JPS63305851A - Ｎｍｒ分光応答信号を収集する方法 - 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】 発明の背景 この発明は核磁気共鳴（ＮＭＲ）分光法、更に具体的に
云えば、２次元の局在化部分順序に続いて、空間選択性
読取パルスを持つ読取部分順序を用い、３つの直交する
次元の内の３番目の次元で局在化を行なうことにより、
ＮＭＲ分光手順で容積要素を局在化する改良された方法
に関する。

人間等の様な生きている器官内の制限された領域からの
解像度の高いＮＭＲスペクトルを求めることが出来るこ
とが非常に望ましい。複雑な３次元のサンプルから、容
積要素を正確に選ぶことが−７＝ 出来れば、分子構造、濃度、代謝等の生体内での種々の
詳しい検査が可能である。容積要素に、その中では感度
を最大にした明確に限定された境界を持たせることが必
要であるだけでなく、サンプル内でこうして選ばれた容
積を容易に動かすことが出来ることも必要である。普通
の１つの容積要素局在化方法は、ＲＦ表面コイルを使う
ことにより、無線周波（ＲＦ）磁界Ｂ１を制限すること
である。都合の悪いことに、表面コイルの感度は比較的
粗く、サンプルの表面近くで最大になる。何れにせよ、
現在では、非常に望ましい手順は、サンプルの全体的な
容積の中の全体的な１Ｈ像を収集すること、並びにその
全体的な容積内で、明確度の高いスペクトルを求めよう
とする正確な容積を電子的に選択することであると思わ
れる。都合の悪いことに、スペクトル分析で正確に容積
要素を選択する為の、現在利用し得る多（の方式は、こ
の順序のサイクルの間、サンプルの擬似的な生理学的な
動きによって、又は信号収集順序中に起るＮＭＲ緩和に
よって起る信号の人為効果（アーティファクト）を非常
に生じ易い。この発明は、容積を局在化してスペクトル
を収集すると共に、ＮＭＲ信号の人為効果を目立って低
下させる改良された方法を対象とする。

従来技術 容積選択性のアンテナを用いずに、３次元の空間的に分
解されたＮＭＲ化学シフト・スペクトルを求める初期の
１つの方式が、５６Ｊ、Ｍａｇ。

Ｒｅ５ｏｎ、３５０−３５４　（１９８４年）所載のｗ
、　　ｐ、二−二他の論文「容積選択性の励振：典型的
なＮＭＲに対する新しい方式」に記載されている。この
論文では、デカルト座標系の直交する３軸方向の各々に
於ける局在化が連続的な−続きの３つのＲＦパルス（夫
々第１の４５°又はπ／４選択性パルス、９０°又はπ
／２の広帯域非選択性パルス、及び第２の４５°選択性
パルス）によって行なわれ、これらは何れも同じ軸の周
りにあり、何れもこの軸方向の磁界勾配Ｇｄの存在のも
とに用いられる。１次元過程の３重子の夫々１つが、勾
配Ｂｏの方向に直交する選ばれた平面内にＺ軸の磁化を
保持しながら、全体的な容積内の他の場所では横方向の
磁化を発生する。この為、３つのこの様な局在化工程か
らなる局在化部分順序の後、選ばれた３つの直交する平
面に共通な容積要素だけが負の２方向の磁化を持ち、こ
れを普通の広帯域９０°ＲＦ信号パルスを持つ読取部分
順序を用いて観測する。このＶＳＥ方式は、実用的でな
いＲＦ電力レベルを使わずに、大きな勾配磁界の存在の
もとに、非選択性広帯域ＲＦパルスを容易に印加するこ
とが出来ないので、大規模な身体系の生体内で実施する
のが困難である。

ＶＳＥ局在化部分順序と同じ原理に基づいた別の方式が
、６７Ｊ、Ｍａｇ、Ｒｅ５ｏｎ、１４ｇ−１５５（１９
８６年）所載のＰ、Ｒ，リュイテン他の論文「溶媒を抑
圧した空間的に分解された分光法。全身ＭＲ装置に於け
る解像度の高いＮＭＲ方式」に記載されている５ＰＡＲ
８方法である。

この方法では、ＶＳＥパルス方式を変更して、磁界勾配
を印加する間、短い強力な非選択性ＲＦパルスを使わず
に済ます。局在化部分順序の各々の１次元の５ＰＡＲ５
局在化部分は、やはり３つの逐次的なＲＦパルスを使う
。１番目のパルスは非選択性９０°又はπ／２パルスで
あり、その後、所望の局在化方向に印加されるパルス形
磁界勾配が続く。この勾配が除かれた後、非選択性１８
０°又はπの再集束ＲＦパルスが、空間選択性９００又
はπ／２ＲＦパルスを印加する前に印加される。このπ
／２ＲＦパルスは、最初の勾配と同じ方向に、第２のパ
ルス形勾配の存在のもとに印加される。こういう３つの
１次元局在化部分の印加が完了して、３次元局在化部分
順序が終った後、ＮＭＲ読取（又は応答観測）部分順序
が非選択性π／２ＲＦ信号パルスから開始される。この
５ＰＡＲ３方式は、５ＰＡＲ３ＮＭＲパルスがＶＳＥパ
ルスの値の２倍である為に、５ＰＡＲＳの１次元局在化
部分順序の各々が、各々の１次元局在化部分順序よりも
持続時間がかなり長いのが典型的である為に、Ｔ２緩和
によるＮＭＲ信号強度の低下が、ＶＳＥ方式よりも一層
起り易く、５ＰＡＲ８では、勾配の立上り及び減衰時間
に余分の時間が必要である。

