KR880001529B1 - 화학 이동성 nmr 주파수를 갖는 핵을 포함한 샘플의 영상화 방법 - Google Patents

화학 이동성 nmr 주파수를 갖는 핵을 포함한 샘플의 영상화 방법 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

화학 이동성 NMR 주파수를 갖는 핵을 포함한 샘플의 영상화 방법
제1도는 선택 여기에 의해 한정되는 평면체를 가지며 정자계내에 위치된 NMR 샘플을 개략적으로 나타낸 도면.
제2a도 및 제2b도는 물과 지방질내의 양성자에 대응하는 두 화학적으로 이동된 첨두치를 각각 예시한 인체 두부와 대퇴부로 부터의 64메가헬쯔의 양성자(1H)의 스펙트럼.
제3도 및 제4도는 각각 다중각 투사영상화 시퀀스 및 2차원 퓨리에 변환(스핀 비틀림)영상화 시퀀스에 대해 본 발명에 따른 포화 펄스를 전형적인 양상화 펄스 시퀀스들과 함께 사용한 것을 보여준 도면.
제5도 및 제6도는 화학 이동성 선택(포화)펄스가 각각 종래의 2차원 퓨리에 변환(2DFT)영상화 시퀀스에 포함되는 90° 또는 180°여기 펄스인 다른 양호한 실시예의 개략도.
제7도는 본 발명의 방법을 실시하기에 적합한 NMR 영상화 장치의 간략한 블럭도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 샘플 12 : 영상화 체적
14a, 16a : 첨두치들 20, 20', 20", 20"' : 시질러포화펄스
26a : 90°선택펄스 26b : 180°선택펄스
본 발명은 핵자기 공명(NMR)영상화에 관한 것으로, 특히 화학적으로 이동된 NMR주파수를 가진 동종 또는 이종의 핵을 포함한 샘플의 선택된 핵으로 영상화함으로 NMR 영상화 에서의 화학이동 결점을 극복하기 위한 방법에 관한 것이다.
공지된 바와 같이, 핵자기 공명은 양성자 또는 중성자들을 홀수개 갖는 원자핵에 의해 나타나는 현상이다. 그러한 핵은 소(小)자계를 부여하는 스핀을 갖는다. 그러한 핵이 외부에서 가해준 정지 주자계 Bo에 위치되면, 핵은 그들 스스로 그 가해준 자계와 일렬로 되어 가해준 자계 Z방향으로 순수 자화 M를 발생한다. 핵은 가해준 자계축에 관해 진동 즉 세차운동한다. 이때 진동수 W는 NMR 특성주파수라 하며 라모어 방정식에 의해
W=rBo………………………………(1)
이다. 여기에서 r은 회전자계 비율로서 각 NMR 동위원소에 대해 상수이다. 만일 시간종속 RF 자계 즉 핵의 라모어 주파수와 동일한 주파수 성분을 가진 자계가 주자계 방향과 수직인 방향으로 가해지면, 핵은 에너지를 흡수할 것이고 주자계의 축으로부터 장동운동하여 새로운 순수인가 자계 방향에 관해 라모어 주파수로 세차운동을 시작할 것이다.
만일 장동각이 90°일때 정확히 RF 펄스가 턴오프되면, 자와는 수평면 즉 X, Y 평면내에서 라모어 주파수로 Bo에 관한 세차운동한다. 그러한 펄스를 90°펄스라 한다. 180°펄스는 자화를 180°즉 반전시키도록 장동하는것이다. 이러한 두 RF 펄스타입은 NMR 분광학자의 기본 도구이다.
실험적으로, NMR신호는 BO에 수직인축을 가진 RF 동조코일에 의해 검출된다. 여기하는데 쓰이는 코일 역시 검출용으로 적당하다. 또는 분리한, 상호 직각인 코일도 쓰일 수 있다. 진동 NMR 자화는 발전기의 원리와 유사하게 코일내에 전압을 유기한다. 펄스에 뒤이은 유도 신호는 자유유도감쇠신호(FID)라 부르는데, 이것은 핵이 주자계와 정렬한 평형상태로 돌아가는 이완상태일 때의 시간 신호에서의 감쇠를 나타내는 것, 즉 주자계에서의 불균질성으로 인해 초래된 디페이싱(dephasing)에 기이한 감쇠 신호이다.
이러한 NMR신호들이 검출되고, 퓨리에 변환되어 여기된 핵의 NMR 신호특성의 주파수 성분이 유도된다.
동일 동위원소의 핵들이 그들의 NMR주파수들내에 미소 변화를 보여주는데, 이 변화를 화학이동이라 부른다. 그렇게 칭하는 이유는 그들의 국부자계 환경에 그들의 화학적 환경의 차이가 영향을 주기 때문이다. 화학이동은 인접원자 주위의 전자들의 분포와 관련된 차폐로 인해 핵주위의 자계 변동에 기이한다. 차폐정도는 핵 환경의 특성이다. 따라서 주어진 분자의 화학이동 스펙트럼은 독특한 것으로 분자의 식별에 쓰인다. 종래의 NMR 분광학에서, 화학이동 신호들이 샘플의 화학적 구조를 연구하기 위해 NMR 샘플의 저체로부터 관찰되었다. 공진(명)주파수와 절대 화학이동은 자계 강도에 의존하기 때문에, 화학이동은 임의의 기준 화합물에 대해 공진 주파수의 백만분의 일부(ppm)에서의 미소 변화로 나타난다.
라모어 주파수가 자계에 비례하기 때문에, 만일 자계가 샘플내에서 공간적으로 변화한다면, 핵의 공진 주파수도 변화한다.
NMR 영상화에서, 적어도 1 자계 그래디언트가 방사된 NMR 신호들을 공간적으로 부호화하기 위해 샘플에 가해진다. 만일 그래디언트의 인가하에 주파수 성분의 좁은 범위를 갖는 RF 여기 펄스가 선택된 지역내, 예를 들면 샘플의 선택지점이나 슬라이스내에 가해지면, 이 지역은 선택적으로 여기되고, 선택된 지역으로부터의 NMR 신호들은 검출된다. 샘플의 상이한 지역이나 지점으로부터 수집된 데이타가 영상을 만들기 위해 공지의 방식으로 처리될 수 있다.
과거의 NMR 영상화에서는 저자계로 수행되었고 화학 이동은 별문제가 되지 않았다. 약 0.5T이하의 자계에서, 화학이동은 공진주파수의 고유선폭에 비교할만하고 수소(1H)핵의 낮은 김도 때문에 관측하기가 어렵다. 그러나, 예를 들면 1T이상의 고자계에서 NMR 영상화를 실행하는 것이 신호대 잡음비를 개선하기 때문에 바람직하다. 자석의 발전에서의 최근의 발달로 의학 및 생물학적 NMR 영상화에서 1 내지 1.5T이상의 보다 높은 자계의 사용이 가능하게 되었다. 자계가 증가하면 화학 이동은 비례적으로 증가해서 큰 문제를 발생한다. 화학 이동은 NMR 신호에서 공간변인으로서의 효과를 발생한다. 이 결과, 다중각 투사 영상화에서 고리로 나타나고, 2차원 퓨리에 변환(2DFT)영상화에서 고우스트 현상을 나타나게 하는 화학이동 결점들이 발생된다. 예를 들면 고우스트 결점은 엷은 고리모양, 또는 영상의 한쪽에 고우스트로서 나타나서 제공된 공간정보의 일부를 제거한다. 인체의 양자 영상화에서 관측되는 화학이동은 주로 물(H2O)내의 산소에 부착된 수소와, 지방질이나 다른 조직내의 알킬 -CH2-군내의 탄소에 부착된 수소와의 사이에서 일어난다. 화학이동의 효과는 중첩된 영상들, 즉 물영상과, 화학이동에 대응한 양만큼 이동된 지방질 영상을 발생하는 것이다.
