(57)【要約】  本発明は、例えば呼吸及び心拍動等の生理的要因のＭＲＩ結果への影響が抑制あるいは排除されるようなＭＲＩ技術を提供することを目的とする。本発明のこの課題は、患者の身体の磁気共鳴撮像データを収集するように適応された第１のＲＦコイル（２）；第１のＲＦコイル（２）の負荷変化に対して感度を有する多数の測定素子であり、患者の身体の動きに関するデータを収集するように適応された測定素子（５、５’、５”、２９、３１）；及び動きデータを用いて磁気共鳴撮像中の患者の動きを補正するように適応された処理ユニット（９）を有する磁気共鳴撮像システム（１）によって達成される。
2010522009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−  患者の身体の磁気共鳴撮像データを収集するように適応された第１のＲＦコイル；
−  前記第１のＲＦコイルの負荷変化に対して感度を有する多数の負荷検知測定素子であり、患者の身体の動きに関する動きデータを収集するように適応された負荷検知測定素子；及び
−  前記動きデータを用いて磁気共鳴撮像中の患者の動きを補正するように適応された処理ユニット；
を有する磁気共鳴撮像システム。
【請求項２】
前記負荷検知測定素子は患者の呼吸運動及び／又は心拍動を収集するように適応されている、請求項１に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項３】
前記第１のＲＦコイルは送信専用コイル又は送信／受信コイルである、請求項１に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項４】
前記第１のＲＦコイルはマルチエレメントＲＦコイルである、請求項１に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項５】
各ＲＦコイル素子はそれ自身の負荷検知測定素子を有する、請求項４に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項６】
前記負荷検知測定素子の数はＲＦコイル素子の数と等しくない、請求項４に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項７】
前記マルチエレメントＲＦコイルは患者上に直接的に配置されるように適応されている、請求項４に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項８】
前記第１のＲＦコイルは直交バードケージコイルであり、前記負荷検知測定素子は、前記第１のＲＦコイルの水平共鳴モード及び鉛直共鳴モードの負荷変化を検出するように構成されている、請求項１に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項９】
前記負荷検知測定素子は、前記第１のＲＦコイルに結合された、第２のＲＦコイル、方向性結合器、及び／又は、電気部品若しくは電子部品を有する、請求項１に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項１０】
−  第１のＲＦコイルによって、患者の身体の磁気共鳴撮像データを収集する段階；
−  前記第１のＲＦコイルの負荷変化に対して感度を有する多数の測定素子によって、患者の身体の動きに関する動きデータを収集する段階；及び
−  処理ユニットによって、前記動きデータを用いて磁気共鳴撮像中の患者の動きを補正する段階；
を有する磁気共鳴撮像方法。
【請求項１１】
前記磁気共鳴撮像データ、及び患者の動きに関する前記動きデータは、ＲＦ送信を用いて同時に収集される、請求項１０に記載の磁気共鳴撮像方法。
【請求項１２】
前記補正する段階は、ＲＦ送信後にＭＲＩシーケンスを適応させることを有する、請求項１０に記載の磁気共鳴撮像方法。
【請求項１３】
第１のＲＦコイルによって患者の身体の磁気共鳴撮像データが収集され、且つ前記第１のＲＦコイルの負荷の変化に対して感度を有する多数の測定素子によって、患者の身体の動きに関する動きデータが収集される磁気共鳴撮像方法を実行するためのコンピュータプログラムであって、コンピュータで実行されるときに処理ユニットに前記動きデータを用いて磁気共鳴撮像中の患者の動きを補正させるコンピュータ命令を有する、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、概して非侵襲的撮像応用、特に磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）に関する。