(57)【要約】  本発明は、撮像区域１１０で主磁場を発生させるための磁石１０４と、勾配コイルシステム１１０、１１２とを備える磁気共鳴撮像システム１００を提供する。勾配コイルシステムは、１組の非遮蔽勾配コイル１１０を備える。磁気共鳴撮像システムが、磁気共鳴撮像システムを制御するためのプロセッサ１３０を更に備える。メモリに記憶されている命令の実行により、プロセッサが、ゼロエコー時間パルスシーケンスを使用して、撮像区域内のボリューム１０９から撮像磁気共鳴データ１５２を獲得し２００、３０４；撮像磁気共鳴データを使用して３次元画像１５６を再構成し２０２、３０６；撮像区域内に被験者がいない状態で獲得されている較正画像を３次元画像から差し引き；３次元画像を２次元平面上に投影することによって、３次元画像をディスプレイ上にレンダリングする。
2017500995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像区域内の主磁場を発生させるための磁石と、
前記撮像区域内の勾配磁場を発生させるための勾配コイルシステムであって、前記勾配磁場を発生させる１組の非遮蔽勾配コイルを備える勾配コイルシステムと、
マシン実行可能な命令及びパルスシーケンスデータを記憶するためのメモリであって、前記パルスシーケンスデータが、ゼロエコー時間磁気共鳴撮像法を記述するメモリと、
磁気共鳴データの獲得を活性化するために操作可能な単一制御要素を有するユーザインターフェースと、
磁気共鳴撮像システムを制御するためのプロセッサとを備える、磁気共鳴撮像システムであって、
前記命令の実行により、前記プロセッサが、
前記ゼロエコー時間パルスシーケンスデータを使用して、前記撮像区域内のボリュームから撮像磁気共鳴データを獲得し、
前記撮像磁気共鳴データを使用して３次元画像を再構成し、及び、
前記３次元画像の少なくとも一部分をディスプレイ上にレンダリングし、ここで、前記３次元画像の前記部分が、前記３次元画像を少なくとも１つの２次元平面上に投影することによってレンダリングされ、
前記命令の実行により、前記プロセッサが更に、
前記ゼロエコー時間パルスシーケンスを使用して、前記撮像区域内の前記ボリュームから較正磁気共鳴データを獲得し、ここで、前記磁気共鳴撮像システムが、前記撮像区域内に被験者がいない状態で前記較正磁気共鳴データを獲得し、
前記較正磁気共鳴データを使用して前記較正画像を再構成し、及び、
前記３次元画像の前記少なくとも一部分を前記ディスプレイ上にレンダリングする前に、前記３次元画像から前記較正画像を差し引く又は畳み込む、
磁気共鳴撮像システム。
【請求項２】
前記ユーザインターフェースが、前記ボリュームを縮小又は拡大するために前記勾配磁場を調節するための視野セレクタを更に備える、請求項１に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項３】
前記プロセッサが、前記撮像磁気共鳴データを獲得する前又は後に、前記較正磁気共鳴データを獲得する、請求項１に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項４】
前記磁石が、前記撮像区域内への被験者の胸部を支持する、請求項１乃至３の何れか一項に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項５】
前記磁石が、前記撮像区域内への手足の一部分を支持する、請求項１乃至３の何れか一項に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項６】
前記磁石が、穴を有する円筒形磁石であり、前記穴が、２５ｃｍ以下の直径を有する、又は１５ｃｍ以下の直径を有する、請求項１乃至３の何れか一項に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項７】
勾配コイルシステムが、前記１組の非遮蔽勾配コイルに電流を供給するための勾配コイル電源を備え、前記非遮蔽勾配コイルのスルーレートが、１０Ｔ／ｍ／ｓ未満又は１Ｔ／ｍ／ｓ未満であり、前記勾配コイル電源の出力要件が、１０ｋＶＡ未満又は５ｋＶＡ未満である、請求項１乃至６の何れか一項に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項８】
前記磁石が、０．５テスラ以下、１テスラ以下、及び１．５テスラ以下のうちの何れかの磁場強度を有する主磁場を前記撮像区域内で発生させる、請求項１乃至７の何れか一項に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項９】
前記ユーザインターフェースが、前記３次元画像のスライスを選択して前記ディスプレイ上にレンダリングする、請求項１乃至８の何れか一項に記載の磁気共鳴撮像システム。
【請求項１０】
ゼロエコー時間パルスシーケンスデータにより、前記プロセッサが、
ラジアルセンターアウトｋ空間符号化のために、前記勾配コイルシステムを使用して一連の一定の勾配磁場を発生させ、
前記一連の一定の勾配磁場それぞれに対応するブロック高周波パルスを発生させ、
前記ブロック高周波パルス後に、前記撮像磁気共鳴データの一部を測定する、
請求項１乃至９の何れか一項に記載の磁気共鳴撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴撮像に関し、特にゼロエコー時間パルスシーケンスに関する。
【背景技術】
【０００２】
胸部Ｘ線は、典型的には、活動性結核の診断に使用される。インド等の発展途上国では、結核の恐れがある人々が、１年に数回、肺にＸ線照射を受けることがある。しかし、Ｘ線被曝は、人の癌発生の可能性を高める。
【０００３】
いわゆるゼロエコー時間又は超短エコー時間パルスシーケンスを使用する骨の撮像が知られている。雑誌論文のWeiger et. al., “MRI with Zero Echo Time: Hard versus Sweep Pulse Excitation,” Magn Reson Med. 2011 Aug;66(2):379-89, doi: 10.1002/mrm.22799及びWieger et. al., “High-resolution ZTE imaging of human teeth,” NMR Biomed. 2012, v. 25, pp. 1144-1151, DOI: 10.1002/nbm.2783が、ゼロエコー時間パルス技法の幾つかの適用例を開示している。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、独立請求項における、磁気共鳴撮像システム及びユーザインターフェースを提供する。幾つかの実施形態は、従属請求項で与えられている。
【０００５】
当業者には理解されるように、本発明の態様は、装置、方法又はコンピュータプログラムプロダクトとして具体化され得る。従って、本発明の態様は、全面的にハードウェア実施形態、全面的にソフトウェア実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコード等を含む）又は本明細書において全て一般的に「回路」、「モジュール」若しくは「システム」と称され得るソフトウェア及びハードウェア態様を組み合わせた実施形態の形態をとり得る。更に、本発明の態様は、それ上で具体化されたコンピュータ実行可能コードを有する１つ又は複数のコンピュータ可読媒体において具体化されたコンピュータプログラムプロダクトの形態をとり得る。
