JP3021006B2

JP3021006B2 - 磁気共鳴分光装置

Info

Publication number: JP3021006B2
Application number: JP2205949A
Authority: JP
Inventors: マキノングラーム
Original assignee: Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1989-08-05
Filing date: 1990-08-02
Publication date: 2000-03-15
Anticipated expiration: 2015-03-15
Also published as: US5111143A; EP0412602A3; EP0412602A2; JPH0390131A; DE59010626D1; EP0412602B1; DE3925972A1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は各シーケンスが少なくとも３つのRFパルスか
らなり、第１の２つのRFパルス間の距離はスカラ結合定
数の２倍の逆数値に等しく、パルス間又は後で、第３の
RFパルスの後に生じるスピン共鳴信号が専らダブル量子
コヒーレンスにより決められるよう振幅及び期間を有す
る勾配磁界が用いられる複数のシーケンスが均一安定磁
界の存在下で検出領域に作用する磁気共鳴分光方法に係
る。

この種の方法は、ディー、エム、フリーマン他、エス
エムアール抜粋（サンフランシスコ）、212（1988年）
及びエィ、バックス他、ケミカル．フィジックス．レタ
ーズ、69,567,（1980年）に説明されている。この公知
の方法によると、勾配磁界は最後のRFパルスの前又は後
でスイッチオン又はオフされる。最後のパルスの後、こ
の磁界に亘る時間積分はこのパルスの前の対応する積分
の２倍に正確に等しい。従って、ダブル量子コヒーレン
スだけがスピン共鳴信号に影響することが達成される。
シングル量子コヒーレンス、明らかに水結合陽子から生
じる信号は強く抑圧される。

フリーマン他による出版物では、この方法は脂肪又は
脂質の濃度に独立して乳酸塩の濃度を決めるのに用いら
れる。脂肪、及び乳酸塩に結合された陽子のラーモア周
波数は互いに非常に近い。これらの２つの成分の分離を
可能にする為、二次元周波数スペクトクは公知の方法で
発生される。このために、第２及び第３の高周波パルス
間のいわゆる追加時間は段階で変化し、従って得られた
スピン共鳴信号は、二次元周波数スペクトルを得る為、
二次元フーリエ変換され、ここで脂肪及び乳酸塩は適切
に互いに分離されうる。

二次元周波数スペクトルは、非常に長い全体測定期間
を要し、検査領域での動きに影響を受ける。従って、脂
肪濃度に独立して一次元周波数スペクトルでの乳酸塩濃
度を決めうるのに役立つ。これは、乳酸塩結合陽子の一
つの周波数成分が水結合陽子のラーモア周波数のすぐ近
辺に位置し、乳酸塩の他の周波数成分がタブル量子スペ
クトルにも存在する脂肪成分にすぐ隣接する事実で束縛
される。

従って、本発明の目的は周波数スペクトルでの乳酸塩
成分と実質的に一致する脂質成分が実質的に減少される
よう上記の種類の方法を提供することである。

この目的は、乳酸塩成分の領域で脂質成分を減少させ
るよう第２及び／又は第３のRFパルスはそれが、乳酸塩
成分に結合された成分用の90゜パルスとして、又、脂質
成分に結合された成分用の０゜パルス又は180゜パルス
として作用するよう周波数選択的である本発明により達
成される。

本発明は下記の考察を基にしている。上記の方法で用
いられるシーケンスでは、ダブル量子遷移は第２のRFパ
ルスにより励起されうる。かかるダブル量子遷移自体は
測定可能なスピン共鳴信号を生じないが、第３のRFパル
スは、測定可能な信号を供給する状態でこのダブル量子
遷移を生じる。第２及び／又は第３のRFパルスは、脂質
成分に結合された成分がこのパルスを「見」ないが、乳
酸塩成分に結合された成分がこのパルスを見るよう周波
数選択される場合、脂質成分に干渉するダブル量子状態
は励起されず、及び／又はそれらが、これらの３つのRF
パルスの結果として生じるスピ共鳴信号に測定可能に貢
献する状態にならない。従って、ダブル量子スペクトル
では、脂質から生じ又乳酸塩の低周波数成分として実質
的に整合する周波数成分は高い割合で抑圧され、これに
より乳酸塩濃度は脂肪内容により影響されないで、実質
的に決められうる。

