JP6265976B2 - マルチエコーｐｒｅｓｔｏ - Google Patents

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Description

下記は概括的には磁気共鳴技法に関する。磁気共鳴撮像シーケンスとの関連で格別な用途を見出し、特にそれに言及しつつ記述されるが、他の使用シナリオにおいても用途を見出し、必ずしも上述した用途に限定されないことは理解されるであろう。
磁気共鳴は、高周波パルスを使うことによって被験体内に共鳴を励起する。共鳴は、高周波および／または傾斜場パルスを使って、スライス、スラブまたは3D体積のような特定の体積内で再集束されることができる。高周波パルスは、各反復時間（TR）に一回加えられる。TRは典型的には、新たなパルスが加えられるために十分に共鳴の減衰を許容する間隔で生起する。傾斜場は、特定の体積内で磁気共鳴を再集束させるまたは空間的にエンコードすることができる、一つまたは複数の傾斜コイルによって加えられる磁場である。磁気共鳴がパルスとパルスの間で自然に減衰する際に、誘起された磁気共鳴エコーが高周波コイルによって受信される。エコーは特定の時点で、特定の体積について測定されるまたは読み出される。各エコーが現われる時間はエコー時間（TE）と呼ばれる。典型的には、エコー時間は各TR内に現われる。測定されるエコーは、k空間データのラインにデコードされて、それが画像を再構成するために使用される。特定の磁気共鳴構成について測定されるエコー時間は、ある種の特性をもつ画像を再構成するために使われる。たとえば、T1強調画像は水をより暗く、脂肪をより明るくしてコントラストを生成し、短いTRおよびTE周期を使う。TE強調画像は脂肪をより暗く、水をより明るくしてコントラストを生成し、より長いTRおよびTE周期を使う。別の例では、T2*強調画像は長いTRおよびTE周期を使い、拡散をコントラストにする。
拡散を示す撮像は、しばしば長いTEに関わる。一連の観察を用いたエコー・シフト原理（PRESTO: principles of echo shifting with a train of observations）撮像は、反復時間よりも長いエコー時間を使う。たとえば、TE＞TRである。しかしながら、PRESTO撮像は各TRに単一のエコーを生成する。
現在のマルチエコー撮像は、一つのシーケンスにおいて複数の撮像シーケンスを実行するが、反復時間より短いエコー時間に限定されてきた。マルチエコー撮像は、各撮像シーケンスが別個に連続して実行される複数の単一エコー撮像シーケンスの代わりとなりうる。マルチエコー撮像は、各TRにおいて複数のエコーのそれぞれを測定し、各エコーに対応する画像の再構成を許容する。
拡散強調撮像および他の強調撮像を患者に対して実行するために、複数の撮像シーケンスが連続して実行される。複数の個々のシーケンスを実行することは、各患者について磁気共鳴スキャナが利用される全体的な時間を増大させ、患者スループットを低下させる。
下記は、上述した問題その他に対処する、シフト・シーケンスをもつ新たな改善された磁気共鳴マルチエコー技法を開示する。
ある側面によれば、磁気共鳴撮像システムは、磁気共鳴撮像装置、一つまたは複数のプロセッサおよびディスプレイを含む。磁気共鳴撮像装置は、磁石、傾斜コイルおよび一つまたは複数の高周波コイルを含む。磁石はB0場を生成する。傾斜コイルはB0場に傾斜磁場を加える。一つまたは複数の高周波コイルは、磁気共鳴を励起するための高周波パルスを生成し、生成された傾斜エコー（gradient echo）を測定する。一つまたは複数のプロセッサは、一つまたは複数の高周波コイルを作動させて、反復時間だけ離間した一連の高周波パルスを生成し、磁気共鳴を誘起するよう構成される。前記一つまたは複数のプロセッサは、共鳴を複数の傾斜エコーに再集束させる読み出し傾斜場パルスを各RFパルス後に加え、前記エコーの少なくとも一つをその後の反復時間にシフトさせて再集束させるシフトおよび再集束傾斜場パルスを加え、前記傾斜エコーを受信および復調して、k空間データ・ラインを形成するよう、傾斜コイルを制御するよう構成されている。前記一つまたは複数のプロセッサは、測定された一つまたは複数の傾斜エコーから一つまたは複数の画像を再構成するよう構成されている。ディスプレイが、一つまたは複数の再構成された画像を表示する。
もう一つの側面によれば、磁気共鳴撮像の方法が、反復時間だけ離間した一連の高周波パルスを加えることを含む。各高周波パルスが磁気共鳴を誘起する。読み出し傾斜場パルスが加えられて複数の磁気共鳴エコーを誘起し、シフトおよび再集束傾斜磁場パルスがその後の反復時間において前記誘起された傾斜エコーの少なくとも一つをシフトさせて再集束させる。前記傾斜エコーが測定されてデータ・ラインが生成される。それらのデータ・ラインから複数の画像が再構成される。
もう一つの側面によれば、磁気共鳴撮像システムは、磁気共鳴撮像装置と、複数の反復時間のそれぞれの始まりにおいて高周波パルスを生成する一つまたは複数の高周波コイルを作動させる一つまたは複数のプロセッサとを含む。前記一つまたは複数のプロセッサは、各反復時間において少なくとも二つの傾斜エコーを誘起するよう傾斜コイルを作動させるよう構成されている。前記一つまたは複数のプロセッサは、少なくとも一つの誘起された傾斜エコーを現在の反復時間からシフトさせる一つまたは複数の第一の傾斜場を加え、その後の反復時間において前記少なくとも一つのシフトされた傾斜エコーを再集束させる一つまたは複数の第二の傾斜場を加えるよう前記傾斜コイルを作動させるよう構成されている。前記一つまたは複数のプロセッサは、一つまたは複数の高周波コイルによって測定された誘起された傾斜エコーから画像を再構成するよう構成されている。
