JP2014030723A - 生理学的周期と協調した磁気共鳴画像化方法 - Google Patents

生理学的周期と協調した磁気共鳴画像化方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2014030723A
JP2014030723A JP2013160350A JP2013160350A JP2014030723A JP 2014030723 A JP2014030723 A JP 2014030723A JP 2013160350 A JP2013160350 A JP 2013160350A JP 2013160350 A JP2013160350 A JP 2013160350A JP 2014030723 A JP2014030723 A JP 2014030723A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
data
region
acquisition
magnetic resonance
time
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013160350A
Other languages
English (en)
Inventor
Ole Blumhagen Jan
オーレ ブルームハーゲン ヤン
Matthias Fenchel
フェンヒェル マティアス
Ralf Dipl Phys Ladebeck
ラーデベック ラルフ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of JP2014030723A publication Critical patent/JP2014030723A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48NMR imaging systems
    • G01R33/54Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • G01R33/543Control of the operation of the MR system, e.g. setting of acquisition parameters prior to or during MR data acquisition, dynamic shimming, use of one or more scout images for scan plane prescription
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48NMR imaging systems
    • G01R33/54Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • G01R33/56Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
    • G01R33/567Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution gated by physiological signals, i.e. synchronization of acquired MR data with periodical motion of an object of interest, e.g. monitoring or triggering system for cardiac or respiratory gating
    • G01R33/5673Gating or triggering based on a physiological signal other than an MR signal, e.g. ECG gating or motion monitoring using optical systems for monitoring the motion of a fiducial marker
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/055Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves  involving electronic [EMR] or nuclear [NMR] magnetic resonance, e.g. magnetic resonance imaging
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03Computed tomography [CT]
    • A61B6/037Emission tomography
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/445MR involving a non-standard magnetic field B0, e.g. of low magnitude as in the earth's magnetic field or in nanoTesla spectroscopy, comprising a polarizing magnetic field for pre-polarisation, B0 with a temporal variation of its magnitude or direction such as field cycling of B0 or rotation of the direction of B0, or spatially inhomogeneous B0 like in fringe-field MR or in stray-field imaging
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48NMR imaging systems
    • G01R33/4808Multimodal MR, e.g. MR combined with positron emission tomography [PET], MR combined with ultrasound or MR combined with computed tomography [CT]
    • G01R33/481MR combined with positron emission tomography [PET] or single photon emission computed tomography [SPECT]
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48NMR imaging systems
    • G01R33/54Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
    • G01R33/56Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
    • G01R33/565Correction of image distortions, e.g. due to magnetic field inhomogeneities
    • G01R33/56572Correction of image distortions, e.g. due to magnetic field inhomogeneities caused by a distortion of a gradient magnetic field, e.g. non-linearity of a gradient magnetic field
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/1603Measuring radiation intensity with a combination of at least two different types of detector
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/29Measurement performed on radiation beams, e.g. position or section of the beam; Measurement of spatial distribution of radiation
    • G01T1/2914Measurement of spatial distribution of radiation
    • G01T1/2985In depth localisation, e.g. using positron emitters; Tomographic imaging (longitudinal and transverse section imaging; apparatus for radiation diagnosis sequentially in different planes, steroscopic radiation diagnosis)

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
  • Nuclear Medicine (AREA)

Abstract

【課題】MRデータを生理学的周期と協調して取得するMRイメージングにおいて、使用可能な測定時間をできるだけ良好に利用する方法および装置を提供する。
