JPS635734A - 望ましくない応答信号を抑圧する方法 - 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）作像及び分光法、更に
具体的に云えば、同質原子核分極移転方法を利用するこ
とにより、水並びにその他の、スピンが結合されていな
い共鳴応答信号を抑圧する新規な方法に関する。

核磁気共鳴（ＮＭＲ）作像及び分光法は、現在医療診断
の目的にとって大きな将来性がある様に思われる。現在
のＮＭＲ作像では、その磁気回転比が大きいこと及び自
然に豊富にある点で、水素（１Ｈ）原子核が恐らく最も
容易に観測されるものである。生物系内にある大量の１
Ｈ原子核の大部分は、水分子の中に含まれている。従っ
て、生物系中の水の二、スピン−格子緩和時間Ｔ１及び
スピン−スピン緩和時間Ｔ２を測定し、その後この他の
１Ｈを含有する分子種目の量、Ｔ１及びＴ２を測定する
のがずっと容易である。代謝物質の天然に発生する濃度
を観測することは、現在のＮＭＲ作像装置で十分出来る
ことであるが、励振された水分子からの応答信号は非常
に強く、実際には他の応答信号が実質的に観測出来なく
なる程である。その為、水中の１Ｈ原子咳からの応答信
号を選択的に除去して、生物学的なサンプル中の重要な
構成成分から生ずる他の１Ｈ分子からの振幅がずっと小
さい応答信号を容易に観測出来る様にすることが非常に
望ましい。

従来、ＮＭＲスペクトル中の水応答信号を抑圧すること
は、活発に研究が進められていた区域である。−般的に
、水抑圧方式は大別して２柾類になる。即ち、１番目は
、水の共鳴の刺激を避ける為に選択的な励振であり、も
う１つは応答信号のデータを収集する時刻に、励振され
た水の共鳴からの応答信号を除去することである。後に
述べた方式では、水の共鳴を選択的に飽和させるか又は
反転し、別の１Ｈ共鳴からのデータを収集する間、水の
共鳴によって発生される応答信号の振幅が実質的にゼロ
になる様に、共鳴が展開する十分な時間（水の共鳴の０
．６９３Ｔ＋以内）が経つ様にすることである。然し、
実際には、こういう方法は完全に抑圧することは出来ず
、水の共鳴領域にある所望のスペクトルを歪める場合が
多い。分解能の高い分光法に於ける現存の水抑圧方式の
概観が、最近５５　Ｊ、Ｍａｇｎ、Ｒｅ５ｏｎ、誌２８
３　（１９８３年）所載のＰ、　　Ｊ、ホアーの論文「
フーリエ変換核磁気共鳴に於ける溶媒の抑圧」に発表さ
れてい反転ＤＥＰＴパルス順序を利用して、１３ｃ原子
核の様な異質原子核から１Ｈ原子核へ分極を移転するこ
ともよく知られている。Ｉ　Ｎ　Ｅ　Ｐ　Ｔ順序は同質
原子核共鳴ではうまく行かないし、Ｔ１ゼロ化方式は除
外されると思われるが、他の方法は水共鳴の化学シフト
を弁別する傾向があって、ＮＭＲ像に於ける水のＮ　Ｍ
　Ｒ応答信号を抑圧するのに特に役立たないので、Ｎ　
Ｍ　Ｒ作像及び分光法に対し、１Ｈ同質原子核共鳴から
の応答を求める方法が非常に望ましい。

発明の要約 この発明では、互いに結合された同様な原子核を含むサ
ンプルから、所望のＮ　Ｍ　Ｒ信号を求めながら、結合
されていない共鳴からの望ましくないＮ　Ｍ　Ｒ応答信
号を抑圧する方法が、Ｎ　Ｍ　Ｒ信号を発生させる各々
の励振信号順ＦＹより前に、磁化の回転平面内で、第１
の軸線の周りにスピンの磁化の９０″の回転を行なわせ
、その後筒１の軸線に対して略直交する第２の軸線の周
りにスピンの磁化を１８００回転させる無線周波（ＲＦ
）パルスを持つパルス順序を先行させ、その後関連する
作像順序の開始より前に、前記第２の軸線の周りに回転
させる２番目の９０’ＲＦパルスを交代的に用いる。各
々のパルス゛の間で、結合された原子核の結合定数Ｊに
関連する略同様な持続時間を持つ期間Ｔがある。交互の
順序の内、２番目の９０″ＲＦパルスを持たない１つの
順序は、相次ぐ１８０°パルスの間に１対の相次ぐ期間
Ｔがある。

