JPS6069541A - 同時デ−タ収集式ｎｍｒ造影システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はＮＭＲ（核磁気共鳴）造影に係る。

本発明は、その主たる使用目的においては、同時データ
収集により成る体積体の全ての領域のＮＭＲパラメータ
を定めることに係る。

従来の技術 最近、ＮＭＲ造影の問題に著しい注目が集められている
。基本的な問題としては、成る体積体内の特定の局部領
域で種々のＮＭＲパラメータを測定する場合の空間的な
位置設定の問題がある。

このｆ）“ｌＲ段設定問題に最も大きく寄与する方法の
１つは、Ｗａｌｄｏ　Ｓ、Ｈｉｎｓｈａｗ氏の感知点法
である。

これは、１９６７年、８月のＪｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａ
ｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ第４７巻の第３７０９−３
７２１頁に掲載された゛核磁気共鳴による像形成：感知
点法°′と題する旧ｎｓｈａｗ氏の論文、並びにＷ、Ｓ
、Ｍｏｏｒｅ氏及びＷ、Ｓ、Ｈｉｎｓｈａｗ氏の英国特
許第１，５０８，４３８号及び米国特許第４，０１５，
１９６号に開示されている。

基本的な方法では、経時変化磁界即ち交流勾配磁界を使
用する。その最も簡単な例では、周波数の異る交流勾配
磁界を３つの軸全部にかける。

次いで、復調した信号を積分し、一時的な変化を全て除
去する。従って、これにより形成される積分信号は、種
々の勾配磁界のゼロ領域のみに感じるものとなる。３つ
の全交流勾配磁界のゼロ点しこ対応する空間内の１点が
積分出力信号を与える。

像を形成するため、このゼロ点を動かすように交流勾配
磁界を変える。この方法は、効果的であるが、一度に１
点しかデ〜り収集できず、然も各点で相当の積分時間を
要するので、時間のか＼る方法である。

注目すべきことに、英国特許第１　、５０８　。

４３８号には、体積内の各点が、体積内の他の点で形成
される信号と区別できるような独特の時間従属関係にあ
ることが示されている。然し乍ら、今日まで出版された
いかなる文献においても、ゼロ点以外の点を調べる方法
は全く示されておらず、従って、上記方法は、効果的で
はあるが、非常に時間のかへるものとなっている。この
ように速度が通常互いために、上記方法は一般的な像形
成の用途には利用されず、他の方法が主流となっている
。現在上記方法が利用されているのは、所望の局部領域
のＮＭＲスペク、トルを調査することのできる局部的な
分光測定だけである。これについての１つの例が、１９
８２年、Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆＭａｇｎｅｔｉｃ　Ｒｅ
５ｏｎａｎｃｅ第５ｏｎａｎｃｅ９−３４４頁に掲載さ
れた゛感知点法による３１Ｐ核磁気共鳴信号の空間的位
置設定°°と題するＫａｔｈｅｒｉｎｅ　Ｎ−５ｃｏｔ
ｔ氏等の論文に示されている。

前記したように、３つの交流勾配信号を使用した後に積
分を行なうことにより、特定の点が分離される。同様に
、同じゼロ現象を用いると、２つの交流勾配で線が分離
され、そして１つの交流勾配で面が分離される。線又は
面の使用は、投影による再構成を含むような色々な複合
造影システムの１部分となり得る。更に、所要の直交性
を与えるように、交流勾配磁界のうちの２つを同じ周波
数にして位相を９０°ずらすことができる。感知点法に
ついての注目すべき変更が、Ｗａｌｄｏ　Ｓ。

Ｈｉｎｓｈａｗ氏発明の英国特許第１，６０１，８１６
号に開示されており、ここでは、点の線配列体からデー
タが同時に収集される。更に、交流勾配、例えば、２つ
の直交する正弦波が２つの軸に加えられ、第３の軸には
静止勾配が加えられる。交流信号のる波により、ゼロ面
の交差で画成された線についてのデータ収集に限度が生
じる。然し、静止勾配があるため、ゼロ線に沿った各点
が異った周波数を呈する。従って、ろ波された信号をフ
ーリエ変換することにより、ゼロ線に治った点に関する
同時情報が与えられる。然し乍ら、交流勾配を変えて新
たな線を解析する（これは、データ収集時間が長くかか
るという問題を伴なう）のではなく、他の線における点
の作用を調べるという方法は示されていない。

然し乍ら、成る方法では、平面内の多数の点からデータ
が同時に収集される。エコ一平面方式として知られてい
るこの方法は、１９７８年、Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｍ
ａｇｎｅｔｉｃ　Ｒｅ５ｏｎａｎｃｅ第５ｏｎａｎｃｅ
５頁に掲載されたＰ、Ｍａｎｓｆ　１ａｌｄ及び１．Ｌ
、Ｐｙｋｅｔｔ氏著による論文に述べられている。又、
１９８２年、Ａｃａｄｅｍｉｃ　Ｐｒｅｓｓ出版のＰ、
Ｍａｎｓｆｉｅｌｄ及びＰ、Ｇ。

Ｍｏｒｒｉｓ著の文献パ生医学におけるＮＭＲ造影パに
も述べられている。この方法では、ｘｙ平面を励磁し、
それにより生じる信号を受信する間に、静止勾配をＸ方
向にかけ、そして方形波勾配なＸ方向にかける。方形波
勾配は、木質的に、各領域のｙ位置に基づいた周波数で
各領域を振ｌ］変調したものである。周期的な変調によ
り、Ｘ方向に沿った個々の領域から信号が受信され、こ
れらは各々異った周波数を呈する。これら個々のｙ位置
は、静止勾配によりＸ座標を表わす連続的な周波数スペ
クトルにおいて重畳される。従って、各々の周波数は、
全τの情報が同時に収集されるような空１７Ｊ１位置を
表わす。

この方式には、多数の問題がある。先ず、個々の周波数
を形成する変調技術により、データ収集がＸ方向の個々
の位置に限定され、全ての領域をアクセスできるのでは
ない。又、この変調技術では、Ｍａｎｓｆｉｅｌｄ氏も
指摘している通り、マＩ・リクスの大きさ、即ち、シス
テムの分解能に制約がある。更に、この方法は、理論的
には、更に別の変調された２勾配を使用することにより
３つの次元全部のデータを収集するように適用できるが
、これによってスペクトルが甚しく複雑になり、出版さ
れた文献に関する限り再考の余地がある。

この技術は、信号の周波数スペクトルの特定領域によっ
て各空間位置が表わされるという点で本質的に制約があ
る。

上記エコ一平面方式シこ変更を加えたものが。

１９８１年、Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｍａｇｎｅｔｉｃ
　Ｒｅ５ｏｎａｎｃｅ第５ｏｎａｎｃｅ３　２０２頁に
掲載された゛’ＮＭＲエコ一平面技術のための像の再構
成、及び連続的なデータ収集を可能にするための応用（
ＩＩＩＩａｇｅＲｅｃａｎｓｔｒｕａｔｒａｎ　ｆａｒ
　ｔｈｅ　ＮＭＲＥｃｈｏ−Ｐｌａｎａｒ　Ｔｅｃｈ−
ｎｉｑｕｅ、　ａｎｄ　ｆｏｒ　ａ　Ｐｒｏｐｏｓｅｄ
　Ａｄａｐｔａｔｉｏｎ　ｔｏ　ＡＡｌ−１ｏ　Ｃｏｎ
ｔｉｎｕｏｕｓ　Ｄａｔａ　Ａｃｑｕｉｓｉ日ｏｎ）”
と題するに。

に、Ｔｒｏｐｐｅｒ氏の論文に述べられている。エコー
乎１ｍ方式の場合と同様に、信号受信時間中に１つの静
止勾配と１つの経時変化勾配とを用いて単一の平面から
データが収集される。然し乍ら、信号の処理の仕方で、
信号がより効率的に利用される。

然し乍ら、上記論文に示された特定の処理システムは、
独特のサンプリングシーケンスを行なった後に各々の像
点に対してフーリエ変換を行なうという点で、かなり複
雑である。然し、最初のエコ一平面方法に勝る性能改善
が与えられる。上記の論文では、全体積から同時に情報
を収集することについては述べられていない。

発明の目的 本発明の目的は、成る領域の複数の点についてのＮＭＲ
作用に関する情報を同時に収集することである。

本発明の更に別の目的は、動きの影響をなくすようにＮ
ＭＲ作用に関する情報を高速度で収集することである。

本発明の更に別の目的は、成る領域の多数の点からＮＭ
Ｒ分光データを同時に収集することである。

本発明の更に別の目的は、成る領域の多数の点から流量
データを同時に収集することである。

本発明の更に別の目的は、主磁界の非均質さに比較的影
響されないようにしてＮＭＲデータを収集することであ
る。

発明の構成 簡単に説明すると、本発明によれば、１つ以上の経時変
化交流勾配磁界を使用しながら、ＮＭＲ信号が受信され
る。これらの受信信号は、勾配信号の関数で変調された
信号を用いてヘテロダイン即ち乗算される。或いは又、
これと同等の作動においては、信号スペクトルが乗算信
号のるベクトルで畳込みされる。これにより生じる積分
信号は、励磁された領域の所望の点のＮＭＲ作用を表わ
すことができる。スペクトル、音度、緩和時間又は流量
を含むＮＭＲパラメータを取り出すことができる。

本発明を更に理解するため、添付図面を＃照して多数の
実施例を詳細に説明する。

実施例 本発明の一般的な特徴は、対称物１０のＮＭＲパラメー
タを造影する第１図を説明することによって最も良く理
解されよう。一般に、例えば、コイル１６及び１７で励
磁される磁極片１３及び１４を用いて主たる軸方向磁界
が発生される。コイル１６及び１７は、直流電源ｖ１に
よって駆動され、体積体（対象物）１０の当該領域全体
に実質的に均一な磁界を形成するように同じ方゛向に磁
界を発生する。この磁界は、このシステムにおいて最も
強い磁界であり、その強度は１ないし１０キロガウス程
度である。このコイル及び他のコイルに対し、単に接続
を示す便宜的なやり方として文字対Ａ−Ｅを用いる。

