JP2014184146A - 複数の磁気共鳴画像の決定方法および磁気共鳴装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】それぞれ異なるエコー時点についての複数の磁気共鳴画像を決定する技術に関する。k空間210は、少なくとも2つの矩形のk空間セグメント200−1〜200−6により、セグメントごとに走査される。これらのk空間セグメント200−1〜200−6は、それぞれ互いに平行に向けられたk空間行により行ごとに走査される。矩形のk空間セグメントの短辺がk空間行220に対して平行に向けられている。第1および第2のグラジエントエコーが、各k空間行220について照射された高周波パルスに基づいてそれぞれ検出される。
【選択図】図6
Description
Δx=2π/(γM0x)
であり、読み出し傾斜磁場の0次モーメントに対して逆比例する。但し、γは磁気回転比(英語:Gyromagnetic ratio)である。水プロトンに関しては、磁気回転比γ/(2π)=42.576MHz/Tである。読み出し傾斜磁場の0次モーメントは読み出し時間の期間中の読み出し傾斜磁場の振幅の時間積分であり、しばしば読み出し傾斜磁場の「面積」とも呼ばれる。従って、全体読み出し時間中の読み出し傾斜磁場が一定である場合、0次モーメントM0xは読み出し傾斜磁場の振幅と読み出し時間との積である。
マルチエコーMR測定シーケンスが、k空間を少なくとも2つのk空間セグメントについてセグメントごとに走査し、
少なくとも2つのk空間セグメントが、k空間行に沿って行ごとに走査され、
マルチエコーMR測定シーケンスが、各k空間行について、第1のグラジエントエコーを第1のエコー時点で形成し、第2のグラジエントエコーをそれより遅い第2のエコー時点で形成し、
この方法が、各k空間行について、次のステップ、即ち、
横磁化を操作するために高周波パルスを照射するステップと、
現在のk空間行の位相エンコーディングをするために位相エンコード傾斜磁場を印加するステップと、
現在のk空間行のために照射された高周波パルスによって操作された横磁化の第1のグラジエントエコーを、第1の読み出し傾斜磁場の印加期間中に読み出し、しかもその第1のグラジエントエコーの読み出しを第1のエコー時点を中心とする時間インターバル内で行うステップと、
第2のグラジエントエコーを第2の読み出し傾斜磁場の印加期間中に読み出し、その第2のグラジエントエコーの読み出しは第2のエコー時点を中心とする時間インターバル内で行うステップと、を含み、
少なくとも2つのk空間セグメントが矩形であり、
少なくとも2つのk空間セグメントの長辺が、それぞれのk空間セグメントの位相エンコード傾斜磁場によって規定される方向に沿って向けられ、
少なくとも2つのk空間セグメントの短辺が、それぞれのk空間セグメントの読み出し傾斜磁場によって規定される方向に沿って向けられている検査対象の複数の磁気共鳴画像の決定方法によって解決される(請求項1)。
検査対象の複数の磁気共鳴画像の決定方法に関する本願発明の実施態様は次の通りである。
・ それぞれ互いに平行に向けられたk空間行について行ごとの走査が行われ、
少なくとも2つのk空間セグメントの長辺がk空間行に対して垂直に向けられ、
少なくとも2つのk空間セグメントの短辺がk空間行に沿って向けられている(請求項2)。
・少なくとも2つのk空間セグメントの全てが1つのk空間中心点を含み、
少なくとも2つのk空間セグメントが、スライス選択傾斜磁場によって規定される1つの平面内において、好ましくはk空間中心点を中心として、互いに回転させられている(請求項3)。
・2つのk空間セグメントが走査され、
2つのk空間セグメントが、スライス選択傾斜磁場によって規定される前記平面内において、k空間中心点を中心としてほぼ90°の角度だけ互いに回転させられている(請求項4)。
・少なくとも2つのk空間セグメントが、スライス選択傾斜磁場によって規定される1つの平面内において、少なくとも2つのk空間セグメントの短辺にほぼ平行に移動されている(請求項5)。
・少なくとも2つのk空間セグメントの全てが1つのk空間中心点を含み、
k空間内で球体が走査されるように、少なくとも2つのk空間セグメントがk空間中心点を中心に互いに回転させられている(請求項6)。
