JPS58200145A - Ｎｍｒイメージング方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の背景） この発明はＮＭＲイメージング法に関する。

更に具体的に云えば、この発明は、一層大きなＮ〜ＩＲ
イメージング対象物内の厚い平面状のスラブ（厚板）の
励起された核スピンを制御自在に選択する為に選択的な
励起を使い、厚いスラブの一連の幾つかの断層断面像を
構成するのに必要な空間情報が同時に収集される様な３
次元ＮＭＲイメージング法に関する。

イメージング対象物の比較的薄い平面状の領域を映像す
る為の幾つかのＮＭＲイメージング法が開発されている
。　初期の方法の７つば点走査（ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ
　ｐｏｉｎｔ　）　　法であって、関心が持たれる領域
全体を機械的に又は電子的に点毎に走査する間、一度に
７つの点から空間情報を収集する。

これより幾分か効率のよいイメージング法は、線感知（
５ｅｎｓｉ　Ｌｉｖｅ　ｌ　ｉｎｅ　）法であり、一度
に７ツノ点からではなく、空間情報が、関心の持たれる
領域の線毎の走査の間、一度に７本の線全部から同時に
収集される。　平面状イメージング法は、７つの平面全
体から同時にデータが収集されるので。

更に効率がよい。

然し、３次元の物体の像を作る為には、点毎よりも、線
毎に画像情報を収集する方が一層効率がよ＜、線毎より
も平面全体から収集すれば尚（よくなる。　他の全ての
形式のイメージング法でも同じであるが、ＮＭＲメージ
ング法では、所定の時間内に出来るだけ多くの情報を収
集することが望ましい。　従って、平面毎の走査よりも
、イメージング対象物の３次元の領域全体から同時に情
報を収集すれば尚更望ましい。　ＮＭＲ信号な感知する
プローブは、一般的に同調コイルであり、これは本質的
に容積に対して感度があり、この為、対象物の３次元部
分からのデータを収集するのに。

ＮＭＲイメージングは非常に適している。　実際、点、
線及び平面状イメージング法では、データを収集する過
程を、関心１１持たれる一層小さく・領域に制限するの
に、かなりの努力が必要である。

３次元ＮＭＲイメージング方式が、米国特許第化０７０
）、１７７号、またＩＥＥＥ　トランスアクションズ拳
オン・ニュークリアーサイエンス誌ＮＳ−，！７゜第１
．！ｃ２７頁乃至第１２３／頁（／９と０年）所載の論
文「Ｚｃｕｇｍａｔｏｇｒａｐｈｙ　ｂｙ　Ｒｅｃｏｎ
ｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｆｒｏｍＰｒｏｊｅｃｔｉｏｎｓ
　Ｊ　、そしてまた米国特許第乞／乙濡グ２り号に提案
されている。　この各々の方式は、ＮＭ１４イメージン
グ対象物の範囲が限られていて、同調受信コイルが感度
を持つ領域内に収容されていることを暗黙の内に仮定し
ている。　然し、この仮定には多数の欠点がある。

７つの欠点は、同調受信コイルが感度を持つ領域の周縁
からのＮＭＲ信号は、感度を持つ領域の中心にある核ス
ピンからのＮＭＲ信号とは異なる振幅又は位相を持つこ
とである。　　この結果、画像の線又は縁の走査に゛於
けるフェード・オフ又は位相アーチファクトが生じる。

別の欠点は、（イメージング対象物として作用する）人
体の長゛軸゛に沿った受信コイルの感度が　　　　　　
１及ぶ領域の範囲は、印加するＲＦ　（高周波）磁界の
形と強度並びに受信コイルの形によってのみ決定するこ
とが出来ることである。　実際には、ＲＦ磁界は明確な
境界な持つ様に発生することが出来ないので、こういう
因子はあまり効果がない。

更に、ＲＦ磁界の形を決める精度は、θ／、２テスラの
靜磁界内にある水素（用）に対してＮＭＲイメージング
周波数（典型的には、５ＭＩ（ｚ）で利用し得るＲＦコ
イルとして許される巻数が少ないことによって制限され
る。　コイルの巻数は、コイルを共振させることが出来
る最高周波数な制限するコイルの分布インダクタンス及
び静電容量によって制限される。

更に別の欠点として、イメージング対象物の大部分から
のＮＭＲ信号を収集することが、イメージング装置の電
子回路のダイナミック・レンジにとって大きくなりすぎ
ることがある。　例えばＮＭＲ画像を構成する為には、
メタージング対象容積内の各々の画素に於けるＮＭＲ信
号の強度を知ることが必要である。　画素はイメージン
グ対象容積全体の小さな７つの部分である。　３次元画
像の再構成が（公知の７つの３次元イメージング法で使
われる様な）多角度投影−再構生による場合。

データ配列は立方体になり、所望の断層断面像が例えば
／２と×７２と個の画素を持つとき、配列は／２とｘ／
、２ｆＸ／λと個の画素を含む。　多角度投影再構生法
による３次元イメージングでは、分解能が全ての方向に
於て同じ（典型的には２ｍｍ　Ｘ、２ｍｍ）　　であり
、７個の断層断面像を構成する為の空間情報は、／２と
×／認と個の投影をしなければ求められない。　これは
、このイメージング法では、データが等方性でなければ
ならな（・とＬ・う公知の事実の為に必要になることで
ある。　　７０個の断層断面像を構成するのに必要なデ
ータを求めるのに、　／、２（５’　Ｘ　／２Ｆ　Ｘ　
１０回の投影だけをすることは不可能である。　この為
、容積全体からのＮＭＲ信号に対する７つの画素の信号
の強度の比（ダイナミック・レンジ）は、／対／２ざｘ
　／、２．１１１＞ｘ／ＪＪ、即ち、大体／対２×／θ
６である。　更に。

データ配列が立方体であるから、データを収集して再構
生する過程が実質的に長引く。

これと対照的に、この発明のＮＭＲイメージング法は等
方性データを必要としない。　各々の断層面に於ける画
像の分解能は横方向平面（即ち。

イメージング対象物の長軸に対して直交する平面）で−
２ｍｒｙ、ｘ２ｍｍであってよいが、長軸方向には１０
ｍｍにすることが出来る。　これは各々の断層断面像が
表わされる領域の厚さく断層幅）に等しい。　前に説明
した多角度投影再構生法の分解能に較べて、長軸方向の
分解能は／／！になる。

然し、これによってデータ収集に必要な時間の長さ、並
びに画像を再構生する為のデータの解析に必要な時間の
長さの両方が短くなる。　更に、３次元空間情報は、所
望の断層断面像の数ｎ２に等しい厚さを持つ選ばれた厚
いスラブだけから収集される。　この為、ｎ２　個の断
面像しか希望しない場合、所要の空間情報を得るのに、
／２Ｉｌｌｌ″×０２個のＮＭＲ信号しか必要としない
。　　ｎ２＝／θであれば、１ＭＯ回の投影（Ｎ、ＭＲ
倍信号しか必要としないが、これに較べて多角度投影再
構生法では／２．！”Ｘ１Ｍ回必要である。　所要のダ
イナミック９レンジが７２．！？／ｎ２　　の倍率だけ
減少することも明らかである。

（発明の概要） この発明の３次元ＮＭＲイメージング法は、選択的な励
起を用いて、靜−磁界内に配置されたイメージング対象
物の厚い平面状のスラブ部分にある核スピンを励起する
。　厚い平面状のスラブの一連の断層断面像を構成する
為の画像情報が同時に収集される。　最初、厚い平面状
のスラブ内にある核スピンが、イメージング対象物の第
１の軸線に沿った磁界勾配を印加すると同時に１周波数
選択性パルスな印加することによって励起される。

