(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＲデバイスの検査ボリューム内に配置された患者のボディの一部のＭＲ撮像の方法であって、
ａ）前記患者のボディの前記一部を、ＲＦパルス及び切り替え磁場勾配のＤｉｘｏｎシーケンスのＭＲ撮像シーケンスに当てることにより、２つ以上のエコー時間でＭＲエコー信号を生成するステップと、
ｂ）前記ＭＲエコー信号を取得するステップと、
ｃ）前記ＭＲエコー信号から、前記２つ以上のエコー時間のそれぞれに対して１つである単一エコーＭＲ画像を、２つ以上再構成するステップと、
ｄ）前記単一エコーＭＲ画像から血管をセグメント化するステップと、
ｅ）セグメント化された血管管腔内の前記単一エコーＭＲ画像において、血流で誘起された振幅又は位相の変動を検出し、且つ補償するステップと、
ｆ）補償された前記単一エコーＭＲ画像に対する、水及び脂肪スピンからの信号寄与を分離するステップと
を含む、方法。
【請求項２】
再構成された前記単一エコーＭＲ画像を比較することにより、前記血管管腔の外に血流で誘起されたゴーストを生ずるアーチファクトの位置を決定又は予測するステップであって、ゴーストを生ずるアーチファクトは、予測されたゴーストを生ずる前記位置で、前記単一エコーＭＲ画像のうちの１つと別のものとを比較したときの局所的な強度の低下及び／又は増加に基づき識別されるステップと、
前記ゴーストを生ずるアーチファクトを除去するステップと
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
患者の心拍数を測定するステップ、及び測定された前記心拍数に基づき、前記単一エコーＭＲ画像におけるゴーストを生ずるアーチファクトの位置を推定するステップをさらに含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記血管内の前記単一エコーＭＲ画像において、血流で誘起された前記振幅又は位相の前記変動は、血管領域内の前記単一エコーＭＲ画像において、前記振幅及び位相への脂肪スピンからの寄与はないと仮定することにより補償される、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記血管の境界を横断するＭＲ画像値の位相オフセットから、血流の速度を推定するステップをさらに含む、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記ＭＲ撮像シーケンスの読み出し磁場勾配の方向に対する血管方向が考慮される、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記補償された単一エコーＭＲ画像への水及び脂肪スピンからの信号寄与の最終的な分離は、前記血管の境界を横断する静磁場の推定に対して、空間平滑化制約を適用しない、又はわずかな空間平滑化制約のみを適用する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
ＭＲデバイスの検査ボリューム内に配置された患者のボディの一部のＭＲ撮像の方法であって、
ａ）前記患者のボディの前記一部を、ＲＦパルス及び切り替え磁場勾配のＤｉｘｏｎシーケンスのＭＲ撮像シーケンスに当てることにより、２つ以上のエコー時間でＭＲエコー信号を生成するステップと、
ｂ）前記ＭＲエコー信号を取得するステップと、
ｃ）前記ＭＲエコー信号から、前記２つ以上のエコー時間のそれぞれに対して１つである単一エコーＭＲ画像を、２つ以上再構成するステップと、
ｄ）初期水ＭＲ画像及び初期脂肪ＭＲ画像を形成するために、前記単一エコーＭＲ画像に対する水及び脂肪スピンからの信号寄与を分離するステップと、
ｅ）前記初期水ＭＲ画像及び前記初期脂肪ＭＲ画像から血管をセグメント化するステップと、
ｆ）セグメント化された血管管腔内の前記初期水ＭＲ画像及び前記初期脂肪ＭＲ画像において、血流で誘起された振幅又は位相の変動を検出し、且つ補償するステップと、
