(57)【要約】少なくとも１つの基準面であるが、好ましくは３つの直交する基準面（Ａ，Ｃ，Ｓ）が磁気共鳴撮像方法において規定される。切断面は、前記基準面の１つ（ＳＯ）又は２つ（ＤＯ）に対しある角度で延在するように選択される。前記切断面内の視界の一辺は、（前記）基準面の（１つ）に平行なままである。前記切断面に沿う断面の断面画像は、磁気共鳴信号から再現される。特に前記方法は例えばＳＥＮＳＥのようなサブサンプリング技術と共に使用される。
2004519301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−少なくとも１つの基準面が規定されるステップ、
−切断面が前記基準面に対してある角度で選択され、前記切断面の一辺は前記基準面と平行に延在するステップ、
−磁気共鳴信号が受信されるステップ、及び
−前記切断面に沿う断面の断面画像が前記磁気共鳴信号から再現されるステップ、
を有する磁気共鳴撮像方法。
【請求項２】
−複数の直交する基準面、特に３つの基準面が規定されるステップ、及び
−前記切断面は、前記直交する基準面のうち少なくとも２つに対して個々の角度で延在するように選択される一方、前記切断面の一辺は第３の基準面と平行に延在するステップ、
を有する請求項１に記載の磁気共鳴撮像方法。
【請求項３】
−前記磁気共鳴信号が空間のコイル感度特性を持つ１つ以上の受信コイルのシステムを用いて取得されるステップ、
−サブサンプリングを用いている間に前記磁気共鳴信号が取得されるステップ、及び
−前記断面画像は前記サブサンプリングされた磁気共鳴信号と前記空間のコイル感度特性とに基づいて再現されるステップ、
を有する請求項１に記載の磁気共鳴撮像方法。
【請求項４】
−受信コイル画像は個々の受信コイルにより取得されるサブサンプリングされる磁気共鳴信号から再現されるステップ、及び
−前記断面画像は、前記空間のコイル感度特性に基づいて前記受信コイル画像から得られるステップ、
を有する請求項３に記載の磁気共鳴撮像方法。
【請求項５】
前記サブサンプリングが１つ以上の位相符号化方向に沿って生じ、読み取り方向は前記基準面と平行に延在する前記切断面の前記一辺と平行に延在する請求項３に記載の磁気共鳴撮像方法。
【請求項６】
−少なくとも１つの基準面を規定し、
−前記基準面に対してある角度の切断面を選択し、前記切断面の一辺は前記基準面に平行に延在し、
−磁気共鳴信号を受信し、及び
−前記磁気共鳴信号から前記切断面に沿う断面の断面画像を再現する、
磁気共鳴撮像システム。
【請求項７】
−少なくとも１つの基準面を規定し、及び
−前記基準面に対してある角度の切断面を選択し、前記切断面の一辺は前記基準面に平行に延在する、
ような命令を含むコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、切断面に沿う断面画像が取得された磁気共鳴信号から得られる磁気共鳴撮像方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種類の磁気共鳴撮像方法は、国際特許出願公開番号ＷＯ００／３３１０１から既知である。
【０００３】
この既知の磁気共鳴撮像方法は、検査すべき物体の多くの断面画像の形成を含む。前記切断面は、ユーザによって別々の断面画像内に示される３つの点に基づいて定義され、断面画像は、前記検査すべき物体を通る切断面に沿って形成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
既知の磁気共鳴撮像方法の欠点は、検査すべき物体（例えば患者）の一部が切断面において視界を越えて延在するので、前記断面画像にアーチファクト（いわゆるバックフォールディング（ｂａｃｋ ｆｏｌｄｉｎｇ）アーチファクト）がしばしば起こることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、前記切断面の調節に関しできるだけ多くの自由度をユーザに提供する磁気共鳴撮像方法を提供することであり、この方法において、選択された切断面に沿う前記物体の断面は、使用される視界内に良好に残っている。
【０００６】
本目的は、
−少なくとも１つの基準面が定義され、
−切断面が前記基準面に対してある角度で選択され、当該切断面の一辺は前記基準面と平行に延在し、
−磁気共鳴信号が受信され、及び
−前記切断面に沿う断面の断面画像が前記磁気共鳴信号から再現される、
本発明による磁気共鳴撮像方法を用いることにより達成される。
【０００７】
