JPS62221342A - 限られた容積内の核磁化のスペクトル分布を決定する方法と装置 - 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】 本発明は限られた容積領域内の核磁化のスペクトル分布
を決定する方法に関し、少なくとも１つのシーケンスは
定常均等磁場の存在の下で検査領域に作用する少なくと
も２つの高周波パルスを具え、かつ容積領域内に生成さ
れたエコー信号はディジタルサンプル値に変換され、そ
のあとでフーリエ変換が実行される。

特に医用診断に適合するそのような方法は、Ｊ。

Ｍａｇｎ、Ｒｅ５ｏｎ、　５６　（１９８４）、ｐｐ、
　３５０−３５４から知られている。個々のエコー信号
のサンプリングの間に起こるサンプル値はフーリエ変換
を受け、それから容積領域内の核磁化の周波数スペクト
ルあるいはスペクトル分布が得られる。

そのようなスペクトル線は種々の影響によって拡げられ
ることが見出されている。これらの妨害の影響の１つは
励起容積領域の横磁化（ｔｒａｎｓｖｅｓｅｍａｇｎｅ
ｔｉｚａｔｉｏｎ　）の減衰、すなわちより短い共鳴緩
和時間Ｔ２であり、その程度が大きいほどスペクトル線
は拡がる。実際、時間と共に変化する磁気勾配磁場（ｍ
ａｇｎｅｔｉｃ　ｇｒａｄｉｅｎｔ　ｆｉｅｌｄ　）に
よってより強い影響がスペクトル線の拡大に及ぼされさ
えし、これは磁気勾配磁場がスイッチされる場合に起こ
る渦電流を生成する。本発明の目的は、前述の妨害の影
響の存在の下で限られた容積領域内の核磁化のスペクト
ル分布が決定できるような態様で冒頭の記事で述べられ
た種類の方法を実行することである。

本発明によると、各シーケンスが数回繰返され、少なく
とも１つの高周波パルスの時間位置はシーケンス内のエ
コー信号の時間位置がシーケンスからシーケンスにわた
ってシフトされるようにシーケンスからシーケンスにわ
たって変化され、かつこれらのシーケンスの各々からシ
ーンケス内で所与の時間位置を有するサンプル値がフー
リエ変換に使用されると言うことでこの目的は達成され
ている。

従って、本発明によると、単一エコー信号のサンプル値
ではなく、時間上相対的にオフセットされたエコー信号
から導かれたサンプル値がフーリエ変換を受け、これら
のサンプル値はそれらのシーケンス内で毎回同じ時間位
置を有している。事実、フーリエ変換によって得られた
周波数スペクトルは、もし妨害の影響が存在しないなら
得られる周波数スペクトルに対応し、個々のスペクトル
値は１つのファクタによって乗算されることを示すこと
ができ、このファクタは関連シーケンス中で能動な妨害
の影響が毎回核磁化に作用する時間にとりわけ存在して
いる。従って周波数スペクトルへのこれらの妨害の影響
は、もし各シーケンスでサンプル値が記録されるまで核
磁化が同じ妨害の影響を受ける場合にのみ完全に除去で
きる。

従って、もしスペクトル線の拡がりが、シーケンスの第
１高周波パルスのあとで開始するいわゆるＴ２緩和によ
って決定されるなら、それにわたってフーリエ変換が実
行されるサンプル値はすべてそれらのシーケンスの第１
高周波パルスから同じ距離を持たねばならない。これと
は反対に、もしスペクトル線の拡がりが渦電流効果によ
って起こるなら、サンプル値は渦電流を生成する勾配磁
場から同じ距離を毎回持たねばならない。渦電流効果の
減衰と言う理由で、磁気勾配磁場の影響はエコー信号か
らの距離が小さくなるにつれて大きくなるから、フーリ
エ変換を受けるサンプル値は最後の高周波パルスから同
じ距離でなくてはならない（磁気勾配磁場がこの最後の
高周波パルスと一定の時間関係にある場合）。

従って、一般にＴ２緩和の影響とスペクトル線幅への渦
電流の影響を同時に除去することは不可能である。しか
し、サンプル値はこの影響が減少されるように選ぶこと
はできる。

溶解状態の分子のスペクトル決定の方法が既知であるこ
とに注意すべきであり、ここでまたエコー信号の時間位
置がシーケンスからシーケンスにわたって変化するよう
な多数のシーケンスが使用されティる（Ｊ、　Ｃｈｅｍ
、　Ｐｈｙｓ、第６４巻、第１０号、１９７６年５月１
５日、ｐ、４２２６およびｐ。

