JPH06105824A

JPH06105824A - 磁気共鳴信号の処理装置およびその処理方法

Info

Publication number: JPH06105824A
Application number: JP5036517A
Authority: JP
Inventors: Aaru Fuotsukusu Teimoshii; ティモシー・アール・フォックス; Shii Posurasuzunii Jierii; ジェリー・シー・ポスラスズニー
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1992-09-28
Filing date: 1993-02-25
Publication date: 1994-04-19
Also published as: US5343171A; JPH06216649A

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明の目的はマルチコイル検出装置からノイ
ズの少ない磁気共鳴信号を取り出すと共に高分解能を実
現する磁気共鳴信号の処理装置を提供すること。【構成】本発明の処理装置は、各磁気共鳴信号を第１周
波数帯域から第２周波数帯域に周波数シフトする入力ミ
キサ手段と、入力ミキサ手段からの各出力についてバン
ドパスフィルタ処理を行う制御可能なバンドパスフィル
タ手段と、この制御可能なバンドパスフィルタ手段から
の各磁気共鳴信号を第２周波数帯域から第１周波数帯域
に周波数シフトする出力ミキサ手段と、出力ミキサ手段
からの信号を結合して低ノイズの出力信号を生成する加
算器１４２と、入力ミキサ手段と出力ミキサ手段の各周
波数シフトを制御するアップ／ダウンミキサコントロー
ラ１４４と、制御可能なバンドパスフィルタ手段の帯域
幅と位相特性を制御する位相／帯域幅コントローラ１４
６とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気共鳴イメージング
装置（ＭＲＩ）に用いられる磁気共鳴信号の処理装置お
よびその処理方法に係り、特に磁気共鳴信号のＳ／Ｎ比
を向上し得る磁気共鳴信号の処理装置およびその処理方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知の通り、磁気共鳴信号（以下単に
「ＭＲＩ信号」という）は画像化対象部位が磁界内に配
置されたときに発生される。磁界は特定の周波数で各プ
ロトン（または他の原子核）の磁気ダイポールモーメン
トに歳差運動を生じさせる。この周波数は通常ラーモア
周波数と呼ばれている。対象部位の特定のプロトンのラ
ーモア周波数は、当該プロトンの位置の磁界強度に比例
する。

【０００３】従来のＭＲＩ装置は位置的にも時間的にも
多様な磁界を設けていた。それによって対象部位を画像
化するために必要な位置情報を、既知の周波数または周
波数帯域や既知の時刻または期間によって判定すること
ができる。

【０００４】従来、ＭＲＩ装置ではマルチコイル検出装
置を用いて、歳差運動をする原子核によって誘導された
ＭＲＩ信号を検出することが一般に行われている。例え
ば、マルチコイル装置は、所望の画像法に応じて良好な
信号強度が得られるように所定の空間的な関係で配列さ
れた２つまたはそれ以上のコイルを備える。この数個の
コイルは背中部分のサジタルスキャンのために平面的に
配列されることが多い。

【０００５】マルチコイル装置を使うとき、磁界勾配は
一般に各コイルが所定の周波数帯域で結合するように設
けられる。隣接したコイルは通常、隣り合う周波数帯域
を持つ。例えば、サジタルスキャニング装置では、画像
化する人間の脊椎の付根で弱くなり、人間の頭に向かう
ほど強度が増すように磁界が発生される。しばしば、一
様な磁界勾配が、診察する対象部位が配置されたエリア
で、Ｈｚ／ｃｍで表される周波数勾配を形成するのに使
われる。

【０００６】それゆえ、背中をサジタルスキャンすると
き、例えば、その背中の各部分は通常、所定の周波数帯
域で結合され、画像信号がマルチコイル装置によって体
軸に沿って受信される。しかし、コイルはその特性上、
歳差運動をするプロトン（または原子核）の移動に対応
するため、マルチコイル装置のコイルの周波数感度間に
オーバラップが存在することが理解できよう。

【０００７】従来のマルチコイル装置において、各コイ
ルからの出力が、画像化する全範囲の画像情報を含む出
力信号を形成するために加算される。この従来の加算に
関する欠点は、マルチコイル装置の各コイルによって発
生されたノイズが加算されることである。それゆえ、加
算装置からの出力はハイレベルのノイズを含んでいて、
それに応じて画質は劣化する。

【０００８】このノイズはジョンソンノイズに起因す
る。ジョンソンノイズは、絶対零度以上の温度で電気回
路に生じる抵抗要素によって生成されるノイズである。
例えば、生体組織を画像化しようとするとき、ＭＲＩ検
出コイルに流れる電流によって発生する磁界が変化する
毎に、僅かに伝導性の生体組織に微量の誘導電流がしば
しば発生する。これらの抵抗路内の電子の熱運動は、Ｍ
ＲＩ信号を劣化する電圧変動（すなわちジョンソンノイ
ズ）をランダムに発生する。ジョンソンノイズは、広帯
域であり、理論上、周波数の機能として、単位帯域幅毎
にノイズパワーのフラットなスペクトラムを表す。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、マル
チコイル検出装置からノイズの少ない磁気共鳴信号を取
り出すと共に高分解能を実現する磁気共鳴信号の処理装
置およびその処理方法を提供することである。

【００１０】また本発明の他の目的は、相違する画像化
帯域を容易に制御すると共に変化する周波数帯域内で磁
気共鳴信号を処理できる磁気共鳴信号の処理装置を提供
することである。

【００１１】さらに本発明の他の目的および利点は、以
下の記述の各部分に書いてある。その部分は記述内容か
ら明確である。この目的および利点は、発明の実施によ
って教示されるであろう。本発明の目的および利点は、
特許請求の範囲で指摘した構成要素およびそれらの組み
合わせによって理解し達成される。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の磁気共鳴信号の
処理装置は、各磁気共鳴信号を第１周波数帯域から第２
周波数帯域に周波数シフトする入力ミキサ手段と、

【００１３】上記入力ミキサ手段に接続され、上記周波
数シフトされた磁気共鳴信号の各々についてバンドパス
フィルタ処理を行う制御可能なバンドパスフィルタ手段
と、上記制御可能なバンドパスフィルタ手段からの各磁
気共鳴信号を上記第２周波数帯域から上記第１周波数帯
域に周波数シフトする出力ミキサ手段と、上記出力ミキ
サ手段からの上記周波数シフトされた信号を結合して、
低ノイズの出力信号を生成する加算手段と、上記入力ミ
キサ手段と上記出力ミキサ手段の各周波数シフトを制御
するミキサ制御手段と、上記制御可能なバンドパスフィ
ルタ手段の帯域幅と位相特性を制御するフィルタ制御手
段とを具備することを特徴とする。

【００１４】本発明の他の磁気共鳴信号の処理装置は、
磁気共鳴信号をベースバンド周波数帯域にダウンミキシ
ングを行う一対の入力信号ミキサと、上記一対の入力信
号ミキサに接続されたミキサ一対の制御可能なローパス
フィルタと信号をベースバンド周波数帯域から上記一対
の入力信号ミキサに入力された上記磁気共鳴信号の周波
数帯域にアップミキシングを行う一対の出力信号ミキサ
とを備えた複数の直交バンドパスフィルタを備え、磁気
共鳴信号から不要なノイズを除去する直交バンドパスフ
ィルタ手段と、上記直交バンドパスフィルタ手段によっ
て出力された上記フィルタされた磁気共鳴信号を結合
し、低ノイズ出力信号を生成する加算手段と、

