JPS62186851A - 核磁気分布決定方法及び該方法を実施するための核スピン断層撮影装置 - Google Patents

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】 本発明は静磁場の存在下で多数のシーケンスに曝される
診断下にある領域の或る層における核磁気分布を決定す
る方法にあって、各シーケンスが少なくとも２つの高周
波パルスと、少なくとも１つの高周波パルスの発生期間
中に有効となり、勾配が前記層に垂直に延在する傾斜磁
場と、勾配が前記層内に延在し、該勾配が層の方向に可
変である他の傾斜磁場を与える測定期間とを含み、かつ
吸収分布を再生するために、診断下における領域に発生
した核スピン共鳴信号を記録せしめて、前記層内におけ
る核磁気分布を決定する方法に関するものである。さら
に本発明はこの方法を実施するための核スピン断層撮影
装置にも関するものである。

安定な均一磁場（以後静磁場と称する）の存在のもとで
、この磁場に垂直に延在し、かつラーモア周波数を有す
る高周波磁場を斯かる静磁場に作用させた後に、診断下
にある領域に発生ずる核スピン共鳴信号の振幅が時間の
経過に伴って指数関数的に低下することは既知である。

斯かる処置にて上記核スピン共鳴信号の振幅低下が起こ
る時定数は、静磁場が正確に均一である場合には所謂ス
ピン−スピン緩和時間Ｔ２によって与えられ、この時定
数は静磁場が均一でない場合にはかなり短くなる。緩和
時間Ｔ２は一方では原子核の性質に依存し、この原子核
の共鳴は高周波磁場によって励起され、他方では診断す
べき人体への原子核の結合の仕方に依存する。これに関
連し、種々の状況次第で緩和時間は比較的短くなったり
する。従って、例えばナトリウムアイソトープ２３のス
ピン−スピン緩和時間は、このアイソトープが人体の細
胞内にある場合・には２ｍＳ程度の大きさとなる。この
ような場合に、高周波パルスによる原子核の励起期間と
、核磁気分布を再生するために核スピン共鳴信号を受信
し、かつその信号をディジタル化する測定時間間隔との
間の時間的期間はできるだけ短くする必要があり、この
期間はエコ一時間ＴＥとも称される。

冒頭に述べた所謂後方投影法（”Ｒ５ｎｔｇｅｎｐｒａ
ｘｉｓ”（Ｘ−線の実用９　＞　３８．　１９８５年、
第３１６頁参照）では、測定期間中有効である傾斜磁場
の勾配の方向がシーケンス毎に変化するも、その勾配の
大きさは一定のままであり、エコ一時間は多次元フーリ
エ変換法に比べて短くなる。その理由は斯かるフーリエ
変換法では高周波による励起期間と測定期間との間に位
相コーディング期間が追加されるも、前者の場合にはこ
の位相コーディング期間が省けるからである。しかし斯
かる前者の場合でも、所謂スピン−エコー診断の場合に
おけるように、高周波励起を２つの高周波パルスによっ
て行う場合にはエコ一時間が依然として相当長くなる（
前記文献”Ｒｉｉｎｔｇｅｎｐｒａｘｉｓ″’　３８．
　１９８５年、第３５２頁参照）。

これに対し層を励起させるのに単一の高周波パルスだけ
を用いる場合には、エコ一時間（この場合には高周波パ
ルスの中心と測定期間の開始時点との間の期間である）
は、実際上短くなるが、それでも、薄い層を励起すべき
場合には依然まだ充分に短いとは言えない。励起層の厚
さは実際上高周波パルスの帯域幅に比例する。従って、
薄い層には狭帯域の高周波パルスを与える必要があり、
これによりエコ一時間が大きくなる。このために、高周
波パルスの発生期間中有効となる傾斜磁場の勾配の極性
を高周波パルスの発生後に反転させて、斯かる傾斜磁場
が作用しなくなった際（測定期間が開始する前）に、高
周波パルスの中心から傾斜磁場が作用しなくなる点まで
の傾斜磁場についての時間積分値がゼロとなるようにす
る必要がある。

