(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＲ装置の検査体積内に配置された対象のＭＲ撮像の方法において、
ＲＦパルス及び切り替え磁場勾配の撮像シーケンスを前記対象に受けさせるステップであって、前記撮像シーケンスが、
ｉ）磁化準備期間中に前記対象に向けて放射される少なくとも２つの準備ＲＦパルス、及び
ｉｉ）前記磁化準備期間の時間的に後である取得期間中に前記対象に向けて放射される１以上の読取ＲＦパルス、
を含む刺激エコーシーケンスである、ステップと、
前記取得期間中の各読取ＲＦパルスの後に２以上の刺激エコー信号、特に直接刺激エコー信号及び共役刺激エコー信号を取得するステップであって、前記刺激エコー信号の少なくとも１つが異なる空間感度プロファイルを持つ２以上のＲＦ受信アンテナのアレイにより並列に受信され、前記刺激エコー信号の少なくとも他の１つが本質的に一様な空間感度プロファイルを持つボディＲＦコイルにより受信される、ステップと、
前記ＲＦ受信アンテナのアレイにより受信された刺激エコー信号を前記ボディＲＦコイルにより受信される刺激エコー信号と比較することにより前記アレイの個別のＲＦ受信アンテナの空間感度プロファイルを示す感度マップを算出するステップと、
を有する方法。
【請求項２】
１以上のＦＩＤ信号が、前記取得期間中に取得される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
Ｂ1マップが、前記ＦＩＤ及び刺激エコー信号のボクセルに関する強度比から算出される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
複数のＦＩＤ及び刺激エコーＭＲ信号が、複数の連続した読取ＲＦパルスを用いて生成される、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記ＦＩＤ信号及び／又は前記２以上の刺激エコー信号が、勾配リコールエコー信号として取得される、請求項２乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記検査体積内の主磁場の空間分布を示すＢ0マップが、前記取得されたＦＩＤ及び刺激エコー信号から算出される、請求項２乃至５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記撮像シーケンスのパラメータは、前記空間感度プロファイルが算出される前記刺激エコー信号に対する水スピンからの及び脂肪スピンからの寄与が本質的に同一であるように選択される、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
検査体積内に一様な定常磁場を生成する少なくとも１つの主磁石コイルと、前記検査体積内で異なる空間方向において切り替え磁場勾配を生成する複数の勾配コイルと、前記検査体積内でＲＦパルスを生成する及び／又は前記検査体積内に配置された対象からＭＲ信号を受信する少なくとも１つのＲＦコイルと、ＲＦパルス及び切り替え磁場勾配の時間的な並びを制御する制御ユニットと、前記受信されたＭＲ信号からＭＲ画像を再構成する再構成ユニットとを有するＭＲ装置において、前記ＭＲ装置が、
ＲＦパルス及び切り替え磁場勾配の撮像シーケンスを前記対象に受けさせるステップであって、前記撮像シーケンスが、
ｉ）磁化準備期間中に前記対象に向けて放射された少なくとも２つの準備ＲＦパルス、及び
ｉｉ）前記磁化準備期間の時間的に後である取得期間中に前記対象に向けて放射される１以上の読取ＲＦパルス、
を含む刺激エコーシーケンスである、ステップと、
前記取得期間中の各読取ＲＦパルスの後に２以上の刺激エコー信号、特に直接刺激エコー信号及び共役刺激エコー信号を取得するステップであって、前記刺激エコー信号の少なくとも１つが異なる空間感度プロファイルを持つ２以上のＲＦ受信アンテナのアレイにより並列に受信され、前記刺激エコー信号の少なくとも他の１つが本質的に一様な空間感度プロファイルを持つボディＲＦコイルにより受信される、ステップと、
