JP2004223259A - Ｅｐｉシーケンスにおける傾斜誘起された交差項磁場の測定および補正 - Google Patents

Abstract

【課題】ＥＰＩシーケンスにおける傾斜誘起された交差項磁場の測定および補正
【解決手段】磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システムにおける傾斜誘起された交差項磁場を決定するための方法であって、被検体（対象）を静磁場内に配置する工程と、前記被検体のスライスを空間的に選択するラジオ周波数（ＲＦ）励起パルスを印加する工程と、前記スライスの位相に平行な位相エンコード傾斜磁場方向に沿ってインクリメントされる位相エンコード傾斜磁場を印加する工程と、前記スライスにおけるライン（線状部位）を選択するための選択ＲＦリフォーカスパルスを印加する工程と、交差項磁場を引き起こす、スイッチされた読み出し磁場勾配を印加する工程と、前記選択されたラインに沿う位相エンコード勾配および対応するサンプルデータ点のデータアレイを生成することと、前記選択されたラインについて傾斜誘起された交差項磁場を示す中心周波数分布（ＣＦ）を決定することを含む方法が開示される。
【選択図】図６

Description

本発明は、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）、特に高速エコープラナーイメージング（ＥＰＩ）技術に関する。

ＥＰＩは、ＮＭＲデータの高速収集のための一般に用いられているＭＲＩ技術であり、それにおけるスキャン時間は、概して約１００ｍｓｅｃである。議論の単純化のために、Ｚ−軸がスライス選択方向として用いられ、Ｘ−軸が位相エンコード方向として用いられ、そしてＹ−軸が読み出し方向として用いられる。しかしながら、ここに説明された発明を用いるときには、他の配置が適用されても良い。

図１および図２に示されるように、従来のＥＰＩパルスシーケンスにおいては、スライス選択磁場勾配（Ｇ_{ｓｌｉｃｅ}）１２と共に９０°ラジオ周波数（ＲＦ）励起パルス１０が、イメージングされる物体のイメージング平面における原子核を励起するため、イメージング平面、例えば、（Ｇ_ｚ）、に垂直な軸に沿って印加される。原子核を空間的にエンコードするための励起パルスの後に、前記イメージング平面に対して平行な軸（Ｇ_ｘ）に沿って、位相エンコード勾配（Ｇ_{ｐｈａｓｅ}）１４および２４が印加される。同様に、ｋ−空間（未処理データ空間）の後続のスキャンを中心におくために、前記イメージング平面に平行で且つ位相エンコーディング勾配に直交する軸（Ｇ_ｙ）に沿って、位相シフト勾配（Ｇ_ｒｅａｄ）１６が、印加される。１８０°ＲＦリフェージングパルス１８は、励起された原子核からのスピンエコー（ＳＥ）レスポンス（ＡＤＣ）２０を生成するために印加される。スライス特定勾配１９も、前記１８０°ＲＦパルスと共に印加されても良い。

信号サンプリングの間、交互読み出し磁場勾配（Ｇ_ｒｅａｄ）２２が、ｋ−空間をスキャンするために印加され、そして励起された原子核からＳＥ信号サンプル２０を収集する。前記読み出し勾配と協同して、連続的な位相エンコード勾配（Ｇ_{ｐｈａｓｅ}）２４が、図３に示されるように、位相エンコード（Ｇ_ｘ）方向に沿って移動させるスキャンを生じさせるべく、印加されてもよい。スキャントラジェクトリ２６は、交互読み出し勾配２２と連続位相エンコード勾配２４によってｋ−空間を通してのジグザグパターンを形成する。代わりに、位相エンコード勾配が、図４に示されている通り、ｋ−空間の行を通る各パスの後にスキャントラジェクトリ３０をシフトさせるべく前記読み出し勾配の反転と位置合わせされたブリップパルス２３として、印加されるようにしても良い。

図３および図４に示される通り、データは通常、ｋ−空間を通してのラスタスキャントラジェクトリにおけるＥＰＩシーケンスの期間にサンプリングされ、そこでは、読み出し勾配に対応する個々のスキャンラインは、順次にサンプリングされる。各スキャンライン３２がサンプリングされた後に、前記ｋ−空間トラジェクトリは、位相勾配方向に沿って次のスキャンライン３４にシフトされる。前記読み取り勾配２２の反転は、読み出し勾配に沿ってｋ−空間トラジェクトリに反転を生じさせる。前記トラジェクトリを反転することにより、ｋ−空間を通るスキャンは、ラインシーケンスによって、ライン上の読み出し勾配に沿い往復して進行し得る。