勾配コイルを用いて特定の領域が選択される。コイル１
８及び１９は、電源ｖ２によって駆動されて、Ｚ方向に
勾配磁界を形成する。同様に、コイル２３及び２４は、
対称物１０の両側に配置され、電源ｖ３によって駆動さ
れて、Ｘ方向に勾配磁界を形成する。コイル２０及び２
５は、電源Ｖ５によって駆動されて、ｙ勾配磁界を形成
する。均一磁界を形成するコイルｉ６及び１７どは異り
、これらの勾配コイルは、各々の方向に変化する磁界を
形成するようにｍｍいに対抗するようになっている。

コイル２１及び２２は、送信器及び受信器の両方の機能
を果たす高周波コイルである。これらコイルは、体積体
１０内に実質的に均一な磁界を形成するように同一方向
に磁界を発生する。スイッチ２７を送信位置２６に入れ
た時には、電源ｖ４を用いて、体積体１０内の磁気スピ
ンが励磁される。スイッチ２７を受信位置に込れた時に
は、体積体ｌＯ内の磁気スピンから４．ｉ　−３３１が
受信される。これら信号は、プコセンサ２９で処理され
て、ＮＭＲパラメータの種々の像か表、１＜装置３０に
表示される。

送イａ及び受信の両方に対してＣＪｔ−の高周波コイル
系統２１及び２２が示されているが、多くの装置では、
便宜上、送信バースト後の結合を最小限にするために個
別の送信コイル及び受信コイルが使用される。これらの
場合には、送信コイルが端子２６に永久的に接続されて
■４によって駆動され、一方、受信コイルが端子３１に
永久的に接続されて、プロセッサ２９に信号を供給する
ことが明らかである。別々の組のコイルを用いたシステ
ムにおいては、結合を最小にするように各々の軸を直角
にし、そして両軸をＺ軸に垂直にするのがしばしば有用
である。従って、別納の受信コイルを追加する場合には
、これらが勾配コイル２３及び２４に平行にされる。

励磁信号■４、勾配信号ｖ２、Ｖ３、及び■５、並びに
プロセッサ２９の色々な組合せを用いて、体積体１０の
特定のパラメータ及び領域を調べることができる。

前記したように、感知点法、感知線法或いは感知画法で
は、１つ以りの交流勾配が使用される。これにより形成
されて復調された信号は、交流磁界のゼロ領域を表わす
ように積分される。説明を簡単にするため、単一勾配の
磁界について述べる。

ａｍ／ａｔ＝−ｍ（ｉω＋１ｙＧｙｃｏｓωｔ−ｔ／Ｔ
　）２ 但し、ｍは磁気モーメントであり、γは磁気回転定数で
あり、Ｇはｙ方向の勾配振１１であり、ωは交流勾配周
波数であり、モしてＴ　はスピン緩和時間である。この
微分方程式を解くと、次ぎのようになる。

一５ｉｎωｔ　］　−ｔ／Ｔ　） ｍｌ　２ 恒等式ｅｘｐ（ｉＡ　５ｉｎＢ）＝Σ　Ｊ　（Ａ）ｅｘ
ｐ（ｉｋＢ）ｋ＝−■　ｋ を用いると、次ぎのようになる。但し、Ｊ　（Ａ）はｋ
次のベッセル関数である。

ａ（ｔ）＝ｍ　（ｒ）ｅ−’ωａｔ　−ｔ／’Ｔ２　１
Ｂｏｅ　ｅ Σ　Ｊ　（ｙＧｙ／　（１）　）　ｅｘｐ　［−ｉｋ　
ω　（ｔ　＋ｔ）］ｋ＝−ｏａｋ　ｍ　ｍｌ 但し、 ′：′ｍＩ″ である。この信号は、周波数ω０で同期をとって検出さ
れ、時間Ｔで積分されて、次ぎのようになる。

一＋ｉωに ７２　ｍ Ｔ＞＞Ｔ２である場合に、一定位相ファクタを無視すれ
ば、ｓ　（ｒ）の実数部は、次ぎのようになる。

ω　Ｔ２＞＞１の場合には、次ぎのように近似できｍ る。

これで、応答がＪ　関数によって決定される場合に、応
答がｙ＝Ｑの付近に局所化されることになる。これは、
２つの問題を表わしている。即ち、第１に、データはゼ
ロ領域からしか得られずそして第２に、ゼロ領域におけ
る応答が非常に悪く、Ｊｏ関数に振動特性が快えられる
。前記した文献に述べられたように、非同期であって、
開始時間ｔ１がランダムであるような一連の励磁を平−
殉死した場合には、一定位相ファクタではなくてｅ　ｉ
Ｂの項もベッセル関数となる。これにより、次ぎのよう
な空間応答が与えられる。

これにより、改善された応答Ｊ。′が与えられる。

然し乍ら、このＪ♂でも、理想的な局所化関数としては
望ましいものではない。

２つの振動する勾配をｙ軸及びｙ軸に用いた場合には１
次式に応じて線に局所化される。

Ｊ♂　（γＧｙ／　ωａ）ＪＯ’（γＧｙ／　ωｂ）　
−但し、ωａ及びωｂは、各々の勾配変調周波数である
。一方の勾配信号がｃｏｓωｍｔで、他方の勾配信号が
ｓｉｎωｍｔであるような直角位相変調を用いると、こ
れらの周波数は同じになる。成る点へ局所化する場合に
は、第３の周波数を用いて、第３の勾配軸を変調するこ
とができる。或いは又、第３の勾配を静止勾配とし、線
に沿った各点が別々の周波数に対応するように感知線法
を構成することもできる。各軸に沿ったＪ♂空間応答は
、前記のＰ、Ｍａｎｓｆｉｅｌｄ及びＰ、Ｇ、Ｍｏｒｒ
ｉｓ氏の論文に述べられたように非正弦波勾配信号を用
いて変更し、次式で表わされる応答関数を各次元に形成
することができる。

但し、■は積を表わし、ｇｎは勾配信号の第ｎ番目の高
調波を表わしている。もちろん、　Ｊｏ２は、前記した
ように、勾配変調に対してランダムな位相をもった一連
の励磁を表わしている。応答を明確なものにするこの方
法には、重大な制約がある。

先ず、第１に、この方法は、応答パラメータを変λるよ
うな非常に融通性のある方法ではない。第２に、非正弦
波勾配信号は、これを発生することが非常に困難であり
、然も、効率の改善された共振系の使用を妨げる。

第２図及び第３図は、所望の領域を選択するという基本
的な問題を解決するための基本的なシステムを示してい
る。説明を簡略化するため、１つの次元のみにおける局
所化について考え、全体積体から面を選択する。このた
め、勾配信号■２及びｖ５を無視する。高周波励磁信号
Ｖ４．セグメント４０、は全体積体１０を励磁する広帯
域信号であり、スイッチ２７を送信位置から受信位置へ
入れた時にＦＩＤ　Ｃ自由誘導減衰）信号セグメント４
１を出力信号３１どして形成するものと仮定する。Ｘ方
向に局所化を行なうため、信号セグマント４２として示
された交流勾配信号をＶ３、Ｇｘとして用いる。前記論
文に述べられた分析の場合と同様に処理を行なって、こ
れにより得られた信号を積分する場合には、交流勾配の
ゼロ領域に相当する平面区分が選択される。他の平面区
分からの信号が所望される場合には、ゼロ領域を別の平
面へ動かすように勾配コイル２３及び２４の相対的な振
［ＩＪが変えられる。前記したように、順次行なわれる
ものであって非常に時間のか覧る動作であり、システム
を臨床学的造影に不向きなものにする。

第３図を説明すれば、信号は、直接積分するのではなく
、先ず、ミクサ、即ちヘテロダイン乗算器５０へ送られ
る。この乗算器５０は、入力信号を、次式で表わされた
ヘテロダイン信号、即ち混合信−号５５で乗算する。

ｖ＝ｅｘｐ（ｉ　ωｔ＋１ｋｓｉｎω（ｔ　＋ｔ））１
　ｍｌ この分析信吟方程式は、電気工学において一般に知られ
ているように使用される。この信号の実数部が物理信号
である。この信号は、異った搬送波周波数ωｌを看して
いるが、その位相もしくは周波数変調は、変調勾配信号
について前記した分析の場合と同じ式であることに注意
されたい。これらの正弦波信号を混合即ち乗算した時に
は、古典的な三角関数関係によって与えられるような和
及び差の信号が形成される。スーパーへテロダイン受信
器において古典的に行なわれているように、フィルタを
使用して、和又は差の成分を選択することができる。こ
の例では、中心周波数が、はゾω０−ω１であるような
フィルタ５２即ち帯域フィルタを用いて、差の周波数成
分が選択される。

フィルタ動作を簡単化するため、和のスペクトルと差の
スペクトルが充分分離されるようにωｌを選択する。従
って、フィルタされた出力、即ち４８号５６は、次式で
表わされる。

ｓｉｎ　［（１）　（ｔ　＋ｔ）　］　＋　ｉＢ　−ｔ
／Ｔ２）ｍｌ これは、信号ｍ　（ｔ）に対する前記の式と同様である
が、次の２つの点が異なる。先ず、第１に、搬送波ＪＲ
波数がω０−ω１である。第２の更に重要なことは、止
弦波位相変調成分の振１１ＪがγＧｘ （Ｋ−−）になったことである。この信号は、０゜ 前記したように処理できる。先ず、この信号は、復調器
５３を用いて同期をとって検出され、複素数の基礎帯域
信号が与えられる。復調器５３は、周波数ω〇−ω１の
サイン及びコサイン乗算器を含むことができる。これら
の直角位相復調器は、ＮＭＲ信号を処理するのに通常使
用される。前記したように、この復調器の次に積分器５
４が設けられており、これは、時間Ｔで積分を行なう。

これにより生じる応答も前記したように実数部であるか
、これ゛は次式で表わされる。

ベッセル関数のゼロ領域は、ゼロ平面において、ｘ＝０
の点；はなくて、次ぎの点で生じることに注意されたい
。

ωＫ γＧ 従って、このシステムでは、同じ交流勾配信号で局所化
領域を選択することができる。ヘテロタイン信号即ち乗
算信号の位相変調振巾Ｋが、これで完全に制御できるこ
とに注目されたい。このシステムを更に完全に利用する
１つの方法は、信号３１を記憶することである。従って
、位相変調の値Ｋを変えてヘテロダイン信号を用いると
、同じ励磁によっていかなる領域も選択できる。

