JP2553719B2 - Ｎｍｒ像作成装置 - Google Patents
Ｎｍｒ像作成装置Info
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
- G01R33/48—NMR imaging systems
- G01R33/4828—Resolving the MR signals of different chemical species, e.g. water-fat imaging
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
- G01R33/44—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance using nuclear magnetic resonance [NMR]
- G01R33/48—NMR imaging systems
- G01R33/54—Signal processing systems, e.g. using pulse sequences ; Generation or control of pulse sequences; Operator console
- G01R33/56—Image enhancement or correction, e.g. subtraction or averaging techniques, e.g. improvement of signal-to-noise ratio and resolution
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明の分野は核磁気共鳴（NMR）イメージングであ
り、更に詳しくはNMR信号から望ましくないスピン共鳴
応答信号を除去するための方法である。
り、更に詳しくはNMR信号から望ましくないスピン共鳴
応答信号を除去するための方法である。
周知の通り、水素核（1H）により発生される核磁気共
鳴（NMR）信号は人間の代謝を監視するための有用な道
具を提供する。しかし、1HのNMR信号が水のような非結
合スピンの共鳴からの望ましくない信号成分および脂質
からのような結合スピンの共鳴からの望ましくない信号
成分等の望ましくない信号成分によって損なわれること
も周知である。これらの望ましくないスピン共鳴は関心
のあるスペクトルのピークより通常３桁乃至４桁大き
い。更に、これらの望ましくないスピン共鳴は所望の代
謝物質のピークとほぼ同じスペクトル位置にあるので従
来のNMR技術では所望の代謝物質のピークを検出するこ
とが実質的に不可能となる。したがって、水や脂質のよ
うな他のインビボ（in vivo）人体組織成分が存在して
いる状態で代謝物質内の結合水素スピンからのスピン共
鳴応答を取得するための方法を提供することが非常に好
ましい。
鳴（NMR）信号は人間の代謝を監視するための有用な道
具を提供する。しかし、1HのNMR信号が水のような非結
合スピンの共鳴からの望ましくない信号成分および脂質
からのような結合スピンの共鳴からの望ましくない信号
成分等の望ましくない信号成分によって損なわれること
も周知である。これらの望ましくないスピン共鳴は関心
のあるスペクトルのピークより通常３桁乃至４桁大き
い。更に、これらの望ましくないスピン共鳴は所望の代
謝物質のピークとほぼ同じスペクトル位置にあるので従
来のNMR技術では所望の代謝物質のピークを検出するこ
とが実質的に不可能となる。したがって、水や脂質のよ
うな他のインビボ（in vivo）人体組織成分が存在して
いる状態で代謝物質内の結合水素スピンからのスピン共
鳴応答を取得するための方法を提供することが非常に好
ましい。
取得されたNMR応答スペクトル全体の中で妨害スペク
トル・ピークの周波数を中心とする狭帯域RF励起パルス
を使用して、望ましくない共鳴ピークを抑圧するいくつ
かのNMR法が提案されてきた。最も簡単な手法は、所望
のスペクトルを受信して処理する前に、妨害信号ピーク
応答（通常は水の共鳴によるもの）を抑圧するために長
い予備飽和RF励起パルスを印加するものである。別の１
つの技術は、遅延を織り込んだ一連の90゜RF励起パルス
を使用して、望ましくないスピン磁化を縦方向に向ける
一方、所望の共鳴のスピン磁化を横方向平面に向けるよ
うにして、検出可能なNMR信号を発生するようにするも
のである。これらの技術には限界がある。というのは、
抑圧しようとする成分の周波数またはその近傍にある所
望のスピン共鳴成分も抑圧され、また他の周波数にある
他の不所望のスピン共鳴成分が抑圧されないからであ
る。
トル・ピークの周波数を中心とする狭帯域RF励起パルス
を使用して、望ましくない共鳴ピークを抑圧するいくつ
かのNMR法が提案されてきた。最も簡単な手法は、所望
のスペクトルを受信して処理する前に、妨害信号ピーク
応答（通常は水の共鳴によるもの）を抑圧するために長
い予備飽和RF励起パルスを印加するものである。別の１
つの技術は、遅延を織り込んだ一連の90゜RF励起パルス
を使用して、望ましくないスピン磁化を縦方向に向ける
一方、所望の共鳴のスピン磁化を横方向平面に向けるよ
うにして、検出可能なNMR信号を発生するようにするも
のである。これらの技術には限界がある。というのは、
抑圧しようとする成分の周波数またはその近傍にある所
望のスピン共鳴成分も抑圧され、また他の周波数にある
他の不所望のスピン共鳴成分が抑圧されないからであ
る。
公知の更に別の技術では、望ましくない水のスピンと
他の化学的スピンとの間にはスピン−格子緩和時間T1お
よびスピン−スピン緩和時間T2に差が出ることを利用し
て水の共鳴ピークを差別する。したがって、長いエコー
時間を有効に使って組織中の水のピークを抑圧する一
方、ラクタートの共鳴のような他の共鳴をほぼそのまま
残すことができる。望ましくない脂質の共鳴の多くもこ
の技術による作用を受けて、取得されたNMR信号の中で
減衰される。
他の化学的スピンとの間にはスピン−格子緩和時間T1お
よびスピン−スピン緩和時間T2に差が出ることを利用し
て水の共鳴ピークを差別する。したがって、長いエコー
時間を有効に使って組織中の水のピークを抑圧する一
方、ラクタートの共鳴のような他の共鳴をほぼそのまま
残すことができる。望ましくない脂質の共鳴の多くもこ
の技術による作用を受けて、取得されたNMR信号の中で
減衰される。
他の方法では、読出しの前に、望ましくないスピン成
分（水）の零（null）時定数（Tnull）に等しい遅延を
有する反転パルスを使用する。これらの方法では、望ま
しくない共鳴が抑圧されるとともに、所望の代謝物質の
共鳴ピークも部分的に抑圧され、また一般に他の望まし
くない（脂質の）スピン共鳴は抑圧されない。
分（水）の零（null）時定数（Tnull）に等しい遅延を
有する反転パルスを使用する。これらの方法では、望ま
しくない共鳴が抑圧されるとともに、所望の代謝物質の
共鳴ピークも部分的に抑圧され、また一般に他の望まし
くない（脂質の）スピン共鳴は抑圧されない。
