JPH0426852B2 - - Google Patents
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- JPH0426852B2 JPH0426852B2 JP1156000A JP15600089A JPH0426852B2 JP H0426852 B2 JPH0426852 B2 JP H0426852B2 JP 1156000 A JP1156000 A JP 1156000A JP 15600089 A JP15600089 A JP 15600089A JP H0426852 B2 JPH0426852 B2 JP H0426852B2
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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
- G01R33/563—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution of moving material, e.g. flow contrast angiography
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- 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】
発明の背景
この発明は核磁気共鳴（NMR）作像（イメー
ジング）、更に具体的に云えば、不動材料を高度
に抑圧した。流れのコントラストを持つ新規な３
次元NMR造影作像方法に関する。
ジング）、更に具体的に云えば、不動材料を高度
に抑圧した。流れのコントラストを持つ新規な３
次元NMR造影作像方法に関する。
非侵入形NMR作像方法を利用して、解析する
人体の様なサンプル内の血液の様な流れる流体を
検出することが出来る。NMR造影法の様な方法
は、血管等に於ける流体の流れを検出する選択的
な手段になるが、アテローム性動脈硬化班を検出
するのに臨床的に役立つ様な投影された血管の解
剖学的な部分を測定する際、Ｘ線血管造影法の様
な他の方法と、その結果は必ずしも十分な相関性
を持たない。この相関性の欠如は、本質的に低い
信号対雑音比を原因とするNMR像の解像度が制
限されていることゝ、信号強度の人為的な損失の
原因となることの多い流れ効果とによるものと思
われる。この為、現在のNMR流れ作像方法、特
に位相効果に基づくこう云う方法は、重要な流れ
の情報を提供することが出来るが、形態学的な情
報は限られている。希望する形態学的な情報の典
型は、頚動脈の分岐部のNMR造影投影作像であ
る。こう云う分岐部はアテローム班形成部がしば
しば見られる所であり、それが又一時的な局所貧
血性の発病及び発作の前駆体である。従つて、動
脈内膜下の出血又は脳血栓を招く様なアテローム
性動脈硬化班を（特にその潰瘍化前に）作像する
ことが出来ることが非常に望ましい。血液運動の
上で重要な狭搾の原因となる滑かなアテローム性
動脈硬化班が存在することは、標準的なＸ線染料
血管造影手順を用いて現在臨床的に評価されてお
り、この場合、頚動脈の疾病の臨床的な評価に
は、全体的に無害ではない非侵入形試験で、カテ
ーテルを介してコントラスト染料を注射すること
を必要とする。従つて、動脈の血液だけが現れ、
不動の周囲の組織並びに隣接する血管中の血流が
有効に抑圧された表示を作る非侵入形磁気共鳴方
法を使うことが非常に望ましい。
人体の様なサンプル内の血液の様な流れる流体を
検出することが出来る。NMR造影法の様な方法
は、血管等に於ける流体の流れを検出する選択的
な手段になるが、アテローム性動脈硬化班を検出
するのに臨床的に役立つ様な投影された血管の解
剖学的な部分を測定する際、Ｘ線血管造影法の様
な他の方法と、その結果は必ずしも十分な相関性
を持たない。この相関性の欠如は、本質的に低い
信号対雑音比を原因とするNMR像の解像度が制
限されていることゝ、信号強度の人為的な損失の
原因となることの多い流れ効果とによるものと思
われる。この為、現在のNMR流れ作像方法、特
に位相効果に基づくこう云う方法は、重要な流れ
の情報を提供することが出来るが、形態学的な情
報は限られている。希望する形態学的な情報の典
型は、頚動脈の分岐部のNMR造影投影作像であ
る。こう云う分岐部はアテローム班形成部がしば
しば見られる所であり、それが又一時的な局所貧
血性の発病及び発作の前駆体である。従つて、動
脈内膜下の出血又は脳血栓を招く様なアテローム
性動脈硬化班を（特にその潰瘍化前に）作像する
ことが出来ることが非常に望ましい。血液運動の
上で重要な狭搾の原因となる滑かなアテローム性
動脈硬化班が存在することは、標準的なＸ線染料
血管造影手順を用いて現在臨床的に評価されてお
り、この場合、頚動脈の疾病の臨床的な評価に
は、全体的に無害ではない非侵入形試験で、カテ
ーテルを介してコントラスト染料を注射すること
を必要とする。従つて、動脈の血液だけが現れ、
不動の周囲の組織並びに隣接する血管中の血流が
有効に抑圧された表示を作る非侵入形磁気共鳴方
法を使うことが非常に望ましい。
発明の要約
この発明では、流体を取巻く不動材料を抑圧し
て、実質的に予定の方向にだけ流れる流体の流れ
のコントラストを持つ３次元核磁気共鳴
（NMR）造影図を作る方法が、作像しようとす
る容積に、所望の流れが入る方向から見て隣接し
ている容積内の核スピンを飽和させる飽和部分が
先行する３次元容積作像順序によつて、作像しよ
うとする容積から発生されたNMR応答から第１
組の像データを収集し、同じ容積作像順序を用い
るが、先行する飽和部分のない作像順序によつて
発生された別のNMR応答から第２組の像データ
を収集し、第１組及び第２組のデータの一方を他
方から減算して、それから最終的な像を表示する
差データの組を発生する工程を用いる。3DFT容
積作像順序を使うのが有利であり、位相符号化の
両方の軸に沿つて並びに周波数符号化に使われる
軸に沿つて、流れの補償を使う。
て、実質的に予定の方向にだけ流れる流体の流れ
のコントラストを持つ３次元核磁気共鳴
（NMR）造影図を作る方法が、作像しようとす
る容積に、所望の流れが入る方向から見て隣接し
ている容積内の核スピンを飽和させる飽和部分が
先行する３次元容積作像順序によつて、作像しよ
うとする容積から発生されたNMR応答から第１
組の像データを収集し、同じ容積作像順序を用い
るが、先行する飽和部分のない作像順序によつて
発生された別のNMR応答から第２組の像データ
を収集し、第１組及び第２組のデータの一方を他
方から減算して、それから最終的な像を表示する
差データの組を発生する工程を用いる。3DFT容
積作像順序を使うのが有利であり、位相符号化の
両方の軸に沿つて並びに周波数符号化に使われる
軸に沿つて、流れの補償を使う。
流れのコントラストを持つ３次元NMR造影法
に用いる現在好ましいと考えられるパルス順序で
は、３つの別々の勾配軸の各々で、容積選択時刻
からエコー時刻までの全ての磁界勾配パルスの一
次モーメントをゼロにし（即ち、実質的にゼロに
等しく設定し）、パルスの合計面積（振幅−時間
の積分した積）は、３軸の内の２軸に沿つて実質
的にゼロに等しく設定し、選ばれた読取軸でない
１つの軸に沿つてゼロでないパルス面積の差を、
応答信号の読出しの完了後に巻戻し勾配パルスに
よつて釣合わせる。必要であれば、高次運動（加
速度、躍動等）を補償する為に、高次モーメント
をゼロにすることを利用してもよい。
に用いる現在好ましいと考えられるパルス順序で
は、３つの別々の勾配軸の各々で、容積選択時刻
からエコー時刻までの全ての磁界勾配パルスの一
次モーメントをゼロにし（即ち、実質的にゼロに
等しく設定し）、パルスの合計面積（振幅−時間
の積分した積）は、３軸の内の２軸に沿つて実質
的にゼロに等しく設定し、選ばれた読取軸でない
１つの軸に沿つてゼロでないパルス面積の差を、
応答信号の読出しの完了後に巻戻し勾配パルスに
よつて釣合わせる。必要であれば、高次運動（加
速度、躍動等）を補償する為に、高次モーメント
をゼロにすることを利用してもよい。
従つて、この発明の目的は、不動材料を抑圧し
た、流れのコントラストを持つ新規な３次元
NMR造影作像方法を提供することである。
た、流れのコントラストを持つ新規な３次元
NMR造影作像方法を提供することである。
この発明の上記並びにその他の目的は、以下図
面について詳しく説明する所から明らかになろ
う。
面について詳しく説明する所から明らかになろ
う。
図面を参照した発明の詳しい説明
最初に第１Ａ図について説明すると、生体等の
様な作像すべきサンプル１０が、デカルト座標系
のＺ軸に沿つた方向の略均質な静磁界B0内に配
置される。便宜上、このＺ軸が、サンプル中の頚
動脈内にある血液の様に、血管１１内の液体の矢
印Ａで示す主な流れの方向でもある。この発明の
