(57)【要約】【課題】効率的なパルスシーケンスを実施すること。【解決手段】実施形態に係る磁気共鳴イメージングシステムは、複数のスライスを励起するための多周波数帯域ＲＦパルスの印加と前記多周波数帯域ＲＦパルスに対応するスライス選択傾斜磁場の印加とを含むパルスシーケンスを実行するシーケンス制御部と、前記パルスシーケンスの実行により発生されたエコー信号を受信してエコー信号データを生成する受信部と、前記エコー信号データに基づいて前記複数のスライスに対応する複数の画像を生成する生成部と、を具備し、前記パルスシーケンスは、前記多周波数帯域ＲＦパルスの時間中心に対して前記スライス選択傾斜磁場の時間中心が異なるように設定される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のスライスを励起するための多周波数帯域ＲＦパルスの印加と前記多周波数帯域ＲＦパルスに対応するスライス選択傾斜磁場の印加とを含むパルスシーケンスを実行するシーケンス制御部と、
前記パルスシーケンスの実行により発生されたエコー信号を受信してエコー信号データを生成する受信部と、
前記エコー信号データに基づいて前記複数のスライスに対応する複数の画像を生成する生成部と、を具備し、
前記パルスシーケンスは、前記多周波数帯域ＲＦパルスの時間中心に対して前記スライス選択傾斜磁場の時間中心が異なるように設定される、
磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項２】
前記多周波数帯域ＲＦパルスの時間中心に対する前記スライス選択傾斜磁場の時間中心の差は、前記スライス選択傾斜磁場のうちの前記多周波数帯域ＲＦパルスの時間中心よりも時間的に先行する部分のモーメントと後行する部分のモーメントとの差が、前記複数のスライスについての所定量の画像シフトを生じさせるためのモーメントに等しくなるように設定される、請求項１記載の磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項３】
前記多周波数帯域ＲＦパルスの時間中心に対する前記スライス選択傾斜磁場の時間中心の差は、前記スライス選択傾斜磁場のうちの前記多周波数帯域ＲＦパルスの時間中心よりも時間的に先行する部分のモーメントと後行する部分のモーメントとの差が、前記複数のスライスについて所定量の画像シフトを生じさせるためのブリップパルスのモーメントに等しくなるように設定される、請求項１記載の磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項４】
前記生成部は、
前記エコー信号データに基づいて、前記複数のスライスが相互に前記所定量の画像シフトを伴い折り返された中間画像を再構成し、
前記中間画像に基づいて前記複数のスライスにそれぞれ対応する前記複数の画像を生成する、
請求項２又は３記載の磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項５】
前記パルスシーケンスは、前記多周波数帯域ＲＦパルスの複数回の印加と前記スライス選択傾斜磁場の複数回の印加とを含み、
前記複数回のうちの特定回の前記スライス選択傾斜磁場の時間中心は、前記特定回の前記多周波数帯域ＲＦパルスの時間中心に対して異なり、
前記特定回より時間的に後の回の前記スライス選択傾斜磁場の時間中心は、前記後の回の前記多周波数帯域ＲＦパルスの時間中心に略一致する、
請求項１記載の磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項６】
前記パルスシーケンスは、前記複数のスライスについて画像シフトを生じさせるために前記スライス選択傾斜磁場とは別個に印加されるブリップパルスを含まない、請求項１記載の磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項７】
前記スライス選択傾斜磁場のモーメントは、前記複数のスライスについて画像シフトを生じさせるためのブリップパルスの印加を含むパルスシーケンスにおけるスライス選択傾斜磁場のモーメントに等しい、請求項１記載の磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項８】
前記多周波数帯域ＲＦパルスは、励起パルスである請求項１記載の磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項９】
前記多周波数帯域ＲＦパルスは、再収束パルスである請求項１記載の磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項１０】
前記多周波数帯域ＲＦパルスは、一連のスピンエコーを形成するために複数回印加される、請求項１記載の磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項１１】
前記パルスシーケンスは、前記スライス選択傾斜磁場の複数回の印加を含み、
前記複数回の前記スライス選択傾斜磁場の波形は、同一である、
請求項１記載の磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項１２】
前記パルスシーケンスは、前記スライス選択傾斜磁場の複数回の印加を含み、
前記複数回の前記スライス選択傾斜磁場の振幅は、同一である、
請求項１記載の磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項１３】
