(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に静磁場、傾斜磁場および高周波磁場をそれぞれ与える各磁場発生手段と、前記被検体から核磁気共鳴により放出されるエコー信号を検出する受信系と、これら各磁場発生手段および受信系を所定のパルスシーケンスに従い制御する制御手段と、前記受信系で検出したエコー信号を用いて画像再構成する信号処理系と、得られた画像を表示する表示手段とを備えた磁気共鳴イメージング装置において、
前記制御手段は、前記パルスシーケンスとして、前記被検体の複数の断面を含む領域を励起する高周波磁場パルスと、前記複数の断面を順次選択的に反転する高周波磁場パルスを発生し、各断面からエコー信号を計測するパルスシーケンスを実行する機能を有し、
前記信号処理系は、前記複数の断面に対応して複数の信号処理系列からなり、前記複数の断面の画像を同時に再構成し、表示させることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
被検体に静磁場、傾斜磁場および高周波磁場をそれぞれ与える各磁場発生手段と、前記被検体から核磁気共鳴により放出されるエコー信号を検出する受信系と、これら各磁場発生手段および受信系を所定のパルスシーケンスに従い制御する制御手段と、前記受信系で検出したエコー信号を用いて画像再構成する信号処理系と、得られた画像を表示する表示手段とを備えた磁気共鳴イメージング装置において、
前記制御手段は、前記パルスシーケンスとして、前記被検体内の互いに交差する複数の領域全体のスピンを励起する励起高周波パルスを印加し、前記励起高周波パルスに引き続いて、前記複数の領域についてそれぞれ１つの領域を選択する傾斜磁場と１８０°高周波パルスとを印加して、当該領域のスピンを反転し、前記複数の領域についてそれぞれ異なるエコー時間にエコー信号を計測し、その際、２番目以降の領域からのエコー信号を計測する前に、複数の領域が交差する部分のスピンの位相を前記２番目以降の領域の他のスピンの位相と揃えるステップを含むパルスシーケンスを実行する機能を有し、
前記信号処理系は、前記複数の領域についてそれぞれ計測したエコー信号を用いて、各領域の画像を別個に再構成し、同時表示することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
被検体に静磁場、傾斜磁場および高周波磁場をそれぞれ与える各磁場発生手段と、前記被検体から核磁気共鳴により放出されるエコー信号を検出する受信系と、これら各磁場発生手段および受信系を所定のパルスシーケンスに従い制御する制御手段と、前記受信系で検出したエコー信号を用いて画像再構成する信号処理系と、得られた画像を表示する表示手段とを備えた磁気共鳴イメージング装置において、
前記制御手段は、前記パルスシーケンスとして、前記被検体内の互いに交差する複数の領域全体のスピンを励起する励起高周波パルスを印加し、前記励起高周波パルスに引き続いて、前記複数の領域についてそれぞれ１つの領域を選択する傾斜磁場と１８０°高周波パルスとを印加して、当該領域のスピンを反転し、前記複数の領域についてそれぞれ異なるエコー時間にエコー信号を計測するとともに、前記複数の領域が交差する部分からのエコー信号を計測するパルスシーケンスを実行する機能を有し、
前記信号処理系は、前記複数の領域についてそれぞれ計測したエコー信号および前記交差する部分について計測したエコー信号を用いて、各領域の画像を別個に再構成し、同時表示することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記複数の領域が交差する部分のスピンの位相を前記２番目以降の領域の他のスピンの位相と揃えるステップは、前記交差する部分のスピンを反転する付加的な１８０°高周波パルスの印加を含むことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
請求項４に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記付加的な１８０°高周波パルスは、第１の領域のエコー時間をTE1、第２の領域のエコー時間をTE2とするとき、前記励起高周波パルス印加から（TE2−TE1/2）時間経過後に印加されることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
請求項１ないし３いずれか１項に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、
前記制御手段が実行するパルスシーケンスは、さらに、各領域からのエコー信号を計測する時点でそれまでに印加した位相エンコード傾斜磁場とリードアウト用傾斜磁場の印加量をゼロにするように位相エンコード傾斜磁場とリードアウト用傾斜磁場を印加することを含むことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、被検体中の水素や隣等からの核磁気共鳴（以下、「NMR」という）信号を測定し、核の密度分布や緩和時間分布等を映像化する磁気共鳴イメージング（MRI）方法に関し、特に方向の異なる２枚のスライス画像を連続して撮影するのに好適なMRI方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、MRIを手術中のモニターとして利用するIVMR(Interventional MRI)が普及し始めた。IVMRでは、被検体に挿入したカテーテルなどをリアルタイムでモニターすることが望まれる。さらに、カテーテルの先端を含む直交２断面、もしくは直交３断面を準リアルタイムでモニターすることが望まれている。
