JP2021510568A

JP2021510568A - デュアル分解能Ｄｉｘｏｎ磁気共鳴イメージング

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Abstract

本発明は磁気共鳴イメージングシステム１００を提供する。機械実行可能命令１４０は、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、２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データおよび１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データを取得するためにパルスシーケンスコマンドを用いて磁気共鳴イメージングシステムを制御させ（２００）、２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データを使用して第１の分解能磁場不均一性マップ１４８を計算させ（２０２）、第１の分解能磁気不均一性マップを第２の分解能まで補間することにより、第２の分解能磁場不均一性マップ１５４を計算させ（２０４）、１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングデータおよび第２の分解能磁場不均一性マップを使用して、第２の分解能水画像１５６および第２の分解能脂肪画像１５８を計算させる（２０６）。第１の分解能は第２の分解能よりも低い。

Description

本発明は磁気共鳴イメージングに関し、特に、Ｄｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングに関する。

磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）スキャナでは、患者の体内画像を生成するための手順の一部として原子の核スピンを整列させるために、大きな静磁場が使用される。この大きな静磁場をＢ０磁場と呼ぶ。

ＭＲＩスキャン中に、送信コイルによって生成された無線周波数（ＲＦ）パルスが局所磁場に摂動を引き起こし、核スピンによって放出されたＲＦ信号が受信コイルによって検出される。これらのＲＦ信号は、ＭＲＩ画像を構築するために使用される。これらのコイルは、アンテナと呼ぶこともできる。さらに、送信コイルおよび受信コイルは、両方の機能を実行する単一の送受信コイルに統合され得る。送受信コイルという用語の使用は、別個の送信コイルおよび受信コイルを使用するシステムも指すことを理解されたい。送信されるＲＦ場はＢ１磁場と呼ばれる。

ＭＲＩスキャナは、スライスまたはボリュームの画像を構築することができる。スライスは、１つのボクセルの厚さしか有さない薄いボリュームである。ボクセルは、その全体にかけてＭＲＩ信号が平均化された小さなボリュームであり、ＭＲＩ画像の解像度を表す。本明細書では、ボクセルはピクセルとも呼ばれ得る。

磁気共鳴イメージングのＤｉｘｏｎ法は、水および脂質（脂肪）の別々の画像を作成するための技術群を含む。限定されないが、２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ法、３−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ法、および６−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ法等の様々なＤｉｘｏｎ技術が、本明細書ではまとめてＤｉｘｏｎ技術または法と呼ばれる。水の信号と脂肪の信号の交換を防ぐために、水の画像および脂肪の画像の再構成は、主にＢ０不均一性に起因する位相誤差の正確な決定に依拠する。

Ｙｕらによるジャーナル記事“ＳｉｎｇｌｅＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎＷａｔｅｒ−ＦａｔＳｅｐａｒａｔｉｏｎ：ＦｅａｓｉｂｉｌｉｔｙＳｔｕｄｙｆｏｒＤｙｎａｍｉｃＩｍａｇｉｎｇ”、ＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｓｏｎａｎｃｅｉｎＭｅｄｉｃｉｎｅ５５：４１３〜４２２（２００６）は、Ｂ０不均一性の事前知識を前提とするシングルエコーＤｉｘｏｎ法を開示している。

本発明は、独立請求項において磁気共鳴イメージングシステム、コンピュータプログラム製品、および方法を提供する。従属請求項には実施形態が記載されている。

グラディエントエコーＤｉｘｏｎイメージングは通常、スキャン時間、空間分解能、エコー時間、および受信機帯域幅制約を理由として、高音圧レベルに関連付けられる。

実施形態は、より低い分解能（第１の分解能）の２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングプロトコルをより高い分解能（第２の分解能）の１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングプロトコルと融合させることによって生成される音響ノイズの量を低減し得る。２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングプロトコルを使用して、第１の分解能磁場不均一性マップが決定される。そして、第１の分解能磁場不均一性マップは第２の分解能まで補間され、第２の分解能磁場不均一性マップが作成される。そして、第２の分解能磁場不均一性マップは、１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングプロトコルの使用を可能にする。

一側面では、本発明は、機械実行可能命令およびパルスシーケンスコマンドを記憶するためのメモリを含む磁気共鳴イメージングシステムを提供する。本明細書で使用されるパルスシーケンスコマンドとの用語は、磁気共鳴イメージングデータを取得するために磁気共鳴イメージングシステムを制御する上で使用され得るコマンド、またはかかるコマンドに変換され得るデータを包含する。例えば、パルスシーケンスコマンドは、磁気共鳴イメージングシステムの様々なコンポーネントによって様々なアクションがいつ実行されるかを示すタイミングチャートの形態を取り得る。パルスシーケンスコマンドは、関心領域から２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングプロトコルに従って２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データを取得するように構成される。パルスシーケンスコマンドは、関心領域から１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングプロトコルに従って１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データを取得するように構成される。２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングプロトコルは、中央ｋ空間領域から２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データをサンプリングするように構成される。

１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングプロトコルは、拡張ｋ空間領域および中央ｋ空間領域から１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データをサンプリングするように構成される。場合によっては、いくつかの特定のデータ点は１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データおよび２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データの両方に属し得る。

拡張ｋ空間領域は中央ｋ空間領域よりも大きい。拡張ｋ空間領域と中央ｋ空間領域との組み合わせが、サンプリングされる完全なｋ空間として見なされ得る。拡張ｋ空間領域は中央ｋ空間領域を少なくとも部分的に包囲する。２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングプロトコルは、第１の分解能で関心領域の画像を生成するように構成される。１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングプロトコルは、第２の分解能で関心領域の画像を生成するように構成される。第２の分解能は第１の分解能よりも高い。

磁気共鳴イメージングシステムは、該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をさらに備える。機械実行可能命令の実行により、プロセッサは、パルスシーケンスコマンドを用いて磁気共鳴イメージングシステムを制御し、２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データおよび１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データを取得する。機械実行可能命令の実行により、プロセッサはさらに、２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データを使用して第１の磁場不均一性マップを計算する。機械実行可能命令の実行により、プロセッサはさらに、第１の分解能磁場不均一性マップを第２の分解能まで補間することによって、第２の分解能磁場不均一性マップを計算する。機械実行可能命令の実行により、プロセッサはさらに、１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データおよび第２の分解能磁場不均一性マップを使用して、第２の分解能水画像および第２の分解能脂肪画像を計算する。

より低い分解能で２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データを取得することにより、第２の分解能で２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データを取得する場合と比較して、２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データの取得時に発生する音響ノイズの量を減らす効果が得られることから、本実施形態は有益であり得る。２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングプロトコルを実行することの利点は、より高い信頼性で磁場不均一性マップを決定できることである。したがって、この実施形態では、２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングプロトコルがより低い分解能で実行され、ノイズを下げつつ、第１の分解能で磁場不均一性マップが取得される。次に、これが補間され、１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データを処理するための入力として使用される。第２の磁場不均一性マップの使用は、ボクセルが主に水または脂肪を含むものとして誤って識別される可能性を低減する。

他の実施形態では、パルスシーケンスコマンドは、双極デュアルエコーパルスシーケンスを使用して、中央ｋ空間領域から２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データをサンプリングするように構成される。第１のエコーは、第１の極性を有する第１の読み出し勾配ローブで生成され、第２のエコーは、第２の極性を有する第２の読み出し勾配ローブで生成される。