ＦＩＤの励磁と勾配変調信号との間に任意の位相を用い
て第２図のシーケンスを繰り返えすことができる。前記
したように、これにより、各励Ｂ 磁毎に項ｅ　がランダムに変化せしめられ、従って、ベ
ッセル関数が平均値で与えられる。それ／ｉ＆多励磁シ
ーケンスの結果は、次ぎのようになる。

これは、改善された　Ｊ♂応答を饗え、然も、局所化を
選択できる。

以上、基本的なシステムを１つの次元について説明した
。然し乍ら、第２図に示された方法では、体積体ｌＯ内
のどの点でも選択できる三次元造影を行なうことができ
る。第１に、本発明の一実施例では、成る領域が標準的
な形態で選択される。２勾配信号、セグメント４３、を
用いると、特定の周波数の励磁信号４０により、第１図
に平面２８として示された特定の値２の平面が励磁され
る。これにより生じる信号ＦＩＤ４１の間に、別の無関
係の周波数ωＸ及びωｙを有する交流勾配信号が、勾配
信号■３及び■５の信号セグメント４２及び４４として
与えられる。

この場合も、得られた信号３１又はその記憶された４８
号か、ヘテロダイン乗算器、即ちミクサ５０に送られる
。ヘテロゲイン信号５５は、信号発生器５１において、
２つの勾配変調信号■３及びｖ５を用いて搬送波信号ｃ
ｏｓω１ｔを位相変調することにより形成され、これに
より次ぎの信号が得られる。

ｖ＝ｅｘｐ　（ｉ　ωｔ＋１Ｋｓｒｎω（ｔ　＋ｔ）１
　ｘｉ ＋ｉ　Ｌ　ｓｉｎ　（１）　（ｔ　＋ｔ）　Ｉｌ この場合も、勾配信号とＦＩＤ励磁との間の非同期関係
を用いて、繰返し励磁信号を積分すると、次ぎのような
応答関数が得られる。

γａｙ Ｊ７（Ｌ−−） ′。

但し、選択された２平面におけるｘ、ｙ局所化点は、次
ぎの通りである。

これらは、完全に制御できる。便宜ト、勾配振巾は、値
Ｇに等しいものとする。これらは、局所化領域が変化す
るにつれて異なったものになることが明らかであろう。

従って、第２図及び第３図に示された完全なシステムの
場合は、１組の記憶されたデータを用いて、選択された
平面内のどの点でも調べることかできる。これは、順次
に領域からデータを収集する感知恵方式又は感知線方式
の利用に顕著な変更をもたらす。

第２図及び第３図に示されたシステムは１選択された平
面内のあらゆる点からデータを収集する。体積体全体が
造影される場合には１種々の平面を選択するように色々
な周波数のノへ、−スト４０を用いてシーケンスが繰返
えされる。然し乍ら、同じ考えに基づいて作動を続ける
場合は、Ｗいに無関係の周波数をもつ３つの交流勾配を
用いることによって体積体内の全ての点を同時に造影す
ることができる。第２図をみると、この場合もＦＩＤ４
１の間に、勾配パルス４３が除去され、これに代って第
３の周波数ω　の交流勾配信号が使用される。又、勾配
信号■２がヘテロゲイン信号発生器５１に加えられ、次
ぎのような信号５５が形成される。

ｖ＝　ｅｘｐ　（ｉ　（１）　ｔ＋ｉＫ　ｓｉｎ　（１
）　ｔｘ ＋１Ｌｓｉｎ　ω　ｔ　＋　１Ｐｓｉｎ　（１）　ｔ　
）これにより得られる応答は、次ぎの通りである。

但し、Ｋ、Ｌ及びＰは、収集され記憶された同じデータ
を用いて空間内のいずれかの点を調べるように選択され
る。

第３図の復調システムは、図示されたように一度に１点
からしかデータが取り出せないという点で、若干時間が
か〜る。然し乍ら、これら点の各々は、同じ受信データ
から導出されることを強調しておく。従って、患者は、
非常に短時間しか関与せず、これに伴なう処理は、全て
、患者が立ち去った後、オフラインで行なうことができ
る。

然し、処理−間や複雑さを減らすように多数の処置をと
ることができる。例えば、各々が第３図に示したものと
同じであって各々が記憶信号３１を同時に復調するよう
なプロセッサ配列体を使用できる。もちろん、各々のヘ
テロゲイン信号５５は位相変調の度合に、Ｌ及びＰが異
なり、それ故、別々の点を同時に表わす。

多数の点を造影するより融通性が高く月つ工１算効率が
よい方法では、第３図の周波数領域表示が使用される。

従って、時間領域での信号の乗算は、周波数領域での畳
込みと同等である。ここでも、簡略化のため、＄２図の
ｖ２及びｖＢを無視して１つの軸についてのみ考える。

交流勾配の存在中で受信信号３１のスペクトルを観察し
、Ｔ２減衰による僅かな線の広がりを無視すると、次ぎ
のスペクトルが得られる。

Ｍ（ｆ）　＝　Σ　ｍ　δ（ｆ−ｆ　−ｎｆ　）ｎ；−
ω　ｎ　Ｏｍ 便宜ト、分析信号に相当する片側スペクトルか使用され
る。上記の近似では、スペクトルが、一連の先鋭な線、
ｒＵｐち、勾配周波数ｆ　で分離されたデルタ関数に近
づく。各線の振巾ｍ　は、Ｘ方向における雀度分布ｍｏ
　（ｘ）の関数である。

ヘテロダイン信号のスペクトルは、次の通りである。

Ｖ（ｆ）＝Σ　ｋ　５Ｃｆ、ｆ　−Ｊｌｆ）文＝−■　
文　１ｍ これも位相変調周波数ｆ　で分離された線スペクトルの
配列体であり、各側波帯ｋ　の振巾は、位文 相変調ファクタＫによって決まる。受信信号３１とヘテ
ロゲイン信号５５の乗算は、次に示すスペクトルの畳込
みと等価である。

ｖＢ）＝Σ　Σ　ｋｍδ（ｆ−ｆ　＋ｆ　−ｎｆ　−１
ｆ　）ｆｌ＝−ｏｏ　ｎ＝−ｏｏ　ｆｌ　ＨＱ　Ｉ　Ｂ
　Ｂこれも、側波帯がｆ　の整数倍だけ分離された新た
な搬送波周波数ｆ　−ｆ　を表わしている。こ１ れは、次のように古き直すことができる。

本質的に、ｐｆ　の各側波帯は、各々ｐｆｍ　ｍ まで加えられる周波数ｎｆ　中文ｆ　のあらゆるｍ　ｍ 組合せで構成される。数学的処理では、無限の加算が示
されることに注意されたい。もちろん、実際上の問題と
して、著しい振巾をイｊする側波帯は成る有限の数だけ
である。親指でおおまかに測ると、著しい側波帯の数は
、位相変調のラジアン数に等しい。

第３図に示したように、同期検出及び積分の後、搬送波
周波数の成分のみが残る。従って、Ｋによって決まる値
Ｘの密度を表わしている所望の出力は、単にＣＯであり
、これは次ぎのように表わされる。

ｍ　は受信信号３１のスペクトルを表わしてオ’）、ｋ
　はヘテロゲイン信号のスペクトルを表わしでおり、ｋ
　は各々の値Ｘに対して異なった一定振ｌ」を有してい
る。それ故、第４図に示すように信号を処理することが
できる。先ず、デジタルフーリエ変換装置ＤＦＴ６０に
おいてフーリエれは図示されたように信号３１の直接的
なフーリエ変換の実行を含むが、これは比較的周波数が
高い信号であり、それ故、比較的高価なＡ／Ｄコンバー
タを必要とする。或いは又、簡単なヘテロタインミクサ
を用いて、中心周波数を下げ、低い周波数において同じ
スペクトルが現われるようにしてもよい。又、ＮＭＲ受
信器においてしばしば行なわれているように、一対の同
期式サイン及びコサイン積復調器を用いて、実数部及び
虚数部を別々に取り出すこともできる。これらは、６０
においてＤＦＴシステムに個々に送ることができる。

これらの例のいずれにおいても、１組の線スペクトルｍ
　が与えられる。

応する線スペクトルを表わしており、これらは、種々の
空間領域に対応する種々の位相変調ファクタＫについて
予め計算することができる。これらの予め計算された定
数の組は、例えば、第４図にａｎ、ｂ　、及びｄ　と示
されている。成る特定ｎ　ｎ の領域の応答を計算するため、ｍ　定数が、乗算器６１
．６５及び６３において、予め計算された々乗算される
。これにより得られた積は、各組の定数ごとに、加算器
６２．６６及び６４において加算され、種々の領域にお
けるＮＭＲ作用を表わす出力信号６７．６８及び６９が
形成される。これらは、同様の作動により、出力信号３
３を形成する。

予め計算された全組の重みを用いて、全動作順次変えな
がら、単一の積及び和の構成を用いて別／／の領域を表
わすことができる。更に、ハードウェアの複雑さと処理
時間との間をうまく兼合わせるように、並列処理と逐次
処理とを組合せて用いることができる。

この分析により、−次元例えＣｉ′平ｍｊにおζする局
所化が示される。第２図の平面励磁システムと共に用い
た時には、線への分離力く与えられる。、白、に分離す
るためには、前記したように、更にｆｆ１１の交流勾配
が必要とされる。前記で述べたように、角周波数ω　及
びω　の交流勾配力く使用されて、Ｘ　ｙ 信号３１の片側スペクトルが与えられる。

Ｍ（ｆ）＝Σ　Σ　ｍ　δ（ｆ−ｆ　−ｎｆ　−ｍｆ　
）Ｉ１１＝−００１＝−００１ｍ　Ｑ　ｚ　ｙ前記した
ように、復調は、位相変調ファクタＫ及びＬを使用し、
復調信号を積分することによ（Ｊ、ヘテロダインの周波
数領域等価体側とよってＱ”ｊ　ｂ：われる。ヘテロゲ
イン信号は、次きのように表わされる。

