(57)【要約】  本発明は、異なるＭＲスペクトルを有する少なくとも２つの化学種をＭＲ撮像する方法に関する。本発明の１つの目的は、大きな視野が必要とされる場合にもＤｉｘｏｎ水／脂肪分離を可能にする方法を提供することである。本発明に係る方法は、ａ）ＭＲ装置の検査ボリューム内に配置された身体を、切換え磁場勾配及びＲＦパルスの撮像シーケンスに晒すことによって、少なくとも１つのエコー信号を生成し、ｂ）前記少なくとも１つのエコー信号を収集し、ｃ）マルチピークスペクトルモデルと、検査ボリューム内の主磁場Ｂ０の空間変化に関する予備知識とに基づいて、収集された前記少なくとも１つのエコー信号に対する前記少なくとも２つの化学種の信号寄与分を分離し、ｄ）前記化学種のうちの少なくとも１つ化学種の信号寄与分からＭＲ画像を再構成するステップを有する。さらに、本発明は、ＭＲ装置と、ＭＲ装置上で実行されるコンピュータプログラムとに関する。
2015503374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なるＭＲスペクトルを有する少なくとも２つの化学種をＭＲ撮像する方法であって、
ａ）  ＭＲ装置の検査ボリューム内に配置された身体を、切換え磁場勾配及びＲＦパルスの撮像シーケンスに晒すことによって、少なくとも１つのエコー信号を生成するステップと、
ｂ）  前記少なくとも１つのエコー信号を収集するステップと、
ｃ）  マルチピークスペクトルモデルと、前記検査ボリューム内の主磁場Ｂ０の空間変化に関する予備知識とに基づいて、収集された前記少なくとも１つのエコー信号に対する前記少なくとも２つの化学種の信号寄与分を分離するステップと、
ｄ）  前記化学種のうちの少なくとも１つ化学種の前記信号寄与分からＭＲ画像を再構成するステップと、
を有する方法。
【請求項２】
ステップａ）にて、少なくとも第１及び第２のエコー信号が生成される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ステップｃ）における前記信号寄与分の前記分離は、前記主磁場Ｂ０の前記空間変化に従った、それぞれのエコー時間にわたっての前記少なくとも２つの化学種の前記信号寄与分の位相変化の予測を伴う、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記それぞれのエコー時間にわたっての前記少なくとも２つの化学種の前記信号寄与分の前記位相変化の前記予測は、前記分離の前にこれらの信号寄与分の位相を復調するために使用される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記主磁場Ｂ０の前記空間変化に関する前記予備知識は、前記ＭＲ装置の主磁石コイルの設計パラメータから、及び／又はシミングパラメータから取得される、請求項１乃至４の何れか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記主磁場Ｂ０の前記空間変化に関する前記予備知識は、磁場プローブによる測定から取得される、請求項１乃至５の何れか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記主磁場Ｂ０の前記空間変化に関する前記予備知識は、別個のＭＲスキャンから得られたＢ０マップから取得される、請求項１乃至６の何れか一項に記載の方法。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一項に記載の方法を実行するＭＲ装置であって、
当該ＭＲ装置は、検査ボリューム内に均一な定常磁場Ｂ０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グラディエントコイルと、前記検査ボリューム内にＲＦパルスを生成し且つ／或いは前記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、時間的に相次ぐ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み、
当該ＭＲ装置は、
ａ）  当該ＭＲ装置の前記検査ボリューム内に配置された身体を、切換え磁場勾配及びＲＦパルスの撮像シーケンスに晒すことによって、少なくとも１つのエコー信号を生成するステップと、
ｂ）  前記少なくとも１つのエコー信号を収集するステップと、
ｃ）  異なるＭＲスペクトルを有する少なくとも２つの化学種の、収集された前記少なくとも１つのエコー信号に対する信号寄与分を、マルチピークスペクトルモデルと、前記検査ボリューム内の主磁場Ｂ０の空間変化に関する予備知識と、に基づいて分離するステップと、
ｄ）  前記化学種のうちの少なくとも１つ化学種の前記信号寄与分からＭＲ画像を再構成するステップと、
を実行するように構成される、
ＭＲ装置。
【請求項９】
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、