より具体的には、本発明は、撮像される患者身体の特性を測定するために無線周波数（ＲＦ）コイルを用いる撮像技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＲＩは、磁場内の標的物質の様々な磁気特性を測定する。ＭＲＩは、概して均一な磁場内で撮像物質の核スピンを整列させること、及び撮像物質の核磁気共鳴（ＮＭＲ）現象を測定するために、周期的なＲＦパルスを用いて磁場に摂動を与えることを含んでいる。ＮＭＲ現象を誘起するため、特定組織のラーモア周波数（すなわち、原子核が軸の周りで歳差運動をする速さ）に一致する共鳴周波数でＲＦパルスを生成し、原子核が印加ＲＦパルス方向に軸の周りで歳差運動をするように原子核を励起する１つ以上の共鳴コイルが備えられる。ＲＦパルスが弱まるとき、原子核は磁場に再整列し、測定可能なエネルギーを放出する。
【０００３】
撮像される例えば患者又はその他の物体といった負荷の近傍に共鳴コイルが配置されるとき、共鳴コイルの様々な特性が影響を受け得る。ＭＲＩにおいて、この負荷効果は、コイルの共鳴周波数を変化させること、及びコイル特性にその他の一般的に望ましくない変化を生じさせることによって、装置動作に悪影響を及ぼす傾向にある。この負荷効果は、部分的に、負荷の誘電特性に依存する。コイルの共鳴周波数の変化は、（例えば、コイルの共鳴周波数と標的物質のラーモア周波数との間に不一致を生じさせることにより）撮像物質の原子核を励起する装置能力を低下させ、得られる画像の品質に悪影響を及ぼし得る。コイル装荷の影響は、撮像される人体により引き起こされる一般的に望ましくない負荷効果を補償するように共鳴コイルが頻繁に同調あるいは調整されるという点で、ＭＲＩを複雑にする。
【０００４】
共鳴コイルを同調あるいは調整するために共鳴コイルの内側に更なる小型ＲＦコイルを用いることが従来技術から知られている。共鳴コイルの局所的なＲＦ場は人体の負荷効果によって影響されるが、小型ＲＦコイルはこの局所的なＲＦ場に依存する電圧を測定する。小型ＲＦコイルによって測定された誘起電圧は、共鳴コイルに供給されるＲＦ電力の位相及び振幅を制御するために使用される。このような小型ＲＦコイルの使用は、特に、共鳴ＲＦコイルが、例えばフェーズドアレイのように駆動される複数のコイル素子を有する場合に有用である。その場合、複数のコイル素子が同時に駆動されるときに、撮像される人体内に非常に均一なＲＦ場を実現するように、個々のコイル素子各々に供給されるＲＦ電力の振幅及び位相を制御することが可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、高品質のＭＲＩ技術を提供することを目的とする。特に、本発明は、例えば呼吸及び心拍動等の生理的要因のＭＲＩ結果への影響が抑制あるいは排除されるようなＭＲＩ技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の上記課題は、患者の身体の磁気共鳴撮像データを収集するように適応された第１のＲＦコイル；第１のＲＦコイルの負荷変化に対して感度を有する多数の測定素子であり、患者の身体の動きに関するデータを収集するように適応された測定素子；及び動きデータを用いて磁気共鳴撮像中の患者の動きを補正するように適応された処理ユニットを有する磁気共鳴撮像システムによって達成される。
【０００７】
共鳴コイル（群）の負荷は、撮像される人体の動きによって影響を及ぼされる。人体の意図的でない動きは、例えば、呼吸による患者の胸部の動き、又は心拍動による動きである。
【０００８】
上記課題はまた、本発明に従って、第１のＲＦコイルによって、患者の身体の磁気共鳴撮像データを収集する段階；第１のＲＦコイルの負荷変化に対して感度を有する多数の測定素子によって、患者の身体の動きに関するデータを収集する段階；及び処理ユニットによって、動きデータを用いて磁気共鳴撮像中の患者の動きを補正する段階を有する磁気共鳴撮像方法によって達成される。
【０００９】
