(57)【要約】本発明は、MR装置の検査体積内の主磁場B0内に置かれた体（１０）の少なくとも一部のMR撮像の方法に関する。信頼できる動き検出および高い画質をもつMR撮像を可能にすることが本発明の目的である。本発明の方法は、以下の段階：・撮像信号を収集するために、前記体（１０）の前記一部を、一つまたは複数のRFパルスおよびスイッチングされる磁場勾配を含む撮像シーケンスにかける段階と；・前記体（１０）の前記一部を、前記撮像シーケンスの前、間または後に少なくとも一度適用されるナビゲーター・シーケンスにかける段階であって、前記ナビゲーター・シーケンスは、単一点または複数点ディクソン技法によってナビゲーター信号が収集されるよう制御される一つまたは複数のRFパルスおよびスイッチングされる磁場勾配を含む、段階と；・前記ナビゲーター信号から並進および／または回転および／または剪断データを導出する段階であって、該並進および／または回転および／または剪断データは前記体（１０）の前記一部内で起こっている動きを反映する、段階と；・前記撮像信号からMR画像を再構成する段階とを含み、前記並進および／または回転および／または剪断データは、前記撮像シーケンスを適応させるためおよび／または前記MR画像の再構成の間の動き補正のために使われる。さらに、本発明は、MR装置（１）およびMR装置（１）上で実行されるコンピュータ・プログラムに関する。
2015506775.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
MR装置の検査体積内の主磁場B0内に置かれた体の少なくとも一部のMR撮像の方法であって：
・撮像信号を収集するために、前記体の前記一部を、一つまたは複数のRFパルスおよびスイッチングされる磁場勾配を含む撮像シーケンスにかける段階と；
・前記体の前記一部を、前記撮像シーケンスの前、間または後に少なくとも一度適用されるナビゲーター・シーケンスにかける段階であって、前記ナビゲーター・シーケンスは、単一点または複数点ディクソン技法によってナビゲーター信号が収集されるよう制御される一つまたは複数のRFパルスおよびスイッチングされる磁場勾配を含む、段階と；
・前記ナビゲーター信号から並進および／または回転および／または剪断データを導出する段階であって、該並進および／または回転および／または剪断データは前記体の中で起こっている動きを反映する、段階と；
・前記撮像信号からMR画像を再構成する段階とを含み、
前記並進および／または回転および／または剪断データは、前記撮像シーケンスを適応させるためおよび／または前記MR画像の再構成の間の動き補正のために使われ、
前記ナビゲーター信号は別個の水信号および脂肪信号を含む、
方法。
【請求項２】
前記並進および／または回転および／または剪断データは前記水信号から導出される、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記並進および／または回転および／または剪断データは前記脂肪信号から導出される、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記撮像信号が単一点または複数点ディクソン技法によって収集され、前記撮像信号から水画像および脂肪画像が再構成される、請求項１ないし３のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項５】
複数点ディクソン技法によって収集される前記ナビゲーター信号の収集は、k空間ナビゲーター信号または外部センサーからの動き信号の収集によってインターリーブされ、前記MR画像の再構成中に動きを補正するために動きモデルが使われる、請求項１ないし４のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項６】
複数点ディクソン技法によって収集された前記ナビゲーター信号から、主磁場の空間的および／または時間的変動を示すB0マップが抽出され、前記B0マップに基づいて前記撮像信号の収集中に前記MR装置のシム設定が適応される、請求項１ないし５のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項７】
複数点ディクソン技法によって収集された前記ナビゲーター信号から、主磁場の空間的および／または時間的変動を示すB0マップおよび主として水を含む領域が抽出され、高いB0均一性の、主として水を含む領域が選択され、水の実際のMR共鳴周波数が選択された領域から決定される、請求項１ないし６のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項８】
前記B0マップは前記MR画像の再構成中に主磁場の空間的変動を補正するために使われる、請求項７記載の方法。
【請求項９】
検査体積内に主磁場B0を生成する少なくとも一つの主磁石コイルと、前記検査体積内に異なる空間方向のスイッチングされる磁場勾配を生成するためのいくつかの傾斜コイルと、前記検査体積内にRFパルスを生成するおよび／または前記検査体積内に位置された患者の体からのMR信号を受信するための少なくとも一つのRFコイルと、RFパルスおよびスイッチングされる磁場勾配の時間的な継起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有するMR装置であって、当該MR装置は、
・撮像信号を収集するために、前記体の前記一部を、一つまたは複数のRFパルスおよびスイッチングされる磁場勾配を含む撮像シーケンスにかける段階と；