・少なくとも2つのk空間セグメントが直方体形であり、
少なくとも2つのk空間セグメントのそれぞれが、他の位相エンコード傾斜磁場の印加によって、スライス選択傾斜磁場によって規定される方向に沿って互いに移動された複数の矩形のサブセグメントからなり、
複数の矩形のサブセグメントの長辺が、位相エンコード傾斜磁場又は他の位相エンコード傾斜磁場によって規定される方向に沿って向けられ、
複数の矩形のサブセグメントの短辺が、読み出し傾斜磁場によって規定されるそれぞれのk空間セグメントの方向に沿って向けられている(請求項7)。
・少なくとも2つのk空間セグメントの全てが1つのk空間中心点を含み、
それらのk空間セグメントが、それぞれの読み出し傾斜磁場によって規定される1つの平面および位相エンコード傾斜磁場又は他の位相エンコード傾斜磁場によって規定される1つの平面において互いに回転させられている(請求項8)。
・少なくとも2つのk空間セグメントの全てが1つのk空間中心点を含み、
k空間内で球体又は円筒体が走査されるように、それらのk空間セグメントがk空間中心点を中心として互いに回転させられている(請求項9)。
・グラジエントエコーの形成がスピンエコー・グラジエントエコー・ハイブリッドシーケンスに基づいて行われる(請求項10)。
・高周波パルスが、横磁化のスピンエコーを生成するためのリフォーカパルスであり、
第1のエコー時点および第2のエコー時点がスピンエコーの時間範囲内にある(請求項11)。
・リフォーカパルスが、横磁化を励起するために高周波励起パルスの後に続く複数のリフォーカパルスの系列の一部であり、
複数のリフォーカパルスの系列の1つのリフォーカパルスの後に、少なくとも2つのk空間セグメントのそれぞれのk空間行のうち少なくとも1つのk空間セグメントがそれぞれ走査される(請求項12)。
・相前後するグラジエントエコーが、異なる符号を有する読み出し傾斜磁場の印加期間中に読み出される(請求項13)。
・更に同じエコー時間で検出された少なくとも2つのk空間セグメントの読み出されたグラジエントエコーに基づいてそれぞれ1つのMR画像を決定するステップを含み、
それぞれ1つのMR画像の決定が、次のa)〜f)のグループ、即ち、
a)k空間におけるリグリッディング、
b)k空間における密度補償、
c)k空間における逐次ずれ操作、
d)パラレルイメージング技術、特にGRAPPA(Generalized Autocalibrating Partially Parallel Acquisition)、
e)各エコー時間について:走査された各k空間セグメントについてそれぞれ得られた複数の中間画像を組み合わせて1つのMR画像を決定する技術、
f)各エコー時間について:走査された各k空間セグメントについてそれぞれ取得された複数のMRデータを組み合わせて合成MRデータとし、合成MRデータからMR画像を決定する技術、
のグループから選ばれた技術により行われる(請求項14)。
・マルチエコーMR測定シーケンスが、各k空間行について、少なくとも1つの第3のエコー時点で少なくとも1つの第3のグラジエントエコーを形成し、
更に、少なくとも1つの第3の読み出し傾斜磁場の印加期間中に少なくとも1つの第3のグラジエントエコーを読み出すステップを含み、
少なくとも1つの第3のグラジエントエコーがその都度少なくとも1つの第3のエコー時点を中心とする時間インターバル内で読み出され、
その少なくとも1つの第3のエコー時点は第1のエコー時点および第2のエコー時点の後に続く(請求項15)。
前述の課題は、本発明によれば、マルチエコーMR測定シーケンスによりそれぞれ異なるエコー時点について検査対象の複数のMR画像を決定するように構成された磁気共鳴(MR)装置であって、
マルチエコーMR測定シーケンスが、k空間を少なくとも2つのk空間セグメントによりセグメントごとに走査し、
少なくとも2つのk空間セグメントが、k空間行に沿って行ごとに走査され、
マルチエコーMR測定シーケンスが、各k空間行について、第1のエコー時点で第1のグラジエントエコーを形成し、第2のエコー時点で第2のグラジエントエコーを形成し、
このMR装置が、
