JP6941232B2 - 周波数安定化モジュールに基づく磁気共鳴ｃｅｓｔイメージングシーケンス及び装置 - Google Patents
周波数安定化モジュールに基づく磁気共鳴ｃｅｓｔイメージングシーケンス及び装置 Download PDFInfo
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Description
本願は磁気共鳴の技術分野に関し、特に磁気共鳴ＣＥＳＴイメージングの周波数ドリフトの補正の分野に関する。
磁気共鳴ＣＥＳＴ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｘｃｈａｎｇｅ Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）イメージングは、重要な分子磁気共鳴イメージング技術であり、生体内の内因性細胞質で遊離したタンパク質及びポリペプチドを検出することができる。磁気共鳴ＣＥＳＴイメージングはゴム質腫瘍において過剰発現されたタンパク質及びポリペプチド情報を取得できるため、腫瘍検出及び腫瘍の分級に用いられる。しかし、磁気共鳴ＣＥＳＴイメージングは、主磁界周波数ドリフトに非常に敏感であるため、主磁界周波数ドリフトが補正されないと、磁気共鳴ＣＥＳＴイメージングの性能に大きく影響する。磁気共鳴ＣＥＳＴイメージング性能に対する主磁界周波数ドリフトの干渉に基づいて、一部の研究者は、データ後処理において主磁界周波数ドリフトの補正を実現する方法を提案しており、データ後処理方法は、主磁界周波数の補正を好適に実現することができるが、脂肪信号を効果的に抑制することを保証することができないため、ＣＥＳＴ画像において高すぎる脂肪信号が正常な組織信号をカバーしやすくなる。周波数安定化モジュールに基づく磁気共鳴ＣＥＳＴイメージングシーケンスは、主磁界周波数ドリフトをリアルタイムに補正することができるだけでなく、脂肪信号を効果的に抑制し、磁気共鳴ＣＥＳＴイメージングの性能を向上させることもできる。
本発明は、周波数安定化モジュールに基づく磁気共鳴ＣＥＳＴイメージングシーケンスを提供し、主磁界周波数ドリフトをリアルタイムに補正することを実現し、脂肪信号を効果的に抑制することを保証し、磁気共鳴ＣＥＳＴイメージングの性能を向上させることを目的とする。
上記目的に達成するために、本発明は、以下の技術案を採用することによって実現される。
周波数安定化モジュールに基づく磁気共鳴ＣＥＳＴイメージングシーケンスは、
ステップ１であって、周波数安定化モジュールに、フリップ角が９０°未満の無線周波数パルスで目標層面を励起し、それぞれt1、t2、t3の３つの異なる時刻で３行の非位相エンコードｋ空間データを収集し、t2-t1<t3-t2<2(t2-t1)であるステップ１と、
ステップ２であって、第１、第２行の非位相エンコードｋ空間データの行間の位相差を計算することにより、主磁界周波数ドリフトの精確推定値を取得するステップ２と、
ステップ３であって、第２、第３行の非位相エンコードｋ空間データの行間の位相差と第１、第２行の非位相エンコードｋ空間データの行間の位相差との差を計算することにより、主磁界周波数ドリフトの粗略推定値を取得するステップ３と、
ステップ４であって、粗略推定値と精確推定値との差を閾値と比較し、粗略推定値と精確推定値との差が閾値より小さい場合には、精確推定値を主磁界周波数ドリフトの値として選択し、そうでない場合には、粗略推定値を主磁界周波数ドリフトの値として選択するステップ４と、
ステップ５であって、主磁界周波数ドリフトの値に基づいて、無線周波数パルスの中心周波数を調整した後、調整後の無線周波数パルスの中心周波数に基づいて、磁気共鳴ＣＥＳＴイメージングを行うステップ５と、を含む。
本発明の更なる改善は、前記ステップ２において精確推定値の計算が以下の方法に従って行うことにある。
まず、第１、第２行の非位相エンコードｋ空間データの行間の単一データサンプリング点の位相差を平均し、第１、第２行の非位相エンコードｋ空間データの行間の位相差を取得し、さらに、位相と周波数との関係から、主磁界周波数ドリフトの精確推定値Δffineを計算し、計算プロセスは以下の式に基づくものである。
ただし、ΔTE2-1はt1、t2時刻の時間間隔であり、
は第１、第２行の非位相エンコードｋ空間データの行間の位相差であり、計算式は以下の通りである。
ただし、