更に、ＶＳＥ順序でも、それから派生した５ＰＡＲ８順
序でも、局在化した容積要素を準備する時刻と、最終的
な非選択性９０°ＮＭＲＲＦパルスを利用して、その容
積要素からこの後で信号を読出す時刻との間のＴ１緩和
による空間的な解像度の低下が大きな問題である。１例
として、サンプル内の比較的小さいｌ０ＸＩＯＸＩＯの
容積要素の配列から、３１Ｐスペクトルを収集する為に
１つのＶＳＥ順序を使う場合を考える。この順序が約１
秒のＴ１を持つ３燐酸アデノシン（ＡＴＰ）を空間的に
分解する様に設計されていて、順序自体の準備遅延期間
がＩＯミリ秒であるとすると、検出されたスペクトルは
、容積要素の中よりも、選ばれた容積要素の外部からの
信号の方が、大体１桁程度大きくなる。これは、選ばれ
た容積要素の外部からのＡＴＰの縦方向ＮＭＲ磁化は、
Ｔ１緩和の為、１０ＩＩｌｓで１％しか回復しないが、
それでもこの磁化は、３桁（１，０ＯＯＸ）大きい容積
から取出されるからである。この為、この重大−１２＝ な問題を解決する為には、ＶＳＥ順序又は５ＰＡＲ３順
序を８回又は更に多くの相異なる位相サイクル工程にわ
たって循環させながら、その順序の結果に対して適当な
加算−減算作業を実施して、後で説明するｌ５ＩＳ方式
で使われるのと同様に、所望の程度の局在化を達成する
ことが必要である場合が多い。勿論、この為には、生体
内のスペクトルを取出す容積要素が、この順序サイクル
が全体的に進行する間、各々の１次元局在化部分順序に
よって隔離された、互いに略直交する３つの空間局在化
平面の交差部に正確に保たれることが必要である。規則
的な並びに不規則な生理学的な動きを持つ生体サンプル
では、長期間の間、選ばれた容積要素を動かない様に保
つことは極めて困難である場合が多い。動きの影響が、
検出された信号に対して、選ばれた容積の外部からの人
為効果であるＮＭＲ信号を加算する。観測された容積要
素信号中に存在する、この様な人為効果信号の割合は、
選ばれた容積要素の寸法が減少するにつれて、即ち解像
度がよくなるにつれて増加する。

６６Ｊ、Ｍａｇ、Ｒｅ５ｏｎ、２８３−２９４（１９８
６年）所載のＲ，Ｊ、オルディッジ他の論文「生体内分
光法の像の選択（Ｉ　Ｓ　Ｉ　Ｓ）。空間選択性のＮＭ
Ｒ分光法の新しい方式」に記載された３番目のｌ５ＩＳ
手順では、直交する３つの方向の各々に於ける局在化が
、３つの直交する勾配の１つが存在する状態で、選択性
１８０°ＲＦ信号パルスを印加することによって実施さ
れる。

局在化部分順序の後に、応答観測部分順序が行なわれる
前に、磁石安定化遅延期間が続き、この場合も応答ＮＭ
Ｒ信号を収集する前に、非選択性９０°ＲＦパルスを使
う。この様に１８０°ＲＦパルスを印加すると、読取の
前に、磁化は反転されたま＼又は反転されないま＼に残
ることがあるから、ｌ５ＩＳの完全な３次元の局在化に
は、３つの選択性パルスの８種類の組合せに対応して、
２３＝８回、読取を含む順序全体の印加を繰返す必要が
あり、各々のパルスはオン又はオフに制御する。この後
、選択的に反転され並びに反転されない信号成分をもっ
て、容積全体から取出された相異なる８個の読取信号を
適当に加算及び減算することにより、選ばれた容積要素
からのＮＭＲ信号が再生される。この８個の順序信号の
夫々の寄与は、選ばれた容積要素ではなく、サンプル全
体から出る積分された信号で構成されるから、任意の時
に存在する望ましくない励振された信号の大きさは、所
望の信号よりも前桁も大きい。従って、この方式は、８
サイクルの順序の間に起り得る不規則な生理学的な動き
によって生ずる人為効果の影響を非常に受は易い。

