JP2017513627A - 縮小視野磁気共鳴イメージングのシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

縮小視野磁気共鳴（ＭＲ）イメージング法は、磁気共鳴イメージングシステムの複数の勾配コイルおよび少なくとも１つのＲＦコイルを使用してパルスシーケンスを適用することを含む。パルスシーケンスは、スライス選択軸に沿って複数のサイドローブを有する２次元（２Ｄ）エコープラナーＲＦ励起パルスおよびマルチバンドＲＦ再収束パルスを含む。ＭＲデータが、パルスシーケンスの適用に応答して収集され、少なくとも１つのＭＲ画像が、ＭＲデータに基づいて再構成される。その後、少なくとも１つのＭＲ画像が表示されてもよい。【選択図】図１

Description

本発明は、概して、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システムに関し、特に縮小視野磁気共鳴イメージングのシステムおよび方法に関する。

磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）は、Ｘ線または他の電離放射線を使用せずに、人体内部の画像を生成することができる医用画像化モダリティである。ＭＲＩでは、強力な磁石が使用され、強力で均一な静磁場（つまり、「主磁場」）が生成される。人体または人体の一部を主磁場に配置すると、組織中の水の水素原子核に伴う核スピンが偏極化される。これは、こうしたスピンに伴う磁気モーメントが、主磁場の方向に沿って優先的にアラインし、その軸（慣例により、「ｚ軸」）に沿って、わずかな正味組織磁化がもたらされることを意味する。また、ＭＲＩシステムは、電流を流すと、振幅がより小さく空間的に異なる磁場を生成する勾配コイルと呼ばれる部品を含む。典型的には、勾配コイルは、ｚ軸に沿ってアラインされ、ｚ軸、ｙ軸、またはｘ軸の１つに沿って位置毎に振幅が線形的に異なる磁場成分を生成するように設計されている。勾配コイルの効果は、磁界強度におよび同時に核スピンの共鳴周波数に、単一の軸に沿って、わずかな勾配を生成することである。直交する軸を有する３つの勾配コイルを使用すると、身体の各位置で特徴的な共鳴周波数が生成されることにより、ＭＲシグナルが「空間的にエンコード」される。無線周波（ＲＦ）コイルを使用して、水素原子核の共鳴周波数でまたは共鳴周波数付近でＲＦエネルギーのパルスが生成される。ＲＦコイルを使用して、制御された様式で核スピン系にエネルギーが付加される。すると、核スピンは、緩和して静止エネルギー状態に戻る際に、ＲＦシグナルの形態でエネルギーを放出する。このシグナルを、ＭＲＩシステムにより検出し、コンピュータおよび公知の再構成アルゴリズムを使用して画像に変換する。

ＭＲ画像は、「パルスシーケンス」と呼ばれる公知のアルゴリズムに従って勾配コイルおよびＲＦコイルに電流を流すことにより生成することができる。パルスシーケンスの選択に応じて、得られる画像おける様々な組織タイプの相対的外観が決定される。種々の組織特性を使用すると、様々な組織間のコントラストが望ましい状態にある画像を生成することができる。様々な応用に使われるＭＲ画像を得るための多くの特定の技術が開発されている。ＭＲ検査の実施に必要な時間を短縮するために、大量のデータを極めて迅速に収集することを可能にするパルスシーケンスが開発されている。時間短縮は、高解像度画像を得るために、ならびに検査過程での体動効果を抑制するためにおよび患者の不快感を軽減するために、特に重要である。データ収集時間の劇的な短縮は、エコープラナーイメージング法（ＥＰＩ）と呼ばれる技術により達成されている。ＥＰＩでは、エコートレインによるデータ収集と同時に、両極性傾斜波形が使用される。エコートレインの各エコーは、通常、小ブリップ勾配パルスにより個々に位相エンコードされ、ｋ空間データのラインを生成する。その際に、複数のｋ空間ラインを単一の励起で収集することができる。単一の励起で収集したｋ空間ラインを使用して画像を再構成することができる。これは、「シングルショットＥＰＩ」として知られている技術である。

ある臨床応用では、水の自己拡散特徴が他の組織よりも高いかまたは低いかのいずれかである組織の「拡散強調」画像を得ることが望ましい。典型的には、拡散強調は、再収束ＲＦパルスを一括して扱う１対の大きな勾配パルスを使用して実施される。拡散強調勾配により、ＭＲシングルは水分子の拡散に対して感受性となり、次いで、これをコントラスト機序として利用して、様々な組織を区別することができる。拡散強調イメージング法は、ＥＰＩ技術と併用されており（ＤＷ−ＥＰＩ）、多くの臨床拡散強調イメージング応用が、シングルショットエコープラナーイメージング（ｓｓ−ＥＰＩ）等のシングルショットシーケンスを使用して実施されている。例えば、拡散強調イメージング（ＤＷＩ）は、組織微細構造の発達または変性を評価するための日常的な臨床ＭＲスキャンとして、益々多く採用されつつある。

