JP2005125096A - 非選択的且つノッチを有するｒｆ飽和パルスを用いたｍｒ潅流画像収集の方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＭＲ潅流イメージングにおいて非選択的ＲＦ飽和パルス及びノッチを有するＲＦ飽和パルスを用いて改善された画像信号及びコントラストを有するＭＲ画像を収集する。
【解決手段】 一連のノッチを有するＲＦ飽和パルスと共に非選択的飽和パルスを用いてＭＲ潅流データを収集する。非選択的飽和回復ＲＦパルスは、非選択的で且つ一連のスライス位置における最初のスライス及び次のスライスに対する血液プール抑制において効果を発揮するように設計されている。最初のスライスの位置は、撮像対象の他のスライスの位置と必ずしも同軸であるとは限らないある角度又は平面に配置することができる。本発明は、効率的な空間的範囲を有するＭＲデータの収集及び信号強度対血液プール内の造影剤濃度の線形測定を提供するデータのキャリブレーションスライスに対応している。
【選択図】 図２

Description

本発明は、一般的に磁気共鳴（ＭＲ）イメージングに関し、より具体的には、ＭＲ潅流イメージングにおいて非選択的ＲＦ飽和パルス及びノッチを有するＲＦ飽和パルスを用いて改善された画像信号及びコントラストを有するＭＲ画像を収集する方法並びに装置に関する。

ヒト組織などの物質が均一な磁場（分極磁場Ｂ_０）にさらされると、組織内のスピンの個々の磁気モーメントは、この分極磁場と整列しようとするが、これら固有のラーモア周波数で分極磁場の周りをランダムに歳差運動する。物質又は組織が、ｘ−ｙ平面内にあり且つラーモア周波数の近傍にある磁場（励起磁場Ｂ_１）にさらされると、正味の整列したモーメント又は「縦磁化」Ｍｚは、ｘ−ｙ平面内に向かって回転又は「傾斜（ｔｉｐｐｅｄ）」して、正味の横磁気モーメントＭ_１を生成することができる。励起信号Ｂ_１を停止させた後、励起されたスピンによって信号が放出され、この信号を受信して処理し、画像を形成することができる。

これらの信号を利用して画像を作成する際には、磁場勾配（Ｇ_ｘ、Ｇ_ｙ及びＧ_ｚ）が用いられる。典型的には、撮像対象領域は、使用される特定の局所化方法に従ってこれらの勾配が変化する一連の測定サイクルによって走査される。結果として得られた受信ＮＭＲ信号のセットは、多くの周知の再構成技法のうちの１つを用いてデジタル化され、処理され、画像が再構成される。

心筋潅流イメージングは、心臓の微小循環における血流を非侵襲的に調べるために、造影剤が心臓の筋肉組織を通過する際の造影剤の検出を含む。一般に、潅流イメージングは、造影剤（ボーラス）を注射して、入念に最適化されたパルスシーケンスパラメータを用いてボーラスの最初の通過中に高速のイメージングを行うことからなる。これらの画像からの血流の定量化は、関心領域に基づく信号の時間強度曲線の解析を行うことによって達成される。心臓のモーションアーチファクトを回避するために、潅流画像は通常、各々、心拍周期における同じ相対的な点に対して異なる空間位置における画像の反復収集を同期させるＥＣＧゲート制御により収集される。従来は、画像収集時間が典型的には数分間の長さに及ぶため、画像は呼吸による有意なモーションアーチファクトが生じていた。このようなアーチファクトは、潅流画像の手動によるレジストレーション及び解析が必要となり、ユーザが関心領域の時間強度解析に進む前に各画像を慎重に配列して呼吸運動を補償する必要があるため煩雑で時間のかかる仕事であった。更に、造影剤の通過は、数秒間の時間スパンにわたって発生する。数秒間又は数分間にわたる平均化により、潅流の何らかの変化を測定する有効性が著しく損なわれる。

心筋潅流イメージングの目標は、心筋血流の異常な分布を検出して特徴を捉えることである。最初の通過時のコントラスト強調ＭＲ画像から得られる時間−ピーク・コントラスト強調率、及び傾斜などの定量的な潅流指数を抽出することを可能とするには、所望の関心領域に関する心筋及び血液プールの時間−強度曲線の生成が必要となる。これらの曲線の計算は、患者が適切に呼吸を止めない場合に複雑となり、その結果、時間の経過と共に画像の整合不良が生じる。最初の通過の動態を捕えるのに必要な呼吸停止時間が通常２０秒〜３０秒であるという事実により、整合不良によるアーチファクトがしばしば生じる。心筋の所与の領域に関する典型的で正確な時間−強度曲線を生成するためには、時間期間にわたる画像の正確な空間的整列が必要である。