この後、直交する磁界勾配パルスを同時に印加して、Ｎ
ＭＦｔ信号に空間的な局地化を導入する。　一定の方向
を持つイメージング用勾配の存在の下にＮＭＲ信号を観
測し、観測されたＮＭＲ信号が、フーリエ解析をした時
、厚いスラブ全体からの空間情報をこの勾配の方向に投
影したものになる。　ＮＭＲ信号は、イメージング用勾
配の方向にある画素の数に応じた回数だけ、直角（ｑｕ
ａｄｒａｔｕｒｅ　）に標本化される。

この発明の目的は、ＮＭＲイメージング対象物の選ばれ
た制御された容積から画像情報が同時に求められる様な
改良された３次元ＮＭＲイメージング法を提供すること
である。

この発明の別の目的は１選ばれた容積の厚さを調節する
ことにより、ダイナミック−レンジを制御することが出
来る様な改良された３次元ＮＭＲイメージング法を提供
することである。

この発明の別の目的は、データを収集して再構生する時
間が短縮された改良された３次元ＮＭＲイメージング法
を提供することである。

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
体的に記載しであるが、この発明の構成、作用、並びに
その他の目的及び利点は、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。

（発明の詳細な説明） この発明で使うＮＭＲイメージング・パルス順序は、最
初に第１図を参照すれば、最もよく理解されよう。　第
１図は、デカルト座標系の２軸の正の方向を向いた均質
な靜磁界Ｂ。内に配置されたイメージング対象物１００
を示している。　Ｚ軸はサンプル１００の長軸又は円柱
形の軸＋ｌｌ！１１０６と一致する様に選ばれている。

　座標系の原点は対象物の中心にとるが、これは、以下
説明する様な選択的な励起方法によって選択される厚い
平面状のスラブ又はイメージング対象容積１０２の中心
でもある。　一層薄い平面状のスライス１０４ｔ／ｉ、
空間情報の解析によって得られる一連の断層像に対応す
る。　典型的には、平面状のスライス１０４の厚さΔ２
は約２乃至ｌＪ間Ｃミリメートル）である。

靜磁界Ｂ。の効果は、正味の磁気モーメントを持つ核ス
ピンを分極させて、一層多くの核スピンが磁界Ｂ。と整
合し、相加わって巨視的な磁化Ｍを発生させることであ
る。　この分極により。

共鳴現象を励起することが出来る。　個々の分極した核
スピン、従って磁化Ｍが、次の式で表わされる周波数ω
で共鳴する（即ち磁界Ｂ。の軸線の周りに歳差運動をす
る）。

ω”　’　Ｂｏ　　　　　　　　　　　　　　　（１）
こ＼でγは磁気回転比（各々の種類の同位元素に対して
一定）である。　水素（用）に対するγの値は約￥、２
４　ＫＨｚ　／ガウスである。　　１Ｈは生体の組織内
の至る所にあり、この他に存在する核種である窒素（Ｌ
４Ｎ）、燐（５ｊ　ｐ　）、炭素（＋５Ｃ）、　　ナト
リウム（２５Ｎａ）及び酸素（＋７０）に較べて一層強
いＮＭＷ信号を持つ。　この理由で、天然に発生する水
素の核スピンの空間分布ＩＮＭＲイメージングに使うの
が普通である。

一般的に、静磁界Ｂ。は、ＮＭＲイメージング・パルス
の順序全体の間印加され、従って、　ＮＭＲパルス順序
を示す全ての図面で省略しである。

最初に磁界勾配とＲＦ磁界パルスがＮＭＲイメージング
で持つ役割を考えるのが連光である。

ＮＭＲ信号に空間情報をエンコーディング（ｅｎｃｏｄ
ｉｎｇ　）する為に磁界勾配が必要である。　イメージ
ング対象容積に沿った磁界勾配が位置の関数であると、
共鳴周波岬ωも位置の関数になる。

実際、イメージング用勾配が直線的であれば１周波数ス
ペクトルは、この勾配の方向に沿ったＮＭＲ信号の分布
の７次元の投影である。　典型的には。

３つの直交する磁界勾配 （ｉ、（ｔ）　＝　ａＢｏ／　ａｘ　　　　　　　　　
　（２）ａ、（ｔ）＝θＢｏ／ａｙ（３） Ｇ７（ｔ）＝δＢｏ／δｚ（４） を使う。　勾配Ｇｘ、　Ｇ、、　Ｇ２　はイメージング
対象容積１０２（第１図）の全体にわたって一定である
が、その大きさは時間依存性を持つのが典型的である。

　勾配に関連する磁界を夫々ｂｘ、ｂ９．ｂ２で示す。

ｂｘ＝ＧＸ（ｔ）ｘ（５） ｂ、　＝　Ｇ、（ｔ）　ｙ　　　　　　　　　　　（６
）ｂ２＝０２（ｔ）　ｚ　　　　　　　　　　　　　ｆ
７１ＮＭＲイメージングでは、核スピンを共鳴状態に励
起する為Ｋ　ＲＦ磁界パルスな使う。　共鳴状態を誘起
するのに必要なＲＦパルスの周波数は。

式（１）に云う歳差周波数ωと同じである。　以下の説
明では、９０°ＲＦパルス及び／と０°ＲＦパルスと　
　　　　　１云う。　簡単に云うと、　　９０　ＲＦパ
ルスは、実験室の基準フレームに対してＺ軸の周りに共
鳴周波数ωで回転する基準フレーム内で、印加されたＲ
Ｆ磁界ベクトルによって定められた軸線の周りに、磁化
Ｍを２θ°回転させる。　即ち、Ｚ軸の正の方向が靜磁
界Ｂ。の方向であると仮定すれば、９ｏ０ＲＦパルスは
、例えばＹ軸及びＹ軸によって定められた横方向平面へ
Ｂ。に沿った磁化Ｍを回転させる。　同様に、／ＦＯＲ
Ｆパルスは、実験室の基準フレームに対してＺ軸の周り
に共鳴周波数ωで回転する基準フレーム内で、印加され
たＲＦ磁界ベクトルによって定められた軸線の周りに、
磁化Ｍを／ト０°回転させる（例えばＺ軸の正の方向か
らＺ軸の負の方向へ）。　Ｂｏに沿った磁化Ｍに対する
／Ｊ”０′Ｒ，Ｆパルスの反転作用は、断熱高速通過と
呼ばれる方法によっても得られる。　　ＲＦ磁界パルス
は横方向平面１例えばＹ軸に沿って印加される。

ＮＭＲの基本的な考えについて更に完全な説明が必要で
あれば、７９７１年にニューヨーク州のアカデミツク・
プレス社から出臆されたトーマスＣ。

ファーラー及びニドウィンＴ、ベツカーの著書「パルス
とフーリエ変換ＮＭＲ１理論と方法の入門」を参照され
たい。

次にこの発明の７つのＮＭＲパルス順序を示した第２図
について説明する。　最初に、第１図の横軸に沿って示
す期間３．から始まる、厚い平面状のスラブ１０２（第
１図）の選択並びにその中にある核スピンの励起を説明
する。　期間３の間、イメージング対象物１００に正の
磁界勾配Ｇ２が加えられて、対象物が、磁界勾配Ｇ２と
靜磁界Ｂ。とで構成されたＺ軸方向の合計磁界の作用を
受ける様にする。　大体期間３の中点で、対象物１００
が選択性２θ’ＲＦパルスで照射さ、れる。　　９０′
ＲＦパルスの周波数成分は、磁界強度が式（１）で予測
される様なスラブ１０２内の核スピンを選択的に励起す
る様に選ばれている。　スラブ１０２より外側の領域に
ある核スピンは実質的にＲＦパルスの影響を受けない。

