(57)【要約】磁気共鳴撮像方法において、流れの量及び拡散の量は、一時的な傾斜磁場（傾斜パルス）の存在の下で測定される。磁気共鳴信号の信号振幅及び／又は磁気共鳴信号から計算される拡散の量は磁気共鳴磁場中の非線形性について補正される。
2004513720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気共鳴信号が発生され、
一時的な傾斜磁場が印加され、
上記磁気共鳴信号の信号振幅又は上記信号振幅から計算される量は上記一時的な傾斜磁場の空間的な非線形性による逸脱について補正される、磁気共鳴撮像方法。
【請求項２】
上記磁気共鳴信号の信号振幅の補正は、傾斜コイルを通じた空間的及び一時的な電流分布から計算される、請求項１記載の磁気共鳴撮像方法。
【請求項３】
拡散重み付けされた磁気共鳴信号が発生される、請求項１記載の磁気共鳴撮像方法。
【請求項４】
上記一時的な傾斜磁場のシーケンスは２極性傾斜磁場対を含む、請求項３記載の磁気共鳴撮像方法。
【請求項５】
上記一時的な傾斜磁場のシーケンスはＲＦリフォーカシングパルスによって分離される一対の傾斜パルスを含む、請求項３記載の磁気共鳴撮像方法。
【請求項６】
拡散感度は、一時的な傾斜磁場の空間的な非線形性による逸脱について補正される、請求項３記載の磁気共鳴撮像方法。
【請求項７】
上記一時的な時間的な傾斜磁場のシーケンスは流れの感度を与え、
流れの量は上記磁気共鳴信号から導出され、
上記流れの量は、一時的な傾斜磁場の空間的な非線形性による逸脱について補正される、請求項１記載の磁気共鳴撮像方法。
【請求項８】
磁気共鳴信号が発生され、
一時的な傾斜磁場が印加され、
上記磁気共鳴信号の信号振幅又は上記信号振幅から計算される量は上記一時的な傾斜磁場の空間的な非線形性による逸脱について補正される、磁気共鳴撮像システム。
【請求項９】
磁気共鳴信号を発生し、
一時的な傾斜磁場を印加し、
上記磁気共鳴信号の信号振幅又は上記信号振幅から計算される量を上記一時的な傾斜磁場の空間的な非線形性による逸脱について補正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】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴信号が発生され、一時的な傾斜磁場が使用される磁気共鳴撮像方法に関する。
【０００２】
この種類の磁気共鳴撮像方法は、米国特許第５，４９８，９６３号明細書から公知である。
【０００３】
公知の磁気共鳴撮像方法は、一時的な傾斜磁場中の非線形性を考慮に入れる。引用される米国特許明細書には、一時的な傾斜磁場中の非線形性により磁気共鳴信号から再構成される磁気共鳴画像中に歪みが生ずると記載されている。かかる歪みを打ち消すために、磁気共鳴信号の位相又は位相差が補正される。磁気共鳴画像中の歪みが公知の磁気共鳴撮像方法によって正確に補正されたとしても、量的な情報は磁気共鳴信号からは正確には導出され得ないことがわかっている。
【０００４】
本発明は、一時的な傾斜磁場中の非線形性にかかわらず磁気共鳴信号から量的な情報を正確に抽出することを可能とする磁気共鳴撮像方法を提供することを目的とする。特に、本発明は、正確な拡散、灌流、及び／又は流れの測定を実行することを可能とする方法を提供することを目的とする。
【０００５】
このために、本発明による磁気共鳴撮像方法に従って、磁気共鳴信号の信号振幅又は信号振幅から計算される量は、一時的な傾斜磁場の空間的な非線形性による逸脱について補正される。
【０００６】
