JP5441568B2 - 測定シーケンスの作成方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、磁気共鳴スキャナ（略して、ＭＲスキャナとも呼ぶ。）の時間ラスタで実行可能な磁気共鳴スキャナのための時間ラスタに適合した測定シーケンスを作成する方法および装置に関する。したがって、本発明は、特に、測定シーケンスの予め与えられたタイムスライスを磁気共鳴スキャナの時間ラスタで実行できるように変換する方法および装置に関する。

本発明は、磁気共鳴スキャナの制御分野にあり、特に、予め与えられた測定シーケンスから出発して、磁気共鳴スキャナの時間ラスタで実行可能である磁気共鳴スキャナのための時間ラスタに適合した測定シーケンスを作成する方法であって、予め与えられた測定シーケンスがタイムスライスの列を含み、タイムスライスにはそれぞれ任意の長さとパルス波形とが割り当てられている方法に関する。

今日、磁気共鳴スキャナは病院における患者検査のための臨床ルーチンの確固たる構成要素である。そのほかに磁気共鳴スキャナは動物検査または生物学的検査のためにも使用可能である。画像発生方法としての核スピン共鳴とも称する磁気共鳴は、１９８０年代に発見された。主としてこの方法は、例えば人体のような組織内の水分の移動性に敏感である。

ＭＲスキャナにおいて磁気共鳴画像を発生させるには、スピンの高周波励起と、位置エンコーディングと、スピンの共鳴応答の検出との間の正確な時間的経過を必要とする。励起、準備および検出の時間的経過は、パルスシーケンスもしくは測定シーケンスと呼ばれる。測定シーケンスはタイムスライスの列からなり、各タイムスライスは定められた長さを持ち、各タイムスライスには、パルス波形を有する少なくとも１つのパルスが割り当てられている。各タイムスライスには、高周波（ＨＦ）パルスを送信するための送信型および／またはＨＦ信号として核スピンの共鳴応答を検出する受信型および核スピンの準備のためのワープ型（ＷＴ）なる集合の中から、それぞれ１つの型が割り当てられている。送信型の場合には、なおも核スピンの励起のための励起パルスと、核スピンのリフォーカスのためのリフォーカスパルスとが区別されている。送信されるＨＦパルスは、核スピンのリフォーカスのためにも核スピンの励起のためにも使用される。この関連において、特に刺激されるエコー信号を参照されたい。このようなエコー信号の発生のためにＨＦパルスが核スピン後の励起にも核スピンのリフォーカスにも使用される（エコー発生の概論は、例えば非特許文献１参照）。

全く異なる目的に用いられる多数のＭＲシーケンスもしくは測定シーケンスが、何年にもわたって開発されてきた。例えば、測定シーケンスの適切な選択によって画像のコントラストに決定的に影響を及ぼすことができる。したがって、ＨＦパルス、傾斜磁場パルス、待ち時間などによるスピン系の準備は、得られる磁気共鳴画像の画質および特性に決定的な影響を持つ。

測定シーケンスの作成またはプログラミングは、測定シーケンスのタイムスライスにおける時間経過（タイミング条件とも言う。）と個々のパルスとの間の敏感な関係のゆえに、高度の専門知識を必要とする。測定シーケンスの開発は特別なＭＲ物理学に発展し、画像特性を最終的に決定する多数のパラメータが存在する。

今日では、例えば画像を体内、例えば拍動する心臓からリアルタイムで得ることを可能にする非常に複雑なＭＲシーケンスが使用される。このような測定シーケンスのプログラミングは、シーケンスプログラマーに多数の条件の考慮を要求する。特に、磁気共鳴スキャナは少なくとも１つの時間ラスタを持ち、時間ラスタでは、例えばパルスをともなうタイムスライスの開始および／または終了という事象が行なわれる。

これは、ＭＲスキャナ上での実行のために測定シーケンス内の全ての事象がこのような時間ラスタに支配されていることを意味する。更に、ＭＲスキャナが多数の異なった大まかな時間ラスタを含むのが一般的である。すなわち、傾斜磁場システムのための粗い時間ラスタおよび高周波システム（略して、ＨＦシステム）のための微細な時間ラスタという具合である。１つの測定シーケンス内のパルスおよび事象が、一方では物理学的に予め与えられる窮屈な時間条件を満たすこと、および／または磁気共鳴スキャナの時間ラスタに適合することを保証するためには、シーケンスプログラマーの技能と多大な労力が必要である。

従来は、シーケンスプログラマーだけが、核スピンの物理学的な特性によって予め与えられるようなタイミング条件が維持されることを監視していた。

従来では磁気共鳴装置に適用するための種々の方法が知られている。すなわち、磁気共鳴装置の経過制御を変更および改善するための手掛かりが示されている（例えば特許文献１〜５参照）。さらに、シーケンスプログラミング技術および付加的な位相エンコーディングの使用が知られている（例えば特許文献６，７参照）。

米国特許第５５１９３２０号明細書 独国特許第１０２００６０３４３９７号明細書 米国特許第４７０７６６１号明細書 米国特許第５１４４２４２号明細書 国際公開第２００７／１２１０２０号パンフレット 欧州特許第０９７４８８１号明細書 米国特許第６３２０３８０号明細書 Ｈｅｎｎｉｇ，Ｊ．，"Ｅｃｈｏｅｓ − Ｈｏｗ ｔｏ Ｇｅｎｅｒａｔｅ，Ｒｅｃｏｇｎｉｚｅ，Ｕｓｅ ｏｒ Ａｖｏｉｄ ｔｈｅｍ ｉｎ ＭＲ−Ｉｍａｇｉｎｇ Ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ"，Ｃｏｎｃｅｐｔ ｉｎ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ３ （１９９１），１２５−１４３頁 Ｈｅｎｎｉｇ，Ｊ．，"Ｅｃｈｏｅｓ − Ｈｏｗ ｔｏ Ｇｅｎｅｒａｔｅ，Ｒｅｃｏｇｎｉｚｅ，Ｕｓｅ ｏｒ Ａｖｏｉｄ ｔｈｅｍ ｉｎ ＭＲ−Ｉｍａｇｉｎｇ Ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ"，Ｃｏｎｃｅｐｔ ｉｎ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ３ （１９９１），１２５−１４３頁

そこで、本発明の課題は、測定シーケンスプログラミングを簡単化しかつ質的に改善する方法を提案することにある。本発明による方法は、ＨＦパルスの送信および／またはＨＦ信号の受信のための予め与えられた持続時間を、この持続時間が磁気共鳴スキャナの時間ラスタに適合するように自動的に変換することを可能にする。すなわち、送信時間枠および／または受信時間枠の持続時間のための、それ自体としては磁気共鳴スキャナの時間ラスタに適合しない予め与えられた値が、本発明による方法によって次のように修正される。すなわち、一方では個々のタイムスライス間における正確な予め与えられたタイミング関係が維持され続けると同時に、測定シーケンスがＭＲスキャナの時間ラスタにおいて時間ラスタに適合した測定シーケンスとして実行可能であるように修正される。

この課題は、本発明によれば、それぞれの独立請求項によって解決される。

以下において課題の解決策を方法に関して説明するが、ここで述べる特徴、利点、または代替としての実施形態は、同様に他の請求対象にも移行可能であり、またその逆も可能である。換言するならば、（システム、コンピュータプログラム製品、スキャナおよび装置に関する）具象的な請求項も、方法に関係して記載および／または請求した特徴を用いて更に別に構築することができる。この場合に、方法における対応する機能的特徴は、対応する具象的なモジュールによって、特にシステムもしくは装置のハードウェアモジュールによって構成される。

