JPS6241648A - 非調和核磁気共鳴スピンエコー画像形成装置 - Google Patents
非調和核磁気共鳴スピンエコー画像形成装置Info
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- JPS6241648A JPS6241648A JP61130428A JP13042886A JPS6241648A JP S6241648 A JPS6241648 A JP S6241648A JP 61130428 A JP61130428 A JP 61130428A JP 13042886 A JP13042886 A JP 13042886A JP S6241648 A JPS6241648 A JP S6241648A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
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- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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-
- G—PHYSICS
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、核磁気共鳴（ＮＭＲ）映像化システム、特に
、短長スピンエコー遅延を有するＮＭＲ情報信号を収集
するための方法に関するものである。
、短長スピンエコー遅延を有するＮＭＲ情報信号を収集
するための方法に関するものである。
ＮＭＲ映像化システムに関するものとして、ＮＭＲ情報
信号を収集する一般的方法に２つの種類がある。１つは
、無線周波数（ＲＦ）励振パルスの直ぐ後に存在する自
由誘発減衰信号（ＦＩＤ）を検出する方法である。これ
らの信号の即時性は、ＮＭＲ情報が迅速に収集されて、
所要の情報を短時間に収集することを可能にする。しか
しながら、ＦＩＤ信号は、ＲＦ励振パルスに時間的に直
ぐ接近しているために、これ等パルスの残存効果により
、ＦＩＤ信号の正確な検出が干渉を受けて困難である。
信号を収集する一般的方法に２つの種類がある。１つは
、無線周波数（ＲＦ）励振パルスの直ぐ後に存在する自
由誘発減衰信号（ＦＩＤ）を検出する方法である。これ
らの信号の即時性は、ＮＭＲ情報が迅速に収集されて、
所要の情報を短時間に収集することを可能にする。しか
しながら、ＦＩＤ信号は、ＲＦ励振パルスに時間的に直
ぐ接近しているために、これ等パルスの残存効果により
、ＦＩＤ信号の正確な検出が干渉を受けて困難である。
また、ＲＦパルス送信からＦＩＤ信号受信への切換が、
特に、共通ＲＦコイルが送信および受信の両方に使用さ
れている場合に、問題となる。
特に、共通ＲＦコイルが送信および受信の両方に使用さ
れている場合に、問題となる。
ＮＭＲ情報収集のための第２の方法は、スピンエコー法
である。この方法では、ＲＦ励振パルスに続くＦＩＤ信
号は無視される。或る時間遅れて、１８０°反転ＲＦパ
ルスが、予め励振されたスピンを再焦点化すべく印加さ
れる。別の或る時間後に、スピンエコー信号が発生する
が、これはバック−ツウ−バックＦＩＤ信号に似ている
。このスピンエコー信号は、ＲＦパルス効果がほとんど
消失した時期に検出されるので、データ収集の問題は比
較的低くなる。また、初期ＲＦ励振パルスと、その結果
生じるスピンエコー信号との間の期間中に、多数の傾度
の磁場が映像化されるべき被検体に印加され、これによ
り、より大きい情報内容を有するスピンエコー信号が得
られる。
である。この方法では、ＲＦ励振パルスに続くＦＩＤ信
号は無視される。或る時間遅れて、１８０°反転ＲＦパ
ルスが、予め励振されたスピンを再焦点化すべく印加さ
れる。別の或る時間後に、スピンエコー信号が発生する
が、これはバック−ツウ−バックＦＩＤ信号に似ている
。このスピンエコー信号は、ＲＦパルス効果がほとんど
消失した時期に検出されるので、データ収集の問題は比
較的低くなる。また、初期ＲＦ励振パルスと、その結果
生じるスピンエコー信号との間の期間中に、多数の傾度
の磁場が映像化されるべき被検体に印加され、これによ
り、より大きい情報内容を有するスピンエコー信号が得
られる。
従来技術では、連続する反転ＲＦパルスを、初期励振パ
ルスに続いて供与し、繰返えしスピンの再焦点化を行な
う。この結果、スピンエコー信号シーケンスの発生が見
られる。そして、この方法で幾つかのＮＭＲシーケンス
情報を集めるスピンエコー映像化実験によって、診断へ
の利用が異なる少なくとも２種の像が得られることが見
出された。初期励振パルスに関して早期に発生するスピ
ンエコー群から構成される画像が、くっきりと、かつ鮮
明に現れることになるが、これは、これ等信号の信号／
雑音比が高いことに原因がある。これ等画像を医学診断
に用いる場合、解剖所見上、良い資料として役立つであ
ろう。しかしながら、信号コントラストは比較的低い。
ルスに続いて供与し、繰返えしスピンの再焦点化を行な
う。この結果、スピンエコー信号シーケンスの発生が見
られる。そして、この方法で幾つかのＮＭＲシーケンス
情報を集めるスピンエコー映像化実験によって、診断へ
の利用が異なる少なくとも２種の像が得られることが見
出された。初期励振パルスに関して早期に発生するスピ
ンエコー群から構成される画像が、くっきりと、かつ鮮
明に現れることになるが、これは、これ等信号の信号／
雑音比が高いことに原因がある。これ等画像を医学診断
に用いる場合、解剖所見上、良い資料として役立つであ
ろう。しかしながら、信号コントラストは比較的低い。