一時的な傾斜磁場の空間的な非線形性は、これらの傾斜磁場の空間的な変動と関連がある。本願では傾斜磁場という用語は、磁界強度について空間的に傾斜を有する磁場を意味すると理解されるべきである。このような理想傾斜磁場の磁界強度は、空間中の１以上の方向上の位置に正確に線形に依存する。例えば、磁気共鳴信号の空間的なエンコードは、１以上の傾斜コイルによって印加される一時的な傾斜磁場のシーケンスに基づいて適用される。理想的には、印加された傾斜磁場の場合、１以上の方向上の磁界強度は当該の方向上の空間的位置に線形に依存する。特に、傾斜磁場を発生する傾斜コイルの制限により、磁界強度のより高次の（例えば２次及び３次の）空間依存性も生ずる。本発明によれば、磁気共鳴信号の位相及び位相差のみを補正する代わりに、磁気共鳴信号の信号振幅が補正される。従って、検査されるべき対象に関連し、信号振幅に含まれる量的な情報が、一次的な傾斜磁場の非線形性による乱れに関して正確に補正されることが達成される。信号振幅の補正に加え、磁気共鳴信号の位相及び位相差を一時的な傾斜磁場の非線形性について補正することも可能である。磁気共鳴信号中の正確に導出された量的な情報は、更に、歪みがかなりの程度防止された磁気共鳴画像中に再現されうる。本発明によれば、例えば流れの量、拡散の量、灌流の量等といった磁気共鳴信号から計算される量を、それ自体を傾斜磁場中の非線形性について補正することが可能である。傾斜磁場に対するこれらの量の依存性が既知であるため、かかる量自体の補正が可能である。例えば、補正は、当該の量の計算のために傾斜磁場の実際の局所的な値を用いて、即ち非線形性を考慮に入れて行われうる。
【０００７】
本発明の上述及び他の面については、従属項に記載される以下の実施例に基づいて詳述する。
【０００８】
本発明による非線形性についての補正は、望ましくは磁気共鳴撮像システムの制御に関するデータから瞬間的な一時的な磁場を計算することによって導出されることが望ましい。このデータは、特に１以上の傾斜コイルの励磁方法に関連する。傾斜コイルは、電流が傾斜コイルを通って導通されることにより傾斜磁場を発生する。一時的な傾斜磁場（傾斜パルスとも称される）を印加するために、一時的な電流パルスは傾斜コイルを通って導通される。実際に生成される傾斜磁場、従って理想傾斜からの逸脱は、傾斜コイルの幾何学形状及び電流パルスの時間プロファイルから計算されうる。例えば、計算は、Ｂｉｏｔ−Ｓａｖａｒｔの法則又はそのより複雑な変形に基づくものでありうる。
【０００９】
本発明による磁気共鳴撮像方法は、拡散重み付け磁気共鳴撮像方法に特に適している。例えば、２極性傾斜磁場対又は、同じ極性を有しリフォーカスパルスによって分離される一対の傾斜磁場は、検査されるべき患者の中での拡散のために磁気共鳴信号の所望の感度を達成するために使用される。拡散に関連する効果は、例えば核スピン又は磁気共鳴エコーの自由崩壊と比較して小さい。更に、特に拡散効果は実際に有効な傾斜磁場に強く依存する。仮定された正確に線形の傾斜磁場に対する傾斜磁場の小さい逸脱は、磁気共鳴信号から決定される拡散効果の値の比較的大きい逸脱を生じさせる。何らの手段も講じられなければ、逸脱、特に仮定された傾斜磁場に対する一時的な傾斜磁場中の非線形性は、測定される拡散効果の逸脱を生じさせる。信号振幅、又は、そこから計算される特に拡散、灌流、又は流れに関するといった量は、本発明による傾斜磁場中の非線形性について補正され、検査されるべき患者の中の拡散に関する正確な値は磁気共鳴信号から導出されうる。本発明による拡散重み付けされた磁気共鳴撮像方法では、しばしばｂパラメータとも称される拡散感度パラメータが補正されることが望ましい。
【００１０】
本発明による磁気共鳴撮像方法はまた、検査されるべき患者中の灌流現象について正しい値を得るための灌流磁気共鳴撮像方法のために有利に使用されうる。本発明による磁気共鳴撮像方法は、流れに感度にある磁気共鳴撮像方法のためにも有利に使用されうる。その場合、望ましくはＱフローとも称される流れ感度は本発明に従って補正される。従って、血液の流れ及び／又は他の体液、例えばＣＳＦに関する値は、磁気共鳴信号から正確に導出されうる。