４２２７）。個々のエコー信号のサンプル値は２次元フ
ーリエ変換を受ける。検査されるべき分子は、例えばメ
チノベメチレン、ヒドロキシル群のような異なった群か
らなり、その陽子は一方では化学シフトを受け、他方で
は共鳴−共鳴相互作用（ｒｏｓｏｎａｎｃｅ−ｒｅｓｏ
ｎａｎｃｅ　１ｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ　）のために多重
線構造を有している。このことは、１次元周波数スペク
トルに多数のスペクトル線が含まれ、これは２次元スペ
クトルの２次元フーリエ変換によって分布され、１つの
周波数軸の方向で共鳴周波数を示すスペクトルは相互作
用によって影響されず、そして他の周波数軸の方向では
多重線部（ｍｕｌｔｉｌｅｔ　ｄｉｖｉｓｉｏｎ　）の
みを示していると言う結果となる。

どんな種類のエコー信号が使用されているかは発明にと
って重要でない。エコー信号の時間位置が高周波パルス
の時間位置を変化することによりシーケンス内で変化で
きることのみが本質的である。誘導エコー信号（ｓｔｉ
ｍｕｌａｔｅｄ　ｅｃｈｏ　ｓｉｇｎａｌ　）が処理さ
れ、しかし例えば誘導共鳴エコー信号のような他のエコ
ー信号がまた評価されることは好ましい。

本発明を容易に実行するために、添付の図面を参照して
さらに充分説明する。

第１図に示された核磁気共鳴検査装置は、均等定常磁場
を生成する４つのコイル１からなる装置を具え、その磁
場は１０分のいくつかのＴ（テスラ）からいくつかのＴ
の程度である。この磁場はカルテシアン座標系の２方向
に延びている。ｚ軸に同心的に配置されているコイル１
は球面２上に配置できる。検査されるべき患者２０はこ
れらのコイル内に置かれている。

２方向に延びかつこの方向に線形的に変化する磁場を生
成するために、４つのコイル３が同シ球面上に配置され
ることが好ましい。さらに、４つのコイル７が備えられ
、これは２方向にまた延びている磁気勾配磁場Ｇｘ（す
なわち、その強度が一方向に線形的に変わる磁場）を生
成し、しかしその勾配はＸ方向に延びている。Ｚ方向に
延び、かつｙ方向に勾配を有する磁気勾配磁場ａｙは４
つのコイル５によって生成され、これはコイル７と同じ
形状を持っているが、しかし後者のコイル（コイル７）
に対して９０°だけオフセットされている。これらの４
つのコイルのうち２つだけが第１図に示されている。

磁気勾配磁場ＧＺ、　Ｇｙ、Ｇｘを生成する３つのコイ
ル装置３．５．７の各々が球面２上に対称的に配置され
ているから、同時に前述のカルテシアン座標系の座標原
点を構成する球の中心に右ける磁場強度はコイル装置１
の定常均等磁場によってのみ決定される。さらに、高周
波コイル１１が座標系の平面ｚ＝Ｑに対称に配列され、
これは高周波磁場がそれによって生成され、これが実質
的に均等であり、かつ２方向、すなわち定常均等磁場の
方向に直角に延びるように形成されている。

各高周波パルスの間に高周波変調電流が高周波発生器に
よって高周波コイルに供給される。３つの高周波パルス
の生起のあと、高周波コイル１１は検査領域に生成され
たエコー信号を受信するために用いられている。しかし
その代わりに、別の高周波受信コイルもまた使用できる
。

第２図はこの核磁気共鳴検査装置の簡単化された回路ブ
ロック図を示している。高周波コイル１１は切替え装置
１２を通して一方では高周波発生器４に、他方では高周
波受信器６に接続されている。

高周波発生器４は高周波発振器４０を具え、その周波数
はディジタル的に制御でき、かつコイル１によって生成
された磁場強度で励起される原子核のラーマ−周波数に
等しい周波数を有する振動を供給している。よく知られ
ているように、ラーマ−周波数ｆは関係式ｆ＝ｃＢによ
って計算され、ここでＢは定常均等磁場の磁気誘導であ
り、Ｃは磁気回転比であり、これは例えば陽子では４２
．５６ＭＨｚ／Ｔである。発振器４０の出力は混合器ス
テージ４３の入力に接続されている。第２人力信号はデ
ィジタル対アナログ変換器４４によって混合器ステージ
４３に供給され、その出力はディジタルメモリ４５に接
続されている。制御装置１５の制御の下で、エンベロー
プ信号を表わすディジタルデータ語のシーケンスはこの
メモリから読出される。

