(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチスライス／スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する制御方法において、
該制御方法は、測定物に対して行い、下記のステップを含み、
既存の範囲内に映像ぼやけ度合を設定すること、
映像ぼやけ度合、隣接する２スライス／スラブの間における絶対距離、第２の方向の映像解像度と第２の方向に沿う視野幅に基づいて第１の方向の映像解像度を限定すること、
少なくとも２つの周波数をロードする一つまたは多数のラジオ波（ＲＦ）パルスと一つのスライス／スラブ励起勾配磁場をかけることにより該測定物が該各周波数の少なくとも２つのスライス／スラブに対応して励起されること、
空間的な符号化勾配磁場をかけること、及び、
該各スライス／スラブを互いに分離できるスライス／スラブ分離勾配磁場を少なくとも一つかけること、を特徴とする、
マルチスライス／スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する制御方法。
【請求項２】
下記の公式を利用して映像解像度の限定を実現するために用いられることを特徴とする、請求項１に記載のマルチスライス／スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する制御方法。
【数１】
0004944912.tif 000008
（その中でも、ｒｅｓzが第１の方向の映像解像度、ｂｌｕｒが映像ぼやけ度合、ｄsepが隣接する２スライス／スラブの間における絶対距離、ｒｅｓxが第２の方向の映像解像度、さらにＦＯＶspenは第２の方向に沿う視野幅。）
【請求項３】
前述の空間的な符号化勾配磁場は、一つの位相勾配磁場と一つの周波数勾配磁場を含むことを特徴とする、請求項１に記載のマルチスライス／スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する制御方法。
【請求項４】
前述のマルチスラブ磁気共鳴信号を取得する制御方法の空間的な符号化勾配磁場は、一つの位相勾配磁場、一つの周波数勾配磁場と一つのスラブ勾配磁場を含むことを特徴とする、請求項１に記載のマルチスライス／スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する制御方法。
【請求項５】
更に下記の副次のステップを含むが、
該空間的な符号化勾配磁場をかける期間に、該スライス／スラブ分離勾配磁場をかけ、且つ該測定物を励起した磁気共鳴信号を受信することにより、空間的な符号化の根拠とすることであることを特徴とする、請求項１に記載のマルチスライス／スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する制御方法。
【請求項６】
前述のラジオ波（ＲＦ）パルスの中に、その隣接する２スライス／スラブにおける中心周波数ギャップｆsepは、下記の公式に合致することを特徴とする、請求項１に記載のマルチスライス／スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する制御方法。
【数２】
0004944912.tif 000009
（ｄsepが該各周波数に対応して隣接する２スライス／スラブの間における絶対距離、γが磁気回転比、Ｇssが該スライス／スラブ励起勾配磁場の強度である。）
【請求項７】
下記の副次のステップのように空間的な符号化勾配磁場の強度，該空間的な符号化勾配磁場方向に沿う視野幅，及び隣接する２スライス／スラブの間における絶対距離を利用してスライス／スラブ分離勾配磁場の強度を決めることを、更に含むこと特徴とする、請求項１に記載のマルチスライス／スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する制御方法。
【請求項８】
前述の決められたスライス／スラブ分離勾配磁場の強度は、下記の公式に合致することを特徴とする、請求項７に記載のマルチスライス／スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する制御方法。
【数３】
0004944912.tif 000010
（Ｇsepがスライス／スラブ分離勾配磁場の強度、Ｇspenが対応して同時に該磁気共鳴信号を受信する空間的な符号化勾配磁場の強度、ＦＯＶspenが該空間的な符号化勾配磁場方向に沿う視野幅、及びｄsepが隣接する２スライス／スラブの間における絶対距離である。）
【請求項９】
磁気共鳴造影成像システムに用いられることを特徴とする、請求項１に記載のマルチスライス／スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する制御方法。
【請求項１０】
下記の副次のステップのように該測定物を励起した磁気共鳴信号を受信し、且つ該磁気共鳴信号に対して空間的な符号化データの再構成と２次元変換を行うことにより個別のスライス／スラブの即時映像を取得することを、更に含むこと特徴とする、請求項１に記載のマルチスライス／スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する制御方法。
【請求項１１】
マルチスライス／スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する成像システムは、測定物が磁気共鳴信号を生成させるように用いられ、且つ該磁気共鳴信号により異なるスライス／スラブの空間的な符号化データを復元する成像システムにおいて、該成像システムは、
該測定物に少なくとも２つの周波数をロードするラジオ波（ＲＦ）パルスを一つまたは多数かけて制御するように用いられることにより該測定物が該各周波数の少なくとも２つのスライス／スラブに対応して励起されるラジオ波励起モジュールと、