【解決手段】磁気共鳴(MR)トモグラフィを実施すべく、時間的に繰り返して起こる生理学的周期を認識するために、検査対象の生理学的パラメータ31が時間の関数として取得される。第1領域のために第1のMRデータが取得され、第1領域の全ての点がMR装置の視野の予め与えられた領域内に配置されている。第1のMRデータの取得41が、生理学的周期に同期化されて待機インターバル40によって互いに分離された第1の時間インターバルにおいて選択的に行われる。第2のMRデータが、第1領域に境を接する第2領域のために取得される。第2のMRデータの取得42が第1の時間インターバルの間の待機インターバル40において行われる。
【選択図】図5

Description

本発明は、磁気共鳴(MR)トモグラフィ、MR装置および磁気共鳴(MR)−陽電子放射トモグラフィ(PET)ハイブリッドシステムに関する。本発明は、特に、MRデータ取得を生理学的周期、例えば心周期又は呼吸周期と協調(coordinate)して行うこの種の方法および装置に関する。
MRトモグラフィは医用イメージングにおいて広く使用されている。傾斜磁場の投入、励起パルスの照射およびその結果として生じる磁化の検出によって検査対象に関する情報を取得する種々の撮像技術が知られている。この種の撮像技術の例は、スピンエコー技術、又はグラジエントエコー技術である。
検査対象の部分が運動する場合に、その結果として生じる画像はモーションアーチファクトを有する。モーションアーチファクトは、少なくとも部分的に検査対象の生理学的周期によって引き起こされる。例えば胸部領域においては、通常の呼吸運動又は心筋運動が画質を低下させ得るので、信頼性の高い診断が困難になる。
画質向上のためには、いわゆるECGトリガリング、呼吸ゲーティング又はそれらの組み合わせを使用するとよい。これらの技術は、データ取得中の運動が僅かであるようにデータ取得を行なうために使用するとことができる。そのために心周期又は呼吸周期が取得される。MRデータ取得は、生理学的周期と同期させるとよい。そのために、測定が常に同一の生理学的位相の期間中に始まって進行するように、トリガ信号を発生させるとよい。特に、MRデータ取得は、検査対象の器官又はその他の撮像すべき部位が殆ど動かない休止相で行うとよい。ゲーティングの場合には、データ取得が、特定の時間窓の期間中に、例えば運動の非常に少ないときに投入され、その後、再び遮断される。ECGトリガリングは、例えばとりわけ心臓イメージングに使用されるのに対して、呼吸トリガリング又は呼吸ゲーティングは、モーションアーチファクトを低減するために、胸部もしくは腹部イメージングにも使用される。
ゲーティング技術およびトリガリング技術は、陽電子放射トモグラフィ(PET)においても、特に運動器官内の腫瘍を撮像するためにPETを使用する場合に、使用される。
複合化されたMR−PETハイブリッドイメージングにおけるPET画像の信頼性の高い減弱補正のためには、その減弱補正のために使用されるMRデータ取得を生理学的周期と協調して行うことも望ましいことである。
トリガ法又はゲーティング法を用いた従来のMR方法における欠点は、検査時間の一部しか実際の測定に利用されないことにある。
この欠点を軽減するためには、高速データ取得を可能にしかつ生理学的周期によって設定される時間窓を良好に利用するMR撮像技術を使用するとよい。しかし、この時間窓の外側ではMRデータ取得が全く行われない。なぜならば、この位相の期間中は、存在する運動が画質を強く損ねるからである。代替又は追加として、データ取得の期間中に動きを固定するために、息止め法も使用することができる。長い測定の場合、又は息止めに問題を有する患者の場合、息止め法は限界に直面する。
MR装置の視野の仕様容積の外側にある周縁領域も撮像可能であるMR画像化技術が特許文献1に記載されている。
独国特許出願公開第102010044520号明細書
本発明の課題は、MRデータを生理学的周期と協調(coordinate)して取得するMRイメージングのための方法および装置を提供することにある。特に、本発明の課題は、使用可能な測定時間をできるだけ良好に利用することができるこの種の方法および装置を提供することにある。
独立の請求項に記載された特徴を有する方法および装置が提供される。従属請求項は実施形態を定義する。
本発明の実施形態に従って、生理学的周期に依存して確定される通例の時間窓の外側における待機時間が、動きの少ない身体部位におけるMRデータ取得のために利用される。実施形態では、ゲーティング時間窓で有り得る第1の時間インターバル内での動きの激しい領域の第1のMRデータ取得と、ゲーティング時間窓の間の待機インターバル内で行われる動きの少ない領域の第の2MRデータ取得とが統合され又は交互に行われる。
1つの観点に従って、磁気共鳴(MR)トモグラフィのための方法が提供される。検査対象の生理学的パラメータは、時間的に繰り返して起こる生理学的周期を認識するために、時間の関数として検出される。第1の磁気共鳴(MR)データが第1領域のために取得され、第1領域の全ての点はMR装置の視野の予め定められた領域内、特に静磁場のアイソセンタの予め与えられた周囲内に配置されている。第1のMRデータの取得は、生理学的周期と同期しかつ待機インターバルによって互いに分離されている第1の時間インターバル内で選択的に行われる。第2のMRデータは、第1領域とは異なる第2領域のために取得される。第2のMRデータの取得は、第1の時間インターバルの間の待機インターバル内で行われる。
本発明による方法では、検査対象の異なる領域を撮像するために異なる時間が使用される。MR装置の仕様領域内に配置されるとよい第1領域は、生理学的周期に協調して確定されている第1期間窓において取得される。第1の時間インターバルの間の待機インターバルは、第2領域のための画像データを取得するために使用される。これは、生理学的周期により位置が全く又はほんの少ししか変化しない検査対象の部分のための撮像である。待機インターバルの期間中における第2データの取得によって、使用可能な測定時間が良好に利用される。
第2のMRデータが取得される第2領域は、第1領域と接する。第2領域は第1領域を例えばリング状に取り囲む。第2領域と第1領域とは重なってもよい。
第1の時間インターバル内で第1のMRデータが取得される視野の仕様領域は、静磁場不均一性が予め与えられた閾値よりも小さい視界領域である。この種の領域は、しばしばMR装置の仕様容積と呼ばれる。第2領域は部分的に又は完全に仕様容積の外側にある。
検査対象とMR装置との間の相対位置は、生理学的周期で運動する検査対象の部分が第1領域に配置されているように調整される。それによってモーションアーチファクトが小さくとどまることが保証される。生理学的周期と協調(同期)して運動する部分のためのMRデータ取得は、運動が小さい第1の時間インターバルにおいて、従ってそのサイクルの休止相において行われる。
第2のMRデータは検査対象の動きの少ない部分を描出する。第2のMRデータは、生理学的周期中に閾値よりも小さい運動振幅を有する検査対象の部分を描出するとよい。第2のMRデータは、特に検査対象の腕を描出するとよい。腕の位置および輪郭は、例えば、MRに基づく減弱補正の決定のために重要である。検査対象の動きの少ない部分は、MR装置の視野の周縁に位置決めされるとよい。検査対象の動きの少ない部分は、少なくとも部分的に仕様容積の外側に位置決めされるとよい。
第2のMRデータの取得は歪み低減のための措置を含む。そのために、傾斜磁場の少なくとも1つの勾配強度が、MR装置の静磁場の不均一性および傾斜磁場の非線形性に依存して、歪みの低減されたデータ取得を行うべき特定位置において調整されるとよい。代替又は追加として、第2のMRデータに対してコンピュータによる歪み補正が行われるとよい。
本発明による方法はMR−PETハイブリッドシステムにより実施されるとよい。PET画像のための減弱マップは第1のMRデータおよび第2のMRデータに基づいて決定されるとよい。その減弱マップはPETデータの減弱補正のために使用することができる。その減弱マップは、減弱補正されたPET画像を発生させるために使用することができる。
減弱マップの決定が、第1領域内に配置されている多数のボクセルについて、それぞれ第1のMRデータに基づいて、PETの際に取得される光子に対する吸収パラメータが決定されることを含むとよい。第2領域内に配置されている多数のボクセルについて、それぞれ第2のMRデータに基づいて、PETの際に検出される光子に対する吸収パラメータが決定されるとよい。
第1のMRデータの取得が、第1MR撮像技術により行われるとよい。特に、それによって次のことが考慮されるとよい。即ち、第1領域におけるMRデータ取得のためには高速の第1撮像技術が使用されるべきであるのに対して、第2領域におけるMRデータ取得については第2領域内での静磁場の不均一性および/または傾斜磁場の非線形性の補正を可能にする第2撮像技術が使用されることである。第2MR撮像技術は、この場合に、第1MR撮像技術と異なる。
第2MR撮像技術が、ディフェージング効果の補償を可能にするMR撮像技術であるとよい。特に、第2MR撮像技術がスピンエコー撮像技術であるとよい。それによって、MR装置の視野の周縁における静磁場の不均一性によって引き起こされるディフェージング効果を補償することができる。
第1撮像技術がグラジエントエコーシーケンスの発生を含むとよい。第2撮像技術がスピンエコーシーケンスの発生を含むとよい。第1撮像技術は非スライス選択性であるとよい。第2撮像技術はスライス選択性であるとよい。この種の構成によって、生理学的周期で運動する検査対象の部分のための高速のデータ取得と、視界の周縁領域内に位置決めされている動きの少ない部分のデータ取得とを統合することができる。