時間的に遅れて発生するスピンエコー群からなる画像は
、それぞれ診断利用が異なる。これ等スピンエコーの信
号／雑音比は比較的小さいために、これ等画像は、しみ
だらけのように、ないし汚れたように見える。しかしな
がらこれらの画像は、スピン−スピン弛緩コントラスト
が比較的高くなり得るので、組織の特徴をよく現わして
いる。
、それぞれ診断利用が異なる。これ等スピンエコーの信
号／雑音比は比較的小さいために、これ等画像は、しみ
だらけのように、ないし汚れたように見える。しかしな
がらこれらの画像は、スピン−スピン弛緩コントラスト
が比較的高くなり得るので、組織の特徴をよく現わして
いる。
従来のスピンエコーシーケンス法においては、次々に発
生する反転ＲＦパルスが、ＲＦ励振パルス後に正確に等
間隔時間毎に与えられ、これにより、スピンエコー信号
の発生は、規則正しい時間間隔で次々に行なわれて時間
と関連する信号収集が容易に行なわれる。しかしながら
本発明者は、従来の諸方法では、高調波信号歪による複
雑な形状が生じることを発見した。規則的に再発生する
各スピンエコー信号は、早期に与えられ、かつ発生する
信号の高調波に関連して生じる反射に起因する信号を含
むことになる。遅れて発生するスピンエコーの発生時期
までに、これ等信号は、早期に与えられたＲＦパルス中
における何等かの不完全に原因する後発信号成分（ｓｉ
ｇｎａｌ ａｒｔｉｆａｃｔｓ）を含むことになる。後
れて発生するスピンエコー群は、これ等後発信号成分に
よってぼやけたものになる。なお、多数のＲＦパルスが
、発生時期の遅い所要のスピンエコーが発生する毎に、
それ以前に印加されていなければならないので、これ等
パルス群によって生じるＲＦヒーティングの量を低減す
ることが望ましいが、このためには、与えられた実験に
おいては、ＲＦパルスの数を必要最小限にとどめて、発
生時期の遅いスピンエコー信号を発生させることである
。
生する反転ＲＦパルスが、ＲＦ励振パルス後に正確に等
間隔時間毎に与えられ、これにより、スピンエコー信号
の発生は、規則正しい時間間隔で次々に行なわれて時間
と関連する信号収集が容易に行なわれる。しかしながら
本発明者は、従来の諸方法では、高調波信号歪による複
雑な形状が生じることを発見した。規則的に再発生する
各スピンエコー信号は、早期に与えられ、かつ発生する
信号の高調波に関連して生じる反射に起因する信号を含
むことになる。遅れて発生するスピンエコーの発生時期
までに、これ等信号は、早期に与えられたＲＦパルス中
における何等かの不完全に原因する後発信号成分（ｓｉ
ｇｎａｌ ａｒｔｉｆａｃｔｓ）を含むことになる。後
れて発生するスピンエコー群は、これ等後発信号成分に
よってぼやけたものになる。なお、多数のＲＦパルスが
、発生時期の遅い所要のスピンエコーが発生する毎に、
それ以前に印加されていなければならないので、これ等
パルス群によって生じるＲＦヒーティングの量を低減す
ることが望ましいが、このためには、与えられた実験に
おいては、ＲＦパルスの数を必要最小限にとどめて、発
生時期の遅いスピンエコー信号を発生させることである
。
初期励振パルスに続く複数のスピンエコー信号を発生す
る本発明による方法の原理は次の通りである。第１の反
転パルスを、初期励振パルスに続いて、与えられた時間
の経過後に印加すると、それと同時間の経過後に、通常
の第１スピンエコー信号が形成される。この第１スピン
エコー信号からの情報は、高い信号／雑音比の画像構成
に用いることができ、遅れた時点で、第２の反転パルス
を印加する。初期励振パルスとこの第２の反転パルスと
の間の時間的間隔は、第１の与えられた時間的間隔と高
調波的に関係の無いようにすることが必要である。この
結果、少なくとも１個の、早期パルス群とスピンエコー
信号群の高調波関連後発信号成分を含まない、時期的に
遅れて発生した信号が得られる。
る本発明による方法の原理は次の通りである。第１の反
転パルスを、初期励振パルスに続いて、与えられた時間
の経過後に印加すると、それと同時間の経過後に、通常
の第１スピンエコー信号が形成される。この第１スピン
エコー信号からの情報は、高い信号／雑音比の画像構成
に用いることができ、遅れた時点で、第２の反転パルス
を印加する。初期励振パルスとこの第２の反転パルスと
の間の時間的間隔は、第１の与えられた時間的間隔と高
調波的に関係の無いようにすることが必要である。この
結果、少なくとも１個の、早期パルス群とスピンエコー
信号群の高調波関連後発信号成分を含まない、時期的に
遅れて発生した信号が得られる。
この方法では、複数個のスピンエコー信号が、第２の反
転パルスの後で、かつ与えられた時間間隔と、および初
期励振パルスと第２の反転パルスとの間の時間間隔との
関数である各時刻に与えられるのが一般的である。これ
等スピンエコー信号の１つは、時期遅れ発生スピンエコ
ーの望ましいものであるが、その他のものは望ましくは
ない。これ等パルスが、時間的にごく接近しているため
に、望ましくない信号群が、上記の所要信号の鋭敏な検
出の支障となり得るのである。本発明の別の特徴は、各
ＲＦパルスそれぞれの位相が、望ましくない信号成分同
士で、互いに消滅し合うように干渉し合って除かれるよ
うに整合されていることで、このようにして、所要の時
期遅れ発生スピンエコー信号の鋭敏な検出が容易に行な
い得る。
転パルスの後で、かつ与えられた時間間隔と、および初
期励振パルスと第２の反転パルスとの間の時間間隔との
関数である各時刻に与えられるのが一般的である。これ
等スピンエコー信号の１つは、時期遅れ発生スピンエコ
ーの望ましいものであるが、その他のものは望ましくは
ない。これ等パルスが、時間的にごく接近しているため
