JP7491670B2 - ３次元勾配インパルス応答関数の高次項の決定 - Google Patents

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特許法第３０条第２項適用 平成３０年６月１日にｈｔｔｐ：／／ａｒｃｈｉｖｅ．ｉｓｍｒｍ．ｏｒｇ／２０１８／０９４２．ｈｔｍｌにて公開

本発明は、磁気共鳴撮像に関し、特に勾配インパルス応答関数の決定に関する。

患者の体内における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、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）スキャナにより大きな静磁場が使用される。この大きな静磁場は、Ｂ０磁場と呼ばれる。

ＭＲＩスキャンの間、送信器コイルにより生成された無線周波数（ＲＦ）パルスは局所磁場への摂動を引き起こし、核スピンにより放出されたＲＦ信号が受信器コイルにより検出される。これらのＲＦ信号は、磁気共鳴データとして記録され、ＭＲＩ画像を構成するために使用され得る。送信されたＲＦ場は、Ｂ１場と呼ばれる。

異なる位置を区別するため、空間的及び時間的に依存する勾配磁場が撮像ゾーンに重ね合わされる。勾配磁場を変化させることは、核スピンにより放出されたＲＦ信号の空間符号化を可能にする。無線周波数パルスと共に勾配磁場は、磁気共鳴データがそれに沿ってサンプリングされるｋ空間内の経路を規定する。

Ａｌｌｅｙらによる記事「Ｇｒａｄｉｅｎｔ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｕｓｉｎｇ ａ Ｆｏｕｒｉｅｒ－Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ」、Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｉｎ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ、３９：５８１－５８７（１９９８）は、フーリエ変換分析を用いて、任意の勾配波形により生成されたｋ空間軌道を直接測定することを開示する。

本発明は、独立請求項に記載の医療機器、方法、及びコンピュータプログラムを提供する。実施形態は、従属項において与えられる。

要求波形に対するＭＲＩ勾配システムの空間的及び時間的磁場応答の特性評価は、勾配コイル設計を最適化するため、適切なシステム較正のため、及び従って最適な画質を達成するために重要である。勾配インパルス応答関数（ＧＩＲＦ）の測定は、応答の広帯域特性評価のための効率的な方法である。ファントムベースの方法は典型的に１Ｄ特性評価に限定されるが、フィールドプローブに基づく３Ｄ特性評価アプローチは、高価な追加のハードウェア（フィールドカメラ）を必要とし、それらの使用において融通性がない。

実施形態は、スライス選択と位相符号化とを組み合わせて広い帯域幅にわたり３Ｄ空間情報を提供する効率的なファントムベースの測定シーケンスを提供することができる。

一態様では、本発明は、撮像ゾーンを備える磁気共鳴撮像システムを含む医療機器を提供する。磁気共鳴撮像システムは更に、撮像ゾーン内に勾配磁場を発生させるための勾配コイルシステムを含む。勾配コイルシステムは３つの直交勾配コイルを含む。即ち、勾配コイルのそれぞれは、本質的に又は実用的な目的のために互いに直交する勾配磁場を生成する。

磁気共鳴撮像システムは、機械実行可能命令及び較正パルスシーケンスコマンドを記憶するメモリを更に備える。較正パルスシーケンスコマンドは、磁気共鳴撮像プロトコルに基づき、撮像ゾーン内の磁気共鳴撮像ファントムから磁気共鳴較正データを取得するよう構成される。較正磁気共鳴撮像プロトコルは、スライス選択勾配磁場に垂直な２次元位相符号化を使用する。較正磁気共鳴撮像プロトコルは、２次元位相符号化によりボクセルに分割されたスライスを取得するよう構成される。

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プロセッサを更に備える。機械実行可能命令の実行は、プロセッサに、スライス選択勾配磁場を生成するのに３つの直交勾配コイルの少なくとも１つを使用して複数のスライスに関する磁気共鳴較正データを取得するよう、較正パルスシーケンスコマンドを用いて磁気共鳴撮像システムを繰り返し制御させる。較正は、実際問題として、３つの勾配コイルのそれぞれに対して実行され得る。機械実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、位相符号化方向における複数のスライスのボクセルの各々に関する磁気共鳴較正データのフーリエ変換を計算させる。

機械実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、フーリエ変換磁気共鳴較正データの球面調和関数への展開（expansion）を計算させる。機械実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、球面調和関数への展開を使用して、３つの直交勾配コイルの少なくとも１つに関する３次元勾配インパルス応答関数を計算させる。この実施形態は、有益であり得る。なぜなら、それが、３つの直交勾配コイルに関する勾配インパルス応答関数の高次３次元項を提供する手段を提供し得るからである。スライス選択勾配磁場に垂直な２方向における位相符号化の使用は、各スライスを複数の小さなボリュームに分割する。通常、勾配選択方向におけるスライスの使用は、単一方向の勾配インパルス応答関数を計算するためにしか使用できず、３次元の高次の項は計算されることができない。２次元空間位相符号化の使用は、３次元特性評価を可能にする。

いくつかの実施形態では、較正磁気共鳴撮像プロトコルは、スライスの分離が選択される薄スライス磁気共鳴撮像プロトコルであってもよく、その結果、少数のスライスのみが取得される必要があり、短いスキャン時間が生じる。スライスは、ディフェージング（de-phasing）効果を避けるために薄くてもよい。２つのスライスしか使用されない場合、この方法はＤｕｙｎ法とも呼ばれ、これは０次及び１次の項の決定のみに限定される。

別の実施形態では、較正磁気共鳴撮像プロトコルは、３つの勾配コイルすべてを同時にアクティブにして勾配スライスを測定するよう構成される。この構成は撮像に使用されることができ、従って勾配コイルの単独動作では発生しないコイル間の追加の相互作用となり得る。

別の実施形態では、メモリは、撮像磁気共鳴撮像プロトコルに基づき、撮像ゾーンから磁気共鳴撮像データを取得するための撮像パルスシーケンスコマンドを更に含む。機械実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、磁気共鳴撮像データを取得するように、撮像パルスシーケンスコマンドで磁気共鳴撮像システムを制御させる。機械実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、磁気共鳴画像データから磁気共鳴画像を再構成させる。

別の実施形態では、磁気共鳴撮像の再構成は、３次元勾配インパルス応答関数の高次の項を使用して磁気共鳴画像を補正することを含む。この実施形態は、有益であり得る。なぜなら、それは、磁気共鳴画像の品質を向上させることができるからである。

別の実施形態では、機械実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、３つの直交勾配コイルの少なくとも１つに関する勾配インパルス応答関数を使用して撮像パルスシーケンスコマンドを補正させる。これは、交差項勾配を抑制する直交コイルの動的制御の補正として影響を受ける場合がある。これは、３次元勾配インパルス応答関数のクロスオーダー（cross-order）項を見ることから決定されることができる。２次及び３次項のような高次の項は、ｔ個の高次シムコイルの動的制御により同様に補償されることができる。

別の実施形態では、機械実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、交差項を抑制するため直交勾配コイルを駆動することにより、３つの直交勾配コイルの少なくとも１つに関する３次元勾配インパルス応答関数を使用して、撮像パルスシーケンスコマンドを補正させる。

別の実施形態では、機械実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、不所望な高次応答項を抑制するため高次シムコイルを調整することにより、撮像パルスシーケンスコマンドを補正させる。

