(57)【要約】【課題】ＣＳＦなどのＴ１、Ｔ２とも長い組織からの信号を抑えた画像とそのような信号抑制のない画像とを短時間で得る。【解決手段】信号発生用パルス系列Ａの最後の１８０°パルス５２よりＥＳＰが経過した時点で、強制励起用パルス列Ｂの１８０°パルス５３を加えてそのＥＳＰ／２後に横磁化が集束してきた時点で、（ａ）の奇数回シーケンスでは正の９０°パルス５４を加えて、静磁場の方向とは反対方向の縦磁化とすることにより、Ｔ１の長いプロトンの緩和を遅らせて（ｂ）の偶数回シーケンスで発生させられる信号を抑圧し、（ｂ）の偶数回シーケンスでは負の９０°パルス５４を加えて、静磁場の方向とは同方向の縦磁化とすることにより、Ｔ１の長いプロトンの緩和を早めて（ａ）の奇数回シーケンスで発生させられる信号が抑圧させられないようにする。【選択図】        図２
2004313276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体が置かれる空間内に静磁場を発生する静磁場発生手段と、
第１軸、第２軸および第３軸を任意の直交３軸の各軸としたとき、上記空間内に第１軸方向のスライス選択用傾斜磁場パルス、第２軸方向の位相エンコード用傾斜磁場パルスおよび第３軸方向の読み出し用傾斜磁場パルスを印加する傾斜磁場パルス印加手段と、
上記空間内に励起ＲＦパルスおよびリフォーカスＲＦパルスを印加するＲＦ送信手段と、
エコー信号を受信し、位相検波した後サンプリングしてＡ／Ｄ変換してデータを得る受信手段と、
上記ＲＦ送信手段、傾斜磁場パルス印加手段および受信手段を制御し、１個の励起ＲＦパルスを印加した後複数個のリフォーカスＲＦパルスを順次印加して信号を発生させる信号発生用パルス系列を行い、それぞれの信号からのデータをＫスペース上の各ラインに配置すべく各信号についての位相エンコード量を定め、かつ上記パルス系列の後にリフォーカスＲＦパルスを印加し、その後極性が繰り返し時間ごとに正・負に反転する励起パルスを印加する強制励起用パルス列を付加した、パルスシーケンスを繰り返し行なう制御手段と、
上記強制励起用パルス列の最後に加える励起パルスの極性が正となっている繰り返し時間で収集したデータと負となっている繰り返し時間で収集したデータとを各々配列した２つのＫスペースのそれぞれより各画像を再構成する画像再構成手段と
を備えることを特徴とするＭＲイメージング装置。
【請求項２】
上記パルスシーケンスの信号発生用パルス系列においてリフォーカスパルスが奇数個である場合に、ダミーの奇数個のリフォーカスパルスを加えた後上記の強制励起用パルス列を加えることを特徴とする請求項１記載のＭＲイメージング装置。
【請求項３】
上記パルスシーケンスの強制励起用パルス列において、第１軸方向の傾斜磁場パルスと第３軸方向の傾斜磁場パルスとをリフェーズ用パルスとして加えることを特徴とする請求項１または請求項２記載のＭＲイメージング装置。
【請求項４】
１繰り返し期間内において上記パルスシーケンスを複数回、時間をずらして順次行い、励起ＲＦパルスおよびリフォーカスパルスの周波数を各回のパルスシーケンスごとに異ならせて、各回のパルスシーケンスで異なるスライスについての信号を得ることを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載のＭＲイメージング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＮＭＲ（核磁気共鳴）現象を利用してイメージングを行うＭＲイメージング装置に関し、とくに高速スピンエコー法とよばれる撮像スキャン法により画像を高速に得るＭＲイメージング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ＭＲイメージング装置の撮像スキャン法として高速スピンエコー法（以下、ＦＳＥ（  Ｆａｓｔ  Ｓｐｉｎ  Ｅｃｈｏ  の略）法と称する）が知られている（下記非特許文献１を参照）。このＦＳＥ法では、まず、９０°パルス（励起パルス）を印加した後、複数個の１８０゜パルス（リフォーカスパルス）を加えるとともに、これらのＲＦパルスの各々と同時にスライス選択用傾斜磁場パルスを加える。そして、読み出し（および周波数エンコード）用傾斜磁場パルスを加えて、複数個のスピンエコーの信号を各々の１８０゜パルスの後に発生させる。これらの信号の発生直前に位相エンコード用傾斜磁場パルスをそれぞれ加えて所定の一軸方向の位置情報に関して位相エンコードを施す。その各々の位相エンコード用傾斜磁場パルスの印加量を、それらの信号から得たデータがＫスペース（生データ空間）上で位相方向の異なる場所に配置されるものとなるような位相エンコード量に対応させる。なお、これら３つの傾斜磁場は、磁場強度の傾斜方向が任意の直交３軸の各方向となっている。
【０００３】
【非特許文献１】