に、望ましくない信号群が、上記の所要信号の鋭敏な検
出の支障となり得るのである。本発明の別の特徴は、各
ＲＦパルスそれぞれの位相が、望ましくない信号成分同
士で、互いに消滅し合うように干渉し合って除かれるよ
うに整合されていることで、このようにして、所要の時
期遅れ発生スピンエコー信号の鋭敏な検出が容易に行な
い得る。
本発明のＮＭＲスピンエコー映像化法は、第１図および
第２図のブロック図に示したような構成をもつ画像化シ
ステムによって実施される。第１図は、その送信部を示
すもので、送信部ミキサ１２が信号ＦＳを受取る。ここ
でＦＳは、周波数合成器１０から送信されるＲＦＮＭＲ
信号である。
第２図のブロック図に示したような構成をもつ画像化シ
ステムによって実施される。第１図は、その送信部を示
すもので、送信部ミキサ１２が信号ＦＳを受取る。ここ
でＦＳは、周波数合成器１０から送信されるＲＦＮＭＲ
信号である。
このＦＳ信号は送信部ミキサによりヘテロダイン化され
、変調ＦＳ信号となり、これは、制御された送信部減衰
器１４を介して送信部増幅器１６に連結されている。ミ
キサ１２および減衰器１４はパルスシーケンサ２０から
印加される制御信号によって制御され、パルスシーケン
サ２０は、ＲＦイネーブル信号をミキサ１２に送る。こ
のＦＳ信号は、パルスシーケンサの制御下に予めパルス
シーケンスとされてＲＦコイル２４に入る。ＲＦコイル
２４はこのＦＳパルスシーケンスを映像化される対象物
体に印加する。
、変調ＦＳ信号となり、これは、制御された送信部減衰
器１４を介して送信部増幅器１６に連結されている。ミ
キサ１２および減衰器１４はパルスシーケンサ２０から
印加される制御信号によって制御され、パルスシーケン
サ２０は、ＲＦイネーブル信号をミキサ１２に送る。こ
のＦＳ信号は、パルスシーケンサの制御下に予めパルス
シーケンスとされてＲＦコイル２４に入る。ＲＦコイル
２４はこのＦＳパルスシーケンスを映像化される対象物
体に印加する。
また、マグネット３０の領域内には、ｘ，ｙ，ｚの３個
のグラジェントコイルが配置されている。
のグラジェントコイルが配置されている。
これ等コイルはグラジェント制御信号Ｇｘ，Ｇｙおよび
Ｇｚをグラジェント信号増幅器２２からそれぞれ受取る
。これ等制御信号はパルスシーケンサ２０によって発生
される。
Ｇｚをグラジェント信号増幅器２２からそれぞれ受取る
。これ等制御信号はパルスシーケンサ２０によって発生
される。
映像化の対象となる物体の核によって放射されるＮＭＲ
信号は、ＲＦコイル２４内でのＦＳ復帰信号を誘導する
。これらの復帰信号はＲＦ整合ネットワーク２５を介し
てプリアンプ２７に供給され、さらに受信部減衰器３４
にも供給される（第２図参照）。受信されたＦＳ信号は
、増幅器３６によって増幅され、次いで方形位相検出器
４２，４４に送られる。これらの位相検出器は、２つの
位相復調信号を０°および９０°の位相角で、位相シフ
タ４０から受取る。この位相シフタ４０は、ＦＳ基準信
号を周波数合成器１０から受取る。両位相検出器４２，
４４は、それぞれ、チャンネルＡ信号と、チャンネルＢ
信号とを発生する。ベースバンドＡおよびＢの両信号は
、それぞれのローパスフィルタ４６，４８を通ってろ波
され、そしてこれらのろ波された信号は、次いでそれぞ
れのアナログ／デジタル変換器５０，５２によってサン
プリングされる。これにより、チャンネルＡおよびチャ
ンネルＢのデジタル語が得られ、これ等はコンピュータ
６０のメモリーに記憶される。チャンネルＡとＢのデジ
タル語は、次いで組合されて、フーリエ変換アレイプロ
セッサ６２によって周波数領域へ変換される。この結果
得られるイメージ信号は、画像プロセッサ６４に送られ
、そこでイメージフォーマットに組立てられる。この処
理によって得られる画像は、ビデオモニタ６６に映し出
される。
信号は、ＲＦコイル２４内でのＦＳ復帰信号を誘導する
。これらの復帰信号はＲＦ整合ネットワーク２５を介し
てプリアンプ２７に供給され、さらに受信部減衰器３４
にも供給される（第２図参照）。受信されたＦＳ信号は
、増幅器３６によって増幅され、次いで方形位相検出器
４２，４４に送られる。これらの位相検出器は、２つの
位相復調信号を０°および９０°の位相角で、位相シフ
タ４０から受取る。この位相シフタ４０は、ＦＳ基準信
号を周波数合成器１０から受取る。両位相検出器４２，
４４は、それぞれ、チャンネルＡ信号と、チャンネルＢ
信号とを発生する。ベースバンドＡおよびＢの両信号は
、それぞれのローパスフィルタ４６，４８を通ってろ波
され、そしてこれらのろ波された信号は、次いでそれぞ
れのアナログ／デジタル変換器５０，５２によってサン
プリングされる。これにより、チャンネルＡおよびチャ
ンネルＢのデジタル語が得られ、これ等はコンピュータ
６０のメモリーに記憶される。チャンネルＡとＢのデジ
タル語は、次いで組合されて、フーリエ変換アレイプロ
セッサ６２によって周波数領域へ変換される。この結果
得られるイメージ信号は、画像プロセッサ６４に送られ
、そこでイメージフォーマットに組立てられる。この処
理によって得られる画像は、ビデオモニタ６６に映し出
される。
第３図について説明すると、ここにはマルチプル・エコ
ーパルスシーケンスが図示されており、この複数のスピ
ンエコーは、均一な時間間隔の１８０°反転パルス群か
ら導出されている。９０°パルス７０が、ＲＦコイルに
よって対象に適用され、１群の核を励振する。１周期の
ｔ後、１８０°パルス７１を印加すると、その結果、ス
ピンエコー信号７２が時間２ｔで発生する。このスピン
エコー信号７２は、良好な信号／雑音比特性を示し、そ
して同様にして得られるスピンエコー信号と組合せて用
