(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験体の撮像ゾーンからk空間ブレード・データの二つ以上のセットを収集する磁気共鳴撮像システムであって、各ブレードはデカルト・サンプリングでの通常のk空間軌跡のL本のラインで構成され、個々のk空間ブレードはk空間の中心点のまわりで互いに対して回転されており、当該磁気共鳴撮像システムは機械実行可能な命令を記憶しているメモリおよび当該磁気共鳴撮像システムを制御するプロセッサを有しており、前記機械実行可能な命令の実行は、前記プロセッサに、k空間ブレード・データの前記セットの各ブレードについて：
・ディクソン技法を実行する目的のために少なくとも一つのエコー時間を使ってk空間ブレード・データを収集するよう当該MRIシステムを制御する段階であって、k空間ブレード・データがブレード形に従って収集される、段階と；
・前記少なくとも一つのk空間ブレード・データを使って少なくとも一つのブレード画像データを再構成する段階と；
・前記少なくとも一つのブレード画像データを使って水ブレード画像データおよび脂肪ブレード画像データを生成する段階と；
・前記水および脂肪ブレード画像データをそれぞれ水および脂肪k空間ブレード・データに変換する段階とを実行させ、
前記機械実行可能な命令の実行は、前記プロセッサにさらに、前記水および脂肪k空間ブレード・データのプロペラ再構成を実行する段階を実行させる、
磁気共鳴撮像システム。
【請求項２】
前記生成する段階は、前記脂肪ブレード画像データに水‐脂肪シフト補正を適用することを含む、請求項１記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項３】
前記脂肪ブレード画像データに対する前記水‐脂肪シフト補正は、前記水ブレード画像データに対して前記脂肪ブレード画像データを位置合わせすることによって、定義される読み出し方向における予期されるピクセル・シフトを補正することを含む、請求項２記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項４】
前記ディクソン技法は、少なくとも二点のディクソン技法であり、前記少なくとも一つのブレード画像データは少なくとも二つのブレード画像データを含み、前記機械実行可能な命令の実行は、前記プロセッサにさらに、前記少なくとも二つのブレード画像データを組み合わせて、前記水および脂肪ブレード画像データを生成させる、請求項１記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項５】
前記機械実行可能な命令の実行は、前記プロセッサに、前記少なくとも二つのブレード画像データからB0場不均一性マップを推定させる、請求項４記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項６】
推定されるB0場不均一性マップは、前記水および脂肪ブレード・データにおける共鳴外れ効果を補正し、それにより共鳴外れストリーキングおよびぼけアーチファクトを除去するために使われる、請求項５記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項７】
前記機械実行可能な命令の実行は、前記プロセッサにさらに、
・前記水k空間ブレード・データの中央領域を使って水動き画像データを再構成し；
・k空間ブレード・データの前記セットのブレードのうちの一つのブレードに対応する水k空間ブレード・データを水参照ブレードとして定義し；
・前記水動き画像データおよび前記水参照ブレードに対応する参照水動き画像データから、前記水動き画像データの少なくとも一部分を前記参照水動き画像データの対応する部分に関連付ける水アフィン動き変換データを決定し；
・前記水アフィン動き変換データを使って前記水動き画像データを水セグメントの動きについて補正する、ことを実行させる、
請求項１記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項８】
前記機械実行可能な命令の実行は、前記プロセッサにさらに：
・前記k空間ブレード・データの中央領域を使って脂肪動き画像データを再構成し；
・k空間ブレード・データの前記セットのブレードのうちの一つのブレードに対応する脂肪k空間ブレード・データを脂肪参照ブレードとして定義し；
・前記脂肪動き画像データおよび前記脂肪参照ブレードに対応する参照脂肪動き画像データから、前記脂肪動き画像データの少なくとも一部分を前記参照脂肪動き画像データの対応する部分に関連付ける脂肪アフィン動き変換データを決定し；
・前記脂肪アフィン動き変換データを使って前記脂肪動き画像データを脂肪セグメントの動きについて補正する、ことを実行させる、
請求項１または２記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項９】
前記機械実行可能な命令の実行は、前記プロセッサにさらに：
・異なるエコー時間を用いて収集された前記少なくとも二つのk空間データの中央領域を使ってブレード毎に少なくとも二つの動きデータを再構成し；
・前記少なくとも二つの動きデータを使って動き水画像データ、動き脂肪画像データおよび動きB0画像データを生成し；
・k空間ブレード・データの前記セットのブレードのうちの一つのブレードに対応する水k空間ブレード・データを水参照ブレードとして定義し；
・前記動き水画像データを前記水参照ブレードに対応する参照動き水画像に関連付ける水アフィン動き変換データを決定し；
・前記水アフィン動き変換データを使って前記動き水画像データを水セグメントの動きについて補正し；
・前記動きB0画像データを使って、前記動き水画像データをB0場不均一性について補正し、それにより共鳴外れストリーキング・アーチファクトを除去する、ことを実行させる、
請求項４記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項１０】
MRIシステムによって、被験体の撮像ゾーンからk空間ブレード・データの二つ以上のセットを収集する方法であって、各ブレードはデカルト・サンプリングでの通常のk空間軌跡のL本のラインで構成され、個々のk空間ブレードはk空間の中心点のまわりで互いに対して回転されており、当該方法は、k空間ブレード・データの前記二つ以上のセットの各ブレードについて：