逐次的な１対のデータの組の内の第２組の応答信号デー
タを第１組のデータから減算して、結合されていない共
鳴の応答信号を抑圧する。この方法によって得られる水
の共鳴の応答データの抑圧は、化学シフト、スピン−格
子緩和時間ＴＩ及びスピン−スピン緩和時間Ｔ２に実質
的に無関係である。

この発明の方法をＴＩゼロ化又はスピン予備飽和の様な
この他の水抑圧方式と組合せることにより、抑圧系数を
乗算的に更に高めることが出来る。典型的なパルスの欠
陥を補償する為に、送信及び受信信号の位相を循環的に
変えることにより、抑圧比を更に改善することも出来る
。

従って、この発明の１つの目的は、原子核種目からの望
ましくない結合されていない共鳴のＮＭＲ応答信号を抑
圧し、こうして結合された原子核種目の共鳴からのＮＭ
Ｒ応答信号を強化する新規な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
てこの発明の詳細な説明する所から、当業者に明らかに
なろう。

発明の詳細な説明 最初に第１ａ図について説明すると、適当な励振に応答
して、その原子核が互いに結合されていない複数個のＩ
Ｈ水素原子を持つ、水（Ｈ，Ｏ）の様な分子の応答信号
に１個のスペクトル成分１０が発生する。成分１０は周
波数Ｆｏ−２πγＢを持つ。ニーでγは磁気回転比（１
Ｈでは約４２゜５８ＭＨ，／Ｔ）であり、Ｂは刺激され
る原子核が受ける合計の磁界である。１本のスペクトル
線１０が−様な磁界Ｂの中で発生するのは、スピン１／
２の原子核が、奇数個の核子を持つ同等でない原子核か
ら夫々隔離されている、即ち結合されていない為である
。磁界の中に置かれた時、原子核がとり得るエネルギ状
態は２つしかない。即ち、第１のエネルギ・レベルを持
つスピンが下向きの状態か、又は第２のエネルギ・レベ
ルを持つスピンが上向きの状態である。２つのエネルギ
・レベルしかない時、その間には１つの量子遷移しか起
り得ない。ｈをブランクの定数として、Ｅ−ｈ−ＦＯに
従って周波数を決定するのは、この−定のエネルギの差
である。

次に第１ｂ図について説明すると、Ｈ−Ｃ＝Ｃ−Ｈ基（
こ＼で同等でない１Ｈ原子核がＨ−Ｃ。

Ｃ−Ｃ及びＣ−Ｈ’結合を通じて結合されている）を持
つ有機材料の様に、その原子核が互いに結合されている
複数個のＩＨ原子を持つ更に慢雑な分子では、この材料
中の各々の１Ｈ原子核は他の原子核から隔離されておら
ず、その影響を受けることがある。簡単の為、各々の原
子核が１／２のスピンを持つと考えると、複数個（Ｎ個
）の結合された原子核の各々がとり得るエネルギ状態は
Ｍ−２であるから、結合により、こういう状態が任意の
時点で、ＭＸＮ−２Ｘ２−４個の状態の内の１つに変換
し得る。この為、任意の時点で、１対の水素原子核の両
方がスピン下向き状態にあるか、両方がスピン上向き状
態にあるか、１番目の原子核がスピン上向き状態で２番
目の原子核がスピン下向き状態にあるか、又は１＠巳の
原子核がスピン下向き状態で２番目の原子核がスピン上
向き状態になり得る。この様な４つの相異なるエネルギ
・レベルの間に起り得る４つの遷移により、ＮＭＲ応答
信号のスペクトルにスペクトル線が生ずる。１番目の原
子核のスペクトル線は、２番目の原子核の結合されたス
ピンの分割作用により、スペクトル線１１ａ、ｌｌｂの
２重子になる。２番目の原子核自体が、１番目の原子核
の結合されたスピンの分割作用の為、スペクトル線１２
ａ及び１２ｂから成る別の２重子に応答する。２重子成
分１．１ａ−１１ｂ又は１２ａ−１２ｂが周波数の隔た
りｄＦＡだけ離れており、この隔たりはスピン−スピン
結合定数Ｊの大きさによって決定され、これは結合され
た１対の原子核の夫々結合された原子核に関連する１対
のスペクトル線の周波数Ｆ１又はＦ２に対して略対称的
である。