一つの利点はエコー時間であり、各エコーの拡散強調が反復時間とは独立になる。
もう一つの利点は、複数のシーケンスを単一のシーケンスに組み合わせることにある。
もう一つの利点は、複数のシーケンスを組み合わせるときにシーケンスにおける不感時間を減らすことにある。
もう一つの利点は、幅広い範囲の神経医学的および腫瘍学的撮像シーケンスを実行する撮像時間の短縮にある。
もう一つの利点は、上記撮像シーケンスを実行するために既存の撮像装置ハードウェアを使うことにある。
さらなる利点は、以下の詳細な説明を読み、理解すれば当業者には理解されるであろう。
本発明は、さまざまなコンポーネントおよびコンポーネントの配列の形を取ることができ、またさまざまなステップおよびステップの配列の形を取ることができる。図面は単に好ましい実施形態を示すためであり、本発明を限定するものと解釈すべきではない。
従来技術のマルチエコー撮像シーケンスを図式的に示す図である。 従来のPRESTO撮像シーケンスを図式的に示す図である。 シフトされた複数のエコーをもつマルチエコーPRESTO撮像シーケンスのある実施形態を図式的に示す図である。 異なる複数のTRにシフトされたエコーをもつマルチエコーPRESTO撮像シーケンスのある実施形態を図式的に示す図である。 組み合わされたディクソン（Dixon）およびDWI再構成のようなマルチエコーPRESTO撮像シーケンスのある実施形態を図式的に示す図である。 組み合わされたDWI PRESTO撮像シーケンスに基づく拡散強調画像全身（DWIBS）再構成のある実施形態を図式的に示す図である。 MRシステムのある実施形態を概略的に示す図である。 マルチエコーPRESTO撮像の実施形態を使う一つの方法のフローチャートである。
図１を参照するに、示されているマルチエコー撮像シーケンスは、三つのエコーE1 ２、E2 ４およびE3 ６を含んでおり、各エコーは高周波パルス（RF）８によって生成され、現在の反復時間（TR）１０内に勾配Gm １２を用いて再集束され、読み出される。位相エンコード勾配Gp １４は三つすべてのエコーを、k空間の共通のラインj−2、j−1、……に対応する位相エンコードPE １８をもってエンコードする。スライス選択勾配Gs １６は実行される共鳴を、よって読み出しデータを、単一の選択されたスライスに限定する。第一のエコーについてのエコー時間はTE1 ２であり、第二のエコー時間はTE2 ４であり、第三のエコー時間はTE3 ４であり、みなTRより短い。選択されたスライスについてk空間が満たされるまで、相続く各TRにおいてこのシーケンスが繰り返されるが、エンコード位相はk空間の１ラインだけ逓進させられる。三つの別個の画像がこのシーケンスからTE1、TE2およびTE3のそれぞれに基づいて構築できる。たとえば、空間的に対応するT1強調、T2強調およびT2*強調画像がそのようなマルチエコー・シーケンスにおいて生成できる。
図２を参照するに、PRESTOエコー・シフト撮像シーケンスが図式的に示されている。エコーが励起パルス後の最初のTR １０において生起する図１の例のエコーとは違って、エコーはその後のTR中にシフトされている。第一のRFパルス８を用いて生成された第一のエコー２２は第二のTR ２４において現われる。第一のエコーは、TRより長いエコー時間（TE）をもって生起する。シフトが生じるのは、第一のまたはシフト傾斜場パルス２６が加えられてエコーをシフトさせ、第二のまたは再集束傾斜場パルス２８が加えられて次のTRにおいてエコーを再集束させるからである。各TRにおいて、エコーを次のTRにシフトさせるよう、プロセスは繰り返される。反復時間より長い、たとえばTE＞TRである長いエコー時間では、測定される勾配１２を通じて拡散が測定できる。拡散強調画像は、図２のシーケンスによって生成される傾斜エコーから読み出されるk空間データ・ラインの集合を再構成することによって、再構成できる。
図３は、複数のエコーがその後のTRにシフトされている実施形態を図式的に示している。RFパルス８は、勾配Gmとともに、三つのエコー３０、３２、３４を生成し、これらのエコーが次のTR ２４にシフトされ、該次のTRにおいて測定されるまたは読み出される。次のTRにシフトすることにより、三つのエコー３０、３２、３４のエコー時間はTE1、TE2およびTE3に延長される。TE1、TE2およびTE3は、最初のRFパルス８からエコーが測定される時刻までの時間を表わす。複数のエコーは、傾斜エコー読み出しパルス３９の直前に加えられる第一のまたはシフト傾斜場パルス３６および前記傾斜エコー読み出しパルスのあとかつ次のRFパルスまたはTR周期の前に加えられる、前記シフト・パルスと逆極性の第二のまたは再集束傾斜場パルス３８によってシフトされる。マルチエコー・シフトのための前記第一および第二の傾斜パルスの面積（継続時間×振幅）の間の関係は、
C＝A((n＋1)/n)＋m (1)
