特許 6408594 時間効率的な４Ｄ磁気共鳴イメージング

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6408594

(24)【登録日】2018年9月28日

(45)【発行日】2018年10月17日

(54)【発明の名称】時間効率的な４Ｄ磁気共鳴イメージング

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/055 20060101AFI20181004BHJP

【ＦＩ】

   A61B5/055 311

   A61B5/055 370

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2016-550758(P2016-550758)

(86)(22)【出願日】2015年2月3日

(65)【公表番号】特表2017-506101(P2017-506101A)

(43)【公表日】2017年3月2日

(86)【国際出願番号】EP2015052113

(87)【国際公開番号】WO2015121103

(87)【国際公開日】20150820

【審査請求日】2018年1月29日

(31)【優先権主張番号】14155028.5

(32)【優先日】2014年2月13日

(33)【優先権主張国】EP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】590000248

【氏名又は名称】コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ

【氏名又は名称原語表記】ＫＯＮＩＮＫＬＩＪＫＥ ＰＨＩＬＩＰＳ Ｎ．Ｖ．

(74)【代理人】

【識別番号】100122769

【弁理士】

【氏名又は名称】笛田 秀仙

(72)【発明者】

【氏名】ニールセン ティム

(72)【発明者】

【氏名】クルーガー サッチャ

【審査官】 後藤 順也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−８２４３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１１０４３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−３６４２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／０５８７３２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平９−１７３３１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 Yanle Hu et al.，Respiratory Amplitude Guided 4D Magnetic Resonance Imaging，International journal of radiation oncology, biology, physics，米国，２０１３年 ５月 １日，Vol.86 No.1，p.198-204

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ５／０５５

Ｇ０１Ｒ ３３／２０ − ３３／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

磁気共鳴画像取得をトリガすることに関して呼吸ガイドされる磁気共鳴イメージングシステムを作動させる方法であって、前記磁気共鳴イメージングシステムは、関心のある被検体の複数の呼吸サイクルにわたって前記関心のある被検体の少なくとも一部から複数のスライスの磁気共鳴画像を取得するように構成され、出力信号のレベルが前記関心のある被検体の呼吸状態を表す該出力信号を出力する呼吸モニタリング装置に接続可能であり、前記方法が、
前記複数の呼吸サイクルの範囲内で、前記関心のある被検体の複数の選択された呼吸状態の各呼吸状態において前記複数のスライスの各スライスの少なくとも１つの磁気共鳴画像を取得するためのインタリーブド取得スキームを生成するステップであって、前記インタリーブド取得スキームは、前記複数の呼吸サイクルの少なくとも１つの呼吸サイクルの中で少なくとも２つの異なるスライスの磁気共鳴画像を取得するスキームであり、前記選択された呼吸状態における前記トリガが、前記呼吸モニタリング装置の予め決められた閾値信号レベルに基づく、ステップと、
前記インタリーブド取得スキームに従って磁気共鳴画像取得を始めるステップと、
前記インタリーブド取得スキームに従って磁気共鳴画像取得を実行する間、前記インタリーブド取得スキームに従って磁気共鳴画像取得を実行する間に前記呼吸モニタリング装置によって得られた出力信号において前記関心のある被検体の呼吸の不規則性が出現した場合、前記複数の呼吸サイクルにわたり前記関心のある被検体の少なくとも一部から前記複数のスライスの磁気共鳴画像を取得するための全経過時間を低減するように、前記インタリーブド取得スキームの別の磁気共鳴画像の取得を進めるために前記インタリーブド取得スキームの少なくとも１つのパラメータを適応させるステップであって、前記適応されるパラメータが、少なくとも１つの磁気共鳴画像を取得するためにトリガする前記関心のある被検体の次の呼吸状態、無線周波数パルスシーケンス固有のアイドル時間、及び前記関心のある被検体の少なくとも一部のイメージングされる前記複数のスライスの少なくとも１つのスライスの時間順のうち少なくとも１つであり、前記アイドル時間の適応は、前記選択された呼吸状態におけるトリガを待つための記録される蓄積時間であってＳＡＲ要求を満たすに十分な蓄積時間に応答して行われる、ステップと、
前記インタリーブド取得スキームに従って磁気共鳴画像取得の実行を停止するステップと、
前記適応されたパラメータを使用して前記インタリーブド取得スキームに従って磁気共鳴画像取得の実行を再開するステップと、
を有する方法。

