JPH0421491B2

JPH0421491B2 -

Info

Publication number: JPH0421491B2
Application number: JP59228572A
Authority: JP
Inventors: Hideto Iwaoka; Hiroyuki Matsura; Sunao Sugyama
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1984-10-30
Filing date: 1984-10-30
Publication date: 1992-04-10
Also published as: JPS60166853A

Description

【発明の詳細な説明】

イ「発明の目的」〔産業上の利用分野〕本発明は、核磁気共鳴（nuclear magnetic
resonance）（以下これを「NMR」と略称する）
現象を利用して、被検体内における特定原子核分
布等を被検体外部より知るようにしたNMR画像
装置に関するものである。特に、医療用装置に適
するNMR画像装置の改良に関する。〔従来の技術〕 NMR画像装置は、生体（通常は患者）をある
磁場中におく。そして、生体に所定のパルス状の
電磁波を印加し、生体を構成している各種の原子
の中で、対象とする特定の原子核のみを励起す
る。いつたん励起された原子核は、再びもとのエ
ネルギー状態に復帰するが、このとき、外部に、
吸収したエネルギーを電磁波として放出する。
NMR画像装置では、この放出される磁界をコイ
ルで検出する。この検出信号が核磁気共鳴信号
（NMR信号…エコー信号とFID信号：free
induction decayとがある）と言われ、対象とす
る原子核について種々の情報を含んでいる。
NMR画像装置は、これを解析し、生体の一部を
断層画像として映像化し、生体の診察、治療等に
役立てる装置である。ここで、PR法（projection reconstruction
method…投影復元法とも言う）と呼ばれる検査
手法が公知であるが、これを用いたNMR画像装
置の動作を例に上げて従来技術を説明する。第２
図はこの装置の動作波形図、第３図は磁化Ｍを回
転座標系に表示した図である。初めに、ｚ軸方向に平行で一様な強さの静磁場
H₀中に配置した被検体へ、第２図ロに示すよう
にＺ勾配磁場G_z ⁺と、イに示すように狭い周波数
スペクトルf_jの高周波パルス、即ち、RFパルス
（90°パルス）を印加する。生体のＺ軸方向（体軸方向）には、勾配磁場
G_zが印加されており、プロトンは、磁界の強さ
に比例した周期で歳差運動をしている。ここでＺ
軸の或る位置（H₀＋△G_z）における断面部だけ
は、印加されたRFパルスの周波数（ω_j＝2πf_j）
と同一のラーモア角速度 ω_j＝γ（H₀＋△G_z） γ：磁気回転比（原子核種ごとに固有の定数）で歳差運動をしている。従つて、この周波数を中
心周波数とする近傍の角速度で歳差運動をしてい
るプロトンだけが、周波数f_jのRFパルスにより
励起される。そして励起されたプロトンの磁化Ｍ
を、第３図イに示すような角速度ω_jで回転する
回転座標系上に示せば、y′軸方向に90°向きを変
えたものとなる。続いて、第２図ハ，ニに示すようにｘ勾配磁場
G_xと_y勾配磁場Gyを同時に加える。この２つの勾
配磁場により、NMR信号読取り用の合成の２次
元勾配磁場を作り、この環境下でホに示すような
NMR信号を検出する。ここで、磁化Ｍは、第３
図ロに示すように、磁場の不均一性によつて、
x′−y′面内で矢印方向に次第に分散して行くの
で、やがてNMR信号は減少し、第２図ホに示す
ように時間T_sを経過して無くなる。このように
して得られたNMR信号をフーリエ変換すれば、
ｘ勾配磁場G_x、ｙ勾配磁場G_yにより合成された
勾配磁場と直角方向へのプロジエクシヨンとな
る。その後、所定の時間T_dだけ待つて、上述と同
様の動作にて、次のシーケンスを繰返す。各シー
ケンスにおいては、G_x、G_yの値を少しずつ変え、
