JPH09224920A - Ｎｍｒデータから画像を生成する方法及び装置 - Google Patents
Ｎｍｒデータから画像を生成する方法及び装置Info
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- JPH09224920A JPH09224920A JP26220396A JP26220396A JPH09224920A JP H09224920 A JPH09224920 A JP H09224920A JP 26220396 A JP26220396 A JP 26220396A JP 26220396 A JP26220396 A JP 26220396A JP H09224920 A JPH09224920 A JP H09224920A
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- 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
- G01R33/4818—MR characterised by data acquisition along a specific k-space trajectory or by the temporal order of k-space coverage, e.g. centric or segmented coverage of k-space
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 分極磁場の不均一性に起因する選択されたス
ラブの形状のあらゆる変則性を正確に整合させることの
できるＮＭＲデータから画像を生成する方法及び装置を
提供する。 【解決手段】 スラブ選択勾配２００と選択ＲＦ励起パ
ルス２０４とを併用してスラブを選択し、３次元ＮＭＲ
データ２１０を収集する。収集されるＮＭＲ信号２１０
に対する仮想的周波数エンコーディングを用いることに
より、各々のスラブ内で、より厚みの薄い２次元スライ
スを選択する。この仮想的周波数エンコーディングは、
スラブ選択方向において勾配の値を段階的に変化させる
と同時に、ＲＦ励起パルス２０４と結果のＮＭＲエコー
信号２１６の収集との間の時間間隔を変化させることに
より達成される。
ラブの形状のあらゆる変則性を正確に整合させることの
できるＮＭＲデータから画像を生成する方法及び装置を
提供する。 【解決手段】 スラブ選択勾配２００と選択ＲＦ励起パ
ルス２０４とを併用してスラブを選択し、３次元ＮＭＲ
データ２１０を収集する。収集されるＮＭＲ信号２１０
に対する仮想的周波数エンコーディングを用いることに
より、各々のスラブ内で、より厚みの薄い２次元スライ
スを選択する。この仮想的周波数エンコーディングは、
スラブ選択方向において勾配の値を段階的に変化させる
と同時に、ＲＦ励起パルス２０４と結果のＮＭＲエコー
信号２１６の収集との間の時間間隔を変化させることに
より達成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明の分野は、核磁気共鳴作像
の方法及びシステムである。更に具体的には、本発明
は、３次元ＮＭＲ画像データのマルチスラブ収集に関す
る。
の方法及びシステムである。更に具体的には、本発明
は、３次元ＮＭＲ画像データのマルチスラブ収集に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】人体組織のような物体が均一な磁場（分
極磁場Ｂ0 ）にさらされるとき、組織内のスピンの個々
の磁気モーメントは、この分極磁場に沿って整列しよう
とするが、各スピン固有のラーモア周波数において乱雑
な状態で磁場の周りを歳差運動している。物体、即ち組
織が、ｘ−ｙ平面内に存在すると共にラーモア周波数に
近い磁場（励起磁場Ｂ1 ）にさらされると、正味の整列
モーメントＭz は、ｘ−ｙ平面に向かって回転する、即
ち「傾斜する」ことが可能であって、その結果、正味の
横（方向）磁気モーメントＭt を発生する。励起したス
ピンによって信号が放出され、励起信号Ｂ1 を停止させ
た後に、この信号を受信すると共に処理して画像を形成
することができる。
極磁場Ｂ0 ）にさらされるとき、組織内のスピンの個々
の磁気モーメントは、この分極磁場に沿って整列しよう
とするが、各スピン固有のラーモア周波数において乱雑
な状態で磁場の周りを歳差運動している。物体、即ち組
織が、ｘ−ｙ平面内に存在すると共にラーモア周波数に
近い磁場（励起磁場Ｂ1 ）にさらされると、正味の整列
モーメントＭz は、ｘ−ｙ平面に向かって回転する、即
ち「傾斜する」ことが可能であって、その結果、正味の
横（方向）磁気モーメントＭt を発生する。励起したス
ピンによって信号が放出され、励起信号Ｂ1 を停止させ
た後に、この信号を受信すると共に処理して画像を形成
することができる。
【０００３】これらの信号を利用して画像を生成すると
きに、磁場勾配（Ｇx 、Ｇy 及びＧ z ）が用いられる。
典型的には、作像される領域は、一連の測定サイクルに
よって走査されており、これらのサイクルにおいて、上
述の勾配は、使用されている特定の局在化方法に従って
変化する。結果として得られる一組の受信されたＮＭＲ
信号をディジタル化すると共に処理し、多くの周知の再
構成技術のうちの１つを用いて画像が再構成される。
きに、磁場勾配（Ｇx 、Ｇy 及びＧ z ）が用いられる。
典型的には、作像される領域は、一連の測定サイクルに
よって走査されており、これらのサイクルにおいて、上
述の勾配は、使用されている特定の局在化方法に従って
変化する。結果として得られる一組の受信されたＮＭＲ
信号をディジタル化すると共に処理し、多くの周知の再
構成技術のうちの１つを用いて画像が再構成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＮＭＲ信号が収集され
て画像が生成されるような領域を局在化させる１つの方
法は、当業界では「スライス選択」技術又は「スラブ選
択」技術と呼ばれている。ある軸（例えば、ｚ軸）に沿
って磁場勾配が印加されると共に、選択ＲＦ励起パルス
が印加される。選択ＲＦ励起パルスの周波数は、分極磁
場Ｂ0 と印加された磁場勾配Ｇz との和がラーモア共鳴
の条件を満たすようなｚ軸に沿った位置にある励起され
たスピンについて共鳴を確立する。分極磁場Ｂ0 が作像
領域の全体にわたって均一であり且つ勾配磁場Ｇz が完
全に形成されているならば、スピンの平坦なスライス又
はスラブが励起される。スライスの位置は、選択ＲＦ励
起パルスの中央周波数によって決定され、スライスの厚
みは、選択ＲＦ励起パルスのバンド幅によって決定され
る。このような理想的なスライスを図２に示す。
て画像が生成されるような領域を局在化させる１つの方
法は、当業界では「スライス選択」技術又は「スラブ選
択」技術と呼ばれている。ある軸（例えば、ｚ軸）に沿
って磁場勾配が印加されると共に、選択ＲＦ励起パルス
が印加される。選択ＲＦ励起パルスの周波数は、分極磁
場Ｂ0 と印加された磁場勾配Ｇz との和がラーモア共鳴
の条件を満たすようなｚ軸に沿った位置にある励起され
たスピンについて共鳴を確立する。分極磁場Ｂ0 が作像
領域の全体にわたって均一であり且つ勾配磁場Ｇz が完
全に形成されているならば、スピンの平坦なスライス又
はスラブが励起される。スライスの位置は、選択ＲＦ励
起パルスの中央周波数によって決定され、スライスの厚
みは、選択ＲＦ励起パルスのバンド幅によって決定され
る。このような理想的なスライスを図２に示す。
【０００５】しかしながら、分極磁場Ｂ0 は完全には均
一でないので、実際にはスピン励起によるスライス選択
方法は完全ではない。発生された分極磁場Ｂ0 に不均一
性が存在するばかりでなく、対象がビュー領域（ＦＯ
Ｖ）内に配置されているときに、磁化率の効果によって
Ｂ0 磁場が更に歪められると共に化学シフトの効果が作
用し始める。その結果、励起されたスライスはもはや、
平坦な平面内ではなく、図３に示すような複雑な等高線
を成す平面内にある。
一でないので、実際にはスピン励起によるスライス選択
方法は完全ではない。発生された分極磁場Ｂ0 に不均一
性が存在するばかりでなく、対象がビュー領域（ＦＯ
Ｖ）内に配置されているときに、磁化率の効果によって
Ｂ0 磁場が更に歪められると共に化学シフトの効果が作
用し始める。その結果、励起されたスライスはもはや、
平坦な平面内ではなく、図３に示すような複雑な等高線
を成す平面内にある。
【０００６】殆どのＭＲＩパルス・シーケンスにおい
て、選択されたスライスの歪みは重大な問題ではない。
しかしながら、スライス選択を用い、次いで収集された
ＮＭＲ信号を更に局在化するために同じ軸に沿って位相
エンコーディングを用いる場合がある。位相エンコーデ
ィングは分極磁場Ｂ0 には依存しないので、位相エンコ
ーディングが選択する領域は、磁場の不均一性によって
歪められることはなく、従って、選択されたスライスの
形状に一致しなくなる。
て、選択されたスライスの歪みは重大な問題ではない。
しかしながら、スライス選択を用い、次いで収集された
ＮＭＲ信号を更に局在化するために同じ軸に沿って位相
エンコーディングを用いる場合がある。位相エンコーデ
ィングは分極磁場Ｂ0 には依存しないので、位相エンコ
ーディングが選択する領域は、磁場の不均一性によって
歪められることはなく、従って、選択されたスライスの
形状に一致しなくなる。
【０００７】このような状況を図４に示す。この場合に
は、ｚ軸に沿ったスラブ選択と、同じ軸に沿った位相エ
ンコーディングとを併用して３次元ＮＭＲデータが収集
されている。この方法は、例えば米国特許第４，４３
１，９６８号「選択励起を用いた３次元ＮＭＲ作像方
法」（"Method of Three-Dimensional NMR Imaging Usi
ngSelective Excitation"）に記載されており、本特許
はここに参照されるべきものである。Ｂ0 磁場の不均一
性の故に、３つのスラブ１０、１１及び１２は平坦では
