信号データが変換ドメインにおいて疎であるという前提条件のみを利用する基本的なＣＳ方式が使用される。例えば、M. Lustig他は、迅速なＭＲイメージングのためのＣＳの適用を提案している（M. Lustig et al.: "Sparse MRI: The Application of Compressed Sensing for Rapid MR Imaging", Magnetic Resonance in Medicine, 58, 1182-1195, 2007）。更に、未知のＭＲ画像に関する付加の事前情報が特定のアプリケーションにおいて利用可能であるので、この事前情報をＣＳ再構成に組み込むことが有利であることが分かっている。
【０００７】
前述したように、スキャン時間は、ＭＲイメージングにおいて重要なファクタである。この理由のため、取得されるＭＲ画像の時間的又は空間的解像度、及び臨床検査の範囲でのスキャンの数は、多くの場合、制限されている。臨床業務の時間制限のため、特に長いスキャン時間を必要とするＭＲイメージングスキャンは、プロトコルから完全に排除されることがあり、又は信号データが、低解像度で取得される必要がある。上述のＣＳ技法は、単一のＭＲ画像の再構成に必要とされるスキャン時間を低減することを助けるのに成功したが、所望の診断情報を取得するために異なるコントラストタイプの幾つかのＭＲ画像を取得し再構成することを含む完全なＭＲ検査に必要とされる時間は、なお、多くの実際のケースで時間制限を越えてしまう。
【０００８】
上述したことから、改善されたＭＲイメージング技法のニーズがあることが容易に理解される。従って、本発明の目的は、一層低減された取得時間でＭＲイメージングを可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、ＭＲ装置の検査ボリュームに配置される患者の身体の少なくとも一部のＭＲイメージングの方法が開示される。方法は、
−第１の信号データセットを取得するために、身体の一部を第１のイメージングシーケンスにさらすステップと、
−第２の信号データセットを取得するために、身体の一部を第２のイメージングシーケンスにさらすステップであって、第２のイメージングシーケンスのイメージングパラメータは、第１のイメージングシーケンスのイメージングパラメータと異なる、ステップと、
−第１の信号データセットを事前情報として使用して正則化によって第２の信号データセットからＭＲ画像を再構成するステップと、
を含む。
【００１０】
上述したように、多くの臨床的なＭＲ検査は、同じ解剖学的構造のＭＲ画像を与える、幾つかの異なるスキャンをプロトコル内に含む。例えば、一般的な脳ＭＲイメージングセッションは、Ｔ１強調及びＴ２強調スピンエコーイメージングシーケンスと、流体減衰反転回復（FLAIR、フレア）シーケンスと、時として付加のＴ２＊強調の勾配エコー灌流スキャンとを含む。あるケースでは、十分な診断情報を取得するために、拡散測定、及び造影Ｔ１強調勾配エコー又はスピンエコーイメージングシーケンスが、同じ検査の最中に付加的に適用されることができる。すべてのこれらのスキャンは、それぞれ異なる組織コントラストを与えるが、それらは、被検患者の根本的な同一の解剖学的構造を共有するので、異なる信号データセットの間には強い相関関係がある。このデータ冗長性は、本発明により、時間効率、ＭＲ画像品質、及び最終的に診断値を改善するために、画像取得及び再構成の間に利用される。
【００１１】
第１及び第２のイメージングシーケンスは、本発明の意義の範囲において、臨床ＭＲ検査のプロトコルのそれぞれ異なるスキャンをさす。従って、第１及び第２のイメージングシーケンスの異なるイメージングパラメータは、例えば第１及び第２の信号データセットが異なるコントラストタイプであることを示すことができる。しかしながら、第１及び第２の信号データセットは、異なる空間（又は時間）解像度であって、同じコントラストタイプであってもよい。
【００１２】
