JPS6042906B2 - サンプルの核磁気共鳴スピン密度分布を表わす信号を取り出す方法 - Google Patents

サンプルの核磁気共鳴スピン密度分布を表わす信号を取り出す方法

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JPS6042906B2
JPS6042906B2 JP52151159A JP15115977A JPS6042906B2 JP S6042906 B2 JPS6042906 B2 JP S6042906B2 JP 52151159 A JP52151159 A JP 52151159A JP 15115977 A JP15115977 A JP 15115977A JP S6042906 B2 JPS6042906 B2 JP S6042906B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は核磁気共鳴方法に関する。
本発明は、核スピンを含んでいる材料内のスピン密度分
布の２次元像および３次元像の形成に係る。 或る像形
成装置においては、靜磁界の存在中で互いに直交する磁
界勾配を順次に切り換えて試料の或る領域を選択的に励
起することにより、１つの試料平面又は１組の試料平面
内で格子状パターンに離間された複数個の線素子から試
料のスピン密度像を形成することができる。
選択的な励起の後に、選択された線素子の各点がその点
に特有な振巾の合成磁界を受けるように、磁界勾配を組
合わせて同時に与えることにより、自由誘導減衰信号が
読み出される。これにより、全ての線素子から同時に像
が形成される。 特公昭６０−１２５７４号公報にて昭
和３時４月２日に出願公告された特願昭５０−１１０４
４３号の明細書には、サンプルに１つの軸に沿つて靜磁
界を与えるための手段と、前記靜磁界へ前記１つの軸に
沿つて変化する磁界勾配を与えるための手段と、前記１
つの軸に沿う前記靜磁界へ前記１つの軸と直交する少な
くとも１つの方向に変化する磁界勾配を与えるための手
段と、所定の磁界勾配、すなわち前記靜磁界の軸の方向
に沿つて変化する前記磁界勾配又は前記靜磁界の軸と直
交する方向に変化する前記磁界勾配、が加えられた前記
サンプルの所定部分を選択的に励起するため選択された
周波数成分を有する無線周波数信号を前記サンプルヘ与
えるための手段と、前記所定の磁界勾配に関連した前記
サンプルの特定領域のみを優先的に励起させ且つその他
の領域を実効的に励起されないまゝとしておくように前
記無線周波数信号の印加と同時に前記磁界勾配を順次切
り替えるための手段と、前記サンプルの問題にしている
励起された部分から自由誘導減衰信号を読み出すための
手段とを備える核磁気共鳴装置が開示されている。
この核磁気共鳴装置によれば、サンプルの像を得ること
ができる。前記明細書中に開示された例としては、その
サンプルの所定部分は、サンプル内の１つのスライス（
薄片）、すなわち平面でありうる。そしてある１つの例
では、スライス内の１つのコラム（角柱）から自由誘導
減衰信号を得るように、異なる直交磁界勾配の存在のも
とで２つの無線周波数信号が相続いて与えられる。この
装置では、そのスライスの全体の像を得るためには、ス
ライス内の異なるコラムに対してこのようなことを繰り
返さねばならない。また、特公昭５２−１２７３８鰻公
報にて昭和５奔１０月２５日に出願公開された特願昭５
２−４３０９７号の明細書には、サンプルの核磁気共鳴
スピン密度分布を得る方法が開示されており、この方法
は、１つの軸に沿つて静磁界を保持し、前記１つの軸と
それに直角な軸とのうちから選択された軸に沿つて前記
静磁界を変化させるため前記静磁界に第１の磁界勾配を
与え、同時に前記選択された軸に対して直角な前記サン
プルの少なくとも１つの平面層を選択するため選択励起
パルスを与え、前記選択された軸に対して直角な軸に沿
つて前記静磁界を変化させるため前記第１の時間勾配を
除去し前記静磁界に第２の磁界勾配を与え、同時に前記
少なくとも１つの選択された平面層における一連のスト
リップを選択するため選択励起パルスを与え、それから
、前記選択された軸及びこの選択された軸と前記第２の
磁界勾配の軸との両方に対して直交する第３の軸を含む
少なくとも２つの直交する．方向にて前記静磁界を変化
させて前記選択されたストリップの各点がその点に特有
の振巾の合成磁界を受けるように前記静磁界へ磁界勾配
を同時に与え、それにより生じた自由誘導減衰信号を前
記ストリップから読み出すものである。この方法．は、
サンプル内の１つのスライス又はサンプルの全体からの
情報を得るものである。従つて、本発明の目的は、サン
プル内の予め選択したスライスの２次元像又はサンプル
全体の３次元像を一度の手順にて得ることができるよう
に−するサンプルの核磁気共鳴スピン密度分布を表わす
信号を取り出す方法であつて、前記特願昭５２−４３０
９７号の方法とは別の方法を提供することである。
本発明によるサンプルの核磁気共鳴スピン密度分布を表
わす信号を取り出す方法は、サンプルのある軸に沿つて
静磁界を維持し、サンプルに励起パルスを与え、前記あ
る軸に沿つた方向又はこれに直交する方向に変化する少
なくとも１つの磁界勾配を前記静磁界に与え、前記サン
プルからの自由誘導減衰信号を繰り返し増大及び減衰さ
せるようにある時間割合で前記少なくとも１つの磁界勾
配のうちの１つあるいはそれ以上の勾配の向きを・繰り
返し反転し、これにより生じる自由誘導減衰信号を読み
出す。
１つの平面又は１組の平面の像を得い場合には、前記特
願昭５０−１１０４４３号に開示されたようにしてその
ような１つの平面又は１組の平面を予め選択しておけば
よく、この場合には、磁界勾配のうちの１つが周期的に
反転され、その選択された平面のみから情報が得られる
。
これとは別に、平面を最初に選択する必要のない楊合が
あり、このときには、全てのスピンを章動させるような
初期の９００パルスを試料全体に与えそして勾配の中の
２つは、その一方の反転速度が他方の倍数となるように
同期をとつて周期的に反転し、そして第３の勾配を静的
に与える。
この場合の出力信号は、試料の全体積に関する情報を表
わしている。勾配の反転は、その迅速な切換えによつて
なされるが、これは重要なことではなく、正弦波的に変