NMR 영상화에서 화학이동의 결점을 관측하고 발견하는 것에 관해 본 발명의 발명자인 폴 아서 바탐리씨에의해 처음으로 발간된 책 "NMR 영상화용 반전성자계 그래디언트제어시스템"에서다음과같은식
Figure kpo00001
이 제안되었다. 여기에서 최소 영상화 그래디언트 g는 화학이동 결점을 회피하기 위해 주파수 유니트에서 측정된 화학이동들의 스펙트럼 δ*을 포함한 공간량 샘플 a의 N 픽셀들을 해상하기 위해 필요한 그래디언트이다. 주파수 유니트에서 화학 이동범위가 자계강도와 더불어 선형으로 증가하고, 공간 해상을 최대화하기 위해 N까지 증가하는 것이 바람직하기 때문에, 실제 그래디언트 강도들이 방정식(2)을 만족하기에 불충분한 조건이 급속히 접근된다. 또한, 고유 주자계 불균일성에 기인하여 절대적으로 필요한 강도를 초월하여 그래디언트 강도를 증가하는 것이 불리한데, 그 이유는 이렇게 함으로 NMR 신호의 주파수 대역폭이 증가되고 신호대 잡음비가 감속되기 때문이다.
일반적으로, 만일 선행지식에 첨두진폭을 포함하여 화학이동 스펙트럼 정보 또는 공간 정보가 포함되지 않는다면, 계산에 의해 단일 NMR 주사로부터 화학이동 결점이 정정될 가능성은 없다. 그러한 지식은 미지의 물체의 내부를 조사하려는 영상실험의 목적과 반대일 수도 있다. 그러므로, 화학이동 결점은 중대한 문제인데, 특히 균일한 주자계에서의 고자계 영상화에서는 특히 더 하다.
그러므로, 화학이동 결점을 극복하는 NMR 영상화 방법을 제공하는 것이 필요하다. 또한 화학이동 종류를 분석할 수 있는 NMR 영상화 방법을 제공하는 것이 필요하다. 예를 들면, CH2지방질만으로부터 구성된 영상은 심장 질병의 진단 뿐만 아니라 혈관에서의 지방질 또는 아세로스 클레로틱 장해 또는 플라그를 찾아내는데 유용한 것이다.
본 발명의 제1실시예에 따르면, 해상될 동종의 선택된 화학이동 핵의 NMR주파수로 하여금 선택된 핵으로 부터의 영상이 화학이동 결점없이 구성되도록 하는 NMR 영상화 방법은, 종래의 영상화 시퀀스 전에, 선택되지 않은 핵의 화학 이동된 NMR 주파수에 관한 좁은 주파수 스펙트럼을 가진 샘플에 RF 펄스(시질러(Sizzler)펄스)를 인가함으로 그리고 영상화 시퀀스에서 데이타 획득 중에 이러한 핵이 NMR 신호들을 발생하지 않도록 비선택된 핵을 포화 또는 반전하기 위해 좁은 주파수 스펙트럼 RF 펄스의 진폭을 조정함으로 샘플의 비선택핵을 선택적으로 포화 또는 반전하는 단계를 이용한다.
소망의 스펙트럼 내용을 가진 RF 펄스는 예를 들면 포화하기 원하는 핵의 NMR 주파수와 같은 주파수를 가진 RF 반송파를 제공하고, 포화되기 위해 핵의 NMR 주파수에 관한 좁은 대역의 주파수로 RF 반송파 펄스의 주파수 스펙트럼을 제공하도록 결과의 RF반송파 펄스의 폭과 모양을 제어하는 파형을 가진 RF 반송파 펄스를 진폭변조함으로 형성된다. RF 반송파 펄스가 샘플내에 비선택된 핵을 포화(반전)하기 위해 자계 그래디언트 없이 샘플에 가해진다. 두 화학이동 핵을 포함한 샘플들에 대해, 핵은 개별적으로 해상될 수 있고, 영상들은 한핵을 그 다음엔 다른 핵을 순차적으로 포화(반전)시킴으로 각각의 화학 이동되는 핵의 종류로부터 구성될 수 있다. 둘 이상의 화학이동 핵을 포함하는 샘플에 대해서, 복합 RF 반송파 펄스들이 선택된 핵을 제외한 모든 핵을 동시에 포화(또는 반전)하는데 쓰인다. 이종의 화학이동의 해상을 가능하게 하고, 그러한 종류의 NMR 영상이 화학 이동 결점없이 구성되도록 하는 본 발명의 제2실시예는, 90-δ-180°스핀 시퀀스의 일부로서의 선택성 여기 90°또는 180°RF 펄스든지 90°-δ-180°-2δ-180°-180°중의 어느 하나의 형태의 종래의 NMR 영상시퀀스 ……Carr-Purcell RF 펄스 시퀀스 내에 화학이동 선택성 "시질러(Sizzler)"펄스를 활용한다. 여기에서 δ는 펄스들 사이의 미리 선택된 고정시간 간격이다. 이 두 경우에서, 선택성 여기 펄스가 인가 영상화 자계 그래디언트 없이 인가되고, 영상화하려는 화학이동 핵종들만 선택하도록 인가된다. 예를 들면 평면을 선택하기 위해 영상화 시퀀스에 선택여기가 또한 쓰이는 경우에, 영상 평면 선택은 화학이동종(Species)들을 선택하기 위해 쓰이는 그 펄스보다 상이한 RF 펄스를 사용하여 수행된다.
이하에서 본 발명이 첨부도면을 참조하여 실시예로서 기술된다.
본 발명은 특히 예를 들면 NMR 신호들인 물 및 지방질 첨두치 해상용으로, 그리고 그것들에 의해 발생되는 화학 이동 결점의 제거용의 NMR 양성자 영상화에 쓰이는 것이다. 그러나, 앞으로 이해되겠지만 이것은 단지 본 발명의 한가지 용도만을 예시하는 것이다.
본 발명을 설명하기에 앞서, NMR 영상화에 대한 기본 적인 몇가지만을 간단히 설명하고자 한다. 제1도는 예시 및 설명을 하기 위해 원통형으로 도시한 NMR 샘플(10)을 보여준 것이다. 샘플(10)은 샘플의 축(11)과 일치하도록 선택된 통상의 직각 좌표계의 +Z 방향을 따르는 정지균일 주자계(Bo)내에 위치된다. 직각 좌표계의 원점은 샘플의 중심으로 선택되었다. 이 중심은 또한 자계 그래디언트의 존재하에 샘플을 선택적 방사함으로 선택되는 샘플의 얇은 평판 또는 영상화체적(12)의 중심이다.
영상화에 쓰이는 대표적인 3그래디언트들은 다음과 같다.
Figure kpo00002
상이한 함수이고, 각각 관련자계 bx, by 및 bz를 갖는다.