前記ＲＦ受信アンテナのアレイにより受信された刺激エコー信号を前記ボディＲＦコイルにより受信される刺激エコー信号と比較することにより前記アレイの個別のＲＦ受信アンテナの空間感度プロファイルを示す感度マップを算出するステップと、
を実行するように構成される、ＭＲ装置。
【請求項９】
ＭＲ装置上で実行されるコンピュータプログラムにおいて、
ＲＦパルス及び切り替え磁場勾配の撮像シーケンスを生成する命令であって、前記撮像シーケンスが、
ｉ）磁化準備期間中に放射された少なくとも２つの準備ＲＦパルス、及び
ｉｉ）前記磁化準備期間の時間的に後である取得期間中に放射される１以上の読取ＲＦパルス、
を含む刺激エコーシーケンスである、命令と、
前記取得期間中の各読取ＲＦパルスの後に２以上の刺激エコー信号、特に直接刺激エコー信号及び共役刺激エコー信号を取得する命令であって、前記刺激エコー信号の少なくとも１つが異なる空間感度プロファイルを持つ２以上のＲＦ受信アンテナのアレイにより並列に受信され、前記刺激エコー信号の少なくとも他の１つが本質的に一様な空間感度プロファイルを持つボディＲＦコイルにより受信される、命令と、
前記ＲＦ受信アンテナのアレイにより受信された刺激エコー信号を前記ボディＲＦコイルにより受信される刺激エコー信号と比較することにより前記アレイの個別のＲＦ受信アンテナの空間感度プロファイルを示す感度マップを算出する命令と、
を有する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）撮像の分野に関する。これは、身体の少なくとも一部のＭＲ撮像の方法に関する。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も関する。
【背景技術】
【０００２】
二次元又は三次元画像を形成するために磁場と核スピンとの間の相互作用を使用する画像形成ＭＲ方法は、軟組織の撮像に対して、多くの点で他の撮像方法より優れており、電離放射線を必要とせず、通常は非侵襲的であるので、近年、幅広く使用されている。
【０００３】
一般にＭＲ方法によると、検査されるべき患者の身体は、測定が基づく座標系の軸（通常はｚ軸）を同時に規定する方向を持つ強力な一様磁場（Ｂ0場）の中に配置される。磁場は、磁場強度に依存して個別の核スピンに対して異なるエネルギレベルを生じる。これらのエネルギレベルは、規定の周波数（いわゆるラーモア周波数又はＭＲ周波数）の交流電磁場（Ｂ1場とも称されるＲＦ場）の印加により励起（スピン共鳴）されることができる。巨視的視点から、個別の核スピンの分布は、全体的な磁化を生じ、これは、適切な周波数の電磁パルス（ＲＦパルス）の印加により平衡状態から偏向されることができ、磁場は、ｚ軸に垂直に延在し、これにより、前記磁化は、ｚ軸に対して歳差運動を行う。歳差運動は、開口角がフリップ角と称される円錐の表面を描く。フリップ角の強度は、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軸から横断面（フリップ角９０°）に偏向される。
【０００４】
ＲＦパルスの終了後に、磁化は、元の平衡状態に戻るように緩和し、ここでｚ方向における磁化は、第１の時定数Ｔ1（スピン格子又は縦緩和時間）で再び高まり、ｚ方向に垂直な方向における磁化は、第２の時定数Ｔ2（スピン‐スピン又は横緩和時間）で緩和する。磁化の変化は、磁化の変化がｚ軸に垂直な方向において測定されるような様式でＭＲ装置の検査体積内に配置及び配向された１以上の受信ＲＦコイルを用いて検出されることができる。横磁化の減衰は、例えば、９０°パルスの印加後に、同じ位相を持つ秩序状態から全ての位相角が一様に分布した状態への（局所的な磁場不均一性により誘起される）各スピンの遷移（ディフェージング、dephasing）を伴う。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）を用いて補償されることができる。これは、受信コイルにおいてエコー信号（スピンエコー）を生じる。
【０００５】