化する勾配が与えられてもよい。
本発明がよりよく理解されるように、、添付図面を参照
して以下に本発明の詳細な説明する。
単一平面での像形成を第１図について説明する。細長い
試料が、大規模で均一な静磁界ＢＯ内に置かれる。この
磁界田は、ω＝γ田なる関係によりスピンの角共鳴周波
数ωを規定するもので、ここにγは、磁気旋回比である
。線形磁界勾配Ｇｘも与えられる。但し、Ｇｘ＝ＡＢｘ
／Ａｘである。また、同時に、９０しに調整されたゴパ
ルスを与えることにより、ＸＯにおいて厚みΔｘをもつ
単一層内の全てのスピンが励起されて、、自由誘導減衰
（ＦＩＤ）信号が発生される。この初めの段階をＡ段階
と呼ぶこととする。上記励起パルスの直後に、磁界勾配
Ｇｘはオフにされ、次いで、第２図に示されたように切
換えられる勾配Ｇｙと一定の勾配ＧｚとにおいてＦＩＤ
が観察される。但し、Ｇｙ＝ＡＢｘ／Ａｙであり、Ｇｚ
＝ＡＢｘ／Ａｚである。この第２の段階をＢ段階と呼ぶ
こととする。Ａ段階における選択励起パルスの後に、Ｂ
段階において時間τｂ中だけ磁界勾配Ｇｙを与えると、
ＦＩＤは減衰される。
この１つの減衰信号だけがサンプルされ（Ｇｚ＝ｏ）そ
してフーリエ変換されるもののとすれれば、云うまでも
なく、ＸＯ平面においてＹ軸に沿つたスピン磁化の投影
プロフィールが形成される。然し乍ら、磁界勾配の方向
を反転させることによつて、減衰されたＦｎ）は、時間
τｂ中にスピンエコーに向つて増大され、これは、次い
で、その後の時間τｂ中に再び減衰される。かくして、
更に勾配を反転させることにより、加τｂ＜Ｔ２（ここ
にＴ２は、当該サンプルのスピン−スピン緩和時間であ
る）であれば、信号をｎ回とり出すことができる。Ｂ段
階に生じる核信号の減衰および増大の正の半分が第２図
に示されている。このように磁界勾配を繰り返し反転さ
せることにより、フーリエ変換された投影プロフィール
が離散的なものとされる。増大データは、フーリエ変換
において順序付けし直されねばならないかもしれないが
、最初に連続的なフーリエ変換であつたものが、周波数
間隔が２πＩτｂ＝Δωｙで与えられるような離散型プ
ロフィールとされるのである。単一ＦＩＤ信号からの連
続的プロフィールの場合の予想されるフーリエ変換信号
は、第３ａ図に示されており、エコーシーケンス（磁界
勾配の繰り返し反転シーケンス）によつて得られる離散
型プロフィールは、第３ｂ図に示されている。限定され
たサンプリング時間Ｔ，のため、離散した個々の線は若
干広げられ、約２π／Ｔ５の巾とされる。この点詳述す
るに、磁界勾配Ｇｙが加えられるがそれが反転されない
ならば、単一のＦＩＤ信号のみが読み出される。
この信号をフーリエ変換すると、選択された薄層のＹ軸
に沿つてのスピン密度分布を表わす連続的周波数スペク
トルが得られるのである。これに対し、自由誘導減衰信
号を繰り返し増大させたり減衰させたりするように磁界
勾配Ｇｙを繰り返し反転させる場合には、そのフーリエ
変換信号は、もはや連続スペクトルでなく離散的なもの
となることが、数学的に証明されうるし、実験的にも証
明されている。すなわち、磁界勾配Ｇｙを繰り返し反転
させる場合に得られるスペクトルは、互いに分離された
一連のスパイクであり、それらの各スパイクは、Ｚ軸の
方向に延在する異なるストリップから誘導されたもので
ある。第３ａ図、第３ｂ図及び第３ｃ図は、種々な磁界
勾配を加えた場合の自由誘導信号をフーリエ変換した後
に得られるスペクトルパターンをグラフ式にそれぞれ示
している。
第３ａ図は、静的読出し勾配Ｇｙのみの場合の単一Ｆｌ
）信号にて得られるスペクトルパターンを示している。
増大及び減衰を繰り返すようにＧｙ勾配を繰り返し反転
すると、フーリエ変換後に得られるスペクトルは、Ｚ軸
方向に延在する異なるストリップからそれぞれ誘導され
た離散した別々の狭い信号すなわちスパイクからなるも
のとなり、これを第３ｂ図に示している。次に、第３の
一定のＧ２勾配を与える場合には、それらの別々の狭い
信号は、広げられて、その信号が誘導された対応ストリ
ップの完全な縮小スペクトルを与える。これを第３ｃ図
に示している。完全な実験において、スピンが一様に分
布された円筒状のサンプルについての変換結果が第３図
のｃに示されている。
この場合のサンプリングは、次の関係が満たされるよう
な振巾に勾配Ｇ２を調節して行なわれる。但し、Δω２
は最終的な周波数領域データの１点当たりの角周波数で
あり、Ｎはｚ軸に沿つて対象・物を描くのに必要とされ
る点の最大数である。
この条件の下では、ＦＩＤ信号のフーリエ変換により、
磁化円板を横切るスピン分布の１組の断面プロフィール
が形成される。これらプロフィールにより、データ点の
長方形・配列体が表示メモリ内に適当に形成され、そし
てＴＶラスタ表示装置に出力される。
信号振巾の高さを用いて白黒表示装置のスポットの輝度
を調整してもよいし、或いは、データをカラーコード化
してカラーＴＶ型の画像を形成することもでき）る。第
２図に示される如く、、像形成プロセス中の事象は時間
遅延Ｔｄを含むサイクルとして描かれている。
かくして、この実験の１形式においては、選択パルスＰ
の後に最初に分布される磁化がその平衡値または或る中
間的な値に回復せしめられてから、シーケンスが繰り返
される。この形式の実験は、スピン格子緩和時間の弁別
に有用である。データの蓄積を速くする場合には、時間
遅延Ｔｄが除去される。２つのサイクルを連続して行な
い、２番目のサイクルは初めのサイクルの相補的なサイ
クルであるとすれば、時間Ｔｂ中に失われたいかなる信
号振巾も、殆んど完全な信号磁化レベルまで回復させる
ことができ、そしてＰ−１パルスを与えると共にＧｘか
らＧ−ｏへ勾配を反転することにより、Ｘ軸に沿つてデ
ータ畜積を行なうことができる。
このプロセスにおいては、Ｇｌｌ，がＧ−２に変えられ
、Ｇ，は第１のサイクルのように、連続して切換えられ
る。一且信号磁化データが蓄積され、この蓄積された状
態において適当な時間Ｌが経過すると、プロセスを繰り
返すことができる。この組合せサイクルの態様が第４図
に示されている。記号０は、選択および勾配切換えの作
動を表わすものである。記号０＋は、完全な初期横断磁
化レベルに回復させてこれをＸ軸に沿つて蓄積させるの
に必要な上述の相補的な作動である。この点要約すると