エンベロープ信号によって変調された搬送波振動がその
出力に現われるように混合器ステージ４３はそれに供給
された入力信号を処理する。混合器ステージ４３の出力
信号は制御装置１５によって制御されたスイッチ４６を
通して高周波電力増幅器４７に供給され、その出力は切
替装置１２に接続されている。後者（切替え装置１２）
はまた制御装置１５によって制御されている。

受信器６は高周波増幅器６０を具え、これは切替え装置
１２に接続され、かつそれに対して高周波コイル１１に
誘起された誘導エコー信号が供給され、この場合、切替
え装置は対応するスイッチング状態を持たねばならない
。増幅器６０は制御装置１５によって制御される遮断回
路人力（ｍｕｔｉｎｇｃｉｒｃｕｉｔ　１ｎｐｕｔ　）
を有し、それによって増幅度が実質的に０であるように
カットオフできる。増幅器の出力は２つの乗算混合器ス
テージ（ｍｕｌｔｉｐｌｉ−ｃａｔｉｖｅ　ｍ１ｘｅｒ
　ｓｔａｇｅ）　６１　、　６２の第１人力に接続され
、それは毎回それらの人力信号の積に対応する出力信号
を供給する。発振器４０の周波数を有する信号は混合器
ステージ６１．６２の第２人力に供給され、９０°の位
相シフトが２つの人力の信号間に存在する。この位相シ
フトは９０°移相器４８によって生成され、その出力は
混合器ステージ６２に接続され、その入力は混合器ステ
ージ６１および発振器４０の出力に接続されている。

混合器ステージ６１と６２の出力信号は低域通過フィル
タ６３と６４を通して供給され、これらは発振器４０に
よって供給された周波数およびその上のすべての周波数
を抑制し、かつその各々は低周波成分をアナログ対ディ
ジタル変換器６５゜６６それぞれに送る。後者は直交復
調器（ｑｕａｄｒａ−ｔｕｒｅ　ｄｅｍｏｄｕｌａｔｏ
ｒ）を構成する回路６１−６４のアナログ信号をディジ
タルデータ語に変換し、これはメモリ１４に供給されて
いる。アナログ対ディジタル変換器６５．６６はメモリ
１４と共にクロックパルス発生器１６からクロックパル
スを受信し、これは制御装置１５によって、制御導線を
通してそれぞれブロックされかつ活性化されるから、制
御装置１５によって規定された測定間隔においてのみ、
高周波コイル１１によって供給され、かつ低周波領域に
変換された信号はディジタルデータ語のシーケンスに変
換でき、かつメモリ１４に蓄積できるｇ ３つのコイル装置３，５．７はその時間変動が制御ユニ
ット１５によって制御できる電流を持つ電流発生器２３
，２５．２７によって毎回供給される。メモリ１４に蓄
積されたデータ語あるいはサンプル値は計算機１７に供
給され、これは離散フーリエ変換によってそこから核磁
化のスペクトル分布を決定し、かつ例えばモニター１８
のような適当な再生ユニットにそれを伝える。

第３図は本発明による方法により第２図の回路で生成さ
れたかあるいは受信された種々の信号の時間変動を示し
ている。第１のラインは第１周波数における高周波発生
器４の出力信号の時間変動を示している。まず第１高周
波パルスＨＦＩ（これは９０°高周波パルスであること
が好ましい）が生成され、それから第２高周波パルスＨ
Ｆ２（１８０°パルス）が第１高周波パルスから時間ｔ
１だけ離れて生成される。その結果、エコー信号Ｅ１が
生成され、その時間変動は第９ラインに表わされている
。第２高周波パルスＨＦ２の中心からのこの高周波信号
の中心の時間距離は第１および第２高周波パルスの中心
間の時間距離ｔ１に等しい。

