JP2005131366A - プリパルスの送信器周波数の補正により最適化される磁気共鳴における予備飽和の方法及びシステム並びにコンピュータ・プログラム・プロダクト - Google Patents

Abstract

【課題】予備飽和式ＭＲＩ実験でのＢ₀磁場不均一性の影響を低減する。
【解決手段】磁気共鳴撮像における予備飽和を最適化する方法、システム及びコンピュータ・プログラム・プロダクトを提供する。最適化は、全走査スライスについてＲＦプリパルスの正しい送信器周波数を設定することにより行なわれる。走査空間のＢ₀磁場分布から、走査空間の各々の走査スライスについてのＢ₀磁場マップを得る。Ｂ₀磁場マップを用いて各々の走査スライスでのＢ₀磁場の中央値を算出する。標準的な手順によってＲＦプリパルスの第一の周波数を得る。次いで、ＲＦプリパルスの第一の周波数に走査スライスでのＢ₀磁場の中央値を加算することにより、各々の走査スライスについてのＲＦプリパルスの第二の周波数を算出する。この後に、第二の周波数にあるＲＦプリパルスを走査スライスに印加する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）の分野に関する。さらに具体的には、本発明は、予備飽和式ＭＲＩの分野に関する。

磁気共鳴撮像は、体内器官の非侵襲的撮像に有用な撮像ツールである。ＭＲＩの普及率の高まりの重要な理由の一つは、ＭＲＩ画像の際立った明瞭さにある。また、ＭＲＩはＸ線ではなく無線周波数の波を用いる。

ＭＲＩシステムは、磁気共鳴の原理に基づいて作用して人体の画像を得る。人体組織は水素原子を含んだ水及び脂肪のような分子で構成されている。水素の原子核は関連する磁気モーメントを有しており、この磁気モーメントが水素原子核の正味の磁気特性の尺度となる。典型的なＭＲＩシステムでは、電磁石がＢ₀磁場と呼ばれる強い磁場を発生する。Ｂ₀磁場は水素原子核の磁気モーメントと相互作用して、一部の核をＢ₀磁場に整列させる。Ｂ₀磁場はまた、整列した原子核の磁気モーメントを、歳差運動周波数（ω）と呼ばれる周波数でＢ₀磁場方向の周囲で歳差運動させる。歳差運動の周波数は、Ｂ₀磁場の強さ及び原子核の磁気回転比（γ）に依存しており、原子核の特有の特性である。数学的に表わすと、ω、Ｂ₀及びγは次式のように関係付けられる。

ω＝γ＊Ｂ₀ 式（１）
原子核の歳差運動の周波数をラーモア周波数と呼ぶ。次いで、ＭＲＩシステムは、水素原子核のラーモア周波数にある無線周波数（ＲＦ）パルスを印加する。印加されるＲＦパルスの周波数を送信周波数と呼ぶ。歳差運動をしている水素原子核が水素のラーモア周波数にあるＲＦパルスで照射されると、磁気共鳴が生ずる。磁気共鳴が生ずると、歳差運動している水素原子核は特定の無線周波数信号の形態にあるエネルギを放出する。水分子（走査空間内に存在する）内の共鳴した水素原子核によって発生される無線周波数信号をＭＲＩシステムによって処理してＭＲＩ画像を形成する。多くの応用において、水以外の分子内の共鳴した水素原子核によって発生される無線周波数信号は、ＭＲＩ画像の品質を低下させ得るため望ましくない。

ＭＲＩシステムは、走査空間と呼ばれる体内空間を画像化する。走査空間を画像化する方法の一つは、走査空間を走査スライスと呼ばれる多数のスライスに分割するものである。次いで、走査スライスを１枚ずつ画像化する。次いで、これらの走査スライスの画像を結合すると走査空間の画像を形成することができる。走査空間をうまく画像化するためには、Ｂ₀磁場は走査空間にわたって均一でなければならない。走査空間にわたってＢ₀磁場が不均一であると、ＭＲＩ画像の品質に悪影響が及ぶ可能性がある。式（１）を見ると、送信周波数（ラーモア周波数に等しい）はＢ₀磁場の強さに依存している。Ｂ₀磁場が不均一であると、走査空間の異なる位置に位置する水素原子核が異なるＢ₀磁場強度を経験する。このことは、磁気共鳴を生じさせるために印加される送信周波数が走査空間にわたって変動することを意味する。典型的なＭＲＩシステムは、走査空間全体について単一の送信周波数を用いる。このことから、走査空間内に磁気共鳴を経験しない原子核が存在することになる。これらの原子核は適正な無線周波数信号を発生しないため、低品質のＭＲＩ画像を生ずる。従って、良質のＭＲＩ画像を得るためには、走査空間にわたって均一なＢ₀磁場が望ましい。