方法の最初の工程として、流体の流れを作像しよ
うとする容積１４の片側に変位した第１の容積１
２内の核スピンを飽和させる。ずれの方向は、作
像容積に入る為に流体がそちらから入る方向であ
る。例として、この飽和は、硬化Ｍの摂動を容積
１２に局在化する為の磁界勾配と同時に発生され
る選択性RFパルス（典型的には核スピンの軸を
60°乃至120°回転させ又ははじく効果を持ち、こ
れは約90°てあることが好ましく、従つて図面で
は「はじき」角α′を持つ選択性パルスとして示さ
れている）を用いた原子核の摂動によつて達成さ
れる。その後、「スポイラ」パルス等により、横
方向の磁化のスピンの位相のコヒーレンスを破壊
する。この為、好ましくは90°RFパルス及び関連
する磁界勾配信号パルスが、全ての縦方向の磁化
及び横方向のスピンのコヒーレンスを破壊するこ
により、容積１２内に入つている核スピンを飽和
させるのに役立つ。容積１２の限界は、使われる
磁界勾配パルスの振幅並びに方向と、RFパルス
の振幅、形及び持続時間とによつて有効に設定さ
れる。容積１２内の不動材料の飽和した原子核は
容積１２内にとゞまるが、流れる流体の飽和した
原子核は作像容積１４へ移動し、３次元容積作像
方法に応答して、容積１４からNMR応答データ
を収集した時、血管（頚動脈）１１内の流れる流
体（血液）からの信号が選択的に減少する。流体
内の原子核が飽和状態から回復するのに十分な時
間の後、今度は隣接する容積１２内の原子核の予
備飽和を伴わない同じ３次元容積作像方法によつ
て、同じ容積１４を再び作像し、動脈の強度が減
少していない新しい容積作像データを予備飽和を
用いて求められた像データから減算して、隣接す
る容積１２から、飽和したスピンがその中に運び
こまれていない容積１４内にある材料からの全て
の応答を実効的に相殺する。不動の組織、矢印Ａ
以外の方向に流体が流れる血管（静脈）等も有効
に抑圧されるが、方向Ａの流れを持つ血管（動
脈）は強いコントラストで現れる。
様な作像すべきサンプル１０が、デカルト座標系
のＺ軸に沿つた方向の略均質な静磁界B0内に配
置される。便宜上、このＺ軸が、サンプル中の頚
動脈内にある血液の様に、血管１１内の液体の矢
印Ａで示す主な流れの方向でもある。この発明の
方法の最初の工程として、流体の流れを作像しよ
うとする容積１４の片側に変位した第１の容積１
２内の核スピンを飽和させる。ずれの方向は、作
像容積に入る為に流体がそちらから入る方向であ
る。例として、この飽和は、硬化Ｍの摂動を容積
１２に局在化する為の磁界勾配と同時に発生され
る選択性RFパルス（典型的には核スピンの軸を
60°乃至120°回転させ又ははじく効果を持ち、こ
れは約90°てあることが好ましく、従つて図面で
は「はじき」角α′を持つ選択性パルスとして示さ
れている）を用いた原子核の摂動によつて達成さ
れる。その後、「スポイラ」パルス等により、横
方向の磁化のスピンの位相のコヒーレンスを破壊
する。この為、好ましくは90°RFパルス及び関連
する磁界勾配信号パルスが、全ての縦方向の磁化
及び横方向のスピンのコヒーレンスを破壊するこ
により、容積１２内に入つている核スピンを飽和
させるのに役立つ。容積１２の限界は、使われる
磁界勾配パルスの振幅並びに方向と、RFパルス
の振幅、形及び持続時間とによつて有効に設定さ
れる。容積１２内の不動材料の飽和した原子核は
容積１２内にとゞまるが、流れる流体の飽和した
原子核は作像容積１４へ移動し、３次元容積作像
方法に応答して、容積１４からNMR応答データ
を収集した時、血管（頚動脈）１１内の流れる流
体（血液）からの信号が選択的に減少する。流体
内の原子核が飽和状態から回復するのに十分な時
間の後、今度は隣接する容積１２内の原子核の予
備飽和を伴わない同じ３次元容積作像方法によつ
て、同じ容積１４を再び作像し、動脈の強度が減
少していない新しい容積作像データを予備飽和を
用いて求められた像データから減算して、隣接す
る容積１２から、飽和したスピンがその中に運び
こまれていない容積１４内にある材料からの全て
の応答を実効的に相殺する。不動の組織、矢印Ａ
以外の方向に流体が流れる血管（静脈）等も有効
に抑圧されるが、方向Ａの流れを持つ血管（動
脈）は強いコントラストで現れる。
第１Ｂ図について説明すると、抑圧モードを入
替えて、頚静脈の様に、矢印Ｖで示す別の血管１
６を反対方向に流れる流体（静脈血液）のコント
ラストを強め、それと同時に同じ作像容積１４′
内にある不動の組織及び動脈の流れ（頚動脈で
も）を有効に抑圧する。この場合、予め飽和した
隣接する容積１８は、流れる流体が作像すべき容
積１４′に達する為に入る方向に見て、作像容積
１４′からずれている。その動脈の流れを作像し
ようとする頚領域１４より下方にある下側に隣接
する容積１２と、その静脈の流れを作像しようと
する頚領域より上方にある上側の隣接する容積１
８との入替えは、NMR作像装置（図面に示して
ない）又は患者を動かさずに、関連するRFパル
スの形、並びに／又は予備飽和の際のＺ軸方向の
磁界勾配の振幅を変えることによつて達成するこ
とが出来る。作像する容積に対して正しくずれた
容積を予備飽和させることにより、任意の方向の
流れを作像することが出来ることが理解されよ
う。更に、像データを収集する前に、両方の容積
１２，１８の同時の飽和を利用して、動脈及び静
脈構造の両方を同時に検出することが出来ること
も理解されよう。更に２つの容積１２及び１８の
飽和を交互に行なつて、１方向、例えば動脈を抑
圧して収集された第１組のデータを、反対方向、
例えば静脈を抑圧して収集された第２組のデータ
から減算して、不動の材料が抑圧されるだけでな
く、反対方向の流体の流れは極性が反対になるか
ら、例えば、動脈及び静脈の血液の流れは強さは
等しいが、反対の極性であるから、その極性の違
いによつて色によつて符号化することが出来る様
にした、応答データの組を作ることが出来る。一
方又は両方の隣接する容積のどちらかを予備飽和
させるにしても、作像する全体のサンプルの各々
の部分からの応答データの収集を時間的に交互に
することが出来る。即ち、全体のデータの組の内
の一部分は、最初は飽和を先行させ、その後は飽
和を使わずに収集してから、データの組の別の部
分を収集することが出来る。
替えて、頚静脈の様に、矢印Ｖで示す別の血管１
６を反対方向に流れる流体（静脈血液）のコント
ラストを強め、それと同時に同じ作像容積１４′
内にある不動の組織及び動脈の流れ（頚動脈で
も）を有効に抑圧する。この場合、予め飽和した
隣接する容積１８は、流れる流体が作像すべき容
積１４′に達する為に入る方向に見て、作像容積
１４′からずれている。その動脈の流れを作像し
ようとする頚領域１４より下方にある下側に隣接
する容積１２と、その静脈の流れを作像しようと
する頚領域より上方にある上側の隣接する容積１
８との入替えは、NMR作像装置（図面に示して
ない）又は患者を動かさずに、関連するRFパル
スの形、並びに／又は予備飽和の際のＺ軸方向の
磁界勾配の振幅を変えることによつて達成するこ
とが出来る。作像する容積に対して正しくずれた
容積を予備飽和させることにより、任意の方向の
流れを作像することが出来ることが理解されよ
う。更に、像データを収集する前に、両方の容積
１２，１８の同時の飽和を利用して、動脈及び静
脈構造の両方を同時に検出することが出来ること
も理解されよう。更に２つの容積１２及び１８の
飽和を交互に行なつて、１方向、例えば動脈を抑
圧して収集された第１組のデータを、反対方向、
例えば静脈を抑圧して収集された第２組のデータ
から減算して、不動の材料が抑圧されるだけでな
く、反対方向の流体の流れは極性が反対になるか
ら、例えば、動脈及び静脈の血液の流れは強さは
等しいが、反対の極性であるから、その極性の違
いによつて色によつて符号化することが出来る様
にした、応答データの組を作ることが出来る。一
方又は両方の隣接する容積のどちらかを予備飽和
させるにしても、作像する全体のサンプルの各々
の部分からの応答データの収集を時間的に交互に
することが出来る。即ち、全体のデータの組の内
の一部分は、最初は飽和を先行させ、その後は飽
和を使わずに収集してから、データの組の別の部
分を収集することが出来る。
第２図はデカルト座標の３軸に沿つた時間に対
する勾配磁界を示す。即ち、Ｘ軸の勾配磁界GX、
Ｙ軸の勾配磁界GY及びＺ軸の勾配磁界GZが、無
線周波（RF）磁界と共に示されている。この発
明の現在好ましいと考えられる１実施例のNMR
作像方法では、これらが検査するサンプルに同時
に印加される。各々の３次元容積像に対するデー
タが、第１組及び第２組のデータの差から求めら
れる。第１組のデータは、第２図の第１の形式の
順序を複数回（Ｎ回）繰返して求められる。この
第１の形式の順序の各々は、初期の予備飽和部分
２１と横方向磁化位相外し部分２３とを作像部分
２５の前に持つており、第２組のデータは、予備