別の実施形態では、磁気共鳴撮像システムは複数の受信コイルを備える無線周波数システムを含む。

別の実施形態では、較正磁気共鳴撮像プロトコルは、複数の受信コイルを使用するＳＥＮＳＥ磁気共鳴撮像プロトコルである。これは、較正磁気共鳴画像データの加速された測定を提供し得るので、有益であり得る。

別の実施形態では、機械実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、計画された磁気共鳴撮像プロトコルによって、複数のスライスの数及び２次元位相符号化ステップの数を調整させる。これは、３次元勾配インパルス応答関数の較正が、特定の磁気共鳴撮像プロトコルに対して計画又は調整され得るので、有益であり得る。これは、サブボリュームのサイズ及び位置が変更されるとき、撮像を調整するのに使用されうる。これは、異なる受信チャネルからの信号の画像空間合成にも使用されうる。原則として、視野（ＦｏＶ）又は解像度に関係なく、１回の較正がすべての撮像シーケンスに対して使用されることができる。しかしながら、撮像シーケンスが特定の時定数で渦電流の問題を持つ場合、そのスペクトル範囲に対して較正を最適化することは、有益でありうる。

別の実施形態では、較正パルスシーケンスコマンドは、マルチバンド薄スライス励起を使用して、複数のスライスの２つ以上を同時に励起するよう構成される。これは、較正磁気共鳴撮像データの測定の加速をもたらし得るので、有益であり得る。

別の実施形態では、磁気共鳴撮像システムは、勾配応答に対する影響が試験されることになっている専用の受信コイルを有する。これは、実行される場合に、３次元勾配インパルス応答関数の較正が、勾配インパルス応答関数に関する専用受信コイルの効果を自動的に考慮に入れるので、有益であり得る。これは、磁気共鳴画像の品質を大幅に改善する効果を持ち得る。

別の実施形態では、機械実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、撮像ゾーンの均一性マップを受信させる。位相符号化方向における複数のスライスの各ボクセルに対する磁気共鳴較正データのフーリエ変換の計算は、Ｂ０均一性マップを使用して補正される。Ｂ０均一性は、位相符号化におけるエラーを引き起こしうる。Ｂ０均一性マップを使用することは、３次元勾配インパルス応答関数の改善された決定を提供し得る。

別の実施形態では、医療機器が、核医学撮像システム、陽電子放出断層撮影システム、単光子放出断層撮影システム、コンピュータ断層撮影撮像システム、放射線治療システム、及びＬＩＮＡＣシステムのいずれか１つを更に有する。この実施形態は、追加の撮像及び／又は放射線療法システムを追加するのに使用される追加の機器が、３次元勾配インパルス応答関数における差を生じうるので、有益であり得る。

別の実施形態では、較正磁気共鳴撮像プロトコルは、勾配パルス磁気共鳴撮像プロトコルである。勾配パルスシーケンスは、スライス選択のために１つのアクティブ勾配を持ち得、次いで位相符号化のために他の２つの勾配を使用し得る。読み出し勾配も、スライス選択と同じ勾配を使用しうる。勾配パルス磁気共鳴プロトコルは、較正に対する専用の読み出しパルスを持ちうる。

別の実施形態では、勾配エコーパルスシーケンスコマンド読み出し勾配が、スライス選択勾配により生成される。読み出し勾配は、チャープ（Chirp）読み出し勾配、三角読み出し勾配、チャープ読み出し勾配及び三角読み出し勾配の交互の組み合わせ、並びに選択された関心帯域幅で最大スペクトル強度を達成するよう計算された専用波形のいずれか１つである。

別の態様では、本発明は、撮像ゾーンを持つ磁気共鳴撮像システムを有する医療機器を操作する方法を提供する。磁気共鳴撮像システムは、撮像ゾーン内に勾配磁場を発生させる勾配コイルシステムを有する。勾配コイルシステムは、３つの直交勾配コイルを有する。この方法は、スライス選択勾配磁場を生成するのに３つの直交勾配コイルの少なくとも１つを使用して、複数のスライスに対する磁気共鳴較正データを取得するよう、較正パルスシーケンスコマンドを用いて磁気共鳴撮像システムを繰り返し制御するステップを有する。

較正パルスシーケンスコマンドが、スライス選択勾配磁場に垂直な２次元位相符号化を用いる較正磁気共鳴撮像プロトコルによって撮像ゾーン内の磁気共鳴撮像ファントムから磁気共鳴較正データを取得するよう構成される。較正パルスシーケンスコマンドは、２次元位相符号化によりボクセルに分割されたスライスを取得するよう構成される。この方法は、更に、位相符号化方向における複数のスライスのボクセルの各々に対する磁気共鳴較正データのフーリエ変換を計算するステップを有する。この方法は、更に、フーリエ変換磁気共鳴較正データの球面調和関数への展開を計算するステップを有する。この方法は、更に、球面調和関数への展開を使用して、３つの直交勾配コイルの少なくとも１つに対する３次元勾配インパルス応答関数を計算するステップを有する。

別の態様では、本発明は、医療機器を制御するためのプロセッサによる実行に対する機械実行可能命令を有するコンピュータプログラムを提供する。医療機器は、撮像ゾーンを持つ磁気共鳴撮像システムを有する。磁気共鳴撮像システムは、撮像ゾーン内に勾配磁場を発生させる勾配コイルシステムを有する。勾配コイルシステムは、３つの直交勾配コイルを有する。機械実行可能命令の実行は、プロセッサに、スライス選択勾配磁場を生成するのに３つの直交勾配コイルの少なくとも１つを使用して複数のスライスから磁気共鳴較正データを取得するよう、較正パルスシーケンスコマンドを用いて磁気共鳴撮像システムを繰り返し制御させる。較正パルスシーケンスコマンドが、スライス選択勾配磁場に垂直な２次元位相符号化を用いる較正磁気共鳴撮像プロトコルによって、撮像ゾーン内の磁気共鳴撮像ファントムから磁気共鳴較正データを取得するよう構成される。較正磁気共鳴撮像プロトコルは、２次元位相符号化によりボクセルに分割されたスライスを取得するよう構成される。

機械実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、位相符号化方向における複数のスライスのボクセルの各々に対する磁気共鳴較正データのフーリエ変換を計算させる。機械実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、フーリエ変換磁気共鳴較正データの球面調和関数への展開を計算させる。機械実行可能命令の実行は、更に、プロセッサに、球面調和関数への展開を使用して、３つの直交勾配コイルの少なくとも１つに対する３次元勾配インパルス応答関数を計算させる。

組み合わされた実施形態が相互に排他的ではない限り、本発明の前述の実施形態の１つ又は複数が組み合わせられることができる点を理解されたい。

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として具体化されることができる。従って、本発明の態様は、完全にハードウェアの実施形態、完全にソフトウェアの実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む）、又はソフトウェア及びハードウェアの態様を組み合わせた実施形態の形をとることができる。これらはすべて一般に本書では「回路」、「モジュール」又は「システム」と呼ばれる。更に、本発明の態様は、その上に具現化されたコンピュータ実行可能コードを持つ１つ又は複数のコンピュータ可読媒体に具現化されたコンピュータプログラムの形をとることができる。

