JPH11216129A - 傾斜およびスピンエコー(grase)イメージングを用いた超高速多重セクション全身mri - Google Patents

傾斜およびスピンエコー(grase)イメージングを用いた超高速多重セクション全身mri

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JPH11216129A
JPH11216129A JP10312603A JP31260398A JPH11216129A JP H11216129 A JPH11216129 A JP H11216129A JP 10312603 A JP10312603 A JP 10312603A JP 31260398 A JP31260398 A JP 31260398A JP H11216129 A JPH11216129 A JP H11216129A
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エイ. フェインバーグ デイビッド
Koichi Oshio
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 傾斜エコーとスピンエコーとを効率的に結合
し、実用可能なMRINMRパルスシークエンスを提供
する。 【解決手段】 ヒトを除く動物においてNMR核類から
のMRIシグナルを検出する方法であって、核類を歳差
運動させてTRインターバルを開始する工程;同一TR
インターバル内の引き続いて起こる等しい時間インター
バルで、実質的に180゜で、180゜NMR RFパ
ルスを反復して印加し該核類をさらに歳差運動させてN
MRスピンエコーの列を発生する工程であって、該等し
い時間インターバルの各々が該TRインターバルを開始
する工程と最初の180゜NMRRFパルスとの間のイ
ンターバルの実質的に2倍である工程;該180゜NM
RRFパルスの各々の後にのみ、複数の交互極性読み出
し傾斜磁場パルスを印加し、該180゜NMR RFパ
ルスの間で生じる、複数の傾斜エコーのサブシークエン
スを生成する工程を包含する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、核磁気共
鳴(NMR)現象と、MRI装置内で患者のイメージ容
積(image volume)から選択されたNMR
核類とを組み合わせて利用する、磁気共鳴イメージング
(MRI)に関する。より詳細には、傾斜とスピンエコ
ー(GRASE)MRI法とを有益な方法で組み合わせ
た、MRINMRパルスシークエンスを達成するための
方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ここ10年程の間に、市販のMRIシス
テムが容易に利用可能となった。いくつかの磁気共鳴分
光イメージング(MRSI)装置もまた、当該技術分野
そして少なくとも研究室の環境では、現在、非常によく
知られている。MRIおよびMRSIの両方で、同様の
MRI手法が用いられており、本明細書中では、これ以
降MRIという用語は、このような手法および装置の、
どちらかまたは両方を表すために集合的に用いられる。
【0003】従来のMRI装置では、検査される患者の
解剖学的構造が、所定の患者イメージング容積の中に配
置される。そこでは、大きな磁石(例えば、極低温型、
抵抗型(resistive)、および/または永久
型)構造が、実質的に一定で均一な磁場Boを生成す
る。イメージ容積中で基本の磁場Boと傾斜磁場との迅
速な重ね合わせが行われるように、種々のタイプの従来
型の傾斜コイル構造もまたMRI装置に備えられる。代
表的には、これらの傾斜磁場はGx、Gy、およびGz
と表記され−−、これらの傾斜が通常のx、y、zカ
ーテシアン座標(デカルト座標)系に沿って配向してい
ることを示している(Bo場は、代表的には、同じ座標
系のz−軸に沿って配向している)。ラジオ波(RF)
コイルもまた、患者の組織中に位置する核類に、および
核から、RFシグナルを伝達および受信するために、イ
メージ容積と緊密にRF連結している。
【0004】当業者に周知であるように、奇数の陽子を
有する核(例えば、水素核)では、その正味の回転磁気
モーメントが、静止したバックグラウンドの磁場Boに
沿って配向する傾向にある。しかし(核の場所の磁場に
比例した)固有のラーモア周波数で適切なRFシグナル
を受けると、このような核の実質的部分である正味の回
転磁気モーメントは、静止した配向から傾くかあるいは
歳差運動し得る。次いで、このような電磁気的な歳差力
から開放されると、核は静止した配向に再び戻ろうと
し、−− そして、適切なMRI RF受信回路で検出
し得る特徴的なRFシグナルを発する。イメージされた
容積内のNMR核の空間的な分布を示すデータを生じる
ように、選択されたイメージ容積中のNMR核にRF歳
差パルスおよび傾斜磁場パルスの特定のシークエンスを
与えることによりNMR RF応答が検出され得、そし
て(例えば、多次元フーリエ変換により)処理され得
る。次に、このようなデータは視覚的に表示され、ここ
で二次元表示の画素の各々または画素の群の強さまたは
色は、イメージされた容積内のそれぞれに対応する空間
的位置でのNMR核の密度を示す。
【0005】市販のMRIシステムは、特定のタイプの
MRI効果のために、予めプログラムされた、RFおよ
び傾斜磁場パルスのNMRシークエンスを行うための精
巧なコンピュータ制御システムを導入している。RFお
よび傾斜磁場駆動装置の操作上の限度内(例えば、振幅
(magnitude)、立ち上がりおよび立ち下げ時
間、最大衝撃係数などについて)であれば、事実上、任
意の所望のNMRシークエンスをプログラムし得る。こ
れは、実際上無限の、多様な、RFおよび傾斜磁場パル
スの組合せおよび順列を可能にし、そしてこれらの可能
性のうち多数のものがいまだに検討されていない。
【0006】多年にわたり、多数の異なるMRIパルス
シークエンスが開発され、種々のタイプの患者組織をイ
メージすることに使用され成功している。数種の、より
広く知られているMRIパルスシークエンスを以下に簡
単に記述する。スピンエコー(SE)MRI(図2) 伝統的なSEでは、代表的には繰り返し時間インターバ
ルの各々、即ちTRの各々の間に、初期90゜RF歳差
パルス、次に1回またはそれ以上の180゜RF歳差パ
ルスを与えてスピンエコーRF応答を形成する。所定の
イメージを得るために、180゜RF歳差パルスあた
り、ひとつのエコーだけが得られる(複数のエコーが得
られる場合、それらの各々は、それぞれ異なるエコーイ
メージのために使用される)。位相エンコーディングさ
れた「k」−空間の異なる部分を走査するように、SE
の各々は、1つの次元(例えばy軸)で、他の全てのS
E応答とは異なって位相エンコーディングされる。得ら
れたk−空間データの二次元フーリエ変換により、CR
Tなどの上に目的となる視覚的なイメージを直接表示す
るために用いられ得るデータが最終的に提供される。従
って、この手法では、代表的には、完全なイメージのた
めに必要とされる位相エンコーディングされたスピンエ
コーの数(例えば、256または512)を得るために
は、長いMRIデータ採取時間(例えば、数分)が必要
である。エコー断層イメージング(EPI)MRI(図3) 伝統的なEPI手法は、代表的には、初期90゜RF歳
差パルス(および必要に応じて180゜RF歳差パル
ス)を用いてスピンエコーを発生させる。このスピンエ
コーはその後、迅速に極性を切り替えて、複数の「傾
斜」エコー(GE)の列を形成する、読みだし傾斜磁場
により反復的に再集束される。これらのGEの各々は、
代表的には、これらのエコー間に発生する、小さい一定
の位相エンコーディング傾斜磁場または小さい傾斜磁場
パルスにのいずれかにより異なって位相エンコーディン
グされる。EPIシークエンスは、非常に短時間(例え
ば数10ミリ秒)で、完全なイメージセットを採取し得
るが、相対的に非常に高性能のMRIシステムハードウ
ェアを必要とする。
【0007】MBEST、ABEST、およびInst
ascan、(Oridgeら、Magn. Reso
n. Med.、Vol 10、p227 (198
9);Feinbergら、Magn. Reson.
Med.、Vol 13、p162 (1990);
Rzedzianら、Amer. J. Roent
genol、Vol 149、p245 (198
7))は、Mansfieldらにより提唱された当初
のEPI k−空間軌跡の変法である。これらの方法で
は、エコー列の間に、シグナル軌跡を、k−空間の位相
軸に沿って連続的に転位(displace)する。緩和増大を伴う迅速採取(Rapid Acquisi
tion With Relaxation Enha
ncement)(RARE)MRI (図4) 伝統的なRAREシークエンスもまた、代表的には90
゜RF歳差パルスで開始する。次いで180゜RF歳差
パルスの列が付与され、複数のスピンエコーを生成す
る。スピンエコーの各々は異なって位相エンコードされ
て連続的にk−空間を走査する。しかし、ここでは、各
エコーの後にk−空間の起点に戻るために反対極性の位
相デコードパルスを用いる。これは、180゜RF歳差
パルスの不備により別に生じ得る、刺激されたエコーの
アーチファクトを抑制する手助けとなる。180゜RF
歳差パルスがエコーの各々を発生させるために必要なの
で、必要なイメージ採取時間はEPIを用いる場合より
もかなり長い。EPIが、代表的には、「1ショット」
(即ち1つのTRインターバル)で実施され得るのに対
し、RAREはまた、代表的には、完全なイメージデー
タセットを収集するために、複数の励起(即ち、複数の
TRインターバル)を必要とする。スモールフリップアングル法(Small Flip
Angle Methods)(図5) 伝統的なスモールフリップアングル(例えば、GRAS
S、FLASH、FISPなど)MRIは、短縮した反
復時間TR内で、比較的高いシグナル対ノイズ比(S/
N)を維持するために、マグニチュードを減小させた初
期RF歳差パルス(即ち90゜未満、例えば45゜また
はそれ未満)を使用する。おそらく、この方法の主要な
欠点は、得られるイメージコントラストが、SE MR
I−−これは、臨床用MRIで現在受け入れられている
標準である−−を用いて得られたものと異なることであ
る。
【0008】EPI(例えば、Mansfieldら、
J. Magn. Reson.,Vol 27, p
101 (1977))は、MRIシステムに多大なハ
ードウェアの要求を課すことで知られている;これらは
静磁場B0均一性、傾斜磁場力および傾斜磁場スイッチ
ング時間を含む。エコー断層イメージングのRF再集束
された変法、即ちRARE(例えば、Henning
ら、Magn. Reson. Med., Vol
3, p.823 (1986))は、化学シフト、イ
メージ歪みおよび他の磁場不均一性の影響によってはそ
れほど妨げられないが、それはかなり遅い。スライス選
択180゜RF歳差パルスの使用は、傾斜極性スイッチ
ングよりも長時間を要する(マイクロ秒に比べミリ秒の
範囲)。RAREの第2の欠点は、その非常に高いRF
エネルギーの蓄積、SARであり、そしてそれは、人体
に対して現在許容し得る安全限度を超過し得る。
【0009】EPIおよびRAREの制限を最小にする
ために、先に提案された1つのアプローチは、シングル
ショット内部容積イメージングについての先の研究(F
einbergら、Proceedings Fift
h Annual Meeting of the S
ociety of Magnetic Reason
ance in Medicine、p.950 (1
986))で提案されたように、エコー列中で、傾斜お
よびRF再集束を交互させることである。このアブスト
ラクトは、論理的に理解できないだけでなく、スライス
の単一のサブセクション(横の横断スライスにより定義
される)との使用のために開示されたにすぎない。さら
に、それはGEとSEを組み合わせるためのいかなる指
示をも開示していない。また、先に公開されたこのアブ
ストラクトは、実際にGEをSEと組み合わせる際に生
じるアーチファクトおよび誤差の種々の潜在的な原因
を、認識せず、または取り扱っていない。
【0010】MRIは過去10年間にわたり急速に改良
されたが、多重セクション2DFTスピンエコーイメー
ジング(Crooks、Radiology (198
2))が、MRIによる胴体および頭部の日常的な臨床
MRI研究のための最も一般的に受け入れられた標準に
留まっていることは驚きである。1982年の最初の研
究以来、ハードウェアーの改良およびパルスシークエン
スの改良(Feinbergら、Radiology
(1985))により、イメージシグナル対ノイズ比
(S/N)は進歩的に増大している。得られたシステム
のより高いS/N比は、励起数(NEX)を減少させる
ことで、より速いイメージング時間を可能にし、またそ
うしない場合は、S/N比を上げるために用いられてい
る。データの共役的合成(Half Fourierま
たはNEX = 1/2)は、スピンエコーシグナルに
おける自然の対称性を、位相エンコーディングされたシ
グナルの半分のコンピューター合成に有利に用いること
により、イメージング時間において、さらにほぼ2倍の
減少をもたらす。共役的合成法は、通常のスピンエコー
イメージングと同一の組織コントラスト、化学シフトお
よび空間分解能を有するが、多くのT2強調されたスク
リーニング検査には受容可能ではあるが、約30%〜4
0%の予期されたS/Nの減少を伴う。
【0011】より速いイメージングのための代替アプロ
ーチであるRARE(Henningら、Magn.
