JP6445051B2 - 均一場区域内の磁気共鳴撮像アンテナの位置決め - Google Patents

Description

本発明は磁気共鳴撮像に関し、具体的には磁気共鳴撮像磁石の均一場区域内のアンテナの位置決めに関する。

患者の体内の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磁場が磁気共鳴撮像において使用される。この磁場はＢ０場又は主磁場と呼ばれる。ＭＲＩ走査中、送信機又は増幅器及びアンテナによって生成される高周波（ＲＦ）パルスが局所磁場の摂動を引き起こし、Ｂ０場に対する核スピンの向きを操作するために使用され得る。Ｂ０磁場上に傾斜磁場を重ね合せるために使用される所謂傾斜磁場コイルを使用することにより、磁気スピンの空間符号化が実現され得る。核スピンによって放たれるＲＦ信号は受信コイルによって検出され、ＭＲＩ画像を構築するためにそれらのＲＦ信号が使用される。

磁気共鳴撮像を行うために、Ｂ０場を発生させるために超電導磁石が典型的には使用される。Ｂ０場は、磁気共鳴撮像を行うのに十分な大きさ及び均一性を有する必要がある。十分な強度及び均一性のＢ０場を磁石が発生させることができる位置は、本明細書では均一場区域と呼ばれる。

磁石内に永続的に搭載される大型の全身用コイルは、ときとしてＲＦパルスを発生させるために使用される。他の事例では、より小型のコイル又はアンテナが被検者上に配置され、更には被検者に取り付けられ得る。これらの小型コイルは、磁気共鳴信号を受信するのに特に感度の良い及び／又は信号若しくはＲＦパルスを伝送するのに特に感度の良い、空間依存する撮像域を概して有する。そのような小型コイルを使用するために、撮像域が磁石の均一場区域内にあるように位置決めされるべきである。現在、コイル又はアンテナの位置を突き止めるためにライトバイザ等の装置が使用されている。

米国特許出願公開第２０１４００５５１２７ Ａ１号は、アンテナの位置を突き止めるために無線可読ラベルを使用することを開示する。

国際公開第２００５／０１０５４４号は、表面コイルについて、傾斜パルスを１つ又は複数の方向に、その後、非選択的ＲＦパルスを付与することを開示する。次いで、各方向に非選択的ＲＦパルスを付与した後で表面コイルによって検出されるフーリエ変換済みの応答信号の重心を計算することによって表面コイルの位置が突き止められる。米国特許出願公開第２００７／２２５５８８号は、とりわけ基準マーカ、光反射マーカ、タッチセンスマーカに基づく別個の位置確認装置を使用することに言及している。

本発明は、磁気共鳴撮像システム、磁気共鳴撮像システムを動作させる方法、及びコンピュータプログラム製品を独立請求項の中で規定する。実施形態は従属請求項の中で与えられる。

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、それ上で具体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体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、又はデバイスによって又はそれと関連して使用する為のプログラムを通信、伝搬、又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」又は「メモリ」は、コンピュータ可読ストレージ媒体の一例である。コンピュータメモリは、プロセッサに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」又は「ストレージ」は、コンピュータ可読ストレージ媒体の更なる一例である。コンピュータストレージは、任意の不揮発性コンピュータ可読ストレージ媒体である。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あってもよい又はその逆でもよい。

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称号帯も指す。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為のコンピュータ実行可能コードは、Java（登録商標）、Smalltalk、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、付与できる場合、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／行為を実施する為の手段を生じさせるようにマシンを作る為に、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／行為を実施する為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為に、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、ギアスティック、ステアリングホイール、ペダル、有線グローブ、ダンスパッド、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為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。

磁気共鳴（ＭＲ）データは、本明細書においては、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によって原子スピンにより発せられた無線周波数信号の記録された測定結果として定義される。磁気共鳴データは、医療画像データの一例である。磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）画像は、本明細書においては、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復元された２次元又は３次元視覚化として定義される。この視覚化は、コンピュータを使用して行うことができる。

一態様では、本発明は、被検者の一部分を撮像するための磁気共鳴撮像システムを提供する。磁気共鳴撮像システムは、主磁場を発生させるための磁石を含む。主磁場はＢ０として知られる場合もある。主磁場は均一場区域を有する。本明細書で使用される均一場区域は、磁石によって作り出される磁場が、磁気共鳴撮像を行うのに十分高く均一である領域を包含する。例えば、典型的な磁石の均一場区域又は均一ボリュームは通常、１０ｐｐｍのピークツーピークに対応するボリュームとして定められる。このボリュームの外側の場は非常に速く低下する。当然ながらこれは特定の磁石設計の場のオーダ（field order）に依存し得る。現代の殆どの典型的な磁石は１２番目のオーダである。これは、磁石のｚ位置の又は対称軸に沿った１２番目のオーダで場が低下することを意味する。均一場区域の外側で場があまりに速く低下するので、場の強さが非常に急速に低下し、主磁場が例えば１．５Ｔだろうが３．０Ｔだろうがさほど大きな問題ではない。均一場区域の外側では、プロトン又は他の核の共鳴周波数が、すぐに磁気共鳴撮像システムの高周波システムの周波数範囲外になる。

磁気共鳴撮像システムは、撮像域を持つアンテナを更に含む。被検者が撮像域内に置かれるとき、アンテナと被検者の一部分との間には決まった幾何学的関係がある。例えば、アンテナは被検者の一部分を受け入れ、被検者上で固定されるように設計され得る。典型例は、頭部コイルや被検者の足関節や腕に固定されるように設計されるコイルである。磁気共鳴撮像システムは、高周波パルスを発生させるための高周波システムを更に含む。高周波システムは、アンテナを使用し、被検者の一部分からの高周波信号を測定するように更に動作可能である。高周波システムは、幾つかの異なるやり方で高周波パルスを発生させることができる。一部の実施例ではアンテナが使用され得る。他の実施例では、高周波パルスを伝送するために追加のアンテナ又は全身用コイルが使用され得る。全身用コイルは、概して磁気共鳴撮像システム内に設置される。一実施例では、高周波パルスを伝送するために全身用コイルが使用されても良く、撮像域を持つアンテナが受信コイルとして機能する。他の一部の実施例では、撮像域を持つアンテナが、送受信コイル又はアンテナである。その場合、高周波パルスを送受信するために撮像域を持つアンテナが使用され得る。

磁気共鳴撮像システムは、傾斜磁場を発生させるための傾斜磁場システムを更に含む。典型的には、磁気共鳴撮像システム内には傾斜磁場システムを含む３つの別個の傾斜磁場コイルがある。それらのコイルは頻繁に３つの異なる直交傾斜磁場を発生させる。磁気共鳴撮像システムは、均一場区域の外側から均一場区域内へとアンテナ及び被検者の一部分を移動軸に沿って自動で動かすための患者台を更に含む。例えば、患者台を自動で前進させて磁石のボア又は中心領域内に被検者を動かすために、油圧、空気圧、又は機械系が使用され得る。

磁気共鳴撮像システムは、機械実行可能命令を含むメモリを更に含む。磁気共鳴撮像システムは、磁気共鳴撮像システムを制御するためのプロセッサを更に含む。プロセッサは、機械実行可能命令を実行するようにも設計され又はそのように動作可能である。

機械実行可能命令を実行することは、患者台を制御して、均一場区域の外側から均一場区域内へとアンテナ及び被検者の一部分を移動軸に沿って動かすことをプロセッサに行わせる。命令を実行することは、高周波システムを制御して高周波パルスを繰り返し発生させることをプロセッサに更に行わせる。特許請求の範囲及び本明細書内で代用され得る代わりの表現は、患者台が均一場区域の外側から均一場区域内へとアンテナの撮像域を移動軸に沿って動かすというものである。