を含む、方法。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法を実行するためのＭＲデバイスであって、検査ボリューム内に一様な静磁場を生成するための少なくとも１つの主電磁コイルと、前記検査ボリューム内に、切り替え磁場勾配を様々な空間方向に生成するための複数の傾斜磁場コイルと、前記検査ボリューム内でＲＦパルスを生成し、及び／又は前記検査ボリューム内に位置する患者のボディからのＭＲ信号を受信するための少なくとも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連続性を制御するための制御ユニットと、受信された前記ＭＲ信号からＭＲ画像を再構成するための再構成ユニットとを含み、前記ＭＲデバイスが、
ａ）前記患者のボディの一部を、ＲＦパルス及び切り替え磁場勾配のＤｉｘｏｎシーケンスのＭＲ撮像シーケンスに当てることにより、２つ以上のエコー時間でＭＲエコー信号を生成することと、
ｂ）前記ＭＲエコー信号を取得することと、
ｃ）前記ＭＲエコー信号から、前記２つ以上のエコー時間のそれぞれに対して１つである単一エコーＭＲ画像を、２つ以上再構成することと、
ｄ）前記単一エコーＭＲ画像から血管をセグメント化することと、
ｅ）セグメント化された血管管腔内の前記単一エコーＭＲ画像において、血流で誘起された振幅又は位相の変動を検出し、且つ補償することと、
ｆ）補償された前記単一エコーＭＲ画像に対する、水及び脂肪スピンからの信号寄与を分離することと
を実施する、ＭＲデバイス。
【請求項１０】
ＭＲデバイス上で動作させるコンピュータプログラムであって、
ａ）ＲＦパルス及び切り替え磁場勾配のＤｉｘｏｎシーケンスのＭＲ撮像シーケンスを生成するステップと、
ｂ）２つ以上のエコー時間でＭＲエコー信号を取得するステップと、
ｃ）前記ＭＲエコー信号から１つ又は複数の単一エコーＭＲ画像を再構成するステップと、
ｄ）前記単一エコーＭＲ画像から血管をセグメント化するステップと、
ｅ）セグメント化された血管管腔内の前記単一エコーＭＲ画像において、血流で誘起された振幅又は位相の変動を検出し、且つ補償するステップと、
ｆ）補償された前記単一エコーＭＲ画像に対する、水及び脂肪スピンからの信号寄与を分離するステップと
を実施するための命令を含む、コンピュータプログラム。
【請求項１１】
請求項８に記載の方法を実行するためのＭＲデバイスであって、検査ボリューム内に一様な静磁場を生成するための少なくとも１つの主電磁コイルと、前記検査ボリューム内に、切り替え磁場勾配を様々な空間方向に生成するための複数の傾斜磁場コイルと、前記検査ボリューム内でＲＦパルスを生成し、及び／又は前記検査ボリューム内に位置する患者のボディからのＭＲ信号を受信するための少なくとも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連続性を制御するための制御ユニットと、受信された前記ＭＲ信号からＭＲ画像を再構成するための再構成ユニットとを含み、前記ＭＲデバイスが、
ａ）前記患者のボディの一部を、ＲＦパルス及び切り替え磁場勾配のＤｉｘｏｎシーケンスのＭＲ撮像シーケンスに当てることにより、２つ以上のエコー時間でＭＲエコー信号を生成することと、
ｂ）前記ＭＲエコー信号を取得することと、
ｃ）前記ＭＲエコー信号から、前記２つ以上のエコー時間のそれぞれに対して１つである単一エコーＭＲ画像を、２つ以上再構成することと、
ｄ）初期水ＭＲ画像及び初期脂肪ＭＲ画像を形成するために、前記単一エコーＭＲ画像に対する水及び脂肪スピンからの信号寄与を分離することと、
ｅ）前記初期水ＭＲ画像及び前記初期脂肪ＭＲ画像から血管をセグメント化することと、
ｆ）セグメント化された血管管腔内の前記初期水ＭＲ画像及び前記初期脂肪ＭＲ画像において、血流で誘起された振幅又は位相の変動を検出し、且つ補償することと、
を実施する、ＭＲデバイス。
【請求項１２】
ＭＲデバイス上で動作させるコンピュータプログラムであって、
ａ）患者のボディの一部を、ＲＦパルス及び切り替え磁場勾配のＤｉｘｏｎシーケンスのＭＲ撮像シーケンスに当てることにより、２つ以上のエコー時間でＭＲエコー信号を生成するステップと、
ｂ）前記ＭＲエコー信号を取得するステップと、
ｃ）前記ＭＲエコー信号から、前記２つ以上のエコー時間のそれぞれに対して１つである単一エコーＭＲ画像を、２つ以上再構成するステップと、
