JP2796530B2 - 磁気共鳴装置 - Google Patents

磁気共鳴装置

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JP2796530B2
JP2796530B2 JP8304561A JP30456196A JP2796530B2 JP 2796530 B2 JP2796530 B2 JP 2796530B2 JP 8304561 A JP8304561 A JP 8304561A JP 30456196 A JP30456196 A JP 30456196A JP 2796530 B2 JP2796530 B2 JP 2796530B2
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    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
    • G01R33/48—NMR imaging systems
    • G01R33/483—NMR imaging systems with selection of signals or spectra from particular regions of the volume, e.g. in vivo spectroscopy
    • G01R33/4833—NMR imaging systems with selection of signals or spectra from particular regions of the volume, e.g. in vivo spectroscopy using spatially selective excitation of the volume of interest, e.g. selecting non-orthogonal or inclined slices

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、希釈な核種のスピ
ンである13Ｃや15Ｎの化学シフト情報を高濃度の1Ｈの
スピンから高感度で取得することが可能な磁気共鳴装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）
の多くは、水分子の 1Ｈを検出することによって、生体
内の水の分布を非侵襲に画像化することのできる技術で
あり、磁気共鳴装置は現在臨床上で診断資料として広く
使われている診断装置である。しかし、現状の水分布の
画像で得られる主な情報は形態的な情報である。
【０００３】これに対して、例えば代謝物の 1Ｈ，13Ｃ
あるいは31Ｐを検出することによって生体内の代謝情報
を非侵襲に得ることができるため、水 1Ｈ以外の核スピ
ンの情報を得るＭＲＳ（Magnetic Resonance Spectrosc
opy ）が注目を集めている。このうち、近年、13Ｃ−Ｍ
ＲＳが特に関心を集めている。これは、13Ｃは天然存在
比が１．１％と低いために13Ｃ標識物質の投与後の代謝
の様子を高精度で追跡することが可能であり、 1Ｈや31
Ｐとは異なる代謝情報を得ることができるためである。
【０００４】しかしながら、従来の13Ｃ−ＭＲＳではＳ
／Ｎが低いという問題があった。これを解決するため
に、 1Ｈと磁気的結合（例えばＪ結合）をした13Ｃの化
学シフト情報を 1Ｈのスピンに付与して 1Ｈから高感度
で観測することができるいわゆる 1Ｈ観測法が開発され
ている。この一例として、図２７のＨＳＱＣパルスシー
ケンスがある。これは、 1Ｈに対して第１の高周波磁場
パルス（単に、ＲＦパルスと略称する場合もある）と第
２の高周波磁場パルスとを順に印加した後に、13Ｃに対
して第３の高周波磁場パルスと第４の高周波磁場パルス
とを順に印加し、これに続き 1Ｈに対して第５の高周波
磁場パルスを印加するというパルスシーケンスである。
1Ｈに対する第１、第２の高周波磁場パルスと13Ｃに対
する第３の高周波磁場パルスとにより、 1Ｈから13Ｃに
分極移動（第１の分極移動）が起こされる。この後の展
開期ｔ１において、13Ｃの化学シフト情報がスピンに付
与され、そして、13Ｃに対する第４の高周波磁場パルス
と 1Ｈに対する第５の高周波磁場パルスとによって、13
Ｃから 1Ｈに再び分極移動（第２の分極移動）を起こさ
せることにより、 1Ｈ側でこれら分極移動を経た 1Ｈの
磁気共鳴信号の観測を可能としている。
【０００５】ところで、このような13Ｃ−ＭＲＳは空間
的に十分局在した領域に関するスペクトルが測定できて
初めて臨床上有用な情報となり得る。このための様々な
方法が提案されている。
【０００６】この方法として、エンコード勾配磁場を使
って空間情報を信号に付与するＭＲＳＩ（Magnetic Res
onance Spectroscopic Imaging）法を13Ｃ−ＭＲＳに応
用しする方法や、ＩＳＩＳ(Image Selected In vivo Sp
ectroscopy) 法を適用したLizann Bolinger 等の方法
（J. Magn. Reson. Vo1.80, p.162-p.167, 1988 ）等々
が代表例である。しかし、これらの方法では例えばＮケ
の箇所からの信号を取得する際にはＮ回の信号を取得す
る必要があり、例えばエンコード勾配磁場パルスによる
ＭＲＳＩの場合、エンコード勾配磁場パルスの強度の時
間積分を変化させてＮ回の信号を取得する必要がある。
また、マトリックスサイズＮｘ×Ｎｙの空間２次元の13
Ｃ信号を取得するにはＮｘ×Ｎｙ回のスキャンを行う必
要がある。つまり、検査時間がかかるという問題があっ
た。
【０００７】この問題は、例えばＨＳＱＣで 1Ｈと13Ｃ
の２次元スペクトロスコピーを行う際にさらに問題とな
る。周波数エンコード方向のステップ数をＮｃ回とする
と、空間２次元のマッピングには、Ｎｘ×Ｎｙ×Ｎｃ回
の信号の取得が必要となる。例えば、繰り返し時間ＴＲ
を１秒、Ｎｃを１２８、Ｎｘ，Ｎｙをそれぞれ８とする
と、１回の検査に１３６分を要することになる。13Ｃ−
ＭＲＳでは、標識試薬の投与後のスペクトルの時間変化
をとらえる必要があるが、１回の検査で１３６分を必要
とし、時間変化をとらえることは到底不可能であった。
【０００８】この検査時間が長いという問題は、水の 1
Ｈの空間的な分布を画像化するＭＲＩの場合には、マル
チスライスイメージング法によって解決できる。図２８
にスピンエコー法にマルチスライスイメージング法を適
用したパルスシーケンスを示している。図２９に示すス
ライス領域sl1 とsl2 のイメージングを行う際に、フリ
ップ角９０゜の最初の励起用高周波磁場パルス（単に、
励起パルス又は励起ＲＦパルスと略称する場合もある）
と、フリップ角１８０゜の再結像用高周波磁場パルス
（以下単に、再結像パルス又は再結像ＲＦパルスと略称
する場合もある）とで第１のスライス領域sl1 内のスピ
ンだけからスピンエコーを生成する。この時、このスラ
イス領域sl1 の外のスピンは励起されていないから、第
１のスライス領域sl1 のデータ収集が終了した直後に、
スライス領域sl2 内のスピンからスピンエコーを形成す
ることが可能となる。この方法では、１回の繰り返し時
間ＴＲ内で複数領域からデータ収集を行うことが可能で
あるから、スキャン数が増加しないという有利さを有し
ている。
【０００９】このように、マルチスライスイメージング
法はＭＲＩの場合には非常に有効である。しかし、これ
を、図２７に示したＨＳＱＣのような 1Ｈの感度で、13
