JP2016533838A - 金属耐性ｍｒイメージング - Google Patents

Abstract

本発明はパラレルＭＲイメージングの方法に関する。該方法は、身体（１０）の一部に第１のイメージングシーケンスのＲＦパルスと、切り替えられた磁場グラジエントとをかけるステップであって、第１のＭＲ信号は、検査ボリューム内に異なる空間的感度プロファイルを有する少なくとも２つのＲＦコイル（１１，１２，１３）を介して取得される、ステップと、取得された第１のＭＲ信号から少なくとも二つのＲＦコイル（１１，１２，１３）の空間的感度プロファイルを求めるステップと、身体（１０）の一部に第２のイメージングシーケンスのＲＦパルスと、切り替えられた磁場グラジエントとをかけるステップであって、第２のＭＲ信号はｋ空間のサブサンプリングによる少なくとも二つのＲＦコイル（１１，１２，１３）を介して並行収集することにより取得されるステップと、取得された第２のＭＲ信号と、前駆少なくとも二つのＲＦコイル（１１，１２，１３）の空間的感度プロファイルとにより、ＭＲ画像を再構成するステップとを実行するように構成される。本発明では、第１のイメージングシーケンスのタイプ及び／又はパラメータは、身体に金属インプラントがあることに応じて自動的に選択される。さらに、本発明は、ＭＲ装置（１）と、ＭＲ装置（１）のコンピュータプログラムにも関する。図２

Description

本発明は、磁気共鳴（ＭＲ）イメージングの分野に関する。本発明は、身体の少なくとも一部のＭＲイメージングの方法に関する。本発明は、ＭＲ装置と、ＭＲ装置上で実行されるコンピュータプログラムにも関する。

特許文献１は、急激な磁場変化による（コイル感度推定のための）校正（基準）スキャンにおける歪みの問題を解決している。この既知の取り組みは、校正スキャンに対して短エコー時間グラジエントエコータイプ収集（ｓｈｏｒｔ ｅｃｈｏ ｔｉｍｅ ｇｒａｄｉｅｎｔ ｅｃｈｏ ｔｙｐｅ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ）のタイプのスピンエコーを適用することにより、この問題を解決している。さらに、並行イメージングスキャンの位相エンコーディング方向は校正スキャンの位相エンコーディング方向と一致されている。

画像形成ＭＲ法は、２次元画像または３次元画像を形成するために磁場と核スピンとの間の相互作用を利用するものであるが、特に医療診断の分野で、今日広く使われている。軟組織の画像では、多くの点で他の画像化法より優れており、イオン化放射を必要とせず、通常は非侵襲的だからである。

一般的にＭＲ法によると、検査する患者の身体を強い一様な磁場（Ｂ０磁場）中に配置する。この磁場の方向は、同時に、測定が基づく座標系の軸（通常はｚ軸）を確定する。磁場は、磁場強度と具体的なスピン特性に応じて、個々の核スピンに対して異なるエネルギーレベルに分離する。スピン系は、確定した周波数（いわゆるラーマー周波数又はＭＲ周波数）の交流電磁場（ＲＦ場、Ｂ１場とも呼ばれる）の印加により励起（スピン共鳴）できる。巨視的な観点から、個々の核スピンの分布により全体的に磁化し、これが、磁化がｚ軸の周りを歳差運動するように、対応するＢ１磁場がｚ軸に垂直に延在している間に、上記の適当な無線周波数の電磁パルスを印加することにより、（ＲＦパルス）平衡状態からゆがめられる。歳差運動は円錐面を描き、その開口核はフリップ角と呼ばれる。フリップ角の大きさは、印加されるＲＦ電磁パルスの強さと長さに依存する。いわゆる９０°パルスの場合、スピンはｚ軸から横断面まで偏向させられる（フリップ角９０°）。

ＲＦパルスの終了後、磁化が緩和して元の平衡状態に戻る。この平衡状態では、ｚ方向の磁化が第１の時定数Ｔ１（スピン格子または縦緩和時間）で増大し、ｚ方向に垂直な方向の磁化が第２の時定数（スピン・スピンまたは横緩和時間）で緩和する。磁化の変化は、ｚ軸に垂直な方向で磁化の変化を測定するように、ＭＲ装置の検査ボリューム内に配置及び配向された一以上の受信ＲＦコイルにより検出できる。例えば、９０°パルスの印加後、位相が同じ整列状態からすべての位相角が一様に分布した状態（位相の散逸）への（局所的磁場不均等性）核スピンの遷移により、横方向磁化の崩壊が起こる。位相散逸はリフォーカシングパルス（例えば、１８０°パルス）により補償できる。これにより受信コイルにエコー信号（スピンエコー）が生じる。

身体内における空間的解像を実現するため、一様磁場に、３つの主軸方向に沿って延在する線形磁場グラジエントを重ね合わせる。これによりスピン共鳴周波数の線形な空間的依存性が生じる。受信コイルでピックアップされた信号は、身体の異なる位置に関連付けし得る異なる周波数の成分を含む。ＲＦコイルを介して得られるＭＲ信号データは、空間的周波数ドメインに対応し、ｋ空間データと呼ばれる。ｋ空間データは、通常、十分なカバレージを実現するため、異なる位相エンコード値で複数のラインに沿って取得される。各ラインは読み取り時に多数のサンプルを収集することによりデジタル化される。ｋ空間のセットはフーリエ変換によりＭＲ画像に変換される。