ｄ）初期水ＭＲ画像及び初期脂肪ＭＲ画像を形成するために、前記単一エコーＭＲ画像に対する水及び脂肪スピンからの信号寄与を分離するステップと、
ｅ）前記初期水ＭＲ画像及び前記初期脂肪ＭＲ画像から血管をセグメント化するステップと、
ｆ）セグメント化された血管管腔内の前記初期水ＭＲ画像及び前記初期脂肪ＭＲ画像において、血流で誘起された振幅又は位相の変動を検出し、且つ補償するステップと、
を実施するための命令を含む、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（ＭＲ）撮像の分野に関する。本発明は、ＭＲデバイスの検査ボリューム内に配置されたボディの一部をＭＲ撮像する方法に関する。本発明はまた、ＭＲデバイス、及びＭＲデバイス上で動作す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、磁場と核スピンとの間の相互作用を利用する画像形成ＭＲ法が、軟組織の撮像に関して多くの点で他の撮像法より優れており、電離放射線を必要とせず、通常、非侵襲性のものであるため、特に医用診断の分野で今日広く使用されている。
【０００３】
一般にＭＲ法によれば、検査される患者のボディは、強力で一様な磁場Ｂ０内に配置され、磁場方向は同時に、測定が関連する座標系の軸（通常ｚ軸）を規定する。磁場Ｂ０は、規定周波数（いわゆるラーモア周波数、又はＭＲ周波数）の交番電磁場（ＲＦ場）を加えることにより、励起され得る（スピン共鳴）磁場強度に応じた個々の核スピンに対して、様々なエネルギーレベルを生成する。巨視的な観点からすると、個々の核スピンの分散は、全体的な磁化を生成し、その全体的な磁化は、適切な周波数の電磁パルス（ＲＦパルス）を加えることによって、平衡状態から偏る可能性があるが、このＲＦパルスの対応する磁場Ｂ１は、ｚ軸に対して直角に延びており、したがって、磁化は、ｚ軸に関して歳差運動を行う。歳差運動は円錐面を描き、その円錐の開口部の角度がフリップ角と呼ばれる。フリップ角の大きさは、加えられた電磁パルスの強度及び持続期間に依存する。いわゆる９０°パルスの場合、磁化はｚ軸から横平面へと偏向する（フリップ角９０°）。
【０００４】
ＲＦパルスが終了した後、磁化は、元の平衡状態へと緩和して戻り、その平衡状態で、ｚ方向の磁化が第１の時定数Ｔ１（スピンラティス又は縦緩和時間）で再度構成され、またｚ方向に直交する方向における磁化は、第２のより短い時定数Ｔ２（スピン−スピン又は横緩和時間）で緩和する。横方向磁化及びその変化は、磁化の変化が、ｚ軸に対して直交方向に測定されるように、ＭＲデバイスの検査ボリューム内に配置され、且つ方向付けられた受信ＲＦコイルにより検出することができる。横方向磁化の低下は、同じ信号位相で整列した状態から、すべての位相角が一様に分布している状態へと容易に移行させる、局所的な磁場不均質性により生じたＲＦ励起後に生ずる位相ずれを伴う。位相ずれは、リフォーカスするＲＦパルス（例えば、１８０°パルスなど）により補償することができる。こうすることにより、受信コイルにエコー信号（スピンエコー）が生成される。
【０００５】
ボディ内における空間解像度を実現するために、３つの主軸に沿って延びる一定な磁場勾配が、一様な磁場Ｂ０に重畳され、スピン共鳴周波数の線形な空間依存性が得られる。その場合、受信コイルに収集される信号は、ボディ内の様々な位置に関連付けることのできる様々な周波数成分を含む。受信コイルを介し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、異なる位相エンコーディングから取得された複数の行を含む。各行は、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。１組のｋ空間データは、フーリエ変換によりＭＲ画像に変換される。
【０００６】
横方向磁化は、一定の磁場勾配が存在する場合にも位相ずれを生ずることに留意することが重要である。いわゆる勾配エコーを形成する適切な勾配逆転により、ＲＦで誘起されるエコーの形成と同様に、この過程は逆にすることができる。しかし、勾配エコーの場合、ＲＦでリフォーカスされるエコーとは対照的に、主磁場の不均質性の影響、化学シフト、及び他のオフレゾナンス効果は、リフォーカスされない。
【０００７】