空間的な符号化勾配磁場をかけて制御するように用いられ且つ該測定物にスライス／スラブ励起勾配磁場および該各スライス／スラブを互いに分離できるスライス／スラブ勾配磁場を少なくとも一つかける勾配磁場出力モジュールとを、含み、該第１の方向の磁気共鳴信号の成像解析度は、予定の範囲内のぼやけ度合，隣接する２スライス／スラブの間における絶対距離，第２の方向の磁気共鳴信号の成像解析度と第２の方向の視野幅（且つ該ぼやけ度合が予定の範囲内にある）により決められることを特徴とする、
マルチスライス／スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する成像システム。
【請求項１２】
該測定物を励起した磁気共鳴信号を受信するように用いられるラジオ波受信モジュールと
該ラジオ波励起モジュール，該勾配磁場出力モジュールと該ラジオ波受信モジュールの実行を制御するように用いられると同時に磁気共鳴信号を取得するシーケンス・コントローラとを、更に含むことを特徴とする、請求項１１に記載のマルチスライス／スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する成像システム。
【請求項１３】
決められた第１の方向の磁気共鳴信号の成像解析度は、下記の公式に合致することを特徴とする、請求項１１に記載のマルチスライス／スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する成像システム。
【数４】
0004944912.tif 000011
（その中でも、ｒｅｓzが第１の方向の磁気共鳴信号の成像解析度、ｂｌｕｒが成像ぼやけ度合、ｄsepが隣接する２スライス／スラブの間における絶対距離、ｒｅｓxが第２の方向の磁気共鳴信号の成像解析度、及びＦＯＶspenは空間的な符号化勾配磁場方向に沿う視野幅である。）
【請求項１４】
空間的な符号化勾配磁場は、一つの位相勾配磁場と一つの周波数勾配磁場を含むことを特徴とする、請求項１１に記載のマルチスライス／スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する成像システム。
【請求項１５】
空間的な符号化勾配磁場は、一つの位相勾配磁場、一つの周波数勾配磁場と一つのスラブ勾配磁場を含むことを特徴とする、請求項１１に記載のマルチスライス／スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する成像システム。
【請求項１６】
該シーケンス・コントローラは、該空間的な符号化勾配磁場をかける期間に、該スライス／スラブ分離勾配磁場をかけるように制御し、且つ該測定物を励起した磁気共鳴信号を受信することにより、空間的な符号化の根拠とするように配置されることを特徴とする、請求項１２に記載のマルチスライス／スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する成像システム。
【請求項１７】
該各周波数の周波数ギャップｆsepは、下記の公式に合致することを特徴とする、請求項１１に記載のマルチスライス／スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する成像システム。
【数５】
0004944912.tif 000012
（ｄsepが該各周波数に対応して隣接する２スライス／スラブの間における絶対距離、γが磁気回転比、Ｇssが該スライス／スラブ励起勾配磁場の強度である。）
【請求項１８】
勾配磁場出力モジュールは、空間的な符号化勾配磁場の強度，該空間的な符号化勾配磁場方向に沿う視野幅、及び隣接する２スライス／スラブの間における絶対距離を応用・利用するように配置されることにより、スライス／スラブ分離勾配磁場の強度を決めることを特徴とする、請求項１１に記載のマルチスライス／スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する成像システム。
【請求項１９】
前述のスライス／スラブ分離勾配磁場の強度Ｇsepは、対応して同時に該磁気共鳴信号を受信する空間的な符号化勾配磁場の強度Ｇspenとの割合が下記の公式に合致することを特徴とする、請求項１８に記載のマルチスライス／スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する成像システム。
【数６】
0004944912.tif 000013
（ＦＯＶspenが該２次元空間的な符号化勾配磁場方向に沿う視野幅、及びｄsepが該各周波数に対応して隣接する２スライス／スラブの間における絶対距離である。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気共鳴システムの制御方法、成像方法およびシステムに関するもので、特にマルチスライス／スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する制御方法、成像方法およびシステムを、指すものである。
【背景技術】
【０００２】
ａ．２次元磁気共鳴の成像原理：
２次元磁気共鳴映像の成像原理は、主として測定物を静磁場の中に放置し、それからラジオ波（ＲＦ）コイルに対応し、測定物のある区域中の全ての原子核の励起（Ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ），緩和（Ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ）の信号を励起し、且つ勾配（Ｇｒａｄｉｅｎｔ）磁場を加え、更にラジオ波（ＲＦ）コイルにより受信した後に、磁気共鳴映像に処理するものであるが、該区域の異なる位置の構造または機能性の変化を了解しようとすれば、勾配磁場を変更することにより、どの位置にスライスを取得するかどうかを、決める。
【０００３】