によって与えられる。ここで、Aは第一の傾斜場パルスの面積であり、Cは第二の傾斜場パルスの面積であり、nはシフトするTR区間の数であり、1より大きく、2mは測定または読み出し傾斜パルス３９の全面積である。Aは自由に選択可能であり、CはAの選択に依存する。このシーケンスの例は、B0マッピングおよびより長いエコー時間でのディクソン再構成を含む。B0マッピングは、画像通過シミング（image passed shimming）および画像補整のために使用できる。もう一つの例は、温度マッピングを含む位相マッピングを含む。
図４を参照するに、異なる複数のTRにシフトされたエコーをもつマルチエコーPRESTO撮像シーケンスのある実施形態が図式的に示されている。最初のRFパルス８および諸傾斜パルスは、三つのエコー４２、４４、４６を生成するよう構成されている。第一のエコー４２は、誘起され、現在のTR １０内で読み出しパルス４３によって読み出される。第二のエコー４４は読み出し勾配４５によって誘起され、シフト傾斜パルス４８および再集束傾斜パルス５２によって次のTR ２４にシフトされ、再集束される。第三のエコー４６は、読み出し勾配４７によって誘起され、シフトおよび再集束勾配５０、５２によって第三のTR ４０にシフトされ、再集束される。各エコーのTEは、第一のパルス８から測定されるエコーの時刻までの時間である。第二のエコーについては、これは追加TRを含む。第三のエコーについては、これは二つの追加TRを含む。各エコーは、読み出しパルスの直前に加えられる傾斜場パルスのセットによってシフトされる。第二のエコーは面積Aの傾斜場パルス４８によってシフトされ、第三のエコーはシフト・パルス４８および面積Bのシフト傾斜場パルス５０の組み合わせによってシフトされる。各シフトは互いに独立である。第三のまたは再集束傾斜場パルス５２は、第二および第三のエコーの両方を適正なTR内において再集束させるために加えられる。式(1)を使うと、第二のエコーについて一TRのシフト：(C−B)＝2A＋mおよび第三のエコーについてTR二つぶんのシフト：C＝3/2(A＋B)＋m。これらは、次のように書ける。
Figure 0006265976
 連立方程式を解いて面積A＝Bを選択すると、面積Cは条件
C＝3A＋m (3)
を満たすよう選択される。このシーケンスの一例では、各エコーは異なるb値または拡散強調を表わす。灌流について当てはめされた一つの指数関数的曲線および拡散についての一つの当てはめされたものを用いて、灌流および拡散が分離されることができ、見かけの拡散係数（ADC: apparent diffusion coefficients）が計算されることができる。
図５では、組み合わされたディクソンおよびDWI再構成のようなマルチエコーPRESTO撮像シーケンスのある実施形態が図式的に示されている。RFパルスおよび諸傾斜パルスは三つのエコーを生成するよう構成されている。TE1およびTE2はT1加重され、たとえばディクソン・シーケンスにおけるエコー時間を表わすことができる。TE3はT2加重され、たとえば拡散強調再構成のためのエコー時間を表わすことができる。この実施形態では、二つのエコー時間TE1 ５４およびTE2 ５６は現在のTR １０において測定され、一つのエコー時間TE3 ５８がTR二つぶんシフトされる。しかしながら、位相エンコード１８に示されるように、三つのエコーすべてが同じ位相において測定され、共通のk空間データ・ラインを表わす。位相復元（rephasing）勾配E、FおよびGの選択が、同じ方向の位相を、第三のTRにおいては同じ強さおよび反対の符号をもって、エンコードする。エコー・シフトおよび拡散強調は、三つすべての方向において異なる傾斜場をもって適用されることができ、よって拡散強調の方向性の感度を制御することができる。同じ位相エンコードでは、第三のエコーが異なるTRにおいて測定されるにもかかわらず、三つのエコーはk空間データの同じラインをカバーする。位相についてのエコー・シフト勾配の面積は、次の条件：
3(E＋F)−2G＝0 (4)
を満たす。EおよびFは、適用傾斜場パルスの第一のセットに含まれ、これはエコーの位相Gpにおいてシフトする。Gは再集束適用傾斜場パルスであり、これは選択されたTRにおいてエコーを再集束させる。スライス選択方向１６において、スライス選択傾斜場パルスは正味面積sを含み、スライス再集束傾斜場パルスの面積は次の条件：
3(U＋V)−2W−2s＝0 (5)
を満たす。面積UおよびVは第一のセット適用傾斜場パルスに含まれ、これはエコーをスライス選択方向にシフトさせる。面積Wは、共鳴を、第三のTRにおける選択されたスライスに再集束させる。(A＋B)、(E＋F)および(U＋V)は自由に選択可能であり、拡散強調画像（DWI: Diffusion Weighted Images）および拡散テンソル画像（DTI: Diffusion Tensor Images）のような撮像のために種々の拡散強調および方向を生成する。本実施形態は、短いエコー時間および／またはより長いエコー時間をもつ追加的なエコーに拡張できる。DWIは、たとえば卒中および腫瘍学の患者における組織特徴付けをサポートし、癌治療モニタリングにおいてバイオマーカーを提供する。