命令を実行することは、傾斜磁場システムを制御して、被検者台の移動中にその移動軸に沿ってのみ傾斜磁場を発生させることをプロセッサに更に行わせる。傾斜磁場システムは複数の方向に傾斜磁場を発生させるように設計され得るが、このステップでは、プロセッサは傾斜磁場システムを制御して移動軸に沿った方向にのみ傾斜磁場を発生させる。一部の実施例では、発生させる傾斜磁場が移動軸に沿うように傾斜磁場コイルが整列され得る。他の実施例では、移動軸に沿って傾斜磁場を発生させるために複数の傾斜磁場コイルが使用され得る。

機械実行可能命令を実行することは、高周波システムを制御して、アンテナを用いて被検者の一部分からの高周波信号を繰り返し測定することをプロセッサに更に行わせる。

命令を実行することは、高周波信号を使用してアンテナ又は撮像域の現在位置を突き止めることをプロセッサに更に行わせる。アンテナが被検者上に取り付けられ又は配置される場合、そのアンテナは高周波パルスに応答して磁気共鳴信号を生成する。現在位置は、例えば最大信号の位置として定められ得る。例えば、非選択的ＲＦパルスを発生させ、移動軸と揃えられた傾斜磁場を付与した後、表面コイルによって検出されるフーリエ変換済みの応答信号の重心を計算することによってアンテナ又はコイルの位置が突き止められ得る。非選択的ＲＦパルスを発生させ、他の方向のそれぞれに傾斜磁場を付与することにより、他の方向に沿ったアンテナの位置も突き止められ得る。フーリエ変換済みの信号の位置及び強度はアンテナの関数になる。そのため現在位置の定義は、実質的にアンテナ又は撮像域の位置が参照され得る。これらの一方が分かれば他方も分かる。

命令を実行することは、現在位置を使用し、均一場区域内の所定位置で減速して止まるように患者台を制御することをプロセッサに更に行わせる。

患者台がアンテナ及び被検者の一部分を均一場区域内に動かすとき、被検者の一部分からの高周波信号が受信され始める。例えば、撮像域が部分的にだけ均一場区域内にある場合、信号の一部しか受信されないことがあり、現在位置の誤った指示が決定される可能性がある。この理由から、患者台がアンテナを均一場区域に向けて動かすとき、現在位置の決定が適切に検出されるようにそのプロセスが何度も繰り返される。アンテナの撮像域が完全に均一場区域内にあれば、現在位置を正確に突き止めることができ、所定位置で減速して止まるように患者台が制御され得る。撮像域を持つアンテナの位置を前もって指定する必要がないので、このことは有利であり得る。例えば、被検者を磁石内に動かす前にアンテナの位置を識別するための光、レーザ、又は他の手段を使用する必要がない。このことは、磁気共鳴撮像プロトコルの実行がより迅速に行われることを可能にし得る。このことは、磁気共鳴撮像プロトコルが開始する前にアンテナ及び／又は被検者の位置を指定し又は特定するための機器の必要性もなくし得る。

一部の実施形態では、高周波信号が、繰り返し測定されるとき磁気共鳴撮像システムによって記録される。

別の実施形態では、メモリが、磁気共鳴撮像走査ジオメトリを記述する磁気共鳴計画データを更に含む。命令を実行することは、磁気共鳴撮像システムを制御して磁気共鳴撮像走査ジオメトリのための撮像磁気共鳴データを取得することをプロセッサに更に行わせる。命令を実行することは、撮像磁気共鳴データから磁気共鳴画像を再構築することをプロセッサに更に行わせる。この実施例では、被検者がアンテナと共に撮像域内に動かされ、撮像データが自動で取得され、磁気共鳴画像も自動で取得される。磁気共鳴計画データは磁気撮像走査ジオメトリを記述し、磁気共鳴撮像プロトコルを自動で実行するためにプロセッサによって使用され得る。

別の実施形態では、メモリが、スカウト走査パルスシーケンス命令を更に含む。磁気共鳴計画データは、被検者の解剖学的ランドマークに対する磁気共鳴撮像走査ジオメトリを記述する。メモリは、撮像パルスシーケンス命令を更に含む。命令を実行することは、磁気共鳴撮像システムを制御して、スカウト走査パルスシーケンス命令を使用してスカウト磁気共鳴データを取得することをプロセッサに更に行わせる。命令を実行することは、スカウト磁気共鳴データをスカウト磁気共鳴画像へと再構築することをプロセッサに更に行わせる。命令を実行することは、スカウト磁気共鳴画像内の解剖学的ランドマークを識別することによってランドマーク位置データを識別することをプロセッサに更に行わせる。

被検者が磁石内に動かされると、システムが自動でスカウト走査を行い、解剖学的ランドマークを識別するので、この実施形態は有益であり得る。これらの利益は磁気共鳴プロトコルを定める際に操作者を支援するために使用されても良く、又は磁気共鳴撮像プロトコルを自動で行うための入力としてランドマーク位置データが使用され得る。この実施形態は患者台を再配置することも含み得る。

別の実施形態では、命令を実行することは、撮像パルスシーケンス命令を修正するため、ランドマーク位置データ及び磁気共鳴計画データを使用して、走査ジオメトリを調節することをプロセッサに更に行わせる。この実施形態では、磁気共鳴撮像プロトコルが自動で実行されるように、撮像走査ジオメトリを調節するためにランドマーク位置データが使用される。この事例では、操作者が被検者を被検者台の上に置き、被検者にアンテナを取り付ける。システムが開始すると、被検者が磁石内に自動で動かされ、システムが現在位置を突き止める。このことは、スカウト走査、次いで磁気撮像磁気共鳴データを取得することにより自動で磁気共鳴撮像プロトコルをシステムが実行することを引き起こす。

別の実施形態では、命令を実行することは、ランドマーク位置データ及び磁気共鳴計画データを使用することにより、患者台の補正移動を計算することをプロセッサに更に行わせる。命令を実行することは、決定された距離動くように患者台を制御することをプロセッサに更に行わせる。スカウト走査が行われ、ランドマーク位置データが識別された後、システムは患者台の位置を自動で補正する。これにより、被検者の一部分のより迅速且つ正確な磁気共鳴撮像が可能になり得る。

別の実施形態では、被検者台の移動中、移動軸に沿った傾斜磁場が一定傾斜磁場として付与される。この実施形態では、傾斜磁場が移動軸方向に一定レベルでオンにされ、絶えずオンのままにされる。この実施形態には、より少ないノイズを作り出す利点がある。傾斜磁場を作るためのコイルは非常に高い磁場内にある。それらのコイルにパルスとして電流が通されると、磁気共鳴撮像システムの内部で打撃音又は金属音が大抵作り出される。一定として傾斜磁場を付与することにより、傾斜磁場コイルは最初にオンにされるときノイズを出し、その後は自らの位置に留まる。これにより、磁石内に移動される被検者にとって体験がより快適になる可能性があり、金属音や大槌で打つような音を繰り返し聞く代わりにこのプロセスが静かになる。

別の実施形態では、命令を実行することは、傾斜磁場システムを制御して、現在位置が所定位置に近づくとき傾斜磁場を所定の速度で強めることをプロセッサに更に行わせる。例えば、傾斜磁場は音響ノイズが発生しないように遅い速度で強められ得る。高周波信号の特定の測定では、傾斜磁場を強める速度は、傾斜磁場がその特定の測定について実質的に一定傾斜磁場である又はそのように挙動するほど十分に遅くても良い。