均一なＢ₀磁場は、予備飽和を用いるＭＲＩシステムに特に望ましい。予備飽和は、画質を損なう望ましくない信号を抑制するために用いられる方法である。予備飽和では、ＲＦパルスの前に、ＲＦプリパルス（RF pre-pulse）と呼ばれる周波数選択飽和パルスを印加する。周波数選択ＲＦプリパルスを用いると望ましくない信号が抑制される。かかるＲＦプリパルスの一例は脂肪飽和である。脂肪飽和は、脂肪分子に存在する水素原子核からの望ましくない信号を選択的に抑制する手法である。選択的抑制は、ＲＦパルスの前に特定の脂肪飽和ＲＦプリパルスを印加することにより行なわれる。

Ｂ₀磁場に少しでも不均一性があると、水分子に存在する水素原子核を励起させるのに用いられるＲＦパルスに対してＲＦプリパルスの周波数を決定するときに誤りが生じ得る。誤った周波数のＲＦプリパルスを用いると、画質に大きな影響がある。例えば脂肪飽和において、誤った周波数のＲＦプリパルスは、脂肪分子に存在する水素原子核からの信号を完全には抑制しない。場合によっては、誤った周波数の脂肪飽和パルスは水分子に存在する水素原子核からの信号を抑制して、これにより画質を損なう可能性がある。図１は、Ｂ₀磁場不均一性のＭＲＩ画像に対する影響を示す。このＭＲＩ画像は、不十分な脂肪飽和、及び水分子に存在する水素原子核からの信号の無用の抑制を呈している。

従って、予備飽和式ＭＲＩ実験でのＢ₀磁場不均一性の影響を低減する方法が必要とされている。

本発明の一観点によれば、磁気共鳴撮像での予備飽和を最適化する方法を提供する。この方法は先ず、走査空間の各々の走査スライスのＢ₀磁場マップを形成する。この後に、標準的な手順によってＲＦプリパルスの第一の周波数を得る。次いで、各々の走査スライスのＢ₀磁場マップを用いて、各々の走査スライスでのＢ₀磁場の中央値（メジアン）、及び各々の走査スライスにおける正負の走査スライス・ピクセルの百分率を算出する。各々の走査スライスにおいて正の走査スライス・ピクセル又は負の走査スライス・ピクセルのいずれかの百分率が所定の閾値よりも大きい場合には、各々の走査スライスについてＲＦプリパルスの第二の周波数を算出する。ある走査スライスについてのＲＦプリパルスの第二の周波数は、ＲＦプリパルスの第一の周波数に当該走査スライスでのＢ₀磁場の中央値を加算することにより算出される。しかしながら、ある走査スライスの正の走査スライス・ピクセルの百分率値又は負の走査スライス・ピクセルの百分率値のいずれも所定の閾値を上回らない場合には、ＭＲＩシステムの利用者にシムを改善するように助言する。利用者によってシムが改善された後に、正の走査スライス・ピクセル又は負の走査スライス・ピクセルのいずれかの百分率が所定の閾値を上回るまで、以上に述べた工程を各々の走査スライスについて繰り返す。この後に、各々の走査スライスについての第二の周波数にあるＲＦプリパルスを用いて、走査スライスのＭＲＩ画像を得る。

本発明のもう一つの観点によれば、走査空間のＭＲＩ画像を形成するＭＲＩシステムを提供する。このＭＲＩシステムは、Ｂ₀磁場と呼ばれる高強度磁場を発生する磁石を含んでいる。ＭＲＩシステムはさらに、Ｂ₀磁場均一性を高める一組のシム・コイルと、Ｂ₀磁場に重ね合わされる勾配磁場を発生する一組の勾配コイルとを含んでいる。勾配磁場は、磁気共鳴撮像の走査空間の特定の領域を選択するためにＭＲＩシステムによって用いられる。各々の走査スライスでのＢ₀磁場分布をＢ₀磁場マップの形態で記憶するデータベースが設けられている。また、走査スライスについてＲＦプリパルスの第一の周波数を算出する処理モジュールが設けられている。処理モジュールはさらに、各々の走査スライスでのＢ₀磁場の中央値を算出する。処理モジュールはさらに、ＲＦプリパルスの第一の周波数に当該走査スライスでのＢ₀磁場の中央値を加算することによりＲＦプリパルスの第二の周波数を各々の走査スライスについて算出する。送信器が設けられており、算出された第二の周波数にある予備飽和用ＲＦプリパルス、及び走査空間内の水素原子核の磁気共鳴を生じさせるＲＦパルスを発生する。検出器が設けられており、磁気共鳴によって発生される無線周波数信号を検出する。処理モジュールは、磁気共鳴によって発生される無線周波数信号を処理してＭＲＩ画像を得る。

以下、添付図面を参照して本発明の様々な実施形態を説明するが、図面は本発明を説明するために掲げられており限定するためではない。また、図面では類似の参照符号は類似の構成要素を表わしている。

本発明は、磁気共鳴撮像における予備飽和を最適化する方法、システム及びコンピュータ・プログラム・プロダクトに関するものである。最適化は、全走査スライスについてＲＦプリパルスの正しい送信器周波数を設定することにより行なわれる。

