JPH0349257B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 この発明は磁気共鳴（MR）方法に関する。更
に具体的に云えば、この発明は空間情報を符号化
する為に使われる磁界勾配パルスによる残留横方
向磁化に対する影響をなくす為にMR作像方式に
役立つ方法に関する。残留横方向磁化（residual
transverse magnetization）は、後述のように次
のビユー（view）が始まるとき、それまでに核
スピン（したがつて磁化）が静磁界（分極磁界と
も呼ばれる）の方向に揃うように完全に戻らない
ことにより生じる横方向磁化である。

背景として云うと、核磁気共鳴現象は、奇数個
の陽子又は中性子を持つ原子核で起こる。陽子及
び中性子のスピンの為、各々の原子核が磁気モー
メントを持ち、この様な原子核で構成されたサン
プルを均質な静磁界B₀の中に配置した時、多数
の核磁気モーメントが磁界に逆になるよりも、磁
界と整合して、磁界の方向に正味の巨視的な磁化
Ｍ（これは縦方向の磁化とも呼ばれる）を発生す
る。磁界B₀の作用の下に、この好ましい整合状
態から攝動させると、磁化Ｍが、印加磁界の強さ
及び原子核の特性に関係した周波数で、磁界の軸
線の周りに歳差運動をする。この歳差運動の角周
波数ωは、ラーマー周波数とも呼ばれるが、ラー
マー方程式ω＝γBで表わされる。こゝでγは磁
気回転比であつて、各々のMRアイソトープに対
して一定であり、Ｂは核スピンに作用する磁界で
ある。従つて、共鳴周波数が、サンプルを配置し
た場所の磁界の強さに関係することは明らかであ
る。

磁界B₀の方向に沿つた平衡状態にある磁化Ｍ
の向きは、ラーマー周波数で振動する磁界を印加
することによつて攝動させることが出来る。典型
的には、この様な磁界B₁は、無線周波発信装置
に接続されたRFコイルを通る無線周波（RF）パ
ルスにより、静磁界の方向に対して直交する方向
に印加される。磁界B₁の効果は、磁界B₁の方向
の周りに磁化Ｍを回転させることである。これ
は、RFパルスを印加したことによる磁化Ｍの運
動を、回転座標系、すなわち磁化Ｍが歳差運動す
るのと同じ方向に主磁界B₀の周りに共鳴周波数
と略等しい周波数で回転するデカルト座標系（直
交座標系）で考えれば最も判り易い。この場合、
磁界B₀は典型的にはＺ軸の正の方向に選ばれる
が、回転座標系では、これを固定座標系と区別す
る為にZ′で表わす。同様に、回転座標系のＸ軸及
びＹ軸がX′及びY′と記される。このことを念頭
に置いて云うと、RFパルスの効果は、磁化Ｍを
例えばZ′軸の正の方向から、X′軸及びY′軸によ
つて定められた横平面に向けて回転させることで
ある。磁化Ｍを横平面（即ち磁界B₀の方向に対
して90゜の平面）に回転させるのに十分な大きさ
及び持続時間を持つRFパルスは、90゜RFパルス
と呼ぶのが便利である。同様に、RFパルスの大
きさ及び持続時間を適当に選べば、磁化ＭがZ′の
正の方向からZ′の負の方向に変わる。こういう種
類のRFパルスが180゜RFパルスと呼ばれるが、こ
れは反転パルスとも呼ばれ、その理由は明らかで
ある。90゜又は180゜RFパルスが、磁化Ｍの最初の
方向がどの方向であつても、その方向から90゜又
は180゜だけ回転させることに注意されたい。更
に、磁化Ｍが横平面内に正味の横方向成分（B₀
に対して垂直）を持つ場合にだけ、MR信号が観
測されることにも注意されたい。磁化Ｍが磁界
B₀の方向を最初に向いていると仮定すると、
90゜RFパルスは、磁化Ｍの全部が横平面内に来る
から、横平面内に最大の正味の横方向磁化を発生
する。これに対して完全な180゜RFパルスは何等
横方向の磁化を発生しない。後で説明するが、実
際には、RFコイルの磁界の中にある物体の全て
の領域で、完全な180゜RFパルスを達成するのは
困難であり、この為磁化Ｍが回転する角度は180゜
より大きくなつたり小さくなつたりする。これは
像の品質に悪影響を及ぼすことがある。

RFパルスは選択性であつても非選択性であつ
てもよい。選択性パルスは、ラーマー方程式によ
つて予測される歳差運動周波数を持つサンプルの
予め選ばれた領域内にある核スピンを励起する様
に、予定の周波数成分を持つ様に変調するのが典
型的である。選択性パルスは局在化磁界勾配（後
で説明する）の存在の下に印加される。一般的に
非選択性パルスはRFパルス発信コイルの磁界の
中にある全ての核スピンに影響を与え、局在化磁
界勾配の不在の下に印加されるのが典型的であ
る。

