JPS6244237A

JPS6244237A - 容積領域の多重磁気共鳴イメ−ジ法

Info

Publication number: JPS6244237A
Application number: JP61190711A
Authority: JP
Inventors: デビツド・モウズイズ・クラマー; ホン・ニン・イエン; ラツセル・アレン・コムプトン
Original assignee: Technicare Corp
Current assignee: Technicare Corp
Priority date: 1985-08-16
Filing date: 1986-08-15
Publication date: 1987-02-26
Also published as: DE3683426D1; EP0213858B1; US4665367A; EP0213858A3; EP0213858A2

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】本発明は磁気共鳴イメージング（ＭＨＩ）システムに関
し、特にイメージされる複数個の容積領域からの核磁気
共鳴（ＮＭＲ）信号情報を同時に集めるための技術に関
する。

磁気共鳴イメージ法において、対象物の数種類の異なっ
たタイプのイメージを創造することが可能である。一つ
の普通のイメージタイプは、対象物を介するプレーナ領
域またはスライスについての二次元（２−Ｄ）イメージ
である。プレーナ・イメージ法において、対象物の薄い
スライスは選択的に励磁されて周囲ボリュームの排除を
行う。次いで、選択されたスライスの２個の主要ディメ
ンションが、直交磁界グラジェントの適用により空間的
に符号化される。

フーリエ法においては、一方は位相コード化方式グラジ
ェントであり、他方は周波数コード化方式グラジェント
である。集められたＮＭＲ信号情報は二次元フーリエ変
換により処理されて所望平面のイメージを再構成する。

二次元イメージ法において、生きている対象物から必要
な信号情報を収集するために要する時間、すなわち走査
時間は一般に比較的短い。この短いイメージング時間に
おいて、呼吸、対象物の動き、およびその他の動作に関
連する因子に基因するアーチファクトによっては比較的
汚染されることがない。その動作アーチファクトが低含
有率である得られたイメージは、対象物の内部構造また
は組織ついての比較的シャープかつ鮮明に輪郭を示す画
像である。

第２のイメージタイプは三次元イメージである。

この三次元イメージは三次元の全てにおいて、構造上お
よび組織上の詳細を有利に示すものである。

この種のイメージは対象物の所定容積を選択的に励起す
ることにより形成することができる。その容積が磁界グ
ラジェントによりもう一度空間的に符号化され、そして
走査されてその容積内の凡ゆる地点からのＮＭＲ信号情
報を収集する。集められたＮＭＲ信号情報は処理されて
、選択された容積のイメージを再構成する。しかし、全
容積を走査するのに要する時間は、単一平面を走査する
に必要な時間よりも可成り長い。従って、三次元イメー
ジは対象物の動きに対して本質的により鋭敏である。そ
の結果、この高度の動きによるアーチファクト汚染が、
三次元走査よりもむしろ多重２−Ｄ走査を行うという決
定を一般にもたらすものである。

容積についての複数個の平行なスライスがら成るイメー
ジを形成することにより、同一の領域を、三次元容積イ
メージを視る代わりに２−Ｄイメージのシーケンスを経
由する逐次ステッピングによって視ることができる。

しかしながら、別々の２−Ｄイメージを取り上げること
もまた、長々しい工程である。迅速なシーケンスにおけ
る十分な数のスライスから成る小さい群からの信号情報
を得ることによってではあるが、走査時間を短縮するこ
とはできる。１個のスライスが査問された後、スライス
のスピンシステムがリラックスし、かつそのスライスが
再び査問可能となるまで、そこには通常待時間乃至回復
時間が存在する。この回復時間中に所望スライスの他の
ものは査問可能である。待時間中の、多数のスジ４スか
らのＮＭＲ情報の獲得は一般に多重スライスＮＭＲイメ
ージ法として知られている。しかし、一般に単一の待時
間中では、全てのスライスを査問するのは不可能であっ
て、制限された数のスライスのみが可能である。更に、
多重スライス法は、シーケンスが反復可能となるまでの
所望待時間が、スライスの全てから全ＮＭＲ情報を得る
には短かすぎる条件下における三次元イメージ法におけ
るよりも劣る信号対雑音比に遭遇することになる。医学
的診断用ＭＨＩにおいて、調査者はＴＲと規定する回復
時間の選択ならびにＴＥまたはエコータイムと称するス
ライスおよびそのスライスからのスピンエコー信号の次
の反復についての励磁間の時間インターバルを最適化し
ようと試みる。これらの選択は、それらのＮＭＲ特性に
より示されるような組織の異なった性質を識別するため
に行われる。

一般に、長いＴフィンターパルは異なった組織間で良好
なＴ２コントラストを得、そして短いＴｌｌ３ＩＩＩ間
は良好なＴ、コントラストを得る。しかし、長いＴＥお
よび短いＴＲの双方が単一のＴＲ期間中に査問できるス
ライスの数の減少をもたらす。良好な組織コントラスト
についての無線周波（ＲＦ）パルスタイミングの最適選
択は従って、多重スライスデータ獲得のスピードを最適
化する選択とは対照的な状態にある。