飽和部分がなく、位相外し及びそれより後の作像
部分２５しかないことを除いて、他の全ての点で
第１の形式の順序と同様な第２の形式の順序を同
じ回数（Ｎ回）繰返して求められる。
する勾配磁界を示す。即ち、Ｘ軸の勾配磁界GX、
Ｙ軸の勾配磁界GY及びＺ軸の勾配磁界GZが、無
線周波（RF）磁界と共に示されている。この発
明の現在好ましいと考えられる１実施例のNMR
作像方法では、これらが検査するサンプルに同時
に印加される。各々の３次元容積像に対するデー
タが、第１組及び第２組のデータの差から求めら
れる。第１組のデータは、第２図の第１の形式の
順序を複数回（Ｎ回）繰返して求められる。この
第１の形式の順序の各々は、初期の予備飽和部分
２１と横方向磁化位相外し部分２３とを作像部分
２５の前に持つており、第２組のデータは、予備
飽和部分がなく、位相外し及びそれより後の作像
部分２５しかないことを除いて、他の全ての点で
第１の形式の順序と同様な第２の形式の順序を同
じ回数（Ｎ回）繰返して求められる。
各々の予備飽和部分２１が、その材料のある部
分が関心の持たれる作像容積１４に流れ込む前
に、材料の容積の１２又は１８を選択的に飽和さ
せる様に作用する。無線周波（RF）パルス信号
２７が、勾配磁界パルス２９の存在のもとに印加
されて、サンプルの横方向磁化スピンを約60°及
び約120°の間のはじき角α′だけ回転させる。90°の
励振角度が好ましい。この横方向磁化の回転によ
り、流体の容器の内、関心のある作像容積より上
流側にある部分に於ける流体の縦方向の磁化が減
少する。予備飽和部分２１は時刻t0からt4までの
期間にわたる。予備飽和容積の限界（今の場合は
Ｚ軸方向）を定める方向の勾配磁界は、勾配磁界
GZが略ゼロの振幅から最終的な振幅に向つて変
化する時刻t0に始まる初期部分２９ａから開始す
る。一旦略一定の部分２９ｂが時刻t1に開始する
と、RFパルスが開始され、後の時刻t2（この時刻
は、RFパルスが略全体的に作用する時刻と考え
られてよい）にピークに達し、それより少し後の
時刻t3に終了する。RFパルスは截頭sinc（ｘ）形
の様な任意の所望の形であつてよく、予備飽和に
よつて励振される領域をＺ軸方向の予定の限界に
制限する。今の場合、RFパルス２７が、領域１
４の中心からの領域１２の中心のずれの程度を決
定する様に作用する別の余弦係数によつて複素数
変調される。予備飽和部分は部分２９ｃで終り、
時刻t4に勾配GZの略ゼロの振幅へ戻る。
分が関心の持たれる作像容積１４に流れ込む前
に、材料の容積の１２又は１８を選択的に飽和さ
せる様に作用する。無線周波（RF）パルス信号
２７が、勾配磁界パルス２９の存在のもとに印加
されて、サンプルの横方向磁化スピンを約60°及
び約120°の間のはじき角α′だけ回転させる。90°の
励振角度が好ましい。この横方向磁化の回転によ
り、流体の容器の内、関心のある作像容積より上
流側にある部分に於ける流体の縦方向の磁化が減
少する。予備飽和部分２１は時刻t0からt4までの
期間にわたる。予備飽和容積の限界（今の場合は
Ｚ軸方向）を定める方向の勾配磁界は、勾配磁界
GZが略ゼロの振幅から最終的な振幅に向つて変
化する時刻t0に始まる初期部分２９ａから開始す
る。一旦略一定の部分２９ｂが時刻t1に開始する
と、RFパルスが開始され、後の時刻t2（この時刻
は、RFパルスが略全体的に作用する時刻と考え
られてよい）にピークに達し、それより少し後の
時刻t3に終了する。RFパルスは截頭sinc（ｘ）形
の様な任意の所望の形であつてよく、予備飽和に
よつて励振される領域をＺ軸方向の予定の限界に
制限する。今の場合、RFパルス２７が、領域１
４の中心からの領域１２の中心のずれの程度を決
定する様に作用する別の余弦係数によつて複素数
変調される。予備飽和部分は部分２９ｃで終り、
時刻t4に勾配GZの略ゼロの振幅へ戻る。
横方向磁化の位相外し部分又は「スポイラ」部
分２３では、時刻t5及び時刻t6の間に同じ又は異
なる勾配磁界（今の場合はＺ軸方向の磁界GZ）
のパルス３１が発生し、その振幅−時間エネルギ
は、部分２１の予備飽和動作によつて生じた横方
向磁化を位相外しするのに十分である。
分２３では、時刻t5及び時刻t6の間に同じ又は異
なる勾配磁界（今の場合はＺ軸方向の磁界GZ）
のパルス３１が発生し、その振幅−時間エネルギ
は、部分２１の予備飽和動作によつて生じた横方
向磁化を位相外しするのに十分である。
次に、小さいはじき角αのRFパルス３３を持
つ任意の所望の3D作像順序を使うことにより、
関心のある血管を含む容積１４からのデータを収
集する。こゝでは例として、勾配再集束形3Dフ
ーリエ変換（3DFT）部分２５を用いる。3DFT
部分は、この容積全体を構成するＬ個の平面の
各々にあるＭ個のストライプ、即ちＭ×Ｌの積を
Ｎとして、複数回（Ｎ回）繰返される。各々の部
分２５は、典型的には約20°乃至約40°の範囲内の
比較的小さいはじき角αを持つRFパルス３３か
ら始まる。好ましいはじき角αは約30°である。
パルス３５内のGZ勾配磁界の振幅に応答して、
所望の容積内にスピンの回転が設定される。この
為、時刻t6（作像部分が開始する時）から、RFパ
ルス３３のピークの時刻t7を通つて、終了時刻t9
まで、Ｚ勾配パルス３５が存在する。このパルス
は、開始時刻t6からパルス中央時刻t7までの第１
の部分３５ａと、時刻t7から終了時刻t9までの後
の第２の部分３５ｂとに分れる。パルスの後の方
の部分３５ｂは「面積」AZ1を持ち、これはその
部分の振幅と持続時間との積である。特に重要な
のは、後の部分３５ｂの中心が時刻t8に発生する
ことである。この時刻が、これから説明するエコ
ー時刻tEに対する一次モーメント期間TZ1の実効
的な始めを限定する。RFパルス３３並びに対応
する勾配GZ選択パルス３５を用いた作像容積の
選択の後、その結果生ずる横方向の磁化が再集束
パルス３７によつて位相戻しされる。このパルス
は時刻t9に始まり、時刻taに中点を持ち、時刻tb
に終了する。パルス３７の振幅及び持続時間は、
パルスの後の部分３５ｂの面積AZ1の２倍と大体
等しい「面積」AZ2を持つ様に選ばれる。パルス
３７の後、勾配信号パルス３９が続くが、その振
幅及び持続時間は、面積AZ1と略等しい「面積」
AZ3を持つ様に選ばれる。パルス３５，３７，３
９の合計面積及び一次モーメントは何れも略ゼロ
に等しい。１ｉ３として、はじきパルス３３
の時間的な中心とエコー時刻tEの間に発生する全
てのＺ軸面積AZiの和は略ゼロである。図示の様
に、Ｚ勾配磁界GZを用いて、容積の向きが軸方
向である時、励振容積を制限する。Ｚ軸は位相符
号化軸の１つとしても利用される。第２の位相符
号化勾配が直交する選ばれた方向、図示の場合は
Ｙ軸のGXとして発生される。残りの直交する勾
配、即ち、この例ではＸ方向の勾配Gxが読出し
勾配として利用される。従つて、１つの勾配、例
えばGYのＭ個の値と、別の勾配、例えばGZのＬ
個の値とのＮ個の組合せにわたつて、周知の様
に、勾配磁界がＹ及びＺ方向に変えられる。
つ任意の所望の3D作像順序を使うことにより、
関心のある血管を含む容積１４からのデータを収
集する。こゝでは例として、勾配再集束形3Dフ
ーリエ変換（3DFT）部分２５を用いる。3DFT
部分は、この容積全体を構成するＬ個の平面の
各々にあるＭ個のストライプ、即ちＭ×Ｌの積を
Ｎとして、複数回（Ｎ回）繰返される。各々の部
分２５は、典型的には約20°乃至約40°の範囲内の
比較的小さいはじき角αを持つRFパルス３３か
ら始まる。好ましいはじき角αは約30°である。
パルス３５内のGZ勾配磁界の振幅に応答して、
所望の容積内にスピンの回転が設定される。この
為、時刻t6（作像部分が開始する時）から、RFパ
ルス３３のピークの時刻t7を通つて、終了時刻t9
まで、Ｚ勾配パルス３５が存在する。このパルス
は、開始時刻t6からパルス中央時刻t7までの第１
の部分３５ａと、時刻t7から終了時刻t9までの後
の第２の部分３５ｂとに分れる。パルスの後の方
の部分３５ｂは「面積」AZ1を持ち、これはその
部分の振幅と持続時間との積である。特に重要な
のは、後の部分３５ｂの中心が時刻t8に発生する
ことである。この時刻が、これから説明するエコ
ー時刻tEに対する一次モーメント期間TZ1の実効
的な始めを限定する。RFパルス３３並びに対応
する勾配GZ選択パルス３５を用いた作像容積の
選択の後、その結果生ずる横方向の磁化が再集束
パルス３７によつて位相戻しされる。このパルス
は時刻t9に始まり、時刻taに中点を持ち、時刻tb
に終了する。パルス３７の振幅及び持続時間は、
パルスの後の部分３５ｂの面積AZ1の２倍と大体
等しい「面積」AZ2を持つ様に選ばれる。パルス
３７の後、勾配信号パルス３９が続くが、その振
幅及び持続時間は、面積AZ1と略等しい「面積」
AZ3を持つ様に選ばれる。パルス３５，３７，３
９の合計面積及び一次モーメントは何れも略ゼロ
