(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
定常な磁界を維持する手段と、
ＲＦパルスを発生する手段と、
傾斜を発生する手段と、
ＲＦパルスを発生する手段と傾斜を発生する手段とに対して制御信号を発生する制御ユニットと、
磁気共鳴信号を受信し、サンプリングする手段と、
サンプルされた磁気共鳴信号を処理する処理ユニットと、
を有し、該制御ユニットは：
ａ）  励起パルスにより体の一部の第一の物質と第二の物質のスピンを励起する段階と、
ｂ）  一連の連続するリフォーカシングパルスと、相互に直交する第一と第二の方向の、それぞれ、第一と第二の傾斜とを含むＭＲ信号の測定用のパルスシーケンスを発生する段階であり、該パルスシーケンスのリフォーカシングパルスの間の繰り返し時間はＪ結合の逆数に実質的に等しい、発生する段階と、
ｃ）  第一と第二のディメンションは第一の方向と第二の方向のそれぞれの傾斜に対応し、一方で第三のディメンションはＭＲ信号の測定時間に対応する３次元データマトリックスでＭＲ信号の測定値を適合させる段階と、
ｄ）  フーリエ変換によりデータマトリックスから体の一部分の第一の物質又は第二の物質の密度分布を決定する段階と
を実行するよう構成されている、体の一部のＪ結合を有する第一の物質と、第二の物質との密度分布を画像化するＭＲ装置であって、制御ユニットはまた、第一の傾斜を：
(i)データマトリックスの第一のディメンションに沿って、一連の連続するリフォーカシングパルスで偶数シーケンス番号を有するリフォーカシングパルスの後に測定されたＭＲ信号の値が奇数シーケンス番号を有するリフォーカシングパルスの後に測定されたＭＲ信号の値に続き、且つ
(ii)第一の方向に対応するｋｘ方向の２つの隣接して位置する格子点の間の距離はπ／ＦＯＶに等しい（ここでＦＯＶは第一の方向の視野を表す）、
ように発生させるよう構成されている、装置。
【請求項２】
制御ユニットは更に、励起パルスとリフォーカシングパルスの発生中に選択傾斜を印加するよう構成されている、請求項１記載の装置。
【請求項３】
制御ユニットは、
ｋ空間のｋｘ，ｋｙ平面は２つの部分、即ち低いｋ値を有する第一の部分と高いｋ値を有する第二の部分とを含み、
パルスシーケンスは２つの部分即ち時間的に第一の部分と第二の部分を有し、第一の傾斜はパルスシーケンスの時間的に最後の部分でリフォーカシングパルスに続くＭＲ信号の測定された値がｋ空間の高い値に対応するように印加され、ｋｘ，ｋｙ平面のｋｙ方向は第二の方向に対応する
ように構成されている、請求項１又は２記載の装置。
【請求項４】
制御ユニットは更に、該パルスシーケンスのそれぞれは４つのリフォーカシングパルスを含む、ように構成されている、請求項１乃至３のうちのいずれか１項記載の装置。
【請求項５】
制御ユニットは更に、体の部分の第三の物質のスピンを飽和させるように構成されており、この第三の物質は第一と第二の物質に関して支配的な磁気共鳴特性を有する、請求項１乃至４のうちのいずれか１項記載の装置。
【請求項６】
第三の物質は水を含む、請求項５記載の装置。
【請求項７】
第一の物質は乳酸を含む、請求項１乃至６のうちのいずれか１項記載の装置。
【請求項８】
第二の物質はコリン、クレアチン、Ｎ−アセチルアスパラギン酸又は脂肪を含む、請求項１乃至７のうちのいずれか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
本発明は
ａ）  励起パルスにより体の一部で第一の物質と第二の物質のスピンを励起し、
ｂ）  一連の連続するリフォーカシングパルスと、それぞれ相互に直交する第一と第二の方向に第一と第二の傾斜を含むＭＲ信号の測定用のパルスシーケンスを発生し、