縮小視野（ｒＦＯＶ）手法は、磁化率の影響を受けやすい解剖学的構造の画像歪みが許容可能であるシングルショットエコープラナー（ｓｓ−ＥＰＩ）拡散強調イメージング法（ＤＷＩ）を達成するための様式として、および高解像度ＤＷＩを可能にするものとして開発されている。スライス選択軸に沿ったブリップ勾配を有する二次元（２Ｄ）空間選択的エコープラナー（ＥＰ）ＲＦ励起パルスを使用すると、位相視野方向に限定的な程度に励起することにより、視野縮小を達成することができる。そのようなｒＦＯＶ励起は、高速スピンエコー等の長いエコートレインを有する他のシーケンスにも有益であり得る。しかしながら、そのような手法の１つの課題は、１データ収集当たりの提供されるスライス範囲が限定的であることである。例えば、ＲＦ励起プロファイルの周期的サイドローブ位置と重複する可能性のあるスライス位置での部分的飽和が懸念されるため、スライス範囲は、ＲＦ励起プロファイルの周期的サイドローブ間の距離内に納めることができるスライスの数に限定される。そのため、脊椎または胸の軸方向ＤＷＩ等の多くの応用では、十分な範囲が提供されない。

マルチバンドＲＦ再収束パルスの使用によりスライス範囲を増加させる縮小視野ＭＲイメージングのシステムおよび方法を提供することは望ましいだろう。同時に収集したスライス位置間のコイル感度差を使用して、同時に収集したスライスからのシグナルを分離するためには、パラレルイメージング等の再構成技術を応用することができる。

米国特許出願公開第２０１３／０２４９５４８号明細書

一実施形態によると、磁気共鳴（ＭＲ）イメージングシステムは、磁石を含む共鳴アッセンブリ、複数の勾配コイルおよび少なくとも１つの無線周波（ＲＦ）コイル、少なくとも１つのＲＦコイルに接続されており、少なくとも１つのＲＦコイルからＭＲデータを受信するように構成されているＲＦトランシーバシステム、ならびに共鳴アッセンブリおよびＲＦトランシーバシステムに接続されており、複数の勾配コイルおよび少なくとも１つのＲＦコイルを使用して、スライス選択軸に沿って複数のサイドローブを有する二次元（２Ｄ）エコープラナーＲＦ励起パルスおよびマルチバンドＲＦ再収束パルスを含むパルスシーケンスを適用するようにプログラムされているコントローラを含み、複数のスライス位置に対応するＭＲデータが、パルスシーケンスの適用に応答して収集され、ＭＲデータに基づいて各スライス位置の縮小視野ＭＲ画像が再構成され、ＭＲ画像が表示される。

別の実施形態によると、縮小視野磁気共鳴（ＭＲ）イメージング法は、複数の勾配コイルおよび少なくとも１つのＲＦコイルを使用して、スライス選択軸に沿って複数のサイドローブを有する二次元（２Ｄ）エコープラナーＲＦ励起パルスおよびマルチバンドＲＦ再収束パルスを含むパルスシーケンスを適用すること、複数のスライス位置に対応するＭＲデータを、パルスシーケンスの適用に応答して収集すること、ＭＲデータに基づいて各スライス位置の縮小視野ＭＲ画像を再構成すること、およびＭＲ画像を表示することを含む。

別の実施形態によると、縮小視野磁気共鳴（ＭＲ）イメージング法を実施するためのコンピュータ実行可能な指令を有する非一時的コンピュータ読取り可能な記憶媒体は、複数の勾配コイルおよび少なくとも１つのＲＦコイルを使用して、スライス選択軸に沿って複数のサイドローブを有する二次元（２Ｄ）エコープラナーＲＦ励起パルスおよびマルチバンドＲＦ再収束パルスを含むパルスシーケンスを適用するためのプログラムコード、複数のスライス位置に対応するＭＲデータを、パルスシーケンスの適用に応答して収集するためのプログラムコード、ＭＲデータに基づいて各スライス位置の縮小視野ＭＲ画像を再構成するためのプログラムコード、およびＭＲ画像を表示するためのプログラムコードを含む。

本発明は、添付の図面を共に以下の詳細な説明を参照すると、より完全に理解されるだろう。参照符号は、類似する部分を参照する。

一実施形態による例示的な磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システムの模式的ブロック図である。 一実施形態による例示的な拡散強調エコープラナーイメージング（ＤＷ−ＥＰＩ）パルスシーケンスの図による表示である。 一実施形態による例示的な２ＤエコープラナーＲＦ励起パルス、および２ＤエコープラナーＲＦ励起パルスで展開される勾配を示す図である。 一実施形態による例示的なマルチバンドＲＦ再収束パルスを示す図である。 一実施形態による縮小視野ＭＲイメージング法を示す図である。 一実施形態による、対象の３箇所のスライス位置での例示的な縮小視野の図による説明を示す図である。 一実施形態による、図６Ａに示されているスライス位置での例示的な縮小視野画像を示す図である。

