JPS60166849A

JPS60166849A - Ｎｍｒ画像装置

Info

Publication number: JPS60166849A
Application number: JP59225294A
Authority: JP
Inventors: Hideto Iwaoka; 秀人岩岡; Hiroyuki Matsuura; 裕之松浦; Sunao Sugiyama; 直杉山
Original assignee: Yokogawa Hokushin Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1984-10-26
Filing date: 1984-10-26
Publication date: 1985-08-30
Also published as: JPH0470013B2

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（ｎｕｃｌｅａｒ　ｍａｇｎｅｔ
ｉｃ　ｒｅｓ−ｏｎａｎｃｅ　）　（以下これをｒ　！
ｉＭＲＪ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シ知るようにしたＮ
ＭＲ画像装置に関するものである。特に、医療用装置に
適するＮＭＲｍ像装置の改良に関する。

〔従来の技術〕

Ｎ１１画像装置は、生体（通常は患者）をある磁場中に
おく。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〇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
。Ｎ１１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
…エコー信号とＦＩＤ信号（ｆｒｅｅ　１ｎｄｕｃｔｉ
ｏｎ　ｄｅｃＬｙ　）とがある）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。Ｎ１１画像装
置は、これを解析し、生体の一部を断層ｌ１ｊｉ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ＮＭＲ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、核スピン角運動量Ｉで回転（自転）している
と見なされる。

第２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からなシ、スピン量子数１７
２で表わされる回転をしている。陽子Ｐａ、（Ｅ’）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５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
ように揃っておシ、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の方向に揃う〇第４図（イ）は水
素原子核にりいて、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。２つのエネルギー順位間のエネルギ
ー差ΔＢは、（す式で表わされる◇ ΔＢ＝γｙ、　）Ｉｏ（１）ｒ：磁気回転比（原子核種ごとに固有の定数）′Ｐ１：
ｈ／２π ｈニブランク定数ここで、各原子核には、静磁場ＩＱによって、／ｊｋｌ
ｊ）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（みそすル運動）をす
る。

ω３γＨａ　（ラーモア角速度）（２）即ち、原子核の
ｆ！類ととに、それぞれ具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ΔＢに相当するエネ
ルギーを吸収して、高り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Ｈ８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。ｉっで
、生体Ｆ印加する静磁場Ｈ８の強さと、印加する周波数
ｆとを選択することにより、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、スビ／−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り物質分布
のデータを得ることができる〇一般に固体では、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。従って、縦
緩和時間Ｔ１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
起りやすさは同程度である。従って時間Ｔ□とＴ２はほ
ぼ等しい値になる。

特に時間Ｔ１は、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（’Ｅ）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シ、リン原子核（３１ｐ）、炭素
原子核（１３Ｃ）、ナ）ＩＪウム原子核（２３Ｎａ）等
に適用可能である。

このようＫｓ　ＮＭＲ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
特定原子核にり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、このよりなＮＭＲ現象を利用して、被検体の
組織に関する画像を得るｐｎ法（ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ
ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ・・投影
復元法とも言う）ＫよるＮＭＲ画像装置がある。このＰ
Ｒ法による像再構成の原理は、Ｘ線ＣＴ装置と゛はぼ同
様の原理である。

まず被検体の体軸方向（ｚ軸方向）に勾配磁場をかけて
、仮想輪切υ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により任意の面
を画像化することが出来る。次に、ｘ、ｙ方向にそれぞ
れ勾配磁場をかけ、この状態でＮＭｎ信号を検出し、ｘ
、ｙの合成勾配磁場と直角方向へのプロジェクシ箇ンを
得る。そして、ｘ、ｙ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ＮＭｎ信号を得て、各々ツ
ーて、被検体の像を再構成する手法がｐｎ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ＩｃＳ　ｚ軸方向に平行で一様な強さの静磁場ＩＩ
ｏ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）に示すように狭い周波数スペ
クトルｆｊの高周波パルス、即チ、ＲＦ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
されており、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（Ｈ８＋Δ
Ｇ２　）における断面部だけは、印加されたＲＦパルス
の周波数（ωＪ＝２πｒｊ）と同一のラーモア角速度 ωｊ＝γ（Ｈｏ＋２０ｇ）で歳差運動をしている。従って、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）に示すような
角速度ωｊで回転する回転座標系上に示せば１，１軸方
向に９０’向きを変えたものとなる。

続いて、第５図（ハ）、（ハ）に示すようＫｘ勾配磁場
Ｇｘとｙ勾配磁場ＧＶを同時に加える。この２つの勾配
磁場によシ合成の２次元勾配磁場を作り、この環境下で
（ホ）に示すよりなＮＭｎ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、ｘ’−ｙ’面内で矢印方向に次第に分散してい
るので、やがてＮＭｎ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。

