(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
MR撮像システムおよび核撮像システムを有する複合撮像アセンブリーであって、
当該MR撮像システムは、所定の周波数区間内の信号に応答し；
前記核撮像システムは複数の核検出器モジュールを有し；
当該複合撮像アセンブリーはさらに、参照クロック・ユニットと位相シフト・ユニットおよび周波数シフト・ユニットのうちの少なくとも一方とを有するタイミング制御ユニットを有し；
前記位相シフト・ユニットおよび前記周波数シフト・ユニットのうちの少なくとも一方は、前記参照クロック・ユニットからの参照クロック信号を受領し、前記核検出器モジュールをクロックするための複数のシフトされたクロック信号を生成するよう構成されており、前記シフトされたクロック信号のうち少なくとも一つは、周波数または位相の少なくとも一方で、前記参照クロック信号に対してシフトされており；
前記タイミング制御ユニットは、前記複数の核検出器モジュールにおける各モジュールをシフトされたクロック信号をもってクロックするよう構成されており、前記核検出器モジュールをクロックする前記シフトされたクロック信号のうちの二つ以上は周波数または位相の少なくとも一方において互いにシフトされており、前記シフトされたクロック信号は、前記MR撮像システムが応答する前記所定の周波数区間内の信号に対する前記シフトされたクロック信号の干渉の組み合わされた効果が、すべての核検出器モジュールを同じクロック信号をもってクロックするのと比べて低減されるように生成される、
複合撮像アセンブリー。
【請求項２】
前記MR撮像システムは、アイソセンターを、該アイソセンターを通る長手軸とともにもち、前記複数（M個）の核検出器モジュールは前記MR撮像システムの長手軸のまわりに放射状に分布しており、k＝1ないしMであるとしてk番目のモジュールは前記MR撮像システムの長手軸のまわりのある回転角（θk）のところにあり、
k番目のモジュールによって受領される前記シフトされたクロック信号の、前記参照クロック信号に対する位相関係（φk）は式φk＝θkによって決定される、請求項１記載の複合撮像アセンブリー。
【請求項３】
前記MR撮像システムは、アイソセンターを、該アイソセンターを通る長手軸とともにもち、前記複数（M個）の核検出器モジュールは前記MR撮像システムの長手軸のまわりに等間隔の回転角において放射状に分布しており、
k＝1ないしMであるとして、k番目のモジュールによって受領される前記シフトされたクロック信号の、前記参照クロック信号に対する位相関係（φk）は式φk＝（360度／k）に従って決定される、請求項１記載の複合撮像アセンブリー。
【請求項４】
前記MR撮像システムがさらに、前記MR撮像システムの長手軸に関して円偏極のRF放射を検出するよう構成されたMR  RF受信コイルを有しており、
前記複数のシフトされたクロック信号の時間領域の和は、前記MR  RF受信コイルによって検出される円偏極のRF放射の位相方向に反対方向の円偏極の位相をもつ、
請求項１ないし３のうちいずれか一項記載の複合撮像アセンブリー。
【請求項５】
前記MR撮像システムがさらに、前記MR撮像システムの長手軸に関して円偏極のRF放射を検出するよう構成されたMR  RF受信コイルを有しており、
k番目のモジュールによって受領される前記複数のシフトされたクロック信号が、前記MR  RF受信コイルによって検出される円偏極の位相方向と反対の巡回方向に増大する、前記参照クロック信号に対する位相遅延（φk）を有する、
請求項２または３記載の複合撮像アセンブリー。
【請求項６】
前記MR撮像システムは、アイソセンターを、該アイソセンターを通る長手軸とともにもち、前記複数の核検出器モジュールは前記MR撮像システムの長手軸のまわりに放射状に分布しており、
前記位相シフト・ユニットによって生成される前記複数のシフトされたクロック信号は、前記参照クロック信号との第一の位相関係をもつ複数のクロック信号および前記参照クロック信号との第二の位相関係をもつ複数のクロック信号を含み、前記第一の位相関係は前記第二の位相関係とは異なり、
各核検出器モジュールは、隣り合う核検出器モジュールがそれぞれ異なる位相関係のクロック信号を受領するよう、前記第一の位相関係のクロック信号または前記第二の位相関係のクロック信号を受領するよう構成されている、
請求項１記載の複合撮像アセンブリー。
【請求項７】
前記複数の核検出器モジュールにおける各モジュールは近隣のサブモジュールのアレイを有し；
前記位相シフト・ユニットは、各サブモジュールをクロックするための追加的なシフトされたクロック信号を生成するようさらに構成されており；
前記位相シフト・ユニットによって生成される前記シフトされたクロック信号は、前記参照クロック信号との第一の位相関係をもつ複数のクロック信号および前記参照クロック信号との第二の位相関係をもつ複数のクロック信号を含み、前記第一の位相関係は前記第二の位相関係とは異なり、
前記タイミング制御ユニットは、各サブモジュールが前記第一の位相関係のクロック信号または前記第二の位相関係のクロック信号を受領するよう、かつ最近接のサブモジュールどうしがそれぞれ異なる位相関係のクロック信号を受領するよう、前記複数のサブモジュールにおける各サブモジュールにシフトされたクロック信号を供給するようさらに構成されている、
請求項１記載の複合撮像アセンブリー。
【請求項８】
前記第一の位相関係と前記第二の位相関係が逆相である、請求項６または７記載の複合撮像アセンブリー。
【請求項９】
ｉ）前記位相シフト・ユニットが、時間的に変化する擬似ランダムな相互位相関係をもつ複数のシフトされたクロック信号を生成するよう構成されている、あるいはｉｉ）前記周波数シフト・ユニットが、時間的に変化する擬似ランダムな相互周波数関係をもつ複数のシフトされたクロック信号を生成するよう構成される、請求項１記載の複合撮像アセンブリー。
【請求項１０】
前記MR撮像システムは、アイソセンターを、該アイソセンターを通る長手軸とともにもち、
ｉ）前記位相シフト・ユニットまたはｉｉ）前記周波数シフト・ユニットのいずれかが、前記MR撮像システムの長手軸に垂直な面内の大きさプロファイルをもつ前記核検出器モジュールからの複合RF干渉信号を生成するよう構成され、前記大きさプロファイルは、非等方であるまたは回転対称でない仕方で前記MR撮像システムの長手軸にのまわりの回転角とともに変化する干渉信号の大きさを示すプロファイルである、
請求項１ないし８のうちいずれか一項記載の複合撮像アセンブリー。
【請求項１１】
前記核検出器モジュールの一つに隣接して位置される少なくとも一つのRF放射生成ユニットをさらに有し、
前記位相シフト・ユニットおよび前記周波数シフト・ユニットの少なくとも一方はさらに、前記少なくとも一つのRF放射生成ユニットをクロックするためのシフトされたクロック信号を生成するようさらに構成され、
前記タイミング制御ユニットは、前記RF放射生成ユニットによって受領されるシフトされたクロック信号の位相または周波数の少なくとも一方が隣接する核検出器モジュールによって受領されるシフトされたクロック信号に対して互いにシフトされているよう、前記RF放射生成ユニットにシフトされたクロック信号を供給するようさらに構成される、
請求項１ないし１０のうちいずれか一項記載の複合撮像アセンブリー。
【請求項１２】
前記少なくとも一つのRF放射生成ユニットをクロックするためのシフトされたクロック信号は、前記隣接する核検出器モジュールをクロックするためのシフトされたクロック信号と同じ周波数であり逆相である、請求項１１記載の複合撮像アセンブリー。
【請求項１３】
前記参照クロック信号はある周波数スペクトルをもち、前記複数のシフトされたクロック信号の時間領域総和は、前記参照クロック信号の周波数スペクトルに存在しない少なくとも一つの追加的なスペクトル成分をもつ複合周波数スペクトルをもつ、請求項１ないし１２のうちいずれか一項記載の複合撮像アセンブリー。
【請求項１４】
前記少なくとも一つの追加的なスペクトル成分は前記所定の周波数区間の外側にある、請求項１３記載の複合撮像アセンブリー。
【請求項１５】
前記核撮像システムがPET撮像システムであり、各核検出器モジュールがガンマ線光子検出モジュールであり、
各ガンマ線光子検出モジュールはさらに、そのガンマ線光子検出モジュールによって受領されるシフトされたクロック信号に対する、そのガンマ線光子検出モジュールによって受領されるガンマ線光子の検出の時間を示すタイムスタンプを生成するよう構成されたタイムスタンプ付けユニットを含み、
前記タイミング制御ユニットはさらに、前記タイムスタンプを受領し、各ガンマ線光子検出モジュールについて、補正されたタイムスタンプを決定するよう構成されているタイミング補正ユニットを有し、前記補正されたタイムスタンプは、前記参照クロック信号に基づくガンマ線光子の検出の時刻と、ｉ）前記少なくとも一つのシフトされたクロック信号の位相シフトおよびｉｉ）そのガンマ線光子検出モジュールによって受領された前記少なくとも一つのシフトされたクロック信号の周波数シフトのうちの少なくとも一方とを示す、
請求項１ないし１４のうちいずれか一項記載の複合撮像アセンブリー。
【請求項１６】
MR撮像システムおよび核撮像システムを有する複合撮像アセンブリーにおいてMR撮像システムへの干渉を低減する方法であって、
前記MR撮像システムは、所定の周波数区間内の信号に応答するものであり；
前記核撮像システムは複数の核検出器モジュールをもち；
当該方法は：
参照クロック信号から、複数のシフトされたクロック信号を生成する段階であって、前記シフトされたクロック信号のうち少なくとも一つは、周波数および位相の少なくとも一方で、前記参照クロック信号に対してシフトされている、段階と；
前記シフトされたクロック信号で前記核検出器モジュールをクロックする段階であって、前記核検出器モジュールをクロックする前記シフトされたクロック信号のうちの二つ以上は周波数または位相の少なくとも一方において互いにシフトされており、前記シフトされたクロック信号は、前記MR撮像システムが応答する前記所定の周波数区間内の信号に対する前記シフトされたクロック信号の干渉の組み合わされた効果が、すべての核検出器モジュールを同じクロック信号をもってクロックするのと比べて低減されるように生成される、段階とを含む、
方法。
【請求項１７】
前記参照クロック信号はある周波数スペクトルをもち、前記複数のシフトされたクロック信号の時間領域の総和は、前記参照クロック信号の周波数スペクトルに存在しない少なくとも一つの追加的なスペクトル成分をもつ複合周波数スペクトルをもつ、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記少なくとも一つの追加的なスペクトル成分が前記所定の周波数区間の外側にある、請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
プロセッサに請求項１６ないし１８のうちいずれか一項記載の方法を実行させるためのコンピュータ・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）撮像システムおよび核撮像システムを含む複合モダリティー撮像アセンブリーにおける使用のための方法およびシステムに関する。本発明は、複合MR-PET撮像アセンブリーにおいて、より詳細には同時に像を取得するそのような撮像アセンブリーにおいて格別の用途を見出す。
【背景技術】
【０００２】