Reson. Med. Vol 3, p.823
(1986); HenningらMagn. Rec
on. Imag., Vol 6, p391(19
88))は、シグナル励起の複数のサイクル(TR)の
間に位相エンコーディングを実行することでイメージン
グ時間を短縮する。イメージングセクションの数の減少
は、不利な条件であり得る。しかし、これらのイメージ
は従来のスピンエコーイメージングと同様のコントラス
トを有し、NEX = 1スピンエコー技術よりイメー
ジング時間を8〜16倍減少させる。イメージング速度
は、現在、多数の180゜RF歳差パルスの急速な印加
による、人体におけるRAREの増大されたRFエネル
ギーの沈着(SAR)により制限される。要するに、R
AREのイメージング速度は、NMRシグナルが読み出
し得ない間の複数のスライス選択180゜RFパルスに
必要な、かなり長い合計時間により物理的に制限され
る。
【0012】EPI(Manfieldら、J. Ma
gn. Reson., Vol27, p.101
(1977))では、急速な傾斜極性スイッチングによ
るシグナル再集束が、より遅いRAREのRF再集束の
代わりに使用され得る。このように、EPIおよびその
近代的改変法(MBESTおよびInstascan)
の両方は、100m秒未満のイメージング時間でイメー
ジをつくり上げ得る。
【0013】これらのEPI法は、(周波数軸上より
も)イメージ位相軸上により大量の化学シフト、代表的
には、水と脂肪との間に10画素(pixel)の位置
ずれ(mis−registration)を生ずる。
この問題は、脂肪抑制法(fat suppressi
on methods)を用いて防ぎ得る。EPIイメ
ージは、代表的には、スピンエコーイメージングよりも
空間分解能およびS/N比が低いが、多重励起サイクル
(多重TR)と当初のシングルショット技術よりもイメ
ージング時間を長くすることとで改善され得る。高い最
大傾斜強度および短い傾斜立ち上がり時間を有する傾斜
ハードウェアーが、今日まで、一握りの研究所にEPI
の使用を限定してきたEPIのために必要である。
【0014】(同じ空間容積に向けられた)スライス選
択RF歳差パルスが、スピンエコーおよび傾斜エコーの
両方の生成に関与するMRI技術に関係すると思われ
る、いくつかの発行された特許もまた知られている: 米国特許第4,796,635号 − Dumouli
n (1989); 米国特許第4,818,942号 − Rzedzia
n (1989); 米国特許第4,833,407号 − Holland
ら (1989); 米国特許第4,896,113号 − Pelc(19
90);および 米国特許第4,901,020号 − Ladebec
kら (1990);Dumoulin は、主に傾斜反転(gradient
reversals)(即ち、「傾斜エコー」)によ
り生成された従来のエコーシークエンスを使用するよう
である。TRインターバルの各々で、複数の180゜R
F歳差パルスを使用する示唆はない。
【0015】Rzedzianは、90度−180度の
RFパルス対の各々の後に、複数の傾斜エコーを使用す
るようである。k−空間の特定の走査もまた含まれる。
しかし、この文献中には、各TRインターバル中で、1
80度RFパルスを繰り返すこと、および初期90度R
Fパルスの後の複数の傾斜エコーサブシークエンスにつ
いてはいかなる示唆もないようである。−−また、kー
空間の非連続的な横断についても、いかなる示唆もない
ようである。
【0016】Hollandらは、TRの各々で単一の
スピンエコーおよび少なくとも1つの傾斜エコーを発生
させ、そして、単一のイメージを構築するために、それ
ぞれを共通のkー空間中にマップする。TRの各々にお
ける位相エンコーディングパルスは、kー空間の約1/
4だけオフセットされ、kー空間上部の2つの1/4部
分は、連続的なTRインターバルが発生するにつれ、そ
れぞれ斬進的に完成される。その後、複合共役(com
plex conjugation)を用いてkー空間
の下部1/2を対称的に構築する。単一のエコー列中で
複数のスピンエコーを使用する意図はなく、このためパ
ルスシークエンスダイアグラムは、傾斜エコーの1つの
スピンエコー群の後では、シークエンスの過剰を示すの
である。1つのTRインターバル中で多重180゜RF
パルスの示唆もない。Hollandは、TR励起の各
々の間に単一のスピンエコーを伴う「多重」TR励起を
使用する −− それは、2つの傾斜エコーでさらにエ
ンコードされ、さらにこの2つの傾斜エコーは、複合共
役されて、2つの追加の合成シグナルを生成し、このた
め、スピンエコーイメージングからイメージング時間に
おいて4つの削減の要素を有する。
【0017】Pelcは、TRの各々の間(即ち、90
゜RFパルスの各々の後)に、複数のスピンエコーおよ
び複数の傾斜エコーを使用する。しかし、それらは、す
べて同じ位相エンコーディングを伴いそして平均化に使
用して、kー空間の同じライン中にマップする。換言す
れば、Pelcは、イメージング速度を改善するため
に、多重スピンエコーから得たデータを組み合わせな
い。代わりに、Pelcは、単に種々の誤差の修正のた
めにのみ、第2のスピンエコーに隣接する傾斜エコーか
ら得た情報を使用する。
【0018】Ladebeckらは、単一のTR内で、
少なくとも1つのスピンエコーおよび複数の傾斜エコー
を使用するようである。しかし、スピンエコーおよび傾
斜エコーは、個別の独自のイメージを生成するために、
kー空間中に別々にマップされるようである。そしてま
た、180゜RFパルスの後で、いくつかの傾斜エコー
を採用する示唆はまったくない。 出願人の関心を引く
先行技術のサーチは、現在あまり関連しないようでさえ
あるが、以下である。: 米国特許第4,792,758号 − Sattin
(1988) 米国特許第4,800,889号 − Dumouli
nら (1989) 米国特許第4,871,967号 − Rotemら
(1989) 米国特許第4,893,081号 − Zur (19
90) 米国特許第4,896,112号 − Ratzelら
(1990) 米国特許第4,959,611号 − Brovost
ら (1990) 現在、我々の知るおそらく最も類似する先行技術は以下
である:RzedzianおよびPykett IL,
Amer. J. Roentgenol. 49,
245(1987);Feinberg DA, 米国
特許第4,684,891号 (Aug1987);H
ennig J. Frieburg H. Magn
Reson Imag: 6:391 (198
8);Mansfield P, Ordidge R
JおよびCoxan, J. Phys E21, 2
78(1988);およびFeinbergら、198
6 SMRM Abstract。
【0019】Rzedzianら、Henningら、
およびFeinbergらの文献は、上記で既に簡潔に
言及した。Feinbergの1981年の特許は、T
Rインターバルの各々でスライス選択90゜および18
0゜RFパルスを用いる例であり、T2修正後の位相エ
ンコードされたスピンエコーの列を生成し、共通イメー
ジのためにk−空間を満たすために用いられる。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】Feinbergら
(前記Soc. Magn. Res. in Me
d.p950、(1986))によって以前になされ
た、傾斜エコーとスピンエコーとをTRインターバルの
各々において結合しようとする限られた試みは欠陥のあ
るものであったが、我々はこの問題に取り組み、そして
成功した。即ち、本発明者らは、GE(例えばEPIに
用いるような)とSEとを効率的に結合することによっ
て、各先行技術中のMRI技術で別個に得られる利点の
多くが得られ、かつそれら個々の技術で以前に見受けら
れた相対的欠点を避け得るような実用可能クラスのMR
I NMRパルスシークエンスを発見した。
【0021】
【課題を解決するための手段】本発明は、ヒトを除く動
物においてNMR核類からのMRIシグナルを検出する
方法に関し、この方法は、核類を歳差運動させてTRイ
ンターバルを開始する工程;同一TRインターバル内の
引き続いて起こる等しい時間インターバルで、実質的に
180゜で、180゜NMR RFパルスを反復して印
加し該核類をさらに歳差運動させてNMRスピンエコー
の列を発生する工程であって、該等しい時間インターバ
ルの各々が該TRインターバルを開始する工程と最初の
180゜NMR RFパルスとの間のインターバルの実
質的に2倍である工程;該180゜NMR RFパルス
の各々の後にのみ、複数の交互極性読み出し傾斜磁場パ
ルスを印加し、該180゜NMR RFパルスの間で生
じる、複数の傾斜エコーのサブシークエンスを生成する
工程を包含する。
【0022】本発明の1つの局面は、ヒトを除く動物に
おいてMRIシグナルを検出する方法に関し、この方法
は、(a)NMR核類が摂動NMR RF歳差パルスの
作用を受ける工程;(b)その後、該NMR核類が、
(i)180゜NMR RF歳差パルス、次いで、(i
i)該180゜NMR RF歳差パルスの後そして別の
180゜NMR RF歳差パルスの印加前に生じる複数
の傾斜エコーのシークエンスを生成するために、複数の
交互極性傾斜磁場読み出しパルスの作用を受け、そして
(iii)さらなる傾斜エコーのシークエンスを生成す
るために、最初の180゜NMR RF歳差パルスの前
に交互極性読み出し傾斜磁場パルスを印加することな
く、同一TRインターバル内の等しい時間インターバル
であって、該等しいインターバルの各々が該初期の摂動
パルスと最初の180゜NMR RF歳差パルスとの間
のインターバルの実質的に2倍であるインターバルで工
程(i)および(ii)を繰り返す工程を包含する。
【0023】1つの実施態様において、上記摂動NMR
RF歳差パルスは90゜NMRRF歳差パルスであり
得る。
【0024】1つの実施態様において、上記工程(b)
(iii)は、複数のさらなる傾斜エコーのシークエン
スを生成するために、工程(i)および(ii)の複数
の繰り返しを包含し得る。
【0025】1つの実施態様において、上記工程(a)
および(b)は、傾斜エコーのさらなるシークエンスを
生成するために、複数のTRインターバルの各々で繰り
返され得る。 1つの実施態様において、上記NMR
RF歳差パルスのすべては、多重スライスシークエンス
内のスライス容積選択傾斜磁場パルスの間に生じ得る。
【0026】1つの実施態様において、傾斜磁場読み出
しパルスの各々は、所定のマグニチュードの位相エンコ
ーディング傾斜磁場パルスによって先行され、該マグニ
チュードが、前記繰り返す工程の各々で印加される他の
位相エンコーディングパルスのマグニチュードと異なり
得る。
【0027】本発明の1つの局面は、イメージ容積内
で、NMR核類からMRIシグナルを発生する装置に関
し、この装置は、スライス容積内で核類を歳差運動させ
てTRインターバルを開始する手段;同一の該スライス
容積内で、同一TRインターバル内の引き続く等しい時
間インターバルで実質的に180゜で、180゜NMR
RFパルスを反復して印加し該核類をさらに歳差運動さ
せてNMRスピンエコーの列を発生する手段であって、
該等しい時間インターバルの各々が該初期歳差パルスと
最初の180゜NMR RFパルスとの間のインターバ
ルの実質的に2倍である手段;該180゜NMR RF
パルスの各々の後にのみ複数の交互極性読み出し傾斜磁
場パルスを印加し、該180゜NMR RFパルスの間
で生じる、複数の傾斜エコーのサブシークエンスを生成
する手段を備える。
【0028】本発明の1つの局面は、MRIシグナルを
生成する装置に関し、該装置は、(a)イメージ容積内
のNMR核類が、摂動NMR RF歳差パルスの作用を
受けるための手段;(b)その後、該NMR核類が、
(i)180゜NMR RF歳差パルス、次いで、(i
i)傾斜エコーのシークエンスを生成する、複数の交互
極性傾斜磁場読み出しパルスの作用を受け、そして(i
ii)最初の180゜NMR RF歳差パルスの前に交
互極性読み出し傾斜磁場パルスを印加することなく、該
180゜NMR RFパルスの後であって別の180゜
NMR RFパルスの印加の前に生じるさらなる複数の
傾斜エコーのシークエンスを発生するために、同一TR
インターバル内の等しい時間インターバルであって、該
等しい時間インターバルの各々が該初期摂動パルスと最
初の180゜NMR RFパルスとの間のインターバル
の実質的に2倍であるインターバルで工程(i)および
(ii)を繰り返すための手段を備える。
【0029】1つの実施態様において、本発明の装置
は、複数のTRインターバルの各々で手段(a)および
(b)を繰り返し作動させて、さらなる傾斜エコーのシ
ークエンスを生成する手段を備え得る。
【0030】1つの実施態様において、上記手段(a)
および手段(b)は、多重スライスシークエンス内のス
ライス容積選択傾斜磁場パルスの間で、前記NMR R
