JP2016509940A - パラレルイメージング加速パラメータの自動最適化 - Google Patents

Abstract

パラレル磁気共鳴映像システム１は、複数のコイル素子を有する少なくとも１個の無線周波（ＲＦ）コイル１０、１２と、スマートセレクトユニット２４と、パラレルイメージングパラメータユニット２８と、シーケンスコントロール１６とを含む。スマートセレクトユニット２４は、少なくとも１個のＲＦコイルによる対象者のプリスキャン又は事前スキャンから、様々な組の低減係数に基づいて信号マップ及び複数の雑音マップを構築する６０。パラレルイメージングパラメータユニット２８は、最も高い信号対雑音比（ＳＮＲ）を有する雑音マップに対応する１組の低減係数を選択する。シーケンスコントロール１６は、選択された低減係数に基づいて対象者の磁気共鳴映像スキャンを行う。

Description

以下の内容は、全体として医用撮像に関する。以下の内容は、磁気共鳴イメージングに関連して特定の応用例を見出し、磁気共鳴イメージングに特に関連して説明される。しかし、以下の内容は他の使用シナリオにも応用され、必ずしも上記の応用例に限定されないことが理解されよう。

パラレルイメージングを用いる３次元（３Ｄ）磁気共鳴（ＭＲ）スキャン、又はスライス方向へのパラレルイメージングを用いるマルチスライススキャンでは、複数のコイル素子及び／又はコイルアレイを有する局所コイル及び／又は全身コイルが使用される。例えば全身コイルは、同時に動作する８個、１６個、３２個等のコイル素子を含むことができる。コイル素子は、画像を再構築するために使用される重複空間情報をもたらす。パラレルイメージングの性能は、スキャンのジオメトリ及びスキャンに使用されるコイルの設計に依存する方向によって異なる。

オペレータは、スキャンごとにスライス方向、位相エンコード方向、周波数エンコード方向等、１つ又は複数のエンコード方向に関する加速係数を選択することができる。加速係数は、ｋ空間を完全にサンプリングするのに必要な共鳴励起及びサンプリングサイクルを減らすことによってスキャン時間を短縮する。加速量は多くの場合低減係数と呼ばれ、Ｒ＝１は低減なしを意味し、Ｒ＝２は２倍の低減等を意味する。エンコード方向は、例えば１つ又は複数の位相エンコード方向、読取方向、又はスライス方向を含み得る。低減係数は、小数又は整数とすることができる。例えば低減係数は、１、８／７、４／３、１．５、８／５、２、２．５、８／３、３、３．５、４等を含み得る。厳密でない又は正しくない選択は低い信号対雑音比（ＳＮＲ）の原因となり、低いＳＮＲは低い画質を引き起こす。こうした低減係数の厳密でない又は正しくない選択は、スキャンが完了し、その結果生じる画像が見られた後でしかオペレータによって認識されない。更に、多数の個々の加速係数は複雑なセットアップがスキャンごとに繰り返されることを引き起こし、このことはシステムを使いにくくし、オペレータのミスを生まれやすくする。

他の手法は、所与の関心領域のＭＲスキャンを行うための１組の「最適な」コイル素子を選択することを含む。１組の最適なコイル素子を選択する過程は、雑音情報を与え得る調査スキャン又はプリスキャンを含む。或いは、対象者の事前スキャンが雑音情報を与え得る。

以下の内容は、上記の問題及び他の問題に対処するパラレル加速パラメータの新規且つ改善された自動最適化を開示する。

一態様によれば、パラレル磁気共鳴イメージングシステムが、複数のコイル素子を有する少なくとも１個の無線周波（ＲＦ）コイルと、スマートセレクトユニットと、パラレルイメージングパラメータユニットと、シーケンスコントロールとを含む。スマートセレクトユニットは、少なくとも１個のＲＦコイルによる対象者のプリスキャン又は事前スキャンから、１つ又は複数の低減方向に沿った様々な組の低減係数に基づいて信号マップ及び複数の雑音マップを構築する。パラレルイメージングパラメータユニットは、信号対雑音比（ＳＮＲ）及びスキャン速度を最適化する、雑音マップに対応する１組の低減係数を選択する。シーケンスコントロールは、選択された低減係数に基づいて対象者の磁気共鳴イメージングスキャンを行う。