Ｖ（ｆ）＝Σ　Σ　ｋ５（ｆ＋ｆ　−１ｆ　−ｑｆ　’
Ｊ立＝−（１）ｑｆ−ω　交ｑ　ｌ　Ｎ　’１これによ
り生じる信号は、次式で表わされる。

但し、 である。空間内の所与の点を表わすｋ　が与え又　ｑ られると、その点からの積分信号は、次式で表わされる
。

これは所望の局所化を果たす。又、所望ならば、ること
ができる。従って、第４図のシステムを用いて、二次元
の局所化を、−次元の場合と同様に行なうことができる
。この場合、ＤＦＴ６０の出力は、更に広範な線スペク
トルであり、このスペクトルｍ　は更に多くの出力数を
必要とする。

　ｍ 又、各組の記憶された乗算重み、例えば、６１．６３及
び６５も更に広いものとなる。−次元の局所化及び二次
元の局所化の両方の場合に含まれる基本的な動作は、列
ベクトルスペクトルｍと記憶されたマトリクス７との乗
算であり、ｋの各行は空間内の種々の点に対して記憶さ
れた重みを表わしている、これは次ぎのように表わされ
る。

ｐ＝ｋ　ｍ 但し、７は密度又はこれと同様の像を表わすベクトルで
ある。

更に計算効率のよい処理システムは、２つの次元の各々
を別々に処理するものである。例えば、第３図のシステ
ムを変更する場合は、２つのカスケード接続された乗鴛
器、即ち、ミクサを使用し、その各々の後に、別々の周
波数に同調されたフィルタを使用することができる。第
１のミクサ５０は、　ｋ　ｓｉｎω　ｔで位相変調され
たベテロダイン信号５５を有し、＄２のミクサは、Ｌ　
ｓｉｎω　ｔで位相変調され、これらは、単一のミクサ
の場合と異なる。このようにして、選択されたＸ線に沿
った全てのｙの値を網羅するようにＬを変えて、位相変
調ファクタＫを、Ｘ方向の所望の局所化に対してセット
することができる。或いは又、Ｌの値が各々異なる第２
ミクサの並列な配列体を、第１ミクサの後に使用するこ
ともできる。このようにして、Ｘの値がＫと共に選択さ
れると、それに対応する全てのｙの値が同時に読み出さ
れる。従って、第１ミクサは、Ｘの値を通じてシーケン
シングされ、第２ミクサの配列体は全てのｙの値を供給
する。

計算効率を上げるためにＸ座標及びＸ座標を別々に処理
するこの一般的なシステムは、デジタルフーリエ変換を
部分的又は完全に使用することができる。例えば、第３
図をみれば、信号発生器５１にＶ３又はｖ５のいずれか
を与えることによりＸ又はｙの１つの次元を選択するよ
うをこミクサ５０を使用するものと仮定する。又、その
座標に沿って選択された特定の線が位相変調の程度によ
って左右されるものとする。次いで、第４図にンＢした
ように、第２の次元を選択ができる。復調器５３の出力
である信号５７は、選択された座標によってその中心周
波数即ちＪＯ酸成分決定され、例えば、■５のみが信号
発生器５１に接続される場合は、これがＬによって決定
される。このＪＯ酸成分周りの側波帯は、色々なＸのイ
１ｒｉを表６す。

信号５７は、次いで、第４図のＤ　Ｆ　Ｔ　６０へ送ら
れる。このＤＦＴは、ω　側波帯振巾ｍ　を抽出し、前
記したようにこれらに対して固定乗算及び加算を行なう
ように作動し、信号発生器５１で選択されたｙの値１こ
対応するＸの値の配列体を取り出す。この場合も、ｙの
値を通してシーケノシングし、各々のｙの値に対してＸ
出力の配列体を得ることにより、像が形成される。

勾配変調信号の周波数が同じであるがその位相が直交し
、従って、Ｘ勾配信号Ｖ３、セグメント４２かｓｉｎω
　ｔ　であり、そしてｙ勾配信号Ｖ５、セグメント４４
がＣＯＳωｔであるような場合には、二次元の処理動作
が簡単化される。この場合、第３図のヘテロゲイン乗算
信号５５は次のようになる。

ｖ＝　ｅｘｐ　（ｉ　（１）　ｔ　＋ｉＫ　ｓｉｎωｔ
　＋ｉＬ　ｃｏｓωｔ）１　ｒｎ　ｒｎ これも、２つの次々の混合動作として解くことができ、
先ず、Ｋの値に基づいてｘｖｉが選択され、次いで、ｙ
線が順次に選択されるか、或いはｙ位置に対して種々の
値のＬを表わす並列ミクサの一定パンクを介してｙ線が
選択される。この後者の場合には、第５図に示したよう
な簡単な基本的なデジタル構成体が形成される。

ここで、信号は、前記で示唆した別の方法のいずれかを
用いて、再びフーリエ変換され、線スペクトルの係ｆｉ
ｍ　が与えられる。このスペク　ｍ トルも周波数ｆ　だけ分離された線であ゛る。と（Ｘう
のは、これは使用される唯一の位相変調周波数だからで
ある。これにより得られる線スペクトルは、制御された
重みに−の配列体を含む乗算器７０で乗算される。これ
らは、色々な位相変調ファクタＬに対応する個々のｙ線
を表わすように調整される。ｙ選択の後には、第４図と
同じ並列Ｘ選択システムがある。乗算器６１．６５及び
６３の一定重みにより、二次元像を完成するためのＸの
値が各々選択される。各々のＸ出力６７．６８及び６９
は、７０において選択ネれたＭｌのにｍ個によって選択
される特定のｙｍに対応する。所望の二次元像を形成す
る１つの方法は、各／、のｙの値又はｋ　の値ごとに出
力６７−６９を記憶　ｎ 構成体７１−７３に記憶することである。従って７０か
ｍｙ値を通してシーケンシングされる時には、ｒ、個の
一定乗算器の各々が記憶された出力を与える。これによ
り生じる３３個のｎｘｍ配列体は、二次元像を表わす。

この構成に対し、座標選択のためのヘテロゲインミクサ
を順次に或いは並列に色々組合せることを含む多数の変
更を利用できる。各々のｙ位置で各々ｙ選択を行なった
後にＸセレクタの配列体でＸ選択を行ない、そしてこれ
らの両方を、ヘテロダインミクサ又は第４図のデジタル
構成体を用いて行なうような完全な並列システムを形成
することができる。或いは又、このシステムの一部又は
全部を、記憶信号３１を用いて座標を通してシーケンシ
ングすることができる。

以上に述べたシステムは、体積体１０の平面領域２８を
造影するものであった。体積体全体を造影するためには
、第２図のパース）４０の周波数を変えて動作を繰返す
。或いは又、＋ｔ！ｊ記したように、八−スト４０を用
いて体積体１０全体を励磁し、交流勾配■２、Ｖ３及び
■５を３つの軸全部に使用し、信号３１を記憶するよう
にすることもできる。このようにして、劇１−・の記録
信号３１を用いて、体積体内のいかなる点も調査或いは
造影することができる。第３図、第４図及び第５図に示
された処理構成体を組合せて使用して、体積体全体を造
影することもできる。例えば、第３図の構成体を用いる
と、３つの座標軸のうちの２つの軸、即ち体積体１０内
の線に表わす軸を選択することができる。信号５７は、
次いで、第４同のＤＦＴ６０へ送られ、その線の各点を
同時に造影することができる。或いは又、２つの軸、例
えばＸ及びｙｍに、同し周波数のサイン及びコサイノ信
号で変調された勾配がか覧るようなシステムを用いるこ
とかでさる。第３の軸、即ぢＺ軸には、別の周波数が必
要である。先ず、第３図のシステムを使用し、交流勾配
信号■２のみをＺＩｈｌＩに使用して信号発生器５１を
駆動することかできる。この場合も、信号５５の位相変
調の程度により、２平面の選択が決まる。次いで、信号
５７が第５図のＤＦＴ６０に送られ、前記したようにＸ
及びｙの値が取り出される。

前記で取り上げたＷａｌｄｏ　Ｈｉｎｓｈａｗ氏の英国
特許第１，６０１，８１６号には、２つの軸に交流勾配
を用いて線の位舒を決め、周波数を分解してその線に沿
った点を決めるような感知線法が開示されている。この
一般的な方法を本発明に用い、前記した独特の処理力υ
；を用いて、単一のデータ収集で全ての点を造影するこ
とができる。再び第２図を参照すると、パルス勾配４２
を除去し、バースト４０で全体積体ｌＯを励磁するもの
と仮定する。パルスは、ＦＩＤ信号４１に時間的に一致
する２勾配ｖ２として用いる。これは実際上洛々のＺ値
が実際に別々の周波数に対応することを意味する。処理
は、第３図の場合と同様に行なうことができ、Ｘ及びｙ
の値はＫ及びＬによって選択され、これにより線が選択
される。積分器５４は低域フィルタとなって、ω　及び
ω　＜Ｉｌｌ波帯を遮ｘ　Ｖ 断するが、２方向に沿った周波数変化を士通す。この低
域フィルタの出力は、次いで、ツー１ノエ変換され、選
択されたｘ、ｙ線に沿ったＺ値の配夕１体が形成される
。この場合も、Ｋ及びＬを通してシーケンシングするこ
とにより、体積体力〜造影される。ここでも、同じ周波
数の直角位相信号力りｖ３−及びｖ５として使用される
。又、ヘテロゲインミクサ又は前記したデジタル構成体
を川ｌ／）で、種々の並列度を利用できる。

ここに実施する方法では、静Ｉにｚ勾配信号■２による
周波数レンジがω　及びω　より低くなＸ　ｙ　・ ければならない。というのは、これら＋１フイルりで分
離されてしまうからである。然し乍ら、これは基本的な
要件ではない。例えば、第３図を説明すれば、ヘテロダ
インミクサ即ち乗算器の信号５５は、次式で表わされる
。

！−ｅｘｐ（ｉ　ω　ｔ　＋ｉＫ　ｓＩｎω　ｔ　＋ｉ
Ｌ　ｓＩｎω　ｔ＋１Ｒｔ）１　区　ｙ これは、Ｘ及びｙ軸が正弦波勾配変調を受け、そしてＺ
軸が静止勾配を受けるような勾配変調に相当す暮。信号
発生器５１においてに、Ｌ及びＲを選択することにより
、空間内のいかなる点も造影することができる。この処
理方法又はこれと同様の処理方法は、２勾配による周波
数レンジを交流勾配信号の周波数より低くするという制
約を受けない。