【請求項2】

前記出力信号の最大又は最小レベルの近傍の前記予め決められた閾値信号レベルにおいて見逃されたトリガを検出するために、前記呼吸モニタリング装置の前記出力信号の時間微分をモニタするステップを更に有し、前記少なくとも１つのパラメータを適応させるステップが、トリガすべき前記関心のある被検体の次の呼吸状態を適応させることを含み、前記適応が、前記出力信号の前記時間微分の符号反転を検出することに基づく、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記少なくとも１つのパラメータを適応させるステップが、無線周波数パルスシーケンス固有のアイドル時間を適応させることを含み、前記適応は、前記選択された呼吸状態におけるトリガを待つための記録された蓄積時間に基づく、請求項１又は２に記載の方法。

【請求項4】

関心のある被検体の複数の呼吸サイクルにわたって前記関心のある被検体の少なくとも一部から複数のスライスの磁気共鳴画像を取得する呼吸ガイドされる磁気共鳴イメージングシステムであって、
前記関心のある被検体を中に位置づけるために提供される検査空間と、
前記検査空間に静磁界を生成する主磁石と、
静磁界に重ねられる勾配磁界を生成する磁気勾配コイルシステムと、
磁気共鳴励起のために前記関心のある被検体の一部又はその中の核に無線周波数励起磁場を印加する少なくとも１つの無線周波数アンテナ装置と、
無線周波数励起磁場を印加することによって励起された前記関心のある被検体の一部又はその中の核から磁気共鳴信号を受け取る少なくとも１つの無線周波数アンテナ装置と、
前記磁気共鳴イメージングシステムの少なくとも１つの機能を制御する制御ユニットと、
前記受け取られた磁気共鳴信号から前記関心のある被検体の少なくとも一部のスライスの画像を決定するように前記磁気共鳴信号を処理する信号処理ユニットと、
を有し、
前記磁気共鳴イメージングシステムは、トリガのガイダンスのために呼吸モニタリング装置から出力信号を受け取り、前記出力信号のレベルが前記関心のある被検体の呼吸状態を表現し、
前記制御ユニットが、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法の各ステップを実施するように構成される、呼吸ガイドされる磁気共鳴イメージングシステム。

【請求項5】

請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法の各ステップをコンピュータに実行させるコンピュータプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、磁気共鳴画像取得をトリガすることに関して呼吸ガイドされる磁気共鳴イメージングシステムを作動させる方法、及びこのような方法を用いることによって作動される呼吸ガイドされる磁気共鳴イメージングシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

磁気共鳴イメージングの技術分野において、特に腹部の腫瘍動き追跡のため、通常は患者である関心のある被検体の呼吸による腫瘍及び／又は器官の動きを正確に特徴付けるために４次元（４Ｄ）呼吸位相ガイドされるイメージング方法を用いることが知られている。

【0003】

更に、Ｔ２強調磁気共鳴イメージングは、Ｔ１又はＴ２／Ｔ１強調より良好な腫瘍組織コントラストを提供することが知られているが、約３秒のレンジの長いパルスシーケンス反復時間ＴＲを必要とする。長いパルスシーケンス反復時間ＴＲを使用するために、腫瘍及び／又は器官の異なるスライスが、いくつかの呼吸サイクルにわたって測定されなければならない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

Y. Hu et al., "Respiratory Amplitude Guided 4-Dimensional Magnetic Resonance Imaging", Int J Radiation Oncol Biol Phys, 86 (1), 198-204 (2013)による文献に、４Ｄ呼吸位相ガイド磁気共鳴画像を取得する方法が記述されており、この方法は、全体の取得時間を短縮するために、イメージングされる異なるスライスについて異なる時間ポイントの取得をインタリーブするスキームを有する。

【0005】

取得スキームが、図５に、Ｍ＝８スライス及びＮ＝４呼吸位相を含むスキャンパッケージ（０％、５０％の吸気、１００％、５０％の呼気）に関して例示的に示されている。取得スキームは、２つのネスト化ループと考えられることができ、この場合、内側ループは、スライスインデックスｍ（ｍ＝１，...，Ｍ）を変え、インデックスｎを有する外側のループは、Ｎ回実行され、それにより、呼吸位相を制御する。図５から分かるように、内側ループのすべてのスライスが、同じ呼吸位相で取得されるわけではない。その代わりに、呼吸位相は、
呼吸位相＝(（ｍ−１）＋（ｎ−１））％Ｎ
に従って選択される。
ここで、「％」は、モジュロ演算を示す。第１のスキャンシーケンスは、呼吸位相ｎ＝０、１、２、３、０、１、２、及び３における８つのスライスの磁気共鳴画像を含む。第２のスキャンシーケンスは、呼吸位相ｎ＝１、２、３、０、１、２、３、及び０における８つのスライスの磁気共鳴画像を含む。第３のスキャンシーケンスは、呼吸位相ｎ＝２、３、０、１、２、３、０、及び１における８つのスライスの磁気共鳴画像を含む。第４のスキャンシーケンスは、呼吸位相ｎ＝３、０、１、２、３、０、１及び２における８つのスライスの磁気共鳴画像を含む。