既存のいくつかの方法では、同じ分子の隣り合う原子
間に存在するスカラ結合を利用することにより、非結合
スピン共鳴によって生じる望ましくないNMR応答信号を
抑圧している。スピンは横方向平面まで章動して、一連
のRF励起パルスおよび遅延の作用を受けて、所望の結合
原子により発生されるスピン磁化は非結合スピンにより
発生されるスピン磁化が展開するのと異なる態様で展開
する。同核分極移動技術のようないくつかのこのような
技術では、非選択性90゜RF励起パルスおよび遅延を用い
て特定の結合定数Ｊを有するすべての結合スピンの位相
を反転する。しかしこのような方法は互いに結合された
脂質の共鳴を抑圧することができない。この欠点は同核
二重共鳴差分光法として知られている更に別の１つの方
法で克服することができる。この方法では、ラクタート
の共鳴のような特定の結合されたピークを保持しつつ、
脂質アルキル共鳴のような他の特定のピーク共鳴を除く
ことができる。この方法ではラクタートのピーク周波数
の１つを中心とする選択性180゜RF励起パルスを印加す
ることにより、第１の共鳴ピークが結合されているラク
タートの共鳴ピークの位相の反転だけを行なう。これが
行なわれるのは選択性パルスの周波数が約1Hz以内に正
しく設定されている場合だけである。周波数が正しくな
い場合には、もとのラクタートのピークの位相または振
幅が歪み、この結果として最終的なNMR信号において所
望の信号成分が互いに相殺されることがある。
間に存在するスカラ結合を利用することにより、非結合
スピン共鳴によって生じる望ましくないNMR応答信号を
抑圧している。スピンは横方向平面まで章動して、一連
のRF励起パルスおよび遅延の作用を受けて、所望の結合
原子により発生されるスピン磁化は非結合スピンにより
発生されるスピン磁化が展開するのと異なる態様で展開
する。同核分極移動技術のようないくつかのこのような
技術では、非選択性90゜RF励起パルスおよび遅延を用い
て特定の結合定数Ｊを有するすべての結合スピンの位相
を反転する。しかしこのような方法は互いに結合された
脂質の共鳴を抑圧することができない。この欠点は同核
二重共鳴差分光法として知られている更に別の１つの方
法で克服することができる。この方法では、ラクタート
の共鳴のような特定の結合されたピークを保持しつつ、
脂質アルキル共鳴のような他の特定のピーク共鳴を除く
ことができる。この方法ではラクタートのピーク周波数
の１つを中心とする選択性180゜RF励起パルスを印加す
ることにより、第１の共鳴ピークが結合されているラク
タートの共鳴ピークの位相の反転だけを行なう。これが
行なわれるのは選択性パルスの周波数が約1Hz以内に正
しく設定されている場合だけである。周波数が正しくな
い場合には、もとのラクタートのピークの位相または振
幅が歪み、この結果として最終的なNMR信号において所
望の信号成分が互いに相殺されることがある。
米国特許出願第181956号（平成１年特許願第88215
号）に述べられているパルス・シーケンスでは、関心の
ある代謝物質分子により発生される信号成分がそのRF励
起フィールド・パルスの２個の間の期間t1の関数として
振幅変調される。このようなパルス・シーケンスを異な
る期間を用いて２回実行して、その結果得られるNMR信
号を減算することにより、所望の信号成分が作成される
とともに、水と脂質からの変調されていない信号成分が
抑圧される。
号）に述べられているパルス・シーケンスでは、関心の
ある代謝物質分子により発生される信号成分がそのRF励
起フィールド・パルスの２個の間の期間t1の関数として
振幅変調される。このようなパルス・シーケンスを異な
る期間を用いて２回実行して、その結果得られるNMR信
号を減算することにより、所望の信号成分が作成される
とともに、水と脂質からの変調されていない信号成分が
抑圧される。
別の米国特許願第215979号（平成１年特許願第174322
号）に述べられている技術では、一連のパルス・シーケ
ンスが実行され、そのRF励起フィールド・パルスの２個
の間の期間（t1）が所定の範囲内で一定値ずつ増大され
る。NMRデータの配列を取得し、２次元フーリエ変換を
行なって、化学シフト・スペクトル成分対ゼロ量子変調
周波数成分の輪郭マップすなわちグラフが作成される。
号）に述べられている技術では、一連のパルス・シーケ
ンスが実行され、そのRF励起フィールド・パルスの２個
の間の期間（t1）が所定の範囲内で一定値ずつ増大され
る。NMRデータの配列を取得し、２次元フーリエ変換を
行なって、化学シフト・スペクトル成分対ゼロ量子変調
周波数成分の輪郭マップすなわちグラフが作成される。
これら２つの従来の方法はNMR分光法に対しては満足
できるものであるが、NMRイメージング法への直接変換
に対しては許容できるものではない。具合の悪いこと
に、これらの方法を使って画像を作成する場合、イメー
ジング・シーケンスに周波数符号化を使うとき水と脂質
の両方のレベルが充分でなく、信号対雑音比が限界に近
い。
できるものであるが、NMRイメージング法への直接変換
に対しては許容できるものではない。具合の悪いこと
に、これらの方法を使って画像を作成する場合、イメー
ジング・シーケンスに周波数符号化を使うとき水と脂質
の両方のレベルが充分でなく、信号対雑音比が限界に近
い。
発明の要約 本発明は二重量子コヒーレンス伝達（double quantum
cohernce transfer）技術を用いてインビボ代謝物質の
分布とレベルの画像を作成するNMRパルス・シーケンス
に関するものである。更に詳しく述べると、パルス・シ
ーケンスは３個のRF励起パルスの組を含む。これらのパ
ルスは分極磁界が存在し且つ合成磁界勾配が存在してい
る状態で関心のある領域に印加されて、関心のある領域
に1Hの多重量子励起を生じさせる。多重量子励起に続い
て180゜RF励起パルスを印加し、多重量子励起後に関心
のある領域に磁界勾配を印加することにより、結果とし
て得られるNMR信号を位置符号化する。多重量子励起中
に合成勾配を印加（すなわちx,yおよびｚ勾配を同時に
印加）することにより、水による信号成分が大幅に小さ
くなる。更に、180゜励起パルスによりラクタート分子
のメチル部分による信号成分の信号対雑音比が大幅に改
善される。
cohernce transfer）技術を用いてインビボ代謝物質の
分布とレベルの画像を作成するNMRパルス・シーケンス
に関するものである。更に詳しく述べると、パルス・シ
ーケンスは３個のRF励起パルスの組を含む。これらのパ
ルスは分極磁界が存在し且つ合成磁界勾配が存在してい
る状態で関心のある領域に印加されて、関心のある領域
に1Hの多重量子励起を生じさせる。多重量子励起に続い
て180゜RF励起パルスを印加し、多重量子励起後に関心
のある領域に磁界勾配を印加することにより、結果とし
て得られるNMR信号を位置符号化する。多重量子励起中
に合成勾配を印加（すなわちx,yおよびｚ勾配を同時に
印加）することにより、水による信号成分が大幅に小さ