望ましい例では、第３のRFパルスは、高周波数乳酸塩
成分用の90゜パルスとして、又、それに結合された乳酸
塩成分用の180゜パルスとして作用する。従って、ダブ
ル量子スペクトルでの脂質成分が抑圧されるばかりでな
く、同時に、スペクトルでの乳酸塩成分の振幅が増され
る。

人体の医学検査に対し、分光的にカバーされるべき体
積を選択することが重要である。本発明による別な例で
は、これは、体積選択用に、各サブシーケンスは、３つ
のRFパルスに続いて、180゜パルスとして作用し、各勾
配磁界により伴なわれる３つの別なRFパルスからなり、
３つの180゜パルス用に印加された勾配磁界の勾配は互
いに関して垂直に延在することで実現される。

別な方法は、体積選択用に、第２のパルスの前に続い
て発生される高周波パルスである第１のRFパルス、及び
180゜高周波パルスであり、第３のパルスに続く第４のR
Fパルスは、その勾配が互いに関して垂直に延在する勾
配磁界に伴なわれることを特徴とする。

医学診断の為、代謝産物、明らかに乳酸塩の空間分布
を決めることが増々大切になる。これは空間乳酸塩分布
の決定用に第３のRFパルスの後に、望ましくは180゜パ
ルスとして考えられ、勾配磁界により伴われる第４のRF
パルスが発生され、第３及び第４の高周波パルス間で、
それらの勾配が互いに関して、そして第４のRFパルス中
に印加された勾配に関して垂直に延在し、シーケンスの
繰り返し時に、第３及び第４の高周波パルス間に印加さ
れた２つの勾配磁界の少なくとも一つの勾配の時間積分
が変化する別な例で可能である。

この方法を実施する装置は、均一安定磁界を発生する
磁石とRF信号を発生し、スピン共鳴信号を受信するRFコ
イル系と、各々少なくとも３つのRFパルスからなり、第
２のRFパルス又は、その第３のRFパルスが、乳酸塩成分
用の90゜パルスとして、また脂肪成分用の０゜パルス又
は180゜パルスとして作用するよう周波数選択的である
シーケンスを発生するRF送信器と、第３のRFパルスの後
毎回発生するスピン共鳴信号を受信するRF受信器と、ス
ピン共鳴信号のスペクトルを決める手段とからなること
を特徴とする。

以下図面と共に本発明による実施例を詳細に説明す
る。

第１図に示す磁気共鳴検査装置は、十分の数Ｔから数
Ｔの大きさのオーダである均一安定磁界を発生する４個
のコイル１からなる装置を含む、この磁界は直交座標系
のＺ方向に延在する。コイル１はＺ軸に関して同心円的
に配置され、球面２上に設けられる。検査さるべき患者
20はこれらのコイル内に配置される。

Ｚ方向に延在し、この方法に直線的に変化する磁界Gz
を発生する為に、望ましくは同じ球面上に配置された４
つのコイル３が設けられる。更に、Ｚ方向に延在する勾
配磁界Gx（即ち、その強度が一方向に線形変化する磁
界）を発生する４個のコイル７が設けられ、その勾配は
Ｘ方向に延在する。Ｚ方向に延在しＹ方向に勾配を有す
る勾配磁界Gyはコイル７に等しいが、役者に関し空間的
に90゜ずれるよう配置された４個のコイル５により発生
される。これらの４個のコイルのうち２個だけが第１図
に示される。

勾配磁界Gz,Gy,Gxを発生する３個のコイル装置3,5及
び７の夫々は球面２に関し対称的に配置されるので、該
直交Ｘ−Ｙ−Ｚ座標系の座標を同時になす球の中心の磁
界強度はコイル系１の均一安定磁界によってのみ決定さ
れる。

更に、RFコイルは座標系の面Ｚ＝０に関し対称的に配
置され、そのコイルはＸ方向、すなわち均一安定磁界の
方向に垂直な方向に延在する本質的に均一なRF磁界を発
生するよう構成される。各RFパルス中、RFコイルはRF、
通常RF発生器よりの振幅変調された電流を受ける。各サ
ブシーケンスの３つのRFパルスに続き、RFコイル11は検
査領域内に発生したスピン共鳴信号を受けるのに役立
つ。しかし、その代わりに、別なRF受信コイルを用いて
もよい。