このようにして得られ九ＮＭＲ信号をフーリエ変換すれ
ば、Ｘ勾配磁場ＧｘＸｙ勾配磁場Ｇｙ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目ンとなる。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
いろいろにとる。これによって、各プロジェクシ璽ンに
対応するＮＭｎ信号を被検体の数多くの方向についてめ
ることができる。

このような動作をなす従来装置においては、第５図にお
いて、ＮＭｎ信号が無くなるまでの時間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：Ｌ　ｓｅａ程度は
必要となる０それゆえに、一つの被検体断面を、例えば
１２８プロジエクシ１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っている。

このような障害を解決すべ（、ＮＭＲ分析計用に提案さ
れている公知技術（ＤＥＦＴ法：ｄｒｉｖｅｎ　ｅｑｕ
ｉｌｉｂ−ｒｉｕｍ　ｆｏｕｒｉｅｒ　ｔｒａｎｓｆｏ
ｒｍ　）を利用して、高速のＮＭＲ画像装置を製作した
場合を考察すると、次のような欠点がある。結論として
は、ＮＭＲ画像装ｆＮＤＥＦＴ法を用いることは、不適
切である。なお、ＮＭＲ画像装置Ｋ　ＤＥＦＴ法を使用
するとした公知技術例はない。

このＮＭＲ分析計用に提案されているＤＥＦＴ法は、（
［パルス及び７一リエ変換ＮＭＲＪファジー、べ、カー
著：吉岡書店）Ｋ記載されている。このＤＥＦＩ’法は
高速化のためのパルスシーケンスであシ、（９０°ｘ　
−Ｔ　・・・１８０　’ｙ　−τ・ｅｏ　’　−ｘ−ｒ
ａ　）’で構成されるものである。このＤＥＦＩ’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、これについて社問題はな
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ｍｌ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、計算機でシミ島し−ジ箇ン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Ｔ１．
　Ｔ２及びＴｒ　ｈ　：ＬＯＯｍｇ　（繰シ返し時間）
を用いて計算したものである。Ｍｚは、パルメジ−ケン
スを実行する前の馳を１としていて、Ｍｚの大きさは、
ＮＭＲ信号強度に対応している。

（ｓ）　ＤＥＦＴ法の非選択の１８０　”パルスの場合
、第１２図の一点鎖線Ａ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Ｔｄの間に、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、ＭｚがＴ
１縦緩和して大きくなってから、最初のスライス面の次
のビｍ　−（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ＮＭｎ信号（ｋ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、大きいことが条件となる。

このような争件から見ると、非選択の１８０　’パルス
を用いたＤＥＦＴ法では、スライス面外のＭＺ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、Ｍ２ｉはスライス
面外では大きいので問題ない。しかし、舘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１８０６パ
ルスの際、複雑な動作をするため各Ｍのベクトル方向が
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Ｈ
ＭＲ画像装置に使用することは、不適切である０〔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
ことを目的とする〇〔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
うなり−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Ｔ１を経過して
磁化Ｍが熱平衡状態（Ｍが嶌軸方向を向く）Ｋなるまで
待たず、磁化Ｍをｚ１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うな機能を含む。

（イ）第１の９０’パルス＃ｇ１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１８００パルスは第２の９０’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ｅ→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
複数面の画像用データを検出できるようにする。

〔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１の制御ロー
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Ｈ８は０．１Ｔ程度で
あシ、また均一度は１０　以上であることが望ましい０
３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５０制御回路である。

第７図（イ）は勾配磁場用コイル３の一例を示す構成図
である。同図（イ）Ｋ示すコイルは、２勾配磁場用コイ
ル３１と、ｙ勾配磁場用コイル３２．３３とを含んでい
る。更に１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、９００回転して設置されるＸ勾
配磁場用コイルも含んでいる。この勾配磁場用コ仁１は
、一様な静磁場Ｈ８と同一方向で、Ｘ、Ｆ、Ｚ軸方向に
それぞれ直線勾配をもつ磁場を発生する０制御回路４は
コントローラ２ｏ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、ＲＦ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）に示す。

６は測定しようとする原子核のＮＭＲ共鳴条件に対応す
る周波数（例えばプロトンでは、４２．６　駒／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ＮＭＲ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）に示す励磁コ
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、被検体にで
きるだけ近接して設置される仁とが望ましいが、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・工；−信号）を増幅する増幅器
Ｘ　１０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０１３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
るコンビ為−タ、１４は得られた断層像を表示するテレ
ビジ■ンモニタのような表示器である。また°、コント
ローラ２０からコンビ為−夕１３へは、信号線２１によ
シ、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ＲＦパルスの送信やＮＭＲ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２
０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、コンビ凰−夕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；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、＝ントロー２２０よ多制御回
路４を介して２勾配磁場用；イル３１に電流を流し、第
８図（ロ）Ｋ示すように、冨勾配磁場Ｇｚ”を与える。