・ディクソン技法を実行する目的のために少なくとも一つのエコー時間を使って少なくとも一つのk空間ブレード・データを収集するよう前記MRIシステムを制御する段階であって、k空間ブレード・データは、ブレード形に従って収集される、段階と；
・前記少なくとも一つのk空間ブレード・データを使って少なくとも一つのブレード画像データを再構成する段階と；
・前記少なくとも一つのブレード画像データを使って水ブレード画像データおよび脂肪ブレード画像データを生成する段階と；
・前記水および脂肪ブレード画像データをそれぞれ水および脂肪k空間ブレード・データに変換する段階とを含み、
当該方法はさらに、
前記水および脂肪のk空間ブレード・データのプロペラ再構成を実行する段階を含む、
方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の方法の方法段階を実行するためのコンピュータ実行可能命令を含むコンピュータ・プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴撮像に、詳細にはディクソン水脂肪分離を用いるプロペラに関する。
【背景技術】
【０００２】
プロペラ（Propeller）は、k空間の中央部分をオーバーサンプリングする、深刻な動きおよび拍動の最小化に関して魅力的な方法である。しかしながら、これは主たるB0場の不均一性のような画像アーチファクトのさまざまな源に敏感である。
【０００３】
非特許文献１は、プロペラMRIでの動き補正のための方法および頭部動きおよび自由呼吸心臓撮像へのその応用を開示している。D.Huo  et  al.、"Turboprop  IDEAL:  A  motion  resistant  fat-water  separation  technique",  Magnetic  Resonance  in  Medicine,  61(2009)188-195は、ターボプロップ（TP）-IDEALアプローチの形のプロペラ型収集における水‐脂肪分離を開示している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】J.G.Pipe,  Magnetic  Resonance  in  Medicine,  42,  963-969  (1999)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の諸実施形態は、k空間ブレード・データの少なくとも一つのセットを収集する方法、磁気共鳴撮像システムおよびコンピュータ・プログラム・プロダクトを提供しうる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
当業者は認識するであろうが、本発明の諸側面は、装置、方法およびコンピュータ・プログラム・プロダクトとして具現されうる。よって、本発明の諸側面は、完全にハードウェアの実施形態、完全にソフトウェアの実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む）または本稿でみな一般に「回路」「モジュール」または「システム」として言及されうるソフトウェアおよびハードウェア側面を組み合わせた実施形態の形を取ることができる。さらに、本願の諸側面は、コンピュータ実行可能なコードが具現されている一つまたは複数のコンピュータ可読媒体において具現されるコンピュータ・プログラム・プロダクトの形を取ることができる。
【０００７】
本発明の諸側面は、本発明の実施形態に基づく方法、装置（システム）およびコンピュータ・プログラム・プロダクトのフローチャート図および／またはブロック図を参照して記述される。フローチャート、図および／またはブロック図の各ブロックまたはブロックの一部が、適用可能な場合にはコンピュータ実行可能コードの形のコンピュータ・プログラム命令によって実装されることができることは理解されるであろう。さらに、背反でない場合には、異なるフローチャート、図および／またはブロック図におけるブロックの組み合わせが組み合わされてもよいことが理解される。これらのコンピュータ・プログラム命令は、汎用コンピュータ、特殊目的コンピュータまたは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサに与えられて、該コンピュータまたは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサによって実行されるときに該命令が前記フローチャートおよび／またはブロック図の単数または複数のブロックにおいて特定されている機能／工程を実装する手段を作り出すよう、機械を生成してもよい。
【０００８】
一つまたは複数のコンピュータ可読媒体の任意の組み合わせが利用されてもよい。コンピュータ可読媒体はコンピュータ可読信号媒体またはコンピュータ可読記憶媒体でありうる。本稿で使われるところの「コンピュータ可読記憶媒体」は、コンピューティング装置のプロセッサによって実行可能な命令を記憶しうる任意の有体の記憶媒体を包含する。コンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータ可読な非一時的な記憶媒体と称されることもある。コンピュータ可読記憶媒体は、有体なコンピュータ可読媒体と称されることもある。いくつかの実施形態では、コンピュータ可読記憶媒体は、コンピューティング装置のプロセッサによってアクセスされることができるデータを記憶できてもよい。コンピュータ可読記憶媒体の例は、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気ハードディスクドライブ、固体ハードディスク、フラッシュメモリ、USBサムドライブ、ランダム・アクセス・メモリ（RAM）、読み出し専用メモリ（ROM）、光ディスク、光磁気ディスクおよびプロセッサのレジスタ・ファイルを含むがこれに限られない。光ディスクの例は、コンパクトディスク（CD）およびデジタル多用途ディスク（DVD）、たとえばCD-ROM、CD-RW、CD-R、DVD-ROM、DVD-RWまたはDVD-Rディスクを含む。コンピュータ可読記憶媒体の用語は、ネットワークまたは通信リンクを介してコンピュータ装置によってアクセスされることのできるさまざまな型の記録媒体をも指す。たとえば、データはモデムを通じて、インターネットを通じてまたはローカル・エリア・ネットワークを通じて取得されてもよい。コンピュータ可読媒体上に具現されるコンピュータ実行可能コードは、無線、有線、光ファイバーケーブル、RFなどを含むがそれに限られない任意の適切な媒体または上記の任意の好適な組み合わせを使って伝送されうる。