【０００６】
１つ又は複数のコンピュータ可読媒体の任意の組み合わせが利用されてもよい。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読信号媒体又はコンピュータ可読ストレージ媒体でもよい。本明細書で使用される「コンピュータ可読ストレージ媒体」は、コンピューティングデバイスのプロセッサによって実行可能な命令を保存することができる任意の有形ストレージ媒体を包含する。コンピュータ可読ストレージ媒体は、コンピュータ可読非一時的ストレージ媒体と称される場合もある。コンピュータ可読ストレージ媒体はまた、有形コンピュータ可読媒体と称される場合もある。一部の実施形態では、コンピュータ可読ストレージ媒体はまた、コンピューティングデバイスのプロセッサによってアクセスされることが可能なデータを保存可能であってもよい。コンピュータ可読ストレージ媒体の例は、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気ハードディスクドライブ、半導体ハードディスク、フラッシュメモリ、ＵＳＢサムドライブ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、光ディスク、磁気光学ディスク、及びプロセッサのレジスタファイルを含むが、これらに限定されない。光ディスクの例は、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＷ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、又はＤＶＤ−Ｒディスクといったコンパクトディスク（ＣＤ）及びデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）を含む。コンピュータ可読ストレージ媒体という用語は、ネットワーク又は通信リンクを介してコンピュータデバイスによってアクセスされることが可能な様々な種類の記録媒体も指す。例えば、データは、モデムによって、インターネットによって、又はローカルエリアネットワークによって読み出されてもよい。コンピュータ可読媒体上で具体化されたコンピュータ実行可能コードは、限定されることはないが、無線、有線、光ファイバケーブル、ＲＦ等を含む任意の適切な媒体、又は上記の任意の適切な組み合わせを用いて送信されてもよい。
【０００７】
コンピュータ可読信号媒体は、例えばベースバンドにおいて又は搬送波の一部として内部で具体化されたコンピュータ実行可能コードを備えた伝搬データ信号を含んでもよい。このような伝搬信号は、限定されることはないが電磁気、光学的、又はそれらの任意の適切な組み合わせを含む様々な形態の何れかをとり得る。コンピュータ可読信号媒体は、コンピュータ可読ストレージ媒体ではない及び命令実行システム、装置、又はデバイスによって又はそれと関連して使用する為のプログラムを通信、伝搬、又は輸送できる任意のコンピュータ可読媒体でもよい。
【０００８】
「コンピュータメモリ」又は「メモリ」は、コンピュータ可読ストレージ媒体の一例である。コンピュータメモリは、プロセッサに直接アクセス可能な任意のメモリである。「コンピュータストレージ」又は「ストレージ」は、コンピュータ可読ストレージ媒体の更なる一例である。コンピュータストレージは、任意の不揮発性コンピュータ可読ストレージ媒体である。一部の実施形態では、コンピュータストレージは、コンピュータメモリであってもよい又はその逆でもよい。
【０００９】
本明細書で使用される「プロセッサ」は、プログラム、マシン実行可能命令、又はコンピュータ実行可能コードを実行可能な電子コンポーネントを包含する。「プロセッサ」を含むコンピューティングデバイスへの言及は、場合により、２つ以上のプロセッサ又は処理コアを含むと解釈されるべきである。プロセッサは、例えば、マルチコアプロセッサである。プロセッサは、また、単一のコンピュータシステム内の、又は複数のコンピュータシステムの中へ分配されたプロセッサの称号帯も指す。コンピュータデバイスとの用語は、各々が一つ又は複数のプロセッサを有するコンピュータデバイスの集合体又はネットワークを指してもよいと理解されるべきである。コンピュータ実行可能コードは、同一のコンピュータデバイス内の、又は複数のコンピュータデバイス間に分配された複数のプロセッサによって実行される。
【００１０】
コンピュータ実行可能コードは、本発明の態様をプロセッサに行わせるマシン実行可能命令又はプログラムを含んでもよい。本発明の態様に関する動作を実施する為のコンピュータ実行可能コードは、Java（登録商標）、Smalltalk、又はC++等のオブジェクト指向プログラミング言語及び「Ｃ」プログラミング言語又は類似のプログラミング言語等の従来の手続きプログラミング言語を含む１つ又は複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで書かれてもよい及びマシン実行可能命令にコンパイルされてもよい。場合によっては、コンピュータ実行可能コードは、高水準言語の形態又は事前コンパイル形態でもよい及び臨機応変にマシン実行可能命令を生成するインタプリタと共に使用されてもよい。
【００１１】
コンピュータ実行可能コードは、完全にユーザのコンピュータ上で、部分的にユーザのコンピュータ上で、スタンドアローンソフトウェアパッケージとして、部分的にユーザのコンピュータ上で及び部分的にリモートコンピュータ上で、又は完全にリモートコンピュータ若しくはサーバ上で実行することができる。後者の場合、リモートコンピュータは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）若しくは広域ネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意の種類のネットワークを通してユーザのコンピュータに接続されてもよい、又はこの接続は外部コンピュータに対して（例えば、インターネットサービスプロバイダを使用したインターネットを通して）行われてもよい。
【００１２】
本発明の態様は、本発明の実施形態による方法、装置（システム）及びコンピュータプログラムプロダクトのフローチャート、図及び／又はブロック図を参照して説明される。フローチャート、図、及び／又はブロック図の各ブロック又は複数のブロックの一部は、適用できる場合、コンピュータ実行可能コードの形態のコンピュータプログラム命令によって実施され得ることが理解されよう。相互排他的でなければ、異なるフローチャート、図、及び／又はブロック図におけるブロックの組み合わせが組み合わせられてもよいことが更に理解される。これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ又は他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサを介して実行する命令がフローチャート及び／又はブロック図の１つ又は複数のブロックにおいて指定された機能／行為を実施する為の手段を生じさせるようにマシンを作る為に、汎用コンピュータ、特定用途コンピュータ、又は他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサへと提供されてもよい。
【００１３】
これらのコンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ可読媒体に保存された命令がフローチャート及び／又はブロック図の１つ又は複数のブロックにおいて指定された機能／行為を実施する命令を含む製品を作るように、コンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置、又は他のデバイスにある特定の方法で機能するように命令することができるコンピュータ可読媒体に保存されてもよい。
【００１４】
コンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ又は他のプログラム可能装置上で実行する命令がフローチャート及び／又はブロック図の１つ又は複数のブロックにおいて指定された機能／行為を実施する為のプロセスを提供するように、一連の動作ステップがコンピュータ、他のプログラム可能装置又は他のデバイス上で行われるようにすることにより、コンピュータ実施プロセスを生じさせる為に、コンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置、又は他のデバイス上にロードされてもよい。
【００１５】
本明細書で使用される「ユーザインタフェース」は、ユーザ又はオペレータがコンピュータ又はコンピュータシステムとインタラクトすることを可能にするインタフェースである。「ユーザインタフェース」は、「ヒューマンインタフェースデバイス」と称される場合もある。ユーザインタフェースは、情報若しくはデータをオペレータに提供することができる及び／又は情報若しくはデータをオペレータから受信することができる。ユーザインタフェースは、オペレータからの入力がコンピュータによって受信されることを可能にしてもよい及びコンピュータからユーザへ出力を提供してもよい。つまり、ユーザインタフェースはオペレータがコンピュータを制御する又は操作することを可能にしてもよい、及びインタフェースはコンピュータがオペレータの制御又は操作の結果を示すことを可能にしてもよい。ディスプレイ又はグラフィカルユーザインタフェース上のデータ又は情報の表示は、情報をオペレータに提供する一例である。キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッド、指示棒、グラフィックタブレット、ジョイスティック、ゲームパッド、ウェブコム、ヘッドセット、ギアスティック、ステアリングホイール、ペダル、有線グローブ、ダンスパッド、リモコン、及び加速度計を介したデータの受信は、オペレータから情報又はデータの受信を可能にするユーザインタフェース要素の全例である。
【００１６】
本明細書で使用される「ハードウェアインタフェース」は、コンピュータシステムのプロセッサが外部コンピューティングデバイス及び／又は装置とインタラクトする及び／又はそれを制御することを可能にするインタフェースを包含する。ハードウェアインタフェースは、プロセッサが外部コンピューティングデバイス及び／又は装置へ制御信号又は命令を送ることを可能にしてもよい。ハードウェアインタフェースはまた、プロセッサが外部コンピューティングデバイス及び／又は装置とデータを交換することを可能にしてもよい。ハードウェアインタフェースの例は、ユニバーサルシリアルバス、ＩＥＥＥ１３９４ポート、パラレルポート、ＩＥＥＥ１２８４ポート、シリアルポート、ＲＳ−２３２ポート、ＩＥＥＥ４８８ポート、ブルートゥース（登録商標）接続、無線ＬＡＮ接続、ＴＣＰ／ＩＰ接続、イーサネット（登録商標）接続、制御電圧インタフェース、ＭＩＤＩインタフェース、アナログ入力インタフェース、及びデジタル入力インタフェースを含むが、これらに限定されない。
【００１７】
本明細書で使用される「ディスプレイ」又は「ディスプレイデバイス」は、画像又はデータを表示する為に構成された出力デバイス又はユーザインタフェースを包含する。ディスプレイは、視覚、音声、及び／又は触覚データを出力してもよい。ディスプレイの例は、コンピュータモニタ、テレビスクリーン、タッチスクリーン、触覚電子ディスプレイ、点字スクリーン、陰極線管（ＣＲＴ）、蓄積管、双安定ディスプレイ、電子ペーパー、ベクターディスプレイ、平面パネルディスプレイ、真空蛍光ディスプレイ（ＶＦ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、エレクトロルミネッセントディスプレイ（ＥＬＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオードディスプレイ（ＯＬＥＤ）、プロジェクタ、及びヘッドマウントディスプレイを含むが、これらに限定されない。
【００１８】
磁気共鳴（ＭＲ）データは、本明細書においては、磁気共鳴イメージングスキャン中に磁気共鳴装置のアンテナによって原子スピンにより発せられた無線周波数信号の記録された測定結果として定義される。磁気共鳴データは、医療画像データの一例である。磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）画像は、本明細書においては、磁気共鳴イメージングデータ内に含まれる解剖学的データの復元された２次元又は３次元視覚化として定義される。この視覚化は、コンピュータを使用して行うことができる。
【００１９】
一態様では、本発明は、請求項１で定義される磁気共鳴撮像システムを提供する。本発明は、投影Ｘ線撮像装置と同様に非常に単純な様式で機能する磁気共鳴検査システムを提供することを目的とする。本発明は、これを、様々な特徴の複合的な技術的効果によって実現する。即ち、非遮蔽勾配コイルの使用が、安価な構成を可能にする。ＺＴＥ獲得シーケンスは、硬組織タイプに関する感度を、磁気共鳴信号の同時ボリューム獲得と組み合わせる。再構成された３Ｄ画像の２次元平面上への投影は平均化を伴い、この平均化は、符号化勾配磁場を発生させるために非遮蔽勾配コイルを使用する場合でさえ、良好な診断画像品質を実現する。更に、磁気共鳴撮像データの獲得を活性化するため操作可能な単一制御要素が提供される。この単一制御要素は、ＺＴＥ獲得シーケンスの使用と共同し、これは、ユーザ側での設定を必要としない。磁気共鳴撮像システムは、撮像区域内で主磁場を発生させるための磁石を備える。更に、磁気共鳴撮像システムは、撮像区域内で勾配磁場を発生させるための勾配コイルシステムを備える。勾配コイルシステムは、勾配磁場を発生させるように動作可能な１組の非遮蔽勾配コイルを備える。１組の非遮蔽勾配コイルは、ｘ、ｙ、及びｚ方向で勾配を生成するための勾配コイルでよい。これはまた、直交する３組の勾配磁場を生成するための勾配コイルと理解され得る。
【００２０】
遮蔽勾配コイルは、磁石又は磁石のクライオスタットの内部での勾配フリンジ磁場を減少するための追加の巻線を有する勾配コイルである。例えば、米国特許第５，２９６，８１０号は、遮蔽勾配コイルの１タイプを述べている。
【００２１】
非遮蔽勾配コイルは、これらの追加の巻線がない勾配コイルであり、磁石又はクライオスタット内部の磁場を減少させる。磁気共鳴撮像システムは、マシン実行可能命令及びパルスシーケンスデータを記憶するためのメモリを更に備える。パルスシーケンスデータは、ゼロエコー時間磁気共鳴撮像法を記述する。パルスシーケンスは、ゼロエコー時間磁気共鳴撮像法を実施するように磁気共鳴撮像システムを制御するための命令、又はそのような命令を生み出すために使用され得るデータ若しくは情報を含む。更に、磁気共鳴撮像システムは、磁気共鳴撮像システムを制御するためのプロセッサを備える。命令の実行により、プロセッサは、ゼロエコー時間パルスシーケンスデータを使用して、撮像区域内のボリュームから撮像磁気共鳴データを獲得する。ボリュームは、視野と呼ばれることもある。更に、命令の実行により、プロセッサは、撮像磁気共鳴データを使用して３次元画像を再構成する。更に、命令の実行により、プロセッサは、３次元画像の少なくとも一部分をディスプレイ上にレンダリングする。