図１は、一実施形態による例示的な磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システムの模式的ブロック図である。ＭＲＩシステム１０の操作は、キーボードまたは他の入力装置１３、コントロールパネル１４、およびディスプレイ１６を含むオペレータコンソール１２から制御される。コンソール１２は、リンク１８を介してコンピュータシステム２０と通信し、操作者が、ＭＲＩスキャンを実施し、得られた画像を表示し、画像に対して画像処理を実施し、データおよび画像をアーカイブするためのインターフェースを提供する。コンピュータシステム２０は、例えば、バックプレーン２０ａを使用することにより提供されるもの等の、電気的接続および／またはデータ接続を介して互いに通信する幾つかのモジュールを含む。データ接続は、直接有線リンクであってもよく、または光ファイバー接続もしくは無線通信リンク等であってもよい。コンピュータシステム２０のモジュールは、画像処理プロセッサモジュール２２、ＣＰＵモジュール２４、およびイメージデータアレイを格納するためのフレームバッファを含んでいてもよいメモリモジュール２６を含む。別の実施形態では、画像処理プロセッサモジュール２２の代わりに、ＣＰＵモジュール２４の画像処理機能を使用してもよい。コンピュータシステム２０は、アーカイブ媒体デバイス、恒久的もしくはバックアップ記憶装置、またはネットワークとリンクしている。また、コンピュータシステム２０は、リンク３４を介して別のシステム制御コンピュータ３２と通信してもよい。入力装置１３は、マウス、ジョイスティック、キーボード、トラックボール、タッチスクリーン、ライトワンド（light wand）、音声コントロール、または任意の類似もしくは同等の入力デバイスを含んでいてもよく、対話型図形記述に使用することができる。

システム制御コンピュータ３２は、電気的接続および／またはデータ接続３２ａを介して互いに通信する１セットのモジュールを含む。データ接続３２ａは、直接有線リンクであってもよく、または光ファイバー接続もしくは無線通信リンク等であってもよい。別の実施形態では、コンピュータシステム２０およびシステム制御コンピュータ３２のモジュールは、同一のコンピュータシステムに実装されていてもよく、または複数のコンピュータシステムに実装されていてもよい。システム制御コンピュータ３２のモジュールは、ＣＰＵモジュール３６、および通信リンク４０を介してオペレータコンソール１２と接続するパルス発生器モジュール３８を含む。あるいは、パルス発生器モジュール３８は、スキャナー装置（例えば、共鳴アッセンブリ５２）に組み込まれていてもよい。システム制御コンピュータ３２が、操作者からの命令を受信して、実施しようとするスキャンシーケンスを示すのは、リンク４０を介してである。パルス発生器モジュール３８は、ＲＦパルスおよび生成しようとするパルスシーケンスのタイミング、強度、および形状、ならびにデータ収集ウィンドウのタイミングおよび長さを記述する指令、命令、および／または要求を送信することにより、所望のパルスシーケンスを展開（実施）するシステム要素を操作した。パルス発生器モジュール３８は、勾配増幅器システム４２と接続しており、スキャン中に使用されることになる勾配パルスのタイミングおよび形状を制御する勾配波形と呼ばれるデータを生成する。また、パルス発生器モジュール３８は、患者に取り付けられている電極からのＥＣＧシグナル等の、患者に接続されている幾つかの異なるセンサからのシグナルを受信する生理学的データ収集コントローラ４４から、患者データを受信することができる。パルス発生器モジュール３８は、患者の状態および磁石システムと関連する種々のセンサからのシグナルを受信するスキャンルームインターフェース回路４６と接続されている。また、患者位置決めシステム４８が、患者テーブルをスキャンに望ましい位置に移動させる命令を受信するのは、スキャンルームインターフェース回路４６を介してである。