人口が高齢化し、金属インプラントを有する患者数が増えるにつれて、金属がある軟組織のＭＲ画像化への必要性が増している。合併症の診断や手術後の処置のために、この軟組織の画像化を可能にするため、金属耐性（ｍｅｔａｌ ｒｅｓｉｓｔａｎｔ）ＭＲ画像化が必要である。金属周辺のＭＲ画像化は、一般的に、局所的に画像形成に用いられる磁場を劣化する感度問題により妥協される。診断ＭＲ画像化スキャンでは、メタルパーツの磁化率により、ＭＲ信号集積、信号ボイド及びその他の幾何学ひずみが生じる。スキャン時間を長くする代償を払って、診断ＭＲイメージングスキャンにおける感度問題に対応する、非特許文献１や非特許文献２などのマルチスペクトルイメージング法が提案されている。これは必要な周波数カバレッジにともないスケールする。

マルチスペクトルＭＲ信号取得を加速するための既知の並行取得法を用い得る。このカテゴリーの方法はＳＥＮＳＥ（Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ Ｅｎｃｏｄｉｎｇ、感度エンコーディング）である。ＳＥＮＳＥその他の並行取得法は、複数のＲＦ受信コイルから並行して得られるアンダーサンプリングされたｋ空間データ取得を用いる。これらの方法では、複数のＲＦ受信コイルからの（複素）信号データを、最終的に再構成されるＭＲ画像中のアンダーサンプリングアーティファクト（エイリアシング）を抑制するように、複素加重と結合する。このタイプのＲＦコイルアレイ複素信号結合は、空間フィルタリングと呼ばれることもあり、ｋ空間領域または（ＳＥＮＳＥでは）画像領域における結合、及びハイブリッドである方法も含む。ＳＥＮＳＥ画像化では、コイル感度プロファイルは一般的には、ＳＥＮＳＥ基準スキャンにより取得される低解像度基準データから推測される。次いでこのコイル感度情報を用いて、直接反転アルゴリズムを用いて、画像空間中の折り返し雑音を有するピクセルを「アンラップ（ｕｎｗｒａｐ）」する。

ＳＥＮＳＥ基準スキャンの現在の標準は、グラジエントエコーシーケンス、すなわちＦＦＥ（Ｆａｓｔ Ｆｉｅｌｄ Ｅｃｈｏ＝ｇｒａｄｉｅｎｔ ｅｃｈｏ ｗｉｔｈ ｓｍａｌｌ ｆｌｉｐ−ａｎｇｌｅ ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ）収集プロトコルである。これはスキャンを磁化率効果（ｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙ ｅｆｆｅｃｔｓ）に対して非常に敏感にする。金属パーツの磁化率によりＳＥＮＳＥ基準スキャンの質が犠牲になる場合、ＳＥＮＳＥアンフォールディング（ｕｎｆｏｌｄｉｎｇ）問題と信号隙間（ｓｉｇｎａｌ ｖｏｉｄｓ）が生じ、最終的に再構成されるＭＲ画像の画質が不十分になり得る。

従来、診断イメージングタスクに利用されるＭＲ装置は、ＳＥＮＳＥ基準スキャンが必要であるとき、選択されたイメージングシーケンスのタイプとパラメータとに応じて、自動的に検出をする。ＳＥＮＳＥ基準スキャンは、実行すべきシーケンスのリストに、一般的には診断イメージングシーケンスの直前に、自動的に挿入される。

スピンエコーシーケンス、すなわちＴＳＥ（Ｔｕｒｂｏ Ｓｐｉｎ Ｅｃｈｏ＝ｓｐｉｎ ｅｃｈｏ ｗｉｔｈ ｍｕｌｔｉｐｌｅ １８０° ｒｅｆｏｃｕｓｉｎｇ ＲＦ ｐｕｌｓｅｓ）を用いて、ＳＥＮＳＥ基準スキャンは、磁化率効果に対してよりいっそうロバスト（ｒｏｂｕｓｔ）であり、それにより間違ったＳＥＮＳＥアンフォールディングや信号隙間などの問題が減少することが示されている。しかし、ＴＳＥ ＳＥＮＳＥ基準スキャンにはたっぷり数分かかり、これは標準的なＦＦＥ ＳＥＮＳＥ基準スキャンよりも大幅に長い。ＦＦＥ ＳＥＮＳＥ基準スキャンは一般的には１０秒未満しかかからない。

検査を受ける患者が金属インプラントを有しているか否か、一般的には分からない。画像アーティファクトを避けるため、念のために金属耐性ＳＥＮＳＥ基準スキャンを用いるのでは不十分だろう。多くの場合、従来のＳＥＮＳＥ基準スキャンで十分である。

上記の内容から、言うまでもなく、磁化率効果（ｓｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙ ｅｆｆｅｃｔｓ）に対してロバストな効率的ＭＲ画像化法が必要である。