、第２図に関して説明したシーケンスでは、続く選択パ
ルスを加える間に遅延時間Ｔｄを与えることが必要であ
つた。
しかし、このような遅延時間を与える必要をなくすこと
が可能である。そのための操作方法を第４図に図式的に
示している。操作０として図式的に示した第１の操作は
、第２図に関して説明した操作と全く同じである。操作
０＋として図式的に示した第２の操作は、第１の操作と
同様であるがすべての点において反転されているもので
ある。すなわち、この第２の操作においては、最初に加
えるＧｘ勾配の方向が反対方向とされ、これをＧ−８勾
配と称しており、静的Ｇ２勾配の方向も反対方向とさ．
れ、Ｇ，勾配は第１の操作と同様に継続して繰り返し反
転される。また、反転したＧＯ勾配、すなわちＧ−ｘ勾
配と同時に加えられる選択パルスの位相も反転する必要
がある。この位相反転パルスをＰ−１パルスと称してい
る。スピン格子緩和による或る程度の信号損失や、操作
０およびＯ＋における欠陥は避けることができない。
そこで、平衡磁化状態に゜゜持つていぐ゛ために蓄積遅
延時間Ｔｓが組入れられる。このようにしても、信号振
巾の全高さは静的な平衡値よりも低くなりがちであり、
何回かのかかるサイクルを行なうと、新たな動的平衡値
まで下がる。この特定形式のサイクルの利点は、スピン
格子緩和プロセスに対して像が変化しないことにある。
第２図に示されている像形成サイクルの更に別の変形態
様は、安定状態の自由歳差（ＳＳＦＰ）法に基くもので
ある（Ｈ．Ｙ．Ｇａｒｒ著、ＰｈｙｓＲｅｖｌｌ２、１
９６３（１９５８年）およびＷ．Ｓ●ＨｉｎＯｈａｗＪ
ノ著、Ａｐｐｐｈｙｓ４７、３７０９（１９５８年）参
照。この場合はＴｄ＝０であり、また、隣接サイクルの
各々の対において、選択および相補選択汀パルスが、一
般的に９０、未満の章動角で用いられる。この方法は、
遅延時間Ｔｄの必要をなくすための別の方・法であり、
この場合には、完全な９００章動を生じせしめる完全９
００パルスを加える代りに、９００より小さな章動を生
ぜしめるような選択的励起パルスが使用されうる。この
場合も、何回かのか）るサイクルのあとで、準平衡状態
が得られるけれど・も、その最大信号高さは、静的な平
衡値よりははるかに小さいものである。前述の実験は、
多スパイクの選択照射パルスＰを用いることにより、１
組の平面へと容易に拡張することができる。
種々の平面からの信号を周波数領域において分析できる
ように、勾配Ｇｘはオン状態のままにされる。然し、さ
さる初期選択パルスは必須のものではない。むしろ、適
当に変調された磁界勾配によつて全体的に空間弁別を行
なうことができる。これは３次元の像形成と呼ばれるも
のである。３次元像形成においては、選択を行なうので
はない短かい９０おのゴパルスが試料内の全スピンに与
えられ、３つの直交する勾配Ｇｘ，Ｇ，およびＧ２は全
てオンにされ第５図に示される如く変調される。
勾配Ｇ，およびＧ，，がないと、ＦＩＤは一連のエコー
となり、これは適当にフーリエ変換されると、平面ｘ＝
ＸＯ＋ａｌ（但しａは格子間隔、ｌは整数）内のスピン
から生じる一連の等間隔の信号スパイクを与える。スパ
イク間の周波数インターバルΔωｏ＝γＡＧｘ＝ｌ？は
、第６図のａに示されている。ここで、Ｇｙがオンにさ
れ変調されるとすると、各々のスペクトル線は、この例
においては、円筒体の離散的な投影プロフィールに対応
する離散的なスペクトルに分割される。第６図のｂに示
されている単一プロフィールの各線は、各々の平面内の
規則的な格子を形成するストリップ（線）ｙ＝ＹＯ＋Ｂ
ｍに沿つたスピンから得られるものである。格子は、間
隔ｂ（７）Ｍ本のストリップより成る。１固のプロフィ
ール内の隣接する線間の周波数インタバルはΔωッ＋Ｙ
ｂＧｙ＝？である。
第５図に示されるように、第３の勾配Ｇ２もオンにされ
るが変調されない場合には、第６図のｂに示された離散
的なスペクトルは、第６ｃ図に示されているような一定
振巾の離散的なプロフィールへと拡張される。各々の離
散的な成分は相異なる巾をもち、次々の層における各々
の磁化円板全体のスピン密度分布の次々の断面図に対応
している。かくして、或る減衰において、フーリエ変換
により、、完全な３次元スピン分布を測定できる。前述
したように、次々の平面からのデータにより、密度分布
を表わす２次元画像を形成することができる。勿論、各
々の磁界勾配を付加すれば、種々の拡張されたスペクト
ルを重畳することができる。
かくして、適切な分析を行なうには、勾配およびタイミ
ングを次のように選択しなければならない。ＮΔω２く
ΔωッくΔωｘ／Ｍ・・ ・・・・（２）但し、Δω２
＝？は変換されたデータの１点当たりの周波数であり、
Ｎ，Ｍはサンプル、フィールドをまたぐのに必要なｍお
よびｎの最大整数値である。また、ディジタル形式のサ
ンプリングプロセスそれ自体では、特定の層の各々のス
トリップに沿つて離散的であるようにされることに注意
されたい。各点はＡｚ＝ＺＯ＋Ｎｃ（ｎは整数）という
間隔にされ、こ）にｃは格子間隔である。かくして、次
のようになる。このような３次元像形成の方法を要約す
ると次のようである。
第２図及び第３図に関して説明した２次元像形成方法で
は、最初に薄層が選択されていて、その後に、その薄層
の平面と平行に延在する磁界勾配を相続いて反転させる
ことによりその薄層から誘導されるフーリエ変換スペク
トルが離散的なものとされていたのであるが、この３次
元像形成方法では、次のようになされる。
最初に選択Ｌ．ｆパルスを加えて薄層を選択するのでな
く、サンプルの全体を工ｆパルスによつて摂動させ、次
に、繰り返し反転される磁界勾配を加えることにより、
この磁界勾配の繰り返し反転により生ずる自由誘導信号
はその反転磁界勾配の方向と直角なサンプルの異なる薄
層にそれぞれ関連したたスパイクからなるフーリエ変換
スペクトルを与えると考えられａる。同時に第１の磁界
勾配と直交する別の磁界勾配を加え、この磁界勾配を反
転させると、各薄層からのスパイクスペクトルがその薄
層中の１つのストリップにそれぞれ関連したより小さな
スパイクに分割される。このようにして、２つの異なる
直交する磁界勾配を加えそれらの両方を反転させること
により、サンプルの全体積が薄層毎に且つストリップ毎
に分割されることになる。そして、最初の２つの磁界勾