【０００３】
MRIにおいて方向の異なる複数のスライスを撮影する方法としてマルチアングル法がある。マルチアングル法では、例えば、図７に示すように被検体701内の第１のスライス702と、それと直交する第２のスライス703を計測する場合、まず被検体701内の第１のスライス（ｙｚ平面に平行なスライス）702を選択して励起し、スピンエコー法シーケンスであれば、さらに第１のスライス702内のスピンを反転させる高周波パルスを印加した後、第１のスライス702からのエコー信号を計測する。この場合、位相エンコードにはｙ方向の傾斜磁場パルスが、リードアウトにはｚ方向の傾斜磁場が印加される。
【０００４】
次に第１のスライス702と直交する第２のスライス（ｘｚ平面に平行なスライス）703からのエコー信号を得るために、スライス選択傾斜磁場を印加する軸をｙとし、スライス703内のスピンを励起するための高周波パルス及びスピン反転のための高周波パルスを印加する。このステップでは位相エンコード傾斜磁場を印加する軸をｘとし、エコー信号を計測する。
【０００５】
第１のスライスからエコー信号を計測するステップ（１）と第２のスライスからエコー信号を計測するステップ（２）とを、各ステップ中の位相エンコードパルスの大きさを変えながら、繰り返す。この繰り返しを必要な位相エンコード数だけ行い、各スライス毎に画像形成に必要な数のエコー信号を計測する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来のマルチアングル法を、前述したIVMRにおいて複数の直交断面の画像を得る場合に利用することは可能であるが、準リアルタイム撮影を行うために撮影の繰り返し時間TRを短縮する場合は、次の問題が生じる。
【０００７】
すなわち、各ステップ（１）、（２）で選択されたスライスがスライス内で交わる場合、複数のスライスの交わる部分（図７に示す部分704、以下交差部という）には、スピンを励起するための高周波パルスが短時間(TR)に２回印加されることになる。その結果、交差部704に存在するスピンからの信号が低下し、取得した各スライス画像において、交差部704がスライス内の他の部分と比べ、暗くなってしまう。
【０００８】
従って本発明は、１回の撮影で複数の断面を短TR計測する際に、各断面の交差部（重なり合う部分）での信号の低下のない画像を得ることができるMRI方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の第１の態様によるMRI方法は、静磁場中に配置した被検体内の互いに交差する複数の領域を連続して撮影し、表示する磁気共鳴イメージング方法であって、（ａ）前記複数の領域全体のスピンを励起する励起高周波パルスを印加するステップと、（ｂ）前記励起高周波パルスに引き続いて、前記複数の領域についてそれぞれ１つの領域を選択する傾斜磁場と１８０°高周波パルスとを印加して、当該領域のスピンを反転するステップと、（ｃ）前記複数の領域についてそれぞれ異なるエコー時間にエコー信号を計測するステップと、（ｄ）２番目以降の領域からのエコー信号を計測する前に、複数の領域が交差する部分（以下、交差部という）のスピンの位相を前記２番目以降の領域の他のスピンの位相と揃えるステップと、（ｅ）前記複数の領域についてそれぞれ計測したエコー信号を用いて、各領域の画像を別個に再構成し、同時表示するステップとを含む。
【００１０】
また本発明の第２の態様によるMRI方法は、静磁場中に配置した被検体内の互いに交差する複数の領域を連続して撮影し、表示する磁気共鳴イメージング方法であって、（ａ）前記複数の領域全体のスピンを励起する励起高周波パルスを印加するステップと、（ｂ）前記励起高周波パルスに引き続いて、前記複数の領域についてそれぞれ１つの領域を選択する傾斜磁場と１８０°高周波パルスとを印加して、当該領域のスピンを反転するステップと、（ｃ'）前記複数の領域についてそれぞれ異なるエコー時間にエコー信号を計測するとともに、複数の領域が交差する部分（以下、交差部という）からのエコー信号を計測するステップと、（ｆ）前記複数の領域についてそれぞれ計測したエコー信号および前記交差部について計測したエコー信号を用いて、各領域の画像を別個に再構成し、同時表示するステップとを含む。
【００１１】
本発明のMRI方法によれば、単一の励起パルスで領域全体を励起し、画像化すべき各領域からの信号は、選択的な１８０°高周波パルスを用いて発生させるようにしているので、各領域の交差部が繰り返し時間ＴＲ内に複数回励起を受けることを防止できる。これにより複数の領域の重なる部分について多重励起を防止でき、その部分からの信号低下（画像が暗くなる現象）を回避できる。
【００１２】
この際、交差部のスピンの挙動についてみると、最初の領域選択の１８０°高周波パルスが印加されていることにより、次に計測する領域における交差部以外のスピンとスピンの状態が異なることになる。そこで本発明の第１の態様では、交差部のスピンと交差部以外のスピンの位相を揃えるステップ（ｄ）を設けることにより、当該計測領域の全ての部分からの信号を同時に取得でき、しかも交差部でのコントラストの不連続を防止できる。
【００１３】
