JP2016509935A

JP2016509935A - パラレルのマルチスライスｍｒ画像法

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Publication number: JP2016509935A
Application number: JP2015562476A
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Inventors: ベルネルト，ペーター; イヴァノヴァドネヴァ，マリヤ; ネールケ，カイ
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Filing date: 2014-03-11
Publication date: 2016-04-04
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Abstract

本発明は、ＭＲデバイス（１）の検査ボリューム内に配置される対象物（１０）のＭＲ撮像の方法に関する。本方法は：−２つ以上の空間的に別個の画像スライスを同時に励起させるために、対象物（１０）を、位相変調されるマルチスライスＲＦパルスを備える画像シーケンスの対象にするステップと、−ＭＲ信号を取得するステップであって、ＭＲ信号が、検査ボリューム内の異なる空間感度プロファイルを有する少なくとも２つのＲＦコイル（１１、１２、１３）のセットを介して、並行に受け取られる、ステップと、−取得されたＭＲ信号から、各画像スライスのＭＲ画像を再構築するステップとを含み、異なる画像スライスからのＭＲ信号の寄与は、少なくとも２つのＲＦコイル（１１、１２、１３）の空間感度プロファイルに基づいて、及びＲＦパルスの位相変調のスキームに基づいて区別される。ＭＲ画像の再構築の逆問題の条件を最適化するために、ＲＦパルスの位相変調スキームは、少なくとも２つのＲＦコイル（１１、１２、１３）の空間感度プロファイルから導出される。さらに、本発明は、この方法を実行するＭＲデバイス並びにＭＲデバイス上で実行されるコンピュータプログラムにも関する。［選択図］図１

Description

本発明は、磁気共鳴（ＭＲ）撮像の分野に関する。本発明は、対象物（object）のＭＲ撮像の方法に関する。また、本発明は、ＭＲデバイス及びＭＲデバイスを実行するコンピュータプログラムにも関する。

２次元又は３次元の画像を形成するために磁場と核スピンとの間のインタラクションを用いる画像形成ＭＲ方法は、今日では広く、とりわけ医療診断の分野で使用されている。これは、軟部組織の撮像について、これらの方法が、他の撮像方法よりも多くの点で優れており、電離放射線を必要とせず、また通常は侵襲的でないためである。

Larkman他著、「Journal of Magnetic Resonance Imaging」、3、313-317、2001年 Breuer他著、「Magnetic Resonance in Medicine」、53、684-691、2005年

ＭＲ法によると、一般的に、例えば患者の身体等の検査すべき対象物は、強力で均一な磁場（magnetic field）内に配置される。この磁場の方向は同時に、座標系の軸（通常はｚ軸）を定め、これに基づいて測定が行われる。磁場は、定義される周波数（いわゆるラーモア周波数又はＭＲ周波数）の電磁気交番磁界（electromagnetic alternating field）（ＲＦフィールド）の印加により励起（スピン共鳴）され得る磁場の強さに応じて、個々の核スピンについて異なるエネルギーレベルを生み出す。巨視的な視点から、個々の核スピンの分散は全体的な磁化を生み出し、この磁化は、適切な周波数の電磁パルス（ＲＦパルス）の印加により均衡状態の外に偏向し、その結果、磁化は、ｚ軸の周囲の歳差運動を行う。歳差運動は円錐の面を示し、その開口部の角度はフリップ角と呼ばれる。フリップ角の規模は、印加される電磁パルスの強さ及び期間に依存する。いわゆる９０°のパルスの場合、スピンは、ｚ軸から横断面まで偏向される（フリップ角９０°）。