配の両方に直交する第３の磁界勾配を加え、この磁界勾
配を一定に保つことにより、特定の薄層における特定の
ストリップに関連した各スパイクが縮小スペクトルへと
広げられる。このようにして、サンプルの全体積からの
情報を薄層毎に且つストリップ毎に得ることができる。
この場合の唯一の必要条件は、異なる薄層からのスペク
トルが重なり合わないということと、１つの薄層内の異
なるストリップからのスペクトルが薄層スペクトル領域
内で重なり合わないということとである。第５図の像形
成実施例は、単一平面の像形成について前述したやり方
で用いることができる。
即ち、ＳＳＦＰ法により章動角が９０が未満のＲｆ励起
パルスと、１８００移相された別のゴパルスとを用いて
行なわれる。或いは又、スピン磁化を略完全に集中させ
次いでＸ軸に沿つて蓄積させるように、第５図の作動の
後に完全に相補的な作動サイクルを行なうこともできる
。これは、更に別の周期τ。において、勾配Ｇｘおよび
ＧＹの変調を続けつつＧ２を反転させることによつて達
成できる。この第２の相補的なサイクルの終りに、相補
的な９０のゴパルス（１８００移相されたもの）が全て
のスピンに与えられ、これらをｘ軸に沿つて復帰させる
。適当な待機時間の後、全プロセスが規則性をもつて繰
り返され、２τ。〈Ｔ２であれば、Ｔ１およびＴ２には
ほ〜拘りのない準平衡信号振巾が確立される。大方の図
面には、鋭く切換えられた勾配状態が示されている。
これは理想的な構成であるけれども、一般的には、勾配
をゆつくりと切換えるのがはるかに容易である。一般に
は、これらの勾配のあるものまたはその全てに正弦波変
調を用いて、スペクトルを離散的な成分に所望通りに分
離させることができ、特に、τａくτｂくτｃくである
ときには、ＧｘおよびＧｙに対してそのようにすること
ができる。ＧｘおよびＧＹの正弦波的（より正確には余
弦波的）な変調が、第５図に点線で示されている。単１
減衰信号から２次元的又は３次元的なスピン密度情報を
明確に取り出せるようにする多数の核磁気共鳴（ＮＭＲ
）像形成機構について以上に述べた。
選択照射の後にＦＩＤを観察しながら適当に磁界勾配を
変調することにより、単一平面の像形成を行なうことが
できる。然し乍ら、既に述べたように、選択パルスを全
く用いないことが望まれる場合には、読み取り勾配の振
巾および変調を適当に調節することにより、通常の短か
い９０をｒｆパルスまたは一般的にはθ０のＲｆパルス
の後に単一のＦＩＤから所望の３次元スピン密度情報を
取り出すことができる。観察される信号は全てのスピン
の作用を受けるので、この像形成方法は、選択照射だけ
に基いている他の平面的な像形成方法に比べて迅速であ
る。これに加えて、選択パルスを用いないことは、技術
的な利点がある。実際には、正弦波的に勾配を変調すれ
ば、こ）に述べる方式は、技術的に、極めて簡単な像形
成法となる。特に、エネルギーを節約するように電流を
切換える場合には、方形波型の勾配変調も非常に容易に
実施することができる。ここに述べる方法と、他の勾配
変調像形成法との間の考え方の相違は、信号読み取り周
期中に特定の値の磁界勾配を与えねばならないという解
析関係式（１）および式（２）を考慮する点にある。ま
た、実験を行なうには、変調周波数周期τＡ，τｂおよ
び非変調勾配周期τ。を特定な値に選択しなければなら
ない。上記の実験では、磁界勾配の変調も密接な関係を
もつようにされたが、実際には、これらの変調について
の正確な位相づけは余り重要なものではない。勾配に変
調を用いる他の像形成法では、平面像も多平面像も形成
できず、点ごとの像や線ごとの像しか形成できない。第
２図のシーケンスで勾配を切換える効果については、Ｇ
２＝０の時の状態を考えることによつても最もよく理解
されよう。
時間τ５において、一定勾配Ｇｙにより、ＦＩＤの振巾
が完全にゼロまで減衰されるものとする。この減衰だけ
がサンプルされてフーリエ変換された場合には、云うま
でもなく、ＸＯ平面においてｙ軸に沿つたスピン分布の
投影プロフィールが形成される。然し乍ら、勾配の方向
を反転させることにより（即ち１８００のＲｆパルスを
加えることにより）、減衰されたＦＩＤ信号を更に別の
時間τ，中にスピンエコーに向つて増大させることがで
きるが、この信号は次いで再び減衰することになる。か
くして、更に勾配を反転させることにより、Ｔ，＝沙τ
，くＴ２（こ）にＴ２は試料のスピン−スピン緩和時間
）であるとすれば、信号をＰ回にわたつてとり出すこと
ができる。このようにして信号をとり出しそして全スピ
ンエコー列をサンプリングする場合に”は、フーリエ変
換された投影プロフィールが離散的なものとされる。離
散的な周波数の間隔は Δω，＝７ｒ／τ，によつて与
えられる。限定されたサンプリング時間Ｔｂにより、離
散的な線がある程度広げられ、これらの全てに約２π／
Ｔｂの角周波巾が与えられる。スピンエコー列を装置外
部から整形することにより、離散的な線を更に広げて、
方形または別の所望の形状にすることができる。完全な
２次元の実験においては、個々の離散的な線を広げるよ
うな一定磁界勾配Ｇ２を加えた状態で信号のサンプリン
グが行なわれ、単１のエコー例とフーリエ変換とに対し
、試料の薄い層にわたるスピン分布の１組の分析断面プ
ロフィールが形成される。
これらのプロフィールからデータ点の長方形配列体がコ
ンピュータメモリ内に適当に形成されそしてＴＶ表示装
置に出力されて可視像が形成される。この実験を３次元
的なものにまで一般化させるにあたつては、勾配Ｇ２を
一定に保つ一方、勾配ＧｘおよびＧｙの双方を変調する
ことによつて多平面選択プロセスを組み込むことができ
る。
この場合、最初の選択励起パルスに代つて通常の非選択
の９００（またはθ０）Ｒｆパルスを用いることができ
る。以下の分析に示される如く、勾配を切換えると共に
信号をデジタルでサンプリングする効果は、さもなくば
連続的であるスピン密度分布を、空間的な周期性Ａ，ｂ
およびｃをもつ離散的な格子点分布とすることである。
パルス後の時間ｔの回転フレームにおけるＦＩＤ信号は
次式で与えられる。
但し、ρ（Ｘ，ｙ，ｚ）はサンプルの連続的なスピン密
度分布であり、γは磁気回転比である。
先ず、式（３）における時間依存のｘ勾配だけの作用に
ついて考え、新たな関数ｆ（Ｙ，ｚ，ｔ）としてＸにつ
