(57)【要約】  コヒーレント磁気共鳴イメージング方法において、複数のスライス７０、７２；１７０、１７２は、定常スピン状態に各々準備される７４、７６。時間領域多重化された読み出し８０、８２が実行される。各読み出しは、定常スピン状態スライスの１つに対応する磁気共鳴データを取得する。無線周波数励起パルス１２０、１２２は、前記スライスの定常スピン状態を維持するために時間領域多重化された読み出しパルス１０２、１１２とインターリーブされる。前記取得された磁気共鳴データは、複数のスライスに対応する再構成画像を生成するように再構成される６２。
2008537492.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
定常スピン状態スライスの１つに対応する磁気共鳴データを各々取得する時間領域多重化された読み出しを実行するステップと、
前記スライスの定常スピン状態を維持するために前記時間領域多重化された読み出しと無線周波数励起パルスをインターリーブするステップと、
複数の前記スライスに対応する再構成画像を生成するために前記取得された磁気共鳴データを再構成するステップと、
を有する磁気共鳴イメージング方法。
【請求項２】
複数のスライスを各々定常スピン状態に準備するステップと、
各スライスの複数の時間的に分離された再構成画像を生成するために、前記準備するステップを繰り返すことなく、前記時間領域多重化された読み出しを実行するステップ、前記無線周波数励起パルスをインターリーブするステップ及び前記再構成するステップを繰り返すステップと、
を更に有する、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング方法。
【請求項３】
前記複数のスライスが、第１及び第２の直交するスライスを含み、前記時間領域多重化された読み出しを実行するステップが、
前記第１のスライスの定常スピン状態を位相符号化するために第１の方向において磁場傾斜を印加するステップと、
前記第２のスライスの定常スピン状態を位相符号化するために前記第１の方向に直交する第２の方向において磁場傾斜を印加するステップと、
を含む、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング方法。
【請求項４】
前記無線周波数励起パルスをインターリーブするステップが、
前記第１のスライスのスピン状態を維持するために前記第２の方向におけるスライス選択磁場傾斜と共に１以上の励起パルスを印加するステップと、
前記第２のスライスのスピン状態を維持するために前記第１の方向におけるスライス選択磁場傾斜と共に１以上の励起パルスを印加するステップと、
を含む、請求項３に記載の磁気共鳴イメージング方法。
【請求項５】
前記時間領域多重化された読み出しを実行するステップが、
前記第１及び第２のスライスの読み出しを周波数符号化するために前記第１及び第２の方向に直交する第３の方向における読み出し磁場傾斜を印加するステップ、
を含む、請求項３に記載の磁気共鳴イメージング方法。
【請求項６】
前記複数のスライスが、前記第１及び第２のスライスの両方に直交する第３のスライスを含み、前記時間領域多重化された読み出しを実行するステップが、
前記第３のスライスの周波数及び位相符号化を実行するために前記第３のスライスの読み出し中に前記第１及び第２の方向における磁場傾斜を印加するステップ、
を含む、請求項３に記載の磁気共鳴イメージング方法。
【請求項７】
前記複数のスライスが、間に選択された角度を持つ第１及び第２のスライスを含み、前記時間領域多重化された読み出しを実行するステップが、
前記第１のスライスの定常スピン状態を位相符号化するために第１の磁場傾斜を印加するステップと、
前記第２のスライスの定常スピン状態を位相符号化するために第２の磁場傾斜を印加するステップであって、前記第１の磁場傾斜と前記第２の磁場傾斜との間の角度が前記第１のスライスと前記第２のスライスとの間の前記選択された角度に対応する、当該ステップと、
を含む、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング方法。
【請求項８】
前記無線周波数励起パルスをインターリーブするステップが、
前記第１のスライスのスピン状態を維持するために前記第１のスライスを横断するスライス選択磁場傾斜と共に１以上の励起パルスを印加するステップと、
前記第２のスライスのスピン状態を維持するために前記第２のスライスを横断するスライス選択磁場傾斜と共に１以上の励起パルスを印加するステップと、
を含む、請求項７に記載の磁気共鳴イメージング方法。
【請求項９】
前記複数のスライスが、前記第１及び第２のスライスとの間に選択された角度を持つ第３のスライスを含み、前記時間領域多重化された読み出しを実行するステップが、