ＭＲ撮像においては、化学種のいくつかの寄与を抑制するために、又はそれらの寄与を別個に、若しくは共に解析するために、水及び脂肪など、異なる化学種の、信号全体に対する相対的な寄与に関する情報を取得することが望ましい場合がしばしばある。これらの寄与は、異なるエコー時間で取得された２つ以上の対応する勾配エコーからの情報が組み合わされる場合、計算することができる。これは、化学シフトエンコーディングと見なすことができ、その場合、化学シフト次元などのさらなる次元が、わずかに異なるエコー時間で、２、３の画像を取得することにより規定され、且つエンコードされる。特に、水／脂肪分離に関しては、これらのタイプの実験は、Ｄｉｘｏｎタイプの測定と呼ばれることが多い。Ｄｉｘｏｎ撮像、又はＤｉｘｏｎ水／脂肪撮像により、水／脂肪分離は、様々なエコー時間に取得された２つ以上の対応するエコーから、水及び脂肪の寄与を計算することにより達成することができる。一般に、脂肪の水素と水の水素との間には、知られた歳差周波数差が存在するため、このような分離は可能である。その最も簡単な形態では、水及び脂肪は、２つの線スペクトルを形成するものとして見ることができる（これは、より複雑なスペクトルモデルを除外するものではない）。したがって、水及び脂肪の画像は、規定された勾配エコー時間に取得された「同相の」データセット及び「位相のずれた」データセットの加算又は減算のいずれかにより生成される。
【０００８】
例えば、動脈血流など、流動現象が生ずる検査体の領域から取得されたＭＲ画像において、複数のアーチファクトが出現する可能性のあることが知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述のことから、改善されたＭＲ撮像技法が求められていることが容易に理解される。その結果、本発明の目的は、Ｄｉｘｏｎ水／脂肪分離と組み合わせて、流れアーチファクトの効率的な補償を可能にする方法を提供することである。本発明では、流れが、取得されたＭＲ信号の振幅及び位相に、したがって、水／脂肪の分離にも影響を与えていると考えている。２つの最も著しい流れの影響は、所与の画像要素（ピクセル／ボクセル）における個々の種の位相の一貫性のない加算の結果として生ずるＭＲ信号強度の低下若しくは増加と、心臓サイクル中において拍動する血流の結果として生ずる複数のゴーストを生ずるアーチファクトの形成とである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、ＭＲデバイスの検査ボリューム内に配置された患者のボディのＭＲ撮像の方法が開示される。方法は、
ａ）ボディの一部を、ＲＦパルス及び切り替え磁場勾配のＤｉｘｏｎシーケンスのＭＲ撮像シーケンスに当てることにより、２つ以上のエコー時間でＭＲエコー信号を生成するステップと、
ｂ）ＭＲエコー信号を取得するステップと、
ｃ）ＭＲエコー信号から１つ又は複数の単一エコーＭＲ画像を再構成するステップと、
ｄ）ＭＲ画像から血管をセグメント化するステップと、
ｅ）血管管腔内の単一エコーＭＲ画像において血流で誘起された振幅又は位相の変動を検出し、且つ補償するステップと、
ｆ）補償された単一エコーＭＲ画像に対する、水及び脂肪スピンからの信号寄与を分離するステップと
を含む。
【００１１】
本発明によれば、ＭＲエコー信号は、従来のＤｉｘｏｎ技法を用いて、２つ以上の異なるエコー時間に取得され、また単一エコーＭＲ画像は、取得されたＭＲエコー信号から再構成される（「単一エコーＭＲ画像」という用語は、各ＭＲ画像が、２つ以上のエコー時間値のうちの１つに属するＭＲエコー信号から再構成されることを意味する）。すなわち、２つ以上の単一エコーＭＲ画像は、２つ以上のエコー時間のそれぞれに対して１つ、再構成される。次のステップとして、血管領域が、再構成されたＭＲ画像において、画像セグメント化技法を用いて決定される。本発明の意味に含まれるものとして、画像セグメント化とは、デジタルＭＲ画像を複数のセグメント（画像領域を形成するピクセル若しくはボクセルの組）に区分するプロセスとして理解される。画像セグメント化は、ＭＲ画像における血管の位置、及びそれらの境界の位置を特定するために使用される。閾値化、クラスタリング法、ヒストグラムベースの方法、エッジ検出技法、領域拡張法など、本発明と組み合わせて適用可能な様々なセグメント化アルゴリズムが当技術分野で知られている。再構成されたＭＲ画像で血管領域の位置を特定した後、血管管腔内の単一エコーＭＲ画像における振幅又は位相の血流で誘起された変動が検出され、且つ補償される。最後に、補償された単一エコーＭＲ画像に対する水及び脂肪スピンからの信号寄与が、一般のＤｉｘｏｎタイプ撮像におけるものと同様に分離される。本発明の方法により、前述の、流れで誘起されるアーチファクトは、得られる水及び／又は脂肪のＭＲ画像において大幅に低減される。