RFパルス励振が中断すると、励起された核ス
ピンによる磁化Ｍが、磁界B₀の影響で平衡状態
に戻り始める。磁化Ｍの横成分があれば、それが
Ｚ軸の周りに回転する。そうする時、磁束がRF
コイルの導体と鎖交し、自由誘導減衰（FID）
MR信号と呼ばれる電圧を誘起する。周知の様
に、180゜RFパルスを使つて、RIDの後に核スピ
ンを再び焦点合せして、MR研究方法で役立つス
ピンエコー信号を発生することが出来る。多くの
材料では、平衡状態への戻りは、縦方向及び横方
向の磁化に関連する２つの指数関数の時定数によ
つて左右される。こういう時定数が、攝動RFパ
ルスを印加した後、こういう磁化成分が平衡状態
に戻る速度を特徴づける。１番目の時定数がスピ
ン格子緩和時間（T₁）と呼ばれ、縦方向の磁化
が平衡状態に戻る時の定数である。スピン・スピ
ン緩和時間（T₂）は完全に均質なな磁界B₀の中
で、横方向の磁化がゼロの平衡値に戻る時の定数
である。非均質性を持つ磁界では、横方向の磁化
に対する時定数はT₂ ^*と記す定数によつて左右さ
れる。T₂ ^*はT₂より小さい。

この他に説明しなければならないのは、（例え
ば像を再生するために使われる）空間情報をMR
信号に符号化するために磁界勾配を使うことであ
る。典型的にはこのような３つの勾配が必要であ
る。

Gx（ｔ）＝∂B₀／∂x Gy（ｔ）＝∂B₀／∂y Gz（ｔ）＝∂B₀／∂z 勾配Gx，Gy，Gzは作像スライス全体にわたつ
て互いに直交しかつそれぞれの軸に沿つている
が、勾配の大きさは時間的に変化するのが典型的
である。こういう勾配に伴う磁界をb_x，b_y，b_zで
表わす。容積内で b_x＝Gx（ｔ）ｘ b_y＝Gy（ｔ）ｙ b_z＝Gz（ｔ）ｚ 最近、MRは、例えば患者の解剖学的な特徴の
像を求めるのに利用される作像様式が開発され
た。核スピンの分布（典型的には組織内の水に関
連する陽子）、T₁及び／又はT₂緩和パラメータを
描いた像は、検査した組織の健康状態を判定する
上で、医学的に診断価値があると考えられる。
MR像を再生する為の作像データは、いろいろな
方式の内の１つを用いて収集することができる。
典型的には、この様な方式は、逐次的に実施され
る複数個のビユー（view）を含むパルス順序
（sequence）で構成される。普通、各々のビユー
が少なくとも１つのRF励振パルスと、MR信号
に空間情報を符号化する為の磁界勾配パルスとを
含んでいる。

特に役立つ公知の１つのMR作像方式は、フー
リエ変換（FT）形であり、その変形は「スピン
捩れ形」と呼ばれる場合が多い。スピン捩れ形方
式が、フイジツクス・イン・メデイスン・アン
ド・バイオロジ誌，第25巻，第751頁乃至第756頁
（1980年）所載のW.A.エーデルシユタイン他の論
文「スピン捩れ形NMR作像と人体の全身作像へ
の応用」に記載されている。簡単に云うと、スピ
ン捩れ形方式は、後で詳しく説明するが、スピン
エコー信号を収集する前に、可変振幅の位相符号
化磁界勾配パルスを用いて、この勾配の方向に空
間情報を位相符号化する。２次元形では、空間情
報は、位相符号化勾配と直交する方向の磁界勾配
の存在の下に、スピンエコー信号を観測すること
により、位相符号化軸と直交する方向に符号化さ
れる。典型的なパルス順序では、位相符号化勾配
パルスの大きさは時間的なビユーの順序で、単調
に増加される。

RT MRパルス順序の或る構成では、時間的に
隣接する次のビユーの位相符号化勾配パルスを印
加する前に、１つのビユーで位相符号化をなくす
（逆転する）ことが望ましい。こういうことが役
に立つ１つの場合は、位相符号化の振幅の増加の
順序が単調でない時である。例えば米国特許出願
通し番号第683071号（特願昭60−258825号）に記
載されている様に、周期的な動きによるゴースト
の人為効果（アーテイフアクト）を少なくする為
に、単調でない順序を使うことができる。振幅の
小さい位相符号化勾配パルスを使つたビユーの後
に、振幅の大きい位相符号化勾配パルスを用いた
ビユーが続く時、小さい位相符号化パルスによつ
て生じた残留横方向磁化が、大きな位相符号化の
ビユーの測定値をくずすことがあることが判つ
た。これは、像の品質に有害な影響を持つことが
ある。残留磁化の影響は後で詳しく説明する。

どんな作像パルス順序でも、各ビユーのパルス
順序の繰返し時間TRに対するT₁及びT₂緩和時間
によつて左右される動的な平衡が設定される。即
ち、TR＜2T₂である場合、次のビユーが開始す
る時、前のビユーからの幾分かの横方向の磁化が
依然として存在する。この磁化は前のビユーで与
えられた位相を保持している。特に、最後の位相
符号化勾配の大きさが小さい場合、残留磁化は殆
んど位相外れをしていない。新しいビユーの順序
の間、この残留磁化の成分が、新しく発生された
磁化と共に位相戻しをする。その結果生ずるスピ
ンエコーは、２つの成分で構成される。現在の位
相符号化勾配の大きさが大きい場合、「新しい」
スピンエコー成分が十分小さく、（振幅の大きい
前のスピンエコーからの）残り成分は比肩し得る
ようになるか、或いは支配的にさえなることがあ
る。こういうことが起こると、新しいビユーに対
して求められたデータがくずれる。