合成勾配磁界の向きをいろいろにとる。これによ
つて、各プロジエクシヨンに対応するNMR信号
を被検体の数多くの方向について求めることがで
きる。このような動作をなす従来装置においては、第
２図において、NMR信号が無くなるまでの時間
T_sは、10〜20ｍｓであるが、次のシーケンスに
移るまでの所定時間T_dは、縦緩和時間T₁のため
1sec程度は必要となる。この縦緩和時間T₁が長
時間である理由は次の通りである。緩和時間は、スピン−格子緩和時間（縦緩和時
間）T₁と、スピン−スピン緩和時間（横緩和時
間）T₁と、スピン−スピン緩和時間（横緩和時
間）T₂とに分類される。一般に固体では、スピ
ンは結晶格子の上に決つた位置にほぼ固定されて
いるので、スピン同士の相互作用が起こりやす
い。従つて緩和時間T₂は短く、縦緩和時間T₁は
横緩和時間T₂に比べて著しく大きい。それゆえに、一つの被検体断面を、例えば128
プロジエクシヨンで再構成するものとすれば、そ
の測定には少なくとも２分以上の長い時間を必要
とし、高速化を実現する際の大きな障害の一つと
なつている。このような障害を解決するため、本出願人は、
「核磁気共鳴による検査方法及び装置…特願昭58
−190581」を出願した。この特願昭58−190581で
開示されたNMR画像装置は、特殊なシーケンス
機能を備えており、このシーケンス機能により、
縦緩和時間T₁を経過して磁化Ｍが熱平衡状態
（Ｍがｚ軸方向を向く）になるまで待たず、磁化
Ｍをz′軸方向へ強制的に向けるようにすることが
出来るようになつている。磁化Ｍをz′軸方向へ強制的に向けてしまう（短
時間内に熱平衡状態とする）ポイントの１つは、
所定のシーケンスにしたがつてRFパルスを印加
して、被検体の組織を構成する原子核のスピンの
向きを、例えば、90°…180°…90°…180°の順に変
化させるようにしていることである。しかし、
RFパルスによつて生じる撮像領域内のRF磁場強
度の精度は、以下の理由により良くない。 RFパルスを印加する励磁コイルのＱは、人
体などにより、スキヤンごとに多少変化する。励磁コイルは、一般にサドル形やソレノイド
形が使用されるが、撮像領域内で、RF磁場強
度に空間分布がある。以上のような原因により、NMR画像装置を実
用化するとなると、90°パルス、180°パルスを印
加しても、正確に所定の角度が得られるとは限ら
ない。特に180°パルスの場合、正確に磁化Ｍの向きが
180°変化しないと、磁化Ｍの構成分（M_xy）が信
号として現れる。この結果、不要な成分が、
NMR信号にノイズとして入り込むので、好まし
くない。第４図と第５図を用いて、180°パルスに誤差が
あつた場合、ノイズ分が生じる原因を説明する。
第４図は（RFパルス高×パルス長）を横軸にと
り、縦軸として（RFパルス印加直後のNMR信
号値）を示した図である。第５図は磁化Ｍを回転
座標系上に表わしたものである。後述するが、本発明に係るNMR画像装置にお
ける第１の180°パルスは、非選択励起であるの
で、スライス面外の磁化Ｍは−ｚ方向を向く。し
かし、ここで、180°パルスの精度に誤差がある
と、横方向の成分（第５図ではM_xy）が生じる。
これは、検出コイルがNMR信号を検出する方向
と同一であるので、NMR信号に対して、ノイズ
となる。また、本発明に係る装置は、スピン−格子緩和
時間T₁より短い待ち時間T_dでシーケンスを繰り
返し、高速化することを特徴とする。従つて、第
２の180°パルスの印加後に磁化Ｍが完全に熱平衡
状態に戻らず、動的平衡状態でシーケンスを繰返
すことになる。磁化Ｍはコヒーレント
（coherent）であるため、シーケンス間に相関性
があり、信号の減少、スライス形状の乱れが生じ
る。〔解決しようとする問題点〕本発明は、従来装置の欠点である応答性の悪さ
を改善するとともに、RFパルスによる磁化Ｍの
回転角度が不正確なことに基因して発生するノイ
ズの除去をし、更に各シーケンス間での相関を除
去することができるNMR画像装置を提供するこ