結合されていない場合のスペクトル線１０の振幅が（結
合された陽子を持つ有機材料に較べて、検査するサンプ
ル中に水が相対的にずっと豊富にある為に）結合されて
る場合のスペクトル線１１又は１２のどの振幅よりも大
きく、且つ結合されていないスペクトル線の周波数Ｆｏ
がスピンが結合されている場合のスペクトル線の周波数
Ｆ＋及びＦ２の一方又は両方に実質的に接近している場
合、結合されている原子核の応答信号１１及び／又は１
２は、結合されていない場合のスペクトル線の信号１０
によって完全に圧倒され、所望の、原子核が結合された
応答信号を正しく受信することが、不可能ではないにし
ても、困難になる。

第２図には、結合されていないスピンからの応答信号を
抑圧するこの発明の方法に対する現在好ましいと考えら
れる一組のＲＦ及び応答データ・ゲート信号の波形が示
されている。デカルト座標系の互いに直交する３側御組
のＸ、Ｙ及びＺ軸が存在する様な、核磁気共鳴（Ｎ　Ｍ
　Ｒ）作像／分光法の装置に利用する場合の好ましい信
号順序を例示しである。この発明の方法は、関連する応
答信号を発生させる各々のＮ　Ｍ　Ｒ順序１５（これは
公知の様に、標準的なスピン捩れ形励振順序等の様ない
ろいろある１群の作像／分光順序の内のどれであっても
よい）の前に、結合されていないスピンを抑圧する１対
の部分順序１４及び１４′の内の交代的な１つを利用す
る。即ち、この発明の１つの考えでは、交代的な部分順
序１４及び１４′を使うことにより、作像用の応答信号
を収集する直前に、結合されていない原子核のスピン磁
化の検出はゼロになる様にしながら、結合されたスピン
のスピン磁化の検出に必要な状態を強化する。

これは、結合されたスピンが結合されていないスピンと
は異なる形で振舞う様にするパルス信号がその中に存在
している１つの部分順序だけに応答して行なわれる。

部分順序／順序の組（これは交代的な１対の組の内の一
組）の初めに、第１のＲＦ信号パルス２０を用いて、少
なくとも結合された原子核のスピン磁化を回転させる。

第１の軸線（例えばＸ軸）の周りのπ／２ラジアン又は
９０’に略等しい回転作用を行なわせる。結合されてい
ないスピンもパルス２０によって回転する。このパルス
信号は部分順序の開始時刻ｔｏに始まり、第１のパルス
の終了時刻ｔ２に実質的に終了する。回転するスピン磁
化は、第１のパルス２０の中点時刻ｔｌから次に続く信
号パルス２２の中点時刻ｔ４まで、期間Ｔの間位相外れ
させる。パルス２２はπ又は１８０’ＲＦ信号パルスで
あり、こ＼では標本化平面の実質的に直交する第２の軸
線（例えばＹ軸）の周りに回転させる為に加えられる。

パルス信号２２は時刻ｔ３に始まり、幾分それより後の
時刻ｔ５に実質的に終了する。パルス間の期間Ｔは、結
合定数Ｊに比例し、典型的には１／（４Ｊ）に略等しい
。第２の軸線（Ｙ軸）の周りの回転の為、再集束信号パ
ルス２２の中点時刻から２番目のπ／２又は９０’ＲＦ
信号パルス２４の中点の時刻ｔ７までの別のパルス間期
間Ｔを設ける。パルス信号２４は実質的に時刻ｔ６に始
まり、時刻ｔ８に実質的に終了する。その後、第２の軸
線（Ｙ軸）の周りの回転の為、第２のπ又は１８０’Ｒ
Ｆ信号パルスの中点時刻ｔａまでもう１つの期間Ｔを設
ける。パルス信号２６が選ばれた作像順序１５を開始す
る。このパルスは、希望に応じて５ｉｎｅ形、ガウス形
又はその他の形の変調された包絡線を持つ選択性励振パ
ルス２６ａにすることが出来る。

パルス２６又は２６ａに応答して、そして典型的にはス
ライス選択、位相符号化及びその他の目的の為の勾配パ
ルス（図面に示してない）に応答して、サンプルによっ
て応答信号２８が発生され、それを作像順序１５を開始
する１８０”パルス信号２８の中点時刻ｔａより期間Ｔ
後に発生する時刻ｔｃから始まるこの後の応答データ期
間の間に受信する。時刻ｔｃに始まり、時刻１ｄに終る
ゲート信号３０を発生して、データ収集期間を定める。