本発明の上記課題はまた、上述の方法を実行するためのコンピュータプログラムであって、コンピュータで実行されるときに処理ユニットに動きデータを用いて磁気共鳴撮像中の患者の動きを補正させるコンピュータ命令を有するコンピュータプログラムによって達成される。故に、本発明に従って必要な技術的効果が、本発明に従ったコンピュータプログラムの命令に基づいて実現され得る。このようなコンピュータプログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭ又はＤＶＤ等の担体に格納されてもよいし、インターネット又はその他のコンピュータネットワーク上で利用可能にされてもよい。このコンピュータプログラムは、実行に先立って、例えばＣＤ−ＲＯＭ再生機又はＤＶＤ再生機などによって担体から、あるいはインターネットから該コンピュータプログラムを読み取り、それをコンピュータのメモリに格納することによって、コンピュータにロードされる。コンピュータは、とりわけ、中央演算処理ユニット（ＣＰＵ）、バスシステム、例えばＲＡＭ又はＲＯＭ等のメモリ手段、例えばフロッピー（登録商標）ディスク又はハードディスクユニット等の記憶手段、及び入力／出力ユニットを含む。代替的に、本発明に係る方法は、例えば１つ以上の集積回路を用いて、ハードウェアにて実装されてもよい。
【００１０】
本発明の核となる概念は、例えば呼吸に関連する腹部の動き、若しくは心拍動による心臓の動き、又はこれらの双方などの生理学的要因の、ＭＲＩ結果への影響を抑制あるいは排除する技術を提供することである。結果として、本発明は例えば、撮像対象の生理学的な動きによる画像間の揺らぎを補償することを可能にする。この目的のため、ＭＲ撮像処理中に患者の動きを検出することによって、患者の呼吸の位相及び／又は心臓の位相が決定される。動き検出は、第１のＲＦコイルの負荷変化に対して感度を有する測定素子に誘起される電圧の変化を測定して、第１のＲＦコイル（又は、そのコイル素子群）への負荷変化の影響を決定することによって行われる。
【００１１】
生体撮像における生理学的な動きに起因するアーチファクトはよく認識されており、その抑制のために技術の組み合わせが進められてきた。最も直接的な手法は、ゲーティング又はトリガリングによって、データ収集を特定の動きに同期させるものである。本発明によれば、ＲＦパルスの時点における患者の呼吸の位相及び／又は心臓の位相の知識が、その後、撮像方法の収集特性（すなわち、エンコーディング順序、視野、スライス位置、次のパルスのフリップ角など）をオンザフライで、すなわち、ＭＲＩデータ収集中に修正するために用いられる。言い換えると、ＭＲＩデータ及び患者の動きに関するデータがＲＦ送信を用いて同時に収集され、ＭＲＩシーケンスがＲＦ送信の直後に適応される。
【００１２】
本発明の他の一態様によれば、撮像中の患者の呼吸及び／又は心臓の位相の知識により、データ処理中に、すなわち、ＭＲＩデータ収集が完了した場合に、撮像データを生理学的活動と遡及的に同期させることが可能になる。その場合、撮像データは遡及的に生理学的サイクル（例えば、呼吸及び心臓のサイクル）内に順序付けられる。その後、生理学的な影響がＭＲＩデータから除去される。言い換えると、本発明のこの態様によれば、撮像データが収集されている間に被検体の生理学的活動が監視され、収集された生理学的データに導かれて、生理学的な影響が遡及的に見積もられ、除去される。
【００１３】
ここで提案する本発明の、生理学的活動を考慮するための既存の方法（例えば、患者の胸部の周りに固定された機械的な蛇腹）に対する主な利点は、患者上に更なる装置を配置する必要がないことである。加えて、患者がシステムを貫通して移動されるとき、呼吸（又は心運動）以外の動きを検出することができる。例えば、患者がスキャン中に突然動いた場合、これを検出し、それに従ってＭＲデータ収集を補償することが可能である。さらに、本発明は、各生理学的サイクル（呼吸サイクル、心臓サイクル等）の期間内の変化に対して高い感度を有さず、様々な実験条件下で用いられ得る。
【００１４】
本発明のこれら及びその他の態様は、従属請求項に規定される以下の実施形態に基づいて更に明らかになる。
【００１５】
本発明の好適な一実施形態によれば、測定素子は患者の呼吸運動及び／又は心拍動を収集するように適応される。この目的のため、測定素子として、第１のＲＦコイル又はそのエレメントへの負荷効果に対して感度を有するＲＦピックアップコイルが用いられる。ＲＦピックアップコイルが第１のＲＦコイルに近接して配置されるとき、負荷効果に対する良好な感度が達成され得る。このようなＲＦピックアップコイルが用いられる場合、ＭＲＩ測定中の主な動き誤差源が捕捉される。本発明の他の好適実施形態において、ＲＦピックアップコイルに代えて（あるいは加えて）、測定素子として、方向性結合器、及び／又は所定の電磁特性を有する電気部品若しくは電子部品が用いられてもよい。
【００１６】
本発明の好適な一実施形態によれば、第１のＲＦコイルはマルチエレメント型のＲＦコイルである。このようなＲＦコイルを用いることにより、より高い周波数及びより高いＲＦ強度においても、患者の身体内に均一なＲＦ場を得ることができる。各ＲＦコイル素子がそれ自身の測定素子を有する場合、動き検出を非常に正確に行うことができる。他の例では、測定素子の数はＲＦコイル素子の数と等しくない。好ましくは、測定素子の数はＲＦコイル素子の数より少ない。これは、測定する患者の動きが少ない自由度によって特徴付けられるときに望ましいものとなり得る。その場合、より少ない数の測定素子によって、システムの複雑性及びコストが低減される。
