JPH0224135B2 - - Google Patents
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- JPH0224135B2 JPH0224135B2 JP58016845A JP1684583A JPH0224135B2 JP H0224135 B2 JPH0224135 B2 JP H0224135B2 JP 58016845 A JP58016845 A JP 58016845A JP 1684583 A JP1684583 A JP 1684583A JP H0224135 B2 JPH0224135 B2 JP H0224135B2
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- pulse
- period
- sample
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
- G01R33/48—NMR imaging systems
- G01R33/54—Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
- G01R33/56—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
- G01R33/565—Correction of image distortions, e.g. due to magnetic field inhomogeneities
- G01R33/56563—Correction of image distortions, e.g. due to magnetic field inhomogeneities caused by a distortion of the main magnetic field B0, e.g. temporal variation of the magnitude or spatial inhomogeneity of B0
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- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は核磁気共鳴（NMR）イメージング
方法に関する。更に具体的に云えば、この発明は
固有の静磁界の非均質性の望ましくない影響を克
服すると共に、無線周波数（RF）の電力条件を
最小限に抑える改良されたNMRイメージング方
法に関する。
方法に関する。更に具体的に云えば、この発明は
固有の静磁界の非均質性の望ましくない影響を克
服すると共に、無線周波数（RF）の電力条件を
最小限に抑える改良されたNMRイメージング方
法に関する。
（発明の背景）
核磁気共鳴現象は奇数個の陽子及び／又は中性
子を持つ原子核で起る。この様な各々の原子核は
正味の磁気モーメントを持つていて、均質な静磁
界Boの中におくと、多数の原子核が磁界Boと整
合して、磁界の方向に正味の磁化Ｍを発生する。
正味の磁化Ｍは、個別の核磁気モーメントの和で
ある。核磁気モーメントが核スピンの結果である
から、「核モーメント」及び「核スピン」と云う
言葉は、この明細書で使う場合、同義語である。
子を持つ原子核で起る。この様な各々の原子核は
正味の磁気モーメントを持つていて、均質な静磁
界Boの中におくと、多数の原子核が磁界Boと整
合して、磁界の方向に正味の磁化Ｍを発生する。
正味の磁化Ｍは、個別の核磁気モーメントの和で
ある。核磁気モーメントが核スピンの結果である
から、「核モーメント」及び「核スピン」と云う
言葉は、この明細書で使う場合、同義語である。
磁界Boの影響により、原子核（従つて正味の
磁化Ｍ）が磁界の軸線の周りに歳差運動をする、
即ち回転する。原子核が歳差運動をする速度（周
波数）は、印加された磁界強度並びに原子核の特
性に関係する。歳差運動の角周波数ωはラーモア
周波数と呼ばれ、次の式で表わされる。
磁化Ｍ）が磁界の軸線の周りに歳差運動をする、
即ち回転する。原子核が歳差運動をする速度（周
波数）は、印加された磁界強度並びに原子核の特
性に関係する。歳差運動の角周波数ωはラーモア
周波数と呼ばれ、次の式で表わされる。
ω＝γBo ……(1)
こゝでγは磁気回転比（核種に固有の定数）で
あり、Boは印加された均質な静磁界の強度であ
る。この為、原子核が歳差運動をする周波数は主
に磁界Boの強度に関係し、磁界強度が増加する
と共に増加する。
あり、Boは印加された均質な静磁界の強度であ
る。この為、原子核が歳差運動をする周波数は主
に磁界Boの強度に関係し、磁界強度が増加する
と共に増加する。
歳差運動をする原子核は電磁エネルギを吸収す
ることが出来る。共鳴を誘起するのに必要な電磁
エネルギの周波数は歳差周波数ωと同じである。
電磁エネルギ、典型的には無線周波数パルスを印
加する間、RFパルスのエネルギ並びに持続時間
に応じて、正味の磁化ＭがＺ軸（これは任意に磁
界Boの方向であると仮定する）から次第に遠ざ
かる様に歳差運動をする。90゜RFパルスにより、
磁化Ｍが磁界Boの方向から90゜ずれて、例えばカ
ーテシアン座標系のＸ軸及びＹ軸によつて定めら
れたＸ−Ｙ平面に来る。同様に、180゜RFパルス
により、磁化Ｍが元の方向から180゜方向を逆転す
る（例えば正のＺ軸方向から負のＺ軸方向へ）。
原子核をRFエネルギで励起した後、原子核が平
衡状態に復帰する時、吸収されたエネルギが
NMR信号として再び放射される。このエネルギ
は無数波として放出され、周囲の分子にも伝達さ
れる。
ることが出来る。共鳴を誘起するのに必要な電磁
エネルギの周波数は歳差周波数ωと同じである。
電磁エネルギ、典型的には無線周波数パルスを印
加する間、RFパルスのエネルギ並びに持続時間
に応じて、正味の磁化ＭがＺ軸（これは任意に磁
界Boの方向であると仮定する）から次第に遠ざ
かる様に歳差運動をする。90゜RFパルスにより、
磁化Ｍが磁界Boの方向から90゜ずれて、例えばカ
ーテシアン座標系のＸ軸及びＹ軸によつて定めら
れたＸ−Ｙ平面に来る。同様に、180゜RFパルス
により、磁化Ｍが元の方向から180゜方向を逆転す
る（例えば正のＺ軸方向から負のＺ軸方向へ）。
原子核をRFエネルギで励起した後、原子核が平
衡状態に復帰する時、吸収されたエネルギが
NMR信号として再び放射される。このエネルギ
は無数波として放出され、周囲の分子にも伝達さ
れる。
夫々の共鳴周波数に基づいて、サンプル内での
相異なる空間的な位置から生ずるNMR信号を識
別することが可能である。NMR信号スペクトル
を拡げるのに十分な強度を持つ１つ又は更に多く
の磁界勾配をサンプルに印加すると、各々の核ス
ピンは勾配の方向に沿つて受ける磁界強度が異な
り、従つて式(1)で示す様に、他の核スピンとは異
なる周波数で共鳴する。NMR信号の空間的な位
置が、印加された磁界勾配の形が判つていること
と、フーリエ解析とによつて決定される。
相異なる空間的な位置から生ずるNMR信号を識
別することが可能である。NMR信号スペクトル
を拡げるのに十分な強度を持つ１つ又は更に多く
の磁界勾配をサンプルに印加すると、各々の核ス
ピンは勾配の方向に沿つて受ける磁界強度が異な
り、従つて式(1)で示す様に、他の核スピンとは異
なる周波数で共鳴する。NMR信号の空間的な位
置が、印加された磁界勾配の形が判つていること
と、フーリエ解析とによつて決定される。
RF励起の後に核スピンが平衡状態に復帰する
ことを「緩和」と呼ぶ。緩和過程は２つの時定数
T1及びT2によつて特徴づけられる。その両方は
分子レベルの運動の目安である。サンプル全体に
わたるT1及びT2の空間的な分布が、核磁気モー
メント又は核スピンの密度の他に、有用なイメー
ジング用パラメータになる。
ことを「緩和」と呼ぶ。緩和過程は２つの時定数
T1及びT2によつて特徴づけられる。その両方は
分子レベルの運動の目安である。サンプル全体に
わたるT1及びT2の空間的な分布が、核磁気モー
メント又は核スピンの密度の他に、有用なイメー
ジング用パラメータになる。
T1は「縦緩和時間」又は「スピン―格子緩和
時間」と呼ばれ、磁化が平衡状態に復帰する目安
である。即ち、核スピンが、RF励起が止んだ後、
磁界Boと再び整合する傾向の目安である。平衡
状態への復帰速度は、どの位速くエネルギを周囲
の材料（格子）に伝達することが出来るかに関係
する。T1は液体に於ける数ミリ秒から、固体に
ける数分又は数時間まで変わり得る。生物学的な
組織では、典型的な範囲は約30ミリ秒乃至３秒で
ある。
時間」と呼ばれ、磁化が平衡状態に復帰する目安
である。即ち、核スピンが、RF励起が止んだ後、
磁界Boと再び整合する傾向の目安である。平衡
状態への復帰速度は、どの位速くエネルギを周囲
の材料（格子）に伝達することが出来るかに関係
する。T1は液体に於ける数ミリ秒から、固体に
ける数分又は数時間まで変わり得る。生物学的な
組織では、典型的な範囲は約30ミリ秒乃至３秒で
ある。
T2は「横緩和時間」又は「スピン―スピン緩
和時間」であり、励起された核スピンが同相でど
の位長く振動するかの目安である。RFパルスの
後、核スピンは同相であつて、一緒に歳差運動を
する。各々の核スピンが磁石の様に振舞い、これ
が発生する磁界が、その近辺にある旋回（スピ
ン）する原子核に影響を与える（スピン―スピン
相互作用）。こうして各々の核モーメントが若干
異なる磁界の影響を受けるので、異なる速度で歳
差運動をして、他のスピンに対して位相のずれを
生じ、観察されるNMR信号を減少する。T2は固
体に於ける数マイクロ秒から液体に於ける数秒ま
で変わることがあり、常にT1より短いか又はそ
れと等しい。生物学的な組織では、その範囲は約
５ミリ秒乃至３秒である。
和時間」であり、励起された核スピンが同相でど
の位長く振動するかの目安である。RFパルスの
後、核スピンは同相であつて、一緒に歳差運動を
する。各々の核スピンが磁石の様に振舞い、これ
が発生する磁界が、その近辺にある旋回（スピ
ン）する原子核に影響を与える（スピン―スピン
相互作用）。こうして各々の核モーメントが若干
異なる磁界の影響を受けるので、異なる速度で歳
差運動をして、他のスピンに対して位相のずれを
生じ、観察されるNMR信号を減少する。T2は固
体に於ける数マイクロ秒から液体に於ける数秒ま
で変わることがあり、常にT1より短いか又はそ
れと等しい。生物学的な組織では、その範囲は約
５ミリ秒乃至３秒である。