F歳差パルスを生成する手段を備え得る。
【0031】1つの実施態様において、上記手段(b)
は、各々の傾斜磁場読み出しパルスに先立って、所定の
マグニチュードの位相エンコーディング傾斜磁場パルス
であって、該マグニチュードが前記繰り返す工程の各々
で印加される他の位相エンコーディングパルスのマグニ
チュードと異なるパルスを生成する手段を備え得る。
【0032】本発明の1つの局面は、ヒトを除く動物に
おいてNMR核類からMRIシグナルを検出する方法に
関し、この方法は、核類を歳差運動させてTRインター
バルを開始する工程;同一TRインターバル内の引き続
くインターバルで、実質的に180゜で、180゜NM
R RFパルスを反復して印加し核類をさらに歳差運動
させてNMRスピンエコーの列を生成する工程;該18
0゜NMR RFパルスの各々の後にのみ、複数の交互
極性読み出し傾斜磁場パルスを印加して傾斜エコーのサ
ブシークエンスを生成する工程;および前記サブシーク
エンスの各々の終末で、次の180゜NMR RF歳差
パルスの印加に先立って、核類位相エンコーディングを
k空間内の同一起点に戻すために位相をデコードする傾
斜磁場パルスを印加する工程を包含する。
【0033】本発明の1つの局面は、ヒトを除く動物に
おいてNMR核類からMRIシグナルを検出する方法に
関し、この方法は以下の工程を包含する:核類を歳差運
動させてMRIデータ採取パルスシークエンスを開始す
る工程;引き続く等しいインターバルでのみ、複数の1
80゜NMR RFパルスを繰り返し印加して180゜
NMR RFパルスの各々の後に等しいインターバルで
Hahnスピンエコーを生成する工程;および180゜
NMR RFパルスの各々の後にのみ、複数の交互極性
読み出し傾斜磁場パルスを印加し、該180゜NMR
RFパルスの各々の後に生じる傾斜エコーのサブシーク
エンスを生成する工程を包含する。
【0034】1つの実施態様において、同一極性である
がそれぞれ異なるマグニチュードの位相エンコーディン
グ傾斜磁場パルスが、傾斜エコーの各々の前に印加さ
れ、位相エンコーディングされた傾斜エコーのサブシー
クエンスを生成し得る。
【0035】1つの実施態様において、180゜NMR
RFパルスの繰り返しの各々の前に、位相戻し傾斜磁
場パルスが印加されて先行する位相エンコーディング傾
斜磁場パルスのすべてを実質的にキャンセルし、そして
NMR核類をk空間の起点に瞬時に戻し得る。
【0036】1つの実施態様において、上記位相エンコ
ーディング傾斜磁場パルスは、位相エンコーディングさ
れた傾斜エコーのサブシークエンスを生成し、該サブシ
ークエンスの各々が、他の傾斜エコーサブシークエンス
の軌跡の間に連続的に挿入される非連続的k空間軌跡を
有し得る。
【0037】1つの実施態様において、上記位相エンコ
ーディング傾斜磁場パルスは、位相エンコーディングさ
れた傾斜エコーのサブシークエンスを生成し、該サブシ
ークエンスの各々が、他の傾斜エコーサブシークエンス
の軌跡の間に連続的に挿入される非連続的k空間軌跡を
有し得る。
【0038】本発明の1つの局面は、イメージ容積内で
NMR核類からMRIシグナルを検出する装置に関し、
この装置は、スライス容積内で核類を歳差運動させてM
RIデータ採取シークエンスを開始する手段;引き続く
等しいインターバルでのみ複数の180゜NMRRFパ
ルスを反復して印加し、180゜NMRRFパルスの各
々の後に等しいインターバルでHahnスピンエコー発
生を生成する手段;および180゜NMRRFパルスの
各々の後にのみ、複数の交互極性読み出し傾斜磁場パル
スを印加し、該180゜NMRRFパルスの各々の後に
生じる傾斜エコーのサブシークエンスを生成する手段を
備える。
【0039】
【発明の実施の形態】本発明では、単一のTRインター
バル中で連続的な180゜RF歳差パルスの間で多重の
短傾斜エコーの列を作成することにより、場不均一性お
よび化学シフトの影響が、隣接する180゜RFパルス
間の比較的短時間の間に−−EPIにおけるように、よ
り長い全エコー列の時間でなく−−現れる。RAREに
対する利点は、RFパワー沈着(SAR)の低減および
イメージング時間の高速化などである。本明細書では傾
斜およびスピンエコー(GRASE)イメージングと定
義するこの組み合わされた励起アプローチは、EPIと
RAREとの中間の非常に高速なイメージング速度を維
持する。
【0040】GRASEの例示の実施例は、TRインタ
ーバルあたり1つ以上の180゜RF歳差パルスを使用
し、そして得られるすべてのエコーデータを共通のk−
空間イメージ平面中に結合することにより速度を高め
る。EPI技術(MBESTおよびInstascan
と呼ばれる最近の変形例でさえ)は、シークエンス中で
TRインターバルあたり唯1つの180゜RFパルスを
用い、そして単一のHahnエコー時間周辺からのデー
タを結合する。TRインターバルあたり複数の180゜
RFパルスを使用することにより、GRASEは、場不
均一性に起因する化学シフトおよび歪誤差の量を制限す
る。
【0041】この新規なGRASE技術は、伝統的なス
ピンエコーイメージングと同様の組織コントラストで、
かつSARのさしたる増加なしに高速イメージングを達
成する。現在の例示の実施例では、GRASEはスピン
エコーイメージングよりも約25倍速く、しかも高空間
解像度および高イメージ品質を維持している。
【0042】2秒のTRで、18秒間で行う身体の多重
セクションイメージングは、呼吸動作に起因するイメー
ジ劣化を克服し、ぜん動に関連するアーチファクトを低
減する。例示のGRASE技術の利点は、化学シフトの
低減、場不均一性に起因するイメージ歪の低減、および
傾斜ハードウェアを改変することなく臨床MRシステム
で示された性能などである。T2強調の腹部MRIにお
ける大きな向上も有り得る。
【0043】スライス選択90゜RFパルスおよび複数
のスライス選択180゜RFパルスが、各TR毎にスピ
ンエコーシグナル列を生成する。スピンエコーシグナル
の各々はまた、複数の読み出し傾斜を用いて繰り返し再
集束され、スピンエコーの各々から多重の傾斜エコーシ
グナルを生成する。このプロセスを標準的な多重セクシ
ョン励起スキームにおいて組合せ、イメージング時間あ
たりの正味のシグナル/ノイズ比の増大によりおよび2
4倍という大幅なイメージング時間の短縮により、現在
のイメージング法に対し大幅な向上を可能にする。
【0044】本発明は、他の以前の研究が、代表的には
傾斜エコーまたはスピンエコー単独のいずれかを用いて
イメージを生成していたのに対し、スピンエコーから多
重の傾斜エコーを生成する。GRASEのRARE(多
重スピンエコー技術)に対する利点は、90゜RF励起
あたりの生成シグナル数の増大(高速イメージング)、
イメージング時間あたりのより高いシグナル/ノイズ
比、およびRFパワーの人体への沈着(SAR)の低下
などである。エコー断層イメージング(EPIまたは傾
斜エコー技術)に対する利点は、T2*減衰の減少、イ
メージあたりのより高いS/N、場不均一性および化学
シフトアーチファクトによるイメージ歪の減少などであ
る。EPIと異なり、GRASEは、市販のMRIイメ
ージャーで実施し得る。
【0045】GRASEは、T2強調のイメージを約1
8秒、即ち1回の息こらえの時間で生成することを可能
にし、人体の腹部および胸郭の呼吸運動によるMRI曇
り(blurring)をなくすことができる。これら
の多重スライスT2強調イメージは、現在のイメージの
約1/24の時間で得られ、長い時間インターバルでは
動きがちな患者、例えば小児科の患者または緊急外傷患
者の素早いイメージングを可能にする。イメージの拡散
(diffusion)感度は、レーザー療法が介在し
た場合の熱的イメージングを可能にする。GRASEは
また、より複雑な方法、3D多重スラブイメージ、高空
間解像度(512×512の画素アレイ)、およびフロ
ーイメージングのイメージング時間を減少するために用
いられ得る。ほぼ「リアルタイム」あるいはcine−
MR法もまたGRASEの延長で有り得、診断器具とし
てのMRIに、現在超音波イメージングで使用されてい
るような利点をもたらす変化を可能にし得る。GRAS
Eシークエンスは、実際に任意の市販のMRIイメージ
ャーに組み込まれ得る。傾斜磁場性能(最大強度、立ち
上がり時間、および安定性)は、励起サイクルの各々で
得ることが出来るシグナルの最大数を決定する。各スピ
ンエコーあたり2以上の傾斜エコーは、好ましくは、傾
斜エコー間の変化するT2*影響、T2影響および位相
シフトのための追加のデータ補正を含む。
【0046】EPIの秒以下のイメージング時間は心臓
の運動によるアーチファクトを大部分克服するが、GR
ASE MRIを用いる20秒未満のイメージングは、
患者の息こらえが可能な程度に、また、T2強調多重セ
クション身体イメージングの臨床的有用性を現在のとこ
ろ制限している呼吸動作によるアーチファクトを実質的
になくす程度に十分速い。これを目標として、本発明者
らは、傾斜再集束技術とRF再集束技術とを組合せた。
傾斜再集束法を用いて、多重RF再集束スピンエコーの
各々から数個のシグナルを生成し、RAREに比較して
著しい時間的向上およびSARの減少を達成する。同様
に、イメージ品質が非常に高レベルで維持され、そして
EPIよりもずっと少ない化学シフトが保たれる。更に
下記に説明するように、GRASEを実現しようとする
試みは、GRASEエコー列における場不均一性および
化学シフト影響という内在する変調に起因する一見相当
な障害を包含する。このことが、RAREおよびEPI
技術で代表的に用いられるk−空間イメージ軌跡とは顕
著に異なる、例示のGRASE実施態様におけるまった
く新規なk−空間イメージ軌跡へとつながった。比較す
れば、例示のGRASE k−空間軌跡は、イメージ化
学シフトおよび場不均一性誤差を低減するために、k−
空間位相軸上の多重の不連続的なおよび意図して変調し
た経路を、エコー列における時間の関数として走査する
(sweep out)。
【0047】例示のGRASE技術は、複数の180゜
RF再集束パルス間で多重の傾斜再集束を使用し、そし
て得られるシグナルを、得られたシグナルの数に比例し
てイメージング時間を短縮して1つのイメージに結合す
る。この複合方法を行うことは、現在公知のイメージン
グ方法のいかなる端的な組合せによっても、例えばエコ
ー断層傾斜エコーイメージングと多重180゜RF R
AREとを結合させても、可能であるとは考えられな
い。
【0048】この点で、GRASEは、エコー断層タイ
プシークエンスの単一スピンエコーから単純に多重傾斜
エコーを生成する方法(何人かの他者が追求した)では
ない。そのような先行研究の欠点の1つは、場不均一性
誤差、T2*減衰、化学シフト、および低い信号/ノイ
ズ比であり、それらはすべてEPIの知られた問題点で
ある。
【0049】本発明者らのGRASE MRI技術は、
例示のイメージシークエンスの4つの好ましい特徴(様
々な副次的な組合せおよび変形例で用いられ得る)のた
め、少なくとも部分的には最も成功したものであると考
えられる。 I.エコー生成 最初に、前記のように、スピンエコーあたりまたは各1
80゜RF歳差パルスあたり2またはそれ以上の180
゜RFパルスおよび2またはそれ以上の傾斜エコーを用
いて、傾斜エコーとスピンエコーとを順次結合する。こ
の第1のステップはSAR、化学シフト、場不均一性誤
差、およびシグナルのT2*減衰を減少し、そしてシグ
ナルのマグニチュードを増大してより高いシグナル/ノ
イズ比を得る。 II.k−空間軌跡 第2に、本発明者らの例示のGRASE技術は、残存す
る小さな場不均一性誤差を復調する(これは、そうでな
ければ、本質的に、これらの傾斜エコーおよびスピンエ
コーが結合された場合、変調され得る−−即ち、k−空
間で挿入された(interleaved)様式で並置
され、そして一緒にフーリエ変換されて単一のイメージ
を作る)。この第2のステップをおこなうことなしに
は、多重の180゜パルスの使用による場不均一性誤差
および上記問題を減少する利点は十分に達成されない。
なぜなら、エコー列全体を通じて配置された残留小位相
誤差の不連続パターンから生じ得る激しいイメージアー
チファクトが発生し得るからである。従って、多重の一
時的に続発する傾斜磁場および180゜RF再集束によ
ってシグナルが一旦得られれば、好適には唯1つの位相
エンコーディングの特定の複合順序を用いて、この残存
する小さな場不均一性の周期的パターン(変調)、およ
び2Dおよび3Dk−空間の位相軸上の化学シフト位相
誤差が低減されまたは実質的になくなる。 III.初期励起を用いる位相およびマグニチュードの
補正 初期励起(定常状態TRを確立するための)はいずれに
せよ一層好ましいので、本発明者らはこの機会を使用し
てテンプレートデータセットを得、そこからその後の完
全なイメージデータ採取シークエンスのために、位相誤
差およびT2、T2*減衰が測定され得る。一旦このよ
うにして得られたならば、好ましくは、それを用いて位