測定期間が開始する前の核磁気が層内のどこでも同じ位
相関係を有するようにするために必要とされる斯かる方
法はエコ一時間をさらに増大させる。

本発明の目的は薄層の場合でもエコ一時間を短縮し得る
ようにして、層内の核磁気分布を決定する方法を提供す
ることにある。

本発明は冒頭にて述べた核磁気分布決定方法において、
各シーケンスでは、前記層の両側に配置される２つの領
域にふける核スピン共鳴を少なくとも１つの高周波パル
スによって励起させ、かつ励起させた核磁気をデフェー
ズさせた後に、前記２つの領域の一部分並びに前記層を
包囲する領域における核磁気を他の高周波パルスによっ
て励起させることを特徴とする。

本発明の場合には、第１瞬時に、励起すべき層を制限す
る２つの領域にて原子核を少なくとも１つの高周波パル
スによって励起させる。この結果、これらの領域におけ
る合成核磁気ベクトルは静磁場の方向から好ましくは９
０°傾斜する。斯かる領域での核磁気は追加的に与えら
れる傾斜磁場によってデフェーズする（位相がずれる）
。この後に、これらの領域の一部分及び層を包囲する領
域を他の高周波パルスによって励起させても、この場合
には上記性の高周波パルスによって２つの領域にて励起
された核磁気は、それらがデフユーズされるために斯か
る他の高周波パルスの後に発生する核スピン共鳴信号に
は何等影響を及ぼさないため、核スピン共鳴信号は層に
おける未だ前もって励起されなかった情報だけを含むこ
とになる。この処置では、他の高周波パルスの帯域幅を
層の励起に必要とされる帯域幅よりも遥かに大きくする
。従ってその高周波パルスの持続時間は充分短くなり、
これによりエコ一時間を短縮することができる。

本発明の好適例では、層の両側に位置する領域内におけ
る核磁気を勾配が層に垂直に延在する傾斜磁場に関連す
る各高周波パルスによって励起させる。さらに本発明の
他の好適例では、２つの高周波パルスが同じ時間的経過
状況を辿り、かつこれら２つの高周波パルスの場合に傾
斜磁場の勾配の極性が互いに反対となるようにする。こ
のようにすれば、双方の高周波パルスが同じ信号経過状
況を辿るので特に条件が簡単となる。

本発明のさらに他の好適例では、前記２つの領域内にお
ける核磁気が、前記層に垂直に延在する勾配を有してい
る傾斜磁場の存在下で単一高周波パルスによって励起さ
れ、該単一高周波パルスの時間的経過状況を、該パルス
の周波数スペクトルにて前記層に割当てられる周波数範
囲は欠落し、隣接する周波数範囲は存在するように選択
する。

このようにすれば、層を画成する２つの領域を励起させ
るのに単一高周波パルスを必要とするだけで済む。しか
し、この単一高周波パルスの時間的経過状況は前述した
２つのパルスの場合におけるよりもずっと複雑となる。

単一高周波パルスの持続時間はくこのパルスの発生期間
中有効となる傾斜磁場の勾配が同じである場合には）、
斯かる層だけを励起させるために帯域幅を十分狭くしで
あるパルスの持続時間よりも短くすることはできない。

しかし、層の実際の励起は他の高周波パルスによって行
われているため、このことはエコ一時間の持続時間には
何等影響を及ぼさない。要するに、層の両側における領
域を励起する１個又は２つの高周波パルスの発生から層
内における核磁気を励起する他の高周波パルスの発生ま
での経過時間は、層内で励起すべき原子核のスピン格子
緩和時間に比べて短くなる。従って、上述したようにし
なければ、層の両側における領域に存在する同じタイプ
の原子核が核スピン共鳴信号に最早無視できない程の影
晋を及ぼすことになる。

このことは、層の両側における領域を励起させる高周波
パルスを何故に９０°パルスとして、励起領域における
核磁気を静磁場の方向から９０°だけ傾けるのかと言う
理由でもある。