【０００９】
コンピュータ可読信号媒体は、たとえばベースバンドにおいてまたは搬送波の一部としてコンピュータ実行可能コードが具現されている伝搬されるデータ信号を含みうる。そのような伝搬される信号は、電磁、光またはその任意の好適な組み合わせを含むがそれに限られない多様な形の任意のものを取りうる。コンピュータ可読信号媒体は、コンピュータ可読記憶媒体ではなく、命令実行システム、装置またはデバイスによってまたは命令実行システム、装置またはデバイスとの関連で使用されるためのプログラムを通信する、伝搬させるまたは転送することができる任意のコンピュータ可読媒体でありうる。
【００１０】
「コンピュータ・メモリ」または「メモリ」は、コンピュータ可読記憶媒体の例である。コンピュータ・メモリは、プロセッサにとって直接アクセス可能な任意のメモリである。「コンピュータ記憶」または「記憶」はコンピュータ可読記憶媒体のさらなる例である。コンピュータ記憶は、任意の不揮発性コンピュータ可読記憶媒体である。いくつかの実施形態では、コンピュータ記憶はコンピュータ・メモリであってもよいし、逆にコンピュータ・メモリがコンピュータ記憶であってもよい。
【００１１】
本稿で用いるところの「ユーザー・インターフェース」は、ユーザーまたは操作者がコンピュータまたはコンピュータ・システムと対話することを許容するインターフェースである。「ユーザー・インターフェース」はまた、「ヒューマン・インターフェース装置」と称されてもよい。ユーザー・インターフェースは情報またはデータを操作者に提供し、および／または情報またはデータを操作者から受け取ってもよい。ユーザー・インターフェースは操作者からの入力がコンピュータによって受け取れるようにしてもよく、コンピュータからユーザーに出力を提供してもよい。換言すれば、ユーザー・インターフェースは操作者がコンピュータを制御もしくは操作することを許容してもよく、該インターフェースはコンピュータが操作者の制御または操作の効果を示すことを許容してもよい。データまたは情報のディスプレイまたはグラフィカル・ユーザー・インターフェース上への表示は、情報を操作者に提供することの例である。キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッド、ポインティング・スティック、グラフィック・タブレット、ジョイスティック、ゲームパッド、ウェブカメラ、ヘッドセット、ギア・スティック、ハンドル、ペダル、ワイヤードグローブ、ダンス・パッド、リモコンおよび加速度計を通じたデータの受領はみな、操作者からの情報またはデータの受領を可能にするユーザー・インターフェース・コンポーネントの例である。
【００１２】
本稿で用いるところの「ハードウェア・インターフェース」は、コンピュータ・システムのプロセッサが外部のコンピューティング装置および／または装置と対話するおよび／またはこれを制御することを可能にするインターフェースを包含する。ハードウェア・インターフェースは、プロセッサが、制御信号または命令を外部のコンピューティング装置および／または装置に送ることを許容してもよい。ハードウェア・インターフェースは、プロセッサが、外部のコンピューティング装置および／または装置とデータを交換することを可能にしてもよい。ハードウェア・インターフェースの例は、これに限られないが、ユニバーサル・シリアル・バス、IEEE1394ポート、パラレル・ポート、IEEE1284ポート、シリアル・ポート、RS-232ポート、IEEE-488ポート、ブルートゥース接続、無線ローカル・エリア・ネットワーク接続、TCP/IP接続、イーサネット（登録商標）接続、制御電圧インターフェース、MIDIインターフェース、アナログ入力インターフェースおよびデジタル入力インターフェースを含む。
【００１３】
本稿で用いるところの「プロセッサ」は、プログラムまたは機械実行可能な命令を実行できる電子コンポーネントを包含する。「プロセッサ」を有するコンピューティング装置への言及は、二つ以上のプロセッサまたは処理コアを含む可能性があると解釈されるべきである。プロセッサはたとえば、マルチコア・プロセッサであってもよい。プロセッサはまた、単一コンピュータ・システム内のまたは複数のコンピュータ・システムの間に分散されたプロセッサの集まりを指すこともある。コンピューティング装置という用語は、それぞれが単数または複数のプロセッサを有するコンピューティング装置の集合またはネットワークを指す可能性もあると解釈されるべきである。多くのプログラムはその命令を、同じコンピューティング装置内であってもよく、あるいは複数のコンピューティング装置を横断して分散されていてもよい複数のプロセッサに実行させる。
【００１４】
ある側面では、本発明は、被験体の撮像ゾーンからk空間ブレード・データの少なくとも一つのセットを収集するための磁気共鳴撮像システムであって、機械実行可能な命令を記憶しているメモリおよび当該磁気共鳴撮像システムを制御するプロセッサを有するものに関する。
【００１５】
k空間ブレード・データの前記少なくとも一つのセットは、プロペラ幾何にある諸ブレードを有していてもよい。ここで、各ブレードはL個の等間隔な並列なパラレル・エンコード・ラインで構成される。ブレードは、デカルト・サンプリングでの通常のk空間軌跡のL本のラインで構成される。個々のk空間ブレード・データは、k空間の中心点のまわりで互いに対して回転されている。よって、個々のk空間ブレードはk空間の中央領域において交わる。
【００１６】
