JPS60166853A

JPS60166853A - Ｎｍｒ画像装置

Info

Publication number: JPS60166853A
Application number: JP59228572A
Authority: JP
Inventors: Hideto Iwaoka; 秀人岩岡; Hiroyuki Matsuura; 裕之松浦; Sunao Sugiyama; 直杉山
Original assignee: Yokogawa Hokushin Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1984-10-30
Filing date: 1984-10-30
Publication date: 1985-08-30
Also published as: JPH0421491B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】イ、［発明の目的Ｊ（産業上の利用分野）小発明は、核磁気共鳴（ｎｕｃｌｅａｒ　ｍａｇｎｅｔ
ｉｃ　ｒｅｓｏｎａｎｃｃ）　（以下これをｒＮＭｒ＜
Ｊ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ｉａ用装置に適づ
るＮＭＲ画像装置の改良に関する。

〔従来の技術〕

ＮＭＲＩｉＩｊ像装置は、生体く通常は患者）をある磁
場中にＪ５　＜。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乃゛る。

いったん励起された原子核は、再ひもとのエネルギー状
態に復帰するが、このとさ、外部に、吸収しＩこエネル
ギーを電磁波として放出覆る。Ｎ　Ｍ　Ｒ画像装置では
、この放出されるｒ！１！７ｉＬをコイルで検ｊｌｉる
。この検出信号が核磁気共鳴信号（Ｎ　Ｍ　Ｒ信号・・
・エコ１−信号とＦｉｌ）イ；；　”ｒＥ　：　ｆｒｅ
ａ　１ｎｄｕｃｔｉｏｎｄｅｃａｙ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画惟装置は、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。

ここぐ、ＰＲ法（ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ　ｒｅｃｏｎｓ
ｔｒｕｃｔｉｏｎ１１１８ｔｈＯｄ・・・投影復元法と
も言う）とげ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図はこめ装置の動作波形図、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、ｌ軸り向に平行で一様な強さの静磁場１−１０
中に配置角シた被検体へ、第２図（ロ）に示すように７
勾配磁場Ｇｚ＋と、（、イ）に示す−ように狭い周波数
スペクトルｆＪの＾周波パルス、即ち、１’＜　Ｆパル
ス（９０°パルス）を印加する。

牛体の７軸方向く体軸方向）には、勾配磁場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１９
１で歳差運動をしている。ここでＺ軸の成る位１Ｆｒ（
１−１ｏ　トΔＧｚ）にＪハノる断面部だ（）は、印加
されたＲ　Ｆパルスの周波ａ（ω」−２π「Ｊ）と同一
のラーモア角速度 ωｊ−γ（Ｈｏ十△Ｇｚ） γ：磁気回転比（原子核種ごとに固有の定数）′ｒ″歳
差運動をしている。従って、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７口１〜ンだけ
が、周波数ｆｊの［＜［パルスにＪ：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
寸ような角速度ω、で回転づ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）に示づようにＸ勾配磁場
Ｇｘどｙ勾配Ｉｌ場Ｇｙを同時に加える。

この２つの勾配！ｊ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ｒｆＡ境下で（ホ）に
示すｊ；うなＮ　Ｍ　１１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
よって、ｘ＝−ｙ−面内で矢印方向へ次第に分散して行
くので、やがてＮＭＲ信号は減少し、第２図（ホ）に示
１“ように時間Ｔ５を経過して無くなる。このようにし
て得られたＮＭＲイ１−：号をフーリエ変換ずれば、Ｘ
勾配磁場Ｇ　ｘ　ｓ　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１１」ジＩクションとなる。

その後、所定の時間Ｔｄだけ待って、上述と］（」１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１ｉｆ４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Ｊ：って、各
プロジェクションに対応するＮＭＲ信号を被検体の数多
くの方向についてめることができる。