前記第３のスライスの周波数及び位相符号化を実行するために前記第３のスライスの読み出し中に前記第１及び第２の方向における磁場傾斜を印加するステップ、
を含む、請求項７に記載の磁気共鳴イメージング方法。
【請求項１０】
前記時間領域多重化された読み出しを実行するステップが、
前記第１のスライスを周波数符号化するために前記第１及び第２の磁場傾斜に直交する第１の読み出し磁場傾斜を印加するステップと、
前記第２のスライスを周波数符号化するために前記第１及び第２の磁場傾斜に直交する第２の読み出し磁場傾斜を印加するステップと、
を含む、請求項７に記載の磁気共鳴イメージング方法。
【請求項１１】
前記第１及び第２の読み出し磁場傾斜が、平行及び逆平行の一方である、請求項１０に記載の磁気共鳴イメージング方法。
【請求項１２】
各再構成画像の飽和領域を無視するステップであって、前記飽和領域が前記第１及び第２のスライスの少なくとも交差部分を含む、当該ステップ、
を更に含む、請求項７に記載の磁気共鳴イメージング方法。
【請求項１３】
前記選択された角度が９０°より小さく、前記第１のスライス内の第１の交差スライス干渉領域が、前記第１のスライスに対する前記第２のスライスの投影を含み、前記第２のスライス内の第２の交差スライス干渉領域が、前記第２のスライスに対する前記第１のスライスの投影を含む、請求項１２に記載の磁気共鳴イメージング方法。
【請求項１４】
前記第１のスライスが、心臓の短軸像に対応し、前記第２のスライスが、前記心臓の長軸像に対応する、請求項７に記載の磁気共鳴イメージング方法。
【請求項１５】
前記複数のスライスが、前記第１及び第２のスライスとの間に選択された角度を持つ第３のスライスを含み、前記第３のスライスが、前記第２のスライスの前記長軸像とは異なる前記心臓の他の長軸像に対応する、請求項１４に記載の磁気共鳴イメージング方法。
【請求項１６】
前記時間領域多重化された読み出しを実行するステップが、異なるコイル感度を持つ複数のコイルを採用し、前記再構成するステップが、
前記読み出しにおける複数のコイルの使用による感度符号化を持つ感度符号化（SENSE）画像を生成するために前記磁気共鳴データを再構成するステップと、
前記再構成されたスライスにおいて交差スライス干渉を抑制するために感度復号を実行するステップと、
を含む、請求項７に記載の磁気共鳴イメージング方法。
【請求項１７】
前記複数のスライスが、離間した平行スライスを含み、前記時間領域多重化された読み出しを実行するステップが、異なるコイル感度を持つ複数のコイルを採用し、前記再構成するステップが、
前記離間した平行スライスを横断するスライス選択方向において感度符号化を持つ感度符号化（SENSE）画像を生成するように前記磁気共鳴データを再構成するステップと、
前記複数のスライスに対応する前記再構成画像を生成するために前記スライス選択方向に対してSENSE展開を実行するステップと、
を含む、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング方法。
【請求項１８】
前記時間領域多重化された読み出しの各々が、定常状態自由歳差運動（SSFP）読み出し、定常歳差運動を用いる高速イメージング（TrueFISP）読み出し、バランス型高速磁場エコー（bFFE）読み出し及び完全バランス定常状態（CBASS）読み出しの１つに対応する、請求項１に記載の磁気共鳴イメージング方法。
【請求項１９】
請求項１に記載の方法を実行する磁気共鳴イメージングシステム。
【請求項２０】
インターリーブ又は時分割の形で複数のスライスにコヒーレントイメージングシーケンスを印加するステップと、
取得された共鳴データを複数のスライス画像に再構成するステップと、
を有する磁気共鳴イメージングの方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
以下は、磁気共鳴分野に関する。マルチスライス磁気共鳴イメージングにおいて特定の応用を見つけ、特にこれに関連して記載される。より一般的には、定常状態自由歳差運動（steady-state free precession、SSFP）、定常歳差運動を用いる高速イメージング（TrueFISP）、バランス型高速磁場エコー（balanced fast field echo、bFFE）及び完全バランス（completely balanced）定常状態（CBASS）等のようなコヒーレント磁気共鳴イメージング技術の実質的にいずれのタイプとも関連した応用を見つける。
【背景技術】
【０００２】
マルチスライス磁気共鳴イメージングは、一般に、励起された磁気共鳴が、読み出し反復時間（TR）間隔の間に実質的に完全に崩壊する（又はスポイルされる（spoiled））インコヒーレント（incoherent）イメージング技術を使用して実行される。励起はＴＲ間隔を超えて維持されないので、パルスシーケンスが、互いに対して実質的にいずれの向き関係においても、かつ実質的にいずれの順序でもスライスを励起することができる。典型的には、１つのスライスは、次に続行する前に完全に取得される。