ｃ）  第一と第二のディメンションは第一の方向と第二の方向のそれぞれの傾斜に対応し、一方で第三のディメンションはＭＲ信号の測定時間に対応する３次元データマトリックスでＭＲ信号の測定値を適合させ、
ｄ）  フーリエ変換によりデータマトリックスから体の一部分の第一の物質又は第二の物質の密度分布を決定する
各段階からなり、該パルスシーケンスのリフォーカシングパルスの間の繰り返し時間はＪ結合の逆数に実質的に等しく、実質的に均一で定常な磁界に配置された体の一部でＪ結合を有する第一の物質と第二の物質の密度分布を磁気共鳴画像化する方法に関する。
本発明はまたこの方法を実施するＭＲ装置にも関する。
本発明の文中で、傾斜は磁界に重畳される傾斜磁界パルスを意味し、所定の方向で磁界傾斜を生ずる。Ｊ結合（カップリング）は第一の核のスピン状態と第一の核のそばにあり、第一の核の化学シフトと異なる化学シフトを示す第二の核のスピン状態との間のスピンスピン結合であると理解される。Ｊ結合はＭＲスペクトルのスペクトルラインの分離を引き起こす。一般にこの分離は核の間の化学シフトに比べて小さい。更にまたＪ結合は印加された磁界と独立である。
この種の方法は国際特許出願ＷＯ９５／０４６１０から知られている。知られている方法は病理組織が腫瘍か膿瘍か脂肪腫のいずれかを決定するために画像化された部分の病理の研究のために体の部分のスペクトロスコピー画像化用に用いられる。脂肪腫は生物学的組織に脂肪が詰まっている部分である。この研究の一部分を演ずる物質は例えば脂質のようにＪ結合を示さない。
知られている方法は空間的及びスペクトロスコピー情報を含むＭＲ信号を収集するためのパルスシーケンスを用いる。この目的のために対象内のスピンは励起され、続いて準備期間中に印加される第一及び第二の傾斜磁界により空間的にエンコードされる。リフォーカシングパルスの印加はＭＲ信号を発生する。リフォーカシングパルスの間の繰り返し時間をＪ結合の逆数に等しく選択することにより、１８０°位相変調がリフォーカシングパルスに続くＭＲ信号に対して第一の物質のスピンの寄与に発生する。位相補正及び振幅補正の後に第二の物質によるＭＲスペクトルに対する寄与は受信されたＭＲ信号の線形結合で減少する。対象の部分での第一の物質の密度分布の画像は三次元フーリエ変換により処理されたＭＲ信号から得られる。知られている方法の欠点は第一の物質の密度分布が第二の物質のＭＲスペクトロスコピー情報に混入することである。
本発明の目的は第一の物質の密度分布の画像の混入を防ぐことにある。この目的に対して、本発明の方法は第一の傾斜はデータマトリックスの第一のディメンションで一連の連続するリフォーカシングパルスの偶数シーケンス番号で示されたリフォーカシングパルスの後に測定されたＭＲ信号の値は一連の連続するリフォーカシングパルスの奇数シーケンス番号で示されたリフォーカシングパルスの後に測定されたＭＲ信号の値に続き、第一の方向に対応するｋx方向の２つの隣接して位置する格子点の間の距離は
0004101300.tif 000002
に等しい（ここでＦＯＶは第一の方向の視野を表す）よう発生されることを特徴とする。本発明は連続するＭＲ信号の測定された値が上記の方法でデータマトリックスの第一のディメンションで適合される場合には１８０°位相変調がデータマトリックスの連続した値で生じ、それにより得られたマトリックスの三次元フーリエ変換の後で第一の物質のＭＲスペクトルへのｘ方向に対応する方向での寄与は視野に等しい距離にわたりシフトされる。これは通常の位相エンコーディングと異なり、ｋx方向の２つの隣接して存在する格子位置の間の距離は
0004101300.tif 000003