図６では、組み合わされたDWI PRESTO撮像シーケンスに基づく拡散強調画像全身（DWIBS）再構成のある実施形態が図式的に示されている。図５から、TE1 ６０、TE2 ６２および拡散強調（diffusion weighting）のあるTE3 ６４のような三つのエコー時間を使う撮像シーケンスが示されている。最初の二つのエコーE1およびE2を反復的に生成することから生成されるデータ・ラインから、同相（IP: in-phase）画像６６、位相外れ（OP: out-of-phase）画像６８、水のみ（W）画像７０および脂肪のみ（F）画像７２が再構成できる。ディクソン再構成は、水のみ画像７０および脂肪のみ画像７２を含む。B0マップおよびT2*マップのような追加的な情報が導出されることもできる。b値＝0とした第一のエコー時間６０および拡散強調されたものとしての第三のエコー時間６４を使って、見かけの拡散係数（ADC: apparent diffusion coefficient）マップ７４が再構成できる。水のみ画像７０および脂肪のみ画像７２ならびにADCマップ７４から、合成的な、背景抑制をもつ拡散強調全身画像（diffusion weighted whole body image with background suppression）が構築される（DWIBS）。DWIBS ７６上でのADCマップ７４の重畳７８により、病変部が簡単に検出できる。
エコー時間の調整は、TRと独立な拡散強調および／または位相コントラストにおける柔軟性を提供する。マルチエコーPRESTOは、通常のアプローチに比べて高いスキャン効率を提供する。通常のアプローチは、別個のシーケンスおよび画像間の位置合わせを要求し、一方、マルチエコーPRESTOは本来的に位置合わせ済みであり、より短時間で実行できる。マルチエコーPRESTOの追加的な例は、身体酸素レベル依存（BOLD）撮像のためのT2*マップ、Q空間または逆k空間（reciprocal k-space）、B0マップ位相補正を含む磁化率強調画像（SWI: Susceptibility Weighted Image）、速度フロー・エンコード（VENC: Velocity flow encoding）画像およびより長いエコー時間からの超短エコー時間（UTE: Ultra short echo time）減算を含む。種々のエコーは、VENC位相コントラスト・スキャンのダイナミックレンジを大きくし、精度を高める。
図７を参照するに、MRシステム７８のある実施形態が概略的に図示されている。システム７８は、断面で示されている磁気共鳴（MR）撮像スキャナ８０を含む。MR撮像スキャナ８０は、軸方向に磁場B0を生成する主磁石８２を含む。MR撮像スキャナの中心では、ボア８４または開口があり、これが撮像される領域を含む。患者は、MR撮像スキャナ８０のボア８４内を動く患者台８６上に支持される。一つまたは複数の傾斜コイル８８が傾斜コントローラ９０によって、測定または読み出し傾斜パルスGm、位相エンコード傾斜パルスGpおよびスライス選択傾斜パルスを生成するよう制御される。傾斜コントローラ９０は、選択される撮像シーケンスに基づいて傾斜コイル８８を選択し、構成し、作動させる。傾斜場は励起された共鳴をスライス体積内に合焦し、共鳴をエンコードする。傾斜場はエコーをシフトさせ、再集束させることもする。MR撮像スキャナ８０は、TR毎にRFパルスを生成するようRFコントローラ９４によって制御される一つまたは複数のRFコイル９２を含む。RFコイル９２はMR撮像スキャナ８０中に組み込まれることができ、および／または頭部コイル、脚部コイルなどのように局部的である（図示せず）こともできる。傾斜エコーを受信するRFコイル９２は、RFパルスを生成するコイルと同じであることができ（たとえば送受信）、あるいは別個の、たとえば受信のみコイルであることもできる。MRコントローラ９６は、傾斜コントローラ９０およびRFコントローラ９４を制御し、磁気共鳴を励起するRFパルスの送信と、RF受信器コイルによる傾斜エコーの測定とを協調させる。RF受信器９７は、読み出しパルスを受信し、復調してk空間のラインを形成する。MRコントローラ９６はネットワーク９８に接続する。ネットワーク９８は、インターネット、ローカル・エリア・ネットワーク、広域ネットワーク、無線ネットワーク、有線ネットワーク、セルラー・ネットワーク、USBおよびI2Cのようなデータ・バスなどの一つまたは複数を含む。
ワークステーション１００がネットワーク９８に接続しており、ヘルスケア実施者が少なくとも一つの入力装置１０２を使って撮像シーケンスを選択する。ワークステーション１００は電子的なプロセッサまたは電子的な処理装置１０４と、さまざまな画像、メニュー、パネルおよびユーザー・コントロールを表示するディスプレイ１０６と、ヘルスケア実施者の選択を入力する前記少なくとも一つの入力装置１０２とを含む。ワークステーション１００はデスクトップ・コンピュータ、タブレット、モバイル・コンピューティング装置、スマートフォンなどであることができる。入力装置１０２はキーボード、マウス、マイクロホン、タッチスクリーン・ディスプレイ、一つまたは複数のボタン、一つまたは複数のスイッチ、一つまたは複数のトグルなどであることができる。ディスプレイ１０６はLCDディスプレイ、LEDディスプレイ、プラズマ・ディスプレイ、プロジェクション・ディスプレイ、タッチスクリーン・ディスプレイなどの一つまたは複数を含むことができる。