MR撮像の分野では、改善された医療診断の需要のためいわゆる複合モダリティー撮像アセンブリーが開発された。MR撮像システムを核撮像システムと組み合わせることで、MRの軟組織画像コントラスト恩恵を核撮像システムの機能撮像機能で増強することにより診断が改善される。核撮像システムは典型的にはPETまたはSPECT撮像システムであり、たとえば、全身または臨床前撮像システムであってもよい。しかしながら、複合モダリティー撮像アセンブリーの設計は、相互運用性制約条件により挫折させられる。MR撮像システム・ボア内で生成される数テスラの磁場および高RF場は、核撮像システムにおける設計自由度を制約し、たとえば使用可能な素材の範囲を制限する。さらに、近接しての二つの撮像システムの動作は、核撮像システムからの干渉がMR画像品質を劣化させるおそれがある。
【０００３】
そのような複合撮像アセンブリーは、核撮像システムがMR撮像システムの近くに位置される共配置（co-location）を通じて形成されてもよい。動作の間、患者支持パレットのような移送機構が二つの撮像システムの間で移動させられ、MRおよび核画像が相続いて取得される。撮像システム間の分離は一方のシステムの他方への影響を緩和するが、相続く取得の間の患者動きが画像品質を劣化させるおそれがある。そのような複合撮像アセンブリーは、MR撮像システムが核撮像システムと同じ筐体内において組み合わされる完全統合型であってもよく、相互運用性問題が深刻になることを代償として、同時取得および画像アーチファクト低減の両方がもたらされうる。
【０００４】
MR撮像システムが核撮像システムと組み合わされるときに見出されるある具体的な相互運用性問題は、核撮像システムとMR撮像システムとの間の電気的干渉の問題である。ここでは、核撮像システムの回路を流れる電流は、MR撮像システムにおける敏感なRF感知コイルによって検出されるおそれがある電磁放射を生成する。共有される撮像領域のため必然的に核撮像システムのいくつかの部分が、敏感なRFコイルが位置しているMR撮像システムのボアの近くに位置されることが要求される同時取得アセンブリーでは、問題はより深刻になる。RF感知コイルは典型的には特定の周波数帯域幅に敏感であり、よってこの帯域幅内の周波数のみが問題を呈する。しかしながら、核撮像システムにおいて一般に使われるデジタル信号は本来的に広いRF放出スペクトル帯域幅をもち、よってMR  RFコイルの検出帯域幅内にはいることがあり、よってMR撮像システムと干渉することがある。
【０００５】
そのような干渉を低減する通常の方法は、干渉生成領域の電気的遮蔽を使うことを含む。効果的ではあるが、MR撮像システムのボア近くでのその使用の欠点は、電気遮蔽素材がMR磁場を歪め、よってMR画像品質を劣化させることがあるということである。より具体的には、そのような伝導性スクリーンにおいて誘起される渦電流が、スイッチング勾配の時間プロファイルを軟化させ、それがMR  k空間における歪みにつながることがある。
【０００６】
複合撮像アセンブリーにおける干渉を低減するための他の技法が特許文献１に開示されている。そうした技法は、RF干渉を磁気共鳴周波数からスペクトル的に離間させることを含む。それはたとえば、磁気共鳴周波数のところにないクロッキング周波数または電源スイッチング周波数を使うことによるまたは磁気共鳴周波数のところに高調波をもたない周波数を使うことによる。磁気共鳴周波数を中心とするノッチ・フィルタおよび改善された遮蔽の使用も特許文献１に開示されている。
特許出願US2009/0195249A1は、MRI撮像システムおよび非MRI撮像システムを有する医療撮像システムにおけるタイミングに関する。非MRIサブシステムの動作はMRIサブシステムの高周波（RF）キャビン内のタイミング信号に関わる。それぞれの非MRIサブシステムは、MRIサブシステムと非MRIサブシステムとの間で共通の時間ベースをもつタイミング信号に基づく。
特許出願US20070116168A1は、PET撮像システムにおけるイベントに時刻を割り当てるためのシステムおよび方法に関する。
【０００７】
上述したアプローチは、核撮像システムとMR撮像システムとの間の干渉を低減するためにいくらかの効果があるが、患者診断をさらに改善するための改善された品質のMR画像の要求は、この干渉がさらに低減されることを要求する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願公開第2009/0195249A号
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Robert  C.  Hansen,  "Phased  Array  Antennas",  2nd  Edition,  ISBN:978-0-470-52917-1
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
核撮像システムと近くのMR撮像システムとの間の干渉を低減するためのシステム、方法およびコンピュータ・プログラム・プロダクトを提供することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
これらの目的は、MR撮像システムおよび核撮像システムを有する複合撮像アセンブリーの本発明によって達成される。核撮像システムは複数の（M個の）モジュールを含み、そのそれぞれはクロック信号を受領するよう構成される。クロック信号は、タイミングおよび制御目的のために使われてもよい。MR撮像システムは所定の周波数区間内の信号に応答する。複合撮像アセンブリーは、参照クロック・ユニットと位相シフト・ユニットおよび周波数シフト・ユニットの少なくとも一方とをもつタイミング制御ユニットを含む。タイミング制御ユニットは、シフトされたクロック信号を前記複数の（M個の）モジュール内の各モジュールに供給するよう構成される。本発明の第一の側面によれば、位相シフト・ユニットおよび周波数シフト・ユニットの少なくとも一方は、参照クロック・ユニットから参照クロック信号を受領し、前記（M個の）モジュールをクロックするための複数の（M個の）クロック信号を生成するよう構成され、それにより、前記（M個の）シフトされたクロック信号のうちの少なくとも一つが周波数または位相の少なくとも一方において前記参照クロック信号に対してシフトされる。
【００１２】
前記モジュールは、たとえばPET検出器モジュールまたはSPECT検出器モジュールであってもよい。これらのモジュールは、それらの動作を支配するために使われるクロック信号によって引き起こされる電流のおかげによりRF放射を放出する。RF撮像システムに近いそれらの位置は、MR撮像システムへの干渉を引き起こすおそれがある。特に、MR撮像システムにとって有害なのは、前記所定の周波数区間内のRF干渉である。
【００１３】
通常、そのような核撮像システムは、前記モジュールのタイミングおよび制御を同期させる単一の参照クロックから動作させられる。これは、それらのモジュールによるガンマ線光子の検出のようなイベントのタイミングを可能にする。すべてのモジュールが同じクロック周波数で動作させられるからである。
【００１４】
本発明では、シフトされたクロック信号は、MR撮像システムとの干渉を低減させる。それは、ｉ）ある範囲の周波数にわたる干渉周波数の拡散によりそれらのスペクトル密度を低減することおよびｉｉ）クロック周波数の組み合わせから帰結する干渉周波数を、MR撮像システムが敏感な前記所定の周波数区間の外側のスペクトル領域にシフトさせることの一方または両方のためである。本発明は、MR撮像システムが各モジュールからの干渉の組み合わせに敏感であることを見出すことから生じる。この組み合わされた干渉を制御することにより、MR撮像システムが敏感である前記所定の周波数区間内である個々のモジュールのクロック周波数、特にそれらの基本クロック周波数が、前記モジュールを動作させるために使用されることができる。それらの組み合わされた干渉が、MR撮像システムに対して低減した影響をもつからである。
【００１５】
本発明のもう一つの側面によれば、MR撮像システムの主磁石の長手軸に関する前記モジュールの特定の配位であって、MR撮像システムへの低減した干渉をもつものが開示される。
【００１６】
本発明のもう一つの側面によれば、MR撮像システムは、MR撮像システムの長手軸に関して円偏極のRF放射を検出するよう構成されたMR  RF受信コイルを含む。さらに、前記モジュールによって受信されるシフトされたクロック信号は、MR  RF受信コイルによって検出される円偏極のRF放射の位相方向に反対方向の円偏極した位相をもつ複合信号を生成するよう構成される。そうする際、上記の反対方向の円偏極の干渉は、MR撮像システムによって検出されない。
【００１７】
本発明のもう一つの側面によれば、前記（M個の）モジュールのそれぞれは、複数の近隣のサブモジュールを有する。各サブモジュールは、参照クロック信号との第一の位相関係（φ1）または参照クロック信号との第二の位相関係（φ2）のいずれかをもつシフトされたクロック信号を受領するよう構成される。ここで、第一の位相関係は第二の位相関係とは異なる。さらに、最近接サブモジュールがそれぞれ異なる位相関係のクロック信号を受領するよう構成される。そうする際、各サブモジュールによって放射される干渉の打ち消しのため、MR撮像システムへの干渉は低減される。ある好ましい構成では、それらのサブモジュールは規則的な二次元アレイに配置され、それらのモジュールは同じ周波数で動作させられ、それにより各サブモジュールによって受領される位相は参照クロックに対して0度または180度シフトされ、最近接サブモジュールはそれぞれ異なる位相関係のクロック信号を受領する。サブモジュールの間での位相のそのようなチェッカーボード様の空間分布は、それらのサブモジュールからの干渉を打ち消すことにおいて特に有利であることが見出されている。
【００１８】
本発明のもう一つの側面によれば、ｉ）前記位相シフト・ユニットが、時間的に変化する擬似ランダムな相互位相関係をもつ複数の（M個の）シフトされたクロック信号を生成するよう構成されるか、あるいはｉｉ）前記周波数シフト・ユニットが、時間的に変化する擬似ランダムな相互周波数関係をもつ複数の（M個の）シフトされたクロック信号を生成するよう構成される。擬似ランダムという句は、変動がノイズを示すことを意味することが意図されている。ブラム・ブラム・シャブ（Blum  Blum  Shub）、フォルトゥーナ（Fortuna）およびメルセンヌ・ツイスター・アルゴリズムを含むアルゴリズムが、そのような擬似ランダムな変動を生成するために使用されうる。結果として得られるシフトされたクロック信号は、MR撮像システムへの低減された干渉を引き起こす。結果として得られるスペクトルに対する拡幅効果があり、それにより画像アーチファクトを低減するからである。位相およびまたは周波数シフトの知識は、本発明の他の諸側面でも、参照クロックに対するイベントのタイミングを決定するために使用される。
【００１９】
本発明のもう一つの側面によれば、ｉ）位相シフト・ユニットまたはｉｉ）周波数シフト・ユニットのいずれかが、MR撮像システムの長手軸に関して非等方であるまたは回転対称でないプロファイルを有する複合干渉信号を生成するよう構成される。そのような干渉信号は、有利には、MR撮像システムの長手軸に関して特に動径方向に敏感な方向における干渉を低減するために使用されうる。
【００２０】
本発明のもう一つの側面によれば、一つまたは複数の追加的なRF放射生成ユニットが前記（M個の）モジュールに隣接して位置されてもよい。RF放射生成ユニットは、シフトされたクロック周波数をもってクロックされ、前記モジュールのうちの一つまたは複数によって生成される干渉を打ち消すために使われるRF干渉を引き起こす。ある構想されている構成では、複合撮像アセンブリーの機械的幾何構造を維持しつつ全体的な干渉を低減するために、モジュールがRF生成ユニットの代わりにされる。
【００２１】