静磁界Bo自体が固有の非均質性を持つ場合
（これは実際の磁石では屡々ある）、これによつて
付加的な位相のずれが生じ、これがNMR信号の
減衰を早める。これは、相異なる空間的な位置に
ある核スピンが若干異なる値の磁界にさらされ、
従つて若干異なる周波数で共鳴するからである。
この新しい緩和時間は、磁石の非均質性の影響を
含むが、T2＊で表わされ、T2＊T2である。
（これは実際の磁石では屡々ある）、これによつて
付加的な位相のずれが生じ、これがNMR信号の
減衰を早める。これは、相異なる空間的な位置に
ある核スピンが若干異なる値の磁界にさらされ、
従つて若干異なる周波数で共鳴するからである。
この新しい緩和時間は、磁石の非均質性の影響を
含むが、T2＊で表わされ、T2＊T2である。
自由誘導減衰（FID）及びスピン・エコーは、
NMR信号を観測し得る方法である。
NMR信号を観測し得る方法である。
FIDでは、核スピンがRFパルス（例えば90゜）
で照射される。RFパルスが終了すると、スピン
が歳差運動をしながらRF磁界を発生する。核ス
ピンが同相で歳差運動をする限り、NMR信号を
観測し得る。スピンの位相がずれる時、信号が減
衰し、減衰曲線がFIDと呼ばれる。静磁界Boが
完全に均質であれば、減衰曲線は時定数T2で指
数関数である。そうでない場合、減衰はT2＊で
測定されるが、これは装置に対する依存性を持
ち、サンプルの真実の緩和時間T2を表わさない。
こういう状況であるから、FIDはT2を測定する
為に受容し得る方法ではない。
で照射される。RFパルスが終了すると、スピン
が歳差運動をしながらRF磁界を発生する。核ス
ピンが同相で歳差運動をする限り、NMR信号を
観測し得る。スピンの位相がずれる時、信号が減
衰し、減衰曲線がFIDと呼ばれる。静磁界Boが
完全に均質であれば、減衰曲線は時定数T2で指
数関数である。そうでない場合、減衰はT2＊で
測定されるが、これは装置に対する依存性を持
ち、サンプルの真実の緩和時間T2を表わさない。
こういう状況であるから、FIDはT2を測定する
為に受容し得る方法ではない。
スピン・エコー方法では、核スピンがFIDの場
合と同じく、最初に90゜RFパルスの作用を受け、
その後180゜RFパルスの作用を受けることにより、
スピン・エコーが発生する。90゜RFパルスの後、
核スピンが同相で歳差運動をするが、FIDの場合
と同じく、静磁界Boの非均質性の為、忽ち位相
外れになる。この様なコヒーレンスがなくなるこ
とは、180゜RFパルスを印加して、発散するスピ
ンの方向を逆転して「スピン・エコー」を生ずる
ことにより、逆転することが出来る。スピン・エ
コー信号の初期曲線は、核スピンがコヒーレンス
を再び得る様になるので、もとのFID信号の鏡像
である。曲線の第２の部分はもとのFID信号に似
ている。スピン・エコーは、T2緩和過程に起因
する非可逆損失の為、強度が一層小さい。一連の
この様なエコーの高さの減衰を利用して、T2を
計算することが出来る。
合と同じく、最初に90゜RFパルスの作用を受け、
その後180゜RFパルスの作用を受けることにより、
スピン・エコーが発生する。90゜RFパルスの後、
核スピンが同相で歳差運動をするが、FIDの場合
と同じく、静磁界Boの非均質性の為、忽ち位相
外れになる。この様なコヒーレンスがなくなるこ
とは、180゜RFパルスを印加して、発散するスピ
ンの方向を逆転して「スピン・エコー」を生ずる
ことにより、逆転することが出来る。スピン・エ
コー信号の初期曲線は、核スピンがコヒーレンス
を再び得る様になるので、もとのFID信号の鏡像
である。曲線の第２の部分はもとのFID信号に似
ている。スピン・エコーは、T2緩和過程に起因
する非可逆損失の為、強度が一層小さい。一連の
この様なエコーの高さの減衰を利用して、T2を
計算することが出来る。
この発明のNMRイメージング用パルス順序
は、NMRイメージング装置で使われる静磁界の
非均質性が原因となつて生ずるT2＊効果を克服
する。更に、RFパルスの間、イメージング用勾
配がオフに転ぜられるので、長さの長いRFパル
スを使うことが出来、この為RF電力条件も低下
する。
は、NMRイメージング装置で使われる静磁界の
非均質性が原因となつて生ずるT2＊効果を克服
する。更に、RFパルスの間、イメージング用勾
配がオフに転ぜられるので、長さの長いRFパル
スを使うことが出来、この為RF電力条件も低下
する。
（発明の概要）
この発明はスピン・エコーの形成に対する固有
の静磁界の非均質性の影響を克服するNMR画像
形成方法に関する。イメージングしようとするサ
ンプルの第１の軸線に沿つて静磁界を保つ。サン
プルの予定の領域内にある核スピンが、周波数選
択性RFパルスで照射することによつて励起され
る。その後、第１の予定の期間の間、サンプルの
第２の軸線に沿つて少なくとも１つの位相ずらし
（dephasing）磁界勾配が印加され、励起された
核スピンの位相ずらしをする。磁界勾配による核
スピンの位相ずらしは、静磁界の固有の非均質性
による位相ずれの他に起るものである。周波数選
択性RFパルスを印加してから予定の経過期間τa
の後、第２の期間の間、サンプルを180゜RFパル
スで照射して、核スピンの位相戻し（rephasing）
を開始する。第２の期間より後の第３の予定の期
間の間、位相ずらし勾配と同じ方向を持つ少なく
とも１つの位相戻し勾配を印加して、180゜RFパ
ルスから前記期間τaに等しい期間の後、位相ず
らし勾配によつて位相がずれた核スピンの位相戻
しによつて生じた核スピン・エコーが、静磁界の
固有の非均質性によつて位相がずれた核スピンの
位相戻しから導き出された核スピン・エコーの発
生と一致する様にする。一致する核スピン・エコ
ーが１個の複合NMR信号を発生し、これを収集
する。
の静磁界の非均質性の影響を克服するNMR画像
形成方法に関する。イメージングしようとするサ
ンプルの第１の軸線に沿つて静磁界を保つ。サン
プルの予定の領域内にある核スピンが、周波数選
択性RFパルスで照射することによつて励起され
る。その後、第１の予定の期間の間、サンプルの
第２の軸線に沿つて少なくとも１つの位相ずらし
（dephasing）磁界勾配が印加され、励起された
核スピンの位相ずらしをする。磁界勾配による核
スピンの位相ずらしは、静磁界の固有の非均質性
による位相ずれの他に起るものである。周波数選
択性RFパルスを印加してから予定の経過期間τa
の後、第２の期間の間、サンプルを180゜RFパル
スで照射して、核スピンの位相戻し（rephasing）
を開始する。第２の期間より後の第３の予定の期
間の間、位相ずらし勾配と同じ方向を持つ少なく
とも１つの位相戻し勾配を印加して、180゜RFパ
ルスから前記期間τaに等しい期間の後、位相ず
らし勾配によつて位相がずれた核スピンの位相戻
しによつて生じた核スピン・エコーが、静磁界の
固有の非均質性によつて位相がずれた核スピンの
位相戻しから導き出された核スピン・エコーの発
生と一致する様にする。一致する核スピン・エコ
ーが１個の複合NMR信号を発生し、これを収集
する。
この発明の目的は非均質な静磁界に於けるT2
＊効果を克服する様なNMRイメージング用パル
ス順序を提供することである。
＊効果を克服する様なNMRイメージング用パル
ス順序を提供することである。
この発明の別の目的は、２次元フーリエ変換
（スピン・ワープ）イメージング並びに多重角度
投影イメージングの様な平面形イメージング方法
に予定の平面状パルス順序を具体的に適用するこ
とである。
（スピン・ワープ）イメージング並びに多重角度
投影イメージングの様な平面形イメージング方法
に予定の平面状パルス順序を具体的に適用するこ
とである。
この発明の別の目的は、エコーを発生する
180゜RFパルスのRF電力条件を引下げる為に、パ
ルス形磁界勾配を使うことである。
180゜RFパルスのRF電力条件を引下げる為に、パ
ルス形磁界勾配を使うことである。
この発明の別の目的は、サンプル全体にわたる
T1及びT2の空間的な分布に関するNMRイメー
ジング情報を得るのに適したNMRパルス順序を
提供することである。
T1及びT2の空間的な分布に関するNMRイメー
ジング情報を得るのに適したNMRパルス順序を
提供することである。
（発明の詳しい説明）
この発明の新規と考えられる特徴は特許請求の
範囲に具体的に記載してあるが、この発明自体の
構成並びに作用はその他の目的並びに利点と共
に、以下図面について説明する所から最もよく理
解されよう。
範囲に具体的に記載してあるが、この発明自体の
構成並びに作用はその他の目的並びに利点と共
に、以下図面について説明する所から最もよく理
解されよう。
第２図、第３図及び第４図に、平面状の容積内
の核スピン密度を決定する従来のNMRイメージ
ング用パルス順序が示されており、これに較べて
この発明の進歩が一番よく理解されよう。第２図
及び第３図は、多重角度投影―再構成に使われる
NMRパルス順序を示しており、第４図はスピ
ン・ワープ・イメージングに用いられるパルス順
序を示している。スピン・ワープ・イメージング
は、２次元フーリエ変換イメージング方法の特定
の例である。
の核スピン密度を決定する従来のNMRイメージ
ング用パルス順序が示されており、これに較べて
この発明の進歩が一番よく理解されよう。第２図
及び第３図は、多重角度投影―再構成に使われる
NMRパルス順序を示しており、第４図はスピ
ン・ワープ・イメージングに用いられるパルス順
序を示している。スピン・ワープ・イメージング
は、２次元フーリエ変換イメージング方法の特定
の例である。
多重角度投影―再構成イメージング方法は、第
１及び第２図を見れば一番よく理解されるが、平
面形の方法であり、従つて、データ収集過程が、
関心が持たれる物体内の平面状の薄板（イメージ
ング平面と呼ぶ）に局限されることが必要であ
る。平面状の薄板の選択は、選択的な励起と呼ば
れる方法によつて達成される。第１図は、カーテ
シアン座標系の正のＺ軸方向を向いた均質な静磁
界Bo内に配置されたサンプル１００を示してい
る。Ｚ軸がサンプルの円柱の軸線１０４と一致す
る様に選ばれている。座標系の原点はサンプルの
中心にしてあり、これは平面状の薄板又はイメー
ジング容積Δzの中心でもある。磁界BoがNMR
実験全体の間印加され、従つて、NMRパルス順
序を示す図面からは省略してある。
１及び第２図を見れば一番よく理解されるが、平
面形の方法であり、従つて、データ収集過程が、
関心が持たれる物体内の平面状の薄板（イメージ