に等しく、ここでＦＯＶ’は知られている方法での対象の第一の方向での視野（ｆｉｅｌｄ  ｏｆ  ｖｉｓｉｏｎ）であり、それによりＭＲスペクトルへの第一の物質の寄与はＭＲスペクトルへの第二の物質の寄与と一致する。換言すれば慣例の視野と比べて第一の方向で視野を二倍にすることにより第一の物質によるスペクトルへの寄与は第二の物質によるＭＲスペクトルへの寄与からなお分離したままである。シフトはそれ自体は１８０°位相変調及びフーリエ変換対の変換特性である。
本発明による方法の特殊な実施例は選択傾斜は励起パルスとリフォーカシングパルスの発生中に印加されることを特徴とする。選択傾斜は該第一と第二の方向に印加されるが、該第一と第二の方向に直交する方向にもまた印加される。検査に対する問題の体積は対象の部分で選択される。
本発明の方法の更なる実施例はｋ空間のｋx，ｋy平面は２つの部分、即ち低いｋ値を有する第一の部分と高いｋ値を有する第二の部分とを含み、パルスシーケンスは２つの部分を含み：ある時は第一の部分であり、ある時は第二の部分であり、第一の傾斜はパルスシーケンスの時間の最後の部分でリフォーカシングパルスに続くＭＲ信号の測定された値がｋ空間の高い値に対応するように印加され、ｋx，ｋy平面のｋy方向は第二の方向に対応することを特徴とする。この段階は密度分布の画像の低周波数画像内容を決定するシーケンスの第一のＭＲ信号が高周波数画像内容を決定するシーケンスの後のＭＲ信号に比べて比較的大きな信号対ノイズ比で測定されることを確実にする。
本発明の方法の更なる実施例は該パルスシーケンスのそれぞれは４つのリフォーカシングパルスを含むことを特徴とする。パルスシーケンスのこの多数のリフォーカシングパルスを用いて、受容可能な信号対ノイズ比が最後のリフォーカシングパルスの後に測定されたＭＲ信号に対してなお得られる。
本発明の方法の更なる実施例は体の部分の第三の物質のスピンを飽和する更なるステップを含み、この第三の物質は第一と第二の物質に関して支配的な磁気共鳴特性を有することを特徴とする。このようにしてＭＲ信号に対する第三の物質のスピンの寄与は抑制され、発生されたＭＲ信号は第一と第二の物質のスピンにより主に決定される。
本発明の方法の更なる実施例は第三の物質は水であることを特徴とする。第三の物質に水を選択することによりＭＲ信号に対する水のスピンの寄与が抑制され、発生されたＭＲ信号は第一と第二の物質のスピンにより主に決定される。
本発明の方法の更なる実施例は第一の物質は乳酸を含むことを特徴とする。この段階の結果として乳酸の密度分布が再生される。
本発明の方法の更なる実施例は第二の物質はコリン、クレアチン、Ｎ−アセチルアスパラギン酸又は脂肪を含むことを特徴とする。この段階は第一の物質の密度分布から後者の物質の一つの密度分布を再生可能にし、対象の部分の代謝物の代謝の研究が可能となる。
本発明はまたＭＲ装置に関し、その制御ユニットは：
ａ）  励起パルスにより体の一部の第一の物質と第二の物質のスピンを励起し、
ｂ）  一連の連続するリフォーカシングパルスと、それぞれ相互に直交する第一と第二の方向に第一と第二の傾斜を含むＭＲ信号の測定用のパルスシーケンスを発生し、
ｃ）  第一と第二のディメンションは第一の方向と第二の方向のそれぞれの傾斜に対応し、一方で第三のディメンションはＭＲ信号の測定時間に対応する３次元データマトリックスでＭＲ信号の測定値を適合させ、
ｄ）  フーリエ変換によりデータマトリックスから体の一部分の第一の物質又は第二の物質の密度分布を決定する
