JPS6179147A - Ｎｍｒ画像装置 - 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１核磁気共鳴（ｎｕｃｌｅａｒ　ｍａｇｎｅｔ
ｉｃ　ｒｅｓ−ｏｎａｎｃｅ　）　（以下これを「田」
と略称する）現象を利用して、被検体内における特定原
子核分布等を被検体外部より知るようにしたＮＭＲ１ｉ
ｉｉｉ像装置に関するものである。特に１医療用装置に
適するＮＭＲ画像装置の改良に関する０ 〔従来の技術〕 ＮＭＲ画像装置は、生体（通常は患者）をある磁場中に
かく。そして、生体に所定のパルス状の電磁波を印加し
、生体を構成している各種の原子の中で、対象とする特
定の原子核のみを励起する。

いったん励起された原子核は、再びもとのエネルギー状
態に復帰するが、このとき、外部に、吸収したエネルギ
ーを電磁波として放出する。■画像装置では、この放出
される磁界をコイルで検出する。この検出信号が核磁気
共鳴信号（ＮＭＲ信号・・・エラー信号とＦＩＤ信号（
ｆｒｅｅ　１ｎｄｕｃｔｉｏｎ　ｄｅｃａｙ　）とかあ
る）と言われ、対象とする原子核について種々の情報を
含んでいる。顯画儂装置は、これを解析し、生体の一部
を断層画像として映像化し、生体の診察、治療等に役立
てる装置である。

初めにｍの原理について概略を説明する。

原子核は、陽子と中性子とからなっておシ、これらは全
体として、核スピン角運動１工で回転（自転）している
と見なされる０ １／Ｅ２図は、水素の原子核（Ｈ）を示したもので、（
イ）に示すように１個の陽子Ｐからなり、スピン量子数
１７２で表わされる回転をしている。陽子Ｐは、（ロ）
Ｋ示すように正の電荷ｅを持つているので、原子核の回
転に従い、磁気モーメントμが生じ、一つ一つの水素の
原子核は、それぞれ小さな磁石と見なせる。

第３図は、この点を模式的に示した説明図で、鉄のよう
な強磁性体では、この微小磁石の方向が（イ）に示すよ
うに揃っており、全体として磁化が観測される。これに
対して、水素等の場合は、微小磁石の方向（磁気モーメ
ントの向き）は（ロ）に示すようにランダムであって、
全体として磁化は見られない。

ここで、このような物質に２方向の静磁場Ｈ８を印加す
ると、各原子核がＨ８の方向に揃う。

第４図（イ）は水素原子核について、この様子を示した
ものである。水素原子核のスピン量子数は１／２である
から、第４図（ロ）に示すように、−１／２と＋１／２
の２つのエネルギー順位に分かれる０２つのエネルギー
順位間のエネルギー差ΔＥは、（１）式で表わされる。

Δ８＝γＢ　ＨＯ（１） ｒ：磁気回転比（原子核種ととに固有の定数）ｊｌ：ｈ
／２π ｈニブランク定数 μＸ　Ｈａ なる力が加わるので、原子核は、２軸の回シを（２）式
で示すような角速度ωで歳差運動（みそすシ運動）をす
る。

ω＝γＨｏ（ラーモア角速度）（２） 即ち、原子核の種類ごとに、それぞれ異なったラーモア
角速度ωで歳差運動をしている。

このように静磁場Ｈ８中におかれた生体に、例えばラー
モア角速度ω１に対応した周波数（ｆ１＝ω１／２π）
（１）式で示されるエネルギー差ΔＥに相当するエネル
ギーを吸収して、高い方のエネルギー順位に遷移する。

ここで、通常、生体は複数種類の原子核で構成されてい
るが、静磁場ＩＩｏの環境下で、印加された周波数ｆ□
の電磁波と共鳴する原子核は、１種類のみである。従っ
て、生体に印加する静磁場Ｈ８の強さと１印加する周波
数ｆとを選択することによシ、特定の種類の原子核の共
鳴のみを取出すことかできる。

ここで共鳴の強さを測定すれば、原子核の存在量を知る
ことができる。また、高い順位へ励起された原子核は、
共鳴後、緩和時間と呼ばれる時定数で定まる時間の後に
、低い順位へ戻る。このとき、吸収したエネルギーを外
部へ放出するので、共鳴の強さの時間的変化を測定すれ
ば、以下に述べろ時間を知ることができる。