いると、輪郭の判然とした、微細構造についても優れた
画像が得られる。
ーパルスシーケンスが図示されており、この複数のスピ
ンエコーは、均一な時間間隔の１８０°反転パルス群か
ら導出されている。９０°パルス７０が、ＲＦコイルに
よって対象に適用され、１群の核を励振する。１周期の
ｔ後、１８０°パルス７１を印加すると、その結果、ス
ピンエコー信号７２が時間２ｔで発生する。このスピン
エコー信号７２は、良好な信号／雑音比特性を示し、そ
して同様にして得られるスピンエコー信号と組合せて用
いると、輪郭の判然とした、微細構造についても優れた
画像が得られる。
時点３ｔにおいて、第２１８０°パルスを与えると、他
のスピンエコー信号７４が時点４ｔで発生する。さらに
他の１８０°パルス７５を時点５ｔで与えると、第３ス
ピンエコー信号７６が時点６ｔで発生する。時点７ｔで
与えた他の１８０°パルス７７によって、時点８ｔで所
要のスピンエコー信号７８の発生が得られる。このスピ
ンエコー信号７８は、これより前に発生したスピンエコ
ー信号に較べて不良な信号／雑音比特性を示すが、他方
、良好な肌理特性を持った画像の再構成と云う観点から
有利な比較的高いスピン−スピン弛緩コントラストを有
している。
のスピンエコー信号７４が時点４ｔで発生する。さらに
他の１８０°パルス７５を時点５ｔで与えると、第３ス
ピンエコー信号７６が時点６ｔで発生する。時点７ｔで
与えた他の１８０°パルス７７によって、時点８ｔで所
要のスピンエコー信号７８の発生が得られる。このスピ
ンエコー信号７８は、これより前に発生したスピンエコ
ー信号に較べて不良な信号／雑音比特性を示すが、他方
、良好な肌理特性を持った画像の再構成と云う観点から
有利な比較的高いスピン−スピン弛緩コントラストを有
している。
しかしながら、本発明者等は、早期発生信号の高調波反
射と、断続的に印加される１８０°パルスの不完全さと
に基づく後発信号成分の数が、上記の断続エコーの中に
増加してゆくことを発見した。
射と、断続的に印加される１８０°パルスの不完全さと
に基づく後発信号成分の数が、上記の断続エコーの中に
増加してゆくことを発見した。
例えば、第３図の下側に示すように、スピンエコー信号
７２は、９０°パルス７０の直後に発生するＦＩＤ信号
の再焦点化当量であるエコー成分１個を含む。ＦＩＤ信
号群が、各ＲＦパルスの後に発生するが、第３図では省
略してある。スピンエコー信号７２は、ただ１個のエコ
ー成分しか含まないので、この信号と関連する望ましく
ない後発信号成分の発生も無い。
７２は、９０°パルス７０の直後に発生するＦＩＤ信号
の再焦点化当量であるエコー成分１個を含む。ＦＩＤ信
号群が、各ＲＦパルスの後に発生するが、第３図では省
略してある。スピンエコー信号７２は、ただ１個のエコ
ー成分しか含まないので、この信号と関連する望ましく
ない後発信号成分の発生も無い。
第２の１８０°パルス７３は４個のエコー成分を発生す
る。
る。
２つの１８０°パルス７１，７３発生時点ｔおよび３ｔ
というＲＦパルス遅延を選択したがために、これ等成分
の内の二つが、時点４ｔに一致することになる。これ等
信号成分の内の１つは、位相キャンセル後発信号成分を
含むことになる。
というＲＦパルス遅延を選択したがために、これ等成分
の内の二つが、時点４ｔに一致することになる。これ等
信号成分の内の１つは、位相キャンセル後発信号成分を
含むことになる。
同様にして、１３個のスピンエコー信号成分が１８０°
パルス７５に続き、その内の５個が時点６ｔで発生する
が、この時点で所要の成分も出現する。所要の、後発ス
ピンエコー信号７８は、時間的に相重なる１３個のエコ
ー成分を含む。ｎ番目の１８０°パルスに続くエコー成
分の数は、数学的には、次式で表現し得る。
パルス７５に続き、その内の５個が時点６ｔで発生する
が、この時点で所要の成分も出現する。所要の、後発ス
ピンエコー信号７８は、時間的に相重なる１３個のエコ
ー成分を含む。ｎ番目の１８０°パルスに続くエコー成
分の数は、数学的には、次式で表現し得る。
なお、第３図によって示されるように、所要の後発スピ
ンエコー信号７８を発生するために与えなければならな
いＲＦパルスの数は５個である。
ンエコー信号７８を発生するために与えなければならな
いＲＦパルスの数は５個である。
そして、所要の後発スピンエコー信号を発生するのに必
要最低限で適用することによって、ＲＦヒーティングを
可能な限り少なくすることが望ましい。
要最低限で適用することによって、ＲＦヒーティングを
可能な限り少なくすることが望ましい。
さて、第４図には、本発明の理論に基づくマルチプル・
スピンエコー信号法が図示されている。
スピンエコー信号法が図示されている。
位相角θ１を示す９０°ＲＦ励振パルス８０が最初に印
加され、続いて、ｔ時点で１８０°ＲＦ反転パルス８２
（これは位相角θ２をもつ）を印加する。
加され、続いて、ｔ時点で１８０°ＲＦ反転パルス８２
（これは位相角θ２をもつ）を印加する。
この時点からｔ時間を経た時点２ｔで最初のスピンエコ
ー信号８３が発生する。前述と同様に、第１スピンエコ
ー信号８３が、良好な構造鮮明度を有するＮＭＲ映像化
に利用可能である。
ー信号８３が発生する。前述と同様に、第１スピンエコ
ー信号８３が、良好な構造鮮明度を有するＮＭＲ映像化
に利用可能である。
９０°パルス８０に続いて、Ｔ時点では、第２の１８０
°パルス８４（位相角θａ）が与えられ、この第２反転
パルスにより、時点Ｔでのパルス８４に関してそれより
以前の等間隔時点での反射である数個のスピンエコー信
号が各時点で発生する。最初の望ましくないスピンエコ
ー信号８５がＴ＋ｔ時点で発生するが、これは、時点Ｔ