Ｃスペクトルを収集するいわゆる 1Ｈ観測法のパルスシ
ーケンスに応用するのは困難である。
【００１０】ＨＳＱＣシーケンスにマルチスライス法を
適用した例を図３０に示している。この場合、全ての高
周波磁場パルスをスライス選択パルスＧslice とする必
要がある。すなわち、まず、スライス領域sl1 の信号を
観測し、この際にはこのスライス領域sl1 以外では熱平
衡状態となっている。そこで次に、別のスライス領域sl
2 を高周波磁場パルスで選択して、スライス領域sl2 の
信号を観測することが可能となる。この方法により、１
回のスキャンで複数の領域からの信号を収集することが
可能となる。
【００１１】しかし、スピンはスライス選択パルスを繰
り返し経験することになるので、スライス選択パルス各
々が持つスライス特性の不完全性が累積的に影響する。
したがって信号損の増大は避けられないという問題を抱
えている。
【００１２】また、13Ｃの高周波磁場パルスをスライス
選択励起パルスとしているが、13Ｃ化学シフトの共鳴帯
域は広いので、スライス選択により広範囲で励起される
ことによる空間的なずれが生じるという問題もあった。
【００１３】したがって、従来のマルチスライス法を13
Ｃ−ＭＲＳに応用することは困難であるという問題があ
った。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、検査
時間の長時間化を抑制し、信号損を抑え、しかも空間的
なずれを解消して、複数の領域から希釈な核種のスピン
の化学シフト情報を 1Ｈ側で観測することができる磁気
共鳴装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、第１核種にそ
の共鳴周波数に相当するＲＦパルスを印加する第１印加
手段と、前記第１核種と磁気的に結合した第２核種にそ
の共鳴周波数に相当するＲＦパルスを印加する第２印加
手段と、勾配磁場を印加する勾配磁場印加手段と、前記
第１核種からＭＲ信号を検出する検出手段と、所定のパ
ルスシーケンスに従って前記第１印加手段と前記第２印
加手段と前記勾配磁場印加手段と前記検出手段とを制御
する制御手段とを具備した磁気共鳴装置において、前記
パルスシーケンスは、第１ＲＦパルスと第２ＲＦパルス
とが前記第１核種に印加され、前記第２ＲＦパルスと同
時又は印加後に前記第２核種に第３ＲＦパルスが印加さ
れ、これにより前記第１核種のスピンから前記第２核種
のスピンヘ第１分極移動が生起され、前記第１分極移動
後に前記第２核種に対して第４ＲＦパルスが印加され、
前記第４ＲＦパルス印加後に、前記第１核種に対して第
５ＲＦパルスが少なくとも１つのスライス勾配磁場パル
スと一緒に印加され、これにより、第１領域内の前記第
１核種が選択的に励起され、前記第２核種のスピンから
前記第１核種のスピンヘ第２分極移動が生起され、前記
第１及び第２の分極移動を経験した前記第１領域内の第
１核種のスピンから第１ＭＲ信号が収集され、前記第１
ＭＲ信号収集後に、前記第１核種に対して第６ＲＦパル
スが少なくとも１つのスライス勾配磁場パルスと一緒に
印加され、これにより、第２領域内の前記第１核種が選
択的に励起され、前記第２核種のスピンから前記第１核
種のスピンヘ第３分極移動が生起され、前記第１及び第
３の分極移動を経験した前記第２領域内の前記第１核種
のスピンから第２ＭＲ信号が収集されるものである。ま
た、本発明は、第１核種にその共鳴周波数に相当するＲ
Ｆパルスを印加する第１印加手段と、前記第１核種と磁
気的に結合した第２核種にその共鳴周波数に相当するＲ
Ｆパルスを印加する第２印加手段と、勾配磁場を印加す
る勾配磁場印加手段と、前記第１核種からＭＲ信号を検
出する検出手段と、所定のパルスシーケンスに従って前
記第１印加手段と前記第２印加手段と前記勾配磁場印加
手段と前記検出手段とを制御する制御手段とを具備した
磁気共鳴装置において、前記パルスシーケンスは、第１
ＲＦパルスと第２ＲＦパルスとが前記第１核種に印加さ
れ、前記第２ＲＦパルスと同時又は印加後に前記第２核
種に第３ＲＦパルスが印加され、前記第１ＲＦパルスと
前記第２ＲＦパルスとのインターバルに、前記第１核種
に対する再結像ＲＦパルスと、前記第２核種に対する反
転ＲＦパルスとが印加され、これにより前記第１核種の
スピンから前記第２核種のスピンヘ第１分極移動が生起
され、前記第１分極移動後に前記第２核種に対して第４
ＲＦパルスが印加され、前記第４ＲＦパルス印加後に、
前記第１核種に対して第５ＲＦパルスが少なくとも１つ
のスライス勾配磁場パルスと一緒に印加され、これによ
り、第１領域内の前記第１核種が選択的に励起され、前
記第２核種のスピンから前記第１核種のスピンヘ第２分
極移動が生起され、前記第１及び第２の分極移動を経験
した前記第１領域内の前記第１核種のスピンから第１Ｍ
Ｒ信号が収集され、前記第１ＭＲ信号収集後に、前記第
１核種に対して第６ＲＦパルスが少なくとも１つのスラ
イス勾配磁場パルスと一緒に印加され、これにより、第
２領域内の前記第１核種が選択的に励起され、前記第２
核種のスピンから前記第１核種のスピンヘ第３分極移動
が生起され、前記第１及び第３の分極移動を経験した前
記第２領域内の前記第１核種のスピンから第２ＭＲ信号
が収集されるものである。また、本発明は、第１核種に
その共鳴周波数に相当するＲＦパルスを印加する第１印
加手段と、前記第１核種と磁気的に結合した第２核種に
その共鳴周波数に相当するＲＦパルスを印加する第２印
加手段と、勾配磁場を印加する勾配磁場印加手段と、前
記第１核種からＭＲ信号を検出する検出手段と、所定の
パルスシーケンスに従って前記第１印加手段と前記第２
印加手段と前記勾配磁場印加手段と前記検出手段とを制
御する制御手段とを具備した磁気共鳴装置において、前
記パルスシーケンスは、第１ＲＦパルスと第２ＲＦパル
スとが前記第１核種に印加され、前記第２ＲＦパルスと
同時又は印加後に前記第２核種に第３ＲＦパルスが印加
され、これにより前記第１核種のスピンから前記第２核
種のスピンヘ第１分極移動が生起され、前記第１分極移
動後に前記第２核種に対して第４ＲＦパルスが印加さ
れ、前記第３ＲＦパルスと前記第４ＲＦパルスとのイン
ターバルに、前記第１核種に対するＲＦパルスが印加さ
れ、前記第４ＲＦパルス印加後に、前記第１核種に対し
て第５ＲＦパルスが少なくとも１つのスライス勾配磁場
パルスと一緒に印加され、これにより、第１領域内の前
記第１核種が選択的に励起され、前 記第２核種のスピン
から前記第１核種のスピンヘ第２分極移動が生起され、
前記第１及び第２の分極移動を経験した前記第１領域内
の前記第１核種のスピンから第１ＭＲ信号が収集され、
前記第１ＭＲ信号収集後に、前記第１核種に対して第６
ＲＦパルスが少なくとも１つのスライス勾配磁場パルス
と一緒に印加され、これにより、第２領域内の前記第１
核種が選択的に励起され、前記第２核種のスピンから前
記第１核種のスピンヘ第３分極移動が生起され、前記第
１及び第３の分極移動を経験した前記第２領域内の前記
第１核種のスピンから第２ＭＲ信号が収集されるもので
ある。また、本発明は、第１核種にその共鳴周波数に相
当するＲＦパルスを印加する第１印加手段と、前記第１
核種と磁気的に結合した第２核種にその共鳴周波数に相
当するＲＦパルスを印加する第２印加手段と、勾配磁場
を印加する勾配磁場印加手段と、前記第１核種からＭＲ
信号を検出する検出手段と、所定のパルスシーケンスに
従って前記第１印加手段と前記第２印加手段と前記勾配
磁場印加手段と前記検出手段とを制御する制御手段とを
