JP2655520B2 - 多次元フーリエNMR分光学におけるnパラメータのコード化及び表示方法 - Google Patents

多次元フーリエNMR分光学におけるnパラメータのコード化及び表示方法

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は多次元フーリエNMR分光学におけるn個のパ
ラメータをコード化及び表示する方法である。
(従来の技術) この種の方法はすでに西ドイツ公開公報DE 3445689A1
により公知である。該公知の方法は、ダイレクトスピン
エコー信号及び誘導スピンエコー信号を連続的に供給す
るパルスシーケンスを使用している。二つのデータ組に
対応するこれらの信号は別々にフーリエ変換されるので
それぞれ異なった像を与え、それらの比較によって例え
ば物質の速度等のコード化されたパラメータに関する結
論を引き出しうる。フーリエ変換により得られるデータ
間の差異を求めることにより、異なった像の形で直接的
にフラックス及び流れを表現することもできる。
液体の速度を測定する同様の方法が「マグネティク
レゾナンス メディスン(Magnetic Resonance in Medi
oine)」1985年版第2巻555〜566頁に記載されている。
「ジャーナル オブ マグネティク レゾナンス(Jour
nal of Magnetic Resonanoe)」1986年版第70巻163〜16
8頁からは、連続する信号の位相を変化させて磁化率の
変化を求めるための方法が知られ、さらにイギリス公開
公報GB 2173001Aは一次磁場の分布を測定する方法を記
載している。
これらの方法のすべては、連続する第1及び第2の信
号が夫々二つの異なったデータ組に属し且つ求めるべき
パラメータ値がこれら二つのデータ組の一次的なコンビ
ネーションにより得られる点において共通している。こ
のような一次的なコンビネーション(linear combinati
on)を形成するためには、二つの独立した信号組を記録
した後互いの差を求め、それからその差に対応する信号
をフーリエ変換するか、又はフーリエ変換によりデータ
信号を求めた後にそれらの差を求めることが必要であ
る。しかしながら、上記一次的コンビネーションは、二
つのデータ組の信号が高度な再現性により生み出される
場合にのみ正しい結果を導きうる。この点に関連して、
二つの信号の振幅が決め手になる点が特に重要である。
わずかな振幅の変化によっても、測定すべきパラメータ
のかなり不正確な結果を招くだろう。
西ドイツ公開公報DE 352889A1からは、異なった時点
において収集された流体の二つの異なった速度プロフィ
ルに対応する位相情報によりコード化された二つのデー
タ組を生み出すことが知られる。フーリエ変換を行なう
ためには、時間の中心をスピンエコー信号の中心に対し
てすこし変位させた時間間隔をカバーする一群の信号を
使用して計算が行われる。このような変位により、像デ
ータに位相因子を乗算すると、発生する像n番目のパラ
メータによる位相コード化により決定される縞模様を有
している。しかしながら、該方法の精度がかなりな程度
にスピンエコー信号の中心に対する時間間隔の中心の変
位の精度に依存しているということは容易に理解され
る。
(発明の目的) 本発明は、方法の再現性に関する特別な要件、又は特
別な信号処理手段を必要とすることなく、高い精度でも
ってn番目のパラメータを測定及び表示しうるように上
述したような方法を改良することを目的としている。
本発明によれば、多次元フーリエNMR分光学における
n個のパラメータをコード化及び表示する方法であっ
て、前記nは2以上の整数を表わし、(n−1)個のパ
ラメータに関連して同一の方法でコード化されると共に
n番目のパラメータの展開方向に互いに位相をずらして
いる二つのデータ組が同時的に発生され、180゜ではな
いフリップ角を有する複数のリフォーカシングパルスを
含む複数のパルスシーケンスが(n−1)個のデータ組
を記録するために使用され、該パルスシーケンスは対に
なって互いに連続した第1及び第2の信号を供給し、こ
れらの信号の相対的な位相位置は前記n番目のパラメー
タ値により決定され、該第1の信号は前記二つのデータ
組の一方に、該第2の信号は前記二つのデータ組の他方
に対応し、前記n番目のパラメータ値を表わす信号が前
記二つのデータ組に対応する前記2つの信号のフーリエ
変換により得られるようにされた前記方法において、一
つの対に属する前記第1及第2の信号はフーリエ変換す
べく1つの信号として扱われ、以ってn番目のパラメー
タ値の特性の重ねられた縞模様を有する(n−1)次元
のスペクトルが得られることを特徴とする方法が提供さ
れる。
従って、本発明にかかる方法においては、(n−1)
個のデータ組に対応する信号の一次的なコンビネーショ