よりｔ時間前の反射である。所要の後発スピンエコー信
号８６は、時点２Ｔ−２ｔで発生し、この時点は、反転
パルス８４の与えられた時点に対して、このパルス８４
がスピンエコー信号８３より遅れたのと等しい時間だけ
遅れている。所要信号８６に続いて、２つの望ましくな
いスピンエコー信号８７，８９が発生する。信号８７の
発生時点は２Ｔ−ｔで、逆転性パルス８４と比較しての
遅れは、このパルス８４とこれより早い時点のパルス８
２とそのＦＩＤ信号との間の時間差に等しい。スピンエ
コー信号８７は、かくして反転パルス８２のＦＩＤ信号
由来のエコー成分を含む。なお、スピンエコー信号８９
は２Ｔ時点で起り、９０°励振パルス８０のＦＩＤ信号
由来のエコー成分を含む。第３図での後発スピンエコー
信号と異って、第４図に示した後発スピンエコー信号で
は、所要信号と、望ましくない信号との間で中央部オー
バラップが存在しないが、その理由は、ＲＦパルス群が
互いに関連して与えられる各時点での非調和関係のため
である。第３図の信号シーケンスと比較した別の利点と
して、ＲＦヒーティングの少ないことや、厄介なデータ
処理の少ないことが挙げられる。最も有用なスピンエコ
ー信号は、間に発生する非所要信号を捕えることなく得
ることができるが、さもなければ、これは、必要な画像
を再構成して映し出すか、消すか、或いはフィルムに移
すために、余分の記憶場所を占められ、かつ余分の時間
も費すことになる。従来法において認められる多数のＲ
Ｆパルスの不完全性に起因する後発信号成分に対して所
要信号が有する増大した鋭敏性について、本発明による
方法は、解決をもたらすもので発明性を有するものであ
る。
°パルス８４（位相角θａ）が与えられ、この第２反転
パルスにより、時点Ｔでのパルス８４に関してそれより
以前の等間隔時点での反射である数個のスピンエコー信
号が各時点で発生する。最初の望ましくないスピンエコ
ー信号８５がＴ＋ｔ時点で発生するが、これは、時点Ｔ
よりｔ時間前の反射である。所要の後発スピンエコー信
号８６は、時点２Ｔ−２ｔで発生し、この時点は、反転
パルス８４の与えられた時点に対して、このパルス８４
がスピンエコー信号８３より遅れたのと等しい時間だけ
遅れている。所要信号８６に続いて、２つの望ましくな
いスピンエコー信号８７，８９が発生する。信号８７の
発生時点は２Ｔ−ｔで、逆転性パルス８４と比較しての
遅れは、このパルス８４とこれより早い時点のパルス８
２とそのＦＩＤ信号との間の時間差に等しい。スピンエ
コー信号８７は、かくして反転パルス８２のＦＩＤ信号
由来のエコー成分を含む。なお、スピンエコー信号８９
は２Ｔ時点で起り、９０°励振パルス８０のＦＩＤ信号
由来のエコー成分を含む。第３図での後発スピンエコー
信号と異って、第４図に示した後発スピンエコー信号で
は、所要信号と、望ましくない信号との間で中央部オー
バラップが存在しないが、その理由は、ＲＦパルス群が
互いに関連して与えられる各時点での非調和関係のため
である。第３図の信号シーケンスと比較した別の利点と
して、ＲＦヒーティングの少ないことや、厄介なデータ
処理の少ないことが挙げられる。最も有用なスピンエコ
ー信号は、間に発生する非所要信号を捕えることなく得
ることができるが、さもなければ、これは、必要な画像
を再構成して映し出すか、消すか、或いはフィルムに移
すために、余分の記憶場所を占められ、かつ余分の時間
も費すことになる。従来法において認められる多数のＲ
Ｆパルスの不完全性に起因する後発信号成分に対して所
要信号が有する増大した鋭敏性について、本発明による
方法は、解決をもたらすもので発明性を有するものであ
る。
第５図は、第４図のＲＦパルスシーケンスと共に、印加
されたグラジェント信号Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚを図示した。
されたグラジェント信号Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚを図示した。
これ等信号は、スピンエコー信号成分を立体的に識別す
る。ｚ方向グラジェントＧｚは時間的にＲＦパルスと一
致する印加によってスライス選択に用いられる。Ｇｚパ
ルス９０，９２がＲＦパルス８０，８２と共にそれぞれ
印加され、かつＧｚパルス９４が第２の１８０°パルス
８４と同時に印加される。代りのグラジェントパルスシ
ーケンスＧｚ′においては、パルス９４′が、ＲＦパル
ス８４およびＧｚパルス９４と比較して早くに始まり、
遅くまで続いている。この長時間パルス９４′のおかげ
で、ＲＦパルス８４の時点でのＧｚグラジェント場が、
ＲＦパルス８４の始まる前に若干の初期時間安定化が得
られると共に、パルス９４′の終端時に、ＲＦパルス８
４によってひき起される何らかのチップ角設定の誤りに
原因するＦＩＤ信号をディフエーズするのを助ける。ま
た長時間パルス９４′のために、次いで発生する位相破
壊スピンエコー信号（第４図での信号８５）のｚ方向再
位相化時点が、所要の信号８６から遠くに、かつ１８０
°パルス８４の時点の方へずれる。Ｇｘパルスは、ｘ方
向での立体的周波数符号化を与えるものである。最初の
Ｇｘパルス１００は両ＲＦパルス８０，８２時点間の期
間中印加される。両Ｇｘパルス１０２，１０４は「読出
し」パルスであり、所要のスピンエコー信号が得られる
時間中に印加され、デジタル化され、次いでコンピュー
タ・メモリに送られる。Ｇｘ代わるパルスシーケンスＧ
ｘ′も図示したが、後者は前者と比較して、第１読出し
パルス１０２′が、スピンエコー信号８３の後もしばら
くそのままの状態が続くと云う点で異なる。これに対応
して、読出しパルス１０４′は、スピンエコー信号８６
