JPH01155254A - 複合ｎｍｐスペクトルの自動位相補正の方法とデバイス - 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】 本発明はフーリエ変換によって少なくとも１つの共鳴信
号のサンプリング値から得られた複合磁気共鳴スペクト
ルの補正方法であって、該共鳴信号が定常一様磁場中に
位置している物体のＲ，Ｆ、電磁パルスにより発生され
、複合スペクトルのピーク位置とピーク位置の位相値が
決定されている。

本発明はまた物体の少なくとも一部分の複合磁気共鳴ス
ペクトルを決定するデバイスであって、該デバイスが、
定常磁場を発生する手段、定常一様磁場に磁場勾配を印
加する手段、物体に共鳴信号を発生するためにＲ，Ｆ、
電磁パルスを伝達する手段、発生された共鳴信号を受信
しかつ検出する手段、および検出された共鳴信号からサ
ンプリング値を発生する手段を具え、かつまたフーリエ
変換を用いてサンプリング値から複合磁気共鳴スペクト
ルを決定するプログラムされた手段を具え、プログラム
された該手段が複合スペクトル中のピーク位置とピーク
位置の位相値を決定するのにまた適している。

この種の方法は、シー・エッチ・ソータツク（Ｃ，Ｈ，
５ｏｔａｋ）等の「磁気共鳴雑誌（Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏ
ｆＭａｇｎｅｔｉｃ　Ｒｅ５ｏｎａｎｃｅ）　Ｊ　、第
５７巻、頁４５３〜４６２．１９８４年の論文から既知
である。上記の論文は位相エラーを含む複合磁気共鳴ス
ペクトルの非反復自動位相補正（ｎｏｎ　−１ｔｅｒａ
ｔｉｖｅ　ｐｈａｓｅ　ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）を記載
している。位相エラーはとりわけ例えば共鳴信号を受信
しかつ検出する手段の調整不良のようなＮＭＲデバイス
の欠陥とかＲ，Ｆ、電磁パルスの存限幅によって生じ、
位相エラーは正しくないタイミングにより生じているの
が目立っている。例えば、Ｒ．Ｆ．電磁パルスのすぐ後
で生じる共鳴信号（いわゆるＦＩＤ信号）がサンプルさ
れる場合、実際にＦＩＤ信号が始まる時点は第１サンプ
リング値が得られる時点と殆ど一致しないであろう。従
って、複合スペクトルにわたって、周波数独立（ゼロ次
）ならびに周波数依存（１次および高次）位相エラーが
起こるであろう。上記の論文では、複合スペクトルにわ
たる線形位相補正によってゼロ次らびに１次位相エラー
を補正する方法が提案されている。複合スペクトルは実
および塩スペクトル（ｒｅａｌ　ａｎｎｄ　ｉｍａｇｉ
ｎａｒｙ　ｓｐｅｃｔｒｕｍ）　（それぞれ吸収モード
と分散モード）であると考えることができる。いわゆる
、ｎ１ｓｐ　（分散対吸収のプロ・ント：ｐｌｏｔｏｆ
　ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　ｖｅｒｓｕｓ　ａｂｓｏｒｐ
ｔｉｏｎ）を用しすると、映像は単一ローレンツスペク
トルライン（ｓｉｎｇｌｅＬｏｒｅｎｔｚｉａｎ　５ｐ
ｅｃｔｒａｌ　１ｉｎｅ）を表示して％ｓる。ローレン
ツスペクトルラインが理想的な場合（すなわち位相シフ
トが存在しない場合）、映像は円の形で生成され、これ
は非理想的ローレンツラインの基準映像として役立って
いる。ＤＩＳＰを用いると、原理上、非理想的ローレン
ツラインの位相エラーは理想的ローレンツラインに関し
て決定することができる。引用された円で明らかになっ
た線形位相補正は周波数依存位相エラーを決寓するため
にこの現象を用いている。最初に、パワースペクトルが
複合スペクトルから決定され、そし適当な共鳴ラインの
ピーク位置が上記のパワースペクトルから決定される。

引き続いて、スペクトルの中心に最も近いピークの位相
はＤＩＳＰによって決定される。この位相を用いると、
ゼロ次位相エラーが補正される。引き続いて、他のピー
クの位相がＤＩＳＰによって決定され、そして、決定さ
れた他のピークの位相を用いると、線形位相変動は１次
位相エラーを近似するためにできる限り評価される。ゼ
ロ次および１次位相エラーに対して見いだされた近似を
用いると、複合スペクトルは最終的に１点づつ位相補正
される。既知の方法はピーク分離について要件を課して
いる。お互いに比較的近いヒベクトル中のピークは使用
できない。さらに、スペクトル中でお互いから比較的離
れている少なくとも２つのピークが存在せねばらい。も
しそうでないなら、試薬の追加によってスペクトル中に
２つの離れたピークを創成する必要があろう。既知の方
法の線形位相補正の使用により、例えば共鳴信号の時間
シフトされた測定によって生じる位相シフトのみが補償
されよう。他の原因による避けることのできない現在の
位相エラーはカバーされぬであろう。