第２図は磁気共鳴検査装置の簡略ブロック系統図を示
す。RFコイル11は切換え装置12を介して、一方ではRF発
生器４に、他方ではRF受信器６に接続される。

RF発生器４は、制御装置15によりその周波数がディジ
タル的に制御され、コイル１により発生された磁界強度
で励起されるべき原子核のラーモア周波数の範囲内の周
波数の発振を発生するRF発振器40よりなる。公知の如
く、ラーモア周波数ｆは、式ｆ＝cBにより計算される。
ここで、Ｂは均一安定磁界の磁気誘導であり、Ｃは磁気
回転比であり、例えば陽子に対し42.56MHz/Tに達する。
発振器40の出力は混合段43の一の入力に接続される。混
合段43はその出力がディジタル記憶装置45に接続された
ディジタル・アナログ変換器44からの第２の入力信号を
受ける。制御装置15の制御により、エンベロープ信号を
表わす一連のディジタルデータワードは記憶装置から読
出される。混合段43は、エンベロープ信号で変調された
搬送波発振がその出力に現われるよう、それに印加され
た入力信号を処理する。混合段43の出力信号は、制御装
置15により制御されるスイッチ46を介して、その出力が
切換え装置12に接続されるRF電力増幅器47に印加され
る。後者の装置はまた制御装置15により制御される。

受信器６は、切換え装置に接続され、切換え装置が対
応する位置を占める場合、RFコイル11内に毎回誘起され
た蓄積エコー信号を受ける高周波増幅器60からなる。増
幅器60は、制御装置15により制御されるミュート入力か
らなり、それを介して利得が本質的に零になるように阻
止されうる。増幅器の出力は、２つの通倍混合段61及び
62の第１の入力に接続され、それぞれはその入力信号の
積に対応する出力信号を供給する混合段61及び62の第２
の入力は発振器40の周波数を有し、２つの入力の信号の
間に存在する90゜位相シフトを有する信号を受ける。こ
の位相シフトは90゜位相シフタ48により得られ、その出
力は混合段62の入力に接続され、その入力は、混合段61
の入力と、発振器40の出力に接続される。

混合段61及び62の出力信号は全ての高い周波数と共に
発振器40により印加された周波数を抑制し、低周波数成
分を導く低域フィルタ63及び64を介して、各アナログ・
ディジタル変換器65,66に印加される。後者は、直交復
調器を構成する回路61…64のアナログ信号を記憶装置14
に印加されるディジタルデータワードに変換する。アナ
ログディジタル変換器65及び65と記憶装置14は制御装置
15により制御リードを介して阻止され、イネーブルされ
うるクロックパルス発生器16からのそれらのクロックパ
ルスを受け、これにより、RFコイル11により供給され、
低周波は範囲に移された信号が、制御装置により決めら
れた測定間隔中のみ記憶装置14に記憶される。一連のデ
ィジタルデータワードに変換されうる。記憶装置14に記
憶されたデータワード又は、サンプリング値は演算装置
17に供給される。該装置は離散的フーリエ変換によりそ
れから核磁化のスペクトル分布を決め、決められた分布
を適当な表示ユニット、例えばモニター18に出力する。

勾配コイル系3,5,及び７は、その時間的変化が制御ユ
ニット15により制御されうる電流を電流発生器23,25及
び27から夫々受ける。

第３図は（ppmで）TMS（テトラメチルシラン）のラー
モア周波数に関する偏移を表わす周波数スケール上の乳
酸臨床検出用に重要な成分の位置を示す。従って、TMS
のラーモア周波数は零に位置するよう決められる。第３
図は、零点の上に、脂肪分子のCH₃基から生じる線L₂を
示す。この基は略1.4ppmで周波数線L₁を示すCH₂基に結
合される。このスカラ結合は、L₁及びL₂間の破線でシン
ボル的に表わされる。適切に励起される場合、線L₁に関
係する分子基はダブル量子遷移を示し、一方線L₂に対
し、かかる遷移は発生されない。従って、線L₂はダブル
量子スペクトルでは消失し、第３図に破線によってのみ
表わされる。