国際出願第ＷＯ２００５／０７１４２９号

ＳＥＭＡＣ（Ｌｕ ｅｔ ａｌ， ＩＳＭＲＭ ２００８， ｐ． ８３８） ＭＡＶＲＩＣ（Ｋｏｃｈ ｅｔ ａｌ， ＩＳＭＲＭ ２００８， ｐ． １２５０）

本発明により、ＭＲ装置の検査ボリュームに配置された少なくとも身体の一部のＭＲ画像方法を開示する。該方法は、
− 前記身体の一部に第１のイメージングシーケンスのＲＦパルスと、切り替えられた磁場グラジエントとをかけるステップであって、
前記第１のＭＲ信号は、検査ボリューム内に異なる空間的感度プロファイルを有する少なくとも２つのＲＦコイルを介して取得される、ステップと、
− 取得された前記第１のＭＲ信号から前記少なくとも二つのＲＦコイルの空間的感度プロファイルを求めるステップと、
− 前記身体の一部に第２のイメージングシーケンスのＲＦパルスと、切り替えられた磁場グラジエントとをかけるステップであって、
第２のＭＲ信号はｋ空間のサブサンプリングによる前記少なくとも二つのＲＦコイルを介して並行収集することにより取得されるステップと、
− 取得された前記第２のＭＲ信号と、前駆少なくとも二つのＲＦコイルの空間的感度プロファイルとにより、ＭＲ画像を再構成するステップとを実行するように構成され、
前記第１のイメージングシーケンスのタイプ及び／又はパラメータは、身体に金属インプラントがあることに応じて自動的に選択される。

本発明では、（診断）ＭＲ画像は、例えば、ＳＥＮＳＥ、ＳＭＡＳＨまたはＧＲＡＰＰＡアルゴリズムを用いて、サブサンプリングを用いてパラレル（すなわち加速された）イメージングにより得られた第２のＭＲ信号から、及び第１のＭＲ信号の収集から求められた空間的感度プロファイルから、再構成される。高速なイメージングを可能にするため、第１のイメージングシーケンス（基準スキャン）の画像解像度は、第２のイメージングシーケンス（診断スキャン）の画像解像度より低く選択できる。基準スキャンは診断スキャンの前または後に実行してもよい。

本発明の要点は、身体の金属インプラントの存否に応じて第１のイメージングシーケンスのタイプ及び／又はパラメータを自動的に選択することである。換言すると、検査される患者が金属インプラントを有する場合には、例えばＴＳＥベース基準スキャンなどのような金属耐性基準スキャンを自動的に利用する。これにより、本発明の方法は、磁化率効果に対してロバスト（ｒｏｂｕｓｔ）となる。同時に、本発明の取り組みは、必要な場合にのみ（時間がかかる）金属耐性基準スキャンを利用するので、（時間的に）効率がよい。（高速な）従来の基準スキャンは、金属インプラントがないときに自動的に利用される。

本発明の好ましい実施形態では、金属インプラントがあることは、ＭＲ装置のユーザのマニュアル入力により決定される。検査の初期化の際、患者が金属インプラントを有する場合、または有するかも知れない場合、ユーザはＭＲ装置の制御ソフトウェアにエンターする。この場合、システムは、ＲＦコイルの空間的感度プロファイルを決定するため、第１のイメージングシーケンスの金属耐性変異形（ｖａｒｉａｎｔ）を自動的に選択する。

別の実施形態では、金属インプラントがあることは、前記第２のイメージングシーケンスの設定タイプから推論される。例えば、診断スキャンについてユーザがＭＡＶＲＩＣ、ＳＥＭＡＣまたは高帯域スピンエコーシーケンスなどの金属耐性シーケンス（ｍｅｔａｌ ｒｅｓｉｓｔａｎｔ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）を選択した場合、システムは、ＲＦコイルの空間的感度プロファイルを決定するのに第１のイメージングシーケンスの金属耐性変異形（ｖａｒｉａｎｔ）が必要だと、自動的に推論する。

さらに他の好ましい一実施形態では、金属インプラントがあることは、前記身体の一部から取得されるＭＲスペクトルにより決定される。例えば、患者の身体の初期サーベイスキャンを実行し共鳴周波数（Ｆ０）を決定（ｅｓｔａｂｌｉｓｈ）し、ラーマー周波数の周りの信号の大きな開きを見つけたとき、これを、患者が金属インプラントを有し、基準スキャンの金属耐性変異形が自動的に選択されたことの表示として用いることができる。

本装置の一実施形態では、前記第１のイメージングシーケンスのタイプの選択は、
− 金属インプラントがないとき、グラジエントエコーシーケンス、及び
− 金属インプラントがあるとき、スピンエコーシーケンスまたは励起されたエコーシーケンスとの間で行われる。上記の通り、ＦＦＥ収集プロトコルなどのグラジエントエコーシーケンスは、ＳＥＮＳＥ基準スキャンの標準である。このシーケンスにより、使用されたＲＦコイルの空間的感度プロファイルの高速収集ができるが、磁化率効果に対して非常に敏感である。システムは、金属耐性ＳＥＮＳＥ基準スキャンが必要であると判断すると、磁化率効果に対してよりロバストである例えばＴＳＥ ＳＥＮＳＥ基準スキャンなどのスピンエコーシーケンスを選択してもよい。