緩和時間は、スピン−格子緩和時間（縦緩和時間）Ｔ□
と、スピン−スピン緩和時間（横緩和時間）Ｔ２とに分
類される。この緩和時間を観測することによシ物質分布
のデータを得ることができる。一般に固体では、横緩和
時間Ｔは短く核磁気共鳴で得たエネルギーは、まずスピ
ン系に行渡ってから、格子系に移って行く。従うて、縦
緩和時間Ｔ□は、Ｔ２に比べて著しく大きい。これに対
して、液体では分子が自由に運動しているので、スピン
同士と、スピンと分子系（格子）とのエネルギー交換の
起シやすさは同程度である。従うて時間Ｔ□とＴ２はほ
ぼ等しい値になる。

特に時間Ｔよけ、各化合物の結合の仕方に依存している
時定数であシ、正常組織と悪性腫瘍とでは、値が大きく
異なることが知られている。

ここでは、水素原子核（１Ｔ１）について説明したが、
この他にも核スピン角運動量をもつ原子核で同様の測定
を行なうことが可能であ）、リン原子核（３１ｐ）、炭
素原子核（１３ｃ）、ナトリウム原子核（２３Ｎａ）等
に適用可能である◇ このように％　　ＮＭＨによって、特定原子核の存在量
及びその緩和時間を測定することができるので、物質内
の特定原子核について種々の化学的情報を得ることによ
シ、被検体内に種々の検査を行なうことができる。

従来よシ、このような田現象を利用して、被検体の組織
に関する画像を得るＰＲ法（ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎｒｅ
ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏか０投影後元法
とも言う）によるＮＭＲ画像装置がある。このＰＲ法に
よる像再構成の原理は、Ｘ線ＣＴ装置と纜ぼ同様の原理
である。

まず被検体の体軸方向（茎軸方向）に勾配磁場をかけて
、仮想輪切シ部分（２軸に垂直な面）のプロトンを励起
する。断層面として被検体の体軸に直交する面をとるよ
うに説明するが、勾配磁場を変えることＫより任意の面
を画像化することが出来る。次に、ｘ＃７方向にそれぞ
れ勾配磁場をかけ、この状態でＮＭＲ信号を検出し、Ｘ
、７の合成勾配磁場と直角方向へのプロジェクタ１ノを
得る。そして、Ｘ＋７の合成勾配磁場の値を変える動作
を繰シ返し、これに対応する現信号を得て、各々ツーで
、被検体の像を再構成する手法がＰＲ法である。

第５図は、このＰＲ法による従来装置の検査手法の一例
を説明するための動作波形図である。

初めに、二軸方向に平行で一様な強さの静磁場Ｈｏ中に
配置した被検体へ、第５図（ロ）に示すように２勾配磁
場Ｇｚ　　と、（イ）Ｋ示すように狭い周波数スペクト
ルｆｊの高周波パルス、即ち、旺パルス（９０’パルス
）を印加する。

生体の２軸方向（体軸方向）には、勾配磁界Ｇｚが印加
されておシ、プロトンは、磁界の強さに比例した周期で
歳差運動をしている。ここで２軸の成る位置（Ｈ０＋Δ
Ｇｚ　）における断面部だけは、印加され九Ｕパルスの
周波数（町＝２πｒ、）と同一のラーモア角速度 ωｊ＝ｒ（Ｈｏ＋２０ｇ） で歳差運動をしている。ａりて、この周波数を中心周波
数とする近傍の角速度で歳差運動をしているプロトンだ
けが励起される。即ち、２軸方向の勾配磁場Ｇｚは、生
体のスライス面位置決定のために作用する。そして励起
されたプロトンの磁化Ｍを、第６図（イ）Ｋ示すような
角速度ωｊで回転する回転座標系上に示せば、ｙｌ軸方
向に９００向きを変えたものとなる。