別の態様によれば、パラレル磁気共鳴イメージングの方法が、対象者のプリスキャンから、受け取られた全体的な低減係数に基づいて信号マップ及び複数の雑音マップを構築するステップを含み、各雑音マップは１つ又は複数の低減方向に沿った様々な組の低減係数に基づいて算出される。信号対雑音比（ＳＮＲ）基準及びスキャン速度基準を満たす雑音マップに対応する低減係数が選択される。選択された低減係数に基づき、対象者の磁気共鳴イメージングスキャンが行われる。

別の態様によれば、パラレル磁気共鳴イメージングシステムが、複数のコイル素子を有する少なくとも１個のＲＦコイルと、ユーザインターフェイスと、１個又は複数個のプロセッサとを含む。ユーザインターフェイスは、画像データを生成するための最低限の画質及び／又は最大時間の少なくとも１つを受け取る。１個又は複数個のプロセッサは、少なくとも１個のＲＦコイルによる対象者の事前スキャンから、１つ又は複数の低減方向に沿って複数の低減係数のそれぞれについて信号マップ及び複数の雑音マップを構築するように構成される。１個又は複数個のプロセッサは、少なくとも受け取られた最低限の画質で、及び／又は受け取られた最大時間内に画像データを生成する低減係数を選択するように更に構成され、選択された低減係数に基づいて対象者の磁気共鳴イメージングスキャンをイメージングシステムに行わせる。

１つの利点は、選択されるパラメータの数が減ることである。

別の利点は、全体的な低減係数や最小信号対雑音比（ＳＮＲ）等の定量化可能なパラメータに基づき、最適化されたエンコード方向及び／又は低減係数が自動で選択されることにある。

別の利点は、エンコード方向及び／又は低減係数を最適化するために、コイル感度情報及び患者ローディングを含む従来のコイル調査スキャンから得られる情報を使用することにある。

別の利点は、ユーザインターフェイスの単純化にある。

以下の詳細な説明を読んで理解すれば、更なる利点が当業者に理解されよう。

本発明は、様々な構成要素及び構成要素の配置、並びに様々なステップ及びステップの配列の形をとり得る。図面は好ましい実施形態の例示目的に過ぎず、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。

パラレル加速パラメータシステムを自動で最適化する一実施形態を概略的に示す。 スマートセレクト処理の一実施形態を流れ図で示す。 パラレル加速パラメータを自動で最適化する一方法を流れ図で示す。

図１を参照すると、パラレル加速パラメータシステム１を自動で最適化する一実施形態が概略的に示されている。システム１は、水平ボアスキャナ、オープンシステム、ｃタイプスキャナ等のＭＲスキャナ２を含む。このスキャナは、イメージングのために対象者４がその内部に配置される検査領域を画定する開口部又はボアを含む。ＭＲスキャナ２は、主磁石６、１個又は複数個の傾斜磁場コイル８、及びマルチコイル素子の全身無線周波（ＲＦ）コイル１０を含む。主磁石６は、超電導コイル又は抵抗コイルを含むことができ、水平又は垂直の静的な場等の静的なＢ_０場を作り出す。傾斜磁場コイルは、対象者の組織内の共鳴を方向的にエンコードし、勾配エコーを発生させるために傾斜磁場を加える。この方向的エンコードは、位相エンコード方向、プレパレーション方向、スライスエンコード方向等を定めることができる。３次元（３Ｄ）スキャンでは、傾斜磁場コイルが、大量の２Ｄ画像を明示して再構築するのではなく、読取方向に対して直角な２つの直交方向に概して位相エンコードする。スキャナ２は、胴体コイル、頭部コイル、前立腺コイル、脚部コイル等、１個又は複数個の局所ＲＦコイル１２を含むことができる。全身ＲＦコイル１０及び／又は局所ＲＦコイル１２は、感度エンコーディング（ＳＥＮＳＥ：sensitivity encoding）等のパラレルイメージング技法に基づきパラレルイメージングを行う、複数のコイル素子又はコイルアレイを有する少なくとも１個のコイルを含む。全身ＲＦコイル及び／又は局所ＲＦコイルは、対象者４の組織内の磁気共鳴を引き起こし、操作するＲＦパルスを発生させる。全身ＲＦコイル及び／又は局所コイルは、磁気共鳴データとして共鳴減衰に由来するＲＦ信号を受け取り、それらのＲＦ信号はＲＦ受信機１４に伝えられる。コイル素子又はアレイは、選択された送信及び／又は受信低減係数を与えるために、個々に又は選択可能なグループで送受信することができる。

