(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体から磁気共鳴血管造影像を作成する装置の作動方法であって、
（ａ） 励振無線周波パルス発生手段が、磁界内に配置され、核スピンが分極された被検体に、横方向スピン磁化を発生させるために前記被検体内の核スピンを章動させる励振無線周波パルスを印加するように前記装置が作動する工程と、
（ｂ） 前記励振無線周波パルスの印加と実質的に同時に、励振磁界勾配パルス発生手段が前記横方向スピン磁化の発生を前記被検体内の選択された部分に抑制するための励振磁界勾配パルスを印加するように前記装置が作動する工程と、
（ｃ） 前記励振無線周波パルスの印加から選択された時間の後に、発生された前記横方向スピン磁化のコヒーレンスを維持するように、再集束無線周波パルス・サブシーケンス発生手段が前記被検体に再集束無線周波パルス・サブシーケンスを印加するように前記装置が作動する工程と、
（ｄ） 前記励振無線周波パルスの印加から選択された時間の後に、読み出し位相外し磁界勾配パルス発生手段が、第１の選択された方向における横方向磁化の位置に比例する量だけ横方向スピン磁化を位相外しさせるように、選択された振幅を有する読み出し位相外し磁界勾配パルスを該第１の選択された方向に印加するように前記装置が作動する工程と、
（ｅ） 該読み出し位相外し磁界勾配パルスとは実質的に反対の極性で、前記読み出し位相外し磁界勾配パルス発生手段が、読み出し磁界勾配パルスを前記第１の選択された方向に印加するように前記装置が作動する工程と、
（ｆ） 選択された周波数で動作する受信器が、前記読み出し磁界勾配パルスの存在の下に、前記横方向スピン磁化により発生された磁気共鳴応答信号を検出するように前記装置が作動する工程と、
（ｇ） 工程（ａ）〜（ｆ）を複数回であるＹ回繰り返すように前記装置が作動する工程と、
（ｈ） データ処理手段が、前記被検体の選択された部分内で発生され、且つ該選択された部分の外部へ移動した横方向スピン磁化からの磁気共鳴像データを含んでいる再構成磁気共鳴像を形成するように前記装置が作動する工程とを備えた磁気共鳴血管造影像を作成する方法。
【請求項２】
前記再構成磁気共鳴像は、印加された前記読み出し磁界勾配パルスに応答してデータをフーリエ変換し、その後、前記被検体の選択された部分に対応する像マトリクス内の位置にデータを配置するように前記装置が作動することにより得られる請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記励振無線周波パルスを印加してから選択された時間の後に、第２の選択された方向における横方向磁化の位置に比例する量だけ、横方向スピン磁化を位相外しさせるように、選択された振幅を有する第１の位相符号化磁界勾配パルスを前記第２の選択された方向に印加するように前記装置が作動する工程を更に含んでいる請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記励振無線周波パルスを印加してから選択された時間の後に、第２の位相符号化磁界勾配パルス発生手段が、第３の選択された方向における横方向磁化の位置に比例する量だけ、横方向スピン磁化を位相外しさせるように選択された振幅を有する第２の位相符号化磁界勾配パルスを前記第３の選択された方向に印加するように前記装置が作動する工程を更に含んでいる請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記励振無線周波パルスを印加してから選択された時間の後に、流れ符号化磁界勾配パルス発生手段が、選択された流れ符号化方向における横方向磁化の速度に比例する量だけ、横方向スピン磁化を位相外しさせるように、選択された振幅を有する流れ符号化磁界勾配パルスを前記選択された流れ符号化方向に印加するように前記装置が作動する工程を更に含んでいる請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記被検体のＭ個の他の部分からの核スピンを章動させるように、工程（ａ）〜（ｇ）をＭ回繰り返して、Ｍ個の他の再構成磁気共鳴像を形成するように前記装置が作動する請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記再集束無線周波パルス・サブシーケンスを印加するように前記装置が作動する工程は、スピンの再集束を前記被検体の選択された再集束部分に制限するために、選択された形状、振幅及び持続時間を有する磁界勾配パルスと同時に印加される請求項１に記載の方法。