続いて、第５図（ハ）、に）に示すようにＸ勾配磁場Ｇ
ｘとｙ勾配磁場Ｑｙを同時に加える。この２つの勾配磁
場によシ合成の２次元勾配磁場を作シ、この環境下で（
ホ）Ｋ示すような現信号を検出する。ここで、磁化Ｍは
、第６図（ロ）に示すように、磁場の不均一性によって
、ｘｌ−７１面内で矢印方向に次第に分散しているので
、やがて現信号は減少し、第５図（ホ）に示すように時
間Ｔｓを経過して無くなる〇このようＫして得られた現
信号を７−リエ変換すれば、Ｘ勾配磁場ＧｘＸｙ勾配磁
場ａｙにょシ合成された勾配磁場と直角方向へのプロジ
ェクシｌンとなる。その後、所定の時間Ｔｄだけ待って
、上述と同様の動作にて、次のシーケンスを繰返す。各
シーケンスにおいては、Ｇｘ、Ｇｙの値を少しずつ変え
、合成勾配磁界の向きをいろいろＫとる。これによって
、各グロジェクシ１ノに対応するＮＭＲ信号を被検体の
数多くの方向について求めることができる。

このような動作をなす従来装置忙おいては、第５図にお
いて、ＮＭＲ８号が無く々るまでの時間Ｔｓは、１０〜
２０　ｍｓであるが、次のシーケンスに移るまでの所定
時間Ｔｄは、縦緩和時間Ｔ□のため１ｓｅｃ程度は必要
となる。それゆえに、一つの被検体断面を、例えば１２
８プロジエクシ曹ンで再構成するものとすれば、その測
定には少なくとも２分以上の長い時間を必要とし、高速
化を実現する際の大きな障害の一つとなりている◇ このような障害を屏決すぺ＜、田分析計用に提案されて
いる公知技術ＣＤＥＦＴ法：ｄｒｉｖｅｎ　ｅｑｕｉｌ
ｉｂ−ｒｉｕｍ　ｆｏｕｒｉｅｒ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍ
　）を利用して、高速のＮＭＨな欠点がある。結論とし
ては、ＮＭＲ画像装置ＤＥＦ’ｒ法を用いることは、不
適切である。なお、ＮＭＲＩＮ像装置にＤＥＦＴ法を使
用するとした公知技術例はない。

この■分析計用に提案されているＤＥＦＴ法は、（「パ
ルス及びフーリエ変換ＮＭＲＪ７アラー、べ、カー著：
吉岡書店）に記載されている。このＤＥＦＴ　法は高速
化のためのパルスシーケンスで１、（９０６Ｘ　　・ｔ
”　・−１８０°５’　　＝　ｒ−ＦｊＯ’　−ｘ−Ｔ
ｄ　）”で構成されるものである。このＤＥＦＴ法で２
次元のイメージングを行なう場合、９０＠パルスは、選
択励起法（勾配磁場を同時に印加）を用いて特定のスラ
イス面内だけを励起するが、これについては問題はない
。

しかし、１８０＠パルスは選択と非選択励起の両方が考
えられる。

第１２図は第１の９０＠パルスの直前の２軸上の磁化Ｍ
ｚのスライスの厚さ方向の分布をＢｌｏｃｈの方程式を
用いて、計算機でシミエレーシ１ノした結果を示したも
のである。ここでは、選択励起するため９０’パルスは
ガウシアン変調しである。これは、生体の平均的Ｔ□、
　Ｔ２及びＴｒ　ｍ　１．００　ｍｓ　（繰り返し時間
）を用いて計算したものである。馳は、パルスシーケン
スを実行する前のＭｚを１としていて、Ｍｚの大きさは
、■信号強度に対応している。

（ａ）　　ＤＥＦＴ法の非選択の１８０＠パルスの場合
、第１２図の電点鎖線ムに示すように、スライス面外の
’Ｍｚが非常に小さくなってしまう。

一般に、パルスシーケンスの待ち時間Ｔａ２間に、他の
複数のスライス面に対して同一なパルスシーケンスを順
次はどこし、その間の十分に長いＴｄのため、−がでよ
縦緩和して大きくなってから、最初のスライス面の次の
ど＆　−（ｖｉｅｗ　）を行なうというマルチスライス
法が行なわれている。これはＮＭＲ信号（Ｍｚの大きさ
）の減少をなくして、同時に複数面のデータが得られる
ため、疑似高速法として効果的である。しかし、マルチ
スライス法は、スライス面外のＭｚが、他のスライス面
励起の影響を受けずに１大きいことが条件となる。

このような条件から見ると、非選択の１８０°パルスを
用いたＤＥＦＴ法では、スライス面外の馳が小さくなっ
てしまうためマルチスライス法を併用できない欠点があ
る。実際のスライス形状は、第１２図のＭｚにスライス
形状の関数（ここではガウシアン形）を乗じたものとな
り、それを第１３図に示す。