【0006】

Y.Hu他によって記述されるように、予め選択された呼吸レベルでトリガを使用することは、複数の異なる呼吸サイクルの範囲内の異なる呼吸状態においてＭＲＩ画像を取得することを可能にし、こうして、長いパルスシーケンス反復時間ＴＲ上の制限を除去する。それにより、より多くの磁気共鳴イメージングシーケンス、特にＴ２強調磁気共鳴画像が、４Ｄ磁気共鳴イメージングに適合する。

【0007】

呼吸位相ガイドされる磁気共鳴イメージングスキャンパッケージ（例えば上述のスキャンパッケージ）を取得するための全経過時間を一層低減することが望ましい。

【0008】

長くなる全経過時間の１つの理由は、準備フェーズと磁気共鳴画像を取得するフェーズとの間の関心のある被検体の呼吸パターンの変化による、予め選択された呼吸レベルについての不十分なトリガにありうる。

【0009】

従って、本発明の目的は、改善されたワークフロー及び改善された患者快適さを達成するために、短縮された全経過時間によりスキャンパッケージを取得することを可能にする４次元（４Ｄ）呼吸位相ガイドされる磁気共鳴イメージング方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の１つの見地において、目的は、磁気共鳴画像取得をトリガすることに関して呼吸ガイドされる磁気共鳴イメージングシステムを作動させる方法であって、磁気共鳴イメージングシステムが、関心のある被検体の複数の呼吸サイクルにわたって関心のある被検体の少なくとも一部から複数のスライスの磁気共鳴画像を取得するように構成される、方法によって達成される。磁気共鳴イメージングシステムは、出力信号のレベルが関心のある被検体の呼吸状態を表現する該出力信号を出力するように構成される呼吸モニタリング装置に接続可能である。

【0011】

この方法は、複数の呼吸サイクルの範囲内で、関心のある被検体の複数の選択された呼吸状態の各呼吸状態において複数のスライスの各スライスの少なくとも１つの磁気共鳴画像を取得するためのインタリーブド取得スキームを生成するステップであって、選択された呼吸状態におけるトリガが、呼吸モニタリング装置の予め決められた閾値信号レベルに基づく、ステップと、インタリーブド取得スキームに従って磁気共鳴画像取得を開始し、インタリーブド取得スキームに従って磁気共鳴画像取得を実行する間、インタリーブド取得スキームに従って磁気共鳴画像取得を実行する間に呼吸モニタリング装置によって得られる出力信号において関心のある被検体の呼吸の不規則性が出現する場合、インタリーブド取得スキームの磁気共鳴画像の別の取得を進めるために、インタリーブド取得スキームの少なくとも１つのパラメータ適応させるステップであって、少なくとも１つの適応されるパラメータは、少なくとも１つの磁気共鳴画像を取得するためにトリガする関心のある被検体２０の次の呼吸状態、無線周波数パルスシーケンス固有のアイドルタイム、及び関心のある被検体２０の少なくとも一部のイメージングされる複数のスライスの少なくとも１つのスライスの時間順のうち少なくとも１つである、ステップと、インタリーブド取得スキームに従って磁気共鳴画像取得の実行を停止するステップと、適応されたパラメータを使用してインタリーブド取得スキームに従って磁気共鳴画像取得の実行を再開するステップと、を有する。

【0012】

「インタリーブド取得スキーム」という語は、本願において用いられるとき、特に、複数の呼吸サイクルの少なくとも１つの呼吸サイクルの中で少なくとも２つの異なるスライスの磁気共鳴画像を取得するスキームとして理解される。

【0013】

開示されるタイプのパラメータから少なくとも１つのパラメータを適応させるステップは、タイプの任意の組み合わせにおいて任意の数のパラメータを適応させることを含むことが理解される。

【0014】

方法の１つの利点は、スキャンパッケージの取得中の待ち時間が低減され、それにより、全体の経過取得時間が低減されることができることにある。これらのパラメータの１又は複数を適応させることによって、取得のための全体の経過時間の事実上の低減が達成されることができる。

【0015】

方法の別の利点は、呼吸ガイドされる磁気共鳴イメージングの一般的な問題であることが知られている呼吸パターン及びゆえに呼吸モニタリング装置の出力信号の不規則な揺らぎに対して、磁気共鳴画像のトリガが一層ロバストでありうることである。

【0016】

一実施形態において、磁気共鳴イメージングシステム自体が、呼吸依存の磁気共鳴信号をリアルタイムに取得し処理することによって呼吸モニタリング装置として使用されることもできる（１Ｄ又は２Ｄナビゲータ）。