【０００３】
コヒーレント磁気共鳴イメージングにおいて、磁気スピンは、準備パルス又はパルスシーケンスの使用により定常状態に配置される。準備後に、イメージングは、適切な磁場傾斜により空間的に制限された時々の無線周波数パルスの印加によりＴＲ間隔を超えて維持される定常スピン状態で実行される。有利には、前記スピン状態は、ＴＲ間隔の間に崩壊しないので、より高い励起フリップ角度の使用によりインコヒーレントイメージングより高い信号レベルが、得られることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ＴＲ間隔を超えて定常状態を維持する必要性は、これまで、複数のスライスに対するコヒーレントイメージングの拡張を実質的に制限していた。第１のスライスとインターリーブ又は時分割多重化される後のスライスのコヒーレントイメージングを試みる場合、定常状態のままである前のスライスにおける磁気共鳴は、前記後のスライスのイメージングと干渉する。前記後のスライスの再構成画像は、典型的には、前記前のスライスからの再構成された磁気共鳴信号によるアーチファクトフィーチャを含む。更に、順次的に画像を取得する一般的なアプローチは、準備パルス及び定常状態のイメージングに対する中断を必要とし、これは再び同じスライスの更なるイメージングと干渉し、前記準備パルスにより効率性を失う。
【０００５】
一部のアプローチにおいて、マルチスライスイメージングは、前記ＴＲ間隔の後にスピン共鳴状態を崩壊するスポイラシーケンス（spoiler sequence）を続けることにより可能にされる。しかしながら、ＴＲ間隔の間で磁気共鳴をスポイルすることにより、コヒーレントイメージングの増大された信号の利点は失われる。更に、これらのアプローチにおいて、準備シーケンスは、各スライスの各取得に対して繰り返されなければならず、これはイメージングを遅くする。
【０００６】
以下は、前述の制限等を克服する改良された装置及び方法を意図する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一態様によると、定常スピン状態スライスの１つに対応する磁気共鳴データを各々取得する時間領域多重化された読み出しを実行するステップと、前記スライスの定常スピン状態を維持するように無線周波数励起パルスを前記時間領域多重化された読み出しとインターリーブするステップと、前記複数のスライスに対応する再構成画像を生成するように前記取得された磁気共鳴データを再構成するステップとを含む磁気共鳴イメージング方法が提供される。
【０００８】
他の態様において、定常スピン状態スライスの１つに対応する磁気共鳴データを各々取得する時間領域多重化された読み出しを実行するステップと、前記スライスの定常スピン状態を維持するように無線周波数励起パルスを前記時間領域多重化された読み出しとインターリーブするステップと、前記複数のスライスに対応する再構成画像を生成するように前記取得された磁気共鳴データを再構成するステップとを含む方法を実行する磁気共鳴イメージングシステムが開示される。
【０００９】
１つの利点は、マルチスライスコヒーレントイメージングを容易化することにある。
【００１０】
他の利点は、スライスの向き、スライスの厚さ又はスライスの視野（field-of-view）の制限無しのマルチスライスコヒーレントイメージングを容易化することにある。
【００１１】
他の利点は、マルチスライスコヒーレントイメージングにおいて定常状態に対する中断を取り除くことにある。
【００１２】
他の利点は、動的マルチスライスコヒーレントイメージングにおける改良された時間的レジストレーションにある。
【００１３】
他の利点は、マルチスライス画像のスライスの交差を示す可視のレジストレーションマーカを提供することにある。
【００１４】
多くの追加の利点及び利益は、以下の詳細な記載を読むと当業者に明らかになる。
【００１５】
本発明は、様々なコンポーネント及びコンポーネントの構成、並びに様々な処理動作及び処理動作の構成の形を取りうる。図面は、好適な実施例を説明する目的のためだけのものであり、本発明を限定するように解釈されるべきでない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１を参照すると、磁気共鳴イメージングスキャナ１０は、患者又は他の撮像対象１６が配置される検査領域１４を規定するハウジング１２を含む。ハウジング１２内に配置された主磁石２０は、検査領域１４内に主磁場を生成する。典型的には、主磁石２０は、低温シュラウド（cryoshrouding）２４により囲まれた超伝導磁石であるが、しかしながら、常伝導主磁石も使用されることができる。磁場傾斜コイル３０は、ハウジング１２内又は上に配置され、選択された磁場傾斜を検査領域１４内の主磁場に重畳する。典型的には、前記磁場傾斜コイルは、ｘ傾斜、ｙ傾斜及びｚ傾斜のような３つの直交磁場傾斜を生成するコイルを含む。全身無線周波数コイル３２又はコイルアレイ３４のような１以上の無線周波数コイルは、ハウジング１２内又は上に配置され、検査領域１４内に無線周波数励起パルスを投入する。