は第１、第２行の非位相エンコードｋ空間データの行間のi個目のデータサンプリング点の位相差であり、nは行ごとの非位相エンコード空間データサンプリング点の数である。
本発明の更なる改善は、前記ステップ３において粗略推定値の計算が以下の方法に従って行うことにある。
第２、第３行の非位相エンコード空間データの行間の位相差と第１、第２行の非位相エンコード空間データの行間の位相差との差を計算し、主磁界周波数ドリフトの粗略推定値を取得し、計算プロセスは以下の式に基づくものである。
ただし、τはt2、t3時刻の間の空白時間間隔（blank interval、即ち、周波数安定化モジュールにおいてt2時刻とt3時刻の間に周波数エンコード勾配が印加されない時間間隔）であり、τ＝(t3-t2)-(t2-t1)であり、
は第２、第３行の非位相エンコードｋ空間データの行間の位相差であり、計算式は以下の通りである。
ただし、
は第２、第３行の非位相エンコードｋ空間データの行間のi個目のデータサンプリング点の位相差である。
本発明の更なる改善は、前記ステップ４において主磁界周波数ドリフトの値の特定が以下の方法に従って行うことにある。
(Δfcoarse−Δffine)＜fthresholdであると、精確推定値を主磁界周波数ドリフトの値として選択し、そうでないと、粗略推定値を主磁界周波数ドリフトの値として選択し、ここで、閾値
である。
周波数安定化モジュールに基づく磁気共鳴ＣＥＳＴイメージングシーケンスは、
ステップ１であって、周波数安定化モジュールに、フリップ角が９０°未満の無線周波数パルスで目標層面を励起し、それぞれt1、t2、t3の３つの異なる時刻で３行の非位相エンコードｋ空間データを収集し、t2-t1<t3-t2<2(t2-t1)であるステップ１と、
ステップ２であって、第１、第２行の非位相エンコードｋ空間データの行間の位相差を計算することにより、主磁界周波数ドリフトの精確推定値を取得するステップ２と、
ステップ３であって、第２、第３行の非位相エンコードｋ空間データの行間の位相差と第１、第２行の非位相エンコードｋ空間データの行間の位相差との差を計算することにより、主磁界周波数ドリフトの粗略推定値を取得するステップ３と、
ステップ４であって、粗略推定値と精確推定値との差を閾値と比較し、粗略推定値と精確推定値との差が閾値より小さい場合には、精確推定値を主磁界周波数ドリフトの値として選択し、そうでない場合には、粗略推定値を主磁界周波数ドリフトの値として選択するステップ４と、
ステップ５であって、主磁界周波数ドリフトの値に基づいて、無線周波数パルスの中心周波数を調整した後、調整後の無線周波数パルスの中心周波数に基づいて、磁気共鳴ＣＥＳＴイメージングを行うステップ５と、を含む。
本発明の更なる改善は、前記ステップ２において精確推定値の計算が以下の方法に従って行うことにある。
まず、第１、第２行の非位相エンコードｋ空間データの行間の単一データサンプリング点の位相差を平均し、第１、第２行の非位相エンコードｋ空間データの行間の位相差を取得し、さらに、位相と周波数との関係から、主磁界周波数ドリフトの精確推定値Δffineを計算し、計算プロセスは以下の式に基づくものである。
本発明の更なる改善は、前記ステップ３において粗略推定値の計算が以下の方法に従って行うことにある。
第２、第３行の非位相エンコード空間データの行間の位相差と第１、第２行の非位相エンコード空間データの行間の位相差との差を計算し、主磁界周波数ドリフトの粗略推定値を取得し、計算プロセスは以下の式に基づくものである。
本発明の更なる改善は、前記ステップ４において主磁界周波数ドリフトの値の特定が以下の方法に従って行うことにある。
(Δfcoarse−Δffine)＜fthresholdであると、精確推定値を主磁界周波数ドリフトの値として選択し、そうでないと、粗略推定値を主磁界周波数ドリフトの値として選択し、ここで、閾値
本発明の更なる改善は、前記ステップ１においてフリップ角が１０°未満であることが好ましいことにある。
本発明の更なる改善は、前記空白時間間隔τ＝０であることにある。
本発明は、上記イメージングシーケンスに対応する周波数安定化モジュールに基づく磁気共鳴ＣＥＳＴイメージング装置を提供し、当該装置が周波数安定化モジュールとＣＥＳＴイメージングモジュールとを含むことを他の目的とする。
前記周波数安定化モジュールは、