別の実施形態では、高周波信号が、高周波パルスの生成後に始まる自由誘導減衰である。

別の実施形態では、被検者台の移動中、移動軸に沿った傾斜磁場が傾斜磁場パルスとして繰り返し生成される。例えば、傾斜は移動方向にあるものとすることができ、傾斜振幅は例えば０．５ｍＴ／ｍから４０ｍＴ／ｍの間にあり得る。

別の実施形態では、高周波パルスの生成後且つ高周波信号の測定前に傾斜磁場パルスが生成される。代替策として、両極性傾斜スイッチングを使用して作り出される複数のエコーを使用することもできる。この代替策は静磁場の傾斜（static field gradient）からの影響をなくす利益を有し得る。

別の実施形態では、現在位置が撮像域の位置を示す。例えば現在位置は、最も大きい信号を与える撮像域の部分であり得る。

別の実施形態では、高周波パルスが非選択的パルスである。例えば、高周波パルスは、矩形波によって変調される単一周波数のパルスであり得る。短いＲＦパルスでは、非選択的パルスによって励起される大きい帯域幅があるように、パルスが少数の振動を含み得る。

別の実施形態では、命令を実行することは、現在位置が所定位置に近づくとき、更に速い速度で且つ／又は更に強い傾斜磁場で高周波パルスを生成することをプロセッサに行わせる。高周波パルスが生成される速度を上げることは、現在位置の計算をより頻繁に与え得る。このことは、現在位置を所定位置により正確に一致させることを支援し得る。より強い傾斜磁場を使用することは、現在位置をより正確に突き止めることを可能にする効果を有し得る。現在位置が所定位置に近づくとき、現在位置をより正確に突き止めることが有益であり得る。例えば一定傾斜磁場が使用される場合、ノイズが発生しないように傾斜磁場が遅い又は制御された速度で強められ得る。

別の態様では、本発明は磁気共鳴撮像システムを動作させる方法を提供する。磁気共鳴撮像システムは、被検者の一部分を撮像するために使用され得る。磁気共鳴撮像システムは、主磁場を発生させるための磁石を含む。主磁場は均一場区域を有する。磁気共鳴撮像システムは、撮像域を持つアンテナを更に含む。被検者が撮像域内に置かれるとき、アンテナと被検者の一部分との間には決まった幾何学的関係がある。磁気共鳴撮像システムは、高周波パルスを発生させるための高周波システムを更に含む。高周波システムは、アンテナを使用し、被検者の一部分からの高周波信号を測定するように更に動作可能である。磁気共鳴撮像システムは、傾斜磁場を発生させるための傾斜磁場システムを更に含む。磁気共鳴撮像システムは、均一場区域の外側から均一場区域内へとアンテナ及び被検者の一部分を移動軸に沿って自動で動かすための患者台を更に含む。

この方法は、患者台を制御して、均一場区域の外側から均一場区域内へとアンテナ及び被検者の一部分を移動軸に沿って動かすステップを含む。この方法は、高周波システムを制御して高周波パルスを繰り返し発生させるステップを更に含む。この方法は、傾斜磁場システムを制御して、被検者台の移動中にその移動軸に沿ってのみ傾斜磁場を発生させるステップを更に含む。この方法は、高周波システムを制御して、アンテナを用いて被検者の一部分からの高周波信号を繰り返し測定するステップを更に含む。この方法は、高周波信号を使用してアンテナ又は撮像域の現在位置を突き止めるステップを更に含む。この方法は、現在位置を使用し、均一場区域内の所定位置で減速して止まるように患者台を制御するステップを更に含む。

別の態様では、本発明は、磁気共鳴撮像システムを制御するプロセッサによって実行されるための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。磁気共鳴撮像システムは、被検者の一部分を撮像するために使用され得る。磁気共鳴撮像システムは、主磁場を発生させるための磁石を含む。主磁場は均一場区域を有する。磁気共鳴撮像システムは、撮像域を持つアンテナを更に含む。被検者が撮像域又はアンテナ内に置かれるとき、アンテナと被検者の一部分との間には決まった幾何学的関係がある。磁気共鳴撮像システムは、高周波パルスを発生させるための高周波システムを更に含む。高周波システムは、アンテナを使用し、被検者の一部分からの高周波信号を測定するように更に動作可能である。磁気共鳴撮像システムは、傾斜磁場を発生させるための傾斜磁場システムを更に含む。

磁気共鳴撮像システムは、均一場区域の外側から均一場区域内へとアンテナ及び被検者の一部分を移動軸に沿って自動で動かすための患者台を更に含む。機械実行可能命令を実行することは、患者台を制御して、均一場区域の外側から均一場区域内へとアンテナ及び被検者の一部分を移動軸に沿って動かすことをプロセッサに行わせる。命令を実行することは、高周波システムを制御して高周波パルスを繰り返し発生させることをプロセッサに更に行わせる。命令を実行することは、傾斜磁場システムを制御して、被検者台の移動中にその移動軸に沿ってのみ傾斜磁場を発生させることをプロセッサに更に行わせる。命令を実行することは、高周波システムを制御して、アンテナを用いて被検者の一部分からの高周波信号を繰り返し測定することをプロセッサに更に行わせる。命令を実行することは、高周波信号を使用してアンテナ又は撮像域の現在位置を突き止めることをプロセッサに更に行わせる。命令を実行することは、現在位置を使用し、均一場区域内の所定位置で減速して止まるように患者台を制御することをプロセッサに更に行わせる。

組み合わせられる実施形態が相互排除的でない限り、本発明の上記の実施形態の１つ又は複数が組み合わせられても良いことが理解されよう。

以下、本発明の好ましい実施形態が専ら例として図面を参照して説明される。

磁気共鳴撮像システムの一実施例を示す。 撮像域が均一場区域内に部分的に移動された後の図１の磁気共鳴撮像システムを示す。 撮像域が均一場区域内に移動された後の図１の磁気共鳴撮像システムを示す。 図１の磁気共鳴撮像システムを動作させる方法を示す流れ図を示す。 磁気共鳴撮像システムを動作させる更なる方法を示す流れ図を示す。 パルスシーケンスの一例を示す。 パルスシーケンスの更なる例を示す。 パルスシーケンスの更なる例を示す。 足及び足関節コイルの一例を示す。 胸部を受け入れるための２つの領域を有する胸部コイルの一例を示す。 自分の頭が頭部コイル内に配置されている被検者の一例を示す。 コイルの基準位置が分かるように被検者台に取り付けられるコイルの使用を示す。 被検者を位置決めするためにコイル位置が単純に使用される一例を示す。 頭部の中心位置を明らかにするための幾つかのスカウト走査及びその使用を示す。

これらの図面の中で同様の番号が付けられた要素は等価の要素であるか、又は同じ機能を実行する。機能が等価である場合、先に論じられている要素は後の図面の中で必ずしも論じられない。

図１は、磁気共鳴撮像システム１００の一実施例を示す。図１は、医療機器１００の一例を示す。医療機器１００は、磁石１０４を有する磁気共鳴撮像システム１００を含む。磁石１０４は、貫通するボア１０６を有する円筒形の超電導磁石１０４である。この磁石は永久磁石又は常伝導磁石とすることもできる。異なる種類の磁石を使用することもでき、例えば分離円筒型磁石及び所謂開放型磁石の両方を使用することもできる。分離円筒型磁石は、磁石のアイソ面（iso-plane）にアクセスできるようにするためにクリオスタットが二つの部分に分かれているほかは標準的な円筒型磁石と同様であり、かかる磁石は例えば荷電粒子ビーム療法に関連して使用され得る。開放型磁石は一方が他方の上にある二つの磁石部分を有し、その間の空間は被検者を受け入れるのに十分広い。二つの部分の配置はヘルムホルツコイルの配置と同様である。開放型磁石は、被検者が殆ど閉じ込められないので人気がある。円筒型磁石のクリオスタットの内部には超伝導コイルの集合がある。円筒型磁石１０４のボア１０６内には、磁気共鳴撮像を行うのに磁場が十分強く均一である均一場区域１０８がある。