具備した磁気共鳴装置において、前記パルスシーケンス
は、第１ＲＦパルスと第２ＲＦパルスとが前記第１核種
に印加され、前記第２ＲＦパルスと同時又は印加後に前
記第２核種に第３ＲＦパルスが印加され、前記第１ＲＦ
パルスと前記第２ＲＦパルスとのインターバルに、前記
第１核種に対する再結像ＲＦパルスと前記第２核種に対
する反転ＲＦパルスとが印加され、これにより第１核種
のスピンから第２核種のスピンヘ第１分極移動が生起さ
れ、前記第１分極移動後に前記第２核種に対して第４Ｒ
Ｆパルスが印加され、前記第３ＲＦパルスと前記第４Ｒ
Ｆパルスとのインターバルに、前記第１核種に対するＲ
Ｆパルスが印加され、前記第４ＲＦパルス印加後に、前
記第１核種に対して第５ＲＦパルスが少なくとも１つの
スライス勾配磁場パルスと一緒に印加され、これによ
り、第１領域内の前記第１核種が選択的に励起され、前
記第２核種のスピンから前記第１核種のスピンヘ第２分
極移動が生起され、前記第１及び第２の分極移動を経験
した前記第１領域内の前記第１核種のスピンから第１Ｍ
Ｒ信号が収集され、前記第１ＭＲ信号収集後に、前記第
１核種に対して第６ＲＦパルスが少なくとも１つのスラ
イス勾配磁場パルスと一緒に印加され、これにより、第
２領域内の前記第１核種が選択的に励起され、前記第２
核種のスピンから前 記第１核種のスピンヘ第３分極移動
が生起され、前記第１及び第３の分極移動を経験した前
記第２領域内の前記第１核種のスピンから第２ＭＲ信号
が収集されるものである。さらに、本発明は、第１核種
にその共鳴周波数に相当するＲＦパルスを印加する第１
印加手段と、第２核種にその共鳴周波数に相当するＲＦ
パルスを印加する第２印加手段と、勾配磁場を印加する
勾配磁場印加手段と、前記第１核種からＭＲ信号を検出
する検出手段と、所定のパルスシーケンスに従って前記
第１印加手段と前記第２印加手段と前記勾配磁場印加手
段と前記検出手段とを制御する制御手段とを具備した磁
気共鳴装置において、前記パルスシーケンスは、前記第
１核種に対するＲＦパルスと前記第２核種に対するＲＦ
パルスとの少なくとも一方を印加して、互いに磁気的に
結合した前記第１核種のスピンと前記第２核種のスピン
との間に２ＩｚＳｚの状態を生起した後、前記第１核種
に対する第１ＲＦパルスが少なくとも１つのスライス勾
配磁場パルスと共に印加され、これにより第１領域内の
前記第１核種が選択的に励起され、前記第１領域内の前
記第２核種と磁気的に結合した前記第１核種のスピンか
ら第１ＭＲ信号が収集され、前記第１ＭＲ信号収集後
に、前記第１核種に対する第２ＲＦパルスが少なくとも
１つのスライス勾配磁場パルスと共に印加され、これに
より第２領域内の前記第１核種のスピンと前記第２核種
のスピンとの間で２ＩｚＳｚの状態にあるスピンが励起
され、前記第２領域内の前記第２核種と磁気的に結合し
た前記第１核種のスピンから第２ＭＲ信号が収集される
ものである。
【００１６】（作用）本発明では、第１〜第３の高周波
磁場パルスにより、第１の核種のスピンから第２の核種
のスピンへの第１の分極移動が起き、第４、第５の高周
波磁場パルスにより、第２の核種のスピンから第１の核
種のスピンへの第２の分極移動が起き、これら第１及び
第２の分極移動を経た第１の核種のスピンから第１の磁
気共鳴信号を収集し、さらに第６の高周波磁場パルスに
より、第２の核種のスピンから第１の核種のスピンへの
第２の分極移動が起き、これら第１及び第３の分極移動
を経た第１の核種のスピンから第２の磁気共鳴信号を収
集する。
【００１７】第５の高周波磁場パルスはスライス選択励
起パルスであるので、選択対象の第１の領域以外のスピ
ンには影響が及ばない。このため当該スライス領域以外
のスピンを、緩和時間の非常に長い縦磁化の状態のまま
で待機させておくことができ、第６の高周波磁場パルス
を使って別のスライス領域から第２の磁気共鳴信号を取
得することができる。この信号取得する領域の数は、縦
緩和時間が許す限り増加させることができる。
【００１８】このように本発明によれば、スピンの状態
が緩和時間の長い縦磁化であることに着目し、高周波磁
場パルスをスライス選択励起パルスとして次々と印加す
ることにより、１回のスキャンで複数の領域から磁気共
鳴信号を次々と取得することができる。したがって検査
時間を短縮することができる。さらに従来のマルチスラ
イス法のように何度も同じスピンにスライス選択励起パ
ルスを印加する必要もないので、スライス特性の不完全
性によって引き起こされていた信号損の問題も解消され
る。しかも第２の核種に対してスライス選択励起パルス
を印加する必要もないので、この第２の核種の広い共鳴
帯域による空間的なずれを解消できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。なお、以下では、濃厚スピンを
1Ｈ、希釈スピンを13Ｃとして説明するが、勿論、他の
組み合わせ、例えば 1Ｈと15Ｎといった組み合わせであ
ってもよい。
【００２０】図１は、本発明の一実施形態に関わる磁気
共鳴装置の構成を示すブロック図である。同図におい
て、静磁場磁石１とその内側に設けられた勾配コイル２
及びシムコイル４により、図示しない被検体に一様な静
磁場とそれと同一方向で互いに直交するｘ，ｙ，ｚ三方
向に線形傾斜磁場分布を持つ勾配磁場が印加される。勾
配コイル２は、勾配コイル電源５により駆動され、シム
コイル４はシムコイル電源６により駆動される。勾配コ
イル２の内側に設けられたプローブ３は、高周波コイル
と、この高周波コイルの共振周波数を同調するための必
要な要素となかなり、 1Ｈと13Ｃの両方の共鳴周波数で
同調をとることができるようになっている。
【００２１】1Ｈ送信部７は、プローブ３から 1Ｈの共
鳴周波数に応じた周波数の高周波磁場パルスを発生させ
るために、当該周波数の高周波電流パルスをプローブ３
に供給する。同様に、13Ｃ送信部８は、プローブ３から
13Ｃの共鳴周波数に応じた周波数の高周波磁場パルスを
発生させるために、当該周波数の高周波電流パルスをプ
ローブ３に供給する。 1Ｈ受信部９は、被検体内の 1Ｈ
スピンからの磁気共鳴信号をプローブ３を介して受信
し、これを増幅し、また検波する。なお、プローブ３は
送受信兼用でも、送信専用コイルと受信専用コイルとを
別々に備えていてもよい。データ収集部１１は、 1Ｈ受
信部９で受信された磁気共鳴信号をディジタル信号に変
換し、計算機システム１２に転送する。
【００２２】シーケンス制御部１０は後述するような様
々なパルスシーケンスを実行するために、勾配コイル電
源５、シムコイル電源６、 1Ｈ送信部７、13Ｃ送信部
８、 1Ｈ受診部９およびデータ収集部１１を制御する。
またシーケンス制御部１０は計算機システム１２によっ
て制御される。計算機システム１２はコンソール１３か
らの指令により制御される。
【００２３】計算機システム１２は、データ収集部１１
からの磁気共鳴信号にフーリェ変換等の処理を施し、そ
の結果に基づいて被検体内の所望核スピンのスペクトル
データあるいは画像データを再構成する。このデータは
画像ディスプレイ１４に送られ、スペクトルあるいは画
像等々として表示される。
【００２４】以下、本実施形態による限局された複数の
領域それぞれから13Ｃの化学シフト情報を 1Ｈの側で観
測する方法を説明する。
【００２５】基本的なＨＳＱＣのパルスシーケンスは、
図２７で説明した通り、第１の高周波磁場パルスにより
1Ｈのスピンが励起され、Ｊ展開後に、 1Ｈに対して第
２の高周波磁場パルス、13Ｃに対して第３の高周波磁場