【００１５】単周波数信号を発生する局部発振手段と、
上記単周波数信号から複数の位相シフトされた出力信号
を生成し上記直交バンドパスフィルタ手段の位相シフト
を制御する位相ネットワーク手段とを備え、上記直交バ
ンドパスフィルタ手段の帯域幅と位相特性を制御するフ
ィルタ制御手段とを具備することを特徴とする。本発明
の磁気共鳴信号の処理方法は、複数の磁気共鳴信号の各
々を上記第１の周波数帯域から第２の周波数帯域に周波
数シフトし、上記周波数シフトされた各磁気共鳴信号か
ら不要なノイズを除去するようにバンドパスフィルタ処
理を行い、上記バンドパスされた各磁気共鳴信号を上記
第２の周波数帯域から上記第１の周波数帯域へ周波数シ
フトし、上記第１の周波数帯域へ周波数シフトされた磁
気共鳴信号を結合し、低ノイズ出力信号を生成すること
を特徴とする。

【００１６】本発明の他の磁気共鳴信号の処理方法は、
磁気共鳴信号から不要なノイズを除去するように複数の
磁気共鳴信号について各々バンドパスフィルタ処理を行
い、上記バンドパスフィルタ処理では、各磁気共鳴信号
をベースバンド周波数帯域にダウンミキシング処理する
ことで位相が直交する第１、第２の信号を生成し、上記
第１、第２の信号をローパスフィルタ処理することで不
要なノイズを除去し、上記ローパスフィルタ処理をされ
た上記第１、第２の信号をアップミキシング処理および
分離処理することでフィルタ処理された信号を生成し、
上記複数のフィルタ処理された信号を結合することで低
ノイズの出力信号を生成することを特徴とする。

【００１７】

【作用】本発明の磁気共鳴信号の処理装置によれば、各
磁気共鳴信号を第１周波数帯域から第２周波数帯域に周
波数シフトし、この周波数シフトされた磁気共鳴信号の
各々についてバンドパスフィルタ処理を行い、このバン
ドパスフィルタ処理を行われた各磁気共鳴信号を上記第
２周波数帯域から上記第１周波数帯域に周波数シフト
し、この周波数シフトされた信号を結合して、低ノイズ
の出力信号を生成すると共に、入出力の各周波数シフト
とバンドパスフィルタ処理の帯域幅および位相特性を制
御することによって、マルチコイル検出装置からノイズ
の少ない磁気共鳴信号を取り出すと共に高分解能を実現
することができる。

【００１８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の好ましい実施
例を説明する。なお、図面間で同じ符号は同じ部分に付
されるものとする。

【００１９】本発明は、複数の入力チャンネルに含まれ
る低ノイズ出力信号を生成する磁気共鳴信号（以下単に
「ＭＲＩ信号」という）の処理装置に関する。各入力信
号は、第１の周波数帯域に入るＭＲＩ信号を生成する検
出コイルで発生される。図１には典型的なＭＲＩ信号処
理装置１００が描かれていて、信号処理装置１００は４
つの検出コイルを備えていて、各検出コイルからの出力
はそれぞれのチャンネルを介して装置に入力される。一
般的に、各信号路は、チャンネル毎に設けられる。例え
ば、ダウンミキサ１０２からバンドパスフィルタ１３４
までの信号路は、同じチャンネルに対応する。

【００２０】これら４つの入力チャンネルを横切る縦の
破線１０１はこれらの信号が第１の周波数帯域にあるこ
とを表している。この第１の周波数帯域は、好ましく
は、２１〜２２ＭＨｚである。

【００２１】本発明による好ましい実施例に係る装置
は、各ＭＲＩ信号を第１の周波数帯域から第２の周波数
帯域に周波数シフトを行う入力ミキサ手段を含む。図１
に示すように、この入力ミキサ手段は、チャンネル１〜
４の各々に設けられたダウンミキサ１０２、１０４、１
０６、１０８とそれら各々対をなすバンドパスフィルタ
１１０、１１２、１１４、１１６を有する。図１に示す
ように、入力ミキサ手段は、各チャンネル１〜４の周波
数を破線１０１で示された周波数帯域１から図１の破線
１１７で示された周波数帯域２に周波数シフトする。好
ましくは、周波数帯域２は、約１３．４ＭＨｚである。

【００２２】入力ミキサ手段は、好ましくは、広い通過
帯域のバンドパスフィルタ手段と、バンドパスフィルタ
手段に接続された第１のバッファ増幅手段と、第１のバ
ッファ増幅手段からの信号にミキサ制御手段からの信号
を加算する信号ミキサ手段と、信号ミキサ手段に接続さ
れた第２のバッファ増幅手段とからなる。

【００２３】図２には、ダウンミキサ１０２の好ましい
構成が示されている。なお、ダウンミキサ１０４、１０
６、１０８の構成は、ダウンミキサ１０２と同じであ
る。図２に示すように、ダウンミキサ１０２は、３ＭＨ
ｚの通過帯域を持つ広帯域バンドパスフィルタ２００を
備える。広帯域バンドパスフィルタ２００は、バッファ
増幅器２０２に接続される。バッファ増幅器２０２は、
ヘテロダインミキサのような信号ミキサ２０４に接続さ
れる。信号ミキサ２０４は、バッファ増幅器２０２の出
力を、端子２０８を介して入力したアップ／ダウンミキ
サコントローラ１４４からの出力に結合する。信号ミキ
サ２０４は、現行の周波数シフト操作を実行する。バッ
ファ２０６は、信号ミキサ２０４からの出力を受けて、
ダウンミキサ１０２の出力を生成する。

【００２４】一般に、信号ミキサ２０４のような信号ミ
キサは、２つの入力信号をリアルタイムで処理する。各
処理結果はＦ１，Ｆ２の周波数帯域を持つ。信号ミキサ
は、典型的には、周波数帯域の異なる２つの信号を出力
する。合計信号は、Ｆ１＋Ｆ２の周波数帯域で発生さ
れ、異なる信号は、Ｆ１−Ｆ２の絶対値の周波数帯域で
発生される。

【００２５】なぜなら、ダウンミキサ１０２、１０４、
１０６、１０８の各々は、合計信号と異なる信号の両方
を生成し、バンドパスフィルタ１１０、１１２、１１
４、１１６は図１に示すように、不要な周波数成分を除
去するためにチャンネル１〜４各々に設けられる。好ま
しい実施例では、異なる信号は所望の信号であり、バン
ドパスフィルタ１１０、１１２、１１４、１１６は合計
信号を妨げるために設けられる。

【００２６】また好ましい実施例の装置は、複数の直交
バンドパスフィルタを備える複数の制御可能なバンドパ
スフィルタ手段を具備する。各直交バンドパスフィルタ
は、検出コイルに生じた信号を受ける。さらに、各直交
バンドパスフィルタは、入力信号をベースバンド周波数
帯域にダウンミキシングする一対の入力信号ミキサと、
一対の入力信号ミキサに接続された一対の制御可能なロ
ーパスフィルタと、信号をベースバンド周波数帯域から
一対の入力信号ミキサに入力された入力信号の周波数に
ミキシングする出力信号ミキサとを備える。

【００２７】図１に示すように、このような制御可能な
バンドパスフィルタ手段は、直交バンドパスフィルタ１
１８、１２０、１２２、１２４を備える。直交バンドパ
スフィルタ１１８、１２０、１２２、１２４は、ＭＲＩ
信号出力をそれぞれバンドパスフィルタ１１０、１１
２、１１４、１１６を介して受けるように接続されてい
る。図１に破線１１７、１１９で示すように、直交バン
ドパスフィルタ１１８、１２０、１２２、１２４に入力
され、そしてそこから出力されるＭＲＩ信号は周波数帯
域２の範囲内にある。