【0017】

更に他の好適な実施形態において、方法は更に、呼吸モニタリング装置の出力信号の時間微分をモニタするステップを有し、少なくとも１つのパラメータを適応させるステップが、関心のある被検体のトリガすべき次の呼吸状態を適応させることを含み、かかる適応は、出力信号の時間微分の符号反転を検出することに基づく。

【0018】

時間微分の符号は、それぞれ吸気及び呼気を示すので、出力信号の最大（又は最小）レベルの近傍で予め決められた閾値信号レベルについて見逃したトリガが、出力信号の時間微分の符号反転によって、有利に検出されることができる。出力信号の最大（又は最小）レベルの近傍の見逃した最大（最小）の予め決められた閾値信号レベルが検出される場合、次の最大（最小）値の出現までのほとんど全呼吸サイクルを待つことに代わって、呼気（吸入）の間のこれまで取得されていない選択された呼吸状態のスライスの磁気共鳴画像が、ほぼ即時に取得されることができる。従って、見逃したトリガに起因する待ち時間が一層低減されることができる。

【0019】

他の好適な実施形態において、少なくとも１つのパラメータを適応させるステップが、無線周数波パルスシーケンス固有のアイドル時間を適応させることを含み、かかる適応は、選択された呼吸状態におけるトリガを待つための記録される蓄積時間に基づく。生成されるインタリーブド取得スキームは、関心のある被検体について特定の吸収レートを制限内に保つために、アイドル時間を有することができる。無線周波数パルスシーケンス固有のアイドル時間を適応させることによって、取得のための全経過時間が、なおＳＡＲ要求を満たす磁気共鳴画像の取得により低減されることができる。

【0020】

本発明の別の見地において、関心のある被検体の複数の呼吸サイクルにわたって少なくとも関心のある被検体の一部から複数のスライスの磁気共鳴画像を取得するように構成される呼吸ガイドされる磁気共鳴イメージングシステムが提供される。磁気共鳴イメージングシステムは、呼吸ガイドされるように構成され、関心のある被検体を中に位置付けるために提供される検査空間と、検査空間に静磁界Ｂ０を生成するように構成される主磁石と、静磁界Ｂ０に重ねられる勾配磁界を生成するように構成される磁気勾配コイルシステムと、磁気共鳴励起のために関心のある被検体の一部又はその中の核に無線周波数励起磁場Ｂ１を印加するように構成される少なくとも１つの無線周波数アンテナと、無線周波数励起磁場Ｂ１を印加することによって励起される関心のある被検体の一部の又はその中の核から磁気共鳴信号を受け取るために提供される少なくとも１つの無線周波数アンテナ装置と、磁気共鳴イメージングシステムの少なくとも１つの機能を制御する制御ユニットと、受け取られた磁気共鳴信号から関心のある被検体の少なくとも一部のスライスの画像を決定するように磁気共鳴信号を処理する信号処理ユニットと、を有する。

【0021】

呼吸ガイドされる磁気共鳴イメージングシステムは、ガイダンスをトリガするために呼吸モニタリング装置から出力信号を受け取るように構成され、かかる出力信号のレベルが、関心のある被検体の呼吸状態を表現する。制御ユニットは、磁気共鳴画像取得又はその組み合わせをトリガすることに関して、磁気共鳴イメージングシステムを作動させる開示された方法のいずれかの実施形態におけるステップを実施するように構成される。

【0022】

好適には、無線周波数励起磁場Ｂ１を印加するように構成される少なくとも１つの無線周波数アンテナ装置は、Ｔ２強調磁気共鳴画像を取得するのに適した無線周波数パルスシーケンスを提供されるように構成される。それによって、磁気共鳴画像において高い腫瘍組織コントラストが達成されることができる。

【0023】

本発明の更に別の見地において、磁気共鳴画像取得又はその組み合わせをトリガすることに関して磁気共鳴イメージングシステムを作動させる開示される方法のいずれかの実施形態の各ステップを実行するためのソフトウェアモジュールが、提供される。実施される方法ステップは、ソフトウェアモジュールのプログラムコードに変換され、プログラムコードは、磁気共鳴イメージングシステムのメモリユニットにおいて実現可能であり、磁気共鳴イメージングシステムのプロセッサユニットによって実行可能である。プロセッサユニットは、磁気共鳴イメージングシステムの機能を制御するための通常の制御ユニットのプロセッサユニットでありうる。プロセッサユニットは、代替として又は補足的に、特に方法ステップの少なくとも一部を実行するために割り当てられた別のプロセッサユニットでありうる。