【００１７】
本発明の好適な他の一実施形態によれば、マルチエレメントＲＦコイルは、患者上に直接的に配置されるように適応され、ＭＲＩシステムから取り外し可能にされる。言い換えると、例えば送信アレイの形態などの固定式の（システム一体型の）ボリュームＲＦコイルのみが用いられ得るわけではない。代わりに、例えば局所送信コイルアレイといった局所（好ましくは、取り外し可能な）送信コイルトポロジーが同様に用いられ得る。
【００１８】
本発明はまた、第１のＲＦコイルが直交（クワドラチャ）バードケージコイルであり、測定素子が、第１のＲＦコイルの水平共鳴モード及び鉛直（直交）共鳴モードの負荷変化を検出するように構成されている場合にも用いられ得る。この手法は、一変更として既存のＭＲＩシステムにも適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
以下、実施形態及び添付の図面を参照して、本発明の上記及びその他の態様を、例示により詳細に説明する。
【図１】ＭＲＩシステムを示す概略図である。
【図２】本発明に係る方法の様々な段階を時間スケールで概略的に例示する図である。
【図３】ピックアップコイルを含むマルチエレメント送信ＲＦコイルシステムを示す概略図である。
【図４】ピックアップコイルを備えたＲＦコイルシステムの１つのチャネルの概略構造を示す図である。
【図５】方向性結合器を備えたＲＦコイルシステムの１つのチャネルの概略構造を示す図である。
【図６】キャパシタを用いて直接測定を行うＲＦコイルシステムの１つのチャネルの概略構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下では、本発明の単純な一実施形態を説明する。ＭＲＩシステム１は、複数のＲＦコイル素子３（図１には図示せず；図３参照）を備えた３次元的な複数素子（マルチエレメント）送信／受信（又は、送信専用）ＲＦコイル２を有する。具体的には、ＭＲＩシステム１は、患者身体４の磁気共鳴撮像データを収集するように適応された少なくとも２つのＲＦコイル素子３を有する。各ＲＦコイル素子３は、測定素子として作用する独立した第２のＲＦコイル（ピックアップコイル）５を組み入れるように設計されている。
【００２１】
各ピックアップコイル５は、少なくとも２つのＲＦコイル素子３のうちの１つに物理的に隣接しており、患者身体４の動きに関するデータを収集するように適応されている。複数のピックアップコイル５がピックアップコイルアレイを形成している。各ピックアップコイル５は、相異なる負荷条件下での各ＲＦコイル素子３によって生成される実際の（あるいは相対的な）磁場の決定のため、受信器７（検出電子装置）に接続されている。ピックアップコイル５による電圧の測定はＲＦ周波数で行われる。複数の受信器７が受信器アレイを形成している。複数の受信器７は処理ユニット９に接続されている。処理ユニット９は、より詳細に後述するように、上記の動きデータを用いて磁気共鳴撮像中の患者の動きを補正するように適応されている。
【００２２】
図１は、一般的な送信ＲＦコイル２を用いた本発明に係るシステムの概略図を例示するものである。また、２つの異なる呼吸状態における患者４が例示されている。本発明に従って、多数のピックアップコイル５が送信コイル素子群３（図１には図示せず）に隣り合わせで配置される。ここでは、送信ＲＦコイル２は第１のピックアップコイル５と第２のピックアップコイル５’とを含んでいる。各ピックアップコイル５、５’は受信器７に接続されており、それにより、ピックアップコイル５、５’ごとにリアルタイムに、代表的な電圧振幅（及び位相）を抽出することが可能である。
【００２３】
従来技術に係る使用において、これらのピックアップコイル５、５’は、各ＲＦコイル素子３に関するＲＦ場の振幅及び位相の正しい調整用の校正情報を提供するために使用され得る局所的なＲＦ振幅（及び位相）データをフィードバックする。加えて、ピックアップコイル５、５’は、１つ以上の送信ＲＦコイル素子３による患者４のＲＦへの過剰被曝に対する安全機構を提供するために使用されることが可能である。
【００２４】
