JP2021512671A - 固有運動補正を有するスタック・オブ・スター収集を用いたmr撮像 - Google Patents

固有運動補正を有するスタック・オブ・スター収集を用いたmr撮像 Download PDF

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Abstract

本発明は、対象物(10)のMR撮像の方法に関する。本発明の1つの目的は、スタック・オブ・スター又はスタック・オブ・スパイラルスキームを使用するMR撮像が、動きの存在下で、高められた画像品質を提供することを可能にすることである。本発明の方法は、対象物を、RFパルス及び切り替え磁場勾配を有する撮像シーケンスにかけることによって、MR信号を生成し、スタック・オブ・スター又はスタック・オブ・スパイラルスキームに従って信号データを収集し、MR信号が、スライス方向に沿って隣接する位置に配置された複数の平行なスライスからラジアル又はスパイラルk空間プロファイルとして収集され、当該収集において、k空間の中心部(20)がk空間の周辺部(21)よりも密にサンプリングされ、複数の連続した時間インターバルの各々についてサブサンプリングされた信号データから中間MR画像(22−25)を再構成し、中間MR画像(22−25)を互いにレジストレーションすることによって、動き誘起変位及び/又は変形を導出し、サブサンプリングされた信号データを結合し、それから最終MR画像を再構成し、導出された動き誘起変位及び/又は変形に従って動き補正が適用される、というステップ群を有する。また、本発明は、MR装置(1)及びMR装置(1)用のコンピュータプログラムに関する。

Description

本発明は磁気共鳴(MR)撮像の分野に関する。本発明は、MR装置の検査ボリューム内に配置された対象物のMR撮像の方法に関する。本発明はまた、MR装置、及びMR装置上で実行されるコンピュータプログラムに関する。
磁場と核スピンとの間の相互作用を利用して2次元又は3次元の画像を形成する画像形成MR法は、今日、特に医療診断の分野において幅広く使用されている。MR法は、軟組織の撮像に関してその他の撮像方法より数多くの点で優れており、電離放射線を必要とせず、また通常、非侵襲性であるためである。
MR法によれば、一般的に、検査される患者の身体が、強くて均一な磁場B内に配置され、同時にこの磁場の向きが、測定が関係付けられる座標系の軸(通常、z軸)を規定する。磁場Bは、所定の周波数(いわゆるラーモア周波数又はMR周波数)の交流電磁場(RF場)の印加により励起(スピン共鳴)されることが可能な磁場強度に依存して、個々の核スピンに異なるエネルギーレベルを作り出す。巨視的観点から、個々の核スピンの分布は、適当な周波数の電磁パルス(RFパルス)の印加によって平衡状態から逸らされることができる全体磁化を生成し、このRFパルスの対応する磁場Bがz軸に垂直に延在し、その結果、磁化がz軸の周りで歳差運動を行う。歳差運動は円錐面を描き、この円錐の開口角はフリップ角と呼ばれる。フリップ角の大きさは、印加される電磁パルスの強さ及び期間に依存する。いわゆる90°パルスの場合、磁化はz軸から横断面まで逸らされる(フリップ角90°)。
RFパルスの終了後、磁化は、z方向の磁化が再び構築される元の平衡状態に第1の時定数T(スピン格子又は縦緩和時間)で緩和し、また磁化は、z軸に垂直な方向で、第2の、より短い時定数T(スピン−スピン又は横緩和時間)で緩和する。横磁化及びその変化は、該磁化の変化がz軸に垂直な方向で測定されるようにMR装置の検査ボリューム内で配置され且つ方向付けられた受信RFコイルによって検出されることができる。RF励起後に、局所的な磁場不均一性によって引き起こされてディフェージング(位相の散逸)が起こって、同一の信号位相を有する秩序状態から全ての位相角が均一に分布される状態への核スピンの遷移を容易にすることによって、横磁化の減衰が達成される。ディフェージングは、リフォーカシングRFパルス(例えば、180°パルス)によって補償されることができる。これにより、受信コイル内にエコー信号(スピンエコー)が生成される。