くなる。更に、180゜励起パルスによりラクタート分子
のメチル部分による信号成分の信号対雑音比が大幅に改
善される。
本発明の更にもう１つの面では多重量子励起の再の第
３の励起パルスを最適な周波数選択性励起パルスに置き
換えることにより脂質による信号成分を更に抑圧する。
３の励起パルスを最適な周波数選択性励起パルスに置き
換えることにより脂質による信号成分を更に抑圧する。
本発明の一般的な目的は多重量子励起シーケンスを、
インビボ代謝物質の分布とレベルの画像を作成するため
に用い得るイメージング・シーケンスに適合させること
である。第２と第３の励起パルスの間の期間t1を一連の
離散的な値ずつ増大させることにより、代謝物質信号と
脂質信号との識別を行なう。残留する水の信号は印加さ
れる合成磁界勾配によって抑圧され、残留する脂質信号
は周波数選択性の第３の励起パルスにより抑圧され、所
望のラクタート信号は180゜励起パルスの印加と選択性
の第３の励起パルスの印加によって増強される。それか
ら磁界勾配を励起されたスピンに印加して、NMR信号を
符号化することにより、種々の公知のイメージング方法
を用いることができる。符号化されたNMR信号を用い
て、周知の再構成アルゴリズムにより画像を再構成する
ことができる。
インビボ代謝物質の分布とレベルの画像を作成するため
に用い得るイメージング・シーケンスに適合させること
である。第２と第３の励起パルスの間の期間t1を一連の
離散的な値ずつ増大させることにより、代謝物質信号と
脂質信号との識別を行なう。残留する水の信号は印加さ
れる合成磁界勾配によって抑圧され、残留する脂質信号
は周波数選択性の第３の励起パルスにより抑圧され、所
望のラクタート信号は180゜励起パルスの印加と選択性
の第３の励起パルスの印加によって増強される。それか
ら磁界勾配を励起されたスピンに印加して、NMR信号を
符号化することにより、種々の公知のイメージング方法
を用いることができる。符号化されたNMR信号を用い
て、周知の再構成アルゴリズムにより画像を再構成する
ことができる。
本発明の上記および他の目的および利点は以下の説明
から明らかとなろう。以下、本発明の好ましい実施例を
例示する図を含む添付の図面を参照しながら本発明を詳
しく説明する。
から明らかとなろう。以下、本発明の好ましい実施例を
例示する図を含む添付の図面を参照しながら本発明を詳
しく説明する。
発明の詳しい説明 まず第1a図には、それからNMR信号を得ようとしてい
る分子10が示されている。分子10はラクタート分子のよ
うなAB3型分子であり、Ha（Ａ）部分内の中間の炭素原
子との単一結合を有する１つの水素原子10aと、H
b（B3）部分内のそれぞれの端の炭素原子との結合を有
する３つの水素原子10bとの間には、スカラ結合が存在
する。この分子が分極磁界B0を受けていて、横方向のRF
励起フィールドB1が印加されたとき、この分子から、多
数の共鳴ピークを有するNMR信号が発生される。
る分子10が示されている。分子10はラクタート分子のよ
うなAB3型分子であり、Ha（Ａ）部分内の中間の炭素原
子との単一結合を有する１つの水素原子10aと、H
b（B3）部分内のそれぞれの端の炭素原子との結合を有
する３つの水素原子10bとの間には、スカラ結合が存在
する。この分子が分極磁界B0を受けていて、横方向のRF
励起フィールドB1が印加されたとき、この分子から、多
数の共鳴ピークを有するNMR信号が発生される。
Ha（Ａ）の水素原子10aは上または下を指すその核の
スピンを持つことができるので、Hb（B3）の水素10bの
核スピンは２つの異なる局所環境のうちの１つに出会
う。したがって、それらの共鳴のピークはほぼ同じ振幅
の二重スペクトル線に分割される。同様に、３個のｂ水
素原子10bは次のうちのいずれか１つのスピン構成をと
ることができる。すなわち、３個のスピン全部が上方向
を指す構成、１個のスピンが下方向を指し、かつ他の２
個のスピンが上方向を指す構成、２個のスピンが下方向
を指し、かつ１個のスピンが上方向を指す構成、３個の
スピン全部が下方向を指す構成のいずれかである。した
がって、ａ水素原子10aは４つの異なる環境に出会い、
その共鳴は四重スペクトル線に分割され、それぞれの相
対的な強度は1:3:3:1である。
スピンを持つことができるので、Hb（B3）の水素10bの
核スピンは２つの異なる局所環境のうちの１つに出会
う。したがって、それらの共鳴のピークはほぼ同じ振幅
の二重スペクトル線に分割される。同様に、３個のｂ水
素原子10bは次のうちのいずれか１つのスピン構成をと
ることができる。すなわち、３個のスピン全部が上方向
を指す構成、１個のスピンが下方向を指し、かつ他の２
個のスピンが上方向を指す構成、２個のスピンが下方向
を指し、かつ１個のスピンが上方向を指す構成、３個の
スピン全部が下方向を指す構成のいずれかである。した
がって、ａ水素原子10aは４つの異なる環境に出会い、
その共鳴は四重スペクトル線に分割され、それぞれの相
対的な強度は1:3:3:1である。
インビボ・ラクタート分子により発生されたNMR信号
の一例が第1b図に示されている。このNMR信号は周波数
領域に変換されていて、その信号成分は水平の周波数軸
に沿った異なる周波数の所のピーク、すなわち「スペク
トル成分」として示される。水の中の水素核により発生
される１つのスペクトル成分が周波数ωＨの所に示され
ているが、当業者には明らかなように通常、他の多くの
望ましくないスペクトル成分が非結合共鳴スピンによっ
て作られる。これらの他のスペクトル成分はラクタート
のスペクトル成分に比べて何桁も大きいことが多い。
の一例が第1b図に示されている。このNMR信号は周波数
領域に変換されていて、その信号成分は水平の周波数軸
に沿った異なる周波数の所のピーク、すなわち「スペク
トル成分」として示される。水の中の水素核により発生
される１つのスペクトル成分が周波数ωＨの所に示され
ているが、当業者には明らかなように通常、他の多くの
望ましくないスペクトル成分が非結合共鳴スピンによっ
て作られる。これらの他のスペクトル成分はラクタート
のスペクトル成分に比べて何桁も大きいことが多い。
例示したラクタート分子10のａ水素のスピン共鳴によ
るNMR信号成分はそれぞれ周波数ωR,ωS,ωＴおよびω
Ｕの所にある四重線のスペクトル成分R,S,TおよびＵを
構成する。これらのピークはそれぞれスピン−スピン結
合定数Ｊだけ隔てられている。このＪの値は2.0テスラ
で約7.3Hzである。ｂ水素の共鳴はそれぞれ周波数ωＶ
およびωＷの所にある二重線のスペクトル成分Ｖおよび
Ｗを生じる。それらの間の間隔は同じスピン−スピン結
合定数Ｊによって定められる。２つの結合した陽子（Ha
およびHb）に対するRF送信器からの周波数オフセットの
和が二重量子変調周波数（DQMF）を定める。RF送信器が
これらの結合した陽子のうちの１つの陽子の周波数に設
定された場合、DQMFが２つの結合した陽子の間の周波数
オフセットとなる。これは2.0テスラの磁界強度で250Hz