”  ＲＡＲＥ  Ｉｍａｇｉｎｇ  ：    Ａ  Ｆａｓｔ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｃｌｉｎｉｃａｌ  ＭＲ  ”，Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  ｉｎ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ，  ３，ｐｐ８２３−８３３，  １９８６
【０００４】
このＦＳＥ法によると、１ＴＲ（パルスシーケンスの１繰り返し時間）でＫスペース上の異なる多数のラインに配置すべきデータを得ることができるため、ＴＲ数を少なくできて高速撮像が可能となる。ここでは、所望のコントラストを有するエコーがＫスペースの中央付近（低周波領域）に配置され、他のエコーは、その中央付近に配置されたエコーと時間的に接近したものが順次Ｋスペースにおいて隣接して配置されるような、位相エンコード量が各エコーに与えられる。
【０００５】
また、下記の特許文献１および非特許文献２に示されたＧＲＡＳＥ（ＧＲａｄｉｅｎｔ  Ａｎｄ  Ｓｐｉｎ  Ｅｃｈｏ）法ではつぎのようなパルスシーケンスを採用する。９０゜パルス（励起パルス）を印加した後、複数個の１８０゜パルス（リフォーカスパルス）を加えるとともに、これらのＲＦパルスの各々と同時にスライス選択用の傾斜磁場Ｇｓのパルスを加え、そのＲＦパルスの間隔内で読み出し（および周波数エンコード）用の傾斜磁場Ｇｒのパルスを加えるとともに、このＧｒパルスを各々の１８０゜パルスの後で複数回スイッチングさせて、スピンエコーの信号に加えて、その前後にグラジェントエコーの信号を発生させ、そして、これらの信号の発生直前に位相エンコード用の傾斜磁場Ｇｐのパルスをそれぞれ加えて、その各々のＧｐパルスの印加量を、それらの信号から得たデータがＫスペース（生データ空間）上で位相方向に順に配置されるものとなるような位相エンコード量に対応させる、というものである。
【０００６】
【特許文献１】
米国特許第５２７０６５４号
【０００７】
【非特許文献２】
Ｋ．Ｏｓｈｉｏ  ａｎｄ  Ｄ．  Ａ．  Ｆｅｉｎｂｅｒｇ  ”ＧＲＡＳＥ  （Ｇｒａｄｉｅｎｔ−ａｎｄ  Ｓｐｉｎ−Ｅｃｈｏ）  Ｉｍａｇｉｎｇ：  Ａ  Ｎｏｖｅｌ  Ｆａｓｔ  ＭＲＩ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ”    Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  ｉｎ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ  ２０，  ３４４−３４９，  １９９１
【０００８】
このようなＦＳＥ法やＧＲＡＳＥ法では、ＴＲとエコーのＫスペースへの配置関係とを制御することで任意のコントラストの画像を得ることができ、たとえばプロトン密度強調画像やＴ２強調画像などを得ることができる。
【０００９】
また、これらの方法以外に、パルスシーケンスの前にＩＲ（Ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ  Ｒｅｃｏｖｅｒｙ）パルスを加えることによって特定の組織の信号を減衰させた画像を得ることも知られている。その例としてはたとえばＦＬＡＩＲ（ＦＬｕｉｄ  Ａｔｔｅｎｕａｔｅｄ  ＩＲ）法をあげることができる。これは、ＩＲパルスと９０°パルス（励起パルス）との時間間隔を調整し、ＩＲパルスの後、特定組織の縦磁化が０付近にまで回復してきた時点で励起パルスを加えることによってその組織の信号を抑制しようというものである。さらに  Ｄｒｉｖｅｎ  Ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ  パルスをプリパレーションパルスとして用い、選択的に特定組織の信号を減衰させる方法もつぎの非特許文献３で提案されている。
【００１０】
【非特許文献３】
”Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ  Ｔ１  ａｎｄ  Ｔ２  ｅｆｆｅｃｔｓ  ｏｎ  ｃｏｎｔｒａｓｔ  ｕｓｉｎｇ  ａ  ｎｅｗ  ｄｒｉｖｅｎ  ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ  ｓｐｉｎ  ｅｃｈｏ  （ＤＩＳＥ）  ＭＲＩ  ｐｕｌｓｅ  ｓｅｑｕｅｎｃｅ”  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｉｎ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ  １５，  ３９７−４１７，  １９９０