本発明はさらに、静磁場発生用の磁石と、前記静磁場に
垂直の高周波磁場を発生させるための高周波コイル装置
と、前記静磁場の方向に延在し、勾配が種々の方向に延
在する磁場を発生する傾斜磁場発生用コイル装置と、前
記高周波コイル装置に高周波パルスを供給する高周波発
生器及び前記傾斜磁場発生用コイル装置に電流を供給す
る電流発生器と、前記高周波発生器及び電流発生器を制
御する制御ユニットとを有しており、診断下にある領域
の或る層における核磁気分布を決定するための核スピン
断層撮影装置において、先ず最初に層の両側に配置され
る２つの領域にて核磁気が励起されるように、少なくと
も１つの高周波パルス及び前記層に垂直の勾配を有する
傾斜磁場を発生させるように前記制御ユニットの制御プ
ログラムを組み、かつ前記２つの領域の一部分と前記層
を含む領域にて核磁気を励起させる狭帯域幅の他のパル
スを発生させるようにしたことを特徴とする核スピン断
層撮影装置にある。

以下図面につき本発明を説明する。

第１図に示ず核スピン断層撮影装置は４つのコイル１か
ら或る均一安定磁場（静磁場）発生用のコイル装置を具
えており、このコイル装置による磁場の磁束密度の大き
さは数１０分の１テスラ乃至数テスラとすることができ
る。この磁場はカルテシアン座標系のＺ軸方向に延在す
る。Ｚ軸に対して同心的に設けるコイル１は球面２上に
配置することができる。診断すべき患者２０はこれらの
コイル内に位置させる。上記球面と同じ球面上には、Ｚ
軸方向に延在し、かつこの方向に直線的に変化する磁場
Ｇｚを発生する４個のコイル３を設けるのが好適である
。さらに、ｚ軸方向に同様に延在するも、勾配がＸ軸方
向に延在する傾斜磁場Ｇ×を発生する４個のコイル７も
設ける。ｙ軸方向の勾配を有して２方向に延在する傾斜
磁場ｃｙは４個のコイル５によって発生され、これらの
コイルはコイル７と同一構成のものとすることができる
が、コイル７に対して９０°だけ空間的にオフセットさ
れるように配置する。なお、第１図ではこれら４個のコ
イル５の内の２個を図示しであるだけである。

傾斜磁場Ｇｚ、　Ｇｙ及びＧ×発生用の３つの各コイル
装置３，５及び７は、球面２に対して対称的に配置する
ため、上述したカルテシアン座標系ｘ、ｙ。

２の座標原点でもある球の中心における磁場の強度はコ
イル装置ｌの静磁場によってのみ決定される。さらに、
座標系のｚ＝Ｑ面に対し対称的に高周波コイル１１を配
置する。この高周波コイル１１は斯かる対称配置に基づ
いて、Ｘ方向、即ち静磁場の方向に対し垂直の方向に延
在するほぼ均一の高周波磁場が発生されるように形成す
る。高周波コイルには各高周波パルスの発生期間中に高
周波発生器から高周波変調電流を供給する。１個以上の
高周波パルスに追従して、高周波コイル１１は診断下に
ある領域での核スピン共鳴によって発生したエコー信号
を受信すのるに仕える。しかし、この高周波コイル１１
の代わりに別の高周波受信コイルを用いることもできる
。

第２図は斯かる核スピン断層撮影装置の一例を示す簡単
なブロック線図である。高周波コイル１１は転極装置１
２を介して一方では高周波発生器４に、他方では高周波
受信機６に接続する。

高周波発生器４は高周波発振器４０を具えており、この
発振器の周波数はディジタル的に制御することができ、
また斯かる発振器は原子核のラーモア周波数に等しい周
波数で発振し、コイル１によって発生される磁場強度で
の層内における斯かる原子核の空間分布を決定すべきで
ある。ラーモア周波数ｆは式ｆ＝ｃＢに基づいて既知の
方法にて計算され、ここにＢは静磁場における磁気誘導
を表わし、またＣは磁気回転比を表わし、この回転比は
例えば水素プロトンの場合には４２．５６　ＭＨｚ／Ｔ
（メガベル／テスラ）に相当し、ナトリウム・アイソト
ープＮａ２３の場合には１１．２６　ＭＨｚ／Ｔに相当
する。

発振器４０の出力端子は混合段４３の入力端子に接続す
る。混合段４３にはアナログ−ディジタル変換器４４か
ら第２人力信号を供給し、変換器４４の入力端子はディ
ジタル記１；α装置４５に接続する。記憶装置４５から
は、制御装置１５によって制御されて、包絡曲線信号を
表わす一連のディジタルワードが読出される。