ンが形成されず、第1及び第2の信号の連続的な対の多
かれ少なかれ複雑な操作も行われない。これに代わっ
て、これらの信号は均一な信号として簡単に扱われ、フ
ーリエ変換されるので、n番目のパラメータに特有の縞
模様を自動的に得ることができる。
n次元フーリエNMR分光学の通常の方法と比較して、
測定シーケンスの回数は(n−1)次元のスペクトルを
プロットするのに必要な数に減数される。この結果、記
録時間も対応して短縮される。互いに位相のずれた信号
は同じ測定シーケンス内に発生するので、個々の測定シ
ーケンス内に得られる信号の再現性というのは特に重要
でなくなる。スペクトル線がプロットされている間に測
定装置又は測定すべき対象の状態に何らかの変化が生じ
たとしても、これはn番目の次元決定に何らの特別な影
響も及ぼさない。さらに、縞模様はどんな付加的な計算
もなしに得ることができ且つ容易に解読しうる。さら
に、測定シーケンスのパラメータを適切に選択すること
により、縞模様の強度を縞模様を明瞭に識別し且つ像を
完全に解読しうるような値に調整しうる。
(n−1)次元スペクトルをプロットするのに必要な
各測定シーケンス内に、二つのデータ組の夫々に対応す
ると共に、n番目のパラメータの展開方向に相対的に位
相のずれた二つの信号が供給されるということは本発明
に固有の特徴である。
該二つの信号は異なった方法で得ることができる。例
えば、(n−1)データ組は、夫々第1及び第2の信号
としてのダイレクトエコー及び誘導エコーを供給するパ
ルスシーケンスを用いて記録できる。本発明に従って得
られる縞模様の強度はこの場合フリップ角の値によって
影響されるかもしれない。特に、初めのリフォーカシン
グ(refocussing)パルスのフリップ角は次のリフォー
カシングパルスのフリップ角と相違しうる。
本発明の好ましい実施例に依れば、測定シーケンス
は、いくつかの連続するリフォーカシングパルスからな
るパルスシーケンスからなり、ここで少なくとも1つの
パラメータは各エコー信号に続く補正勾配(compensati
on gradient)を与えた場の勾配(field gradient)に
よりコード化される。従来、通常行われていた方法にお
いては、完全なリフェージング(rephasing)を行うの
に補正勾配は場の勾配に対して大きさが反転方向に等し
い。しかし、本発明の方法においては、n番目のパラメ
ータは場の勾配と異なる補正勾配を発生させることによ
りコード化される。
ダイレクトエコー及び誘導エコーを供給するパルスシ
ーケンスを使用するときは、しかし、誘導信号を発生さ
せる大きさの磁化がコーヒレントなz磁化であるときに
第1及び第2のリフォーカシングパルス間の時間間隔内
でn番目のパラメータをコード化することも可能であ
り、これにより該コード化はダイレクトエコーの位相装
置にのみ影響を及ぼす。
他の可能性に依れば、(n−1)個のデータ組は、信
号として自由誘導減衰とエコー信号とを供給するパルス
シーケンスを用いて記録される。ここで自由誘導減衰は
二つのデータ組の一方に対応し、エコー信号は他方のデ
ータ組に対応している。この場合、n番目のパラメータ
のコード化は、エコー信号を発生させるリフォーカシン
グパルスに先立つ時間間隔内で行われ、且つ該時間間隔
内ではエコー信号を供給する内容のみが記録される。
上記最後のいくつかの例においては、n番目のパラメ
ータのコード化は前記時間間隔内に対応する勾配を適用
することによっても行われうる。
前述したように、本発明の方法は、n−1=2のパラ
メータが像面上の二方向の特性を示し、物質の一特性を
特徴づける第3のパラメータが像上に重ね合せられる縞
模様の形で表示される像化プロセスにおけるある物質の
いくつかの特性を表わすパラメータを求める上で特に重
要である。例えば、n番目のパラメータ及びこれに応じ
る像表示中の第3のパラメータは実験中の物質の速度や
該速度の局部的な変化(susceptibility)の変量を示す
ものであってもよい。しかし、物質の特性は実験中の物
質をとりまく環境をも反映しうるので、この場合には、
n番目のパラメータを、例えば局部的な磁場の強度の変
量や実験中の物質の領域におる化学的変位の変量に関連
させることもできる。
(実施例) 以下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。
下記の記載及び図面から抽出しうる特徴は本発明の他の
実施例において個別的にも所望の組合せにおいても使用
しうる。
以下本発明を、最も重要な適用例、即ち、核磁気共鳴
(NMR)断層撮影の基礎をなす二次元像の発生に関して
説明する。本発明にかかる方法により得られる結果とし
て、縞模様が上に投影されるNMR像が与えられる。測定
すべきパラメータは、該像によって与えられる情報に本
質的には影響を及ぼさない縞模様の変化により代表され