本発明の詳細な説明さた欠点を持たない方法を与えるこ
とである。

これを達成するために、本発明による方法は、複合スペ
クトルにわたって延在する周波数依存位相関数（ｆｒｅ
ｑｕｅｎｃｙ　−ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ　ｐｈａｓｅ　ｆ
ｕｎｃｔｉ−ｏｎ）の係数が所定の規準に従ってピーク
位置の位相値から近似され、その後で決定された周波“
数依存位相関数により複合スペクトルが補正されること
を特徴としている。位相依存位相関数はその次数が前も
って決めらでいる多項式であってもよい、近似の間に多
項式の冨数を規定することは代案として可能である。そ
の結果、どんな位相依存性も近似できる０本発明による
方法は、複合スペクトルのピーク位置の位相が位相エラ
ーの無い場合に零でなければならぬと言う事実の認識に
基づいており、吸収モード信号はその場合に最大であり
、分散モード信号は零である０周波数依存位相関数の係
数が決定される場合、複合スペクトルは周波数の関数と
してその実部と虚部を１点毎に（ｐａｉｎｔ−ｗｉｓｅ
）補正することにより決定された周波数依存位相関数に
よって補正できる。

本発明による方法の一変形はピーク位置が複合スペクト
ルから決定さるモジュラススペクトル（ｎ＋ｏｄｕｌｕ
ｓ　ｓｐｅｃｔｒｕｍ）から導かれることを特徴として
いる。ピーク位置はモジュラススペクトルから適当に決
定できる。と言うのは、生起する位相エラーによってこ
のスペクトルが影響されないからである。

ピークパラメータがピーク位置の決定の間にピーク位置
で決定される本発明による方法の一変形は、オーバーラ
ツプするピークの場合に、決定されたピークパラメータ
によりオーバーラツプするピークが補正されることを特
徴としている。オーバーラツプするピークに対して決定
されたピークパラメータは、実部と虚部がローレンツ式
を満足しなけばならないと言う事実を利用して近傍オー
バーラツプピークを補正するために使用できる。

ラインに対する過剰な寄与は近傍ラインから引き算でき
る。もしそのような補正が実行されないと、完全に補正
されなかったスペクトルが最終的に得られる。多数のラ
インを持つスペクトルの場合にそのような補正が不要に
できることに注意すべきである。スペクトルに広いバッ
クグラウンド放射・線（ｗｉｄｅ　ｂａｃｋｇｒｏｕｎ
ｄ）が存在する場合に、広いバックグラウンドのパラメ
ータ（それは広いスペクトルラインであると考えられよ
う）は決定でき、オーバーラツプするラインを補正する
ために説明された方法を用いると、広いバックグラウン
ドの効果を除くために使用できる。

さらに、複合スペクトルのモデルはピーク位！および決
定されたピークパラメータに基づいて計算できる。複合
スペクトルの位相は検定された周波数依存位相関数によ
りピーク位置と、ピーク位置の位相から加重位相（賀ｅ
ｉｇｈｔｅｄ　ｐｈａｓｅ）によるピーク位置の外側の
周波数で補正できる。このモデルを使用すると、ピーク
位置の外側の周波数に対するピークの寄与の程度は加重
位相の加重ファクタを決３定するために決定される。特
に、例えばプロトンスペクトル中の水ピーク　（ｗａｔ
ｅｒ　ｐｅａｋ）のようにスペクトル中に非常に強いピ
ークが存在す−る場合に、そのようないくらか精密化さ
れた補正を使用する必要があろう。

本発明を図面を参照して詳細に説明する。

第１図は本発明によるデバイス１を線図的に示しており
、これは遮蔽空間２内に配列されており、定常一様磁場
を発生する磁石コイル３（定常一様磁場を発生する手段
）、勾配コイル５（磁場勾配を与える手段）、および送
信器コイル７と受信器コイル８を具える送受信器コイル
６（送・受信手段）を具えている。磁石コイル３が抵抗
性磁石（ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｍａｇｎｅｔ）によっ
て形成されている場合、それらは直流電源４によって給
電される。磁石コイルが永久磁石によって形成されてい
る場合、直流電源４はもちろん省かれよう。磁石コイル
はまた超伝導磁石によって形成することもできる。

送信器コイル７はＲ，Ｆ、電力増幅器９とＲ，Ｆ、発生
器１０を介して基準発生器（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｇｅ
ｎｅｒａｔｏｒ）１１に結合されている。Ｒ，Ｆ、発生
器１０は磁石コイル３内に位置している物体の核スピン
の励起用のＲ，Ｆ。