混合段４３はそれに供給される人力信号をつぎのように
処理する。すなわち、包絡曲線信号によって変調された
搬送波発振信号が混合段４３の出力端子に現われるよう
に処理する。混合段４３の出力信号は制御装置１５によ
って制御されるスイッチ４６を介して高周波電力増幅器
４７に供給され、この増幅器の出力端子は転極装置１２
に接続する。この転極装置１２も同様に制御装置１５に
よって制御される。

高周波受信機６は転極装置１２に接続される高周波増幅
器６０を具えており、この増幅器には転極装置１２が適
当に制御される際に、高周波コイル１１に誘起され、か
つ核スピン共鳴によって発生されるエコー信号が供給さ
れる。増幅器６０は制御装置１５によって制御される無
音切替入力端子を有しており、この入力端子によって増
幅器６０をブロックさせて、その増幅器の増幅率を実際
上ゼロとすることができる。増幅器６０の出力端子は乗
算形の２個の混合段６１及び６２の第１入力端子に接続
し、これらの混合段によって各瞬時にこれら混合段の入
力信号の積に相当する出力信号を供給せしめる。混合段
６１及び６２の第２入力端子には発振器４０の周波数を
有する信号を供給する。なお、この際各混合段６１又は
６２の第２入力端子に供給する信号は互いに９０°移相
させる。この移相は９０°移相回転素子４８によって行
い、この素子の出力端子は混合段６２の入力端子に接続
し、上記素子の入力端子は混合段６１の入力端子と発振
器４０の出力端子とに接続する。

混合段６１及び６２の出力信号は、発振器、４０によっ
て供給される周波数並びにこの周波数よりも高いすべて
の周波数を抑圧して、低周波成分を伝送する低域通過フ
ィルタ６３及び６４を介してアナログ−ディジタル変換
器６５及び６６にそれぞれ供給する。

これらの変換器は直角復調器を形成する回路６１−−６
４のアナログ信号をディジタルワードに変換し、これら
のディジタルワードは記憶装置１４に供給される。アナ
ログ−ディジタル変換器６５及び６６並びに記憶装置１
４はそれぞれ各クロックパルスをクロックパルス発生器
１６から受信する。このクロックパルス発生器を制御回
路１５によって制御ラインを介してブロックさせたり、
又はクリヤさせることができるため、高周波コイル１１
によって供給され、かつ低周波範囲に限定される信号を
一連のディジタルデータワードに変換して、これらのデ
ータワードを記憶装置１４に記憶させることのできるの
は制御装置１５によって規定される測定期間内だけであ
る。

３つのコイル装置３，５及び７には各瞬時に電流発生器
２３．２５及び２７によって電流を供給する。

この電流供給の時間的経過状況は制御装置１５によって
制御することができる。記１、α装置１４に記憶された
データワード、又は走査値をコンピュータ１７に供給し
、このコンピュータによって斯かるデータワードから診
断層における核磁気の空間分布を求め、この空間分布を
適当な再生ユニット、例えばモニタ１８に出力させる。

第３図は第２図の回路で受信されたり、又は発生される
種々の信号の時間的経過状況を単一のシーケンスに対し
て示したものである。各シーケンスは６つの直接連続す
る時間間隔ｔ１−−−ｔ６で構成される。

第１時間間隔Ｌ１では、検出すべきタイプの原子核を層
Ｓの両側に直接位置する２つの領域旧及びＢ２　（第４
ａ図参照）にて核スピン共鳴させる。なお、層Ｓとはそ
の内部における核磁気分布を決定すべき層のことである
。このために、時間間隔ｔｌには高周波発生器４をその
時間間隔の少なくとも一部分の間スイッチ１２を介して
高周波コイル１１に接続して、２つの９０°パルス１１
Ｆ１及びＨＦ２　全発生させる（第３図の第１ライン参
照）。これと同時に高周波コイル装置３に電流を流す。

この電流供給の時間的経過状況は制御装置１５によって
つぎのように制御する。即ち、コイル装置３が傾斜磁場
Ｇｚを発生し、第２高周波パルスＨＦ２の場合における
斯かる傾斜磁場の勾配が、第１高周波パルス１１Ｆ１の
場合における傾斜磁場の勾配とは反対極性となるように
する（第３図の第２ライン参照）。