体内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磁場勾配が、一様磁場に重ねられ、スピン共鳴周波数の線形空間依存性を生じる。受信コイルにおいて取得された信号は、この場合、体内の異なる場所に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。ＲＦコイルを介して取得されたＭＲ信号データは、空間周波数領域に対応し、ｋ空間データと称される。ｋ空間データは、通常、異なる位相符号化で取得された複数の線を含む。各線は、複数のサンプルを収集することによりデジタル化される。ｋ空間データのセットは、フーリエ変換を用いてＭＲ画像に変換される。
【０００６】
既知のパラレル取得技術は、ＭＲ信号取得を加速するためにＭＲ撮像において幅広く使用される。このカテゴリの方法は、ＳＥＮＳＥ（感度符号化）である。ＳＥＮＳＥ及び他のパラレル取得技術は、複数のＲＦ受信アンテナから並列に得られたアンダーサンプリングされたｋ空間データ取得を使用し、ＲＦ受信アンテナは、異なる空間感度プロファイルを持つ。これらの方法において、複数のＲＦ受信アンテナからの（複素）信号データは、最終的に再構成されたＭＲ画像においてアンダーサンプリングアーチファクト（エイリアシング）を抑制するような様式で複素重みと結合される。このタイプの複素ＲＦコイルアレイ信号結合は、時々、空間フィルタリングと称され、ｋ空間領域又は（ＳＥＮＳＥにおいて）画像領域において結合すること、並びにハイブリッドである方法を含む。
【０００７】
ＳＥＮＳＥ撮像において、コイル感度プロファイルは、典型的には、ＳＥＮＳＥ参照スキャンにより得られた低解像度参照データから推定される。このコイル感度情報は、この場合、直接反転アルゴリズムを使用して画像空間内のエイリアス画素を「アンラップ（unwrap）」するように画像再構成中に使用される。
【０００８】
従来、所定の診断撮像タスクに対して使用されるＭＲ装置は、選択された撮像シーケンスのタイプ及びパラメータに依存して、いつＳＥＮＳＥ参照スキャンが要求されるかを自動的に検出する。ＳＥＮＳＥ参照スキャンは、典型的には診断撮像シーケンスの直前に、実行されるべきシーケンスのリストに自動的に挿入される。
【０００９】
ＭＲ信号データは、（ｉ）空間感度プロファイルが決定されるべき複数のＲＦ受信アンテナにより、及び（ｉｉ）参照として本質的に一様な空間感度プロファイルを持つボディＲＦコイルにより、取得されなければならないので、ＳＥＮＳＥ参照スキャンは、通常、２つのスキャンを含む。これら２つのスキャンは、ボディＲＦコイルからＲＦ受信アンテナのアレイをデカップリングする理由で別々に実行されなくてはならない。
【００１０】
更に、送信されるＲＦ場の空間分布の正確な測定は、しばしば、（適用可能であれば）適切なプロスペクティブ及びレトロスペクティブ補正／補償をサポートするために多くのＭＲ撮像応用（特に３テスラ以上の高い主磁場強度）に対して重要である。これは、ロバスト且つ高速なＢ1マッピング技術を必要とする。しかしながら、ほとんどのＢ1マッピング技術は、比較的遅く、臨床ワークフローへの統合を難しくする。国際出願ＷＯ２０１３／０５００６は、刺激エコー（stimulated echo）信号及び取得されたＦＩＤからの体の一部内のＲＦパルスのＲＦ場の空間分布を示すＢ1マップの形成を論じている。
【００１１】
時々、主磁場Ｂ0の分布も、実際の診断スキャンの前に準備スキャンにおいて決定される必要がある。これは、ＭＲ画像再構成中のＢ0シミング及び／又はＢ0不均一性の補償を可能にする。
【００１２】
これら全ての異なる準備スキャンは、合計スキャン時間を大幅に増大させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
先行する記載から、使用されるＲＦ受信アンテナの感度プロファイル並びにＢ1及び／又はＢ0マッピングの高速かつロバストな決定を可能にする改良されたＭＲ撮像技術に対する必要性が存在することが、容易に理解される。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明によると、ＭＲ装置の検査体積内に配置された対象のＭＲ撮像の方法が、開示される。前記方法は、