更に、心臓組織への血流又は潅流の定量化も重要な検討事項である。このような定量化に対しては、信号強度を造影剤の通過（即ち、時間）の関数として測定するために特定のスライス位置において画像を収集することが不可欠である。このキャリブレーションスライスにより、信号強度の造影剤濃度への変換が可能となる。入力関数又は心臓組織内へ導入された造影剤の量は、この測定から抽出することができる。従って、特定のスライス位置における入力関数と心臓（心筋）組織内の信号強度の変動の両方を測定することにより、心臓の特定部位への血液潅流を計算することができる。

組織内の血液潅流のイメージングは、ＭＲアンギオグラフィなどの血管組織内の血流のイメージングと密接に関連している。ＭＲアンギオグラフィと同様に、ＭＲ潅流イメージングは、イメージングセッション中にＭＲ活性造影剤のボーラスを患者に注射することによって行なわれる。これらの薬剤は、血液のＴ_１を小さくして検出されるＭＲ信号を強調するか、もしくは血液のＴ_２を小さくして検出されるＭＲ信号を減弱させることができる。ボーラスが身体を通過するにつれて、強調又は減弱された信号が潅流された組織内で観察される信号強度を強めるか又は弱めるが、潅流されていない組織ではこのようなことは生じない。観察される組織で信号変化の度合いを用いると、組織潅流の度合いを求めることができる。潅流測定は、スキャン中に収集されるＭＲ信号の強度に基づいているので、他の測定された変数に対してＭＲ信号強度を不感受性とすることが重要である。このような変数の１つは、ＭＲパルスシーケンス中のＲＦ励起パルスによって横平面内に傾斜する縦磁化Ｍ_ｚの大きさである。このような各励起後、縦磁化は減少し、次いで撮像されている特定のスピンのＴ_１定数によって決定される速度として大きさを回復する。縦磁化が回復し終える前に別のパルスシーケンスが実行されると、収集されるＭＲ信号の大きさは、縦磁化の完全な回復を可能にするのに十分な時間で遅延されたパルスシーケンスによって生成される信号より小さくなる。従って、潅流イメージングにおいては、スキャン全体で縦磁化変数を一定のレベルに維持することが重要である。前記の時間に関わらず一定の信号強度レベルを維持する１つの方法は、飽和磁化準備又は９０度磁化準備を利用する方法であり、これにより所与の飽和後遅延時間（ＴＩ）に対して同一の縦磁化を利用することが可能となる。

心筋潅流の定量的解析には、心筋潅流欠損を定性的且つ定量的に評価することができ、且つ血液プール内の信号の測定が造影剤の濃度を反映するように、適切な空間的範囲を維持し、良好な信号対雑音比（ＳＮＲ）を達成することが必要である。即ち、血液プールからのＭＲ信号が血液プール内の造影剤の濃度に対して直線性を有することが望ましい。心筋潅流データ収集の１つの特定の方法は、ノッチを有する潅流収集によって特徴付けられる。この特定の方法は、より長い磁化回復時間（ＴＩ）及び飽和回復準備ＲＦパルスの印加によって高い画像ＳＮＲを有する心筋の良好な空間的範囲をもたらすことが示されている。しかしながら、幾つかの状況においては、この方法は、ノッチを有するＲＦパルスがターゲットスライス以外の血液を飽和するが、ターゲットスライス内の（血液）スピンを変動させないために不適切であることが示されている。従って、任意の１つのターゲットスライスにおいて、心室又は大動脈内の血液プール信号は、飽和血液と不飽和血液の組み合わせとなる。これは、信号強度の変動がもはや造影剤濃度の線形変動を反映しなくなるので、造影剤濃度の正確な測定を妨げることになる。このノッチを有する手法の欠点にもかかわらず、この手法は、ノッチを有するＲＦパルス又は任意のスライス選択的飽和を用いないデータ収集法によりは好ましい。これは、心筋組織内の信号強度が流入効果によって影響を受けないことによる。ノッチの無いＲＦパルス又はスライス選択的飽和は、より長い物理的ＴＩ時間を使用しなければならず、これにより結合された準備時間及び読み出し時間が増大する。準備時間及び読み出し時間が増大すると、１つのＲ−Ｒ間隔又は幾つかのＲ−Ｒ間隔内で収集することができるスライスの全体の数が減少し、これにより患者処理能力に悪影響を及ぼす。