【００２２】
非遮蔽勾配コイルの使用が、磁気共鳴撮像システムをより安価に構成することを可能にするので、この実施形態は有益であり得る。遮蔽勾配コイルの使用が、現代の磁気共鳴撮像機器で標準的なものである。遮蔽勾配コイルの使用は、被験者のスライスによって、又は被験者体内の特定の領域において磁気共鳴データを獲得するパラダイムにも重要である。ゼロエコー時間パルスシーケンスは、全ボリュームに関するデータを同時に獲得する。
【００２３】
幾つかの例では、ディスプレイは、モニタ又は他のディスプレイ等、磁気共鳴撮像システムの一部分又は一部でよい。他の例では、ディスプレイは、別個の物体にあるディスプレイである。例えば、ディスプレイのためにタブレットコンピュータ又は移動電話が使用され得る。幾つかの例では、磁気共鳴撮像システムを表示及び／又は制御するための、タブレット又は移動電話デバイスにインストールされたアプリケーションがあり得る。また、ディスプレイ上への３次元画像のレンダリングがＸ線の代わりに使用され得るので、上記の実施形態は有益であり得る。非遮蔽勾配コイルは現代の磁気共鳴撮像プロトコルに適していないので、非遮蔽勾配コイルを使用することは当業者には自明でないことがある。
【００２４】
別の実施形態では、３次元データは、少なくとも１つの２次元平面上に３次元画像を投影することによってレンダリングされる。３次元画像の投影がＸ線と同様に使用され得るので、この実施形態は有益であり得る。これは、個人が被曝される放射線の量を減少するという利益を有する。また、２次元平面上への３次元画像の投影は、良好な信号対雑音の利益を有する。画像での平均化効果があり、これは、非遮蔽勾配コイルを使用する場合でさえ良好な画像品質を実現する。３次元画像は、２つ以上の平面上に投影され得る。異なる平面での投影を行うために単一のデータ獲得結果が使用され得るので、これは通常のＸ線に比べて有益である。２つ以上の２次元平面を同時に表示することも有益であり得る。例えば、互いに直交する平面が表示され得る。
【００２５】
別の実施形態では、磁気共鳴撮像システムは、磁気共鳴データの獲得を活性化するために操作可能な単一制御要素を有するユーザインターフェースを備える。単一制御要素は、例えば、磁気共鳴撮像システムの表面上のボタン又は他の制御機能でよい。また、単一制御要素は、ディスプレイ上に表示されるグラフィカルユーザインターフェース内の制御要素又は制御機能でもよい。ゼロエコー時間パルスシーケンスの使用がユーザ側での設定を必要としないので、この実施形態は有益である。例えば、比較的熟練していない個人が、撮像区域内に被験者を入れ、次いで単純に磁気共鳴撮像システムを作動させて、撮像磁気共鳴データを獲得することができる。これは、例えば、医師又は熟練した技師が常駐していない僻地の病院で有用であり得る。
【００２６】
別の実施形態では、ユーザインターフェースは、視野を縮小又は拡大するために勾配磁場を調節するための視野セレクタを更に備える。単純なクロッピング又は撮像処理技法によって、表示される視野を変えることが可能である。非遮蔽勾配コイルによって生成される勾配を調節することによって、視野を調節することも可能である。これは、非遮蔽勾配コイルによって発生される勾配磁場の持続時間を変えることによって、又は非遮蔽勾配コイルによって発生される磁場の振幅を変えることによって達成され得る。
【００２７】
ビューセレクタは、例えば、所定数の勾配設定の中から選択するためのマシン的セレクタでよく、又は別の例では、ビューセレクタは、グラフィカルユーザインターフェース上のセレクタでよい。
【００２８】
別の実施形態では、命令の実行により、プロセッサは更に、ディスプレイ上の３次元画像の少なくとも一部分をレンダリングする前に、３次元画像から較正画像を差し引く又は畳み込む。幾つかの例では、ゼロエコー時間パルスシーケンスを使用して、磁気共鳴撮像システムを構成するために使用されるプラスチック又は他の材料が磁気共鳴撮像システム上に撮像され得る。ここで、較正画像は、磁気共鳴撮像システム内部に被験者がいない状態で獲得された、磁気共鳴撮像システムを用いて獲得された画像を包含する。これは、３次元画像からアーチファクトを除去する単純で容易な態様であり得る。これは、画像内への折返し(folding)がある場合に特に該当し得る。
【００２９】
別の実施形態では、命令の実行により、プロセッサは更に、ゼロエコー時間パルスシーケンスを使用して、撮像区域内のボリュームから較正磁気共鳴データを獲得する。磁気共鳴撮像システムは、撮像区域内に被験者がいない状態で較正磁気共鳴データを獲得するように動作可能である。更に、命令の実行により、プロセッサは、較正磁気共鳴データを使用して較正画像を再構成する。これは、例えば、３次元画像が再構成されるのと同じ方法によって達成され得る。
【００３０】
別の実施形態では、プロセッサは、撮像磁気共鳴データを獲得する前又は後に、較正磁気共鳴データを獲得するように動作可能である。例えば、被験者が撮像され、その後、画像内にアーチファクトが存在することに操作者が気付いた状況では、被験者が既に撮像された後に較正を行うことが可能である。従って、本質的に、この較正は、撮像磁気共鳴データが獲得される前又は後に実施され得る。
【００３１】
別の実施形態では、磁石は、撮像区域内への被験者の胸部を支持するように動作可能である。磁気共鳴撮像システムが被験者の肺のＸ線撮影の代わりに使用され得るので、この実施形態は有益であり得る。これは、例えば、結核又は他の肺感染症の検出を試みる際に有用であり得る。従来のＸ線マシンと比較して、被験者は、あまり放射線に被曝されない。従来の磁気共鳴撮像システムと比較して、この実施形態の磁気共鳴撮像システムは、遮蔽勾配コイルの代わりに非遮蔽勾配コイルが使用されるので、構成にあまりコストがかからない。
【００３２】
別の実施形態では、磁石は、撮像区域内への手足の一部分を支持するように動作可能である。例えば、腕、脚、又は他の手足が磁石内に配置され得て、従来のＸ線の代わりに、ディスプレイ上への３次元画像の少なくとも一部分のレンダリングが使用され得るので、この実施形態は有益であり得る。
【００３３】
別の実施形態では、磁石は、穴を有する円筒形磁石である。撮像区域は穴の内部にある。穴は、一例では直径が２５ｃｍ未満である。別の例では、穴は、１５ｃｍ以下の直径を有する。果物や製造物等、他の物体が磁気共鳴撮像システム内に配置されて検査され得るので、この実施形態は有益であり得る。非遮蔽勾配コイルと組み合わせた小さな穴の使用は、磁気共鳴撮像システムが、通常の磁気共鳴撮像システムと比較して非常に安価に構成され得ることを意味する。
【００３４】