る。第9図は、層をなして縞が重なる、静止した水を収
容する四角の容器の像を示している。これに対し、第10
図は、流水の通過するホースの像を示し、層をなす報物
線状の縞はホース内を流れる流れ状態の量的に正確な像
を与えている。
流れの測定以外にも他の多くの実験が可能であり、こ
れにより、他のパラメータ、例えば化学的変位、磁化
率、磁場不均等性等を投影された縞模様の変化という形
で可視化することができる。
縞模様の所与の像への投影は干渉の発生により可能で
ある。第1a図は時間領域における信号を示し、第1b図は
周波数領域におけるそのフーリエ変換を示す。第1a図で
表示された信号が第1c図で示すように時間領域で変位し
て再度出現した場合には、フーリエ変換の変換定理に従
う二重の信号のフーリエ変換により、第1d図に示される
線形となり、該線形は第1b図に示された線と、単一の信
号のフーリエ変換と関数指数(−i2πfta)との積とを
合計したものである。この時fはフーリエ変換の周波数
であり、taは時間領域における二つの信号間の間隔であ
る。フーリエ変換の像表示は第9図及び第10図に示され
るような縞模様を生み出す。フーリエ変換の逆数的な特
徴により時間領域における信号間時間間隔を狭くすると
縞模様間隔が大きくなり、逆に前者を広くすると後者は
小さくなる。
変換定理を逆に適用すると、第1d図の場合の縞模様に
対して第1f図に示されるような縞模様の変位が、時間領
域の信号に関数指数(−i2πfta)を乗じたときに生じ
るが、このこと実際に第1c図及び第1e図に示される二つ
の時間信号間に位相差が生じたことを意味するにすぎな
い。
上記の事実から、NMR分光では、互いに位相をずらし
た二つの個々の信号からなる二重信号を生じさせる像を
発生させるすべての方法は、信号が二重でない場合に通
常得られる像からなる像と、位相変化をひきおこすパラ
メータの関数として幾何学的に変位されたようにみえる
重畳した縞模様とを生み出すだろうと推論される。一般
にあるパラメータに応じて発生する位相の変化はFT分光
学の基礎であるという点を考慮すると、いかなるFT分光
学法により測定しうるどのパラメータも本発明に係る方
法により発生した縞模様の形状で表示されうるというこ
とが必然的に推論される。本発明の方法が互いに対応す
る信号の相対的な位相位置を表わす干渉縞を発生させる
ことを本質としているので、本発明の方法はNMR干渉法
(NMR interferometry)とも記載しうる。特にこの点に
関連して、信号の二重化は時間軸、即ち、像の読取り勾
配に沿ってのみならず、第2の座標、例えば位相コード
化に使用される勾配方向に沿っても行われうる点に留意
されたい。本発明の方法は、NMR分光学によりプロット
された像における第3のパラメータを記録することに適
用されるだけではなく、特別な付加入力なしにFT分光学
のどのような多元的方法における付加パラメータを記録
することに使用してもよいということはすぐに理解され
るだろう。
本発明の方法は、一次的なコンビネーションが二つの
データ組から生み出される上述した方法におけるよう
に、一つのパラメータに応じて変形される二つの信号を
使用しているので、該二つの方法の基本的な差異を指摘
しておくことは適切であろう。従来の方法では、第2図
に示すような一次的なコンビネーションを生成するため
には、差信号をフーリエ変換する前に、二つの互いに独
立した信号の組を記録し且つ互いに差し引かなければな
らないが、本発明に係る方法においては、結合すべき該
二つの信号を、第2b図で示されるように、付加的な操作
なしでフーリエ変換する1つの信号組を記録することに
より得るものである。第2a図に示す公知の方法と比較す
ると、これは従来の方法で必要とされる記録時間を半分
に短縮するのに加えて、本発明の方法においては、再現
性に関して何らの特別な要求を満たす必要もない。この
点に関連して、二つの信号の振幅がほとんど何らの重要
性も有さないということには特に意義がある。弱い第2
の信号は縞模様の強さを弱めるのみで、パラメータによ
り決定される縞の変位には何の影響も与えず、従って、
パラメータの量的測定には何らの影響も与えない。多く
の場合、像が有する全情報を保存するために、像に重ね
られる縞模様の強度を低減させることは有用でさえあろ
う。従来の一次的なコンビネーションの場合には、反対
に、振幅のあらゆる調整はパラメータ測定において大き
な誤差を生じさせるだろう。
本発明のNMR分光学の場合、二つの信号はNMR像記録に
要するわずか10乃至20msの補足時間(acquisition tim
e)中に検出されることを考慮すると、測定誤差を生じ
させる恐れのある測定装置及び測定対象に起因するどの
ような影響も、測定条件のいかなる変化もかかる短い補
足時間内では必然的に極めて小さいはずであるから、実