線L₁のすぐ近辺に乳酸塩のCH₃基から生ずる（略1.33p
pmで）線M₁が示される。このCH₃基はスカラ状で乳酸塩
分子のCH基に結合され、後者のラーモア周波数は4.1ppm
に位置する。両周波数はタブル量子スペクトルに現われ
る。水結合陽子の周波数線Ｗは略4.7ppmに位置する。こ
れらの陽子自体はダブル量子状態をとりえず、これは周
波数線Ｗが破線で示されるが、生物組織でのその強度が
他の全ての成分より数十倍大きい水成分は充分に抑圧さ
れえず、従ってこの線もダブル量子のスペクトルに現わ
れる。脂肪分子の分子基から生ずる別な線L₃及びL₄も示
される。

生物組織の水成分Ｗが更に非常に強い上記種類の方法
により、例えば1000の要因で抑圧された時でさえ、ダブ
ル量子スペクトルの隣接乳酸塩成分M₂はそれから分離さ
れえない。乳酸塩成分M₁は脂肪成分L₁に非常に近くに位
置するので検査領域が実質的脂肪内容、例えば筋肉組織
を有する時、別な測定は不可能である。従って、成分M₁
の測定からの乳酸塩内容の不明確な決定は、その周波数
が成分M₁の測定に非常に近い脂肪成分L₁が強く抑圧され
る場合のみ可能である。

この抑圧は、その時間的変化が第４図で示されるシー
ケンスにより実現される。第４図の第１の線はRFコイル
11により発生した磁気RFパルスの時間的位置を示す。第
２、第３及び第４の線は、勾配コイル7,5及び３により
発生される勾配磁界の時間的位置を示し、その勾配Gx,G
y,及びGzは夫々Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向に延在する。
第４の線はスピン共鳴信号の発生を示す。この信号が検
出される時、制御ユニット15は、RFコイル11により供給
され、低周波数範囲に移送されたスピン共鳴信号が記憶
装置14内に記憶されうる一連のディジタルデータワード
に変換され、その後それらはフーリエ変換されるよう、
クロックパルス発生器16をイネーブルする。

第１のRFパルスHF₁は、第３図に示す周波数成分を励
起する90゜パルスである。第２のRFパルスHF₂は少なく
とも4.1ppmに位置する乳酸塩成分M₂用の90゜パルスであ
り、又成分Ｗ及びL₃にも作用する。パルスHF₁からの時
間的なその距離は1/2Jになり、ここで、Ｊは乳酸塩又は
脂肪のスカラ結合定数であり、68msの時間的距離が得ら
れる。パルスHF₁及びHF₂間の途中に、再収束を行ない、
スピン共鳴信号の振幅を増す180゜RFパルスHF₀が位置す
る。RFパルスHF₀はHF₁と同じ位相位置を有する。しかし
それは、HF₁に関して90゜,180゜又は270゜だけ位相シフ
トされる。

第２の90゜RFパルスHF₂は、第１のRFパルスHF₁により
励起されたスピンの一部に対するダブル量子遷移を生じ
る。次の第３のRFパルスHF₃はそれらが測定可能なスピ
ン共鳴信号を発生しうる状態にこれらのダブル量子遷移
をもたらす。第２及び第３のRFパルス間及び第３のRFパ
ルスのすぐ後に、勾配磁界Gxが印加され、パルスHFの後
のこの勾配磁界に亘る時間積分の絶対値はパルスHF₂及
びパルスHF₃間のこの磁界に亘る時間積分の２倍に丁度
等しい。勾配磁界の符号は同じか反対である。この場
合、ダブル量子遷移での勾配磁界Gxの効果が補償され
る。全ての別な遷移、例えば、水のシングル量子遷移も
抑圧される。

乳酸塩成分M₁にすぐ隣接する脂肪成分L₁の抑圧の為、
互いに結合して用いられもする種々の可能性が存在す
る。

ａ）第２のRFパルスは周波数選択がされ、これにより
ダブル量子状態で乳酸塩成分M₁,M₂は生じるが、脂肪成
分L₁は生じない。これは4.1ppmの周波数（すなわちM₁に
結合された乳酸塩成分M₂の周波数）用の90゜RFパルスと
して作用し、1ppmの周波数、すなわちL₁に結合された脂
肪成分L₂の周波数を励起しない周波数選択RFパルスによ
り達成される。一般的に、かかる周波数パルスはL₂に隣
る成分L₁及びM₁用に所定の励起を発生する。しかしL₁の
励起は、L₂が励起されない限りダブル量子遷移は生じさ
せない。M₁の励起はタブル量子遷移の構成を支持する
が、その目的の為には必要でなく、それはM₂のみを励起
するに十分である。

