JPS63214246A - 核磁気共鳴信号を用い、対象物から高速度で影像情報を得る装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、核磁気共鳴信号を用い、対象物から高速度で
影像情報を得る方法に関し、より詳しくいうと、約１０
０ｍｓ以下の速度で影像をつくる方法に関する。

〔従来の技術と問題点〕

いろいろな理由から、非常に短い時間内に影像を得るこ
とができる磁気共鳴影像（ＭＲＩ）技術の確立が望まれ
ている。現在、影像診断分野において、ＭＨＩの発展を
はばんでいる要因のうち主なものは、原価効率に係る問
題のほかに、不随意的生理運動、特に心臓の動きがある
ため、臓器系の診断への適用が制約されてしまう問題で
ある。

長いデータの受取り時間（通常、数分）を小さくできれ
ば、前述の問題は、いずれも（特に、後者）改善される
。つまり、それにより、患者の全診察時間が短縮され、
患者の処理量が増大するため、原価効率の適性化がはか
れる。もし、全走査時間を、心臓周期の極一部程度に縮
めることができれば、心臓の運動を含むすべての生理学
的運動による本来の動きは、無視される。

従来得られている高速の全生体影像は、立体的分解能が
よくないし、またＳハ比が低すぎる。（本明細書におい
て使用する「高速」とは、完全な断層撮影陽子像の受取
りに対し、約１００ｍｓを意味する。）この低品質は、
−面、使用される相当に低い磁場の強さの反対にある。

しかし、公知のように、Ｓ／Ｎ比は、磁場の強さととも
にほぼ直線的に増大するため、良質の像は、原則として
、より高い強度の磁場で得られるようになる。

高強度磁場において、高速の影像形成を行なう際に、い
くつかの問題が派生する。本発明は、これらの問題を解
決することである。

磁気共鳴影像に対し高磁場を用いる際の第１の大きな問
題は、磁場における不均質性が、実際に不可避的である
点と、観察対象の磁気共鳴影像に幾何学的位相歪みがも
たらされる点である。このような磁気の不均質性は、２
つの異なる供給源からもたらされる。

第１に、静磁場は、特に、磁場強度に比例して変化する
固有の不均質性を持っている。実際問題として、このよ
うな不均質性は、それを除去することが極めて困難であ
り、かつ膨大な費用を必要とするため、静磁場において
は不可避的であると見做されている。

第２に、投影される対象物の磁気感受性が、システムに
おける磁気の不均質性に対して一層の拍車をかけること
である。

更に、高い周波数では、人体のような弱Ｒ＠体を貫通す
る際、ＲＦ磁場は、減衰するとともに、位相シフトを受
ける。この影響は、８５ＭＨｚにおいて明白に現われる
。この値は、約２テスラでの陽子共鳴周波数である。

高強度磁場において影像がつくられる際の第２の大きな
問題点は、陽子の「化学シフト（ｃｈｅｍｉｃａｌ　５
ｈｉｆｔ）Ｊ効果である。この種の問題は、像における
あらゆる点からの信号が、一般に、２つの近接した周波
数、一つは水の陽子からのもの、もう一つは、脂質の陽
子からのものを含むために発生する。

ＭＨＩにおいて使用される影像手順は、特定の容積要素
から得られる信号を、固有の周波数に基づく最終像にお
ける対応の画素へ入れるようになっているため、組織の
同じ容積要素における脂質および水から得られる２つの
異なる周波数は、異なる画素へ誤って入れられてしまう
。それが、２重像を生じさせる。

この問題は、通常、低強度磁場にするか、遅速影像法を
用い、像における空間識別を与える磁界勾配強度を、勾
配が画素ごとに重ねら九るバンド幅が、脂肪および水の
陽子共鳴の周波数分離幅より実質的に大きくなる程度に
簡単に増大させることによって、解決される。

高速影像の場合、画素ごとに、このような高いバンド幅
を使用することは、実行しにくく、避けるべきである。

また、バンド幅は、磁場強度とともに必然的に増大され
るようになり、それによって、あらゆるＳハ比を減らす
ことが、磁場強度の平方根に依存して増大して行く。

〔発明の要約〕

強い磁場を用いる高速磁気共鳴影像法における上記の問
題点を解消するため、本発明者は、対象物から磁気影像
を迅速に取得しうる方法および装置の発明をした。

対象物は、第１の軸（本明細書において、Ｚ軸と呼ぶ。

）に沿う静磁場に設定される。このＺ軸に沿う磁場は、
約０．５〜５テスラの範囲の強度を有する。

核スピンは、対象物の選択面における像領域において、
Ｚ方向における静磁場に第１の磁界勾配（スライス選択
勾配と呼ぶ。）を重畳させ、同時に分光的に変えられた
ＲＦ励起パルスを加えることによって励起され、そこで
、自由誘導崩壊信号が、励起核スピンによってつくられ
る。

ＲＦ励起が持続している間、核スピンの位相ずれが、選
択面の幅にわたって生ずるため、核スピンの位相ずれの
戻しが必要になる。位相ずれの戻しは、第１の磁界勾配
を逆転させるか、１８０°パルス（後段で説明する）を
加えた後で、同じ第１の勾配波形を再度加えることによ
って達成される。

第２および第３の磁気勾配（これらを符号化勾配および
読出し勾配と呼ぶ。）は、それぞれ、Ｘ方向およびＹ方
向に加えられる。通常使用される如く、ｘ、Ｙおよび２
の方向は、互いに直交している。選択領域は、Ｘ−Ｙ面
内にあり、この面は、通常、横断面と呼ばれる。

時間変動型の位相符号化勾配および読出し勾配は、空間
変動式に一時的な核信号の位相を変化させる働き、つま
り、データ受取り時、特定の時間にサンプルされる空間
周波数定義域における点を決定する働きをする。結果と
して得られるに空間におけるサンプル点の軌線は、ｋ軌
線として知られている。

デコード・プロセスは、いくつかの初期処理段階を含み
、それに引き続き、２次元フーリエ変換が行なわれて、
最初の空間分布の概略である不連続像を生成する。

サンプリングが開始される点をに空間に設定するため、
サンプリングの前に、エンコード・シーケンスが生ずる
。それから、ＲＦ倍信号、静電場における不均質性によ
り位相がずれているあらゆる従属的核スピンの位相ずれ
を戻すべく、対象物に加えられる。次に、データは、位
相符号化勾配および読出し勾配が交互に加えられるシー
ケンスによりサンプルされる。

本発明の好適実施例においては、読出し勾配は、連続正
弦波として加えられ、位相符号化勾配と読出し勾配との
間に若干の重畳が生ずるようになっている。符号化時間
、およびＲＦパルスのアプリケーションを含む全サンプ
リング・シーケンスは、約１００ｍｓ以下影像時間と共
に生じる。

既に述べた技術を使用しての走査時間については、Ｓ／
Ｎ比または空間分解能におけるコスト削減の点だけで、
相当の改良がなされている。身体の動きを問題にしてい
ない情況にあっては、このような削減は、容認できない
。かかる状態においては、データ取得に多くの時間をか
け、かつ空間分解能を取り戻すことが好ましい。

そのため、既に述べた高速影像技術に関し、次の変形を
開発し、医者が、選択でき、かつ臨床使用時に調整しう
る空間分解能、全観察時間、およびＳ／Ｎ比の中から、
１組の選択ができるようにした。

もし、磁場の不均質性の結果として、または他の原因に
よりもたらされる位相歪みが全くないとしたら、ｋ軌線
が、単に、ｋ空間の正か負の半分におけるラインを覆え
ば十分である。ｋ空間の反対側半分においてサンプルさ
れた対応データラインは、同じように共役データを含む
ため、データの冗長度を生ずるだけである。しかし、位
相歪みが存在する場合、ｋ空間の両側半分における対応
データラインは、同じではない。

サンプリング軌線を、ｋ空間の半分以上に拡張すること
から得られる情報が、位相のエラーを補償するのに使用
できることを発見した。必要なサンプリングの拡張は、
導入される位相のエラーの程度に左右される。例えば、
位相エラーが、ノ像の上でゆっくり変化する場合（つま
り、エラーが、低い空間周波数をとっている場合）、軌
線を更に拡張してサンプルを行なう必要がない。