従って、画像ＳＮＲ及び空間的範囲を改善するためにノッチを有する収集法を用いることができ、更には血液プール信号を同時測定してこれを解析し造影剤濃度を定量化することができるＭＲ潅流画像収集手段を有することは望ましいであろう。血液プール内の造影剤濃度の線形測定を得ることができるように、血液プール信号の変動性を減少させるパルスシーケンスを有することは更に望ましいであろう。

本発明は、上述の欠点を克服する心筋潅流の定量的測定のため非選択的準備ＲＦ飽和パルス及びノッチを有するＲＦ飽和パルスの組み合わせを用いてＭＲデータを収集するシステム並びに方法に関し、これは適切なスライス範囲と、良好な全体ＳＮＲと、造影剤濃度と共に線形に変化する検出可能なＭＲ信号とを提供する。

ノッチを有するＲＦ飽和パルスを排他的に用いるのではなく、本発明は、一連のノッチを有するＲＦ飽和パルスと共に非選択的飽和パルスを用いて、例えば心筋などの関心領域の潅流データを収集する。非選択的飽和回復ＲＦパルスは、非選択的で且つ一連のスライス中の撮像対象の最初のスライス及び撮像対象の次のスライスに対して有効となるように設計されている。飽和回復パルスが非選択的であるので、最初のスライスは、必ずしも撮像される他のスライスと同一平面上又はこれらと平行であるとは限らないある角度又はある平面に沿って配置することができる。心筋のイメージングに対しては、非選択的飽和回復パルスにより、ユーザが造影剤濃度をより良く測定するために肺静脈又は大動脈流出区域に沿ってスライスを設定することが可能となる。更に、最初のスライスに関するデータを収集するために用いられる収集セグメントが他のイメージングセグメントの半分の空間分解能を有するために、全体スキャン時間は増大しない。

従って、本発明の一態様によれば、ＭＲデータを収集する方法は、最初のスライスに対して非選択的準備パルスを印加する段階と、後続のスライスに対してノッチを有する準備パルスを印加する段階とを含む。本方法は更に、最初及び後続のスライスに関するＭＲデータを収集する段階を含む。

本発明の別の態様によれば、パルスシーケンスが提供される。本パルスシーケンスは、１つのキャリブレーション間隔において繰り出される非選択的準備セグメント及びそれに続く最初の収集セグメントを含み、一連のノッチを有する選択的準備セグメント及びそれに続く後続のデータ収集セグメントがその後繰り出される。

本発明の別の態様によれば、ＭＲＩ装置は、分極磁場を印加するためのマグネットのボアの周りに配置された複数の勾配コイルと、ＲＦ送受信器システムと、ＭＲ画像を収集するためにＲＦコイル組立体にＲＦ信号を伝送するためのパルスモジュールによって制御されるＲＦスイッチとを有するＭＲＩシステムを含む。本ＭＲＩ装置は更に、スライスセットの最初のスライスを飽和させるために非選択的飽和回復パルスを印加するようにプログラムされたコンピュータを含む。本コンピュータはまた、一連のノッチを有する飽和回復パルスを印加してスライスのセットの連続する各スライスを飽和させるようにプログラムされている。本コンピュータは更に、一連の読み出し励起パルスを印加して各スライスからＭＲデータを収集するようにプログラムされている。

本発明の更に別の態様によれば、コンピュータ可読記憶媒体には、コンピュータにより実行されたときにコンピュータに一連の収集期間のうちの最初の収集期間において非選択的準備セグメントを生成し且つ印加させる命令セットを表すコンピュータプログラムが格納されている。また、後続の収集期間においてノッチを有する準備セグメントを生成し且つ印加するようにコンピュータに行わせる。本命令セットは更に、コンピュータに少なくとも後続の収集期間において画像収集セグメントを生成して印加させ、且つ後続の収集期間においてＭＲデータを収集させる。