この（ｄ）のステップは、交差部のスピンを反転する付加的な１８０°高周波パルスの印加を含む。付加的な１８０°高周波パルスを印加することにより、交差部のスピンを反転し、その後に計測する領域の交差部以外のスピンと揃えることができる。付加的な１８０°高周波パルスは、第１の領域のエコー時間をTE1、第２の領域のエコー時間をTE2とするとき、前記励起高周波パルス印加から（TE2−TE1/2）時間経過後に印加される。
【００１４】
また本発明の第２の態様によるMRI方法では、ステップ（ｃ'）において交差部のスピンからの信号を、非交差部からのエコー信号とは別個に計測するとともにステップ（ｇ）において画像処理の際に交差部からの信号と非交差部からの信号を合成し、２番目以降の領域について画像を再構成することにより、それぞれの領域について交差部におけるコントラスト不連続のない画像を得ることができる。
【００１５】
上述した本発明のMRI方法（第１の態様および第２の態様）は、更に、各領域からのエコー信号を計測する時点までに印加した位相エンコード傾斜磁場とリードアウト用傾斜磁場の印加量をゼロにするように位相エンコード傾斜磁場とリードアウト用傾斜磁場を印加することを含む。これにより２番目以降の領域の計測においてそれ以前に印加された傾斜磁場の影響を排除し、各エコー信号の計測が可能となる。
【００１６】
更に本発明のMRI方法は、静磁場中に配置した被検体内の互いに交差する第１および第２の領域を連続して撮影し、表示する磁気共鳴イメージング方法であって、（１）前記複数の領域全体のスピンを励起する高周波パルスを印加するステップと、（２）前記高周波パルスに引き続いて、第１および第２の領域について順次、１つの領域を選択する傾斜磁場と１８０°高周波パルスとを印加して、前記１つの領域から１または複数のエコー信号を発生させ、そのエコー信号に所定位相エンコード量を付与して計測するステップと、（３）前記第２の領域からのエコー信号計測前に、前記第１の領域について、前記１８０°高周波パルスによって反転したスピンを元に戻す付加的反転パルスを印加するステップと、（４）前記（１）から（３）のステップを含むセット位相エンコード量を変えて複数回繰り返すことにより得られたエコー信号を用いて、２つの領域の画像を別個に再構成するステップと、（５）前記（４）のステップによって得られた２つの領域の画像を表示装置に同時表示するステップとを有する。
【００１７】
このMRI方法は、本発明の第１の態様によるMRI方法を、計測すべき領域が２である場合に適用したものであり、（３）のステップにおいて、１８０°高周波パルスによって反転した第１の領域内のスピンを元に戻す付加的反転パルスを印加することにより、第１のスライスにおける交差部に存在するスピンと交差部以外の部分に存在するスピンとを同じ状態にすることができ、第２のスライス全体からも位相の揃ったエコー信号を計測することができる。これにより画像再構成後、交差部が暗く描出される現象やその部分でコントラストが不連続になる現象を防止することができる。この場合にも、第１の領域のエコー時間をTE1、第２の領域のエコー時間をTE2とするとき、付加的反転パルスは、高周波パルス印加から（TE2−TE1/2）時間経過後に印加される。
【００１８】
本発明のMRI装置は、上述した本発明のMRI方法の実行を可能にするものであり、被検体に静磁場、傾斜磁場および高周波磁場をそれぞれ与える各磁場発生手段と、被検体から核磁気共鳴により放出されるエコー信号を検出する受信系と、これら各磁場発生手段および受信系を所定のパルスシーケンスに従い制御する制御手段と、受信系で検出したエコー信号を用いて画像再構成する信号処理系と、得られた画像を表示する表示手段とを備え、制御手段は、パルスシーケンスとして、被検体の複数の断面を含む領域を励起する高周波磁場パルスと、複数の断面を順次選択的に反転する高周波磁場パルスを発生し、各断面からエコー信号を計測するパルスシーケンスを実行する機能を有し、信号処理系は、複数の断面に対応して複数の信号処理系列からなり、複数の断面の画像を同時に再構成し、表示させるものである。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明のMRI装置の実施例を詳述する。
【００２０】
図６は、本発明が適用されるMRI装置の全体を示すブロック図で、このMRI装置は、被検体601の周囲の空間に静磁場を発生する磁石602と、この空間に傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイル603と、被検体601に高周波パルスを照射するRFコイル604と、被検体601が発生するNMR信号を検出するRFプローブ605とを備えている。
【００２１】
傾斜磁場コイル603は、X、Y、Zの3方向の傾斜磁場コイルで構成され、傾斜磁場電源609からの信号に応じてそれぞれ傾斜磁場を発生する。RFコイル604はRF送信部610の信号に応じて高周波パルスを発生する。
【００２２】
RFプローブ605の信号は、信号検出部606で検出され、信号処理部607で信号処理され、また計算により画像信号に変換される。本発明のMRI装置では信号処理部607は、被検体601の複数の領域から得られる信号を別個に処理するために複数の信号処理系列を有し、各信号系列毎に画像データが形成される。
【００２３】
信号処理部607で形成された画像は表示部608で表示される。画像は複数の領域の同時撮影を行う場合、一つの領域の画像のみを表示することも複数の領域の画像を同時表示することも可能である。
【００２４】