斯かる測定法の効果を第４ａ図を参照して説明する。こ
の第４ａ図は静磁場に対して垂直の核磁気の所望な、即
ち理想化した経過状況を位置２の関数として示したもの
である。第４ａ図におけるＳは空間核磁気分布を決定す
べき層を示す。この層はその両側の各領域Ｂ１及びＢ２
によって制限される。領域８１及びＢ２の厚さ、即ちこ
れら領域の２方向の寸法は層Ｓの厚さ、即ち層Ｓの２方
向の寸法よりも幕かに大きくする。２つの領域Ｂ１と８
２の厚さは等しくするのが好適である。

Ｚ方向に延在する勾配を有する傾斜磁場をかけて得られ
る座標系の原点にあけるラーモア周波数と位置２におけ
るラーモア周波数との差が２座標と勾配との積に比例す
ることは既知である。従って、２方向における勾配が一
定の場合には決定したラーモア周波数を２軸に垂直な各
平面に割当てることができる。それ故、周波数「ａ及び
ｆｂが領域旧及びＢ２の中心に割当てられ、また周波数
［０が層Ｓの中心に割当てられることは第４ｂ図からも
明らかである。領域旧及びＢ２の厚さが等しいものとす
れば、周波数［ａ及び「ｂに対する周波数ｆｏの間隔は
ｄｆに相当する。

従って、第４ｂ図から明らかなように、各瞬時における
傾斜磁場Ｇｚを同じとし、２つの高周波パルスを発生さ
せ、これらパルスの帯域幅が領域旧及びＢ２の各厚さに
それぞれ比例し、かつ中心周波数がそれぞれｆａ及びｆ
ｂとなるようにすれば、核磁気を領域旧及びＢ２にて励
起させることができる。

これにはつぎのようなことを前提とする。即ち、第２図
の回路の場合に、第１高周波パルスと第２高周波パルス
との間にて発振器周波数をｆａから［ｂに反転させ、ま
た記憶装置４５から取出される包絡曲線信号はいずれの
場合にも同じにし得るようにする。

領域８１及びＢ２にて核磁気を励起させる２つの高周波
パルスの発生は、層Ｓの中心が平面ｚ＝Ｑ内に位置する
ようにすればより一層簡単にすることができる。なお、
この場合には傾斜磁場Ｇｚの磁気誘導はゼロに等しいも
のとする。特に、傾斜磁場の極性を２つの高周波パルス
間にて反転させれば、。

一方の領域での第１パルスの期間中に得られる磁気誘導
と、他方の領域での第２パルスの期間中に得られる磁気
誘導との２方向の依存度が同じとなる。従って、２つの
パルスのスペクトル又は時間経過を同じとすることがで
き、しかも２つのパルス間で発振器周波数を反転させる
必要がなく、そのだめに２つのパルスの期間中発振器周
波数はその値（［ａ）のままとすることができる。

しかし、双方の領域を同時に、しかもスペクトルが第４
０及び４ｄ図に示した２つのスペクトルの差に相当する
単一パルスだけで励起させることもできる。スペクトル
Ｓ　Ｌ　（ｆ）は、これが領域Ｂ１の左側の境界と領域
Ｂ２の右側の境界との間の全範囲を励起し得るように広
くする。スペクトル５２（ｆ）の大きさは、単独で層Ｓ
だけを励起し得るパルスのスペクトルに対応させる。こ
れら２つのスペクトルを差引けば中央が欠けた広いスペ
クトルが得られる。双方のスペクトル関数５ｌ（ｆ）及
び５２（ｆ）を周波数レンジから時間レンジへと別々に
フーリエ変換し、これにて得られた信号を互いに差引け
ば、周波数スペクトルが差５ｌ（ｆ）−３２（ｆ）　に
相当するパルスの包絡曲線信号の時間的経過状況（波形
）が得られる。このようにして得られた包絡曲線信号を
記１．α装置４５に記憶させ、この信号を混合段４３に
て発振器４０の出力信号（この周波数はこの場合には「
０である）と混合させる。