【００１７】
ユーザインターフェース４０は、コヒーレントパルスシーケンスデータベース４２からSSFPシーケンス、TrueFISPシーケンス、bFFEシーケンス又はCBASSシーケンス等のようなコヒーレント磁気共鳴イメージングパルスシーケンスを選択するのに技術者、放射線技師又は他のユーザにより使用される。前記ユーザは、撮像する異なる位置及び／又は向きにおける複数のスライスをも選択する。ユーザインターフェース４０の計算プロセッサは、各選択されたスライスを撮像する前記選択されたコヒーレントパルスシーケンスの励起周波数、ｘ、ｙ及びｚ傾斜、又は他のパラメータを設定する。代わりに、前記選択された記憶されたパルスシーケンスは、複数の異なるスライス位置及び／又は向きを取得するように事前に設定されていてもよい。
【００１８】
前記選択されたコヒーレント磁気共鳴イメージングパルスシーケンスは、傾斜コイル３０に結合された磁場傾斜コントローラ５２と、図示されるように全身コイル３２に結合された、又はコイルアレイ３４に結合された無線周波数トランスミッタ５４と、図示されるようにコイルアレイ３４に接続された、又は全身コイル３２に接続された無線周波数レシーバ５６とを動作する磁気共鳴イメージングコントローラ５０により実行される。無線周波数レシーバ５６により受信される磁気共鳴信号は、スライスにより分離されたデータで磁気共鳴データメモリ６０に記憶される。
【００１９】
再構成プロセッサ６２は、フーリエ変換再構成技術又は他の適切な再構成技術を使用して、各スライスに対する前記記憶された磁気共鳴データを当該スライスの再構成画像に再構成する。一部の実施例において、感度プロセッサ６４が、コイルアレイ３４の前記コイルのコイル感度に基づいてスライスにより画像データを分離する。この処理は、感度プロセッサ６４がスライス選択傾斜に関して"展開"することを除き、SENSE処理により実行される前記再構成画像の展開（unfolding）に似ている。この感度処理のオプション的性質は、感度プロセッサ６４及び接続線を点線で示すことにより図１に示されている。
【００２０】
各スライスの再構成され、かつオプションとして展開された画像は、画像メモリ６６に記憶される。１以上のスライスの画像は、ユーザインターフェース４０上に表示されることができ、ローカルエリアネットワーク上で送信されることができ、プリンタにより印刷されることができ、又は他に使用されることができる。一部の実施例において、高解像度モニタを有する別個のユーザインターフェースが、前記画像を表示する又は他に操作するために提供される。
【００２１】
図１の磁気共鳴イメージングシステムは、説明的な例である。一般に、実質的にいずれの磁気共鳴イメージングスキャナも、ここに開示されたマルチスライスコヒーレントイメージング技術を組み込むことができる。例えば、前記スキャナは、オープン磁石型スキャナ、垂直ボアスキャナ、低磁場スキャナ又は高磁場スキャナ等であることができる。更に、説明の目的で図１において別個のコンポーネントとして示されているが、ユーザインターフェース４０、データベース４２及びコントローラ５０等のような様々なコンポーネントが、互いに一体化されるか、又は他の形で構成されてもよいと理解される。例えば、ユーザインターフェース４０は、コヒーレントパルスシーケンスデータベース４２を記憶するハードドライブを有するコンピュータであってもよく、この場合、データベース４２はユーザインターフェース４０と一体化されている。
【００２２】
図２を参照すると、前記選択されたコヒーレントシーケンスは、以下の一般的なフォーマットを持つ。準備段階中に、撮像されるべき全てのスライスは、適切な定常スピン状態に準備される。SSFPイメージングに対して、各スライスの定常状態は、適切なスライス選択磁場傾斜と併せてα／２無線周波数パルスを使用して準備されることができる。他の実施例において、より複雑な準備パルスシーケンスが、各スライスを定常スピン状態に準備するのに採用され、例えば、CBASSイメージングにおいて使用するのに適した一部の準備シーケンスは、Foxall、米国特許出願2004/0095138A1号公報において開示されている。更に、前記準備シーケンスは、磁気共鳴定常状態への遷移からの実質的なアーチファクトが、動的取得における複数の画像の第１の画像の間に無視される場合に省略されることができる。より一般的には、コヒーレントイメージングのためにスライスを定常スピン状態にする又はしようと試みる実質的にいずれの準備パルスシーケンスも、前記準備段階において採用されることができる。