本発明の別の態様によれば、搬送波内に組み込まれ且つＭＲイメージングシステムにダウンロード可能／アップロード可能なコンピュータデータ信号が提供される。本信号は、ＭＲイメージングシステムによってＭＲデータ収集のために実行されることになる少なくとも１つのパルスシーケンスを表す。本パルスシーケンスは、キャリブレーション間隔中に繰り出されることになる非選択的準備パルス、並びにキャリブレーション間隔に続く一連のデータ収集間隔において繰り出されることになるノッチを有する準備パルスを含む。本パルスシーケンスは更に、キャリブレーション間隔及びデータ収集間隔におけるデータ収集のためにキャリブレーション間隔並びにデータ収集間隔において繰り出されることになる一連のイメージングパルスを含む。

本発明の様々な他の特徴、目的及び利点は、以下の詳細な説明及び図面により明らかになろう。

図面は、本発明を実施するために現在企図されている１つの好ましい実施形態を示す。

図１を参照すると、本発明を組み込んだ好ましい磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システム１０の主要な構成要素が示されている。本システムの動作は、キーボード又は他の入力デバイス１３、制御パネル１４、及び表示スクリーン１６を含むオペレータコンソール１２から制御される。コンソール１２は、オペレータが画像の作成及び表示スクリーン１６上への表示を制御可能にする別個のコンピュータシステム２０とリンク１８を介して通信する。コンピュータシステム２０は、バックプレーン２０ａを介して互いに通信する幾つかのモジュールを含む。これらは、画像プロセッサモジュール２２、ＣＰＵモジュール２４、及び画像データアレイを格納するためのフレームバッファとして当該技術分野で公知のメモリモジュール２６を含む。コンピュータシステム２０は、画像データ及びプログラムを格納するためのディスク記憶装置２８及びテープドライブ３０にリンクしており、更に高速シリアルリンク３４を介して別個のシステム制御装置３２と通信する。入力デバイス１３は、マウス、ジョイスティック、キーボード、トラックボール、タッチ作動スクリーン、光学読み取り棒、音声制御装置、又は類似の任意の入力デバイスもしくは同等の入力デバイスを含むことができ、更に対話式の幾何学的指定に用いることができる。

システム制御装置３２は、バックプレーン３２ａによって共に接続されたモジュールセットを含む。これらは、ＣＰＵモジュール３６、及びシリアルリンク４０を介してオペレータコンソール１２に接続しているパルス発生器モジュール３８を含む。システム制御装置３２は、実行すべき走査シーケンスを示すオペレータからの指令をリンク４０を介して受け取る。パルス発生器モジュール３８は、システム構成要素を作動させて所望の走査シーケンスを実行し、発生されたＲＦパルスのタイミング、強度及び形状、並びにデータ収集ウィンドウのタイミング及び長さを示すデータを発生する。パルス発生器モジュール３８は、走査中に発生される勾配パルスのタイミング及び形状を示すために勾配増幅器４２のセットに接続されている。パルス発生器モジュール３８はまた、患者に装着された電極からのＥＣＧ信号などの患者に接続された幾つかの異なるセンサからの信号を受け取る生理学的収集制御装置４４からの患者データを受け取ることができる。更に最終的に、パルス発生器モジュール３８は、患者の状態及びマグネットシステムと関連する種々のセンサからの信号を受け取る走査室インターフェース回路４６に接続されている。患者位置決めシステム４８は、この走査室インターフェース回路４６を介して走査のために患者を所望の位置に移動させる指令を受け取る。

パルス発生器モジュール３８によって発生される勾配波形は、Ｇｘ、Ｇｙ、及びＧｚ増幅器を有する勾配増幅器システム４２に印加される。各勾配増幅器は、全体を５０で示す勾配コイル組立体内の対応する物理勾配コイルを励起して、収集された信号を空間的に符号化するために用いられる磁場勾配を発生する。勾配コイル組立体５０は、分極マグネット５４及び全身型ＲＦコイル５６を含むマグネット組立体５２の一部を形成する。システム制御装置３２内の送受信器モジュール５８はパルスを発生し、該パルスはＲＦ増幅器６０によって増幅され、送信／受信スイッチ６２によってＲＦコイル５６に結合される。結果として、患者内の励起原子核によって放出された信号は、同じＲＦコイル５６によって感知され、送信／受信スイッチ６２を介して前置増幅器６４に結合することができる。増幅されたＭＲ信号は、送受信器５８の受信器部において復調され、フィルタ処理され、及びデジタル化される。送信／受信スイッチ６２は、パルス発生器モジュール３８からの信号によって制御されて、送信モード中はＲＦ増幅器６０をコイル５６に電気的に接続し、受信モード中は前置増幅器６４をコイル５６に接続する。更に、送信／受信スイッチ６２により、別個のＲＦコイル（例えば、表面コイル）を送信モード又は受信モードのいずれにおいても使用することが可能になる。

