JPH0350227B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 関連する技術分野 本発明は、被検体の在る所に極めて均一な静磁
場を発生する第１の手段と、前記被検体を貫通す
る前記均一な磁場に、同一の向きであつて、該磁
場に重畳されかつ磁場の強さが第１の方向におい
て変化する第１の勾配磁場を発生する第２の手段
と、被検体中にある対象核スピンを励起させる第
３の手段とを有する、被検体の選択された体積要
素における核磁気共鳴の測定装置に関する。

この種の装置は、オクスフオード・リサーチ・
システム（OXFORD Research Systems）社の
刊行物“トピカル・マグネーチツク・レゾナン
ス・スペクトロスコピー”（Topical Magnetic
Resonance Spectroscopy）から公知である。こ
れによれば比較的設きい物体の選択された個所か
ら高分解能NMRスペクトルを得ることが可能で
ある。物体の所定の個所からのこの種の高分解能
スペクトルにより、例えば、筋肉組織、肝臓等に
おける物質代謝現象のような、生体における生体
化学現象を、生体に機械的作用を与えることなし
に観察することができる。生体におけるこの種の
研究に関しては、“ナチユーレ287”（Nature287）
（1980年、第736頁乃至第738頁）に報告されてい
る。

この公知の装置において、高分解能NMR分光
器に対して使用される体積要素は、複雑な勾配磁
場の引火によつて検出される。この勾配磁場は、
選択された体積要素の領域において実質的に一定
の磁場の強さを有しかつ磁場の強さは、隣接領域
において極めて著しく変化する。この公知の装置
の欠点は、非常に複雑な勾配磁場の発生のために
非常に装置にコストがかかる点のみならず、殊に
選択された体積要素の場所が実質的に、勾配磁場
の発生のために用いられる磁気コイルの位置によ
つて決められ、従つてそのコイルとの関連におい
てその位置を変えることができないという点にも
ある。そのために被検査物体（試料）を、次のよ
うに位置決めすることが必要である。即ちその被
検体の検査すべき体積要素がコイル装置の、磁場
の均一な領域が存在する領域内に精確に位置する
ようにする。これにより、少なくとも大きな体積
の被検体においては、物体の中心領域にある体積
要素の選択した可能でない。公知の装置は更に次
の欠点も有する。即ち測定の際、選択された体積
要素に隣接し、磁場が著しく不均一である領域か
ら到来する信号も受信され、そのために、得られ
た測定値を不均一性に関して補償する必要があ
る。

発明の課題 従つて本発明の課題は、選択される体積要素の
場所を自由に選択できるようにした核磁気共鳴測
定装置を提供することである。

発明の開示 第３の手段は、核スピンを励起するために高周
波信号を発生するように構成されており、該高周
波信号によつて測定シーケンスの経過中選択的に
被検体内に存在する対象核スピンすべておよび更
に選択的に体積要素を含んでいる、前記第１の勾
配磁場に対して垂直である第１の被検体面内に存
在する核スピンのみが、最初に前記選択された面
に配置されている核スピンが90°より小さい角度
αだけ回転され、それから対象核スピすべてが
90°だけ回転されかつ最後に再び前記選択された
面に存在する核スピンが角度（90°−α）だけ回
転されるように励起され、かつ前記第１の勾配磁
場が投入されている際に前記のごとき第１の励起
が行なわれ、かつ前記第２の手段の遮断後、均一
磁場に、この場合も均一磁場と同じ向きであつ
て、前記第１の勾配磁場に対して垂直な方向に変
化する第２の勾配磁場G_Yを重畳する第４の手段
が設けられており、かつそれから前記第３の手段
が、選択された前記被検体面に含まれている、対
象核スピンのすべておよび選択的に、体積要素を
含んでいる、第２の勾配磁場に対して垂直な面に
のみ存在する核スピンに対して同じような第２の
励起を行なつて、これにより前記両面の切断線に
よつて形成される条片状部分に含まれている核ス
ピンを、均一磁場の方向に戻し回転させ、かつそ
れから第４の手段の遮断後、均一磁場に、均一磁
場と同じ向きでありかつ第１および第２の勾配磁
場に対して垂直な方向に変化する第３の勾配磁場
を重畳する第５の手段が設けられており、それに
より第３の手段が、前記条片状部分における対象
核スピのすべておよび選択的に、該条片状部分に
対して垂直な、体積要素を含む第３の面に含まれ
ている核スピンのみに対して同じような第３の励
起を行なつて、選択された体積要素中に含まれて
いる核スピンのみが依然として、均一磁場と同じ
向きを有するようにし、かつその後第５の手段も
遮断しかつ選択された体積要素中に含まれている
選択された核スピンが、前記第３の手段によつ
て、１つまたは複数のパルスを用いて、誘導信号
を発生する振動が生ずるように励起され、かつ核
誘導信号を処理する第６の手段が設けられてい
る。