システム１は、Ｔ１スキャン、Ｔ２^＊スキャン等のイメージングスキャンや、プリスキャン及び／又はコイル調査スキャンの動作を制御するシーケンスコントローラ１６を含む。コイル調査スキャン又はプリスキャンは、例えば勾配エコーや高速フィールドエコー（ＦＦＥ：fast field echo）シーケンスを含み得る。コイル調査スキャン又はプリスキャンは、ｋ空間の直交系サンプリング又は六角形サンプリングを使用する。一実施形態では、サンプリングがｋ空間の圧縮パラレル又はセンシングサンプリングを含み得る。シーケンスコントローラ１６は、全身ＲＦコイル１０及び／又は局所ＲＦコイル１２の動作を制御するＲＦ送信機ユニット１８、並びに傾斜磁場コイル８の動作を制御するグラジェントコントローラ２０を制御する。ＲＦ送信機ユニット１８は、複数の送信機を使用して等、コイル素子又はアレイを独立に駆動するように構成される。制御ユニットと対応するコイルとの間の通信は無線でも有線でも良い。

システム１は、ユーザインターフェイス２２、スマートセレクトユニット２４、信号対雑音比（ＳＮＲ）算出ユニット２６、及びパラレルイメージングパラメータユニット２８を含む。ユーザインターフェイスは、全体的な低減係数、最小ＳＮＲ、最大スキャン時間等を受け取り、オペレータによる審査等のために加速係数を表示するために等、医療関係者又はスキャナ２のオペレータと対話するように構成されるワークステーション３６内に適切に組み入れられる。ワークステーション３６は、電子プロセッサ又は電子処理装置３０、表示装置３２、及び少なくとも１つの入力装置３４を含む。表示装置３２は、メニュー、パネル、及びユーザコントロールを表示し、入力装置３４は、全体的な低減係数、加速係数、又は最小ＳＮＲを含む入力を医療関係者から受け取る。入力装置は、プリスキャン又はコイル調査スキャンを開始するためのコマンドも受け取る。ワークステーション３６は、デスクトップコンピュータ、ラップトップ、タブレット、モバイルコンピューティング装置、スマートフォン等とすることができる。表示装置３２は、コンピュータモニタ、タッチスクリーン、陰極線管（ＣＲＴ）、蓄積管、フラットパネルディスプレイ、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、エレクトロルミネセントディスプレイ（ＥＬＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオードディスプレイ（ＯＬＥＤ）、プロジェクタ等を含み得る。入力装置３４は、キーボード、マウス、マイクロフォン等とすることができる。

スマートセレクトユニット２４は、ＲＦ受信機１４からコイル調査データを受け取り、その調査データをメモリ３８内に記憶する。メモリは、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）等のコンピュータメモリ、又はハードディスク、ディスクアレイ、ソリッドステートメモリ等のディスク記憶域とすることができる。スマートセレクトユニットは、受け取られた全体的な低減係数及び／又は最小ＳＮＲを満たす複数の低減係数を生成する。低減係数は、位相エンコーディングを含む。例えば、４の全体的な低減係数は、（４×１）、（３．５×８／７）、（２．５×８／５）、（２×２）、（１．５×８／３）、（１×４）等の低減係数を含み得る。エンコード方向の低減係数の積は、全体的な低減係数の値に近づく。それらの値は、反復によって更に洗練させることができる粗い格子に基づく離散値である。スマートセレクトユニットは、信号マップ４０及び複数の雑音マップ４２を構築する。

ＳＮＲ算出ユニットは、様々な方向において、様々なパラレル低減係数のＳＮＲを計算する。ＳＮＲは、信号マップを雑音マップの１つで割ることによって算出され、このことはボクセルごとのＳＮＲ値をもたらす。ＳＮＲは、

等、ボリュームの平均によって算出され、Ｎはボクセルの数であり、ｓｎｒ（ｒ）はｒ番目のボクセルの信号対雑音比（ＳＮＲ）である。平均ＳＮＲを計算し、又は雑音マップから基準を得る他の方法も考えられる。一実施形態では、平均が関心領域内のボクセルだけを含むことができる。