位相符号化を普通に逐次的に進める時、残留成
分は常に新しい（主たる）成分よりもずつと小さ
い。これは、１つのビユーと次のビユーで主成分
の差が僅かであり、この為緩和効果が残りの磁化
成分を払底させるからである。

逐次的でない形で進める場合、緩和によつて払
底しても、前の大きな成分が、大きな位相符号化
に対する信号に対して有意であることがある。

従つて、この発明の主な目的は、各々のビユー
の後において磁化が同じ状態で残る様に、即ち、
使われた特定の勾配の振幅によつて変らない様に
して、MRパルス順序の各々のビユーで使われる
勾配パルスによる残留横方向磁化に対する影響を
なくす方法を提供することである。

発明の要約 均質な磁界内に配置されたサンプル物体の像を
発生するのに役立つ様な種類のパルス順序で、残
留横方向磁化に対する影響をなくす方法を提供す
る。このパルス順序では予定の複数個のビユーが
逐次的に実施される。各々のビユーが、被検体の
核スピンを励起させる少なくとも１つのRF励振
パルス、スピンエコー信号を発生する為の１つの
180゜RFパルス、及びスピンエコー信号に情報を
符号化する為に、被検体の少なくとも１つの座標
軸に沿つて印加される１つの磁界勾配パルスを含
む。磁界勾配パルスは、被検体を180゜RFパルス
で照射した後、但しスピンエコー信号が発生する
前に印加される。こゝで逆転パルスと呼ぶ別の磁
界勾配パルスを、スピンエコー信号が発生した後
に印加する。この別のパルスは、最初の勾配パル
スと略同じ方向に印加される。各々のビユーの最
初の勾配パルス及び逆転勾配パルスは、それらの
振幅の代数和（algebraic sum）が定数に等しく
なる様に（すなわち、例えばゼロのような一定の
値になる様に）選ばれる。

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、作用及びその他の目的並びに利点は、以下
図面について説明するところから最も良く理解さ
れよう。

発明の詳しい記載 第１図には１例のMR装置の主な部品のブロツ
ク図が示されている。然し、これは装置の１例で
あつて、実際にはこの発明は装置に依存しないこ
とを承知されたい。装置の全体的な動作が全体を
100で示したホスト・コンピユータ・システムに
よつて制御され、このシステムが（データ・ゼネ
ラル社のMV4000の様な）主計算機１０１を含
む。計算機にインターフエイス１０２が付設さ
れ、これを介して計算機の複数個の周辺装置及び
その他のMR装置の部品が結合される。計算機の
周辺装置の中に磁気テープ駆動装置１０４があ
り、これは患者のデータ及び像をテープに記録す
る為に、主計算機の指示の下に利用することがで
きる。処理済みの患者データは像デイスク貯蔵装
置１１０にも貯蔵することができる。データの予
備処理及びデータの再生の為に並列処理装置１０
６が利用される。像処理装置１０８の作用は、拡
大、像の比較、及び中間調の調節の様な像表示装
置の対話形操作を行なうことである。コンピユー
タ・システムが、デイスク・データ貯蔵装置１１
２を利用して、生（再生されていない）像データ
を貯蔵する手段を備えている。オペレータ・コン
ソール１１６もインターフエイス１０２を介して
計算機に結合され、患者の検査に関連するデー
タ、並びに走査の開始及び終了の様なMR装置の
適性な動作に必要なその他のデータを入力する手
段をオペレータに提供する。オペレータ・コンソ
ールは、デイスク又は磁気テープに貯蔵された像
を表示する為にも利用することができる。

コンピユータ・システムが、全体を１１８及び
１２８で示した制御及び勾配増幅器装置により
MR装置を制御する。計算機が周知の形で、デイ
ジタル通信回線１０３（例えばイサネツト回線）
を介してシステム制御装置１１８と連絡する。シ
ステム制御装置が、パルス制御モジユール
（PCM）１２０、無線周波トランシーバ１２２、
状態及び制御モジユール（SCM）１２４、及び
部品を付勢するのに必要な電源１２６の様な幾つ
かの装置を含んでいる。PCMが計算機１０１か
ら供給された制御信号を用いて、勾配コイルを励
振するのに使われる電流波形や、RFパルスを変
調する為にそのトランシーバで使われるRF包絡
線波形の様なデイジタル・タイミング信号及び制
御信号を発生する。勾配波形が勾配増幅器装置１
２８に印加される。この装置１２８は全体とし
て、Gx，Gy及びGz増幅器１３０，１３２，１３
４で構成されており、その各々が、磁石集成体１
４６の一部分である集成体１３６の中の対応する
勾配コイルを励振する為に使われる。勾配コイル
は、付勢された時、デカルト座標系のＸ軸、Ｙ軸
及びＺ軸の方向を向く互いに直交する略線形の磁
界勾配Gx，Gy及びGzを発生する。各々の勾配を
含む平面によつて定められた交点が図形中心と呼
ばれ、普通は静磁界の容積の略中心にある。再生
像は図形中心を中心とするのが典型的である。