適切な位相補正を行なうのに必要な付加的ラインのみを
サンプルすることによって、全受取り時間は、最低に抑
えられ、最初の励起パルスに続くデータサンプリングの
開始時間は、最小になる。

後者の結果は、Ｔ２の結果的な信号崩壊が、それにより
最小になる、という点で望ましい。

更に、もし、Ｔ２崩壊によるＳハ比損失が、より少ない
データラインの受取りから結果として生ず＝１６− るＳハ比損失よりも大きければ、出力のＳ／Ｎ比は、最
適になる。

部分に空間影像の一変形例において、ｋ空間の部分受取
りは、Ｘ面かＹ面のいずれかの面でなされる。部分走査
におけるサンプリング軌線は、１００％以下であるが、
ｋ空間の半分以上に拡張するのが好ましい。

サンプリング軌線を元のものの」二に拡張することによ
り取得される情報は、導入されるあらゆる位相エラーを
補償するのに使用される。ｋ空間の各ラインは、約４０
０ｍｓを必要とするので、部分的にχ受取りにおけるに
χラインを省きうろことは、影像時間を短縮する。

部分的に空間受取りは、同数の点が、以前の全に空間受
取りにおけるようにして集められるよう行なわれ、従っ
て、信号のバンド幅を維持させながら、空間周波数応答
を増大させることができる。

そのため、この技術的方法は、「ワン・ショット」式に
より高い分解能の像を生成する。しかし、若干低いＳハ
比を伴う。

本発明による別の変形例において、２つ、４つ、あるは
それ以上の部分的受取りは、過渡応答（ＴＲ）の相互受
取り遅延により、ｋ空間の異なる部分」二で行なわれる
。取得された部分は、フーリエ変換の前に、ｋ空間のパ
ッチワーク、即ち「モザイク」的に合わせられる。

そのため、この「モザイク走査」技術におけるに空間の
有効範囲は、１００％となりうるが、多重受取りが必要
である。Ｓ／Ｎ比損失は、（ａ）ｋ空間のすべてが充た
されるため、（ｂ）低空間周波数が効果的に信号平均化
されるため、かつ（ｃ）いくつかの受取りが一つの像に
好影響を与えているため、部分的に取り戻される。

既に言及した化学シフトの問題を排除するため、２つの
好適実施例について説明する。

第１の実施例において、スライス選択を行なう前に、Ｒ
Ｆ磁場の狹帯域抑制パルスが加えられ、引き続き、スピ
ン位相ずれにおいて、影像シーケンスにおけるあらゆる
後続勾配より相当大きい磁界勾配のパルスが続く。これ
は、一つの化学成分、脂質、または水から、信号を有効
に排除する。

第２の実施例において、］８０°再焦点パルスは、その
周波数スペクトルおよび「オフ共鳴」効果が、成分の一
方若しくは他方の位相ずれの戻りを排除するべく、結合
しうるよう選択される。

〔実施例〕

次に、添付図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説
明する。

第１図は、磁石（１４）内に配置された人体等の被写体
（１２）内の選択された部位（１０）の磁気共鳴（ＭＲ
）影像を得るための図である。第１図に示すよう１、二
選択された部位（１０）は、コイル（１６）によって発
生されるｘ、ｙ、Ｘ方向の磁界の勾配の向きによっ゛τ
画定さ九る平面内１．二位置する。

以下の説明のために、静磁界（ＢＯ）の方向は、通常の
慣習のように、Ｚ軸を決定する。また、第１の磁界勾配
（スライス−セレクション勾配）は、２方向に適用され
、第２の磁界勾配（位相符号化勾配）は、Ｘ方向に適用
さ九、第３の磁界勾配（請出し勾配）は、Ｙ方向に適用
される。、ｘ、ｙ、ｚ方向は、互いに直交するように決
められている。

従って、選択された部位（１０）は、Ｘ−Ｙ平面に入る
。人体等の被写体の縦軸が、Ｚ軸と平行ならば、このＸ
−Ｙ平面は、通常、交軸面と呼ばれる。

前記の第１、第２及び第３磁界勾配Ｘ、Ｙ−Ｚ方向への
座標指定は、絶対ではない。例えば、第１磁界勾配（ス
ライス−セレクション）が、それぞれ又もしくはＹ方向
に適用され、第２（位相符号化）及び第３（読出し）勾
配が、それぞれＸとＹもしくはＹと２方向に適用される
と仮定することによって、Ｘ−７もしくはＹ−Ｚ平面に
おける画定部位を選択しうる。選択部位は、冠状面もし
くは矢状面となる。

更に、第１、第２及び第３勾配は、通常、必らずしも、
前記のＸ、ＹもしくはＺ方向に沿って位置する必要はな
い。第１、第２及び第３の勾配を常に直交させるために
、これら３つの勾配を、ｘｌ、Ｙｌ及びＺ□の変換座標
系を向くように回転させることができ、このＸＩＹ、Ｚ
□系の中の任意に指向される「斜め」の平面が、選択さ
れ、矢状面と垂直な視点＝２０＝ から映し出される。

第１７、第２及び第３の勾配は、必ずしも互いに直角で
ある必要はない。その場合、例えば、任意に指向される
斜めの平面が選択され、ついで斜めに映し出される。す
なわち、矢状面に対して斜めの視点から映し出される。

これらの座標割当の変化は、当業者には公知である。

前記の磁界勾配の特定の座標割当のために、勾配Ｇｘ、
　Ｇｙ及びＧｚは、次のように決定される。すな本発明
によって研究されている対象物は、常にＺ軸に沿った連
続磁界（Ｂ、）に左右される。選択された磁界の強度は
、十分な信号対雑音比（ＳＮＲ）が、十分な空間解像度
を有して最終影像の中で得られるのに十分な強さを持た
なければならない。更に、十分な空間解像度を有する場
所は、位相符号化と読出しの勾配の強さを必要とし、読
出し勾配は、信号を取得する無線周波数アンテナの所望
の信号帯域幅を必要とし、この信号は、最適のＳＮＲに
対して、できるだけ高いのを保持しなければならない。

妥当なＳＮＲを約１０＝１〜１．００：１の範囲に、成
人にとっての妥当な空間解像度を、約５ｍｍ〜］−ｒｒ
ｍの範囲に収めるには、本出願人の方法を使用すると、
約０．５〜５．０テスラの範囲の強さの磁界が必要とな
る。

本発明の好適実施例の磁界の強さは、２．０テスラであ
る。この磁界の強さは、磁界の不均一性が対象物の導入
によって起こり、この不均一性は、後で説明される技術
によって補われるのに十分な強さである。

強力な磁界は、特定の分子化合物から発生する信号のス
ペクトル分解の化学シフト問題を解決する。スペクトル
分解を行なうための技術も、後で説明する。

第２図示のパルスシーケンスにおける符号（Ｘ□）〜（
Ｘ４）は、時間間隔を示す。時間間隔（ｘｌ）において
は、核スピンは、研究されている対象物の平面内の選択
された部位（１０）の中で励起される。これは、静磁界
の上に、例えば、望ましくは、（１１４）のような波形
を有する第２磁界勾配Ｇｚを重ねることによって行なわ
れる。

分光的に適合される９０°高周波数（ＲＦ）パルス（１
，１６）は、勾配Ｇｚが定量的に適用されている間に適
用される。９０°以下もしくは９０°以上のＲＦパルス
を適用することもできるが、９０°のパルスが望ましい
。このＲＦ励起の際には、核スピンの位相のずれが、選
択された平面の幅で発生するおそれがあり、ついで、最
大信号振幅および最小位相歪を得るために位相のずれを
戻す必要がある。

位相のす九を戻すには、波形（１１４）に示された第１
の磁界勾配を（１１４ａ）の部分で反転させて行なう。

あるいは、位相のすわの戻しは、例えば時間間隔（Ｘ４
）（１８０°パルス適用後、後で説明する）まで遅延さ
せることができ、その場合は、（１１４ｂ）で示された
波形を使用することができる。Ｇｚ用の別の適切な波形
、及び９０°パルス用の分光的に適合される各種の略図
は、当業者には容易に理解できるであろう。