第２ラインに線図的に示されている第２シーケンスは、
高周波パルスＨＦＩとＨＦ２の間の時間距離がｄｔｌだ
け増大されている点で第１シーケンスから区別されてい
る。従って、これらの高周波パルスによって生成されか
つ第１０ラインに表わされているエコー信号Ｅ２の第２
高周波パルスからの距離はｄｔｌだけ増大し、かつ第１
高周波パルスから２ｄｔ１だけ増大している。第３シー
ケンスは、２つの高周波パルス間の距離（第３ライン）
がｄｔｌだけ再び増大され、従って第１高周波パルスか
らおよび第２高周波パルスからのエコー信号の距離がそ
れぞれｄｔｌおよび２ｄｔｌだけ再び増大されていると
言う点で区別されている。同じことは第３シーケンスの
対応信号への観点による第４シーケンスの高周波パルス
（第４ライン）およびエコー信号Ｅ４（第１２ライン）
に、そして第４シーケンスへの観点による第５シーケン
スに適用されている。第５シーケンスでは、２つの高周
波パルス間の距離（第３図のライン５参照）は従っても
しｔｌよりも４ｄｔｌだけ大きく、そしてそれから生成
されたエコー信号Ｅ５（第３図の第１３ライン参照）間
の第１および第２高周波パルスからの時間距離は第１シ
ーケンスにおいて対応距離よりそれぞれ８ｄｔ１および
４ｄｔｌだけ大きい。

事実、５つのシーケンスが高周波パルス間の距離に関し
てシーケンスからシーケンにわたって一様に変わるのみ
ならず、ｎ個のシーケンスが実行されることが好ましい
。ここでｎは例えば３２あるいは６４あるいは１２８で
ある。

異なるシーケンスで生成された各エコー信号は規定され
た長さと第１高周波パルスから規定された距離を有する
時間間隔の間でサンプルされる。

この時間間隔において、クロック発生器１６は制御ユニ
ット１５の制御信号Ｄ（第３図の最後のライン）によっ
て動作されるから、毎回低域通過フィルタ６３と６４の
出力信号はこれらの時間間隔においてのみアナログ対デ
ィジタル変換器６５と６６によってディジタルサンプル
値に変換され、メモリ１４に蓄積される。エコー信号が
毎回サンプルされる時間間隔は同じ期間および第１高周
波パルスから同じ距離を必ずしも持つ必要はない。

それらが少な（とも１期間でお互いに重なれば充分であ
る。計算機１７は時刻ｔ＝ｔｅ、すなわち第１高周波パ
ルスから同じ距離になる時間毎に記録されたサンプル値
がフーリエ変換を受けるようにプログラムされている。

従って、単一エコー信号のサンプル値のシーケンスでは
なくて、妨害の影響（これまで述べられたケースでは横
磁化の減衰）が同じ時間間隔の間で毎回この周波数内で
動作する種々のエコー信号のサンプル値はフーリエ変換
を受けることになる。そのようなフーリエ変換によって
得られた周波数スペクトルは、もし妨害の影響が存在し
ない場合に得られる周波数スペクトルに対応し、スペク
トルの各成分はとりわけｔｅに依存するファクタによっ
て乗算されていることが分かる。従って、妨害の影響は
得られたスペクトル成分の線の拡がりのように明らかに
はならない。

もし時点ｔ＝ｔｅで起こる個々のエコー信号のサンプル
値でなくて、他の時点で起こるサンプル値がフーリエ変
換を受けなくてはならぬなら、理想的なケースでは同じ
周波数スペクトルが得られなくてはならない。しかし測
定値を記録しかつそれらを処理する際の不可避なエラー
のために、サンプル値のいくつかのシーケンスがフーリ
エ変換を受けると言うことで減少できる偏差が得られ、
各シーケンスは第１高周波パルスから同じ時間距離を有
するようなサンプル値のみを具え、そしてこのようにし
て得られかつお互いに僅かばかり偏っている周波数スペ
クトルは加え合わされる。

スペクトル線の拡がりは核磁化の減衰のみに帰すべきで
あることが上に仮定されている。しかし、磁気勾配磁場
がスイッチオンとオフをする場合に生成された渦電流は
スペクトル線の拡がりでまた表わされ、実際には横磁化
の減衰よりも大抵もっと強くさえある。もしこの妨害の
影響が除かれるべきなら、それらのサンプル値はツーエ
リ変換に使用されるべきであり、その記録に基づいて検
査領域は少なくともほぼ同等に長い時間で渦電流の影響
を受ける。

コイル装置３．５．７によって発生され、かつ渦電流を
生成する磁気勾配磁場Ｇｚ、Ｇｙ、Ｇｘの時間変動はラ
イン６．７．８上に示されている。

第１高周波パルスの間に、磁気勾配磁場Ｇｚはスイッチ
オンされ、その極性は高周波パルスの終了後反転され、
従って時間積分（ｔｉｍｅ　ｉｎｔｅｇｒａｌ　）は高
周波パルスの中心から勾配磁場Ｇｚのスイッチングオン
の時点まで０となる。その結果、核磁化はＺ軸に直角な
層中で励起されるのみである。