傾斜磁場電源609、RF送信部610、信号検出部606は制御部611で制御され、パルスシーケンスと呼ばれるタイムチャートに従って制御される。
【００２５】
被検体601はベッド612に横たわった状態で磁石602内の空間に搬送される。この空間は、図には明確に示されていないが、オペレータや術者が被検体に接近してIVMRを行うことができるように開放された空間になっている。従って、以下述べる撮影法を組合せることにより、術者は生検針やカテーテルを被検体に挿入しながら、その先端を含む複数の断面をリアルタイムでモニターすることが可能となる。
【００２６】
次にこのような構成のMRI装置において、複数の断面（領域）を連続撮影する方法を説明する。
【００２７】
図１〜４は、本発明の第１の態様によるMRI方法のパルスシーケンスを示す図で、これらパルスシーケンスは前述したMRI装置の制御部611により制御される。図中、RFはRFプローブ605が照射する高周波パルスのタイミングを、Gx、Gy、Gzはx、y、z３方向の傾斜磁場コイルによって印加される傾斜磁場パルスの形状および印加タイミングを、A/Dは被検体から発生するエコー信号を信号検出部606で計測するタイミングを、echoはエコー信号の発生タイミングをそれぞれ示す。
【００２８】
まず図１に示す実施例では、複数の断面として図７に示す直交する２断面702、703を計測する場合を説明する。まず励起用の高周波パルス（以下、励起RFパルスという）101を照射し、被検体701を実質的に空間非選択的に励起する。実質的に空間非選択的に励起するとは、計測すべき領域全体が励起されることを意味し、被検体が視野FOV内に収まる場合は、スライス選択用の傾斜磁場パルスはゼロにしてもよい。また被検体がFOVからはみ出す場合は、折り返しアーチファクトを防ぐために、図示するようにスライス選択用傾斜磁場パルスGx102を印加し、FOV程度の領域或いは計測領域全体を選択する。この励起RFパルスのフリップ角は例えば90°である。繰り返しTRを短くし、計測時間の短縮を図る場合には90°より小さくてもよい。
【００２９】
次いで、位相エンコード傾斜磁場103およびGy方向のリワインド傾斜磁場パルス105を印加した後、順次３つの+180°パルス107、114、118を印加する。最初の+180°パルス107は第１のスライス702内のスピンを選択的に反転させる高周波パルスで、Gx方向のスライス選択傾斜磁場パルス106と同時に印加する。最初の+180°パルス107によって反転した第１のスライス702内のスピンからの信号は、励起RFパルス101の印加からエコー時間TE1後にエコー信号109としてサンプリング時間110内に計測される。このときGy方向に読み出し傾斜磁場108を印加する。
【００３０】
次の+180°パルス114は第２のスライス703内のスピンを選択的に反転させる高周波パルスで、Gy方向のスライス選択傾斜磁場パルス113と同時に印加する。この+180°パルス114によって反転した第２のスライス703内のスピンからスピンエコーが発生する前に、３番目の+180°パルス118を印加する。この+180°パルス118は、最初の+180°パルス107によって反転した第１のスライス702内のスピンを再度反転させるための付加的高周波パルスで、Gx方向のスライス選択傾斜磁場パルス117と同時に印加される。
【００３１】
その後、第２のスライス703からのエコー信号120を、サンプリング時間122内に計測する。このときGx方向に読み出し傾斜磁場121を印加する。この第２のスライスからのエコー信号120は、励起RFパルス101の印加からエコー時間TE2後に得られ、このとき付加的な+180°パルス118を印加したことにより第２のスライス703は交差部704のスピンと交差部以外の部分のスピンとが位相が揃うことになる。
【００３２】
このことを図２により更に説明する。図２においてRF101、107、114、118およびecho109、120は、図１の高周波パルス101、107、114、118およびエコー信号109、120に対応している。また位相１、位相２および位相３はそれぞれ第１のスライス702の交差部以外のスピンの位相、第２のスライス703の交差部以外のスピンの位相、交差部704のスピンの位相を表わしている。
【００３３】
RFパルス101印加後、各部のスピンの位相１〜３は一様に変化を始めるが、スライス選択性の+180゜パルス107によって第１のスライス702のスピンのみ（位相１および位相３）が反転する。位相１および位相３が揃って０になった時点で、即ちRFパルス101からエコー時間TE1後に、第１のスライスからスピンエコー109が発生する。次にRFパルス101からTE2/2時間経過後に+180゜パルス114が印加されると第２のスライス703のスピン（位相２および位相３）のみが反転する。このままの状態では、第２のスライス703内で交差部704とそれ以外の部分とでは高周波パルスによる位相変化が異なることになるが、第２のスライスについてのエコー計測に先立って+180゜パルス118を付加しておくことにより、第２のスライス703のエコー信号計測時点で交差部704とそれ以外の部分はスピンの位相が揃い、スピンエコー120が発生することになる。これにより交差部704におけるコントラストの不連続を防止できる。
【００３４】
上述したように第２のスライスからのエコー信号計測時点で交差部704とそれ以外の部分の位相が揃うためには、励起RFパルス101を印加してからスピンエコー109が発生するまでの時間をTE1、スピンエコー120が発生するまでの時間をTE2とすると、付加的高周波パルス118は(TE2-TE1/2)に印加しなければならない。