【００２８】直交バンドパスフィルタ１１８、１２０、
１２２、１２４は、周波数帯域２内のＭＲＩ信号を選択
的に通過し、周波数帯域２外のＭＲＩ信号を通過しな
い。特に、直交バンドパスフィルタ１１８、１２０、１
２２、１２４は、ＭＲＩ検出コイルの周波数帯域２外の
広帯域のジョンソンノイズの信号強度を減じ、これによ
って装置の全Ｓ／Ｎ比が向上される。

【００２９】マルチコイル装置の複数の検出コイルから
のＭＲＩ信号の合計を受けることを考えると、ＭＲＩ受
信器（図示しない）は合計信号の周波数帯域より広い帯
域幅を有する必要がある。各検出コイルの出力は、周波
数の狭い帯域を越える信号強度を含んでいるが、広帯
域、つまり信号の帯域より広い周波数帯域のジョンソン
ノイズによるノイズ強度を含んでいる。それによって、
装置のトータルノイズは、ＭＲＩ受信器（図示しない）
の帯域幅に作用する。

【００３０】広帯域ノイズ（ホワイトノイズ）は、バン
ドパスフィルタの入力に供給される。フィルタ出力での
ノイズ強度はその帯域幅に比例する（つまり、フィルタ
出力でのノイズ電圧は帯域幅の自乗根に比例する）。も
し、各チャンネルの帯域幅が信号強度の大部分を通過す
るのに十分あるいは受信機の合計帯域幅より小さく狭め
られるなら、合計信号は少しだけ変化をこうむり、合計
ノイズは望ましいように減ぜられる。例えば、もし、チ
ャンネルの中心周波数の間隔が１０ＫＭｚであり各チャ
ンネルの信号が１５ＫＭｚの帯域幅のＭＲＩ情報を含ん
でいるなら、４チャンネルでは信号強度を４つの重複す
るチャンネルの全てで包含するように少なくとも４５Ｍ
Ｈｚの受信帯域幅が必要になる。この場合、各チャンネ
ルの帯域幅を最大４５ＭＨｚから１５ＫＭｚに縮小する
ことは、信号強度に無視できるほどの変化を伴って、ノ
イズ信号間に相関がないことを想定して出力の合計ノイ
ズ強度を１／３に減少させる。それゆえ、Ｓ／Ｎ比は、
４．７７ｄＢまで、つまり強度において３倍、電圧にお
いて３の平方根倍だけ向上する。

【００３１】直交バンドパスフィルタ１１８、１２０、
１２２、１２４は、帯域幅および中心周波数が制御可能
なように構成されることが望ましい。このため、本実施
例においては、各直交バンドパスフィルタ１１８、１２
０、１２２、１２４の中心周波数を、マルチコイル装置
の各コイル応答の中心周波数を設定する。同様に、各直
交バンドパスフィルタ１１８、１２０、１２２、１２４
の帯域幅を、各コイル応答の端付近に応じた周波数を少
なくとも通過するように設定できる。

【００３２】また、直交バンドパスフィルタ１１８、１
２０、１２２、１２４各々は、フィルタの中心周波数を
中心として算術的に対称なフィルタ特性を持つ。換言す
ると、直交バンドパスフィルタ１１８、１２０、１２
２、１２４各々は、次の式を充足する。｜Ｈ（ｆ₀＋△ｆ）｜＝｜Ｈ（ｆ₀−△ｆ）｜ここで、Ｈはフィルタの強度応答、ｆ₀はフィルタ特性
の中心周波数、△ｆはインクリメンタル周波数単位であ
る。

【００３３】また、他のタイプのバンドパスフィルタ
は、中心周波数を中心として幾何的に対称なフィルタ特
性を持つ。幾何的な対称は次式を充足するフィルタによ
って実現する。｜Ｈ（ｆ₀×Ｋ）｜＝｜Ｈ（ｆ₀÷Ｋ）｜ここで、Ｈはフィルタの強度応答、ｆ₀はフィルタ特性
の中心周波数、Ｋは所定の係数である。

【００３４】図３には、直交バンドパスフィルタ１１８
の好ましい構成が示されている。他の直交バンドパスフ
ィルタ１２０、１２２、１２４は、直交バンドパスフィ
ルタ１１８と同じ構成を持つ。図３に示すように、周波
数帯域２に含まれるＭＲＩ信号は、一対の信号ミキサ３
００、３０２に入力される。図３に点線３０３、３０５
で示されているように、この一対の信号ミキサ３００、
３０２からの出力は、ベースバンド周波数帯域に入る。
ベースバンド周波数帯域は、一般に、０周波数を中心と
する周波数帯域のことをいう。信号ミキサ３００は端子
３０４を介して第１のミキシング入力を受け、また信号
ミキサ３０２は端子３０６を介して第２のミキシング入
力を受ける。後述するように、第１のミキシング入力と
第２のミキシング入力は、図１に示した位相／帯域幅コ
ントローラ１４６によって供給される。

【００３５】一対の信号ミキサ３００、３０２からの出
力は、一対の制御可能なローパスフィルタ３０８、３１
０に供給される。周知の通り、直交バンドパスフィルタ
リングは位相が直交する２つのチャンネルがベースバン
ド周波数帯域内の正負いずれであるかを判別するのに用
いられる。図３のシステムは、次の場合に算術的に対称
なフィルタ機能を持つ。すなわち、ミキシング入力１、
２、３、４が全てバンドパスフィルタ中心周波数にあ
り、ミキシング入力１と２とが互いに直交位相の関係に
あり、ミキシング入力３と４とが互いに直交位相の関係
にあり、ミキサ３００とフィルタ３０８とミキサ３１４
とによる利得がミキサ３０２とフィルタ３１０とミキサ
３１６とによる利得に等しく、さらにミキサ３００とフ
ィルタ３０８とミキサ３１４とによる位相シフトがミキ
サ３０２とフィルタ３１０とミキサ３１６とによる位相
シフトに等しい場合である。

【００３６】制御可能なローパスフィルタ３０８、３１
０は、位相／帯域幅コントローラ１４６から端子３１２
を介して入力する入力信号によって制御される。好まし
い実施例においては、制御可能なローパスフィルタ３０
８、３１０各々は、スイッチトキャパシタローパスフィ
ルタを含み、スイッチトキャパシタローパスフィルタ内
で上限カットオフ周波数を単周波数入力信号の変化によ
って制御することができる。最も好ましくは、ローパス
フィルタ３０８、３１０は、利得と低直流オフセットと
を相関させる。例えば、このようなローパスフィルタ
は、本発明の共同発明者であるティモシ−・アール・フ
ォックスにより１９９２年２月５日に出願された米国特
許出願No. ０７／８３０，５７１に記述されている。

【００３７】一対の制御可能なローパスフィルタ３０
８、３１０からのＭＲＩ信号出力は、図３に点線で示し
たように、ベースバンド周波数帯域にあり、またそれは
一対の出力信号ミキサ３１４、３１６に入力される。信
号ミキサ３１４は端子３１８を介して第３のミキシング
入力を受け、また信号ミキサ３１６は端子３２０を介し
て第４のミキシング入力を受ける。一対の信号ミキサ３
１４、３１６は、一対の制御可能なローパスフィルタ３
０８、３１０からのＭＲＩ信号をベースバンドから第２
の周波数帯域に周波数シフトして出力する。本発明の好
ましい実施例によれば、各直交バンドパスフィルタは、
出力信号ミキサからの出力信号に含まれる不要な周波数
を除去するために、一対の出力信号ミキサに接続された
バンドパスフィルタをさらに備える。本実施例では、バ
ンドパスフィルタ３２２は、出力信号ミキサ３１４、３
１６に接続される。

