JPH0470013B2

JPH0470013B2 -

Info

Publication number: JPH0470013B2
Application number: JP59225294A
Authority: JP
Inventors: Hideto Iwaoka; Hiroyuki Matsura; Sunao Sugyama
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1984-10-26
Filing date: 1984-10-26
Publication date: 1992-11-09
Also published as: JPS60166849A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、核磁気共鳴（unclear 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。

初めにNMRの原理について概略を説明する。

原子核は、陽子と中性子とからなつており、こ
れらは全体として、核スピン角運動量Ｉ→で回転
（自転）していると見なされる。

第２図は、水素の原子核Ｈを示したもので、(イ)
に示すように１個の陽子Ｐからなり、スピン量子
数1/2で表わされる回転をしている。陽子Ｐは、
(ロ)に示すように正の電荷e⁺を持つているので、原
子核の回転に従い、磁気モーメントｕ→が生じ、一
つ一つの水素の原子核は、それぞれ小さな磁石と
見なせる。

第３図は、この点を模式的に示した説明図で、
鉄のような強磁性体では、この微小磁石の方向が
(イ)に示すように揃つており、全体として磁化が観
測される。これに対して、水素等の場合は、微小
磁石の方向（磁気モーメントの向き）は(ロ)に示す
ようにランダムであつて、全体として磁化は見ら
れない。

ここで、このような物質にＺ方向の静磁場H₀
を印加すると、各原子核がH₀の方向に揃う。

第４図イは水素原子核について、この様子を示
したものである。水素原子核のスピン量子数は1/
２であるから、第４図ロに示すように、−1/2と＋
１／２の２つのエネルギー順位に分かれる。２つの
エネルギー順位間のエネルギー差ΔEは、(1)式で
表わされる。

ΔE＝γ〓H₀ (1) γ：磁気回転比（原子核種ごとに固有の定数）〓：ｈ／2π ｈ：ブランク定数ここで、各原子核には、静磁場Ｈ→₀によつて、 μ→×Ｈ→₀ なる力が加わるので、原子核は、Ｚ軸の回りを(2)
式で示すような角速度ωで歳差運動（みそすり運
動）をする。

ω＝γH₀ （ラーモア角速度） (2) 即ち、原子核の種類ごとに、それぞれ異なつた
ラーモア角速度ωで歳差運動をしている。

このように静磁場H₀中におかれた生体に、例
えばラーモア角速度ω₁に対応した周波数（₁＝
ω₁／2π）の電磁波（通常はラジオ波）を印加す
ると、この周波数₁に相当した歳差運動をしてい
る原子核に共鳴が起り、原子核は(1)式で示される
エネルギー差ΔEに相当するエネルギーを吸収し
て、高い方のエネルギー順位に遷移する。

ここで、通常、生体は複数種類の原子核で構成
されているが、静磁場H₀の環境下で、印加され
た周波数₁の電磁波と共鳴する原子核は、１種類
のみである。従つて、生体に印加する静磁場H₀
の強さと、印加する周波数とを選択することに
より、特定の種類の原子核の共鳴のみを取出すこ
とができる。

ここで共鳴の強さを測定すれば、原子核の存在
量を知ることができる。また、高い順位へ励起さ
れた原子核は、共鳴後、緩和時間と呼ばれる時定
数で定まる時間の後に、低い順位へ戻る。このと
き、吸収したエネルギーを外部へ放出するので、
共鳴の強さの時間的変化を測定すれば、以下に述
べる時間を知ることができる。

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）T₂とに分類される。この緩和時間を観測す
ることにより物質分布のデータを得ることができ
る。一般に固体では、横緩和時間T₂は短く核磁
気共鳴で得たエネルギーは、まずスピン系に行渡
つてから、格子系に移つて行く。従つて、縦緩和
時間T₁は、T₂に比べて著しく大きい。これに対
して、液体では分子が自由に運動しているので、
スピン同士と、スピンと分子系（格子）とのエネ
ルギー交換の起りやすさは同程度である。従つて
時間T₁とT₂はほぼ等しい値になる。