ＲＦパルスの終了後、磁化は緩和して元の均衡状態に戻り、元の均衡状態では、ｚ方向の磁化が第１の時間定数Ｔ_１（スピン格子又は縦緩和時間）で再び構築され、ｚ方向に対して垂直の方向の磁化は、第２の時間定数Ｔ_２（スピン−スピン又は横緩和時間）で緩和する。磁化の変化は、受信ＲＦコイルによって検出され、これらの受信ＲＦコイルは、磁化の変化がｚ軸に垂直な方向で測定されるような手法で、ＭＲデバイスの検査ボリューム内に配置され、方向付けられる。横方向磁化の減衰は、例えば９０°パルスの印加の後に、同じ位相の秩序状態から全ての位相角度が均一に分散される（脱位相）状態への（局所磁場の不均一性によって誘発される）核スピンの遷移を伴う。脱位相は、リフォーカスパルス（例えば１８０°パルス）によって補償され得る。これは、受信コイルにおいてエコー信号（スピンエコー）を生じる。

身体内における空間分解能を実現するために、３つの主軸に沿って広がる一定の磁場勾配が、均一の磁場上に重ねられるが、これは、スピン共鳴周波数の線形の空間的な依存性につながる。その後、受信コイル内でピックアップされる信号は、身体内の異なる位置に関連付けられる異なる周波数のコンポーネントを含む。受信コイルを介して取得される信号データは、空間周波数領域に対応し、ｋ空間データと呼ばれる。ｋ空間データは通常、異なる位相エンコーディングで得られる複数の線（multiple lines）を含む。各線は、複数のサンプルを収集することによりデジタル化される。１組のｋ空間データは、画像再構築アルゴリズムを用いてＭＲ画像に変換される。

最近では、ＭＲ取得を促進するための、並行取得（parallel acquisition）と呼ばれる技術が開発されている。このカテゴリにおける方法には、ＳＥＮＳＥ（Sensitivity Encoding）、ＳＭＡＳＨ（Simultaneous Acquisition of Spatial Harmonics）及びＧＲＡＰＰＡ（Generalized Auto-calibrating Partially Parallel Acquisition）がある。ＳＥＮＳＥ、ＳＭＡＳＨ及びＧＲＡＰＰＡ及び他の並行取得の技術は、複数のＲＦ受信コイルから並行に得られる、アンダーサンプリングされたｋ空間データ取得を使用する。これらの方法では、複数のコイルからの（複雑な）信号データは、最終的に再構築されるＭＲ画像内のアンダーサンプリング・アーチファクト（エイリアシング）を抑制するような方法で、複雑な重み付けと組み合わされる。このタイプの複雑なアレイ信号の組合せは、時々、空間フィルタリングと呼ばれ、（ＳＭＡＳＨ及びＧＲＡＰＰＡのように）ｋ空間領域又は（ＳＥＮＳＥのように）画像領域で、並びにそのハイブリッドの方法で実行される組合せを含む。

Larkman等（非特許文献１）は、走査効率を向上させるため、マルチスライス撮像の場合にスライス方向にも感度エンコーディングを適用することを提案した。Breuer等（非特許文献２）は、この基本的なアイディアを改善して、ＣＡＩＰＩＲＩＮＨＡ（controlled aliasing in parallel imaging results in higher acceleration）と呼ばれるアプローチを提案した。この技術は、それぞれの個々のスライス内のエイリアシング・アーチファクトの外観をマルチスライス取得の間に修正し、後続の並行画像再構築プロシージャを改善する。したがって、ＣＡＩＰＩＲＩＮＨＡは、純粋な事後処理アプローチのみを使用する他のマルチスライス並行撮像の概念と比べて、より効率的な並行マルチスライス撮像技術である。ＣＡＩＰＩＲＩＮＨＡでは、（公知のアダマールパルスと同様に）位相変調されたマルチスライスＲＦパルスの使用により、任意の厚さ及び距離のマルチスライスが同時に励起される。取得されるＭＲ信号データがアンダーサンプリングされ、互いに対してシフトして見える、重なり合ったスライス画像を生じる。エイリアスのあるスライス画像のシフトは、ＲＦパルスの位相変調スキームによって、フーリエシフトの定理に従って制御される。位相エンコーディングステップごとに、マルチスライスＲＦパルスは、個々の位相シフトを各スライスのＭＲ信号に適用する。関与するスライスの個々の信号寄与（signal contribution）を区別する、逆再構築の問題についての数値的条件は、このシフトを使用することによって改善される。ＣＡＩＰＩＲＩＮＨＡは、スライスが相互にかなり近い場合にも、使用されるＲＦ受信コイルのコイル感度が、撮像される個々のスライスにおいて大幅に異ならないように、重なり合ったスライス画像の区別を改善するポテンシャルを有する。しかしながら、ＣＡＩＰＩＲＩＮＨＡは制限を有する。