他の実施形態では、第１の読み出し勾配ローブは第１の振幅および第１の持続時間を有する。第２の読み出し勾配ローブは第２の振幅および第２の持続時間を有する。第１の持続時間と第１の振幅との積は、第２の持続時間と第２の振幅との積よりも小さい。この実施形態は、第１の分解能を第２の分解能よりも低くするという効果を有する。これは、例えば、磁気共鳴データの取得時に生成されるノイズの量を低減し得るため、有益であり得る。

本明細書で使用される「第１の読み出し勾配ローブ」および「第２の読み出し勾配ローブ」という用語は、特定の読み出し勾配ローブのラベルである。実装形態に応じて、「第１の読み出し勾配ローブ」は「第２の読み出し勾配ローブ」の前または後に実行され得る。

他の実施形態では、第１の振幅および第２の振幅は同じである。これにより勾配振幅の最小化が可能となり、よって、音響ノイズの発生が低減され得るので、有益であり得る。

他の実施形態では、例えば、第１の振幅および第２の振幅は等しい。

他の実施形態では、第１の振幅は第２の振幅よりも小さい。これは、２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データの取得中に生成される音響ノイズの量を低減し得るため、有益であり得る。

他の実施形態では、第１の持続時間と第１の振幅とＸとの積は、第２の持続時間と第２の振幅との積以下であり、ここで、Ｘは１．５、２、２．５、３、４、および５のうちのいずれか１つの値を有する数値である。

他の実施形態では、第１の読み出し勾配ローブは第１の振幅および第１の持続時間を有する。第２の読み出し勾配ローブは第２の振幅および第２の持続時間を有する。第１の持続時間と第１の振幅と２との積は、第２の持続時間と第２の振幅との積に等しい。この実施形態の利点は上記の通りである。

他の実施形態では、パルスシーケンスコマンドはさらに、第２のエコーを非対称的にサンプリングするように構成される。これは同様に、音響ノイズの量を減らすという利益を有し得る。

他の実施形態では、第２の分解能は、読み出し方向および／または位相エンコード方向において、第１の分解能の２倍である。この実施形態は、磁気共鳴データの取得中に生成される音響ノイズの量を低減し得るため、有益であり得る。

他の実施形態では、パルスシーケンスコマンドはさらに、双極デュアルエコーパルスシーケンスを使用して、中央ｋ空間領域および拡張ｋ空間領域から１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データをサンプリングするように構成される。この実施形態では、双極デュアルエコーパルスシーケンスを使用して全ての磁気共鳴データが取得される。これは同様に、生成される音響ノイズの量を減らすという利益を有し得る。

他の実施形態では、パルスシーケンスコマンドは、双極デュアルエコーパルスシーケンスの第２のエコーから１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データを取得するように構成される。例えば、第１のエコーおよび第２のエコーの両方から取得されたデータは２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴プロトコルのために使用され、第２のエコーのみから取得されたデータは、１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングプロトコルの入力として使用され得る。

他の実施形態では、パルスシーケンスコマンドは、単極シングルエコーパルスシーケンスを使用して、拡張ｋ空間領域から１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データを部分的にサンプリングするように構成される。パルスシーケンスコマンドはさらに、双極デュアルエコーパルスシーケンスを使用して、中央ｋ空間領域から１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データをサンプリングし、かつ拡張ｋ空間領域を部分的にサンプリングするように構成される。この例では、単極シングルエコーパルスシーケンスとデュアルエコーパルスシーケンスとの組み合わせを使用して磁気共鳴データが取得される。これにより、双極デュアルエコーパルスシーケンスのみを使用する場合よりも完全なｋ空間のサンプリングが可能となり得る。結果として、画質が向上し得る。

他の実施形態では、例えば、第１の振幅および第２の振幅は同じであり得る。その場合、ノイズを減らすように第１の振幅の値が選択され得る。

他の実施形態では、第１の持続時間と第１の振幅とＸとの積は、第２の持続時間と第２の振幅との積以下である。Ｘは１．５、２、２．５、３、４、および５のうちのいずれか１つの値を有する数である。

他の実施形態では、第１の読み出し勾配ローブは第１の振幅および第１の持続時間を有する。第２の読み出し勾配ローブは第２の振幅および第２の持続時間を有する。２と第１の持続時間と第１の振幅との積は、第２の持続時間と第２の振幅との積に等しい。この実施形態の利点は上記の通りである。

他の実施形態では、単極シングルエコーパルスシーケンスは、第３の振幅および第３の持続時間を有する第３の読み出し勾配ローブを有する。第３の持続時間と第３の振幅との積は、第２の持続時間と第２の振幅との積よりも大きい。この例では、単極シングルエコーパルスシーケンスを使用して、双極デュアルエコーパルスシーケンスによってサンプリングされなかったｋ空間の領域がサンプリングされる。双極デュアルエコーパルスシーケンスが使用されるとき、中央ｋ空間領域に隣接する拡張されたｋ空間領域の一部はサンプリングされない。この実施形態は、中央ｋ空間領域から完全に外れているｋ空間のラインをサンプリングするために使用されてもよい。１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎプロトコルの場合と同じ分解能でのｋ空間のサンプリングが提供される。

他の実施形態では、第３の振幅は第２の振幅以下である。

他の実施形態では、単極シングルエコーパルスシーケンスは、第３の振幅および第３の持続時間を有する第３の読み出し勾配ローブを有する。第３の持続時間と第３の振幅との積は、第２の持続時間と第２の振幅と１．５との積に等しい。この例では、単極シングルエコーパルスシーケンスを使用して、双極デュアルエコーパルスシーケンスによってサンプリングされなかったｋ空間の領域がサンプリングされる。双極デュアルエコーパルスシーケンスが使用されるとき、中央ｋ空間領域に隣接する拡張されたｋ空間領域の一部はサンプリングされない。この実施形態は、中央ｋ空間領域から完全に外れているｋ空間のラインをサンプリングするために使用されてもよい。１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎプロトコルの場合と同じ分解能でのｋ空間のサンプリングが提供される。

他の実施形態では、第３の振幅および第２の振幅は同じである。これにより、勾配パルスの振幅が最小化され、よって、音響ノイズの発生が低減され得るため、有益であり得る。

他の実施形態では、双極デュアルエコーパルスシーケンスおよび単極シングルエコーパルスシーケンスは同一の繰り返し時間およびフリップ角を有する。同じ反復時間およびフリップ角を使用することにより、２つのパルスシーケンスから取得されたデータが結合可能となり、画像のコントラストおよび他の品質が同じになるので、この実施形態は有益であり得る。

他の実施形態では、パルスシーケンスコマンドは、時間的にインターリーブされた２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングデータおよび１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングデータを取得するように構成される。例えば、双極デュアルエコーパルスシーケンスは中央ｋ空間領域のみをサンプリングするために使用され、単極シングルエコーパルスシーケンスは拡張ｋ空間領域および中央ｋ空間領域の両方を含む完全なｋ空間をサンプリングするために使用され得る。そして、これらの２つのシーケンスはインターリーブされ得る。この場合、双極デュアルエコーパルスシーケンスおよび単極シングルエコーパルスシーケンスは同一の繰り返し時間およびフリップ角を有し得るが、厳密に必須というわけではない。

他の実施形態では、第２の分解能水画像および第２の分解能脂肪画像の計算は、少なくとも部分的に２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングデータを使用して計算される。このようにして、２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングデータは、磁場不均一性マップを計算するためだけでなく、例えば、取得される水画像および脂肪画像の信号対雑音比を改善するためにも使用される。

