(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＲ装置の検査ボリューム内に置かれた身体の少なくとも一部をＭＲ撮像する方法であって、前記方法は、
前記身体の一部に切換え磁場勾配及びＲＦパルスの第１撮像シーケンスを受けさせるステップであって、前記第１撮像シーケンスは、
ｉ）予備期間の間に、前記身体の一部に向かって放射される少なくとも２つの予備ＲＦパルスであって、前記２つの予備ＲＦパルスの間にディフェーズの磁場勾配が印加される当該２つの予備ＲＦパルスと、
ｉｉ）時間的に前記予備期間の後の取得期間の間に、前記身体の一部に向かって放射される１つ以上の読み出しＲＦパルスであって、読み出し磁場勾配が後続される当該１つ以上の読み出しＲＦパルスと、
を含む刺激エコー・シーケンスである当該ステップと、
前記取得期間の間に、前記検査ボリューム内で異なる空間感度プロファイルを持つ少なくとも２つのＲＦコイルを介するパラレル信号取得により、１つ以上のＦＩＤ信号及び１つ以上の刺激エコー信号を取得するステップと、
取得されたＦＩＤ信号から及び／又は取得された刺激エコー信号から前記少なくとも２つのＲＦコイルの前記空間感度プロファイルを導出するステップと
を有する、方法。
【請求項２】
前記ＲＦパルスのＲＦ磁場の空間分布を示すＢ１マップは、前記取得されたＦＩＤ及び刺激エコー信号から導出される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも２つの予備ＲＦパルスは、それぞれ４５°−９０°のフリップ角を有する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
複数のＦＩＤ信号及び刺激エコー信号は、対応する複数の連続する読み出しＲＦパルスにより生成され、各読み出しＲＦパルスは、９０°未満のフリップ角を有する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
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導出される、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ＦＩＤ信号及び／又は前記刺激エコー信号は、前記検査ボリューム内で、異なる空間受信感度プロファイルを持つ前記少なくとも２つのＲＦコイルを介して、及び、均一な空間感度プロファイルを持つ少なくとも１つのボリュームＲＦコイルを介して取得され、前記ＲＦコイルの前記空間感度プロファイルは、異なる空間感度プロファイルを持つ前記ＲＦコイルを介して取得された信号を、前記ボリュームＲＦコイルを介して取得された信号と比較することにより導出される、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記第１撮像シーケンスのパラメータは、前記２つの予備ＲＦパルス間の時間的な間隔が、前記刺激エコーのエコー時間と等しいように選択される、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記身体の一部に切換え磁場勾配及びＲＦパルスの第２撮像シーケンスを受けさせるステップと、
ｋ空間のサブサンプリングで、前記少なくとも２つのＲＦコイルを介するパラレル信号取得によりＭＲ信号データセットを取得するステップと、
前記ＭＲ信号データセットから及び前記少なくとも２つのＲＦコイルの前記空間感度プロファイルからＭＲ画像を再構成するステップと
を更に有する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記ＭＲ画像は、ＳＥＮＳＥアルゴリズムを用いて再構成される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第２撮像シーケンスは、マルチスペクトル撮像シーケンスである、請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１１】
検査ボリューム内に均一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、前記検査ボリューム内に異なる空間方向の切換え磁場勾配を生成する複数の勾配コイルと、前記検査ボリューム内にＲＦパルスを生成する少なくとも１つのＲＦコイルと、前記検査ボリュームに置かれた患者の身体の少なくとも一部からＭＲ信号を受信するため前記検査ボリューム内で異なる空間感度プロファイルを持つ少なくとも２つのＲＦコイルと、時間的に連続する前記ＲＦパルス及び前記切換え磁場勾配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装置であって、前記ＭＲ装置は、