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のＦＳＥ法やＧＲＡＳＥ法によると、特定組織たとえば脳脊髄液（以下ＣＳＦ）を含む画像に問題が生じる。ＦＳＥ法やＧＲＡＳＥ法では複数エコーを一つのＫスペース上に配置する関係から、リフォーカスを繰り返してＴＲのなかで遅く発生したエコーも収集することとなり、Ｔ１、Ｔ２ともに長いＣＳＦからの信号が他の組織からの信号に比較して相対的に高くなる。そのため、これらの方法でプロトン強調密度画像を収集する場合、通常のＳＥ法と比べてＣＳＦが高信号となって、脳実質とＣＳＦの境界が不明確になってしまう。
【００１２】
この点、ＦＬＡＩＲ法によれば、ＣＳＦからの信号を抑制することができ、皮質近傍や脳室近傍の脳実質病巣を観察することができる。そのため、従来では、診断にあたり、ＦＳＥ法やＧＲＡＳＥ法による画像とＦＬＡＩＲ法による画像の両方を撮像して、これらの画像を併用している。しかし、ＦＬＡＩＲ法や  Ｄｒｉｖｅｎ  Ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ  パルスを用いる方法では、十分な回復時間が必要なため撮像時間が大幅に延長したり、ＣＳＦ以外の実質部分のＳ／Ｎが低下する問題があるし、プロトン密度強調画像を得ることは原理上不可能である。
【００１３】
この発明は、上記に鑑み、ＦＳＥ法やＧＲＡＳＥ法を用いて高速にプロトン密度強調画像やＴ２強調画像を得る場合に、ＣＳＦなどのＴ１、Ｔ２とも長い任意組織からの信号を抑えた画像とその信号抑制のない画像との２種類の画像を、ＦＬＡＩＲ法などを用いる場合に比較して短時間に得ることができるように改善したＭＲイメージング装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、特許請求の範囲の請求項１記載の発明によるＭＲイメージング装置においては、
被検体が置かれる空間内に静磁場を発生する静磁場発生手段と、
第１軸、第２軸および第３軸を任意の直交３軸の各軸としたとき、上記空間内に第１軸方向のスライス選択用傾斜磁場パルス、第２軸方向の位相エンコード用傾斜磁場パルスおよび第３軸方向の読み出し用傾斜磁場パルスを印加する傾斜磁場パルス印加手段と、
上記空間内に励起ＲＦパルスおよびリフォーカスＲＦパルスを印加するＲＦ送信手段と、
エコー信号を受信し、位相検波した後サンプリングしてＡ／Ｄ変換してデータを得る受信手段と、
上記ＲＦ送信手段、傾斜磁場パルス印加手段および受信手段を制御し、１個の励起ＲＦパルスを印加した後複数個のリフォーカスＲＦパルスを順次印加して信号を発生させる信号発生用パルス系列を行い、それぞれの信号からのデータをＫスペース上の各ラインに配置すべく各信号についての位相エンコード量を定め、かつ上記パルス系列の後にリフォーカスＲＦパルスを印加し、その後極性が繰り返し時間ごとに正・負に反転する励起パルスを印加する強制励起用パルス列を付加した、パルスシーケンスを繰り返し行なう制御手段と、
上記強制励起用パルス列の最後に加える励起パルスの極性が正となっている繰り返し時間で収集したデータと負となっている繰り返し時間で収集したデータとを各々配列した２つのＫスペースのそれぞれより各画像を再構成する画像再構成手段と
を備えることが特徴となっている。
【００１５】
１個の励起ＲＦパルスを印加した後複数個のリフォーカスＲＦパルスを順次印加して信号を発生させる信号発生用パルス系列（たとえばＦＳＥ法やＧＲＡＳＥ法などによる）を行い、それぞれの信号からのデータをＫスペース上の各ラインに配置すべく各信号についての位相エンコード量を定める。これにより、通常のＦＳＥ法やＧＲＡＳＥ法などによるパルスシーケンスと同様に、１繰り返し期間内で位相エンコード量の異なる複数のデータを得ることができる。すなわち、励起パルスによってプロトンの磁気モーメントを倒して横磁化とし、位相がばらばらになってくるところリフォーカスパルスによって再び位相を揃えてスピンエコー信号を発生させ、その後位相がばらばらになってくるときリフォーカスパルスを加えて位相を揃えて信号発生させることを複数回繰り返す。このようにリフォーカスを繰り返すためＴ２の長いプロトンからの信号が相対的に大きくなる。さらにその後、強制励起用パルス列を付加して１ＴＲを構成する。この強制励起用パルス列は、リフォーカスパルスを印加しその後励起パルスを印加するというものとなっており、その最後の励起パルスの極性を、ＴＲごとに正・負に反転させる。
【００１６】
