JP2014113492A - 任意に形成されたボリュームを励起する高周波励起パルスを生成する方法、血管内のスピンを的確に励起する方法、ｍｒアンギオグラフィ画像を作成する方法、および磁気共鳴装置 - Google Patents
任意に形成されたボリュームを励起する高周波励起パルスを生成する方法、血管内のスピンを的確に励起する方法、ｍｒアンギオグラフィ画像を作成する方法、および磁気共鳴装置 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】ＭＲアンギオグラフィ画像のための血管を的確に励起する高周波励起パルス生成方法を提供する。
【解決手段】磁気共鳴装置により任意に形成されたボリュームを励起するために、傾斜磁場波形と一緒に高周波励起パルスを生成する方法は、ＭＲ信号を検出する後続のステップにおいて前記ボリューム内のスピンのみがＭＲ信号成分を生じるように、前記ボリュームが存在するボリューム部分を準備するステップと、このボリューム部分からｋ空間軌跡に沿ってＭＲ信号３３を検出し、その検出期間中に前記軌跡に沿ってｋ空間を走査するために少なくとも１つの傾斜磁場Ｇｘ，Ｇｙを印加するステップと、検出されたＭＲ信号３３を時間反転した信号に相当する高周波励起パルス３２を生成すると共に、ｋ空間を走査するための前記少なくとも１つの傾斜磁場Ｇｘ，Ｇｙを時間反転した波形に相当する傾斜磁場波形Ｇｘ’，Ｇｙ’を生成するステップとを含む。
【選択図】図２
【解決手段】磁気共鳴装置により任意に形成されたボリュームを励起するために、傾斜磁場波形と一緒に高周波励起パルスを生成する方法は、ＭＲ信号を検出する後続のステップにおいて前記ボリューム内のスピンのみがＭＲ信号成分を生じるように、前記ボリュームが存在するボリューム部分を準備するステップと、このボリューム部分からｋ空間軌跡に沿ってＭＲ信号３３を検出し、その検出期間中に前記軌跡に沿ってｋ空間を走査するために少なくとも１つの傾斜磁場Ｇｘ，Ｇｙを印加するステップと、検出されたＭＲ信号３３を時間反転した信号に相当する高周波励起パルス３２を生成すると共に、ｋ空間を走査するための前記少なくとも１つの傾斜磁場Ｇｘ，Ｇｙを時間反転した波形に相当する傾斜磁場波形Ｇｘ’，Ｇｙ’を生成するステップとを含む。
【選択図】図２
Description
本発明は、任意に形成されたボリュームを励起することができる高周波励起パルスを生成する方法に関する。更に、本発明は予め定められた血管内のスピンのみを的確に励起する方法に関する。更に、本発明は、異なった両方法によりＭＲアンギオグラフィ画像を作成する方法、ならびに本発明による方法を実施するための相応の磁気共鳴装置に関する。
血管特有のアンギオグラフィ又は灌流測定では、１つ又は複数の血管（特に動脈）内のスピンが的確に励起され、又は飽和させられる。これは、「ラベリング」とも呼ばれる。引き続いて、これらのスピンの運動を組織内の血流又は灌流に基づいて追跡することができる。そのために、高周波励起パルスにより励起される励起ボリュームは、励起ボリューム内に関心のある血管しか存在しない（その他の血管が存在しない）ように選ばれる。理想的には、関心のある血管のみが励起される（関心領域の周りの領域は励起されない）ように、高周波励起パルスが選ばれる。そのために、従来技術によれば、選択性の高周波励起パルスが使用され、複数の高周波アンテナを用いた励起が有利である。
非特許文献１には、３次元空間において複数の高周波アンテナを用いて的確に血管内のスピンを励起することを可能にする方法が記載されている。
血管を的確に励起するためには、従来技術によれば、次の２つの課題を解決しなければならない。
（ａ）血管の空間的位置および空間的寸法を求めなければならない。
（ｂ）血管内のスピンのみを励起する高周波励起パルスを算定しなければならない。
（ａ）血管の空間的位置および空間的寸法を求めなければならない。
（ｂ）血管内のスピンのみを励起する高周波励起パルスを算定しなければならない。
"Selective Labeling of Moving Spins using Parallel 3D Spatially Selective Excitation"，J.T.Schneider et al.，Proc. Intl. Soc. Reson. Med. 20, 2012, p.640
本発明の課題は、特に簡単にＭＲアンギオグラフィ（血管造影）画像を作成するために、血管を的確に励起する高周波励起パルスの生成を簡単化することにある。