・前記体の前記一部を、前記撮像シーケンスの前、間または後に少なくとも一度適用されるナビゲーター・シーケンスにかける段階であって、前記ナビゲーター・シーケンスは、単一点または複数点ディクソン技法によってナビゲーター信号が収集されるよう制御される一つまたは複数のRFパルスおよびスイッチングされる磁場勾配を含む、段階と；
・前記ナビゲーター信号から並進および／または回転および／または剪断データを導出する段階であって、該並進および／または回転および／または剪断データは前記体の中で起こっている動きを反映する、段階と；
・前記撮像信号からMR画像を再構成する段階とを実行するよう構成されており、
前記並進および／または回転および／または剪断データは、前記撮像シーケンスを適応させるためおよび／または前記MR画像の再構成の間の動き補正のために使われ、
前記ナビゲーター信号は別個の水信号および脂肪信号を含む、
装置。
【請求項１０】
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：
・撮像信号を収集するための一つまたは複数のRFパルスおよびスイッチングされる磁場勾配を含む撮像シーケンスを生成する段階と；
・前記撮像シーケンスの前、間または後に少なくとも一度適用されるナビゲーター・シーケンスを生成する段階であって、前記ナビゲーター・シーケンスは、単一点または複数点ディクソン技法によってナビゲーター信号が収集されるよう制御される一つまたは複数のRFパルスおよびスイッチングされる磁場勾配を含む、段階と；
・前記ナビゲーター信号から並進および／または回転および／または剪断データを導出する段階であって、該並進および／または回転および／または剪断データは体の中で起こっている動きを反映する、段階と；
・前記撮像信号からMR画像を再構成する段階とを実行するための命令を含んでおり、
前記並進および／または回転および／または剪断データは、前記撮像シーケンスを適応させるためおよび／または前記MR画像の再構成の間の動き補正のために使われ、
前記ナビゲーター信号は別個の水信号および脂肪信号を含む、
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）の分野に関する。MR撮像方法および診断目的のMR装置との関連で格別の用途を見出し、それに特に言及して記載する。
【背景技術】
【０００２】
二次元また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利用する画像形成MR方法は今日、特に医療診断の分野で広く使われている。軟組織の撮像について、他の撮像方法より多くの点で優れており、電離放射線を必要とせず、通例非侵襲的であるからである。
【０００３】
MR方法一般によれば、検査されるべき患者の身体は強い一様な磁場（B0場）中に配置される。該磁場の方向は同時に、測定のベースとなる座標系の軸（通例z軸）を定義する。該磁場は、定義された周波数（いわゆるラーモア周波数またはMR周波数）の交流電磁場（RF場、B1場とも称される）の印加によって励起（スピン共鳴）されることのできる磁場強さに依存して、個々の核スピンについて異なるエネルギー・レベルを生成する。巨視的な視点からは、個々の核スピンの分布が全体的な磁化を生成し、その磁化が、磁場がz軸に垂直に延在する間、適切な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せられることができ、それにより磁化はz軸のまわりに歳差運動をする。歳差運動は円錐面を描き、その開き角はフリップ角と称される。フリップ角の大きさは、加えられる電磁パルスの強さおよび継続時間に依存する。いわゆる90°パルスの場合、スピンはz軸から垂直な平面に偏向させられる（フリップ角90°）。
【０００４】
RFパルスの打ち切り後、磁化はもとの平衡状態に緩和し、その過程で、z方向の磁化は第一の時定数T1（スピン格子または縦緩和時間）で再び強まり、z方向に垂直な方向の磁化は第二の時定数T2（スピン‐スピンまたは横緩和時間）で緩和する。磁化の変動は、MR装置の検査体積内に配置または配向される一つまたは複数の受信RFコイルによって検出でき、それによりz軸に垂直な方向で磁化の変動が測定される。横磁化の減衰に伴って、たとえば90°パルスの印加後、核スピンは同じ位相をもつ秩序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遷移する（局所的な磁場不均一性によって誘起される）（位相分散）。位相分散は、再集束パルス（たとえば180°パルス）によって補償できる。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】
身体中の空間分解能を実現するために、三つの主要な軸に沿って延在するスイッチングされる線形磁場勾配が一様磁場に重畳され、スピン共鳴周波数の線形な空間依存性を生じる。すると、受信コイルにおいて拾われる信号は異なる周波数の成分を含み、それを身体中の異なる位置に関連付けることができる。RFコイルを介して得られるMR信号データは空間周波数領域に対応し、k空間データと呼ばれる。k空間データは通例、異なる位相エンコードをもって収集される複数のラインを含む。各ラインは、いくつかのサンプルを収集することによってデジタル化される。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】