前記身体の一部に切換え磁場勾配及びＲＦパルスの第１撮像シーケンスを受けさせるステップであって、前記第１撮像シーケンスは、
ｉ）予備期間の間に、前記身体の一部に向かって放射される少なくとも２つの予備ＲＦパルスであって、前記２つの予備ＲＦパルスの間にディフェーズの磁場勾配が印加される当該２つの予備ＲＦパルスと、
ｉｉ）時間的に前記予備期間の後の取得期間の間に、前記身体の一部に向かって放射される１つ以上の読み出しＲＦパルスであって、読み出し磁場勾配が後続される当該１つ以上の読み出しＲＦパルスと、
を含む刺激エコー・シーケンスである当該ステップと、
前記取得期間の間に、前記少なくとも２つのＲＦコイルを介するパラレル信号取得により、１つ以上のＦＩＤ信号及び１つ以上の刺激エコー信号を取得するステップと、
前記取得されたＦＩＤ信号から及び／又は前記取得された刺激エコー信号から前記少なくとも２つのＲＦコイルの前記空間感度プロファイルを導出するステップと
を実行する、ＭＲ装置。
【請求項１２】
ＭＲ装置上で実行されるコンピュータプログラムであって、
切換え磁場勾配及びＲＦパルスの第１撮像シーケンスを生成するステップであって、前記第１撮像シーケンスは、
ｉ）予備期間の間に生成される少なくとも２つの予備ＲＦパルスであって、前記２つの予備ＲＦパルスの間にディフェーズの磁場勾配が印加される当該２つの予備ＲＦパルスと、
ｉｉ）時間的に前記予備期間の後の取得期間の間に生成される１つ以上の読み出しＲＦパルスであって、読み出し磁場勾配が後続される当該１つ以上の読み出しＲＦパルスと、
を含む刺激エコー・シーケンスである当該ステップ、
前記取得期間の間に、検査ボリュームに置かれた患者の身体の少なくとも一部からＭＲ信号を受信するため前記検査ボリューム内で異なる空間感度プロファイルを持つ少なくとも２つのＲＦコイルを介するパラレル信号取得により、１つ以上のＦＩＤ信号及び１つ以上の刺激エコー信号を取得するステップ、及び
前記取得されたＦＩＤ信号から及び／又は前記取得された刺激エコー信号から前記少なくとも２つのＲＦコイルの前記空間感度プロファイルを導出するステップ
のための命令を有する、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。本発明は、身体の少なくとも一部をＭＲ撮像する方法に関する。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】
２次元又は３次元の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、特に医療診断の分野において、今日広く使用されている。何故ならば、画像形成ＭＲ法は、軟組織の撮像において数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、且つ、通常、非侵襲的であるからである。
【０００３】
ＭＲ法一般によれば、検査されるべき患者の身体は、強く均一な磁場（Ｂ０場）内に配置され、同時に、該磁場の方向が、測定の基礎となる座標系の軸（通常はｚ軸）を定める。磁場は、磁場強度及び特定のスピン特性に応じて個々の核スピンに対して異なるエネルギー準位に分ける。スピン系は、規定された周波数（いわゆるラーモア周波数又はＭＲ周波数）の交流電磁場（ＲＦ場、Ｂ１場とも呼ばれる）の印加によって励起（スピン共鳴）されることができる。巨視的な視点から、個々の核スピンの分布が全体的な磁化を生成し、該磁化は、対応するＢ１磁場がｚ軸に垂直に広がる間、上記の適切な無線周波数の電磁パルス（ＲＦパルス）の印加によって平衡状態から偏向されることが可能であり、結果として、該磁化はｚ軸の周りで歳差運動を行う。歳差運動は、その開口角がフリップ角と呼ばれる円錐の表面を描く。フリップ角の大きさは、印加される電磁ＲＦパルスの強さと継続時間とに依存する。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°）まで偏向される。
【０００４】