本発明によれば、この課題は、請求項１記載の高周波励起パルスを生成する方法、請求項７記載の血管内のスピンを的確に励起する方法、請求項９記載のＭＲアンギオグラフィ画像を作成する方法、請求項１０記載の磁気共鳴装置、請求項１２記載のコンピュータプログラム製品、および請求項１３記載の電子的に読取可能なデータ媒体によって解決される。従属請求項は本発明の好ましい有利な実施形態を定義する。
本発明において、磁気共鳴装置により任意に形成されたボリューム（のみ）を励起するために、傾斜磁場波形と一緒に（１つ又は複数の）高周波励起パルスを生成する方法が提供される。この方法は次のステップを含む。
（ａ）ＭＲ信号を検出する後続のステップにおいて主としてそのボリューム内のスピンのみがＭＲ信号成分を供給する（ボリューム外のスピンが信号を供給しない）ように当該ボリュームが配置されているボリューム部分を準備するステップ。例えば、ボリューム部分内のスピンが新たに当該ボリューム内に、つまりボリューム部分内に流入するスピンと異なるように、ボリューム部分内にスピンを準備する（例えば飽和させる）ことができる。それゆえ、この準備ステップは、後続のステップにおいて（ほぼ）当該ボリュームから出ているＭＲ信号だけが検出されるようにする。
（ｂ）ボリューム部分からのＭＲ信号をｋ空間軌跡に沿って検出するステップ。ＭＲ信号の検出期間中には、ｋ空間をこの軌跡に沿って走査するために１つ又は複数の傾斜磁場が印加される。特に、新たに当該ボリューム内に流入するスピンのみがＭＲ信号を供給するように、ボリューム部分を配置しかつ準備することによって、このステップでは当該ボリューム内のスピンのＭＲ信号成分のみが検出される。
（ｃ）検出されたＭＲ信号を時間反転することによって、当該ボリュームを的確に励起するための高周波励起パルスを生成するステップ。当該ボリュームを的確に励起するための高周波励起パルスと一緒に照射される求められた傾斜磁場波形は、ｋ空間軌跡に沿ってｋ空間を走査するために印加された前記１つ又は複数の傾斜磁場を時間反転した波形に相当する。
（ａ）ＭＲ信号を検出する後続のステップにおいて主としてそのボリューム内のスピンのみがＭＲ信号成分を供給する（ボリューム外のスピンが信号を供給しない）ように当該ボリュームが配置されているボリューム部分を準備するステップ。例えば、ボリューム部分内のスピンが新たに当該ボリューム内に、つまりボリューム部分内に流入するスピンと異なるように、ボリューム部分内にスピンを準備する（例えば飽和させる）ことができる。それゆえ、この準備ステップは、後続のステップにおいて（ほぼ）当該ボリュームから出ているＭＲ信号だけが検出されるようにする。
（ｂ）ボリューム部分からのＭＲ信号をｋ空間軌跡に沿って検出するステップ。ＭＲ信号の検出期間中には、ｋ空間をこの軌跡に沿って走査するために１つ又は複数の傾斜磁場が印加される。特に、新たに当該ボリューム内に流入するスピンのみがＭＲ信号を供給するように、ボリューム部分を配置しかつ準備することによって、このステップでは当該ボリューム内のスピンのＭＲ信号成分のみが検出される。
（ｃ）検出されたＭＲ信号を時間反転することによって、当該ボリュームを的確に励起するための高周波励起パルスを生成するステップ。当該ボリュームを的確に励起するための高周波励起パルスと一緒に照射される求められた傾斜磁場波形は、ｋ空間軌跡に沿ってｋ空間を走査するために印加された前記１つ又は複数の傾斜磁場を時間反転した波形に相当する。
本発明によれば、任意に形成されたボリュームを的確に励起する高周波励起パルスを生成するために、励起とＭＲ信号の受信との間の相反原理が使用される。この相反原理に従えば、検出されたＭＲ信号が予め定められた空間分布を有し（即ち、決定されたボリュームのスピンのみがこのＭＲ信号を供給し）かつ特定のｋ空間軌跡により収集されたならば、その検出されたＭＲ信号は、該ＭＲ信号が有するのと同じ空間構造を励起する（即ち、該ボリューム内のスピンのみを励起する）ために、時間反転して高周波励起パルスとして使用することができる。その際に、高周波励起パルスと同時に照射される傾斜磁場も、ｋ空間を走査するための傾斜磁場に対して時間反転していることが肝要である。