一実施形態では、本発明は、脂肪飽和の手法を用いるＭＲＩシステムと共に動作するものとして思量されている。脂肪飽和は、脂肪分子に存在する水素原子核によって発生される磁気共鳴信号からの干渉を低減するのに用いられる手法である。

当業者には、本発明が脂肪飽和以外の予備飽和手法を用いるＭＲＩシステムと共に動作するようにも構成され得ることが明らかであろう。例えば、本発明は、高分子（タンパク質等）からの信号の抑制を行なう磁化移動、及び水分子からの信号の抑制を行なう分光学実験に応用することができる。

図２及び図３は、本発明の一実施形態による磁気共鳴撮像での予備飽和を最適化する方法に関わる工程を示す流れ図を示す。
ステップ２０２では、走査空間の各々の走査スライスでのＢ₀磁場の分布を得る。Ｂ₀磁場分布を得るためには幾つかの方法が存在する。かかる方法の実例としては、二重勾配エコー法、二重スピン・エコー法及び二重エコー・スパイラル走査がある。Ｂ₀磁場分布は、各々の走査スライスのＢ₀磁場マップとして得られる。ある走査スライスのＢ₀磁場マップは、当該走査スライスにわたってのＢ₀磁場のマップである。走査スライスのＢ₀磁場マップのあるピクセルの値は、当該ピクセルでのＢ₀磁場の平均Ｂ₀磁場からの周波数オフセットである。本発明の一実施形態では、Ｂ₀磁場マップはデータベースに記憶される。

ステップ２０４では、標準的な手順によってＲＦプリパルスの第一の周波数を得る。この手順は、ＲＦパルス用の送信周波数を算出することを含んでいる。この計算は、水分子に存在する水素原子核の最大数が共鳴する周波数を算出する実験によって行なわれる。一旦、送信周波数が算出されたら、ＲＦプリパルスの第一の周波数は、脂肪分子が平均Ｂ₀磁場で共鳴する周波数と水分子が平均Ｂ₀磁場で共鳴する周波数との間の差に基づいて算出される。例えば、平均Ｂ₀磁場が１．５テスラの場合には、この周波数差は２２０Ｈｚである。このため、送信周波数が６３，５８４，５００Ｈｚに設定されているならばＲＦプリパルス周波数は６３，５８４，２８０Ｈｚに設定される。周波数６３，５８４，２８０ＨｚがＲＦプリパルスの第一の周波数となる。

ＲＦプリパルスの形式及び周波数は、磁気共鳴信号を抑制したい対象分子の種類に依存する。本発明の一実施形態では、ＲＦプリパルスを用いて脂肪分子からの磁気共鳴信号を抑制する。

ステップ２０６では、各々の走査スライスでのＢ₀磁場の中央値を算出する。ある走査スライスでのＢ₀磁場の中央値の計算は、該走査スライスのＢ₀マップ・ピクセル値の中央値を算出することにより行なわれる。一実施形態では、各々の走査スライスでのＢ₀磁場の中央値は、データベースに記憶されているＢ₀磁場マップを用いて算出される。

ステップ２０８では、各々の走査スライスでの正の走査スライス・ピクセル及び負の走査スライス・ピクセルの百分率を算出する。この計算は、ある走査スライスについて次のようにして行なわれる。先ず、走査スライス内での正負の走査スライス・ピクセルの総数を算出する。正の走査スライス・ピクセルは、走査スライスのＢ₀磁場マップにおいて正値又はゼロ値を有するピクセルとして定義される。同様に、負の走査スライス・ピクセルは、走査スライスのＢ₀磁場マップにおいて負値を有するピクセルとして定義される。この後に、走査スライス内でのピクセルの総数を算出する。

ある走査スライス内の正の走査スライス・ピクセルの百分率は、走査スライス内の正の走査スライス・ピクセル数を走査スライス内のピクセルの総数で除算することにより得られる。同様に、ある走査スライス内の負の走査スライス・ピクセルの百分率は、走査スライス内の負の走査スライス・ピクセル数を走査スライス内のピクセルの総数で除算することにより得られる。本発明の一実施形態では、各々の走査スライス内の正の走査スライス・ピクセルの及び負の走査スライス・ピクセルの百分率は、データベースに記憶されているＢ₀磁場マップから算出される。

ステップ２１０では、各々の走査スライスについて、当該走査スライスの正の走査スライス・ピクセルの百分率値又は負の走査スライス・ピクセルの百分率値のいずれかが所定の閾値を上回っているか否かを判定する検査を行なう。本発明の一実施形態では、閾値は８０％である。

ステップ２１０において、少なくとも１枚の走査スライスについて、該走査スライスの正の走査スライス・ピクセルの百分率値又は負の走査スライス・ピクセルの百分率値のいずれも所定の閾値を上回っていないならば、ステップ２１２を実行する。