여기에서
Figure kpo00003
이하에서 충분히 설명될 것이지만, 그래디언트들이 영상화펄스 시퀀스의 일부로서 RF 자계 펄스들과 함께 샘플에 인가되어 선택적으로 여기하고 샘플의 상이한 부위로 부터의 NMR 신호들을 검출한다. RF펄스들은 Bo자계와 수직방향이고, 특정 평판부의 핵을 공진하기 위해 자계 그래디언트와 조합하여 사용된다.
제2a도와 제2b도는 1.5T의 자계내에 각각 인간의 머리와 대퇴부(thigh)로 부터 기록된 64 MHz1H 스펙트럼(14), (16)을 도시한 것이다. 각각의 스펙트럼에서 두 첨두치 (14a)(14b) 또는 (16a)(16b)는 각각 물(H2O)(첨두치 (14a), (16a))와 알킬군(-CH2-)(첨두치 14b 및 16b)의 양성자들에 대응한다. 첨두치들의 상대강도는 검사된 조직과 개개에 따라 변한다는 것을 알 수 있다. 즉, 예를 들면 뇌의 스펙트럼(14b)에서 관측된 -CH2-알킬성분이 대퇴스퍽트럼(16b)에 비교해서 작은 것을 알 수 있다. 그러나, 머리에서 -CH2-NMR 성분이 전술한 바와 같이 2DFT머리 주변에서 고우스트를 발생하기에 충분한 것이다. 제2a도 및 제2b도로부터 -CH2-첨두치(14b)와 (16b)가 각각의 물의 첨두치(14a)와 (16a)로부터 대략 +3.5ppm 이동되고 (예를 들면 대략 220헬쯔), 그들의 중간점에서 1ppm 정도의 선폭(즉 약 64헬쯔)을 갖는다.
본 발명의 제1실시예에 따라, 지방질에 대응한 NMR 신호들이, 샘플에 RF 선택성 "시질러"포화 펄스를 정상 영상화 시퀀스 전의 근접 시간에 인가해줌으로 억제된다. 상기 RF 선택성 시질러 포화 펄스는 -CH2-공진 주파수에 중심을 둔 좁은 주파수 대역에 있는 주파수 성분과, -CH2-핵을 포화하기에 충분한 진폭, 즉, 스핀들로 하여금 여기상태로 되게하여 그들이 영상화 시퀀스중에 NMR 신호들을 발생하지 않도록 하는 충분한 진폭을 갖는다. 시질러 펄스의 대역폭은 반드시 -CH2- 첨두치(14b) 또는 (16b)의 주파수 범위를 포함하기에 충분한 폭이어야 하나 물의 핵 첨두치(14a) 및 (16a)와 관련된 주파수 지역을 포화하는 것을 회피하기에 충분한 좁은 폭을 가져야 한다. 제2a도와 제2b도에 도시된 스펙트럼에 대해, 시질러 펄스는 1ppm 정도의 대역폭 BWs 예를 들면 약 64헬쯔(1.5T)를 가진다.
시질러 펄스는 여러가지 방법으로 발생될 수 있다. 예를 들면 포화되고 반전되든지 또는 여기될 핵의 주파수로 세트된 RF 발생기가 수정(Correct)주파수 및 대역폭을 가진 RF 펄스를 제공하도록 펄스변조 또는 게이트된다. 시질러 펄스의 대역폭은 펄스 지속시간 및 펄스형태 둘다 또는 그중 어느 하나를 제어함에 의해 제어될 수 있다. 공지된 바와 같이, t초동안의 펄스 지속시간 즉 펄스폭을 가진 구형파 RF 펄스가 펄스의 RF주파수에 중심을 둔 2/t 주파수 대역을 방출한다. 그러므로 35밀리초의 지속시간 t를 가진 펄스는 약 62.5헬쯔의 대역폭 즉 제2a도 또는 제2b도의 -CH2- 첨두치(14b) 또는 (16b)의 1ppm 대역폭과 같은 대역폭을 가질 것이다.
그러나 구형파 펄스는 바람직하지 않게 이 주파수 범위 이상으로 연장하는 주파수 성분들을 갖는데, 그러한 이유는 그 펄스가(Sinw)/w와 같이 변화하는 공지의 주파수 윤곽을 가지기 때문이다. 보다 예리한 대역폭 연부를 가져 보다 예리하게 한정되는 응답을 여기하기 위한 펄스를 시질러 펄스로 사용하는 것이 바람직하다.
소망의 대역폭을 가진 펄스들이, 소망의 대역폭으로 펄스의 주파수 성분들을 제안하기 위해 적당한 파형으로 RF 펄스를 진폭변조함에 의해 발생된다. 그러한 많은 파형들이 유용하게 사용된다. 그러한 파형중 하나가 예를 들면 가우시안(Gaussian)파형으로 가우스 주파수 분포를 발생한다. 사용될 수 있는 다른 파형은(Sin bt)/bt로서, 여기에서 b는 상수이다. 그러한 파형이 사용되는 것은 변조된 고주파 펄스가 주파수 영역에서 직사각형 범위내에 포함되는 주파수 성분을 갖는다. (Sin bt)/bt변조를 유한하게 절단(truncation)하기 때문에 주파수 영역에서의 과도진동(ringing)을 보상 하기 위해, 하닝 윈도우(Hanning Window)가 하닝 함수와 펄스포락선을 변조함으로 그 측면로우브(lobe)를 감쇠하도록 RF 펄스에 가해진다. 가우시안 및 (Sin bt)/bt 변조파형은 본 발명에 의해 숙고되어 사용되는 여러 상이한 종류의 파형중에 2가지 예에 불과하다.
제1실시예에서 언급된 바와 같이, 시질러 펄스는 자계 그래디언트 없이 정상 영상화 시퀀스 전의 시간에 근접하여 샘플에 인가된다. 지방질 핵을 포화하는 효과는 정상영상화 시퀀스중에 발생되는 NMR 신호로부터 알킬 -CH2- 주파수들을 제거하는 것이다.
그러므로 물의 첨두치(14a) 또는 (16a)가 해상되고, 첨두치(14b) 또는 (16b)에 발생되는 화학이동 결점이 회피될 수 있다. 더욱이, 본 발명은 편리하게도 물의 핵 응답 첨두치부(14b) 및 (16b)가 -CH2- 영상을 구성하게끔 해상될 수 있다. 이 -CH2- 영상은 지방질에 반응한 것으로 혈관내의 플라그를 찾아내고 심장병 진단에 쓰인다.
제2실시예에서, 시질러 펄스는 영상화 시퀀스에 포함되고 관찰하기 위해 소망의 핵종들을 선택하여 여기한다. 즉 포화에 의해 제거하기 보다는 시질러 펄스를 제2a도 또는 제2b도의 각각의 물의 첨두치(14a) 또는 (16a)에 집중하는 것은 스펙트럼중의 다른 핵종들로 부터의 화학이동 결점의 영상에 나타나는 것을 배제하여 물성분만의 영상을 발생할 것이다. -CH2- 성분을 반영하는 영상은 동일방식으로 지방질의 성분(14b) 또는 (16b)에 의해 얻어질 수 있다.
물론, 본 발명은 다른 양성자 영상화에서 적용될 수 있다. 예를 들어, 다중 화학 이동 첨두치들을 가진 다른 핵을 영상화하기 위해, 복합 펄스 영상화하기 위해 그들의 각각의 첨두치(또는 첨두치들)을 해상 가능하게끔 선택된 핵을 제외한 모두를 포화하는데 쓰인다.