ｂ）第３のRFパルスが第２のRFパルスに対し上記と同
様に周波数選択的である場合、脂肪成分L₁のかかるダブ
ル量子遷移は，それらがスピン共鳴信号を生じるか、又
はそれに貢献するかの状態にはしない。しかし下記の代
替を用いることがより魅力的である、第３のRFパルスM₂
は、成分M₂（4.1ppm）の周波数用の90゜パルスとして作
用するが、M₁（1.33ppm）の周波数用の180゜パルスとし
ては作用しないように考えられる。この場合には、核磁
化の第２の成分M₂はダブル量子状態からシングルコヒー
レンス状態にされ、ここで観測さるべきスピン共鳴信号
にも貢献する。従ってM₂での信号の振幅は倍増される。
M₁近辺の第３のRFパルスのフリップ角度は球に変りえな
いので、第３のRFパルスはその周波数がM₁のパルスに近
辺にある脂肪成分L₁及びL₂用の180゜パルスとして実質
的に作用する。脂肪成分L₂は従って90゜パルスを「見」
ないが、180゜パルスを見るので、ダブル量子コヒーレ
ンス状態は（観測可能な）量子コヒーレンス状態にはし
ない。

上記ａ）及びｂ）項で説明した可能性は個々に適用さ
れた、望ましくは２つの可能性が組合わされる。

ａ）項に応じた脂肪成分の抑圧用に必要とされた周波
数選択RFパルスHF₂は、第５図に示される。それは、い
わゆる二項RFパルスに係る。公知の如く、二項高周波パ
ルスは、（核磁化がかかるサブパルスにより停止状態か
ら回動される角度である）その関連したフリップ角度が
二項係数と同じ方法で互いに関連する一連のサブパルス
からなる。２つの順次のサブパルス間の時間的距離は、
その周波数が励起さるべき周波数及び抑圧さるべき周波
数間の差に対応する発振が、正確に180゜又は時間のこ
の期間中その奇数倍だけその位相を変えるよう選ばれ
る。このサブパルスの中心周波数は前述の周波数の一つ
と一致する。

従って、第５図は４つのサブパルスHF₂₁…HF₂₄からな
る1,−3,3,−1RFパルスとしてのRFパルスHF₂を示す。各
これらのRFパルスの中心周波数はL₂の脂肪成分のラーモ
ア周波数に対応し、すなわち略1ppmに位置する。第１の
サブパルスHF₂₁及び第３のサブパルスHF₂₃は第１の90゜
パルスHF₁と同じ位相位置を有する。第２及び第４のサ
ブパルスHF₂₂及びHF₂₄は夫々前者のサブパルスに関して
逆の位相位置を有する。毎回２つの連続RFパルス間の時
間的距離は（2df）^-1になる。ここで、dfはM₂及びL₂間
の差の周波数てあり、2Tの均一安定磁界の磁束密度に対
し略1.9msの距離はサブパルス間で得られる。第１及び
最後のサブパルスは毎回11.25゜のフリップ角度を有
し、RFパルスHF₂₂及びHF₂₃のフリップ角度は３倍大き
い。そのラーモア周波数が（例えばL₂用のような）サブ
パルスの中心周波数に対応する核スピンに対し、RFパル
スHF₂₁,HF₂₄,又はHF₂₂,HF₂₃の効果は互いに相殺する。
しかし、成分M₂に対し、パルスHF₂₁…HF₂₄の効果は、個
別のサブパルスに関連したクリップ角度がこの成分に対
し加算され、90゜RFパルスの効果が得られるよう合算さ
れる。従って、成分L₁に結合した成分L₂が励起されない
ので、第２のRFパルスは成分L₁用のダブル量子遷移を生
じないで、L₁はダブル量子スペクトルで抑圧される。

サブパルスHF₂₂及びHF₂₄もサブパルスHF₂₁及びHF₂₃又
はRFパルスHF₁と同じ位相位置を占める。その場合には
これらのサブパルスの中心周波数は成分M₂の周波数で一
致しなければならない。