パルス発生器モジュール３８により生成される勾配波形は、Ｇ_ｘ増幅器、Ｇ_ｙ増幅器、およびＧ_ｚ増幅器で構成される勾配増幅器システム４２に適用される。各勾配増幅器は、概して５０と指定されている勾配コイルアッセンブリの対応する物理的勾配コイルを励起させ、収集したシグナルを空間的エンコードするために使用される磁場勾配パルスを生成する。勾配コイルアッセンブリ５０は、超伝導主コイル５４を有する偏極超伝導磁石を含む共鳴アッセンブリ５２の一部を形成する。共鳴アッセンブリ５２は、全身ＲＦコイル５６、表面またはパラレルイメージングコイル７６、またはこれらの両方を含んでいてもよい。ＲＦコイルアセンブリのコイル５６、７６は、送受信両用に構成されていてよく、または送信専用もしくは受信専用に構成されていてもよい。患者またはイメージング対象７０は、共鳴アッセンブリ５２の円柱状患者イメージング容積７２内に位置決めされていてもよい。システム制御コンピュータ３２のトランシーバモジュール５８は、ＲＦ増幅器６０により増幅され、送信／受信スイッチ６２によりＲＦコイル５６、７６に接続されるパルスを生成する。患者の励起核が放射するその結果生じるシグナルは、同じＲＦコイル５６により感知され、送信／受信スイッチ６２を介して前置増幅器６４に接続される。あるいは、励起核が放射するシグナルは、パラレルまたは表面コイル７６等の別の受信コイルにより感知されてもよい。増幅されたＭＲシングルは、トランシーバ５８の受信セクションで復調、フィルタ、およびデジタル化される。送信／受信スイッチ６２は、パルス発生器モジュール３８からのシグナルにより制御され、送信モードではＲＦ増幅器６０をＲＦコイル５６と電気的に接続し、受信モードでは前置増幅器６４をＲＦコイル５６に接続する。また、送信／受信スイッチ６２により、別のＲＦコイル（例えば、パラレルまたは表面コイル７６）を、送信モードまたは受信モードのいずれかで使用することが可能になる。

ＲＦコイル５６またはパラレルもしくは表面コイル７６により感知されたＭＲシグナルは、トランシーバモジュール５８によってデジタル化され、システム制御コンピュータ３２のメモリモジュール６６に移される。典型的には、ＭＲシグナルに対応するデータのフレームは、後に変換されて画像が生成されるまで、メモリモジュール６６に一時的に格納される。アレイプロセッサ６８では、公知の変換方法、最も一般的にはフーリエ変換が使用され、ＭＲシグナルから画像が生成される。こうした画像は、リンク３４を介してコンピュータシステム２０と通信され、そこでメモリに格納される。オペレータコンソール１２から受信する命令に応答して、この画像データを、長期記憶装置にアーカイブしてもよく、または画像プロセッサ２２で更に処理し、オペレータコンソール１２に伝達し、ディスプレイ１６に表示してもよい。

図２は、一実施形態による例示的な拡散強調エコープラナーイメージング（ＤＷ−ＥＰＩ）パルスシーケンスを示す図である。パルスシーケンス２００は、例えば、図１に示されているＭＲＩシステム１０等のＭＲＩシステムで実施することができる。図２には、ＲＦ軸２０２、読み出しまたは周波数エンコード勾配軸２１８（例えば、Ｘ軸）、位相エンコード勾配軸２２６（例えば、Ｙ軸）、およびスライス選択勾配軸２０８（例えば、Ｚ軸）が含まれている。パルスシーケンス２００は、シングルショット拡散強調スピンエコーＥＰＩシーケンスとして構成されている。９０°ＲＦ励起パルス２０４を生成して、目的の領域および物質の横方向磁化を発生させる。ＲＦ励起パルス２０４は、複数のイメージングスライスに横方向磁化を発生させるために、スライス選択的勾配２１０と共に展開される。

スライス選択勾配パルス２１６の存在下で１８０°ＲＦ再収束パルス２０６を生成し、横方向磁化を再収束させて、スピンエコーを生成する。拡散強調は、スライス選択軸２０８、読み出し（または周波数エンコード）軸２１８、および位相エンコード軸２２６に沿って拡散勾配を適用することにより提供される。スライス選択軸２０８に沿っては、第１の拡散勾配２１２をＲＦ再収束パルス２０６の前に生成し、第２の拡散勾配２１４をＲＦ再収束パルス２０６の後で生成する。読み出し（または周波数エンコード）軸２１８に沿っては、第１の拡散勾配２２０をＲＦ再収束パルス２０６の前に生成し、第２の拡散勾配２２２をＲＦ再収束パルス２０６の後で生成する。位相エンコード軸２２６に沿っては、第１の拡散勾配２３０をＲＦ再収束パルス２０６の前に生成し、第２の拡散勾配２３２をＲＦ再収束パルス２０６の後で生成する。各軸２０８、２１８、２２６に沿って、第１の拡散勾配２１２、２２０、２３０、および第２の拡散勾配２１４、２２２、２３２は、それぞれ等しい面積を有し、同じ極性を有する。特定の軸に沿った拡散強調勾配の振幅および他の特徴を変化させて、当技術分野で知られているように、異なる方向に沿って拡散を測定することができる。

一連の振動する読み出し勾配パルス２２４を読み出し軸２１８に生成して、ＭＲシグナルを収集する。読み出し勾配パルス２２４の各々は、一連のエコー２３６を読み取るために、極性が振動する。第１の位相エンコード勾配２２８を、位相エンコード軸２２６に生成し、その後、一連のパルスまたは「ブリップ」２３４を生成する。各ブリップ２３４は、読み出し勾配２２４が読み出し軸２１８と交差する点（つまりゼロ交差）に適用される。ＲＦ励起パルス２０４およびＲＦ再収束パルス２０６は、図１に示されているＲＦコイル５６等のＲＦコイルにより生成することができる。種々の勾配は、図１に示されている勾配コイルアッセンブリ５０等の勾配コイルアッセンブルの勾配コイルにより生成することができる。