位相エンコード勾配２４、２８は、データ収集トラジェクトリのライン毎トラジェクトリに垂直である。位相エンコード勾配に平行なラインに沿うデータは、ｋ−空間の完全なスキャンの経過の間にゆっくりと収集される。対照的に、前記読み出し勾配に平行な各ラインに沿って収集されるデータは、スキャントラジェクトリが、スキャントラジェクトリの一つのラインを通過するにつれて、速やかに収集される。したがって、位相エンコード勾配方向におけるデータは、読み出し勾配方向に沿って集められるデータよりもより遅い速度で収集される。

読み出し勾配期間中に収集されるＮＭＲ信号サンプルは、フーリエ変換のような、従来の数学的技術を用いて、ｋ−空間領域から空間領域へ変換されてもよい。前記空間領域におけるデータは、イメージングのために選択されたスライスに対応する物体の断面のＮＭＲ画像を生成するために使用される。

ＥＰＩシーケンスを用いて生成される画像は、磁場不均一性およびＭＲＩシステムの他の異常によって生起される歪およびアーチファクトを受け易い。ＥＰＩシーケンスを用いて生成される高速画像については、位相エンコード方向に沿った画像歪は、該方向に沿う相対的に遅いデータサンプリングレート故に、特に深刻である。

誘起される磁場歪は、画像歪の発生源である。誘起磁場歪は、ＭＲイメージングシーケンス、ＥＰＩシーケンスにおいてスイッチされる傾斜磁場によって磁場が誘起されるときに、生ずる。前記誘起される磁場は、誘起している傾斜磁場に直交するときに、交差磁場である。誘起される交差磁場歪は、ＭＲＩシステムにおける渦電流（ＥＣ）およびマクスウェルの電磁場から結果として生じ得る。例えば、ＥＰＩシーケンスの間に、誘起される交差磁場は、データサンプリング期間の間に高速でスイッチされる読み出し勾配によって、位相エンコード方向に沿って生じ得る。

位相エンコード方向に沿う（Ｇ_{ｐｈａｓｅ}）相対的に遅いサンプリングレートを考慮して、スイッチされる読み出し勾配（Ｇ_ｒｅａｄ）により誘起される傾斜交差磁場が、位相エンコード方向に沿う実質的な画像歪を結果として生じ得る。画像歪は、読み出し勾配がデータサンプリングの間繰り返し反転されるＥＰＩシーケンスから生成される画像において特に深刻である。画像歪、特に誘起される交差磁場が読み出し勾配によって生成される、ＥＰＩシーケンスから結果として生じる歪を作る、誘起された交差磁場を補償するための技術が長い間必要とされていた。

誘起された交差磁場に起因する画像データにおける歪、そして特にスイッチされる読み出し勾配によって生成される歪、について補償するための技術が開発された。前記補償技術は、誘起された交差磁場に起因する画像における歪が実質的に低減することを可能とする。誘起された交差磁場歪は、位相エンコード勾配に対応する方向に沿って、しばしば深刻である。前記補償技術は、位相エンコード方向に沿う画像歪の低減に最も有用である。

前記補償技術は、最初に、誘起された交差磁場を、好ましくはファントム被検体をイメージングすることによって、測定することを含む。ファントムにおける前記誘起された交差磁場の影響の測定は、交差項補正係数を生成するために用いられる。この係数は受診者の身体の信号サンプリングの間に誘起される交差磁場に起因する画像歪およびアーチファクトを低減するために使用される。