本発明のもう一つの側面によれば、参照クロック信号はある周波数スペクトルをもち、前記複数の（M個の）シフトされたクロック信号の時間領域総和は、前記参照クロック信号の周波数スペクトルに存在しない少なくとも一つの新たなスペクトル成分をもつ複合周波数スペクトルをもつ。そうする際、干渉信号のスペクトル密度が低減され、それによりMR撮像システムへの干渉が低減される。
【００２２】
本発明のもう一つの側面によれば、前記新たなスペクトル成分は前記所定の周波数区間の外側にある。追加的なスペクトル成分をそのように位置させることにより、MR撮像システムによるその検出を防止することによって干渉がさらに低減される。
【００２３】
本発明のもう一つの側面によれば、核撮像システムがPET撮像システムであり、各モジュールがガンマ線光子検出モジュールである複合撮像アセンブリーが開示される。各ガンマ線光子検出モジュールはさらに、そのガンマ線光子検出モジュールによって受領されたシフトされたクロック信号に関する、そのガンマ線光子検出モジュールによって受領されたガンマ線光子の検出の時間を示すタイムスタンプを生成するよう構成されたタイムスタンプ付けユニットを含む。タイミング制御ユニットはさらに、タイミング補正ユニットを有する。タイミング補正ユニットは、前記タイムスタンプを受領し、各ガンマ線光子検出モジュールについて、補正されたタイムスタンプを決定するよう構成されている。補正されたタイムスタンプは、前記参照クロック信号に基づくガンマ線光子の検出の時刻と、ｉ）前記少なくとも一つのシフトされたクロック信号の位相シフトおよびｉｉ）そのガンマ線光子検出モジュールによって受領された前記少なくとも一つのシフトされたクロック信号の周波数シフトのうちの少なくとも一方とを示す。そうする際、共通のクロックに関する補正されたタイムスタンプが得られる。この側面は、有利なことに、ガンマ線光子検出モジュールによって検出されるガンマ線光子の対の同時生成の解析を許容する。
【００２４】
本発明の他の側面では、組み合わされたMR‐核撮像アセンブリーにおける干渉を低減するためのさまざまな方法ステップが開示される。
【００２５】
本発明のもう一つの側面によれば、プロセッサ上で実行されたときにプロセッサに本発明の方法ステップの一つまたは複数を実行させる命令を含むコンピュータ・プログラム・プロダクトが開示される。コンピュータ・プログラム・プロダクトは、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気ハードドライブ、USBドライブ、光ディスク、ROMまたはRAMのようなコンピュータ可読記憶媒体であってもよく、さらに、前記コンピュータ実行可能命令はダウンロード可能であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】従来技術の、完全統合された複合MR-PET撮像アセンブリーを示す図である。
【図２】12脚バードケージ共振器のモード・スペクトルを示す図である。
【図３】MR撮像システムの敏感な周波数区間内の干渉の、MR画質への影響を示す図である。
【図４】時間領域における二つの同相で同周波数の信号S1およびS2を加算して信号S3を生成することを、それぞれの周波数領域表現とともに示す図である。
【図５】いずれもMR撮像システムが敏感である周波数区間B1内にあるが互いに異なる位相をもつ同周波数の信号S4およびS5を加算して複合信号S6が帰結することを示す図である。
【図６】異なる基本周波数をもち、いずれもMR撮像システムが敏感である周波数区間B1内にある信号S7およびS8を加算して複合信号S9が帰結することを示す図である。
【図７】MR撮像システムおよびPET撮像システムを有する複合撮像アセンブリーのコンポーネントが示されている本発明の第一の実施形態を示す図である。
【図８】デジタルMR-PETインサート「ハイペリオンIID（Hyperion  IID）」における本発明の第二の実施形態を示す図である。
【図９】MR撮像システムの主磁石のアイソセンター２８を通る長手軸２９のまわりに放射状に分布しているPET検出器モジュール９１、９２によって例示される複数のPET検出器モジュール（M）を示す、本発明の第三の実施形態を示す図である。
【図１０】スクリーン１０１の外部に放射状に位置されるRF電流源１０２によってセグメント分割された12要素RFスクリーン１０１において誘起される表面電流（dB  A/m）と、スクリーン１０１内部に放射状に位置される12脚のバードケージMR  RF受信コイル１０３において誘起される電流とのシミュレーションを示す図である。
【図１１】複数の（M個の）モジュールがMR撮像システムの主磁石のアイソセンター２８を通る長手軸のまわりに放射状に分布している本発明の第六の実施形態を示す図である。
【図１２】（N個の）近隣のサブモジュールのアレイのための二つの位相分布パターンを示す図である。
【図１３】図１２に示した二つの対応する位相分布パターンから帰結する磁場分布のシミュレーションを示す図である。
【図１４】図１３の二つの対応する磁場分布から帰結するRFスクリーンにおける誘導電流分布のシミュレーションを示す図である。
【図１５】MR撮像システムの長手軸のまわりの干渉信号の大きさのプロファイルが示される本発明の第八の実施形態を示す図である。
【図１６】核撮像システムがPET撮像システムであり、各モジュールがガンマ線光子検出モジュールである、本発明の第十一の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
核撮像システムと近くのMR撮像システムとの間の干渉を低減するために、本発明は、核撮像システムがPET撮像システムであり、二つの撮像システムが同じ筐体のもとに組み合わされ、よって完全統合されている複合撮像アセンブリーを参照して記述される。しかしながら、本発明が、共配置されているという意味において組み合わされており、核撮像システムからの干渉が近くのMR撮像システムにおける画質に影響するMR‐核撮像アセンブリーにおいても用途を見出すことは理解される。そのような構成はたとえば、同じ部屋に配置されていてもよい。本発明は、全身または臨床前使用のために構成されている撮像アセンブリーにおいて用途を見出すことが注意される。
【００２８】
図１は、従来技術の完全統合された複合MR-PET撮像アセンブリーを示している。図１を参照するに、複合MR-PET撮像アセンブリー１は、撮像領域３を画定するボア２７をもつ共通のスキャナ筐体２を有する。撮像領域３内に人間または動物のような撮像されるべき被験体が配置されうる。MR撮像システムに付随する主磁石４は、低温シールディング５によって囲まれており、撮像領域３において主磁場を生成する。主磁石４はアイソセンター２８と、アイソセンター２８を通りボア２７の軸と整列されている長手軸２９とを有する。傾斜磁場コイル６は、撮像領域３における主磁場に重畳される追加的な磁場を生成するために筐体２上または筐体２内に配置されている。傾斜磁場コイル６は典型的には、三つの直交する磁場勾配を生成するためのコイルを含む。いくつかの実施形態では、RF励起パルスを撮像領域３中に注入するために、RFスクリーン８をもつ全身RFコイル７が筐体２内または筐体２上に配置される。他の実施形態では、撮像されようとしている被験体に局所的なRFパルスを注入するために図示しない局所コイルが使われる。
【００２９】
MRI画像取得の間、RF送信器９は、RFスイッチング回路１０を介して全身コイル７に結合される、あるいは撮像領域３のある領域において磁気共鳴を生成するために図示しない一つまたは複数の局所コイルに結合される。勾配コントローラ１１は、磁気共鳴を空間的にエンコードするために傾斜磁場コイル６への信号を制御する。一例では、高周波（radio  frequency）励起中に加えられる一次元の磁場勾配が、スライスに敏感な励起を生成し；磁気共鳴の励起と読み出しとの間に加えられる磁場勾配が位相エンコードを提供し、磁気共鳴の磁気の読み出し中に加えられる磁場勾配が周波数エンコードを提供する。MRIパルス・シーケンスは、デカルト式、放射状または他の空間的エンコードを生成するよう構成されることができる。
【００３０】
RF励起後、RFスイッチング回路１０は動作上、RF送信器９を切断し、RF受信器１２を全身RFコイル７に接続して、撮像領域３内からの空間エンコードされた磁気共鳴を取得する。あるいはまた、RF受信器１２は図示しない局所コイルの一つまたは複数の接続される。取得された磁気共鳴はMRIデータ・バッファ１３に記憶され、MRI再構成プロセッサ１４によって再構成され、結果として、MRI画像メモリ１５に記憶される再構成されたMRI画像を与える。MRI再構成プロセッサ１４は、デカルト式エンコードが使われるとき、高速フーリエ変換（FFT）再構成アルゴリズムのようなアルゴリズムを使う。複合MR-PET撮像アセンブリー１はさらに、撮像領域３内で放出されるガンマ線光子を受信するために撮像領域３のまわりに放射状に配置された複数のガンマ線光子検出器１６を介したPET撮像機能を含む。ガンマ線光子検出器１６は諸モジュールに配置されていてもよい。ここで、あるモジュールは、あらかじめ決定された捕捉エリアからのガンマ線光子に応答する複数の検出器を含む。図１では放射検出器がMR撮像システムの内側ライニング内に示されているが、円筒形主磁石４におけるギャップ内の放射検出器の位置を含む他の構成も考えられている。もう一つの考えられる構成では、PETガンマ線光子検出器は、臨床前MR-PET撮像における使用のためにMR撮像システムのボア中に除去可能な形で挿入されるモジュールの一部をなす。
【００３１】
PET撮像では、被験体を撮像領域３内に位置付ける前に、放射性トレーサーが患者または動物のような被験体に投与される。放射性トレーサーは好ましくは、被験体内の諸領域によって吸収され、ある取り込み期間後にその分布が画像化される。放射性トレーサーは放射性崩壊を起こし、その結果、陽電子を生成する。各崩壊イベントは一つの陽電子を生成し、その陽電子は人間の組織内で数mm進み、その後、対消滅イベントにおいて電子と相互作用し、対消滅イベントは二つの反対向きのガンマ線光子を生成する。それら二つのガンマ線光子はそれぞれ511keVのエネルギーをもち、その後、撮像領域３のまわりに放射状に配置されている複数のガンマ線光子検出器１６によって検出される。各ガンマ線光子検出器は、ガンマ線光子が当たったときに電気信号を生成する。図１に示した実施形態では、受領されたガンマ線光子を示す電気信号が、撮像領域外に位置しているPETイベント・バッファに転送される。代替的な実装では、イベント・バッファはガンマ線光子検出器１６にローカルであり、よって撮像領域３により近接している。PETイベント・バッファ１７中のデータは好ましくは、リスト・モード・フォーマットであり、複数のガンマ線光子の受信の時刻を示す情報を含む。時刻情報は絶対的な時刻であってもよく、あるいはまた各イベントは、実質的に同時に検出されたガンマ線光子対の一員として同定されてもよい。そのデータはさらに、受信されたガンマ線光子のエネルギーを示す情報を含んでいてもよい。PETイベント・バッファ１７と動作上通信する同時生成判定ユニット１８がデータを、実質的に同時に受領される同時生成イベントの対にソートする。二つのガンマ線光子が同時生成であると同定されるのは、それらのタイムスタンプが互いの狭い時間期間内に現われる場合、典型的には±5ns以内に検出される場合である。同時生成ガンマ線光子を受信する二つの検出器の位置が空間内の直線を定義し、その直線上で対消滅イベントが起こったことになる。その直線は応答線（LOR:  line  of  response）と称される。同時生成判定ユニット１８からの同時生成イベントの対はLOR処理器１９に転送され、LOR処理器１９は、それに沿ってイベントが起こったことになる空間的なLORを同定する。