１つ又は複数のコンピュータ可読媒体の任意の組合せが利用されることができる。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記憶媒体とすることができる。本書で使用される「コンピュータ可読記憶媒体」は、コンピューティングデバイスのプロセッサにより実行可能である命令を記憶することができる任意の有形の記憶媒体を包含する。コンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータ可読非一時的記憶媒体と呼ばれることがある。コンピュータ可読記憶媒体は、有形のコンピュータ可読媒体と呼ばれることもある。いくつかの実施形態において、コンピュータ可読ストレージ媒体は、コンピュータのプロセッサによりアクセスされることができるデータを格納することも可能である。コンピュータ可読ストレージ媒体の例は、以下に限定されるものではないが、フロッピーディスク、磁気ハードディスクドライブ、ソリッドステートハードディスク、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）メモリ、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）メモリ、光学ディスク、光磁気ディスク及びプロセッサのレジスタファイルを含む。光学ディスクの例は、コンパクトディスク（ＣＤ）及びデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）であり、例えばＣＤ―ＲＯＭ、ＣＤ―ＲＷ、ＣＤ―Ｒ、ＤＶＤ―ＲＯＭ、ＤＶＤ―ＲＷ又はＤＶＤ―Ｒディスクを含む。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りアクセスされることができる様々なタイプの記録媒体も指す。例えば、データは、モデム、インターネット、又はローカルエリアネットワークを介して取得されることができる。コンピュータ可読媒体上に具現化されたコンピュータ実行可能コードは、無線、有線、光ファイバケーブル、ＲＦなど、又はこれらの任意の適切な組合せを含むがこれらに限定されない任意の適切な媒体を使用して送信され得る。

コンピュータ可読信号媒体は、例えばベースバンドで、又は搬送波の一部として、その中に具現化されたコンピュータ実行可能コードを備える伝搬データ信号を含むことができる。斯かる伝搬信号は、電磁的、光学的、又はそれらの任意の適切な組み合わせを含むがこれらに限定されない、任意の様々な形態をとり得る。コンピュータ可読信号媒体は、コンピュータ可読記憶媒体ではなく、命令実行システム、装置、又はデバイスによる使用のための、又はこれらと接続される、プログラムを通信、伝播、又は移送することができる任意のコンピュータ可読媒体とすることができる。

「コンピュータメモリ」又は「メモリ」は、コンピュータ可読記憶媒体の一例である。コンピュータメモリは、プロセッサに対して直接アクセス可能な任意のメモリである。「コンピュータ記憶装置」又は「ストレージ」は、コンピュータ可読記憶媒体の更なる例である。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。いくつかの実施形態コンピュータにおいて、ストレージは、コンピュータメモリとすることもでき、その逆もありうる。

本書で使用される「プロセッサ」は、プログラム又は機械実行可能命令又はコンピュータ実行可能コードを実行することができる電子要素を包含する。「プロセッサ」を有するコンピューティングデバイスへの参照は、場合により、１より多い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り得る。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間に分散されたプロセッサの集合を指すこともありうる。コンピューティングデバイスという用語も、場合により、それぞれが１つ又は複数のプロセッサを有するコンピューティングデバイスの集合又はネットワークを指すと解釈されるべきである。コンピュータ実行可能コードは、複数のプロセッサにより実行されてもよい。これは、同じコンピューティングデバイス内にあってもよく、又は複数のコンピューティングデバイスにわたって分散されてもよい。

コンピュータ実行可能コードは、プロセッサに本発明の態様を実行させる機械実行可能命令又はプログラムを含むことができる。本発明の態様に関するオペレーションを実行するためのコンピュータ実行可能コードは、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、Ｃ＋＋などのようなオブジェクト指向プログラミング言語と、Ｃ又は同様のプログラミング言語として、マシン実行可能命令へとコンパイルされる従来の手続き型プログラミング言語とを含む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ることができる。いくつかの例では、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にコンパイルされた形態であり、その場で機械実行可能命令を生成するインタプリタと共に使用され得る。

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実行されてもよく、スタンドアロ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実行されてもよく、部分的にユーザのコンピュータ上で部分的にリモートコンピュータ上で実行されてもよく、又は全体的にリモートコンピュータ若しくはサーバ上で実行されてもよい。後者のシナリオでは、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）若しくはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意のタイプのネットワークを介してユーザのコンピュータに接続されてもよく、又は外部コンピュータに対する接続が、（例えばインターネットサービスプロバイダを使用してインターネットを介して）なされてもよい。

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。適用可能な場合、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ブロックの一部は、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り実現されることができる点を理解されたい。更に、相互に排他的ではない場合、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結合されてもよい点を理解されたい。これらのコンピュータプログラム命令は、汎用コンピュータ、特殊用途コンピュータ、又は機械を製造するための他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサに提供されることができる。その結果、コンピュータ又は他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサを介して実行される命令が、フローチャート及び／又はブロック図の１つ若しくは複数のブロックで指定された機能／動作を実現する手段を作成する。

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、他のプログラム可能データ処理装置、又は他の装置が特定の態様で機能するように指示することができるコンピュータ可読媒体に記憶されてもよく、コンピュータ可読媒体に記憶された命令は、フローチャート及び／又はブロック図の１つ若しくは複数のブロックで指定された機能／動作を実現する命令を含む製品を生成する。

コンピュータプログラム命令は、また、コンピュータ、他のプログラム可能なデータ処理装置、又は他のデバイスにロードされてもよく、コンピュータ、他のプログラム可能な装置又は他のデバイス上で一連の動作ステップが実行されることをもたらし、コンピュータ実行プロセスを生み出し、コンピュータ又は他のプログラム可能な装置上で実行される命令が、フローチャート及び／又はブロック図の１つ若しくは複数のブロックにおいて指定された機能／動作を実現するプロセスを提供する。

本書で使用される「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対話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」とも呼ばれる。

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し、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り受け取られることを可能にし得、及びコンピュータからユーザに出力を提供し得る。言い換えると、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又は操作することを可能にし得、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効果を示すことを可能にし得る。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、オペレータに情報を提供する例である。キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッド、ポインティングスティック、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、ウェブカメラ、ヘッドセット、ペダル、ワイヤードグローブ、リモートコントロール、及び加速度計を介したデータの受信はすべて、ユーザインタフェース要素の例であり、これは、オペレータからの情報又はデータの受信を可能にする。

本書で使用される「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／又は装置と対話及び／又は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、プロセッサが制御信号又は命令を外部のコンピューティングデバイス及び／又は装置に送信することを可能にし得る。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得る。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、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ接続、無線ローカルエリアネットワーク接続、ＴＣＰ／ＩＰ接続、イーサネット接続、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、これらに限定されるものではない。

本書で使用される「ディスプレイ」又は「表示装置」は、画像又はデータを表示する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、視覚データ、音声データ、及び／又は触覚データを出力し得る。ディスプレイの例は、コンピュータモニタ、テレビ画面、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）、蓄積管形ディスプレイ、双安定ディスプレイ、電子ペーパー、ベクトルディスプレイ、フラット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、本書では、ＭＲＩスキャン中に磁気共鳴装置のアンテナを使用して原子スピンにより放出された無線周波数信号の記録された測定値として規定される。磁気共鳴較正データ及び磁気共鳴撮像データは両方とも磁気共鳴データの例である。本書では、磁気共鳴画像は、ＭＲＩデータに含まれる解剖学的データの再構成された２次元又は３次元視覚化として規定される。この視覚化は、コンピュータを用いて実行されることができる。

