JPH0871061A - 複数のイメージスライスを同時に生成する磁気共鳴イメージングトモグラフィ方法 - Google Patents

複数のイメージスライスを同時に生成する磁気共鳴イメージングトモグラフィ方法

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JPH0871061A
JPH0871061A JP7240439A JP24043995A JPH0871061A JP H0871061 A JPH0871061 A JP H0871061A JP 7240439 A JP7240439 A JP 7240439A JP 24043995 A JP24043995 A JP 24043995A JP H0871061 A JPH0871061 A JP H0871061A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 全記録時間を更に大幅に短縮することができ
る磁気共鳴イメージングトモグラフィ方法を提供する。 【解決手段】 励起ステップにおいて調査対象の選択さ
れたスライスにおいてＮＭＲ信号を生成するために狭帯
域無線周波数（ＲＦ）パルスをスライス選択勾配ＧSの
存在下で均一静磁場に置かれた調査対象に照射し、記録
ステップにおいて生成されたＮＭＲ信号をスライス選択
勾配ＧSに対して垂直な読み出し勾配ＧRの存在下で読み
出す身体のスライス像を生成する方法において、更なる
ＲＦパルスを励起ステップと記録ステップとの間の時間
間隔内でスライス選択勾配ＧSの存在下で各々照射し、
該各ＲＦパルスの照射の間の時間間隔内に付加的な勾配
パルスが読み出し勾配ＧRの方向にスイッチインされ、
生成された付加的なシーケンスＮＭＲ信号が読み出し勾
配ＧRの存在下で時間変位するように読み出される。こ
れにより、全記録時間を更に大幅に短縮することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、調査対象の選択さ
れた領域において核磁気共鳴（ＮＭＲ）信号を生成およ
び記録する方法に関し、特に、励起ステップにおいて前
記調査対象の選択されたスライスにおいてＮＭＲ信号を
生成するために狭帯域無線周波数（ＲＦ）パルスをスラ
イス選択勾配ＧSの存在下で均一静磁場に置かれた前記
調査対象に照射し、記録ステップでは生成されたＮＭＲ
信号を前記スライス選択勾配ＧSに対して垂直な読み出
し勾配ＧRの存在下で読み出す身体のスライス像を生成
する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の方法は、例えばDE 35 04 734 A
1から当該分野において公知である。
【０００３】グラディエントエコーシーケンスによって
核磁気共鳴トモグラフィ像を生成することは臨床分野に
おいてしばしば用いられる方法である（ヒギンズ(Higgi
nsCh.)、ヒリカック(Hricak H.)、ヘルムズ(Helms C.)
による"Magnetic Resonance Imaging of the Body"、ニ
ューヨークのレイバンプレス(Raven Press)社発行、１
９９２、１７７頁以降参照）。特に、皮質領域の活性化
中に生じる信号の変化の調査にこのようなシーケンスを
適用することは有用であることが最近明らかにされてい
る（フラム(Frahm, J.)等による"Magnetic Resonance i
n Medicine 29:139"、１９９３参照）。該文献で用いら
れているBOLDコントラストメカニズム（オガワ(Ogawa,
S.)等による"Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89:5951"、
１９９２参照）により、これらの調査は４０msから８０
msという長いエコー時間での信号の読み出しを必要とす
る。順次行われる個々の突出ステップを記録するための
繰り返し時間は必ず信号読み出し時間よりも長くなけれ
ばならないので、記録時間は１２８X２５６乃至２５６X
２５６の記録マトリックスに対し各像当り約１０s乃至