第６図はｂ）項で述べた状態を満足するRFパルスHF₃
の例を示す。RFパルスHF₃は、その間が「ハード」であ
る２つの同一45゜サブパルスHF₃₁及びHF₃₃からなり、広
帯域90゜サブパルスHF₃₂は中央に位置する。２つのサブ
パルスHF₃₁及びHF₃₃の間の時間dtにおける距離に対し、
式dt＝n/（2df）は適用可能である。ここでｎは整数の
正の奇数であり、dfは成分M₁及びM₂のラーモア周波数間
の周波数差（2Tの安定磁界に対し略23JHz）である。サ
ブパルスHF₃₁及びHF₃₃の中心周波数が乳酸塩成分M₁のラ
ーモア周波数と一致する場合、全てのサブパルスHF₃₁…
HF₃₃はRFパルスHF₁及びHF₀と同じ位相位置を有さなけれ
ばならない。サブパルスHF₃₁及びHF₃₃の効果は互いに乳
酸塩成分M₂を補償し、後者が90゜パルスとしてこれらの
２つのサブパルスを受けるよう乳酸塩成分M₁用に合算さ
れる。加えて，サブパルスHF₃₂は第３図のこの成分及び
他の全ての成分に作用する。従って、RFパルスHF₃は成
分M₂用90゜パルス及び成分M₁用180゜パルスとして作用
し、ｂ）項で述べた如く、スピン共鳴信号のダブル量子
遷移M₁の強度は倍増される。

周波数成分M₂（4.1ppm）に関してサブパルスHF₃₁…HF
₃₃中心周波数を選ぶことも可能である。この場合には、
サブパルスHF₃₁の位相は90゜だけRFパルスHF₁の位相を
進めなければならず、HF₃₃の位相は90゜だけ遅れなけれ
ばならずHF₃₂の位相はHF₁のそれと同じでなければなら
ない。

M₂及びM₁間のH₃のフリップ角度の周波数依存性は予弦
的に90゜から180゜に変わる。従って、フリップ角度は
その周波数が比較的M₁に近い脂肪成分L₁及びL₂に対し略
180゜である。成分L₂は90゜パルスを「見」ないので、
脂肪成分L₁でのダブル量子遷移が無視出来る程度に小さ
いとしても、それらが観測されうるシングル量子状態に
なる。

第３のRFパルスHF₃によりダブル量子状態からシング
ル量子状態にもたらされた核スピン系は第3RFパルスHF₃
の後、時点（2n＋１）／（2J）（ここでｎは零より大き
いか等しい整数である）でその最大値になるスピン共鳴
信号を発生する。その時点で、第４図の第５の線に示し
たスピン共鳴信号のサンプリングが始まり、すなわち制
御ユニット15はアナログ信号がディジタル化され蓄積さ
れるようクロックパルス発生器16をイネーブルにし、そ
の後それらはフーリエ変換を受け、それからダブル量子
スペクトルが得られる。このスペクトルでは、水の線は
少なくとも係数1000より小さく、脂肪成分L₁の強度は略
500より低い係数である。サブシーケンスの実行中、RF
パルスHF₂及びHF₃間の時間の距離は、できるだけ小さく
なければならず、不所望のスペクトル成分を抑圧するよ
うに用いられた勾配磁界のその間をスイッチオン又はオ
フできるのには十分大きい。

臨床適用では、その制限された部分、例えば、人間の
器官又はその一部を除いて、検査領域全体を通して乳酸
塩内容を決めることは通常必要ではない。従って、分光
的に検査されるべき体積を選ぶことは必要である。この
ために選択用に必要なパルスが分光検査の前又はその間
に発生する励起方法が知られている。しかし、分光実験
はそれにより逆に影響する。

本発明によれば、選択は３つのスライス選択180゜RF
パルスHF₄,HF₅及びHF₆を用いて、第３のRFパルスの後に
起こり、その各々は第４図に示す如く３つの勾配磁界G
x,Gy,及びGzの一つを伴なう。従って、容積は、その寸
法がRFパルスHF₄…HF₆の帯域幅やこれらのパルス中勾配
磁界の強度に依存するよう選択される。選択用に必要と
される180゜パルスHF₄…HF₆からなるサブシーケンス
は、RFパルスHF₃の後及びスピン共鳴信号がその最大値
に達する前に作用する。このサブシーケンス及びパルス
HF₃間の時間の距離は少なくとも2dにならなければなら
ない。ここで、ｄはRFパルスHF₂及びHF₃間の距離であ
る。サブシーケンスは、第３のRFパルスの後、時点2dで
始まり、時点（2n＋１）／（2J）で終る間隔中心に位置
すべきである。選択された容積素子に関して、３つのス
ライス選択RFパルスHF₄…HF₆は、その時間的位置が、RF
パルス間の同じ距離に対し、第２の180゜RFパルス（H
F₅）のそれに対応し、スピン−スピン相互動作及び量子
コヒーレンスに影響せずに、容積素子の核磁化を再収束
するシングル180゜パルスとして作用する。