医療機器の一例を示す図である。 図１の医療機器を操作する方法の一例を説明するフローチャートを示す図である。 図１の医療機器の更なる表示を示す図である。 医療機器の更なる例を示す図である。 ２次元位相符号化を用いた場合と用いない場合の勾配インパルス応答関数の測定に関するスライス選択を比較する図である。 勾配インパルス応答関数及びその高次項を測定するためのパルスシーケンスの一部を示す図である。 磁気共鳴撮像システムにおけるファントムの写真と、勾配インパルス応答関数を測定するためのファントムのスライス選択とを示す図である。 ｙ及びｚチャネル励起の際のｘ方向における一次交差項である、勾配インパルス伝達関数のＹ¹ _-1項に関する位相及び振幅のプロットである。 ｘ及びｚチャネル励起の際のｙ方向における一次交差項である、勾配インパルス伝達関数のＹ¹ ₀項に関する位相及び振幅のプロットである。 ｘ及びｙチャネル励起の際のｚ方向における一次交差項である、勾配インパルス伝達関数のＹ¹ ₁項に関する位相及び振幅のプロットである。 ３つ全ての勾配チャネルにおける励起についての勾配インパルス伝達関数のＹ² ₀項に関する位相及び振幅のプロットである。 ３つ全ての勾配チャネルにおける励起についての勾配インパルス伝達関数のＹ³ _-1項に関する位相及び振幅のプロットである。 ３つ全ての勾配チャネルにおける励起についての勾配インパルス伝達関数のＹ³ ₀項に関する位相及び振幅のプロットである。 ３つ全ての勾配チャネルにおける励起についての勾配インパルス伝達関数のＹ³ ₁項に関する位相及び振幅のプロットである。

以下、本発明の好ましい実施形態が、図面を参照して、例示に過ぎないものを用いて説明される。

これらの図において、同様な番号の要素は、同等の要素であるか、又は同じ機能を実行するかのいずれかである。機能が同等である場合、前に論じられた要素は、後の図において必ずしも論じられるわけではない。

図１は、医療機器１００の一例を示す。医療機器１００は、磁気共鳴撮像システム１０２を有する。磁気共鳴撮像システム１０２は、磁石１０４を有する。

磁石１０４は、それを貫通するボア１０６を持つ超伝導円筒型磁石である。異なる種類の磁石を使用することも可能であり、例えば、分割（split）円筒磁石及びいわゆる開放（open）磁石の両方を使用することも可能である。分割円筒形磁石は、磁石のアイソプレーン（iso-plane）へのアクセスを可能にするためクライオスタットが２つの部分に分割されることを除いて、標準的な円筒形磁石と類似しており、このような磁石は、例えば、荷電粒子ビーム治療と併せて使用されうる。開放磁石は、上下に２つの磁石セクションを持ち、その間には対象を受けるのに十分な大きさの空間があり、２つのセクションの配置は、ヘルムホルツコイルの配置に似ている。開放磁石は、対象があまり閉じ込められないので、人気である。円筒形磁石のクライオスタットの内側には、超伝導コイルの集まりがある。円筒形磁石１０４のボア１０６内には、磁場が磁気共鳴撮像を実行するのに十分に強くかつ均一である撮像ゾーン１０８がある。関心領域１０９が、撮像ゾーン１０８内に示される。磁気共鳴撮像データは、典型的には、関心領域に対して取得される。ファントム１１８は、対象支持体１２０により支持されるものとして示され、ファントム１１８の少なくとも一部が、撮像ゾーン１０８内及び関心領域１０９内にある。

磁石のボア１０６内には、磁石１０４の撮像ゾーン１０８内の磁気スピンを空間的に符号化するように予備的な磁気共鳴撮像データを取得するのに使用される一組の勾配コイル１１０の組も存在する。一組の勾配コイル１１０は、磁場勾配コイル増幅器１１２に接続される。一組の勾配コイル１１０は代表的なものであることが意図される。一組の勾配コイル１１０は、３つの直交する空間方向に空間的に符号化するため、３つの別々のコイルを含む。勾配磁場電源が、１組の勾配コイルに電流を供給する。一組の勾配コイル１１０に供給される電流は、時間の関数として制御され、勾配又はパルス化され得る。

勾配コイル１１０は、撮像ゾーン１０８内に勾配磁場を生成するため、３組の直交勾配コイルを表す。ｚ軸１２２が、図に示される。ｘ軸及びｙ軸は描かれていない。これらは、互いに及びｙ軸１２２に対して直交している。

勾配コイル増幅器１１２は、各組の勾配コイルに別々に電流を供給するよう構成される。勾配コイル増幅器１１２は、１組の勾配コイル１１０の各々に供給される電流を測定する電流センサシステム（図示省略）を持ちうる。電流センサシステムは、例えば、磁場勾配コイル増幅器１１２の一部であり得るか、又は一組の勾配コイル１１０に統合され得る。

撮像ゾーン１０８に隣接するのは、２つの無線周波数コイル、ボディコイル１１４及び表面コイル１１５である。符号１１４、１１５は両方とも、上述したように、撮像ゾーン１０８内の磁気スピンの向きを操作し、撮像ゾーン１０８内におけるスピンからの無線送信を受信するためにそれぞれ使用されることができる。いずれの無線周波数アンテナも、複数のコイル要素を含んでもよい。無線周波数アンテナは、チャネル又はアンテナとも称されうる。両方の無線周波数コイル１１４、１１５は、無線周波数送受信器１１６に接続される。無線周波数コイル１１４、１１５及び無線周波数送受信器１１６のいずれかは、別々の送信及び受信コイル並びに別々の送信器及び受信器により置き換えられてもよい。無線周波数コイル１１４、１１５及び無線周波数送受信器１１６は、代表的なものである点を理解されたい。無線周波数コイル１１４、１１５は、また、専用送信アンテナ及び専用受信アンテナを表してもよい。同様に、送受信器１１６も、別々の送信器及び受信器を表してもよい。無線周波数コイル１１４、１１５は、また、複数の受信／送信要素を持ち得、無線周波数送受信器１１６は、複数の受信／送信チャネルを持ちうる。例えば、ＳＥＮＳＥのような並列撮像技術が実行される場合、いずれかの無線周波数コイル１１４、１１５が、複数のコイル要素を持つことができる。

磁石１０４のボア１０６内には、ボディコイル１１４と表面コイル１１５の両方が、見れることができる。様々な例において、これらのコイル１１４、１１５の一方若しくは他方又は両方が、存在してもよい。表面コイル１１５が存在する状態でボディコイル１１４を使用して較正を実行することは、表面コイル１１５の存在が、３次元勾配インパルス応答関数を修正しうるので、有益であり得る。ボア１０６内に表面コイル１１５を配置することに加えて、様々な他の機器又は固定具が、そこに配置されてもよい。

磁気共鳴ファントム１１８が、磁石のボア１０６内に配置されている。ファントム１１８は、少なくとも部分的に撮像ゾーン１０８内にある。この例では、磁石１０４は、円筒対称であり、ｚ軸１２２が、マークされる。一例として、ｚ軸が、スライス選択勾配磁場に対する方向として選択されることができる。撮像ゾーン１０８内にあるのは、関心領域１０９である。関心領域１０９内にあるのは、ｚ軸１２２に垂直な多数のスライス１２４である。ｘ軸及びｙ軸は、図１には示されていないが、ｚ軸１２２に対して垂直である。ｘ方向及びｙ方向に対応する勾配コイルは、スライス１２４の２次元位相符号化のために使用され得る。

送受信器１１６及び勾配コントローラ１１２は、コンピュータシステム１２６のハードウェアインタフェース１２８に接続されるものとして示される。コンピュータシステムは、ハードウェアシステム１２８と通信するプロセッサ１３０、メモリ１３４、及びユーザインタフェース１３２を更に有する。メモリ１３４は、プロセッサ１３０にアクセス可能なメモリの任意の組み合わせであり得る。これは、メインメモリ、キャッシュメモリ、フラッシュＲＡＭといった不揮発性メモリ、ハードドライブ、その他の記憶デバイスなどを含んでもよい。いくつかの例では、メモリ１３４は、非一時的コンピュータ可読媒体と見なされてもよい。