なく、その代わりに、歪められて複雑な彎曲した空間を
成す。一連の３次元フーリエ変換収集を行って各々の励
起されたスラブ１０〜１２からＮＭＲ画像データを収集
し、位相エンコーディングを用いてｚ軸に沿って局在化
を行うので、ＮＭＲデータの３次元配列は、ｚ軸に沿っ
て配置された連続した平坦なスライス１４内に位置した
サンプルを表している。スラブ１０、１１及び１２の間
の境界ではスラブ境界が彎曲しているので、３次元デー
タの平坦なスライス１４は、これらのスライスを含む励
起されたスラブの境界と一致しなくなる。これにより、
再構成された３次元画像のスラブ境界に暗い帯（バン
ド）が生成する。この帯は、当業界では「ベネチアン・
ブラインド」・アーティファクトとして知られている。
このアーティファクトは、分極磁場の強度が高く、高速
スピン・エコー・パルス・シーケンスを用いて３次元Ｎ
ＭＲデータを収集している場合に特に厄介なものであ
る。
は、ｚ軸に沿ったスラブ選択と、同じ軸に沿った位相エ
ンコーディングとを併用して３次元ＮＭＲデータが収集
されている。この方法は、例えば米国特許第４，４３
１，９６８号「選択励起を用いた３次元ＮＭＲ作像方
法」（"Method of Three-Dimensional NMR Imaging Usi
ngSelective Excitation"）に記載されており、本特許
はここに参照されるべきものである。Ｂ0 磁場の不均一
性の故に、３つのスラブ１０、１１及び１２は平坦では
なく、その代わりに、歪められて複雑な彎曲した空間を
成す。一連の３次元フーリエ変換収集を行って各々の励
起されたスラブ１０〜１２からＮＭＲ画像データを収集
し、位相エンコーディングを用いてｚ軸に沿って局在化
を行うので、ＮＭＲデータの３次元配列は、ｚ軸に沿っ
て配置された連続した平坦なスライス１４内に位置した
サンプルを表している。スラブ１０、１１及び１２の間
の境界ではスラブ境界が彎曲しているので、３次元デー
タの平坦なスライス１４は、これらのスライスを含む励
起されたスラブの境界と一致しなくなる。これにより、
再構成された３次元画像のスラブ境界に暗い帯（バン
ド）が生成する。この帯は、当業界では「ベネチアン・
ブラインド」・アーティファクトとして知られている。
このアーティファクトは、分極磁場の強度が高く、高速
スピン・エコー・パルス・シーケンスを用いて３次元Ｎ
ＭＲデータを収集している場合に特に厄介なものであ
る。
【０００８】
【本発明の概要】本発明は、そのＮＭＲデータから画像
を再構成することのできるＮＭＲデータを収集する方法
である。この方法において、ＮＭＲデータは、１つの画
像座標方向に沿って配向した勾配磁場の存在下でＮＭＲ
信号を収集することにより、この１つの画像座標方向に
沿って周波数エンコーディングされると共に、第２の画
像座標方向に沿って配向した位相エンコーディング勾配
磁場の値を段階的に変化させるたびにＮＭＲ信号の収集
の相対的なタイミングをシフトさせることにより、この
第２の画像座標方向に沿って効果的に周波数エンコーデ
ィングされる。相対的タイミングのシフトは、作像パル
ス・シーケンスの最中にＮＭＲ信号が収集される時刻を
変化させることによるか、又は横磁化を発生するＲＦパ
ルスのタイミングを変化させることにより達成され得
る。
を再構成することのできるＮＭＲデータを収集する方法
である。この方法において、ＮＭＲデータは、１つの画
像座標方向に沿って配向した勾配磁場の存在下でＮＭＲ
信号を収集することにより、この１つの画像座標方向に
沿って周波数エンコーディングされると共に、第２の画
像座標方向に沿って配向した位相エンコーディング勾配
磁場の値を段階的に変化させるたびにＮＭＲ信号の収集
の相対的なタイミングをシフトさせることにより、この
第２の画像座標方向に沿って効果的に周波数エンコーデ
ィングされる。相対的タイミングのシフトは、作像パル
ス・シーケンスの最中にＮＭＲ信号が収集される時刻を
変化させることによるか、又は横磁化を発生するＲＦパ
ルスのタイミングを変化させることにより達成され得
る。
【０００９】本発明の一般的な目的は、選択ＲＦパルス
とスラブ選択勾配とによって励起されたスピンのスラブ
内でスピンを位置決めすることにある。スラブ選択勾配
と同じ軸に沿って配向した位相エンコーディング勾配を
段階的に変化させると同時に、収集されるＮＭＲ信号の
相対的タイミングをシフトさせることにより、信号を発
生するスピンがスラブ選択軸に沿ったスラブ内で位置決
めされる。分極磁場の不均一性に起因する選択されたス
ラブの形状のあらゆる変則性は、このスラブ内でスピン
を位置決めする本「仮想的」周波数エンコーディング方
法によって正確に整合させられる。
とスラブ選択勾配とによって励起されたスピンのスラブ
内でスピンを位置決めすることにある。スラブ選択勾配
と同じ軸に沿って配向した位相エンコーディング勾配を
段階的に変化させると同時に、収集されるＮＭＲ信号の
相対的タイミングをシフトさせることにより、信号を発
生するスピンがスラブ選択軸に沿ったスラブ内で位置決
めされる。分極磁場の不均一性に起因する選択されたス
ラブの形状のあらゆる変則性は、このスラブ内でスピン
を位置決めする本「仮想的」周波数エンコーディング方
法によって正確に整合させられる。
【００１０】本発明のもう１つの目的は、スピンを局在
化するスラブ選択方法とスラブ内でスピンを位置決めす
る位相エンコーディング方法との不整合に起因する３次
元画像内の画像アーティファクトを抑制することにあ
る。スラブ選択軸に沿った仮想的周波数エンコーディン
グを用いることにより、収集されたＮＭＲデータの３次
元配列の形状が、励起されたスラブの形状と正確に整合
する。その結果、スラブの境界におけるＮＭＲ信号が、
励起されたスピンの磁気共鳴を精密に反映すると共に、
再構成された画像内の暗い領域が除去される。
化するスラブ選択方法とスラブ内でスピンを位置決めす
る位相エンコーディング方法との不整合に起因する３次
元画像内の画像アーティファクトを抑制することにあ
る。スラブ選択軸に沿った仮想的周波数エンコーディン
グを用いることにより、収集されたＮＭＲデータの３次
元配列の形状が、励起されたスラブの形状と正確に整合
する。その結果、スラブの境界におけるＮＭＲ信号が、
励起されたスピンの磁気共鳴を精密に反映すると共に、
再構成された画像内の暗い領域が除去される。
【００１１】
【００１２】
【数１】
【００１３】
【数２】
【００１４】ここで、もう１つの座標Ｓ（物理的次元は
距離である）を定義している。一定値のＳは、選択中の
一定値の共鳴周波数に対応していると共に、等（equi）
選択周波数（又はequi−Ｓ）と呼ぶことのできる２次元
表面を画定している。一般的に言えば、ΔＢ0 がゼロで
ある場合又は選択勾配Ｇs が極めて高い場合以外は、eq
ui−Ｓは平面Ｚ＝ｃｔｅではない。
距離である）を定義している。一定値のＳは、選択中の
一定値の共鳴周波数に対応していると共に、等（equi）
選択周波数（又はequi−Ｓ）と呼ぶことのできる２次元
表面を画定している。一般的に言えば、ΔＢ0 がゼロで
ある場合又は選択勾配Ｇs が極めて高い場合以外は、eq
ui−Ｓは平面Ｚ＝ｃｔｅではない。
【００１５】equi−Ｓの曲率は、２次元作像ではさほど
重要ではない。Ｚ方向に平行な投影は、Ｘ−Ｙ平面上で
作像され、この投影は、２つのiso （異）−Ｓ、Ｓ＝Ｓ
0 −σ／２とＳ＝Ｓ0 ＋σ／２との間に包含されている
ρを分配したものである。このときσはスライス厚みで
ある。表面Ｓ＝Ｓ0 に対する法線がＺ軸とさほど大きな
角を成さないならば、再構成された画像の形状及び大き
さにおける歪みは無視できるものである。しかしながら
３次元においては、この効果は劇的なものであり得る。
なぜなら、関係してくるのは法線の角度ではなく、表面
Ｓ0 の高度Ｚの変化であるからである。２次元作像につ
いては２次（ΔＢ0 内）のものであった作像過程に対す
る作用が、３次元作像においては１次のものとなるので
ある。
重要ではない。Ｚ方向に平行な投影は、Ｘ−Ｙ平面上で
作像され、この投影は、２つのiso （異）−Ｓ、Ｓ＝Ｓ
0 −σ／２とＳ＝Ｓ0 ＋σ／２との間に包含されている
ρを分配したものである。このときσはスライス厚みで
ある。表面Ｓ＝Ｓ0 に対する法線がＺ軸とさほど大きな
角を成さないならば、再構成された画像の形状及び大き
さにおける歪みは無視できるものである。しかしながら
３次元においては、この効果は劇的なものであり得る。
なぜなら、関係してくるのは法線の角度ではなく、表面
Ｓ0 の高度Ｚの変化であるからである。２次元作像につ
いては２次（ΔＢ0 内）のものであった作像過程に対す
る作用が、３次元作像においては１次のものとなるので
ある。
【００１６】
【数３】
【００１７】問題は、フーリエ変換が、座標Ｓではなく
座標Ｚに沿って対象を再構成するという事実から生じて
いる。ビュー領域Ｌz にわたってＺに沿ってエンコーデ
ィングするには、γを乗じたエンコーディング勾配積分
の１段階
座標Ｚに沿って対象を再構成するという事実から生じて
いる。ビュー領域Ｌz にわたってＺに沿ってエンコーデ
ィングするには、γを乗じたエンコーディング勾配積分
の１段階
【００１８】
【数４】
【００１９】が必要である。例えば、Ｌz が選択された
スラブのＦＷＨＭ（半値幅）に等しいならば、Ｎ3 回の
エンコーディング工程を行うことにより、所望の分解能
（スライス厚み）σ＝Ｌz ／Ｎ3 を有するＮ3 個のスラ
イスを再構成することができる。Ｎ3 個の収集スライス
から成る一組のうち、Ｎkpt 個のスライスのみがスラブ
・プロファイルの平坦な部分に属しており、これらのス
ライスのみが視覚化に用いられる。この平坦な部分の範
囲をｌz と表記すると、ｌz ＝Ｎkpt σである。次い
で、互いにｌz だけ隔てられたいくつかのスラブを収集
することにより、３次元マルチスラブ収集はすべての空
間を網羅することになる。
スラブのＦＷＨＭ（半値幅）に等しいならば、Ｎ3 回の
エンコーディング工程を行うことにより、所望の分解能
（スライス厚み）σ＝Ｌz ／Ｎ3 を有するＮ3 個のスラ