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、Ｎ　Ｍ　Ｒ信りが無くなるまでの時間Ｔ５は、１
０〜２０ｍ５であるが、次のシーケンスに移る＞１での
所定時間１−ｄは、縦緩和時間１−　＋のためｌ　ｓｅ
ｃ程度は必要となる。この縦緩和時間−「１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）　’
Ｉ’　＋と、スピン−スピン緩和時間（横緩和時間）「
２とに分類される。一般に固体では、スピンは結晶格子
の上に決っ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。

従って緩和時間Ｔ２は短く、縦緩和時間Ｔ＋は横緩和１
１．１間丁２に比べて著しく大きい。

イれゆえに、一つの被検体断面を、例えば１２８プロジ
エクシヨンぐ再構成するものとづれば、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っ−Ｃ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５８−１９０
５８１Ｊ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Ｊ３す、このシーケンス機能により、縦緩和時間
Ｔ、を経過しＣ１１化Ｍが熱平衡状態（Ｍが７軸方向を
向（）になるまで持たず、磁化Ｍを２′軸り向へ強制的
に向１ノるようにすることが出来るようになっている。

磁化Ｍをｌ′軸方向へ強制的に向けてしまう（知時間内
に熱平衡状態とする）ポイントの１つは、所定のシーケ
ンスにしたがって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
に変化さけるようにしていることである。しかし、ＲＦ
パルスによって生じる撮像領域内のＲＦ磁場強度の精瓜
は、以下の理由により良（ない。

■　Ｒ「パルスを印加する励磁コイルのＱは、人体イ【
どにより、スキャンごとに多少変化する。

■　励磁コイルは、一般に勺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′１
８０°変化しないと、磁化Ｍの構成分（Ｍｘｙ）が信（
づとして現れる。この結果、不要な成分が、Ｎ　Ｍ　Ｒ
信号にノイズとして入り込むので、好Ｊ、シクない。

第４図と第５図を用いて、１８０°パルスに誤差があつ
Ｉこ場合、ノイズ分が生じる原因を説明する。第４図は
（［くＦ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８信心１０示した図
である。第５図は磁化Ｍを回転斤標系上に表わしたもの
である。

後述Ｊ−るが、本発明に係るＮＭＲｉｉ！ｉｉ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ｖｉ度に誤差がある
と、横方向の成分（第５図ではＭｘｙ）が生じる。これ
は、検出コイルがＮＭＲ信号を検出でる方向と同一であ
るので、Ｎ　Ｍ　Ｆ＜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Ｔｉ
より短い持ち時間１−ｄでシーケンスを繰返し、高速化
することを特徴とする。従って、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（ＣＯ１ｌｅｒｃ＋＋ｔ）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り
るとどもに、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覆る。

「１．「発明の構成」〔問題点を解決覆るだめの手段〕本発明は、上記問題点を解決すめために、次のカツニ］
に示づようなシーケンス機能を右した制御１段をυ６え
るようにしたしのである。

ａ、ＩＩ　ｔａ１１丁段のシーク−ンスＩ幾能とは１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１．ｄ特定スライス面以外に在る原子核をし励起
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仔る原子核を、選択的に
励起りるり〕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づ−
る第２の１８０°パルスを印加し、更に、第１の１８０
６パルスの直前と直後に、勾装置ａ　ＪｌｉＪを与える
手段を動作さけて、ＮＭＲ信号の読取りとは別な（（磁
場強度）×（時間））が同一４１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りｌ
［−１ツタ図である。同図において、１は一様な静磁場
１−１゜（この場合の方向を７方向とでる）を発生ざｕ
８Ｉζめの静磁場用コイル、２はこの静磁場用′：１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によって発生づる磁束の密度Ｎ　ｏ
’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、１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Ｊ３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
記載して説明づるど抽象的であり、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Ｘ勾配磁場とし゛（説１！ＩＩ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
ぞれの勾配磁場が異なった方向の磁場であれば良い。も
つとし、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／＝、本明細ｍでは、第１．２．３の勾配磁場発生さ
ぜる手段として、それぞれ専用のコイル手段（７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ｈ
（、これに限定するわりではない１．即ち、第１．２．
３の勾配％ａ場を発生させるのに、例えば、１つの手段
でイれぞれ第１．２．３の勾配磁場を発生さけるように
しても良い。具体例を上げれば・１つの」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Ｕることもできる。