パラレルイメージングパラメータユニット２８は、許容可能な最も高いＳＮＲを有する受け取られた全体的な低減係数を満たす低減係数及び低減方向を選択する。低減係数は、最も高いＳＮＲを有する雑音マップを構築するために使用されるエンコード方向のためのものである。パラレルイメージングパラメータユニットは、選択された低減係数前後のより小さい刻み又はより小さい増分離散値で更に洗練させるために、選択された低減係数を反復内でスマートセレクトユニットに供給することができる。別の実施形態では、低減係数が離散的刻みでエンコード方向間に広がり、最も高いＳＮＲ前後でより小さい刻みで更に洗練される。

ユーザインターフェイスは、コントラスト画像としてのＳＮＲ値、低減係数の組ごとの平均ＳＮＲ値、及び／又は最も高いＳＮＲを表示することができる。ユーザインターフェイスは、選択された低減係数をシーケンスコントロールに供給し、選択された低減係数及び／又はエンコード方向に基づいて対象者の磁気共鳴イメージングスキャンを行う。スキャンは、ｋ空間の直交系サンプリング、六角形サンプリング、又は圧縮センシングサンプリングを含み得る。

様々なユニット又はモジュール２２、２４、２６、及び２８が、ワークステーション３６の電子プロセッサや電子処理装置３０等の電子データ処理装置によって、又はネットワークによってワークステーション３６に動作可能に接続されるネットワークベースのサーバコンピュータ等によって適切に具体化される。更に、開示されるユーザインターフェイス、信号及び雑音マップ構築、並びにパラメータ選択技法が、開示される技法を実行するために電子データ処理装置によって読取可能であり、電子データ処理装置によって実行可能な命令（例えばソフトウェア）を記憶する非一時的記憶媒体を使用して適切に実施される。

図２を参照すると、スマートセレクト処理の一実施形態が流れ図で示される。簡潔に要約すると、各方向のＳＥＮＳＥ低減係数が自動で計算される。プリスキャンが、各コイル素子又はコイル素子群の雑音度を求める。様々なＳＥＮＳＥ低減係数を用いて様々な方向についてボクセルごとのＳＮＲが計算される。オペレータは全体的な低減係数を指定することができ、システムは、選択されたＳＥＮＳＥ係数のＳＮＲペナルティをオペレータに知らせる。或いは、オペレータが許容可能な最大ＳＮＲを指定し、システムが低減係数を選択する。この方法をより詳細に見ると、ステップ又はユニット４４が、複数Ｎのデータチャネルからのデータ及びＱボディデータ（Q-body data）を受け取るプリスキャン又はコイル調査スキャンを行う。各チャネルは、１個（又は複数個の）コイル素子に対応する。受け取られたデータから雑音共分散行列Ψが構築される。

ステップ又はユニット４６が、受け取られたデータに対して多断面再構成を行い、多断面再構成では、臨床スキャンのジオメトリを有するオブリークスライスへとデータを変換する。ステップ又はユニット４８が、コイル感度及び正則化データを計算し、患者又は関心領域によって占有されるイメージングボリュームの一部の感度を算出する。

ステップ又はユニット５０により、コイル感度データ及び正則化データから信号マップ及び雑音マップが構築される。信号マップは低減係数の各組について同じであるのに対し、雑音マップは低減係数に基づいて異なる。最適なＳＮＲを有する方向を明らかにするために、雑音マップの構築が様々な低減係数を使って繰り返される。一実施形態では、行列Ｈ＝（Ｓ^ＨΨ^−１Ｓ＋Ｒ^−１）^−１Ｓ^ＨΨ^−１を用いて雑音マップが計算され、Ｓはコイル感度マップであり、Ｒは患者又は関心領域によって占有されるイメージボリューム内で予期される最大ＭＲ信号のマップであり、Ψは共分散行列である。雑音（ｒ）は、対角（ｄｉａｇ）（ＨΨＨ^Ｈ）として計算される。

ステップ又はユニット５２により、信号マップが雑音マップで割られ、ＳＮＲマップがもたらされる。ＳＮＲマップは、ボクセルごとのＳＮＲ値を含む。ステップ又はユニット５４は、

等、ＳＮＲマップの平均又は他の基準を計算し、Ｎはボクセルの数であり、ｓｎｒ（ｒ）はｒ番目のボクセルの信号対雑音比（ＳＮＲ）である。図１に関して論じたように、各雑音マップの最も高いＳＮＲを求めるために、雑音マップに対応する全ボクセルの平均ＳＮＲが使用される。この情報に基づき、方向ごとの低減係数を含む低減係数が求められ、オペレータは画質（ＳＮＲ）とイメージング速度（低減係数）との間の最適なバランスを選択することができる。