イスを再構成することができる。Ｎ3 個の収集スライス
から成る一組のうち、Ｎkpt 個のスライスのみがスラブ
・プロファイルの平坦な部分に属しており、これらのス
ライスのみが視覚化に用いられる。この平坦な部分の範
囲をｌz と表記すると、ｌz ＝Ｎkpt σである。次い
で、互いにｌz だけ隔てられたいくつかのスラブを収集
することにより、３次元マルチスラブ収集はすべての空
間を網羅することになる。
【００２０】問題の核心は、最終的にスライスを単離す
るのに２つの分離した過程を用いているという事実にあ
る。即ち、１つ目はＲＦ選択であり、２つ目は続いて行
われる位相エンコーディングであって、各々の過程は、
空間の２つの異なる座標ＳとＺとを画定している。これ
ら２つの座標を一致させてこれらの座標を等しくしなけ
ればならない。そのために、先ずグラディエント・リコ
ールド・エコー（ＧＲＥ）・パルス・シーケンスについ
ての解決法を、次いで高速スピン・エコー（ＦＳＥ）・
パルス・シーケンスについての解決法を考察する。
るのに２つの分離した過程を用いているという事実にあ
る。即ち、１つ目はＲＦ選択であり、２つ目は続いて行
われる位相エンコーディングであって、各々の過程は、
空間の２つの異なる座標ＳとＺとを画定している。これ
ら２つの座標を一致させてこれらの座標を等しくしなけ
ればならない。そのために、先ずグラディエント・リコ
ールド・エコー（ＧＲＥ）・パルス・シーケンスについ
ての解決法を、次いで高速スピン・エコー（ＦＳＥ）・
パルス・シーケンスについての解決法を考察する。
【００２１】
【数５】
【００２２】位相エンコーディング勾配は、所定の法
則、例えば、信号収集次数（ｎ2 ，ｎ 3 ）の関数として
直線的であるという法則に従って、レファランス時間に
おける磁化の位相を変化させる。
則、例えば、信号収集次数（ｎ2 ，ｎ 3 ）の関数として
直線的であるという法則に従って、レファランス時間に
おける磁化の位相を変化させる。
【００２３】
【数６】
【００２４】ここで、δｋy 及びδｋz は、漸次増大す
るエンコーディング・ローブの時間積分にγを乗じたも
のである。再構成される画像の第３の座標Ｚを座標Ｓに
一致させるために、δｋz を含む項においてＺをＳに置
き換える。
るエンコーディング・ローブの時間積分にγを乗じたも
のである。再構成される画像の第３の座標Ｚを座標Ｓに
一致させるために、δｋz を含む項においてＺをＳに置
き換える。
【００２５】
【数７】
【００２６】この式は、以下のように書き換えると更に
明確になる。
明確になる。
【００２７】
【数８】
【００２８】δＴの物理的次元は、その名称が示唆する
ように時間である。物理的にδＴは、一定の大きさＧs
の勾配によって波数増分δｋz を発生するのに必要な時
間を表している。即ち換言すれば、δＴは、一定の勾配
Ｇs によってＦＯＶ（Ｚに沿った）の２つのエッジに位
置したプロトンの位相を２πだけずらす（ディフェイズ
する）のに必要な時間である。同様に、Ｔ＝ｎ3 ×δＴ
は、一定の勾配Ｇs によって所望の分解能（スライス厚
み）だけ隔てられた２つのプロトンの位相を２πだけず
らすのに必要な時間である。
ように時間である。物理的にδＴは、一定の大きさＧs
の勾配によって波数増分δｋz を発生するのに必要な時
間を表している。即ち換言すれば、δＴは、一定の勾配
Ｇs によってＦＯＶ（Ｚに沿った）の２つのエッジに位
置したプロトンの位相を２πだけずらす（ディフェイズ
する）のに必要な時間である。同様に、Ｔ＝ｎ3 ×δＴ
は、一定の勾配Ｇs によって所望の分解能（スライス厚
み）だけ隔てられた２つのプロトンの位相を２πだけず
らすのに必要な時間である。
【００２９】方程式（２）を踏まえて、レファランス点
において、通常の勾配エンコーディングｎ3 δｋz に加
えて、磁化が時間ｎ3 δＴの間にΔＢ0 によるディフェ
イジング（位相をずらすこと）を受けるようにパルス・
シーケンスを改変する。この改変は、素朴な形では、レ
ファランス点を（サンプリング・トレイン及び読み出し
勾配と共に）ｎ3 ×δＴだけシフトさせることにより実
現される。勿論、この可変的な時間に適合するように、
エンコーディングの終点と、信号サンプリングの始点と
の間に不動時間Ｔ／２を加算しなければならない。又、
方程式（２）をｎ3 ×δＴによって完全に書き換えるこ
とができる。
において、通常の勾配エンコーディングｎ3 δｋz に加
えて、磁化が時間ｎ3 δＴの間にΔＢ0 によるディフェ
イジング（位相をずらすこと）を受けるようにパルス・
シーケンスを改変する。この改変は、素朴な形では、レ
ファランス点を（サンプリング・トレイン及び読み出し
勾配と共に）ｎ3 ×δＴだけシフトさせることにより実
現される。勿論、この可変的な時間に適合するように、
エンコーディングの終点と、信号サンプリングの始点と
の間に不動時間Ｔ／２を加算しなければならない。又、
方程式（２）をｎ3 ×δＴによって完全に書き換えるこ
とができる。
【００３０】
【数９】
【００３１】この式は、選択時間そのものが、可変時間
によるエンコーディングに用いられ得ることを示してい
る。実際にはこの手段は、第３の方向についてのすべて
のエンコーディング・ローブを抑制すると共に、ＲＦパ
ルスの両側で選択勾配の平坦な部分をＴ／２ずつ増大さ
せる。従って、リフェイジング（再位相合わせ）・ロー
ブを調節して、ＲＦパルスの印加中の位相の増加γＧs
（Ｔ／２）Ｓを補正する。次いでエンコーディングを行
うために、増大した選択勾配ウィンドウ内でＲＦパルス
の中央の位置を（−ｎ3 ×δＴ）だけシフトさせて、方
程式（３）で表されている位相を作り出す。
によるエンコーディングに用いられ得ることを示してい
る。実際にはこの手段は、第３の方向についてのすべて
のエンコーディング・ローブを抑制すると共に、ＲＦパ
ルスの両側で選択勾配の平坦な部分をＴ／２ずつ増大さ
せる。従って、リフェイジング（再位相合わせ）・ロー
ブを調節して、ＲＦパルスの印加中の位相の増加γＧs
（Ｔ／２）Ｓを補正する。次いでエンコーディングを行
うために、増大した選択勾配ウィンドウ内でＲＦパルス
の中央の位置を（−ｎ3 ×δＴ）だけシフトさせて、方
程式（３）で表されている位相を作り出す。
【００３２】この解決法は、この勾配波形に関わるシー
ケンスがすべての信号収集について一定に留まってお
り、ＲＦパルスのみが前後に移動しているので、最初の
解決法よりも好ましい。結果として、渦電流による変動
は殆ど又は全く発生しない。高速スピン・エコー・パル
ス・シーケンスは、いくつかのゼロ位相点を含んでい
る。即ち、フリップ・パルスの中央、及びすべての（Δ
Ｂ0 ）エコー時間（即ち、２つのリフォーカシング（再
収束）・パルスの間の中間位置）である。又、信号サン
プリング・トレインと一定の読み出し勾配Ｇr とで構成
されている各々の読み出し時間に対してレファランス点
を結びつけることができる。このレファランス点を、エ
ンコーディングが実行されていないときには（名目的シ
ーケンス）、対応するエコーのゼロ位相点と一致するよ
うに配置する。ＲＦパルス・シーケンスに対して適用す
るときには、解決法はＣＰＭＧ（Carr-Purcell-Meiboom
-Gill ）条件を保持していなければならない。
ケンスがすべての信号収集について一定に留まってお
り、ＲＦパルスのみが前後に移動しているので、最初の
解決法よりも好ましい。結果として、渦電流による変動
は殆ど又は全く発生しない。高速スピン・エコー・パル
ス・シーケンスは、いくつかのゼロ位相点を含んでい
る。即ち、フリップ・パルスの中央、及びすべての（Δ
Ｂ0 ）エコー時間（即ち、２つのリフォーカシング（再
収束）・パルスの間の中間位置）である。又、信号サン
プリング・トレインと一定の読み出し勾配Ｇr とで構成
されている各々の読み出し時間に対してレファランス点
を結びつけることができる。このレファランス点を、エ
ンコーディングが実行されていないときには（名目的シ
ーケンス）、対応するエコーのゼロ位相点と一致するよ
うに配置する。ＲＦパルス・シーケンスに対して適用す
るときには、解決法はＣＰＭＧ（Carr-Purcell-Meiboom
-Gill ）条件を保持していなければならない。
【００３３】２つの連続したリフォーカシング・パルス
の中央の間での１つのプロトンのディフェイジングは、
そのプロトンがフリップ・パルスの中央と第１のリフォ
ーカシング・パルスの中央との間で経験するディフェイ
ジングの２倍でなければならない。フリップ・パルスの
位相は、すべての選択共鳴周波数について、それら自体
が同位相にある複数のリフォーカシング・パルスに対し
て直角位相になければならない。
の中央の間での１つのプロトンのディフェイジングは、
そのプロトンがフリップ・パルスの中央と第１のリフォ
ーカシング・パルスの中央との間で経験するディフェイ
ジングの２倍でなければならない。フリップ・パルスの
位相は、すべての選択共鳴周波数について、それら自体
が同位相にある複数のリフォーカシング・パルスに対し
て直角位相になければならない。
【００３４】勾配の時間積分に対してＣＰＭＧ条件が及
ぼす帰結は、以下の通りである。即ち、２つのリフォー
カシング・パルスの中央の間にあるすべての勾配積分又
は不均一性積分の値は、フリップ・パルスの中央と第１
のリフォーカシング・パルスの中央との間での勾配積分
又は不均一性積分のそれぞれの値の厳密に２倍でなけれ
ばならない。
ぼす帰結は、以下の通りである。即ち、２つのリフォー
カシング・パルスの中央の間にあるすべての勾配積分又
は不均一性積分の値は、フリップ・パルスの中央と第１
のリフォーカシング・パルスの中央との間での勾配積分
又は不均一性積分のそれぞれの値の厳密に２倍でなけれ
ばならない。
【００３５】ＦＳＥパルス・シーケンスについての第１
の解決法は、グラディエント・リコールド・エコー・シ
ーケンスについての解決法の直接的な拡張である。各々
のエコーを別個に考える。ゼロ位相点があり、ΔＢ0 エ
コー時間がある。又、サンプリング・トレイン及び読み
出し勾配に関するレファランス点がある。ゼロ位相点の