第６図（イ）は勾配磁場用コイル３の〜例を示す構成図
である。同図（イ）に示ずコイルは、ｌ勾配磁場用：１
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と同じ形であって、９０°回転して設置されるＸ
勾配磁場用コイルも合んでいる。この勾配磁場用コイル
３は、一様な静磁場Ｈａと同一方向で、Ｘ、ｙ、、ｌＩ
ｈ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によって制御される。

５は被検体に狭い周波数スペクトルｆの高周波パルス、
即し、Ｒ「パルスを電１社波とし−Ｃ与える励磁コイル
で、イの構成を第６図（ロ）に示す。

６１よ測定しようとする原子核のＮＭＲ共鳴条件に対応
Ｊ゛る周波数（例えｔ、ｒプロトンでは、４２゜６　Ｍ
　Ｉ−１ｚ　／　Ｔ　）の信号を発生づる発振器ぐ、ぞ
の出力は、］コントローラ０からの信号によって開閉が
制御されるゲート回路３０ど、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（）る
ＮＭＲ信号を検出−リ−るための検出コイルで、その構
成は第６図く口）に示づ励磁コイルと同じで、励磁コイ
ル５に３・１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、被検体にぐ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と兼用ざＵ（もよい。

９は検出コイル８から（Ｊられる核磁気共鳴信号（ＮＭ
Ｒ信号・・・ＦｒＤ信号・エニ１−信号）を増幅りる増
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１Ｑザるつ工−ブメモリ回路で
、△／Ｄ変換器を含んでいる。

’＋　３１．ＬつＩ−ブメモリ回路′１１からの１ｎ号
を例えば光ノ１イバ’Ｃ”　ｆｉ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１ｖｉＦＩ像を
得る二Ｊンピコー夕、１４４よ１７られた断層像を表示
するテレビジョ１ンモニタのような表示器ひある。また
、コン］−ローラ２０からコンピュータ１３へ（よ、ｆ
ｔ号線２１により、必要な情報が伝送される。

コン１−〇−ラ２０は、勾配磁場Ｇｚ、Ｇｘ。

Ｇｙ、Ｉ≧［パルスの振幅を制御−するために必要な信
号（アナログ（Ｌｉ号）、及びＲＦパルスの送イ５やＮ
ＭＲ信号の受信に必要な制υ１１信号（デジタル仁８）
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」ントローラ２０は、水元１１１１に係る装「９の
特徴とづるシーケンス機能、即ら、Ｒｌ’パルスのリノ
作タイミングや各勾配…揚の動作タイミングや値を制御
する機能を右している。ただし、このジ−タンス機能を
宋す素子は、コントローラ２０に限定するものでなく、
他の素子、例えば、二１ンビＪ−夕１３にこの（幾能を
もたμでも本発明は成立する。

このＪ、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）ＱっＣ順次
説明づる。

（ｉ）　Ｉｔ、を点ｔ。

時Ｊｊλし。は、υ１ｌｊ１１回路２かｒう静磁場用コ
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Ｈｏを！ｊえた状態において、−１
ント［１−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（１コ）に示り゛よう
に、ｌ勾配磁場Ｇ２＋をノブえた時点である。なＬ１夕
、ユ述したが、被検体の体軸とｌ軸どは一致りる方向で
ある。

このどき、スライス面中火（９０°パルス印加にＪ、り磁化Ｍがｉ
Ｉしく９０°回転づる部分）、スライス面境界（９０６パルス印加時に、磁化Ｍがθ°
何回転、また１８０°パルス印加時に【よＧｚ−０とな
っているため１８０°回転づる部分）、スライス面外（５）０°パルス印加で（ま影響を受（Ｊ
リー、１８０°パルスによっ′Ｃ（６化Ｍの方向が反転
する部分）での各１１　（しＭの方向は、第７図の（へ）、（１−
）。