公知の装置の場合と同様に、本発明の装置にお
いても次の事実が利用される。即ち、核スピンの
ラーモア歳差振動数（ラーモア周波数）が、核ス
ピがさらされている磁場の強さに依存し、その結
果磁場勾配の発生の際核スピンのラーモア周波数
が磁場勾配の経過に従つて空間的に変化し、従つ
て励起周波数の選択によつて核スピンの空間的な
選択励起を行なうことができる。しかし本発明の
装置においては、複雑な勾配磁場は必要でなく、
簡単な勾配磁場を使用することができ、かつ選択
される体積要素を励起信号の周波数の選択によつ
てその都度の磁場勾配に沿つて任意にずらすこと
ができる。従つて相互に垂直な関係にある３つの
磁場勾配を連続的に使用することによつて、選択
される体積の場所を３つの磁場勾配によつて決め
られる座標系において任意に選択することができ
る。

発明の効果 本発明の装置は、次のような特別な利点を有す
る。即ち選択的な励起は常時、被検体に含まれて
いる核スピンすべての励起を解消するかまたは
180°の整数倍に修正するために利用されるように
行なわれ、その結果対象核スピンは励起後その都
度再び均一磁場の方向をとり、一方非対象核スピ
ンはこの方向とは角度を形成する。励起過程には
通例、励起された核スピンのデフエーズひいては
誘導信号の破壊を生ぜしめるスピン−スピン緩和
時間T₂より大きい時間がかかるので、非対象核
スピの分散が行なわれ、このために非対象核スピ
は最終的にもはや実質的に信号を発生しない。勾
配磁場の切換の際、核スピンの付加的な分散が行
なわれ、分散の向きが均一磁場の方向と異なつて
いることも、このことに係わつている。このよう
に非常に簡単な方法で、最後の励起後、選択され
た体積要素に含まれている核スピンのみがなお、
均一磁場の方向に対して平行であり、従つて最後
の勾配磁場の遮断後測定のために使用できること
が保証される。選択された体積要素に含まれてい
る核スピンは、通例の方法においてその都度の任
意の核磁気共鳴実験を行なうために、例えば90°
パルスまたはSN比の改善のため、緩和時間の測
定のために使用されるようなパルス列によつて励
起させることができる。本来の測定の際におい
て、高分解能NMR分光器から公知の方法によつ
て発生することあできる均一磁場のみがあつて、
従つて磁場の不均一性を何ら補償する必要なく完
全に障害のないスペクトルを検出できることは、
特別に有利である。その結果、本発明の装置によ
れば、高分解能NMR分光器は、大きな被検体の
選択された体積要素において、小さい隔離された
試料の場合と同じ精度および分解能によつて使用
される。

勾配磁場が加えられている際に核スピンを励起
するために、NMR分光器において他の場合にも
核スピンを励起するために従来普通に使用される
ような信号を使用することができる。即ち、対象
核スピン全部を励起するためにその都度90°パル
スを使用すると殊と効果的である。また本発明に
よれば核スピンを励起するために、最初選択され
た面に存在する核スピンを90°より僅かな角度α
だけ回転し、それらすべての対象核スピンを90°
だけ回転させかつ最終的に再び選択された面に存
在する核スピン（90°−α）だけ回転させる高周
波信号を使用する。その際、核スピンすべてがさ
らされている、90°回転に対して角度αおよび
（90°−α）は両方とも、同一または反対方向をと
ることができ、これにより励起後対象核スピンは
再び均一磁場と同じかまたは均一磁場と反対方向
に向く。角度αおよび（90°−α）は、有利には
それぞれ45°である。その際核スピンを励起する
ために、異なつた端送周波数、振幅および／また
は位相を有する相互に別個のパルス列から成る高
周波信号か、交番的に異なる搬送周波数、振幅お
よび／または位相を有する有利には対称形のパル
スによつて形成される高周波信号を使用すること
ができる。