ステップ２１２では、ＭＲＩシステムの利用者にシムを改善するように助言する。当業者であれば、シムを改善する多くの方法が存在することが明らかであろう。例えば、ＭＲＩシステムがＢ₀磁場の線形勾配のみを補正するシム・プロトコルを用いている場合には、高次シム・プロトコルを用いることによりシムを改善するように利用者に助言することができる。すると、利用者は、助言に従うことによりステップ２１３においてシムを改善することができる。

ステップ２１３においてシムを改善した後に、本方法はステップ２０２に戻る。
ステップ２１０に戻り、各々の走査スライスについて、該走査スライスの正の走査スライス・ピクセルの百分率値又は負の走査スライス・ピクセルの百分率値のいずれかが所定の閾値を上回っている場合には、ステップ２１４を実行する。

ステップ２１４では、各々の走査スライスについてＲＦプリパルスの第二の周波数を算出する。ある走査スライスについてのＲＦプリパルスの第二の周波数の計算は、当該走査スライスでのＢ₀磁場の中央値及びＲＦプリパルスの第一の周波数を用いることにより行なわれる。一実施形態では、ある走査スライスについてのＲＦプリパルスの第二の周波数は、ＲＦプリパルスの第一の周波数に当該走査スライスでのＢ₀磁場の中央値を加算することにより算出される。

ステップ２１６では、各走査スライスを撮像する。ある走査スライスを撮像するためには、当該走査スライスについて算出された第二の周波数にあるＲＦプリパルスを先ず印加する。この後に、送信周波数にあるＲＦパルスを走査スライスに印加する。ＲＦパルスの印加によって、走査スライスに存在する水素原子核の磁気共鳴が生ずる。磁気共鳴が生ずると、水素原子核は無線周波数信号を発生する。これらの磁気共鳴信号を測定する。無線周波数信号を処理して、走査スライスのＭＲＩ画像を得る。第二の周波数にあるＲＦプリパルスを用いると、水分子以外の分子からの不要な無線周波数信号が抑制される。本発明の一実施形態では、ＲＦプリパルスは脂肪飽和に用いられる。かかる実施形態では、ＲＦプリパルスは脂肪分子に存在する水素原子核からの不要な磁気共鳴信号を抑制する。

ステップ２１８では、ステップ２１６で得られたＭＲＩ画像をデータベースに記憶させる。次いで、ステップ２１８で記憶されたＭＲＩ画像は、表示装置に表示させることができる。

図４は、本発明の方法を用いたＭＲＩシステムから得られるＭＲＩ画像である。図４のＭＲＩ画像は、図１のＭＲＩ画像と比較して脂肪飽和が改善されており、また水分子に存在する水素原子核からの信号の抑制が低減していることを示している。

図５は、本発明の一実施形態による予備飽和式ＭＲＩのためのＭＲＩシステム４００の一般的な動作環境を示すブロック図である。
ＭＲＩシステム４００はさらに、処理モジュール４０２を含んでいる。処理モジュール４０２は、汎用コンピュータ、プログラム済マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、周辺集積回路素子、及び他の装置又は装置群構成のいずれの形態にあってもよい。ＭＲＩシステム４００はさらに、処理モジュール４０２に接続されている制御パネル４０４を含んでいる。利用者は、制御パネル４０４から命令を入力することによりこのＭＲＩシステムを制御することができる。

ＭＲＩシステム４００はさらに、処理モジュール４０２に接続されているデータベース４０６及び表示装置４０８を含んでいる。表示装置４０８の典型例としては、液晶表示器（ＬＣＤ）、陰極線管（ＣＲＴ）表示器、発光ダイオード（ＬＥＤ）表示器及びテレビ画面等がある。

ＭＲＩシステム４００はさらに、いずれも処理モジュール４０２に接続されている強力な分極磁石４１０と一組のシム・コイル４１２とを含んでいる。磁石４１０は、走査空間にわたってＢ₀磁場と呼ばれる強磁場を発生する。シム・コイル４１２は、走査空間全体にわたっての磁場Ｂ₀の不均一性を低減する付加的な磁場を発生する。

ＭＲＩシステム４００はさらに、処理モジュール４０２に接続されている磁場検出器４１４を含んでいる。磁場検出器４１４は、走査空間の全走査スライスにわたってＢ₀磁場分布を測定して、Ｂ₀磁場分布データを処理モジュール４０２へ送る。すると、処理モジュール４０２はＢ₀磁場分布データから全走査スライスについてのＢ₀磁場マップを生成する。ある走査スライスのＢ₀磁場マップは、当該走査スライスにわたってのＢ₀磁場のマップである。この後に、処理モジュール４０２はＢ₀磁場マップをデータベース４０６に記憶させる。さらに、処理モジュール４０２は、Ｂ₀磁場マップのピクセル値の中央値を算出することにより、各々の走査スライスでのＢ₀磁場の中央値を算出する。この後に、処理モジュール４０２は、各々の走査スライスについて算出された中央値をデータベース４０６に記憶させる。処理モジュール４０２はさらに、各々の走査スライスについてＲＦプリパルスの第一の周波数を補正することにより、当該走査スライスについてのＲＦプリパルスの第二の周波数を算出する。（ＲＦプリパルスの第一の周波数は標準的な手順によって得られる）。一実施形態では、この補正は、ＲＦプリパルスの第一の周波数に当該走査スライスでのＢ₀磁場の中央値を加算することにより行なわれる。