２次元空間的な符号化の流れは、先ずスライス勾配磁場Ｇｚを開き、同時に適当な周波数のラジオ波（ＲＦ）パルスに対応してＺ方向のあるスライスを励起した後に、２次元空間的な符号化が位相勾配磁場Ｇｙをしばらくの時間に開いた後に閉鎖することにより、Ｙ方向の原子核が、ある程度の位相差異に達し、引き続いて周波数勾配磁場Ｇｘを開き、同時に信号を受信し、この時に、ある位相差異の異なる周波数（Ｘ方向）の信号総合を受信し、これが位相差異の大きさと周波数の大きさの二つの変化項により形成された空間の中に、一つのラインの上のメッセージを取得するものであるが、この空間をｋ空間（ｋ−ｓｐａｃｅ）と称する。次に再び同じ流れを繰り返すが、但し位相勾配磁場Ｇｙの強度を変更することにより、Ｙ方向の原子核が、他の程度の位相差異に達し、更にこの位相差異の下で異なる周波数（Ｘ方向）の信号総合を受信し、またｋ空間の中に、他のラインを取得する。従って全ての流れは、異なる位相差異の状況下でも、異なる周波数の信号総合を受信し、全てのｋ空間のサンプリングを完成し、毎度位相差異を変更する時に、再びスライス勾配磁場Ｇｚを開くことにより、選択のスライスを励起する。
【０００４】
ｋ空間のサンプリングを完成した後に、２次元フーリエ変換を行うことにより、位相差異と周波数のメッセージをＸ−Ｙ平面上の異なる位置の信号に変換し、水平スライスの上またはスラブにおける映像を強弱的に形成し、即ち１枚の２次元磁気共鳴映像となる。
【０００５】
ｂ．３次元磁気共鳴の成像原理：
３次元磁気共鳴映像と２次元磁気共鳴映像の成像原理は、類似するが、但し唯一の区別が空間的な符号化の方式の相違にあるものである。３次元空間的な符号化は、位相勾配磁場Ｇｙとスラブ勾配磁場Ｇｚをしばらくの時間に開いた後に閉鎖することにより、Ｙ方向およびＺ方向の原子核が、ある程度の位相差異に達し、次に再び同じ流れを繰り返し、但し位相勾配磁場Ｇｙとスラブ勾配磁場Ｇｚの強度を変更するが、これにより、ｋ空間のサンプリングを完成した後に、３次元フーリエ変換を行うことにより、つまり１枚の３次元磁気共鳴映像となることを推定する。
【０００６】
ｃ．２次元／３次元磁気共鳴映像の共通の欠点：
図１を参照するが、既存の２次元空間的な符号化手続きは、毎度測定物の単一のスライスのみに対して処理をしか進行できなく、即ちスキャン方向に沿って複数回のスキャンを行うことにより、マルチスライス映像を取得するが、従って毎度スキャンにより１枚の映像のみを取得でき、Ｎ回にスキャンしてＮ枚の映像を取得し、全てのスライス映像取得時間の計算公式が例えば公式１のように示す。
【０００７】
【数１】
0004944912.tif 000002
【０００８】
その中でも、ＮＥＸが信号平均回数で、Ｎpeが全ての符号化回数であるが、２次元磁気共鳴映像を例とし、全ての符号化回数Ｎpeも即ち位相符号化回数Ｎpで、ＴＲが毎度一つのラインをピックアップするためにかかる時間で、更にＮsliceがスライスの数である。従って、取得された必要な総枚数が２５６枚であるスライス映像を例とすれば、スライス映像の総枚数Ｎslice＝２５６、信号平均回数ＮＥＸ＝１、位相符号化回数Ｎpe＝１２８、毎度一つのラインをピックアップするためにかかる時間ＴＲ＝０．１秒間であるが、従って全てのスライス映像を取得するための時間が約５４分間ぐらいを必要とし、過程が相当に時間の無駄となる。
【０００９】
図２を参照するが、既存の３次元空間的な符号化手続きが１回のスキャンに測定物の単一のスラブのみに対して励起をしか進行できないことにより、該スラブの全てのスライス映像を取得するが、更に３次元磁気共鳴映像の映像取得時間も例えば公式１のように示し、但し全部の符号化回数Ｎpe＝位相符号化回数（Ｎp）×スライス符号化回数（Ｎz）となり、考えてみると分かり、３次元磁気共鳴映像の取得時間が２次元磁気共鳴映像の取得時間よりも、もっと時間の無駄となる。
【００１０】
ｄ．その他の関連する技術
生医研究者が即時映像をより速く取得するために用いられる重要な利器であるが、如何なる加速方式が磁気共鳴造影に対して何れも非常に吸引力を具し、更に大量の人力資源を関連する研究に投入することをもたらすが、従って同期励起−分時ピックアップ，アレイ・コイル加速，データ受信減量などの異なる加速方式を発展する。
【００１１】
既に開発・関連する幾つかの現在の方法が下記のリストの通りである。
【００１２】
ｉ．Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ  ｍｕｌｔｉｓｌｉｃｅ  ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ  ｏｆ  ＭＲ  ｉｍａｇｅｓ  ｂｙ  Ｈａｄａｍａｒｄ−ｅｎｃｏｄｅｄ  ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ  （ＳＩＭＡシリーズと略称）：同時にマルチスライスを励起するが、但しマルチスライスの混合映像を受信するのは、毎枚のスライス励起ラジオ波（ＲＦ）電磁波の異なる特性を利用して多項式を了解することにより完備な個別の映像情報を取得する必要があり、欠点は、余分な運算時間を需要とし且つＮ回の励起受信を需要することにより、Ｎ枚の異なるスライスを計算できるものである。
【００１３】
ｉｉ．Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ  ｐａｒａｌｌｅｌ  ｉｎｃｌｉｎｅｄ  ｒｅａｄｏｕｔ  ｉｍａｇｅ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ  （ＳＭＡシリーズと略称）：この方法は、同時に複数枚のスライスを励起し且つ受信する時に、勾配コイルにより、異なるスライスに、異なる磁場をもたらすが、欠点は、増加する勾配磁場により、映像に避けられないぼやけ現象を生成し、映像の品質を低減するものである。
【００１４】
ｉｉｉ．Ｕｓｅ  ｏｆ  Ｍｕｌｔｉｃｏｉｌ  Ａｒｒａｙｓ  ｆｏｒ  Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｉｇｎａｌ  ｆｒｏｍ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｓｌｉｃｅｓ  Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙ  Ｅｘｃｉｔｅｄ  （ＳＥＮＳＥシリーズと略称）：この方法は、複数個のコイルの異なる位置の受信感度の差異を利用し、同時に異なるスライスの映像情報を受信した後に、異なる位置の真実の映像を計算するが、欠点は、余分なハードウェアを需要とし、４倍に加速すれば、少なくとも４組の受信コイルを多く需要とし、加速の効果が増加するコイル数量に比例しないものである。