便宜上、種々のヘトロゲインミクサを周波数ω１で示し
た。然し乍ら、前記したように、サイン及びコサイン復
調器を用いて、信号の実数部及び虚数部が取り出される
。これと同等の別の方法は、位相変調された信号をサイ
ン及びコサイン復調器として用いて、更に別のへテロダ
イン動作を回避することである。この場合も、ω１が搬
送波周波数ω０に等しくされ、従って、出力は基本帯域
信号となる。

説明簡略化のため、ヘテロダイン動作をアナログ乗算と
して示した。これは、ヘテロゲイン乗算に等価なサンプ
リング動作として実施できる。

従って、受信信号は、位相変調されたサンプリング信号
によってサンプリングされる。このようにして、デジタ
ルハードウェアを用いてもヘテロタイツ動作を実行でき
る。

例えば、第３図のヘテロダイン信号発生器５１は、信号
ｃｏｓωａｔを用いて周波数００において直接動作する
ことができる。これにより復調器５３が排除され、信号
５９が直接与えられる。又ヘテロダイン乗算器５０は、
信号発生器５１により位相変調されたパルス５５が供給
されるパルスサンプリング装置である。

第２図に示して以」二に説明したシステムは、信号４１
のＦＩＤ振ｒｌ　ｍ　がスピン密度に比例しそして処理
によってＴ２に対する比例定数が与えられるので、主ス
ピン密度の像を形成する。然し乍ら、緩和時間Ｔ１及び
Ｔ２を含む所望の全ＮＭＲパラメータは、単一のデータ
収集で体積体全体を調査できる同じ一般的な処理技術を
用いて調査することもできる。従って、励磁して信号を
受信する方法は、造影される特定のＮＭＲパラメータを
決定する。Ｔｌに対して高い感度が所望される場合には
、第２図のバースト４０の前に、次の比例定数を与える
１８０°反転励磁を挿入することができる。

（１−２ｅ−τ／Ｔｌ） 但し、では、反転励磁と、９０°励磁、信号セグメント
４０との間のインターバルである。同様にＴ２感度は、
スピンエコー励磁によって得られるか、この場合は９０
’励磁の後に、次ぎの比例定数を与える１８０°反転励
磁を使用する。

−２τ／Ｔ２ 種々の励磁シーケンスを用いてデータを得、これらを組
合せそ処理し、断面造影システムに現在使用されている
ような適当な数学演算を用いてスピン密度ＴＩ及びＴ２
を分離することができる。

本発明による処理システムの１つの重要な効果は、ＳＮ
Ｒ（信号対雑音比）にある。造影されている平面又は体
積体の全ての点から順次にデータが収集される場合には
、実際」二各点に割当てることのできる時間が、成る限
定された時間に過ぎず、従って、積分時間が制約される
ためにＳＮＲが低下する。然し乍ら１本発明の考え方を
用いると、全ての点が同時に出力信号に作用を及ぼすと
いう事実を利用することができる。それ故、成る所与の
データ収集時間間隔は、平面又は体積体内の全ての点に
対応し、これによりＳＮＲを相当に改善することができ
る。

これらの長いデータ収集時間は、成る形ｆｍの繰返し励
磁に相当する。交流勾配を用いた感知点造影システムに
しばしば利用されている１つの繰返し励磁方法は、定常
自由歳差励磁システムであり、これは前記した文献の大
部分に述べられており、そしてＰ、Ｍａｎｓｆ　ｉｅｌ
　ｄ及びＰ、Ｇ、Ｍｏｒｒｉｓ氏の前記文献に詳細に分
析されている。この場合、励磁はＴ１及びＴ２よりも短
い時間間隔で繰返される。

これにより生じる信号は、実際上は、ＦＩＤとスピンエ
コーを組み合せたものであるが、これは、比較的大きな
然もほとんどＭ統帥な振巾をもたせることができる。Ｓ
ＮＨについて考えると、これは最適である。ＴＩに匹敵
する時間待機し従ってデータ収集時間を相当に長くする
という問題を回避する別の繰返し励磁方法は、これも又
、上記のＮａｎ５ｆｉｅｌｄ及びＱａｒｒｉｓ氏の文献
に述べられた被駆動平衡法である。この場合は、９０°
パルス後の通常の１８００パルスによってスピンエコー
が形成される。然し乍ら、スピンエコー信号のピークに
おいて、９０°バーストを用いて磁気モーメントをｚ４
ｊｔ＋に沿って後方に回転し、新たな励磁を直ちに開始
することができる。これも又ＳＮＲを改善する更に別の
繰返し励磁方法は、９０°バースト後に一連の１８０’
反転バーストを用いて一連のスピンエコーを形成する。

これは、比較的短い時間ＴＺＺ中ではなくて時間Ｔ２中
、指数関数的な信号を形成する。

これらの繰返し励磁中には、交流勾配信号を多数のやり
方で形成することができる。前記したように、交流勾配
信号は、励磁と同期していても非同期であってもよく、
これは、応答がｊｏ形態であるか、　Ｊ２であるかを訣
める。又、交流勾配は、第２図に示したように励磁バー
スト中遮断することもできるし、或いは連続的に作用し
てもよい。体積体全体を非選択的に励磁するように広帯
域励磁バーストを用いた場合には、勾配が作用し続ける
ようにすることができる。然し乍ら、色々な選択励磁を
使用する場合には、バースト中交流勾配を作用不能にし
なければならない。交流勾配は、短い励磁時間中遮断し
次いでオンにすることもできるし、或いは、これをオフ
にしそしてオフにした時と同じ位相で再開することもで
きる。

Ｋａｔｈｅｒｉｎｅ　Ｎ、５ｃｏｔｔ氏の前記文献に示
されたように、励磁システム・は空間的応答に若干影響
を及ぼすが、応答は、王どして、前記」０関数又はＪ♂
関数によって左右される。成る場合には、このインパル
ス応答即ち局所化関数では不充分である。然し乍ら、ヘ
テロゲイン造影システム又はそのデジタル等何体の独特
の特性を用いると、応答関数に相当の融通性が得られる
。基本的に、前記の解析を参照すれば、位相変調ファク
タたベッセル関数の和を呈した。積分した後は、前記し
たように、Ｊｏ（Ａ）項のみが残る。というのは、この
項は経時変化しないからである。然し乍−ｉｋ　ω　ｔ ら、積分の前に、この信号に別の弐〇　を乗算し、そし
て積分した場合には、Ｊｋ（Ａ）の出力が形成される。

いかなる次数のベッセル関数も得るようにｋを選択でき
ることに注意されたい。

これは、特に服装である。というのは、ベッセル関数を
組み合せると、種々様々な所望の応答が得られるからで
ある。

これを行なう代表的な実施例が第６図に示されている。

ここでは、第３図からの復調された信号５７が更に処理
されてから、信号８２を乗算することにより積分される
。信号８２は、その最も一般的な形とじて次式で表わさ
れる。

ｂ　は、成る所望の応答を与えるように選択された定数
である。例えば、ａｏ−１で目、つ他の全ての定数がゼ
ロである場合には、システムに変化がなく、木質的にそ
のＪＯ又はＪ０′応答特性を保持する。他の周波数を異
った重みで使用するｌ１丁には種々様々な応答を形成す
るように高次のへ・ンセル関数が組み合わされる。１つ
の筒車な例を、へ。

セル関数恒等式で示す。

Ｊｌ（ｘ）／ｘは、古典的な屈折限定応答であり、これ
は、中心ローブが比較的狭く且つ副ローブが比較的小さ
いので良々ｆな局所化関数であると考えられる。この応
答は、ＪＯ関数と、Ｊ２関数とを組み合わせることによ
って得られる。従って、信号１２ωｍｔ ８２が１　、０＋ｅ　で表わされる場合には積分後の局
所化がＪ　１　（ｘ）となり、従って著しく改善される
。

上記の例は、応答がＪ２（）ではなくて、Ｊ（）の形に
なるように、非同期平均化が行なわれない場合である。

非同期平均化が行なわれる場合には、定数の選択によっ
て、 Σ　ａＪ２　（γＧｙ／ω　）という応答を形成するｎ
　ｎｎ　ｍ ことができ、ａ　は信号発生器８１において選択される
。この場合も、ａ　の値を選択して用いることにより種
々様々な応答を得ることができる。

この応答は、”’Ｊ２合成パとして知られている特性で
あり、これは、１９６４年、ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ、　
ｏｎＡｎｔｅｎｎａｓ　ａｎｄ　Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏ
ｎ　ＡＰ−１２の第６９１−６９４　頁に掲載されたＪ
、Ｒｕｚｅ氏の゛円形穴合成（ＣｉｒｃｕｌａｒＡｐｅ
ｒｔｕｒｅ　５ｙｎｔｈｅｓｉｓ）　”と題する論文に
述ベラしている。

第６図は、１つの軸において単一の勾配変調を行なう場
合を示したものである。多数の軸で交流勾配変調を行な
う場合には、次式で表わされた１組の高調波周波数が、
各軸に使用される。

従って、定数を選択することにより、各軸１おｌ／）て
所望の応答が得られる。又、第６図には１．復調器５３
で復調された後に、“°基本帯域°゛イ８吟に文、１し
て行なわれる作動も示されている。この回し作動を、復
調の前に信号５６について行なって、復調器を木質的に
排除することかできる。この場合の乗算信号は、次の通
りである。

ここで、ωＣは、当該点の搬送波周波数である。

この場合も、適切な程度の所望の側波帯が、ゼロ周波数
に対してヘテロダイン作動され、これが積分器５４の出
力に現われる。

第６図は、所望の空間応答を選択するようにこのシステ
ムを時間領域で実施したものである。

又、これは、第４図と同様のシステムにおいて周波数領
域で実施することもできる。前記で得た結果について繰
返し述べると、片側線スペクトルをヘテロゲイン作動し
た後に得られた式は次ぎの通りであった。