図３は、１つ又は複数のプロセッサ又は個別ユニット若しくはモジュールによって実施され得る、低減方向に沿った加速係数等のパラレル加速パラメータを自動で最適化する一方法を流れ図で示す。ステップ５６で、全体的な低減係数又はＳＮＲ最低値がユーザインターフェイスによって受け取られる。ステップ５８で、高速フィールドエコー（ＦＦＥ）スキャン等のコイル調査スキャンが行われる。コイル調査は、ｋ空間の直交系サンプリング、六角形サンプリング、又は圧縮センシングサンプリングによって行われ得る。或いは事前スキャンが行われる。

ステップ５９で、受け取られた全体的な低減係数を満たす複数の低減係数が生成される。全体的な低減係数は最小ＳＮＲに基づき得る。例えば、４の全体的な低減係数では、（４、１）、（３．５、８／７）、（３、４／３）等が４の全体的な低減係数を満たす。低減係数はスキャン時間を加速し、又はｋ空間のサンプリングを減らす。低減係数は、２つのエンコード方向の低減係数を含む。一実施形態では、生成される低減係数の組が粗い格子又は離散値を含み、これらは粗値の最初の最も高いＳＮＲに基づいてより小さい増分で更に洗練させることができる。

ステップ６０で、信号マップ及び複数の雑音マップが構築される。このステップは、図２に関して説明された処理を含む。生成された低減係数の組について、及び／又は最小ＳＮＲに基づき、ステップ６０で信号マップ及び雑音マップが構築される。図２に関して説明されたスマートセレクト処理を続け、ステップ６２で、１組の低減係数に基づいて各雑音マップのボクセルごとにＳＮＲが算出される。ＳＮＲは、信号マップを雑音マップで割ることによって計算される。関心対象又は全イメージングボリュームにわたる平均ＳＮＲも計算される。

判定ステップ６４で、最初の最も高いＳＮＲ及び対応する低減係数付近のより小さい低減係数の増分により、雑音マップの構築及びＳＮＲの算出を繰り返す反復が実行される。

ステップ６６で、対応する雑音マップの最も高いＳＮＲに基づいて低減係数が選択される。全体的な低減係数未満の低減係数の探索は低減方向に沿う。ステップ６８で、選択された低減係数を用いて磁気共鳴イメージングスキャンが行われる。スキャンは、例えば選択された低減係数によって圧縮されるｋ空間のＳＥＮＳＥサンプリングを用いて行われ得る。

本発明の特定の例示的実施形態によれば、この例示的ＭＲシステムは、所与のイメージングジオメトリ、対象の範囲、受信コイル構成に関するＳＥＮＳＥ係数及びサンプリング手法スキーム、並びに／又は比較的低分解能のＧ因子評価を実質的に行う誤り伝搬の高速評価によって初めに入手可能な追加情報に応じてＳＥＮＳＥの性能を最適化することができる。使用されるＳＥＮＳＥスキャンパラメータは、パラメータ空間を形成する。これらのパラメータは、例えば検査パラメータによって利用者に提示され得る。使用可能な情報に基づき、この例示的ＭＲシステムは、最適な（又は最良の）パラメータセットを突き止めることができ、又は特定のＳＥＮＳＥパラメータを或る有用なものに変えることにより、何らかの既定の検査パラメータに固有の制約（例えばＳＮＲ損失、Ｇ因子の分布／統計、特定の関心領域（ＲＯＩ）等）を満たすことができる。利用者に自身の選択の結果を知らせ、問題を解決するための選択肢を与えることも可能である。

最終的な画質が、最適な感度エンコードプロセス、及びアンフォールディング問題の良いコンディショニングによって得られる（Ｇ因子（１））。低減ＦＯＶ内の単一位置に関するＳＥＮＳＥ問題は、例えばＳｘ＝ｙと見なされ得る。