とを目的とする。ロ「発明の構成」〔問題点を解決するための手段〕本発明は、上記問題点を解決すめために、次の
カツコに示すようなシーケンス機能を有した制御
手段を備えるようにしたものである。制御手段のシーケンス機能とは『まず、被検体の特定のスライス面に在る原子
核を、選択的に励起する第１の90°パルスを印加
し、次に前記特定スライス面以外に在る原子核をも
励起する第１の180°パルスを印加し、次に前記スライス面と同一の特定のスライス面
に在る原子核を、選択的に励起する第２の90°パ
ルスを印加し、次に前記特定スライス面以外に在る原子核をも
励起する第２の180°パルスを印加し、更に、第１の180°パルスの直前と直後に、勾配
磁場を与える手段を動作させて、NMR信号の読
取りとは別な｛（磁場強度）×（時間）｝が同一な勾
配磁場パルスを印加すること』〔実施例〕以下、図面を用いて本発明を説明する。第１図は、本発明に係る装置の一実施例の構成
を示すブロツク図である。同図において、１は一
様な静磁場H₀（この場合の方向をＺ方向とする）
を発生させるための静磁場用コイル、２はこの静
磁場用コイル１の制御回路で、例えば直流安定化
電源を含んでいる。静磁場用コイル１によつて発
生する磁束の密度H₀は0.1T程度であり、また均
一度は10^-4以上であることが望ましい。３は勾配磁場用コイルを総括的に示したもの、
４はこの勾配磁場用コイル３の制御回路である。本発明の装置においては、第１、第２、第３の
勾配磁場を発生させるが、単に第１、第２、第３
の勾配磁場と記載して説明すると抽象的であり、
発明が分りにくい。そこで、本明細書では、第１
の勾配磁場をｚ勾配磁場とし、第２の勾配磁場を
ｘ勾配磁場とし、第３の勾配磁場をｙ勾配磁場と
して説明を行なう。ただし、この組合せは、どん
なものでも良く、第１、２、３のそれぞれ勾配磁
場が異なつた方向の磁場であれば良い。もつと
も、特にｘ、ｙ、ｚの区別をすることのない場合
は、単に「勾配磁場」と記載する。また、本明細書では、第１、２、３の勾配磁場
を発生させる手段として、それぞれ専用のコイル
手段（ｚ勾配磁場用コイル、ｘ勾配磁場用コイ
ル、ｙ勾配磁場用コイル）が設けられている例で
説明するが、これに限定するわけではない。即
ち、第１、２、３の勾配磁場を発生させるのに、
例えば、１つの手段でそれぞれ第１、２、３の勾
配磁場を発生させるようにしても良い。具体例を
上げれば、１つのコイル手段の位置を移動させる
ことにより、第１、２、３の勾配磁場を発生させ
ることもできる。第６図イは勾配磁場用コイル３の一例を示す構
成図である。同図イに示すコイルは、ｚ勾配磁場
用コイル３１と、ｙ勾配磁場用コイル３２，３３
とを含んでいる。更に、図示していないがｙ勾配
磁場用コイル３２，３３と同じ形であつて、90°
回転して設置されるｘ勾配磁場用コイルも含んで
いる。この勾配磁場用コイル３は、一様な静磁場
H₀と同一方向で、ｘ、ｙ、ｚ軸方向にそれぞれ
直線勾配をもつ磁場を発生する。制御回路４はコ
ントローラ２０によつて制御される。５は被検体に狭い周波数スペクトルｆの高周波
パルス、即ち、RFパルスを電磁波として与える
励磁コイルで、その構成を第６図ロに示す。６は測定しようとする原子核のNMR共鳴条件
に対応する周波数（例えばプロトンでは、42.6M
Hz／Ｔ）の信号を発生する発振器で、その出力
は、コントローラ２０からの信号によつて開閉が
制御されるゲート回路３０と、パワーアンプ７を
介して励磁コイル５に印加されている。８は被検
体におけるNMR信号を検出するための検出コイ
ルで、その構成は第６図ロに示す励磁コイルと同
じで、励磁コイル５に対して90°回転して設置さ
れている。なお、この検出コイル８は、被検体に
できるだけ近接して設置されることが望ましい
が、必要に応じて、励磁コイル５と兼用させても
よい。９は検出コイル８から得られる核磁気共鳴信号
（NMR信号…FID信号・エコー信号）を増幅する
増幅器、１０は位相検波回路、１１は位相検波さ
れた増幅器９からの波形信号を記憶するウエーブ