この相反原理は、例えば、文献“Direct method for parallel transmit pulse design by time-reversal of the small-tip angle excitation”, k.Vahedipour et al., Proc. Intl. Soc. Reaon. Med. 20, 2012, p.637、および、文献“Revisitting RF Feedback Pulses: Encoding Image Contrast during Excitation", T.Stoecker et al., Proc. Intl. Soc. Reaon. Med. 20, 2012, p.639に記載されている。ただし、これらの文献においては、高周波励起パルスの生成のための基礎であるＭＲ信号はシミュレーションによって作成される。
本発明において注目すべきは、検出されたＭＲ信号が時間反転されて（即ち、最後に検出されたＭＲ信号成分が最初に、つまり時間的に逆の順序で）高周波励起パルスとして照射されることである。更に、高周波励起パルスの照射期間中に、傾斜磁場は、各傾斜磁場の波形がＭＲ信号の検出時にｋ空間を走査した当該傾斜磁場を時間反転した波形に相当するように印加されなければならない。
本発明は、ボリューム（例えば血管）の正確な空間位置および広がりを予め認識する必要なく、当該ボリュームのみを励起する高周波励起パルスを自動的に決定することができるという利点を生じる。有利なことに、例えば検査すべき血管の位置を大まかに認識するだけで十分である。それにも拘らず、本発明により生成される高周波励起パルスは正確にこの血管のみを励起する。というのは、その高周波励起パルスがこの血管のみから放出されるＭＲ信号に基づいて生成されるからである。従って、求められる高周波励起パルスの生成は、従来技術では現在のところ非常に時間を要するが、本発明はそのような時間を必要としない。
更に、従来技術に比べて、本発明による方法によれば、発生するアーチファクトも少ない。何故ならば、高周波励起パルスが導出されるＭＲ信号を検出すべくｋ空間を走査するために、後で前述のボリュームを的確に励起するための高周波励起パルスを照射する際に、両傾斜磁場波形（ｋ空間の走査時に印加される傾斜磁場の波形および高周波励起パルスの照射時に印加される傾斜磁場の波形）がほぼ同じであること（このためのハードウェアが２度同じように制御されること）から出発できるように、非常に類似した傾斜磁場波形が（時間的に逆転又は反転されるだけで）使用される。これに対して、従来技術において予め算出された傾斜磁場波形を高周波励起パルスの照射時に印加しなければならない場合には、算出された傾斜磁場波形と、最終的に磁気共鳴装置によって生成された傾斜磁場波形との間に常に偏差が生じ、これが不利なアーチファクトを生じる。
生成される高周波励起パルスは、任意の３次元ボリューム又は２次元ボリューム（スライス内の特定範囲）を的確に励起するために使用することができる。ボリュームの的確な励起は、当該ボリュームの外側の領域が（殆ど）励起されないのに、（ほぼ）当該ボリュームだけが励起されることを意味する。
既に説明したように、ボリューム部分の準備は、ボリューム部分内のスピンの飽和又は反転を含む。この場合に、ＭＲ信号の検出時に、新たにボリューム内に流入するスピン（従って、飽和していないスピンもしくは反転されていないスピン）からのみＭＲ信号成分が検出される。
この準備およびこれに続くＭＲ信号の検出は、血管造影画像の作成、例えばＴＯＦ（タイムオブフライト）血管造影法のアンギオグラフィ画像の作成と同一視することができる。
一般に高周波励起パルスは３０°よりも小さいフリップ角を有する。
勿論、高周波励起パルスが３０°以上のフリップ角を有することも可能である。この場合に高周波励起パルスは、勿論、フリップ角の大きさと、検出されたＭＲ信号とに依存して調整され、又は変化させられなければならず、それにより調整された高周波励起パルスに応じて前述のボリュームのみが励起される。
本発明によれば、ＭＲ信号が１つの高周波アンテナによって検出され、その高周波アンテナからは高周波励起パルスも出射される。勿論、ＭＲ信号を同時に複数の高周波アンテナにより検出することも可能である。この場合に、生成すべき選択的な高周波励起パルスは同様に同時にこれらの複数の高周波アンテナによって照射される。この場合に各高周波アンテナから照射される高周波励起パルスの波形は、それぞれ各高周波アンテナによってｋ空間の走査時にｋ空間軌跡に沿って検出されたＭＲ信号の波形を時間反転した波形に相当する。複数のアンテナによる高周波励起パルスの照射時には、ｋ空間を走査するために印加された傾斜磁場が時間反転されて印加される。
高周波励起パルスの生成時における複数の高周波アンテナ又は複数のチャネルの使用は、１つのみの高周波アンテナの使用に比べて次の利点を有する。即ち、複数の高周波アンテナを使用する場合には、高周波励起パルスを１つの高周波アンテナのみによって照射する場合よりも、高周波励起パルスが照射される期間の時間を短くすることができるという利点を有する。