１対の内の２番目の部分順序１４′／順序１５は、１番
目の部分順序１４／順序１５の開始時刻ｔｏから繰返し
期間Ｔｒの内の時刻ｔｏ′に始まる。

交代的な部分順序／順序の組の初めに、第１の９０°Ｒ
Ｆ信号パルス２０′が部分順序の開始時刻ｔｏ′に始ま
り、第１の信号パルスの終了時刻１２／に実質的に終了
する。第２の信号パルス２２′は１８０’パルスであっ
て、第１の信号パルス２０′の中点時刻１．／から１８
００信号パルス２２の中点時刻ｔ４′までの期間Ｔの後
に発生する。パルス信号２０′がスピンを第１の軸線（
Ｘ軸）の周りに回転させ、パルス２２′が、第１の軸線
に対して略直交する第２の軸線（Ｙ軸）の周りにスピン
を回転させる。再集束パルス２２′の後、今度は１対の
期間Ｔを設ける。第２の１８０’ＲＦ信号パルス２６又
は２６ａが第２組の作像順序１５を開始する。この第２
の１８０＠信号パルスの中点時刻ｔａ′は、２Ｔ期間の
終りにある。パルス２６又は２６ａに応答して、そして
スライス選択、位相符号化及びその他の目的の為の勾配
パルス（やはり図面に示してない）に応答して、サンプ
ルの刺激された原子核によって別の応答信号２８′が発
生される。ＮＭＲ応答信号２８′は、ゲート信号３０’
が存在するゲート期間の間に受信する。この期間は、（
作像順序の開始パルスの中点時刻１ａ／から同じ期間Ｔ
が経過した終りの）時刻ｔ。′から始まる。データ収集
期間が時刻１　、　／　に終る。その後、別の繰返し期
間Ｔ、（こ＼では時刻ｔｏ′から）の後に新しい２組の
部分順序／順序信号が開始され、第２の９０’ＲＦ信号
パルスが存在する状態及び存在しない状態が交互に来る
。第２の応答信号２８′からの受信データを第１の応答
信号２８からの受信データから減算して、結合されてい
ない（Ｈ−０−Ｈ）共鳴の応答を抑圧する。この代りに
、第１の応答信号のデータを第２の応答信号のデータに
加算して、結合された共鳴の応答の影響を抑圧すること
が出来る。

次に第３図には、（１対をなす部分順序／順序の第１組
と第２組の）交互の部分順序の効果が示されている。９
０’ｙパルス信号２４が存在するか存在しないかまでは
、何れの部分順序でも効果は同じである。Ｚ軸方向のＮ
ＭＲ装置の静磁界Ｂ０により、スピンの正味の磁化Ｍは
最初にＺ軸と略平行になる様にする。（グラフ（ａ）。

）第１のＲＦパルス信号２０又は２０’　に応答して、
磁化ベクトルがＸ軸の周りに９００、矢印Ａの向きに回
転する。この為、第１のπ／２パルス信号の後、両方の
２重子成分１１ａ／ｌｌｂ及び１２ａ／１２ｂのスピン
磁化がＸＹ平面内で同相であり、時刻ｔ１又は時刻１．
／には、実質的にＹ軸に沿った正味の磁化ベクトル４０
によって表わすことが出来る。１／（４Ｊ）に略等しい
第１の遅延期間Ｔの後、結合されたスピンは互いに９０
′位参目がずれる。グラフ（ｂ）では、スピン磁化ベク
トルａ及びｂは、第１ｂ図の１つの２重子だけに対する
成分を表わしている。図面を見易くする為、２番目の２
重子は図面に示してない。この為、第１の１８０’パル
ス２２′　より前には、スピン・ベクトルａは＋Ｙ軸に
対して第１の角度、例えば角度−αにあり、２市子のス
ピン・ベクトルｂに対して略９０″に等しい角度にある
。スピン・ベクトルｂ自体は＋Ｙ軸に対して別の角度、
例えば角度βにある。角度α及びβは送信器のオフセッ
トの為、最初は等しい必要がない。送信器のオフセット
が２重子成分の間にある場合、各々のスピンが反対方向
に回転する。今の場合、ベクトルａが時計銀りに回転し
、ベクトルｂが反時計廻りに回転する。時刻ｔ４又はｔ
ａ’に再集束１８０°ｙパルス２２又は２２′を印加す
ると、ベクトルがＹ軸の周りに１８００の角度にわたっ
て「はじかれる」。（グラフ（ｃ））その結合（この結
合は磁界に無関係である）を通じてこれらの成分に影響
を与える他方の１対の成分の「はじき」の為、ベクトル
は、回転方向は変わらないが、実質的に位置が入れ替り
、この為πアバルスより前の（＋ｙ軸に対する）ベクト
ルｂの角度がβであったのに、ベクトルａが一βの角度
になり、πｙパルス２２又は２２′より前に、＋Ｙ軸に
対する他方のベクトルａが一αの角度であったのに、ベ
クトルｂが今度は＋αの角度になる。この１８Ｏａパル
スは、スピン系の発展によって生ずる共鳴のオフセット
成分があっても、それを相殺する。