本発明の好ましい一実施形態において、励起されるエコーシーケンスは、金属耐性ＳＥＮＳＥ基準スキャンとして選択されてもよい。一般的に、励起されるエコーシーケンスは、３つのＲＦパルス（例えば、６０°または９０°）を有し、最初の２つのＲＦパルスは準備パルス（ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｐｕｌｓｅｓ）である。第１の準備ＲＦパルスは、磁気共鳴を励起し、縦方向の核磁化を横方向の核磁化に変換する。第２の準備ＲＦパルスは、位相がずれた横方向の核磁化の、縦軸に沿った一部を格納する。９０°ＲＦパルスの場合、この部分は、位相がずれた横方向磁化のほぼ半分である。第３のＲＦパルスは、準備期間の後の収集期間に適用される。第３のＲＦパルス（「読み取りＲＦパルス」）は、格納された縦方向核磁化を横方向核磁化に変換し、いわゆる励起エコー（ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ ｅｃｈｏ）を発生する。さらにまた、第３のＲＦパルスは、残りの縦方向磁化からＦＩＤ信号を発生する。他のＲＦリフォーカスエコー（ｒｅｆｏｃｕｓｅｄ ｅｃｈｏｅｓ）が、この３つのＲＦパルスシーケンスにより生成され得るが、ここでは興味はなく、ＲＦ照射と並行して行われる適当なグラジエント切り替え（ｇｒａｄｉｅｎｔ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｒｅｇｉｍｅｓ）により抑制される。励起されるエコーＭＲ信号は、ＦＩＤ信号（これも第３のＲＦパルスにより生成される）と共に、本発明により収集される。励起されたエコーに基づくＭＲイメージングは、第３のＲＦパルスを小フリップ角（ｌｏｗ−ｆｌｉｐ ａｎｇｌｅ）の読み取りＲＦパルスにより置き換えることにより加速できる。各読み取りＲＦパルスは、準備期間後に格納された縦方向の核磁化の小さい部分のみをリフォーカスする。適当なパラメータをとれば、本発明の励起されたエコーシーケンスは磁化率効果に対してロバストとなる。本発明では、ＦＩＤ信号と励起されたエコー信号との収集をする励起されたエコーシーケンスを用いて、金属付近のＭＲイメージングのＳＥＮＳＥ基準スキャンとして用いても良い。ＲＦ受信コイル感度情報に加え、励起されるエコーシーケンスによりＢ０分布と送信Ｂ１分布に関する情報が提供される。１つのＭＲ画像をＦＩＤ信号から再構成でき、他のＭＲ画像を励起されたエコー信号から再構成できる。ＭＲ画像再構成後、ＦＩＤから再構成されたＭＲ画像と、励起されたエコー信号から再構成されたＭＲ画像のボクセルの強度比から、送信Ｂ１マップを求めることができる。適切に位相エンコーディングした励起されたエコー信号及び複数のＦＩＤ信号は、完全なＢ１マップ（受信及び／又は送信感度）を生成するために収集される必要がある。さらにまた、身体の一部内の主磁場の空間分布を示すＢ０マップも、取得されたＦＩＤ及び励起されたエコー信号から求めることができる。適切なパラメータのイメージングシーケンスを用いることにより、Ｂ１マップだけでなくＢ０マップも、ＦＩＤと励起されたエコーシーケンスとのボクセルの強度から求めることができる。励起されたエコーシーケンスの利点は、Ｂ１マップとＢ０マップは、測定ステップを追加しなくても同時に収集できることである。それゆえ、本発明の付加価値として、スキャン時間を延ばさずに、シーケンスのＢ０分布情報を、後の診断スキャンの必要な周波数カバレッジの自動的な決定に用い得る。（マルチスペクトル）スキャンプロトコルは、必要な最短スキャン時間においてこの必要な周波数カバレッジを満たすように（自動的に）適合され得る。Ｂ０分布は空間依存的であるため、必要であれば、スライスごとに必要な周波数カバレッジを満たす（マルチスペクトル）スキャンプロトコルを適合することもできる。

好ましくは、第１のＭＲ信号の収集は、異なる空間的受信感度プロファイルを有する少なくとも２つのＲＦコイルを介して、及び並行して又は順次に、検査ボリューム内に実質的に均一な空間的感度プロファイルを有する少なくとも一つのボリュームＲＦコイルを介して、行われる。ＲＦコイルの空間的受信感度プロファイルは、異なる空間的感度プロファイルを有するＲＦコイルを介して収集した信号を、ボリュームＲＦコイルを介して収集した信号と比較することにより、求められる。例えば、第１のイメージングシーケンスによる信号取得は、少なくとも２回、受信用のボリュームＲＦコイルを用いる第１の収集と、異なる空間的感度を有するＲＦコイルを用いる第２の収集とにおいて繰り返され得る。さらに、本発明では、受信ＲＦコイル感度マッピングは、十分なＲＦコイルデカップリングが実現できれば、単一の収集ステップにおいて、ボリュームＲＦコイルと、異なる受信感度プロファイルを有するＲＦコイル（例えば、アレイＲＦコイル）とを同時に用いて、実行できる。