ＣＡＩＰＩＲＩＮＨＡは、ＲＦパルスの固定の位相変調スキームを使用し、その結果、例えば視野（ＦＯＶ）の次元の半分又はＦＯＶの次元の何らかの他の整数分ずつ、隣接するスライスの相対的なシフトを生じる。この固定のスキームの欠点は、先験的な情報（a-priory information）を考慮しないことである。したがって、受信ＲＦコイルのアレイのエンコード能力、そして撮像問題の基本的構造が十分に考慮されない。この結果、次善的な位相変調となり、これにより、次善的な再構築性能となり得る。

以上のことから、改善された並行マルチスライスＭＲ撮像技術の必要性があることが容易に認識されよう。

本発明によると、ＭＲデバイスの検査ボリューム内に位置する対象物のＭＲ撮像の方法が開示される。この方法は：
− ２つ以上の空間的に別個の画像スライスを同時に励起させるために、対象物を、位相変調されたマルチスライスＲＦパルスを備える画像シーケンスの対象にするステップと、
− ＭＲ信号を取得するステップであって、ＭＲ信号は、検査ボリューム内において異なる空間感度プロファイルを有する少なくとも２つのＲＦコイルのセットを介して、並行に受け取られる、ステップと、
− 取得されたＭＲ信号から、各画像スライスのＭＲ画像を再構築するステップであって、異なる画像スライスからのＭＲ信号の寄与は、少なくとも２つのＲＦコイルの空間感度プロファイルに基づいて、及びＲＦパルスの位相変調のスキームに基づいて分離される。本発明は、ＲＦパルスの位相変調スキームが、少なくとも２つのＲＦコイルの空間感度プロファイルから導出されることを提案する。

本発明の技術は、概して、公知のＣＡＩＰＩＲＩＮＨＡアプローチに対応する。上述のように、位相変調されるマルチスライスＲＦパルスによる画像スライス間の相対的シフトの適用は、重なり合ったスライス画像内に一緒に折り重なるボクセルの位置で、コイル感度間の有効な差を増加させ、したがって再構築問題の条件を改善する。しかしながら、本発明によると、ＣＡＩＰＩＲＩＮＨＡのような固定的な位相変調スキームは適用されない。代わりに、利用可能なコイル感度の情報を使用して、最終的な画像品質を改善するために、エンコーディングプロセスを最適化し、したがって、展開時の問題（unfolding problem）の条件を最適化するように、調整されるスライス固有の位相変調を導出する。

本発明の好適な実施形態では、位相エンコードされるＭＲ信号が画像シーケンスによって取得され、位相変調スキームは、個々の位相サイクルが各画像スライスのＭＲ信号に適用されるように、可変の位相シフトを備える。好ましくは、位相シフトは、各画像スライスに適用されている個々の位相の増分を用いて、位相エンコードステップごとに線形にインクリメントされる。このようにして、各スライス画像の個々のシフトが、フーリエシフト定理に従って、ＲＦパルスの位相変調スキームによって制御される。

本発明の好適な実施形態によると、ＭＲ信号は、画像スライスの面内方向でのアンダーサンプリングにより取得される。画像スライスのＭＲ画像は、この場合、ＳＥＮＳＥ、ＳＭＡＳＨ又はＧＲＡＰＰＡのような、それ自体は公知の並行画像再構築アルゴリズムを使用して再構築され得る。

