第9章 三次元グラジエントエコー法
MRIにおいて，三次元領域をスキャンする手法として，三次元イメージング法とマルチスライス法の二つの手法がある．
三次元イメージング法は，通常，グラジエントエコー法を用いて行われ，MRAやMPRAGEなどへの応用がなされている．
スピンエコー法を用いた三次元イメージング法は，高速スピンエコー法が用いられることもあり，実装が難しく，一般化したのは，グラジエントエコーによる三次元イメージング法よりも，ずっと後（2000年代）のことであった．
よって，この章では，グラジエントエコー法を用いた三次元イメージング法のパルスシーケンスを紹介する．ここでは，RFスポイリングを行った三次元グラジエントエコー法（RF spoiled 3DGRE）と，balanced SSFPのシーケンスによる三次元グラジエントエコー法（3D bSSFP）を紹介する．
Fig.9-1に，RF spoiled 3DGREのシーケンスチャートを示す．また，Fig.9-2に，シーケンスのソースコードを示す．以下に，シーケンスチャートとソースコードを用いたシーケンスの説明を行う．
まず，RFパルスで励起を行う．三次元イメージングの場合，通常は，空間的な選択は不要であるが，位相エンコード方向にエリアジングがある場合には，sincパルスなどを用いて，撮像領域を選択的に励起する場合もある．ここでは，フリップ角30°，パルス幅300μ秒の矩形パルスを使用している．
ソースコードの30行で，RF励起を記述しているが，RFパルス印加中の核磁気緩和を考慮して，RFパルスを10個に分割して計算を行っている．というのは，RFパルス印加の際は，RFパルスを細かく分割して，核磁化の回転の計算と緩和の計算を交互に行っているためである．また，RF spoilingを行うために，二重の位相エンコードループの励起の順番に従った位相でRF励起を行っている．
ソースコードの32行のPhaseEncodingブロックでは，GyとGzによる位相エンコードと，GxによるRead Prephasngを行っている．そして，40行のReadoutブロックでは，直前のRFパルスの位相と同じ位相成分の信号を計算している．さらに，Rewindingブロックでは，GyとGzによる位相エンコードの巻き戻しを行い，Gxに関しては，1画素内で，ちょうど核磁化が1回転するようにグラジエントを印加している．
ソースコードの50行のMain()以下では，Gzによる位相エンコードループと，Gyによる位相エンコードループの二重のループになっている．WaitUntil(TE-NR//2*2*dwell_time-gx_rise_time*2.5)は，エコータイムのタイミングを決定するためのAPIである．
上記のパルスシーケンスで，Bloch simulationを行った結果を，Fig.9-3に示す．これらを計算するにあたっては，画素内のさまざまな位相を有する核磁化が生成する多重エコーの効果を再現するために，リード方向のサブボクセル数を多く確保する必要がある．この計算では，リード方向に16個のサブボクセルを確保している．このように，T1強調画像が求められている．
Fig.9-4に，3D Balanced SSFPのシーケンスチャートを示す．また，Fig.9-5に，シーケンスのソースコードを示す．以下に，シーケンスチャートとソースコードを用いたシーケンスの説明を行う．
3D Balanced SSFPでも，2Dの場合と同じように，+αのRFパルスと-αのRFパルスを交互に印加し，グラジエントはエコー発生の時刻に関して対称に印加している．スライスは原則不要であるが，外側の位相エンコード（この場合はGz）に関する画像のエリアジングが発生する場合には，撮像領域をスライスするようにGzを追加する．
撮像は，三次元のk空間の端から行うため，定常状態に達するまでのダミースキャンは，実際上不要である．
上記のパルスシーケンスで，Bloch simulationを行った結果を，Fig.9-6に示す．この計算では，画素内のすべての核磁化は，同じ位相で運動するため，画素内の核磁化間の位相差は生じない．このため，サブボクセル数は，リード方向でも1で良い．このように，T2/T1を反映した画像が得られている（CSFのT1は4秒，T2は0.2秒程度としているため，他の脳実質のT2/T1と同様のコントラストとなっている）．