【請求項８】
工程（ａ）及び（ｂ）の各々の繰り返しに対し、工程（ｃ）〜（ｆ）をＰ回繰り返して、それぞれが複合励振無線周波パルスから相異なる遅延時間の後に発生するＰ個の磁気共鳴応答信号を発生するように前記装置が作動する請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記Ｐ回の繰り返しの各々は、前記再構成磁気共鳴像を形成するのに必要な磁気共鳴応答信号を更に敏速に収集することができるようにするために、他の位相符号化磁界勾配パルスを印加することを含んでいる請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
非平面状の形状を有している前記被検体の選択された部分を励振するように、前記励振無線周波パルスは、時間に対する周波数、位相、帯域幅及び振幅を有しており、スライス選択勾配パルスが、時間に対する振幅を有している請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
被検体から磁気共鳴血管造影像を作成する装置の作動方法であって、
（ａ） 励振無線周波パルス発生手段が、磁界内に配置され、核スピンが分極された前記被検体に、横方向スピン磁化を発生させるために前記被検体内の核スピンを章動させる励振無線周波パルスを印加するように前記装置が作動する工程と、
（ｂ） 前記励振無線周波パルスの印加と実質的に同時に、励振磁界勾配パルス発生手段が、前記横方向スピン磁化の発生を前記被検体内の選択された部分に抑制するための励振磁界勾配パルスを前記被検体に印加するように前記装置が作動する工程と、
（ｃ） 前記励振無線周波パルスの印加から選択された時間の後に、発生された前記横方向スピン磁化のコヒーレンスを維持するように、再集束無線周波パルス・サブシーケンス発生手段が再集束無線周波パルス・サブシーケンスを前記被検体に印加するように前記装置が作動する工程と、
（ｄ） 前記励振無線周波パルスの印加から選択された時間の後に、高速作像サブシーケンス発生手段が高速作像サブシーケンスを前記被検体に印加するように前記装置が作動する工程と、
（ｅ） 前記被検体の選択された部分内で発生され、且つ該選択された部分の外部へ移動した横方向スピン磁化からの磁気共鳴像データを含んでいる再構成磁気共鳴像をデータ処理手段が形成するように前記装置が作動する工程とを備えた磁気共鳴血管造影像を作成する方法。
【請求項１２】
前記高速作像サブシーケンスは、エコー・平面形磁界勾配波形を用いている請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記高速作像サブシーケンスは、螺旋形磁界勾配波形を用いている請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
被検体から磁気共鳴血管造影像を作成する装置であって、
（ａ） 前記被検体を磁界内に配置して、核スピンを分極させる手段と、
（ｂ） 前記被検体に励振無線周波パルスを印加して、横方向スピン磁化を発生させるために前記被検体内の核スピンを章動させる手段と、
（ｃ） 前記励振無線周波パルスの印加と実質的に同時に、励振磁界勾配パルスを前記被検体に印加して、前記横方向スピン磁化の発生を前記被検体内の選択された部分に抑制する手段と、
（ｄ） 前記励振無線周波パルスの印加から選択された時間の後に、発生された前記横方向スピン磁化のコヒーレンスを維持するように、前記被検体に再集束無線周波パルス・サブシーケンスを印加する手段と、
（ｅ） 前記励振無線周波パルスの印加から選択された時間の後に、選択された振幅を有する読み出し位相外し磁界勾配パルスを前記被検体に第１の選択された方向に印加して、該第１の方向における横方向磁化の位置に比例する量だけ横方向スピン磁化を位相外しさせる手段と、
（ｆ） 該読み出し位相外し磁界勾配パルスとは実質的に反対の極性で、読み出し磁界勾配パルスを前記第１の選択された方向に印加する手段と、