パルスがそれぞれ印加される。これにより、 1Ｈのスピ
ンから13Ｃのスピンへの分極移動（第１の分極移動）が
起き、13Ｃのスピンが期間ｔ1 の間に１量子遷移で展開
し、13Ｃの化学シフト情報がスピンに付与される。これ
に続く第４の高周波磁場パルスにより、スピンは縦磁化
の状態に戻される。そして、第５の高周波磁場パルスに
より再び分極移動（第２の分極移動）を起こさせること
により横磁化を発生させ、13Ｃの化学シフト情報が付与
された磁気共鳴信号を 1Ｈから取得することができる。
【００２６】図２に、このＨＳＱＣのパルスシーケンス
を、１軸に関して限局した複数の領域（スラブ領域）そ
れぞれから信号観測できるように改良したパルスシーケ
ンスを示す。この特徴は、第４の高周波磁場パルスの
後、スピンが縦磁化の状態に戻っていることを着目した
ものである。第５、第６の高周波磁場パルス、さらに多
くの高周波磁場パルスそれぞれは、スライス選択励起パ
ルスとしてスライス選択用の勾配磁場パルスＧslice と
共に印加される。これにより、これらスライス選択励起
パルスで複数の領域それぞれの中のスピンが、次々に励
起され、当該複数の領域それぞれから次々と信号観測を
することができる。
【００２７】スライス選択励起パルスの影響は、それが
選択的に励起する領域以外のスピンには及ばないので、
選択的に励起した領域以外のスピンを、緩和時間の非常
に長い縦磁化の状態のままで待機させておくことができ
る。この緩和時間については、例えば、２Ｔシステムで
２位標識酢酸を使って計測したところ、約１．１秒であ
った。したがって、スライス選択励起パルスの励起領域
を次々と変えながら各領域から磁気共鳴信号を次々と取
得することができる。なお、この信号取得する領域の数
は、図２では２つであるが、縦緩和時間が許す限り増加
させることができる。
【００２８】なお、 1Ｈ観測では水の 1Ｈ信号を除去す
る必要があるが、図２では、ＣＨＥＳＳ（化学シフト選
択）パルスで水 1Ｈのスピンを選択的に励起し、これを
勾配磁場パルスＧspoil で十分デフェーズすることによ
り水信号を抑圧する方法を示している。しかし、水の 1
Ｈ信号を除去する方法としては他の方法を用いてもよ
く、例えば、水以外を励起するパルスを用いる方法や、
勾配磁場パルスによる遷移選択により水 1Ｈの遷移を除
去する方法等を採用してもよい。
【００２９】図４には、選択励起による位相の回りや 1
Ｈ化学シフトによる位相回りを無視し、勾配磁場パルス
によるデフェーズ効果のみを考慮した領域Ｓ１と領域Ｓ
２それぞれのスピンの状態を示している。上述したよう
に、 1Ｈに対する第１、第２の高周波磁場パルスと、こ
れに続く13Ｃに対する第３の高周波磁場パルスにより、
1Ｈから13Ｃに分極移動する。これに続く13Ｃに対する
第４の高周波磁場パルスで、被検体の全領域でスピンの
状態が、縦磁化の２ＩｚＳｚとなる（図４の時刻ｔ
ａ）。続く領域Ｓ１を選択励起する 1Ｈに対する第５の
高周波磁場パルスにより図３の領域Ｓ１のみが励起さ
れ、領域Ｓ１のみで、磁気共鳴信号を観測することが可
能なスピン状態である２ＩｘＳｚとなる（図４の時刻ｔ
ｂ）。この時、領域Ｓ１以外の領域では、縦磁化のまま
の２ＩｚＳｚであり、すなわち、期間（ｔ２−１）では
領域Ｓ１の13Ｃ結合 1Ｈ信号のみが観測される。２Ｉｚ
Ｓｚスピン状態の緩和時間は長いため、領域Ｓ１の信号
観測の際に、Ｓ１領域以外の領域では分極状態がほぼ保
持されている。したがって、これに続いて、領域Ｓ２を
選択励起する 1Ｈに対する第６の高周波磁場パルスを印
加することにより、領域Ｓ２内のスピン状態を横磁化の
２ＩｘＳｚとして、領域Ｓ２の13Ｃ結合 1Ｈ信号を観測
することが可能となる（図４の時刻ｔｃ）。この際に、
先に観測した領域Ｓ１内の２ＩｚＳｚは、磁場不均一性
やＳ２選択励起用の勾配磁場パルスによりデフェーズさ
れているので、期間（ｔ２−２）において領域Ｓ１の残
留信号が、領域Ｓ２内の13Ｃ結合 1Ｈ信号に混入される
割合は低い。つまり、本パルスシーケンスで１回のスキ
ャンで２つの異なる領域の信号を取得することが可能と
なる。
【００３０】なお、領域Ｓ１内の２ＩｘＩｚデフェーズ
による信号減衰が小さく、期間（ｔ２−２）においてこ
の混入が問題となるようであれば、領域Ｓ１内の信号観
測期間（ｔ２−１）の後に、デフェーズ用の勾配磁場パ
ルスＧspoil を印加すればよい。
【００３１】また、図２は、２つの領域それぞれから信
号を観測する場合を示しているが、観測可能期間ｔ２で
の高周波磁場パルス（スライス選択励起パルス）を増や
すことにより、さらに多くの領域から１スキャンで信号
観測することが可能となる。
【００３２】従来では、マトリックスサイズＮｘ×Ｎｙ
の情報取得の際にＮｘ×Ｎｙ回のスキャンが必要となっ
ているのに対して、本実施形態の方法を用いると、図２
のスライス方向をｘとして期間ｔ２内でＮｘケの選択励
起パルスを用いる場合、Ｎｙ回のスキャンのみで十分と
なる。つまり、本方法を用いることにより、検査時間を
従来の方法の１／Ｎｘ倍とすることが可能となる。これ
は、特に 1Ｈ軸方向と13Ｃの軸方向の２次元相関スペク
トロスコピーを行う際に有用である。この方法では、展
開期間ｔ１の長さを変化させて複数回スキャンする必要
がある。この回数をＮｃ回とすると、従来の方法ではＮ
ｃ×Ｎｘ×Ｎｙ回のスキャンが必要となり、繰り返し時
間ＴＲに対して、ＴＲ×Ｎｃ×Ｎｘ×Ｎｙの検査時間が
必要となる。つまり、スペクトルの時間当たりの１ポイ
ントでのスキャン時間が長くなるため、スペクトルの時
間変化を取得することは不可能となる。これに対し、本
発明を用いれば、ＴＲ×Ｎｃ×Ｎｙの検査時間となり、
時間変化をとらえることが可能な程度のスキャン時間に
設定することが十分に可能となる。
【００３３】上述した勾配磁場パルス（Gselection）を
用いた遷移選択による水信号除去法を採用したパルスシ
ーケンスを、図５に示している。このパルスシーケンス
では、遷移選択による勾配磁場パルス強度の時間積分
を、期間ｔ１内は13Ｃの１量子遷移、また領域Ｓ１の観
測期間（ｔ２−１）と領域Ｓ２の観測期間（ｔ２−２）
では 1Ｈの１量子遷移であるため、以下の式（１）、式
（２）のうちのどちらか一方と、式（３）式（４）のう
ちのどちらか一方とを満たすように設定すればよい。
【００３４】 Ｇ1 ＋４・Ｇ2-1 ＝０ …（１） Ｇ1 −４・Ｇ2-1 ＝０ …（２） Ｇ1 ＋４・Ｇ2-2 ＝０ …（３） Ｇ1 −４・Ｇ2-2 ＝０ …（４） 図５では、スライス選択用勾配磁場Ｇslice と遷移選択
用勾配磁場Ｇselection を別々に印加したシーケンスを
示したが、これらは同じ軸の勾配磁場で印加しても良
い。同じ軸で印加したシーケンスを図６に示す。第１の
勾配磁場パルスは遷移選択のためのパルス、第２のパル
スは選択励起のためのパルスであり、第３のパルスは選
択励起の際にばらける位相を巻き戻すリフォーカスおよ
び遷移選択のための勾配磁場パルスである。
【００３５】これまでの説明では、水信号除去方法とし
てプリパルスを用いた水信号除去法と勾配磁場パルスに
よる遷移選択法の２種類について述べたが、以下は勾配
磁場パルスによる遷移選択法で説明する。
【００３６】次に、Ｇ．ＢodenhausenによるＨＳＱＣ
（Heteronuclear Single Quantum Coherence）のパルス
シーケンスを図７に示す。このＨＳＱＣは、G. A. Morr
isによるＩＮＥＰＴパルスセット（J. American Chem.