の発生時点よりしばらく前から始まる。Ｇｘパルス１０
４′の早期部は、ＲＦパルス８４の何等かの誤調節に起
因するＦＩＤ信号をディフエーズするのに役立つ。また
、位相崩壊性エコー信号８５（第４図参照）が、所要の
スピンエコー信号８６時点より以前で、かつこの信号８
６から遠くにリフエーズさせるのに役立つ。
る。ｚ方向グラジェントＧｚは時間的にＲＦパルスと一
致する印加によってスライス選択に用いられる。Ｇｚパ
ルス９０，９２がＲＦパルス８０，８２と共にそれぞれ
印加され、かつＧｚパルス９４が第２の１８０°パルス
８４と同時に印加される。代りのグラジェントパルスシ
ーケンスＧｚ′においては、パルス９４′が、ＲＦパル
ス８４およびＧｚパルス９４と比較して早くに始まり、
遅くまで続いている。この長時間パルス９４′のおかげ
で、ＲＦパルス８４の時点でのＧｚグラジェント場が、
ＲＦパルス８４の始まる前に若干の初期時間安定化が得
られると共に、パルス９４′の終端時に、ＲＦパルス８
４によってひき起される何らかのチップ角設定の誤りに
原因するＦＩＤ信号をディフエーズするのを助ける。ま
た長時間パルス９４′のために、次いで発生する位相破
壊スピンエコー信号（第４図での信号８５）のｚ方向再
位相化時点が、所要の信号８６から遠くに、かつ１８０
°パルス８４の時点の方へずれる。Ｇｘパルスは、ｘ方
向での立体的周波数符号化を与えるものである。最初の
Ｇｘパルス１００は両ＲＦパルス８０，８２時点間の期
間中印加される。両Ｇｘパルス１０２，１０４は「読出
し」パルスであり、所要のスピンエコー信号が得られる
時間中に印加され、デジタル化され、次いでコンピュー
タ・メモリに送られる。Ｇｘ代わるパルスシーケンスＧ
ｘ′も図示したが、後者は前者と比較して、第１読出し
パルス１０２′が、スピンエコー信号８３の後もしばら
くそのままの状態が続くと云う点で異なる。これに対応
して、読出しパルス１０４′は、スピンエコー信号８６
の発生時点よりしばらく前から始まる。Ｇｘパルス１０
４′の早期部は、ＲＦパルス８４の何等かの誤調節に起
因するＦＩＤ信号をディフエーズするのに役立つ。また
、位相崩壊性エコー信号８５（第４図参照）が、所要の
スピンエコー信号８６時点より以前で、かつこの信号８
６から遠くにリフエーズさせるのに役立つ。
Ｇｘ′パルス１０２′の後続延長部分は、パルス１０４
′の早期ターンオンと釣合いをとるのに必要である。
′の早期ターンオンと釣合いをとるのに必要である。
Ｇｙパルスは、ｙ方向での立体位相符号化を与える。Ｇ
ｙパルスの各々は、一般に、受取ったスピンエコー信号
の後続するフーリエ処理に対し、現シーケンスと次のシ
ーケンスとの間で振幅が異なる。第１Ｇｙパルス１１０
は、１８０°パルス８２の後で、かつ第１スピンエコー
信号８３の得られる以前に印加される。第２Ｇｙパルス
１１２は、スピンエコー信号８３より後に印加され、こ
れにより、後発スピンエコー信号８６の位相符号化の調
製の点からは、Ｇｙパルス１１０の効果は逆になる。Ｇ
ｙパルス１１２は後発スピンエコー信号８６の位相符号
化を与える。Ｇｙに代わるパルスシーケンスＧｙ′も図
示したが、この場合、最初のＧｙ′パルス１２０はスピ
ンエコー信号８３の位相符号化を与える。パルス１２０
は、ＲＦ逆転性パルス８２より早い時点で印加されるの
で、パルス１１０とは逆の極性を有している。Ｇｙ′パ
ルス１１２′は、スピンエコー信号８３より後に印加さ
れて、パルス１１２より長く持続し、そのため、パルス
１２０の効果を消失させると共に、後発するスピンエコ
ー信号８６に対する位相符号化を与える。パルス１１２
′は、第２ＲＦ反転パルス８４以前に印加されるので、
パルス１１４とは逆の極性を有する。
ｙパルスの各々は、一般に、受取ったスピンエコー信号
の後続するフーリエ処理に対し、現シーケンスと次のシ
ーケンスとの間で振幅が異なる。第１Ｇｙパルス１１０
は、１８０°パルス８２の後で、かつ第１スピンエコー
信号８３の得られる以前に印加される。第２Ｇｙパルス
１１２は、スピンエコー信号８３より後に印加され、こ
れにより、後発スピンエコー信号８６の位相符号化の調
製の点からは、Ｇｙパルス１１０の効果は逆になる。Ｇ
ｙパルス１１２は後発スピンエコー信号８６の位相符号
化を与える。Ｇｙに代わるパルスシーケンスＧｙ′も図
示したが、この場合、最初のＧｙ′パルス１２０はスピ
ンエコー信号８３の位相符号化を与える。パルス１２０
は、ＲＦ逆転性パルス８２より早い時点で印加されるの
で、パルス１１０とは逆の極性を有している。Ｇｙ′パ
ルス１１２′は、スピンエコー信号８３より後に印加さ
れて、パルス１１２より長く持続し、そのため、パルス
１２０の効果を消失させると共に、後発するスピンエコ
ー信号８６に対する位相符号化を与える。パルス１１２
′は、第２ＲＦ反転パルス８４以前に印加されるので、
パルス１１４とは逆の極性を有する。
第５図のＲＦパルスの下側には、各シーケンス毎にそれ
等の位相が示されている。本発明によるさらに別の特徴
として、ＲＦパルスの位相シーケンス化が、受取ったス
ピンエコー信号の蓄積から、望ましくないスピンエコー
信号を選択除去し得ることである。このシーケンス化と
その効果は第６図に示した。第１シーケンスでは、複数
のＲＦパルスが印加され、これによりスピンエコー信号
８３，８５〜８９が得られる。ＲＦパルス８０，８２，
８４は、第１シーケンスの間、それぞれ０°，９０°お
よび９０°の位相角を示す。
等の位相が示されている。本発明によるさらに別の特徴
として、ＲＦパルスの位相シーケンス化が、受取ったス
ピンエコー信号の蓄積から、望ましくないスピンエコー
信号を選択除去し得ることである。このシーケンス化と