メモリ回路で、Ａ／Ｄ変換器を含んでいる。１３
はウエーブメモリ回路１１からの信号を例えば光
フアイバで構成される伝送路１２を介して入力
し、所定の信号処理を施して断層像を得るコンピ
ユータ、１４は得られた断層像を表示するテレビ
ジヨンモニタのような表示器である。また、コン
トローラ２０からコンピユータ１３へは、信号線
２１により、必要な情報が伝送される。コントローラ２０は、勾配磁場G_z、G_x、G_y、
RFパルスの振幅を制御するために必要な信号
（アナログ信号）、及びRFパルスの送信やNMR
信号の受信に必要な制御信号（デジタル信号）を
出力することができるように構成されたものであ
る。このコントローラ２０は、本発明に係る装置
の特徴とするシーケンス機能、即ち、RFパルス
の動作タイミングや各勾配磁場の動作タイミング
や値を制御する機能を有している。ただし、この
シーケンス機能を果す素子は、コントローラ２０
に限定するものでなく、他の素子、例えば、コン
ピユータ１３にこの機能をもたせても本発明は成
立する。このように構成された本発明の装置の動作を、
第７図及び第１表ないし第３表を参照し、段階を
追つて順次説明する。＜＞時点t₀ 時点t₀は、制御回路２から静磁場用コイル１
に電流を流し、被検体（被検体は各コイルの円
筒内に設置）に静磁場H₀を与えた状態におい
て、コントローラ２０より制御回路４を介して
ｚ勾配磁場用コイル３１に電流を流し、第７図
ロに示すように、ｚ勾配磁場G_z ⁺を与えた時点
である。なお、上述したが、被検体の体軸とｚ
軸とは一致する方向である。このとき、スライス面中央（90°パルス印加により磁化
Ｍが正しく90°回転する部分）、スライス面境界（90°パルス印加時に、磁化
Ｍがθ°回転し、また180°パルス印加時にはG_z＝
０となつているため180°回転する部分）、スライス面外（90°パルス印加では影響を受
けず、180°パルスによつて磁化Ｍの方向が反転
する部分）での各磁化Ｍの方向は、第７図のヘ，ト，チに
示すように、全てｚ軸の正方向（上向き）とな
つている。＜＞時点t₁ G_z ⁺が与えられている下で、ゲート回路３０
において選択し、出力された位相差0°の所定の
形（例えばガウシアン形）に変調されたRF信
号により、被検体の特定の一面（スライス面）
の原子核を励起する。即ち、第７図のイのよう
に第１の90°_xパルスを与える。続いてｘ勾配磁
場用コイル及びｙ軸勾配磁場用コイル３２，３
３を付勢し、第７図のハ，ニに示すように所定
の大きさのNMR信号読取り用の勾配磁場G_x、
G_yを印加する。なお、第７図ロにおいて、G_z ⁺に続くG_z ^-は、
被検体の異なる部分からのNMR信号の位相を
一致させるための波形信号であつて、この技術
は公知の技術である。この磁場G_x，G_yを印加する時点をt₁とすれ
ば、この時点t₁では、各部の磁化Ｍは第７図
ヘ，ト，チに示すような向きとなる。時点t₁以降では第７図のホに示すような第１
の核磁気共鳴信号（FID信号）が検出コイル８
により検出され、その信号は増幅器９を介し位
相検波回路１０に導かれ、ここで位相検波され
た後ウエーブメモリ回路１１に格納される。格
納されたデータはコンピユータ１により適宜の
タイミングで読み取られ、ここでフーリエ変換
され１プロジエクシヨンの信号となる。＜＞時点t₂ 前記時点t₁から核磁気共鳴信号が無くなるま
でのT_s1時間経過後にｘ勾配磁場用コイル及び
ｙ勾配磁場用コイルの付勢を止め、ゲート回路
３０において選択し出力される位相差180°の矩
形状に変調されたRF信号で被検体を励起する。
この場合、ｚ勾配磁場G_zは動作させず、第７
図のイに示すように被検体全体に第１の180°_-x
パルスを与える。即ち、前記特定スライス面以
外に在る原子核をも励起する。この場合、時点t₂の直前において、勾配磁場
G_z＝H_z1、G_x＝H_x1、G_y＝H_y1なるパルスを印
加する。このパルスG_x＝H_x1、G_y＝H_y1は、
NMR信号読取り用の勾配磁場G_x＝g_x0、G_y＝