本発明の要旨は、第１及び第２のイメージングシーケンスによって取得される第１及び第２の信号データセットに含まれる相互の情報を利用することである。この相互の情報は、正則化によってＭＲ画像を再構成するステップにおいて使用され、第１の信号データセットが事前情報として使用される。このようにして、大幅なスキャン加速が、すなわち（強く）アンダーサンプリングされる態様で第１の及び／又は第２の信号データセットを取得することによって、達成されることができる。更に、画像品質は、第１の信号データセットを事前情報として画像再構成プロセスに組み込むことによって改善されることができる。更に、本発明によって、より高い解像度のスキャンが、実際的な制限を越えてスキャン時間を増大させることなく実現される。
【００１３】
本発明の好適な実施形態において、ＭＲ画像は、上述の圧縮センシング技法によって再構成される。ＣＳは、ｋ空間グリッドの全体ではなく、ｋ空間の小さいサブセットのみからＭＲ画像の正確な再構成を提供することが可能である。第１の信号データセットは、反復的なＣＳ再構成プロセスを制約するために、「事前画像」として使用されることができる。例えば、圧縮センシング再構成は、第１の信号データセットから導出されるサポートによって、疎な変換ドメインにおいて制約されることができる。これは、スキャン時間のとりわけ大幅な低減を可能にする。ＣＳスキームの適当な疎なドメインにおいてサポートを正しく識別することが、必要な信号データの２又は３倍もの低減を可能にする。
【００１４】
本発明の別の好適な実施形態によれば、ｋ空間の非デカルトサンプリングが、第１及び／又は第２の信号データセットの取得の間に適用される。
【００１５】
ＣＳアプローチは、ｋ空間アンダーサンプリングによるエイリアシングアーチファクトが非干渉であることを要求する。この非干渉性は、例えば、ｋ空間の非デカルト（例えば半径方向の）サンプリングによって達成されることができる。他方、非デカルトデータの再構成は、一般に、状態が悪いことが多く、従って、本発明のアプローチが、ＣＳを使用せずとも、正則化を用いて再構成問題の状況を改善するために使用されることを可能にする。
【００１６】
本発明の他の好適な実施形態によれば、第１及び／又は第２の信号データセットは、２又はそれ以上ＲＦ受信アンテナを通じてパラレルイメージングによって取得され、ＭＲ画像は、ＲＦ受信アンテナの空間感度プロファイルを考慮することによって再構成される。これは、よく知られたＳＥＮＳＥ又はＳＭＡＳＨ技法に対応し、本発明の方法は、従来のパラレルイメージング技法によって一般に達成可能な低減ファクタより大幅に高い低減ファクタを適用することを可能にする。それゆえ、イメージング速度は、本発明により、従来のアプローチよりも大幅に増大されることができる。
【００１７】
第１の信号データセットが基準データセットを構成するように、本発明の方法を適用することが可能である。例えば、基準データセットは、高解像度の解剖学的スキャンによって、十分にサンプリングされて、アンダーサンプリングされたデータから適切に組み合わせられて、又は幾つかの異なるスキャンの信号データからの組み合わせとして、取得されることができる。例えば、第２のイメージングシーケンスの可変密度のｋ空間サンプリングパターンは、基準データセットから決定されることができる。これは、適当なＣＳセッティングのパラメータが、基準データセットから導出されることができることを意味する。代替例として、画像強度を含まないバックグラウンド画像領域が、基準データセットから決定されることができる。この情報は、ＭＲ画像の再構成においてバックグラウンド画像領域を除外するために使用されることができる。決定されたバックグラウンド画像領域は、本実施形態において、本発明の意義の範囲において、事前情報を構成する。正則化によって、バックグラウンド画像領域の外部の画像領域に再構成を制限することは、再構成される画像の品質を改善するとともに、ｋ空間のアンダーサンプリングによる画像取得を一層加速することを可能にする。
【００１８】
本発明の方法は更に、ＭＲ画像（又は複数のＭＲ画像）の再構成の前に、第１及び第２の信号データセットの画像位置合わせ及び／又は動き補正を含むことができる。第１の信号データセットは、例えば、直前のＭＲイメージングセッションに取得された高解像度のデータセットでありうる。この場合、画像位置合わせ又は動き補償が、第１及び第２の信号データセットのデータ整合性を保証するために、所望のＭＲ画像の再構成の前に必要でありうる。代替例として、第１及び第２の信号データセットの取得は、いかなる中断もなしに、１回の連続スキャンとして実施されることができる。このようにして、個別のスキャンとスキャンの間の動きが低減されることができる。しかしながら、本発明により、ＣＳによって達成可能な加速により、連続的な個別の取得ステップ同士の間の動きに対する感度自体が低減されることが言及されなければならない。その結果、第１及び第２の信号データセットの整合性が改善される。
