JPH02501033A - 多角傾斜磁気共鳴像形成装置および方法 - Google Patents

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】 多角傾斜磁気共鳴像形成装置および方法皮血丘１ 本発明は、一般的には、磁気共鳴像形成（ｍａｇｎｅｔｉｃｒｅｓｏｎａｎｃｅ 　ｉｍａｇｉｎｇ）に関し、より詳細には、単一の走査（ｓｉｎｇｌｅ　５ｃａ ｎ）で、互いに異なった距離を有しかつ互−いに変位する像中心を有する、種々 の角度で配設される対象物の選択された面からＮＭＲ像データを得ることができ る方法および装置に関する。

１見呈且 従来の先行技術に係る磁気共鳴像形成装置および技術は、対象物を通る、３つの 直交する軸線の１つに対しである角度をなす面から像データを得ることができる ようにした傾斜像形成（ｏｂｌｉｑｕｅ　ｉｍａｇｉｎｇｌを行なうものである 。また、本技術分野の先行技術として、３つの直交する軸線の１つと直交し、互 いに均一に離隔し、かつ、像中心が全て整合されている、対象物を通る複数の平 行な面の像データを１回の走査で得ることができるマルチスライス像形成（ｍｕ ｌｔｉ−ｓｌｉｃｅ　ｉｍａ　−ｇｉｎｇｌがある。

更に、現在実施されている磁気共鳴像形成装置として、１９８４年１１月に開催 されたザ・ラジオロジカル・ソサイエティ・オプ・ノース・アメリカ（ｔｈｅ　 Ｒａｄｉｏｌｏ　−ｇｉｃａｌ　５ｏｃｉｅｔｙ　ｏｆ　Ｎｏｒｔｈ　Ａｍｅｒ ｉｃａｌの会議での技術公開において］オナー・コーポレーション（ＦＯＮＡＲ Ｃａｒ　−ｐｏｒａｔｉｏｎｌが開示した、上記方法を傾斜マルチスライス技術 の中に組込んだものがある。第１図に関して説明すると、傾斜マルチスライス技 術により１回の走査で、３つの主要直交軸線の１つである軸線Ｙに対して角度Ｐ をなして画定された、図面を延びる参照番号１乃至７で示す面内に、対象物１１ の像を得ることができル、シかしながら、所定の走査における面１乃至７は平行 であり、かつ、一定の距離りを介して画定される。更に、面１に対応する像の中 心を位置決めすることにより、面２乃至７のそれぞれに対応する像の中心が定め られる。即ち、面１に対応する像の中心が対象物１１の点１２にあるように選定 されると、面２乃至７の像の中心は必然的に、それぞれ点１３乃至１８となる。

このように、面１に対応する像の中心を点１２に選定すると、その他の面２乃至 ７に対応する像の中心が定められる。

従って、先行技術においては、直交する軸線の１つに対して第１の角度をなして 配設された第１の面から像を得るとともに、第２の角度をなして配設された第２ の面から像を得るためには、２回の走査が必要となる。即ち、第１の角度で配設 された第１の面に対する完全な走査を先づ行なわなければならず、次に第２の角 度で配設された第２の面に対する第２の完全な走査を行なわなければならないこ とになる。また、面と面との間の距離を変えることが所望される場合には、面間 の所望の距離ごとに、再度、数回の走査を行なうことが必要となる。更に、２つ 以上の面に対応する像の中心を、先行技術におけるように整合させることが所望 されない場合には、特定の面の像の中心を定めるために別の走査を行なうことが 必要となる１例えば、面６に対応する像の中心を対象物１１の点１９に定める場 合には、第１の走査では面６に対応する像の中心が面１７と一致されるので、２ 回目の走査が必要となる。

従って、互いに平行とはなっていない複数の面、または相互間の距離が異なる複 数の面、あるいは像の中心が整合していない複数の面から像を得るには、走査を 追加することが必要となるとともに、重要でない情報を得るために時間が費やさ れることになる。

かくして、角度および距離が異なるとともに、像中心が互いに変位している複数 の面から共鳴像を単一の走査で得ることができる装置と方法とが待望されている 。

尺１ｊ月ｌ示 本発明は、核磁気共鳴技術を使用して、対象物の、異なって配向された複数の面 のＮＭＲ像データを単一の走査によって得るための方法および装置に関する。

本発明に係る方法は、均質な静磁界［５ｔａｔｉｃ　ｈｏｍｏｇｅ　−ｎｅｏｕ ｓ　ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｆｉｅｌｄｌに対象物を配置し、ＮＭＲ像データを得よ うとする対象物の第１および第２の面を定める工程を備える。第１の選択された 面は、対象物の第１の位置にあり、所定の方向に対して第１の配向位置（ｏｒｉ ｅｎｔａｔｉｏｎｌ　を有しており、第２の選択された面は対象物の第２の位置 にあり、所定の位置に対して第２の配向位置を有している。第１および第２の配 向位置は、互いに異なっている。

一対象物は、ＮＭＲ励起および磁界勾配パルスからなる第１の繰返しシーケンス の複数の繰返しに曝される。第１の繰返しシーケンスの各繰返しは、励起パルス を印加する工程と、励起パルスによって生ずるＮＭＲ信号を読取る工程とを有し ている。第１の繰返しシーケンスの励起パルスは、第１の選択された面と直交し て延びる傾斜方向を有する第１の所定のスライスセレクタ磁界勾配（ｓｌｉｃｅ 　５ｅｌｅｃｔｏｒ　ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｆｉｅｌｄｇｒａｄｉｅｎｔ）の存在 の下で第１の所定の周波数（ｆｒｅｑｕ　−ｅｎｃｙ）で印加される。第１の所 定の周波数は、該第１の所定の周波数での励起パルスの印加が第１の選択された 面の選択された核を励起する作用だけを行なうように選択される。第１の繰返し シーケンスの複数の繰返しは、空間情報（ｓｐａｔｉａｌ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉ ｏｎ）を第１の選択された面のＮＭＲ像データを表わすＮＭＲ信号の第１の集ま り（ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）にエンコードするようにして行なわれる。

対象物は、ＮＭＲ励起および磁界勾配パルスからなる第２の繰返しシーケンスの 複数の繰返しを受ける。

第２の繰返しシーケンスの各繰返しは、励起パルスを印加する工程と、励起パル スによって生ずるＮＭＲ信号を読取る工程とを有している。第２の繰返しシーケ ンスの励起パルスは、第２の選択された面と直交して延びる傾斜方向を有する第 ２の所定のスライスセレクタ磁界勾配の存在の下で第２の所定の周波数で印加さ れる。第２の所定の周波数は、該第２の所定の周波数での励起パルスの印加が第 ２の選択された面の選択された核を励起する作用だけを行なうように選択される 。第２の所定のスライスセレクタ磁界勾配と第２の所定の周波数は、第１の所定 のスライスセレクタ磁界勾配および第１の所定の周波数とはそれぞれ異なる。

第２の繰返しシーケンスの複数の繰返しは、空間情報を第２の選択された面のＮ ＭＲ像データを表わすＮＭＲ信号の第２の集まりにエンコードするようにして行 なわれる。

第１と第２の複数の繰返しシーケンスはそれぞれ、対象物の単一の走査において 行なわれるとともに、単一の走査の略全体を通じて継続される。第１および第２ の繰返しシーケンスのそれぞれを繰返す繰返し時間間隔は、実質上同じである。

第２の繰返しシーケンスの各繰返しにおける励起パルスを印加する工程と、ＮＭ Ｒ信号を読取る工程は、繰返し時間間隔において、第１の繰返しシーケンスに関 する励起パルスを印加する工程とＮＭＲ信号を読取る工程とは異なる時間に行な われる。

本発明はまた、核磁気共鳴技術を利用して、２つの異なる選択された面に沿って 対象物の検査を行なう方向に関する。この方法では、対象物をＮＭＲ像形成装置 内に配置する。この装置は、磁界を発生する手段と、選択された核を励起してＮ ＭＲ信号を発生するとともにＮＭＲ信号を読取ってＮＭＲ像形成装置に配置され た対象物の選択された領域からＮＭＲ信号の集まりを得る手段と、傾斜磁界を印 加する手段を備えている。装置はまた、ＮＭＲ信号の集まりからＮＭＲ像形成デ ータを得る手段と、ＮＭＲ像形成データから像をつくるための手段とを備えてい る６本発明のこの方法はまた、ＮＭＲ像形成装置を操作して、対象物の検査の部 分に関するＮＭＲ観察像（ｓｃｏｕｔ　ｉｍａｇｅ）を得る工程を有している。

対象物はＮＭＲ像形成装置の中に入れたまま、観察像は、ＮＭＲ像データを得よ うとする対象物の第１の面と第２の面とを選択するのに使用される。第１および 第２の面はそれぞれ、観察面を横切っており、第１の面は観察面に対して第１の 配向位置を有し、第２の面は観察面に対して第２の配向位置を有している。第１ の配向位置は、第２の配向位置とは異なる。

対象物の第１の選択された面からＮＭＲ像形成データを得るために、複数のＮＭ Ｒサンプリング操作が行なわれる。第１の面に対してサンプリング操作を行なう 工程は、単一の走査において第１の時間に開始され、かつ、単一の走査の略全体 を通じてｍ続されて、対象物の第１の選択された面のＮＭＲ像形成データを得る 。

第１の選択された面とは異なる対象物の第２の選択された面からＮＭＲ像形成デ ータを得るために、複数のＮＭＲサンプリング操作が行なわれる。第２の選択さ れた面に対してサンプリング操作を行なう工程は、単一の操作において、第１の 時間よりも遅いが第１の選択された面に対するサンプリング操作を行なう工程の 終了前の第２の時間に開始される。第２の選択された面に対してＮＭＲサンプリ ング操作を行なう工程は、単一の走査の略全体を通じて継続されて、対象物の第 ２の選択された面のＮＭＲ像形成データを得る。

複数のＮＭＲサンプリング操作のぞれぞれは、ＮＭＲ励起操作とＮＭＲ読取り操 作とを含む０選択された各面に対するＮＭＲ励起操作は、選択された各面の選択 された核を励起するように行なわれ、選択された各面に対するＮＭＲ読取り操作 は、空間情報を得られたＮＭＲ像形成データにエンコードするように行なわれる 。ＮＭＲ励起操作およびＮＭＲ読取り操作のそれぞれは、単一の走査において、 他の各励起および読取り操作とは異なる時間に行なわれる。

対象物の、異なる角度で配設された複数の選択された面に関するＮＭＲ像データ を単一の走査において得るための本発明の装置は、−前傾斜波形（ｇｅｎｅｒａ ｌｇｒａｄｉｅｎｔ　ｗａｖｅｆｏｒｍ）発生器と、選択された面をそれぞれ表 わす信号を出力するスライスポインタ（ｓｌｉｃｅｐｏｉｎｔｅｒ）とを備えて いる。レベルポインタ（ｌｅｖｅｌｐｏｉｎｔｅｒ）が、繰返しシーケンスの繰 返しをそれぞれ表わす信号を出力する。波形発生器と、スライスおよびレベルポ インタとに結合されたＲＡＭが、選択された面の異なる角度に対応した乗数およ びオフセットパラメータ（ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ　ａｎｄ　ｏｆｆｓｅｔ　ｐａ ｒａｍｅｔｅｒｓｌを記憶する。波形発生器とＲＡＭとに結合された演算装置が 、−前傾斜波形を、スライスセレクタ勾配と読取り勾配とを選択された面に対応 する角度だけ回転させる波形に変換する。

本発明によれば、ＮＭＲ像データを単一の走査で種々の角度の面から得ることが できる。従って、先行技術とは異なり、複数のスライスに対する全体走査を固定 した角度ごとに行ない、その後にスライスを別の所望の角度に変えて、別の走査 を行なうということは必要でなくなる。所定の走査におけるスライスは、そのと きの必要性に従って、角度をあるスライスから次のスライスへ変えることができ る。更に、単一の走査において、スライス間の距離は、先行技術とは異なり、変 えることができ、スライスに対応する像の中心は、あるスライスから次のスライ スへ変えることができる。