機械実行可能な命令の実行により、プロセッサは、k空間ブレード・データの前記少なくとも一つのセットの各ブレードについて：ディクソン技法を実行する目的のために少なくとも一つのエコー時間を使って少なくとも一つのk空間ブレード・データを収集するようMRIシステムを制御する段階を実行する。ここで、k空間ブレード・データは、ブレード形に従って収集される。ディクソン技法は、一般に、スピンエコーまたはグラジエントエコー型のシーケンスに基づく技法をいう。それ自身としては既知のディクソン技法によれば、水を含む組織から発するMR信号と脂肪組織から発するMR信号を分離する目的のために、脂肪と水のスピンの間のスペクトル差が利用される。ディクソン型の撮像では、典型的には、二つの収集が異なるエコー時間を用いて繰り返される。ここで、二番目の収集の脂肪磁化は対応するエコー時間における最初の収集に対して位相がずれている。別個で相異なる水、脂肪およびB0マップが、複素MR信号からの逐次反復的な分解によって得られる。
【００１７】
ディクソン技法は、一点ディクソン、二点ディクソンまたはより多くの点のディクソンでありうる。点の数は、スライス位置毎に収集される、相異なる水‐脂肪位相差をもつ画像の数を指す。たとえば、二点ディクソン技法については、MRIシステムは、二つの異なるエコー時間に関連付けられた（同じブレード位置および形についての）二つのk空間データを収集しうる。このエコー時間は、水と脂肪の間の累積される位相が異なる限り、任意に選んでよい。簡単のため、本稿では「同相」および「逆相」エコー時間という特殊な場合が言及される。二点ディクソン技法の場合、第一のk空間ブレード・データにおいては、脂肪プロトンからおよび水プロトンからの信号は「同相」でる一方、第二のk空間ブレード・データにおいては、それらは「逆相」であることがある。ディクソン・シーケンスは、マルチ収集またはマルチグラジエントエコー型のシーケンスであってもよい。ここで、マルチ収集は、異なるエコー時間をもつ別個の収集を必要とする。マルチグラジエントエコー型シーケンスは、RF励起毎に、異なるエコー時間をもついくつかのグラジエントエコーを収集する。
【００１８】
機械実行可能な命令の実行により、プロセッサはさらに、k空間ブレード・データの前記少なくとも一つのセットの各ブレードについて、前記少なくとも一つのk空間ブレード・データを使って少なくとも一つのブレード画像データを再構成し；前記少なくとも一つのブレード画像データを使って水ブレード画像データおよび脂肪ブレード画像データを生成する。
【００１９】
たとえば、一点ディクソン技法の場合、実部および虚部として、複素画像（たとえば少なくとも一つのブレード画像データ）から別個の水および脂肪画像を得ることができる。
【００２０】
機械実行可能な命令の実行により、プロセッサはさらに、k空間ブレード・データの前記少なくとも一つのセットの各ブレードについて、前記水および脂肪のブレード画像データをそれぞれ水および脂肪のk空間ブレード・データに変換し、前記水および脂肪のk空間ブレード・データのプロペラ再構成を実行する。
【００２１】
画像データは、逆高速フーリエ変換（FFT）を使ってk空間データに変換されてもよい。各水および脂肪k空間ブレード・データのプロペラ再構成は、最終的な水画像データ・セットおよび脂肪画像データ・セットにつながり、これらは非脂肪抑制画像データ・セットに組み合わされることができる。
【００２２】
上記事項は、ディクソンとプロペラの鍵となる利点を組み合わせる、すなわち、脂肪および共鳴外れストリーキング・アーチファクトに敏感でない動き堅牢な解を提供する一方、脂肪、IPまたはOP画像データ・セットの次に脂肪組織の完全な抑制のある別個の水画像データ・セットを提供するので、有利でありうる。よって、上記事項は、脂肪抑制が問題となりえ、一般に動きに対する高い敏感さが予期できる身体応用およびより高い磁場強度において特に有益でありうる。
【００２３】
当業者には、本願の主題は、複数の化学種をもつシステムにも適用され、水、脂肪およびシリコーンの分離を確かにしうることは明白であろう。
【００２４】
ある実施形態では、前記生成は、前記脂肪ブレード画像データが脂肪ブレードk空間データに変換されてプロペラ再構成が実行される前に、前記脂肪ブレード画像データに水‐脂肪シフト補正を適用することを含む。
【００２５】
この実施形態は、プロペラ再構成が非常に敏感である水脂肪シフトの効果を減らすので、有利でありうる。これは、典型的に脂肪によって囲まれている腎臓のような器官のような構造の検査のような、該アーチファクトが重要になる状況について、特に重要である。
【００２６】
ある実施形態では、前記脂肪ブレード画像データに対する前記水‐脂肪シフト補正は、周波数帯域幅によっておよび／または前記水ブレード画像データに対して前記脂肪ブレード画像データを位置合わせすることによって、定義される読み出し方向における予期されるピクセル・シフトを補正することを含む。
【００２７】
周波数帯域幅の選択および対応する水脂肪シフトに依存して、読み出し方向における化学シフトは、数ピクセルのオーダーであることができるが、より目立たないこともあり、典型的には、プロペラ型収集において、脂肪によって囲まれている構造（腎臓）において星のような見え方を示す。
【００２８】
ある実施形態では、ディクソン技法は、少なくとも二点のディクソン技法からなり、前記少なくとも一つのブレード画像データは少なくとも二つのブレード画像データを含み、機械実行可能な命令の実行により、プロセッサはさらに、前記少なくとも二つのブレード画像データを組み合わせて、前記水および脂肪のブレード画像データを生成する。
【００２９】
前記少なくとも二つのブレード画像データは、少なくとも二つのk空間ブレード・データを使って再構成される。二点ディクソン技法の場合、撮像は、二つの別個の画像を収集することによって実行される。たとえば脂肪Fおよび水Wからの信号が位相がずれている（out  of  phase）（OP＝W−F）画像と、両者が同相（in  phase）である（IP＝W＋F）画像である。こうして、この単純な例では、これらの画像の和および差からそれぞれ、別個の水および脂肪画像が得られる。
【００３０】
主たる静磁場B0が不均一である場合、水が共鳴状態にない被験体内の位置がある。この場合、B0マップを組み込んでいる複素MR信号からの逐次反復的な分解が、ディクソン水脂肪分離を改善しうる。
【００３１】
よって、ある実施形態では、機械実行可能な命令の実行により、プロセッサはさらに、前記少なくとも二つのブレード画像データからB0場不均一性マップを推定する。
【００３２】