磁石のボア１０６内には１組の傾斜磁場コイル１１０もあり、１組の傾斜磁場コイル１１０は、磁石１０４の均一場区域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を取得するために使用される。均一場区域１０８の中心が、均一場区域の中心１０９として印付けされている。

傾斜磁場コイル１１０は傾斜磁場コイル電源１１２に接続される。傾斜磁場コイル１１０は代表的であることが意図される。典型的には、傾斜磁場コイル１１０は直交する３つの空間方向に空間的に符号化するための３つの別個の組のコイルを含む。傾斜磁場電源は傾斜磁場コイルに給電する。傾斜磁場コイル１１０に供給される電流は、時間に応じて制御され、ランプ状又はパルス状にされ得る。

被検者１１８が、被検者台１２０上に横たわって図示されている。被検者台１２０は、磁石のボア１０６の内外に被検者台１２０を動かすことができる機構１２２の上に乗っている。

全身用コイル１１４が、高周波トランシーバ１１６に任意選択的に接続されて図示されている。全身用コイルは磁石のボア１０６内にある。この実施例では、被検者１１８が、頭部コイル１２４又はアンテナ１２４を有するものとして図示されている。アンテナ１２４は、高周波トランシーバ１１６に接続される。アンテナ１２４は撮像域１２６を有する。撮像域１２６は、磁気共鳴データを受信するためにアンテナ１２４が使用され得る領域である。一部の実施例では、アンテナ１２４が高周波パルスを伝送するためにも使用され得る。点１２８は撮像域１２６の中心である。機構１２２が被検者台１２０を動かすとき、被検者１１８及びアンテナ１２４が移動軸１３０に沿って動かされる。この実施例では、移動軸１３０が磁石１０４のｚ軸と一致する。

全身用コイル１１４は、均一場区域１０８内の磁気スピンの向きを操作するために、及び一部の実施例では、同じく均一場区域１０８内のスピンによる無線伝送を受信するために使用され得る。アンテナ１２４の全身用コイル１１４は、複数のコイル素子を含み得る。高周波アンテナ１２４は、チャネル又はアンテナとも呼ばれ得る。

全身用コイル１１４及びアンテナ１２４の両方がトランシーバ１１６に接続されて図示されている。一部の実施例では、全身用コイル１１４は高周波パルスを伝送するために使用され、アンテナ１２４は撮像域１２６から磁気共鳴データを受信するために使用される。他の実施例では、全身用コイル１１４が存在しなくても良い。この事例では、アンテナ１２４が送信コイル及び受信コイルの両方である。この場合、高周波パルスを伝送し、更に高周波信号を受信するためにアンテナ１２４が使用され得る。この実施例では、被検者１１８の一部分が被検者の頭部である。

傾斜磁場コイル電源１１２、トランシーバ１１６、及び機構１２２は、コンピュータシステム１３２のハードウェアインタフェース１３４に接続されるものとして図示されている。コンピュータシステム１３２は、プロセッサ１３６を更に含む。プロセッサ１３６は、ハードウェアインタフェース１３４、ユーザインタフェース１３８、コンピュータ記憶域１４０、及びコンピュータメモリ１４２に接続される。

コンピュータ記憶域１４０は、ロケーションパルスシーケンス１５０を含むものとして図示されている。ロケーションパルスシーケンスは、高周波システムを制御して高周波パルスを繰り返し発生させるために、傾斜磁場システムを制御して、被検者台の移動中にその移動軸に沿ってのみ傾斜磁場を発生させるために、更に高周波システムを制御して、アンテナ１２４を用いて被検者の一部分からの高周波信号を繰り返し測定するためにプロセッサ１３６によって使用される。コンピュータ記憶域１４０は、ロケーションパルスシーケンス１５０の実行後に測定される高周波信号１５２を更に含むものとして図示されている。コンピュータ記憶域１４０は、高周波信号１５２を調べることによって突き止められるコイルの現在位置１５４を含むものとして更に図示されている。例えば、高周波信号は、移動軸１３０のどこかに示される極大を有する高周波パルスを与え得る。コンピュータ記憶域１４０は、所定位置の位置１５６を含むものとして図示されている。例えば、所定位置１５６は、点１０９又は点１０９から多少の位置ずれた値であり得る。

コンピュータ記憶域１４０は、磁気共鳴計画データ１５８を任意選択的に含むものとして図示されている。磁気共鳴計画データ１５８は、磁気共鳴画像を取得するのに使用され得る走査ジオメトリを規定する。コンピュータ記憶域１４０は、磁気共鳴計画データ１５８に従って磁気共鳴データを取得するために使用され得る磁気共鳴撮像パルスシーケンス１６０を更に含むものとして図示されている。コンピュータ記憶域１４０は、磁気共鳴撮像パルスシーケンス１６０を使用して取得される磁気共鳴データ１６２を含むものとして更に図示されている。コンピュータ記憶域１４０は、磁気共鳴データ１６２から再構築される磁気共鳴画像１６４を含むものとして更に図示されている。

コンピュータ記憶域１４０は、現在位置が所定位置に動かされた後でスカウト走査を撮るのに有用なスカウト走査パルスシーケンス１６６を含むものとして更に図示されている。コンピュータ記憶域１４０は、スカウト走査パルスシーケンス１６６を使用して取得されるスカウト走査磁気共鳴データ１６８を示す。コンピュータ記憶域１４０は、スカウト走査磁気共鳴データ１６８から再構築されるスカウト磁気共鳴画像１７０を含むものとして更に図示されている。コンピュータ記憶域１４０は、スカウト磁気共鳴画像１７０上への重ね合わせを行うことによって求められる解剖学的ランドマーク位置１７２を含むものとして更に図示されている。別の実施例では、番号１５８〜１７２が付されている特徴の１つ又は複数があってもなくても良い。例えば一部の実施例では、ソフトウェアが被検者及びアンテナ１２４を所定位置にしか動かすことができない。他の実施例では、磁気共鳴画像及び／又はスカウト走査が自動で行われる。

コンピュータメモリ１４２は、制御モジュール１８０を含むものとして図示されている。制御モジュール１８０は、磁気共鳴撮像システム１００をプロセッサ１３６が制御することを可能にするコンピュータ実行可能コードを含む。例えば制御モジュール１８０は、様々な種類の磁気共鳴データ１５２、１６２、１６８を取得するために、プロセッサ１３６が様々なパルスシーケンス１５０、１６０、１６６を使用することを可能にし得る。コンピュータメモリ１４２は、磁気共鳴データ処理モジュール１８２を含むものとして更に図示されている。例えば、磁気共鳴データ処理モジュール１８２は、コイルの現在位置１５４を突き止めるためにプロセッサ１３６が高周波信号１５２を調べることを可能にし得る。例えばモジュール１８２は、軸１３０に沿って空間依存信号を計算することができる。コンピュータメモリ１４２は、画像再構築モジュール１８４を含むものとして更に図示されている。