゛の簡　な舌日 第１図は先行技術の傾斜マルチ技術を説明する概略線図である。

第２図は、従来のＮＭＲ像形成技術に従って適用される種々の波形を伴う繰返し シーケンスの概略線図である。

第３図は、本発明の好ましい実施例において利用される一般的な傾斜波形を示す 概略線図である。

第４図は、本発明に係る角度ｒａＪだけ回転された直交スライスセレクタおよび 読取り勾配を示す線図である。

第５図は、本発明の好ましい実施例とともに利用される表示システムおよびカー ソルを示す概略線図である。

第６図は、ＮＭＲ磁石における基準点から延びる直交磁界勾配と、第５図のＣＲ Ｔスクリーンに表示される像に対応する面とを示す線図である。

第７図は、本発明に係る装置のブロック図である。

第８図は、回転されたスライスセレクタ勾配の方向と直交し、対象物の選択され た部分を通る面に沿って磁界強度を定める態様を示す線図である。

第９図は、マルチスライスＮＭＲ像形成技術の１回の繰返し時間間隔における１ ５のスライスに関する操作のタイミングを示す概略図である。

第１０図は、本発明の好ましい実施例を医学的に適用した例を示す概略線図であ る。

図面を通じて、同じ参照場号は、同じ素子を示している。

日な　るだめの　の汗ン態 本発明は、対象物の複数の平行ではない所定の面から、単一の走査によって、Ｎ ＭＲ像データを得るための方法および装置に関する。

第２図について説明すると、対象物の像を形成するために、現在実施されている ＮＭＲ像形成装置は、一般に、像を形成しようとする対象物の特定のスライス即 ち面を選択し、かつ、対象物から得られる信号における空間情報をエンコードす るのに、磁界勾配（ｍａｇｎｅｔｉｃ　ｆｉｅｌｄ　ｇｒａｄｉｅｎｔｌ　を利 用している６例えば、従来の技術の一つに、対象物が、第１の方向に沿って延び る連続した均質静磁界［５ｔａｔｉｃ　ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓｆｉｅｌｄｌと 、該静磁界と方向は同じであるが強度が勾配の方向に沿って変わる磁界素子をそ れぞれが発生する直交する磁界勾配のシーケンスのセットとを受けるようにした ものがある。この公知の技術によれば、選択された面における各スピンは、磁界 勾配の１つの存在の下で所定のＲＦパルスによって励起されるようになっており 、所定のＲＦパルスの周波数は、静磁界に印加される磁界勾配によって定められ るように、対象物の所定の面だけのラーマ−（Ｌａｒｍｏｕｒ１周波数に対応す る。印加される磁界勾配は、従来から、スライスセレクタ勾配（ｓｌｉｃｅ　５ ｅｌｅｃｔｏｒ　ｇｒａｄｉｅｎｔ）と呼ばれている０選択された面は、かくし て、スライスセレクタ磁界勾配の傾斜方向と直交する方向へ延びることになる。

この勾配は、ＳＳ　（ｔ）として表わされる波形を、３つの直交する軸の１つに 沿って配設されたコイルに印加することにより得られる。励起を受けた選択され たスピンは、次に、読取りおよび位相コード化（ｐｈａｓｅ−ｅｎｃｏｄｉｎｇ ）磁界勾配と呼ぶことができるその他の磁界勾配に、位相コード化勾配の振幅が 各繰返しごとに変化しかつ読取り勾配が発生するＮＭＲ信号の読取りの際に印加 される複数の繰返しを利用して、曝される。読取り磁界勾配は、３つの直交する 軸の２番目の軸に沿って配設されたコイルに印加される、ＲＯ（１）で示される 波形によって生ずる１位相コード磁界勾配は、ＰＥ　（ｔ）で示される波形を、 ３つの直交する軸の３番目の軸に沿って配設されたコイルに印加することにより 得られる。受けられたＮＭＲ信号は、次に、従来の２次元フーリエ変換技術を利 用して変換される。読取り磁界および位相コード化磁界勾配は、選択された面に おけるＮＭＲ信号の２次元像が形成されるように、ＮＭＲ信号の集まりの中に空 間情報をエンコードするように機能する。明らかなように、走査シーケンスの際 には、種々の磁気勾配は、所望の間隔で繰返し切換えられる。このような２次元 フーリエ変換像形成技術及びかかる技術のパルスシーケンスは、東京に所在する イガクショインリミテッド（Ｉｇａｋｕ−Ｓｈ。

ｉｎ、　Ｌｔｄ、）から１９８１年に発行されたニュークリア・マグネチック・ レゾナンス・イメージング・イン・メゾ　シンＮｕｃｌｅａｒ　Ｍａ　ｎｅｔｉ ｃ　Ｒｅ５ｏｎａｎｃｅ　Ｉｍａ　１ｎｉｎ　Ｍｅｄｉｃｉｎｅと題する書籍に 記載されており、スピンワーブ像形成（ｓｐｉｎ−ｗａｒｐ　ｉｍａｚｉｎｇ） としても知られている。

更にまた、今日の数多くのＮＭＲ像形成に関する機構（ｓｃｈｅｍｅ）は、自由 誘導減衰（ｆｒｅｅ　１ｎｄｕｃｔｉｏｎ　ｄｅｃａｙｌＴＦＤＩ）信号ではな く、スピンエコーＮＭＲ信号の収集によるものである。ＦＩＤ−ＮＭＲ信号は、 ９０度ＲＦ励起パルスを印加し、次に、得られた信号を読取ることにより得るこ とができる６本発明は、スピンエコーＮＭＲ信号または自由誘導減衰信号を使用 したＮＭＲ像形成技術とともに利用することができる。

第２図について説明すると、スピンエコー信号を利用する場合には、９０度ＲＦ 励起パルスの次に、１８０度再位相（ｒｅｐｈａｓｉｎｇ）　ＲＦパルスを９０ 度パルスの後に所定の時間間隔で印加する。これにより、１８０度ＲＦパルスの 印加後に、対応する時間間隔でスピンエコーが得られる。ＮＭＲ用語で、９０度 励起パルス後に得られるスピンエコーＮＭＲ信号の時間は、ＴＥ（エコーの時間 ）として表わされる。かくして、１８０度ＲＦパルスは、９０度ＲＦパルス後に ２で除されるＴＥの時間間隔で印加される。

マルチスライス像形成に関する技術は、単一の走査の際に、対象物の多数の平行 な面の核を励起し、そこからＮＭＲ信号を読取ることにより、該面からＮＭＲ像 を得るために開発されたものである。即ち、マルチスライス像形成においては、 像形成ボリュームのスライス即ち面は、１つの特定の面即ちスライスの連続する 励起における励起と励起との間で整数回のスライス励起をパックする（ｐａｃｋ ）することにより、繰返しと繰返しとの間の間隔の異なる部分で互いに励起され る。

例えば、選択ＲＦ傷信号磁界勾配の存在下で印加されると、対象物の限定された 領域だけが、共鳴条件の充足により励起される２、従って、異なる周波数が対象 物の異なる部分を励起する。特定のスライスに関する繰返しシーケンスは、励起 を行なってから新しい信号を読取り、次に、回復間隔（ｒｅｃｏｖｅｒｙ　１ｎ ｔｅｒｖａｌ）を置いてから、次の繰返しにおいて励起パルスを印加するもので あるから、異なる領域または面の核は１つの特定の面に関する回復間隔の際に励 起され、かくして、他の面において選択的に励起し、ＮＭＲ信号を読取るのに、 回復時間間隔を効率的に利用することができる。

一般には、ＮＭＲ像を得ることができる面の数は、単一の面における連続する励 起パルス間の回復時間間隔と、勾配の切換時間を加えた、１つの面におけるＮＭ Ｒ信号の励起および読取りに必要なシーケンス間隔とに依存する０例えば、スピ ンエコー像形成シーケンスに関しては、スライス間隔は９０度励起ＲＦパルスを 印加し、１８０度再位相ＲＦパルスを印加し、これにより得られるエコーを観察 し、更に適当な勾配を上げ下げするのに必要な時間に対応する。このシーケンス 時間後の繰返しシーケンスの部分の間に、別の選択された面を、異なる周波数を 利用して連続した態様でシーケンスすることができる。

ＮＭＲ像に関して励起パルスを再印加する前の回復時間は、一般に、（適当な勾 配を切換えるのに必要な時間とともに）励起パルス、再位相パルスを印加し、か つ、信号を読取るのに必要な時間と比較して長いので、ＮＭＲ信号を発生させ、 かつ、これを全繰返し時間間隔内で多数の面に関して読取ることができることが わかる０例えば、９０度ＲＦパルスを印加し、１８０度再位相ＲＦパルスを印加 し、スピンエコー信号を読取るのに必要なシーケンス時間間隔および適当な勾配 を上げ下げするのに必要とされる時間をＴＳが表わすようにするのが好都合であ る。従って、像形成データを得ることができるスライス即ち面の数は、シーケン ス時間間隔ＴＳによって繰返し時間Ｔ　ｒａｐを除することにより得られる最大 の整数に等しくなる。

第９図について説明すると、第９図は、１５０面のそれぞれにおいて選択された 核を励起し、かつ、第２図に関して上記した繰返しシーケンスを利用して１つの 繰返し間隔に関するマルチスライス技術において対応する面から像形成データを 集めるための機構を示す概略線図である。第９図において、（水平軸に沿った） 全繰返し間隔Ｔ　ｒａｐは、１５の等しい時間スライス間隔ＴＳに分割されてい る。垂直軸は、像形成データを集めようとするスライス即ち面の数を示し、１５ の異なる面を示すために１乃至１５の数字が付されている。かくして、対象物の １５の異なる面即ちスライスの像形成データが、各繰返しの際に得られる。また 、面の数はＲＦパルスの異なる周波数の数に対応するので、第９図の垂直軸はま た、周波数ｆ＋乃至ｆｌｌ＋によって示されている。「Ｐ」は、第２図に示す間 隔１乃至４に対応して、（適宜の勾配コイルを切換える操作とともに）選択され た核を励起しかつ発生したＮＭＲ信号を読取る操作を示すのに利用される。

マルチスライス像形成シーケンスに関しては、全繰返し間隔Ｔ１０．内で各スラ イス即ち面に関するＰ操作が、１５のシーケンス時間間隔ＴＳの対応する１つの 間隔において行なわれ、２つのＰ操作は同じ間隔ＴＳにおいては行なわれない。

かくして、従来のマルチスライス像形成においては、繰返しシーケンスの第１の シーケンス間隔ＴＳにおいて、９０度ＲＦ励起パルスと１８０度再位相パルスが 第１の周波数ｆ、においで印加され、得られたスピンエコー信号が次に読取られ る。このＮＭＲ信号は、第１の面におけろ核のＮＭＲ信号を示すことになる。そ の後、第１の面における励起された核の回復間隔において、９０度ＲＦ励起パル ス、１８０度再位相パルスおよびスピンエコーＮＭＲ信号の読取りの別のシーケ ンスが、勾配の適当な切換えとともに、第２のシーケンス間隔ＴＳにおいて行な われる。この後者の信号は、第２の面における核からのＮＭＲ信号を表わす、そ の後、最初の２つの面の励起された核がそれぞれの回復間隔においてリラックス （ｒｅｌａｘ）　しているときに、ＮＭＲ偲号の励起、再位相および読取りの次 のシーケンスが、次のシーケンス間隔ＴＳにおいてその他の面に対して行なわれ れる。

従って、マルチスライスＮＭＲ像形成法においては、異なる周波数におけるパル スの連続したセットと信号の読取りとを、１つの繰返し時間間隔Ｔ　ｒａｐにお いて行なうことができる。特に、像形成が行なわれている対象物の種々のスライ ス即ち面が連続的にかつ適宜のシーケンス間隔で励起され、１つのスライスの全 繰返し速度は、同じスライスの連続する励起における励起と励起との間の整数回 のスライス間隔をパックするのに利用される。ＲＦ励起および再位相パルスのそ れぞれは、対象物の異なったスライス即ち面を励起するように異なる周波数で印 加される。１つの周波数が、繰返し時間間隔Ｔ　ｒａｐにおいて各面に関して１ 度繰返すだけである。

スライスセレクタ磁界勾配が、便宜的にＺ軸として示すことができる、３つの直 交する軸線のうちの１つに沿って定められている。また、読取りおよび位相コー ド化磁界勾配は、Ｙ軸およびＸ軸としてそれぞれ便宜的に定めることができる。