ある実施形態では、推定されるB0場不均一性マップは、前記水および脂肪ブレード・データにおける共鳴外れ効果を補正し、それにより共鳴外れストリーキングおよびぼけアーチファクトを除去するために使われる。これらのアーチファクトは、プロペラ型収集によって導入されることがある。B0場不均一性は通例、共鳴外れ（off-resonance）と称される。一般に、画像またはk空間領域において補正がなされ、それにより水（脂肪）ブレード・データを参照することができる。
【００３３】
プロペラ型の収集はブレードを連続的に回転させるので、それらのブレードにおける共鳴外れの差（off  resonance  differences）は、共鳴外れストリーキングおよびぼけアーチファクトにつながる。プロペラ再構成においてディクソン再構成からのB0場不均一性マップを組み込むことによって、ディクソン水および脂肪データ・セットにおいて、ぼけを除去し、共鳴外れストリーキング・アーチファクトを除去することができる。
【００３４】
ある実施形態では、機械実行可能な命令の実行により、プロセッサはさらに、
・水k空間ブレード・データの中央領域を使って水動き画像データを再構成し；
・水参照ブレードを定義し；
・前記水動き画像データを前記水参照ブレードに対して位置合わせすることによって、前記水動き画像データの少なくとも一部分の水アフィン動き変換データを決定し；
・前記水アフィン動き変換データを使って水セグメントの動きについて前記水ブレード・データを補正する。
【００３５】
たとえば、水参照ブレードは、初期ブレードであってもよい。水参照ブレードは、k空間の中央ディスク内のそのブレードのデータと全ブレードからの同じデータの平均との間の最高の相関をもつブレードであってもよい。これは、正確な動き補正を提供しうるので、有利でありうる。
【００３６】
ある実施形態では、機械実行可能な命令の実行により、プロセッサはさらに：
・前記k空間ブレード・データの中央領域を使って脂肪動き画像データを再構成し；
・脂肪参照ブレードを定義し；
・前記脂肪画像動きデータを前記脂肪参照ブレードに対して位置合わせすることによって、前記脂肪動き画像データの少なくとも一部分の脂肪アフィン動き変換データを決定し；
・前記脂肪アフィン動き変換データを使って脂肪セグメントの動きについて前記脂肪ブレード・データを補正する。
【００３７】
直径Lをもつk空間内の中央の円形部分が、各k空間ブレードについて収集される。この中央部分は、各k空間ブレードについて低解像度画像（たとえば、水動き画像データ）を再構成するために使われてもよい。これらの低解像度画像は、患者動きに起因しうる面内変位および回転などを除去するために、参照ブレードと比較される。
【００３８】
前記脂肪動き画像データは、前記脂肪動き画像データを前記脂肪参照ブレードと位置合わせする前に水脂肪シフトについて補正されてもよい。これは、改善された脂肪動き記述を提供するという利点をもつ。
【００３９】
さらに、面貫通動きを経験した可能性がある、悪い相関をもつデータの却下が、標準的なプロペラにおけるように、達成されることができ、より少数のプロペラ・ブレードで再構成する。プロペラでは、k空間の中央部分のオーバーサンプリングが、検査される患者の動き情報を本来的に取得し、次に遡及的に、動きにより損なわれたデータを訂正および却下することを許容する。
【００４０】
これは、k空間データの中央部分が、追加的なエコーの収集なしにデータを補正するために2Dナビゲーターとして使用されうる一方、ナビゲーターと撮像スタックの干渉問題が避けうる点で有利でありうる。また、中央部分のオーバーサンプリングにより、動きにより損なわれたデータの遡及的な補正および却下ができる。
【００４１】
より複雑な動きの場合、動き補正されるべき関心対象の構造の自動セグメンテーションが、局在化された領域のみからアフィン動き変換データを決定するために使用されることができる。分離した水および脂肪動き補償を組み込む別個の水および脂肪データ・セットも、水および脂肪について関心対照の異なる領域に焦点を与える自動セグメンテーション・ルーチンを使うことができる。
【００４２】
ある実施形態では、機械実行可能命令の実行により、プロセッサは：
・異なるエコー時間を用いて収集された前記少なくとも二つのk空間データの中央領域を使ってブレード毎に少なくとも二つの動きデータを再構成し；
・前記少なくとも二つの動きデータを使って動き水画像データ、動き脂肪画像データおよび動きB0画像データを生成し；
・参照ブレードの動き水画像に対する前記動き水画像データの水アフィン動き変換データを少なくとも決定し；
・前記水アフィン動き変換データを使って水セグメントの動きについて、少なくとも前記水ブレード・データを補正し；
・前記動きB0画像データの使用により動きにより誘起されたB0場不均一性の差について前記水ブレード・データを補正し、それにより動きにより誘起された共鳴外れストリーキング・アーチファクトを除去する。
【００４３】
動きにより誘起されたB0差は、対応して脂肪ブレード・データにおいても除去されてもよい。
【００４４】
本願の主題は、データ収集を加速し、前記動きデータの向上した解像度によって動き検出感度を高めるために、パラレルイメージング技法および圧縮センシング技法と組み合わされてもよい。また、ディクソン再構成を改善するための、複数ピーク・モデルの使用のような、いかなる型のディクソン改善が本願の主題と組み合わされてもよい。
【００４５】
ある側面では、本発明は、MRIシステムによって、被験体の撮像ゾーンからk空間ブレード・データの少なくとも一つのセットを収集するための方法であって、k空間ブレード・データの前記少なくとも一つのセットの各ブレードについて：
・ディクソン技法を実行する目的のために少なくとも一つのエコー時間を使って少なくとも一つのk空間ブレード・データを収集するよう前記MRIシステムを制御する段階であって、k空間ブレード・データは、ブレード形に従って収集される、段階と；
・前記少なくとも一つのk空間ブレード・データを使って少なくとも一つのブレード画像データを再構成する段階と；
・前記少なくとも一つのブレード画像データを使って水ブレード画像データおよび脂肪ブレード画像データを生成する段階と；
・前記水および脂肪ブレード画像データをそれぞれ水および脂肪のk空間ブレード・データに変換し、前記水および脂肪のk空間ブレード・データのプロペラ再構成を実行する段階とを含む、