【００２３】
図２を参照し続け、更に図３Ａ及び３Ｂを参照すると、一実施例において、互いに直交する２つのスライス７０及び７２が撮像される。前記準備段階（図２参照）は、第１のスライス７０の定常スピン状態を準備する第１の準備シーケンス７４と、第２のスライス７２の定常スピン状態を準備する第２の準備シーケンス７６とを含む。
【００２４】
図３Ａ及び３Ｂにおいて、３つの直交する磁場傾斜方向は、"スライス選択（slice-select）"、"位相符号化（phase-encode）"及び"読み出し（readout）"とラベル付けされている。第１のスライス７０に対して、前記"スライス選択"方向における磁場傾斜が、第１のスライス７０において定常スピン状態を励起するために磁気共鳴励起と同時に使用される。第２のスライス７２に対して、前記"位相符号化"方向における磁場傾斜が、直交する第２のスライス７２において定常スピン状態を励起するために磁気共鳴励起と同時に使用される。
【００２５】
図２、３Ａ及び３Ｂを参照し続け、更に図４を参照すると、定常状態段階の間に、スライス７０及び７２が読み出される。特に、第１の読み出し８０の間に、スライス７０が読み出され、第２の読み出し８２の間にスライス７２が読み出される。図４は、読み出されたパルスシーケンスを示す。第１の読み出し８０の間に、１以上の磁場傾斜１００が、"位相符号化"方向に印加され、第１のスライス７０のスピンの位相を符号化し、この後に、前記"読み出し"方向における磁場傾斜１０２が、読み出し中に第１のスライス７０のスピンを周波数符号化するように印加される。したがって、第１のスライス７０は、前記"位相符号化"方向において位相符号化され、前記"読み出し"方向において周波数符号化される。周波数符号化が取り除かれた後に、他の１以上の磁場傾斜１０４が、前記"位相符号化"方向に印加され、第１のスライス７０の位相符号化を取り除く。
【００２６】
第２の読み出し８２の間に、１以上の磁場傾斜１１０が、前記"スライス選択"方向に印加され、第２のスライス７２のスピンの位相を符号化し、この後に、前記"読み出し"方向における磁場傾斜１１２が、読み出し中に第２のスライス７２のスピンを周波数符号化するように印加される。したがって、第２のスライス７２が、前記"スライス選択"方向において位相符号化され、前記"読み出し"方向において周波数符号化される。前記周波数符号化が取り除かれた後に、他の１以上の磁場傾斜１１４が、前記"スライス選択"方向に印加され、第２のスライス７２の位相符号化を取り除く。
【００２７】
読み出し８０及び８２は、前記定常状態段階の間に時分割多重化される。更に、図４に更に示されるように、前記定常状態段階の間に、無線周波数励起パルス１２０及び１２２は、スライス７０及び７２の定常スピン状態を維持するように読み出し８０及び８２を持つ時間領域とインターリーブされる。特に、第１の無線周波数励起パルス１２０は、磁場傾斜１２４と併せて前記"スライス選択"方向に印加され、第１のスライス７０の定常スピン状態を維持し、第２の無線周波数励起パルス１２２は、磁場傾斜１２６と併せて前記"位相符号化"方向に印加され、第１のスライス７２の定常スピン状態を維持する。無線周波数パルス１２０及び１２２並びに関連した磁場傾斜１２４及び１２６は、スライス７０及び７２の定常スピン状態を維持するので、追加の読み出しが実行されることができ、‐例えば、第１のスライス７０の次の読み出し８０'が図２に示され、次の無線周波数励起１２０'の立ち上がりエッジ及び前記"スライス選択"方向における対応する磁場傾斜１２４'が図４に示される。したがって、前記時間領域多重化された読み出し及びインターリーブされた無線周波数励起パルス、並びに結果イメージングデータの再構成は、複数の時間的に分離された再構成画像を生成するために前記準備段階を繰り返すことなく連続的に実行されることができる。
【００２８】
２つのスライス７０及び７２が交差する交差ストライプ領域１３０（図３Ａ及び３Ｂ参照）は、両方の磁場傾斜１２４及び１２６により両方とも励起されることにより選択され、したがって、両方の無線周波数パルス１２０及び１２２により励起される。この二重励起は、交差ストライプ領域１３０における飽和信号強度を引き起こすことができ、スライス７０及び７２の前記再構成画像内の対応する線を生成する。適切に選択される場合、各スライスに対するイメージングフリップ角度は、異なることができ、特徴的なT1及びT2緩和定数を持つ組織の特定のタイプを仮定すると、依然として同じ信号を引き起こす。信号強度とイメージングフリップ角度との間の関係は、最大まで増加し、ゆっくりと減少するようになっている。２つの角度が適切に選択される場合、同じ信号強度を引き起こすことができ、望ましい場合には交差ストライプを取り除く。
【００２９】