ＲＦパルスの終了後、磁化は元の平衡状態に戻るように緩和し、その際、ｚ方向の磁化が、第１の時定数Ｔ１（スピン−格子緩和時間又は縦緩和時間）で再び構築され、ｚ方向に垂直な方向の磁化は、第２の時定数Ｔ２（スピン−スピン緩和時間又は横緩和時間）で緩和する。磁化の変動は、ｚ軸に垂直な方向での磁化の変動が測定されるように、ＭＲ装置の検査ボリューム内に方向付けて配置される１以上の受信ＲＦコイルによっ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、同じ位相を有する規則的な状態から全ての位相角が均一に分布される（ディフェーズdephasing）状態への（局所的な磁場不均一性によって誘起される）核スピンの遷移を伴う。ディフェーズは、リフォーカシングパルス（例えば、１８０°パルス）によって補償されることができる。これは、受信コイルにエコー信号（スピンエコー）を生成する。
【０００５】
身体内の空間分解能を実現するため、３つの主軸に沿って延在する線形の磁場勾配が均一な磁場に重畳され、スピン共鳴周波数の線形な空間依存性をもたらす。その結果、受信コイルで拾われる信号は、身体内の種々異なる位置に関連付けられることが可能な異なる周波数の成分を含む。ＲＦコイルによって得られるＭＲ信号データは、空間周波数ドメインに対応するものであり、ｋ空間データと呼ばれる。ｋ空間データは通常、十分な範囲を達成するために、異なる位相エンコーディング値で複数のラインに沿って取得される。各ラインは、多数のサンプルを取得することによって、リードアウト時にデジタル化される。一組のｋ空間データが、フーリエ変換によって、ＭＲ画像に変換される。
【０００６】
高齢化と共にますます多くの患者が金属インプラントを担持するのに伴い、金属の存在下の軟組織のＭＲ撮像のニーズは高まっている。合併症の診断及び術後のフォローアップのためにこの軟組織を撮像することを可能とする金属耐性ＭＲ撮像が必要とされる。金属近傍のＭＲ撮像は一般に、画像形成に用いられる磁場を局所的に劣化させる磁化率問題によって損なわれる。診断ＭＲ撮像スキャンでは、金属部品の磁化率は、ＭＲ信号のパイルアップ、信号の無効、及び他の幾何的ひずみを引き起こす。所望の周波数範囲で測定するＳＥＭＡＣ(Lu等、ISMRM 2008、p.838)及びＭＡＶＲＩＣ(Koch等、ISMRM 2008、p.1250)のようなマルチスペクトル撮像技法が、診断ＭＲ撮像スキャンにおける磁化率問題に対抗するために、必要な周波数範囲に対応するスキャン継続時間の増加という代償を払って提案されてきた。
【０００７】
知られているパラレル取得技法は、マルチスペクトルＭＲ信号取得を促進するために使用されることができる。このカテゴリにおける方法は、ＳＥＮＳＥ（Sensitivity Encoding、感度エンコーディング）である。ＳＥＮＳＥ及び他のパラレル取得技法は、並列の複数のＲＦ受信コイルから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する。これらの方法では、最終的に再構成されたＭＲ画像のアンダーサンプリングのアーチファクト（エイリアシング）を抑制するように、複数のＲＦ受信コイルからの（複雑な）信号データは、複雑な重み付けで組み合わされる。このタイプの複雑なＲＦコイルアレイ信号コンビネーションは、時に、空間フィルタリングと呼ばれ、（ＳＥＮＳＥにおける）ｋ空間ドメイン又は画像ドメインでの組み合わせ及びハイブリッドな方法を含む。ＳＥＮＳＥ撮像では、コイル感度プロファイルは、一般に低解像度の参照データから見積もられる。このコイル感度情報は、その後、直接反転アルゴリズムを用いて、画像空間におけるエイリアスな画素を“アンラップ（unwrap）”するのに使用される。
【０００８】
ＳＥＮＳＥ基準スキャンの現在の標準は、ＦＦＥ（Fast Field Echo、ファーストフィールドエコー＝小さなフリップ角励起を有するグラディエント・エコー（gradient echo））取得プロトコルであり、これにより、磁化率の影響に非常にセンシティブになる。金属部品の磁化率がＳＥＮＳＥ基準スキャンの品質を損なわせる場合、これは、ＳＥＮＳＥ展開問題及び信号ボイドを生じ、結果的に再構成されたＭＲ画像の不十分な品質をもたらし得る。ＴＳＥ（Turbo Spin Echo、ターボスピンエコー＝マルチ１８０°リフォーカスＲＦパルスを有するスピンエコー）を用いることで、ＳＥＮＳＥ基準スキャンは、磁化率の影響に対してより堅牢になるように示され、これによって、不正確なＳＥＮＳＥ展開及び信号ボイドのような問題が低減される。しかしながら、ＴＳＥ  ＳＥＮＳＥ基準スキャンは、丸１分以上かかり、これは、一般に１０秒もかからない標準のＦＦＥ  ＳＥＮＳＥ基準スキャンよりも大幅に長い。