第３図について説明すると、スライスセレクタ勾配波形と読取り勾配波形とを生 ずる全体波形１０が示されている。波形１０は、−〇、５の初期値から０．５の 最大値まで上昇し、その後−１，５の最小値まで下がり、更に０．５の最大値ま で再び上昇し、最後に−０，５まで再び下がる。理想的なスライスセレクタ勾配 波形が第２図に示されているが、波形１０が上方へ０．５だけ変位したものに過 ぎない、即ち、任意の時間におけるスライスセレクタ勾配波形の振幅は、単に、 波形１０の振幅に０．５を加えたものに過ぎない、従って、理想的なスライスセ レクタ勾配波形は、振幅が１の２つの平坦なピークを有し、ピーク間には−１ま で下がった谷があり、時間の残りの部分はＯである。また、読取り勾配波形は、 波形１０の負の部分を取り、これに０．５を加えることにより、波形１０から得 られる。即ち、任意の特定の時間における理想的な読取り勾配波形の振幅は、単 に、その時間における、０．５が加えられた波形ｌＯの値の負数である。これに より、初期値が１で、０まで下がり、２へ上昇し、０まで再び下がり、最後に１ まで再度上がる理想的な読取り勾配波形が得られる１位相コード化磁界勾配波形 は、独特のものであり、一般的な波形１０からは得ることができない。

理想的なスライスセレクタ勾配波形をＳＳ　（ｔ）で示し、理想的な読取り勾配 波形なＲＯ（ｔ）で示し、−前渡形１ｏをＧ　（ｔ）　”Ｃ’示スト、ｓｓｍ　 ＝　ａ（ｔ）　＋　０．５およびＲＯ（ｔ）・−Ｇ（ｔｌ　＋　０．５となる。

しかしながら、実際には、利用しているＮＭＲ装置の特性により、必要とされる 間隔においてほとんど０であるスライスセレクタおよび読取り波形を一般波形１ ０から得るためには、０．５きっかりのオフセット（ｏｆｆｓｅｔ）とは別の数 値のオフセットが必要となるかもしれない、かくして、より一般的には、ＳＳ　 （ｔｌ　・Ｇ（ｔ）　＋　ＡおよびＲＯ（ｔ）＝　−Ｇ（ｔ）　＋　Ａとなり、 Ａは、波形が適用される装置に対して定められるオフセット項（ｔｅｒｍ）であ る。

第４図について説明すると、Ｙ軸とＺ軸の双方が角度ｒａＪだけ回転されている ０回転されたＺ軸がＺ。

で示され、回転されたＹ軸がＹ、で示されている１種々の軸をベクトルと考える と、次の式が得られる。

Ｚ＋　＝Ｃ０Ｓ（ａ）Ｚ　＋　５ＩＮ（ａｌＹおよびＹ＋　＝−ＳＩＮ（ａ）Ｚ 　＋　Ｃ０５（ａ）Ｙかくして、ベクトルとして考えられる回転された各軸は、 ベクトルとして考えられるＹ軸およびＺ軸の線形組合わせ（ｌｉｎｅａｒ　ｃｏ ｍｂｉｎａｔｉｏｎ）として説明することができる。各磁界勾配は、勾配の方向 を向くベクトルとして考えることができる。Ｚ方向のスライスセレクタ勾配をＺ ■で示し、Ｙ方向のスライスセレクタ勾配なＹ□で示し、かつ、Ｚ、方向のスラ イスセレクタ勾配をＺ　＋ｓｓで示すと、上記式に従えば、Ｚ、■は、ＣＯＣ０ ５（ａ）２　＋　５ＩＮ（ａ）Ｙｓｓと等しくなる。また、Ｚ方向の読取り勾配 をＺｌｌ。で示し、Ｙ方向の読取り勾配なＹＦＩＯで示し、かつ、Ｙ、方向の読 取り勾配をＹｌｌｌｏで示すと、上記式によれば、Ｙ＋＊ｏは、−５ＩＮ　（ａ ｌ　Ｚ＊ｏ　”Ｃ０３（ａ）Ｙ＋ｔＯと等しいものとなる。即ち、Ｚ１方向のス ライスセレクタ勾配は、Ｚ方向とＹ方向のスライスセレクタ勾配の線形組合わせ から得ることができる。同様に、Ｙ、方向の読取り勾配は、Ｚ方向とＹ方向の読 取り勾配の線形組合わせから得ることができる。

従来のＮＭＲ像形成装置は、Ｘ、ＹおよびＺ方向へそれぞれ磁界勾配を発生する ためのＸ、ＹおよびＺコイルを備えている。２方向にスライスセレクタ勾配を発 生させるために、スライスセレクタ波形ＳＳ　（ｔ）がＺコイルに印加される。

また、Ｙ方向へスライスセレクタ勾配を発生させるために、スライスセレクタ波 形ＳＳ　（ｔ）がＹコイルに印加される。Ｚ方向の読取り勾配は、読取り波形Ｒ Ｏ（ｔ）をＺコイルに印加することにより形成され、Ｙ方向の読取り勾配は、読 取り波形ＲＯ（ｔ）をＹコイルに印加することにより得られる。かくして、Ｚ１ 方向のスライスセレクタ勾配とＹ、方向の読取り勾配を発生させるためには、波 形Ｃ０３（ａ）ＳＳ（ｔ）　−５ＩＮ（ａｌＲＯｆｔ）がＺコイルに印加され、 波形５ＩＮ（ａ）ＳＳ（１＋　Ｃ０５（ａ）ＲＯ（ｔｌがＹコイルに印加される １項ｓｓ　（ｔ）とＲＯ（ｔ）をそれぞれ項Ｇ　（ｔ）とＡで置換えると、Ｚコ イルに印加される波形は、Ｇ（ｔ）［Ｃ０３（ａ）　＋　５ＩＮ（ａ）］　＋　 Ａ［Ｃ０５（ａ）　−５ＩＮ（ａ）］となり、Ｙコイルに印加される波形は、Ｇ （ｔ）［５ＩＮ（ａ）　−Ｃ０５（ａ）　＋　Ａ［５ＩＮ（ａ）　＋　Ｃ０５（ ａ）］となる。

実際には、スライスセレクタ波形ＳＳ　（ｔ）には、Ｃａｓで示される定数が乗 され、得られる波形から、１インチあたりＧガウスで示される所定のスライスセ レクタ勾配が得られる。また、実際には、読取り波形には定数Ｃｒｏが乗されて 、読取り勾配は、１インチあたりＧガウスであるのが好ましい所定の値を処理す る。

従って、所定の値を有するＺ、方向のスライスセレクタ勾配とＹ、方向の読取り 勾配を得るために、Ｚコイルに印加される上記波形には定数が乗され、Ｙコイル に印加される上記波形には定数が乗される。１インチあたりＧガウスの、Ｚ＋お よびＹ１両方向の勾配に関しては、Ｚコイルに印加される波形には０．８が乗さ れ、Ｙコイルに印加される波形にはＣｒｅが乗される。

かくして、好ましい実施例においては、Ｚコイルに印加される波形は、 ［Ｇ（ｔ）［Ｃ０３（ａ）　＋　５ＩＮ（ａｌｌ　＋　ＡＩ（ＣＯＳｆａ）　− ５ＩＮ（ａ）］］Ｃ−−となり、Ｙコイルに印加される波形は、［Ｇ［ｔｌ［５ ＩＮ（ａ）　−Ｃ０５（ａ）］　＋　Ａ［５ＩＮ（ａ）　＋　Ｃ０５（ａｌｌｌ Ｃｒ０となる。

第５図には、本発明の好ましい実施例に関して使用される表示システム７０が示 されている。第６図には、ＹＺ面と平行をなし、かつ、特定のＸ座標（ｃｏｏｒ −ｄｉｎａｔｅｌであるｘｏを有する面９２において取られる、ＮＭＲスキャナ の対象物からの像データが、システム７０に表示されている０面９２の像データ は、Ｙ軸に沿ってスライスセレクタ勾配を先づ印加することにより得られる１次 に、スライスセレクタ、読出しおよび位相コード化勾配が、それぞれ、Ｚ、Ｙお よびＸ方向となる０表示システム７０の中心９０は、ＮＭＲ磁石（ＮＭＲｍａｇ ｎｅｔ）の中心９１に対応する。対象物８１は、システム７０に表示される面９ ２に現われる。

ドツトで示される中心７９を有するカーソル７８は、制御装置７６と７２を介し てシステムに位置決め自在となっている。対象物８１からの像データがＹ軸から 角度ｒｃＪをなしてＹ−Ｚ面と直交する面において必要とされる場合には、カー ソル７８は、カーソル７８の中心ドツト７９が対象物８１の所望の点８２と一致 し、かつ、カーソル７８が所望の角度ｒｃＪまで回転されるように位置決めされ る。カーソルをこのようにして位置決めするには、中心ドツト７９が対象物の点 ８２のＹ座標と整合するまで上方へ移動させ、次に中心ドツト７９が対象物の点 ８２のＺ座標と整合するまで水平方向に沿って中心ドツト７９を移動し、更にカ ーソル７８を中心７９を中心に角度ｒｃＪまで回転させることが必要となる。カ ーソル７８によって画定される面に対応する像の中心は、対象物８１の点８２と 一致するようになる。第７図について説明すると、表示システム７０が、対象物 の点８２に関する座標および角度情報が出力されるコンピュータ７１に結合され ている。即ち、コンピュータ７１は、システム７０から面９２のＸ座標Ｘ、と、 システム７０の中心９０に対する対象物の点８２のＹおよびＺ座標と、対象物の 点８２を通る、Ｙ−Ｚ面と直交する所望の面の角度ｒｃＪとを受ける。これらの 座標から、ＮＭＲ磁石の中心９１に対する点８２の位置を算出することができる 。スライスセレクタ、読取りおよび位相コードで勾配は、磁界強度が１インチあ たり所定の量でそれぞれの方向へ変化するように修正されている（ｃａｌｉｂｒ ａｔｅｄｌ、この変化は、各勾配に関して均一であり、かつ、１インチあたりＧ ガウスであるのが好ましい、特定の磁界強度と関連するのは、該特定の強度を有 する面の核を励起するのに必要な特定のＲＦ周波数である。か（して、システム ７０の考慮されている点の位置は、この点を通る傾斜面と関連した対応する周波 数に直すことができる０例えば、問題の点が６インチのＺ座標を有し、更に、１ インチあたりＧガウスの、Ｚ方向に沿ったスライスセレクタ勾配がある場合には 、原点を通る６インチのＺ軸と直交する面は、６Ｇ＋Ｂ、の磁界強度を有するこ とになり、この場合、Ｂ、は原点における磁界の強度である。かくして、６イン チのスライスセレクタ勾配と直交するこの面の核を励起するのに必要なＲＦパル スの周波数を定めることができる。

スライスセレクタ勾配が角度ｒｃＪだけ回転されると、特定の対象物を通る、回 転されたスライスセレクタ勾配の方向と直交する面の磁界の強度が、角度ｒｃＪ に基づき容易に算出される。第８図について説明すると、対象物８１を介して紙 面の中へ延びる面１００が、読出し勾配方向Ｙから角度「ｃ」をなして配設され ている１面１００は、回転されたスライスセレクタ勾配Ｚ、と直交している。即 ち、一定の磁界強度を有する、角度「ｃ」をなして対象物８１を通る面を得るた めには、スライスセレクタ勾配Ｚを角度ｒｃＪだけ回転して、回転されたスライ スセレクタ勾配Ｚ１を形成する０面１００の磁界強度を定めるために、面１００ と直交して原点から延びる線１０１の長さが算出される。磁界は１インチあたり Ｇガウスだけ変化するので、原点から面１００までの強度の変化は、線１０１の 長さに基づいて算出することができる０面１００の磁界の強度を算出するために 、この算出された変化は、原点における磁界強度に単に加えられる。このように して、対象物８１を通る１回転されたスライスセレクタ軸と直交する面の磁界強 度を得ることができ、従って、この面の核を励起するＲＦパルスの周波数を推断 することができる。また、回転された読取り勾配Ｙ、と直交し、かつ、対象物８ １を通る面１０５の磁界強度は、回転角ｒｃＪがら得ることができる面１０４の 長さから算出することができる。かくして、第５および７図においては、表示シ ステム７０によって出力される座標と角度のデータにより、コンピュータ７１は 、問題の対象物を通る回転されたスライスセレクタ勾配と回転された読取り勾配 とに直交する面の磁界強度を算出することができる０回転されたスライスセレク タ勾配と直交する面の磁界強度から、この面の核を励起するのに必要なＲＦパル スの周波数を得ることができる。更に、システム７０により出力されるデータか ら、コンピュータ７１は、読取り期間におけるＮＭＲ信号を復調するのに必要な 周波数を算出することができる。従って、システム７０からのデータは、回転さ れたスライスセレクタおよび読取り勾配に対応して対象物から出力されるＮＭＲ 信号を空間的にエンコードするのに必要なすべての情報を提供する。