一つの実施の形態においては、本発明は、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システムにおける傾斜誘起された交差項磁場を決定するための方法であって、被検体を静磁場内に配置する工程と、前記被検体のスライス平面の原子核を空間的に選択するラジオ周波数（ＲＦ）励起パルスを印加する工程と、前記スライス方向に垂直な位相エンコード方向に沿ってインクリメントされる位相エンコード傾斜磁場を印加する工程と、前記スライス面における選択されたラインに沿う被検体の原子核を選択するように、読み出し傾斜磁場方向に沿って空間的に選択するＲＦリフォーカスパルスを印加する工程と、前記被検体に対し読み出し磁場勾配を印加することによって、前記選択された原子核から核磁気共鳴（ＮＭＲ）をサンプリングする工程を含み、前記読み出し磁場勾配は、読み出し期間内に一連の時点における位相エンコード勾配ｋ−空間値に対応するデータを生成する工程と、前記選択されたラインに沿う傾斜誘起された交差項磁場を示す中心周波数分布（ＣＦ）を決定する工程とをサンプリングの間繰り返し循環する方法である。

図５に示されるように、ＭＲイメージングシステム４０は、典型的には、静磁場（Ｂ_０）をかけるための磁石４２、三つのそれぞれ直交する座標に沿う勾配を有する空間的に分布される傾斜磁場（Ｇ_ｘ，Ｇ_ｙ，およびＧ_ｚ）をかけるための勾配コイル４４、ならびにイメージングされる物体の選択された原子核へＲＦ信号を送信し、該原子核からＲＦ信号を受信するためのＲＦコイル４６を含む。受診者４８は、イメージングされるべき受診者の部位が、該ＭＲＩシステムの視野（ＦＯＶ）を定義する、磁石とコイルの間の「イメージングボリューム」内となるように、受診者寝台５０上に横たわる。

勾配コイル４４の動作によって生成される電磁場は、前記イメージングボリュームにおける交差磁場を含み得る。誘起される交差磁場の大きさは、勾配コイルのスイッチングおよび該コイル内の電流に依存する。誘起される交差磁場は、エコープラナーイメージング（ＥＰＩ）シーケンスの信号サンプリングの間、読み出し勾配（Ｇ_ｒｅａｄ）の極性が繰り返し反転されるように、勾配コイルが高速にスイッチされるかぎり、相対的に大きくてよい。前記誘起される交差磁場は、前記イメージングボリューム内の物体の原子核のフェージングに作用し、それによってＭＲイメージングについて集められるＮＭＲ信号に影響する。

図６は、交差項磁場補正係数を生成するための方法の図である。該方法は、誘起される交差項磁場、そして特にスイッチされる読み出し勾配によって引き起こされるものについて補正する。ステップ５４において、ＮＭＲ信号データへの影響を隔離するために、前記イメージングボリュームのアイソセンタにファントム試料が配置される。ファントム試料は、ベビーオイルのような水素を多量に含有する流体によって満たされた容器であっても良い。ファントムの一例は、ベビーオイルで満たされた１０ｃｍ×１０ｃｍ×３０ｃｍの直方体柱状容器である。前記ファントム被検体は、後に受診者をイメージングするのに用いられるであろうものと同一のＥＰＩシーケンスでイメージングされる。特に、前記ファントム被検体は、後に受診者をイメージングするときに用いられるものと同一の読み出し勾配反転レートおよびサンプリング期間を用いるＥＰＩシーケンスによってイメージングされ得る。

前記交差項の計測は、励起ライン技術５８または飽和ライン技術６０を用いてなされ得る。さらにまた、励起ライン技術５８は、交差項のみが測定される一ライン励起６２、または交差項と読み出し勾配トラジェクトリタイミングの両者が測定される二ライン励起６４として実行され得る。前記一および二ライン励起およびライン飽和技術は、各々から交差項磁場補正係数（Ｂ_Ｉ（Ｙ））６８が生成される。

補正係数（Ｂ_Ｉ（ｙ））は、後に、受診者をスキャンする際に集められたデータを補正するために適用される。前記ファントム試料によって生じる誘起交差項は、受診者がイメージングされるときに生じるであろう誘起交差項と実質的に同一であると仮定される。それ故、ファントム試料を用いて生成される補正係数（Ｂ_Ｉ（ｙ））は、受診者の画像データにおける交差項についての補正に適用することができる。補正係数（Ｂ_Ｉ（Ｙ））９８は、受診者のＥＰＩスキャンから集められる未処理イメージングデータ７２を、従来の画像補正アルゴリズム７０を用いて、補正するために用いられる。補正された未処理画像データを用いて生成される画像は、誘起交差項磁場に起因するアーチファクトを大きく免れているはずである。