多様なMRI応用において、検査されるオブジェクト（患者）の動きは画質に悪影響を与えることがある。画像の再構成のための十分なMR信号の収集には有限の時間ががかる。その有限の収集時間の間の撮像されるべきオブジェクトの動きは、再構成されるMR画像における動きアーチファクトにつながる。通常のMR撮像手法では、MR画像の所与の解像度が指定されるとき、収集時間は非常に小さな広がりのみに短縮できる。医療MR撮像の場合、たとえば心臓および呼吸の周期的な動きおよび他の生理的なプロセスから、また患者動きの結果として動きアーチファクトが生じることがあり、ぼけ、位置合わせ不良、変形およびゴースト生成アーチファクトにつながる。
【０００７】
撮像体積内の関心体積の位置および配向を定義する撮像パラメータを予見的に調整することによって動きに関する問題を克服するために、いわゆるナビゲーター技法のような予見的（prospective）動き補正技法が開発されている。これによる画像ナビゲーター技法では、一組のナビゲーター信号が空間的に制約された体積、たとえば検査される患者の横隔膜を横切るナビゲーター・ビームから、低分解能で収集される。ナビゲーター信号を位置合わせするために、いわゆる2D  RFパルスまたは90度および180度クロススラブ（cross  slab）・スピンエコー信号が使用されてもよい。これらはペンシル・ビームの形の空間的に制約されたナビゲーター体積を励起し、それがグラジエントエコーを使って読み出される。動きに誘起された関心体積の瞬間的な位置を検出する他の方法は、横隔膜の頂部に位置される二次元矢状スライスの収集または三次元低分解能データセットの収集である。それぞれのナビゲーター体積は対話的に配置され、それにより、リアルタイムで、撮像されるべき解剖学的特徴の瞬時位置を示す変位値が、収集されるナビゲーター信号から導出され、関心体積の動き補正のために使用されることができる。たとえば、ナビゲーター技法は、呼吸動きが画質をひどく劣化させることがある場合に、身体および心臓検査における呼吸動きの効果を最小にするために使われる。ナビゲーター信号に基づくゲーティングならびに予見的、また遡及的動き補償が、これらのアーチファクトを軽減するために導入されている。さらに、ナビゲーター信号は、検査において、いくつかのスキャンを予見的に整列させるために使用されることができる。ナビゲーター信号の収集後、画像スライスのスタックを再配向させ、動きのない時間期間の間にデータを収集して、検出された動きが補償された、その後の撮像信号が収集される。最後に、MR画像は収集された撮像信号から再構成される。
【０００８】
一例として、現在の冠動脈または腎臓MR血管造影用途において使用されるナビゲーター信号は、典型的には、横隔膜を通過するよう配向されたペンシル・ビーム形状の体積からの上述した信号である。横隔膜の呼吸動きと心臓および腎臓は相関しているので、横隔膜ナビゲーター技法は、自由呼吸冠動脈および腎臓MR血管造影において呼吸動きアーチファクトを抑制するために使用できる。しかしながら、冠動脈および腎臓動脈の狭窄の検出における横隔膜ナビゲーター・アプローチの感度および特異性は期待はずれである。一つの重要な因子は、冠動脈および腎臓動脈の動きを直接モニタリングしない横隔膜ナビゲーター自身である。これが結果として、動きアーチファクトの抑制の有効性を制限する。
【０００９】
近年、ナビゲーター技法は、頭、前立腺および関節の動きを予見的に検出してそれを補正するためにも使われる。その場合、冠状、矢状および横断方向の局在化スライスまたは3D低分解能局在化スラブが、並進および回転動きを検出するために収集される。上述した画像ナビゲーター技法は収集時間を延ばすので、動きおよび呼吸状態（息止めなど）の検出は代替的に外部の動きセンサー（光学式および呼吸センサーなど）またはk空間ナビゲーター（FNAV、ONAV、クローバーリーフ・ナビゲーター）によって達成されてもよい。動きが検出されるまたはある呼吸状態に到達する場合、予見的に撮像スタックを適応させるために画像ナビゲーターが適用される。よって、一般には、動きが検出される（たとえば頭の動き）、ある動き状態に到達する（たとえば、呼気の終わりの息止め）場合にナビゲーターが適用されることができ、あるいは一般にナビゲーターを収集とインターリーブさせる（たとえば自由な呼吸動き）。
【００１０】
非特許文献１の論文は、動き耐性のある水‐脂肪分離技法（TP-IDEAL）を開示している。この既知の技法は、水‐脂肪分離において動きアーチファクトを回避することをねらいとする。これは、プロペラ（Propeller）収集においてk空間ブレードの間の位置合わせ不良を回避するためにシフトおよび回転を平均することによって達成される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】D.  Huo  et  al.、"Turboprop  IDEAL:  a  motion  resistant  fat-water  separation  technique"、MRM61(2009)、188-195
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】国際公開第2012073159A2
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ナビゲーター制御されるMR血管造影および人体の動く部分が撮像される他のMR撮像技法を改善するために、関連する動きの直接的かつ正確な測定を得ることが必要である。
【００１４】
