(57)【要約】  磁気共鳴（ＭＲ）システム１０は複数の類似ＭＲパルスシーケンスＴＲを生成するスキャンコントローラ２０を含む。各パルスシーケンスは核種を選択的に励起する複数（ｍ）のＲＦ励起パルスＥＸＣ、各ＲＦ励起パルスＥＸＣの前の複数の異なるスピンロックパルスＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬｍ、複数のデータ読み出し間隔ＲＥ１，ＲＥ２，…，ＲＥｍを含む。ＳＡＲユニット４２はパルスシーケンスに対応するＳＡＲ値を決定し、ＳＡＲ値に基づいてパルスシーケンスに対し最短繰り返し時間を決定する。複数のパルスシーケンスＴＲが印加され、各々は単一位相エンコードに対応する。パルスシーケンスは検査領域の複数のＴ１ρ強調画像が生成されるように位相エンコードグラジエントを除き同一である。Ｔ１ρプロセッサ４０はＴ１ρ強調画像を分析し、分析に従って検査領域のＴ１ρマップを生成する。
2014502910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気共鳴システムであって、
検査領域に静磁場を生じる主磁石と、
前記検査領域内の対象において磁気共鳴信号を誘導し操作する磁場を生じる、及び／又はそこから磁気共鳴データを収集する、高周波コイルと、
高周波コイルを介して送信される複数の類似磁気共鳴パルスシーケンスを生成するよう少なくとも一つの高周波送信機を制御するスキャンコントローラとを有し、
各パルスシーケンスが、
核種を選択的に励起する複数の高周波励起パルスと、
各高周波励起パルスの前の複数の異なるスピンロックパルスと、
複数の読み出し間隔とを含む、
磁気共鳴システム。
【請求項２】
前記パルスシーケンスに対応する比吸収率値を決定する比吸収率ユニットをさらに含む、請求項１に記載の磁気共鳴システム。
【請求項３】
前記比吸収率ユニットは前記パルスシーケンスに対応する決定された比吸収率値に従って最短繰り返し時間を決定する、請求項２に記載の磁気共鳴システム。
【請求項４】
各読み出し間隔におけるデータ読み出しが単一位相エンコードに対応するように各高周波励起パルス後に位相エンコードグラジエントを印加するように傾斜磁場コイルを制御するグラジエントコントローラをさらに含む、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の磁気共鳴システム。
【請求項５】
前記スキャンコントローラが、前記パルスシーケンスの各々に対して固有位相エンコードグラジエントを印加するように前記グラジエントコントローラを制御する、請求項４に記載の磁気共鳴システム。
【請求項６】
前記パルスシーケンスの各々が前記位相エンコードグラジエントを除き同一である、請求項５に記載の磁気共鳴システム。
【請求項７】
各位相エンコードグラジエント後に前記検査領域から磁気共鳴イメージングデータを収集する少なくとも一つの高周波受信機をさらに含む、請求項４乃至６のいずれか一項に記載の磁気共鳴システム。
【請求項８】
前記収集した磁気共鳴イメージングデータを先行するスピンロックパルスの高周波電力に従ってデータセットにソートするソーティングユニットと、
各データセットに対してＴ１ρ強調画像表現を再構成する磁気共鳴データプロセッサとをさらに含む、請求項７に記載の磁気共鳴システム。
【請求項９】
前記再構成された画像表現を分析し、前記分析に従って前記検査領域のＴ１ρマップを生成するＴ１ρプロセッサをさらに含む、請求項８に記載の磁気共鳴システム。
【請求項１０】
磁気共鳴イメージングのための方法であって、
検査領域に静磁場を生じるステップと、
高周波コイルで、前記検査領域内の対象において磁気共鳴信号を誘導して操作する磁場を生じる、及び／又はそこから磁気共鳴データを収集するステップと、
前記高周波コイルを介して送信される複数の磁気共鳴パルスシーケンスを生成するように少なくとも一つの高周波送信機を制御するステップとを有し、
各パルスシーケンスが、
核種を選択的に励起する複数の高周波励起パルスと、
各高周波励起パルスの前の複数の異なるスピンロックパルスと、
複数の読み出し間隔とを含む、
方法。
【請求項１１】
