JP5826251B2 - 非選択的調整rfパルスによって磁気共鳴画像法におけるb1不均一性を補償するための方法および装置 - Google Patents
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Description
(a)磁化軸に沿って核スピンを整列させるために静磁場B0に身体を浸すステップであって、その静磁場は、少なくとも身体に関して関心体積にわたって実質的に均一である、ステップと、
(b)少なくとも3つの非共面方向に沿って横断方向高周波電磁場(B1)に対して向けられた成分を有する、時間変化磁場勾配に対して身体または少なくとも関心体積をさらすステップであって、時間変化磁場勾配は、離散点を連結する区域によって構成されたk空間において三次元軌道を画定し、その横断方向高周波電磁場は、関心体積内の核スピンの位置とは独立して、同じ所定のフリップ角度で核スピンをフリップするために軌道の少なくとも一部分に沿って高周波エネルギーを蓄積させる、ステップと、
を含む。
(a)人間の頭部の頭尾方向(cranio-caudal direction)に対して実質的に平行な磁化軸に沿って核スピンを整列させるために、静磁場に人間の頭部またはその一部分を浸すステップであって、その静磁場は、少なくとも人間の頭部の関心体積(VOI)にわたって実質的に均一である、ステップと、
(b)離散点を連結する直線状の区域によって構成された、k空間における二次元軌道を画定する、時間変化磁場勾配に少なくとも関心体積をさらすステップであって、横偏光を有する非選択的高周波パルスは、少なくとも軌道の一部分に沿って高周波エネルギーを蓄積させ、k空間における離散点の位置が決定され、横偏光を有する非選択的高周波パルスは、関心体積内での核スピンの位置から独立して、同じ所定のフリップ角度で核スピンをフリップするように設計される、ステップと、
を含む。
磁化軸に沿って核スピンを整列させるために静磁場を発生させる磁石であって、その静磁場は、少なくとも身体の関心体積にわたって均一である、磁石と、
横断方向の高周波電磁場と、磁場勾配パルスとを発生させ、身体に向かってサブパルスを向ける手段と、
体内または少なくとも関心体積内のフリップされた核スピンによって放射された信号を検知する手段と
を備える磁気共鳴画像スキャナであって、横断方向の高周波電磁場と、磁場勾配パルスとを発生させる手段が、上記のような方法を実行するコンピュータ計算手段を備えることを特徴とする、磁気共鳴画像スキャナである。
図1は、
画像化される患者の身体(または患者の身体の一部)PBが浸される、z方向に沿って配向された実質的に均一な静磁場B0を発生させる磁石Mと、
横断方向の高周波パルス(ここで、「横断方向」は、B0に対して垂直である極性を有するのでx−y面にあることを意味する)に身体をさらし、身体内のフリップされた核スピンによって放射される信号を検知するための高周波コイルRFCと、
関心体積(VOI)にわたったそれぞれの空間方向に沿って線形で変化する、z方向に沿って向けられた勾配磁場、すなわち磁場を発生させるための3組の勾配コイルGCと
高周波コイルに供給する高周波パルスを発生させるための発振器OS、変調器、およびRF増幅器であって、パラレル伝送において、高周波変調器と増幅器とは、伝送チャンネルの数と同じ数だけ複製される、発振器OS、変調器、およびRF増幅器と、
スピン共鳴信号を復調およびデジタル化する前にスピン共鳴信号を増幅するためのレシーバRであって、パラレル画像化において、プリアンプとレシーバとは、受信チャンネルの数と同じ数だけ複製される、レシーバRと、
発振器OS、高周波コイルRFC、勾配コイルを駆動し、レシーバRによって増幅された共鳴信号SR(t)を受信し処理するための情報処理手段IPMと、