特に時間T₁は、各化合物の結合の仕方に依存
している時定数であり、正常組織と悪性腫瘍とで
は、値が大きく異なることが知られている。

ここでは、水素原子核（¹H）について説明し
たが、この他にも核スピン角運動量をもつ原子核
で同様の測定を行なうことが可能であり、リン原
子核（³¹P）、炭素原子核（¹³C）、ナトリウム原子
核（²³Na）等に適用可能である。

このように、NMRによつて、特定原子核の存
在量及びその緩和時間を測定することができるの
で、物質内の特定原子核について種々の化学的情
報を得ることにより、被検体内に種々の検査を行
なうことができる。

従来より、このようなNMR現象を利用して、
被検体の組織に関する画像を得るPR法
（projection reconstruction method…投影復元
法とも言う）によるNMR画像装置がある。この
PR法による像再構成の原理は、Ｘ線CT装置とほ
ぼ同様の原理である。まず被検体の体軸方向（ｚ
軸方向）に勾配磁場をかけて、仮想輪切り部分
（ｚ軸に垂直な面）のプロトンを励起する。断層
面として被検体の体軸に直交する面をとるように
説明するが、勾配磁場を変えることにより任意の
面を画像化することが出来る。次に、ｘ，ｙ方向
にそれぞれ勾配磁場をかけ、この状態でNMR信
号を検出し、ｘ，ｙの合成勾配磁場と直角方向へ
のプロジエクシヨンを得る。そして、ｘ，ｙの合
成勾配磁場の値を変える動作を繰り返し、これに
対応するNMR信号を得て、各々フーリエ交換す
ることにより被検体の数多くの方向についてプロ
ジエクシヨンを求める。このプロジエクシヨンを
用いて、CT手法によつて、被検体の像を再構成
する手法がPR法である。

第５図は、このPR法による従来装置の検査手
法の一例を説明するための動作波形図である。

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５図ロに示すよう
にＺ勾配磁場Gz⁺と、(イ)に示すように狭い周波数
スペクトル_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、勾配磁界
Gz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＋ΔGz）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＝2π_j）
と同一のラーモア角速度 ω_j＝γ（H₀＋ΔGz）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
るプロトンだけが励起される。即ち、Ｚ軸方向の
勾配磁場Gzは、生体のスライス面位置決定のた
めに作用する。そして励起されたプロトンの磁化
Ｍを、第６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５図ハ，ニに示すようにｘ勾配磁場
Gx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６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
に次第に分散しているので、やがてNMR信号は
減少し、第５図ホに示すように時間Ts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Gx、ｙ勾配
磁場Gy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
Td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、
Gx，Gy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
５図において、NMR信号が無くなるまでの時間
Tsは、10〜20msであるが、次のシーケンスに移
るまでの所定時間Tdは、縦緩和時間T₁のため
1sec程度は必要となる。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べく、NMR分析計用
に提案されている公知技術｛DEFT法；driven
equilibrium fourier transform｝を利用して、
高速のNMR画像装置を製作した場合を考察する
と、次のような欠点がある。結論としては、
NMR画像装置にDEFT法を用いることは、不適
切である。なお、NMR画像装置にDEFT法を使
用するとした公知技術例はない。

このNMR分析計用に提案されているDEFT法
は、｛「パルス及びフーリエ変換NMR」フアラ
ー、ベツカー著：吉岡書店｝に記載されている。
このDEFT法は高速化のためのパルスシーケンス
であり、（90゜x…τ…180゜y…τ…90゜−ｘ…Td）ⁿ
で構成されるものである。このDEFT法で２次元
のイメージングを行なう場合、90゜パルスは、選
択励起法（勾配磁場を同時に印加）を用いて特定
のスライス面内だけを励起するが、これについて
は問題はない。