【００１２】
言い換えると、本発明は、流れが存在する場合に、Ｄｉｘｏｎ法の適用から生ずるアーチファクトを抑制するために、ＭＲ画像からの血管を、画像をセグメント化することにより抽出することを提案する。例えば、単一エコーＭＲ画像における振幅又は位相の血流で誘起される変動は、脂肪が体液の成分を示すことはないので、血管管腔内のＭＲ画像に対する脂肪スピンからの寄与はないと想定することにより、本発明に従って補償することができる。
【００１３】
さらに、本発明の方法は、血管領域の外に血流で誘起されるゴーストを生ずるアーチファクトの位置を予測するステップと、且つゴーストを生ずるアーチファクトを除去するステップを含むことができる。例えば、ゴーストを生ずるアーチファクトは、再構成された単一エコーＭＲ画像を比較することにより検出することができ、この場合、ゴーストを生ずるアーチファクトは、予測されたゴーストを生ずる位置で、単一エコーＭＲ画像の別のものと比較したとき、単一エコーＭＲ画像のうちの１つにおける局所的な強度の低下及び／又は増加（流れの複製）に基づき識別することができる。ゴーストを生ずるアーチファクトが識別された後、再構成されたＭＲ画像において、例えば、低下した局所的な強度を復元することにより、又は局所的に過度の強度をクリップすることにより、それらを除去することが簡単である。
【００１４】
このやり方においては、本発明は、リーク（ｌｅａｋａｇｅ）アーチファクト（例えば、脂肪から水のＭＲ画像への信号寄与の「漏れ」）、交換（ｓｗａｐｐｉｎｇ）アーチファクト（水信号の代わりに生ずる脂肪信号、逆もまた同様）、及びゴーストを生ずるアーチファクトを除去することが可能になる。
【００１５】
本発明は、Ｄｉｘｏｎ撮像における流れで誘起されるアーチファクトの原因及び性質に関する洞察に基づいている。
【００１６】
流れに起因する血管領域で取得されたＭＲエコー信号の位相オフセットは、例えば、流れ補償のない双極性デュアル勾配エコーＭＲ撮像における定常流から生ずる。これらの位相オフセットは、流速と共に成長し、且つ流れ方向に、特に、使用される読み出し磁場勾配に依存する。このような位相オフセットは、Ｂ０における明らかな空間不連続を生じ、したがって、交換アーチファクト、及び／又は使用されるＢ０マップに平滑化が適用される場合、リークアーチファクトを生ずる可能性がある。
【００１７】
血管内における振幅の低下は、流れ補償のない、又は部分的な流れ補償だけを有するＭＲ撮像における非定常流、若しくは部分的なボリューム流れから、背景磁場勾配が存在する（Ｂ０の不均質性）任意の流れから、及び、Ｔ２＊減衰から生ずる可能性がある。このような振幅の低下は、エコー時間と共に成長し、リークアーチファクトも同様に生ずる可能性がある。
【００１８】
血管内の振幅増加は、特に、双極性マルチ勾配エコーＭＲ撮像における偶数エコー（ｅｖｅｎ  ｅｃｈｏ）の位相再収束の結果から生ずる。このような振幅増加は、上記で述べた振幅低下を併せて生ずることがしばしばあり、またリークアーチファクトも生ずるおそれがある。
【００１９】
脈動流に起因する血管外のゴーストの発生は、特に、流れ補償のない、又は部分的な流れ補償だけのＭＲ撮像で生ずる。その重大度は、各血管における元のＭＲエコー信号強度と共に大きくなり、且つ心拍数、ＭＲ撮像シーケンスの繰り返し時間、ｋ空間プロファイルの取得順序などに依存する。このようなゴーストの発生は、血管外の様々な位置で過度の強度信号と過少の強度信号を共に生ずる可能性があり、それらは、位相エンコーディング方向に等間隔に配置され、また血管内の信号強度にも影響を与える可能性がある。
【００２０】