【００３８】前述したように、一般的に、信号ミキサ
は、合計および他の信号を発生する。それゆえ、バンド
パスフィルタ３２２は、不要な周波数成分を除去するの
に用いられる。したがって、バンドパスフィルタ３２２
からの出力は、所望の周波数帯域に含まれる。

【００３９】本発明では、制御可能なローパスフィルタ
はアンチエイリアシングシングフィルタ、ローパスフィ
ルタ、能動ハイパスフィルタを備える方がむしろ好まし
い。図４には、制御可能なローパスフィルタ３０８が示
されていてる。なお、ローパスフィルタ３１０も同じ構
成である。図４に示すように、制御可能なローパスフィ
ルタ３０８は、入力信号を受けるアンチエイリアシング
フィルタ４００を含む。アンチエイリアシングフィルタ
４００は、ローパスフィルタ４０２に接続される。ロー
パスフィルタ４０２は、上述したように、位相／帯域幅
コントローラ１４６から端子３１２を介して制御信号を
受ける。ローパスフィルタ４０２の出力は、能動ハイパ
スフィルタ４０６に供給される。能動ハイパスフィルタ
４０６は、信号品質を下げるＭＲＩ信号に含まれる直流
オフセットを幾分か除去する。

【００４０】スイッチトキャパシタローパスフィルタ４
０２を採用するためには、アンチエイリアシングフィル
タ４００は、フィルタのサンプリングレートに起因する
エリアジング現象によって生じる周波数領域の折り返り
を抑える必要がある。能動ハイパスフィルタは、ミキ
サ、ローパシフィルタ、ハイパスフィルタの前流に設け
られた増幅器によって生じる不要な直流オフセットを除
去するのに用いられる。

【００４１】本発明の好ましい実施例は、出力ミキサ手
段を含む。この出力ミキサ手段は、制御可能なバンドパ
スフィルタ手段からのＭＲＩ信号を第２周波数帯域から
第１周波数帯域へ周波数シフトを行う。出力信号ミキサ
は、図１では、直交バンドパスフィルタ１１８、１２
０、１２２、１２４から出力される周波数帯域２内の低
ノイズ信号を受けるように接続されたアップミキサ１２
６、１２８、１３０、１３２である。

【００４２】好ましい実施例では、各アップミキサは、
上述したように、信号ミキサ（図示しない）を含む。各
信号ミキサは、合計および相違する信号を発生するの
で、バンドパスフィルタ１３４、１３６、１３８、１４
０は不要な周波数成分を取り去るために設けられる。好
ましい実施例では、不要な周波数成分は、各アップミキ
サの加算操作に起因し、バンドパスフィルタ１３４、１
３６、１３８、１４０が周波数帯域１内の周波数を通過
するように設計されていて、周波数帯域１外の周波数を
拒絶する。本発明の好ましい実施例は、さらに、低ノイ
ズ出力信号を得るために出力ミキサ手段の出力を分離す
る加算手段を含む。

【００４３】図１に示すように、加算器１４２は、バン
ドパスフィルタ１３４、１３６、１３８、１４０の出力
を受けるように接続される。加算器１４２は、信号処理
装置１００の低ノイズ出力信号を生成する。

【００４４】また、本発明の好ましい実施例は、入力ミ
キサ手段と出力ミキサ手段の周波数シフトを制御するミ
キサ制御手段を含む。ミキサ制御手段は、図１では、ア
ップ／ダウンミキサコントローラ１４４であり、アップ
／ダウンミキサコントローラ１４４は、各ダウンミキサ
１０２、１０４、１０６、１０８および各アップミキサ
１２６、１２８、１３０、１３２に接続されている。

【００４５】図５（ａ）、（ｂ）には、本発明で用いら
れている参照周波数帯域１と参照周波数帯域２の周波数
領域が示されている。図５（ａ）に示すように、参照周
波数帯域１は２１〜２２ＭＨｚの間にある。この周波数
帯域はサブ周波数帯域に分割され、チャンネル１〜４の
ＭＲＩ信号は隣り合うサブ周波数帯域にまたがる。例え
ば、チャンネル１は符号５００で示したサブ周波数帯域
を入り、チャンネル２は符号５０２で示したサブ周波数
帯域に入り、チャンネル３は符号５０４で示したサブ周
波数帯域に入り、チャンネル４は符号５０６で示したサ
ブ周波数帯域に入る。図５（ａ）に見られるように、隣
り合うサブ周波数帯域は、マルチコイル装置の各コイル
の感度特性によって、また直交バンドパスフィルタ１１
８、１２０、１２２、１２４の望ましい通過帯域によっ
て一部重なり合う。

【００４６】さらに望ましくは、サブ周波数帯域の中心
周波数は、周波数帯域１に等間隔で配置される。例え
ば、マルチコイル装置全体のために中心周波数は、２
１．３ＭＨｚであり、隣り合うサブ周波数帯域の周波数
間隔は、４．４４０ＭＨｚである。もちろん、これらの
帯域は、磁界の傾斜や、マルチコイル装置の各コイルの
物理的位置や、特に関心領域の大きさに応じて変化して
もよい。

【００４７】図５（ｂ）に示すように、周波数帯域２の
範囲内、望ましくは１３〜１４ＭＨｚの間、さらに望ま
しくは１３．４ＭＨｚに周波数シフトされたＭＲＩ信号
の周波数領域が示されている。チャンネル１〜４の各Ｍ
ＲＩ信号は、望ましくは、図５（ｂ）に示したと同じ周
波数帯域２に周波数シフトされる。例えば、点線５０８
は、チャンネル１に対応するサブ周波数帯域の周波数帯
域２への周波数移動を示している。チャンネル２，３，
４に対応する各サブ周波数帯域の周波数帯域２への周波
数移動も同様である。各チャンネルが同じ周波数帯域２
に周波数シフトすることによって、直交バンドパスフィ
ルタ１１８、１２０、１２２、１２４は、同じ通過帯を
持つことができ、また位相／帯域幅コントローラ１４６
による制御信号の発生は簡単になる。

【００４８】本実施例においては、入力ミキサ手段によ
る周波数帯域１から周波数帯域２への周波数変換および
出力ミキサ手段による周波数帯域２から周波数帯域１へ
の周波数変換は、後述するように、ＭＲＩ信号の周波数
成分における見掛上の干渉を好適に防止する。

【００４９】例えば、仮に図３に示した直交バンドパス
フィルタ１１８、１２０、１２２、１２４がマルチコイ
ル装置の検出コイルから周波数帯域１で直接ＭＲＩ信号
を受けるとしたら、信号ミキサ３００、３０２、３１
４、３１６に供給されるミキシング入力信号は必然的に
当該検出コイルの中心周波数になり、ＭＲＩ信号をベー
スバンドに周波数シフトする。関心部位のＭＲＩ信号の
周波数を閉じながら位相／帯域幅コントローラ１４６に
よるミキシング入力信号を発生することは、例えば信号
ミキサ３００、３０２、３１４、３１６を介してミキシ
ング入力信号の漏洩によって、ＭＲＩ信号に見掛上の干
渉を不要に生成する可能性がある。それゆえ、本好まし
い実施例は、入力ミキサ手段によって周波数帯域１から
周波数帯域２への周波数変換を行う。これは、実質的に
関心部位のＭＲＩ信号の周波数を移動することである。
次に出力ミキサ手段は、周波数帯域２から周波数帯域１
への周波数変換を行う。

【００５０】たとえ、周波数帯域１が約２１〜２２ＭＨ
ｚで、周波数帯域２が約１３．４ＭＨｚであっても、見
掛上の干渉が生成されないかぎりは周波数帯域１と周波
数帯域２は任意に選択できることが理解される。実際、
周波数帯域２を周波数帯域１より高次に選択することが
できる。

