JP2724830B2

JP2724830B2 - 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

Info

Publication number: JP2724830B2
Application number: JP62306827A
Authority: JP
Inventors: アールルゼドゥジアンリチャード
Original assignee: ADOBANSUTO ENU EMU AARU SHISUTEMUZU Inc
Current assignee: ADOBANSUTO ENU EMU AARU SHISUTEMUZU Inc
Priority date: 1986-12-03
Filing date: 1987-12-03
Publication date: 1998-03-09
Anticipated expiration: 2013-03-09
Also published as: EP0270320A3; DE3781869D1; CA1256492A; EP0270320B1; EP0270320A2; JPS63214246A; DE3781869T2

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、MRI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/N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、一
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応性が、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、人体のような弱導電体を貫通
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 shift）」
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。 MRI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れるバンド幅が、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/N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、自由誘導傾斜信号が、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
Ｚ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
間周波数領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ｋ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ｋ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信号は、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、
位相エンコード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、位相エンコード勾配と読出し勾
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、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
な信号傾斜が、それにより最小になる、という点で望ま
しい。更に、もし、T₂傾斜によるS/N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るS/N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ｋ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上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400m
sを必要とするので、部分的kx受取りにおけるkxライン
を省きうることは、影像時間を短縮する。部分的ｋ空間受取りは、同数の点が、以前の全ｋ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/N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
い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空間の異なる部分上で行なわれ
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ｋ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、
RF磁場の狭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、180゜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図に示すように、選択され
た部位（10）は、コイル（16）によって発生されるＸ、
Ｙ、Ｚ方向の磁界の勾配の向きによって画定される平面
内に位置する。以下の説明のために、静磁界（B₀）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、Ｚ方向に適用さ
れ、第２の磁界勾配（位相エンコード勾配）は、Ｘ方向
に適用され、第３の磁界勾配（読出し勾配）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ＸもしくはＹ
方向に適用され、第２（位相エンコード）及び第３（読
出し）勾配が、それぞれＸとＹもしくはＹとＺ方向に適
用されると仮定することによって、Ｘ−Ｚ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、X₁、Y₁及びZ₁の変換座標系
を向くように回転させることができ、このX₁Y₁Z₁系の中
の任意に指向される「斜め」の平面が、選択され、矢状
面と垂直な視点から映し出される。第１、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。すなわち、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（B₀）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、位相エンコード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Ｑを保持しなければなら
ない。妥当なSNRを約10:1〜100:1の範囲に、成人にとっての
妥当な空間解像度を、約5mm〜1mm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（X₁）〜
（X₄）は、時間間隔を示す。時間間隔（X₁）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１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（11
6）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。位相のずれを戻すには、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、位相のずれの戻しは、例えば時間間隔（X₄）（18
0゜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。本発明のエンコードシーケンスは、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Ｋ
−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（130）は、
絶対的ではない。第２勾配Gx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（A₂）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、
（A₂）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、ｋ空間、すなわち空間周波数領域を示して
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k₂は、第２磁界勾配（位相エンコー
ド）に相当する空間周波数座標を表わす。水平軸k₃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（X₁）の直後で、符号化の前の時間ｔ＝t₀
は、ｋ空間内のｋ軌線の原点k₂＝k₃＝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（X₂）の終端における軌線の
位置が、第３図にＢで示すように、k₂＝（k₂）ｉ＝−Ｍ
かつk₃（k₃）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（B₀）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（B₀）の1/100万〜10/100万である。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（117）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MR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、次定数T
₂ ^＊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（117）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ｋ空間では、（Ｃ）
は、空間周波数座標k₂＝（k₂）ｉ＝＋Ｍと（k₃）ｊ＝＋
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（116）は受信しなかったが、RFパルス（117）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（117）の両側に適用され
る。例えば、第２図に（132a）（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）
（Q₁）がほぼ同一であり、そのことが所望の場合は、有
効位相エンコードは、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（117）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（11
7）によって選択された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Ｃ
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k₃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k₂へ続いているので、第２（位
相エンコード）勾配を、180゜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（位相エンコード）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。勾配波形の立ち上がり時間を、
必要なデータを取得するのに十分速くするには、実際上
あり得ないような電力量を用いないと達成できない。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（132a）（132b）
を生じさせる。４第２図において、もし、勾配波形（130）の下部エ
リア（A₃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
ッジ及びマンスフィールドによる米国特許第4,509,015
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空間のステップがk₃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
析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K₂、K₃＝（Ｍ、−N/2）、すなわち、第３図の
Ｄ点へ移動した。特に、データ取得中の非線形サンプリ
ング中には、ｋ軌線は、K₃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、軌線がk₃＝０の線を通過する際に起こる）。従って、サンプリングは、ステップがであるようなポイントk₃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、G₃
は、第３勾配の強度であり、ti〜ti₊₁は、ｉ番目とｉ＋
_１番目の標本点の間の間隔である。ついで、位相エンコード波形（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。ステッ
プΔK₂は、で与えられる。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−t₁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（14
0）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k₃＝０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ｋ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ｋの位相エンコードによっ