複数のスライスを励起するための多周波数帯域ＲＦパルスの印加と前記多周波数帯域ＲＦパルスに対応するスライス選択傾斜磁場の印加とを含むパルスシーケンスを実行する工程と、
前記パルスシーケンスの実行により発生されたエコー信号を受信してエコー信号データを生成する工程と、
前記エコー信号データに基づいて前記複数のスライスに対応する複数の画像を生成する工程と、を具備し、
前記パルスシーケンスは、前記多周波数帯域ＲＦパルスの時間中心に対して前記スライス選択傾斜磁場の時間中心が異なるように設定される、
磁気共鳴イメージング方法。
【請求項１４】
プロセッサに、
複数のスライスを励起するための多周波数帯域ＲＦパルスの印加と前記多周波数帯域ＲＦパルスに対応するスライス選択傾斜磁場の印加とを含むパルスシーケンスを実行する機能と、
前記パルスシーケンスの実行により発生されたエコー信号に対応するエコー信号データを生成する機能と、
前記エコー信号データに基づいて前記複数のスライスに対応する複数の画像を生成する機能と、を実現させ、
前記パルスシーケンスは、前記多周波数帯域ＲＦパルスの時間中心に対して前記スライス選択傾斜磁場の時間中心が異なるように設定される、
磁気共鳴イメージングプログラム。
【請求項１５】
励起対象の複数のスライスについての画像シフト量を設定し、
前記複数のスライスを励起するための多周波数帯域ＲＦパルスの印加と前記多周波数帯域ＲＦパルスに対応するスライス選択傾斜磁場の印加とを含み、前記多周波数帯域ＲＦパルスの時間中心に対して前記スライス選択傾斜磁場の時間中心が前記画像シフト量だけ異なるように設定されたパルスシーケンスを構築する、
プロセッサを具備する磁気共鳴イメージングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージングシステム、方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）は、ラーモア周波数を有するラジオ周波数（ＲＦ）パルスによって、静磁場に配置された被検体の核スピンを磁気的に励起させ、その励起に伴い生成された磁気共鳴信号から画像を生成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−０７３５５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、効率的なパルスシーケンスを実施することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係る磁気共鳴イメージングシステムは、複数のスライスを励起するための多周波数帯域ＲＦパルスの印加と前記多周波数帯域ＲＦパルスに対応するスライス選択傾斜磁場の印加とを含むパルスシーケンスを実行するシーケンス制御部と、前記パルスシーケンスの実行により発生されたエコー信号を受信してエコー信号データを生成する受信部と、前記エコー信号データに基づいて前記複数のスライスに対応する複数の画像を生成する生成部と、を具備し、前記パルスシーケンスは、前記多周波数帯域ＲＦパルスの時間中心に対して前記スライス選択傾斜磁場の時間中心が異なるように設定される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、本実施形態に係る磁気共鳴イメージングシステムの構成を示す図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る時間シフトされたスライス選択傾斜磁場での高速スピンエコー（ＦＳＥ）のパルスシーケンスを示す図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る複数画像の生成のためのアルゴリズムのフローチャートである。
【図４】図４は、本実施形態の比較例に係るスライス選択傾斜磁場での高速スピンエコー（ＦＳＥ）のパルスシーケンスを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照しながら本実施形態に係る磁気共鳴イメージングシステム、方法及びプログラムを説明する。
【０００８】
添付の図面に関連して以下に説明される記述は、開示される主題の様々な実施形態の記述として意図されており、必ずしも（複数の）実施形態のみを意図するものではない。特定の例において、記述は、開示される主題の理解を提供する目的に対する特定の詳細を含む。しかし、これらの特定の詳細無くても実施形態を実行することができることは、当業者にとって明らかな可能性がある。ある例では、公知の構造および構成要素が、開示される主題の概念を曖昧にさせることを避けるために、ブロック図で表すことができる。
【０００９】
実施形態を通して、「一実施形態」または「ある実施形態」と言及すれば、それは開示される主題の少なくとも一つの実施形態にふくまれる実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、特質、操作又は関数を意味する。従って、本実施形態における「一実施形態において」または「ある実施形態において」というフレーズの任意の登場は、必ずしも同じ実施形態を指すとは限らない。更に、特定の特徴、構造、特質、操作又は関数が、一つまたは複数の実施形態で任意の適切な方法で組み合わせることができる。更に、開示される主題の実施形態は、説明される実施形態の変更例や変形例を網羅することができるし、また実際に網羅することを意図している。
【００１０】