この課題は、予め与えられた測定シーケンスから出発して、磁気共鳴スキャナの時間ラスタで実行可能である磁気共鳴スキャナのための時間ラスタに適合した測定シーケンスを作成する方法であって、予め与えられた測定シーケンスが任意の長さの送信型および／または受信型のタイムスライスの列を含み、各タイムスライスに１つの持続時間Ｔ_Xが割り当てられ、持続時間Ｔ_Xは、パルス波形Ｐ_Xの高周波パルス（ＨＦパルス）の送信および／またはＨＦ信号の受信がそれぞれ行なわれる送信時間枠および／または受信時間枠を表わし、
予め与えられた測定シーケンスが準備され、
磁気共鳴スキャナの時間ラスタが決定され、
各タイムスライスの持続時間Ｔ_Xを短縮するための最適化基準が決定され、
各タイムスライスの持続時間Ｔ_Xがそれぞれ短縮された持続時間Ｔ_Xiに短縮され、各短縮された持続時間Ｔ_Xiは、決定された時間ラスタに残余なしに適合し、それぞれ完全に持続時間Ｔ_X内にあり、随意的に最適化基準を満たし、
時間ラスタに適合した測定シーケンスが作成され、各タイムスライスについて持続時間Ｔ_Xは短縮された持続時間Ｔ_Xiによって置き換えられ、測定シーケンスの全体的な特性（グローバルな特性）が、時間ラスタに適合した測定シーケンスの実行時に維持され続ける
ことによって解決される。

測定シーケンスとは、本発明の開示との関連では、任意の長さのタイムスライスの列であると理解され、予め与えられる長さは必ずしもＭＲスキャナの時間ラスタに適合(整合)していなくてもよい。測定シーケンスのタイムスライスの列は、測定シーケンスがＭＲスキャナ上で実行される際に、患者体内からの画像を生じる。１つの測定シーケンス内では、タイムスライスが切れ目なく繋ぎ合わされている。本発明による方法は、送信型および／または受信型のそのタイムスライス、すなわちパルス波形Ｐ_XのＨＦパルスの送信および／またはＨＦ信号の受信を行なうタイムスライスの特性を変更するだけである。

持続時間Ｔ_Xは、パルス波形Ｐ_XのＨＦパルスの送信および／またはＨＦ信号の受信がそれぞれ行なわれる送信時間枠（送信ウインドー）および／または受信時間枠（受信ウインドー）を意味する。

用語「時間ラスタ」は、スキャナが区別することができる事象の最小間隔（最小時間ラスタ間隔ともいう。）に基礎とする。これは、例えば、傾斜磁場システムに関しては上昇する傾斜磁場のスイッチングであり、または、ＨＦシステムに関してはＨＦパルスの送信または被検体からの応答の受信である。

タイムスライスの長さは典型的にはミリ秒の範囲にある。傾斜磁場パルスについては、持続時間が一般に例えば３０ｍｓよりも長くない。更に、各タイムスライスには１つのパルス波形Ｐ_Xが割り当てられている。パルス波形は、例えば傾斜磁場パルスまたはＨＦ励起パルスのようなパルスの振幅および時間推移を表わす。例えば、傾斜磁場パルスは予め与えられた持続時間および／または予め与えられたエッジ勾配を持った台形である。高周波パルスは例えばＳｉｎｃ（ｘ）波形である。更に、パルス周波数は、空白のパルス波形が割り当てられているタイムスライスを含むことができる。空白のパルス波形は、全長さにわたってパルスの振幅が０であることによって特徴付けられる。すなわち、まさしくパルスが実行されず、その代わりに待機される。

一般的には、測定シーケンスがＭＲスキャナの時間ラスタに必ずしも適合しないタイムスライス列として予め与えられる。本発明によれば、（本来は使用できない）不適合な測定シーケンスがそれにもかかわらず利用可能であって、ＭＲ装置上での実行のために使用可能にされる。

時間ラスタに適合する測定シーケンスとは、個々のタイムスライスについて送信時間枠および／または受信時間枠の持続時間Ｔ_Xが短縮され、送信時間枠および／または受信時間枠の短縮された持続時間Ｔ_Xが、残余なしに、ＭＲスキャナの決定された時間ラスタに適合するようにされた測定シーケンスであると理解すべきである。

本発明に関係する最適化基準とは、ハードウェア制限に基づいて生じる条件、またはスピン系の物理学的特性に基づいて維持すべき条件であると理解すべきである。更に、作成すべき画像に対する要求から生じるような最適化条件が存在する。このような最適化条件を次により詳しく説明する。

測定シーケンスの全体的な特性（つまりグローバルな特性）とは測定シーケンスの経過を表わす測定シーケンスの特性であると理解すべきである。これらのパラメータまたは全体的な特性には、例えば繰り返し時間、エコーが発生されるエコー時間、または逆変換時間が属する。更に、なおも他のパラメータ、例えば傾斜磁場モーメントが考えられ得る。測定シーケンスの上述の全体的な特性は、このような測定シーケンスにより作成されるＭＲ画像の画質および／または画像コントラストに決定的な影響を持つ。

本発明による方法を以下において送信型のタイムスライスについて説明する。特に、このようなタイムスライスの送信時間枠および／または受信時間枠の短縮ついて説明する。この公式化は、タイムスライスの境界が本方法によって変化しないという利点を持つ。それは、本発明による方法の実行のために、個々のタイムスライスを考察することで十分であることを意味する。したがって、先行または後続のタイムスライスが考慮されなければならないことなしに１つのタイムスライスを他のタイムスライスの後に処理することができる。

測定シーケンスのプログラミングの分野における専門家にとって、次に与えられる開示により、本発明による方法が代替的にも公式化できることが明白になる。本発明の対象から逸脱することなしに、本方法は、次のように公式化することもできであろう。すなわち、送信型のタイムスライスが持続時間を短縮されて、本方法に従って送信型の短縮されたタイムスライスとして存在するように公式化することである。もちろん、本方法のこのような変形については、測定シーケンスの全体的な特性が維持され続けるように、送信型の短縮されたタイムスライスに先行するタイムスライスも、送信型の短縮されたタイムスライスに後続するタイムスライスも、相応に延長されなければならない。しかし、本発明による方法のこのような公式化は、送信型の個々のタイムスライスの孤立的な考察によってはもはや実現できない。それゆえ、この開示に関しては、模範的に、持続時間Ｔ_Xの送信時間枠および／または受信時間枠を短縮された持続時間Ｔ_Xiに短縮することによる本方法の実施が選択される。この選択によって、先行タイムスライスおよび／または後続タイムスライスが既知でなければならないということなしに、個々のタイムスライスにおける「局所」の問題が解決される。もう一度強調しておくに、この開示の枠内において行なう本方法の説明のための選択は本発明による方法の限定ではない。

本発明の他の実施態様によれば、本方法は更に、測定シーケンスがソルバーによって供給される。これは、特に測定シーケンス内の時間的な関係、つまり測定シーケンスタイミングが数学的な問題として公式化され、ソルバーによって解決される。このようなソルバーに関しては、例えば本出願人の独国特許第１０２００６０３４３９７号明細書を参照されたい。

本発明の他の実施形態によれば、本発明による方法が最適化基準によって補間点（結節点）の個数について許容し得る値範囲を予め与えるとよい。

補間点（結節点）とは、連続的に予め与えられるパルス波形をＭＲスキャナの時間ラスタに変換するために使用されるＭＲスキャナの時間ラスタ上の点であると理解すべきである。しばしば、この変換において、連続的なパルス波形を補間点（結節点）の個数に変換する際にパルス波形の面積分が同じままであることが必要である。