A)横磁化を操作するための高周波パルスを照射するように構成された高周波送信ユニットと、
B)現在のk空間行の位相エンコーディングをするための位相エンコード傾斜磁場を印加するように構成された傾斜磁場システムと、
C)現在のk空間行のために照射された高周波波パルスによって操作された横磁化の第1のグラジエントエコーを第1の読み出し傾斜磁場の印加期間中に読み出し、しかもその第1のグラジエントエコーの検出を第1のエコー時点を中心とする時間インターバル内で行うステップ、
第2のグラジエントエコーを第2の読み出し傾斜磁場の印加期間中に読み出し、しかもその第2のグラジエントエコーの検出を第2のエコー時点を中心とする時間インターバル内で行うステップ、
を実行するように構成された高周波受信システムと、
を含み、
少なくとも2つのk空間セグメントが矩形であり、
少なくとも2つのk空間セグメントの長辺が、それぞれのk空間セグメントの位相エンコード傾斜磁場によって規定される方向に沿って向けられ、
少なくとも2つのk空間セグメントの短辺が、それぞれのk空間セグメントの読み出し傾斜磁場によって規定される方向に沿って向けられている磁気共鳴装置によっても解決される(請求項16)。
磁気共鳴装置に関する本発明の実施態様は次の通りである。
・磁気共鳴装が更に本発明による方法を実施するように構成されている(請求項17)。
a)k空間におけるリグリッディング、
b)k空間における密度補償、
c)k空間における逐次ずれ操作、
d)パラレルイメージング技術、特にGRAPPA(Generalized Autocalibrating Partially Parallel Acquisition)およびSENSE(Sensitivity Encording)、
e)各エコー時間について:走査された各k空間セグメントについてそれぞれ得られた複数のMR画像を組み合わせて1つのMR画像を決定する技術、
f)各エコー時間について:走査された各k空間セグメントについてそれぞれ取得された複数のMRデータを組み合わせて合成MRデータ(複数の組み合わされたMRデータ)とし、合成MRデータからMR画像を決定する技術。
ΔkPE=1/FoVPE=1/(NPEΔpPE)、即ち、
NPEΔkPE=1/ΔpPE (2)
が成り立つ。但し、ΔpPEは位相エンコード傾斜磁場方向kyにおける隣接行の間隔であり、NPEは位相エンコードステップ数であり、FoVPEはMR画像1000(図7に挿入画として示す)のための画像空間270における位相エンコード方向の撮像視野(英語:Field of View,FoV)のサイズを示す。
FoVPE,1=FoVy,ΔpPE,1=Δy,
FoVRO,1=k1FoVx,ΔpRO,1=Δx
が成り立つ。但し、FoVPE,1は第1のk空間セグメント200−1についての位相エンコード方向の撮像視野であり、FoVRO,1は第1のk空間セグメント200−1についての読み出し方向の撮像視野である。
FoVPE,2=FoVx,ΔpPE,2=Δx,
FoVRO,2=k2FoVy,ΔpRO,2=Δy
が成り立つ。但し、FoVPE,2は第2のk空間セグメント200−2についての位相エンコード方向の撮像視野であり、FoVRO,2は第2のk空間セグメント200−2についての読み出し方向の撮像視野である。
ΔkRO,i=1/FoVRO,i,i=1,2 (3)
によって与えられている。
NRO,cartΔkRO,i=1/ΔpRO,i,i=1,2 (4)
従って、読み出し方向kxの走査点の数NROについては、
NRO,i<NRO,cart=1/(ΔkRO,iΔpRO,i)
=FoVRO,i/ΔpRO,i,i=1,2 (5)
が成り立つ。この場合に、NRO,iは、相前後するエコー時点間の所望のエコー時間差ΔTEをかろうじて実現することができるように、できるだけ大きく選ぶことが好ましい。かくしてk空間の走査されない周辺の隅をできる限り小さくすることができる。
101 検査対象(被検者)
102 寝台テーブル
110 磁石
111 管
121 高周波コイル装置
130 高周波スイッチ
131 高周波送信ユニット
132 高周波受信ユニット
140 傾斜磁場システム
141 傾斜磁場コイル
150 操作ユニット
160 コンピュータユニット
200 k空間セグメント