図２の点線ボックス２４０により特定されているＲＦ励起パルスおよび対応する勾配パルスの設計および特徴は、縮小視野検査を提供するように構成されていてもよい。以下の考察では、図２に示されている例示的なＤＷ−ＥＰＩパルスシーケンスを参照することになるが、本明細書に記載のシステムおよび方法は、高速スピンエコー等の長いエコートレインを有する他のパルスシーケンス、ならびに拡散強調イメージングシーケンス以外のシーケンスを有する他のパルスシーケンスと共に使用することができることが理解されるべきである。縮小視野励起を提供するためのＲＦ励起パルス２０４は、２ＤエコープラナーＲＦ励起パルスであってもよい。図３は、一実施形態による例示的な２ＤエコープラナーＲＦ励起パルス、および２ＤエコープラナーＲＦ励起パルスで展開される勾配を示す図である。ＲＦ励起パルス３０４は、位相選択エンコード方向およびスライス選択方向の両方に選択的である２ＤエコープラナーＲＦ励起パルスである。ＲＦ励起パルス３０４は、位相エンコード軸３２６に沿った振動台形勾配３５０およびスライス選択軸３０８に沿ったブリップ勾配３１０が横断するｋ空間のエコープラナー軌跡を示す。

２ＤエコープラナーＲＦ励起パルス３０４は、メインローブ（または主位置）およびサイドローブ（または副位置）を励起する。典型的には、図２に示されているＲＦ再収束パルス２０６は、２Ｄ ＲＦ励起プロファイルのメインローブのみを再収束させる。その場合、スライス範囲は、周期的な２Ｄ ＲＦ励起プロファイルの２つの隣接するサイドローブ間に納めることができるスライスの数に限定される。１データ収集当たりの画像化することができるスライスの数を増加させるために、したがって、検査の厚さ方向の解剖範囲を増加させるために、従来の１８０°ＲＦ再収束パルス２０６の代わりに、図４に示されているマルチバンドＲＦ再収束パルス４００等のマルチバンド１８０°ＲＦ再収束パルスを使用してもよい。マルチバンドＲＦ再収束パルスは、２Ｄ励起プロファイルのメインプローブならびに複数の隣接する励起サイドローブを再収束させる。マルチバンドＲＦ再収束パルスは、マルチバンド再収束パルスにより同時に再収束される位置間の距離（「バンド分離距離」）が、２Ｄエコープラナー励起パルス３０４（図３に表示）の隣接するサイドローブ間の分離距離と等しくなるように設計されている。加えて、マルチバンドＲＦ再収束パルスが併用される２ＤエコープラナーＲＦ励起パルスは、水等の共鳴内スペクトル種からの化学シフト分離を起こす脂肪等の共鳴外スペクトル種からシグナルを抑制することができる。種々の実施形態では、本明細書に記載の２ＤエコープラナーＲＦ励起パルスおよびマルチバンドＲＦ再収束パルスの対は、２Ｄ高速スピンエコー等の他のパルスシーケンスに使用することができる。図４は、一実施形態による例示的なマルチバンドＲＦ再収束パルスを示す図である。図４では、例示的な３（三）バンドＲＦ再収束パルス４００が示されている。１つの実施形態では、マルチバンドＲＦ再収束パルス４００は、ＳＩＮＣパルス等の従来のＲＦパルスを余弦変調することにより設計されていてもよい。別の実施形態では、ＶＥＲＳＥ（Variable Rate Selective Excitation）法等の公知の方法を使用して、マルチバンドＲＦ再収束パルス４００の期間を短縮することができる。

各励起では、メインローブ位置および複数の励起サイドローブ位置が同時に再収束され、ＭＲシグナル（またはＭＲデータ）が、複数のスライス位置から同時に収集される。ＭＲシグナル（またはＭＲデータ）は、図１に示されているＲＦコイル５６、７６等のＲＦコイルにより受信される。１つの実施形態では、複数のスライス位置から同時に収集されたＭＲシグナルは分離され、各スライス位置の縮小視野画像（または複数の画像）が、ＳＥＮＳＥ（Sensitivity Encoding）およびＡＲＣ（Autocalibrating Reconstruction for Cartesian Sampling）等の公知のパラレルイメージング法を使用して再構成される。一実施形態では、縮小視野画像は、同時に収集したスライス間のコイル感度差を使用することにより、同時に収集したスライス位置の各々で再構成してもよい。一実施形態では、スライス展開に必要な較正データは、各個々のスライス位置で別々に収集してもよい。標準的ＲＦ再収束パルスの使用とは対照的に、マルチバンドＲＦ再収束パルスと共に２ＤエコープラナーＲＦ励起を使用することにより達成されるスライス範囲の増加の係数は、マルチバンドＲＦ再収束パルスのバンドの数と等しい。例えば、２Ｄ ＲＦ励起パルス３０４が、最大１６（十六）スライス用に設計されており、マルチバンドＲＦ再収束パルス４００が、３（三）バンド再収束パルスである場合、同じ反復時間（ＴＲ）で４８（四十八）スライスのスライス範囲を得ることができる。

