JP2004504909A - 磁気共鳴方法及び装置 - Google Patents

Abstract

ｋ空間が所定のサンプリング位置で走査される、検査ゾーンの２次元又は３次元イメージングのための新規な磁気共鳴方法が提供される。ｋ空間全体の最初のデータセットの磁気共鳴信号とｋ空間の一部の続く更に小さいデータセットの磁気共鳴信号が捕捉され、走査される対象の完全な画像を得るために、続く更に小さいデータセットのデータは最初の第１のデータセットのデータによって完全なものとされる。続く更に小さいデータセット（ｄ２，ｄ３，ｄ４）のデータの捕捉は、ｋ空間中の最も高い値で開始又は終了する。更に、上述の方法を実行するよう設計された新規な磁気共鳴装置及びコンピュータプログラムプロダクトが提供される。

Description

【０００１】
本発明は、請求項１の前段に記載のｋ空間が所定のサンプリング位置で走査される検査ゾーンの２次元又は３次元のイメージングのための磁気共鳴方法に関する。本発明は更に請求項９の前段に記載の磁気共鳴装置及び請求項１０に記載のコンピュータプログラムプロダクトに関する。
【０００２】
磁気共鳴方法の通常の捕捉スキームは、例えば、ＵＳ−Ａ−５，４９８，９６１より公知であり、その図４において、複数組の未加工データが捕捉されるときの時間的な進行が、傾斜方向を縦軸、時間を横軸としたグラフで示される。グラフの各点は磁気共鳴信号の捕捉に対応する。ＭＲ信号自体は、未加工データの組全体についての全体捕捉時間に対して無視できるほど小さい限られた時間に亘って捕捉されるため、１つの磁気共鳴信号はグラフ中の点として示される。このように２つの連続する点の間の時間的な隔たりは、シーケンスの反復時間に対応する。このようにして第１の組の未加工データが捕捉されると、その直後に第２の組の未加工データを捕捉する更なる測定期間が始まり、第３の組の未加工データ以降についても同様である。測定期間中は、任意の大きさの傾斜が選択されうることが明示的に記載されているが、第２及び第３の測定期間においてこの大きさが保たれるねばならない。
【０００３】
一方、以前の組又は走査の捕捉データを共用することにより一組のデータについての捕捉時間を減少させることが可能であり、これは一般的にはプロファイルシェアリングとして知られている。例えば「キーホール（ｋｅｙｈｏｌｅ）方法」と称される他の公知のプロファイルシェアリング方法があり、かかる方法では、例えば心臓ＭＲスキャンでは動力学的な変化は中央ｋプロファイルにおいてより多く生ずるため、ｋ空間の中央部分がより頻繁に捕捉される。このようなプロファイルシェアリング方法では、ＧＥＳ，ＦＡＳＴ　ＣＡＲＤ，ＴＲＩＣＫ等と称されるものが公知である。これらの捕捉スキームの基本的な原理は、ｋ空間が異なる周波数で捕捉されるセグメントへ分割され、より頻繁に繰り返される中央ｋ空間プロファイルと捕捉セグメントが組み合わされるものである。このようにして、続く画像間の時間についての分解能が改善されうる。
【０００４】
上述の捕捉スキームは、プロファイルシェアリングスキャンが動的なスキャンについては単に成功したという結果を与えるだけであり幾つかの欠点を有する。一方で、外側ｋ空間の画像データは１回だけ定義され、これは分解能に対して悪い影響を与えうる。
【０００５】
本発明は、磁気共鳴においてより高速な撮像が可能であると共に折り畳みアーティファクト及び／又はゴーストといった問題や分解能が低すぎるといった問題がかなり抑制されるよう、プロファイルシェアリング方法において捕捉スキームを改善することを目的とする。本発明は、より高速な撮像が可能であると共に折り畳みアーティファクト及び／又はゴーストが抑制されるよう設計された磁気共鳴装置及びコンピュータプログラムプロダクトを提供することを更なる目的とする。
【０００６】