本発明による方法は、最適化基準を有する他の実施態様において、決定された時間ラスタの概略化から生じる複数の他の時間ラスタを含むことができる。

本発明による方法は、他の実施態様において、最適化基準が補間点の個数と時間ラスタ間隔との積の最大化を含むことができる。

補間点の個数と時間ラスタ間隔との積を最大にする努力は、できるだけ高い情報密度にてパルス波形のディジタル化および／または相似の受信されるＨＦ信号のディジタル化を行なうという関心からもたらされる。

本発明による方法は、他の実施態様において、更に次の方法ステップを含むことができる。すなわち、ＨＦパルス送信時のパルス波形Ｐ_Xが補正され、補正されたパルス波形は完全に短縮された持続時間Ｔ_Xi内にあるようにされる。つまり、補正されたパルス波形
が完全に短縮された持続時間Ｔ_Xi内にあるように、ＨＦパルス送信時のパルス波形Ｐ_X
が補正される。このためにパルス波形Ｐ_XがＴ_Xiでスケーリングされ、これにより係数
Ｔ_X／Ｔ_Xiだけ拡大されたスライス厚が生じる。代替として、短縮された間隔Ｔ_Xiへ
のパルス波形Ｐ_Xのタイミング再設定が可能である。それによってバンド幅時間積がＴ_X
i／Ｔ_Xだけ減少し、したがって点像強度分布関数が幅広になる。この誤差はＴ_X／Ｔ_X
iのパーミル範囲乃至パーセント範囲にある。

本発明による方法は、更に他の実施態様において、次のステップを含むことができる。すなわち、得られた磁気共鳴画像が、各タイムスライスについて短縮された持続時間Ｔ_Xiの使用によってＨＦ信号の受信時に生じる誤差に関して補正される。短縮された持続時間Ｔ_Xiによって走査されるｋ空間がＴ_Xi／Ｔ_Xだけ減少し、したがって点像強度分布関数
が広くなり、それによって読み出し方向における分解能が減少する。この誤差は同様にパーミル範囲乃至パーセント範囲にある。

方法は同様に、例えばＶＥＲＳＥ、２Ｄ励起、周波数選択励起などの送信型のより複雑な全てのタイムスライスに適用可能である。更に、本方法は、例えばスパイラルおよび／または送信型および／または受信型の複合タイムスライスの形での受信型のより複雑なタイムスライスにも適用可能である。短縮されたＴ_Xiおよびそれにともなう送信および／
または受信中における低減された傾斜磁場モーメントの取り扱いが、システムの測定シーケンスの動作時間のために要求され、シーケンス開発において使用される送信型および／または受信型の全てのタイムスライスについて個別に適用される。

本発明による方法は、更に他の実施態様において、次のステップを含むことができる。すなわち、ハードウェア制限が検出され、検出されたハードウェア制限が守られているかどうかについて、予め与えられた測定シーケンスが検査される。ハードウェア制限は、例えば傾斜磁場パルスに関する許容し得るエッジ勾配から生じる。なぜならば可変の磁場に対して限界値が予め与えられているからである。予め与えられる限界値は、例えば傾斜磁場の末梢神経刺激を回避するために役立つ。

本発明による方法は、他の実施態様において、次の方法ステップを含むように設計されているとよい。すなわち、患者安全性ガイドラインが検出され、検出された患者安全性ガイドラインが満たされているかどうかについて、予め与えられた測定シーケンスが検査される。したがって、本発明による方法は、例えば組織の特徴を示す高周波エネルギー吸収率に関する患者安全性ガイドラインを考慮することができる。高周波エネルギー吸収率は、特定の組織、腹部空間における軟部組織がどのくらい強く高周波エネルギーを吸収し得るかを確定する。この関連ではＳＡＲ限界値が挙げられ、ＳＡＲは比吸収率を表わす。

更に本方法は、測定シーケンスの経過にわたって限界値を守ることを、時間ラスタに適合した測定シーケンスのために自動的に保証することもできる。このために付加的な方法ステップは必要でない。すなわち、換言するならば、予め与えられた測定シーケンスについて限界値およびガイドラインが満たされているならば、本方法したがって作成された時間ラスタに適合した測定シーケンスについても自動的に限界値およびガイドラインが満たされている。

時間ラスタに適合した測定シーケンスを作成する本発明による課題解決策は、予め与えられた測定シーケンスから出発して、磁気共鳴スキャナの時間ラスタで実行可能である磁気共鳴スキャナのための時間ラスタに適合した測定シーケンスを作成する装置においても存在し得る。本装置において、予め与えられた測定シーケンスが任意の長さの送信型および／または受信型のタイムスライスの列を含み、各タイムスライスにそれぞれ１つの持続時間Ｔ_Xが割り当てられ、持続時間Ｔ_Xが送信時間枠および／または受信時間枠を表わし、持続時間Ｔ_Xでパルス波形Ｐ_Xの高周波ＨＦパルスの送信および／またはＨＦ信号の受信が行なわれる。

本装置は、入力インターフェースモジュール、時間ラスタインターフェースモジュール、最適化基準インターフェースモジュール、短縮化モジュール、発生器モジュールを含む。

入力インターフェースモジュールは、予め与えられた測定シーケンスを受け取るように定められている。

時間ラスタインターフェースモジュールは、磁気共鳴スキャナの時間ラスタを受け取るように定められている。

最適化基準インターフェースモジュールは、各タイムスライスの持続時間Ｔ_Xを短縮するための最適化基準を受け取るように定められている。「受け取る」とは、ここでは広範囲に理解すべきであり、自動的な読込みも、（手動入力される）入力値の検出も意味している。

短縮化モジュールは、各タイムスライスについて持続時間Ｔ_Xを、短縮された持続時間Ｔ_Xiに短縮するように定められている。各短縮された持続時間Ｔ_Xiは、決定された時間ラスタに残余なしに適合しかつそれぞれ完全に元のタイムスライス内にあり、随意的に最適化基準が満たされている。

発生器モジュールは、時間ラスタに適合した測定シーケンスを発生するように定められている。各タイムスライスについて持続時間Ｔ_Xがそれぞれ短縮された持続時間Ｔ_Xiによって置き換えられ、測定シーケンスの全体的な特性（つまりグローバルな特性）が、時間ラスタに適合した測定シーケンスの実行時に維持され続ける。

本発明による解決策をこのような装置において実現すること、例えば、予め与えられた測定シーケンスから時間ラスタに適合した測定シーケンスを自動的に作成するハードウェアモジュールにおいて実現することが十分に考えられ得る。

課題解決策は、本発明による方法に基づいて作成され時間ラスタに適合した測定シーケンスを実施するように構成されている制御ユニットを備える磁気共鳴スキャナである。したがって、ＭＲスキャナが本発明による方法を実施することができる適切な制御ユニットを持つならば、このような方法をＭＲスキャナにおいて直接に実施することが十分に可能である。

他の課題解決策では、ＭＲスキャナ上および／またはＭＲスキャナに接続されているコンピュータユニット上で、および／または磁気共鳴スキャナ上で、および／またはソルバーによって実行される際に本発明による方法を実現するコンピュータプログラム製品（つまり本発明による方法を実現するコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体）が提供される。