である。四重線の中心と二重線の中心との間の間隔は化
学シフト差と呼ばれる。ゼロ量子変調周波数（ZQMF）は
絶対周波数単位（Hz）で表したこの化学シフト差に等し
い。例として、ZQMFは2.0テスラで250Hzに等しい。非結
合スピンの共鳴成分Ｐの比較的大きな振幅、ならびに結
合されていない脂質による共鳴成分は、所望の結合スピ
ンのスペクトル成分Ｒ−Ｗの振幅よりもはるかに大き
く、このため結合スピンのスペクトル成分を得ようとす
るどの試みも、不可能ではないにしても極めて困難であ
る。上記特許出願に述べられているゼロ量子励起シーケ
ンスは不所望のスペクトル成分を分離して成分R,S,T,U,
VまたはＷの使用可能なスペクトルを得る方法である。
るNMR信号成分はそれぞれ周波数ωR,ωS,ωＴおよびω
Ｕの所にある四重線のスペクトル成分R,S,TおよびＵを
構成する。これらのピークはそれぞれスピン−スピン結
合定数Ｊだけ隔てられている。このＪの値は2.0テスラ
で約7.3Hzである。ｂ水素の共鳴はそれぞれ周波数ωＶ
およびωＷの所にある二重線のスペクトル成分Ｖおよび
Ｗを生じる。それらの間の間隔は同じスピン−スピン結
合定数Ｊによって定められる。２つの結合した陽子（Ha
およびHb）に対するRF送信器からの周波数オフセットの
和が二重量子変調周波数（DQMF）を定める。RF送信器が
これらの結合した陽子のうちの１つの陽子の周波数に設
定された場合、DQMFが２つの結合した陽子の間の周波数
オフセットとなる。これは2.0テスラの磁界強度で250Hz
である。四重線の中心と二重線の中心との間の間隔は化
学シフト差と呼ばれる。ゼロ量子変調周波数（ZQMF）は
絶対周波数単位（Hz）で表したこの化学シフト差に等し
い。例として、ZQMFは2.0テスラで250Hzに等しい。非結
合スピンの共鳴成分Ｐの比較的大きな振幅、ならびに結
合されていない脂質による共鳴成分は、所望の結合スピ
ンのスペクトル成分Ｒ−Ｗの振幅よりもはるかに大き
く、このため結合スピンのスペクトル成分を得ようとす
るどの試みも、不可能ではないにしても極めて困難であ
る。上記特許出願に述べられているゼロ量子励起シーケ
ンスは不所望のスペクトル成分を分離して成分R,S,T,U,
VまたはＷの使用可能なスペクトルを得る方法である。
多重量子励起パルス・シーケンスが第２図に示されて
いる。これには３個の90゜RF励起パルス20,21および22
の印加、ならびにその結果のNMRエコー信号23の取得が
含まれる。RF励起送信器周波数は4.8ppmの水の共鳴に配
置される。期間t1の間に勾配パルス24が印加されて、ス
ピンを位相外し（dephasing）し、また第３のRF励起パ
ルス22の後に第２の磁界勾配パルス25が印加される。パ
ルス25の強度はパルス24の強度の２倍であり、ケミカル
・フィジックス・レターズ（Chem.Phys.Lett.）69,576
（1980）でエー・バックス（A.Bax），ピー・ジー・デ
ジョン（P.G.dejong），エー・エフ・メールコプフ（A.
F.Mehl Kopf）およびジェー・シュミット（J.Smidt）が
論じているようにスピンを選択的に位相戻し（nephasin
g）する。その結果、NMRエコー信号23が取得期間の間に
作成される。
いる。これには３個の90゜RF励起パルス20,21および22
の印加、ならびにその結果のNMRエコー信号23の取得が
含まれる。RF励起送信器周波数は4.8ppmの水の共鳴に配
置される。期間t1の間に勾配パルス24が印加されて、ス
ピンを位相外し（dephasing）し、また第３のRF励起パ
ルス22の後に第２の磁界勾配パルス25が印加される。パ
ルス25の強度はパルス24の強度の２倍であり、ケミカル
・フィジックス・レターズ（Chem.Phys.Lett.）69,576
（1980）でエー・バックス（A.Bax），ピー・ジー・デ
ジョン（P.G.dejong），エー・エフ・メールコプフ（A.
F.Mehl Kopf）およびジェー・シュミット（J.Smidt）が
論じているようにスピンを選択的に位相戻し（nephasin
g）する。その結果、NMRエコー信号23が取得期間の間に
作成される。
多重量子励起パルス・シーケンスは遅延（TE/2）によ
って隔てられた選択性90゜RFパルスの第１の対が局在化
NMRスピン・システムにおいてスピン集団の多重量子コ
ヒーレンスを生じさせる。スピン集団のこのコヒーレン
スは後続の期間（t1）の間に徐々に現われ、結合スピン
の場合、その結果として、検出されるNMR信号が位相変
調される。（水および脂質信号の一部に見られるよう
に）他のスピン共鳴に結合されないスピン共鳴は多重量
子挙動を示さず、したがって期間（t1）の間に変調を経
験しない。更に、相互に結合されたスピン共鳴は独特の
多重量子変調周波数を示し、この差を用いて、結合され
たスピン共鳴相互を区別することができる。本発明はNM
R像の作成にこの現象を用いることが出来るようにす
る。
って隔てられた選択性90゜RFパルスの第１の対が局在化
NMRスピン・システムにおいてスピン集団の多重量子コ
ヒーレンスを生じさせる。スピン集団のこのコヒーレン
スは後続の期間（t1）の間に徐々に現われ、結合スピン
の場合、その結果として、検出されるNMR信号が位相変
調される。（水および脂質信号の一部に見られるよう
に）他のスピン共鳴に結合されないスピン共鳴は多重量
子挙動を示さず、したがって期間（t1）の間に変調を経
験しない。更に、相互に結合されたスピン共鳴は独特の
多重量子変調周波数を示し、この差を用いて、結合され
たスピン共鳴相互を区別することができる。本発明はNM
R像の作成にこの現象を用いることが出来るようにす
る。
第３図は本発明に従ってデータを取得するのに適した
NMRシステムの主要構成部の概略ブロック図である。全
体を400と表わしたシステムは汎用ミニコンピュータ401
を含んでおり、ミニコンピュータ401はディスク記憶装
置403およびインターフェイス装置405に機能的に結合さ
れている。RF送信器402、信号平均化器404、ならびにそ
れぞれGX,GYおよびGZの勾配コイル416,418および420を
励起するための勾配電源406,408および410がインターフ
ェイス装置405を介してコンピュータ401に結合される。
NMRシステムの主要構成部の概略ブロック図である。全
体を400と表わしたシステムは汎用ミニコンピュータ401
を含んでおり、ミニコンピュータ401はディスク記憶装
置403およびインターフェイス装置405に機能的に結合さ
れている。RF送信器402、信号平均化器404、ならびにそ
れぞれGX,GYおよびGZの勾配コイル416,418および420を
励起するための勾配電源406,408および410がインターフ
ェイス装置405を介してコンピュータ401に結合される。
RF送信器402には所望のラーモア周波数で発振するRF
発振器が含まれている。送信器はコンピュータ401から
のパルス包絡線でゲーティングされ、被検体中に共鳴を
励起するために必要な変調を受けたRFパルスを発生す