200a k空間セグメントの短辺
200b k空間セグメントの長辺
200aa サブセグメント
200bb サブセグメント
210 k空間
211 k空間中心点
220 k空間行
230 k空間軌跡
235 走査点
240 球体
270 画像空間
300 高周波
301 スライス選択方向
302 位相エンコード方向
303 読み出し方向
304 読み出しチャネル
401 高周波パルス
402 位相エンコード傾斜磁場
403 読み出し傾斜磁場
404 読み出し傾斜磁場
405 読み出し傾斜磁場
407 スライス選択傾斜磁場
501 エコー時点
502 エコー時点
503 エコー時点
901 時間インターバル
902 時間インターバル
1000 MR画像
Claims (17)
- マルチエコーMR測定シーケンスにより、それぞれ異なるエコー時点(501,502,503)について、高められた分解能を有する検査対象(101)の複数の磁気共鳴(MR)画像を決定する方法であって、
マルチエコーMR測定シーケンスが、k空間(210)を少なくとも2つのk空間セグメント(200,200−1〜200−6)についてセグメントごとに走査し、
少なくとも2つのk空間セグメント(200,200−1〜200−6)が、k空間行に沿って行ごとに走査され、
マルチエコーMR測定シーケンスが、各k空間行(220)について、第1のグラジエントエコーを第1のエコー時点(501)で形成し、第2のグラジエントエコーをそれより遅い第2のエコー時点(502)で形成し、
この方法が、各k空間行(220)について、次のステップ、即ち、
横磁化を操作するために高周波パルス(401−1,401−2a,401−2b,401−2c)を照射するステップと、
現在のk空間行(220)の位相エンコーディングをするために位相エンコード傾斜磁場(402,402a)を印加するステップと、
現在のk空間行(220)のために照射された高周波パルス(401−1,401−2a,401−2b,401−2c)によって操作された横磁化の第1のグラジエントエコーを、第1の読み出し傾斜磁場(403−2)の印加期間中に読み出し、しかもその第1のグラジエントエコーの読み出しを第1のエコー時点(501)を中心とする時間インターバル(901)内で行うステップと、
第2のグラジエントエコーを第2の読み出し傾斜磁場(404−2)の印加期間中に読み出し、その第2のグラジエントエコーの読み出しは第2のエコー時点(502)を中心とする時間インターバル(902)内で行うステップと、を含み、
少なくとも2つのk空間セグメント(200,200−1〜200−6)が矩形であり、
少なくとも2つのk空間セグメント(200,200−1〜200−6)の長辺が、それぞれのk空間セグメント(200,200−1〜200−6)の位相エンコード傾斜磁場(402,402a)によって規定される方向(ky)に沿って向けられ、
少なくとも2つのk空間セグメント(200,200−1〜200−6)の短辺が、それぞれのk空間セグメント(200,200−1〜200−6)の読み出し傾斜磁場(403−2,404−2)によって規定される方向(kx)に沿って向けられている
複数の磁気共鳴画像の決定方法。 - それぞれ互いに平行に向けられたk空間行について行ごとの走査が行われ、
少なくとも2つのk空間セグメント(200,200−1〜200−6)の長辺がk空間行(220)に対して垂直に向けられ、
少なくとも2つのk空間セグメント(200,200−1〜200−6)の短辺がk空間行(220)に沿って向けられている請求項1記載の方法。 - 少なくとも2つのk空間セグメント(200,200−1〜200−6)の全てが1つのk空間中心点(211)を含み、
少なくとも2つのk空間セグメント(200,200−1〜200−6)が、スライス選択傾斜磁場(407a,407b)によって規定される1つの平面内において、好ましくはk空間中心点を中心として、互いに回転させられている請求項1又は2記載の方法。 - 2つのk空間セグメント(200,200−1〜200−6)が走査され、