後で詳しく説明するように、均一磁場の方向に
は戻し回転されない、対象核スピンの上記の分散
の結果これら磁スピンによつて発生される誘導信
号は相殺されるにも拘わらず、これら核スピもな
お、選択された体積要素から到来する信号に対す
る雑音となる信号成分を発生する結果になる場合
もありうる。本発明の装置によれば、なお残るこ
の種の雑音信号を次のようにして低減することが
可能である。即ち本発明の別の実施例において、
線足された体積要素に含まれている核スピンが、
測定シーケンスのその都度最後の励起後、均一磁
場の方向と同一ないし反対方向の配向を交互に有
するようにし、かつこの種の連続する測定におい
て得られる誘導信号を相互に差引くようにする。
本発明の装置のこの実施例において、選択された
体積要素に含まれている核スピンによつて発生さ
れる誘導信号はそれぞれ逆位相であり、その結果
これら信号は減算の際加算され、これに反してそ
の他の核スピによつて発生される信号成分は同位
相であり、従つて減算の際消失する。その際本発
明のこの実施例は、比較的小さなスピン格子緩和
時間T₁を有し、その結果励起時間を非常に短く
しなければならず、また選択された体積要素の外
部にある核スピンが不十分にしか分散することが
できない試料を検査すべきときは、特別意義があ
る。特別に問題のある場合には、種種の勾配磁場
を発生する第２、第４または第５の手段の少なく
とも１つが投入されている際、第１の手段が被検
体に、選択された面の外部にある対象核スピンを
本来の励起磁場にさらす前に、これら核スピンを
近似的に飽和作用する高周波信号を照射すると一
層効果的である。このようにして、生じる可能性
のある雑音信号を更に一層低減することができ
る。

実施例の説明 次に本発明の装置を、図示の実施例につき詳細
に説明する。

第１図は、公知の高分解能NMR分光器によつ
て、その内容を検査すべき、任意の形状の被検体
２の体積要素１を略示する。この目的のために被
検体２は、所属の座標系３のＺ軸の方向に延在す
る均一な磁場中に置かれる。高分解能NMR分光
器は、次の目的のために選択された核スピンを励
起する必要がある。即ち選択励起された核スピン
が誘導信号を発生し、それから誘導信号はフーリ
エ解析されて、検査される物質に関する説明に用
いられる、誘導信号の周波数成分が求められる。
即ち同じ均一磁場にさらされている異なつた種類
の核スピンモーメントは、異なつた固有共振周波
数を有しているので、核スピンはその励起後異な
つた周波数の誘導信号を発生する。それ故に誘導
信号を周波数解析することにより、そこに含まれ
ている、異なつた周波数の信号成分に従つて、異
なつた種類の核の存在が識別される。個別信号成
分の強さは同時に、個々の種類の核の密度を解明
する。ところで検査を、関心のある体積要素１に
限定するために、その体積要素に含まれている核
スピのみを選択的に励起することが必要である。

体積要素１に含まれている核スピンの選択的励
起を可能にするために、本発明の装置においては
まず均一の磁場M_pに、第１の勾配磁場G_Zが重畳
される。この磁場は、均一な磁場M_pと同一に配
向されているが、磁場の強さはＺ軸の方向に変化
するので、第１の磁場勾配と表わすことができ
る、Ｚ方向における磁場勾配が生じる。従つて物
体２に含まれている、選択された種類の核スピン
即ち対象核スピンのラーモア歳差振動数（ラーモ
ア周波数）はＺ軸方向において異なるので、適当
な励起周波数の選択によつて、磁場勾配の方向、
即ちこの場合にはＺ軸の方向に対して垂直な面４
にあるすべての核スピンを選択的に励起すること
ができる。これに相応して、勾配磁場G_Zが加わ
つている際（第２ａ図）、物体２は、高周波信号
にさらされる。高周波信号は、同じ搬送周波数で
あるが、異なつた振幅および位相を有する３つの
成分４２，４３，４４から成つている（第２ｂ
図）。成分４２は、面４に含まれている核スピン
がＺ方向から−45°だけＺ，Ｘ面に回転されるよ
うな包絡線および位相を有し、その結果それら核
スピンは、第３図において矢印４５によつて図示
されている位置をとる。信号成分４３は、次のよ
うな位相および包絡線を有する。即ち物体２にお
けるすべての核スピン全部が、Ｚ，Ｘ面に＋90°
だけ回転されて、そこでその前に−45°だけ旋回
された、面４の核スピンが、第３図においてベク
トル４６で示されているように、Ｚ軸に対して＋
45°だけ回転されており、一方その他のすべての
核スピンは、第３図に破線のベクトル４７によつ
て示されているように、Ｘ，Ｙ面まで回転されて
いる。信号成分４４は、第１の信号成分４２と同
様に、面４にのみ含まれている核スピンを−45°
だけ選択的に回転する作用をし、その結果その面
に含まれている核スピンは、Ｚ方向に戻し回転さ
れている。