他の本発明による解決策は、ＭＲスキャナに接続して使用するための本発明による装置に基づく発生器モジュールを含むＭＲスキャナを動作させるためのシステムにある。

他の実施態様においては、本発明によるシステムが更に予め与えられる測定シーケンスを準備するためのソルバーを含む。

ソルバーとは、本開示において、一般にソフトウェアとして実現されているモジュールであると理解される。ソルバーは数学的に公式化された問題を数値的に解くために用いられる。例えば、ＭＲタイミング問題が適切な形で公式化されている場合に、それはソルバーによって解くことができる。

更に、上述の方法の個々の構成要素を１つの販売可能なユニットにおいて、残りの構成要素を他の販売可能なユニットにおいて、いわば分散システムとして実施することができる。

図１は従来技術に基づく磁気共鳴スキャナ４（略してＭＲスキャナとも呼ぶ。）の個々の構成要素についてのブロック図である。 図２はスピンエコーシーケンスの個々のタイムスライスを示すタイムチャートである。 図３は本発明による方法にしたがった持続時間Ｔ_Xおよび短縮された持続時間Ｔ_Xiを示す説明図である。

以下における図面に基づく詳細な説明において、限定的なものとして理解すべきではない実施例が、それの特徴および他の利点に関して、図面に基づいて説明されている。

図１は従来技術に基づくＭＲスキャナ４の原理的構成をそれの主要構成要素により示す。ＭＲ画像化により身体を検査するために、時間的および空間的特性が正確に相互に調整された時間的に可変の種々の磁場が身体に照射され、これが、照射されたラジオ周波数エネルギーまたは高周波エネルギー（略して、ＨＦ）に対する核スピンの共鳴応答を生じる。

高周波技術的に遮蔽された測定室４３内に強い磁石４５、例えば一般的には液体冷却材によって冷却される超伝導磁石が設けられている。円筒状の開口を有する磁石４５が、一般的には０．１乃至３テスラの磁界強度範囲または３テスラ以上の磁界強度範囲にある静磁場４７を発生する。静磁場４７は高均一性であり、典型的には、例えば１５ｃｍの直径の容積について数ｐｐｍの範囲内にある。検査すべき身体または身体部分（図１に示されていない）が、患者用寝台４９の上に置かれ、静磁場４７の均一範囲内に位置決めされる。

一般に核スピン共鳴（または磁気共鳴）は、磁気モーメント、いわゆる原子核のスピン、すなわち、例えばプロトンの核スピンが、外部の強い磁界内において整列するという事実に基づく。プロトンに関しては、例えばＭＲスキャナ４の静磁場４７のような予め与えられた強い磁場において、２つのエネルギー的に異なる状態が存在する。これらの両状態の割り振りはボルツマン統計に基づいて生じる。静磁場４７の外側の磁場に依存して両状態の間にエネルギー差が生じる。特に、このエネルギー差は、時間的に可変の磁場、すなわちＨＦパルスの形での高周波エネルギーの照射によって、２つの可能な状態間での移行を誘導することを可能にする。

したがって、ＨＦ励起による励起時にスピン系の共鳴応答が生じる。いわゆるＨＦパルスを介してＨＦ励起を実現することは容易である。このようなＨＦパルスは、既に述べたように、核スピン系の励起および／または核スピン系のリフォーカスのために用いられる。

体内における核スピンの共鳴応答から、核スピンの移動性に関する情報を導き出すことができる。生きている組織および特に人体の大部分が水からなり、水分子が磁気的な核スピンを担持する２つの水素核、すなわちプロトンからなるために、人体については、磁気共鳴による励起が良好に可能である。特に、この方法において、核スピンの移動性およびそれにともなう水分子の移動性を検査することができる。したがって、ＭＲは更に、水がどのくらい強く異なる組織種類に結合しているかの情報をもたらす。例えば脂肪組織内における水は、移動性が遥かに少なく、したがってＨＦ励起に対して、例えば血液のような液体におけるよりもゆっくり応答する。

人体内での核スピンの励起、すなわち一般には人体内でのプロトンの励起は、図１にボディコイル４１３として示された高周波アンテナを介して照射される磁気的なＨＦパルスを介して行なわれる。もちろん、プロトンとは異なる核、例えばリチウムまたは硫黄のＭＲ検査も可能である。

ボディコイル４１３の使用の代替として、解剖学的構造に適合した特別な励起コイルまたは高周波アンテナを、例えば頭部コイルとして使用することも可能である。励起に必要とされるＨＦ励起パルスがパルス発生ユニット４１５によって発生され、パルス発生ユニット４１５がパルス周波数制御ユニット４１７によって制御される。ＨＦ励起パルスは高周波増幅器４１９による増幅後に高周波アンテナに導かれる。

図１に示されたＨＦシステムは概略的にしか示されていない。場合によっては、１つのＭＲスキャナ内において１つよりも多いパルス発生ユニット４１５、１つよりも多い高周波増幅器４１９および複数の高周波アンテナが使用され、あるいは付加的なモジュールが使用される。特に、アンテナの全てのグループを使用することができ、それによって一方では信号雑音比の改善が達成され、もしくはノイズ作用がプローブ特性によって制圧される。この関連では、実現可能なアンテナとして専門家に知られているようなフェーズドアレイに一言ふれるだけにしておく。

磁気共鳴スキャナ４が傾斜磁場コイル４２１を持ち、傾斜磁場コイル４２１により、測定時にスライス選択励起および測定信号の空間エンコーディングのための傾斜磁場が照射される。傾斜磁場コイル４２１は傾斜磁場コイル制御ユニット４２３によって制御される。傾斜磁場コイル制御ユニット４２３は、パルス発生ユニット４１５と同様に、パルス周波数制御ユニット４１７に接続されている。

典型的には、３つの方向の全てにおいて空間エンコーディングを行ない得るように、３つの傾斜磁場システムが使用される。一般に、この傾斜磁場システムは直交方式である。もちろん画像化のための非直交の曲線の傾斜磁場システムも考えられ得る。

励起された核スピンから送出される信号、すなわち共鳴励起への応答が、受信コイル、例えばボディコイル４１３によって、および／または局所コイル４２５によって受信され、付設の高周波増幅器４２７によって増幅され、そして受信ユニット４２９によって後処理されてディジタル化される。送信コイルと同様に受信のための局所コイル４２５についても、人体の被検査部位のジオメトリに整合した小さなコイル、例えば表面コイルの使用が、信号雑音比を改善するために、場合によっては有利である。

相反原理に基づいて良好な送信器は良好な受信器でもあるので、コイルは送信コイルとしても受信コイルとしても動作することができる。１つのコイルを送信コイルおよび受信コイルとして使用する場合には、もちろん正しい信号転送を保証することが必要である。これは一般に送受信切替器４３９によって行なわれる。送受信切替器としては、例えばサーキュレータが考慮に値する。

画像処理ユニット４３１は測定データからＭＲ画像を作成する。ＭＲ画像はオペレータコンソール４３３を介して使用者に表示されるか、またはメモリユニット４３５内に記憶される。コンピュータユニット４３７および／または制御ユニット４３６がＭＲスキャナ４の個々の構成要素を制御する。制御ユニット４３６は、これにより本発明による方法が実行可能であるように構成されている。

ＭＲ画像は、ｋ空間とも呼ばれる周波数空間の系統的な走査によって得られる。このｋ空間走査は傾斜磁場および励起パルスの適切なシーケンスによって達成される。測定シーケンスは、ｋ空間がどのように走り抜けられるべきかを予め与える。したがって、測定シーケンスはｋ空間軌道を定める。病院での日常的なＭＲの使用のために、診断画像を迅速にかつ効率的に作成することができるように、できるだけ効率的なｋ空間軌道を見つけることが望ましい。今日においては、ｋ空間を走査するための贅沢かつ複雑な戦略を使用する多数の測定シーケンスが存在する。