ａ）  切換え磁場勾配及びＲＦパルスの撮像シーケンスを生成し、
ｂ）  少なくとも１つのエコー信号を収集し、
ｃ）  異なるＭＲスペクトルを有する少なくとも２つの化学種の、収集された前記少なくとも１つのエコー信号に対する信号寄与分を、マルチピークスペクトルモデルと、ＭＲ装置の検査ボリューム内の主磁場Ｂ０の空間変化に関する予備知識と、に基づいて分離し、且つ
ｄ）  前記化学種のうちの少なくとも１つ化学種の前記信号寄与分からＭＲ画像を再構成する、
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。それは、ＭＲ装置の検査ボリューム内に置かれた体の一部のＭＲ撮像の方法に関する。本発明はまた、ＭＲ装置と、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】
磁場と核スピンとの間の相互作用を利用して２次元又は３次元の画像を形成する画像形成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、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法によれば一般的に、検査される患者の体が、強く均一な磁場Ｂ０内に配置される。同時に、この磁場の方向が、測定が基礎とする座標系の軸（通常はｚ軸）を定める。磁場Ｂ０は、規定された周波数（所謂ラーモア周波数又はＭＲ周波数）の交流電磁場（ＲＦ場）の印加によって励起（スピン共鳴）されることができる磁場強度に応じた個々の核スピンに異なるエネルギーレベルを生成する。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、磁場Ｂ０がｚ軸に垂直に広がりながら適切な周波数の電磁パルス（ＲＦパルス）が印加されることによって平衡状態から逸ら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、その開口角をフリップ角と呼ぶ円錐の表面を記述する。フリップ角の大きさは、印加される電磁パルスの強さと継続時間とに依存する。所謂９０°パルスの場合、スピンはｚ軸から横断面（フリップ角９０°）まで逸らされる。
【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が第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。磁化の変化は、受信ＲＦアンテナによって検出されることができる。受信ＲＦアンテナは、ｚ軸に垂直な方向での磁化の変化が測定されるように、ＭＲ装置の検査ボリューム（容積）内で方向付けて配置される。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状態への核スピンの遷移（局所的な磁場不均一性によって誘起される）を伴う（ディフェージング）。ディフェージングは、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】
非特許文献１は、多点Ｄｉｘｏｎ（ディクソン）技術に関するものである。そのＤｉｘｏｎ技術においては、脂肪複合体を単一のラインとして保持するがそのライン幅を水のそれとは異なるものにすることを可能にするスペクトルモデルが使用されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】「Multipoint  Dixon  Technique  for  water  and  fat  proton  susceptibility  imaging」、ＪＭＲＩ、第１巻（１９９１年）、第５２１−５３０頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
体内で空間分解能を実現するため、スピン共鳴周波数の線形な空間依存性をもたらすよう、３つの主軸に沿って延在する一定の磁場勾配が上記均一な磁場Ｂ０に重畳される。その結果、受信アンテナにて拾われる信号は、体内の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ものとなる。受信アンテナによって得られる信号データは、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、異なる位相エンコーディングで収集された複数の線（ライン）を含む。多数のサンプルを収集することによって各ラインがデジタル化される。一組のｋ空間データのサンプル（ｋ空間データセット）が、フーリエ変換によって、１枚のＭＲ画像に変換される。
【０００８】