好ましくは本発明に従って用いられる基準面は、検査すべき物体の主軸に沿って延在する平面である。磁気共鳴撮像方法を用いて、磁気共鳴信号が取得され、これら信号から検査すべき物体の１つ以上の磁気共鳴画像が再現される。本発明による磁気共鳴撮像方法が検査すべき患者の医療診断磁気共鳴画像を形成するために用いられる場合、前記基準面は例えば、ＦＨ軸（ｆｏｏｔ−ｈｅａｄ ａｘｉｓ）に垂直に延在する軸又は横断面、ＬＲ軸（ｌｅｆｔ−ｒｉｇｈｔ ａｘｉｓ）に垂直に延在する矢状面、又はＡＰ軸（ａｎｔｅｒｉｏｒ−ｐｏｓｔｅｒｉｏｒ ａｘｉｓ）に垂直に延在する冠状面である。前記切断面は上記基準面と平行に延在する必要はない。断面画像は、前記切断面に沿って検査すべき物体（例えば検査すべき患者）を通る断面を表す。実現可能な基準面の１つに対する９０°とは異なる角度をなすこの種類の切断面は、“単一傾斜”切断面とも呼ばれる。実現可能な基準面の２つに対する９０°とは異なる角度をなすこの種類の切断面は、“二重傾斜”切断面とも呼ばれる。取得される磁気共鳴信号の最小波数、すなわち最大波長は、用いられる磁気共鳴撮像方法に対して視界を決める。切断面内の視界は効果的に制限され、ユーザにより選択されるような磁気共鳴撮像システムの設定に依存している。本発明に従い、切断面内の視界の一辺は選択された基準面と平行である。この選択される切断面の方向に対し、本発明に従い、切断面内の視界の切断面における回転は、一辺が前記関連する基準面と平行に延在するように選択される。視界に対する切断面に沿う検査すべき物体の大きさは、このように使用される磁気共鳴撮像方法に対し良好に考慮される。その上、切断面の配向が変わるとき、切断面内の視界の一辺は、関連する基準面に対し常に平行に保たれることができる。その結果、切断面の配向が変化するとき、アーチファクトはほとんど生じない。
【０００８】
検査すべき物体が部分的に視界の外に延在することが特に避けられる。基準面が検査すべき物体の主軸の方向に置かれる場合、特に前記視界の一辺が基準面と平行のままであるように、切断面内の視界が回転されることができ、これにより前記物体が視界を越えて延在する状況を回避する。前記視界はしばしば長辺と短辺を持つ矩形である。この矩形が切断面の平面に配向される場合、検査すべき物体の形状が考慮される。前記長辺は好ましくは、検査すべき物体が長い寸法を持つ方向に延在する一方、短辺は、前記物体が短い寸法を持つ方向に置かれる。切断面における視界の外から磁気共鳴信号が受信されない又はほとんど受信されないことがこれにより補償される。切断面内の視界の一辺が基準面と平行に延在するため、基準面に対する切断面の角度が変化するとき、視界の形状と検査すべき物体の形状との間の関係は維持される。バックフォールディング現象によるアーチファクトは、これにより断面画像において避けられる。このようなバックフォールディング現象は、検査すべき物体が視界の外に延在するときに発生する。バックフォールディング現象は、エイリアシング（ａｌｉａｓｉｎｇ）アーチファクトとも呼ばれる。他方では、切断面内の視界の一辺が基準面と平行にしておくべき状況は、切断面の方向に関しては如何なる実際的な制限を課さない。
【０００９】
一般的に言えば、本発明による磁気共鳴撮像方法は、磁気共鳴画像を利用する全ての種類の診断検査に使用されることができるが、特に心臓学における使用に適している。検査すべき患者の心臓を検討するために、心臓の主軸が身体の主軸に対する角度を全体としてなすので、好ましくは二重の傾斜断面画像が形成される。本発明により形成される断面画像は、とても固有な配向を持ち、それ故に容易に診断的分析を行うことができる。
【００１０】
本発明のこれら及び他の特徴は、従属請求項に規定される以下の実施例に基づいてさらに詳しく述べられる。
【００１１】
二重の傾斜断面画像が用いられるとき、特に魅力的な結果が達成される。このとき、切断面は２つの事前に選択された直交する基準面に関連する角度をなし、この切断面の一辺は、他の２つの基準面に直交する第３の基準面と平行なままである。垂直面、矢状面及び冠状面は、３つの直交する基準面として選択される場合、断面画像は切断面の実際の全ての配向においてかなり固有の配向を持つ。
【００１２】
その上、１つ以上の基準面に沿う断面の手術画像が予め作成されることができる。このような手術画像は、それ自体は既知の磁気共鳴撮像方法に従って磁気共鳴信号から再現される。前記手術画像は、できるだけ多くの診断に関連する情報を含む断面画像を形成するように、２つの基準面に対する切断面の角度を調節するユーザツールを構成する。
【００１３】