両方のスライス７０及び７２は、読み出し８０及び８２の間、定常スピン状態に励起されたままなので、交差スライス干渉が予測されることができる。第１のスライス７０の画像に対する第２のスライス７２の干渉は、第１のスライス７０に対する第２のスライス７２の前記"位相符号化"方向に沿った投影上で生じる。直交するスライス７０及び７２に対して、この干渉投影は、飽和した交差ストライプ領域（saturated intersection stripe region）１３０と同じ幅を持つ。したがって、スライス７０及び７２の画像内の飽和した交差ストライプ領域１３０の画像は、有利には、２つのスライス７０及び７２の交差及び直交するスライスに対する交差スライス干渉の領域を識別する。各画像内で見ることができる交差ストライプ１３０の幅は、両方の前記スライスの厚さに依存し、前記スライスの厚さは、典型的には、典型的な直交するスライスに対して約５ないし１０ｍｍである。
【００３０】
図２、３Ａ、３Ｂ及び４は、特に、２つの直交するスライスのイメージングを記載している。第１のスライス７０のイメージングは、通常の方法で前記"スライス選択"方向及び"位相符号化"方向における傾斜を採用する。第２のスライス７２のイメージングは、前記"スライス選択"方向及び前記"位相符号化"方向における磁場傾斜を交換し、この結果、第２のスライス７２の選択は、前記"位相符号化"方向における磁場傾斜を使用し、第２のスライス７２のスピンの位相符号化は、前記"スライス選択"方向における磁場傾斜を採用する。スライス７０及び７２は、両方とも、同じ"読み出し"方向における磁場傾斜を使用して周波数符号化する。
【００３１】
一部の実施例において、スライス７０及び７２に直交する第３のスライス（図示されない）のイメージングは、磁場傾斜方向の更に他の交換を行うことにより達成される。前記第３のスライスのイメージングは、スライス選択を実行するために前記"読み出し"方向における磁場傾斜を採用する。前記"位相符号化"方向における磁場傾斜は、前記第３のスライスを位相符号化するのに使用されることができ、前記"スライス選択"方向における磁場傾斜は、前記第３のスライスを周波数符号化するのに使用されることができる。代わりに、前記"スライス選択"方向における磁場傾斜が、前記第３のスライスを位相符号化するのに使用されることができ、前記"位相符号化"方向における磁場傾斜が、前記第３のスライスを周波数符号化するのに使用されることができる。
【００３２】
図５Ａ及び５Ｂを参照すると、前記技術は、非直交スライスに拡張されることができる。図５Ａ及び５Ｂは、第１のスライス１７０及び第１のスライス１７０に対して角度θで傾けられた第２のスライス１７２を示す。第１のスライス１７０のイメージングは、"ss"で示される方向におけるスライス選択磁場傾斜、"pe"で示される方向における位相符号化磁場傾斜、及び"rd"で示される方向における周波数符号化磁場傾斜を採用する。同様に、第２のスライス１７２のイメージングは、ダッシュ付きの"ss"（ss'）により示される方向におけるスライス選択磁場傾斜、ダッシュ付き"pe"（pe'）により示される方向における位相符号化磁場傾斜、及び第１のスライス１７０を読み出すのに使用されるのと同じ"rd"方向における周波数符号化磁場傾斜を採用する。第１のスライス１７０を撮像するのに使用される前記スライス選択および読み出し方向"ss"及び"pe"と、第２のスライス１７２を撮像するのに使用される対応するダッシュ付きスライス選択及び読み出し方向との間の関係は、回転行列
【数１】
2008537492.tif 000003
により適切に与えられる。図３Ａ及び３Ｂの直交する場合に対応するθ＝９０°に対して、式（１）の回転行列が、図３Ａ及び３Ｂの前記"スライス選択"及び"位相符号化"方向の交換に帰着することに注意する。直交する場合のように、スライス１７０及び１７２が交差する飽和した交差ストライプ領域２３０（第１のスライス１７０に対して図５Ａ及び５Ｂにおいて黒で示される）が存在する。しかしながら、θ＜９０°の場合、交差スライス干渉の領域２３２（第２のスライス１７０に対して図５Ａ及び５Ｂにおいてグレイで示される）は、飽和した交差ストライプ領域２３０より大きい。一般に、交差スライス干渉領域２３２は、前記スライス間の角度θが９０°から減少すると、交差ストライプ領域２３０について対称的に幅が増大する。交差スライス干渉領域２３２は、
【数２】
2008537492.tif 000004
の幅を持つと推定され、ここで、dintは、スライス１７０における交差スライス干渉領域２３２の幅であり、FOVは、干渉するスライス１７２の視野であり（図５Ａにおいて"FOV"で示される）、dsliceは、前記スライスの厚さである。
【００３３】