図７は、スイッチされたＥＰＩ読み出し勾配パルスによって誘起される交差磁場を計測するための修正されたスピンエコーＥＰＩシーケンス７４を示している。修正されたシーケンス７４は、スライス方向に沿うスライス選択勾配７８パルスと共に、空間的に選択的な９０°ＲＦ励起パルス７６と、読み出し方向に沿って空間的に選択的な１８０°ＲＦリフォーカスパルス８０と、前記９０°および１８０°ＲＦパルスの間に印加されるインクリメントされる位相エンコード勾配８９と、そしてＮＭＲ信号（ＡＤＣ）８６の収集の間に正および負の極性の間で交互する、スイッチされるＥＰＩ読み出し勾配８４とを含む。前記読み出し勾配パルスは、受信者の定常のＥＰＩイメージング応用におけるのと同一であってもよい。

修正されたＥＰＩシーケンス７４は、前記ＥＰＩ読み出し勾配パルス８４によって誘起される交差磁場を決定するために使用されるＮＭＲ信号データを収集するために用いられる。ファントム被検体のスライスは、前記スライス勾配７８の存在状態において印加される前記空間的に選択的な９０°パルス７６によって選択される。続いて、前記スライスからのラインが、読み出し方向に沿う勾配８８の存在状態において印加される空間的に選択的な１８０°ＲＦパルス８０によって選択される。好ましくは、前記選択されたラインは、前記スライス方向に沿って厚く、例えば約１ｃｍ（センチメートル）であり、そして前記読み出し方向に沿って薄く、例えば約２から３ｍｍ（ミリメートル）の範囲内である。前記選択された直線は、前記ラインの方向に沿ってインクリメントされる位相エンコード勾配パルス８９によって位相エンコードされる。

前記選択されたラインから収集されるＮＭＲ信号は、前記ＥＰＩスイッチされる読み出し勾配によって誘起される交差磁場の影響を証明する。直線が選択され且つファントム試料がイメージングされるから、前記ラインに沿うＮＭＲ周波数の変動は、前記スイッチされるＥＰＩ読み出し勾配パルスによって誘起される交差磁場に起因する。

前記励起ライン法５８は、誘起された交差磁場のみ、または前記交差磁場および前記ＥＰＩ読み出し勾配トラジェクトリの両者を測定するのに用いられ得る。前記誘起された交差磁場のみを測定するために、ＭＲＩシステムの前記アイソセンタを通過する単一のラインが選択される。前記ライン（群）は、そのために交差磁場が測定される方向、例えばＧ_{ｐｈａｓｅ}、に沿って選択され且つ読み出しは、前記誘起される勾配パルス、例えば、Ｇ_ｒｅａｄ、の方向に沿っている。

前記測定は、Ｓ（ｋ_ｍ，ｔ_ｎ）、但し、ｍ＝１，２，…，Ｍ、およびｎ＝１，２，…，Ｎで表現されるデータアレイを与える。このデータアレイにおいて、ｋ_ｍは、位相エンコード勾配のｋ値であり、ｔ_ｎは、ＥＰＩ読み出しウィンドウ内で各データ点が収集されたときの時間をあらわし、ＭおよびＮは、それぞれ、位相エンコードおよび読み出し次元に沿って収集されるデータ点の数である。データアレイＳ（ｋ_ｍ，ｔ_ｎ）は、スイッチされるＥＰＩ読み出し勾配のような、傾斜磁場によって誘起される交差磁場に起因するＮＭＲ信号の歪の情報を含む。

前記ＥＰＩ読み出し勾配のトラジェクトリと前記読み出し勾配によって誘起される交差磁場の両者が測定されると、そのときは二つの平行ライン６４が、対をなすデータアレイの収集のために選択される。前記ラインは、等しく、しかしそれぞれ＋Ｌおよび−Ｌだけ読み出し方向に沿ってアイソセンタから異なる方向にオフセットされる。前記ラインは、交差項、例えばＧ_{ｐｈａｓｅ}の方向に平行である。前記二つの選択されたラインに沿うＮＭＲデータの測定は、各アレイが選択されたラインの一方に対応する、二つのデータアレイ、Ｓ^＋Ｌ（ｋ_ｍ，ｔ_ｎ）およびＳ^−Ｌ（ｋ_ｍ，ｔ_ｎ）、を与える。