磁界勾配がトランシーバ１２２によつて発生さ
れた無線周波パルスと組合せて利用されて、検査
する患者の領域から出るMR信号に空間情報を符
号化する。パルス制御モジユールによつて発生さ
れる波形及び制御信号が、RF搬送波の変調並び
に動作モードの制御の為にトランシーバ装置１２
２で利用される。即ち、発信モードであるか受信
モードであるかである。発信モードでは発信器
が、制御信号によつて変調された無線周波搬送波
形をRF電力増幅器１２３に供給し、この増幅器
が主磁石集成体１４６の中にあるRFコイル１３
８を付勢する。励起された原子核から放射された
MR信号が、発信に使われたのと同じコイル又は
異なるRFコイルによつて感知される。この信号
がトランシーバの受信器部分で検出され、増幅さ
れ、復調され、波されてデイジタル化される。
処理された信号が、インターフエイス１０２及び
トランシーバ１２２を結合する専用の一方向高速
デイジタル回線１０５を介して処理の為に主計算
機に伝送される。

PCM及びSCMは独立の装置であつて、その両
方が主計算機１０１、患者位置ぎめ装置１５２の
様な周辺装置と連絡すると共に、回線１０３を介
して互いに連絡する。PCM及びSCMは何れも、
主計算機からの指令を処理する為の16ビツト・マ
イクロプロセツサ（例えばインテル８０８６）で
構成される。SCMが、患者揺台（図に示してな
い）の位置並びに可動の患者整合用扇形ビーム
（図に示してない）位置に関する情報を求める手
段を含んでいる。この情報を主計算機で用いて、
像の表示パラメータ及び再生パラメータを集成す
る。SCMは、患者輸送及び整合装置の作動の様
な作用をも開始する。

勾配コイル集成体１３６及びRF発信及び受信
コイル１３８が、分極磁界を発生する為に使われ
る磁石の中孔の中に取付けられる。この磁石が、
患者整合装置１４８、シム・イル電源１４０及び
主磁石電源１４２を含む主磁石集成体の一部分で
ある。シム電源は、主磁石に関連するシム・コイ
ルを付勢する為に使われる。このシム・コイル
は、分極磁界の非均質性を補正する為に使われ
る。抵抗形磁石の場合、主磁石電源１４２を利用
して磁石を連続的に付勢する。超導電形磁石の場
合、この電源を利用して、磁石を適正な動作磁界
にし、その後切離す。永久磁石の場合、電源１４
２は必要ではない。患者整合装置１４８が患者揺
台及び輸送装置１５０及び患者位置ぎめ装置１５
２と組合さつて作用する。外部の源からの干渉を
最少限に抑える為、主磁石集成体、勾配コイル集
成体、RF発信及び受信コイル、並びに関連した
電源及び患者取扱い装置で構成されたMR装置の
部品は、全体を１４４で示すRF遮蔽室の中に封
じ込められている。一般的にこの遮蔽は、室全体
を取囲む銅又はアルミニウムのスクリーンの網目
によつて行なわれる。スクリーンの網目には装置
によつて発生されたRF信号が出て行かないよう
にすると共に、室の外側で発生されたRF信号か
ら装置を遮蔽する。動作周波数範囲では、約
100dbの両方向の減衰が典型的である。

この発明はフーリエ変換作像方法にも投影再生
作像方法にも用いることが出来るが、次にFT方
法の場合について詳しく説明する。

多重スピンエコー像データを収集するのに役立
つパルス順序の１例が第２図に示されており、こ
の図は普通スピン捩れ形と呼ばれる２次元フーリ
エ変換（2DFT）MR作像方式の４つのビユーを
示している。これらのビユーは、横軸に示す様
に、それぞれ期間１−４，５−８，９−１２及び
１３−１６で構成されている。完全なパルス順序
（１つの走査）は典型的には128個、256個又は512
個のビユーで構成され、これらのビユーは、各々
のビユーに（平均化作用がないと仮定して）縦軸
に示す様に位相符号化磁界勾配パルスGyの相異
なる振幅を使うことを別とすれば、互いに略同一
である。パルス順序を構成する種々のパルスが、
前に述べたMR装置によつて発生されることが理
解されよう。

次に第２図について、期間１−４で構成される
１例としてのビユーを詳しく説明する。期間１
に、RFパルスの帯域幅の中にある、ラーマー方
程式によつて予測される歳差運動の周波数を持つ
サンプル物体（図面に示してない）の予定の領域
内にある核スピンを選択的に励起する様に、正の
Gz勾配パルスの存在の下に、選択性90゜RF励振パ
スが印加される。期間２に負のGzパルスが印加
されて、期間１に励起された核スピンの位相戻し
をする。典型的には、Gz勾配パルスは、期間２
にわたる勾配パルスの波形の時間積分が、期間１
にわたる勾配パルスの波形の時間積分の半分に負
の符号を付したものに大体等しくなる様に選ばれ
る。期間２に、Gz勾配パルスと同時にGx及びGy
磁界勾配パルスが印加される。Gy勾配の作用は
前に述べた様に、励起された核スピンに位相情報
を符号化することである。Gx勾配パルスの目的
は、励起された核スピンを予定量だけ位相外しし
て、MRスピンエコー信号の発生を期間４に遅ら
せることである。期間３に180゜反転パルスを印加
することによりスピンエコー信号が発生される。
スピンエコー信号が期間４に、Gx読出勾配の存
在の下に標本化される。この読出勾配が、Ｘ軸に
沿つた空間情報を受信信号の周波数に符号化す
る。位相符号化及び読出勾配によつてMR信号の
中に符号化されたMR情報が、２次元フーリエ変
換方式を用いて、周知の方法で復元される。