メモリ１３４は、機械実行可能命令１４０を含むものとして示される。機械実行可能命令１４０は、磁気共鳴撮像システム１００の動作及び機能をプロセッサ１３０が制御することを可能にする。機械実行可能命令１４０は、また、プロセッサ１３０が様々なデータ分析及び計算機能を実行することを可能にし得る。機械実行可能命令１４０は、磁気共鳴撮像システム１０２及び医療機器１００の他の任意の要素をプロセッサ１３０が制御することを可能にする。コンピュータメモリ１３４は、較正パルスシーケンスコマンド１４２を含むものとして更に示される。パルスシーケンスコマンドは、磁気共鳴撮像システム１００を制御して磁気共鳴較正データ１４４を取得するよう構成される。

較正パルスシーケンスコマンド１４２を用いて取得された磁気共鳴較正データ１４４は、メモリ１３４に記憶されるものとして示される。較正パルスシーケンスコマンド１４２は、磁気共鳴撮像システム１０２を制御して、スライス選択勾配磁場１２２に垂直な２次元位相符号化を用いる較正磁気共鳴撮像プロトコルによって、磁気共鳴較正データ１４４を取得するよう構成される。較正磁気共鳴撮像プロトコルは、更に、２次元位相符号化によりボクセルに分割されたスライス１２４を取得するよう構成される。もちろん、較正手順は、スライス選択勾配としてｘ及びｙ勾配についても繰り返されることができる。

メモリ１３４は、更に、磁気共鳴較正データ１４４から計算された磁気共鳴較正データ１４６のフーリエ変換を含むものとして示される。メモリ１３４は、フーリエ変換磁気共鳴較正データの球面調和関数１４８への展開を含むものとして更に示される。メモリは、更に、球面調和関数１４８から計算された３次元勾配インパルス応答関数１５０を含むものとして示される。

図２は、図１の医療機器１００を操作する方法を説明するフローチャートを示す。まずステップ２００において、プロセッサ１３０は、磁気共鳴撮像システム１０２を繰り返し制御して、較正パルスシーケンスコマンド１４２を用いて磁気共鳴較正データ１４４を取得する。次にステップ２０２において、磁気共鳴較正データのフーリエ変換１４６が、位相符号化方向における複数のスライスのボクセルの各々に対して計算される。次にステップ２０４において、フーリエ変換磁気共鳴較正データの球面調和関数への展開１４８が計算される。最後にステップ２０６において、３次元勾配インパルス応答関数１５０が展開１４８を用いて計算される。

図３は、図１の医療機器１００の更なる図を示す。この例では、ファントム１０９は、取り除かれ、対象３００と交換されている。

メモリ１３４は、更に、撮像パルスシーケンスコマンド３２０を含むものとして示される。撮像パルスシーケンスコマンド３２０は、磁気共鳴撮像システム１０２を制御して磁気共鳴撮像データを取得するよう構成される。メモリ１３４は、更に、撮像パルスシーケンスコマンド３２０を用いて磁気共鳴撮像システム１０２を制御することにより取得された磁気共鳴撮像データ３２２を含むものとして示される。メモリ１３４は、更に、磁気共鳴撮像データ３２２から再構成された磁気共鳴画像３２４を含むものとして示される。

３次元勾配インパルス応答関数１５０は、磁気共鳴画像３２４の品質を改善するためにいくつかの態様で使用されることができる。一例では、パルスシーケンスコマンド３２０は、磁気共鳴撮像データ３２２を取得する前に、３次元勾配インパルス応答関数１５０を使用して修正される。例えば、これは、直交コイルの動的制御が交差項勾配を抑制することをもたらすことができる。３次元勾配インパルス応答関数１５０は、高次シムコイルの動的制御により補正されることができる高次項を含むので、パルスシーケンスのこの補正は、従来の磁気共鳴撮像システムにおけるよりも優れているかもしれない。加えて、磁気共鳴画像３２４が再構成された後、勾配コイル１１０により生成された３次元場の知識は、磁気共鳴画像３２４の再構成プロセスにおける歪みを補正するのに使用されることができる。

図４は、医療機器４００の更なる例を示す。医療機器４００は、追加の医療機器４０２を追加的に含むことを除き、図１から図３に示される医療機器１００と同一である。医療機器４０２は、例えば、核医学撮像システム、陽電子放出断層撮影システム、単光子放出断層撮影システム、コンピュータ断層撮影撮像システム、放射線治療システム、又はＬＩＮＡＣシステムであることができる。撮像ゾーン１０８内に追加の領域４０４が存在する。追加領域４０４は、医療用装置４０２を用いて医用画像データが取得される追加的な領域、又は医療用装置４０２が放射線治療システム又はＬＩＮＡＣシステムである場合に治療される領域であり得る。メモリ１３４は、更に、プロセッサ１３０が医療機器４０２の動作及び機能を制御することを可能にする制御コマンド４０６を含むものとして示される。

前述したように、ＭＲＩ勾配システムの３Ｄ磁場応答の特性評価は、最適な画像品質を保証するための適切なシステム較正にとって重要である。

１つのアプローチは、試験勾配の適用の後にファントムの複数の２Ｄスライス画像を使用することである。しかしながら、このアプローチは、ＲＦ励起が、試験勾配とデータ取得との間に挿入される必要があるので、長寿命の渦電流（＞３ｍｓ）しか特性評価することができない。この方法の他の不利点は、極めて遅いことである。

３Ｄ特性評価に対する強力なアプローチは、一組の分布型ＭＲＩプローブを使用した勾配インパルス応答関数（ＧＩＲＦ）の取得である。これは、空間応答パターンの球面調和関数への３次以上の展開を可能にする。この方法の欠点は次のとおりである。
‐非常に高価な追加のハードウェア（フィールドプローブ＋分光計＝フィールドカメラ）を必要とする。
‐フィールドカメラを標準の撮像ソフト／ハードウェアとインタフェースすることが、難しい場合がある（特に標準的な渦電流補正／プリエンファシスに関して）。
‐ボア内のフィールドプローブ及びそれらの回路が、勾配磁場を変更する場合があり、送信Ｂ１＋に影響を与える可能性がある。

代替的なアプローチは、薄スライス法を使用するファントムベースのＧＩＲＦの測定である。しかしながら、この方法は、現在、０次情報（ΔＢ０）及び１次直接項（Ｇｘｘ、Ｇｙｙ、Ｇｚｚ）のみを提供し、交差項（例えば、Ｇｘｙ）又はより高次の情報を提供しない。

勾配特徴化の更に別の方法は、非選択的励起とそれに続く３Ｄ位相符号化及びデータ取得中の試験勾配の適用を使用するファントムベースの方法である。この方法の主な欠点は、試験勾配波形がボクセル内ディフェージングを回避するのに必要な位相符号化ステップの数と結び付いていることである。この結合は、使用可能な試験勾配を厳しく制限するか、又は非常に長いスキャン時間をもたらす。