別の実施形態では、勾配コイルシステムは、１組の非遮蔽勾配コイルに電流を供給するための勾配コイル電源を備える。非遮蔽勾配コイルのスルーレートは、一例では、１０Ｔｍ／ｓ未満又は１Ｔｍ／ｓ未満である。スルーレートが１０Ｔｍ／ｓ以下であるときの勾配コイル電源の出力要件は、１０ｋＶＡ以下である。電源のスルーレートが１Ｔｍ／ｓ以下である別の例では、電源要件は５ｋＶＡである。従来技術の磁気共鳴撮像システムと比較してあまり高出力でない電源の使用は、電源がより安価であることを意味するので、この実施形態は有益であり得る。更に、磁気共鳴撮像システムは、電力供給が比較的乏しい地域で使用され得る。例えば、あまり信頼性の高くない配電網しかない発展途上国である。
【００３５】
別の実施形態では、磁石は、０．５テスラ以下、１テスラ以下、及び１．５テスラ以下のうちの何れかの磁場強度で撮像区域内に主磁場を発生させるように動作可能である。これらの磁場の使用は有利であり得る。なぜなら、磁場が減少するにつれて画像内の信号対雑音比が悪化するが、データを２次元画面上に投影する技法は、医師又は他の操作者が画像を適正に解釈することを可能にする依然として比較的大きい信号対雑音であることを意味するからである。
【００３６】
別の実施形態では、ユーザインターフェースは、３次元データのスライスを選択してディスプレイ上にレンダリングするように動作可能である。
【００３７】
医療提供者がより詳細に被験者の特定の領域を観察することを可能にし得るので、この実施形態は有益であり得る。これは、従来のＸ線マシンによっては可能でない。
【００３８】
別の実施形態では、ゼロエコー時間パルスシーケンスデータにより、プロセッサは、ラジアルセンターアウトｋ空間符号化のために、勾配コイルシステムを使用して一連の一定の勾配磁場を発生させる。命令の実行により、プロセッサは更に、一連の一定の勾配磁場それぞれに対応するブロック高周波パルスを発生させる。幾つかの例では、一連の一定の勾配磁場それぞれに対応する高周波パルスは、一連の一定の勾配磁場それぞれの一部分において高周波パルスが実施されることを意味することがある。命令の実行により、プロセッサは更に、ブロック高周波パルス後に、撮像磁気共鳴データの一部を測定する。
【００３９】
別の態様では、本発明は、磁気共鳴データの獲得を活性化するために操作可能な単一制御要素を有する、磁気共鳴撮像システム用のユーザインターフェースを提供する。この例では、ユーザインターフェースが磁気共鳴撮像システムの上述の機構に接続され得て、磁気共鳴撮像システムが適切に機能することを可能にする。
【００４０】
本発明の上述した実施形態の１つ又は複数は、相互に排他的でない限り組み合わされ得ることを理解されたい。
【００４１】
本発明の以下の好ましい実施形態では、単に例として、図面を参照して述べる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】磁気共鳴撮像システムの一例を示す図である。
【図２】図１の磁気共鳴撮像システムを動作させる方法の一例に関する流れ図である。
【図３】図１の磁気共鳴撮像システムを動作させる方法の更なる例に関する流れ図である。
【図４】ゼロエコー時間パルスシーケンスの一例を示す図である。
【図５】最適な骨スキャン及び最適な肺スキャンに関するＢ０の関数としての全身ＳＡＲのプロットを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
これらの図中で同様の符号を付された要素は、等価な要素であるか、又は同じ機能を行う。前に論じられている要素は、機能が等価である場合には、後の図では必ずしも論じない。
【００４４】
図１は、本発明の一実施形態による磁気共鳴撮像システム１００の一例を示す。磁気共鳴撮像システム１００は、磁石１０４を備える。磁石１０４は、超伝導性の円筒型の磁石１０４であり、磁石１０４を通る穴１０６を有する。異なるタイプの磁石の使用も可能であり、例えばスプリット型円筒形磁石及びいわゆる開放型磁石を使用することも可能である。スプリット型円筒形磁石は、磁石の等方平面へのアクセスを可能にするようにクライオスタットが２つの区域に分割されていること以外は標準的な円筒形磁石と同様であり、そのような磁石は、例えば荷電粒子ビーム療法と共に使用され得る。開放型磁石は、間に空間を挟んで上下に並んだ２つの磁石区域を有し、この空間は、被験者を受け入れるのに十分に大きい：２つの区域の構成は、ヘルムホルツコイルの構成と同様である。開放型磁石は、被験者がそれほど閉じ込められないので好まれている。円筒形磁石のクライオスタットの内部には、超伝導コイルの集合がある。円筒形磁石１０４の穴１０６の内部には撮像区域１０８があり、撮像区域１０８では、磁場が、磁気共鳴撮像を行うのに十分に強く均一である。
【００４５】
撮像区域の内部には視野１０９があり、その視野１０９から磁気共鳴データが収集される。データは、ｋ空間で収集され、次いで、フーリエ変換を使用して画像空間に変換される。従って、収集されたｋ空間データは、視野の外側の領域も表す。
【００４６】
磁石の穴１０６の内部には、１組の磁場勾配コイル１１０もあり、この１組の磁場勾配コイル１１０は、磁気共鳴データの獲得に使用されて、磁石１０４の撮像区域１０８内部での磁気スピンを空間的に符号化する。磁場勾配コイルは、非遮蔽磁場勾配コイルである。磁場勾配コイル１１０は、磁場勾配コイル電源１１２に接続される。磁場勾配コイル１１０は、代表例として意図されている。典型的には、磁場勾配コイル１１０は、３つの直交空間方向で空間的に符号化するための個別の３組のコイルを含む。磁場勾配電源は、磁場勾配コイルに電流を供給する。磁場勾配コイル１１０に供給される電流は、時間の関数として制御され、傾斜又はパルスされてよい。
【００４７】
撮像区域１０８に高周波コイル１１４が隣接しており、高周波コイル１１４は、撮像区域１０８内部の磁気スピンの向きを操作し、やはり撮像区域１０８内部のスピンからの無線送信を受信するためのものである。高周波アンテナは、複数のコイル要素を含んでいてよい。高周波アンテナは、チャネル又はアンテナとも呼ばれることがある。高周波コイル１１４は、高周波送受信機１１６に接続される。高周波コイル１１４と高周波送受信機１１６とは、個別の送信及び受信コイルと個別の送信機及び受信機とによって置き換えられてもよい。高周波コイル１１４及び高周波送受信機１１６は代表例であることを理解されたい。高周波コイル１１４は、専用の送信アンテナ及び専用の受信アンテナも表すものと意図される。同様に、送受信機１１６は、個別の送信機及び受信機も表すことがある。高周波コイル１１４は、複数の受信／送信要素を有していてもよく、高周波送受信機１１６は、複数の受信／送信チャネルを有していてもよい。
【００４８】
磁場勾配コイル電源１１２及び送受信機１１６は、コンピュータシステム１２６のハードウェアインターフェース１２８に接続される。コンピュータシステム１２６は、更にプロセッサ１３０を備える。プロセッサ１３０は、ハードウェアインターフェース１２８、ユーザインターフェース１３２、コンピュータ記憶装置１３４、及びコンピュータメモリ１３６に接続される。
【００４９】
コンピュータ記憶装置１３４は、パルスシーケンス１５０を含むものとして示されている。パルスシーケンス１５０は、命令、又は命令に変換され得るデータを含み、これらの命令又はデータにより、磁気共鳴撮像システムが、ゼロエコー時間磁気共鳴撮像法を使用して磁気共鳴データを獲得する。コンピュータ記憶装置１３４は、更に撮像磁気共鳴データ１５２を含むものとして示されている。撮像磁気共鳴データ１５２は、撮像区域１０８内に被験者が少なくとも一部入った状態で、パルスシーケンス１５０を使用して獲得された。コンピュータ記憶装置１３４は、任意選択的な較正磁気共鳴データ１５４を含むものとして示されている。較正磁気共鳴データ１５４は、磁石の穴１０６の中に被験者１１８がいない状態でパルスシーケンス１５０を使用して獲得された。更に、コンピュータ記憶装置１３４は、撮像磁気共鳴データ１５２を使用して再構成された３次元画像データ又は３次元画像１５６を含むものとして示されている。更に、コンピュータ記憶装置１３４は、較正磁気共鳴データ１５４から再構成された較正画像１５８を含むものとして示されている。