に等しい。１ｉ３として、はじきパルス３３
の時間的な中心とエコー時刻tEの間に発生する全
てのＺ軸面積AZiの和は略ゼロである。図示の様
に、Ｚ勾配磁界GZを用いて、容積の向きが軸方
向である時、励振容積を制限する。Ｚ軸は位相符
号化軸の１つとしても利用される。第２の位相符
号化勾配が直交する選ばれた方向、図示の場合は
Ｙ軸のGXとして発生される。残りの直交する勾
配、即ち、この例ではＸ方向の勾配Gxが読出し
勾配として利用される。従つて、１つの勾配、例
えばGYのＭ個の値と、別の勾配、例えばGZのＬ
個の値とのＮ個の組合せにわたつて、周知の様
に、勾配磁界がＹ及びＺ方向に変えられる。
位相符号化方向に於ける流れの人為効果を少な
くする為、２つの位相符号化軸（Ｙ及びＺ）に流
れの補償を適用する。図示例では、Ｙ方向の１つ
の「ストライプ」の位相符号化の為に選ばれた
夫々１対の振幅に対し、Ｙ軸磁界勾配GYに両極
性の位相符号化ローブ４５，４７が発生され、複
数個のＹストライプの全てが、第１組及び第２組
のデータの各々に対するずつと多数の順序の繰返
しの各々で符号化される。勾配GYは、最初の部
分４４では略ゼロの振幅であるが、時刻tjから時
刻toまでのＹ位相符号化部分４７で第１の極性
（例えば、正の極性）及び第１の振幅（例えば、
今の場合Ｙ方向の位相符号化用の最大振幅）に設
定される。即ち、Ｙ軸位相符号化は、反対の極性
を持つローブ４５、及びローブ４７で構成され
る。対応する速度補償が、データ収集期間の中央
時刻tEに対する勾配ローブの一次モーメントによ
つて決定される。Ｙ軸流れ補償ローブ４５は時刻
tfに始まり、ローブ４７が開始する時刻tjに終わ
る。流れ補償ローブ４５の振幅と時間との積であ
る面積AY1は（エコー時刻tEから期間T1Y2を置い
たteに作用する様に現れる）ローブ４７の振幅−
時間面積AY2より幾分小さい。１番目の望ましい
条件は、Ｙ方向の一次モーメントがゼロになるこ
と、即ち、加算によつて略ゼロになり、 MY2＋MY1＝０ （1a） 即ち、AY2・TY2＋AY1・TY1＝０ （1b） になることである。この条件は、位相符号化勾配
パルス４５及び４７の為に生じた、速度によつて
誘起された移相を減少し（等式が成立すれば）除
くことが出来る。高次の運動は、高次モーメント
を加算すればゼロになる様に更に複雑な波形を使
うことにより（即ち、二次モーメント等をゼロに
することによつて、加速度によつて誘起される移
動を補償することにより）容易に補償することが
出来る。
くする為、２つの位相符号化軸（Ｙ及びＺ）に流
れの補償を適用する。図示例では、Ｙ方向の１つ
の「ストライプ」の位相符号化の為に選ばれた
夫々１対の振幅に対し、Ｙ軸磁界勾配GYに両極
性の位相符号化ローブ４５，４７が発生され、複
数個のＹストライプの全てが、第１組及び第２組
のデータの各々に対するずつと多数の順序の繰返
しの各々で符号化される。勾配GYは、最初の部
分４４では略ゼロの振幅であるが、時刻tjから時
刻toまでのＹ位相符号化部分４７で第１の極性
（例えば、正の極性）及び第１の振幅（例えば、
今の場合Ｙ方向の位相符号化用の最大振幅）に設
定される。即ち、Ｙ軸位相符号化は、反対の極性
を持つローブ４５、及びローブ４７で構成され
る。対応する速度補償が、データ収集期間の中央
時刻tEに対する勾配ローブの一次モーメントによ
つて決定される。Ｙ軸流れ補償ローブ４５は時刻
tfに始まり、ローブ４７が開始する時刻tjに終わ
る。流れ補償ローブ４５の振幅と時間との積であ
る面積AY1は（エコー時刻tEから期間T1Y2を置い
たteに作用する様に現れる）ローブ４７の振幅−
時間面積AY2より幾分小さい。１番目の望ましい
条件は、Ｙ方向の一次モーメントがゼロになるこ
と、即ち、加算によつて略ゼロになり、 MY2＋MY1＝０ （1a） 即ち、AY2・TY2＋AY1・TY1＝０ （1b） になることである。この条件は、位相符号化勾配
パルス４５及び４７の為に生じた、速度によつて
誘起された移相を減少し（等式が成立すれば）除
くことが出来る。高次の運動は、高次モーメント
を加算すればゼロになる様に更に複雑な波形を使
うことにより（即ち、二次モーメント等をゼロに
することによつて、加速度によつて誘起される移
動を補償することにより）容易に補償することが
出来る。
時刻tfから時刻thまでの同じ期間内に、Ｚ軸位
相符号化ローブ４０及び４２が発生される。ロー
ブ４０の振幅−時間面積AZ4及びローブ４２の面
積AZ5は、これらの面積の和が、流れに対して補
償していない仮想の位相符号化パルスの面積と同
等になる様に選ばれる。時刻thより後、部分４３
で、Ｚ勾配は略ゼロ・レベルに下がる。Ｚ軸勾配
ローブに対する別の望ましい条件は、スライス選
択面積の和がゼロになることである。
相符号化ローブ４０及び４２が発生される。ロー
ブ４０の振幅−時間面積AZ4及びローブ４２の面
積AZ5は、これらの面積の和が、流れに対して補
償していない仮想の位相符号化パルスの面積と同
等になる様に選ばれる。時刻thより後、部分４３
で、Ｚ勾配は略ゼロ・レベルに下がる。Ｚ軸勾配
ローブに対する別の望ましい条件は、スライス選
択面積の和がゼロになることである。
AZ1＋AZ2＋AZ3＝０ (2)
もう１つの望ましい条件は合計の一次モーメン
トをゼロにすることである。
トをゼロにすることである。
MZ1＋MZ2＋MZ3＋MZ4＋MZ5＝０ （3a）
又は
AZ1・TZ1＋AZ2・TZ2＋AZ3・TZ3＋AZ4・TZ4＋
AZ5・TZ5＝０ （3a） こゝでTZ1は、t8からtEまでの期間であり、TZ2
はtaからtEまでの期間であり、TZ3はtdからtEまで
の期間であり、TZ4はthからtEまでの期間であり、
TZ5はtlからtEまでの期間である。Ｙ軸位相符号化
パルスの場合と同じく、パルスの数を拡大し、対
応する高次（即ち２次、２次等）モーメントをゼ
ロにする様に、振幅及び持続時間を選ぶことによ
つて、Ｚ軸位相符号化は高次の運動（即ち、加速
度、躍動等）に対して影響されない様にすること
が出来る。
AZ5・TZ5＝０ （3a） こゝでTZ1は、t8からtEまでの期間であり、TZ2
はtaからtEまでの期間であり、TZ3はtdからtEまで
の期間であり、TZ4はthからtEまでの期間であり、
TZ5はtlからtEまでの期間である。Ｙ軸位相符号化
パルスの場合と同じく、パルスの数を拡大し、対
応する高次（即ち２次、２次等）モーメントをゼ
ロにする様に、振幅及び持続時間を選ぶことによ
つて、Ｚ軸位相符号化は高次の運動（即ち、加速
度、躍動等）に対して影響されない様にすること
が出来る。
読出し方向Ｘの磁界勾配GXは、時刻toから時刻
tqまでの読出し期間（エコー時刻tEに対して大体
対称）の間、所望の値を持つパルス５１である。
読出しＸ勾配パルス５１の内、時刻くtoから時刻
tEまでの最初の部分だけが、GXの面積及びモーメ
ントの釣合いの為に考慮される。この発明では、
読出し勾配パルス５１と同じ極性（例えば正）を
持つパルス・ローブ５３を使うと共に、反対の極
性を持つパルス５５によつてそれに対する釣合い
をとることにより、この様な釣合いが最も容易に
出来ることが判つた。即ち、Ｘ軸磁界勾配は、時
刻tcから時刻gまでの、振幅と時間との積である
面積AX1を持つと共に、エコー時刻tEから期間
TX1のパルス中央時刻tEに作用する様に現れる一
次モーメントを持つ第１の極性（例えば正）のパ
ルス信号５３から始まる。その後、時刻tgから時
刻toまで、位相外しのＸ軸勾配パルス５５が発生
する。Ｘ軸磁界勾配の面積及び一次モーメントを
ゼロにし易くする為、勾配パルス５５ａは分離時
刻tkを持つ第１及び第２の部分５５ａ，５５ｂに
分割する。便宜上、３軸の全ての勾配パルス５
１，５３，５５の振幅を等しくすることが出来、
極性及び持続時間だけを変えることが出来る（こ
の様な振幅が１つの状態は、図示のGXパルス５
０，５３，５５の異なる振幅で示す様に、達成す
る必要はないが）。最初の位相外しのＸ軸パルス
部分５５ａが時刻tgに始まり、時刻tkに終り、面
積AX2を持ち、時刻tiからエコー時刻tEまでの期間
TX2に比例する一次モーメントMX2を持つている。
後の方の位相外しパルス部分５５ｂは時刻tk及び
時刻toの間に発生し、面積AX3を持ち、一次モー
メントMX3はその面積に比例し、モーメントの期
間TX3は後のパルス部分の中央時刻tnからエコー
時刻tEまでゞある。時刻toからエコー時刻tEまで
の最初の勾配読出し部分５１ａは面積AX4を持
ち、これは時刻tpに作用する様に現れ、この面積
に比例するモーメントMX4を発生し、その期間
TX4は時刻tpから時刻tEまでゞである。従つて、
Ｘ軸磁界勾配GXは、第１のローブ５３より前の
部分５７、並びに読出し勾配の後の部分５１ｂが
略ゼロの振幅に戻る時刻tqより後の部分５９で
は、値が略ゼロである。この発明の考えに従つ