　従って、９０°ＲＦパルスが　「選択性」であること
は明らかである。

９０”ＲＦパルスは、ｔを時間、ｂを定数として、（ｓ
ｉｎ　ｂｔ　）　／　ｂｔで振幅変調された搬送波であ
ることが好ましい。　この場合、平面状のスラブ１０２
の厚さの断面形状は略矩形になる。　この代りに、得ら
れる厚い平面状のスラブが略矩形の断面形を持つ様にす
ることが出来れば、この他の周波数選択性９０　Ｒ，Ｆ
パルスを使うことが出来る。

２θＲＦパルスの周波数帯域幅は、希望する断層断面像
またはスライス１０４の数によって決定される。　　１
０個の断面像しか希望しない場合。

帯域幅は、厚さが約−〇乃至／〃ミリ（７０個の断面×
２乃至／！龍／断面）の厚い平面状のスラブ内の核スピ
ンを励起するように選ばれる。

期間４に、負の磁界勾配Ｇｘを印加して、核スピンをＸ
軸方向に予定量だけ位相外しくｄｅｐｈａｓｉｎｇ　）
をする。　期間５に印加される正のイメージング用磁界
勾配Ｇｘが、核スピンの位相外れの方向を逆転し、この
為、核スピンは位相戻しく　ｒｅｐｈａｓｉｎｇ　）を
して、完全なスピン・エコー信号（期間５）を発生する
。　　どの１スピン・エコー信号は、磁界勾配Ｇｘが一
定である時間に観測することが出来る。　期間４に負の
Ｇｘのローブがない場合、ＮＭＲ信号は１期間４の終り
並びに期間５の始めに近い時刻に発生する。　この場合
、イメージング用勾配Ｇｘが過渡的であり且つその正確
な強度が判らない有限の期間があるので、この様なＮＭ
Ｒ信号から有用な空間情報な求めるのは困難である。　
この結果得られる空間情報は著しく歪んでいて、普通は
使うことが出来゛ない。

期間４に負の磁界勾配ローブＧｘを印加するのと同時に
、ｎｙ個の相異なる振幅（破線で示す）の内の７つの振
幅を持つ位相エンコーディング磁界勾配Ｇ、も印加する
。　勾配Ｇ、が、核スピンの向きに２πの倍数の捩れを
導入することにより、空間情報をＹ軸方向にエンコーデ
ィングする。

例として、第３ａ図は１位相エンコーディング勾配Ｇ、
を印加する前の核スピンのプロフィール（Ｚ軸の正の方
向から９０°章動している）を示している。　最初の勾
配Ｇ、を印加した後、核スピンは、第一３ｂ図に示す様
に・、／ターンの螺旋の形に恢れる。　勾配もの振幅を
変えることにより、捩れ（位相エンコーディング）の程
度が異なる。

勾配等の振幅の数ｎ、は、再構生された断層断面像がＹ
軸方向に持つ画素の数に等しくなる様に選ばれる。　期
間３，４及び５のパルス順序が、勾配Ｇ、のｎ９個の相
異なる振幅に対して繰返されて。

期間５にｎ９個のスピン・エコー信号を発生する。

実際には、信号対雑音比を改善する為に、勾配（を変え
る前に、信号を何回か平均化する。　典型的にはｎ、は
／２と又は２夕≦である。

期間４の磁界勾配Ｇ２は後で説明するλつの成分の和で
ある。　　Ｇ２の第１の成分はＧ２の負のローブであり
、これはスラブ１０２（第１図）全体にわたって１期間
３、（第２図）に励起された核スピンの位相戻しをする
のに必要である。　励起された核スピンは同じ周波数で
歳差運動をするが。

それらは異なる位相を持っていて、ＮＭＲ信号を劣化さ
せるので、位相戻しが必要である。　期間３の０２の正
のローブは期間４の０２の位相戻しローブに対して次の
関係を持つ。

形の積分である。

期間４の勾配Ｇ２の第２の成分は位相エンコーディング
用のローブであり、これによりスラブ１０２の厚さ全体
にわたり空間情報を位相エンコーディング（ＩＬＩち、
第１図のＺ軸方向に）することが可能になる。

磁界勾配Ｇ２が期間４に７個のＧ２０−ブとして示され
ているが、これは２つの成分の作用が７次的に独立であ
って、この為それを加算して上位相反し作用及び位相エ
ンコーディング作用の両方な同時に行なう和を形成する
ことが出来るからである。　期間４の磁界勾配Ｇ２の振
幅は、磁界勾配Ｇ、がｎ９個の振幅にわたって変える間
一定に保たれる。　　ｎｙ個のスピン・エコー信号を観
測した後、期間３．４及び５のパルス順序を位相エンコ
ーディング勾配Ｇ２の相異なる振幅（破線で示す）に対
して繰返す。　勾配Ｇ２の振幅の数０２は、断層断面又
はスライス１０４（第１図）の数に等しい。　　ｎ２個
の断面像に必要な空間情報を得る為に必要なスピン・エ
コー信号の数は（ｎ、）・（ｎ２）である。

Ｘ軸方向の空間的な弁別は、イメージング用磁界勾配Ｇ
Ｘの存在の下に期間５でスピン・エコー信号を観測する
ことによって得られる。　この勾配が、期間４の勾配Ｇ
ｘの負のローブによって位相外しをした核スピンの位相
戻しをする。　位相戻しが起る為には、期間４及び５（
第２図）の勾配ｑＸは次の様に選ばなければならない。

スピン・エコー信号が期間５にｎｘ回（直角に）標本化
される。　こ＼で販は断層断面像がＸ軸方向に持つ画素
の数に等しい（典型的にはｎｘ＝ｎ　ｙ　）。　観測さ
れたスピン・エコー信号は、厚いスラブ１０２全体から
の９晶情報をＸ軸に投影したものを表わす。

この為、厚いスラブ１０２がｎ　ｘ　”　ｎ　ｙ　”　
ｎ　ｚ個の画素に分割され、これらが公知の３次元離散
フーリエ解析方法によって得られる。　一旦へ・ｎ、・
ｎ２個の画素が得られたら、これを使って厚い平面状の
スラブを通る任意の角度で平面状の画像な発生すること
も出来る。

上に説明したパルス順序により、核スピンの相対的な分
布の空間情報が得られる。　この信号をＳｌと呼び、こ
れは水素の核スピンの密度の分布に関する情報を最も多
く持っている。　期間３の正の磁界勾配ｑ２を印加する
ときよりも時間Ｔ前の期間１の７ＦＯ°ＲＦパルス（又
は断熱高速通過）から始まる。第２図に示すパルス順序
全体を使う場合１期間５で観測される信号は核スピンの
密度とＴ、緩和時間（後で説明する）の両方の情報を含
む。　　この信号を８２と呼ぶ。　　Ｔ、の値の大体の
分布は次の式から計算す、ることか出来る。

Ｔ、　＝Ｔ／Ｉｎ　（認Ｓ１／８１−８２）　　　　（
１０）核スピンの密度並びにＴ、の情報を求める別　　
　　　　１の方法は、イメージング対象物のＴ１緩和時
間程度又はそれより短い繰返し周期で、パルス順序（期
間３，４及び５のみ）を繰返すことである。　Ｔ。

は約θθ３乃至３秒の範囲であり、人体のイメージング
では０３秒が典型的である。　従って、繰返し周期はθ
０３乃至３秒であってよいが、約θ／乃至７秒にするこ
とが好ましい。　　こうすると。

イメージング対象物の内、一層短い成分に較べて。

Ｔ、緩和時間が一層長い成分が減衰又は飽和する。

Ｔ、の値の空間分布に関する情報は、約００３乃至約３
秒、好ましくは約０７乃至７秒の繰返し周期で、第２図
に示す様なパルス順序（期間１乃至５）を繰返すことに
よっても得られる。　このパルス順序は、相次ぐ順序の
間で、磁化が平衡状態に戻る時間がない様に、高速で繰
返す。