본 발명은 어떤 특정의 NMR 영상화 시퀀스에 제한되지 않고 공지의 모든 또는 대부분의 공지의 영상화 시퀀스와도 사용될 수 있다. 제3도 및 제4도는 본 발명이 사용되는 두개의 상이한 영상화 시퀀스의 예를 도시한 것이다. 제3도는 다중각 투사영상화 시퀀스와 함께 사용되는 본 발명의 제1실시예를 도시한 것이고, 제4도는 2차원 퓨리에 변환(스핀 비틀림(Spin Warp))영상화 시퀀스와 함께 사용되는 본 발명의 제2실시예를 도시한 것이다. 이러한 두 영상화 시퀀스들은 본 발명의 양수인에게 양도된 1982년 2월 3일 출원의 미합중국 특허 출원 제345,444호에 상세히 설명되었다. 따라서, 제3도 및 제4도의 영상화 시퀀스는 다만 일반적으로 기술 될 것이다.
제3도를 참조하면, 전술한 방식으로 구성되는 좀 긴 시질러 펄스(20)가 제1시간 주시 q1중에 예를 들면 Gx, Gy, Gz 그래디언트 신호부가 모두 0진폭을 갖을때 즉 인가 영상화 자계 그래디언트들이 없을시에 샘플에 인가된다. 펄스(20)의 진폭 포락선 및 주파수는 샘플내의 예를 들면 지방질과 같은 바람직하지 않은 핵을 포화하도록 선택된다.
시질러 포화펄스(20)를 뒤따라서, 그래디언트 신호들(22a), (23b), (24b) 및 RF 펄스신호(26)의 정상다중각투사 영상화 시퀀스가 선택된 X-Y 평면내에서 핵을 여기하기 위해 시간주기 q2-q6중에 샘플에 인가되고, 그 결과 NMR 신호들(28)이 X, Y 그래디언트들의 크기에 의해 한정되는 평면내에서 반경(radial)선을 따른 투사를 제공하도록 퓨리에 변환된다.
시간주기 q2에서 보든 바와 같이, 좁은 주파수 대역 90°선택성, RF 펄스(26)가 소망의 X-Y 평면을 선택하기 위해 정 그래디언트 Gz 부위(24b-1)의 존재하에 인가된다. RF 펄스(26a)는 그 펄스의 주파수 스펙트럼을 선택된 평면의 주파수 주위에 좁은 대역으로 제한하기 위해 선택된 평면의 라모어 주파수와 같은 주파수를 가진 RF 반송파를 가우시안 즉(Sin bt)/bt 또는 그와 같은 파형으로 진폭변조함으로서 형성된다. 90°선택성 펄스(26a)의 대역폭이, 정상영상화 시퀀스중에, 시질러 포화 펄스 비해 좁은 것으로 여겨지지만, 그의 여기 스펙트럼은 매우 커서 약 1KHz 정도이다. 시간주기 q3중에, 음 Gz 그래디언트 부위(24b-2)가 X, Y 방향으로 각각 가해진 정 그래디언트 Gx 부위(22b-1) 및 Gy 부위(23b-1)를 탈위상화(dephasing)하면서 시간주기 q2에서 여기된 스핀들을 재위상화(rephasing)하도록 인가된다. 그래디언트 권선들내의 전류들이 0로되는 짧은 대기시간을 뒤이어, 180°비선택성 반전 RF 펄스(26b)가 90°선택성 펄스(26a)를 뒤이어 시간 δ에서 시간주기 q4중에 샘플에 인가된다.
이렇게 함으로, 스핀에코 NMR 신호(28a)가 180°비선택성 펄스에 뒤이어 시간 T에서 발생되고, 투사가 얻어지는 특정 반경선의 각 θ을 각각 한정하는 qCosθ및 qSinθ와 동일한 진폭을 가진 그래디언트 Gx, Gy하에서 그 스핀에코 NMR 신호(28a)가 판독된다. 제3도에 도시된 영상화 시퀀스는 영상화 평면에서 최소하 180°호를 포함하기 위해 상이한 θ값에 대해(예를 들면 1°간격으로)여러번 반복되고, 그 결과의 데이타(NMR 신호(28a))가 영상을 구성하도록 처리된다.
시질러 펄스(20)는 다중각 투사 시퀀스의 각각의 반복에서 앞서 있다.
제4도는 스핀비틀림 영상화용 2차원 퓨리에 변환(2DFT)영상화 시퀀스와 사용되는 시질러 포화 펄스(20')를 도시한 것이다. 앞서와 같이, 시질러 포화 펄스(20')는 선택된 화학 이동핵을 포화하기 위해 형성된 것으로, 시간주기 q1중에 그래디언트들을 가함없이(예를 들면 Gx, Gy, Gz 부위(22a'), (23a'), (24a')가 실질적으로 0진폭을 갖는 동안)샘플에 인가된다. 주기 q2중에 90°선택성 RF 펄스(26a')가 정 Gz 그래디언트부위(24b'-1)의 존재하에 선택적으로 영상화 평면을 여기하도록 인가된다. 시간주기 q3중에, 음 Gz 그래디언트 부위(24b'-2)가 정 Gx 그래디언트 부위(22b'-1)와 함께 또한 위상부호화 Gy 그래디언트 부위(23b'-1)와 함께 시간주기 q2중에 여기된 평판지역내에 핵스핀을 재위상화 하도록 인가된다. 그래디언트 권선내의 전류가 0로 되는 짧은 시간 간격에 뒤이어 180°비선택성 반전 RF 펄스(26b')가 90°선택성 펄스 (26a')를 뒤따라 시간 δ에서 시간주기q4중에 인가된다. 정재위상화 Gx 그래디언트(22b'-2)가 180°펄스(26b')룰 뒤이어 시간 δ에서 X축을 따른 공간 핵스핀 정보를 얻기 위해 시간주기 q5, q6중에 인가된다.
위상부호화 Gy 그래디언트부위(23b'-1)는 Y축 방향으로 스핀에게 비틀림을 주기위해 q3중에 Y축 방향으로 인가된다. 스핀의 상이한 위상으로 부호화된 공간 정보가 상이한 주파수들에서 상이한 X위치에 있는 스핀을 세차운동하게 하고, 각 X 위치에서 복귀신호(28a')의 분리를 가능하게 한다. 뒤따른 영상화 시퀀스중에, Gy부위(23b'-1)의 상이한 값들이 상이한 투사들을 하기 위해 점선으로 표시된 바와 같이 사용되고, 완전한 평면영상이 투사들의 2차원 퓨리에 변환에 의해 재구성된다. 시질러 포화 펄스(20')는 각각의 반복에 대해 정상 스핀 비틀림 영상화 시퀀스 바로전에 인가된다.
제3도 및 제4도는 본 발명과 함께 사용되는 두 영상화 시퀀스들의 예인데, 본 발명은 다른 영상화 시퀀스와도 사용 가능하다.