て、Ｘ軸勾配の面積の和をゼロにする。即ち AX1＋AX2＋AX3＋AX4＝０ (4) それと共にＸ勾配の一次モーメントの和もゼロ
にする。
tqまでの読出し期間（エコー時刻tEに対して大体
対称）の間、所望の値を持つパルス５１である。
読出しＸ勾配パルス５１の内、時刻くtoから時刻
tEまでの最初の部分だけが、GXの面積及びモーメ
ントの釣合いの為に考慮される。この発明では、
読出し勾配パルス５１と同じ極性（例えば正）を
持つパルス・ローブ５３を使うと共に、反対の極
性を持つパルス５５によつてそれに対する釣合い
をとることにより、この様な釣合いが最も容易に
出来ることが判つた。即ち、Ｘ軸磁界勾配は、時
刻tcから時刻gまでの、振幅と時間との積である
面積AX1を持つと共に、エコー時刻tEから期間
TX1のパルス中央時刻tEに作用する様に現れる一
次モーメントを持つ第１の極性（例えば正）のパ
ルス信号５３から始まる。その後、時刻tgから時
刻toまで、位相外しのＸ軸勾配パルス５５が発生
する。Ｘ軸磁界勾配の面積及び一次モーメントを
ゼロにし易くする為、勾配パルス５５ａは分離時
刻tkを持つ第１及び第２の部分５５ａ，５５ｂに
分割する。便宜上、３軸の全ての勾配パルス５
１，５３，５５の振幅を等しくすることが出来、
極性及び持続時間だけを変えることが出来る（こ
の様な振幅が１つの状態は、図示のGXパルス５
０，５３，５５の異なる振幅で示す様に、達成す
る必要はないが）。最初の位相外しのＸ軸パルス
部分５５ａが時刻tgに始まり、時刻tkに終り、面
積AX2を持ち、時刻tiからエコー時刻tEまでの期間
TX2に比例する一次モーメントMX2を持つている。
後の方の位相外しパルス部分５５ｂは時刻tk及び
時刻toの間に発生し、面積AX3を持ち、一次モー
メントMX3はその面積に比例し、モーメントの期
間TX3は後のパルス部分の中央時刻tnからエコー
時刻tEまでゞある。時刻toからエコー時刻tEまで
の最初の勾配読出し部分５１ａは面積AX4を持
ち、これは時刻tpに作用する様に現れ、この面積
に比例するモーメントMX4を発生し、その期間
TX4は時刻tpから時刻tEまでゞである。従つて、
Ｘ軸磁界勾配GXは、第１のローブ５３より前の
部分５７、並びに読出し勾配の後の部分５１ｂが
略ゼロの振幅に戻る時刻tqより後の部分５９で
は、値が略ゼロである。この発明の考えに従つ
て、Ｘ軸勾配の面積の和をゼロにする。即ち AX1＋AX2＋AX3＋AX4＝０ (4) それと共にＸ勾配の一次モーメントの和もゼロ
にする。
MX1＋MX2＋MX3＋MX4＝０ (5)
こゝでMX1＝AX1・TX1、MX2＝AX2・TX2、
MX3＝AX3・TX3及びMX4＝AX4・TX4である。位
相符号化の場合と同じく、更に高次の運動は、Ｘ
軸勾配信号に更に複雑な波形を用いることによつ
て補償することが出来る。
MX3＝AX3・TX3及びMX4＝AX4・TX4である。位
相符号化の場合と同じく、更に高次の運動は、Ｘ
軸勾配信号に更に複雑な波形を用いることによつ
て補償することが出来る。
この発明の別の考えとして、各々の読出しの
後、第１の位相符号化方向巻戻しパルス６１を用
いる。パルス６１は時刻trから時刻tsまでの持続
時間を持つと共に、その面積ΔAY（振幅と時間と
の積）とＴ軸勾配の流れ補償した位相符号化ロー
ブ４７及び４５の面積AY2及びAY1との和がゼロ
になる様に選ばれた振幅を持つ。こうして、作像
順序の毎回の繰返しで、Ｙ軸磁界勾配GYの面積
の和がゼロにされ、従つて AY2＋AY1＋ΔAY＝０ (6) である。希望によつては、順序全体を最初に繰
返す前に、上に述べた様にして定めた振幅及び持
続時間を持つ第１の位相符号化軸巻戻しパルス６
１′を用いることが出来る。
後、第１の位相符号化方向巻戻しパルス６１を用
いる。パルス６１は時刻trから時刻tsまでの持続
時間を持つと共に、その面積ΔAY（振幅と時間と
の積）とＴ軸勾配の流れ補償した位相符号化ロー
ブ４７及び４５の面積AY2及びAY1との和がゼロ
になる様に選ばれた振幅を持つ。こうして、作像
順序の毎回の繰返しで、Ｙ軸磁界勾配GYの面積
の和がゼロにされ、従つて AY2＋AY1＋ΔAY＝０ (6) である。希望によつては、順序全体を最初に繰
返す前に、上に述べた様にして定めた振幅及び持
続時間を持つ第１の位相符号化軸巻戻しパルス６
１′を用いることが出来る。
位相符号化ローブ４０，４２及びローブ４５，
４７は、両方向の同時の位相符号化及び流れ補償
を行なう場合、略同じ期間内に発生し得るが、３
番目の軸（今の場合は、Ｘ軸磁界勾配GX）は、
他の２つの勾配磁界のどのパルスとも一致して、
読出しパルスの最初の部分５１ａの面積及び一次
モーメントを補償する必要がない。この為、パル
ス５３の開始時刻tcは、RFパルス３３の完了の
時刻t9より後でありさえすればよく、これに対し
てパルス５５ｂは読出しパルス５１の開示時刻to
以前に終わる必要がある。
４７は、両方向の同時の位相符号化及び流れ補償
を行なう場合、略同じ期間内に発生し得るが、３
番目の軸（今の場合は、Ｘ軸磁界勾配GX）は、
他の２つの勾配磁界のどのパルスとも一致して、
読出しパルスの最初の部分５１ａの面積及び一次
モーメントを補償する必要がない。この為、パル
ス５３の開始時刻tcは、RFパルス３３の完了の
時刻t9より後でありさえすればよく、これに対し
てパルス５５ｂは読出しパルス５１の開示時刻to
以前に終わる必要がある。
NMR応答信号を収集するエコー時刻tEに、不
動の材料及び流れる材料の両方からのエコーを収
集する用に勾配パルスを整形することによつて、
位相符号化された流れの人為効果が減少するこ
と、並びにtE ∫0 （ｔ−tE）Ｇ（ｔ）dt＝０ (7) となる様に、エコー時刻に対して勾配の一次モー
メントをゼロにすることにより、一定の流速によ
る人為効果がなくなることが理解されよう。更に
高次項をゼロにすることは、像の品質を改善する
点では無視し得るものと思われ、勾配パルスを二
次モーメント項をゼロにする様に整形することに
よつて、加速度の補償を達成し得るが、この発明
では、二次モーメントをゼロにする手順は収集時
間を長くすることが判つた。
動の材料及び流れる材料の両方からのエコーを収
集する用に勾配パルスを整形することによつて、
位相符号化された流れの人為効果が減少するこ
と、並びにtE ∫0 （ｔ−tE）Ｇ（ｔ）dt＝０ (7) となる様に、エコー時刻に対して勾配の一次モー
メントをゼロにすることにより、一定の流速によ
る人為効果がなくなることが理解されよう。更に
高次項をゼロにすることは、像の品質を改善する
点では無視し得るものと思われ、勾配パルスを二
次モーメント項をゼロにする様に整形することに
よつて、加速度の補償を達成し得るが、この発明
では、二次モーメントをゼロにする手順は収集時
間を長くすることが判つた。
第３Ａ図について説明すると、志願者の人体の
頚区域のNMR造影図が示されている。理想的に
は動脈の血液だけの情報を含む一組の像データを
形成する為、第１組及び第２組の像データからの
容積要素情報を減算した。その各々の組は、第１
組のデータ（予備飽和パルス２７，２９を用い
る）及び第２組のデータ（作像順序２５より前の
パルス２７，２９がない）の一方から別々に構成
された像を含んでいる。男性46才の志願者の
NMR造影図は、左側内部頚動脈を後から見た図
として、著しい三月形区域６４とずつと小さい三
月形区域６５とを示している。何れも血管の断面
が減少していることを示しており、班が存在する
ことを示すと思われる。このNMR造影図による
知見が、第３Ｂ図に示す１対の軸スライス像によ
つて検証された。図の上半分に示す第１のスライ
スは、大きい方の三月形領域６４を切断する平面
で撮影した。狭まる三月形領域６７が分岐した左
側頚動脈に示されているが、１個の右側の頚動脈
内腔６８は略円形である（これはその分岐部の少
し下の所にある）。第３Ｂ図の下半分は、この図
の上側部分の平面の像の少し上方の平面で撮影し
たものであり、４つの枝路全部が略円形の内腔を
持つているが、両方の分岐した頚動脈をはつきり
と示している。従つて、内部頚動脈の狭搾が、右
側頚動脈の後側末端面で、領域６４及び６７の垂
直の溝となつて現れることが判る。班が存在すれ
ば、内腔後面に於ける流れ信号（強度の減少とし
て示される）の源が予想される。頚動動脈の後側
から横方向に見た図で、班の形成を開始して成長
することは、しばしば出会うことであつてよく知
られており、普通はこの剪断の少ない流れ領域に
於ける化学的な輸送を減少する血液運動が原因と
される。この発明の変調予備飽和方法を利用して
作像された、第３Ａ図に見られる狭搾領域は、視
る方向が狭窄の輪郭を捕えなければ、NMR造影
法による作像では捕えることが出来ない。従つ
て、この発明の方法を使うことにより、特に表面
を辿る方法によつて形成された勾配による陰影つ
きの３次元像を構成することは、他にも診断及び
科学的な用途があるが、表面の粗さを検出するの