例は、２Ｄ位相符号化を追加することによりファントムベースの薄スライス法の展開を提供しうる。これは、１次の交差項及び高次の空間成分の特性評価を可能にする。この方法は、高速であり、急速に減衰する渦電流を特性評価することもできる。これは、真の測定設定における勾配応答の３Ｄ特性評価を可能にし、専用の受信コイルが使用される場合、勾配応答に対するこれらの影響は、測定に含まれる。更に、ボア内のフィールドプローブ及びそれらの回路の存在から生じる不所望な効果が、回避される。例は、現在、一組の局所フィールドプローブ及び適切な分光計からなる専用のフィールドカメラが、２次以上の空間項の特性評価に必要であるという問題を解決し得る。これらの項の特性評価は、例えばＭＲ－ＰＥＴ又はＭＲ－ＬＩＮＡＣシステムといった、必要な妥協が画質に直接的に影響するハイブリッドシステムにおける勾配コイルの特性評価にとって特に関心がある。市販のフィールドカメラは高価であり（数十万ユーロ）、別個の評価ソフトウェアを持ち、及び従って測定値が再構成における補正のために使用される場合、ＭＲＩスキャナソフトウェアとの追加的なインタフェース努力を必要とする。対照的に、標準のＭＲＩシーケンスソフトウェアに依存するファントムベースの測定較正測定は、容易に統合されることができ、インストールされたスキャナベース全体に対して利用可能にすることができる。

例は、次の機能の１つ又は複数を含むことができる。
‐例は、勾配特性評価のため従来の薄スライス法に（スライス内）位相符号化を追加しうる。従って、２Ｄ空間位相符号化を使用して、かなり短いファントムスキャン内で勾配応答の効率的な３Ｄ特性評価を実現する。
‐取得されたデータは、位相符号化方向に沿ってフーリエ変換され、これは、スライス内の各ボクセルに関する時間的信号発展（evolution）をもたらす。

これが、いくつかの追加のフィーチャを容易化しうる。
‐従来の薄スライス法は、ファントムサイズ及びスライス位置に関する制限要因である良好な視野シミングに依存している。提案された面内空間符号化では、（スライス全体の代わりに）単一ボクセルのサイズが、シミング要件に関する有効なスケールである。ボクセル間の静磁場不均一性は、データ分析において遡及的に補正されることができる。
‐サブボリュームの空間符号化は更に、異なる受信チャネルからの信号の画像空間合成を可能にし、これは、主成分分析に基づかれる現在のチャネル合成より優れている。
‐サブボリュームのサイズ及び位置は、スライスの数及びスライス内位相符号化ステップの数を変えることにより調整されることができる。
‐スライス及びサブボリュームの符号化は、準最適システム較正の影響を受ける可能性があるので、最新のＧＩＲＦ測定値に基づき渦電流補償パラメータを改善することと組み合わせられたＧＩＲＦの反復測定からなる反復測定手順が、適用されることができる。
‐提案された位相符号化を高速化するため、この方法は、ＳＥＮＳＥ方式に基づく並列撮像と組み合わせられることができる。
‐この方法は、また、ＧＩＲＦを測定するためのマルチバンド薄スライス励起と組み合わせられることができる。

従来の１Ｄファントムベースのアプローチと比較して、例は、追加の位相エンコード勾配が試験勾配軸に直交する勾配軸上に導入されることを提供することができる（以下の図５参照）。評価のために、位相符号化軸に沿ってフーリエ変換が実行され、符号化された各サブボリュームに対して時間的位相発展が得られる。サブボリュームの既知の位置から、例えば球面調和関数への展開により、空間応答パターンが得られることができる。位相発展、勾配インパルス応答関数（ＧＩＲＦ）、及びそれぞれのスペクトルから、勾配変調伝達関数（ＧＭＴＦ）が、他で説明される標準的な処理を使用して得られることができる。ＧＭＴＦは、ＧＩＲＦのフーリエ変換である。

図５は、２つの画像を示す。第１の画像５００は、勾配インパルス応答関数を計算するための従来の薄スライスアプローチ５００を示し、符号５０２は、３次元勾配インパルス応答関数を計算するための２次元位相符号化を用いた薄スライスアプローチを示す。画像５００において、ファントム１１８は、位相符号化を行わないいくつかのスライス１２４'を使用して撮像される。画像５００では、スライス選択方向５０４に加えて、各スライス１２４内の２つの方向５０６、５０８において位相符号化が存在する。これは、スライス１２４の各々を複数のボクセルに効果的に分割する。

図６は、較正パルスシーケンスコマンド１４２の一例を示す。このタイミング図では、スライス選択方向５０４並びに２つの位相エンコード方向５０６及び５０８における勾配に関するタイミング図が見られる。スライス選択方向パルス勾配５０４は、勾配システムの応答を精査するためのスライス選択勾配パルス６００と読み出し勾配パルス６０２とを含む。位相符号化５０６及び５０８の両方に対する勾配は、位相符号化勾配パルス６０４を有する。図６におけるパルスシーケンスは、部分的なパルスシーケンスであり、単一の読み出しの勾配のみを示し、これは、完全なＧＩＲＦ較正シーケンスに対する全ての位相符号化ステップ、スライス、及び勾配の向きに対して繰り返される必要がある。

図７は、２つの画像を示す。画像７００は、磁気共鳴撮像システム１０２におけるファントムの写真である。画像７０２は、写真７００に示されるファントム１１８に関するスライス選択を説明する図を示す。

図８乃至１０及び図１１乃至１４は、それぞれ１次交差項並びに選択された２次及び３次項を示す。この情報は、ハードウェアフィールドカメラを使用して取得されることができるものに相当し、より高い空間次数までの広帯域勾配チェーンの特性評価に使用されることができる。

図８乃至１０は、３．０テスラシステム上で４スライス及び５×５位相符号化ステップを用いた測定から得られる励起のそれぞれの軸に直交する線形交差項を示す。凡例における「方向」は、勾配励起の軸を指し、グラフのタイトルの括弧内に与えられる球面調和項は、それがプロットされた空間勾配項を表す。図８、９及び１０は、図７に示されるシステム上で４つのスライス及び５×５の位相符号化ステップを用いた測定から得られる励起のそれぞれの軸に直交する線形交差項を示す。図８は、ｙ方向８００及びｚ方向８０２に対する勾配変調伝達関数のＹ¹ _-1球面調和関数に対する大きさ及び位相を示す。図９は、ｘ方向９００及びｚ方向８０２に対する大きさ及び位相の両方においてＹ¹ ₀球面調和関数を示す。図１０は、位相及び大きさの両方に対して、ｘ方向９００及びｙ方向８００における勾配変調伝達関数に対するＹ¹ ₁球面調和関数を示す。

図１１乃至１４は、３．０テスラシステムにおける５×５位相符号化ステップを用いた測定から得られる選択された高次球面調和項に対するＧＭＴＦを示す。図１１は、図７乃至１０に示された測定値に関して、選択された高次球面調和関数に対する勾配変調伝達関数を示す。これらは、全て、ｘ方向９００、ｙ方向８００、及びｚ方向８０２に対して示される。図１１乃至１４において、大きさ及び位相の両方に対する値が、示される。図１１は、Ｙ² ₀球面調和関数、図１２は、Ｙ³ _-1球面調和関数、図１３は、Ｙ³ ₀球面調和関数、及び図１４は、Ｙ³ ₁球面調和関数を示す。

３Ｄ勾配システムの特性評価から得られた情報は、勾配コイル設計を改善するために使用されることができる。これは、システム較正（渦電流補正）を改善するためにも使用されることができ、これは、特に、拡散又は非デカルトスキャンのように要求の厳しい勾配波形で測定するときに望ましい。画像再構成は、名目上のｋ空間軌道を使用する代わりに、ＧＭＴＦから計算された実際のｋ空間座標を使用することにより改善されることができる。