本発明は、ピックアップコイル５、５’のアレイから得られる情報の更なる使用に反する。マルチエレメントＲＦ送信コイル２によって送信される各ＲＦパルスは、各ピックアップコイル５、５’に誘起電圧を生じさせる。特定のピックアップコイル５、５’に誘起される電圧の振幅及び位相は、最も近い送信ＲＦコイル素子３により生成されたＲＦ場によって支配される。各送信ＲＦコイル素子３に対する電力が一定の場合、各ピックアップコイル５、５’における誘起電圧の振幅は、各ＲＦコイル素子３の局所的な負荷状態にも依存する。
【００２５】
各ピックアップコイル５、５’は、特定のＲＦコイル素子３の隣に、故に、特定のＲＦコイル３に付随するように配置されるので、ピックアップコイル群５、５’から得られた測定値（電圧）から、該特定のＲＦコイル素子３が患者身体によってどのように負荷を与えられているかを知ることができる。患者４のＲＦコイル素子３に対する近接性は、患者４がＲＦコイル素子３に近接しているか、あるいは遠く離れているかを決定することを可能にするように、ピックアップコイル５、５’上の電圧を変化させる。患者が息を吸う場合、胸部が拡張してＲＦコイル素子３に近付く。患者の胸部に近付かれたＲＦコイル素子３の各々で、付随するピックアップコイル５、５’の電圧が変化し、患者４の呼吸パターンに従って変調される。その結果、ピックアップコイル５、５’によって測定された電圧を用いて、患者４の呼吸運動ひいては呼吸サイクルを検出することができる。
【００２６】
典型的なＭＲＩシーケンスの実行において、ＲＦパルスは送信ＲＦコイル２によって送信される。ＭＲＩシステム１の送信ＲＦコイル素子３を制御するためにコントローラ１０が用いられる。ＲＦパルスは、ＲＦコイル素子３の装荷特性に従って、各ピックアップコイル５、５’に電圧を誘起する。ピックアップコイル５、５’によって測定される信号は、ＮＭＲ信号ではなく、ＲＦコイル素子に流れる電流によって直接的に誘起される電圧であり、ＲＦコイル２の装着に依存する。患者が息を吐くとき（破線）、人体が鉛直方向にＲＦコイル素子から遠ざかるように移動するため（ＲＦパルスの送信中に検出される）第２のピックアップコイル５’上の電圧振幅は増大する。鉛直断面の変化に伴い、第１のピックアップコイル５上の電圧振幅も変化し得る。しかしながら、第２のピックアップコイル５’上の電圧が最大の変化を示すと考え得る。呼吸は周期的であるので、電圧波形は正弦波的になり得る。
【００２７】
言い換えると、硬い３次元のマルチエレメント送信ＲＦコイル内に患者４が存在するとき、患者４の呼吸運動は、様々な人体部分の位置を、様々なＲＦコイル素子３に対して近付き、そして離れるように周期的に移動させる。この運動は、各ＲＦコイル素子３の局所的な負荷状態に変化を生じさせる。患者の呼吸（及び、場合によりその他の）運動の関数としてのＲＦコイル素子３ごとの負荷の差は、ＲＦパルスの印加中、各ピックアップコイル５、５’における誘起電圧の振幅に反映される。
【００２８】
ＲＦ送信中の全てのピックアップコイル５、５’にわたる電圧振幅の空間分布は、患者４の呼吸位相をリアルタイムで決定するために用いられる。この目的のため、ＲＦ励起の後、サンプリングされたピックアップコイル信号が処理ユニット９で処理され、ＲＦパルス中の例えば患者４の胸部の位置に関する情報が抽出される。すなわち、第２のピックアップコイル５’における電圧は、胸部が拡張するときに低くなり、胸部が収縮するときに高くなる。この動き情報は、ＭＲパルスシーケンスの様々な特性をオンザフライで適応させる目的で、データ収集の前又は最中の何れかに処理ユニット９に提供される。測定された電圧に従って、例えば、後のＭＲデータ収集段階のために、ｋ空間サンプリングを胸壁の位置に関係付ける好適手法に従って動きの影響を最小化する特定のエンコーディング段階を選択することが可能である。また、ピックアップコイル電圧の変化から、測定傾斜（グラディエント）の振幅が補償のためにオンザフライで変化され得るように、ＦＯＶにおける相対的な変化を見積もることができる。これらの段階については更に詳細に後述する。
【００２９】
同一の基本原理が、呼吸運動に代えて、あるいは加えて、患者４の心拍動又はその他の動きを観測する場合にも当てはまる。なお、明らかなように、呼吸運動からの情報が利用可能であるとき、呼吸運動からの情報を利用する全ての現行ＭＲＩ方法（例えば、機械的な蛇腹）にも等しく当てはまる。
【００３０】
最も便利且つ好適なトポロジーは、受信信号が処理ユニット９内で実行されるデータ処理ソフトウェアの完全な制御下で復調されて利用可能になるように、各ピックアップコイル５、５’を個々の受信器７、７’に接続するものである。他の一実施形態（図示せず）においては、ピックアップコイルの電圧は、標準インタフェースを介して処理ユニット９に電圧レベルを報告するように、ダイオード回路を用いて整流されて比較器に送られてもよい。
【００３１】