更に、測定シーケンスの時間的効率のほかに、作成された画像のコントラスト特性が重要である。選択された測定シーケンスに応じて速やかにまたは緩やかに応答する、すなわち緩和する組織部分が励起される。これは、ＭＲ画像において生じるコントラストに対して決定的な影響を持つ。したがって測定シーケンスは、その都度において選択されるプロトコル、すなわち選択される臨床検査のために、医師にとって最大の情報成果を得ることができるように適合すべきである。これは、例えば医師が行なうかもしれない癌性の組織変化の評価に当てはまる。ＭＲスキャナ４のための測定シーケンスは、核スピンの物理学的な特性およびその都度の組織からもたらされる一連のタイムスライス１０からなる。

個々のタイムスライス１１の相互の時間比は高感度のパラメータである。これらのタイムスライス１１のそれぞれは任意の長さを持つ。各タイムスライス１１には１つの型が割り当てられ、１つのタイムスライスは、ワープ型ＷＴか、送信型ＳＴおよび／または受信型ＥＴのいずれかである。各送信型ＳＴの各タイムスライス１１には送信時間枠（送信ウインドー）および／または受信時間枠（受信ウインドー）のための持続時間Ｔ_Xが割り当てられ、その持続時間中おいてＨＦパルスの送信および／またはＨＦ信号の受信が行なわれる。

図２はいわゆるスピンエコーシーケンスの簡単な測定シーケンスの例を示す。図２にはスピンエコーシーケンスのための時間的経過が示されている。このダイアグラムは、ＨＦ回路における活動の時間的経過を上段に示している。個々のタイムスライスは図２においてＩ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶ，Ｖとして示されている。更に、その下には、３つの一般には互いに直交する傾斜磁場システム、すなわちスライス選択（ｓｌｉｃｅ ｓｅｌｅｃｔ）傾斜磁場としてのＧ_S、いわゆる位相エンコード（ｐｈａｓｅ ｅｎｃｏｄｅ）傾斜磁場としてのＧ_P、応答信号の読み出し期間中に投入されているいわゆる読み出し（ｒｅａｄ ｏｕｔ）傾斜磁場としてのＧ_Rの活動が示されている。スピンエコーシーケンスに関してはスピン系が先ず９０°パルスにより励起され、それによってエコーが信号分枝内に発生する。１８０°パルスによって、結局は、図２に示されているようにエコー時間Ｔ_E後に、１つの画像の列のための情報を含むスピンエコーが発生する。位相エンコード傾斜磁場Ｇ_Pは、図示されているように、何回も通過され、それの振幅が１つの通過から次のときに変化させられる。スライス選択傾斜磁場はこれらの全ての進行過程にわたって変化しないままであり、同じことが読み出し傾斜磁場に対して当てはまる。

図２に個々のタイムスライス型が左から右に向けて記入されて示されている。したがってスピンエコーシーケンスは先ず送信型ＳＴのタイムスライスから始まり、この期間中に９０°パルスが励起側に照射され、これに、スピン系の準備のためのワープ型のタイムスライスが続く。これに、１８０°パルスを有する送信型ＳＴの新たなタイムスライスが続き、この後に他のワープブロックＷＴが続き、そして最後にエコーがＨＦ信号として受信される受信型ＥＴのタイムスライスが続く。１８０°パルスを有する送信型ＳＴのタイムスライスが核スピン系のリフォーカスのために用いられる。受信型ＥＴのタイムスライス後にシーケンスが繰り返し行なわれる。スピンエコーシーケンスのために、Ｔ_Eまでのこのような進行過程がｋ空間におけるＭＲ画像のための１つの列を供給する。典型的には１つの画像について１２８列が撮影される。適切なフーリエ変換によって位置空間における画像が表示され、ＭＲ画像が得られる。

測定シーケンス内の１つのタイムスライス１１内で１つのＨＦパルスを送信するためのパルス波形Ｐ_Xは、一般に連続的な関数として予め与えられ、この関数はＭＲスキャナ４の時間ラスタに変換されなければならない。その際に送信および受信システムのための、すなわちＭＲスキャナ４のＨＦ回路のための時間ラスタが、例えば傾斜磁場コイル４２１のための時間ラスタよりも遥かに細かいという場合がしばしばである。これは一つには、使用される傾斜磁場コイル４２１の自己誘導のために強い傾斜磁場電流の高速開閉が到底できないせいである。更に、時間的に可変の磁場が定められた変化速度を上回ってはならない。なぜならば、さもないと患者において末梢神経刺激がひき起こされ、すなわち患者の個々の手足に無意識な動きを起こさせ、このことは、特にＭＲスキャナ４の狭い管内において患者にとって不快であるからである。更に、良好なＭＲ撮影のためには、患者の動きができるだけ少ないことが必要である。

類似の制限がＨＦ回路に当てはまる。この場合に測定シーケンスの経過にわたり照射されるＨＦエネルギーが、ある特定の限界値、例えば体重のキログラム当たり４ワットを上回らないことを保証すべきである。これは、組織が局部的に加熱されないことを保証するために必要である。この限界値が考慮されない場合には、患者に熱傷が起きることがある。したがって、パルスシーケンスはこのような制限を考慮しなければならない。一般に傾斜磁場パルスの勾配はＨＦパルスの勾配よりも著しく小さいので、ＭＲスキャナは少なくとも１つの時間ラスタを持ち、それどころか一般的には多数の時間ラスタを持つ。シーケンスプログラマーの使命は、今や、個々のタイムスライス１１の相互の時間的関係をＭＲスキャナ４の時間ラスタ上に、個々のタイムスライス１０の間の算出されたおよび／または物理学的に与えられた時間的関係ができるだけ正確に示すようにできるだけ正確に変換することにある。

本発明の対象は、ＭＲスキャナ４の時間ラスタでの実行のために送信および／または受信タイムスライスを変換する方法にある。この方法を、一般性の制限なしに、ＨＦパルスの送信および／またはＨＦ信号の受信のための送信時間枠および／または受信時間枠の持続時間Ｔ_Xの短縮化に基づいて説明する。

これは実行において平凡な課題ではない。なぜならば、一つにはスキャナ４のハードウェアに引き渡される値がそのスキャナ上で実行可能であることが保証されなければならないからである。同時に、例えばＴ_Eのような測定シーケンスの全体的な特性が、測定シーケンスの全進行過程について同じでなければならない。

従来、ＭＲシーケンスプログラマーの使命は、時間ラスタ適合化をともなうこのプログラミングを自ら遂行することにあった。本発明の狙いは、予め与えられた持続時間Ｔ_XがＭＲスキャナ４の時間ラスタに自動的に移行し得るように、測定シーケンスのプログラミングを著しく簡単化することにある。したがって、本発明の方法は、ＭＲスキャナ４の時間ラスタの可能性を最適に利用すると同時に最適な画質を保証する、時間ラスタに適合したＭＲシーケンスを使用する。

典型的には個々のタイムスライス１０の長さは数学的に予め与えられる方程式から得られ、これらの方程式は一般にいわゆるソルバーによって解かれる。すなわち、測定シーケンス記述を数学的ソルバーのための問題記述にはめ込むことができる。この関連において参考文献として本出願人の独国特許第１０２００６０３４３９７号明細書を参照されたい。これらのソルバーは、ＭＲスキャナの予め与えられた時間ラスタに適合するような値のみを出力すべきであるという要求には、もちろん耐えられない。この場合にはソルバーの計算時間が著しく増大し、それどころか著しい増大が無理でさえある。本発明による方法は、ソルバーによって求められたタイムスライスがＭＲスキャナ上で実行可能であるように、ソルバーによって予め与えられた持続時間Ｔ_Xを修正することを可能にする。