上に述べた励振／標本化過程が、Gy勾配を典
型的には単調に、その振幅範囲全体にわたつて順
序進めるまで、パルス順序の各々のビユーで繰返
される。こうして、完全な走査の過程で各々のビ
ユーでスピンエコー信号が観測され、こうして検
査領域の像を構成するのに十分なデータが得られ
る。繰返し時間TRは、１つのビユーのパルス順
序の始めと次のビユーの次のパルス順序（これは
Gy位相符号化勾配の振幅を別とすれば実質的に
同一である）の始めとの間の期間である。第２図
に示す様に、TRが相次ぐビユーで90゜RFパルス
の平均印加時の間で測定される。典型的には、
TRは１回の走査の途中で変更しないが、１つの
走査と次の走査とでは変えることが出来る。期間
４に発生する様な１個のスピンエコー信号を用い
るパルス順序では、TRは、次の励振RFパルス
より前に、磁化が平衡状態に戻ることが出来る位
に長く選ぶのが典型的である。

前に述べたが、各ビユーの位相符号化の振幅が
時間的に順々に単調に増加されない或るFTパル
ス順序では、振幅の小さい位相符号化パルスを用
いたビユーに続いて、振幅の大きい位相符号化勾
配パルスを用いたビユーで得られた測定値は、振
幅の小さい勾配パルスを用いたビユーからの残留
横方向磁化によつて劣化することがある。この問
題は、核スピンが分極磁界と再び整合して、こう
して前のNMR実験の影響が全くなくなる位に、
繰返し時間TRが十分長くない場合、特に著し
い。残留横方向磁化の影響を少なくする為に考え
られた１つの方法が、第３図に示されている。第
３図は、第２図について述べたのと同様なパルス
順序の１つのビユーを示しているが、図面を見易
くする為に、Gz勾配及びNMR信号が示されてい
ない点が異なる。第２図及び第３図のビユーの間
の主な違いは、第３図の期間５に、Gy逆転勾配
パルスが印加されて、期間２に印加された位相符
号化Gy勾配パルスの残留磁化に対する影響をな
くすことである。期間５の逆転パルスの振幅は、
期間２のパルスの振幅と等しく選ぶ。

然し、この方式は、残留磁化の影響をなくす点
で、予想するほど旨く働かないことが判つた。こ
れは、期間３に印加される180゜RFパルスの不完
全さの為であることが判つた。特に重要なRFパ
ルスの不完全さは、位相符号化方向に起こる不完
全さである。即ち、幾らかの核スピンが回転する
角度が180゜より大きく又は小さくなる。この為、
180゜RFパルスが完全でなければ、期間５の逆転
勾配パルスが、期間２のパルスによる残留磁化の
影響を相殺することが出来ない。

この発明の１実施例の方法が第４図に示されて
おり、この図は第２図と同様なパルス順序の内の
１つのビユーを示している。この発明の方法で
は、期間３に180゜RFパルスが印加される後まで、
位相符号化Gy勾配パルスの印加を遅らせること
により、不完全な180゜RFパルスの有害な影響を
避ける。即ち、Gy位相符号化勾配パルスが期間
４に印加される。位相符号化パルスの印加を遅ら
せることにより、エコーの最低遅延時間が長くな
ることがある。然し、期間６の位相戻しGyパル
スは、期間４のGyパルスによる残留磁化の影響
をなくす点で非常に効果がある。その結果、期間
４のGy位相符号化勾配パルスの振幅に関係なく、
各々のビユーの後、磁化は同じ状態で残る。

第４図に示す例では、逆転勾配及び位相符号化
勾配の振幅は、残留横方向磁化を、位相符号化勾
配を全く使わなかつた場合にある様な状態に戻す
様に選ばれる。用途によつては、必要なことは、
そのビユーに対して使われた特定の位相符号化勾
配の振幅に無関係な同じ状態に残留横方向磁化を
残すことだけである。こういうことを行なう為、
位相符号化勾配の振幅と逆転勾配の振幅との和は
定数に等しくすべきである。第４図に示す例で
は、この定数が０に等しく選ばれている。何れに
せよ、位相符号化勾配の振幅が変化するにつれ
て、逆転勾配の振幅も変化する。

次にこの発明の方法を多重スピンエコー・パル
ス順序に用いた場合を、例として１つのビユーを
示す第５図について説明する。このパルス順序で
は、180゜RFパルスが期間２及び６に印加され、
この結果、スピンエコー信号がGx読出勾配パル
スの存在の下に、夫々期間４および８に発生して
観測される。位相符号化パルスは、期間２及び６
に180゜RFパルスを印加した後、期間３及び７に
印加される。位相符号化パルスによる残留磁化を
逆転する為のGyパルスが、期間５及び９に印加
される。期間５の逆転パルスが、意図する通り
に、期間３のパルスによつて加えられた位相符号
化を相殺する為、期間７の位相符号化パルスが必
要である。