飛行時間（TOF:  time-of-flight）PETでは、二つの検出されたイベントの間の小さな時間差がさらに、LOR上で、対消滅イベントが起こった位置を局在化し、よって崩壊イベントを引き起こす放射性トレーサーの空間位置をより正確に位置特定するために使われる。受信されたイベントの絶対的な時刻が生成される場合には、崩壊イベントを引き起こす放射性トレーサーの空間位置をより正確に位置特定するために、任意的なTOF処理器２０が、各対におけるイベント間の時間差を使う。結果として得られるデータはPET投影データ・セット２１であり、これがPET再構成処理器２２によって、フィルタ補正逆投影および逐次反復的再構成のような技法を使って、撮像領域内の放射性トレーサーの分布を示すPET画像に再構成される。結果として得られるPET画像はPET画像メモリ２３に記憶される。その後、MRおよびPET撮像モダリティーからのデータがポスト再構成画像処理器２４によって処理されてもよい。たとえば、画像どうしを整列させたり、画像を異な���解剖学的コンパートメントにセグメント分割したり、コンパートメント内の放射性トレーサー取り込みを決定したりなどするためである。ユーザー・インターフェース２５は、スキャン・プロセスとの、およびポスト画像再構成プロセッサ２４とのユーザー対話を許容して、たとえばユーザーが画像を整列させて操作したり、スキャンを開始および停止したり、スキャン時間、MR撮像プロセスにおいて使われるRF勾配場の性質といったスキャン・パラメータを設定したり、スキャンされるべき撮像領域の広がりを同定したりすることができるようにする。複合撮像アセンブリー１はさらに、核およびMR撮像システムの両方の部分に動作上接続されて核およびMR撮像スキャンそれぞれからのデータ取得を協調させる撮像アセンブリー活動制御ユニット２６を含んでいてもよい。
【００３２】
図１では、PET撮像システムの少なくとも前記ガンマ線光子検出器１６は典型的に、ガンマ線光子が受領されるもとになる撮像領域の近くに位置される。図示しないがガンマ線光子検出器１２に付随する制御回路、タイミング回路およびローカル・データ処理回路も、信号完全性を維持し、システムのコンパクトさを改善するために、ガンマ線光子検出器の近くに位置されていてもよい。イベント・バッファ１７も、撮像領域の近くに位置されていてもよい。しかしながら、MR撮像システムのボアの近くにある電子回路、特にPET検出器１６のモジュールの動作は、そのような電子回路によって引き起こされる電磁放出が敏感な全身RFコイル７によって、あるいはまた図１には示されない局所コイルの一つまたは複数によって検出され、その後、RF受信器１２によって検出されて、その干渉が本物の信号と解釈されるおそれがある。そのような干渉は、結果として得られるMR画像品質を劣化させる偽の画像アーチファクトを生成することがある。問題を引き起こすのは、特に、RF受信器１２の検出帯域幅内の干渉であり、RF放出が検出される一つまたは複数の周波数区間があることがある。
【００３３】
MR撮像システムの、RF干渉への敏感さを示すために、図２は、12脚のバードケージ共振器のモード・スペクトルを示している。図２における縦軸はバードケージ共振器の反射係数を表わし、例示的なMR  RF受信コイルの、RF干渉への敏感さを示している。図２において、干渉がMR撮像システム内のRF受信器によって検出されるおそれのある三つの相異なる周波数区間が同定できる。これらは約65MHzから85MHz、約95MHzから105MHzおよび約125MHzから130MHzである。図２はMR撮像システムの、一つまたは複数の周波数区間内の干渉への敏感さの一般原理を示すのであって、一般に、MR撮像システムへの干渉のおそれを呈する周波数は関わっているMR撮像システムおよび使用されるMR  RF受信コイルに固有であることは理解される。
【００３４】
図３は、MR撮像システムの敏感な周波数区間内の干渉の、MR画像品質に対する影響を示している。図３のＡでは、敏感な周波数区間内の二つの干渉する周波数が、いずれもMR画像の、普通なら構造のない白色の中央領域と一致する二本の垂直線を生じている。この中央領域はMR撮像システム・ボアを表わし、目に見えて画質を劣化させる。図３のＢでは、単一の干渉周波数が、MR撮像システムのボア外での、MR画像の右側部分における単一の垂直線を与えている。そのような構造は、画質を劣化させ、同様に画像解析を混乱させ、除去されることが望ましい。
【００３５】
複合核‐MR撮像システムにおけるMR撮像システムへの干渉の一つの源は、核撮像システムからのRF放出である。核撮像システムは典型的には、撮像領域からの核崩壊イベントを捕捉するために諸モジュールにおいて一緒に組み合わされている複数の検出器を含む。PET撮像システムでは、たとえば、撮像領域は、ガンマ線光子検出器の諸モジュールによって放射状に囲まれる。各モジュールは、撮像領域の一部からのガンマ線光子を受信する。SPECTでは、ガンマ線光子検出器は典型的には、ガンマ線光子を受信するために撮像領域のほうを向いて配向されている一つまたは複数のアレイをなすよう諸モジュールにおいて配置される。いずれの場合にも、モジュール式配置により、タイミングおよび制御回路のような共通の電子回路の共有ができる。各モジュールにおける制御およびタイミング回路は典型的には、通常、MR  RF受信回路によって検出される一つまたは複数の周波数区間に近い基本周波数で動作するクロック信号によって支配される。したがって、そのような周波数はMR撮像システムに干渉し、画像品質を劣化させる。さらに、各モジュールによって基本周波数の高調波も放射され、MR  RF受信回路によって検出される周波数区間内にはいるこれらの高調波も、MR画像品質に対するリスクを呈する。通常、モジュールは、それらのモジュールによって実行される動作のタイミングを同期させるために、みな共通のクロックによって制御される。そのような干渉を軽減するための既知の解決策では、モジュールは、MR  RF受信回路によって検出される周波数区間の外側にある共通の周波数でクロックされる。共通のクロックの使用は、そのような干渉周波数およびその高調波の制御を維持することを支援する。しかしながら、干渉を避けることに向けたこの既知の解決策は、核撮像システムが、最適でないクロック周波数で動作することを強制し、核撮像システムの性能を劣化させることがあるという欠点がある。
【００３６】
本発明の発明者は、核撮像システムのモジュールの一つまたは複数を、参照クロック信号に対して位相または周波数の少なくとも一方においてシフトされたクロック周波数でクロックすることによって、核撮像システムとMR撮像システムとの間の干渉が著しく軽減できることを発見した。
【００３７】
複数の干渉を生成するモジュールからの干渉の組み合わされた効果は一般に、時間領域においてそれらの個々の干渉信号を加えることによって記述できる。結果として、諸モジュールが同相であるまたは同じ周波数をもつクロック信号によってクロックされるとき、それらのRF放出は建設的に加算される。このことは、時間領域における二つの同相かつ同周波数の信号S1およびS2の加算が信号S3を生成することを、それぞれの周波数領域表現とともに示す図４によって示されている。簡単のため、パルス化された時間領域波形の基本周波数のみが示されているが、本原理は同様にこれらの基本周波数の高調波にも当てはまる。原理は、存在しているS1およびS2に追加される他の信号にも適用可能である。周波数区間B1は、近くのMR撮像システムが敏感である周波数の帯域を表わす。図４に示されるように、時間領域波形は線形に加算されて、S1とS2の振幅の和に等しい振幅をもつS3を生成する。周波数領域では、いずれも周波数区間B1内であるS1およびS2の基本周波数が重なって、同じ周波数および二倍の振幅をもつS3を生成する。S3の周波数はいまだMR撮像システムが敏感である周波数区間B1内なので、これはMR撮像システムに干渉する。
【００３８】
本発明によれば、諸モジュールをクロックするためのシフトされた諸クロック信号を生成するために、参照クロック信号が使用される。少なくとも一つのシフトされたクロック信号は、参照クロック信号に対して、位相または周波数の少なくとも一方においてシフトされている。シフトされた諸クロック信号が時間領域において合計されるとき、ある程度の破壊的干渉があり、それはそれらの干渉の組み合わされた効果を低減する作用をする。結果として、すべてのモジュールが同相かつ同周波数のクロック信号によってクロックされるときの状況に比べて、総合的な干渉は低減される。
【００３９】
図５は、いずれもMR撮像システムが敏感である周波数区間B1内にあるが互いに異なる位相をもつ同周波数の信号S4およびS5の加算から帰結する組み合わされた信号S6を示している。図５では、S4およびS5の互いの位相差は180度であり、結果として、S4およびS5の参照周波数の二倍であり、周波数区間B1の外にあるS6の複合周波数を与える。結果として、これは干渉を低減する。図５は、等しい大きさをもつ二つの源S4およびS5という特定の場合を示しているが、建設的干渉の度合いを低減するために少なくとも一つの源の位相を調整するという原理はより広く適用可能である。原理的には、複数の源のうちの一つのみについて180度の位相シフトを使うことは、基本周波数における、よってB1内のスペクトル成分を、基本周波数の二倍における参照周波数スペクトルに存在しない新たなスペクトル成分との組み合わせにおいてもつ周波数スペクトルを与える。基本周波数の二倍における新たなスペクトル成分は、干渉エネルギーの一部の、参照スペクトルに存在していなかった周波数への、よって同相かつ同周波数のクロック信号が組み合わされるときには存在しないであろう周波数への移転を表わす。より一般には、第一のインスタンスにおいて干渉が低減されるのは、組み合わされた周波数スペクトルの、ある範囲の周波数にわたる拡散が干渉の総合的なスペクトル密度を低減させるためである。新たなスペクトル成分が周波数区間B1内にあるとしても、周波数S1、S2が同相でありかつ同じ周波数にあるときの状況に比べれば、干渉は相変わらず低減される。より広い周波数範囲にわたるエネルギーの拡散の効果は、測定される干渉に対していくらかの変動性を導入し、そのため時間的に平均すると干渉の打ち消しが許容されるからである。事実上、位相シフトはパルス・ストリームの連続性を破る。第二のインスタンスではさらに、参照周波数スペクトルになかった新たなスペクトル成分が周波数区間B1の外側の周波数にあるとすることができる。周波数区間B1に敏感なMR撮像システムへの干渉は、この追加的な条件の下ではさらに低減される。MR撮像システムは該新たなスペクトル成分には全く敏感でないからである。さらに、180度の周波数シフトが生成の簡単さおよび干渉低減の大きさの点では好ましいものの、源周波数どうしの間の0でないいかなる相互の位相シフトも、同じように新たなスペクトル成分を生成することによって、第一および第二のインスタンスにおいて機能する。
【００４０】
図６は、いずれもMR撮像システムが敏感である周波数区間B1内にある、異なる基本周波数をもつ信号S7およびS8の加算から帰結する複合信号S9を示している。図６に示した例では、S7およびS8の基本周波数はいずれも複合周波数スペクトルに存在する。しかしながら、周波数区間B1に敏感なMR撮像システムへの干渉は低減される。より広い範囲の周波数にわたるエネルギーの分散によって得られる低減されたスペクトル密度が、測定される干渉にいくらかの変動性を導入し、それが時間的に平均されたときに打ち消しを許容するからである。図６に示される原理は、複数のRF放射源の間に何らかの周波数差があるときに現われる。結果として、たとえ複数のそのような放射源のうちの一つだけが他と異なる周波数で動作させられるとしても、干渉が低減できる。明らかに、干渉が広い周波数範囲にまたがって拡散されるときに恩恵は増し、そのことは、干渉源またはモジュールのそれぞれのクロック周波数を、広い周波数範囲にまたがって分離させることによって達成される。一層好ましくは、干渉は、干渉がMR撮像システムの検出可能なノイズ・フロアを下回ることを保証するのに十分な周波数範囲にわたって拡散されてもよい。上記の原理は、本発明の以下の実施形態において使われる。