（ｂ）　　ＤＥＦＴ法の選択励起の１８０　’パルスの
場合、第１２図の鎖線Ｂに示すように、Ｍｚはスライス
面外では大きいので問題ない。しかし、第１３図では）
スライス形状が５つの山状となることが欠点となる。

これは、スライス境界の磁化Ｍが選択励起の１８０　’
パルスの際、複雑な動作をするため各ＭＯベクトル方向
がばらばらになり、結果として信号が減少するためであ
る。

以上のように公知の技術であるＤＥＦＴ法をそのままＮ
ＭＲ画像装置に使用することは、不適切である〇〔解決
しようとする問題点〕 本発明は、以上のような従来のＰＲ法によるＮＭＲ画像
装置が有していた、応答性の悪さを改善し、得られる画
像の質を落さずにスキャンタイムを短縮し、更にマルチ
スライス法で高速化を図ったＮＭＲ画像装置を提供する
ことを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記問題点を解決するために、以下に示すよ
うなシーケンス機能を有した制御手段を備えるようにし
たものである。

この制御手段の働きによシ、縦緩和時間Ｔ□を経過して
磁化Ｍが熱平衡状態（Ｍが２軸方向を向く）になるまで
待たず、磁化Ｍを寡１軸方向へ強制的に向けるようにす
ることができる。

制御手段のシーケンス機能とは次のよ５表機能を含む。

（イ）第１の９０’パルス、第１の１８０　’パルス、
第２の９０°パルス、第２の１８０＠パルスの順に印加
する。

１口）前記第１および第２の９０’パルス印加は、同時
に勾配磁場を与える手段を付勢してｊ［１の勾配磁場も
印加し特定のスライス面のみを励起する選択励起とし、 前記第１および第２の１８００パルス印加は勾配磁場を
印加しない非選択励起とする。

（ハ）前記第２の１８０　’パルスは萬２の９０１１パ
ルス印加直後に印加する。

に）上記シーケンスを繰シ返すとき、シーケンス間の待
ち時間中に、前記（イ）ないしくハ）と同様であるが互
いに異なるスライス面を励起するようＫして１スキヤン
で複数面の［＠用データを検出　゛できるようＫする。

〔実施例〕

以下、図面を用いて本発明を説明する。

第１図は、本発明に係る装置の一実施例の構成を示すプ
ロ、り図である。同図において、１は一様な静磁場Ｈ８
（この場合の方向を２方向とする）を発生させるための
静磁場用コイル、２はこの静磁場用コイル１０制御回路
で、例えば直流安定化電源を含んでいる。静磁場用コイ
ル１によって発生する磁束の密度■。は０．１．Ｔｌｉ
度であシ、また均一度は１０−４以上であることが望ま
しい。

５は勾配磁場用コイルを総括的に示したもの、４はこの
勾配磁場用コイル３０制御回路である。

第７図（イ）は勾配磁場用フィル３の一例を示す構成図
である。同図（イ）に示すコイルは、工勾配磁場用コイ
ル３１と、ｙ勾配磁場用フィル３２．３３とを含んでい
る。更に、図示していないがｙ勾配磁場用コイル３２．
３３と同じ形であって、９０６回転して設置されるＸ勾
配磁場用コイルも含んでいる。この勾配磁場用コイル５
は、一様な静磁場Ｈ０と同一方向で、ｘｒＬｚ軸方向く
それぞれ直線勾配をもグ磁場を発生する。制御回路４は
コントローラ２０によって制御される。

５は被検体に狭い周波数スペクトルｆの高周波パルス、
即ち、Ｍパルスを電磁波として与える励磁コイルで、そ
の構成を第７図（ロ）Ｋ示す。

６は測定しようとする原子核の■共鳴条件に対応する周
波数（例えばプロトンでは、４２．６　ＭＨ２／Ｔ　）
の信号を発生する発振器で、その出力は、コントローラ
２０からの信号によって開閉が制御されるゲート回路３
０と、パワーアンプ７を介して励磁コイル５に印加され
ている。８は被検体における■信号を検出するための検
出コイルで、その構成は第７図（ロ）Ｋ示す励磁コイル
と同じで、励磁コイル５に対して９０″回転して設置さ
れている。なお、この検出コイル８は、被検体くできる
だけ近接して設置されることが望ましいが、必要に応じ
て、励磁コイル５と兼用させてもよい。