以下に、本発明の技術をより詳細に説明する：

まず、マルチスライスＲＦパルスの位相変調のない、全部でN個の異なる画像スライス内で同じ面内位置rの１つのボクセルを考える。M個の受信コイルのそれぞれにおいて、対応する取得されたＭＲ信号を、
Sx＝y
として行列ベクトル表記で書くことができ、ここで、ベクトルyは、M個のＲＦコイル内の取得されたＭＲ信号を、N個の異なる画像スライスの感度重み付けされた（sensitivity-weighted）信号寄与ｘ_ｉの一次結合として示し、一方、行列Sは、(NxM)の感度行列を示す。例として、上記の式は、

と書くことができ、例示の実施形態では、M＝４コイル及びN＝３スライスを使用し、S_ijは、コイルj及びスライスiについてのコイル感度である。エンコード行列の反転を含め、この連立方程式を解くことにより、対応するN個のスライス固有のＭＲ信号を含む、ベクトルxが得られる：
(S^HS)^-1S^Hy = x

行列(S^HS)^-1S^Hは、Ｓの疑似逆であり、そのノルムは、ＭＲ信号取得から最終画像へのエラー伝搬を示す。このノルムは、良好な条件の場合は小さい。

本発明によると、結果として得られる条件の数は、異なる画像スライスについてＭＲ信号取得プロセス中に適切な位相変調を適用することにより影響され、この位相変調は、結果としてＳの個々の要素を変化させる。最初の画像スライスについて位相変調を実行する必要はないので、実際に、考慮する必要があるのは(NxM-M)要素のみであり、これは、これらの行列の要素S_ij（i>1とする）を考えれば十分であることを意味する。

（この例示の実施形態の３つのスライスの励起実験において）スライス依存の面内シフトΔ₁及びΔ₂が、適切に、位相エンコード方向におけるＦＯＶの一部として選択されて、ＭＲ信号の取得中の実際のコイル感度を修正する：

言い換えると、目的とするのは、Sの疑似逆におけるエラー伝搬の最小化である。これを達成するために、全ての可能性のある設定の中でも、(S^HS)^-1S^Hのノルムを最小化する、これらのΔ₁及びΔ₂を決定する必要がある。しかしながら、上述の式は、考慮される複数の画像スライスのセット内における１つのボクセル位置のみを示す。最適なシフトパラメータΔ₁及びΔ₂は、画像スライスにおいて、好ましくは全てのボクセルについての折衷案（compromise）として決定される必要がある。

この目的のために、全てのボクセルについて上記の式で与えられる単一のボクセルの問題（single-voxel problem）を連結する、連立一次方程式を書くことができる。結果として得られる単一の感度行列S’は、ベクトルとして解釈することもできるシフトパラメータΔ_dに応じて、全てのボクセルについてより小さい行列S_kを備える。対応するベクトル要素x’及びy’は、上記のようなベクトルx及びyによって形成される。

疑似逆(S’^HS’)^-1S’^Hの計算される適切なノルムは、Δ_d、すなわち：

について、適切な解を選択する基準として機能することができる。

結果として得られるシフトΔ_dを、本発明に従って、マルチスライスＲＦパルスの対応する位相変調スキームに変換することができる。

行列S’は、有効な数値変換ルーチンが存在するスパースバンド（sparse band）又は対角行列である。しかしながら、数的影響を低減させるため幾つかの基準を採用することができる。

一実施形態において、画像スライス内の必ずしも全てのボクセルがパルス変調スキームを最適化するのに使用されない場合、行列S’のサイズは低減されてよい。この目的のために、潜在的な面内位置の密度を低減させることができ（低解像度アプローチ）、これにより、S’内の要素の数を低減させる。これは、コイル感度が空間内でかなり平滑な関数（smooth function）であることも示唆する。このようにして、性能を、さらに、臨床的に関心の高い画像内の重要なエリア（ＲＯＩ）に集中させることができる。

さらに、対象物の形状（geometry）についての事前知識を、ＲＦパルスの空間感度プロファイルからＲＦパルスの位相変調スキームを導出するステップにおいて考慮することができる。この事前知識を、例えば実際の画像取得に先行して実行されるＳＥＮＳＥ基準走査（reference scan）から得ることができる。