ング平面と呼ぶ）に局限されることが必要であ
る。平面状の薄板の選択は、選択的な励起と呼ば
れる方法によつて達成される。第１図は、カーテ
シアン座標系の正のＺ軸方向を向いた均質な静磁
界Bo内に配置されたサンプル１００を示してい
る。Ｚ軸がサンプルの円柱の軸線１０４と一致す
る様に選ばれている。座標系の原点はサンプルの
中心にしてあり、これは平面状の薄板又はイメー
ジング容積Δzの中心でもある。磁界BoがNMR
実験全体の間印加され、従つて、NMRパルス順
序を示す図面からは省略してある。
NMR信号を空間的に局限する為、主たる磁界
Boの他に勾配磁界を印加することが必要である。
典型的には、この様な３つの勾配が必要である。
Boの他に勾配磁界を印加することが必要である。
典型的には、この様な３つの勾配が必要である。
Gx（ｔ）＝∂Bo／∂x ……(2)
Gy（ｔ）＝∂Bo／∂y ……(3)
Gz（ｔ）＝∂Bo／∂z ……(4)
勾配Gx，Gy及びGzはイメージング容積Δz（第
１図）全体にわたつて一定でであるが、その大き
さは時間依存性を持つのが典型である。勾配に関
連した磁界を夫々Bx，By及びBzで表わす。こゝ
でイメージング容積の中で、 Bx＝Gx（ｔ）ｘ ……(5) By＝Gy（ｔ）ｙ ……(6) Bz＝Gz（ｔ）ｚ ……(7) RF磁界パルスがＸ−Ｙ平面内で例えばＸ軸に
沿つて印加される。
１図）全体にわたつて一定でであるが、その大き
さは時間依存性を持つのが典型である。勾配に関
連した磁界を夫々Bx，By及びBzで表わす。こゝ
でイメージング容積の中で、 Bx＝Gx（ｔ）ｘ ……(5) By＝Gy（ｔ）ｙ ……(6) Bz＝Gz（ｔ）ｚ ……(7) RF磁界パルスがＸ−Ｙ平面内で例えばＸ軸に
沿つて印加される。
核スピンの平面状容積の選択は期間q1の間、第
２図に示す磁界勾配Gzを印加することによつて
行なわれる。即ち、物体１００は、磁界勾配Gz
と静磁界Boとで構成されたＺ軸方向の合計磁界
の作用を受ける。
２図に示す磁界勾配Gzを印加することによつて
行なわれる。即ち、物体１００は、磁界勾配Gz
と静磁界Boとで構成されたＺ軸方向の合計磁界
の作用を受ける。
物体１００が期間q1の間、磁界勾配Gzの作用
を受けている間、選択的な90゜RFパルスで照射さ
れる。RFパルスは、磁界強度がラーモア方程式
によつて予測される物体１００の平面状の薄板
Δz（第１図）内にある核スピンのみを励起する様
に選ばれた限られた帯域の周波数を持つている。
ラーモア方程式は、核スピンの共鳴周波数が、核
スピンがその作用を受ける磁界強度に関係するこ
とを予測している。平面状の薄板Δzの外側にあ
る核スピンは実質的にRFパルスの影響を受けな
い。従つて、90゜RFパルスが「選択的」であるこ
とは明らかである。
を受けている間、選択的な90゜RFパルスで照射さ
れる。RFパルスは、磁界強度がラーモア方程式
によつて予測される物体１００の平面状の薄板
Δz（第１図）内にある核スピンのみを励起する様
に選ばれた限られた帯域の周波数を持つている。
ラーモア方程式は、核スピンの共鳴周波数が、核
スピンがその作用を受ける磁界強度に関係するこ
とを予測している。平面状の薄板Δzの外側にあ
る核スピンは実質的にRFパルスの影響を受けな
い。従つて、90゜RFパルスが「選択的」であるこ
とは明らかである。
期間q1の終りに、平面状の薄板Δz内の該スピ
ンが向きを変えて（章動して）Ｘ−Ｙ平面に来
る。章動したスピンは同じ周波数で歳差運動をす
るが、期間q1の後半の間、Gzの位相ずらし効果
の為、互いに位相がずれている。核スピンは、期
間q2に負のGz勾配を印加することにより、位相
戻しをすることが出来る。正及び負のGz勾配は ∫q2dtGz＝−１／2∫q1dtGz …(8) となる様に選ばれる。こゝで積分記号∫q1は期間
q1にわたる勾配Gzの波形の積分であり、∫q2は期
間q2にわたる勾配のGzの波形の積分である。
ンが向きを変えて（章動して）Ｘ−Ｙ平面に来
る。章動したスピンは同じ周波数で歳差運動をす
るが、期間q1の後半の間、Gzの位相ずらし効果
の為、互いに位相がずれている。核スピンは、期
間q2に負のGz勾配を印加することにより、位相
戻しをすることが出来る。正及び負のGz勾配は ∫q2dtGz＝−１／2∫q1dtGz …(8) となる様に選ばれる。こゝで積分記号∫q1は期間
q1にわたる勾配Gzの波形の積分であり、∫q2は期
間q2にわたる勾配のGzの波形の積分である。
夫々Ｘ軸及びＹ軸方向の向きの変化する磁界勾
配Gx及びGyが同時に印加された状態で、FID信
号を観測することにより、データが期間q3の間収
集される。磁界勾配Gx及びGyの大きさは期間q3
に正弦状に変化し、これは次の様に表わすことが
出来る。
配Gx及びGyが同時に印加された状態で、FID信
号を観測することにより、データが期間q3の間収
集される。磁界勾配Gx及びGyの大きさは期間q3
に正弦状に変化し、これは次の様に表わすことが
出来る。
Gx＝ｇ cosθ ……(9)
Gy＝ｇ sinθ ……(10)
こゝでθは期間q3の間の１回の投影の角度であ
り、ｇは定数である。この為、磁界勾配Gx及び
Gyの和である磁界勾配が存在する時に、FIDが
観測される。磁界勾配Gx及びGyのベクトル加算
により、イメージング平面内で角度θの合成半径
方向勾配が発生される。この平面全体からの空間
情報が、半径方向勾配の向きに符号化される。こ
の平面全体をイメージングするのに十分な情報を
得る為、例えば1゜間隔で投影角度θを変えて、
180゜の円弧の180個の投影から空間データを収集
することにより、多数の投影を行なう。各々の投
影に対応する信号のフーリエ変換により、その方
向のNMR信号の空間的な分布が得られる。公知
の計算機再構成アルゴリズムを使つて、全ての投
影から画像が再構成される。
り、ｇは定数である。この為、磁界勾配Gx及び
Gyの和である磁界勾配が存在する時に、FIDが
観測される。磁界勾配Gx及びGyのベクトル加算
により、イメージング平面内で角度θの合成半径
方向勾配が発生される。この平面全体からの空間
情報が、半径方向勾配の向きに符号化される。こ
の平面全体をイメージングするのに十分な情報を
得る為、例えば1゜間隔で投影角度θを変えて、
180゜の円弧の180個の投影から空間データを収集
することにより、多数の投影を行なう。各々の投
影に対応する信号のフーリエ変換により、その方
向のNMR信号の空間的な分布が得られる。公知
の計算機再構成アルゴリズムを使つて、全ての投
影から画像が再構成される。
多重角度投影−再構成方法では、FID信号が勾
配の存在の下に読出され、空間的なスピン分布の
有用な情報を求める。こういうことを行なう為、
期間q2の負の位相戻しパルスGzの終りに直ちに
情報を収集しなければならない。然し、読出用の
磁界勾配Gx及びGyを印加するのが問題である。
読出用の磁界勾配を突然に印加しても、この結果
生ずる勾配そのものが過渡的であつて、式(9)及び
(10)を充たさない様な有限の期間がある。この為、
この期間の間、空間情報は悪い歪みがあり、普通
はNMR信号を使うことが出来ない。この問題を
解決する公知の１つの方法は、第２図に示す様に
磁界勾配Gx及びGyを印加し、同じでない時間間
隔Δtをおいて標本化することである。時間間隔
Δtは、期間q2の間の任意の時刻tiの時、積Δti・
Ｇ（ti）が一定になる様に選ばれる。
配の存在の下に読出され、空間的なスピン分布の
有用な情報を求める。こういうことを行なう為、
期間q2の負の位相戻しパルスGzの終りに直ちに
情報を収集しなければならない。然し、読出用の
磁界勾配Gx及びGyを印加するのが問題である。
読出用の磁界勾配を突然に印加しても、この結果
生ずる勾配そのものが過渡的であつて、式(9)及び
(10)を充たさない様な有限の期間がある。この為、
この期間の間、空間情報は悪い歪みがあり、普通
はNMR信号を使うことが出来ない。この問題を
解決する公知の１つの方法は、第２図に示す様に
磁界勾配Gx及びGyを印加し、同じでない時間間
隔Δtをおいて標本化することである。時間間隔
Δtは、期間q2の間の任意の時刻tiの時、積Δti・
Ｇ（ti）が一定になる様に選ばれる。
異なる速度で標本化するのに代る方法は、第３
図に示す様に、期間q2の間、負の勾配Gx及びGy
を印加して、FID信号を遅延させ、一種のスピ
ン・エコーを求めることである。負の勾配Gx及
びGyの影響は、スピンの位相をずらすことであ
る。正の勾配Gx及びGyがスピンの位相外れの方
向を逆転し、この為、スピンが再び位相を戻し、
その結果生ずる半径方向の勾配が一定である期間
内に、観測することの出来るエコー信号を発生す
る。然し、磁界Boの固有の非均質性による有害
な位相外れ効果はこの方式では逆転しない。これ
は空間的なスピン分布情報及び信号強度の損失を
表わす。この発明はこの問題を解決するものであ
る。
図に示す様に、期間q2の間、負の勾配Gx及びGy
を印加して、FID信号を遅延させ、一種のスピ
ン・エコーを求めることである。負の勾配Gx及
びGyの影響は、スピンの位相をずらすことであ
る。正の勾配Gx及びGyがスピンの位相外れの方
向を逆転し、この為、スピンが再び位相を戻し、
その結果生ずる半径方向の勾配が一定である期間
内に、観測することの出来るエコー信号を発生す
る。然し、磁界Boの固有の非均質性による有害
な位相外れ効果はこの方式では逆転しない。これ
は空間的なスピン分布情報及び信号強度の損失を
表わす。この発明はこの問題を解決するものであ
る。
この発明の利点を解明する為には、スピン・ワ
ープ・イメージングと呼ばれる第２のNMRパル
スイメージング順序を考えるのが有利である。第
４図にスピン・ワープNMRパルス順序を示す。
Ｚ軸に対して直交するスピンの平面状の薄板を前
に説明した選択的な励起方法によつて選択し、前
に述べた様にしてスピンの向きを90゜変える。
90゜RFパルスの後、負のGz勾配を印加して、スピ
ンの位相戻しをする。期間q2の間、負の磁界勾配
Gxをも印加して、NMR信号の発生を遅延させ
ることが出来る。
ープ・イメージングと呼ばれる第２のNMRパル
スイメージング順序を考えるのが有利である。第
４図にスピン・ワープNMRパルス順序を示す。
Ｚ軸に対して直交するスピンの平面状の薄板を前
に説明した選択的な励起方法によつて選択し、前
に述べた様にしてスピンの向きを90゜変える。
90゜RFパルスの後、負のGz勾配を印加して、スピ
ンの位相戻しをする。期間q2の間、負の磁界勾配