身体内で空間分解能を実現するため、3つの主軸に沿って延在する時変磁場勾配が均一磁場Bに重畳され、スピン共鳴周波数の線形な空間依存性がもたらされる。そのとき、受信コイルにて取り出される信号は、身体内の異なる位置に関連付けることが可能な異なる周波数の成分を含む。受信コイルにより取得される信号データは、空間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、異なる位相エンコーディングで収集される複数のラインを含む。各ラインは、多数のサンプルを収集することによってデジタル化される。k空間データの組(データセット)が、フーリエ変換によってMR画像へと変換される。
知られているいわゆる3次元(3D)スタック・オブ・スター(stack−of−stars)収集スキーム(例えば、WO2013/159044A1(特許文献1)参照)では、多数の空間的に非選択的な又はスラブ選択的なRF励起が適用され、各々が1つ以上のMR信号(例えば、グラディエントエコー信号)の収集に続かれ、各MR信号がk空間プロファイルを表す。MR信号は、多数の平行なスライスからラジアル(放射状)k空間プロファイルとして収集される。それらのスライスは、k空間におけるスライス方向に沿って異なる位置に配置される。スライス方向(例えば、k方向)にて標準デカルト位相エンコーディングが実行され、MR信号が、各単一スライス内で、中心(k=k=0)の周りで回転されるラジアル“スポーク”に沿って収集される。これは、積み重ねられたディスク(‘stack−of−stars’)で構成される円筒状のk空間カバレッジをもたらす。技術的に、これは、同時に複数のスライスの面内方向に磁場勾配を生成し、それらの振幅を変調することによって実現される。k空間プロファイル収集ステップの時間的な順序を選択することには、様々なスキームが使用され得る。例えば、異なる角度位置(回転角)におけるk空間プロファイルが収集される前に、スライス方向に沿った全ての位相エンコーディングを順次に収集することができる。これは、デカルトサンプリングの期間が短く保たれることを保証し、それが、スライスのスタック内での高いデータ一貫性につながり、stack−of−starsアプローチのためのラジアルサンプリングの全般的な動き(モーション)ロバスト性を保つ。デカルト位相エンコーディングステップは、中心スライスからk空間周辺へと実行されることができ(セントリックアウト)、あるいは−kz,maxから+kz,maxへと線形順序で実行されることができる。角度順序について、撮像シーケンスは、複数のインターリーブを有する等距離角度サンプリング又はいわゆるゴールデンアングルスキームのいずれかを使用することができる。等距離スキームでは、角度距離、すなわち、ラジアルk空間プロファイルの回転角の増分が、ΔΦ=180°/ntotalに従って計算され、ここで、ntotalはスポークの総数である。複数のインターリーブ(又は‘回転’)を用いてスポークを収集することが有益であり得る。何故なら、インターリーブすることは、k空間における時間的コヒーレンスを低下させるためである。故に、動きによる非一貫性がk空間内で拡散され、アーチファクトが減衰される。ゴールデンアングルスキームでは、k空間プロファイルの回転角がその都度、180°に黄金比を乗算したものに相当するΔΦ=111.25°ずつ増分される。従って、その後にサンプリングされるスポークが常に、それまでにサンプリングされたスポークのセット内の最大のギャップを埋めながら補完的な情報を付加する。結果として、いずれの順次の収集スポークセットも、ほぼ一様にk空間をカバーし、それが、例えば、時間的なサブフレームの再構成を可能にし、ゴールデンアングルスキームを動的(4D)撮像調査によく適したものとする。
同様に、これまた知られているスタック・オブ・スパイラル(stack−of−spirals)収集スキームでは、非選択的又はスラブ選択的なRF励起が各々、スパイラル(螺旋状)k空間プロファイルを表す1つ以上のMR信号の収集に続かれる。stack−of−stars法においてのように、スライスがやはり、k空間におけるスライス方向に沿って異なる位置に配置され、スライス方向にて標準デカルト位相エンコーディングが実行され、MR信号が、各単一スライス内で、k空間中心(k=k=0)にそれらの原点を持つスパイラル軌道に沿って収集される。
上述の3Dラジアルstack‐of‐stars及びstack‐of‐spiralsスキームは、高い動きロバスト性及び穏やかなエイリアシングアーチファクトのような、臨床3D及び4D MR撮像にとって有望な幾つかの利点を提供する。