第５図について説明した方法は、各々の
180゜RFパルスを印加した後の残留磁化を相殺す
るのに有効である。場合によつては、これ程の補
正を必要としないことがあり、この為第５図のパ
ルス順序を簡単にすることが出来る。そのやり方
が第６図に示されている。第６図は、第５図の期
間５及び７に夫々印加される逆転勾配パルス及び
位相符号化パルスが省略されている点を除けば、
第５図と実質的に同一である。残留磁化の逆転
が、第６図の期間９に印加される１個のパルスに
よつて達成される。逆転勾配及び位相符号化勾配
が、期間６の180゜RFパルスの反対側にあるから、
第６図の期間９の逆転勾配パルスの符号は第５図
とは変えてある。

第７図はやはりこの発明の方法を用いることが
出来る被動平衡形作像パルス順序の例としての１
つのビユーを示している。MR作像に被動平衡方
法を用いることが、1983年９月９日に出願された
係属中の米国特許出願通し番号第580810号（特願
昭59−188257号）に記載されている。第５図に示
したパルス順序の例として挙げたビユーについて
述べると、期間３に180゜RFパルスが印加された
後、期間４にGy位相符号化パルスが印加される
ことが判る。逆転Gy勾配パルスが期間６に印加
される。被動平衡方法では、−180゜RFパルス及び
−90゜RFパルスを夫々期間７及び９に印加する。
公知の様に、−90゜RFパルスは、−180゜RFパルスに
よつて発生されるスピンエコー信号の最大値が発
生する時点に印加される。−180゜RFパルス及び−
90゜RFパルスの目的は、矢印７００で示す様に、
期間９の終りに、磁界B₀と整合する平衡位置へ
磁化を駆動することである。この磁化の状態は、
90゜RF励振パルスを印加する前に期間１に存在し
た状態に対応する。横軸に沿つて示した磁化線図
は、期間１のRF励振と、期間９の終りにおける
磁化の平衡状態への戻りの間の種々の時刻に起こ
る種々の磁化状態を示している。

患者の動きによる人為効果を補正すると云う様
な或る用途では、磁化を完全に相殺することは必
要ではない。必要なことは、各々のビユーの後
で、磁化が同じ状態で残ることである。この目的
の為、逆転勾配パルス（例えば第４図の期間６）
の振幅は、それと位相符号化勾配パルス（例えば
第４図の期間４）の振幅との代数和が定数に等し
くなる（一定の値になる）様に選ばれる。

この発明の好ましい実施例を2DFTパルス順序
の場合を例として説明した。当業者であれば、こ
の発明を３次元形の順序にも用いることが出来る
ことが理解されよう。この場合、可変振幅のGz
位相符号化勾配パルスを第４図の期間４及び６に
印加して、Ｚ軸方向に空間像情報を符号化すると
共に、この符号化をなくす。３次元スピン捩れ形
パルス順序が米国特許第4431968号に記載されて
いるので、必要であれば参照されたい。

次に第８図について、この発明を多重角度投影
再生NMR作像方式に用いる場合を簡単に説明す
る。第８図は２次元パルス順序の１つのビユーを
示している。期間１に正のGz勾配パルスの存在
の下に選択性90゜RFパルスが印加された後、期間
２に負の位相戻しGz勾配パルスが印加される。
期間３に反転180゜RFパルスを印加して、期間５
にスピンエコー信号を発生させる。スピンエコー
信号の発生時点が期間５になる様に、期間４に位
相外しGx及びGy勾配パルスを印加する。周知の
様に、一定のGx及びGy勾配を印加することによ
り、期間５に投影測定値が収集される。Gx及び
Gy勾配のベクトル加算により、読出勾配と呼ぶ
合成磁界が発生される。Gx及びGy勾配の大きさ
が投影角度θを決定する（即ち、tanθ＝Gy／
Gx）。ビユー２及びその後のビユーで、Gy及び
Gx勾配の振幅を調節して、読出勾配の向きを変
え、作像スライス（図に示してない）内の少なく
とも180゜の円弧から投影データを求める。公知の
再生方式を用いて、全ての投影測定値から像を構
成する。

多重角度投影再生の場合、投影の下の面積はビ
ユーにわたつて一定のままである。これは、スピ
ンエコー信号のモジユラスの下の面積も一定に止
どまることを意味する。然し、スピンエコー信号
の時間的な発展の細部はビユーによつて変化す
る。この為、ビユーの角度が逐次的に歩進しない
場合、信号に急激な不連続性が起こり得る。
2DFT作像の場合と同じく、前のビユーからの残
留磁化が現在のビユーをくずす位に、ビユーの繰
返し時間が短い場合、この不連続性によつて像に
人為効果が起こる惧れがある。この影響は、期間
４−７にわたるGx及びGy勾配の各々の波形の時
間積分が０に等しくなる様に、第８図の期間６及
び７にGx及びGy勾配パルスを印加することによ
つて、なくすことが出来る。この条件が満たされ
ていれば、第６図及び第７図のGx及びGy勾配の
正確な波形は重要ではない。第８図の特定の実施
例では、期間６及び７のGx及びGy波形は、夫々
期間５及び４のパルスと同じ形であるが、反対の
極性を持つように選ばれている。