ステップ１であって、周波数安定化モジュールに、フリップ角が９０°未満の無線周波数パルスで目標層面を励起し、それぞれt1、t2、t3の３つの異なる時刻で３行の非位相エンコードｋ空間データを収集し、t2-t1<t3-t2<2(t2-t1)であるステップ１と、
ステップ２であって、第１、第２行の非位相エンコードｋ空間データの行間の位相差を計算することにより、主磁界周波数ドリフトの精確推定値を取得するステップ２と、
ステップ３であって、第２、第３行の非位相エンコードｋ空間データの行間の位相差と第１、第２行の非位相エンコードｋ空間データの行間の位相差との差を計算することにより、主磁界周波数ドリフトの粗略推定値を取得するステップ３と、
ステップ４であって、粗略推定値と精確推定値との差を閾値と比較し、粗略推定値と精確推定値との差が閾値より小さい場合には、精確推定値を主磁界周波数ドリフトの値として選択し、そうでない場合には、粗略推定値を主磁界周波数ドリフトの値として選択するステップ４と、
ステップ５であって、主磁界周波数ドリフトの値に基づいて、無線周波数パルスの中心周波数を調整した後、ＣＥＳＴイメージングモジュールを用いて調整後の無線周波数パルスの中心周波数に基づいて、磁気共鳴ＣＥＳＴイメージングを行うステップ５とを実行するためのものである。
前記周波数安定化モジュールは、
ステップ１であって、周波数安定化モジュールに、フリップ角が９０°未満の無線周波数パルスで目標層面を励起し、それぞれt1、t2、t3の３つの異なる時刻で３行の非位相エンコードｋ空間データを収集し、t2-t1<t3-t2<2(t2-t1)であるステップ１と、
ステップ２であって、第１、第２行の非位相エンコードｋ空間データの行間の位相差を計算することにより、主磁界周波数ドリフトの精確推定値を取得するステップ２と、
ステップ３であって、第２、第３行の非位相エンコードｋ空間データの行間の位相差と第１、第２行の非位相エンコードｋ空間データの行間の位相差との差を計算することにより、主磁界周波数ドリフトの粗略推定値を取得するステップ３と、
ステップ４であって、粗略推定値と精確推定値との差を閾値と比較し、粗略推定値と精確推定値との差が閾値より小さい場合には、精確推定値を主磁界周波数ドリフトの値として選択し、そうでない場合には、粗略推定値を主磁界周波数ドリフトの値として選択するステップ４と、
ステップ５であって、主磁界周波数ドリフトの値に基づいて、無線周波数パルスの中心周波数を調整した後、ＣＥＳＴイメージングモジュールを用いて調整後の無線周波数パルスの中心周波数に基づいて、磁気共鳴ＣＥＳＴイメージングを行うステップ５とを実行するためのものである。
本発明では、ステップ５において、磁気共鳴ＣＥＳＴイメージングが通常の磁気共鳴ＣＥＳＴイメージングを用いることができる。一般的に、通常の磁気共鳴ＣＥＳＴイメージングシーケンスは、ＣＥＳＴ飽和、スペクトル事前飽和反転回復脂肪抑制、高速スピンエコー収集の３つのモジュールを含む。
本発明における上述した装置に対する更なる改善は、前記周波数安定化モジュールにおいて、ステップ２において精確推定値の計算が以下の方法に従って行うことにある。
まず、第１、第２行の非位相エンコードｋ空間データの行間の単一データサンプリング点の位相差を平均し、第１、第２行の非位相エンコードｋ空間データの行間の位相差を取得し、さらに、位相と周波数との関係から、主磁界周波数ドリフトの精確推定値Δffineを計算し、計算プロセスは以下の式に基づくものである。
ただし、ΔTE2-1はt1、t2時刻の時間間隔であり、
は第１、第２行の非位相エンコードｋ空間データの行間の位相差であり、計算式が以下の通りである。
ただし、
は第１、第２行の非位相エンコードｋ空間データの行間のi個目のデータサンプリング点の位相差であり、nは行ごとの非位相エンコード空間データサンプリング点の数である。
まず、第１、第２行の非位相エンコードｋ空間データの行間の単一データサンプリング点の位相差を平均し、第１、第２行の非位相エンコードｋ空間データの行間の位相差を取得し、さらに、位相と周波数との関係から、主磁界周波数ドリフトの精確推定値Δffineを計算し、計算プロセスは以下の式に基づくものである。
本発明における上述した装置に対する更なる改善は、前記周波数安定化モジュールにおいて、ステップ３において粗略推定値の計算が以下の方法に従って行う。
第２、第３行の非位相エンコード空間データの行間の位相差と第１、第２行の非位相エンコード空間データの行間の位相差との差を計算し、主磁界周波数ドリフトの粗略推定値Δfcoarseを取得し、計算プロセスは以下の式に基づくものである。