以上から、改善されたMR撮像方法が必要とされていることが容易に理解される。よって、本発明の目的は、信頼できる動き検出および高い画質をもつMR撮像を可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明によれば、MR装置の検査体積内の主磁場B0内に置かれた体の少なくとも一部のMR撮像の方法が開示される。本方法は以下の段階：
・撮像信号を収集するために、前記体の前記一部を、一つまたは複数のRFパルスおよびスイッチングされる磁場勾配を含む撮像シーケンスにかける段階と；
・前記体の前記一部を、前記撮像シーケンスの前、間または後に少なくとも一度適用されるナビゲーター・シーケンスにかける段階であって、前記ナビゲーター・シーケンスは、単一点または複数点ディクソン技法によってナビゲーター信号が収集されるよう制御される一つまたは複数のRFパルスおよびスイッチングされる磁場勾配を含む、段階と；
・前記ナビゲーター信号から並進および／または回転および／または剪断〔シアー〕データを導出する段階であって、該並進および／または回転および／または剪断データは前記体の前記一部内で起こっている動きを反映する、段階と；
・前記撮像信号からMR画像を再構成する段階とを含み、
前記並進および／または回転および／または剪断データは、前記撮像シーケンスを適応させるためおよび／または前記MR画像の再構成の間の動き補正のために使われる。
【００１６】
本発明によれば、ナビゲーター・シーケンスは、撮像シーケンスにおいて少なくとも一度適用される。撮像される身体部分内で起こっている動きは、そのスキャンの間じゅう補償される。本発明の意味の範囲内でのナビゲーター・シーケンスとは、一般に、並進および／または回転および／または剪断データを決定および収集するために使用できるスキャン・シーケンスである。このナビゲーター・シーケンスにより、少なくとも一つの座標軸のまわりのある解剖学的特徴の回転および／または少なくとも一つの座標軸に沿った該解剖学的特徴の並進を測定するために、一次元、二次元または三次元の体積の典型的には低分解能のデータが取得される。並進および／または回転データおよび／または剪断は、撮像シーケンスを適応させるために使われる。撮像シーケンスを適応させるとは、たとえば、撮像信号の収集中の患者の身体内の画像スライスまたは他の任意の二次元または三次元撮像体積の位置および／または配向および／または剪断を適応させることを意味する。撮像シーケンスを適応させることは、アフィン動きについて補償するための勾配における適応を含む。さらに、再構成されたMR画像における、動きに誘起されたぼけまたは歪みを軽減するため、収集された撮像信号の遡及的な補正のために、より一般的な動きモデルが使われてもよい。その限りにおいて、本発明の方法は、通常のナビゲーター・アプローチと一致する。
【００１７】
それ自身としては既知のディクソン技法によれば、脂肪と水のスピンの間のスペクトル差が、水含有組織から発する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もって繰り返される。ここで、第二の収集における脂肪磁化は、それぞれのエコー時間における第一の収集に対して位相がずれている。複素MR信号の単純な加算または減算によって、別個で相異なる水および脂肪マップが得られる。一般に、複数点ディクソン・シーケンスによって、B0場マップ、水画像および脂肪画像が得られる。
【００１８】
本発明によれば、単一点または複数点ディクソン・シーケンスが、ナビゲーター信号を収集するために適用される。上述したように、ナビゲーター信号は典型的には、単一のグラジエントエコーを使うことによって通常のナビゲーター技法において読み出される。本発明によれば、複数点ディクソン・シーケンスを使うとき、追加的な情報を得るために、少なくとも一つの追加的なエコー信号（または追加的な部分エコー信号）が収集される。
【００１９】
単一点ディクソンでは、単一のエコー信号が特定のエコー時間において収集され、それから水および脂肪マップが再構成される。しかしながら、単一点ディクソンの場合、B0情報は得られない。
【００２０】
複数点ディクソン技法の場合、ナビゲーター信号から、水ナビゲーター、脂肪ナビゲーターおよびB0ナビゲーターが再構成されることができる。次いでこれらの異なるナビゲーターは、関連する動きの直接的かつ正確な測定を得るために、（好ましくは自動化された）セグメンテーションのために使われることができる。たとえば、脂肪ナビゲーターは、関心領域における呼吸関係の動きを直接的にモニタリングするために、腎臓動脈および腎臓の撮像または冠動脈MR血管造影における心室壁に適用されることができる。これにより、血液動きがナビゲーター信号からの並進および／または回転データの抽出を複雑化することはない。脂肪ナビゲーターは、腎臓および冠動脈動きまたは腎臓動きの直接モニタリングのために特に有用である。脂肪は典型的には腎動脈および冠動脈ならびに腎臓を囲んでおり、それらと一緒に動くからである。よって、脂肪ナビゲーターは、本発明に基づく動き決定ルーチンに組み込まれ、それにより撮像シーケンスを適応させるためおよび／または遡及的な動き補正のために、撮像される領域における動き記述の精度および堅牢さを改善することができる。
【００２１】
ナビゲーター信号に含まれる別個の水および脂肪信号が、関心対象の解剖学的特徴の動きについての相補的な情報を提供することを注意しておく必要がある。それにより、組み合わされた水および脂肪ナビゲーターは、本発明に基づき、改善されたセグメンテーションおよび動き記述のために使用されることができる。本発明によれば、並進および／または回転データは、このように、単独でまたは組み合わせて取られた水信号および脂肪信号から導出されることができる。
【００２２】