ネットワーク９８に接続されたデータベース１０８は、種々の可能な撮像シーケンスのためのさまざまなパラメータを記憶する。それらのパラメータは、傾斜コイル８８の選択およびランタイム・パラメータならびに選択された撮像シーケンスのためのエコー・シーケンスを達成するためのさまざまな構成を含む。データベース１０８は、メモリに記憶されたファイル、テーブル、フィールド、オブジェクト、組み合わせなどを含むことができる。メモリは、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体；磁気ディスクまたは他の磁気記憶媒体；光ディスクまたは他の光記憶媒体；ランダム・アクセス・メモリ（RAM）、読み出し専用メモリ（ROM）または他の電子的メモリ・デバイスまたはチップまたは動作上相互接続されたチップの集合；そこから記憶されている命令をインターネットまたはローカル・エリア・ネットワークを介して取得することができるインターネット・サーバー；などの一つまたは複数を含む。さらに、本稿での用法では、コントローラは、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、グラフィック処理ユニット（GPU）、特定用途向け集積回路（ASIC）、フィールド・プログラム可能なゲート・アレイ（FPGA）などの一つまたは複数を含む。
マルチエコーPRESTOモジュール１１０は、ワークステーション１００の電子的なプロセッサまたは電子的な処理装置１０４のような電子的なデータ処理装置によって、あるいはネットワーク９８によってワークステーション１００と動作上接続されたネットワーク・ベースのサーバー・コンピュータによってなどで好適に具現される。ある実施形態では、モジュール１１０は、図６との関連で述べたように、データ・ラインを画像に再構成し、それらの画像を処理する。さらに、開示される撮像シーケンスおよび再構成技法は、好適には、電子的なデータ処理装置によって読み取り可能であり開示される撮像シーケンスおよび再構成技法を実行するために該電子的なデータ処理装置によって実行可能な命令（たとえばソフトウェア）を記憶している非一時的な記憶媒体として実装される。マルチエコーPRESTOモジュール１１０は、ヘルスケア実施者入力および／または患者医療記録、病院情報システム（HIS: hospital information system）などのような追加的な源に基づいて実行されるべき撮像シーケンスを受領する。各TRにおいてRFパルスおよび傾斜パルスによって生成される複数の傾斜エコーを含む撮像シーケンスに基づいて、異なるTRにシフトされた少なくとも一つの傾斜エコーを生成する。モジュールは、データベースから、撮像シーケンスを実行するよう撮像装置を構成するパラメータを取得する。モジュールは、該構成をMRコントローラに提供し、シーケンスを実行するようMRコントローラを作動させる。構成は、傾斜コイルによって加えられる傾斜パルスの構成設定を含む。それにより、第一のセットの傾斜場が、各エコーが、現在のTRにおいて該エコーが測定される前に、シフトされるよう各エコーに加えられ、第二のセットの傾斜場が、現在のTRにおけるすべてのエコーのあとに加えられて、シフトされたエコーのそれぞれを正しいTRにおいて再集束させる。
図８は、マルチエコーPRESTO撮像のある実施形態を使った一つの方法のフローチャートを示している。段階１１２では、マルチエコーPRESTOモジュールによって撮像シーケンスが選択される。この段階は、ワークステーションを使うヘルスケア実施者および／または患者医療記録、HISなどのような他の源からの入力を含む。撮像シーケンスは、複数エコー・シーケンスにおける各エコーを特定し、どのエコー（単数または複数）がシフトされるかおよび各エコーがTR何個ぶんシフトされるかを特定する。この段階は、パラメータおよび／または構成を求めてデータベースにアクセスすることおよび検討のためにヘルスケア実施者に対して呈示することを含むことができる。マルチエコーPRESTOモジュールは段階１１４において、構成情報を、撮像シーケンスを実行するためにMRコントローラに提供する。MRコントローラは、傾斜コントローラおよびRFコントローラを構成設定する。
段階１１６において、MRコントローラによって協調させられるRFコントローラが、各TRの始まりにおいてRFパルスを与えるようRFコイルを作動させ、傾斜コントローラは、傾斜コイルに少なくとも二つの傾斜エコーを誘起させる。傾斜コイルは段階１１８において、第一および第二の傾斜場パルスを加えて、一つまたは複数のエコーを現在のTRから選択されたその後のTRにシフトさせる。各エコーをシフトさせるために加えられる第一の傾斜場パルスは、現在のTRにおいてエコー読み出し傾斜パルスの前に加えられる。各エコーをシフトさせるために加えられる第一の傾斜場パルスは、異なるTRなど、それぞれのシフトされるエコーについて異なる仕方で加えられることができる。第二の傾斜場パルスは、読み出しパルスのあとかつ次のRFパルスの前に加えられて、前記選択されたその後のTRにおいて前記一つまたは複数のエコーを再集束させる。傾斜エコーは、RFコイルによって段階１２０において各TRにおいて測定される。プロセスは、判定段階１２２において各TRについて繰り返される。各TRは、RFパルスを生成するようRFコイルを作動させることによって始まる。
段階１２４では、読み出しエコーによって形成されるデータ・ラインのセットが画像に再構成される。再構成は、部分的な再構成および／またはマッピング、定量的情報などといった他の情報の導出を含むことができる。再構成は、段階１２６において、各遅延時間でのエコーからのデータ・ラインのセットについて繰り返される。再構成は、再構成の種々の順序を含むことができ、水のみ画像および脂肪のみ画像のディクソン再構成、ディクソンおよびADCマップをもつDWIBSなどでのように、ある再構成からの結果を別の再構成に含めることができる。