（ｇ） 選択された周波数で動作する受信器を用いて、前記読み出し磁界勾配パルスの存在の下に、前記横方向スピン磁化により発生された磁気共鳴応答信号を検出する手段と、
（ｈ） 手段（ｂ）〜（ｇ）を複数回であるＹ回実行する手段と、
（ｋ） 前記被検体の選択された部分内で発生され、且つ該選択された部分の外部へ移動した横方向スピン磁化からの磁気共鳴像データを含んでいる再構成磁気共鳴像を形成する手段とを備えた磁気共鳴血管造影像を作成する装置。
【請求項１５】
被検体から磁気共鳴血管造影像を作成する装置であって、
（ａ） 前記被検体を磁界内に配置して、核スピンを分極させる手段と、
（ｂ） 励振無線周波パルスを前記被検体に印加して、横方向スピン磁化を発生させるために前記被検体内の核スピンを章動させる手段と、
（ｃ） 前記励振無線周波パルスの印加と実質的に同時に、励振磁界勾配パルスを前記被検体に印加して、前記横方向スピン磁化の発生を前記被検体内の選択された部分に抑制する手段と、
（ｄ） 前記励振無線周波パルスの印加から選択された時間の後に、発生された前記横方向スピン磁化のコヒーレンスを維持するように、再集束無線周波パルス・サブシーケンスを前記被検体に印加する手段と、
（ｅ） 前記励振無線周波パルスの印加から選択された時間の後に、高速作像サブシーケンスを前記被検体に印加する手段と、
（ｆ） 前記被検体の選択された部分内で発生され、且つ該選択された部分の外部へ移動した横方向スピン磁化からの磁気共鳴像データを含んでいる再構成磁気共鳴像を形成する手段とを備えた磁気共鳴血管造影像を作成する装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、磁気共鳴（ＭＲ）作像に関し、更に具体的に言えば、患者から磁気共鳴血管造影像（angiogram）を作成することに関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気共鳴血管造影像を検出するいくつかの方法が現在使用されている。これらの方法の大部分は、「タイム・オブ・フライト（経過時間）」法又は「位相感知」法として分類することができる。各々の種類の方法は、特定の物理的な現象に頼っており、各々の種類は、ある制約を有している。
【０００３】
タイム・オブ・フライト法は、縦方向スピン磁化が作像領域に流れ込むことに頼っている。典型的には、作像のために横方向スピン磁化を形成すると共に、作像領域内の縦方向磁化を減少させるように作用する無線周波（ＲＦ）パルスを繰り返し印加することにより、タイム・オブ・フライト血管造影法が実施される。しかしながら、作像容積の外側にある血液は、ＲＦパルスが印加されず、従って、完全に緩和された縦方向スピン磁化を有している。緩和された血液が作像容積に流れ込むと、完全に緩和した縦方向スピン磁化が不動の組織の磁気共鳴信号よりも一層強力な磁気共鳴信号を発生するので、これは周囲よりも一層明るく見える。
【０００４】
都合の悪いことに、タイム・オブ・フライト血管造影像は、不動組織を完全に抑圧すると、移動する血液からの信号も抑圧されるので、作像容積内にある不動の組織を完全に抑圧することができない。急速に緩和する組織は、流れ込む血液と同じくらいに強くなることがあり得る強度の磁気共鳴信号を有しているので、タイム・オブ・フライト血管造影像は、短い縦方向緩和時間を有する組織を有している身体の領域では、用途が限定されている。
【０００５】
第２の種類の磁気共鳴血管造影法は、横方向スピン磁化に、速度に比例する移相（フェイズ・シフト）を作り出すことに頼っている。これらの移相は、ＲＦ励振パルスによって横方向磁化が発生された後に、流れ符号化磁界勾配パルスを印加することにより誘起される。タイム・オブ・フライト法と異なり、位相感知法は、不動組織を完全に抑圧することができ、短い縦方向緩和時間を有する組織からの信号を検出しない。都合の悪いことに、多くの臨床用途では、関心のある領域内に、所望の血管及び望ましくない血管の両方の内部にある移動する血液が存在し、位相感知法は、作像しようとする所望の血管内を移動する血液を、望ましくない移動する血液又は組織から識別することができない。
【０００６】
現在、周囲の組織を完全に抑圧すると共に、選択された血管内を流れる血液を、身体内の移動する構造から生ずる望ましくない磁気共鳴信号から識別する磁気共鳴血管造影法に対する要望がある。