第1撮像技術および第2撮像技術が異なる場合には、第1MR撮像技術によるデータ取得のために検査対象を準備すべく、生理学的周期と時間的に協調して移行シーケンスを発生させるとよい。第2のMRデータの取得は、その移行シーケンスを実行するために、待機インターバルの終端前に中止するとよい。移行シーケンスを導入する時点は、生理学的周期に依存して確定することができる。第2のMRデータの取得を待機インターバル中にそのつど中断する時点は、生理学的周期の持続時間と、第1撮像技術のための磁化準備に要する時間とに依存して自動的に確定することができる。
第1撮像技術は、横磁化の平衡状態での高速のグラジエントエコーシーケンス(例えば「“Steady State Free Precession”(定常状態自由歳差運動)」、SSFPシーケンス)に基づくとよい。磁化準備のために、磁化ベクトルが+α/2と−α/2との間の角度でZ軸を中心に振動することをもたらす高周波パルス列を発生させるとよい。磁化をできるだけ迅速に準備するために、例えば、先ず+α/2のフリップ角が第1パルスとして、続いて−αおよび+αのフリップ角のための交替する高周波パルス列が照射されるとよい。最初の(+α/2)高周波パルスと、−αのフリップ角を有する後続の高周波パルスとの間の時間間隔は、±αのフリップ角だけ傾けるための後続の高周波パルス間の時間間隔の半分の長さであるとよい。
待機インターバルの期間中にMRデータが取得される検査対象の第2領域が、MR装置の視野の周縁に配置されているとよい。その第2領域は、少なくとも部分的に仕様容積の外側にあるとよく、それによって、そこでは静磁場の不均一性および傾斜磁場の非線形性が閾値よりも大きくなり得る。
第2のMRデータは、それぞれ、待機インターバル内に含まれている第2の時間インターバル内で取得されるとよい。第2の時間インターバルの持続時間が生理学的周期の持続時間に依存して選定されるとよい。それによって、第2の時間インターバルの持続時間は、第1のデータが取得できる第1の時間インターバルに合わせることができ、必要な場合は、移行シーケンスの持続時間に合わせることができる。
生理学的周期は心周期又は呼吸周期であってよい。
他の観点に基づいてMR装置が提供される。MR装置は、B0磁場、即ち静磁場の発生装置を含む。MR装置は、MRデータを取得するための撮像装置と、MR装置を制御するための制御装置とを含む。制御装置は、検査対象の生理学的パラメータに依存する信号を受信するためのインターフェースを有する。制御装置は、そのインターフェースにおいて受信される信号に依存して時間的に繰り返し起こる生理学的周期を認識するように構成されている。制御装置は、第1領域のための第1のMRデータを取得するために撮像装置を制御するように構成され、第1領域の全ての点は、MR装置の視野の予め与えられた領域内、特に静磁場のアイソセンタの予め与えられた周囲内に配置されている。制御装置は、生理学的周期に同期化されかつ待機インターバルによって互いに分離されている第1の時間インターバル内で第1のMRデータの取得を選択的に行うべく、撮像装置を制御するように構成されている。制御装置は、第1領域に境を接する第2領域のための第2のMRデータを取得するために、第1の時間インターバル間の待機インターバル内で第2のMRデータの取得を行うべく、撮像装置を制御するように構成されている。
実施形態に基づくMR装置の構成およびそれによりそれぞれ達成される作用は、本方法の構成に対応する。MR装置の制御装置は、方法ステップの自動的な実施を指令すべく、MR装置の相応の制御を自動的に生じさせる。
MR装置は、1つの観点又は実施例に基づく方法を実施するように構成されている。
他の観点に基づいて、MR−PETハイブリッドシステムが提供される。MR−PETハイブリッドシステムは、1つの観点又は実施例に基づくMR装置を含む。MR−PETハイブリッドシステムは、PETデータを取得するための検出器を有する陽電子放射トモグラフを含む。陽電子放射トモグラフは、MR装置と結合されている処理装置を含み、この処理装置は、MR装置により取得された第1のMRデータおよび第2のMRデータに依存してPETデータのための減弱マップを求めるように構成されている。
検査対象の動きの少ない部分のためのMRデータ取得が、検査対象のその他の部分に例えば心周期又は呼吸周期がモーションアーチファクトをもたらすような待機インターバルにおいて行われる実施例に基づく技術は、特にMR−PETハイブリッドシステムにおいて使用することができる。この種のシステムにとって、検出されたPET信号における腕の輪郭および断面によって引き起こされる減弱を考慮できることは望ましい。実施例に基づく技術は、待機インターバルにおける第2のMRデータを用いて腕の画像化を行うことを可能にする。これらのデータは、例えば検査対象の減弱マップを算定するために、第1のMRデータと統合することができる。
本発明の実施例は、MR−PETハイブリッドシステムにおける使用に限定されず、一般的に検査対象の運動部分のMRデータ取得を生理学的周期に協調して行うことによってモーションアーチファクトを低減するMR画像化方法および装置において使用することができる。
以下において、この発明の上述の特性、特徴および利点ならびにこれらを達成する仕方をより明らかにすべく、図面を参照しながら実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。
図1は一実施例に基づくMR−PETハイブリッドシステムを示す概略図である。 図2は図1のシステムのMR装置の視野の異なる範囲を示す概略図である。 図3は一実施例に基づく方法および装置におけるMRデータ取得を説明するためのタイムチャートである。 図4は実施例に基づく方法および装置により行われる検査対象の種々の部分のMRデータを示す図である。 図5は一実施例に基づく方法および装置におけるMRデータ取得を説明するためのタイムチャートである。 図6は一実施例に基づく方法のフローチャートである。 図7は他の実施例に基づく方法のフローチャートである。 図8は実施例に基づく方法および装置により得られたMR画像を示す図である。 図9は従来の方法により得られたMR画像を示す図である。 図10は第1のMRデータおよび第2のMRデータからなる減弱マップを示す図である。 図11は実施例に基づく方法および装置において得られる画像データを説明する図である。 図12は実施例に基づく方法および装置において得られる画像データを説明する図である。 図13は撮像法間の移行のための方法および装置において磁化準備のために使用可能な高周波パルス列を示すタイムチャートである。
これらの図において、同じ又は対応する要素、装置又は方法ステップには同じ又は対応する符号が付されている。
各実施例の特徴は、以下の説明において明確に除外されていない限り、互いに組み合わせることができる。幾つかの実施例は、特殊な使用に関連して、例えばMR−PETハイブリッドシステムに関連して説明するが、これらの実施例はこの種の使用に限定されない。
図1はMR−PETハイブリッドシステム1の概略図を示す。MR−PETハイブリッドシステム1は、トモグラフ2と、検査対象4、例えば患者4のための検査テーブル3と、制御装置6と、評価装置7と、駆動ユニット8とを含む。検査対象4は、検査テーブル3上でトモグラフ2の開口5を通して移動させることができる。制御装置6および評価装置7は1つ又は複数のプロセッサを含み得る。制御装置6および評価装置7はコンピュータとして構成されているとよい。制御装置6はトモグラフ2を制御し、トモグラフ2の信号を受信する。トモグラフ2の信号は例えばMR受信コイル12により取得される。
PET検出器13がPETデータを取得するために設けられている。PETデータのデータ取得およびPETデータの評価は、同様に制御装置6および評価装置7によって行うことができる。その代わりに、PETデータの取得および処理のために別の制御装置および/または別の評価コンピュータを設けることができる。この場合に、PETデータを取得するための制御装置は、MRデータもPETデータも検査対象の生理学的周期に関連して取得するために、MRデータ取得用の制御装置6と協調して動作させられる。
静磁場B0を発生させるために、トモグラフ2は(概略的にしか示されていない)静磁場磁石14を有する。トモグラフ2は傾斜磁場を発生するために傾斜磁場システムを有する。トモグラフ2は高周波信号を発生させるために1つ又は複数の高周波アンテナを有する。駆動装置8は、検査テーブル3を方向Zに沿って検査対象4と一緒にトモグラフの開口5を通して移動させるために、制御装置6によって自動的に制御可能である。制御装置6および評価装置7は、例えば画面、キーボードおよびデータ媒体を有するコンピュータシステムであり、そのデータ媒体には電子的に読取可能な制御情報が記憶されており、それらの制御情報は、評価装置7および制御装置6においてデータ媒体を使用する際に、以下に詳述する方法の実施を指令するように構成されている。
MR−PETハイブリッドシステム1は、検査対象4の生理学的周期と協調して磁気共鳴(MR)データ取得を行うように構成されている。生理学的周期は例えば心周期又は呼吸周期である。MRデータ取得を生理学的周期と協調して行うために、MR−PETハイブリッドシステム1は、検査対象4の生理学的パラメータを監視する装置を含む。この装置は、ECG信号および/または検査対象の呼吸および/またはその他の生理学的パラメータを検出することができる。この装置は、生理学的パラメータを検出するためのセンサ11を含む。この装置は、センサ11によって検出された生理学的信号を評価する評価装置10を含む。例えば、評価装置10は、時間の関数として監視される生理学的パラメータを評価し、その生理学的パラメータに依存してトリガ信号又はゲーティング信号を発生する。制御装置6は、評価装置10の信号を受信するための相応のインターフェース9を含む。更に別の構成では、評価装置10の機能が制御装置6内に組み込まれているので、制御装置6は、インターフェース9において信号を直接にセンサ11から受信することできる。