【００１９】
本発明の更に別の見地によれば、２又はそれ以上のイメージングシーケンスが、２又はそれ以上の信号データセットを取得するために使用され、この場合、２又はそれ以上のイメージングシーケンスのイメージングパラメータは異なるものである。その後、２（又はそれ以上の）ＭＲ画像が再構成され、このとき、少なくとも１つのＭＲ画像の信号データが、他のＭＲ画像（又は複数のＭＲ画像）の再構成のための事前情報として使用される。これは、例えば、イメージング速度を増大するために、アンダーサンプリングされる態様でプロトコルのすべての信号データセットを取得することを可能にする。２又はそれ以上のＭＲ画像が、正則化によって、このデータから再構成されることができ、この場合、ＭＲ画像は、異なるイメージングパラメータに従って異なるコントラストタイプ又は解像度を有する。すべてのＭＲ画像の品質は、同じ対象から取得される異なる信号データセットのスキャン同士の間の相関関係を利用することによって維持される。
【００２０】
更に、スキャン間キーホール技法が、本発明の上述の態様に従って実現されることができ、この場合、１つの信号データセットのｋ空間データ（の少なくとも一部）が、他の信号データセットからＭＲ画像を再構成するための事前情報として使用される。信号データセットが異なるコントラストタイプである場合、混合されたコントラスト画像が、共用される信号データからの再構成後に与ええられる。
【００２１】
本発明によれば、単一の信号データセットからのＣＳ再構成のスコープは、再構成の最中、プロトコル内で取得される幾つかの異なる信号データセットを相互の事前情報として使用するために拡張される。上述したスキャン間キーホールアプローチ及び非デカルトスキャンに基づく正則化による再構成は、プロトコルにおいてそれぞれ異なる信号データセットの相互情報を使用するという概念に含められる。
【００２２】
本発明の概念に適合する多くの異なる再構成方法がある。ＳＥＮＳＥ再構成では、例えばＳＥＮＳＥ基準スキャンとして取得される低解像度画像が、レギュラライズされたＳＥＮＳＥ再構成において事前情報として使用されることができる。
【００２３】
上述の本発明の方法は、ＭＲ装置によって実施されることができ、ＭＲ装置は、検査ボリューム内に一様な定常磁場を生成する少なくとも１つの主磁石コイル、検査ボリューム内の異なる空間方向に、切り替えられる磁界勾配を生成する複数の勾配コイル、検査ボリューム内にＲＦパルスを生成し及び／又は検査ボリュームに位置付けられる患者の身体からＭＲ信号を受け取る少なくとも１つのＲＦコイル、ＲＦパルス及び切り替えられる磁界勾配の時間的連続を制御する制御ユニット、再構成ユニット及び可視化ユニット、を有する。本発明の方法は、好適には、ＭＲ装置の再構成ユニット、可視化ユニット及び／又は制御ユニットの対応するプログラミングによって、実現される。
【００２４】
本発明の方法は、今日臨床用途の多くのＭＲ装置において有利に実施されることができる。このために、本発明の上記に説明された方法の各ステップを実施するようにＭＲ装置が制御されるためのコンピュータプログラムを利用することのみが必要とされる。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、データ担体上に又はデータネットワークに存在しうる。
【００２５】
開示される図面は、本発明の好適な実施形態を開示する。しかしながら、図面は、例示のために描かれており、本発明を制限する規定として描かれているのではないことが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の方法を実施するＭＲ装置を示す図。
【図２】本発明の第１の実施形態の画像取得及び再構成スキームを示す図。
【図３】本発明の第２の実施形態の画像取得及び再構成スキームを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１を参照して、ＭＲ装置１が示される。装置は、ほぼ一様で時間的に一定の主磁界が検査ボリューム内にｚ軸に沿って生成されるように、超電導又は抵抗性の主磁石コイル２を有する。