【００１５】
ｉｖ．ＭＡＭＢＡシリーズ：普通の線性勾配コイルの以外に、更に１組の階段式勾配コイルを増加することにより、異なるスライスの映像が異なるキャリヤー波の周波数を具備できるが、欠点は、余分なハードウェア設備（ＭＡＭＢＡ勾配コイル）を需要とし、且つ加速の倍数，マルチスライスのピッチがハードウェアにより固定され、任意に調整できなく、且つマルチスライス映像処理技術は、同期励起−分時ピックアップの技術、またはアレイ・コイル・ハードウェアを利用してピックアップを加速することに関わらず、何れもハードウェア設備の増加，演算法の負担またはデータ・ピックアップ量を変更できないものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
既存のマルチスライス／スラブ映像磁気共鳴の映像処理技術がハードウェア・設備またはソフトウェアの運算の負担を増加する必要があることに鑑み、従って本発明は、即ち既存のシステム・ハードウェアの動作に互換性があり且つ余分なハードウェア・設備の必要がない更にマルチスライス／スラブ磁気共鳴信号を同時に取得できる制御方法、成像方法およびシステムを、提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明のマルチスライス／スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する制御方法は、測定物に対して行い、下記のステップを含むが、（ａ）少なくとも２つの周波数をロードする一つまたは多数のラジオ波（ＲＦ）パルスと一つのスライス／スラブ励起勾配磁場をかけることにより該測定物が該各周波数の少なくとも２つのスライス／スラブに対応して励起されること、（ｂ）空間的な符号化勾配磁場をかけること及び（ｃ）該各スライス／スラブを互いに分離できるスライス／スラブ分離勾配磁場を少なくとも一つかけること。
【００１８】
本発明のマルチスライス／スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する成像システムは、測定物が磁気共鳴信号を生成させるように用いられ、且つ該磁気共鳴信号により異なるスライス／スラブの空間的な符号化データを復元するが、該成像システムは、一つのラジオ波励起モジュール、一つのラジオ波受信モジュール、一つの勾配磁場出力モジュール、及び前述の素子の動作を制御する一つのシーケンス・コントローラを含む。
【００１９】
該シーケンス・コントローラは、該ラジオ波励起モジュール，該勾配磁場出力モジュールと該ラジオ波受信モジュールを制御するように用いられ、マルチスライス／スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する制御手続きを、実行するように用いられる。
【００２０】
該ラジオ波励起モジュールは、該測定物に少なくとも２つの周波数をロードするラジオ波（ＲＦ）パルスを一つまたは多数かけて制御するように用いられることにより、該測定物が該各周波数の少なくとも２つのスライス／スラブに対応して励起されるが、該勾配磁場出力モジュールは、空間的な符号化勾配磁場をかけて制御するように用いられ、且つ該測定物にスライス／スラブ励起勾配磁場および該各スライス／スラブを互いに分離できるスライス／スラブ勾配磁場を少なくとも一つかけるが、該ラジオ波受信モジュールは、該測定物を励起した磁気共鳴信号を受信するように用いられる。
【００２１】
本発明のマルチスライス／スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する成像方法は、測定物の個別のスライス／スラブの即時映像を生成するように用いられるが、該成像方法が下記のステップを含むが、（ａ）少なくとも２つの周波数をロードする一つまたは多数のラジオ波（ＲＦ）パルスと一つのスライス／スラブ励起勾配磁場をかけることにより該測定物が該各周波数の少なくとも２つのスライス／スラブに対応して励起されること、（ｂ）空間的な符号化勾配磁場をかけること、（ｃ）該各スライス／スラブを互いに分離できるスライス／スラブ分離勾配磁場を少なくとも一つかけ且つ該測定物を励起した磁気共鳴信号を受信すること及び（ｄ）該磁気共鳴信号に対して空間的な符号化データの再構成と２次元変換を行うことにより個別のスライス／スラブの即時映像を取得すること。
【００２２】
その他の方面，特徴および図面は、実施の方式に記載する内容を参照する。
【発明の効果】
【００２３】
ここに説明する制御方法、成像方法およびシステムは、例えば下記の利点を提供する。
【００２４】
１．撮像の快速：ここに説明する方法およびシステムは、複数枚の測定物の異なる位置の磁気共鳴映像を同時に励起し且つピックアップすることが出来、既存の磁気共鳴システムの撮像時間を節約できる。
【００２５】
２．高い互換性：ここに説明する方法およびシステムは、多種類の既存の磁気共鳴器具・設備に互換性があることを可能とし、更に余分なハードウェア施設、例えば余分なラジオ波チャンネル／勾配コイルを増加する必要がなく、且つ余分な映像情報演算時間とコンピューター設備を増加する必要がなく、ここに説明する方法およびシステムは、磁気共鳴成像システムの使用効率を大幅に向上できる。
【００２６】
３．はっきりした成像：ここに説明する方法およびシステムは、高解像度のスライス／スラブのピックアップ技術を運用し、複数枚の映像をはっきり同時に取得できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】既存の２次元空間的な符号化手続きが毎回に測定物の単一のスライスのみに対して処理をしか進行できない且つＮ回スキャンして合計でＮ枚の映像を取得することを説明する模式図である。
【図２】既存の３次元空間的な符号化手続きが毎回に測定物の単一のスラブのみに対して励起をしか進行できないことにより合計でＮ枚の映像を取得することを説明する模式図である。