それから勾配磁場G_Zは遮断されかつこの磁場
に代わつて、勾配磁場G_Yが印加される。この磁
界は、均一な磁場M_pと同一方向を有するが、磁
場の強さはＹ軸の方向において変化するので、そ
の後Ｙ方向における磁場勾配、即ち第２の磁場勾
配が生じる。それから被検体２は再び高周波信号
にさらされ、その際この高周波信号は、３つの信
号成分５２，５３および５４を有し、そのうち信
号成分５２および５４はここでも、Ｙ軸に対して
垂直な面にある核スピンのみを選択的にそれぞれ
−45°だけ回転し、その際その前に励起された面
４（面の連がりから成る面状体）のうち上記面を
通つて、選択された体積要素１が位置している条
片状部分５が励起される。信合成分５３によつ
て、面４における条片状部分５の外部にある核ス
ピンは再び90°だけＸ，Ｙ面に旋回される。その
際被検体２における面４の外部に含まれていて、
既に１度励起された核スピンがどのように回転す
るかは、不確定である。というのはスピン−スピ
ン緩和並びに勾配磁場の印加および遮断の際に生
じる磁場の強さの変化のため、これら核スピン
は、その間にＸ，Ｙ面において殆んど均一に分布
しているからである。

条片状部分５の選択のために行なわれた励起
後、勾配磁場G_Yは遮断されかつこれに代わつて、
勾配磁場G_Xが印加される。この磁場も均一磁場
M_pに対して同一の向きであるが、磁場の強さは、
Ｘ軸に沿つて変化する第３の磁場勾配である。従
つてラーモア周波数の選択によつて、Ｘ軸に沿つ
た所定の位置に存在する領域、即ち条片状部分５
における所定の体積要素１を選択的に励起するこ
とができる。従つてそれから勾配磁場G_Xが印加
されている際（第２ａ図）被検体２に、高周波信
号が供給される。この高周波信号は３つの信号成
分１２，１３，１４を有し、そのうち信号成分１
２および１４はこの場合も既述のように、体積要
素１に含まれている核スピンをそれぞれ−45°だ
け選択的に回転するように作用し、一方高周波パ
ルス１３によつて、被検体２に含まれている核ス
ピン全部および、殊に体積要素１の外部にあつて
条件状部分５に含まれている核スピンが90°だけ
回転される。この励起後、体積要素１はもはや、
全体が再び均一な磁場M_pの方向に戻し回転され
ている、即ち緩和過程によつても、勾配磁場G_X
の遮断によつても影響されない定常状態を有する
核スピンしか含んでいない。従つて勾配磁場G_X
の遮断後被検体２に励起パルス１５、殊に90°パ
ルスが照射されると、体積要素１に含まれている
核スピン全部は、Ｘ，Ｙ面に回転され、従つて誘
導信号１６を発生するために励起される。誘導信
号は通例の方法で受信しかつ更に処理することが
できる。これに対して、被検体２における別のす
べての核スピンはおおむね定常的に分布している
ので、それら核スピンはパルス１５による励起後
も誘導信号を送出するが、それら誘導信号は相殺
されるかまたは相互に平均化される。

分解能を高めるために、本来の測定過程の間均
一な磁場M_pのみが存在し、その結果磁場勾配に
よる雑音が生じることがないようにし、かつ選択
された体積要素のスピンが均一な磁場において、
例えば90°パルスを用いて励起される前に、定常
的な向きを有することが特に重要である。従つて
唯一の90°パルスに代わつて、NMR分光器におい
てSN比を改善し並びに緩和時間を検出するため
に通例使用されるような、選択された体積要素に
おける対象核スピンを励起するためのパルスシー
ケンス、例えばカール−パーセル（Carr−
Purcell）列を使用することもできる。