最適化問題のサイズを低減する更なるアプローチは、全ての関与するＲＦ受信コイルを、例えば特異値分解（ＳＶＤ）又は同様の技術を使用して、仮想コイルシステムに変換することである。したがって、評価で考慮する必要があるのは、N個（画像スライスの数）の最も重要な仮想コイル要素だけである。

しかしながら、各位置について、全てのＲＦコイルを疑似逆の基本計算の要素として使用して、S^HSを直接計算することも効率的であり、ＲＦコイル情報の一部を無視することが回避される。

本発明による位相変調スキームの最適化は、選択されたΔ_dに関して疑似逆を評価するために効果的な行列ノルムを選択することによっても促進され得る。統計的手段が、行列(S’^HS’)^-1S’^Hの個々の対角線要素の評価中に適用され得る。最適なΔ_dについての検索は、Δ_d空間内の粗分解能から始まり、最適化の進展中に適合され得る、階層的手法で実行され得る。再構築におけるリグリッド（regridding）の必要性を回避するため、ボクセルサイズの整数倍のシフトのみが考慮されるので、有利である、

好適な実施形態では、典型的にＳＥＮＳＥ再構築アプローチで適用される（例えばノイズ相関行列、通常のＭＲ画像、あるいは最も簡単な場合には、コイル感度プロファイルをＭＲ信号が予測されるエリアに制限するバイナリマスクのような）追加の情報も、位相変調スキームの最適化における疑似逆行列の計算に含まれてもよい。

本発明の実践的な実施形態では、位相変調スキームは、位置ごとに、すなわち同時に励起される画像スライスのグループごとに別個に決定される必要がある。コイル感度プロファイル及び対象物の形状は、異なる位置ついては大きく変化する可能性があり、これは、異なるセットの最適な位相変調及び対応するシフトにつながる可能性がある。

したがって、説明される本発明の方法を、ＭＲデバイスによって実行することができ、このＭＲデバイスは、検査ボリューム内で均一で静的な磁場を生成するための少なくとも１つの主磁気コイルと、検査ボリューム内の異なる空間方向で交換磁場勾配を生成する複数の勾配コイルと、異なる空間感度プロファイルを有する少なくとも２つのＲＦコイルと、ＲＦパルス及び交換磁場勾配の時間的連続を制御する制御ユニットと、再構築ユニットとを含む。本発明の方法を、例えばＭＲデバイスの再構築ユニット及び／又は制御デバイスの対応するプログラミングによって実装することができる。

本発明の方法は、現在、臨床的用途でほとんどのＭＲデバイス内で実行することができる。このためには、コンピュータプログラムを使用する必要があるだけであり、コンピュータプログラムによって、本発明の上述の方法のステップを実行するようにＭＲデバイスを制御する。コンピュータプログラムは、ＭＲデバイスの制御ユニット内にインストール用にダウンロードされるように、データ担体上に存在していても、データネットワーク内に存在していてもよい。

付属の図面は、本発明の好ましい実施形態を開示する。しかしながら、図面は単に例示の目的のために設計されており、本発明の限定の定義としては設計されていないことを理解されたい。図面は次の通りである。
本発明の方法を実行するためのＭＲデバイスを示す図である。本発明のＭＲ画像取得スキームを概略的に示す図である。

図１を参照すると、ＭＲデバイス１が示されている。このデバイスは、比較的均一で時間的に一定の主磁場が検査ボリュームを通してｚ軸に沿って作成されるように、超電導又は抵抗性の主磁気コイル２を備える。

磁気共鳴生成及び操作システムは、一連のＲＦパルス及び交換磁場勾配を印加して、核磁気スピンを反転又は励起させて、磁気共鳴を誘発し、磁気共鳴をリフォーカスし（refocus）、磁気共鳴を操作し、磁気共鳴を空間的又は他の方法でエンコードし、スピンを飽和させる（saturate）等をして、ＭＲ撮像を行う。