ＭＲＩシステム４００はさらに、処理モジュール４０２に接続されている一組の勾配コイル４１６を含んでいる。勾配コイル４１６は勾配磁場を発生する通電コイルである。これらの勾配磁場は、磁気共鳴撮像の走査空間の特定の領域を選択するために、ＭＲＩシステム４００によってＢ₀磁場に重ね合わされる。一実施形態では、勾配コイル４１６は３組の対を成した直交する通電コイルである。

ＭＲＩシステム４００はさらに、処理モジュール４０２に接続されている送信器４１８を含んでいる。送信器４１８は、ＲＦパルス及びＲＦプリパルスを発生するコイルを含んでいる。

送信器４１８によって発生されるＲＦパルス（送信周波数にある）は、水素原子核に磁気共鳴を発生させる。磁気共鳴によって水素原子核が無線周波数信号を発生する。水素原子核によって発生された無線周波数信号は、処理モジュール４０２に接続されている受信器４２０によって受信される。受信器４２０はコイル又はアンテナを含んでおり、コイル又はアンテナは走査空間内に配置されて受信器サーキットリに接続されており、磁気共鳴によって発生される無線周波数信号を検出する。受信器コイルは様々な形式であってよく、例えば、ソレノイド型、平面型、立体型、直交型及びフェーズド・アレイ型のコイルであってよい。受信器４２０は検出された無線周波数信号を処理モジュール４０２へ送る。すると、処理モジュール４０２は検出された無線周波数信号を処理してＭＲＩ画像を形成する。

処理モジュール４０２によって形成されたＭＲＩ画像はデータベース４０６に記憶される。データベース４０６に記憶された画像は表示装置４０８に表示される。
本発明で述べたようなシステム又はその任意の構成要素は、処理機械の形態で具現化することができる。処理機械の典型例としては、汎用コンピュータ、プログラム済マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、周辺集積回路素子、及び本発明の方法を構成する工程を具現化することが可能な他の装置又は装置群構成等がある。

処理機械はコンピュータ・プログラム・コードの形態の一組の命令を実行する。このコンピュータ・プログラム・コードは、入力データを処理するために１以上の記憶ユニットに記憶されていてよい。記憶ユニットはデータベースの形態であってもよいし、又は処理機械内に存在する物理的メモリ素子の形態であってもよい。

コンピュータ・プログラム・コードは、本発明の方法を構成する工程等の特定のタスクを実行するように処理機械に指令する様々な命令を含んでいてよい。コンピュータ・プログラム・コードは様々な形態にあってよく、例えばシステム・ソフトウェア又はアプリケーション・ソフトウェアであってよい。さらに、コンピュータ・プログラム・コードは、別個のプログラムの集合の形態、より大きいプログラムによるプログラム・モジュールの形態又はプログラム・モジュールの一部の形態の何れであってもよい。コンピュータ・プログラム・コードは、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃、Ｊａｖａ（サンマイクロシステムズ社の登録商標）等の任意のプログラミング言語で書かれていてよい。処理機械による入力データの処理は、利用者の命令に応答して行なわれてもよいし、前段の処理の結果に応答して行なわれてもよいし、他の処理機械によって出される要求に応答して行なわれてもよい。

当業者には、様々な処理機械及び／又は記憶ユニットを必ずしも同じ地理的位置に物理的に配置する必要はないことは明らかであろう。処理機械及び／又は記憶ユニットは、地理的に別個の位置に配置されて通信を可能にするように互いに対して接続されていてよい。様々な通信技術を用いて処理機械及び／又は記憶ユニット間の通信を可能にすることができる。かかる通信技術は、ＴＣＰ／ＩＰ、ＵＤＰ、ＡＴＭ又はＯＳＩのような様々なプロトコルを用いていてよい。かかる技術は、ネットワークの形態での処理機械及び／又は記憶ユニットの接続を含んでいる。ネットワークは、イントラネット、エクストラネット、インターネット又は通信を可能にする任意のクライアント・サーバ・モデルであってよい。

本発明のシステム及び方法では、多様な「ユーザ・インタフェイス」を用いて、利用者が、本発明を具現化するのに用いられる処理機械（１又は複数）と交信することを可能にすることができる。ユーザ・インタフェイスは処理機械によって用いられて、情報を授受するために利用者と双方向に交信する。ユーザ・インタフェイスは、利用者が処理機械と双方向に交信することを可能にする処理機械によって用いられる任意のハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェアとソフトウェアとの組み合わせであってよい。ユーザ・インタフェイスは、対話画面の形態にあってよく、利用者と処理機械との間の通信を可能にする様々な付設装置を含んでいてよい。ユーザ・インタフェイスが、利用者ではなく他の処理機械と双方向に交信することも想到される。さらに、ユーザ・インタフェイスが、他の処理機械と部分的に双方向に交信すると同時に利用者と部分的に双方向に交信することも想到される。