さらに、流れで誘起されるアーチファクト（位置ずれ、及び流入アーチファクトなど）は、異なるエコー時間に取得されたＭＲエコー信号の振幅及び位相が絶えず変化するので、本質的に、Ｄｉｘｏｎ法により影響を受けない。
【００２１】
これまで述べた本発明の方法は、検査ボリューム内に一様で、安定した磁場Ｂ０を生成するための少なくとも１つの主電磁コイルと、検査ボリューム内に、切り替え磁場勾配を様々な空間方向に生成するための複数の傾斜磁場コイルと、検査ボリューム内でＲＦパルスを生成し、且つ／又は検査ボリューム内に位置する患者のボディからＭＲ信号を受信するための少なくとも１つのボディ用ＲＦコイルと、ＲＦパルス及び切り替え磁場勾配の時間的連続性を制御するための制御ユニットと、受信されたＭＲ信号からＭＲ画像を再構成するための再構成ユニットとを含むＭＲデバイスにより実行することができる。本発明の方法は、ＭＲデバイスの再構成ユニット、及び／又は制御ユニットの対応するプログラミングにより実施することができる。
【００２２】
本発明の方法は、現在臨床的に使用される大部分のＭＲデバイスで実行できるので有利である。このためには、上記で説明した本発明の方法ステップを実施するようにＭＲデバイスが制御されるコンピュータプログラムを用いることが必要であるに過ぎない。コンピュータプログラムは、データ担持体上に存在するか、或いはＭＲデバイスの制御ユニットにインストールするようにダウンロードされるデータネットワークに存在することができる。
【００２３】
添付図面は、本発明の好ましい実施形態を開示する。しかし、図面は、本発明の範囲を定義するものとしてではなく、例示用として設計されているに過ぎないことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の方法を実行するためのＭＲデバイスを示す図である。
【図２】本発明の方法を概略的に示すブロック図である。
【図３】従来の水／脂肪分離を用いて生成された水及び脂肪ＭＲ画像を示す図である。
【図４】本発明の方法を使用して生成された水及び脂肪ＭＲ画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１を参照すると、ＭＲデバイス１が示されている。デバイスは、実質的に一様で時間的に一定の主磁場Ｂ０が、検査ボリュームを通るｚ軸に沿って生成されるように、超電導性又は抵抗性の主電磁コイル２を備える。デバイスは、１組の（第１次、第２次、及び適用可能な場合は、第３次の）シムコイル２’をさらに備え、１組のうちの個々のシムコイル２’を通る電流は、検査ボリューム内におけるＢ０の偏差を最小化するように制御可能である。
【００２６】
磁気共鳴生成及び操作システムは、ＭＲ撮像を行うために、一連のＲＦパルス及び切り替え磁場勾配を付与して、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、磁気共鳴を空間的に、且つその他の形でエンコードし、スピンを飽和させ、以下同様に実施する。
【００２７】
より具体的には、勾配増幅器３は、検査ボリュームのｘ、ｙ、及びｚ軸に沿って、全身用傾斜磁場コイル４、５、及び６のうちの選択した１つに、電流パルス又は波形を加える。デジタルＲＦ周波数送信器７は、検査ボリュームの中にＲＦパルスを送信するために、送／受信スイッチ８により、ボディ用ＲＦコイル９に対してＲＦパルス若しく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、いずれかの加えられた磁場勾配と共に、核磁気共鳴信号の選択された操作を達成する短い持続期間のＲＦパルスセグメントのパケットからなる。ＲＦパルスは、飽和させ、共鳴を励起し、磁化を反転し、共鳴をリフォーカスし、又は共鳴を操作し、検査ボリューム内に位置するボディ１０の一部を選択するために使用される。ＭＲ信号はまた、ボディ用ＲＦコイル９により収集される。
【００２８】
ボディ１０の限られた領域のＭＲ画像を生成するために、又は並列撮像により走査を加速するために、１組の局所的なアレイのＲＦコイル１１、１２、１３が、撮像用として選択された領域に隣接して配置される。ボディ−コイルのＲＦ送信により誘起されたＭＲ信号を受信するために、アレイコイル１１、１２、１３を使用することができる。