従って、これらの選択を交互に行う調査者に、より大き
なフレキシビリティを提供することが望ましいことにな
る。

更に、磁気共鳴イメージ法を、三次元イメージの全情報
を保存するが、動きにはより感度の低いところのより短
い走査時間をもって遂行することが望ましいことになる
。また、望ましい技法は、信号対雑音特性を、少なくと
も多重スライス法のそれと等しく提供すべきである。

本発明の原理によれば、磁気共鳴イメージ法が提供され
、この場合空間的に符号化されたイメージ情報は多重化
法において収集される。スピンシステムの単一の所定回
復時間インターバル中に、複数個の容積領域乃至「スラ
ブ」が逐次的、選択的に励磁される。各領域が励磁され
ると、その容積は２方向における磁界グラジェントによ
り位相変調されるが、その内の一方は選択的励磁グラジ
ェントの方向に存在する。最後の領域が走査された後、
そのシーケンスが反復されるが、位相コード化グラジェ
ントの一方における変化を伴うものである。周期的に、
他方の位相コード化グラジェントもまた、変化する。こ
のようにして、単一領域の回復時間中に複数個の領域が
多数のシーケンスに及ぶ位相コード化グラジェントの多
重化変動を伴って走査される。この方法により、複数個
の領域から容積情報が迅速に、かつ良好な感度をもって
収集される。

本発明の原理はフーリエ変換イメージ法に適用可能であ
るが、同様に形状寸法の他のイメージング、たとえば３
−Ｄバック・プロジェクションにも適用可能である。

第１図を参照すると、イメージすべき物質の長方形ブロ
ック１００が示されている。−例として、ブロックの容
積領域１０２をイメージすべきものと仮定する。第１図
は同図に近接して引かれた軸に関連して示されている。

すなわち、ブロック１００の最長ディメンションはＺ軸
と整列しており、そしてブロックの長方形面はｘ−ｙ面
にある。

次いで、簡単な選択的三次元イメージが従来のスピンエ
コー信号法を用いる領域１０２について形成されるもの
と仮定す゛る。この方法は、ジェイ・アール・ハーグ他
（Ｊ、　Ｒ，Ｈａａｇｇ　ｅｔ　ａｌ、）により編集さ
れた「全身体の計算されたトモグラフィー（Ｃｏｍｐｕ
ｔｅｄ　Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｗｈｏ
ｌｅ　Ｂｏｄｙ　）　Ｊ第２巻（１９８３年）第１０３
８頁および以下の第１０５１頁中に公表されたビー・シ
ー・ヒル他（Ｂ、　Ｃ，Ｈｉｌｌｅｔ　ａｌ、）による
論文ｒ　ＮＭＲイメージ法の操作原理（Ｏｐｅｒａｔｉ
ｎｇ　Ｐｒ１ｎｃｉｐｌｅｓ　ｏｆ　ＮＭＲＩｍａｇｉ
ｎｇ）　Ｊ中に記載されている。もし、ブロックが動物
組織に関して典型的なＴ、を備える生体対象物のブロッ
クであれば、ＮＭＲスピンエコー信号は無線周波（ＲＦ
）励磁パルスにより与えられた領域の励磁後、代表的に
３０ミリ秒、すなわちＴえ＝３０ｍｓを得る可能性があ
る。しかし、スピンシステムはそれらのオリエンチーシ
ランを静磁場と共に、スピンシステムが再励磁可能であ
る前に成る度合いに回復させねばならない。典型的に、
この回復時間Ｔ＋ｉは２００ミリ秒であればよい。

三次元イメージング例を完成させるためには、更に二つ
の仮定が必要であり、それらはその領域のｙおよび２デ
イメンシヨンのフーリエ符号化である。ｙディメンショ
ンは２５６本のデータラインを構成し、そして２デイメ
ンシヨンはイメージ情報のフーリエ変換処理に関して１
６個の位相コード化グラジェントレベルを構成すること
を仮定する。

これらの仮定により、単一のＮＭＲ信号が連続する各２
００ミリ秒のインターバル中に獲得できることが理解さ
れる。ｙ一方向ディメンション、２５６のシーケンスに
関して必要な信号を得るために、この種の獲得乃至走査
が、それぞれ異なったｙ一方向グラジェント値をもって
行われる。その容積は２一方向において、１６個の位相
コード化レベルを含んでいるので、１６個のこの種２５
６走査のシーケンスが異なったｙ一方向グラジエン・　
ト値をもって各１６回行われる。その容積のイメージを
再構成するために、３回のフーリエ変換が、走査データ
、いわゆる３Ｄフーリエ変換に対して行われる。従って
°、走査を完了するために要する時間は（２００＋ｍ５
）（２５６ｙ−グラジェント）（１６ｚ−グラジェント
）　＝１３．６分である。′更に、このデータ量の３Ｄ
フーリエ変換を用いる再構成は可成りの処理時間を要す
る。しかし、三次元イメージは良好な信号対雑音特性を
示す。それは全容積が各走査中に励磁されるからである
。

