(57)【要約】要約書　なし。【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像されるべき対象に対して動くＲＦプローブからの少なくとも２つの隣接する視野（ＦＯＶ）で捕捉され両方のＦＯＶを含む関心領域の画像を形成するよう再構成される複数の信号から高速ダイナミック画像を形成する磁気共鳴方法であって、
撮像されるべき対象は動くＲＦアンテナによってスキャンされ、
最初のＦＯＶは上記プローブの位置を中心として配置され、
各スキャンの後に、実際のＦＯＶの中の撮像フィールドの位置が決定され、
そのデータから上記対象に対する上記ＲＦプローブの次の位置が計算され、
撮像フィールドが実際のＦＯＶよりも外に出た場合は、上記ＲＦアンテナは上記ＲＦプローブの推定された次の位置へ動かされ、それにより続くＦＯＶは再びＲＦプローブ位置を中心として配置され、
異なる隣接するＦＯＶの連続する画像から合成画像が発生されることを特徴とする磁気共鳴方法。
【請求項２】
寸法が大きすぎるＦＯＶから始まり続く小さくされたＦＯＶで一組の初期スキャンを実行し、上記ＲＦプローブの次の位置はそこから計算され、上記続く小さくされたＦＯＶは上記ＲＦプローブの推定された次の位置を中心に配置されることを特徴とする、請求項１記載の磁気共鳴方法。
【請求項３】
上記ＦＯＶは動くＲＦアンテナの感応面積よりも大きく、望ましくは２倍大きいことを特徴とする、請求項１又は２記載の磁気共鳴方法。
【請求項４】
上記ＲＦアンテナは表面コイルであることを特徴とする、請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の磁気共鳴方法。
【請求項５】
信号を記録するための多数のセンサのアレイと、
位相エンコード軌跡に沿って対象をスキャンする手段と、
高速ダイナミック画像を得るために、撮像されるべき対象に対して異なった空間的位置のセンサによって記録される信号から画像を再構成する計算手段とを含む、
複数の信号から高速ダイナミック画像を得るための磁気共鳴撮像装置であって、
スキャンされるべき対象と共に移動可能な単一のＲＦアンテナと、
ＦＯＶをプローブ位置を中心とするよう配置する手段と、
各スキャン後の実際のＦＯＶ内の撮像フィールドの位置を決定する手段と、
ＲＦプローブの次の位置を推定する手段と、
続くＦＯＶがＲＦプローブ位置を中心に配置されるよう、撮像フィールドが実際のＦＯＶから外に出たときに、ＲＦアンテナを上記ＲＦプローブの推定される次の位置へ動かすために、実際のＦＯＶを撮像するモニタと、
種々の隣接するＦＯＶの連続する画像から合成画像を形成する手段とを含むことを特徴とする磁気共鳴撮像装置。
【請求項６】
コンピュータに、
多数のセンサのアレイからの信号の記録手順と、
位相エンコード軌跡に沿った対象のスキャン手順と、
高速ダイナミック画像を得るために撮像されるべき対象に対して異なる空間的な位置で記録される信号から画像を再構成する計算手順とを実行させるコンピュータ読み取り可能なプログラム手段を含む、磁気共鳴撮像方法によって高速ダイナミック画像を形成するためのコンピュータ使用可能な媒体上に格納されたコンピュータプログラム製品であって、
単一のＲＦアンテナを実際のプローブ位置に位置決めする手順と、
ＦＯＶを実際のプローブ位置を中心として配置する手順と、
各スキャンの後に実際のＦＯＶ内の撮像フィールドの位置を決定する手順と、
上記ＲＦプローブの次の位置を推定する手順と、
続くＦＯＶが再びＲＦプローブ位置を中心に配置されるよう、撮像フィールドが実際のＦＯＶから出たときに、上記ＲＦアンテナを上記ＲＦプローブの推定される次の位置へ動かすために、実際のＦＯＶを撮像する監視手順と、
種々の隣接するＦＯＶの連続する画像から合成画像を形成する手順とを含むことを特徴とするコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、請求項１の前段部によるＲＦプローブからの複数の信号から高速ダイナミック画像を形成する磁気共鳴方法に関する。本発明は、また、請求項１１の前段部に記載の高速ダイナミック画像を得るための磁気共鳴装置、並びに、請求項６の前段部によるコンピュータプログラムに関する。