各段階を実施するよう配置され、該パルスシーケンスのリフォーカシングパルスの間の繰り返し時間はＪ結合の逆数に実質的に等しく、体の一部でＪ結合を有する第一の物質と第二の物質の密度分布の画像化のためのＭＲ装置であって、制御ユニットはまた第一の傾斜はデータマトリックスの第一のディメンションで一連の連続するリフォーカシングパルスの偶数シーケンス番号で示されたリフォーカシングパルスの後に測定されたＭＲ信号の値は一連の連続するリフォーカシングパルスの奇数シーケンス番号で示されたリフォーカシングパルスの後に測定されたＭＲ信号の値に続き、第一の方向に対応するｋx方向の２つの隣接して位置する格子点の間の距離は
0004101300.tif 000004
に等しい（ここでＦＯＶは第一の方向の視野を表す）よう印加されるよう配置されることを特徴とする装置。
本発明の上記の及び他のより詳細な特徴は以下に図面を参照して詳細に説明される。
図１はＭＲ装置を示す。
図２はパルスシーケンスの一例を示す。
図３はデータマトリックスの充填用の表の一例を示す。
図４は本発明による方法により分離されたファントムの２つのスペクトロスコピー画像の例を示す。
図５は乳酸と脂肪の別のＭＲスペクトルの一例を示す。
図１は定常磁界を発生する第一の磁石システム２と、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向に傾斜を有する付加的な磁界を発生する種々の傾斜磁界コイル３を含む磁気共鳴装置を示す。慣例により示された座標系のＺ方向は磁石システム２の定常磁界の方向に対応する。使用される測定座標系ｘ，ｙ，ｚは図１に示される座標系Ｘ，Ｙ，Ｚと独立に選択される。傾斜磁界コイル３は電源ユニット４により給電される。ＭＲ装置はまたＲＦ送信コイル５はＲＦ磁界を発生するよう設けられ、送信／受信回路９を介してＲＦ送信、変調器６に接続され、送信／受信回路９を介して復調器１０に接続される受信コイルは、ＲＦ送信コイル５と同一でありうる。ＭＲ装置１はまた制御ユニット１１、処理ユニット１２、モニタ１３を含む。磁石システム２は検査される患者７の一部を収容するために充分大きい検査空間を囲んでいる。ＲＦ送信コイル５は送信／受信回路９を介して信号増幅器及び復調ユニット１０に接続される。制御ユニット１１はＲＦパルス及び傾斜磁界を含む特殊なパルスシーケンスを発生するようＲＦ送信機及び変調器６と電源ユニット４を制御する。復調ユニット１０は受信コイルにより受信されたＭＲ信号の位相及び振幅を決定する。従って、決定された位相及び振幅は処理ユニット１２に印加される。処理ユニット１２はフーリエ変換により画像を形成するよう入来した信号値を処理する。画像は例えばモニタ１３により可視化される。
本発明により磁気共鳴により第一の物質と第二の物質の密度分布を画像化する方法は以下に例えば頭の一部分のような人体の一部分の代謝に基づく例により詳細に説明される。乳酸はＪ結合を示す第一の物質の一例である。乳酸は７．２ＨｚのＭＲスペクトルでのＪ結合を示す。Ｊ結合を有さない第二の物質の例はコリン、クレアチン、Ｎ−アセチルアスパラギン酸又は脂肪である。以下に脂肪を第二の物質として選択する。乳酸と脂肪の両方は頭の脳組織内に存在し、病理組織が腫瘍、膿瘍、又は脂肪腫を含むかどうかを決定するために重要である。体の頭の空間及びスペクトル情報の両方を含む信号を発生するために励起パルス、傾斜、それに続くリフォーカシングパルスを含むパルスシーケンスが発生される。
図２は体積選択スペクトロスコピーＭＲ画像を形成するために用いられるパルスシーケンスの一例を示す。知られているスピンエコーパルスシーケンス２０はフリップ角αを有する励起パルス１００から開始され、このパルスに続いてτ1時間の後にフリップ角βの第一のリフォーカシングパルス１０１が印加される。一般的にはαとβはそれぞれ９０°と１８０°である。励起パルス１００の後に自由誘導減衰（ＦＩＤ）ＭＲ信号が発生し；このＭＲ信号は磁界の局部変動によりそれぞれのスピンがその位相コヒーレンスを失う、即ちディフェーズするときに急速に減衰する。