図５は、一実施形態による縮小視野ＭＲイメージング法を示す図である。ブロック５０２では、例えば、図１に示されている磁石５４等の磁気共鳴イメージングシステムの磁石を使用して、主磁場を患者または対象に適用する。ブロック５０４では、図１に示されている勾配アッセンブリ５０およびＲＦコイル５６、７６等の、磁気共鳴イメージングシステムの勾配コイルおよびＲＦコイルを使用して、２ＤエコープラナーＲＦ励起パルスおよびマルチバンドＲＦ再収束パルスによるパルスシーケンスを適用する。パルスシーケンスは、例えば、シングルショット拡散強調ＥＰＩシーケンス、２Ｄ ＦＳＥシーケンス、またはＲＦ励起および少なくとも１つのＲＦ再収束励起が使用される他のシーケンスであってもよい。上述のように、マルチバンドＲＦ再収束パルスを使用して、２ＤエコープラナーＲＦ励起で画像化することができるスライスの数を増加させる。マルチバンドＲＦ再収束パルスは、２Ｄ励起プロファイルのメインプローブならびに複数の隣接する励起サイドローブを再収束させる。加えて、２ＤエコープラナーＲＦ励起パルスおよびマルチバンドＲＦ再収束パルスからなるパルス対は、脂肪からのシグナルを抑制することができる。

図５に戻ると、ブロック５０６では、複数のスライス位置からのＭＲデータ（またはＭＲシグナル）を、ブロック５０４でのパルスシーケンスの適用に応答して収集する。各励起では、メインローブ位置および複数の励起サイドローブ位置が、マルチバンドＲＦ再収束パルスにより同時に再収束され、ＭＲシグナル（またはＭＲデータ）が、複数のスライス位置から同時に収集される。ＭＲデータは、図１に示されているＲＦコイル７６等の磁気共鳴イメージングシステムのＲＦコイルにより受信することができる。ブロック５０８では、縮小視野ＭＲ画像を、収集したＭＲデータに基づいて、同時に収集したスライス位置の各々で再構成する。１つの実施形態では、複数のスライス位置からの同時に収集したＭＲシグナルを分離し、縮小視野画像（または複数の画像）を、ＳＥＮＳＥ（感度エンコード法）およびＡＲＣ（デカルトサンプリングの自動較正再構成法）等の公知のパラレルイメージング法を使用して再構成する。一実施形態では、画像は、同時に収集したスライス間のコイル感度差を使用することにより、同時に収集したスライス位置の各々で再構成してもよい。ブロック５１０では、各スライス位置のＭＲ画像を、例えば、図１に示されているディスプレイ１６等の磁気共鳴イメージングシステムのディスプレイに表示してもよい。

図６Ａは、一実施形態による、対象の３箇所のスライス位置での例示的な縮小視野の図による説明を示す図である。図６Ｂは、一実施形態による、図６Ａに示されているスライス位置の例示的な縮小視野画像を示す図である。図６Ａでは、対象の第１のスライス位置６０２、対象の第２のスライス位置６０４、および対象の第３のスライス位置６０６が示されている。この３つのスライス６０２、７０４、６０６の所望の目標縮小視野６０８、６１０、６１２は、点線ボックスにより示されている。ＭＲシグナル（またはＭＲデータ）を、上述のような２ＤエコープラナーＲＦ励起パルスおよびマルチバンドＲＦ再収束パルスを含むパルスシーケンスを適用することより、３つのスライス位置の目標視野６０８、６１０、６１２から同時に取得する。図６Ｂに示されているように、ＭＲデータを使用して、第１のスライス位置６０２の縮小視野画像６２０、第２のスライス位置６０４の縮小視野ＭＲ画像６２２、および第３のスライス位置６０６の縮小視野画像６２４を再構成する。したがって、縮小視野画像を、同時に収集したスライス位置の各々で再構成することができる。

上述の方法による縮小視野磁気共鳴イメージング法のためのコンピュータ実行可能な指令は、ある形態のコンピュータ読取り可能な媒体に格納することができる。コンピュータ読取り可能な媒体としては、コンピュータ読取り可能な指令、データ構造、プログラムモジュール、または他のデータ等の情報を記憶するための任意の方法または技術で実装されている揮発性媒体、不揮発性媒体、取り外し可能な媒体、および取り外しできない媒体が挙げられる。コンピュータ読取り可能な媒体としては、これらに限定されないが、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、電気的に消去可能なプログラマブルＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリまたは他のメモリ技術、コンパクトディスクＲＯＭ（ＣＤ−ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）または他の光記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、ディスク記憶装置または他の磁気記憶装置、または所望の指令を記憶し、システム１０（図１に表示）によりアクセスすることができ、アクセスがインターネットまたは他のコンピュータネットワーク形態を含む任意の他の媒体が挙げられる。