この強制励起用パルス列におけるリフォーカスパルスは、それ以前にばらばらになってきた位相を揃えさせる。そして、位相が再び揃ってきたときに励起パルスが与えられる。この最後の励起パルスの極性が正の場合には、この正の励起パルスによって横磁化がさらに倒されて最初の縦磁化とは反対方向の縦磁化となる。そのため、Ｔ１が長くてこの時点で未だ回復していないプロトンは、反対方向の縦磁化から回復するので、つぎのＴＲの開始までには飽和状態に戻っていず、つぎのＴＲでの信号強度が小さくなる。これに対して短いＴ１のプロトンは、強制励起用パルス列の励起パルス印加時には十分に回復していて励起パルスによって励起されるが、つぎのＴＲの開始までには回復してしまうため、信号抑圧はない。その結果、この正の励起パルスを与えたＴＲのつぎのＴＲでは、Ｔ１およびＴ２とも長い組織からの信号が減衰させられるので、このＴＲ（直前のＴＲで励起パルスが正となっているＴＲ）で収集したデータを配列したＫスペースより２次元フーリエ変換法によって画像を再構成すると、ＣＳＦなどのＴ１およびＴ２とも長い組織の信号を抑制した画像を得ることができる。
【００１７】
これに対し、最後の励起パルスの極性が負の場合には、この負の励起パルスによって横磁化は反対方向に倒され、つまり最初の縦磁化と同じ方向の縦磁化となる。そのため、Ｔ１が長くてこの時点で未だ回復していないプロトンも飽和状態に強制的に回復させられる。この時点で横磁化として残っているスピンは最初の励起パルス（信号発生用パルス系列の）からの時間に依存するが、この時間が長い（信号発生用パルス系列での発生信号数が多い）ときは、長いＴ２値を持つ物質のスピンが支配的になる。そのため、ＣＳＦなどのＴ１およびＴ２とも長い組織の磁化は最初の縦磁化に戻される。この状態でつぎのＴＲが開始するので、つぎのＴＲではこれらの組織からの信号の強度は大きくなる。したがって、直前のＴＲの強制励起用パルス列の励起パルスの極性が負となっている場合の、それに続くＴＲで収集したデータを配列したＫスペースより２次元フーリエ変換法によって画像を再構成すると、ＣＳＦなどのＴ１およびＴ２とも長い組織の信号が抑制されずに強い強度となっている画像を得ることができる。
【００１８】
そのため、このような２種類の画像をＦＬＡＩＲ法や  Ｄｒｉｖｅｎ  Ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ  パルスを用いる場合よりも短時間で得ることができ、これらの２種類の画像の併用によって的確な診断を下すことができる。
【００１９】
請求項２のように、上記パルスシーケンスの信号発生用パルス系列においてリフォーカスパルスが奇数個である場合に、ダミーの奇数個のリフォーカスパルスを加えた後上記の強制励起用パルス列を加えると、トータルのリフォーカスパルスの個数が奇数個となるので、強制励起用パルス列の正・負の励起パルスで、完全な反対方向および順方向の縦磁化を実現できる。信号発生用パルス系列の励起パルスで、９０°ではなくたとえば８０°倒されたとすると、１回のリフォーカスパルスで１００°となり、つぎのリフォーカスパルスで８０°にもどる。このようにリフォーカスパルスのトータルの回数が偶数であれば最初に倒されたフリップ角α°が維持されるが、奇数であれば｛９０＋（９０−α）｝°＝（１８０−α）°となるため、強制励起用パルス列の最後の正の励起パルスでさらにα°倒されることにより１８０°反対方向の縦磁化となる。
【００２０】
請求項３のように、上記パルスシーケンスの強制励起用パルス列において、第１軸方向の傾斜磁場パルスと第３軸方向の傾斜磁場パルスとをリフェーズ用パルスとして加えれば、強制励起用パルス列の励起パルスを印加する時点での第１軸方向および第３軸方向で分散した位相をより揃えることができる。
【００２１】
請求項４のように、１ＴＲ内において上記パルスシーケンスを複数回、時間をずらして順次行い、励起ＲＦパルスおよびリフォーカスパルスの周波数を各回のパルスシーケンスごとに異ならせて、各回のパルスシーケンスで異なるスライスについての信号を得られるため、１ＴＲで複数の異なるスライスの撮像が可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
つぎに、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この発明にかかるＭＲイメージング装置は、図１で示すように構成されている。図１において主マグネット１１は強力な静磁場を発生するもので、この静磁場空間内に図示しない被検体が配置される。また、傾斜磁場コイル１２は、Ｘ，Ｙ，Ｚの直交３軸方向に磁場強度が傾斜する３つの傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚを、上記静磁場に重畳するようにして発生するよう３組設けられている。被検体には送信用のＲＦコイル１３と、ＮＭＲ信号の受信用ＲＦコイル１４とが取り付けられる。
【００２３】