他の側面では、本発明は、磁気共鳴イメージングシステムの動作方法を提供する。方法は、パルスシーケンスコマンドを用いて磁気共鳴イメージングシステムを制御して、２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データおよび１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データを取得するステップを含む。パルスシーケンスコマンドは、関心領域から２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングプロトコルに従って２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データを取得するように構成される。パルスシーケンスコマンドは、関心領域から１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングプロトコルに従って１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データを取得するように構成される。２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングプロトコルは、中央ｋ空間領域から２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データをサンプリングするように構成される。

１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングプロトコルは、拡張ｋ空間領域から１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データをサンプリングするように構成される。拡張ｋ空間領域は中央ｋ空間領域よりも大きい。拡張ｋ空間領域は中央ｋ空間領域を少なくとも部分的に包囲する。２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングプロトコルは、第１の分解能で関心領域の画像を生成するように構成される。１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングプロトコルは、第２の分解能で関心領域の画像を生成するように構成される。第２の分解能は第１の分解能よりも高い。方法はさらに、２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データを使用して第１の磁場不均一性マップを計算するステップを含む。方法はさらに、第１の分解能磁場不均一性マップを第２の分解能まで補間することによって、第２の分解能磁場不均一性マップを計算するステップを含む。方法はさらに、１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングデータおよび第２の分解能磁場不均一性マップを使用して、第２の分解能水画像および第２の分解能脂肪画像を計算するステップを含む。この実施形態の利点は上記の通りである。

他の側面では、本発明は、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って実行される機械実行可能命令を含むコンピュータプログラム製品を提供する。機械実行可能命令の実行により、プロセッサは、パルスシーケンスコマンドを用いて磁気共鳴イメージングシステムを制御し、２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データおよび１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データを取得する。パルスシーケンスコマンドは、関心領域から２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングプロトコルに従って２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データを取得するように構成される。パルスシーケンスコマンドは、関心領域から１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングプロトコルに従って１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データを取得するように構成される。

２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングプロトコルは、中央ｋ空間領域から２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データをサンプリングするように構成される。１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングプロトコルは、拡張ｋ空間領域から１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データをサンプリングするように構成される。拡張ｋ空間領域は中央ｋ空間領域よりも大きい。拡張ｋ空間領域は中央ｋ空間領域を少なくとも部分的に包囲する。２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングプロトコルは、第１の分解能で関心領域の画像を生成するように構成される。１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングプロトコルは、第２の分解能で関心領域の画像を生成するように構成される。第２の分解能は第１の分解能よりも高い。

機械実行可能命令の実行により、プロセッサはさらに、２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データを使用して第１の分解能磁場不均一性マップを計算する。機械実行可能命令の実行により、プロセッサはさらに、第１の分解能磁場不均一性マップを第２の分解能まで補間することによって、第２の分解能磁場不均一性マップを計算する。機械実行可能命令の実行により、プロセッサはさらに、１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データおよび第２の分解能磁場不均一性マップを使用して、第２の分解能水画像および第２の分解能脂肪画像を計算する。この実施形態の利点は上記の通りである。

本発明の上述の実施形態のうちの１つ又は複数は、組み合わせられた実施形態が相互排他的でない限り、組み合わせられることを理解されたい。

当業者には理解されるように、本発明の態様は、装置、方法又はコンピュータプログラムプロダクトとして具体化され得る。従って、本発明の態様は、全面的にハードウェア実施形態、全面的にソフトウェア実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコード等を含む）又は本明細書において全て一般的に「回路」、「モジュール」若しくは「システム」と称され得るソフトウェア及びハードウェア態様を組み合わせた実施形態の形態をとり得る。更に、本発明の態様は、コンピュータ可読媒体上で具現化されたコンピュータ実行可能コードを有する１つ又は複数のコンピュータ可読媒体において具体化されたコンピュータプログラムプロダクトの形態をとり得る。

１つ又は複数のコンピュータ可読媒体の任意の組み合わせが利用されてもよい。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読信号媒体又はコンピュータ可読ストレージ媒体でもよい。本明細書で使用される「コンピュータ可読ストレージ媒体」は、コンピューティングデバイスのプロセッサによって実行可能な命令を保存することができる任意の有形ストレージ媒体を包含する。コンピュータ可読ストレージ媒体は、コンピュータ可読非一時的ストレージ媒体と称される場合もある。コンピュータ可読ストレージ媒体はまた、有形コンピュータ可読媒体と称される場合もある。一部の実施形態では、コンピュータ可読ストレージ媒体はまた、コンピューティングデバイスのプロセッサによってアクセスされることが可能なデータを保存可能であってもよい。コンピュータ可読ストレージ媒体の例は、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気ハードディスクドライブ、半導体ハードディスク、フラッシュメモリ、ＵＳＢサムドライブ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、光ディスク、磁気光学ディスク、及びプロセッサのレジスタファイルを含むが、これらに限定されない。光ディスクの例は、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＷ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、又はＤＶＤ−Ｒディスクといったコンパクトディスク（ＣＤ）及びデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）を含む。コンピュータ可読ストレージ媒体という用語は、ネットワーク又は通信リンクを介してコンピュータデバイスによってアクセスされることが可能な様々な種類の記録媒体も指す。例えば、データは、モデムによって、インターネットによって、又はローカルエリアネットワークによって読み出されてもよい。コンピュータ可読媒体上で具現化されたコンピュータ実行可能コードは、限定されることはないが、無線、有線、光ファイバケーブル、ＲＦ等を含む任意の適切な媒体、又は上記の任意の適切な組み合わせを用いて送信されてもよい。

コンピュータ可読信号媒体は、例えばベースバンドにおいて又は搬送波の一部として内部で具体化されたコンピュータ実行可能コードを備えた伝搬データ信号を含んでもよい。このような伝搬信号は、限定されることはないが電磁気、光学的、又はそれらの任意の適切な組み合わせを含む様々な形態の何れかをとり得る。コンピュータ可読信号媒体は、コンピュータ可読ストレージ媒体ではない及び命令実行システム、装置、若しくはデバイスによって又はそれと関連して使用するためのプログラムを通信、伝搬、若しくは輸送できる任意のコンピュータ可読媒体でもよい。

「コンピュータメモリ」または「メモリ」は、コンピュータ可読記憶媒体の一例である。コンピュータメモリは、プロセッサが直接アクセス可能な任意のメモリである。「コンピュータストレージ」または「ストレージ」は、コンピュータ可読記憶媒体の他の例である。コンピュータストレージは、任意の不揮発性のコンピュータ可読記憶媒体である。一部の実施形態では、コンピュータストレージはコンピュータメモリでもあり、その逆で可能である。

本明細書で使用される「プロセッサ」は、プログラム、マシン実行可能命令、又はコンピュータ実行可能コードを実行可能な電子コンポーネントを包含する。「プロセッサ」を含むコンピューティングデバイスへの言及は、場合により、２つ以上のプロセッサ又は処理コアを含むと解釈されるべきである。プロセッサは、例えば、マルチコアプロセッサである。プロセッサは、また、単一のコンピュータシステム内の、又は複数のコンピュータシステムの中へ分配されたプロセッサの集合体も指す。コンピュータデバイスとの用語は、各々が一つ又は複数のプロセッサを有するコンピュータデバイスの集合体又はネットワークを指してもよいと理解されるべきである。コンピュータ実行可能コードは、同一のコンピュータデバイス内の、又は複数のコンピュータデバイス間に分配された複数のプロセッサによって実行される。