本発明の好ましい実施形態では、ボリューム部分を準備するステップがボリューム部分の決定も含む。ボリューム部分は、そのボリューム部分が当該ボリュームのほかに当該ボリュームと類似した特性を有する他のボリュームを含まないように決定される。
換言するならば、例えば複数の同種のボリューム（例えば血管）がある場合には、所望のボリューム（例えば所望の血管）のみがボリューム部分内に存在するように、ボリューム部分が決定される。例えば、生成されるべき高周波励起パルスにより特定の血管を的確に励起しなければならないのに、その近傍になおも他の類似した大きさの血管が存在する場合には、ボリューム部分の内部にその特定の血管のみが存在し、該他の血管は存在しないように、ボリューム部分が選ばれる。ボリューム部分が２次元スライスである場合に、例えば、所望のボリューム又は血管のみがこのスライス内に存在するように、このスライスを選ぶ（傾ける）ことができる。
注意すべきは、本発明によれば、同一の高周波励起パルスにより１つのボリュームのみならず、複数のボリュームを励起することが可能であることである。同一の高周波励起パルスにより（ボリューム部分内の）複数のボリュームを励起するためには、ＭＲ信号の検出時に全てのこれらのボリュームのＭＲ信号成分（のみ）が検出されるように配慮しなければならない。
本発明において、磁気共鳴装置により血管内のスピンを的確に励起する方法も提供される。この場合に、この血管は任意に形成されたボリュームに相当し、高周波励起パルスは必要な傾斜磁場波形と一緒に高周波励起パルスを生成する既述の本発明による方法に従って生成される。
更に、本発明において、磁気共鳴装置により生きた被検体の予め定められたボリューム部分のＭＲアンギオグラフィ画像を作成する方法が提供される。この方法は次のステップを含む。
ａ）スピンを的確に励起する既述の本発明による方法により、ボリューム部分の内部における血管内のスピンのみを的確に励起するステップ、
ｂ）血管内のスピンを励起した後にｋ空間を相応に走査することによってボリューム部分からＭＲデータを検出するステップ、
ｃ）このようにして検出されたＭＲデータからボリューム部分のＭＲアンギオグラフィ画像を作成するステップ。
ａ）スピンを的確に励起する既述の本発明による方法により、ボリューム部分の内部における血管内のスピンのみを的確に励起するステップ、
ｂ）血管内のスピンを励起した後にｋ空間を相応に走査することによってボリューム部分からＭＲデータを検出するステップ、
ｃ）このようにして検出されたＭＲデータからボリューム部分のＭＲアンギオグラフィ画像を作成するステップ。
注意すべきは、１つ又は複数の血管内のスピンを的確に励起する本発明による方法においても、ＭＲアンギオグラフィ画像を作成する本発明による方法においても、複数の並行動作する高周波アンテナにより高周波励起を生じさせる所謂ｐＴＸ技術が使用できることである。
本発明において、任意に形成されたボリュームを励起するために傾斜磁場波形と一緒に高周波励起パルスを生成する磁気共鳴装置も提供される。この磁気共鳴装置は、静磁場磁石と、傾斜磁場システムと、少なくとも１つの高周波送信／受信アンテナと、少なくとも１つの受信コイル要素と、制御装置とを含む。この制御装置は、傾斜磁場システムおよび少なくとも１つの高周波送信／受信アンテナを駆動制御するために用いられる。更に、制御装置は、少なくとも１つの高周波送信／受信アンテナによって又は少なくとも１つの受信コイル要素によって検出された測定信号を受信するように構成されている。磁気共鳴装置は、ＭＲ信号の後続の検出時に前記ボリューム内のスピンのみからＭＲ信号成分が供給されるように前記ボリュームが配置されているボリューム部分を準備するように構成されている。更に、磁気共鳴装置は、磁気共鳴装置がｋ空間軌跡に沿ってｋ空間を走査するための１つのまたは複数の傾斜磁場を印加している期間中に、ｋ空間軌跡に沿ってボリューム部分からＭＲ信号を同時に検出するように構成されている。更に、制御装置は、検出されたＭＲ信号を時間反転した信号に相当する高周波励起パルスを生成すると共に、ｋ空間を走査するための１つもしくは複数の傾斜磁場を時間反転した波形に相当する傾斜磁場波形を生成するように構成されている。
本発明による磁気共鳴装置の利点は、主に、既に詳述した本発明による方法の利点に相当するので、繰り返して説明することはしない。