【図３】例を挙げて本発明のマルチスライス磁気共鳴信号を同時に取得する成像システムのより好ましい実施例を説明するシステム・ブロック図である。
【図４】例を挙げて本発明のマルチスライス磁気共鳴信号を同時に取得する成像方法のより好ましい実施例を説明するフローチャートである。
【図５】例を挙げて本発明のマルチスラブ磁気共鳴信号を同時に取得する成像方法のより好ましい実施例を説明するフローチャートである。
【図６】本発明のマルチスライス磁気共鳴信号を同時に取得する成像方法の制御タイミングを説明するタイミングチャートである。
【図７】本発明の図４のマルチスラブ磁気共鳴信号を同時に取得する成像方法の制御タイミングを説明するタイミングチャートである。
【図８】図３のシステム及びここに言及する方法から磁気共鳴映像の具する何れのピクセルが立方体のボクセルからｚ方向に投影して生成された結果で理想的な投影結果が正方形となるはずで然しながらスライス／スラブ分離勾配磁場を開く時にその投影結果が平行四辺形を呈することを、説明する模式図である。
【図９】（ａ）単一の励起周波数および（ｂ）マルチスライスの励起周波数の帯域幅を説明する波形図である。
【図１０】（ａ）数多くの励起周波数により励起できる測定物の四つのスライスの実施態様および（ｂ）多くの励起周波数により励起できる測定物の四つのスラブの他の実施態様を、説明する模式図である。
【図１１】従来の技術により取得されたＮ枚の映像と比較して需要するＴａのスキャン時間を説明するもので本発明が毎回に測定物のマルチスライスに対して励起処理を進行でき且つＮ枚の映像を取得する時にＴａ／４のスキャン時間のみを必要とする模式図である。
【図１２】従来の技術により取得された全ての映像情報と比較して需要するＴｂのスキャン時間を説明するもので本発明が毎回に測定物のマルチスラブに対して励起処理を進行でき且つ全ての映像情報を取得する時にＴｂ／４のスキャン時間のみを必要とする模式図である。
【図１３】本発明のマルチスライス磁気共鳴信号を同時に取得する成像方法により８スライス磁気共鳴信号を同時に取得できる模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明を詳細に陳述する前に、注意すべきのは、以下の説明内容の中に、同じ符号により類似する素子を表示し、且つ説明に便宜を図るために、符号の”／”が”又は”を意味する。それ以外に、本発明の使用する座標システム（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は、映像の座標となり、器具の空間絶対座標ではない。
【実施例】
【００２９】
本発明のマルチスライス／スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する制御方法、成像方法およびシステムの効果は、同時に励起でき、且つ数多くの測定物の異なる位置の磁気共鳴映像をピックアップし、更に多種類の既存の磁気共鳴器具・設備に互換性があることを可能とし、また余分なハードウェア・施設、例えば余分なラジオ波（ＲＦ）チャンネル／勾配コイルを増加する必要がなく、且つ余分な映像情報演算時間とコンピューター設備を増加する必要がない。
【００３０】
説明すべきなのは、本発明の言及するマルチスライス／スラブ磁気共鳴信号を同時に取得する制御方法が、磁気共鳴システムに応用され、エコープラナー撮像（Ｅｃｈｏ  Ｐｌａｎａｒ  Ｉｍａｇｉｎｇ，  ＥＰＩ），灌流造影（Ｐｅｒｆｕｓｉｏｎ），フロー映像（Ｆｌｏｗ），血管造影検査映像（Ａｎｇｉｏ），温度映像（Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ），Ｔ1映像（格子−スピン緩和時間常数），Ｔ2映像（スピン−スピン緩和時間常数）又は拡散造影（Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）などの成像システムを含むものである。
【００３１】
一、ハードウェア設備：
図３を参照するが、それがシステム・ブロック図で、本発明のマルチスライス磁気共鳴信号を同時に取得する成像システムのより好ましい実施例を説明するためである。
【００３２】
成像システム１００は、一つのシーケンス・コントローラ１，励起波形を発射できる一つのラジオ波励起モジュール２１，磁気共鳴映像信号を受信できる一つのラジオ波受信モジュール２２，一つの静磁場出力モジュール３，一つの勾配磁場出力モジュール４，一つのメインコンソール７，一つの表示装置５２及び一つの入力装置５３を含むが、その中でも、ラジオ波励起モジュール２１とラジオ波受信モジュール２２がそれぞれシングルチャンネル又はマルチチャンネルのラジオ波コイルであってもよく、勾配磁場出力モジュール４が一つの勾配制御器４１と数個の勾配コイル４２を具することを可能とし、メインコンソール７が一つのコントローラモジュール７１，一つの格納モジュール７２と一つの画像処理モジュール７３を具する。
【００３３】
測定物６が測定空間３０に位置決めすることを可能とし、且つ測定空間３０の内には、静磁場出力モジュール３により生成された均一磁場および勾配制御器４１が該等の勾配コイル４２を制御することにより生成された勾配磁場を、具するが、該均一磁場は、該勾配磁場に対応して測定物６が磁気共鳴信号ソースの磁化量を生成させるように用いられる。
【００３４】
二、前述の装置を利用する成像方法：
ａ．２次元磁気共鳴造影
図４を参照するが、本発明のマルチスライス磁気共鳴信号を同時に取得する成像方法のステップは、下記のように説明する。
【００３５】
図３と図４を参照するが、ステップ２０１の中で、ラジオ波励起モジュール２１は、測定物６に対し、少なくとも２つの周波数をロードする一つまたは多数のラジオ波（ＲＦ）パルスと一つのスライス励起勾配磁場をかけることにより、該測定物６が該各周波数の少なくとも２つのスライスに対応して励起されるように用いられる。
【００３６】
２つのスライスを励起するために用いられるロード周波数ｆ1と周波数ｆ2を出力するラジオ波（ＲＦ）パルス１０１を例とし、設計上では、周波数ｆ1と周波数ｆ2の両者の周波数ギャップｆsepは、下記の公式に合致する必要がある。
