パルスシーケンスとは？初心者にもわかる基本ガイド共起語・同意語・対義語も併せて解説！

この記事を書いた人

高岡智則

年齢：33歳性別：男性職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当）居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション出身地：神奈川県川崎市身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる）血液型：A型誕生日：1992年11月20日最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分）家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）

パルスシーケンスとは？初心者にもわかる基本の解説

パルスシーケンスは、短いパルスを連続的に出す仕組みのことです。日常の例えでは、拍子を刻むリズムやネジの短い回転と同じ考え方です。パルスシーケンスは、信号処理や科学の実験、医療の画像技術などで使われ、情報を効率よく集めたり、反応を制御したりするのに役立ちます。

この言葉は、核磁気共鳴 (NMR) や磁気共鳴画像法 (MRI) の分野でよく聞かれます。パルスシーケンスの基本は、長く続く信号を出すのではなく、短くて強い信号を適切な順序で出して、情報を読み取ることです。

パルスとタイミング

パルスは「短い信号の塊」です。パルスの長さ（どのくらい短いか）と、次のパルスまでの間の待ち時間（時間間隔）はとても大切です。これらを組み合わせると、観測したい情報をうまく取り出せます。

基本要素と仕組み

以下の3つが基本です。

<th>要素

説明
パルス	信号の短いエネルギーの塊。タイミングで情報を差し出す
時間間隔	パルス同士の待ち時間。これがデータの密度と解像度に影響します
繰り返し	同じパルスを一定間隔で繰り返すことで安定したデータを作ります
強さ	パルスのエネルギー量。強さを変えると測定の感度が変化します

身近な例で考えよう

日常の例えとしては、音楽のリズムやカメラの連写のようなイメージです。リズムが決まると私たちはパターンを読み取りやすくなります。パルスシーケンスはこのリズム作りの考え方を、科学の測定や医療の画像作成に応用したものと考えると分かりやすいです。

医療での応用

医療の分野では、MRI という装置が体の内部の情報を読み取るためにパルスシーケンスを用います。パルスを出して反応を起こすことで、組織の性質や水分の動きなどを検出します。これにより脳の断面画像や体の断層が作られ、診断や研究に役立ちます。

まとめと要点

この記事の要点を整理すると、パルスシーケンスとは「短く、計画的な信号の連続」です。目的の情報を効率よく取り出すために、パルスの長さ、時間間隔、繰り返しの回数、そして強さを工夫します。表や身近な例を通じて、初心者にもその基本が理解できるように解説しました。パルスシーケンスの考え方は、通信や計測、医療画像などさまざまな場面で役立ちます。

補足

パルスシーケンスの表現は学問分野によって細かな違いがありますが、基本の考え方は共通しています。詳しく学ぶと、どんなパルスがどんな情報を運ぶのかを予測できるようになります。

パルスシーケンスの同意語

パルス列: 一連のパルスが連続して発生するパターン。MRIやNMRで刺激として用いられる、時間軸上のパルスの並びのこと。
RFパルス列: RF（ラジオ波）パルスの連続・連結した列。パルスシーケンスの実体となるパルス群を指す専門用語。
パルスパターン: パルスの発生形を指す表現。特定の時間配分でパルスを組み合わせたもの。
パルス順序: パルスの発生順番・並び方を表す語。シーケンスの構成要素の順序を表す時に使う。
パルス刺激列: 測定や刺激のために用いられるパルスの列。刺激信号の連続を指す場合に用いられることがある。
RFシーケンス: RFパルスを中心とした一連の操作（シーケンス）を指す略称的表現。
パルス列設計: 目的に応じてパルス列を設計する作業。
パルス列計画: 実験や測定手順としてのパルス列の計画・設計を指す表現。
パルス配列: 複数のパルスを規則的・不規則に配置した集合。文脈によってはパルス列と同義で使われることがある。

パルスシーケンスの対義語・反対語

連続波: パルスのように断続的ではなく、信号が途切れず連続して出力される波形。パルスシーケンスの“間欠性・離散性”の反対概念。
正弦波: 時間的に滑らかな連続波形で、鋭いピークを持つパルスとは異なる。パルスシーケンスの鋭い立ち上がりと離散性に対する対語として使われることがある。
連続信号: 時間軸で途切れず常に値を取る信号。パルス列は離散的に値を取るため、その対義語として使われる。
CW照射: Continuous Wave（連続波）でRFエネルギーを連続的に照射する方式。パルス状の照射（パルスシーケンス）の対極。
非パルス: パルスを伴わない、常時または連続的な状態・方式。