９は検出コイル８から得られる核磁気共鳴信号（ＮＭＲ
信号・・・ＦＩＤ信号・エコー信号）を増幅する増幅器
、１ｏは位相検波回路、１１は位相検波された増幅器９
からの波形信号を記憶するウェーブメモリ回゛路で、Ａ
／Ｄ変換器を含んでいる。１３はウェーブメモリ回路１
１からの信号を例えば光ファイバで構成される伝送路１
２を介して入力し、所定の信号処理を施して断層像を得
るコンビエータ、１４は得られた断層像を表示するテレ
ビジ１ノモニタのような表示器である。また、コントロ
ーラ２ｏからコンビ島−夕１３へは、信号線２１により
、必要な情報が伝送される。

コントローラ２０は、勾配磁場Ｇｚ、Ｇｘ、Ｇｙ、ＲＦ
パルスの振幅を制御するために必要な信号（アナログ信
号）、及びＵパルスの送信や開信号の受信に必要な制御
信号（デジタル信号）を出力することができるように構
成されたものである。このコントローラ２ｏは、本発明
に係る装置の特徴とするシーケンス機能、即ち、ＲＦパ
ルスの動作タイミングや各勾配磁場の動作タイミングを
制御する機能を有している。ただし、このシーケンス機
能を果す素子は、コントローラ２ｏに限定するものでな
く、他の素子、例えば、コンビエータ１３にこの機能を
もたせても本発明は成立する。

このように構成された本発明の装置の動作を、第８図を
参照し、段階を追って順次説明する。

（１）制御回路２から静磁場用コイル１に電流を流し、
被検体（被検体は各コイルの円筒内に設置）に静磁場Ｈ
８を与えた状態において、コントローラ２ｏより制御回
路４を介して冨勾配磁場用コイル３１に電流を流し、第
８図（ロ）に示すようＩＩＣＸ　ｘ勾配磁場Ｇｚ”を与
える。なお、上述したが、被検体の体軸とＸ軸とは一致
する方向である。

この時点ｔ。においては、磁化Ｍは第９図（イ）の回転
座標系に示すようＫ　ｙ　ｒ軸方向に９０″向きを変え
る。続いて、Ｘ勾配磁場用コイル及びｙ勾配磁場用コイ
ル３２，３３１Ｃ電流を流し、第８図（ハ）、に）に示
すように所定の大きさの磁場ＧＫ□、Ｇｙ□を印加し、
検出コイル８かも得られる第８図（へ）Ｋ示すようなｍ
共鳴信号を検出する。顯共鳴信号が検出されている時点
（例えばｔ工の時点）では、磁化Ｍは第９図（ロ）に示
すように、ｘＩ、１１面内で破線矢印方向に次第に分散
していく途中にある。検出；イル８で検出される聴共鳴
信号は、時間とともに次第に減衰するもので、この信号
は、増幅器９で増幅され、位相検波回路１ｏで位相検波
され、クエーブメモリ回路１１を介してコンビエータ１
３に印加される。ここで、ＮＭＲ共鳴信号は７−リエ変
換され、１プロジエクシ■ンの信号となる。これまでの
動作は従来装置と同様である。

ここで、被検体のスライス面を決定するためのオフセッ
トの値は、はじめに第８図（ホ）に示すように所定の値
Ｓとなりており　、ｆ８１０図において、ＳＡに対応す
るスライス面Ａが選択されている◎Ｉ共鳴信号が無くな
るまでの１時間経過後、コントローラ２ｏは、ゲート回
路３０を開とし、励磁フィル５に電流を流し、今度は第
８図（イ）Ｋ示すように同一面に矩形波状に変調された
１８０　’−ｘパルスを印加する。続いて、第８図（ハ
）、に）Ｋ示すようＫｇ勾配磁場用コイル及びｙ勾配磁
場用コイルに電流を流し、前回と同様の所定の大きさの
磁場ＧＧ　　を同時に印加させる。