る。RFパルスはRF電力増幅器412で100ワットから数キロ
ワットまで変化するレベルまで増幅されて、送信コイル
424に印加される。
発振器が含まれている。送信器はコンピュータ401から
のパルス包絡線でゲーティングされ、被検体中に共鳴を
励起するために必要な変調を受けたRFパルスを発生す
る。RFパルスはRF電力増幅器412で100ワットから数キロ
ワットまで変化するレベルまで増幅されて、送信コイル
424に印加される。
NMR信号が受信コイル426によって検知され、低雑音前
置増幅器422で増幅された後、増幅、検出および波の
ために受信器414に印加される。次に信号はディジタル
化されて、信号平均化器404によって平均化され、コン
ピュータ401によって処理される。前置増幅器422および
受信器414は能動ゲートまたは受動フィルタによって送
信中のRFパルスから保護される。
置増幅器422で増幅された後、増幅、検出および波の
ために受信器414に印加される。次に信号はディジタル
化されて、信号平均化器404によって平均化され、コン
ピュータ401によって処理される。前置増幅器422および
受信器414は能動ゲートまたは受動フィルタによって送
信中のRFパルスから保護される。
コンピュータ401はNMRパルスに対するゲーティングと
包絡線変調を行い、前置増幅器およびRF電力増幅器に対
するブランキングを行い、さらに勾配電源に対する電圧
波形を供給する。コンピュータ401はまた走査の間に磁
界勾配およびRFパルスの周波数を進める。コンピュータ
はフーリエ変換、データ波、記憶機能のようなデータ
処理も行なう。
包絡線変調を行い、前置増幅器およびRF電力増幅器に対
するブランキングを行い、さらに勾配電源に対する電圧
波形を供給する。コンピュータ401はまた走査の間に磁
界勾配およびRFパルスの周波数を進める。コンピュータ
はフーリエ変換、データ波、記憶機能のようなデータ
処理も行なう。
RF送信コイルおよびRF受信コイルは希望する場合には
単一のコイルで構成してもよい。そのかわりに、電気的
に直角な２個の別々のコイルを使ってもよい。後者の構
成はパルス送信の間に受信器RFパルスが侵入することが
少なくなるという利点がある。両者の場合とも、コイル
の場は磁石428（第３図）の発生する静磁界B0の方向に
対して直角である。コイルはRF遮蔽されたケース内の囲
いによってシステムの残りの部分から隔離されている。
単一のコイルで構成してもよい。そのかわりに、電気的
に直角な２個の別々のコイルを使ってもよい。後者の構
成はパルス送信の間に受信器RFパルスが侵入することが
少なくなるという利点がある。両者の場合とも、コイル
の場は磁石428（第３図）の発生する静磁界B0の方向に
対して直角である。コイルはRF遮蔽されたケース内の囲
いによってシステムの残りの部分から隔離されている。
磁界勾配コイル416,418および420（第３図）はそれぞ
れ磁界勾配GX,GYおよびGZを形成するために必要であ
る。ここに述べるNMRパルス・シーケンスでは、関心の
ある領域全体にわたって勾配は単調で線形でなければな
らない。単調でない勾配の場によってエイリアシング
（aliasing）として知られているNMR信号データの劣化
が生じ、ひどいアーティファクト（偽像）が発生する。
非線形勾配によって画像の幾何学的歪が生じる。
れ磁界勾配GX,GYおよびGZを形成するために必要であ
る。ここに述べるNMRパルス・シーケンスでは、関心の
ある領域全体にわたって勾配は単調で線形でなければな
らない。単調でない勾配の場によってエイリアシング
（aliasing）として知られているNMR信号データの劣化
が生じ、ひどいアーティファクト（偽像）が発生する。
非線形勾配によって画像の幾何学的歪が生じる。
本発明は第２図のパルス・シーケンスを改良すること
により第３図のNMRシステムでインビボ代謝物質の分布
およびレベルの画像を作成できるようにすることであ
る。改良されたパルス・シーケンスの好ましい実施例が
第４図に示されている。これは、従来の多重量子コヒー
レンス・パルス・シーケンスと同様に、期間TE/2を定め
る第１の対の90゜RF励起パルス50および51を含んでい
る。期間t1を定める第３の90゜パルス52は当業者には１
３パルスとして知られている選択性RF励起パルスで
ある。後で更に詳しく説明するように、この選択性励起
パルス52は脂質からの信号成分を更に抑圧し、メチル
（CH3）成分の信号対雑音比を３倍に向上する。それぞ
れのTE/2期間の中央に一対の180゜RF再集束パルス53お
よび54が挿入され、その結果、化学シフト歳差運動が小
さくなることにより伝達効率が改善され、メチル（C
H3）信号成分の信号対雑音比が改善される。
により第３図のNMRシステムでインビボ代謝物質の分布
およびレベルの画像を作成できるようにすることであ
る。改良されたパルス・シーケンスの好ましい実施例が
第４図に示されている。これは、従来の多重量子コヒー
レンス・パルス・シーケンスと同様に、期間TE/2を定め
る第１の対の90゜RF励起パルス50および51を含んでい
る。期間t1を定める第３の90゜パルス52は当業者には１
３パルスとして知られている選択性RF励起パルスで
ある。後で更に詳しく説明するように、この選択性励起
パルス52は脂質からの信号成分を更に抑圧し、メチル
（CH3）成分の信号対雑音比を３倍に向上する。それぞ
れのTE/2期間の中央に一対の180゜RF再集束パルス53お
よび54が挿入され、その結果、化学シフト歳差運動が小
さくなることにより伝達効率が改善され、メチル（C
H3）信号成分の信号対雑音比が改善される。
RF再集束パルス53および54によって作られるB1励起磁
界の変則の状態により発生するスプリアス信号を除去す
るため、一対の合成勾配磁界パルスが各再集束パルス53
および54の前後に印加される。更に詳しく述べると、こ
れらには合成パルス対55および56が含まれる。合成パル
ス対55および56は印加される磁界勾配の３つの軸の各々
に沿って作成され、第１の再集束パルス53の前と後に印
加される。合成パルス対57および58も含まれ、これらは
第２の再集束パルス54の前と後に印加され、NMRシステ
ムの各軸に沿って磁界勾配成分を発生する。これらの合
成勾配パルスは正しい動作のため絶対に必要なものでは
ないが、不完全な再集束パルスの結果として形成される
ことがある望ましくないエコーからの妨害を防止して信
号品質を改善する。
界の変則の状態により発生するスプリアス信号を除去す
るため、一対の合成勾配磁界パルスが各再集束パルス53
および54の前後に印加される。更に詳しく述べると、こ
れらには合成パルス対55および56が含まれる。合成パル
ス対55および56は印加される磁界勾配の３つの軸の各々
に沿って作成され、第１の再集束パルス53の前と後に印
加される。合成パルス対57および58も含まれ、これらは
第２の再集束パルス54の前と後に印加され、NMRシステ
ムの各軸に沿って磁界勾配成分を発生する。これらの合