しかしながら、その動きロバスト性にもかかわらず、収集されるMR画像は、動き補償のための追加措置が適用されない限り、なおも動きによって影響されてしまい得る。
stack‐of‐stars撮像用の動き補償アプローチが技術的に知られている。
運動又は呼吸状態の検出のための固有ナビゲータとして中心k空間プロファイルを使用することが提案されている(例えば、Grimmなどの非特許文献1を参照)。
しかしながら、そのようなアプローチの欠点は、ラジアル方向が適切にエンコードされないために、ラジアル方向の動きを過小評価してしまうことである。従って、特にラジアル方向に呼吸する患者(いわゆるAP呼吸者)では、このような固有運動補償ソリューションにおけるぼやけによって、実際に画像品質が損なわれる。
また、ある一定の所定の呼吸ゲーティングウィンドウ内で収集されたMR信号データのみを受け入れるゲーテキング技術が開発されてきた。潜在的なドリフト問題に対処するために、1つの予め定められたゲーティングウィンドウではなく複数の個々の運動状態(ビン)を使用するマルチゲーティングウィンドウアプローチ(PAWSと呼ばれており、US7039451B1(特許文献2)を参照されたい)が提案されている。それらの運動状態の各々が、被検体の運動誘起変位の複数の連続したレンジのうちの1つに対応する。PAWSにおける最終的なMR画像は、MR信号サンプルの完全なセットが最初に収集される運動状態に帰属したMR信号データから再構成される。
さらに、US2015/0285889(特許文献3)は、k空間をスパイラルのスタックとしてサンプリングし、個々のスパイラルが、各スタックをより密にサンプリングするものであることを開示している。実際には、この既知のスパイラルのスタックは、より密にサンプリングされるk軸に沿った円筒形ボリュームを有する。BLOSM技術によって動き補正が行われている。
国際公開第2013/159044号パンフレット 米国特許第7039451号明細書 米国特許出願公開第2015/0285889号明細書
Grimm, R.等,"Self-gating reconstructions of motion and perfusion for free-breathing T1-weighted DCEMRI of the thorax using 3D stack-of-stars GRE imaging",Proceedings of the 20th scientific meeting,International Society for Magnetic Resonance in Medicine,2012
以上から容易に認識されることには、3D又は4Dのstack‐of‐stars又はstack‐of‐spirals撮像において、改良された動き補償に対するニーズが存在する。従って、本発明の1つの目的は、stack‐of‐stars又はstack‐of‐spiralsスキームを使用するMR撮像が、動きの存在下で、高められた画像品質を提供することを可能にすることである。
本発明によれば、MR装置の検査ボリューム内に配置された対象物のMR撮像の方法が開示される。当該方法は、
対象物を、RFパルス及び切り替え磁場勾配を有する撮像シーケンスにかけることによって、MR信号を生成するステップと、
stack‐of‐stars又はstack‐of‐spiralsスキームに従って信号データを収集するステップであり、MR信号が、スライス方向に沿って隣接する位置に配置された複数の平行なスライスからラジアル又はスパイラルk空間プロファイルとして収集され、当該収集において、k空間の中心部がk空間の周辺部よりも密にサンプリングされる、収集するステップと、
複数の連続した時間インターバルの各々についてサブサンプリングされた信号データから中間MR画像を再構成するステップと、
中間MR画像を互いにレジストレーションすることによって、動き誘起変位及び/又は変形を導出するステップと、
サブサンプリングされた信号データを結合し、それから最終MR画像を再構成するステップであり、導出された動き誘起変位及び/又は変形に従って動き補正が適用される、ステップと、
を有する。