本発明のある好ましい実施形態によれば、撮像信号は、単一点または複数点ディクソン技法によっても収集される。ここで、水画像および脂肪画像が前記撮像信号から再構成される。本発明に基づくナビゲーター技法では水および脂肪信号の両方が考慮されるので、関連する構造のよりよいセグメンテーション、よってより精密な動き推定が達成される。
【００２３】
ディクソン技法によるナビゲーター信号の収集は、好ましくは、ナビゲーター信号を収集するための他の仕方、たとえばいわゆるk空間ナビゲーターあるいは患者の（呼吸）動きを追跡するカメラによるなどして外部動きセンサーによって生成されるナビゲーター信号と組み合わされる。特に、k空間ナビゲーターはk空間データにおける非一貫性に依拠する。動きは、k空間ナビゲーターによってまたは外部センサーによって、比較的高いレートでモニタリングされてもよく、動きが事前設定された閾値を超えることが検出されると、ナビゲーター信号がディクソン技法によって収集される。このように、ディクソン技法によるナビゲーター信号の収集は、k空間ナビゲーターまたは外部センサーからのナビゲーターの収集とインターリーブされる。後者のナビゲーターは、ディクソン・ナビゲーターよりも必要な収集時間が短く、よって、動きは、k空間ナビゲーターまたは外部センサーによって、より高いレートで追跡できる。事前設定された閾値を超える動きが検出されるときにのみ、ディクソン・ナビゲーターが収集される。このようにして、ナビゲーター信号の比較的短い収集時間を達成しつつ、高いレートの動き追跡が、ディクソン・ナビゲーターの利点と組み合わされる。短縮された信号収集時間は、代替的に、三次元ディクソン技法を許容する。たとえば、水および脂肪領域についての体積動きを別個に表現する三つの互いに垂直な方向のナビゲーターが収集される。これは、体積動きの補正を可能にする。
【００２４】
本発明のもう一つの好ましい実施形態によれば、主磁場の空間的（および時間的）変動を示すB0マップがナビゲーター信号から抽出される。これによるB0マップの抽出は、動きが主磁場B0の空間的な変動における変化を誘起する点において有利である。動き相関したB0変動は一般にすべての主磁場強度において観察されることができるが、高いB0場（3テスラ以上）においては画質に対して特に悪影響をもつ。上述したように、B0場マップは、本発明に基づくナビゲーター・シーケンスとして使用される複数点ディクソン・シーケンスによって、水信号および脂肪信号とともに得ることができる。このB0ナビゲーターは、撮像信号の収集中にMR装置のシム設定を適応させるために有利に使用されることができる。このようにして、B0場分布における動きに誘起された変化が補償されることができる。視野内で動きが検出されない場合、視野外で起こる動きが、この型のナビゲーターで検出できるB0変化を引き起こすことがある。たとえば、超高場強度（7T）では、呼吸に誘起されたB0変化は、（動きが生じない）頭部領域における画像劣化を引き起こしうる。本発明に基づくインターリーブされた画像ナビゲーターはそうしたB0変化を描き出し、適切な補償または補正を可能にすることができる。他の型のナビゲーター（たとえばk空間ナビゲーター）が本発明の技法と組み合わされることができ、B0変化を検出し、画像ナビゲーターをトリガーすることを許容することができる。さらに、時間依存のB0マップは、画像再構成ステップにおいて遡及的にMR画像を補正するために使うことができる。
【００２５】
水マップ、脂肪マップおよびB0マップは本発明に基づいて収集されたナビゲーター信号から再構成されることができるので、これらのマップは、ナビゲーター体積内の水領域および脂肪領域を導出するためのセグメンテーションのために使用されることができる。水領域および脂肪領域は、それぞれ主として水および脂肪組織を含むナビゲーター体積内の領域である。これに基づき、水領域または脂肪領域におけるB0均一性を最大にするシム設定を決定することが可能である。水領域および脂肪領域の両方においてまっとうなB0均一性を提供する妥協が見出されるような仕方で、シム設定を決定することも可能である。
【００２６】
本発明のさらにもう一つの実施形態によれば、MR周波数（F0）はB0マップから自動的に導出されることができ、MR装置は、たとえばMR装置の周波数発生器を導出された周波数値に設定することによって、しかるべく制御されることができる。B0マップは本発明に基づくナビゲーター信号から得られるので、指定された領域から診断MR画像を得るための正しいMR周波数がストレートな仕方で導出できる。特に、ナビゲーター信号を収集するためのディクソン技法は、主（B0）場均一性についての、またそれぞれ水または脂肪を主として含む患者の体内の領域についての、情報をも提供する。すなわち、ディクソン・ナビゲーターに基づいて、ユーザーは、（ｉ）主として水を含み、（ｉｉ）高い度合いの主磁場（B0）均一性をもつ領域を選択しうる。この選択された領域からの磁気共鳴信号から、磁気共鳴検査システムのRFシステムの正確なチューニングのために使用できる、水共鳴周波数の精確な絶対値が得られる。さらに、ディクソン・ナビゲーターは反復的に収集されるので、絶対的な水共鳴周波数の決定は撮像中に更新されることができる。MR周波数（すなわち、水共鳴周波数）の精確な決定のための最適な箱型体積の選択は、それ自身としては、特許文献１に記載されている。
【００２７】