開示されているシステムおよび方法の技術的な効果は、縮小視野ＭＲイメージングのコンピュータ実装技術を提供することである。

本記載の説明では、最も良好な形態を含む本発明を開示するために、また当業者が本発明を製作および使用することを可能にするために、例を使用した。本発明の特許範囲は、特許請求の範囲により規定され、当業者により起想される他の例を含むことができる。そのような他の例は、それらが、特許請求の範囲の文言と相違しない構成要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言と実質的に相違しない同等な構成要素を含む場合、請求項の範囲内にあるということが意図されている。あらゆるプロセスまたは方法ステップの順序および配列は、別の実施形態により変更または再並び替えることができる。

本発明には、その趣旨から逸脱せずに多くの他の変更および改変をなすことができる。これらおよび他の変更の範囲は、添付の特許請求の範囲から明白になるだろう。

１０ ＭＲＩシステム
１２ オペレータコンソール
１３ 入力装置
１４ コントロールパネル
１６ ディスプレイ
１８、３４、４０ リンク
２０ コンピュータシステム
２０ａ バックプレーン
２２ 画像処理プロセッサモジュール
２２ 画像プロセッサ
２４、３６ ＣＰＵモジュール
２６、６６ メモリモジュール
３２ システム制御コンピュータ
３２ａ 電気的接続および／またはデータ接続
３８ パルス発生器モジュール
４０ 通信リンク
４２ 勾配増幅器システム
４４ 生理学的データ収集コントローラ
４６ スキャンルームインターフェース回路
４８ 患者位置決めシステム
５０ 勾配コイルアッセンブリ
５２ 共鳴アッセンブリ
５４ 超伝導主コイル、磁石
５６ 全身ＲＦコイル
５６、７６ ＲＦコイル
５８ トランシーバモジュール
６０ ＲＦ増幅器
６２ 送信／受信スイッチ
６４ 前置増幅器
６８ アレイプロセッサ
７０ 患者またはイメージング対象
７２ 円柱状患者イメージング容積
７６ 表面またはパラレルイメージングコイル
７６ パラレルまたは表面コイル
２００ パルスシーケンス
２０２ ＲＦ軸
２０４ ９０°ＲＦ励起パルス
２０６ １８０°ＲＦ再収束パルス、ＲＦ再収束パルス
２０８ スライス選択勾配軸、スライス選択軸
２１０ スライス選択的勾配
２１２、２２０、２３０ 第１の拡散勾配
２１４、２２２、２３２ 第２の拡散勾配
２１６ スライス選択勾配パルス
２１８ 読み出し（または周波数エンコード）勾配軸、読み出し（または周波数エンコード）軸
２２４ 読み出し勾配パルス、読み出し勾配
２２６ 位相エンコード勾配軸、位相エンコード軸
２２８ 第１の位相エンコード勾配
２３４ ブリップ
２３６ エコー
２４０ 点線ボックス
３０４ ＲＦ励起パルス
３０８ スライス選択軸
３１０ ブリップ勾配
３２６ 位相エンコード軸
３５０ 振動台形勾配
４００ マルチバンドＲＦ再収束パルス
４００ ３（三）バンドＲＦ再収束パルス
５０２、５０４、５０６、５０８、５１０ ブロック
６０２ 第１のスライス位置
６０４ 第２のスライス位置
６０６ 第３のスライス位置
６０８、６１０、６１２ 目標縮小視野、目標視野

Claims (20)

