JP2020506754A - 対象者の動き中の4次元磁気共鳴データの取得 - Google Patents
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Abstract
Description
結論として、様々な臨床タスクが容易になるか、又は解剖学的構造の4D−MRスキャンを必要とする。そのようなタスクについての例としては、
− 規則正しく動く器官(例えば、心臓)の可視化及び診断
− 統合された動き関係線量計算を用いた放射線療法プランニング
− 療法モニタリング(例えば、MR−Linac)、及び動き(状態)に応じた照射の制御がある。
− (例えば、ペンシルビームの場合と同様の)特定のナビゲータプランニングが、高解像度画像の場合と同じFOVが使用され得るとき、必要とされない。
− 多くの「スライス」にわたる投影が、雑音を低減する。
− 高速取得が可能(例えば、ナビゲータ画像ごとに25ms)
− 2Dナビゲータ画像情報が、よりロバストな動き状態分析を実装するために使用され得る。
104 磁石
106 磁石のボア
108 イメージングゾーン
109 イメージング関心領域
110 磁場勾配コイル
112 磁場勾配コイル電源
114 無線周波数コイル
116 トランシーバ
118 対象者
120 対象者支持体
122 ナビゲータ関心領域
124 x軸
126 y軸
128 z軸
130 呼吸ベルト
132 呼吸ベルトコントローラ
140 コンピュータシステム
142 ハードウェアインタフェース
144 プロセッサ
146 ユーザインタフェース
148 コンピュータメモリ
150 マシン実行可能命令
152 パルスシーケンスコマンド
154 後続のk空間部分
156 動き信号
158 バッファ
160 動き位相マッピング
162 4次元データセット
200 磁気共鳴イメージングシステム
300 繰り返しの動き位相を表す動き信号を受信する
302 パルスシーケンスコマンドを使用して初期k空間部分を取得する
304 第1の動作部分の各反復について動き信号と初期k空間部分とを一時的なバッファに記憶する
306 動き信号と繰り返しの動き位相との間の動き位相マッピングを少なくとも部分的に構成する
308 動き位相マッピングは完全であるか?
310 第1の動作部分
312 動き位相マッピングを使用して、一時的なバッファ中の第1の動作部分の各反復についての初期k空間部分を4次元磁気共鳴データセットに割り当てる
314 動き信号を受信する
316 動き信号と動き位相マッピングとを使用して、予測される次の動き位相を決定する
318 予測される次の動き位相を使用して4次元磁気共鳴データセットのk空間部分から後続のk空間部分を選択する
320 パルスシーケンスコマンドを使用して後続のk空間部分を取得する
322 動き信号を再受信する
324 再受信された動き信号と動き位相マッピングとを使用して現在の動き位相を決定する
326 現在の動き位相を使用して後続のk空間部分を4次元磁気共鳴データセットに割り当てる
328 4次元磁気共鳴データセットのすべてが取得されたか?