２０sになる。これらの記録時間を約半分に短縮するこ
とはリュウ(Liu G.)等により当該分野において知られ
る、いわゆるエコーシフティングによって達成すること
ができる（"Proc. XIIth Annual Meeting SMRM"ニュー
ヨーク、１９９３、１３頁）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、全記録時間を更に大幅に短縮することができる磁気
共鳴イメージングトモグラフィ方法を提供することであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によればこの目的
は、更なるＲＦパルスを励起ステップと記録ステップと
の間の時間間隔内でスライス選択勾配ＧSの存在下で各
々照射し、これにより該各ＲＦパルスの照射の間の時間
間隔内に付加的な勾配パルスが読み出し勾配ＧRの方向
にスイッチインされ、これにより生成された付加的なシ
ーケンスＮＭＲ信号が読み出し勾配ＧRの存在下で時間
変位するように読み出されるという驚くほど簡単で且つ
効果的な方法で達成される。
【０００６】本発明による方法の特に好ましい変形例で
は、最後のＲＦパルスの照射と最初に生成されたＮＭＲ
信号の発生との間の時間間隔内に読み出し勾配ＧRに対
し垂直な位相コード化勾配ＧPを印加し、前記方法全体
が各場合毎に異なる位相コード化勾配ＧPを適用して複
数回繰り返す。このように、生成されるＮＭＲ信号はこ
の方法の各サイクル毎に異なる位相コード化を施され
る。
【０００７】本発明による方法の別の好ましい変形例で
は、勾配の強度を、調査対象の最も相異するスライスか
らのそれぞれのＮＭＲ信号が各々その対応するＲＦ励起
パルスに対して同じエコー時間を呈するように選択す
る。このＮＭＲ信号の等距離時間シーケンスによって記
録手順と分析手順が大幅に簡素化される。
【０００８】本発明による方法の好ましい改良では、付
加的な位相コード化勾配をスライス選択勾配ＧSの方向
に印加し、３次元フーリエ変換原理による方法を繰り返
しつつ変化させる。これにより、各スライス内でのＮＭ
Ｒ信号の空間的分解能を更に増加することができる。
【０００９】本発明による方法の別の有利な変形例で
は、ＲＦパルスによって調査される調査対象の体積を各
々スライス選択勾配ＧSの存在下で同一として、生成さ
れる時間変位ＮＭＲ信号がＲＦパルスによるスライス選
択励起により調査対象の同一のスライスから各場合に発
生するようにした点で異なっている。
【００１０】従って本発明による方法はマルチスライス
ＮＭＲ像を生成するためのみに用いることは必ずしも必
要ではない。
【００１１】本発明の方法のこの変形例の改良は、選択
され観測されるスライスの時間変位ＮＭＲ信号にそれぞ
れ異なる位相コード化を施す点で特に好ましい。これに
よりｎ個の信号に対しｎ倍だけ記録ステップの数が減少
するので計測時間の非常に大幅な減少が単一スライス法
に対しても可能である。
【００１２】本発明のその他の利点は下記の説明及び図
面から導き出すことができる。また、本発明の上述した
特徴及び以下に説明する特徴は個別に又は任意の組合せ
で集合的に利用することができる。図示され記述される
実施の形態は網羅された列挙と見なされるべきものでは
なく、むしろ本発明を説明するための例示的特徴を有す
るに過ぎないと見なされるべきものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。
【００１４】図２は従来技術によるグラディエントエコ
ーシーケンスを示す図である。同図において、ＧSはス
ライス選択勾配、ＧRは読み出し勾配、ＧPは位相コード
化勾配をそれぞれ示す。ＲＦは励起無線周波数パルスお
よびそれにより生成されるＮＭＲ信号を示す。３５ｍｓ
のエコー時間を有する典型的な実験のためにスライス選
択間隔ｔex、読み出し間隔ｔaq、中間時間ｔiが示され
ている。
【００１５】本発明に係る方法の基本的原理は、図２に
よるより長いエコー時間を有する従来のＮＭＲグラディ
エントエコーシーケンスを所望通りに適用するために長
い時間間隔ｔiがスライス選択勾配ＧSの存在下でのスラ