【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、マルチスペクトル撮像を可能とする充分に高速で、且つ、磁化率の影響に対して堅牢な改善されたパラレルＭＲ撮像技術のニーズがあることが容易に理解される。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、ＭＲ装置の検査ボリューム内に置かれた身体の少なくとも一部をＭＲ撮像する方法が開示される。本方法は：
−  身体の一部に切換え磁場勾配及びＲＦパルスの第１撮像シーケンスを受けさせるステップであって、前記第１撮像シーケンスは、
ｉ）予備期間の間に、身体の一部に向かって放射される少なくとも２つの予備ＲＦパルスと、
ｉｉ）時間的に予備期間の後の取得期間の間に、身体の一部に向かって放射される１つ以上読み出しＲＦパルスと、
を含む刺激エコー・シーケンスである当該ステップと、
−  取得期間の間に、検査ボリューム内で異なる空間受信感度プロファイルを持つ少なくとも２つのＲＦコイルを介するパラレル信号取得により、１つ以上のＦＩＤ信号及び１つ以上の刺激エコー信号を取得するステップと、
−  取得されたＦＩＤ信号から及び／又は取得された刺激エコー信号から少なくとも２つのＲＦコイルの空間受信感度プロファイルを導出するステップと
を有する。
【００１１】
一般に、刺激エコー・シーケンスは３つの（例えば６０°又は９０°の）ＲＦパルスを有し、ここで、最初の２つのＲＦパルスは、予備パルスである。第１の予備ＲＦパルスは、磁気共鳴を励起し、縦核磁化を横核磁化に変換する。第２の予備ＲＦパルスは、ディフェーズした横核磁化の一部を縦軸に沿って蓄積する。９０°ＲＦパルスの場合、この一部は、ディフェーズした横磁化のほとんど半分である。第３のＲＦパルスは、時間的に予備期間より後である取得期間の間に印加される。第３のＲＦパルス（読み出しＲＦパルス）は、蓄積された縦核磁化を再び横核磁化に変換し、これにより、いわゆる刺激エコーを生成する。更に、該第３のＲＦパルスは、残存する縦磁化からＦＩＤ信号を生成する。他のＲＦリフォーカス・エコーが、この３つのＲＦパルス・シーケンスによって潜在的に生成され得るが、これらはここでは関心対象ではなく、ＲＦ照射と並列に行なわれる適切な勾配切換え方式によって抑制されてもよい。
【００１２】
本発明によれば、刺激エコーＭＲ信号は、同じく第３のＲＦパルスによって生成されるＦＩＤ信号と一緒に取得される。刺激エコーに基づくＭＲ撮像は、第３のＲＦパルスを低フリップ角読み出しＲＦパルスの列で置き換えることによって加速でき、各読み出しＲＦパルスは、予備期間後に蓄積された縦核磁化の小さな部分のみをリフォーカスする。
【００１３】
z軸に沿って磁化を蓄積するために使用される少なくとも２つの予備ＲＦパルスは、同じ種類又は同じフリップ角のものである必要はない。しかしながら、測定データを評価するために必要な数学的扱いに関しては、同一のＲＦパルス及びフリップ角の選択により定式化がかなり簡単になる。
【００１４】
適切なパラメータを使うことによって、本発明の刺激エコー・シーケンスは、磁化率の影響に対して堅牢になる。本発明によれば、ＦＩＤ信号及び刺激エコー信号の取得を備える刺激エコー・シーケンスが、ＳＥＮＳＥ基準キャンとして金属近傍のＭＲ撮像のため使用される。本発明のシーケンスは、磁化率の影響に対して堅牢であり、数秒でＲＦコイル感度情報を提供する。これは、堅牢なＳＥＮＳＥが、高速ＳＥＮＳＥ基準スキャンを使用することでマルチスペクトルＭＲ撮像を加速させることを可能とする。
【００１５】
ＲＦ受信コイル感度情報に加えて、本発明のシーケンスは、Ｂ０分布及び送信Ｂ１分布についての情報も提供する。
【００１６】
あるＭＲ画像は、ＦＩＤ信号から再構成されることができ、別のＭＲ画像は、刺激エコー信号から再構成されることができる。ＭＲ画像の再構成後、送信Ｂ1マップは、ＦＩＤ及び刺激エコー信号からそれぞれ再構成された２つのＭＲ画像のボクセルに関する強度比から導出されることができる。完全なＢ１マップ（受信及び／又は送信感度）を生成するためには、適切な位相エンコーディングを持つ複数のＦＩＤ信号及び刺激エコー信号が取得される必要がある。