本発明の好ましい一実施形態では、第２のイメージングシーケンスはマルチスペクトルイメージングシーケンスである。上記のＳＥＭＡＣ及びＭＡＶＲＩＣなどのマルチスペクトルイメージング技術は、金属パーツ付近のＭＲイメージングを可能とするために、用いることができる。本発明による金属耐性基準スキャンと組み合わせて、パラレルイメージングを用いることにより、スキャン期間を許容できる限度内に保つことができる。

本発明のさらに他の好ましい一実施形態によると、前記第１のイメージングシーケンスは前記第１のＭＲ信号の収集中に駆動される視角傾斜磁場グラジエントを含むスピンエコーシーケンスである。（例えば、金属インプラント付近の磁化率変化により生じる）磁場の不均一性からの悪影響を低減する視角傾斜（ｖｉｅｗ−ａｎｇｌｅ−ｔｉｌｔｉｎｇ）を用いることは、それ自体本技術分野で知られている。視角傾斜は、読み取り時に、すなわち第１のＭＲ信号の収集時に、一般的にグラジエント振幅がスライス方向の磁場グラジエントの振幅と等しい、スライス選択方向に加えられる磁場グラジエントを用いる。各画像スライスは、ａｒｃｔａｎ（Ｇｚ／Ｇｘ）に等しい角度で効果的に見える。ここで、Ｇｘは読み取り（周波数エンコーディング）磁場グラジエントであり、Ｇｚはスライス選択磁場グラジエントである。この角度で見ると、スライス選択面におけるシフトが、読み取り中のシフトを補償し、面内シフトが再度レジスタ（ｒｅ−ｒｅｇｉｓｔｅｒｅｄ）される。本発明によるスピンエコーシーケンスへの視角傾斜の導入により、基準スキャンのメタル耐性がより強くなる。不均一な誘導アーティファクトがさらに減少するからである。

これまで説明してきた本発明の方法は、次を含むＭＲ装置により実行され得る：検査ボリューム内に一様で一定の磁場を発生する少なくとも１つの主磁石コイルと、前記検査ボリューム内に異なる空間的方向で、切り替えられる磁場グラジエントを発生する複数のグラジエントコイルと、検査ボリューム内にＲＦパルスを発生する、及び／又は検査ボリューム中に配置された患者の身体からＭＲ信号を受信する少なくとも１つのＲＦコイルと、ＲＦパルスと、切り替えられた磁場グラジエントとの時間的並びを制御する制御部と、受信したＭＲ信号からＭＲ画像を再構成する再構成部とを有する。本発明の方法は、好ましくは、ＭＲ装置の再構成ユニット及び／又は制御ユニットの対応するプログラムにより実装される。

本発明の方法は、好都合にも、現在のところ臨床で使用されているほとんどのＭＲ装置で実施することができる。このため、ＭＲ装置は、本発明の上記の方法ステップを実行するように制御するコンピュータプログラムを利用するだけでよい。コンピュータプログラムは、ＭＲ装置の制御ユニットにダウンロードしてインストールするため、データ担体上にあっても、データネットワーク中にあってもよい。

添付した図面には、本発明の好ましい実施形態を開示した。しかし、言うまでもなく、図面は例示のみを目的としたものであり、本発明の限定を意図したものではない。

本発明の方法を実行するＭＲ装置を示す模式図である。 本発明による第１のイメージングシーケンスの一実施形態を示す図である。 本発明による第１のイメージングシーケンスの他の一実施形態を示す図である。 図４は、本発明の方法を示すブロック図である。

図１を参照して、ＭＲ装置１を示した。この装置は、検査ボリュームを通るＺ軸に沿って実質的に一様かつ時間的に一定な主磁場Ｂ０を発生する、超伝導または通常伝導（ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）の主磁石コイル２を有する。この装置は、さらに、シミングコイルのセット２（１次、２次、及び）を有する。セット２鋳の個々のシミングコイルを流れる電流は、検査ボリューム内でのＢ０の偏差を最小化するため、制御可能である。

磁気共鳴発生・操作システムは、一連のＲＦパルスと、スイッチされるグラジエント磁場（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ ｇｒａｄｉｅｎｔｓ）（「グラジエントパルス」とも呼ぶ）を印加して、核磁気スピンを反転または励起し、磁気共鳴を誘起し、磁気共鳴をリフォーカスし、磁気共鳴を操作し、磁気共鳴を空間的その他にエンコードし、スピンを飽和させるなどして、ＭＲ画像化を行う。