イス選択無線周波数パルスによるＮＭＲ信号の生成と読
み出し勾配ＧRの反転によるグラディエントエコーの形
での信号読み出しとの間で発生するとの認識に基づいて
いる。
【００１６】この時間間隔ｔiは後述する種類の付加的
励起ステップにより本発明の方法に取り込まれ、これら
の付加的励起ステップはそれぞれ異なるスライスを伴
う。読み出し勾配ＧRの方向に複数の勾配を導入するこ
とにより読み出し期間中異なる励起パルスによって生じ
たＮＭＲ信号を順次記録することが可能であり、それに
より、この付加的勾配の強度を適切に選択するために各
ＮＭＲ信号がその励起パルスに対して同一のエコー時間
を有する。
【００１７】図１は、本発明の方法にかかる複数のスラ
イスからそれぞれのＮＭＲ信号を同時に読み出すための
グラディエントエコーシーケンスを示す図である。
【００１８】同図においてＲＦパルスつまりＲＦ信号の
下に示された数字はＮＭＲ信号を対応する選択パルスに
関連づけるためのものである。
【００１９】所与のエコー時間ｔeをもたらすための間
隔内に実施し得る励起ステップの数は励起間隔ｔexの持
続時間および読み出しステップの持続時間ｔaqに依り決
定される。スイッチング時間が１msより短く且つ１０mT
/mより大きい強度を持つような従来の勾配システムにと
ってはｔexの値が４msでｔaqの値が４msにすることは図
１に示すように容易に達成される。これにより、３５ms
のエコー時間をもたらすための計測間隔内に７個のスラ
イスを収容させることが可能である。ＮＭＲ信号の順次
読み出しにより、図示の実施例における最小繰り返し時
間は約４０msから約６０msに延長される。従ってこの時
間の節約は、個々のスライスの順次的記録に比べて又は
マルチスライス原理に従ったネステド(nested)記録と比
べて約４.７倍になる。
【００２０】本発明によるシーケンスを、図１に示した
個々の励起ステップが同一のスライスに対応する場合に
利用することも可能である。この場合順次発生するＮＭ
Ｒ信号は単なる単純なグラディエントエコーとして見な
されるべきだけでなく、むしろ２つまたは複数のシーケ
ンス励起パルスによって引き起こされるスピンエコーや
誘導エコー信号も考慮するべきである。図３に示すよう
に、対応するＮＭＲ信号部分は図１に示した適用例にお
いて各々コヒーレントにオーバーラップするので、人工
物的でない(artifact free)像が得られる。
【００２１】図３は、垂直線で示されるフリップ角αの
計５個の励起パルスを印加した場合の時間変化する読み
出し勾配ＧRの存在下でのスピンシステムの成長位相φ
を示す詳細な図である。励起パルスを用いたときにも発
生し且つ異なるスライスを選択し得るグラディエントエ
コー信号（黒丸）に加えて、白丸で示されるスピンエコ
ーＮＭＲ信号が発生する。
【００２２】シーケンスのこの実施例の特に好ましい用
途は、個々に発生するＮＭＲ信号の各々に異なる位相コ
ード化を施して上述の倍率による計測時間の短縮が単一
スライス手順において既に可能であるようにすることで
ある。
【００２３】図４はこの種の同一のスライスにおける複
数の異なる位相コード化信号の励起シーケンスを示す図
である。
【００２４】
【発明の効果】以上詳述したように本発明の請求の範囲
第１項の磁気共鳴イメージングトモグラフィ方法によれ
ば、調査対象の選択された領域において核磁気共鳴（Ｎ
ＭＲ）信号を生成および記録する方法であって、特に励
起ステップにおいて調査対象の選択されたスライスにお
いてＮＭＲ信号を生成するために狭帯域無線周波数（Ｒ
Ｆ）パルスをスライス選択勾配ＧSの存在下で均一静磁
場に置かれた調査対象に照射し、記録ステップにおいて
生成されたＮＭＲ信号をスライス選択勾配ＧSに対して
垂直な読み出し勾配ＧRの存在下で読み出す身体のスラ
イス像を生成する方法において、更なるＲＦパルスを励
起ステップと記録ステップとの間の時間間隔内でスライ
ス選択勾配ＧSの存在下で各々照射し、これにより該各
ＲＦパルスの照射の間の時間間隔内に付加的な勾配パル
スが読み出し勾配ＧRの方向にスイッチインされ、これ
により生成された付加的なシーケンスＮＭＲ信号が読み
出し勾配ＧRの存在下で時間変位するように読み出され