定義の変更を別にすれば、ＧＲＥパルス・シーケンスに
適用されたものと同じ論法及び方程式（２）がここでも
完全に有効である。
の解決法は、グラディエント・リコールド・エコー・シ
ーケンスについての解決法の直接的な拡張である。各々
のエコーを別個に考える。ゼロ位相点があり、ΔＢ0 エ
コー時間がある。又、サンプリング・トレイン及び読み
出し勾配に関するレファランス点がある。ゼロ位相点の
定義の変更を別にすれば、ＧＲＥパルス・シーケンスに
適用されたものと同じ論法及び方程式（２）がここでも
完全に有効である。
【００３６】この解決法を実現するためには、ＲＦ又は
いかなるエンコーディング・ローブをも変更することな
く、ただ各々のエコーの読み出し部分（レファランス
点）を取り出して、この部分をΔＢ0 エコー時間から遠
去かるように値ｎ3 ×δＴだけ前後に移動させる。勿
論、各々のリフォーカシング・パルスの間の分離は、読
み出し部分のこのシフトに適合し得るようにＴだけ増大
させられる。フリップ・パルスと第１のリフォーカシン
グ・パルスとの間の分離も又、ΔＢ0 に対するＣＰＭＧ
条件を保持するようにＴ／２だけ増大させなければなら
ない。これは、ＣＰＭＧ条件を保持するための唯一の要
件である。なぜなら、各ＲＦパルスの間の勾配積分の値
は変化していないからである。
いかなるエンコーディング・ローブをも変更することな
く、ただ各々のエコーの読み出し部分（レファランス
点）を取り出して、この部分をΔＢ0 エコー時間から遠
去かるように値ｎ3 ×δＴだけ前後に移動させる。勿
論、各々のリフォーカシング・パルスの間の分離は、読
み出し部分のこのシフトに適合し得るようにＴだけ増大
させられる。フリップ・パルスと第１のリフォーカシン
グ・パルスとの間の分離も又、ΔＢ0 に対するＣＰＭＧ
条件を保持するようにＴ／２だけ増大させなければなら
ない。これは、ＣＰＭＧ条件を保持するための唯一の要
件である。なぜなら、各ＲＦパルスの間の勾配積分の値
は変化していないからである。
【００３７】拡張すれば、勾配積分は、読み出し部分の
いかなるシフトについてもＲＦパルスの間で変更されて
いないので、各々のエコーについて異なるｋz エンコー
ディングを実行することもできる（即ち、１つのエコー
と次のエコーとでｎ3 を変化させることができる。）。
ＦＳＥパルス・シーケンスについてのもう１つの解決法
は、すべてのエコーについて一定のエンコーディングを
用いるものである。この解決法では、先ずすべてのＺ方
向の位相エンコーディング・ローブを削除する。そし
て、元来のＲＦパルス（フリップ・パルス及び各リフォ
ーカシング・パルス）の両側で選択勾配の平坦な部分を
Ｔ／２だけ増大させる。但し、このとき勾配リフォーカ
シング時間の終点においてＧz のゼロ積分を保存するた
めに、フリップ・パルスの後のＧz勾配のリフォーカシ
ング・ローブを適合させることを忘れないようにする。
これにより、最小のエコー間隔が少なくともＴだけ延長
される。次いで、（ｎ3 ×δｋz ）のエンコーディング
を行うために、すべてのＲＦパルスをブロックごとに−
（ｎ3 ×δＴ）だけ単に移動させる。
いかなるシフトについてもＲＦパルスの間で変更されて
いないので、各々のエコーについて異なるｋz エンコー
ディングを実行することもできる（即ち、１つのエコー
と次のエコーとでｎ3 を変化させることができる。）。
ＦＳＥパルス・シーケンスについてのもう１つの解決法
は、すべてのエコーについて一定のエンコーディングを
用いるものである。この解決法では、先ずすべてのＺ方
向の位相エンコーディング・ローブを削除する。そし
て、元来のＲＦパルス（フリップ・パルス及び各リフォ
ーカシング・パルス）の両側で選択勾配の平坦な部分を
Ｔ／２だけ増大させる。但し、このとき勾配リフォーカ
シング時間の終点においてＧz のゼロ積分を保存するた
めに、フリップ・パルスの後のＧz勾配のリフォーカシ
ング・ローブを適合させることを忘れないようにする。
これにより、最小のエコー間隔が少なくともＴだけ延長
される。次いで、（ｎ3 ×δｋz ）のエンコーディング
を行うために、すべてのＲＦパルスをブロックごとに−
（ｎ3 ×δＴ）だけ単に移動させる。
【００３８】この操作がＣＰＭＧ条件に違反しないこと
を検査すると共に、所望の第３の方向についての位相エ
ンコーディングを実行するために、単にスラブを切断し
て無限に小さいスライスＳ0 ，Ｓ0 ＋ｄＳとする。すべ
てのパルスを（ｎ3 ×δＴ）だけ時間シフトさせること
による影響は、フリップ・パルスの終点における横磁化
の位相を（ｎ3 ×δｋz ）Ｓ0 だけ変化させること、及
び同一のequi−Ｓ0 においてすべてのリフォーカシング
・パルスの軸を同一の量だけ回転させることと同等であ
る。従って、各々のスライス（Ｓ0 ，Ｓ0 ＋ｄＳ）を見
ると、ＣＰＭＧ条件は保持されており、各エコー時間に
おける信号は、同一の位相（ｎ3 ×δｋ z ）Ｓ0 だけ回
転している（即ち、第３の方向に沿った所望のエンコー
ディングが行われている。）。
を検査すると共に、所望の第３の方向についての位相エ
ンコーディングを実行するために、単にスラブを切断し
て無限に小さいスライスＳ0 ，Ｓ0 ＋ｄＳとする。すべ
てのパルスを（ｎ3 ×δＴ）だけ時間シフトさせること
による影響は、フリップ・パルスの終点における横磁化
の位相を（ｎ3 ×δｋz ）Ｓ0 だけ変化させること、及
び同一のequi−Ｓ0 においてすべてのリフォーカシング
・パルスの軸を同一の量だけ回転させることと同等であ
る。従って、各々のスライス（Ｓ0 ，Ｓ0 ＋ｄＳ）を見
ると、ＣＰＭＧ条件は保持されており、各エコー時間に
おける信号は、同一の位相（ｎ3 ×δｋ z ）Ｓ0 だけ回
転している（即ち、第３の方向に沿った所望のエンコー
ディングが行われている。）。
【００３９】ＣＰＭＧ条件には２つの種類がある。ＣＰ
ＭＧ条件自体は、９０°（フリップ・パルス）が一定の
位相リフォーカシング・パルスのトレインと直角位相に
ある場合についてのものである。もう１つの修正ＣＰＭ
Ｇとして知られている条件は、フリップ・パルスと各リ
フォーカシング・パルスとが、同一の軸上で印加されて
いるが、リフォーカシング・パルスの符号が１パルス置
きに変化する場合についてのものである。修正ＣＰＭＧ
シーケンスは、ＣＰＭＧシーケンスではあるが、回転フ
レーム内で見れば、各々のリフォーカシング・パルスの
間で角πだけ回転したＣＰＭＧシーケンスである。この
結果は、ＣＰＭＧと矛盾がなく、実際にδｆ0 だけ偏位
した回転フレーム内のスピンを見れば、フリップ・パル
スと第１のリフォーカシング・パルスとの間に位相変化
δｆ0 Ｔe ／２を加算すると共に各々のリフォーカシン
グ・パルスの間にδｆ0 Ｔe を加算することと同等であ
る。これらの比は１：２であり、定義に矛盾しない。次
いで、各々のパルスのレファランス位相がそれらのパル
スの中央の時間位置の関数として線形的に変化し得ると
いうもう１つの自由度を用いる（これは、もう１つの回
転フレーム内でＲＦパルスを見ることと同等であ
る。）。前の段落で述べたように、（パルスを名目的な
時間位置から遠去けてシフトさせることにより、）フリ
ップ・パルスによって選択されたスラブを横切る線形的
な位相変化を作り出す。
ＭＧ条件自体は、９０°（フリップ・パルス）が一定の
位相リフォーカシング・パルスのトレインと直角位相に
ある場合についてのものである。もう１つの修正ＣＰＭ
Ｇとして知られている条件は、フリップ・パルスと各リ
フォーカシング・パルスとが、同一の軸上で印加されて
いるが、リフォーカシング・パルスの符号が１パルス置
きに変化する場合についてのものである。修正ＣＰＭＧ
シーケンスは、ＣＰＭＧシーケンスではあるが、回転フ
レーム内で見れば、各々のリフォーカシング・パルスの
間で角πだけ回転したＣＰＭＧシーケンスである。この
結果は、ＣＰＭＧと矛盾がなく、実際にδｆ0 だけ偏位
した回転フレーム内のスピンを見れば、フリップ・パル
スと第１のリフォーカシング・パルスとの間に位相変化
δｆ0 Ｔe ／２を加算すると共に各々のリフォーカシン
グ・パルスの間にδｆ0 Ｔe を加算することと同等であ
る。これらの比は１：２であり、定義に矛盾しない。次
いで、各々のパルスのレファランス位相がそれらのパル
スの中央の時間位置の関数として線形的に変化し得ると
いうもう１つの自由度を用いる（これは、もう１つの回
転フレーム内でＲＦパルスを見ることと同等であ
る。）。前の段落で述べたように、（パルスを名目的な
時間位置から遠去けてシフトさせることにより、）フリ
ップ・パルスによって選択されたスラブを横切る線形的
な位相変化を作り出す。
【００４０】
【数１０】
【００４１】しかしながら、複数のリフォーカシング・
パルス（ｉ＝１，…と番号を付ける）については、以下
のように変化するレファランス位相を採用する。
パルス（ｉ＝１，…と番号を付ける）については、以下
のように変化するレファランス位相を採用する。
【００４２】
【数１１】
【００４３】（やはりリフォーカシング・パルスの各々
を、各々のパルスについて別個に適当な時間だけシフト
させることにより）。フリップ・パルスと第１のリフォ
ーカシング・パルスとの間の位相増分はＳΔＫ／２であ
り、各々のリフォーカシング・パルスの間の増分はＳΔ
Ｋであるので、ＣＰＭＧ条件はここでも満たされてい
る。各々のエコー（ｉ＝１，…）において受信される信
号の位相は、
を、各々のパルスについて別個に適当な時間だけシフト
させることにより）。フリップ・パルスと第１のリフォ
ーカシング・パルスとの間の位相増分はＳΔＫ／２であ
り、各々のリフォーカシング・パルスの間の増分はＳΔ
Ｋであるので、ＣＰＭＧ条件はここでも満たされてい
る。各々のエコー（ｉ＝１，…）において受信される信
号の位相は、
【００４４】
【数１２】
【００４５】である。エコー番号の関数として線形的に
変化し得る第３の方向に沿ったエンコーディングを行う
と共に、２次元ＦＳＥ又は３次元ＦＳＥにおいてＹ方向
について典型的に実施されてきたのと同じように、パラ
メータｋz 0 及びΔＫを用いて所要のｋz の値の収集を