時間ｔ１内に１つ又は２つの高周波パルスのいずれかに
よって励起された核磁気は、層を実際に励起させる前に
デフェーズ（ｄｅｐｈａｓｅ）　　させる必要がある。

この場合には帯域幅の大きい（短い）高周波パルスによ
る励起後に層から核磁気共鳴信号だけしか得ることがで
きない。デフエージングは、第２高周波パルスの発生後
に傾斜磁場Ｇｚの極性を反転しなくても予め部分的に行
われる。しかし、このデフエージングが充分でない場合
には、時間間隔ｔ１に続く時間間隔ｔ２に傾斜磁場Ｇが
作用し、この磁場の極性は斯かる時間間隔ｔ２では変化
しない（第３図の第３ライン参照）。原則として斯かる
磁場の勾配はｘ、ｙ又はＺ方向に延在することができる
。

時間間隔ｔ２に続く時間間隔Ｌ３には他の高周波パルス
１１Ｆ３が発生しく第３図の第１ライン）、またこの高
周波パルスの発生期間中は一定であるＺ方向の勾配を有
する傾斜磁場が再び作用する（第２ライン）。高周波パ
ルス１１Ｆ３は高周波パルスＩＩＦＩ及び１１Ｆ２と同
じ包絡曲線を有する。従って高周波パルス１１Ｆ３の帯
域幅及び持続時間も高周波パルスＨＦＩ及びＨＦ２のそ
れらと同じである。しかしこのパルスの搬送波周波数は
［０に一致させる必要があり（第４ｂ図参照）、即ち最
初の２つの高周波パルス１１Ｆ１及び１１Ｆ２の発生後
に発振器周波数はｆａから「０に切替える必要がある。

高周波パルス１１Ｆ３は高周波パルスＨＦＩ及び［ＩＦ
２と同じ帯域幅を有するから、層Ｓよりもずっと広い領
域Ｂ３で核磁気が斯かる高周波パルス１１Ｆ３によって
励起されることになり、従って領域８１及びＢ２の一部
分でも核磁気が励起されることになる。しかし、これら
の部分では核磁気が既にデフェーズされているため、こ
れらの部分により核スピン共鳴信号は何等影響されない
。この核スピン共鳴信号は層Ｓ内の核磁気分布に左右さ
れるだけである。

高周波パルス１１Ｆ３の帯域幅は、このパルスによって
領域Ｂ１の左側及び領域口２の右側まで核磁気が励起さ
れない程度の長さで、高周波パルス１１Ｆ１及び１１Ｆ
２の帯域幅よりもずっと大きくすることができ、この場
合には破線にて示すように、領域Ｂ３の左側の境界線は
領域Ｂｌの左側の境界線と一致し、領域Ｂ３の右側の境
界線は領域Ｂ２の右側の境界線と一致する。この場合、
高周波パルスの持続時間は一層短くなるが、この場合に
は記憶装置４５に別の包絡曲線信号を追加的に記憶させ
る必要があり、斯かる包絡曲線信号は時間間隔ｔ３に周
波数５０によって逓倍される。

時間間隔ｔ３に続く時間間隔ｔ４では、傾斜磁場Ｇ２の
極性が反転され、この傾斜磁場は所定時間後に作用しな
くなる。なお、傾斜磁場の時間的経過状況は、高周波パ
ルス１１Ｆ３の中心から斯かる傾斜磁場が作用しなくな
る点までの傾斜磁場についての時間積分値が正確にゼロ
となるように選択する。

この場合には励起層Ｓにおける核磁気はＺ方向に無関係
となる。

さらに、時間間隔ｔ４では傾斜磁場ＧＸ及びＧＶが作用
しく第３図の第４及び第５ライン参照）、この場合、傾
斜磁場Ｇ×及びＧＭはｔ４の終りまでの斯かる時間間隔
Ｌ４の期間中に極性を反転し、勾配は或る値に達し、そ
の値は次の測定間隔ｔ５の期間中維持される。この処置
では、時間間隔Ｌ４ての傾斜磁場Ｇχ及びＧｙの時間的
経過状況をつぎのようにする。