こ＼で用語について説明すると、Ｔ１は「スピン格子緩
和」又は「縦緩和」時間と呼ばれる。

Ｔ、は核スピンが平衡状態に戻る過程を表ねす。

即ち、核スピンが、ＲＦ励磁が止んだ後、靜磁界Ｂｏ　
と再び整合する傾向を表わす。　平衡状態に復帰する速
度は、エネルギが周囲の材料（これは格子と呼ばれる）
にどの位速く移されるかに関係する。　　Ｔ１は液体に
於ける数ミリ秒から固体に於ける何分又は何時間にわた
って変化する。　生物学的な組織では、典型的な範囲は
約３θミリ秒乃至３秒である。

生物学的な組織のＴ、緩和時間並びに別の緩和時間Ｔ２
（後で説明する）は、組織の種類１年令並びに健康状態
に従って変化し、こうしてＮＭＲ画像で軟らかい組織を
弁別するための固有のコントラストを与える機構になり
１組織の種々の異常な状態を検出することが出来る様に
する。

横緩和時間又はスピン−スピン緩和時間Ｔ２は、１起さ
れた核スピンがどの位長く同相で、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り、−
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、それにより発生される磁界が他の近くにある回転
する原子核に影響を与える（スピン−スピン相互作用）
。　各々のスピンが若干異なる磁界の影響を受けると、
歳差運動の速度が異なり、他のスピンに対して位相外れ
を生じ、観測されるＮＭＲ信号を減少させる。

Ｔ２　は固体に於ける数マイクロ秒から液体に於ける何
秒かまで変わるが、常にＴ、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Ｊミリ秒乃至
３秒である。

磁界Ｂ。自体が（実際の磁石で屡々そうなる様に）固有
の非均質性を持つ場合、これによって別の位相外れが生
じ、それが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値の異なる磁界に
さらされ、従って若干異なる周波数で共鳴するからであ
る。　　この新しい減衰時間は、磁石の非均質性の影響
を含むが。

Ｔ２と呼ぶ。　’ｒ２＜Ｔ２　　である。

平面状（２次元）ＮＭＲイメージングでＴ２の影響を克
服するＮＭＲイメージング法が本出願人による！％願昭
！サブー乙ざＺ！号に記載されている。

第り図は３次元ＮＭＲイメージング法でＴ２の影響を克
服するパルス順序を示す。　　このパルス順序は第一図
に示すものと同様であるが、成る重要な違いがある。　
注目すべきことは、第り図の期間４では、（第一図の）
磁界勾配Ｇｘの負の位相外しローブの代りに、磁界勾配
Ｇｘの正の位相外しローブが用いられており、また勾配
感知コイルの電流が落着く様にする為の約θ／乃至／ミ
リ秒の短い待ち時間の後、非選択性／ざ０反転パルスが
期間４ａ　（Ｍ＆図）の間に印加される。　この／、？
０°ＲＦパルスは１期間３に於ける９０°ＲＦパルスの
印加から期間τ８の終りに印加される。

ＲＦパルスの平均印加時の間の時間であり、典型的には
約ｓミリ秒である。　ｐｒｏ　ＲＦ　　パルスの効果は
、Ｔ２　過程によって位相外れを生じた核スピンの位相
外れの方向を逆転して、最初のスピン・エコーが、　／
ｆＯＲＦパルスを印加してから期間　−の終りに発生す
る様にすることである。

／ざθ°ＲＦパルスはまた２番目のスピン・エコーが、
勾配ｑＸによって発生されたスピンの位相外し及び位相
戻しによりて生Ｐ巴様に誘導する・　２番目のスピン・
エコーの発生時点は１期間４に於ける最初の位相外しの
程度に関係する。　従って。

１゛２の影響を克服する為には、期間４の間に印加され
る位相外し勾配パルスＧｘの大きさを調節して、第２の
スピン・エコー信号も、／♂Ｑ′ＲＦパルスを印加して
から期間τ８の終り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／！θＲＦパルスを使う
と、スピン・エコー信号の位相戻しが一致して行なわれ
１期間５に示す様な複合ＮＭＲ信号が発生される。

２つのスピン・エコーが一致する為には１期間４及び５
（第９図）の勾配Ｇｘの波形の積分は次の条件を充たさ
なければならない。

磁界勾配ｑｘが期間４では正弦の正の半分として示しで
あるが、式０］）を満足すれば、任意の形にすることが
出来る。　例えば、勾配ｑｘはガウス形又は矩形の形で
あってよい。

第９図のパルス順序を用いて、期間１に非選択性７ｆＯ
′ＲＦ反転パルス又は断熱高速通過を印加することによ
り、又は期間３から始まるパルス順序な繰返すことによ
り、第一図について前に述べたのと同様に、核スピン及
びＴ１の空間分布情報を求めることが出来る。　　Ｔ、
情報のみを求める場合は、前に述べた様に、期間１から
始まるパルス順序全体を繰返すこと忙よって求めること
が出来る。　更に、Ｔ２の空間分布は１期間３，４゜４
ａ及び５から成るパルス順序の内の期間τａ（９０°Ｒ
Ｆパルスと７ｒＯ′ＲＦパルスめ間）を調節して、Ｔ３
がイメージング対象物のＴ２程度になる様にすることに
よって求めることが出来る。　期間τａは２乃至／！θ
Ｏミリ秒に調節することが出来るが、典型的な値は３０
ミリ秒である。　これによって対象物のＴ２緩和時間に
従って、核スピン・エコーが減衰し、こうしてＴ２像が
得られる。

組合せたＴ、及び１２画像情報は、第９図に示すパルス
順序全体で１期間Ｔ及びＴ３を調節することにより、又
は前に説明した時間の限界内で１期間τ３と期間１から
始まるパルス順序の繰返し周期とを調節することによっ
て、求めることが出来る。

７、及びＴ２情報はまた。Ｔ２を調節してＴ２情報を発
生し、期間３から始まる順序を繰返してＴ、情報を求め
ることによっても、得られる。　この様なパルス順序は
、Ｔ、及びＴ２の両方の画像情報を含むスピン・エコー
信号を発生する。

第５図及び第６図に示すパルス順序を使うことにより、
空間情報を収集する過程を速くすることが出来る。　第
５図の期間１乃至５は実質的に第２図の同じ番号の期間
と同一であるが、第３図の期間１．２．３．４．４ａ及
び５は第り図の同じ番号の期間と略同−である。

最初に第５図について説明すると、重要な特徴は、Ｇｘ
を反転して複数個のスピン・エコーな発生し、そして第
２図にも示した期間４の勾配の他に、種々の位相エンコ
ーディング勾配Ｇ２及びＧ、を印加することである。

例えば第！図に示す順序は、加算の前に交互のエコーを
時間的に反転することに注意して、期間７．９等の（Ｇ
ｘの反転によって発生された）スピン・エコーな単に加
算することにより、信号対雑音比な改善して、第２図に
示す順序（期間６゜８．１０等にエンコーディング勾配
Ｇ、及びｑ２を印加しない）の改良として使うことが出
来る。　１１個のエコーが収集される場合、信号対雑音
比は、１゛２減衰の為にエコー信号が目立って減衰する
点まで、約７１−倍に改善されろ。

期間６．８．１０等の位相エンコーディング勾配Ｇ、及
びｑ２は、データ収集時間を短縮する為に使うことが出
来る。　八・ｎ、・ｎｚ個の画素を持つ画像を発生する
のに必要な空間！報を得る為には、少なくともｎ、・ｎ
２個の信号を収集することが必要である。　この各々の
信号は独特な／対の整数１例えば下に記載する様なに、
、　ｋ２に対応しなければならない。