しかし、180゜パルスは選択と非選択励起の両方
が考えられる。

第１２図は第１の90゜パルスの直前のｚ軸上の
磁化Mzのスライスの厚さ方向の分布をBlochの
方程式を用いて、計算機でシミユレーシヨンした
結果を示したものである。ここでは、選択励起す
るため90゜パルスはガウシアン変調してある。こ
れは、生体の平均的T₁，T₂及びTr＝100ms（繰り
返し時間）を用いて計算したものである。Mzは、
パルスシーケンスを実行する前のMzを１として
いて、Mzの大きさは、NMR信号強度に対応し
ている。

(a) DEFT法の非選択の180゜パルスの場合、第１
２図の一点鎖線Ａに示すように、スライス面外
のMzが非常に小さくなつてしまう。

一般に、パルスシーケンスの待ち時間Tdの
間に、他の複数のスライス面に対して同一なパ
ルスシーケンスを順次ほどこし、その間の十分
に長いTdのため、MzがT₁縦緩和して大きく
なつてから、最初のスライス面の次のビユー
（view）を行なうというマルチスライス法が行
なわれている。これはNMR信号（Mzの大き
さ）の減少をなくして、同時に複数面のデータ
が得られるため、疑似高速法として効果的であ
る。しかし、マルチスライス法は、スライス面
外のMzが、他のスライス面励起の影響を受け
ずに、大きいことが条件となる。

このような条件から見ると、非選択の180゜パ
ルスを用いたDEFT法では、スライス面外の
Mzが小さくなつてしまうためマルチスライス
法を併用できない欠点がある。実際のスライス
形状は、線１２図のMzにスライス形状の関数
（ここではガウシアン形）を乗じたものとなり、
それを第１３図に示す。

(b) DEFT法の選択励起の180゜パルスの場合、第
１２図の鎖線Ｂに示すように、Mzはスライス
面外では大きいので問題ない。しかし、第１３
図では、スライス形状が３つの山状となること
が欠点となる。これは、スライス境界の磁化Ｍ
が選択励起の180゜パルスの際、複雑な動作をす
るため各Ｍのベクトル方向がばらばらになり、
結果として信号が減少するためである。

以上のように公知の技術であるDEFT法をその
ままNMR画像装置に使用することは、不適切で
ある。

〔解決しようとする問題点〕

本発明は、以上のような従来のPR法による
NMR画像装置が有していた、応答性の悪さを改
善し、得られる画像の質を落さずにスキヤンタイ
ムを短縮し、更にマルチスライス法で高速化を図
つたNMR画像装置を提供することを目的とす
る。

〔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るために、以下
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。

この制御手段の働きにより、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できる。

制御手段のシーケンス機能とは次のような機能
を含む。

(イ) 第１の90゜パルス、第１の180゜パルス、第２
の90゜パルス、第２の180゜パルスの順に印加す
る。

(ロ) 前記第１および第２の90゜パルス印加は、同
時に勾配磁場を与える手段を付勢して第１の勾
配磁場も印加し特定のスライス面のみを励起す
る選択励起とし、前記第１および第２の180゜パルス印加は勾配
磁場を印加しない非選択励起とする。

(ハ) 前記第２の180゜パルスは第２の90゜パルス印
加直後に印加する。

(ニ) 上記シーケンスを繰り返すとき、シーケンス
間の待ち時間中に、前記(イ)ないし(ハ)と同様であ
るが互いに異なるスライス面を励起するように
して１スキヤンで複数面の画像用データを検出
できるようにする。

〔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１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。

第７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７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７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プ
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Gz，Gx，Gy，
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
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８図を参照し、段階を追つて順次説明する。(i)
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２
０より制御回路４を介してｚ勾配磁場用コイル３
１に電流を流し、第８図ロに示すように、ｚ勾配
磁場Gz⁺を与える。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。