第２高周波パルスの間に、磁気勾配磁場Ｇｚは再びスイ
ッチオンされ、すなわち、この高周波パルスに対称であ
り、かつシーケンスからシーケンスにわたって高周波パ
ルスから偏位されている時間期間の間に、実線（第１シ
ーケンスに対して）および破線（第５シーケンスに対し
て）によって第３図の第６ラインに示されたようになっ
ている。

第１時間および第２時間に対する磁気勾配磁場Ｇｚをス
イッチングオンする時点の間で、勾配磁場Ｇｙ（！：Ｇ
Ｘはまた規定された時間間隔でスイッチングオンされ、
従って第２高周波パルスからの距離は毎回一定のままで
あり、これはそれぞれ実線と破線によって第３図のライ
ン７と８に示されている。従って勾配磁場Ｇｚは第１時
間に対し第１高周波パルスと一定の時間関係でスイッチ
され、一方、勾配磁場Ｇｚは第２時間に対してスイッチ
され、そして勾配磁場ＧｙとＧｘは第２高周波パルスと
一定の時間関係でスイッチされている。

毎回第２高周波パルスＨＦ２から同じ距離である（その
第１高周波パルスからの距離はシーケンスからシーケン
スにわたってｄｔｌだけ増大する）別々のエコー信号Ｅ
１・・・Ｅ５のクロスによって示されたサンプル値はフ
ーリエ変換に用いられている。このサンプリング時点の
位置で、第２高周波パルスに対称な磁気勾配磁場および
勾配磁場ｃｙとＧｘがスイッチされる場合に生成される
渦電流は同等に長い時間に対しシーケンス内で作用し、
従ってそれらはフーリエ変換によって得られた周波数ス
ペクトル線の拡がりとはならない。勾配磁場Ｇｚが第１
時間に対して第１高周波パルスと一定の時間関係でスイ
ッチされる場合に起こる渦電流にこのことは適用されな
いが、指数的減衰とエコー信号からの比較的大きい時間
距離と言う理由で、それらの影響は小さいままに留まっ
ている。

上に述べられたように、フーリエ変換をサンプル値のそ
れ以上のシーケンスにわたって繰返し、その結果を加え
合わせることはこの場合にもまた可能である。

示された共鳴エコーシーケンスによって、渦電流および
横磁化の減衰の妨害の影響から同時に解放されるツーエ
リスペクトルを生成するのは不可能であることは前述の
ことから明らかである。しかし、時点ｔｅとクロスによ
って示されたサンプリング時点の間で記録されたサンプ
ル値が用いられることで、線幅に対するこれら２つの妨
害の影響を減少することは可能である。

第３図に示された方法によって、層の容積要素内のスペ
クトル分布が記録できる。この目的で、すでに示されて
いるように、最初のｎ個のシーケンスが実行され、高周
波パルス間の距離はシーケンスからシーケンスにわたっ
て変化される。この方法はｐ回繰返され、勾配ｃｙは毎
回小さい量だけ変化される。これはすべてまたｍ回繰返
され、勾配Ｇｘは毎回小さい量だけ変化される。得られ
たデータの量は３重離散フーリエ変換（ｔｒｉｐｌｅｄ
ｉｓｃｒｅｔｅ　Ｆｏｕｒｉｅｒ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍ
ａｔｉｏｎ　）を受け、周波数スペクトルは層中のｍ、
ｐ容積要素に対し毎回得られている。

そのような方法は異常に時間が掛かることが評価されよ
う。一般に、診断の目的では１つのあるいは僅かの限ら
れた容積要素内のスペクトルの知識のみが必要とされて
いる。

第４図は限られた容積領域内の核磁化のスペクトル分布
を決定するのに特に適合するシーケンスを示している。

各シーケンスは９０°高周波パルスであることが好まし
い３つの高周波パルスを具えている。第１高周波パルス
の間、Ｘ方向に勾配を有する磁気勾配磁場Ｇｘｌがスイ
ッチオンされ、一方、第２高周波パルスの間にＸ方向に
勾配を有する磁気勾配磁場Ｇｙｌがスイッチオンされ、
そして第３高周波パルスの間にＺ方向に勾配を有する磁
気勾配磁場Ｇｚｌがスイッチオンされる。磁気勾配磁場
ＧｘｌとＧｚｌの時間変動は、勾配が関連高周波パルス
の間で一定であり、それから方向を反転し、引続いてス
イッチオフされるように選ばれるので、高周波パルスＨ
ＦＩとＨＦ２それぞれの中心からの勾配にわたる積分は
勾配磁場ＧｘｌとＧｙｌがそれぞれスイッチオフされる
まで０である。