g_y0とは別のものである。これらの勾配磁場を
印加したことによる動作については、次の時点
t₃の所で説明する。＜＞時点t₃ 前記180°_-xパルスを与えた後は、t₂とt₃の中
央の時刻を中心として、時間軸を反転して期間
T_s1で印加したと同じ大きさの勾配磁場G_z、
G_x、G_yを印加する。180°パルスを与えた後に、
勾配磁場G_z、G_x、G_yを印加した時点をt₃とす
る。即ち、第７図に示すように、本発明では、
第１の180パルスを挟んで勾配磁場G_z＝H_z1…
H_z2とG_x＝H_x1…H_x2と、G_y＝H_y1…H_y2とが印
加される。ここで、H_z2、H_x2、H_y2のパルスを
スポイルパルスと呼ぶ。 180°パルスに多少の誤差があつて、第４図と
第５図で説明したようなノイズが生じても、こ
のスポイルパルスの作用により、このノイズを
早急に除去することができる。その理由は次の
通りである。例えば、第５図に示す如く、180°パルスの誤
差により、スライス面外に在る原子核のスピン
に横方向の成分M_xyが生じたとする。この時、
本発明では、スポイルパルスを印加しているの
で、この磁場を受けて第５図に示す横方向成分
M_xyは分散させられる。即ち、横方向成分M_xy
の位相は乱され、その結果ノイズは消失する。なお、本発明では、第１の180パルスの印加
後T_s2に、正確にエコーを生じさせるため、ス
ポイパルスH_z2、H_x2、H_y2とそれぞれ（磁場強
度）×（時間）の値が同じH_z1、H_x1、H_y1を第１
の180パルスの前に印加する必要がある。即ち、
次の関係が成立している必要がある。 g_x1・t_n1＝g_x2・t_n2 g_y1・t_n1＝g_y2・t_n2 g_z1・t_n1＝g_z2・t_n2 ただし、 t_n1、t_n2：磁場印加時間 g_x1、g_x2：G_x磁場の強さ g_y1、g_y2：G_y磁場の強さ g_z1、g_z2：G_z磁場の強さなお、第７図では、スポイルパルスとして、
３つのパルスH_z2、H_x2、H_y2を印加するとして
説明した。しかし、この記載に限定するもので
はない。即ち、H_z2、H_x2、H_y2の、いずれか１
つ、又は任意の組合せで印加し、これにより横
方向成分Mxyの位相を乱しても良い。第７図において、例えば、パルスH_y1、H_y2
の極性と、G_y＝g_y0の極性が反対の場合には、
不都合なことが生じる。その理由は以下の通り
である。第１の180°パルスの誤差のため発生した横方
向成分M_xyは、スポイルパルスH_y2により位相
が拡散方向に移動し、ノイズは消滅する。しか
し、スポイルパルスH_y2の後に加えられる勾配
磁場g_y0の極性がスポイルパルスH_y2と逆であれ
ば、拡散方向に向かつていたM_xyの位相は反転
し、再び集合し始める。そして、｜（H_yzの強度）×（パルス幅）｜＝｜（g_yの強度）×（時間）｜のところで、M_xyのエコー信号が最大となつて
ノイズとなる。同様にH_x1、H_x2の極性とg_x0の
極性が反対の場合も、ノイズのエコー信号が発
生するので好ましくない。従つて、スポイルパルスの極性と、NMR信
号読取り用勾配磁場の極性はシーケンスごと
に、同一極性にすることが必要である。以上のように、本発明では、スポイルパルス
の作用により、180°パルスに誤差があつてもノ
イズは発生しない。第１の180°パルスにより、磁化Ｍは第７図
ヘ，ト，チのように回転する。時点t₃以降は、分散する方向に向かつていた
磁化Ｍが、180°パルスによつて向きが全て反転
し、集合する方向に向かう。従つて、検出コイ
ル８からは、第７図ホに示すように次第に増大
する第２の核磁気共鳴信号（エコー信号）が検
出される。時点t₂の前と時点t₃の後で印加した
G_x、G_yがそれぞれ同じであり、その期間、被
検体の状態が変らないものとすれば、このエコ
ー信号と、前記第１の核磁気共鳴信号とは、t₂
とt₃の中央の時刻について対称な信号波形とな
る。＜＞時点t₄ 時点t₃より（t₂−t₁）時間経過した時コント