ｘｌ、’　　ｙｌ １８０　’−ｘパルスを印加すると、分散した磁イヒＭ
　　　！は、第９図（ハ）Ｋ示すように再び集合し始め
、検出コイル８からは、第８図（へ）に示すように次第
に増大する開信号（この信号をエコー信号と呼ぶ）が検
出される。１８０　’−ｘパルスを印加してから、１時
間経過後、エコー信号は第８図（へ）に示すように最大
となる。このエコー信号は、τ時間の間、被検体の状態
が変わらないものとすれば、はじめに出力された■共鳴
信号と時間軸に対して対称な信号波形となる。この時点
ｔ３で、ゲート回路３゜を開とし、Ｇ２Ｓ　　の下で励
磁コイル５に電流を流し、今度は第８図（イ）に示すよ
うに９０’パルス−を印加し、第９図に）のように磁化
Ｍを一２！軸方向に強制的に向ける。

続いて、Ｇ”の印加を中止し、ゲート回路３ｏよシ矩形
波状に変調され出力された旺信号（１８ｏ０ｘパルス）
にて被検体を励起する。これにより磁化Ｍは第９図（ホ
）に示すように一斉に＋２１方向に向きが揃う。この時
点ｔで初めの時点と同じ状態に復帰することになる。た
だし、この方式では、物質のもつスピン−スピン緩和ま
たは横緩和による緩和が残り、ｔ４の時点で磁化Ｍは完
全釦上向きにならす、Ｚ’軸に一致するまでにＴｄ待時
間要す。しがしながら、ｔの時点では磁化Ｍが２＋軸か
ら僅かに分散しているだけであるところから、Ｔｄは緩
和時間Ｔ□に比較して十分短く、例えば４τ程度である
・ところで、本発明においては、スライス両人の磁化Ｍ
がＺｌ軸に一致するまでの時間（例えば４τ）すら待た
ないで、この間に、スライス両人とは異なった、従って
スライス両人の磁化の状態に影響されない別のスライス
面（例えば第１０図におけるスライス面Ｂ、Ｃ）をオフ
セットの値を変えることによって選択し、第８図（ハ）
に示すシーケンス颯■と同様の７−ケンスを直ちに実行
するものである。

すなわち、第８図に）に示すように、オフ七、トの値を
ＳＡからＳＢとし、スライス面Ｂを選択し、第８図（イ
）に示すように１直ちに９０＠パルスを印加し、１時間
経過後１８０°−Ｘパルス、続いてτ時間経過後９０°
パルスを印加する。なお、このシーケンス遥■において
、Ｘ勾配磁場Ｇ″￥配磁場Ｇの大き　　ｘＩ　　　　　
　　　　　ｙ さけ、ここではシーケンス煮■の場合と同じであシ、ジ
−タンスＡ■と同じ投影方向α、（第６図例参照）の１
１０ジエクシ冒ンの信号を得る。以下、同じようにして
、オフセットの値をＳＢからＳ。とじ、スライス画人及
びＢとは異なった、従ってこれら各スライス面の磁化の
状態に影響されない別のスライス面Ｃを選択し、シーケ
ンス墓■を実行する。

これによって、スライス面Ｃにおいて、投影方向α、の
１プロジエクシ璽ンの信号を得る。

このように、シーケンス墓■からシーケンス墓■の連続
するシーケンスの実行によりて、ｎ枚のスライス面Ａ−
Ｎについて、それぞれ投影方向α。

の１プロジ工クシ璽ン信号を得る。

これによシ、１シーケンスが高速化され石工に、待ち時
間Ｔｄ区間に他のスライス面のデータが得られ、見かけ
上更に高速化されることＫなる◇なお、スライス面λ〜
Ｎを選択するためのオフセットを発生させる方法拡、次
のいずれかの手法によりても実現できる。

（１）静磁場Ｈ０の値を各シーケンスごとく変化させる
。

０１）ｚ勾配磁場コイル（第７図（イ）の３１）Ｋ各シ
ーケンスごとに変化する同方向電流を与える。

また、磁場オフセットは加えずにＲｆパルスの周波数を
各シーケンスごとに変化させてスライス面Ａ〜Ｎを選択
することもできる。

シーケンス墓■が終了した時点では、シーケンス扁■の
実行によって選択されたスライス画人の磁化ＭＯ状態は
、シーケンスム■〜ム■までの実行の間に１シ一ケンス
厘■の終了から４τ以上経過しているので、ｚ゛軸に向
いたものとなっている。