ＭＲ撮像においては、しばしば、例えば水及び脂肪などの複数の異なる化学種について、それらのうちの一部の寄与を抑制したり、あるいはそれら全ての寄与を別々若しくは一緒に分析したりの何れかのために、全体信号に対するそれらの相対的な寄与について情報を取得することが望ましい。それらの寄与分は、異なるエコー時間にて収集される２つ以上の対応するエコーからの情報が結合される場合に計算されることができる。これは、化学（ケミカル）シフト次元という追加の次元が定義され、僅かに異なるエコー時間にて２つの画像を収集することによってエンコードされる化学シフトエンコーディングと見なされ得る。特に水−脂肪分離の場合、このような種類の実験はしばしば、Ｄｉｘｏｎ型の測定として参照される。Ｄｉｘｏｎ撮像又はＤｉｘｏｎ水／脂肪分離撮像により、異なるエコー時間にて収集される２つ以上の対応するエコーから水及び脂肪の寄与分を計算することによって、水−脂肪分離を達成することができる。一般に、そのような分離は、脂肪内と水内とでの水素の既知の歳差運動周波数差の存在のおかげで可能である。その最も単純な形態においては、‘同相（インフェーズ）’データセット及び‘異相（アウトオブフェーズ）’データセットの加算又は減算の何れかによって、水画像及び脂肪画像が生成される。しかしながら、このいわゆる二点Ｄｉｘｏｎ技術は、Ｂ０場の不均一性がより大きくなると失敗する。これは、全域的なシミングでは局所的な磁場バラつきを完全には補償することができない高Ｂ０場での多くの臨床用途に当てはまる。このような磁場不均一性を補正するために三点又は四点のＤｉｘｏｎ技術が開発されたことがある。これらの技術は、水画像と脂肪画像に加えて、所謂Ｂ０マップであるＢ０場の不均一性のマップを提供する。
【０００９】
Ｄｉｘｏｎ型ＭＲ撮像における、収集された複合的なＭＲ信号に対する複数の異なる化学種からの寄与分の遡及的な分離は、一般に、磁場Ｂ０の滑らかな空間変化を頼りにしている。この一般仮定は、典型的に、検査ボリューム内の大きい磁化率変化勾配の付近、及び使用されるＭＲ装置の主磁石コイルのアイソセンタから離れた位置で破られる。対応する主磁場Ｂ０の不完全性により、複数の異なる化学種からの信号寄与の遡及的な分離が“交換（スワップ）”され、その結果、脂肪からの信号寄与が水画像内に誤って出現し、その逆もまた然りである。この制約が現在、使用可能な視野（ＦＯＶ）を、異なる化学種の分離を必要としない用途においてより更に制限してしまっている。
【００１０】
以上から直ちに認識されるように、改善されたＭＲ撮像法が望まれる。従って、本発明の１つの目的は、大きな主磁場不完全性を有する領域に視野が及ぶ場合にもＤｉｘｏｎ水／脂肪分離を可能にする方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、異なるＭＲスペクトルを有する少なくとも２つの化学種をＭＲ撮像する方法が開示される。本発明に係る方法は、
ａ）  ＭＲ装置の検査ボリューム内に配置された身体を、切換え磁場勾配及びＲＦパルスの撮像シーケンスに晒すことによって、少なくとも１つのエコー信号を生成するステップと、
ｂ）  前記少なくとも１つのエコー信号を収集するステップと、
ｃ）  マルチピークスペクトルモデルと、検査ボリューム内の主磁場Ｂ０の空間変化に関する予備知識とに基づいて、収集された前記少なくとも１つのエコー信号に対する前記少なくとも２つの化学種の信号寄与分を分離するステップと、
ｄ）  前記化学種のうちの少なくとも１つ化学種の信号寄与分からＭＲ画像を再構成するステップと、
を有する。
【００１２】
本発明は、従来のＤｉｘｏｎ型ＭＲ技術における使用可能な視野についての上述の制約を解消する。本発明により、信号分離ステップに主磁場Ｂ０の空間変化に関する予備知識を含めることが提案される。
【００１３】
主磁場Ｂ０の空間変化に関するこのような予備知識は、使用されるＭＲ装置の主磁石コイルの設計から取得され得る。例えば、主磁石コイルのモデルに基づいてＢ０のシミュレーションを行うことができる。
【００１４】
上記予備知識はまた、主磁場Ｂ０の測定から取得されてもよい。何故なら典型的に、システムの据え付けの際、シム鉄の配置による主磁場Ｂ０の静的シミングの最中及び後に、そのような測定が行われるからである。加えて、シムコイルによって生成される磁場の知識が考慮に入れられてもよい。これらのシムコイルは、動的シミング、すなわち、或る規定されたボリューム内の磁場不均一性の低減に役立つ。それらが生成する磁場Ｂ０も、シムコイルのモデルと特定のスキャンでシムコイルを駆動する電流とに基づいてシミュレーションすることができる。
【００１５】
また、上記予備知識は、特定のスキャンの前又は最中の何れかに、磁場プローブによる主磁場Ｂ０の測定から取得されることができる。最後とするが、そのような予備知識はまた、例えば動的シミングのために実行されるＢ０マッピングスキャンなどの撮像から取得されることができる。
【００１６】