ローラ２０の制御により磁場G_x、G_yの印加を
止める。この時点をt₄とする。磁化Ｍは図示の
通りである。この時点の後G_z ^-、G_z ⁺を与え、その状態下
で、ゲート回路３０において位相差180°で第１
の90°パルスと同様に変調されたRF信号を用い
て被検体に第２の90°_-xパルスを与え、第１の
90°パルスで励起されたスライス面を再び励起
する。この励起の終りを時点t₅とする。この
時、スライス面内、外、境界、つまり被検体全
部の磁化Ｍの向きが−ｚ軸方向に揃う。＜＞時点t₆ G_z ⁺の印加終了後、ゲート回路３０より位相
差0°で矩形波状に変調されて出力されるRF信
号にて被検体を励起する（180°パルス励起）。
即ち、ｚ勾配磁場が無い状態だから、前記特定
のスライス面以外に在る原子核をも励起する。
この励起の終了時点をt₆とする。この第２の180°パルスの印加により磁化Ｍは
一斉に＋ｚ軸方向に向きが揃う。しかし、本発明に係る装置は、スピン−格子
緩和時間T₁より短い待ち時間T_dでシーケンス
を繰返し、高速化することを特徴とする。従つ
て、磁化Ｍが完全に熱平衡状態に戻らず、動的
平衡状態でシーケンスを繰返すことになる。磁
化Ｍはコヒーレント（coherent）であるため、
シーケンス間に相関性があり、信号の減少、ス
ライス形状の乱れが生じる。そこで、第２の
180°パルスの後にスポイルパルスH_z3、H_x3、
H_y3を印加し、スピンの位相を乱してシーケン
ス間の相関をなくしている。スポイルパルス
は、上記の３つのどの組合せでも良いが、シー
ケンスごとにランダムな（磁場強度）×（時間）
とすると、シーケンス間の相関が、更になくな
り効果的である。このように時点t₆で始めの時点t₀と同じ状態
に復帰し、そこで、時点t₆の後に上記したT_dと
なる待ち時間を設け、１回のシーケンスを終了
し、以後同様のシーケンスを繰り返す。

【表】

【表】なお、動的平衡状態が得られるまで、最初の数
回（例えば、10回）のシーケンスで得られる
NMR信号は、データとして使用しなくても良
い。また、上述では、第７図ホに示す第１と第２の
NMR信号を検出し、これをフーリエ変換して、
画像の再構成に役立てると説明したが、この記載
に限定するわけではなく、例えば、次のような各
種の場合でも本発明は成立する。＜＞第１と第２のNMR信号のうち、いずれ
か一方を検出し、この検出信号を利用して画像
の再構成を行なう。＜＞第１と第２のNMR信号の両方を検出
し、このうち、いずれか一方の検出信号を利用
して画像の再構成を行なう。＜＞第１と第２のNMR信号の両方を検出
し、この２つの検出信号のデータを加算、平均
して画像の再構成を行なう。＜＞第１と第２のNMR信号の両方を検出
し、この２つの検出信号をフーリエ変換した後
に、プロジエクシヨンの状態で加算、平均して
画像の再構成を行なう。または、２つの画像の
状態で加算、平均する方法。このようなシーケンスにおいては、待ち時間
Tdは従来のものに比べて非常に短くなる。第８
図はその様子を示すもので、被検体として卵白
（縦緩和時間T₁＝693ｍｓ、横緩和時間T₂＝262ｍ
ｓ）を使用し、T_s1＋T_s2＝30ｍｓとした場合を
図示してある。図において、横軸は待ち時間T_d、
縦軸は動的平衡状態に達した後の信号強度で、鎖
線の曲線Ａが従来の方式での実測値（理論値と一
致）、実線の曲線Ｂが本発明の方式による場合の
実測値（理論値と一致）を表わす。図から明らか
なように、同じ信号強度を得るためには本発明の
方式による場合の方がはるかに短い時間（T_d）
で済むことがわかる。なお、実施例では、１回のシーケンスにおい
て、印加するRFパルスを90°_x…180°_-x…90°_-x・
180°_xとしたが、本発明に係る装置の特徴は、第
２の90°パルスで磁化Ｍを全て下方に向けること
にある。従つて、例えば、90°_x…180°_y…90°_x・
180°_-x（180°_yのRFパルスは、位相差90°のRF信号
を用いて作られる）の位相関係で、所定の原子核
