90度パルス
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定義
90度パルス（90° パルス、π/2 パルス）は、縦磁化ベクトル（M_z）を横平面（M_xy）へ正確に回転させるRFパルスである[1]。磁化ベクトルをx-y平面に倒し、位相コヒーレンスを持った横磁化を生成するため、MRIやNMRの信号取得に必須の役割を果たす[2]。
90度パルスは、ラジアン表現ではπ/2パルスと呼ばれ、RF磁場を適切な強度と時間印加することで、静磁場B₀方向のnet magnetization vectorを横方向に回転させる[3]。
歴史的背景
NMR信号を効率的に取得するためのπ/2パルスの概念は、1940年代末から1950年代初頭の核磁気共鳴研究において確立された[4]。
原理
net magnetization vectorと励起の関係
静磁場B₀下で熱平衡状態にある核スピンは、z軸方向にnet magnetization vectorを形成する。90度パルスを印加すると、このベクトルはz軸から横平面（M_xy）へ倒れ、横磁化が最大化される[5]。
ラーモア周波数と共鳴条件
90度パルスは、対象核種のラーモア周波数に一致するRF磁場を印加することで効果的に励起が行われる[6]。
θ = γ × B₁ × τ によるパルス設計
回転角度θは、γ（磁気回転比）、B₁（RF磁場強度）、τ（パルス幅）の積によって決まる。90度パルスではθ = π/2となるようB₁とτを調整する[7]。
パルス設計と特性
MRIにおける応用
スピンエコー法における初期励起
スピンエコーシーケンスでは、90度パルスが初期励起に用いられ、その後の180度パルスによって再焦点化が行われる[9]。
グラディエントエコー法における役割
グラディエントエコー法では、90度未満のフリップ角も用いられるが、フル90度励起は高SNR画像取得に有用である[2]。
高速シーケンス（EPI、FSE等）での利用
EPIやFSEでは90度パルスが初期の横磁化生成に利用され、その後の高速リードアウトに接続される[10]。