【0024】

ソフトウェアモジュールは、方法のロバストで信頼できる実行を可能にすることができ、方法の迅速な変更を可能にすることができる。

【0025】

本発明のこれら及び他の見地は、以下に記述される実施形態から明らかになり、それらを参照して説明される。しかしながら、このような実施形態が、本発明の完全な範囲を必ずしも表すわけではなく、本発明の範囲を解釈するために請求項が参照される。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】本発明による呼吸ガイドされる磁気共鳴イメージングシステムの実施形態の一部を示す概略図。

【図2】本発明による方法の実施形態のフローチャート。

【図3】本発明によりインタリーブド取得スキームのパラメータを適応させる例示のステップを伴う、図１に記載の呼吸モニタリング装置の出力信号のタイムチャート。

【図4】本発明による、予め決められた閾値信号レベルによって与えられるインタリーブド取得スキームのパラメータを適応させる例を含むタイムチャート。

【図5】従来技術の方法で用いられるインタリーブド取得スキームを示す図。

【発明を実施するための形態】

【0027】

図１は、関心のある被検体２０の複数の呼吸サイクルにわたって関心のある被検体２０（通常は患者）の少なくとも一部から複数のスライスの磁気共鳴画像を取得するように構成される呼吸ガイドされる磁気共鳴イメージングシステム１０の実施形態の一部の概略図を示す。呼吸ガイドされる磁気共鳴イメージングシステム１０は、主磁石１４を有するスキャニングユニット１２を有する。主磁石１４は、関心のある被検体２０がその中に位置付けられるために中心軸１８の周りに検査空間１６を提供する中心ボアを有し、更に、少なくとも検査空間１６に１．５Ｔの静磁界Ｂ０を生成するように構成される。明確さのため、関心のある被検体２０を支持するための通常のテーブルが、図１に示されている。静磁界Ｂ_０は、中心軸１８と平行に配される検査空間１６の軸方向を規定する。本発明は、静磁界内に検査領域を提供する他の任意のタイプの呼吸ガイドされる磁気共鳴イメージングシステムにも適用可能である。

【0028】

更に、呼吸ガイドされる磁気共鳴イメージングシステム１０は、静磁界Ｂ_０に重ねられる勾配磁界を生成するように構成される磁気勾配コイルシステム２２を有する。磁気勾配コイルシステム２２は、当技術分野において知られているように、主磁石１４のボア内に同心に配置される。

【0029】

呼吸ガイドされる磁気共鳴イメージングシステム１０は、スキャニングユニット１２、磁気勾配コイルシステム２２の機能、及び呼吸ガイドされる磁気共鳴イメージングシステム１０の他の機能を制御するために提供される制御ユニット２６を有する。制御ユニット２６は、タッチセンシティブ画面２８を有するモニタユニットとして設計されるヒューマンインタフェース装置を有する。

【0030】

更に、呼吸ガイドされる磁気共鳴イメージングシステム１０は、全身コイルとして設計される無線周波数アンテナ装置３４を有し、無線周波数アンテナ装置３４は、磁気共鳴イメージングのために関心のある被検体２０の又はその中の核を励起するために、無線周波数送信時間期間の間に、磁気共鳴励起のために関心のある被検体２０の又はその中の核に無線周波数磁界Ｂ_１を印加するように構成される。この目的で、無線周波数パワーが、制御ユニット２６によって制御されて、無線周波数送信器ユニット２４から全身コイルに供給される。全身コイルは、中心軸を有し、動作状態において、全身コイルの中心軸及び検査空間１６の中心軸１８が一致するように、主磁石１４のボア内に同心に配置される。従来技術において一般的であるように、円筒状の無線周波数金属シールド４０が、磁気勾配コイルシステム２２と全身コイルとの間に同心に配置される。

【0031】

全身コイルが更に、無線周波数受信フェーズの間、関心のある被検体２０の一部の又はその中の核から、送信された無線周波数磁界Ｂ_１によって励起された磁気共鳴信号を受け取るために提供される。呼吸ガイドされる磁気共鳴イメージングシステム１０の動作状態において、無線周波数送信フェーズ及び無線周波数受信フェーズが連続的に行われる。

【0032】

無線周波数送信器ユニット２４は、無線周波数送信フェーズの間、無線周波数スイッチングユニット３８を通じて全身コイルに対して磁気共鳴無線周波数の無線周波数パワーをターボスピンエコー（ＴＳＥ）無線周波数パルスシーケンスの形で供給して、Ｔ２強調磁気共鳴画像を得ることを可能にするために提供される。無線周波数受信フェーズの間、無線周波数制御ユニット３８は、制御ユニット２６によって制御され、全身コイルから、制御ユニット２６に駐在する信号処理ユニット４２に磁気共鳴信号を送る。信号処理ユニット４２は、取得された磁気共鳴信号から関心のある被検体２０の少なくとも一部のスライスの画像を決定するように磁気共鳴信号を処理する。この技法の多くのさまざまな変形例は、当業者に良く知られており、ここでより詳しく記述される必要はない。