「左」「右」「上」「下」「前」「後」「側面」「高さ」「長さ」「幅」「上方」「下方」「内側」「外側」等の言葉が本開示で使用される可能性があるが、単に言及の地点を説明するだけであり、開示される主題の実施形態を任意の特定の方位または配置へと必ずしも限定しないことを、理解されたい。また更に「第一」「第二」「第三」等の言葉は、部分、構成要素の数、言及の地点、操作および／または関数等のうちの一つを特定したに過ぎず、開示される主題の実施形態を任意の特定の配置または方位へと必ずしも限定するものではない。
【００１１】
次に図面を参照しながら、参照番号が複数の図に亘って同一又は対応する部分を指し示す。
【００１２】
同時マルチスライス（ＳＭＳ：Simultaneous Multislice）撮像法は、一つのＲＦパルスで複数のスライス位置を同時に励起することができ、各励起されたスライスは個別の画像（例えば、各スライス位置に対して一画像）として再構成することができる。ＳＭＳ撮像法は、スキャン時間を短縮し、スライス数を増やすことができるものの、ＳＭＳ撮像法に対する現在のアプローチは、様々な欠点や制限を孕んでいる。
【００１３】
高倍速率のパラレルイメージングにおける制御されたエリアジング（ＣＡＩＰＩＲＩＮＨＡ：Controlled Aliasing in Parallel Imaging Results in Higher Acceleration）法は、多重スライス画像の制御されたエリアジングを含む。より具体的には、スライスは、位相エンコード（ＰＥ）方向に制御された方法でシフトすることができるということである。当該シフトは、異なる位相を各スライスのスピンに印加すること（例えば、各スライス位置に対して異なる送信位相を伴う、多重スライス位置を同時に選択励起するＲＦパルスを使用して）により、且つ既存のパラレルイメージング法（例えば、ＳＥＮＳＥ、ＧＲＡＰＰＡ等）を使用して個別のスライスを再構成することにより、達成することができる。ＣＡＩＰＩＲＩＮＨＡの主な利点としては、改善された信号対ノイズ比（ＳＮＲ）でＳＭＳを達成する点である。スライス画像をシフトすることにより、スライス画像はより広い撮像視野（ＦＯＶ）を占有し、結果的に重複を少なくできる。これらのシフトされた画像は、ＳＮＲを許容範囲に保ちながら、再構成することができる。しかし、ＣＡＩＰＩＲＩＮＨＡは、ＲＦ励起パルスごとにデータの一位相エンコードラインしか収集しないので、エコートレインの無い単純な磁気共鳴パルスシーケンスに限られる場合がある。このようなパルスシーケンスとしては、例えば、フィールドエコー（ＦＥ）、スピンエコー（ＳＥ）が挙げられる。当該パルスシーケンスは、画像シフトを生じさせるため、各位相エンコードについて異なるＲＦパルスで繰り返される。
【００１４】
従来的なＣＡＩＰＩＲＩＮＨＡ法は、多重位相エンコードラインに対し一つのＲＦパルスのみしか存在しないので、エコートレインを含むパルスシーケンス（例えば、高速スピンエコー（ＦＳＥ）またはエコープラナー撮像（ＥＰＩ））に適用することはできない。従って、位相エンコードライン各々に対してスライス位置依存位相（スライス位置を決定付ける位相）を印加する能力が失われている。ブリップパルス付きのＣＡＩＰＩＲＩＮＨＡ（blipped CAIPIRINHA）は、ＣＡＩＰＩＲＩＮＨＡの概念を含むが、エコートレインに亘りＧＳＳブリップパルスを使用してスライス位置依存位相を適用する。ＧＳＳブリップパルスは、スライス選択（ＳＳ）軸に関するブリップパルスを意味する。具体的には、ブリップパルス付きのＣＡＩＰＩＲＩＮＨＡ法は、スライスにスライス位置依存位相を生じさせるためのＧＳＳブリップパルスを使用する。ブリップパルスは、スライス方向の位相分散（ディフェージング）がエコートレインの間に生じることを避けるために、巻き戻し（リワインド）するために用いられる。結果として、ＧＳＳブリップパルスを印加する場合は、エコープラナー撮像（ＥＰＩ）におけるエコートレインの間にＧＳＳ傾斜磁場が存在しないので、ＥＰＩに付加し易い。しかし、ＧＳＳブリップパルスを、例えば、スライス方向のクラッシャパルスやリワインドパルス等の既存のＧＳＳ傾斜磁場として高速スピンエコー（ＦＳＥ）に付加することは容易ではない。例えば、ＦＳＥにおいて、ＧＳＳ傾斜磁場は大抵が大きな振幅であり、インターエコー間隔を減らすために、クラッシャパルスの継続時間は最小化され振幅が増加される。更に、スライス方向のクラッシャパルス後にＧＳＳブリップパルスを付加することは、インターエコー間隔を拡張する可能性があり、この拡張はＦＳＥにおいて望ましくない要因である。
【００１５】
上記の通り、時間シフトされたＧＳＳ傾斜磁場を伴うＦＳＥは、スライス選択傾斜磁場の印加方向に関してブリップパルスの追加を必要としない。ＲＦパルスの時間中心に関するＧＳＳ傾斜磁場の時間中心をシフトすることにより、傾斜磁場は同じ振幅を保ち、傾斜磁場としての波形は時間方向においてのみシフトされる。更に、ＲＦパルスは、エコータイミングを維持するために同じ時間位置で留まることができる。
【００１６】