これまでに記載した本発明の方法は、検査体積内に主磁場を生成するための少なくとも一つの主磁石コイルと、検査体積内に異なる空間方向のスイッチングされる磁場勾配を生成するためのいくつかの傾斜コイルと、検査体積内にRFパルスを生成するおよび／または検査体積内に位置された患者の身体からのMR信号を受信するための少なくとも一つのRFコイルと、RFパルスおよびスイッチングされる磁場勾配の時間的な継起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および／または制御ユニットの対応するプログラミングによって実装される。
【００２８】
本発明の方法は、有利には、現在臨床で使われているたいていのMR装置において有利に実行されることができる。この目的に向けては単に、MR装置が本発明の上記で説明した方法段階を実行するよう制御されるコンピュータ・プログラムを利用するだけでよい。コンピュータ・プログラムはデータ担体上に存在していてもよく、あるいはデータ・ネットワークに存在していてMR装置の制御ユニットにインストールするためにダウンロードされるのでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
付属の図面は、本発明の好ましい実施形態を開示する。しかしながら、図面は本発明の外延の定義ではなく、単に例解のために意図されていることは理解しておくべきである。
【図１】本発明の方法を実行するためのMR装置を示す図である。
【図２】患者の身体内の関心体積およびナビゲーター体積の位置を概略的に示す図である。
【図３】本発明の方法を概略的に示すブロック図を示している。
【図４】動きの幾何およびB0場補正を概略的に示す本発明に基づく頭部応用の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１を参照するに、MR装置１が示されている。本装置は、検査体積を通じてz軸に沿って実質的に一様な、時間的に一定な主磁場B0が生成されるよう超伝導または抵抗性の主磁石コイル２を有する。本装置はさらに、（一次、二次および該当する場合には三次の）シミング・コイル２′のセットを有する。ここで、該セットの個々のシミング・コイルを通じた電流は検査体積内のB0逸脱を最小にする目的のために制御可能である。
【００３１】
磁気共鳴生成および操作システムが、MR撮像を実行するよう、核磁気スピンを反転させるもしくは励起する、磁気共鳴を誘起する、磁気共鳴を再集束させる、磁気共鳴を操作する、磁気共鳴を空間的にまたは他の仕方でエンコードする、スピンを飽和させるなどのために、一連のRFパルスおよびスイッチングされる磁場勾配を加える。
【００３２】
最も特定的には、傾斜パルス増幅器３が、検査体積のx、yおよびz軸に沿った全身傾斜コイル４、５および６のうちの選択されたものに電流パルスを加える。デジタルRF周波数送信器７は、検査体積中にRFパルスを送信するために、RFパルスまたはパルス・パケットを送受切り換えスイッチ８を介してボディRFコイル９に送信する。典型的なMR撮像シーケンスは、互いとともに、また加えられる任意の磁場勾配とともに核磁気共鳴の選択された操作を達成する、短い継続時間のRFパルス・セグメントのパケットから構成される。RFパルスは、共鳴を飽和させる、励起する、磁化を反転させる、共鳴を再集束させるまたは共鳴を操作するおよび検査体積内に位置される身体１０の一部を選択するために使われる。MR信号はやはりボディRFコイル９によって拾われる。
【００３３】
パラレルイメージングによる身体１０の限られた諸領域のMR画像の生成のために、一組の局部アレイRFコイル１１、１２、１３が、撮像のために選択される領域と接触して配置される。アレイ・コイル１１、１２、１３は、ボディ・コイルRF送信によって誘起されるMR信号を受信するために使われることができる。
【００３４】
結果として得られるMR信号はボディRFコイル９および／またはアレイRFコイル１１、１２、１３によって拾われ、好ましくは前置増幅器（図示せず）を含む受信器１４によって復調される。受信器１４は送受切り換えスイッチ８を介してRFコイル９、１１、１２および１３に接続されている。
【００３５】
ホスト・コンピュータ１５が、エコープレーナー撮像（EPI）、エコーボリューム撮像、グラジエントおよびスピンエコー撮像、高速スピンエコー撮像などといった複数のMR撮像シーケンスの任意のものを生成するよう、シミング・コイル２′ならびに傾斜パルス増幅器３および送信器７を通じて電流の流れを制御する。選択されたシーケンスについて、受信器１４は、各RF励起パルスに続いて単一または複数のMRデータ・ラインを迅速な継起で受信する。データ収集システム１６は、受信された信号のアナログ‐デジタル変換を実行し、各MRデータ・ラインをさらなる処理に好適なデジタル・フォーマットに変換する。現代のMR装置では、データ収集システム１６は、生画像データの収集に特化した別個のコンピュータである。
【００３６】
最終的には、デジタル生画像データは、再構成プロセッサ１７によって画像表現に再構成される。再構成プロセッサ１７は、フーリエ変換またはSENSEもしくはSMASHのような他の適切な再構成アルゴリズムを適用する。MR画像は、患者を通る平面状のスライス、平行な平面状スライスのアレイ、三次元体積などを表わしていてもよい。次いで、画像は画像メモリに記憶され、そこでスライス、投影または画像表現の他の部分をたとえばビデオ・モニタ１８を介した視覚化のための適切なフォーマットに変換するためにアクセスされうる。ビデオ・モニタは、結果として得られるMR画像の人間が読み取れる表示を提供する。
【００３７】