その効果は第６図に示した。第１シーケンスでは、複数
のＲＦパルスが印加され、これによりスピンエコー信号
８３，８５〜８９が得られる。ＲＦパルス８０，８２，
８４は、第１シーケンスの間、それぞれ０°，９０°お
よび９０°の位相角を示す。
第２ＲＦパルスシーケンスの間、各パルス８０，８２，
８４はそれぞれ０°，２７０°および９０°（或いは、
代りに１８０°，９０および２７０°）を示す。
８４はそれぞれ０°，２７０°および９０°（或いは、
代りに１８０°，９０および２７０°）を示す。
第１シーケンスから第２シーケンスへのこの位相変化の
効果は、第２シーケンスのスピンエコー信号の各々が新
しい位相を示すようにしたことである。第２シーケンス
のスピンエコー信号８３′が、以前に得られたスピンエ
コー信号８３と同位相に在ることが認められる。これら
の信号は処理中に合成されて、信号の構成上の強調を付
与する。
効果は、第２シーケンスのスピンエコー信号の各々が新
しい位相を示すようにしたことである。第２シーケンス
のスピンエコー信号８３′が、以前に得られたスピンエ
コー信号８３と同位相に在ることが認められる。これら
の信号は処理中に合成されて、信号の構成上の強調を付
与する。
ＲＦパルス位相変化は、スピンエコー信号８６′，８９
′が、第１シーケンスの対応する信号８６，８９と同一
位相をもたらすことが認められる。かくして、所要の後
発スピンエコー信号８６，８６′は、合成されると互い
に強調される。しかしながら、スピンエコー信号８５′
，８７′が位相変化を受けたことも認められる。対応し
合う信号８５，８７を合成すると、互いに消し合う。な
お、重要なことは、これ等消し合う信号が、所要信号８
６、８６′の片方における望ましくない信号成分である
ことである。かくして、この消滅現象によって、後発信
号成分を含まない所要の信号のみが残り、改善された信
号／雑音比特性を有する合成信号８６，８６′が得られ
る。
′が、第１シーケンスの対応する信号８６，８９と同一
位相をもたらすことが認められる。かくして、所要の後
発スピンエコー信号８６，８６′は、合成されると互い
に強調される。しかしながら、スピンエコー信号８５′
，８７′が位相変化を受けたことも認められる。対応し
合う信号８５，８７を合成すると、互いに消し合う。な
お、重要なことは、これ等消し合う信号が、所要信号８
６、８６′の片方における望ましくない信号成分である
ことである。かくして、この消滅現象によって、後発信
号成分を含まない所要の信号のみが残り、改善された信
号／雑音比特性を有する合成信号８６，８６′が得られ
る。
第１図はＮＭＲ映像化システムの送信部を図示するブロ
ック図、第２図は同じくＮＭＲ映像化システムの受信部
を図示するブロック図、第３図はマルチエコーパルスシ
ーケンス法を図解する説明図、第４図は本発明の理論に
基づくマルチエコーパルスシーケンスを図解する説明図
、第５図はマルチエコーパルスシーケンス法をグラジエ
ントパルス波形と共に図解する説明図、第６図は本発明
の理論に基づく非所望のスピンエコー信号を除去する方
法を図解する説明図である。 １０・・・周波数合成器、１２・・・送信部ミキサ、１
４・・・送信部減衰器、１６・・・送信部増幅器、２０
・・・パルスシーケンサ、２２・・・グラジエント信号
増幅器、２４・・・ＲＦコイル、２５・・・ＲＦ整合ネ
ットワーク、２６，２８，２９・・・グラジエントコイ
ル、２７・・・プリアンプ、３０・・・マグネット、３
４・・・受信部減衰器、３６・・・受信部増幅器、４０
・・・位相シフタ、４２，４４・・・位相検出器、４６
，４８・・・ローパスフィルタ、５０，５２・・・アナ
ログ／デジタル変換器、６０・・・コンピュータ、６２
・・・アレイプロセッサ、６４・・・画像プロセッサ、
７０・・・９０°パルス、７１，７３，７５，７７・・
・１８０°パルス、７２，７４，７６，７８・・・スピ
ンエコー信号、８０・・・９０°パルス、８２・・・１
８０°パルス、８４・・・反転パルス、８３，８５，８
６，８７，８９・・・スピンエコー信号。
ック図、第２図は同じくＮＭＲ映像化システムの受信部
を図示するブロック図、第３図はマルチエコーパルスシ
ーケンス法を図解する説明図、第４図は本発明の理論に
基づくマルチエコーパルスシーケンスを図解する説明図
、第５図はマルチエコーパルスシーケンス法をグラジエ
ントパルス波形と共に図解する説明図、第６図は本発明
の理論に基づく非所望のスピンエコー信号を除去する方
法を図解する説明図である。 １０・・・周波数合成器、１２・・・送信部ミキサ、１
４・・・送信部減衰器、１６・・・送信部増幅器、２０
・・・パルスシーケンサ、２２・・・グラジエント信号
増幅器、２４・・・ＲＦコイル、２５・・・ＲＦ整合ネ
ットワーク、２６，２８，２９・・・グラジエントコイ
ル、２７・・・プリアンプ、３０・・・マグネット、３
４・・・受信部減衰器、３６・・・受信部増幅器、４０
・・・位相シフタ、４２，４４・・・位相検出器、４６
，４８・・・ローパスフィルタ、５０，５２・・・アナ
ログ／デジタル変換器、６０・・・コンピュータ、６２
・・・アレイプロセッサ、６４・・・画像プロセッサ、
７０・・・９０°パルス、７１，７３，７５，７７・・
・１８０°パルス、７２，７４，７６，７８・・・スピ
ンエコー信号、８０・・・９０°パルス、８２・・・１
８０°パルス、８４・・・反転パルス、８３，８５，８
６，８７，８９・・・スピンエコー信号。
Claims (17)
- （１）第１および第２の２つのスピンエコー信号として
核磁気共鳴情報を得るための核磁気共鳴装置であつて、 静磁場を被検体に印加するための手段と、 第１無線周波数信号を上記被検体に印加して、核磁気共