【００３５】
図２は高周波パルスによる位相変化のみを説明したが、計測対象とするスライス以外からの信号の混入を避けるためには、傾斜磁場による位相変化も考慮する必要がある。即ち第１のスライス計測のために印加された傾斜磁場の影響を第２のスライス計測において取り除く必要がある。
【００３６】
具体的には第１のスライス702からのエコー信号109を発生させるためにGy方向の傾斜磁場105および108が印加されるが、第２のスライスからのエコー信号計測時点でこれらGy方向の傾斜磁場の影響を取り除くために、その印加量をゼロとする傾斜磁場116、119を印加する。傾斜磁場の強さが同じであるとすると傾斜磁場105と119の印加時間は同じで、傾斜磁場108と116の印加時間は同じとなる。また傾斜磁場105の印加時間は傾斜磁場108の印加時間の半分となる。
【００３７】
またエコーを発生させる３つの傾斜磁場パルス104が追加される。傾斜磁場の強さが同じであるとすると各傾斜磁場パルス104の印加時間は傾斜磁場121の半分となる。
【００３８】
付加的反転磁場118に加え、このようなリフェイズのための傾斜磁場（図中、斜線で示す傾斜磁場パルス）を追加することにより、各スライスからのエコー信号計測時点で、交差部とそれ以外の部分の位相が揃い且つ他のスライスから信号が混入することなくエコー信号を計測することができる。尚、リフェイズのための傾斜磁場の印加パターンは図１のものに限定されず、各スライスからのエコー信号計測時点で信号を取得したいスライスのスピンを揃え、それ以外の部分のスピンをディフェイズさせるという条件の下で、種々の変更が可能である。
【００３９】
励起RFパルス101印加からエコー信号109計測までのステップ111、第２の+180゜パルス114印加のステップ112、および第３の+180゜パルス118印加からエコー信号120計測までのステップ115の３ステップを合わせて１セットとし、このようなセット123を位相エンコードパルス103の大きさを変え、セット124まで繰り返し時間TRで繰り返す。
【００４０】
例えば繰り返し時間TRは100ms、TE1は10ms、スピンエコー108とエコー120の間(Interecho time)は40msとする。Interecho timeが短いほうが、被検体701内のスピンの減衰がおさえられ、第２のスライス703に対しS/Nのよい画像が得られる。
【００４１】
図１に示す実施例では１セットで各スライス毎に１つのエコー信号を計測しているので、繰り返し回数は画像再構成に必要な位相エンコード回数(n)となる。これらエコー信号はスライス毎に２系列の信号処理部で処理され、スライス毎に画像再構成される。各スライスの画像は表示部に同時表示される。１つのスライスの画像のみを選択して表示させることも可能である。これによりIVMRにおいて被検体に挿入したカテーテルの先端部等、関心のある領域を、直交する２方向から集中的にモニターすることができる。
【００４２】
尚、図１に示す実施例では、位相エンコード方向をGzに固定した場合を示したが、読み出し傾斜磁場パルス印加方向をGz軸に固定することも可能である。そのようなシーケンスを図３に示す。
【００４３】
図３に示す実施例においても、まず励起RFパルス201を印加し第１のスライス702と第２のスライス703を含む領域を励起した後、第１のスライス702内のスピンを選択的に反転させる+180゜パルス205、第２のスライス703内のスピンを選択的に反転させる+180゜パルス215、第１のスライス702内のスピンを選択的に再度反転させる+180゜パルス219を、それぞれスライス選択傾斜磁場204、214、218と同時に印加する点は図１の実施例と同様である。
【００４４】
この実施例では第１のスライス702については、エコー信号208の計測に先立ってGy方向に位相エンコード傾斜磁場206を印加し、Gz方向の読み出し傾斜磁場207を印加してサンプリング時間209内にエコー信号208を計測する。また第２のスライス703については、エコー信号220の計測に先立ってGx方向に位相エンコード傾斜磁場221を印加し、Gz方向の読み出し傾斜磁場222を印加してサンプリング時間223内にエコー信号220を計測する。
【００４５】
さらにエコー信号208計測後、位相エンコード傾斜磁場206によって変化した位相をリフェイズするGy方向の傾斜磁場210を印加する。また第２のスライスのスピンを反転する+180゜パルス219印加の前に、第１のスライスからのエコー計測のために印加したGz方向の傾斜磁場203および207による位相変化をリフェイズする傾斜磁場213および217を印加する。このようにして第２のスライスからのエコー信号時までに、第１のスライスからのエコー信号計測のために印加した各傾斜磁場の影響を取り除く。
【００４６】
これにより図１の実施例と同様に第２のスライスからのエコー信号計測時点（RFパルス201印加からTE2経過後）で交差部と交差部以外の部分の位相が揃い、また第１のスライスからの信号の混入を防止することができる。
【００４７】
この実施例でも励起RFパルス201からエコー信号208計測までのステップ211、+180゜パルス215印加のステップ212、付加的+180゜パルス219からエコー信号220計測までのステップ216からなるセット224を、位相エンコードパルス（206、221）の大きさを変えて、必要な位相エンコード回数(n)だけ繰り返し、エコー信号計測を行う。得られた信号を各スライス毎に信号処理し、各スライス毎の画像を表示部に表示する。