前記パルスシーケンスに対応する比吸収率値を決定するステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記パルスシーケンスに対応する決定された比吸収率値に従って前記パルスシーケンスの最短繰り返し時間を決定するステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
スピンロック強調の各々で、各パルスシーケンスにおいて前記読み出しデータが共通位相エンコードに対応するように各高周波励起パルス後に位相エンコードグラジエントを印加するステップをさらに含む、請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
複数のパルスシーケンスを生成するステップと、
前記パルスシーケンスの各々に対して固有位相エンコードグラジエントを印加するステップとを有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記パルスシーケンスの各々が前記位相エンコードグラジエントを除き同一である、請求項１０乃至１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記読み出し間隔の各々において収集されたデータを前記対応する位相エンコードグラジエントに先行する前記スピンロックパルスの高周波電力に従ってデータセットにソートするステップと、
各データセットに対してＴ１ρ強調画像表現を再構成するステップとをさらに含む、請求項１０乃至１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記再構成されたＴ１ρ強調画像表現の対応ボクセルを分析するステップと、
前記分析に従って前記検査領域のＴ１ρマップを生成するステップとをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
請求項１０乃至１７のいずれか一項に記載の方法を実行するように一つ以上のプロセッサを制御するソフトウェアを備えるコンピュータ可読媒体。
【請求項１９】
検査領域のＴ１ρマップを生成する方法であって、
第１のスピンロックパルス、
第１の励起パルス、
位相エンコーディンググラジエント、
第１の読み出し間隔、
第２のスピンロックパルス、
第２の励起パルス、
位相エンコーディンググラジエント、
第２の読み出し間隔
を含む磁気共鳴シーケンスを決定するステップａ）と、
比吸収率要件を満たす最短繰り返し時間についてステップａ）において決定された磁気共鳴シーケンスを分析するステップｂ）と、
それぞれ第１及び第２の読み出し間隔において読み出されたデータから第１及び第２のデータセットを生成するために異なる位相エンコードグラジエントで前記最短繰り返し時間でステップａ）を繰り返すステップｃ）と、
第１及び第２のＴ１ρ強調画像を生成するために前記第１及び第２のデータセットを再構成するステップｄ）と、
前記Ｔ１ρマップを生成するために前記第１及び第２のＴ１ρ強調画像を分析するステップｅ）とを有する、方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法を実行するようにプログラムされた一つ以上のプロセッサを有する、Ｔ１ρマップを生成するためのシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は磁気共鳴技術に関する。これは特に磁気共鳴イメージング及び磁気共鳴分光法のためのスピン格子緩和パルスシーケンスに応用される。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）及び磁気共鳴分光法（ＭＲＳ）システムは患者の検査と治療のために使用されることが多い。かかるシステムによって、検査される身体組織の核スピンが主静磁場Ｂ０によってそろえられ、高周波数帯域で振動する横磁場Ｂ１によって励起される。イメージングにおいて、結果として得られる共鳴を局在化するために緩和信号が傾斜磁場にさらされる。緩和信号は既知の方法で単次元若しくは多次元画像を形成するために受信される。分光法において、組織の構成についての情報が共鳴信号の周波数成分に含まれる。
【０００３】