【0033】

ターボスピンエコー無線周波数パルスシーケンスの各々は、２７０ｍｓの長さを有し、その後、１０６ｍｓのシーケンス固有のアイドル時間が続く。

【0034】

呼吸ガイドされる磁気共鳴イメージングシステム１０は、呼吸モニタリング装置４６を更に有する。呼吸モニタリング装置４６は呼吸センサを有し、呼吸センサは、動作状態において、関心のある被検体２０の胸部に取り付けられ、胸部に巻かれるベルトによって保持される。呼吸モニタリング装置４６は、制御ユニット２６に出力信号４８を供給するように構成され、かかる出力信号のレベルが、関心のある被検体２０の呼吸状態を表現する。この目的で、呼吸モニタリング装置４６の出力線は、制御ユニット２６に接続される。呼吸ガイドされる磁気共鳴イメージングシステム１０の制御ユニット２６は、ガイダンスをトリガするために呼吸モニタリング装置４６から出力信号４８を受け取るように構成され、これについては、より詳しく後述される。

【0035】

以下において、磁気共鳴画像獲得をトリガすることに関して呼吸ガイドされる磁気共鳴イメージングシステム１０を作動させる方法の実施形態が記述される。方法の主要なフローチャートが図２に与えられる。呼吸ガイドされる磁気共鳴イメージングシステム１０を動作させる準備において、すべての含まれたユニット及び装置は動作状態にあり、図１に示されるように構成されることが理解されるべきである。

【0036】

呼吸ガイドされる磁気共鳴イメージングシステム１０の特定の動作として方法を実施することを可能にするために、制御ユニット２６は、ソフトウェアモジュール４４（図１）を有する。実施される方法ステップは、ソフトウェアモジュール４４のプログラムコードに変換され、プログラムコードは、制御ユニット２６のメモリユニット３０において実現可能であり、制御ユニット２６のプロセッサユニット３２によって実行可能である。

【0037】

方法の第１のステップ５４において、オペレータは、ヒューマンインタフェースを通じて、イメージングされる関心のある被検体の一部と、関心のある被検体２０の一部からイメージングされるスライスの数と、磁気共鳴画像を取得することがトリガされる関心のある被検体２０の呼吸状態と、を選択する。先行する予備の較正測定において、呼吸モニタリング装置４６の出力信号４８の閾値信号レベル５０が、決定され、かかる閾値信号レベルは、トリガがそれに基づき行われるものであり、選択された呼吸状態に対応する。閾値信号レベル５０の値は、制御ユニット２６のメモリユニット３０に記憶される。

【0038】

次のステップ５６において、関心のある被検体２０の複数の選択されたスライスの各スライス及び複数の選択された呼吸状態の各呼吸状態の１つの磁気共鳴画像を取得するためのインタリーブド取得スキームが、生成される。Ｎ＝４の複数の呼吸状態及びＭ＝８の複数のスライスについて、生成されたインタリーブド取得スキームは、図５に示される従来の技術取得スキームと同様でありうる。

【0039】

その後、別のステップ５８において、生成されたインタリーブド取得スキームに基づく磁気共鳴画像取得が始まり、ただし、以下の例外を含む。呼吸サイクルの現在位置が決定され、次のステップ６０において、呼吸サイクルの決定された現在位置に基づいて、磁気共鳴画像を取得するためにトリガしようとする関心のある被検体２０の次の呼吸状態として与えられる生成されたインタリーブド取得スキームのパラメータが、適応される。０％（図５）の呼吸状態に固定のインタリーブド取得スキームの開始を実行する代わりに、時間的に呼吸サイクルの現在位置の後に続く、磁気共鳴画像がまだ取得されていない呼吸フェーズ、この例では５０％の吸入（図３）の呼吸状態が、磁気共鳴画像を取得するために選択される。

【0040】

次のステップ６２において、生成されたインタリーブド取得スキームに従って磁気共鳴画像取得の実行が停止される。次に、磁気共鳴画像取得の実行は、別のステップ６４において、インタリーブド取得スキームに従って、図３に与えられるタイムチャート（時間にわたって呼吸モニタリング装置４６の出力信号４８を示す）の左部分の５０ｓのタイムマークのところに中実の円記号として示される５０％吸気の呼吸状態であるように適応されたパラメータを用いて、再開される。