本発明の最初の目的は、請求項１に記載の磁気共鳴方法によって達成される。本発明の更なる目的は、請求項９に記載の磁気共鳴装置及び請求項１０に記載のコンピュータプログラムプロダクトによって達成される。
【０００７】
本発明によるデータ捕捉は、サンプリングが最も関心の高い領域、即ち、高い関連性及び品質を述べるために撮像が最も重要である領域において生ずるという利点を有する。本発明の他の重要な特徴は、アーティファクト又はゴーストの発生がかなり抑制されることである。
【０００８】
本発明の更なる利点は、従属する請求項及び添付の図面を参照して本発明の典型的な実施例について説明する以下の詳細な説明によって示される。
【０００９】
図１は、ＵＳ−Ａ−５，４９８，９６１に記載されるような規則的な捕捉スキームを示す図である。連続する複数組の走査ｄ_１，ｄ_２，ｄ_３等は、全く同じように、即ち傾斜ｄｋ／ｄｔの方向及びその傾斜の大きさが全ての走査について一定のままであるように行われる。ｋの値は、｜ｋ_ｙ｜、｜ｋ_ｚ｜又は｜ｋ_ｙ ^２＋ｋ_ｚ ^２｜でありうる。しかし、ｋ空間中で線形方向の走査のみが使用されるのではなく、例えばＵＳ−Ａ−５，５３２，５９５に記載されるようなスパイラル走査も使用されうる。動的走査ｄ_１，ｄ_２，ｄ_３は夫々、フーリエ変換された後に特定の画像を発生させる。
【００１０】
図２は、従来技術で知られている他の規則的な捕捉スキームを示す図であり、最初の走査ｄ_１ではｋ空間全体が走査され、続く走査ｄ_２，ｄ_３等ではデータは内側ｋ空間においてのみ捕捉されるものである。この捕捉スキームでは、連続するｋ＝０の捕捉の間の時間差はかなり改善されるが、外側ｋ空間は１回だけ走査されるため、走査される対象の周囲部分では動的撮像は行なわれない。
【００１１】
図３は、本発明による第１の捕捉スキームを示す図であり、ｋ空間全体に亘って最初の全体的な走査ｄ_１が行なわれ、その後、走査ｄ_２，ｄ_３，ｄ_４等は最小ｋ値ｋ_ｍｉｎから最大ｋ値ｋ_ｍａｘよりもかなり小さいｋ値へと捕捉される。時間Δｔ中に捕捉されるデータは、更なる捕捉ｄ_２，ｄ_３，ｄ_４等のために再び使用されうる。原理的に、これらの続く走査では、測定されたデータに対してデータが参照される改善されたエルミート共役多項式を用いたアルゴリズムによって再構成されうるハーフスキャンが行なわれる。
【００１２】
図４は、第２の捕捉スキームを示す図であり、第１の動的走査ｄ_１ではデータは規則的に捕捉され、第２の動的走査ｄ_２では、傾斜方向が反転され、第１の走査の最後のデータ点（ここでは３つの測定点）が次の画像のイメージングのために使用される。続く動的走査ｄ_３及びｄ_４では、イメージングは同様に行なわれ、従って先行する走査の最後の各測定点は次の画像のイメージングのために使用される。このようにして、殆ど時間の効率性が失われないことが明らかとなろう。
【００１３】
図５は、上述の捕捉スキームの更なる変形を示す図であり、最大ｋ_ｍａｘ値の前に既に傾斜の反転が行われるものである。実際に、走査期間の終わりにおいて、最後のｋ値は最大ｋ値ｋ_ｍａｘへ直接ジャンプし、その後傾斜方向が反転され次に小さいｋ値が捕捉される。先行する走査ｄ_１の３つの測定点は続く走査ｄに使用されるため、走査されるべき次のｋ値は走査ｄ_１において「ジャンプ」の前に最後に測定されたｋ値よりも小さい。このようにして、各画像の各データの組のｋ空間の走査における別個の段階の数は減少され、それによりイメージングの動的な性質は維持され、画像中のコントラストの時間的な分解能は図２を参照して説明した周知の方法による捕捉スキームにおけるものよりもかなり改善される。
【００１４】