【００５０】
コンピュータメモリ１３６は、制御モジュール１６０を含むものとして示されている。制御モジュール１６０はコードを含み、コードは、プロセッサ１３０が磁気共鳴撮像システム１００の動作及び機能を制御することを可能にする。例えば、制御モジュール１６０は、プロセッサ１３０がパルスシーケンス１５０を使用して磁気共鳴データ１５２、１５４を獲得することを可能にする。更に、コンピュータメモリ１３６は、画像再構成モジュール１６２を含むものとして示されており、画像再構成モジュール１６２は、プロセッサ１３０が撮像磁気共鳴データ１５２から３次元画像データ１５６を再構成し、且つ較正磁気共鳴データ１５４から較正画像１５８を再構成することを可能にする。
【００５１】
ユーザインターフェース１３２は、ディスプレイデバイス１７０に接続されているものとして示されている。ディスプレイデバイスは、一例では、データの入力及びデータの表示を行うためのモニタ及びマウス又はタッチパッドでよい。別の例では、ディスプレイデバイス１７０は、タブレットコンピュータ又はいわゆるスマートフォン等の別個の計算デバイスでよい。ディスプレイデバイスは、ディスプレイ１７２を有する。ディスプレイ１７２には、制御要素１７４が表示される。制御要素１７４は、例えば、磁気共鳴データの獲得を活性化するために操作可能な単一のボタン又は制御要素である。セレクタ１７６は任意選択的でよく、例えば獲得された磁気共鳴データの視野を選択するために使用され得る。例えば、この選択は、画像処理によって行ってよく、又は勾配持続時間若しくは振幅を変えることによって行ってもよい。セレクタ１７８も任意選択的でよく、例えば画像１８０を修正するために使用され得る。セレクタ１７８は、例えば、データが投影される平面を回転させることができる。ディスプレイ１７２は、３次元画像データのレンダリング１８０を表示する領域も示す。
【００５２】
コンピュータ記憶装置１３６は、画像処理モジュール１６４を含むものとして示されている。画像処理モジュールは、例えば、３次元画像データ１５６をレンダリングするために使用され得る。例えば、画像処理モジュールは、３次元画像データ１５６を特定の平面上に投影するために使用され得る。また、画像処理モジュール１６４は、３次元画像データ１５６をレンダリングする前に、３次元画像データ１５６から較正画像１５８を差し引くためにも使用され得る。
【００５３】
図２は、図１に示される磁気共鳴撮像システム１００を動作させる方法を示す流れ図を示す。まず、ステップ２００で、磁気共鳴撮像システム１００を制御するために、ゼロエコー時間パルスシーケンスデータ１５０を使用して、撮像区域１０８内部の視野１０９から撮像磁気共鳴データ１５２が獲得される。次に、ステップ２０２で、撮像磁気共鳴データ１５２から３次元画像１５６が再構成される。最後に、ステップ２０４で、３次元画像１５６の少なくとも一部分がディスプレイ１７２上にレンダリングされる。
【００５４】
ディスプレイ１７２において、レンダリング１８０は、様々な様式で実施され得る。例えば、撮像磁気共鳴データ全体が２次元平面上に投影され得る。他の例では、３次元テレビジョン等の３次元ディスプレイが、データを３次元で表示するために使用され得る。
【００５５】
図３は、図１に示される磁気共鳴撮像システム１００を制御するための更なる方法の一例を示す流れ図である。まず、ステップ３００で、ゼロエコー時間パルスシーケンス１５０を使用して、撮像区域１０８内部の視野１０９から較正磁気共鳴データ１５４が獲得される。磁気共鳴撮像システムは、撮像区域内に被験者がいない状態で磁気共鳴データを獲得するように動作可能である。較正磁気共鳴データを獲得するとき、被験者は穴１０６から出ている。次に、ステップ３０２で、較正磁気共鳴データ１５４から較正画像１５８が再構成される。次いで、ステップ３０４で、磁気共鳴撮像システム１００を制御するために、ゼロエコー時間パルスシーケンスデータ１５０を使用して、撮像区域１０８内部の視野１０９から撮像磁気共鳴データ１５２が獲得される。次いで、ステップ３０６で、撮像磁気共鳴データ１５２を使用して３次元画像１５６が再構成される。ステップ３０８で、３次元画像１５６から較正画像が差し引かれる、又は畳み込まれる。次いで、最後にステップ３１０で、３次元画像の少なくとも一部分がディスプレイ１７２上にレンダリングされる。最初に撮像磁気共鳴データ又は較正磁気共鳴データの獲得が実施されてもよいことに留意されたい。データが獲得される順序は問題でない。
【００５６】
専用のＭＲ撮像技法と、専用の実質的に単純化されたＭＲシステムハードウェア設計との組合せが図１に示されている。これは、Ｘ線及びＣＴを使用して現在行われている特化された臨床応用を実現する。更に、特定される撮像法とハードウェア設計との組合せの特質は、従来の汎用ＭＲＩシステムと比べたときに、かなり静かな動作、かなりのシステム単純化、非常に優れた使いやすさ、及び実質的に減少されたコストを実現することができる。撮像法の特定の選択は、骨及び肺の撮像に適しており、従来のＸ線（骨）及び更にはＣＴ（肺）の適用に代わる非電離型の方法として特に魅力的なものにする。
【００５７】
幾つかの例は、サブミリ秒のエコー時間でプロトン密度及び／又はＴ１重み付け画像を生成することが可能な、単一の、専用の、かなり静かなＭＲ撮像法を利用することによって全身又は局所四肢画像を提供する、単純化されたＭＲＩシステムを提供し得る。本発明のＭＲＩシステムは、急速に切り替えられる勾配磁場と、複雑なＲＦパルス形状との必要性を設計上なくす単一の撮像技法を排他的に利用する。従来のＭＲＩで使用されるようなこれらの厳しいハードウェア要件をなくすことは、勾配サブシステム、ＲＦサブシステム、及びデータ獲得サブシステムの大幅な単純化を可能にする。軽減されたハードウェア要件の結果、本発明のＭＲＩシステムの好ましい実施形態は、比較的低出力の勾配増幅器と共に非遮蔽３軸勾配コイルを利用する。勾配出力要件のこの大幅な軽減の帰結の１つは、システムコスト及び複雑さの大幅な減少である。専用の撮像技法で必要とされるＲＦパルスが非常に単純であることにより、コスト及び複雑さの更なる減少が実現される。
【００５８】
ゼロエコー時間（ＺＴＥ：Zero Echo Time）撮像として知られている適切な撮像技法は、高いスルーレートと勾配振幅の大きなステップとの両方を回避する勾配作動ストラテジによって容易に実現される連続的な３Ｄ  ｋ空間軌道と共に、短いＲＦブロックパルスのみを利用する。ＺＴＥスキャンは、動作時にかなり静かであり、非常に短いエコー時間で高解像度の画像を生成し、これらの画像は、骨組織と肺組織との両方の撮像に特に有利である。専用ハードウェア及び排他的撮像法により、実質的にコストを低減された本発明のＭＲＩシステムは、主に骨及び骨折、並びに肺及び肺病を撮像するために意図される。これらの用途は、典型的には、Ｘ線を使用して行われている。しかし、Ｘ線は、特に若年患者及び小児にとって害があり望ましくないことがある電離放射線を使用する。本発明のＭＲＩシステムは、その独特な所期のハードウェア単純化、及びその専用の、かなり静かな、短エコー時間撮像法により、骨折及び骨疾患を示すことができるその機能及び用途の面で、Ｘ線システムの代替となるように意図されており、本明細書では、接頭辞ＰＸＭＲによって表される。
