第6章 二次元スピンエコー法
二次元グラジエントエコー法の次に，基本となるパルスシーケンスは二次元スピンエコー法である．二次元スピンエコー法の典型的なパルスシーケンスをFig.6-1に示し，そのソースコードをFig.6-2に示す．
このように，グラジエントエコー法とスピンエコー法の違いは，(1)スピンエコー法では，リフォーカスパルスを必要とし，スピンエコー条件が成立する時刻を中心として，データ収集を行う，(2)スピンエコー法では，通常，位相エンコードのリワインドは行わない，という点である．
以下，シーケンスチャート（Fig.6-1）とソースコード（Fig.6-2）に従って説明する．
まず，二次元スピンエコー法では，90°パルスでスライス面の励起を行う．グラジエントエコー法の場合には，任意のフリップ角のRFパルスを使用するが，二次元スピンエコー法では，特別な場合以外は，90°パルスを使用する．そして，励起した面の核磁化のリフォーカスに使用するリフォーカスグラジエントも，グラジエントエコー法と同様に加える．
90°パルス（excitation pulse）のピークの時刻から，エコータイムの半分の時間（TE/2）でピークとなるように，180°パルス（refocusing pulse）を加える．このように二つのRFパルスを加えることにより，さらにTE/2だけ後の時刻で，スピンエコーが発生し，その間の静磁場不均一性による核磁化の位相分散は，収束（リフォーカス）される．なお，90°パルスと180°パルスの位相差は，いわゆるCPMG条件を満たすように，90°ずらした方が望ましいので，Fig.6-2でも，そのように設定している．特に，マルチエコーの場合は，この設定は，本質的に重要である．
なお，180°パルスの前後には，スライス用グラジエントを強めに加えて，180°パルスからのFID信号を抑制する必要がある．これは，厳密な180°条件は，スライスの中心面だけで成立しており，それ以外の面では，フリップ角は180°より小さいため，FIDが発生するためである．このグラジエントを，クラッシャーグラジエントと呼んでいる．クラッシャーとは，壊す，という意味で，マルチエコーの場合には，この強度を調整する必要があることが知られている．
正しいスピンエコー画像を撮像するためには，スピンエコーが発生する時刻と，グラジエントエコーのピークの時刻を一致させる必要がある．これがずれた場合，画像内には，静磁場不均一性に伴う核磁化の位相分散が発生する．
そこで，リードアウトグラジエントは，180°パルスの前後に，Fig.6-1に示すように加える．すなわち，read prephasing gradientの囲む面積と，180°パルス後のreadout gradientの囲む面積が，同一になったときに，いわゆるグラジエントエコーが発生するので，その時刻を，スピンエコーが発生する時刻と一致させている．そして，リードアウトグラジエントは，データ収集が終わった後も，画素内で核磁化が１回転するように，さらに，データ収集時間の半分の時間だけ継続させている．
位相エンコードグラジエントは，180°パルスの印加が終わった直後に加えても良いが，パルスシーケンスの記述上，リフォーカスグラジエントの終了後に加えている．そして，シングルエコーのスピンエコー法では，位相エンコードのリワインドは行わない．ただし，マルチプルスピンエコー法や，同じ技術を使用する高速スピンエコー法では，位相エンコードのリワインドを実施する．
以下，パルスシーケンスの詳細に関して，Fig.6-2の示すソースコードを用いて説明する．
Fig.6-2のソースコードでは，21行と22行で，RFパルスのフリップ角を定義している．32行は，90°励起のためのBlock()である．37行は，スライスのリフォーカスのためのグラジエント印加と，read prephasingのためのリードアウトグラジエント印加のためのBlock()である．43行は，リフォーカスグラジエントのためのBlock()である．RFパルスの位相は，励起のRFパルスに対し，π/2だけ進めている．50行は，位相エンコード，リードアウト，データ収集のためのBlock()である．この中では，データ収集の開始時刻の前に，位相エンコードが終了する必要がある．
Main()では，上に定義したBlock()を，PE1をループパラメタとしてNPE1回（256回）ループさせている．このとき，リフォーカスパルスの前に，TE/2 - 0.25 * sinc_pulse_width - gz_rise_timeという時刻まで待つ，という関数を入れて，励起パルスと収束パルスの間の時間差をTE/2としている．
収束パルスとデータ収集間の時間調整は，Block('Refocus')の終了時刻である，TE/2+1.25 * sinc_pulse_width + 3.0 * gz_rise_timeと，Block(’PE＋RD’）内での時刻設定により行っている．そして，TEの最小値は，位相エンコードのグラジエントの印加終了時刻よりもデータ収集開始時刻が大きくなるという条件で決定されている．
このシーケンスを使用して，Bloch simulationを行った画像を，Fig.6-3に示す．左は，TR=600ms，TE=20msのT1強調画像，真ん中は，TR=4000ms，TE=80msのT2強調画像，右は，TR=4000ms，TE=80msのプロトン密度強調画像である．