本発明の符号化シーケンスは、時間間隔（ｘ２）の間に
発生する。信号の符号化は、データ取得が始まるに一ス
ペースの点（すなわち、第２図のパルスシーケンスにお
いては共役点）の測定に影響を及ぼす。

図示の特定の波形（１２０ａ）（１２０ｂ）及び（１３
０）は、絶対的ではない。第１３勾配〔；χ及び第３勾
配Ｇｙに適した多数の波形があることは、当業者には明
白であろう。例えば、第２勾配の波形は、（１２０ｂ）
で示すように台形でもよい。あるいは、類似の部分（Ａ
２）は、パルスシーケンスの時間間隔（ｘ４）で所望さ
れるのと同一の、複数の短い勾配パルスによって掃引さ
れうる。

基本パラメーターは、第２の磁界勾配に対しては、（Ａ
、）で示された波形の下エリア、第３の磁界勾配に対し
ては、（Ａ３）で示された波形の下のエリアである。と
いうのは、これらのエリアは、ｋ空間軌線と数学的に関
連があるからである。従って、実際的な要件は、時間間
隔（ｘ４）で特定の波形で示され、符号化期間（Ｘ２）
で使用される波形は、多数の適当な形状のいずれでもよ
い。

第３図は、ｌ（空間、すなわち空間周波数定義域を示し
ており、ｋ軌線が見本となる線が、離散の空間周波数座
標に相当する。垂直軸に２は、第２磁界勾配（位相符号
化）に相当する空間周波数座標を表わす。水平軸に、は
、第３磁界勾配（読出し）の空間周波数座標を表わす。

ＲＦ励起間隔（Ｘ□）の直後で、か符号化の前の時間１
＝１６は、ｋ空間内のに軌線の原点に２＝に３＝０を定
義し、第３図にＡで示す。時間間隔（ｘ２）の符号化シ
ーケンスは、軌線を描き、軌線の時間依存性は、実際の
波形（１２０ａ）　（１２０ｂ）　（１３０）に左右さ
れる。

しかし、符号化期間（Ｘ２）の終端における軌線の位置
は、エリア（Ａ２）　（Ａ３）にのみ左右され、かつこ
れらのエリアは、任意に設定できる。エリア（Ａ２）（
Ａ３）の好適設定例は、前符号化期間（Ｘ、）の終端に
おける軌線の位置が、第３図にＢで示すように、ｋ、＝
　（Ａ２）ｉ＝　−Ｍかつに３（Ａ３　）Ｊ　＝　　Ｎ
／　２となる場合である。

第２図の時間間隔（ｘ３）で、ＲＦパルス（１１７）が
対象物に適用される。ＲＦパルス（１１７）の適用の主
目的は、静磁界（Ｂｏ’）の不均一性によって位相がず
れた核スピンの位相のずれを元に戻すことである。

主磁界強度を測定すると、この不均一性は、０．５〜５
．０テスラの磁界を発生させる標準的な磁石と類似して
いる。すなわち、通常、不均一性は、映し出される対象
物の区域に適用された磁界の強度（ＳＯ）のＩｇｌｏｏ
万一１０／１００万である。従って、絶対項における不
均一性は、強磁界においては、もっと厳しい。

ＲＦパルス（１１７）によって位相ずれを戻すには、パ
ルスを１８０°パルスとして形成するのが望ましい。

１８０″パルス（１，１７）を使用することは、最初の
９０°ＲＦパルス（１１６）から生じるオリジナル肝信
号の鏡像、もしくはスピンエコーとなるので、周知であ
る。このエコー効果は、第２図に鎖線（２００）で示し
ており、時定数Ｔ２　と共に増大しかつ衰退する。Ｔ２
　は、不均一磁界における核スピンの相違干渉性の損失
用の時定数であり、先行技術で定義されている。

対象物に関連のある平面内で選択された核スピンの位相
のずれを直すために使用する１８０°ＲＦパルス（１］
、７）に対する入力として、（Ｂ）から共役位置（ｃ）
へ移る軌線は、ｋ空間にもたらされる。このに空間では
、（ｃ）は、空間周波数座標に２＝（ｋｚ）に十Ｍと（
ｋ３　）ｊ　＝　十Ｎ／２によって、画定される。

標準的なＲＦ送信コイルによって発生されるＲＦ磁界は
、均一ではないので、ＲＦパルス（１１７）の実際のパ
ルス角度は、対象物によって占有される体積に応じて変
化するおそれがある。特に、（最初の９０°励起パルス
（１１６）を受信しなかった）選択された平面の外側の
パルス角度は、平面内に比べて不正確であってもよい。

選択された平面の外側の核スピンは、以前の９０°パル
ス（１，１６）は受信しなかったが、ＲＦパルス（１１
，７）のパルス角度が１８０°でない場合は、不必要な
信号を発生させてしまう。この不必要な信号を排除する
ために、勾配の等しいパルスが１８０°ＲＦパルス（１
１７）の両側に適用される。例えば、第２図に（１３２
ａ）　（１３２ｂ）で示す第３勾配によって発生した勾
配パルスを適用してもよい。

もし、勾配波形（１３２ａ）　（１３２ｂ）の下部エリ
ア（Ｑ）（Ｑｌ）がほぼ同一であり、そのことが所望の
場合は、有効位相符号化は、１８０°パルスが波形の間
に反転して適用されるので、波形（１３２ｂ）が完成し
た後では、関連の平面内ではスピンには発生しない。

しかし、ＲＦ磁界の不均一性の結果、ＲＦパルス（１１
７）によって選択された平面の外側に発生した信号は、
パルス（１３２ｂ）によって位相がずれ、パルスシーケ
ンスの残部は、これら特別のスピンの位相のずれの戻し
が起らないように設計されている。

この方法によって、十分な同一性を有し、適度に広がっ
たサンプル内の「平面外」の信号がすべて効果的に除去
される。

代わりの方法、もしくは前記の方法以外に（１１４ａ）
の代わりに、（１１４ｂ）の勾配パルスを使用すること
も可能である。この場合、スライス内の位相のずれたス
ピンは、勾配（１１４ｂ）によって１８０’　ＲＦパル
スの後でのみ位相のずれが戻され、パルスシーケンスも
、ＲＦパルス（↑１７）によって選択ぎわだ平面の外側
に発生する信号のすべての位相のずれを戻す。

本発明の別の実施例では、１８０°ＲＦパルスは省略さ
れ、すべてのエコーは、勾配の応用のみによって形成さ
れている。この場合、第３図に示すように、Ｂ点から０
点へ行く軌線はないが、ｋ空間の横移動部がＢ点から始
まり、正方向（Ｋ２）へ伸びている。ｋ空間を部分的に
満たす場合（後で説明する）には、横移動部は、Ｂ′点
から始まる。ｋ３に沿っての第１の横断は、正方向に３
を向いており、これは、１８０°パルスが適用される場
合と反対である。これは、第３（読出し）勾配は、反対
の極性に適用しなければならないということを意味する
。

また、ｋ空間の移動は、正方向に２へ続いているので、
第２（位相符号化）勾配を、１８（１°パルスを含む場
合の極性と反対の極性の中へ適用しなければならない。

本発明の重要な特徴によると、ＭＲ影像用の完全なデー
タは、約１００ｍｓｅｃ以内で得られ、関連の平面内で
選択された核の特性減衰時間Ｔ２より短い時間であるこ
とが望ましい。

このような短時間でのデータ取得は、心臓等の人体器官
の動きによって起る影像への悪影響をほぼ０にするため
に必須であった。このような迅速なデータ収集は、第２
（位相符号化）及び第３（読出し）勾配を映し出される
対象物に交互に適用することによって、第２図のパルス
シーケンスの時間間隔（Ｘ４）の中で行なわれる。

本発明によると、読出し勾配波形（１４０）は、先行技
術文献で示されたように、台形とはなり得ない。台形の
読出し勾配を使用すると、重大な問題が発生する。とい
うのは、勾配を生じさせるコイルの電気インダクタンス
が、所望の磁界勾配の強度を達成するために、必然的に
大きくなるからである。その結果、勾配波形の立上がり
時間は、前述の時間枠の中で必要なデータを取得するの
に十分速くなければならず、実際上は、空論の動力を使
用して達成されうる。