異なる方式でインタリーブすることができる。ｋz 0 ＝
０であると仮定すると、ｉ番目のＲＦパルスのシフト
は、 δＴs （ｉ）＝（ｉ−１／２）（ΔＫ／γＧs ） ＝（ｉ−１／２）ΔＴ （７） である。
変化し得る第３の方向に沿ったエンコーディングを行う
と共に、２次元ＦＳＥ又は３次元ＦＳＥにおいてＹ方向
について典型的に実施されてきたのと同じように、パラ
メータｋz 0 及びΔＫを用いて所要のｋz の値の収集を
異なる方式でインタリーブすることができる。ｋz 0 ＝
０であると仮定すると、ｉ番目のＲＦパルスのシフト
は、 δＴs （ｉ）＝（ｉ−１／２）（ΔＫ／γＧs ） ＝（ｉ−１／２）ΔＴ （７） である。
【００４６】この式は、エコー間隔Ｔe ＋ΔＴを有する
ＲＦのＣＰＭＧトレインに対応しており、ここでＴe
は、各読み出し時間（及び他のすべての勾配）のエコー
間隔である。このように、ＲＦトレイン及びエコー信号
は、読み出し時間の中央から遠去かって規則的に（各エ
コーにおいてΔＴだけ余分に）シフトし、線形的に変化
し得るエンコーディングを提供する。これに加えて、前
の段落で実施したのと同じように、すべてのＲＦパルス
について大域的に時間をシフトさせることにより、ｋz
0 に対応するコーディングを行うこともできる。
ＲＦのＣＰＭＧトレインに対応しており、ここでＴe
は、各読み出し時間（及び他のすべての勾配）のエコー
間隔である。このように、ＲＦトレイン及びエコー信号
は、読み出し時間の中央から遠去かって規則的に（各エ
コーにおいてΔＴだけ余分に）シフトし、線形的に変化
し得るエンコーディングを提供する。これに加えて、前
の段落で実施したのと同じように、すべてのＲＦパルス
について大域的に時間をシフトさせることにより、ｋz
0 に対応するコーディングを行うこともできる。
【００４７】
【実施例】先ず、図１を参照すると、同図には、本発明
を組み込んだ好適なＭＲＩシステムの主要な構成要素が
示されている。システムの動作は、オペレータ・コンソ
ール１００から制御され、オペレータ・コンソール１０
０は、キーボード兼制御パネル１０２と、ディスプレイ
１０４とを含んでいる。コンソール１００はリンク１１
６を介して、独立した計算機システム１０７と交信して
おり、計算機システム１０７は、オペレータによるスク
リーン１０４上での画像の生成及び表示の制御を可能に
している。計算機システム１０７は、バックプレーンを
介して互いに交信している多数のモジュールを含んでい
る。これらのモジュールは、画像処理モジュール１０６
と、ＣＰＵモジュール１０８と、画像データ配列を記憶
するフレーム・バッファとして当業界で知られているメ
モリ・モジュール１１３とを含んでいる。計算機システ
ム１０７は、画像データ及びプログラムを記憶するため
のディスク記憶装置１１１及びテープ駆動装置１１２に
結合されていると共に、高速シリアル・リンク１１５を
介して別個のシステム制御装置１２２と交信している。
を組み込んだ好適なＭＲＩシステムの主要な構成要素が
示されている。システムの動作は、オペレータ・コンソ
ール１００から制御され、オペレータ・コンソール１０
０は、キーボード兼制御パネル１０２と、ディスプレイ
１０４とを含んでいる。コンソール１００はリンク１１
６を介して、独立した計算機システム１０７と交信して
おり、計算機システム１０７は、オペレータによるスク
リーン１０４上での画像の生成及び表示の制御を可能に
している。計算機システム１０７は、バックプレーンを
介して互いに交信している多数のモジュールを含んでい
る。これらのモジュールは、画像処理モジュール１０６
と、ＣＰＵモジュール１０８と、画像データ配列を記憶
するフレーム・バッファとして当業界で知られているメ
モリ・モジュール１１３とを含んでいる。計算機システ
ム１０７は、画像データ及びプログラムを記憶するため
のディスク記憶装置１１１及びテープ駆動装置１１２に
結合されていると共に、高速シリアル・リンク１１５を
介して別個のシステム制御装置１２２と交信している。
【００４８】システム制御装置１２２は、バックプレー
ン１１８によって互いに接続された一組のモジュールを
含んでいる。これらのモジュールは、ＣＰＵモジュール
１１９と、パルス発生器モジュール１２１とを含んでお
り、パルス発生器モジュール１２１は、シリアル・リン
ク１２５を介してオペレータ・コンソール１００と接続
している。リンク１２５を介して、システム制御装置１
２２は実行されるべき走査シーケンスを指示する命令
（コマンド）をオペレータから受信する。パルス発生器
モジュール１２１は、システムの構成要素を動作させて
所望の走査シーケンスを実行する。モジュール１２１
は、発生されるべきＲＦパルスのタイミング、強度及び
形状、並びにデータ収集ウィンドウのタイミング及び長
さを指示するデータを発生する。パルス発生器モジュー
ル１２１は、一組の勾配増幅器１２７に接続されてお
り、走査中に発生される勾配パルスのタイミング及び形
状を指示する。パルス発生器モジュール１２１は又、患
者に接続された多数の異なるセンサからの信号、例えば
電極からの心電図（ＥＣＧ）信号又はベローからの呼吸
信号を受信する生理学データ収集制御装置１２９から患
者のデータを受信する。そして最後に、パルス発生器モ
ジュール１２１は、患者の状態及びマグネット・システ
ムの状態と関連している様々なセンサからの信号を受信
する走査室インタフェイス回路１３３に接続している。
走査室インタフェイス回路１３３を介して、患者位置決
めシステム１３４も又、所望の走査位置に患者を移動さ
せるための命令を受信する。
ン１１８によって互いに接続された一組のモジュールを
含んでいる。これらのモジュールは、ＣＰＵモジュール
１１９と、パルス発生器モジュール１２１とを含んでお
り、パルス発生器モジュール１２１は、シリアル・リン
ク１２５を介してオペレータ・コンソール１００と接続
している。リンク１２５を介して、システム制御装置１
２２は実行されるべき走査シーケンスを指示する命令
（コマンド）をオペレータから受信する。パルス発生器
モジュール１２１は、システムの構成要素を動作させて
所望の走査シーケンスを実行する。モジュール１２１
は、発生されるべきＲＦパルスのタイミング、強度及び
形状、並びにデータ収集ウィンドウのタイミング及び長
さを指示するデータを発生する。パルス発生器モジュー
ル１２１は、一組の勾配増幅器１２７に接続されてお
り、走査中に発生される勾配パルスのタイミング及び形
状を指示する。パルス発生器モジュール１２１は又、患
者に接続された多数の異なるセンサからの信号、例えば
電極からの心電図（ＥＣＧ）信号又はベローからの呼吸
信号を受信する生理学データ収集制御装置１２９から患
者のデータを受信する。そして最後に、パルス発生器モ
ジュール１２１は、患者の状態及びマグネット・システ
ムの状態と関連している様々なセンサからの信号を受信
する走査室インタフェイス回路１３３に接続している。
走査室インタフェイス回路１３３を介して、患者位置決
めシステム１３４も又、所望の走査位置に患者を移動さ
せるための命令を受信する。
【００４９】パルス発生器モジュール１２１によって発
生された勾配波形は、Ｇx 増幅器と、Ｇy 増幅器と、Ｇ
z 増幅器とで構成されている勾配増幅器システム１２７
に印加される。各々の勾配増幅器は、全体的に参照番号
１３９を付したアセンブリ内の対応する勾配コイルを励
起して、位置エンコーディング信号の収集に用いられる
磁場勾配を発生する。勾配コイル・アセンブリ１３９
は、マグネット・アセンブリ１４１の一部を形成してお
り、マグネット・アセンブリ１４１は、分極マグネット
１４０と、全身型ＲＦコイル１５２とを含んでいる。シ
ステム制御装置１２２内の送受信モジュール１５０はパ
ルスを発生し、これらのパルスは、ＲＦ増幅器１５１に
よって増幅されると共に、送信／受信（Ｔ／Ｒ）スイッ
チ１５４によってＲＦコイル１５２に結合される。患者
内の励起核によって放出された結果として生ずる信号
は、同じＲＦコイル１５２によって検知され得ると共
に、送信／受信スイッチ１５４を介して前置増幅器１５
３に結合される。増幅されたＮＭＲ信号は、送受信器１
５０の受信部において復調され、濾波されると共にディ
ジタル化される。送信／受信スイッチ１５４は、パルス
発生器モジュール１２１からの信号によって制御され
て、送信モード中にはＲＦ増幅器１５１をコイル１５２
に電気接続し、受信モード中には前置増幅器１５３をコ
イル１５２に電気接続する。送信／受信スイッチ１５４
は又、送信モード又は受信モードのいずれの場合でも、
分離型ＲＦコイル（例えば、頭部コイル又は表面コイ
ル）を用いることを可能にしている。
生された勾配波形は、Ｇx 増幅器と、Ｇy 増幅器と、Ｇ
z 増幅器とで構成されている勾配増幅器システム１２７
に印加される。各々の勾配増幅器は、全体的に参照番号
１３９を付したアセンブリ内の対応する勾配コイルを励
起して、位置エンコーディング信号の収集に用いられる
磁場勾配を発生する。勾配コイル・アセンブリ１３９
は、マグネット・アセンブリ１４１の一部を形成してお
り、マグネット・アセンブリ１４１は、分極マグネット
１４０と、全身型ＲＦコイル１５２とを含んでいる。シ
ステム制御装置１２２内の送受信モジュール１５０はパ
ルスを発生し、これらのパルスは、ＲＦ増幅器１５１に
よって増幅されると共に、送信／受信（Ｔ／Ｒ）スイッ
チ１５４によってＲＦコイル１５２に結合される。患者
内の励起核によって放出された結果として生ずる信号
は、同じＲＦコイル１５２によって検知され得ると共
に、送信／受信スイッチ１５４を介して前置増幅器１５
３に結合される。増幅されたＮＭＲ信号は、送受信器１
５０の受信部において復調され、濾波されると共にディ
ジタル化される。送信／受信スイッチ１５４は、パルス
発生器モジュール１２１からの信号によって制御され
て、送信モード中にはＲＦ増幅器１５１をコイル１５２
に電気接続し、受信モード中には前置増幅器１５３をコ
イル１５２に電気接続する。送信／受信スイッチ１５４
は又、送信モード又は受信モードのいずれの場合でも、
分離型ＲＦコイル（例えば、頭部コイル又は表面コイ