Soc. Vol.101, p.760-p.762,1979）と、これに続く 1Ｈ
に対する再結像パルスと、これに続く逆ＩＮＥＰＴパル
スセットとで構成される。図２に示した基本的なＨＳＱ
Ｃでは、 1Ｈ化学シフトの展開による 1Ｈから13Ｃへの
分極移動の効率の低下、および展開期間ｔｌ内のＪ展開
による13Ｃ軸方向の分裂によるＳ／Ｎの低下が問題であ
った。これに対し、 1Ｈ化学シフトの展開による 1Ｈか
ら13Ｃへの分極移動の効率の低下を防ぐために、G.Bode
nhausen が開発したＨＳＱＣでは、図７のパルスｂに相
当する 1 Ｈの化学シフトを反転するための 1 Ｈの反転用
高周波磁場パルス（単に、反転パルス又は反転ＲＦパル
スと略称する場合もある）を図２７で説明した基本的な
ＨＳＱＣシーケンスにおける第１の高周波磁場パルス
（図７のパルスａ）と図２７で説明した第２の高周波磁
場パルス（図７のパルスｃ）の中央の時刻に印加する。
すなわち、図７において、パルスａとパルスｂの時間間
隔とパルスｂとパルスｃの時問問隔とを等しくする。か
つ、分極移動を生起するために13Ｃの反転パルス（図７
のパルスｄ）をパルスｂと同時刻に印加する。また、こ
の図７のＨＳＱＣでは、展開期間ｔｌ内のＪ展開を再結
像するために、図２７で説明した基本ＨＳＱＣシーケン
スにおける第３のパルス（図７のパルスｅ）と第４のパ
ルス（図７のパルスｇ）の中央の時刻に 1Ｈの再結像パ
ルス（図７のパルスｆ）を印加している。また、図２７
の基本ＨＳＱＣシーケンスにおける第５のパルスに相当
する高周波磁場パルスが、図７のパルスｈとなる。か
つ、G.Bodenhausen が開発したＨＳＱＣシーケンスで
は、 1Ｈ軸方向にＪ結合で分裂したそれぞれのスペクト
ルの位相を合わせるためにパルスｈとパルスｊの後に、
1Ｈの反転パルス（図７のパルスｉ）と13Ｃの反転パル
ス（図７のパルスｊ）を印加しているが、パルスｉ，パ
ルスｊは印加しなくても良い。
【００３７】このパルスシーケンスを応用したパルスシ
ーケンスを図８に示す。このシーケンスにより 1Ｈから
13Ｃへの分極移動、および13Ｃから 1Ｈへの分極移動の
効率は良好となり、かつ１回のスキャンで複数の領域か
ら 1Ｈ観測13Ｃスペクトルを収集することが可能とな
る。Ｇadditional は、 1Ｈの再結像パルスの１８０°
不完全性を補償するための勾配磁場パルスである。水信
号除去のための遷移選択のための勾配磁場パルスは、各
パルスの時間積分を、以下の式（５）と式（６）のどち
らか一方、または式（７）と式（８）のどちらか一方を
満たすように設定する。
【００３８】 Ｇ1 ＋Ｇ2 ＋４・Ｇ3-1 ＝０ …（５） Ｇ1 ＋Ｇ2 −４・Ｇ3-1 ＝０ …（６） Ｇ1 ＋Ｇ2 ＋４・Ｇ3-2 ＝０ …（７） Ｇ1 ＋Ｇ2 −４・Ｇ3-2 ＝０ …（８） 図８のパルスシーケンスでは、13ＣとのＪ結合で分裂し
たスペクトルの位相は異なる位相となっている。このた
め、Bodenhausen のＨＳＱＣでは13Ｃから 1Ｈへの分極
移動の際に逆ＩＮＥＰＴを用いて、上記位相を同位相と
している。このパルスシーケンスを応用したパルスシー
ケンスを図９に示す。この例では、 1Ｈに対してスライ
ス選択励起パルスとしての２つの高周波磁場パルスＳＰ
１，ＳＰ２でスピンエコーを生成すると共に、これら２
つの最初の高周波磁場パルスＳＰ１の（２ｎ＋１）／
（４Ｊ）（ただし、ｎ＝０，１，２・・・）後、あるい
はエコー時間の（２ｎ＋１）／（４Ｊ）（ただし、ｎ＝
０，１，２・・・）前の時刻に、13Ｃに対して反転パル
スＲＰを印加することにより、２つの高周波磁場パルス
ＳＰ１，ＳＰ２の時間間隔を延長することを実現してこ
れらパルスの周波数特性、つまりスライス特性を向上さ
せている（特願平７−８２０９９号参照）。ＳＰ２によ
って 1Ｈ化学シフトが再結像され、かつ13Ｃ反転パルス
ＲＰにより13Ｃスピンを反転させることにより、Ｊ分裂
したスピンを同位相にすることが可能となる。このパル
ス列では 1Ｈ観測の際に13Ｃに対してデカップリングパ
ルス（点線）を印加することが可能である。
【００３９】これまでの説明では１軸（ｚ軸）に関する
局所化について説明してきたが、次に３軸の局所化につ
いて説明する。
【００４０】図１０に、図２のパルスシーケンスを３軸
局所化に改良したパルスシーケンスを示している。 1Ｈ
に対する第１、第２の２つの高周波磁場パルスをそれぞ
れ、ｘ軸、ｙ軸に関するスライス選択パルスとして対応
する軸の勾配磁場パルスＧｘ、Ｇｙと共に印加する。こ
れにより、第１、第２の２つの高周波磁場パルスの両方
を経験した柱状の領域内のスピンに対して信号観測可能
な状態になり、第５、第６の高周波磁場パルスにより当
該柱状領域内の異なる位置を輪切りにした２つの領域vo
lume1 ，volume2 （図１２）からそれぞれ信号観測をす
ることができる。
【００４１】図８に示したパルスシーケンスでも、図１
０と同様に３軸局所化を達成できる。このパルスシーケ
ンスを図１１に示している。
【００４２】この図１１のパルスシーケンスは、図１３
に示すように、図９で説明した通り、13Ｃに対する最初
の反転パルスは、 1Ｈに対する３番目の高周波磁場パル
スの（２ｎ＋１）／（４Ｊ）（ただし、ｎ＝０，１，２
・・・）前、あるいは 1Ｈに対する１番目の高周波磁場
パルスの（２ｎ＋１）／（４Ｊ）（ただし、ｎ＝０，
１，２・・・）後に印加すればよく、 1Ｈに対する３つ
の高周波磁場パルスの間隔を広げてこれらパルスの周波
数特性、つまりスライス特性を向上させるようにしても
よい。
【００４３】なお、上述した全てのパルスシーケンスに
おいて、スライス選択励起パルスとして利用していない
高周波磁場パルスをスライス選択励起パルスとして使用
することも可能である。
【００４４】図１０、図１１、図１３に示した３軸局所
化に対応するパルスシーケンスも、図２で言及したよう
に13Ｃ軸方向の２次元化に応用することが可能である。
この場合、それぞれの局所領域から 1Ｈと13Ｃの２次元
相関スペクトルを取得することが可能となる。
【００４５】次に代謝物マッピングについて説明する。
上記実施例では、展開期間後の２ＩｚＳｚ状態の後に複
数のスライス選択パルスをスライス勾配磁楊パルスと共
に印加するが、代謝物マッピングのためにはこのスライ
ス勾配磁場パルスの方向とは異なる方向に位相エンコー
ド勾配磁場パルスを印加すれば良い。代謝物マッピング
の１例を図１４に示す。この実施例では、基本ＨＳＱＣ
シーケンスを本発明に応用した図２のシーケンスにおけ
る第５の高周波磁場パルス（図１４では、ｓｌｚ１のパ
ルス）の印加後と図２のシーケンスにおける第６の高周
波磁場パルス（図１４では、ｓｌｚ２のパルス）の印加
後のそれぞれに位相エンコード勾配磁場パルスを印加す
る。このシーケンスによって得られた信号を再構成する
ことにより、ｘ，ｚで張られる面内の空間分布を求め
る、すなわちマッピングを行うことが可能となる。位相
エンコード勾配磁楊パルスの印加時刻は上記時刻には限
定されず、図１５のように展開期間（ｔ１期間）内に印
加しても良い。図１５の方法では、ｓｌｚ１パルスやｓ
ｌｚ２パルスで励起される水の信号は位相エンコードさ
れないため、残留水の信号は再構成後、中心ボクセルに
集まる。このため、13Ｃの９０゜パルス、すなわちｔｌ
期間開始時の13Ｃの高周波磁場パルスとｔｌ期間終了時
の13Ｃの高周波磁場パルスのどちらかの位相を、位相エ
ンコードを進める毎に反転させることによって、 1Ｈ感
度の13Ｃスペクトルのボクセルと残留水信号の集まる中
心ボクセルとを分離させることが可能となる。また、図
１６のように、準備期間に位相エンコード勾配磁場パル
スを印加することも可能である。図１８に示すように、
スライス選択パルスにより領域をエンコード方向に予め
ある程度局所化しておくことにより、エンコードステッ
プ数を減少させて、検査時間の短縮を図ることができ
る。図１８のシーケンスでのマッピングの様子を図１７
に示している。すなわち、予めｘ方向に領域の限定をし
ているため、ｘ方向の位相エンコードステップ数を少な
くすることができる。
【００４６】エンコード勾配磁場パルスを用いる代わり
に、ＩＳＩＳ法をマルチボクセルに応用したLizann Bol
inger 等の方法（J. Magn. Reson. vol.80, p162-p.16
7, 1988）を用いて、マッピングを実現することも可能
である。この方法は、 1Ｈおよび13Ｃが縦磁化の期間に