シーケンスＡｎ＋１では、再びオフセットの値を、第８
図（ホ）に示すようにスライス画人を選択するようにシ
ーケンスＡ■と同様のＳＡとし、今度は！勾配磁場ＧＯ
値を、第８図（ハ）に示すようにＧｘ工からＧｘ２　’
またｙ勾配磁場Ｇの値を、第８図に）Ｋ示すようにＧ、
１からＧ、２とする。これによってスライス画人におい
て、投影の方向をα２としたプロジェクシ嘗ンの信号を
得る。続いてシーケンスｉ　ｎ＋２では、スライス面Ｂ
において投影の方向がα２としたプロジェクシ雪ンの信
号を得る。以下同じように各スライス面Ｃ−Ｎにおいて
投影の方向がα２であるグロジェクシ璽ンの信号を得る
ためのシーケンス（シーケンス１６　ｎ＋３〜Ａ２ｎ）
を実行する０以後、同様セして各シーケンスを繰シ返し
、各スライス面人〜Ｎについて、各投影方向からのプロ
ジェクシ璽ンの信号（例えば各スライス面λ〜Ｎについ
て、投影方向α１からα　までの１２８プロジエクシ１
）の信号）を得る◇ コンビエータ１３は、各シーケンスにおいて、例えばは
じめに出力される旧共鳴信号をフーリエ変換し、ｘｍｃ
′ｒと同様な公知の手法（例えばｆｉｌｔｅｒ−−ｅｄ
　ｂａｃｋ　ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ　）によって各スラ
イス画人〜Ｎを単位としてそれぞれ再構成演算を行ない
、各スライス面λ〜Ｎの断層像を得、これを表示器１４
に順次あるいは必要なスライス面を選択して表示す るＯ なお、実施例では、１回のシーケンスにおいて、印加す
るＲＦパルスを９０°ｘ　　・”　１．８０　’−ｘ　
−９０°−ｘ　”１８０　’　ｘ　　としたが、本発明
に係る装置の特徴は、第２の９０＠パルスで磁化Ｍを全
て下方に向けることにある。従って、例えば、９０°Ｘ
　・・・１．８０　’　７　　・−・９０＠ｘ　　°１
８０＠−ｘ　（１８０＠ｙ　のＲＦパルスは、位相差９
０”のＲＦ倍信号用いて作られる）の位相関係で、所定
の原子核にパルスを加えるようにしても良い。

第１１図は本発明をスピンワープ法に適用したものであ
る。第８図に示すＰＲ法と基本的に異なるところは勾配
磁場Ｇｘ、　Ｇｙの与え方である。スピンワープ法では
、第１の９０’パルスと第１の１８０　’パルスの区間
において、まず同図（ハ）のように！方向勾配磁場ｇｘ
ｆ：ｔｘ時間印加する。これによシスピンをＸ方向に位
相コード化したことになる。一方これと同時に１回図に
）に示すように、上記第１の９０’パルｘ　ト第１の：
Ｌ８０　”パルス印加の間で、極性の異なるｙ方向勾配
磁場ｇア、ｇ、’を順次印加する。ｇｙによって分散し
たスピンはｇ、゛によって集合し、同図（へ）に示すよ
うなエコー信号となる。

次の、第１の１８０＠パルスと第２の９０°パルス印加
の区間では、同図（ハ）、に）のように前区間と同一な
Ｘおよびｙ勾配磁場を時間軸が反転した関係で印加する
。この場合、第１の１８００パルスの印加のため再び工
；−信号が現れる。その後は第８図の場合と同様に第２
の９０’パルスと第２の１８０゜パルスによって磁化Ｍ
は熱平衡状態になる。

以後、同一なｙ方向勾配磁場ｇ、、　ｇ、’を用い、！
方向勾配磁場ｇｘと印加時間ｔｘの積の値を所定の関係
で適宜に変えつつシーケンスを繰シ返す。

各シーケンスにおける２つのエコー信号の内少なくとも
一方のエコー信号が検出され、２次元フ勤−変換が施さ
れ、画像再構成に用いられる・なお、ｇｘ　”　ｔｘを
変える場合少なくとも一方は固定で他方のみ変えるよう
な態様であってもよい０以上のように動作する本発明の
パルスシーケンスによれば、Ｍｚの分布およびスライス
形状を従来の分析計用ＤＥＦｒ法の場合に対比して示せ
ば、第１２図および第１３図の実線Ｃのようになシ、従
来のような欠点が解消されていることが分かる。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明によれば、第８図に示したパ
ルスシーケンスにより、１ビニ−分のシーケンスが終了
した時点で強制的に、かつ正確にスライス面内外すべて
の磁化Ｍを熱平衡状態（又はその近傍）にすることがで
きる０そのため、従来法（例えば、ＳＲ法）のよりにＴ
１による自然緩和を待つ必要がなく、パルスシーケンス
の間１１ｉｌヲ短縮でき、スキャンタイムを短縮するこ
とができる。