際的には除外される。さらに、本発明の方法は時間軸方
向以外の方法におけるどのようなパラメータ変化をも測
定する可能性を提供する唯一の方法である。
NMR干渉法は、連続する測定により得られる信号組の
コンピュータ処理によっても実現しうるが、この場合
は、迅速さと誤差に対する低感度が失われるため、この
点において本発明の方法の方が確実に有利である。
本発明のNMR干渉法は、測定すべきパラメータが一次
的(直線的)な位相変化を行い、従って、縞模様の一次
的(直線的)な変位を生じさせるあらゆる場合に特に明
瞭な結果を与える。位相変化がもっと複雑である場合、
得られる結果の明瞭性は失われる。従って、本発明のNM
R干渉法は、場の均質性、磁化率、速度、拡散、油/水
分離等のような、単一のパラメータにより特徴づけられ
うるすべての変数を測定するのに特に適している。分光
学で遭遇する複数のパラメータ変数は従ってあまり効率
良く記録できない。
本発明の原理を上述したが、次に本発明にかかる方法
のいくつかの実施例を詳細に説明する。
第3図に示す方法は、流体の速度を高感度で測定する
のに特に適している。該方法は第3a図に示すパルスシー
ケンスに基づいており、同図中90゜パルスに続いて180
゜ではないフリップ角αを有する多数のrf(無線周波
数)パルスが発生する。該αパルスの間隔は最初のαパ
ルスと前記90゜パルスとの間の間隔の2倍に等しい。す
べの像記録方法で通常行われるように、rfパルス間の各
時間間隔には読取り勾配が挿入される(第3b図)。パル
スシーケンスはこの点において、エコー信号がαパルス
間に発生する従来のスピンエコーパルスシーケンスであ
る。像化のために、第3c図に示す位相勾配が、詳示しな
いディスクセレクション方法の他に通像の方法で挿入さ
れる。従来の方法、例えば公知のRARE方法においては、
エコー信号の発生に必要な励起されたスピンのリフェー
ジングを行なうために、位相勾配を夫々反対の符号で2
回、二つのαパルス間即ちエコー信号の前後に挿入す
る。該公知のRARE方法は、第3図のa)〜c)にて表さ
れるように、極端な場合、スピンシステムの単一の励起
のみにより像再現に要するすべての投影を生じさせう
る。
本発明の方法は、前述したように、90゜励起パルスに
続くrfパルスが180゜パルスではなく、180゜とは異なる
フリップ角を生じさせる限りにおいて前記公知のRARE実
験と相違する。さらに、位相勾配による補正はエコー信
号を受信した後に変化する。最も単純な場合、第3c図に
示されるような反転方向に等しい位相勾配による補正の
かわりに、第3d図に示されるような、反転方向に等しい
位相勾配と一定量だけ相違する位相勾配を用いた補正が
行われる。
冒頭に述べた公報にて詳述したように、180゜未満の
フリップ角αを有するrfパルスによるリフォーカシング
により第4図の位相ダイアグラムに略示した4つの下位
状態に分離した横断方向の磁化が行われるだろう。第4
図から明らかなように、横断方向磁化の位相ψの部分F
は妨害を受けずに進行するが、他の部分F*は反転され
る。残りの部分Z及びZ*はコーヒレントなz磁化を有
している。
このようないくつかのリフォーカシングパルスをパル
スシーケンス中に印加する場合は、該パルスの前記各下
位状態に及ぼす作用を考慮しなければならない。第3d図
に示した完全には補正されていない位相勾配を使用した
場内の第3図の実験からは、従って、第5図に示す展開
ダイアグラムが導かれる。このダイアグラムは、連続す
る各αパルス毎の、繰り返される横断方向磁化の4つの
下位状態への分離と不完全に補正された位相勾配の残量
ΔPから生じる位相シフトとを示している。このように
形成される付加的勾配ΔPは付加状態を形成し、その結
果、第2のαパルス後にエコーが二重化される。これら
のエコーは時間軸Tとの交差点E1及びE2から生じる。こ
の結果、第6図に示されるような二重エコー列が得られ
る。第6図の包絡線が二重エコーを示している。第5図
のダイアグラムにおける量的な値は、実験の結果が、エ
コーの前に位相勾配によりコード化されたエコー列とエ
コーの後に逆位相勾配によりコード化されたエコー列と
を重ねたものであることを示している。
流れに応じるNMR信号の付加的なディフェージング(d
ephasing)が勾配の影響下で生起するため、前記二つの
重ねられたエコー列の位相は位相変調され、干渉線はこ
れに応じて変位する。このような変位の量は同位相コー
ド化のエコー間の相対的位相差により正確に決定され、
且つこれらのエコーは干渉法による実験において1秒乃
至数秒間の間隔で記録されるので、本発明の方法にかか
る該実験は流れる物質に対して極めて敏感であることが
わかる。第10図に示す流れの放物線がわずか3mm/秒の速
度に対応している。従って、本方法は秒範囲内のT2緩和