複数の 1Ｈの反転パルスを印加しする方法であり、図２
で説明したシーケンスでは、第１の高周波磁場パルスの
印加前、第２の高周波磁場パルスの印加後で第３の高周
波磁場パルスの印加前、もしくは第４の高周波磁場パル
スの印加後で第５の高周波磁場パルスの印加前のうちい
ずれか一の期間内に印加すればよい。また、第６の高周
波磁場パルスで選択される領域のみでｘ軸方向の情報を
得る場合には、第５の高周波磁場パルス後の磁気共鳴信
号収集後であって、第６の高周波磁場パルスの印加前
に、複数の 1Ｈの反転パルスを印加すればよい。図１９
にはBodenhausen によるＨＳＱＣに本発明を適用したシ
ーケンスを示している。この方法では、ｘ軸方向に４ボ
クセルのマルチボクセル化を行う例を示している。
【００４７】期間ｔ１後の13Ｃパルス印加後の、ｘ，ｙ
軸方向の空間２次元で局所化された領域内の13Ｃに磁気
的結合した 1Ｈスピンは、２ＩｚＳｚの縦磁化状態とな
っている。この状態で、スキャン毎に、 1Ｈに対してｘ
軸の位相でスライス選択反転パルスＳｌｘ１〜Ｓｌｘ４
を以下のように印加することにより、図２０に示すよう
にｘ軸方向に関してボクセルに局所化することが可能と
なる。但し、ＯＮは反転パルスの印加を、ＯＦＦは反転
パルスの非印加を示す。
【００４８】
【表１】
【００４９】例えば図２０の領域（Ｓｌｚ１）のスライ
ス内の局所領域Ｖ１１，Ｖ１２，Ｖ１３，Ｖ１４の信号
は以下の行列変換の式（９）によって求めることができ
る。
【００５０】
【数１】
【００５１】図２０の領域（Ｓｌｚ２）内のボクセルＶ
２１，Ｖ２２，Ｖ２３，Ｖ２４の信号も同様に行列変換
によって求めることができる。以上より、ｘ軸、ｚ軸方
向の代謝物マッピングが可能となる。
【００５２】なお、図１８の例と同様に、図２１に示す
ように、スライス選択励起パルスにより関心領域を予め
十分限局しておくことにより、検査時間の短縮を図るこ
とができる。
【００５３】代謝物マッピングを行うには、１つのスラ
イス選択励起パルスと共に２軸の勾配磁場パルスを印加
して、ボクセル単位で信号を観測することも可能であ
る。図２２にこのパルスシーケンスを示す。この方法で
は、期間ｔ１が経過して分極移動を 1Ｈに戻した後に、
スライス選択励起パルス（Ｓｌxzｉ）と共に２軸の勾配
磁場パルスＧｘ，Ｇｚを同時に印加して、図２３に示す
ようにｘｚの２軸に関して限局したボクセルから信号を
観測し、これをボクセル位置を変えながらｎ回励起する
ことにより、１回のスキャンでｎ個のボクセルそれぞれ
に関する信号を取得することができる。
【００５４】次に、３次元領域に対するマッピングにつ
いて説明する。このパルスシーケンスを図２４、被検体
内の模式図を図２５に示す。このパルスシーケンスで
は、 1Ｈから13Ｃへの分極移動、および期間ｔ１を経て
２ＩｚＳｚのスピン状態を生成した後、ｚ軸方向にスラ
イス選択パルス（Ｓｌz ｉ）を印加し、そしてｘｙ２軸
に関して位相エンコード用勾配磁場パルスＧｘ，Ｇｙを
印加し、その後、信号を観測する。これをｎ回繰り返す
ことにより得られた信号を再構成することにより、空間
３次元のマッピングが可能となる。
【００５５】本発明は、上述した実施形態に限定される
ことなく、種々変形して実施することができる。例え
ば、所望の信号以外の混入を防ぐために、高周波磁場パ
ルスの位相あるいは受信信号の位相を交互に反転すると
いう位相サイクルを適用することが可能である。
【００５６】また、展開期間ｔ１後に選択励起を繰り返
していくが、この間、縦緩和時間は長いものの、当然の
如く縦緩和は進行しており、この縦緩和の進行程度に応
じてスライスあるいはボクセル間で若干の信号ムラが生
じる。これをスライスあるいはボクセル間で同等にする
ためには、例えばスキャン毎に励起の順番を交代すれば
良い。これを図５のパルスシーケンスを用いて説明す
る。図５では、領域Ｓ１，Ｓ２をこの順番でスキャンし
ている。この場合、後に信号観測する領域Ｓ２の方がＳ
１より緩和の影響を受ける。そこで、次のスキャンでは
先に領域Ｓ２から信号観測を行い、その後に領域Ｓ１か
ら信号観測をする。このように観測順番をスキャン毎に
変化させ、信号を加算等の処理をすることによって、上
述の信号ムラを解消することができる。
【００５７】また、期間ｔ１後の13Ｃに対する高周波磁
場パルスと、期間ｔ１後最初のスライス選択励起パルス
の間隔を変化させて信号観測することによって、領域Ｓ
１のスピンの３ＩｚＳｚ状態の緩和時間を求めることが
可能である。他の領域のスピンの緩和時間も同様に計測
可能であり、これによって、緩和時間の補正が可能とな
る。
【００５８】また、図２６に示すように、２ＩｚＳｚ状
態の際のスライス選択励起パルスの前に水信号除去パル
スを印加して水信号除去率を向上させるようにしても良
く、この場合、スピン状態が２ＩｚＳｚであるため、各
スライス選択励起パルスの前に水信号除去パルスを印加
することが可能となる。
【００５９】また、各高周波磁場パルスを印加する際に
印加するスライス勾配磁場パルスを複数の軸に関する勾
配磁場パルスとするいわゆるオブリークを行うことも可
能である。
【００６０】上記実施例では、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向
に関する局所化について説明したが、上記全てのシーケ
ンスを、オブリークに応用することも可能である。すな
わち、上記全てのシーケンスにおいて、スライス選択パ
ルスと共に同時に１軸のみでは無く複数の軸の勾配磁場
パルス（勾配磁場パルスの組）を印加することによっ
て、任意の方向の局所化を行うことが可能である。この
実施例の１例を図３１に示す。この実施例では、 1Ｈの
９０゜パルスのうちの最初のパルスと２番目のパルスお
よびｓｌｚ１，ｓ１ｚ２をスライス選択パルスとしてい
るが、 1Ｈパルスのうちのどれをスライス選択パルスと
しても良い。それぞれのスライス選択パルスに対して、
Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚの３軸の全ての勾配磁場パルスがスラ
イス選択パルスと共に印加されている。複数の領域から
13Ｃスペクトルを取得するには、最初と２番目のスライ
ス選択パルスおよびｓｌ１で選択される領域と、最初と
２番目のスライス選択パルスおよびｓｌ２で選択される
領域とが異なるように設定されていれば良い。
【００６１】また、１番目のスライス選択パルスで選択
される面の法線と２番目のスライス選択パルスで選択さ
れる面の法線とが一致しないようにシーケンスを設定す
れば、これら２つのパルスによって柱状領域が選択され
る。このためには、最初のスライス選択パルスと共に印
加される各軸の勾配磁場パルスの強度比と２番目のスラ
イス選択パルスと共に印加される各軸の勾配磁場パルス
の強度比とが異なるように設定したシーケンスを印加す
れば良い。そして、１番目のスライス選択パルスで選択
される面の法線、および２番目のスライス選択パルスで
選択される面の法線の両方と異なる法線を有する面を選
択するような勾配磁場パルスの組をｓｌ１と共に印加す
ることによって、３次元の局所化領域のＨＳＱＣ信号を
取得することが可能となる。かつ、この領域とは異なる
領域を選択するようなｓｌ２パルスの印加によって、オ
ブリーク局所励起を達成することが可能となる。
【００６２】
【発明の効果】本発明では、第１〜第３の高周波磁場パ
ルスにより、第１の核種のスピンから第２の核種のスピ
ンへの第１の分極移動が起き、第４、第５の高周波磁場
パルスにより、第２の核種のスピンから第１の核種のス
ピンへの第２の分極移動が起き、これら第１及び第２の
分極移動を経た第１の核種のスピンから第１の磁気共鳴
信号を収集し、さらに第６の高周波磁場パルスにより、
第２の核種のスピンから第１の核種のスピンへの第２の
分極移動が起き、これら第１及び第３の分極移動を経た
第１の核種のスピンから第２の磁気共鳴信号を収集す
る。
【００６３】第５の高周波磁場パルスはスライス選択励
起パルスであるので、選択対象の第１の領域以外のスピ
ンには影響が及ばない。このため当該スライス領域以外
のスピンを、緩和時間の非常に長い縦磁化の状態のまま
で待機させておくことができ、第６の高周波磁場パルス
を使って別のスライス領域から第２の磁気共鳴信号を取
得することができる。この信号取得する領域の数は、縦
緩和時間が許す限り増加させることができる。