ホストコンピュータ２１はシステム全体の制御を行い、シーケンサ２２はこのホストコンピュータ２１の制御の下で、被検体の所望の断面での画像を再構成するためのデータを収集するシーケンス（後に図２を参照しながら説明する）を行うのに必要な種々の命令を送信系、受信系および傾斜磁場発生系に送る。傾斜磁場発生については、波形発生器１５からＧｘ、Ｇｙ、Ｇｚに関する所定のパルス波形を所定のタイミングで発生させて、傾斜磁場電源１６に送らせ、傾斜磁場コイル１２からその波形・タイミングのＧｘ、Ｇｙ、Ｇｚを発生させる。図２のパルスシーケンスで示すスライス選択用傾斜磁場Ｇｓ、読み出し用（周波数エンコード用）傾斜磁場Ｇｒ、位相エンコード用傾斜磁場Ｇｐは、任意の直交３軸のそれぞれ一つの方向に磁場強度が傾斜している傾斜磁場であって、Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚのいずれか１つをそれぞれ用たり、あるいはいくつかずつを組み合わせて任意方向のものとして作られる。
【００２４】
また、波形発生器１５は、シーケンサ２２の制御の下でＲＦパルスの波形を所定のタイミングで発生して振幅変調器２４に送る。この振幅変調器２４には、ＲＦ信号発生器２３からのＲＦ信号がキャリアとして送られてきており、このキャリアが波形発生器１５からの波形信号に応じて振幅変調される。このＲＦ信号発生器２３は、被検体の共鳴周波数に相当する周波数のＲＦ信号を発生するようにホストコンピュータ２１によってセットされている。振幅変調器２４の出力はＲＦパワーアンプ２５を経てＲＦコイル１３に送られる。こうして、ＲＦコイル１３から送信されるＲＦ信号の波形とタイミングとがシーケンサ２２によって定められることにより、図２に示す９０°パルスや１８０°パルスが被検体に照射されることになる。
【００２５】
被検体から発生したＮＭＲ信号は受信用のＲＦコイル１４で受信され、プリアンプ２６を経て位相検波器２７に送られる。位相検波器２７には、送信ＲＦパルスのキャリアとなっているＲＦ信号が、ＲＦ信号発生器２３から送られてきており、この信号が参照信号として用いられて位相検波が行われる。Ａ／Ｄ変換器２８は、シーケンサ２２によってタイミングや周波数などが制御されたサンプリングパルス発生器２９からのサンプリングパルスに応じて、位相検波器２７からの検波信号をサンプリングし、デジタルデータに変換する。このデジタルデータはホストコンピュータ２１に取り込まれ、画像再構成装置３３によってフーリエ変換処理される。これによって再構成された画像はディスプレイ装置３２によって表示される。指示器３１は、オペレータ等がホストコンピュータ２１に必要な指示を与えるためのキーボードやマウスなどである。
【００２６】
このようなＭＲイメージング装置において、ホストコンピュータ２１およびシーケンサ２２の制御の下に図２（ａ）、（ｂ）に示すようなパルスシーケンスが行なわれる。図２において、１ＴＲ内には、信号発生用パルス系列Ａと、その後の強制励起用パルス列Ｂとが含まれる。信号発生用パルス系列ＡはＦＳＥ法によるものである。図２（ａ）のパルスシーケンスと図２（ｂ）のパルスシーケンスとが、たとえば前者が奇数回、後者が偶数回というように、交互に繰り返される。
【００２７】
まず図２（ａ）について説明すると、１個の正極性の９０゜パルス（励起ＲＦパルス）５１を印加した後、複数個（ここでは２個）の１８０゜パルス（リフォーカスＲＦパルス）５２、５２を加えるとともに、これらのＲＦパルス５１、５２、５２の各々と同時にスライス選択用の傾斜磁場Ｇｓのパルス６１、６３、６３を加える。反対極性のＧｓパルス６２はＧｓパルス６１によって乱された位相を揃えるためのリフェーズパルスである。Ｇｓパルス６３は１８０°パルス５２の前後にかかるため、その前後で互いに位相への影響を打ち消し合う。読み出し用（および周波数エンコード用）の傾斜磁場Ｇｒのパルス８１を９０°パルス５１の後で加え、さらに１８０°パルス５２の後でＧｒパルス８２を与えて、１８０°パルス５２、５２の各々の後でスピンエコーの信号を発生させる。位相エンコード用傾斜磁場Ｇｐパルス７１を各々の信号発生前に加えるとともに、信号発生後にその影響を打ち消すよう反対極性で同じ積分値のリフェーズ用のＧｐパルス７２を加える。
【００２８】
９０°パルス５１からエコーがフォーカスするまでの時間をＥＳＰ（Ｅｃｈｏ  ＳＰａｃｅ）とすると、９０°パルス５１からＥＳＰ／２の時点で１８０°パルス５２を加え、この１８０°パルス５２からＥＳＰの時間間隔でつぎの１８０°パルス５２を加えるというように何回か繰り返す（ここでは２回繰り返している）。
【００２９】
信号発生用パルス系列Ａの最後の１８０°パルス５２よりＥＳＰが経過した時点で、強制励起用パルス列Ｂの１８０°パルス５３を、Ｇｓパルス６４と同時に加える。さらにそのＥＳＰ／２後の時点で正極性の９０°パルス５４をＧｓパルス６６とともに加える。その直前のＧｓパルス６５は、Ｇｓパルス６６によってスライス方向（スライス厚さ方向）での位相が分散するので、その位相分散をキャンセルして位相を揃えるために、あらかじめ与えるリフェーズ用のパルスである。Ｇｒパルス８３も同様にリフェーズパルスであって、エコーフォーカス時点より後で加わるＧｒパルス８２（Ｇｒパルス８２の後半部）による位相の乱れを回復させるものである。最後にＧｓパルス６７、Ｇｐパルス７３、Ｇｒパルス８４が印加され、残留磁化のスポイリングがなされる。