ＭＲ組織コントラストはＴ１及びＴ２緩和時間の差、拡散強調、磁化移動、プロトン密度、及び同様のものに依存して組織を識別する。別のイメージング法Ｔ１ρは、回転フレームにおけるスピン格子緩和時間を利用して、従来技術とは異なるコントラストを生じる追加手段を提供する。Ｔ１ρ強調画像は共鳴（ｏｎ‐ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）連続波ＲＦパルスの影響下で磁化が緩和することを可能にすることによって得られる。言い換えれば、緩和はこの低電力ＲＦパルスの印加で横断面における磁化をスピンロックすることによって得られる。Ｔ１ρ強調画像は乳癌、初期急性脳虚血、膝関節軟骨退行変性、外傷後軟骨損傷、椎間板、及び脳活性化と酸素消費量に感受性を示す。
【０００４】
スピンロックＲＦパルスを用いる画像収集のためのスキャン時間は、患者がさらされるＲＦエネルギーの増加のために長いことが多く、通常はスキャン分解能と解剖学的範囲に依存してＴ１ρ強調収集１回に対しおよそ何分にもなる。イメージング手順中に患者に蓄積する単位時間あたり単位質量あたりＲＦエネルギー量は比吸収率（ＳＡＲ）と呼ばれる。米国食品医薬品局はイメージング手順に対して許容されるＳＡＲの量に制限を設けている。スピンロックＲＦパルスはイメージング手順にかなりの量のＳＡＲを追加するので、連続パルス間の繰り返し間隔はＦＤＡガイドラインを満たすためにかなり延ばされ、これは総スキャン時間を長くすることになる。長いスキャン時間は患者にとって不快なだけでなく、動きアーチファクトの可能性も増す。スキャン時間を減らすために、スキャン分解能若しくは解剖学的範囲が損なわれることが多い。
【０００５】
典型的なＴ１ρシーケンスでは、各繰り返し時間（ｔｒ）においてスピンロックパルスが印加された後に励起パルスが続く。励起後、共鳴操作パルス、位相エンコードパルスなどがシーケンスに応じて適切に印加され、データが読み出される。最後に、次のｔｒの前にＳＡＲ要件を満たすために必要な最短時間の中断がある。複数のスピンロックパルスの各々でフル画像が生成され、画像中の対応ボクセルが分析されてそのボクセルに対するＴ１ρ値を生成する。全画像に対して同じ位相展開を維持するために、全画像に同じｔｒが使用される。共通ｔｒは全てのｔｒがＳＡＲ要件を満たすように最大スピンロックパルスに基づいて選択される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本願は上述の問題などを克服する新たな改良されたシステムと方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一態様によれば、磁気共鳴（ＭＲ）システムが提示される。ＭＲシステムは検査領域に静磁場を生じる主磁石を含む。高周波（ＲＦ）コイルは検査領域内の対象において磁気共鳴信号を誘導し操作する磁場を生じ、及び／又はそこから磁気共鳴データを収集する。スキャンコントローラはＲＦコイルを介して送信される複数の類似ＭＲパルスシーケンスを生じるように少なくとも一つのＲＦ送信機を制御する。各パルスシーケンスは核種を選択的に励起する複数のＲＦ励起パルス、各ＲＦ励起パルス前の複数の異なるスピンロックパルス、及び複数の読み出し間隔を含む。
【０００８】
別の態様によれば、磁気共鳴イメージングのための方法が提示される。方法は検査領域に静磁場を生じるステップを含む。ＲＦコイルで、検査領域内の対象において磁気共鳴信号を誘導し操作する磁場を生じる、及び／又はそこから磁気共鳴データを収集する。ＲＦコイルを介して送信される複数のＭＲパルスシーケンスを生成するように少なくとも一つのＲＦ送信機が制御される。各パルスシーケンスは核種を選択的に励起する複数のＲＦ励起パルス、各ＲＦ励起パルス前の複数の異なるスピンロックパルス、及び複数の読み出し間隔を含む。
【０００９】
別の態様によれば、検査領域のＴ１ρマップを生成する方法が提示される。方法は第１のスピンロックパルス、第１の励起パルス、位相エンコーディンググラジエント、第１の読み出し間隔、第２のスピンロックパルス、第２の励起パルス、位相エンコーディンググラジエント、及び第２の読み出し間隔を含むＭＲシーケンスを決定するステップを含む。パルスシーケンスはＳＡＲ要件を満たす最短繰り返し時間を決定するために分析される。ＭＲパルスシーケンスを決定するステップはそれぞれ第１及び第２の読み出し間隔において読み出されるデータから第１及び第２のデータセットを生成するために異なる位相エンコードグラジエントで最短繰り返し時間で繰り返される。第１及び第２のデータは再構成されて第１及び第２のＴ１ρ強調画像を生成する。第１及び第２のＴ１ρ強調画像は分析されてＴ１ρマップを生成する。