この例では、互いに重なる（均一なｋ空間のアンダーサンプリングによるフォールディング）様々な位置からのＮの未知のボクセル信号寄与度がベクトルｘに集約され得る。受け取られる信号が感度エンコードされ、Ｍ個の受信コイルを用いて測定される（Ｍ≧Ｎ）。それらの対応する信号がベクトルｙにまとめられる。行列Ｓは、（Ｎ×Ｍ）の感度行列を示す。選択された低減係数Ｒ（２Ｄ ＳＥＮＳＥの場合はＲｔｏｔａｌ＝Ｒ１＋Ｒ２）及び選択されたｋ空間固有のサブサンプリング方式は、フルＦＯＶのうちのどのボクセルが、測定過程中に適切に感度エンコードされて互いに重なるのかを定める。つまり、Ｓｘ＝ｙの実際の形は、ベクトルΔに集約されるべき選択された実験パラメータに依存する。

この行列をＳｘ＝ｙに反転するとベクトルｘがもたらされ、ベクトルｘは対応するＮのボクセル固有信号を含む。例えば次式が成立する。

行列

はＳの疑似反転であり、そのノルムが測定値から最終画像内への誤り伝搬を示す。１つのあり得るノルムであるｇ因子は、良い数値的条件のための正規化された測度を与えることができる。例えば次式が成立する。

ｇ因子は行列Ｓに依存し、その行列Ｓは選択されたサンプリングパラメータΔに依存する。従って、選択されたＳＥＮＳＥ検査パラメータΔ（Ｒ１、Ｒ２、ダイヤモンドサンプリングパターン等）が最適か、又はより良い結果を得るために異なるように選択されるべきかを判定するためにｇ因子が使用され得る。これを行うために、あり得る全ての設定Δの間でｇを最小化する必要がある。しかし、

は低減ＦＯＶ内の１つのボクセルしか示さず、低減ＦＯＶ（２Ｄイメージングでは行列Ｌ×Ｋ、３Ｄでは更に高次元）内のほぼ全てのボクセルの妥協点が見つけられなければならない。これは数値的に困難であり、評価がバックグラウンドに隠され得るが、加速のための幾つかの手段が考えられる。

ｒＦＯＶ内の全てのＬ×ＫボクセルがΔパラメータを最適化するために使用されない場合、問題の大きさが低減され得る。そのために、低減ＦＯＶが均一又は無作為に「アンダーサンプリング」され（低分解能手法）、それにより検討すべきｇ因子要素の数を減らすことができる。このことは、コイル感度がどちらかと言えば平滑な空間内の関数であることも含意する。更に、臨床的に特に関心のある画像内の重要領域（ＲＯＩ）に評価を更に集中させることができる。

問題の大きさを低減する第２の手法は、関与する全てのコイルを（ＳＶＤ又は同様の手法を用いて）仮想コイルシステムに変換することである。従って、Ｎの有意のコイルだけがこの評価内で検討される必要がある。

しかし、疑似反転の基礎的計算の要素として全てのコイルを使用して位置ごとにＳ＾Ｈ Ｓを直接計算するのも効率的であり、コイル情報の一部を軽視するのを防ぐ。

或いは、

の代わりに更に単純なノルムが評価に使用され得る。

統計的過程を適用して低減ＦＯＶ内のｇ因子の分布を解析し、様々なパラメータセットΔの比較を可能にすることができる。更に、最適なΔの探索は、最適化の進行中に適合する／高めることができるΔ空間内及びｒＦＯＶ空間内の粗分解能から始めて階層的方法で行われても良い。

ＳＥＮＳＥアンフォールディングに概して適用され得る追加情報（雑音相関行列、正則化画像、又は最も単純な事例では、信号がそこから予期される領域にコイル感度を制限するバイナリマスク）も最適化におけるｇ因子の計算に含めることができる。

更に、エンコード問題の構造に関する情報が組み込まれ得る。このことは、特に例えばトレーニングデータセットがアンフォールディングに使用され得るｋ−ｔ ＳＥＮＳＥ応用において特に興味深い場合がある。この情報が測定前に既に（例えばライブラリからの）概算として、又は測定モデルから入手可能である場合、この患者又はイメージング問題に専用の適切なｋ−ｔサンプリング方式及び低減係数の選択への追加入力としてこの情報が使用され得る。