ＲＦコイル５６によって取り込まれたＭＲ信号は、送受信器モジュール５８によりデジタル化されて、システム制御装置３２内のメモリモジュール６６に転送される。未処理ｋ空間データのアレイをメモリモジュール６６内に収集完了すると１回の走査が完了する。この未処理ｋ空間データは、再構成されることになる各画像に対して別個のｋ空間データアレイに再配置され、これらの各々は、データをフーリエ変換して画像データのアレイにするよう動作するアレイプロセッサ６８に入力される。この画像データは、シリアルリンク３４を介してコンピュータシステム２０に送られ、該コンピュータシステム２０においてディスク記憶装置２８などのメモリ内に格納される。オペレータコンソール１２から受け取った指令に応答して、この画像データをテープドライブ３０上などの長期記憶装置にアーカイブしてもよく、或いは画像プロセッサ２２によって更に処理してオペレータコンソール１２に送るか、又はディスプレイ１６上に表示することができる。

本発明は、上述のＮＭＲシステム、又はＭＲデータを取得するための任意の類似の又は同等のシステムに用いるのに適した方法及びシステムを含む。本発明を心筋の撮像に関して説明するが、他の解剖学的部位又は関心ボリュームの撮像に等価に用いることができる。

図２を参照すると、心筋潅流ＭＲデータ収集用の従来のパルス／収集シーケンス、及び本発明によるパルス／収集シーケンスが示されている。シーケンス７０は、心筋潅流ＭＲデータ収集に対する従来のノッチを有する手法を示す。図示の実施例では、パルスシーケンス７０は、Ｒ−Ｒ間隔又は心拍の１つおきに反復されるように設計されている。ＥＣＧ信号７２は、各Ｒ−Ｒ間隔を定めるか又はゲート制御する。パルスシーケンス７０はまた、各心拍毎又はｎ回の心拍毎（ｎは１に等しいか又は大きい数）に反復することができる点に留意されたい。図示のように、間隔Ｒ−Ｒ_１において、３つのスライス（ｌｏｃ１、ｌｏｃ２、ｌｏｃ３）に対してデータが収集され、２つのスライス（ｌｏｃ４、ｌｏｃ５）は、次のＲ−Ｒ間隔Ｒ−Ｒ_２中に撮像される。各スライスはデータ収集間隔中に撮像され、従って、パルスシーケンスはＲ−Ｒ間隔によって定められる一連のデータ収集間隔を含む。一般に、収集することができる可能性のあるスライス又はスライス位置の数は、ｎ個（ｎ＝１、２、３、・・・である）のＲ−Ｒ間隔に当てはめることができるＳＲセグメント及びＳＬセグメントの数として定義することができる。物理的遅延ＰＤが存在する場合には、１スライスに対する時間はここでは（ＳＲ＋ＳＬ＋ＰＤ）であり、１スライス当たりの時間が増大し且つ１時点当たりの最大スライス数が減少する点に留意すべきである。本発明はＰＤ＝０に対して説明するが、当業者であれば、本発明は０より大きなＰＤ値に等価的に適用可能であることは容易に理解されるであろう。以下で説明するように、パルスシーケンス７０は、ノッチを有する準備セグメント並びにデータ収集用の画像収集セグメントによって特徴付けられる。

従来のノッチを有する潅流シーケンス７０は、撮像対象の目前のスライスを除くあらゆるところで飽和回復ＲＦパルスを有効とすることができる。図示のように、準備セグメントＳＲ１は、スライスｌｏｃ１を除く各スライスにわたって有効である。次のスライスｌｏｃ２内のスピンは、ノッチを有する準備セグメントＳＲ１及び画像収集セグメントＳＬ１を繰り出すのに必要な時間に等しい実回復時間（ＴＩ）を有するＳＲ１の影響を受けることになる。画像収集セグメントＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３、ＳＬ４、及びＳＬ５は、それぞれのスライス又は空間位置からＭＲデータを収集するために用いられる一連のイメージング励起によって定められる画像収集セグメントに対応する。