この時点t₀においては、磁化Ｍは第９図イの回
転座標系に示すようにy′軸方向に90゜向きを変え
る。続いて、ｘ勾配磁場用コイル及びｙ勾配磁場
用コイル３２，３３に電流を流し、第８図ハ，ニ
に示すように所定の大きさの磁場G_x1，G_y1を印
加し、検出コイル８から得られる第８図ヘに示す
ようなNMR共鳴信号を検出する。NMR共鳴信
号が検出されている時点（例えばt₁の時点）で
は、磁化Ｍは第９図ロに示すように、x′，y′面内
で破線矢印方向に次第に分散していく途中にあ
る。検出コイル８で検出されるNMR共鳴信号
は、時間とともに次第に減衰するもので、この信
号は、増幅器９で増幅され、位相検波回路１０で
位相検波され、ウエーブメモリ回路１１を介して
コンピユータ１３に印加される。ここで、NMR
共鳴信号はフーリエ変換され、１プロジエクシヨ
ンの信号となる。これまでの動作は従来装置と同
様である。

ここで、被検体のスライス面を決定するための
オフセツトの値は、はじめに第８図ホに示すよう
に所定の値S_Aとなつており、第１０図において、
S_Aに対応するスライス面Ａが選択されている。

NMR共鳴信号が無くなるまでのτ時間経過
後、コントローラ２０は、ゲート回路３０を開と
し、励磁コイル５に電流を流し、今度は第８図イ
に示すように同一面に矩形波状に変調された180゜
−ｘパルスを印加する。続いて、第８図ハ，ニに
示すようにｘ勾配磁場用コイル及び_y勾配磁場用
コイルに電流を流し、前回と同様の所定の大きさ
の磁場G_x1，G_y1を同時に印加させる。

180゜−ｘパルスを印加すると、分散した磁化Ｍ
は、第９図ハに示すように再び集合し始め、検出
コイル８からは、第８図ヘに示すように次第に増
大するNMR信号（この信号をエコー信号と呼
ぶ）が検出される。180゜−ｘパルスを印加してか
ら、τ時間経過後、エコー信号は第８図ヘに示す
ように最大となる。このエコー信号は、τ時間の
間、被検体の状態が変わらないものとすれば、は
じめに出力されたNMR共鳴信号と時間軸に対し
て対称な信号波形となる。この時点t₃で、ゲート
回路３０を開とし、G_Z ⁺の下で励磁コイル５に電
流を流し、今度は第８図イに示すように90゜パル
スを印加し、第９図ニのように磁化Ｍを−Z′軸方
向に強制的に向ける。

続いてG_Z ⁺の印加をを中止し、ゲート回路３０
より矩形波状に変調され出力されたRF信号
（180゜xパルス）にて被検体を励起する。なお、第
３の180゜パルスは、前記第２の90゜パルス印加の
直後、あるいは、（t₄−t₃）または（t₆−t₅）時間
に比べて十分短い時間経過後に印加する。これに
より磁化Ｍは第９図ホに示すように一斉に＋Z′方
向に向きが揃う。この時点t₄で初めの時点と同じ
状態に復帰することになる。ただし、この方式で
は、物質のもつスピン−スピン緩和または横緩和
による緩和が残り、t₄の時点で磁化Ｍは完全に上
向きにならず、Z′軸に一致するまでにTd時間を
要す。しかしながら、t₄の時点では磁化ＭがZ′軸
から僅かに分散しているだけであるところから、
Tdは緩和時間T₁に比較して十分短く、例えば4τ
程度である。