この発明を特定の実施例及び例について説明し
たが、以上の説明から、当業者にはこの他の変更
が考えられよう。従つて、特許請求の範囲内でこ
の発明はこゝに具体的に説明した以外の形で実施
することが出来ることを承知されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図はMR装置の１例のブロツク図、第２図
は普通のスピン捩れ形作像パルス順序の４つのビ
ユーを示すグラフ、第３図はこの発明の方法を適
用した場合の価値が最も良く理解される様な、ス
ピン捩れ形順序の１つのビユーの一部分を示すグ
ラフ、第４図はこの発明の１実施例の方法のスピ
ン捩れ形パルス順序の１つのビユーの一部分を示
すグラフ、第５図はこの発明の別の実施例の方法
の多重エコー・スピン捩れ形順序の１つのビユー
の一部分を示すグラフ、第６図は多重エコーパル
ス順序に用いることが出来るこの発明の簡単にし
た形の方法を第５図と同様に示すグラフ、第７図
は被動平衡方式を用いるスピン捩れ形パルス順序
にこの発明の方法を用いた場合のパルス順序の１
つのビユーを示すグラフ、第８図はこの発明の１
実施例の方法を用いた多重角度投影再生パルス順
序の１つのビユーのグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 予定の複数個の逐次的に実施されるビユーを
   含んでいて、各々のビユーが、均質な磁界内に配
   置された被検体の核スピンを励起する少なくとも
   １つのRF励振パルス、スピンエコー信号を発生
   する為の１つの180゜RFパルス、及びスピンエコ
   ー信号に空間情報を符号化する為に使われる少な
   くとも１つの符号化磁界勾配パルスを含んでいる
   様な、前記被検体の像を発生するのに役立つパル
   ス順序で、残留横方向磁化に対する磁界勾配の影
   響をなくす方法に於て、前記被検体を前記
   180゜RFパルスで照射した後、但し前記スピンエ
   コー信号が発生する前に、前記符号化磁界勾配パ
   ルスを印加し、該符号化磁界勾配パルスは前記被
   検体の少なくとも１つの座標軸に沿つて印加さ
   れ、前記スピンエコー信号が発生した後、逆転磁
   界勾配パルスを印加する工程を含み、前記１つの
   座標軸に沿つた該逆転磁界勾配パルス及び前記符
   号化磁界勾配パルスのそれぞれの振幅は、それら
   の代数和が定数に等しくなるように選ばれている
   方法。 ２ 特許請求の範囲１に記載した方法に於て、前
   記逆転磁界勾配パルスの振幅が前記符号化パルス
   の振幅に負の符号を付したものに略等しく選ばれ
   ている方法。 ３ 特許請求の範囲１に記載した方法に於て、
   各々のビユーが複数個の180゜RFパルス及び対応
   する複数個のスピンエコー信号を含んでおり、更
   に、各々のスピンエコー信号が発生する前に符号
   化磁界勾配パルスを印加すると共に各々のスピン
   エコー信号が発生した後に逆転磁界勾配パルスを
   印加する工程を含み、各々のビユーで各々のスピ
   ンエコー信号より前並びにそれより後に印加され
   る符号化勾配パルス及び逆転勾配パルスのそれぞ
   れの振幅は、それらの代数和が定数に等しくなる
   様に選ばれている方法。 ４ 特許請求の範囲３に記載した方法に於て、前
   記逆転磁界勾配パルスの振幅が前記符号化パルス
   の振幅に負の符号を付したものに略等しくなる様
   に選ばれている方法。 ５ 特許請求の範囲１に記載した方法に於て、
   各々のビユーが奇数個の複数個の180゜RFパルス
   及び対応する複数個のスピンエコー信号を含み、
   更に、最初の180゜RFパルスを印加した後、但し
   最初のスピンエコー信号が発生する前に、符号化
   磁界勾配パルスを印加し、前記複数個の180゜RF
   パルスの内の最初の１つを印加したことによる最
   後のスピンエコー信号が発生した後に、逆転磁界
   勾配パルスを印加することを含み、各々のビユー
   の符号化磁界勾配パルス及び逆転磁界勾配パルス
   のそれぞれの振幅は、それらの代数和が定数に等
   しくなる様に選ばれている方法。 ６ 特許請求の範囲５に記載した方法に於て、符
   号化磁界勾配パルス及び逆転磁界勾配パルスの振
   幅が略同一である様に選ばれている方法。 ７ 特許請求の範囲１に記載した方法に於て、
   各々のビユーが偶数個の複数個の180゜RFパルス
   及び対応する複数個のスピンエコー信号を含み、
   更に、最初の180゜RFパルスを印加した後、但し
   最初のスピンエコー信号が発生する前に、符号化
   磁界勾配パルスを印加し、前記複数個の180゜RF
   パルスの内の最後の１つを印加したことによる最
   後のスピンエコー信号が発生した後に、逆転磁界
   勾配パルスを印加する工程を含み、各々のビユー
   で符号化磁界勾配の振幅と逆転勾配の振幅に負の