例は、（例えば、非デカルト撮像に対する）最高の勾配忠実度を必要とする顧客のためのアドオンとして使用されることができるか、又はＭＲＩシステムの標準的な較正手順の一部になることができる。

本発明は、図面及び前述の説明において詳細に図示され及び説明されたが、斯かる図示及び説明は、限定的ではなく、説明的又は例示的であると見なされるべきであり、本発明は、開示された実施形態に限定されるものではない。

開示された実施形態に対する他の変形は、図面、開示及び添付された請求項の研究から、請求項に記載の本発明を実施する当業者により理解及び実行されることができる。請求項において、単語「有する」は、他の要素又はステップを除外するものではなく、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は、複数性を除外するものではない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、請求項に記載される複数のアイテムの機能を果たしてもよい。特定の手段が相互に異なる従属項に記載されるという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを示すものではない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと共に又はその一部として供給される光学的記憶媒体又は固体媒体のような適切な媒体において記憶／配布されてもよいが、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ような他の形式で配布されてもよい。請求項における任意の参照符号は、発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

１００ 医療機器
１０２ 磁気共鳴撮像システム
１０４ 磁石
１０６ 磁石のボア
１０８ 撮像ゾーン
１０９ 関心領域
１１０ 一組の勾配コイル
１１２ 磁場勾配コイル増幅器
１１３ 電流センサシステム
１１４ ボディコイル
１１５ 表面コイル
１１６ 送受信器
１１８ ファントム
１２０ 対象支持体
１２２ ｚ軸
１２４ スライス
１２４' スライス
１２６ コンピュータシステム
１２８ ハードウェアインタフェース
１３０ プロセッサ
１３２ ユーザインタフェース
１３４ コンピュータメモリ
１４０ 機械実行可能命令
１４２ 較正パルスシーケンスコマンド
１４４ 磁気共鳴較正データ
１４６ 磁気共鳴較正データのフーリエ変換
１４８ 球面調和関数へのフーリエ変換磁気共鳴較正データの展開
１５０ ３次元勾配インパルス応答関数
２００ スライス選択勾配磁場を生成するため、３次元直交勾配コイルの少なくとも１つを使用して複数のスライスに対する磁気共鳴較正データを取得するよう、較正パルスシーケンスコマンドを用いて磁気共鳴撮像システムを繰り返し制御する
２０２ 位相符号化方向において複数のスライスのボクセルの各々に対して磁気共鳴較正データのフーリエ変換を計算する
２０４ 球面調和関数へのフーリエ変換磁気共鳴較正データの展開を計算する
２０６ 球面調和関数への展開を使用して３つの直交勾配コイルの少なくとも１つに対する３次元勾配インパルス応答関数を計算する
３００ 対象
３２０ 撮像パルスシーケンスコマンド
３２２ 磁気共鳴撮像データ
３２４ 磁気共鳴画像
４００ 医療機器
４０２ 医療用装置
４０４ 追加領域
４０６ 制御コマンド
５００ 薄スライスアプローチ
５０２ ２Ｄ位相符号化を用いる薄スライスアプローチ
５０４ スライス選択方向
５０６ 第１の位相符号化方向
５０８ 第２の位相符号化方向
６００ スライス選択勾配パルス
６０２ 読み出し勾配パルス
６０４ 位相符号化勾配パルス
７００ ＭＲシステム内のファントムの写真
７０２ スライス選択を示す図
８００ ｙ方向
８０２ ｚ方向
９００ ｘ方向

Claims (10)