なお、上述したが、被検体の体軸と２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
座標系に示すようにｙｌ軸方向に９０°向きを変える。

続いて、Ｘ勾配磁場用フィル及びｙ勾配磁場用コイル３
２．３３に電流を流し、第８図（ハ）、に）に示すよう
に所定の大きさの磁場Ｇｘ□、Ｇ、□を印カル、検出コ
イル８から得られる第８図（へ）Ｋ示すようなＮＡＩＩ
Ｉ共鳴信号を検出する。ＮＭＲ共鳴信号が検出されてい
る時点（例えばｔｌの時点）では、磁化Ｍは第９図（ロ
）に示すようＫ　ＳＸ’、　’ｙ’面内で破線矢印方向
に次第に分散していく途中にある・検出コイル８で検出
されるＮＭＲ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、ウェーブメモリ回路１１を介し
てコンビ纂−夕１３に印加される０ζこで、ＨＭＲ共鳴
信号は７−リエ変換され、１プロジエクシ曹ンの信号と
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
ＳＡと表っておシ、第１０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。

ＮＭＲ共鳴信号が無くなるまでのτ時間経過後、コント
四−ラ２０は、ゲート回路３ｏを開とし、励磁コイル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）に示すようＦｃｘ勾配
磁場用コイル及びｙ勾配磁場用コイｋＫ電流を流し、前
回と同様の所定の大きさの磁場Ｇｘｉ”ｙｌを同時に印
加させる・１８０　’−ｘパルスを印加すると、分散した磁化Ｍは
、第９図（ハ）に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）Ｋ示すよりに次第に増大する
ＮＭＲ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、τ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、１時間の間、被検体の状態が変わら
ないものとすれば、はじめに出力され九ＮＭＲ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３０を開とし、Ｇ　の下で励磁コイル５
ＫｉＷ流を流し１、　２今度は第８図（イ）Ｋ示すように９００パルスを印加し
、第９図に）のように磁化Ｍを−ｚ１軸方向に強制的に
向ける。

続いて、Ｇｔの印加を中止し、ゲート回路３ｏよＭは第
９図（ホ）に示すように一斉Ｋ　＋　ｚ＋力方向向きが
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０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、ｔの時点で
磁化Ｍは完全に上向きにならす、Ｚ’軸に一致するまで
にＴｄ時間を要す。しかしながら、尤の時点では磁化Ｍ
がＺｌ軸から僅かに分散しているだけであるとζろから
、Ｔｄは緩和時間Ｔ□に比較して十分短く、例えば４τ
程度である〇ところで、本発明においては、スライス画
人の磁化Ｍが２＋軸に一致するｉでの時間（例えば４τ
）すら待たないで、この間に、スライス面Ａとは異々っ
た、従ってスライス面＾の磁化の状態に影響されない別
のスライス面（例えば第１０図におけるスライス面ｎ、
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（ホ）に示すシーケンス煮■と同様のシーケンスを
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、オフセットの値を
ＳＡからＳＢとし、スライス面Ｂを選択し、第８図（イ
）Ｋ示すように、直ちに９０’パルスを印加し、７時間
経過り１８０°−Ｘパルス、続いて７時間経過さけ、こ
こではシーケンス屋■の場合と同じであシ、シーケンス
扁■と同じ投影方向α、（第８図（ホ）参照）の１プ四
ジエクシ冒ンの信号を得る。以下、同じよ５Ｋして、オ
フセットの値をＳからＳとし、Ｃスライス画人及びＢとは異なりた、従りてこれら各スラ
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、シーケンス屋■を実行するＯこれによって、ス
ライス面Ｃにおいて、投影方向α１の１プロジエクシ冒
ンの信号を得る。

このように、シーケンス轟■からり一ケンスム（ｉＩｉ
の連続するシーケンスの実行によって、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プロジ工クシ曽ン信号を得る０これによυ、１シーケンスが高速化される上に、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
１更に高速化されることになる。

なお、スライス面Ａ〜Ｎを選択するためのオフセットを
発生させる方法は、次のいずれかの手法によっても実現
できる。

（１）　静磁場Ｈ８の値を各シーケンスごとに変化させ
る。

ｔｉｉ）　Ｚ勾配磁場コイル（第７図（イ）の３１）に
各シーケンスごとに変化する同方向電流を与える０また
、磁場オフセットは加えずＫＲｆ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Ａ　（！Ｉ）が終了した時点では、シーケン
ス屋■の実行によって選゛択されたスライス画人の磁化
Ｍの状態は、クーケンスム■〜ム■までの実行の間に、
シーケンス屋■の終了から４τ以上経過しているので、
ｚ１軸に向いたものとなっている０シーケンスＡ　ｎ＋
４では、再びオフセットの値を、第８図（ホ）に示すよ
うにスライス面Ａを選択するようにシーケンス屋■と同
様のＳ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Ｇｘ□、またｙ勾配磁場Ｇの値
を、第８図に）Ｋ示すようＫＧｙ□からＧ、２とする。