【０００７】
【発明の要約】
動脈及び静脈内の血液を選択的に検出するためのパルス・シーケンスを開示する。このパルス・シーケンスは、タイム・オブ・フライト（ＴＯＦ）方式を用いているが、縦方向スピン磁化ではなく、横方向スピン磁化を追い掛ける点で、従来開示されているＴＯＦ法とは異なる。パルス・シーケンスは、被検体の選択された領域に横方向スピン磁化を形成するために使用される空間的に選択性の励振パルスを用いている。この領域は典型的には、作像しようとする血管の根元を含むように形成されている。励振の後に、血液が血管に沿って移動する間に、一連の再集束ＲＦパルスを用いて横方向磁化を維持する。その後、普通の作像方式を用いて、励振から１つ又は更に多くの選択された時間の後に、横方向磁化をサンプリングする。
【０００８】
【発明の目的】
本発明の目的は、背景を高度に抑圧すると共に、被検体内の関心のある血管の外側の移動する血液に感応しない磁気共鳴血管造影像を作成する方法を提供することにある。
本発明の新規と考えられる特徴は、特許請求の範囲に具体的に記載してあるが、本発明自体の構成、作用及びその他の目的及び利点は、以下図面について説明するところから最もよく理解されよう。
【０００９】
【実施例】
図１はここで説明する本発明に用いるのに適した磁気共鳴（ＭＲ）作像システムの主な構成部品の簡略ブロック図である。このシステムは、汎用ミニコンピュータ２で構成されており、コンピュータ２は、ディスク記憶ユニット２ａと、インタフェース・ユニット２ｂとに機能的に結合されている。無線周波（ＲＦ）送信器３、信号平均装置４、並びに勾配電源５ａ、５ｂ及び５ｃのすべてが、インタフェース・ユニット２ｂを介してコンピュータ２に結合されている。勾配電源５ａ、５ｂ及び５ｃは、勾配コイル１２−１、１２−２及び１２−３にエネルギを与えて（を付勢して）、作像しようとする被検体のそれぞれ“Ｘ”、“Ｙ”及び“Ｚ”方向に磁界勾配Ｇx 、Ｇy 及びＧz をそれぞれ発生する。ＲＦ送信器３は、コンピュータ２からのパルス包絡線によってゲートされて、被検体からのＭＲ応答信号を励振するのに必要な変調を有するＲＦパルスを発生する。ＲＦパルスは、作像方法及び用いられているＲＦ送信コイル１４−１に応じて、２ワット（Ｗ）から数キロワット（ｋＷ）まで変化するレベルまで、ＲＦ電力増幅器６で増幅される。全身作像の場合のように、大きなサンプル容積に対して、及び一層大きなＲＦコイル内で大きなＭＲ周波数帯域幅を励振するために持続時間の短いパルスを必要とする場合には、一層高い電力レベルが必要である。
【００１０】
ＭＲ応答信号は受信コイル１４−２によって感知され、低雑音前置増幅器９で増幅されて、更に増幅、検出及びフィルタ作用のために受信器１０に送られる。その後、信号平均装置４によって平均するために、及びコンピュータ２によって処理するために、信号はディジタル化される。前置増幅器９及び受信器１０は、送信の間に能動形ゲート作用又は受動形フィルタ作用により、ＲＦパルスから保護される。
【００１１】
コンピュータ２は、ＭＲパルスに対するゲート作用及び包絡線変調、前置増幅器及びＲＦ電力増幅器に対する消去作用をすると共に、勾配電源に対する電圧波形を形成する。コンピュータは又、フーリエ変換、像の再構成、データのフィルタ作用、像の表示及び記憶作用のようなデータ処理を行う（これらのすべては普通のことであって、本発明の範囲外である。）。
【００１２】
所望によっては、ＲＦ送信コイル１４−１及び受信コイル１４−２は、１つのコイルで構成することができる。この代わりに、電気的に直交する２つの別々のコイルを用いることができる。後者の形式は、パルス送信の際に、受信器へのＲＦパルスの突入が減少するという利点がある。いずれの場合にも、コイルに関連する磁界は、磁石手段１１によって発生された静磁界Ｂ0 の方向に対して直交している。コイルは、ＲＦシールド・ケージ内に囲い込むことにより、システムの他の部分から隔離することができる。
【００１３】
本発明のこの実施例では、被検体は磁気共鳴（ＭＲ）作像システムの磁石内に配置されている。その後、その血管造影像を収集したい領域が、場合によっては普通のＭＲ作像シーケンスの助けを借りて、オペレータによって確認される。その後、パルス・シーケンスが印加されて、データが再構成される。