コンピュータ７１は、システム７０が出力するデータを、像形成処理に必要な対 応する座標と周波数に変換するのに必要な全ての計算を行なう。

第７図に示すように、第５図の表示システム７０は、位置カーソル７８の角度ｒ ｃＪに関する情報を提供するようにコンピュータ７１に結合されている。対象物 ８１の別のスライスを異なる角度で得るために、中心ドツト９３を有する第２の カーソル９２が所要の角度ｒｄ」で対象物８１の第２の部分を介して選択的に位 置決めされる。別のカーソルを利用して、対象物８１の選択された部分を介して 、所望の角度で別のスライスを取ることもできる。所望の角度は同じであっても 、異なっていてもよい、１回の走査においては、スライスは、異なった角度で対 象物８１の同じ部分を介して、あるいは同じ角度で異なった部分を介して、ある いは異なる角度で異なる部分を介して、あるいはこれらの任意の組合わせを通じ て、取ることができる。即ち、単一の走査において、スライスは、所望の角度で 対象物の所望の部分を介して取ることができる。上記したように、スライスを取 る対象物の部分の位置は、その中心がスライスを取る対象物８１の部分と一致す るように、カーソルを移動させることにより定めることができる。スライスに対 応する像の中心は、カーソルの中心と一致する対象物８１の部分となる。システ ム７０で観察されている面のＸ座標に関する情報は、対象物を通り、かつ、回転 されたスライスセレクタおよび読取り勾配と位相コード化勾配とに直交する面の 磁界強度を定めるのに十分なものとなる。

か（して、スライスを取る対象物８１の部分に関してシステム７０により得られ る座標と角度のデータは、対応するＮＭＲ像形成処理に必要な全てのパラメータ を提供する。コンピュータ７１は、システム７ｏによって得られるデータからＮ ＭＲ装置の座標と対応する周波数への全ての必要な変換を行なう、このようにし て、複数のカーソルをシステム７０に対して利用することにより、対象物８１の 対応する部分の任意の数のスライスは、１回の走査において種々の角度で取るこ とができる。カーソルは、対応する所望の角度で対象物８１の種々の選択された 部分において連続して単に位置決めされる。像情報は交差領域において損なわれ る可能性があるので、カーソルどうしは、問題の領域内では交差しないことが好 ましい。

第７図に示すように、Ｚコイルに印加される波形に関する上記した式は、展開す ると、−前渡形Ｇ　（ｔ）の一定の係数と一定の項を含む、　Ｇ　（ｔ）の係数 は、乗数（ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ）として示され、［Ｃ０５（ａ）　＋　５ＩＮ （ａｌｌＣｏと等しい、一定の項は、オフセットとして示され、Ａ［Ｃ０３（ａ ）　−５ＩＮ（ａ）ＩＣ，、と等しい、また、Ｙコイルに印加される波形は、− 前渡形Ｇ　（ｔ）の係数である乗数項を含むとともに、オフセットとして示され る一定の項を含む、Ｙコイルの波形の乗数は、［５ＩＮ（ａ）−Ｃ０５（ａｌｌ ｃ、、に等しく、オフセット項はＡ［５ＩＮ（ａ）　＋ＣＯＳ　（ａ）　ＩＣ， 、と等しい、ＺコイルおよびＹコイルに関するこれらの乗数およびオフセット項 は、システム７゜によって出力される各スライスの角度情報から、各スライスに 関してコンピュータ７１によって算出される０例えば、第５図におけるカーソル ９２の位置に対応するスライスに関しては、システム７ｏは、スライスの角度「 ｄ」を示す信号をコンピュータ７１に出力する。これに応答して、コンピュータ ７１は、角度ｒｄＪを利用して、Ｙコイルに印加される波形に関して乗数および オフセット項を算出する。このスライスに関するこれらの値は、コンビエータ７ １によってＲＡＭ２８に出力され、ここに記憶される。これは、対象物８１から 取られる各スライスに関して、システム７０の対応するカーソルを介して順々に 行なわれる。

更に、システム７０によって出力される各スライスに関する座標および角度デー タに応答して、コンピュータ７１は、各スライスに関して、スライスの角度だけ 回転されるスライスセレクタ勾配の方向と直交し、かつ、対象物の選択された部 分を通る面のＲＦ励起周波数と、読取り期間における対応するＮＭＲ信号を復調 させるのに必要な周波数とを算出する。これら２つの周波数は、コンピュータ７ １によって周波数合成器制御器７３に出力され、ここに順々に記憶される。

第７図には、本発明の装置の好ましい実施例が示されている。一般傾斜波形発生 器２ｏは、ディジタルの形態で記憶される一前渡形Ｇ　（ｔ）を有している。発 生器はまた、第２図に示すように、ディジタルの形態で位相コード化波形を記憶 している０発生器２０は、これらの特定の波形を記憶するのが好ましいが、本発 明の目的を達成する他の波形を記憶することもできる。パルスプログラマ２４は 、波形発生器２０とスライスポインタ（ｓｌｉｃｅ　ｐｏｉｎｔｅｒ）　３１と を制御する。コンピュータ７１は、レベルポインタ３５を制御する。

プログラマ２４からのパルスに応答して、発生器２０は、端子２１から特定の軸 に対応する一語の［ａ　ｗｏｒｄｏｆ）記憶された波形データを出力する。同時 に、出力された波形データに対応する軸を表わす信号が端子２２から出力される 。Ｘ軸に関しては、−語のディジタル記憶された位相コード化波形が出力され、 Ｙ軸に関しては、−語のディジクル記憶された一前渡形Ｇ　（ｔ）が出力され、 Ｚ軸に関しては、−語のディジタル記憶された一前渡形Ｇ　（ｔ）が出力される 。端子２２からの出力のシーケンスにおいて、軸の順序は予め定められるが、周 期的であることは必要ではない。

即ち、端子２２の出力は、必ずしも、ＸＹＺ、ＸＹＺなどあるいはこれらの固定 された順列である必要はなく、また、各軸は３つの出力ごとに現われる必要はな い、軸の正確な順序は予め定められるが、特定の状態の必要性に適合させること ができる０発生器２０の２つの出力は、演算装置２５に供給される６発生器２０ の端子２２の出力は、乗数およびオフセットパラメータＲＡＭ２８に供給される 。スライスポインタ３１は、パルスプログラマ２４からの出力に応答して、ＲＡ Ｍ２Ｂと周波数合成器制御器７３に対象物８１のスライスのシーケンスにおいて どのスライスを取るべきかを示す信号を出力する。レベルポインタ３５は、繰返 しシーケンスのどの繰返しが出る（ｔｒａｎｓｐｉｒｅ）べきかを示すとともに 、この情報を、各繰返しに関する振幅値をも記憶するＲＡＭ２８に供給する。演 算装置２５の出力端子は、ディジタル・アナログ変換器４０．４２および４５に 結合されている。演算装置２５の出力端子３２もまた、ディジタル・アナログ変 換器４０．４２および４５に結合されている。端子４１は、特定の軸に関する波 形データを提供し、端子３２はこのデータに対応する軸を指示する。ディジタル ・アナログ変換器４０．４２および４５はそれぞれ、電源４７．５０および５１ に結合され、これらの電源はそれぞれＮ　Ｍ　、Ｒ装置のＸコイル５３、Ｙコイ ル５７およびＺコイル６ｏに結合されている。

操作においては、一般傾斜波形発生器２ｏは、プログラマ２４からのパルスに応 答して、特定の軸に対応する一語の波形データを出力する。この特定の軸、例え ば、Ｚ軸を示す信号が、端子２２から提供される。

波形データと軸信号は演算装置２５に供給され、軸信号は乗数およびオフセット パラメータＲＡＭ２Ｂに供給される。スライスポインタ３１は、システム７０の 像を得ようとするスライスのシーケンスから特定のスライスを示す信号をＲＡＭ ２８に与える０発生器２゜からの軸を示す信号およびスライスポインタ３１から のスライスを示す信号に応答して、ＲＡＭ２Ｂは、対応する軸およびスライスに 関して上記した乗数およびオフセット項を出力する。即ち、第２のスライスを示 すスライスポインタ３１からの出力と、発生器２ｏからのＺ軸を示す入力に関し て、ＲＡＭ２８は、乗数ＩＣ０Ｓ（ｄ）　＋　５ＩＮ（ｄｉ］Ｃ，、を出力する とともに、オフセットＡ［ＣＯＳ＋ｄ）　−５ＩＮＴｄ）］Ｃ，，を出力する。

演算装置２５は、−ｆｉ波形Ｇ（ｔ）を表わすディジタルデータに乗数環を乗じ 、そしてこの式にオフセット項を加える。

Ｚコイルに印加されるべき波形セグメントを表わす合計が、ディジタルの形態で 端子４１から出力され、対応するＺ軸を示す信号が端子３２から出力される。Ｚ コイルに対応するディジタル・アナログ変換器４゜は、端子３２から出力される 軸を指示する信号によりアクセスされ、端子４１により出力されるディジタルデ ータは変換器４０に向けられ、ここでアナログ変換される。変換器４０の出力は 、電源４７によって振幅が増加されてから、２コイル５３に印加される。スライ スポインタ３１の同じ出力に関して、同様な操作がＹ軸に対して行なわれ、Ｘコ イルに対応する波形セグメントを提供する０位相コード化勾配が得られるＸ軸に ついては、演算装置２５は、一般位相コード化波形を表わすディジタルデータに 、レベルポインタ３５によって示される繰返しに応答してＲＡＭ２８が出力する 定数を乗する作用を行なうだけである。得られた量は、演算装置２５の端子４１ がらＸコイルに出力される。

このようにして、Ｚコイル、ＸコイルおよびＸコイルは、所定のシーケンスで対 応する波形を受ける。上記したように、ＺコイルとＸコイルに印加される波形は 、スライスポインタ３１によって示されるスライスに対応する角度だけ、それぞ れＺＩＩｈおよびＹ軸においてスライスセレクタ勾配および読取り勾配を回転さ せる作用をなす、このようにして回転されるスライスおよび読取り勾配の方向に ついては、像データを表わす信号を引出すための従来のＮＭＲ技術が適用される 。

対象物８１の対応する部分を介して種々の回転される面から像を得る方法は、波 形が第２図に示す従来のものではない場合を除き、従来のマルチスライス技術と 同様であるが、ＺコイルおよびＸコイルに印加される波形は、処理されているス ライスの角度の関数である。従来のマルチスライス像形成技術の場合と同様、本 発明に従って取られるスライス即ち面は、ある特定のスライス即ち面の連続する 励起における励起と励起との間の整数回のスライス励起をバックすることにより 、繰返しと繰返しとの間の間隔の異なる部分において順々に励起される。即ち、 選択ＲＦパルスが磁界勾配の存在の下で印加されると、対象物の限られた領域だ けが、共鳴条件を充足することにより励起される。

従って、異なる周波数が対象物の異なる部分を励起することになる。特定のスラ イスの繰返しシーケンスが励起が受けた後に、得られた信号が読み取られ、励起 パルスを次の繰返しにおいて印加する前に回復間隔が得られるので、異なる領域 即ち面の核が、ある特定の面の回復間隔において励起され、従って、別の面にお いて、選択的に核を励起しかっＮＭＲ信号を読取るのに、回復時間間隔を有効に 利用することができる。一般的には、ＮＭＲ像を得ることができる面の数は、単 一の面における連続する励起パルス間の回復時間間隔と、１つの面におけるＮＭ Ｒ信号の励起および読取りに要するシーケンス間隔と、勾配の切換の時間とに依 存する。