Ｓ（Ｘ、ｙ、ｚ、ｋｙ、に２．ｔ）＝ ８（ｘ、　ｙ、　ｚ、　ｏ、　ｏ、　ｔ）　ｅｘｐ　ｉ
ψｙｅｘｐ　ｉφ２０Ｊ１コ＼でＳ　（ｘ、　ｙ、　ｚ
、　ｋｙ、　ｋ２．　ｔ）は点（ｘ、ｙ、ｚ）のイメー
ジング対象物から発するＮＭＲ信号であり。

整数に、、　ｋ２　によって特徴づけられている。　こ
＼で、 式０３１及び（１４１Ｔ’ｉはｆ７を表わし、ψ、及び
ψ２は夫々Ｙ軸及びＺ軸方向の信号の移相量である。　
Ｌ、及びＬ２は夫々Ｙ軸及びＺ軸方向のイメージング開
口の長さである。

第２図では、各々のパルス順序はに、、　ｋ２の７つの
寄与しか発生せず、従って、ｎ、・ｎ２　個のこういう
順序を使わなければならない。　これはτをパルス順序
の間の時間（典型的には００ｊ乃至７秒）として、ｎ、
・ｎ２τの時間を要する。　これに対して７回の励起で
ｍ個のエコーが出れば、完全な空間画像情報を得るのに
、　ｎｙｅ　ｎ２／ｍ回のパルス順序を行なうだけでよ
い。

全ての必要な画像情報を収集する順序の７例は次の通り
である。　最初の励起で、期間４に。

位相戻し成分Ｇｚ＋（１）及び位相エンコーディング成
分ＧＺ２　（ｔ　）　ｆ含む勾配パルス０２に印加する
。

こ＼でγは磁気回転比である。　更に期間４に位相エン
コーディング勾配Ｇ、　（ｔ　）がある。

この後の期間６．８等に、別の勾配パルス等が印加され
る。

この例では、付加的な勾配パルスｑ２は印加しない。　
多Ｉエコーに対するＹ軸に沿った位相の捩れは累積的で
あることに注意されたい。　即ち。

３個の付加的な勾配パルスの後、Ｙ軸方向のイメージン
グ開口の両端の間の合計の移相量Δφは次の式で表わさ
れる。

ｎ７個のエコーを求めることが出来れば１次の励起順序
は、最初の０２２（ｔ）が次の条件を充たす様に選ばれ
ることを別にすれば、最初の順序と同一である。

この様なｎ２個の順序を行なって、空間情報の収集を完
了する。

第３図は、夫々期間５，７等にスピン・エコー信号を発
生する為に１期間６．８等に／す０°ＲＦパルスが印加
されることを別とすれば、第Ｓ図と同様なパルス順序で
ある。　／とθ°ＲＦパルスを使うのが望ましいのは、
（第９図について説明した様に）このパルス順序が靜磁
界Ｂ。の非均質性によるＴ２　　の影響を克服するから
であり、勾配Ｇｘな反転（第Ｓ図）してもそうはならな
いためである。　第９図の場合と同じく、勾配パルスＧ
ｘは次の条件な充たさなければならない。

第Ｓ図及び第６図の期間６．８．１０　　等の付加的な
Ｇ２パルスを含めて、完全な一組の空間情報を発生する
為に使うことが出来るＧ、及びＧ２パルスの選択は非常
に多数あることは明らかであろう。

唯一の条件は、Ｇｙ及びＧ２パルスによって生ずる全て
の対の合計移相量（Δφ７．Δφ２）が（Δφ、。

Δψ）　＝２１ｔ　（ｋ、、　ｋ２）　　の関係を充た
すことである。　こ＼で が少なくとも７つの信号で使われる。

第７図はこの発明のＮＭＲパルス順序に使うの（・ζ適
したＮＭＲイメージング装置の王な部品の簡略フロック
図である。　装置４００Ｉｉ、汎用ミニコンピユータ４
０１で構成され、これがディスク記蔵装置４０３及びイ
ンターフェイス装置４０５に機能的に結合されている。

　　ＲＦ発信器４０２．信号平均化装置４０４、及び夫
々ｘ、　ｙ、　ｚの勾配コイル４１６゜４１８．４２０
を付勢する為の勾配電源４０６．４０８゜４１０が、イ
ンターフェイス装置４０５を介してミニコンピユータ４
０１に結合されている。

ＲＦ発信器４０２にはミニコンピユータ４０１からパル
ス包絡線がゲートされ、検査する物体（対象物）の核磁
気共鳴を励起する為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、
イメージング法に応じて７００ワツトから数キロワット
まで変化するレベルに増幅され、発信コイル４２４に印
加される。　身体全体のイメージングと云う様な大きな
容積や、大きなＮＭＲ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には、高い電力レベ
ルが必要である。

ＮＭＲ信号が受信コイル４２６によって感知され、低雑
音前置増幅器４２２で増幅され、更に増幅。

検出並びに沖波作用をする為に、受信器４１４に印加さ
れる。　この後、信号がディジタル化され、信号平均化
装置４０４によって平均化作用を受けて、ミニコンピユ
ータ４０１によって処理される。　前置増幅器４２２及
び受信器４１４は、能動形ゲート作用又は受動性Ｆ波作
用により１発信の間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
ト運びに包絡線変調、前置増幅器及びＲＦ電力増幅器に
対するブランキング、並びに勾配電源に対する電圧波形
を供給する。　　ミニコンてはこの発明の範囲外である
）の様なデータ処理なも行なう。

希望によっては１発信及び受信ＲＦコイルは７個のコイ
ルで構成することが出来る。　この代りに、２つの別々
のコイルを電気的に直交する様に配置して用いることが
出来る。　後に述べた形式６・ま、パルス発信の間、受
信器へのＲＥ’パルスの通り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７
図）によって発生される静磁界Ｂ。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る。　３つ
の典型的なＲＦコイルの設計が第とａ図、第とｂ図及び
第＜５’Ｃ図に示されている。　これらの全てのコイル
は、Ｘ軸方向のＲＦ磁界を発生する。

第ざｂ図及び第２０図に示すコイルの設計は、対象物の
室の軸線が主磁界Ｂ。（第１図）に対して平行な磁気的
な配置の場合に適している。　第とａ図に示す設計は、
対象物の室の軸線が主磁界Ｂ。

（図に示してない）ＩＣ対して垂直な形状の場合に用い
られる。

磁界勾配コイル４１６．４１８．．４２０　（第７図）
は夫々勾配Ｇｘ、　Ｇ、、　Ｇ２を発生するのに必要で
ある。

これまで説明したイメー：１ジング・パルス順序では。

勾配は対象物の容積にわたって単調で線形でなげればな
らない。　多数の値を持つ勾配磁界は、エイリアシング
（ａｌ　ｉａｓｉｎｇ　）　　と呼ばれるＮＭＲ信号デ
ータの劣化を招き１画像に著しいアーチファクトを生ず
る。　非線形の勾配は画像の幾何学的な歪みを招く。

対象物の室の軸線が主磁界Ｂ。に対して平行な磁石の形
状に適した磁界コイルの設計が、第２ａ図及び第９ｂ図
に示されている。　各々の勾配（−ＪＸＩ　Ｇｙが、第
９ａ図に示す組３００及び３０２の様な一組のコイルに
よって発生される。　第９ａ図に示す一組のコイルは勾
配ｑｘを発生する。　勾配Ｇ、を発生する一組のコイル
は、勾配宍を発生するコイルに対して、室の円柱形軸線
１０６（第１図）の周りに９０回転している。　勾配Ｇ
２は。