図１は、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）システム１００の構成を示す図である。ＭＲＩシステム１００は、ガントリ１０（概要的に横断面で示されている）と、これらと相互作用を取った様々な関連するシステム要素とを含む。少なくともガントリ１０は、遮蔽室（シールド）に通常は配置されている。一つのＭＲＩシステムは、実質には同軸円筒形配置された、静磁場Ｂ０磁石１２と、Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚ傾斜磁場コイルセット１４と、大型の全身ＲＦコイル（ＷＢＣ）１６とを含む。物理的なＧｘ、Ｇｙ、Ｇｚ勾配軸は、機能的な軸ＧＲＯ、ＧＰＥ、ＧＳＳ（読み出し：readout、位相エンコード：phase encode、スライス選択：slice-selection）を作り出すような方法で制御することができる。円筒の横軸に沿った複数のエレメントコイルのアレイは、寝台１１によって支持された患者９の胸部を実質的に包括するように示された撮像ボリューム１８に対応する。小さなＲＦコイル１９は、撮像ボリューム１８において患者９の頭部に更に近くに合わさるようにして示されている。ＲＦコイル１９は、頭部、腕、肩、肱、手首、膝、脚、胸部、背骨等の特定の身体の部分に対して製作される。システムコントローラ２２は、シーケンス制御部３０と相互作用し、シーケンス制御部３０は、ＲＦ送信部３４や送受信スイッチ３６と同様（送受信の両方に同じＲＦコイルが使用された場合に）、Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚ勾配コイルドライバ３２を制御する。シーケンス制御部３０は、例えば、時間シフトされたＧＳＳ傾斜磁場を伴う高速スピンエコー（ＦＳＥ）パルスシーケンスを実行するための適切なプログラムコード構造３８を含む。
【００１７】
様々な関連するシステム要素が入力をＭＲＩデータプロセッサ４２に提供するために、ＲＦ受信部４０を含み、係るＭＲＩデータプロセッサ４２は、その後にディスプレイ２４に送られる処理済画像データを作り出すよう構成されている。ＭＲＩデータプロセッサ４２は、ＭＲＩ画像記憶部３６に格納されている時間シフトされたＧＳＳ傾斜磁場を伴うパルスシーケンスの過去に取得されたデータ取得へとアクセスし、且つＭＲＩ画像再構成プログラムコード構造４４と同様、プログラムコード構造５０などＭＲ画像データを補正／補償する、ようにも構成されている。
【００１８】
図１に描かれているのは、システムプログラム格納部５０の一般化された記述である。システムプログラム格納部５０には、格納されたプログラムコード構造（例えば、グラフィカルユーザインターフェースを定義し、グラフィカルユーザインターフェースへの操作者入力を受け取る等のために）は、ＭＲＩシステム１００の様々なデータ処理要素へとアクセスが可能な非一時的コンピュータ読み取り可能格納媒体に格納されている。プログラム格納部５０は、一部分において、必要に応じ様々な関連するシステム要素の様々な要素へと、セグメントされ且つ直接接続されることができる。
【００１９】
図１は、ここに説明される例示的な実施形態を実行するために、いくつか変形例があるＭＲＩシステムの簡略化ダイアグラムを描いている。システム要素は、「ボックス」の異なるコレクションへと分割することができ、多数のデジタル信号プロセッサ、マイクロプロセッサ及び専用用途処理回路を含むことができる。これらのプロセッサおよび回路は、例えば、高速アナログ／デジタル変換、フーリエ変換及びアレイ処理を実行するよう構成されている。これらの処理回路のそれぞれは、「状態機械」とクロックトとすることができ、物理的なデータ処理回路は、一つの物理的な状態から各クロックサイクル（或いは所定数のクロックサイクル）の発生の別の物理的状態へと進む。
【００２０】
操作経過に亘り、処理回路（例えば、ＣＰＵ、レジスタ、バッファ、計算ユニット等）の物理的状態が、一つのクロックサイクルから別のクロックサイクルへと次第に変化することがあるだけでなく、関連するデータ格納媒体（例えば、磁気格納媒体におけるビット格納場所）の物理的状態も、その様なシステムの手術の間に、一つの状況から別の状況へと転換される。例えば、時間シフトされたＧＳＳ傾斜磁場撮像再構成処理の終わりに、物理的格納媒体におけるコンピュータ読み取り可能アクセス可能データ値格納場所のアレイは、ある以前の状態から（全て１の値の均一なゼロの値）新たな状態へと変えられる。実世界の物理的なイベント及び状況を表すために、アレイの様な物理的な場所での物理的な状態は、最小値及び最大値の間で変化する（例えば、撮像ボリューム空間についての患者の内部的な物理的構造）。格納されたデータ値のその様なアレイは、コンピュータ制御プログラムの特定の構造が、命令に連続してロードされ且つ様々な関連するシステム構成要素の一つ又は複数のＣＰＵによって実行された場合に、ＭＲＩシステムにおいて動作状態の特定のシーケンスを引き起こし且つ遷移するのと同様に、物理的構造を表し且つ構成もする。
【００２１】
図２は、本実施形態に係る、時間シフトされたＧＳＳ傾斜磁場を伴う高速スピンエコー（ＦＳＥ）パルスシーケンスを描く。ＦＳＥパルスシーケンスは、一連のエコー信号を生成するために、単一の９０°励起パルスの後に一連の１８０°再収束パルスを使用する。ＦＳＥは、これらのエコー信号各々に対し位相エンコード傾斜磁場を変調する。なお、マルチエコーシーケンスは、同じ位相エンコード傾斜磁場を伴うトレインにおいて全てのエコー信号を収集する。
【００２２】
エコー信号間の位相エンコード傾斜磁場を変調する結果として、ｋ空間の多重ライン（つまり、位相エンコードステップ）は、所定の繰り返し時間（ＴＲ）で収集される。多重位相エンコードラインを各ＴＲ間隔の間に収集することができるので、ＦＳＥにより撮像時間を著しく減らすことができる。
【００２３】