したがって、本発明の課題は、ソルバーによって予め与えられる持続時間Ｔ_Xから出発して、短縮された持続時間Ｔ_Xiを発生し、しかも短縮された持続時間Ｔ_Xiが随意的に幾つかの最適化基準を満たす方法を見つけ出すことにある。

測定シーケンス内のタイムスライスには幾つかのパルス列Ｐ_Xを割り当てることができる。すなわち、図２におけるタイムスライスＩには、傾斜磁場Ｇ_Sによって出力されるスライス選択パルス波形と同じように、９０°励起パルスが割り当てられている。

シーケンスプログラマーの使命は、個々のタイムスライス内の個々のパルス列における物理学的関係から与えられた時間的関係が相互に維持され続けることを保証することにある。とりわけ磁気共鳴にとって、１つのタイムスライス１０の各パルス波形のもとでの面積分が重要である。

送信型および／または受信型のタイムスライス１１についても同様に、アナログ受信されたＨＦ信号のディジタル化が行なわれる。したがって、例えば、型ＥＴのタイムスライス（図２におけるＶ）内におけるようなアナログのＨＦ信号が、ＭＲスキャナの時間ラスタにおける最小の時間間隔を考慮して、アナログのＨＦ信号の最適なディジタル化を可能にすることが保証されなければならない。

傾斜磁場パルス列をＭＲスキャナの時間ラスタに変換するために既に幾つかの方法が知られている。本発明において提案する方法は、それとは違って、送信型および／または受信型のタイムスライスの時間ラスタ適合化を目指し、この場合に時間ラスタ適合化が模範的に持続時間Ｔ_Xの送信時間枠および／または受信時間枠の短縮によって実現される。図３に示されているような送信時間枠および／または受信時間枠の持続時間Ｔ_Xについての例を用いて本発明による方法を説明する。

本発明による方法は、例えば物理学上の方程式から算出された一連のタイムスライスが使用可能であることから出発し、送信型および／または受信型のそのタイムスライス１１について、時間ラスタに適合した形へのタイムスライスの変換が本発明による方法によって成し遂げられる。

現在のＭＲスキャナ４においては、傾斜磁場システムのための時間ラスタが、例えば１０マイクロ秒である。送信チャネルおよび受信チャネルでは、開始時点がＨＦ回路の時間ラスタ上にある登録のみが実現可能である。送信または受信チャネルにおける事象の登録は、一様に休止時間Δｔ_Xによって分離された多数のサンプル点からなる。もちろん、予め与えられた最小休止時間Δｔ_min、すなわち最小時間ラスタが存在し、そして最小時間ラスタ増分Δｔ_incが存在する。

ここで指摘しておくに、送信チャネルおよび受信チャネルについて、送信チャネルにおける最小時間ラスタの値と受信チャネルにおける最小時間ラスタの値とが互いに異なっていてよい。もちろん、これらの時間ラスタを同一に保つのがよい。現在のＭＲスキャナ４においては一般的にそのようにされている。１つの事象のための事象開始ラスタは例えば１００ｎｓであり、最小休止時間は例えば１μｓであり、そして最小増分は例えば１００ｎｓである。送信チャネルおよび受信チャネルについて同じ制限が使用される場合には、送信事象および／または受信事象の扱いが簡単化される。したがって、送信チャネルおよび／または受信チャネルにおいて同じ制限を維持するのがよい。もちろん、ここで強調しておくに方法は、当然のことながら送信チャネルおよび／または受信チャネルに対して異なる制限も考慮することができる。周波数事象および／または位相事象、つまり核スピン系の周波数および／または核スピン系の位相への作用を有するような事象は、同様に予め与えられた時間ラスタにおいて定められている。この事象ラスタは、例えば１００ｎｓの幅である。

図３は、送信時間枠および／または受信時間枠の持続時間Ｔ_Xおよび短縮された持続時間Ｔ_Xiを模範的に示し、持続時間Ｔ_Xi上には休止時間Δｔ_Xをもって補間点Ｎ_Xが配分される。１つの事象の開始のための図３における事象ラスタはΔＴである。図３において、適合しないタイムスライスは符号１０を付され、本発明による適合したつまり短縮されたタイムスライスは符号１１を付されている。

休止持続時間Δｔ_Xに関して、条件は、
（Δｔ_X−Δｔ_min） ｍｏｄ Δｔ_inc＝０
である。この条件は、選ばれた休止時間Δｔ_Xもしくは選ばれた時間ラスタが残余なしに時間ラスタ増分Δｔ_incによって割り切れることを表わしている。したがって、選ばれた時間ラスタは最小時間ラスタ増分Δｔ_incの整数倍として与えられる。

更に、時間ラスタに適合した測定シーケンスの実行中には、本方法によって発生させられる短縮された持続時間Ｔ_Xiがスキャナ４の時間ラスタ上にはめ込まれ、これは事象ラスタΔＴの精度によってのみ可能である。更に、短縮された持続時間Ｔ_Xiが、送信時間枠および／または受信時間枠の持続時間Ｔ_Xを越えて突出してはならない。それによって、先行するタイムスライスおよびタイムスライス１１の後に続くタイムスライスの考慮を要することなく、時間ラスタ適合化を局所的に処理できること、すなわちタイムスライス１１を逐次的に処理できることが保証されている。したがって、
Ｎ_X・Δｔ_X≦Ｔ_X−ΔＴ
が当てはまらなければならない。

上記形式において、補間点の個数Ｎ_Xに、ＨＦパルスのパルス波形Ｐ_Xおよび／またはアナログＨＦ信号、例えばエコーのディジタル化が行なわれる点の個数が組み込まれてもよい。

更に、シーケンスプログラマーは、短縮された持続時間Ｔ_Xiのための補間点の最小個数Ｎ_Xminを予め与えることができる。更に、使用可能なメモリおよび／またはデータ転送速度および／または画像再構成中の制限に基づいて、短縮された持続時間Ｔ_Xiのための補間点の最大個数Ｎ_Xmaxが予め与えられるとよく、補間点の個数Ｎ_Xは次式に従う。

Ｎ_Xmin≦Ｎ_X≦Ｎ_Xmax
好ましくは、選ばれた休止時間Δｔ_Xならびに補間点の個数Ｎ_Xを算出するためのアルゴリズムは、補間点の個数Ｎ_Xと休止時間Δｔ_Xとの積、すなわちＮ_X・Δｔ_Xを最大にしなければならない。

明らかに持続時間Ｔ_Xiは、送信時間枠および／または受信時間枠の元の持続時間Ｔ_Xよりも短い。それから結果として分解能および／またはバンド幅時間積における小さな損失が生じる（僅かのパーセントまでのパーミル範囲）。

分解能損失についての簡単な例として、模範的に一定の勾配を有する傾斜磁場パルスであるタイムスライスを考察する。その際にパーセント損失が、
δ＝（Ｎ_X・Δｔ_X／Ｔ_X）−１
で得られる。短縮された持続時間Ｔ_Xiによるパーセント損失が明白に１％以下にあるようにすべきである。