相配列およびT2およびT2*減衰についてのそのよう
なイメージデータの全てを補正する。 IV.エコーシフト この特別なGRASE位相エンコード軌跡は、それ自
体、好結果のフーリエ変換イメージを形成させるために
十分であり得る。しかし、それでも位相誤差のいくつか
のわずかな不連続性がデータセットに残り得る(何故な
らシグナルはHahnエコー時間に関しては同じそれぞ
れの時間的な位置ですべて記録され、位相誤差の不連続
なまたは階段状パターンに至るからである(階段の数は
180゜RF再集束パルスのそれぞれの間の傾斜エコー
数と等しい))。特定パターンの傾斜エコー群のそれぞ
れの時間的な位置を、異なって時間シフト(Hahnエ
コー時間に対して)させることにより、この階段状パタ
ーンは多重のより小さな階段に細分化される。このよう
にして、データセットは、(k−空間を通じて)実質的
に連続する位相誤差の直線状の改変を有するようにさ
れ、フーリエ変換は入力として本質的に線型データを有
する。本発明者らの実験によれば、この階段なしには、
水分が多い組織に隣接する脂肪を有する身体中の領域
は、この組織境界に対応するアーチファクトシグナルの
バンドを有し得ることが示されている。従って、このエ
コー時間シフトの工程は、実質的に完全にアーチファク
トのないイメージを最終的に作成する。
【0050】これらの工程は、好ましくはすべて一緒に
本例のGRASE技術で用いられ、非常に高質なイメー
ジを超高速イメージング速度で生成する。長いエコー列
の非類似の位相エンコーディングされた傾斜エコーを有
する、その他の既知の超高速イメージング法(例えばE
PI、MBESTおよびInstascan)は、傾斜
システムハードウェアにこれら誤差を減少させるための
高価な改良を施すことによってしか埋め合わすことがで
きない大きなイメージアーチファクト、化学シフトおよ
びシグナル/ノイズ損失をともなって実施される。しか
し、これら後者の技術は、非常に大きなバンド幅のシグ
ナルを必要とするため、イメージシグナル/ノイズ比に
大きな代価を払わなければならず、それでいて場不均一
性誤差および化学シフトの問題を克服しない。
【0051】第1の例示のGRASE工程は、先のFe
inbergらによる1986年のSMRMアブストラ
クト中に示唆されていると論じられ得る。しかし、そこ
で実際に論じられているのは、「内容積イメージング」
と呼ばれる異なったパルスシークエンスである。いずれ
にせよ、傾斜再集束と180゜RF再集束とを組み合わ
せるいかなる具体的な方法も記載されていない。その2
つがなぜかはっきりわからないが組み合わせられること
のみが述べられており、いかなるパルスシークエンスダ
イアグラムも示されていない。更に、MRIの専門家ら
は、このアブストラクトに記載されている方法をまだ理
解し得ていない。実際、この1986年のアブストラク
トは、人体のまたは生物学的なイメージをうまく生みだ
し得なかった失敗実験例を記載している。油および水成
分を一緒にイメージしようと試みたときに現われた非常
に大きな誤差に起因する均質な油または水の影絵のイメ
ージのみが作成され得た。Feinbergらの198
6年のアブストラクトはまた、「内容積−エコー断層イ
メージング」と呼ばれるイメージング法を記載している
にすぎず、この方法では、90゜RF励起と180゜R
F再集束との直交平面(平行でない、即ち実質的に合同
の(congruent)、例示の多重スライスGRA
SEシークエンスと同様な容積選択NMR RF励起)
を用いてより小さなサブセクションイメージのみが−−
例示のGRASE技術において生成されるような横断面
(cross−sectional)イメージではなく
−生成され得るにすぎない。
【0052】3DFTイメージング法は、3つの空間次
元を独立にエンコーディングし、データ採取時間につい
ての厳しい要求でよく知られている。多重セクション採
取を伴う3D空間エンコーディングの導入は先に評価さ
れており(Crooksら)、そこではスラブあたり2
56×8スライスのために長いイメージング時間(T=
TR×PEy×PEz×NEX)が必要とされた。従っ
て、T2強調イメージについて、T=(2秒)×(25
6)×(8)×(1)で64分を必要とする。多重サイ
クルGRASEイメージング法を融合することにより、
連続3D T2強調イメージを、より受容可能なイメー
ジング時間で得ることが可能であることが見い出され
た。
【0053】
【実施例】代表的なMRIシステムは、図1にブロック
形態で模式的に示される。ここで、大きな主要磁石50
(例えば、極低温もしくは抵抗性電磁石またはその組合
せ、または特に低場MRIシステムの場合には永久磁石
構造)は、実質的に均一なバックグラウンド磁界Bo
を、患者のイメージ容積52全体に一定して発生させる
ために使用される。さらに図1に示されるように、代表
的には、Boは、一般的なデカルト座標系のz軸に平行
となるように配列される。従来の傾斜磁場コイル54
は、代表的には、主要磁石構造内に配置され、個別に制
御されて、任意の垂直座標方向(例えば、通常、傾斜磁
場Gx、Gy、Gzと呼ばれる)に沿って、患者のイメ
ージ容積52内のバックグラウンド磁界に1つまたはそ
れ以上の所望の傾斜磁場を迅速に発生させ得る。RFコ
イル56(オペレーションを伝送および受信する単一な
コイル、またはそれぞれ異なるRFシグナルを伝送する
ための異なったコイルであり得る)は、患者のイメージ
容積52と緊密に連結される。RFコイル56は、NM
R RFシグナルの、患者のイメージ容積52内のNM
R核へ伝送および/またはNMR核から受信を可能にす
る。
【0054】従来より、これらの構成要素は、MRI
RFおよびシステム制御60(そのほとんどは、主要磁
石50のシールドされたガントリー室外の個別の部屋に
通常配置される)と通信される。さらに、MRI RF
およびシステム制御60の一部またはMRIコンピュー
タシステムの個別のサブセットとして、イメージ再構成
および処理装置62が、生のRF NMRシグナル応答
(通常、適切なRFシグナルの調整およびディジタルサ
ンプリングした後)を処理するために提供されて、制御
コンソール64のCRTスクリーン上に視覚イメージを
生成する(または、磁気、シリコン、写真フィルム、も
しくは他の視覚表示媒体に視覚し得るディジタル化イメ
ージを生成する)。通常、オペレータは、コンソール6
4のキーボードから、MRIシステムオペレーション全
体(特に所望されるMRIパルスシークエンスを含む)
を制御し得る。
【0055】さらに、図1には、以下に説明される例示
のGRASE MRIパルスシークエンスを行うための
適切なGRASE制御プログラムを含む制御プログラム
メモリが模式的に示される。MRIの複雑な技術に関す
る当業者は、プログラムコード、フローチャート等の形
態の例示のプログラミングを詳細に開示しなくても、例
示のGRASE MRIパルスシークエンスを任意の特
定のMRIシステムのための適切なコンピュータ制御プ
ログラムにルーチンに変換し得るはずである。図1のメ
モリ66は、磁気ディスク、磁気テープ、シリコン記憶
媒体等の任意の従来のプログラム記憶媒体を含み得る。
コンソール64でオペレータ制御により選択されると、
メモリ66のGRASE制御プログラムが呼び出され、
MRIRFおよびシステム制御60によって実行され
て、以下に説明する例示のGRASEパルスシークエン
スのRF NMR歳差パルスおよび傾斜磁場パルスの所
望のシークエンスを生成する。
【0056】図2−5に示される代表的な先行技術のM
RIパルスシークエンスについてはすでに説明したの
で、ここではそれより詳細な説明は必要ではないであろ
う。従来のMRIパルスシークエンスが、以降の図面お
よび本特許出願の明細書に記載される例示のGRASE
パルスシークエンスとは、かなり異なるものであるとい
う説明で十分である。
【0057】本発明によるGRASEパルスシークエン
スの一例を図7の(A)に示す。選択されたスライス
は、まず、90°のRF歳差パルスで励起され、その
後、スピンエコーの列が、2つまたはそれ以上の180
°のRFパルスで生成される。RF再集束されたスピン
エコーの各々については、複数の傾斜エコーが、読出し
傾斜の極性を急速に切り換えることによって生成され
る。このように生成されたエコーの各々は、傾斜エコー
列の各々および傾斜エコーの各々の間の短い輝点(bl
ips)の初めおよび終わりで、パルスを位相エンコー
ディングおよび位相デコーディングすることによって、
位相が異なってエンコーディングされる。この特定の例
示の位相エンコーディングスキームのk面表示は図7の
(A)および(B)に示される。現在市販されているス
キャナで実行するためには、シークエンスは、各励起サ
イクルでわずかにオフセットした位相エンコーディング
傾斜で繰り返されなければならない。その結果、k面全
体が最終的に、挿入された(interleaved)
様式でカバーされる。しかし、より迅速なハードウエア
が利用できるならば、1ショット(即ち、ただ1回の初
期90゜NMR励起を伴う1RTインターバル内)で全
イメージを走査することも可能である。
【0058】GRASEパルスシークエンスは、RF再
集束されたエコーおよび傾斜再集束されたエコーの両方
を利用する。傾斜エコーを使用する利点(例えば、RA
REシークエンスに対する利点)を以下にいくつか挙げ
る: ・より迅速である。再集束RFパルスのオーバーヘッド
がより少ないため、エコーあたりに必要な時間は、RA
REシークエンスに対してよりも短い。
【0059】・パワー沈着がより少ない。RAREシー
クエンスの問題の1つに、患者に対する高度のRFパワ
ー沈着がある。本発明のGRASEシークエンスは、R
AREより少ないRFパルスを使用するため、SAR値
は、現在のFDAガイドラインにまで低減され得る。
【0060】RF再集束されたエコーを使用する利点
(例えば、エコー断層シークエンスに対する利点)を以
下にいくつか挙げる: ・アーチファクトが少ない。エコー断層イメージングで
は、場不均一性が、得られたイメージで空間的な歪を生
じる。再集束RFパルスを用いることによって、本発明
のGRASE法は、場不均一性に対する感受性が低い。
【0061】例示のGRASEシークエンスにおいて、
1励起あたりのRF再集束エコー数および再集束RFパ
ルスあたりの傾斜エコー数は、シークエンスを特定の応
用において最適となるように調整し得る。例えば、1励
起あたり8RFエコーおよび再集束RFパルス(G4−
R8)あたり4傾斜エコーを用いて、20msのRFエ
コーインターバルおよび2msのサンプリングウインド
ウを用いて、1励起あたり32のエコーが収集され得
る。これは、現在市販されているスキャナーを用いて成
し遂げられる。2000msecのTRでは、256×
256の多重スライスイメージが16秒で得られる。
【0062】小さなタイミング誤差または傾斜誤差は、
再構成されたイメージにおいて位相誤差を生じ得る。通
常、マグニチュードイメージが使用され、そしてそれ故
この種の位相誤差はイメージに影響を与えない。しか
し、位相誤差の量がエコーの各々について異なると(G
RASEシークエンスでは起こり得る)、たとえマグニ
チュードイメージのみが得られるときでもゴーストアー
チファクトが発生し得る。また、各エコーのマグニチュ
ードは、T2減衰およびT2*減衰が原因で変化する。
これはまた、ゴースト様のアーチファクトを生じる。
【0063】これらの誤差は、位相エンコーディング傾
斜パルスをターンオフしたときに得られるプローブデー
タセットを用いる工程によって、少なくとも部分的に補
正され得る。これは、走査時間を増加させずに、定常状
態を確立するために使用される最初の励起で行われ得
る。
【0064】補正工程 1.テンプレートデータ収集 位相エンコーディングパルスをターンオフした状態で、
NGE×NSE「テンプレート」データセットを収集す
る。これは、イメージングシークエンスの最初の90°
RF歳差励起で行われ得る。最初の付加励起がいずれに
しても、イメージデータの最初の測定の前に定常状態を
確立するために必要であるため、このテンプレートデー
タ収集は、さらなる走査時間を必要としない。このテン
プレートファイルから、3種類の情報、即ち、位相誤
差、T2およびT2*減衰が得られる。
【0065】2.位相補正 位相誤差は、主として、種々のハードウエアタイミング
誤差から生じる。この誤差の2つの主要な成分は、エコ
ー内の一定の位相誤差およびエコー位置誤差である。フ
ーリエ変換後、または再構成されたイメージにおいて、
これらは、第0次および第1次(即ち、イメージ全体に
対し一定なものおよび空間位置で直線状に変化するも
の)となる。第0次誤差は、以下の式で概算される: e0 = arg[Σsi] (平均) ここで、siは、1D変換後のデータの第i位画素の複
合値である。第1次誤差は、以下の式で概算される: e1 = arg[Σsi−1s*i] (自己相関) ここで、siは、1D変換後のデータの第i位画素の複
合値であり、si*は、siの共役複合値である。C.