앞서 언급된 바와 같이, 시질러 포화 펄스는 수소(1H)스펙트럼의 제1알킬(-CH2-)핵을 포화하기 위해 사용되어 그 결과 영상이 물의 핵응답만으로부터 구성될 수 있고, 화학이동 결점이 없게 된다. 그다음 시질러 펄스는 물의 핵을 포화하는데 사용되고, 영상이 -CH2-핵으로부터 구성된다. 둘이상의 두 화학이동성을 가진 샘플들을 영상화하기 위해, 시질러 펄스는 둘 또는 그 이상의 포화펄스를 포함한 복합 펄스인데, 그 각각의 펄스는 다른 선택된 핵이 영상화되도록 상이한 핵을 포화하기 위해 형성된 것이다.
제5도 및 제6도는 본 발명의 제2실시예를 도시한 것인데, 이 실시예에서 시질러 펄스는 현재의 RF 펄스중 하나를 대신하기 위해 종래의 NMR 영상화 펄스 시퀀스에 포함되므로 간격 q1중에 시질러 펄스의 인가를 제거할 수 있다. 예를 들어 제5도는 시퀀스(26")의 제1간격 q2에서 90°여기 펄스로서 시질러 펄스(20")를 사용한 2DFT 스핀비틀림 영상화 시퀀스에 적용한 것을 도시한 것이다. 간격 q2중에 90°펄스는 제3도 및 제4도에서 슬라이스 선택에 쓰인 것이다. 그러나 소망의 화학 이동종의 선택은 인가 영상화 그래디언트(22a"), (23a") 및 (24a")없이 발생하여야 하기 때문에, 시퀀스의 슬라이스 선택부는 이후 시간간격(84)중에 180°펄스(26b")로 이동한다. 90°시질러 펄스(20")의 여기 대역폭은 앞서에서와 같이 소망의 핵종들의 대역폭만을 여기하도록 조정되는 반면 90° 시질러 펄스(20")의 진폭은 그러한 핵종들을 위해 90°선택성 펄스를 발생하도록 조정된다. 90°펄스가 잠잠해짐후, 정 Gx 그래디언트 부위(22b'-1)와 위상부호화 Gy 그래디언트 부위(23b'-1)가 제4도에서와 같이 간격 q3중에 인가된다. 그후, 슬라이스 선택 180°RF 펄스(26b")가 Gz 시질러 펄스(24b-1)-존재하에 간격 q4중에 인가되어 Z축에 수직인 영상화 평면을 선택한다. NMR 스핀-에코신호(28")가 간격 q5및 q6중에 균일한 X 그래디언트(22b"-2)의 존재하에 다시 샘플된다. 뒤따른 영상화 시퀀스중에, Gy 부위(23b"-1)의 상이한 값들이 상이한 투사를 제공하도록 사용되고(점선 표시와 같이), 완전한 면형 영상이 투사들의 2DFT에 의해 재구성된다.
제6도는 시퀀스의 시간간격 84에서 180°여기펄스로서 시질러 펄스(20")를 사용하는 2DFT 스핀비틀림 영상화 시퀀스의 제2실시예의 응용을 도시한 것이다. 간격 q2, q3, q5및 q6에서 그래디언트, RF 펄스 및 데이타 수집 응용이 제4도의 시퀀스의 시간 간격들과 비슷한 방식으로 일어난다. 그러나, 간격 q4에서 180°펄스(26b')는 적당한 조정된 여기 대역폭과, 선택된 핵종들을 위한 180°펄스에 대응하는 진폭을 가진 180°시질러 펄스(20"')로 바꿔질 수 있다.
제2실시예를 위한 투사 재구성 방법(제3도)에 대응하는 펄수구조가 제3도의 신호들과 비슷하게 Gx 그래디언트 시퀀스(신호 22b'"-1 및 22b'"-2)와 Gy 그래디언트 시퀀스(신호 23b'"-1 및 23a'")를 제5도 또는 제6도의 동일 간격들에 대체하여 사용될 수 있다.
전술한 바와 같이 시질러 여기 펄스가 수소(1H)스펙트럼에서 -CH2- 핵을 처음으로 선택하기 위해 사용되어서 그 결과 영상이 -CH2- 핵응답만으로부터 구성되고 화학이동 결점이 없게 된다. 그 다음 시질러 펄스는 물의 핵을 여기하도록 사용되고 영상이 물의 핵으로부터 구성된다.
제7도는 본 발명과 함께 사용되는 NMR 영상화 시스템(30)의 간략한 블록도이다. 그 시스템은 디스크 기억수단(33)과 인터페이스 수단(35)에 결합된 범용 컴퓨터 수단(32)를 포함한다. 송신기수단(38), 신호평균수단(40), 각각이 X, Y, Z 그래디언트코일(46), (47), (48)들에 에너지 공급을 하기 위한 그래디언트 전력 공급수단(42), (43), (44)은 인터페이스 수단(35)을 통해 컴퓨터 수단(32)에 결합된다.
RF 송신기수단(38)은 제3도 내지 제6도에 도시된 20영상화 시퀀스들에 필요한 시질러 포화펄스(20)(20')(20") 또는(20"')과 RF 펄스들(26a)(26b), (26a')(26b'), (26"), (26b")(26a'")(26b'")등 모두를 발생하기 위해 사용될 수 있다. 펄스들은 RF 전력증폭기 수단(50)에서 증폭되고 송신기 코일(52)에 인가된다. NMR 영상화 신호들은 샘플에 코일(52)에 의해 인가된 신호에 응답하여 발생된다. 그 결과의 NMR 신호들은 수신기 코일(54)에 의해 수신되고, 저잡음 전치증폭기 수단(56)에서 증폭되고, 여파된 다음 수신기 수단(58)에 의해 검출된다. 수신기 수단 출력신호는 디지탈로 되고, 신호 평균 수단(40)에 의해 평균화되고, 그 결과의 데이타가 영상을 구성하도록 컴퓨터에 의해 처리되고, 예를 들면 CRT 표시기상에 영상 표시하기 위해 공급된다. 전치증폭기(56) 및 수신기 수단(58)은 송신기 또는 컴퓨터로 부터 선(60)(62)으로 제공되는 게이팅 즉 블랭킹 신호들에 의해 그리고 수동 여파에 의해 RF 펄스들로부터 보통 보호된다. 자석(64)은 정지 균질 주자계 Bo를 공급한다.
컴퓨터 수단(32)은 시스템을 제거하기 위해 쓰이고, 그래디언트 전력 공급수단(42-44)에 전압 파형을 공급한다. 송신기 수단(38)은 양호하게는 시질러 포화 펄스와 RF 영상화 펄스에 필요한 주파수들의 RF 반송파를 발생하기 위해, 컴퓨터로 제어되는 최소한 한개의 프로그램 가능한 주파수 합성기와, RF 펄스폭을 제어하기 위한 게이팅회로와, 포락선 변조파형을 RF 펄스에 인가하기 위한 변조기들을 포함한다. 변조파형은 컴퓨터에서 발생된다. 다중 화학이동 핵을 동시에 포화하기 위해, 송신기 수단(38)은 다중 RF 주파수 변조(FM)회로와 진폭 변조기를 포함한다.