【００３０】
図２（ｂ）のパルスシーケンスでは、上記とまったく同じ信号発生用パルス系列Ａを行い、強制励起用パルス列Ｂもほとんど同じであるが、その最後に加える９０°パルス５４の極性が負になっている点のみが異なる。
【００３１】
Ｇｐパルス７１については、図２（ａ）、（ｂ）とも、１ＴＲ内の各信号ごとに異なるものとするとともに、繰り返しごとに少しずつ矢印に示すように変化させていく。これにより、図２（ａ）、（ｂ）のそれぞれのパルスシーケンスで得たデータで２つのＫスペースの各々がすべて埋まるようにする。
【００３２】
ここで、プロトンのスピンの磁気モーメントの振る舞いを図３を参照しながら説明すると、９０°パルス５１の前では緩和しているため、図３（ａ）の太線矢印で示すように静磁場の方向Ｚに向いた縦磁化となっている。９０°パルス５１、５４、１８０°パルス５２、５３などのＲＦパルスはＣＰＭＧ条件ないしＣＰ条件によるものであり、Ｘ方向から照射される正極性の９０°パルス５１によって、Ｚ方向の縦磁化がＸ軸の回りに９０°回転して図３（ｂ）に示すようにＹ方向に向いた横磁化となる。つぎに時間が経過して横磁化の位相が図３（ｃ）に示すようにばらばらになってきた時点（ＥＳＰ／２の経過時点）で、１８０°パルス５２をＹ方向から照射すると、図３（ｄ）に示すように横磁化がＹ軸回りに１８０°回転するので、分散方向に向かっていた横磁化が再び揃う方向に集束し始め、さらにＥＳＰ／２の経過時点で図３（ｅ）に示すようにＹ軸に集束する（フォーカスする）。位相が集束するこの時点で大きな信号が発生する。さらに時間が経過すれば再び図３（ｃ）に示すように位相が分散するので、図３（ｄ）に示すようにＹ方向からの１８０°パルス５２によってＹ方向の回りに１８０°回転させ、図３（ｅ）に示すようにＹ軸に集束させる。ここでは図３（ｃ）〜（ｅ）を２回繰り返す。
【００３３】
信号発生用パルス系列Ａの最後の１８０°パルス５２から時間が経過すると図３（ｆ）に示すように横磁化が分散してくるので、ＥＳＰ／２の経過時点でＹ方向からの１８０°パルス５３を加え、図３（ｇ）のように横磁化をＹ軸回りに回転させ、さらに時間ＥＳＰ／２が経過した時点で図３（ｈ）のようにＹ軸にフォーカスさせる。このとき、図２（ａ）のパルスシーケンスでは再び正の９０°パルス５４がＸ軸方向から印加され、図２（ｂ）のパルスシーケンスでは負の９０°パルス５４が印加される（Ｘ軸方向の反対方向から印加される）。そのため、９０°パルス５４がＸ軸のプラス方向から印加されることにより、コヒレントな横磁化がＸ軸回りにさらに９０°回転し、図３（ｉ）のようにＺ方向とは反対の方向（−Ｚ方向）の縦磁化となる。これに対し、９０°パルス５４がＸ軸のマイナス方向から印加されると、コヒレントな横磁化がＸ軸回りに戻される方向に９０°回転し、図３（ｊ）のようにＺ方向の縦磁化となる。
【００３４】
図３（ｉ）のように負の縦磁化となるスピンは、この時点で横磁化が減衰していないスピンであり、ＥＴＬ（Ｅｃｈｏ  Ｔｒａｉｎ  Ｌｅｎｇｔｈ）に依存する。ＥＴＬとは最初の９０°パルス５１から最後の１８０°パルス５３までの時間であり、ＥＴＬが長いときは、長いＴ２値を持つ物質のスピンが−Ｚの縦磁化において支配的となる。人体では長いＴ２値を持つ物質としてＣＳＦをあげることができるが、ＣＳＦはＴ１値も長い。そのため、このＣＳＦなどのＴ１、Ｔ２ともに長い物質のスピンは、負に励起され次のＴＲの開始時点までに十分に回復できないので、次のＴＲの開始時点で与えられる９０°パルス５１によって励起される磁化の大きさが抑制されることになる。これに対してＴ１、Ｔ２とも短い物質の磁化は９０°パルス５４の印加時点では回復してしまっているので、９０°パルス５４の印加によって再度励起されて９０°倒されＹ軸方向に向くことになるが、Ｔ１、Ｔ２とも短いため、次のＴＲが始まるまでには回復しており、つぎのＴＲの先頭の９０°パルス５１によって励起される磁化の大きさが低減することはなくつぎのＴＲでは信号抑制はない。Ｔ２が長くＴ１が短い物資のスピンも同様であり、つぎのＴＲが始まるまでには回復し、信号が抑制されることはない。したがって、ＥＴＬを長くすることによってＴ１、Ｔ２ともに長い物質からの信号のみを、つぎのＴＲ（偶数回のＴＲ）において選択的に、他の組織からの信号に比較して、減少させることができる。
【００３５】