作動中、制御装置6は、インターフェース9で受信される信号に依存して、トモグラフ2を制御する。制御装置6は、空間的な第1領域の第1のMRデータの取得が生理学的周期に依存してかつ生理学的周期と時間的に協調して行われるように、トモグラフ2を制御する。この第1のMRデータの取得は、トリガリング又はゲーティングにより行われるデータ取得であるとよい。このようにして第1のMRデータが取得される第1領域は、生理学的周期にともなって著しく変化する検査対象の部分が第1のMRデータにより描出される場所にある。このトリガリング又はゲーティングにより行われるデータ取得は、検査対象4の断面の大部分を描出することができ、以下において「一次的MRデータ取得」とも呼ぶ。モーションアーチファクトを小さく保つために、制御装置6は、第1のMRデータが生理学的周期と同期するように、トモグラフ2を制御する。即ち、第1のMRデータの取得は、それぞれ生理学的周期に対して予め与えられた時間的関係で行われる。第1のMRデータの取得は、複数の第1の時間インターバルにおいて行われ、これらは、例えばゲーティング時間窓又はトリガ信号によって規定される時間インターバルであってよい。これらの複数の第1の時間インターバルは、それぞれ待機インターバルによって互いに切り離されている。第1の時間インターバルは、それらが生理学的周期の休止相に相当するように選ばれているとよい。それらの休止相では撮像される検査対象部分は相対的静止状態にある。
更に、制御装置6は、これらの休止相の間の待機インターバルで第2の空間的領域のための第2のMRデータが取得されるように、トモグラフ2を制御する。第2領域は、第1領域に隣接していて、特に、生理学的周期中に動かないか又は少ししか動かない検査対象4の部分を含む。検査対象4のこの種の部分の例が、検査対象の腕19である。第2のMRデータの取得は、ここでは「二次的データ取得」とも呼ばれる。
制御装置6は、生理学的周期に依存して予め与えられる第1の時間インターバル内でのみ選択的に取得されて検査対象4の動きの激しい部分を描出する第1のMRデータの取得と、第2のMRデータの取得とが統合されるように、トモグラフ2を制御する。後者の第2のMRデータは、検査対象4の動きの少ない部分を描出し、生理学的周期の休止相の間、即ち第1の時間インターバルの間における待機インターバルの期間中に取得される。2つのデータ取得は時間的に交互に行われる。第1のMRデータは第1の時間インターバルで取得され、第2のMRデータの取得はそれぞれ2つの第1の時間インターバルの間で行われる。
通常は動きのない腕19又は検査対象4の他の部分の二次的MRデータ取得は、動きの激しい呼吸時相もしくは心時相の期間中に行われる。従来、このような時相は利用されていない。従って、全体として必要な全測定時間を短縮すること、および/または使用可能な測定時間をより有効に利用することができる。
第1領域内の動きの激しい部分のための一次的MRデータ取得と、第2領域内の動きの少ない部分のための二次的MRデータ取得とをこのように交互に行うことは、動きの少ない部分をMR装置の仕様容積の外側に配置することによって行うとよい。この場合に、歪み補正の方法は、視野の周縁領域内で仕様容積の外側においても歪みの低減されたMR画像データを発生させ得るように、第2のMRデータ取得時に使用するとよい。MR−PETハイブリッドシステム1におけるMR装置の視野は、例えば、静磁場の不均一性が予め規定された閾値よりも小さい仕様容積21を含むことができる。それによって、仕様容積21内でのデータ取得について歪みが小さいことを保証することができる。仕様容積は、一般的に静磁場のアイソセンタを含み、このアイソセンタから予め定められた距離まで広がっている。仕様容積は、部分的に「仕様視野」又は「仕様FOV」とも呼ばれる。視野の周縁領域22は、仕様容積21と境を接して、仕様容積21を取り囲んでいる。制御装置6は、検査対象の動きの激しい部分を仕様容積21内に配置し、周縁領域22に専ら、生理学的周期中に位置が変化しないか又は僅かにしか変化しない検査対象の動きの少ない部分を配置するように、トモグラフ2を制御することができる。
動きの少ない部分のみが視野の周縁領域22に配置されているような検査対象4とトモグラフ2との間の相応の相対位置は、一般的には、簡単に達成することができる。特に、仕様容積21は一般的に約50cmの直径を有するので、重要な動きの激しい部分を仕様容積21の内部に位置決めすることができる。
第1の時間インターバル中に、即ち一次的データ取得時に、視野の周縁領域22のMRデータも取得可能であることを考慮すべきである。しかし、一次的データ取得時に取得される周縁領域22に関するこれらのMRデータは、歪み補正の処理を少なくするために、継続処理の際に切り捨ててよい。代替として、第2のMRデータと、一次的データ取得時に取得された周縁領域22のMRデータとからなる重みづけ重ね合わせを形成することができる。同様に、待機インターバル中に、即ち二次的データ取得時に、視野の仕様容積21のためのMRデータも取得することができる。しかし、二次的データ取得時に取得される仕様容積21のためのこれらのMRデータは、モーションアーチファクトを少なくするために、継続処理の際に切り捨ててよい。代替として、第1のMRデータと、二次的データ取得時に取得された仕様容積21のMRデータとからなる重みづけ重ね合わせを形成することができる。
第1のMRデータおよび第2のMRデータは評価装置7によって継続処理することができる。例えば第1のMRデータと第2のMRデータとを統合して1つのMR画像を形成することができる。該当する画素は、検査対象の動きの激しい部分については第1のMRデータから取り出し、検査対象の動きの少ない部分については第2のMRデータから取り出すことができる。
第1のMRデータおよび第2のMRデータは、PET撮像のための減弱マップを生成すべく処理することができる。減弱マップは、PETの場合に消滅によって発生される光子の吸収係数に関する空間分解された情報を含んでいる。第1のMRデータおよび第2のMRデータから、例えばセグメンテーション処理によって、位置に関する情報および大きく異なる組織型の情報を求めることができる。この情報から、例えば組織型に依存した吸収係数に関して予め算定された情報を利用して、評価装置7によって減弱マップを自動的に算定することができる。その減弱マップはPETデータの減弱補正に使用することができる。
図1を参照しながらMR−PETハイブリッドシステム1を説明したが、本発明の他の実施例では、以下において詳細に説明する方法を、MR−PETハイブリッドシステムとして構成されていないMR装置によっても実施することができる。このようなMR装置の構成は図1に概略的に示されている構成に相当するが、しかしPET検出器13を設ける必要はない。
図2は一実施例に基づくMR装置の異なる視野領域を示す。仕様容積21内では静磁場の不均一性は小さく、歪みが小さい。仕様容積21に接する周縁領域22内では静磁場の不均一性および傾斜磁場の非線形性が指定された閾値より小さいことが保証されていない。仕様容積21は静磁場のアイソセンタ23を含む。生理学的周期により運動する検査対象の部分における画像化のために、検査対象が仕様容積21内に位置決めされ、トリガリング又はゲーティング法を用いた一次的データ取得によって撮像される。検査対象の動きの少ない部分は、周縁領域22内に位置決めされ、一次的データ取得の間の待機インターバルにおいて二次的データ取得により撮像される。
図3は実施例に基づく方法およびMR装置の動作態様を示す。
生理学的パラメータ31は時間の関数として取得される。例としてECG信号31が示されている。生理学的パラメータの時間的推移の1つの特徴、例えばECG信号31のRピーク32がトリガ信号を作動させることができる。トリガ事象後のトリガ遅延38後に一次的データ取得41が行われる。その際に、生理学的パラメータに依存して運動する検査対象の部分が撮像される。一次的データ取得41が行われる第1の時間インターバルがゲーティング時間窓であってよい。一次的データ取得41が行われる第1の時間インターバルは、待機インターバル40によって互いに分離されている。
一次的データ取得によって、検査対象の動きの激しい部分が、規定された運動時相でそれぞれ取得される。収縮期36および拡張期37を含む心臓の運動35が例示されている。生理学的周期に同期して行われる一次的データ取得は、検査対象の動きの激しい部分が生理学的周期の同じ時相でそれぞれ一次的データ取得を実行させるように行われる。生理学的周期に同期して行われる一次的データ取得は、検査対象の動きの激しい部分が運動速度の低い休止相でそれぞれ撮像されるように行われる。
一次的データ取得の間の待機インターバル40において二次的データ取得42が行われる。待機インターバルにおいて二次的データ取得42の際に取得される第2のMRデータにより、検査対象の動きの少ない部分、特に検査対象の腕が描出される。二次的データ取得42は、それが待機インターバル40内で行われ、必要ならばトリガ遅延38の終了前に一次的データ取得を導入するための移行シーケンスの実行を可能にするという意味でのみ、生理学的パラメータ31の時間的推移に合わせられていなければならない。しかし、二次的データ取得42は、仕様容積内に位置決めされた検査対象の部分が、(監視される生理学的パラメータ31によって検出される)強い運動を有するときにも行われる。
図4は検査対象のMR画像を示す。第1のMRデータ51は検査対象の第1領域を描出する。第1領域は、例えばゲーティング窓内で又はトリガ信号によって規定される窓内で行われる一次的データ取得のために、仕様容積21内に位置決めされるとよい。検査対象がMR装置に対して相対的に移動可能であるので、検査対象の第1領域は、仕様容積21を通して移動させられ、そこにおいてそのつど撮像可能である。