図２は、本発明に基づく、身体１０内の空間的に制約された関心体積２０およびナビゲーター体積２１の位置を示している。それ自身としては既知のナビゲーター技法は、空間的に制約されたペンシル・ビーム型のナビゲーター体積２１内の、核磁化の励起および対応するナビゲーター信号の収集を可能にする。図２は、たとえば患者の心臓を含む関心体積２０から撮像信号が収集される応用を示している。患者の呼吸状態を検出するために、肺と横隔膜の間のMR信号の振幅の大きな差が、ナビゲーター体積２１を横隔膜／肺界面上に理想的に配置することを示唆する。本発明によれば、ナビゲーター信号は、単一点または複数点ディクソン技法によってナビゲーター体積２１から収集される。関心体積２０から撮像信号を収集するために使われる撮像シーケンスとインターリーブして、対応するナビゲーター・シーケンスが生成される。ナビゲーター信号から、並進および／または回転を含むアフィン動き変換が導出される。このアフィン動き変換は患者の呼吸動きを反映し、たとえば検出される呼吸状態に対応する身体１０内の関心体積２０の位置および／または配向を変えることによっておよび／または使用される勾配強さを適応させることによって、撮像シーケンスを適応させるために使われる。さらに、動き変換データは、関心体積２０から収集されたMR画像の再構成中に遡及的な動き補正のために使用されることができる。
【００３８】
図３のブロック図は、本発明の方法をより詳細に示している。ナビゲーター信号はディクソン技法によって収集されるので、実際には三つのナビゲーター、つまり水ナビゲーター３０、脂肪ナビゲーター３１およびB0ナビゲーター３２が利用可能である。水および脂肪ナビゲーター３０、３１はそれぞれ、実際には低解像度の水および脂肪マップであり、これらは低解像度の一次元、二次元または三次元ナビゲーター信号から再構成される。水ナビゲーター３０および脂肪ナビゲーター３１は、関心体積２０内の有意な動きの高品質セグメンテーションおよび判別を許容するために、本発明に基づいて使用される。この目的に向け、水ナビゲーター３０および脂肪ナビゲーター３１は方法段階３３において予見的な動き記述のために、組み合わされた仕方で使われる。この段階において、ナビゲーター３０、３１から、並進および／または回転データのようなアフィン動き変換が導出される。B0ナビゲーター３２は、方法段階３４で、MR装置１のシム設定をしかるべく適応させるためおよびMR装置１のMR周波数を適応させるために使われる。段階３３において導出される並進および／または回転データは、方法段階３４においても、検出される動きに起因して変化したかもしれない関心体積２０の位置および配向に従ってシム設定を適応させるために、適用される。段階３５では、身体１０の前記部分が関心体積２０からの撮像信号を収集するための撮像シーケンスにかけられる。撮像シーケンスのパラメータは、段階３３において導出される並進および／または回転のようなアフィン動き変換に従って適応される。さらに、画像収集段階３５の間に適用されるMR周波数およびシム設定は、B0マップに基づいて適応される。撮像シーケンスはたとえば、検出された呼吸状態に基づいておよび／または動き状態における検出された変化に基づいて関心体積の位置および配向を変化させることによって適応される。任意的には、並進および／または回転データを含む導出されたアフィン動き変換は、段階３６において、遡及的な動き補正のための情報を収集するために使用される。同様に、B0マップは、段階３７において、B0不均一性の遡及的な補正のための情報を収集するために使用される。この情報は、画像再構成プロセスの一部として、段階３５において収集された撮像信号を実際に補正するために使われる。段階３８は、検出された動きおよびB0場歪みに基づいて、収集された撮像信号の遡及的な再調整（realignment）を含んでいてもよい。最終的なMR画像は段階３９において再構成される。
【００３９】
図４は本発明の頭部応用の例を示している。図４ａ）は、B0場の初期の空間分布において収集される頭部画像を概略的に示している。B0分布は図４における網掛けによって示されている。図４ｂ）では、頭部動きが生じており、それは同時にB0場分布の変化を引き起こしている。本発明に基づいて収集された水および脂肪ナビゲーターが、頭部の並進および回転を決定し、しかるべく視野を適応させるために使用される。これは、図４ｃ）および４ｄ）に示されている。しかしながら、図４ｄ）から見て取れるように、B0変化は視野を幾何学的に適応させることによっては補正されない。よって、本発明のB0ナビゲーターは、今や、シム設定をしかるべく適応させ、必要であればMR周波数を適応させるために使用されることができる。その後の撮像段階後、動きに誘起された幾何学的な変化およびB0分布における変化が補償されている、図４ａ）において示されるMR画像が再び得られる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年8月12日(2014.8.12)
【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】
MR装置の検査体積内の主磁場B0内に置かれた体の少なくとも一部のMR撮像の方法であって：
・撮像信号を収集するために、前記体の前記一部を、一つまたは複数のRFパルスおよびスイッチングされる磁場勾配を含む撮像シーケンスにかける段階と；
・前記体の前記一部を、前記撮像シーケンスの前、間または後に少なくとも一度適用されるナビゲーター・シーケンスにかける段階であって、前記ナビゲーター・シーケンスは、単一点または複数点ディクソン技法によってナビゲーター信号が収集されるよう制御される一つまたは複数のRFパルスおよびスイッチングされる磁場勾配を含み、前記ナビゲーター信号は別個の水信号および脂肪信号として形成される、段階と；