もし第２高周波パルスＨＦ２による層励起が、第１およ
び第３高周波パルスＨＦ１、ＨＦ３とそれぞれ同様な態
様で起こらねばならぬなら、高周波パルスの間にｙ方向
に延びる勾配磁場Ｇｙはスイッチオンされ、それから切
替えられ、３つの高周波パルスによって励起された層の
部分領域における核磁化は部分的に位相がシフトされる
。このことは、この領域から発生する核磁気共鳴信号の
受信に基づいて、劣化した信号対雑音比が得られると言
う結果となる。第４図から分かるように、第２高周波パ
ルスＨＦ２の前に磁気勾配磁場ｃｙ１がスイッチオンさ
れ、その結果として第１高周波パルスによって励起され
、かつＸ軸に直角な層中の核磁化がｙ方向に位相をシフ
トすることでこの劣化は回避される。しかし、この勾配
磁場の極性が切替えられ、従って第２高周波パルスの間
にこの勾配磁場がすぐ前のそれと反対の極性を有すると
言う事実により、および磁気勾配磁場の時間変動はこの
磁場にわたる時間積分がスイッチングオン時点から第２
高周波パルスの中心まで０であるように選ばれていると
言う事実により、この位相シフトは大幅に除去される。

事実、第１および第３高周波パルスは核磁化のベクトル
を縦方向、すなわち横方向に対するＺ方向くすなわちｘ
ｙ面）にトリガし、一方、第２パルスは核磁化を横方向
から縦方向にそれに対して鏡像位置にトリガすることが
見出されている。従って、随伴する磁気勾配磁場を持つ
第２パルスはパルスの中心に対して毎回随伴磁気勾配磁
場を持つ第１および第３高周波パルスにそれぞれ時間的
に鏡像でなければならない。このことは第４図に示され
た時間変動によって保証されている。

核磁化は勾配磁場と関連する３つの高周波パルスによっ
てお互いに直角な３つの層で励起される。

これらの層の厚さはメモリ４５に蓄積されたエンベロー
プ信号によって順次決定される高周波パルスの帯域幅、
および勾配磁場Ｇｘｌ、Ｇｙｌ。

Ｇｚｌそれぞれの勾配の値に依存している。

これら３つの層の部分領域、なかんずく誘導エコー信号
が生成される。この領域あるいはその外で得られる残り
のすべての核磁気共鳴信号は勾配磁場Ｇｘ２．Ｇｘ３な
らびにＧｙ２によって抑制される。勾配ＧｘｌとＧｙｌ
の間の時間でスイッチオンされる勾配磁場Ｇｘ２と、勾
配磁場Ｇｚｌのあとかつエコー信号のサンプリングの前
にスイッチオンされる勾配磁場Ｃ，ｘ３は、勾配にわた
る時間積分が双方のケースで等しいような時間変動を有
し、かつもし勾配磁場の１つのみが能動でなくてはなら
ぬならＸ軸に直角な層中の核磁化が位相をシフトするよ
うな値を有している。その勾配が勾配磁場Ｇｘ２とＧｘ
３それぞれの勾配に対し直角に延びている磁気勾配磁場
Ｇｙ２は勾配磁場ＧｙｌとＧｚｌの間の時間で配列され
ている。それらにわたる時間積分は磁場Ｇｘ２とＧｘ３
それぞれにわたる対応する積分値に対応している。

第３高周波パルスから第４図に示されたシーケンスによ
って生成された誘導エコー信号の時間距離は、第１およ
び第２高周波パルス間の時間距離ｔ１に対応している。

従って誘導エコー信号の位置は、例えば第１高周波パル
スあるいは第３高周波パルスに対して第２高周波パルス
の位置が変動するように変動するであろう。もし第１お
よび第３高周波パルスそれぞれからの磁気勾配磁場Ｇｘ
２とＧｙ２の距離が維持されるなら、第１および第３高
周波パルスＨＦ１．８Ｆ３それぞれから同じ距離で毎回
記録されている透導エコー信号のサンプル値は磁気勾配
磁場Ｇｘｌ、Ｇｘ２゜Ｇｘ３．ｃｙ２．Ｇｚｌからまた
同じ時間距離を有している。従って、上記の勾配磁場の
渦電流および横磁化の減衰は同等に長い時間で各サンプ
ル値に対して能動である。従って、それらはスペクトル
線の拡がりとはならない。従って、第２高周波パルスＨ
Ｆ２と時間的に結合した磁気勾配磁場Ｇｙｌの渦電流の
みがスペクトル線の拡がりとなろう。