次に、図２を参照して、本発明に係る方法の様々な段階を説明する。先ず、送信ＲＦコイルによってＲＦパルス（ＲＦ波形２０）が送信される。このＲＦ波形２０を“ＲＦ励起”のグラフに示す。この場合に送信される傾斜波形の形状すなわちＭＲＩシステムの傾斜シーケンス２１を“スライス”のグラフに示す。磁気共鳴の励起後にＭＲ信号を測定するために用いられる測定傾斜の波形２２を“測定”のグラフに示す。プリパレーション傾斜２３（エンコーディング傾斜）を“プリパレーション”のグラフに示す。“ＲＦ励起”のグラフに例示したＲＦ波形２０、及び傾斜シーケンス２１は、患者４内のスライスを選択するために用いられる。“測定”及び“プリパレーション”のグラフは、ＭＲ信号を読み出すために用いられる。
【００３２】
ＮＭＲデータのサンプリング、すなわち、ＲＦコイルからのＲＦエネルギーの受信を“ＭＲサンプル”のグラフに示す。測定中にＭＲデータがサンプリングされる“サンプル”領域２４が示されている。このサンプリングは多数回繰り返される。
【００３３】
その下の“ピックアップコイルサンプル”のグラフに、ＲＦ励起中にピックアップコイル上の電圧のサンプリング（ブロック“サンプル”２５）が行われることを示す。ＭＲデータをサンプリングする時間の前に、“ピックアップコイルサンプル”のグラフ中に、“処理適応化”ブロック２６が示されている。これは、ＲＦサンプリングとＭＲ信号サンプリングとの間に、ＭＲサンプリング手法を適応化させる時間が存在することを指し示している。言い換えると、この時間中に、サンプルデータを用いてＭＲデータを処理し、何らかの動き情報を抽出することが可能である。例えば、サンプリングされたＲＦ信号から、患者４の位置が例えば呼吸サイクル中の何処にあるかが決定される。その情報に基づいて、例えばルックアップテーブル等を用いて、処理ユニット９によって決定が為される。結果として、或る特定の測定波形２２の形状、又は或る特定のプリパレーション傾斜２３の形状が選択される。“処理適応化”ブロック２６において実行される段階は、閉制御回路を形成するようにコントローラ１０を介してＲＦ送信コイル素子３に接続された処理ユニット９によって実行される。
【００３４】
その後、処理結果は、後の画像再構成のために処理ユニット９及びデータ記憶装置（図示せず）によって記憶され得る。あるいは、処理結果は、２つの傾斜チャネルを修正するために、すなわち、現在の画像収集を修正するために、処理ユニット９によって使用され得る。後者の場合、測定傾斜２２及びプリパレーション傾斜２３が、ＲＦ励起中に行われたサンプリングの結果に従って変更される。例えば、ピックアップコイル測定の処理により、患者４が息を吐いている最中であることが明らかになった場合、プリパレーション傾斜２３の特定のエンコーディング状態がこの時点で選択され得る。
【００３５】
図３は、１０個のＲＦコイル素子３を有するマルチエレメント送信／受信（Ｔｘ／Ｒｘ）ＲＦコイル２を概略的に示している。患者４は１０個の独立したＲＦコイル素子３によって取り囲まれ、各ＲＦコイル素子３はそのＲＦコイル素子３に隣接配置された別個のピックアップコイル５を含んでいる。
【００３６】
上述の実施形態においては少なくとも２つのピックアップコイル５、５’が用いられているが、本発明は唯一のピックアップコイル５で動作してもよい。その場合、特定種類の動きを検出するのに最も感度の高い位置にピックアップコイル５を配置することができるよう、患者４の物理的な動きに関して幾つかの仮定を設けねばならない。
【００３７】
図４は、マルチチャネルＲＦ送信システム１の１つのチャネルの概略構造を示している。システムは、チャネルごとに、送信チェーンの一部であるＲＦ増幅器２８に同軸ケーブル２７によって接続された１つのピックアップコイル５”を用いる。言い換えると、ＲＦコイル素子３ごとに、独立したＲＦ増幅器２８が用いられる。システム１の送信器及びその他の部分は図４には示していない。この例において、ピックアップコイル５”は、ＲＦコイル２の導電体中の交流電流が、監視可能な電圧をピックアップコイル５”に誘起するように、ＲＦコイル２に近接するように配置されている。ＲＦコイル２が患者によって負荷を与えられるとき、ＲＦコイル２の電流は変調され、ピックアップコイル５”がそれを誘導結合及び対応する電圧変化を介して検知する。言い換えると、ＲＦ増幅器２８が送信するとき、負荷状態を指し示すために順方向電力及び反射電力が用いられる。
【００３８】