本発明の様々な実施形態を図示して説明したが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されないことは明らかであろう。特許請求の範囲に記載した本発明の要旨及び範囲から逸脱しない多くの改変、変更、変形、置換及び均等構成は当業者には明らかであろう。

Ｂ₀磁場不均一性によって、不十分な脂肪飽和、及び水分子に存在する水素原子核からの信号の無用の抑制を呈しているＭＲＩ画像の一例を中間調画像の写真で示す図である。 本発明の一実施形態に従って磁気共鳴撮像での予備飽和を最適化する方法に関わる工程を示す流れ図である。 本発明の一実施形態に従って磁気共鳴撮像での予備飽和を最適化する方法に関わる工程を示す流れ図である。 本発明の方法を用いたＭＲＩシステムから得られるＭＲＩ画像の一例を中間調画像の写真で示す図である。 本発明の一実施形態による予備飽和式ＭＲＩのためのＭＲＩシステムの一般的な動作環境を示すブロック図である。

符号の説明

４００ ＭＲＩシステム
４１０ 分極磁石
４１２ シム・コイル
４１４ 磁場検出器
４１６ 勾配コイル
４１８ 送信器
４２０ 受信器

Claims (13)

1. 磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システムの走査空間での予備飽和を最適化する方法であって、
   （ａ）前記走査空間の各々のスライスについてＢ₀マップを作成する工程と、
   （ｂ）無線周波数（ＲＦ）プリパルスの第一の周波数を得る工程と、
   （ｃ）各々の走査スライスについて前記Ｂ₀マップからＢ₀磁場の中央値を算出する工程と、
   （ｄ）各々の走査スライスにおいて正負の走査スライス・ピクセルの百分率を算出する工程と、
   を備えた方法。
2. 磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システムを用いて走査空間の画像を形成する方法であって、
   （ａ）前記走査空間の各々の走査スライスでのＢ₀磁場分布を測定することにより、前記走査空間の各々の走査スライスのＢ₀マップを形成する工程と、
   （ｂ）無線周波数（ＲＦ）プリパルスの第一の周波数を得る工程と、
   （ｃ）前記Ｂ₀磁場マップを用いて、各々の走査スライスでのＢ₀磁場の中央値を算出する工程と、
   （ｄ）各々の走査スライスについての前記Ｂ₀磁場マップを用いて、各々の走査スライスにおいて正負の走査スライス・ピクセルの百分率を算出する工程であって、正の走査スライス・ピクセルは前記Ｂ₀磁場マップにおいて正値を有する走査スライス・ピクセルとして定義され、負の走査スライス・ピクセルは前記Ｂ₀磁場マップにおいて負値を有する走査スライス・ピクセルとして定義される、算出する工程と、
   （ｅ）各々の走査スライスにおいて前記正の走査スライス・ピクセル又は前記負の走査スライス・ピクセルのいずれかの前記百分率が所定の閾値よりも大きい場合には、
   （ｉ）工程（ｃ）において算出された前記走査スライスでの前記Ｂ０磁場の中央値を用いて前記無線周波数プリパルスの第一の周波数を補正することにより、各々の走査スライスについて無線周波数プリパルスの第二の周波数を算出する工程
   を実行し、大きくない場合には、
   （ii）シムを改善する工程と、
   （iii）工程（ａ）・工程（ｅ）を繰り返す工程と、
   を実行する工程と、
   （ｆ）前記走査スライスについての前記第二の周波数にある無線周波数プリパルスを用いて、各々の走査スライスの磁気共鳴撮像画像を得る工程と、
   を備えた方法。
3. 走査スライスについて無線周波数プリパルスの第二の周波数を算出する前記工程は、前記無線周波数プリパルスの第一の周波数に前記走査スライスでの前記Ｂ０磁場の中央値を加算することにより実行される、請求項１に記載の方法。
4. 前記無線周波数プリパルスを用いて前記走査空間に存在する脂肪分子の水素原子核からの磁気共鳴信号を抑制する、請求項１に記載の方法。
5. 前記無線周波数プリパルスを用いて前記走査空間に存在する高分子の水素原子核からの磁気共鳴信号を抑制する、請求項１に記載の方法。
6. 前記無線周波数プリパルスを用いて前記走査空間に存在する水分子の水素原子核からの磁気共鳴信号を抑制する、請求項１に記載の方法。
7. 走査スライスの磁気共鳴撮像画像を得る前記工程は、
   （ａ）前記走査スライスに対し、
   （ｉ）前記走査スライスについての第二の周波数の周波数にある無線周波数プリパルス、及び
   （ii）送信周波数にある無線周波数パルス
   を印加する工程と、
   （ｂ）前記走査スライスからの磁気共鳴信号を測定する工程と、
   （ｃ）前記走査スライスの磁気共鳴撮像画像を得るように前記磁気共鳴信号を処理する工程と、