典型的なパルスシーケンスにおいて、各ＲＦパルスは、ＲＦパルスの左側（時間的に先行する部分）とＲＦパルスの右側（時間的に後行する部分）とに等しい磁場勾配の積分（例えば、磁場勾配の時間積分）を含む。ＲＦパルスのバランス或いは対称性は、ＲＦパルスの磁気中心を基準にする。磁気中心、換言すれば、時間中心は、例えば、１個のパルス又は傾斜磁場の磁場勾配の時間積分を均等に二分する時間点、或いは１個のパルス又は傾斜磁場の磁場勾配のピーク値の時間点を指す。
【００２４】
図２に示すＦＳＥパルスシーケンスは、第一のＲＦパルス２０５、第二のＲＦパルス２１０及び第三のＲＦパルス２１５を含む。ＧＳＳ傾斜磁場２３５、２４０及び２４５は、ＲＦパルス２０５、２１０及び２５１を基準として矢印方向にシフトされる。左から右に指す矢印は、左から右へと傾斜磁場がシフトしていることを示す。例えば、ＲＦパルス２０５の左側（時間的に先行する部分）についての磁場勾配（つまり、モーメント）がＲＦパルス２０５の右側（時間的に後行する部分）に比べて少ない。結果として、ＲＦパルスの右側は、より大きい積分（つまり、モーメント）を含む。同様に、右から左へとＲＦパルスをシフトすることは、ＲＦパルスの左側がより大きい積分（つまり、モーメント）を有し、且つＲＦパルスの右側がより少ない積分（つまり、モーメント）を有することに対応する。各ＲＦパルス２０５、２１０、２１５は、時間シフトされたＧＳＳ波形２３５、２４０、２４５をそれぞれ含む。更に、図２は、ＧＳＳ波形２３５がＲＦパルス２５０を基準としてシフトされ、ＧＳＳ波形２４０がＲＦパルス２５５を基準としてシフトされ、更にＧＳＳ波形２４５がＲＦパルス２６０を基準としてシフトされている。
【００２５】
第一のＲＦパルス２０５は、ＧＳＳ傾斜磁場２３５を基準として矢印２２０に時間シフトされる。第一のＲＦパルス２０５は、Ａ＋ｂ／２の時間シフトされたＧＳＳ傾斜磁場２３５を含む。ここでＡは、シフトする前の曲線下面積であり、ｂは、各エコー信号から追加される／差し引かれることができる、追加のモーメントである。第一のＲＦパルス２０５に対応する矢印２２０は、第一のＲＦパルス２５０に関連する右側へのシフトであることを示し、エコー信号へと追加されている追加のモーメントに対応することができる。第二のＲＦパルス２１０は、Ａ−ｂ／２の時間シフトされたＧＳＳ傾斜磁場２４０を含む。矢印２２５は、第二のＲＦパルス２５５を基準とする左側へのシフトであることを示す。第二のＲＦパルスは、エコー信号から差し引かれている追加のモーメントに対応する。第三のパルス２１５は、Ａ＋ｂ／２の時間シフトされたＧＳＳ傾斜磁場２４５を含む。矢印２３０は、第三のＲＦパルス２６０を基準とする右側へのシフトであることを示す。第三のＲＦパルス２６０は、エコー信号へと追加されている追加のモーメントに対応する。図２に描かれた右・左・右のパルスシーケンス（つまり、追加、削減、追加）は、単なる例示であり、様々なパルスシーケンスを適宜使用することが可能である。
【００２６】
図２において描かれたパルスシーケンスは、各ＲＦパルスの間の読出し表示された（例えば、図１のディスプレイ２４上に）ことを含むことができる。読出しエコー信号は、ＲＦパルスの磁気中心を基準とするスライス選択傾斜磁場の磁場勾配の積分のバランスの差によって生じた、ゼロでないスライス選択（ＳＳ）モーメントを有する。この様にして、各読出しエコー信号は、ＳＳモーメント（例えば、ＳＳモーメントはスライス位置依存位相を暗示する）を有することができる。各読出しエコー信号が異なるスライス依存位置位相を有する場合に、各スライスの画像は、中間の重複画像において適宜相互にシフトされ、個別の画像へと再構成される。更に、ＧＳＳ波形の時間シフトは、エコー信号においてＳＳモーメントに比例する。より具体的には、追加モーメント（つまりｂ）は、ＧＳＳ振幅によって増加された時間シフトに等しい。正の時間シフト（例えば、図２における右へ）及び負の時間シフト（例えば、図２における左へ）は、それぞれ正及び負のＳＳモーメント蓄積を生じさせるために構築される。更に、ＳＳモーメントは、正／負シフトパターンに基づいて、追加される或いはリワインドされることができる。ＳＳパターンは、一連の正のステップ及び負のステップから成り立つ。典型的に、パターンにおける要素数は、同時に選択されるスライス数に一致する。例えば、［＋１，−１］パターンは、２つのスライスを互いにシフトするために繰り返される。他のパターンとして、［＋２，―１，―１］パターンは３つのスライスを互いにシフトするために繰り返され、［＋３，―１，―１，―１］パターンは４つのスライスを互いにシフトするために繰り返される。
【００２７】
一実施形態において、ＲＦパルスは、多周波数帯域（ＭＢ）ＲＦパルスとすることがある。
【００２８】
一実施形態において、ＲＦパルスは、ＳＡＲ（Specific Absorption Rate）の低減のための多周波数帯域パルスとすることができる。ＳＡＲ低減のための多周波数帯域パルスとしては、例えば、ＰＩＮＳ（Power Independent of the Number of Slices）、位相最適化のための多周波数帯域ＲＦパルスが挙げられる。
【００２９】
ＧＳＳ傾斜磁場の時間シフトに関わらず、ＲＦタイミングは固定されたままとすることができる。これによりＣＰＭＧ（Carr Purcell Meiboom Gill）シーケンスを維持することができる。更に、読出傾斜磁場と位相エンコード傾斜磁場とは固定されたままとすることができ、ＧＳＳ波形は、同じ振幅及び波形保つことができ、ＧＳＳ波形は時間シフトすることができ、且つ各エコーでの追加のＧＳＳモーメント（例えば、図２におけるｂ）は、位相エンコード（ＰＥ）方向におけるスライス位置に依存した画像シフトを生じる場合がある。