【００３７】
【数２】
0004944912.tif 000003
【００３８】
その中でも、ｄsepは該各周波数に対応して隣接する２スライスの間における絶対距離（ｃｍ）で、隣接する２スライスがラジオ波（ＲＦ）パルスの複数個の周波数により励起されて互いに隣接するスライスで、γが磁気回転比で、更にＧssがスライス励起勾配磁場の強度（Ｇａｕｓｓ／ｃｍ）である。
【００３９】
ステップ２０２の中で、勾配磁場出力モジュール４から、一つの空間的な符号化勾配磁場、および該各スライスを互いに分離できる少なくとも一つのスライス勾配磁場をかけ、且つ空間的な符号化勾配磁場が一つの位相勾配磁場Ｇｙと一つの周波数勾配磁場Ｇｘを含んで測定物６にかける。
【００４０】
その中でも、該スライス分離勾配磁場の強度Ｇsepは、対応して同時に磁気共鳴信号を受信する空間的な符号化勾配磁場の強度Ｇspen（位相勾配磁場Ｇｙ又は周波数勾配磁場Ｇｘであってもよい）との割合が下記の公式に合致する必要がある。
【００４１】
【数３】
0004944912.tif 000004
【００４２】
ＦＯＶspenが該空間的な符号化勾配磁場方向に沿う視野幅（ｃｍ）で、更にｄsepが該各周波数に対応して隣接する２スライスの間における絶対距離（ｃｍ）であるが、公式３が成立する時に、隣接する２スライスが完全に分離できる。
【００４３】
ステップ２０３の中で、勾配磁場出力モジュール４が空間的な符号化勾配磁場をかける期間（即ち位相勾配磁場Ｇｙと周波数勾配磁場Ｇｘをかける期間）に、ラジオ波受信モジュール２２は、測定物６が励起された磁気共鳴信号を受信することに対応する。
【００４４】
ステップ２０４は、即ち磁気共鳴信号に対して空間的な符号化データの再構成および２次元変換を行うことにより、個別のスライスの即時映像を取得するものである。
【００４５】
ｂ．３次元磁気共鳴造影成像
３次元磁気共鳴造影と２次元磁気共鳴造影との差異は、２次元磁気共鳴造影が１回に一つのスライスを励起し、更に取得された映像の情報を２次元空間的な符号化するが、３次元磁気共鳴造影が１回に一つのスラブを励起し、更に取得された映像の情報を３次元空間的な符号化する。
【００４６】
図５を参照するが、それがフローチャートで、本発明のマルチスラブ磁気共鳴信号を同時に取得する成像方法ののより好ましい実施例を説明するためである。
【００４７】
図３と図５を参照するが、ステップ３０１の中で、ラジオ波励起モジュール２１は、測定物６に対し、少なくとも２つの周波数をロードする一つまたは多数のラジオ波（ＲＦ）パルスと一つのスラブ励起勾配磁場をかけることにより、測定物６が該各周波数の少なくとも２つのスラブに対応して励起されるように用いられる。
【００４８】
２つのスラブを励起するために用いられるロード周波数ｆ1と周波数ｆ2を出力するラジオ波（ＲＦ）パルス１０１’を例とし、設計上では、周波数ｆ1と周波数ｆ2の両者の周波数ギャップｆsepは、前述の公式２に合致する必要がある。
【００４９】
ステップ３０２の中で、勾配磁場出力モジュール４から、一つの空間的な符号化勾配磁場、および該各スラブを互いに分離できる少なくとも一つのスラブ勾配磁場をかけ、且つ空間的な符号化勾配磁場が一つの位相勾配磁場Ｇｙ、一つの周波数勾配磁場Ｇｘと一つのスラブ勾配磁場Ｇｚを含んで測定物６にかける。
【００５０】
その中でも、該スラブ分離勾配磁場の強度Ｇsepは、対応して同時に磁気共鳴信号を受信する空間的な符号化勾配磁場の強度Ｇspen（位相勾配磁場Ｇｙ、周波数勾配磁場Ｇｘ又はスラブ勾配磁場Ｇｚであってもよい）との割合が前述の公式３に合致する必要がある。
【００５１】
ステップ３０３の中で、勾配磁場出力モジュール４が空間的な符号化勾配磁場をかける期間に、ラジオ波受信モジュール２２は、測定物６が励起された磁気共鳴信号を受信することに対応する。
【００５２】
ステップ３０４は、即ち磁気共鳴信号に対して空間的な符号化データの再構成および３次元変換を行うことにより、個別のスラブの即時映像を取得するものである。
【００５３】
三、制御手続き：
ａ．２次元磁気共鳴造影成像
図６がタイミングチャートであるが、図４の手続きを実行する時に、図３のシステムのタイミングチャートを例として説明する。
【００５４】
図３と図６を参照するが、コントローラモジュール７１は、ユーザーが入力装置５３に操作して生成された制御指令を、受信でき、且つ格納モジュール７２の予定のプログラムに対応することにより、シーケンス・コントローラ１が、図４の方法を実行する。
【００５５】
シーケンス・コントローラ１は、駆動信号を出力することにより、ラジオ波励起モジュール２１，ラジオ波受信モジュール２２と勾配磁場出力モジュール４の動作を駆動するように配置できるが、その制御手続きは、i．シーケンス・コントローラ１がラジオ波励起モジュール２１を駆動して測定物６に少なくとも２つの周波数をロードする一つまたは多数のラジオ波（ＲＦ）パルス１０１を生成することにより周波数ｆ1と周波数ｆ2をロードするラジオ波（ＲＦ）パルス１０１を出力することを、例とし、周波数ｆ1と周波数ｆ2の両者の周波数ギャップｆsepは公式２に合致する必要があり且つ勾配制御器４２が勾配コイル４１を制御してスライス励起勾配磁場の強度Ｇssを生成するように駆動すること（１０４）、ii．シーケンス・コントローラ１が測定物６に各スライスの位置符号化の異なる方向に空間的な符号化勾配磁場をかけること、及びiii．シーケンス・コントローラ１が勾配制御器４２を駆動して勾配コイル４１を制御して測定物６にスライス分離勾配磁場の強度Ｇsep（１０５）を生成することを、含む。
【００５６】
この実施例の中に、該空間的な符号化勾配磁場は、位相勾配磁場１０２と周波数勾配磁場１０３を含み、且つ該空間的な符号化勾配磁場をかける期間に、該スライス分離勾配磁場１０５をかけ、更に該測定物６を励起した磁気共鳴信号を受信し、且つスライス分離勾配磁場の強度Ｇsep（１０５）は、対応して同時に磁気共鳴信号を受信する空間的な符号化勾配磁場の強度Ｇspenとの割合が前述の公式３に合致する必要があることにより、隣接する２つのスライスを完全に分離できる。
【００５７】