画像再構築モジュール１８４は、磁気共鳴データ１６２、１６８を磁気共鳴画像１６４、１７０へと構築するために使用され得る。コンピュータメモリ１４２は、画像重ね合せモジュール１８６を含むものとして更に図示されている。画像重ね合せモジュール１８６は、プロセッサ１３６がスカウト磁気共鳴画像１７０上への重ね合わせを行って解剖学的ランドマーク位置１７２を求めることを可能にするコンピュータ実行可能コードを含み得る。コンピュータメモリ１４２は、磁気共鳴計画データ調節モジュール１８８を更に含み得る。モジュール１８８は、磁気共鳴計画データ１５８及び解剖学的ランドマーク位置１７２を用いて磁気共鳴撮像パルスシーケンス１６０及び／又は患者台の位置をプロセッサ１３６が調節することを可能にするコードを含み得る。被検者の位置及び／又は磁気共鳴撮像データが取得される位置は調節され得る。

コンピュータ記憶域１４０及びコンピュータメモリ１４２のコンテンツは、互いにやり取りされ又は複製され得る。

図１は、磁石のボア１０６の外側にある被検者及びアンテナ１２４を示す。図２及び図３は、被検者台１２０及び機構１２２によって均一場区域１０８内に動かされている被検者及びコイル１２４を示す。

図２では、コイル１２４が均一場区域１０８内に部分的に移動されている。この実施例では、撮像域の中心１２８が依然として均一場区域１０８の外側にある。この場合、磁場が均一場区域１０８の外側にすぐに落ちる。撮像域１２６のごく一部からの信号しか受信されない可能性がある。従ってその場合、極大は撮像域の中心１２８にはない。撮像域１２６の大部分からの信号が、アンテナ１２４及びトランシーバ１１６によって受信される正しい周波数にない。被検者１１８がこの位置にある場合、コイルの現在位置１５４は正しくない可能性が高い。図１では、被検者１１８が完全に磁石１０４の外にいる。磁気共鳴撮像システム１００はコイルの現在位置１５４を突き止めることができない。コイル１２４が自らの撮像域１２６を均一場区域１０８内に動かされると、コイルの現在位置１５４が正確に明らかにされ始める。この理由から、磁気共鳴撮像システム１００はロケーションパルスシーケンス１５０を繰り返し実行する。

図３は、図１及び図２にあるのと同じ磁気共鳴撮像システムを示す。この事例では、撮像域１２６が完全に均一場区域１０８内に移動されている。この事例では、撮像域の中心１２８が均一場区域の中心１０９と一致するように移動されている。例えば、一部の実施形態では撮像域の中心１２８がその位置であり得る。一部の実施例では、均一場区域の中心１０９が決定される位置であり得る。他の実施例では、現在位置が点１２８のオフセットであり得る。一部の実施例では、所定位置が点１０９からのオフセットであり得る。この事例では、点１０９と点１２８とが一致するようにされている。撮像域１２６の中心が、均一場区域１０８の中心に自動で動かされている。点１２８が位置１０９に近づくとき、システムは傾斜磁場の強度を方向１３０に高めている可能性があり、且つ／又はパルスシーケンス１５０がより頻繁に実行されている可能性がある。

図４は、図１、図２、及び図３に示されている磁気共鳴撮像システム１００を動作させる方法を示す流れ図を示す。まずステップ４００で、均一場区域１０８の外側から均一場区域１０８内へとアンテナ１２４及び被検者１１８の一部分１１９を移動軸１３０に沿って動かすように患者台が制御される。このステップは、均一場区域１０８内に撮像域１２６を動かすものとしても解釈され得る。図１〜図３にこのステップが図示されている。次にステップ４０２で、高周波システムが高周波パルスを繰り返し発生させるように制御される。次にステップ４０４で、被検者台１２０の移動中に移動軸１３０に沿ってのみ傾斜磁場を発生させるように傾斜磁場システム１１２、１１４が制御される。次にステップ４０６で、アンテナ１２４を用いて被検者１１８の一部分１１９からの高周波信号１５２を繰り返し測定するように高周波システム１１６、１１２、１２４が制御される。次にステップ４０８で、高周波信号１５２を使用して現在位置１５４、１２８が突き止められる。最後にステップ４１０で、現在位置１５４、１２８を使用し、均一場区域１０８内の所定位置１０９、１５６で減速して止まるように患者台１２０が制御される。

実施例では、標的とされる解剖学的構造が、下記の二段階アプローチでアイソセンタ又は所定位置に動かされる。
１．操作者がそれに基づきその後の診断走査を計画することができる調査走査が行われ得る、又はそれに基づきシステムが診断走査の計画を提案する１組のランドマークをシステムが認識するSmartExamが行われ得るやり方でのコース位置決め（course positioning）。本明細書で使用されるとき、SmartExamは、自動化された又は部分的に自動化された磁気共鳴撮像プロトコルを包含する。
２．調査又はSmartExamからの計画情報に基づく微細な位置決め（必要な場合）。

本概念は、幾つかのコイル素子からのＭＲ応答に基づくコース位置決めのための方法を提供することである。これについては以下のステップの中で説明される。
１．患者の標的とされる解剖学的構造（頭部、膝、腕、胸部、心臓等）に受信コイルが配置される。
２．そのコイル（又はそのコイルの幾つかのコイル素子だけ）からの磁気共鳴（ＭＲ）信号がこの方法で使用される。例えば、標的とされる解剖学的構造がC-spine即ち頸椎である場合は頭頸部コイルの頸部素子を使用する。膝の場合は全てのコイル素子が寄与し得る。
３．磁石内に移動する間、ＲＦ励起パルスが与えられる。これは低フリップ角を有する非選択的パルスであり得る。
４．ＭＲ信号が受信コイルを使って検出される。受信される信号の殆どはコイルの「スイートスポット（sweet spot）」から来る。コイル（又はコイル素子）の「スイートスポット」は、標的とされる解剖学的構造に対応する。このスイートスポットをアイソセンタに移動させた後、標的とされる解剖学的構造はアイソセンタ内に又はアイソセンタの近くにある。
５．コイル（素子）が適度に均一な場の中にある場合、十分な量のＭＲ信号が受信される。つまり、ＭＲ受信はコイル（素子）が撮像ボリュームに入るとき開始する。
６．受信中にｚ傾斜が付与される。ＭＲ信号のＦＦＴは、コイルの「スイートスポット」がピークを与える周波数分布をもたらす。ピークはコイルのｚ位置に対応する。
７．取得には以下の２つの改変形態がある。
ａ．ｚ傾斜は一定値に保たれ得る（スイッチングなし）。ＭＲ信号はＦＩＤである。この事例では、スキャナが音響ノイズを発生させない。
ｂ．或いは、エコーを発生させるためにｚ傾斜がスイッチングされる。音響ノイズを低レベルに保つためにスルーレート及び傾斜振幅は低い値に選ばれ得る。
８．このようにしてスキャナは位置を例えば５０ｍｓごとに知る。システムは、コイルがアイソセンタに近づくときに自動で減速し、コイルがアイソセンタ内にあるとき最終的に停止する。
９．位置の精度を上げるために、アイソセンタに近づくとき傾斜振幅が高められ得る。