図２は、本発明によって作像しようとする血管２１０を含んでいる像容積２００を示す線図である。血管２１０は、励振容積２６０と交差している。励振パルスの作用を受ける血液が下流側に流れて、血管２１０の末端部分２２０を満たす。本発明によれば、血管２１０の末端部分２２０内の横方向スピン磁化を検出し、第１の次元２３０、第２の次元２４０及び第３の次元２５０に空間的に分解されたデータを収集して、本発明に従って磁気共鳴血管造影像を形成する。
【００１４】
図３は、ＭＲ作像システムによって実行可能な本発明の第１の実施例で用いられている無線周波（ＲＦ）パルス及び磁界勾配パルスのパルス・シーケンスの時間線図である。パルス・シーケンス３００が、同時に印加されるスライス選択性勾配パルス３２０の存在の下に印加される励振ＲＦパルス３１０で構成されている。励振パルス３１０は、被検体のうち、ＲＦパルス３１０の周波数と、スライス選択性磁界勾配パルス３２０の振幅及び方向とによって決定される選択された部分にあるスピン磁化を章動させる。章動の程度は、励振パルス３１０の持続時間及び振幅を選択することによって選択可能である。
【００１５】
スライス選択性磁界勾配パルス３２０の後に、スライス選択性磁界勾配パルス３２０の半分の面積を有している再集束パルス３２５が続く。これにより、最後の再集束パルス３２５の終わりには、被検体内にあるすべての励振された核スピンの横方向スピン磁化の位相が実質的に同じになる。
励振ＲＦパルス３１０及びスライス選択性勾配パルス３２０が印加された後に、再集束パルス・サブシーケンス３３０が印加される。再集束パルス・サブシーケンス３３０は、横方向磁化の位相のコヒーレンスが保たれるように設計された一連の無線周波パルスで構成されている。ここで示す実施例では、再集束パルス・サブシーケンス３３０は、第１の再集束パルス３３０ａと、第２の再集束パルス３３０ｂと、第３の再集束パルス３３０ｃと、第４の再集束パルス３３０ｄとで構成されている。各々の再集束パルスは、実質的に１８０°に等しいフリップ（はじき）角を有している。この実施例では、第３の再集束パルス３３０ｃ及び第４の再集束パルス３３０ｄには、ＲＦパルスの不正確さを補償するために、第１の再集束パルス３３０ａ及び第２の再集束パルス３３０ｂとは反対の極性を持たせている。再集束パルス・サブシーケンス３３０は、所望により、これよりも少ない又はこれよりも多いＲＦパルスで構成することができる。
【００１６】
ミネソタ州マーシュフィールドのピットマン・ブックス・リミテッドから１９８３年に出版されたロビンＫ．ハリスの著書「核磁気共鳴分光法、生理化学的な観測」の９１頁〜９３頁に記載されているように、ずっと長い持続時間を有するスピン固定ＲＦパルスを用いたこの他の実施例も可能である。再集束パルス・サブシーケンス３３０は、被検体のうち、励振コイル内にある部分に亘って、横方向スピン磁化を再集束させる。被検体のうち、再集束パルス・サブシーケンス３３０の作用を受けるが、励振パルス３１０の作用を受けない部分は、目立つほどの横方向スピン磁化を有していない。再集束パルス・サブシーケンス３３０の間に、ＲＦ励振パルス３１０によって励振された血管内の血液は、下流側に流れて、血管の末端部分を満たす。
【００１７】
再集束パルス・サブシーケンス３３０が印加された後に、作像サブシーケンス３４０が印加される。作像サブシーケンス３４０は、選択された振幅を有する読み出し位相外し磁界勾配パルス３６０で構成されている。読み出し位相外し勾配パルス３６０は、図２に示す第１の方向２３０に印加され、所望によっては、読み出し位相外し勾配パルス３６０はスライス選択性勾配パルス３２０に対して直交にすることができる。読み出し位相外しパルス３６０は、読み出し位相外し磁界勾配の方向に沿って相異なる位置にある横方向磁化が、この読み出し方向における位置に比例した移相（フェイズ・シフト）を有するようにする。
【００１８】
読み出し位相外しパルス３６０を印加した後に、読み出し磁界勾配パルス３７０を印加する。読み出し磁界勾配パルス３７０は、読み出し位相外しパルス３６０と同じ方向に印加されるが、反対の極性が与えられる。読み出し磁界勾配パルス３７０の振幅及び持続時間は、読み出し磁界勾配パルス３７０の間の選択された点で、実質的にすべての横方向スピン磁化が同じ移相を有するように選択されている。
【００１９】