パルスシーケンスの共起語

MRI: 磁気共鳴画像法の略称。体内の組織を磁場とRFパルスで撮像する総合的な画像技術のこと。
核磁気共鳴: NMR（核磁気共鳴現象）を指す総称。MRIの物理的基盤となる現象で、磁場とRFパルスの相互作用を利用して信号を出す。
スピンエコー: スピンエコー撮像。磁化の回復を利用して信号を再構成する基本的なシーケンスの一つ。
勾配エコー: 勾配を用いたエコー撮像。高速撮像や薄い断面の撮像に適する代表的なシーケンス。
インバージョンリカバリ: 反転パルスをかけてTI時間待つことでコントラストを変える撮像法。特定の組織を強調する目的で用いられる。
TI: インバージョンタイム。インバージョンパルス後、信号が反転して戻るまでの時間。
TR: 繰り返し時間。パルスシーケンスの1サイクルの開始から次の開始までの時間。
TE: エコー時間。エコーを検出するまでの時間。
T1強調画像: T1を強調して脂肪などのコントラストを高める画像。
T2強調画像: T2を強調して水分関連のコントラストを強く出す画像。
FLAIR画像: Fluid-Attenuated Inversion Recovery。自由水信号を抑制して病変を見やすくするT2系の画像。
拡散加重画像: DWI。水分子の拡散の程度を感度良くとらえる撮像法。
拡散テンソル画像: DTI。拡散の方向性を表す画像で白質繊維の情報を得る。
エコー平面撮像: EPI（Echo Planar Imaging）。高速撮像技術で、機能MRIなどに使われる。
fMRI: 機能的MRI。脳の活動を血流の変化からとらえる撮像法。
MRA: 磁気共鳴血管撮像。血管の形状と走行を映し出す撮像手法。
MPRAGE: Magnetization Prepared Rapid Gradient Echo。頭部の高分解能T1強調3Dシーケンスの代表例。
3D撮像: 3次元の撮像。立体的なデータとして再構成できる撮像法。
スパイラル撮像: Spiral（螺旋）パスでデータを収集する撮像法。高速撮像に適する。
FSE: Fast Spin-Echo。高速化したスピンエコー法。
SE: Spin Echo。最も基本的なスピンエコー撮像。
脂肪抑制: 脂肪の信号を抑える技法。病変を見やすくする目的でよく使われる。
脂肪抑制法: 脂肪抑制を実現する具体的なパルス列の総称。
脂肪抑制パルス: 脂肪信号を抑えるためのRFパルス列。
RFパルス: Radiofrequencyパルス。磁化を回転・反転させるための電磁波パルス。
磁場勾配: Gradient磁場。空間情報のエンコードに使われる。
信号対雑音比: SNR。画像の品質を評価する指標の一つ。
アーチファクト: 撮像で現れる偽信号・欠陥。金属、動き、磁場不均一などが原因。
動体アーチファクト: 患者の動きによって生じる主なアーチファクト。
k-space: データを格納する周波数空間。最終的な画像を再構成する基礎データ。

パルスシーケンスの関連用語

パルスシーケンス: NMR/MRIにおいて、RFパルスと勾配磁場を組み合わせて磁化の応答を得る一連の操作の総称。撮像やスペクトroscopyで基礎となる設計図。
RFパルス: ラジオ周波数パルス。核磁気共鳴を起こして磁化を励起・操作する短い電磁パルス。
90度パルス: 磁化を90度回転させるRFパルス。横磁化を最大化して信号発生を促す基本パルス。
180度パルス: 磁化を180度反転させるRFパルス。エコー形成の際の再フォーシングに用いられる。
スピンエコー: 90度パルスと180度パルスを組み合わせて磁化の位相を再配置し、エコー信号を生成するシーケンス。
反転回復 (Inversion Recovery, IR): 最初に180度の反転パルスを入れ、TI（反転回復時間）後に信号を取得して特定の組織を抑制・強調するシーケンス。
T1強調像: T1緩和時間の差でコントラストを得る像。脂肪が高信号、液体が低信号になる傾向がある。
T2強調像: T2緩和時間の差でコントラストを得る像。水分が高信号になる特徴がある。
FLAIR: Fluid-Attenuated Inversion Recovery。IRを用いて自由水信号を抑制し、白質病変を見やすくするシーケンス。
脂肪抑制: 脂肪組織の信号を抑えて水分信号を強調する技術。スペクトル脂肪抑制（SPIR/SPAIR）などがある。
SPIR: Spectral Inversion with a Relaxation（スペクトル脂肪抑制法の一種）。周波数選択で脂肪信号を抑制。
SPAIR: Spectral Adiabatic Inversion with Refocusing（SPIRの改良型）。脂肪信号抑制の安定性を高めた脂肪抑制法。
SPGR: Spoiled Gradient Echo。transverse成分を意図的に取り除くことでT1効果を強調する勾配エコー系のシーケンス。
Gradient Echo (GRE): 勾配エコー。勾配磁場の変化だけでエコーを生成するシーケンスで、短時間撮影に適している。
FSE / Turbo Spin Echo: 高速スピンエコー。長時間のスピンエコーを短時間で撮影できるように急速化したシーケンス。
EPI (Echo Planar Imaging): エコープランニング法。超高速に画像を取得でき、機能的MRIや拡散MRIで広く用いられる。
DWI (Diffusion-Weighted Imaging): 拡散に対する感度を高めた画像。水分子の微小な拡散を描出することで病変を検出する。
DTI (Diffusion Tensor Imaging): 拡散テンソルを推定して水分子の方向性を定量化する拡散MRI。神経線維の配列を可視化する。
TR (Repetition Time): 反復時間。次のパルスシーケンス開始までの時間。
TE (Echo Time): エコー時間。信号を取得するエコーが観測される時刻までの時間。
フリップ角 (Flip Angle): RFパルスで磁化を回転させる角度。シーケンスのコントラストに影響する。
k-space: 画像データが格納される周波数空間。FFTにより画像へ再構成される。
勾配磁場 (Gradient, 磁場の勾配): 位相エンコード・周波数エンコードに使う磁場の空間的変化。