コンピュータ実行可能コードは、本発明の態様をプロセッサに行わせるマシン実行可能命令又はプログラムを含んでもよい。本発明の態様に関する動作を実施するためのコンピュータ実行可能コードは、Java（登録商標）、Smalltalk（登録商標）、又はC++等のオブジェクト指向プログラミング言語及びＣプログラミング言語又は類似のプログラミング言語等の従来の手続きプログラミング言語を含む１つ又は複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで書かれてもよい及びマシン実行可能命令にコンパイルされてもよい。場合によっては、コンピュータ実行可能コードは、高水準言語の形態又は事前コンパイル形態でもよい及び臨機応変にマシン実行可能命令を生成するインタプリタと共に使用されてもよい。

コンピュータ実行可能コードは、完全にユーザのコンピュータ上で、部分的にユーザのコンピュータ上で、スタンドアローンソフトウェアパッケージとして、部分的にユーザのコンピュータ上で及び部分的にリモートコンピュータ上で、又は完全にリモートコンピュータ若しくはサーバ上で実行することができる。後者の場合、リモートコンピュータは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）若しくは広域ネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意の種類のネットワークを通してユーザのコンピュータに接続されてもよい、又はこの接続は外部コンピュータに対して（例えば、インターネットサービスプロバイダを使用したインターネットを通して）行われてもよい。

本発明の態様は、本発明の実施形態による方法、装置（システム）及びコンピュータプログラムプロダクトのフローチャート、図及び／又はブロック図を参照して説明される。フローチャート、図、及び／又はブロック図の各ブロック又は複数のブロックの一部は、適用できる場合、コンピュータ実行可能コードの形態のコンピュータプログラム命令によって実施され得ることが理解されよう。相互排他的でなければ、異なるフローチャート、図、及び／又はブロック図におけるブロックの組み合わせが組み合わせられてもよいことが更に理解される。これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ又は他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサを介して実行する命令がフローチャート及び／又はブロック図の１つ又は複数のブロックにおいて指定された機能／行為を実施するための手段を生じさせるようにマシンを作るために、汎用コンピュータ、特定用途コンピュータ、又は他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサへと提供されてもよい。

これらのコンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ可読媒体に保存された命令がフローチャート及び／又はブロック図の１つ又は複数のブロックにおいて指定された機能／行為を実施する命令を含む製品を作るように、コンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置、又は他のデバイスにある特定の方法で機能するように命令することができるコンピュータ可読媒体に保存されてもよい。

コンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ又は他のプログラム可能装置上で実行する命令がフローチャート及び／又はブロック図の１つ又は複数のブロックにおいて指定された機能／行為を実施するためのプロセスを提供するように、一連の動作ステップがコンピュータ、他のプログラム可能装置又は他のデバイス上で行われるようにすることにより、コンピュータ実施プロセスを生じさせるために、コンピュータ、他のプログラム可能データ処理装置、又は他のデバイス上にロードされてもよい。

本明細書で使用される「ユーザインタフェース」は、ユーザ又はオペレータがコンピュータ又はコンピュータシステムとインタラクトすることを可能にするインタフェースである。「ユーザインタフェース」は、「ヒューマンインタフェースデバイス」と称される場合もある。ユーザインタフェースは、情報若しくはデータをオペレータに提供することができる及び／又は情報若しくはデータをオペレータから受信することができる。ユーザインタフェースは、オペレータからの入力がコンピュータによって受信されることを可能にしてもよい及びコンピュータからユーザへ出力を提供してもよい。つまり、ユーザインタフェースはオペレータがコンピュータを制御する又は操作することを可能にしてもよい、及びインタフェースはコンピュータがオペレータの制御又は操作の結果を示すことを可能にしてもよい。ディスプレイ又はグラフィカルユーザインタフェース上のデータ又は情報の表示は、情報をオペレータに提供する一例である。キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッド、指示棒、グラフィックタブレット、ジョイスティック、ゲームパッド、ウェブコム、ヘッドセット、ペダル、有線グローブ、リモコン、及び加速度計を介したデータの受信は、オペレータから情報又はデータの受信を可能にするユーザインタフェース要素の全例である。

本明細書で使用される「ハードウェアインタフェース」は、コンピュータシステムのプロセッサが外部コンピューティングデバイス及び／又は装置とインタラクトする及び／又はそれを制御することを可能にするインタフェースを包含する。ハードウェアインタフェースは、プロセッサが外部コンピューティングデバイス及び／又は装置へ制御信号又は命令を送ることを可能にしてもよい。ハードウェアインタフェースはまた、プロセッサが外部コンピューティングデバイス及び／又は装置とデータを交換することを可能にしてもよい。ハードウェアインタフェースの例は、ユニバーサルシリアルバス、ＩＥＥＥ１３９４ポート、パラレルポート、ＩＥＥＥ１２８４ポート、シリアルポート、ＲＳ−２３２ポート、ＩＥＥＥ４８８ポート、ブルートゥース（登録商標）接続、無線ＬＡＮ接続、ＴＣＰ／ＩＰ接続、イーサネット（登録商標）接続、制御電圧インタフェース、ＭＩＤＩインタフェース、アナログ入力インタフェース、及びデジタル入力インタフェースを含むが、これらに限定されない。

本明細書で使用される「ディスプレイ」又は「ディスプレイデバイス」は、画像又はデータを表示するために構成された出力デバイス又はユーザインタフェースを包含する。ディスプレイは、視覚、音声、及び／又は触覚データを出力してもよい。ディスプレイの例は、コンピュータモニタ、テレビスクリーン、タッチスクリーン、触覚電子ディスプレイ、点字スクリーン、陰極線管（ＣＲＴ）、蓄積管、双安定ディスプレイ、電子ペーパー、ベクターディスプレイ、平面パネルディスプレイ、真空蛍光ディスプレイ（ＶＦ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、エレクトロルミネッ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、及びヘッドマウントディスプレイを含むが、これらに限定されない。

本明細書において、磁気共鳴（ＭＲ）データは、磁気共鳴イメージングスキャン中に磁気共鳴装置のアンテナを使用して原子スピンによって放たれる無線周波数信号の測定記録として定義される。本明細書において、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）画像またはＭＲ画像は、磁気共鳴イメージングデータ内に含まれる解剖学的データの再構成された２次元または３次元の視覚化として定義される。この視覚化は、コンピュータを用いて実行され得る。

以下、本発明の単なる例に過ぎない好ましい実施形態について、以下の図面を参照しながら説明する。

図１は、磁気共鳴イメージングシステムの例を示す。図２は、請求項１の磁気共鳴イメージングシステムの動作方法を示すフローチャートを示す。図３はパルスシーケンスの例を示す。図４は、ｋ空間内のサンプリングパターンの例を示す。図５はパルスシーケンスのさらなる例を示す。図６は、ｋ空間内のサンプリングパターンのさらなる例を示す。図７はパルスシーケンスのさらなる例を示す。図８は、ｋ空間内のサンプリングパターンのさらなる例を示す。図９はパルスシーケンスのさらなる例を示す。図１０はパルスシーケンスのさらなる例を示す。図１１は、ｋ空間内のサンプリングパターンのさらなる例を示す。図１２は、ｋ空間内のサンプリングパターンのさらなる例を示す。