‐ＲＦパルス及び切り替え磁場勾配の撮像シーケンスを前記対象に受けさせるステップであって、前記撮像シーケンスが、
ｉ）磁化準備期間中に前記対象に向けて放射される少なくとも２つの準備ＲＦパルス、及び
ｉｉ）前記磁化準備期間の時間的に後の取得期間中に前記対象に向けて放射される１以上の読取ＲＦパルス、
を含む刺激エコーシーケンスである、ステップと、
‐前記取得期間中の各読取ＲＦパルスの後に２以上の刺激エコー信号、特に直接刺激エコー信号及び共役刺激エコー信号を取得するステップであって、前記刺激エコー信号の少なくとも１つが、異なる空間感度プロファイルを持つ２以上のＲＦ受信アンテナのアレイにより並列に受信され、前記刺激エコー信号の少なくとも他の１つが、本質的に一様な空間感度プロファイルを持つボディＲＦコイルにより受信される、ステップと、
‐前記ＲＦ受信アンテナのアレイにより受信された刺激エコー信号を前記ボディＲＦコイルにより受信された刺激エコー信号と比較することにより前記アレイの個別のＲＦ受信アンテナの空間感度プロファイルを示す感度マップを算出するステップと、
を有する。
【００１５】
一般に、刺激エコー信号は、３つの（例えば６０°又は９０°）ＲＦパルスを有し、最初の２つのＲＦパルスは、磁化準備パルスである。最初の準備ＲＦパルスは、磁気共鳴を励起し、縦の核磁化を横の核磁化に変換する。２つ目の準備ＲＦパルスは、縦軸に沿ってディフェーズされた横核磁化の一部分を「記憶」する。９０°ＲＦパルスの場合、この部分は、ディフェーズされた横磁化のほぼ半分である。３つ目のＲＦパルスは、前記準備期間の時間的に後である前記取得時間中に印加される。３つ目のＲＦパルス（「読取ＲＦパルス」）は、前記記憶された縦核磁化を横核磁化に再び変換し、これによりいわゆる刺激エコーを生成する。刺激エコーに基づくＭＲ撮像は、３つ目のＲＦパルスを低フリップ角の読取ＲＦパルスのトレインで置き換えることにより加速されることができ、各読取ＲＦパルスは、前記準備期間後に記憶された前記縦核磁化の小部分のみをリフォーカスする。
【００１６】
本発明の方法は、短い時間間隔においてＢ1マップの取得を可能にする近年導入されたＤＲＥＡＭ  Ｂ1マッピングアプローチ（Magnetic Resonance in Medicine, 68, 1517-1526, 2012; Magnetic Resonance in Medicine, 71, 246-256, 2014）を採用する。前記ＤＲＥＡＭアプローチは、刺激エコー型準備フェーズを含み、前記準備フェーズのＲＦパルスの局所的に有効なフリップ角は、縦磁化に符号化される。このフリップ角情報は、後の取得フェーズにおいて得られ、ＦＩＤ信号（自由誘導減衰）及び刺激エコー信号は、単一の読取勾配ローブ（lobe）の下で準同時に取得される。局所フリップ角の空間分布を示すＢ1マップ（すなわち前記準備フェーズのＲＦパルスの局所振幅）は、この場合、単一の取得トレインにおいて取得されたＦＩＤ及び刺激エコー信号の振幅から算出される。
【００１７】
本発明によると、２つの刺激エコー信号、特に直接刺激エコー信号及び（前記刺激エコーの複素共役の対応部分を表す）仮想的な「共役」刺激エコー信号は、前記取得期間中に各読取ＲＦパルスの後に取得される。好ましくは、前記直接刺激エコー信号及び前記共役刺激エコー信号は、勾配リコール（gradient-recalled）エコー信号として取得される。これは、前記空間感度マップが準同時に算出される前記刺激エコー信号を取得することを可能にする。これにより、不所望なフェーズラッピング及びＴ2効果を減少させる。
【００１８】
本発明によると、既知のＤＲＥＡＭアプローチと同様に、１以上の読取ＲＦパルスが、刺激エコーシーケンスの取得期間中に印加され、前記２以上の刺激エコー信号は、各読取ＲＦパルスの後に準同時に取得される。ＤＲＥＡＭシーケンスの２つの（直接及び共役）刺激エコー信号は、同じ刺激エコー符号化縦磁化から生じるので、ほぼ同一である。化学シフト効果は、前記シーケンスの適切なタイミングにより中和されることができる。したがって、ＳＥＮＳＥ参照データは、前記刺激エコー信号から前記ＲＦ受信アンテナのアレイ及び前記ボディＲＦコイルの両方によりＭＲ信号データを取得することにより単一スキャンにおいて得られることができる。前記２つ以上の刺激エコーは、前記ボディＲＦコイルと前記ＲＦ受信アンテナのアレイとの間で信号受信を切り替えるのに十分に長い約１乃至２ｍｓの短い時間間隔で分離される。