ただし、τはt2、t3時刻の間の空白時間間隔であり、τ＝(t3-t2)-(t2-t1)であり、
は第２、第３行の非位相エンコードｋ空間データの行間の位相差であり、計算式は以下の通りである。
ただし、
は第２、第３行の非位相エンコードｋ空間データの行間のi個目のデータサンプリング点の位相差である。
第２、第３行の非位相エンコード空間データの行間の位相差と第１、第２行の非位相エンコード空間データの行間の位相差との差を計算し、主磁界周波数ドリフトの粗略推定値Δfcoarseを取得し、計算プロセスは以下の式に基づくものである。
本発明における上述した装置に対する更なる改善は、前記周波数安定化モジュールにおいて、ステップ４において主磁界周波数ドリフトの値の特定が以下の方法に従って行うことにある。
(Δfcoarse−Δffine)＜fthresholdであると、精確推定値を主磁界周波数ドリフトの値として選択し、そうでないと、粗略推定値を主磁界周波数ドリフトの値として選択し、ここで、閾値
である。
(Δfcoarse−Δffine)＜fthresholdであると、精確推定値を主磁界周波数ドリフトの値として選択し、そうでないと、粗略推定値を主磁界周波数ドリフトの値として選択し、ここで、閾値
本発明における上述した装置に対する更なる改善は、前記周波数安定化モジュールにおいて、ステップ１においてフリップ角が１０°未満であることが好ましいことにある。
本発明の更なる改善は、前記空白時間間隔τ＝０であることにある。
従来技術に対して、本発明は、以下の良好な効果を奏することができる。本発明は、周波数安定化モジュールにおいて３行の非位相エンコードｋ空間データを収集し、非位相エンコードｋ空間データの行間の位相差を計算し、位相と周波数との関係を利用し、主磁界周波数ドリフトの粗略推定値及び精確推定値を取得し、主磁界周波数ドリフトの粗略推定値と精確推定値との差を閾値と比較することにより、位相2π周期性効果を除去して、正確な主磁場周波数ドリフトの値を取得する。主磁界周波数ドリフトの計算結果に基づいて、無線周波数パルスの中心周波数を調整することで、脂肪信号を効果的に抑制することを保証することができるとともに、主磁界周波数ドリフトのリアルタイムな補正を実現することができて、磁気共鳴ＣＥＳＴイメージングの性能を向上させ、後続のＣＥＳＴ信号の量子化解析の精度に対して信頼性を提供しており、これによって本発明は、非常に重要な臨床応用価値を有するものとなる。
図１に示すように、本発明の１つの好適な実施例では、周波数安定化モジュールに基づく磁気共鳴ＣＥＳＴイメージングシーケンスを提供し、この方法は、以下のステップ１〜ステップ５を含む。
ステップ１：フリップ角が９０°未満（好ましくは１０°未満である）の無線周波数パルスで目標層面を励起し、それぞれt1、t2、t3の３つの異なる時刻で３行の非位相エンコードｋ空間データを収集し、t1、t2、t3時刻はt2-t1<t3-t2<2(t2-t1)を満たす必要がある。t2、t3の間の空白時間間隔はτであり、τ＝(t3-t2)-(t2-t1)である。
ステップ２：まず、第１、第２行の非位相エンコードｋ空間データの行間の単一データサンプリング点の位相差を平均し、第１、第２行の非位相エンコードｋ空間データの行間の位相差を取得し、さらに、位相と周波数との関係から、主磁界周波数ドリフトの精確推定値を計算し、計算プロセスは以下の式に基づくものである。
ただし、
は第１、第２行の非位相エンコードｋ空間データの行間のi個目のデータサンプリング点の位相差であり、nは行ごとの非位相エンコード空間データサンプリング点の数であり、
は第１、第２行の非位相エンコードｋ空間データの行間の位相差であり、ΔTE2-1はt1、t2時刻の時間間隔であり、Δffineは主磁界周波数ドリフトの精確推定値である。
ステップ３：第２、第３行の非位相エンコード空間データの行間の位相差と第１、第２行の非位相エンコード空間データの行間の位相差との差を計算し、主磁界周波数ドリフトの粗略推定値を取得し、計算プロセスは以下の式に基づくものである。
式（４）から式（３）を減算して差分値を取得することにより、以下の式が得られる。
ただし、
は第１、第２行の非位相エンコードｋ空間データの行間の位相差であり、ΔTE2-1はt1、t2時刻の時間間隔であり、ΔTE3-2はt2、t3時刻の時間間隔であり、τはt2、t3時刻の間の空白時間間隔であり、Δfcoarseは主磁界周波数ドリフトの粗略推定結果であり、