第２のＴ−１／（４Ｊ）期間の終りに、２つの２重子成
分ａ及びｂが反対位相になり、この為時刻ｔ７又は時刻
１．／の何れかの直前には、２重子成分ａ及びｂの間に
１８０’の角度がある。この状態がグラフ（ｄ）に示さ
れており、ａベクトル４２ａ及びｂベクトル４２ｂが反
対位相であるが、＋Ｙ軸に向って回転する。グラフ（ｄ
′）では、時刻ｔ８に於ける９０’ＲＦ信号パルス２４
の効果が作用して、全ての結合されたスピンをＹ軸の周
りに反転し、この為、結合されたスピンはａベクトル４
４ａ及びｂベクトル４４ｂが、交互の部分順序１４′　
（この時にはサンプルに第２の９０°ＲＦ信号パルスが
印加されない）の時刻ｔ７’　に於けるこれらのベクト
ルの回転方向とは反対方向に回転する。結合されていな
いスピンは９０’ＲＦ信号パルス２４の影響を受けない
。これは、このパルスがスピンの磁化と同じ軸線に沿っ
てＲＦ磁界を印加するからである。

従って、作像順序１５の切めに、１８０＠ｙパルス２６
又は２６ａが、１対の組の部分順序／順序の内の２番目
の組の間だけ、結合されたスピンの場合に開始する時、
ベクトルの位置はグラフ（ｅ）に示す様になる。然し、
９０″ｙが存在する第１の部分順序の間、結合されたス
ピンはグラフ（ｅ′）に示す様になっている。第３の期
間Ｔの効果により、スピン・ベクトルａ及びｂが異なる
様になる。これは、第１の部分順序の作用を受けた結合
された原子核に対するａ及びｂベクトルを夫々表わす異
なる角度−φ及び＋θ（グラフ（ｅ’　））と、第２の
部分順序の作用を受けた結合されていないスピン又は結
合されたスピンに対するａ及びｂベクトルに対する夫々
の角度−φ′及び＋θ′　（グラフ（ｅ’　）　）に示
す通りである。

角度θ及びθ′又はφ及びφ′は、−船釣に大きさ又は
方向が同じではない。（実効的に時刻ｔａ又は時刻１ａ
／　に発生する）１８０°ｙパルス２６又は２６′の効
果が、第２の順序の結合されたスピンに対してグラフ（
ｆ）に示されており、第１の部分順序に応答する結合さ
れたスピンに対してグラフ（ｆ′）に示しである。この
場合も、ａ及びｂベクトルは異なる位置にあり、グラフ
（ｆ）の場合の角度−φ′及び＋θ′と、グラフ（ｆ′
）の場合の角度−〇及び＋φが異なる。最後に、４番目
の期間Ｔの後、応答データを初めて収集する時刻ｔｃ又
は時刻ｔｃ′に、グラフ（ｇ′）で、中間の第２のπ／
２パルスが存在する第１の部分順序の作用を受けた結合
されたスピンは、両方のスピン成分４６ａ及び４６ｂが
＋Ｙ軸に沿った第１の方向に整合している。（中間の第
２のπ／２パルスがない）第２の部分順序の作用を受け
た結合されたスピンは、磁化ベクトル４８ａ及び４８ｂ
が、グラフ（ｇ）に示す様に、−Ｙ方向に整合している
。２組のデータを減算した時、前は反対向きであったス
ピン４６及び４８（結合された原子核）が今度は積極的
に相加わり、これに対して同じ方向を持つ結合されてい
ない共鳴の応答信号４８が実質的に相殺されることが判
る。

応答データ２８又は２８′は、断続的な第２の９Ｑ”Ｒ
Ｆ信号パルス２４の直後、即ち時刻ｔ７又は時刻１．／
の直後に収集することが出来るが、個々の多重子成分の
強度は符号が交互に変わり、スペクトルとして分解され
ない全ての信号が相殺される。これは作像実験で特に重
要である。それは、静磁界又は磁界勾配を用いる場合は
それの何れかの非均質性がある場合、スピンの化学シフ
トをぼかす傾向があるからである。時刻ｔ７又はｔ７′
から１８０’パルス２Ｂ／２６ａまで１対の別の期間Ｔ
の遅延を含めることにより、多重子成分は同じ位相に達
する十分な時間が得られる。