被検体２における選択された体積要素１の外部
に存在する、対象核スピンによつて発生される誘
導信号が相殺されるまたは相互に平均化されるこ
とが原理的には予測できるにも拘わらず、実際に
はこれら核スピンは結果として次のような信号成
分も発生する。高分解能NMR分光器では、被検
体中に含まれている核スピンは、すべての種類の
核の共振信号を得るために、出来るだけ広帯域に
励起されるが、一方NMRトモグラフイーでは、
その搬送波周波数が強さB_pの均一の磁場が生じ
ている場合にある種類の核の共振周波数と一致す
る高周波パルスを用いてその種類の核のみの励起
が行なわれる。ところで磁場が検査された被検体
全体の領域において一定でなく、前以つて決めら
れた方向において減少する場合、この方向に対し
て垂直である所定の個所においてのみ共振条件が
見たされかつ磁場勾配に対して垂直に位置する面
内に含まれている、選択された種類の核スピン
（対象核スピン）のみが励起される。しかしこの
面の、隣接する領域との境界は絶対的に鋭くはな
く、その上とりわけ被検体自体に含まれている磁
気モーメントの内部の、微細的な磁場によつても
生じる可能性がある磁場の強さの変化によつて、
選択された面の外にある、別の核スピンの僅かな
成分が励起されることも勿論有り得る。受信され
た誘導信号は、被検体において全体的に励起され
た全部の核スピンによつて発生される個別共振信
号の合成であるので、選択された図の下方に存在
するスピンから到来する、障害となる信号（スプ
リアス信号）は次のとき、選択された面から発生
される、所望の誘導信号と同じオーダの大きさの
信号になることがある。

しかし本発明の装置は、被検体２の体積全体か
ら生じるこの種の残留信号を除去することも可能
にする。唯一回の励起後に得られる誘導信号は通
例、所望の高い分解能を得るには余りに弱い。そ
れ故に励起はある程度の時間間隔をおいて複数回
順次実施されかつその際得られた誘導信号が加算
される。フーリエ変換においては個別の信号値の
形の誘導信号の計算処理が行なわれるので、信号
値は加算の目的のために直ちに記憶される。その
際測定方法は直ちに、選択された体積要素におけ
る核スピンの励起およびその周囲における核スピ
ンが交互に同相および逆相に励起されるように調
整される。それから信号の位相正しい加算によつ
て選択された体積要素から派生する信号が加算さ
れ、一方周囲から派生する信号は除去される。

このために本発明の実施例では、次の方法にお
いて２度行なわれる。即ち２回の連続する、選択
的な励起過程によれば、体積要素１における対象
核スピンが交互に、均一な磁場M_pと同じ向きを
有するかまたはこの磁場と反対方向の向きをとる
ようにである。第２ｂ図の図示の励起後、被検体
２における核スピンは連続する測定過程におい
て、第２ｄ図において図示されているような励起
を行なうことができる。この場合勾配磁場G_Zお
よびG_Yが印加されている際、既述のように、高
周波信号４２，４３，４４ないし５２，５３，５
４によつて同一の励起が行なわれる。しかし勾配
磁界G_Xの励起後、核スピンの励起のために、信
号成分１２′および１４′がそれぞれ＋45°だけＺ，
−Ｘ面に選択的に回転させる作用する高周波信号
が使用される。

従つて、体積要素１に含まれている核スピン
は、第５図に図示されているように、信号成分１
２′によつて、Ｚ方向から＋45°だけ回転される。
この方向は、第４図にはベクトル１７によつて図
示されている。パルス１３によつてすべての核ス
ピンが引続いて90°回転された際、体積要素１に
おける核スピンは、ベクトル１８によつて図示の
位置に達し、そこでこれらスピンはＸ方向に対し
て135°回転されている。信号成分１４′による最
後の回転の際、体積要素１における核スピン−Ｚ
方向に達する。そこでこれらのスピンは、勾配磁
場G_Xの遮断後90°パルス１５によつて励起される
と、これらスピンは先行の測定の際の誘導信号１
６に対して180°位相がずれている誘導信号１６′
を発生する（第２ａ図）。その際連続する測定に
おいて得られる誘導信号１６および１６′が相互
に減算されれば、逆位相のため絶対値の加算が行
なわれる。これに対して、体積要素１の外部にあ
る核スピンは両測定過程において精確に同じよう
な励起が行なわれるので、その結果殊に条片状部
分５に含まれているが、体積要素１の外部にある
核スピンは、２度Ｘ方向に回転されかつ従つてそ
れら核スピンが励起後同じような変化をするとい
う事実を考慮すれば、結果として同一の信号を発
生し、それらは後続の減算の際に相殺される。信
号成分を、体積要素１中にある核スピンが同位相
の信号を発生しかつこの体積要素の外部にある核
スピンが逆位相の信号を発生しかつこれら信号が
信号の加算の際相殺されるように交互に選択すれ
ば、精確に同じ結果が得られることは自明であ
る。