他方、奇数回のＴＲでは、その直前のＴＲ（偶数回のＴＲ）の強制励起用パルス列Ｂの最後に加える負の９０°パルス５４によってＣＳＦなどのＴ１、Ｔ２ともに長い物質のスピンは強制的にＺ方向の縦磁化に戻されているので、この奇数回のＴＲの先頭の９０°パルス５１によりこれらＣＳＦなどの組織のスピンも十分に励起され、この奇数回のＴＲにおいて発生するこれら組織からの信号が抑圧されることはない。
【００３６】
したがって、図２（ａ）のパルスシーケンス（奇数回のＴＲ）で収集したデータで埋められたＫスペースを２次元フーリエ変換することによって、ＣＳＦなどのＴ１、Ｔ２とも長い組織が抑圧された画像を得ることができるとともに、図２（ｂ）のパルスシーケンス（偶数回のＴＲ）で収集したデータで埋められたＫスペースを２次元フーリエ変換することによって、ＣＳＦなどのＴ１、Ｔ２とも長い組織も抑圧されることのない画像を得ることができる。
【００３７】
図４（ａ）、（ｂ）は、信号発生用パルス系列Ａの１８０°パルス５２の個数が奇数のときに、ダミーのパルス列Ｃを、強制励起用パルス列Ｂの前に加える例を示す。この場合も、図２（ａ）、（ｂ）と同様に、強制励起用パルス列Ｂの９０°パルス５４の極性を図４（ａ）のパルスシーケンスでは正、図４（ｂ）のパルスシーケンスでは負とする。そして、たとえば図４（ａ）のパルスシーケンスが奇数回、図４（ｂ）のパルスシーケンスが偶数回というように、これらのパルスシーケンスを交互に繰り返すことも同様である。
【００３８】
この図４（ａ）、（ｂ）におけるダミーパルス列Ｃは、Ｙ方向から照射する１個の１８０°パルス（リフォーカスパルス）５５と、これと同時に印加するスライス選択用傾斜磁場Ｇｓパルス６８と、読み出し軸のリフェーズ用の傾斜磁場Ｇｒパルス８５とからなる。１８０°パルス５５は、信号発生用パルス系列Ａの最後の１８０°パルス５２からＥＳＰの間隔で与える。このダミーのパルス列ＣではＧｒパルス印加時での信号サンプリングは行なわない。
【００３９】
かりにダミーのパルス列Ｃがないとすると、信号発生用パルス系列Ａの１８０°パルス５２の個数が奇数のときは、強制励起用パルス列Ｂの１８０°パルス５３の個数１を加えて、偶数個の１８０°パルスが９０°パルス５４の前に印加されることになる。このとき、９０°パルス５１、５４の波形に誤差があるなどの理由により、９０°パルス５１、５４によって倒す角度が正確に９０°とならない場合に、図４（ａ）のパルスシーケンスでは最後の９０°パルス５４で−Ｚの縦磁化を実現できない。たとえば、９０°パルス５１、５４によって実際は８５°しか倒れなかったとすると、最初の９０°パルス５１で８５°倒れるので、１番目の１８０°パルス５２で９５°となり、２番目の１８０°パルス５２で８５°、３番目の１８０°パルス５２で９５°となる。このように、１８０°パルス５２、５３の総個数が偶数であれば、８５°となっていて、最後に加える９０°パルス５４によってさらに８５°倒すことができるだけなので、１７０°にしかならず、−Ｚとはならない。これに対して、１８０°パルス５２、５３の総個数が奇数であれば、９５°から８５°倒すことができるので、−Ｚを実現できる。
【００４０】
したがって、信号発生用パルス系列Ａの１８０°パルス５２の個数が奇数のときに、奇数個（少なくとも１個）の１８０°パルス５５（およびＧｓパルス６８、Ｇｒパルス８５）を印加することとすれば、強制励起用パルス列Ｂの１個の１８０°パルス５３を加えて、総個数を奇数にすることができて、−Ｚ磁化を確実化できる。なお、奇数個（３個以上）の１８０°パルス５５（およびＧｓパルス６８、Ｇｒパルス８５）を印加する場合は、ＥＳＰ間隔で印加することとし、最後の１８０°パルス５５からＥＳＰ後に強制励起用パルス列Ｂの１８０°パルス５３を印加する。
【００４１】
このようにダミーパルス列Ｃを加えることによって、図４（ａ）のパルスシーケンスを行う奇数回のＴＲにおいて−Ｚ磁化を確実に実現でき、このことは、９０°パルス５１、５４の誤差を許容できるだけでなく、たとえばフリップ角を６０°にするなど任意のフリップ角を選んで縦磁化の緩和状態を変化させることが可能であることをも意味する。また、ダミーパルス列Ｃを加えることによって、ＥＴＬの長さも任意に長くできる。
【００４２】
ただし、図４（ｂ）のパルスシーケンスではこれとは異なる。この場合先の例のように９０°パルス５１、５４によって倒す角度が８５°であるとすると、１８０°パルス５２、５３、５５の総個数が奇数とされるので、その最後の１８０°パルス５５によって９５°となっているため、それから−８５°倒しても０°（＋Ｚ）にはならない。かりに１８０°パルス５２、５３、５５の総個数が偶数であれば、最後の１８０°パルス５５によって８５°となっているため、それから−８５°倒して０°（＋Ｚ）が実現できる。しかし、この図４（ｂ）では正確に＋Ｚ方向の磁化を作り出す必要はない。つまり、ＣＳＦなどを完全ではなくてもある程度の飽和状態に強制復帰させるだけでも、これらからの信号抑制は行われないという点で、十分であるからである。
【００４３】