これＫよってスライス面Ａにおいて、投影の方向をα２
としたグロジェクシ胃ンの信号を得る。続いてシーケン
スＡ　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謬ンの信号を得る。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
るプロジェクシ習ンの信号を得るためのシーケンス（シ
ーケンスＩｌｘ　ｎ＋３〜Ｊ５ｓ＋ｎ）を実行する。

以後、同様にして各クーケンスを繰シ返し、各スライス
面Ａ−Ｎについて、各投影方向からのプージェクシ璽ン
の信号（例えば各スライス面Ａ−Ｎについて、投影方向
α１からα１２８マでの１２８７’　ａ　シェクシ四）
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ＮＭＲ共鳴信号を７−リエ変換し、Ｘ
線ＣＴと同様な公知の手法（例えばｆｉｌｔｅｒ−−ｅ
ｄ　ｂａｃｋ　ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ　）　Ｋよりて各
スライス面Ａ　〜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Ａ−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　−１８０°−ｘ　°”９０
’　−ｘ　。

１８０°Ｘ　としたが、本発明に係る装置の特電は、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０従って、例えば、９０’ｘ　・・・１ｓｏ　’　ｙ
　・・・ｅｏ’　ｘ　−１ｓｏ　”−ｘ　（１ｓｏ°ｙ
のＲＦパルスは、位相差９０＠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
。スピンワーフ法では、第１の９０°パルスと第１の１
８００パルスの区間において、まず同図（ハ）のようｌ
ｃｘ方向勾配磁場ｇｘｔ−ｔｘ時時間方力る。−れによ
シスビンを真方向に位相フード化したことになる。一方
これと同時に、同図に）に示すように、上記第１の９０
６パルスと第１の１８０　’パルス印加の間で、極性の
異なるｙ方向勾配磁場ｇｙ　ｊ　ｇｙ　’を順次印加す
る。ｇｙによって分散したスピンはｇｙ市によって集合
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
エコー信号が現れる。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１８００パルスによって磁化
Ｍは熱平衡状態になる。

以後、同一なＴ方向勾配磁場ｇｙ＋　ｇ、’を用い、×
方向勾配磁場ｇｘ＆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カ返す。

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π−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。

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Ｄ
ＦＥＴ法の場合に対比して示せば、第１２図および第１
３図の実線Ｃのように力υ、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１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・そのため、従来法（例えば、ＳＲ法）のようにＴ
１による自然緩和を待つ必要がカく、パルスシーケンス
の間隔を短縮でき、スキャンタイムを短縮することがで
きる。

更ニ、各パルスシーケンス間の待ち時間を有効利用すべ
く待ち時間中に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、見かけ上ノく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ＮＭＲ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
るだめの動作波形図、第９図は本発明の手法によるそれ
ぞれの時点での磁化Ｍの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ブ法に適用した場合
のシーケンスを説明するための動作波形図、ぎ１２回は
第８図のシーケンスを連続的に実行し動的平衡状部に達
した状態をコンビエータシミュレーシーンした結果を示
した図、第１３図は第１２図のＭｚの状態に第１の９０
″ノくルスと２勾配磁場Ｇｚを印加して選択励起した後
のＮＭＲ信号強度を表わした図である。１・・・静磁場用コイル、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・・・Ｒ
Ｆ発振路、１３・・・コンビエータ、１４・・・表示器
、２０・・・コントローラ、３０・・・ゲート回路、３
１・・・を勾配磁場用コイル、３２．３３・・・ｙ勾配
磁場用コイル。尼２図（イ）　（ロ）（イ）　（叫尼５図（ニ）　Ｇｙ　−一−Ｊ７；。尼（イ）（ロ）沼９図（イ）　（ロ）　（ハ）（ニ）　（ホ）第１０図ＢＪｎ牧のスライス面

Claims

【特許請求の範囲】

（１）被検体に静磁場（ＨＯ）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ゐ手段とを備え、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ｆｆ１Ｋ関する画像を得る装置において、下記０）ないしくハ）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。記する。（→　前記第１および第２ｏ９０’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１０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パルス印加社勾配磁場を
印加しない非選択励起とする。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１前記（イ）ないしｅ→と同様であるが、各
ビ＾−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スキヤンで複数
面の画像用データを採取できるようＫする。