【００１１】
本発明は、また、コンピュータプログラムに関連する。本発明によるコンピュータプログラムは、磁気共鳴信号を発生させる命令、一時的な傾斜磁場を印加する命令、一時的な傾斜磁場の空間的な非線形性による逸脱について磁気共鳴信号の信号振幅を補正する命令を含む。磁気共鳴撮像システムは、磁気共鳴撮像システムの種々の機能を実行するのに適したコンピュータを含む。本発明によるこのようなコンピュータプログラムが磁気共鳴撮像システムのコンピュータへロードされると、本発明による方法は、かかる磁気共鳴撮像システムによって実行されうる。例えば、コンピュータプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭディスクといった担体から磁気共鳴撮像システムのワーキングメモリへロードされうるが、本発明によるコンピュータプログラムをワールドワイドウェブといったネットワークを介してダウンロードすることも可能である。
［実施例］
本発明の上述の及び他の面について、例として、以下の説明及び添付の図面を参照して詳述する。
【００１２】
図１は、本発明が使用される磁気共鳴撮像システムを示す図である。磁気共鳴撮像システムは、安定した均一な磁場を発生する主コイル１０の系を含む。主コイルは、例えば、トンネル状の検査ゾーンを囲むよう構成される。検査されるべき患者はこのトンネル状の検査ゾーンに入れられる。磁気共鳴撮像システムはまた、多数の傾斜コイル１１、１２を含み、それにより、特に別々の方向の一時的な傾斜磁場の形の空間的な変化を有する磁場が、均一な磁場に重畳される。傾斜コイル１１、１２は可変電源ユニット２１に接続される。傾斜コイル１１、１２は、電源ユニット２１によって電流が与えられることにより励磁される。傾斜磁場の方向及び持続時間は電源ユニットを制御することにより制御される。磁気共鳴撮像システムは、夫々、ＲＦ励起パルスを発生させ、磁気共鳴信号を収集するための、送信及び受信コイル１３、１５を含む。ＲＦ励起パルスは、安定した磁界の中に存在する検査されるべき対象（又は検査されるべき患者）中で（核）スピンを励起させる。続いて、励起された（核）スピンの緩和が生じ、その結果、磁気共鳴信号が発せられる。磁気共鳴信号は、自由誘導崩壊（ＦＩＤ）信号でありうるが、磁気共鳴エコーを発生させることも可能である。特に、リフォーカスＲＦパルスを使用するとき、スピンエコー信号を発生することが可能である。また、一時的な傾斜磁場を印加することにより傾斜エコー信号を発生することが可能である。一時的な傾斜磁場の印加により、磁気共鳴信号の空間エンコードが行われる。
【００１３】
送信コイル１３は、望ましくは検査されるべき対象（の一部）を囲みうる全身コイル１３として構成されることが望ましい。全身コイルは通常は磁気共鳴撮像システム中に、検査されるべき患者３０が、磁気共鳴撮像システムの中に入れられると全身コイル１３の中に配置されるよう配置される。全身コイル１３は、ＲＦ励起パルス及びＲＦリフォーカスパルスを送信する送信アンテナとして作用する。全身コイル１３は、望ましくは送信されるＲＦパルスの空間的に均一な強度分布を与えることが望ましい。通常は、同じコイル又はアンテナが交互に送信コイル及び受信コイルとして使用される。更に、送信及び受信コイルは、通常はコイルとして構成されるが、送信及び受信コイルがＲＦ電磁信号のための送信及び受信アンテナとして作用する他の幾何学形状も可能である。送信及び受信コイル１３は、電子送受信回路１５に接続される。
【００１４】