B. AhnおよびZ.H. Cho, IEEE T
rans. Med. Imag. MI−6, 32
(1987)を参照。第0次および第1次の位相誤差
は、以下の式によって補正され得る: si = si(cos e0 + jsin e0)
(cos eIi+ jsin eIi). この工程は、1DFT後に行われる。この補正は、NG
E×NSEエコーの各々に対して行われる。90°RF
パルスについて同一の相対タイミングを持つが、異なる
励起にあるエコーが、同一のテンプレートデータを用い
て補正され得る。他方向の付加的1DFTが、再構成さ
れたイメージを提供し得る。
【0066】3.T2およびT2*補正 テンプレートデータは位相エンコーディングなしで得ら
れるため、データセットにおけるエコーの各々は、k−
空間における同一のDC線に対応し、同一の振幅を有す
るはずである。しかし、図6に示されるように、マグニ
チュードは、エコーからのT2およびT2*減衰に起因
して変化する。
【0067】図6における3つの曲線は3つの傾斜エコ
ー群に対応する。中央の群は、Hahnスピンエコーに
対応し、そしてこの曲線はT2減衰を反映している。エ
コー群間の相違はT2*減衰から生じる。このマグニチ
ュード変調は、T2およびT2*値に依存する曇り(b
lurring)、ゴーストおよび環状化(ringi
ng)として見られるアーチファクトをイメージ中に生
じる。これは大抵、生のデータを反転してスケーリング
(scaling)することによって補正され得る
(K. OshioおよびM. Singh, mag
n. Reson.Med. 11, 389 (19
89))。しかし、これは、その手順が、小さい数字で
の除算を含むためノイズを増幅させる。
【0068】このような補正工程を省略するために、シ
グナル記録のための読出し傾斜の唯一の極性を用いるこ
とも可能である。TEのいずれかの側で2つの傾斜エコ
ーを用いることによって、T2*およびT2減衰が類似
になり、傾斜が同一の極性となり得るので、時間反転
(reversal)は必要でない。この場合、180
°RFパルスの各々の後に3つのポテンシャルシグナル
のうちの1つを用いない。図7の(A)を参照。
【0069】多数の位相エンコーディングスキームが、
本発明のイメージング方法で使用され得る。例えば、デ
ータは、連続するシグナルの各々について異なって位相
エンコーディングされ得るため、k−空間は、k−空間
を横切って実質的に連続するT2減衰を有する。あるい
は、2つまたはそれ以上のイメージが、エコー列の第1
および第2ハーフの間で、余分の位相エンコーディング
を行うことにより、そして2DFT再構成のためにデー
タを個別にグループ分けすることによって、第1および
第2エコーイメージに等価に、異なるT2強調を用いて
生成され得る。
【0070】異なる位相エンコーディングスキームが、
図7Aの好ましい例示のGRASEパルスシークエンス
で使用される。RF再集束されたエコー列が、CPMG
スキーム(90°−180°−180°−...)を用
いて形成され、このとき、多数のスピンエコー(NS
E)および3つまたはそれ以上(即ち、NGRの数)の
傾斜リコールエコーが、Hahnスピンエコー時間の各
々を中心に形成される。従って、エコー列当たりのシグ
ナルの総数は、RF再集束されたエコーNSEの数と、
RFエコーNGRあたりの傾斜リコールエコーの数との
積である。本発明の例示の実施では、NSEは8で、N
GRは3であるので、一励起あたり全部で24個のシグ
ナルになる。8つの励起は、k−空間の256×192
データポイントをカバーする。標準的な多重セクション
励起スキームを、多重スライスイメージングのために、
スライス選択RF励起および周波数オフセットを用いて
実施した。
【0071】EPIでは、多重180°RFパルスの使
用なしでは、化学シフトおよび場不均一性誤差が、エコ
ー列全体にわたって発生するのでかなり大きくなる。
【0072】各シグナルは、シグナルの各々に先行する
位相エンコーディングパルスによって、異なって位相コ
ード化され、k−空間において24本の線を走査する。
位相エンコーディングは、RAREシークエンスで使用
されるのと同様の方法で、次のRF再集束パルスの前に
0に戻る。
【0073】T2*および化学シフトの影響が各傾斜エ
コー列を通じて異なることは明白である。即ち、これら
の差異は、各180°RFパルスインターバルの周期で
再び発生する。要するに、エコーからエコーに一時的に
移動すると、T2*および化学シフト変化が変調され
る。従って、このエコー列が、連続する増加経路を、k
−空間の位相エンコーディング軸に沿ってトレースする
ならば、化学シフトおよびT2*変化がk−空間の位相
軸に沿って迅速に変調される。。2Dフーリエ変換後、
これは、イメージ中にゴーストアーチファクトとして現
れ得る。EPIにおいては、位相エンコーディングは、
エコー列の間で連続的に増加し、図8の(B)に示され
るように、位相軸k−空間に沿って増加する転位とな
る。 復調するためにそしてこのような化学シフト変調
を効果的に除去するために、k−空間軌跡は、同一の周
期(即ち、化学シフト変調周期として)で故意にさらに
変調される。これらのシグナルを(採取順序の時間では
なく)位相順で連続するように再順序付けすることによ
って、化学シフト変動が、k−空間の位相軸全体を横切
って連続した変動にマップされ得る。k−空間の直交周
波数軸上で、化学シフトが、サンプルウインドウ時間の
みを横切って発生し、これは位相軸時間インターバルと
比較して小さい。
【0074】特に、図7の(A)の例示のGRASEシ
ークエンスにおいて生じることは、位相エンコーディン
グが、図7の(B)または(C)に示されるように、k
−空間の3つの大きな増分の各々を、3つの各々に対応
する傾斜リコールシグナルの間に掃き取る(sweep
through)ことである。3つのシグナルの次のセ
ット(即ち、同一のFID内の次のRF再集束されたエ
コー内)は、位相エンコーディングのかなりより小さな
増加によって転位されること以外は同一のk−空間軌跡
を有する。同様に、3つのエコーの引き続く群の各々の
位相は、最終的にk−空間のすべての隣接する列を満た
すように傾斜オフセットの小さなさらなる増加によって
転位される。1つの完全な励起サイクルの後、k−空間
では24の等しくインターバルをおいて配置された列が
得られる。k−空間全体は、位相エンコーディングで蓄
積する増加する1つの画素オフセットを伴う励起サイク
ルを繰り返すことによってカバーされる。第l番目の励
起、第m番目のRFエコーおよび第n番目の傾斜エコー
について位相エンコーディング量kyは、以下の式で示
される: ky(l,m,n)=l+L(m−1)+LM(n−
1) ここで、LおよびMは、それぞれ、90°RF励起サイ
クルの総数および180°RF再集束パルスの総数であ
る。
【0075】シグナルをk−空間において連続した位相
増加を有するように再配列した後、化学シフトおよび場
不均一性に起因するT2、T2*、および位相シフトに
対する変調パターンは、図7の(C)に示されるように
なる。右側は、再配列したk−空間軌跡を示し、左側
は、(a)T2およびT2*減衰の変調パターン、およ
び(b)「化学シフト」および場不均一性に起因する位
相シフトを示す。要約すると、化学シフトおよび場不均
一性誤差は、傾斜エコー列の各々の、より短い時間に比
例して減少し、その一方、新規のk−空間軌跡は、これ
らの残存する誤差の変調を除去または減少する。
【0076】k−空間に示された3つの大きなバンド
は、図示されるように、3つの傾斜エコーに対応する。
T2*減衰および位相シフトは、これらのシグナル群の
間のみで発生し、これらのシグナル群内では発生しな
い。しかし、T2減衰の量は、エコー列全体の中のRF
エコーの位置に依存して変化する。T2減衰は、実際、
指数的減衰であるが、多重励起スキームに起因して効果
的に階段状減衰となる。なぜなら、エコーのT2減衰お
よび位相シフトは、励起の各々について同一であるから
である。
【0077】GRASE技術のイメージング時間は、T
=TRx(NLxNEX)/NGRxNSE)として直
接表される。ここで、NLはイメージ列の数、NEXは
励起の数、NGRはスピンエコーあたりの傾斜再集束さ
れたシグナルの数、NSEはRF再集束されたスピンエ
コーの数を示す。2秒のTRでは192本のイメージ列
で、16秒のTでは3つのNGRおよび8つのNSEで
ある。1つの初期励起を用いてTR2秒の定常状態を確
立し、18秒の全体イメージング時間を与える。
【0078】図7の(A)−(C)の例示のGRASE
シークエンスは、1ガウス/cmの最大傾斜強度、4m
secの読出し時間および3.2msecの選択RFパ
ルスを用いて、1.5Tシステム(G.E. Sign
a社製)で実行した。180°パルス間のインターバル
は23msecであった。有効なTE(k−空間の起点
がサンプルされる時間)は104msecであった。デ
ータ採取時間は9×TRである。ここで、初期励起が定
常状態を確立する。位相エンコーディングなしで最初の
励起を生成することによってテンプレート補正ファイル
を得る。この補正ファイルを、奇数/偶数傾斜エコー位
相シフト、ならびにT2およびT2*マグニチュードフ
ィルタリングに使用して、T2およびT2*減衰の変調
を補正する(例えば、Oshioら、Magn. Re
son. Med. 11, 389(1989))。
【0079】ヒト脳の代表的なGRASEイメージは2
4cmの視野を有していた。脂肪抑制パルスは使用しな
かった。皮膚内の脂肪のイメージは水成分からの相対的
な転位なしに、対称的に脳の回りに集中した。このイメ
ージは、スピンエコーイメージと本質的に同一の組織コ
ントラストを有していた。多くの小血管、暗色の湾曲し
た線構造がこのイメージで解像された。また、皮膚の脂
肪シグナルでは、場不均一性または化学シフトに起因す
るゴーストアーチファクト、空間歪みがなかったことが
注目された。
【0080】重要なのは、このGRASEイメージング
の実行には、現在市販されているイメージングシステム
に対して、傾斜ハードウエアの改善も静磁場の改善も必
要としないことである。4000 msecのTRに対
し36秒の全データ採取時間は、この特定の用途におい
て、臨床使用の高い解像度およびT2強調を有する22
の多重セクションの5mm厚さのイメージを生成した。
【0081】シグナルバンド幅の相違を除き、GRAS
Eイメージングの高速度は、シグナル/ノイズ損失を生
じず、共役合成(Half Fourier、NEX=
1/2)とは異なっていることを注目するのも重要であ
る(それにもかかわらず、共役合成はGRASEイメー
ジングと組み合わせ得る)。RAREとは異なり、GR
ASEシークエンスは、時間を消費する選択180°R
Fパルスを比較的少数でしか使用しない。全体の可能な
シグナル期間のこのより効果的な利用は、イメージング
時間あたりより高いS/Nおよびより低いSARを提供
する。RFパルスに対する傾斜エコーの相対数の適切な
増加、例えば3の代わりに5または7は、原則的にイメ
ージング速度をさらに改善し得、またはイメージ内でS
/Nの増加するために用いられ得る。T2コントラスト
に対するこのようなより長い傾斜エコー列の効果は現時
点では知られていない。
【0082】GRASE中の組織コントラストは、ヒト
頭部イメージで示されるように、スピンエコーイメージ
ングのそれと本質的に同一である。これは、パルスシー
クエンス図、および第2の傾斜リコールエコーがHah
nスピンエコー位置にあることを示す図7の(B)およ
び図7の(C)から理解され得る。これらのHahnス
ピンエコーは、主イメージコントラストを実質的に決定
するk−空間の中央をカバーする。この特定の実験で
は、有効なTEは全エコー列の中央にある。
【0083】臨床的身体イメージングに関して、2秒の
TRには18秒のイメージング時間の間に呼吸の停止
(息こらえ)は、呼吸動作アーチファクトのないT2強
調イメージングを可能にし得る。ダブルエコーイメージ
ング、多重−スラブ3D容積イメージングおよび512
x512イメージについて、いくつかのGRASEイメ
ージングの改変が、臨床的に受容可能なイメージング時
間内に行われ得る。本発明者らの結果は、傾斜エコー列
の間に180°RFパルスを挿むことにより、そして新
規のk−空間軌跡を実施することにより、顕著なアーチ
ファクトなしに、高い空間解像度を有する超高速MRイ
メージングが達成されることを示す。
【0084】正常なボランティアの頭部および身体イメ
ージが、最近のGRASE技術の発展の間に、いくつか