図面における同様の番号を有する要素は、等価な要素であるか、または同じ機能を果たす。前に説明された要素は、機能が同等であれば、後の図面では必ずしも説明されない。

図１は、磁石１０４を備えた磁気共鳴イメージングシステム１００の例を示す。磁石１０４は、自身を貫通するボア１０６を有する超伝導円筒形磁石である。異なる種類の磁石の使用も可能である。例えば、分割円筒形磁石と、いわゆるオープン磁石との両方を使用することも可能である。分割円筒形磁石は、標準的な円筒形磁石に類似しているが、磁石のアイソ面（ｉｓｏ−ｐｌａｎｅ）へのアクセスを可能にするために、クライオスタットが２つの部分に分割されている点で異なり、このような磁石は、例えば荷電粒子ビーム療法と併用され得る。オープン磁石は２つの磁石部分を有し、一方が、その間に被検者を収容するのに十分なスペースを与えるよう、他方の上方に位置し、２つの部分の配置はヘルムホルツコイルの配置と似ている。被検者がより閉塞されないため、オープン磁石は人気がある。円筒形磁石のクライオスタットの内部には、超伝導コイルの集合体がある。円筒形磁石１０４のボア１０６内には、磁気共鳴イメージングを行うのに十分に強く均一な磁場が存在するイメージングゾーン１０８が存在する。撮像ゾーン１０８内には関心領域１０９が示されている。磁気共鳴データは、典型的には、関心領域について取得される。被検者１１８は、被検者１１８の少なくとも一部が撮像ゾーン１０８および関心領域１０９内にあるように被検者支持体１２０によって支持されるように示されている。

また、磁石のボア１０６内には、磁石１０４のイメージングゾーン１０８内の磁気スピンを空間的に符号化するために磁気共鳴データ取得に使用される磁場勾配コイル１１０のセットが存在する。磁場勾配コイル１１０は、磁場勾配コイル電源１１２に接続されている。磁場勾配コイル１１０は代表的なものであることを理解されたい。典型的には、磁場勾配コイル１１０は、３つの直交する空間方向において空間符号化するための別個のコイルセットを３つ含む。磁場勾配電源は、磁場勾配コイルに電流を供給する。磁場勾配コイル１１０に供給される電流は、時間の関数として制御され、傾斜をつけられたり（ｒａｍｐｅｄ）、またはパルス化され得る。

イメージングゾーン１０８の隣には、イメージングゾーン１０８内の磁気スピンの向きを操作するための、およびイメージングゾーン１０８内のスピンから無線信号を受信するための無線周波数コイル１１４が存在する。無線周波数アンテナは、複数のコイル要素を含み得る。また、無線周波数アンテナは、チャネルまたはアンテナと呼ばれ得る。無線周波数コイル１１４は、無線周波数送受信機１１６に接続される。無線周波コイル１１４および無線周波数送受信機１１６は、別個の送信コイルおよび受信コイルと、別個の送信機および受信機とによって置き換えられてもよい。無線周波数コイル１１４および無線周波数送受信機１１６は代表的なものであることを理解されたい。また、無線周波数コイル１１４は、専用送信アンテナおよび専用受信アンテナも表すことが意図されている。同様に、送受信機１１６は、別個の送信機および別個の受信機を表してもよい。無線周波数コイル１１４はまた、複数の受信／送信要素を有してもよく、無線周波数送受信器１１６は、複数の受信／送信チャネルを有してもよい。例えば、ＳＥＮＳＥなどの並列イメージング技術が実行される場合、無線周波数コイル１１４は複数のコイル要素を有する。

送受信機１１６および勾配コントローラ１１２は、コンピュータシステム１２６のハードウェアインターフェース１２８に接続されているものとして示されている。コンピュータシステムは、ハードウェアシステム１２８、メモリ１３４、およびユーザインターフェース１３２と通信するプロセッサ１３０をさらに備える。メモリ１３４は、プロセッサ１３０にアクセス可能な任意のメモリの組み合わせであり得る。メインメモリ、キャッシュメモリ、さらにはフラッシュＲＡＭ、ハードドライブ、その他の記憶装置等の不揮発性メモリ等が含まれ得る。いくつかの例では、メモリ１３４は、非一時的コンピュータ可読媒体と見なすことができる。

メモリ１３４は、機械実行可能命令１４０を含むものとして示されている。機械実行可能命令１４０は、プロセッサ１３０が磁気共鳴イメージングシステム１００の動作および機能を制御することを可能にする。機械実行可能命令１４０はまた、プロセッサ１３０が様々なデータ分析および計算機能を実行することを可能にし得る。コンピュータメモリ１３４は、さらに、複数のパルスシーケンスコマンド１４２を含むものとして示されている。パルスシーケンスコマンドは、対象から磁気共鳴データを取得するよう、磁気共鳴イメージングシステム１００を制御するように構成される。

コンピュータメモリ１３４はさらに、パルスシーケンスコマンド１４２の実行時に関心領域１０９から取得された２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データ１４４および１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データ１４６を含むものとして示されている。メモリ１３４はさらに、２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データ１４４から計算された第１の分解能の磁場不均一性マップ１４８を含むものとして示されている。メモリ１３４はまた、任意選択的に、第１の分解能磁場不均一性マップ１４８から計算され得る第１の分解能水画像１５０および第１の分解能脂肪画像１５２を含むものとして示されている。

メモリ１３４はさらに、第１の分解能磁場不均一性マップ１４８を第２の分解能まで補間することによって作成または計算された第２の分解能磁場不均一性マップ１５４を含むものとして示されている。メモリ１３４はさらに、１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データ１４６および第２の分解能磁場不均一性マップ１５４を使用して計算された第２の分解能水画像１５６および第２の分解能脂肪画像１５８を含むものとして示されている。第１の分解能水画像１５０および第１の分解能脂肪画像１５２が利用可能である場合、それらも使用され得る。例えば、第１の分解能水画像および第１の分解能脂肪画像も第２の分解能まで補間して、整合性チェックに使用されてもよい。

場合によっては、１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データと２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データ１４４との間にはいくらかの重複または冗長性が存在する。例えば、２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データ１４４の一部が１−ｐｏｉｎｔＤＩｘｏｎ磁気共鳴データ１４６として使用され得る。

図２は、図１の磁気共鳴イメージングシステム１００の動作方法を示すフローチャートを示す。まず、ステップ２００において、パルスシーケンスコマンド１４２を用いてＭＲＩシステム１００が制御され、２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データ１４４および１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データ１４６が取得される。２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データ１４４は第１の分解能で取得された。１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データ１４６は第２の分解能で取得された。第２の分解能は第１の分解能よりも高い。ステップ２００の後にはステップ２０２が実行される。ステップ２０２において、２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データ１４４を使用して、第１の分解能磁場不均一性マップ１４８が計算される。

次に、ステップ２０４において、第１の分解能磁場不均一性マップ１４８を第２の分解能まで補間することによって、第２の分解能磁場不均一性マップ１５４が計算される。最後に、ステップ２０６において、１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データ１４６および第２の分解能磁場不均一性マップ１５４を使用して、第２の分解能水画像１５６および第２の分解能脂肪画像１５８が計算される。図２の方法は、磁気共鳴データの取得中の音響ノイズを低減する効果を有し得る。１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データは、より少ない音響ノイズが発生するように取得され得る。しかし、磁場不均一性マップが必要である。２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データ１４４は、より低い第１の分解能で取得される。これには、音響ノイズの量を減らす効果がある。２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データ１４４および１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データ１４６の取得の組み合わせにより、音響ノイズの量を低減して正確な水画像および脂肪画像を得ることが可能になる。

標準的なグラディエントエコーイメージングと比較して、グラディエントエコーＤｉｘｏｎイメージングは、優れた脂肪抑制および複数のコントラストを同時に提供する。このイメージングは通常、デュアルエコーシーケンスを使用して実装され、このシーケンスは、双極読み出し勾配を用いた各励起後に２つのエコーを生成する。図３は、３ＤデュアルグラディエントエコーＤｉｘｏｎシーケンスの模式的な（簡略化された）パルスシーケンス図を３つの反復時間にかけて示す。この図は双極デュアルエコーパルスシーケンス３００の表現を描くものであり、その全ての詳細が示されているわけではない。タイムラインは、読み出し勾配３０２、位相エンコーディング勾配３０４、スライス選択勾配３０６、および無線周波数送受信３０８を示す。