ノッチを有する準備セグメントＳＲ１と同様に、ノッチを有する準備セグメントＳＲ２は、スライスｌｏｃ２を除く全てのスライスに対して有効である。従って、ノッチを有する準備セグメントＳＲ２は、後の画像収集セグメントＳＬ３でのＴＩ時間における読み出しのための磁化を準備する。従って、従来のパルスシーケンス７０に関しては、スライスｌｏｃ１に対するＴＩ時間は、ＳＲｎ、即ち、前のＲ−Ｒ間隔からの最後の準備セグメントの影響を受ける。従って、図示の実施例では、ＳＬ１に対するＴＩ時間は間隔Ｒ−Ｒ_２において繰り出されるノッチを有する準備セグメントＳＲ５の関数である。更に、心拍数の変動により、このＴＩ時間は、他のスライスのものとは等しくない可能性がある。

周知のように、血液プール信号上のノッチを有する準備パルス（ＳＲｎ）の効果は、血流によって変動する。この変動性は、撮像されたスライス内に流入し飽和血液と混合する、ノッチを有するパルスからの不飽和血液の影響によるものである。その結果、血液プール信号は、非決定的で、多少造影剤濃度と無関係である。

これとは対照的に、パルスシーケンス７４は、効率的な空間的範囲を有してデータを収集するが、信号強度対血液プール内の造影剤濃度の線形測定を可能にする測定スライスを収集することができる。従来のパルスシーケンス７０と同様に、パルスシーケンス７４は、ゲート制御された信号７６によって定められる一連のＲ−Ｒ間隔又は心拍にわたって実行される。従って、パルスシーケンス７４は、一連のデータ収集間隔を定める。以下に説明するように、一連のデータ収集間隔は、キャリブレーション間隔の後に続く。更に、本発明のパルスシーケンスと従来のパルスシーケンスとの差異を強調するために、パルスシーケンス７４を、パルスシーケンス７０に関して説明したものと同様の５つのスライス（ｌｏｃ１、ｌｏｃ２、ｌｏｃ３、ｌｏｃ４、ｌｏｃ５）のデータ収集に関して説明することにする。

パルスシーケンス７０とは対照的に、パルスシーケンス７４は、間隔Ｒ−Ｒ₁、即ち、キャリブレーションウィンドウの開始時点において繰り出される非選択的ＲＦパルスＳＲ１’を含む。飽和回復パルスＳＲ１’は非選択的で、且つスライスｌｏｃ１並びに次のスライスｌｏｃ２に対して有効である。図示の実施例では、最初のスライス又は空間位置に対する画像収集セグメントＳＬ１’は、キャリブレーション間隔に続くデータ収集間隔において繰り出される他の画像収集セグメントＳＬ２、ＳＬ３、ＳＬ４、及びＳＬ５の２分の１の空間分解能を有する。次のスライスｌｏｃ２に対するＴＩ時間は、スライスｌｏｃ１に対する収集時間が従来のパルスシーケンス７０の２分の１であることを除き、従来のパルスシーケンスと同一のセグメント時間（ＳＲ１＋ＳＬ１）が維持されるので変動しない。即ち、ＳＬ１’は、（ＳＬ１）／２に等しい。従って、スライスｌｏｃ１に対するＴＩ時間は、ＴＩ１＝（ＳＬ１）／２である。このことから、総セグメント時間は、ＳＲ１＋ＳＬ１＝ＳＲ１’＋ＴＩ１＋ＳＬ１’として維持される。

この一連における最初のスライスｌｏｃ１の収集は、大動脈内又は主要な肺脈管構造内のみの信号の測定に対して通常必要とされるものよりも低い空間分解能のものとすることができる。例えば、主要な画像収集が１２８×１２８マトリックス収集である場合、最初のスライスは、大きい血管構造の視覚化を可能にする１２８×６４かもしくは他の空間分解能のいずれかとすることができる。キャリブレーション又は最初のスライスの感度は、反転時間ＴＩ１が分解能に反比例するように調整することができることに留意すべきである。即ち、スライスｌｏｃ１に対する１２８×３２画像は、総セグメント時間を維持するために１２８×６４収集よりも長いＴＩ１を要することになる。最後の準備セグメント（図示の例ではＳＲ５）は、最初のスライスｌｏｃ１のイメージングにはもはや必要ではないので、これを省くことも可能である。しかしながら、スライスｌｏｃ１内のスピンを安定した状態に維持するためには、この準備セグメントを維持することが望ましい場合もある。