第７図は別な容積選択シーケンスを示す。第４図に示
すそれに本質的に対応し３つのRFパルスHF₄…HF₆の代わ
りに、勾配磁界（Gz）を伴なうシングルRFパルスHF₄′
だけが発生される；加えてRFパルスHF₁及びHF₀も勾配磁
界によりスライス選択的とされる。３つのRFパルスHF₁,
HF₀及びHF₄′を伴なう勾配磁界の勾配は互いに垂直に延
在する。

第８図は、乳酸塩映像、すなわち検査領域のスライス
の乳酸塩へ空間分布の決定を可能にする変更シーケンス
を示す。各シーケンスは、シーケンスが繰り返される時
間で同じ変化を示す４つのRFパルスHF₁,HF₀,HF₂及びHF₃
からなる。この変化は、第４図に示すものに対応する
が、代わりに２つのRFパルスHF₂又はHF₃の一つは周波数
選択ではない、これらのパルスの後に180゜パルスと考
えられる別なRFパルスHF₄′が続く。その時間的な位置
は例えば、第４図に示すシーケンスのRFパルスHF₅の位
置に対応する。HF₂及びHF₃間で勾配磁界Gzはスイッチオ
ン及びオフされ、HF₃の後で、同じ勾配磁界がスイッチ
オン及びオフされるシングル量子コヒーレンスが再び抑
圧され、HF₃の後のこの勾配磁界に亘る時間積分の絶対
値は、HF₂及びHF₃間のそれの２倍に等しい。

勾配磁界（Gx,Gy）がHF₃及びHF₄′間でスイッチオン
される位相エコーディング目的の為これらの勾配磁界の
各々に亘る時間積分は、シーケンスの繰り返し中、例え
ば毎回128ステップで変化され、これにより全体で128×
128繰り返し必要とされる。パルスHF₄′により再収束さ
れたスピン共鳴信号はディジタル化され、蓄積され、二
次元フーリエ変換を受け、それから乳酸塩分布の映像
は、勾配磁界と関連してRFパルスHF₄により決められた
スライスで得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するに適した磁気共鳴断層撮影装
置を示す図、第２図はかかる装置のブロック系統図、第３図は脂肪、水及び乳酸塩の関連したスペクトルを含
む周波数スペクトル図、第４図は第１の体積選択シーケンスの信号の時間的変化
を示す図、第５図は第２のRFパルスの時間的変化を示す図、第６図は第３のRFパルスの時間的変化を示す図、第７図は別な体積シーケンスの信号の時間的変化を示す
図、第８図は乳酸塩映像シーケンスを示す図である。 1,3,5,7,11……コイル、２……球面、４……RF発生器、
６……RF受信器、12……切換え装置、14,45……記憶装
置、15……制御装置、16……クロックパルス発生器、17
……演算装置、18……モニター、20……患者、23,25,27
……電流発生器、40……発振器、43,61,62……混合段、
44……ディジタル・アナログ変換器、46……スイッチ、
47……RF電力増幅器、48……90゜位相シフタ、60……増
幅器、67,64……低域フィルタ、65,66……アナログ・デ
ィジタル変換器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平１−156647（ＪＰ，Ａ) ＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｓｏｎａｎｃｅｉｎＭｅｄｉｃｉｎｅ，Ｖｏｌ. ３，Ｎｏ．２，ｐ．282〜288（1986) ＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｓｏｎａｎｃｅｉｎＭｅｄｉｃｉｎｅ，Ｖｏｌ. ８，Ｎｏ．３，ｐ．355〜361（1988) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61B 5/055