鳴情報信号を誘発するための手段と、第２無線周波数信
号を上記被検体に上記第１無線周波数信号より後の第１
指定時点で印加してスピンエコー信号を発生させるため
の手段と、第３無線周波数信号を上記被検体に上記第１
無線周波数信号より後の第２指定時点で印加してスピン
エコー信号を発生させるための手段で、上記第２指定時
間が、上記第１無線周波数信号の発生時に関する上記第
１指定時間の２倍に等しくないとする手段と、 を備えた核磁気共鳴装置。 - （２）上記第２および第３の両周波数信号が、それぞれ
１８０°反転無線周波数パルスである、特許請求の範囲
第１項に記載した核磁気共鳴装置。 - （３）上記第１無線周波数信号が９０°パルスである、
特許請求の範囲第２項に記載の核磁気共鳴装置。 - （４）発生したスピンエコー信号を立体的に符号化する
ために、印加された無線周波数信号のシーケンス中に上
記被検体に所定の傾度の磁場を印加するための傾度磁場
装置をさらに備えた特許請求の範囲第３項に記載の核磁
気共鳴装置。 - （５）第１および第２の２つのスピンエコー信号として
核磁気共鳴情報を得るための核磁気共鳴装置において、 静磁場を被検体に印加するための手段と、 第１無線周波数信号を上記被検体に印加して、核磁気共
鳴情報信号を誘発するための手段と、第２無線周波数信
号を上記被検体に上記第１無線周波数信号より後の第１
指定時間間隔の終時点に印加してスピンエコー信号を発
生させるための手段と、および 第３無線周波数信号を上記被検体に上記第１無線周波数
信号より後の第２指定時間間隔の終時点に印加してスピ
ンエコー信号を発生させるための手段で、上記第２指定
時間間隔が上記第１指定時間間隔の持続時間とは高調波
面にて関係の無い手段と、 を備えた核磁気共鳴装置。 - （６）上記第２および第３の両周波数信号が、それぞれ
１８０°反転無線周波数パルスである、特許請求の範囲
第５項に記載した核磁気共鳴装置。 - （７）上記第１無線周波数信号が９０°パルスである、
特許請求の範囲第２項に記載の核磁気共鳴装置。 - （８）発生したスピンエコー信号を立体的に符号化する
ために、上記第２指定時間間隔の間、上記被検体に選定
された傾度の磁場を印加するための装置をさらに備えた
特許請求の範囲第５項に記載した核磁気共鳴装置。 - （９）上記第２指定時間間隔が上記第１指定時間間隔の
持続時間の２倍以上である、特許請求の範囲第８項に記
載した核磁気共鳴装置。 - （１０）第１および第２の２つのスピンエコー信号とし
て核磁気共鳴情報を得るための核磁気共鳴装置において
、 静磁場を被検体に印加するための手段と、 第１無線周波数信号を上記被検体に印加して、核磁気共
鳴情報信号を誘発するための手段と、第２無線周波数信
号を上記被検体に上記第１無線周波数信号より後の第１
指定時間経過後に印加してスピンエコー信号を発生させ
るための手段と、および １個以上の不所要スピンエコー信号を含む複数個のスピ
ンエコー信号、および上記第１無線周波数信号の後に第
２指定時間経過後に発生する所要スピンエコー信号とを
発生させるための手段で、上記第１および第２時間経過
が、上記の所要および非所要のスピンエコー信号がそれ
らの発生時期に実質的にオーバラップの無いように選ば
れた、手段と、 を備えた核磁気共鳴装置。 - （１１）上記第２指定時間経過が、上記第１指定時間経
過とは非高調的に関係する、特許請求の範囲第１０項に
記載の核磁気共鳴装置。 - （１２）上記不所要スピンエコー信号の発生時期が、上
記第１無線周波数信号の後で、かつ上記第３無線周波数
信号の印加前に印加された無線周波数の発生周波数信号
の発生と関係する、特許請求の範囲第１０項に記載の核
磁気共鳴装置。 - （１３）上記無線周波数印加手段が異なる位相関係を有
する信号を印加するもので、これにより繰返し発生され
る非所望のスピンエコー信号が、合成される時に消滅す
るような位相関係を有するものにする手段である、特許
請求の範囲第１０項に記載した核磁気共鳴装置。 - （１４）核磁気共鳴装置を利用して複数個のスピンエコ
ー信号を発生する方法において、 ａ）静磁場を被検体に印加する段階と、 ｂ）第１無線周波数信号を上記被検体に印加して、核磁
気共鳴情報信号を誘発する段階と、 ｃ）第２無線周波数信号を上記被検体に上記第１無線周
波数信号より後の第１指定時点で印加してスピンエコー
信号を発生させる段階と、 ｄ）第３無線周波数信号を上記被検体に上記第１無線周
波数信号より後の第２指定時点で印加してスピンエコー
信号を発生する段階で、上記第２指定時間が、上記第１
無線周波数信号の印加時に関する上記第１指定時間とは
非高調波的な関係を有するとした段階と、 を備えた方法。 - （１５）前記段階ｃ）およびｄ）のそれぞれが１８０°
反転無線周波数パルスを上記被検体に印加する段階をさ
らに含む、特許請求の範囲第１項に記載の方法。 - （１６）前記段階ｂ）が、９０°無線周波数励振パルス
を上記検体に印加する段階をさらに含む、特許請求の範
囲第１５項に記載した方法。 - （１７）印加された各無線周波数信号が指定された位相
を有すること、並びに次の段階、すなわちｅ）上記諸段
階ｂ）、ｃ）およびｄ）に関し異なる位相を示す上記の
印加された無線周波数信号の少なくとも１つを用いて上
記諸段階ｂ）、ｃ）およびｄ）を繰返す段階で、これに
より、１つ以上の発生されたスピンエコー信号が、上記
第３無線信号の後に、かつ段階ｂ）の繰返し以前に発生
される対応するスピンエコー信号とは異なる位相を有す
るようにする段階をさらに含む、特許請求の範囲第１４
項に記載の方法。
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