方法に関する。
【００４６】
ある側面では、本発明は、上記の方法の方法段階を実行するためのコンピュータ実行可能命令を含むコンピュータ・プログラム・プロダクトに関する。
【００４７】
本発明の上記の実施形態の一つまたは複数は、組み合わされた実施形態が互いに背反でない限り、組み合わされてもよいことは理解される。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
本発明の以下の好ましい実施形態は、単に例として、図面を参照して記述される。
【図１】磁気共鳴撮像システムを示す図である。
【図２】k空間ブレード・データの少なくとも一つのセットを収集する方法のフローチャートである。
【図３】プロペラMRIのk空間サンプリング方式を示す図である。
【図４】パルス・シーケンス図を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
下記では、図面における同様の番号を付された要素は類似の要素であるまたは等価な機能を実行する。前に論じた要素は、機能が等価であれば後の図では必ずしも論じられない。
【００５０】
さまざまな構造、システムおよび装置が、単に説明のために、そして当業者によく知られた詳細で本発明を埋没させないよう、図面に概略的に描かれている。にもかかわらず、付属の図面は、開示される主題の例解用の例を記述子、説明するために含められる。
【００５１】
図１は、磁気共鳴撮像システム１００の例を示している。磁気共鳴撮像システム１００は磁石１０４を有する。磁石１０４は、それを貫くボア５０６をもつ超伝導円筒型磁石１００である。種々の型の磁石の使用も可能である。たとえば、分離円筒磁石およびいわゆる開放型磁石の両方を使うことも可能である。分離円筒磁石は、磁石のアイソ面（iso-plane）へのアクセスを許容するためにクライオスタットが二つのセクションに分離されているほかは、標準的な円筒型磁石と同様である。そのような磁石はたとえば、荷電粒子ビーム療法との関連で使用されることがある。開放型磁石は一方が他方の上にある二つの磁石セクションをもち、その間の空間は被験体を受け入れるのに十分大きい。二つのセクションの配置はヘルムホルツ・コイルと同様である。開放型磁石は、被験者がそれほど閉じ込められないので人気がある。円筒型磁石のクライオスタット内部には、超伝導コイルの集合がある。円筒型磁石１０４のボア１０６内には、磁場が磁気共鳴撮像を実行するために十分強くかつ一様である撮像ゾーン１０８がある。
【００５２】
磁石のボア１０６内にはまた、磁石１０４の撮像ゾーン１０８内の磁気スピンを空間エンコードするよう磁気共鳴データの取得のために使われる一組の傾斜磁場コイル〔磁場勾配コイル〕１１０もある。傾斜磁場コイル１１０は傾斜磁場コイル電源１１２に接続されている。傾斜磁場コイル１１０は代表的であることが意図されている。典型的には、傾斜磁場コイル１１０は、三つの直交する空間方向における空間エンコードのために、三つの別個の組のコイルを含む。傾斜磁場電源は傾斜磁場コイルに電流を供給する。傾斜磁場コイル１１０に供給される電流は、時間の関数として制御され、ランプ状またはパルス状にされてもよい。
【００５３】
撮像ゾーン１０８に隣接して、撮像ゾーン１０８内の磁気スピンの配向を操作するためおよびやはり撮像ゾーン１０８内のスピンからの電波送信を受信するための高周波コイル１１４がある。高周波アンテナは複数のコイル要素を含んでいてもよい。高周波アンテナはチャネルまたはアンテナと称されてもよい。高周波コイル１１４は高周波トランシーバ１１６に接続される。高周波コイル１１４および高周波トランシーバ１１６は、別個の送信および受信コイルならびに別個の送信機および受信機によって置き換えられてもよい。高周波コイル１１４および高周波トランシーバ１１６は代表的であることは理解される。高周波コイル１１４は専用の送信アンテナおよび専用の受信アンテナをも代表することが意図されている。同様に、トランシーバ１１６は別個の送信機および受信機を表していてもよい。
【００５４】
傾斜磁場コイル電源１１２およびトランシーバ１１６はコンピュータ・システム１２６のハードウェア・インターフェース１２８に接続されている。コンピュータ・システム１２６はさらに、プロセッサ１３０を有する。プロセッサ１３０は、ハードウェア・インターフェース１２８、ユーザー・インターフェース１３２、コンピュータ記憶１３４およびコンピュータ・メモリ１３６に接続される。
【００５５】
コンピュータ記憶１３４は、少なくとも一つのk空間ブレード・データ１４０を含むものとして示されている。前記少なくとも一つのk空間データは、MRIシステム１００によって撮像ゾーン１０８の目標体積から収集される。コンピュータ記憶１３４はさらに、前記少なくとも一つのk空間ブレード・データ１４０を使って再構成される少なくとも一つのブレード画像データ１４２を含むものとして示されている。コンピュータ記憶１３４はさらに、前記少なくとも一つのブレード画像データ１４２を使った水ブレード画像データ１４４および脂肪ブレード画像データ１４６を含むものとして示されている。コンピュータ記憶１３４はさらに、前記水および脂肪ブレード画像データ１４４、１４６から変換される水および脂肪k空間ブレード・データ１４８、１５０を含むものとして示されている。
【００５６】
コンピュータ・メモリ１３６は、制御モジュール１６０を含むものとして示されている。制御モジュール１６０は、プロセッサ１３０が磁気共鳴撮像システム１００の動作および機能を制御できるようにするコンピュータ実行可能なコードを含む。コンピュータ・メモリ１３６はまた、磁気共鳴データの収集のような磁気共鳴撮像システム１００の基本的な動作を可能にする。プロセッサ１３０は、前記少なくとも一つのk空間ブレード・データ１４０を収集するために制御モジュール１６０を使う。
【００５７】
コンピュータ・メモリ１３６はさらに、再構成モジュール１６２を含むものとして示されている。画像再構成モジュール１６２は、プロセッサ１３０が前記少なくとも一つのk空間ブレード・データ１４０を使って前記少なくとも一つのブレード画像データ１４２を再構成できるようにするコンピュータ実行可能なコードを含む。
【００５８】