   を含んでいる、請求項１に記載の方法。
8. 磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システムを用いて走査空間の画像を形成する方法であって、
   （ａ）前記走査空間の各々の走査スライスでのＢ₀磁場分布を測定することにより前記走査空間の各々の走査スライスのＢ₀マップを形成して、該Ｂ₀マップをデータベースに記憶させる工程と、
   （ｂ）無線周波数（ＲＦ）プリパルスの第一の周波数を得る工程と、
   （ｃ）前記データベースに記憶されている前記Ｂ₀磁場マップを用いて、各々の走査スライスでのＢ₀磁場の中央値を算出する工程と、
   （ｄ）各々の走査スライスについての前記Ｂ₀磁場マップを用いて、各々の走査スライスにおける正負の走査スライス・ピクセルの百分率を算出する工程であって、正の走査スライス・ピクセルは前記Ｂ₀磁場マップにおいて正値を有する走査スライス・ピクセルとして定義され、負の走査スライス・ピクセルは前記Ｂ₀磁場マップにおいて負値を有する走査スライス・ピクセルとして定義される、算出する工程と、
   （ｅ）各々の走査スライスにおける前記正の走査スライス・ピクセル又は前記負の走査スライス・ピクセルのいずれかの前記百分率が所定の閾値よりも大きい場合には、
   （ｉ）工程（ｂ）において算出された前記無線周波数プリパルスの第一の周波数に工程（ｃ）において算出された前記走査スライスでの前記Ｂ０磁場の中央値を加算することにより前記無線周波数プリパルスの第一の周波数を補正して、各々の走査スライスについて無線周波数プリパルスの第二の周波数を算出する工程
   を実行し、大きくない場合には、
   （ii）シムを改善する工程と、
   （iii）工程（ａ）・工程（ｅ）を繰り返す工程と、
   を実行する工程と、
   （ｆ）当該走査スライスについての第二の周波数にある無線周波数プリパルスを用いて各々の走査スライスの磁気共鳴撮像画像を得る工程と、
   （ｇ）工程（ｆ）において得られた各々の走査スライスの前記磁気共鳴撮像画像を前記データベースに記憶させる工程と、
   （ｈ）前記データベースに記憶されている前記磁気共鳴撮像画像を表示装置に表示する工程と、
   を備えた方法。
9. 前記無線周波数プリパルスを用いて前記走査空間に存在する脂肪分子の水素原子核からの磁気共鳴信号を抑制する、請求項７に記載の方法。
10. 走査スライスの磁気共鳴撮像画像を得る前記工程は、
    （ａ）前記走査スライスに対し、
    （ｉ）前記走査スライスについての第二の周波数にある無線周波数プリパルス、及び
    （ii）送信周波数にある無線周波数パルス
    を印加する工程と、
    （ｂ）前記走査スライスからの磁気共鳴信号を測定する工程と、
    （ｃ）前記走査スライスの磁気共鳴撮像画像を得るように前記磁気共鳴信号を処理する工程と、
    を含んでいる、請求項７に記載の方法。
11. （ａ）Ｂ₀磁場と呼ばれる高強度磁場を発生する分極磁石と、
    （ｂ）Ｂ₀磁場の均一性を高める一組のシム・コイルと、
    （ｃ）Ｂ₀磁場分布を測定する磁場検出器と、
    （ｄ）前記Ｂ₀磁場に重ね合わされる勾配磁場を発生する一組の勾配コイルと、
    （ｅ）無線周波数（ＲＦ）パルス、及び各々の走査スライスについて特定的な周波数を有する無線周波数プリパルスを発生する送信器と、
    （ｆ）磁気共鳴信号を検出する無線周波数受信器と、
    （ｇ）（ｉ）各々の走査スライスでの前記Ｂ₀磁場の中央値を算出するモジュールと、
    （ii）各々の走査スライスにおいて正負の走査スライス・ピクセルの百分率を算出するモジュールであって、正の走査スライス・ピクセルは正のＢ₀磁場値を有する走査スライス・ピクセルとして定義され、負の走査スライス・ピクセルは負のＢ₀磁場値を有する走査スライス・ピクセルとして定義される、モジュールと、
    （iii）標準的な手順により得られた無線周波数プリパルスの第一の周波数に前記走査スライスでの前記Ｂ０磁場の中央値を加算することにより、各々の走査スライスについて無線周波数プリパルスの第二の周波数を算出するモジュールと、
    （iv）各々の走査スライスについて前記走査スライス・パルスの磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）画像を得るように、走査スライスからの磁気共鳴信号を処理するモジュールと、
    を含んでいる処理モジュールと、
    （ｈ）（ｉ）Ｂ₀磁場マップを記憶する記憶ユニットと、
    （ii）各々の走査スライスでの前記Ｂ０磁場の中央値を記憶する第二の記憶ユニットと、
    （iii）各々の走査スライスの磁気共鳴撮像画像を記憶する第三の記憶ユニットと、