本発明による信号寄与分の分離は、主磁場Ｂ０の空間変化に従った、それぞれのエコー時間にわたっての上記少なくとも２つの化学種の信号寄与分の位相変化の予測と、それに対応する（ｋ空間又は画像空間における）収集ＭＲ信号の復調とを伴い得る。好ましくは、予測された位相変化に従った復調は、使用されるＭＲ装置の主磁石及び磁場勾配システムの双方の不完全性に起因するミスレジストレーションを補償する収集ＭＲ信号の歪み補正の後に実行される。予測された位相変化をＭＲ周波数の局所的なオフセットと見なすことも可能である。これは、Ｄｉｘｏｎ型応用において水及び脂肪の信号分離に一般的に使用される例えば領域拡張、反復フィルタリング、又は同様の手順において、滑らかさを当てにする更なるステップを後に適用することを可能にする。
【００１７】
結局のところ、本発明に係る方法は、大きい視野を必要とする用途において、ノイズの影響の受けやすさを増大させることなく、主磁石のアイソセンタから離れたところでの異なる化学種からの信号寄与分の信頼性ある分離を可能にする。
【００１８】
本発明による信号分離ステップにおいて、複数の異なる化学種に関するスペクトルモデルが使用される。そのようなモデルは、脂肪スペクトルを単一の支配的なピークによって近似することがある。しかしながら、この単純なモデルは、効率的な脂肪抑制を提供しないことがある。何故なら、知られているように、脂肪内の水素原子は複数のピークを有するからである。本発明によれば、複数の化学種のうちの１つのスペクトルを、例えば、マルチピークスペクトルモデルによってモデル化する一方で、別の化学種（例えば、水プロトン）を単純にシングルピークスペクトルによってモデル化することも可能である。
【００１９】
なお、用語“化学種”は、本発明の状況においては、ＭＲ特性を有する任意の種類の化学物質又は任意の種類の核として、広く解釈されなければならない。単純な一例において、“化学成分”’水のプロトンと脂肪である２つの化学種のＭＲ信号が収集される。より洗練された一例において、マルチピークスペクトルモデルが実際に、既知の相対量にて生じる一組の異なる化学成分内の核を記述する。
【００２０】
これまで記載してきた本発明に係る方法は、検査ボリューム内に均一な定常磁場Ｂ０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グラディエントコイルと、検査ボリューム内にＲＦパルスを生成し且つ／或い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、時間的に相次ぐ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。本発明に係る方法は、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ことができる。
【００２１】
本発明に係る方法は、現時の臨床用の大抵の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、本発明に係る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。
【００２２】
上で説明したように、本発明に係る技術は主に、脂肪抑制ＭＲ撮像、水／脂肪ＭＲ撮像、及びＭＲ撮像を用いた脂肪の定量化に適用可能である。これは特に、大視野撮像又はオフセンター撮像においてのように、主磁石のアイソセンタから離れた領域のカバレッジを必要とする用途で興味深いものである。アイソセンタから遠隔のそれぞれの領域において、主磁場Ｂ０の大きい変化が、収集されたエコー信号の各々に対する上記少なくとも２つの化学種の個々の信号寄与分に、エコー時間に応じてπ、２π、又はそれより大きいオーダーで、それに対応する大きい位相シフトを生じさせ得る。このような大きい位相シフトは、本発明に従って主磁場Ｂ０の空間変化に関する予備知識を用いることなしには、解決できるものではない。
【００２３】
本発明に係る技術は、全脊髄、上肢、腕神経叢、及び腹部のＭＲ撮像に有利に適用され得る。今日、これらの用途に一般的に適用されている脂肪抑制技術は、ショートτインバージョンリカバリー（ＳＴＩＲ）法又はスペクトラルプレサチュレーションｗｉｔｈインバージョンリカバリー（ＳＰＩＲ）法である。ＳＴＩＲは、より低いスキャン時間効率と、緩和速度の曖昧さに対する感度とを有するとともに、一般に、造影剤との相性が良くない。現状では、主磁場不均一性に対する高い感度に悩まされるものであるＳＰＩＲのような技術を、造影剤とともに使用しなければならない。
【００２４】
本発明に係る技術は更に、初回通過血管造影法（ファーストパス造影アンギオグラフィ）に適用され得る。従来の脂肪抑制技術は、この場合には過度に時間を消費し、典型的にプレ造影画像とポスト造影画像との減算によって置き換えられるが、これは、患者の動きの影響を受けやすくするとともに、総スキャン時間を長期化してしまう。
【００２５】
本発明に係る技術は更に、例えば陽電子放出トモグラフィの減衰補正及びマルチトランスミッションＭＲ撮像の表面吸収率予測などの、様々な分野で妥当性を増すものである人体モデリング用の全身ＭＲ撮像に適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