   符号を付したものの代数和が定数に等しい方法。 ８ 特許請求の範囲７に記載した方法に於て、符
   号化パルスの振幅と逆転磁界勾配パルスの振幅に
   負の符号を付したものが略同一である様に選ばれ
   ている方法。 ９ 特許請求の範囲１に記載した方法に於て、前
   記符号化勾配パルスが位相符号化勾配パルスで構
   成されている方法。 １０ 特許請求の範囲１に記載した方法に於て、
   前記パルス順序が多重角度投影再生作像方法を構
   成しており、前記符号化勾配パルスが、読出勾配
   の存在の下にスピンエコー信号を検出することが
   出来る様にする位相外し勾配である方法。 １１ 予定の複数個の逐次的に実施されるビユー
   を含んでいて、各々のビユーが、均質な磁界内に
   配置された被検体の核スピンを励起する少なくと
   も１つのRF励振パルス、スピンエコー信号を発
   生する為の１つの180゜RFパルス、及びスピンエ
   コー信号に空間情報を符号化する為に使われる少
   なくとも１つの符号化磁界勾配パルスを含んでい
   る様な、前記被検体の像を発生するのに役立つパ
   ルス順序で、残留横方向磁化に対する磁界勾配の
   影響をなくす装置に於て、前記被検体を前記
   180゜RFパルスで照射した後、但し前記スピンエ
   コー信号が発生する前に、前記符号化磁界勾配パ
   ルスを前記被検体の少なくとも１つの座標軸に沿
   つて印加する手段と、前記スピンエコー信号が発
   生した後、逆転磁界勾配パルスを印加する手段を
   含み、前記１つの座標軸に沿つた該逆転磁界勾配
   パルス及び前記符号化磁界勾配パルスのそれぞれ
   の振幅は、それらの代数和が定数に等しくなるよ
   うに選ばれている装置。 １２ 特許請求の範囲１１に記載した装置に於
   て、前記逆転磁界勾配パルスの振幅が前記符号化
   パルスの振幅に負の符号を付したものに略等しく
   選ばれている装置。 １３ 特許請求の範囲１１に記載した装置に於
   て、各々のビユーが複数個の180゜RFパルス及び
   対応する複数個のスピンエコー信号を含んでお
   り、更に、各々のスピンエコー信号が発生する前
   に符号化磁界勾配パルスを印加すると共に各々の
   スピンエコー信号が発生した後に逆転磁界勾配パ
   ルスを印加する手段を含み、各々のビユーで各々
   のスピンエコー信号より前並びにそれより後に印
   加される符号化勾配パルス及び逆転勾配パルスの
   それぞれの振幅は、それらの代数和が定数に等し
   くなる様に選ばれている装置。 １４ 特許請求の範囲１３に記載した装置に於
   て、前記逆転磁界勾配パルスの振幅が前記符号化
   パルスの振幅に負の符号を付したものに略等しく
   なる様に選ばれている装置。 １５ 特許請求の範囲１１に記載した装置に於
   て、各々のビユーが奇数個の複数個の180゜RFパ
   ルス及び対応する複数個のスピンエコー信号を含
   み、更に、最初の180゜RFパルスを印加した後、
   但し最初のスピンエコー信号が発生する前に、符
   号化磁界勾配パルスを印加し、前記複数個の
   180゜RFパルスの内の最後の１つを印加したこと
   による最後のスピンエコー信号が発生した後に、
   逆転磁界勾配パルスを印加する手段を含み、各々
   のビユーの符号化磁界勾配パルス及び逆転磁界勾
   配パルスのそれぞれの振幅は、それらの代数和が
   定数に等しくなる様に選ばれている装置。 １６ 特許請求の範囲１５に記載した装置に於
   て、符号化磁界勾配パルス及び逆転磁界勾配パル
   スの振幅が略同一である様に選ばれている装置。 １７ 特許請求の範囲１１に記載した装置に於
   て、各々のビユーが偶数個の複数個の180゜RFパ
   ルス及び対応する複数個のスピンエコー信号を含
   み、更に、最初の180゜RFパルスを印加した後に、
   但し最初のスピンエコー信号が発生する前に、符
   号化磁界勾配パルスを印加し、前記複数個の
   180゜RFパルスの内の最後の１つを印加したこと
   による最後のスピンエコー信号が発生した後に、
   逆転磁界勾配パルスを印加する手段を含み、各々
   のビユーで符号化磁界勾配の振幅と逆転勾配の振
   幅に負の符号を付したものの代数和が定数に等し
   い装置。 １８ 特許請求の範囲１７に記載した装置に於
   て、符号化パルスの振幅と逆転磁界勾配パルスの
   振幅に負の符号を付したものが略同一である様に
   選ばれている装置。 １９ 特許請求の範囲１１に記載した装置に於
   て、前記符号化勾配パルスが位相符号化勾配パル
   スで構成されている装置。 ２０ 特許請求の範囲１１に記載した装置に於
   て、前記パルス順序が多重角度投影再生作像装置
   を構成しており、前記符号化勾配パルスが、読出
   勾配の存在の下にスピンエコー信号を検出するこ
   とが出来る様にする位相外し勾配である装置。