특정 화학이동 핵을 포화 또는 여기하기 위해 필요한 시질러 포화 또는 여기 펄스(20), (20'), (20") 또는 (20'")의 변수들은 몇가지 상이한 방법으로 결정된다. 예를 들어, 시질러 포화 펄스의 주파수는, 그 펄스의 주파수가 화학이동핵의 NMR주파수와 정합할때 까지, 시스템을 운전하고 송신기 수단(38)의 주파수 합성기(38a)를 조정함으로서 결정된다. RF 펄스의 펄스폭과 펄스 강도는 그 다음, 화학이동핵에 기인한 NMR신호(28) 또는 (28')가 시질러 포화펄스들이 각각 최대 FID 또는 스핀에코 신호(28") 또는 (28'")용으로 쓰이는 곳 즉 시질러 90° 또는 180°펄스들이 쓰이는 곳에서 사라질때까지 조정된다. 예를 들면, -CH2- 핵에 기인한 신호들을 시질러 포화펄스로 억제하기 위해 양성자 영상화에 있어서, 지방질(-CH2-가 풍부함) 재료를 포함한 우유병을 샘플옆엘 놓아서, 송신기 수단의 합성기의 주파수의 중심찾기 하는데 도움을 준다. 시질러 포화 펄스의 변수들이 일단 결정되면, 컴퓨터가 시질러 포화펄스의 주파수와 펄스(26a/26b) 또는 (26a'/26b')의 주파수 사이에서 선택된 영상화 평면에 대응하여 앞뒤로 절환하도록 영상화 하는중에 합성기 주파수를 제어한다. 또는, 90°선택성 펄스(26a/26a')가 시질러 포화 펄스의 스펙트럼보다 매우 큰 스펙트럼을 갖기 때문에, 그리고 화학이동 편차(오프셋)가 대부분의 경우에서 비교적 작기 때문에, 송신기 수단합성기 주파수는 단순히 화학이동핵의 주파수가 포화되도록 그리고 펄스타입에 따라 제어되는 변조파형과 펄스폭이 발생되도록 설정된다. 예를 들면, 백만분의 몇부(ppm)정도의 주파수 편차는, 그 펄스가 선택된 영상화 평면의 NMR 주파수에 관한 주파수성분을 그때까지 계속 갖을 것이기 때문에, 매우 작은 악 영향을 줄 것이다.
본 발명의 양호한 실시예가 지금까지 도시되어 설명되었지만, 본 분야에 익숙한 자들에 의해 본 발명의 정신과 원리를 떠남없이 여러 변형 및 개작품이 만들어 질 수 있음을 알아야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구 범위에 의해서만 제한된다.

Claims (60)

  1. 화학이동 NMR 주파수를 가지는 동일종의 핵을 포함한 샘플의 선택된 핵의 NMR 영상화 방법에 있어서, 샘플에 NMR 영상화 신호 시퀀스를 인가하는 제1단계와, 영상화 신호 시퀀스에 응답하는 샘플로부터 수신되는 NMR 신호를 처리하는 제2단계와 : 샘플을 제1단계에 앞서 비선택된 핵의 화학이동 NMR 주파수에서 RF 자계를 조사하는 제3단계와, 상기 제3단계의 조사 RF 자계를 비선택된 핵의 화학 이동 NMR 주파수 주위의 주파수들의 선택된 좁은 대역으로 실질적으로 제한하는 제4단계와 : 뒤따르는 제1단계의 영상화 시퀀스중에 비선택된 핵을 포화하도록 및 비선택된 핵이 NMR 신호들을 발생하지 않도록, 제3단계의 조사 RF 자계의 진폭을 조정하는 제5단계를 포함한 NMR 영상화 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 조사단계인 제3단계가 비선택된 핵의 화학이동 NMR 주파수와 실질적으로 동일한 주파수를 가진 RF 반송파 펄스를 샘플에 인가하는 단계와 : RF 펄스의 주파수 스펙트럼을 주파수의 선택된 좁은 대역으로 실질적으로 제한하도록 펄스폭을 선택하는 단계를 포함한 제4단계를 포함한 NMR 영상화 방법.
  3. 제2항에 있어서, 제4단계는 또한 펄스 주파수 성분이 선택된 핵의 NMR 주파수에서 발생하는 것을 방지하기 위해 펄스의 포락선을 형성하는 단계를 포함한 NMR 영상화 방법.
  4. 제2항에 있어서, RF 펄스폭 선택단계가 최대펄스 시간간격(tm)을 일정량(1/tm)이 선택된 핵과 비선택된 핵의 화학이동 주파수들 사이의 차이보다 작게 선택하는 단계와, 펄스폭을 그 지속시간이 t초로 (t은 tm보다 작게) 선택하여 약 2/t헬쯔폭의 좁은 주파수 대역의 RF 반송파를 발생하는 단계를 포함한 NMR 영상화방법.
  5. 제4항에 있어서, RF 반송파 펄스의 주파수 스펙트럼을 주파수들의 선택된 좁은 대역으로 실질적으로 제한하는 미리 선택된 파형을 가지도록 RF 반송파 펄스를 진폭 변조하는 단계를 포함한 NMR 영상화 방법.
  6. 제5항에 있어서, 미리 선택된 파형은 가우시안 파형인 것을 특징으로 한 NMR 영상화 방법.
  7. 제5항에 있어서, 미리 선택된 파형이(Sinbt)/bt 형태이고, b는 상수인 것을 특징으로 한 NMR 영상화 방법.
  8. 제7항에 있어서, RF 반송파 펄스의 포락선을 절단에 의한 과도 현상을 감소하도록 선택된 다른 미리 선택된 파형으로 변조함으로서 Sinbt/bt 파형을 절단하는 단계를 포함한 NMR 영상화 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 다른 미리 선택된 파형이 하닝 함수인 NMR 영상화 방법.
  10. 제2항에 있어서, RF 반송파 펄스의 주파수 스펙트럼을 주파수들의 선택된 좁은 대역으로 실질적으로 제한하는 미리 선택된 파형으로 RF 반송파 펄스를 진폭 변조하는 단계를 포함한 NMR 영상화 방법.
  11. 제10항에 있어서, 미리 선택된 파형이 가우시안 파형인 NMR 영상화 방법.
  12. 제10항에 있어서, 미리 선택된 파형이 Sinbt/bt 파형으로 b가 상수인 NMR 영상화 방법.
  13. 제12항에 있어서, 절단에 기인하여 과도현상을 감소하도록 선택된 다른 미리 선택된 파형으로 RF 반송파 펄스의 포락선을 변조함으로(Sinbt/bt)파형을 절단하는 단계를 아울러 포함한 NMR 영상화 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 다른 미리 선택된 파형이 하닝 함수인 NMR 영상화 방법.
  15. 제1항에 있어서, 샘플에 인가된 최소한 0.5T의 크기를 가진 정지 주자계의 존재하에 제3, 제4 및 제5단계를 실행하는 단계를 포함한 NMR 영상화 방법.
  16. 제15항에 있어서, 정지 주자계는 1.5T정도인 NMR 영상화 방법.
  17. 제1항에 있어서, 인가자계 그래디언트들 없이 제3, 제4 및 제5단계를 수행하는 단계를 포함한 NMR 영상화 방법.
  18. 제1항에 잇어서, 샘플이 화학이동 NMR 주파수를 가지는 다중핵을 포함하는데, 상기 1항의 단계는 또한 각각의 비선택된 핵의 화학이동 NMR 주파수 주위에 각각 발생하는 선택된 세트의 주파수를 가지는 복합 RF 자계로서 RF 자계를 제공하는 단계와, 비선택된 핵의 각각의 관련 종을 동시에 포화하기 위해 각각 RF 자계의 크기를 조정하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한 NMR 영상화 방법.