より具体的には、グラジエントパルスアンプ３が、電流パルスを印加して、検査ボリュームのＸ、Ｙ、Ｚ軸に沿った全身グラジエントコイル４、５、６のうち１つを選択する。デジタルＲＦ周波数送信器７は、送受スイッチ８を介して、全身ボリュームＲＦコイル９にＲＦパルスまたはパルスパケットを送信し、検査ボリュームにＲＦパルスを送信する。一般的なＭＲ画像化シーケンスは、短いＲＦパルスセグメントが一体となった（ｗｈｉｃｈ ｔａｋｅｎ ｔｏｇｅｔｈｅｒ ｗｉｔｈ ｅａｃｈ ｏｔｈｅｒ）パケットよりなり、印加される磁場グラジエントにより核磁気共鳴の選択された操作を実現する。ＲＦパルスを用いて、磁気共鳴を飽和させ、励起し、磁化を反転し、共鳴をリフォーカスし、共鳴を操作し、検査ボリュームに配置された身体１０の一部を選択する。

パラレル画像化により身体１０の領域のＭＲ画像を生成するため、ローカルアレイＲＦコイル１１、１２、１３のセットが、画像化のため選択された領域に隣接して配置される。アレイＲＦコイル１１、１２、１３を用いて、ボディコイルＲＦ送信により誘起したＭＲ信号を受信する。

その結果得られるＭＲ信号は、ボディＲＦコイル９及び／またはアレイＲＦコイル１１、１２、１３によりピックアップされ、好ましくはプリアンプ（図示せず）を含む受信器１４により復調される。受信器１４は、送受スイッチ８を介してＲＦコイル９、１１、１２、１３に接続されている。

ホストコンピュータ１５は、シミングコイル２’を流れる電流、及びグラジエントパルスアンプ３と送信器７を制御して、エコープレーナ画像化（ＥＰＩ）、エコーボリューム画像化、グラジエント・スピンエコー画像化、高速スピンエコー画像化など複数のＭＲ画像化シーケンスを発生する。選択されたシーケンスについて、受信器１４は、信号すなわち各ＲＦ励起パルスにすぐ続く複数のＭＲデータラインを受信する。データ取得システム１６は、受信した信号のアナログ・ツー・デジタル変換を行い、各ＭＲデータラインを後段の処理に適したデジタルフォーマットに変換する。現代のＭＲ装置では、データ取得システム１６は、生画像データの取得に特化した別個のコンピュータである。

最終的に、デジタルの生画像データは、再構成プロセッサ１７により画像表示に再構成される。再構成プロセッサ１７はＳＥＮＳＥのような適当な再構成アルゴリズムを用いる。ＭＲ画像は、例えば、患者の平面スライス、一連の平行な平面スライス、３次元ボリューム、その他を表す。画像は画像メモリに格納される。画像はアクセスされ、スライス、投影、画像表示のその他の部分が、ビデオモニタ１８などを介して視覚化するための適当なフォーマットに変換される。ビデオモニタ１８は得られたＭＲ画像を人間が読むことができるように表示する。

図２は、ＳＥＮＳＥ基準スキャンとして適用される、本発明による第１のイメージングシーケンスを示す模式図である。図示したイメージングシーケンスは励起されたエコーシーケンスであり、準備期間２１と収集期間２２とに分割されている。フリップ角αの２つの準備ＲＦパルスが、準備期間２１中に加えられる。２つの準備ＲＦパルスは時間間隔ＴＥだけ離れている。２つの準備ＲＦパルスの間にディフェーザ（ｄｅ−ｐｈａｓｅｒ）磁場Ｇｍｃ２が加えられる。収集期間２２は、準備期間２１の時間的に後であるが、その収集期間２２中に、フリップ角βの読み出しＲＦパルスのシーケンスが生成される。各読み出しパルスの後に、グラジエントエコー（ｇｒａｄｉｅｎｔ−ｒｅｃａｌｌｅｄ ｅｃｈｏｅｓ）として、ＦＩＤ信号Ｉ１と励起されたエコー信号Ｉ２が取得される。

励起されたエコー準備ＲＦパルスの（未知の）フリップ角（及び、用いられる送信コイルの送信Ｂ１マップ）は、

により、取得されたエコー信号の比率から求められる。

励起されたエコー信号Ｉ２の鏡映位相（ｍｉｒｒｏｒｅｄ ｐｈａｓｅ）をさらに用いて、Ｂ０位相マップ

を求めても良い。

図３は、本発明により、第１のイメージングシーケンスとして加えられ得る別の方式を示す。タイミング図には、ターボスピンエコー（ＴＳＥ）シーケンスが示されている。このシーケンスは、一連の迅速に加えられる１８０°リフェージングＲＦパルスと、各エコーに対して位相変化エンコーディンググラジエントＧｙを有する複数のエコー（図示せず）とにより特徴付けられる。各エコー信号は、図３の参照番号３１により示した周波数エンコーディング磁場グラジエントＧｘがある時に取得される。このシーケンスは、さらに、スピンエコー信号の取得中に加えられる（ａｃｔｉｖａｔｅｄ）視角傾斜（ｖｉｅｗ−ａｎｇｌｅ−ｔｉｌｔｉｎｇ）磁場グラジエントＧｚ（参照番号３２で示す）を含む。視角傾斜の利用により、金属インプラントの近くにおける不都合な磁化率効果が低減される。磁場グラジエント３２は、スライス選択方向に加えられる。各画像スライスは、実際上、ある角度で見られ、それによりスライス選択面内の磁化率に起因する歪みが有効に補償される。