【００１７】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、身体の一部内の主磁場の空間分布を示すＢ０マップが、取得されたＦＩＤ及び刺激エコー信号から同様に導出される。撮像シーケンスの適切なパラメータを使うことによって、ＦＩＤ及び刺激エコー信号のボクセルに関する強度から、Ｂ１マップだけでなくＢ０マップも導出できることがわかる。Ｂ１マップ及びＢ０マップが、追加の測定ステップ無しに同時に取得できることは、本発明の利点である。従って、本発明の付加的な価値として、追加のスキャン時間無しに、シーケンスのＢ０分布情報は、後の診断スキャンの所望の周波数範囲の自動化決定に使用することができる。（マルチスペクトル）スキャンプロトコルは、その後、最小の所望スキャン継続時間におけるこの所望の周波数範囲を満たすように（自動的に）適合されることができる。Ｂ０分布は、空間的に独立しているため、必要に応じて、（マルチスペクトル）スキャンプロトコルがスライス毎に所望の周波数範囲を満たすように適合させることさえも可能である。
【００１８】
本発明の好ましい実施形態によれば、ＦＩＤ及び刺激エコー信号は、勾配リコール・エコー信号として取得される。シーケンスのタイミングは、磁化率（及び化学シフト）により誘起される影響がＦＩＤ及び刺激エコー信号の両方について本質的に等しくなるよう調整されることができる。
【００１９】
本発明の更に別の好ましい実施形態によれば、提案されるアプローチは、ボリュメトリック取得のために使用されることができる。ボリュメトリックのアプリケーションでは、提案される技術のマルチスライス・バージョンが有利である。マルチスライス・バージョンでは、潜在的なスライスクロストークを避けるために、適切なスライス順序（例えば、第１ステップでは３Ｄスタックにおける奇数スライスの測定、次に、その後の測定ステップにおいて偶数スライスの測定）が有用であると考えられる。下記の通り、信号評価を簡単にするために、刺激エコー・シーケンスの２つの予備ＲＦパルスは、読み出しＲＦパルスより広いスライス（好ましくは、２倍に増加されたスライス厚さ）を励起してもよい。これは、Ｂ１マッピングのための信号評価における不完全なスライス・プロファイル励起に関連する問題を回避する助けとなる。
【００２０】
本発明の更なる好ましい実施形態によれば、少なくとも２つの予備ＲＦパルス各々は４５°−９０°のフリップ角を有する。このように、取得される刺激エコー信号の振幅が最大化され、これは、信号対雑音比の点で有利である。
【００２１】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、複数のＦＩＤ及び刺激エコーＭＲ信号は、複数の連続する読み出しＲＦパルスにより生成され、各読み出しＲＦパルスは、９０°未満、好ましくは４５°未満、最も好ましくは３０°未満のフリップ角を有する。すでに上述したように、小さなフリップ角を有する読み出しＲＦパルスの列は、複数のＦＩＤ及び刺激エコー信号の高速読み出しを達成するために使用することができる。Ｔ２＊緩和を最小にするために、できる限り短いエコー時間が使用されることができる。
【００２２】
本発明の更に別の好ましい実施形態によれば、切換え磁場勾配が、２つの予備ＲＦパルス後、残留核磁化をなくすために、予備期間の間に付与される。
【００２３】
本発明の更なる別の好ましい実施形態によれば、ＦＩＤ信号及び／又は刺激エコー信号は、検査ボリューム内で、異なる空間受信感度プロファイルを持つ少なくとも２つのＲＦコイルを介して、及び、並列に又は直列に、実質的に均一な空間感度プロファイルを持つ少なくとも１つのボリュームＲＦコイルを介して取得され、前記ＲＦコイルの空間受信感度プロファイルは、異なる空間感度プロファイルを持つＲＦコイルを介して取得された信号を、ボリュームＲＦコイルを介して取得された信号と比較することにより導出される。例えば、本発明による信号取得は、少なくとも２回、受信のためにボリュームＲＦコイルを使用する第１の取得において、及び、異なる空間感度を持つＲＦコイルを使用する第２の取得において、繰り返されてもよい。代替的なアプローチでは、ＭＲ信号取得に使用されるべきＲＦコイルは、本発明による刺激エコー読み出しの間に切換えられることができる。このように、データ・インタリービング・プロセス（data interleaving process）が信号不一致についてもチェックする時に、モーション・アーチファクトを低減することができる。更に、受信ＲＦコイル感度マッピングは、本発明により、十分なＲＦコイルデカップリングが達成され得るという条件で、ボリュームＲＦコイル及び異なる受信感度プロファイル（例えばアレイＲＦコイル）を持つＲＦコイルを同時に使用して、１回の取得ステップで実行されることができる。