更に、本発明は、磁気共鳴装置のプログラミング可能な制御装置もしくは計算ユニットのメモリ内にロード可能なコンピュータプログラム製品、特にコンピュータプログラム又はソフトウェアを提供する。このコンピュータプログラム製品により、該コンピュータプログラム製品が制御装置において作動する際に、本発明による方法の全ての又は種々の既述の実施形態が実施可能である。コンピュータプログラム製品は、場合によっては、本発明による方法の適切な実施形態を実現するために、プログラム手段、例えばライブラリおよび補助機能を必要とする。換言するならば、コンピュータプログラム製品に関する請求項により、特に、本発明による方法の上述の実施形態の１つを実施することを可能にするソフトウェア、もしくはこの実施形態を実施するソフトウェアが保護されるべきである。そのソフトウェアは、なおもコンパイルおよび結合をしなければならない又は翻訳処理のみをすればよいソースコード（例えば、Ｃ＋＋）であり、又は実行のために相応の計算ユニットもしくは制御装置にロードするだけよい実行可能なソフトウェアコードである。
更に、本発明は、電子的に読取可能な制御情報、特にソフトウェア（上記参照）が記憶されている電子的に読取可能なデータ媒体、例えばＤＶＤ、磁気テープ又はＵＳＢスティックを提供する。これらの制御情報（ソフトウェア）がデータ媒体から読み取られて磁気共鳴装置の制御装置もしくは計算ユニットに記憶されるならば、既述の方法の本発明による実施形態の全てを実行することができる。
本発明は、特に血管特有のアンジオグラフィ又は灌流測定に適している。しかし、勿論、本発明はこの好ましい適用範囲に限定されない。何故ならば、本発明は、例えば任意に形成されたボリュームのための高周波励起パルスを生成するが、この高周波励起パルスを後でアンジオグラフィ又は灌流測定に使用しないことも有り得るからである。
以下において、図面を参照しながら本発明による実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
図１は、磁気共鳴装置５（磁気共鳴イメージング装置もしくは核スピントモグラフィ装置）の概略図を示す。静磁場磁石１は、被検体テーブル２３上に寝かせられて磁気共鳴装置５内で検査される例えば人体の検査部位のような被検体Ｏのボリューム部分内の核スピンを分極もしくは整列させるための時間的に一定の強い磁場を発生する。核スピン共鳴測定に必要な静磁場の高い均一性は、人体の検査部位が配置される一般に球形の測定ボリュームＭ内において規定されている。均一性要求を支援するためにかつ特に時間的に変化しない影響を除去するために、適切な個所に強磁性材料からなる所謂シム板が取り付けられる。時間的に変化する影響はシムコイル２によって除去される。
静磁場磁石１内には３つの部分巻線からなる円筒状の傾斜磁場コイルシステム３が挿入されている。各部分巻線には、増幅器によって、直交座標系の各方向に線形の（時間的にも可変の）傾斜磁場を発生するための電流が供給される。傾斜磁場システム３の第１の部分巻線はｘ方向の傾斜磁場Ｇxを発生し、第２の部分巻線はｙ方向の傾斜磁場Ｇyを発生し、第３の部分巻線はｚ方向の傾斜磁場Ｇzを発生する。各増幅器は、傾斜磁場パルスを時間正しく生成するためにシーケンス制御部１８によって制御されるディジタル・アナログ変換器ＤＡＣを含む。
傾斜磁場システム３内に１つ（又は複数）の高周波アンテナ４がある。高周波アンテナ４は、高周波電力増幅器から送出される高周波パルスを、被検体Ｏもしくは被検体Ｏの検査領域の核を励起して核スピンを整列させるための交番磁場に変換し、又はＭＲ信号を検出する。各高周波アンテナ４は、コンポーネントコイルのリング状の、特に直線状もしくはマトリックス状の配置形式で、１つ又は複数の高周波送信コイルおよび１つ又は複数の高周波受信コイルから構成されている。各高周波アンテナ４の高周波受信コイルによって、歳差運動する核スピンから出る交番磁場、即ち、一般に１つ又は複数の高周波パルスと1つ又は複数の傾斜磁場パルスとからなるパルスシーケンスによって生じさせられる核スピンエコー信号が、電圧（測定信号）に変換される。この電圧は増幅器７を介して高周波システム２２の高周波受信チャネル８に供給される。磁気共鳴装置５の制御装置１０の一部である高周波システム２２は、更に送信チャネル９を含み、この送信チャンネル９において、核磁気共鳴を励起するための高周波パルスが生成される。各高周波パルスは、装置コンピュータ２０からシーケンス制御部１８に予め与えられるパルスシーケンスに基づいて、ディジタルで複素数列として表される。この複素数列は、実数部および虚数部としてそれぞれ１つの入力端１２を介して高周波システム２２内のディジタル・アナログ変換器ＤＡＣに供給され、そしてそのディジタル・アナログ変換器から送信チャネル９に供給される。送信チャネル９においては、パルスシーケンスが高周波キャリア信号に変調される。高周波キャリア信号は、中心周波数に相当する基本周波数を有する。