この減算方法または加算方法の使用において
も、残余雑音信号がなお残る場合には、勾配磁界
が印加されている際に、雑音信号を発生すること
がある複数の核スピンを根本的に出来るだけ低減
するために、選択的飽和信号を使用する可能性が
ある。しかし飽和信号は、選択された体積要素を
選択するために用いられるのではないので、この
飽和信号の形態はそれ程問題にならない。たとえ
選択された体積要素の周囲における飽和された領
域の限界値が正確に定められなくとも、被検体２
に含まれている核スピンの大部分が飽和による信
号発生に係わらないようにすれば十分である。

第５図は、本発明の装置の実施例のブロツク回
路図を示す。その際パルス制御装置が５０で示さ
れており、このパルス制御装置を用いてパルス状
または準パルス状の切換命令列を、複数のチヤネ
ルにおいて発生することができる。

パルス制御装置５０の出力信号は、第５図に図
示の装置の多数の素子に導かれている制御線５１
に達する。

一方において制御線５１は、電流スイツチ６
０，６１，６２を制御する。これら電流スイツチ
６０ないし６２は複数のチヤンネルにおいて、共
通の電流源６３から到来し、チヤンネル毎に調節
素子６４，６５，６６によつて調整設定可能な電
流をスイツチングする。電流スイツチ６０ないし
６２は、出力段６７，６８，６９の入力側に位置
し、これら出力段の出力側において電流I_X，I_Y，
I_Zが取出し可能である。電流I_X，I_Y，I_Zの振幅は、
調節素子６４ないし６６を介して調整設定可能で
ある。ところで制御線５１に到来する制御命令を
用いて、第２ａ図における勾配の切換に相応する
ように、電流I_X，I_Y，I_Zの投入および遮断を時間
的に順番に行なうことができる。

他方において制御線５１の制御命令は、高周波
ゲート７０，７１，７２に達する。ゲート７０な
いし７２はチヤンネル毎に、共通の発振器７３か
ら導出されかつフイルタ７４，７５，７６および
調節素子７７，７８，７９並びに最後に移相器８
０，８１，８２を介して、ゲート７０ないし７２
に達する高周波信号をスイツチングする。ゲート
７０ないし７２の出力側は、加算装置８３に導か
れている。

加算装置８３の出力側には端子８４があつて、
そこで高周波電流I_HFが取出し可能である。

従つて第５図の実施例においては、３つの相互
の独立のチヤンネルにおいて、周波数（フイルタ
７４ないし７６）、振幅（調節素子７７ないし７
６）並びに位相（移相器８０ないし８２）が相互
に独立に調整設定可能である高周波パルスを発生
することができる。個別パルスの持続時間は、高
周波ゲート７０ないし７２の制御によつて自由に
選択可能である。これらパルスは、加算装置８３
において共通の線にまとめられて端子８４に導か
れているので、そこで実際に自由に選択可能なパ
ルスプログラムの形で高周波電流I_HFが取出し可
能である。

このようにして第２ｂ図、第２ｄ図に基いて説
明したような信号を発生することができる。

第５図の実施例に図示のそれぞれ３つの勾配な
いし３つの高周波チヤンネルのチヤンネル数は、
勿論例として示されているにすぎない。別のチヤ
ンネル数を実現することも勿論できるし、また基
準量（電流源６３および発振器７３）をそれぞれ
多重に発生することもできる。

第５図の装置を用いて発生される信号（勾配電
流I_X，I_Y，I_Z並びに高周波電流I_HF）は第６ａ図な
いし第６ｃ図に略示されている検査装置に供給さ
れる。その際第６ａ図ないし第６ｃ図の図示の、
個々の構成要素は同時に存在するが、わかり易く
するために３つに分けて略示されている。