400 対象者の第1の繰り返しの動き位相
402 対象者の第2の繰り返しの動き位相
404 対象者の第3の繰り返しの動き位相
406 対象者の第4の繰り返しの動き位相
408 対象者の第5の繰り返しの動き位相
410 第1のk空間部分
412 第2のk空間部分
414 第3のk空間部分
416 第4のk空間部分
418 第5のk空間部分
420 第6のk空間部分
422 第7のk空間部分
424 第8のk空間部分
426 第9のk空間部分
428 第10のk空間部分
430 第11のk空間部分
432 第12のk空間部分
434 第13のk空間部分
436 第14のk空間部分
Claims (15)
- 磁気共鳴イメージングシステムであって、前記磁気共鳴イメージングシステムは、
マシン実行可能命令とパルスシーケンスコマンドとを記憶するためのメモリであって、前記パルスシーケンスコマンドが、イメージング関心領域から4次元磁気共鳴データセットを取得するためのものであり、前記4次元磁気共鳴データセットの前記取得が、少なくとも、対象者の繰り返しの動き位相によってインデックス付けされる3次元データ磁気共鳴データセットに分割され、前記3次元データ磁気共鳴データセットが、更に少なくともk空間部分に分割され、前記k空間部分によってインデックス付けされる、メモリと、
前記磁気共鳴イメージングシステムを制御するためのプロセッサと
を備え、前記マシン実行可能命令の実行が、前記プロセッサに、第1の動作部分中に、反復的に、
前記繰り返しの動き位相を表す動き信号を受信することと、
前記パルスシーケンスコマンドを使用して初期k空間部分を取得することであって、前記初期k空間部分が前記k空間部分から選択される、取得することと、
前記第1の動作部分の各反復について前記動き信号と前記初期k空間部分とをバッファに記憶することと、
前記動き信号と前記繰り返しの動き位相との間の動き位相マッピングを少なくとも部分的に構成することと、
前記動き位相マッピングが完了するまで、前記第1の動作部分を続けることと
を行わせ、
前記マシン実行可能命令の実行が、前記プロセッサに、前記動き位相マッピングを使用して、一時的なバッファ中の前記第1の動作部分の各反復についての前記初期k空間部分を前記4次元磁気共鳴データセットに割り当てることを行わせ、
前記マシン実行可能命令の実行は、前記プロセッサに、第2の動作部分中に、反復的に、
前記動き信号を受信することと、
前記動き信号と前記動き位相マッピングとを使用して、予測される次の動き位相を決定することと、
前記予測される次の動き位相を使用して前記4次元磁気共鳴データセットの前記k空間部分から後続のk空間部分を選択することと、
前記パルスシーケンスコマンドを使用して前記後続のk空間部分を取得することと、
前記動き信号を再受信することと、
再受信された前記動き信号と前記動き位相マッピングとを使用して現在の動き位相を決定することと、
前記現在の動き位相を使用して前記後続のk空間部分を前記4次元磁気共鳴データセットに割り当てることと、
各繰り返しの動き位相についての前記k空間部分が割り当てられるまで、前記第2の動作部分を繰り返すことであって、再受信された前記動き信号が、前記予測される次の動き位相を決定するために使用される、繰り返すことと
を行わせる、磁気共鳴イメージングシステム。 - 前記パルスシーケンスコマンドを使用してナビゲータ関心領域から2D磁気共鳴イメージングナビゲータデータを取得するように、前記パルスシーケンスコマンドが、前記磁気共鳴イメージングシステムを制御し、前記ナビゲータ関心領域が同じサイズであるか又は前記イメージング関心領域よりも大きく、前記ナビゲータ関心領域が前記イメージング関心領域を含み、前記繰り返しの動き位相を表す動き信号を受信することが、前記2D磁気共鳴イメージングナビゲータデータを使用して前記動き信号を少なくとも部分的に計算することを含む、請求項1に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
- 前記2D磁気共鳴イメージングナビゲータデータを使用して前記動き信号を計算することは、
前記2D磁気共鳴イメージングナビゲータデータを使用して2Dナビゲータ画像を再構成することと、
前記2Dナビゲータ画像を、前記第1の動作部分の他の反復のうちの別の反復からの少なくとも1つの他の2Dナビゲータ画像にレジストレーションすることによって、ナビゲータレジストレーションを計算することと、
前記ナビゲータレジストレーションを使用して少なくとも部分的に前記動き信号を計算することと
を含む、請求項1又は2に記載の磁気共鳴イメージングシステム。 - 前記磁気共鳴イメージングシステムがイメージングボリュームを備え、前記ナビゲータ関心領域が前記イメージングボリュームと等価である、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