1. 磁気共鳴（ＭＲ）イメージングシステム（１０）であって、
   磁石（５４）、複数の勾配コイル、および少なくとも１つの無線周波（ＲＦ）コイル（５６、７６）を含む共鳴アッセンブリ（５２）、
   前記少なくとも１つのＲＦコイル（５６、７６）と接続されており、前記少なくとも１つのＲＦコイル（５６、７６）からＭＲデータを受信するように構成されているＲＦトランシーバシステム、および
   前記共鳴アッセンブリ（５２）および前記ＲＦトランシーバシステムに接続されており、
   前記複数の勾配コイルおよび前記少なくとも１つのＲＦコイル（５６、７６）を使用して、スライス選択軸（２０８）に沿って複数のサイドローブを有する２次元（２Ｄ）エコープラナーＲＦ励起パルスおよびマルチバンドＲＦ再収束パルス（４００）を含むパルスシーケンスを適用し、
   複数のスライス位置に対応するＭＲデータを、前記パルスシーケンスの適用に応答して収集し、
   前記ＭＲデータに基づいて各スライス位置の縮小視野ＭＲ画像を再構成し、および
   前記ＭＲ画像を表示するようにプログラムされているコントローラを含むシステム。
2. 前記パルスシーケンスが、シングルショットエコープラナーパルスシーケンスである、請求項１に記載の磁気共鳴イメージングシステム（１０）。
3. 前記パルスシーケンスが、拡散強調パルスシーケンスである、請求項２に記載の磁気共鳴イメージングシステム（１０）。
4. 前記マルチバンドＲＦ再収束パルス（４００）のバンド間の分離距離が、前記２ＤエコープラナーＲＦ励起パルスの隣接するサイドローブ間の分離距離と等しい、請求項１に記載の磁気共鳴イメージングシステム（１０）。
5. 前記ＭＲ画像が、パラレルイメージング法を使用して再構成される、請求項１に記載の磁気共鳴イメージングシステム（１０）。
6. 前記複数のスライス位置の各々のＭＲデータが、同時に収集される、請求項１に記載の磁気共鳴イメージングシステム（１０）。
7. 前記２ＤエコープラナーＲＦ励起パルスおよび前記マルチバンドＲＦ再収束パルス（４００）が、共鳴周波数からの化学シフト分離を起こすスペクトル種からのシグナルを抑制するように構成されている、請求項１に記載の磁気共鳴イメージングシステム（１０）。
8. 縮小視野磁気共鳴（ＭＲ）イメージング法であって、
   複数の勾配コイルおよび少なくとも１つのＲＦコイル（５６、７６）を使用して、スライス選択軸（２０８）に沿って複数のサイドローブを有する２次元（２Ｄ）エコープラナーＲＦ励起パルスおよびマルチバンドＲＦ再収束パルスを含むパルスシーケンスを適用すること、
   複数のスライス位置に対応するＭＲデータを、前記パルスシーケンスの適用に応答して収集すること、
   前記ＭＲデータに基づいて各スライス位置の縮小視野ＭＲ画像を再構成すること、および
   前記ＭＲ画像を表示することを含む方法。
9. 前記パルスシーケンスが、シングルショットエコープラナーパルスシーケンスである、請求項８に記載の方法。
10. 前記パルスシーケンスが、拡散強調パルスシーケンスである、請求項９に記載の方法。
11. 前記マルチバンドＲＦ再収束パルス（４００）のバンド間の分離距離が、前記２ＤエコープラナーＲＦ励起パルスの隣接するサイドローブ間の分離距離と等しい、請求項８に記載の方法。
12. 前記ＭＲ画像の再構成が、パラレルイメージング法を適用することを含む、請求項８に記載の方法。
13. 前記複数のスライス位置の各々のＭＲデータが、同時に収集される、請求項８に記載の方法。
14. 前記２ＤエコープラナーＲＦ励起パルスおよび前記マルチバンドＲＦ再収束パルス（４００）が、共鳴周波数からの化学シフト分離を起こすスペクトル種からのシグナルを抑制するように構成されている、請求項８に記載の方法。
15. 縮小視野磁気共鳴（ＭＲ）イメージング法を実施するためのコンピュータ実行可能な指令を有する非一時的コンピュータ読取り可能な記憶媒体であって、
    前記複数の勾配コイルおよび前記少なくとも１つのＲＦコイル（５６、７６）を使用して、スライス選択軸（２０８）に沿って複数のサイドローブを有する２次元（２Ｄ）エコープラナーＲＦ励起パルスおよびマルチバンドＲＦ再収束パルスを含むパルスシーケンスを適用するためのプログラムコード、
    複数のスライス位置に対応するＭＲデータを、前記パルスシーケンスの適用に応答して収集するためのプログラムコード、
    前記ＭＲデータに基づいて各スライス位置の縮小視野ＭＲ画像を再構成するためのプログラムコード、および
    前記ＭＲ画像を表示するためのプログラムコードを含む、非一時的コンピュータ読取り可能な記憶媒体。
16. 前記パルスシーケンスが、シングルショットエコープラナーパルスシーケンスである、請求項１５に記載の非一時的コンピュータ読取り可能な記憶媒体。
17. 前記パルスシーケンスが、拡散強調パルスシーケンスである、請求項１６に記載の非一時的コンピュータ読取り可能な記憶媒体。
18. 前記マルチバンドＲＦ再収束パルス（４００）のバンド間の分離距離が、前記２ＤエコープラナーＲＦパルスの隣接するサイドローブ間の分離距離と等しい、請求項１５に記載の非一時的コンピュータ読取り可能な記憶媒体。
19. 前記ＭＲ画像を再構成するためのプログラムコードが、パラレルイメージング法を適用するためのプログラムコードを含む、請求項１５に記載の非一時的コンピュータ読取り可能な記憶媒体。
20. 前記２ＤエコープラナーＲＦ励起パルスおよび前記マルチバンドＲＦ再収束パルス（４００）が、共鳴周波数からの化学シフト分離を起こすスペクトル種からのシグナルを抑制するように構成されている、請求項１５に記載の非一時的コンピュータ読取り可能な記憶媒体。