本発明によれば、3次元stack‐of‐stars又はstack‐of‐spirals収集が実行され、収集中に、k空間の中心の3次元ボリューム(例えば、球体又は楕円体ボリューム)が、周辺k空間部分よりも頻繁に更新される。k空間の中心部は好ましくは、周辺部と比較して時間に密にサンプリングされる。複数の連続した時間インターバルの各々について、(部分的に)サブサンプリングされた信号データから中間MR画像が再構成される。そして、得られた中間MR画像が互いにレジストレーションされる。これは、例えば、中間MR画像のうちの1つが基準として選択され、その他の中間MR画像の各々が基準画像と(ペアとして)レジストレーションされることを意味する。しかしながら、基準画像を特に必要としないソリューション(グループとしてのアプローチ)も可能である。この目的のために使用され得る(弾性)画像レジストレーション技術それ自体は既知である。画像レジストレーションは、これら異なる画像を1つの共通座標系へと変換する変換を決定する。本発明によれば、中間画像のレジストレーションによって決定された変換から、動き誘起の変位及び/又は変形が導出される。本発明によれば、導出された動き誘起変位及び/又は変形に従って動き補正を適用して、k空間データのフルセット、すなわち、一連の時間インターバルにわたって収集されたk空間データから、最終的な高解像度のMR画像が再構成される。この目的のため、導出された変位及び/又は変形を補償する補正が、それぞれの変位及び/又は変形が帰属する時間インターバル中に収集されたサブサンプリングk空間データに適用される。そして、動き補償されたサブサンプリングk空間データが、最終MR画像へと結合及び再構成され、この最終MR画像は、本発明のアプローチの結果として、基本的に動きアーチファクトを含まない。
特に、本発明は、k空間の楕円体又は球体ボリュームのラジアル又はスパイラルstack‐of‐starsスキームに沿ったサンプリングを伴う。k空間の3次元楕円体又は球体の中心部が、k空間の周辺の(楕円体又は球体)外殻よりも密に(例えば、ナイキスト基準に完全に従って)サンプリングされる。これは、短い収集時間内での、アンフォールディングアーチファクトを殆ど招かない効率的なk空間サンプリングにつながる。それぞれの時間インターバルの(部分的に)アンダーサンプリングされたMRデータセットから再構成された中間磁気共鳴画像に基づいて、動き補正が行われる。これらの中間磁気共鳴画像内のより大きい構造は、k空間の3次元中心部のより高いサンプリング密度のため、忠実に再構成される。従って、中間磁気共鳴画像同士の間での動き表す幾何学変換を、中間磁気共鳴画像の共通座標系への弾性幾何学変換によって導出することができる。動きを補償するよう、これら幾何学的な弾性変換が中間磁気共鳴画像に適用されて、動き補正された中間磁気共鳴画像が形成される。最後に、動き補正された中間磁気共鳴画像が組み合わされ、空間的に高解像度の最終磁気共鳴画像が形成される。従って、本発明は、効率的な3D k空間サンプリングアプローチを使用し、k空間の中心ボリューム領域の冗長な反復サンプリングを利用する。これは、(i)収集されたデータから動きを抽出するとともに、(ii)高解像度の最終磁気共鳴画像を達成するためのk空間周辺の十分なサンプリングを行うための、十分なデータを示す。
本発明は、3つ全ての次元で動きを決定して補償することによって、本発明の目的に対するソリューションを提供する。これは、経時的に可変の密度であるようにk空間をサンプリングすることによって、そして、スキャンの全所要時間の間に発生する様々な運動状態をアライメントするために中心k空間信号データに(弾性)レジストレーションを適用することによって達成される。
本発明は、3つの空間方向の全てにおける動きの固有検出及び補償を可能にする。上述のビン分け法(例えば、PAWS)は、その使用を反復運動(呼吸)及び足頭方向の動きに制限するが、本発明のアプローチは概して、空間的又は時間的な特性に関係なく、あらゆるタイプの動きに適用可能である。
本発明によれば、時間インターバルごとに、それぞれの時間インターバルで変化し得る密度で異なるk空間部分から収集された信号データから、中間MR画像が再構成される。故に、中間MR画像は概して、(部分的に)サブサンプリングされた信号データから再構成される。中間MR画像は、例えばSENSE法又はSMASH法などの圧縮センシング又は並列画像再構成アルゴリズムを用いて再構成され得る。次いで、それぞれの時間インターバルに帰属する導出された動き誘起変位及び/又は変形に従って、中間MR画像が個別に補正される。最後に、斯くして補正された中間MR画像を、最終MR画像へと結合することができる。