この高速変化磁界勾配を発生させるための好ましい方法
は、１９８６年１２月９日に特許され、本発明の出願人
に譲渡された米国特許第４，６２８，２６４号明細書に
記載されており、ほぼ正弦曲線である勾配波形線分（１
３２ａ）　（１３２ｂ）を生じさせる。

第２図において、もし、勾配波形（１３０）の下部エリ
ア（Ａ、が、波形（１４０）の下部エリア（Ａ４）の約
半分であれば、第３磁界勾配の方向において、核信号の
位相のずれの戻しが起こり、この方向における信号の最
大の位相のずれの戻しが、勾配波形（１４０）のほぼピ
ーク時に起こる。

信号は、同じエリアが勾配波形（１４０）によって掃引
された後で、各標本点が取得されるような方法で適切な
時期にサンプリングされうる。よって。

核スピンによって、有効位相回転が等しく増加させられ
る。

サンプリング用「コーム」の時間依存性が、勾配波形（
１４０）と完全に一致させられるこの非線形サンプリン
グ法は、先行技術に記載されている。例えば、オーディ
ッジ及びマンスフイールドによる米国特許第４，５０９
．０＋、５号明細書「核磁気共鳴方法」を参照されたい
。

別のデータサンプリングおよびデータ処理方法も、もち
ろん可能である。その一つの方法では、データは、標本
点の間で等時間増分と共に得られ、信号の最大周波数成
分を表示するのに十分速い。

ついで、データは、ｋ空間のステップかに３における増
加とほぼ同じとなるように、例えば補間及び再サンプリ
ングによって処理される。ｋ３におけるデータの過サン
プリングは、すべての機器的影響を補うために、等時間
間隔及び非等時間間隔のどちらの場合も必要となるおそ
れがある。

更に、勾配の形状は渦電流効果のために、空間内で変化
しうるので、どの非等サンプリング間隔も対象物の回折
パターンを正確に測定するのに十分とはなり得ない。こ
の場合、空間的依存勾配形状は、渦電流効果を補うため
の情報を提供するために、前もって測定されうる。

勾配波形（１４０）の間に生じるスピンエコーのサンプ
リングの終わりに、ｋ軌線は、ｋ２、ｋ３＝（Ｍ、Ｎ／
２−１）からに２、Ｋ３＝（Ｍ、Ｎ／２）、すなわち、
第３図のＤ点へ移動した。特に、データ取得中の＝３２
− 非線形サンプリング中には、ｋ軌線は、Ｋ、線をＣから
Ｄへ等増分の中でサンプリングされる。（第３勾配方向
における最大位相戻しは、軌線かに、＝Ｏの線を通過す
る際に起こる）。

従って、サンプリングは、ステップが八に３＝トに、に
沿った軌線のポイントで行なわれる。

ここで、Ｘ３は、第３方向の視界の空間磁界であり、Ｇ
３は、第３勾配の強度であり、ｔｊ−ｔｉ＋、は、ｉ番
目とｉ十□番Ｈの標本点の間の間隔である。

ついで、位相符号化波形（１５０）が第２の方向に適用
され、ｋ軌線を第３図のＥ点に移動させる。

られる。ここで、Ｘ２は、第２方向の視界の空間磁界で
あり、Ｇ２は、第２勾配の強度であり、ｔ２−ｔ□は、
適用の間隔である。この期間は、データサンプリングは
行なわれない。

次の読出し勾配パルス（１４２）が、前の勾配波形（１
４０）と同一強度だが反対の極性の中に適用されると、
第３図のに３＝Ｏに相当する位置における第３勾配の方
向で核信号の位相戻しが行なわれる。

前述の方法によるデータサンプリングによって。

第３図のに空間にＥからＦへ平行な軌線が示される。こ
の軌線は、第２勾配方向のテップにの位相符号化によっ
てＣからＤへ移動する第１の軌線から変換される。

次に、第２及び第３磁界勾配の波形を繰り返し適用する
と、ｋ空間を完全におおうに軌線ラスターが示される。

第２図示の読出し勾配（１４０）は、不連続である。

すなおち、位相符号化勾配の短かいパルス（１５０）が
適用されるときは、勾配（１４０）の振幅はＯとなる。

第５図示の好適実施例では、読出し勾配は、連続正弦波
（１６０）として適用されている。ついで、位相符号化
勾配（１５０）が、前述のように適用されるが、読出し
勾配（１６０）がＯを通過して交差する点の回りに集め
られる。

位相符号化勾配（１，５０）の短かいパルスのために、
位相符号化及び読出し勾配が存在するときに収集される
いくつかのデータポイントは、影像の質の低下を伴わず
、フーリエ変換の市に削除されうる。

この実施例の利点は、読出し勾配を適用する際にギャッ
プがないので、取得時間がより短かいことである。従っ
て、高速移動体から伝わる人工的な動きは更に減少され
、取得の際の減衰度（Ｔ２）（Ｔ２＊）は低下し、エコ
ーエンベロープ（２００）は、最初の９０°励起パルス
（１１，６）の近くに集められる。

その結果、減衰Ｔ２より生じる信号損失が減少する。

あるいは、より短かい取得は、オリジナルの不連続読出
し波形の際に得られるのと同じ時間でもっと多くの波形
のに、ラインを得ることができるということを意味する
。更に、連続勾配波形に実施は、勾配波長の観点からは
、技術的にはより簡単と考えられ、渦電流補償は、より
簡単になる。すなわち、簡単に成就できる。

完全な（ほぼ１．００ｍｓｅｃ）取得の後で、ｋ軌線は
、第３図のＢ点で終わる。軌線ラスターかに２＝０を通
過すると、第２勾配方向におけるスピンの最大再集束が
起こり、軌線かに空間の原点、すなわち第３図のＡ点を
通過する場所では、第２及び第３勾配方向における最大
再某来が起こり、最大振幅に近づくスピンエコー信号が
発生する。

第３図から、ｂ３（すなわち読出し）方向のに軌線がす
べて交互に反転していることがわかる。これは、ｋ空間
を適切におおうために、第３の勾配を反転させる必要が
あるからである。

従って、ｋ空間の交互に交差するラインは、反転しなけ
ればならない。この操作は、適切なデータの時間反転に
相当する。従って、第３図示の軌線Ｅ、Ｅ＋Ｌ、Ｅ＋２
、・・・Ｆ−２、Ｆ−１、Ｆが、Ｆ、Ｆ−１、Ｆ−２・
Ｅ＋２、Ｅ＋］、Ｅとなる。この手続は、ｋ空間の交互
の線に対して繰り返される。

更に、好ましくない器械効果によって発生するおそれの
あるデータのベースラインオフセットを補正するのが望
ましい。これは、影像シーケンスの最初のＲＦパルスを
適用する直前に、受信機の直角位相出力からくるデータ
をサンプリングすることによって達成しうる。

データをフーリエ交換する前に、位相補正及び濾過も行
なう必要がある。これらのステップは、先行技術では公
知であり、説明の必要はない。

次に、ｋ空間データの２次元フーリエ変換を行なうこと
によって、影像が発生し、フーリエ変換で対象物の回折
パターンを離散方法で測定する。

影像は、奇数エコー（ｋ空間で得られる１、３．５、・
・等）と偶数エコー（ｋ空間で得られる２、４．６、・
・・等）のフーリエ変換の重ね合わせによりなる。

従って、奇数及び偶数エコーを分離して部分影像に変換
したり、これらのエコーを組み合わせる前に変形させる
ことができる。事実、これらの処理ステップは、一定の
状況では器械的理由に対して望ましい。

部分影像の変形は、すべての器械的誤差を除去するため
に位相及び振幅を変化させることを伴う。

一定の状況では、肝影像は、ｋ空間有効範囲に関して不
完全な空間周波数データセットから発生されうる。通常
、（主磁石の不完全さが原因の）磁界の不均一性、突接
は効果及び渦電流が原因の研究中の対象物内の磁石の感
受率の変化及び無線周波数の磁界変化）によって発生す
るすべての位相誤差は、第２図及び第３図に関連して説
明したように、完全な空間周波数データセット（完全な
に空間の取得）を取得することによって補償されうる。