本発明は、サブサンプリングがｋ空間内の１つ以上の方向に与えられ、空間のコイル感度特性に基づいて再現が実行される磁気共鳴撮像方法と組み合わせて使用するのに好適である。前記サブサンプリングは、このサブサンプリングが起こるｋ空間内の（複数の）方向に一致する磁気共鳴画像内の（複数の）方向における視界を減少させる。本発明による磁気共鳴撮像方法は、減少していない視界内に切断面ができるだけ上手く残ることを保証し、これにより意図しないバックフォールディング現象を回避する。断面画像は、これにより切断面に沿ってコイル感度特性及びサブサンプリングされた磁気共鳴信号に基づいて再現される。本発明は、ＳＥＮＳＥが平坦な（再現された）視界の外から信号が到達しないという仮定に基づいているので、例えばＳＥＮＳＥのようなサブサンプリング技術と共同して使用するのに特に適している。本発明により選択されるような切断面における視界の配向のために、ＳＥＮＳＥ再現の後にエイリアシングアーチファクトが生じ、これらアーチファクトは、最終的な画像、すなわちＳＥＮＳＥ因子に依存するあまり望まない位置（例えば中央）に現れる。提案される本発明はエイリアシングアーチファクトの危険を最小にする。
【００１４】
様々な再現方法は、サブサンプリングされた磁気共鳴信号から断面画像を再現するのに利用可能であり、前記再現方法は故意に誘発されたエイリアシング現象から断面画像の輝度値を回復するために空間のコイル感度特性を利用する。
【００１５】
サブサンプリングは、磁気共鳴画像を取得するのに必要な時間を減少させる。サブサンプリングの場合において、ｋ空間におけるサンプリングされた位置の数又は密度が減少する。磁気共鳴信号は、様々な信号チャンネルを介して取得され、これら信号チャンネルの各々は好ましくは表面コイルである例えば受信コイルのような受信アンテナにリンクされている。
【００１６】
サブサンプリングのために、前記サンプリングされたデータは、検査すべき物体の個々の空間位置からの寄与を含んでいる。磁気共鳴画像はサブサンプリングされた磁気共鳴信号から再現されるのに対し、信号チャンネルに関連する感度特性を利用する。特に、前記感度特性は、例えば受信コイルのような受信アンテナの空間のコイル感度特性である。好ましくは、表面コイルが受信コイルとして使用される。再現される磁気共鳴画像は、個々の波長を持つ輝度変化及びコントラスト変化に関連する多数の空間ハーモニック要素からなる。磁気共鳴信号の空間解像度は最小波長、すなわち最大波数（ｋ値）により決められる。この最大波長、すなわち最小波数は、磁気共鳴画像の視界の大きさを定義する。これにより、空間解像度は、視界とサンプル数との比により決められる。
【００１７】
サブサンプリングは、受信アンテナが磁気共鳴信号をピックアップする一方、ｋ空間の解像度は磁気共鳴画像の空間解像度に必要とされるよりも粗いように実行されることができる。ｋ空間における最小のサンプリングステップである、最小のサンプリングされた波数が増大するのに対し、最大のサンプリング波数は同じままである。サブサンプリングの場合において、空間解像度はそれゆえに同じままであるが、ｋ空間における最小のステップが小さくなるので視界は小さくなる。視界のこの減少のために、サンプリングされたデータは、検査すべき物体における異なる位置からの寄与を含む。
【００１８】
例えば、このサブサンプリングは、ｋ空間におけるサンプリング密度を減少させる、例えばｋ空間のラインのサンプリング中にラインをスキップすることにより実行されるので、このｋ空間におけるサンプリングされるラインは、磁気共鳴画像の空間解像度に必要とされるよりも更に離れて置かれる。
【００１９】
サブサンプリングされる磁気共鳴画像信号から再現されるコイル画像を個々の受信コイルから受信することは、特に減少する視界によるエイリアシングアーチファクトを含む。コイル感度特性を用いて、前記磁気共鳴画像における異なる位置からの寄与が前記受信コイル画像から分離され、磁気共鳴画像はそこから再現される。この磁気共鳴撮像方法は、頭字語であるＳＥＮＳＥ技術により知られている。このＳＥＮＳＥ技術は国際特許出願公開番号ＷＯ９９／５４７４６に詳細に開示されている。
【００２０】
サブサンプリングされた磁気共鳴信号は、関連する視界に対する完全なサンプリングを表す混成の磁気共鳴信号を形成するように、コイル感度特性に基づいて結合されることも可能である。特に、このいわゆるＳＭＡＳＨ技術に従い、サブサンプリングされた磁気共鳴信号は、磁気共鳴信号の低次の球面調和成分に近づく。この引用されたＳＭＡＳＨ技術は国際特許出願公開番号ＷＯ９８／２１６００に詳細に開示されている。