ここで図３を参照すると、図２のパルスシーケンス７４の印加によって撮像される５つのスライス位置が、互いに関連し且つ図示の例では患者の心臓に相当する関心領域上に重ね合わせて示されている。図示のように、スライスｌｏｃ２〜ｌｏｃ５は、通常どおりに配向され、即ち、互いに対して概ね平行に整合されている。しかしながら、非選択的準備セグメントＳＲ１’が非選択的であるが故に、スライスｌｏｃ１は他の撮像スライスと必ずしも整合しないか又はそれらと同一の平面上にあるとは限らない角度もしくは平面に配置することができる。心筋のデータ収集に対しては、飽和回復パルスＳＲ１’の非選択性により、ユーザは、造影剤濃度を良好に測定するために肺静脈又は大動脈流出域に沿ったスライスに関するデータ収集を設定することができる。当業者であれば、患者の心臓に対するスライスｌｏｃ１の配置が事実上左心室内のスライスにおけるデータ収集の損失を生じさせることが理解されるであろう。しかしながら、この最初のスライスに対するＴＩは可変であるので、パルスシーケンス７４の印加に従ったスライスｌｏｃ１の再配置により、心筋潅流データ収集の従来のパルスシーケンスを用いて収集されるスライスと比較して最初のスライスをより良く利用することができる。

本発明は、潅流を定性的に評価するための高ＳＮＲ画像の収集を可能にする。この点に関し、本発明は、効率的な空間的範囲を有するデータ収集並びに信号強度対血液プール内の造影剤濃度の線形測定を可能にするキャリブレーションスライスの収集に対応するパルスシーケンス及びイメージング技法を提供する。即ち、本発明により、後続スライスのコントラスト特性の収集を乱すことなく、潅流データの定量的解析のための血液プールの造影剤濃度の同時測定が可能となる。更に、画像のコントラスト、ＳＮＲ、及び空間的範囲に悪影響を及ぼす可能性のある低い造影剤投与量又は二重造影剤ボーラス（低投与量に続く高投与量）もしくは一般的な非選択的飽和回復ＲＦパルスの使用を必要としないキャリブレーションスライスの収集を可能にしながら、十分な空間的範囲が達成可能である。例えば、本発明により、左心室の効率的な空間的範囲並びに造影剤濃度を測定するための定量的且つ定性的に評価することができるキャリブレーションスライスに関するデータの収集が可能となる。

従って、本発明の一態様によれば、ＭＲデータを収集する方法は、最初のスライスに対して非選択的準備パルスを印加する段階と、後続のスライスに対してノッチを有する準備パルスを印加する段階とを含む。本方法は更に、最初のスライス及び後続のスライスに関するＭＲデータを収集する段階を含む。

本発明の別の態様により、パルスシーケンスが提供される。本パルスシーケンスは、キャリブレーション間隔において繰り出される非選択的準備セグメント及びそれに続く最初の収集セグメントを含み、一連のノッチを有する選択的準備セグメントの後に続いて、後続のデータ収集セグメントが繰り出される。

本発明の別の態様によれば、ＭＲＩ装置は、分極磁場を印加するためのマグネットのボアの周りに配置された複数の勾配コイルと、ＲＦ送受信器システムと、ＭＲ画像を収集するためにＲＦコイル組立体にＲＦ信号を伝送するパルスモジュールによって制御されるＲＦスイッチとを有するＭＲＩシステム含む。本ＭＲＩ装置は更に、スライスセットの最初のスライスを飽和するために非選択的飽和回復パルスを印加するようにプログラムされたコンピュータを含む。本コンピュータはまた、一連のノッチを有する飽和回復パルスを印加してスライスのセットの連続する各スライスを飽和させるようにプログラムされている。本コンピュータは更に、一連の読み出し励起パルスを印加して各スライスからＭＲデータを収集するようにプログラムされている。

本発明の更に別の態様によれば、コンピュータ可読記憶媒体には、コンピュータにより実行されたときにコンピュータに一連の収集期間のうちの最初の収集期間において非選択的準備セグメントを生成し且つ印加させる命令セットを表すコンピュータプログラムが格納されている。また、後続の収集期間においてノッチを有する準備セグメントを生成し且つ印加するように本コンピュータに行わせる。更に本命令セットは、コンピュータに少なくとも後続の収集期間において画像収集セグメントを生成して印加させ、且つ該後続の収集期間においてＭＲデータを収集させることができる。