第2のMRデータ52は検査対象の第2領域を描出する。検査対象の第2領域は、ゲーティング窓の間の待機インターバルにおいて、又はトリガ信号によって規定される窓の間の待機インターバルにおいて行われる二次的データ取得のために、視野の周縁領域22内に位置決めされる。
一次的MRデータ取得および二次的MRデータ取得は、異なるMR撮像技術に基づくことができる。例えば、第2のMRデータの取得42はスピンエコーに基づくとよい。それによって、例えば、視野の仕様容積の外側でのディフェージング効果を効果的に低減又は除去することができる。第2のMRデータの取得42はスライス選択性であるとよい。第1のMRデータのトリガリング又はゲーティングによる取得41は、高速グラジエントエコーシーケンスに基づくとよい。特に、第1のMRデータを取得するために、横磁化平衡状態での高速グラジエントエコーシーケンス(例えば、SSFPシーケンス)を使用するとよい。これは、検査対象の動きの激しい部分の撮像のために使用可能な休止相を良好に利用することを可能にする。第1のMRデータの取得41は非スライス選択性であるとよい。
異なる撮像技術間の移行を保証するために、移行シーケンスを設けるとよい。これは、例えば一次的データ取得41の前に行われる。
図5は、実施例による方法およびMR装置におけるMRデータ取得を示す。データ取得は、図5に示すように、一次的データ取得および二次的データ取得が異なる撮像技術に基づく場合に使用することができる。
二次的データ取得は待機インターバル40の終端前に終了する。移行シーケンス43は、例えば傾斜磁場の適切な投入および/または高周波パルスの発生によって発生される。移行シーケンス43は、トリガ遅延38の終了までに終了するように発生される。移行シーケンス43は、一次的データ取得41ために、例えば第1のMRデータの取得41が横磁化平衡状態での高速グラジエントエコーシーケンスに基づく場合に磁化を準備するのに使用するとよい。移行シーケンス43として、特に、磁化が短い整定時間を有するパルスシーケンスを使用するとよい。例えば図13を参照して更に詳細に説明するようなパルスシーケンス、又は上昇するフリップ角を持つパルスを有するパルスシーケンスを使用することができる。
他の実施例では、二次的MRデータ取得がスライス選択方向における付加的な位相エンコーディングによって非選択的に行われる場合に、非スライス選択性のMR撮像技術からスライス選択性のMR撮像技術へ移行するためのスライス励起を放棄することができる。
図6は一実施例に基づく方法60のフローチャートである。方法60は一実施例に基づくMR装置によって自動的に実施することができる。制御装置6はMR装置の相応の自動制御を行うことができる。
ステップ61では検査対象の生理学的周期が認識される。そのために生理学的パラメータ、例えばECG信号又は呼吸が監視される。生理学的信号が記録され評価される。代替又は追加として、測定中に繰り返して生理学的位相に関する情報を収集して評価するパルス技術、所謂ナビゲーションを使用することができる。
ステップ62では第1のMRデータが取得される。第1のMRデータの取得は、生理学的パラメータにともなう強い動きを持つ検査対象の部分が配置されている第1領域が撮像されるように行われる。第1のMRデータは、第1のMRデータの取得が動きの激しい部分の運動速度が小さい休止相において行われるように、生理学的周期に同期して取得するとよい。第1のMRデータは、ゲーティング技術又はトリガ技術によって確定可能な第1の時間インターバルにおいて取得される。
ステップ63では2つの直接的に相前後する第1の時間インターバルの間における待機インターバルにおいて第2のMRデータが取得される。その際に、検査対象の動きの少ない部分、例えば腕が撮像される。第2のMRデータの取得は、MR装置の視野の周縁領域に配置されている動きの少ない部分について行われる。第2のMRデータの取得は、生理学的周期がちょうど休止相にあるか否かに無関係に行なうことができる。
ステップ64では方法60に従って更なるデータ取得が行われるべきか否かがチェックされる。検査対象の動きの激しい部分および動きの少ない部分のそれぞれのために連続的にMRデータが取得されるデータ取得は、動きの少ない全ての部分、例えば腕について、又は動きの激しい全ての部分、例えば心臓および胸部器官について、十分なデータが取得されたときに中止される。検査対象の動きの激しい部分および動きの少ない部分のそれぞれために連続的にMRデータが取得されるデータ取得は、動きの少ない全ての部分、例えば腕について、ならびに動きの激しい全ての部分、例えば心臓および胸部器官について、十分なデータが取得されたときに中止される。方法60に従って更なるデータ取得が行われるべきであることが決定された場合には、方法60はステップ62に戻る。その前に、ステップ65において、例えば第1のMRデータの取得のために磁化を準備するために、移行シーケンスが発生される。ステップ64において方法60に従って更なるデータ取得が行われる必要がないことが決定された場合には、方法60はステップ66に進む。
ステップ66では、ステップ62において取得された第1のMRデータと、ステップ63において取得された第2のMRデータとが融合される。そのために、例えば検査対象の中央領域を描出できる第1のMRデータと、周縁領域を描出できる第2のMRデータとが組み合わされて1つのMR画像が形成される。そのために、第1のMRデータから第1画像が再構成され、第2のMRデータから第2MR画像が再構成され、そして再構成された両画像が組み合わされる。例えば、動きの激しい組織に対応するピクセル又はボクセルは、第1のMRデータから再構成された画像から取り出される。動きの少ない組織に対応するピクセル又はボクセルは、第2のMRデータから再構成された画像から取り出される。代替又は追加として、第1のMRデータと第2のMRデータとから、PETのための減弱マップを算定することができる。
待機インターバルにおいて第2のMRデータの取得と共に仕様容積の外側に配置されている動きの少ない領域が撮像される場合には、歪み補正が使用されるとよい。それによって、視界の周縁領域においても画質を高めることができる。歪み補正は、取得された第2のMRデータもしくはそれから再構成された画像のコンピュータによる補正を含み得る。代替又は追加として、視野の周縁における定められた位置において静磁場の不均一性と傾斜磁場の非線形性との破壊的な重なりが生じ、それによって全体の歪みが減少し、又は完全に除去されるように、勾配強度を的確に調整する歪み補正を使用することもできる。このために、特許文献1に記載された全ての技術を使用することができる。
そこで、待機インターバルにおいて第2のMRデータを取得するために、視野の周縁における予め定められた位置において、傾斜磁場の非線形性によって引き起こされる歪みと、B0磁場不均一によって引き起こされる歪みとが少なくとも部分的に消去されるように、傾斜磁場が発生されるとよい。視界の周縁における予め定められた位置を含んでいる第2のMRデータがそのように発生された傾斜磁場により取得され、予め定められた位置における検査対象の部分領域の画像が第2のMRデータから決定されるとよい。
傾斜磁場の勾配Gは次式、即ち,
G=−δB0(x,y,z)/c(x,y,z) (1)
に従って決定することができる。但し、δB0は視野の周縁における座標(x,y,z)を有する予め定められた位置におけるB0磁場不均一性であり、cは予め定められた位置(x,y,z)における相対勾配誤差である。MR装置が正確に測定されたならば、即ち、定められた位置又は領域、例えば見込みでは患者の腕がある領域についての相対勾配誤差およびB0磁場不均一性が決定されたならば、予め定められた位置における検査対象の画像を高い信頼性で、即ち歪みなしに又は少ない歪みでもって決定することができるように、簡単な方法で傾斜磁場の勾配を決定しかつ作ることができる。
代替又は追加として、傾斜磁場発生のために、視野の周縁における予め定められた位置におけるB0磁場不均一性が決定され、傾斜磁場発生のための傾斜磁場コイルが、予め定められた位置において傾斜磁場の非線形性およびB0磁場不均一性が打ち消し合うように構成されているとよい。例えばPET減弱補正のためには、通常はMR装置の視野の周縁における若干の領域のみを、例えば予想的に検査対象の腕がある領域のみを、歪みなしに検出すればよいので、傾斜磁場コイルによって発生される傾斜磁場非線形性が予め定められた傾斜磁場においてこれらの領域内のB0磁場不均一性をほぼ相殺するように、傾斜磁場コイルが最適化されるとよい。
代替又は追加として、傾斜磁場の発生のために、視野の周縁の予め定められた位置における傾斜磁場の非線形性が決定され、その予め定められた位置において傾斜磁場の非線形性とB0磁場不均一性とが打ち消し合うように、B0磁場を変化させることができる。B0磁場の変化は、例えば所謂シム板の適切な配置によって調整することができる。それによって、少なくとも予め決められた領域、例えば検査対象の腕があると予想される領域について、少ない歪みを達成し、あるいは歪みなしさえも達成することができる。
仕様容積の外側での第2のMRデータの取得に対して歪み補正を行う際に、例えば上述の技術のそれぞれを使用することができる。その際に、例えば検査対象の腕を歪みなしに又は低減された歪みで撮像するために、2つの休止相の間の待機インターバル中に相応のデータ取得が行われる。このデータ取得は、仕様容積のためのトリガ方式又はゲーティング方式のデータ取得と組み合わされる。
図7は、MR−PETハイブリッドシステムにより実施可能な方法70のフローチャートである。方法70は、特にMR−PETハイブリッドシステム1によって自動的に実施可能である。図6に基づいて説明したのと同様に実行することができる方法70のステップは同一の符号で示されている。