リフォーカシングパルス１０１は磁界の局部変動の影響を受けずにスピンの向きを反転する。従ってスピンはリフェーズする。時間τ1の後にスピンエコー信号１４０が発生する。スピンエコー信号１４０の後に、スピンはもう一度ディフェーズする。スピンエコー信号１４１−１４３はスピンの連続したリフェーズを引き起こすリフォーカシングパルス１０２−１０４を繰り返すことにより発生される。２つのリフォーカシングパルス間の繰り返し時間τ2，τ3，τ4，τ5は励起パルス１００と第一のリフォーカシングパルス１０１との間の期間τ1の２倍に等しく選択される。スピンエコー信号１４０−１４３の振幅は補正できない効果により時定数Ｔ2で減衰する。
例えばｘ，ｙ平面の方向のスライスである頭の領域内で選択された励起パルス１００、リフォーカシングパルス１０１−１０５を印加するために図２のラインＧzにより示される選択傾斜が形成される。最初の選択傾斜１１０は励起パルス１００の間に印加され、更なる選択傾斜１１１−１１５はリフォーカシングパルス１０１−１０３の間に印加される。第一の選択傾斜１１０によるスピンのディフェーズは反対の傾斜１１０’により補正される。
頭の体積を選択する他の可能性は励起パルス１００の間にｘ方向に傾斜を印加し次のリフォーカシングパルス１０１−１０５の間にｚ方向に傾斜を印加することにより可能である。この場合には選択された体積は棒状である。
スピンエコー信号のスペクトルに空間的なコードを供給するために以下に第一の位相エンコーディング傾斜１３０と称する第一の傾斜と第二の位相エンコーディング傾斜１２０と称する第二の傾斜とが準備期間Ｔpに印加され、それぞれ座標系のｘ，ｙ方向に対応する該位相エンコーディング傾斜が用いられる。位相エンコーディング傾斜１２０、１３０はリフォーカシングパルス１０１−１０４の後、スピンエコー信号１４０−１４３の前の準備期間Ｔpに印加される。傾斜磁界Ｇcの印加及び準備期間Ｔpによりｋ空間での位置は以下の式で与えられる：
0004101300.tif 000005
ここで一般にＧcは可変であり、Ｔpは一定に保たれる。更にまたスピンエコー信号１４０−１４３の測定の後、それに続くリフォーカシングパルス１０２−１０５の前に第一のディフェーズ傾斜１２１、１２３、１２５、１２７及び第二のディフェーズ傾斜１３１、１３３、１３５、１３７が印加され、これらのディフェーズ傾斜は第一の位相エンコーディング傾斜１２０、１２２、１２４、１２６及び第二の位相エンコーディング傾斜１３０、１３２、１３４、１３６に関してそれぞれ反対に向けられ、再位相エンコーディングに関して位相回転を打ち消す。
該第一と第二の傾斜を変化する間にリフォーカシングパルス１０１、１０２とパルスシーケンス２０との間の期間を繰り返すことによりスピンエコー信号は測定され、それはｋ空間内のｋｘ，ｋy平面の格子点の所定の組に対応する。ｋx，ｋy平面のｋx方向は第一の位相エンコーディング傾斜１３０に対応し、ｋy方向は第二の位相エンコーディング傾斜１２０に対応する。例えば３２ｘ３２体積要素又はボクセルのスペクトロスコピー画像で該組はｋx，ｋy平面で３２ｘ３２の格子点を含む。パルスシーケンス２０の第一と第二の位相エンコーディング傾斜１２０、１３０の強度が変化するときに該組に対応するＭＲ信号は測定され、ｋx方向での２つの隣接するように配置された格子点間の距離は
0004101300.tif 000006
に等しく、ここでＦＯＶ’は知られている方法でのｘ方向の視野である。ｋx方向でのｋ値は範囲［−ｋ0，ｋ0］に均一に分布し、ここでｋ0は
0004101300.tif 000007
により決定され、、ここでΔｘはｘ方向での解像度を表す。
解像度は
0004101300.tif 000008