図５は、システムの各チャネルのピックアップコイルが方向性結合器２９で置換された、本発明に係る代替的な一実施形態を示している。負荷に送信されるＲＦ電力の割合を“順方向”電力と称する。また、負荷から反射されるＲＦ（電気的）電力の割合を“反射”電力と称する。方向性結合器２９は、ＲＦ増幅器２８とＲＦコイル素子３との間で順方向電力及び反射電力の一部を検知する。ＲＦコイル素子３の負荷が変化するとき、ＲＦコイル２のインピーダンスが変化し、それにより、測定される反射電力に変化がもたらされる。故に、方向性結合器２９からの反射電力の電圧を測定することにより、具体的には、反射電力ポート３０上の電圧を測定することにより、間接的に、ＲＦコイル素子３上での負荷の変化を監視することができる。
【００３９】
ＲＦコイル素子３は、しばしばキャパシタ３１と直列に、銅ループ（インダクタ）を用いる共鳴構造である。それらは一緒になって共振し、インダクタとキャパシタとの間でエネルギーが交換される。ＲＦコイル３に近接したピックアップコイル５を用いて、ＲＦコイルの銅ループ（インダクタ）内での電流変化を、誘導結合を介して監視することができる。これは、上述のように、ピックアップループ上の電圧変化として測定される。この同一の電圧変調は、しかしながら、キャパシタ３１に加わる電圧を直接的に測定することによって観測することができる。故に、図６は、例えばキャパシタンス、インダクタンス、抵抗などの所定の電磁特性を有する部品（例えば、固定のキャパシタ３１）に加わる電圧がシステムのチャネルごとに直接的に測定される、本発明に係る代替的な一実施形態を示している。この電圧はＲＦコイル２の負荷に比例する。この場合、しかしながら、電圧がより高くなることがあり、ＲＦコイル共鳴の性能を損ない得るような抵抗を付加しないように注意する必要がある。
【００４０】
上述の全ての装置は、本発明に従った方法を実行するように適応される。全ての装置、特に処理ユニット９は、データ取得及びデータ処理のための手順が本発明に係る方法に従って行われるように構築されプログラムされる。処理ユニット９は、測定データの計算・演算及び結果の決定・アクセスの全タスクを実行するように適応される。これは、本発明に従って、処理ユニット９にて実行されるときに本発明に係る方法の段階群を実行するように適応されたコンピュータ命令を有するコンピュータソフトウェアによって実現される。処理ユニット９自体が、ハードウェア、ソフトウェア、又はこれら双方の組み合わせの形態で実装された機能モジュール又はユニットを有してもよい。本発明の好適な一実施形態において、処理ユニット９はマイクロコンピュータの形態で実現される。
【００４１】
当業者には明らかなように、本発明は上述の例示的な実施形態の詳細事項に限定されるものではなく、本発明の主旨又は本質を逸脱することなく、その他の特定の形態でも具現化され得るものである。故に、ここ説明した実施形態は例示的且つ非限定的なものと見なされるべきであり、本発明の範囲は、以上の説明ではなく添付の請求項によって指し示される。そして、請求項の意味及び均等範囲に入る全ての変更は本発明の範囲に包含されるものである。また、明らかなように、用語“有する”はその他の要素又は段階を排除するものではなく、用語“或る”は複数であることを排除するものではなく、例えばコンピュータシステム又はその他のユニット等の単一の要素が請求項中に列挙された複数の手段の機能を果たしてもよい。請求項中の如何なる参照符号も、関連する請求項を限定するものとして解釈されるべきでない。
【符号の説明】
【００４２】
１    ＭＲＩシステム
２    ＲＦコイル
３    コイル素子
４    患者身体
５    ピックアップコイル
７    受信器
９    処理ユニット
１０  コントローラ
２０  ＲＦパルス
２１  傾斜シーケンス
２２  測定傾斜
２３  プリパレーション傾斜
２４  ＭＲサンプル領域
２５  ピックアップコイルサンプル領域
２６  処理適応化領域
２７  同軸ケーブル
２８  ＲＦ増幅器
２９  方向性結合器
３０  反射電力ポート
３１  キャパシタ
【図１】
2010522009.tif 000003
【図２】
2010522009.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年9月25日(2009.9.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−  患者の身体の磁気共鳴撮像データを収集するように適応された第１のＲＦコイル；
−  前記第１のＲＦコイルの負荷変化に対して感度を有する多数の負荷検知測定素子であり、患者の身体の動きに関する動きデータを収集するように適応された負荷検知測定素子；及び
−  前記動きデータを用いて、測定傾斜の波形形状及びプリパレーション傾斜のプリパレーション傾斜形状を選択することによって、磁気共鳴撮像中の患者の動きを補正するように適応された処理ユニット；