を備える磁気共鳴画像(MRI)スキャナを非常に概略的に表す。情報処理手段IPMは、コンピュータプログラム(すなわち、一片の実行可能なコード)を格納するための少なくとも1つのメモリと、プログラムを実行するための少なくとも1つのプロセッサとを備えるコンピュータまたは一組の電子プログラマブルコンピュータであり得る。スキャナのハードウェア部分は、従来のものであることが出来るが、ソフトウェアは、本発明の方法を実行するために適応される。従って、たとえば、CD−ROMなどのコンピュータ読み取り可能な格納媒体に格納されたコードなどのソフトウェア手段は、ハードウェアの改変を全く必要とすることなく、標準的なスキャナを本発明によるデバイスに変えることが出来る。
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Claims (18)
- 身体における核スピンを励起する方法であって、前記方法は、
(a)磁化軸(z)に沿って核スピンを整列させるために、静磁場(B0)に前記身体(PB)を浸すステップであって、前記静磁場は、実質的に、少なくとも前記身体の関心体積(VOI)にわたって均一である、ステップと、
(b)少なくとも3つの非共面方向(x、y、z)に沿って向けられた成分(Gx、Gy、Gz)を有する時間変化磁場勾配と、横偏光(B1)を有する空間非選択的高周波パルスとに対して前記身体または少なくとも前記関心体積をさらすステップであって、前記時間変化磁場勾配は、離散点(kT 1〜kT 9)を連結する真直ぐな区域によって構成された、k空間における三次元軌道を画定し、横偏光を有する前記空間非選択的高周波パルスは、前記軌道の少なくとも一部分に沿って高周波エネルギーを蓄積させ、k空間における前記離散点の位置が決定され、横偏光を有する前記空間非選択的高周波パルスは、前記関心体積内の前記離散点の位置から独立して、同じ所定のフリップ角度だけ前記核スピンをフリップするように設計される、ステップと、
を備える、方法。 - 前記時間変化磁場勾配は、一連の磁場勾配パルスからなる、請求項1に記載の方法。
- 横偏光を有する前記空間非選択的高周波パルスは、前記磁場勾配パルスが交互配置された横断方向高周波サブパルス(P1〜P10)を備え、前記高周波サブパルスは、k空間の前記離散点において高周波エネルギーを蓄積させる、請求項2に記載の方法。
- 高周波パルスは、前記磁場勾配パルスに対して同時には適用されず、高周波エネルギーは、k空間の前記離散点に蓄積させられるだけである、請求項3に記載の方法。
- 横偏光を有する前記空間非選択的高周波パルスを発生させて適用するための複数の独立駆動アンテナ素子(D1〜D8)を使用することを含む、請求項1〜請求項4のうちのいずれか1項に記載の方法。
- 補償パターンと呼ばれる所定の励起パターンの三次元フーリエ変換をコンピュータ計算することによって、k空間の前記離散点と、対応する量の高周波エネルギーとを決定する予備ステップをさらに備える、請求項1〜5のうちのいずれか1項に記載の方法。
- 前記予備ステップは、
i.前記核スピンのフリップ角度の均一なターゲット分布が望まれる前記関心体積を画定するサブステップと
ii.前記関心体積における標準的な円偏光高周波モードによって誘導される前記核スピンのフリップ角度分布を決定するサブステップと、
iii.前記核スピンのフリップ角度の前記均一なターゲット分布と、前記標準的な円偏光高周波モードによって誘導される前記核スピンのフリップ角度の前記分布との間の相違を前記補償パターンとするサブステップと
を備える、請求項6に記載の方法。 - 前記サブステップii.は、測定によって行われる、請求項7に記載の方法。
- 前記予備ステップは、前記補償パターンの前記三次元離散フーリエ変換の多数の最もエネルギーの高い成分に対応するとして、励起k空間の前記離散点の少なくとも一部を決定することをさらに含む、請求項6〜8のうちのいずれか1項に記載の方法。