ル）を用いることを可能にしている。
【００５０】ＲＦコイル１５２によって捕えられたＮＭ
Ｒ信号は、送受信モジュール１５０によってディジタル
化されると共に、システム制御装置１２２内のメモリ・
モジュール１６０へ転送される。走査が完了してデータ
配列全体がメモリ・モジュール１６０内に収集されたと
きに、アレイ・プロセッサ１６１が動作してこのデータ
を画像データ配列へフーリエ変換する。このフーリエ変
換は、収集されたＮＭＲデータの各々のｋ空間次元に沿
って実行され、殆どの応用では２次元又は３次元のいず
れかである。この画像データは、シリアル・リンク１１
５を介して計算機システム１０７へ伝送されて、ここで
ディスク・メモリ１１１内に記憶される。オペレータ・
コンソール１００から受信した命令に応答して、この画
像データをテープ駆動装置１１２に保管することもでき
るし、又は画像処理装置１０６で更に処理してオペレー
タ・コンソール１００へ伝送すると共にディスプレイ１
０４に表示することもできる。
Ｒ信号は、送受信モジュール１５０によってディジタル
化されると共に、システム制御装置１２２内のメモリ・
モジュール１６０へ転送される。走査が完了してデータ
配列全体がメモリ・モジュール１６０内に収集されたと
きに、アレイ・プロセッサ１６１が動作してこのデータ
を画像データ配列へフーリエ変換する。このフーリエ変
換は、収集されたＮＭＲデータの各々のｋ空間次元に沿
って実行され、殆どの応用では２次元又は３次元のいず
れかである。この画像データは、シリアル・リンク１１
５を介して計算機システム１０７へ伝送されて、ここで
ディスク・メモリ１１１内に記憶される。オペレータ・
コンソール１００から受信した命令に応答して、この画
像データをテープ駆動装置１１２に保管することもでき
るし、又は画像処理装置１０６で更に処理してオペレー
タ・コンソール１００へ伝送すると共にディスプレイ１
０４に表示することもできる。
【００５１】送受信器１５０の詳細については、米国特
許第４，９５２，８７７号及び同第４，９９２，７３６
号に記載されており、両特許はここに参照されるべきも
のである。本発明の第１の実施例は、図５に示すグラデ
ィエント・リコールド・エコー・パルス・シーケンスを
用いる。従来のグラディエント・リコールド・エコー・
パルス・シーケンスについては、米国特許第４，７０
７，６５８号に記載されている。本パルス・シーケンス
は、スラブ選択勾配パルス２００を含んでおり、その後
にリフェイジング・パルス２０２が続いている。好適な
実施例では、この勾配磁場（Ｇz ）はｚ軸に沿って配向
している。当業界で周知のように、同じ軸に沿った位相
エンコーディングが行われないならば、負のリフェイジ
ング・パルス２０２の面積は、スラブ選択パルス２００
の面積の２分の１に等しい。スラブ選択パルス２００の
印加中に選択ＲＦ励起パルス２０４が印加され、このパ
ルス２０４のバンド幅は、ｚ軸に沿ったスラブ（例え
ば、厚み８ｍｍ）内のスピンを励起するように設定され
ている。
許第４，９５２，８７７号及び同第４，９９２，７３６
号に記載されており、両特許はここに参照されるべきも
のである。本発明の第１の実施例は、図５に示すグラデ
ィエント・リコールド・エコー・パルス・シーケンスを
用いる。従来のグラディエント・リコールド・エコー・
パルス・シーケンスについては、米国特許第４，７０
７，６５８号に記載されている。本パルス・シーケンス
は、スラブ選択勾配パルス２００を含んでおり、その後
にリフェイジング・パルス２０２が続いている。好適な
実施例では、この勾配磁場（Ｇz ）はｚ軸に沿って配向
している。当業界で周知のように、同じ軸に沿った位相
エンコーディングが行われないならば、負のリフェイジ
ング・パルス２０２の面積は、スラブ選択パルス２００
の面積の２分の１に等しい。スラブ選択パルス２００の
印加中に選択ＲＦ励起パルス２０４が印加され、このパ
ルス２０４のバンド幅は、ｚ軸に沿ったスラブ（例え
ば、厚み８ｍｍ）内のスピンを励起するように設定され
ている。
【００５２】グラディエント・リコールド・エコー・パ
ルス・シーケンスは又、読み出し勾配パルス２０６を含
んでおり、このパルス２０６は、リフェイジング・パル
ス２０２の直後に印加される。好適な実施例では、読み
出し勾配（Ｇx ）は、ｘ軸に沿って配向しており、この
パルス２０６の前に負のディフェイジング・パルス２０
８が先行している。ＮＭＲエコー信号２１０は、読み出
し勾配パルス２０６の中央にエコー信号の最大値を発生
する状態で形成される。このＮＭＲエコー信号２１０を
サンプリングして、ｋ空間のｋx 軸に沿った一系列のＮ
ＭＲデータ（例えば、２５６サンプル）が取得される。
本パルス・シーケンスは、繰り返し実行されると共に、
ｙ軸に沿って配向した位相エンコーディング勾配パルス
（Ｇy 、図示されていない）を対応する一連の値（例え
ば、１２８の位相エンコーディング）にわたって段階的
に変化させて、ｋy 方向についてｋ空間を走査する。そ
の結果、ＮＭＲデータの２次元配列が収集され、この配
列から、単一の２次元スライス画像を再構成することが
できる。
ルス・シーケンスは又、読み出し勾配パルス２０６を含
んでおり、このパルス２０６は、リフェイジング・パル
ス２０２の直後に印加される。好適な実施例では、読み
出し勾配（Ｇx ）は、ｘ軸に沿って配向しており、この
パルス２０６の前に負のディフェイジング・パルス２０
８が先行している。ＮＭＲエコー信号２１０は、読み出
し勾配パルス２０６の中央にエコー信号の最大値を発生
する状態で形成される。このＮＭＲエコー信号２１０を
サンプリングして、ｋ空間のｋx 軸に沿った一系列のＮ
ＭＲデータ（例えば、２５６サンプル）が取得される。
本パルス・シーケンスは、繰り返し実行されると共に、
ｙ軸に沿って配向した位相エンコーディング勾配パルス
（Ｇy 、図示されていない）を対応する一連の値（例え
ば、１２８の位相エンコーディング）にわたって段階的
に変化させて、ｋy 方向についてｋ空間を走査する。そ
の結果、ＮＭＲデータの２次元配列が収集され、この配
列から、単一の２次元スライス画像を再構成することが
できる。
【００５３】ＮＭＲデータの３次元配列は、スラブ選択
軸（即ち、ｚ軸）に沿った位相エンコーディングを適用
しながら上述の２次元走査を繰り返すことにより収集さ
れる。図５に示すように、この収集は、リフェイジング
勾配パルス２０２を破線２１２で示す５つの連続した値
にわたって段階的に変化させることにより、励起された
スラブ内の連続した位置で５つの２次元スライスを収集
して実現される。ｚ軸位相エンコーディングの各々の段
階２１２は、ｋ空間内での２次元収集をｋz 軸に沿って
移動させ、走査の完了時には、ＮＭＲデータの３次元配
列（例えば、２５６×１２８×５）が収集されており、
この配列から５つの２次元スライス画像を再構成するこ
とができる。理想的な測定条件下では、これら５つの２
次元画像は、励起されたスラブを正確に充填している５
つの連続したスライスからのＮＭＲ信号を表している。
軸（即ち、ｚ軸）に沿った位相エンコーディングを適用
しながら上述の２次元走査を繰り返すことにより収集さ
れる。図５に示すように、この収集は、リフェイジング
勾配パルス２０２を破線２１２で示す５つの連続した値
にわたって段階的に変化させることにより、励起された
スラブ内の連続した位置で５つの２次元スライスを収集
して実現される。ｚ軸位相エンコーディングの各々の段
階２１２は、ｋ空間内での２次元収集をｋz 軸に沿って
移動させ、走査の完了時には、ＮＭＲデータの３次元配
列（例えば、２５６×１２８×５）が収集されており、
この配列から５つの２次元スライス画像を再構成するこ
とができる。理想的な測定条件下では、これら５つの２
次元画像は、励起されたスラブを正確に充填している５
つの連続したスライスからのＮＭＲ信号を表している。
【００５４】しかしながら前述のように、分極磁場Ｂ0
内の不均一性の故に、励起されたスラブの形状は収集さ
れた各々の２次元データ・セットの形状とは異なってい
る可能性がある。この問題は、本発明の本実施例におい
て、読み出し勾配パルス２０６を、ｚ軸位相エンコーデ
ィング・パルス２１２が段階的に変化するたびにＲＦ励
起パルス２０４に関してシフトさせることにより解決さ
れる。走査中には、読み出し勾配パルス２０６はこのよ
うにして、破線２１４で示される連続した各位置にわた
ってシフトされ、収集されるＮＭＲエコー信号２１０
は、破線２１６で示される連続した各位置へ同様にシフ
トされる。エコー時間のシフト（ΔＴ）は、この時間シ
フトΔＴにわたって、読み出し勾配（Ｇx ）パルス２０
６の下方にある面積がｚ軸位相エンコーディング勾配パ
ルス２１２における段階的変化（ΔＧz ）の面積と等し
くなるように選択される。即ち、 ΔＧz Ｔ212 ＝Ｇx ΔＴ であり、ここで、Ｔ212 は、リフェイジング・パルス２
１２の持続時間である。エコー信号収集時間のこのシフ
ト（ΔＴ）は、各々の２次元スライスについて別個にＮ
ＭＲ信号を効果的に周波数エンコーディングする。スラ
ブ選択勾配軸に沿ったこの「仮想的」周波数エンコーデ
ィングは、分極磁場Ｂ0 の不均一性の影響を受けてお
り、結果的に、選択された２次元スライスは、選択され
たスラブと同一の形状を有するものになる。図７に示す
ように、２次元スライス１６はこのようにして、選択さ
れたスラブ２０の境界１８と連続し、収集される３次元
ＮＭＲデータ・セットには切れ目が存在しなくなり、従
って、画像のアーティファクトも存在しなくなる。本発
明の第２の実施例は、図６に示す高速スピン・エコー・
パルス・シーケンスを用いる。高速スピン・エコー・パ
ルス・シーケンスの詳細については、米国特許第５，３
７８，９８５号「ＭＲＩのための高速スピン・エコー・
プレスキャン」（"Fast Spin Echo Prescan For MRI"）
に記載されており、本特許はここに参照されるべきもの
である。このパルス・シーケンスは、９０°選択ＲＦ励
起パルス２２２の印加中に参照番号２２０において印加
されるスラブ選択勾配Ｇz を含んでいる。この勾配２２