コイル（素子）又は実際にはコイルのスイートスポットがアイソセンタ内にあるとき、調査／SmartExam走査が開始され得る。

図５は、図１の磁気共鳴撮像システム１００を使用して実現され得るワークフローを示す流れ図を示す。まずステップ５００で、標的とされる解剖学的構造が選択される。例えば、磁気共鳴計画データ又はexam cardが選択され得る。次にステップ５０２で、患者の準備が整えられ、例えばコイル、生理学的センサ、ヘッドセット、及び他のコンポーネントが被検者に取り付けられ得る。患者は、被検者台１２０上に配置されても良い。次にステップ５０４で、操作者が移動ボタン又は開始ボタンを押す。このボタンはユーザインタフェース１３８上の制御部でも良い。次のステップ５０６及び５０８は同時に行われる。操作者はＲＦケージのＲＦドアまで歩いていき、図１〜図３に示されているように患者がスキャナ内に自動で入れられる（５０８）。次にステップ５１０で、操作者が部屋を去り、ＲＦドアが閉められる。次にステップ５１２で、コイルの位置１２８を突き止めるためにＲＦパルスが生成され、磁気共鳴信号が受信される。ステップ５１４は、コイル１２４がアイソセンタ１０９内に位置しているかどうかの判定ボックスである。コイル１２４がアイソセンタ１０９内に位置していない場合、このステップはステップ５１２に戻り、ＲＦパルスが再び生成される。コイルがアイソセンタ１０９内にあると、この方法は、例えばsmart examプロトコルに従って調査又は計画走査が行われるステップ５１６に進む。次にステップ５１８で、その後の臨床走査が必要な場合はテーブル１２０の移動が再び動かされ得る。

図６は、コイルの位置を突き止めるために使用され得るスイッチ傾斜パルス６００を示す。このパルスシーケンスでは、まず伝送パルス又はＲＦパルス６０２がある。次に、スイッチｚ傾斜６０４が付与される。このｚ傾斜は移動軸内で付与されると仮定される。パルス６０２は、非選択的なＲＦパルスであり得る。傾斜６０４は、受信される信号６０６をリフォーカスする。

音響ノイズを作り出さない走査技法は患者によって非常に好まれる。これは一定傾斜を有する方法に当てはまる。

本明細書で使用される高周波パルスは、一部の実施例では５０μｓの持続時間を有し得る。

誘導エコーを回避するために、ｘ傾斜及び／又はｙ傾斜内でスポイラ傾斜（又は運動方向に対して直角の傾斜）が使用され得る。かかる傾斜を使用することは、繰り返し時間の短縮を可能にする。

上記の走査技法は多くの改変形態を有し得る（スピンエコー走査、スライス選択的パルスの使用等）。全ての改変形態の最も重要な部分は、スイートスポットのｚ位置を得るためのｚ傾斜による読出しである。

図７は、コイルの現在位置を突き止めるために使用され得るパルスシーケンス７００の更なる例である。例えば、付与される一定傾斜７０２がある。この傾斜は常にオンであることが見て取れる。傾斜７０２は運動方向に付与される。例えば運動方向がｚ軸に沿う場合、傾斜７０２は一定のｚ傾斜である。この例では、伝送又はＲＦパルス６０２が付与され、そのパルスが終わるや否や自由誘導減衰７０４が高周波信号として受信される。自由誘導減衰７０４は、移動軸に沿った位置を示す様々な周波数成分を含む。

図８は、複数のエコーと共にスイッチ傾斜を使用して現在位置を突き止めるために使用され得るパルスシーケンス８００の一例を示す。この実施例では、まず高周波パルス６０２が付与される。次にスイッチ傾斜８０２が付与される。例えばこの傾斜は、ここでも移動方向の向きに付与され得る。スイッチ傾斜８０２は複数のエコー８０４を受信させる。エコー８０４は、現在位置を突き止めるために使用される高周波信号である。

図９、図１０、及び図１１は、アンテナと被検者の一部分との間の決まった幾何学的関係を有する撮像域内のアンテナの様々な例を示す。

図９は、足及び足関節コイル９００の一例を示す。足又は足関節がコイル９００内に配置され得る。

図１０は、胸部を受け入れるための２つの領域を有する胸部コイル１０００の一例を示す。

図１１は、自分の頭１１９が頭部コイル１２４内に配置されている患者の一例を示す。

先の例では、アンテナからの信号を検出することにより、アンテナの撮像域が均一場区域内に配置された。これを行うことの代替策は、アンテナと被検者台との間の既定の関係を有することである。コイルを配置するために、アンテナからの信号を測定する代わりにこの既定の関係が使用され得る。例えば図９、図１０、及び図１１では、コイルの様々な例９００、１０００、１２４が示されている。これらのコイル９００、１０００、１２４は、被検者台１２０上の知られている位置に代わりに装着され得る。コイル９００、１０００、１２４の知られている位置を参照し又は使用することにより、スカウト走査、更には完全な磁気共鳴画像走査の位置が明らかにされ得る。これが図１２、図１３、及び図１４に示されている。

図１２の最初の実施例では、コイルの基準位置１２００が分かるようにコイル１２４が被検者台に装着されている。被検者１１８の特定の解剖学的構造についての知識を有すること、又は通常の解剖学的構造、例えば基準点に対する被検者の体重及び／又は身長の解剖学的位置を使用することが推論され得る。例えば、被検者１１８の脳の走査を設定するために、典型的な脳の位置１２０４までの距離を与える脳オフセット１２０２が使用され得る。別の例として、頸椎の位置１２０８を明らかにして被検者１１８の頸椎の磁気共鳴撮像スカウト走査又は撮像臨床走査を行うために、典型的な頸椎の位置１２０８を示す典型的なオフセット１２０６が使用され得る。

図１２の実施例では、コイル１２４は脳１２０４及び／又は頸椎１２０８を撮像するためにも使用され得る。

標的とされる解剖学的構造又はアンテナは、下記の二段階アプローチでアイソセンタ又は所定位置に動かされ得る。
１．操作者がそれに基づきその後の診断走査を計画することができる調査走査が行われ得る、又はそれに基づきシステムが診断走査の計画を提案する１組のランドマークをシステムが認識するSmartExamが行われ得るやり方でのコース位置決め。
２．調査又はSmartExamからの計画情報に基づく微細な位置決め（必要な場合）。

操作者は患者の準備を整え（コイル、ヘッドセット、ナースコール、及び／又は生理学的センサを付与し）、（ライトバイザを使用することなしに）ボタンを押して走査平面への自動的移動を開始し、検査室を出る。システムは、以下の技法に基づいて標的とされる解剖学的構造をアイソセンタまで自動で移動させる。

最初の技法では、例えば患者が過去に走査されている場合（フォローアップ走査）、同じ患者との過去の走査セッションからテーブル位置が導出され得る。

第２の技法では、頭部コイルや頭部／頸部コイル等、一部のコイルがテーブル面上で定位置を有する。かかるコイルが接続され、かかる解剖学的構造が選択される場合、テーブル面がアイソセンタ又は所定位置に向けて移動し得る。一次アプローチとして、コイルがアイソセンタに行く。

但し、コイルは複数の解剖学的構造（例えば脳やC-spine）を囲む。コイルをアイソセンタ内に単純に配置するのではなく、その標的とされる解剖学的構造に対して位置付けできることに価値がある。従ってコイルの基準位置が定められる。コイルの基準位置は、コイルにおける任意の位置、この例ではコイルの端に決められている。このコイルの基準位置と、標的とされる解剖学的構造の典型的な位置との間には距離がある（図１参照）。コイルの基準位置に対する典型的な解剖学的構造のオフセットは人口統計データ（事前知識）から導出され得る。標的とされる解剖学的構造の典型的なオフセットによって補正されるコイルの基準位置がアイソセンタに当たるまでテーブルがスキャナ内に移動する。

第３の技法では、テーブル面の定位置を有さないコイルによって走査される他の解剖学的構造（例えばT-spineや心臓）、頭部と比較される、又はより望ましくは例えば基礎となるコイルの基準位置と比較される典型的な距離を使用することができる。これは人口統計データ（事前知識）に基づく。

テーブルは標的とされる解剖学的構造にとって多かれ少なかれ正しい位置に動き、計画のための調査走査を行うことができ又はSmartExamを行うことができる。年齢、体重、身長等の患者の特性との組合せは、頭部から標的とされる解剖学的構造までの推定距離をより正確にする（図１３参照）。