しかし、もし、位相誤差が低空間周波数のみによって影
像上を変化するならば、完全取得が行なわれない場合で
も、このような位相誤差を補正することができる。

このようなに空間の部分取得のために、第２図のパルス
シーケンスは、次のように変形される。

符号化期間（Ｘ２）中は、波形（］、２０ａ）又は（１
２０ｂ）のエリアは、ｋ軌線が、ＡからＢ□、すなわち
に２＝（ｋ２）ｊ、＜Ｍへ移動するうに減衰する。ＲＦ
パルス（１１７）を適用すると、軌線が共役点Ｃ１へ再
移動する。ついで、データ取得が以前のように行なわれ
るが、この場合は、ｋ空間のに２次元におけるラインは
、最終エンドポイントＢへ到達するめに、少ないライン
が得られる。

ｋ空間の完全な取得の場合のように、第２及び第３次元
における位相戻しは、ｋ軌線が、ｋ空間の原点、すなわ
ち第３図のＡ点と交差する際に最大となる。

位相誤差を最小にし、かつ共役対称を最大にするには、
第３図のＡ点に相当する第２及び第３勾配方向の位相戻
しポイントが、極めて適切な時期に鎖線（１２０ｂ）で
示された１８０°ＲＦパルスを適用して得られる「磁界
エコー」に相当するように、ｋ空間軌線を配置するのが
望ましい。

もし、第１ＲＦパルス（１１６）と第２ＲＦパルス（１
１７）を適用する間の時間をｔ□とすると、磁界エコー
が、１８０’　ＲＦパルス（１１７）の後でｔ１時に発
生する。従って、縮小に空間を取得するには、前述の最
大信号位相戻しと磁界エコーのピークとを一致させるた
めに、１８０″ＲＦパルス（１１７）の前の時間ｔ□は
、適度に短縮しなければならない。

従って、ｋ空間の部分取得は、影像の位相変化を測定す
るのに十分なに空間部分のサンプリングを行ないつつ、
ｋ空間の正もしくは負の部分の符号化ステップをいくつ
か省略することによって、達成される。あるいは、省略
されるに空間部分は、直角方向（ｋ３）でもよいが、影
像の位相変化を測定するのに十分な対称的に空間のサン
プリングを行なう。

ｋ空間の全データより少ないデータを取得する際に節約
される時間は、 （１）影像の解像度を向上させるために、ｋ空間のデー
タの追加の非対称ラインを取得するため、もしくは、 （２）動きに関する誤差もしくは減衰時間ｔ２に起因す
る信号損失を減少させるために、全取得時間をできるだ
け短かくするために使用しうる。

つまり、後述の理由のために、Ｘ方向のに空間の完全な
データセットより少ないデータセットを収集するのが望
ましい。

（１）収集されるにχラインの数が減少する。よって、
データ取得時間が短縮される。その結果、動きのある対
象物の表示がもっと信頼できるようになる。しかし、よ
り少ないデータが得られるということは、最終影像内の
信号対雑音弁（ＳＮＲ）が減少するということを意味す
る。しかし、これは、以下のことで補償される。

４Ｏ− （２）本発明の高速影像技法におけるデータは、１８０
°再集束パルスの後で、スピンエコーのエンベロープ内
で取得されるので、スピンエコーのエンベロープの中心
と最初の９０°励起ＲＦパルスの間の時間は、２ｔ□で
あり、ｔｌは、最初の９０°パルスと１８０″再集束パ
ルスの間の時間である。スピンエコーのエンベロープ内
の信号の最大振幅は、Ｔ２緩和の結果、減衰し、その減
衰は、先□の指数関数である。従って、最良のＳＮＲは
、ｔｌの最小値より得られる。

完全なに空間取得の際に、エコーエンベロープのピーク
が、ｋ空間の中心線（ｋｘ＝０）と適切な時間で一致す
ると、エコーエンベロープの中心の前方にＭラインが得
られ、Ｍ−１ラインはその後方に得られる。もし、Ｍラ
インが、取得するのにｔＭｍｓｅｃかかると、ｔｌはｔ
Ｍより短かいはずはない。しかし、Ｍラインより少ない
ラインが、エコーエンベロープの前方に得られるなら、
ｔＭ及びｔ□は、短縮されうる。

最初の９０°パルスとスピンエコーエンベ口−プの間の
時間は、ｔｏの２倍であるので、部分的に空間取得の結
果得られる時間のかからないゲインは、完全な高速実験
によって効果的に２倍にされる。

また、スピンエコーエンベロープのピークは、早めに達
成するので、ｔ２より小さい信号減衰が起こり、ついで
ＳＮＲが高くなる。

部分に空間取得を行なう方法は、前述のように、９０°
−１８０’　ＲＦパルスの間の前符号化の期間の中の符
号化勾配（１２０）　（１３０）の変形を含む。

本発明の部分に空間影像の再現は、後述の理論と計算で
行なわれる。

□Ｌゴ如遡の緩変似く本ゑ影像の再現１−影像の空間分
布は、複関数Ｆ　（Ｘ）で説明されうる。−次元分布に
ついて考慮されたい（２次元の場合にも一般性があるこ
とは明白である）。密度は、Ｆ　（Ｘ）の大きさで与え
られる。

空間分布関数のフーリエ変換 Ｆｎ＝ΣＦ　（Ｘ）　ｅ−”′ｙ″　　　　　　　　（
１）は、２つのＤＦＴ式ＮＭＲＭ像実験で得られた時間
データを表わす。（１）式において、Ｘ−、（ｍ　”　
Ｏｙ・・・、ｉリ−１）であり、Ｎは、絵素の数であり
、Ｋｎ＝２ル ーである。Ｌは、結像エリアの長さである。

（Ｔ）式から、関数Ｆｎは、Ｎの期間を有するｎの周期
関数であることがわかる。よって、実験で得られた時間
データの範囲外でＦｎを定義することができる。

Ｆｎの逆フーリエ変換によって、空間分布関数Ｆもし、
Ｆ　（Ｘ）が実数ならば、Ｆ（Ｘ）は、ｋ空間（フーリ
エ領域）の半分の領域内の時間データを使用もし、Ｆ　
（Ｘ）は、実数ではないが、その位相は空間における緩
変化関数ならば、ｆ　（Ｘ）は、ｋ空間の半分のデータ
以外に、フーリエ調和関数を使用して、Ｆｎから再現す
ることができる。

Ｆ　（Ｘ）の大きさＧ　（Ｘ）は、次のように表わされ
る。

Ｇ（Ｘ）　＝　’？　（ｘ）Ｆ　（Ｘ、）　　　　　　
　　　　　　（４／フーリエ領域では、この方程式は、
次のようになる。

Ｇｎ＝　Σ♀　　Ｆ　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　（ら）ｎ／　　ｒｌ’　　ｈ　−
ｎ’ （ｘ）変動の長さ１が、絵素サイズＬ／Ｎよりはるかに
大きいと仮定すると、ｌｎｌ≦Ｔである（Ｐｎ＃の唯一
の低空間周波数の調和関数は、（５）式においては、不
可欠であり、そこでこの合計は、Ｇｎ＝　　Σ　　　　
’ｆ’Ｆ、　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　（６）Ｉｎ’　ｌ　＜ｈｎ　　　ｎ’　　　
ｈ−ｈまで減少されうる。

ここで、丁ζ乙ｎ　＜＜　Ｎである。

Ｇ（Ｘ）は、解像度による実関数である。Ｇ（Ｘ）を再
生するにはＯ’ｎ≦トシタの範囲のＧｎを知るだけでよ
い。これらのＧｎは、Ｆｎが−ｎｕｎ≦ＮＡ　＋　４ｎ
の範囲にあり、千〇が−Δｎ≦ｎ≦４ｎの範囲にあるこ
とがわかれば、（６）式から得られる。所望のＦｎは、
実験から得なければならない。次に、どのようにして、
取得したＦｎから？ｎを取得するかを示す。