読取用の非選択性の励振より期間Ｔ前に予備選択性励振
を使う任意の局在化方式（例えば、ｖＳＥ、５ＰＡＲＳ
等）は、ｎをサンプル全体の容積と選択的に励振される
画素容積との比として、（ｎ　［１−ｅｘｐ　（−Ｔ／
Ｔ＋）］／１００）％の割合で、選ばれた容積要素信号
に対して、局在化されていない信号を付加える。同様に
、順序を繰返して印加することを必要とし、その結果得
られたＮＭＲ信号の加算及び減算を用いる局在化方式（
例えば、Ｉ　Ｓ　Ｉ　Ｓ、サイクル形ＶＳＥ、サイクル
形５ＰＡＲＳ等）は、合計の順序サイクル時間に比例す
る確率で起る、動きによる人為効果の影響を受は易いと
共に、ｎに比例する人為効果信号を生ずる。何れの場合
も、この様な局在化による人為効果の悪影響は、非選択
性の容積照射ＮＭＲ読取パルスを用いる時には、何時で
も容積係数ｎ（励振される全体のＮＭＲサンプル容積と
選ばれた容積要素の容積との比に等しい）倍だけ悪化す
ることは明らかである。

６８Ｊ、Ｍａｇｎ、Ｒｅ５ｏｎ、３６７　（１９８６年
）　、７０Ｊ、Ｍａｇｎ、Ｒｅ５ｏｎ、３１９（１９８
６年）　、３Ｍａｇｎ、Ｒｅ５ｏｎ、Ｍｅｄ、９７０　
　（１９８６年）にり、Ｍ、　　ドットレル他によって
提案された、又は３Ｍａｇｎ、Ｒｅ５ｏｎ、Ｍｅｄ、９
６３　（１９８６年）にＡ、ハースによって提案された
５ＰＡＧＥ、ＤＩＧＧＥＲ，ＬＯＣＵＳ、ＶＯ８Ｙ等の
様な同様な多くの方式も、上に述べたものと基本的に同
じ形であり、この発明の方法によって改善することが出
来る。

従って、生体内ＮＭＲ分光法で空間的な局在化を＝　　
１６　− 行なう改良された方法、特に第１の空間局在化部分順序
に非選択性ＮＭＲ読取部分順序が続くあらゆる分光法の
局在化順序に対する改良された方法を提供することが非
常に望ましい。

発明の要約 この発明では、何れも他の２つの面の平面に対して角度
を持つ平面内にある様な、３つの平面状の面の交わる所
にある容積要素内にあるサンプルの一部分力７らのＮＭ
Ｒ分光応答信号を収集する方法が、３つの次元の内の２
つだけで面に対する値を選択する局在化部分順序を用い
て、サンプルを励振して、選ばれた２つの平面の交わる
所にある線に略沿った容積要素からの化学シフト・スペ
クトルを誘発させ、その後３番目の次元で空間選択性を
持ち、受信する分光応答信号を略関心のある容積要素に
制限する様に選ばれたＮＭＲ信号部分を持つ読取部分順
序を用いる工程を含む。

この発明の空間局在化方法の現在好ましいと考えられる
実施例では、デカルト座標系を使う。順序のサイクル動
作が必要であれば、それは予備的な局在化部分順序の２
次元で行なわれる。データ収集部分順序の選択性ＲＦパ
ルスでは、サイクル動作又は位相交番は使わない。

従って、この発明の目的は、ＮＭＲ分光法で容積要素を
局在化する改良された方法を提供することである。

この発明の上記並びにその他の目的は、以下図面につい
て詳しく説明する所から明らかになろう。

発明の詳細な説明 最初に第１図及び第１Ａ図について説明すると、従来周
知の形式のＮＭＲ作像／分光装置が室温の影響を受けな
い中孔１０を持ち、その中に静磁界Ｂｏがある。常法で
は、この磁界はデカルト座標系のＺ軸と平行に配置され
、磁石の中孔の円筒１０がそれと軸方向に整合している
。容積要素１０■からの化学シフト・スペクトルを得る
のが希望である。容積要素１０ｖは、作像容積の中心点
１０ｍに対し位置（ｘ、　　ｙ、　　ｚ）の所にある。

容積要素１０ｖは長方形の密実な形であるのが理想的で
あり、Ｘ軸と平行な方向の寸法１０　ｘｓ　Ｙ軸と平行
な方向の寸法１０ｙ及びＺ軸と平行な方向の寸法１０ｚ
を持っている。例として云うと、所望の容積要素１０Ｖ
が任意の方向（こ＼では、例として、ｙ方向に制限する
）に十分な距離移動して、隣の容積要素１０ｖ′及び／
又は１０ｖ′の予め選ばれた量（例えば５０％）が、所
望の容積要素を定める絶対的な容積内にある様になった
場合、動きによる人為効果が生ずる。