【００１０】
一つの利点は比吸収率（ＳＡＲ）が削減されることである。
【００１１】
別の利点はイメージングシーケンスに対するスキャン時間が短縮されることである。
【００１２】
別の利点は短い繰り返し時間にある。
【００１３】
本発明のなおさらなる利点は以下の詳細な説明を読んで理解することで当業者に理解される。
【００１４】
本発明は様々な構成要素と構成要素の配置、及び様々なステップとステップの配置で具体化し得る。図面は好適な実施形態を例示する目的に過ぎず本発明を限定するものとは解釈されない。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】インターリーブスピンロッキングパルスシーケンスを生じる磁気共鳴システムの略図である。
【図２】インターリーブスピンロッキングパルスシーケンスのためのパルスシーケンス図のグラフ表現である。
【図３】インターリーブスピンロッキングパルスシーケンスによる磁気共鳴イメージングの方法である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１を参照すると、磁気共鳴イメージングシステム１０は検査領域１４全体に時間的に均一なＢ０場を生じる主磁石１２を含む。主磁石は円環状若しくはボア型磁石、Ｃ型開磁石、他の設計の開磁石、若しくは同様のものであり得る。主磁石に隣接して配置される傾斜磁場コイル１６はＢ０磁場に対して選択軸に沿って傾斜磁場を生じるはたらきをする。全身高周波コイル１８などの高周波コイルが検査領域に隣接して配置される。随意に、局所若しくは表面ＲＦコイル１８'が全身ＲＦコイル１８に加えて若しくは代わりに設けられる。
【００１７】
スキャンコントローラ２０はグラジエントコントローラ２２を制御し、これは傾斜磁場コイルに、選択された磁気共鳴イメージング若しくは分光法シーケンスに適切であるように、イメージング領域にわたって選択された位相エンコードグラジエントを印加させる。スキャンコントローラ２０はＲＦ送信機２４も制御し、これは全身若しくは局所ＲＦコイルに磁気共鳴励起及び操作Ｂ１パルスを生じさせる。スキャンコントローラはＲＦ受信機２６も制御し、これは全身若しくは局所ＲＦコイルに接続されてそこから磁気共鳴信号を受信する。
【００１８】
受信機２６からの受信データはデータバッファ２８に一時的に保存され、磁気共鳴データプロセッサ３０によって処理される。磁気共鳴データプロセッサは画像再構成、磁気共鳴分光法、カテーテル若しくはインターベンション器具位置特定などを含む従来技術で既知の様々な機能を実行することができる。再構成された磁気共鳴画像、分光法読み出し、インターベンション器具位置情報、及び他の処理されたＭＲデータはグラフィックユーザインターフェース３２に表示される。グラフィックユーザインターフェース３２は臨床医がスキャンシーケンス及びプロトコルなどを選択するようにスキャンコントローラ２０を制御するために使用することができるユーザ入力装置も含む。
【００１９】
検査領域１４のＴ１ρマップを生成するために、ＭＲシステムは各々異なるＴ１ρ強調で複数の画像表現を分析するＴ１ρプロセッサ４０を含む。各々は対応するスピンロックパルスと関連する。各スピンロックパルスはパルスの長さ及び／又はスピンロックパルスの振幅を調節することによって選択されるＲＦ電力を持つ。
【００２０】
Ｔ１ρ強調画像表現は複数のパルスシーケンスが検査領域に印加されるイメージングシーケンス中に生成される。パルスシーケンスを実行する前に、選択されたスピンロックパルスを含む全ＲＦパルスとそれらが印加される順序に基づいてパルスシーケンスの非吸収率（ＳＡＲ）が決定される。ＳＡＲプロセッサ４２は選択されたパルスシーケンスと関連するＳＡＲ値を決定し、安全要件を満たす最短繰り返し時間を決定する。
【００２１】