かくして、本発明の好ましい実施例の上記した装置は、対応する磁石コイルへの 印加および対応するスライスの励起の直前に、スライスポインタ、読取りおよび 位相コード化の波形をリアルタイムで算出する。かくして、記憶のために比較的 小さなメモリが必要となるだけであり、必要に応じて多量のデータを簡単に算出 して出力することができる。

本発明によれば、対象物の多数のスライスを同じ走査において種々の角度で取る ことができる。従って、マルチスライス走査における全てのスライスを同じ角度 で位置決めし、従って、スライスを別の角度で別に走査する必要性をなくすこと ができる。

第１０図では、本発明の装置が特定の医学的用途ににおいて使用されている。患 者がＮＭＲ像形成装置に入れられ、患者のを椎の観察走査が行なわれ、スクリー ン１３０に表示される。患者はＮ　Ｍ　Ｒ装置内に横たわっているが、オペレー タは、制御装置１３１および１３３と、中心１５０乃至１５６をそれぞれ有する カーソル１４０乃至１４６とを介して、を椎を通る対応する面から像データを得 るように位置決めする。かくして、像データは、角度がを椎１６０の種々の骨の 位置に対応している面から得ることができる０本発明によれば、患者が、異なっ て配向されている骨から像データを適正に得るために必要な角度に対応して走査 を繰返し受ける必要がなくなる。オペレータは、１回の走査において、を椎１６ ０のスライスを所要の角度で選択することができる。更に、必要とされる面間の 距離が均一である必要はなく、カーソル１４０乃至１４６に対応する像の中心を 整合させる必要もない。

即ち、カーソル１４０乃至１４６に対応する像の中心は、中心ドツト１５０乃至 １５６が整合していないにも拘らず、中心ドツト１５０乃至１５６と一致するこ とになる。

本発明の上記した実施例は、システム７０にある、特定のＸ座標を有する面から の像データを利用しているが、これは必ずしも必要ではない０本発明は、任意の １つの特定の軸に対して対応する角度で配設された種々の面から像データを得る のに利用することができる０例えば、第５図に示すように、システム７０にある 像は、対象物の外側から取った対象物の従来のチレビジョン像であってもよい、 また、上記した実施例は、スライス間で固定された基準スライスセレクタ勾配お よび読取り勾配を回転させたスライスセレクタ勾配および読取り勾配を利用して いるが、本発明においては、これは必ずしも必要ではない、即ち、第１のスライ スは、スライスセレクタ勾配をＺ軸に沿って回転させ、かつ、読取り勾配をＹ軸 に沿って回転させたスライスセレクタ勾配および読取り勾配に対応しているが、 第２のスライスは、Ｘ軸に沿って形成されたスライスセレクタ勾配とＺ軸に沿っ た読取り勾配とを回転させたものに対応するようにしてもよい、各スライスに関 しては、本発明によれば、基準読取りおよびスライスセレクタ勾配は、これら３ つの直交する軸間で置き換えることができる。

本発明の目的を達成するためには、必要とされるものは、所望される面が通る点 のＸ、ＹおよびＺ座標と、任意に選択された読取り勾配の方向に対する面の角度 または任意に選択された位相コード化勾配の方向を中心として面が回転される角 度だけである。第７図のシステム７０はこの情報を提供するが、直接入力をはじ めとするこのデータの任意のソースも、本発明の目的を達成する。上記したよう に、スライスセレクタ、読取りおよび位相コード化の勾配の方向は、スライスか らスライスへの直交する座標間で置き換えるこ本発明は、スピンエコーＮＭＲ技 術、自由誘導減衰（ＦＩＤ）技術またはスライスセレクタ勾配を利用したＮＭＲ 技術とともに使用することができる。

本発明はまた、上記した操作に対応した方法に関するものである。

本発明をその好ましい実施例に関して説明したが、上記説明は本発明を限定する ものではなく、本発明を例示するものであり、請求の範囲の記載の範囲内におい て、本発明の範囲と精神とから逸脱することな（変更を行なうことができるもの である。

産業　の１　口 本発明は、単一の操作により、対象物の複数の選択された面からＮＭＲ像データ を得るための方法および装置に関する１本発明の方法および装置を特定の医学的 用途において使用する場合には、患者はＮＭＲ像形成装置に入れられ、患者の身 体の部分の「観察」像が、例えば、スクリーンに表示される。ＮＭＲ装置内で横 たわっているが、オペレータは、それぞれが中心を有する幾つかのカーソルを、 スクリーン上の種々の位置および配向位置に位置決めする０次に、本発明の方法 と装置に従って、カーソルによって指示される位置および配向位置においてスク リーンに表示されている患者の身体の一部を横切る面から得られる０種々の選択 された面の角度は異なっていてもよく、また、種々の選択された面間の距離が異 なっていてもよく、選択された面からの種々の像の中心が異なっていてもよい。

〉− Ｎ ＦＩＧ。日 補正書の翻訳文提呂書（特許法第１８４条の７第１項）平成１年５月１２日 特許庁長官　吉　１）文　毅　殿 １、特許出願の表示　ＰＣＴ／ＵＳ８７１０２９７０２、発明の名称　多角傾斜 磁気共鳴像形成装置および方法３、特許出願人 住　所　アメリカ合衆国１１７４７ニユーヨーク、メルヴイレ、マールカス・ド ライブ１１０ 名称　フォナル・コーポレイション ４、代理人 居　所　〒１０５東京都港区虎ノ門１丁目４番４号６、添付書類の目録 （１）補正書の翻訳文　１通 請　求　の　範　囲 １、（ａ）均質な静磁界に対象物を配置する工程と、 （ｂ）ＮＭＲ像データを得ようとする第１の選択された面を前記対象物において 定める工程を備え、前記第１の選択された面は前記対象物の第１の部分にあり、 かつ、所定の方向に対して第１の配向位置を有しており、更に （Ｃ）前記対象物をＮＭＲ励起および磁界勾配パルスからなる第１の繰返しシー ケンスの複数の繰返しに曝す工程を備え、前記第１の繰返しシーケンスの前記各 繰返しは励起パルスを印加する工程と該励起パルスによって生ずるＮＭＲ信号を 読取る工程とを有しており、前記第１の繰返しシーケンスの前記励起パルスは前 記第１の選択された面と直交して延びる傾斜方向を有する第１の所定のスライス セレクタ磁界勾配の存在の下で第１の所定の周波数で印加されるものであり、前 記第１の所定の周波数は該第１の所定の周波数での前記励起パルスの印加が前記 第１の選択された面の選択された核を励起する作用だけを行なうように選択され るものであり、前記第１の繰返しシーケンスの前記複数の繰返しは空間情報を前 記ＮＭＲ信号の第１の集まりにエンコードするように行なわれるものであり、し かも該ＮＭＲ信号の第１の集まりは前記第１の選択された面のＮＭＲ像データを 示すように構成されている、核磁気共鳴技術を使用して対象物の複数の選択され た面のＮＭＲ像データを単一の走査により得る方法において、 （ｄ）ＮＭＲ像データを得ようとする前記対象物の第２の選択された面を定める 工程を備え、該第２の選択された面は前記対象物の第２の部分にあり、かつ、前 記所定の方向に対して第２の配向位置を有しており、前記第１と第２の配向位置 は互いに異なるものであり、更に （ｅ）前記対象物をＮＭＲ励起および磁界勾配パルスからなる第２の繰返しシー ケンスの複数の繰返しに曝す工程を備え、前記第２の繰返しシーケンスの前記各 繰返しは励起パルスを印加する工程と該励起パルスによって生ずるＮＭＲ信号を 読取る工程とを有しており、前記第２の繰返しシーケンスの前記励起パルスは前 記第２の選択された面と直交して延びる傾斜方向を有する第２の所定のスライス セレクタ磁界勾配の存在の下で第２の所定の周波数で印加されるものであり、前 記第２の所定の周波数は該第２の所定の周波数での前記励起パルスの印加が前記 第２の選択された面の選択された核を励起する作用だけを行なうように選択され るものであり、前記第２の所定のスライスセレクタ磁界勾配および前記第２の所 定の周波数はそれぞれ前記第１の所定のスライスセレクタ磁界勾配および前記第 １の所定の周波数と異なるものであり、前記第２の繰返しシーケンスの前記複数 の繰返しは空間情報を前記ＮＭＲ信号の第２の集まりにエンコードするように行 なわれるものであり、該ＮＭＲ信号の第２の集まりは前記第２の選択された面の ＮＭＲ像データを示すものであり、 前記第１と第２の繰返しシーケンスの前記複数の繰返しはそれぞれ前記対象物の 単一の走査において行なわれるとともに前記単一走査の略全体を通じて継続され るものであり、前記第１および第２の核繰返しシーケンスの繰返し時間間隔は実 質上同じであり、しかも前記第２の繰返しシーケンスの各繰返しに関する励起パ ルスを印加する工程とＮＭＲ信号を読取る工程は前記繰返し時間間隔において前 記第１の繰返しシーケンスに関する励起パルスを印加する工程とＮＭＲ信号を読 取る工程とは異なる時間に行なわれることを特徴とする方法。

２、前記工程（Ｃ）は、前記第１の所定のスライスセレクタ磁界勾配と該第１の 所定のスライスセレクタ磁界勾配の方向と直交する方向を有する第１の所定の読 取り磁界勾配とを生ずる第１および第２の波形を介して第１の繰返しシーケンス の前記磁界勾配パルスを前記第１の選択された面の前記第１の配向位置に対応し て発生させるものであり、更に 前記工程（ｅ）は、前記第２の所定のスライスセレクタ磁界勾配と該第２の所定 のスライスセレクタ磁界勾配の方向と直交する方向を有する第２の所定の読取り 磁界勾配とを生ずる第３および第４の波形を介して第２の繰返しシーケンスの前 記磁界勾配パルスを前記第２の面の前記第２の配向位置に対応して発生させるも のであることを特徴とする請求項１に記載の方法。

３、第１の方向を有する第１の磁界勾配を発生する第１の手段と、前記第１の方 向と直交する方向を有する第２の磁界勾配を発生する第２の手段とを備えたＮＭ Ｒ像形成装置を使用し、前記第１の所定のスライスセレクタ勾配の方向は第１の 角度ａだけ回転された前記第１の方向であり、前記第２の所定のスライスセレク タ勾配の方向は第２の角度すだけ回転された前記第１の方向であり、更に 前記第１の繰返しシーケンスの前記磁界勾配パルスを発生させる工程は（ｉ　） 　［Ｇ（ｔ）［Ｃ０３（ａ）　＋　５ＩＮ（ａｌｌ　＋Ａ［ｆＣＯ３（ａ）　− ５ＩＮ（ａ）］］Ｃ−−なる式を有し、該式においてＧ　（ｔ）は所定の傾斜波 形であり、ＡとＣ−は定数である前記第１の波形を前記第１の手段に印加すると ともに（ｉ　ｉ　）　［Ｇ（ｔｌ［５ＩＮ（ａ）　−Ｃ０３ｆａ）］　＋　Ａ［ ｆＳＩＮ（ａ）＋　ｃｏｓ　（ａ）　］］（：ｒ０なる式を有し、該式において Ｃｒ６は所定の定数である前記第２の波形を前記第２の手段に印加することから なり、しかも 前記第２の繰返しシーケンスの前記磁界勾配パルスを発生させる工程は（ｉ　） 　［Ｇ（ｔ）　［Ｃ０３（ｂ）　＋　５ＩＮ（ｂｌｌ　＋ｇ（ｒ：ｏｓ（ｂ）　 −５ｒＮ（ｂｌｌＩＧ、、なる式を有する前記第３の波形を前記第１の手段に印 加するとともに（ｉｉ）［Ｇ（ｔ）［５ＩＮ（ｂ）　−Ｃ０３ｆｂ）］　＋　Ａ ［（ＳＩＮｆｂ）　＋　Ｃ０３（ｂ）ＩＩＣｒ。