読み出し磁界勾配パルス３７０の印加と実質的に同時に、作像システムの一部であるデータ収集サブシステムにデータ収集信号パルス３８０が送られる。データ収集パルス３８０の間に、ＭＲ応答信号がディジタル化される。被検体の選択された部分内にある共鳴核から来たＭＲ応答信号は、読み出し磁界勾配パルス３７０の間に収集されるので、検出された各々のＭＲ応答信号は、この信号を発生した共鳴核の位置に比例する周波数を有している。各々の信号源の位置は、当業者には周知の形で、収集された信号データにフーリエ変換を適用することによって決定することができる。
【００２０】
本発明では、パルス・シーケンス３００は複数回（Ｙ回）繰り返される。Ｙ回の繰り返しの各々において、励振パルス３１０のずれは、図２の第２の次元２４０に沿ってその中心周波数を選択された量だけ調節することにより変更される。Ｙ回の繰り返しが完了したときに、Ｙ回の繰り返しの各々からのフーリエ変換データが像マトリクスに入れられて、各々のデータ収集パルス３８０の間に収集された各々のデータ・ベクトルの変位が、対応する励振パルス３１０の変位に比例するようにされて、当業者には周知の形で線走査像を作成する。
【００２１】
図４は、ＭＲ作像システムによって実行可能な本発明の第２の実施例で用いられているＲＦパルス及び磁界勾配パルスのパルス・シーケンスの時間線図である。パルス４１０、４２０、４２５、４３０、４６０、４７０及び４８０は、パルス３１０、３２０、３２５、３３０、３６０、３７０及び３８０とそれぞれ同様であり、同じように作用する。
【００２２】
再集束パルス・サブシーケンス４３０を印加した後に、作像サブシーケンス４４０を印加する。作像サブシーケンス４４０は、選択された振幅を有する位相符号化磁界勾配パルス４５０で構成されている。位相符号化勾配パルス４５０は選択された方向に印加されるが、この実施例では、この方向は、図２に示す第２の方向２４０である。
【００２３】
位相符号化勾配パルス４５０を印加している間に、選択された振幅を有する読み出し位相外し磁界勾配パルス４６０を印加する。読み出し位相外し勾配パルス４６０は図２の第１の方向２３０に印加され、所望によっては、スライス選択性勾配パルス４２０及び位相符号化勾配パルス４５０に対して直交にすることができる。
【００２４】
本発明では、パルス・サブシーケンス４００は複数回（Ｙ回）繰り返される。Ｙ回の繰り返しの各々において、位相符号化勾配パルス４５０には相異なる振幅を与える。位相符号化勾配パルス４５０によって、検出されたＭＲ信号には、位相符号化磁界勾配パルス４５０の方向に沿った共鳴核の位置に比例する移相が生ずる。異なる振幅の位相符号化勾配４５０に応答して収集されたデータをフーリエ変換して、当業者には周知の形で、共鳴核の（位相符号化勾配パルス４５０の方向における）位置を示すことができる。この方向は普通、「位相符号化（フェイズ・エンコーディング）」方向と呼ばれている。
【００２５】
図５は、ＭＲ作像システムによって実行可能な本発明の第２の実施例で用いられている無線周波（ＲＦ）パルス及び磁界勾配パルスのパルス・シーケンスの時間線図である。前と同じく、パルス５１０、５２０、５２５、５３０、５５０、５６０、５７０及び５８０は、パルス４１０、４２０、４２５、４３０、４５０、４６０、４７０及び４８０とそれぞれ同様であって、同じように作用する。
【００２６】
再集束パルス・サブシーケンス５３０が印加された後に、作像サブシーケンス５４０が印加される。作像サブシーケンス５４０は、選択された振幅を有する第１の位相符号化磁界勾配パルス５５０ａと、第２の位相符号化磁界勾配パルス５５０ｂとで構成されている。第１の位相符号化勾配パルス５５０ａは第１の選択された方向に印加されるが、この実施例では、この方向は、図２に示す第２の方向２４０である。第２の位相符号化勾配パルス５５０ｂは第２の選択された方向に印加されるが、この実施例では、この方向は、図２に示す第３の方向２５０である。
【００２７】
第１の位相符号化勾配パルス５５０ａ及び第２の位相符号化勾配パルス５５０ｂを印加する間に、選択された振幅を有する読み出し位相外し磁界勾配パルス５６０が印加される。読み出し位相外し勾配パルス５６０は、図２の第１の方向２３０に印加されて、スライス選択性勾配パルス５２０、第１の位相符号化勾配パルス５５０ａ及び第２の位相符号化勾配パルス５５０ｂに対し、所望によって、直交にすることができる。