時間(relaxation time)を有する純粋な液体における
極めて小さな流れの作用を測定するのに非常に適してい
る。本発明の方法によるこの実験が二重位相コード化を
利用しているという点を考慮して、以後該方法をDOPE
(二重位相コード化)方法と記載し、使用する測定シー
ケンスをDOPEシーケンスと記載する。
本発明にかかる二重信号の発生はダイレクトエコーと
誘導されたエコーとを重ねることによっても可能であ
る。この目的に要求されるシーケンスは第7図に示して
ある。a)列は、b)列に示す時間軸上に、夫々90゜、
α、及びβのフリップ角を有する三つのrfパルスのシー
ケンスを示している。α及びβがすこしでも変化すると
前記ダイレクトエコーと誘導されたエコーの相対的信号
密度が変化する。c)列は像化実験において通常適用さ
れる読取り勾配の作動時間を示す。最後に、d)列はエ
コーの形成を示すための位相ダイアグラムを示してい
る。該d)列の実線は、第1及び第2のrfパルス、即ち
90゜パルスとαパルス間でディフェーズされ、しかる後
αパルスにより反転され、さらにαパルスとβパルス間
でリフェーズされ、それからエコー信号E1を供給し、再
度ディフェーズされる信号に対応している。この後、該
信号は第3のパルスにより再度反転され、それからもう
一度リフェーズされてエコーE1を形成する。αパルスの
前とβパルスの後には、誘導されたエコーに変化する磁
化の一部がエコーE1を供給する部分と同じように展開さ
れる。αパルスとβパルスの間では、しかしながら、磁
化はコーヒレントなz磁化であるため、それ以上の位相
の展開は行われない。ダイレクトエコーに変化する信号
の位相の展開が、該部分の位相がβパルス以後、αパル
ス以前のそれと同一でないような場合には、誘導された
エコーE2がダイレクトエコーE1と相違する時点で形成さ
れ、以って二重のエコーが得られる。αパルスとβパル
ス間ではコーヒレントなz磁化が勾配により影響を受け
ずにいるので、αパルスとβパルス間の時間間隔は本発
明のNMR干渉法により測定するべきパラメータをコード
化するために使用してもよい。
ここで再び、流量測定を特に説明のために例示する。
一般に、流れる物体の信号は静止した物体からの信号と
は異なった仕方で勾配の作用によりディフェーズされる
ことが知られている。従って、像発生シーケンスにおけ
る誘導エコーはαパルスの前とβパルスの後で付加勾配
を対称的に適用することにより強められうる多少の強い
ディフェージングに付される。αパルスとβパルス間に
適用される付加勾配はダイレクトエコー信号の如何なる
流量に依存する位相をも抑制するために使用してもよ
い。このような目的には、三次元方向すべてにおける勾
配に関し次式を満足させなければならない: ▲∫te t0▲G(t)・X(t)dt=0 ここでteは信号のトリガ時間で、X(t)は観測され
るスピンパッケージの時間依存座標軸である。この結
果、NMR干渉撮影法において縞模様の変位として現われ
る、誘導されたエコーとダイレクトエコーとの間に位相
差が得られる。
他のパラメータ測定の例として、次に、局部的磁場の
強さの測定について述べる。誘導されたエコーE2が、α
パルスと90゜パルスとの間の間隔t1−t0に等しい量だけ
βパルスが現われる時点t2から離れた時点tsにおいて現
われるように、勾配磁場を適用すると、信号は、磁場の
非均質性、磁化率の変差、又は不均一な化学的変位等に
起因しておこるNMR実験において得られる種類の時間一
定の付加的磁場Bに関する情報を何ら含まない。これに
対して、ダイレクトエコーは次式により決定されるディ
フェージングPを有している: P=2πγB[(td−t3)−(t2−t1)+(t1
t0)]。
従って、該実験のBに対する感度は時間パラメータの
適切な選択により決定され得、NMR干渉撮影法により表
示されうる。このように本発明の方法により、磁化率の
変差や場の非均質性や異なった化学組成の物質を表示す
ることが可能である。
最後に、本発明にかかる方法の他の変形例、即ち信号
が自由誘導減衰とエコーとを重ね合せることにより発生
する変形例を説明する。対応するパルスシーケンスは第
8図に示されている。干渉撮影法を行うために使用され
る二つの信号の一方は、夫々フリップ角90゜及びαを有
する二つのrfパルスのエコーであり、他方は90゜パルス
のみから自由誘導減衰である。フリップ角90゜及びαの
量は該二つの信号の強さを決定する。二つの信号の位相
展開は第8図のd)列に示してあり、同図a)列は時間
軸b)上のrfパルス及びエコー信号を示し、c)列は読
取り勾配の作動時間及び極性を示している。位相ダイア
グラムであるd)列の実線は、自動誘導減衰による信号
Fの発生を示し、破線はダイレクトエコーEの発生を示
している。90゜パルスとαパレス間の時間はNMR干渉法