この方法によって得られる水抑圧係数は、実質的に化学
シフト、Ｔ１及びＴ２に無関係である。

この方法をＴ１ゼロ化又はスピン予備飽和の様な他の水
抑圧方法と組合せれば、抑圧係数が乗算的な利得倍だけ
更に強化される。この様な別の抑圧方法を使うことによ
り、全体的な手順がスピン−格子緩和時間又は化学シフ
トに幾分依存性を持つことがある。ＲＦパルス信号の大
抵の欠陥を補償する様に送信器及び受信器の位相を循環
的に変えることにより、抑圧係数を改２善することが出
来る。

下記の表に示す位相計画を利用して、２工程及び４工程
の位相サイクル・プログラムを用いることが出来る。

表１ ２工程及び４工程位相プログラム 第１のパルス　断続パルス　受信器 ２工程　　　　ｘ　　　　　　　ｙ　　　　　ｙ〃Ｘ−
−ｙ ４工程　　　　ｘ　　　　　　　ｙ　　　　　ｙ”　　
　　　　ｘ　　　　　　　−−ｙ／／　　　　　　ｘ　
　　　　　　ｙ　　　　　ｙ〃ｘ　　　　　　　−−ｙ ２工程の位相プログラムを４工程の位相プログラムに拡
張することは、時間１／（２Ｊ）の時の９０６及び２７
０’パルスが結合されたスピンを反転するが、０″及び
１８０’ＲＦ信号パルスでは結合されたスピンの反転が
起らない為に、第２の９０’パルスの位相を反転するこ
とによって得られる。４工程位相プログラムは、全ての
ＲＦ信号パルス及び受信器の位相を９０″進めて繰返す
ことにより、更に拡張し、この結果１６エ程の移相プロ
グラムにすることが出来る。

遅延期間Ｔの選択は特に臨界的ではない。分極の移転は
遅延時間Ｔの関数として正弦状に変化し、Ｎをゼロより
大きな奇数の整数として、遅延時間Ｔ＝Ｎ／　（４Ｊ）
である時、即ち、Ｎ−１，３゜５、・・・の時に最大に
なる。Ｎを一層大きくして遅延時間を一層長くすると、
大抵の組織の水のＴ２は比較的短いから、スピン−スピ
ン緩和の為に水信号が更に抑圧されるという利点がある
。

第４ａ図及び第４ｂ図の写真は、１６５Ｔの研究用ＮＭ
Ｒ作像装置の出力スクリーンに表示された夫々和及び差
の像を示す。第４ａ図の上側の（和の）像では、右側の
像は硫酸鋼をドープした　　　　水の１ＣＩ１１の球形
バイヤルによって構成された物体ファントムであり、左
側の像は軽機械油を大体半分式れた５００ｍ１のポリエ
チレンびんで形成されたファントム物体である。表１の
一番上に示した２工程位相プログラムを使い、約１０Ｈ
工の結合定数Ｊ（この結果パルス間の遅延期間Ｔは約２
５ミリ秒になる）を仮定して、約６００ミリ秒の繰返し
期間Ｔ、を用いてデータを収集した。第２のπ／２パル
ス信号２４が存在する時に収集したＮＭＲ応答信号２８
を、第２のπ／２パルス信号が存在しない状態で第２の
部分順序１４′に応答して得られたＮＭＲ応答信号２８
′のデータとは独立に貯蔵した。貯蔵したデータから１
対の像を構成した。第４ａ図の和の像は、別々に貯蔵し
た２組のデータを加算することによって得られ、こうし
て結合されていないスピンだけに対するスピン密度情報
を含む像を求めた。第４ｂ図の差の像は、別々に貯蔵し
た２組のデータを減算することによって得られた。この
差の像は、結合されたスピンだけのスピン密度情報を含
む。油の炭化水素分子は結合されたスピン及び結合され
ていないスピンの両方を持っているから、両方の像に油
びんが現われる。これに反して、水の共鳴は結合された
スピンがなく、従って多重子構造を持たないので、水の
バイヤルは結合されていないスピンの和の像にだけ現わ
れる。

第５図は、同じ作像装置の表示装置の写真であるが、成
人女性ボランティアの左前脚の断面を示す。この像では
、やはりＪ−１０Ｈ！の周期を仮定したが、１秒の繰返
し期間Ｔｒを用いた。表１の一番下に示す位相サイクル
・プログラムを用いて、大抵のパルスの欠陥を相殺した
。右側の和の像は、腕の筋肉と脂質の両方と共に、何れ
も前ｊ博の両側に配置して、１対のデータの組を整合さ
せる為に用いられたドープした水の２個の小さなびんを
はっきりと示している。左側の差の像は前脚の脂質だけ
のスピン密度情報を含む。これは筋肉及び水は実質的に
結合されていないスピンしか持たないからである。この
為、硬膜下の脂肪内にある脂質と、前脚の２本の骨の中
心に接近した骨髄だけが見える。