  19. 제1항에 있어서, 영상화 신호 시퀀스가 다중각 투사 영상화 신호 시퀀스인 NMR 영상화 방법.
  20. 제1항에 있어서, 상기 영상화 신호 시퀀스가 2차원 퓨리에 변환 스핀 비틀림 영상화 신호 시퀀스인 NMR 영상화 방법.
  21. 제1항에 있어서, 상기 핵이 물과 알칼(-CH2-)핵들을 포함하는 것으로, 상기 제3, 제4 및 제5단계가 상기 핵중 하나에 응답하고 선택된 핵으로부터 화학이동 결점이 없는 NMR영상을 제공하기 위해 물 및 알킬중의 선택된 하나를 포화하기 위해 실행되는 NMR 영상화 방법.
  22. NMR 영상화에 있어서 화학이동 결점을 극복하기 위해 제1핵 및 화학이동 NMR 주파수를 가지는 제2핵들을 포함한 샘플의 선택된 핵으로부터 NMR 신호들을 해상하기 위한 NMR 신호 해상방법에 있어서, 영상화 신호 시퀀스를 샘플에 인가하는 제1단계와 : 샘플이 영상화 신호 시퀀스에 반응하는 동안에 실질적으로 제1핵이 NMR 신호들을 발생하지 않게 하도록 선택적으로 제1핵을 포화하는 제2단계와 : 영상화 신호 시퀀스에 응답하여 제1핵에 의해 발생되는 신호들을 수집하는 제3단계와 : 제1핵으로부터 화학이동 결점이 실질적으로 없는 영상을 형성하기 위해 수집된 신호를 처리하는 제4단계를 포함한 NMR 신호 해상 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 방법이 또한 제1핵 대신에 제2핵을 포함하는 제5단계와, 제1핵에 의해 발생되는 신호들이 제2핵으로부터 화학이동 결점이 실질적으로 없는 영상을 형성하도록 상기 제3 및 제4단계를 반복하는 제5단계를 포함한 NMR 신호 해상 방법.
  24. 제22항에 있어서, 상기 제2단계인 포화 단계가 제1핵의 화학이동 NMR 주파수에 중심을 둔 반송파 주파수를 가진 RF 반송파 펄스를 영상화 신호 시퀀스 전에 샘플에 인가하는 단계와, 제2핵의 화합이동 NMR 주파수에서 모든 펄스 주파수 성분을 제거하기 위해 반송파 펄스의 파형을 조정하는 조정 단계와, 반송파 펄스의 크기를 제1핵을 포화하는데 충분한 수준까지 증가하는 단계를 포함한 NMR 신호 해상 방법.
  25. 제24항에 있어서, 상기 조정 단계가 제1 및 제2핵의 화학이동 NMR 주파수들 사이의 분리폭보다 작은 약 1/t 헬쯔의 주파수 반대역폭을 제공하도록 선택된 시간 t초의 펄스폭으로 RF 반송파 펄스의 지속시간을 제어하는 단계와, 제1핵의 화학이동 NMR 주파수 주위에 약 2/t 헬쯔의 대역폭으로 실질적으로 주파수 스펙트럼을 제한하기 위해 미리 선택된 파형으로 Rㄹ반송파 펄스를 직폭 변조하는 단계를 포함한 NMR 신호 해상 방법.
  26. 제24항에 있어서, 영상화 신호 시퀀스 시작전에 시간에서 가깝게 인가된 자계 그래디언트 없이 RF 반송파 펄스를 샘플에 인가하는 단계를 포함한 NMR 신호 해상 방법.
  27. 제22항에 있어서, 샘플의 다중영상화 투사를 얻도록 여러번 상기 제1, 제3 및 제4단계를 반복하는 단계를 포함하고, 상기 제2단계가 제1단계를 인가하는 영상화 신호 시퀀스를 각각 반복적으로 발생하기 전에 선택적으로 제1핵을 가포화하는 단계를 포함한 NMR 신호 해상 방법.
  28. 제22항에 있어서, 제1핵이 -CH2-분자군에 부착된 양성자들이고, 상기 제2핵이 물분자들에 부착된 양성자들인 NMR 신호 해상 방법.
  29. 다중 화학이동 NMR 주파수들을 갖는 동종의 핵을 포함한 샘플의 선택된 핵으로 NMR 영상화 하기 위한 영상화 방법에 있어서, NMR 영상화 시퀀스를 샘플에 인가하는 제1단계와, 영상화 신호 시퀀스에 응답하여 샘플에서 나오는 NMR 신호를 신호 시퀀스중에 선택된 핵의 화학이동 NMR 주파수의 RF 자계로 샘플을 조사하는 제3단계와 : 제3단계의 조사 RF 자계를 선택된 핵의 화학이동 NMR 주파수 주위의 선택된 좁은 주파수 대역으로 제한하는 제4단계와 : 상기 제3단계의 조사 RF 자계를, 제1단계의 영상화 신호 시퀀스중에 선택된 신호를 여기하도록, 조정하는 제5단계를 포함한 NMR 영상화 방법.
  30. 제29항에 있어서, 제3단계인 조사 단계는 선택된 핵의 화학이동 NMR 주파수와 실질적으로 동등한 주파수를 가진 RF 반송파 펄스를 샘플에 인가하는 단계를 포함하며, 제4단계인 제한 단계는 주파수들의 선택된 좁은 밴드로 펄스의 주파수 스펙트럼을 제한하도록 선택하는 단계를 포함한 NMR 영상화 방법.
  31. 제30항에 있어서, 제4단계가 펄스 주파수 성분이 비선택된 핵의 NMR 주파수에서 발생하는 것을 방지하도록 RF 펄스의 포락선을 형성하는 단계를 포함한 NMR 영상화 방법.
  32. 제31항에 있어서, 제5단계가 선택된 핵이 90°선택성 펄스를 받아드리도록 조사 RF 자계의 크기를 조정하는 단계를 포함한 NMR 영상화 방법.
  33. 제31항에 있어서, RF 펄스폭 선택단계가 최대 펄스폭 시간 간격(tm)을 선택하여 정량(1/tm)으로 하여금 선택된 및 비선택된 핵의 주파수들 사이의 차보다 작게 되게하는 단계와, 펄스폭을 지속시간 t로 설정하는 단계를 포함하는데, 여기에서 t는 tm보다 작아서 약 2/t헬쯔의 좁은 대역폭의 RF 반송파를 발생하는 NMR 영상화 방법.
  34. 제32항에 있어서, RF 반송파 펄스의 주파수 스펙트럼을 선택된 좁은 밴드의 주파수로 제한하도록 미리 선태된 파형으로 RF 반송파 펄스를 진폭 변조하는 단계를 포함한 NMR 영상화 방법.
  35. 제34항에 있어서, 미리 선택된 파형이 가우시안파형인 영상화 방법.
  36. 제34항에 있어서, 미리 선택된 파형이 Sinbt/bt 파형이고, 여기에서 b가 상수인 NMR 영상화 방법.
  37. 제36항에 있어서, 절단에 기인한 과도현상을 감소시키도록 선택된 다른 미리 선택된 파형으로 RF 반송파 펄스의 포락선을 변조함으로 Sinbt/bt 파형을 절단하는 단계를 포함하는 NMR 영상화 방법.
  38. 제37항에 있어서, 다른 미리 선택된 파형이 하닝 함수인 NMR 영상화 방법.