【００２８】
磁気共鳴生成及び操作システムは、一連のＲＦパルス及び切り替えられる磁界勾配を印加することにより、核磁気スピンを反転させ又は励起し、磁気共鳴を誘起し、磁気共鳴をリフォーカスし、磁気共鳴を操作し、空間的に及び他のやり方で磁気共鳴を符号化し、スピンを飽和させ、及びその他を行って、ＭＲイメージングを実施する。
【００２９】
より具体的には、勾配パルス増幅器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の選択されたものに電流パルスを印加する。デジタルＲＦ周波数送信器７は、検査ボリュームにＲＦパルスを送信するために、全身ボリュームＲＦコイル９に送信／受信スイッチ８を通じて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（互いにまとめられる）のパケットで構成され、印加される磁界勾配が、核磁気共鳴の選択された操作を達成する。ＲＦパルスは、磁化を飽和させ、反転させ、共鳴をリフォーカスし、又は共鳴を操作するとともに、検査ボリュームに位置付けられる身体の１０の一部を選択するために使用される。ＭＲ信号は更に、全身ボリュームＲＦコイル９によって収集される。
【００３０】
身体１０の制限された領域のＭＲ画像を生成するために、局所アレイＲＦコイル１１、１２、１３の組が、イメージングのために選択された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送信によって誘起されるＭＲ信号を受信するために、パラレルイメージングに関して使用されることができる。
【００３１】
結果として得られるＭＲ信号は、全身ボリュームＲＦコイル９によって及び／又はアレイＲＦコイル１１、１２、１３によって収集され、好適にはプリアンプ（図示せず）を含む受信器１４によって復調される。受信器１４は、送信／受信スイッチ８を通じてＲＦコイル９、１１、１２及び１３に接続される。
【００３２】
ホストコンピュータ１５は、例えば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、勾配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及びその他の複数のＭＲイメージングシーケンスのいずれかを生成するために、勾配パルス増幅器３及び送信器７を制御する。選択されたシーケンスのために、受信器１４は、各々のＲＦ励起パルスの後すぐに連続して、信号又は複数のＭＲデータラインを受信する。データ取得システム１６は、受信された信号のアナログデジタル変換を実施し、各々のＭＲデータラインを、更なる処理に適したデジタル形に変換する。今日のＭＲ装置において、データ取得システム１６は、生画像データの取得に特化した別個のコンピュータである。
【００３３】
最後に、デジタル生画像データは、適当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、画像メモリ内の画像は、画像表現のスライス、投影又は他の部分を、可視化のための適当なフォーマットに変換するためにアクセスされることができ、例えば、結果として得られるＭＲ画像の人間可読の表示を提供するビデオモニタ１８を通じて可視化される。
【００３４】
図１を引き続き参照し、図２及び図３を更に参照して、本発明のイメージングアプローチのそれぞれ異なる実施形態が説明される。
【００３５】
本発明の第１の実施形態は、図２のブロック図に示される。第１のイメージングシーケンスが、第１の信号データセット２１を取得するために身体１０に印加される。第１のイメージングシーケンスは、例えば、Ｔ１強調スピン−エコーシーケンスでありうる。第１の信号データセット２１は、充分にサンプリングされた高解像度のＭＲ画像に対応する。第１の信号データセット２１は、本発明により、ＣＳセッティングにおける事前情報としての基準データセットとして使用されることができる。第１の信号データセット２１は、例えばｋ空間のサンプリング密度及びＣＳの加速ファクタの上限のような取得パラメータを決定するために使用される。