ＮＭＲ作像分光法で結合されていないスピンを抑圧する
この発明の方法の現在好ましいと考えられる実施例を詳
しく説明したが、当業者にはいろいろな変更が考えられ
よう。従って、この発明は特許請求の範囲のみによって
限定されるものであって、現在好ましいと考えられる実
施例を説明する為に用いた計装及び細部に制限されない
ことを承知されたい。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は結合されていない（水の）共鳴に対する周波
数領域の振幅のグラフ、 第１ｂ図は１対のスピン１／２　（ＩＨ）の原子核のＮ
ＭＲ応答特性の周波数領域の振幅のグラフ、第２図はス
ピン捩れ影信号作像順序をそれと一緒に用いた、結合さ
れた共鳴の応答信号発生順序及びこの発明の部分順序の
現在好ましいと考えられる１実施例の無線周波励振信号
、データ収集信号及びゲート信号の時間を合せた一組の
ディジタル波形を示すグラフ、 第３図はこの発明の方法を理解するのに役立つ一組のス
ピン・ベクトルのグラフ、 第４ａ図及び第４ｂ図はこの発明の方法を用いて求めら
れたファントム表示像の写真（Ｘ線像と同等なものであ
り、図面に代えて写真を提出する。 ）で、結合されていない１Ｈ原子咳の抑圧を例示してい
る。第５図は成人ボランティアの解剖学的な一部分の表
示像の写真（同じく、写真を提出する。）で、この発明
の効果を理解するのに役立つ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）サンプルの核磁気共鳴（ＮＭＲ）検査で、互いにス
   ピン結合された原子核からの所望のＮＭＲ信号を求めな
   がら、互いに結合されていない原子核からの望ましくな
   い応答信号を抑圧する方法に於て、 （ａ）夫々第１及び第２の励振信号順序に応答して、前
   記サンプルから夫々第１及び第２のＮＭＲ応答信号の各
   々を発生させ、 （ｂ）前記第１及び第２のＮＭＲ励振信号順序の各々の
   前に、各々の前記励振順序によって、（１）スピンが結
   合されていない原子核からは略同じ位相であり且つ（２
   ）スピンが結合されている原子核からは位相が実質的に
   反対である応答信号を発生させる様に予定の形で選ばれ
   た交互の１対の信号部分順序の内の異なる１つを先行さ
   せ、 （ｃ）第１の部分順序及び第１の順序に応答して発生さ
   れた応答信号を収集して第１組の回収データを形成し、 （ｄ）第２の部分順序及び第２の順序に応答して発生さ
   れた応答信号を収集して第２組の回収データを形成し、 （ｅ）第１組及び第２組のデータの内の一方を他方の組
   のデータから減算し、 （ｆ）工程（ｅ）で得られた組のデータの差に応答して
   、サンプルの像及びスペクトルの内の一方を発生する工
   程を含む方法。 ２）特許請求の範囲１）に記載した方法に於て、工程（
   ｂ）が、各々の部分順序に複数個の無線周波（ＲＦ）パ
   ルス信号を用い、前記１対の部分順序の内の一方に、該
   １対の他方の部分順序には用いられない少なくとも１つ
   の余分のＲＦパルス信号を用いると共に、該少なくとも
   １つの余分のＲＦパルス信号がサンプルのスピン結合さ
   れた原子核及びスピン結合されていない原子核の夫々に
   対して異なる予定の効果を持つ様にする工程を含む方法
   。 ３）特許請求の範囲２）に記載した方法に於て、工程（
   ｂ）が、更に、Ｎを０より大きい奇数の整数とし、Ｊを
   結合された原子核の間の結合定数として、前記複数個の
   ＲＦパルス信号の逐次的な各々の対の時間的な中点をＴ
   ＝Ｎ／（４Ｊ）に略等しい期間だけ離す工程を含む方法
   。 ４）特許請求の範囲３）に記載した方法に於て、工程（
   ｂ）が更に、前記少なくとも１つの余分のＲＦパルス信
   号を持つ一方の部分順序の最後のＲＦパルス信号の時間
   的な中点とそれに続く作像順序の最初のＲＦパルス信号
   の時間的な中点の間に略同じ期間Ｔを設ける工程を含む
   方法。 ５）特許請求の範囲４）に記載した方法に於て、工程（
   ｂ）が更に、１対の作像順序の各々の最初のＲＦパルス