０の後に、負のリフェイジング勾配パルス２２４が続い
ており、このパルス２２４は、ＲＦ励起パルス２２２が
スラブ選択勾配パルス２２０の中央に整列する場合にス
ピンをリフェイズするだけの面積を有している。後述す
るが、本発明を実行するときには、ＲＦ励起パルス２２
２の整列は走査中にシフトされていき、上に引用した米
国特許第４，４３１，９６８号に記載されているよう
に、このシフトによって、スピンに対してｚ軸位相エン
コーディングが行われて、スラブ内でのスライス位置が
選択される。
内の不均一性の故に、励起されたスラブの形状は収集さ
れた各々の２次元データ・セットの形状とは異なってい
る可能性がある。この問題は、本発明の本実施例におい
て、読み出し勾配パルス２０６を、ｚ軸位相エンコーデ
ィング・パルス２１２が段階的に変化するたびにＲＦ励
起パルス２０４に関してシフトさせることにより解決さ
れる。走査中には、読み出し勾配パルス２０６はこのよ
うにして、破線２１４で示される連続した各位置にわた
ってシフトされ、収集されるＮＭＲエコー信号２１０
は、破線２１６で示される連続した各位置へ同様にシフ
トされる。エコー時間のシフト（ΔＴ）は、この時間シ
フトΔＴにわたって、読み出し勾配（Ｇx ）パルス２０
６の下方にある面積がｚ軸位相エンコーディング勾配パ
ルス２１２における段階的変化（ΔＧz ）の面積と等し
くなるように選択される。即ち、 ΔＧz Ｔ212 ＝Ｇx ΔＴ であり、ここで、Ｔ212 は、リフェイジング・パルス２
１２の持続時間である。エコー信号収集時間のこのシフ
ト（ΔＴ）は、各々の２次元スライスについて別個にＮ
ＭＲ信号を効果的に周波数エンコーディングする。スラ
ブ選択勾配軸に沿ったこの「仮想的」周波数エンコーデ
ィングは、分極磁場Ｂ0 の不均一性の影響を受けてお
り、結果的に、選択された２次元スライスは、選択され
たスラブと同一の形状を有するものになる。図７に示す
ように、２次元スライス１６はこのようにして、選択さ
れたスラブ２０の境界１８と連続し、収集される３次元
ＮＭＲデータ・セットには切れ目が存在しなくなり、従
って、画像のアーティファクトも存在しなくなる。本発
明の第２の実施例は、図６に示す高速スピン・エコー・
パルス・シーケンスを用いる。高速スピン・エコー・パ
ルス・シーケンスの詳細については、米国特許第５，３
７８，９８５号「ＭＲＩのための高速スピン・エコー・
プレスキャン」（"Fast Spin Echo Prescan For MRI"）
に記載されており、本特許はここに参照されるべきもの
である。このパルス・シーケンスは、９０°選択ＲＦ励
起パルス２２２の印加中に参照番号２２０において印加
されるスラブ選択勾配Ｇz を含んでいる。この勾配２２
０の後に、負のリフェイジング勾配パルス２２４が続い
ており、このパルス２２４は、ＲＦ励起パルス２２２が
スラブ選択勾配パルス２２０の中央に整列する場合にス
ピンをリフェイズするだけの面積を有している。後述す
るが、本発明を実行するときには、ＲＦ励起パルス２２
２の整列は走査中にシフトされていき、上に引用した米
国特許第４，４３１，９６８号に記載されているよう
に、このシフトによって、スピンに対してｚ軸位相エン
コーディングが行われて、スラブ内でのスライス位置が
選択される。
【００５５】リフェイジング勾配パルス２２４の後に、
一連の８つのスラブ選択勾配パルス２２６のうちの第１
のパルスが、対応する一連の選択１８０°ＲＦリフォー
カシング・パルス２２８と共に印加される。各スラブ選
択パルスの中央の間の間隔は、所望のエコー間隔（ＥＳ
Ｐ）であり、スラブ選択パルス２２０とスラブ選択パル
ス２２６との間の間隔は、エコー間隔の２分の１（ＥＳ
Ｐ／２）である。各ＲＦリフォーカシング・パルス２２
８の間でも同一の間隔（ＥＳＰ）が保持されていると共
に、ＲＦ励起パルス２２２と第１のＲＦリフォーカシン
グ・パルス２２８との間で間隔ＥＳＰ／２が保持されて
いる。ＲＦパルス・トレインは、後に詳述するように系
統的に時間シフトされるが、前述の間隔及び高速スピン
・エコー・シーケンスについてのCarr-Purcell-Meiboom
-Gill （例えば、ＣＰＭＧ）条件は常に保持されてい
る。スラブ選択勾配パルス２２０及び２２６の幅は、走
査中にＲＦパルスがシフトされてもＲＦパルス２２２及
び２２８が常にスラブ選択勾配Ｇz の存在下で印加され
るような幅とする。選択ＲＦパルス２２２及び２２８の
バンド幅は、スラブ厚みの全体（例えば、８ｍｍ）を選
択するように設定されている。
一連の８つのスラブ選択勾配パルス２２６のうちの第１
のパルスが、対応する一連の選択１８０°ＲＦリフォー
カシング・パルス２２８と共に印加される。各スラブ選
択パルスの中央の間の間隔は、所望のエコー間隔（ＥＳ
Ｐ）であり、スラブ選択パルス２２０とスラブ選択パル
ス２２６との間の間隔は、エコー間隔の２分の１（ＥＳ
Ｐ／２）である。各ＲＦリフォーカシング・パルス２２
８の間でも同一の間隔（ＥＳＰ）が保持されていると共
に、ＲＦ励起パルス２２２と第１のＲＦリフォーカシン
グ・パルス２２８との間で間隔ＥＳＰ／２が保持されて
いる。ＲＦパルス・トレインは、後に詳述するように系
統的に時間シフトされるが、前述の間隔及び高速スピン
・エコー・シーケンスについてのCarr-Purcell-Meiboom
-Gill （例えば、ＣＰＭＧ）条件は常に保持されてい
る。スラブ選択勾配パルス２２０及び２２６の幅は、走
査中にＲＦパルスがシフトされてもＲＦパルス２２２及
び２２８が常にスラブ選択勾配Ｇz の存在下で印加され
るような幅とする。選択ＲＦパルス２２２及び２２８の
バンド幅は、スラブ厚みの全体（例えば、８ｍｍ）を選
択するように設定されている。
【００５６】読み出し勾配パルス２３０は、各々のスラ
ブ選択勾配パルス２２６の後の間隔中に印加される。結
果として、ＮＭＲエコー信号２３２が発生されて、各々
の読み出し勾配パルス２３０の最中にサンプリングする
ことにより収集される。これらのサンプル（例えば、２
５６サンプル）は、ｋ空間のｋx 軸に沿った一系列のＮ
ＭＲデータを提供する。第１のＲＦリフォーカシング・
パルス２２８に先行してディフェイジング読み出し勾配
パルス２３４が印加されており、最初のサンプリングを
読み出し軸に沿って負のｋx 空間へシフトさせている。
位相エンコーディング・パルスＧy （図示されていな
い）も又、各々の読み出し勾配パルス２３０の前に従来
の方式で印加されて、対応するリワインダ（巻き戻し）
勾配パルス−Ｇy が各々の読み出し勾配パルスの後に印
加される。この位相エンコーディング・パルスＧy は、
従来の方式でＧy の値の組（例えば、１２８の値）にわ
たって段階的に変化し、収集されるＮＭＲデータの各々
の２次元スライスについてｋ y 軸に沿ってｋ空間を走査
する。
ブ選択勾配パルス２２６の後の間隔中に印加される。結
果として、ＮＭＲエコー信号２３２が発生されて、各々
の読み出し勾配パルス２３０の最中にサンプリングする
ことにより収集される。これらのサンプル（例えば、２
５６サンプル）は、ｋ空間のｋx 軸に沿った一系列のＮ
ＭＲデータを提供する。第１のＲＦリフォーカシング・
パルス２２８に先行してディフェイジング読み出し勾配
パルス２３４が印加されており、最初のサンプリングを
読み出し軸に沿って負のｋx 空間へシフトさせている。
位相エンコーディング・パルスＧy （図示されていな
い）も又、各々の読み出し勾配パルス２３０の前に従来
の方式で印加されて、対応するリワインダ（巻き戻し）
勾配パルス−Ｇy が各々の読み出し勾配パルスの後に印
加される。この位相エンコーディング・パルスＧy は、
従来の方式でＧy の値の組（例えば、１２８の値）にわ
たって段階的に変化し、収集されるＮＭＲデータの各々
の２次元スライスについてｋ y 軸に沿ってｋ空間を走査
する。
【００５７】本発明の本実施例に従ってＲＦパルス・ト
レインをΔＴだけシフトさせることにより、スラブ選択
勾配Ｇz に沿った位相エンコーディングが達成される。
時間シフトΔＴは、斜線の区域２４０に対応して蓄積さ
れる位相の結果的な変化が、励起されたスラブ内の各２
次元画像スライスの間に所望の間隔（例えば、１．０ｍ
ｍ）をもたらすように選択されている。走査中に収集さ
れるＮＭＲデータの各々の２次元スライスについて、Ｒ
Ｆパルス・トレイン２２２及び２２８は、量ΔＴだけシ
フトされている。Ｚ１、Ｚ２及びＺ３に位置した３つの
２次元スライスについてのＲＦパルス２２２及び２２８
の整列の仕方を図６に示す。更なる２次元スライスを取
得することもできるが、図示していない。
レインをΔＴだけシフトさせることにより、スラブ選択
勾配Ｇz に沿った位相エンコーディングが達成される。
時間シフトΔＴは、斜線の区域２４０に対応して蓄積さ
れる位相の結果的な変化が、励起されたスラブ内の各２
次元画像スライスの間に所望の間隔（例えば、１．０ｍ
ｍ）をもたらすように選択されている。走査中に収集さ
れるＮＭＲデータの各々の２次元スライスについて、Ｒ
Ｆパルス・トレイン２２２及び２２８は、量ΔＴだけシ
フトされている。Ｚ１、Ｚ２及びＺ３に位置した３つの
２次元スライスについてのＲＦパルス２２２及び２２８
の整列の仕方を図６に示す。更なる２次元スライスを取
得することもできるが、図示していない。
【００５８】ＲＦパルス２２２及び２２８のシフト（Δ
Ｔ）が、各々のＲＦリフォーカシング・パルス２２８と
後続のＮＭＲエコー信号２３２との間の時間間隔を変化
させることは明らかである。この理由は、読み出し勾配
パルス２３０のタイミングが、全走査中で固定されたま
まであるからである。前述の本発明の第１の実施例と同
様に、ＲＦパルスとこれに対応するＮＭＲエコー信号と
の間のタイミングのこの変化（ΔＴ）によって、各々の
２次元スライスについて別個にＮＭＲエコー信号が周波
数エンコーディングされる。この仮想的周波数エンコー
ディングは、分極磁場Ｂ0 の不均一性の影響を受けてい
るので、結果的な選択された２次元スライスは、図７に
示すように、選択されたスラブと同一の形状を有するも
のになる。