比較目的のために、１００の信号対雑音ファクターを三
次元イメージに関して表示する。

同一の容積は二次元多重スライス法を用いるＮＭＲ信号
情報を獲得することによりイメージすればよい。この方
法において、数個のプレーナスライスからのイメージ情
報は単一の回復インターバルＴ、Ｉ中に逐次的に獲得さ
れる。

第２図を参照すれば、多重スライスイメージ法に関し、
容積１０２はイメージすべき１６個の平行なプレーナス
ライスに概念的に分割される。これらのスライスは、そ
の数字上のシーケンスにおいてではなく、ずらした順序
でイメージされるものである。これが直ぐ隣接するスラ
イスを同時に選択したり、密着して連続するオーダーに
おける選択を阻止するのである。ＲＦ励磁パルスは通常
スライスのプレーナ境界をシャープに限定することはな
いので、実際には隣接のスライスが同時に励磁されたり
、密着連続状態において励磁されると、そこでは境界領
域に小オーバーラツプ領域がみられる。オーバーラツプ
領域からの信号は多重励磁に基因して飽和されることに
なり、これがそれらの領域における適当なイメージコン
トラストにおける損失をもたらす。この望ましくない条
件を阻止するために、スライスは第３図により示される
ように選択される。

第３図を参照すれば、多重スライス選択シーケンスが例
示されている。ブロック１００は周波数ω８における変
動に関連して示されており、これは２グラジエントを選
択するスライスにより提供される。パルスを選択するＲ
Ｆスライスの周波数特性はブロック１００の下方に示さ
れている。第１スライスはＳ１特性により示されるよう
に選択され、これはスライス１を０１周波数特性と共に
選択する。第１の例におけるのと同一のタイミング関係
を利用して、スライス−選択ＲＦパルスを適用した後、
ＮＭＲスピンエコー信号３０ミリ秒を得ることができる
。略２０ミリ秒が、ＮＭＲ信号獲得の完了のために、そ
して切り替えて鎮静させるグラジェントの効果のために
許容され、その結果スライス５はＳ２特性により示され
るように、ω、特性を有するＲＦパルスにより選択され
る。スライス５からのスピンエコー信号は３０秒後に獲
得され、そしてその２０秒後入ライス９および１３はＳ
３およびＳ４特性により示されるように、同様な方法に
より励磁される。このようにして、異なったスライスが
選択され、かつＮＭＲ信号情報が５０ミリ秒ごとに獲得
される。２００ミリ秒の回復時間Ｔ、内に、４個のスラ
イスがインテロゲートされる。次いで、４個のスライス
シーケンスがスライス２，１６゜１０および１４につい
て反復され、残りのスライスについては更に二次元の、
４個のスライスシーケンスが引き続く。多重スライスシ
ーケンスに関するパルスおよびグラジェントタイミング
は、米国特許出願第７６６６１７号［発明の名称：多重
スライス磁気共鳴イメージングシステムにおける位相感
知検出（ＰＨＡＳＥ　５ＥＮＳＩＴＩＶＥ　ＤＥＴＥＣ
ＴＩＯＮ　ＩＮ　ＭＵ−ＬＴＩＳＬＩＣＩ！　ＭＡＧＮ
ＥＴＩＣＲＢＳＯＮＡＮＣＥ　ＩＭ八へＩＮＧ　ＳＹＳ
ＴＥＭＳ）］中に示されている。

三次元の例におけるのと同一の判定基準を利用して、全
走査時間は次のように計算される。４個のスライスは２
００ミリ秒ごとに査問されるので、１６個全部のスライ
スを査問するのに８００ミリ秒を要する。必要な情報を
得てｙ一方向における識別を行うために、１６個のスラ
イスはそれぞれ異なったｙ−グラジェントレベルをもっ
て２５６回査関査問ければならない。従って、最小合計
走査時間は４走査時間（２００ｍ５ｅｃ）　　（２５６
Ｙ−グラジェント）　＝３．４分となる。これは三次元
法と比較して可成りの時間節約である。それは各４個の
走査が１分未満で完了するからである。

信号対雑音特性は独立の測定値の数に基づくものであり
、それらは３Ｄ例の１６分の１である各イメージと組み
合わされる。１６の平方根は４であり、これは信号対雑
音における４個のファクターの減少を示している。三次
元法についての１００のファクターと同一の基準を用い
ると、多重スライス法は信号対雑音ファクター２５を得
ることになる。

本発明の原理によれば、ＮＭＲ信号情報はブロック１０
０の容積領域１０２から該領域１０２を多数の容積スラ
ブに概念的に分割することにより得られるが、これらス
ラブはスライスまたはスラブ−選択グラジェントの方角
において位相コード化法により空間的に符号化される。