ステップ71では静磁場の不均一性が決定される。その不均一性はトモグラフ2の測定によって検出され、複数のMRデータ取得について制御装置6内のメモリに保存される。勾配強度が求められる。これは、例えば式(1)に従って行われる。その際に、腕が配置されている視野の周縁領域の部分において歪みが低減され又は完全に除去される勾配強度を求めることができる。
ステップ61では生理学的周期が認識される。
ステップ62〜65におけるMRデータの取得に並行して、ステップ72においてPETデータの取得を行うことができる。PETデータは、同様に生理学的周期に同調させて取得するとよい。これは、特に、例えば器官内の腫瘍に対するPETデータを取得しようとする場合に当てはまる。PETデータの取得は、生理学的周期の休止相の期間中に、従ってステップ62における第1のMRデータの取得と並行して行うことができる。
第1のMRデータと第2のMRデータとから、ステップ73において、PETの光子放出についての減弱マップが決定される。そのために、例えば第1のMRデータと第2のMRデータとが図6に基づいて説明したのと同様に統合されて、1つのMR画像が形成される。そのMR画像のセグメンテーション処理によって異なる組織型を識別することができる。PETにおいて放出された光子の吸収係数が異なる組織型について記憶されている特性データテーブルを用いて減弱マップを算定することができる。
ステップ74では、ステップ73において取得されたPETデータおよびステップ73において決定された減弱マップから、PET画像が決定される。
方法70において第2のMRデータの取得の際の歪み補正がMR−PETハイブリッドシステムのために使用される一方で、この方法70は、PETを実施するように構成されていないMR装置においても相応に使用することができる。
図8は、歪み補正を用いた視野の周縁領域における第2のMRデータの取得が仕様容積のためのトリガ方式又はゲーティング方式によるMRデータ取得と組み合わされる実施例に基づく方法およびMR装置を用いたMR画像化を示す。
図8は、一実施例によるこの種の方法により発生させられたMR画像81を示す。その際に、式(1)による歪み補正が使用された。検査対象の腕が82において殆ど歪みなしに描出されている。
図9は、比較のために、同様に腕が視野の周縁領域に配置されているが歪み補正を放棄したMR画像83を示す。検査対象の腕は84に描出されており、かなりの歪みを有する。
図10は、生理学的周期の休止相の期間中のみ選択的に取得されて第1領域を描出する第1のMRデータと、検査対象の動きの少ない部分を有する第2領域を描出し生理学的周期の休止相の間の待機インターバル中に取得される第2のMRデータとの統合を示す。
データ取得時に例えばMR装置の仕様容積内に配置されている統合データセット90のボクセル又はピクセル91は、第1のMRデータから再構成された画像に基づいて埋められる。一次的データ取得の際に取得された第1のMRデータから仕様容積の外側の周縁領域のために再構成されるボクセル又はピクセルは捨ててよい。
データ取得時に例えば仕様容積の外側の周縁領域に配置されている統合データセット90のボクセル又はピクセル92は、第2のMRデータから再構成された画像に基づいて埋められる。二次的データ取得の際に取得された第2のMRデータから仕様容積のために再構成されるボクセル又はピクセルは捨ててよい。
統合データセット90は例えばMR画像又は減弱マップである。
実施例による方法およびMR装置において、一次的MRデータ取得が行われる生理学的周期の休止相の間の待機インターバルで高速の二次的MRデータ取得を達成するために、第2のMRデータの取得時の歪み補正を、例えば式(1)に関連して説明したように、他の技術と組み合わせることができる。
例えば、第2のMRデータの取得のために、マルチスライススピンエコーシーケンスを使用することができる。そのために、例えば式(1)に従ったスライス位置に依存した読み出し勾配強度の確定を勾配アレイに拡張することができる。所望のスライス数および所望のスライス位置は、ユーザにより定められて確定することができる。各スライス位置に個別に決定された相応の勾配強度を有するアレイが自動的に発生される。その際に勾配振幅もしくは勾配強度は、例えばそのつど式(1)に従って決定することができる。その算定された勾配アレイを使用するマルチスライススピンエコーシーケンスは、歪みの低減された複数スライスの同時撮像をもたらし、従って測定時間の節約をもたらす。その際に、検査対象の腕を描出するために、この種のルチスライススピンエコーシーケンスは、検査対象の動きの激しい部分のゲート方式又はトリガ方式による撮像と組み合わされる。
歪み補正は、例えば式(1)に関連して説明したように、所謂「デュアルエコー」スピンエコーシーケンスと組み合わせることもできる。その際に、両腕の位置についてそれぞれ、例えば第1の読み出し勾配および第2の読み出し勾配の強度である勾配強度が式(1)に従って算定されるとよい。第1スピンエコーは、第1の読み出し勾配を用いて取得することができ、第2スピンエコーは、第2の読み出し勾配を用いて取得することができる。第1スピンエコーから第1腕が歪み補正なしに再構成される。第2スピンエコーから第2腕が歪み補正なしに再構成される。検査対象の腕を描出するために、この種の「デュアルエコー」スピンエコーシーケンスは、検査対象の動きの激しい部分のゲート方式又はトリガ方式による撮像と組み合わされる。
一般に「デュアルエコー」スピンエコーシーケンスを実施するために、第1の読み出し傾斜磁場は、MR装置の視野の予め定められた第1位置において、第1の読み出し傾斜磁場の非線形性によって引き起こされる歪みと、B0磁場不均一性によって引き起こされる歪みとが、ほぼ打ち消し合うように決定するとよい。第2の読み出し傾斜磁場は、視野の予め定められた第1位置とは異なる第2位置において、第2の読み出し傾斜磁場の非線形性によって引き起こされる歪みと、B0磁場不均一性によって引き起こされる歪みとが、ほぼ打ち消し合うように決定するとよい。マルチエコーシーケンスが実行され、その際に180°パルス後に第1スピンエコーのMRデータが第1の読み出し傾斜磁場により取得され、他の180°パルス後に第2スピンエコーのMRデータが第2の読み出し傾斜磁場により取得される。
図11および図12はこの種の方法を示す。トモグラフ2は、例えば600mmの直径を有し、これに対して仕様容積21はそれより小さい、例えば500mmの直径を有する。
3つのファントム対象物101,102,103のイメージングのレイアウトが具体例で示されている。ファントム対象物102は磁気共鳴装置1のアイソセンタに配置されている。ファントム対象物101は負のx方向においてトモグラフ2の内側周縁にある。ファントム対象物103は正のx方向においてトモグラフ2の内側周縁にある。
図11は、第1エコーおよび第1の読み出し傾斜磁場により取得されたMRデータに基づく3つのファントム対象物101〜103のMR画像100を示す。ファントム対象物102は、例えばゲーティング又はトリガリングによるデータ取得により検出される視野の中心において歪みなしに検出された。第1の読み出し傾斜磁場が負のx方向の周縁領域内の位置に対して最適化されていたために、ファントム対象物101は比較的少ない歪みで表示される。特に、仕様容積21の外側における矢印で示された領域105では、ファントム対象物101の構造がほんの僅かだけ歪んでいる。これに対して、ファントム対象物103は、仕様容積21の外側における領域22において、106において矢印で示されているように、強く歪んでいる。
図12は、第2エコーおよび第2の読み出し傾斜磁場により取得されたMRデータに基づいて求められたMR画像107を示す。これらのMRデータの取得時には正のx方向の位置に対して最適化されていた読み出し傾斜磁場が励起された。ファントム対象物103は、今や特に矢印で示された周縁領域109において比較的僅かだけ歪んでいる。これに対して、ファントム対象物101は、矢印で示された領域108において強く歪んでいる。
MR画像100,107と、ゲーティング又はトリガリングによるデータ取得により求められた仕様容積のためのMR画像とを統合することによって、全体として高画質の画像を作成することができる。そのために、視野の周縁領域22におけるピクセル又はボクセルは、該当するピクセル又はボクセルにおける読み出し傾斜磁場が式(1)に従って選定されていて少ない歪みをもたらすMR画像100,107のピクセル又はボクセルから取り出される。
歪み補正は、例えば式(1)に関連して説明したように、検査テーブル3の連続的な移動と組み合わせることもできる。そのためには、自由に選択可能なスライス位置において読み出し傾斜磁場の勾配強度を算定して使用するとよい。その算定は、例えば式(1)に基づいて行うことができる。所謂「連続移動テーブル」技術によって、測定対象が、この最適化されたスライス位置を通って移動される。
本発明の実施例では、ゲーティング又はトリガリングによるMRデータ取得として行われる第1のMRデータの取得と、検査対象の動きの少ない部分を描出することができる第2のMRデータの取得とが、異なるMR撮像技術により行われる。例えば、第1のMRデータの取得は、非スライス選択性のグラジエントエコーシーケンスにより行うとよい。スライス磁化の準備のために図5および図6に関連して既に説明したように、移行シーケンスを発生させるとよい。
移行シーケンスは、磁化の短い整定時間が得られるように選択されているとよい。それによって、第2のMRデータの取得がそれぞれ行われる期間を長くすることができる。一実施形態では、平行磁化状態への磁化を準備するためのパルスシーケンスが使用され、これが整定プロセスを加速する。この種のパルスシーケンスが図13に示されている。