【００５１】図６には、複数の出力を持つ制御可能のマ
ルチ周波数発振器６００を含むアップ／ダウンミキサコ
ントローラ１４４の好ましい構成が示されている。制御
可能のマルチ周波数発振器６００は、様々な周波数の単
周波数電気信号を生成し出力する。図６に示すように、
周波数１は端子６０２から出力され、周波数２は端子６
０４から出力され、周波数３は端子６０６から出力さ
れ、周波数４は端子６０８から出力される。制御可能の
マルチ周波数発振器６００からの各周波数は、同一のチ
ャンネルのダウンミキサとアップミキサに供給される。

【００５２】例えば、端子６０２から出力される周波数
１はダウンミキサ１０２とアップミキサ１２６に供給さ
れ、端子６０４から出力される周波数２はダウンミキサ
１０４とアップミキサ１２８に供給される。他の周波数
も同様である。同じチャンネルのダウンミキサとアップ
ミキサに同じ信号を供給することは、一対のダウンミキ
サとアップミキサの各々で行われる各周波数変換が厳密
に等しくあるいは正反対になり、また制御可能のマルチ
周波数発振器６００の周波数シフトを時刻や温度に対す
る装置の応答性を抑えることを保証する。各チャンネル
のダウンミキサとアップミキサによる周波数変換は厳密
に等しくあるいは正反対になるので、本発明の好ましい
実施例はマルチコイル検出装置と現存のＭＲＩ受信器と
の間に簡単に介入して、ビデオ信号を変調することなく
出力することができる。

【００５３】さらに、図５（ｂ）に示すように、周波数
帯域１内の各サブ周波数帯域を同じ周波数帯域２への周
波数変換を達成することにより、制御可能のマルチ周波
数発振器６００からの異なった信号出力の周波数差は、
周波数帯域１内の隣り合うサブ周波数帯域の中心周波数
間の差異に応答する（図５（ａ））。例えば、その隣り
合うサブ周波数帯域の中心周波数間の差異が１０ＫＨｚ
であれば、制御可能のマルチ周波数発振器６００から出
力の周波数差は１０ＫＨｚである。

【００５４】本発明の好ましい実施例は、さらに、制御
可能のバンドパスフィルタの帯域幅と位相シフト特性を
制御するフィルタコントロール手段を含む。図１では、
フィルタコントロール手段は、各直交バンドパスフィル
タ１１８、１２０、１２２、１２４に接続された位相／
帯域幅コントローラ１４６である。

【００５５】各直交バンドパスフィルタの帯域幅と位相
シフト特性の制御に関する技術の理解をさらに深めるた
めに、図１を参照して、各チャンネルの位相と帯域幅の
応答について説明する。図７には、図１に示した４つの
チャンネルそれぞれの増幅応答が示されている。特に、
増幅応答は各直交バンドパスフィルタ１１８、１２０、
１２２、１２４への入力信号に見られる。各直交バンド
パスフィルタ１１８、１２０、１２２、１２４はそれぞ
れ略吊り鐘形のバンドパス周波数特性７００、７０２、
７０４、７０６を持つ。

【００５６】図７（ｂ）には、各直交バンドパスフィル
タによる位相シフトが示されている。図７（ａ）、
（ｂ）に示された増幅と位相特性は単に一例であり、フ
ィルタの仕様によって変化することは容易に理解できる
であろう。本発明では、他の増幅と位相応答であっても
よい。図７（ｂ）は、直交バンドパスフィルタ１１８、
１２０、１２２、１２４の各中心周波数における位相シ
フトφ₀は一定であることが開示されている。

【００５７】位相の問題は、図７（ｂ）に見られるよう
に、周波数帯域が重なり合うことによって生じる。周波
数帯域が重なり合うと、通常、周波数は図１に示した一
つのチャンネル以上に通過することになる。例えば、関
心部位のＭＲＩ信号は、図７（ａ）に太線７０８で示し
たように、図７の第１の中心周波数７００と第２の中心
周波数７０２との間に略中程まで達し、この周波数は直
交バンドパスフィルタ１１８と直交バンドパスフィルタ
１２０の両方を通過する。しかし、図７（ｂ）に示すよ
うに、直交バンドパスフィルタ１１８を通過したこのＭ
ＲＩ信号は、直交バンドパスフィルタ１２０を通過した
このＭＲＩ信号より多くの位相シフトを有する。それゆ
え、２つのフィルタ応答間の位相差が略１８０°であれ
ば、有害な干渉はこれらのＭＲＩ信号が加算器１４２に
よって加算されたときに生じ、その結果、ＭＲＩ情報が
失われ、信号品質が低下する。

【００５８】図７（ｂ）の位相シフトは、周波数の単調
関数である。これは、フィルタを通過する時間遅延が起
因する。この因果関係によって、出力は入力の前ではな
く後に起こる。２つの隣り合うチャンネル（例えば直交
バンドパスフィルタ１１８と１２０）の位相応答が、同
じ周波数のリニア特性を持つなら、隣り合うチャンネル
間の位相応答の差異は一定の位相角に保たれる。したが
って、位相応答が周波数のリニア特性に近付くと、２つ
の隣り合うチャンネル間の位相差はほぼ一定値になる。

【００５９】本実施例では、異なったチャンネルを通過
したＭＲＩ信号の位相シフトを、等価位相シフトを起こ
すように調整すると、各隣り合うチャンネル間で重なり
合う周波数が起こる。

【００６０】位相シフトを重なり合う周波数帯域で調整
するためには、２つの隣り合うチャンネルが概略的に最
後の応答に同じ振幅を与える等の様々な技術が考えられ
る。例えば、遅延線のような制御された時間遅延が、各
チャンネルの信号路に挿入され、当該チャンネルの位相
シフトを、隣り合うチャンネルが重なり合う周波数帯域
のある周波数で同じ位相シフトを持つように、変える。
しかし、遅延線の位相シフトは、周波数に比例する。し
たがって、周波数のリニア特性の位相変位で２つの隣り
合うチャンネル間にほぼ一定の位相差を補償することは
困難である。よってこの試みは好ましくない。

【００６１】ところで、直交バンドパスフィルタ１１
８、１２０、１２２、１２４のタイプや仕様を、重なり
合う周波数帯域において隣り合うチャンネルのフィルタ
間でほぼ等価な位相シフトを実現するように選択する試
みがある。例えば図７（ｂ）に示したフィルタ位相性能
は、他の通過帯の一側から強度で単調な変位を持つ。そ
れゆえ、高周波数フィルタの下端での位相角は、低周波
数フィルタの上端での位相角と明らかに相違し、よって
各フィルタの位相角は当該フィルタの周波数と中心周波
数との間に算術的な相違を生む。したがって、この試み
は好ましくない。

【００６２】上述の位相シフト調整の他の試みは、制御
された一定の位相シフトを、アップ／ダウンミキサコン
トローラ１４４から一対のダウンミキサ１０２、１０
４、１０６、１０８とアップミキサ１２６、１２８、１
３０、１３２へ供給される制御信号を適当に選択するこ
とにより、各チャンネルに適当に導入することである。
特に、第１のチャンネルを介した位相シフトは、ダウン
ミキサ１０２の信号ミキサ２０４へ供給される制御信号
とアップミキサ１２６の信号ミキサ（図示しない）へ供
給される制御信号との間に制御された位相シフトを導入
することによって制御され、例えばチャンネル１を通っ
たＭＲＩ信号に位相シフトが対応することができる。こ
の位相シフトは、フィルタの位相応答（周波数に対す
る）により加えられた一定の位相角である。