図６に示すように、上述の捕捉スキームは、より多くのデータ点が捕捉され（グラフでは線として示され、即ち点は実線上で互いに近接して配置され）、走査がより平滑となり更に改善されている。実際に、異なるセグメント中の傾斜はその都度変えられ、即ち、ａｒｃｔａｎ｜ｄｋ／ｄｔ｜は異なったセグメントＩ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶ，Ｖ，Ｉ，ＶＩＩ等に対して異なる。第１の走査ｄ_１は、セグメントＩ＋ＩＩ＋ＩＩＩ中の測定点の組合せである。第２の走査ｄ_２は、セグメントＩＩ＋ＩＩＩ＋ＩＶ＋Ｖ＋ＶＩ等によって組み合わされる（図５の走査ｄ２と比較のこと）。概して、続く走査ｄ_３，ｄ_４は、以下の時間スキームで網羅されえ、即ち（ＩＩ；ＩＩＩ；ＩＶ；Ｖ；ＶＩ；ＶＩＩ）_ｎ、例えば、ＩＩ及びＶは偶数のｋラインを含み、ＩＩＩ及びＶＩは奇数のｋラインを含む。もちろん、セグメント化の原理は、全ての異なる傾斜、即ち異なるａｒｃｔａｎ｜ｄｋ／ｄｔ｜を有する更に多くのセグメントまで拡張されうる。このデータ捕捉方法は、心臓位相等についても使用されうる。
【００１５】
図７は、図６のスキームを更に拡張したものを示し、時間領域及びｋ領域についてセグメント化が行われるものである。動的走査ｄ_１，ｄ_２，ｄ_３等について、上述において図６について説明したように、セグメントＩＶ_ａ；ＩＶ_ｂ；ＩＩＩ_ｂ；Ｉ_ｂ；Ｖ_ｂ，Ｖ_ａ；ＩＩ_ａ；Ｉ_ａ；ＩＩＩ_ａ；ＩＩＩ_ｂ；Ｉ_ｂ等のデータを組み合わせることができる。実際は、第１の実行の後、幾つかのセグメント（例えば上述のシーケンスのＩＶ_ａ及びＩＶ_ｂ）がスキップされる。セグメントに亘って傾斜ｄｋ／ｄｔが変化するため、これらのセグメントでは傾斜が増加するにつれて捕捉されるｋ値は少なくなる。これにより、ｋ＝０捕捉の近傍のセグメントよりも離れた外側セグメントを組み合わせる必要が生ずる。この捕捉スキームは、セグメントがｋ空間中の固定の位置に残されるのではなく、画像の部分の重要性及び走査される対象中の特定の部分の変化の速さに依存するため、「ｒｕｎｎｉｎｇ ｋｅｙｈｏｌｅ」と称される。換言すれば、セグメント化により、外側周囲部の対象のより多くの部分が比較的低い頻度で測定される。
【００１６】
他の変形例は、外側ｋ空間の部分を他の方法で、特に粗いサンプリングでセグメント化することである。このサンプリングスキームの概念は以下の通りである。即ち、ｋ空間が０から２０に亘ってｋ_ｍｉｎからｋ_ｍａｘまで参照された場合、ｋ空間は２つのセグメントＡ＝｛０，１，４，５，８，９，．．．｝とＢ＝｛２，３，６，７，１０，１１，．．．｝に分けられ、これらのセグメントは昇順又は降順で偶数／奇数の線によって走査されうる。このようにして、ｋ空間の外側部分は、より高速に（「セグメント当たりのサンプリング時間」）サンプリングされ、元のセグメントのサンプリングと同じ周波数ではｋ＝０における遷移の間の時間は減少する。
【００１７】
上述のセグメント化の概念は、ｋ空間中のプロファイルに限られるのではなく、異なる情報内容を有する磁気共鳴撮像及び立体撮像における全ての種類の画像に適用される。動的走査及び心臓位相と等しいものは、比較的容易に理解されうる。流れを覚えておけば、流れ符号化の傾斜が逆の方向を向いている測定値が使用されうる。これらの傾斜はＦＦＥシーケンスに導入される場合が多い。このようなスキームでは、やはり高いｋ空間のラインはスパースサンプリングされうる。この面について、上述と同じ走査原理を使用しうる。そうでなければ、一般的な同定走査と心臓位相を区別せねばならず、即ち、一般的な動的走査は必ずしも心臓Ｒ波といった生理学的信号のセンシングを適用しない。心臓位相の場合は、走査は時間セグメントへ分割されねばならず、即ち、妨害的なアーティファクトを防止するためにＥＥＣを同時に測定せねばならない。
【００１８】
上述の捕捉スキームを得るために、例えば一般的にＰＣＴ出願ＷＯ９９／５４７４６に記載されており、その内容が本願に参照として組み入れられるような磁気共鳴装置が使用されうる。更に、磁気共鳴装置の電子制御部に、複数の受信コイルについての同じ傾斜方向の測定信号の組がより少ない数であるような再構成のための電子回路が設けられる。この制御装置では、上述の捕捉スキームに従って同じ傾斜方向の測定データの組がより少ない数であるよう続く時間の捕捉が行われるアルゴリズムを有するコンピュータプログラムが実施される。