第２Ａ図に示す様に、従来の容積選択性励振（ＶＳＥ）
方法によるスペクトルの収集は、時刻ｔｏに局在化部分
順序で開始される。この時、第１の方向（今の場合はＸ
軸と平行）に第１の磁界勾配（例えば＋２のある振幅を
持つＧえ勾配）を印加する。この第１の勾配の振幅と極
性は、所望の容積要素を通る第１の平面を区別する様に
選ばれる。第１の空間的な勾装置１がＯ以外の値で存在
する間、Ｘ次元選択ＲＦ信号部分１２が、時刻ｔ１から
始まる第１の選択性４５°ＲＦ信号パルス１２ａ１時刻
ｔ２から始まる広帯域（非選択性）９０°ＲＦ信号パル
ス１２ｂ１及び時刻ｔ３に始まって時刻ｔ４に終る末期
の第２の選択性４５゜ＲＦ信号パルス１２ｃと共に、時
刻ｔ５に第１の方向の勾配が終了する前に発生する。第
１の次元と略直交し、やはり所望の容積要素を通る第２
の次元の平面か、第２の勾配パルス１４（今の場合は、
Ｇｙ力方向、平面を辺定する振幅の値（例えば−１を持
つ）とそれより後のＲＦ選択信号部分１５とによって励
振される。即ち、第２の方向の勾配パルス１４が時刻ｔ
５に印加された直後に、第２の（Ｙ）方向のＲＦ３重子
パルス部分１５が、時刻ｔ６に始まる選択性π／４ＲＦ
信号パルス１５　ａ　ｓ時刻ｔ７に始まる非選択性π／
２ＲＦ信号パルス１５ｂ１及び時刻ｔ８に始まって時刻
ｔ９に終る最後のπ／４選択性ＲＦ信号パルス１５ｃを
、何れも第２の勾配部分１４が時刻ｔａに終了する前に
発生する。その後、最初の２つの平面と略直交する第３
の平面に於ける空間的な局在化が行なわれ、３つの空間
的な次元全部で所望の容積要素を完全に局在化する。即
ち、第３の勾配（Ｚ軸勾配Ｇ２、ｚ平面の値、例えば＋
１を持つ）部分１７か時刻ｔａから開始して発生され、
別の３重子パルスＲＦ信号部分が続く。その第１のπ／
４選択性ＲＦ信号部分１８ａが時刻ｔ、に始まり、その
後時刻ｔｃから始まる非選択性π／４ＲＦ信号パルス１
８ｂが続き、時刻ｔｄから始まって時刻ｔｅに終る最後
のπ／４選択性ＲＦ信号パルス１８ｃで終るが、これは
、第３の方向の勾配部分１７ｃが終る時刻ｔｆより前に
発生される。便宜の為、時刻ｔｏから時刻１ｆまでのこ
の３次元局在化部分順序全体をＶＳＥ局在化部分順序と
呼ぶ。

ＶＳＥ局在化部分順序が終了した後のある時点ｔ９に、
応答読取（又はデータ収集）部分順序が開始され、この
時局在化された容積要素から誘発されたＮＭＲ応答信号
を収集する。この読取部分順序は、時刻ｔ９から時刻ｔ
ｈまで存在する非選択性π／２ＲＦ信号パルス２０から
始まり、その後ＮＭＲ分光計受信データ・ゲートを（ゲ
ート開放部分２２で示す様に）開き、応答信号２４を周
知の形で受信して正しく処理する。この為、■ＳＥ手順
は、非選択性の容積照射用の読取パルス２０で開始され
る読取部分順序の前に、何れも３個１組の交差する平面
の内の相異なる１つにある３つの相継ぐ局在化を用いる
部分順序を必要とする。

次に第２Ｂ図について説明すると、この発明の現在好ま
しいと考えられる１つの実施例では、改良された容積励
振−選択性分光順序（ＩＶＥＳ）が、（１）１対の直交
方向だけの局在化平面を設定する局在化部分順序と、（
２）３番目の直交方向の局在化を行なう空間選択性ＮＭ
Ｒパルスを持つこの後の読取部付順、序とを利用する。

この場合、時刻ｔｏから始まって時刻ｔａに終る２次元
局在化部分順序は、第２Ａ図の普通のＶＳＥ手順で使わ
れる部分と同一の、第１及び第２の次元勾配部分１１．
１４及び関連するＲＦ信号パルス部分１２ａ乃至１２ｃ
及び１５−１５ｃを利用する。３番目の次元の局在化読
取部分順序が、時刻ｔａから新しい時刻ｔｄ′まで存在
する３番目の次元の０２勾配部分２６ａを用い、この時
間の間、勾配開始時刻１ａより後の開始時刻１．／から
、それ自体はＧ工勾配パルスの終了時刻ｔｄ′より前の
終了時刻ｔｃ′まで、π／２ＲＦ信号パルス２８が存在
する。容積要素のＺ方向の長さ１０ｚを制限する為、Ｒ
Ｆパルス２８は、周知の切取った５ｉｎｃ形式であるこ
とが有利である。勾配部分２６ａが終了した後、時刻ｔ
ｄ′から時刻１．／　までの期間に位相戻し勾配部分２
６ｂを用い、その持続時間及び振幅は、パルス２６ｂの
面積がパルス２６ａの面積の大体半分になる様にする。