ｋ空間の信号外乱は、コントラストによってでなく、主にジオメトリによって測定される。従って、第１の信号データセット２１は、ｋ空間分布を評価するために使用されることができ、これは、以下の信号取得ステップのために、適応的な可変密度のｋ空間サンプリングパターニングを決定することを可能にする。更に、基準データセットとしての第１の信号データセット２１は、信号スパース性）を評価するために使用されることができ、これは、その後のステップで取得される必要があるサンプルの数を決定するために、ＣＳセッティングにおいて重要である。更に、充分にサンプリングされた第１の信号データセット２１は、続いてアンダーサンプリングされる又は低解像度の第２信号データセットのＣＳ再構成において使用される幾つかの制約を決定するために使用される。第１の信号データセット２１に含まれる基準情報は、ＭＲ画像再構成のためにさまざまなやり方で利用されることができる。非常に簡単な実現例において、図２に示されるように、第１の信号データセット２１が、バックグラウンドデータセット２２を規定するために使用される。バックグラウンドデータセット２２は、バイナリマスクであり、バイナリマスクによって、画像強度を含まないバックグラウンド画像領域が他の画像領域から区別される。以降の再構成ステップにおいてバックグラウンドデータセット２２に示されるバックグラウンドピクセルを除外することは、未知のものの数を低下させる。再構成問題の調整は、このようにして改善され、イメージング速度及びＭＲ画像品質が高められる。基準データセットとしての第１の信号データセット２１は、ＣＳ再構成を改善するために、疎な変換ドメインの信号サポートを評価するために更に使用されることができる。このようにして、ＣＳ再構成のためのサポートは、第１の信号データセット２１から導出される。更に、第１の信号データセット２１のコントラスト情報が、同様のコントラストを有するその後のアンダーサンプリングされる第２の信号データセットを再構成するための制約として、使用されることができる。第２の信号データセット２３が、第２のイメージングシーケンスの印加によって取得される。第２の信号データセット２３は、第１の信号データセットと異なるコントラストタイプである。例えば、第２の信号データセット２３の取得のために使用される第２のイメージングシーケンスは、Ｔ２強調スピンエコーシーケンスである。ＭＲ画像２４は、ＣＳ正則化アルゴリズムを用いて、アンダーサンプリングされる第２の信号データセット２３から再構成され、この場合、第１の信号データセット２１（すなわち、第１の信号データセット２１から導出される上述の情報）が、事前情報として使用される。具体的には、バックグラウンドマスク２２が、アンダーサンプリングされる第２の信号データセット２３のＣＳ再構成の制約として使用される。
【００３６】
図３に示される実施形態において、Ｔ１強調の第１の信号データセット２１、Ｔ２強調の第２の信号データセット２２及び第３の信号データセット３１としてのFLAIR画像が、取得される。第１、第２及び第３の信号データセット２１、２２及び３１は、ランダムなアンダーサンプリングによって取得される。信号サポート３２は、第１、第２及び第３の信号データセット２１、２２及び３１から導出される。サポート３２は、ＣＳセッティングにおける疎の変換ドメインでの評価される信号サポートを反映する。信号サポート３２は、ＭＲ画像２４、３３及び３４の同時のＣＳ再構成の制約として使用される。ＭＲ画像２４、３３及び３４は、高品質であり、アンダーサンプリングアーチファクトを示さない。
【００３７】
本発明の上記実施形態に示されるように、第１、第２（及び第３）の信号データセット２１、２２（及び３３）に含まれる冗長な空間及びコントラスト情報の利用は、ｋ空間サンプリング密度を低減しつつ、日常的な臨床スキャニングを大幅に加速することができる。患者スループットが、このようにして増大されることができ、それゆえ、患者快適さ及び費用効率が増大されることができる。代替として、診断値を改善するために、検査時間の増加が付加的な機能ＭＲ検査において費や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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