にパルスを加えるようにしても良い。ここで例えば、“90°_-x”のRFパルスの表わす
意味は、このパルスが印加されると、磁化Ｍが、
ｘ軸を回転軸として、反時計回りに90°回転した
位置へ移動することを意味する。また、“90°_y”は、磁化Ｍが、ｙ軸を回転軸と
して、時計回りに90°回転した位置へ移動するこ
とを意味する。なお、“90°_x”のRFパルスとするか“90°_y”と
するかは、RFパルスにおける高周波波形の位相
を調整することにより、選択することができる。
例えば、この２つのパルスの場合は、高周波の位
相を90°変えれば良い。通常、この選択は、第１
図のゲート回路３０で行なつている。第９図は本発明に係る装置のパルスシーケンス
を示す図である。同図は、一般に２次元フーリエ
変換法と呼ばれる範疇に属する検査手法により勾
配磁場G_x，G_yを印加して、被検体の原子核を励
起し、NMR信号を読取るものである。この第９
図の検査手法は、勾配磁場G_zを印加するととも
に90°パルスを加えて、被検体の特定のスライス
面を切出し、勾配磁場G_xを加えることで、この
切出したスライス面に在るプロトンの回転を位相
コード化する。更に、勾配磁場G_yを加えること
で、位相コード化されたプロトンの配列方向と直
角方向について、磁化Ｍの回転周波数を変えるよ
うにしている。このようにすることで、２次元フーリエ変換法
は、磁化Ｍの回転周波数と、回転位相の相違とか
ら、スライス面の各ピクセル情報を識別するもの
である。以上のような検査手法に、本発明のRFパルス
のシーケンスである90°…180°…90°…180°を適用
した場合、第４図、第５図で説明したものと同様
な不要な成分M_xyが生じる。従つて、この第９図
の場合も第１の180°パルスの後にスポイルパルス
H_z2，H_x2，H_y2を印加し、また、第７図のところ
で説明したと同様な理由で、他のパルスH_z1，
H_x1，H_y1とH_z3，H_x3，H_y3も印加する。そして、これらパルスの相互の印加・関係も第
７図で説明したのと同様である。また、高速化の原理やNMR信号の処理は、第
７図で説明したものと同様であるので省略する。なお、第７図及び第９図では、第２の90°パル
スの直後に第２の180°パルスを印加しているよう
に描いたが、これに限定するわけではない。例え
ば、第２の90°パルスの直後でなく、時間T_s1以内
に第２の180°パルスを加えるようにしても本発明
の効果は得られる。ハ「本発明の効果」以上述べたように、本発明によれば、例えば、
第７図に示したパルスシーケンスにより、１ビユ
ー分のシーケンスが終了した時点で強制的に、か
つ正確にスライス面内外すべての磁化Ｍを熱平衡
状態（又はその近傍）にすることができる。その
ため、従来法のようにT₁による自然緩和を待つ
必要がなく、パルスシーケンスの間隔を短縮で
き、スキヤンタイムを短縮することができる。し
かも、第１の180°パルスの後に出る不要な成分
M_xyに基づくノイズの発生を押えることができ、
また、第２の180°パルスの後に加えるスポイルパ
ルスによつて、各シーケンス間の相関性を取除く
ことができる。従つて、スキヤンタイムが早いう
えに、得られる映像もノイズのない良質な画面と
することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例装置の構成図、第２図
はPR法による従来の検査パルス波形の一例を示
す図、第３図は磁化Ｍを回転座標系に表示した
図、第４図と第５図は180°パルスに誤差があつた
場合に横方向成分が生じることを説明するための
図、第６図は磁場用コイルの一例を示す構造図、
第７図は本発明に係るシーケンスを説明するため
の動作波形及び磁化ベクトルの図、第８図は待ち
時間と信号強度との関係を示す図、第９図は本発
明に係る別のシーケンス例を説明するための動作
波形図である。１……静磁場用コイル、２……静磁場用コイル
の制御回路、３……勾配磁場用コイル、４……勾
配磁場用コイルの制御回路、５……励磁コイル、