は第２、第３行の非位相エンコードｋ空間データの行間の位相差であり、その計算方法は、
と類似する。
ただし、
は第２、第３行の非位相エンコードｋ空間データの行間のi個目のデータサンプリング点の位相差である。
ステップ４：位相に2π周期性があるため、位相の2π周期性効果を除去するために、主磁界周波数ドリフトの粗略推定値と精確推定値との差を閾値と比較する必要があり、閾値は、主磁界周波数ドリフトを精確に推定する値域の極大値である。具体的に、以下の通りである。
(Δfcoarse−Δffine)＜fthresholdであると、精確推定値を主磁界周波数ドリフトの値として選択し、即ち、Δf＝Δffineであり、そうでないと、粗略推定値を主磁界周波数ドリフトの値として選択し、即ち、Δf＝Δfcoarseである。
閾値fthresholdの計算プロセスは、以下のとおりである。
ただし、Δffineは主磁界周波数ドリフトの精確推定値であり、Δfcoarseは主磁界周波数ドリフトの粗略推定値であり、fthresholdは閾値であり、Δfは主磁界周波数ドリフトの値である。
(Δfcoarse−Δffine)＜fthresholdであると、精確推定値を主磁界周波数ドリフトの値として選択し、即ち、Δf＝Δffineであり、そうでないと、粗略推定値を主磁界周波数ドリフトの値として選択し、即ち、Δf＝Δfcoarseである。
閾値fthresholdの計算プロセスは、以下のとおりである。
ステップ５：計算された主磁界周波数ドリフトの値に基づいて、無線周波数パルスの中心周波数を調整して、脂肪信号を効果的に抑制することを保証し、主磁界周波数ドリフトのリアルタイムな補正を実現する。
上記ステップ１〜ステップ５を完了すると、調整後の無線周波数パルスの中心周波数に基づいて、磁気共鳴ＣＥＳＴイメージングを行うことができる。ここでの磁気共鳴ＣＥＳＴイメージングは、通常の磁気共鳴ＣＥＳＴイメージングを用いることができ、本発明の主眼ではないため、簡単に説明する。通常の磁気共鳴ＣＥＳＴイメージングシーケンスは、ＣＥＳＴ飽和、スペクトル事前飽和反転回復脂肪抑制、高速スピンエコー収集の３つのモジュールを含む。
（１）ＣＥＳＴ飽和モジュール：当該モジュールは、４つの矩形飽和パルスを含み、それぞれの飽和パルスの後に１つの損害勾配が続く。
（２）スペクトル事前飽和反転回復脂肪抑制モジュール：当該モジュールは、フリップ角が９０度より大きい無線周波数パルスを含み、無線周波数パルスの後に１つの損害勾配が続く。
（３）高速スピンエコー収集モジュール：当該モジュールは、目標層面を励起する１つの無線周波数パルスを含み、当該無線周波数パルスの後にｍ個のリフォーカス無線周波数パルスが続き、即ち、各繰り返し周期において、ｍ行のｋ空間データ（ｍは加速因子）を収集し、各リフォーカス無線周波数パルスを印加すると同時に層面選択勾配エンコードを行い、さらに位相勾配エンコードを行い、最後に周波数勾配エンコードを行い、そして周波数勾配エンコードと同時にｋ空間データの収集を行う。
これによりわかるように、本発明における周波数安定化モジュールに基づく磁気共鳴ＣＥＳＴイメージング方法は、３行の非位相エンコードｋ空間データを収集し、主磁界周波数ドリフトを計算し、主磁界周波数ドリフトの値から無線周波数パルスの中心周波数を調整することにより、主磁界周波数ドリフトのリアルタイムな補正を実現し、磁気共鳴ＣＥＳＴイメージングの性能を向上させる。
なお、上述した空白時間間隔τについて、その定義によればτ≧0を満たし、その実際の値は０であってもよい。τ＝0であると、fthreshold＝∞であり、このとき、精確推定値を主磁界周波数ドリフトの値として選択し、即ち、Δf＝Δffineであり、粗略推定値を計算しなくてもよい。
上述したイメージングシーケンスに対応して、周波数安定化モジュールに基づく磁気共鳴ＣＥＳＴイメージング装置を提供することもでき、装置には、周波数安定化モジュールとＣＥＳＴイメージングモジュールが含まれる。周波数安定化モジュールは、主磁界周波数ドリフトのリアルタイムな補正を完了させて、脂肪信号を効果的に抑制することを保証するために、ステップ１〜ステップ５を実行するためのものである。ＣＥＳＴイメージングモジュールは、調整後の無線周波数パルスの中心周波数に基づいて通常の磁気共鳴ＣＥＳＴイメージングを行うためのものである。