に感度の高い方法になる。
頚区域のNMR造影図が示されている。理想的に
は動脈の血液だけの情報を含む一組の像データを
形成する為、第１組及び第２組の像データからの
容積要素情報を減算した。その各々の組は、第１
組のデータ（予備飽和パルス２７，２９を用い
る）及び第２組のデータ（作像順序２５より前の
パルス２７，２９がない）の一方から別々に構成
された像を含んでいる。男性46才の志願者の
NMR造影図は、左側内部頚動脈を後から見た図
として、著しい三月形区域６４とずつと小さい三
月形区域６５とを示している。何れも血管の断面
が減少していることを示しており、班が存在する
ことを示すと思われる。このNMR造影図による
知見が、第３Ｂ図に示す１対の軸スライス像によ
つて検証された。図の上半分に示す第１のスライ
スは、大きい方の三月形領域６４を切断する平面
で撮影した。狭まる三月形領域６７が分岐した左
側頚動脈に示されているが、１個の右側の頚動脈
内腔６８は略円形である（これはその分岐部の少
し下の所にある）。第３Ｂ図の下半分は、この図
の上側部分の平面の像の少し上方の平面で撮影し
たものであり、４つの枝路全部が略円形の内腔を
持つているが、両方の分岐した頚動脈をはつきり
と示している。従つて、内部頚動脈の狭搾が、右
側頚動脈の後側末端面で、領域６４及び６７の垂
直の溝となつて現れることが判る。班が存在すれ
ば、内腔後面に於ける流れ信号（強度の減少とし
て示される）の源が予想される。頚動動脈の後側
から横方向に見た図で、班の形成を開始して成長
することは、しばしば出会うことであつてよく知
られており、普通はこの剪断の少ない流れ領域に
於ける化学的な輸送を減少する血液運動が原因と
される。この発明の変調予備飽和方法を利用して
作像された、第３Ａ図に見られる狭搾領域は、視
る方向が狭窄の輪郭を捕えなければ、NMR造影
法による作像では捕えることが出来ない。従つ
て、この発明の方法を使うことにより、特に表面
を辿る方法によつて形成された勾配による陰影つ
きの３次元像を構成することは、他にも診断及び
科学的な用途があるが、表面の粗さを検出するの
に感度の高い方法になる。
第４図はこの発明のNMRパルス順序に使うの
に適したNMR装置の主な部品の簡略ブロツク図
である。装置全体を４００で示すが、これは汎用
ミニコンピユータ４０１を持ち、これがデイスク
記憶装置４０３及びインターフエース装置４０５
に機能的に結合されている。RF送信機４０２、
信号平均装置４０４、及びGX，GY，GZ勾配コイ
ル４１６，４１８，４２０を夫々付勢する為の勾
配電源４０６，４０８，４１０が、インターフエ
ース装置４０５を介してミニコンピユータ４０１
に結合されている。
に適したNMR装置の主な部品の簡略ブロツク図
である。装置全体を４００で示すが、これは汎用
ミニコンピユータ４０１を持ち、これがデイスク
記憶装置４０３及びインターフエース装置４０５
に機能的に結合されている。RF送信機４０２、
信号平均装置４０４、及びGX，GY，GZ勾配コイ
ル４１６，４１８，４２０を夫々付勢する為の勾
配電源４０６，４０８，４１０が、インターフエ
ース装置４０５を介してミニコンピユータ４０１
に結合されている。
RF送信機４０２がミニコンピユータ４０１か
らのパルス包絡線を用いたゲートされ、検査され
る物体内の共鳴を励振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４１２で、NMR方法に応じて100ワツトか
ら数キロワツトまでの間で変化するレベルまで増
幅され、送信コイル４２４に印加される。サンプ
ルの容積が大きい場合には、一層高い電力レベル
が必要であるし、NMRの大きい周波数帯域幅を
励振する為に持続時間の短いパルスを必要とする
場合も同じである。
らのパルス包絡線を用いたゲートされ、検査され
る物体内の共鳴を励振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４１２で、NMR方法に応じて100ワツトか
ら数キロワツトまでの間で変化するレベルまで増
幅され、送信コイル４２４に印加される。サンプ
ルの容積が大きい場合には、一層高い電力レベル
が必要であるし、NMRの大きい周波数帯域幅を
励振する為に持続時間の短いパルスを必要とする
場合も同じである。
NMR信号を受信コイル４２６で感知し、低雑
音前置増幅器４２２で増幅し、更に増幅し、検出
して波作用を行なう為に受信機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
装置４０４によつて平均され、ミニコンピユータ
４０１で処理される。前置増幅器４２２及び受信
機４１４は、送信の間のRFパルスから、能動ゲ
ート作用又は受動形フイルタ作用によつて保護さ
れる。
音前置増幅器４２２で増幅し、更に増幅し、検出
して波作用を行なう為に受信機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
装置４０４によつて平均され、ミニコンピユータ
４０１で処理される。前置増幅器４２２及び受信
機４１４は、送信の間のRFパルスから、能動ゲ
ート作用又は受動形フイルタ作用によつて保護さ
れる。
ミニコンピユータ４０１が、NMRパルスに対
する包絡線変調及びゲート作用、前置増幅器及び
RF電力増幅器に対する消去作用を行なうと共に、
勾配電源の電圧波形を発生し、勾配の振幅を前進
させ、RFパルスの周波数（周波数走査を用いる
時）を前進させる。ミニコンピユータは、フーリ
エ変換、像の再生、データのフイルタ作用、像の
表示及び記憶機能（その全てはミニコンピユータ
によつて普通に行なわれる動作であつて、従つて
こゝではその機能だけを説明する）の様な処理を
も行なう。
する包絡線変調及びゲート作用、前置増幅器及び
RF電力増幅器に対する消去作用を行なうと共に、
勾配電源の電圧波形を発生し、勾配の振幅を前進
させ、RFパルスの周波数（周波数走査を用いる
時）を前進させる。ミニコンピユータは、フーリ
エ変換、像の再生、データのフイルタ作用、像の
表示及び記憶機能（その全てはミニコンピユータ
によつて普通に行なわれる動作であつて、従つて
こゝではその機能だけを説明する）の様な処理を
も行なう。
希望によつては、送信及び受信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使つ
てもよい。後に述べた構成は、パルス送信の間、
受信機に対するRFパルスの突入が減少すると云
う利点がある。何れの場合も、コイルの磁界は、
磁石４２８によつて発生される静磁界B0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。
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使つ
てもよい。後に述べた構成は、パルス送信の間、
受信機に対するRFパルスの突入が減少すると云
う利点がある。何れの場合も、コイルの磁界は、
磁石４２８によつて発生される静磁界B0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。
現在好ましいと考えられる実施例の流れのコイ
トラストを持つ３次元磁気共鳴造影方法を詳しく
説明したが、当業者には種々の変更が考えられよ
う。従つて、この発明は特許請求の範囲のみによ
つて限定されるものであつて、こゝで説明した現
在好ましいと考えられる実施例の細部によつて何
等制約されないことを承知されたい。
トラストを持つ３次元磁気共鳴造影方法を詳しく
説明したが、当業者には種々の変更が考えられよ
う。従つて、この発明は特許請求の範囲のみによ
つて限定されるものであつて、こゝで説明した現
在好ましいと考えられる実施例の細部によつて何
等制約されないことを承知されたい。
第１Ａ図は人体の一部分及び作像する領域の側
面図で、この発明の幾つかの特徴を理解するのに
役立つ図である。第１Ｂ図は人体の別の側面図
で、動脈の流れを排除して、静脈の血流を強調す
る様子を示すと共に、この発明の幾つかの特徴を
理解するのにも役立つ図である。第２図はこの発
明の現在好ましいと考えられる１実施例の作像手
順で使われる時間に対して示した１組の勾配波形
及び無線周波（RF）信号波形を示すグラフであ
る。第３Ａ図は志願者の頚動脈の分岐部のNMR
造影法による表示像を示す図であり、アテローム
性動脈硬化班情報の収集を例示する図である。第
３Ｂ図は第３Ａ図のNMR造影法による流れデー
タによつて定められた平面内での１対の軸方向
NMRスライス像を示す図であり、比較用として
示す図である。第４図はこの発明を実施する
NMR作像装置の主な部品の簡略ブロツク図であ
る。
面図で、この発明の幾つかの特徴を理解するのに
役立つ図である。第１Ｂ図は人体の別の側面図
で、動脈の流れを排除して、静脈の血流を強調す
る様子を示すと共に、この発明の幾つかの特徴を