しかし、第４図に示されたシーケンスによると、第２お
よび第３高周波パルス間の距離が一定に保たれ、かつ第
１高周波パルスからのそれらの距離のみが変動すること
がまた可能である。もし磁気勾配磁場Ｇｘ２．Ｇｙ２．
Ｇｘ’３がすべてのシーケンスで第２および第３高周波
パルスに対してそれらの時間位置を保持するなら、これ
らの磁気勾配磁場および勾配磁場Ｇｙｌ、Ｇｚｌがスイ
ッチされる場合に生成される渦電流は、もしフーリエ変
換が第２および第３高周波パルスそれぞれから同じ時間
距離を有するサンプル値に常に基づいているなら、フー
リエ変換によって決定されたスペクトルに影響しない。

この場合、横磁化の減衰および磁気勾配磁場Ｇｘｌと結
び付いた渦電流のみが妨害の影響を有するが、しかし周
波数スペクトルのそれらの影響は前に述べられたケース
におけるものより小さい。何故ならば、誘導エコー信号
とＧｘｌとの間の時間距離はＧｙｌからのこのエコー信
号の距離より大きいからである。スペクトルの共鳴線の
幅における渦電流の影響はこのように大きな程度で減少
され、このことはもしスペトル線の拡がりにおける第２
および第３高周波パルスと結び付いた渦電流の影響が比
較的大きいなら何故この方法が特別に有利であるかの理
由である。

（要　約） 横磁化および／または渦電流の減衰の妨害の影響を避け
るために、少なくとも２つの高周波パルスを具えるシー
ケンスがｎ回繰返され、高周波パルスによって生成され
たエコー信号の時間位置がシーケンスからシーケンスに
わたって変化するように距離がシーケンスからシーケン
スにわたって変化されている。もし毎回各エコー信号か
らのサンプル値が各シーケンスに対し規定された位置を
持つフーリエ変換に用いられるなら、周波数スペクトル
が得られ、それは上記の妨害の影響に依存しないかある
いは僅かな程度しか依存しない。