なる式を有する前記第４の波形を前記第２の手段に印加することからなることを 特徴とする請求項２に記載の方法。

４、（ａ）Ｆａ界を発生する手段と、ＮＭＲ信号を発生するように選択された核 を励起しかつ核磁気共鳴装置に配置した対象物の選択された領域からＮＭＲ信号 の集まりを得るようにＮＭＲ信号を読取る手段と、傾斜磁界を印加する手段と、 ＮＭＲ信号の前記集まりからＮＭＲ像形成データを得る手段と、該ＮＭＲ像形成 データから像をつくる手段とを備えたＮＭＲ像形成装置に対象物を配置する工程 と、 （ｂ）前記ＮＭＲ像形成装置を操作して前記対象物の検査の部分のＮＭＲ観察像 を得る工程を備えた、核磁気共鳴技術を使用して対象物の検査を行なう方法にお いて、 （ｃ）前記対象物を前記ＮＭＲ像形成装置内に配置したまま、前記観察像を使用 してＮＭＲ像データを得ようとする前記対象物の第１の面と第２の面とを選択す る工程を備え、前記第１の面と第２の面はそれぞれ前記観察面を横切っており、 前記第１の面は前記観察面に対して第１の配向位置を有し、かつ、前記第２の面 は前記観察面に対して第２の配向位置を有しており、前記第１の配向位置は前記 第２の配向位置と異なるものであり、更に （ｄ）前記対象物の前記第１の選択された面からＮＭＲ像形成データを得るよう にＮＭＲサンプリング操作を行なう工程を備え、前記第１の面に対して前記サン プリングを行なう該工程は、単一の走査において第１の時間に開始されかつ原車 −の走査の略全体を通じて継続されて前記対象物の前記第１の選択面に関するＮ ＭＲ像形成データを得るものであり、更にまた（ｅ）前記第１の選択面とは異な る前記対象物の前記第２の選択面からＮＭＲ像形成データを得るように複数のＮ ＭＲサンプリング操作を行なう工程を備え、前記第２の選択面に対して前記サン プリングを行なう該工程は前記単一の走査において前記第１の時間よりも遅いが 前記第１の選択面に対して前記サンプリング操作を行なう前記工程の終了前の第 ２の時間に開始され、かつ、前記第２の選択面に対する前記ＮＭＲサンプリング 操作は前記単一の走査の略全体を通じて継続されて前記第２の選択面に関するＮ ＭＲ像形成データを得るものであり、 前記複数のＮＭＲサンプリング操作は、ＮＭＲ励起操作とＮＭＲ読取り操作とを 含み、前記各選択面に対する前記ＮＭＲ励起操作は前記各選択面の選択された核 を励起するようにして行なわれるものであり、前記各選択面に対する前記ＮＭＲ 読取り操作は空間情報な前記得られたＮＭＲ像形成データにエンコードするよう にして行なわれるものであり、前記ＮＭＲ励起操作および前記ＮＭＲ読取り操作 はそれぞれ前記単一の走査において互いに異なる時間に行なわれるものであるこ とを特徴とする方法。

５、前記工程（ｄ）は傾斜磁界を印加する前記手段に前記第１の面の前記第１の 配向位置に対応して第１２：ｉよび第２の波形を印加して前記第１の面と直交す る方向を有する第１の所定のスライスセレクタ磁界勾配を得るものであり、前記 工程（ｅ）は傾斜磁界を印加する前記手段に前記第２の面の前記第２の配向位置 に対応して第３および第４の波形を印加して前記第２の面と直交する方向を有す る第２の所定のスライスセレク６、傾斜磁界を印加する前記手段は第１の方向を 有する第１の磁界勾配を発生する第１の手段と、前記第１の方向と直交する方向 を有する第２の磁界勾配を発生する第２の手段とを備えており、 前記第１の所定のスライスセレクタ勾配の方向は第１の角度ａだけ回転された前 記第１の方向であり、前記第２の所定のスライスセレクタ勾配の方向は第２の角 度すだけ回転された前記第１の方向であり、更に前記第１および第２の波形を印 加する工程は（ｉ）［Ｇ（ｔ）［Ｃ０３ｆａ）　＋　５ＩＮ（ａ）］＋　Ａ［（ ＣＯＳ（ａ）　−５ＩＮ（ａ）］］Ｃ，。

なる式を有し、該式においてＧ　（ｔ）は所定の波形であり、Ａと０８□は所定 の定数である前記第１の波形を前記第１の手段に印加するとともに（ｉ　ｉ　） 　［Ｇｆｔ）［５ＩＮｆａｌ　−ｃｏＳ（ａｌｌ　＋　Ａ［（ＳＩＮ（ａ）　＋ 　Ｃ０３（ａ）ＩＩＣ，、なる式を有し、該式においてＣｒｅは所定の定数であ る前記第２の波形を前記第２の手段に印加することからなり、しかも 前記第３および第４の波形を印加する工程は（ｉ）［Ｇ（ｔ）［ｃｏｓ（ｂ）　 ＋　５ＩＮｆｂｌｌ＋　Ａ［（ＣｏＳ（ｂ）　−５ＩＮ（ｂ）］ＩＩＣ。

なる式を有する前記第３の波形を前記第１の手段に印加するとともに（ｉ　ｉ　 ）　［Ｇ（ｔｌ　［５ＩＮ（ｂｌ　−Ｃ０５（ｂ）］　＋　Ａ［ｆＳＩＮ（ｂ） 　＋　ｃＯ３（ｂ）］］ＩＩＣなる式を有する前記第４の波形を前記第２の手段 に印加することからなることを特徴とする請求項５に記載の方法。

７、一般傾斜波形を提供する手段を備え、所定の方向に対して異なる角度で配設 された対象物の複数の選択された面に関するＮＭＲ像データを単一の走査で得る 装置において、異なる角度で配設された前記複数の選択面に対してそれぞれ直交 する方向を有するスライスセレクタ磁界勾配を発生する傾斜波形を前記単一の走 査において発生するように前記提供手段に結合された発生手段を備えることを特 徴とする装置。

８、前記発生手段は前記選択面の前記異なる角度に対応する乗数およびオフセッ トパラメータを与えるように前記提供手段に結合された第１の手段と、前記一般 傾斜波形を前記乗数およびオフセットパラメータと組合わせることにより前記傾 斜波形を得るように前記提供手段と前記第１の手段とに結合された第２の手段と からなることを特徴とする請求項７に記載の装置。

９、前記第１の手段は前記異なる角度に対応するｒａＪＯ値に関して乗数パラメ ータ［ＣＯＳ　（ａ）　＋ＳＩＮ　（ａ）　］（：、　、と［５ＩＮ（ａ）　− Ｃ０５（ａ）］Ｃ，，を与えかつ前記異なる角度に対応するｒａＪの値に対して オフセットバラメークＡ［ＣＯＳ［ａｌ　−５ＩＮ（ａ）３Ｇ、、とＡ　［ＳＩ Ｎ　（ａｌ　＋　Ｃ０５ｆａｌｌｃｒｏを提供する手段を備え、上記式において Ｃ１゜とＣｉｓは所定の定数であり、Ａは所定の定数であり、更に、前記提供手 段は一般傾斜波形Ｇ　（ｔ）を提供する手段を備え、しかも前記第２の手段は前 記異なる角度に対応するｒａＪＯ値に対して［Ｇ（ｔｌ［ｃＯ３ｆａ）　＋　５ ＩＮ（ａｌｌ　＋　Ａ［（ＣＯ３（ａｌ　−５ＩＮ（ａｌｌ］Ｃ，、と［Ｇ　（ ｔ］　［ＳＩＮ　（ａ）　−ＣＯＳ（ａｌｌ　＋　Ａ［（ＳＩＮ（ａ）　＋　Ｃ ０３（ａｌ］］Ｃ，、なる式を有する波形を発生する手段を備えることを特徴と する請求項８に記載の装置。

１０、対象物の複数の選択された面のＮＭＲ像データを単一の走査において得る ように一般傾斜波形Ｇ（１）を発生する発生器に結合されるように適合され、か つ、前記複数の選択面をそれぞれ表わす信号を発生するスライスポインタ手段を 備えた装置において、異なる角度で配設された前記複数の選択面に対してそれぞ れ直交する方向を有するスライスセレクタ磁界勾配を生ずる傾斜波形を前記単一 の走査において発生するように前記スライスポインタ手段に結合された手段を備 え、前記発生手段は前記選択面の前記異なる角度に対応する乗数およびオフセッ トパラメータを与えるように前記スライスポインタ手段に結合されておりかつ前 記発生手段に結合されるようになっている第１の手段と、前記波形Ｇ　（ｔ）を 前記乗数およびオフセットパラメータと組合わせることにより前記傾斜波形を得 るように前記第１の手段に結合されておりかつ前記発生手段に結合されるように なっている第２の手段とからなることを特徴とする装置。

１１、前記第１の手段は前記異なる角度に対応するｒａＪの値に関して乗数パラ メータ［ＣＯ３（ａ）　＋５ＩＮ（ａ）］Ｃ−−と［ＳＩＮ　（ａ）　−ＣＯＳ 　ｆａｌ　］Ｃ，０を与えるとともに、前記異なる角度に対応するｒａＪの値に 対してオフセットバラメークＡ　［ＣＯＳ　ｆａ）　−ＳＩＮ　［ａ）　］Ｃ： 、、とＡ［５ＩＮ（ａｌ　＋　Ｃ０３（ａ）ＩＣ，。を提供する手段を備え、上 記式においてＣｔｏとＣ−は所定の定数であり、Ａは所定の定数であり、更に、 前記第２の手段は前記異なる角度に対応するｒａＪの値に対して［Ｇ［ｔ）［Ｃ ０３ｆａ）　＋　５ＩＮ（ａ）］　＋　Ａ［（ＣＯ３ｆａ）　−ＳＩＮ［ａｌｌ ］Ｃ，、と［Ｇ　（ｔ）　［ＳＩＮ　（ａ）　−ＣＯＳ（ａ）］　＋Ａ［ｆＳＩ Ｎ（ａ）　＋　Ｃ０５（ａ）］］ＩＩＣなる式を有する波形を発生する手段を備 えることを特徴とする請求項１０に記載の装置。

１２、対象物の複数の選択された面からＮＭＲ像データを得る装置において、 （ａ）磁界を対象物に印加する手段と、（ｂ）無線周波数励起パルスを対象物に 印加する工程と、 （ｃ）（１）第１の周波数の第１のＲＦ励起パルスと付随して第１の方向の第１ のスライスセレクタ磁界勾配を含むとともに空間情報を第１（７）ＮＭＲ信号に エンコードするように作用する少なくとも１つのコード化磁界勾配を含む第１の シーケンスを印加して前記第１の方向と直交する第１の面の核だけを励起するこ とにより、前記第１のＮＭＲ信号を前記第１の面の核だけから放出させ、 （２）前記第１の周波数とは異なる第２の周波数の第２のＲＦ励起パルスと付随 して前記第１の方向とは異なる第２の方向の第２のスライスセレクタ磁界勾配を 含むとともに空間情報を第２のＮＭＲ信号にエンコードするように作用する少な くとも１つのコード化磁界勾配を含む第２のシーケンスを印加して前記第２の方 向と直交する第２の面の核だけを励起することにより、前記第２のＮＭＲ信号を 前記第２の面の核だけから放出させ、しかも （３）各繰返しにおいて前記各シーケンスの少な（とも１つのコード化勾配を変 えながら、前記第１および第２の面の核を交互に励起しかつ前記第１および第２ のＮＭＲ信号を交互に生ずるように単一の走査において前記第１および第２のシ ーケンスを複数回繰返すように。

前記磁界印加手段と前記無線周波数印加手段とを作動させかつ制御する手段と、 （ｄ）前記第１および第２のＮＭＲ信号を受けるとともに、該第１および第２の ＮＭＲ信号から前記第１および第２の面のＮＭＲ像を再構成する手段とを備える ことを特徴とする装置。

補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の８）平成１年５月１２日 特許庁長官　吉　１）文　毅　殿 １、特許出願の表示　ＰＣＴ／ＵＳ　８７１０２９７０２、発明の名称　多角傾 斜磁気共鳴像形成装置および方法３、特許出願人 住　所　アメリカ合衆国１１７４７ニユーヨーク、メルヴイレ、マールカス・ド ライブ１１０ 名称　フォナル・コーポレイション ４、代理人 居　所　〒１０５東京都港区虎ノ門１丁目４番４号６、添付書類の目録 （１）補正書の翻訳文　１通 （２）図面翻訳文　１通 これは、対象物８１から取られる各スライスに関して、システム７０の対応する カーソルを介して順々に行なわれる。