（ヂ）に示寸ように、全てｚ軸の正方向（上向き）とな
）ている。

（ｉｉ）　１重管点　ｔｌＧｚ＋が勺えられている下で、ゲート回路３０において
選択し、出力され！、：位相差Ｏ°の所定の形（例えば
ガウシアン形）に変調されたＲ［−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＞０）、Ｊ：うに第１の９０’ｘパルス
を与える。続いでＸ勾配磁場用コイル及びｙ軸勾配ｔ４
１場用コイル３２．３３を（ｑ勢し、第７図の（ハ）、
（ニ）に示ザように所定の大きさのＮ　Ｍ　Ｒ信号読取
り用の勾装置４ｉ場Ｇｘ　＊　Ｇ　ｙを印加する。

なＪｊ、第７図（ロ）において、Ｇｚ＋に続くＱ２−は
、被検体の異なる部分からのＮＭＲ信号の位相を一致さ
ぼるだめの波形信号であって、この技術は公知の技箱（
・ある。

この磁鳴Ｇｘ、Ｇｙを印加する時点を１＋　とザれば、
この時点ｔ、では、各部の磁化Ｍは第７図（へ）、〈ト
）、（′７−）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
１社気３Ｌ鳴（ｒ４　＞−’ｉ　（Ｆ　Ｉ　ｌ）　ｔｉ
ｔ　′；、；　）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つ■−１メモリ回路１１に格納され
る。格納されたデータはコンピュータ１にＪこり適宜の
タイミングで読み取られ、ここでフーリ」−変換され１
ブＬ１ジＪクシヨンの信号となる。

（ｔｉｌｌ　時点ｔ２１１ｕ記時点ｔ１から核磁気共鳴４１１号が無くなるよ
（・のＴｓ＋時間経過後にＸ勾配磁場用コイル及びＸ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
Ｒ　Ｆ信号で被検体を励起する、。

この場合、ｌ勾配磁場Ｇｚは動作ごＵず、第７図の（イ
）に示ず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Ｌ２の直前にＪ５いて、勾配磁場Ｇｚ＝
　ト１ｚ　＋　、　Ｇｘ＝Ｈｘ＋　、　Ｇｙ　＝Ｈｙ　
＋　な　るパルスを印加づる。このパルスＧｘ−１−１
ｘ　＋　、　Ｇｙ＝Ｈｙ＋は、Ｎ　Ｍ　Ｒ信号読取り用
の勾配磁場Ｇｘ＝ＣＪｘｏ　＊　Ｇｙ　＝（Ｊｙｏとは
別のものである。

これらの勾配磁場を印加しＩにとによる動作については
、次の時点１．３の所で説明する。

（（イ）　時点ｔ３前記１８０’−ｘパルスを与えＩこ少は、ｔ２とｔ３の
中央の時刻を中心として、詩闇軸を反転しく’　ｆｉｌ
ｌ　ｌ！’Ｊ　１−　ｓ　１で印加しＩＣと同じ人ささ
の勾配置ｌｌ揚Ｇｚ　、Ｇｘ、Ｇｙを印加づる。１８０
°パルスを与えた後に、勾配磁場Ｇｚ　、Ｇｘ、Ｇｙを
印加し！、：時点をｔ３とする。即ち、第７図に示ずよ
うに、本発明では、第１の１８０パルスを挟んで勾配磁
Ｊｊ３Ｇｚ　＝　Ｈｚ　＋　−Ｈｚ　２　と　、Ｇｘ　
＝Ｈｘ　＋　・”　Ｈｘ２ど、Ｇｙ＝Ｈｙ＋・・・ｌ−
１ｙ　２とが印加される。ここ’Ｃ，Ｈ２２、ＨＸ２　
、ｔ−１ｙ２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って、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図に示づ如く、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　Ｘ　ｙが生じたどする。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
図に示づ横方向成分ＭＸＶｔＪ分散させられる。即ち、
横方向成分Ｍｘｙの位相は乱され、イの結果ノイズは村
！ｉ失Ｊる。