- 前記予備ステップは、SAR制約の下で前記高周波場の適用の全持続時間を最小化するように、前記横断方向高周波サブパルスの前記位相と前記振幅とを反復してコンピュータ計算するか、または前記独立駆動アンテナ素子のそれぞれによって発生させられた前記横断方向高周波サブパルスに寄与するステップをさらに備える、請求項7〜請求項9のうちのいずれか1項に記載の方法。
- k空間の前記離散点のうちの少なくとも一部は、平行六面体の表面の中心に属し、前記平行六面体は、k空間の中心を含み、前記平行六面体の側面のサイズは、約(2/λobj)であり、ここで、λobjは、画像化される身体におけるRF周波数である、請求項1〜10のうちのいずれか1項に記載の方法。
- 前記時間変化磁場勾配は、3つの垂直方向に沿って向けられた一連の磁場勾配パルスからなり、前記3つの垂直方向のうちの1つは、前記磁化軸に対して平行である、請求項1〜11のうちのいずれか1項に記載の方法。
- 横偏光を有する前記空間非選択的高周波パルスは、一連のスクウェア・サブパルスによって構成され、各前記スクウェア・サブパルスは、励起k空間の前記離散点のうちの1つ、または前記点のうちの2つを連結する区域に対応する、請求項1〜12のうちのいずれか1項に記載の方法。
- 人間の頭部における核スピンを励起する方法であって、前記方法は、
(a)前記人間の頭部の頭尾方向(cranio-caudal direction)に対して実質的に平行な磁化軸に沿って核スピンを整列させるために、静磁場に前記人間の頭部またはその一部分を浸すステップであって、前記静磁場は、少なくとも前記人間の頭部の関心体積(VOI)にわたって実質的に均一である、ステップと
(b)離散点を連結する真直ぐな区域によって構成された、k空間における二次元軌道を画定する時間変化磁場勾配に少なくとも前記関心体積をさらすステップであって、横偏光を有する空間非選択的高周波パルスは、前記軌道の少なくとも一部分に沿って高周波エネルギーを蓄積させ、k空間における前記離散点の位置が決定され、横偏光を有する前記空間非選択的高周波パルスが、前記関心体積内の前記離散点の位置から独立して、同じ所定のフリップ角度だけ前記核スピンをフリップするように設計される、ステップと
を含む、方法。 - 前記時間変化磁場勾配は、前記頭尾方向に沿って向けられた第1の成分と、前記人間の頭部の左右方向に沿って向けられた第2の成分とを有し、前記人間の頭部の腹背方向(ventro-dorsal direction)に沿って向けられた成分を有さない、請求項14に記載の方法。
- 横偏光を有する前記空間非選択的高周波パルスは、前記頭尾方向周りに配置された複数のアンテナによって放射される、請求項14または15のいずれか1項に記載の方法。
- 画像化される身体における核スピンを励起するステップを備える磁気共鳴画像法を行う方法であって、前記ステップが、請求項1〜16のうちのいずれか1項に記載の方法を実行することによって行われる、方法。
- 磁気共鳴画像スキャナであって、前記スキャナは、
磁化軸に沿って核スピンを整列させるために静磁場を発生させるための磁石(M)であって、前記静磁場は、少なくとも前記身体の関心体積にわたって実質的に均一である、磁石と、
横偏光を有する空間非選択的高周波パルスと、少なくとも3つの非共面方向(x、y、z)に沿って向けられた成分(Gx、Gy、Gz)を有する時間変化磁場勾配とを発生させ、前記身体に向かって前記磁場を向けるための手段(IP、RFC、GC)と、
前記身体または少なくとも前記関心体積内のフリップされた核スピンによって放射された信号を検知するための手段(RFC、R)と、
を備え、横断方向高周波場と時間変化磁場勾配とを発生させるための前記手段が、請求項1〜16のうちのいずれか1項に記載の方法を実行するために配置されたコンピュータ計算手段(IPM)を備える、スキャナ。
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