段階１２８では、前記一つまたは複数の画像が表示および／または記憶されることができる。該画像は表示装置上に表示されることができる。該画像は、画像保存伝送システム（PACS: Picture Archiving and Communication System）、放射線医学情報システム（RIS: Radiology Information System）などといった記憶管理システムに記憶されることができる。
本稿で呈示された具体的な例示的実施形態との関連で、ある種の構造的および／または機能的特徴が定義された要素および／またはコンポーネントに組み込まれると記載されていることが認識されるであろう。だが、これらの特徴は、適切な場合には同様に他の要素および／またはコンポーネントに組み込まれてもよく、同じまたは同様の恩恵をもたらしうることが考えられている。例示的な実施形態の種々の側面は、適宜選択的に用いられてもよく、所望される応用に好適な他の代替的な実施形態を達成しうることも認識しておくものとする。そのため、そのような他の代替的な実施形態はそこに組み込まれる側面のそれぞれの利点を実現する。
本稿に記載される具体的な要素またはコンポーネントはその機能をハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアまたはそれらの組み合わせによって好適に実行させてもよいことも認識しておくものとする。さらに、本稿において一緒に組み込まれるものとして記載されるある種の要素が、好適な状況のもとでは、独立した要素であってもよいし、あるいは他の仕方で分けられてもよいことも認識しておくものとする。同様に、ある特定の要素によって実行されるものとして記述されている複数の具体的な機能が、個々の機能を実行するために独立して機能する複数の相異なる要素によって実行されてもよいし、あるいはある種の個々の機能が分割されて、協調して機能する複数の相異なる要素によって実行されてもよい。あるいはまた、他方、本稿において互いに異なるものとして記述および／または図示されるいくつかの要素またはコンポーネントが、適切な場合には、物理的または機能的に組み合わされてもよい。
つまるところ、本明細書は、好ましい実施形態に言及して記述してきた。明らかに、本明細書を読み、理解すれば、他の者にも修正や変更が思いつくであろう。本発明は、付属の請求項またはその等価物の範囲にはいる限りにおいてそのようなすべての修正および変更を含むものとして解釈されることが意図されている。すなわち、上記で開示したおよびその他の特徴および機能のさまざまなものまたはその代替物は、望ましくは、多くの他の異なるシステムまたは応用に組み合わされてもよいこと、また、それらにおけるさまざまな現在予見または予期されていない代替、修正、変形または改善が当業者によってのちになされることがあり、それも同様に付属の請求項に含まれることが意図されていることが、認識されるであろう。
いくつかの態様を記載しておく。
〔態様１〕
磁気共鳴撮像装置と、一つまたは複数のプロセッサと、ディスプレイとを有する磁気共鳴撮像システムであって：
前記磁気共鳴撮像装置は：
B 0 場を生成する磁石と；
前記B 0 場に傾斜場を加える傾斜コイルと；
磁気共鳴を励起するための高周波励起パルスを生成し、生成された傾斜エコーを測定する一つまたは複数の高周波コイルとを含んでおり、
前記一つまたは複数のプロセッサは：
前記一つまたは複数の高周波コイルを作動させて、反復時間だけ離間した一連の高周波パルスを生成し、磁気共鳴を誘起し；
各RFパルス後に：
共鳴を複数の傾斜エコーに再集束させる読み出し傾斜場パルス；
前記エコーの少なくとも一つをその後の反復時間にシフトさせて再集束させるシフトおよび再集束傾斜場パルスを加え、
前記傾斜エコーを受信および復調して、k空間データ・ラインを形成するよう前記傾斜コイルを制御し；
前記データ・ラインから複数の画像を再構成するよう構成されており、
前記ディスプレイは、前記一つまたは複数の再構成された画像を表示する、
磁気共鳴撮像システム。
〔態様２〕
前記シフトおよび再集束傾斜場パルスが、一つまたは複数の第一の傾斜場パルスと、逆極性で面積A(n＋1)/(n)＋mをもつ第二の傾斜場パルスとを含み、Aは前記一つまたは複数の第一の傾斜場パルスの面積であり、2mは前記の傾斜エコー誘起パルスの全面積であり、nは前記共鳴のうちシフトされ再集束される部分がシフトされる反復時間の数である、態様１記載の磁気共鳴撮像システム。
〔態様３〕
前記シフトおよび再集束傾斜場パルスの一つが、前記傾斜エコー誘起パルスの少なくとも一つより前に加えられる、態様１または２記載の磁気共鳴撮像システム。
〔態様４〕
前記シフトおよび再集束傾斜場パルスの一つが、前記傾斜エコー誘起傾斜場パルスよりあとかつ次の高周波励起パルスより前に加えられる、態様１ないし３のうちいずれか一項記載の磁気共鳴撮像システム。
〔態様５〕
前記傾斜エコー誘起読み出し傾斜パルスの少なくとも一つが前記シフトおよび再集束傾斜場パルスより前に加えられ、前記傾斜エコー誘起パルスの少なくとも一つが一対のシフトおよび再集束傾斜場パルスの間に配置される、態様１ないし４のうちいずれか一項記載の磁気共鳴撮像システム。
〔態様６〕
前記RFパルスの一つによって励起された共鳴から誘起された前記傾斜エコーが、複数の反復時間において誘起される、態様１ないし５のうちいずれか一項記載の磁気共鳴撮像システム。
〔態様７〕