時刻ｔｅ′及び時刻ｔ９′の間にゲート信号２２′が発
生する時、応答ゲートが付能され、実質的に３次元全て
が局在化された所望の容積要素１０ｖだけから、ＮＭＲ
応答信号２４′を収集する。

第３Ａ図に示す従来の５ＰＡＲ８方法は、時刻ｔｏから
時刻ｔｕまでの局在化部分順序から始まる。５ＰＡＲ８
局在化部分順序では、第１の非選択性７ｒ／２ＲＦ信号
パルス３１ａが（１＋　とｔ２の間に）発生してから、
所望の局在化方向の勾配パルス３２ａ（例えば、Ｘ方向
のＧえ勾配）か時刻ｔ３から時刻ｔ４まで発生される。

その後、非選択性πＲＦ信号パルス３１ｂが時刻ｔ５及
びｔ６の間に発生する。勾配パルス３２ｂが所望の第１
の方向（Ｘ）に存在する期間（時刻ｔ７から時刻ｔａま
で）内の期間（時刻ｔ８から時刻ｔ９まで）内に発生す
るπ／２ＲＦ信号３１Ｃ（こ＼ではｓｉｎｃ形式）で構
成される選択性π／２パルスで、第１の（例えばＸ）方
向の局在化が終了する。関連する第２（Ｙ）又は第３（
Ｚ）の方向の局在化では、この順序が繰返される。即ち
、非選択性ｙｒ　／　２　ＲＦパルス（２４ａ又は３７
ａ）の後、所望の方向の勾配パルス（３５ａ又は３８ａ
）が続く。勾配パルスが終った後、非選択性πＲＦパル
ス（３４ｂ又は３７ｂ）を発生してから、空間選択性π
／２ＲＦパルスを発生する（関連する勾配部分３５ｂ又
は３８ｂと同時に、ｓｉｎｃ形ＲＦ信号部分３４ｃ又は
３７ｃが発生する）。第３の方向の勾配（Ｇ２）パルス
３１１１ｂが終了する時刻ｔｕに、局在化手順が終る。

その後データ収集部分順序が続き、非空間選択性π／２
ＲＦ信号パルス４０（時刻ｔＶから時刻ｔ工まで）が局
在化された容積要素からＮＭＲ応答信号を誘発する。

受信データ・ゲート４２が時刻ｔｗから時刻１ｙまで開
いて、応答信号４４を収集することが出来る様にする。

次に第３Ｂ図について説明すると、この発明の現在好ま
しいと考えられる別の実施例では、改良された５ＰＡＲ
８順序（ＩＳＰＡＲＳ）が、１対の第１及び第２の（例
えばＸ及びＹ）方向だけの局在化平面を設定する局在化
部分順序を利用し、これはＳ　Ｐ　Ａ、ＲＳ順序の内、
時刻ｔｏから時刻ｔ、までの部分を用いる。３番目の次
元の局在化読取部分順序か時刻１ｋから始まる様に続き
、３番目（今の場合はＺ）の方向の空間選択性を持つ読
取π／２ＲＦ信号パルス４８が（時刻１．／から時刻ｔ
ｍ′まで）発生し、この間第３の方向の勾配Ｇ：！部分
４６ａが（時刻ｔ、から時刻ｔ。′まで）存在する。時
刻ｔ１．′から時刻１．／　までの期間に位相戻し勾配
部分４６ｂを発生し、応答ゲート信号４２′か時刻ｔ。

′及び時刻ｔｑ′の間に付能され、この為、応答信号４
４′が、今度もデカルト座標系の３次元金てゾ局在化さ
れた所望の容積要素１０ｖたけから収集される。

第４Ａ図の従来のｌ５ＩＳ順序は、何れもデカルト座標
系の異なる方向の３つの空間選択性（反転）πＲＦ信号
パルスからなる局在化部分順序を持っている。即ち、第
１の（Ｘ）方向の局在化反転が、πＲＦ信号パルス５２
ａがサンプルを励振する間、サンプルに対してその方向
の勾配Ｇ０パルス５１を印加することによって実施され
る。勾配の振幅が略Ｏであるか、又はＲＦパルスが、Ｒ
Ｆ部分５２ｂに示す様に、振幅が略０であれば、この（
Ｘ）方向の局在化は行なわれない（選択がオフである）
。同様に、第２の（Ｙ）方向又は第３の（Ｚ）方向では
、関連する１つのπＲＦ信号パルス５５ａ又は５８ａが
存在する間に、Ｇｙパルス５４ａ又はＧ２パルス５７ａ
の内の一方が発生する。この場合も、関連する（Ｙ又は
Ｚ）勾配又はπＲＦ信号パルスの振幅か、ＲＦ部分５５
ｂ又はＲＦ部分５８ｂに示す様に、略０である場合は、
関連する第２又は第３の（Ｙ又はＺ）方向の局在化は行
なわれない。信号収集部分順序が開始される時刻ｔ９に
局在化部分順序が終る。従来の他の手順の場合と同じく
、読取部分順序は非空間選択性π／２ＲＦ信号パルス６
０を用い、受信データ・ゲート６２が付能されて、容積
要素の応答信号６４を収集する。３つのπＲＦパルス（
又はそれに対応する磁界勾配部分５　ｌ　ｂ１５４　ｂ
１５７ｂ）のオン及びオフの全ての組合せを用いて、８
個の異なる順序がサンプルに印加され、この順序で得ら
れたデータを、下記の表に従って、それまでの順序のデ
ータの合計に加算（＋１）又はそれから減算（−１）す
る。