におけるパラメータコード化のための展開時間tKとして
使用してもよい。本変形例でも流れる物質を表示した
り、局部磁場を測定することが可能である。
流れる物質を測定するためには、一方ではダイレクト
エコーEと他方では自由誘導減衰から生じる信号F間の
流れに依存するディフェージングに差異がなければなら
ない。ここにおいても、自由誘導減衰の流れに依存する
ディフェージングを適当な付加勾配によりゼロに補正す
る一方、読了したエコーEに対して流れに依存するディ
フェージングを維持してもよい。
局部的な磁場を測定するために、条件Te−T1=t1−t0
を満足させるように、即ち、エコー信号Eを、αパルス
と90゜パルス間の時間間隔に等しい時間間隔だけαパル
スから離隔させるようにしてもよい。この場合、ダイレ
クトエコーは時間一定の付加的磁場に関する何らの情報
も含まない。これに対して、自由誘導減衰により生じる
信号Fは P=2πγB(tf−t1)に等しい量だけディフェーズさ
れる。
このようなディフェージングは上述したような方法で
NMR干渉撮影により表示される。逆に、αパルスと90゜
パルス間の間隔を増加させることにより、自由誘導減衰
のディフェージングよりはるかに大きいエコー信号のデ
ィフェージングを達成し、以って実験の感度を向上させ
ることも可能である。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明の方法は、当業者に対し
多元NMR分光学、特にNMR像発生における、付加的パラメ
ータの値を何ら付加的装置を使用せずに高い精度で決定
しうる手段を提供しうることが明らかである。その測定
プロセスはより複雑化することがなく所要時間も短くて
すむ。さらに、これまでNMR分光学で使用されてきた方
法を、測定すべきパラメータに依存する位相コード化を
示し且つパラメータの局所値を示す縞模様を得るために
難なく使用しうる二重信号を得ることができるように簡
単に改変しうる。二重信号を発生させるために、従って
本発明のNMR干渉撮影を生み出すために公知の実験を改
変する可能性が与えられたので、本発明が上述した実施
例に限定されず、当業者にとり本発明の開示する原則に
従い作用する方法を利用する多大な可能性があることは
明らかである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の基礎なる原理を示す図、第2図は従来
の一次的コンビネーションと本発明の方法との相違を示
す図、第3図は従来の像化方法に用いられるパルスシー
ケンスと比較される、本発明の一実施例にしようされる
パルスシーケンスを示す図、第4図はrfパルス作用下に
おける勾配磁場の適用時の横断方向磁化によるψ位相の
経時的展開を示す図、第5図は第3図のパルスシーケン
ス適用時の位相展開を示す図、第6図は第3図のパルス
シーケンスによりえられるダイレクトエコーと誘導エコ
ーの図、第7図は本発明の第2の実施例で使用されるパ
ルスシーケンスの図、第8図は本発明の第3実施例で使
用されるパレスシーケンスの図、第9図は本発明の方法
により得られる、静止した水を収容した容器のスペクト
ル写真を示す図、第10図は本発明の方法により得られ
る、流水が通過するホースのスペクトル写真を示す図で
ある。

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】多次元フーリエNMR分光学におけるn個の
    パラメータをコード化及び表示する方法であって、前記
    nは2以上の整数を表わし、(n−1)個のパラメータ
    に関連して同一の方法でコード化されると共にn番目の
    パラメータの展開方向に互いに位相をずらしている二つ
    のデータ組が同時的に発生され、180゜ではないフリッ
    プ角を有する複数のリフォーカシングパルスを含む複数
    のパルスシーケンスが(n−1)個のデータ組を記録す
    るために使用され、該パルスシーケンスは対になって互
    いに連続した第1及び第2の信号を供給し、これらの信
    号の相対的な位相位置は前記n番目のパラメータ値によ
    り決定され、前記第1の信号は前記二つのデータ組の一
    方に、前記第2の信号は前記二つのデータ組の他方に対
    応し、前記n番目のパラメータ値を表わす信号が前記二
    つのデータ組に対応する前記2つの信号のフーリエ変換
    により得られるようにされた前記方法において、一つの
    対に属する前記第1及び第2の信号はフーリエ変換すべ
    く1つの信号として扱われ、以つてn番目のパラメータ
    値の特性の重ねられた縞模様を有する(n−1)次元の
    スペクトルが得られることを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】前記(n−1)個のデータ組を記録するた