により決定され、ここでＮは画素の数である。続いて続くパルスシーケンス２０の測定されたスピンエコー信号１４０−１４３が三次元マトリックスに収集され、その第一と第二のディメンションはそれぞれｋx方向とｋy方向に対応し、第三のディメンションはスピンエコー信号１４０−１４３の測定時間に対応する。三次元フーリエ変換により結果の三次元マトリックスが得られ、その第一と第二のディメンションはｘ，ｙ軸にそれぞれ対応し、一方で第三のディメンションはスピンエコー信号の化学シフトスペクトルに対応する。
一般に面内の位置の関数として密度分布を決定するために化学シフトスペクトルに対する物質による寄与は与えられた帯域幅で積分される。例えば乳酸と脂肪の場合のようにスペクトルが完全に又は部分的に重複する２つの異なる物質の密度分布の決定において問題が生ずる。乳酸の密度分布は脂肪のスペクトル情報が混合されている。乳酸と脂肪のスペクトル情報を分離するために上記の国際特許出願ＷＯ９５／０５６１０から知られている方法により２つのリフォーカシングパルスの間の繰り返し時間τ2，τ3，τ4，τ5がＪ結合の逆数に等しくなるように選択される。乳酸を含むこの例ではこの繰り返し時間は１／７．２秒に等しい。故に乳酸のＪ結合で１８０°の位相変調が複合、重み付けＭＲ信号で発生する。再構成の後に選択されたスライスに含まれる乳酸の密度分布は測定されたＭＲ信号から決定される。
本発明による方法ではパルス列２０はまた頭の選択されたスライスのスペクトロスコピー画像を形成するためにスピンエコー信号を測定するよう繰り返し用いられ、ｋx，ｋy平面内の該組の３２ｘ３２の格子点に対応するスピンエコー信号は第一の位相エンコーディング傾斜１３０と第二の位相エンコーディング傾斜１２０とを印加することにより測定される。
乳酸と脂肪のスペクトル情報を相互に分離する視点から測定された値はデータマトリックスの第一のディメンションｋxでは一連の連続したリフォーカシングパルス１０１−１０４のシーケンスの偶数番号で得られるリフォーカシングパルス１０２、１０４の後に測定されたスピンエコー信号１４１、１４３の値はシーケンスの奇数番号で得られるリフォーカシングパルス１０１、１０３の後に測定されたスピンエコー信号１４０、１４２の値に続く。図３は連続するスピンエコー信号ｅ1，ｅ2，ｅ3，ｅ4のシーケンスに対するテーブルを例として示す。テーブルのｋxディメンションで、偶数リフォーカシングパルス１０２、１０４に続くスピンエコー信号ｅ2，ｅ4の値は奇数リフォーカシングパルス１０１、１０３に続くスピンエコー信号ｅ1，ｅ3の値に隣接して配置される。従って１８０°の位相変調はデータマトリックスの第一のディメンションｋxでの値で発生する。更にまた本発明によれば位相エンコーディングはｋx方向で２つの隣接して位置する格子点の間の距離が
0004101300.tif 000009
に等しいように印加され、ここでＦＯＶはｘ方向での視野である。更にまた測定値のみがデータマトリックスの第一のディメンションｋxで示される。しかしながらこの方向での位置の全体の数は測定された値の数の倍にのぼり、測定されない値はゼロに等しくされる。使用されたコードの結果としてＭＲスペクトルへの乳酸による寄与は得られたマトリックスの第一のディメンションｘの方向へのフーリエ変換後にフーリエ変換対の位相変調と並進特性により視野に等しい距離にわたりシフトされ、それにより化学シフトに対応する得られたマトリックスのディメンションで、ＭＲスペクトルに対する乳酸による寄与はＭＲスペクトルに対する脂肪による寄与から分離される。ＭＲスペクトルに対する乳酸及び脂肪による寄与のそれぞれの積分の後に選択されたスライスでの乳酸と脂肪の密度分布の画像がそれぞれ得られる。