    を含んでいるデータベースと、
    を備えた磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システム。
12. コンピュータと共に用いられ、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システムを用いて画像を形成するコンピュータ読み取り可能なプログラム・コードをその内部に具現化したコンピュータ利用可能な媒体を構成しているコンピュータ・プログラム・プロダクトであって、前記コンピュータ・プログラム・コードは、
    （ａ）走査空間の各々の走査スライスでのＢ₀磁場分布を測定することにより、前記走査空間の各々の走査スライスのＢ₀マップを形成する工程と、
    （ｂ）ＲＦ（無線周波数）プリパルスの第一の周波数を得る工程と、
    （ｃ）前記Ｂ₀磁場マップを用いて、各々の走査スライスでのＢ₀磁場の中央値を算出する工程と、
    （ｄ）各々の走査スライスについての前記Ｂ₀磁場マップを用いて、各々の走査スライスにおいて正負の走査スライス・ピクセルの百分率を算出する工程であって、正の走査スライス・ピクセルは前記Ｂ₀磁場マップにおいて正値を有する走査スライス・ピクセルとして定義され、負の走査スライス・ピクセルは前記Ｂ₀磁場マップにおいて負値を有する走査スライス・ピクセルとして定義される、算出する工程と、
    （ｅ）各々の走査スライスにおける前記正の走査スライス・ピクセル又は前記負の走査スライス・ピクセルのいずれかの前記百分率が所定の閾値よりも大きい場合には、
    （ｉ）前記無線周波数プリパルスの第一の周波数に前記走査スライスでの前記Ｂ０磁場の中央値を加算することにより前記無線周波数プリパルスの第一の周波数を補正して、各々の走査スライスについて無線周波数プリパルスの第二の周波数を算出する工程
    を実行し、大きくない場合には、
    （ii）シムを改善する工程と、
    （iii）工程（ａ）・工程（ｅ）を繰り返す工程と、
    を実行する工程と、
    （ｆ）前記走査スライスについての前記第二の周波数にある無線周波数プリパルスを用いて、各々の走査スライスの磁気共鳴撮像画像を得る工程と、
    を実行する、コンピュータ・プログラム・プロダクト。
13. コンピュータと共に用いられ、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システムを用いて画像を取得するコンピュータ読み取り可能なプログラム・コードをその内部に具現化したコンピュータ利用可能な媒体を構成しているコンピュータ・プログラム・プロダクトであって、前記コンピュータ・プログラム・コードは、
    （ａ）走査空間の各々の走査スライスでのＢ₀磁場分布を測定することにより前記走査空間の各々の走査スライスのＢ₀マップを形成して、該Ｂ₀マップをデータベースに記憶させる工程と、
    （ｂ）無線周波数（ＲＦ）プリパルスの第一の周波数を得る工程と、
    （ｃ）前記データベースに記憶されている前記Ｂ₀磁場マップを用いて各々の走査スライスでのＢ₀磁場の中央値を算出する工程と、
    （ｄ）各々の走査スライスについての前記Ｂ₀磁場マップを用いて、各々の走査スライスにおける正負の走査スライス・ピクセルの百分率を算出する工程であって、正の走査スライス・ピクセルは前記Ｂ₀磁場マップにおいて正値を有する走査スライス・ピクセルとして定義され、負の走査スライス・ピクセルは前記Ｂ₀磁場マップにおいて負値を有する走査スライス・ピクセルとして定義される、算出する工程と、
    （ｅ）各々の走査スライスにおける前記正の走査スライス・ピクセル又は前記負の走査スライス・ピクセルのいずれかの前記百分率が所定の閾値よりも大きい場合には、
    （ｉ）前記無線周波数プリパルスの第一の周波数に前記走査スライスでの前記Ｂ０磁場の中央値を加算することにより前記無線周波数プリパルスの第一の周波数を補正して、各々の走査スライスについて無線周波数プリパルスの第二の周波数を算出する工程
    を実行し、大きくない場合には、
    （ii）シムを改善する工程と、
    （iii）工程（ａ）・工程（ｅ）を繰り返す工程と、
    を実行する工程と、
    （ｆ）工程（ｅ）において算出された当該走査スライスについての第二の周波数にある無線周波数プリパルスを用いて各々の走査スライスの磁気共鳴撮像画像を得る工程と、
    （ｇ）工程（ｆ）において得られた各々の走査スライスの前記磁気共鳴撮像画像を前記データベースに記憶させる工程と、
    （ｈ）前記データベースに記憶されている前記磁気共鳴撮像画像を表示装置に表示する工程と、
    を実行する、コンピュータ・プログラム・プロダクト。