第９ｂ図に示すコイル４００及び４０２の様な／対のコ
イルによって発生される。

以上説明した所から、この発明のＮＭＲパルス順序が、
ＮＭＲイメージング対象物の選ばれた制御された容積か
ら画像情報が同時に得られろ改良された３次元イメージ
ング法であることが理解　　　　　１されよう。　この
パルス順序は、情報の収集並びに再構生過程に必要な時
間を短縮することが出来ろ。　イメージング対象容積の
寸法が制御自在に選択されるから、ダイナミックφレン
ジは電子式イメージング装置の限界内に抑えることが出
来る。

この発明を特定の実施例並びに例について図示し且つ説
明したが、当業者であれば、以上の説明からこの他の変
更が考えられよう。　従って、この発明は、特許請求の
範囲の記載の範囲内でこ＼に具体的に示した以外の形で
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図は静磁界の中にあって選択的な励起によって厚い
平面状のスラブをその中に限定したＮＭＲイメージング
対象物を示す略図、第２図は３次元イメージング法に適
したこの発明のＮ　Ｍ　Ｒパルス順序を示す時間線図、
第３ａ図は第１図に示した厚い平面状のスラブ内のＹ軸
方向に整合した核スピンの柱を示す略図、第３ｂ図は位
相エンコーディング勾配を印加することによって、第３
ａ図に示した核スピンの柱に生ずる位相の変化を示す略
図、第９図は靜磁界の非均質性の影響を克服する様な、
この発明の３次元イメージング法で使われる改良された
ＮＭＲパルス順序を示す時間線図、第夕図は、第２図に
示すものと同様であるが１画像情報を収集するのに必要
な時間を短縮する為に使われるこの発明のＮＭＲパルス
順序を示す時間線図、第３図は第９図と同様であるが、
画像情報を収集するのに要する時間を短縮する為並びに
靜磁界の非均質性の影響を克服する為に使われるこの発
明のＮＭＲイメージング順序を示す時間線図、第２図は
第λ図、第グ図、第ｊ図及び第６図に示したＮＭＲパル
ス順序を発生するのに適したＮＭＲイメージング装置の
主な部品の簡略ブロック図、第Ｉａ図は靜磁界に対して
対象物の室が垂直である場合に使われるＲＦコイルの設
計例を示す図、第２５図及び第ＩＣ図は対象物の室の軸
巌が靜磁界と平行である磁気的な構成の場合に適したＴ
ｔＦ”コイルの設計例を示す図、第９ａ図は勾配（ｉｘ
及びｑ、を発生するのに適した２組のコイルの図、第９
ｂ図は勾配Ｇ２を発生するの°に適したコイルの形を示
す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）静母界の中にあるイメージング対象物内の厚い平
   面状のスラブの核スピンを励起する為に選択的な励起を
   用い、前記厚い平面状のスラブの一連の断層断面像を構
   成するのに必要な画像情報が前記厚い平面状のスラブ全
   体から同時に収集される様な３次元ＮＭＲイメージング
   法に於て、（ａ）前記対象物の第１の軸線に沿って第１
   の予定の期間の間、磁界勾配を印加し、（ｂ）前記第１
   の期間の間、周波数選択性）ｔＦパルスで前記対象物を
   照射して、前記対象物の厚い平面状のスラブ内にある初
   数個の核スピンを励起して、前記厚い平面状のスラブが
   、ＮＭ）を信号を検出する受信コイルの感応する領域内
   に位置する様に選ばれる様にし、（Ｃ）前記第１の期間
   の後の第２の予定の期間の間、印前記断層断面像の数に
   等しいｎ２個の相異なる振幅から選ばれた予定の振幅を
   持つ第１の磁界勾配を前記第１の軸線に沿った方向に印
   加して、該第１の軸線に沿った核スピン空間分布情報′
   を位相エンコーディングし、仲）前記対象物の第２の軸
   線に沿った方向に第２の磁界勾配を印加して、前記励起
   された核スピンの位相外れを生じさせ、（／〜前記第２
   の軸線に直交する対象物の第３の軸線に沿った方向に、
   前記断層断面像の１つにある該第３の軸線に沿った画素
   の数に等しいｎ７個の相異なる振幅から選ばれた予定の
   振幅を持つ第３の磁界勾配を印加して、該第３の軸線に
   沿った該スピン空間情報を位相エンコーディングし、そ
   して（ｄ）前記第２の期間の後の第３の予定の期間の間
   、前記第２の磁界勾配と同じ方向を持つ位相戻し磁界勾
   配を印加して、前記第２の期間の間に位相外れした核ス
   ピンの位相戻しをして、スピン・エコー信号を発生さぞ
   、該スピン・エコー信号のフーリエ変換が、前記厚い平
   面状のスラブ全体にわたる核スピン空間分布情報を第２
   の軸線に投影したものになる様にし、（ｅ）ｎｘ＆前記
   断層断面像の１つにある前記第２の軸線に沿った画素の
   数に等しい数として、前記位相戻し磁界勾配が存在する
   間前記スピン・エコー信号をｎｘ回標本イビし、（ｆ）
   これまでに記載した夫々の工程を、前記第３の磁界勾配
   のｎ９個の相異なる振幅に対して繰返して行い、史に（
   ロ））これまでに記載した工程を前記第１の磁界勾配の
   ｎ２個の相異なる振幅に対して繰返す各工程から成る３
   次元ＮＭＲイメージング法。 （２、特許請求の範囲（１）に記載した３次元ＮＭＩ−
   ｔイメージング法に於て、前記第１の磁界勾配が、前記
   励起された核スピンの位相戻しをする第１の成分と、前
   記第１の軸線の方向の空間情報を位相エンコーディング
   する第２の成分とを有する３次元Ｎ１’ＶｉＲイメージ
   ング沫し　　　　　　イ、−、Ｘ、フ、。 （３）特許請求の範囲（１）に記載した３次元ＮＭＦｔ
   。 法に於て、前記第３の期間の後の後続期間に、前記位相
   戻し磁界勾配の極性を交互に反転して、複数個のスピン
   ・エコー信号を発生させ、そして交互のスピン・エコー
   信号を時間的に反転した後、前記スピン・エコー信号を
   加算して、その信号対雑音比を改善する工程を含む３次
   元ＮＭＲイメージング法。 （４）特許請求の範囲（１）に記載した３次元ＮＭＲイ
   メージング法に於て、前記対象物の第１の軸線に沿って
   磁界勾配を印加する工程（ａ）の前に、約０．０３乃至
   約３秒の間隔で、前記厚い平面状のスラブを非選択性ｌ
   に００ＲＦパルスで照射して、前記スピン・エコー信号
   が前記厚い平面状のスラブ中の核スピンの密度並びにＴ
   、の空間分布情報を持つ様にする工程を含む３次元ＮＭ
   Ｒイメージング法。 （５）　　特許請求の範囲（１１に記載した３次元ＮＭ
   Ｒイメージング法に於て、前記対象物の第１の軸線に沿
   って磁界勾配を印加する工程（ａ）の前に、断熱高速通
   過によって前記励起された核スピンを反転して、前記ス
   ピン・エコー信号が前記厚い平面状のスラブ中の核スピ
   ンの密度並びに／Ｔ、の空間分布情報を持つ様にする工