【００１９】
１つのＭＲ画像が、所定のＲＦ受信アンテナに対して、このＲＦ受信アンテナにより受信された前記刺激エコー信号から再構成されることができる。他のＭＲ画像は、前記ボディＲＦコイルにより受信された前記刺激エコー信号から再構成される。ＭＲ画像再構成の後に、それぞれのＲＦ受信アンテナの空間感度マップは、これら２つのＭＲ画像のボクセルに関する（voxel-wise）比から算出されることができる。これは、前記アレイの各個別のＲＦ受信アンテナに対して実行されることができる。
【００２０】
本発明の方法は、したがって、単一のＤＲＥＡＭ型準備シーケンスの印加による並列撮像に対する高速感度マッピングを可能にする。
【００２１】
本発明の好適な実施例において、１以上のＦＩＤ信号も、前記取得期間中に取得される。従来のＤＲＥＡＭアプローチと同様に、Ｂ1マップは、この場合、前記ＦＩＤ及び刺激エコー信号のボクセルに関する強度比から算出されることができる。前記ＦＩＤ信号及び前記刺激エコー信号は、準同時に取得される。ＭＲ画像は、前記ＦＩＤ信号から再構成されることができ、他のＭＲ画像は、前記刺激エコー信号から再構成されることができる。前記ＭＲ画像再構成の後に、前記Ｂ1マップは、それぞれ前記ＦＩＤ及び刺激エコー信号から再構成されたこれら２つのＭＲ画像のボクセルに関する強度比から算出されることができる。
【００２２】
したがって、本発明の方法は、前記ＲＦ受信アンテナの空間感度マップのみならず、Ｂ1マップをも単一のプレスキャンにおいて取得することを可能にする。
【００２３】
適切な位相符号化を用いる複数のＦＩＤ信号及び刺激エコー信号は、完全な空間感度マップ及び／又は完全なＢ1マップを生成するために取得される必要がある。例えばＥＰＩのような効率的なサンプリングスキームは、この目的で本発明と組み合わせて有利に適用されることができる。
【００２４】
本発明の好適な実施例によると、前記ＦＩＤ及び前記刺激エコー信号は、勾配リコールエコー信号として各読取ＲＦパルスの後に取得される。上述されたように、前記シーケンスのタイミング（エコー時間）は、感受性及び化学シフトによる効果は、２つの直接及び共役刺激エコー信号及び／又は前記ＦＩＤに対して本質的に等しい。これは、換言すると、前記空間感度プロファイルが算出される前記刺激エコー信号及び／又は前記ＦＩＤ信号に対する水スピン及び脂肪スピンからの寄与が本質的に同一であるように本発明の撮像シーケンスのパラメータ（エコー時間、勾配強度）が選択されることを意味する。例えば、水スピンからの信号寄与及び脂肪スピンからの信号寄与は、全ての刺激エコー信号において本質的に同相でありうる。これは、この技術を化学シフト効果に対してロバストにする。
【００２５】
本発明の他の好適な実施例によると、前記検査体積内の主磁場の空間分布を示すＢ0マップは、前記取得されたＦＩＤ及び刺激エコー信号から算出される。Ｂ1マップだけでなく、Ｂ0マップも、前記撮像シーケンスの適切なパラメータを使用することにより前記ＦＩＤ及び刺激エコー信号のボクセルに関する複素信号から算出されることができる。したがって、前記ＲＦ受信アンテナの空間感度マップ、Ｂ1マップ及びＢ0マップは、追加の測定ステップなしで単一のプレスキャンにおいて同時に取得されることができる。
【００２６】
本発明の方法は、並列撮像に対する感度情報及びＢ1／Ｂ0マップを得るのに使用されることができるので、ＭＲ撮像において大域的な準備スキャンに対する潜在的な候補である。本発明の刺激エコーに基づく感度マッピングは、前記感度マップが約１００ｍｓ持続時間における前記刺激エコーシーケンスの単一ショットにおいて取得されることを可能にし、このアプローチを原理的にリアルタイム可能にする。
【００２７】