・前記ナビゲーター信号から並進および／または回転および／または剪断データを導出する段階であって、該並進および／または回転および／または剪断データは前記体の中で起こっている動きを反映する、段階と；
・前記撮像信号からMR画像を再構成する段階とを含み、
前記並進および／または回転および／または剪断データは、前記撮像シーケンスを適応させるためおよび／または前記MR画像の再構成の間の動き補正のために使われる、
方法。
【請求項２】
前記並進および／または回転および／または剪断データは前記水信号から導出される、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記並進および／または回転および／または剪断データは前記脂肪信号から導出される、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記撮像信号が単一点または複数点ディクソン技法によって収集され、前記撮像信号から水画像および脂肪画像が再構成される、請求項１ないし３のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項５】
複数点ディクソン技法によって収集される前記ナビゲーター信号の収集は、k空間ナビゲーター信号または外部センサーからの動き信号の収集によってインターリーブされ、前記MR画像の再構成中に動きを補正するために動きモデルが使われる、請求項１ないし４のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項６】
複数点ディクソン技法によって収集された前記ナビゲーター信号から、主磁場の空間的および／または時間的変動を示すB0マップが抽出され、前記B0マップに基づいて前記撮像信号の収集中に前記MR装置のシム設定が適応される、請求項１ないし５のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項７】
複数点ディクソン技法によって収集された前記ナビゲーター信号から、主磁場の空間的および／または時間的変動を示すB0マップおよび主として水を含む領域が抽出され、高いB0均一性の、主として水を含む領域が選択され、水の実際のMR共鳴周波数が選択された領域から決定される、請求項１ないし６のうちいずれか一項記載の方法。
【請求項８】
前記B0マップは前記MR画像の再構成中に主磁場の空間的変動を補正するために使われる、請求項７記載の方法。
【請求項９】
検査体積内に主磁場B0を生成する少なくとも一つの主磁石コイルと、前記検査体積内に異なる空間方向のスイッチングされる磁場勾配を生成するためのいくつかの傾斜コイルと、前記検査体積内にRFパルスを生成するおよび／または前記検査体積内に位置された患者の体からのMR信号を受信するための少なくとも一つのRFコイルと、RFパルスおよびスイッチングされる磁場勾配の時間的な継起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有するMR装置であって、当該MR装置は、
・撮像信号を収集するために、前記体の前記一部を、一つまたは複数のRFパルスおよびスイッチングされる磁場勾配を含む撮像シーケンスにかける段階と；
・前記体の前記一部を、前記撮像シーケンスの前、間または後に少なくとも一度適用されるナビゲーター・シーケンスにかける段階であって、前記ナビゲーター・シーケンスは、単一点または複数点ディクソン技法によってナビゲーター信号が収集されるよう制御される一つまたは複数のRFパルスおよびスイッチングされる磁場勾配を含み、前記ナビゲーター信号は別個の水信号および脂肪信号として形成される、段階と；
・前記ナビゲーター信号から並進および／または回転および／または剪断データを導出する段階であって、該並進および／または回転および／または剪断データは前記体の中で起こっている動きを反映する、段階と；
・前記撮像信号からMR画像を再構成する段階とを実行するよう構成されており、
前記並進および／または回転および／または剪断データは、前記撮像シーケンスを適応させるためおよび／または前記MR画像の再構成の間の動き補正のために使われる、
装置。
【請求項１０】
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：
・撮像信号を収集するための一つまたは複数のRFパルスおよびスイッチングされる磁場勾配を含む撮像シーケンスを生成する段階と；
・前記撮像シーケンスの前、間または後に少なくとも一度適用されるナビゲーター・シーケンスを生成する段階であって、前記ナビゲーター・シーケンスは、単一点または複数点ディクソン技法によってナビゲーター信号が収集されるよう制御される一つまたは複数のRFパルスおよびスイッチングされる磁場勾配を含み、前記ナビゲーター信号は別個の水信号および脂肪信号として形成される、段階と；
・前記ナビゲーター信号から並進および／または回転および／または剪断データを導出する段階であって、該並進および／または回転および／または剪断データは体の中で起こっている動きを反映する、段階と；
・前記撮像信号からMR画像を再構成する段階とを実行するための命令を含んでおり、
前記並進および／または回転および／または剪断データは、前記撮像シーケンスを適応させるためおよび／または前記MR画像の再構成の間の動き補正のために使われる、コンピュータ・プログラム。
【国際調査報告】
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