図２を参照すると、イメージングシーケンスは複数の超繰り返し時間ＴＲを含む。各ＴＲはｍ個の複数のスピンロックパルス、励起パルスなどを含む。より具体的には、各ＴＲはｍ個の繰り返し時間ｔｒ、すなわちｔｒ１，ｔｒ２，…，ｔｒｍを含み、各々がスピンロックパルスＳＬ、励起パルスＥＸＣ、位相エンコードパルスＰＥ、リフォーカシングパルスＲＥＦＯ（図示のスピンエコーシーケンスにおいて）及び読み出し間隔ＲＥを含む。他のシーケンスはリフォーカシングパルスを持たないかもしれない。各ＴＲはスピンロックパルスＳＬ１，ＳＬ２，…，ＳＬｍの各々の一つを含む。図示の実施形態において、ｍ個の画像の各々に対して同じ位相エンコードラインが生成されるように、各ＴＲにおけるｔｒの全てにおいて同じＰＥが印加される。ＳＡＲプロセッサ４２は最短ＴＲを計算する。次のＴＲが可能になる前にＳＡＲが課す遅延若しくはデッドタイムがＴＲの終わりに置かれるか若しくはｔｒ間に分配されることができる。遅延若しくはデッドタイムの分布は共鳴シーケンスが常に展開することを確実にするために各ＴＲにおいて一貫しているべきである。異なるＳＬにわたってＳＡＲを計算することによって、ＳＡＲは最大ＳＬに基づくのではなくＳＬの平均に基づいて効果的に計算される。
【００２２】
上述の通り、各パルスシーケンスＴＲｉは単一位相エンコード、例えば単一位相エンコードラインＰＥｉと関連する。パルスシーケンスＴＲｉが完了した後、グラジエントコントローラ２２は次のパルスシーケンスＴＲｉ＋１が検査領域１４内の異なる位置においてＭＲイメージングデータを収集するように位相エンコードグラジエントＰＥｉ＋１を調節する。スピンロックパルスＳＬ１，ＳＬ２，…，ＳＬｍの全てに対して検査領域１４全体からＭＲイメージングデータが収集されると、ソーティングユニット４４が収集したＭＲイメージングデータをスピンロックパルスＳＬのＲＦ電力に従ってソートする。
【００２３】
臨床医によってＧＵＩ３２においてスピンロックシーケンスが選択されると（Ｓ１００）、ＳＡＲプロセッサ４２は各類似ＴＲに対して対応するスピンロックパルスＳＬ、ＲＦ励起パルスＥＸＣ、及び任意のＲＦリフォーカシングパルスＲＥＦＯと関連するＲＦ電力に基づいて連続する類似ＴＲの最短繰り返し時間を決定する（Ｓ１０２）。スキャナコントローラ２０はステップＳ１０４において決定された最小ＴＲに従ってスピンロックパルスシーケンスＴＲを生成する（Ｓ１０６）ようにＲＦ送信機２４を制御し、ＲＦコイル１８，１８'を介してパルスシーケンスを印加する（Ｓ１０８）。一実施形態において、図示の実施形態のように各位相エンコードグラジエントＰＥに対して同じパルスシーケンスＴＲが連続的に適用される。全検査領域１４のｋ空間ラインのデータフルセットがスピンロックパルスＳＬ１，ＳＬ２，…，ＳＬｍの各々に対して収集される。
【００２４】
図示の実施形態を続けて、各パルスシーケンスＴＲは同じ位相エンコードグラジエントと関連する。言い換えれば、第１のパルスシーケンスＴＲ１に対してサブシーケンスｔｒ１，ｔｒ２，…，ｔｒｍの全部が、グラジエントコントローラ２２によって生成され傾斜磁場コイル１６によって印加される同じ位相エンコードグラジエントＰＥ１でエンコードされる。第２のパルスシーケンスＴＲ２に対して、サブシーケンスｔｒ１，ｔｒ２，…，ｔｒｍの全部が同じ位相エンコードグラジエントＰＥ２でエンコードされる、など。各位相エンコードグラジエントＰＥ及び任意のＲＦリフォーカシングパルスＲＥＦＯの後、ＲＦ受信機２６は読み出し間隔ＲＥ中にＭＲイメージングデータを受信する（Ｓ１１０）。各読み出し間隔ＲＥ１，ＲＥ２，…，ＲＥｍは対応する固有スピンロックパルスＳＬ１，ＳＬ２，…，ＳＬｍと関連する。それからソーティングユニット４４は収集したイメージングデータをそれが収集された様々な読み出し間隔ＲＥに従ってソートし（Ｓ１１２）、従ってイメージングデータは対応するスピンロックパルスＳＬに従ってソートされる。ＭＲデータプロセッサ３０はソートされたＭＲイメージングデータを用いて各固有スピンロックパルスＳＬに対して検査領域１４の画像表現を再構成する（Ｓ１１４）。各画像表現はＴ１ρ強調画像表現である。Ｔ１ρプロセッサ４０はＴ１ρ強調画像表現を分析して（Ｓ１１６）、検査領域のＴ１ρマップを生成し（Ｓ１１８）、これはその後臨床医が解釈するためにＧＵＩ３２に表示される。
【００２５】
本発明は好適な実施形態を参照して記載されている。修正及び変更は上記の詳細な説明を読んで理解することで想到され得る。本発明はかかる修正及び変更が添付の請求項及びその均等物の範囲内にある限り全て含むものと解釈されることが意図される。
【図１】
2014502910.tif 000003
【図２】
2014502910.tif 000004
【図３】
2014502910.tif 000005
【国際調査報告】
2014502910.tif 000006
2014502910.tif 000007
2014502910.tif 000008