読み出し勾配３０２は、第１の振幅３１２および第１の持続時間３１４を有する第１の読み出し勾配ローブ（ｌｏｂｅ）３１０を有する。読み出し勾配３０２はさらに、第２の振幅３１８および第２の持続時間３２０を有する第２の読み出し勾配ローブ３１６を有する。第２の振幅は第１の振幅とは逆の極性を有する。また、ＲＦパルス３２２、そして第１の読み出し勾配ローブ３１０に対応する第１のサンプリング３２４および第２の読み出し勾配ローブ３１６に対応する第２のサンプリング３２６が存在する。図３に示されるパルスシーケンス３００は、典型的には、２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングプロトコルの磁気共鳴データを取得するために使用されるであろう。パルスシーケンス３００は、例えば、第２の分可能で２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データをサンプリングするように調整され得る。図３のパルスシーケンス３００のためのｋ空間サンプリングパターンが、以下に説明する図４に示されている。

図４は、図３のパルスシーケンス３００によってサンプリングされるｋ空間を表すために使用される大きな正方形４００を示す。サンプリングされるｋ空間４００の中央には、より小さな正方形４０２が存在する。正方形４０２は、中央ｋ空間領域を表す。正方形４０２と正方形４００の間には、拡張ｋ空間領域４０４が存在する。拡張ｋ空間領域４０４は中央ｋ空間領域４０２を少なくとも部分的に包囲する。線４０６はｋ空間における第１の軌道を示し、線４０８はｋ空間における第２の軌道を示す。線４０６は第１のサンプリング３２４中に取得されたデータに対応し、線４０８は図３の第２のサンプリング３２６中に取得されたデータに対応する。多数の繰り返しの間に、軌道４０６および４０８は、正方形４００全体をサンプリングするように垂直方向に動かされる。この例では、正方形全体をサンプリングするために双極デュアルエコーパルスシーケンス３００が使用される。このようなサンプリングパターンの使用は、大量の音響ノイズが生成される可能性があるため、不利な場合がある。

代わりに、以下に説明される図５に示されるように、各励起後に１つのエコーのみを取得するシングルエコーシーケンスが使用されてもよい。これは、脂肪抑制および信号対雑音比の一貫性を犠牲にして、より短い繰り返し時間を実現可能にする。以下に説明される図５は、３ＤシングルグラディエントエコーＤｉｘｏｎシーケンスの模式的な（簡略化された）パルスシーケンス図を３つの繰り返し時間にかけて示す。この図は、パルスシーケンス３００と類似する単極シングルエコーパルスシーケンス５００の表現を示しているが、このケースでは単一の読み出し勾配ローブ５０２しか存在しない点で異なる。この単一の読み出し勾配ローブは、本明細書では第３の読み出し勾配ローブと呼ばれる。第３の読み出し勾配ローブという用語は、双極デュアルエコーパルスシーケンスの第１および第２の読み出し勾配ローブと区別するための呼称として使用される。第３の読み出し勾配ローブ５０２は第３の振幅５０４および第３の持続時間５０６を有する。上記の場合と同様にＲＦパルス３２２が存在し、また、第３の読み出し勾配ローブ５０２に対応する第３のサンプリング５０８が存在する。

上記の場合と同様に、図６は、図５のパルスシーケンス５００によってサンプリングされるｋ空間を表すために使用される大きな正方形４００を示す。線６００は、サンプリング５０８中に取得されたデータに対応するｋ空間内の軌道を示す。図５の単極シングルエコーパルスシーケンス５００は、正方形全体をサンプリングするために使用され得る。

グラディエントエコーＤｉｘｏｎイメージングは通常、以下の理由から高音圧レベルに関連付けられる。
− スキャン時間の制約（例えば、息を止めることを伴う腹部イメージング）、
− 空間分解能要件、
− ロバストで（信号対雑音比に関して）効率的な水−脂肪の分離を実現するための、エコー時間の制限、
− ケミカルシフトおよびメインフィールドの不均一性に起因する歪みを抑制するための、受信機帯域幅の制約。

デュアルエコーシーケンスでは、読み出し勾配の追加の反転が必要であり、これは音響ノイズに寄与する。シングルエコーシーケンスでは、メインフィールドの空間的変動を確実に推定することが本来的に難しいため、正確な水−脂肪の分離が困難になる。

一部の例では、前述の制約を満たしながら、グラディエントエコーＤｉｘｏｎイメージングにおける音響ノイズを低減するために、低分解能デュアルエコーシーケンスと高分解能シングルエコーシーケンスが融合され得る。

２つの例について以下に詳しく説明する。
以下で述べる図７および図９に示される第１の実施形態は、低減された空間分解能を有するデュアルエコーシーケンスと、完全な空間分解能を有するシングルエコーシーケンスを組み合わせたものである。デュアルエコーシーケンスでは、勾配振幅を減少させ、音圧レベルを下げるために、読み出し方向および位相エンコード方向において空間分解能が半分にされる。同じ理由で、コントラストを維持するために、シングルエコーシーケンスについて繰り返し時間およびフリップ角が同じに保たれる。水信号および脂肪信号は、デュアルエコーシーケンスのエコー時間では逆相および同相に近く、シングルエコーシーケンスのエコー時間では直角位相に近い。このようにして、水−脂肪分離における好ましいノイズ伝播が達成される。

図７は、変更された双極デュアルエコーパルスシーケンス７００を示す。パルスシーケンス７００は、図３に示されるパルスシーケンス３００と類似する。しかし、第１の振幅３１２は２分の１に低減されており、第２の振幅３１８も２分の１に低減されている。位相エンコード３０４のさらなる勾配ローブの振幅も２分の１に低減されている。結果として、読み出し方向および位相エンコード方向における分解能が２分の１に低減される。また、パルスシーケンス７００が実行されるときに生成される音響ノイズの量が低減される。

図８は、再び、サンプリングされるｋ空間４００を示す。この例では、線４０６は、図７のサンプリング３２４中に取得されたデータに対応するｋ空間内の軌道を示し、線４０８は、図７のサンプリング３２６中に取得されたデータに対応するｋ空間内の軌道を示す。中央ｋ空間領域４０２内でのみｋ空間がサンプリングされていることが分かる。

音響ノイズを低減する１つのやり方は、パルスシーケンス７００を使用して中央ｋ空間領域４０２を最初にサンプリングすることであろう。そして、第１の磁場不均一性マップが計算され得る。そして、パルスシーケンス５００および図６のものと同様のｋ空間内の軌道を使用して、１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データが取得され得る。第２の解像度の水画像および第２の解像度の脂肪画像を計算するとき、前述のように、第１の磁場不均一性マップが使用され得る。図５のパルスシーケンス５００および図７のパルスシーケンス７００はインターリーブされてもよい。図５のパルスシーケンス５００および図７のパルスシーケンス７００は、同一の繰り返し時間およびフリップ角を有するように調整されてもよい。

図９は、単極シングルエコーパルスシーケンス９００のさらなる例を示す。パルスシーケンス９００は、図５に示されるパルスシーケンス５００の変形例である。この例では、パルスシーケンスは図７のパルスシーケンス７００と同じ繰り返し時間を有する。すると、図７のパルスシーケンス７００および図９のパルスシーケンス９００は容易にインターリーブ可能となり、パルスシーケンス７００は図９に示されるようにｋ空間内の軌道４０６および軌道４０８に沿ってサンプリングを行い、パルスシーケンス９００は図６に示されるようにｋ空間内の軌道６００に沿ってサンプリングを行う。