    めに、夫々第1及び第2の信号としてのダイレクトエコ
    ー及び誘導エコーを供給するパルスシーケンスが使用さ
    れる請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】前記リフォーカシングパルスの最初のリフ
    ォーカシングパルスのフリップ角は該パルスに続くリフ
    ォーカシングパルスのフリップ角とは異なることを特徴
    とする請求項1又は2記載の方法。
  4. 【請求項4】前記パルスシーケンスは多数の連続するリ
    フォーカシングパルスを有し、前記パラメータの少なく
    とも1つは各エコー信号の後に補正勾配が割当てられる
    場勾配によりコード化され、前記n番目のパラメータは
    前記場勾配と異なる補正勾配の発生によりコード化され
    ることを特徴とする請求項2又は3記載の方法。
  5. 【請求項5】前記n番目のパラメータのコード化は前記
    第1及び第2のリフォーカシングパルス間の時間間隔内
    に行われ、該時間間隔内において前記誘導信号を発生さ
    せる部分の磁化はコーヒレントなz磁化として存在する
    ことを特徴とする請求項2又は3記載の方法。
  6. 【請求項6】前記(n−1)個のデータ組を記録するた
    めに、第1及び第2の信号として自由誘導減衰及びエコ
    ー信号を供給するパルスシーケンスが使用され、前記n
    番目のパラメータのコード化は前記エコー信号を発生せ
    しめるリフォーカシングパルスに先立つ時間間隔内に行
    われることを特徴とする請求項1記載の方法。
  7. 【請求項7】前記n番目のパラメータのコード化は前記
    時間間隔内に対応する勾配を適用することにより行われ
    ることを特徴とする請求項5又は6記載の方法。
  8. 【請求項8】前記(n−1)個のパラメータは一つの像
    面内の二方向の特性を示し、前記データ組は2DFT(離散
    的フーリエ変換)方法に従い処理されて第3のパラメー
    タを表わす重ねられた縞模様を有する像を得るようにし
    たことを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の
    方法。
  9. 【請求項9】前記n番目のパラメータは実験中の物質の
    流れの速さであることを特徴とする請求項1乃至8のい
    ずれかに記載の方法。
  10. 【請求項10】前記n番目のパラメータは実験中の物質
    の局部的な磁化率の変化(variations)であることを特
    徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の方法。
  11. 【請求項11】前記n番目のパラメータは実験中の物質
    の領域における局部的な磁場の強さの変化(variation
    s)であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか
    に記載の方法。
  12. 【請求項12】前記n番目のパラメータは実験中の物質
    の領域における化学的変位の変化(variations)である
    ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の方
    法。
JP63202607A 1987-08-13 1988-08-13 多次元フーリエNMR分光学におけるnパラメータのコード化及び表示方法 Expired - Lifetime JP2655520B2 (ja)

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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4004184C2 (de) * 1989-02-24 1994-08-11 Siemens Ag Verfahren zur Messung des räumlichen Magnetfeldverlaufs in einem Kernspin-Tomographen
DE4024161A1 (de) * 1989-08-11 1991-02-14 Siemens Ag Pulssequenz zur schnellen ermittlung von bildern der fett- und wasserverteilung in einem untersuchungsobjekt mittels der kernmagnetischen resonanz