’Ｊ　Ｊ５、本発明では、第１の１８０パルスの印加Ｉ
Ｑ　−ｒ　Ｓ　２に、正確にエコーを生じさせるため、
スポイルパルスＨｚ　２　、　ＨＸ２　、　ｆｌｙ　２
とそれぞれ（磁場強度）Ｘ（ｆＲ間）の値が同じｌ−１
ｚ　＋　、　Ｉ−１ｘ＋、１−１ｙ＋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
している必肚がある。

＜Ｊｘ＋　・　ｉｍ＋　＝ＣｌＸ２　’　ｔＴｎ２＜１
ｙ　＋　”　’ｊｍ　＋　＝ｇｙ２　’　？：ｍ　２Ｑ
ｚ＋　°　１　］「【１　畜　＝（ＪＺ２　・　ｔｍ　
まただし、ｉ：ｍ＋、ｔｍ２　：磁場印加時間ｇｘ＋　
、ＱＸ２　：ＧＸ磁場の強さくＪ　ｙ嘗、ｇｙ２　：Ｇｙ磁場の強さくＪｚ＋　、Ｑ
Ｚ２　：Ｇｚ（ＩＸ場の強さなＩＩ）、第７図では、ス
ポイルパルスとして、３つのパルスＨｚ　２　、　ｌ−
ｌＸ２　、ト（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ｒＧま＜ｆい。即も、１−１
２２　、　Ｉ−ＩＸ　２　、　ｌ−１ｙ　２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の位相を乱しでも良い。

第７図にＪ３いて、例えば、パルスｆｌｙ　＋　、　ｌ
−１ｙ２の極性と、Ｇｙ＝ｇｙｏの極性が反対の場合に
は、不都合なことが生じる。その伸出はＪス下の通りＣ
ある。

第１の１８０°パルスの誤差のため発生した横り白成分
Ｍｘｙは、スポイルパルス１１ｙ２により６を相が拡１
ｉ１（方向に移ｔ）Ｊ　シ、ノイズは消滅１Ｊる。しか
し、スポイルパルスＨｙ２の後に加えられる勾配磁場ｇ
７゜の極性がスポイルパルスＨＶ２と逆であれば、拡散
方向に向かっていたＭｘｙの位相は反転し、再び集合し
始める。そして、のどころで、Ｍｘｙの−［」−信号が
最大と４７″ってノイズとイｆる。同様に１−ｌｘ　＋
　、　Ｉ−ＩＸ　２の極性とりｘｏの極性が反対の場合
も、ノイズの工」−信号が光クニするので・好ましくな
い。

従って、スポイルパルスの極性と、ＮＭＲ（Ｕ号読取り
用勾配磁場の極性はシーケンスごとに、同極性にりるこ
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°パルスに誤差があっ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（へ）、
（＋−）、（チ）のように回転−４る。

時点ｔ３以降は、分散１−る方向に向かっていた磁化Ｍ
が、１８０°パルスによって向きが全て反転し、集合づ
る方向に向かう。従っＣ，検出＝Ｉイル８からは、第７
図（ホ）に示すように次第に増大するｆ：ｔ５２の核磁
気共鳴信号〈Ｌコー信号）が検出される。　１１．’１
点（２の前と時点１３の後で印加したＧｘ＋Ｇｙがそれ
ぞれ同じであり、その期間、被（矢イ本の状態が変らな
いものとり″れば、このＪ二」−イ；；弓と、前記第１
の核磁気共鳴信号とｔよ、ｔ２どｔ３の中火の時刻につ
いて対称な信り波形となる。

ｔｖ＞　時点ｔ４０４１点ｔ３より（ｔ２　ｔ＋）時間経過しに時コント
ローラ２０の制ｔ１１によりｍ揚Ｇｘ、Ｇｙの印加を止
める。この時点を１４とづる。磁化Ｍは図示の通りであ
る。