図13は、第1のMRデータを取得するための磁化を準備するために使用することができるような高周波パルス列110を示す。複数の高周波パルスが発生され、それによりスピンの1つの特定のフリップ角がそれぞれ得られる。(図13に示されていない)傾斜磁場が照射される。横磁化の平衡状態への移行のための従来のシーケンスと違って、全ての高周波パルスが大きさの等しいフリップ角に相当するわけではない。α/2のフリップ角に相当する第1高周波パルス111が発生する。第1期間121後に第2高周波パルス112が発生し、これは大きさαのフリップ角、即ち第1高周波パルス111の2倍の大きさのフリップ角に相当する。他の期間122後にそれぞれ相次いで他の高周波パルス113,114が発生し、これらは第2高周波パルス112と等しい大きさαを有するフリップ角に相当する。第1期間121は繰り返し時間TRの半分であり、第2高周波パルス112から繰り返し時間TR後ごとに新しい高周波パルスが発生する。フリップ角の符号が交替するようにMR装置を制御するとよい。この種のパルスシーケンスは整定プロセスを短縮することができる。
その他の移行シーケンスを使用することができる。例えば高周波パルスが直線状に上昇するフリップ角に相当するパルス列を使用することができる。
図と関連させて実施例を説明したが、更に別の実施例において変形例を実現することができる。例えばゲート方式又はトリガ方式によるMRデータ取得と、検査対象の腕を描出する第2のMRデータ取得との統合を説明したが、生理学的周期の休止相の間で検査対象の動きの少ない他の部分を撮像するためにも、本発明による方法および装置を使用することができる。PETのための減弱マップを決定するための実施例による方法および装置の使用を説明したが、実施例はこの種の使用に限定されない。
本発明を細部において好ましい実施例により詳細に図解して説明したが、本発明は開示した実施例によって限定されず、これから専門家によって、本発明の保護範囲を逸脱することなく、その他の変形例を導き出すことができる。
1 MR−PETハイブリッドシステム
2 トモグラフ
3 検査テーブル
4 検査対象
5 開口
6 制御装置
7 評価装置
8 駆動装置
9 インターフェース
10 評価装置
11 センサ
12 MR受信コイル
13 PET検出器
14 静磁場磁石
19 腕
21 仕様容積
22 周縁領域
23 アイソセンタ
31 生理学的パラメータ(ECG信号)
32 Rピーク
35 心臓運動
36 収縮期
37 拡張期
38 トリガ遅延
40 待機インターバル
41 一次的データ取得
42 二次的データ取得
43 移行シーケンス
51 第1のMRデータ
52 第2のMRデータ
90 統合データセット
91 ボクセル又はピクセル
92 ボクセル又はピクセル
100 MR画像
101 ファントム対象物
102 ファントム対象物
103 ファントム対象物
105 領域
106 領域
107 MR画像
108 領域
109 領域

Claims (17)

  1. 時間的に繰り返して起こる生理学的周期を認識するために検査対象(4)の生理学的パラメータ(31)が時間の関数として検出され、
    第1領域(21)のための第1の磁気共鳴(MR)データ(51)の取得(41)が行われ、第1領域(21)の全ての点がMR装置(2)の視野(20)の予め与えられた領域内に配置されていて、第1のMRデータ(51)の取得(41)が選択的に、生理学的周期に同期化されて待機インターバル(40)によって互いに分離された第1の時間インターバルにおいて行われ、そして
    第1領域(21)とは異なる第2領域(22)のための第2のMRデータ(52)の取得(42)が行われ、第2のMRデータ(52)の取得(42)が第1の時間インターバルの間の待機インターバル(40)において行われる
    磁気共鳴トモグラフィ方法。
  2. 生理学的周期と協調して運動する検査対象(4)の部分が第1領域(21)内に配置されているように、検査対象(4)とMR装置との間の相対位置が調整されることを含む請求項1記載の方法。
  3. 第2のMRデータ(52)が検査対象(4)の動きの少ない部分(19)を描出する請求項1又は2記載の方法。
  4. 第2のMRデータ(52)の取得(42)が、歪み低減のためにMR装置のB0磁場の不均一性および傾斜磁場の非線形性に依存して少なくとも1つの傾斜磁場の勾配強度を調整することを含む請求項1乃至3の1つに記載の方法。
  5. 磁気共鳴(MR)−陽子放射トモグラフ(PET)ハイブリッドシステムにより実施され、第1のMRデータ(51)および第2のMRデータ(52)に基づいてPET画像のための減弱マップ(90)を決定することを含む請求項1乃至4の1つに記載の方法。
  6. 減弱マップ(90)の決定が、
    第1領域(21)内に配置されている複数のボクセル(91)に対する吸収パラメータを第1のMRデータ(51)に基づいて決定することと、
    第2領域(22)内に配置されている他の複数のボクセル(92)に対する吸収パラメータを第2のMRデータ(52)に基づいて決定することと、
    を含む請求項5記載の方法。
  7. 第1のMRデータ(51)の取得(41)が第1MR撮像技術により行われ、第2のMRデータ(52)の取得(42)が第1MR撮像技術とは異なる第2MR撮像技術により行われる請求項1乃至6の1つに記載の方法。
  8. 第2MR撮像技術がディフェージング効果の補償を可能にするMR撮像技術である請求項7記載の方法。
  9. 第1MR撮像技術がグラジエントエコーシーケンスの発生を含み、第2MR撮像技術がスピンエコーシーケンスの発生を含む請求項7又は8記載の方法。
  10. 第1撮像技術による第1のMRデータの取得(41)のために検査対象(4)の準備を行うべく、生理学的周期と時間的に協調して移行シーケンス(43,110)が発生されることを含む請求項7乃至9の1つに記載の方法。
  11. 第1撮像技術が非スライス選択性であり、第2撮像技術がスライス選択性である請求項7乃至10の1つに記載の方法。
  12. 第2領域がMR装置(2)の視野の周縁(22)に配置されている請求項7乃至11の1つに記載の方法。
  13. 第2のMRデータ(52)が、待機インターバル(40)内に含まれている第2の時間インターバル内でそれぞれ取得され、第2の時間インターバルの持続時間が生理学的周期の周期に依存して選定される請求項1乃至12の1つに記載の方法。
  14. 生理学的周期が心周期又は呼吸周期である請求項1乃至13の1つに記載の方法。
  15. 静磁場の発生装置(14)と、
    磁気共鳴(MR)データを取得するための撮像装置(12)と、
    磁気共鳴(MR)装置を制御するための制御装置(6)と、
    を含み、
    前記制御装置(6)が、検査対象(4)の生理学的パラメータに依存した信号(31)を受信するためのインターフェース(9)を含み、
    前記制御装置(6)が、前記インターフェース(9)において受信される信号(31)に依存して時間的に繰り返して起こる生理学的周期を認識し、かつ第1領域(21)の第1のMRデータ(51)の取得(41)を行うべく前記撮像装置を制御するように構成され、
    第1領域(21)の全ての点がMR装置の視野(20)の予め与えられた領域内に配置され、
    前記制御装置(6)が、生理学的周期に同期化されて待機インターバル(40)によって互いに分離されている第1の時間インターバル内で第1のMRデータ(51)の取得(41)を選択的に行うべく撮像装置(12)を制御するように構成されており、
    前記制御装置(6)が、第1領域(21)とは異なる第2領域(22)のための第2のMRデータ(52)の取得(42)のために、第2のMRデータ(52)の取得(42)を第1の時間インターバル間の待機インターバル(40)内で行なうべく前記撮像装置(12)を制御するように構成されている
    磁気共鳴装置。
  16. 請求項2乃至14の1つに記載の方法を実施するように構成されている請求項15記載の磁気共鳴装置。
  17. 請求項15又は16記載の磁気共鳴(MR)装置(2)と、陽子放射トモグラフ(PET)とを備え、
    陽子放射トモグラフが、PETデータを取得するための検出器(13)と、磁気共鳴装置(2)に結合されている処理装置(7)とを有し、
    その処理装置(7)が、磁気共鳴装置(2)により取得された第1のMRデータ(51)および第2のMRデータ(52)に依存してPETデータのための減弱マップ(90)を求めるように構成されている
    磁気共鳴−陽子放射トモグラフハイブリッドシステム。
JP2013160350A 2012-08-02 2013-08-01 生理学的周期と協調した磁気共鳴画像化方法 Pending JP2014030723A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012213696.7 2012-08-02
DE102012213696.7A DE102012213696A1 (de) 2012-08-02 2012-08-02 Mit einem physiologischen Zyklus koordinierte Magnetresonanzbildgebung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014030723A true JP2014030723A (ja) 2014-02-20

Family

ID=49944008