【００５９】
かなり静かな短ＴＥ撮像法は、３Ｄラジアルｋ空間軌道を利用し、これは、スライス選択又はオフセンタスライス励起の必要性をなくす。実際には、撮像ボリュームを、常にシステムアイソセンタの周りでの獲得によって３Ｄボリュームに常に制約することによって、スライス選択及び周波数オフセットＲＦパルスを利用する必要性がなくされる。これは、短いＲＦブロックパルスのみを送達するようにＲＦ送信サブシステムの機能及びアーキテクチャを大幅に単純化する。スカウト画像及びスライス位置プラニングを行う必要性もなくされ、それにより、操作者のワークフローを大幅に単純化する。
【００６０】
ＰＸＭＲシステムは、データ獲得のために単一走査シーケンスタイプを利用する。ＺＴＥ撮像法は、そのような方法の一例であり、短いブロックＲＦパルス及び３Ｄラジアルｋ空間軌道の使用によって特徴付けられ、これは、大きな勾配ステップを回避し、それにより、獲得プロセスを実質的に音響的に静音化する。
【００６１】
図４は、ゼロエコー時間パルスシーケンスの略図を示す。水平軸は時間である。この図には、勾配コイルの１つに供給される電流が示されており、参照符号４００を付されている。領域４０２は、データの獲得が可能にされている時を示す。タイムライン４０４は、ブロックＲＦパルスが実施される時を示す。参照符号４０６を付された持続時間は、反復時間又はＴＲである。参照符号４０８を付された持続時間は、符号化が行われる時である。参照符号４１０を付された時間ブロックは、勾配４００が調節されている時である。
【００６２】
以下の表は、従来のＭＲＩシステムと、ＰＸＭＲシステムの幾つかの取り得る特徴との比較を示す。
【００６３】
【表１】
2017500995.tif 000003
【００６４】
ブロックＲＦパルスの使用は、分光計を大幅に単純化する。成形されたｓｉｎｃ関数状のＲＦパルスを発生させる必要はなく、それにより、必要なハードウェア及びソフトウェアの必要性をなくす。撮像は、システムアイソセンタの周りでの３Ｄボリュームとして常に行われるので、励起周波数オフセットのための機能を提供することを求める特別な要件はない。ＰＸＭＲに関する勾配スルーレート要件は非常に低く、約１ｍＴ／ｍであり、それにより、遮蔽勾配コイルを使用する必要性をなくす。非遮蔽勾配コイルの使用と組み合わされた低いスルーレートの要求は、従来のＭＲＩシステムに比べて勾配増幅器出力が数桁減少され得ることを意味する。ＰＸＭＲシステムに関する好ましいＢ０静磁場強度は、０．５Ｔ〜最大１．５Ｔの間でよい。この範囲が好ましいが、本発明の方法は、より高い又はより低い静磁場強度を除外しない。ＺＴＥ法は、短いＴ２成分を有する組織の撮像に特に適している。
【００６５】
スキャンパラメータ＆最適なＢ０
以下の例では、骨と肺の両方の撮像に関して、固定スキャンパラメータが仮定される。
視野（ＦＯＶ）（ｘ，ｙ，ｚ）：５００ｍｍ
解像度：１ｍｍ（等方性）
・５μｓの持続時間を有するブロックパルスを利用するＺＴＥ様式のシーケンスに関して得られるＴＲは、１ｍｓである。
・必要とされる最大勾配振幅は、１４ｍＴ／ｍであり、スルーレートは、０．４Ｔ／ｍ／ｓである。
・骨及び肺に関する（最大信号増幅を生み出す）エルンスト角は、それぞれ６．６度及び２．３度である。
・これらの状況下での３Ｄボリュームスキャンは、獲得に２〜３分かかることがある。
・静磁場強度の関数としての予想される全身ＳＡＲの比較から、図５のグラフが得られる。
【００６６】
全身ＳＡＲに関する第一次水準管理操作モードの直ぐ下で動作することが有利である。なぜなら、これは、患者の医療的監督を必要としないからである。全身ＳＡＲに関する第一次水準管理操作モードの限界は、２Ｗ／ｋｇである。
【００６７】
図５は、定義された固定スキャンパラメータのために使用されるＺＴＥスキャンパラメータから得られる静磁場強度の関数として全身ＳＡＲのプロットを示す。ライン５０４は、肺スキャンの場合の関係を表し、ライン５０６は、骨スキャンに関する関係を表す。２Ｗ／ｋｇの全身ＳＡＲ限界の範囲内で両方のスキャンタイプを実現する最大磁場強度は、１．０Ｔである。上述したように、図５には、最適な骨スキャン及び最適な肺スキャンに関するＢ０の関数としての全身ＳＡＲが示されている。
【００６８】
幾つかの例は、以下の利益を有することがある。
・電離放射線が不要でありながら典型的なＸ線の適用の代わりとして使用するのに適した、骨及び肺の撮像に専用のＭＲＩシステム。
・ＭＲＩシステムの大幅な単純化及びその結果実現されるコスト削減。
・静かな動作。
・真のワンプッシュボタンを可能にする、任意のプラニングを行う必要性のない単一走査タイプ。
【００６９】
幾つかの例は、以下の特徴の１つ又は複数を有することがある。
１）骨及び／又は肺の撮像、並びに典型的にはＸ線を使用して行われる他の臨床応用に最適化された専用のＭＲＩシステム。
２）前記ＭＲＩシステムは、好ましくは１．０Ｔの静磁場強度で動作する磁石を利用する。
３）前記磁石は、全身又は局所四肢磁石でよい。
４）前記システムは、非遮蔽勾配コイルと、少なくとも１つの送信及び受信ＲＦコイルとを利用する。
５）前記勾配コイルは、従来のＭＲＩシステムで利用されるよりも実質的に低出力の勾配増幅器によって通電される。
６）前記システムは、任意選択的に、局所送信／受信ＲＦコイルアレイを利用する。
７）前記システムは、骨組織及び肺組織のような短いＴ２成分を有する組織を撮像するのに最適化されたかなり静かな３Ｄ撮像法を利用する。
８）前記システムは、好ましくは、常に、全身ＳＡＲに関する第一次水準管理操作モードよりも下で動作する。
９）前記システムは、ワンプッシュボタン操作を提供する。
１０）前記システムは、操作者が撮像ボリュームをプラニングすることを必要としない。
１１）前記システムは、非スライス選択ブロックパルスを排他的に利用する。
１２）前記システムの特定の構成は、遮蔽勾配コイルを利用することがある。
【００７０】
超短エコー時間（ＵＴＥ）又はゼロエコー時間（ＺＴＥ）パルスシーケンスを使用するとき、磁気共鳴撮像システムを形成するために使用される材料からの好ましくないプロトン信号が存在し得る。以下の例及び方法は、磁気共鳴画像からこの信号をなくす、又は除去する手段を提供し得る。超短又はゼロエコー時間でＭＲＩデータを獲得する方法において、好ましくないプロトン信号がなくされ得る。典型的には、好ましくないプロトン信号は、患者支持体の材料、並びに患者ＦＯＶを取り囲むＲＦコイルハウジング及び構成要素の材料からのものである。この好ましくない信号をなくすための単純な手段は、患者がいない状態で参照スキャンを獲得することである。この参照スキャンは、好ましくないプロトン信号のみからなる。参照スキャンデータは、後で患者画像から差し引かれ、又は他の形で患者画像の再構成に関連付けられ、好ましくないプロトン信号を含まない最終画像を生じる。ＵＴＥ／ＺＴＥ法の特質は、それらが本来的に３Ｄ獲得であることであり、これは、同様の３Ｄ参照スキャンを使用した補正に適している。
【００７１】