Ｔ）が、各々のＲＦリフォーカシング・パルス２２８と
後続のＮＭＲエコー信号２３２との間の時間間隔を変化
させることは明らかである。この理由は、読み出し勾配
パルス２３０のタイミングが、全走査中で固定されたま
まであるからである。前述の本発明の第１の実施例と同
様に、ＲＦパルスとこれに対応するＮＭＲエコー信号と
の間のタイミングのこの変化（ΔＴ）によって、各々の
２次元スライスについて別個にＮＭＲエコー信号が周波
数エンコーディングされる。この仮想的周波数エンコー
ディングは、分極磁場Ｂ0 の不均一性の影響を受けてい
るので、結果的な選択された２次元スライスは、図７に
示すように、選択されたスラブと同一の形状を有するも
のになる。
【図１】本発明を用いたＭＲＩシステムのブロック図で
ある。
ある。
【図２】理想的な動作条件下で選択されたスライスの図
である。
である。
【図３】不均一な分極磁場内で選択されたスライスの図
である。
である。
【図４】本発明を用いないで収集されたマルチスラブ式
の一組の３次元ＮＭＲ画像データの図である。
の一組の３次元ＮＭＲ画像データの図である。
【図５】本発明の１つの好適な実施例を実行するグラデ
ィエント・リコールド・エコー・パルス・シーケンスの
グラフである。
ィエント・リコールド・エコー・パルス・シーケンスの
グラフである。
【図６】本発明のもう１つの好適な実施例を実行する高
速スピン・エコー・パルス・シーケンスのグラフであ
る。
速スピン・エコー・パルス・シーケンスのグラフであ
る。
【図７】本発明を用いて収集されたマルチスラブ式の一
組の３次元ＮＭＲ画像データの図である。
組の３次元ＮＭＲ画像データの図である。
１０、１１、１２、２０ スラブ １４、１６ ２次元スライス １８ スラブの境界 １００ オペレータ・コンソール １０２ キーボード兼制御パネル １０４ ディスプレイ １０６ 画像処理装置 １０７ 計算機システム １０８、１１９ ＣＰＵモジュール １１１ ディスク記憶装置 １１２ テープ駆動装置 １１３、１６０ メモリ・モジュール １１５ 高速シリアル・リンク １１６ リンク １１８ バックプレーン １２１ パルス発生器モジュール １２２ システム制御装置 １２５ シリアル・リンク １２７ 勾配増幅器 １２９ 生理学データ収集制御装置 １３３ 走査室インタフェイス回路 １３４ 患者位置決めシステム １３９ 勾配コイル・アセンブリ １４０ 分極マグネット １４１ マグネット・アセンブリ １５０ 送受信モジュール １５１ ＲＦ増幅器 １５２ 全身型ＲＦコイル １５３ 前置増幅器 １５４ 送信／受信スイッチ １６１ アレイ・プロセッサ ２００、２２０、２２６ スラブ選択勾配パルス（Ｇ
z ） ２０２、２２４ リフェイジング・パルス（Ｇz ） ２０４ 選択ＲＦ励起パルス ２０６、２３０ 読み出し勾配パルス（Ｇx ） ２０８、２３４ ディフェイジング・パルス（Ｇx ） ２１０、２３２ ＮＭＲエコー信号 ２１２ 段階的に変化したリフェイジング・パルス ２１４ 段階的にシフトした読み出し勾配パルス ２１６ 段階的にシフトしたＮＭＲエコー信号 ２２２ ９０°選択ＲＦ励起パルス ２２８ １８０°選択ＲＦリフォーカシング・パルス ２４０ 蓄積された位相変化
z ） ２０２、２２４ リフェイジング・パルス（Ｇz ） ２０４ 選択ＲＦ励起パルス ２０６、２３０ 読み出し勾配パルス（Ｇx ） ２０８、２３４ ディフェイジング・パルス（Ｇx ） ２１０、２３２ ＮＭＲエコー信号 ２１２ 段階的に変化したリフェイジング・パルス ２１４ 段階的にシフトした読み出し勾配パルス ２１６ 段階的にシフトしたＮＭＲエコー信号 ２２２ ９０°選択ＲＦ励起パルス ２２８ １８０°選択ＲＦリフォーカシング・パルス ２４０ 蓄積された位相変化
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 イー・スン アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、ワウ ケシャ、リンカーンシャイア・コート、 2806番
Claims (10)
- 【請求項１】 関心領域から収集されたＮＭＲデータか
ら画像を生成する方法であって、 （ａ） 前記関心領域に分極磁場を印加する工程と、 （ｂ） 前記関心領域内のスピンの横磁化を発生するＲ
Ｆ励起パルスを印加する工程と、 （ｃ） １つの画像軸に沿って配向した勾配を有してい
る第１の磁場パルスを印加する工程と、 （ｄ） 第２の画像軸に沿って配向すると共に前記第１
の画像軸と垂直に配向した勾配を有している第２の磁場
パルスを、前記ＲＦ励起パルスを印加した後に所定の時
間間隔を空けて印加する工程と、 （ｅ） 前記第２の磁場パルスの印加中にＮＭＲ信号を
収集して、ｋ空間の１つの次元に沿った一組の信号サン
プルを発生する工程と、 （ｆ） 印加される前記第１の磁場パルスを漸次変化さ
せると共に前記ＲＦ励起パルスと前記第２の磁場パルス
との間の前記所定の時間間隔を漸次シフト（ΔＴ）させ
ながら、前記工程（ａ）〜（ｅ）を繰り返し、これによ
りｋ空間の第２の次元を画定する追加の組の信号サンプ
ルを収集する工程と、 （ｇ） ｋ空間の前記第１及び第２の次元の各々に沿っ
た前記信号サンプルの各組をフーリエ変換することによ
り画像を生成する工程とを備えたＮＭＲデータから画像
を生成する方法。 - 【請求項２】 前記ＲＦ励起パルスは、選択パルスであ
り、１つの前記画像軸に沿って配向した勾配を有してい
るスラブ選択パルスが、前記選択ＲＦ励起パルスと同時
に印加される請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 前記漸次変化（ΔＴ）は、前記ＲＦ励起
パルスが印加される時刻をシフトさせることにより達成
される請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 前記漸次変化（ΔＴ）は、第２の磁場パ
ルスが印加される時刻をシフトさせることにより達成さ
れる請求項１に記載の方法。 - 【請求項５】 前記ＲＦ励起パルスは、選択パルスであ
り、前記第１の磁場パルスの一部は、前記選択ＲＦ励起
パルスの印加中に印加される請求項１に記載の方法。 - 【請求項６】 関心領域から収集されたＮＭＲデータか
ら画像を生成する方法であって、 （ａ） 前記関心領域に分極磁場を印加する工程と、 （ｂ） １つの画像軸に沿って配向した勾配を有してい
る第１の磁場を印加する工程であって、該第１の磁場
は、一組の第２の勾配パルスからある時間だけ隔てられ
た第１の勾配パルスとして印加され、該第２のパルスの
組内の該勾配パルスは、前記時間の２分の１だけ互いに
隔てられている、第１の磁場を印加する工程と、 （ｃ） 第２の画像軸に沿って配向した勾配を有してい
る第２の磁場を印加する工程であって、該第２の磁場
は、一組の第３の勾配パルスを含んでおり、該一組の第
３の勾配パルスは、前記第２の勾配パルス内の対応する
各パルスの後に印加されると共に前記時間だけ互いに隔
てられている、第２の磁場を印加する工程と、 （ｄ） 前記第１の勾配パルスの印加中に発生されるＲ
Ｆ励起パルスと、該ＲＦ励起パルスの後に続いており、
前記第２の勾配パルスの連続した各パルスの印加中に発
生される一組のリフォーカシングＲＦパルスとを含んで
いる一連のＲＦパルスを発生する工程であって、前記Ｒ
Ｆ励起パルスは、前記第１のリフォーカシングＲＦパル
スから前記時間の２分の１だけ隔てられており、前記リ
フォーカシングＲＦパルスの各々は、前記時間だけ互い
に隔てられている、一連のＲＦパルスを発生する工程
と、 （ｅ） 前記第３の勾配パルスの各々の印加中にＮＭＲ
信号を収集して、ｋ空間の１つの次元に沿った一組の信
号サンプルを発生する工程と、 （ｆ） 前記一連のＲＦパルスを漸次シフト（ΔＴ）さ
せながら、前記工程（ａ）〜（ｅ）を繰り返し、ｋ空間
の第２の次元を画定する追加の組の信号サンプルを収集
する工程と、 （ｇ） ｋ空間の前記第１及び第２の次元の各々に沿っ
た前記信号サンプルの各組をフーリエ変換することによ
り画像を生成する工程とを備えたＮＭＲデータから画像
を生成する方法。 - 【請求項７】 前記一連のうちの前記ＲＦパルスの各々
は、選択ＲＦパルスである請求項６に記載の方法。 - 【請求項８】 前記ＲＦ励起パルスは、実質的に９０°
のフリップ角を有しており、前記リフォーカシングＲＦ
パルスの各々は、前記ＲＦ励起パルスのフリップ角の実
質的に２倍のフリップ角を有している請求項６に記載の
方法。 - 【請求項９】 第３の画像軸に沿って配向した勾配を有
している第３の磁場を、前記第３の勾配パルスの各々の
印加に先立って第４の勾配パルスとして印加し、収集さ
れた信号をｋ空間の第３の次元に沿って位相エンコーデ
ィングする請求項６に記載の方法。 - 【請求項１０】関心領域から収集されたＮＭＲデータか
ら画像を生成する装置であって、 （ａ） 前記関心領域に分極磁場を印加する手段と、 （ｂ） 前記関心領域内のスピンの横磁化を発生するＲ
Ｆ励起パルスを印加する手段と、 （ｃ） １つの画像軸に沿って配向した勾配を有してい
る第１の磁場パルスを印加する手段と、 （ｄ） 第２の画像軸に沿って配向すると共に前記第１
の画像軸と垂直に配向した勾配を有している第２の磁場
パルスを、前記ＲＦ励起パルスを印加した後に所定の時
間間隔を空けて印加する手段と、 （ｅ） 前記第２の磁場パルスの印加中にＮＭＲ信号を
収集して、ｋ空間の１つの次元に沿った一組の信号サン
プルを発生する手段と、 （ｆ） 印加される前記第１の磁場パルスを漸次変化さ
せると共に前記ＲＦ励起パルスと前記第２の磁場パルス
との間の前記所定の時間間隔を漸次シフト（ΔＴ）させ
ながら、前記手段（ａ）〜（ｅ）を繰り返して動作さ
せ、これによりｋ空間の第２の次元を画定する追加の組
の信号サンプルを収集する手段と、 （ｇ） ｋ空間の前記第１及び第２の次元の各々に沿っ
た前記信号サンプルの各組をフーリエ変換することによ
り画像を生成する手段とを備えたＮＭＲデータから画像
を生成する装置。
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