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013160350A Pending JP2014030723A (ja) 2012-08-02 2013-08-01 生理学的周期と協調した磁気共鳴画像化方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20140035577A1 (ja)
JP (1) JP2014030723A (ja)
KR (1) KR20140018139A (ja)
CN (1) CN103565436A (ja)
DE (1) DE102012213696A1 (ja)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011083898B4 (de) * 2011-09-30 2013-04-11 Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Erfassen von Magnetresonanzdaten am Rande des Gesichtsfelds einer Magnetresonanzanlage
DE102012213551A1 (de) * 2012-08-01 2014-02-06 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur bewegungsgemittelten Schwächungskorrektur und Magnetresonanz-Anlage
DE102013219258A1 (de) * 2013-09-25 2015-03-26 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Bestimmung einer positionsabhängigen Schwächungskarte von Hochfrequenz-Spulen eines Magnetresonanz-PET-Geräts
DE102013224255A1 (de) * 2013-11-27 2015-03-19 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Durchführung einer Messung eines kombinierten medizinischen Bildgebungsgeräts
DE102014206929B4 (de) * 2014-04-10 2015-10-29 Siemens Aktiengesellschaft Unterdrückung unerwünschter Kohärenzpfade in der MR-Bildgebung
DE102014218901B4 (de) * 2014-09-19 2017-02-23 Siemens Healthcare Gmbh Verfahren zur Korrektur von Atemeinflüssen von Aufnahmen eines Untersuchungsobjekts mittels eines Magnetresonanzgerätes
CN107212887B (zh) * 2016-03-22 2021-06-22 西门子(深圳)磁共振有限公司 一种心脏弥散成像的受激回波序列扫描方法和装置
EP3557276A1 (de) * 2018-04-16 2019-10-23 Siemens Healthcare GmbH Verfahren und steuereinrichtung zur erzeugung von magnetresonanzaufnahmen innerhalb und ausserhalb des b0-homogenitätsvolumens
DE102018217888A1 (de) * 2018-10-18 2020-04-23 Siemens Healthcare Gmbh Durchführen einer bildgebenden Messung eines Patienten in einem Computertomographiesystem
US10726588B2 (en) * 2018-10-31 2020-07-28 Biosense Webster (Israel) Ltd. Magnetic resonance imaging (MRI) image filtration according to different cardiac rhythms
CN110031786B (zh) 2019-05-14 2022-01-11 上海联影医疗科技股份有限公司 磁共振图像重建方法、磁共振成像方法、设备及介质

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005044336A1 (de) * 2005-09-16 2007-04-05 Siemens Ag Verfahren zur Aufnahme von Bilddaten des Herzens
DE102008032996B4 (de) * 2008-07-14 2014-08-21 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Bestimmung einer Schwächungskarte
DE102010044520A1 (de) * 2010-09-07 2012-03-08 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Abbilden eines Teilbereichs eines Untersuchungsobjekts in einer Magnetresonanzanlage

Also Published As

Publication number Publication date
US20140035577A1 (en) 2014-02-06
CN103565436A (zh) 2014-02-12
DE102012213696A1 (de) 2014-02-06
KR20140018139A (ko) 2014-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2014030723A (ja) 生理学的周期と協調した磁気共鳴画像化方法
KR101596549B1 (ko) 검사 구역에서 공간적으로 분해된 자기 공명 완화 파라미터들의 신속한 결정을 위한 방법
US7689263B1 (en) Method and apparatus for acquiring free-breathing MR images using navigator echo with saturation RF pulse
KR101461099B1 (ko) 자기공명영상장치 및 기능적 영상획득방법
KR101703382B1 (ko) 생체 검사 대상자를 자극하는 것에 의한 검사 대상자의 사전 결정된 체적 세그먼트의 mr 영상화 방법 및 자기 공명 시스템
US8183864B2 (en) System for multi nucleus cardiac MR imaging and spectroscopy
US20140121496A1 (en) Automatic System for Timing In Imaging
US10302732B2 (en) Real-time adaptive physiology synchronization and gating for steady state MR sequences
US20140301622A1 (en) Method and apparatus to generate image data
JP6467341B2 (ja) 磁気共鳴イメージング装置、画像処理装置、画像診断装置、画像解析装置、mri画像作成方法およびプログラム
KR20150128607A (ko) 멀티 슬라이스 자기 공명 영상을 사용하는 조직 특성 감별 시스템 및 방법
JP2008142553A (ja) 血管壁変化の画像撮影方法および磁気共鳴装置
JP6568760B2 (ja) 磁気共鳴イメージング装置、および、画像処理装置
JP4711732B2 (ja) 磁気共鳴撮影装置
Yang et al. Three‐dimensional coronary MR angiography using zonal echo planar imaging
JP6133926B2 (ja) 可変コントラストを用いたダイナミックイメージング
US10094900B2 (en) 4D velocity profile image recording with a magnetic resonance system
JP2005040416A (ja) 磁気共鳴イメージング装置
US20170254868A1 (en) Magnetic resonance imaging apparatus
CN112394311A (zh) 具有改进的导航器的mri系统
WO2016021440A1 (ja) 磁気共鳴イメージング装置
US11925419B2 (en) Systems and methods for position determination
US20170231523A1 (en) Method and magnetic resonance apparatus scar quantification in the myocardium
JP5116257B2 (ja) 磁気共鳴撮影装置
US20170258409A1 (en) Synchronized multi-module pulsed arterial spin labeled magnetic resonance imaging