いての積分式を書いてみる。Ｇｘ（ｔ）が周期性のもの
であつて、モデユロ２τ３であるとすれば、次式がえら
れる。変調が方形波変調であり、ＦＩＤがゼロ振巾まで
減衰するに充分な長さにγａが選択されたものとすれば
、Ｇｙ＝ｏ＝Ｇ２なる条件で、式（４）をｙおよびｚに
ついて積分すると、スピンエコー列が形成される。
３つの勾配全部を適当に方形波変調して与えたときには
、密度ρ（Ｘ，ｙ，ｚ）は角周波数ρ（ω、，ωＹ，ω
２）の関数として書くことができる。
それ故、Ｎが大であるときは、ｆ（Ｙ，ｚ，ｔ）のフー
リエ変換が次のようになる。但し、δ（ωｏ−ー１Δω
ｘ）は；゛イラツクのデルタ関数である。ｙについての
積分に関する同様の変換により第２のデルタ関数δ（ω
，−ｍΔωｙ）が導かれる。
双方のデルタ関数においてｌおよびｍは整数であり、点
間の角周波数インターバルは次式によつて与えられる。
式（５）の逆フーリエ変換を式（３）に代人すると共に
これに対応して被積分関数ｙを置換すると、最終的には
次のようになる。
但し、角周波数Ω（１，ｍ）は次式で与えられる。
時間γｃに対しＳ（ｔ）をディジタルでサンプリングす
ると、ｚ軸に沿つて離散性が与えられる。
各点の間隔はｚ＝ＺＯ＋Ｎｃ（ｎは整数）という間隔で
あり、これは、角周波数インターバルΔωｚ＝ＩＩ＝γ
。ＧＺに対応している。このことを式（７）にとり入れ
ると、離散的な和として次のように書き表わすことがで
きる。但し、Δν′，Ｍ，ｎ＝ＡｂＣは、スピンが各格
子点の信号に作用するような単位セル体積である。
変調周期（ひいては勾配）が次式のように選択される場
合には、但し、ＭおよびＮは夫々像形磁界中のｍおよび
ｎの最大値、式（９）より、分布ρＥ．．ｎにおける全
ての点が周波数領域において独得のものとして規定され
る。
かくして、式（９）のｓ（ｔ）をフーリエ変換すると、
１回の計算で、完全な３次元スピン密度分布関数ρ１．
Ｎｎがえられる。これは、フーリエ変換ネスティング（
Ｎｅｓｔｉｎｇ）と称され、実際には、、これによつて
、３次元または２次元変換が１次元の形式に変えられる
。勾配の振巾および周期性についての条件が維持・され
ているとすると、磁界勾配の変調に用いる方形波を、こ
れに良く似た余弦波と取り替えてもよいことが、式（３
）から簡単に明らかであろう。
この実験を最適に行なうためには、勾配の変調は位相に
密着したものでなければならない。平面像形成において
時間節約の利点を活かすべき場場合には、Ｓ／Ｎ比を高
めるという目的でデータ収集プロセスがほＳ゛連続的な
プロセスとなるように完全な信号サンプリングサイクル
をひんばんに繰り返さなければならない。
前述した方法の一貫性は、信号平均化のための従平衡フ
ーリエ変換（ＤＥＦＴ）技法または定常状態自由歳差（
ＳＳＦＰ）技法の方針に沿つて相補的な蓄積サイクルを
組み込むのに適しており、上記の両技法では、必要であ
れば、スピン格子緩和作用とは本質的に拘りなく信号が
観察される。本発明を実施する装置が第７図に示されて
いる。
該装置には、コンピュータで制御されるパルス分光計が
含まれており、これは例えば１〜１５ＭＨｚで作用する
。例えばばハネウエル（ＨＯｎｅｙｗｅｌり社の３１６
型のコンピュータ１５の１／０ハイウェイや、アキュム
レータ即ちＡレジスタ１１を通る別のルートによつて制
御が果たされる。
コンピュータの通常の入出力装置に加えて、１次元およ
び２次元ディスプレイ１２が設けられており、これはメ
モリコアの区分を質関することができる。分光計は２個
の独立したＲ．ｆ．チャンネルからなつている。
一方は低電力、他方は高電力のチャンネルであつて、双
方ともに、共通の１〜１５ＭＨｚの周波数合成装置１３
によつて駆動される。低電力信号は、切換式の１８００
の位相変調装置１４、ディジタル・アツテネータ１６、
および固定アツテネータ１７を通して広帯域１０Ｗの駆
動増巾器１８に送られる。
ディジタル●アツテネー．夕１６は、便利な個数の減衰
レベルを有するものであるが、これはディジタルで制御
されるアナログ・アツテネータでもよい。１０Ｗの増巾
器１８からの出力は、最終的には、２ＫＷのリニア増巾
器１９によつて増巾される。
アツテナータ１７は、．Ｒ．ｆ．振巾が電力増巾器１９
の全リニア領域をカバーするように調節される。第２の
高電力チャンネルにおいては、抵レベルの信号が、可変
移相器２０と、パルス発生器２２によつて開くゲート２
１とに送られる。
該ゲートからの信号は、次いで、増巾器２３において、
ほぼ２ＫＷ程度まで増巾される。２個のチャンネルは結
合装置２５において結合され、そしてプローブの送信コ
イルへとつながる。
アツテネータ２４は、低電力チャンネルにおける最終的
な電力レベルを制御するのに用いられる。第７図に示さ
れているように、１８００位相変調装置１４、パルス発
生器２２およびディジタル・アツテネータ１６は、コン
ピュータのＡレジスタ１１に成形されるビット●パター
ンによつて制御される。
プローブ２６からの該信号は、低雑音の前置増“巾器２
７を介して受信器２８に供給され、こ）で周波数合成装
置からとり出された基準入力に対して位相感度検出され
る。
同相信号および直角位相信号の両方をサンプリングする
ことができる。受信器の基準位相は、基準信号をディジ
タル制御の移相器２９に通すことにより、コンピュータ
制御の下にシフトされる。これは、エコーシーケンスに
おいて生じる信号の位相変化を修正するためになされる
。換言すれば、２τｂ周期（第２図）における各々のエ
コーのＲ．ｔ．位相が修正される。当該位相角エラーは
、、゜゜伝送中゛に２進形態で移相器に送られる。これ
よりも低速の別のやり方としては、周波数領域において
位相に対してフーリエ変換された信号プロフィールをフ
ーリエ回転プログラムによつて、変換させるというやり
方がある。これは本質的にソフトウェアによるやり方で
あるが、最初に述べたやり方はハードウェアによるもの
であり、従つて、はるかに迅速なものとなる。検出され
た信号は、次いで、アナログ−デジタルコンバータ（Ａ
ＤＣ）３０においてデジタル形式に変換され、そして、
信号の平均化および処理のために、コンピュータのコア
の適当な位置に供給される。プローブ２６は、第８図に
示されるように、クロス・コイル構成体からなつている
。