図面は、本発明の好適実施形態を開示するものである。しかしながら、理解されるように、図面は、単に例示目的で作成されたものであり、本発明の限定を定めるものとして作成されたものではない。
【図１】本発明に係る方法を実行するためのＭＲ装置を示す図である。
【図２】２つの異なるエコー時間にて収集されたエコー信号から再構成された振幅ＭＲ画像及び位相ＭＲ画像を示す図である。
【図３】図２のＭＲ画像の収集において適用された予備知識Ｂ０マップ（左）及びエコー間隔にわたっての予測による位相変化（右）を例示する図である。
【図４】図３の予備知識Ｂ０マップの使用の無し（左）及び有り（右）で、図２のＭＲ画像から分離された水画像及び脂肪画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１を参照するに、ＭＲ装置１が示されている。この装置は、超電導又は抵抗性の主磁石コイル２を有しており、それにより、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貫いてｚ軸に沿って作り出される。この装置は更に、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’を有しており、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。
【００２８】
ＭＲ撮像を行うため、磁気共鳴生成操作システムが、一連のＲＦパルス及び切換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その他手法でエンコードし、スピンを飽和させ、などする。
【００２９】
より具体的には、傾斜パルス増幅器３が、検査ボリュームのｘ軸、ｙ軸及びｚ軸に沿う全身傾斜コイル４、５及び６のうちの選択されたものに電流を与える。デジタルＲＦ送信器７が送／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ことで、ＲＦパルスが検査ボリューム内に送信される。典型的なＭＲ撮像シーケンスは、印加磁場勾配と共に選択された核磁気共鳴の操作を達成する短期間のＲＦパルスセグメント群のパケットからなる。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、或いは共鳴を操作し、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。ボディＲＦコイル９はまたＭＲ信号を捕捉する。
【００３０】
パラレルイメージング法による身体１０の限られた領域のＭＲ画像の生成のため、撮像のために選択された領域に近接して一組の局部アレイＲＦコイル１１、１２、１３が配置される。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たＭＲ信号を受信するために使用されることができる。
【００３１】
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、且つ／或いはアレイ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（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。
【００３２】
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、グラディエントスピンエコーイメージング、ファースト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が、シミングコイル２’と傾斜パルス増幅器３及び送信器７とを制御する。選択されたシーケンスで、受信器１４は、各ＲＦ励起パルスに素早く続いて単一又は複数のＭＲデータラインを受信する。データ収集システム１６が、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。最近のＭＲ装置においては、データ収集システム１６は、ロー（生）画像データの収集に特化された別個のコンピュータである。
【００３３】
最終的に、デジタルロー画像データは、フーリエ変換又は例えばＳＥＮＳＥ若しくはＳＭＡＳＨ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。そして、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、投影又はその他の部分を視覚化（例えば、結果として得られたＭＲ画像のヒト読み取り可能表示を提供するビデオモニタ１８による）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。
【００３４】