本発明によれば、所望の緩和時間加重の最終MR画像を再構成するために、動き補正された中間MR画像をk空間に変換し戻し、k空間強調画像コントラスト(KWIC)フィルタ(Song等,Magn. Reson. Med.,44,825-832,2000を参照)及び/又は圧縮センシングを適用することができる。
本発明の更なる他の好適な一実施形態によれば、最終MR画像の再構成において、信号データが、導出された動き誘起変位及び/又は変形の程度に対応して重み付けされる。例えば、この重み付けは、動き補正された中間MR画像の類似度(例えば、相互相関)から導出されることができる。従って、本発明のアプローチはまた、例えば、類似度が所与の閾値よりも低い場合に、動きで損ねられた信号データを再構成から排斥することによって、最終的に再構成される高解像度MR画像内の動きアーチファクトを抑制するためにも使用されることができる。
本発明の方法によって使用される撮像シーケンスは、例えば、ターボフィールドエコー(TFE)シーケンス、又は平衡(ターボ)フィールドエコーシーケンス、又はエコープラナーイメージング(EPI)、又はターボスピンエコー(TSE)シーケンス、又はGRASEシーケンスとし得る。
収集されるMR信号のk空間分布を最適化するために、ラジアルk空間プロファイルの角度的な順序が、ゴールデンアングルスキームに従って選定され得る。ゴールデンアングルスキームでは、上述のように、k空間プロファイルの角度が、収集間でその都度、180°に黄金比を乗算したものに相当するΔΦ=111.25°だけ増分される。従って、従って、その後にサンプリングされるラジアルk空間プロファイルが常に、それまでにサンプリングされたプロファイルのセット内の最大のギャップを埋めながら補完的な情報を付加する。結果として、いずれの順次の収集プロファイルセットも、ほぼ一様にk空間をカバーする。
回転角の分布はまた、ラジアルk空間プロファイルが等距離に分布されずに、異方的な視野に合わせて適応されてもよい(Wu等,“Anisotropic field-of-view support for golden angle radial imaging”,Magn. Reson. Med.,76,229-236,2016を参照)。
動き状態を捕捉する時間的フットプリントを改善するための他の方法は、例えば、CENTRA順序付け(WO2016/202707A1を参照)を用いること又は収集速度を改善するRotated Stack−of−Stars法(Zhou等,“Golden-ratio rotated stack-of-stars acquisition for improved volumetric MRI”,Magn. Reson. Med.,2017を参照)の使用によって、サンプリング順序に影響を与えることである。また、ハーフスキャンアプローチが採用されてもよい。
これまでに説明した本発明に係る方法は、検査ボリューム内に均一な定常磁場Bを生成する少なくとも1つの主磁石コイルと、検査ボリューム内に異なる空間方向の切り替え磁場勾配を生成する複数のグラディエントコイルと、検査ボリューム内にRFパルスを生成し且つ/或いは検査ボリューム内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つのボディRFコイルと、時間的に一連のRFパルス及び切り替え磁場勾配を制御する制御ユニットと、受信されたMR信号からMR画像を再構成する再構成ユニットと、を含むMR装置によって実行されることが可能である。本発明に係る方法は、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ミングによって実現され得る。
本発明に係る方法は、有利なことに、今日の臨床用途の大抵のMR装置上で実行されることができる。この目的のためには、本発明に係る方法のステップ群を実行するようにMR装置を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、データ担体上にあってもよいし、データネットワーク内にあって、MR装置の制御ユニットへのインストールのためにダウンロードされてもよい。
添付の図面は本発明の好適実施形態を開示するものである。しかしながら、理解されるべきことには、図面は単に例示目的で作成されたものであり、本発明の範囲を定めるものとして作成されたものではない。