第４図を参照すると、領域１０２は４個のスラブ、Ａ、
Ｂ、ＣおよびＤに分割される。これらのスラブは、位相
φ。

φ２．φ３およびφ４により示されるようにスラブ−選
択２−グラジェント方向において、それぞれ位相コード
化される。スラブの陰影はこの位相コード化に対応する
。

多重スライス法におけるのと同一の解像度を提供するた
めに、スラブの個々のスライスは第５ａ　−第５ｂ図に
示されるように選択される。最初の選択的励磁において
、スライスＡＩ、　Ｂ１．　Ｃ１およびＤｌは、第５ａ
図に示されるように、選択される。これらの４個のスラ
イスは同時に励磁されるので、ＮＭＲ信号情報は４個の
スライスによって同時に生成されることになる。これら
４個のスライスからの信号は、２方向における位相コー
ド化により識別される。各スライスからの信号はそれぞ
れ異なった位相を示すことになる。

最初の４個のスライスが選択され、かつそれらの信号情
報が収集された後、スライスＡ２．Ｂ２およびＣ２は、
第５ｂ図に示すように、同様に査問される。更に同様に
、残り８個のスライスは第５ｃｍ第５ｄ図に示されるよ
うに査問される。

第５ａ−第５ｄ図中のスライスを選択するために利用さ
れるＲＦｗＪ磁パルスの特性は第６図中に示される。第
１ＲＦ励磁パルスは０１周波数特性により表され、そし
て周波数帯ω□、ω０．ω、ｌ　およびω０．を含んで
最初の４個のスライスを選択する。第２．第３および第
４ＲＦパルスの周波数特性は、特性ω２．ω、およびＣ
４として示される。

第５ａ−第５ｄ図に戻ると、そこに示されているシーケ
ンスはｙ一方向における位相コード化グラジェントの２
５６レベルについて２５６回反復される。次いで、更に
２５６個のシーケンスが２−グラジェント変動により遂
行され、今回はそれらの２−位置に従って４個のスラブ
に割り当てられる異なった位相を伴うものである。実際
に、新しいレベルが２一方向における位相コード化グラ
ジェントパルスのために使用されてこれを遂行する。次
に、２５６ｙ−グラジェントラインの更に２個のシーケ
ンスが、合計４回の反復に関してそれぞれ異なった２−
グラジェントレベルによって遂行される。これが各ＲＦ
パルスによる４個のスライス選択に相当し、かつフーリ
エ変換再構成中にそれぞれの励磁の４個のスライスを識
別するために必要な情報を提供する。

先の例におけるのと同一の判定基準を使用して、走査時
間は以下のように計算される。第５ａ−第５ｄ図中の４
個のスライスについての各群の査問は３０ミリ秒で遂行
される。グラジェント効果を消散させるために、各走査
量で更に２０ミリ秒放置すれば、４個のスライスの各群
からの情報は５０ミリ秒ごとに収集し得ることが理解さ
れる。このようにして、１６個のスライス全部が２００
ミリ秒ごとに査問される。この時間にｙ−グラジェント
レベルの数を乗ずれば、（２００ｍ５ｅｃ）　　（２５
６ｙ−グラジェント）　＝５１．２秒を得る。２−グラ
ジェント変動について必要な４回の反復により、この走
査時間を繰り返すと、（５１２秒）（４ｚ−グラジェン
ト）　＝３．４分、すなわち多重スライス例におけるの
と同一の時間節約を得る。本発明のこの実施態様に関す
る比較し得る信号対雑音ファクターは５０である。それ
はそれぞれ別のスライス位置が３Ｄ例と同程度の頻度、
すなわち単に１ｚ４程度であるが、２Ｄ多重スライス法
におけるよりも４倍の頻度において選択されるからであ
る。多重スライス例と比較して主要な相違は、２−グラ
ジェント方向における位相−コード化が、４個のスライ
スから同時に受信した信号を区別するために、また多重
スライス法中には存在しない条件を識別するために利用
されることである。

本発明の別の特徴の原理によれば、他のイメージング技
法が提供され、これは２Ｄ多重スライス法により短い走
査時間を保持する一方、改良された信号対雑音数値を伴
うものである。この第２の方法において、領域１０２は
第７図に示すように、４個のスラブＡ、Ｂ、ＣおよびＤ
に再び概念的に分割される。次に、Ｎｌ’ｌＲ信号情報
がその全体において各スラブから逐次的に獲得される。

各スラブ内で、２一方向位相コード化スライスは第７図
中に示されるように表示される。このようにして、位相
コード化信号情報はスラブ内の全てのスライスから同時
に収集され、かつ各スラブ内で位相コード化情報のフー
リエ変換により識別される。