（図２と図３に示した実施形態による）第１のイメージングシーケンスによるＭＲ信号収集は、少なくとも二回繰り返され、第１の収集ではボディコイル９を受信に用い、第２の収集ではアレイＲＦコイル１１、１２、１３を用いる。受信ＲＦコイル感度プロファイルが、ボディＲＦコイル９により受信したＭＲ信号と、アレイＲＦコイル１１、１２、１３により受信したＭＲ信号との比較から求められる。

第１のイメージングシーケンスのＳＥＮＳＥ基準スキャンとしての使用後、第２のイメージングシーケンス（図示せず）がｋ空間のサブサンプリングで、診断スキャンとして実行される。ＳＥＮＳＥアルゴリズムを用いて、診断スキャン中に取得した第２のＭＲ信号から、及び基準スキャンの第１のＭＲ信号から求めた空間的感度プロファイルから、対応する診断ＭＲ画像が再構成される。第２のイメージングシーケンスは、金属パーツ近くのＭＲ画質を改善するために、マルチスペクトルイメージングシーケンスであってもよい。マルチスペクトルイメージングシーケンスは一般的にスキャン時間が長いが、基準スキャンと組み合わせてＳＥＮＳＥパラレルイメージングを用いることにより、スキャン時間を妥当な限度内に保たれる。これは、上記の通り、磁化率効果に対して高速かつロバストである。

図４に示したブロック図では、本発明の方法は、身体１０が共鳴周波数（Ｆ０）を確立するサーベイスキャン４１で始まる。金属インプラントがあることは、ステップ４１で取得したＭＲスペクトルからステップ４２において判断される。例えば、ラーマー周波数の周りの信号の大幅な広がりがＭＲスペクトルに見つかったとき、これは患者が金属インプラントを有することを示し、基準スキャンの金属耐性バリアント（ｍｅｔａｌ ｒｅｓｉｓｔａｎｔ ｖａｒｉａｎｔ）がステップ４３で自動的に利用される。ＭＲスペクトルに大幅な広がりが検出されなければ、患者は金属インプラントを有しなく、例えばＦＦＥシーケンスなどの従来のＳＥＮＳＥ基準スキャンがステップ４４で使われる。ステップ４５において、実際の診断スキャンが行われる。対応する診断ＭＲ画像は、ステップ４５で取得された第２のＭＲ信号から、及びステップ４３または４４で取得された第１のＭＲ信号から求めた空間的感度プロファイルから、ステップ４６において再構成される。

特許文献１は、急激な磁場変化による（コイル感度推定のための）校正（基準）スキャンにおける歪みの問題を解決している。この既知の取り組みは、校正スキャンに対して短エコー時間グラジエントエコータイプ収集（ｓｈｏｒｔ ｅｃｈｏ ｔｉｍｅ ｇｒａｄｉｅｎｔ ｅｃｈｏ ｔｙｐｅ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ）のタイプのスピンエコーを適用することにより、この問題を解決している。さらに、並行イメージングスキャンの位相エンコーディング方向は校正スキャンの位相エンコーディング方向と一致されている。非特許文献３は金属インプラント付近のパラレルイメージングに関する。

ＳＥＭＡＣ（Ｌｕ ｅｔ ａｌ， ＩＳＭＲＭ ２００８， ｐ． ８３８） ＭＡＶＲＩＣ（Ｋｏｃｈ ｅｔ ａｌ， ＩＳＭＲＭ ２００８， ｐ． １２５０） Ｗ．Ｃｈｅｎ ｅｔ ａｌ．，"Ｐａｒａｌｌｅｌ ＭＲＩ ｎｅａｒ ｍｅｔａｌｌｉｃ ｉｍｐｌａｎｔｓ，" ＩＳＭＲＭ−２００９ ａｂｓｔｒａｃｔ （ｐ．２７８３）

Claims (11)