DE3926889A1 (de) * 1989-08-16 1991-02-21 Spectrospin Ag Verfahren zur simultanen messung von nmr-signalen, insbesondere zur bestimmung von flussgeschwindigkeiten in der kernspintomographie mit hilfe der multiple slice fourier flow (=muff) methode
EP0560168B1 (de) * 1992-03-12 1995-07-26 Siemens Aktiengesellschaft Pulssequenz für ein Kernspinresonanzgerät
US8143889B2 (en) * 2009-02-24 2012-03-27 University Of Utah Research Foundation Simultaneous acquisitions of spin- and stimulated-echo planar imaging

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4521733A (en) * 1983-05-23 1985-06-04 General Electric Company NMR Imaging of the transverse relaxation time using multiple spin echo sequences
JPS60222044A (ja) * 1984-04-20 1985-11-06 横河電機株式会社 核磁気共鳴による診断方法および装置
GB2164155B (en) * 1984-08-10 1989-07-19 Gen Hospital Corp Flow imaging by means of nuclear magnetic resonance
DE3445689A1 (de) * 1984-12-14 1986-06-19 Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V., 3400 Göttingen Verfahren und einrichtung zur ortsaufgeloesten untersuchung einer probe mittels magnetischer resonanz von spinmomenten
US4678996A (en) * 1985-05-07 1987-07-07 Picker International, Inc. Magnetic resonance imaging method
US4777957A (en) * 1985-06-14 1988-10-18 General Electric Company Method for measuring and imaging fluid flow
US4752734A (en) * 1985-08-06 1988-06-21 The General Hospital Corporation Flow imaging by means of nuclear magnetic resonance
US4689560A (en) * 1985-08-16 1987-08-25 Picker International, Inc. Low R.F. dosage magnetic resonance imaging of high velocity flows
DE3627750A1 (de) * 1986-08-16 1988-02-18 Spectrospin Ag Verfahren zum bestimmen von beweglichem material innerhalb eines koerpers
US4796635A (en) * 1987-02-11 1989-01-10 General Electric Company Multiple-echo, multiple-view NMR angiography
US4800889A (en) * 1987-04-06 1989-01-31 General Electric Company Rapid-scan NMR angiography

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US4862082A (en) 1989-08-29
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JPH0285751A (ja) 1990-03-27
DE3726932A1 (de) 1989-02-23
DE3726932C2 (ja) 1991-11-14
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