より具体的には、勾配パルス増幅器３は、電流パルスを、検査ボリュームのｘ、ｙ及びｚ軸に沿った全身勾配コイル４、５及び６のうち選択されたコイルに印加する。デジタルのＲＦ周波数トランスミッタ７は、ＲＦパルス又はパルスパケットを、送受信スイッチ８を介して、全身ボリュームＲＦコイル９に伝送し、ＲＦパルスを検査ボリュームに伝送する。典型的なＭＲ撮像シーケンスは、相互に一緒に取った短い期間のＲＦパルスセグメントのパケットから構成され、いずれかの印加された磁場勾配が、核磁気共鳴の選択された操作を達成する。ＲＦパルスは、飽和させ、共鳴を励起し、磁化を反転させ、共鳴をリフォーカスし、あるいは共鳴を操作し、検査ボリューム内に位置する身体１０の一部を選択するのに使用される。

並列撮像による身体１０に限られた領域のＭＲ画像の生成のために、１組の局所ＲＦコイル１１、１２、１３が、撮像のために選択された領域に隣接して配置される。

結果として得られるＭＲ信号が、ＲＦコイル１１、１２、１３によってピックアップされ、好ましくは前置増幅器（図示せず）を含むレシーバによって復調される。レシーバ１４は、送受信スイッチ８を介してＲＦコイル９、１１、１２及び１３に接続される。

ホストコンピュータ１５は、エコープラナー撮像法（ＥＰＩ）、エコーボリューム撮像法、勾配及びスピンエコー撮像法、ファストスピン・エコー撮像法等のように、勾配パルス増幅器３及びトランスミッタ７を制御して、複数のＭＲ撮像シーケンスのいずれかを生成する。選択されたシーケンスについて、レシーバ１４は、各ＲＦ励起パルスの後に次々に単一又は複数のＭＲデータ線を受け取る。データ取得システム１６は、受け取った信号のアナログデジタル変換を実行して、各ＭＲデータ線を、更なる処理に適切なデジタルフォーマットへ変換する。最近のＭＲデバイスでは、データ取得システム１６は、生の画像データの取得に特殊化された別個のコンピュータである。

最終的に、デジタルの生の画像データは、フーリエ変換又は他の適切な再構築アルゴリズムを適用する再構築プロセッサ１７により、画像表現へと再構築される。ＭＲ画像は、患者の中を通る平面スライス、並行の平面スライスのアレイ、３次元の体積等を表すことがある。画像は、次いで画像メモリ内に格納され、この画像メモリは、画像表現のスライス、投影又は他の部分を、例えばビデオモニタ１８を介した可視化のために適切なフォーマットへ変換するためにアクセスされ得る。ビデオモニタ１８は、結果として得られるＭＲ画像について、人間が見ることができる表示を提供する。

図１への参照を続け、図２を更に参照して、本発明の撮像アプローチの実施形態を説明する。

図２は、３つの異なるＭＲ信号取得アプローチのスキームを図示する。対象物１０が、任意のスライスの厚の３つの空間的に別個の同一平面上の画像スライス（スライス１、スライス２、スライス３）を同時に励起するために、マルチスライスＲＦパルスを備える撮像シーケンス（例えばスピンエコーシーケンス、類似の公知のＴＳＥシーケンス）の対象となる。図２ｄは、スライス選択方向ｚにおけるマルチスライスＲＦパルスの励起プロファイルを概略的に示している。Φ₁及びΦ₂は、それぞれスライス２及びスライス３におけるＲＦ励起の位相シフトの増分を示す。スライス１は概ね、位相シフトなし（０°）で励起する。ＭＲ信号は、スライス選択方向において異なる空間感度を有するＲＦコイル１１、１２、１３を介して並行に受け取られる。取得されたＭＲ信号は、図２の右側に図示されるような「折り畳み画像（folded image）」内に重畳されるスライス画像をもたらす。取得されたＭＲ信号から、画像スライスごとにＭＲ画像が再構築され、ここで、異なる画像スライスからのＭＲ信号の寄与は、ＲＦコイル１１、１２、１３の空間感度プロファイルに基づいて区別される。