各ラインからの収集データは、まず、位相エンコード方向に沿って一次元（１Ｄ）フーリエ変換（ＦＴ）され、そしてそれから前記ＥＰＩ読み出し勾配トラジェクトリおよびＥＰＩ読み出し勾配により誘起される前記交差磁場を測定するためのさらなる処理ステップに供される。

前記ＥＰＩ読み出し勾配トラジェクトリの測定のために、前記位相エンコード方向に沿う１Ｄ ＦＴの後に、位置Ｙ_ｍおよび時間ｔ_ｎに対応する瞬時周波数ｆ（Ｙ_ｍ，ｔ_ｎ）が、下の式１に従って信号位相から決定される。

式中、Ｓ′（Ｙ_ｍ，ｔ_ｎ−１）は、Ｓ（Ｙ_ｍ，ｔ_ｎ−１）の共役であり、そしてａｒｇ｛｝は、複素入力についての主位相値を返す。

前記勾配トラジェクトリは、式２に従って前記瞬時周波数から決定される。

式中、ｆ（Ｙ_ｍ，ｔ_ｎ）は、各データ点が前記選択されたラインに沿って収集されるとき、位置Ｙ_ｍおよび時間ｔ_ｎにおける前記瞬時周波数であり、そしてＬ（＋および−）は、アイソセンタからの前記選択されたラインのオフセットである。

前記ＥＰＩ読み出し勾配によって誘起される交差磁場を決定するために、前記交差磁場を代表する縮小されたデータのアレイは、式３に示される通りの測定されたデータアレイから導かれる。

式中、ｔｐは、縮小されたデータアレイの対応する点が収集されたときの時間をあらわす。

サブアレイＳ（Ｙ_ｍ，ｔ_ｐ）は、各ＥＰＩエコーから中心点をとることによって導かれる。もしも、偶数および奇数の両エコーが、ＥＰＩ画像の製作に使用されると、前記サブアレイは、完全なＥＰＩエコー列のエコー中心点を代表するデータからなる。

前記瞬時周波数は、式１に従って、しかし、その代わりに式４によってあらわされる通り縮小されたアレイを用いて再度計算される。

単一ライン測定６２の場合において、ＣＦ（Ｙ_ｍ）を与えるためのｆ（Ｙ_ｍ，ｔ_ｐ）の１Ｄ ＦＴの後に、瞬時周波数が、直接的に使用され且つ最小二乗法のようなアルゴリズムを用いてＹ_ｍの多項関数に適合させられてもよい。適合からの多項関数は、選択されたラインに沿う中心周波数分布ＣＦ（Ｙ_ｍ）をあらわし、それは交差磁場分布についての計測の方向にある。前記中心周波数分布は、_γＢ_Ｉ（Ｙ_ｍ）＝ＣＦ（Ｙ_ｍ）、式中Ｂ_Ｉは誘起された交差磁場をあらわす、によって誘起される交差磁場に関連している。

二重ライン測定６４の場合において、前記勾配トラジェクトリも測定されるとき、二つの対称的にシフトされたラインからの瞬時周波数の付加が使用され、Ｙ_ｍの多項関数に適合され、再びｆ^＋（Ｙ_ｍ，ｔ_ｐ）の１Ｄ ＦＴの後、次のような、式５を用いて中心周波数分布（ＣＦ（Ｙ_ｍ））を決定すべく、ＣＦ（Ｙｍ）を与えるために適合される。

図８は、前記スイッチされるＥＰＩ読み出し勾配パルスによって誘起される交差磁場を測定するための他の修正されたスピンエコーＥＰＩシーケンス９０を示している。当該シーケンスは、位相エンコード方向と読み出し方向の間に角度付けされたスピンのスライスを選択的に飽和させるための位相エンコード方向と読み出し方向の両者に沿う空間的に選択的である９０°ＲＦ励起パルス９２および勾配９４を含む。最初の９０°ＲＦパルス９２の後に、他の９０°ＲＦパルス９８を誘起する定常的なスピンエコーＥＰＩシーケンス９６が印加される。収集された２Ｄ ＥＰＩ画像における暗いラインとして示す、飽和スライスの空間的分布、が誘起される交差磁場を示す。位相エンコード位置ΔX_m(X_m)の関数としての位相エンコード位置変位ΔX_mは、交差磁場を定量化するための多項関数に適合され得る。