知られているＭＲ画像化スペクトログラフィーで専ら用いられるようなｘ方向の視野と本発明による方法で用いられるようなｘ方向の視野との間の差は以下のように説明される。知られているＭＲ画像化スペクトログラフィーでの慣用の視野は例えば２５ｃｍであると仮定すると；本発明による方法ではｘ方向でのこの慣用の視野は例えば５０ｃｍのように２倍にされ、それによりｘ方向の頭のスライスの寸法はｘ方向での慣用の視野の半分より小さい。しかしながら本発明の方法により用いられるｘ方向の画素の数は知られている方法で慣用的な視野として用いられている画素の数と等しいままであり、それによりｘ方向の解像度は減少する。解像度を増加するために画素数を再びより多くなるように選択しうる。
ｋy方向での位相エンコーディングに対して第二の位相エンコーディング傾斜１２０の慣用の位相エンコーディングがなされ、ｋy方向の２つの隣接して位置する格子点の間の距離は
0004101300.tif 000010
に等しく、ここでＦＯＶyは知られている方法によるｙ方向の視野を表す。
乳酸の密度分布の画像の信号対ノイズ比を増加するためにｋx，ｋy平面の格子点の該組は２つの部分に更に分割され、即ち低いｋ値を有する第一の部分と高いｋ値を有する第二の部分とを含み、スピンエコー信号１４０−１４３を発生するパルスシーケンス２０はまた２つの部分に更に分割され、即ちある時は第一の部分であり、ある時は第二の部分である。従って第一の位相エンコーディング傾斜１３０、１３２、１３４、１３６はパルスシーケンス２０の時間の第一の部分でリフォーカシングパルス１０１、１０２に続くスピンエコー信号１４０、１４１の測定された値は低いｋの値でｋ空間の第一の部分での値に対応し、パルスシーケンス２０の時間の最後の部分でリフォーカシングパルス１０３、１０４に続くスピンエコー信号１４２、１４３の測定された値は高いｋの値でｋ空間の第二の部分での値に対応するように印加される。その利点は画像再構成に重要なｋx，ｋy平面の原点の近くの領域でスピンエコー信号１４０、１４１はシーケンス内の後のスピンエコー信号１４２、１４３に比べて比較的高い振幅で測定されることである。図３のテーブルはこの分布を示し、シーケンス内でシーケンス番号ｅ1，ｅ2で示される第一のスピンエコー信号１４０、１４１の測定値はシーケンス番号−７，．．．，０，．．．，，７で示されるｋx値に配置される。シーケンス内でシーケンス番号ｅ3，ｅ4で示される後のスピンエコー信号１４２、１４３の測定値はシーケンス番号−１５，．．．，−８及び８，．．．，１５で示されるｋx値に配置される。図３のテーブルはｋy方向に位相エンコーディングの３２段階を１６しか含んでいない。更にスピンエコー信号の信号対ノイズ比を改善するために、パルスシーケンス２０当たりで発生されるスピンエコー信号の数はパルスシリーズ当たり２つのみのスピンエコーに減少される。
体の部分が例えば水のような乳酸と脂肪に関して支配的な磁気共鳴信号を有する第三の物質を含む場合には付加的な水抑制パルスシーケンスが用いられる。そのようなパルスシーケンスの例は”化学シフト選択飽和”（ＣＨＥＳＳ）パルスシーケンスである。このパルスシーケンスはＨａａｓｅ．  Ａ等によるＰｈｙｓｉｃｓ  ｉｎ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ  ａｎｄ  Ｂｉｏｌｏｇｙ，Ｎｏ．３０，ｐ．３４１，１９８５の論文”１Ｈ  ＮＭＲ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｈｉｆｔ  Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ  −  （ＣＨＥＳＳ）  Ｉｍａｇｉｎｇ”から知られている。結果としてＭＲ信号への水のスピンの寄与は乳酸と脂肪による寄与に比べて減少される。