- 前記ナビゲータ関心領域が2次元スパンを含み、前記ナビゲータ関心領域が前記2次元スパンに対して垂直な厚さを含み、前記2次元スパンが前記2次元スパンに対して垂直な厚さを含み、前記厚さが、30cm、35cm、及び40cmのいずれか1つよりも大きい、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
- 前記動き信号が、カメラデータ、1次元MRIナビゲータデータ、2次元MRIナビゲータデータ、呼吸モニタベルトデータ、及びペンシルナビゲータデータのいずれか1つを含む、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
- 前記現在の動き位相が、前記第2の動作部分の前の反復中に受信された前記動き信号データを使用して計算された軌道を使用して決定される、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
- 前記繰り返しの動き位相が呼吸位相を含む、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
- 前記k空間部分が、2次元スライスのためのk空間データ、2次元スライスのためのk空間データの一部分、及び3次元ボリュームのためのk空間データの一部分のいずれか1つである、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
- 前記第2の動作部分の各反復についての前記後続のk空間部分を前記4次元磁気共鳴データセットに割り当てることが、前記後続のk空間部分を前記4次元磁気共鳴データセットにコピーすることと、前記4次元磁気共鳴データセット中の既存のデータをもつ前記後続のk空間部分を平均化することと、前記4次元磁気共鳴データセット中の既存のデータを置き換えることと、前記後続のk空間部分を無視することとのいずれか1つを含む、請求項1乃至9のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
- 前記動き位相マッピングを使用して前記一時的なバッファ中の前記第1の動作部分の各反復についての前記初期k空間部分を前記4次元磁気共鳴データセットに割り当てることが、前記初期k空間部分を前記4次元磁気共鳴データセットにコピーすることと、前記4次元磁気共鳴データセット中の既存のデータをもつ前記初期k空間部分を平均化することと、前記4次元磁気共鳴データセット中の既存のデータを置き換えることと、前記初期k空間部分を無視することとのいずれか1つを含む、請求項1乃至10のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
- 前記初期k空間部分が所定のシーケンスに従って選択されるか、又は、前記k空間部分がランダムに選択される、請求項1乃至11のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
- 磁気共鳴イメージングシステムを制御するプロセッサによる実行のためのマシン実行可能命令を備えるコンピュータプログラムであって、前記マシン実行可能命令の実行は、前記プロセッサに、第1の動作部分中に、反復的に、
対象者の繰り返しの動き位相を表す動き信号を受信することと、
前記磁気共鳴イメージングシステムを制御するためにパルスシーケンスコマンドを使用して初期k空間部分を取得することであって、前記パルスシーケンスコマンドが、イメージング関心領域から4次元磁気共鳴データセットを取得するためのものであり、前記4次元磁気共鳴データセットの取得が、少なくとも、前記対象者の繰り返しの動き位相によってインデックス付けされる3次元データ磁気共鳴データセットに分割され、前記3次元データ磁気共鳴データセットが、更に少なくともk空間部分に分割され、前記k空間部分によってインデックス付けされ、前記初期k空間部分が前記k空間部分から選択される、取得することと、
前記第1の動作部分の各反復について前記動き信号と前記初期k空間部分とをバッファに記憶することと、
前記動き信号と前記繰り返しの動き位相との間の動き位相マッピングを少なくとも部分的に構成することと、
前記動き位相マッピングが完了するまで、前記第1の動作部分を続けることと
を行わせ、
前記マシン実行可能命令の実行が、更に、前記プロセッサに、前記動き位相マッピングを使用して、一時的なバッファ中の前記第1の動作部分の各反復についての前記初期k空間部分を前記4次元磁気共鳴データセットに割り当てることを行わせ、
前記マシン実行可能命令の実行は、更に、前記プロセッサに、第2の動作部分中に、反復的に、
前記動き信号を受信することと、
前記動き信号と前記動き位相マッピングとを使用して、すなわち、動きモデルを使用して、予測される次の動き位相を決定することと、