大きいサドル形状の送信コイルは、この中に収容された
サンプルの大部分をカバーする一様なＲ．ｆ．磁界を発
生する。図示されたような細長いサンプルの場合にはＲ
．ｆ．磁界を受けないサンプル領域が存在する。然し乍
ら、第２のサドル形状のコイル（これは送信コイルに直
交するようにされ、また充分に平らである）に対して受
信信号を集中させることにより、コイル平面の上下約士
ｄの範囲内の空間に存在する信号をとり出すことができ
る。ここに、ｄは受信コイルの厚みである。かくして、
これらの領域は、送信パルスからの全Ｒ．ｆルベルを受
信することになる。当然、受信コイルの厚みは、体積全
体の像を形成する場合には、所望の体積全体を包含する
ように増加することができる。クロス・コイル組立体の
更に別の利点は、受信器の保護ということにある。受信
器のコイルは、Ｓ／Ｎ比を改善するように冷却されても
よい。多数のスピン平面が選択照射パルスによつて選択
され励起される場合には、選択段階中勾配Ｇｘをオンの
ままにしかつ変調をかけずにおくことによつて、各々の
平面からの信号を区別することができる。然し乍ら、層
には一定の厚みがあるため、Ｇｘをオンにしたままの場
合には問題が生じる。選択操作の間にはＧｘをオフにし
た場合には、Ｘ方向には周波数の選択性がないことにな
る。しかしながら、空間的な選択性はある。攪乱された
スピン磁化をもつ選択された平面が適当な間隔にあれば
、対応する組の受信コイルをこれらの平面に対して整列
配置させることができ、これらのコイルは選択された平
面からの信号に個々の応答することとなる。このような
構成が第９図に示されており、３個の個々の受信コイル
がｘ方向に互いに間隔をおかれて設けられている。この
特定の受信構成の場合には、ＢＯは、受信コイル面に対
して平行な平面内になければならない。勿論、Ｇｘがオ
フされれば、全ての平面は同一のラーモア周波数で共振
することとなる。図示されているように、コイルが分離
されていて、その各々が別々の受信器および混合器につ
ながれている場合には、各々のスピン平面に対する有効
中心周波−数を任意にシフトすることができ、かくして
、フーリエ変換されたデータについての周波数分析また
は弁別を行なうことができる。このやり方においては、
３個以上の層を一度に取り扱わないようにすることが適
当である。
この．構成での成功の如何は、隣接コイル間の分離程度
によつて決まる。あるコイル内で励起されたサンプルは
、隣接コイルに著しい信号を発生してはならない。この
ため、コイル間の間隔を、該コイルの半径にほぼ等しく
保持しなければならない。こ−の考え方の延長として、
磁束ガイド受信器により、信号受信を局所化することが
挙げられる。これによれば、信号の受信を、例えば２ｃ
ｍの厚みの薄層に局所化することができる。この利点は
、９００の非選択パルスを用いて初めの厚い層内おスピ
ンを励起するが、受信は薄い層に限定されるということ
である。この形式の磁束ガイド受信においては、Ｒ．ｆ
．貫通深さよりはるかに大きい厚みの組立てシートの割
入り導電性金属ブロックが、これに隣接した同調された
受信コイルに磁束を通すように、バイブ状に設置される
。磁束ガイドの入口の空胴領域内に発生される信号のみ
が捕えられて、観察される信号に寄与することとなる。
入口Ｌのオリフィスは、受信を局所化するために、例え
ば長方形スリットのような形状にされる。入口のオリフ
ィスの外側からの信号は、金属の空胴壁を貫通できない
ため、それらの磁束が受信コイルを通り抜けることはな
い。本発明に用いられる磁束ガイド受信器が、第１０図
に斜視図で示されている。
患者４０は水平に寝かされ、受信器の端部ピース４１お
よび４２は患者の上下に配置される。該端部ピースは組
立てシートから形成され、その先端には狭いスリットー
が設けられていて、これらのスリットは患者の身体の全
巾を横切るように延びそしておよそ２０のギャップを形
成する。これらの端部ピースは、バイブ状ガイド４３お
よび４４を通じて延びている。これらのガイドは、患者
身体のための空間ができるよう曲げられており、そして
これらのガイド間に縦方向に延びているブリッジ部材４
５に結合される。該ブリッジ部材には空胴が設けられ、
ここには受信コイイル４７が巻かれ、また、該空胴には
長手方向に割りが入れられている。矢印氏によつて指示
された主磁界の方向は患者の身体方向であり、一方、送
信磁界はこれと直交する方向であり、矢印２で示されて
いる。第１１図に断面で示されているように、静磁界八
は、略球形状をなす１組のコイル１０１を含む電磁石に
よつて発生される。
身体全体の像を形成する場合の患者１０２（例えば）の
位置が示されている。患者は、送信コイルおよび受信コ
イルが個々に巻かれている１対の枠１０３および１０４
内に寝かされている。パルス作動コイルまたは能動勾配
コイルに伴なう渦電流の問題をさけるためには、支持構
造体が非鉄のものであり且つできるだけ開いたものでな
ければならない。患者に対するもう１つの位置は、患者
が横向きに寝るように９００回転した位置であり、ｘ軸
に沿つた静磁界の方向は前記と同様である。この場合に
は、偶数個のコイル区分１０１が必要とされ、中央平面
は患者のために解放したままにされる。勿論、磁石の内
径が充分に大きいものであれば、患者は磁石内で座つた
り、または完全にひざまづくこともできる。磁界勾配Ｇ
ｘは、Ｒ．ｆ．送信および受信コイルを支承する枠の外
側に配設された反転ヘルムホルツコイル対１０５によつ
て形成される。
ある構成においては、磁界勾配ＧｙおよびＧｚの各々が
、第１２図に示されたコイル構成体によつて形成される
。第１２図にはＧｙに対するコイル構成体しか示されて
いない。全て同一の電流１を流している８本の線は、枠
上で適当に離間されている。電流の復路は、図示の如く
Ｄの字の形状をとる。磁界勾配Ｇｚに対しては、９０字
回転された同様のコイル構成体が設けられる。或る状況
の下では、丁度４つの線電流を用いることができる。或
いは又、Ｄ形状ユニットの数を増加して、ほぼ面電流と
なるようにしてもよい。装置全体は、装置に拘りのない
磁界や装置外部での金属物体の移動による静磁界の変動
を遮へいするため、μｍメタル円筒体または方形ボック
スの中に配置される。
このような遮へいは、全ての場合に必要ということでは
ない。主静磁界コイルは、スクリーンによつて決まる境