【００２８】
本発明では、パルス・シーケンス５００は複数回（Ｙ回）繰り返され、このＹ回の繰り返しの各々は複数回（Ｚ回）繰り返されて、合計の繰り返しの回数はＹ×Ｚになる。Ｙ回の繰り返しの各々において、第１の位相符号化勾配パルス５５０ａには相異なる振幅を与える。第１の位相符号化勾配パルス５５０ａによって、検出されるＭＲ信号には、第１の位相符号化磁界勾配パルス５５０ａの方向に沿った共鳴核の位置に比例する移相が生ずる。相異なる振幅を有する第１の位相符号化勾配５５０ａに応答して収集されたデータをフーリエ変換して、当業者には周知の方法で、共鳴核の（第１の位相符号化勾配パルス５５０ａの方向における）位置を示すことができる。この方向は通常、「位相符号化」方向と呼ばれている。
【００２９】
同様に、Ｚ回の繰り返しの各々において、第２の位相符号化勾配パルス５５０ｂには相異なる振幅を与える。第２の位相符号化勾配パルス５５０ｂによって、検出されたＭＲ信号には、第２の位相符号化磁界勾配パルス５５０ｂの方向に沿った共鳴核の位置に比例する移相が生ずる。相異なる振幅の第２の位相符号化勾配５５０ｂに応答して収集されたデータをフーリエ変換して、当業者には周知の形で、共鳴核の（第２の位相符号化勾配パルス５５０ｂの方向における）位置を示すことができる。この方向は通常、「第２の位相符号化」方向と呼ばれている。
【００３０】
読み出しの次元、第１の位相符号化の次元及び第２の位相符号化の次元におけるフーリエ変換が完了したときに、励振ＲＦパルス５１０によって発生された横方向磁化の３次元像が得られる。
図６は、ＭＲ作像システムによって実行可能な本発明の第４の実施例で用いられている無線周波（ＲＦ）パルス及び磁界勾配パルスのパルス・シーケンスの時間線図である。図６のパルス６１０、６２０、６３０、６５０、６６０、６７０及び６８０は、パルス５１０、５２０、５２５、５３０、５５０ｂ、５６０、５７０及び５８０とそれぞれ同様であって、同じように作用する。
【００３１】
再集束パルス・シーケンス６３０を印加した後に、作像サブシーケンス６４０を印加する。作像サブシーケンス６４０は、選択された極性を有する第１の流れ符号化磁界勾配パルス６５５ａで構成されている。第１の流れ符号化磁界勾配パルスは、ゼロでない第１のモーメントを有しており、流れ符号化勾配の方向に沿ったスピン速度に比例する移相を横方向磁化に誘起する。第１の流れ符号化磁界勾配パルスの後に、選択された振幅を有する位相符号化磁界勾配パルス６５０が続く。位相符号化勾配パルス６５０は、選択された方向に印加されるが、この実施例では、この方向は、図２に示す第２の方向２４０である。
【００３２】
本発明では、パルス・シーケンス６００は複数回（Ｙ回）繰り返され、このＹ回の繰り返しの各々はＮ回繰り返されて、合計の繰り返しの回数はＹ×Ｎになる。Ｙ回の繰り返しの各々において、位相符号化勾配パルス６５０には相異なる振幅を与える。位相符号化勾配パルス６５０によって、検出されるＭＲ信号には、位相符号化磁界勾配パルス６５０の方向に沿った共鳴核の位置に比例する移相が生ずる。相異なる振幅の位相符号化勾配６５０に応答して収集されたデータをフーリエ変換して、当業者には周知の形で、共鳴核の（位相符号化勾配パルス６５０の方向における）位置を示すことができる。この方向は通常、「位相符号化」方向と呼ばれている。
【００３３】
Ｎ回の繰り返しの各々において、第１の流れ符号化磁界勾配パルス６５５ａの振幅を変化させる。図６に示す実施例では、Ｎ＝２であって、第１の流れ符号化磁界勾配パルス６５５ａの振幅は変化しないが、極性を反転させて第２の流れ符号化磁界勾配パルス６５５ｂにする。第１及び第２の流れ符号化パルスは、横方向磁化に、流れ符号化勾配の振幅及びスピン速度に比例する移相を誘起する。実質的に不動であるスピンでは、移相は誘起されない。従って、Ｎ回の適用の各々に応答して収集されたデータを数学的に組み合わせて、動くスピンから生ずる信号成分を残しながら、不動のスピンから生ずる信号成分を取り除くことができる。Ｎ＝２である実施例では、複素数の差及び位相差の計算が有用である。Ｎ＞２である実施例では、位相感知形磁気共鳴血管造影法の分野の当業者には、この他の変調方式が周知である。この実施例で使用される流れ符号化勾配波形は、速度及び運動の更に高次の項を符号化することに注意されたい。運動の選択された高次のみを符号化する更に複雑な波形も可能である。