これまでに記載された本発明の方法は、検査体積内に一様定常磁場を生成する少なくとも１つの主磁石コイルと、前記検査体積内で異なる空間方向において切り替え磁場勾配を生成する複数の勾配コイルと、前記検査体積内に配置された患者の体からＭＲ信号を受信するために前記検査体積内でＲＦパルスを生成する少なくとも１つのＲＦコイルと、ＲＦパルス及び切り替え磁場勾配の時間的な並び（temporal succession）を制御する制御ユニットと、前記受信されたＭＲ信号からＭＲ画像を再構成する再構成ユニットとを含むＭＲ装置を用いて実行されることができる。本発明の方法は、好ましくは、前記ＭＲ装置の前記再構成ユニット及び／又は前記制御ユニットの対応するプログラミングにより実施される。
【００２８】
本発明の方法は、今のところ臨床的使用においてほとんどのＭＲ装置において有利に実行されることができる。このため、前記ＭＲ装置が本発明の上で説明された方法ステップを実行するように制御されるコンピュータプログラムを使用することが、単に必要である。前記コンピュータプログラムは、データ担体上に存在するか、又は前記ＭＲ装置の前記制御ユニットにおけるインストールのためにダウンロードされるようにデータネットワークに存在するかのいずれかでありうる。
【００２９】
添付の図面は、本発明の好適な実施例を開示する。しかしながら、図面は、説明の目的のみで設計され、本発明の制限の規定として設計されないと理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の方法を実行するＭＲ装置を概略的に示す。
【図２】本発明による撮像シーケンスを示す概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１を参照すると、ＭＲ装置１が示されている。前記装置は、実質的に一様な時間的に一定の主磁場Ｂ0が検査体積を通るｚ軸に沿って作成されるように超伝導又は常伝導主磁石コイル２を有する。前記装置は、更に、（１次、２次及び可能であれば３次）シミングコイル２'のセットを有し、前記セットの個別のシミングコイル２'を通る電流は、前記検査体積内のＢ0偏差を最小化する目的で制御可能である。
【００３２】
磁気共鳴生成及び操作システムは、ＭＲ撮像を実行するように、核磁気スピンを反転又は励起し、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、前記磁気共鳴を空間的に及び他の形で符号化し、スピンを飽和させる等のために一連のＲＦパルス及び切り替え磁場勾配を印加する。
【００３３】
より具体的には、勾配パルス増幅器３は、前記検査体積のｘ、ｙ及びｚ軸に沿った全身勾配コイル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、前記検査体積内にＲＦパルスを送信するように、送受信スイッチ８を介して、ボディＲＦコイル９にＲＦパルス又はパルスパケットを送信する。典型的なＭＲ撮像シーケンスは、いかなる印加された磁場勾配も核磁気共鳴の選択された操作を達成する、互いに一緒に取られた短い持続時間のＲＦパルスセグメントのパケットからなる。前記ＲＦパルスは、飽和させる、共鳴を励起する、磁化を反転する、共鳴をリフォーカスする、又は共鳴を操作し、前記検査体積内に配置された体１０の一部を選択するのに使用される。前記ＭＲ信号は、また、本質的に一様な空間感度を持つボディＲＦコイル９により取得される。
【００３４】
並列撮像を用いる体１０の限定領域のＭＲ画像の生成に対して、異なる空間感度プロファイルを持つ局所アレイＲＦコイル１１、１２、１３のセットは、撮像に対して選択された領域に近接して配置される。アレイコイル１１、１２、１３は、ボディコイルＲＦ送信により誘起されたＭＲ信号を受信するのに使用されることができる。並列送信応用において、アレイＲＦコイル１１、１２、１３は、例えばＲＦシミングの目的で、ＲＦ送信に対して使用されてもよい。
【００３５】
結果として生じるＭＲ信号は、ボディＲＦコイル９により及び／又はアレイＲＦコイル１１、１２、１３により取得され、好ましくは前置増幅器（図示されない）を含む受信器１４により復調される。受信器１４は、送受信スイッチ８を介してＲＦコイル９、１１、１２及び１３に接続される。
【００３６】