【０００２】
ＵＳ−Ａ−５，９２８，１４８に記載の発明では、磁気共鳴血管造影（ＭＲＡ）により大きな関心領域からデータが捕捉され、これは患者を磁気共鳴血管造影（ＭＲＡ）データセットの連続的な部分が捕捉される連続的な場所へ平行移動させることにより行われる。患者は、患者台を平行移動させることにより、ＭＲＩシステムのＲＦコイル間の３つの連続的な場所へ移動される。患者の動きは、最大の画像コントラストを達成するよう造影剤のボーラスが関心領域を通過するのを追跡するよう選択される。１つの実施例では、ＭＲＡデータを捕捉するために患者に隣接して固定局部コイルが支持され、他の実施例では、多セグメント局部コイルは患者と共に移動し、そのセグメントは順次に動作状態へ切り換えられる。
【０００３】
同じ発明の更なる特許出願では、即ち、同じ捕捉方法の更なる進歩に関するＷＯ−Ａ−９９／２７３８２では、各視野（ＦＯＶ）における連続的な捕捉は造影剤のボーラスが連続するＦＯＶを通過するのとともに造影剤のボーラスを追跡するには十分に高速でない場合があることについて記載している。例えば、３つのＦＯＶから３次元のＮＭＲデータを捕捉するために約５０秒近くが必要とされることがあり、コントラストはわずか３０秒間に亘ってのみピークレベルでありうる。従って、各ＦＯＶ捕捉についてのサンプリング順序は、コントラストがそのピーク値にあるときにｋ空間の中心領域をサンプリングするよう選択されることが提案される。これは、データがｋ空間中の中心部へ向かう線に沿ってサンプリングされることを意味する。従って、ピーク値ではない空間の周辺ビューにおけるサンプリングの欠点はかなり補償される。
【０００４】
ＭＲＡデータの捕捉のために使用される１つ以上のコイルは、患者に対して一定の位置に固定され、１つ以上のコイルの寸法は少なくとも１０乃至２０ｃｍの長さ及び幅の範囲とされ、連続するＦＯＶの組み合わせから形成される画像の空間解像度は減少される。一方、正しい３次元画像が捕捉されれば、垂直方向に収差及びアーティファクトが生じうる。後者の文献に更に示されるように、サンプリング時間はより高速に動くプローブを追跡するためには長すぎることがある。
【０００５】
本発明は、遅延なしに最適に追跡されうる動くＲＦプローブの高速ダイナミック画像を形成する方法を提供することを目的とする。本発明は、動くＲＦプローブの高速ダイナミック画像を得るための磁気共鳴装置を提供することを他の目的とする。
【０００６】
本発明による高速ダイナミック画像を形成する方法の本質的な利点は、高解像度での幾つかのＦＯＶの組み合わせに亘るＭＲ画像が得られること、及び、ボーラスが遅延なしにリアルタイムで血管に沿って追跡されうることである。従って、目的に応じて、高い空間解像度又は高い時間解像度が達成されうる。
【０００７】
本発明の上述及び他の目的は、請求項１に記載の方法、請求項５に記載の装置、及び請求項６に記載のコンピュータプログラムによって達成される。
【０００８】
本発明の上述及び更なる利点は従属項と添付の図面を参照して説明される本発明の例示的な実施例に開示されている。
【０００９】
以下、特にことわりのない限り、特定の図面に関して定義された要素に専ら用いられる特定の数字は全ての図中で一貫して使用される。
【００１０】
図１は、ＲＦコイル２として設計されるＲＦアンテナによって追跡される患者の体の中の血管１を示す図であり、ＲＦアンテナはプローブ４又は血管１内の造影剤を追跡するために血管１に沿って連続する位置３へ動かされる。最初のスキャンは、視野即ちＦＯＶがプローブ４の位置を中心として配置されるようＲＦコイル２の最初の位置５で開始される。或いは、一組の最初のスキャンは寸法が大きすぎるＦＯＶから開始して実行されてもよく、寸法が大きすぎるＦＯＶはＲＦプローブ４の位置を中心として配置されるよう続くスキャンにおいて大きさが縮小される。