前記複数の誘起された傾斜エコーが現在の反復時間における第一および第二のエコーおよびその後の反復時間にシフトされた第三のエコーを含む、態様１ないし６のうちいずれか一項記載の磁気共鳴撮像システム。
〔態様８〕
前記一つまたは複数のプロセッサがさらに、現在の反復時間における前記エコーを、位相に基づくボクセル内信号分離（ディクソン）画像に再構成するよう構成されており、前記その後の反復時間にシフトされたエコーが拡散強調画像に再構成される、態様７記載の磁気共鳴撮像システム。
〔態様９〕
前記一つまたは複数のプロセッサがさらに、見かけの拡散係数（ADC）マップを再構成するよう構成されている、態様１ないし８のうちいずれか一項記載の磁気共鳴撮像システム。
〔態様１０〕
前記一つまたは複数のプロセッサがさらに：少なくとも一つの再構成された位相に基づくボクセル内信号分離（ディクソン）画像および再構成されたADCマップから、背景身体信号抑制をもつ拡散強調全身画像（DWIBS）を構築するよう構成されている、態様８または９記載の磁気共鳴撮像システム。
〔態様１１〕
前記再構成が：
身体酸素レベル依存（BOLD）撮像のためのT2*マップ；
B 0 または位相マップ；
選択されたエコー・シフト勾配を拡散強調勾配として使う拡散強調画像（DWI）；
拡散テンソル画像（DTI）；
灌流／拡散分離；
Q空間または逆k空間；
B 0 マップ位相補正を含む磁化率強調画像；
速度フロー・エンコード（VENC）画像；および
より長いエコー時間からの超短エコー時間（UTE）減算
のうちの少なくとも一つを含む、
態様１ないし１０のうちいずれか一項記載の磁気共鳴撮像システム。
〔態様１２〕
磁気共鳴撮像の方法であって：
反復時間だけ離間した一連の高周波パルスを加え、各高周波パルスが磁気共鳴を誘起する、段階と；
読み出し傾斜場パルスを加えて複数の磁気共鳴エコーを誘起し、シフトおよび再集束傾斜磁場パルスを加えてその後の反復時間において前記誘起された傾斜エコーの少なくとも一つをシフトさせて再集束させる、段階と；
前記傾斜エコーを測定してデータ・ラインを生成する段階と；
前記データ・ラインから複数の画像を再構成する段階とを含む、
方法。
〔態様１３〕
前記シフトおよび再集束傾斜場パルスが、一つまたは複数の第一の傾斜場パルスと、逆極性で面積A(n＋1)/(n)＋mをもつ第二の傾斜場パルスとを含み、Aは前記一つまたは複数の第一の傾斜場パルスの面積であり、2mは前記の傾斜エコー誘起パルスの全面積であり、nは前記共鳴のうちシフトされ再集束される部分がシフトされる反復時間の数である、態様１２記載の方法。
〔態様１４〕
前記シフトおよび再集束傾斜場パルスの前記一つが、前記傾斜エコー誘起パルスの少なくとも一つより前に加えられる、態様１２または１３記載の方法。
〔態様１５〕
前記シフトおよび再集束傾斜場パルスの前記一つが、前記傾斜エコー誘起傾斜場パルスよりあとかつ次の高周波励起パルスより前に加えられる、態様１２ないし１４のうちいずれか一項記載の方法。
〔態様１６〕
前記複数の誘起された傾斜エコーが現在の反復時間における第一および第二のエコーおよびその後の反復時間にシフトされた第三のエコーを含む、態様１２ないし１５のうちいずれか一項記載の方法。
〔態様１７〕
それぞれのシフトされたエコーが異なる拡散強調を含む、態様１２ないし１６のうちいずれか一項記載の方法。
〔態様１８〕
態様１２ないし１７のうちいずれか一項記載の方法を実行するよう一つまたは複数の電子的なデータ処理装置を制御するソフトウェアを担持する非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
〔態様１９〕
態様１２ないし１７のうちいずれか一項記載の方法を実行するよう構成された電子的なデータ処理装置。
〔態様２０〕
磁気共鳴撮像装置および一つまたは複数のプロセッサを有する磁気共鳴撮像システムであって：
前記一つまたは複数のプロセッサは：
複数の反復時間のそれぞれの始まりにおいて高周波パルスを生成する一つまたは複数の高周波コイルを作動させ；
各反復時間において少なくとも二つの傾斜エコーを誘起するよう傾斜コイルを作動させ；
少なくとも一つの誘起された傾斜エコーを現在の反復時間からシフトさせる一つまたは複数の第一の傾斜場を加え、その後の反復時間において前記少なくとも一つのシフトされた傾斜エコーを再集束させる一つまたは複数の第二の傾斜場を加えるよう前記傾斜コイルを作動させ；
一つまたは複数の高周波コイルによって測定された前記誘起された傾斜エコーから画像を再構成するよう構成されている、
磁気共鳴撮像システム。

Claims (15)

  1. 磁気共鳴撮像装置と、一つまたは複数のプロセッサと、ディスプレイとを有する磁気共鳴撮像システムであって：
    前記磁気共鳴撮像装置は：
    B0場を生成する磁石と；
    前記B0場に傾斜場を加える傾斜コイルと；
    磁気共鳴を励起するための高周波励起パルスを生成し、生成された傾斜エコーを測定する一つまたは複数の高周波コイルとを含んでおり、
    前記一つまたは複数のプロセッサは：
    前記一つまたは複数の高周波コイルを作動させて、反復時間だけ離間した一連の高周波パルスを生成し、磁気共鳴を誘起し；
    各RFパルス後に：
    共鳴を複数の傾斜エコーに再集束させる読み出し傾斜場パルス；