【図面の簡単な説明】
【図１】
周知の捕捉スキームによるｋ空間の規則的な走査について示す図である。
【図２】
ｋ空間における「キーホール」として知られる周知の規則的な捕捉について示す図である。
【図３】
本発明による第１の捕捉スキームを示す図である。
【図４】
続く組についての傾斜方向が逆とされた、本発明による第２の捕捉スキームを示す図である。
【図５】
外側ｋ空間における傾斜がより急である第３の捕捉スキームを示す図である。
【図６】
第３の捕捉スキームと同様のより平滑な捕捉スキームを示す図である。
【図７】
外側ｋ空間の傾斜が段階的により急となる第３の第３の捕捉スキームと同様の捕捉スキームを示す図である。

Claims (10)

1. ｋ空間が所定のサンプリング位置で走査される検査ゾーンの２次元又は３次元のイメージングのための磁気共鳴方法であって、
   ｋ空間全体の最初のデータセットの磁気共鳴信号が捕捉され、ｋ空間の一部の続く更に小さいデータセットの磁気共鳴信号が捕捉され、走査される対象の完全な画像を得るために、上記続く更に小さいデータセットのデータは上記最初のデータセットのデータによって完全なものとされ、
   上記続く更に小さいデータセットのデータの捕捉は、ｋ空間中の最も高い値で開始又は終了することを特徴とする磁気共鳴方法。
2. 上記続く捕捉は、最も高いｋ値で開始するが、上記最初の捕捉におけるｋ値よりも低いｋ値で終了することを特徴とする、請求項１記載の磁気共鳴方法。
3. 上記続く捕捉は、より低いｋ値における捕捉の開始と最も高いｋ値における捕捉の開始との間で交替することを特徴とする、請求項１記載の磁気共鳴方法。
4. 上記ｋ空間における傾斜方向は、続く捕捉において交替され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。
5. 上記外側ｋ空間領域におけるデータの捕捉は、上記内側ｋ空間領域におけるデータの捕捉よりも急な傾斜で行われることを特徴とする、請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の磁気共鳴方法。
6. 上記ｋ空間はセグメント化され、ｋ空間における任意のセグメントの捕捉は、続く捕捉期間については異なる傾斜で及び／又は逆の方向で行われることを特徴とする、請求項５記載の磁気共鳴方法。
7. ｋ空間の外側セグメントにおける傾斜は段階的に急になるよう選定されることを特徴とする、請求項６記載の磁気共鳴方法。
8. ｋ＝０における捕捉の近傍におけるセグメントよりも遠く離れたｋ空間の外側セグメントはイメージングのために組み合わされることを特徴とする、請求項６又は７記載の磁気共鳴方法。
9. 請求項１乃至８のうちいずれか一項記載の方法を用いて体の一部の磁気共鳴画像を得るための磁気共鳴装置であって、
   受信コイルの配置のための入力端子と、全身コイルと、受信コイルの配置を通じて複数組の磁気共鳴信号を測定する手段と、受信コイルの距離に依存する感度及び測定された複数組の磁気共鳴信号から最終画像を再構成する手段と、
   ｋ空間における最も高い値で開始又は終了するより少ない数の一組の測定信号を再構成する手段とを有する磁気共鳴装置。
10. 請求項１乃至８のうちいずれか一項記載の方法を実行するための検査ゾーンの２次元又は３次元撮像のためのコンピュータプログラムプロダクトであって、
    ｋ空間中の同じ傾斜方向の限られた時間に亘って未加工データの組が連続的に捕捉され、
    ｋ空間中の最も高い値で開始又は終了するより少ない数の一組の測定信号で続く時間の捕捉を実行するためのアルゴリズムが与えられることを特徴とするコンピュータプログラムプロダクト。