合計のスベ 順序　ｘｙｚ　　クトル寄与 １　オフ　オフ　オフ　　　＋１ ２　オン　オフ　オフ　　　−１ ３オフ　オン　オフ　　　−１ ４オン　オン　オフ　　　＋１ ５　オフ　オフ　オン　　　−１ ６オン　オフ　オン　　　＋１ ７　オフ　オン　オン　　　＋１ ８　オン　オン　オン　　　−１ 即ち、Ｘ、Ｙ又は２方向の選択的な反転を行なうπＲＦ
反転パルス（又は勾配パルス）は、夫々振幅がＯでない
Ｘ、Ｙ又はＺ選択性ＲＦ部分５２ａ。

５５ａ、５８ａが存在する場合はオフであり、ＲＦパル
ス５２ｂ、５５ｂ又は５８ｂの振幅が略０である場合は
、その方向のパルスがオフであり、何れも関連する勾配
パルス５１ａ、５４ａ又は５７ａと同時である。

この発明の現在好ましいと考えられる別の実施例では、
第４ｂ図に示す様に、改良された収縮形ｌ５ＩＳ順序（
ｃＲＩＳＩＳ）が、時刻ｔｏから時刻ｔ６までの期間内
に、交差する２つの局在化平面だけを設定する予備局在
化部分順序を利用する。時刻ｔ６から時刻ｔｃ′までの
この後の読取部分順序が、それからの応答を希望する容
積要素の３番目の次元の範囲を空間的に選択する。即ち
、応答収集部分順序が（Ｚ）空間選択性π／２パルスか
ら始まる。これは時刻ｔ６から時刻１９／　までの３番
目の次元（Ｚ軸）の磁界勾配（Ｇ２）パルス６６ａで構
成され、この期間中の時刻１　、　／から時刻ｔ８′ま
でにπ／２ＲＦ信号パルス６８（今の場合は５ｉｎｃ形
）が発生する。その後、時刻ｔ９′から時刻ｔｂ′まで
、３番目の勾配の位相戻しローブ６６ｂが発生され、時
刻ｔａ′から時刻ｔｃ′まで応答ゲート信号６２′が発
生し、この間、局在化した分光応答信号６４′を受信す
る。この順序はＸ及びＹの両方の選択性反転パルスがオ
ン状態であり、更に３つの順序が発生され、下記の表に
従って、Ｘ及びＹのＲＦパルス又は勾配Ｇ０及びＧｙの
一方又は両方が（夫々のＲＦ部分５２ｂ又は５３ｂ１或
いは勾配部分５１ｂ又は５４ｂに応答して）オフ状態で
ある残りの組合せを用いて発生されることが認められよ
う。

合計のスベ 順序　ＸＹ　　クトル寄与 １　オフ　オフ　　　＋１ ２　オン　オフ　　　−１ ３　オフ　オン　　　−１ ４オン　オン　　　＋１ ｌ５ＩＳ、ＶＳＥ及び５ＰＡＲ８１，：対し、改良され
たＣＲＩＳＩＳＳ　ＩＶＥＳ及びｌ５ＰＡＲ８方式には
３つの利点がある。第１に、ＣＲＩＳＩＳ、ＩＶＥＳ及
びｌ５ＰＡＲ８順序は、典型的には、持続時間が、ｌ５
ＩＳ、ＶＳＥ及びＳ　ＰＡＲ８局在化部分順序の僅か２
／３である。印加されるＲＦ信号パルスの数が１／３だ
け減少するから、サンプルに加えられるＲＦ信号電力も
大体１／３だけ減少する。第２に、局在化に必要な順序
のサイクル数（例えば４）は、Ｉ　Ｓ　Ｉ　Ｓ、サイク
ル形ＶＳＥ又はサイクル形５ＰＡＲ８による局在化に必
要な数（例えば８）の半分に過ぎない。従って、合計順
序サイクル時間が従来のＩ　Ｓ　Ｉ　Ｓ、サイクル形Ｖ
ＳＥ又はサイクル形５ＰＡＲ５より少なくとも５０％短
いから、生理学的な動きによって人為効果を発生する惧
れも同様に減少する。３番目に、この発明の手順は実効
的に局在化手順を１次元だけ収縮させ、読取パルスがサ
ンプルの１平面（これは必ずしもＺ軸方向である必要は
なく、Ｚ軸方向をこの明細書で選んだのは、例に過ぎな
い）だけで選択的に励振し、サンプル全体を非選択的に
励振しないから、Ｔ１緩和による人為効果並びに動きに
よる人為効果が、３番目の次元に於けるサンプルの合計
寸法に対するスライスの厚さの比だけ、大幅に減少する
。