更に、システム７０によって出力される各スライスに関する座標および角度デー タに応答して、コンピュータ７１は、各スライスに関して、スライスの角度だけ 回転されるスライスセレクタ勾配の方向と直交し、かつ、対象物の選択された部 分を通る面のＲＦ励起周波数と、読取り期間における対応するＮＭＲ信号を復調 させるのに必要な周波数とを算出する。゛これら２つの周波数は、コンピュータ ７１によって周波数合成器制御器７３に出力され、ここに順々に記憶される。Ｎ ＭＲ装置において広く使用されているタイプの従来の無線周波数即ちｒＲＦＪ送 受信装置７７は、周波数合成器制御器７３とコンピユーラダ７１とに接続されて いる。ＲＦ送受信装置７７は、周波数合成器制御器７３によって供給される励起 および復調周波数を使用する。ＲＦ送受信装置は、ＲＦ励起パルスを対象物８１ に印加するとともに対応するＮＭＲ信号を復調する。

通常の態様で、ＲＦ送受信装置は、像の形成のために、復調されたＮＭＲ信号か らコンピュータ７１へ情報を通す。

第７図には、本発明の装置の好ましい実施例が示されている。一般傾斜波形発生 器２０は、ディジタルの形態で記憶される一Ｍ波形Ｇ　（ｔ）を有している０発 生器はまた、第２図に示すように、ディジタルの形態で位相コード化波形を記憶 している０発生器２０は、これらの特定の波形を記憶するのが好ましいが、本発 明の目的を達成する他の波形を記憶することもできる。パルスプログラマ２４は 、波形発生器２０とスライスポインタ（ｓｌｉｃｅ　ｐｏｉｎｔｅｒ）　３１と を制御する。コンピュータ７１は、レベルポインタ３５を制御する。

プログラマ２４からのパルスに応答して、発生器２０は、端子２１から特定の軸 に対応する一語の（ａ　ｗｏｒｄｏｆｌ記憶された波形データを出力する。同時 に、出力された波形データに対応する軸を表わす信号が端子２２から出力される 。Ｘ軸に関しては、−語のディジタル記憶された位相コード化波形が出力され、 Ｙ軸に関しては、−語のディジクル記憶された一前渡形Ｇ（ｔ）が出力され、Ｚ 軸に関しては、−語のディジタル記憶された一前渡形Ｇ　（ｔ）が出力される。

端子２２からの出力のシーケンスにおいて、軸の順序は予め定められるが、周期 的であることは必要ではない。

即ち、端子２２の出力は、必ずしも、ｘｙｚ、ｘｙｚなとあるいはこれらの固定 された順列である必要はなく、また、各軸は３つの出力ごとに現われる必要はな い。

スライスポインタ３１は、像を得ようとするスライスのシーケンスから特定のス ライスを示す信号をＲＡＭ２８に与える９発生器２０からの軸を示す信号および スライスポインタ３１からのスライスを示す信号に応答して、ＲＡＭ２８は、対 応する軸およびスライスに関して上記した乗数およびオフセット項を出力する。

即ち、第２のスライスを示すスライスポインタ３１からの出力と、発生器２０か らのＺ軸を示す入力に関して、ＲＡＭ２８は、乗数［ＣＯＳ［ｄｌ　＋　ＳＩＮ ［ｄｌｌＧ−を出力するとともに、オフセットＡ［Ｃ０３（ｄ）　−５ＩＮ（ｄ ｌｌＧ−を出力する。演算装置２５は、−前渡形Ｇ　（ｔ）を表わすディジタル データに乗数環を乗じ、そしてこの式にオフセット項を加える。２コイルに印加 されるべき波形セグメントを表わす合計が、ディジクルの形態で端子４１から出 力され、対応するＺ軸を示す信号が端子３２から出力される。Ｚコイルに対応す るディジクル・アナログ変換器４０は、端子３２から出力される軸を指示する信 号によりアクセスされ、端子４１により出力されるディジタルデータは変換器４ ０に向けられ、ここでアナログ変換される。変換器４０の出力は、電源４７によ って振幅が増加されてから、２コイル５３に印加される。スライスポインタ３１ の同じ出力に関して、同様な操作がＹ軸に対して行なわれ、Ｘコイルに対応する 波形セグメントを提供する１位相コード化勾配が得られるＸ軸については、演算 装置２５は、−穀位相コード化波形を表わすディジタルデータに、レベルポイン タ３５によって示される繰返しに応答してＲＡＭ２８が出力する定数を乗する作 用を行なうだけである。得られた量は、演算装置２５の端子４１からＸコイルに 出力される。