【図面の簡単な説明】

第１図は医用核磁気共鳴検査用の装置を示し、それによ
り本発明の方法が実行され、 第２図はそのような装置のブロック回路図を示し、 第３図は本発明による方法の種々の信号の時間変動を示
し、 第４図は好ましい方法のこれらの信号の一部分の時間変
動を示している。 １・・・コイル　　　　　２・・・球面３．５．７・・
・コイル（装置） ４・・・高周波発生器 ６・・・（高周波）受信器 １１・・・高周波コイル １２・・・切替え装置 １４・・・メモリ １５・・・制御装置あるいは制御ユニット１６・・・ク
ロック（パルス）発生器 １７・・・計算機　　　　１８・・・モニター２０・・
・患者 ２３．２５．２７・・・電流発生器 ４０・・・高周波発振器 ４３・・・混合器ステージ ４４・・・Ｄ／Ａ変換器 、　４５・・・（ディジタル）メモリ ４６・・・スイッチ ４７・・・高周波電力増幅器 ４８・・・９０°移相器 ６０・・・高周波増幅器 ６１．６２・・・乗算混合器ステージ ６３．６４・・・低域通過フィルタ ６５．６６・・・Ａ／Ｄ変換器 特許出願人　　　エヌ・ベー・フィリップス・フルーイ
ランペンファフリケン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、限られた容積領域内の核磁化のスペクトル分布を決
   定する方法であって、少なくとも１つのシーケンスは定
   常均等磁場の存在の下で検査領域に作用する少なくとも
   ２つの高周波パルスを具え、かつ容積領域に生成された
   エコー信号はディジタルサンプル値に変換され、そのあ
   とでフーリエ変換が実行されるものにおいて、 各シーケンスは数回繰返され、例えば ＨＦ２のような少なくとも１つの高周波パルスの時間位
   置はシーケンスからシーケンスにわたって変化され、従
   ってシーケンスからシーケンスにわたってエコー信号（
   Ｅ１・・・Ｅ５）の時間位置はシーケンス内で偏位され
   、かつこれらのシーケンスの各々からサンプル値はシー
   ケンス内で所与の時間位置を有するフーリエ変換に使用
   されることを特徴とする方法。 ２、各シーケンスが共鳴エコー信号を生成するために、
   好ましくは９０°高周波パルスである第１高周波パルス
   （ＨＦ１）と、１８０°高周波パルス（ＨＦ２）を具え
   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、各シーケンスが誘導エコー信号を生成するために好
   ましくは３つの９０°高周波パルスである３つの高周波
   パルス（ＨＦ１、ＨＦ２、ＨＦ３）を具えることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ４、第１および第３高周波パルス（ＨＦ１、ＨＦ３）の
   間で能動な磁気勾配磁場（Ｇｘ１、Ｇｚ１）の極性は第
   １高周波パルスおよび第３高周波パルスそれぞれのあと
   で切替えられ、第２高周波パルスの間にこの磁場の極性
   と 反対の極性を有する磁気勾配磁場（Ｇｙ１）は第２高周
   波パルス（ＨＦ２）によってスイッチオンされ、かつ 高周波パルスの間で能動な各勾配磁場の時 間変動は第１および第３高周波パルスそれぞれの中心か
   ら各勾配磁場のスイッチングオフの瞬間まで、および勾
   配磁場のスイッチングオン瞬間から第２高周波パルスの
   中心まで時間積分が０であるように選ばれていること、
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ５、異なるシーケンスにおいて、第１および第３高周波
   パルスはお互に同じ時間距離を有し、かつ 第１および第３高周波パルスそれぞれに対 して第２高周波パルスの時間位置はシーケンスからシー
   ケンスにわたって変化されること、を特徴とする特許請
   求の範囲第３項もしくは第４項に記載の方法。 ６、異なるシーケンスからのサンプル値がシーケンスの
   第１高周波パルス（ＨＦ１）から同じ時間距離（ｔｅ）
   を毎回有するフーリエ変換を毎回受けることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか１つに
   記載の方法。 ７、すべてのシーケンスにおいて、磁気勾配磁場は１８
   ０°パルスと一定の時間関係でそれぞれスイッチオンお
   よびスイッチオフされ、かつ 異なるシーケンスからのそれらのサンプル 値は１８０°高周波パルスから同じ時間距離を有するフ
   ーリエ変換を毎回受けることを特徴とする特許請求の範
   囲第２項に記載の方法。 ８、すべてのシーケンスにおいて、第２および第３高周
   波パルス（ＨＦ２、ＨＦ３）はお互に同じ時間距離を有
   し、 第１高周波パルスからのそれらの距離はシ ーケンスからシーケンスにわたって変化され、場合によ
   り第１高周波パルス（ＨＦ１）と 関連する磁気勾配磁場（Ｇｘ１）を除いて、磁気勾配磁
   場はすべてのシーケンスにおいて第２および第３高周波
   パルスに対して同じ時間位置を有し、かつ 異なるシーケンスからのそれらのサンプル 値は第２および第３高周波パルスそれぞれから同じ時間
   距離を有するフーリエ変換を毎回受けること、 を特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の方法。 ９、サンプル値のいくつかのシーケンスはフーリエ変換
   を受け、シーケンスのサンプル値は各シーケンスの高周
   波パルスの１つから同じ時間距離を毎回有し、かつ それから生ずるスペクトル分布は加え合わ されること、 を特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第８項のいず
   れか１つに記載の方法。 １０、限られた容積領域内の核磁化のスペクトル分布を
   決定する方法であって、少なくとも１つのシーケンスは
   定常均等磁場の存在の下で検査領域に作用する少なくと
   も２つの高周波パルスを具え、かつ容積領域に生成され
   たエコー信号はディジタルサンプル値に変換され、その
   あとでフーリエ変換が実行されるものにおいて、 各シーケンスは数回繰返され、例えば ＨＦ２のような少なくとも１つの高周波パルスの時間位
   置はシーケンスからシーケンスにわたって変化され、従
   ってシーケンスからシーケンスにわたってエコー信号（
   Ｅ１・・・Ｅ５）の時間位置はシーケンス内で偏位され
   、かつこれらのシーケンスの各々からサンプル値はシー
   ケンス内で所与の時間位置を有するフーリエ変換に使用
   されることを特徴とする方法を実行する装置であって、 均等定常磁場を生成する磁石、 定常磁場に対し直角に高周波磁場を生成す る高周波コイル装置、 高周波コイル装置に給電する高周波発生器、高周波発生
   器を制御する制御ユニット、お よび 核磁気共鳴信号を処理する計算機、 を具えるものにおいて、 制御ユニットは、各シーケンスにおいて少 なくとも２つの高周波パルスが生成され、その距離がシ
   ーケンスからシーケンスにわたって変化するように構成
   され、かつ 計算機は、それが引続くシーケンスからの エコー信号のサンプル値でフーリエ変換を実行するよう
   に構成されること、 を特徴とする装置。