Gxをも印加して、NMR信号の発生を遅延させ
ることが出来る。
期間q2の間、Ｙ軸方向に位相符号化（エンコー
デイング）用のプログラム可能な振幅の勾配Gy
を使つて、Ｙ軸方向でスピンに２の倍数の捩れを
導入することにより、位相情報を符号化する。第
１図はＺ軸に対して直交する選ばれた平面状の薄
板Δzを示している。第５ａ図は位相符号化用の
勾配Gyを印加する前のスピンの分布を示す。最
初の勾配Gyを印加した後、スピンが第５ｂ図に
示す様に１ターンの螺旋として捩れる。スピンの
相異なる位相によつて符号化された空間情報が、
勾配Gxを期間q3の間に印加すること（第４図）
によつて読出される。この勾配は相異なるｘ位置
にあるスピンを異なる周波数で歳差運動をさせ、
信号を各々のｘ位置に分離することが出来る様に
する。これは本質的にＸ軸に対する情報の投影で
ある。スピンを相異なる多重ターンの螺旋に捩る
様な、Gyの相異なる値に対し、このパルス順序
全体が繰返される。各々の投影は、相異なる位相
符号化用の勾配Gyを使う為、異なる情報を持つ
ている。これが第４図で、相異なる符号化用勾配
Gyを逐次的に印加することを示す破線によつて
示されている。投影の２次元フーリエ変換によ
り、完全な平面状の画像が再構成される。
デイング）用のプログラム可能な振幅の勾配Gy
を使つて、Ｙ軸方向でスピンに２の倍数の捩れを
導入することにより、位相情報を符号化する。第
１図はＺ軸に対して直交する選ばれた平面状の薄
板Δzを示している。第５ａ図は位相符号化用の
勾配Gyを印加する前のスピンの分布を示す。最
初の勾配Gyを印加した後、スピンが第５ｂ図に
示す様に１ターンの螺旋として捩れる。スピンの
相異なる位相によつて符号化された空間情報が、
勾配Gxを期間q3の間に印加すること（第４図）
によつて読出される。この勾配は相異なるｘ位置
にあるスピンを異なる周波数で歳差運動をさせ、
信号を各々のｘ位置に分離することが出来る様に
する。これは本質的にＸ軸に対する情報の投影で
ある。スピンを相異なる多重ターンの螺旋に捩る
様な、Gyの相異なる値に対し、このパルス順序
全体が繰返される。各々の投影は、相異なる位相
符号化用の勾配Gyを使う為、異なる情報を持つ
ている。これが第４図で、相異なる符号化用勾配
Gyを逐次的に印加することを示す破線によつて
示されている。投影の２次元フーリエ変換によ
り、完全な平面状の画像が再構成される。
前に述べた多重角度投影―再構成イメージング
方法の場合と同じく、勾配Gxの負のローブは、
磁界の固有の非均質性による核スピンの位相外れ
を逆転せず、この結果NMR信号の強度に損失が
生ずる。
方法の場合と同じく、勾配Gxの負のローブは、
磁界の固有の非均質性による核スピンの位相外れ
を逆転せず、この結果NMR信号の強度に損失が
生ずる。
次に第６図について多重角度投影―再構成方式
によるNMRイメージング用のこの発明のパルス
順序を説明する。Ｚ軸に対して垂直な平面スピン
の平面状の薄板が前に説明した選択的な励起方法
によつて定められる。簡単に云うと、狭い周波数
帯の90゜RFパルスを正の勾配Gzの存在の下に期間
q1の間に印加する。このRFパルスは、例えば第
６図に示すガウス形振幅変調RF搬送波の形にす
ることが出来る。この場合、薄い平面状の領域
Δz（第１図）はガウス形分布になる。RFパルス
は（sin bt）／btによつて変調された搬送波の形
にすることも出来る。こゝでｔは時間、ｂは定数
である。この場合、選ばれた平面の厚さ分布は大
体矩形になる。期間q2に、Gzの負のロープを印
加して、期間q1の間に励起されたスピンの位相戻
しをする。勾配Gzの負のパルスは前に述べた多
重角度投影―再構成方式に使われるものと同一で
ある。
によるNMRイメージング用のこの発明のパルス
順序を説明する。Ｚ軸に対して垂直な平面スピン
の平面状の薄板が前に説明した選択的な励起方法
によつて定められる。簡単に云うと、狭い周波数
帯の90゜RFパルスを正の勾配Gzの存在の下に期間
q1の間に印加する。このRFパルスは、例えば第
６図に示すガウス形振幅変調RF搬送波の形にす
ることが出来る。この場合、薄い平面状の領域
Δz（第１図）はガウス形分布になる。RFパルス
は（sin bt）／btによつて変調された搬送波の形
にすることも出来る。こゝでｔは時間、ｂは定数
である。この場合、選ばれた平面の厚さ分布は大
体矩形になる。期間q2に、Gzの負のロープを印
加して、期間q1の間に励起されたスピンの位相戻
しをする。勾配Gzの負のパルスは前に述べた多
重角度投影―再構成方式に使われるものと同一で
ある。
期間q2に、位相ずらし勾配Gx及びGyが夫々Ｘ
軸及びＹ軸方向に印加される。期間q2に勾配Gx
及びGyを印加した後、典型的には約0.1乃至１ミ
リ秒の短い待ち期間をおいて、この勾配用の巻線
の電流が静まるのを待つ。待ち期間の後、期間q3
の間、サンプルに180゜非選択性反転RFパルスを
印加する。期間q4の間、位相戻し勾配Gx及びGy
の存在の下にNMR信号を読出す。これらの勾配
の振幅は夫々cosθ及びsinθに従つて変化する。
NMRパルス順序に使われる種々のパルスの持続
時間（ミリ秒単位）の１例が第６図の横軸に沿つ
て示されている。第６図に示すNMRパルス順序
が、θの新しい値に対して（例えば1゜の間隔で）
繰返され、イメージング平面内の少なくとも180゜
の円弧をカバーする。こゝでθは前に述べた様に
特定の投影の角度である。
軸及びＹ軸方向に印加される。期間q2に勾配Gx
及びGyを印加した後、典型的には約0.1乃至１ミ
リ秒の短い待ち期間をおいて、この勾配用の巻線
の電流が静まるのを待つ。待ち期間の後、期間q3
の間、サンプルに180゜非選択性反転RFパルスを
印加する。期間q4の間、位相戻し勾配Gx及びGy
の存在の下にNMR信号を読出す。これらの勾配
の振幅は夫々cosθ及びsinθに従つて変化する。
NMRパルス順序に使われる種々のパルスの持続
時間（ミリ秒単位）の１例が第６図の横軸に沿つ
て示されている。第６図に示すNMRパルス順序
が、θの新しい値に対して（例えば1゜の間隔で）
繰返され、イメージング平面内の少なくとも180゜
の円弧をカバーする。こゝでθは前に述べた様に
特定の投影の角度である。
順序を詳しく説明すると次の通りである。スピ
ンの選択的な励起並びにGzの負のロープを用い
たスピンの位相戻しの後、スピンがＺ軸から90゜
章動する。静磁界Boの固有の非均質性の為、ス
ピンはT2＊過程によつて位相外れを始めるが、
同じ周波数で歳差運動をする。180゜RFパルスが
位相外れ過程を逆転し、この為、180゜RFパルス
を照射してから或る期間τa（典型的には５ミリ
秒）の終りに、Boの固有の非均質性によるスピ
ン・エコーが発生する。期間τaは、第６図に示
す様に、90゜RFパルスの平均印加時と180゜RFパル
スの平均印加時との間の時間である。180゜RFパ
ルスはまた、勾配Gx及びGyのベクトル加算の合
成である勾配によつて生じたスピンの位相外れ及
び位相戻しによつて、スピン・エコーが起る様に
する。この合成勾配によつてエコーが発生する時
間は、最初の位相外れの程度に関係する。この
為、最適のスピン・エコー信号を得るには、期間
q2の間に印加される勾配Gx及びGyの位相ずらし
パルスの大きさを調節して、期間q4に合成の位相
戻し勾配によつて生ずるエコーも、180゜RFパル
スを印加してから期間τa後に発生する様にする
ことが必要である。位相戻し勾配と組合せて
180゜RFパルスを使うことにより、印加された勾
配からのスピン・エコーの位相戻し並びに印加磁
界Boの非均質性によるスピン・エコーの位相戻
しが一致して生じ、複合NMR信号を発生する。
ンの選択的な励起並びにGzの負のロープを用い
たスピンの位相戻しの後、スピンがＺ軸から90゜
章動する。静磁界Boの固有の非均質性の為、ス
ピンはT2＊過程によつて位相外れを始めるが、
同じ周波数で歳差運動をする。180゜RFパルスが
位相外れ過程を逆転し、この為、180゜RFパルス
を照射してから或る期間τa（典型的には５ミリ
秒）の終りに、Boの固有の非均質性によるスピ
ン・エコーが発生する。期間τaは、第６図に示
す様に、90゜RFパルスの平均印加時と180゜RFパル
スの平均印加時との間の時間である。180゜RFパ
ルスはまた、勾配Gx及びGyのベクトル加算の合
成である勾配によつて生じたスピンの位相外れ及
び位相戻しによつて、スピン・エコーが起る様に
する。この合成勾配によつてエコーが発生する時
間は、最初の位相外れの程度に関係する。この
為、最適のスピン・エコー信号を得るには、期間
q2の間に印加される勾配Gx及びGyの位相ずらし
パルスの大きさを調節して、期間q4に合成の位相
戻し勾配によつて生ずるエコーも、180゜RFパル
スを印加してから期間τa後に発生する様にする
ことが必要である。位相戻し勾配と組合せて
180゜RFパルスを使うことにより、印加された勾
配からのスピン・エコーの位相戻し並びに印加磁
界Boの非均質性によるスピン・エコーの位相戻
しが一致して生じ、複合NMR信号を発生する。
２つのスピン・エコーが一致する為には、期間
q2及びq4に於ける勾配Gx及びGyの波形の積分が
下記の条件を充たさなければならない。
q2及びq4に於ける勾配Gx及びGyの波形の積分が
下記の条件を充たさなければならない。
∫q2Gxdt＝∫q4Gxdt …(11)
∫q2Gydt＝∫q4Gydt …(12)
磁界勾配Gx及びGyが期間q2では正弦波の正の
半分として示されているが、式(11)及び(12)が充たさ
れゝば、任意の形であつてよい。例えば、勾配
Gx及びGyはガウス形又は矩形にすることが出来
る。
半分として示されているが、式(11)及び(12)が充たさ
れゝば、任意の形であつてよい。例えば、勾配
Gx及びGyはガウス形又は矩形にすることが出来
る。
第７図はスピン・ワープ・イメージングに使わ
れるこの発明のNMRパルス順序を示す。期間q1
の間、正の勾配Gz及びガウス形又は（sinbt）／
bt形の分布を持つ選択性90゜RFパルスを使つて、
第１図の薄板Δzの様な平面状の薄板の中にある
核スピンを励起する。期間q2に、式(8)に記載する
様な関係を勾配Gzに対して持つ負の勾配Gzを印
加して、期間q1の間に励起された平面状領域Δz
内にある核スピンの位相戻しをする。
れるこの発明のNMRパルス順序を示す。期間q1
の間、正の勾配Gz及びガウス形又は（sinbt）／
bt形の分布を持つ選択性90゜RFパルスを使つて、