このような図２、図４のパルスシーケンスでマルチスライスの撮像を行なうこともできる。図５のように、３つのスライスＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３の撮像を行なう場合、図６の（ａ）に示すように図２（ａ）または図４（ａ）のパルスシーケンスを奇数回の１ＴＲ内で３回繰り返した後、図２（ｂ）または図４（ｂ）のパルスシーケンスを偶数回の１ＴＲ内で３回繰り返す。１ＴＲ内のパルスシーケンスを順にＰＳ１、ＰＳ２、ＰＳ３とし、ＰＳ１でスライスＳＬ１のデータを収集し、ＰＳ２でスライスＳＬ２のデータを収集し、ＰＳ３でスライスＳＬ３のデータを収集するものとした場合、ＰＳ１ではＲＦパルス（９０°パルス５１、５４、１８０°パルス５２、５３など）のキャリアの周波数をスライス方向（スライス厚さ方向）でのＳＬ１の位置に応じたものとし、ＰＳ２ではＲＦパルスのキャリアの周波数をＳＬ２の位置に応じたものとし、ＰＳ３ではＲＦパルスのキャリアの周波数をＳＬ３の位置に応じたものとする。すると、これらＲＦパルスのキャリアの周波数と傾斜磁場Ｇｓとの関係からＰＳ１ではＳＬ１のみが選択的に励起され、ＰＳ２ではＳＬ２のみが、ＰＳ３ではＳＬ３のみがそれぞれ選択的に励起されるので、これらスライスＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３の各々では図６（ｂ）に示すようにＴＲに１回だけ励起され、他のスライスへ影響を与えない。
【００４４】
なお、上記のパルスシーケンス（図２、図４）では、信号発生用パルス系列ＡとしてＳＦＥ法によるものを用いているが、ＧＲＡＳＥ法によるものを用いることができることはもちろんである。また、ＥＴＬは上記のパルスシーケンス（図２、図４）に制限されないこともいうまでもない。その他、この発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々に変更可能である。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明のＭＲイメージング装置によれば、リフォーカスパルスと励起パルスとを含む強制励起用パルス列を信号発生用パルス系列の後に付加し、その強制励起用パルス列の励起パルスの極性を交互に反転させることにより、正極性の励起パルスが与えられた直後のＴＲにおいてＴ１およびＴ２の長い組織からの信号を抑制することができ、Ｔ１およびＴ２の長いＣＳＦなどの組織の信号を抑えたプロトン密度強調画像やＴ２強調画像を得ることができるとともに、負極性の励起パルスが与えられた直後のＴＲにおいてそのような信号抑制のないプロトン密度強調画像やＴ２強調画像を得ることができる。このように２種類の画像を、短い撮像時間で得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態にかかるＭＲイメージング装置を示すブロック図。
【図２】同実施形態において行うパルスシーケンスを示すタイムチャート。
【図３】同実施形態における磁化の振る舞いの各々を示す概念図。
【図４】他の実施形態において行うパルスシーケンスを示すタイムチャート。
【図５】マルチスライス時の各スライスの位置関係を示す模式図。
【図６】マルチスライス時のシーケンスを示すタイムチャート。
【符号の説明】
１１              静磁場発生用主マグネット
１２              傾斜磁場コイル
１３              送信用ＲＦコイル
１４              受信用ＲＦコイル
１５              波形発生器
１６              傾斜磁場電源
２１              ホストコンピュータ
２２              シーケンサ
２３              ＲＦ信号発生器
２４              振幅変調器
２５              ＲＦパワーアンプ
２６              プリアンプ
２７              位相検波器
２８              Ａ／Ｄ変換器
２９              サンプリングパルス発生器
３１              指示器
３２              ディスプレイ装置
３３              画像再構成装置
Ａ                信号発生用パルス系列
Ｂ                強制励起用パルス列
Ｃ                ダミーパルス列
５１、５４        ９０°パルス
５２、５３、５５  １８０°パルス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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