【００１１】
続く位置３’，３’’，３’’’等における続く半連続的なスキャンは、プローブ４が患者の体に対して、血管１の中で動かされているときに行われる。各スキャンの後、プローブ４がＦＯＶの現在の位置に対してシフトされた場合、撮像フィールドはＦＯＶの中でシフトされる。これは、特にＦＯＶの異なる側からＦＯＶ境界を縮小しているときにノイズ境界を推定する、或いはＦＯＶに亘って信号分布の重心を推定する処理ソフトウエアによって自動的に検出される。続いて、ＦＯＶは次の画像のためにＲＦプローブ４の推定される最後の位置へシフトされうる。
【００１２】
上述の方法は、単一スライススキャン又は多スライススキャンについて２次元又は３次元で実行されうる。例えば患者の体の皮膚に平行な単一スライススキャンについては、プローブを位置を変えたことによる平面上のシフトが計算されうるだけでなく、全体信号感度の変化からスライス平面に対して垂直にスライスの位置を変えることが必要とされるかを推定しうる。多スライス又は３次元スキャンのために、平面上のシフトのための技術と同様の技術を用いて第３の次元についてのオフセットが計算されうる。
【００１３】
更に、信号対雑音比を増加させるために、ＦＯＶ位置が変化されていない場合は連続する画像の平均がとられる。或いは、プローブ４が動かされており、従って続く画像８，８’，８’’，８’’’等が異なるＦＯＶ位置（図２と比較）で捕捉されると、合成画像１０は図３に概略的に示すように拡張された人工的なＦＯＶで発生されうる。合成ＦＯＶ画像１０は、各新しいＦＯＶ位置でその範囲を大きくすることができるため、ＲＦプローブ４の連続画像又は通った跡を短い時間で得ることができ、ＦＯＶはＲＦプローブの最後の位置によって毎回更新される。
【００１４】
明らかに、上述のアプローチは患者に対して動くＲＦプローブと、ＲＦプローブに対して動く対象の両方に対して適用されうる。
【００１５】
実際は、ＲＦコイル２は、１秒当たり約１０フレームをスキャンするために使用されうる直径約５５ｍｍのリングとして設計される。かかるコイル２は、画像の空間解像度をかなり改善させることが可能である。しかしながら、例えば血管内のカテーテルを追跡する場合に必要とされるように、より良い時間的な解像度を求めるのであれば、ＦＯＶ内のボクセルの寸法は大きくされうる。例えば直径約２０ｍｍのリングといった更に小さい寸法のＲＦリンクコイル２が使用される場合は、更に良い空間解像度を得ることができる。
【００１６】
図４に示す装置は、十分の数テスラ乃至数テスラのオーダの強さの安定した均一な磁場を発生する４つのコイル１１の系を含むＭＲ装置である。ｚ軸に対して同心に配置されるコイル１１は、球面１２上に設けられうる。検査されるべき患者２０は、これらのコイルの内側に配置されるテーブル１４上に載せられる。ｚ方向に延びこの方向に線形に変化する磁場（以下傾斜磁場と称する）を発生するために、４つのコイル１３は球面１２上に設けられる。更に、（垂直に）ｘ方向に延びる傾斜磁場を発生する４つのコイル１７が設けられる。ｚ方向に延びｙ方向（図４の平面に対して垂直）に傾斜を有する傾斜磁場は、コイル１７と同一であるが空間中でコイル１７に対して９０°ずれるよう配置される４つのコイル１５によって発生される。図４中、これらの４つのコイルのうち２つのみが示される。
【００１７】
傾斜磁場を発生するために３つのコイル系１３、１５、及び１７は球面に対して対称的に配置されるため、球の中心における磁界強度はコイル１１の安定した均一な磁場によってのみ決定される。更に、安定した均一な磁場の方向に対して垂直に（ｚ方向に対して垂直に）延びる本質的に均一なＲＦ磁場を発生するＲＦコイル２１が設けられる。ＲＦコイルは、各ＲＦパルス中にＲＦ発生器からのＲＦ変調された電流を受け取る。ＲＦコイル２１は、検査ゾーンに発生されるスピン共鳴信号を受け取るためにも使用されうる。本例では、ＲＦコイル２１は、プローブ位置へ手で動かされる図１に示す単一の平坦なリングコイル２と同じである。