本発明に係る方法を実行するMR装置のブロック図を示している。 本発明の収集及び再構成スキームを概略的に例示している。
図1を参照するに、MR装置1がブロック図として示されている。この装置は超伝導又は抵抗性の主磁石コイル2を有しており、それにより、検査ボリュームを通るz軸に沿って、実質的に均一な、時間的に一定の主磁場Bが作り出される。検査ボリューム内のB偏差を最小にする目的で、この装置は更に、(一次、二次、及び適用可能な場合には3次の)シミングコイル2’のセットを含んでおり、セット2’の個々のシミングコイルを通る電流が制御可能である。
磁気共鳴生成・操作システムが一連のRFパルス及び切り替え磁場勾配を印加することで、MR撮像を実行するために、核磁気スピンを反転あるいは励起し、磁気共鳴を誘起し、磁気共鳴のリフォーカシングを行い、磁気共鳴を操作し、磁気共鳴を空間的に或いはその他の方法でエンコードし、スピンを飽和させることなどを行う。
より具体的には、グラディエント増幅器3が、検査ボリュームのx、y及びz軸に沿った全身グラディエントコイル4、5及び6のうちの選択されたものに電流パルス又は波形を印加する。デジタルRF送信器7が、送信/受信スイッチ8を介してボディRFコイル9にRFパルス又はパルスパケットを送信することで、検査ボリューム内にRFパルスが送信される。典型的なMR撮像シーケンスは、短期間のRFパルスセグメント群からなるパケットで構成され、それが、印加される磁場勾配とともに、選択された核磁気共鳴信号の操作を達成する。RFパルスは、飽和、共鳴の励起、磁化の反転、共鳴のリフォーカシング、若しくは共鳴の操作のため、そして、検査ボリューム内に位置付けられた身体10の一部を選択するために使用される。MR信号もボディRFコイル9によって取得される。
身体10の限られた領域のMR画像の生成のため、又はパラレルイメージング法によるスキャン加速のため、一組の局部アレイRFコイル11、12、13が、撮像のために選択された領域に隣接して配置される。これらのアレイコイル11、12、13は、全身RF送信によって誘起されるMR信号を受信するために使用されることができる。
結果として得られるMR信号は、ボディRFコイル9及び/又はアレイRFコイル11、12、13によって取得され、好ましくは前置増幅器(図示せず)を含む受信器14によって復調される。受信器14は、送信/受信スイッチ8を介してRFコイル9、11、12及び13に接続される。
ホストコンピュータ15が、シミングコイル2’とグラディエントパルス増幅器3及び送信器7を制御し、例えばエコープラナーイメージング(EPI)、エコーボリュームイメージング、グラディエント・スピンエコーイメージング、高速スピンエコーイメージング、及びこれに類するものなどの複数のMR撮像シーケンスのうちのいずれかを生成する。選択されたシーケンスで、受信器14が、各RF励起パルスに続いて間断なく、単一又は複数のMRデータラインを受信する。データ収集システム16が、受信した信号のアナログ−デジタル変換を実行し、各MRデータラインを更なる処理に適したデジタルフォーマットに変換する。最新のMR装置において、データ収集システム16は、未加工(ロー)画像データの収集に特化された別個のコンピュータである。
最終的に、デジタル未加工画像データは、フーリエ変換又は例えばSENSE若しくはGRAPPAなどのその他の適切な再構成アルゴリズムを適用する再構成プロセッサ17によって、画像表現へと再構成される。MR画像は、患者を貫く平面状スライス(断層)、一連の平行な平面状スライス、3次元ボリューム、又はこれらに類するものを表現し得る。そして、画像は、画像メモリに格納され、例えば得られたMR画像のヒト読み取り可能な表示を提供するビデオモニタ18による視覚化に適したフォーマットへ、スライス、投影、又は画像表現のその他の部分を変換するためにアクセスされ得る。
ホストコンピュータ15は、上述及び以下の本発明の方法を実行するようにプログラムされる。