当業者であれば理解できるように、本発明に係る各モジュールや機能は、回路、その他のハードウェア、または実行可能なプログラムコードによってなされてもよく、対応する機能を実現できればよい。コードが採用されると、コードが記憶装置に記憶され、計算装置における対応する素子によって実行される。本発明の実現は任意の特定のハードウェアとソフトウェアの組み合わせに限定されない。本発明における各ハードウェア型番はいずれも市販の製品を用いることができ、実際のユーザのニーズに応じて選択することができる。もちろん、磁気共鳴ＣＥＳＴイメージングシーケンス及び装置においても、他の必要なハードウェア又はソフトウェアとも連携する必要があり、ここでは詳述しない。
以下では、当業者が本発明の本質をよく理解できるように、上記の方法に基づいて実施例を結合してその具体的な技術的効果を示す。
実施例
上述した周波数安定化モジュールに基づく磁気共鳴ＣＥＳＴイメージングシーケンスをそれぞれ１つの水モデルと２６例の被験脳の磁気共鳴ＣＥＳＴイメージング実験において試験を行い、周波数安定化モジュールが印加されていない通常の磁気共鳴ＣＥＳＴイメージングシーケンスがそれぞれ水モデルと被験脳において行われた磁気共鳴ＣＥＳＴイメージングの実験結果と比較した。具体的な方法は、上述したステップ１〜ステップ５を参照すればよく、ここで繰り返し説明しない。以下、ここでの具体的なパラメータのみを説明する。本実施例では、フリップ角が３度である無線周波数パルスを用いて目標層面を励起し、それぞれt1＝２.５４ｍｓ、t2＝５.１２ｍｓ、t3＝８.３３ｍｓ時刻で３行の非位相エンコードｋ空間データを収集し、t2、t3の間の空白時間間隔τ＝０.６４ｍｓである。行ごとの非位相エンコード空間データサンプリング点の数n＝１２８である。fthreshold＝３８７．６０Ｈｚである。
上述した周波数安定化モジュールに基づく磁気共鳴ＣＥＳＴイメージングシーケンスをそれぞれ１つの水モデルと２６例の被験脳の磁気共鳴ＣＥＳＴイメージング実験において試験を行い、周波数安定化モジュールが印加されていない通常の磁気共鳴ＣＥＳＴイメージングシーケンスがそれぞれ水モデルと被験脳において行われた磁気共鳴ＣＥＳＴイメージングの実験結果と比較した。具体的な方法は、上述したステップ１〜ステップ５を参照すればよく、ここで繰り返し説明しない。以下、ここでの具体的なパラメータのみを説明する。本実施例では、フリップ角が３度である無線周波数パルスを用いて目標層面を励起し、それぞれt1＝２.５４ｍｓ、t2＝５.１２ｍｓ、t3＝８.３３ｍｓ時刻で３行の非位相エンコードｋ空間データを収集し、t2、t3の間の空白時間間隔τ＝０.６４ｍｓである。行ごとの非位相エンコード空間データサンプリング点の数n＝１２８である。fthreshold＝３８７．６０Ｈｚである。
本実施例では、通常の磁気共鳴ＣＥＳＴイメージングシーケンスの３つのモジュールは、具体的に以下の通りである。
（１）ＣＥＳＴ飽和モジュール：当該モジュールは、４つの矩形飽和パルスを含み、各飽和パルスは、持続時間が２００ｍｓであり、幅が２μＴであり、各飽和パルスの後に１つの損害勾配が続、損害勾配は、持続時間が１０ｍｓであり、強度が１０ｍＴ／ｍである。
（２）スペクトル事前飽和反転回復脂肪抑制モジュール：当該モジュールは、フリップ角が１１０度である１つの無線周波数パルスを含み、無線周波数パルスの後に１つの損害勾配が続く。
（３）高速スピンエコー収集モジュール：当該モジュールは、フリップ角が９０度である１つの無線周波数パルスを含み、当該９０度の無線周波数パルスの後ろに４２個の１８０度のリフォーカス無線周波数パルスが続き、即ち、各繰り返し周期において、４２行のｋ空間データ（加速因子は４２である）を収集し、各１８０度のリフォーカス無線周波数パルスを印加すると、同時に層面選択勾配エンコードを行い、さらに位相勾配エンコードを行い、最後に周波数勾配エンコードを行い、また、周波数勾配エンコードと同時にｋ空間データ収集を行う。
（１）ＣＥＳＴ飽和モジュール：当該モジュールは、４つの矩形飽和パルスを含み、各飽和パルスは、持続時間が２００ｍｓであり、幅が２μＴであり、各飽和パルスの後に１つの損害勾配が続、損害勾配は、持続時間が１０ｍｓであり、強度が１０ｍＴ／ｍである。
（２）スペクトル事前飽和反転回復脂肪抑制モジュール：当該モジュールは、フリップ角が１１０度である１つの無線周波数パルスを含み、無線周波数パルスの後に１つの損害勾配が続く。