このようにして、Ｚコイル、ＸコイルおよびＸコイルは、所定のシーケンスで対 応する波形を受ける。

国際調査報告

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. １．（ａ）均質な静磁界に対象物を配置する工程と、 （ｂ）ＮＭＲ像データを得ようとする第１の選択された面を前記対象物において 定める工程を備え、前記第１の選択された面は前記対象物の第１の部分にあり、 かつ、所定の方向に対して第１の配向位置を有しており、更に （ｃ）前記対象物をＮＭＲ励起および磁界勾配パルスからなる第１の繰返しシー ケンスの複数の繰返しに曝す工程を備え、前記第１の繰返しシーケンスの前記各 繰返しは励起パルスを印加する工程と該励起パルスによって生ずるＮＭＲ信号を 読取る工程とを有しており、前記第１の繰返しシーケンスの前記励起パルスは前 記第１の選択された面と直交して延びる傾斜方向を有する第１の所定のスライス セレクタ磁界勾配の存在の下で第１の所定の周波数で印加されるものであり、前 記第１の所定の周波数は該第１の所定の周波数での前記励起パルスの印加が前記 第１の選択された面の選択された核を励起する作用だけを行なうように選択され るものであり、前記第１の繰返しシーケンスの前記複数の繰返しは空間情報を前 記ＮＭＲ信号の第１の集まりにエンコードするように行なわれるものであり、し かも該ＮＭＲ信号の第１の集まりは前記第１の選択された面のＮＭＲ像データを 示すように構成されている、核磁気共鳴技術を使用して対象物の複数の選択され た面のＮＭＲ象データを単一の走査により得る方法において、 （ｄ）ＮＭＲ像データを得ようとする前記対象物の第２の選択された面を定める 工程を備え、該第２の選択された面は前記対象物の第２の部分にあり、かつ、前 記所定の方向に対して第２の配向位置を有しており、前記第１と第２の配向位置 は互いに異なるものであり、更に （ｅ）前記対象物をＮＭＲ励起および磁界勾配パルスからなる第２の繰返しシー ケンスの複数の繰返しに曝す工程を備え、前記第２の繰返しシーケンスの前記各 繰返しは励起パルスを印加する工程と該励起パルスによって生ずるＮＭＲ信号を 読取る工程とを有しており、前記第２の繰返しシーケンスの前記励起パルスは前 記第２の選択された面と直交して延びる傾斜方向を有する第２の所定のスライス セレクタ磁界勾配の存在の下で第２の所定の周波数で印加されるものであり、前 記第２の所定の周波数は該第２の所定の周波数での前記励起パルスの印加が前記 第２の選択された面の選択された核を励起する作用だけを行なうように選択され るものであり、前記第２の所定のスライスセレクタ磁界勾配および前記第２の所 定の周波数はそれぞれ前記第１の所定のスライスセレクタ磁界勾配および前記第 １の所定の周波数と異なるものであり、前記第２の繰返しシーケンスの前記複数 の繰返しは空間情報を前記ＮＭＲ信号の第２の集まりにエンコードするように行 なわれるものであり、該ＮＭＲ信号の第２の集まりは前記第２の選択された面の ＮＭＲ像データを示すものであり、 前記第１と第２の繰返しシーケンスの前記複数の繰返しはそれぞれ前記対象物の 単一の走査において行なわれるとともに前記単一走査の略全体を通じて継続され るものであり、前記第１および第２の核繰返しシーケンスの繰返し時間間隔は実 質上同じであり、しかも前記第２の繰返しシーケンスの各繰返しに関する励起パ ルスを印加する工程とＮＭＲ信号を読取る工程は前記繰返し時間間隔において前 記第１の繰返しシーケンスに関する励起パルスを印加する工程とＮＭＲ信号を読 取る工程とは異なる時間に行なわれることを特徴とする方法。
2. ２．前記工程（ｃ）は、前記第１の所定のスライスセレクタ磁界勾配と該第１の 所定のスライスセレクタ磁界勾配の方向と直交する方向を有する第１の所定の読 取り磁界勾配とを生ずる第１および第２の波形を介して第１の繰返しシーケンス の前記磁界勾配パルスを前記第１の選択された面の前記第１の配向位置に対応し て発生させるものであり、更に 前記工程（ｅ）は、前記第２の所定のスライスセレクタ磁界勾配と該第２の所定 のスライスセレクタ磁界勾配の方向と直交する方向を有する第２の所定の読取り 磁界勾配とを生ずる第３および第４の波形を介して第２の繰返しシーケンスの前 記磁界勾配パルスを前記第２の面の前記第２の配向位置に対応して発生させるも のであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. ３．第１の方向を有する第１の磁界勾配を発生する第１の手段と、前記第１の方 向と直交する方向を有する第２の磁界勾配を発生する第２の手段とを備えたＮＭ Ｒ像形成装置を使用し、前記第１の所定のスライスセレクタ勾配の方向は第１の 角度ａだけ回転された前記第１の方向であり、前記第２の所定のスライスセレク タ勾配の方向は第２の角度ｂだけ回転された前記第１の方向であり、更に 前記第１の繰返しシーケンスの前記磁界勾配パルスを発生させる工程は（ｉ）［ Ｇ（ｔ）［ＣＯＳ（ａ）＋ＳＩＮ（ａ）］＋Ａ［（ＣＯＳ（ａ）−ＳＩＮ（ａ） ］］Ｃｇｇなる式を有し、該式においてＧ（ｔ）は所定の傾斜波形であり、Ａと Ｃｇｇは定数である前記第１の波形を前記第１の手段に印加するとともに（ｉｉ 〕［Ｇ（ｔ）［ＳＩＮ（ａ）−ＣＯＳ（ａ）］＋Ａ［（ＳＩＮ（ａ）＋ＣＯＳ（ ａ）］］Ｃｒｏなる式を有し、該式においてＣｒｏは所定の定数である前記第２ の波形を前記第２の手段に印加することからなり、しかも 前記第２の繰返しシーケンスの前記磁界勾配パルスを発生させる工程は（ｉ）［ Ｇ（ｔ）［ＣＯＳ（ｂ）＋ＳＩＮ（ｂ）＋Ａ［（ＣＯＳ（ｂ）−ＳＩＮ（ｂ）］ ］Ｃｇｇなる式を有する前記第３の波形を前記第１の手段に印加するとともに（ ｉｉ）［Ｇ（ｔ）［ＳＩＮ（ｂ）−ＣＯＳ（ｂ）］＋Ａ［（ＳＩＮ（ｂ）＋ＣＯ Ｓ（ｂ）］］Ｃｒｏなる式を有する前記第４の波形を前記第２の手段に印加する ことからなることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. ４．（ａ）磁界を発生する手段と、ＮＭＲ信号を発生するように選択された核を 励起しかつ核磁気共鳴装置に配置した対象物の選択された領域からＮＭＲ信号の 集まりを得るようにＮＭＲ信号を読取る手段と、傾斜磁界を印加する手段と、Ｎ ＭＲ信号の前記集まりからＮＭＲ像形成データを得る手段と、該ＮＭＲ像形成デ ータから像をつくる手段とを備えたＮＭＲ像形成装置に対象物を配置する工程と 、 （ｂ）前記ＮＭＲ像形成装置を操作して前記対象物の検査の部分のＮＭＲ観察像 を得る工程を備えた、核磁気共鳴技術を使用して対象物の検査を行なう方法にお いて、 （ｃ）前記対象物を前記ＮＭＲ像形成装置内に配置したまま、前記観察像を使用 してＮＭＲ像データを得ようとする前記対象物の第１の面と第２の面とを選択す る工程を備え、前記第１の面と第２の面はそれぞれ前記観察面を横切っており、 前記第１の面は前記観察面に対して第１の配向位置を有し、かつ、前記第２の面 は前記複数▽に対して第２の配向位置を有しており、前記第１の配向位置は前記 第２の配向位置と異なるものであり、更に （ｄ）前記対象物の前記第１の選択された面からＮＭＲ像形成データを得るよう にＮＭＲサンプリング操作を行なう工程を備え、前記第１の面に対して前記サン プリングを行なう該工程は、単一の走査において第１の時間に開始されかつ該単 一の走査の略全体を通じて継続されて前記対象物の前記第１の選択面に関するＮ ＭＲ像形成データを得るものであり、更にまた（ｅ）前記第１の選択面とは異な る前記対象物の前記第２の選択面からＮＭＲ像形成データを得るように複数のＮ ＭＲサンプリング操作を行なう工程を備え、前記第２の選択面に対して前記サン プリングを行なう該工程は前記単一の走査において前記第１の時間よりも遅いが 前記第１の選択面に対して前記サンプリング操作を行なう前記工程の終了前の第 ２の時間に開始され、かつ、前記第２の選択面に対する前記ＮＭＲサンプリング 操作は前記単一の走査の略全体を通じて継続されて前記第２の選択面に関するＮ ＭＲ像形成データを得るものであり、 前記複数のＮＭＲサンプリング操作は、ＮＭＲ励起操作とＮＭＲ読取り操作とを 含み、前記各選択面に対する前記ＮＭＲ励起操作は前記各選択面の選択された核 を励起するようにして行なわれるものであり、前記各選択面に対する前記ＮＭＲ 読取り操作は空間情報を前記得られたＮＭＲ像形成データにエンコードするよう にして行なわれるものであり、前記ＮＭＲ励起操作および前記ＮＭＲ読取り操作 はそれぞれ前記単一の走査において互いに異なる時間に行なわれるものであるこ とを特徴とする方法。
5. ５．前記工程（ｄ）は傾斜磁界を印加する前記手段に前記第１の面の前記第１の 配向位置に対応して第１および第２の波形を印加して前記第１の面と直交する方 向を有する第１の所定のスライスセレクタ磁界勾配を得るものであり、前記工程 （ｅ）は傾斜磁界を印加する前記手段に前記第２の面の前記第２の配向位置に対 応して第３および第４の波形を印加して前記第２の面と直交する方向を有する第 ２の所定のスライスセレクタ磁界勾配を得ることを特徴とする請求項４に記載の 方法。
6. ６．傾斜磁界を印加する前記手段は第１の方向を有する第１の磁界勾配を発生す る第１の手段と、前記第１の方向と直交する方向を有する第２の磁界勾配を発生 する第２の手段とを備えており、 前記第１の所定のスライスセレクタ勾配の方向は第１の角度ａだけ回転された前 記第１の方向であり、前記第２の所定のスライスセレクタ勾配の方向は第２の角 度ｂだけ回転された前記第１の方向であり、更に前記第１および第２の波形を印 加する工程は（ｉ）［Ｇ（ｔ）［ＣＯＳ（ａ）＋ＳＩＮ（ａ）］＋［（ＣＯＳ） （ａ）−ＳＩＮ（ａ）］］Ｃｇｇなる式を有し、該式においてＧ（ｔ）は所定の 波形であり、ＡとＣｇｇは所定の定数である前記第１の波形を前記第１の手段に 印加するとともに（ｉｉ）［Ｇ（ｔ）［ＳＩＮ（ａ）−ＣＯＳ（ａ）］＋Ａ［（ ＳＩＮ（ａ）＋ＣＯＳ（ａ）］］Ｃｒｏなる式を有し、該式においてＣｒｏは所 定の定数である前記第２の波形を前記第２の手段に印加することからなり、しか も 前記第３および第４の波形を印加する工程は（ｉ）［Ｇ（ｔ）［ＣＯＳ（ｂ）＋ ＳＩＮ（ｂ）］＋Ａ［ＣＯＳ（ｂ）−ＳＩＮ（ｂ）］］Ｃｇｇなる式を有する前 記第３の波形を前記第１の手段に印加するとともに（ｉｉ）［Ｇ（ｔ）［ＳＩＮ （ｂ）−ＣＯＳ（ｂ）］＋Ａ［（ＳＩＮ（ｂ）＋ＣＯＳ（ｂ）］］Ｃｒｏなる式 を有する前記第４の波形を前記第２の手段に印加することからなることを特徴と する請求項５に記載の方法。
7. ７．一般傾斜波形を提供する手段を備え、所定の方向に対して異なる角度で配設 された対象物の複数の選択された面に関するＮＭＲ像データを単一の走査で得る 装置において、異なる角度で配設された前記複数の選択面に対してそれぞれ直交 する方向を有するスライスセレクタ磁界勾配を発生する傾斜波形を前記単一の走 査において発生するように前記提供手段に結合された発生手段を備えることを特 徴とする装置。
8. ８．前記発生手段は前記選択面の前記異なる角度に対応する乗数およびオフセッ トパラメータを与えるように前記提供手段に結合された第１の手段と、前記一般 傾斜波形を前記乗数およびオフセットパラメータと組合わせることにより前記傾 斜波形を得るように前記提供手段と前記第１の手段とに結合された第２の手段と からなることを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. ９．前記第１の手段は前記異なる角度に対応する「ａ」の値に関して乗数パラメ ータ［ＣＯＳ（ａ）＋ＳＩＮ（ａ）Ｃｇｇと［ＳＩＮ（ａ）−ＣＯＳ（ａ）］Ｃ ｒｏを与えかつ前記異なる角度に対応する「ａ」の値に対してオフセットパラメ ータＡ［ＣＯＳ（ａ）−ＳＩＮ（ａ）ＣｇｇとＡ［ＳＩＮ（ａ）＋ＣＯＳ（ａ） ］Ｃｒｏを提供する手段を備え、上記式においてＣｒｏとＣｇｇは所定の定数で あり、Ａは所定の定数であり、更に、前記提供手段は一般傾斜波形Ｇ（ｔ）を提 供する手段を備え、しかも前記第２の手段は前記異なる角度に対応する「ａ」の 値に対して［Ｇ（ｔ）［ＣＯＳ（ａ）＋ＳＩＮ（ａ）］＋Ａ［（ＣＯＳ（ａ）− ＳＩＮ（ａ）］］Ｃｇｇと［Ｇ（ｔ）［ＳＩＮ（ａ）−ＣＯＳ（ａ）］＋Ａ［（ ＳＩＮ（ａ）＋ＣＯＳ（ａ）］］Ｃｒｏなる式を有する波形を発生する手段を備 えることを特徴とする請求項８に記載の装置。
10. １０．対象物の複数の選択された面のＮＭＲ像データを単一の走査において得る ように一般傾斜波形Ｇ（ｔ）を発生する発生器に結合されるように適合され、か つ、前記複数の選択面をそれぞれ表わす信号を発生するスライスポインタ手段を 備えた装置において、異なる角度で配設された前記複数の選択面に対してそれぞ れ直交する方向を有するスライスセレクタ磁界勾配を生ずる傾斜波形を前記単一 の走査において発生するように前記スライスポインタ手段に結合された手段を備 えることを特徴とする装置。
11. １１．前記発生手段は前記選択面の前記異なる角度に対応する乗数およびオフセ ットパラメータを与えるように前記スライスポインタ手段に結合されておりかつ 前記発生手段に結合されるようになっている第１の手段と、前記波形Ｇ（ｔ）を 前記乗数およびオフセットパラメータと組合わせることにより前記傾斜波形を得 るように前記第１の手段に結合されておりかつ前記発生手段に結合されるように なっている第２の手段とからなることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
12. １２．前記第１の手段は前記異なる角度に対応する「ａ」の値に関して乗数パラ メータ［ＣＯＳ（ａ）＋ＳＩＮ（ａ）Ｃｇｇと［ＳＩＮ（ａ）−ＣＯＳ（ａ）］ ］Ｃｒｏを与えるとともに、前記異なる角度に対応する「ａ」の値に対してオフ セットパラメータＡ［ＣＯＳ（ａ）−ＳＩＮ（ａ）ＣｇｇとＡ［ＳＩＮ（ａ）＋ ＣＯＳ（ａ）Ｃｒｏを提供する手段を備え、上記式においてＣｒｏとＣｇｇは所 定の定数であり、Ａは所定の定数であり、更に、前記第２の手段は前記異なる角 度に対応する「ａ」の値に対して［Ｇ（ｔ）［ＣＯＳ（ａ）＋ＳＩＮ（ａ）］＋ Ａ［（ＣＯＳ（ａ）−ＳＩＮ（ａ）］］Ｃｇｇと［Ｇ（ｔ）［ＳＩＮ（ａ）−Ｃ ＯＳ（ａ）］＋Ａ［（ＳＩＮ（ａ）＋ＣＯＳ（ａ）］］Ｃｒｏなる式を有する波 形を発生する手段を備えることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
13. １３．第１、第２および第３の互いに直交する軸に沿って磁界を提供するように 第１、第２および第３の手段を有する装置を使用して対象物の複数の選択された 面のＮＭＲ像データを単一の走査において得るための方法であって、 （ａ）実質上均質な静磁界に対象物を配置する工程と、′ （ｂ）第１の中心を有する第１の面を選択する工程を備え、該第１の面は前記第 １および第２の軸によって形成される面内にあり、かつ、前記第３の軸を中心に 第１の角度だけ前記第１および第２の軸を回転させることにより定められる方向 を有する、前記第１の面と直交する直交線を有しており、更に （ｃ）前記対象物を、前記第１、第２および第３の軸に沿った磁界勾配を有する ＮＭＲ励起および磁界勾配パルスからなる第１の繰返しシーケンスの複数の繰返 しに曝す工程を備え、前記第１の繰返しシーケンスの前記各繰返しは励起パルス を印加する工程と該励起パルスによって生ずるＮＭＲ信号を読取る工程とを有し ており、前記第１の繰返しシーケンスの前記励起パルスは前記第１の面と直交す 傾斜方向を有する第１の所定のスライスセレクタ磁界勾配の存在の下で第１の所 定の周波数で印加されるものであり、前記第１の所定の周波数は前記第１の所定 の周波数での前記励起パルスの印加が前記第１の面の選択された核を励起する作 用だけを行なうように選択されるものであり、前記第１の繰返しシーケンスの前 記複数の繰返しは空間情報を前記ＮＭＲ信号の第１の集まりにエンコードするよ うに行なわれるものであり、しかも該ＮＭＲ信号の第１の集まりは前記第１の選 択された面のＮＭＲ像データを示すように構成された方法において、（ｄ）第２ の中心を有する第２の面を選択する工程を備え、該第２の面は前記第１、第２お よび第３の軸のいずれか２つによって形成される面内にあり、かつ、前記２つの 軸を残りの軸を中心に第２の角度だけ回転させることにより定められる方向を有 する、前記第２の面と直交する直交線を有しており、前記第１の中心の少なくと も位置は前記第２の中心の位置と異なりまたは前記第１の角度は前記第の角度と 異なるものであり、更に、 （ｅ）前記対象物を前記第１、第２および第３の軸に沿った磁界勾配を有するＮ ＭＲ励起および磁界勾配パルスからなる第２の繰返しシーケンスの複数の繰返し に曝す工程を備え、前記第２の繰返しシーケンスの前記各繰返しは励起パルスを 印加する工程と該励起パルスによって生ずるＮＭＲ信号を読取る工程とを有して おり、前記第２の繰返しシーケンスの前記励起パルスは前記第２の面に対する直 交線に沿った傾斜方向を有する第２の所定のスライスセレクタ磁界勾配の存在の 下で第２の所定の周波数で印加されるものであり、前記第２の所定の周波数は前 記第２の所定の周波数での前記励起パルスの印加が前記第２の面の選択された核 を励起する作用だけを行なうように選択されるものであり、前記第２の繰返しシ ーケンスの前記複数の繰返しは空間情報をＮＭＲ信号の第２の集まりにエンコー ドするように行なわれるものであり、該ＮＭＲ信号の第２の集まりは前記第２の 面のＮＭＲ像データを示すものであることを特徴とする方法。