第９図に示される周波数内容のＲＦパルスと共に２指向
グラジエントの適用により各スラブの選択的励磁が連続
的に行われる。第３図および第６図に示すように、ライ
ンω８は２−グラジェントの変動方向を示している。ス
ラブＡは特性ω、により示されるような周波数内容ω、
を有するＲＦパルスにより選択され、同様にスラブＢは
特性ω２により、スラブＣは特性ω３により、そしてス
ラブＤは特性ω４によりそれぞれ選択される。スラブ−
選択ＲＦパルスを、それらの周波数内容に関して適応さ
せるのは、上に述べた２Ｄ多重スライス法における多重
の薄いスライスを選択するために使用されるＲＦパルス
についてよりも容易であり、また一般に薄いスライスを
選択するために必要とされるＲＦパルスよりも短時間に
おいて適用することができる。

第２実施態様に関する信号獲得のシーケンスは第８ａ−
第８ｂ図中に例示されている。第８ａ図において、第１
スラブＡはφ１−φ４により示されるように、スラブの
２一方向における位相コード化によって査問される。

その後、スラブＢは第８ｂ図に示されるように、同様に
査問され、引き続いてスラブＣおよびスラブＤは第８Ｃ
図および第８ｄ図により示されるように査問される。そ
れぞれの場合において、スラブの２一方向における同一
の位相コード化が利用可能である。

本発明の多重スラブ法を行うのに有用なパルスシーケン
スが第１０図に示されている。９０°ＲＦパルス２０が
ブロック１００に加えられる。このＲＦパルスは、第６
図または第８図のスペクトルω。

に対応する周波数内容ω１を示す。このＲＰパルス２０
は時間において、スライスまたは第１０図におけるパル
ス２１として示されるスラブ−選択２−指向グラジェン
トＣＺＳと７敗している。スライス乃至スラブ選択に引
き続いて、更に３個のグラジェントが適用される。ＧＸ
グラジェント６０はＸ一方向における周波数符号化グラ
ジェント用のスピンシステムを予め調整する。レベル−
変数Ｇｖグラジェント６４のルベルを適用する。

スラブは符号６６により示される２−指向位相コード化
ＧＺＦグラジェントのルベルを適用することにより２方
向において位相コード化される。励磁ごとに４位相を備
える第４図および第７図の本実施例において、ＧＮＰグ
ラジェントは４個の有り得るレベルの内の１個を示して
いる。

３個の空間的コード化グラジェントが適用された後、１
８０＠ＲＦパルス２２はＣＺＳグラジェントの存在下で
スラブまたはスライスに加えられる。このことが、選択
されたスラブまたはスライスのスピンシステムのみがス
ピンエコー信号の発生に関して逆転され、他のスラブま
たはスライスのスピンシステムを影響を受けないままと
し、一方それらは静磁場を伴ってそれらオリエンテーシ
ョンに回復することを保証する。その後、選択されたス
ラブまたはスライスにおけるスピンエコー信号２４は発
展し、かつＧ、グラジェント６２の存在下でサンプリン
グ期間中に試料とされる。

切り替えたグラジェントの効果が静まったとき、走査が
スラブＢまたはスライスの第２の群に対し行ねれる。９
０’ＲＦパルス３０は、符号３１で示されるスライスま
たはスラブ選択グラジェントＧ２の存在下ブロック１０
０に適用される。ＲＦパルス３０の周波数内容ω２は第
６図または第９図のω、波形図の内容である。

空間的コード化グラジェント７０．７４および７６の先
のように適用され、そしてスピンシステムはＧＺ！グラ
ジェント３３の存在下、周波数選択性１８０゜ＲＦパル
ス３２により逆転される。スピンエコー信号３４はスラ
ブＢまたはスライスＡ２．　Ｂ２．　Ｃ２およびＤ２で
あって、インターバル３６中ＧＸグラジエント７２の存
在下で試料とされるものから発展する。

第１０図のラインの破断は、各種のスラブまたはスライ
ス群の多数の走査がスピンシステムの選択された回復時
間ＴＲ内で行えることを示している。シーケンスの最後
の走査は破断の右側に示されており、そこでは９０’Ｒ
Ｆパルス５０が最後のスラブまたはスライス群ｎを選択
し、この群は、４個のスラブまたはスライス群から成る
本実施例の場合にはスラブＤ乃至スライスＡ４．　Ｂ４
．　Ｃ４およびＤ４である。ＲＦパルス５０および５２
．スライス選択ＣＺＳグラジェント５１および５３、空
間的符号化グラジェント９０−９６、ならびにサンプリ
ングインターバル５６およびスピンエコー信号５４は、
先行の走査のそれらと類似であるが、最後のスラブ゛ま
たはスライス群ｎであって、それらがスラブＤおよび実
施例中のスライスＡ４．Ｂ４゜Ｃ４およびＤ４であるも
のに対しては固有である最後のスピンエコー信号５４が
獲得され、力）つグラジェント効果が静まった後、第１
０図の全シーケンスが反復されるが、今回は前述のよう
に同一の値を位相コード化グラジェントの１個について
、そして異なった値を他の位相コード化グラジェントに
ついて使用する。構成された実施態様において、ＧＡＦ
グラジェント６６は一定に保持されるのに対し、Ｇ、グ
ラジェント６４は次のライン値に変更される。