ホストコンピュータ１５は、エコープラナ撮像（ＥＰＩ）、エコー体積撮像、勾配及びスピンエコー撮像、及び高速スピンエコー撮像等のような複数のＭＲ撮像シーケンスのいずれかを生成するようにシミングコイル２'並びに勾配パルス増幅器３及び送信器７を通る電流を制御する。選択されたシーケンスに対して、受信器１４は、各ＲＦ励起パルスの後に続いて続けざまに単一の又は複数のＭＲデータラインを受信する。データ取得システム１６は、前記受信された信号のアナログ‐デジタル変換を実行し、各ＭＲデータラインを他の処理に適したデジタル形式に変換する。近年の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された別個のコンピュータである。
【００３７】
最終的に、デジタル生画像データは、フーリエ変換又はＳＥＮＳＥ若しくはＳＭＡＳＨのような他の適切な再構成アルゴリズムを適用する再構成プロセッサ１７により画像表現に再構成される。前記ＭＲ画像は、前記患者を通る平面スライス、平行な平面スライスのアレイ、又は三次元体積等を表してもよい。前記画像は、次いで、画像メモリに記憶され、前記画像メモリは、スライス、投影像又は前記画像表現の他の部分を、例えば結果として生じるＭＲ画像の人間可読表示を提供するビデオモニタ１８による、視覚化に対して適切な形式に変換するためにアクセスされうる。
【００３８】
図２は、本発明による撮像シーケンスを説明する図を示す。
【００３９】
描かれた撮像シーケンスは、磁化準備期間２１及び取得期間２２に分割された刺激エコーシーケンスである。αのフリップ角を持つ２つの準備ＲＦパルスは、磁化準備期間２１中に印加される。前記２つの準備ＲＦパルスは、時間間隔ＴSにより分離される。ディフェーザ磁場勾配Ｇm2は、前記２つの準備ＲＦパルスの間に印加される。フリップ角βを持つ読取ＲＦパルスのシーケンスは、準備期間２１の時間的に後である取得期間２２中に生成される。各読取ＲＦパルスβは、単一の読み出し勾配ローブの下で準同時に別個の勾配リコールエコーとして取得されるＦＩＤ信号、刺激エコーＳＴＥ及び共役刺激エコーＳＴＥ*を作成する。取得順序は、ディフェーザ勾配Ｇm2の極性により決定される。これら３つの勾配エコーのタイミングは、（低い位相グラフΦGrにより示される）切り替え勾配Ｇm1、Ｇmにより制御される。
【００４０】
刺激エコー準備期間２１の直後に、縦核磁化は、
Ｍz,FID＝cos2(α)・Ｍ0
Ｍz,STE＝(１／２)sin2(α)・Ｍ0
Ｍz,STE*＝(１／２)sin2(α)・Ｍ0
により与えられる。
【００４１】
ここでＭz,FIDは、準備されていない（すなわち同相の）縦磁化を示し、Ｍz,STE及びＭz,STE*は、２つのミラーされた刺激エコー準備された（すなわちディフェーズされた）縦磁化寄与を示す。横磁化成分（すなわち第１のＲＦパルスαからのＦＩＤ、第２のＲＦパルスαからのＦＩＤ及びスピンエコー）は、強力なクラッシャ勾配によりスポイルされ、これ以上検討されない。
【００４２】
本発明によると、刺激エコーＳＴＥは、異なる空間感度プロファイルを持つアレイＲＦコイル１１、１２、１３のアレイにより並列に受信される。共役刺激エコー信号ＳＴＥ*は、本質的に一様な空間感度を持つボディＲＦコイル９により受信される。２つの刺激エコーＳＴＥ、ＳＴＥ*は、送受信スイッチ８を用いてＲＦコイル１１、１２、１３のアレイとボディＲＦコイル９との間の信号受信を切り替えるのに十分に長い約１乃至２ｍｓの時間間隔により分離される。前記ＦＩＤ信号は、例えば、アレイＲＦコイル１１、１２、１３により並列に受信されることができる。
【００４３】
前記撮像シーケンスの読取ＲＦパルスβは、したがって、３つの横信号寄与、
ＩFID＝ＳA・Ｃ(ｔ)sin(β)Ｍz,FID
ＩSTE＝ＳA・Ｃ(ｔ−ＴS)sin(β)Ｍz,STE
ＩSTE*＝ＳBC・Ｃ(ｔ＋TS)sin(β)Ｍz,STE*
を生成する。
【００４４】
ここでＳA及びＳBCは、各々、所定のボクセルに対してそれぞれのアレイＲＦコイル（ＳA）に対する及び前記ボディＲＦコイル（ＳBC）に対する受信コイル感度を有する複素システム定数を表す。更に、上述のように、ＴSは、前記準備フェーズにおける前記２つのＲＦパルスを分離する時間間隔であり、Ｃは、感受性及び化学シフト効果による所定のボクセルに対する静的信号ディフェージングを記述する。