送信動作から受信動作への切換は送受信切換器６を介して行われる。１つ又は複数の高周波アンテナ４の高周波送信コイルは、核スピンを励起するための高周波パルスを測定ボリュームＭへ照射し、その結果生じるエコー信号が１つ又は複数の高周波受信コイルを介して走査される。このようにして得られた核共鳴信号は、高周波システム２２の受信チャネル８’（第１の復調器）において中間周波数に位相敏感復調され、アナログ・ディジタル変換器（ＡＤＣ）においてディジタル化される。この信号は更に周波数０に復調される。周波数０への復調と、実数部および虚数部への分離とは、ディジタル化後に第２の受信チャネル（第２の復調器）８におけるディジタル領域で行われる。画像コンピュータ１７により、そのようにして出力端１１を介して得られた測定データから、ＭＲ画像、即ち３次元画像データセットが再構成される。測定データ、画像データおよび制御プログラムの管理は装置コンピュータ２０を介して行われる。予め与えられた制御プログラムに基づいて、シーケンス制御部１８がその都度所望されるパルスシーケンスの作成およびｋ空間の相応の走査を制御する。特に、シーケンス制御部１８は、傾斜磁場の時間正しい印加と、定められた位相および振幅を有する高周波パルスの送出と、核共鳴信号の受信とを制御する。高周波システム２２およびシーケンス制御１８のための時間基準にシンセサイザ１９が使用される。例えばＤＶＤ２１に記憶されたＭＲアンギオグラフィ画像の作成のための適切な制御プログラムの選択と、作成されたＭＲ画像の表示とが、キーボード１５とマウス１６と画面１４とを含む端末装置１３を介して行われる。
図２は、シーケンスダイアグラムの形で、血管を的確に励起する高周波パルス３２を本発明によりどのようにして生成するかを示す。
第１のステップでは、以下に図３を用いて詳細に説明するように、血管３５が存在する予め定められたボリューム部分３４が準備される。その後傾斜磁場Ｇｘ〜Ｇｚが印加されている期間中に高周波パルス３１が照射され、それによってそのボリューム部分３４が励起される。引き続いて、ｋ空間が軌跡に沿って走査されることによって、ボリューム部分３４からのＭＲ信号が検出される。その軌跡の経過は、ＭＲ信号３３の検出期間中に印加される傾斜磁場Ｇｘ，Ｇｙによって決定される。
要求される高周波励起パルス３２は、次の式（１）に示されているように時間反転した形で、検出されたＭＲ信号３３に相当する。つまり、高周波励起パルス３２の波形はＭＲ信号３３の波形を時間反転した波形に相当する。
ＨＦ（ｔ）＝ｓ（Ｔ−ｔ） （１）
ＨＦ（ｔ）＝ｓ（Ｔ−ｔ） （１）
式（１）において、ＨＦ（ｔ）は高周波パルス３２の時間変化を示し、ｓ（ｔ）は検出されたＭＲ信号３３の時間変化を示す。Ｔは、ｋ空間が走査される期間つまりＭＲ信号３３が検出される期間の時間に相当し、かつ後で血管３５の選択的励起のために高周波励起パルスを照射すべき期間の時間に相当する。
高周波励起パルス３２が照射される期間中には、血管内のスピンのみを的確に励起するために、ｋ空間を走査するために印加された傾斜磁場Ｇｘ，Ｇｙを時間反転した形に相当する傾斜磁場Ｇｘ’，Ｇｙ’が印加される。つまり、傾斜磁場Ｇｘ’，Ｇｙ’の波形は傾斜磁場Ｇｘ，Ｇｙの波形を時間反転した波形に相当する。
それゆえに、傾斜磁場Ｇｘ’の時間変化は次の式（２）に従い、これに対して傾斜磁場Ｇｙ’の時間変化は次の式（３）に従う。
Ｇｘ’（ｔ）＝Ｇｘ（Ｔ−ｔ） （２）
Ｇｙ’（ｔ）＝Ｇｙ（Ｔ−ｔ） （３）
Ｇｘ’（ｔ）＝Ｇｘ（Ｔ−ｔ） （２）
Ｇｙ’（ｔ）＝Ｇｙ（Ｔ−ｔ） （３）
図３には、予め定められたボリューム部分３４と、予め定められたボリューム部分３４内に存在する励起すべき血管３５とが概略的に示されている。
求められた高周波励起パルス３２を生成するために、予め定められたボリューム部分３４内のスピンが飽和又は反転させられる。これに続いてボリューム部分３４が励起されてボリューム部分３４からＭＲ信号３３が検出される際に、このＭＲ信号３３はボリューム部分３４もしくは血管３５内に新たに流入したスピンのみによって生成される。血管３５からのＭＲ信号３３の作成およびこれに続く検出は、ＭＲアンギオグラフィ測定における手順に相当する。
図４には、本発明による方法のフローチャートが示されている。