この時点の後Ｇｚ”−、Ｇｚ＋を与え、イの状態下で、
グー１−回路３０にＪ３いて位相Ｍ１８０°で第１の９
０°パルスと同様に変調されたＲ　Ｆ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。

このり、”ｊ　、スライス面内、外、境界、つまり被検
体全部の磁化Ｍの向きが一７＠方向に揃う。

（Ｖｉ）　時点１゜Ｇｚ＋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信阿に−Ｃ被検体
を励起覆る（１８０°パルス励起）。

即ｌう、ｌ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ム励起する。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
１１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Ｔ
１より短い持ち時間Ｔｄでシーケンスを繰返し、高速化
することを特徴どづる。従って、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りこと
になる。磁化Ｍはコヒーレンｌ−（ｃｏｔｌｅｒｅｎｔ
）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１８
０°パルスの後にスポイルパルスト（Ｚ　３　、１−Ｉ
Ｘ　３　、トｌｙｓ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’Ｊ　＜磁場強度）Ｘ（時間）とづると、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（−６で始めの時点ｔｏど同じ状態に復
帰し、そこで、時点１．の後に上記したＴｄなる持ら時
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Ｔ！−０第　１　表第　２　表第　３　表なお、動的平衡状態が１ｑ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Ｎ’Ｍ１＜信号
は、データど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Ｎ　
Ｍ　Ｒ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、この記載に限定づるわ
けではなく、例えば、次のＪ：うな各科の場合Ｃｂ本発
明は成立づ゛る。

（ｉ）　第′１ど第２のＮＭＲ信号のうし、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。

（１１）　第１と第２のＮ　Ｍ　Ｒ信号の両方を検出し
、このうら、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。

（Ｉｉｉ）　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。

＋１／）　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、ブ［１ジＪ
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ｈ法。

このようなシーケンスにおいＣ（，１、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、被検体どして卵白（縦緩和時間Ｔ＋　＝
６９３ｍｓ、横緩和時間「２−２６２　ｍ　ｓ　）を使
用し、Ｔｓ　Ｉ＋Ｔｓ　２　＝３ｏｒｒｌｓとした場合
を図示しである。図に、！５いて、横軸（よｔｒＩら時
間］−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６式での実測値＜　］！Ｉ！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）を表わず。

図から明らかなように、同じ信シ３強Ｉ身を１りるため
には本発明の方式による場合の方がはるかに短い時間（
Ｔｄ）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・・・９
０″′−８・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。従って、例えば、９０°　ｘ・”　１８
０’　ｙ　・”９０″’　ｘ　・　１８０’　−ｘ（１
８０°ｙ　（７）　ＲＦパルスハ、位相差９０”（１）
Ｒ［イ１］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、ＩＩ　ｇ　□　−−、ＩＩのＲＦパルス
の表ね１）意味は、このパルスが印加されると、磁化Ｍ
が、ｙ軸を回転軸として、メ時８１回りに９０゜回転し
た位置へ移動Ｊることを意味する。

また、９０°　１１は、磁化Ｍが、ｙ軸を回転軸どして
、時計回りに９０°回転した位置へ移動づ゛ることを意
味する。

なＪ３、″９０°ｘ　”のＲ［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３
０で行なっている。

第９図は本発明に係る装置の別のパルスシーケンスを示
づ図である。同図は、一般に２次元フーリエ変換法と呼
ばれる範哨に属する検査手法により勾配磁場Ｇｘ、＋Ｇ
ｙを印加して、被検体の原子核を励起し、ＮＭＲ信号を
読取るしのである。この第９図の検査手法は、勾配磁場
Ｇｚを印加するととｂ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ＩＩ揚Ｇｘ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−」−磁化する。更に、勾ｎ］１磁揚Ｇｙ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°・・・１
８０°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Ｍｘｙが生じる。従って、この第９
図の場合も第１の１８０６パルスの後にスポイルパルス
Ｈｚ　２　、　Ｉ−ＩＸ　２　、　ｌ−１ｙ　２を印加
し、また、第７図のところで説明したと同様なＪ（１１
山で、他のパルスト１ｚ盲、１−１ｘ＋＋　ト１ｙ＋と
１−１２３　、ＨＸ３　、Ｈｙ３も印加する。