コンピュータ・メモリ１３６はさらに、分離モジュール１６４を含むものとして示されている。分離モジュール１６４は、プロセッサ１３０が前記少なくとも一つのブレード画像データ１４２を使って水ブレード画像データ１４４および脂肪ブレード画像データ１４６を生成できるようにするコンピュータ実行可能なコードを含む。
【００５９】
コンピュータ・メモリ１３６はさらに、プロペラ・モジュール１６６を含むものとして示されている。プロペラ・モジュール１６６は、プロセッサ１３０が、水および脂肪ブレード画像データ１４４、１４６を水および脂肪k空間ブレード・データ１４８、１５０に変換して、水および脂肪k空間ブレード・データのプロペラ再構成を実行することができるようにするコンピュータ実行可能なコードを含む。
【００６０】
説明のため、図２に記載される方法が図１のMRIシステムにおいて実装されることができるが、この実装に限定されない。したがって、図１からの参照符号は必ずしも図２において使用されない。
【００６１】
図２は、MRIシステムによって、被験体の撮像ゾーンからのk空間ブレード・データの少なくとも一つのセットを収集する方法のフローチャートである。
【００６２】
ステップ２０１では、k空間ブレードの前記少なくとも一つのセットの各ブレードについて、ディクソン技法を実行する目的のために少なくとも一つのエコー時間を使って少なくとも一つのk空間ブレード・データを収集される。ここで、k空間ブレード・データは、ブレード形に従って収集される。
【００６３】
ステップ２０３では、前記少なくとも一つのk空間ブレード・データを使って少なくとも一つのブレード画像データが再構成される。ディクソン技法は、少なくとも二点のディクソン技法からなり、前記少なくとも一つのブレード画像データは少なくとも二つのブレード画像データを含む。前記少なくとも二つのブレード画像データは組み合わされて、前記水および脂肪ブレード画像データを生成する。前記少なくとも二つのブレード画像データからB0場不均一性マップが推定されてもよく、前記水および脂肪データ・セットにおける共鳴外れ効果について補正し、それにより共鳴外れストリーキング・アーチファクトを除去するために使われてもよい。
【００６４】
ステップ２０５では、水ブレード画像データおよび脂肪ブレード画像データが、前記少なくとも一つのブレード画像データを使って生成される。前記脂肪ブレード画像データに水‐脂肪シフト補正が適用されてもよい。水‐脂肪シフト補正は、周波数帯域によっておよび／または前記水ブレード画像データに対して前記脂肪ブレード画像データを位置合わせすることによって、定義される読み出し方向における予期されるピクセル・シフトを補正することを含む。
【００６５】
ステップ２０７では、前記水および脂肪ブレード画像データは、水および脂肪k空間ブレード・データに変換され、前記水および脂肪k空間ブレード・データのプロペラ再構成が実行される。たとえば、水（脂肪）ブレード・データは、水（脂肪）アフィン動き変換データを使って、水（脂肪）セグメントの動きについて補正されてもよい。水（脂肪）動き画像データの水（脂肪）アフィン動き変換データは、前記水（脂肪）動き画像データを前記水（脂肪）参照ブレードに対して位置合わせすることによって決定される。水（脂肪）動き画像データは、水（脂肪）k空間ブレード・データの中央領域を使って再構成される。
【００６６】
図３は、プロペラMRI技法のk空間サンプリングの例を示している。
【００６７】
図３に示した例では、N個のk空間プロペラ・ブレード３０３が収集されて、二次元k空間マトリクス３０１を形成する。各k空間ブレードのサンプリング点は、各k空間ブレード３０３におけるデカルト・サンプリング格子に載る。各k空間ライン３０５の長さは、たとえばk空間マトリクス３０１の全幅をカバーしてもよい。個々のk空間ブレード３０３は、中心点３０７のまわりで互いに対して回転させられる。それにより、k空間マトリクス３０１の中央の円形領域３０９が各k空間ブレード３０３によってカバーされ、結果としてプロペラに似るk空間サンプリング・パターンを与える。回転角および数Nは、それらのk空間ブレードが所望されるk空間領域全体をカバーするように選ばれてもよい。
【００６８】
k空間領域のk空間データは、ディクソン技法を用いて収集される。
【００６９】
二点ディクソン技法の例では、方法は、N個のブレードからなる二つのセットが収集されることを提供する。これは、複数ショット高速スピンエコー（FSE）に基づいていてもよい（三点ディクソン技法の対応するシーケンスについては図４参照）。その場合、諸k空間ラインは各TRにおいて収集され、k空間３０７の原点を中心とするブレードを形成する。ブレードの第一および第二のセットの各ブレードは、異なるエコー時間をもって収集される。
【００７０】
k空間３０９の中央ディスクは、すべてのブレードによってサンプリングされ、2Dナビゲーターとして使用されることができる。一つのセットの各ブレードと参照ブレードとの間でのこのk空間ディスクの比較は、回転および／または並進のような被験体の面内動きの補正を許容する。
【００７１】
図４は、三点ディクソン技法のFSEのパルス・シーケンス図を示している。
【００７２】
各再集束パルスのあとに、三つのエコー信号を収集するために三つの相続く読み出し勾配が使われる。二つの相続くエコーの間の時間間隔はτである。これら三つのエコーは、それぞれ−180°、0°および180°の相対的な水／脂肪位相シフトをもつ（二点ディクソン技法の場合は、二つのエコーは0°および180°の相対的な水／脂肪位相シフトをもつ）。このように、単一のスキャンが三つのk空間ブレード・データを生成することができ、それが次いで、水のみおよび脂肪のみのブレード画像を生成するために使われる。
いくつかの態様を記載しておく。
〔態様１〕
被験体の撮像ゾーンからk空間ブレード・データの少なくとも一つのセットを収集する磁気共鳴撮像システムであって、当該磁気共鳴撮像システムは機械実行可能な命令を記憶しているメモリおよび当該磁気共鳴撮像システムを制御するプロセッサを有しており、前記機械実行可能な命令の実行は、前記プロセッサに、k空間ブレード・データの前記少なくとも一つのセットの各ブレードについて：
・ディクソン技法を実行する目的のために少なくとも一つのエコー時間を使って少なくとも一つのk空間ブレード・データを収集するよう当該MRIシステムを制御する段階であって、k空間ブレード・データがブレード形に従って収集される、段階と；