図２ａは、標準の並列マルチスライスアプローチを示す（非特許文献１を参照されたい）。この場合、位相シフトの増分は、Φ₁＝Φ₂＝０°である。すなわち、位相変調は適用されていない。右側の折り畳みＭＲ画像は、全てのスライス画像が、重なったＭＲ画像内で大幅にオーバラップしていることを示しており、これは分離を非常に難しくする（すなわち、数値的に悪い状態である）。

図２ｂには、従来的なＣＡＩＰＩＲＩＮＨＡアプローチが図示されている。位相エンコーディングステップごとに、マルチスライスＲＦパルスは、個々の位相シフトを、スライス１、２及び３のそれぞれのＭＲ信号に適用する。逆再構築の数値的条件は、このシフトを使用することにより改善されるが、これは、「折り畳み」画像内のより分散的な折り畳みの様子から明らかになる。ＣＡＩＰＩＲＩＮＨＡは、ＲＦパルスの固定の位相変調スキームを使用し、この結果、図示される実施形態では、０、ＦＯＶの１／３、ＦＯＶの２／３ずつ、隣接するスライスの相対的なシフトが生じる。対応する固定のＲＦ位相シフトの増分は、各位相エンコーディングステップについて、Φ₁＝１２０°、Φ₂＝２４０°である。この固定のスキームの欠点は、先験的な情報を考慮しないことである。したがって、受信ＲＦコイルのアレイのエンコード能力、そして撮像問題の基本的構造も十分に考慮されない。これは結果として次善的な位相変調となり、このため次善的な再構築性能となり得る。

図２ｃは、ＣＡＩＰＩＲＩＮＨＡのような固定の位相変調スキームが適用されない、本発明のアプローチを示す。本発明によると、利用可能なコイル感度の情報を使用して、最終的な画像品質を改善するために、エンコーディングプロセスを最適化し、したがって、展開時の問題の条件を最適化するように、調整されるスライス固有の位相変調を導出する。示される実施形態では、最適化プロシージャにより、０、ＦＯＶの１．１５／３、ＦＯＶの２．３／３ずつ、隣接するスライスの相対的なシフトが生じる。対応するＲＦ位相シフトの増分は、各位相エンコーディングステップについて、Φ₁＝１４０°、Φ₂＝２８０°である（整数のボクセルシフトの条件も満たす）。マルチスライスのＲＦパルスの対応セットを、これらの２つの位相シフト最小公倍数によって与えられる周期性を用いて計算することができる。このセットは、次いでＭＲ信号取得の間に、次のように順繰りに適用される（括弧内の数字は、それぞれスライス１、２、３に適用される位相シフトを示す）：
１．ＲＦパルス（０°、１４０°、２８０°）、
２．ＲＦパルス（０°、２８０°、２００°）、
３．ＲＦパルス（０°、６０°、１２０°）、
４．ＲＦパルス（０°、２００°、４０°）、
５．ＲＦパルス（０°、３４０°、３２０°）、
６．．．．

線形の位相エンコーディングスキームでは、それぞれの連続する位相エンコーディングステップについて、対応するＲＦパルスは循環順にループされる。結果として、分離の問題の条件は、図２ｃに概略的に示されるように改善される。「折り畳み」画像内のオーバラップするＭＲ信号の強さの合計は、従来的なＣＡＩＰＩＲＩＮＨＡアプローチ（図２ｂ）に対して低減される。

本発明の更なる実施形態では、上述のようにマルチスライス勾配エコー走査を実行してもよいが、適切な減少係数（例えばＲ＝２）を使用する、面内の位相エンコーディング方向におけるＳＥＮＳＥの付加的な適用を伴う。対応する位相シフト増分を最適化するために、ＳＥＮＳＥで誘発されるＭＲ信号の折り畳みを考慮することがある。