【００４１】
図７は、MR撮像システムおよびPET撮像システムを有する複合撮像アセンブリーのコンポーネントが示されている本発明の第一の実施形態を示している。図７では、複合撮像システム７０は、MR撮像システムのボア７５内において、PET検出器モジュール７１、７２によって例示される複数のPET検出器モジュールを位置させることによって形成される。MR撮像システムは主磁石（図示せず）を有し、主磁石はアイソセンター２８と、アイソセンター２８を通りボア７５の軸と整列している長手軸２９とをもつ。PET検出器モジュール７１、７２は、共通のMR-PET撮像領域７６から逆向きのガンマ線光子７３、７４によって例示されるガンマ線光子を受領するために、MR撮像システムの長手軸２９のまわりに放射状に分布している。PET検出器モジュール７１、７２はそれぞれ、シフトされたクロック信号の接続７１ａ、７２ａによって例示されるシフトされたクロック信号を受領するよう構成されている。PET撮像の図示した例では、シフトされたクロック信号は、PET検出器モジュール７１、７２によって、ガンマ線光子７３、７４の受領のタイミングを取ることにおいて使用されてもよい。代替的または追加的に、シフトされたクロック信号は、制御目的のためにそれらのモジュールによって使用されてもよい。複合撮像アセンブリー７０はさらに、タイミング制御ユニット８０を含んでいる。これは、参照クロック信号を生成するための参照クロック・ユニット７７と、PET検出器モジュール７１、７２をクロックするための複数のシフトされたクロック信号７９を生成し、該シフトされたクロック信号７９の少なくとも一つが周波数または位相の少なくとも一方において参照クロック信号に対してシフトされているようにするよう構成されている位相およびまたは周波数シフト・ユニット７８とを含む。図７のタイミング制御ユニット８０は、前記複数の（M個の）モジュール内の各モジュールにシフトされたクロック信号を供給するよう構成されている。
【００４２】
位相または周波数シフト・ユニット７８のさまざまな構成が、今、所望される位相または周波数シフトされた信号７９の生成のために考えられる。ある構成では、位相シフトは、参照クロック・ユニット７７からの参照クロック信号の電気的信号経路における、電気ケーブルの異なる長さを使うことによって導入される。所望される位相シフトまたは伝搬遅延を生成するために、電気配線の固有のキャパシタンスおよび抵抗から生じる信号遅延は、ケーブル長によって制御されることができる。そのような遅延は、ケーブルの追加的な長さまたは追加的な抵抗性もしくは容量性コンポーネントを切り換えによって挿入することによって調整されうる。光ケーブルの使用も考えられる。ここで、光ファイバーの長さが、信号伝搬遅延を、よって位相シフトを決定するために使われる。光学的な位相遅延には、MRI環境における高磁場に対する不感性が改善させるという追加的な利点がある。あるいはまた、抵抗器およびコンデンサまたはフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（FPGA）を含む専用のハードウェア・コンポーネントが、所望される位相遅延を生成するために使われてもよい。固定遅延ではなく切り換え可能な位相遅延の使用は、明らかに、たとえばMRI動作の特定のモードの間の特定の干渉周波数を低減するためのシステムの再構成を許容する。
【００４３】
ある実装では、専用の電子回路を使って、参照クロック・ユニット７７からの参照クロック信号に周波数シフトが導入される。好適な電子回路は、位相ロック・ループ（PLL:  phase-locked  loop）、遅延ロック・ループ（DLL:  delay-locked  loop）、発振器、クロック合成器および／または専用のクロック移相器およびクロック信号のためのファンアウト・チップを含む。クロック転送（clock  forwarding）のような技法が使われてもよい。もう一つの実装では、位相または周波数のいずれかを調整するために、再プログラミング可能なFPGAの使用が考えられる。これは、参照クロック・ユニット７７に対するシフトされたクロック周波数の位相およびまたは周波数を調整することができるという利点がある。FPGAは典型的にはインフィールド・プログラマブルDLLまたはPLLを含み、これが参照クロック信号をシフトさせる能力を提供する。さらに、FPGAは、複数のクロック信号をファンアウトする機能をもち、外部ファンアウト・チップの必要をなくす。
【００４４】
図８は、デジタルMR-PETインサート「ハイペリオンIID」における本発明の第二の実施形態を示している。図８では、シングルス・プロセシング・ユニット（SPU:  Singles  Processing  Unit）としても知られるPET検出器モジュール８２がPET撮像領域のまわりに放射状に分布しており、いわゆるPETリングを作り出している。PET検出器モジュール８２は、図７におけるPET検出器モジュール７１、７２に対応する。PET検出器モジュール８２はそれぞれ、いくつかのいわゆる検出器スタック８３を含み、検出器スタックはシンチレーション光の検出のための光検出器およびそのサプライおよび読み出し電子経路を含む。検出器スタックは、ガンマ線光子シンチレーション光の検出のためのシリコン・フォトマル（SiPM）８５を含み、SiPM  ８５によって生成された信号はスタック内のASICによってデジタル化される。読み出しASICと主PETモジュールとの間の通信は、インターフェース層、いわゆるインターフェース・ボード（IF）を使って確立される。PETリングを形成するモジュール８２は、制御PC  ８６によって制御されるバックボーン８１を介して読み出されるガンマ線光子検出データを生成する。図８の各項目における相対クロック位相は項目８７（φ）によって示されている。
【００４５】
動作では、固定周波数参照クロック信号がバックボーン・ユニット８１内のクリスタル発振器によって生成される。この信号はバックボーン・ユニットによってPETモジュール８２に通信される。参照クロック信号の固定周波数は、PLLを使って実装されるユニット８１内のFPGA内のクロック合成器によって修正されてもよい。この信号はその後、光ファイバーを介してPETモジュール８２のそれぞれに送信される。
【００４６】
異なるファイバー長を適用するまたはクロック移相器を使うことにより、PETモジュールのためのクロック信号の間の位相の変動が得られる。光ファイバーのシフトされたクロック信号出力は、各PETモジュール８２に通信され、各PETモジュール内に位置しているFPGAに分配される。このFPGA内で、いくつかのクロック出力をもつクロック合成器が、入力クロック信号の所望されるシフトされたクロック周波数および／または位相シフトを生成し、結果として得られる信号はPETモジュールのスタック８３に転送される。所望される全体的な周波数または位相シフトに依存して、スタックへのクロック信号は、該クロック信号をPETモジュール上のFPGAから各スタック内に位置しているFPGAにルーティングすることによりさらに修正されることができ、クロック周波数および位相シフトの追加的な微調整のためにFPGA内部のクロック合成器に分配されてもよい。その後で、クロック信号はスタックのデジタル化ASICに、あるいはスタックのデジタルPETセンサーに直接、転送される。スタック上のFPGAはクロック・ファンアウト・ユニットのはたらきをする。
【００４７】
図９は、MR撮像システムの主磁石のアイソセンター２８を通る長手軸２９のまわりに放射状に分布しているPET検出器モジュール９１、９２によって例示される複数のPET検出器モジュール（M）を示す本発明の第三の実施形態を示している。長手軸２９はさらに、複合MR-PET撮像アセンブリーのボア２７の軸と整列されてもよい。図９では、（M個の）モジュールがあり、k番目のモジュール（k＝1ないしM）はMR撮像システム長手軸のまわりのある回転角（θk）のところにある。さらに、参照クロック信号に対するk番目のモジュールによって受領されるシフトされたクロック信号の位相関係（φk）は、式φk＝θkによって決定される。その結果、各モジュールによって受領されるシフトされたクロック信号の位相は、MR撮像システムの長手軸のまわりのその回転角に従って決定される。回転角に対する位相のこの分布は、モジュール間の干渉を低減することにおいて特に有益であることが見出されている。モジュールによって放射される干渉する信号の時間領域での総和から帰結するスペクトル成分をより高い周波数にシフトさせる作用があるからである。これは、スペクトル成分とMR撮像システムが干渉に敏感である周波数区間との重なりの確率を減らし、それによりMR撮像システムへの干渉を低減する。もう一つの構成では、第三の実施形態の（M個の）モジュールが、MR撮像システムの長手軸のまわりの等間隔の回転角のところに位置されることが考えられる。この構成では、参照クロック信号に対するk番目のモジュールによって受領されたシフトされたクロック信号の位相関係（φk）（k＝1ないしM）は式φk＝(360度／k)に従って決定される。そのような構成は、MR撮像システムとの低減された干渉を提供することが見出されている。やはりモジュールによって放射される干渉する信号の時間領域の総和から帰結するスペクトル成分をより高い周波数にシフトさせるからである。さらに、この特定の構成では、時間領域でのすべての信号の総和の結果、単一のモジュールの周波数よりM倍大きい、結果として得られる全体的な信号周波数の増倍を与える。こうして、結果として得られる干渉信号は、MR撮像システムが敏感な周波数区間から遠いスペクトル成分をもつスペクトルをもつ。
【００４８】
図９を参照して記述される本発明の第四の実施形態では、MR撮像システムはさらに、MR撮像システムの長手軸（２９）に関して円偏極したRF放射を検出するよう構成されたMR  RF受信コイルを含んでいる。さらに、前記複数の（M個の）シフトされたクロック信号の時間領域の総和は、MR  RF受信コイルによって検出される円偏極したRF放射の位相方向と対向する方向の円偏極した位相をもつ。前記複数の（M個の）シフトされたクロック信号の時間領域の総和の位相は、長手軸２９のまわりの回転位置に基づいて前記（M個の）モジュールのそれぞれの位相を調整することによって、そのような円偏極した位相を生成するよう構成されうる。ある構成では、これはk番目のモジュールによって受領されるシフトされたクロック信号が参照クロック信号に対して、MR  RF受信コイルによって検出される円偏極の位相方向と反対の巡回方向に増大する位相遅延（φk）をもつとすることによって達成されうる。
【００４９】
本発明のさらなる実施形態を例証するために、図１０は、スクリーン１０１の外側に放射状に位置されているRF電流源１０２によってセグメント分割された12要素のRFスクリーン１０１において誘起される表面電流（dB  A/m）と、スクリーン１０１内に放射状に位置された12脚のバードケージMR  RF受信コイル１０３に誘起される電流とのシミュレーションを示している。RF電流源１０２を表わす四つの垂直矢印は、PET検出器モジュールのようなモジュール内でクロック周波数によって生成される電流を示す。RFスクリーン１０１上の等値線によって示される表面電流プロファイルは、モジュールからのRF放出によって引き起こされる干渉を示す。動作では、RFスクリーン１０１内の表面電流はその後、MR  RF受信コイル１０３内の矢印によって示される電流を誘起するRF干渉を放射する。このように、RF放射は干渉を生成するモジュールからMR  RF受信コイル１０３に伝えられる。複合撮像アセンブリーにおけるMR  RF受信コイル１０３の位置決めは、図７との比較ができるよう、MR主磁石アイソセンター２８および長手軸２９の位置に対して示されている。