この発明の現在好ましいと考えられる幾つかの実施例の
方法を説明の為に述べたが、当業者には、種々の変更が
容易に考えられよう。従って、この発明は特許請求の範
囲のみによって限定されることを承知されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図はＮＭＲ作像／分光装置の円筒形中孔を斜めに見
た図であり、用語及び方向の定義に役立つ。 第１Ａ図は第１図の作像容積の一部分を斜めに見た図で
、容積要素を選択する様子を更に詳しく示す。 第２Ａ図、第３Ａ図及び第４Ａ図は夫々従来のＶＳＥ、
５ＰＡＲ８及びｌ５ＩＳ手順に対する時間軸を合せた１
組の磁界勾配、ＲＦ倍信号びゲート形データ応答信号を
示すグラフ、 第２Ｂ図、第３Ｂ図及び第４Ｂ図はこの発明のＮＭＲ分
光方法に用いられる１組の時間軸を合せた磁界勾配、Ｒ
Ｆ倍信号びゲート形データ信号を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、相異なる３つの面の交差部にある所望の容積要素内
   のサンプルの一部分からのＮＭＲ分光応答信号を、局在
   化による人為効果の影響を少なくして収集する方法に於
   て、 （ａ）前記サンプルを静磁界Ｂ＿０内に浸漬し、（ｂ）
   前記３つの面の内の２つの面だけでＮＭＲ信号を選択的
   に区別する局在化部分順序を用いて、前記サンプル内に
   核磁気共鳴を励振し、（ｃ）その後、残りの面に於ける
   サンプル内のＮＭＲに空間的な選択性を持ち、所望の容
   積要素からのＮＭＲ応答信号の収集の開始の直前に発生
   する読取部分順序を用いる工程を含む方法。 ２、工程（ｃ）が、（ｃ１）所望の容積要素を通る所望
   の空間的な面を選択する磁界勾配を前記サンプル内に発
   生し、（ｃ２）該工程（ｃ１）の勾配の存在と同時に、
   少なくともサンプル内に、スピンを所望の容積要素内で
   略９０°章動させる無線周波（ＲＦ）磁界信号を発生す
   る工程を含む請求項１記載の方法。 ３、工程（ｃ１）が、デカルト座標系の所望の軸と平行
   な空間選択方向の勾配を発生し、所望の容積要素の中で
   の勾配を位置ぎめする様に選ばれ　た振幅を前記勾配に
   割当てる工程を含む請求項２記載の方法。 ４、前記勾配を発生する工程が、所望の軸を静磁界Ｂ＿
   ０の方向と略平行になる様に指定する工程を含む請求項
   ３記載の方法。 ５、所望の軸がＺ方向である請求項４記載の方法。 ６、工程（ｂ）が、デカルト座標系の残りの２軸と平行
   な二方向だけに於ける所望の容積要素の限界を定める工
   程を含む請求項５記載の方法。 ７、２つの局在化部分順序の面が、夫々Ｘ及びＹ方向の
   平面である請求項６記載の方法。 ８、９０°ＲＦ信号が終了した後、工程（ｃ１）の磁界
   勾配の位相戻しパルスを発生する工程（ｃ３）を更に含
   む請求項２記載の方法。 ９、ＲＦ信号が略ｓｉｎｃ関数の形を持つ包絡線を有す
   る請求項２記載の方法。 １０、ｓｉｎｃ関数を選ばれた数のローブで切取る請求
   項９記載の方法。 １１、工程（ｂ）が、第１の面を限定する第１の磁界勾
   配を発生し、サンプルが第１の勾配の作用を受けている
   間、所望の容積要素内のスピンを略４５°、９０°及び
   ４５°逐次的に章動させるＲＦ磁界信号を発生し、その
   後第２の面を限定する第２の磁界勾配を発生し、サンプ
   ルが第２の磁界の作用を受けている間、別のＲＦ磁界信
   号を発生して、所望の容積内のスピンを略４５°、９０
   °及び４５°逐次的に章動させる工程を含む請求項１記
   載の方法。 １２、工程（ｂ）が、工程（ｂ１）として、（ｂ１ａ）
   サンプル内のスピンを略９０°章動させる第１のＲＦ磁
   界信号を発生し、（ｂ１ｂ）その後第１の面を限定する
   第１の磁界勾配の第１のパルスを発生し、（ｂ１ｃ）そ
   の後サンプル内のスピンを略１８０°章動させる第２の
   ＲＦ磁界信号を発生し、そして（ｂ１ｄ）その後第１の
   面に沿ったスピンを略９０°章動させる第１の空間選択
   性信号を発生する工程を逐次的に実施することによって
   、第１の面を限定する工程と、工程（ｂ２）として、そ
   の後（ｂ２ａ）サンプル内のスピンを略９０°章動させ
   る第３のＲＦ磁界信号を発生し、（ｂ２ｂ）その後第２