【００３４】
本発明のいくつかの変形が可能である。例えば、励振容積のＭ個の他の異なる組からのデータの励振及び検出は、第１の容積内で縦方向スピン磁化の回復を許容する期間中に実施することができる。このような実施例のパルス・シーケンスは、合計の走査時間を長くせずに、より多くの像を検出することができる。
他の考えられる変形は、関心のある領域を更に制限するために、空間的に選択性を有する再集束サブシーケンスを用いることである。本発明のパルス・シーケンスは、いずれも独特のエコー時間ＴＥをそれぞれ有する多数の像を得るために、他のエコーを収集することにより拡張することもできる。これは、データ収集が完了した後に再集束サブシーケンスを繰り返し、第２のデータ収集パルスと同時に第２の読み出し勾配パルスを印加することによって達成し得る。所望によっては、このようにして、他のエコーを収集することができる。
【００３５】
本発明の多重エコーの実施例のこの他の変形も可能である。これらには、通常の高速スピン・エコー方式に用いられているのと同様に、各々のエコーの前に他の位相符号化勾配パルスを取り入れることが含まれる。このようにすると、Ｐをエコーの数として、像を形成するためのデータを収集するのに必要なＹ回の位相符号化工程が、パルス・シーケンスのＹ／Ｐ回の適用で収集されるので、走査時間を一層短くすることができる。
【００３６】
励振の形状の変更も可能である。例えば、図示の実施例に示した平面状の励振は、円筒形、球形又はその他の非平面状の形状を有している励振方式に置き換えることができる。
図示の第２、第３及び第４の実施例において磁気共鳴像を得るために使用した作像サブシーケンス４４０、５４０及び６４０は、普通のスピン捩れ形勾配波形を用いている。所望によっては、投影再構成、エコー・平面形、螺旋形及び混成作像のようなこの他の作像サブシーケンスを用いることもできる。エコー・平面形及び螺旋形作像方法は典型的には、高速作像方法であり、短い期間内に像を作成する能力があるため、特に望ましい。
【００３７】
本発明を用いて収集された像を組み合わせて、一層大きなモザイク像を形成することができる。このようにすると、一層小さな距離に亘る血液の流れ込みに基づく像のコントラストを保ちながら、一層大きな視野を有する最終的な像が得られる。
横方向磁化磁気共鳴血管造影像を検出する新規な方法の現在好ましいと考えられるいくつかの好ましい実施例を詳しく説明したが、当業者には多くの改変及び変更が考えられよう。従って、特許請求の範囲は、本発明の要旨の属するこのようなすべての改変及び変更を包括するものであることを承知されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に使用するのに適した磁気共鳴（ＭＲ）作像システムの主な構成部品を示す簡略ブロック図である。
【図２】本発明による選択された方向の相対的な向きを示す作像容積内の血管の線図である。
【図３】被検体内の移動する血液を検出するために使用することができる本発明の第１の実施例のパルス・シーケンスの線図である。
【図４】被検体内の移動する血液を検出するために使用することができる本発明の第２の実施例のパルス・シーケンスの線図である。
【図５】被検体内の移動する血液を検出するために使用することができる本発明の第３の実施例のパルス・シーケンスの線図である。
【図６】被検体内の移動する血液を検出するために使用することができる本発明の第４の実施例のパルス・シーケンスの線図である。
【符号の説明】
１１  磁石
２１０  血管（作像する被検体）
３００  パルス・シーケンス
３１０  励振ＲＦパルス
３２０  スライス選択性磁界勾配パルス
３３０  再集束ＲＦパルス・サブシーケンス
３６０  読み出し位相外し磁界勾配パルス
３７０  読み出し磁界勾配パルス
３８０  データ収集パルス
【図１】
0003814354.tif 000002
【図２】
0003814354.tif 000003
【図３】
0003814354.tif 000004
【図４】
0003814354.tif 000005
【図５】
0003814354.tif 000006
【図６】
0003814354.tif 000007