1. 撮像ゾーンを持つ磁気共鳴撮像システムを有する医療機器であって、前記磁気共鳴撮像システムが、
   前記撮像ゾーン内に勾配磁場を発生させるための勾配コイルシステムであって、前記勾配コイルシステムが３つの直交勾配コイルを有する、勾配コイルシステムと、
   機械実行可能命令及び較正パルスシーケンスコマンドを記憶するメモリであって、前記較正パルスシーケンスコマンドが、スライス選択勾配磁場に垂直な２次元位相符号化を用いる較正磁気共鳴撮像プロトコルによって、前記撮像ゾーン内の磁気共鳴撮像ファントムから磁気共鳴較正データを取得するよう構成され、前記較正磁気共鳴撮像プロトコルは、前記２次元位相符号化により複数のボクセルに分割されたスライスを取得するよう構成される、メモリと、
   前記磁気共鳴撮像システムを制御するプロセッサであって、前記機械実行可能命令の実行が、前記プロセッサに、
   前記スライス選択勾配磁場を生成するのに前記３つの直交勾配コイルの少なくとも１つを使用して、複数のスライスに対する前記磁気共鳴較正データを取得するように、前記較正パルスシーケンスコマンドを用いて前記磁気共鳴撮像システムを繰り返し制御させ、
   位相符号化方向における前記複数のスライスのボクセルの各々に対して前記磁気共鳴較正データのフーリエ変換を計算させ、
   前記フーリエ変換された磁気共鳴較正データの球面調和関数への展開を計算させ、
   前記球面調和関数への展開を使用して、前記３つの直交勾配コイルの少なくとも１つに対する３次元勾配インパルス応答関数を計算させる、
   プロセッサと、
   を有し、
   前記メモリが、更に、撮像磁気共鳴撮像プロトコルによって前記撮像ゾーンから磁気共鳴撮像データを取得するための撮像パルスシーケンスコマンドを含み、前記機械実行可能命令の実行が、更に、前記プロセッサに、
   前記磁気共鳴撮像データを取得するように、前記撮像パルスシーケンスコマンドを用いて磁気共鳴撮像システムを制御させ、
   前記磁気共鳴撮像データから磁気共鳴画像を再構成させ、
   前記磁気共鳴画像の再構成が、前記３次元勾配インパルス応答関数の高次の項を使用して前記磁気共鳴画像を補正することを有し、
   前記機械実行可能命令の実行が、更に、前記プロセッサに、交差項の抑制のために直交勾配コイルを駆動することにより、又は不所望な高次応答項の抑制のために高次シムコイルを調整することにより、前記磁気共鳴撮像データを取得する前に、前記３つの直交勾配コイルの少なくとも１つに対して前記３次元勾配インパルス応答関数を使用して前記撮像パルスシーケンスコマンドを補正させ、
   前記機械実行可能命令の実行が、更に、前記プロセッサに、前記撮像ゾーンの静磁場均一性マップを受信させ、位相符号化方向における前記複数のスライスの各ボクセルに対する前記磁気共鳴較正データのフーリエ変換の計算は、前記静磁場均一性マップを使用して補正され、
   前記機械実行可能命令の実行が、更に、前記プロセッサに、前記複数のスライスの数及び２次元位相符号化ステップの数を調整させ、
   前記ボクセルのサイズ及び位置は、前記複数のスライスの数及び２次元位相符号化ステップの数を変えることにより調整される、
   医療機器。
2. 前記磁気共鳴撮像システムが、複数の受信コイルを持つ無線周波数システムを有する、請求項１に記載の医療機器。
3. 前記較正磁気共鳴撮像プロトコルが、前記複数の受信コイルを使用するＳＥＮＳＥ磁気共鳴撮像プロトコルである、請求項２に記載の医療機器。
4. 前記較正パルスシーケンスコマンドが、マルチバンド薄スライス励起を使用して、前記複数のスライスの２つ以上を同時に励起するよう構成される、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の医療機器。
5. 前記磁気共鳴撮像システムが、専用受信コイルを含み、前記専用受信コイルは、前記３次元勾配インパルス応答関数における前記専用受信コイルの効果を考慮に入れて前記磁気共鳴較正データを取得するのに使用される、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の医療機器。
6. 前記医療機器が、核医学撮像システム、陽電子放出断層撮影システム、単光子放出断層撮影システム、コンピュータ断層撮影撮像システム、放射線治療システム、及びＬＩＮＡＣシステムのいずれか１つを更に有する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の医療機器。
7. 前記較正磁気共鳴撮像プロトコルが、薄スライス磁気共鳴撮像プロトコル、勾配パルス磁気共鳴撮像プロトコル、及びこれらの組み合わせのいずれかである、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の医療機器。
8. 前記勾配パルス磁気共鳴撮像プロトコルが、前記スライス選択勾配磁場により生成された読み出し勾配を有し、前記読み出し勾配は、チャープ読み出し勾配、三角波読み出し勾配、チャープ読み出し勾配と三角波読み出し勾配の交互の組み合わせ、及び選ばれた関心帯域幅で最大スペクトル強度を達成するよう計算された専用波形のいずれか１つである、請求項７に記載の医療機器。
9. 撮像ゾーンを持つ磁気共鳴撮像システムを有する医療機器を作動する方法において、
   前記磁気共鳴撮像システムが、前記撮像ゾーン内に勾配磁場を発生させるための勾配コイルシステムを有し、前記勾配コイルシステムが、３つの直交勾配コイルを有し、前記方法が、
   スライス選択勾配磁場を生成するのに３つの直交勾配コイルの少なくとも１つを使用して、複数のスライスに対する磁気共鳴較正データを取得するよう、較正パルスシーケンスコマンドを用いて前記磁気共鳴撮像システムを繰り返し制御するステップであって、前記較正パルスシーケンスコマンドが、前記スライス選択勾配磁場に垂直な２次元位相符号化を用いる較正磁気共鳴撮像プロトコルによって、前記撮像ゾーン内の磁気共鳴撮像ファントムから磁気共鳴較正データを取得するよう構成され、前記較正パルスシーケンスコマンドは、前記２次元位相符号化により複数のボクセルに分割されたスライスを取得するよう構成される、ステップと、
   位相符号化方向における複数のスライスのボクセルの各々に対して磁気共鳴較正データのフーリエ変換を計算するステップと、
   前記フーリエ変換された磁気共鳴較正データの球面調和関数への展開を計算するステップと、
   前記球面調和関数への展開を使用して、前記３つの直交勾配コイルの少なくとも１つに対する３次元勾配インパルス応答関数を計算するステップと、
   を有し、
   撮像パルスシーケンスコマンドが、撮像磁気共鳴撮像プロトコルによって前記撮像ゾーンから磁気共鳴撮像データを取得するように構成され、前記方法は更に、
   前記磁気共鳴撮像データを取得するように、前記撮像パルスシーケンスコマンドを用いて磁気共鳴撮像システムを制御するステップと、
   前記磁気共鳴撮像データから磁気共鳴画像を再構成するステップであって、
   前記磁気共鳴画像の再構成が、前記３次元勾配インパルス応答関数の高次の項を使用して前記磁気共鳴画像を補正することを有する、ステップと、
   交差項の抑制のために直交勾配コイルを駆動することにより、又は不所望な高次応答項の抑制のために高次シムコイルを調整することにより、前記磁気共鳴撮像データを取得する前に、前記３つの直交勾配コイルの少なくとも１つに対して前記３次元勾配インパルス応答関数を使用して前記撮像パルスシーケンスコマンドを補正するステップと、
   前記撮像ゾーンの静磁場均一性マップを受信するステップであって、位相符号化方向における前記複数のスライスの各ボクセルに対する前記磁気共鳴較正データのフーリエ変換の計算は、前記静磁場均一性マップを使用して補正される、ステップと、
   前記複数のスライスの数及び２次元位相符号化ステップの数を調整するステップと
   を有し、
   前記ボクセルのサイズ及び位置は、前記複数のスライスの数及び２次元位相符号化ステップの数を変えることにより調整される、
   方法。
10. 医療機器を制御するプロセッサによる実行のための機械実行可能命令を有するコンピュータプログラムであって、前記医療機器が、撮像ゾーンを持つ磁気共鳴撮像システムを有し、前記磁気共鳴撮像システムは、前記撮像ゾーン内に勾配磁場を発生させるための勾配コイルシステムを有し、前記勾配コイルシステムが、３つの直交勾配コイルを有し、前記機械実行可能命令の実行が、前記プロセッサに、
    スライス選択勾配磁場を生成するのに前記３つの直交勾配コイルの少なくとも１つを使用して、複数のスライスに対する前記磁気共鳴較正データを取得するように、較正パルスシーケンスコマンドを用いて前記磁気共鳴撮像システムを繰り返し制御させ、
    前記較正パルスシーケンスコマンドが、前記スライス選択勾配磁場に垂直な２次元位相符号化を用いる較正磁気共鳴撮像プロトコルによって、前記撮像ゾーン内の磁気共鳴撮像ファントムから磁気共鳴較正データを取得するよう構成され、前記較正磁気共鳴撮像プロトコルは、前記２次元位相符号化により複数のボクセルに分割されたスライスを取得するよう構成され、
    前記機械実行可能命令の実行が、前記プロセッサに、
    位相符号化方向における前記複数のスライスのボクセルの各々に対して前記磁気共鳴較正データのフーリエ変換を計算させ、
    前記フーリエ変換された磁気共鳴較正データの球面調和関数への展開を計算させ、
    前記球面調和関数への展開を使用して、前記３つの直交勾配コイルの少なくとも１つに対する３次元勾配インパルス応答関数を計算させ、
    撮像パルスシーケンスコマンドが、撮像磁気共鳴撮像プロトコルによって前記撮像ゾーンから磁気共鳴撮像データを取得するように構成され、前記プロセッサに、
    前記磁気共鳴撮像データを取得するように、前記撮像パルスシーケンスコマンドを用いて磁気共鳴撮像システムを制御させ、
    前記磁気共鳴撮像データから磁気共鳴画像を再構成させ、
    前記磁気共鳴画像の再構成が、前記３次元勾配インパルス応答関数の高次の項を使用して前記磁気共鳴画像を補正することを有し、
    前記機械実行可能命令の実行が更に、前記プロセッサに、交差項の抑制のために直交勾配コイルを駆動することにより、又は不所望な高次応答項の抑制のために高次シムコイルを調整することにより、前記磁気共鳴撮像データを取得する前に、前記３つの直交勾配コイルの少なくとも１つに対して前記３次元勾配インパルス応答関数を使用して前記撮像パルスシーケンスコマンドを補正させ、
    前記機械実行可能命令の実行が、更に、前記プロセッサに、前記撮像ゾーンの静磁場均一性マップを受信させ、位相符号化方向における前記複数のスライスの各ボクセルに対する前記磁気共鳴較正データのフーリエ変換の計算は、前記静磁場均一性マップを使用して補正され、
    前記機械実行可能命令の実行が、更に、前記プロセッサに、前記複数のスライスの数及び２次元位相符号化ステップの数を調整させ、
    前記ボクセルのサイズ及び位置は、前記複数のスライスの数及び２次元位相符号化ステップの数を変えることにより調整される、
    コンピュータプログラム。

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