第１図の薄板Δzの様な平面状の薄板の中にある
核スピンを励起する。期間q2に、式(8)に記載する
様な関係を勾配Gzに対して持つ負の勾配Gzを印
加して、期間q1の間に励起された平面状領域Δz
内にある核スピンの位相戻しをする。
前にスピン・ワープ・イメージング・パルス順
序について説明した様に（第４図及び第５ａ図及
び第５ｂ図）、位相符号化用の勾配Gyを期間q2の
間に印加して、Ｙ方向の空間情報が得られる様に
する。然し、この発明のパルス順序では、正の勾
配Gxをも期間q2の間印加して、核スピンの位相
ずらしをし、期間q2の終りではなく、選択性
90゜RFパルスの平均印加時から2τaに等しい期間
の終りに、スピン・エコーが発生する様にする。
序について説明した様に（第４図及び第５ａ図及
び第５ｂ図）、位相符号化用の勾配Gyを期間q2の
間に印加して、Ｙ方向の空間情報が得られる様に
する。然し、この発明のパルス順序では、正の勾
配Gxをも期間q2の間印加して、核スピンの位相
ずらしをし、期間q2の終りではなく、選択性
90゜RFパルスの平均印加時から2τaに等しい期間
の終りに、スピン・エコーが発生する様にする。
期間q3に、勾配用巻線の電流が落着くのを待つ
為の0.1乃至１ミリ秒の短い期間の後、180゜非選
択性反転用RFパルスをサンプルに印加する。期
間q4及びq5の間、正の位相戻し勾配Gxを印加し
て、Ｘ軸に沿つて核スピンの空間情報を求める。
期間q2の破線で示す様に、第７図に示すパルス順
序を勾配Gyのｎ個の異なる値（ｎは画像内の線
の数であつて典型的には128又は256）に対して繰
返し、Ｙ軸方向の追加の情報を求める。典型的な
タイミング順序が時間を表わす横軸に示されてい
る。
為の0.1乃至１ミリ秒の短い期間の後、180゜非選
択性反転用RFパルスをサンプルに印加する。期
間q4及びq5の間、正の位相戻し勾配Gxを印加し
て、Ｘ軸に沿つて核スピンの空間情報を求める。
期間q2の破線で示す様に、第７図に示すパルス順
序を勾配Gyのｎ個の異なる値（ｎは画像内の線
の数であつて典型的には128又は256）に対して繰
返し、Ｙ軸方向の追加の情報を求める。典型的な
タイミング順序が時間を表わす横軸に示されてい
る。
静磁界Boの固有の非均質性による核スピン・
エコーは、180゜RFパルスの平均印加時から期間
τa後に発生する。期間τaは90゜及び180゜RFパルス
の間の時間に等しい。期間q4及びq5の位相戻しパ
ルスGxによるエコーも、180゜RFパルスから期間
τa後に発生する。従つて ∫q2Gxdt＝∫q4Gxdt …(13) であることが必要である。こゝで∫q2は期間q2に
わたる勾配Gxの波形の積分であり、∫q4は期間q4
にわたる勾配Gxの波形の積分である。こうして
印加された勾配による核スピン・エコーと、静磁
界Boに固有の非均質性の存在の下に核スピンの
位相戻しから導かれた核スピン・エコーとの一致
により、複合核スピン・エコー信号が発生され
る。
エコーは、180゜RFパルスの平均印加時から期間
τa後に発生する。期間τaは90゜及び180゜RFパルス
の間の時間に等しい。期間q4及びq5の位相戻しパ
ルスGxによるエコーも、180゜RFパルスから期間
τa後に発生する。従つて ∫q2Gxdt＝∫q4Gxdt …(13) であることが必要である。こゝで∫q2は期間q2に
わたる勾配Gxの波形の積分であり、∫q4は期間q4
にわたる勾配Gxの波形の積分である。こうして
印加された勾配による核スピン・エコーと、静磁
界Boに固有の非均質性の存在の下に核スピンの
位相戻しから導かれた核スピン・エコーとの一致
により、複合核スピン・エコー信号が発生され
る。
核スピンの位相戻しの為、並びに核スピン・エ
コーを発生する為に使われる第６図及び第７図の
夫々の期間q3に於ける180゜RFパルスは、勾配Gx
及びGyをオフに転じた時に印加する。こうする
ことにより、長さの長いRFパルスを使うことが
出来、こうしてRF電力条件が低下する。これと
対照的に、（従来の或るNMRパルス順序で行な
われる様に）イメージング用勾配をオンに転じた
まゝでRFパルスを印加すると、勾配によつてサ
ンプル内に発生されたNMR周波数の範囲全体を
照射する為に、このパルスは極めて短くしなけれ
ばならない。この為にパルス状RF電力条件が過
大（例えば５キロワツト程度）になる。
コーを発生する為に使われる第６図及び第７図の
夫々の期間q3に於ける180゜RFパルスは、勾配Gx
及びGyをオフに転じた時に印加する。こうする
ことにより、長さの長いRFパルスを使うことが
出来、こうしてRF電力条件が低下する。これと
対照的に、（従来の或るNMRパルス順序で行な
われる様に）イメージング用勾配をオンに転じた
まゝでRFパルスを印加すると、勾配によつてサ
ンプル内に発生されたNMR周波数の範囲全体を
照射する為に、このパルスは極めて短くしなけれ
ばならない。この為にパルス状RF電力条件が過
大（例えば５キロワツト程度）になる。
この発明のパルス順序を使つてT1及びT2の緩
和時間情報を求めることが出来る。
和時間情報を求めることが出来る。
T1情報を求める第１の方法では、第６図及び
第７図に示すパルス順序を合成位相ずらし及び位
相戻し勾配の各々の方向（即ち、各々のθ）に対
し、又は位相符号化用勾配の各々の振幅（即ち、
各々のｎ）に対し、サンプルのT1程度に選ばれ
た繰返し周期Ｔで繰返す。従つて、繰返し周期Ｔ
は約0.03乃至約３秒の間にすることが出来るが、
約0.1乃至約1.0秒にすることが好ましい。これに
よつて一層短い成分に対し、T1緩和時間が一層
長いサンプルのT1成分の減衰又は飽和が生ずる。
NMR信号を観測することによつて作られる画像
は、サンプル内にある核スピンの密度並びにT1
の値の空間的な分布を反映する。
第７図に示すパルス順序を合成位相ずらし及び位
相戻し勾配の各々の方向（即ち、各々のθ）に対
し、又は位相符号化用勾配の各々の振幅（即ち、
各々のｎ）に対し、サンプルのT1程度に選ばれ
た繰返し周期Ｔで繰返す。従つて、繰返し周期Ｔ
は約0.03乃至約３秒の間にすることが出来るが、
約0.1乃至約1.0秒にすることが好ましい。これに
よつて一層短い成分に対し、T1緩和時間が一層
長いサンプルのT1成分の減衰又は飽和が生ずる。
NMR信号を観測することによつて作られる画像
は、サンプル内にある核スピンの密度並びにT1
の値の空間的な分布を反映する。
T1情報を求める２番目の方法が、夫々多重角
度投影並びにスピン・ワープ・イメージングの場
合について、第８図及び第９図に例示されてい
る。この方法では、この発明の各々のNMRパル
ス順序を開始する前に、サンプルは平均の選択性
90゜RFパルスよりも平均時間Toだけ前に非選択
性180゜RFパルスで照射する。この代りに、
180゜RFパルスは断熱形高速通過にすることが出
来る。時間Toは大体サンプルのT1程度に選ばれ
る。例えばToは0.03乃至３秒の範囲であつてよ
く、人体のイメージングには0.3秒が典型的であ
る。180゜RFパルスがそのT1の値に従つて、核磁
気モーメントの反転を生ずる。この結果得られる
画像は、サンプル内の核スピンの密度並びにT1
の値の空間的な分布を反映した画像である。
度投影並びにスピン・ワープ・イメージングの場
合について、第８図及び第９図に例示されてい
る。この方法では、この発明の各々のNMRパル
ス順序を開始する前に、サンプルは平均の選択性
90゜RFパルスよりも平均時間Toだけ前に非選択
性180゜RFパルスで照射する。この代りに、
180゜RFパルスは断熱形高速通過にすることが出
来る。時間Toは大体サンプルのT1程度に選ばれ
る。例えばToは0.03乃至３秒の範囲であつてよ
く、人体のイメージングには0.3秒が典型的であ
る。180゜RFパルスがそのT1の値に従つて、核磁
気モーメントの反転を生ずる。この結果得られる
画像は、サンプル内の核スピンの密度並びにT1
の値の空間的な分布を反映した画像である。
上に述べた第１及び第２の方法を組合せて、サ
ンプル内に於けるT1の値だけの空間的な分布を
反映したNMR画像を発生することも可能であ
る。この方法では、位相ずらし及び位相戻し勾配
の各々の方向並びに位相符号化用勾配の各々の大
きさに対し、約0.03乃約３秒又は好ましくは約
0.1乃至約１秒の繰返し周期で、第８図及び第９
図に示すパルス順序を繰返す。
ンプル内に於けるT1の値だけの空間的な分布を
反映したNMR画像を発生することも可能であ
る。この方法では、位相ずらし及び位相戻し勾配
の各々の方向並びに位相符号化用勾配の各々の大
きさに対し、約0.03乃約３秒又は好ましくは約
0.1乃至約１秒の繰返し周期で、第８図及び第９
図に示すパルス順序を繰返す。
緩和時間T2は、期間τaがサンプルのT2程度に
なる様に期間τa（第６図及び第７図）を調節する
ことによつて求めることが出来る。期間τaは２
乃至1500ミリ秒の範囲で調節することが出来る
が、典型的な値は30ミリ秒である。これによつて
サンプル内の緩和時間T2に従つて核スピン・エ
コーの減衰が起り、こうしてT2画像が得られる。
T1情報を得る為に上に述べた各々の方法を、T2
情報を求めるこの方法と組合せることが出来る。
即ち、第８図及び第９図で、時間To及び期間τa
並びにθ或いはｎの各々の値に対する各々のパル
ス順序の間の繰返し周期は、上に述べた限界内で
変えることが出来る。この結果定められるパルス
順序は、T1及びT2イメージング情報を同時に組
合せて得るのに適している。
なる様に期間τa（第６図及び第７図）を調節する
ことによつて求めることが出来る。期間τaは２
乃至1500ミリ秒の範囲で調節することが出来る
が、典型的な値は30ミリ秒である。これによつて
サンプル内の緩和時間T2に従つて核スピン・エ
コーの減衰が起り、こうしてT2画像が得られる。
T1情報を得る為に上に述べた各々の方法を、T2
情報を求めるこの方法と組合せることが出来る。
即ち、第８図及び第９図で、時間To及び期間τa
並びにθ或いはｎの各々の値に対する各々のパル
ス順序の間の繰返し周期は、上に述べた限界内で
変えることが出来る。この結果定められるパルス
順序は、T1及びT2イメージング情報を同時に組
合せて得るのに適している。
第１０図はこの発明のNMRパルス順序に使う
のに適したNMRイメージング装置の主要な部品
の簡略ブロツク図である。この装置４００は、汎
用ミニコンピユータ４０１で構成され、これがデ
イスク貯蔵装置４０３及びインターフエイス装置
４０５に機能的に結合されている。RF発信器４