成勾配パルスは正しい動作のため絶対に必要なものでは
ないが、不完全な再集束パルスの結果として形成される
ことがある望ましくないエコーからの妨害を防止して信
号品質を改善する。
信号品質の最も劇的な改善はt1期間の終りに選択性励
起パルス52を使うことによって達成される。インビボ測
定のために多重量子励起パルス・シーケンスが使用され
るとき、関心のある代謝物質と比較して残留脂質信号は
極めて大きいままになっていることが多い。これによ
り、フーリエ変換法を使ってNMR信号を処理して画像を
作成するとき、脂質二重量子周波数の「フーリエ・ブリ
ード（bleed）」から望ましくない背景信号が生じるこ
とがある。この望ましくない脂質信号は最後のTE/2期間
の間にラクタート分子のCHからラクタート分子のCH3へ
の選択的コヒーレンス伝達を起こすことによって著しく
減らすことができる。これは選択性１３RFパルス52
を用いることにより達成される。
起パルス52を使うことによって達成される。インビボ測
定のために多重量子励起パルス・シーケンスが使用され
るとき、関心のある代謝物質と比較して残留脂質信号は
極めて大きいままになっていることが多い。これによ
り、フーリエ変換法を使ってNMR信号を処理して画像を
作成するとき、脂質二重量子周波数の「フーリエ・ブリ
ード（bleed）」から望ましくない背景信号が生じるこ
とがある。この望ましくない脂質信号は最後のTE/2期間
の間にラクタート分子のCHからラクタート分子のCH3へ
の選択的コヒーレンス伝達を起こすことによって著しく
減らすことができる。これは選択性１３RFパルス52
を用いることにより達成される。
第５図に詳しく示すように、１３パルス52は破線
60で示される励起スペクトルを有する。選択性パルス52
は矢印61で示されるように4.2ppmに於けるラクタート分
子のCH成分の最大励起に対して同調されている。これ
は、矢印62で示すように、ラクタート分子のメチル（CH
3）成分の化学シフト周波数で零となる。この選択性RF
励起パルス52に対する時間領域の式は次のように表わさ
れる。
60で示される励起スペクトルを有する。選択性パルス52
は矢印61で示されるように4.2ppmに於けるラクタート分
子のCH成分の最大励起に対して同調されている。これ
は、矢印62で示すように、ラクタート分子のメチル（CH
3）成分の化学シフト周波数で零となる。この選択性RF
励起パルス52に対する時間領域の式は次のように表わさ
れる。
Sn（ω）＝sinn（ωτ/2） 但し、 ω＝（CH3とCHの共鳴の周波数差）×２＝500Hz ｎ＝４ τ＝２ミリ秒 選択性１３RFパルスおよび他の類似のパルスの完
全な説明はジャーナル・オブ・マグネティック・レゾナ
ンス誌、55,pp.283−300（1983）に所載のピー・ジェー
・ホア（P.J.Hore）の論文「フーリエ変換核磁気共鳴に
於ける溶媒の抑圧」中に記載されている。
全な説明はジャーナル・オブ・マグネティック・レゾナ
ンス誌、55,pp.283−300（1983）に所載のピー・ジェー
・ホア（P.J.Hore）の論文「フーリエ変換核磁気共鳴に
於ける溶媒の抑圧」中に記載されている。
再び第４図を参照すると、本発明の更に別の面では多
重量子励起パルス・シーケンスのt1期間の間の合成磁界
勾配パルス65を最後のTE/2期間の間の合成磁界勾配パル
ス66と組合わせて使用することである。合成勾配パルス
65によって、二重量子コヒーレント・スピン（CH3）は
勾配磁界成分65′,65″および65のベクトル和によっ
て決定された方向に沿って位相分散（２θ/cm）を累積
する。望ましくない水の陽子の単一量子コヒーレント・
スピンは同様な位相分散を累積するが、半分の（θ/c
m）を累積する。次に、第２のTE/2期間の間に、すべて
の信号成分は単一量子となり、所望のメチル陽子信号
（CH3）の位相を再集束するために合成勾配パルス66は
２倍の強度で逆方向になっていなければならない（−２
θ/cm）。合成勾配パルス66は所望のメチル信号（CH3）
を位相戻し（rephase）するが、望ましくない水の信号
が過補償されて、逆方向に位相外し（dephase）される
（−θ/cm）。その結果、所望の信号がその最大振幅に
回復されるとともに、水からの望ましくない信号がその
陽子により発生される信号を位相外しすることによって
抑圧される。ここで使用されているように、「強度」と
いう用語は印加されている期間にわたる磁界勾配振幅の
積分値を指す。
重量子励起パルス・シーケンスのt1期間の間の合成磁界
勾配パルス65を最後のTE/2期間の間の合成磁界勾配パル
ス66と組合わせて使用することである。合成勾配パルス
65によって、二重量子コヒーレント・スピン（CH3）は
勾配磁界成分65′,65″および65のベクトル和によっ
て決定された方向に沿って位相分散（２θ/cm）を累積
する。望ましくない水の陽子の単一量子コヒーレント・
スピンは同様な位相分散を累積するが、半分の（θ/c
m）を累積する。次に、第２のTE/2期間の間に、すべて
の信号成分は単一量子となり、所望のメチル陽子信号
（CH3）の位相を再集束するために合成勾配パルス66は
２倍の強度で逆方向になっていなければならない（−２
θ/cm）。合成勾配パルス66は所望のメチル信号（CH3）
を位相戻し（rephase）するが、望ましくない水の信号
が過補償されて、逆方向に位相外し（dephase）される
（−θ/cm）。その結果、所望の信号がその最大振幅に
回復されるとともに、水からの望ましくない信号がその
陽子により発生される信号を位相外しすることによって
抑圧される。ここで使用されているように、「強度」と
いう用語は印加されている期間にわたる磁界勾配振幅の
積分値を指す。
本発明の一般的な目的は多重量子励起パルス・シーケ
ンスを改良してインビボ代謝物質の像の作成に使えるよ
うにすることである。更に第４図を参照すると、このパ
ルスシーケンスと一緒に使用することができ、最後のTE
/2期間の間に磁界勾配パルスを印加することを含む多数
のイメージング技術がある。このような方法の１つが第
４図に示されており、TE/2期間の終りのNMR信号71の取
得の際に読出し勾配パルス70を印加することにより、Ｘ
軸に沿った位置に対してNMR信号が周波数符号化され
る。磁界勾配パルス66の振幅も一連の値に変えられ
て、対応する一連の取得されるNMR信号がＹ軸に沿った
位置に対して位相符号化される。次にその結果得られる
取得されたNMRデータの二次元配列を使って、周知のよ
うに像の再構成が行なわれる。
ンスを改良してインビボ代謝物質の像の作成に使えるよ
うにすることである。更に第４図を参照すると、このパ
ルスシーケンスと一緒に使用することができ、最後のTE
/2期間の間に磁界勾配パルスを印加することを含む多数
のイメージング技術がある。このような方法の１つが第
４図に示されており、TE/2期間の終りのNMR信号71の取
得の際に読出し勾配パルス70を印加することにより、Ｘ
軸に沿った位置に対してNMR信号が周波数符号化され