第１のステップＳ１では、次の測定時にボリューム又は血管３５内のスピンのみがＭＲ信号を生じるように、ボリューム部分３４が準備される。この準備は、例えば、ボリューム部分３４のスピンを磁気共鳴装置５により飽和又は反転させることによって行うことができる。
次のステップＳ２では、ｋ空間が予め定められた軌跡に沿って走査されることによって、ボリューム部分３４からＭＲ信号３３が検出される。このＭＲ信号３３に基づいて、次のステップＳ３において、高周波励起パルス３２が時間反転したＭＲ信号３３に相当するように、高周波励起パルス３２が生成される。
励起とＭＲ信号の受信との間の相反原理に基づいて、軌跡に沿ったｋ空間の走査に使用した傾斜磁場Ｇｘ，Ｇｙの時間反転に相当する傾斜磁場Ｇｘ’，Ｇｙ’が同時に印加されるならば、上述のようにして生成された高周波励起パルス３２の照射は、血管３５内のスピンのみを励起する。
１ 静磁場
２ シムコイル
３ 傾斜磁場システム
４ 高周波アンテナ
５ 磁気共鳴装置
６ 送受信切換器
７ 増幅器
８ 高周波受信チャネル（第２の復調器）
８’ 受信チャネル（第１の復調器）
９ 送信チャネル
１０ 制御装置
１１ 出力端
１２ 入力端
１３ 端末装置
１４ 画面
１５ キーボード
１６ マウス
１７ 画像コンピュータ
１８ シーケンス制御部
１９ シンセサイザ
２０ 装置コンピュータ
２１ ＤＶＤ
２２ 高周波システム
２３ テーブル
３１ 高周波パルス
３２ 高周波励起パルス
３３ ＭＲ信号
３４ ボリューム部分
３５ 血管
ＡＤＣ アナログ・ディジタル変換器
ＤＡＣ ディジタル・アナログ変換器
Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚ 傾斜磁場
Ｇｘ’，Ｇｙ’ 時間反転された傾斜磁場
Ｍ 測定ボリューム
Ｏ 被検体
２ シムコイル
３ 傾斜磁場システム
４ 高周波アンテナ
５ 磁気共鳴装置
６ 送受信切換器
７ 増幅器
８ 高周波受信チャネル（第２の復調器）
８’ 受信チャネル（第１の復調器）
９ 送信チャネル
１０ 制御装置
１１ 出力端
１２ 入力端
１３ 端末装置
１４ 画面
１５ キーボード
１６ マウス
１７ 画像コンピュータ
１８ シーケンス制御部
１９ シンセサイザ
２０ 装置コンピュータ
２１ ＤＶＤ
２２ 高周波システム
２３ テーブル
３１ 高周波パルス
３２ 高周波励起パルス
３３ ＭＲ信号
３４ ボリューム部分
３５ 血管
ＡＤＣ アナログ・ディジタル変換器
ＤＡＣ ディジタル・アナログ変換器
Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚ 傾斜磁場
Ｇｘ’，Ｇｙ’ 時間反転された傾斜磁場
Ｍ 測定ボリューム
Ｏ 被検体
Claims (13)
- 磁気共鳴装置（５）により任意に形成されたボリューム（３５）を励起するために傾斜磁場波形（Ｇｘ’，Ｇｙ’）と一緒に高周波励起パルス（３２）を生成する方法であって、
ＭＲ信号（３３）を検出する後続のステップにおいて前記ボリューム（３５）内のスピンのみがＭＲ信号成分を生じるように、内部に前記ボリューム（３５）が存在するボリューム部分（３４）を準備するステップと、
このボリューム部分（３４）からｋ空間軌跡に沿ってＭＲ信号（３３）を検出し、その検出期間中に前記軌跡に沿ってｋ空間を走査するために少なくとも１つの傾斜磁場（Ｇｘ，Ｇｙ）を印加するステップと、
検出されたＭＲ信号（３３）を時間反転した信号に相当する高周波励起パルス（３２）を生成すると共に、ｋ空間を走査するための前記少なくとも１つの傾斜磁場（Ｇｘ，Ｇｙ）を時間反転した波形に相当する傾斜磁場波形（Ｇｘ’，Ｇｙ’）を生成するステップと、を含む高周波励起パルスを生成する方法。 - ボリューム部分（３４）の準備がボリューム部分（３４）内のスピンの飽和又は反転を含み、ＭＲ信号（３３）の検出が準備ステップ後に前記ボリューム（３５）内に流入した移動スピンのＭＲ信号成分の検出を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
- ３０°よりも小さいフリップ角を有する高周波励起パルス（３２）が生成されることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
- ３０°以上のフリップ角を有する高周波励起パルス（３２）が生成され、高周波励起パルス（３２）が前記ボリューム（３５）のみを励起するためにそのフリップ角の大きさと検出されたＭＲ信号（３３）とに依存して調整されることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