2つのk空間セグメント(200,200−1〜200−6)が、スライス選択傾斜磁場(407a,407b)によって規定される前記平面内において、k空間中心点(211)を中心としてほぼ90°の角度だけ互いに回転させられている請求項3記載の方法。 - 少なくとも2つのk空間セグメント(200,200−1〜200−6)が、スライス選択傾斜磁場(407a,407b)によって規定される1つの平面内において、少なくとも2つのk空間セグメント(200,200−1〜200−6)の短辺にほぼ平行に移動されている請求項2記載の方法。
- 少なくとも2つのk空間セグメント(200,200−1〜200−6)の全てが1つのk空間中心点(211)を含み、
k空間(210)内で球体(240)が走査されるように、少なくとも2つのk空間セグメント(200,200−1〜200−6)がk空間中心点(211)を中心に互いに回転させられている請求項1又は2記載の方法。 - 少なくとも2つのk空間セグメント(200,200−1〜200−6)が直方体形であり、
少なくとも2つのk空間セグメント(200,200−1〜200−6)のそれぞれが、+他の位相エンコード傾斜磁場の印加によって、スライス選択傾斜磁場(407a,407b)によって規定される方向(kz)に沿って互いに移動された複数の矩形のサブセグメント(200aa,200bb)からなり、
複数の矩形のサブセグメント(200aa,200bb)の長辺が、位相エンコード傾斜磁場又は他の位相エンコード傾斜磁場によって規定される方向(ky)に沿って向けられ、
複数の矩形のサブセグメント(200aa,200bb)の短辺が、読み出し傾斜磁場(403−2,404−2)によって規定されるそれぞれのk空間セグメント(200,200−1〜200−6)の方向(kx)に沿って向けられている請求項1記載の方法。 - 少なくとも2つのk空間セグメント(200,200−1〜200−6)の全てが1つのk空間中心点(211)を含み、
それらのk空間セグメント(200,200−1〜200−6)が、それぞれの読み出し傾斜磁場(403−2,404−2)によって規定される1つの平面および位相エンコード傾斜磁場(402,402a)又は他の位相エンコード傾斜磁場によって規定される1つの平面において互いに回転させられている請求項7記載の方法。 - 少なくとも2つのk空間セグメント(200,200−1〜200−6)の全てが1つのk空間中心点(211)を含み、
k空間(210)内で球体(240)又は円筒体が走査されるように、それらのk空間セグメント(200,200−1〜200−6)がk空間中心点(211)を中心として互いに回転させられている請求項7記載の方法。 - グラジエントエコーの形成がスピンエコー・グラジエントエコー・ハイブリッドシーケンスに基づいて行われる請求項1乃至9の1つに記載の方法。
- 高周波パルス(401−1,401−2a,401−2b,401−2c)が、横磁化のスピンエコーを生成するためのリフォーカパルス(401−2a,401−2b,401−2c)であり、
第1のエコー時点(501)および第2のエコー時点(502)がスピンエコーの時間範囲内にある請求項10記載の方法。 - リフォーカパルス(401−2a,401−2b,401−2c)が、横磁化を励起するために高周波励起パルス(401−1)の後に続く複数のリフォーカパルス(401−2a,401−2b,401−2c)の系列の一部であり、
複数のリフォーカパルス(401−2a,401−2b,401−2c)の系列の1つのリフォーカパルス(401−2a,401−2b,401−2c)の後に、少なくとも2つのk空間セグメント(200,200−1〜200−6)のそれぞれのk空間行のうち少なくとも1つのk空間セグメント(200)がそれぞれ走査される請求項11記載の方法。 - 相前後するグラジエントエコーが、異なる符号を有する読み出し傾斜磁場(403−2,404−2)の印加期間中に読み出される請求項1乃至12の1つに記載の方法。
- 更に同じエコー時間で検出された少なくとも2つのk空間セグメント(200,200−1〜200−6)の読み出されたグラジエントエコーに基づいてそれぞれ1つのMR画像(1000)を決定するステップを含み、
それぞれ1つのMR画像の決定が、次のa)〜f)のグループ、即ち、
a)k空間(210)におけるリグリッディング、
b)k空間(210)における密度補償、