ヒトのＺＴＥ撮像が実証されている。ゼロエコー時間（ＺＴＥ）撮像は、高いスルーレートと勾配振幅の大きなステップとの両方を回避する勾配作動ストラテジによって容易に実現される連続的な３Ｄ  ｋ空間軌道と共に、短いＲＦブロックパルスのみを利用する。ＺＴＥスキャンは、動作時にかなり静かであり、非常に短いエコー時間で高解像度の画像を生成し、これらの画像は、骨組織と肺組織との両方の撮像に特に有利である。かなり静かであり短いＴＥ撮像法は、３Ｄラジアルｋ空間軌道を利用し、これは、スライス選択又はオフセンタスライス励起の必要性をなくす。実際には、常にシステムアイソセンタの周りでの獲得によって撮像ボリュームをある３Ｄボリュームに常に制約することによって、スライス選択及び周波数オフセットＲＦパルスを利用する必要性がなくされる。これは、短いＲＦブロックパルスのみを送達するようにＲＦ送信サブシステムの機能及びアーキテクチャを大幅に単純化する。スカウト画像及びスライス位置プラニングを行う必要性もなくされ、それにより、操作者のワークフローを大幅に単純化する。
【００７２】
ＺＴＥ及び同様の超短エコー時間撮像法における問題は、それらが、患者支持体及びＲＦコイル機構を構成するプラスチック材料内部のプロトンを撮像することが可能であることである。典型的には、これらの材料及び機構は、予測可能であり一定の形状及び寸法を有する剛性物体である。これは、患者支持体、システム本体コイル、及び多くの局所受信コイルに特に該当する。
【００７３】
幾つかの例は、所期の臨床スキャンと同じ解像度、ＦＯＶ、及びコントラストをカバーする完全な３Ｄ画像を、患者が所定位置にいない状態で獲得するための手段を提供し得る。これは、設置時に、及び場合によっては患者検査実施の合間に行うことができる。このプロトン較正スキャンは記憶されており、臨床画像再構成中に利用される。最も単純な手法では、複合較正画像データが、臨床スキャン複合画像データから差し引かれて、好ましくないプロトン信号を含まない臨床スキャンを生み出す。
【００７４】
しかし、他の再構成手法も可能であり、本発明の本質は、望ましくないプロトン信号の分布及び濃度に関する先験的な情報を獲得及び使用することにある。
【００７５】
撮像技法：
ＺＴＥ撮像法は、短いブロックＲＦパルス及び３Ｄラジアルｋ空間軌道の使用によって特徴付けられ、これは、大きな勾配のステップを回避し、それにより獲得プロセスを実質的に音響的に静音化する（図４参照）。近年、ＺＴＥ法は、数分程度のスキャン時間で大きな３Ｄボリュームをカバーする全身撮像能力を示している。全ての超短エコー時間撮像技法と同様に、ＺＴＥ法も、ＲＦコイルハウジング及び構成要素等の任意の周囲材料からの好ましくないプロトン信号を発生して測定する。
【００７６】
本発明の較正手順は、患者がいない状態で行われる。患者からの望みのプロトン信号に加えて、ＲＦコイル及び患者支持体の構成要素及び構造からの更なる好ましくない信号が存在する。
【００７７】
プロトン参照較正データは、患者がいない状態で獲得される。これは、システムの安定性に応じて、システムが通常はアイドル状態であるときに、又は定期的に、患者検査実施の合間に行うことができる。実際の臨床画像データの補正は、差し引くことによって、又は好ましくないプロトン信号の位置及び強度の知識を利用する任意の他の技法によって行われる。
【００７８】
較正手順の更なる改良形態は、様々なフリップ角及びＴＲでプロトン較正スキャンを獲得するものであり、それにより、プロトン較正データに関するコントラストモデルの構築を可能にし、このコントラストモデルは、臨床での獲得に関して異なるフリップ角が使用される場合に補正ステップを最適化するために使用され得る。
【００７９】
幾つかの例は、以下の特徴の１つ又は複数を有することがある。
１）周囲の構造からの好ましくないプロトン信号をなくすのを容易にするＺＴＥ／ＵＴＥ撮像法に関するプロトン較正手順。
２）前記較正手順は、臨床プロトコルと同一の様式で、しかし患者がいない状態でデータを獲得する。
３）前記較正手順は、定期的に行われる。
４）代替として、患者の周囲の材料のＭＲ緩和特性を定量化し、それらの特性をコントラストモデルに適合させ、次いで、このコントラストモデルが、合成較正データを生成するために使用され、この合成較正データが、臨床画像内の好ましくないプロトン源からのアーチファクトの抑制を最適化するために操作され得る、プロトン較正手順。
５）患者が台から降りる前又は降りた後に行うことができる較正手順。
６）対象のＦＯＶに折り返される好ましくない信号もなくす較正手順。
【００８０】
本発明を図面及び前述の説明で詳細に図示して説明してきたが、そのような図示及び説明は例示又は例説とみなすべきであり、限定とみなすべきではない。本発明は、開示される実施形態に限定されない。
【００８１】
開示される実施形態に対する他の変形は、図面、本開示、及び添付の特許請求の範囲の検討から当業者によって理解され、特許請求される発明を実践する際に実施され得る。特許請求の範囲において、用語「備える」は、他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞「a」又は「an」は、複数を除外しない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、特許請求の範囲に記載される幾つかの項目の機能を実現することがある。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されていることだけでは、これらの手段の組合せが有利に使用され得ないことを示さない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアの一部と共に供給される、又は他のハードウェアの一部として供給される光記憶媒体やソリッドステート媒体等、適切な媒体に記憶及び／又は分散され得るが、インターネット又は他の有線若しくは無線電気通信システムを介する形態等、他の形態でも分散され得る。特許請求の範囲内の任意の参照符号は、範囲を限定するものとみなされるべきではない。
【符号の説明】
【００８２】
１００  磁気共鳴撮像システム
１０４  磁石
１０６  磁石の穴
１０８  撮像区域
１１０  磁場勾配コイル
１１２  磁場勾配コイル電源
１１４  高周波コイル
１１６  送受信機
１１８  被験者
１２０  被験者支持体
１２６  コンピュータシステム
１２８  ハードウェアインターフェース
１３０  プロセッサ
１３２  ユーザインターフェース
１３６  コンピュータ記憶装置
１３８  コンピュータメモリ
１４０  パルスシーケンス
１４２  磁気共鳴データ
１５０  パルスシーケンス（ゼロエコー時間）
１５２  撮像磁気共鳴データ
１５４  較正磁気共鳴データ
１５６  ３次元画像データ
１５８  較正画像
１６０  制御モジュール
１６２  画像再構成モジュール
１６４  画像処理モジュール
１７０  ディスプレイデバイス
１７２  ディスプレイ
１７４  制御要素
１７６  セレクタ
１７８  セレクタ
１８０  ３次元画像のレンダリング
４００  勾配値
４０２  獲得時間
４０４  ブロックＲＦパルス
４０６  ＴＲ反復時間
４０８  符号化時間
４１０  勾配調節時間
５００  静磁場（Ｂ０）Ｔ
５０２  全身ＳＡＲ  Ｗ／ｋｇ
５０４  肺組織
５０６  骨組織
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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