【００５０】
図１０では、RFスクリーンの外側のRF電流源１０２の効果が示されているが、シミュレーションによれば、長手軸２９のまわりに放射状に配置される追加的な電流源、よってモジュールの効果についてより一般的な結論を導き出すことができる。図１０では、RFスクリーン１０１内で誘起される電流矢印１０４、１０５の大きさは、電流源１０２にすぐ隣接して位置されている第二の同一の電流源によって増強される傾向がある。これは、同一周波数、同一位相の干渉源が電流源１０２に隣接して位置されていた状況になる。しかしながら、第二の電流源の位相が電流源１０２とは異なっているとしたら、たとえば逆相であったとしたら、電流矢印１０４、１０５は妨げられる傾向があり、RFスクリーン１０１からMR  RF受信コイル１０３への低減したRF放射につながる。より一般には、長手軸２９のまわりに放射状に、電流源１０２によって表わされるモジュールに隣接して位置される追加的なモジュールであってモジュール１０２と異なる位相をもつものは、電流源１０２によってMR  RF受信コイル１０３に対して引き起こされる干渉を部分的に打ち消す。少なくとも、組み合わされた干渉は、電流源１０２と同相である追加的モジュールによって引き起こされる場合より少なくなる。さらに、隣接するモジュールどうしが逆相であるときに最大打ち消しが生じる。これは、RFスクリーン１０１上の二つの電流源から帰結する電流を線形に重ね合わせることによって理解できる。さらに、干渉は、電流源１０２によって表わされるモジュールがRFスクリーン１０２の内側か外側かに関わりなく軽減される。モジュールがRFスクリーン１０２の外側に位置されたとしたら、RFスクリーンがRF放射源としてはたらくからである。さらに、電流源１０２によってMR  RF受信コイル１０３において直接誘起される電流のある程度の打ち消しも達成される。
【００５１】
図１１は、複数の（M個の）モジュールがMR撮像システムの主磁石のアイソセンター２８を通る長手軸のまわりに放射状に分布している本発明の第六の実施形態を示している。図１１では、長手軸２７は、図の紙面に垂直にアイソセンター２８を通る。図１１のＡでは、モジュール９１、９２によって例示される各モジュールが第一の位相関係（φ1）のクロック信号または第二の位相関係（φ2）のクロック信号を受信するよう構成されている一つの構成が示されている。ここで、第一の位相関係は第二の位相関係とは異なり、それにより隣接するモジュールはそれぞれ、異なる位相関係のクロック信号を受け取る。参照クロック信号と第一の位相関係（φ1）および第二の位相関係（φ2）をもつシフトされたクロック信号は、図７の位相シフト・ユニット７８によって生成されてもよい。図１１のＢでは、第一の位相関係（φ1）のクロック信号が第二の位相関係（φ2）のクロック信号と逆相である別の構成が示されている。有益なことに、第一の位相関係（φ1）と第二の位相関係（φ2）が逆相である場合には、MR撮像システムとの干渉の最大低減が達成される。このアプローチでは、MRI共振器と前記モジュールによって表わされる干渉源との間の結合積分（coupling  integral）を低減するようモジュールまたはサブモジュール・レベルで位相分布パターンを適用することによって、MRI共振器の励起が低減される。放出される場Hpの、MRI共振器の固有モードHR,jとの結合強さを記述する結合積分は式(1)および(2)によって決定される。全体的な積分が小さいほど、外部ノイズ源から共振器への潜在的なエネルギー移行が小さくなる。
【００５２】
【数１】
0006502936.tif 000002
数学的には、干渉はこのように、干渉源またはモジュールとRF共振器のモードの一つ、特にプロトン周波数での臨界モードとの間の結合定数を小さくすることによって低減できる。結果として、誘起される電流分布は、共振器、MR  RF受信コイルの固有モードの本来的な特徴的な電流分布と異なるように、調整されることができる。
【００５３】
本発明の第七の実施形態では、前記モジュール、たとえば図７のモジュールのそれぞれは、複数のサブモジュールを有する。そのような構成は、たとえば、PET撮像において使われる。その場合、単一のモジュールはPET撮像領域の所定の部分からの放射を受信するよう構成されたガンマ線光子検出モジュールであり、各サブモジュールはPET撮像領域のより小さな部分からのガンマ線光子を検出する一つまたは複数のガンマ線光子検出器を含む。ある構成では、サブモジュールは、一つまたは複数のデジタル・シリコン・フォトマル（SiPM）検出器を含むが、他のいくつかの検出器をもつ構成も考えられる。SPECT撮像では、一つまたは複数の放射検出モジュールが同様に、SPECT撮像領域のより小さな部分からのガンマ線光子を検出するために構成されてもよい。モジュール中へのそのようなサブモジュールの配置は、いくつかのサブモジュールのためのタイミングおよび制御回路のような電子回路を使い、それによりその重複を回避できるようにする。本発明の第七の実施形態では、各サブモジュールをクロックするためのクロック信号のそれぞれの相対位相は、すべてのサブモジュールが同相信号によってクロックされる状況から調整される。本発明の第七の実施形態では、前記複数の（M個の）モジュール中の各モジュールは、（N個の）近隣のサブモジュールのアレイを有する。位相シフト・ユニットはさらに、（N×M個の）サブモジュールのそれぞれをクロックするための追加的なシフトされたクロック信号を生成するよう構成される。ここで、位相シフト・ユニットによって生成される（N×M個の）シフトされたクロック信号は、参照クロック信号と第一の位相関係（φ1）をもつ複数のクロック信号と、参照クロック信号と第二の位相関係（φ2）をもつ複数のクロック信号とを含み、第一の位相関係は第二の位相関係とは異なる。タイミング制御ユニット８０はさらに、前記複数の（N×M個の）サブモジュール中の各サブモジュールにシフトされたクロック信号を供給するよう構成され、それにより各サブモジュールが第一の位相関係（φ1）のクロック信号または第二の位相関係（φ2）のクロック信号のいずれかを受領するようにするとともに、最近接サブモジュールどうしがそれぞれ異なる位相関係のクロック信号を受領するようにする。サブモジュールの間での位相のそのような空間的分布によって、干渉の有意な低減が達成される。そのことは図１２〜図１４を参照して後述する。第七の実施形態の代替的な構成では、第一の位相関係（φ1）および第二の位相関係（φ2）は逆相である。第一の位相関係（φ1）と第二の位相関係（φ2）が逆相であるときに干渉の最大低減が達成される。
【００５４】
本発明の第七の実施形態の恩恵を例証するために、図１２は、（N個の）近隣のサブモジュールのアレイについての二つの位相分布パターンを示している。図１２のＡでは、サブモジュール１２１、１２２によって例示される16個のサブモジュールについての参照位相分布パターンが示されている。サブモジュールは一緒になってモジュール１２０を形成し、モジュール１２０内ではすべてのサブモジュールは同じ位相のクロック信号を受領する。図１２のＢは、最近接のサブモジュールどうしが逆相のクロック信号を受け取る特定の状況について本発明の第七の実施形態に基づく（N個の）サブモジュールについての位相分布パターンを示している。
【００５５】
図１３は、図１２に示される二つの対応する位相分布パターンから帰結する磁場分布のシミュレーションを示している。図１３のＡは、すべてのモジュールが同相クロック信号を受け取る参照位相分布パターンについて、z＝30cmのところでの、xy平面内の磁場分布に対応する。図１３のＢは、図１２のＢの位相分布パターンに対応する磁場分布を示している。シミュレートされた絶対的な値はシミュレートされた電流に固有であるが、すべての場合において同じシミュレートされた電流が使われたので、シミュレートされた値の間の比較は有効であることを注意しておく。図１３のＡと図１３のＢの間で四桁近い磁場強度の顕著な低減が注目される。結果として得られる磁場強度は、異なる放射源またはサブモジュールの補償効果のため低減され、パターンは双極子から四極子場に変化している。図１４は、図１３の二つの対応する磁場分布から帰結するRFスクリーンにおける誘導電流分布のシミュレーションを示している。図１４のＡは図１２のＡの電流分布パターンに対応し、図１４のＢは図１２のＢの電流分布パターンに対応する。ここで、それぞれのMR  RF共振器１０３におけるそれぞれ63dB  A/mおよび9dB  A/mの最大誘導電流に注意が引かれる。ここでもまた、絶対的な値はシミュレートされた電流に固有であるが、すべての場合において同じシミュレートされた電流が使われたので、値の間の比較は有効である。こうして、図１２〜図１４は、隣り合うモジュールどうしが逆相のクロック信号を受領するようにクロック信号をもって隣り合うモジュールをクロックすることによって、モジュールとMR撮像システムとの間の干渉が低減されうることを例証している。これは、位相において相互にシフトしているクロック信号で隣り合うモジュールをクロックすることによってMR撮像システムへの干渉が低減されうる、前記より一般的な状況の特殊な場合である。
【００５６】
図１５は、MR撮像システムの主磁石の長手軸のまわりの干渉信号の大きさのプロファイルが示されている本発明の第八の実施形態を示している。MR撮像システムの主磁石の長手軸２９はそのアイソセンター２８を、紙面に垂直な方向に通る。モジュール９１、９２によって例示される複数のモジュールによって囲まれる共通のMR-PET撮像領域７６も示されている。図１５のＡでは、干渉信号は均一なプロファイルをもつ。矢印１５１の長さによって示されるその大きさは、MR撮像システムの長手軸のまわりのすべての放射方向において同じである。そのような構成は、MR撮像システムの感受性プロファイルが同様に均一であるときには受け入れ可能でありうる。しかしながら、たとえばRF受信コイル１５３が共通のMR-PET撮像領域７６内に位置されるとき、特定の諸放射方向においてRF干渉を最小化することが望ましいことがある。このことは、RF受信コイル１５３を放射状に通過する放射方向での、より短い下向き矢印１５１によって示されている。逆に、上向き方向のような他の方向ではより高いレベルの干渉が許容可能であってもよく、矢印はより長い長さをもつ。このように、一つまたは複数の放射方向における干渉を低減することが望ましいことがある。これは、他の方向での増大した干渉を代償としてもよい。本発明の第八の実施形態では、干渉を放射するモジュール９１、９１のそれぞれは、MR撮像システムの長手軸のまわりに不均一な、非等方的なまたは回転対称でないプロファイルをもつ組み合わされた干渉信号を生成するよう構成される。干渉を生成するモジュールは、各モジュールの空間位置に従って図７を参照して位相およびまたは周波数シフト・ユニット７８をもって位相およびまたは周波数を調整することによって、そのように構成されてもよい。そのような構成は、特定の方向における一つまたは複数の低下した干渉のローブを生成するために、非特許文献１に開示されるフェーズド・アンテナ・アレイ・アンテナ理論に従って実装されてもよい。ある構成では、より高いレベルの干渉が受け入れ可能である放射方向における回転位置を占めるモジュールは、0または小さな位相およびまたは周波数シフトを有していてもよい。一方、より低いレベルの干渉が望ましい放射方向における回転位置を占めるモジュールはより大きな周波数シフトを有していてもよい、あるいは隣り合うモジュールの相対位相が0でないまたは好ましくは逆相であってもよい。もう一つの構成では、不均一な干渉信号プロファイルがモジュールまたはサブモジュールに、図１２のＡおよび図１２のＢの原理に従って相対位相を割り当てることによって生成されてもよい。このように、いくつかの放射方向においては、最近接のモジュールまたはサブモジュールどうしが180度に近いまたは等しい相対位相シフトをもつ図１２のＢのチェッカーボード様の位相分布パターンを使うことを通じて、干渉が低減されてもよい。一方、より高い干渉が許容可能である他の方向では、最近接のモジュールまたはサブモジュールどうしが0度により近い相対位相シフトを受け取ってもよい。