即ち、２つの各傾斜磁場についての時間積分値が時間間
隔Ｌ４の終り、又は時間間隔Ｌ５の開始時点までに正確
に値ゼロとなるようにする。

つぎの時間間隔（５には、核スピン共鳴信号が受信され
（この場合スイッチ１２は第２図に示しである位置を占
める）、かつ第３図の第６ラインに示すように、クロッ
ク発生器１６が制御ユニット１５によってクリヤされる
。この結果、斯かる時間間隔ｔ５の期間中には受信した
核スピン共鳴信号が走査され、その走査値がディジタル
ワードとして記憶装置１４に記憶される。この測定期間
４月こは傾斜磁場Ｇ×及びｃｙは変化しない。しかし破
線にて示すように、これらの傾斜磁場はシーケンス毎に
変化し、特にそれらの傾斜磁場の大きさは一定であるも
、それらの方向はシーケンス毎に変化する。測定期間Ｌ
５の終りにはクロック発生器１６がブロックされ、即ち
池の走査値は記録されず、また記憶もされない。

つぎの時間間＋１＋’ｉ　ｔ　６の始めには傾斜磁場Ｇ
Ｘ及びＧｙも作用しな（なる。この時間間隔（これは一
般にシーケンスの内で最長の時間間隔である）内では核
スピンが再びＺ方向に向けられ、その後新規のシーケン
スを適用することができる。

第３図に示すように、エコ一時間ＴＥは時間間隔Ｌ４と
高周波パルス１１Ｆ３の１／２との和に相当する。

時間間隔ｔ４は本来Ｚ方向におけるデフエージングによ
って決定されるので、この間隔ｔ４は高周波パルスの発
生期間中における傾斜磁場の作用時間に左右されるため
、両成分、従ってエコー信号は、高周波パルス１１Ｆ３
が短くなるにつれて、即ち高周波パルスの帯域幅が大き
くなるにつれて短くなる。

高周波パルス］ＩＦ３の持続時間又は帯域幅は実際には
励起すべき層の厚さに左右されないため、比較的薄い層
を励起する場合でも、エコ一時間を極めて短くすること
ができ、このエコ一時間の下限値は、斯様な状況では傾
斜磁場を反転させることができる速度に依存するだけで
ある。