Ｖ（ｆ）　＝Σｃｐ　５（ｆ　−ｆｏ　＋　ｆ　−ｐｆ
　）ｐ　１　ｍ 但し、ｃｐ　＝　Σｍｋ　である。ここで、ｍｎ　ｎ　
ρ−ｎ は、受信信号３１の線スペクトルであり、ｋは、空間内
の局部位置を選択するのに使用したヘテロダイン信号５
５の線スペクトルである。積分を表わすＪＯ応答を得る
ために、次式を使用した。

Ｃ；　Σ　ｍｋ Ｑ　ｆｉ　ｒｌ　−ｎ Ｊ　応答を得るためには、次式を使用する。

文 Ｃ；　Σ　ｍｋ 文　ｎｎ　文−ｎ これか第７図に示されている。ここでは、フーリエ変換
された出力ｍ　が、前記したように乗算器６１へ送られ
、Ｊｏ又はＪ０２応答が形成される。烈し乍ら、更に、
上記出力は、同じ重み付けで２だけシフトされている乗
算器８５にも送られて、Ｊｏ又はＪ。′応答が形成され
る。これら２組を狙み合わせたものを加算器８６で加算
し、前記したように所望の出力を得ることができる。第
７図の構成は、基本的に単一作動であるが、２組の乗算
定数が示されていることに注意されたい。これは、２つ
の入力ｍ　及びｍ　、ｌの和を受け取るｎ　１＋ζ 乗算器６１内の各々の重み付けされた乗数ａ　と等価で
ある。従って、第４図の基本的なシステムは、各々の乗
算構成体６１．６５及び６３の各々のｋ　に適切に重み
付けされた多′数のｍ　成分をｍｎ　ｎ 与えることにより適切に変更することができる。

これが第８図に示されており、ＤＦＴの出力は、先ず、
重み付は体８７を用いて合成され、この重み付は体８７
は、各ｍ　成分の一定の一部分であ■ って、これをｍ　成分に加えるだけのものであｎ＋２ る。これらは、次いで、前記したように、６１及び６２
において重み付けされて加算される。これは、第７図の
場合と同様の作用を果たす。

これら付加的な成分は、前記した場合と同様に、種々の
次元に対し第６図、第７図及び第８図のシステムを色々
組み合わせて使用する種々様々な実施例に利用すること
ができる。例えば、単一平面を励磁しそしてこの平面内
の像を形成するように２つの交流勾配を使用するような
平面システムを用いると、第６図のシステムを使用して
より高次の項を形成し、Ｘ方向の解像度を改善できる一
方、第７図及び第８図のシステムを使用してＸ方向の解
像度を改善することができる。従って、平面内の各線に
対応するＸの値が順次アドレスされる。ｙの値は、第４
図の場合と同様に同時に処理され、第４図の各ボックス
は第８図のように変更される。

前記したように、この一般的なヘテロダイン即ち乗算処
理システムは、データ同時収集の後。

領域の全ての点のＮＭＲ作用に関する情報を導出するよ
うに使用できる。ＮＭＲ造影以前には、分光技ｉｊｊが
最も重要な技術の１つであった。生物学１ 的な考え方においては、燐の同位体である　Ｐのような
物質のＮＭＲスペクトルが、新陳代謝及びこれに関与し
た疾病の研究に重大な意義を有している。これらのスペ
クトルは、前記したものより相当に微細であり、は（１
部分について１０　の周波数分解能を必要とする。Ｋａ
ｔｈｅｒｉｎｅ　Ｎ、５ｃｏｔｔ氏の前記論文に述べら
れたように、交流勾配を用１ いた感知点法は、疾病を診断する上でＰ　及び他の物質
のスペクトルを研究するために現在利用されている。然
し乍ら、この方法は、各点ごとにデータが個々に収集さ
れるので、非常にめんどうな方法である。それ故、当該
領域の位置を決めるのがやっかいであり、患者は非常に
長時間拘束される。更に、重大なことに、既存の技術を
用いて、これらの重要なスペクトルを表わす像を描くこ
とが全く不可能である。

然し乍ら、以−Ｌに述へたシステムは、感知点システム
で単一の点について通常使用されるやり方で、１組の励
磁後に領域内の全ての点のＮＭＲスペクトル情報を形成
するように使用できる。再ひ第３図を説明すれば、当該
物質のラーモア周波数に対応するω０を用い、フーリエ
変換シス、テムを積分器５４の出力に追加することかで
きる。積分器５４は、実際には、低域フィルタとなり、
勾配変調により生じる全ての側波帯情報を除去し、当該
物質の非常に狭いＮＭＲスペクトルを通す。

本発明をスペクトルの研究に利用する１つの方法は、３
つの適当に直交する交流勾配信号の存在中で得られた出
力信号３１を記録することである。３つの全ての勾配信
号ｖ２、ｖ３及び■５の程度を制御して信号発生器５１
に与えることにより体積体のいかなる点からもＮＭＲス
ペクトルを得ることができる。それ故、医師は、前記し
たように位相変調に、Ｌ及びＰの程度を調整することに
よりｘ、ｙ、ｚ位置をダイヤルし、積分器５４の出力で
あるフーリエ変換によるＮＭＲスペクトルを観察する。

これらのパラメータは、スペクトルの値を記憶するよう
にして自動的にシーケンシングされ、例えば新陳代謝機
能を表わす像を形成することができる。スペクトル線の
特定の特徴、例えばそれらの相対的な振巾、を導出し、
これを用いて当該領域の単信８衷示又はカラー表示を形
成することかできる。処理速度を上げるために、第９ｒ
Ａに示すように色々な程度の並列構成を用いることがで
きる。

さて、信号３１は、前記したように先ずミクサ５０で処
理され、体積体内の特定の線が分離される。ｖ２及びＶ
３４＾′号による適当な量の位相変調によって、特定の
Ｘ及び２の値が分離され、線が定められる。フィルタ５
２の後に並列ミクサ５０の配列体を用いて１分離された
線の各々のｙの値が同時に与えられる。これらのミクサ
も位相変調信号によって駆動されるが、その各々はｙ座
標を定めるように位相変調の値りが異なる。各出力は、
５２．５３．５４と示されたホ〉・クスでフィルタ、復
調及び積分され、一連の関数が指示され　ｊる。分離さ
れた線において各ｙの値のＮＭＲスペクトルを見い出す
ために、デジタルフーリエ変換構成体６０が使用される
。スペクトルプロセッサ８８は、個々のスペクトルから
当該情報を導出し１ て表示を形成する。例えば、　ＰのＮＭＲスペクトルに
おいては、局部貧血の後、燐りレアチ′ンのピーク振巾
が下がる一方、無機及び糖燐酸塩のピークが上がる。従
って、プロセッサ８８は、これら３つのピークの振ｌ］
を取り出し、局部新陳代謝を指示するカラー表示を形成
することかできる。

或いは又、プロセッサ８８は、燐クレアチンのピークと
、無機及び糖燐酸塩のピークの和との比をとって、局部
の生理学的情報を表わす１つの数値を得ることができる
。

平面像を形成するためには、例えば、Ｖ３を、種々の対
応するＸの値を通じてシーケンシングし、ｖ２で決定さ
れたＺ値に対応する平面の像を形成することができる。

このようにして、どの平面でも検査することができる。

第４図に示すようにデジタルで並列処理を行なうことが
できる。

然し乍ら、フーリエ変換がより複雑になる。というのは
、勾配変調から得られるスペクトルの各線に対し、ＮＭ
Ｒスペクトルに対応する接近離間した線の配列体が得ら
れるからである。従って、第４図の場合のように、各ｍ
　線が線スペクトルの配列体となり、こられは、その後
１乗算及び加算演算によって重み付けされる。然し乍ら
、計算を容易にするため、重要な当該スペクトル線のみ
が１ 保存される。例えば、　Ｐスペクトルの場合、多くの研
究では、２−４線の振巾のみが当該生理学情報を定める
。従って、第４図のＤＦＴ６０は、各々のｍ　について
例えば３木の線を処理する。

これら３つの各々は、その後の構成体６５．６１及び６
３において同じ定数ｋ　で乗算され、３本ｎ の線についての出力６７．６８及び６９．即ち、これら
スペクトル線の成る所定の関数が与えられる。又、ＮＭ
Ｒスペクトルの空間の局所化を改善するために、第６図
、第７図及び第８図の方法を用いて高次の項を分離し、
これらを前記したように用いて分解能を改善することが
できる。

前記した種々のＮＭＲ特性に加えて、血液流は、ＮＭＲ
システムで検査できる重要な診断パラメータを呈する。

交流勾配変調を用いた後に、本発明で紹介した融通性の
あるヘテロダイン処理を行なうと、全領域の血液流を検
査することができる。本発明者の米国特許出Ｗ４第３３
２．９２５号においては、血管のＮＭＲ投射造影の考え
方が紹介されており、動いている対象物の血管像が形成
される。血管の投射造影の改良が本発明者の米国特許出
願４６６．９６９号に開示されており、特定領域にわた
って投影を行なって静脈流と動脈流とを分離する方法が
示されている。米国特許出願第３３２．９２５号に紹介
されたＮＭＲ血液流造影の３つの基本的な方法を、本発
明に利用して、効果を得ることができる。これらは、一
時的な差引き、反転励磁及び隣接領域の励磁を含む。

一時的な差引きにおいては、動いている対象物が色々な
程度の励磁を受けるのでＮＭＲ信号が速度の関数になる
という利点が取り入れられる。

それ故、第２図及び第３図を参照すれば、米国特許出願
第３３２．９２５号に開示されたように心臓鼓動サイク
ルの２つの別々の部分において像が形成される。そこで
、患者の心電図を用いて、バースト４０は、先ず、血液
の速度が速い心臓収線領域と一致するように調時される
。この時のデータが収集された後、バースト４０を血液
速度の低い時間インターバルと一致するようにして更に
別のデータ収集インターバルを使用する。それ故、２組
の処理データを差引きすると、血管内の動いている血液
が分離される。

前記した造影システムをベースとして、この一般的な考
え方に種々様々な処理方法を使用することができる。例
えば、全ての軸を網羅する３つの交流勾配を用いると、
バースト４０で全体積体を励磁する場合、体積体内の各
点部ちボクセルを再構成することができる。この差引き
動作により血液流を検査するものとして体積体内の各点
の血液速度が与えられる。体積体ｌＯについての３次元
の全ての流れ情報が与えられると、体積体の所望の部分
におけるいかなる方向の投影像も含んでいる種々の像が
形成されて血管の解剖学的情報が表示され、狭窄部を捜
すことができる。又、断面の各点における血液速度を表
わす断面像を表示することもできる。