更に、各パルスシーケンス間の待ち時間を有効利用すべ
く待ち時間中罠他のスライス面を励起してエコー信号を
検出できるようにし、見かけ上パルスシーケンスを高速
化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例装置の構成図、第２図は水素原
子のスピンを説明する図、第３図は水素原子の磁気モー
メントを模式化した図、第４図は水素原子の原子核が磁
場の方向に揃う状態を説明する図、第５図は爺による検
査パルス波形の一例を示す図、第６図は磁化Ｍを回転座
標系に表示した図、第７図は磁場用コイルの一例を示す
構造図、第８図は本発明に係るシーケンスを説明するた
めの動作波形図、第９図は本発明の手法によるそれぞれ
の時点での磁化ＭＯ方向を回転座標系上に示した説明図
、第１０図は被検体のスライス面を示す説明図、第１１
図は本発明の手法をスピンワープ法に適用した場合のシ
ーケンスを説明するための動作波形図、第１２図は第８
図のシーケンスを連続的に実行し動的平衡状態に達した
状態をコンビエータシミエレーシ茸ンした結果を示した
図、第１３図は第１２図のＭｚの状態に第１の９０°パ
ルスと２勾配磁場Ｇｚを印加して選択励起した後のＮＭ
Ｒ信号強度を表わした図である。 １・・・静磁場用フィル、２・・・静磁場用コイルの制
御回路、３・・・勾配磁場用コイル、４・・・勾配磁場
用コイルの制御回路、５・・・励磁コイル、６・・・旺
発振器、７・・・パワーアンプ、８・・・検出コイル、
９・・・増幅器、１０・・・位相検波回路、１１・・・
ウェーブメモリ回路、１３・・・コンビ島−タ、１４・
・・表示器、２ｏ・・・コントローラ、３０・・・ゲー
ト回路、３１・・・８勾配磁場用コイル、３２．３３・
・・１勾配磁場用コイル。 ７￥１２図 （イ）　　　　　　　　（ロ） （イ）　　　　　　　　　　（０） 尾５図 ｔｏ　　　　　↑１ 第６図 （イ）　　　　　　　　　　　　（ロ）篇７図 （イ） （ロ） 第９図 （イ）　　　　　（ロ）　　　　　（ハ）（ニ）　　　
　　　（ホ） 第１０囚 ＢＪ ｎ牧のスライス面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検体に静磁場（Ｈ＿０）を与える手段と、被検
   体に勾配磁場を与える手段と、 被検体の組織を構成する原子の原子核に核磁気共鳴を与
   えるための高周波パルスを印加する手段とを備え、生じ
   た核磁気共鳴信号のうち、必要な信号を利用して被検体
   の組織に関する画像を得る装置において、 下記（イ）ないし（ニ）よりなるシーケンス機能を有し
   た制御手段を具備したことを特徴とするＮＭＲ画像装置
   。 記 （イ）第１の９０°パルス、第１の１８０°パルス、第
   ２の９０°パルス、第２の１８０°パルスの順に印加す
   る。 （ロ）前記第１および第２の９０°パルス印加は、同時
   に勾配磁場を与える手段を付勢して第１の勾配磁場も印
   加し特定のスライス面のみを励起する選択励起とし、 前記第１および第２の１８０°パルス印加は勾配磁場を
   印加しない非選択励起とする。 （ハ）前記第２の１８０°パルスは第２の９０°パルス
   印加直後に印加する。 （ニ）上記シーケンスを繰り返すとき、シーケンス間の
   待ち時間中に、前記（イ）ないし（ハ）と同様であるが
   、各ビューにおいて互いに異なるスライス面が順次選択
   されるように第１の勾配磁場を変化させ、１スキャンで
   複数面の画像用データを採取できるようにする。