以上、上述した説明では本発明をＺ軸に垂直の層を励起
する場合につき説明したが、本発明による方法はＸ又は
ｙ軸に垂直の層を励起する場合にも同じように適用する
ことができる。なお、この場合にはＸ又はｙ方向の傾斜
磁場が第３図の第２ラインに示したような経過状況を辿
り、また傾斜磁場Ｇｚが第４又は第５ラインに示したよ
うな経過状況を辿るようにしさえずれば良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を適用し得る核スピン診断装置の一
例を示す線図； 第２図は斯種装置のブロック線図； 第３図−は本発明に基づくシーケンスにおける種々の信
号の時間的経過状況を示す図； 第４ａ〜４ｅ図はシーケンスの作用を説明するだめの種
々の線図である。 １・・・静磁場発生用コイル ２・・・球面 ３・・・傾斜磁場（Ｇｚ）発生用コイル４・・・高周波
発生器 ５・・・傾斜磁場（Ｇｙ）発生用コイル６・・・高周波
受信機 ７・・・傾斜磁場（Ｇｘ）発生用コイル１１・・・高周
波コイル　　　１２・・・転極装置１４・・・記憶装置
　　　　　１５・・・制御装置１６・・・クロックパル
ス発生器 １７・・・コンピュータ　　　１８・・・モニタ２３、
２５．２７・・・電流発生器　４０・・・高周波発振器
４３・・・混合段　　　　　　４４・・・Ｄ／八へ換器
４５・・・ディジタル記憶装置 ４６・・・スイッチ　　　　　４７・・・高周波電力増
幅器４８・・・９０°位相回転素子　６０・・・高周波
増幅器６１．６２・・・混合段　　　　６３．６４・・
・低域通過フィルタ６５、６６・・−Ａ／Ｄ変換器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、静磁場の存在下で多数のシーケンスに曝される診断
   下にある領域の或る層における核磁気分布を決定する方
   法にあって、各シーケンスが少なくとも２つの高周波パ
   ルスと、少なくとも１つの高周波パルスの発生期間中に
   有効となり、勾配が前記層に垂直に延在する傾斜磁場と
   、勾配が前記層内に延在し、該勾配が層の方向に可変で
   ある他の傾斜磁場を与える測定期間とを含み、かつ吸収
   分布を再生するために、診断下における領域に発生した
   核スピン共鳴信号を記録せしめて、前記層内における核
   磁気分布を決定する方法において、各シーケンスでは、
   前記層の両側に配置される２つの領域（Ｂ１、Ｂ２）に
   おける核スピン共鳴を少なくとも１つの高周波パルスに
   よって励起させ、かつ励起させた核磁気をデフェーズさ
   せた後に、前記２つの領域の一部分並びに前記層を包囲
   する領域（Ｂ３）における核磁気を他の高周波パルスに
   よって励起させることを特徴とする核磁気分布決定方法
   。 ２、各シーケンスでは、励起核磁気をデフェーズさせる
   ために、前記他の高周波パルス（ＨＦ３）の発生以前で
   、しかも該高周波パルス（ＨＦ３）に先行している高周
   波パルス（ＨＦ２）の発生後に追加の傾斜磁場（Ｇ）を
   かけることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   方法。 ３、前記層の両側に配置される領域（Ｂ１、Ｂ２）にお
   ける核磁気を勾配が前記層に垂直に延在する傾斜磁場（
   Ｇｚ）に関連する各高周波パルス（ＨＦ１、ＨＦ２）に
   よって励起させることを特徴とする特許請求の範囲第１
   又は２項のいずれか一項に記載の方法。 ４、前記２つの高周波パルス（ＨＦ１、ＨＦ２）が時間
   的に同じ経過状況を辿り、かつ２つの高周波パルスの場
   合に前記傾斜磁場（Ｇｚ）の勾配の極性が互いに反対と
   なるようにすることを特徴とする特許請求の範囲第３項
   に記載の方法。 ５、前記２つの領域内における核磁気が、前記層に垂直
   に延在する勾配を有している傾斜磁場の存在下で単一高
   周波パルスによって励起され、該単一高周波パルスの時
   間的経過状況を、該パルスの周波数スペクトルにて前記
   層に割当てられる周波数範囲は欠落し、隣接する周波数
   範囲は存在するように選択することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の方法。 ６、前記他のパルス（ＨＦ＿３）の発生期間中及び該パ
   ルスの発生後に有効となり、前記層に垂直に延在する勾
   配を有する傾斜磁場（Ｇｚ）の時間的経過状況を、前記
   高周波パルスの中心から該傾斜磁場が作用しなくなる点
   までの傾斜磁場についての時間積分値がゼロとなるよう
   に選択することを特徴とする特許請求の範囲第１〜５項
   のいずれか一項に記載の方法。 ７、前記他の高周波パルス（ＨＦ＿３）の発生後に、測
   定期間における傾斜磁場の勾配とは反対の勾配を有する
   他の傾斜磁場を作用させ、該傾斜磁場の時間的経過状況
   を、該傾斜磁場（Ｇｘ、Ｇｙ）についての時間積分値が
   測定期間（ｔ５）の開始時に値０となるように選択する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１〜６項のいずれか
   一項に記載の方法。 ８、前記層の両側に配置される領域にて核磁気を励起さ
   せるために１つ又は２つの９０°パルス（ＨＦ１、ＨＦ
   ２）を用いることを特徴とする特許請求の範囲第１〜７
   項のいずれか一項に記載の方法。 ９、前記他の高周波パルス（ＨＦ３）を９０°パルスと
   することを特徴とする特許請求の範囲第１〜８項のいず
   れか一項に記載の方法。 １０、静磁場発生用の磁石と、前記静磁場に垂直の高周
   波磁場を発生させるための高周波コイル装置と、前記静
   磁場の方向に延在し、勾配が種々の方向に延在する磁場
   を発生する傾斜磁場発生用コイル装置と、前記高周波コ
   イル装置に高周波パルスを供給する高周波発生器及び前
   記傾斜磁場発生用コイル装置に電流を供給する電流発生
   器と、前記高周波発生器及び電流発生器を制御する制御
   ユニットとを有しており、診断下にある領域の或る層に
   おける核磁気分布を決定するための核スピン断層撮影装
   置において、先ず最初に層の両側に配置される２つの領
   域にて核磁気が励起されるように、少なくとも１つの高
   周波パルス及び前記層に垂直の勾配を有する傾斜磁場を
   発生させるように前記制御ユニットの制御プログラムを
   組み、かつ前記２つの領域の一部分と前記層を含む領域
   にて核磁気を励起させる狭帯域幅の他のパルスを発生さ
   せるようにしたことを特徴とする核スピン断層撮影装置
   。