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】各シーケンスは少なくとも第１、第２及び
第３の３個のRFパルスを含み、複数のシーケンスが均一
の安定磁界の存在下で検査ゾーンに作用し、上記各シー
ケンスの最初の上記第１及び第２のRFパルスの間の距離
はスカラ結合定数の２倍の逆数に等しく、上記第１及び
第２のパルスの間又は後で、上記第３のRFパルスの後に
発生するスピン共鳴信号がダブル量子コヒーレンスだけ
により決められるように振幅及び間隔を有する勾配磁界
が印加される、磁気共鳴分光装置において、乳酸塩成分の領域で脂質成分を減少させるため、上記第
２及び／又は第３のRFパルスは、乳酸塩成分に結合され
た成分用の90゜パルスとして作用し、脂質成分に結合さ
れた成分用の０゜若しくは180゜パルスとして作用する
ように周波数選択的であることを特徴とする磁気共鳴分
光装置。
【請求項２】周波数選択的ではない上記第１のRFパルス
は90゜パルスであることを特徴とする請求項１記載の磁
気共鳴分光装置。
【請求項３】180゜パルスが上記第１のRFパルスと上記
第２のRFパルスの中間で発生されることを特徴とする請
求項１又は２記載の磁気共鳴分光装置。
【請求項４】上記第２のRFパルスは、4.1ppmで90゜パル
スとして作用し1ppmで有効ではない二項RFパルスである
ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項記
載の磁気共鳴分光装置。
【請求項５】上記第３のRFパルスは、高周波数乳酸塩成
分に対し90゜パルスとして作用し、高周波数乳酸塩成分
に結合された乳酸塩成分に対し180゜パルスとして作用
することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一
項記載の磁気共鳴分光装置。
【請求項６】上記第３のパルスは３個のサブパルスを含
み、その中の第２のサブパルスは広帯域90゜パルスであ
り、第１及び第３のサブパルスは、4.1ppmで有効ではな
く1.33ppmで90゜パルスとして作用する二項45゜パルス
であることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか
一項記載の磁気共鳴分光装置。
【請求項７】体積選択用として、上記第１のRFパルス
と、上記第１のパルスと上記第２のパルスの中間で発生
させられた上記180゜パルスと、上記第３のパルスの後
に続き好ましくは180゜パルスである第４のRFパルス
は、互いに直交して延在する勾配を有する勾配磁界を伴
うことを特徴とする請求項３乃至６のうちいずれか一項
記載の磁気共鳴分光装置。
【請求項８】空間乳酸塩分布を決定するため、上記第３
のRFパルスの後に、好ましくは180゜パルスであり、一
つの勾配磁界を伴う第４のRFパルスが発生され、上記第３のRFパルスと上記第４のRFパルスとの間で、互
いに直交し、かつ、上記第４のパルスの期間中に印加さ
れた上記勾配と直交する二つの勾配磁界が延在し、このシーケンスの繰り返しの際に、上記第３のRFパルス
と上記第４のRFパルスとの間で印加された二つの勾配磁
界の中の少なくとも一方の勾配の時間積分は変化するこ
とを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか一項記載
の磁気共鳴分光装置。
【請求項９】体積選択用として、上記各シーケンスは、
上記第１、第２及び第３のRFパルスに続いて、180゜パ
ルスとして作用する３個の別のRFパルスを有し、上記３
個の別の180゜パルスは夫々に勾配磁界を伴い、上記３
個の別の180゜パルスに印加された上記勾配磁界は互い
に直交して延在することを特徴とする請求項１乃至６の
うちいずれか一項記載の磁気共鳴分光装置。
【請求項１０】均一安定磁界を発生する磁石と、 RF信号を発生し、スピン共鳴信号を受信するRFコイル系
と、少なくとも第１、第２及び第３の３個のRFパルスを含む
シーケンスを発生するRF送信器と、上記第３のRFパルスの後に出現する上記スピン共鳴信号
を受信するRF受信器と、上記スピン共鳴信号のスペクトルを決める手段とを有
し、上記RF送信器が発生する各シーケンスに含まれる上記３
個のRFパルスの中で、２番目の上記第２のRFパルス又は
３番目の上記第３のRFパルスは、乳酸塩成分に対し90゜
パルスとして作用し、脂質成分に対し180゜パルスとし
て作用するように周波数選択的であることを特徴とする
請求項１乃至８のうちいずれか一項記載の磁気共鳴分光
装置。