データ収集および処理のための手順は、種々のラインまたは方向についてそしてＥＰＩ読み出し勾配波形の、受診者をイメージングすべくＭＲＩシステムによって使用される動作モードについて誘起される交差磁場をモデル化するために必要とされるほど、多くのバリエーションを伴って繰り返され得る。さらに、これらの手順は、ＭＲＩスキャナを特徴づけるべく適用されるシステム較正パッケージの一部であっても良い。これらの手順の結果は、システム使用パラメータの一部として格納されても良い。これらの手順の結果は、画像を補正し、または交差磁場に起因する画像歪またはアーチファクトを低減すべくシステムを調整するために適用されても良い。

前記ＥＰＩ読み出し勾配によって誘起される交差磁場は、静磁場不均一性と同じように位相エンコード方向に沿う画像歪内にあらわれる。したがって、交差磁場測定の結果は、Ｂ_０不均一補正についてと同様のアルゴリズムを適用することによって画像補正のために使用され得る。Ｂ_０不均一補正のアルゴリズムの例は、Ｃｈａｎｇ，Ｈ．およびＦｉｔｚｐａｔｒｉｃｋ，Ｊ．Ｍ．，「磁場不均一の存在状態における正確な磁気共鳴イメージングのための技術（A Technique for Accurate Magnetic Resonance Imaging in the Presence of Field Inhomogeneities）」，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ １１：３１９−３２９，１９９２年；Ｏ’Ｄｏｎｎｅｌｌ， Ｍ．，およびＥｄｅｌｓｔｅｉｎ，Ｗ．Ａ．，「磁場不均一および傾斜磁場非線形性が存在する場合のＮＭＲイメージング（NMR Imaging in the Presence of Magnetic Field Inhomogeneities and Gradient Field Nonlinearities）」，Ｍｅｄ．Ｐｈｙｓ．１２：２０−２６，１９８５年；ならびにＳｅｋｉｈａｒａ，Ｋ．，Ｍａｔｓｕｉ，Ｓ．，およびＫｏｈｎｏ，Ｈ．，「大きな不均一性を有する磁石のためのＮＭＲイメージング（NMR Imaging for Magnets with Large Nonuniformities）」，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ ＭＩ−４：１９３−１９９，１９８５年に述べられている。不均一性補正手順はＥＰＩ画像歪を低減するための交差項補正と共に適用されても良い。

本発明は、現時点で最も現実的でかつ好ましいと考えられる実施の形態に関連して説明されてきており、本発明は、開示された実施の形態に限定されるべきでなく、添付された特許請求の範囲の精神および視野の範囲内においてもたらされる種々の変更および等価的な構成を包含することを意図している。

図１は、連続的な位相エンコード勾配による従来のスピンエコー二次元（２Ｄ）ＥＰＩパルスシーケンスを示すシーケンス図である。 図２は、ブリップされた位相エンコード勾配パルスによる従来のスピンエコー２Ｄ ＥＰＩパルスシーケンスを示すシーケンス図である。 図３は、図１に図示された通りの、連続的な位相エンコード勾配によるＥＰＩシーケンスによってサンプリングされたｋ−空間トラジェクトリを示す図である。 図３は、図２に図示された通りの、ブリップされた位相エンコード勾配による標準ＥＰＩシーケンスによってサンプリングされたｋ−空間トラジェクトリを示す図である。 図５は、ＭＲＩシステムの概略図である。 図６は、交差項磁場補正係数を生成し且つ適用することにおけるステップを一般的に示すフロー図である。 図７は、スイッチされるＥＰＩ読み出し勾配パルスによって誘起される交差磁場を測定するための修正されたＥＰＩパルスシーケンスを示すシーケンス図である。 図８は、スイッチされるＥＰＩ読み出し勾配パルスによって誘起される交差磁場を測定するための他の修正されたＥＰＩパルスシーケンスを示すシーケンス図である。