c)k空間(210)における逐次ずれ操作、
d)パラレルイメージング技術、特にGRAPPA(Generalized Autocalibrating Partially Parallel Acquisition)、
e)各エコー時間について:走査された各k空間セグメントについてそれぞれ得られた複数の中間画像を組み合わせて1つのMR画像を決定する技術、
f)各エコー時間について:走査された各k空間セグメントについてそれぞれ取得された複数のMRデータを組み合わせて合成MRデータとし、合成MRデータからMR画像を決定する技術、
のグループから選ばれた技術により行われる請求項1乃至13の1つに記載の方法。 - マルチエコーMR測定シーケンスが、各k空間行(220)について、少なくとも1つの第3のエコー時点(503)で少なくとも1つの第3のグラジエントエコーを形成し、
更に、少なくとも1つの第3の読み出し傾斜磁場(405−2)の印加期間中に少なくとも1つの第3のグラジエントエコーを読み出すステップを含み、
少なくとも1つの第3のグラジエントエコーがそれぞれ少なくとも1つの第3のエコー時点(503)を中心とする時間インターバル(903)内で読み出され、
その少なくとも1つの第3のエコー時点(503)は第1のエコー時点(501)および第2のエコー時点(502)の後に続く請求項1乃至14の1つに記載の方法。 - マルチエコーMR測定シーケンスによりそれぞれ異なるエコー時点(501,502,503)について検査対象(101)の複数のMR画像(1000)を決定するように構成された磁気共鳴(MR)装置(100)であって、
マルチエコーMR測定シーケンスが、k空間(210)を少なくとも2つのk空間セグメント(200,200−1〜200−6)によりセグメントごとに走査し、
少なくとも2つのk空間セグメント(200,200−1〜200−6)が、k空間行に沿って行ごとに走査され、
マルチエコーMR測定シーケンスが、各k空間行(220)について、第1のエコー時点(501)で第1のグラジエントエコーを形成し、第2のエコー時点(502)で第2のグラジエントエコーを形成し、
このMR装置(100)が、
A)横磁化を操作するための高周波パルス(401−1,401−2a,401−2b,401−2c)を照射するように構成された高周波送信ユニット(130)と、
B)現在のk空間行(220)の位相エンコーディングをするための位相エンコード傾斜磁場(402,402a)を印加するように構成された傾斜磁場システム(141)と、
C)現在のk空間行(220)のために照射された高周波波パルス(401−1,401−2a,401−2b,401−2c)によって操作された横磁化の第1のグラジエントエコーを第1の読み出し傾斜磁場(403−2)の印加期間中に読み出し、しかもその第1のグラジエントエコーの検出を第1のエコー時点(501)を中心とする時間インターバル(901)内で行うステップ、
第2のグラジエントエコーを第2の読み出し傾斜磁場(404−2)の印加期間中に読み出し、しかもその第2のグラジエントエコーの検出を第2のエコー時点(502)を中心とする時間インターバル(902)内で行うステップ、
を実行するように構成された高周波受信システム(132)と、
を含み、
少なくとも2つのk空間セグメント(200,200−1〜200−6)が矩形であり、
少なくとも2つのk空間セグメント(200,200−1〜200−6)の長辺が、それぞれのk空間セグメント(200,200−1〜200−6)の位相エンコード傾斜磁場(402,402a)によって規定される方向(ky)に沿って向けられ、
少なくとも2つのk空間セグメント(200,200−1〜200−6)の短辺が、それぞれのk空間セグメント(200,200−1〜200−6)の読み出し傾斜磁場(403−2,404−2)によって規定される方向(kx)に沿って向けられている磁気共鳴装置(100)。 - 更に請求項1乃至15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16記載の磁気共鳴装置(100)。
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