更に、Ｎ_Xminを決定する際に、少なくとも補間点の最小個数Ｎ_Xminが、短縮された持続時間Ｔ_Xi上に納まり得ることを保証するために、
Ｔ_X≧Ｎ_Xmin・Δｔ_min≦Ｔ_X＋ΔＴ
なる形の限界条件が満たされることを保証することは有意義であることが分かる。これはシーケンス開発者によっておよび／またはソルバーにより測定シーケンスタイミングを算出するための限界条件によって行なわれる。

タイムスライス１１によって送信時間枠および／または受信時間枠の持続時間Ｔ_Xが予め定められる。このタイムスライス１１については、一般に個別の持続時間Ｔ_Xの中心が決定的に重要であり、これはそれどころか一般にタイムスライス１１の中心と一致する。

短縮された持続時間Ｔ_Xiの非対称はａ_Xiである。短縮された持続時間Ｔ_Xiの中心の時点Ｔ_XCであり、短縮された持続時間Ｔ_Xiの開始時点がＴ_Sである。持続時間Ｔ_Xの開始に対する短縮持続時間Ｔ_Xiの遅れはＴ_Xdである。持続時間Ｔ_Xの非対称はａ_Xbである。

本発明による方法には、短縮された持続時間Ｔ_Xiの非対称の尺度としてのａ_Xiがａ_Xbについての値にできるだけ近くにあるようにＴ_Sを算出することが適用される。更に、次の方程式が満たされなければならない。

Ｔ_S ｍｏｄ ΔＴ＝０
Ｔ_S＋Ｎ_XΔｔ_X≦Ｔ_XC＋（１−ａ_Xb）・Ｔ_X
Ｔ_S≧Ｔ_XC−ａ_Xb・Ｔ_X
Ｔ_Xd＝Ｔ_S−（Ｔ_XC−ａ_Xb・Ｔ_X）
α_Xi＝（Ｔ_XC−Ｔ_S）／（Ｎ_X・Δｔ_X）
現在において、ＭＲスキャナ４には、送信時間枠および／または受信時間枠の１つの持続時間Ｔ_Xのみが伝達される。短縮された持続時間Ｔ_Xiを実現するために、更に、例えばＴ_Xd，ａ_Xi，Ｎ_X，Δｔ_Xのような他の情報のデータが必要である。更に、補間点および休止時間からなる積が持続時間Ｔ_Xよりもいくらか少し短い。更に、短縮された持続時間Ｔ_Xiに対して、持続時間Ｔ_Xの非対称ａ_Xbとは僅かに異なっている非対称ａ_Xiが生じる。

この事実が画像再構成の枠内における第１のフーリエ変換にもＨＦパルス波形Ｐ_Xの算出にも影響を及ぼす。フーリエ変換に関しては、場合によってはｋ空間におけるデータの列のシフトが必要である。なぜならば、さもないと方法が中心信号の揺らぎを発生するからである。現在のフーリエ変換アルゴリズムは、もちろん中心位置の揺らぎを補正し、更には実際の中心周波数が正確にＭＲスキャナ４の時間ラスタ上になくても、どれが実際の中心周波数であるかをアルゴリズムに通知することを可能にする。

短縮された持続時間Ｔ_Xiへの持続時間Ｔ_Xの短縮は、ｋ空間における走査面が僅かに低減されることをもたらす。この結果として、僅かな分解能損失ならびに選択スライス厚もしくはスライス選択傾斜磁場の正確でない定義がもたらされる。この損失は、本発明による方法の適用時に、パーミル範囲にあり、最大でもごく僅かなパーセントである。ここで述べておくに、フーリエ変換のための現在のアルゴリズムは、もはや２の累乗としてもたらされる補間点の個数Ｎ_Xを得ることに依存していない。今日のコンピュータの速度は、２^Nと相違する補間点の個数Ｎ_Xについてフーリエ変換を実行することも可能にする。このようなフーリエ変換の高められた動作時間は、現在のハードウェアの速度においてどんな場合にも受け入れられるので、補間点の最小数についてより多くの自由度が存在する。

持続時間Ｔ_Xの送信時間枠および／または受信時間枠と共に使用するために存在するような使用されたパルス波形Ｐ_Xに関して、パルス波形Ｐ_Xは、短縮された持続時間Ｔ_Xiの期間における使用のために、場合によっては新しくディジタル化、すなわち再サンプリングまたは再走査を行なわれなければならない。

これは既に傾斜磁場に関して知られているような方法で行なわれる。すなわち、とりわけ、面積分が、

に従って変換されることを保証することが肝要である。すなわち、パルス波形Ｐ_Xのもとでの積分が短縮された持続時間Ｔ_Xiについても維持されたままで、面積正しく変換されなければならない。積分のもとでの面積の変化は、パルス波形の作用に、特にＢ₁磁界強度に影響を及ぼす。複素記述法において、Ｂ₁磁界強度が振幅成分Ｂ_1Amp（ｔ）および位相成分Ｂ_1Ph（ｔ）で、

によって与えられている。したがって、各Ｂ₁成分の再サンプリングには、

が当てはまる。Ｂ_IN（ｔ）は振幅値および位相値を含む。それによって、補間点間に局所的誤差が生じるが、局所的誤差は持続時間Ｔ_Xiを越えて伝わらず、したがってタイムスライス１１を越えても伝わらない。

場合によっては、Ｓｈｉｎｎａｒ−Ｌｅ Ｒｏｕｓパルスに関して、補間点の再計算が、実際に使用されるΔｔのために必要である（この関連において、「Ｊ．Ｐａｕｌｙ等の“Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｓｈｉｎｎａｒ−Ｌｅ Ｒｏｕｓ Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ Ｐｕｌｓｅ Ｄｅｓｉｇｎ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ”，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｍｅｄ．Ｉｍａｇｉｎｇ，１０（１９９１），５３−６５頁」を参照されたい）。

本開示の枠内において提案されている方法は、送信時間枠および／または受信時間枠の持続時間Ｔ_Xに基づいて記載されている。なぜならば、この表現にて特にかろうじて足りる説明を与えることができるからである。特に、この試みの場合には各タイムスライス１１が個々に考察され、方法の実行のために先行のタイムスライスおよびタイムスライス１１に続くタイムスライスが既知である必要はない。更に、傾斜磁場モーメントまたはパルス波形のモーメントの維持が自動的に保証される。

本発明による方法は、代替として、送信型および／または受信型のタイムスライスの長さの短縮を介しても公式化することができる。そうすれば短縮されたタイムスライスが生じるであろう。短縮されたタイムスライスに接するタイムスライスは、予め与えられた測定シーケンスの全体的な特性を時間ラスタに適合した測定シーケンスに対しても維持するために、相応に延長されなければならないであろう。

本発明による方法は、例えば傾斜磁場の変化速度に関するハードウェア制限の違反が採用されないことが自動的に保証されているように選ばれている。すなわち、換言するならば、予め与えられた測定シーケンスのタイムスライスがハードウェア制限を尊重するかぎり、本発明による時間ラスタに適合した測定シーケンスについてもハードウェア制限が維持され続ける。

同じことが、測定シーケンスの経過を介して患者に向けて放出されるＨＦエネルギー照射量の管理のための勘定に当てはまる。この負担は、同様に本発明による方法によって、このために他の付加的なステップを実行しなければならないということなしに、変化させないでもしくは自動的に維持される。

更に、本発明による方法は、シーケンスタイミングを、例えばソルバーによって求められるような任意の長さのタイムスライス列としてＭＲスキャナ４上において実行することができるようにするために必要な前提である。ソルバーによって供給されるシーケンスタイミングは、ＭＲスキャナの時間ラスタ上で実行可能である必要はない。

ソルバーによって与えられるタイムスライス列で本発明による方法が実行される場合には、求められた時間ラスタに適合化した測定シーケンスが直接的にＭＲスキャナ上で実行可能である。