【００５７】
本発明の第九の実施形態では、一つまたは複数の追加的なRF生成ユニットが、モジュールの一つまたは複数によって引き起こされる干渉を無にする干渉を生成するために使われる。図７を参照するに、一つまたは複数の追加的なRF生成ユニットは、これを達成するために複合撮像アセンブリー内に位置されてもよい。RF生成ユニットは、一例では、例示的なモジュール７１と７２の間のような、（M個の）モジュールの一つに隣接して位置されてもよいし、あるいは干渉が低減されることが望ましい特定の位置において一つまたは複数のそのようなユニットがあってもよい。もう一つの例では、それらのモジュール自身の一つまたは複数が、長手軸２９ののまわりの該モジュールの回転対称性を維持するためのRF生成ユニットとして構成されてもよい。干渉を無にするために、図７の位相およびまたは周波数シフト・ユニット７は、本稿に開示される原理を使ってRF生成ユニットによって受領および放射される追加的なシフトされた信号を生成するよう構成されてもよい。ある構成では、前記（M個の）モジュールのうちの一つに隣接して位置される少なくとも一つのRF放射生成ユニットをさらに含む複合撮像アセンブリーが開示される。ここで、前記位相シフト・ユニットおよび前記周波数シフト・ユニットの少なくとも一方は、前記少なくとも一つのRF放射生成ユニットをクロックするためのシフトされたクロック信号を生成するようさらに構成される。さらに、前記タイミング制御ユニットは、前記RF放射生成ユニットにシフトされたクロック信号を供給するようさらに構成され、RF放射生成ユニットによって受領されるシフトされたクロック信号の位相または周波数の少なくとも一方は、隣接モジュールによって受領されるシフトされたクロック信号に対して互いにシフトされているようにされる。RF放射生成ユニットによって受領されるクロック信号を、隣接モジュールによって受領されるクロック信号に対して互いにシフトさせることにより、該モジュールから帰結する干渉が低減され、それにより有利なことに、MR撮像システムへの干渉が低減される。好ましくは、前記少なくとも一つのRF放射生成ユニットをクロックするためのシフトされたクロック信号は、隣接モジュールをクロックするためのシフトされたクロック信号とは逆相である。
【００５８】
図１６は、核撮像システムがPET撮像システムであり、各モジュールがガンマ線光子検出モジュールである本発明の第十一の実施形態を示している。さらに、ガンマ線光子検出モジュール７１、７２によって例示される各ガンマ線光子検出モジュールはさらに、タイムスタンプ付けユニット１７１、１７２によって例示されるタイムスタンプ付けユニットを含む。タイムスタンプ付けユニットは、ガンマ線光子検出モジュールによって受領されるシフトされたクロック信号７１ａ、７２ａに対するガンマ線光子検出モジュールによって受領されるガンマ線光子の検出の時刻を示すタイムスタンプを生成するよう構成されている。タイミング制御ユニット８０はさらに、各ガンマ線光子検出モジュールからのタイムスタンプt1、t2、……、tMによって例示されるタイムスタンプを受領するよう構成されているタイミング補正ユニット１７３を含む。タイミング補正ユニット１７３はさらに、各ガンマ線光子検出モジュールについて、参照クロック・ユニット７７によって生成された参照クロック信号と、ｉ）前記少なくとも一つのシフトされたクロック信号の位相シフトおよびｉｉ）そのガンマ線光子検出モジュールによって受領される前記少なくとも一つのシフトされたクロック信号の周波数シフトの少なくとも一方とに基づいてガンマ線光子の検出の時刻を示す補正されたタイムスタンプを決定するよう構成される。ある好ましい構成では、補正されたタイムスタンプは、参照クロックと各ガンマ線光子検出モジュールによって受領されるシフトされたクロック信号７１ａ、７２ａとの間の時間差に従って決定される。ある構成では、補正されたタイムスタンプは、ソフトウェアにおいて決定される。該ソフトウェアはさらに、たとえばFPGAによって位相およびまたは周波数シフト・ユニット７８における所望される位相およびまたは周波数シフトを設定するよう構成されていてもよい。もう一つの構成では、補正されたタイムスタンプは、電子回路によって決定され、タイミング補正ユニット１７３は、補正されたタイムスタンプを決定するために、参照クロック信号からおよびシフトされたクロック信号から信号を受領する。
【００５９】
本発明に基づく干渉を低減するためのさまざまな方法がここで開示される。これらの方法は、参照の便のため、数字で番号付けされる。
【００６０】
第一の方法では、MR撮像システムおよび核撮像システムを有する複合撮像アセンブリーにおいてMR撮像システムへの干渉を低減する方法が開示される。MR撮像システムは、所定の周波数区間（B1）内の信号に応答し；核撮像システムは複数（M）をもち；本方法は：参照クロック信号から、複数（M個）のシフトされたクロック信号を生成する段階であって、（M個の）シフトされたクロック信号のうち少なくとも一つは、周波数および位相の少なくとも一方で、参照クロック信号に対してシフトされている、段階と；シフトされたクロック信号で前記（M個の）モジュールをクロックする段階とを含む。
【００６１】
前記第一の方法と組み合わせて使うための第二の方法では、参照クロック信号はある周波数スペクトルをもち、前記複数の（M個の）シフトされたクロック信号の時間領域の総和は、前記参照クロック信号の周波数スペクトルに存在しない少なくとも一つの追加的なスペクトル成分をもつ組み合わされた周波数スペクトルをもつ。
【００６２】
前記第二の方法と組み合わせて使うための第三の方法では、少なくとも一つの追加的なスペクトル成分が前記所定の周波数区間（B1）の外側にある。
【００６３】
前記第一の方法と組み合わせて使うための第四の方法では、前記（M個の）シフトされたクロック信号は、360度／Nの位相角だけ互いに離間している。
【００６４】
前記第一の方法と組み合わせて使うための第五の方法では、ｉ）位相シフト・ユニットが、時間変化する擬似ランダムな相互位相関係をもつ複数の（M個の）シフトされたクロック信号を生成するよう構成されるか、ｉｉ）周波数シフト・ユニットが、時間変化する擬似ランダムな相互周波数関係をもつ複数の（M個の）シフトされたクロック信号を生成するよう構成される。
【００６５】
前記第一の方法と組み合わせて使うための第六の方法では、前記MR撮像システムはさらに、前記MR撮像システムの長手軸に関して円偏極したRF放射を検出するよう構成されたMR  RF受信コイルを有しており、前記複数の（M個の）シフトされたクロック信号の時間領域の総和は、該MR  RF受信コイルによって検出される円偏極されたRF放射の方向に対向する方向の円偏極した位相をもつ。
【００６６】
前記第一の方法と組み合わせて使うための第七の方法では、前記位相シフト・ユニットおよび前記周波数シフト・ユニットの少なくとも一方がさらに、モジュールに隣接して位置されるRF放射生成ユニットをクロックするためのシフトされたクロック信号を生成するよう構成され；前記RF放射生成ユニットをクロックするためのシフトされたクロック信号の位相または周波数の少なくとも一方が、前記隣接するモジュールによって受領されるシフトされたクロック信号に対して互いにシフトされる。
【００６７】
第八の方法では、ガンマ線光子検出モジュールによるガンマ線光子の受信の時刻を計算するためのタイミング方法が開示される。本方法は、前記第一の方法の方法段階に加えて、前記ガンマ線光子検出モジュールによるガンマ線光子の検出の時刻を、そのガンマ線光子検出モジュールによって受領されたシフトされたクロック信号に対して決定する段階と；前記参照クロック信号と前記シフトされたクロック信号との間の時間差（Δt）を決定する段階と；前記少なくとも一つのシフトされたクロック信号に対するガンマ線光子の検出の時刻および前記時間差（Δt）に基づいてガンマ線光子の検出の補正された時刻を決定する段階とを含む。
【００６８】
上記の方法段階の一つまたは複数は、命令を実行するよう構成されたプロセッサによって実行されてもよい。プロセッサは、複合撮像アセンブリー内に含まれてもよく、あるいはスタンドアローンのシステムであってもよい。前記命令はたとえば、コンピュータ・プログラム・プロダクト上に記憶されたソフトウェアであってもよい。
【００６９】
本発明のもう一つの側面によれば、上記で詳述した方法段階一ないし八の任意のものの方法を実行するための命令を有するコンピュータ可読媒体が開示される。前記コンピュータ・プログラム・プロダクトは、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気ハードドライブ、USBドライブ、光ディスク、ROMまたはRAMのようなコンピュータ可読記憶媒体であってもよく、さらに、コンピュータ実行可能命令はダウンロード可能であってもよい。
【００７０】
ある開示される装置によれば、MR撮像システムおよび核撮像システムを有する複合撮像アセンブリー（７０）がある。MR撮像システムは、所定の周波数区間（B1）内の信号に応答し；核撮像システムは複数の（M個の）モジュール（７１、７２）をもち；複合撮像アセンブリーはさらに、参照クロック・ユニット（７７）と位相シフト・ユニットおよび周波数シフト・ユニットのうちの少なくとも一方（７８）とを有するタイミング制御ユニット（８０）を有し；前記位相シフト・ユニットおよび前記周波数シフト・ユニットのうちの少なくとも一方（７８）は、前記参照クロック・ユニット（７７）からの参照クロック信号を受領し、前記（M個の）モジュール（７１、７２）をクロックするための複数（M個）のシフトされたクロック信号（７９）を生成するよう構成されており、前記（M個の）シフトされたクロック信号のうち少なくとも一つは、周波数および位相の少なくとも一方で、前記参照クロック信号に対してシフトされており；前記タイミング制御ユニット（８０）は、前記複数の（M個の）モジュール（７１、７２）における各モジュールにシフトされたクロック信号を供給するよう構成されている。
【００７１】
ある開示される方法によれば、MR撮像システムおよび核撮像システムを有する複合撮像アセンブリー（７０）におけるMR撮像システムへの干渉を低減する方法がある。ここで、MR撮像システムは、所定の周波数区間（B1）内の信号に応答し；核撮像システムは複数（M）をもち；本方法は：参照クロック信号から、複数（M個）のシフトされたクロック信号を生成する段階であって、（M個の）シフトされたクロック信号のうち少なくとも一つは、周波数および位相の少なくとも一方で、参照クロック信号に対してシフトされている、段階と；シフトされたクロック信号で前記（M個の）モジュールをクロックする段階とを含む。
【００７２】