る。磁界勾配パルス66の振幅も一連の値に変えられ
て、対応する一連の取得されるNMR信号がＹ軸に沿った
位置に対して位相符号化される。次にその結果得られる
取得されたNMRデータの二次元配列を使って、周知のよ
うに像の再構成が行なわれる。
本発明は特定のイメージング技術に限定られるもので
はなく、最後のTE/2期間の間に適切な勾配パルスを印加
することによって他の方法を用いることができる。たと
えば、勾配パルス66″を最後の180゜RFパルス54と揃っ
た勾配パルスに置き換えてもよい。180゜RFパルス54を
周波数選択性にすれば、Ｚ軸に直角な関心のある領域を
通るスライスがイメージングのために選択される。
はなく、最後のTE/2期間の間に適切な勾配パルスを印加
することによって他の方法を用いることができる。たと
えば、勾配パルス66″を最後の180゜RFパルス54と揃っ
た勾配パルスに置き換えてもよい。180゜RFパルス54を
周波数選択性にすれば、Ｚ軸に直角な関心のある領域を
通るスライスがイメージングのために選択される。
本発明の更に別の面は取得したNMRデータを期間t1の
関数として変調することである。これは前記米国特許出
願第181956号（特願平１−88215号）に開示されている
差分法を含む多数の方法で行なうことができる。この差
分法では期間t1の異なる２つのパルス・シーケンスを必
要とする。更に、磁界勾配の各設定に対して期間t1を増
分的に異なる値に変えてパルス・シーケンスを多数回反
復することにより、取得したNMRデータの３次元配列を
作成することができる。t1次元を含む３次元の各々に沿
ったフーリエ変換によって像を再構成することができ
る。
関数として変調することである。これは前記米国特許出
願第181956号（特願平１−88215号）に開示されている
差分法を含む多数の方法で行なうことができる。この差
分法では期間t1の異なる２つのパルス・シーケンスを必
要とする。更に、磁界勾配の各設定に対して期間t1を増
分的に異なる値に変えてパルス・シーケンスを多数回反
復することにより、取得したNMRデータの３次元配列を
作成することができる。t1次元を含む３次元の各々に沿
ったフーリエ変換によって像を再構成することができ
る。
選択されたイメージング方法に関係なく、本発明の多
重量子励起パルス・シーケンスは像品質を大幅に改良す
る。合成勾配パルス65および66は所望のメチル信号の信
号対雑音比をあまり改善しないが、望ましくない水の信
号を大幅に抑圧する。１対の対称な180゜RFパルス53お
よび54の使用の結果、信号対雑音比が約40％改善され
る。選択性（１３）RFパルス53の使用の結果、メチ
ルの信号対雑音比が約160％更に改善される。
重量子励起パルス・シーケンスは像品質を大幅に改良す
る。合成勾配パルス65および66は所望のメチル信号の信
号対雑音比をあまり改善しないが、望ましくない水の信
号を大幅に抑圧する。１対の対称な180゜RFパルス53お
よび54の使用の結果、信号対雑音比が約40％改善され
る。選択性（１３）RFパルス53の使用の結果、メチ
ルの信号対雑音比が約160％更に改善される。
第1a図は多数のスペクトル成分を有するNMR信号を発生
するラクタート分子の概略表示図である。第1b図は第1a
図のラクタート分子により発生されるスペクトル成分を
示すグラフである。第２図は従来技術によるNMRスペク
トロメータで用いられる多重量子励起パルス・シーケン
スを表わす時間線図である。第３図は本発明を用いるNM
Rシステムの概略構成図である。第４図は本発明の実現
のために用いられるパルス・シーケンスの実施例を示す
時間線図である。第５図は第４図のシーケンスで用いら
れる周波数選択性励起パルスを表すグラフである。 ［主な符号の説明］ 50,51,52……90゜RF励起パルス、 53,54……180゜RF再集束パルス、 55,56……１対の合成磁界勾配パルス、 57,58……１対の合成磁界勾配パルス、 65……合成磁界勾配パルス、 66……合成磁界勾配パルス、 71……NMR信号。
するラクタート分子の概略表示図である。第1b図は第1a
図のラクタート分子により発生されるスペクトル成分を
示すグラフである。第２図は従来技術によるNMRスペク
トロメータで用いられる多重量子励起パルス・シーケン
スを表わす時間線図である。第３図は本発明を用いるNM
Rシステムの概略構成図である。第４図は本発明の実現
のために用いられるパルス・シーケンスの実施例を示す
時間線図である。第５図は第４図のシーケンスで用いら
れる周波数選択性励起パルスを表すグラフである。 ［主な符号の説明］ 50,51,52……90゜RF励起パルス、 53,54……180゜RF再集束パルス、 55,56……１対の合成磁界勾配パルス、 57,58……１対の合成磁界勾配パルス、 65……合成磁界勾配パルス、 66……合成磁界勾配パルス、 71……NMR信号。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−198044（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−83890（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−82351（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−156647（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−74234（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−212337（ＪＰ，Ａ) 米国特許4678995（ＵＳ，Ａ)
Claims (18)
- 【請求項１】結合スピンを含むインビボ代謝物質の分布
とレベルのNMR像を作成する装置に於いて、 関心のある領域中の代謝物質の核に分極磁界を印加する
手段、 代謝物質の核に３個すなわち第１、第２および第３の90
゜RF励起フィールド・パルスを印加することにより、関
心のある領域中の代謝物質の核を多重量子励起する手段
であって、上記第３の90゜RF励起フィールド・パルスが
代謝物質の核により発生されるNMR信号成分を増強する
ように同調された選択性励起パルスである手段、 上記第２の90゜RF励起フィールド・パルスと第３の90゜
RF励起フィールド・パルスとの間で代謝物質の核を位相
外しする第１の磁界勾配パルス、および上記第３の90゜
RF励起フィールド・パルスの後において代謝物質の核を
位相戻しする第２の磁界勾配パルスを含む複数の磁界勾
配パルスを印加することにより、関心のある領域中にお
ける位置の関数として代謝物質の核が発生するNMR信号
を位置符号化する手段、 関心のある領域中の代謝物質の核により発生されるNMR
信号を取得する手段、および 取得したNMR信号を使って像を再構成する手段 を含むことを特徴とする装置。 - 【請求項２】上記選択性RF励起パルスが1331パルスであ