【００２１】
サブサンプリングは空間において実行することも可能である。この場合、受信される磁気共鳴信号の空間解像度は、磁気共鳴画像の空間解像度よりも劣っている。磁気共鳴画像の空間解像度に関連する磁気共鳴信号は、受信される磁気共鳴信号から、すなわちコイル感度特性に基づいて形成される。磁気共鳴信号が異なる信号のチャンネルを介して、例えば撮像すべき物体の個々の部分とは異なる受信コイルからなる空間のサブサンプリングが特に実行される。このような個別の部分は、例えば撮像すべき物体の個々にＲＦ励起されたスライスである。個別の信号チャンネルにより受信される磁気共鳴信号はしばしば、例えば個々のスライスのような個々の部分の線形組み合わせを形成する。この線形組み合わせは、受信コイルの空間のコイル感度特性を含んでいる。これは、個々の信号チャンネルにより受信される磁気共鳴信号が感度行列を介して、撮像すべき物体のスライスのような個々の部分に対する磁気共鳴信号にリンクされることを意味している。この感度行列は、検査すべき物体の個々の部分のコイル感度特性による個々の信号チャンネルへの寄与の重みを表す。検査すべき物体の各部分に対する磁気共鳴信号は、前記感度行列が逆になる場合、受信される空間おいてサブサンプリングされた磁気共鳴信号から得られる。個々のスライスの磁気共鳴画像が特に形成される。
【００２２】
本発明は磁気共鳴撮像システムにも関する。請求項６に記載されるような、本発明による磁気共鳴撮像システムは、本発明による磁気共鳴撮像方法を実行するように構成される。本発明は、磁気共鳴撮像システムが本発明による磁気共鳴撮像方法を実行可能にするコンピュータプログラムにも関する。本発明によるコンピュータプログラムは請求項７で定義されている。本発明によるコンピュータプログラムは、磁気共鳴撮像システムの作業メモリ内にロードされることができる。例えば前記コンピュータプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭのようなデータ担体において利用可能でもよく、例えばＷＷＷ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｗｅｂ）のようなネットワークからコンピュータプログラムをダウンロードすることも可能である。請求項６に記載されるように、磁気共鳴撮像システムは磁気共鳴信号を受信し、再現を行うようにも構成される。一般的に言えば、磁気共鳴撮像システムは、受信アンテナ並びに送信及び受信回路のような電子回路を具備し、これにより、磁気共鳴信号が独立して本発明から受信される。その上、磁気共鳴撮像システムは一般的に言えば磁気共鳴信号から磁気共鳴画像を再現するようにも構成される。本発明によるコンピュータプログラムがロードされる場合、これにより、通常は磁気共鳴信号の受信及び磁気共鳴画像の再現に対する個別の命令をロードする必要はない。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明のこれら及び他の特徴は、後続する実施例に基づき、添付する図を参照して以下に例として詳細に説明される。
【００２４】
図１は、本発明が使用される磁気共鳴撮像システムの概略表示である。この磁気共鳴撮像システムは、主コイル１０のシステムを備え、これにより静止した一様な磁場が生成される。これら主コイルは、例えばこれらコイルがトンネル形の検査空間をなすように構成される。検査すべき患者は前記トンネル形の検査空間内に搬送される。前記磁気共鳴撮像システムは、多数の勾配コイル１１、１２も含み、これにより空間変動を、特に個々の方向における一時的な勾配の形式で含んでいる磁場が前記一様な磁場上に重ねられる。前記勾配コイル１１、１２は、制御可能な電源ユニット２１に接続されている。これら勾配コイル１１、１２は、この電源ユニット２１を介してこれらコイルに電流を供給することで通電される。前記勾配の強さ、方向及び期間は前記電源ユニットの制御により制御される。前記磁気共鳴撮像システムは、ＲＦ励起パルスを発生させ、磁気共鳴信号をそれぞれピックアップする送信及び受信コイル１３、１５も含む。前記ＲＦ励起パルスは、静止磁場において検査すべき物体、すなわち検査すべき患者内において（核）スピンを励起する。その後、励起された（核）スピンの緩和が起こり、これにより、磁気共鳴信号が放出される。これら磁気共鳴信号は自由誘導減衰信号又はＦＩＤ信号でもよいが、磁気共鳴エコーを発生させることも可能である。補償ＲＦパルス（ｒｅｆｏｃｕｓｉｎｇ ＲＦ ｐｕｌｓｅ）を用いてスピンエコー信号を発生させることが特に可能である。