   程を含む３次元ＮＭＩ（イメージング法。 １１１；１１ （６）特許請求の範囲（４）又は（５）に記載した３次
   元　　　　　□１Ｎ〜ＩＲイメージング法に於て、前記
   スピン・エコー信号が前記厚いイ面状のスラブ内のＴ、
   の空間分布情報を持つ様に、０．０３乃至３秒の繰返し
   周期で、前記厚い平面状のスラブを前記／（ｆ００ＦＬ
   Ｆパルスで照射し、前記励起された核スピンを反転する
   夫々の工程を含めて、前記全ての工程（ａ）乃至（ｇ）
   を繰返す工程を含む３次元ＮＭＲイメージング法。 （７）特許請求の範囲（１１に記載した３次元ＮＭＲイ
   メージング法に於て、前記スピン・エコー信号が前記厚
   い平面状のスラブ内の核スピンの密度並びにＴ１の空間
   分布情報を持つ様に、０．０３乃至３秒の繰返し周期で
   、前記工程（ａ）乃至（ｇ）を繰返す工程を含む３次元
   ＮＭＲイメージング法。 （８）特許請求の範囲（１）、（３）、（４）又は（５
   ）に記載した３次元ＮＭＲイメージング法に於て、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　で変調された搬送波で
   構成される３次元ＮＭＲイメージング法。 （９）特許請求の範囲（８）に記載した３次元ＮＮ１Ｒ
   イメージング法に於て、前記選択性）ｔＦパルスが選択
   性９０°Ｉ（Ｆパルスである３次元ＮＭＲイメージング
   法。 Ｈ＋　　％許請求の範囲（９）に記載した３次元ＮＭＲ
   イメージング法に於て、前記厚い平面状のスラブか前記
   対象物の第１の軸線に対して直交する様に位置ぎめされ
   ている３次元ＮＭＩ（イメージング法。 ０υ　イメージング対象物の厚い平面状のスラブの一連
   の断層断面像を構成するのに必要な画像情報が厚い平面
   状のスラブ全体から同時に収集され、月つ核スピン・エ
   コー情報に対する静磁界の固有の非均質件による影響を
   克服した３次元ＮＭＲイメージング法に於て、（ａ）前
   記対象物の第１の軸線に沿って静磁界を保ち、（ｂ）前
   記対象物の前記第１の軸線にａって、第１の予定の期間
   の間、母界勾！！ｉ１′ヲ印刀口し、（Ｃ）前記第１の
   期間の間、周波数選択ｔＦＨＪ”パルスで前記対象物を
   照射して、前記対象物の厚い平面状のスラブが、ＮＭｌ
   ｌ’を信号を検出す様 る受信コイルの感応する領域内に位置する終に選ばれる
   ように、前記厚い平面状のプラグ内にある個の相異なる
   振幅から選ばれた予定の振幅を持つ第１の磁界勾配を前
   記第１の軸線に沿って印加して、該第１の軸線に沿った
   核スピンの空間分布情報を位相エンコーディングし、に
   ）前記対象物の第２の軸線に沿った方向に第２の磁界勾
   配を印加して、前記静磁界の固有の非均質性によって誘
   起される核スピンの位相外れの他に、前記励起された核
   スピンの位相外れを生じさせ、ぐ〜前記第２の軸線に直
   交する前記対象物の第３の軸線に沿った方向に、該第３
   の軸線に沿った７つの断層断面像中の画素の数に等しい
   ｎ９個の相異なる振幅から選ばれた予定の振幅を持つ第
   ３の磁界勾配を印加して、該第３の軸線に沿った核スピ
   ンの空間分布情報を位相エンコーディングし、そして（
   ｅ）前記周波数選択性ＲＦパルスの平均発生時から期間
   τ３後に第１の／ＫＯ０ＦＬＦ　　パルスを前記対象物
   に照射して、励起された核スピンの位相戻しを開始し、
   （ｆ）前記第２の期間より後の第３の予嫌の期間の間、
   前記第２の磁界勾配と同じ方向を一つ位相戻し磁界勾配
   を印加して、前記／ｌ００ＲＦパルスから期間τ後に、
   前記第２の磁界勾配によって位相外れした核スピンの位
   相戻しによって生ずる核スピン拳エコ左 一〆、靜磁界の固有の非均質性によって位相外れ　、し
   た核スピンの位相戻しから導かれる核スピン・エコーの
   発生と一致させ、これらの核スピン・エコーが複合ＮＭ
   Ｒ信号を発生し、該複合ＮＭＲ信号のフーリエ変換が、
   前記厚い平面状のスラブ全体からの核スピンの空間分布
   情報を前記第２の軸線に投影したものになり、（ｇ）ｎ
   ｘを前記第２の軸線に沿った断層断面像中の画素の数に
   等しい数として、前記複合ＮＭＲ信号を〜回標本化し、
   ω）前記第３の磁界勾配のｎ９個の相異なる振幅に対し
   、前記工程Φ）乃至（ｇ）を繰返し、（ｉ）前記第１の
   磁界勾配のｎ２個の相異なる振幅に対し、前記工程（ｂ
   ）乃至中）を繰返す各工程から成る３次元ＮＭＲ３次元
   イメージング法。 ａ４　　特許請求の範囲ａｌｌに記載した３次元ＮＭＲ
   イメージング法に於て、前記第１の磁界勾配が、前記励
   起された核スピンの位相戻しをする第１の　　　　　　
   　へ成分と、前記第１の軸線方向の空間情報を位相エン
   コーディングする第２の成分とで構成される３次元ＮＭ
   Ｒイメー＾ング法。 ０３）特許請求の範囲０Ｄに記載した３次元ＮＭＲヅ′ イメー≠子ング法に於て、前記第３の期間より後の期間
   に前記第１の／ｒθ’ＲＦパルスを巷数回繰返して、対
   応する複数個のスピン・エコー信号を発生し、そして交
   互のスピン・エコー信号を時間的に反転した後、前記ス
   ピン・エコー信号を加算してその信号対雑音比を改善す
   る工程を含む３次元ＮＭＲイメージング法。 ０４１　　特許請求の範囲αＤに記載した３次元ＮＭＦ
   ｔイメージング法に於て、前記工程（ａ）の前に、約０
   ．０３乃至約３秒の間隔で、前記厚い平面状のスラブを
   第２の非選択性／ＩｆＯＲＦパルスで照射して、前記複
   合ＮＭＲ信号が、前記厚い平面状のスラブ内の核スピン
   の密度並びにＴ、の空間分布情報を持つ様にする工程を
   含む３次元ＮＭＲイメージング法。 （１５）特許請求の範囲Ｑｌ）に記載した３次元ＮＭＲ
   イメージング法に於て、前記工程（ａ）の前に、断熱高
   速通過によって前記励起された核スピンを反転して、前
   記複合ＮＭＲ信号が前記厚い平面状のスラブ内の核スピ
   ンの密度並びにＴ、の空間分布情報を持つ様にする工程
   を含む３次元ＮＭＲイメージング法。 （１６）特許請求の範囲Ｑ４）又は０９に記載した３次
   元Ｎ　Ｍ　Ｒイメージング法に於て、前記複合Ｎ　Ｍ　
   Ｒ信号が＋’４Ｊ記厚い平面状の平板内のＴ、の空間情
   報を持つ様に、約０．０３乃至約３秒の繰返し周期で、
   前記厚い平面状のスラブを前記第２の／１０′ＲＦパル
   機 スで照射して、前記励起された誘スピンを反転する工程
   を含めて、前記工程Φ）乃至（ｉ）を繰返す工程を含む
   ３次元ＮＭＲイメージング法。 ０７）特許請求の範囲（１６）に記載した３次元ＮＭＲ
   イメージング法に於て、前記工程（Ｃ）で使われる周波