る請求項１記載の装置。 - 【請求項３】上記選択性RF励起パルスがラクタート分子
のCH成分の最大励起のために同調されている請求項１ま
たは２記載の装置。 - 【請求項４】上記第１の磁界勾配パルスが、代謝物質の
核を位相外しするために上記第２の90゜RF励起フィール
ド・パルスと第３の90゜RF励起フィールド・パルスとの
間の期間t1中に同時に印加されるｘ、ｙ、ｚ磁界勾配パ
ルスで構成される第１の合成磁界勾配パルスであり、 上記第２の磁界勾配パルスが、上記第１の合成磁界勾配
パルスにより生じた位相外しの量にほぼ等しい量だけ代
謝物質の核を位相戻しするために上記第３の90゜RF励起
フィールド・パルスの後に同時に印加されるｘ、ｙ、ｚ
磁界勾配パルスで構成される第２の合成磁界勾配パルス
である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の装置。 - 【請求項５】上記第２の合成磁界勾配パルスの時間積分
地が第１の合成磁界勾配パルスの時間積分値のほぼ２倍
である請求項４記載の装置。 - 【請求項６】上記第１の90゜RF励起フィールド・パルス
と第２の90゜RF励起フィールド・パルスとの中間に第１
の180゜RF励起フィールド・パルスを印加する手段、お
よび上記第３の90゜RF励起フィールド・パルスと上記NM
R信号の取得との中間に第２の180゜RF励起フィールド・
パルスを印加する手段を更に含む請求項１乃至５のいず
れか１項に記載の装置。 - 【請求項７】結合スピンを含むインビボ代謝物質の分布
とレベルのNMR像を作成する装置に於いて、 関心のある領域中の代謝物質の核に分極磁界を印加する
手段、 代謝物質の核に３個すなわち第１、第２および第３の90
゜RF励起フィールド・パルスを印加することにより、関
心のある領域中の代謝物質の核を多重量子励起する手
段、 上記第２の90゜RF励起フィールド・パルスと第３の90゜
RF励起フィールド・パルスとの間の期間t1中に、同時の
ｘ、ｙ、ｚ磁界勾配パルスで構成される第１の合成磁界
勾配パルスを印加することにより代謝物質の核を位相外
しする手段、 上記第３の90゜RF励起フィールド・パルスの後に、同時
のｘ、ｙ、ｚ磁界勾配パルスで構成される第２の合成磁
界勾配パルスを印加することにより、第１の合成磁界勾
配パルスにより生じた位相外しの量にほぼ等しい量だけ
代謝物質の核を位相戻しする手段、 上記第３の90゜RF励起フィールド・パルスの後に、代謝
物質の核に磁界勾配パルスを印加することにより、関心
のある領域中における位置の関数として代謝物質の核が
発生するNMR信号を位相符号化する手段、 関心のある領域中の代謝物質の核により発生されるNMR
信号を取得する手段、および 取得したNMR信号を使って像を再構成する手段 を含むことを特徴とする装置。 - 【請求項８】上記第２の合成磁界勾配パルスの時間積分
値が第１の合成磁界勾配パルスの時間積分値のほぼ２倍
である請求項７記載の装置。 - 【請求項９】上記第１の90゜RF励起フィールド・パルス
と第２の90゜RF励起フィールド・パルスとの中間に第１
の180゜RF励起フィールド・パルスを印加する手段、お
よび上記第３の90゜RF励起フィールド・パルスと上記NM
R信号の取得との中間に第２の180゜RF励起フィールド・
パルスを印加する手段を更に含む請求項７記載の装置。 - 【請求項１０】上記第３の90゜RF励起フィールド・パル
スが代謝物質の核により発生されるNMR信号成分を増強
するように同調された選択性励起パルスである請求項７
乃至９のいずれか１項に記載の装置。 - 【請求項１１】上記選択性RF励起パルスが1331パルスで
ある請求項10記載の装置。 - 【請求項１２】上記選択性RF励起パルスがラクタート分
子のCH成分の最大励起のために同調されている請求項10
または11記載の装置。 - 【請求項１３】結合スピンを含むインビボ代謝物質の分
布とレベルのNMR像を作成する装置に於いて、 （ａ）関心のある領域中の代謝物質の核に分極磁界を印
加する手段、 （ｂ）代謝物質の核に３個すなわち第１、第２および第
３の90゜RF励起フィールド・パルスを印加することによ
り、関心のある領域中の代謝物質の核を多重量子励起す
る手段、 （ｃ）上記第１の90゜RF励起フィールド・パルスと第２
の90゜RF励起フィールド・パルスとの中間に第１の180
゜RF励起フィールド・パルスを印加し、上記第３の90゜
RF励起フィールド・パルスとNMR信号の取得との中間に
第２の180゜RF励起フィールド・パルスを印加する手段 （ｄ）上記第２の90゜RF励起フィールド・パルスと第３
の90゜RF励起フィールド・パルスとの間で代謝物質の核
を位相外しする第１の磁界勾配パルス、および上記第３
の90゜RF励起フィールド・パルスの後において代謝物質
の核を位相戻しする第２の磁界勾配パルスを含む複数の
磁界勾配パルスを印加することにより、関心のある領域
中における位置の関数として代謝物質の核が発生するNM
R信号を位置符号化する手段、 （ｅ）関心のある領域中の代謝物質の核により発生され
るNMR信号を取得する手段、 （ｆ）上記第２の90゜RF励起フィールド・パルスと第３
の90゜RF励起フィールド・パルスとの間の期間（t1）を
異なる値にして上記（ａ）乃至（ｅ）の手段を繰返し作
動する手段、および （ｇ）取得したNMR信号を使って像を再構成する手段で
あって、上記取得したNMR信号を上記印加された磁界勾
配の強度ならびに上記期間T1の長さの関数としてフーリ
エ変換することにより、像を再構成する手段 を含むことを特徴とする装置。 - 【請求項１４】上記第３の90゜RF励起フィールド・パル
スが代謝物質の核により発生されるNMR信号成分を増強
するように同調された選択性励起パルスである請求項13
記載の装置。 - 【請求項１５】上記選択性RF励起パルスが1331パルスで
ある請求項14記載の装置。 - 【請求項１６】上記選択性RF励起パルスがラクタート分
子のCH成分の最大励起のために同調されている請求項14
または15記載の装置。 - 【請求項１７】上記第１の磁界勾配パルスが、代謝物質
の核を位相外しするために上記第２の90゜RF励起フィー
ルド・パルスと第３の90゜RF励起フィールド・パルスと
の間の期間t1中に同時に印加されるｘ、ｙ、ｚ磁界勾配
パルスで構成される第１の合成磁界勾配パルスであり、 上記第２の磁界勾配パルスが、上記第１の合成磁界勾配
パルスにより生じた位相外しの量にほぼ等しい量だけ代
謝物質の核を位相戻しするために上記第３の90゜RF励起
フィールド・パルスの後に同時に印加されるｘ、ｙ、ｚ
磁界勾配パルスで構成される第２の合成磁界勾配パルス
である請求項14乃至16のいずれか１項に記載の装置。 - 【請求項１８】上記第２の合成磁界勾配パルスの時間積
分値が第１の合成磁界勾配パルスの時間積分値のほぼ２
倍である請求項17記載の装置。
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