符号の説明

５４ アイソセンタにおける位置ファントム試料
５６ 誘起された交差項磁場を計測
５８ 励起ライン技術
６０ 飽和ライン法
６２ １ライン
６４ ２ライン
６６ 勾配トラジェクトリ係数Ｋ（ｔ）
６８ 交差項磁場補正係数Ｂ_Ｉ（ｙ）を発生
７０ Ｂ_Ｉ（ｙ）を用いて画像補正を適用
７２ 受診者をスキャンして未処理ＥＰＩ画像データを収集
７３ ＮＭＲ画像を生成

Claims (23)

1. 磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システムにおける傾斜誘起された交差項磁場を決定するための方法であって、
   ａ．被検体を静磁場内に配置することと、
   ｂ．スライス面における前記被検体のスライスの原子核を空間的に選択するラジオ周波数（ＲＦ）励起パルスを印加することと、
   ｃ．前記スライス面に平行な位相エンコード傾斜磁場方向に沿ってインクリメントされる位相エンコード傾斜磁場を印加することと、
   ｄ．前記スライス面におけるエンコードされるラインを選択するために読み出し傾斜磁場方向に沿って空間的選択ＲＦリフォーカスパルスを印加することと、
   ｅ．前記被検体に対しスイッチされた読み出し磁場勾配を印加することによって、前記選択されたラインにおける原子核から核磁気共鳴（ＮＭＲ）データをサンプリングすることであって、前記スイッチされた読み出し磁場勾配は、前記被検体に関して交差項磁場を生成することと、
   ｆ．位相エンコード傾斜磁場方向に沿う交差磁場効果をあらわすデータのアレイに、前記サンプリングされたＮＭＲデータを、変換することと、
   ｇ．前記データのアレイに基づいて前記選択されたラインについて交差項補正係数を決定することと、
   を具備する方法。
2. 前記被検体は、読み出し傾斜磁場のアイソセンタに位置合わせされる請求項１に記載の方法。
3. 前記被検体は、水素を多く含む流体を収容するファントム試料容器である請求項１に記載の方法。
4. 前記ＭＲＩシステムを較正している間に行われる請求項１に記載の方法。
5. 前記励起パルスは、９０°ＲＦパルスで且つ前記スライスの平面に対して垂直のスライス選択傾斜磁場である請求項１に記載の方法。
6. 前記インクリメントされる位相エンコード傾斜磁場は、前記励起パルスよりも早くなく且つ前記リフォーカスパルスよりも遅くなく印加される請求項１に記載の方法。
7. 前記インクリメントされる位相エンコード傾斜磁場は、前記選択されたラインに沿って前記被検体における原子核を位相エンコードし、それによって前記エンコードされた原子核により生成される核磁気共鳴（ＮＭＲ）信号が空間解像度について前記ラインに沿って増すようにエンコードされる請求項１に記載の方法。
8. 前記読み出し方向は、前記スライス面内であり、且つ前記位相エンコード傾斜磁場方向に対して直交する請求項１に記載の方法。
9. 前記選択されたラインは、前記読み出し勾配に沿って３ミリメートルよりも大きくない幅を有する請求項１に記載の方法。
10. 前記選択されたラインは、磁石のアイソセンタに位置する請求項１に記載の方法。
11. 前記選択されたラインは、前記アイソセンタからある距離だけ前記読み出し方向に沿ってオフセットされた第１の選択されたラインであり、且つ原子核の第２の選択されたラインは、前記読み出し方向に沿って空間的に選択され、且つ前記第１の選択ラインのオフセットと反対の方向に距離Ｌだけ前記アイソセンタからオフセットされる請求項１に記載の方法。
12. 前記データのアレイは、Ｓ（ｋ_ｍ，ｔ_ｎ）、但し、ｍ＝１，２，…，Ｍ、およびｎ＝１，２，…，Ｎであり；ｋ_ｍは、位相エンコード勾配のｋ値であり；ｔ_ｎは、各データ点が収集されたときの時間をあらわし、そしてＭおよびＮは、それぞれ、位相エンコードおよび読み出し次元に沿って収集されるデータ点の数を示す、で表現されるアレイに配列される請求項１０に記載の方法。
13. 前記生成されたデータは、各々前記第１および第２の選択されたラインの一方に対応する対をなすデータアレイＳ^＋Ｌ（ｋｍ，ｔｎ）およびＳ^−Ｌ（ｋｍ，ｔｎ）に配列され、ここで、ｍ＝１，２，…，Ｍ、およびｎ＝１，２，…，Ｎであり；ｋ_ｍは、位相エンコード勾配のｋ値であり；ｔ_ｎは、各データ点が収集されたときの時間をあらわし、そしてＭおよびＮは、それぞれ、位相エンコードおよび読み出し次元に沿って収集されるデータ点の数を示す請求項１１に記載の方法。
14. 読み出し勾配トラジェクトリが、前記対をなすデータアレイに対して一次元フーリエ変換を施すことによって決定され、且つ各読み出し位置（ｔｎ）における瞬時周波数（ｆ）を、次式：
    