本発明の別の態様によれば、搬送波内に組み込まれ且つＭＲイメージングシステムにダウンロード可能／アップロード可能なコンピュータデータ信号が提供される。本信号は、ＭＲイメージングシステムによってＭＲデータ収集のために実行されることになる少なくとも１つのパルスシーケンスを表す。本パルスシーケンスは、キャリブレーション間隔中に繰り出されることになる非選択的準備パルス、並びにキャリブレーション間隔に続く一連のデータ収集間隔において繰り出されることになるノッチを有する準備パルスを含む。本パルスシーケンスは更に、キャリブレーション間隔及びデータ収集間隔におけるデータ収集のためのキャリブレーション間隔並びにデータ収集間隔において繰り出されることになる一連のイメージングパルスを含む。

本発明を好ましい実施形態に関して説明してきたが、特に記載しない限り、均等物、代替的形態、及び変更形態が請求項の範囲内において可能であることが認識される。

本発明で用いるためのＭＲイメージングシステムの概略ブロック図。 心筋潅流ＭＲデータ収集用の従来のパルスシーケンスを本発明の一実施形態によるパルスシーケンスと比較して示すグラフ。 心筋潅流の測定用の撮像されている心臓ボリュームに対する本発明の一実施形態によるスライス配向を示す図。

符号の説明

７２ ＥＣＧ信号
Ｒ−Ｒ_１ Ｒ−Ｒ間隔（キャリブレーションウィンドウ）
Ｒ−Ｒ_２ 次のＲ−Ｒ間隔
ＴＩ 磁化回復時間
ＴＩ１ 磁化回復時間１
ＴＩ２ 磁化回復時間２
ＬＯＣ１ 最初のスライス（位置）
ＬＯＣ２ ２番目のスライス（位置）
ＬＯＣ３ ３番目のスライス（位置）
ＬＯＣ４ ４番目のスライス（位置）
ＬＯＣ５ 最後のスライス（位置）
ＳＲ１ ノッチを有する最初の準備セグメント
ＳＲ２ ノッチを有する２番目の準備セグメント
ＳＲ３ ノッチを有する３番目の準備セグメント
ＳＲ４ ノッチを有する４番目の準備セグメント
ＳＲ５ ノッチを有する最後の準備セグメント
ＳＬ１ 最初の画像収集セグメント
ＳＬ２ ２番目の画像収集セグメント
ＳＬ３ ３番目の画像収集セグメント
ＳＬ４ ４番目の画像収集セグメント
ＳＬ５ 最後の画像収集セグメント
７４ パルスシーケンス
７６ ゲート制御された信号
ＳＲ１’非選択的飽和回復ＲＦパルス
ＳＬ１’最初のスライス又は空間位置に対する画像収集セグメント

Claims (10)

1. 最初のスライスに対して非選択的準備パルスを印加する段階と、
   後続のスライスに対してノッチを有する準備パルスを印加する段階と、
   ＭＲデータを収集する段階と、
   を含む方法。
2. 前記非選択的準備パルスは、前記最初のスライス及び次のスライスに対する血液プール抑制に有効である請求項１に記載の方法。
3. 前記収集段階は、各スライスに対して一連の読み出しパルスを印加する段階を含む請求項１に記載の方法。
4. 一連の読み出しパルスの各々は画像収集セグメントを定め、前記最初のスライスに対する前記画像収集セグメントは他の収集セグメントよりも低い空間分解能を有する請求項３に記載の方法。
5. 収集された前記最初のスライスは収集された後続スライスとは異なる向きを有する請求項３に記載の方法。
6. 前記収集された後続スライスは互いに対して平行に配向されている請求項５に記載の方法。
7. スライスの数は一連のＲ−Ｒ間隔にわたることを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 関心領域にわたって造影剤濃度の線形測定を行う段階を更に含む請求項１に記載の方法。
9. 被検体の心臓潅流又は肝臓潅流の画像を再構成する段階を更に含む請求項１に記載の方法。
10. キャリブレーション間隔において繰り出される非選択的準備セグメント及びそれに続く最初の収集セグメントと、
    前記キャリブレーション間隔の後に繰り出される一連のノッチを有する選択的準備セグメント及びそれに続く後続のデータ収集セグメントと、
    を含むパルスシーケンス。

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