図７および図９のハイブリッドデュアル／シングルエコーシーケンスのスキャン時間は、図３のデュアルエコーシーケンスのスキャン時間よりも約５０％長い。しかし、スライスエンコード方向においても空間分解能を低減することによって、または、さらに位相エンコード方向において空間分解能を低減することによってスキャン時間を減少させることができる。さらに、信号対雑音比を改善するために、中央ｋ空間の繰り返し取得が利用されてもよい。あるいは、位相エンコードまたはスライス選択方向においてのみ空間分解能を低減することによって繰り返し取得が回避され得る。

デュアルエコーシーケンスおよびシングルエコーシーケンスが時間的にインターリーブされる場合、コントラストを犠牲にして音圧レベルをさらに下げるために、２つのシーケンス間で繰り返し時間およびフリップ角が変更されてもよい。

以下に説明する図１０に示される第２の実施形態は、低分解能フルエコー取得と高分解能部分エコー取得を組み合わせる。第１のエコーについては、勾配振幅またはエコー時間を低減するために、読み取り方向において空間分解能が半分にされる。同じ理由で、第２のエコーの４分の３のみがサンプリングされる。
一般に、低分解能または部分エコー取得は、特に音響ノイズを低減するために低い読み出し勾配強度を使用する場合、グラディエントエコーＤｉｘｏｎイメージングにおいて好ましいエコー時間を得ることを容易にする。

図１０は、双極デュアルエコーパルスシーケンス１０００のさらなる例を示す。図１０のパルスシーケンス１０００は図７のパルスシーケンス７００と類似するが、第２の持続時間３２０が第１の持続時間３１４よりも長い点で異なる。その結果、ｋ空間のサンプリングが非対称になる。振幅３１２および振幅３１８を相対的に調整することによって、または持続時間の調整および振幅の調整を組み合わせすることによっても同じ効果が達成され得る。しかし、音響ノイズの量を減らすには、両方の振幅を減らし、一方の持続時間を他方の持続時間より長くすることが有益であり得る。

図１１はｋ空間内の軌道への影響を示す。完全にサンプリングされたｋ空間４００が再び図示されている。線１１００は図１０のサンプリング３２４中に取得されたデータに対応し、線１１０２は図１０のサンプリング３２６中に取得されたデータに対応する。軌道１１００に沿ってサンプリングされたデータと、軌道１１０２に沿ってサンプリングされたデータの一部とが２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データであり得る。例えば、中央ｋ空間領域４０２の外部の軌道１１０２に沿ってサンプリングされたデータは無視され得る。軌道１１０２に沿ってサンプリングされた全てのデータは、１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データであり得る。図１０のパルスシーケンス１０００の使用は、２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データおよび１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データの両方を同時に取得することを可能にする。この例では、右側のｋ空間領域１１０４はサンプリングされない。図１１では、中央ｋ空間領域４０２が垂直方向に拡大されているため、取得された２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データの全てが、第１の分解能磁場不均一性マップの計算に使用される。他の例では、中央ｋ空間領域４０２は図８に示されているものと同じサイズであってもよい。

図１１では、実装形態に応じて、「第１の読み出し勾配ローブ」は「第２の読み出し勾配ローブ」の前または後に実行され得るので、線１１００および線１１０２の読み出しの順序は逆にされ得る。したがって、一部の例では、矢印１１００および矢印１１０２の方向は逆にされ得る。

図９のパルスシーケンス９００は、図１０のパルスシーケンス１０００と同じ繰り返し時間を有するように変更され得る。図１２は、図１０のパルスシーケンス１０００および変更された図９のパルスシーケンス９００が如何にして組み合わせられ得るかを示す。ｋ空間領域１２０２は、変更されたパルスシーケンス９００を使用してサンプリングされる領域である。領域１２０４は、パルスシーケンス１０００を使用してサンプリングされるｋ空間領域である。図１２の未サンプリング領域１１０４は、図１１の未サンプリング領域１１０４よりも小さいことが分かる。図１２に示されるｋ空間をサンプリングするために、図１０のパルスシーケンス１０００および変更された図９のパルスシーケンス９００が同様にインターリーブされてもよい。

本発明は、図面及び前述の記載において詳細に図示及び説明されたが、このような図示及び記載は、説明的又は例示的であって限定するものではないと見なされるべきである。すなわち本発明は、開示された実施形態に限定されるものではない。

開示された実施形態のその他の変形が、図面、本開示及び添付の請求項の検討から、請求項に係る発明を実施する当業者によって理解されて実現され得る。請求項において、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（含む、備える）」という単語は、他の要素又はステップを除外するものではなく、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は、複数を除外するものではない。単一のプロセッサ又は他のユニットが請求項に記載された幾つかのアイテムの機能を果たす。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に用いられないことを示すものではない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと共に若しくは他のハードウェアの一部として供給される光記憶媒体又はソリッドステート媒体等の適当な媒体に保存／分配されてもよいが、インターネット又は他の有線若しくは無線の電気通信システムを介して等の他の形式で分配されてもよい。請求項における任意の参照符号は、本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。

１００磁気共鳴イメージングシステム
１０４磁石
１０６磁石のボア
１０８撮像ゾーン
１０９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送受信機
１１８被検者
１２０被検者支持台
１２６コンピュータシステム
１２８ハードウェアインターフェース
１３０プロセッサ
１３２ユーザインターフェース
１３４コンピュータメモリ
１４０機械実行可能命令
１４２パルスシーケンスコマンド
１４４２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データ
１４６１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データ
１４８第１の分解能磁場不均一性マップ
１５０第１の分解能水画像
１５２第１の分解能脂肪画像
１５４第２の分解能磁場不均一性マップ
１５６第２の分解能水画像
１５８第２の分解能脂肪画像
２００パルスシーケンスコマンドを用いて磁気共鳴イメージングシステムを制御し、２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データおよび１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データを取得する
２０２２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データを使用して、第１の分解能磁場不均一性マップを計算する
２０４第１の分解能磁場不均一性マップを第２の分解能まで補間することによって、第２の分解能磁場不均一性マップを計算する
２０６１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングデータおよび第２の分解能磁場不均一性マップを使用して、第２の分解能水画像および第２の分解能脂肪画像を計算する
３００双極デュアルエコーパルスシーケンス
３０２読み出し勾配
３０４位相エンコード勾配
３０６スライス選択勾配
３０８無線周波数送受信
３１０第１の読み出し勾配ローブ
３１２第１の振幅
３１４第１の持続時間
３１６第２の読み出し勾配ローブ
３１８第２の振幅
３２０第２の持続時間
３２２ＲＦパルス
３２４第１のサンプリング
３２６第２のサンプリング
４００サンプリングされるｋ空間
４０２中央ｋ空間領域
４０４拡張ｋ空間領域
４０６３２４の間にサンプリングされた磁気共鳴データ
４０８３２６の間にサンプリングされた磁気共鳴データ
５００単極シングルエコーパルスシーケンス
５０２第３の読み出し勾配ローブ
５０４第３の振幅
５０６第３の持続時間
５０８第３のサンプリング
６００５０８の間にサンプリングされた磁気共鳴データ
７００双極デュアルエコーパルスシーケンス
９００単極シングルエコーパルスシーケンス
１０００双極デュアルエコーパルスシーケンス
１１００３２４の間にサンプリングされた磁気共鳴データ
１１０２３２６の間にサンプリングされた磁気共鳴データ
１１０４未サンプリング領域
１２００５０８の間にサンプリングされた磁気共鳴データ
１２０２変更されたパルスシーケンス９００が適用されるｋ空間領域
１２０４パルスシーケンス１０００が適用されるｋ空間領域