例えば、固定加速係数（Ｒ ｔｏｔａｌ＝４）による３Ｄ ＦＦＥスキャンが所与のアレイコイルを使用して行われる。これは、例えばスキャンが２０秒未満であることを確実にするための臨床的要件の理由からであり得る。利用者は、スキャンジオメトリ、読出し方向、最終的なイメージング行列、及びＲ ｔｏｔａｌを定める。これらの制約及びＳＥＮＳＥリファレンススキャン情報を所与とし、スキャナは、あり得るどちらのアンダーサンプリング因子Ｒ１及びＲ２を使用すべきか、並びにどのサンプリング方式を使用すべきかを決定する。システムの助けなしにこの決定を行うのは複雑であり得る。対照的に、本発明の例示的実施形態によれば、この決定がシステムによって行われ、画質の改善を助けながら使い易さ及び単純さを高めることができる。

本明細書で示された特定の例示的実施形態に関連し、特定の構造上の及び／又は機能的な特徴が定められた要素及び／又は構成要素内に組み込まれているものとして記載されていることが理解される。しかし、これらの特徴は、適切な場合は同じ又は同様の利益を得るために他の要素及び／又は構成要素に同様に組み込まれても良いと考えられる。所望の応用に適した他の代替的実施形態を実現するために、例示的実施形態の様々な態様が必要に応じて選択的に採用され、それにより他の代替的実施形態が自らに組み込まれる態様のそれぞれの利点を実現し得ることも理解すべきである。

本明細書に記載した特定の要素又は構成要素がその機能をハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの組合せによって適切に実装し得ることも理解すべきである。加えて、一緒に組み込まれるものとして本明細書に記載された特定の要素は、適切な条件下では独立型要素とすることができ、又は他の方法で分けられても良い。同様に、或る特定の要素によって実行されるものとして記載された複数の特定の機能が、個々の機能を実行するために独立に動作する複数の別個の要素によって実行されても良く、又は特定の個別機能が分割され、提携して動作する複数の別個の要素によって実行されても良い。或いは、そうではなく互いに異なるものとして本明細書で説明され且つ／又は図示された一部の要素又は構成要素が、必要に応じて物理的に又は機能的に組み合わせられても良い。

要約すれば、本明細書が好ましい実施形態に関して記載されてきた。当然ながら、本明細書を読んで理解すれば修正形態及び改変形態に他者は気付かれよう。かかる修正形態及び改変形態が添付の特許請求の範囲及びその等価物の範囲に含まれる限り、本発明がかかる全ての修正形態及び改変形態を含むものとして解釈されるよう意図される。つまり、上記で開示された及び他の特徴及び機能又はその代替策が、他の多くの異なるシステム又は応用例に望ましく集約されても良いこと、及びここでは予測外の又は予期せぬ様々な代替形態、修正形態、改変形態、又はその中の改善点が当業者によって後でもたらされる場合があり、それらも同様に添付の特許請求の範囲によって包含されるよう意図される。

Claims (20)