【００４８】
尚、図１および図３に示す実施例では、１セット（123或いは224）内で各スライスについてそれぞれ１つのエコー信号を計測する場合を示したが、１セット内でさらにスライス選択反転パルスを付加することにより各スライスについて複数のエコー信号を発生させることも可能である。また本発明の方法は１回の励起で複数のエコー信号を計測するファーストスピンエコー法やEPI（エコープレナー）法にも適用することができる。
【００４９】
以下、１回の励起で各スライスについて複数のエコー信号を計測する実施例について図４および図５に基づき説明する。
【００５０】
図４に示すシーケンスは、ステップ111、112、115までは図１のシーケンスのステップ111、112、115とほぼ同様であるが、図１のパルスシーケンスのステップ115の後にさらに３つの+180゜パルス131、132、133が追加されている。
【００５１】
尚、図４のシーケンスでは、ステップ111、112、115において印加されるリワインド傾斜磁場（斜線で示す）の印加パターンが図１の実施例と異なる。これらリワインド傾斜磁場も第２のスライスからのエコー信号計測までに第１のスライスの計測のために印加された傾斜磁場の影響を取り除く傾斜磁場であることは同様である。
【００５２】
ステップ115の後に最初に印加する+180゜パルス131は、第２のスライスのスピンを選択的に反転させるRFパルスで、第２のスライスからの２つ目のスピンエコーが発生するエコー時間をTE2'とすると、第２のスライスからのエコー120の発生時刻から(TE2-TE2')/2経過後に印加される。これにより第２のスライスから２つ目のエコー信号134が発生するので、これを最初の励起パルス101からTE2'経過後に計測する。
【００５３】
このエコー信号134計測から(TE1'-TE2')/2より短い任意の時間TA後に第１のスライスを選択する+180゜パルス132を印加する。この+180゜パルス132によって第１のスライスから発生するスピンエコー135を最初の励起パルス101からTE1'経過後に計測する。この計測の時点で第１のスライスのスピンと交差部のスピンの位相が揃うように、計測に先立って第２のスライスを選択的に反転する+180゜パルス133を印加する。この+180゜パルス133の印加タイミングは、最初の励起パルス101から、｛TE1'-(TE1'-TE2'-2TA)/2｝=(TE1'+TE2'+2TA)/2経過後となる。
【００５４】
各+180゜パルス131〜133の印加タイミングを図５に示す。図中、傾斜磁場は省略し、高周波パルスの印加およびエコー計測のタイミングおよび各部のスピンの位相変化のみを示す（細線は第１のスライスの非交差部、太線は交差部、点線は第２のスライスの非交差部である）。RF1は第１のスライスを選択する+180゜パルスの印加を、RF2は第２のスライスを選択する+180゜パルスの印加を示す。またE1は第１のスライスからのエコー信号を、E2は第２のスライスからのエコー信号を示す。
【００５５】
このようにステップ115後に印加される３つの+180゜パルス131、132、133の印加タイミングを適切に設定することにより、各スライスからそれぞれ複数のエコー信号を発生させることができ、且つ得られた信号において交差部のコントラスト不連続をなくすることができる。
【００５６】
これら３つの+180゜パルス131、132、133の印加とエコー信号134、135の計測を含むステップを付加して１セットとし、最初に印加する位相エンコード傾斜磁場の大きさを変えて必要な位相エンコード回数繰り返す。
【００５７】
各スライスについて１セット内で計測された２つのエコー信号は、エコー時間が異なるので、それぞれ２系列の画像処理を行うことにより、各スライスについてコントラスト等の異なる２枚の画像を作成し、表示することができる。
【００５８】
図４に示す実施例の変更例として、各スライスについて得られる２つのエコー信号に異なる位相エンコードを付与してもよい。これは本発明の方法とファーストスピンエコー法の組合せたものであり、そのシーケンスを図８に示す。
【００５９】
このシーケンスでは、励起パルスとそれに続く６個の+180゜パルスの印加タイミングおよびエコー信号計測のタイミングは、図４のシーケンスと全く同じであるが、各エコー信号に位相エンコードするための傾斜磁場およびそのリフェイズ傾斜磁場をエコー信号の前後に配置している。
【００６０】
この実施例では、セットの繰り返し回数(n)はn/2となり、各スライスについて１枚の画像が得られる。この実施例でも図４の実施例と同様の効果を得ることができ、しかも撮影時間を図1の実施例の１／２に短縮することができる。
【００６１】
図９に示すシーケンスは、１回の励起で各スライスについて複数のエコー信号を計測する他の実施例を示すもので、この実施例は、第１のスライスについてのエコー時間TE1が第２のスライスについてのエコー時間TE2よりも十分短い場合に適用できる。
【００６２】
このシーケンスでもステップ111、112、115は図１のシーケンスのステップ111、112、115とほぼ同様であるが、第１のスライスからのエコー信号109を計測した後（ステップ111後）、第２のスライス内のスピンを反転させる+180゜パルス114を印加するステップ112の前に、即ちエコー信号109から（TE1'-TE1）/2経過後に、再度第１のスライスのスピンを反転させる+180゜パルス141を印加し、励起パルス101よりTE4'後に第１のスライスから２つ目のエコー信号143を計測する。これにより第２のスライス選択の前に第１のスライスについてエコー時間（TE1、TE1'）の異なる２つのエコー信号を計測する。