【００６３】好ましい試みは、単周波数信号を発生する
局部発振手段と、局部発振手段によって発生した単周波
数信号から複数の位相シフトされた出力信号を生成する
位相ネットワーク手段と、制御可能なバンドパスフィル
タ手段の帯域幅を制御するための信号を発生するフィル
タ発振手段とを含むフィルタ制御手段を備える。

【００６４】図８に示すように、位相／帯域幅コントロ
ーラ１４６であるフィルタ制御手段は、位相ネットワー
ク８０２に接続された局部発振器８００を含む。位相ネ
ットワーク８０２は、端子８０４に第１の出力信号を供
給し、端子８０６に第２の出力信号を供給し、端子８０
８に第３の出力信号を供給し、端子８１０に第４の出力
信号を供給する。また、図５に示すように、フィルタ発
振器８１２は端子８１４から図３に示した制御可能なロ
ーパスフィルタ３０８と３１０に制御信号を供給する。
位相ネットワーク８０２は望ましくは直交ハイブリッド
ネットワークまたは適当なディジタル分周器により厳密
に９０°の位相差を作り、遅延線またはディジタル遅延
回路により時間遅延を一定の周波数局部発振信号に加え
ることによって所望の位相差を作り出す

【００６５】好ましい実施例において、位相ネットワー
ク８０２から端子８０４、８０６、８０８、８１０を介
して出力される出力は、図３に示した信号ミキサ３０
０、３０２、３０４、３０６に供給される。例えば、第
１の出力８０４は第１のミキサ入力３０４に供給され、
第２の出力８０６は第２のミキサ入力３０６に供給さ
れ、第３の出力８０８は第３のミキサ入力３１８に供給
され、第４の出力８１０は第４のミキサ入力３２０に供
給される。

【００６６】一般に、直交バンドパスフィルタ１１８、
１２０、１２２、１２４は望ましくは、直交原理に基づ
いて動作し、第１、第２ミキサ３０４、３０６は両者間
で９０°位相シフトを持つ信号を受け、第３、第４ミキ
サ３１８、３２０は両者間で９０°位相シフトを持つ信
号を受ける。それゆえ、位相ネットワーク８０２は第１
ミキシング入力３０４と第２ミキシング入力３０６にそ
れぞれ供給される両信号間に９０°位相差を提供し、第
３ミキシング入力３１８と第４ミキシング入力３２０に
それぞれ供給される両信号間に９０°位相差を提供す
る。ミキシング入力３０４と３１８間の位相シフトは別
個に選択してもよい。

【００６７】位相ネットワーク８０２は、第１、第２ミ
キシング入力３０４、３０６への一対の信号入力と、第
３、第４ミキシング入力３１８、３２０への一対の信号
入力との間の位相シフトの相関を調整することによっ
て、直交バンドパスフィルタ１１８、１２０、１２２、
１２４によって生じる位相シフトを調整することに使用
されることができる。このように位相／帯域幅コントロ
ーラ１４６は、位相シフトが図７に示した重なり合う周
波数帯域に相当することを保証することができ、したが
って信号低下や情報損失を防止することができる。

【００６８】例えば、３０°位相差が直交バンドパスフ
ィルタ１１８と１２０との重なり合う周波数帯域にあれ
ば、第１、第２ミキシング入力３０４、３０６への一対
の信号入力と、第３、第４ミキシング入力３１８、３２
０への一対の信号入力との間に３０°位相差があること
が直交バンドパスフィルタ１２０にとって望ましい。例
えば、０°信号をミキシング入力３０４に供給し、９０
°信号をミキシング入力３０６に供給し、３０°信号を
ミキシング入力３１８に供給し、１２０°信号をミキシ
ング入力３２０に供給することができる。

【００６９】図８に示したフィルタ発振器８１２をなる
べくなら端子８１４を介して図３や図４に示した端子３
１２に接続する。フィルタ発振器８１２は好ましくは図
４に示したローパスフィルタ４０２の帯域幅の制御に用
いられる。この帯域幅を所望の値が得られるように調整
できる。

【００７０】重要な点は、フィルタ帯域幅の隣り合うチ
ャンネルの中心周波数の間隔に対する比である。このパ
ラメータは、重要である。なぜなら、与えられたローパ
スフィルタの仕様（フィルタのタイプや極数によって左
右される）は、次式のような応答を持つからである。Ｈ＝Ｈ（ｆ／ｆ_c）なお、ｆは周波数変動、ｆ_cはフィルタのカットオフ周
波数パラメータである。フィルタのカットオフ周波数パ
ラメータは、一般的には−３ｄＢ、または次式の通りで
ある。｜Ｈ（ｆ_c）｜＝｜Ｈ（０）｜÷２^1/2

【００７１】よって、フィルタ帯域幅の隣り合うチャン
ネルの中心周波数の間隔に対する比ｄｆ（ｆ_c／ｄｆ）
が、一定に保たれるなら、フィルタの振幅と位相応答
は、同じ重なり合う周波数に位置する。

【００７２】図７（ａ）に示した重なり合う周波数での
位相特性を適当に保証するには、いくつかの構想を考え
る必要がある。周知のように、フィルタの位相特性はフ
ィルタのタイプや仕様によって大きく変化する。さら
に、与えられたタイプや仕様のフィルタの位相特性はフ
ィルタの選択された帯域幅によって大きく変化する。

【００７３】一般に、チャンネル間の位相を均等化する
には、直交バンドパスフィルタのフィルタタイプや次数
を周波数の関数としての位相シフトのバリエーションが
重なり合う周波数帯域でほぼリニアになるように選択す
る必要がある。これは、望ましくは、重なり合う周波数
帯域全体を通して、正確で矛盾がない位相の均等化を考
慮にいれる。

【００７４】さらに、直交バンドパスフィルタ１１８、
１２０、１２４、１２６の帯域幅は、一般に、チャンネ
ルの中心周波数の間隔より広く設定され、またなるべく
なら重なり合う周波数帯域で０．５ｄＢ以下にして、各
チャンネルの空間的な応答の歪みを最小限にするように
減衰を設定する。しかし、帯域幅が広すぎるなら、直交
バンドパスフィルタ１１８、１２０、１２４、１２６の
ノイズ除去性能は低下する。

【００７５】位相ネットワーク８０２は、最も好ましく
は、局部発振手段からの単周波数信号に関してそれぞれ
０°、９０°、１８０°、２７０°の位相シフトを持つ
４つの信号を生成する。ここに説明し、図８に示したよ
うに、端子８０４の第１の出力を０°信号とし、端子８
０６の第２の出力を９０°信号とし、端子８０８の第３
の出力を１８０°信号とし、端子８１０の第４の出力を
２７０°信号とできる。この最も好ましい配列は、位相
ネットワーク８０２によって０°、９０°、１８０°、
２７０°の信号を発生するを容易にするには最適であ
る。

【００７６】例えば、最も好ましい位相ネットワーク８
０２は、ディジタル周波数デバイダを備える。このディ
ジタル周波数デバイダは、端子８０４と端子８０６の第
１、第２の両信号間に９０°の位相シフトを与えるため
に２つのフリップフロップ（図示しない）を含む。１８
０°の位相シフトを持つ端子８０８の第３の信号と２７
０°の位相シフトを持つ端子８１０の第４の信号とは、
１８０°ハイブリッド強度スプリッタを介して第１、第
２の信号を通過させることによって生成される（図示し
ない）。最も好ましい位相ネットワーク８０２からの位
相シフトされた出力の周波数は、周波数シンセサイザ
（図示しない）からの調整可能な周波数信号を用いて第
１、第２の信号をミキシングすることによって調整され
る。