第６ａ図はまず、鞍形の高周波送信コイル１０
１，１０２によつて取囲まれている被検体１００
を示す。送信コイル１０１，１０２には第５図の
装置の端子８４において取出し可能な高周波電流
I_HFが供給される。

第６ａ図の装置は、第６ｂ図に図示の勾配コイ
ルによつて取囲まれている。同じく鞍形のこれら
勾配コイルは、２方向おいて作用する。鞍形コイ
ル１０３，１０４，１０５，１０６は、Ｙ勾配の
発生のために用いられかつ電流I_Yがそれぞれ図示
の方向において流れる。わかり易くするめに第６
ｂ図の個々のコイルは相互に接続されていない
が、これらは勿論、図示の電流方向を得るために
適当な方法で相互に接続形成することができる。

相応に、鞍形コイル１０７，１０８，１０９，
１１０はＸ勾配G_Xを発生するために用いられる。
これらコイルには、通常I_Xが図示の方法において
流れる。

Ｚ−勾配G_Zを発生するために、２つのコイル
１１１，１１２が設けられており、その際コイル
面はＺ軸に対して垂直である。コイル１１１，１
１２には電流I_Zが、図示の方向に流れる。

最後に更に、磁場コイル１１３，１１４が設け
られており、これらコイルは、均一静磁場を発生
するコイル１１３，１１４には電流I_Oが流れる。

第６ａ図ないし第６ｃ図に図示のコイル形状配
置はそれぞれ勿論略示されているにすぎない。

また、コイル装置が所望の磁場勾配ないし所望
の基本磁場を発生しさえすれば、勿論別の、多層
またはその他の方法で巻かれたコイル装置を設け
ることができる。

第６図ないし第６ｃ図に図示のコイルに、第５
図の装置によつて発生される電流（勾配電流I_X，
I_Y，I_Zおよび高周波電流I_HF）を供給するとき、パ
ルス制御装置５０を適当に調整設定しておけば第
２ａ図ないし第２ｃ図に図示されているような勾
配および高周波パルスの測定信号が連続的に調整
設定される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、選択された体積要素を有する被検体
を、所属の座標系とともに示す略図であり、第２
ａ図は勾配磁場を時間経過に従つて示す図であ
り、第２ｂ図および第２ｄ図は勾配磁場に加えら
れる高周波信号および励起信号を時間経過に従つ
て示す図であり、第２ｃ図および第２ｅ図は誘導
信号の波形図であり、第３図および第４図は、本
発明の装置において生じる励起過程を説明するた
めのベクトルダイヤグラムを示す図であり、第５
図は、本発明の装置の１実施例のブロツク回路図
であり、第６ａ図、第６ｂ図、第６ｃ図は、わか
り易くするためにそれぞれ別個に図示されている
が本来は同時に存在する検査装置の構成要素、即
ちコイル装置を示す略図である。 M_p……均一磁場、G_Z，G_Y，G_X……勾配磁場、
１……体積要素、２，１００……被検体、３……
座標系、４……面（状部分）、５……条片状部分、
４２〜４５，５２〜５４，１２〜１４，１２′〜
１４′……高周波信号、１５……励起パルス、１
６，１６′……誘導信号、１７，１８，４５〜４
７……ベクトル、５０……パルス制御装置、５１
……制御線、６０〜６２……電流スイツチ、６３
……電流源、６４〜６６，７７〜７９……振幅調
節素子、６７〜６９……出力段、７０〜７２……
高周波ゲート、７３……発振器、７４〜７６……
フイルタ、８０〜８２……移相器、８３……加算
装置、I_X，I_Y，I_Z……勾配電流、I_HF……高周波電
流、１０１，１０２……高周波送信コイル、１０
３〜１１２……勾配コイル、１１３，１１４……
磁場コイル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被検体２の在る所に極めて均一な静磁場Mo
   を発生する第１の手段と、被検体全体を貫通する
   前記均一な磁場に、同一の向きであつて、該磁場
   に重畳されかつ磁場の強さが第１の方向において
   変化する第１の勾配磁場G_Zを発生する第２の手
   段と、被検体２中にある対象核スピンを励起させ
   る第３の手段とを有する、被検体の選択された体
   積要素における核磁気共鳴の測定装置において、
   前記第３の手段は、核スピンを励起するために高
   周波信号（例えば４２，４３，４４）を発生する
   ように構成されており、該高周波信号によつて測
   定シーケンスの経過中選択的に被検体内に存在す