界条件に対し磁界の均質性を得るように最適に設計され
る。第１３図には、Ｇｘ勾配コイル１０５、各々４個の
ＧｙおよびＧｚ勾配コイル１０７および１０８、送信コ
イルおよび主コイル内の枠１０３の１つの構成が示され
ている。患者は、第１１図に示されたように、枠１０３
に入れられる。図示を簡単化するために、直交する受信
コイルおよび枠１０４と、他のＧｙ，Ｇｚ勾配コイルは
、第１３図には示されていない。磁界勾配ＧｙまたはＧ
ｚの一方を形成する導体の別の構成体が第１４図および
第１５図に示されている。
図示された構成体はＧｚ勾配を形成するためのものであ
り、これと同様であるがこれに直交するように配置され
た構成体によつてＧｙ勾配が形成され、一方、Ｇｘ勾配
は、第１１図および第１３図の場合と同様に反転ヘルム
ホルツコイル構成体（図示されない）によつて形成され
る。Ｇｚ勾配を形成する構成体には、１組の電流通流導
線１１０が全て互いに平行な状態で含まれており、また
、これら導線は図示されたように送信用の枠１０３に対
して配置されている。全ての導線には相異なる値の電流
が流されるが、２本以上の導線に同じ値の電流が流れる
場合には、これら導線を共通電流源間に並列に接続する
ことができる。２本の導線に同じ値で逆向きの電流が流
れるときには、これら導線を閉ループに接続してコイル
を形成することができる。
第１４図および第１５図の勾配コイルの設計は、無限に
長いワイヤの配列体に対する計算に基いており、この場
合、勾配の均一性を最高にするためには、ｘ軸と、構造
体の中心を種々のワイヤに結び付ける線との間の最適な
角度が、２２．５たは６７．５線と計算されている。
実際の装置における如く、導体の長さが有限な場合には
、実際の角度が上述の値とは或る程度異なり、これは経
験的に見出されることとなる。４本の勾配形成ワイヤ１
１０は、それらの電流の方向が第１４図に×印によつて
示されており、Ｘ軸に対してθ１＝６７．５０の角度に
されている。
４印によつて示されるように、反対方向へ電流を供給す
る４本の復帰ワイヤ１１１は、Ｘ軸に対して０２＝２２
．５帰の角度にされている。
第１４図および第１５図に示されたものに対する別の構
成体が第１６図に示されており、この場合には、電流の
往路および復路の双方より成る全てのワイヤが、Ｘ軸に
対して０１＝６７．５るという角度にある線に沿つて配
置されている。
角度０１および０２の値は重要であるけれども、電流の
往路ワイヤの半径方向距離ｒ１および電流の復路ワイの
半径方向距離Ｒ２は任意なものである。
かかる無限に長い１組のワイヤの中心における勾配は、
次式によつて表わされる。但し、Ｉは電流値であり、μ
。
は自由空間の透磁率である。上述の関係式から、勾配を
最大にするためには、Ｒ２が無限大になるということが
分る。”実際には妥協点が見出されねばならず、Ｒ２＝
３ｒ１／２という値が用いられるが、これによると、Ｇ
ｚは、Ｒ２が無限大のときの値の５１９となる。勾配コ
イルの切換えは、コンピュータにより第７図の制御及び
整形手段を介して制御される。実験を適切に行なうため
には、勾配ＧｚおよびＧｙの変調周期が、前記の整数関
係によつて関係づけされねばならない。このことは、例
えば３次元の勾配変調式像形成方法においては、？周期
毎に、Ｇｘ，Ｇｙの２τａを１周期２τｂを通じて切換
えねばならないことを意味する。同様に、Ｇｙの６４周
期は時間τｃに等しくなければならない。かくして、制
御器には、上記の整数関係を確保するのに適したプログ
ラム可能なスケーラ即ちカウンタを備えることができる
。或いは又、全てのカウント作動をコンピュータ内で行
なうこともできる。切換えモードが必要とされないとき
には、整形手段が、方形変調波を余弦又はその他所望の
波形に整形する。これは、アナログ手段またはディジタ
ル的合成のいずれかによつて行なうことができる。整形
は低い電圧レベルで行なうことができ、各々の整形され
た勾配信号は、次いでリニア直流電流増巾器に供給され
て、勾配の電流が発生される。上記増巾器は正および負
の電流出力を発生できねばならず、即ち、両極性形のも
のでなければならない。第１３図に示されたＧｘコイル
のお）よその間隔はＴａｎｎｅｒによつて与えられたも
のである。（Ｒｅｖ．Ｓｃｉ．Ｉｎｓｔｒ３６ｌＯ８６
−７（１０６５））。然し、限定されたワイヤ束に対し
ては、勾配の均一性を数値的に最適化させるのが、より
良いことである。第１４，１５および１６図と同様に配
置された４つの線電流の場合の勾配ＧｙおよびＧｚに対
するコイル間隔は既に検討したが、第１１図を参照して
述べたＤの字形状の帰路については、勾配に最良の直線
性を与えるように、コイル間隔を数値的に最適化しなけ
ればならない。５つ以上の線電流の場合即ち、ほＳ゛面
電流の場合には、ビオサバールの法則を用いて数値的に
最適化させることが最良である。
前述された構成のいずれにおいても遭遇しやすい問題の
ひとつは、磁界勾配コイルに流れる大電流をオンまたは
オフに切換えるという電気的な問題である。
更に、第５図の如く、電流が余弦波変調されたときでさ
えも、９０くの非選択Ｒ．ｆ．パルスを用いた構成にお
いてはＲ．ｆ．パルスの問題も生じる。Ｒ．ｆ．パルス
は、極めて高電力のもの（Ｂ１〉Ｘ，ｎａＸＧＸ９ｙｍ
ａｘＧｙ９Ｚ．．へＧｚ）でなければならないか、また
は、勾配がオンにされる前に、低電力のパルスが試料に
与えられるかのいずれかである。当然、これは、選択パ
ルスを用いる構成ではなしえないことである。しかし、
選択励起パルスを全く用いない開発中の像形成機構には
幾つかの利点がある。これらの機構は、一般的に作動速
度が速く、照射パルスの長さの相違から時間の節約が得
られる。平面の選択が磁束ガイド受信器で行なわれる前
記の構成、及び多数平面の構成においては、最初に非選
択の９００パルスが与えられる。
然し、第５図に示され、また前述したように、極めて高
電力のＲ．ｆ．パルスを用いない場合には、勾配が最初
の余弦波ピークに迅速に達しなければならなず、これは
方形波変調のオン切換えと同様に達成が困難である。勿
論、余弦波変調の場合には、迅速な切換えを一度行なう
ことが必要なだけであり、これに対し、方形波変調の場
合には、迅速な切換えを繰り返さねばならず、また、切
換えプロセスの度毎に固有のエラーが導入される場合に