【００６４】このように本発明によれば、スピンの状態
が緩和時間の長い縦磁化であることに着目し、高周波磁
場パルスをスライス選択励起パルスとして次々と印加す
ることにより、１回のスキャンで複数の領域から磁気共
鳴信号を次々と取得することができる。したがって検査
時間を短縮することができる。さらに従来のマルチスラ
イス法のように何度も同じスピンにスライス選択励起パ
ルスを印加する必要もないので、スライス特性の不完全
性によって引き起こされていた信号損の問題も解消され
る。しかも第２の核種に対してスライス選択励起パルス
を印加する必要もないので、この第２の核種の広い共鳴
帯域による空間的なずれを解消できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る磁気共鳴診断装置の
構成を示すブロック図。
【図２】本実施形態による１回のスキャンで２つの領域
から13Ｃ化学シフト情報を 1Ｈ観測により取得するパル
スシーケンスの一例を示す図。
【図３】図２のパルスシーケンスで選択される２つの領
域を示す図。
【図４】図２のパルスシーケンスにおける２つの領域の
スピンの状態を示す図。
【図５】本実施形態による水信号除去法として勾配磁場
パルスによる遷移選択を用いたパルスシーケンスの他の
例を示す図。
【図６】図５のパルスシーケンスにおいて遷移選択とス
ライス選択を同軸の勾配磁場パルスで行う場合のパルス
シーケンスを示す図。
【図７】ＨＳＱＣシーケンスを示す図。
【図８】図７のＨＳＱＣシーケンスを本実施形態に応用
したパルスシーケンスを示す図。
【図９】図８に逆ＩＮＥＰＴを適用したパルスシーケン
スを示す図。
【図１０】図２のパルスシーケンスに３軸局所化を適用
したパルスシーケンスを示す図。
【図１１】図８のパルスシーケンスに３軸局所化を適用
したパルスシーケンスを示す図。
【図１２】図１１のパルスシーケンスで領域限定される
複数の領域を示す図。
【図１３】図１１のＩＮＥＰＴ部分のパルス間隔を拡大
したパルスシーケンスを示す図。
【図１４】本実施形態による代謝物の２次元マッピング
のためのパルスシーケンスを示す図。
【図１５】図１４の位相エンコード勾配磁場パルスを展
開期間（ｔ１）に印加するパルスシーケンスを示す図。
【図１６】図１４の位相エンコード勾配磁場パルスを準
備期間に印加するパルスシーケンスを示す図。
【図１７】図１４のパルスシーケンスにより分割される
被検体内の複数のボクセルを示す模式図。
【図１８】図１４のパルスシーケンスに３軸局所化を適
用したパルスシーケンスを示す図。
【図１９】図１８のエンコーディングの代わりにＩＳＩ
Ｓ法を適用したパルスシーケンスを示す図。
【図２０】図１９のパルスシーケンスにより分割される
被検体内の複数のボクセルを示す模式図。
【図２１】図１８のエンコーディングの代わりにＩＳＩ
Ｓ法を適用した他のパルスシーケンスを示す図。
【図２２】図１８のエンコーディングの代わりに直交２
軸のスライス選択を適用したパルスシーケンスを示す
図。
【図２３】図２２のパルスシーケンスにより分割される
被検体内の複数のボクセルを示す模式図。
【図２４】本実施形態による代謝物の３次元マッピング
のためのパルスシーケンスを示す図。
【図２５】図２４のパルスシーケンスにより分割される
被検体内の複数のボクセルを示す模式図。
【図２６】各スライスの前に水信号除去パルスを追加す
ることにより水除去の効果を増大させるパルスシーケン
スを示す図。
【図２７】従来の基本的なＨＳＱＣのパルスシーケンス
を示す図。
【図２８】マルチスライスイメージング法のパルスシー
ケンスを示す図。
【図２９】図２８でイメージングされる２つの領域を示
す模式図。
【図３０】マルチスライスイメージング法を図２７のＨ
ＳＱＣに適用して複数領域観測を実現した従来のパルス
シーケンスを示す図。
【図３１】本実施形態にオブリークを応用したシーケン
スを示す図。
【符号の説明】
１…静磁場磁石、 ２…勾配コイル、 ３…プローブ（ 1Ｈ，13Ｃ）、 ４…シムコイル、 ５…勾配コイル電源、 ６…シムコイル電源、 ７… 1Ｈ送信部、 ８…13Ｃ送信部、 ９… 1Ｈ受信部、 １０…シーケンス制御部、 １１…データ収集部、 １２…計算機システム、 １３…コンソール、 １４…画像ディスプレイ。

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１核種にその共鳴周波数に相当するＲ
    Ｆパルスを印加する第１印加手段と、前記第１核種と磁
    気的に結合した第２核種にその共鳴周波数に相当するＲ
    Ｆパルスを印加する第２印加手段と、勾配磁場を印加す
    る勾配磁場印加手段と、前記第１核種からＭＲ信号を検
    出する検出手段と、所定のパルスシーケンスに従って前
    記第１印加手段と前記第２印加手段と前記勾配磁場印加
    手段と前記検出手段とを制御する制御手段とを具備した
    磁気共鳴装置において、 前記パルスシーケンスは、 第１ＲＦパルスと第２ＲＦパルスとが前記第１核種に印
    加され、前記第２ＲＦパルスと同時又は印加後に前記第
    ２核種に第３ＲＦパルスが印加され、これにより前記第
    １核種のスピンから前記第２核種のスピンヘ第１分極移
    動が生起され、 前記第１分極移動後に前記第２核種に対して第４ＲＦパ
    ルスが印加され、 前記第４ＲＦパルス印加後に、前記第１核種に対して第
    ５ＲＦパルスが少なくとも１つのスライス勾配磁場パル
    スと一緒に印加され、これにより、第１領域内の前記第
    １核種が選択的に励起され、前記第２核種のスピンから
    前記第１核種のスピンヘ第２分極移動が生起され、前記
    第１及び第２の分極移動を経験した前記第１領域内の第
    １核種のスピンから第１ＭＲ信号が収集され、 前記第１ＭＲ信号収集後に、前記第１核種に対して第６
    ＲＦパルスが少なくとも１つのスライス勾配磁場パルス
    と一緒に印加され、これにより、第２領域内の前記第１
    核種が選択的に励起され、前記第２核種のスピンから前
    記第１核種のスピンヘ第３分極移動が生起され、前記第
    １及び第３の分極移動を経験した前記第２領域内の前記
    第１核種のスピンから第２ＭＲ信号が収集されるもので
    あることを特徴とする磁気共鳴装置。
  2. 【請求項２】 第１核種にその共鳴周波数に相当するＲ
    Ｆパルスを印加する第１印加手段と、前記第１核種と磁
    気的に結合した第２核種にその共鳴周波数に相当するＲ
    Ｆパルスを印加する第２印加手段と、勾配磁場を印加す
    る勾配磁場印加手段と、前記第１核種からＭＲ信号を検
    出する検出手段と、所定のパルスシーケンスに従って前
    記第１印加手段と前記第２印加手段と前記勾配磁場印加
    手段と前記検出手段とを制御する制御手段とを具備した
    磁気共鳴装置において、 前記パルスシーケンスは、 第１ＲＦパルスと第２ＲＦパルスとが前記第１核種に印
    加され、前記第２ＲＦパルスと同時又は印加後に前記第
    ２核種に第３ＲＦパルスが印加され、前記第１ＲＦパル
    スと前記第２ＲＦパルスとのインターバルに、前記第１
    核種に対する再結像ＲＦパルスと、前記第２核種に対す
    る反転ＲＦパルスとが印加され、これにより前記第１核
    種のスピンから前記第２核種のスピンヘ第１分極移動が
    生起され、 前記第１分極移動後に前記第２核種に対して第４ＲＦパ
    ルスが印加され、 前記第４ＲＦパルス印加後に、前記第１核種に対して第
    ５ＲＦパルスが少なくとも１つのスライス勾配磁場パル
    スと一緒に印加され、これにより、第１領域内の前記第
    １核種が選択的に励起され、前記第２核種のスピンから
    前記第１核種のスピンヘ第２分極移動が生起され、前記
    第１及び第２の分極移動を経験した前記第１領域内の前
    記第１核種のスピンから第１ＭＲ信号が収集され、 前記第１ＭＲ信号収集後に、前記第１核種に対して第６
    ＲＦパルスが少なくとも１つのスライス勾配磁場パルス
    と一緒に印加され、これにより、第２領域内の前記第１
    核種が選択的に励起され、前記第２核種のスピンから前
    記第１核種のスピンヘ第３分極移動が生起され、前記第
    １及び第３の分極移動を経験した前記第２領域内の前記
    第１核種のスピンから第２ＭＲ信号が収集されるもので