Ｃ(ｔ)＝∫Vρ(ｒ)ｅ-iω(r)・tｄｒ
【００４５】
ここでρ(ｒ)及びω(ｒ)は、プロトン密度及びオフレゾナンス周波数オフセットを示し、積分は、前記所定のボクセル上の合計を記述する。ＳＴＥ信号ＩSTEが、刺激エコーとしてリフォーカスするのに対し、ＳＴＥ*信号ＩSTE*は、更にディフェーズし、したがって、典型的には従来の刺激エコー実験において捨てられる。しかしながら、図２に示される撮像シーケンスは、意図的に選択されたエコー時間における別個のリコールされた勾配エコーとして３つ全ての信号寄与を取得するのに適合された切り替え磁場勾配を採用する。測定勾配Ｇm、リフェーザ（re-phaser）勾配Ｇm1及び刺激エコーディフェーザ勾配Ｇm2の勾配面積Ａに対する関係は、
Ａ(Ｇm1)＝−１．５Ａ(Ｇm)
Ａ(Ｇm2)＝−／＋Ａ(Ｇm)
である。
【００４６】
第１の式は、前記ＦＩＤの勾配エコーが第２の読み出し勾配Ｇmの中心にリフォーカスされることを保証する。第２の式は、直接刺激エコーＳＴＥ及び共役刺激エコーＳＴＥ*が、それぞれ、第１及び第３の読み出し勾配Ｇmの中心にリフォーカスされることを保証する。取得順序（ＳＴＥ−ＦＩＤ−ＳＴＥ*又はＳＴＥ*−ＦＩＤ−ＳＴＥ）は、読み出し勾配Ｇmに対する刺激エコーディフェーザ勾配Ｇm2の極性により決定される。
【００４７】
例えば取得帯域幅又はＲＦ及び勾配パワー制限から生じる一般的なシーケンスタイミング制約内で、勾配エコー時間（すなわち勾配エコー頂点の時間）は、異なるエコーに対する所望のスペクトル符号化を得るように独立して選択されうる。例えば、３つの勾配エコーに対する等距離タイミングスキームは、３つの読み出し勾配Ｇmを単一の一定勾配ローブに連結することにより適用されることができる。加えて、ＳＴＥ／ＳＴＥ*とＦＩＤ信号との間の時間間隔ΔＴが、ＴSに等しく選択される場合、ＳＴＥ及びＳＴＥ*信号は、同じスペクトル符号化時間、特にＴＥFIDを持ち、刺激エコーＳＴＥ及びＳＴＥ*に対してＴＥFID＋２ＴS及び共役エコーＳＴＥ*に対してＴＥFIDであるＴ2発展時間においてのみ異なる。したがって、ＳＴＥ及びＳＴＥ*信号から再構成されたＭＲ画像は、同一であり、Ｔ2緩和及びそれぞれのシステム定数ＳA及びＳBCによってのみ異なる。上述したように、タイミングは、Ｔ2緩和が無視されることができるように２つの刺激エコーＳＴＥ、ＳＴＥ*が１乃至２ｍｓだけの時間間隔により分離されるように選択されることができる。アレイＲＦコイル１１、１２、１３の空間感度マップは、したがって、前記アレイの各個別のＲＦ受信コイル１１、１２、１３に対して計算されることができる刺激エコーＳＴＥ及びＳＴＥ*のボクセルに関する比（ＩSTE／ＩSTE*、上記参照）から直接的に算出されることができる。
【００４８】
加えて、既知のＤＲＥＡＭアプローチ（上記参照）のように、刺激エコー準備ＲＦパルスのフリップ角α（及びＢ1マップ）は、
α＝arctan√(２|ＩSTE／ＩFID|)
によって前記取得された刺激エコー及びＦＩＤ信号の比から算出されることができる。
【００４９】
ＴSがＴS＝ΔＴ＋ＴＥFIDにセットされる場合、Ｂ0位相マップは、これら２つの信号の位相から算出されることができる。
ΦB0＝arg(ＩSTE・Ｉ*FID)
【００５０】
これは、前記ＦＩＤが脂肪／水同相エコー時間（例えば３テスラにおいて２．３ｍｓ）において取得される条件で適用される。この場合、前記ＦＩＤ及び前記刺激エコーは、異なる水／脂肪同相スペクトル符号化時間（例えば３テスラにおいてＳＴＥ*に対して４．６ｍｓ、ＦＩＤに対して２．３ｍｓ及びＳＴＥに対して０ｍｓ）において取得される。したがって、前記ＳＴＥ及びＳＴＥ*信号は、Ｔ2*緩和だけ異なるが、ＳＴＥ刺激エコーはＳＴＥ*刺激エコーより強いＴ2及び弱いＴ2*重みを持つので、Ｔ2*及びＴ2効果は少なくとも相殺する。
【図１】
0006458170.tif 000002
【図２】
0006458170.tif 000003