本明細書中で用いられる用語「ライン」はスラブを経由
する単一の物理的な線を指すのではない。それは位相コ
ード化情報が各走査中に容積スラブの全体あるいは数個
のスライスボリュームから収集されるからである。むし
ろ、用語「ライン」は、獲得されたデータのフーリエ変
換に使用するＧ、グラジェントの特別な値を意味するも
のである。Ｇ７グラジエントラインについての新しい値
は第２シーケンス中のグラジェント６４．７４および９
４について使用される。その後、このシーケンスはその
都度新しいＧ、ライン値をもって、Ｇ、グラジェントが
、本実施例では２５６であるそのライーン値の全てを介
してシーケンスされるまで反復される。

その後、２５６ｙ−ライン変動反復から成るシーケンス
がＧＡＦグラジェントの名値についてもう一度切り返さ
れる。第４図および第７図に示される各スラブまたはス
ライスの４個の位相変動に関して、そのＧ２Ｆグラジェ
ントが４個のその有り得るレベル全てを介してシーケン
スされたとき、その走査は完了する。

本実施例において、１個のスラブまたはスライス群は１
回に焼５０ミリ秒で走査されるので、４個全てのスラブ
またはスライスは２００ミリ秒で走査される。

従って、ブロック１００についての完全な走査時間は（
２００ミリ秒）（２５６ｙ−グラジェント）（４ｚ−グ
ラジェント）　＝３．４分を要する。第７図および第８
ａ−第８ｄ図によって示される技法についての信号対雑
音ファクターは、第４図および第５８−第５ｄ図により
例示される方法に関するそれと同様である。対象物が、
多重スラブ法を利用してイメージされる場合、スラブ容
積の１個についてであることが一般的であるが、必ずし
も中心あるいはスラブ選択グラジェントフィールドの零
点に中心を置くものではない。第１１図に示されるよう
に、スラブＦはＧｚｐグラジェントフィールドの中心Ｚ
０に中心が置かれる。Ｚｏ点の一方の側ではＧＺＦグラ
ジェントに基因する位相回転は比較的ポジティブであり
、また７０点の他方の側ではＧＡＦグラジェント位相回
転は比較的ネガティブである。２０点は、スラブＦの位
相コード化スライス２および３のインターフェースに配
置されているので、このインターフェースはＮＭＲ信号
の位相感知検出中に使用される基準３００に関して知ら
れた位相を有することになる。従って、スラブＦの他の
スライス境界もまた、知られた位相を有することになる
。第１１図の簡略化された例において、Ｚｏ基準位相は
φ、として示され、またスラブＦの位相値のシーケンス
はφ１．φ４．φ、。

φ２．およびφ１であり、この位相シーケンスはスライ
スの陰影により表されている。この位相シーケンスは、
イメージ再構成中スラブにおけるスライスのシーケンス
を適切に同定する。

第９図のスラブＦはグラジェント零点Ｚｏに関して中心
が置かれているが、同じことが他のスラブＥおよびＧに
関して合致するものではない。これらのスラブ選択グラ
ジェントフィールドの領域内にあり、そこではグラジェ
ント位相回転が２０におけるフィールドに関して完全に
ポジティブであるか、あるいは完全にネガティブである
。米国特許第３２１．２３６号［出願臼：１９８３年８
月５日、発明の名称「核磁気共鳴イメージングシステム
におけるオフセット・グラジェントフィールド（ＯＦＦ
ＳＥＴ　ＧＲＡＤＩＥＮＴＦＩＥＬＤＳ　ＩＮ　ＮＵＣ
Ｌｔ！ＡＲＭＡＧＮＥＴＩＣＲＥＳＯＮＡＮＣＥ　ＩＭ
ＡＧＩＮＧＳＹＳＴＥＭＳ）　Ｊ　］中に記載されるよ
うに、スラブ選択および空間符号化中に均一バイアスグ
ラジェントを用いて有効ＧＺＦグラジェント零点を各ス
ラブの中心に移動させることも可能であるが、各スラブ
について同一のＧＡＦグラジェントを使用することが望
ましいであろう。このような場合、中心のスラブから離
れたそれらスラブはそれらの空間位置に依存して位相値
により符号化されることになり、各スライス境界におい
て位相を再整理させることになる。たとえば、第１１図
中のスラブＥのスライス２および３間のインターフェー
スはＧ２Ｆグラジェントフィールド中の点ＺＥに存在す
る。このことが、スラブＥのスライス２および３の境界
を、スラブＦの場合にφ１であった代わりに、位相基準
３００に対するφ２の位相におけるものとする。同様に
スラブＧの中心は位相基準３００に対するφ４の位相に
おいて存在する。

各スラブ内の位相シーケンスに関するこの再整理は、イ
メージ再構成中にこの再シーケンスを考慮に入れない躍
り、これらのスライスを、異なったスラブ中の不正確な
シーケンスにおいて組織させることになる。