- 生成されるべき高周波励起パルス（３２）が複数の高周波アンテナ（４）により同時に照射されるべきであり、
ＭＲ信号（３３）の検出ステップにおいて各高周波アンテナ（４）がＭＲ信号（３３）を検出し、
各高周波アンテナ（４）によって照射されるべき高周波励起パルス（３３）が、各高周波アンテナ（４）によって検出されたＭＲ信号（３３）の時間的反転に相当することを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載の方法。 - ボリューム部分（３４）の準備がボリューム部分（３４）を次のように決定すること、即ち、決定されたボリューム部分（３４）が前記ボリューム（３５）のほかに前記ボリューム（３５）と類似した特性を有する他のボリュームを含まないように決定することを含むことを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載の方法。
- 磁気共鳴装置（５）により血管（３５）内のスピンを的確に励起する方法であって、
血管が任意に形成されたボリュームに相当し、請求項１乃至６の１つに記載の方法による傾斜磁場波形（Ｇｘ’，Ｇｙ’）と一緒に高周波励起パルス（３２）を生成するステップと、
傾斜磁場波形（Ｇｘ’，Ｇｙ’）と一緒に高周波励起パルス（３２）を照射し、それによって血管（３５）内のスピンのみを的確に励起するステップと、
を含む血管内のスピンを的確に励起する方法。 - 高周波励起パルス（３２）が複数の高周波アンテナ（４）により同時に照射されることを特徴とする請求項７記載の方法。
- 磁気共鳴装置（５）により生きた被検体（Ｏ）の予め定められたボリューム部分（３４）のＭＲアンギオグラフィ画像を作成する方法であって、請求項７又は８記載の方法によりボリューム部分（３４）の内部における血管（３５）内のスピンを的確に励起するステップと、ボリューム部分（３４）内のＭＲデータを検出するステップと、該ＭＲデータに基づいてＭＲアンギオグラフィ画像を作成するステップとを含むＭＲアンギオグラフィ画像を作成する方法。
- 任意に形成されたボリューム（３５）を励起するために傾斜磁場波形（Ｇｘ’，Ｇｙ’）と一緒に高周波励起パルス（３２）を生成する磁気共鳴装置であって、
磁気共鳴装置は、静磁場磁石（１）と、傾斜磁場システム（３）と、少なくとも１つの高周波アンテナ（４）と、少なくとも１つの受信コイル要素と、傾斜磁場システム（３および少なくとも１つの高周波アンテナ（４）を制御し、少なくとも１つの受信コイル要素によって収集された測定信号を受信し、かつ該測定信号を解析してＭＲデータを作成する制御装置（１０）とを含み、
磁気共鳴装置（５）は、ＭＲ信号（３３）の後続の検出時に前記ボリューム（３５）内のスピンのみがＭＲ信号成分を生じるように前記ボリューム（３５）が存在するボリューム部分（３４）を準備するように構成されており、
磁気共鳴装置（５）は、該磁気共鳴装置（５）がｋ空間軌跡に沿ってｋ空間を走査するための少なくとも１つの傾斜磁場（Ｇｘ，Ｇｙ）を印加している期間中に、ボリューム部分（３４）からＭＲ信号（３３）をｋ空間軌跡に沿って検出するように構成されており、
前記制御装置（１０）は、検出されたＭＲ信号（３３）を時間反転した信号に相当する高周波励起パルス（３２）を生成すると共に、前記少なくとも１つの傾斜磁場（Ｇｘ，Ｇｙ）を時間反転した波形に応じてｋ空間を走査するための傾斜磁場波形（Ｇｘ’，Ｇｙ’）を生成するように構成されている、磁気共鳴装置。 - 磁気共鳴装置（５）が請求項１乃至９の１つに記載の方法を実施するように構成されていることを特徴とする請求項１０記載の磁気共鳴装置。
- プログラムを含みかつ磁気共鳴装置（５）のプログラミング可能な制御装置（１０）のメモリ内に直接にロード可能であるコンピュータプログラム製品であって、プログラムが磁気共鳴装置（５）の制御装置（１０）において実行される際に請求項１乃至９の１つに記載の方法の全てのステップを実施するためのプログラム手段を備えているコンピュータプログラム製品。
- 電子的に読取可能な制御情報が記憶された電子的に読取可能なデータ媒体であって、データ媒体の使用時に磁気共鳴装置（５）の制御装置（１０）において請求項１乃至９の１つに記載の方法を実行するように構成されている電子的に読取可能なデータ媒体。
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