【００７７】したがって、直交バンドパスフィルタ１１
８、１２０、１２４、１２６の帯域幅、次数およびタイ
プは、２つの隣り合うチャンネル間の位相シフト（各チ
ャンネルの中心周波数での位相角に関する）が重なり合
う周波数帯域の中心での２つの隣り合うチャンネル間の
位相差を９０°の倍数になるように、±４５°の正数倍
に等しくなるように設計される。この場合、最も好まし
い位相ネットワーク８０２で発生される０°、９０°、
１８０°、２７０°の信号は、異なるチャンネルの位相
シフトを適切に等しくするために、直交バンドパスフィ
ルタ１１８、１２０、１２４、１２６へ供給される。例
えば、第３次のバターワースローパスフィルタが図４の
ローパスフィルタ４０２に用いられた場合の２つのケー
スの結果を表１に示す。

【００７８】

【表１】ここで、ｆ_cは第３オーダーのバターワースローパスフ
ィルタの３ｄＢのカットオフ周波数であり、ｄｆは隣り
合うチャンネルの中心周波数の差異である。

【００７９】第２ケースのフィルタは、第１ケースより
広い帯域幅を持ち、したがってブロックノイズを低減す
る能力を持つ。しかし、重なり合う部分での減衰は、第
２のケースについては著しく低く、ＭＲＩ信号処理装置
のトータル応答は非常にフラットである。

【００８０】上述したように、これらの教示はＭＲＩ技
術に限定して使用されるものではない。特に、本発明の
教示は、フィルタリングとそれに続く多数のチャンネル
の結合が望まれる。また、信号処理の様々な望ましい方
法が明らかにされることが理解できよう。本発明の主旨
を逸脱しない範囲で、本発明のＭＲＩ信号処理装置やそ
の方法を様々に改良し、種々変形することは当業者にと
って容易である。

【００８１】本発明の他の実施例は、ここに開示した上
述した本発明の仕様や実施態様を考慮すれば、当業者に
とっては明らかである。また、仕様や実施態様を検討す
ることは、特許請求の範囲に特徴的に示した本発明の主
旨に基づけば容易である。

【００８２】

【発明の効果】本発明によれば、各磁気共鳴信号を第１
周波数帯域から第２周波数帯域に周波数シフトし、この
周波数シフトされた磁気共鳴信号の各々についてバンド
パスフィルタ処理を行い、このバンドパスフィルタ処理
を行われた各磁気共鳴信号を上記第２周波数帯域から上
記第１周波数帯域に周波数シフトし、この周波数シフト
された信号を結合して、低ノイズの出力信号を生成する
と共に、入出力の各周波数シフトとバンドパスフィルタ
処理の帯域幅および位相特性を制御することによって、
マルチコイル検出装置からノイズの少ない磁気共鳴信号
を取り出すと共に高分解能を実現する磁気共鳴信号の処
理装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による一実施例装置のブロック図。