本発明の一実施形態において、第１のエコーのエコー時間を１．８ｍｓ、第２のエコーのエコー時間を３．１ｍｓとしたデュアルグラディエントエコー撮像シーケンスにより、第１及び第２のエコー信号が生成される。１．５Ｔの主磁場において、第１のエコー信号に対する水及び脂肪のスピンの寄与は、より異相であるが、第２のエコー信号の時点では、それらはより同相である。所望の視野の完全なるＭＲ画像を再構成することができるようにするために、一般的なように適切な位相エンコーディングを用いて、複数の第１及び第２のエコー信号が生成されて収集される。
【００３５】
図２は、３次元ボリュームからの選択スライスに関する振幅ＭＲ画像及び位相ＭＲ画像を示しており、左のＭＲ画像は第１のエコー信号から再構成され、右のＭＲ画像は第２のエコー信号から再構成されている。図２の位相ＭＲ画像から見て取れるように、視野のコーナー（角）において、すなわち、これら腹部画像内の脚の領域において、第１のエコー時間から第２のエコー時間へと急速な位相変化（位相エボリューション）が起こっている。この急速な位相変化は、主磁石２のアイソセンタから遠隔の領域内での主磁場Ｂ０の強い空間変化に起因する。
【００３６】
画像空間内の収集された複素エコー信号Ｓは、
【００３７】
【数１】
2015503374.tif 000003
によってモデル化される。ただし、Ｗ及びＦは画像空間内の水信号及び脂肪信号の寄与分を表し、ψは位相誤差を表す。複素因子ｃは、
【００３８】
【数２】
2015503374.tif 000004
によって与えられる。ただし、ｗは合計で１になる重みを表し、θは、脂肪スペクトルのｍ番目のピークの共鳴周波数の水に対するオフセットをΔｆとして、２πΔｆＴＥに等しく、ＴＥはそれぞれのエコー時間である。
【００３９】
ΔＢ０によって表される主磁場の空間変化についての予備知識を所与とすると、エコー間隔ΔＴＥにわたって予測される位相変化は、
【００４０】
【数３】
2015503374.tif 000005
である。
【００４１】
従って、磁場分布に関する予備知識を、
【００４２】
【数４】
2015503374.tif 000006
に従って、エコー時間ＴＥｎにおける複合的な複素エコー信号Ｓｎの復調に使用することができる。
【００４３】
斯くして、主磁石のアイソセンタから遠隔での主磁場Ｂ０の既知の強い空間変化が排除され、既知の高品質の水／脂肪分離アルゴリズムの必要条件としての主磁場変化の滑らかさの仮定が再び妥当になる。この例では、第１のエコー時間が復調の基準として選択されているが、それに代えて、とりわけＭＲ信号励起における、他の基準が採用されてもよい。
【００４４】
主磁場Ｂ０の空間変化に関する予備知識は、主磁石の据え付け中の適切なＢ０測定から得ることができる。或る対応するＢ０マップを図３（左）に示す。図３の右の画像は、このＢ０マップから予測されるエコー信号の間隔にわたっての位相変化を示している。
【００４５】
図４は、図３に示した主磁場Ｂ０の空間変化に従った復調の無し（左の２つの画像）及び有り（右の２つの画像）での、図２のＭＲ画像から分離された水画像及び脂肪画像を示している。位相復調を用いない場合、脚の領域内に、磁石のアイソセンタから遠隔の主磁場の不完全性によって発生される強い画像アーチファクトが視認される。これらのアーチファクトは、水画像及び脂肪画像の双方で視認される。図４から明らかなように、本発明に係る方法によって、画像品質の実質的な改善が得られる。左の水画像及び脂肪画像内に見られるアーチファクトは、本発明に従って再構成された右の水画像及び脂肪画像内ではもはや見られない。
【図１】
2015503374.tif 000007
【図２】
2015503374.tif 000008
【図３】
2015503374.tif 000009
【図４】
2015503374.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成26年3月27日(2014.3.27)
【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】
異なるＭＲスペクトルを有する少なくとも２つの化学種をＭＲ撮像する方法であって、
ａ１）  （ｉ）主磁石コイルの設計パラメータ、又は（ｉｉ）主磁場Ｂ０の測定、から取得された検査ボリューム内の主磁場Ｂ０の空間変化に関する予備知識にアクセスするステップと、
ａ２）  ＭＲ装置の前記検査ボリューム内に配置された身体を、切換え磁場勾配及びＲＦパルスの撮像シーケンスに晒すことによって、２つ以上のエコー信号を生成するステップと、
ｂ１）  前記エコー信号を収集するステップと、
ｂ２）  前記予備知識に基づいて前記エコー信号の歪み補正を実行して、前記主磁場及び前記磁場勾配の双方の不完全性に起因するミスレジストレーションを補償するステップと、
ｃ）  前記化学種のうちの少なくとも１つに関するマルチピークスペクトルモデルと、前記検査ボリューム内の前記主磁場Ｂ０の前記空間変化に関する前記予備知識とに基づいて、前記歪み補正されたエコー信号に対する前記少なくとも２つの化学種の信号寄与分を分離するステップと、