理解するのにも役立つ図である。第２図はこの発
明の現在好ましいと考えられる１実施例の作像手
順で使われる時間に対して示した１組の勾配波形
及び無線周波（RF）信号波形を示すグラフであ
る。第３Ａ図は志願者の頚動脈の分岐部のNMR
造影法による表示像を示す図であり、アテローム
性動脈硬化班情報の収集を例示する図である。第
３Ｂ図は第３Ａ図のNMR造影法による流れデー
タによつて定められた平面内での１対の軸方向
NMRスライス像を示す図であり、比較用として
示す図である。第４図はこの発明を実施する
NMR作像装置の主な部品の簡略ブロツク図であ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ サンプルの選ばれ容積部分の中を実質的に予
定の方向にだけ流れる流体の、流れのコントラス
トを持つ３次元核磁気共鳴（NMR）造影図を作
る方法に於て、(a)前記選ばれた容積に対し、所望
の流れが入る方向から見て隣接している予定の容
積内の核スピンを飽和させて、３次元容積作像順
序によつて、前記選ばれた容積から発生された
NMR応答から第１組の容積像データを収集し、
(b)先行する飽和部分が全くない同じ３次元容積作
像順序により、前記容積要素から発生された別の
NMR応答から第２組の容積像データを収集し、
(c)前記第１組及び第２組の容積像データの一方を
他方から減算して１組の差データを発生し、該差
データから、流れる流体を取巻く不動の材料を実
質的に抑圧した像を表示出来る様にする工程を含
み、前記第２組の容積像データを収集する工程(b)
が、サンプルを主静磁界の中に置き、前記選ばれ
た容積内にある核スピンを90°未満の角度だけ章
動させ、各々の章動工程の後、位相符号化順序を
用い、各々の位相符号化順序に応答して１組の
NMR応答データを収集する工程で構成されてい
る方法。 ２ 前記選ばれた容積部分がデカルト座標によつ
て定められ、更に、位相符号化の為の２軸を指定
し、残りの軸を周波数符号化に指定する工程を含
む請求項１記載の方法。 ３ 少なくとも１つの位相符号化軸に沿つて流れ
の補償を行なう工程を含む請求項２記載の方法。 ４ 両方の位相符号化軸に沿つて流れの補償を行
なう工程を含む請求項３記載の方法。 ５ 前記第１組の容積像データを収集する工程(a)
が、前記第２組の容積像データを収集する工程に
含まれる全ての工程(b)を含むと共に、その他に、
予定の隣接する容積内の選ばれた種目の全ての原
子核のスピンを飽和させる先行する工程を含む請
求項１記載の方法。 ６ 飽和させる工程が、前記選ばれた種目の原子
核の磁化を、前記予定の容積内の縦方向の磁化を
除く様に選ばれた方向に、約60°及び約120°の間
の角度α′だけ章動させ、核スピンを飽和させるべ
き容積に、局部的な磁化の摂動を実質的に前記予
定の容積に制限する様に選ばれた特性を持つ磁界
勾配をかける工程を含む請求項５記載の方法。 ７ 前記章動させる角度α′が約90°である請求項
６記載の方法。 ８ 飽和させる工程が、更に章動させる工程によ
つて生じた横方向の磁化を実質的に位相外しする
工程を含む請求項６記載の方法。 ９ 章動させる工程が、サンプルをパルス状無線
周波磁界信号で照射する工程を含み、該磁界信号
は、前記予定の容積の中心を前記選ばれた容積の
中心からずらす程度を決定する少なくとも１つの
包絡線成形率によつて複素数変調されている請求
項６記載の方法。 １０ 各々の３次元容積作像順序が、サンプルの
容積内の核スピンを約20°乃至約40°のはじき角α
だけ章動させる工程から始まる勾配再集束形3D
フーリエ変換（3DFT）順序である請求項１記載
の方法。 １１ はじき角αが約30°である請求項１０記載
の方法。 １２ Ｎを、前記選ばれた容積を構成する複数個
（Ｌ個）の平面の各々にある複数個（Ｍ）のスト
ライプの積として、各々の3DFT順序をＮ回繰返
す請求項１１記載の方法。 １３ 少なくとも１つの勾配方向に於て、全ての
勾配磁界信号パルスの振幅−時間の積の積分面積
を実質的にゼロに等しくする設定する工程を含む
請求項１０記載の方法。 １４ 前記容積が１組のデカルト座標によつて定
められ、更に、各々の読取勾配方向と、１対の位
相符号化勾配方向の内の一方とに於て、全ての勾
配磁界信号パルスの振幅−時間の積の積分面積を
実質的にゼロに等しく設定する工程を含む請求項
１３記載の方法。 １５ 少なくとも１つの位相符号化勾配方向に於
ける流体の流速誤差を補償する為に、はじき角α
だけの章動が行なわれる実効時刻から当該順序の
データ収集中央時刻までの期間内に、順序のデー
タ収集中央時刻tEに対する全ての勾配磁界信号パ
ルスの一次モーメントの和を設定する工程を含む
請求項１３記載の方法。 １６ 一次モーメントの和が実質的にゼロにされ
る請求項１５記載の方法。 １７ ２番目の位相符号化勾配方向に於ける流体
の流速誤差を補償する為に、同じ期間内に、順序
のデータ収集中央時刻tEに対する全ての勾配磁界
信号パルスの一次モーメントを設定する工程を含
む請求項１５記載の方法。 １８ 各々の位相符号化勾配方向に於ける第１の
和が別々に実質的にゼロにされる請求項１７記載
の方法。 １９ 読取勾配方向に於ける流体の流速誤差を補
償する為に、同じ期間内に、順序のデータ収集中
央時刻tEに対する全ての勾配磁界信号パルスの一
次モーメントを設定する工程を含む請求項１７記
載の方法。 ２０ 一次モーメントの和が実質的にゼロにされ
る請求項１９記載の方法。 ２１ 関連する高次の流れ運動の誤差を補償する
為に、少なくとも１つの勾配方向の各々に於て、
少なくとも１つ高次の各々のモーメントを実質的
にゼロにする工程を含む請求項１７記載の方法。 ２２ 各々の読取の後、残りの位相符号化方向の
勾配磁界に巻戻しパルスを用いる工程を含む請求
項１４記載の方法。 ２３ 前記残りの位相符号化方向に於ける巻戻し
パルス及び他の全ての勾配磁界信号パルスの振幅
−時間の積の積分面積を実質的にゼロに等しく設
定する工程を含む請求項２２記載の方法。 ２４ 前記第１組及び第２組の容積像データの複
数個の部分の夫々同様な１つに対し、前記第１組
の容積像データ及び前記第２組の容積像データを
収集する工程を時間的に交互に行なう工程を含む
請求項１記載の方法。 ２５ 前記第１組の容積像データを収集する工程
が、前記選ばれたサンプルの部分から反対方向に
ある第１及び第２の容積を含む様に、予め飽和さ
せるべき隣接する容積を設定する工程を含む請求
項１記載の方法。 ２６ 前記第１組の容積像データを収集する工程
が、更に、前記選ばれた容積に隣接して第１の方
向にずれている第１の容積内にあるスピンを飽和
させて、前記容積作像順序により、最初に第１組
の予備データを収集し、その後、前記第１方向と
実質的に反対の第２の方向で、前記選ばれた容積
からずれて隣接している第２の容積内にあるスピ
ンを飽和させて、前記容積作像順序により、第２
組の予備データを収集し、第１組及び第２組の予
備データの一方を他方から減算して前記第１組の
容積像データを求める工程を含む請求項１記載の
方法。 ２７ 前記第２組の容積像データを求める工程
が、前記第１組の予備データから前記第２組の容
積像データを減算し、前記第２組の予備データか
ら前記第２組の容積像データを減算して、前記第
２組の容積像データを形成する工程を含む請求項
２６記載の方法。 ２８ サンプルの選ばれ容積部分の中を実質的に
予定の方向にだけ流れる流体の、流れのコントラ
ストを持つ３次元核磁気共鳴（NMR）造影図を
作る装置に於て、(a)前記選ばれた容積に対し、所
望の流れが入る方向から見て隣接している予定の
容積内の核スピンを飽和させて、３次元容積作像
順序によつて、前記選ばれた容積から発生された
NMR応答から第１組の容積像データを収集する
手段と、(b)先行する飽和部分が全くない同じ３次
元容積作像順序により、前記容積要素から発生さ
れた別のNMR応答から第２組の容積像データを
収集する手段と、(c)前記第１組及び第２組の容積
像データの一方を他方から減算して１組の差デー
タを発生し、該差データから、流れる流体を取巻
く不動の材料を実質的に抑圧した像を表示出来る
様にする手段を含み、前記第２組の容積像データ
を収集する手段が、サンプルを主静磁界の中に置
き、前記選ばれた容積内にある核スピンを90°未
満の角度だけ章動させ、各々の章動手段の後、位
相符号化順序を用い、各々の位相符号化順序に応
答して１組のNMR応答データを収集する手段で
構成されている装置。 ２９ 前記選ばれた容積部分がデカルト座標によ
つて定められ、更に、位相符号化の為の２軸を指
定し、残りの軸を周波数符号化に指定する手段を
含む請求項２８記載の装置。 ３０ 少なくとも１つの位相符号化軸に沿つて流
れの補償を行なう手段を含む請求項２９記載の装
置。 ３１ 両方の位相符号化軸に沿つて流れの補償を
行なう手段を含む請求項３０記載の装置。 ３２ 前記第１組の容積像データを収集する手段
が、前記第２組の容積像データを収集する手段に