最初に、関数を導入する。

１４Ｘ）−一Σ　　　Ｆ　ｅｉ　ｌｃ　、ＸＮ−、。っ
、５４□　・　　　　　　　　　　　　　　　　（Ｉ）
ここで、 ５（Ｘ）　＝Ｓｉｎ［”（６ｎ＋’／２　）ｘコ／ｓ’
＋ｎ　　　Ｘ　　　　（ｇ）し であり、関数Ｆ　（Ｘ）は、Ｘ＝０において、ピークＳ
ｏ＝　２．ａｎ十ｌを有する。ピークＳ　（Ｘ）の外側
は、はるかに小さい装置能力を有する。もし、長さ□２
乙ｒＮ−１ の重要な周期構造が、影像源に存在しなれければ、（７
）式のＸ′を超える合計に対する寄与は、×−△×から
Ｘ＋△Ｘの範囲から発生する。

ここで、Ｔ−’（Ｘ’）の変数Ｘ′をＸと変換する。

’Ｐ　（Ｘ）は、（９）式から簡単に得られる。

宇（Ｘ）＝に（×ゾ１白×）１　　　　　　　　（り方
程式（６）（７）（１０）によって、緩変化位相を有す
る影像用の影像再現の問題が解決される。この技法を使
用すると、光干渉効果が観測されることがある。これは
、影像が長さＣ／、、、、オ、（（８）図参照）の重要
な周期構造を有するときに、発生しうる。

２、再現計算 次に、（６）（７）（１０）式に基づく影像再現の計算
を２つ説明する。取得データはに空間の半分と△ｎ低周
波数ラインをふさぎ、ｋ空間の残りの部分は、Ｏになる
とみなす６（６）式を使用するには、△ｎ高周波数ライ
ンを知ることも必要である。しかし、はとんどの場合、
高周波数ラインは、通常、非常に小さいので、無視する
ことができる。エコー内の符号化は、水平方向に相当す
るとみなされる。

術−算□Ｌ ８．１水平方向のＲＦＴ（逆フーリエ変換）Ｓ、２２△
ｎ＋１低周波数ラインを使用して影像を作り出す。

Ｓ、３８．２用の位相緩変化数甲を見出す。

８．４垂直方向におけるＳ、３のＤＦＴ　（垂直フーリ
エ変換） ５．５（６）式を使用してＧｎ（ｎ　＝Ｏ，Ｎ／２）を
計算する。

におけるＲＦＴ。

Ｓ、７３．６の実部を取り出す。

Ｌ」■非 ３．１水平方向のＲＦＴ Ｓ、２２Δｎ＋１低周波数ラインを使用して影像を作り
出す。

Ｓ、３３．２用の位相関数を見出す。

３．４時間データのすべてのラインを使用して影像を作
り出す。

Ｓ、５３．４に３．３を乗じる。

Ｓ、６８．５のＤＦＴ ５．７　ラインｎ＝１、ｎ／２用の３．６の値を２倍に
し、ラインｎ　＝Ｎ／２＋１、Ｎ−１を０にする。

Ｓ、８　Ｓ、７のＲＦＴ。

Ｓ、９５．８の実部を取り出す。

計算■と計算■は、関数的に完全に同等である。

主に、Ｘ方向の位相符号化ラインの１００％未満の取得
に関して部分に空間取得を説明したが、符号化前のＧｙ
勾配のエリアを減少させることによって、ｋ空間のｙ次
元の１００％未満の取得も、同様に可能である。ｋ空間
のＸ方向における走査は、約３００μｓｅｃ　Ｌ／かか
からないので、明らかなＴ２減衰は起こらない。

第６図示の原点の回りのｋｙ定走査移動させ、か４７一 つ部分ｋｙ定走査おけるポイントと同数のポイントを収
集し、それによって信号帯域幅を同一に維持することに
より、高空間周波数を描くことができる。従って、この
変量によって、「ワン・ショット」で低ＳＮＲの高解像
度影像が産み出される。

モザイク走渣−訳 身体を静止させることができ、かつ「ワン・ショット」
以上取り出すのに十分な時間が得られるような状況では
、高周波数は、ｋ空間を２．４、もしくはそれ以上の部
分に分割することによって描くことができ、各部分は、
部分に空間取得でおおわれる。

第７図に、この考えをに空間の「２−タイル」モザイク
走査で示す。各単一取得部でおおわれた全エリアは、ほ
ぼ一定である（Ｋｘのやや大きい有効範囲が第７図に示
されている）が、第２図示のパルスシーケンスの９０６
ＲＦパルス（１，１６）と１８０’　ＲＦパルス（１１
７）の間の適切な前符号化によって置換される。

第８Ａ図乃至第８Ｃ図に示すように、２つの取得部は、
所望のエリアをおおうのに十分であり、解像度を向上さ
せる。取得されたに空間部は、「モザイク」を形成する
。このモザイクは、フーリエ変換の前に継ぎ合わされる
。従って、合成影像は、本発明の単一の高速取得で得ら
れるものより解像度が高い（「瞬間走査」と称される）
。第８Ｃ図に示すように「タイル」の間のオーバーラツ
プは、ｋ空間の間の部分を正確に結合するために備える
場合には有効であるが、必らずしも必要ではない。

ｋ空間有効範囲を真っすぐ延長するのが可能なのは、ｋ
ｙ定走査３１２μｓｅｅ　Ｌ／かかからないからである
。このような短時間では、Ｔ２＊減衰は無視できるので
、伝達関数は、本質的に一様である。

第９図は、２つの連続走査用のパルスシーケンス及び信
号を示しており、Ｇｘがない場合に示される第］−の走
査、すなわち走査１は、適切な前符号化によって得られ
る変換エコーを示す。

走査２には、２つの選択がある。第１は、走査１のよう
に、各ｋｘラインに関しては同一方向でｋｙラインを走
査することであり、第２は、２−タイルの場合のために
、反対方向で走査することであり、各走査の開始に関し
て同時間に得られるｋｙ＝Ｏとなる。何れの場合も、ｋ
ｙラインの各線分は、常に勾配パルスの中心から±１５
６μｓｅｃ以内で変換され、多数の「タイル」を接着さ
せ、各線分は、影像内の高空間周波数を示す。

前述のように、１回の取得でｋｘ及びｋｙ内で得られる
ポイント数は、それぞれ５４　Ｘ　１２８である。Ｘ及
びＹ方向において、２に近づく係数（絵素エリアでの４
倍の減少を意味する）は、４−タイルモザイク走査によ
って達成される。この走査では、ｋ空間の各象限からの
に空間取得は、第１０図に示すにように接着される。

Ｍ　Ｅ　Ｓ　Ｈ走査法 モザイク走査の特徴は、各成分取得は、それに関連する
非対称のＴ２減衰を有し、取得部がモザイクで作られる
場合は、このＴ、減衰は、不連続関数を形成する。この
減衰は、ｋｘ次元において最も顕著であり、このｋｘ次
元では、取得は実時間で起る。

この問題を解決するには、もし、Ｔ２減衰が比較的短か
く、かつ磁界が、かなり不均一ならば、第１０図に示す
ように４−タイルモザイク走査を使用し、Ｘ方向におけ
るに空間の反対部分のＴａｃｑの間に適用されたＧｘ勾
配の方向を反対にすることである。

反対の勾配、すなわち最初に＋ｋｘ、次に−ｋｘに沿っ
て走査すると、Ｘ方向におけるＴ２減衰は、ｋｘ＝ｏの
回りでは対称的であることがわかる。

最初の軌線Ａ−Ｂ−Ｃは、ｋｘ＝ｏの近くにある。

１８０°パルスによって発生する磁界エコーは、＋ｋｘ
／２付近に現われる。従って、４−タイルモザイク走査
は、高均一性の状況に対して望ましい。

あるいは、Ｔ２が比較的長く、磁界がかなり不均一な場
合は、ｋｘ次元を、第１０図に示すように、ｋｙ次元が
ＭＥＳＩＩ（Ｍｏｓａｉｃｋｅｄ−Ｅｃｈｏ　５ｃａｎ
　１ｌｙｂｒｊｄ、モザイク式エコー走査ハイブリッド
）と呼ばれるモザイク化によっておおわれる際に、次の
取得部からのラインを間に差し込む、すなわち、「かみ
合わせる」ことによっておおうことができる。ｋｘ次元
の間に差し込むと、Ｔ２減衰は、確実にｋｘの連続関数
になる。