    

    式中、ｆ（Ｙ_ｍ，ｔ_ｎ）は、各データ点が前記選択されたラインに沿って収集されるとき、位置Ｙ_ｍおよび時間ｔ_ｎにおける前記瞬時周波数であり、Ｓ′（Ｙ_ｍ，ｔ_ｎ−１）は、Ｓ（Ｙ_ｍ，ｔ_ｎ−１）の共役であり、そしてａｒｇ｛｝は、複素入力についての主位相値を返す、
    のように決定することをさらに備える請求項１３に記載の方法。
15. 読み出し勾配トラジェクトリ（ｋ（ｔ_ｎ））は、次式：
    

    

    式中、ｆ^＋Ｌ（Ｙ_ｍ，ｔ_ｎ）は、前記第１の選択されたラインに対応する瞬時周波数の関数で、且つｆ^−Ｌ（Ｙ_ｍ，ｔ_ｎ）は、前記第２の選択されたラインに対応する瞬時周波数の関数であり、そしてＬは、アイソセンタからの前記選択されたラインのオフセット距離である、
    に従って瞬時周波数（ｆ）から決定される請求項１４に記載の方法。
16. 前記交差磁場補正係数ＣＦ（Ｙ_ｍ）は、縮小されたデータセット：
    

    

    から決定される請求項１２に記載の方法。
17. 前記交差磁場補正係数は：
    

    

    に従って決定される周波数分布ｆ（Ｙ_ｍ，ｔ_ｐ）のフーリエ変換として決定されるＣＦ（Ｙ_ｍ）である請求項１６に記載の方法。
18. 前記交差磁場補正係数は、ｆ（Ｙ_ｍ）であり、そして：
    

    

    式中、ｆ^Ｌ（Ｙ_ｍ，ｔ_ｐ）およびｆ^−Ｌ（Ｙ_ｍ，ｔ_ｐ）は、前記磁石のアイソセンタから距離Ｌだけオフセットされた前記二つの対称的なラインの瞬時周波数である、
    に従って決定される平均周波数分布のフーリエ変換として決定される請求項１３に記載の方法。
19. 前記交差磁場補正係数は、第２の被検体の画像を補正し且つＥＰＩ読み出し勾配パルスによって誘起される交差項磁場に起因する画像における画像歪を低減するために適用される請求項１に記載の方法。
20. 磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システムにおける傾斜誘起された交差項磁場を決定するための方法であって：
    ａ．被検体を静磁場内に配置することと、
    ｂ．前記被検体のスライスの原子核を空間的に飽和させるラジオ周波数（ＲＦ）飽和パルスを印加することと、
    ｃ．ステップ（ｂ）の後に、前記被検体のスライスの画像を形成するためにエコープラナーイメージング（ＥＰＩ）シーケンスを適用することと
    を備える方法。
21. 前記ＲＦ飽和スライスは、前記ＥＰＩシーケンスの読み出し方向と位相エンコード方向の間に配置される請求項２０に記載の方法。
22. 前記ＲＦ飽和スライスは、ステップ（ｃ）で生成される画像において暗い飽和ラインとしてあらわれ、且つ交差磁場補正係数を与えるべく飽和ラインの空間分布を分析するステップ（ｄ）をさらに有する請求項２０に記載の方法。
23. ｅ．前記被検体のスライスの画像を使用する交差磁場補正係数を生成することと、
    ｆ．第二の被検体の他の画像を補正すべく交差磁場補正係数を適用し、それによって、前記ＥＰＩ読み出し勾配パルスにより誘起される交差項磁場に起因する画像歪を低減することと
    をさらに備える請求項２０に記載の方法。

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