図2は、本発明の方法の一実施形態を概略的に示している。左側の列は、本発明に従った、多数(図示した実施形態では4つ)の連続した時間インターバルにおける、stack−of−stars撮像によるk空間のサンプリングを示している。マルチショットTFEイメージングを用いてエコー信号が収集される。空間的に非選択的な又はスラブ選択的なRF励起を有する多数のショットの各々において、各エコー信号がk空間プロファイルを表すエコー信号のトレインが収集される。エコー信号は、多数の平行なk空間スライス(図示した実施形態では5つ)からラジアルk空間プロファイルとして収集される。それに代わる一実施形態では、改善されたボリューム分布のために、ラジアルk空間プロファイルがシフト又は回転され得る。これらのスライスは、スライス方向kに沿って異なる位置に配置される。k方向においてデカルト位相エンコーディングが実行されながら、各単一スライス内で、中心(k=k=0)の周りで回転されるラジアル“スポーク”に沿ってエコーが収集される。これは、積み重ねられたディスクで構成される円筒状のk空間カバレッジをもたらす。密度が可変であるようにして球体ボリュームがサンプリングされ、このstack−of−stars収集中に、中心領域20が、周辺のk空間部分21(ナイキスト描写)よりも頻繁に更新される。4つの時間インターバルが選択され、中心ボリューム20は、各時間インターバルでフルサンプリングされ、k空間の周辺部21は、各時間インターバルでアンダーサンプリングされる。k空間スポークの角度の順序付けには、ゴールデンアングルスキームが採用される。スポークの回転角が、エコー信号間でΔΦ=111.25°だけ増分される。4つの時間インターバル(例えば、高分解能サンプリンググリッド上)の各々についてのサブサンプリングされたk空間データから中間MR画像22−25(図2の左から2番目の列)が再構成される。そして、4つの再構成された中間MR画像が互いにレジストレーションされる。弾性画像レジストレーションアルゴリズムを用いて、これら異なる中間MR画像22−25の各々を1つの共通座標系へと変換する一組の変換Tが決定される。この変換Tのセットは、これらの時間インターバル間に発生した動きによって誘起される変位及び変形を反映したものである。次いで、発生した動きを補償するために、変換Tのセットが中間MR画像22−25に適用されて、動き補正された中間MR画像22−25(図2の左から3番目の列)をもたらす。最後に、補正された中間MR画像22−25が、基本的に動きアーチファクトを含まない高解像度MR画像26へと結合される。

Claims (12)

  1. MR装置の検査ボリューム内に位置付けられた対象物のMR撮像の方法であって、
    前記対象物を、RFパルス及び切り替え磁場勾配を有する撮像シーケンスにかけることによって、MR信号を生成するステップと、
    スタック・オブ・スター又はスタック・オブ・スパイラルスキームに従って信号データを収集し、前記MR信号が、スライス方向に沿って隣接する位置に配置された複数の平行なスライスから、k空間の楕円体又は球体ボリュームをサンプリングするラジアル又はスパイラルk空間プロファイルとして収集され、当該収集において、k空間の3次元楕円体又は球体の中心部が、k空間の周辺部よりも密にサンプリングされる、収集するステップと、
    複数の連続した時間インターバルの各々についてサブサンプリングされた信号データからそれぞれの中間MR画像を再構成するステップと、
    弾性画像レジストレーションによって、異なる前記中間MR画像の各々を1つの共通座標系へと変換する幾何学変換を決定するステップと、
    前記中間MR画像に前記幾何学変換を適用して、発生した動きを補正し、動き補正された中間MR画像を生じさせるステップと、
    前記動き補正された中間MR画像を高解像度の最終MR画像へと結合するステップと、
    を有する方法。
  2. 各時間インターバルにおいて、k空間の前記中心部はナイキスト基準に従ってサンプリングされ、k空間の前記周辺部はサブサンプリングされる、請求項1に記載の方法。
  3. k空間の前記中心部は、前記周辺部と比較して時間的に密にサンプリングされる、請求項2に記載の方法。
  4. 前記動き補正された中間MR画像は、画像空間内又はk空間内のいずれかで前記最終MR画像へと結合される、請求項3に記載の方法。
  5. 前記中間MR画像は、k空間強調画像コントラスト(KWIC)フィルタを用いて再構成される、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記中間MR画像は、それぞれの前記時間インターバルに帰属する導出された動き誘起変位及び/又は変形に従って補正される、請求項4又は5に記載の方法。