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ｋ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
なわち、位相エンコード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０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０を通過して交差する点の回りに集められ
る。位相エンコード勾配（150）の短かいパルスのため
に、位相エンコード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、フーリエ変換の前に削除されうる。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（116）
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k₂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100msec）取得の後で、ｋ軌線は、第３
図のＢ点で終わる。軌線ラスターがk₂＝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、軌線がｋ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集
束が起こり、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、k₃（すなわち読出し）方向のｋ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＋１、Ｅ＋
２、…Ｆ−２、Ｆ−１、Ｆが、Ｆ、Ｆ−１、Ｆ−２…Ｅ
＋２、Ｅ＋１、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、好ましくない器械的な影響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。データをフーリエ変換する前に、位相補正及び過も
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
析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、MR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
抜け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ｋ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ｋ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（120a）又は（120b）の
エリアは、ｋ軌線が、ＡからB₁、すなわちk₂＝（k₂）ｉ
＜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k₂次元におけるラインは、最終エンドポイントＢへ到
達するために、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、かつ共役対象を最大にするに
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（117）を適
用する間の時間をt₁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ｋ
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（1
17）の前の時間t₁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ｋ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ｋ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ｋ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ｋ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kx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
号対雑音比（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。（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、2t₁であり、t₁
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、t₁の指数関
数である。従って、最良のSNRは、t₁の最小値より得ら
れる。完全なｋ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t_Mmsecかかると、t₁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、t_M及びt
₁は、短縮されうる。最初の90゜パルスとスピンエコーエンベロープの間の
時間は、t₁の２倍であるので、部分的ｋ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ｋ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ｋ空間影像の再現は、後述の理論と計算
で行なわれる。 1.位相の緩変化による影像の再現理論影像の空間分布は、複関数Ｆ（Ｘ）で説明されうる。
一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は、２つのDFT式NMR結像実験で得られた時間データを表
わす。（Ｉ）式において、であり、Ｎは、絵素の数であり、である。Ｌは、結像エリアの長さである。（Ｉ）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（Ｘ）
が得られる。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し
て再生することができる。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）＝φ（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。（Ｘ）変動の長さ１が、得素サイズL/Nよりはるかに
大きいと仮定すると、であるφ_ｎ′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、まで減少されうる。ここで、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、の範囲のGnを知るだけでよい。これらのGnは、Fnがの範囲にあり、 φｎが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 φｎを取得するかを示す。最初に、関数を導入する。ここで、であり、関数Ｆ（Ｘ）は、Ｘ＝０において、ピークS₀＝
２Δｎ＋１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、長さの重要な周期構造が、影像源に存在しなければ、（７）
式のＸ′を超える合計に対する寄与は、Ｘ−ΔＸからＸ
＋ΔＸの範囲から発生する。ここで、φ^-1（Ｘ′）の変数Ｘ′をＸと変換する。は、実関数である。φ（Ｘ）は、（９）式から簡単に得
られる。 φ（Ｘ）＝^＊（Ｘ）/|（Ｘ）｜（10）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L/2Δｎ＋１（（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ｋ空間の半分とΔｎ低周
波数ラインをふさぎ、ｋ空間の残りの部分は、０になる
とみなす。（６）式を使用するには、Δｎ高周波数ライ
ンを知ることも必要である。しかし、ほとんどの場合、
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。計算Ｉ S.1 水平方向のRFT（逆フーリエ変換） S.2 2Δｎ＋１低周波数ラインを使用して影像を作り出
す。 S.3 S.2用の位相緩変化数φを見出す。 S.4 垂直方向におけるS.3のDFT（垂直フーリエ変換） S.5 （６）式を使用してGn（ｎ＝0,N/2）を計算する。 S.6 Gn＝｛G₀,2G_n（ｎ＝1,N/2）,0（ｎ＝N/2＋,N−
１）｝におけるRFT。 S.7 S.6の実部を取り出す。計算 II S.1 水平方向のRFT S.2 2Δｎ＋１低周波数ラインを使用して影像を作り出
す。 S.3 S.2用の位相関数を見出す。 S.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.5 S.4にS.3を乗じる。 S.6 S.5のDFT S.7 ラインｎ＝１、n/2用のS.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.9 S.8の実部を取り出す。計算Ｉと計算IIは、関数的に完全に同等である。主に、Ｘ方向の位相エンコードラインの100％未満の
取得に関して部分ｋ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ｙ方向における走査は、約300μsecしかかからないの
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走査を移動させ、かつ部分
ky走査に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。モザイク走査法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ｋ空間取得でおおわれる。第７図に、この考えをｋ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90゜RF
パルス（116）と180゜RFパルス（117）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ｋ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」の間のオーバーラップ
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、
ky走査が312μsecし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１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の、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＝０となる。何れの場合も、kyライ
ンの各線分は、常に勾配パルスの中心から±156μsec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64×128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ｋ空間取得
は、第10図に示すにように接着される。 MESH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T₂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
ｋ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＝０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＝０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MESH
（Mosaicked−Echo Scan Hybrid,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11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−B₁−C₁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−B₂−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×０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
ｋ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90
゜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がｋ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ｋ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誌（Jour
nal of Computer Assisted 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）のピーター・エム・ジョセフ（Peter M.Jo
seph）による「スピンエコー化学シフトMR影像技法」
（“A Spin Echo Chemical Shift MR Imaging Techniqu
e"）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
に与えられる制御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
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（14）磁石、（16）コイル（B₀）磁界、（X₁）（X₂）（X₃）（X₄）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）（Q₁）エリア、（150）波形（142）パルス、（160）正弦波（180）抑制パルス、（200）エコーエンベロープ