【００３０】
一実施形態において、ＧＳＳ波形上のフラットトップの継続時間は、最小許容可能な継続時間を超えて延長することができる。当該延長によりＲＦ選択に影響を与えることなく画像シフトするためにＧＳＳを許容する。フラットトップは、ＲＦパルスが典型的に実行される箇所のスライス選択傾斜磁場の波形の中央において均一な振幅の領域である。
【００３１】
実施形態において画像は、パラレルイメージング技法（例えば、ＳＥＮＳＥ、ＧＲＡＰＰＡ等）を使用して再構成することができる。
【００３２】
図３は、本実施形態に係るＭＲＩシステム１００のシステムコントローラ２２の制御による、複数の画像を生成するためのアルゴリズムに関するフローチャートである。
【００３３】
ステップＳ３０５において、マルチバンドスピンエコーシーケンスが生成される。例えば、各ＲＦパルスが少なくとも二つのスライス位置で選択励起するよう構成される。複数のＲＦパルス（例えば、二つ以上のＲＦパルス）は、スピンエコー（或いは一連のスピンエコー）を形成する。
【００３４】
ステップＳ３１０において、ＭＲ磁化は、エコー信号を形成するために、エンコードされる。例えば、読出しの所定セット、位相エンコード及びスライス選択傾斜磁場は、エコー信号を形成するために、ＭＲ磁化をエンコードするよう構成される。
【００３５】
ステップＳ３１５において、時間シフトのセットは、スライス選択傾斜磁場に適用される。言い換えれば、ＲＦパルスに対するスライス選択傾斜磁場の時間位置は、シフトされる。更に、当該シフトは、各読出しの前に印加されるＲＦパルスによるスライス選択励起のために適用される。
【００３６】
ステップＳ３２０において、時間シフトのパターンは、エコー信号について生成される。例えば、スライス選択傾斜磁場の時間シフトのパターンを生成する場合がある。結果的に、時間位置はシーケンスにおいても変化するものの、全ての勾配波形及び振幅は、撮像処理を通して同じまま維持することができる。
【００３７】
各時間シフトは、エコートレインの各読出しエコー信号へとスライス位置依存位相を適用することができる。スライス位置依存位相は、線形位相が位相エンコード方向において増加するように、所定のパターンに適用することができる。周波数空間において線形的に変化する位相が画像空間における線形的なシフトを生じさせるというフーリエ変換の性質により、同時に選択されたスライスは相互にシフトされる。
【００３８】
ステップＳ３２５において、エコー信号に対応する画像データが受信される。例えば、エコー信号は、ＲＦ受信部４０等によりＡ／Ｄ変換されることによりエコー信号データとして変換される。エコー信号データは、ｋ空間データ（画像データ）として収集される。
【００３９】
ステップＳ３３０において、画像データは、互いに重複する全ての同時に選択されたスライスからの信号を伴う、中間画像を生成するために再構成処理に供される。
【００４０】
中間画像は、複数の画像を生成するために、更に再構成することが可能である。各画像は、複数の選択されたスライスの位置のうちの一つからのデータを描出する。この様な再構成処理としては、ＳＥＮＳＥ或いはＧＲＡＰＰＡ等のパラレル再構成法が用いられる。
【００４１】
以下、上記の実施形態について総括する。本実施形態に係るＭＲＩシステム１００は、シーケンス制御部３０とＭＲＩデータプロセッサ４２とを有する。シーケンス制御部３０は、複数のスライスを励起するための多周波数帯域ＲＦパルスの印加と多周波数帯域ＲＦパルスに対応するスライス選択傾斜磁場の印加とを含むパルスシーケンスを実行する。多周波数帯域ＲＦパルスの印加により当該複数のスライスが略同時に選択的に励起される。多周波数帯域ＲＦパルスの印加に時間的に重畳して、当該多周波数帯域ＲＦパルスに対応するスライス選択傾斜磁場が印加される。
【００４２】
シーケンス制御部３０により実行されるパルスシーケンスは、予め又は即時的にシーケンス制御部３０又はＭＲＩデータプロセッサ４２により構築される。例えば、シーケンス制御部３０又はＭＲＩデータプロセッサ４２は、図３のＳ３０５等において構築される。本実施形態に係るパルスシーケンスは、上記の通り、多周波数帯域ＲＦパルスを用いた、９０度パルス等の励起パルスとそれに続く１８０度パルス等の複数の再収束パルスとを含むＦＳＥパルスシーケンスを基礎にする。更に本実施形態に係るパルスシーケンスとしては、高速撮像法の一種であるＣＡＩＰＩＲＩＮＨＡを組み合わせたパルスシーケンスが好適である。
【００４３】
シーケンス制御部３０又はＭＲＩデータプロセッサ４２は、パルスシーケンスを、多周波数帯域ＲＦパルスの時間中心に対してスライス選択傾斜磁場の時間中心が異なるように設定する。より詳細には、多周波数帯域ＲＦパルスの時間中心に対するスライス選択傾斜磁場の時間中心の差は、スライス選択傾斜磁場のうちの多周波数帯域ＲＦパルスの時間中心よりも時間的に先行する部分のモーメントと後行する部分のモーメントとの差が、複数のスライスについての所定量の画像シフトを生じさせるためのモーメントに等しくなるように設定される。所定量の画像シフトを生じさせるためのモーメントは、例えば、当該所定量の画像シフトを生じさせるためのブリップパルスのモーメントに等しくなるように設定される。所定量は、任意の値にプリセットされていてもよいし、キーボード２６等の入力インターフェースを介してユーザの任意の値に設定可能である。
【００４４】