  39. 제31항에 있어서, 제3단계가 선택된 핵이 180°선택성 펄스를 받아드리도록 조사 RF 자계의 크기를 조정하는 단계를 포함한 NMR 영상화 방법.
  40. 제39항에 있어서, RF 펄스폭 선택 단계가최대 펄스시간 간격(tm)을 선택하여서 정량(1/tm)이 선택된 핵 및 비선택된 핵의 화학이동 주파수들 사이의 차보다 작게 되게하는 단계와, 펄스폭이 그 지속시간이 t초되게 하는 단계를 포함하는데, 여기에서, t가 약 2/t헬쯔의 좁은 주파수 대역의 RF 반송파를 발생하도록 tm보다 작은 NMR 영상화 방법.
  41. 제40항에 있어서, RF 반송파 펄스의 주파수 스펙트럼을 선택된 좁은 대역으로 제한하도록 미리 선택된 파형으로 RF 반송파 펄스를 진폭 변조하는 단계를 포함한 NMR 영상화 방법.
  42. 제41항에 있어서, RF 펄스폭 선택단계가 정량(1/tm)이 선택 및 비선택된 핵의 화학이동 주파수들 사이의 차보다 작게 되대 펄스 시간간격(tm)을 선택하는 단계와, 펄스폭을 그 지속시간이 t로 되게 설정하는 단계를 포함하는 것으로, t 가 약 2/t헬쯔의 좁은 주파수 대역의 RF 반송파를 발생하도록 tm보다 작은 NMR 영상화 방법.
  43. 제41항에 있어서, 미리 선택된 파형이 Sinbt/bt 파형인데 b가 상수인 NMR 영상화 방법.
  44. 제43항에 있어서, 절단에 기인한 과도현상을 감소하기 위해 선택된 다른 미리 선택된 파형으로 RF 반송파 펄스의 포락선을 변조함으로 Sinbt/bt 파형을 절단하는 단계를 포함한 NMR 영상화 방법.
  45. 제44항에 있어서, 다른 미리 선택된 파형이 하닝 함수인 NMR 영상화 방법.
  46. 제29항에 있어서, 샘플에 인가된 최소한 0.5T의 크기를 가진 정지 주자계하에서 최소한 상기 제3, 제4 및 제5단계를 수행하는 단계를 포함한 NMR 영상화 방법.
  47. 제46항에 있어서, 정지 주자계는 약 1.5T인 NMR 영상화 방법.
  48. 제29항에 있어서, 인가 자계 그래디언트 없이 상기 제3, 제4 및 제5단계를 수행하는 단계를 포함하는NMR 영상화 방법.
  49. 제29항에 있어서, 영상화 신호 시퀀스가 다중각 투사 영상화 신호 시퀀스인 NMR 영상화 방법.
  50. 제29항에 있어서, 상기 영상화 신호 시퀀스가 2차원 퓨리에 변환스핀 비틀림신호 시퀀스인 NMR 영상화 방법.
  51. 제29항에 있어서, 상기 핵이 물(H2O)과 알킬(CH2)핵을 포함하고, 제3, 제4 및 제5단계들이 물과 알킬 핵중의 하나를 선택하기 위해 수행되어 핵중 다른 하나에 반응하고, 선택된 핵으로부터 화학이동 결점없는 NMR 영상을 제공하는 NMR 영상화 방법.
  52. NMR 영상화에서 화학이동 결점을 극복하기 위해 다중 화학이동 NMR 주파수들을 가지는 핵을 포함한 샘플의 선택된 핵으로부터 NMR 신호들을 해상하기 위한 신호 해상 방법에 있어서, NMR 영상화 신호 시퀀스를 샘플에 인가하는 제1단계와 : 양상화 시퀀스중에 제1선택된 핵이 샘플이 영상화 신호 시퀀스에 응답하는 동안에 NMR 신호들을 발생하도록 제1선택된 핵을 선택적으로 여기하는 제2단계와 : 영상화 신호 시퀀스에 응답하는 선택된 핵에 의해 발생된 NMR 신호들을 수집하는 제3단계와 : 다중 화학 이동핵의 다른 것들로부터 화학이동 결점없는 영상을 형성하기 위해 수집된 NMR 신호를 처리하는 제4단계를 포함한 NMR 신호 해상 방법.
  53. 제52항에 있어서, 상기 방법이 제1선택된 핵대신에 화학이동 핵의 제2 제2종을 여기하는 제5단계와 : 상기 제2종의 핵에 의해 발생된 NMR 신호들이 다중핵중 다른 것으로 부터 화학이동 결점없는 영상을 형성하기 위해 상기 제3 및 제4단계 인수집 및 처리 단계를 반복하는 제6단계를 아울러 포함한 것을 특징으로 한 NMR 신호 해상 방법.
  54. 제52항에 있어서, 여기 단계인 제2단계가 영상화 신호 시퀀스중에, 제1핵의 화학이동 NMR 주파수에 중심을 둔 주파수를 가진 RF 반송파 펄스를 샘플에 인가하는 제2a단계와 : 다중핵의 다른 모든 화학이동 NMR 주파수들에 있는 펄스 주파수 성분의 모두를 제거하기 위해 반송파 펄스의 파형을 조정하는 제2b 단계와 : 제1핵을 여기하는데 충분한 수준까지 반송파 펄스의 진폭을 조정하는 제2c 단계를 포함한 NMR 신호 해상 방법.
  55. 제54항에 있어서, 상기 조정 단계인 제2b 단계가 RF 반송파 펄스의 지속시간을 t 초의 펄스폭으로 제어하는 단계-여기에서 t 은 제1및 제2핵의 화학이동 NMR 주파수들 사이에 분리폭보다 작은 약 1/t 헬쯔의 주파수 반 대역폭을 제공하도록 선택된것-와, 제1핵의 화학이동 NMR 주파수 주위 약 2/t 헬쯔정도의 대역폭으로 주파수 스펙트럼을 제한하기 위하여 미리 선택된 파형으로 RF 반송파 펄스를 진폭 변조하는 단계를 포함한 NMR 신호 해상 방법.
  56. 제54항에 있어서, 인가 자계 그래디언트 없이 RF 반송파 펄스를 영상화 신호 시퀀스의 시작과 동시에 샘플에 인가하는 단계를 포함한 NMR 신호 해상 방법.
  57. 제54항에 있어서, 제2b 단계가 선택된 핵이 90°선택성 RF 펄스를 받아드리도록 반송파 펄스의 진폭을 조정하는 단계를 포함한 NMR 신호 해상 방법.
  58. 제54항에 있어서, 제2b 단계가 선택된 핵이 180°선택성 RF 펄스를 받아드리도록 반송파 펄스의 진폭을 조정하는 단계를 포함한 NMR 신호 해상 방법.
  59. 제52항에 있어서, 상기 방법이 샘플의 다중 영상화 투사를 얻도록 여러번 반복적으로 상기 제1, 제3 및 제4단계를 반복하는 단계를 포함하고, 상기 제2단계는 영상화 신호 시퀀스 작용단계인 제1단계의 각각의 수행중 제1핵을 선택적으로 여기하는 단계를 포함한 것을 특징으로 한 NMR 신호 해상 방법.
  60. 제52항에 있어서, 제1핵이 -CH2-분자군에 부착된 양성자들이고, 제2핵이 물분자에 부착된 양성자들인 NMR 신호 해상 방법.
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