    あることを特徴とする磁気共鳴装置。
  3. 【請求項３】 第１核種にその共鳴周波数に相当するＲ
    Ｆパルスを印加する第１印加手段と、前記第１核種と磁
    気的に結合した第２核種にその共鳴周波数に相当するＲ
    Ｆパルスを印加する第２印加手段と、勾配磁場を印加す
    る勾配磁場印加手段と、前記第１核種からＭＲ信号を検
    出する検出手段と、所定のパルスシーケンスに従って前
    記第１印加手段と前記第２印加手段と前記勾配磁場印加
    手段と前記検出手段とを制御する制御手段とを具備した
    磁気共鳴装置において、 前記パルスシーケンスは、 第１ＲＦパルスと第２ＲＦパルスとが前記第１核種に印
    加され、前記第２ＲＦパルスと同時又は印加後に前記第
    ２核種に第３ＲＦパルスが印加され、これにより前記第
    １核種のスピンから前記第２核種のスピンヘ第１分極移
    動が生起され、 前記第１分極移動後に前記第２核種に対して第４ＲＦパ
    ルスが印加され、 前記第３ＲＦパルスと前記第４ＲＦパルスとのインター
    バルに、前記第１核種に対するＲＦパルスが印加され、 前記第４ＲＦパルス印加後に、前記第１核種に対して第
    ５ＲＦパルスが少なくとも１つのスライス勾配磁場パル
    スと一緒に印加され、これにより、第１領域内の前記第
    １核種が選択的に励起され、前記第２核種のスピンから
    前記第１核種のスピンヘ第２分極移動が生起され、前記
    第１及び第２の分極移動を経験した前記第１領域内の前
    記第１核種のスピンから第１ＭＲ信号が収集され、 前記第１ＭＲ信号収集後に、前記第１核種に対して第６
    ＲＦパルスが少なくとも１つのスライス勾配磁場パルス
    と一緒に印加され、これにより、第２領域内の前記第１
    核種が選択的に励起され、前記第２核種のスピンから前
    記第１核種のスピンヘ第３分極移動が生起され、前記第
    １及び第３の分極移動を経験した前記第２領域内の前記
    第１核種のスピンから第２ＭＲ信号が収集されるもので
    あることを特徴とする磁気共鳴装置。
  4. 【請求項４】 第１核種にその共鳴周波数に相当するＲ
    Ｆパルスを印加する第１印加手段と、前記第１核種と磁
    気的に結合した第２核種にその共鳴周波数に相当するＲ
    Ｆパルスを印加する第２印加手段と、勾配磁場を印加す
    る勾配磁場印加手段と、前記第１核種からＭＲ信号を検
    出する検出手段と、所定のパルスシーケンスに従って前
    記第１印加手段と前記第２印加手段と前記勾配磁場印加
    手段と前記検出手段とを制御する制御手段とを具備した
    磁気共鳴装置において、 前記パルスシーケンスは、 第１ＲＦパルスと第２ＲＦパルスとが前記第１核種に印
    加され、前記第２ＲＦパルスと同時又は印加後に前記第
    ２核種に第３ＲＦパルスが印加され、前記第１ＲＦパル
    スと前記第２ＲＦパルスとのインターバルに、前記第１
    核種に対する再結像ＲＦパルスと前記第２核種に対する
    反転ＲＦパルスとが印加され、これにより第１核種のス
    ピンから第２核種のスピンヘ第１分極移動が生起され、 前記第１分極移動後に前記第２核種に対して第４ＲＦパ
    ルスが印加され、 前記第３ＲＦパルスと前記第４ＲＦパルスとのインター
    バルに、前記第１核種に対するＲＦパルスが印加され、 前記第４ＲＦパルス印加後に、前記第１核種に対して第
    ５ＲＦパルスが少なくとも１つのスライス勾配磁場パル
    スと一緒に印加され、これにより、第１領域内の前記第
    １核種が選択的に励起され、前記第２核種のスピンから
    前記第１核種のスピンヘ第２分極移動が生起され、前記
    第１及び第２の分極移動を経験した前記第１領域内の前
    記第１核種のスピンから第１ＭＲ信号が収集され、 前記第１ＭＲ信号収集後に、前記第１核種に対して第６
    ＲＦパルスが少なくとも１つのスライス勾配磁場パルス
    と一緒に印加され、これにより、第２領域内の前記第１
    核種が選択的に励起され、前記第２核種のスピンから前
    記第１核種のスピンヘ第３分極移動が生起され、前記第
    １及び第３の分極移動を経験した前記第２領域内の前記
    第１核種のスピンから第２ＭＲ信号が収集されるもので
    あることを特徴とする磁気共鳴装置。
  5. 【請求項５】 第１核種にその共鳴周波数に相当するＲ
    Ｆパルスを印加する第１印加手段と、第２核種にその共
    鳴周波数に相当するＲＦパルスを印加する第２印加手段
    と、勾配磁場を印加する勾配磁場印加手段と、前記第１
    核種からＭＲ信号を検出する検出手段と、所定のパルス
    シーケンスに従って前記第１印加手段と前記第２印加手
    段と前記勾配磁場印加手段と前記検出手段とを制御する
    制御手段とを具備した磁気共鳴装置において、 前記パルスシーケンスは、 前記第１核種に対するＲＦパルスと前記第２核種に対す
    るＲＦパルスとの少なくとも一方を印加して、互いに磁
    気的に結合した前記第１核種のスピンと前記第２核種の
    スピンとの間に２ＩｚＳｚの状態を生起した後、前記第
    １核種に対する第１ＲＦパルスが少なくとも１つのスラ
    イス勾配磁場パルスと共に印加され、これにより第１領
    域内の前記第１核種が選択的に励起され、前記第１領域
    内の前記第２核種と磁気的に結合した前記第１核種のス
    ピンから第１ＭＲ信号が収集され、 前記第１ＭＲ信号収集後に、前記第１核種に対する第２
    ＲＦパルスが少なくとも１つのスライス勾配磁場パルス
    と共に印加され、これにより第２領域内の前記第１核種
    のスピンと前記第２核種のスピンとの間で２ＩｚＳｚの
    状態にあるスピンが励起され、前記第２領域内の前記第
    ２核種と磁気的に結合した前記第１核種のスピンから第
    ２ＭＲ信号が収集されるものであることを特徴とする磁
    気共鳴装置。
  6. 【請求項６】 前記第１ＲＦパルスと前記第２ＲＦパル
    スとのインターバルと、前記第３ＲＦパルスと前記第４
    ＲＦパルスとのインターバルとの少なくとも一方におい
    て、位相エンコード用勾配磁場が印加されることを特徴
    とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の磁気共鳴装
    置。
  7. 【請求項７】 前記ＲＦパルスのうち少なくとも一つ
    が、スライス選択用の勾配磁場パルスと一緒に印加され
    ることを特徴とする請求項６記載の磁気共鳴装置。
  8. 【請求項８】 前記第５ＲＦパルスの印加と前記第１Ｍ
    Ｒ信号の検出とのインターバルと、前記第６ＲＦパルス
    の印加と前記第２ＭＲ信号の検出とのインターバルとの
    少なくとも一方において、位相エンコード用勾配磁場が
    印加されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか
    １項記載の磁気共鳴装置。
  9. 【請求項９】 前記ＲＦパルスのうち少なくとも一つ
    が、スライス選択用の勾配磁場パルスと一緒に印加され
    ることを特徴とする請求項８記載の磁気共鳴装置。
  10. 【請求項１０】 前記第１ＲＦパルス前と、前記第２Ｒ
    Ｆパルスと前記第３ＲＦパルスとのインターバルと、前
    記第４ＲＦパルスと前記第５ＲＦパルスとのインターバ
    ルとの少なくとも１つにおいて、前記第１核種に対する
    反転ＲＦパルスが印加されることを特徴とする請求項１
    乃至４のいずれか１項記載の磁気共鳴装置。
  11. 【請求項１１】 前記ＲＦパルスのうち少なくとも一つ
    が、スライス選択用の勾配磁場パルスと一緒に印加され
    ることを特徴とする請求項１０記載の磁気共鳴装置。
  12. 【請求項１２】 前記ＲＦパルスのうち少なくとも一つ
    が、スライス選択用の勾配磁場パルスと一緒に印加され
    ることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載
    の磁気共鳴装置。
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