るので、全記録時間を更に大幅に短縮することができる
と云う優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる複数のスライスからそれぞれＮ
ＭＲ信号を同時に読み出すためのグラディエントエコー
シーケンスを示す図である。
【図２】従来技術によるグラディエントエコーシーケン
スを示す図である。
【図３】フリップ角αの励起ＲＦパルスを印加しつつ時
間変化読み出し勾配ＧRの存在下でスピンシステムの位
相φの時間成長を示すダイアグラムである。
【図４】同一のスライスにおける複数の異なる位相コー
ド化信号を生成する本発明にかかるシーケンスを示す図
である。
【符号の説明】
ＧS スライス選択勾配 ＧR 読み出し勾配 ＧP 位相コード化勾配 ＲＦ 狭帯域無線周波数

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 調査対象の選択された領域において核磁
    気共鳴（ＮＭＲ）信号を生成および記録する方法であっ
    て、特に励起ステップにおいて前記調査対象の選択され
    たスライスにおいてＮＭＲ信号を生成するために狭帯域
    無線周波数（ＲＦ）パルスをスライス選択勾配ＧSの存
    在下で均一静磁場に置かれた前記調査対象に照射し、記
    録ステップにおいて生成されたＮＭＲ信号を前記スライ
    ス選択勾配ＧSに対して垂直な読み出し勾配ＧRの存在下
    で読み出す身体のスライス像を生成する方法において、 更なるＲＦパルスを前記励起ステップと前記記録ステッ
    プとの間の時間間隔内でスライス選択勾配ＧSの存在下
    で各々照射し、これにより該各ＲＦパルスの照射の間の
    時間間隔内に付加的な勾配パルスが前記読み出し勾配Ｇ
    Rの方向にスイッチインされ、これにより生成された付
    加的なシーケンスＮＭＲ信号が前記読み出し勾配ＧRの
    存在下で時間変位するように読み出されることを特徴と
    する方法。
  2. 【請求項２】 最後のＲＦパルスの照射と最初に生成さ
    れるＮＭＲ信号の発生との間の時間間隔内に前記読み出
    し勾配ＧRに対し垂直な位相コード化勾配ＧPを印加し、
    前記方法全体が各場合毎に異なる位相コード化勾配ＧP
    を適用して複数回繰り返すことを特徴とする請求項１記
    載の方法。
  3. 【請求項３】 勾配の強度を、前記調査対象の最も相異
    するスライスからのそれぞれのＮＭＲ信号が各々その対
    応するＲＦ励起パルスに対して同じエコー時間を呈する
    ように選択することを特徴とする請求項１または２記載
    の方法。
  4. 【請求項４】 付加的な位相コード化勾配を前記スライ
    ス選択勾配ＧSの方向に印加し、３次元フーリエ変換原
    理による方法を繰り返しつつ変化させることを特徴とす
    る請求項２または３記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記ＲＦパルスによって調査される前記
    調査対象の体積を各々スライス選択勾配ＧSの存在下で
    同一として、生成される時間変位ＮＭＲ信号がＲＦパル
    スによる前記スライス選択励起により前記調査対象の同
    一のスライスから各場合に発生することを特徴とする請
    求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
  6. 【請求項６】 選択され観測されるスライスの前記時間
    変位ＮＭＲ信号にそれぞれ異なる位相コード化を施すこ
    とを特徴とする請求項５記載の方法。
JP7240439A 1994-08-27 1995-08-28 複数のイメージスライスを同時に生成する磁気共鳴イメージングトモグラフィ方法 Pending JPH0871061A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
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