更にまたＭＲ信号への頭の選択されたスライスの周囲による寄与を減少するためにいわゆる「クラッシャー」パルス１５０−１５４及び「デクラッシャー」パルス１５０’−１５４’が印加される。このクラッシャーパルスとデクラッシャーパルスはＷＯ９５／０５６１０から知られている。クラッシャーパルス１５０−１５４はこの例ではリフォーカシングパルス１０１−１０５の前にｚ方向に印加される付加的な傾斜であり、それにより頭の選択されたスライスの内側及び外側のスピンはディフェーズされる。続いてリフォーカシングパルス１０１−１０５の後にデクラッシャーパルス１５０’−１５４’がクラッシャーパルスの反対の方向に印加される。選択されたスライスの内側のスピンは斯くしてリフェーズされ、選択されたスライスの外側のスピンはディフェーズされる。何故ならば選択されたスライスの外側のスピンはリフォーカシングパルス１０１−１０５により影響されないからである。
本発明による方法の結果は乳酸と酢酸を含むファントムでなされた測定に基づき詳細に説明される。図４はファントムの２つのスペクトロスコピー画像４０、４１の例を示す。第一の画像４１はファントム内の酢酸の密度分布を示し、他方で第二の画像４０はファントム内の乳酸の密度分布を示す。画像は相互に視野に対して等しい距離にわたりシフトされている。図４のＦＯＶxの視野は画像全体の水平寸法の半分に対応する。更にまた図５はファントムの選択された連続するボクセル内の乳酸と酢酸のＭＲスペクトルの例を示す。共鳴ピーク５０は酢酸から由来し、共鳴ピーク５１は乳酸からである。水平軸は中心周波数に対する周波数をＨｚで表し、縦軸はスペクトルのエネルギーを任意の単位で表す。図５は乳酸のスペクトルと酢酸のそれの分離を示し、２つの共鳴スペクトルのピークの分離は約５０Ｈｚである。
実質的に均一で定常な磁界に配置され、第一の物質はＪ結合を有する、体の一部分の第一と第二の物質の密度分布の磁気共鳴画像化のための本発明による方法の更なる実施例は
ａ）  第三の物質は第一と第二の物質に関して支配的な磁気共鳴特性を有する体の一部分の第三の物質のスピンを飽和させ、
ｂ）  励起パルスにより体の一部の第一の物質と第二の物質のスピンを励起し、
ｃ）  一連の連続するリフォーカシングパルスと、それぞれ相互に直交する第一と第二の方向に第一と第二の傾斜を含むＭＲ信号の測定用のパルスシーケンスを発生し、
ｄ）  第一と第二のディメンションは第一の方向と第二の方向のそれぞれの傾斜に対応し、一方で第三のディメンションはＭＲ信号の測定時間に対応する３次元データマトリックスでＭＲ信号の測定値を適合させ、
ｅ）  フーリエ変換によりデータマトリックスから体の一部分の第一の物質又は第二の物質の密度分布を決定する
各段階からなり、
該パルスシーケンスのリフォーカシングパルスの間の繰り返し時間はＪ結合の逆数に実質的に等しく、磁気共鳴画像化方法であって、第一の傾斜はデータマトリックスの第一のディメンションで一連の連続するリフォーカシングパルスの偶数シーケンス番号で示されたリフォーカシングパルスの後に測定されたＭＲ信号の値は一連の連続するリフォーカシングパルスの奇数シーケンス番号で示されたリフォーカシングパルスの後に測定されたＭＲ信号の値に続き、第一の方向に対応するｋx方向の２つの隣接して位置する格子点の間の距離は
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に等しい（ここでＦＯＶは第一の方向の視野を表す）よう印加されることを特徴とする。
【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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