ここで、図２と図４とを比較して、本実施形態に係るパルスシーケンスの利点について言及する。図２は、本実施形態に係るＣＡＩＰＩＲＩＮＨＡのパルスシーケンスにおける多周波数帯域ＲＦパルス２０５，２１０，２１５と時間シフトされたスライス選択傾斜磁場２３５，２４０，２４５との時間関係を示す。図４は、ブリップパルス付きのＣＡＩＰＩＲＩＮＨＡのパルスシーケンスにおけるＲＦパルス６１，６２，６３とブリップパルス付きのスライス選択傾斜磁場７１，７２，７３との時間関係を示す図である。図２の左図と図４の左図とが対応し、図２の中央図と図４の中央図とが対応し、図２の右図と図４の右図とが対応する。図４の左図は、スライス選択傾斜磁場７１の時間的に後方（図４の右側）に＋ｂのモーメントを有するブリップパルス８１が付加されている例である。図４の中央図は、スライス選択傾斜磁場７２の時間的に前方（図４の左側）に−ｂのモーメントを有するブリップパルス８２が付加され、時間的に後方にも−ｂのモーメントを有するブリップパルス８３が付加されている例である。図４の右図は、スライス選択傾斜磁場７３の時間的に前方に＋ｂのモーメントを有するブリップパルス８４が付加され、時間的に後方にも＋ｂのモーメントを有するブリップパルス８５が付加され、更にブリップパルス８５の時間的に後方に−ｂのモーメントを有するブリップパルス８６が付加されている例である。
【００４５】
以下、本実施形態に係るＣＡＩＰＩＲＩＮＨＡのパルスシーケンスとブリップパルス付きのＣＡＩＰＩＲＩＮＨＡのパルスシーケンスとの比較について、図２の左図と図４の左図とを参照しながら説明する。なお、図２の中央図と図４の中央図、図２の右図と図４の右図についても同様である。
【００４６】
図４の左図に示すように、ＲＦパルス６２の時間中心（磁気中心）がスライス選択傾斜磁場７１の時間中心（磁気中心）に一致するようにパルスシーケンスが構築される。スライス選択傾斜磁場７１のモーメントは、ＲＦパルス６２の時間中心を基準として対称である。従ってスライス選択傾斜磁場７１のうちのＲＦパルス６２の時間中心よりも時間的に先行する部分のモーメントと後行する部分のモーメントとは略等しい。先行する部分のモーメントと後行する部分のモーメントとは共にＡであるとする。ブリップパルスが、スライス選択傾斜磁場７１の印加後、スライス選択方向に印加される。当該ブリップパルスのモーメントは、ＲＦパルス６２及びスライス選択傾斜磁場７１の印加後に発生されるエコー信号に付与する、画像シフト量に応じたモーメントに等しい。例えば、当該ブリップパルスのモーメントは、＋ｂであるとする。スライス選択方向に印加される磁場パルスの総モーメントは、２Ａ＋ｂとなる。
【００４７】
本実施形態に係るパルスシーケンスは、励起対象の複数のスライスについて画像シフトを生じさせるために、スライス選択傾斜磁場とは別個に印加されるブリップパルスを含まない。本実施形態に係るパルシーケンスにおいては、図２の左図に示すように、ブリップパルスのような付加的な磁場パルスを付加することなく、時間シフトされたスライス選択傾斜磁場２３５により、所定の画像シフト量に応じたモーメントをエコー信号に付与する。すなわち、スライス選択傾斜磁場２３５のうちのＲＦパルス２０５の時間中心よりも時間的に先行する部分のモーメント（Ａ−ｂ／２）と後行する部分のモーメント（Ａ＋ｂ／２）との差（＋ｂ）が、複数のスライスについての所定量の画像シフトを生じさせるためのモーメント（＋ｂ）に等しくなるように、ＲＦパルス２０５の時間中心に対してスライス選択傾斜磁場２３５の時間中心がオフセットされる。
【００４８】
なお、図２は、スライス選択傾斜磁場２３５を基準とした、時間シフトの前後のＲＦパルス２０５，２５０の位置の変化を示している。ＲＦパルス２５０の時間中心とスライス選択傾斜磁場２３５の時間中心とが一致している状態（時間シフト前）が点線で表記され、ＲＦパルス２５０の時間中心を基準としてスライス選択傾斜磁場２３５の時間中心が時間的に後方にオフセットしている状態（時間シフト後）が実線で表記されている。実際には、時間シフト前のＲＦパルス２５０の時間中心と時間シフト後のＲＦパルス２０５の時間中心とは一致している。
【００４９】
スライス選択傾斜磁場２３５のモーメントは、励起対象の複数のスライスについて画像シフトを生じさせるためのブリップパルスの印加を含むパルスシーケンスにおけるスライス選択傾斜磁場７１のモーメントに等しい。すなわち、図２のスライス選択傾斜磁場２３５のモーメントは２Ａであり、図４のブリップパルス付きのスライス選択傾斜磁場７１のモーメントも２Ａで等しい。モーメントだけでなく、スライス選択傾斜磁場２３５の形状とスライス選択傾斜磁場７１の形状とが同一に設定されてもよいし、スライス選択傾斜磁場２３５の振幅とスライス選択傾斜磁場７１の振幅とが同一に設定されてもよい。なお、形状とは、縦軸を磁場勾配、横軸を時間とするグラフにおけるスライス選択傾斜磁場２３５，７１の形状である。
【００５０】
本実施形態に係るパルシーケンスにおいて、ＲＦパルスとスライス選択傾斜磁場とは複数回に亘り印加される。ＲＦパルスの時間中心に対してオフセットされるスライス選択傾斜磁場は、複数回のうちの特定の１回のみでよく、当該特定回よりも時間的に後の回においてはオフセットされなくてよい。すなわち、複数回のうちの特定回のスライス選択傾斜磁場の時間中心は、特定回のＲＦパルスの時間中心に対して異なるように設定され、特定回より時間的に後の回の前記スライス選択傾斜磁場の時間中心は、当該後の回のＲＦパルスの時間中心に略一致するように設定される。当該特定回においてオフセットされることにより、後行する回においてはオフセットすることなく、エコー信号に、当該オフセットに応じたモーメントが付与されるからである。オフセットされる特定回は、例えば、多周波数帯域ＲＦパルスが励起パルスである回や再収束パルスである回に設定されてもよいし、他の任意の回でもよい。