    前記エコーの少なくとも一つをその後の反復時間にシフトさせて再集束させるシフト傾斜場パルスおよび再集束傾斜場パルスを加え、少なくとも一つの読み出し傾斜場パルスが前記シフト傾斜場パルスおよび再集束傾斜場パルスの両方より前に加えられ、別の読み出し傾斜場パルスが前記シフト傾斜場パルスと再集束傾斜場パルスとの間に加えられ、
    前記傾斜エコーを受信および復調して、k空間データ・ラインを形成するよう前記傾斜コイルを制御し；
    前記データ・ラインから複数の画像を再構成するよう構成されており、
    前記ディスプレイは、前記一つまたは複数の再構成された画像を表示する、
    磁気共鳴撮像システム。
  2. 前記シフト傾斜場パルスおよび再集束傾斜場パルスが、一つまたは複数の第一の傾斜場パルスと、逆極性で面積A(n＋1)/(n)＋mをもつ第二の傾斜場パルスとを含み、Aは前記一つまたは複数の第一の傾斜場パルスの面積であり、2mは前記測定または読み出し傾斜パルスの全面積であり、nは前記共鳴のうちシフトされ再集束される部分がシフトされる反復時間の数である、請求項１記載の磁気共鳴撮像システム。
  3. 前記シフト傾斜場パルスおよび再集束傾斜場パルスの一つが、前記傾斜エコー誘起パルスの少なくとも一つより前に加えられる、請求項１または２記載の磁気共鳴撮像システム。
  4. 前記シフト傾斜場パルスおよび再集束傾斜場パルスの一つが、前記傾斜エコー誘起傾斜場パルスよりあとかつ次の高周波励起パルスより前に加えられる、請求項１ないし３のうちいずれか一項記載の磁気共鳴撮像システム。
  5. 前記RFパルスの一つによって励起された共鳴から誘起された前記傾斜エコーが、複数の反復時間において誘起される、請求項１ないし４のうちいずれか一項記載の磁気共鳴撮像システム。
  6. 前記複数の誘起された傾斜エコーが現在の反復時間における第一および第二のエコーおよびその後の反復時間にシフトされた第三のエコーを含む、請求項１ないし５のうちいずれか一項記載の磁気共鳴撮像システム。
  7. 前記一つまたは複数のプロセッサがさらに、現在の反復時間における前記エコーを、位相に基づくボクセル内信号分離（ディクソン）画像に再構成するよう構成されており、前記その後の反復時間にシフトされたエコーが拡散強調画像に再構成される、請求項６記載の磁気共鳴撮像システム。
  8. 前記一つまたは複数のプロセッサがさらに、見かけの拡散係数（ADC）マップを再構成するよう構成されている、請求項１ないし７のうちいずれか一項記載の磁気共鳴撮像システム。
  9. 前記一つまたは複数のプロセッサがさらに：少なくとも一つの再構成された位相に基づくボクセル内信号分離（ディクソン）画像および再構成されたADCマップから、背景身体信号抑制をもつ拡散強調全身画像（DWIBS）を構築するよう構成されている、請求項７または８記載の磁気共鳴撮像システム。
  10. 前記再構成が：
    身体酸素レベル依存（BOLD）撮像のためのT2*マップ；
    B0または位相マップ；
    選択されたエコー・シフト勾配を拡散強調勾配として使う拡散強調画像（DWI）；
    拡散テンソル画像（DTI）；
    灌流／拡散分離；
    Q空間または逆k空間；
    B0マップ位相補正を含む磁化率強調画像；
    速度フロー・エンコード（VENC）画像；および
    より長いエコー時間からの超短エコー時間（UTE）減算
    のうちの少なくとも一つを含む、
    請求項１ないし９のうちいずれか一項記載の磁気共鳴撮像システム。
  11. 磁気共鳴撮像の方法であって：
    反復時間だけ離間した一連の高周波パルスを加え、各高周波パルスが磁気共鳴を誘起する、段階と；
    読み出し傾斜場パルスを加えて複数の磁気共鳴エコーを誘起し、シフト傾斜場パルスおよび再集束傾斜磁場パルスを加えてその後の反復時間において前記誘起された傾斜エコーの少なくとも一つをシフトさせて再集束させる、段階であって、少なくとも一つの読み出し傾斜場パルスが前記シフト傾斜場パルスおよび再集束傾斜場パルスの両方より前に加えられ、別の読み出し傾斜場パルスが前記シフト傾斜場パルスと再集束傾斜場パルスとの間に加えられる、段階と；
    前記傾斜エコーを測定してデータ・ラインを生成する段階と；
    前記データ・ラインから複数の画像を再構成する段階とを含む、
    方法。
  12. 前記シフト傾斜場パルスおよび再集束傾斜場パルスが、一つまたは複数の第一の傾斜場パルスと、逆極性で面積A(n＋1)/(n)＋mをもつ第二の傾斜場パルスとを含み、Aは前記一つまたは複数の第一の傾斜場パルスの面積であり、2mは前記測定または読み出し傾斜パルスの全面積であり、nは前記共鳴のうちシフトされ再集束される部分がシフトされる反復時間の数である、請求項１１記載の方法。
  13. 前記シフト傾斜場パルスおよび再集束傾斜場パルスの一つが、前記傾斜エコー誘起パルスの少なくとも一つより前に加えられる、請求項１１または１２記載の方法。
  14. 前記シフト傾斜場パルスおよび再集束傾斜場パルスの一つが、前記傾斜エコー誘起傾斜場パルスよりあとかつ次の高周波励起パルスより前に加えられる、請求項１１ないし１３のうちいずれか一項記載の方法。
  15. 前記複数の誘起された傾斜エコーが現在の反復時間における第一および第二のエコーおよびその後の反復時間にシフトされた第三のエコーを含む、請求項１１ないし１４のうちいずれか一項記載の方法。
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