従って、本方法は、ソルバーが時間ラスタに適合していないタイムスライス列を決定した後に、直接的にソルバーの一部として実行可能である。

完全に対応して、本方法は、ＭＲスキャナの入力インターフェースの前にあって、そこにおいて、予め与えられた測定シーケンスにおけるソルバーによって求められたタイムスライス列を受け取ってもよい。それから各タイムスライスにおいて本発明による方法を実行し、それによって時間ラスタに適合した測定シーケンスが発生され、これがＭＲスキャナの入力インターフェースに与えられる。それに続いてすぐにＭＲスキャナが時間ラスタに適合した測定シーケンスを実行する。

本発明による方法は、持続時間Ｔ_Xを短縮するための最適化基準を個々に予め与えることを可能にする。実際において、同じ最適化基準が当てはまるタイムスライス１１のグループを統合することは確実に有意義である。これは、実際において、例えば同一のスライスに属するタイムスライスからもたらされる。

３ 測定室
４ 磁気共鳴スキャナ（ＭＲスキャナ）
４３ 測定室
４５ 静磁場磁石
４７ 静磁場
４９ 患者用寝台
４１３ ボディコイル
４１５ パルス発生ユニット
４１７ パルス周波数制御ユニット
４１９ 高周波増幅器
４２１ 傾斜磁場コイル
４２３ 傾斜磁場コイル制御ユニット
４２５ 局所コイル
４２７ 高周波増幅器
４２９ 受信ユニット
４３１ 画像処理ユニット
４３３ オペレータコンソール
４３５ メモリユニット
４３６ 制御ユニット
４３７ コンピュータユニット
４３９ 送受信切替器

Claims (14)

1. 予め与えられた測定シーケンスから出発して、磁気共鳴スキャナ（４）の時間ラスタにおいて実行可能である磁気共鳴スキャナ（４）のための時間ラスタに適合した測定シーケンスを作成する方法であって、
   予め与えられた測定シーケンスが任意の長さの送信型（ＳＴ）または受信型（ＥＴ）のタイムスライス（１１）の列を含み、各タイムスライス（１１）にそれぞれ１つの持続時間（Ｔ_X）が割り当てられ、持続時間（Ｔ_X）は、パルス波形（Ｐ_X）の高周波（ＨＦ）パルスの送信またはＨＦ信号の受信がそれぞれ行なわれる送信時間枠または受信時間枠を表わし、そして
   予め与えられた測定シーケンスが準備され、
   磁気共鳴スキャナ（４）の時間ラスタが決定され、
   各タイムスライス（１１）の持続時間（Ｔ_X）を短縮するための最適化基準が決定され、
   各タイムスライス（１１）の持続時間（Ｔ_X）はそれぞれ短縮された持続時間（Ｔ_Xi）に短縮され、各短縮された持続時間（Ｔ_Xi）は、決定された時間ラスタに残余なしに適合し、それぞれ完全に持続時間（Ｔ_X）内にあり、
   時間ラスタに適合した測定シーケンスが作成され、各タイムスライス（１１）について持続時間（Ｔ_X）はそれぞれ短縮された持続時間（Ｔ_Xi）によって置き換えられ、測定シーケンスの全体的な特性が、時間ラスタに適合した測定シーケンスの実行時に維持され続ける
   ことを特徴とする測定シーケンスの作成方法。
2. 予め与えられた測定シーケンスがソルバーによって準備される請求項１記載の方法。
3. 最適化基準によって、連続的に予め与えられるパルス波形を磁気共鳴スキャナの時間ラスタに変換するために使用される磁気共鳴スキャナの時間ラスタ上の点である補間点の個数について許容し得る値範囲が予め与えられている請求項１又は２記載の方法。
4. 最適化基準が、決定された時間ラスタの概略化から生じる複数の他の時間ラスタを含む請求項１乃至３の１つに記載の方法。
5. 最適化基準が、連続的に予め与えられるパルス波形を磁気共鳴スキャナの時間ラスタに変換するために使用される磁気共鳴スキャナの時間ラスタ上の点である補間点の個数と時間ラスタ間隔との積の最大化を含む請求項１乃至４の１つに記載の方法。
6. 各タイムスライス（１１）についてＨＦパルス送信時のパルス波形（Ｐ_X）が補正され、補正されたパルス波形はそれぞれ完全に短縮された持続時間（Ｔ_Xi）内にある請求項１記載の方法。
7. 得られた磁気共鳴画像が、各タイムスライス（１１）について短縮された持続時間（Ｔ_Xi）の使用によってＨＦ信号の受信時に生じる誤差に関して補正される請求項１乃至６の１つに記載の方法。
8. ハードウェア制限が検出され、検出されたハードウェア制限が守られているかどうかについて、予め与えられた測定シーケンスが検査される請求項１乃至７の１つに記載の方法。
9. 患者安全性ガイドラインが検出され、検出された患者安全性ガイドラインが満たされているかどうかについて、予め与えられた測定シーケンスが検査されることを含む請求項１乃至８の１つに記載の方法。
10. 予め与えられた測定シーケンスから出発して、磁気共鳴スキャナ（４）の時間ラスタで実行可能である磁気共鳴スキャナ（４）のための時間ラスタに適合した測定シーケンスを作成する装置であって、
    予め与えられた測定シーケンスが任意の長さの送信型（ＳＴ）または受信型（ＥＴ）のタイムスライス（１１）の列を含み、各タイムスライス（１１）にそれぞれ１つの持続時間（Ｔ_X）が割り当てられ、持続時間（Ｔ_X）でパルス波形（Ｐ_X）の高周波（ＨＦ）パルスの送信またはＨＦ信号の受信が行なわれ、そして、
    予め与えられた測定シーケンスを受け取る入力インターフェースモジュールと、
    磁気共鳴スキャナ（４）の時間ラスタを受け取る時間ラスタインターフェースモジュールと、
    各タイムスライス（１１）の持続時間（Ｔ_X）を短縮するための最適化基準を決定する最適化基準インターフェースモジュールとを含み、
    さらに、各タイムスライス（１１）の各持続時間（Ｔ_X）をそれぞれ短縮された持続時間（Ｔ_Xi）に短縮する短縮化モジュールを含み、各短縮された持続時間（Ｔ_Xi）は、決定された時間ラスタに残余なしに適合し、それぞれ完全に元の持続時間（Ｔ_X）内にあり、
    さらに、時間ラスタに適合した測定シーケンスを作成する発生器モジュールを含み、各タイムスライス（１１）について持続時間（Ｔ_X）はそれぞれ短縮された持続時間（Ｔ_Xi）によって置き換えられ、測定シーケンスの全体的な特性が、時間ラスタに適合した測定シーケンスの実行時に維持され続ける
    ことを特徴とする測定シーケンスの作成装置。
11. 請求項１乃至９の１つに記載の方法を実施するように構成された制御ユニット（４３６）を備え、時間ラスタに適合した測定シーケンスを介して動作させられる磁気共鳴スキャナ。
12. 磁気共鳴スキャナ（４）に接続されているコンピュータユニット上で、または磁気共鳴スキャナ上で、またはソルバーによって実行される際に請求項１乃至９の１つに記載の方法を実現するコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
13. 磁気共鳴スキャナ（４）に接続して使用するための請求項１０に記載の装置を含む磁気共鳴スキャナ（４）を動作させるためのシステム。
14. 予め与えられる測定シーケンスを準備するためのソルバーを含む請求項１３記載のシステム。

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