しかしながら、別々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うる。このような表面コイルは、比較的小さい体積で高い感度を有する。表面コイルといった送信コイルは復調器２４に接続され、受信される磁気共鳴信号（ＲＦＳ）は復調器２４によって復調される。復調される磁気共鳴信号（ＤＭＳ）は再構成ユニットに印加される。受信コイルは前置増幅器２３に接続される。前置増幅器２３は、受信コイルによって受信されるＲＦ共鳴信号（ＲＦＳ）を増幅し、増幅されたＲＦ共鳴信号は復調器２４に印加される。復調器２４は増幅されたＲＦ共鳴信号を復調する。復調された共鳴信号は撮像されるべき対象の部分の中の局所的なスピン密度に関する実際の情報を含む。更に、送受信回路１５は復調器２２に接続される。復調器２２及び送受信回路１５は、ＲＦ励起及びリフォーカスパルスを送信するよう送信コイル１３を作動する。再構成ユニットは復調された磁気共鳴信号（ＤＭＳ）から１以上の画像信号を導出し、かかる画像信号は検査されるべき対象の撮像される部分の画像情報を表わす。実際は、再構成ユニット２５は、望ましくは、撮像されるべき対象の部分の画像情報を表わす画像信号を復調された磁気共鳴信号から導出するようプログラムされるディジタル画像処理ユニット２５として構成される。再構成ユニットの出力における信号は、３次元密度分布又は立体情報がモニタ上に表示されうるようモニタ２６に印加される。或いは、更なる処理を待つ間、再構成ユニットからの信号をバッファユニット２７に格納することが可能である。
【００１５】
特に信号振幅であるが位相及び位相差でもありうる磁気共鳴信号の傾斜磁場の非線形性についての補正は、補正ユニット２９によって行われる。解析ユニット２８は、傾斜コイル並びに送信及び受信コイルの作動の方法からの補正に必要な非線形性の補正を計算する。このために、解析ユニット２８は、種々のコイルの作動に関する必要なデータを得るために制御ユニット２０に結合される。解析ユニット２８及び補正ユニット２９及び再構成ユニットは、望ましくは現在の磁気共鳴撮像システム中のソフトウエアとして実施される。
【００１６】
図２は、本発明を拡散感度磁気パルスシーケンスについて示す図である。図２は、拡散感度磁気共鳴信号を発生させる磁気パルスシーケンスを示す。パルスシーケンスは、拡散感度を与える準備セクション（Ｐｒ）を含み、この部分に続いてイメージングセクション（Ｉｍ）がある。イメージングセクションは、望ましくはＥＰＩ又はＴＦＥといった高速磁気共鳴パルスシーケンスに関連する。ｋ空間が螺旋状の軌跡に対して放射状に又は螺旋状の軌跡に沿ってサンプリングされる方法もまた有利に使用されうる。安定した磁場中のスピンは、９０°ＲＦ励起パルス（ＲＦＥ）によって励起される。更に、シーケンスは２つの傾斜ローブ（ｌｏｂｅ）部即ち傾斜パルス（ＧＬ１及びＧＬ２）を含み、その間に１８０°リフォーカスパルス（ＲＦＰ）が印加される。ディフェージング傾斜磁場及びリフェージング傾斜磁場も印加される。例えばこのような傾斜ローブＧＬ１を通る磁場Ｂ（ｚ）は、例えばｚ軸上の位置に依存して正確な線形性から逸脱する。線形に増加する磁場強度の逸脱ΔＢは、図２の円内に示される。生成される磁気共鳴信号Ｓは、正確に線形に増加する磁場強度の場合は信号の振幅及び位相に対する信号振幅ΔＳ及び位相逸脱Δφに関して逸脱を示す。補正ユニット２９は、これらの逸脱について、特に、逸脱ΔＳについて、正しい拡散値が磁気共鳴画像中に再現されるよう補正を行う。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明が使用される磁気共鳴撮像システムを示す図である。
【図２】
本発明を拡散感度磁気パルスシーケンスについて示す。
【国際公開パンフレット】
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2004513720.tif 000011
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【国際調査報告】
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