【００２９】
得られたＭＲ信号は、ボディ用ＲＦコイル９により、且つ／又はアレイＲＦコイル１１、１２、１３により収集され、且つ好ましくは、前置増幅器（図示せず）を含む受信器１４で復調される。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。
【００３０】
ホストコンピュータ１５は、シムコイル２’、並びに勾配パルス増幅器３及び送信器７を制御して、エコープラナー撮像（ＥＰＩ）、エコーボリューム撮像、勾配及びスピンエコー撮像、高速スピンエコー撮像など、複数のＭＲ撮像シーケンスのいずれかを生成する。選択されたシーケンスに対して、受信器１４は、各ＲＦ励起パルスに続いて、間をおかずに、単一若しくは複数の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、且つ各ＭＲデータラインをさらなる処理に適したデジタルフォーマットへと変換する。最近のＭＲデバイスでは、データ取得システム１６は、生の画像データの取得用として専用化された別個のコンピュータである。
【００３１】
最終的に、デジタルの生の画像データは、フーリエ変換、又はＳＥＮＳＥ若しくはＧＲＡＰＰＡなどの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、画像表現へと再構成される。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、又は同様のものを表現することができる。画像は、次いで、画像メモリに記憶され、メモリには、画像表現のスライス、投影、又は他の部分を、例えば、得られたＭＲ画像のヒトが読める表示を提供するビデオモニタ１８を介して視覚化するのに適したフォーマットに変換するためにアクセスすることができる。
【００３２】
図２は、本発明の方法の好ましい実施形態を示しており、使用されるＭＲ撮像シーケンスの特有のパラメータとは関係なく、Ｄｉｘｏｎ撮像における前述の流れで誘起されるアーチファクトのすべてが除去される。ステップ２０で、従来のように、Ｄｉｘｏｎ撮像に対して、双極性デュアル勾配エコーＭＲ撮像シーケンスが適用され、その場合、ＭＲエコー信号は、第１及び第２のエコー時間に取得される。ステップ２１で、個々の単一エコーＭＲ画像が、取得されたＭＲエコー信号から再構成される。ステップ２２で、セグメント化によって血管を抽出するために、単一エコーＭＲ画像が使用される。この目的に対して、任意の知られた画像処理法を使用することができる。セグメント化は、再構成された単一エコーＭＲ画像の１つ又は複数のものを利用することができる。それは、上記で述べた流れで誘起される振幅低下、若しくは振幅増加アーチファクトに対してロバストであるように、単一エコーＭＲ画像の１つにおける最大の信号強度に基づくことができる、又はそれは、振幅増加及びゴーストを生ずるアーチファクトに対してロバストであるように、偶数エコーの単一エコーＭＲ画像だけに基づくことができる。セグメント化は、代替的に、又はさらに、水及び脂肪ＭＲ画像に基づくことができる。これらのものは、標準の水／脂肪分離技法を用いて、再構成された単一エコーＭＲ画像から作成することができる。例えば、単一エコーＤｉｘｏｎ水／脂肪分離が偶数エコーの単一エコーＭＲ画像に適用されて、全体的な画像品質を犠牲にする可能性もあるが、水／脂肪の分離を、流れの影響に対してよりロバストにすることができる。ステップ２３で、単一エコーＭＲ画像における振幅又は位相の血流で誘起された変動の検出及び補償が、血管管腔内で行われる。血管内では、ボクセル内の位相ずれに起因する単一エコーＭＲ画像の振幅低下と、流れ補償に起因する振幅増加との両方が、各ＭＲ画像値に対する脂肪スピンからの寄与はないと想定することにより補償される。水信号は、実質的に、第１の単一エコーＭＲ画像における振幅（振幅低下）に等しく、且つ第２の単一エコーＭＲ画像の振幅（振幅増加）に等しく設定される。両方の場合において、脂肪の寄与は、実質的にゼロに等しく設定される。偶数エコーの位相再収束効果に起因する振幅増加の検出は、読み出し磁場勾配の方向に対する血管内の特定の流れの方向をさらに考慮することができる。単一エコーＭＲ画像における振幅は、それに従って、後続するステップに対するベースとして補正される。