   の面を限定する第２の磁界勾配の第１のパルスを発生し
   、（ｂ２ｃ）その後サンプル内のスピンを略１８０°章
   動させる第４のＲＦ磁界信号を発生し、そして（ｂ２ｄ
   ）その後第２の面に沿ったスピンを略９０°章動させる
   第２の空間選択性信号を発生することを逐次的に実施す
   ることにより、第２の面を限定する工程を含む請求項１
   記載の方法。 １３、工程（ｂ）が、（ｂ１）サンプル内のスピンを第
   １の面に沿って反転する第１の空間選択性信号を発生し
   、（ｂ２）サンプル内のスピンを第２の面に沿って反転
   する第２の空間選択性信号を発生する工程を含む請求項
   １記載の方法。 １４、工程（ｂ１）が、第１の面を限定する第１の磁界
   勾配を発生し、サンプルが第１の勾配の作用を受けてい
   る間、所望の容積要素内のスピンを略１８０°章動させ
   るＲＦ磁界信号を発生する工程を含む請求項１３記載の
   方法。 １５、工程（ｂ２）が、第２の面を限定する第２の磁界
   勾配を発生し、サンプルが第２の勾配の作用を受けてい
   る間、所望の容積要素内のスピンを略１８０°章動させ
   る別のＲＦ磁界信号を発生する工程を含む請求項１４記
   載の方法。 １６、工程（ｂ）が、更に（ｂ３）、第１及び第２のス
   ピン反転用の空間選択性信号を反復的に印加して、第１
   及び第２の信号の全ての組合せが存在し又は存在しない
   様にする工程を含み、工程（ｃ）が、（ｃ１）工程（ｂ
   ３）の第１及び第２の信号の夫々異なる組合せを印加す
   る度に、その後異なるＮＭＲ応答信号を収集し、（ｃ２
   ）工程（ｃ１）で収集された相異なるＮＭＲ応答信号を
   加算及び減算して、実質的に所望の容積要素に局在化す
   る最終的な信号を発生する工程を含む請求項１３記載の
   方法。 １７、少なくとも１つの次元で空間的な区別をする第１
   の空間局在化部分順序、及びその後の第２の非選択性Ｎ
   ＭＲ読取部分順序で構成される様な、所望の容積内にあ
   るサンプルの一部分からの分光応答信号を収集するＮＭ
   Ｒ順序で、局在化による人為効果を少なくする方法に於
   て、 （ａ）選ばれた１つの空間的な次元に対し、第１の部分
   順序の空間区別部分を削除し、 （ｂ）前記第２の非選択性ＮＭＲ読取部分順序を、前記
   選ばれた１つの空間的な次元で、空間的な局在化を行な
   うＮＭＲ読取部分順序に置換え、（ｃ）この結果得られ
   たＮＭＲ読取応答信号を処理して、実質的に所望の容積
   要素に空間的に局在化した分光応答信号を発生する工程
   を含む方法。 １８、工程（ｂ）が、（ｂ１）サンプル内に、所望の容
   積要素を通る所望の空間的な面を選択する磁界勾配を発
   生し、（ｂ２）前記工程（ｂ１）の勾配が存在するのと
   同時に、少なくともサンプル内に、スピンを所望の容積
   要素内で略９０°章動させる無線周波（ＲＦ）磁界信号
   を発生する工程を含む請求項１７記載の方法。 １９、工程（ｂ１）が、デカルト座標系の所望の軸と平
   行な空間選択方向に勾配を発生し、この勾配を所望の容
   積要素内に位置ぎめする様に選ばれた振幅を前記勾配に
   割当てる工程を含む請求項１８記載の方法。 ２０、勾配を発生する工程が、所望の軸を静磁界Ｂ＿０
   の方向と略平行になる様に指定する工程を含む請求項１
   ９記載の方法。 ２１、所望の軸がＺ方向である請求項２０記載の方法。 ２２、更に（ｃ３）、９０°ＲＦ信号が終了した後、工
   程（ｃ１）の磁界勾配の位相戻しパルスを発生する工程
   を含む請求項１８記載の方法。 ２３、ＲＦ信号が略ｓｉｎｃ関数の形を持つ包絡線を有
   する請求項１８記載の方法。 ２４、ｓｉｎｃ関数を選ばれた数のローブで打切られる
   請求項２３記載の方法。 ２５、ＲＦ信号が略ガウス形関数の形を持つ包絡線を有
   する請求項１８記載の方法。 ２６、残りの空間的な次元に於ける空間的な区別を変更
   して、工程（ｂ）及び（ｃ）を循環的に繰返す工程を含
   む請求項１７記載の方法。 ２７、工程（ｃ）が、完全なサイクルからの分光応答信
   号を加算及び減算して、実質的に所望の容積要素だけか
   らの合計分光応答信号を発生する工程を含む請求項２６
   記載の方法。