周波数勾配磁場１０３とスライス分離勾配磁場１０５をかけると同時にラジオ波受信モジュール２２により、測定物６を励起した磁気共鳴信号を受信できるが、その後に映像処理モジュール７３により該磁気共鳴信号を空間的な符号化した後に、２次元変換にてスライスの映像データを再構成でき、更に映像処理モジュール７３が、再構成した後に、適時に処理した結果、即ち分離のスライスの映像画面を出力することにより、表示装置５２に表示する。
【００５８】
ｂ．３次元磁気共鳴造影成像
図７がタイミングチャートであるが、図５の手続きを実行する時に、図３のシステムのタイミングチャートを例として説明する。
【００５９】
図３と図７を参照するが、シーケンス・コントローラ１は、駆動信号を出力することにより、ラジオ波励起モジュール２１，ラジオ波受信モジュール２２と勾配磁場出力モジュール４の動作を駆動・制御するように配置できるが、その制御手続きは、i．シーケンス・コントローラ１が、ラジオ波励起モジュール２１を駆動してが測定物６に少なくとも２つの周波数をロードする一つまたは多数のラジオ波（ＲＦ）パルス１０１’を生成することにより周波数ｆ1と周波数ｆ2をロードするラジオ波（ＲＦ）パルス１０１’を出力することを、例とし、周波数ｆ1と周波数ｆ2の両者の周波数ギャップｆsepは公式２に合致する必要があり且つシーケンス・コントローラ１が、勾配制御器４２を駆動して勾配コイル４１を制御してスラブ励起勾配磁場の強度Ｇssを生成すること（１０４’）、ii．シーケンス・コントローラ１が、測定物６に各スラブの位置符号化の異なる方向に空間的な符号化勾配磁場をかけること、及びiii．シーケンス・コントローラ１が勾配制御器４２を駆動して勾配コイル４１を制御して測定物６にスラブ分離勾配磁場の強度Ｇsep（１０５’）を生成することを、含む。
【００６０】
この実施例の中に、該空間的な符号化勾配磁場は、位相勾配磁場１０２’，周波数勾配磁場１０３’とスラブ勾配磁場１０６’を含み、且つ該空間的な符号化勾配磁場をかける期間に、該スラブ分離勾配磁場１０５’をかけ、更に該測定物６を励起した磁気共鳴信号を受信し、且つスラブ分離勾配磁場の強度Ｇsep（１０５’）は、対応して同時に磁気共鳴信号を受信する空間的な符号化勾配磁場の強度Ｇspenとの割合が前述の公式３に合致する必要があることにより、隣接する２つのスライスを完全に分離できる。
【００６１】
周波数勾配磁場１０３’とスラブ分離勾配磁場１０５’をかけると同時にラジオ波受信モジュール２２により、測定物６を励起した磁気共鳴信号を受信するが、その後に映像処理モジュール７３により該磁気共鳴信号を空間的な符号化して変換、例えばフーリエ変換した後に、３次元変換にて適時スラブの映像データを再構成でき、更に映像処理モジュール７３が、再構成した後の処理結果、即ち分離のスラブの映像画面を出力することにより、表示装置５２に表示できる。
【００６２】
四、ぼやけ度合（ｂｌｕｒ）を低減することによりはっきりした映像を取得すること
ａ．映像ぼやけの原因
図８（ａ）と図８（ｂ）を参照するが、磁気共鳴映像の具する、如何なるピクセル（ｐｉｘｅｌ）は、立方体を呈するボクセル（ｖｏｘｅｌ）８１がｚ方向に投影して生成された結果であるが、該ボクセル８１が理想的な投影結果において正方形８１１となるはずで、このようにしてそのｘ方向の解像度ｒｅｓｘがはっきりしたエッジとなることを可能とするが、然しながら２枚の映像を分離するために、スライス／スラブ分離勾配磁場１０５（例えば図６）又は１０５’（例えば図７）を開く時に、図８（ｃ）を参照し、その投影結果が剪断力・ストレンと類似する平行四辺形８１２’を呈するが、このようにしてそのｘ方向の解像度ｒｅｓｘがぼやけたエッジとなり、投影できた映像がぼやけることをもたらす。
【００６３】
ｂ．映像ぼやけを克服する方法
映像のぼやけ度合を計算する一般な公式：
【００６４】
【数４】
0004944912.tif 000005
その中でも、２次元磁気共鳴映像が前述の公式４−１，４−２を応用する時に、ｒｅｓzが１枚のスライスの厚さを代表し、ｒｅｓxがｘ方向の解像度で、Ｇｚがスライス／スラブ勾配磁場で、Ｇｘが周波数勾配磁場である。
【００６５】
３次元磁気共鳴映像が前述の公式４−１，４−２を応用する時にあることについて、差異がｒｅｓzの代表する励起スラブ厚さ／ｚ方向の空間的な符号化回数となるもので、残りのパラメーターの定義が不変である。
【００６６】
前述の公式３を参照するが、隣接する２スライス／スラブを完全に分離できる公式：
【００６７】
【数５】
0004944912.tif 000006
となるが、公式３及び公式４−１，４−２を互いに重ねて代入することにより、結果として公式５を取得できる。
【００６８】
【数６】
0004944912.tif 000007
【００６９】
公式５の中に、ｒｅｓzが映像ｚ方向の解像度で、ｂｌｕｒが映像ぼやけ度合（ピクセルが単位）で、ｄsepが隣接する２スライス／スラブの間における絶対距離で、ｒｅｓxがｘ方向の解像度で、更にＦＯＶspenは空間的な符号化勾配磁場方向に沿う視野幅である。
【００７０】
公式５に基づき、はっきりし且つぼやけない映像を取得するために、設定のぼやけ度合（ｂｌｕｒ）が予定の範囲内にある必要があることを、表示するが、以下に撮像条件を挙げ、実際に如何に設定する範例を説明する。
【００７１】
下記のように撮像条件を設定し、ぼやけ度合（ｂｌｕｒ）＝３ピクセル，隣接する２スライス／スラブの間における絶対距離（ｄsep），ｘ方向の解像度（ｒｅｓx）＝１ｍｍ，空間的な符号化勾配磁場方向に沿う視野幅（ＦＯＶspen）＝１０ｍｍであると仮定するが、その後に前述のパラメーターを公式５に代入することにより、ｚ方向の解像度（ｒｅｓz）＝０．５ｍｍであるように取得でき、言い換えれば、ｚ方向の解像度（ｒｅｓz）が０．５ｍｍよりも小さくなるように限定されることを必要とし、このようにしたら、はっきりした映像を取得できる。
【００７２】