【００５１】
更にＭＲＩシステム１００は、ＲＦ受信部４０を備える。例えば、図３のステップＳ３２５においてＲＦ受信部４０は、シーケンス制御部３０によるパルスシーケンスの実行により発生されたエコー信号を、アレイＲＦコイル１９を介して受信してエコー信号データ（ｋ空間データ、画像データ）を生成する。図３のステップＳ３３０においてＭＲＩデータプロセッサ４２は、エコー信号データに基づいて、略同時に励起された複数のスライスに対応する複数のＭＲ画像を生成する。より詳細には、ＭＲＩデータプロセッサ４２は、エコー信号データに基づいて、複数のスライスが相互に所定量の画像シフトを伴い折り返された中間画像を再構成する。画像シフト量は、任意の一画素に、複数のスライスに由来する折り返し成分が重畳しないように設定されるとよい。そしてＭＲＩデータプロセッサ４２は、中間画像に基づいて、複数のスライスにそれぞれ対応する複数のＭＲ画像を生成する。例えば、ＭＲＩデータプロセッサ４２は、中間画像を、アレイＲＦコイル１９に含まれる複数のコイルにそれぞれ対応する複数の感度マップに基づいて、複数のスライスにそれぞれ対応する複数のＭＲ画像に展開する。これにより画質の良好な各スライスのＭＲ画像を生成することができる。
【００５２】
ＭＲＩシステム１００には、様々な利点が挙げられる。例えば、ＭＲＩシステム１００、そしてより具体的には図３に説明された処理は、スキャン時間を減らしながら、固定されたスキャン時間において選択されたスライス数を増やし、或いは固定されたスライス数を収集することができる。更に、時間シフトされたＧＳＳ傾斜磁場を伴うパルスシーケンスを使用することは、ブリップパルス付きのＣＡＩＰＩＲＩＮＨＡにおいて使用されるブリップパルス等の、付加的な勾配波形を追加する必要性を除去することができる。更に、時間シフトされたＧＳＳ傾斜磁場を伴うパルスシーケンスを使用することは、勾配振幅、勾配力、負荷サイクル、そして時間に亘る音響ノイズの維持に役立つ。言い換えれば、勾配に何かしらの追加を加えるよりも、ＲＦパルスの磁気中心に対してＧＳＳ傾斜磁場の時間中心をシフトすることにより、ＭＲＩシステム１００は、より効果的になる場合があり、また実際のハードウェア制約を回避することができる（例えば、無限パワーを有さない、無限の負荷サイクルを有さない、等）。
【００５３】
開示された内容の実施形態が述べられたが、当業者にとって前述の内容は、単なる実例に過ぎず、ほんの一例として表されたもので制約を受けるものでない。この様にして、特定の構成がここに説明されたものの、その他の構成も用いることができるということである。様々な変形例及びその他の実施形態（例えば、組み合わせ、再配列等）は、本開示によって可能にされ、また当業者の範囲内にあり、開示された内容及びそれらに相当するものの範囲におけるものと、意図されている。開示された実施形態の特徴は、更なる実施形態を生み出すために、発明の範囲において組み合わされ、再配置され、省略されることができる。更に、特定の特徴は、その他の特徴の対応する使用抜きで、役に立つために使用することもあるだろう。従って、出願人及び複数の出願人は、その様な選択肢、変形例、相当物、そして変化等は開示された内容の趣旨及び範囲内にあるものとして包括的に捉える意図がある。
【００５４】
特定の実施形態が本開示で述べられてきた一方で、これらの実施形態は実例の方法のみで提示されており、開示の範囲を限定する意図はない。実に、本開示で述べられた新たな方法、装置やシステムは、他の様々な形態で具体化されてよく、更には、本開示の精神から乖離することなく、本開示に述べられた方法、装置やシステムの形式で省略、置き換え、変更がなされてもよいだろう。
【００５５】
特定の実施形態が本開示で述べられてきた一方で、これらの実施形態は実例の方法のみで提示されており、開示の範囲を限定する意図はない。実に、本開示における示唆を使用して、当業者は、開示の精神から乖離することなく、本開示に述べられた実施形態の形において、様々な方法で省略をしたり、置き換えたり、変更をして開示を改良し適応してよい。
【００５６】
以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、効率的なパルスシーケンスを実施することができる。
【００５７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５８】
１０  ガントリ
１１  寝台
１４  Ｇｚ勾配コイルセット
１６  全身ＲＦコイル
１８  撮像ボリューム
１９  ＲＦコイル
２２  システムコントローラ
２４  ディスプレイ
２６  キーボード
３０  シーケンス制御部
３２  Ｇｚ勾配コイルドライバ
３４  ＲＦ送信部
３６  ＭＲＩ画像記憶部
３６  送受信スイッチ
３８  プログラムコード構造
４０  ＲＦ受信部
４２  データプロセッサ
４４  ＭＲＩ画像再構成プログラムコード構造
５０  プログラム格納部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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