９０°に近い角度に対して、交差スライス干渉領域２３２の幅は、比較的小さい。交差スライス干渉領域２３２内に位置する前記画像の部分が比較的重要ではない場合、これは無視されることができる。より小さな角度に対して及び／又は前記スライスが交差する中心領域が重要である画像に対して、感度符号化（SENSE）のような方法は、前記２つのスライスを分離するのに使用されることができる。典型的には３次元で行われる、以前に取得された基準スキャンと一緒にデータ取得に対するコイルアレイ３４（図１参照）を使用することにより、両方のスライスの寄与は分離されることができる。更に、より多くの処理を用いて、前記第２のスライス画像に対する投影から生じる粗い解像度を持つスライス画像のバージョンである"投影された"スライスは、取得の信号対雑音比（SNR）を増大するのに使用されることができる。
【００３４】
図６Ａ及び６Ｂを参照すると、平行なスライス（θ＝０°）の極端な場合が検討される。特に、第１及び第２のスライス２７０及び２７２は、互いに平行であるが、距離"d"だけ前記"スライス選択"方向に離れている。この構成において、第１及び第２のスライス２７０及び２７２の両方の選択は、同じ"スライス選択"方向における磁場傾斜を使用して行われ、スライス２７０及び２７２の特定の選択された一方は、前記磁場傾斜の大きさ及び／又は前記無線周波数励起パルスの周波数により制御される。第１及び第２のスライス２７０及び２７２の両方の位相符号化は、同じ"位相符号化"方向における磁場傾斜を使用して実行され、第１及び第２のスライス２７０及び２７２の両方の周波数符号化は、同じ"読み出し"方向における磁場傾斜を使用して実行される。
【００３５】
スライス２７０及び２７２は平行なので、交差スライス干渉の領域は大きく‐実際に、式（２）を使用すると、スライス２７０内の前記干渉領域の幅dintは、干渉するスライス２７２の前記視野に等しい。したがって、両方のスライス２７０及び２７２が同じ視野を持つ場合、前記干渉は前記スライス全体に及ぶ。
【００３６】
この問題に対処するために、コイルアレイ３４（図１参照）は、前記イメージングに対して適切に使用される。コイルアレイ３４のコイルは、異なるコイル感度を持ち、この結果、前記再構成画像は、離間した平行スライス２７０及び２７２を横断する前記"スライス選択"方向において感度符号化を持つ感度符号化（SENSE）画像である。感度プロセッサ６４（図１参照）は、交差スライス干渉がSENSE展開（SENSE unfolding）により実質的に取り除かれた複数のスライス２７０、２７２に対応する再構成画像を生成するために前記スライス選択方向に対してSENSE展開を実行する。当業者は、同様な感度処理が、図５Ａ及び５Ｂに示されるスライス１７０及び１７２のような非直交かつ非平行スライスの場合に交差スライス干渉を取り除くのに使用されることができることを理解するだろう。
【００３７】
図４の図示されたパルスシーケンスにおいて、前記２つのスライスは、前記"スライス選択"及び"位相符号化"方向における傾斜の役割が交換されることを除き、実質的に同様のパルスシーケンスを使用して撮像される。同様に、図示されたマルチスライスセット（即ち、図２Ａ及び２Ｂのスライス７０及び７２、図５Ａ及び５Ｂのスライス１７０及び１７２、又は図６Ａ及び６Ｂのスライス２７０及び２７２）は、位置及び／又は向きを除いて実質的に同様であるものとして図示される。より一般的には、しかしながら、前記マルチスライスコヒーレントイメージングの各スライスは、位相符号化ステップの異なる数、異なる読み出し傾斜、異なるスライスの厚さ、異なる視野（FOV）及び異なる時間的解像度等のような異なる撮像パラメータを使用して撮像されることができる。実際に、前記異なるスライスは、異なるタイプのコヒーレントイメージングを使用して随意に撮像される。各スライスの規定は、時間において及び解像度又はイメージングパラメータにおいて同じである必要はないが、一般に、完全に平衡した（fully balanced）傾斜波形を利用するコヒーレントイメージングを使用する。
【００３８】
図４において、前記インターリーブされた無線周波数励起パルスが、対応する読み出しに組み込まれる。例えば、第１のスライス７０の定常スピン状態を維持する励起パルス１２０及び関連した磁場傾斜１２４は、第１のスライス７０を読み取る読み出し８０に組み込まれ、同様に、第２のスライス７２の定常スピン状態を維持する励起パルス１２２及び関連した磁場傾斜１２６は、第２のスライス７２を読み取る読み出し８２に組み込まれる。より一般的には、しかしながら、このような対応は省略されることができる。例えば、第２のスライス７２を励起する励起パルス及び関連した傾斜は、第１のスライス７０の読み出しに組み込まれることができ、逆もまた同様である。他の構成において、前記スライスを定常スピン状態に維持する無線周波数励起の一部又は全ては、読み出し間で一緒にグループ化されることができる。
【００３９】