のイメージングセッションにおいて作成されてきた。既
知の放射医学および臨床診断によって多発性硬化症とさ
れた二人の患者が、ルーチンのT2強調スピンエコー研
究の間にGRASEを用いてイメージされた。
【0085】GRASEイメージングを、1ガウス/c
mの最大傾斜強度、180°RFパルス間の23または
18msecインターバルについて、4または2mse
c読み出し時間をそれぞれ用いることより、1.5Te
slaMRシステム(G.E.Signa)で再度実施
した。効果的なTGE(k−空間の起点がサンプルされ
る時間)は、80msec〜104msecで変化し
た。データ取得時間は9xTRで初期励起が定常状態を
確定する。
【0086】36秒でTR=4秒、NEX=1を用いる
代表的なGRASE頭部研究は、視覚神経および新皮質
の白質中の多くの小さな半径方向血管を示すに十分なイ
メージ品質を有していた。CSF、灰白質および白質
は、長いTRおよび長いTE(それぞれ4秒および10
4msec)のため、高いコントラストを有していた。
【0087】異なる研究で、GRASEスピンエコーお
よび類似のTR=2.5秒および104〜108mse
cのTEを用いるRAREイメージ間で、脳における組
織コントラストの比較が行われた。灰白質および白質お
よびCSFコントラストは、2つの代表的なレベルで観
察されたように類似であった。RAREイメージでは、
皮膚中の脂肪からのシグナルは、GRASEおよびスピ
ンエコーイメージングにおける類似のシグナルよりかな
り高かった。NEX=1/2スピンエコーイメージ中の
フローアーチファクトは、GRASEまたはRARE中
では同じレベルで存在しなかった。
【0088】多発性硬化症の患者の代表的なGRASE
イメージの1つには、右前頭葉白質に示されたMSブラ
ークウェルが見い出された。
【0089】腹部の冠状GRASEイメージが、11セ
クションについて18秒、TR2秒およびTE80ms
ecで得られた。これらのイメージでは、イメージング
が一回の息こらえの間に行われたので、息をつぐ呼吸動
作アーチファクトはなかった。大動脈からの腎動脈分枝
が、スピンエコーイメージではしばしば存在する動作ア
ーチファクトなしに示された。肝臓、脾臓および腎臓間
のコントラストは、スピンエコーT2強調イメージから
期待されたものであった。
【0090】腰部の仙骨棘の矢状のGRASEイメージ
は、TRが3秒であったとき、CSFの脊髄造影効果を
示す。L2−3椎間板空間で最大の中央の椎間板突出
部、および恐らく脂肪損失によるL4−5椎間板からの
減少したシグナル、変質椎間板疾病のすべての代表的な
特徴が存在した。
【0091】腹部イメージングのためのCT技術の発展
は、MRとは異なり、初期の3分間の頭部イメージ採取
時間から現在の3〜4秒のスキャン時間までの進むの
に、速度において大きな飛躍が必要であった。現在で
は、CT身体イメージングが臨床に大いに使用されてい
るが、その一方、MRIは、今日まで、呼吸動作および
器官ぜん動を克服し得ずにいた。呼吸動作および器官ぜ
ん動は、そうでなければ腹部病理学に対して高感度のT
2強調スピンエコーイメージングを著しく低下させる。
T2強調GRASEイメージが、大部分の患者が実行し
得る18秒間の息こらえを用いることにより、呼吸動作
なしに得られた。これは、スピンエコーイメージング、
NEX=1から25倍イメージング時間の減少を必要と
した。
【0092】GRASEの組織コントラストは、理論上
および実際上伝統的なスピンエコーイメージングの組織
コントラストに非常に似ている。なぜなら、それは、事
実Hahnスピンエコーである中心傾斜エコーにより優
先的に決定されるからである。これらのHahnスピン
エコーは、最強のイメージシグナルが生じるk−空間の
中央部分をカバーする。従って、病理学に対し感度が低
減した脳の低フリップアングルイメージとは異なって、
MSプラークは、スピンエコーイメージングと類似する
GRASEを用いて検出され得る。2人の患者が、スピ
ンエコーおよびGRASEの両方を用いてイメージさ
れ、そしてMSプラークの数を、GRASEイメージン
グがスピンエコーイメージで示されたプラークのすべて
を検出したことを見い出した神経放射線学者により脳内
で同じレベルで比較された。
【0093】重要なのは、GRASEイメージングが、
対応するSARの大きな減少とともに、TRあたりRA
REより少ない180°RFを用いることである。NG
R=7を用い、12秒イメージング研究を与え、一定の
シグナルバンド幅およびS/Nを保持して、GRASE
イメージング時間およびSARの低減のさらなる改善が
調査されている。RAREイメージング法は、スピンエ
コーイメージングからのイメージ時間を最大16倍減少
させる。現在のSARの制限は、RAREでは最大の許
容可能なスライス数の励起を妨害する。RAREより優
れたGRASEの速度の利点は、平均シグナル時間とい
う用語で表され得る。平均シグナル時間は、FIDスポ
イラ傾斜(Trf)=8msec、位相エンコーディン
グおよび再位相化パルス(Tpe)=4msecおよび
読み出し傾斜(Tro)=4msecを含む選択180
°RF励起の例示の時間値を用いて、簡単な式で計算さ
れ得る、 シグナルの平均時間=(Trf + Tpe + NG
R x Tro)/NGR。
【0094】NGR=1のRAREについて、平均時間
(8 + 4 + 4)/1は、180°RFパルス間
の時間に等しくシグナルあたり14msecである。N
GR=3のGRASEについては、平均時間(8 +
4 + 12)/3はシグナルあたり8msecであ
る。そしてNGR=7では、シグナルあたりの平均時間
は5.8msecである。T2コントラストに対して増
加したNGRの影響はこの時点では不明である。しかし
ながら、このような変化は、頭部および身体GRASE
イメージの両方で、現在では1画素以下である化学シフ
トの増加に至り得る。
【0095】GRASEイメージングが、多重スピンエ
コーイメージングの1形態であること、そしてそれ故、
傾斜エコーイメージのアーチファクトを有しないことを
実現することが重要である。傾斜エコーイメージング
は、180°RFパルスを使用しないので、特に磁場中
央から遠い身体領域における場不均一性誤差がキャンセ
ルされないことに起因して低S/Nを生じる。これらの
場不均一性誤差は、RF励起(GRASSでは90°ま
たは90°未満)と、シグナル再集束時間TEとの間の
時間に伴い連続的に増大する。スピンエコーイメージン
グでは、180°RFパルスは、スピンの位置を反転さ
せ、Hahnスピンエコー時間で場不均一性誤差をキャ
ンセルする。
【0096】これに対して、GRASEイメージング
は、RF再集束されたスピンエコーの各々の時間包絡曲
線(envelope)において傾斜エコーを生成す
る。場不均一性誤差は、傾斜リコールエコーと、スピン
エコー包絡曲線の各々の中央との間の比較的短時間の間
に発生し、傾斜エコーイメージングにおけるように、9
0°RF励起パルスからの全体の時間では発生しない。
NGRが3でありそして読み出し傾斜が4msecであ
るときのGRASE実行では、場不均一性誤差は15m
secの間に蓄積するが、その一方全体のエコー列は2
08msecまで広がる。実際には、GRASEイメー
ジングは、EPIと同様に、化学シフトおよび場不均一
性誤差において多くの不利益をもたらすことなく、傾斜
再集束技術の速度の利点を利用する。
【0097】臨床身体イメージングに関して、呼吸動作
アーチファクトがない間のT2強調イメージングによ
り、20秒以下のイメージング時間が得られ得る。GR
ASEイメージングには、所望のイメージコントラスト
のために異なるTEおよびTR、およびダブルエコーイ
メージング、臨床的に受容可能なイメージング時間の多
重−スラブ3D容積イメージングおよび512x512
イメージのようないくつかの明らかな改変法が存在す
る。
【0098】従って、GRASEイメージングは、スピ
ンエコーに類似のコントラストを有するT2強調イメー
ジングを達成し得る。これらのイメージは、高い空間解
像度を有し、呼吸動作アーチファクトを克服するに十分
速い時間で得られ、そして身体における過度に高いSA
Rを生じない。現在、本発明者らは、180パルスあた
り5つの傾斜再集束を用い、NGRが5であり、化学シ
フトで許容される増加を除いて、イメージ品質またはS
/Nに変化を伴わずに採取時間を18秒から12秒に低
減するために、GRASEを用いた身体イメージングを
改良している。GRASE技術を高性能傾斜システムと
を組合せることにより、同様の優れたイメージ品質が、
3または4の励起を用いて、一層速いイメージング時間
で得ることが可能である。
【0099】多重スラブ3DGRASEパルスシークエ
ンスを図9に示す。M−多重スラブの選択励起を、TR
サイクルの各々の間で、標準的な多重セクションスキー
ムで実施する。各スラブは、エコー列(GRASE)の
各々の間で、位相エンコーディングパルスを変化させる
ことにより面内解像度Gyのために位相エンコーディン
グされる。次いでTRサイクルの各々が面内軸の位相エ
ンコーディング変化させ、そして別のTRサイクル位相
が、Gzスライス選択軸をエンコードする。このこと
は、Nスライス/スラブ × Mスラブの採取を可能と
する。あるいは、GRASE励起の各々の間および上記
TRサイクル間で、GyおよびGzの両者が変化され
得、その結果、スライス/スラブ数を変化させ得る。
【0100】多くの3DFTイメージ法では、外部スラ
イスは、スラブ励起周波数プロフィルの欠陥に起因して
イメージ品質は低い(完全に矩形ではない)。上記外部
スライスは、空間的に重複し得、そして総計60の連続
した1.5mmのセクションを得るために放棄され得
る。512×512マトリックスのディスプレイを用い
た面内解像度0.5mmの使用もまた、このイメージン
グスキームに組み込み得る。GRASE再集束されたエ
コー列の間で位相エンコーディングの付与は、60の薄
いT2強調イメージについて64/NGR×NSE分ま
たは64/24=約3分と同じだけ、全イメージング時
間を減少させる。胴体の連続する1.5mmセクション
は、固有の増加した3DFTのシグナル平均化が与えら
れればS/N比が低下しない。しかしながら、本発明者
らはまた、単一スピンエコーエンコーディングと比較し
たとき、エコー列位相エンコーディングで、より効果的
なシグナル生成のために、より高いS/N比のイメージ
ング時間を見い出した。このことは、本発明者らのより
広いシグナルバンド幅で、S/N比の損失を十二分に補
う。
【0101】拡散強調GRASEを図10に示す。傾斜
パルスの多重ペア、即ちStecjkel−Tanne
rシークエンスの使用を、拡散強調についての多大な利
点のためにGRASE中に導入し得る。これは、レーザ
ー処置がMRIによってガイドされている場合、組織の
熱変化を測定するために有用である(より詳細な解説お
よび関連した数学方程式は、FeinbergおよびJ
acobによるPerfusion Imagingを
参照のこと)。
【0102】エコー時間シフティングを図11に示す。
この図は、NGR=3の使用がどの様に仮想化学シフト
位相変化曲線上の3つの不連続サンプルポイントを与え
るかを示している。仮に、代わりに、位相軸がk−空間
のデータセットを用いて連続的にサンプリングされるな
らば、そのイメージは、水および脂肪成分間の標準空間
シフト(化学シフト)を与える。化学シフトの総量は、
エコー断層法の化学シフト量から、依然多大に減少する
ことに留意。なぜなら位相誤差がより短いNGRの時間
インターバルにわたって徐々に現れ、次いで次の180
゜RF歳差度パルスによって再集束され、そして繰り返
されるからである。EPIにおいて、180゜RF再集
束パルスなしでは、場不均一性誤差が蓄積し続け、それ
に比例してより大きな化学シフトを与える。
【0103】図11は、図式的に、NGRの群の各々
(例えば、180゜RFパルスのペアの各々間の3つの
傾斜エコーの群)が、わずかな時間増加によってどのよ
うに時間通りに正しくシフトされるかを示している。次
いで、このような傾斜エコー群の各々が、周期的に起こ
る化学シフトの位相誤差回復に関して異なるポイントで
生じる。図12の(C)中で3つのスピンエコー(各ス
ピンエコーは、実際はNGRシグナルのスピンエコー包
絡曲線である)について図式的に示されるように、これ
らシグナル群は次いでk−空間に挿入(interle
ave)される。NGRシグナル群各々の相対的な時間
位置をシフトするこの方法は、化学シフト位相曲線のよ
り完全な増分サンプリングを生じ、その結果フーリエ変