1. パラレル磁気共鳴イメージングシステムであって、
   複数のコイル素子を有する少なくとも１個の無線周波（ＲＦ）コイルと、
   前記少なくとも１個のＲＦコイルによる対象者のプリスキャン又は事前スキャンから、１つ又は複数の低減方向に沿った様々な組の低減係数に基づいて信号マップ及び複数の雑音マップを構築するスマートセレクトユニットと、
   信号対雑音比（ＳＮＲ）及びスキャン速度を最適化する、雑音マップに対応する１組の低減係数を選択するパラレルイメージングパラメータユニットと、
   前記選択された低減係数に基づいて前記対象者の磁気共鳴イメージングスキャンを行うシーケンスコントロールと
   を含む、システム。
2. 前記１組の低減係数が、２つの低減方向について２つの低減係数を含む、請求項１に記載のシステム。
3. 最大イメージング時間又は全体的な低減係数の１つを受け取るユーザインターフェイス
   を更に含み、
   前記スマートセレクトユニットが、前記最大イメージング時間又は前記全体的な低減係数に基づいて低減係数の複数の組を生成する、
   請求項１又は２の何れか一項に記載のシステム。
4. 前記１組の低減係数が複数の低減係数を含み、各低減係数がエンコード方向に対応する、請求項１乃至３の何れか一項に記載のシステム。
5. 最小ＳＮＲを受け取るユーザインターフェイス
   を更に含み、
   前記スマートセレクトユニットが、受け取られた前記最小ＳＮＲを満たす全体的な低減係数を生成する、
   請求項１又は２に記載のシステム。
6. 前記パラレルイメージングパラメータユニットが、少なくとも前記受け取られた最小ＳＮＲで画像を生成するためのイメージング時間を最小化する前記全体的な低減係数を選択する、請求項５に記載のシステム。
7. 前記低減係数を選択することが、各エンコード方向に沿って探索することを含む、請求項１乃至６の何れか一項に記載のシステム。
8. 前記スマートセレクトユニットが、
   前記プリスキャン又は前記事前スキャンから１組の３次元（３Ｄ）データを構築し、
   前記イメージングスキャンのジオメトリと共にチャネルデータ及びＱボディデータを求めるために、前記３Ｄデータの多断面再構成を行い、
   前記求められたチャネルデータ及びＱボディデータに基づいてコイル感度及び正則化データを計算し、
   計算されたコイル感度及び正則化データに基づいて信号マップ及び雑音マップを生成する、
   請求項１乃至７の何れか一項に記載のシステム。
9. 前記最も高いＳＮＲが全ボクセルの平均ＳＮＲを含む、請求項１に記載のシステム。
10. パラレル磁気共鳴イメージングの方法であって、前記方法は、
    対象者の事前スキャンから、受け取られた全体的な低減係数に基づいて信号マップ及び複数の雑音マップを構築するステップであって、各雑音マップは１つ又は複数の低減方向に沿った様々な組の低減係数に基づいて求められる、構築するステップと、
    信号対雑音比（ＳＮＲ）基準及びスキャン速度基準を満たす雑音マップに対応する低減係数を選択するステップと、
    前記選択された低減係数に基づき、前記対象者の磁気共鳴イメージングスキャンを行うステップと
    を含む、方法。
11. 前記低減係数を選択するステップが、２つの低減係数を選択するステップを含み、各低減係数は低減方向に関する、請求項１０に記載の方法。
12. 最大イメージング時間又は全体的な低減係数の１つを受け取るステップと、
    前記最大イメージング時間又は前記全体的な低減係数に基づいて複数組の低減方向を生成するステップと
    を更に含む、請求項１０又は１１に記載の方法。
13. 低減係数の各組が複数の低減係数を含み、各低減係数がエンコード方向に対応する、請求項１０乃至１２の何れか一項に記載の方法。
14. 最小ＳＮＲ基準を受け取るステップと、
    前記受け取られたＳＮＲ基準を満たす全体的な低減係数を生成するステップと
    を更に含む、請求項１０又は１１に記載の方法。
15. 前記受け取られた最小ＳＮＲ基準を少なくとも満たす画像を生成するためのイメージング時間を最小化する前記低減係数及び／又は低減方向を選択するステップ
    を更に含む、請求項１４に記載の方法。
16. 前記低減係数を各エンコード方向に沿って離散的刻みで探索するステップと、
    最も高いＳＮＲ前後の前記低減係数の探索をより小さい刻みで洗練させるステップと
    を更に含む、請求項１０乃至１５の何れか一項に記載の方法。
17. 前記事前スキャンから１組の３次元データを構築するステップと、
    前記イメージングスキャンのジオメトリと共にチャネルデータ及びＱボディデータを求めるために、前記３Ｄデータの多断面再構成を行うステップと、
    前記求められたチャネルデータ及びＱボディデータに基づいてコイル感度及び正則化データを計算するステップと、
    求められたコイル感度及び正則化データに基づいて信号マップ及び雑音マップを生成するステップと
    を更に含む、請求項１０乃至１６の何れか一項に記載の方法。
18. 請求項１０乃至１７の何れか一項に記載の方法を実行するために１つ又は複数の電子データ処理装置を制御するソフトウェアを担持する、非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
19. 請求項１０乃至１７の何れか一項に記載の方法を実行する、電子データ処理装置。
20. パラレル磁気共鳴イメージングシステムであって、
    複数のコイル素子を有する少なくとも１個のＲＦコイルと、
    画像データを生成するための最低限の画質及び／又は最大時間の少なくとも１つを受け取るユーザインターフェイスと、
    １個又は複数個のプロセッサであって、
    前記少なくとも１個のＲＦコイルによる対象者の事前スキャンから、１つ又は複数の低減方向に沿って複数の低減係数のそれぞれについて信号マップ及び複数の雑音マップを構築し、
    少なくとも前記受け取られた最低限の画質で、及び／又は前記受け取られた最大時間内に画像データを生成する低減係数を選択し、
    前記選択された低減係数に基づいて前記対象者の磁気共鳴イメージングスキャンを前記イメージングシステムに行わせる、
    １個又は複数個のプロセッサと
    を含む、システム。