  7. 前記信号データは、前記最終MR画像の再構成において、導出された動き誘起変位及び/又は変形の程度に対応して重み付けされる、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記重み付けは、前記動き補正された中間MR画像の類似度から導出される、請求項7に記載の方法。
  9. 前記撮像シーケンスは、ターボフィールドエコー(TFE)若しくは平衡(ターボ)フィールドエコーシーケンス、又はエコープラナーイメージング(EPI)シーケンス、又はターボスピンエコー(TSE)シーケンス、又はGRASEシーケンスである、請求項1乃至8のいずれか一項に記載の方法。
  10. 一連のk空間プロファイルの収集において、前記ラジアルk空間プロファイルの回転角が、ゴールデンアングルスキームに従って増分される、請求項1乃至9のいずれか一項に記載の方法。
  11. 検査ボリューム内に均一な定常磁場Bを生成する少なくとも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方向の切り替え磁場勾配を生成する複数のグラディエントコイルと、前記検査ボリューム内にRFパルスを生成し且つ/或いは前記検査ボリューム内に位置付けられた対象物からMR信号を受信する少なくとも1つのRFコイルと、時間的に一連の前記RFパルス及び切り替え磁場勾配を制御する制御ユニットと、受信された前記MR信号からMR画像を再構成する再構成ユニットと、を含むMR装置であって、
    当該MR装置は:
    前記対象物を、RFパルス及び切り替え磁場勾配を有する撮像シーケンスにかけることによって、MR信号を生成するステップと、
    スタック・オブ・スター又はスタック・オブ・スパイラルスキームに従って信号データを収集し、前記MR信号が、スライス方向に沿って隣接する位置に配置された複数の平行なスライスから、k空間の楕円体又は球体ボリュームをサンプリングするラジアル又はスパイラルk空間プロファイルとして収集され、当該収集において、k空間の3次元楕円体又は球体の中心部が、k空間の周辺部よりも密にサンプリングされる、収集するステップと、
    複数の連続した時間インターバルの各々についてサブサンプリングされた信号データからそれぞれの中間MR画像を再構成するステップと、
    弾性画像レジストレーションによって、異なる前記中間MR画像の各々を1つの共通座標系へと変換する幾何学変換を決定するステップと、
    前記中間MR画像に前記幾何学変換を適用して、発生した動きを補償し、動き補正された中間MR画像を生じさせるステップと、
    中間MR画像を互いにレジストレーションすることによって、動き誘起変位及び/又は変形を導出するステップと、
    前記動き補正された中間MR画像を高解像度の最終MR画像へと結合するステップと、
    を実行するように構成されている、
    MR装置。
  12. 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、
    RFパルス及び切り替え磁場勾配を有する撮像シーケンスを生成し、
    スタック・オブ・スター又はスタック・オブ・スパイラルスキームに従って信号データを収集し、MR信号が、スライス方向に沿って隣接する位置に配置された複数の平行なスライスから、k空間の楕円体又は球体ボリュームをサンプリングするラジアル又はスパイラルk空間プロファイルとして収集され、当該収集において、k空間の3次元楕円体又は球体の中心部が、k空間の周辺部よりも密にサンプリングされ、
    複数の連続した時間インターバルの各々についてサブサンプリングされた信号データから中間MR画像を再構成し、
    弾性画像レジストレーションによって、異なる前記中間MR画像の各々を1つの共通座標系へと変換する幾何学変換を決定し、
    前記中間MR画像に前記幾何学変換を適用して、発生した動きを補償し、動き補正された中間MR画像を生じさせ、
    中間MR画像を互いにレジストレーションすることによって、動き誘起変位及び/又は変形を導出し、
    前記動き補正された中間MR画像を高解像度の最終MR画像へと結合する、
    ための命令群を有するコンピュータプログラム。
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