更に、勾配エコー信号は一時的な勾配磁場の適用により発生することが可能である。この一時的な勾配磁場の適用は、磁気共鳴信号の空間符号化を供給する。送信コイル１３は好ましくは検査すべき物体（の一部）を囲うのに適したボディコイル１３として構成される。このボディコイルは、磁気共鳴撮像システム内に置かれるとき、検査すべき患者３０がこのボディコイル１３内に位置するように通常はこの磁気共鳴撮像システム内に配される。ボディコイル１３はＲＦ励起パルス及びＲＦ補償パルスの放出用の送信アンテナとして動作する。このボディコイル１３により放出されたＲＦパルスは、好ましくは空間に一様な強度分布を持つ。通常は同じコイル又はアンテナが送信コイル及び受信コイルとして代わりに用いられる。その上、送信及び受信コイルは通常はコイルとして形成されるが、送信及び受信コイルがＲＦ電磁信号用の送信及び受信アンテナとして働く他の幾何学形状も実現可能である。送信及び受信コイル１３は、電子送信及び受信回路１５に接続されている。
【００２５】
しかしながら、個別の受信コイルを使用することも可能である。例えば、表面コイルが受信コイルとして使用されることができる。このような表面コイルは、かなり小さい空間容積において高い感度を持つ。例えば表面コイルのような送信コイルが復調器２４に接続され、受信される磁気共鳴信号（ＲＦＳ）は、前記復調器２４により復調される。これら復調された磁気共鳴信号（ＤＭＳ）は、再現ユニットに与えられる。受信コイルは、プリアンプ２３に接続される。このプリアンプ２３は、受信コイルにより受信されるＲＦ共鳴信号（ＲＦＳ）を増幅し、この増幅されたＲＦ共鳴信号は復調器２４に与えられる。復調器２４は増幅されたＲＦ共鳴信号を復調する。この復調された共鳴信号は、撮像すべき物体の一部における局所的スピン密度に関する実際の情報を含む。その上、送信及び受信回路１５は変調器２２に接続される。復調器２２及び送信／受信回路１５は、ＲＦ励起及び補償パルスを放出するために送信コイル１３を稼動させる。前記再現ユニットは、本場合、前記切断面に沿う断面画像であるが、直交する基準面に沿う断面画像も可能である検査すべき物体の撮像された部分の画像情報を表す１つ以上の画像信号を前記復調された磁気共鳴信号（ＤＭＳ）から得る。実際に再現ユニット２５は、撮像すべき物体の一部の画像情報を表す画像信号を前記復調された磁気共鳴信号から得るようにプログラムされるデジタル画像処理ユニット２５として好ましくは構成される。再現ユニットの出力部の信号がモニタ２６へ与えられるので、三次元密度分布又は分光情報が前記モニタ上に表示されることができる。他の処理を待っている間、再現ユニットからの信号をバッファユニット２７に記憶することも代替的に可能である。
【００２６】
図２は本発明により使用されるような直交する基準面及び切断面の配向を説明する図を示す。前記基準面は、ＦＨ（ｆｏｏｔ−ｈｅａｄ）方向と垂直に延在する軸（又は横断）面Ａ、ＡＰ（ａｎｔｅｒｉｏｒ−ｐｏｓｔｅｒｉｏｒ）方向と垂直に延在する冠状面Ｃ、及びＬＲ（ｌｅｆｔ−ｒｉｇｈｔ）方向と垂直に延在する矢状面Ｓである。説明を目的とするために、図は、ＡＰ方向の周りを角Θ１だけ回転した単一の傾斜した切断面（ＳＯ）を示す。ＡＰ方向の周りを角Θ１だけ回転し、ＬＲ方向の周りを角Θ２だけ回転した二重の傾斜した切断面（ＤＯ）も示している。両方の場合において、切断面（ＳＯ及びＤＯ）の一辺は、本場合では冠状面Ｃである第３の基準面に平行に延在する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が用いられる磁気共鳴撮像システムの概略的構成である。
【図２】本発明に従って用いられる直交する基準面と切断面との配向を説明する図である。
【国際公開パンフレット】
2004519301.tif 000003
2004519301.tif 000004
2004519301.tif 000005
2004519301.tif 000006
2004519301.tif 000007
2004519301.tif 000008
2004519301.tif 000009
2004519301.tif 000010
2004519301.tif 000011
2004519301.tif 000012
2004519301.tif 000013
2004519301.tif 000014
2004519301.tif 000015
2004519301.tif 000016
【国際調査報告】
2004519301.tif 000017
2004519301.tif 000018