或いは又、米国特許出願ｆｆ１３３２，９２５号に開示
されたように、処理を簡単にするために、投影像のみを
収集することができる。例えば、Ｘ方向及び２方向のよ
うな２つの交流勾配のみを使用して、ｙ方向の線積分即
ち投影情報を形成することができる。更に、バースト４
０を用いて、平面を選択せずに体積体全体が励磁される
。２つの交流勾配信号■２及びｖ３のみを用いると、収
集された情報はｙ方向の投影を表わす。ＥＣＧサイクル
の種々の時間に得られた投影像を第３図の場合のように
処理して差引きすると、血管の像が形成される。全体積
体が同時に励磁されてデータ収集されるので、このシス
テムは、一連の平面としてデータを収集する前記血管投
射造影システムに勝る５ＮＲ（信号対雑音比）となる。

これらの一般的な考え方は、血管造影に対する他の解決
策にも適用できる。例えば、バースト４０が、スペクト
ルの分離領域を網羅する広帯域の１８０″反転励磁を表
わすものと仮定する。米国特許出願第３３２．９２５号
に開示されたように、周波数スペクトルは、励磁されな
い領域とインターリーブして励磁された繰返しのくし状
の領域で構成され、励磁領域は１８０°の反転励磁を受
ける。２勾配４３があるため、これらの別々の励磁領域
は、別々の２断面に対比する。反転励磁により、静止し
た全ての対象物は信けを発生しない。然し乍ら、励磁し
た断面と励磁しない断面との間に流れる血液は、完全な
反転を受けず、従ってＦＩＤ信号４１を発生する。前記
したように、３つの交流勾配を用いて体積体全体を処理
することもできるし、２つの交流勾配を用いて投影像の
みを処理することもできる。又、３つの交流勾配を使用
する場合には、任意の点から流れ情報を導出することも
できるし、任意の領域の任意の方向に流れ投影像を形成
することもできる。このやり力は、１回のデータ収集で
流れ情報が取り出されるという点で、−詩的な差引きを
用いた前句投射造影システムに勝る効果を発揮する。こ
れにより呼吸運動等による動きの影響が回避され、然も
、脈動成分が非常に僅かで比較的速度が一定な静脈流の
ような種々の流れを検査することができる。

１つの１８０°反転励磁について述べたが、米国特許出
願第３３２．９２５号に開示されたように各々はぐ９０
°の２つのバーストのような二重へ−ストシステムを用
いて、静止対象物に不感であるようにすることができる
。

断面配列体においてはダ正確な反転励磁を得るという問
題を回避するために、第３の解決策を利用することがで
きる。この場合も、体積体が層で励磁される。然し乍ら
、励磁はは（９０’の励磁であり、これはあまり厳密な
ものではない。従って、バースト４０の励磁スペクトル
は、前記したものと同様であるが、交互の層即ち断面の
励磁を１８０”ではなくて９０°にするために振巾が半
分にされる。データ収集の後、処理システムは励磁断面
間の非励磁領域のみを処理する。例えばバースト４０の
スペクトルにより、２励磁子面間の値のみを表わすよう
に、２方向のヘテロゲイン信号の位相変調の（ｆａｔ　
Ｐが選択される。静止した全ての対象物は非励磁面であ
るから打ち消される。

然し乍ら、励磁断面から非励磁断面へと流れる血液は、
所望の出力像を形成する。前記したように三次元の流れ
情報を導出することもできるし、血管の投影像を得るこ
ともできる。

励磁断面と非励磁断面とが重畳しているために、流れの
像には、成る静止した解剖学的部位が現われる。励磁の
分解能及び受信機能は理想的なものではないので、成る
程度の重畳は不０１１である。これは、静止した解剖学
的部位の像情報を得るように励磁断面自体を造影するこ
とによって解消できる。励磁断面の像の１部分を流れ像
から差引いて、残留する静止像を除去できると共に、分
離した血管像を形成することができる。又、流れ造影に
ついて前記特許出願に開示されたように、静止像と流れ
像を、カラー表示装置のような当該表示装置で組合せる
ことができる。然し乍ら、本発明では、交流勾配によっ
て静止像情報とがムれ像情報とが全体積体から同時に導
出され、その後、ヘテロゲイン処理により全ての像デー
タを取り出すことができる。流れ造影について述べられ
た方法は、断面配列体の励磁を指示するものであったが
、これは、Ｍａｎｓｆｉｅｌｄ氏のエコ一平面方式に示
されたように励磁信号の存在中で交流勾配のような種々
の励磁システムを使用した場合には、線の配列体であっ
てもよいし点の配列体であってもよい。

血管の投射造影に加えて、本発明者の米国特許出願第３
３２，９２６号に開示されたように、一般的な投射造影
を行なうこともできる。本発明者の上記特許出願及びそ
の後の特許出願に開示されたように、種々のＮＭＲパラ
メータを感知する投影測定が行なわれる。これらのパラ
メータは、次いで、特定の対象物を打ち消すか又は強調
するような選択的な投影像を形成するように合成される
。これらは、投影像であるから、全体積体に関する情報
を同時に与える。例えば、牌選別（ｍａｓｓｓｃｒｅｅ
ｎｉｎｇ）の場合には、腫瘍を分離し他の全ての部分を
抑制するように、腹部又は頭部全体の投影像を形成する
ことができる。

前記の例では、投影像が順次に得られた。ここに述べた
交流勾配及びヘテロダイン処理技術を用いると、改善さ
れたＳＮＲで全体積体から同時にデータを収集すること
ができる。又、前記したように、ＮＭＲ分光技術に関連
した更に別のＮＭＲパラメータを用いて、対象物の選択
度を高めることができる。更に、分光データを用いると
、局部貧血のような特定の生理学的特性を示す選択的な
投影像を形成することができる。前記したように、１つ
、２つ又は３つの交流勾配をデータ収集プロセスに使用
することができる。それ故、投影像は、直接得ることも
できるし、三次元処理情報からいかなる方向に形成する
こともできる。

以上に述べた全ての例では、交流勾配信号を形成するの
に正弦波波形を使用した。これらは、比較的簡単に発生
できるので／＼−トウエアという点から好ましい。又、
共振回路を使用することにより、比較的低電力で発生す
ることができる。これは、Ｐ、　Ｍａｎｓｆｉｅｌｄ氏
の前記エコー１１面システムに使用された方形波信号よ
り好ましい。

然し乍ら、全ての点を造影できるｉｔＩ記一般的なシス
テムは、これら正弦波の使用に限定されるものではない
。以下に示すような一般的な勾配変調波形Ｇ　（ｔ）を
使用することができる。

”−＝　−ｍ（ｉω０＋　ｉ　ｙｘＧ（ｔ）　−ｔ／Ｔ
２　）ｔ 説明Ｆ、勾配ＧはＸ方向とする。

＝　ｍ　ｅｘｐ　（−ｉωｏ　ｔ　−１ｙｘＤ（ｔ）　
−ｔ／Ｔ２　）但し、 Ｉ Ｇ　（ｔ）が角周波数ωｍで周期的であり、そしてｍ（
ｔ）が前記したように復調されて積分される場合には、
局所化関数が次ぎのようになる。

ここで、ｇｎの値は、周期波形Ｇ　（ｔ）の高調波成分
であり、その基本的な角周波数は、０ｍである。然し乍
ら、次ぎのようなヘテロタイン信号５・５を用いると、 ｖ　＝　ｅｘｐ　（ｉωｔ　＋　１ＡＤ（ｔ）　）次式
で表わされるフィルタされたヘテロダイン出力信号５６
が形成される。

ｖ　＝　ｍ　ｓｉｐ　（−ｉ　（（＋３０−　（Ａ）　
）ｔ＋１（Ａ−ｙｘ）Ｄ（ｔ）１ −　ｔ／Ｔ２　） 前記したように復調し積分すると、ｘ＝Ａ／γに中心が
来る以外は、同じＪ♂空間応答が与えられる。従って、
非正弦波信号の位相変調指数であるＡの選択によって、
所望の局所化か決まる。。

勾配信号Ｃ，（ｔ）及びこれに関連した積分４８号Ｄ　
（ｔ）は周期的である必要がない。前記した分析は、周
期的でない勾配変調にも等しく適用できる。例えば、第
２図及び第３図の勾配信りｖ３及びＶ５は、互いに直交
するランダムなノイズ信号であってもよい。従って、ヘ
テロタイン信号即ち乗算信号５５は、ｖ３及びｖ５の積
分信号で位相変調された搬送波周波数となり、前記した
ように位相変調の程度によって、どの点が分離されるか
が決定される。又、これらの非周期的な勾配システムを
、ＮＭＲ分光測定及び流れに対する前記の使用目的に用
いることができる。

非周期的なものとして特に取り上げる１つの実施例が第
１０図に示されている。先ず、高周波励磁信号ｖ４が、
前記したように信号セグメント４０で表わされた広帯域
バーストで構成されるものと仮定する。これは、全体積
対を励磁するように働く。又、これは、２勾配値号セグ
メント４３が存在しないところで狭帯域パーストによっ
て行なわれてもよい。ＦＩＤの信号セグメント４１が受
信される間に、Ｘ及びｙ勾配■３及び■５がパラボラ関
数９１及び傾斜関数９２を受ける。これらは、時間と共
に変化する周波数変化を与える。

傾斜関数は、直角位相関数であり、これは、その特性が
望ましいものであることから多数の使用目的に用いられ
ている古典的な°“チャープ（ｃ　ｈ　ｒ　ｐ　）”パ
ターンである。これらの望ましい特性の１つはデコード
動作の助けとなる先鋭な自動相関ピークである。２勾配
Ｖ２は、一定の信号９０であり、各々の２平面は、前記
感知線システムの場合と同様に別々の周波数としてエン
コードされる。これにより次式で表わされる信号３１が
形成される。

−ｉ　ｙ　Ｖｚｔ　−ｔ／Ｔ２　） 空間内のいかなる点も、次ぎのようなヘテロタ・イン信
号５５を用いて分離できる。

２ ｖ　＝　ｅｘｐ　（ｉ　（１１１ｔ　＋　１Ａｚｔ　−
１Ｂｙｔ　−１ｃｔ　）ここで、Ａ、Ｂ及びＣは積分後
の空間内の分離された点のＸ　＋　’Ｉ及び２座標を決
定する。