（３）高速スピンエコー収集モジュール：当該モジュールは、フリップ角が９０度である１つの無線周波数パルスを含み、当該９０度の無線周波数パルスの後ろに４２個の１８０度のリフォーカス無線周波数パルスが続き、即ち、各繰り返し周期において、４２行のｋ空間データ（加速因子は４２である）を収集し、各１８０度のリフォーカス無線周波数パルスを印加すると、同時に層面選択勾配エンコードを行い、さらに位相勾配エンコードを行い、最後に周波数勾配エンコードを行い、また、周波数勾配エンコードと同時にｋ空間データ収集を行う。
本実施例における比較実験結果は、図２、図３、図４に示される。
図２、図３から見られるように、水モデルと被験脳の磁気共鳴ＣＥＳＴイメージング実験のいずれにおいても、周波数安定化モジュールに基づく磁気共鳴ＣＥＳＴイメージングシーケンスのＣＥＳＴ画像品質は良好であることに対して、周波数安定化モジュールが印加されていない通常の磁気共鳴ＣＥＳＴイメージングシーケンスのＣＥＳＴ画像では、主磁界周波数ドリフトによる画像アーチファクトが多いことによって、画像品質が劣化し、ＣＥＳＴ画像強度が激しく変化するものである。このことは、本発明の有効性を示している。
図４から見られるように、周波数安定化モジュールに基づく磁気共鳴ＣＥＳＴイメージングシーケンスのＣＥＳＴ画像の関心領域ＣＥＳＴにおける平均値が非常に安定していることに対して、周波数安定化モジュールが印加されていない通常の磁気共鳴ＣＥＳＴイメージングシーケンスが人間の脳を走査する実験のＣＥＳＴ画像の関心領域のＣＥＳＴ平均値が大きく変動する。このことも、本発明の有効性をさらに証明している。
なお、上述した実施例は、本発明の好適な技術案であり、本発明を限定するものではない。本発明の精神および範囲から逸脱することなく様々に変更したり代替態様を採用したりすることが可能なことは、当業者に明らかである。従って、等価置換又は等価変換により得られる技術案は、いずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
Claims (4)
- 周波数安定化モジュールに基づく磁気共鳴化学交換飽和移動（ＣＥＳＴ）イメージングシーケンスは、
ステップ１であって、周波数安定化モジュールに、フリップ角が９０°未満の無線周波数パルスで目標層面を励起し、それぞれt1、t2、t3の３つの異なる時刻で３行の非位相エンコードｋ空間データを収集し、t2-t1<t3-t2<2(t2-t1)であるステップ１と、
ステップ２であって、第１、第２行の非位相エンコードｋ空間データの行間の位相差を計算することにより、主磁界周波数ドリフトの精確推定値を取得し、精確推定値の計算が以下の方法に従って行い、
まず、第１、第２行の非位相エンコードｋ空間データの行間の単一データサンプリング点の位相差を平均し、第１、第２行の非位相エンコードｋ空間データの行間の位相差を取得し、さらに、位相と周波数との関係から、主磁界周波数ドリフトの精確推定値Δffineを計算し、計算プロセスが以下の式に基づくものであり、
は第１、第２行の非位相エンコードｋ空間データの行間の位相差であり、計算式が以下の通りであり、
は第１、第２行の非位相エンコードｋ空間データの行間のi個目のデータサンプリング点の位相差であり、nは行ごとの非位相エンコード空間データサンプリング点の数であるステップ２と、
ステップ３であって、第２、第３行の非位相エンコードｋ空間データの行間の位相差と第１、第２行の非位相エンコードｋ空間データの行間の位相差との差を計算することにより、主磁界周波数ドリフトの概略推定値を取得し、概略推定値の計算は、以下の方法に従って行い、
第２、第３行の非位相エンコード空間データの行間の位相差と第１、第２行の非位相エンコード空間データの行間の位相差との差を計算し、主磁界周波数ドリフトの概略推定値Δfcoarseを取得し、計算プロセスは以下の式に基づくものであり、
は第２、第３行の非位相エンコードｋ空間データの行間の位相差であり、計算式が以下の通りであり、
は第２、第３行の非位相エンコードｋ空間データの行間のi個目のデータサンプリング点の位相差であるステップ３と、
ステップ４であって、概略推定値と精確推定値との差を閾値と比較し、概略推定値と精確推定値との差が閾値より小さい場合には、精確推定値を主磁界周波数ドリフトの値として選択し、そうでない場合には、概略推定値を主磁界周波数ドリフトの値として選択し、主磁界周波数ドリフトの値の特定は以下の方法に従って行い、