【図２】図１に示したダウンミキサのブロック図。

【図３】図１に示した直交バンドパスフィルタのブロッ
ク図。

【図４】図１に示した制御可能のローパスフィルタのブ
ロック図。

【図５】図１に示した周波数帯域１におけるチャンネル
１〜４の周波数分離のグラフおよび図１と図３に示した
周波数帯域２の周波数分離のグラフ。

【図６】図１に示したアップ／ダウンミキサコントロー
ラのブロック図。

【図７】異なった中心周波数を持つ４つのバンドパスフ
ィルタの周波数応答のグラフおよびこれら４つのバンド
パスフィルタの位相応答のグラフ。

【図８】図１に示した位相／帯域コントローラのブロッ
ク図。

【符号の説明】

１０２，１０４，１０６，１０８…ダウンミキサ、１１
０，１１２，１１４，１１６，１３４，１３６，１３
８，１４０…バンドパスフィルタ、１１８，１２０，１
２２，１２４…直交バンドパスフィルタ、１２６，１２
８，１３０，１３２１…アップミキサ、１４２…加算
器、１４４…アップ／ダウンミキサコントローラ、１４
６…位相／帯域幅コントローラ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】検出コイルで生じた第１の周波数帯域内
の複数の磁気共鳴信号を受ける複数の入力チャンネルに
含まれる低ノイズ出力を生成する処理装置において、前記各磁気共鳴信号を前記第１周波数帯域から第２周波
数帯域に周波数シフトする入力ミキサ手段と、前記入力ミキサ手段に接続され、前記周波数シフトされ
た磁気共鳴信号の各々についてバンドパスフィルタ処理
を行う制御可能なバンドパスフィルタ手段と、前記制御可能なバンドパスフィルタ手段からの各磁気共
鳴信号を前記第２周波数帯域から前記第１周波数帯域に
周波数シフトする出力ミキサ手段と、前記出力ミキサ手段からの前記周波数シフトされた信号
を結合して、低ノイズの出力信号を生成する加算手段
と、前記入力ミキサ手段と前記出力ミキサ手段の各周波数シ
フトを制御するミキサ制御手段と、前記制御可能なバンドパスフィルタ手段の帯域幅と位相
特性を制御するフィルタ制御手段とを具備することを特
徴とする磁気共鳴信号の処理装置。
【請求項２】前記入力ミキサ手段は不要な周波数を除
去するバンドパスフィルタを備えることを特徴とする請
求項１記載の磁気共鳴信号の処理装置。
【請求項３】前記出力ミキサ手段は不要な周波数を除
去するバンドパスフィルタを備えることを特徴とする請
求項１記載の磁気共鳴信号の処理装置。
【請求項４】前記入力ミキサ手段は広い周波数帯域を
通過するバンドパスフィルタと、第１のバッファ増幅手段からの信号に前記ミキサ制御手
段からの信号を加算する信号ミキサ手段とをさらに備え
ることを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴信号の処理
装置。
【請求項５】前記入力ミキサ手段は前記バンドパスフ
ィルタ手段に接続された第１のバッファ増幅手段と、前記信号ミキサ手段の出力側に接続された第２のバッフ
ァ増幅手段とをさらに備えることを特徴とする請求項４
記載の磁気共鳴信号の処理装置。
【請求項６】前記入力ミキサ手段は複数の入力チャン
ネルの磁気共鳴信号各々に前記ミキサ制御手段からの信
号を加算し、前記第２周波数帯域内の複数のＭＲＩ出力
信号を生成する複数の信号ミキサ手段を備えることを特
徴とする請求項１記載の磁気共鳴信号の処理装置。
【請求項７】前記各磁気共鳴信号は前記第１の周波数
帯域内の所望の隣り合うサブ周波数帯域に含まれ、前記
各磁気共鳴信号は前記複数の信号ミキサ手段の一つに応
じて前記第２の周波数帯域に周波数シフトされることを
特徴とする請求項６記載の磁気共鳴信号の処理装置。
【請求項８】前記制御可能なバンドパスフィルタ手段
は前記複数の入力チャンネルの磁気共鳴信号を各々受け
る複数のバンドパスフィルタを備えることを特徴とする
請求項１記載の磁気共鳴信号の処理装置。
【請求項９】前記各バンドパスフィルタは前記第２の
周波数帯域を通過帯として持つことを特徴とする請求項
８記載の磁気共鳴信号の処理装置。
【請求項１０】前記制御可能なバンドパスフィルタ手
段は前記入力ミキサ手段からの前記周波数シフトされた
磁気共鳴信号を各々受ける複数の直交バンドパスフィル
タを備えることを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴信
号の処理装置。
【請求項１１】前記各直交バンドパスフィルタは前記
磁気共鳴信号をベースバンド周波数帯域にダウンミキシ
ングを行う一対の入力信号ミキサと、前記一対の入力信号ミキサに接続された一対の制御可能
なローパスフィルタと、信号をベースバンド周波数帯
域から前記入力ミキサ手段からの周波数シフトされた磁
気共鳴信号の周波数帯域にアップミキシングを行う一対
の出力信号ミキサとを備えることを特徴とする請求項１
０記載の磁気共鳴信号の処理装置。
【請求項１２】前記各直交バンドパスフィルタは、前
記一対の出力信号ミキサに接続され、前記出力信号ミキ
サの出力から不要な周波数を除去するバンドパスフィル
タをさらに備えることを特徴とする請求項１１記載の磁
気共鳴信号の処理装置。
【請求項１３】前記一対の入力信号ミキサは所定の第
１の位相差を持つ第１、第２のミキシング信号を受け、
前記一対の出力信号ミキサは前記第１の位相差と同じ位
相差を持つ第３、第４のミキシング信号を受けることを
特徴とする請求項１１記載の磁気共鳴信号の処理装置。
【請求項１４】前記所定の第１の位相差は９０°であ
ることを特徴とする請求項１３記載の磁気共鳴信号の処
理装置。
【請求項１５】前記第１と第３のミキシング信号は所
定の第２の位相差を持ち、前記第２と第４のミキシング
信号は前記所定の第２の位相差と同じ位相差を持ち、前
記第２の位相差は前記各直交バンドパスフィルタの全位
相シフトを制御するように選択されることを特徴とする
請求項１３記載の磁気共鳴信号の処理装置。
【請求項１６】前記所定の第２の位相差は９０°であ
ることを特徴とする請求項１５記載の磁気共鳴信号の処
理装置。
【請求項１７】前記制御可能なバンドパスフィルタ手
段は、前記フィルタ制御手段からの可変クロック周波数
によって制御されるスイッチトローパスフィルタを含む
ことを特徴とする請求項１１記載の磁気共鳴信号の処理
装置。
【請求項１８】前記各制御可能なバンドパスフィルタ
手段はアンチエイリアシングフィルタとローパスフィル
タを備えることを特徴とする請求項１１記載の磁気共鳴
信号の処理装置。
【請求項１９】前記各制御可能なバンドパスフィルタ
手段はローパスフィルタと能動ハイパスフィルタを備え
ることを特徴とする請求項１１記載の磁気共鳴信号の処
理装置。
【請求項２０】前記出力ミキサ手段は前記制御可能な
バンドパスフィルタ手段からの複数のバンドパスフィル
タされた信号に前記ミキサ制御手段からの信号をミキシ
ングして、前記第１の周波数帯域内の複数のＭＲＩ出力
信号を生成する複数の信号ミキサ手段を備えることを特
徴とする請求項１記載の磁気共鳴信号の処理装置。
【請求項２１】前記入力ミキサ手段と前記出力ミキサ
手段とは前記ミキサ制御手段から同一の信号を受け、互
いに正反対の周波数シフトを行うことを特徴とする請求
項１記載の磁気共鳴信号の処理装置。
【請求項２２】前記加算手段は、前記出力ミキサ手段
からの複数の磁気共鳴信号を加算する加算増幅器を含む
ことを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴信号の処理装
置。
【請求項２３】前記フィルタ制御手段は、単周波数信
号を発生する局部発振手段と、前記制御可能なバンドパスフィルタ手段に接続され、前
記局部発振手段により発生された前記単周波数信号から
位相シフトされた出力信号を生成する位相ネットワーク
手段と、前記制御可能なバンドパスフィルタ手段の帯域幅を制御
する信号を発生するフィルタ発振手段とを備えることを
特徴とする請求項１記載の磁気共鳴信号の処理装置。
【請求項２４】前記位相ネットワーク手段は、前記局
部発振手段からの前記単周波数信号から同じ周波数であ
って、位相角がそれぞれ０°、９０°、１８０°、２７
０°の４つの信号を生成することを特徴とする請求項２
３記載の磁気共鳴信号の処理装置。
【請求項２５】前記ミキサ制御手段は、前記入力ミキ
サ手段と出力ミキサ手段に複数の周波数を出力する制御
可能なマルチ周波数発振器を備えることを特徴とする請
求項１記載の磁気共鳴信号の処理装置。
【請求項２６】前記制御可能なマルチ周波数発振器か
ら出力される複数の周波数は所定の周波数帯域に整然と
等間隔で配置されることを特徴とする請求項２５記載の
磁気共鳴信号の処理装置。
【請求項２７】検出コイルで生じた複数の磁気共鳴信
号を受ける複数の入力チャンネルに含まれる低ノイズ出
力を生成する磁気共鳴信号の処理装置において、前記磁気共鳴信号をベースバンド周波数帯域にダウンミ
キシングを行う一対の入力信号ミキサと、前記一対の入
力信号ミキサに接続されたミキサ一対の制御可能なロー
パスフィルタと、信号をベースバンド周波数帯域から前
記一対の入力信号ミキサに入力された前記磁気共鳴信号
の周波数帯域にアップミキシングを行う一対の出力信号
ミキサとを備えた複数の直交バンドパスフィルタを備
え、磁気共鳴信号から不要なノイズを除去する直交バン
ドパスフィルタ手段と、前記直交バンドパスフィルタ手段によって出力された前
記フィルタされた磁気共鳴信号を結合し、低ノイズ出力
信号を生成する加算手段と、単周波数信号を発生する局部発振手段と、前記単周波数
信号から複数の位相シフトされた出力信号を生成し前記
直交バンドパスフィルタ手段の位相シフトを制御する位
相ネットワーク手段とを備え、前記直交バンドパスフィ
ルタ手段の帯域幅と位相特性を制御するフィルタ制御手
段とを具備することを特徴とする磁気共鳴信号の処理装
置。
【請求項２８】第１の周波数帯域内の磁気共鳴信号を
検出する検出コイルで生じた複数の磁気共鳴信号を受け
る複数の入力チャンネルを含む低ノイズの出力信号を生
成するように複数の磁気共鳴信号を処理する処理方法に
おいて、前記複数の磁気共鳴信号の各々を前記第１の周波数帯域
から第２の周波数帯域に周波数シフトし、前記周波数シフトされた各磁気共鳴信号から不要なノイ
ズを除去するようにバンドパスフィルタ処理を行い、前記バンドパスされた各磁気共鳴信号を前記第２の周波
数帯域から前記第１の周波数帯域へ周波数シフトし、前記第１の周波数帯域へ周波数シフトされた磁気共鳴信
号を結合し、低ノイズ出力信号を生成することを特徴と
する磁気共鳴信号の処理方法。
【請求項２９】磁気共鳴信号を検出する検出コイルで
生じた複数の入力チャンネルを含む低ノイズの出力信号
を生成するように複数の磁気共鳴信号を処理する処理方
法において、前記磁気共鳴信号から不要なノイズを除去するように複
数の磁気共鳴信号について各々バンドパスフィルタ処理
を行い、前記バンドパスフィルタ処理では、各磁気共鳴信号をベ
ースバンド周波数帯域にダウンミキシング処理すること
で位相が直交する第１、第２の信号を生成し、前記第１、第２の信号をローパスフィルタ処理すること
で不要なノイズを除去し、前記ローパスフィルタ処理をされた前記第１、第２の信
号をアップミキシング処理および分離処理することでフ
ィルタ処理された信号を生成し、前記複数のフィルタ処理された信号を結合することで低
ノイズの出力信号を生成することを特徴とする磁気共鳴
信号の処理方法。