一部の読み出しにおいて、代わりの方向に前記スライス選択傾斜をシフトした結果、前記位相符号化及びスライス選択方向において不感時間（dead times）が作成される。これらの不感時間は、オプションとして、（例えばフロー補償（flow compensation）又はモーメント相殺（moment cancellation）のために）モーメントヌリング（moment-nulling）パルスを印加するのに使用される。典型的なSSFPシーケンスにおいて、前記位相符号化傾斜は、第１のモーメントに対してヌルされる。パルスのバイポーラ対の追加により、残余の第１のモーメントは、位相符号化軸及びスライス選択軸の両方から取り除かれることができる。このようなモーメント相殺は、より良いフロー性能を引き起こすことを期待され、完全にプレーンフロー（plane flow）を通してヌルする（null）のに使用されることができる。
【００４０】
デカルトマルチスライスコヒーレントイメージングがここに記載されているが、これらのアプローチは、非デカルトイメージングに拡張可能である。例えば、動径方向イメージングにおいて、読み出し傾斜は、"読み出し"傾斜と"位相符号化"傾斜との両方の間に広げられる。したがって、２つのスライスを撮像するために、前記パルスシーケンスは、３つの時間的に変化する磁場傾斜を持つ。体積又は３次元取得のインターリーブは、同様にサポートされるが、‐しかしながら、前記交差スライス干渉領域は、典型的にはより厚い交差体積干渉領域になり、依然としてSENSEタイプの処理と分離されることができる。
【００４１】
図５Ａ及び５Ｂのイメージング面の向きの１つの応用例は、心臓イメージングに対するものである。２つのスライス１７０及び１７２は、心臓の短軸像及び長軸像として適切に選択される。直交する場合のように、スライス１７０及び１７２に対して角度を付けられた第３のスライス（図示されない）も、前記心臓の他の長軸像を撮像するように前記マルチスライスコヒーレントイメージングシーケンスに含まれることができる。スライス１７０及び１７２の読み出しは、前記スライスの定常スピン状態が維持される限り無限に繰り返されることができるので、時間発展又は遡及的ゲート心臓再構成（retrospective gated cardiac reconstruction）は容易に実行される。図３Ａ及び３Ｂの直交スライスは、特定の定量的な心臓解析に対して使用されることもできる。例えば、駆出分（ejection fraction）、収縮末期体積及び拡張終期体積等のような心臓機能指数は、２つの直交するスライス又は像から容易に近似される。より正確な定量的心臓解析は、図５Ａ及び５Ｂに図示されるような、より正確な非直交短軸像及び長軸像を使用して可能でありうる。開示されたマルチスライスコヒーレントイメージングの他の応用例は、カテーテル先端追跡（catheter tip tracking）である。２又は３の直交スライスが迅速な時分割多重化された読み出しにおいて撮像されるので、３次元空間におけるカテーテル先端追跡が容易化される。心臓イメージング及びカテーテル先端追跡は、ここで２つの適切な応用例として記載されるが、当業者は、ここに開示されたマルチスライスコヒーレントイメージング技術から可能にされ、容易化され、向上され又は他に利益を得る多くの他の応用例を見つけるだろう。
【００４２】
本発明は、好適な実施例を参照して記載されている。明らかに、前の詳細な記載を読み、理解すると、修正及び変更が他に思いつくだろう。本発明は、添付の請求項又はその同等物の範囲に入る限り、全てのこのような修正及び変更を含むと解釈されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】コヒーレントマルチスライスイメージングを実行する磁気共鳴イメージングシステムを概略的に示す。
【図２】コヒーレントマルチスライスイメージングシーケンスの時間フローを概略的に示す。
【図３Ａ】コヒーレントマルチスライスイメージングを使用して撮像された２つの直交スライスの斜視図を示す。
【図３Ｂ】コヒーレントマルチスライスイメージングを使用して撮像された２つの直交スライスの側面図を示す。
【図４】図３Ａ及び３Ｂの直交スライスを撮像する適切な磁気共鳴イメージングパルスシーケンスを示す。
【図５Ａ】コヒーレントマルチスライスイメージングを使用して撮像された２つの非直交かつ非平行スライスの斜視図を示す。
【図５Ｂ】コヒーレントマルチスライスイメージングを使用して撮像された２つの非直交かつ非平行スライスの側面図を示す。
【図６Ａ】コヒーレントマルチスライスイメージングを使用して撮像された２つの平行スライスの斜視図を示す。
【図６Ｂ】コヒーレントマルチスライスイメージングを使用して撮像された２つの平行スライスの側面図を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【国際調査報告】
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