０２、信号平均化装置４０４、及び夫々Ｘ、Ｙ及
びＺ勾配コイル４１６，４１８，４２０を付勢す
る勾配電源４０６，４０８，４１０がインターフ
エイス装置４０５を介してミニコンピユータ４０
１に結合されている。
のに適したNMRイメージング装置の主要な部品
の簡略ブロツク図である。この装置４００は、汎
用ミニコンピユータ４０１で構成され、これがデ
イスク貯蔵装置４０３及びインターフエイス装置
４０５に機能的に結合されている。RF発信器４
０２、信号平均化装置４０４、及び夫々Ｘ、Ｙ及
びＺ勾配コイル４１６，４１８，４２０を付勢す
る勾配電源４０６，４０８，４１０がインターフ
エイス装置４０５を介してミニコンピユータ４０
１に結合されている。
RF発信器４０２はミニコンピユータ４０１か
らのパルス包絡線でゲートされ、検討する物体に
共鳴状態を励起するのに必要な変調を持つRFパ
ルスを発生する。RFパルスがRF電力増幅器４１
２で、イメージング方法に応じて、100ワツトか
ら数キロワツトまでの範囲で変わるレベルまで増
幅され、発信コイル４２４に印加される。高い方
の電力レベルは人体全体のイメージングという様
な大きなサンプル様式の場合、並びに大きな
NMR周波数帯域幅を励起する為に持続時間の短
いパルスを必要とする場合に必要である。
らのパルス包絡線でゲートされ、検討する物体に
共鳴状態を励起するのに必要な変調を持つRFパ
ルスを発生する。RFパルスがRF電力増幅器４１
２で、イメージング方法に応じて、100ワツトか
ら数キロワツトまでの範囲で変わるレベルまで増
幅され、発信コイル４２４に印加される。高い方
の電力レベルは人体全体のイメージングという様
な大きなサンプル様式の場合、並びに大きな
NMR周波数帯域幅を励起する為に持続時間の短
いパルスを必要とする場合に必要である。
NMR信号が受信コイル４２６で感知され、低
雑音前置増幅器４２２で増幅され、更に増幅し、
検波して波する為に受信器４１４に印加され
る。その後、信号がデイジタル化され、信号平均
化装置４０４によつて平均化作用を受け、且つミ
ニコンピユータ４０１によつて処理される。前置
増幅器４２２及び受信器４１４は、発信の間、積
極的なゲート動作又は受動形の波作用により、
RFパルスから保護される。
雑音前置増幅器４２２で増幅され、更に増幅し、
検波して波する為に受信器４１４に印加され
る。その後、信号がデイジタル化され、信号平均
化装置４０４によつて平均化作用を受け、且つミ
ニコンピユータ４０１によつて処理される。前置
増幅器４２２及び受信器４１４は、発信の間、積
極的なゲート動作又は受動形の波作用により、
RFパルスから保護される。
ミニコンピユータ４０１がNMRパルスに対す
るゲート作用並びに包絡線変調を行ない、前置増
幅器及びRF電力増幅器に対するブランキング作
用を行なうと共に、勾配電源に対する電圧波形を
定める。ミニコンピユータはフーリエ変換、画像
の再構成、データ波作用、画像の表示及び貯蔵
機能（これは何れもこの発明の範囲外である）の
様なデータ処理をも行なう。
るゲート作用並びに包絡線変調を行ない、前置増
幅器及びRF電力増幅器に対するブランキング作
用を行なうと共に、勾配電源に対する電圧波形を
定める。ミニコンピユータはフーリエ変換、画像
の再構成、データ波作用、画像の表示及び貯蔵
機能（これは何れもこの発明の範囲外である）の
様なデータ処理をも行なう。
希望によつては、発信及び受信RFコイルは１
個のコイルで構成することが出来る。この代り
に、電気的に直交する２つの別々のコイルを用い
てもよい。後の場合は、パルス発信の間、受信器
に対するRFパルスの突抜けが減少すると云う利
点がある。何れの場合も、コイルは磁石４２８
（第１０図）によつて発生される静磁界Boの方向
に対して直交している。コイルは、RF遮蔽ケー
ジ内に封入することにより、装置の他の部分から
隔離されている。３つの典型的なRFコイルの設
計が第１１ａ図、第１１ｂ図及び第１１ｃ図に示
されている。これらの全てのコイルはＸ方向に
RF磁界を発生する。第１１ｂ図及び第１１ｃ図
に示したコイルの設計は、サンプル室の軸線が主
磁界Boと平行である磁気形状（第１図）の場合
に適している。第１１ａ図に示す設計は、サンプ
ル室の軸線が主磁界Boに対して垂直である形状
（図に示してない）に適応し得る。
個のコイルで構成することが出来る。この代り
に、電気的に直交する２つの別々のコイルを用い
てもよい。後の場合は、パルス発信の間、受信器
に対するRFパルスの突抜けが減少すると云う利
点がある。何れの場合も、コイルは磁石４２８
（第１０図）によつて発生される静磁界Boの方向
に対して直交している。コイルは、RF遮蔽ケー
ジ内に封入することにより、装置の他の部分から
隔離されている。３つの典型的なRFコイルの設
計が第１１ａ図、第１１ｂ図及び第１１ｃ図に示
されている。これらの全てのコイルはＸ方向に
RF磁界を発生する。第１１ｂ図及び第１１ｃ図
に示したコイルの設計は、サンプル室の軸線が主
磁界Boと平行である磁気形状（第１図）の場合
に適している。第１１ａ図に示す設計は、サンプ
ル室の軸線が主磁界Boに対して垂直である形状
（図に示してない）に適応し得る。
磁界勾配４１６，４１８，４２０（第１０図）
は、夫々勾配Gx，Gy及びGzを発生する為に必要
である。前に説明した多重角度投影再構成並びに
スピン・ワープ方法では、サンプルの容積にわた
つて勾配が単調で直線的でなければならない。多
数の値を持つ勾配の磁界にすると、エリアシング
（aliasing）として知られている様なNMR信号デ
ータの劣化を招き、これは画像に著しいアーチフ
アクトを招く。非直線の勾配は画像の幾何学的な
歪みを招く。サンプル室の軸線が主磁界Boに平
行である時の磁石の形状に適した勾配コイルの設
計が第１２ａ図及び第１２ｂ図に示されている。
各々の勾配Gx及びGyが、第１２ａ図に示す組３
００及び３０２の様な一組のコイルによつて発生
される。第１２ａ図に示すコイルの組は勾配Gx
を発生する。勾配Gyを発生するコイルの組は、
サンプル室の円筒の軸線１０４（第１図）の周り
に、勾配Gxを発生するコイルに対して90゜回転し
ている。Ｚ勾配は、第１２ｂ図に示すコイル４０
０及び４０２の様な１対のコイルによつて発生さ
れる。
は、夫々勾配Gx，Gy及びGzを発生する為に必要
である。前に説明した多重角度投影再構成並びに
スピン・ワープ方法では、サンプルの容積にわた
つて勾配が単調で直線的でなければならない。多
数の値を持つ勾配の磁界にすると、エリアシング
（aliasing）として知られている様なNMR信号デ
ータの劣化を招き、これは画像に著しいアーチフ
アクトを招く。非直線の勾配は画像の幾何学的な
歪みを招く。サンプル室の軸線が主磁界Boに平
行である時の磁石の形状に適した勾配コイルの設
計が第１２ａ図及び第１２ｂ図に示されている。
各々の勾配Gx及びGyが、第１２ａ図に示す組３
００及び３０２の様な一組のコイルによつて発生
される。第１２ａ図に示すコイルの組は勾配Gx
を発生する。勾配Gyを発生するコイルの組は、
サンプル室の円筒の軸線１０４（第１図）の周り
に、勾配Gxを発生するコイルに対して90゜回転し
ている。Ｚ勾配は、第１２ｂ図に示すコイル４０
０及び４０２の様な１対のコイルによつて発生さ
れる。
以上の説明から、この発明のNMRパルス順序
が、スピン・エコーの形成に対する静磁界の固有
の非均質性の影響を克服したことは明らかであろ
う。NMRパルス順序がスピン・ワープ及び多重
角度投影再構成の様な平面形イメージング方法に
使われる。この発明のNMRパルス順序は、緩和
時間T1及びT2の空間的な分布情報を得る為にも
使うことが出来る。パルス形磁界勾配を使うこと
により、エコーを発生するRFパルスのRF電力条
件を低下することが出来る。
が、スピン・エコーの形成に対する静磁界の固有
の非均質性の影響を克服したことは明らかであろ
う。NMRパルス順序がスピン・ワープ及び多重
角度投影再構成の様な平面形イメージング方法に
使われる。この発明のNMRパルス順序は、緩和
時間T1及びT2の空間的な分布情報を得る為にも
使うことが出来る。パルス形磁界勾配を使うこと
により、エコーを発生するRFパルスのRF電力条
件を低下することが出来る。
この発明を特定の実施例並びに例について説明
したが、当業者には以上の説明からいろいろな変
更が考えられよう。従つて、この発明は特許請求
の範囲内で、こゝに具体的に記載した以外の形で
も実施し得ることを承知されたい。
したが、当業者には以上の説明からいろいろな変
更が考えられよう。従つて、この発明は特許請求
の範囲内で、こゝに具体的に記載した以外の形で
も実施し得ることを承知されたい。
第１図は静磁界の中にあつて、選択的な励起に
よつて平面状の容積が限定された物体を示す図、
第２図は多重角度投影―再構成・イメージング方
法に使われる普通のNMRパルス順序を示すグラ
フ、第３図はＸ軸方向の負のイメージング用勾配
を印加してスピン・エコーを発生する多重角度投
影―再構成に使われる別の普通のNMRパルス順
序を示すグラフ、第４図はスピン・ワープ・イメ
ージング方法に使われる別の普通のNMRパルス
順序を示すグラフ、第５ａ図は第１図に示した平
面状容積内でＹ方向に整合した１列のスピンを概
略的に示す図、第５ｂ図は位相符号化用勾配を印
加したことによつて生じた位相の変化を概略的に
示す図、第６図は多重角度投影―再構成イメージ
ングに使われるこの発明のNMRパルス順序を示
すグラフ、第７図はスピン・ワープ・イメージン
グ方法に使われるこの発明のNMRパルス順序を
示すグラフ、第８図は第６図に示すパルス順序に
関連して、緩和時間T1の空間的な分布に関する
情報を得る為にこの発明に使われるNMRパルス
順序を示すグラフ、第９図は第７図に示すパルス
順序に関連して緩和時間T1の空間的な分布に関
する情報を得る為にこの発明に使われるNMRパ
ルス順序を示すグラフ、第１０図はこの発明に使
われるNMRパルス順序に使うのに適したNMR
イメージング装置の主要な部品の簡略ブロツク
図、第１１ａ図はサンプル室が静磁界に対して垂
直である様な形状の場合に使われるRFコイルの
設計を示す図、第１１ｂ図及び第１１ｃ図はサン
プルの軸線が静磁界と平行である様な磁気的な形
状に適したRFコイルの設計を示す図、第１２ａ
図は勾配Gx及びGyを発生するのに適した２組の
コイルを示す図、第１２ｂ図は勾配Gzを発生す
るのに適したコイルの形を示す図である。 主な符号の説明、Bo：静磁界、Gx，Gy，