第１図示のように、有効範囲が２倍になる場合は、最初
の軌線Ａ−Ｂ□−Ｇ□は、ｋ空間の端まで進む。パルス
勾配Ｇｘを倍加することによって、ステップＤＥが倍加
され、所望のｋｘエリア全体が、半分の強度で１回の走
査でおおわれる。

ｋｘに沿った次の走査Ａ−８２−Ｃ２はわずかなオフセ
ットと共に始まり、前の有効範囲を差し込む、すなわち
、「かみ合わせる」。この場合には、Ｔ２減衰は、ｋｘ
Ｘｏのまわりに集められ、かつ対称的な磁界エコーを有
する全に空間取得におけるのと同等に示されている。

わずかな非対称性が短かいＴ２の間に生じるおそれがあ
るが、実際には、これは磁界エコーであり、特に高電界
においては、重大関心事であり、対称的にする必要があ
る。ＭＥＳＨを行なうにはより強いＧｘ勾配を使用する
必要があるが、実際にはこれは問題ではない。というの
は、この勾配は、常にｙ勾配より弱いからである。また
、ＭＥＳＨを使用することによって、ｋｘの有効範囲を
増加させるために、２より大きい係数を得ることができ
る。

モザイク及びＭＥＳＨ法においては、信号の帯域幅は一
定であるので、走査の平均化効果によって、ＳＮＲは、
絵素エリアの減少分の平方根に比例して確実に減少する
。従って、シングルショット影像と同等のＳＮＲを達成
するには、平均化の適切な量が必要なだけである。例え
ば、４−タイルモザイクもしくはＭＥＳＨの場合には、
単一の低解像度取得のＳＮＲへ再び到達するために、全
部で４つの平均値もしくは、１６の走査を行なわなけれ
ばならない。

モザイク走査、及びＭＥＳＨにおけるマルチ−スライス
影像法を使用すると、複数の平面が続々と得られ、３次
元影像に備えうる。

モザイク走査及びＭＥＳＨを使用する直接斜面走査は、
前述のように、非直角勾配によって磁気共鳴研究を行な
うことによって達成される。

化学シフト問題を解決するには、次の２つの方法のいず
れかが行なわれる。

第１の方法では、第４図における化学成分（水分もしく
は、脂肪）の共鳴周波数と同等の搬送周波数及びＴ２＊
に起因する広がりをおおうのに十分な帯域幅を有する９
０°ＲＦ制御パルス（１８０）が、第１（スライス−セ
レクション）勾配を適用する前に、適用される。

十分な強度の勾配パルスによって、選択された成分が、
ｋ空間の関連部分から完全に除去され、第２図のパルス
シーケンスが適用されると読出さなくなるように、選択
された成分の位相応答かに空間の中でシフトされる。こ
の種の抑制シーケンスは、この技術分野においては公知
であり、これ以上の説明は必要としないであろう。

化学シフトを解決するための第２の方法は、１８０°位
相戻しパルスの周波数スペクトルを、所望の化学成分の
共鳴周波数をカバーするのに丁度良くなるように減少さ
せることである。従って、望まれていない成分は、位相
戻しは行なわれない（すなわち、第３図のに空間におい
ては、対角線的にはシフトされない）し、サンプリング
中は、ｋ空間の関連部分から移動され、（読出しは行な
わない）。

このような方法は、コンピュータ断層撮影法認（Ｊｏｕ
ｒｎａｌ　ｏｆ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ａｓ５ｉｓｔｅｄ
　Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）。

９　（４）：６５１−６５８ページ、７月／８月、ロー
エン・プレス、ニューヨーク（１９８５）のピータ−・
エム・ジョセフ（Ｐｅｔｅｒ　Ｍ、Ｊｏｓｅｐｈ）によ
る［スピンエコー化学シフＩ−ＭＲ影像技法］（”Ａ　
５ｐｉｎ　Ｅｃｈｏ　ＣｈｅｍｉｃａｌＳｈｉｆｔ　Ｍ
ＲＩｍａｇｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ”）という論文
の中に開示されている。

本発明を、複数の好適実施例に基づいて説明したが、別
の変更及び変形も、当業者には明白となるであろう。従
って、本発明は、特定の開示ではなく、特許請求の範囲
のみに限定されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、磁界勾配を通常の空間座標系ｘ、ｙ、Ｚで示
し、影像となる対象物が、磁石の内部に設定される様子
を示す概略図である。 第２図は、本発明による好適なパルスシーケンスを示す
ものである。 第３図は、観察されている第１図示の対象物の像の空間
的もしくはフーリエ定義域周波数を示すグラフである。 第４図は、化学シフトを排除するため、スライス選択前
に与えられる抑制パルスシーケンスを示す図である。 第５図は、第２図示の取得パルスシーケンスを拡大した
ものであるが、読出し勾配は、連続正弦波として与えら
れる。 第６図は、部分ｋｙ定走査おける空間周波数定義域の有
効範囲を示すものである。 第７図は、最初の軌線、および２−タイルモザイク走査
における空間周波数の有効範囲を示すものである。 第８Ａ図乃至第８Ｃ図は、２−タイルモザイク走査にお
ける空間周波数定義域のシーケンスの有効範囲を示すも
のである。 第９図は、第７図および第８Ａ図乃至第８ｃ図示の２−
タイルモザイク走査に対するパルスシーケンスおよび信
号を示すものである。 第１０図は、最初の軌線、および４−タイルモザイク走
査 イク走査における空間周波数定義域の有効範囲を示すも
のである。 第１１図は、最初の軌線、および４−パルスＭＥＳＨ走
査における空間周波数定義域の有効範囲を示すものであ
る。 （１０）部位　　　　　　　　　　（１２）被写体（１
４）磁石　　　　　　　　　　（１６）コイル（Ｂ、）
磁界　　　　　　　　　（ｘ□）　（Ｘ２　）　（Ｘ３
　）　（Ｘ、　）時間間隔（１１４）　（１１４ａ）　
（１１４ｂ）波形　　　（１１６）高周波（１２０ａ）
　（１２０ｂ）　（１３０）　（１４０）波形　（Ａ２
）（Ａ３）エリア（１１７）ＲＦパルス　　　　　　　
（１３２ａ）　（１３２ｂ）波形（Ｑ）（Ｑ□）エリア
　　　　　　　（１５０）波形（１，４２）パルス　　
　　　　　　（１６０）正弦波（１８０）抑制パルス　
　　　　　（２００）エコーエンベ口−プ手続補正帯動
式） 昭和６３年３月７日 特許庁長官　小　川　邦　夫　殿 １、事件の表示 昭和６２年特許願第３０６８２７号 ２、発明の名称 核磁気共鳴信号を用い、対象物から高速度で影像情報を
得る方法 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 名　称　　　　アドバンスト　エヌエムアールシステム
ズ　インコーホレーテッド ４、代理人 （発送日　昭和６３年２月２３日） ６、補正の対象　　　（１）願書の特許出願人の欄（２
）委任状及びその訳文 （３）明細書 （４）図面 ７、補正の内容 （１）　（２）別紙の通り。 （３）願書に最初に添付した明細書の浄書・別紙の通り
（内容に変更なし）