   る対象核スピンすべておよび更に選択的に体積要
   素１を含んでいる、前記第１の勾配磁場に対して
   垂直である第１の被検体面４内に存在する核スピ
   ンのみが、最初に前記選択された面４に配置され
   ている核スピンが90°より小さい角度αだけ回転
   され、それから対象核スピンすべてが90°だけ回
   転されかつ最後に再び前記選択された面４に存在
   する核スピンが角度（90°−α）だけ回転される
   ように励起され、かつ前記第１の勾配磁場が投入
   されている際に前記のごとき第１の励起が行なわ
   れ、かつ前記第２の手段の遮断後、均一磁場Mo
   に、この場合も均一磁場と同じ向きであつて、前
   記第１の勾配磁場に対して垂直な方向に変化する
   第２の勾配磁場G_Yを重畳する第４の手段が設け
   られており、かつそれから前記第３の手段が、選
   択された前記被検体面４に含まれている、対象核
   スピンのすべておよび選択的に、体積要素１を含
   んでいる、第２の勾配磁場に対して垂直な面にの
   み含まれている対象核スピンに対して同じような
   第２の励起を行なつて、これにより前記両面の切
   断線によつて形成される条片状部分５に含まれて
   いる核スピンを、均一磁場Moの方向に戻し回転
   させ、かつ第４の手段の遮断後、均一磁場Mo
   に、均一磁場と同じ向きであり、かつ第１および
   第２の勾配磁場に対して垂直な方向に変化する第
   ３の勾配磁場G_Xを重畳する第５の手段が設けら
   れており、それにより前記第３の手段が、前記条
   片状部分５における対象核スピンのすべておよび
   選択的に、該条片状部分に対して垂直な、体積要
   素１を含む第３の面に含まれている核スピンのみ
   に対して同じような第３の励起を行なつて、選択
   された体積要素１中に含まれている核スピンのみ
   が依然として、均一磁場Moと同じ向きを有する
   ようにし、かつその後第５の手段も遮断しかつ選
   択された体積要素１中に含まれている対象核スピ
   ンが、前記第３の手段によつて、１つまたは複数
   のパルス１５を用いて、誘導信号１６を発生する
   振動が生じるように励起され、かつ前記誘導信号
   を処理する第６の手段が設けられていることを特
   徴とする核磁気共鳴の測定装置。 ２ 少なくとも第２または第４または第５の手段
   が投入されている際に、第３の手段が対象核スピ
   ンすべてを励起する90°パルス４３，５３，１３
   を発生する特許請求の範囲第１項記載の核磁気共
   鳴の測定装置。 ３ 角度αおよび（90°−α）はそれぞれ45°であ
   る特許請求の範囲第１項記載の核磁気共鳴の測定
   装置。 ４ 少なくとも第２または第４または第５の手段
   が投入されている際、核スピンを励起するために
   使用される、第３の手段の高周波信号は、異なつ
   た搬送周波数、振幅および／または位相を有する
   相互に別個のパルスの列から成る特許請求の範囲
   第１項から第３項までのいずれか１項記載の核磁
   気共鳴の測定装置。 ５ 少なくとも第２または第４または第５の手段
   が投入されている際、核スピンの励起のために使
   用される第３の手段の高周波信号は、搬送周波
   数、振幅および／または位相が交互に異なる対称
   形のパルス４２，４３，４４によつて形成される
   特許請求の範囲第１項から第４項までのいずれか
   １項記載の核磁気共鳴の測定装置。 ６ 第３の手段は、或る数の連続する測定シーケ
   ンスが行なわれる場合、選択された体積要素に含
   まれている核スピンが、測定シーケンスのその都
   度最後の励起後、均一磁場の方向に対して同一な
   いし反対方向の向きを交互にとるように、構成さ
   れており、かつ第６の手段は、連続する測定シー
   ケンスにおいて得られた誘導信号を相互に差引く
   特許請求の範囲第１項から第５項までのいずれか
   １項記載の核磁気共鳴の測定装置。 ７ 少なくとも第２または第４または第５の手段
   が投入されている際第３の手段が被検体に、第３
   の手段が核スピンを励起磁場にさらす前に、選択
   された面の外部に存在する、対象核スピンを近似
   的に飽和作用をする高周波信号を照射する特許請
   求の範囲第１項から第６項までのいずれか１項記
   載の核磁気共鳴の測定装置。