Gz：磁界勾配、１０２：サンプルの平面状の薄
板、４１４，４１８，４２０：勾配コイル、４２
４：RFコイル、４２６：受信コイル。
よつて平面状の容積が限定された物体を示す図、
第２図は多重角度投影―再構成・イメージング方
法に使われる普通のNMRパルス順序を示すグラ
フ、第３図はＸ軸方向の負のイメージング用勾配
を印加してスピン・エコーを発生する多重角度投
影―再構成に使われる別の普通のNMRパルス順
序を示すグラフ、第４図はスピン・ワープ・イメ
ージング方法に使われる別の普通のNMRパルス
順序を示すグラフ、第５ａ図は第１図に示した平
面状容積内でＹ方向に整合した１列のスピンを概
略的に示す図、第５ｂ図は位相符号化用勾配を印
加したことによつて生じた位相の変化を概略的に
示す図、第６図は多重角度投影―再構成イメージ
ングに使われるこの発明のNMRパルス順序を示
すグラフ、第７図はスピン・ワープ・イメージン
グ方法に使われるこの発明のNMRパルス順序を
示すグラフ、第８図は第６図に示すパルス順序に
関連して、緩和時間T1の空間的な分布に関する
情報を得る為にこの発明に使われるNMRパルス
順序を示すグラフ、第９図は第７図に示すパルス
順序に関連して緩和時間T1の空間的な分布に関
する情報を得る為にこの発明に使われるNMRパ
ルス順序を示すグラフ、第１０図はこの発明に使
われるNMRパルス順序に使うのに適したNMR
イメージング装置の主要な部品の簡略ブロツク
図、第１１ａ図はサンプル室が静磁界に対して垂
直である様な形状の場合に使われるRFコイルの
設計を示す図、第１１ｂ図及び第１１ｃ図はサン
プルの軸線が静磁界と平行である様な磁気的な形
状に適したRFコイルの設計を示す図、第１２ａ
図は勾配Gx及びGyを発生するのに適した２組の
コイルを示す図、第１２ｂ図は勾配Gzを発生す
るのに適したコイルの形を示す図である。 主な符号の説明、Bo：静磁界、Gx，Gy，
Gz：磁界勾配、１０２：サンプルの平面状の薄
板、４１４，４１８，４２０：勾配コイル、４２
４：RFコイル、４２６：受信コイル。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 核スピン・エコーの形成に対する静磁界の固
有の非均質性の影響を克服する核磁気共鳴画像形
成方法に於て、(イ)サンプルの第１の軸線Ｚに沿つ
て静磁界B0を保ち、(ロ)該サンプルを周波数選択
性RFパルスで照射して該サンプル内の予定の領
域にある複数個の核スピンを励起し、(ハ)少なくと
も一部に前記周波数選択性RFパルスの照射時間
を含む第１の予定の期間の間に、サンプルの第２
の軸線に沿つて少なくとも１つの位相ずらし磁界
勾配を印加して、励起された核スピンの位相ずら
しをし、該位相ずらしは前記静磁界内の固有の非
均質性によつて誘発される核スピンの位相ずれと
相加わるものであり、(ニ)前記第２の軸線から前記
位相ずらし磁界勾配を取除き、(ホ)前記位相ずらし
磁界勾配を取除いた後の第２の予定の期間の間
で、前記周波数選択性RFパルスの平均発生点か
ら予定の経過期間τa後に前記サンプルを180゜RF
パルスで照射して、前記励起された核スピンの位
相戻しを開始し、(ヘ)前記第２の期間の後の第３の
予定の期間の間、前記位相ずらし勾配と同じ方向
を持つ少なくとも１つの位相戻し勾配を加えて、
前記180゜RFパルスから前記期間τaに等しい期間
をおいて、前記位相ずらし勾配によつて位相ずら
しをした核スピンの位相戻しによつて生じた核ス
ピン・エコーが、前記静磁界の固有の非均質性に
よつて位相ずれした核スピンの位相戻しから導き
出された核スピン・エコーの発生と一致する様に
し、該核スピン・エコーが複合NMR信号を発生
し、(ト)該NMR信号を検出する各ステツプから成
る方法。 ２ 特許請求の範囲１に記載した方法に於て、前
記周波数選択性RFパルスがガウス形振幅変調搬
送波で構成される方法。 ３ 特許請求の範囲１に記載した方法に於て、前
記周波数選択性RFパルスがｂを定数、ｔを時間
として、（sin bt）／btによつて変調された搬送
波で構成される方法。 ４ 特許請求の範囲１、２又は３に記載した方法
に於て、前記周波数選択性RFパルスが選択性
90゜RFパルスで構成される方法。 ５ 特許請求の範囲４に記載した方法に於て、前
記位相ずらし磁界勾配が矩形の時間依存性パルス
で構成される方法。 ６ 特許請求の範囲４に記載した方法に於て、前
記位相ずらし磁界勾配が正弦波の半分で構成され
る方法。 ７ 特許請求の範囲４に記載した方法に於て、前
記位相ずらし磁界勾配がガウス形時間依存性パル
スで構成される方法。 ８ 特許請求の範囲１に記載した方法に於て、励
起される各スピンの予定の領域が平面状の薄板で
構成される方法。 ９ 特許請求の範囲８に記載した方法に於て、前
記平面状の薄板が前記サンプルの第１の軸線に対
して直交方向に配置されている方法。 １０ 特許請求の範囲８又は９に記載した方法に
於て、前記位相ずらし勾配が、互いに直交してい
て、前記平面状の薄板と同一平面内にある成分と
しての２つの位相ずらし勾配のベクトル加算によ
る合成位相ずらし勾配であり、該合成位相ずらし
勾配が予定の方向を持つ方法。 １１ 特許請求の範囲１０に記載した方法に於
て、前記位相戻し勾配が、互いに直交していて、
前記平面状の薄板と同一平面内にある成分として
の２つの位相戻し勾配のベクトル加算による合成
位相戻し勾配であり、前記成分としての位相戻し
勾配は前記平面状の薄板内で前記成分としての位
相ずらし勾配と夫々同じ方向を持ち、前記成分と
しての位相戻し勾配は、合成位相戻し勾配が合成
位相ずらし勾配と同じ予定の方向を持つ様に選ば
れている方法。 １２ 特許請求の範囲１１に記載した方法に於
て、前記第１の期間にわたる、前記合成位相ずら
し勾配の時間積分が、前記期間τaと等しい期間
にわたる前記合成位相戻し勾配の波形の時間積分
と等しくなる様に選ばれている方法。 １３ 特許請求の範囲１２に記載した方法に於
て、前記合成位相戻し勾配が、前記複合NMR信
号を検出するステツプの間、一定の振幅を持つ様
に選ばれている方法。 １４ 特許請求の範囲１３に記載した方法に於
て、前記合成位相ずらし及び合成位相戻し勾配の
異なる方向に対し、前記ステツプ(イ)から(ト)までの
順序を繰返し、こうして前記平面状の薄板内の少
なくとも180゜の円弧を増分的にカバーする様にし
た方法。 １５ 特許請求の範囲１４に記載した方法に於
て、前記合成位相ずらし勾配及び合成位相戻し勾
配の各々の方向に対し、0.03乃至３秒の繰返し周
期で前記ステツプ(イ)から(ト)までの順序を繰返す方
法。 １６ 特許請求の範囲１５に記載した方法に於
て、前記繰返し周期が約0.1乃至約１秒に選ばれ
ている方法。 １７ 特許請求の範囲１４に記載した方法に於
て、前記サンプルを周波数選択性RFパルスで照
射するステツプ(ロ)の前に、前記サンプルに約0.03
乃至約３秒の間隔で180゜RFパルスを照射するス
テツプを含む方法。 １８ 特許請求の範囲１７に記載した方法に於
て、前記合成位相ずらし勾配及び合成位相戻し勾
配の各々の方向に対し、約0.03乃至約３秒の繰返
し周期で、前記周波数選択性RFパルスでサンプ
ルを照射するステツプ(ロ)の前に、前記180゜RFパ
ルスでサンプルを照射することを含めて、前記ス
テツプ(イ)から(ト)までの順序を繰返す方法。 １９ 特許請求の範囲１４に記載した方法に於
て、前記周波数選択性RFパルスでサンプルを照
射するステツプ(ロ)で使われる周波数選択性RFパ
ルスと前記サンプルを180゜RFパルスで照射する
ステツプ(ホ)で使われる180゜RFパルスの間の前記
予定の期間τaが約２ミリ秒乃至約1500ミリ秒の
範囲から選ばれる方法。 ２０ 特許請求の範囲１９に記載した方法に於
て、前記合成位相ずらし勾配及び合成位相戻し勾
配の各々の方向に対し、約0.03乃至約３秒の繰返
し周期で、前記期間τaを選択するステツプを含
めて、前記ステツプ(イ)から(ト)までの順序を繰返す
方法。 ２１ 特許請求の範囲１９に記載した方法に於
て、前記サンプルを周波数選択性RFパルスで照
射するステツプ(ロ)の前に、約0.03乃至約３秒の間
隔で前記サンプルを180゜RFパルスで照射するス
テツプを含む方法。 ２２ 特許請求の範囲２１に記載した方法に於
て、前記合成位相ずらし勾配及び合成位相戻し勾
配の各々の方向に対し、0.03乃至３秒の繰返し周
期で、前記サンプルを周波数選択性RFパルスで
照射するステツプ(ロ)の前に、前記サンプルを
180゜RFパルスで照射するステツプを含めて、前
記ステツプ(イ)から(ト)までの順序を繰返す方法。 ２３ 特許請求の範囲８又は９に記載した方法に
於て、前記位相ずらし勾配が、前記平面状の薄板
と同一平面内にある互いに直交する第１及び第２
の勾配のベクトル加算の合成であり、第１の勾配
は核スピン情報をその方向で位相符号化する為に
振幅が調節自在である方法。 ２４ 特許請求の範囲２３に記載した方法に於
て、前記位相戻し勾配が前記第２の成分と同じ方
向を持つ方法。 ２５ 特許請求の範囲２４に記載した方法に於
て、前記第１の期間にわたる前記第２の勾配の波
形の時間積分が、前記期間τaに等しい期間にわ
たる前記位相戻し勾配の波形の時間積分に等しく
なる様に選ばれている方法。 ２６ 特許請求の範囲２５に記載した方法に於
て、前記位相戻し勾配が、前記複合NMR信号を
収集するステツプの間、一定の振幅を持つ様に選
ばれている方法。 ２７ 特許請求の範囲２６に記載した方法に於
て、前記第１の勾配の異なる振幅に対し、前記ス
テツプ(イ)から(ト)までの順序を繰返す方法。 ２８ 特許請求の範囲２７に記載した方法に於
て、前記第１の勾配の各々の振幅に対し、約0.3
乃至約３秒の繰返し周期で、前記ステツプ(イ)から
(ト)までの順序を繰返す方法。 ２９ 特許請求の範囲２８に記載した方法に於
て、前記繰返し周期が約0.1乃至約１秒に選ばれ
ている方法。 ３０ 特許請求の範囲２７に記載した方法に於
て、前記サンプルを周波数選択性RFパルスで照
射するステツプ(ロ)の前に、前記サンプルを約0.03
乃至約３秒の間隔で180゜RFパルスで照射するス
テツプを含む方法。 ３１ 特許請求の範囲３０に記載した方法に於
て、前記第１の勾配の各々の振幅に対し、約0.03
乃至約３秒の繰返し周期で、前記ステツプ(ロ)の前
に前記サンプルを180゜RFパルスで照射すること
を含めて、前記ステツプ(イ)から(ト)までの順序を繰
返す方法。 ３２ 特許請求の範囲２７に記載した方法に於