ｄ）  前記化学種のうちの少なくとも１つ化学種の前記信号寄与分からＭＲ画像を再構成するステップと、
を有する方法。
【請求項２】
測定からの前記主磁場Ｂ０の前記空間変化に関する前記予備知識は、磁場プローブによる測定から取得される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記主磁場Ｂ０の前記空間変化に関する前記予備知識は、シミングパラメータから取得される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記主磁場Ｂ０の前記空間変化に関する前記予備知識は、複素エコー信号の復調に使用される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
ステップａ２）にて、デュアルグラディエントエコー撮像シーケンスによって、少なくとも第１及び第２のエコー信号が生成される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
ステップｃ）における前記信号寄与分の前記分離は、前記主磁場Ｂ０の前記空間変化に従った、それぞれのエコー時間にわたっての前記少なくとも２つの化学種の前記信号寄与分の位相変化の予測を伴う、請求項１又は５に記載の方法。
【請求項７】
前記それぞれのエコー時間にわたっての前記少なくとも２つの化学種の前記信号寄与分の前記位相変化の前記予測は、前記分離の前にこれらの信号寄与分の位相を復調するために使用される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
測定からの前記主磁場Ｂ０の前記空間変化に関する前記予備知識は、別個のＭＲスキャンから得られたＢ０マップから取得される、請求項１乃至７の何れか一項に記載の方法。
【請求項９】
請求項１乃至７の何れか一項に記載の方法を実行するＭＲ装置であって、
当該ＭＲ装置は、検査ボリューム内に均一な定常磁場Ｂ０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グラディエントコイルと、前記検査ボリューム内にＲＦパルスを生成し且つ／或いは前記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、時間的に相次ぐ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み、
当該ＭＲ装置は、
ａ１）  （ｉ）主磁石コイルの設計パラメータ、又は（ｉｉ）主磁場Ｂ０の測定、から取得された検査ボリューム内の主磁場Ｂ０の空間変化に関する予備知識にアクセスするステップと、
ａ２）  当該ＭＲ装置の前記検査ボリューム内に配置された身体を、切換え磁場勾配及びＲＦパルスの撮像シーケンスに晒すことによって、２つ以上のエコー信号を生成するステップと、
ｂ１）  前記２つ以上のエコー信号を収集するステップと、
ｂ２）  前記予備知識に基づいて前記エコー信号の歪み補正を実行して、前記主磁場及び前記磁場勾配の双方の不完全性に起因するミスレジストレーションを補償するステップと、
ｃ）  異なるＭＲスペクトルを有する少なくとも２つの化学種の、前記歪み補正されたエコー信号に対する信号寄与分を、前記化学種のうちの少なくとも１つに関するマルチピークスペクトルモデルと、磁場不均一性のマップによって表される前記検査ボリューム内の主磁場Ｂ０の空間変化に関する予備知識と、に基づいて分離するステップと、
ｄ）  前記化学種のうちの少なくとも１つ化学種の前記信号寄与分からＭＲ画像を再構成するステップと、
を実行するように構成される、
ＭＲ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、
ａ１）  （ｉ）主磁石コイルの設計パラメータ、又は（ｉｉ）主磁場Ｂ０の測定、から取得された検査ボリューム内の主磁場Ｂ０の空間変化に関する予備知識にアクセスし、
ａ２）  切換え磁場勾配及びＲＦパルスの撮像シーケンスを生成し、
ｂ１）  ２つ以上のエコー信号を収集し、
ｂ２）  前記予備知識に基づいて前記エコー信号の歪み補正を実行して、前記主磁場及び前記磁場勾配の双方の不完全性に起因するミスレジストレーションを補償し、
ｃ）  異なるＭＲスペクトルを有する少なくとも２つの化学種の、前記歪み補正されたエコー信号に対する信号寄与分を、前記化学種のうちの少なくとも１つに関するマルチピークスペクトルモデルと、ＭＲ装置の検査ボリューム内の主磁場Ｂ０の前記空間変化に関する前記予備知識と、に基づいて分離し、且つ
ｄ）  前記化学種のうちの少なくとも１つ化学種の前記信号寄与分からＭＲ画像を再構成する、
ための命令を有するコンピュータプログラム。
【国際調査報告】
2015503374.tif 000011
2015503374.tif 000012
2015503374.tif 000013
2015503374.tif 000014
2015503374.tif 000015