Claims

ＭＲデバイスの検査ボリューム内に配置される対象物のＭＲ撮像の方法であって：
− 前記対象物を、２つ以上の空間的に別個の画像スライスを同時に励起させるために、位相変調されるマルチスライスＲＦパルスを備える画像シーケンスの対象にするステップと、
− ＭＲ信号を取得するステップであって、前記ＭＲ信号は、前記検査ボリューム内において異なる空間感度プロファイルを有する少なくとも２つのＲＦコイルのセットを介して、並行に受け取られる、ステップと、
− 前記取得されたＭＲ信号から、各画像スライスのＭＲ画像を再構築するステップであって、異なる画像スライスからのＭＲ信号寄与は、前記少なくとも２つのＲＦコイルの前記空間感度プロファイルに基づいて、及び前記ＲＦパルスの位相変調のスキームに基づいて区別される、ステップと、
を備え、前記ＲＦパルスの位相変調スキームは、前記少なくとも２つのＲＦコイルの前記空間感度プロファイルから導出される、
方法。
位相エンコードされたＭＲ信号は、前記画像シーケンスによって取得され、前記位相変調スキームは、個々の位相サイクルが各画像スライスの前記ＭＲ信号に適用されるように、可変の位相シフトを備える、
請求項1に記載の方法。
前記位相シフトは、各画像スライスに適用される個々の位相増分により、位相エンコードステップごとに線形にインクリメントされる、
請求項２に記載の方法。
前記ＲＦパルスの前記位相変調スキームは、前記ＭＲ画像の再構築の逆問題の条件が最適化されるように、決定される、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
前記対象物の形状についての事前知識が、前記ＲＦパルスの前記空間感度プロファイルから前記ＲＦパルスの前記位相変調スキームを導出するステップにおいて考慮される、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
前記位相変調スキームは、(S^HS)^-1S^Hのノルムを最小化することにより導出され、Sは、前記少なくとも２つのＲＦコイルの感度行列であり、前記ＲＦパルスの位相変調によって誘発される、各画像スライスの位相エンコーディング方向における個々の空間シフトを考慮する、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
前記ＭＲ信号は、前記画像スライスの面内方向のアンダーサンプリングを用いて取得され、前記ＭＲ画像は、ＳＥＮＳＥ、ＳＭＡＳＨ又はＧＲＡＰＰＡのような並行画像再構築アルゴリズムを使用して再構築される、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
請求項１乃至５に係る方法を実行するためのＭＲデバイスであって、当該ＭＲデバイスは、検査ボリューム内で均一で静的な磁場を生成するための少なくとも１つの主磁気コイルと、前記検査ボリューム内の異なる空間方向で交換磁場勾配を生成する複数の勾配コイルと、異なる空間感度プロファイルを有する少なくとも２つのＲＦコイルと、ＲＦパルス及び交換磁場勾配の時間的連続を制御する制御ユニットと、再構築ユニットとを含み、当該ＭＲデバイスは、
− ２つ以上の空間的に別個の画像スライスを同時に励起させるために、対象物を、位相変調されるマルチスライスＲＦパルスを備える画像シーケンスの対象にするステップと、
− ＭＲ信号を取得するステップと、
− 前記取得したＭＲ信号から、各画像スライスのＭＲ画像を再構築するステップと、
を実行するように構成され、異なる画像スライスからのＭＲ信号の寄与は、前記少なくとも２つのＲＦコイルの前記空間感度プロファイルに基づいて、及び前記ＲＦパルスの位相変調のスキームに基づいて区別される、
ＭＲデバイス。
ＭＲデバイス上で実行されるコンピュータプログラムであって、当該コンピュータプログラムは、
− ２つ以上の空間的に別個の画像スライスを同時に励起させるために、位相変調されるマルチスライスＲＦパルスを備える画像シーケンスを生成する動作であって、前記ＲＦパルスの位相変調スキームは、少なくとも２つのＲＦコイルの空間感度プロファイルから導出される、動作と、
− ＭＲ信号を取得する動作と、
− 前記取得したＭＲ信号から、各画像スライスのＭＲ画像を再構築する動作と、
のための命令を備え、異なる画像スライスからのＭＲ信号の寄与は、前記少なくとも２つのＲＦコイルの前記空間感度プロファイルに基づいて、及び前記ＲＦパルスの位相変調のスキームに基づいて区別される、
コンピュータプログラム。