Claims

(57)【特許請求の範囲】１．核磁気共鳴信号を用い、対象物から高速度で映像情
報を得る方法のための装置において、（ａ）ある軸に沿い約0.5−５テスラの強さを有する
連続静磁場に、対象物を設定する装置と；（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、当該スピンによって、FID信号を生成させる装置
と；（ｃ）対象物に対し、前記面と平行な方向を有する第
２の磁界勾配とともに前記面に平行で、かつ前記第２磁
界勾配に垂直である方向を有する第３の磁界勾配とから
なるエンコードシーケンスを与える装置と；（ｄ）前記装置（ｂ）において適用される前記スライ
ス選択勾配が加えられている間に、デフェージングした
核スピンをリフェージングするために、さらにスライス
選択勾配を前記対象物へ与える装置と；（ｅ）位相エンコード勾配を決定する前記第２の磁界
勾配及び読出し勾配を決定する前記第３の磁界勾配のそ
れぞれの時間における一連の交互の適用からなるシーケ
ンスを前記対象物に与える装置であって、その場合、前
記第２と第３の磁界勾配のシーケンスの間に発生する全
ての位相エンコード勾配は同じ極性であり、前記第２及
び第３磁界勾配のシーケンスを約100ミリ秒以下の時間
内に完了させるものと；（ｆ）前記読み出し勾配を加えている間に、前記対象
物からの核磁気共鳴信号出力サンプルすることによっ
て、核磁気共鳴像を形成し、かつ前記データを対象物の
像として表示するための空間領域データを処理する装
置；とから成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映像情報を得る装置。２．前記装置（ｃ）および（ｄ）の間に、対象物に対
し、第２のRFパルスを与える装置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、対象物から高速度で影像情報を得る方法のための
装置。３．周波数成分の狭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、対象物の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のための装置。４．前記装置（ｄ）において加えられるスライス選択勾
配を、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
方法のための装置。５．前記装置（ｂ）の前に、化学シフト抑制パルスシー
ケンスを与える抑制時間を更に含み、前記シーケンス付
与する装置は、 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すべての磁界勾配を欠いた
状態で、核スピンにRFパルスを与える装置と；前記第１、第２及び第３の磁界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装置と；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、前記装置（ｂ）を繰り返し行う装置と；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、前記装置（ｄ）の作
用を繰り返すこと；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のための装置。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
速度で影像情報を得る方法のための装置。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
方法のための装置。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のための装置。９．位相エンコード勾配及び読み出し勾配が、適切なタ
イミングで部分的に重畳して与えられ、前記読み出し勾
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、前記読み出し勾配及び位置エンコード勾
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のための装置。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
使用する装置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のための装置。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
る方法のための装置。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
得る方法のための装置。１３．予め決められた大きさの第２及び第３の磁界勾配
が、符号化の間に対象物に与えられ、また、位相エンコ
ード勾配及び読み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
方法のための装置。１４．与えられるエンコードシーケンス及び位相エンコ
ード勾配は、Ｋ空間の50％以上が前記位相エンコード勾
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のための装置。１５．与えられるエンコードシーケンス及び読み出し勾
配は、Ｋ空間の50％以上が前記読み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
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
像情報を得る方法のための装置。１６．与えられるエンコードシーケンス及び勾配は、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の
ための装置。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作るため、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
を得る方法のための装置。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
る方法のための装置。１９．第１セットの２つの重畳若しくは隣接する取得
が、読み出し勾配の方向で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、
読み出し勾配の方向でなされ、前記第２セットの取得
は、位相エンコード勾配の方向で、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のた
めの装置。