【００２４】
本発明の更なる別の好ましい実施形態によれば、第１撮像シーケンスのパラメータは、２つの予備ＲＦパルス間の時間的な間隔が刺激エコーのエコー時間と等しいように選択される。このタイミングスキームは、刺激エコーのスピンエコー特性を保つ。従って、主磁場の静的不均一性による空間位相変動は、スピン位相をリフォーカスすることによって十分に補償され、刺激エコー信号からＲＦコイルの金属耐性空間感度プロファイルを導出することを可能とする。Ｂ１マップ及びＢ０マップの決定は、強力な磁化率の影響がＦＩＤ信号を劣化させ得る金属部品付近を除いては、可能なままである。磁化率の影響が大きい場合、空間感度プロファイルを導出するための信号分析は、刺激エコー信号にのみ基づくべきである。金属インプラント又は強力な主磁場変化の他の源が存在しない場合、信号対雑音比を改善するために、付加的にＦＩＤ信号も、ＲＦ受信コイル感度プロファイルを評価するのに使用できる。
【００２５】
好ましい実施形態では、本発明の方法は、更に：
−  身体の一部に切換え磁場勾配及びＲＦパルスの第２撮像シーケンスを受けさせるステップと、
−  ｋ空間のサブサンプリングで、少なくとも２つのＲＦコイルを介するパラレル信号取得によりＭＲ信号データセットを取得するステップと、
−  ＭＲ信号データセットから及び少なくとも２つのＲＦコイルの空間感度プロファイルからＭＲ画像を再構成するステップと
を有する。
【００２６】
本発明のこの実施形態では、例えば、ＳＥＮＳＥアルゴリズムを使用することによって、サブサンプリングを使用する並列（すなわち加速された）撮像により取得されるＭＲ信号データセットから及び刺激エコー取得から導出された空間感度プロファイルから最終的な（診断）ＭＲ画像が再構成される。高速撮像を可能とするために、第１撮像シーケンス（基準スキャン）の画像解像度は、第２撮像シーケンス（診断スキャン）の画像解像度よりも低くなるように選択されることができる。基準スキャンは、診断スキャンの前又は後に実行されてもよい。
【００２７】
本発明の別の好ましい実施形態によれば、第２撮像シーケンスは、マルチスペクトル撮像シーケンスである。ＳＥＭＡＣ及びＭＡＶＲＩＣのような上記のマルチスペクトル撮像技法が、金属部品近傍のＭＲ撮像を可能とするために使用されることができる。スキャン継続時間は、ＳＥＮＳＥを刺激エコー基準スキャンと組み合わせて使用することによって合理的な限度内に収めることができ、該刺激エコー基準スキャンは、本発明によれば、高速で磁化率の影響に対して堅牢である。
【００２８】
これまで説明された本発明の方法は、検査ボリューム内に均一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、検査ボリューム内に異なる空間方向の切換え磁場勾配を生成する複数の勾配コイルと、検査ボリューム内にＲＦパルスを生成し及び／又は検査ボリューム内に位置付けられた患者の体からのＭＲ信号を受信する少なくとも１つのＲＦコイルと、時間的に連続するＲＦパルス及び切換え磁場勾配を制御する制御ユニットと、受信されたＭＲ信号からＭＲ画像を再構成する再構成ユニットと、を含むＭＲ装置によって実行されることができる。本発明の方法は、好ましくは、ＭＲ装置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って実現される。
【００２９】
本発明の方法は、現在の臨床用の大抵のＭＲ装置上で有利に実行されることができる。この目的のためには、本発明の上述の方法ステップを実行するようにＭＲ装置を制御するコンピュータプログラムを使用す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、データキャリア上に存在するか、ＭＲ装置の制御ユニットへの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内に存在するかの何れであってもよい。
【００３０】
添付の図面は、本発明の好ましい実施形態を開示するものである。しかしながら、図面は、単に例示目的で作成されたものであり、本発明の限定を規定するものとして作成されたものではないことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、本発明の方法を実行するためのＭＲ装置を模式的に示す。