含まれる全ての手段を含むと共に、その他に、予
定の隣接する容積内の選ばれた種目の全ての原子
核のスピンを飽和させる先行する手段を含む請求
項２８記載の装置。 ３３ 飽和させる手段が、前記選ばれた種目の原
子核の磁化を、前記予定の容積内の縦方向の磁化
を除く様に選ばれた方向に、約60°及び約120°の
間の角度α′だけ章動させ、核スピンを飽和させる
べき容積に、局部的な磁化の摂動を実質的に前記
予定の容積に制限する様に選ばれた特性を持つ磁
界勾配をかける手段を含む請求項３２記載の装
置。 ３４ 前記章動させる角度α′が約90°である請求
項３３記載の装置。 ３５ 飽和させる手段が、更に章動させる手段に
よつて生じた横方向の磁化を実質的に位相外しす
る手段を含む請求項３３記載の装置。 ３６ 章動させる手段が、サンプルをパルス状無
線周波磁界信号で照射する手段を含み、該磁界信
号は、前記予定の容積の中心を前記選ばれた容積
の中心からずらす程度を決定する少なくとも１つ
の包絡線成形率によつて複素数変調されている請
求項３３記載の装置。 ３７ 各々の３次元容積作像順序が、サンプルの
容積内の核スピンを約20°乃至約40°のはじき角α
だけ章動させる手段から始まる勾配再集束形3D
フーリエ変換（3DFT）順序である請求項２８記
載の装置。 ３８ はじき角αが約30°である請求項３７記載
の装置。 ３９ Ｎを、前記選ばれた容積を構成する複数個
（Ｌ個）の平面の各々にある複数個（Ｍ）のスト
ライプの積として、各々の3DFT順序をＮ回繰返
す請求項３８記載の装置。 ４０ 少なくとも１つの勾配方向に於て、全ての
勾配磁界信号パルスの振幅−時間の積の積分面積
を実質的にゼロに等しくする設定する手段を含む
請求項３７記載の装置。 ４１ 前記容積が１組のデカルト座標によつて定
められ、更に、各々の読取勾配方向と、１対の位
相符号化勾配方向の内の一方とに於て、全ての勾
配磁界信号パルスの振幅−時間の積の積分面積を
実質的にゼロに等しく設定する手段を含む請求項
４０記載の装置。 ４２ 少なくとも１つの位相符号化勾配方向に於
ける流体の流速誤差を補償する為に、はじき角α
だけの章動が行なわれる実効時刻から当該順序の
データ収集中央時刻までの期間内に、順序のデー
タ収集中央時刻tEに対する全ての勾配磁界信号パ
ルスの一次モーメントの和を設定する手段を含む
請求項４０記載の装置。 ４３ 一次モーメントの和が実質的にゼロにされ
る請求項４２記載の装置。 ４４ ２番目の位相符号化勾配方向に於ける流体
の流速誤差を補償する為に、同じ期間内に、順序
のデータ収集中央時刻tEに対する全ての勾配磁界
信号パルスの一次モーメントを設定する手段を含
む請求項４２記載の装置。 ４５ 各々の位相符号化勾配方向に於ける第１の
和が別々に実質的にゼロにされる請求項４４記載
の装置。 ４６ 読取勾配方向に於ける流体の流速誤差を補
償する為に、同じ期間内に、順序のデータ収集中
央時刻tEに対する全ての勾配磁界信号パルスの一
次モーメントを設定する手段を含む請求項４４記
載の装置。 ４７ 一次モーメントの和が実質的にゼロにされ
る請求項４６記載の装置。 ４８ 関連する高次の流れ運動の誤差を補償する
為に、少なくとも１つの勾配方向の各々に於て、
少なくとも１つ高次の各々のモーメントを実質的
にゼロにする手段を含む請求項４４記載の装置。 ４９ 各々の読取の後、残りの位相符号化方向の
勾配磁界に巻戻しパルスを用いる手段を含む請求
項４１記載の装置。 ５０ 前記残りの位相符号化方向に於ける巻戻し
パルス及び他の全ての勾配磁界信号パルスの振幅
−時間の積の積分面積を実質的にゼロに等しく設
定する手段を含む請求項４９記載の装置。 ５１ 前記第１組及び第２組の容積像データの複
数個の部分の夫々同様な１つに対し、前記第１組
の容積像データ及び前記第２組の容積像データを
収集する手段を時間的に交互に行なう手段を含む
請求項２８記載の装置。 ５２ 前記第１組の容積像データを収集する手段
が、前記選ばれたサンプルの部分から反対方向に
ある第１及び第２の容積を含む様に、予め飽和さ
せるべき隣接する容積を設定する手段を含む請求
項２８記載の装置。 ５３ 前記第１組の容積像データを収集する手段
が、更に、前記選ばれた容積に隣接して第１の方
向にずれている第１の容積内にあるスピンを飽和
させて、前記容積作像順序により、最初に第１組
の予備データを収集し、その後、前記第１方向と
実質的に反対の第２の方向で、前記選ばれた容積
からずれて隣接している第２の容積内にあるスピ
ンを飽和させて、前記容積作像順序により、第２
組の予備データを収集し、第１組及び第２組の予
備データの一方を他方から減算して前記第１組の
容積像データを求める手段を含む請求項２８記載
の装置。 ５４ 前記第２組の容積像データを求める手段
が、前記第１組の予備データから前記第２組の容
積像データを減算し、前記第２組の予備データか
ら前記第２組の容積像データを減算して、前記第
２組の容積像データを形成する手段を含む請求項
５３記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/211,612 US4849697A (en) | 1988-06-27 | 1988-06-27 | Three-dimensional magnetic resonance flow-contrast angiography with suppression of stationary material |
| US211,612 | 1988-06-27 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0263437A JPH0263437A (ja) | 1990-03-02 |
| JPH0426852B2 true JPH0426852B2 (ja) | 1992-05-08 |
Family
ID=22787649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1156000A Granted JPH0263437A (ja) | 1988-06-27 | 1989-06-20 | ３次元核磁気共鳴造影図を作る方法と装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4849697A (ja) |
| EP (1) | EP0349231A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0263437A (ja) |
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| DE4004185C2 (de) * | 1989-02-24 | 1997-08-07 | Siemens Ag | Verfahren zur Gewinnung von flußkompensierten, T¶2¶- gewichteten Bildern mittels der kernmagnetischen Resonanz |
| DE4018683A1 (de) * | 1989-06-23 | 1991-01-10 | Siemens Ag | Schichtprofiloptimierung fuer ein mit einer gradientenechosequenz betriebenes kernspin-tomographiegeraet |
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| US4994744A (en) * | 1989-10-27 | 1991-02-19 | General Electric Company | Method for combining acquired NMR data to suppress motion artifacts |
| US5034694A (en) * | 1989-11-22 | 1991-07-23 | Picker International, Inc. | Minimum basis set MR angiography |
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| US5190744A (en) * | 1990-03-09 | 1993-03-02 | Salutar | Methods for detecting blood perfusion variations by magnetic resonance imaging |
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Family Cites Families (11)
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