(Δfcoarse−Δffine)＜fthresholdであると、精確推定値を主磁界周波数ドリフトの値として選択し、そうでないと、概略推定値を主磁界周波数ドリフトの値として選択し、ここで、閾値
であるステップ４と、
ステップ５であって、主磁界周波数ドリフトの値に基づいて、無線周波数パルスの中心周波数を調整した後、さらに調整後の無線周波数パルスの中心周波数に基づいて、磁気共鳴ＣＥＳＴイメージングを行うステップ５と、を含むことを特徴とする周波数安定化モジュールに基づく磁気共鳴ＣＥＳＴイメージングシーケンス。 - 前記ステップ１において、フリップ角は１０°より小さいことを特徴とする請求項１に記載の周波数安定化モジュールに基づく磁気共鳴ＣＥＳＴイメージングシーケンス。
- 周波数安定化モジュールに基づく磁気共鳴化学交換飽和移動（ＣＥＳＴ）イメージング装置であって、周波数安定化モジュールとＣＥＳＴイメージングモジュールとを含み、
前記周波数安定化モジュールは、
ステップ１であって、周波数安定化モジュールに、フリップ角が９０°未満の無線周波数パルスで目標層面を励起し、それぞれt1、t2、t3の３つの異なる時刻で３行の非位相エンコードｋ空間データを収集し、t2-t1<t3-t2<2(t2-t1)であるステップ１と、
ステップ２であって、第１、第２行の非位相エンコードｋ空間データの行間の位相差を計算することにより、主磁界周波数ドリフトの精確推定値を取得するステップ２と、
ステップ３であって、第２、第３行の非位相エンコードｋ空間データの行間の位相差と第１、第２行の非位相エンコードｋ空間データの行間の位相差との差を計算することにより、主磁界周波数ドリフトの概略推定値を取得するステップ３と、
ステップ４であって、概略推定値と精確推定値との差を閾値と比較し、概略推定値と精確推定値との差が閾値より小さい場合には、精確推定値を主磁界周波数ドリフトの値として選択し、そうでない場合には、概略推定値を主磁界周波数ドリフトの値として選択するステップ４と、
ステップ５であって、主磁界周波数ドリフトの値に基づいて、無線周波数パルスの中心周波数を調整した後、ＣＥＳＴイメージングモジュールを用いて調整後の無線周波数パルスの中心周波数に基づいて、磁気共鳴ＣＥＳＴイメージングを行うステップ５と、を実行するためのものであり、
前記周波数安定化モジュールにおいて、前記ステップ２において精確推定値の計算が以下の方法に従って行い、
まず、第１、第２行の非位相エンコードｋ空間データの行間の単一データサンプリング点の位相差を平均し、第１、第２行の非位相エンコードｋ空間データの行間の位相差を取得し、さらに、位相と周波数との関係から、主磁界周波数ドリフトの精確推定値Δffineを計算し、計算プロセスが以下の式に基づくものであり、
は第１、第２行の非位相エンコードｋ空間データの行間の位相差であり、計算式が以下の通りであり、
は第１、第２行の非位相エンコードｋ空間データの行間のi個目のデータサンプリング点の位相差であり、nは行ごとの非位相エンコード空間データサンプリング点の数であり、
前記周波数安定化モジュールにおいて、前記ステップ３において概略推定値の計算が以下の方法に従って行い、
第２、第３行の非位相エンコード空間データの行間の位相差と第１、第２行の非位相エンコード空間データの行間の位相差との差を計算し、主磁界周波数ドリフトの概略推定値Δfcoarseを取得し、計算プロセスが以下の式に基づくものであり、
は第２、第３行の非位相エンコードｋ空間データの行間の位相差であり、計算式が以下の通りであり、
は第２、第３行の非位相エンコードｋ空間データの行間のi個目のデータサンプリング点の位相差であり、
前記周波数安定化モジュールにおいて、前記ステップ４において主磁界周波数ドリフトの値の特定が以下の方法に従って行い、
(Δfcoarse−Δffine)＜fthresholdであると、精確推定値を主磁界周波数ドリフトの値として選択し、そうでないと、概略推定値を主磁界周波数ドリフトの値として選択し、ここで、閾値
であることを特徴とする周波数安定化モジュールに基づく磁気共鳴ＣＥＳＴイメージング装置。 - 前記周波数安定化モジュールにおいて、前記ステップ１において、フリップ角は１０°より小さいことを特徴とする請求項３に記載の周波数安定化モジュールに基づく磁気共鳴ＣＥＳＴイメージング装置。
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