・前記少なくとも一つのk空間ブレード・データを使って少なくとも一つのブレード画像データを再構成する段階と；
・前記少なくとも一つのブレード画像データを使って水ブレード画像データおよび脂肪ブレード画像データを生成する段階と；
・前記水および脂肪ブレード画像データをそれぞれ水および脂肪k空間ブレード・データに変換し、前記水および脂肪k空間ブレード・データのプロペラ再構成を実行する段階とを実行させる、
磁気共鳴撮像システム。
〔態様２〕
前記生成する段階は、前記脂肪ブレード画像データに水‐脂肪シフト補正を適用することを含む、態様１記載の磁気共鳴撮像システム。
〔態様３〕
前記脂肪ブレード画像データに対する前記水‐脂肪シフト補正は、周波数帯域幅によっておよび／または前記水ブレード画像データに対して前記脂肪ブレード画像データを位置合わせすることによって、定義される読み出し方向における予期されるピクセル・シフトを補正することを含む、態様２記載の磁気共鳴撮像システム。
〔態様４〕
前記ディクソン技法は、少なくとも二点のディクソン技法であり、前記少なくとも一つのブレード画像データは少なくとも二つのブレード画像データを含み、前記機械実行可能な命令の実行は、前記プロセッサにさらに、前記少なくとも二つのブレード画像データを組み合わせて、前記水および脂肪ブレード画像データを生成させる、態様１記載の磁気共鳴撮像システム。
〔態様５〕
前記機械実行可能な命令の実行は、前記プロセッサに、前記少なくとも二つのブレード画像データからB0場不均一性マップを推定させる、態様４記載の磁気共鳴撮像システム。
〔態様６〕
推定されるB0場不均一性マップは、前記水および脂肪ブレード・データにおける共鳴外れ効果を補正し、それにより共鳴外れストリーキングおよびぼけアーチファクトを除去するために使われる、態様５記載の磁気共鳴撮像システム。
〔態様７〕
前記機械実行可能な命令の実行は、前記プロセッサにさらに、
・前記水k空間ブレード・データの中央領域を使って水動き画像データを再構成し；
・水参照ブレードを定義し；
・前記水動き画像データを前記水参照ブレードに対して位置合わせすることによって、前記水動き画像データの少なくとも一部分の水アフィン動き変換データを決定し；
・前記水アフィン動き変換データを使って水セグメントの動きについて前記水ブレード・データを補正する、ことを実行させる、
態様１記載の磁気共鳴撮像システム。
〔態様８〕
前記機械実行可能な命令の実行は、前記プロセッサにさらに：
・前記k空間ブレード・データの中央領域を使って脂肪動き画像データを再構成し；
・脂肪参照ブレードを定義し；
・前記脂肪動き画像データを前記脂肪参照ブレードに対して位置合わせすることによって、前記脂肪動き画像データの少なくとも一部分の脂肪アフィン動き変換データを決定し；
・前記脂肪アフィン動き変換データを使って脂肪セグメントの動きについて前記脂肪ブレード・データを補正する、ことを実行させる、
態様１または２記載の磁気共鳴撮像システム。
〔態様９〕
前記機械実行可能命令の実行は、前記プロセッサにさらに：
・異なるエコー時間を用いて収集された前記少なくとも二つのk空間データの中央領域を使ってブレード毎に少なくとも二つの動きデータを再構成し；
・前記少なくとも二つの動きデータを使って動き水画像データ、動き脂肪画像データおよび動きB0画像データを生成し；
・少なくとも参照ブレードの動き水画像に対する前記動き水画像データの水アフィン動き変換データを決定し；
・前記水アフィン動き変換データを使って水セグメントの動きについて、少なくとも前記水ブレード・データを補正し；
・前記動きB0画像データの使用により、動きにより誘起されたB0場不均一性の差について前記水ブレード・データを補正し、それにより動きにより誘起された共鳴外れストリーキング・アーチファクトを除去する、ことを実行させる、
態様４記載の磁気共鳴撮像システム。
〔態様１０〕
MRIシステムによって、被験体の撮像ゾーンからk空間ブレード・データの少なくとも一つのセットを収集する方法であって、k空間ブレード・データの前記少なくとも一つのセットの各ブレードについて：
・ディクソン技法を実行する目的のために少なくとも一つのエコー時間を使って少なくとも一つのk空間ブレード・データを収集するよう前記MRIシステムを制御する段階であって、k空間ブレード・データは、ブレード形に従って収集される、段階と；
・前記少なくとも一つのk空間ブレード・データを使って少なくとも一つのブレード画像データを再構成する段階と；
・前記少なくとも一つのブレード画像データを使って水ブレード画像データおよび脂肪ブレード画像データを生成する段階と；
・前記水および脂肪ブレード画像データをそれぞれ水および脂肪k空間ブレード・データに変換し、前記水および脂肪のk空間ブレード・データのプロペラ再構成を実行する段階とを含む、
方法。
〔態様１１〕
態様１０記載の方法の方法段階を実行するためのコンピュータ実行可能命令を含むコンピュータ・プログラム。
【符号の説明】
【００７３】
１００  磁気共鳴撮像システム
１０４  磁石
１０６  磁石のボア
１０８  撮像ゾーン
１１０  傾斜磁場コイル
１１２  傾斜磁場コイル電源
１１４  高周波コイル
１１６  トランシーバ
１１８  被験体
１２０  被験体台
１２６  コンピュータ・システム
１２８  ハードウェア・インターフェース
１３０  プロセッサ
１３２  ユーザー・インターフェース
１３６  コンピュータ記憶
１３８  コンピュータ・メモリ
１４０  k空間ブレード・データ
１４２  ブレード画像データ
１４４  水ブレード画像データ
１４６  脂肪ブレード画像データ
１４８  水k空間ブレード・データ
１５０  脂肪k空間ブレード・データ
１６０  制御モジュール
１６２  再構成モジュール
１６４  分離モジュール
１６６  プロペラ・モジュール
３０１  k空間マトリクス
３０３  k空間ブレード
３０５  k空間ライン
３０７  中心点
３０９  中央領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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