各スラブのスライスを、それらの適切な物理的シーケン
スに再整理するために、修正が行われるが、これはＧＺ
Ｆグラジェントフィールドおよび各スラブの空間的配置
の機能である。ＧＡＦグラジェントは、ガウス／センチ
メートルにおける変化として表される特性変化を有する
ものとして知られる。スラブＥに関して、点’ｔｔおよ
び零点Ｚ。間の物理的距離はまた、知られた量である。

従って、修正ファクターはＧＺＦ　（ガウス／ｃｍ）に
スラブの距離（Ｚ、　−Ｚ、　）を乗すること、および
この中間環に磁界に関する磁気回転比Ｔを乗することに
より得られる。次に、この修正ファクターは中心スラブ
から離れているスラブのスライスに適用される積の項と
して用いられる。

この修正が、離れたスラブのスライスの位相を、それら
の正確な物理的シーケンスにおける全スラブおよびスラ
イスの提示に関する中心スラブのスライスと同じシーケ
ンスに再整理する。

本発明の方法はまた、他の再構成技法、たとえば三次元
バンク・プロジェクション再構成にも適用可能である。

３Ｄ−バック・プロジェクションにおいて、励磁および
信号読み出しは上記のように多重化されるが、スラブ選
択グラジェントの面に直交する平面における周波数コー
ド化グラジェントの回転方向についての変化を伴うもの
とする。次に、この多重化はスラブ選択グラジェントの
面を包含する平面における変化をもって反復される。次
いで、イメージ再構成が、３Ｄ−バック・プロジェクシ
ョンを利用して獲得された情報に対し行ね・れる。更に
、回転をスラブ選択グラジェントに対して垂直に行い、
かつ位相コード化をスラブ選択グラジェントに対して平
行に行うことによりバック・プロジェクションとフーリ
エ法を組合わせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はイメージすべき容積領域を備えた物質のブロッ
クを示す説明図、第２図は第１図の容積領域の多重スラ
イスイメージ法を例示する説明図、第３図は第２図の多
重スライスについての選択的励起を示す説明図、第４図
は第１図の容積領域を、本発明の原理に従う多重化イメ
ージ法に関してスラブに分割する場合を示す説明図、第
５ａ−第５ｄ図は第４図のスラブの多重化イメージ法を
例示する説明図、第６図は第４図のスラブの選択的励磁
を示す説明図、第７図は第１図のボリューム領域を、本
発明の原理に従う多重化イメージ法に関してスラブに第
２分割する場合を示す説明図、第８ａ−第８ｄ図は第７
図のスラブの多重化イメージ法を例示する説明図、第９
図は第７図のスラブの選択的励磁を示す説明図、第１０
図は本発明の原理に従うＮＭＲ情報の獲得に関する信号
波形図、第１１図はスラブの倍数に関して連続的スライ
スにオーダーを付与する方法を例示する説明図である。２１・・・パルス、２３・・・ＣＺＳグラジェント、２
４・・・スピンエコー信号、６０・・・ＧＸグラジェン
ト、６１・・・Ｇ、グラジェント、９０−９６・・・グ
ラジェント、１００・・・長方形ブロック、１０２・・
・容積領域。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）磁気共鳴イメージングシステムにおける、対象内
の複数の容積スラブをイメージする方法であって、ａ）前記容積スラブの内の１個を、第１の方向において
、フィールドグラジエントとタイム・コインシデンスを
もって加えられた無線周波数により励起する工程と、ｂ）前記スラブに対し、第２の方向において周波数コー
ド化グラジエントを、第３の方向において位相コード化
グラジエントを、そして前記第１の方向において位相コ
ード化グラジエントを適用する工程と、ｃ）前記スラブからＮＭＲ信号情報を獲得する工程と、ｄ）前記スラブとは別のスラブの各々に対し、前記各ス
ラブの選択的励磁に適応させた無線周波数励磁パルスを
用いて工程ａ）乃至ｃ）を反復し、その際工程ａ）乃至
ｄ）を、イメージされるスピンシステムに関する所定の
回復時間内に完了させる工程と、ｅ）工程ａ）乃至ｄ）を、前記位相コード化グラジエン
トの１個を変更して反復する工程と、ｆ）工程ａ）乃至
ｅ）を、前記とは別の位相コード化グラジエントを変更
して反復する工程と、ｇ）前記獲得されたＮＭＲ信号情
報を使用してイメージを再構成する工程と、を備えた方
法。
（２）前記容積スラブのそれぞれが複数個の位相コード
化領域を有している特許請求の範囲第１項記載の方法。
（３）各スラブの前記領域が連続である特許請求の範囲
第２項記載の方法。
（４）各スラブの前記領域が不連続である特許請求の範
囲第２項記載の方法。
（５）磁気共鳴イメージングシステムにおける、対象内