   信号の時間的な中点とこの順序中の後の時点で、工程（
   ｃ）又は（ｄ）の応答信号の回収が開始される時刻の間
   に略同じ期間Ｔを設ける工程を含む方法。 ６）特許請求の範囲５）に記載した方法に於て、工程（
   ｂ）が、前記少なくとも１つの余分のＲＦパルス信号を
   持たない部分順序中の最後のＲＦパルス信号とそれに続
   く作像順序の最初のＲＦパルス信号の時間的な中点を期
   間Ｔの２倍に略等しい期間だけ隔てる工程を含む方法。 ７）特許請求の範囲６）に記載した方法に於て、Ｎ＝１
   である方法。 ８）特許請求の範囲３）に記載した方法に於て、複数個
   のＲＦパルス信号を用いる工程が、第１のＲＦパルス信
   号を用いてサンプルの原子核の正味のスピン磁化を１平
   面内の第１の軸線の周りに略９０°回転させ、前記第１
   のＲＦパルス信号の時間的な中点から略期間Ｔ後に発生
   する時間的な中点を持つ第２のＲＦパルス信号を用いて
   、サンプルの原子核のスピン磁化を、前記第１の軸線と
   同じ平面内であるが、それに略直交する第２の軸線の周
   りに略１８０°回転させる工程を含む方法。 ９）特許請求の範囲８）に記載した方法に於て、前記第
   １及び第２のＲＦ信号パルスが、サンプルに印加される
   勾配磁界が実質的に存在しない状態で、サンプルに印加
   される方法。 １０）特許請求の範囲８）に記載した方法に於て、少な
   くとも１つの余分のＲＦパルス信号を用いる工程が、第
   ３のＲＦパルス信号を用いて、結合された原子核のスピ
   ン磁化を前記第２の軸線の周りに略９０°回転させる工
   程を含む方法。 １１）特許請求の範囲１０）に記載した方法に於て、前
   記第３の信号パルスが、サンプルに印加される勾配磁界
   が実質的に存在しない状態で、サンプルに印加される方
   法。 １２）特許請求の範囲１０）に記載した方法に於て、工
   程（ｂ）が更に、前記少なくとも１つの余分のＲＦパル
   ス信号を持つ部分順序の第３のＲＦパルス信号の時間的
   な中点とそれに続く作像順序の最初のＲＦパルス信号の
   時間的な中点の間に略同じ期間Ｔを設ける工程を含む方
   法。 １３）特許請求の範囲１２）に記載した方法に於て、工
   程（ｂ）が更に、前記１対の作像順序の各々の最初のＲ
   Ｆパルス信号の時間的な中点と、この順序中に工程（ｃ
   ）又は（ｄ）の応答信号の収集が開始される後の時刻の
   間に略同じ期間Ｔを用いる工程を含む方法。 １４）特許請求の範囲１３）に記載した方法に於て、工
   程（ｂ）が、前記少なくとも１つの余分のＲＦパルス信
   号を持たない部分順序中の最後のＲＦパルス信号とそれ
   に続く作像順序の最初のＲＦパルス信号の時間的な中点
   を、期間Ｔの２倍に略等しい期間だけ離す工程を含む方
   法。 １５）特許請求の範囲１４）に記載した方法に於て、部
   分順序の最後のＲＦパルス信号が第２のＲＦパルス信号
   である方法。 １６）特許請求の範囲１４）に記載した方法に於て、Ｎ
   ＝１である方法。 １７）特許請求の範囲８）に記載した方法に於て、工程
   （ｂ）が更に、前記少なくとも１つの余分のＲＦパルス
   信号を持つ部分順序の第３のＲＦパルス信号の時間的な
   中点とそれに続く作像順序の最初のＲＦパルス信号の時
   間的な中点の間に略同じ期間Ｔを設ける工程を含む方法
   。 １８）特許請求の範囲１７）に記載した方法に於て、工
   程（ｂ）が、前記１対の作像順序の各々の最初のＲＦパ
   ルス信号の時間的な中点とその順序中の工程（ｃ）又は
   （ｄ）の応答信号の収集が開始される後の時刻の間に略
   同じ期間Ｔを設ける工程を含む方法。 １９）特許請求の範囲１８）に記載した方法に於て、工
   程（ｂ）が前記少なくとも１つの余分のＲＦパルス信号
   を持たない部分順序中の最後のＲＦパルス信号とそれに
   続く作像順序の最初のＲＦパルス信号の時間的な中点を
   期間Ｔの２倍に略等しい期間だけ離す工程を含む方法。 ２０）特許請求の範囲１９）に記載した方法に於て、Ｎ
   ＝１である方法。