を有する磁気共鳴撮像システム。
【請求項２】
前記負荷検知測定素子は患者の呼吸運動及び／又は心拍動を収集するように適応されている、請求項１に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項３】
前記第１のＲＦコイルは送信専用コイル又は送信／受信コイルである、請求項１に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項４】
前記第１のＲＦコイルはマルチエレメントＲＦコイルである、請求項１に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項５】
各ＲＦコイル素子はそれ自身の負荷検知測定素子を有する、請求項４に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項６】
前記負荷検知測定素子の数はＲＦコイル素子の数と等しくない、請求項４に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項７】
前記マルチエレメントＲＦコイルは患者上に直接的に配置されるように適応されている、請求項４に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項８】
前記第１のＲＦコイルは直交バードケージコイルであり、前記負荷検知測定素子は、前記第１のＲＦコイルの水平共鳴モード及び鉛直共鳴モードの負荷変化を検出するように構成されている、請求項１に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項９】
前記負荷検知測定素子は、前記第１のＲＦコイルに結合された、第２のＲＦコイル、方向性結合器、及び／又は、電気部品若しくは電子部品を有する、請求項１に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項１０】
前記処理ユニットは更に、ルックアップテーブルを用いて、前記測定傾斜の前記波形形状及び／又は前記プリパレーション傾斜の前記プリパレーション傾斜形状を選択するように適応されている、請求項１に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項１１】
−  第１のＲＦコイルによって、患者の身体の磁気共鳴撮像データを収集する段階；
−  前記第１のＲＦコイルの負荷変化に対して感度を有する多数の測定素子によって、患者の身体の動きに関する動きデータを収集する段階；及び
−  処理ユニットによって、前記動きデータを用いて磁気共鳴撮像中の患者の動きを補正する段階であり、該処理ユニットが測定傾斜の波形形状及びプリパレーション傾斜のプリパレーション傾斜形状を選択する、補正する段階；
を有する磁気共鳴撮像方法。
【請求項１２】
前記測定傾斜の前記波形形状及び／又は前記プリパレーション傾斜の前記プリパレーション傾斜形状は、ルックアップテーブルを用いて選択される、請求項１１に記載の磁気共鳴撮像方法。
【請求項１３】
前記磁気共鳴撮像データ、及び患者の動きに関する前記動きデータは、ＲＦ送信を用いて同時に収集される、請求項１１に記載の磁気共鳴撮像方法。
【請求項１４】
前記補正する段階は、ＲＦ送信後にＭＲＩシーケンスを適応させることを有する、請求項１１に記載の磁気共鳴撮像方法。
【請求項１５】
第１のＲＦコイルによって患者の身体の磁気共鳴撮像データが収集され、且つ前記第１のＲＦコイルの負荷の変化に対して感度を有する多数の測定素子によって、患者の身体の動きに関する動きデータが収集される磁気共鳴撮像方法を実行するためのコンピュータプログラムであって、当該コンピュータプログラムは、処理ユニットに前記動きデータを用いて磁気共鳴撮像中の患者の動きを補正させるコンピュータ命令を有し、当該コンピュータプログラムはコンピュータで実行され、前記処理ユニットは、測定傾斜の波形形状及びプリパレーション傾斜のプリパレーション傾斜形状を選択するように適応される、コンピュータプログラム。
【請求項１６】
前記処理ユニットは更に、ルックアップテーブルを用いて、前記測定傾斜の前記波形形状及び／又は前記プリパレーション傾斜の前記プリパレーション傾斜形状を選択するように適応される、請求項１５に記載のコンピュータプログラム。
【国際調査報告】
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2010522009.tif 000010
2010522009.tif 000011