の複数の容積スラブをイメージする方法であって、ａ）前記スラブの内の何個かの各部分を、第１の方向に
おいて、フィールドグラジエントとタイム・コインシデ
ンスをもって加えられた無線周波数により同時に励起す
る工程と、ｂ）前記スラブに対し、第２の方向において周波数コー
ド化グラジエントを、第３の方向において位相コード化
グラジエントを、そして前記第１の方向において位相コ
ード化グラジエントを適用する工程と、ｃ）前記スラブからＮＭＲ信号情報を獲得する工程と、ｄ）前記スラブの他の部分に対し、その各々の選択的励
磁に適応させた無線周波数励磁パルスを用いて工程ａ）
乃至ｃ）を反復し、その際工程ａ）乃至ｄ）を、イメー
ジされるスピンシステムに関する所定回復時間内に完了
させる工程と、ｅ）工程ａ）乃至ｄ）を、前記位相コー
ド化グラジエントの１個を変更して反復する工程と、ｆ
）工程ａ）乃至ｅ）を、前記とは別の位相コード化グラ
ジエントを変更して反復する工程と、ｇ）前記獲得され
たＮＭＲ信号情報を使用してイメージを再構成する工程
と、を備えた方法。
（６）前記同時励磁部分が別々に位相コード化される特
許請求の範囲第５項記載の方法。
（７）与えられたスラブの部分が同時に位相コード化さ
れる特許請求の範囲第６項記載の方法。
（８）磁気共鳴イメージングシステムにおけるイメージ
信号シーケンスであって、ａ）第１の方向のグラジエントの変化を伴なってＲＦパ
ルスを適用する工程と、ｂ）前記第１の方向および第２の方向における変化を示
す位相コード化グラジエントを適用する工程と、ｃ）前記第３の方向において周波数コード化グラジエン
トを適用する工程と、ｄ）ＮＭＲ信号情報を獲得する工程、ｅ）工程ａ）乃至ｄ）を反復し、その際各回ごとに異な
ったスペクトル特性を備えるＲＦパルスを使用し、工程
ａ）乃至ｅ）を所定回復時間内に完了させる工程と、ｆ）工程ａ）乃至ｅ）を、前記位相コード化グラジエン
トの１個を変更して反復する工程と、ｇ）工程ａ）乃至
ｆ）を、前記とは別の位相コード化グラジエントを変更
して反復する工程と、ｈ）獲得されたＮＭＲ信号情報を
使用してイメージを再構成する工程と、を備えたイメー
ジング信号シーケンス。
（９）工程ｈ）が前記獲得されたＮＭＲ信号情報の三次
元フーリエ変換によりイメージを再構成する工程を具備
する特許請求の範囲第８項記載のシーケンス。
（１０）磁気共鳴イメージングシステムにおける、容積
領域をイメージする方法であって、ａ）前記容積領域を複数個の容積スラブに、そして前記
各スラブを複数のスラブ部分に概念的に分割する工程と
、ｂ）前記スラブの、それぞれ別々に空間的に符号化され
た部分から成る群からＮＭＲ信号情報を獲得する工程と
、ｃ）少なくとも１個の別の異なった群について工程ｂ）
を反復する工程と、ｄ）工程ｂ）およびｃ）を、前記部分の空間的符号化を
変更して反復する工程と、ｅ）獲得されたＮＭＲ信号情報を使用してイメージを再
構成する工程と、を備えた方法。
（１１）前記空間的符号化が位相コード化を含んでいる
特許請求の範囲第１０項記載の方法。
（１２）前記群の前記部分が、与えられた方向のグラジ
エントの適用中に工程ｂ）において選択され、前記位相
コード化が前記与えられた方向において遂行される特許
請求の範囲第１１項記載の方法。
（１３）前記空間的符号化がグラジエントの方向の回転
により行われる特許請求の範囲第１０項記載の方法。
（１４）前記群の前記部分が、与えられた方向のグラジ
エントの適用中に工程ｂ）において選択され、前記グラ
ジエントの回転が前記与えられた方向を含む平面におい
て遂行される特許請求の範囲第１３項記載の方法。
（１５）磁気共鳴イメージングシステムにおける、対象
内の複数の容積スラブをイメージする方法であって、ａ）前記容積スラブの内の１個を、第１の方向において
、フィールドグラジエントとタイム・コインシデンスを
もって加えられた無線周波数により励起する工程と、ｂ）前記スラブに対し、第２の方向において周波数コー
ド化グラジエントを適用する工程と、ｃ）前記スラブか
らＮＭＲ信号情報を獲得する工程と、ｄ）前記スラブとは別のスラブの各々に対し、前記各ス
ラブの選択的励磁に適応させた無線周波数励磁パルスを
用いて工程ａ）乃至ｃ）を反復する工程と、ｅ）工程ａ）乃至ｄ）を、前記第１の方向と直交する平
面における前記周波数コード化グラジエントの回転方向
を変更して反復する工程と、ｆ）工程ａ）乃至ｅ）を、
前記第１の方向を含む平面における前記周波数コード化
グラジエントの回転方向を変更して反復する工程と、ｇ）獲得されたＮＭＲ信号情報および三次元バック・プ
ロジェクションを利用してイメージを再構成する工程と
、を備えた方法。