【００６３】
その後、図１のシーケンスと同様に、第２のスライス内のスピンを反転させる+180゜パルス114を印加するステップ112、交差部のスピンを反転する付加的+180゜パルス118印加と第２のスライスからのエコー信号120計測からなるステップ115を行う。続いて更に第２のスライス内のスピンを反転させる+180゜パルス142を印加し、第２のスライスからのエコー信号145を計測する。これにより第２スライスについてもエコー時間（TE2、TE2'）の異なる２つのエコー信号120、145が計測される。
【００６４】
この実施例における各+180゜パルスの印加タイミングを図１０に示す。ここで、ステップ115で印加する付加的+180゜パルスは、第１スライスからの２つ目のエコー信号143を計測するまでの時間をTE1'とするとき、RFパルス印加からTE2-TE1'/2経過後に印加する。これにより第２のスライスについてのエコー信号120計測時に交差部とそれ以外の部分の位相を揃えることができる。
【００６５】
ステップ115後に印加する+180゜パルス142は、第２のスライスから最初のエコー信号120を計測してから(TE2'-TE2)/2経過後に印加される。
【００６６】
尚、図９に示す実施例では、１セット内で計測されるエコー信号に同じ位相エンコード量を付与した場合を示しており、この場合には図４の実施例と同様に各スライスについてエコー時間の異なる２枚の画像を作成し、表示することができる。
【００６７】
図１１は図９のシーケンスをファーストスピンエコー法に応用したシーケンスを示すもので、RFパルスを印加するタイミングは図９に示す実施例と全く同様であるが、ここでは１セット内で各スライスについてそれぞれ２つずつ計測したエコー信号にそれぞれ異なる位相エンコード量を付与する。即ちこの実施例は、各エコー信号に位相エンコードを付与する位相エンコード傾斜磁場とそのリフェイズ傾斜磁場をエコー計測の前後に配置している点が異なるのみで、その他は図９のシーケンスと同様である。
【００６８】
この実施例では、１セットで２位相エンコードのエコー信号が計測されるので、繰り返し回数を位相エンコード回数の1/2に短縮することができる。各スライスより発生させるエコー数は３以上でもよく、エコー数をqとすれば、繰り返し回数はエンコード数の1/qに短縮できる。
【００６９】
次に本発明の方法をEPIに適用した例を図１２に示す。この実施例のシーケンスも、２つの直交する断面702、703全体を励起する励起RFパルスを印加してから第１のスライス702からのエコー信号を計測するまでのステップ1211と、第２のスライスのスピンを反転する+180゜パルスを印加するステップ1212と、第１のスライスのスピンを更に反転する+180゜パルスを印加してから第２のスライス703からのエコー信号を計測するまでのステップ1215からなるセット1223で構成され、位相エンコード傾斜磁場はGz方向傾斜磁場に固定している。
【００７０】
但し、この実施例ではエコー計測を含むステップ1211、1215において、読み出し傾斜磁場1201、1206の反転を用いてサンプリング時間1204、1209において複数のエコー信号1203、1208を計測する。図では各ステップでそれぞれ３つのエコー信号を計測する場合を示しているが、１つのステップで計測するエコー信号の数は２或いは４以上であってもよい。
【００７１】
これらエコー信号1203、1208には、位相エンコード傾斜磁場1210と離散的な傾斜磁場1202、1207を印加することにより、それぞれ異なる位相エンコード量を付与する。ここで第１のスライスからのエコー信号後に、その計測のために印加した位相エンコード傾斜磁場1202を打ち消す（リフェイズする）傾斜磁場1205を印加する。尚、ステップ1211において印加したGy方向読み出し傾斜磁場の影響をキャンセルするために、付加的な傾斜磁場（斜線で示す）を印加することは、図１の実施例と同様である。
【００７２】
このようなセット1223を、必要な位相エンコード数のエコー信号を計測するまで繰り返し、得られた各エコー信号の組から画像を再構成する。この実施例では、各スライスに対し、１回の励起で３個のエコーを発生させているので、画像再構成に必要な全エコーを収集する時間を、図１の例の1/3に短縮することができる。各スライスに対し、１回の励起で発生させるエコー1203および1208の数は、反転する読み出し傾斜磁場1201および1206の反転回数（q）により変えることができ、それによって、画像再構成に必要な全エコーを収集する時間を、図１の例の1/qに短縮できる。ｑを画像取得に必要な位相エンコード回数（n）に一致させれば、一回の励起で、画像再構成に必要な全エコーを収集すること（シングルショットEPI化）も可能である。
【００７３】
以上説明したように本発明の第１の態様によるMRI方法によれば、直交する２断面（図７の702、703）の画像を１回の撮影で得ることができ、しかも、得られた２枚の画像においては、第１のスライス702と第２のスライス703の交差部分704に対応する部分で画像が暗く描出されたり、コントラストに不連続が生じたりすることがない。従ってIVMRにおいて被検体に挿入したカテーテルの先端部等、関心のある領域を、直交する２方向から集中的にモニターすることができる。