換が実質的に線型で変化するデータで提供され得、そし
て単にEPIよりは大きく短縮された化学シフトを与え
る。このエコー時間シフトプロセスなしでは、水と脂肪
との間の明確な界面が、より水分の多い組成物である組
織上に脂肪シグナルの局部的広がりとして見られるアー
チファクトを生成し得る。
【0104】180゜RFパルス間のこのわずかなエコ
ー時間シフティングは、イメージ内の任意の組織の特徴
を変化させず、イメージ内のT2、T1コントラストの
スピン密度を変化させないことに留意すべきことであ
る。
【0105】図12の(A)〜(C)は、エコー時間シ
フティングの3つの異なるサイクルが使用されて、k−
空間の位相エンコーディングされた次元全体にわたって
180゜RFパルス対の間で生じる不可避の(しかし相
対的に小さい)化学シフトを均等に分配し得る方法(図
12の(C))を、仮にこのような時間シフティングが
使用しないならば、化学シフトに招来する3つの不連続
ジャンプ(図12の(D))に対して示したものであ
る。要するに、大きな位相ジャンプ(これはアーチファ
クトを起こし得る)を避けるために、時間スケール上で
サンプルウインドウおよびエコーシグナルを移動させる
ことにより、化学シフトの位相シフト関数上を連続的に
効果的にサンプリングし得る。このことは、180゜R
Fパルスあたり1つの特定の特別読み出し時間を必要と
し、他の傾斜パルスとのオーバーラップを防止する。
【0106】要するに、図11および12の(A)〜
(D)に記載のエコーシフトは、磁場不均一性および化
学シフトに起因する位相誤差を除去するために、CPM
GシークエンスにおけるHahnエコー時間について傾
斜エコー列の位置を変化させる。腹部のGRASEイメ
ージ研究は、脳の研究と同様に、最小の空間の歪みおよ
び高い解像度を有するが、腹部の研究は化学シフトによ
り組織界面でアーチファクトであるイメージ変調を示
す。この新規な方法は、同様に、多重励起エコー断層イ
メージングにおいてイメージ品質を改善する。
【0107】基礎となるGRASE技術は、それ自身、
化学シフト、およびイメージ内で、空間の歪みおよびT
2*依存性のシグナル損失を含む静磁場不均一性の影響
の両者を実質的に低減する。この低減された化学シフト
が、スピンエコーイメージングに類似の、T2強調GR
ASEイメージングで水および脂肪組織成分の両方の同
時イメージングを可能にした。
【0108】しかし、GRASEでは、残存するより小
さな磁場不均一性の影響が、エコー列の間に周期的に現
れる。180゜再集束またはHahnエコー位置に関し
て傾斜エコー列の位置に変化がなければ、磁場不均一性
の影響で生じた位相シフトが、それぞれの傾斜エコー時
間の各々で繰り返し経験される。これら傾斜エコーシグ
ナルが、k−空間の位相軸上で挿入(interlea
ve)されるとき、それらの磁場不均一性位相シフト
が、傾斜エコーの数と等しい段数で階段状パターンを生
成する。
【0109】k−空間の位相軸を横切るこのわずかな非
直線性が、シグナルの挿入を伴わない位相シフトのより
破壊的な周期的変調の代わりに生成される。このような
周期的な変調は周期的に作用して、FTによってイメー
ジのゆがみ(convolution)に変換され、対
象構造体の激しいゴーストまたは重複を生じる。この残
余の階段状の変調により小さなアーチファクトが生成さ
れ、脂質組織と水組織との明確な界面に沿ったバンドと
して胴体イメージ中に観察される。このアーチファクト
は、このような明確な界面を有さない脳組織のイメージ
中には存在しない。
【0110】上記GRASEシークエンスのタイミング
ダイヤグラムを、簡略化のために位相エンコード傾斜ま
たはスライス選択傾斜なしで図12Aに示す。シグナル
の各々に対応するk−空間における指標を、3つの傾斜
エコーおよび3つのスピンエコーのこの代表的なシーク
エンスについて数字1〜9で示す。Hahnエコー時間
を中心として対称的な傾斜エコーの使用により、磁場不
均一性位相が3つの時間位置でサンプリングされ、k−
空間データ中で3段階の位相シフトに至る。上記シグナ
ルは、M(r)−磁化、G(t)−磁場傾斜、およびr
−空間位置の項で、以下のように表され得る;
【0111】
【数1】 ここで、E(r)は、化学シフトおよび静磁場を含む不
均一性に起因する磁場成分である。φ1位相エンコーデ
ィング、φ2位相誤差の項で式(1)を書き換えると、
以下のように表され得る;
【0112】
【数2】 ここで、iは傾斜エコー指標であり、Δtは、T−傾斜
エコー列の総時間、および、NGE−傾斜エコーの総
数、により定義される傾斜エコー期間各々の継続期間で
ある。
【0113】磁場不均一性位相シフト曲線に関する傾斜
エコーの時間は、Hahnエコー時間の中心からわずか
に離心するように再集束する傾斜の位置をシフトするこ
とにより、簡単に変えられ、図12A中に波線で示され
得る。図11のように、傾斜エコー時間シフティングの
適切な増分を課すことにより、上記位相シフト曲線は、
エコー列中の引き続くスピンエコー包絡曲線によりサン
プリングされる。同様に、第l番目の励起、第m番目の
RFエコー、および第n番目の傾斜エコーについて、傾
斜エコー時間シフティングがGRASEシークエンスの
多重励起の間に実施される。ここで、LおよびMはそれ
ぞれ、励起の総数およびRF再集束の総数である。上記
位相シフトおよび位相誤差は、傾斜エコーシフトシーク
エンスについて、以下のように書き換えられる。
【0114】
【数3】 これらの再定義された位相シフトを用いて、ky位置の
各々のシグナルは、以下のように表現され得る。
【0115】
【数4】 この最後の数式中のE(x,y)は、ky軸に沿って連
続的にサンプリングされ、FTより前の線型の位相シフ
トを生じる。その結果、予想される空間転位または通常
の化学シフトが、上述の変調された脂肪−水界面よりむ
しろ、イメージの位相軸上の水と脂質との間で起こる。
【0116】GRASEシークエンスでは、第l番目の
励起、第m番目のRFエコー、および第n番目の傾斜エ
コーについて、上記指標iは以下のように表される。
【0117】
【数5】 ここで、LおよびMはそれぞれ、励起の総数およびRF
再集束の総数である。
【0118】本発明者らの実験は特にGRASEシーク
エンスのために設計されたが、この方法は、多重スピン
エコーを使用しないより簡単なイメージシークエンスに
適用し得る。k−空間を満たすために多重励起で繰り返
される傾斜エコー列は、GRASEと同様の、磁場不均
一性位相シフトを実現する。
【0119】多重励起または「部分」エコー断層イメー
ジング法は、Mを0そしてm=1に設定したとき、位相
軸上のシグナルを挿入する。傾斜エコー時間シフトは、
以下のようになる。
【0120】
【数6】 ここで、M=m=1である。
【0121】生物学的組織における傾斜エコー時間シフ
トの影響を研究するため、健常ボランティアの腹部でG
RASEイメージングを実施した。腎臓と隣接する脂肪
の境界における帯状のアーチファクトは、化学シフトに
より取り除かれる。相対的に短い16秒のデータ採取時
間中の息こらえで呼吸動作アーチファクトがないこと
は、24倍より長いスピンエコーイメージングのスキャ
ン時間では不可能である。
【0122】GRASEイメージング中の磁場不均一性
誤差および化学シフトを3つの工程で減少させた。第1
に、CPMGシークエンスを付与し磁場不均一性に起因
する位相シフトを再集束し、エンコードされたHahn
スピンエコー包絡曲線の数に等しい傾斜エコーの正味の
位相誤差を減じる。第2に、位相誤差の時間周期を、空
間位相軌跡エンコーディング軌跡で周期性を同様に課す
こと、およびk−空間のシグナルを再配列することによ
り除去する。第3に、傾斜エコー時間シフティングが、
残存する位相誤差をさらに復調して位相軸上で連続的で
あるようにする。人体から得られるイメージは、脂肪成
分と水成分との間に最小2画素の化学シフトで得られ
る。最後に、心臓サイクルにパルスシークエンスを同調
させる心臓ゲート(cardiacgating)がさ
らにアーチファクトを除去する。従って、心臓鼓動によ
る脈動に起因する右腎および肝臓のわずかな変位がイメ
ージから除去される。
【0123】上記部分エコー断層法も上記傾斜エコー時
間シフティングの使用により同様に改良される。他の研
究者らは、部分エコー断層イメージングで磁場不均一性
影響を同様に直線化するために90゜RFパルスタイミ
ングをシフトすることを示唆している。しかしながら、
これら後者の方法は、Hahnエコー時間を変化させ、
そしてGRASEでのCPMGシークエンスを破壊し得
る。
【0124】傾斜エコーシフティングに必要な付加的な
時間は、1つの傾斜エコーに傾斜立ち上がり時間を加え
た時間に等しい。GRASEシークエンスでは、3.2
msecが8つのスピンエコー期間各々の間で費やさ
れ、これら実験では12.8msecのより長いTEの
正味の交換条件である。本発明者らの実験では、脳のG
RASEイメージは、水が優勢な組織組成物である場合
傾斜エコー時間シフティングを必要としない。頭皮周囲
の遊離の脂質成分は検出可能なアーチファクトを生成し
ない(1)。身体部のイメージングでは、上記脂肪−水
組織界面が、これらの新しい方法で可能とされた磁場不
均一性因子の直線状サンプリングで正確に規定される。
【0125】例示の図面は、従来の実質的に矩形の傾斜
パルスを示すが、他のパルス形状をその代わりに使用し
得る。例えば、正弦波形の傾斜パルス(k−空間に適切
な補間を伴って)を、Rzedzianの教示(米国特
許第4,818,942号)に従って使用し得る。
【0126】本発明の2〜3の例示の実施態様のみが詳
細に検討されているが、これらの例示の実施態様におい
て、本発明の新規な特徴および利点をなお維持する多く
の変形および改変がなされ得ることを当業者は認識す
る。従って、添付の請求の範囲は、このような変形およ
び改変のすべてを網羅することが意図される。
【0127】
【発明の効果】伝統的な傾斜エコーとスピンエコーとを
効率的に結合(GRASE)することによって、各々の
技法が持つ多くの短所を避けながら各々の利点が得られ
る実用可能なMRI NMRパルスシークエンスが提供
される。これによって超高速多重セクション全身MRI
を実施するための方法および装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のGRASE MRIパルスシークエン
スを行うためのMRIシステムの概略を示す図である。
【図2】先行技術MRIパルスシークエンスを模式的に
示した図である。
【図3】先行技術MRIパルスシークエンスを模式的に
示した図である。
【図4】先行技術MRIパルスシークエンスを模式的に
示した図である。
【図5】先行技術MRIパルスシークエンスを模式的に
示した図である。
【図6】位相デコーディングしないで得られるデータの
エコーからのT2およびT2*減衰によるマグニチュー
ド変化をグラフで示す図である。
【図7】本発明のGRASE MRIパルスシークエン
ス、ならびにそのk−空間軌跡およびそのデータ構造を
示す図である。(A)は、本発明のGRASE MRI
パルスシークエンスを模式的に示す図である。ここでは
RF再集束されたエコー列が、CPMGスキームを用い
てそしてRFエコーの各々内に形成され、そして多重系
列のデータが傾斜の反転を用いて得られ、その一方デー
タ系列の各々は、Gy傾斜パルスにより異なって位相エ
ンコーディングされ(各々のシグナルの番号は図7Bの
k−空間位置に対応する)、そしてシークエンス全体
が、位相エンコーディングローブをわずかに変化させて
(矢印)繰り返されることが示される。(B)は、
(A)に示す例示のGRASE MRIパルスシークエ
ンスのk−空間軌跡(ここで、左側の番号は、(A)の
シグナル番号に対応する)を示し、そしてRF再集束さ
れたエコーごとにおいてk−空間の実質的な部分を走査
するための軌跡を示し、ここで各場合において開始位置
がわずかに異なり(即ち、オフセットし)、そしてそれ
故多重の連続励起サイクルが挿入(interleav
e)されてk−空間を満たすことが示される。(C)
は、(A)の例示のGRASEシークエンスのk−空間
の満たされたデータ構造を模式的に示す(右側はk−空
間データセットを示し、矢印はデータサンプリングの方
向を示し、左側はT2およびT2*減衰、「化学シフ
ト」に起因する位相シフト、および位相軸上の場不均一
性を示す)図である。
【図8】本発明のGRASEシークエンスと、従来技術
のシークエンスのk−空間軌跡の比較を示す図である。
(A)は本発明の例示の図7AのGRASEシークエン
ス、(B)はRAREシークエンス、そして(C)はE