イしＣ１これらパルスの相互の印加・関係も第７１図Ｃ
説明したのと同様である。

Ｊ、た、１シ′！ｉ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Ｊる。

イＫ　ｉｌｊ、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°パルスを印加しでいるよう
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１−５
１以内に第２の１８０°パルスを加えるようにしでも本
発明の効果は得られる。

ハ、Ｕ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ピユ一分のシーケンス
が終了した時点で強制的に、かっｉ［６１「にスライス
而内外すべての磁化Ｍを熱平衡状態（又はその近傍）に
づることができる。そのため、従来法のようにＴ＋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、スキャ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に暴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
って、各シーケンス間の相関性を取除くことができる。

従って、スキャンタイムが早いうえに、１１１られる映
像もノイズのない良質な画面どづることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例装置の（１１？Ｊ戒図、第２図
（よＰ　ＲＦＡによる従来の検査パルス波形の一例を示
寸図、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°パルスに誤差があった場合に横方
向成分が生じることを説明りるための図、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図は持も時間と信号強度との関係を示す図、第
９図は木光明に一係る別のシークンス例を説明″４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［【１路、３・・・勾配磁場用コイル、４・・・勾配
磁場用コイルの制（１１１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・・・つ１−ブメしり回路、１３・・・コンピュ
ータ、１４・・・表示器、２０・・・コントローラ、３
０・・・グー１〜回路、３１・・・Ｚ勾配磁場用コイル
、３２．３３・・・ｙ勾配磁場用コイル。第１図第４図第５図４図１口つ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　被検体に静磁場（１−１ｏ）を与える手段と、
被検体に勾配磁場を与える手段と、　被検体の相様を溝
或する原子の原子核に核磁気共鳴をｈ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、以下のカッコに記載づるシーク−ンスＩ幾能を有しに制
御１１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１１１−！Ｉるこ
とを特徴とするＮＭＲ画Ｉ１Ｍ厘。「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Ｃ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ら励起し
、前記第１の１８０°パルスの直前と直後に、勾配Ｉ！＆
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（（Ｉｌ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。Ｊ
（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ａ’ｌ請求の範囲第１　ＩＱ記載のＮ　Ｍ　Ｒ
画像装置。
（３）　前記４つの＾周波パルスの位相関係を９０°Ｘ
・・１８０’ｙ・・’９０’ｘ・”１８０°−Ｘとしｌ
ご特許請求の範囲第１項記載のＮＭＲｉｉ！ｉｉ像装置
。
（４）　被検体に静磁場（］−１゜）を与える手段と、
ｙＪ検体に勾配磁場を１５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！７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、被検体の組織に閏する画像を得る
装置において、以−１・のカッ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１３８のうち必要
な信号を、画像再構成のために利用覆ることを特徴とす
るＮ　Ｍ　Ｒ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ｔ
４１場を印加するとともに、前記高周波パルスを印加づ
る手段かＩう第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＾
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
！ｉ場を印加するとともに、前記高周波パルスを印加号
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μｍずに、前記
凸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、スポーイルパルスを印加するように
したシーケンス機能。Ｊ
（５）　前記４つの高周波パルスの位相関係を９０°Ｘ
・・・１８０’　−ｘ・・・９０°　−１・・・・・・
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ｆｌＬ！　４つのにろ周波パルスの位相関係
を９０°ｘ・・・１８０’　ｙ−９０°ｘ　−１８０°
−Ｘとした特ら′１請求の範囲第４項記載のＮＭＲ画ｆ
ＧＩ装首。