ところで、本発明においては、スライス面Ａの
磁化ＭがZ′軸に一致するまでの時間（例えば4τ）
すら待たないで、この間に、スライス面Ａとは異
なつた、従つてスライス面Ａの磁化の状態に影響
されない別のスライス面（例えば第１０図におけ
るスライス面Ｂ，Ｃ）をオフセツトの値を変える
ことによつて選択し、第８図チに示すシーケンス
No.と同様のシーケンスを直ちに実行するもので
ある。すなわち、第８図ホに示すように、オフセ
ツトの値をS_AからS_Bとし、スライス面Ｂを選択
し、第８図イに示すように、直ちに90゜パルスを
印加し、τ時間経過後180゜−ｘパルス、続いてτ
時間経過後90゜パルスを印加する。なお、このシ
ーケンスNo.において、ｘ勾配磁場G_x，_y勾配磁
場G_yの大きさは、ここではシーケンスNo.の場
合と同じであり、シーケンスNo.と同じ投影方向
α₁（第８図チ参照）の１プロジエクシヨンの信号
を得る。以下、同じようにして、オフセツトの値
をS_BからS_Cとし、スライス面Ａ及びＢとは異なつ
た、従つてこれら各スライス面の磁化の状態に影
響されない別のスライス面Ｃを選択し、シーケン
スNo.を実行する。これによつて、スライス面Ｃ
において、投影方向α₁の１プロジエクシヨンの信
号を得る。

このように、シーケンスNo.からシーケンスNo.
の連続するシーケンスの実行によつて、ｎ枚の
スライス面Ａ〜Ｎについて、それぞれ投影方向α₁
の１プロジエクシヨン信号を得る。

これにより、１シーケンスが高速化される上
に、待ち時間Td区間に他のスライス面のデータ
が得られ、見かけ上更に高速化されることにな
る。

なお、スライス面Ａ〜Ｎを選択するためのオフ
セツトを発生させる方法は、次のいずれかの手法
によつても実現できる。

(i) 静磁場H₀の値を各シーケンスごとに変化さ
せる。

(ii) Ｚ勾配磁場コイル（第７図イの３１）に各シ
ーケンスごとに変化する同方向電流を与える。

また、磁場オフセツトは加えずにRパルスの
周波数を各シーケンスごとに変化させてスライス
面Ａ〜Ｎを選択することもできる。

シーケンスNo.が終了した時点では、シーケン
スNo.の実行によつて選択されたスライス面Ａの
磁化Ｍの状態は、シーケンスNo.〜No.までの実
行の間に、シーケンスNo.の終了から4τ以上経過
しているので、Z′軸に向いたものとなつている。

シーケンスNo.ｎ＋１では、再びオフセツトの値
を、第８図ホに示すようにスライス面Ａを選択す
るようにシーケンスNo.と同様のS_Aとし、今度
はｘ勾配磁場G_xの値を、第８図ハに示すように
G_x1からG_x2、またｙ勾配磁場G_yの値を、第８図
ニに示すようにG_y1からG_y2とする。これによつ
てスライス面Ａにおいて、投影の方向をα₂とした
プロジエクシヨンの信号を得る。続いてシーケン
スNo.ｎ＋２では、スライス面Ｂにおいて投影の方
向がα₂としたプロジエクシヨンの信号を得る。以
下同じように各スライス面Ｃ〜Ｎにおいて投影の
方向がα₂であるプロジエクシヨンの信号を得るた
めのシーケンス（シーケンスNo.ｎ＋３〜No.2n）
を実行する。以後、同様にして各シーケンスを繰
り返し、各スライス面Ａ〜Ｎについて、各投影方
向からのプロジエクシヨンの信号（例えば各スラ
イス面Ａ〜Ｎについて、投影方向α₁からα₁₂₈まで
の128プロジエクシヨンの信号）を得る。

コンピユータ１３は、各シーケンスにおいて、
例えばはじめに出力されるNMR共鳴信号をフー
リエ変換し、Ｘ線CTと同様な公知の手段（例え
ばfiltered back projection）によつて各スライ
ス面Ａ〜Ｎを単位としてそれぞれ再構成演算を行
ない、各スライス面Ａ〜Ｎの断層像を得、これを
表示器１４に順次あるいは必要なスライス面を選
択して表示する。

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。

第１１図は本発明をスピンワープ法に適用した
ものである。第８図に示すPR法と基本的に異な
るところは勾配磁場Gx，Gyの与え方である。ス
ピンワープ法では、第１の90゜パルスと第１の
180゜パルスの区間において、まず同図ハのように
ｘ方向勾配磁場g_xをt_x時間印加する。これにより
スピンをｘ方向に位相コード化したことになる。
一方これと同時に、同図ニに示すように、上記第
１の90゜パルスと第１の180゜パルス印加の間で、
極性の異なるｙ方向勾配磁場g_y，g_yを順次印加す
る。g_yによつて分散したスピンはg_y′によつて集
合し、同図ヘに示すようなエコー信号となる。