【００７４】
次に本発明の第２の態様によるMRI方法について説明する。この態様によるMRI方法は、複数のスライスを含む領域全体を励起する励起RFパルスと、各スライスを選択する180゜パルスを印加することは上記第１の態様によるMRI方法と同様である。この第２の態様では、非交差部とスピンの状態が異なる交差部について別個に信号を取得し、画像再構成時に非交差部からの信号と交差部からの信号とを合成し、これによりコントラスト不連続を解消する。
【００７５】
図１３は第２の態様によるMRI方法の一実施例を示す図であり、ここでも図７に示すような直交する２つのスライス702、703を撮影する場合を例に説明する。この実施例でも、まず励起RFパルス101を印加し第１のスライス702と第２のスライス703を含む領域を励起した後、第１のスライス702内のスピンを選択的に反転させる+180゜パルス107、第２のスライス703内のスピンを選択的に反転させる+180゜パルス114を、それぞれスライス選択傾斜磁場106、113と同時に印加する点は図１の実施例と同様である。
【００７６】
これら高周波パルスによるスピンの挙動を示すグラフからもわかるように、励起RFパルス101からTE1後に、反転+180゜パルス107によって第１のスライス702からのエコー信号109が発生する。第１のスライス702のスピンのうち交差部のスピン（太線）は更に反転+180゜パルス113によって反転し、エコー信号109から2(TE2/2-TE1)後にエコー信号150が発生する。このエコー信号は交差部のみから発生する信号であり、これを計測する。その後、励起RFパルス101からTE2後に第２のスライス703からの信号120が発生する。この信号は第２のスライス703のうち非交差部（点線）のみからの信号である。
【００７７】
このような各スライス及び交差部からの信号を計測するシーケンスを、位相エンコード傾斜磁場強度を変えながら、必要な位相エンコード数繰り返し、画像再構成に必要な数のエコー信号を計測する。これらエコー信号は信号処理部607で信号処理され、画像信号に変換される。この際、第２のスライスについては交差部からの信号150と第２のスライスからの信号120を合成し、第２のスライスの画像を再構成する。これにより第２のスライスについても交差部におけるコントラスト不連続のない画像を得ることができる。
【００７８】
この実施例についても、傾斜磁場の軸を図３に示す実施例のように変更することや図１２に示す実施例のように１度に２以上のエコー信号を発生させる等の変更を加えることができる。
【００７９】
【発明の効果】
以上の説明した実施例からも明らかなように、本発明によれば１回の撮影で互いに重なりを持つ複数の領域を同時に画像化することができ、その際、重なりに対応する部分において信号の著しい低下あるいはコントラストの不連続を生じない高品質の画像を得ることができる。
【００８０】
またエコー信号取得のためのシーケンスとしてEPI等の高速シーケンスを採用することにより、複数の領域を高速撮影することができ、IVMRやダイナミック撮影の実用性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の態様による撮影方法の一実施例を示すシーケンス図。
【図２】図１の実施例における被検体内のスピンが持つ位相変化を示す図。
【図３】本発明の第１の態様による撮影方法の他の実施例を示すシーケンス図。
【図４】本発明の第１の態様による撮影方法の他の実施例を示すシーケンス図。
【図５】図４の撮影方法のRFパルス印加のタイミングとスピンの位相変化を示す図。
【図６】本発明が適用されるMRI装置の全体を示すブロック図。
【図７】複数のスライスの配置と座標軸との関係を示す図。
【図８】本発明の第１の態様による撮影方法の他の実施例を示すシーケンス図。
【図９】本発明の第１の態様による撮影方法の他の実施例を示すシーケンス図。
【図１０】図９の撮影方法のRFパルス印加のタイミングとスピンの位相変化を示す図。
【図１１】本発明の第１の態様による撮影方法の他の実施例を示すシーケンス図。
【図１２】本発明の第１の態様による撮影方法の他の実施例を示すシーケンス図。
【図１３】本発明の第２の態様による撮影方法の一実施例を示すシーケンス図。
【符号の説明】
601・・・・・・被検体
603・・・・・・傾斜磁場コイル（傾斜磁場発生手段）
604・・・・・・RFコイル（照射手段）
605・・・・・・RFプローブ（検出手段）
607・・・・・・信号処理部
611・・・・・・制御部（制御手段）
【図１】
0004076655.tif 000002
【図２】
0004076655.tif 000003
【図３】
0004076655.tif 000004
【図４】
0004076655.tif 000005
【図５】
0004076655.tif 000006
【図６】
0004076655.tif 000007
【図７】
0004076655.tif 000008
【図８】
0004076655.tif 000009
【図９】
0004076655.tif 000010
【図１０】
0004076655.tif 000011
【図１１】
0004076655.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
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