６……RF発振器、７……パワーアンプ、８……
検出コイル、９……増幅器、１０……位相検波回
路、１１……ウエーブメモリ回路、１３……コン
ピユータ、１４……表示器、２０……コントロー
ラ、３０……ゲート回路、３１……ｚ勾配磁場用
コイル、３２，３３……ｙ勾配磁場用コイル。

Claims

【特許請求の範囲】１被検体に静磁場（H₀）を与える手段と、被
検体に勾配磁場を与える手段と、被検体の組織を
構成する原子の原子核に核磁気共鳴を与えるため
の高周波パルスを印加する手段と、を備え、生じた核磁気共鳴信号を利用して、被検体の組
織に関する画像を得る装置において、以下のカツコに記載するシーケンス機能を有し
た制御手段を具備し、このシーケンスを繰り返す
とともに、各シーケンスごとに生じる核磁気共鳴
信号のうち必要な信号を、画像再構成のために利
用することを特徴とするNMR画像装置。『前記勾配磁場を与える手段を動作させ、第１
の勾配磁場を印加するとともに、前記高周波パル
スを印加する手段から第１の90°パルスを印加し
て被検体の特定のスライス面に在る原子核を励起
し、次に前記勾配磁場を与える手段を動作させず
に、前記高周波パルスを印加する手段から第１の
180°パルスを印加して、前記特定スライス面以外
に在る原子核をも励起し、次に前記勾配磁場を与える手段を動作させ、第
１の勾配磁場を印加するとともに、前記高周波パ
ルスを印加する手段から第２の90°パルスを印加
して、前記と同一の特定のスライス面に在る原子
核を励起し、次に前記勾配磁場を与える手段を動作させず
に、前記高周波パルス印加する手段から第２の
180°パルスを印加して、特定スライス面以外に在
る原子核をも励起し、前記第１の180°パルスの直前と直後に、勾配磁
場を与える手段を動作させてNMR信号の読取り
用の勾配磁場とは別な｛（磁場強度）×（時間）｝が
同一な勾配磁場パルスを印加するようにしたシー
ケンス機能。』２前記４つの高周波パルスの位相関係を90°_x…
180°_-x…90°_-x…180°_xとした特許請求の範囲第１項
記載のNMR画像装置。３前記４つの高周波パルスの位相関係を90°_x位
置…180°_y…90°_x…180°_-xとした特許請求の範囲第
１項記載のNMR画像装置。４被検体に静磁場（H₀）を与える手段と、被
検体に勾配磁場を与える手段と、被検体の組織を
構成する原子の原子核に核磁気共鳴を与えるため
の高周波パルスを印加する手段と、を備え、生じた核磁気共鳴信号を利用して、被検体の組
織に関する画像を得る装置において、以下のカツコに記載するシーケンス機能を有し
た制御手段を具備し、このシーケンスを繰り返す
とともに、各シーケンスごとに生じる核磁気共鳴
信号のうち必要な信号を、画像再構成のために利
用することを特徴とするNMR画像装置。『前記勾配磁場を与える手段を動作させ、第１
の勾配磁場を印加するとともに、前記高周波パル
スを印加する手段から第１の90°パルスを印加し
て被検体の特定のスライス面に在る原子核を励起
し、次に前記勾配磁場を与える手段を動作させず
に、前記高周波パルスを印加する手段から第１の
180°パルスを印加して、前記特定スライス面以外
に在る原子核をも励起し、次に前記勾配磁場を与える手段を動作させ、第
１の勾配磁場を印加するとともに、前記高周波パ
ルスを印加する手段から第２の90°パルスを印加
して、前記と同一の特定のスライス面に在る原子
核を励起し、次に前記勾配磁場を与える手段を動作させず
に、前記高周波パルスを印加する手段から第２の
180°パルスを印加して、特定スライス面以外に在
る原子核をも励起し、前記第２の180°パルスの直後に、勾配磁場を与
える手段を動作させて、スポイルパルスを印加す
るようにしたシーケンス機能。』５前記４つの高周波パルスの位相関係を90°_x…
180°_-x…90°−_x…180°_xとした特許請求の範囲第４
項記載のNMR画像装置。６前記４つの高周波パルスの位相関係を90°_x…
180°_y…90°_x…180°_-xとした特許請求の範囲第４項
記載のNMR画像装置。