次の、第１の180゜パルスと第２の90゜パルス印
加の区間では、同図ハ，ニのように前区間と同一
なｘおよびｙ勾配磁場を時間軸が反転した関係で
印加する。この場合、第１の180゜パルスの印加の
ため再びエコー信号が現れる。その後は第８図の
場合と同様に第２の90゜パルスと第２の180゜パル
スによつて磁化Ｍは熱平衡状態になる。

以後、同一なｙ方向勾配磁場g_y，g_y′を用い、
ｘ方向勾配磁場g_xと印加時間＋_xの積の値を所定
の関係で適宜に変えつつシーケンスを繰り返す。

各シーケンスにおける２つのエコー信号の内少
なくとも一方のエコー信号が検出され、２次元フ
ーリエ変換が施され、画像再構成に用いられる。

なお、g_x，t_xを変える場合少なくとも一方は固
定で他方のみ変えるような態様であつてもよい。

以上のように動作する本発明のパルスシーケン
スによれば、Mzの分布およびスライス形状を従
来の分析計用DEFT法の場合に対比して示せば、
第１２図および第１３図の実線Ｃのようになり、
従来のような欠点が解消されていることが分か
る。

（発明の効果）以上述べたように、本発明によれば、第８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（例えば、SR法）のよに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。

更に、各パルスシーケンス間の待ち時間を有効
利用すべく待ち時間中に他のスライス面を励起し
てエコー信号を検出できるようにし、見かけ上パ
ルスシーケンスを高速化することができる。

【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
は水素原子のスピンを説明する図、第３図は水素
原子の磁気モーメントを模式化した図、第４図は
水素原子の原子核が磁場の方向に揃う状態を説明
する図、第５図はNMRによる検査パルス波形の
一例を示す図、第６図は磁化Ｍを回転座標系に表
示した図、第７図は磁場用コイルの一例を示す構
造図、第８図は本発明に係るシーケンスを説明す
るための動作波形図、第９図は本発明の手法によ
るそれぞれの時点での磁化Ｍの方向を回転座標系
上に示した説明図、第１０図は被検体のスライス
面を示す説明図、第１１図は本発明の手法をスピ
ンワープ法に適用した場合のシーケンスを説明す
るための動作波形図、第１２図は第８図のシーケ
ンスを連続的に実行し動的平衡状態に達した状態
をコンピユータシミユレーシヨンした結果を示し
た図、第１３図は第１２図のMzの状態に第１の
90゜パルスとｚ勾配磁場Gzを印加して選択励起し
た後のNMR信号強度を表わした図である。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のうち、必要な
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、下記(イ)ないし(ニ)よりなるシーケンス機能を有し
た制御手段を具備したことを特徴とするNMR画
像装置。 (イ) 第１の90゜パルス、第１の180゜パルス、第２
の90゜パルス、第２の180゜パルスの順に印加す
る。 (ロ) 前記第１および第２の90゜パルス印加は、同
時に勾配磁場を与える手段を付勢して第１の勾
配磁場も印加し特定のスライス面のみを励起す
る選択励起とし、前記第１および第２の180゜パルス印加は勾配
磁場を印加しない非選択励起とする。 (ハ) 前記第２の180゜パルスは第２の90゜パルス印
加直後、あるいは期間TS₁またはTS₂に比べて
十分短い時間の経過後に印加する。 (ニ) 上記シーケンスを繰り返すとき、シーケンス
間の待ち時間中に、前記(イ)ないし(ハ)と同様であ
るが、各ビユーにおいて互いに異なるスライス
面が順次選択されるように第１の勾配磁場を変
化させ、１スキヤンで複数面の画像用データを
採取できるよにする。