【図２】図２は、本発明による第１撮像シーケンスを例示する図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１を参照するに、ＭＲ装置１が示されている。本装置は、超電導又は抵抗性の主磁石コイル２を有し、これにより、実質的に均一で時間的に一定の主磁場Ｂ０が検査ボリュームを通ってｚ軸に沿って作り出される。本装置は更に、一組（１次、２次、そして、適用可能な場合に３次）のシミングコイル２’を有し、該組２’の個々のシミングコイルを流れる電流は、検査ボリューム内のＢ０偏差を最小化する目的で制御可能である。
【００３３】
ＭＲ撮像を行うため、磁気共鳴生成及び操作システムは、一連のＲＦパルス及び切換え式の磁場勾配を印加して、核磁気スピンを反転あるいは励起し、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、磁気共鳴を空間的あるいは他の手法でエンコードし、スピンを飽和させ等する。
【００３４】
より具体的には、勾配パルス増幅器３は、検査ボリュームのｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸に沿った全身勾配コイル４、５及び６のうちの選択されたものに電流パルスを与える。デジタルＲＦ送信器７は、ＲＦパルスを検査ボリュームの中へ送るために送／受スイッチ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る。典型的なＭＲ撮像シーケンスは、互いに共に得られる短期間のＲＦパルスセグメント群のパケットからなり、任意の印加磁場勾配が、選択された核磁気共鳴の操作を達成する。ＲＦパルスは、共鳴を飽和させ、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、そして検査ボリューム内に位置する身体１０の一部を選択するために使用される。
【００３５】
パラレルイメージングによる身体１０の領域のＭＲ画像の生成のため、一組の局所アレイＲＦコイル１１、１２、１３が、撮像のために選択された領域に近接して配置される。アレイＲＦコイル１１、１２、１３は、ボディコイルＲＦ送信によって誘起されたＭＲ信号を受信するために使用されることができる。
【００３６】
結果として得られるＭＲ信号は、ボディＲＦコイル９によって、及び／又はアレイＲＦコイル１１、１２、１３によって捕捉され、好ましくは前置増幅器（不図示）を含む受信器１４によって復調される。受信器１４は、送／受スイッチ８を介してＲＦコイル９、１１、１２、及び１３に接続される。
【００３７】
例えばエコープラナーイメージング（ＥＰＩ）、エコーボリュームイメージング、勾配及びスピンエコーイメージング、高速スピンエコーイメージングなどの複数のＭＲ撮像シーケンスのうちの何れかを生成するように、ホストコンピュータ１５は、勾配パルス増幅器３及び送信器７だけでなく、シミングコイル２’を流れる電流も制御する。選択されたシーケンスで、受信器１４は、各ＲＦ励起パルスに続いて素早く続く単一又は複数のＭＲデータラインを受信する。データ取得システム１６は、受信信号のアナログ−デジタル変換を実行し、各ＭＲデータラインを更なる処理に適したデジタルフォーマットに変換する。最新のＭＲ装置では、データ取得システム１６は、生の画像データの取得に特化した別体のコンピュータである。
【００３８】
最終的には、デジタルの生の画像データは、例えばＳＥＮＳＥなど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によって、画像表現へと再構成される。ＭＲ画像は、患者を通る１つの平面スライス、平行な複数の平面スライスの配列、３次元ボリューム、又はこれらに類するものを表現し得る。その後、画像は画像メモリに格納され、そこで画像は、画像表現のスライス、投影、又は他の部分を視覚化、例えば、結果として得られたＭＲ画像の人が読み取り可能な表示を提供するビデオモニタ１８を介する視覚化に適したフォーマットに変換するためにアクセスされ得る。
【００３９】