図１３は、被検者１１８を位置決めするためにコイルの位置１２００が単純に使用される一実施例を示す。この実施例では、被検者１１８内の典型的な心臓位置１３０２を識別するために、典型的な心臓オフセット１３００が使用される。心臓オフセット１３００を求めるために、ここでも被検者の身長及び／又は体重が使用され得る。コイル１２４は、被検者の頭部１１９を受け入れる被検者台の面上のレセプタクルによって置換されても良い。

コイルがない場合／コイルがテーブル上の定位置に接続されていない場合、以下の手順が使用され得る（この手順は頭からの場合について説明されているが、足からの場合にも使用され得る）。
ａ．頭部が予期され得る位置までテーブルが動かされる。
ｂ．頭部が予期される位置において走査が行われる。かかる走査では、受信コイルとして全身用コイルが使用され得る。「頭部の中心位置」（図１４参照）を求めるためにパターン認識（例えば後部のスカル形状（scull shape）、鼻、顎）が使用される。これは低分解能の単一スライス矢状走査に基づき得る。
ｃ．標的とされる解剖学的構造までの典型的なオフセットが人口統計データ（事前知識）から導出され、テーブルがその位置まで動かされる（必要な場合）。
ｄ．必要な場合、肩や横隔膜等又は脊柱の椎骨を数えることにより、代替的な解剖学的ランドマークが走査され得る。一部の事例では、別のスライス方向が必要とされる。

足の場合、まず足、膝、腰の位置を検出し、その解剖学的箇所から標的とされる解剖学的構造までの典型的なオフセットを得るために同様のアプローチをたどることができる。

図１２又は図１３の実施例が実行される場合、被検者が動いているとき追加のスカウト走査も行われ得る。図１４は、パターン認識を使用する幾つかのスカウト走査１４００及び頭部の中心位置１４０２に対するそれらの走査の関係を示す。例えば、スカウト走査１４００は、頭部の中心位置１４０２をより正確に識別するために行われ使用され得る。

別の技法では、必要な場合、この走査はテーブルが動いている間に行われる。既に知られている「移動床撮像技法」又はシングルショット技法が使用され得る。

ワークフローを更に最適化するために、操作者はテーブル又は被検者台の移動を開始し、検査室を出ることができる。一部の磁気共鳴撮像システムは、ＲＦドア検出システム又はセンサを有する。操作者がＲＦドアを閉めるや否やドア検出が走査（即ちコイル位置の検出）を開始する。これはワークフローの更なる改善である。

本発明を図面及び前述の説明で詳細に図示して説明してきたが、そのような図示及び説明は例示又は例説とみなすべきであり、限定とみなすべきではない。本発明は、開示される実施形態に限定されない。

開示される実施形態に対する他の変形は、図面、本開示、及び添付の特許請求の範囲の検討から当業者によって理解され、特許請求される発明を実践する際に実施され得る。特許請求の範囲において、用語「備える」は、他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞「a」又は「an」は、複数を除外しない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、特許請求の範囲に記載される幾つかの項目の機能を実現することがある。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されていることだけでは、これらの手段の組合せが有利に使用され得ないことを示さない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアの一部と共に供給される、又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やソリッドステート媒体等、適切な媒体に記憶及び／又は分散され得るが、インターネット又は他の有線若しくは無線電気通信システムを介する形態等、他の形態でも分散され得る。特許請求の範囲内の任意の参照符号は、範囲を限定するものとみなされるべきではない。

１００ 磁気共鳴撮像システム
１０４ 磁石
１０６ 磁石のボア
１０８ 均一場区域
１０９ 均一場区域の中心
１１０ 傾斜磁場コイル
１１２ 傾斜磁場コイル電源
１１４ 全身用コイル
１１６ トランシーバ
１１８ 被検者
１１９ 頭部
１２０ 被検者台
１２２ 機構
１２４ アンテナ
１２６ 撮像域
１２８ 撮像域の中心
１３０ 移動軸
１３２ コンピュータシステム
１３４ ハードウェアインタフェース
１３６ プロセッサ
１３８ ユーザインタフェース
１４０ コンピュータ記憶域
１４２ コンピュータメモリ
１５０ ロケーションパルスシーケンス
１５２ 高周波信号
１５４ コイルの現在位置
１５６ 所定位置
１５８ 磁気共鳴計画データ
１６０ 磁気共鳴撮像パルスシーケンス
１６２ 磁気共鳴データ
１６４ 磁気共鳴画像
１６６ スカウト走査パルスシーケンス
１６８ スカウト磁気共鳴データ
１７０ スカウト磁気共鳴画像
１７２ 解剖学的ランドマーク位置
１８０ 制御モジュール
１８２ 磁気共鳴データ処理モジュール
１８４ 画像再構築モジュール
１８６ 画像重ね合せモジュール
１８８ 磁気共鳴計画データ調節モジュール
４００ 均一場区域の外側から均一場区域内へとアンテナ及び被検者の一部分を移動軸に沿って動かすように患者台を制御する
４０２ 高周波パルスを繰り返し発生させるように高周波システムを制御する
４０４ 被検者台の移動中に移動軸に沿ってのみ傾斜磁場を発生させるように傾斜磁場システムを制御する
４０６ アンテナを用いて被検者の一部分からの高周波信号を繰り返し測定するように高周波システムを制御する
４０８ 高周波信号を使用してアンテナ又は撮像域の現在位置を突き止める
４１０ その現在位置を使用し、均一場区域内の所定位置で減速して止まるように患者台を制御する
５００ 標的とされる解剖学的構造が選択される
５０２ 患者の準備が整う
５０４ 操作者が「移動」ボタンを押す
５０６ 操作者がＲＦドアまで歩く
５０８ 患者がスキャナ内に移動する
５１０ ＲＦドアが閉められる
５１２ コイルの位置を突き止めるためにＲＦパルスが生成され、ＭＲ信号が受信される
５１４ コイルはアイソセンタ内にある
５１６ 調査走査、計画走査、又はSmartExamを行う
５１８ その後の臨床走査のために、必要な場合は追加のテーブル移動
６００ パルスシーケンス
６０２ パルス又はＲＦパルスを伝送する
６０４ スイッチｚ傾斜
６０６ 受信されたＲＦパルス又は高周波信号
７００ パルスシーケンス
７０２ 一定傾斜
７０４ 自由誘導減衰又は高周波信号
８００ パルスシーケンス
９００ 足関節コイル
１０００ 胸部コイル
１２００ コイルの基準位置
１２０２ 脳オフセット
１２０４ 典型的な脳の位置
１２０６ 典型的な頸椎オフセット
１２０８ 典型的な頸椎位置
１３００ 心臓オフセット
１３０２ 典型的な心臓位置
１４００ スカウト走査の位置
１４０２ 頭部の中心位置

Claims (12)