前記予測される次の動き位相を使用して前記4次元磁気共鳴データセットの前記k空間部分から後続のk空間部分を選択することと、
前記パルスシーケンスコマンドを使用して前記後続のk空間部分を取得することと、
前記動き信号を再受信することと、
再受信された前記動き信号と前記動き位相マッピングとを使用して現在の動き位相を決定することと、
前記現在の動き位相を使用して前記後続のk空間部分を前記4次元磁気共鳴データセットに割り当てることと、
各繰り返しの動き位相についての前記k空間部分が割り当てられるまで、前記第2の動作部分を繰り返すことであって、再受信された前記動き信号が、前記予測される次の動き位相を決定するために使用される、繰り返すことと
を行わせる、コンピュータプログラム。 - 磁気共鳴イメージングシステムを動作させるための方法であって、前記方法は、第1の動作部分中に、反復的に、
対象者の繰り返しの動き位相を表す動き信号を受信するステップと、
前記磁気共鳴イメージングシステムを制御するためにパルスシーケンスコマンドを使用して初期k空間部分を取得するステップであって、前記パルスシーケンスコマンドが、イメージング関心領域から4次元磁気共鳴データセットを取得するためのものであり、前記4次元磁気共鳴データセットの取得が、少なくとも、前記対象者の繰り返しの動き位相によってインデックス付けされる3次元データ磁気共鳴データセットに分割され、3次元データ磁気共鳴データが、更に少なくともk空間部分に分割され、前記k空間部分によってインデックス付けされ、前記初期k空間部分が前記k空間部分から選択される、取得するステップと、
前記第1の動作部分の各反復について前記動き信号と前記初期k空間部分とをバッファに記憶するステップと、
前記動き信号と前記繰り返しの動き位相との間の動き位相マッピングを少なくとも部分的に構成するステップと、
前記動き位相マッピングが完了するまで、前記第1の動作部分を続けるステップと
を有し、
前記方法が、更に、前記動き位相マッピングを使用して、一時的なバッファ中の前記第1の動作部分の各反復についての前記初期k空間部分を前記4次元磁気共鳴データセットに割り当てるステップを有し、
前記方法は、更に、第2の動作部分中に、反復的に
前記動き信号を受信するステップと、
前記動き信号と前記動き位相マッピングとを使用して、予測される次の動き位相を決定するステップと、
前記予測される次の動き位相を使用して前記4次元磁気共鳴データセットの前記k空間部分から後続のk空間部分を選択するステップと、
前記パルスシーケンスコマンドを使用して前記後続のk空間部分を取得するステップと、
前記動き信号を再受信するステップと、
再受信された前記動き信号と前記動き位相マッピングとを使用して現在の動き位相を決定するステップと、
前記現在の動き位相を使用して前記後続のk空間部分を前記4次元磁気共鳴データセットに割り当てるステップと、
各繰り返しの動き位相についての前記k空間部分が割り当てられるまで、前記第2の動作部分を繰り返すステップであって、再受信された前記動き信号が、前記予測される次の動き位相を決定するために使用される、繰り返すステップと
を有する、方法。 - 磁気共鳴イメージングシステムであって、前記磁気共鳴イメージングシステムは、
マシン実行可能命令とパルスシーケンスコマンドとを記憶するためのメモリであって、前記パルスシーケンスコマンドが、イメージング関心領域からイメージング磁気共鳴データを取得するためのものであり、前記パルスシーケンスコマンドが、更に、前記パルスシーケンスコマンドを使用してナビゲータ関心領域から2D磁気共鳴イメージングナビゲータデータを取得するように前記磁気共鳴イメージングシステムを制御し、前記ナビゲータ関心領域が同じサイズであるか又は前記イメージング関心領域よりも大きく、前記ナビゲータ関心領域が前記イメージング関心領域を含む、メモリと、
前記磁気共鳴イメージングシステムを制御するためのプロセッサと
を備え、前記マシン実行可能命令の実行が、前記プロセッサに、反復的に、
前記パルスシーケンスコマンドにより前記磁気共鳴イメージングシステムを制御することによって、前記2D磁気共鳴イメージングナビゲータデータと前記イメージング磁気共鳴データとを取得することと、
前記2D磁気共鳴イメージングナビゲータデータを使用して2Dナビゲータ画像を再構成することと、
前記2Dナビゲータ画像を、前の反復からの少なくとも1つの他の2Dナビゲータ画像にレジストレーションすることによって、ナビゲータレジストレーションを計算することと、
前記ナビゲータレジストレーションを使用して少なくとも部分的に動き信号を計算することと、
前記動き信号を前記イメージング磁気共鳴データに割り当てることと
を行わせる、磁気共鳴イメージングシステム。
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