Claims

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、
機械実行可能命令およびパルスシーケンスコマンドを格納するためのメモリを備え、前記パルスシーケンスコマンドは、関心領域から２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングプロトコルに従って２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データを取得するように構成され、前記パルスシーケンスコマンドは、前記関心領域から１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングプロトコルに従って１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データを取得するように構成され、前記２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングプロトコルは、中央ｋ空間領域から前記２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データをサンプリングし、前記１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングプロトコルは、拡張ｋ空間領域および前記中央ｋ空間領域から前記１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データをサンプリングし、前記拡張ｋ空間領域は前記中央ｋ空間領域よりも大きく、前記拡張ｋ空間領域は、前記中央ｋ空間領域を少なくとも部分的に取り囲み、前記２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングプロトコルは、第１の分解能で前記関心領域の画像を取得し、前記１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングプロトコルは、第２の分解能で前記関心領域の画像を取得し、前記第２の分解能は前記第１の分解能よりも高く、
前記磁気共鳴イメージングシステムはさらに、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を備え、前記機械実行可能命令の実行により、前記プロセッサは、
前記パルスシーケンスコマンドを用いて前記磁気共鳴イメージングシステムを制御して、前記２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データおよび前記１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データを取得し、
前記２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データを使用して、前記第１の分解能で第１の分解能磁場不均一性マップを計算し、
前記第１の分解能磁場不均一性マップを前記第２の分解能まで補間することによって、第２の分解能磁場不均一性マップを計算し、
前記１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングデータおよび前記第２の分解能磁場不均一性マップを使用して、前記第２の分解能の第２の分解能水画像および前記第２の分解能の第２の分解能脂肪画像を計算する、
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は、双極デュアルエコーパルスシーケンスを使用して、中央ｋ空間領域から前記２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データをサンプリングし、第１のエコーは、第１の極性を有する第１の読み出し勾配ローブで生成され、第２のエコーは、第２の極性を有する第２の読み出し勾配ローブで生成される、請求項１に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
前記第１の読み出し勾配ローブは第１の振幅および第１の持続時間を有し、前記第２の読み出し勾配ローブは第２の振幅および第２の持続時間を有し、前記第１の持続時間と前記第１の振幅との積は、前記第２の持続時間と前記第２の振幅との積よりも小さい、請求項２に記載の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はさらに、前記第２のエコーを非対称的にサンプリングする、請求項３に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
前記第２の分解能は、読み出し方向および／または位相エンコード方向において、前記第１の分解能の２倍である、請求項２、３、または４に記載の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はさらに、前記双極デュアルエコーパルスシーケンスを使用して、前記中央ｋ空間領域および前記拡張ｋ空間領域から前記１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データをサンプリングする、請求項２、３、または４に記載の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は、前記双極デュアルエコーパルスシーケンスの前記第２のエコーから前記１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データを取得する、請求項６に記載の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は、単極シングルエコーパルスシーケンスを使用して、前記拡張ｋ空間領域から前記１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データを部分的にサンプリングし、前記パルスシーケンスコマンドはさらに、前記双極デュアルエコーパルスシーケンスを使用して、前記中央ｋ空間領域から前記１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データをサンプリングし、かつ前記拡張ｋ空間領域から前記１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データを部分的にサンプリングする、請求項２に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
前記第１の読み出し勾配ローブは第１の振幅および第１の持続時間を有し、前記第２の読み出し勾配ローブは第２の振幅および第２の持続時間を有し、前記第１の持続時間と前記第１の振幅との積は、前記第２の持続時間と前記第２の振幅との積よりも小さい、請求項８に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
前記単極シングルエコーパルスシーケンスは、第３の振幅および第３の持続時間を有する第３の読み出し勾配ローブを有し、前記第３の持続時間と前記第３の振幅との積は、前記第２の持続時間と前記第２の振幅との積よりも大きい、請求項９に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
前記双極デュアルエコーパルスシーケンスおよび前記単極シングルエコーパルスシーケンスは同一の繰り返し時間およびフリップ角を有する、請求項８、９、または１０に記載の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は、時間的にインターリーブされた前記２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングデータおよび前記１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データを取得する、請求項１、２、または３に記載の磁気共鳴イメージングシステム。
前記第２の分解能水画像および前記第２の分解能脂肪画像の前記計算は、少なくとも部分的に、前記２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングデータを使用して計算される、請求項１から１２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の作動方法であって、前記方法は、
２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データおよび１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データを取得するためにパルスシーケンスコマンドを用いて前記磁気共鳴イメージングシステムを制御するステップであって、前記パルスシーケンスコマンドは、関心領域から２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングプロトコルに従って前記２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データを取得するように構成され、前記パルスシーケンスコマンドは、前記関心領域から１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングプロトコルに従って前記１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データを取得するように構成され、前記２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングプロトコルは、中央ｋ空間領域から前記２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データをサンプリングし、前記１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングプロトコルは、拡張ｋ空間領域および前記中央ｋ空間領域から前記１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データをサンプリングし、前記拡張ｋ空間領域は前記中央ｋ空間領域よりも大きく、前記拡張ｋ空間領域は、前記中央ｋ空間領域を少なくとも部分的に取り囲み、前記２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングプロトコルは、第１の分解能で前記関心領域の画像を取得し、前記１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングプロトコルは、第２の分解能で前記関心領域の画像を取得し、前記第２の分解能は前記第１の分解能よりも高い、ステップと、
前記２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データを使用して、前記第１の分解能で第１の分解能磁場不均一性マップを計算するステップと、
前記第１の分解能磁場不均一性マップを前記第２の分解能まで補間することによって、第２の分解能磁場不均一性マップを計算するステップと、
前記１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングデータおよび前記第２の分解能磁場不均一性マップを使用して、前記第２の分解能の第２の分解能水画像および前記第２の分解能の第２の分解能脂肪画像を計算するステップとを含む、
方法。
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って実行される機械実行可能命令を含むコンピュータプログラムであって、前記機械実行可能命令の実行により、前記プロセッサは、
２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データおよび１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データを取得するためにパルスシーケンスコマンドを用いて前記磁気共鳴イメージングシステムを制御し、ここで、前記パルスシーケンスコマンドは、関心領域から２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングプロトコルに従って前記２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データを取得するように構成され、前記パルスシーケンスコマンドは、前記関心領域から１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングプロトコルに従って前記１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データを取得するように構成され、前記２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングプロトコルは、中央ｋ空間領域から前記２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データをサンプリングし、前記１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングプロトコルは、拡張ｋ空間領域および前記中央ｋ空間領域から前記１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データをサンプリングし、前記拡張ｋ空間領域は前記中央ｋ空間領域よりも大きく、前記拡張ｋ空間領域は、前記中央ｋ空間領域を少なくとも部分的に取り囲み、前記２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングプロトコルは、第１の分解能で前記関心領域の画像を取得し、前記１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングプロトコルは、第２の分解能で前記関心領域の画像を取得し、前記第２の分解能は前記第１の分解能よりも高く、
前記プロセッサはさらに、前記２−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴データを使用して、前記第１の分解能で第１の分解能磁場不均一性マップを計算し、
前記第１の分解能磁場不均一性マップを前記第２の分解能まで補間することによって、第２の分解能磁場不均一性マップを計算し、
前記１−ｐｏｉｎｔＤｉｘｏｎ磁気共鳴イメージングデータおよび前記第２の分解能磁場不均一性マップを使用して、前記第２の分解能の第２の分解能水画像および前記第２の分解能の第２の分解能脂肪画像を計算する、
コンピュータプログラム。