【0041】

インタリーブド取得スキームに従って磁気共鳴画像取得を実行する間に得られるデータに基づいてインタリーブド取得スキームのパラメータを適応させる別の例は、図３において、５２ｓと５４ｓのタイムマークの間に示される。図３において、０％、５０％及び１００％の呼吸状態に対応する予め決められた閾値信号レベル５０が、破線の水平線として示されている。５２ｓのタイムマークの近くの中空の円は、１００％の呼吸状態に対応する予め決められた閾値信号レベルが、関心のある被検体２０の呼吸パターンの揺らぎのため見逃されたことを示す。図３から、１００％の呼吸状態に対応する予め決められた閾値信号レベルが、次の呼吸サイクルにおいても見逃すであろうことが明らかであることを述べておく。

【0042】

１００％の呼吸状態に対応する予め決められた閾値信号レベルの見逃しは、呼吸モニタリング装置４６の出力信号４８の時間微分をモニタすることによって、インタリーブド取得スキームに従って磁気共鳴画像取得を実行する間に検出された。生成されたインタリーブド取得スキームによって特定されたものとは異なり、出力信号４８の時間微分の符号反転は、１００％の呼吸状態におけるトリガなしに現れた。

【0043】

インタリーブド取得スキームの別のパラメータを適応させるステップ６０において、トリガすべき関心のある被検体２０の次の呼吸状態は、５０％呼気に変更される。インタリーブド取得スキームに従う磁気共鳴画像取得の実行を停止するステップ６２及び適応されたパラメータ、すなわち５０％呼気である次の呼吸状態、を使用して磁気共鳴画像取得の６４の実行を再開するステップの後、５２ｓと５４ｓのタイムマークの間の中実の円記号によって示されるように、この呼吸状態に対応する予め決められた閾値信号レベル５０が、達成される。

【0044】

図３の右部分は、インタリーブド取得スキームのパラメータを適応させる別の例を示し、かかるパラメータは、磁気共鳴画像を取得するためにトリガする関心のある被検体２０の次の呼吸状態によって与えられるパラメータである。それは、インタリーブド取得スキームに従って磁気共鳴画像取得を実行する間、１００％吸気の呼吸状態が平均より長く持続する、呼吸モニタリング装置４６の出力信号４８の時間微分をモニタすることによって検出された。結果として、トリガする関心のある被検体２０の次の呼吸状態は、１００％吸気までの行において２回適応され、それにより、合計３つの異なるスライスの磁気共鳴画像が、この次の呼吸状態において取得されることができる。

【0045】

図３の右部分は、更に、インタリーブド取得スキームの別のパラメータを適応させる例を示し、かかるパラメータは、無線周波数パルスシーケンス固有のアイドル時間によって与えられるパラメータである。適応するステップ６０は、次の選択された呼吸状態においてトリガするために待つ記録された蓄積時間に基づき、制御ユニット２６によって実施される。制御ユニット２６は、インタリーブド取得スキームを実行するヒストリの中で、十分な待ち時間がＳＡＲ制限に対応するために蓄積されたかどうかチェックするように構成される。そうである場合、図３において６６ｓのタイムマークの周囲に示されるように、１００％吸気の呼吸状態で上述の３つの異なるスライスを取得するための３つのＴＳＥ無線周波数パルスシーケンスの無線周波数パルスシーケンス固有のアイドル時間が短縮される。

【0046】

図４は、インタリーブド取得スキームに従って磁気共鳴画像取得を実行する時間期間の呼吸モニタリング装置４６の出力信号４８のタイムチャートを例示的に示す。破線は、磁気共鳴イメージング取得の実行前に予備較正測定において決定された最大出力信号４８のレベル及び最小出力信号４８のレベルを示す。許容差レンジ５２は、出力信号４８の最大及び最小値における垂直線によって示される。

【0047】

制御ユニット２６は、時間にわたって呼吸モニタリング装置４６の最大出力信号４８のレベル及び最小出力信号４８のレベルをモニタするように構成される。更に、制御ユニット２６は、インタリーブド取得スキームに従って磁気共鳴画像取得を実行する間に得られる最大及び最小出力信号４８のレベルに基づいて、インタリーブド取得スキームのパラメータを適応させるステップ６０を実行するように構成され、このパラメータは、呼吸モニタリング装置４６の予め決められた閾値信号レベル５０によって与えられるパラメータである。適応させるステップ６０は、時間にわたってＫａｌｍａｎフィルタリングを呼吸モニタリング装置４６のモニタされた最大出力信号４８のレベル及び最小出力信号４８のレベルに適用することによって、出力信号４８の最大レベル、出力信号４８の最小レベル、及び得られる値による予め決められた閾値信号レベル５０の許容差レンジを連続的に更新することによって、呼吸モニタリング装置４６の予め決められた閾値信号レベル５０を適応させることを含む。呼吸モニタリング装置４６の新しい予め決められた閾値信号レベル５０は、出力信号４８の更新された最大及び最小レベルから導出される。