前記したように、信号３１の三次元造影情報への分解を
簡単にすると共にその速度を−Ｌげるように１種々の並
列処理を用いることができる。その１つの実施例が第１
１図に示されている。ここでは、先ず、ヘテロゲインミ
クサが、特定のＸの値を選択する。信号５５は、次式で
表わされる。

ｖ　＝ｅｘｐ　（ｉ　ω　ｌ　ｔ＋１Ａｘｔ　）Ａは、
Ｘ平面を決定する。選択された平面なｙ及びＺの値に分
解するため、チャープ畳込み装置即ち相関装置９３−９
６の配列体が使用される。これらは、信号処理で広く使
用されており、５ＡＷ（表面音波）装置であってもよい
し、ＣＯＤ　（電荷結合装置）であってもよいし、或い
はデジタルで実施されてもよい。各々の場合に信号９７
は、ｅｘｐ　（−ｉＢｙｔ　ｌで表わされる種々の振巾
の直角位相係数で畳込みされる。各ブロック９３−９６
は、別々の値のＢを有している。

それ故、各ブロックの出力は、別々の値のｙを表わして
いる。然し乍ら、各Ｚの値は、別々の周２１２数を表わ
しているので、各出力の時間によってＺの値が決まる。

従って、各出力３３は、一連の２植体列をもつ特定のｙ
の値を表わし、選択された平面を満たす。信号５５のＡ
を変えることにより、どの平面でも選択できる。

第１０図及び第１１図に示された方法では、全体積体１
０からデータか同時に収集される。単一平面からデータ
収集すべき場合には、八−スト４０を狭帯域とし、所望
のＺ平面のみを励磁することができる。この場合には、
２勾配値号９０を除去し、関数９１及び９２でこの平面
のＸ及びｙ位置をエンコードする。Ｚ関数を用いないこ
と以外は、同じデコード動作である。

前記したように、非周期的な直交関数を経時変化勾配信
号として使用できる。第１０図に示された信号は、直交
多項式の簡単な例である。、適切に直交するものであれ
ば、多の色々な多項式を変調関数として使用できる。

この同じ基本的な考え方に基づいて、他の色々な組合わ
せ実施例を構成することができる。一般に、Ｈｉｎｓｈ
ａｗ氏が提案した感知点状は、ゼロ領域の造影のみに使
用されている。本発明では、全ての当該領域を単一のデ
ータ収集シーケンスで造影できるという新規な処理法が
示された。このヘテロダイン処理法では、本質的に、処
理される像点がスペクトルデータの配列体から導出され
る。

これは、各像点が周波数スペクトルの特定部分から導出
されるために比較的制約のあるシステムとなっていたＰ
、　Ｍａｎｓｆｉｅｌｄ氏のエコ一平面システムとは明
らかに異なる。従って、本発明では、各像点からのデー
タが周波数スペクｉ・ルの複数の成分から導出される。

周期的な場合には、これらが勾配変調周波数によって分
離されるが、ゼロ領域の１点か搬送波のみから導出され
るような縮退の場合は除外する。

以りの説明においても、色々な効果について述べたが、
これに加えて、本発明の方性は、磁界の卯月−・性によ
る影響をあまり受けないという顕著な効果がある。特に
分光技術で使用されるような高磁界システムは、磁界に
僅かな卯月−さかあっても甚しい影響を受ける。これは
、線、面又は立体のような大きな領域から各々データ収
集することによるものである。然し乍ら、経時変化勾配
を用いると、データ収集の場所が高度に局所化される。

この場合には、局所化された領域刊近の静磁界の変化、
これは全スペクトルを単にシフトするだけである、に気
付くだけである。局所化された領域の磁界変化は無視で
きるものであるから、卯月−さによる線の広がりは最小
にされる。

所望ならば、このシステムを用いてスペクトルのずれを
修正することができる。その１つのやり方は、局所化さ
れた領域の主周波数を測定し、これを用いて復調するこ
とである。分光技術での別のやり方は、スペクトルを既
知の近似スペクトルとクロス相関させ、クロス相関ピー
クを捜すことである。

最初に述べたやり方では、カウンタのような周波数推定
システムを用いて、」ミ周波数が測定される。次いで、
この周波数を用いて、信号が復調される。それ故、局所
化された磁界が卯月−さによって変化する場合には、シ
ステムか自己補償を行なう。簡単な例として、第３図の
信号５６の周波数を測定し、これを用いて復調器５３の
ための復調基準信号を発生することができる。前記した
ように、フィルタされた出力は、その中心が周波数（ω
０−ωｌ）にある、卯月−さによって１該領域の局部磁
界がΔＢだけシフトした場合には、周波数が（ω０＋γ
ΔＢ−ωｌ）ヘシフトする。

この中心周波数を測定すれば、これを、復調器５３の同
期検出作動に使用して、システムが卯月−さに影響され
ないようにすることができる。

分光技術での第２のやり方では、＄３図の信号３３を変
換することにより得た出カスベクトルかγΔＢだけシフ
Ｉ・される、空間の局所化による線の広がりは無視でき
るから、スペクトルはそのま＼である。このスペクトル
を、検査されている対象物の既知のスペクトルとクロス
相関させることかできる。未知のスペクトルが僅かな変
化を受けたとしても、その一般的な形は、同じに保たれ
る。それ故、クロス相関ピークは、周波数のずれγΔＢ
において生じる。次いで、これを用いてスペクトルを修
正し、個々の線を適切に識別することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例を小す概略図。 第２図は１本発明実施例の１組の代表的な波形を示す図
、 第３図は、本発明実施例のブロック図、第４図は、二次
元で処理を行なうデジタルＩ’ｌ’Ｊ実施例のブロック
図、 第５図は、二次元で処理を行なうデジタル的実施例のブ
ロック図、 第６図は、分解能を改善した実施例のブロック図、 第７図及び第８図は、分解能を改善したデジタルシステ
ムのブロック図、 第９図は、複数の点に対するスペクトルデータな同時に
形成する実施例のブロック図、第１Ｏ図は、非周期的格
子変調を用いた本発明の実施例を示す１組の波形図、そ
して第１１図は、非周期的変調を用いた実施例のブロッ
ク図である。 １０・・・対象物（体積体） １３．１４・・φ磁極片 １６．１７．１８．１９．２ｏ・・・コイル２１．２２
．２３．２４．２５８・Φコイル２７φ・・スイッチ　
２９・φ−プロセッサ３０・・・表示装置 図面の浄書（内容に変ヌなし） ＦＩＧ、／。 ＦＩＧ、　３゜ ９ ９ ＦＩＧ、　６゜ ＦＩＧ、７ ＦＩＧ、　８゜ 東 ３ ・ 特許庁長官　殿 １、事件の表示　昭和５９年特ｔ’Ｆ＋ｉ第１１２１７
１号２、発明の名称　同時データ収集式ＮＭＲ造影シス
テム３、補正をする者 事件との関係　出願人 氏　名　アルバート　マコフスキー ４、代理人

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）成る体積体内の各点のＮＭＲ作用を測定する方法
   において、 高周波励磁信号で上記体積体を励磁し、経時変化磁界勾
   配の存在中で上記体積体から放出される信号を受信し、
   そして 上記受信信号の周波数スペクトルの複数の成分を用いて
   上記体積体内の各点のＮＭＲ作用に関する情報を取り出
   すように上記受信信号を処理して各点についての情報を
   取り出すことを特徴とする方法。
2. （２）上記の処理段階は、 経時変化磁界勾配の関数で位相変調されたベテロダイン
   信号を上記受信信号に乗算して、混合された信号を形成
   し、 上記混合された信号を復調し、そして 」＝記復調された信号を積分するという段階を含む特許
   請求の範囲第（１）項に記載の方法。
3. （３）」二記の処理段階は、 経時変化磁界勾配の関数で位相変調されたｒＦ：弦波信
   号の周波数スペクトルで１−記受信り号の周波数スペク
   Ｉ・ルを畳込みし、そして −ヒ記畳込みされた信号の搬送波周波数成分の振巾を測
   定するという段階を含む特許請求の範囲第（１）項に記
   載の方法。
4. （４）上記の処理段階は、 上記体積体内の点の位置を決定する経時変化勾配変調信
   号の関数で位相変調された正弦波の側波帯振巾を表わし
   ている所定の１組の争みによって、上記受信信号の周波
   数スペクトルの各顧訊な成分を重み付けし、そして 上記重み付けされた成分を加算する特許請求の範囲第（
   １）項に記載の方法。
5. （５）成る体積体のＮＭＲ作用をＡ１１Ｉ定する装置に
   おいて、 高周波励磁磁界で体積体を励磁する手段と、経時変化勾
   配磁界の存在中で上記体積体から放出される信号を受信
   する手段と、 上記受信信号の周波数スペクトルの複数の成分を用いて
   上記体積体内の各点のＮＭＲ作用に関する情報を取り出
   すように上記受信信号を処理する手段とを備えたことを
   特徴とする装置。
6. （６）」１記処理手段は、 経時変化磁界勾配信号の関数で位相変調されたヘテロダ
   イン信号を上記受信信号に乗算して、混合された信号を
   形成するような手段と、上記混合された信号を復調する
   手段と、」−記混合された信号を積分する手段とを備え
   ているような特許請求の範囲第（５）項に記載の装置。
7. （７）」１記処理手段は、 経時変化磁界勾配信号の関数で位相変調された正弦波信
   号の周波数スペクトルで、上記受信信号の周波数スペク
   トルを畳込みする手段と、上記畳込みされた信号の搬送
   波周波数成分の振ｎ］を測定する手段とを備えた特許請
   求の範囲第（８）上記処理手段は、 体積体内の点の位置を快足する勾配変調信号の関数で位
   相変調された正弦波の側波帯振１１】を表わしている所
   定の１組の重みを用いて上記受信信号の周波数スペクト
   ルの各顕著な成分を重み付けする手段と１ 、上記の重み付けされたスペクトル成分を加算する手段
   とを備えた特許請求の範囲第（５）項へ記載の装置。