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. （１）核磁気共鳴信号を用い、対象物から高速度で影像
   情報を得る方法において、 （ａ）ある軸に沿い約０．５〜５テスラの強さを有する
   連続静電場に、対象物を設定する段階と、（ｂ）対象物
   に対し、スライス選択勾配を含む選択面に垂直な第１磁
   界勾配とともに第１のＲＦパルスを与えることにより、
   対象物の選択面における核スピンを励起し、そのスピン
   によって、自由誘導崩壊信号を生成させる段階と、 （ｃ）対象物に対し、前記面と平行な方向を有する第２
   の磁界勾配と、同じく前記面に平行であるとともに前記
   第２磁界勾配に垂直である方向を有する第３の磁界勾配
   とを含む符号化シーケンスを与える段階と、 （ｄ）前記段階（ｂ）において与えられるスライス選択
   勾配の全デフェージング効果が、可能な限りゼロに近く
   なるよう、対象物に対し、更にスライス選択勾配を与え
   る段階と、 （ｅ）位相符号化勾配を決める第２磁界勾配と、読出し
   勾配を決める第３磁界勾配とを、対象物に対して時間ご
   とに交互に加えるようになっているシーケンスを与え、
   かつ第２および第３の磁界勾配の前記シーケンスを、約
   １００ｍｓ以下の時間内に完了させる段階と、 （ｆ）磁気共鳴影像をつくるため、時間定義域における
   一連のデータ値をつくるべく読出し勾配が与えられてい
   る間、対象物からの核磁気共鳴信号出力をサンプリング
   することによってデータを取得し、前記時間定義域デー
   タを、対象物の空間周波数を推定判断しうる変更データ
   にフォーマット化し、かつ前記変更データを、対象物を
   像として表示させるための空間定義域データに変換させ
   る段階 とからなることを特徴とする核磁気共鳴信号を用い、対
   象物から高速度で影像情報を得る方法。
2. （２）前記段階（ｃ）及び（ｄ）の間に、対象物に対し
   、第２のＲＦパルスを与える段階が入ることを特徴とす
   る特許請求の範囲第（１）項に記載の核磁気共鳴信号を
   用い、対象物かから高速度で影像情報を得る方法。
3. （３）周波数成分の狹帯域のみを含むように、第２パル
   スの長さを選択し、前記第２ＲＦパルスを与えることに
   より、化学的にシフトされた２つの成分のうち一つだけ
   をリフェーズさせることを特徴とする特許請求の範囲第
   （２）項に記載の核磁気共鳴信号を用い、対象物から高
   速度で影像情報を得る方法。
4. （４）前記段階（ｄ）において加えられるスライス選択
   勾配を、むしろ、反対の極性を有する第２ＲＦパルスの
   前に加えることを特徴とする特許請求の範囲第（２）項
   に記載の核磁気共鳴信号を用い、対象物から高速度で影
   像情報を得る方法。
5. （５）前記段階（ｂ）の前に、化学シフト抑制パルスシ
   ーケンスを与える段階からなる抑制時間を更に含み、前
   記シーケンス付与段階は、 ＲＦパルスのバンド幅がシフトされた成分を実質的に含
   み、かつ前記パルスの中心周波数が抑制されるべきライ
   ンと同じ周波数になっているあらゆる磁界勾配を欠いた
   状態で、核スピンにＲＦパルスを与える段階と、 第１、第２および第３の勾配のどれよりも大きいデフェ
   ージング効果を有する磁気勾配を与える段階と、 スライス選択勾配とともに、別のＲＦパルスを与えるこ
   とにより、前記段階（ｂ）を繰り返し行なう段階と、 デフェージング効果を実質的に排除するべく、更にスラ
   イス選択勾配を与えることにより、前記段階（ｂ）を繰
   り返し行なう段階 とからなることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
   に記載の核磁気共鳴信号を用い、対象物から高速度で影
   像情報を得る方法。
6. （６）第２のＲＦパルスにおける不完全さにより間違っ
   て励起されたあらゆるスピンの後続信号を破壊するため
   、第２のＲＦパルスが、その前後に与えられる等しい大
   きさの磁界勾配を有することを特徴とする特許請求の範
   囲第（２）項に記載の核磁気共鳴信号を用い、対象物か
   ら高速で影像情報を得る方法。
7. （７）第２のＲＦパルスが、空間的に選択されるパルス
   であり、かつあらゆる方向の磁界勾配とともに加えられ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第（２）項に記載の
   核磁気共鳴信号を用い、対象物から高速度で影像情報を
   得る方法。
8. （８）第２のＲＦパルスが、全影像面の未変更周波数ス
   ペクトルよりも広い周波数スペクトルを有する広帯域パ
   ルスであることを特徴とする特許請求の範囲第（２）項
   に記載の核磁気共鳴信号を用い、対象物から高速度で影
   像情報を得る方法。
9. （９）位相符号化勾配および読出し勾配が、適切なタイ
   ミンで部分的に重畳して与えられ、前記読出し勾配は、
   ほぼ正弦状の連続波として与えられるようになっており
   、また、前記読出し勾配および位相符号化勾配が重畳さ
   れている間に取得されるデータが、変換を行なう前に消
   去されることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に
   記載の核磁気共鳴信号を用い、対象物から高速度で影像
   情報を得る方法。
10. （１０）第１のＲＦパルスを与える前に、レシーバベー
    スラインレベルの複雑なサンプルをとり、それを、順次
    得られるデータのベースラインオフセットを補正するた
    めに使用する段階を含むことを特徴とする特許請求の範
    囲第（１）項に記載の核磁気共鳴信号を用い、対象物か
    ら高速度で影像情報を得る方法。
11. （１１）第１のＲＦパルスが、ほぼ９０°のＲＦパルス
    からなることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に
    記載の核磁気共鳴信号を用い、対象物から高速度で影像
    情報を得る方法。
12. （１２）第２のＲＦパルスが、ほぼ１８０°のＲＦパル
    スからなることを特徴とする特許請求の範囲第（２）項
    に記載の核磁気共鳴信号を用い、対象物から高速度で影
    像情報を得る方法。
13. （１３）予め決められた大きさの第２および第３の磁界
    勾配が、符号化の間に対象物に与えられ、また、位相符
    号化勾配および読出し勾配を交互に与えることにより、
    前記の予め決められた大きさの第２および第３の磁界勾
    配に基づくｋ空間の一部のみを貫通する軌線が生ずるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載の核磁
    気共鳴信号を用い、対象物から高速度で影像情報を得る
    方法。
14. （１４）与えられる符号化シーケンスおよび位相符号化
    勾配は、ｋ空間の５０％以上が前記位相符号化勾配の方
    向でサンプルされるようになっており、かつ、サンプル
    されたｋ空間の対称部分は、像の位相を適切に表示させ
    るのに十分であることを特徴とする特許請求の範囲第（
    １３）項に記載の核磁気共鳴信号を用い、対象物から高
    速度で影像情報を得る方法。
15. （１５）与えられる符号化シーケンスおよび読出し勾配
    は、ｋ空間の５０％以上が前記読出し勾配の方向でサン
    プルされるようになっており、かつ、サンプルされたに
    空間の対称部分は、像の位相を適切に表示させるのに十
    分であることを特徴とする特許請求の範囲第（１３）項
    に記載の核磁気共鳴信号を用い、対象物から高速度で影
    像情報を得る方法。
16. （１６）与えられる符号化シーケンスおよび勾配は、ｋ
    空間の一部のみがサンプルされる際、同数の点が、ｋ空
    間の完全なサンプリングにおける如く集められるように
    なっているため、空間周波数応答は、信号のバンド幅が
    維持されている間、増加するようになっていることを特
    徴とする特許請求の範囲第（１３）項に記載の核磁気共
    鳴信号を用い、対象物から高速度で影像情報を得る方法
    。
17. （１７）少なくとも２つの取得を、ｋ空間の異なる部分
    に関して行い、取得された部分は、変換前にｋ空間モザ
    イクにおいて、ｋ空間の連続有効範囲をつくるため、合
    わせられることを特徴とする特許請求の範囲第（１６）
    項に記載の核磁気共鳴信号を用い、対象物から高速度で
    影像情報を得る方法。
18. （１８）ｋ空間の各象限において一つずつ、少なくとも
    ４つの重畳若しくは隣接している取得がなされ、その取
    得された部分は、変換前にｋ空間モザイクに合わせられ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第（１６）項に記載
    の核磁気共鳴信号を用い、対象物から高速度で影像情報
    を得る方法。
19. （１９）第１セットの２つの重畳若しくは隣接する取得
    が、読出し勾配の方向でｋ空間の両側に関してなされ、
    次に、第２セットの重畳若しくは隣接する取得が、読出
    し勾配の方向でなされ、前記第２セットの取得は、位相
    符号化勾配の方向で、前記第１セットの取得とインター
    リーブされるようになっていることを特徴とする特許請
    求の範囲第（１６）項に記載の核磁気共鳴信号を用い、
    対象物から高速度で影像情報を得る方法。