PIシークエンスのk−空間軌跡をそれぞれ示す(左側
の番号はエコー列における時間の関数としてのシグナル
番号の順番に対応し、EPIおよびRAREではk−空
間軌跡が位相軸上で連続的に転位するが、GRASEで
は時間軌跡が不連続であり、そしてRF再集束されたエ
コーごとに、各180°RFパルス後の開始位置がわず
かに異なってオフセットされ、そしてその後挿入される
(interleaved)様式でk−空間を満たし、
GRASEおよび多重サイクルRAREではk−空間の
ほとんどすべてにわたって走査されることを示してい
る。RAREおよびEPIではky位相軸に沿って時間
が合って連続的に移動し、EPIでは化学シフトおよび
場不均一性誤差がk−空間軌跡全体を通じて蓄積する。
【図9】本発明の例示の3D GRASE MRIシー
クエンスを模式的に示す図である。
【図10】本発明の例示の拡散強調されたGRASE
MRIシークエンスを模式的に示す図である。
【図11】イメージの質をさらに向上させるためにすべ
てのGRASE MRIシークエンスで好適に用いられ
る、例示のエコー時間シフト技術を模式的に示す図であ
る。
【図12】エコー時間シフト技術を模式的に示す図であ
る。(A)および(B)は、図11に示す例示のエコー
時間シフト技術をさらに模式的に示し、(C)および
(D)は、それぞれ、このようなエコー時間シフトを有
する場合、および有さない場合の、同じk−空間内と蓄
積された位相シフトアーチファクトとにおける、エコー
時間シフティングの影響を示す図である。
【符号の説明】
50 主要磁石 52 患者のイメージ容積 54 傾斜磁場コイル 56 RFコイル 60 システム制御 62 イメージ再構成および処理装置 64 制御コンソール 66 メモリ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 598151164 75 Francis Street, B oston, Massachusett s 02115 United States of America (72)発明者 コーイチ オシオ アメリカ合衆国 マサチューセッツ 02146 ブルックリン, 175 フリーマン ストリート(502)

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ヒトを除く動物においてNMR核類から
    のMRIシグナルを検出する方法であって、該方法は以
    下の工程を包含する:核類を歳差運動させてTRインタ
    ーバルを開始する工程;同一TRインターバル内の引き
    続いて起こる等しい時間インターバルで、実質的に18
    0゜で、180゜NMR RFパルスを反復して印加し
    該核類をさらに歳差運動させてNMRスピンエコーの列
    を発生する工程であって、該等しい時間インターバルの
    各々が該TRインターバルを開始する工程と最初の18
    0゜NMR RFパルスとの間のインターバルの実質的
    に2倍である工程;該180゜NMR RFパルスの各
    々の後にのみ、複数の交互極性読み出し傾斜磁場パルス
    を印加し、該180゜NMR RFパルスの間で生じ
    る、複数の傾斜エコーのサブシークエンスを生成する工
    程。
  2. 【請求項2】 ヒトを除く動物においてMRIシグナル
    を検出する方法であって、該方法は以下の工程を包含す
    る: (a)NMR核類が摂動NMR RF歳差パルスの作用
    を受ける工程; (b)その後、該NMR核類が、 (i)180゜NMR RF歳差パルス、次いで、 (ii)該180゜NMR RF歳差パルスの後そして
    別の180゜NMR RF歳差パルスの印加前に生じる
    複数の傾斜エコーのシークエンスを生成するために、複
    数の交互極性傾斜磁場読み出しパルスの作用を受け、そ
    して (iii)さらなる傾斜エコーのシークエンスを生成す
    るために、最初の180゜NMR RF歳差パルスの前
    に交互極性読み出し傾斜磁場パルスを印加することな
    く、同一TRインターバル内の等しい時間インターバル
    であって、該等しいインターバルの各々が該初期の摂動
    パルスと最初の180゜NMR RF歳差パルスとの間
    のインターバルの実質的に2倍であるインターバルで工
    程(i)および(ii)を繰り返す工程。
  3. 【請求項3】 前記摂動NMR RF歳差パルスが90
    ゜NMR RF歳差パルスである、請求項2に記載の方
    法。
  4. 【請求項4】 前記工程(b)(iii)が、複数のさ
    らなる傾斜エコーのシークエンスを生成するために、工
    程(i)および(ii)の複数の繰り返しを包含する、
    請求項2に記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記工程(a)および(b)が、傾斜エ
    コーのさらなるシークエンスを生成するために、複数の
    TRインターバルの各々で繰り返される、請求項2、3
    または4に記載の方法。
  6. 【請求項6】 前記NMR RF歳差パルスのすべて
    が、多重スライスシークエンス内のスライス容積選択傾
    斜磁場パルスの間に生じる、請求項2、3または4に記
    載の方法。
  7. 【請求項7】 傾斜磁場読み出しパルスの各々が、所定
    のマグニチュードの位相エンコーディング傾斜磁場パル
    スによって先行され、該マグニチュードが、前記繰り返
    す工程の各々で印加される他の位相エンコーディングパ
    ルスのマグニチュードと異なる、請求項6に記載の方
    法。
  8. 【請求項8】 イメージ容積内で、NMR核類からMR
    Iシグナルを発生する装置であって、該装置は以下の手
    段を包含する:スライス容積内で核類を歳差運動させて
    TRインターバルを開始する手段;同一の該スライス容
    積内で、同一TRインターバル内の引き続く等しい時間
    インターバルで実質的に180゜で、180゜NMR
    RFパルスを反復して印加し該核類をさらに歳差運動さ
    せてNMRスピンエコーの列を発生する手段であって、
    該等しい時間インターバルの各々が該初期歳差パルスと
    最初の180゜NMR RFパルスとの間のインターバ
    ルの実質的に2倍である手段;該180゜NMR RF
    パルスの各々の後にのみ複数の交互極性読み出し傾斜磁
    場パルスを印加し、該180゜NMR RFパルスの間
    で生じる、複数の傾斜エコーのサブシークエンスを生成
    する手段。
  9. 【請求項9】 MRIシグナルを生成する装置であっ
    て、該装置は、以下の手段を包含する: (a)イメージ容積内のNMR核類が、摂動NMR R
    F歳差パルスの作用を受けるための手段; (b)その後、該NMR核類が、 (i)180゜NMR RF歳差パルス、次いで、 (ii)傾斜エコーのシークエンスを生成する、複数の
    交互極性傾斜磁場読み出しパルスの作用を受け、そして (iii)最初の180゜NMR RF歳差パルスの前
    に交互極性読み出し傾斜磁場パルスを印加することな
    く、該180゜NMR RFパルスの後であって別の1
    80゜NMR RFパルスの印加の前に生じるさらなる
    複数の傾斜エコーのシークエンスを発生するために、同
    一TRインターバル内の等しい時間インターバルであっ
    て、該等しい時間インターバルの各々が該初期摂動パル
    スと最初の180゜NMR RFパルスとの間のインタ
    ーバルの実質的に2倍であるインターバルで工程(i)
    および(ii)を繰り返すための手段。
  10. 【請求項10】 複数のTRインターバルの各々で手段
    (a)および(b)を繰り返し作動させて、さらなる傾
    斜エコーのシークエンスを生成する手段を備える、請求
    項9に記載の装置。
  11. 【請求項11】 前記手段(a)および手段(b)が、
    多重スライスシークエンス内のスライス容積選択傾斜磁
    場パルスの間で、前記NMR RF歳差パルスを生成す
    る手段を備える、請求項9に記載の装置。
  12. 【請求項12】 前記手段(b)が、各々の傾斜磁場読
    み出しパルスに先立って、所定のマグニチュードの位相
    エンコーディング傾斜磁場パルスであって、該マグニチ
    ュードが前記繰り返す工程の各々で印加される他の位相
    エンコーディングパルスのマグニチュードと異なるパル
    スを生成する手段を備える、請求項11に記載の装置。
  13. 【請求項13】 ヒトを除く動物においてNMR核類か
    らMRIシグナルを検出する方法であって、該方法は以
    下の工程を包含する:核類を歳差運動させてTRインタ
    ーバルを開始する工程;同一TRインターバル内の引き
    続くインターバルで、実質的に180゜で、180゜N
    MR RFパルスを反復して印加し核類をさらに歳差運
    動させてNMRスピンエコーの列を生成する工程;該1
    80゜NMR RFパルスの各々の後にのみ、複数の交
    互極性読み出し傾斜磁場パルスを印加して傾斜エコーの
    サブシークエンスを生成する工程;および前記サブシー
    クエンスの各々の終末で、次の180゜NMR RF歳
    差パルスの印加に先立って、核類位相エンコーディング
    をk空間内の同一起点に戻すために位相をデコードする
    傾斜磁場パルスを印加する工程。
  14. 【請求項14】 ヒトを除く動物においてNMR核類か
    らMRIシグナルを検出する方法であって、該方法は以
    下の工程を包含する:核類を歳差運動させてMRIデー
    タ採取パルスシークエンスを開始する工程;引き続く等
    しいインターバルでのみ、複数の180゜NMR RF
    パルスを繰り返し印加して180゜NMR RFパルス
    の各々の後に等しいインターバルでHahnスピンエコ
    ーを生成する工程;および180゜NMR RFパルス
    の各々の後にのみ、複数の交互極性読み出し傾斜磁場パ
    ルスを印加し、該180゜NMR RFパルスの各々の
    後に生じる傾斜エコーのサブシークエンスを生成する工
    程。
  15. 【請求項15】 同一極性であるがそれぞれ異なるマグ
    ニチュードの位相エンコーディング傾斜磁場パルスが、
    傾斜エコーの各々の前に印加され、位相エンコーディン
    グされた傾斜エコーのサブシークエンスを生成する、請
    求項14に記載の方法。
  16. 【請求項16】 180゜NMR RFパルスの繰り返
    しの各々の前に、位相戻し傾斜磁場パルスが印加されて
    先行する位相エンコーディング傾斜磁場パルスのすべて
    を実質的にキャンセルし、そしてNMR核類をk空間の
    起点に瞬時に戻す、請求項15に記載の方法。
  17. 【請求項17】 前記位相エンコーディング傾斜磁場パ
    ルスが、位相エンコーディングされた傾斜エコーのサブ
    シークエンスを生成し、該サブシークエンスの各々が、
    他の傾斜エコーサブシークエンスの軌跡の間に連続的に
    挿入される非連続的k空間軌跡を有する、請求項15に
    記載の方法。
  18. 【請求項18】 前記位相エンコーディング傾斜磁場パ
    ルスが、位相エンコーディングされた傾斜エコーのサブ
    シークエンスを生成し、該サブシークエンスの各々が、
    他の傾斜エコーサブシークエンスの軌跡の間に連続的に
    挿入される非連続的k空間軌跡を有する、請求項16に
    記載の方法。
  19. 【請求項19】 イメージ容積内でNMR核類からMR
    Iシグナルを検出する装置であって、該装置は以下の手
    段を備える:スライス容積内で核類を歳差運動させてM
    RIデータ採取シークエンスを開始する手段;引き続く
    等しいインターバルでのみ複数の180゜NMRRFパ
    ルスを反復して印加し、180゜NMRRFパルスの各
    々の後に等しいインターバルでHahnスピンエコー発
    生を生成する手段;および180゜NMRRFパルスの
    各々の後にのみ、複数の交互極性読み出し傾斜磁場パル
    スを印加し、該180゜NMRRFパルスの各々の後に
    生じる傾斜エコーのサブシークエンスを生成する手段。
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