は、これらが増大していくこととなろう。余弦波変調で
はこういうことはない。このような初期的な段階すらさ
けるため、正弦波変調の勾配を用いると共に、この変調
勾配がゼロであるときに非選択の９００パルスが与えな
らるような変型構成が利用される。単一平面の像形成機
構に対する勾配およびＲ．ｆ．パルスの構成が第１７図
に示されている。正弦波変調のＧｙ勾配は常時オンであ
り、このため、切換の問題は出てこない。非変調の弱い
勾配Ｇｚについても同じことが云える。ｌ 短かい９０
０パルスの後の核信号は、そのフーリ工変換が、静的な
勾配においてえられるようなサンプルの通常の投影プロ
フィールを形成しないように、時間的に変調される。
Ｇｙの正弦波変調によつて時間依存性が導入されるので
、ＦＩＤを所望門のプロフィールに関係づけるためには
、非線形変換即ちベッセル変換を行なうことが必要とな
る。。ピン・エコーを繰り返し取り出しそしてスピン●
エコー列を完全にサンプリングしてベッセル変換を行な
うと勾配切換の場合と同様に、離散フ的なプロフィール
が形成される。こ）で重要なことは、勾配の変調形式が
分つているものとすると（好ましくは分析的な形式で）
、プロフィールを復元するのに必要な変換を常に行なえ
ることである。一定の勾配は特別な場合である。前述の
構成は、磁束ガイド受信にも第３の変調された勾配にも
依存することなく、ｘ軸に沿つた１つの平面若しくは１
組の平面を規定するように単１平面又は３次元の像形成
に適用されてもよい。
更に別の変形態様としては、厚みのある断面画像を形成
するように、前記の非選択パルスおよび勾配変調を用い
るというやり方もある。この厚みは、受信コイルの空間
応答関数によつて決定される。ｘ軸に沿つて受信コイル
を通して試料を段々に進めることによつてこのような１
組の画像が形成される。各次々の画像から対応する点（
即ち、同一のＹ，ｚ座標点）をとることにより、受信コ
イルの空間応答関数を用いてｘ軸に沿つたデコンボリュ
ーション（ＤｅｃＯｎｖＯｌｕｔｉＯｎ）が求められる
。このプロセスにより、いかなる平面ｘにおいても、真
の薄い切片の分布が形成される。この切片は、ｘ軸に沿
つた方形空間関数との再たたみこみによつて厚みを増す
ことができ、かくして、ｘ軸に沿つた空間分析とＳ／Ｎ
比との間で妥協点をみつけることができる。勾配コイル
の設計に用いられたのと同じ原理を用いて、Ｒ．ｆ．送
信コイルを設計することができる。
こ）では、考えられる最大体積に対して均一な磁界が必
要とされる。これは、第１８図に平面図でそして第１９
図に斜視図で示されてたように−配置された４本の無限
長のワイヤ１２０によつて形成される。これらのワイヤ
１２０は、矢印の方向に磁界Ｂ１を発生すべく配置され
ており、また、この構成体の中心とワイヤを結ぶ線と、
ｚ軸との間の角度０は、磁界Ｂ１の均一性を最適なも．
のにするためには、３０Ｂまたは６００のいずれかでな
ければならない。送信磁界の均質性を維持するためには
、電流帰路も、図示された如く同じ角度にされねばなら
ない。実際には、導体の長さが限定されるので、往路及
び復路は、第１９図に示さ二れる如く、便宜的に方形の
閉ループに形成される。
【図面の簡単な説明】
第１図は、細長い試料の１つの層をいかにして予め選択
するかを示す図である。 第２図は、選択された層からの情報を得るための勾配切
換えシーケンスを示す図である。第３図は、第１図に示
したようにして選択された層について、（ａ）Ｇｚ＝０
、単一のＦＩＤｌ（ｂ）Ｇｚ＝０、一連のエコー、（ｂ
）全実鹸に対する変換というような各種の条件の下での
予想されるフーリエ変換結果を示す図である。第４図は
、第２図の全実験の後の相補的な蓄積操作及び結果の信
号を示す概略図である。第５）図は、試料の体積からの
情報を得るための勾配切換えシーケンスを示す図である
。第６図は、円筒状の体積体について、（ａ）Ｇｙ＝Ｇ
ｚ＝Ｏ （ｂ）勾配ＧｘおよびＧｙが加えられ、ＧＺ＝
０１および（ｃ）全実験に対する変換といつた各種の条
件の下での予想されるフーリエ変換結果である。第７図
は、本発明を実施する装置のブロック図である。第８図
は、送信および受信コイルの配置を示す図である。第９
図は、３個の離間された受信コイルの配置を示す図であ
る。第１０図は、薄い切片から選択的に受信する構成を
示す斜視図である。第１１図は、人体を検査できるよう
な主磁界および勾配磁界を発生するコイルの１実施例の
断面図である。第１２図は、磁界勾配Ｇｙを与えるコイ
ルの詳細図である。第１３図は、３つの直交する全磁界
勾配を与えるコイルの１実施例の斜視図である。第１４
図および第１５図は、線電流を用いた別の磁界勾配コイ
ル構成体の平面図および斜視図である。第１６図は、第
１４図に示されているものとは別の構成体を示す図であ
る。第１７図は、正弦波状の磁界変化に対する波形を示
す図である。そして、第１８図および第１９図は、送信
磁界を発生するコイルの１実施例の平面図および斜視図
である。１２・・・・・・一次元および二次元ディスプ
レイ、１３・・・・・・周波数合成器、１５・・・・・
・コンピュータ、２６・・・・・・サンプルプローブ、
２８・・・・・・受信器、３０．．．．Ａ−Ｄコンバー
タ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ サンプルのある軸に沿つて静磁界を維持し、サンプ
    ルに励起パルスを与え、前記ある軸に沿つた方向又はこ
    れに直交する方向に変化する少なくとも１つの磁界勾配
    を前記静磁界に与え、前記サンプルからの自由誘導減衰
    信号を繰り返し増大及び減衰させるようにある時間割合
    で前記少なくとも１つの磁界勾配のうちの１つあるいは
    それ以上の勾配の向きを繰り返し反転し、これにより生
    じる自由誘導減衰信号を読み出すことを特徴とするサン
    プルの核磁気共鳴スピン密度分布を表わす信号を取り出
    す方法。
JP52151159A 1976-12-15 1977-12-15 サンプルの核磁気共鳴スピン密度分布を表わす信号を取り出す方法 Expired JPS6042906B2 (ja)

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