【0048】

次に、新しい予め決められた閾値信号レベル５０は、上述したように停止するステップ６２及び磁気共鳴画像取得の実行を再開するステップ６４の間でインタリーブド取得スキームに与えられる。

【0049】

それにより、図４から明らかであるように、予め決められた閾値信号レベル５０に基づく選択された呼吸状態におけるトリガが、信号ドリフト又は呼吸パターンの変化に対して安定化されることができる。先行する較正測定において得られた出力信号４８の最大レベル及び出力信号４８の最小レベルが、不適当であることが分かり、最大及び最小出力信号４８の適応されたレベルが、最初の５つの呼吸サイクルの中で適当な値に収束する。

【0050】

インタリーブド取得スキームに従って磁気共鳴画像取得を実行する間に得られたデータに基づいて、インタリーブド取得スキームの少なくとも１つのパラメータを適応させるステップ６０は、更に、関心のある被検体２０の少なくとも一部のイメージングされる複数のスライスの時間順のパラメータについて実施されることができる。

【0051】

通常、インタリーブド取得スキームにおいて、イメージングされる複数のスライスの時間順は、（図５に示される従来技術のインタリーブド取得スキームのように）固定である。

【0052】

イメージングされるスライスの時間順を適応させる利点は、インタリーブド取得スキームの実行の終了に向かって最も明らかになる。このフェーズにおいて、各スライスの磁気共鳴画像が、関心のある被検体２０のほとんどすべての選択された呼吸状態について取得された。この状況において、磁気共鳴画像を取得するためにトリガする関心のある被検体２０の次の呼吸状態のパラメータを適応させる自由度はほとんどなく、所望の呼吸状態においてトリガするために、平均して呼吸サイクルの半分に対応する時間待つ必要がある。

【0053】

例えば、Ｎ＝４の呼吸状態及びＭ＝８のスライスを有するスキャンパッケージの例において、見逃した磁気共鳴画像は、スライス＃１乃至＃４の１００％吸気の呼吸状態及びスライス＃５乃至＃８の０％の呼吸状態のみであるが、スライスをイメージングする時間順が、ｍ＝１，２，３，...，８に保たれる場合には、８つの呼吸サイクルが、インタリーブド取得スキームを完了するために必要である。

【0054】

代わって、スライスをイメージングする時間順が、ｍ＝１，５，２，６，３，７，４，８に適応される場合、２つの磁気共鳴画像が、それぞれ０％及び１００％の呼吸状態で取得されることができるという条件で、４つの呼吸サイクルのみが、インタリーブド取得スキームを完了するために必要とされる。

【0055】

インタリーブド取得スキームのパラメータを適応させるステップのさまざまな実施形態がここに開示される。当業者であれば、適応させるステップは、開示されたタイプのパラメータの任意の組み合わせのパラメータの任意の数字に適用できることが分かるであろう。

【0056】

本発明は、図面及び上述の記述に詳しく図示され記述されているが、このような図示及び記述は、制限的なものではなく、説明的又は例示的なものであると考えられることができる。本発明は、開示された実施形態に制限されない。図面、開示及び添付の請求項の検討から、開示された実施形態に対する他の変更例が、請求項に記載の本発明を実施する際に当業者によって理解され達成されることができる。請求項において、「含む、有する（comprising）」という語は、他の構成要素又はステップを除外せず、不定冠詞「a」又は「an」は、複数性を除外しない。特定の手段が相互に異なる従属請求項に列挙されてい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さない。請求項の任意の基準符号は、請求項の範囲を制限するものとして解釈されるべきでない。

【符号の説明】

【0057】

１０ 呼吸ガイドされる磁気共鳴イメージングシステム、Ｂ０ 静磁界、１２ スキャニングユニット、Ｂ１ 無線周波数磁場、１４ 主磁石、１６ 検査空間、１８ 中心軸、２０ 関心のある被検体、２２ 磁気勾配コイルシステム、２４ 無線周波数送信器ユニット、２６ 制御ユニット、２８ タッチセンシティブ画面、 ３０ メモリユニット、３２ 処理ユニット、３４ 無線周波数アンテナ装置（送信）、３６ 無線周波数アンテナ装置（受信）、３８ 無線周波数制御ユニット、４０ 無線周波数シールド、４２ 信号処理ユニット、４４ ソフトウェアモジュール、４６ 呼吸モニタリング装置、４８ 出力信号、５０ 閾値信号レベル、５２ 許容差レンジ、５４ 選択するステップ、５６ スキームを生成するステップ、５８ 実行を開始するステップ、６０ パラメータを適応させるステップ、６２ 実行を停止させるステップ、６４ 実行を再開するステップ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】