て、前記サンプルを周波数選択性RFパルスで照
射するステツプ(ロ)で使われる周波数選択性RFパ
ルスと前記サンプルを180゜RFパルスで照射する
ステツプ(ホ)で使われる180゜RFパルスの間の前記
予定の期間τaが約２ミリ秒乃至約1500ミリ秒の
範囲から選ばれる方法。 ３３ 特許請求の範囲３２に記載した方法に於
て、前記第１の勾配の各々の振幅に対し、約0.03
乃至約３秒の繰返し周期で、前記期間τaを選択
するステツプを含めて、前記ステツプ(イ)から(ト)ま
での順序を繰返す方法。 ３４ 特許請求の範囲３２に記載した方法に於
て、前記サンプルを周波数選択性RFパルス照射
するステツプ(ロ)の前に、約0.03乃至約３秒の間隔
で前記サンプルを180゜RFパルスで照射するステ
ツプを含む方法。 ３５ 特許請求の範囲３４に記載した方法に於
て、前記第１の勾配の各々の振幅に対し0.03乃至
３秒の繰返し周期で、前記ステツプ(ロ)の前に前記
サンプルを180゜RFパルスで照射するステツプを
含めて、前記ステツプ(イ)から(ト)までの順序を繰返
す方法。 ３６ 核スピン・エコーの形成に対する静磁界の
固有の非均質性の影響を克服する核磁気共鳴画像
形成装置に於て、(イ)サンプルの第１の軸線Ｚに沿
つて静磁界を保つ第１手段と、(ロ)該サンプルを周
波数選択性RFパルスで照射して該サンプル内の
予定の領域にある複数個の核スピンを励起する第
２手段と、(ハ)少なくとも一部に前記周波数選択性
RFパルスの照射時間を含む第１の予定の期間の
間に、サンプルの第２の軸線に沿つて少なくとも
１つの位相ずらし磁界勾配を印加して、励起され
た核スピンの位相ずらしをする第３手段であつ
て、該位相ずらしが前記静磁界内の固有の非均質
性によつて誘発される核スピンの位相ずれと相加
わるようにする第３手段と、(ニ)前記第２の軸線か
ら前記位相ずらし磁界勾配を取除く第４手段と、
(ホ)前記位相ずらし磁界勾配を取除いた後の第２の
予定の期間の間で、前記周波数選択性RFパルス
の平均発生点から予定の経過期間τa後に前記サ
ンプルを180゜RFパルスで照射して、前記励起さ
れた核スピンの位相戻しを開始する第５手段と、
(ヘ)前記第２の期間の後の第３の予定の期間の間、
前記位相ずらし勾配と同じ方向を持つ少なくとも
１つの位相戻し勾配を加えて、前記180゜RFパル
スから前記期間τaに等しい期間をおいて、前記
位相ずらし勾配によつて位相ずらしをした核スピ
ンの位相戻しによつて生じた核スピン・エコー
が、前記静磁界の固有の非均質性によつて位相ず
れした核スピンの位相戻しから導き出された核ス
ピン・エコーの発生と一致する様にする第６手段
であつて、該核スピン・エコーが複合NMR信号
を発生する第６手段と、(ト)該NMR信号を検出す
る第７手段とを有する装置。 ３７ 特許請求の範囲３６に記載した装置に於
て、前記周波数選択性RFパルスがガウス形振幅
変調搬送波で構成される装置。 ３８ 特許請求の範囲３６に記載した装置に於
て、前記周波数選択性RFパルスがｂを定数、ｔ
を時間として、（sin bt）／btによつて変調され
た搬送波で構成される装置。 ３９ 特許請求の範囲３６、３７又は３８に記載
した装置に於て、前記周波数選択性RFパルスが
選択性90゜RFパルスで構成される装置。 ４０ 特許請求の範囲３９に記載した装置に於
て、前記位相ずらし磁界勾配が矩形の時間依存性
パルスで構成される装置。 ４１ 特許請求の範囲３９に記載した装置に於
て、前記位相ずらし磁界勾配が正弦波の半分で構
成される装置。 ４２ 特許請求の範囲３９に記載した装置に於
て、前記位相ずらし磁界勾配がガウス形時間依存
性パルスで構成される装置。 ４３ 特許請求の範囲３６に記載した装置に於
て、励起される各スピンの予定の領域が平面状の
薄板で構成される装置。 ４４ 特許請求の範囲４３に記載した装置に於
て、前記平面状の薄板が前記サンプルの第１の軸
線に対して直交方向に配置されている装置。 ４５ 特許請求の範囲４３又は４４に記載した装
置に於て、前記位相ずらし勾配が、互いに直交し
ていて、前記平面状の薄板と同一平面内にある成
分としての２つの位相ずらし勾配のベクトル加算
による合成位相ずらし勾配であり、該合成位相ず
らし勾配が予定の方向を持つ装置。 ４６ 特許請求の範囲４５に記載した装置に於
て、前記位相戻し勾配が、互いに直交していて、
前記平面状の薄板と同一平面内にある成分として
の２つの位相戻し勾配のベクトル加算による合成
位相戻し勾配であり、前記成分としての位相戻し
勾配は前記平面状の薄板内で前記成分としての位
相ずらし勾配と夫々同じ方向を持ち、前記成分と
しての位相戻し勾配は、合成位相戻し勾配が合成
位相ずらし勾配と同じ予定の方向を持つ様に選ば
れている装置。 ４７ 特許請求の範囲４６に記載した装置に於
て、前記第１の期間にわたる、前記合成位相ずら
し勾配の時間積分が、前記期間τaと等しい期間
にわたる前記合成位相戻し勾配の波形の時間積分
と等しくなる様に選ばれている装置。 ４８ 特許請求の範囲４７に記載した装置に於
て、前記合成位相戻し勾配が、前記複合NMR信
号を検出する間、一定の振幅を持つ様に選ばれて
いる装置。 ４９ 特許請求の範囲４８に記載した装置に於
て、前記合成位相ずらし及び合成位相戻し勾配の
異なる方向に対し、前記第１乃至第７手段が順次
繰返し作動され、こうして前記平面状の薄板内の
少なくとも180゜の円弧を増分的にカバーする様に
した装置。 ５０ 特許請求の範囲４９に記載した装置に於
て、前記合成位相ずらし勾配及び合成位相戻し勾
配の各々の方向に対し、0.03乃至３秒の繰返し周
期で前記第１乃至第７手段が順次繰返し作動され
る装置。 ５１ 特許請求の範囲５０に記載した装置に於
て、前記繰返し周期が約0.1乃至約１秒に選ばれ
ている装置。 ５２ 特許請求の範囲４９に記載した装置に於
て、前記第２手段により前記サンプルを周波数選
択性RFパルスで照射する前に、前記サンプルに
約0.03乃至約３秒の間隔で180゜RFパルスを照射す
る手段を含む装置。 ５３ 特許請求の範囲５２に記載した装置に於
て、前記合成位相ずらし勾配及び合成位相戻し勾
配の各々の方向に対し、約0.03乃至約３秒の繰返
し周期で、前記第２手段により前記周波数選択性
RFパルスでサンプルを照射する前に、前記
180゜RFパルスでサンプルを照射する手段を含め
て、前記第１乃至第７手段が順次繰返し作動され
る装置。 ５４ 特許請求の範囲４９に記載した装置に於
て、前記第２手段で使われる周波数選択性RFパ
ルスと前記第４手段で使われる180゜RFパルスの
間の前記予定の期間τaを約２ミリ秒乃至約1500
ミリ秒の範囲から選択する手段を含む装置。 ５５ 特許請求の範囲５４に記載した装置に於
て、前記合成位相ずらし勾配及び合成位相戻し勾
配の各々の方向に対し、約0.03乃至約３秒の繰返
し周期で、前記期間τaを選択する手段を含めて、
前記第１乃至第７手段が順次繰返し作動される装
置。 ５６ 特許請求の範囲５４に記載した装置に於
て、前記第２手段により前記サンプルを周波数選
択性RFパルスで照射する前に、約0.03乃至約３
秒の間隔で前記サンプルを180゜RFパルスで照射
する手段を含む装置。 ５７ 特許請求の範囲５６に記載した装置に於
て、前記合成位相ずらし勾配及び合成位相戻し勾
配の各々の方向に対し、0.03乃至３秒の繰返し周
期で、前記サンプルを周波数選択性RFパルスで
照射する前に前記サンプルを180゜RFパルスで照
射する手段を含めて、前記第１乃至第７手段が順
次繰返し作動される装置。 ５８ 特許請求の範囲４３又は４４に記載した装
置に於て、前記位相ずらし勾配が、前記平面状の
薄板と同一平面内にある互いに直交する第１及び
第２の勾配のベクトル加算の合成であり、第１の
勾配は核スピン情報をその方向で位相符号化する
為に振幅が調節自在である装置。 ５９ 特許請求の範囲５８に記載した装置に於
て、前記位相戻し勾配が前記第２の成分と同じ方
向を持つ装置。 ６０ 特許請求の範囲５９に記載した装置に於
て、前記第１の期間にわたる前記第２の勾配の波
形の時間積分が、前記期間τaに等しい期間にわ
たる前記位相戻し勾配の波形の時間積分に等しく
なる様に選ばれている装置。 ６１ 特許請求の範囲６０に記載した装置に於
て、前記位相戻し勾配が、前記複合NMR信号を
検出する間、一定の振幅を持つ様に選ばれている
装置。 ６２ 特許請求の範囲６１に記載した装置に於
て、前記第１の勾配の異なる振幅に対し、前記第
１乃至第７手段が順次繰返し作動される装置。 ６３ 特許請求の範囲６２に記載した装置に於
て、前記第１の勾配の各々の振幅に対し、約0.3
乃至約３秒の繰返し周期で、前記第１乃至第７手
段が順次繰返し作動される装置。 ６４ 特許請求の範囲６３に記載した装置に於
て、前記繰返し周期が約0.1乃至約１秒に選ばれ
ている装置。 ６５ 特許請求の範囲６２に記載した装置に於
て、前記第２手段により前記サンプルを周波数選
択性RFパルスで照射する前に、前記サンプルを
約0.03乃至約３秒の間隔で180゜RFパルスで照射す
る手段を含む装置。 ６６ 特許請求の範囲６５に記載した装置に於
て、前記第１の勾配の各々の振幅に対し、約0.03
乃至約３秒の繰返し周期で、前記周波数選択性
RFパルスの照射前に前記サンプルを180゜RFパル
スで照射する手段を含めて、前記第１乃至第７手
段が順次繰返し作動される装置。 ６７ 特許請求の範囲６２に記載した装置に於
て、前記第２手段で使われる周波数選択性RFパ
ルスと前記第４手段で使われる180゜RFパルスの
間の前記予定の期間τaを約２ミリ秒乃至約1500
ミリ秒の範囲から選択する手段を含む装置。 ６８ 特許請求の範囲６７に記載した装置に於
て、前記第１の勾配の各々の振幅に対し、約0.03
乃至約３秒の繰返し周期で、前記期間τaを選択
する手段を含めて、前記第１乃至第７手段が順次
繰返し作動される装置。 ６９ 特許請求の範囲６７に記載した装置に於
て、前記第２手段により前記サンプルを周波数選
択性RFパルス照射する前に、約0.03乃至約３秒
の間隔で前記サンプルを180゜RFパルスで照射す
る手段を含む装置。 ７０ 特許請求の範囲６９に記載した装置に於
て、前記第１の勾配の各々の振幅に対し0.03乃至
３秒の繰返し周期で、前記周波数選択性RFパル
スの照射前に前記サンプルを180゜RFパルスで照
射するステツプを含めて、前記第１乃至第７手段
が順次繰返し作動される装置。
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