1. 被検者の一部分を撮像するための磁気共鳴撮像システムであって、前記磁気共鳴撮像システムは、
   主磁場を発生させるための磁石であって、前記主磁場は均一場区域を有する、磁石と、
   撮像域を持つアンテナであって、前記被検者が前記撮像域内に置かれるとき、前記アンテナと前記被検者の前記一部分との間には決まった幾何学的関係がある、アンテナと、
   高周波パルスを発生させるための高周波システムであって、前記アンテナを使用し、前記被検者の前記一部分からの高周波信号を測定するように更に動作可能である、高周波システムと、
   傾斜磁場を発生させるための傾斜磁場システムと、
   前記均一場区域の外側から前記均一場区域内へと前記アンテナ及び前記被検者の前記一部分を移動軸に沿って自動で動かすための患者台と、
   機械実行可能命令を含むメモリと、
   前記磁気共鳴撮像システムを制御するためのプロセッサとを含み、前記命令を実行することが、
   ・前記患者台を制御して、前記均一場区域の外側から前記均一場区域内へと前記アンテナ及び前記被検者の前記一部分を前記移動軸に沿って動かすこと、
   ・前記高周波システムを制御して前記高周波パルスを繰り返し発生させること、
   ・前記傾斜磁場システムを制御して、前記患者台の移動中に前記移動軸に沿ってのみ前記傾斜磁場を発生させることであって、前記患者台の移動中、前記移動軸に沿った前記傾斜磁場が一定傾斜磁場として付与されること、
   ・前記高周波システムを制御して、前記アンテナを用いて前記被検者の前記一部分からの前記高周波信号を繰り返し測定すること、
   ・前記高周波信号を使用して前記アンテナ又は前記撮像域の現在位置を突き止めること、及び
   ・前記現在位置を使用し、前記均一場区域内の所定位置で減速して止まるように前記患者台を制御すること
   を前記プロセッサに行わせる、
   磁気共鳴撮像システム。
2. 前記命令を実行することは、前記傾斜磁場システムを制御して、前記現在位置が前記所定位置に近づくとき前記傾斜磁場を所定の速度で強めることを前記プロセッサに更に行わせる、請求項１に記載の磁気共鳴撮像システム。
3. 前記高周波信号が、前記高周波パルスの前記発生後に始まる自由誘導減衰である、請求項１に記載の磁気共鳴撮像システム。
4. 前記メモリが、磁気共鳴撮像走査ジオメトリを記述する磁気共鳴計画データを更に含み、前記命令を実行することが、
   ・前記磁気共鳴撮像システムを制御して前記磁気共鳴撮像走査ジオメトリによって定められる撮像磁気共鳴データを取得すること、及び
   ・前記撮像磁気共鳴データから磁気共鳴画像を再構築すること
   を前記プロセッサに更に行わせる、請求項１乃至３の何れか一項に記載の磁気共鳴撮像システム。
5. 前記メモリが、スカウト走査パルスシーケンス命令を更に含み、前記磁気共鳴計画データは、前記被検者の解剖学的ランドマークに対する前記磁気共鳴撮像走査ジオメトリを記述し、前記メモリが撮像パルスシーケンス命令を更に含み、
   前記命令を実行することが、
   ・前記磁気共鳴撮像システムを制御して、前記スカウト走査パルスシーケンス命令を使用してスカウト磁気共鳴データを取得すること、
   ・前記スカウト磁気共鳴データをスカウト磁気共鳴画像へと再構築すること、及び
   ・前記スカウト磁気共鳴画像内の前記解剖学的ランドマークを識別することによってランドマーク位置データを識別すること
   を前記プロセッサに更に行わせる、請求項４に記載の磁気共鳴撮像システム。
6. 前記命令を実行することが、前記撮像パルスシーケンス命令を修正するため、前記ランドマーク位置データ及び前記磁気共鳴計画データを使用して、前記磁気共鳴撮像走査ジオメトリを調節することを前記プロセッサに更に行わせる、請求項５に記載の磁気共鳴撮像システム。
7. 前記命令を実行することが、
   ・前記ランドマーク位置データ及び前記磁気共鳴計画データを使用することにより、前記患者台の補正移動を計算すること、及び
   ・決定された距離動くように前記患者台を制御すること
   を前記プロセッサに更に行わせる、請求項５又は６に記載の磁気共鳴撮像システム。
8. 前記現在位置が前記撮像域の位置を示す、請求項１乃至７の何れか一項に記載の磁気共鳴撮像システム。
9. 前記高周波パルスが非選択的パルスである、請求項１乃至８の何れか一項に記載の磁気共鳴撮像システム。
10. 前記命令を実行することは、前記現在位置が前記所定位置に近づくとき、更に速い速度で且つ／又は更に強い傾斜磁場で高周波パルスを生成することを前記プロセッサに行わせる、請求項１乃至９の何れか一項に記載の磁気共鳴撮像システム。
11. 被検者の一部分を撮像するための磁気共鳴撮像システムを動作させる方法であって、前記磁気共鳴撮像システムは、
    主磁場を発生させるための磁石であって、前記主磁場は均一場区域を有する、磁石と、
    撮像域を持つアンテナであって、前記被検者が前記撮像域内に置かれるとき、前記アンテナと前記被検者の前記一部分との間には決まった幾何学的関係がある、アンテナと、
    高周波パルスを発生させるための高周波システムであって、前記アンテナを使用し、前記被検者の前記一部分からの高周波信号を測定するように更に動作可能である、高周波システムと、
    傾斜磁場を発生させるための傾斜磁場システムと、
    前記均一場区域の外側から前記均一場区域内へと前記アンテナ及び前記被検者の前記一部分を移動軸に沿って自動で動かすための患者台と
    を含み、前記方法は、
    ・前記患者台を制御して、前記均一場区域の外側から前記均一場区域内へと前記アンテナ及び前記被検者の前記一部分を前記移動軸に沿って動かすステップと、
    ・前記高周波システムを制御して前記高周波パルスを繰り返し発生させるステップと、
    ・前記傾斜磁場システムを制御して、前記患者台の移動中に前記移動軸に沿ってのみ前記傾斜磁場を発生させるステップであって、前記患者台の移動中、前記移動軸に沿った前記傾斜磁場が一定傾斜磁場として付与されるステップと、
    ・前記高周波システムを制御して、前記アンテナを用いて前記被検者の前記一部分からの前記高周波信号を繰り返し測定するステップと、
    ・前記高周波信号を使用して前記アンテナ又は前記撮像域の現在位置を突き止めるステップと、
    ・前記現在位置を使用し、前記均一場区域内の所定位置で減速して止まるように前記患者台を制御するステップと
    を含む、方法。
12. 被検者の一部分を撮像するための磁気共鳴撮像システムを制御するプロセッサによって実行されるための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、前記磁気共鳴撮像システムは、
    主磁場を発生させるための磁石であって、前記主磁場は均一場区域を有する、磁石と、
    撮像域を持つアンテナであって、前記被検者が前記撮像域内に置かれるとき、前記アンテナと前記被検者の前記一部分との間には決まった幾何学的関係がある、アンテナと、
    高周波パルスを発生させるための高周波システムであって、前記アンテナを使用し、前記被検者の前記一部分からの高周波信号を測定するように更に動作可能である、高周波システムと、
    傾斜磁場を発生させるための傾斜磁場システムと、
    前記均一場区域の外側から前記均一場区域内へと前記アンテナ及び前記被検者の前記一部分を移動軸に沿って自動で動かすための患者台と
    を含み、前記命令を実行することが、
    ・前記患者台を制御して、前記均一場区域の外側から前記均一場区域内へと前記アンテナ及び前記被検者の前記一部分を前記移動軸に沿って動かすこと、
    ・前記高周波システムを制御して前記高周波パルスを繰り返し発生させること、
    ・前記傾斜磁場システムを制御して、前記患者台の移動中に前記移動軸に沿ってのみ前記傾斜磁場を発生させることであって、前記患者台の移動中、前記移動軸に沿った前記傾斜磁場が一定傾斜磁場として付与されること、
    ・前記高周波システムを制御して、前記アンテナを用いて前記被検者の前記一部分からの前記高周波信号を繰り返し測定すること、
    ・前記高周波信号を使用して前記アンテナ又は前記撮像域の現在位置を突き止めること、及び
    ・前記現在位置を使用し、前記均一場区域内の所定位置で減速して止まるように前記患者台を制御すること
    を前記プロセッサに行わせる、コンピュータプログラム。