   数選択性ＲＦパルスと前記工程（ｅ）で使われる第１の
   ／に０°ＲＦパルスとの間の期間τ３が約２乃至約／ｊ
   ００ミリ秒の範囲から選ばれ、前記複合ＮＭＲ信号が前
   記厚い平面状のスラブ内のＴ、及びＴ２の空間分布を持
   つ様にする３次元ＮＭＲイメージング法。 ０８）特許請求の範囲α滲又は（１５）に記載したＮＭ
   Ｒイメージング法に於て、前記工程（Ｃ）で使われる周
   波数選択性Ｒ，Ｆパルスと前記工程（ｅ）で使われる第
   １の／１００ＲＦパルスとの間の期間τが約２乃至約７
   ５００５９秒の範囲から選ばれ、前記複合ＮＭＲ信号が
   前記厚い平面状のスラブ内のＴ、及びＴ２の空間分布情
   報を持つ様にした３次元ＮＭＲイメージング法。 ０９）％許請求の範囲αＤに記載した３次元ＮＭ）ｔイ
   メージング法に於て、約０．０３乃至３秒の繰返し周期
   で、前記工程（ｂ）乃至（１）を繰返して、前記スピン
   ・エコー信号が前記厚い平面状のスラブ内の核スピンの
   密度並びにＴ、の空間分布情報を持つ様にする工程を含
   む３次元ＮＭＲイメージング法。 （２、特許請求の範囲（１１１に記載した３次元ＮＭＲ
   イメージング法に於て、前記工程（Ｃ）で使われる周波
   数選択性ＲＦパルスと前記工程（ｅ）で使われる第１の
   ／１０′）ｔＦパルスと９間の期間τが約２乃至約／　
   ３００ミリ秒の範囲から選ばれ、前記複合ＮＭＲ信号が
   前記厚い平面状のスラブ内のＴ２の空間分布情報を持つ
   様にする工程を含む３次元ＮＭＲイメージング法。 ＣＤ　特許請求の範囲（イ）に記載した３次元ＮＭＲイ
   メージング法に於て、前記複合ＮＭＲ信号が前記厚い平
   面状のスラブ内のＴ、及びＴ２の空間分布情報を持つ様
   に、約０．０３乃至約３秒の繰返し周期でτ３を選択す
   る夫々の工程を含めて、前記工程（ｂ）乃至（ｉ）を繰
   返す工程を含む３次元ＮＭＲイメージング法。 （２、特許請求の範囲αＤ１α滲又は０５）に記載した
   ３次元ＮＭ）ｔイメージング法に於て、前、記載２の勾
   配の波形の前記第１の期間にわたる時間積分が、前記位
   相戻し勾配の波形の、前記期間τ３に等しい期間にわた
   る時間積分に等しくなる様に選ばれている３次元ＮＭＲ
   イメージング法。 Ｈ特許請求の範囲（２４に記載した３次元ＮＭＲイメー
   ジング法に於て、前記周波数選択性パルスが、ｂを定数
   、ｔを時間として、（ｓｉｎ　　ｂｔ　）　／ｂｔ　　
   　　　　　＋によって変調された搬送波で構成される３
   次元ＮＭＲイメージング法。 （２４１特許請求の範囲（２りに記載した３次元Ｎ　Ｍ
   　Ｒイメージング法に於て、前記選択性ＲＦパルスが選
   択性９００■（Ｆパルスで構成される３次元Ｎ’ＭＲイ
   メージング法。 （２、特許請求の範囲（２４）に記載した３次元ＮＭＩ
   （イメージング法に於て、前記厚い平面状のスラブが前
   記対象物の第１の軸線に対して直交する様に配置されて
   いる３次元ＮＭＲイメージング法。 （２θ　静磁界の中に配置されたイメージング対象物内
   の厚い平面状のスラブ部分の核スピンを励起する為に選
   択的な励起を用い、前記厚い平面状のスラブの一連の断
   層断面像を構成する為に必要な画像情報が前記厚い平面
   状のスラブ全体から同時に収集される様な３次元ＮＭＲ
   イメージング法に於て、（ａ）第１の予定の期間の間、
   デカルト座標系のＺ軸に対応する、イメージング対象物
   の第１の軸線に沿って磁界勾配を印加し、（ｂ）前記第
   １の期間の間、前記対象物を周波数選択性ＲＦパルスで
   照射して、前記対象物の前記厚い平面状のスラブ内にあ
   る複数個の核スピンを励起して、前記厚い平面状のスラ
   ブが、ＮＭＲ，信号を検出する受信コイルの感応する領
   域内に位置する様に選ばれる様にし２、（Ｃ）前記第１
   の期間の後の第２の予定の期間の間、（へ）前記断層断
   面像の数に等しい０２個の相異　　　　−なる振幅から
   選ばれた予定の振幅を持つ第１の磁界勾配を前記第１の
   軸線に沿って印加して、該第１の軸線に沿った核スピン
   の分布情報を位相エンコーディングし、に）前記デカル
   ト座標系のＸ軸に対応する、前記対象物の第２の軸線に
   沿って第２の磁界勾配を印加して、前記励起された核ス
   ピンの位相外れを生じさせ、（／〜前記デカルト座標系
   の）′軸に対応する、前記対象物の第３の軸線に沿った
   方向に、該第３の軸線に沿った７つの断層断面像の中の
   画素の数に等しいｎ１個の相異なる振幅から選ばれた予
   定の振幅を持つ第３の磁界勾配を印より後の第３の予定
   の期間の間、前記第２の磁界勾配と同じ方向を持つ位相
   戻し磁界勾配を印加して、前記第２の期間の間に位相外
   れを生じた核スビンの位相戻しをして、前記厚い平面状
   のスラブ全体の核スピンの空間分布情報を前記第２の軸
   線に投影したものであるｌ　スピン・エコー信号を発生
   させ、（ｅ）ｎｘを前記第２の軸線に沿った１つの断層
   部分像中の画素の数に等しい数として、前記位相戻し磁
   界勾配がある間前記スピン・エコー信号をｎｘ回標本化
   する各工程から成り、前記第１１第３の及び位相戻し磁
   界勾配は、フーリエ解析によって（ｎｘ）・（ｎ、）・
   （ｎ２）　　個の画素を生ずる様な（ｎ、）・（ｎ２）
   個のＮＭＲ信号を発生する様に選ばれており、各々の前
   記ＮＭ）を信号は、となる様に選ばれた独特な／対の整
   数に、及びに２に対応し・　φｙ及びφ２　を夫々Ｙ’
   軸、及びＺ軸方向の各々のＮＭＲ信号の移相量とし、ｉ
   ＝Ｊ：’ｒ、ｔを時間、シ及びＬ２を夫々Ｘ軸及びＺ軸
   方向のイメージング開口の長さをして、 とする時、前記厚い平面状のスラブの、（ｐ、　（ｘ　
   ＊　ｙ　＋Ｚ）から発するＮＭＲ，信号Ｓ　（ｘ　、　
   ｙ　、　ｚ　、　ｋ、　、　ｋ２゜ｔ）が次の式 ％式％ 、　ｔ　）　ｃｘｐ　　ｉφｙｅｘｐ　　ｉφ２　で定
   義される３次元Ｎ　ＡＩ　Ｒイメージング法。 （２、特許請求の範囲（２０に記載した３次元ＮＭＲイ
   メージ法に於て、前記周波数選択性パルスが、ｂを定数
   、ｔを時間として、（ｓｉｎ　　ｂｔ）／ｂｔニよって
   変調された搬送波で構成される３次元ＮＭＲイメージン
   グ法。 （２＆　　特許請求の範囲（２７）に記載した３次元Ｎ
   ＭＲイメージング法に於て、前記選択性ＲＦパルスが選
   択性９０′ＲＦパルスで構成された３次元ＮＭＲイメー
   ジング法。 （２９１％許請求の範囲例に記載した３次元ＮＭＲイメ
   ージング法に於て、前記厚い平面状のスラブが前記対象
   物の第１の軸線に対して直交している３次元ＮＭ）ｔイ
   メージング法。