図２は、ＳＥＮＳＥ基準スキャンとして適用される本発明による第１撮像シーケンスを例示する模式的な図を示す。表現される撮像シーケンスは、予備期間２１及び取得期間２２に細分化される刺激エコー・シーケンスである。フリップ角αを有する２つの予備ＲＦパルスが、予備期間２１の間に印加される。２つの予備ＲＦパルスは、時間間隔ＴＥだけ離間している。ディフェーズの磁場勾配Ｇｍｃ２が、２つの予備ＲＦパルスの間に印加される。フリップ角βを有する読み出しＲＦパルスのシーケンスが、時間的に予備期間２１の後の取得期間２２の間に生成される。ＦＩＤ信号Ｉ１及び刺激エコー信号Ｉ２が、各読み出しパルスの後に勾配リコール・エコーとして取得される。
【００４０】
予備・シーケンス２１の直後に、縦磁化は、
［式１］
0006275148.tif 000002
によって与えられ、ここで、ＭＺ１及びＭＺ２は、それぞれ、準備されていない（すなわち同位相（in-phase）の）縦磁化及び刺激されエコー準備された（すなわちディフェーズされた（de-phased））縦磁化を表す。本発明によれば、ＭＺ１から生成されるＦＩＤ信号Ｉ１及び各ＭＺ２から生成される刺激エコー信号Ｉ２は共に、それぞれ、ＴＥ１及びＴＥ１＋ΔＴの異なる時点で取得される。２つのエコーＩ１とＩ２との間の遅延ΔＴは、
［式２］
0006275148.tif 000003
の関係式によって決定され、ここで、Ａｍｃ２は、ディフェーズ勾配Ｇｍｃ２の勾配−時間面積を示し、Ｇｍは、読みだされた磁場勾配の強さを表す。
【００４１】
本発明によれば、タイミングスキームＴＥ＝ＴＥ１＋ΔＴを用いることができ、これは、刺激エコーのスピンエコー特性を十分に保つ。従って、主磁場Ｂ０の静的不均一性が、十分にリフォーカスされ、刺激エコー信号Ｉ２から導出される金属耐性ＳＥＮＳＥ基準スキャンを可能とする。
【００４２】
第１撮像シーケンスによるＭＲ信号取得が、ボディＲＦコイル９を受信に用いる第１の取得及びアレイＲＦコイル１１、１２、１３を用いる第２の取得において少なくとも２回繰り返される場合、受信ＲＦコイル感度プロファイルを導出することができる。強い磁化率の影響があるケースでは、対応する信号解析は、刺激エコー信号Ｉ２にのみ基づくべきである。
【００４３】
刺激エコー・予備ＲＦパルスの（未知の）フリップ角α（及びよって用いられた送信コイルの送信Ｂ１マップ）は、
［式３］
0006275148.tif 000004
に従って取得されたエコー信号の比から得ることができる。
【００４４】
刺激エコー信号Ｉ２のミラーされた位相は更に、Ｂ０位相マップ：
［式４］
0006275148.tif 000005
を導出するために用いられてもよい。
【００４５】
ＳＥＮＳＥ基準スキャンとしての第１撮像シーケンスの付与後、第２撮像シーケンス（不図示）が、診断スキャンとしてｋ空間のサブ−サンプリングで実行される。対応する診断ＭＲ画像は、その後、ＳＥＮＳＥアルゴリズムを用いることにより、診断スキャン中に取得されたＭＲ信号データセットから及び基準スキャンの刺激エコー取得から導出された空間感度プロファイルから再構成される。第２撮像シーケンスは、金属部品付近のＭＲ画像品質を向上させるために、マルチスペクトル撮像シーケンスであり得る。マルチスペクトル撮像シーケンスは、一般に長いスキャン継続時間と関係があるが、スキャン継続時間は、ＳＥＮＳＥパラレル撮像を、高速で磁化率の影響に対して堅牢な刺激エコー基準スキャンと組み合わせて使用することにより、合理的な限度内に収められる。
【００４６】
本発明の前述の技術は、限定されないがコバルト−クロム、チタン、ステンレス鋼、酸化ジルコニウムの部品でもよい金属付近のＭＲ撮像の適用性を改善する。応用領域は、例えば、以下のケースの診断を含む：
感染症を含む術後合併症、例えば膝、腰、肋骨、足首などのための整形外科インプラント、又は、腫瘍骨再建、固定用プレート、ねじ、ステント、若しくはＭＲ対応埋め込み電極などを含み得る金属オブジェクトの存在における周囲の軟組織の健全性の評価。
術後の感染症を含む合併症の評価、例えば膝、臀部、肋骨、くるぶしのための整形外科用インプラント、又は腫瘍骨再建金属物の存在下で取り囲む軟組織の完全性。
【００４７】
・超常磁性剤（例えば鉄配列（iron disposition））の付与。
・例えば手術、外傷、金属処理産業の職務等の結果生じる弾丸や弾片の存在における診断撮像。
本発明の方法の療法アプリケーションは、介入器具の周りでの撮像を含み、例えば、
・小線源療法のために埋め込まれたシード
・生検または脳深部刺激のための針追跡
・磁化率アーチファクトが、品質、よってＭＲ画像の価値を制限する他のエリアの撮像を含む。
【図１】
0006275148.tif 000006
【図２】
0006275148.tif 000007