血管領域外におけるゴースト発生の予測は、ステップ２４で実施される。測定された患者の心拍数に基づき、単一エコーＭＲ画像におけるゴーストの生ずるアーチファクトの位置を推定することができる。ゴーストの発生は、実質的に、元の血管から、第１の位相エンコーディング方向（何らかの補間は無視する）において、ボクセル単位で、距離１／（心拍数×繰り返し時間）の倍数に、また第２の位相エンコーディング方向（存在する場合）において、距離１／（心拍数×繰り返し時間×第１の位相エンコーディング方向における位相エンコーディングステップ数）の倍数にあると予想される。この距離の倍数で、且つその近傍で、ボクセルはマーキングされる。このステップは、ゴーストの発生の検出及び抑制により補完することができ、その場合、例えば、脈動流に起因する過度の強度のゴースト発生を検出するために、第１のより位相のずれたエコー時間から、第２のより位相の合ったエコー時間への（予想されない）信号低下を利用することができる。さらに、この距離の残りの倍数におけるゴースト発生の強度を予測するために、位相エンコーディング方向に沿ったゴースト発生の、そのときに知られた強度変調を利用することができる。このステップは、読み出し磁場勾配の方向に対する特定の血管の方向、したがって流れの方向を再度考慮することができる。心拍数は固定された値と考えられ、それを推定することができるか、或いはＭＲエコー信号の取得中に測定することができる。最後に、ステップ２５で、別々の水及び脂肪のＭＲ画像を得るために、又は水のＭＲ画像における脂肪を抑制するために、修正された水／脂肪分離が実施される。血管領域における単一エコーＭＲ画像に存在し得る位相オフセットを吸収するために、血管境界を横断するＢ０の推定値に対して空間平滑化制約を何も適用しない、又は弱い空間平滑化制約のみが適用される。ステップ２４でマーキングされたボクセルに対して、近傍からの補間によりＢ０の推定値が得られ、次いで、単一点における水／脂肪分離が、偶数エコーの単一エコーＭＲ画像だけに基づいて実施される。交換アーチファクトを生ずる単一エコーＭＲ画像で生ずる可能性のある位相オフセットを阻止するために、同様の手順が血管領域内で適用され得る。水／脂肪の分離後に血管境界にわたって見られる位相オフセットは、流速を推定するために利用することができる。このために、取得されたＭＲエコー信号は、位相コントラスト血管撮影法から得られたものと見なすことができる。流速をより正確に推定するために、読み出し磁場勾配の方向に対する特定の血管の方向付け、及び個々のエコーに対する読み出し磁場勾配の（知られた）モーメントを考慮に入れることができる。その結果は、次いで、適切な生理学的限度を仮定することにより、一貫性検査のために、さらに血管セグメント化ステップにおいても、利用することができる。位相オフセットに対するものと同様のことが、位相エンコーディング方向に沿って見られるゴーストを生ずるアーチファクトの強度変調に対しても成り立つ。
【００３３】
提案された手順はまた、例えば、脳脊髄液の流れなど、他のタイプの流れに対しても適用することができる。
【００３４】
図３は、従来の水／脂肪分離技法により生成された水（左）ＭＲ画像と脂肪（右）ＭＲ画像とを示している。ＭＲエコー信号は、末梢血管撮影法検査の大動脈腸骨動脈ステーションからの選択されたスライスから、２つの異なるエコー時間、すなわち、１．５テスラにおいて１．８ｍｓと３．０ｍｓとで、Ｄｉｘｏｎ撮像を用いて取得されている。矢印は、血管外の（血管内の拍動性血流から生ずる）ゴーストアーチファクトと、血管内のリークアーチファクトとを強調表示している。
【００３５】
図４は、図３で示されたＭＲ画像と同じＭＲ信号から、本発明の方法により生成された水（左）ＭＲ画像と、脂肪（右）ＭＲ画像とを示しており、血管管腔内の単一エコーＭＲ画像における血流で誘起されたＭＲ信号振幅及び位相変動の検出及び補償と、血管から規定された距離におけるゴーストアーチファクトの検出及び抑制とを含む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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