【００１８】
ＭＲ装置中で受信されるＭＲ信号は、ユニット３０によって増幅され、ベースバンドへ変換される。このようにして得られるアナログ信号は、アナログ・ディジタル変換器３１によって一連のディジタル値へ変換される。アナログ・ディジタル変換器３１は、読み出し位相中にのみディジタルデータワードを発生するよう制御ユニット２９によって制御される。アナログ・ディジタル変換器３１の後には、ＭＲ信号の２値化によって得られる一連のサンプリング値に亘って１次元フーリエ変換を行うフーリエ変換ユニット３２が設けられ、フーリエ変換は非常に高速に行われるため次のＭＲ信号が受信される前に終了する。
【００１９】
このようにしてフーリエ変換によって発生される原データは、連続的なＦＯＶの位置においてＲＦコイル２によって与えられる画像と同等の数組の原データの格納に十分な記憶容量を有するメモリ３３へ書き込まれる。合成ユニット３４は、これらの数組の原データから、上述の方法で合成ＦＯＶ画像１０を発生し、この画像は多数の連続する合成画像１０を格納するのに十分な記憶容量を有するメモリ３５中に記憶される。これらの数組のデータは、異なる時点について計算され、その間隔は一組のデータの捕捉に必要な測定期間と比較して小さいことが望ましい。上述の方法で連続的なＦＯＶ画像の合成を行う再構成ユニット３６は、このようにして捕捉される数組のデータからＭＲ画像を発生し、これらのＭＲ画像は格納される。ＭＲ画像は所定の時点における検査ゾーンを表わす。このようにしてデータから得られる一連のＭＲ画像は、検査ゾーン中の動的な処理を適切に再現する。
【００２０】
ユニット３０乃至３６は、制御ユニット２９によって制御される。下向きの矢印によって示されるように、制御ユニットは、傾斜コイル系１３、１５及び１７中の電流の時間、並びに、ＲＦコイル２１によって発生されるＲＦパルスの中央周波数、帯域幅、及び包絡線の変化を与える。メモリ３３及び３５、並びに、再構成ユニット３６中のＭＲ画像メモリ（図示せず）は、適切な容量を有する単一のメモリによって実現されうる。フーリエ変換ユニット３２、合成ユニット３４、及び再構成ユニット３６は、上述の方法によってコンピュータプログラムを実行するのに適したデータプロセッサによって実現されうる。
【００２１】
上述の実施例では、本発明の方法は、改善された時間的な解像度で例えば造影剤の注入といった動的な処理の再現を可能とするために用いられる。しかしながら、本発明の方法は、例えば検査ゾーンへ導入されているときの患者といった検査ゾーンに対して動く対象のよりよい再現にも適している。この導入処理のために、本発明の方法は導入の方向に改善された空間解像度を有する一連の画像を生成する。
【００２２】
このために、望ましくは一定速度で長手方向（ｚ方向）にテーブル面を連続的に変位させる電気駆動部１９が設けられる。テーブル面の位相の時間関する進行が一定でないか予めわかっていない場合、テーブル面駆動部はテーブル面の位置ｚに対応する信号を供給するセンサに結合されねばならない。このセンサは、図４中、参照番号１８で示される。或いは、患者２１又はテーブル１４は静止状態に保たれ、コイル２が、体の中、即ち血管１（図１参照）の中のＲＦプローブの進行と同じ量だけ患者の皮膚に沿って動かされうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
血管と血管に沿って動かされるＲＦコイルの位置とを示す図である。
【図２】
動くプローブに従って、連続的な画像をシフトされたＦＯＶと共に示す図である。
【図３】
単一の画像から構成される画像を示す図である。
【図４】
本発明による方法を実行する装置を示す図である。
【図５】
図４に示される装置の回路図である。
【国際公開パンフレット】
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