1. ＭＲ装置の検査ボリューム内に配置された身体の少なくとも一部をＭＲ画像化する方法であって、
   − 前記身体の一部に第１のイメージングシーケンスのＲＦパルスと、切り替えられた磁場グラジエントとをかけるステップであって、第１のＭＲ信号は、検査ボリューム内に異なる空間的感度プロファイルを有する少なくとも２つのＲＦコイルを介して取得される、ステップと、
   − 取得された前記第１のＭＲ信号から前記少なくとも二つのＲＦコイルの空間的感度プロファイルを求めるステップと、
   − 前記身体の一部に第２のイメージングシーケンスのＲＦパルスと、切り替えられた磁場グラジエントとをかけるステップであって、第２のＭＲ信号はｋ空間のサブサンプリングによる前記少なくとも二つのＲＦコイルを介して並行収集することにより取得されるステップと、
   − 取得された前記第２のＭＲ信号と、前駆少なくとも二つのＲＦコイルの空間的感度プロファイルとにより、ＭＲ画像を再構成するステップと、
   前記第１のイメージングシーケンスのタイプ及び／又はパラメータは、身体に金属インプラントがあることに応じて自動的に選択される、方法。
2. 金属インプラントがあることは、ＭＲ装置のユーザのマニュアル入力により決定される、
   請求項１に記載の方法。
3. 金属インプラントがあることは、前記第２のイメージングシーケンスの設定タイプから推論される、請求項１に記載の方法。
4. 金属インプラントがあることは、前記身体の一部から取得されるＭＲスペクトルにより決定される、請求項１に記載の方法。
5. 前記第１のイメージングシーケンスのタイプの選択は、
   − 金属インプラントがないとき、グラジエントエコーシーケンスと、
   − 金属インプラントがあるとき、スピンエコーシーケンスまたは励起されたエコーシーケンスとの間で行われる、
   請求項１ないし４いずれか一項に記載の方法。
6. 前記第１のイメージングシーケンスは励起されたエコーシーケンスであり、
   ｉ） 準備期間に身体の一部に向けて放射される少なくとも二つの準備ＲＦパルスと、
   ｉｉ） 前記準備期間の時間的に後の収集期間中に前記身体の一部に向けて放射される一以上の読み出しＲＦパルスとを含み、
   − 前記少なくとも２つのＲＦコイルによるパラレル信号収集により、前記収集期間中に、一以上のＦＩＤ信号と一以上の励起されたエコー信号とを収集するステップと、
   − 収集されたＦＩＤ信号及び／又は励起され収集されたエコー信号から、前記少なくとも２つのＲＦコイルの空間的感度プロファイルを求めるステップとを有する、
   請求項５に記載の方法。
7. 前記第１のイメージングシーケンスは前記第１のＭＲ信号の収集中に駆動される視角傾斜磁場グラジエントを含むスピンエコーシーケンスである、請求項５に記載の方法。
8. 前記ＭＲ画像はＳＥＮＳＥまたはＳＭＡＳＨまたはＧＲＡＰＰＡアルゴリズムを用いて再構成される、請求項１ないし７いずれか一項に記載の方法。
9. 前記第２のイメージングシーケンスはマルチスペクトルイメージングシーケンスである、
   請求項１ないし８いずれか一項に記載の方法。
10. 検査ボリューム内に一様で一定の磁場を発生する少なくとも１つの主磁石コイルと、
    前記検査ボリューム内に異なる空間的方向で、切り替えられる磁場グラジエントを発生する複数のグラジエントコイルと、
    前記検査ボリューム内にＲＦパルスを発生する少なくとも１つのＲＦコイルと、
    前記検査ボリュームに配置された患者の少なくとも身体の一部からＭＲ信号を受信する、前記検査ボリューム内に異なる空間的感度プロファイルを有する、少なくとも２つのＲＦコイルと、
    ＲＦパルスと、切り替えられた磁場グラジエントとの時間的並びを制御する制御部と、
    受信したＭＲ信号からＭＲ画像を再構成する再構成部とを有するＭＲ装置であって、
    前記ＭＲ装置は、
    − 前記身体の一部に第１のイメージングシーケンスのＲＦパルスと、切り替えられた磁場グラジエントとをかけるステップであって、第１のＭＲ信号は、検査ボリューム内に異なる空間的感度プロファイルを有する少なくとも２つのＲＦコイルを介して取得される、ステップと、
    − 取得された前記第１のＭＲ信号から前記少なくとも二つのＲＦコイルの空間的感度プロファイルを求めるステップと、
    − 前記身体の一部に第２のイメージングシーケンスのＲＦパルスと、切り替えられた磁場グラジエントとをかけるステップであって、第２のＭＲ信号はｋ空間のサブサンプリングによる前記少なくとも二つのＲＦコイルを介してパラレル信号収集することにより取得されるステップと、
    − 取得された前記第２のＭＲ信号と、前駆少なくとも二つのＲＦコイルの空間的感度プロファイルとにより、ＭＲ画像を再構成するステップとを実行するように構成され、
    前記第１のイメージングシーケンスのタイプ及び／又はパラメータは、身体に金属インプラントがあることに応じて自動的に選択される、
    ＭＲ装置。
11. ＭＲ装置上で実行されるコンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムは、
    − 第１のシーケンスのＲＦパルスと、切り替えられる磁場グラジエントとを発生するステップであって、第１のＭＲ信号は、検査ボリューム内に異なる空間的感度プロファイルを有する少なくとも２つのＲＦコイルを介して取得される、ステップと、
    − 取得された前記第１のＭＲ信号から前記少なくとも二つのＲＦコイルの空間的感度プロファイルを求めるステップと、
    − 第２のシーケンスのＲＦパルスと、切り替えられる磁場グラジエントとを発生するステップであって、第２のＭＲ信号はｋ空間のサブサンプリングによる前記少なくとも二つのＲＦコイルを介してパラレル信号収集することにより取得されるステップと、
    − 取得された前記第２のＭＲ信号と、前駆少なくとも二つのＲＦコイルの空間的感度プロファイルとにより、ＭＲ画像を再構成するステップとを実行するように構成され、
    第１のイメージングシーケンスのタイプ及び／又はパラメータは、身体に金属インプラントがあることに応じて自動的に選択される、コンピュータプログラム。

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