まとめると、MR撮像システムがPET撮像システムまたはSPECT撮像システムのような核撮像システムと組み合わされる複合撮像アセンブリーが記述された。核撮像システムは複数の（M個の）モジュールを有し、複合撮像アセンブリーはさらに、参照クロック・ユニットと、位相シフト・ユニットおよび周波数シフト・ユニットのうちの少なくとも一方とを有するタイミング制御ユニットを有する。前記位相シフト・ユニットおよび前記周波数シフト・ユニットのうちの少なくとも一方は、前記参照クロック・ユニットからの参照クロック信号を受領し、前記（M個の）モジュールをクロックするための複数（M個）のシフトされたクロック信号を生成するよう構成されており、前記（M個の）シフトされたクロック信号のうち少なくとも一つは、周波数および位相の少なくとも一方で、前記参照クロック信号に対してシフトされている。そうすることにおいて、核撮像システムのモジュールとMR撮像システムとの間の低減された干渉が得られる。
【００７３】
本発明は、図面および上記の記述において詳細に図示され、記述されてきたが、そのような図示および記述は制約するものではなく、例解または例示するものと考えられるものである。本発明は開示される実施形態に限定されるものではなく、一般に、核撮像システムのモジュールとMR撮像システムとの間の干渉を低減するために使用できる。
いくつかの態様を記載しておく。
〔態様１〕
MR撮像システムおよび核撮像システムを有する複合撮像アセンブリーであって、
当該MR撮像システムは、所定の周波数区間内の信号に応答し；
前記核撮像システムは複数の核検出器モジュールを有し；
当該複合撮像アセンブリーはさらに、参照クロック・ユニットと位相シフト・ユニットおよび周波数シフト・ユニットのうちの少なくとも一方とを有するタイミング制御ユニットを有し；
前記位相シフト・ユニットおよび前記周波数シフト・ユニットのうちの少なくとも一方は、前記参照クロック・ユニットからの参照クロック信号を受領し、前記核検出器モジュールをクロックするための複数のシフトされたクロック信号を生成するよう構成されており、前記シフトされたクロック信号のうち少なくとも一つは、周波数または位相の少なくとも一方で、前記参照クロック信号に対してシフトされており；
前記タイミング制御ユニットは、前記複数の核検出器モジュールにおける各モジュールにシフトされたクロック信号を供給するよう構成されており、前記核検出器モジュールに供給される前記シフトされたクロック信号のうちの二つ以上は周波数または位相の少なくとも一方において互いにシフトされている、
複合撮像アセンブリー。
〔態様２〕
前記MR撮像システムは、アイソセンターを、該アイソセンターを通る長手軸とともにもち、前記複数（M個）の核検出器モジュールは前記MR撮像システムの長手軸のまわりに放射状に分布しており、k＝1ないしMであるとしてk番目のモジュールは前記MR撮像システムの長手軸のまわりのある回転角（θk）のところにあり、
k番目のモジュールによって受領される前記シフトされたクロック信号の、前記参照クロック信号に対する位相関係（φk）は式φk＝θkによって決定される、態様１記載の複合撮像アセンブリー。
〔態様３〕
前記MR撮像システムは、アイソセンターを、該アイソセンターを通る長手軸とともにもち、前記複数（M個）の核検出器モジュールは前記MR撮像システムの長手軸のまわりに等間隔の回転角において放射状に分布しており、
k＝1ないしMであるとして、k番目のモジュールによって受領される前記シフトされたクロック信号の、前記参照クロック信号に対する位相関係（φk）は式φk＝（360度／k）に従って決定される、態様１記載の複合撮像アセンブリー。
〔態様４〕
前記MR撮像システムがさらに、前記MR撮像システムの長手軸に関して円偏極のRF放射を検出するよう構成されたMR  RF受信コイルを有しており、
前記複数のシフトされたクロック信号の時間領域の和は、前記MR  RF受信コイルによって検出される円偏極のRF放射の位相方向に反対方向の円偏極の位相をもつ、
態様１ないし３のうちいずれか一項記載の複合撮像アセンブリー。
〔態様５〕
前記MR撮像システムがさらに、前記MR撮像システムの長手軸に関して円偏極のRF放射を検出するよう構成されたMR  RF受信コイルを有しており、
k番目のモジュールによって受領される前記複数のシフトされたクロック信号が、前記MR  RF受信コイルによって検出される円偏極の位相方向と反対の巡回方向に増大する、前記参照クロック信号に対する位相遅延（φk）を有する、
態様２または３記載の複合撮像アセンブリー。
〔態様６〕
前記MR撮像システムは、アイソセンターを、該アイソセンターを通る長手軸とともにもち、前記複数の核検出器モジュールは前記MR撮像システムの長手軸のまわりに放射状に分布しており、
前記位相シフト・ユニットによって生成される前記複数のシフトされたクロック信号は、前記参照クロック信号との第一の位相関係をもつ複数のクロック信号および前記参照クロック信号との第二の位相関係をもつ複数のクロック信号を含み、前記第一の位相関係は前記第二の位相関係とは異なり、
各核検出器モジュールは、隣り合う核検出器モジュールがそれぞれ異なる位相関係のクロック信号を受領するよう、前記第一の位相関係のクロック信号または前記第二の位相関係のクロック信号を受領するよう構成されている、
態様１記載の複合撮像アセンブリー。
〔態様７〕
前記複数の核検出器モジュールにおける各モジュールは近隣のサブモジュールのアレイを有し；
前記位相シフト・ユニットは、各サブモジュールをクロックするための追加的なシフトされたクロック信号を生成するようさらに構成されており；
前記位相シフト・ユニットによって生成される前記シフトされたクロック信号は、前記参照クロック信号との第一の位相関係をもつ複数のクロック信号および前記参照クロック信号との第二の位相関係をもつ複数のクロック信号を含み、前記第一の位相関係は前記第二の位相関係とは異なり、
前記タイミング制御ユニットは、各サブモジュールが前記第一の位相関係のクロック信号または前記第二の位相関係のクロック信号を受領するよう、かつ最近接のサブモジュールどうしがそれぞれ異なる位相関係のクロック信号を受領するよう、前記複数のサブモジュールにおける各サブモジュールにシフトされたクロック信号を供給するようさらに構成されている、
態様１記載の複合撮像アセンブリー。
〔態様８〕
前記第一の位相関係と前記第二の位相関係が逆相である、態様６または７記載の複合撮像アセンブリー。
〔態様９〕
ｉ）前記位相シフト・ユニットが、時間的に変化する擬似ランダムな相互位相関係をもつ複数のシフトされたクロック信号を生成するよう構成されている、あるいはｉｉ）前記周波数シフト・ユニットが、時間的に変化する擬似ランダムな相互周波数関係をもつ複数のシフトされたクロック信号を生成するよう構成される、態様１記載の複合撮像アセンブリー。
〔態様１０〕
前記MR撮像システムは、アイソセンターを、該アイソセンターを通る長手軸とともにもち、
ｉ）前記位相シフト・ユニットまたはｉｉ）前記周波数シフト・ユニットのいずれかが、前記MR撮像システムの長手軸に垂直な面内の大きさプロファイル（１５２）をもつ複合干渉信号を生成するよう構成され、前記大きさプロファイルは、非等方であるまたは回転対称でない仕方で前記MR撮像システムの長手軸にのまわりの回転角とともに変化する、
態様１ないし８のうちいずれか一項記載の複合撮像アセンブリー。
〔態様１１〕
前記核検出器モジュールの一つに隣接して位置される少なくとも一つのRF放射生成ユニットをさらに有し、
前記位相シフト・ユニットおよび前記周波数シフト・ユニットの少なくとも一方はさらに、前記少なくとも一つのRF放射生成ユニットをクロックするためのシフトされたクロック信号を生成するようさらに構成され、
前記タイミング制御ユニットは、前記RF放射生成ユニットによって受領されるシフトされたクロック信号の位相または周波数の少なくとも一方が隣接する核検出器モジュールによって受領されるシフトされたクロック信号に対して互いにシフトされているよう、前記RF放射生成ユニットにシフトされたクロック信号を供給するようさらに構成される、
態様１ないし１０のうちいずれか一項記載の複合撮像アセンブリー。
〔態様１２〕
前記少なくとも一つのRF放射生成ユニットをクロックするためのシフトされたクロック信号は、前記隣接する核検出器モジュールをクロックするためのシフトされたクロック信号と逆相である、態様１１記載の複合撮像アセンブリー。
〔態様１３〕
前記参照クロック信号はある周波数スペクトルをもち、前記複数のシフトされたクロック信号の時間領域総和は、前記参照クロック信号の周波数スペクトルに存在しない少なくとも一つの追加的なスペクトル成分をもつ複合周波数スペクトルをもつ、態様１ないし１２のうちいずれか一項記載の複合撮像アセンブリー。
〔態様１４〕
前記少なくとも一つの追加的なスペクトル成分は前記所定の周波数区間の外側にある、態様１３記載の複合撮像アセンブリー。
〔態様１５〕
前記核撮像システムがPET撮像システムであり、各核検出器モジュールがガンマ線光子検出モジュールであり、
各ガンマ線光子検出モジュールはさらに、そのガンマ線光子検出モジュールによって受領されるシフトされたクロック信号に対する、そのガンマ線光子検出モジュールによって受領されるガンマ線光子の検出の時間を示すタイムスタンプを生成するよう構成されたタイムスタンプ付けユニットを含み、
前記タイミング制御ユニットはさらに、前記タイムスタンプを受領し、各ガンマ線光子検出モジュールについて、補正されたタイムスタンプを決定するよう構成されているタイミング補正ユニットを有し、前記補正されたタイムスタンプは、前記参照クロック信号に基づくガンマ線光子の検出の時刻と、ｉ）前記少なくとも一つのシフトされたクロック信号の位相シフトおよびｉｉ）そのガンマ線光子検出モジュールによって受領された前記少なくとも一つのシフトされたクロック信号の周波数シフトのうちの少なくとも一方とを示す、
態様１ないし１４のうちいずれか一項記載の複合撮像アセンブリー。
〔態様１６〕
MR撮像システムおよび核撮像システムを有する複合撮像アセンブリーにおいてMR撮像システムへの干渉を低減する方法であって、
前記MR撮像システムは、所定の周波数区間内の信号に応答するものであり；
前記核撮像システムは複数の核検出器モジュールをもち；
当該方法は：
参照クロック信号から、複数のシフトされたクロック信号を生成する段階であって、前記シフトされたクロック信号のうち少なくとも一つは、周波数および位相の少なくとも一方で、前記参照クロック信号に対してシフトされている、段階と；
前記シフトされたクロック信号で前記核検出器モジュールをクロックする段階であって、前記核検出器モジュールに供給される前記シフトされたクロック信号のうちの二つ以上は周波数または位相の少なくとも一方において互いにシフトされている、段階とを含む、
方法。
〔態様１７〕
前記参照クロック信号はある周波数スペクトルをもち、前記複数のシフトされたクロック信号の時間領域の総和は、前記参照クロック信号の周波数スペクトルに存在しない少なくとも一つの追加的なスペクトル成分をもつ複合周波数スペクトルをもつ、態様１６記載の方法。
〔態様１８〕
前記少なくとも一つの追加的なスペクトル成分が前記所定の周波数区間の外側にある、態様１７記載の方法。
〔態様１９〕
プロセッサに態様１６ないし１８のうちいずれか一項記載の方法を実行させるためのコンピュータ・プログラム。
【図１】
0006502936.tif 000003
【図２】
0006502936.tif 000004
【図３Ａ】
0006502936.tif 000005
【図３Ｂ】
0006502936.tif 000006
【図４】
0006502936.tif 000007
【図５】
0006502936.tif 000008
【図６】
0006502936.tif 000009
【図７】
0006502936.tif 000010
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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