実際の需要に基づき、ぼやけ度合の予定値を設定できるが、例えば、ぼやけが１ピクセルよりも小さくなる時に、如何に品質の変化を影響しなく、極めて良い映像の品質となることを表示し、１〜３ピクセルに介在する時に、依然として肉眼にてその中の変化に気が付きにくくなり、良好な映像の品質となり、３ピクセルを超えて６ピクセルの範囲までに達すると、無理に受け入れることが出来る映像の品質となる。６ピクセル以上のぼやけ度合，映像品質の悪化と映像中における数多くの特徴を判別しにくくなり、然しながら、異なるぼやけ度合がその異なる用途を具し、従って異なる需要に基づいてより調整できる。
【００７３】
例えばＳＭＡシリーズの多く増加する勾配磁場により映像が避けられないぼやけ現象を生成するが、但し本発明の採用する技術は、ぼやけ度合を低減するため、同時にマルチスライス／スラブの映像をはっきり取得できる。
【００７４】
五、実験の結果：
図９（ａ）と図９（ｂ）を参照するが、励起周波数の帯域幅の方面において、従来のラジオ波パルスの採用する単一の周波数の励起帯域幅ＢＷsliceと比較し、１０ｋＨｚ（約１ｋＨｚ乃至５ｋＨｚの範囲内）よりも低くなるが、本発明のラジオ波パルスの採用する少なくとも２つのラジオ波パルス中における隣接のスライスの中心周波数ギャップｆsepは、２０ｋ以上に達することが出来る。図１０（ａ）を参照するが、単回に励起できる測定物の４個のスライス４０１ｎ〜４０４ｎを説明し、図中に３回の励起を経つことにより合計で１２個のスライスを取得でき、その隣接する２つのスライス４０１１，４０２１がラジオ波パルスの両周波数により励起されて互いに隣接するスライスであることを表示するが、図１０（ｂ）を参照し、複数個の励起周波数による他種の実施態様を説明し、該実施態様が測定物の４個のスラブ５０１  ’〜５０４’を励起できる。
【００７５】
図１１を参照するが、撮像速度の方面において、伝統的な技術の２次元磁気共鳴映像にＮ枚の映像を取得する必要なスキャン時間Ｔａは、十分に時間の無駄となるが、例えばこのように具体的に叙述する方法では、毎回に測定物のマルチスライスに対して励起処理を進行でき、従ってＮ枚の映像を取得してＴａ／４のスキャン時間のみを必要とするが、例えば同様に総枚数２５６枚のスライス映像を取得することを、例とし、４個の周波数をロードするラジオ波パルス励起測定物の４個のスライス４０１〜４０４を採用すれば、撮像方向に沿って毎回にスキャンし、何れも４枚のスライス映像を取得でき、例えば図１０（ａ）にｎ回目のスキャンする時に、同時にスライス４０１ｎ〜４０４ｎに対して励起できるため、異なるスライスの映像４０１ｎ〜４０４ｎを取得し、故にＮ／４回のスキャンすれば、合計でＮ枚のスライス映像（Ｎ＝４*Ｍ；従ってＭ回のスキャンすれば、合計で４Ｍ枚のスライス映像取得できると言える）を取得できるが、例えばこのように具体的に叙述する方法では、６４回のみにスキャンする必要があり、このようにしたら、撮像にかかる時間が４／１に低減でき、提案された実例中に合計の成像時間が５４分間ぐらいから１４分間ぐらいに低減する。
【００７６】
同義に図１２を参照するが、伝統的な技術により取得されて１回に全てのスラブ５０１を励起して全てのスライス映像を取得する必要なＴｂのスキャン時間と比較し、全てのスラブ５０１が４個のスラブ５０１’  〜５０４’の組合せと見なすれば、四つの周波数をロードするラジオ波パルス励起測定物の４個のスラブ５０１’  〜５０４’を採用するが、従って全てのスラブの情報を取得するために、Ｔｂ／４のスキャン時間のみを必要とし、このようにしたら、従来の技術により取得された全ての映像の時間を大幅に低減できる。
【００７７】
前述の叙述のように測定物が２スライスと４スライスの磁気共鳴信号を同時に取得できる以外に、更に８スライスの磁気共鳴信号も同時に取得でき、例えば図１３（ａ）は、ラジオ波励起モジュール２１から送り出されて８個の周波数をロードするラジオ波励起信号７０１が領域上にある分布であるが、例えば図１３（ｂ）は、ラジオ波受信モジュール２２がラジオ波励起信号７０１に対応して取得されたマルチスライス磁気共鳴信号７０２が領域上にある分布であるが、例えば図１３（ｃ）のように、受信された該マルチスライス磁気共鳴信号７０２により信号処理した後に取得された磁気共鳴映像７０３は、８スライスの磁気共鳴信号を含むと同時に取得し、検証を取得できる。
【００７８】
しかしながら、以上の説明は、ただ本発明のより好ましい実施例のみで、これにより本発明の実施範囲を限定できず、即ち本発明の特許請求の範囲および発明の説明の内容に基づいて出来た簡単な等価変更と潤色の全てが何れも依然として本発明の特許の含む範囲内に属する。
【符号の説明】
【００７９】
１  シーケンス・コントローラ
３  静磁場出力モジュール
４  勾配磁場出力モジュール
７  メインコンソール
２１  ラジオ波励起モジュール
２２  ラジオ波受信モジュール
３０  測定空間
４１  勾配制御器
４２  勾配コイル
５２  表示装置
５３  入力装置
７１  コントローラモジュール
７２  格納モジュール
７３  画像処理モジュール
８１  ボクセル
１００  成像システム
１０１，１０１’    ラジオ波（ＲＦ）パルス
１０２，１０２’    位相勾配磁場
１０３，１０３’    周波数勾配磁場
１０４，１０４’    スライス励起勾配磁場
１０５，１０５’    スライス／スラブ分離勾配磁場
１０６’    スラブ勾配磁場
２０１〜２０４  ステップ
３０１〜３０４  ステップ
４０１〜４０４  スライス
５０１，５０１’〜５０４’  スラブ
７０１  ラジオ波（ＲＦ）励起信号
７０２  マルチスライス磁気共鳴信号
７０３  磁気共鳴映像
８１１  正方形
８１１’  平行四辺形
【図３】
0004944912.tif 000014
【図４】
0004944912.tif 000015
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１】
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【図２】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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