電磁パルスを発生するために役立っている。勾配コイル
５は勾配コイル制御デバイス１２によって制御され、か
つ定常一様磁場に重畳されている磁場勾配を発生するの
に役立っている。一般に３つの勾配が発生でき、それら
のフィールド方向は定常一様に磁場の方向に一致し、か
つそれらの各勾配方向ｚ、ｙ、ｘはお互いに垂直に延在
している。

受信器コイル８は送信器コイル７によって物体中に発生
された核スピンの磁気共鳴信号を受信するのに役立って
おり、かつ直交検出（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅｄｅｔｅｃ
ｔｉｏｎ）で磁気共鳴信号１４を検出する検出器１３（
検出手段）に結合されている。検出器１３は基準発生器
１１に結合されており、かつ受信されかつ検出された共
鳴信号をディジタル化するために低域通過フィルタとア
ナログ対ディジタル変換器（サンプリング値を発生する
手段）を具えている。制御手段１５はＲ，Ｆ、発生器１
０と勾配コイル制御デバイス１２の制御とタイミングに
役立っている。デバイス１はまたディジタル化された共
鳴信号１７を処理する処理手段１６を具えている°。処
理手段１６は制御手段１５に結合されている。処理手段
１６のプログラムされた手段によって形成されたスペク
トツの表示のために、処理手段がまた制御手段１５に結
合されている。処理手段１６はプログラムされた手段の
蓄積および非補正スペクトルと補正スさクトルならび、
にプログラムされた手段によって形成された他のデータ
の蓄積のためのメモ１月９を具えている。

処理手段１６は一般に周辺装置に結合する多くの装置を
具える複合コンピュータシステムによって形成されてい
る。

第２Ａ図はローレンツスペクトルラインを示している。

吸収ラインａｌは上側のグラフで周波数ωの関数として
プロットされ、そして分散ラインｄｉは下側のグラフで
周波数ωの関数としてプロットされている。物体（示さ
れていない）は磁石コイルで発生された定常一様磁場Ｂ
０にさらされるように磁石コイル３内に配列されている
。磁場Ｂ、の影響の下で、物体中に存在する少数の過剰
核スピンは磁場Ｂ０の方向に向けられよう。巨視的な観
点から磁場Ｂ０の方向に向けられた少数の過剰核スピン
は物体の磁化Ｍあるいは物体中に存在する核スピンの僅
かな分極として考えられている。観察者に対して静止し
ている座標系に関して、磁化Ｍは磁場Ｂ、の周りに摂動
運動をしており、ω。

＝ガンマ・Ｂ、であり、ここでガンマは磁気回転比であ
り、ω。は核スピンの共鳴周波数である。

引き続いて磁場Ｂ、中に配列された物体はＲ，Ｆ、発生
器１０によって送信器コイル７は発生されたＲ、Ｆ。

電磁パルスで照射される。定常磁場Ｂ０はＲ．Ｆ．電磁
パルスの角周波数ω。でそのｚ軸の周りで回転するｘｙ
ｚカルテシアン座標系（同じ方向に回転する座標系）の
２軸を規定する。角周波数ω。に等しいラーマ−周波数
を有する核スピンは回転座標系と同期しよう、　Ｒ，Ｆ
、電磁パルスの印加の前と後で、磁化Ｍは回転座標系で
定常的であう。磁化Ｍの回転座標系中の回転はＲ，Ｆ、
電磁パルスのパルス期間とパルス振幅に比例しよう０回
転座標系Ｘｙ面に投影された磁化ＭのＸ軸に一致してい
る成分は分散成分を形成し、かつ回転座標系のｙ軸に一
致する成分は磁化Ｍの吸収成分を形成する。印加された
Ｒ、Ｆ、電磁パルスのパワーが非常に小さくかつ飽和が
起こらない場合には、周波数の関数としての吸収成分の
記述は指数関数のフーリエ変換であるローレンツスペク
トル線ａｌと一致している。

分散成分は関連成分である。吸収ラインａ１と分散ライ
ンｄｉはヒルベルト変換を介して関係付けられ、ｄｌ”
ａｌ■（２π／ω）となり、ここで■は畳み込み操作を
表している。、（吸収と分散の詳しい説明については、
デイ−・ショー（Ｄ、Ｓｈａｗ）のフーリエ変換ＮＭＲ
分光学（Ｆｏｕｒｉｅｒ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ　Ｎ？ｌ
Ｒ５ｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ　）　、：Ｌルスビアー（
Ｂｌｓｅｖｉｅｒ）出版、１９７６年、頁３３を見よ）
。指数関数はｘｙ面上に投影された磁化Ｍの減少を記述
している（いわゆる横方向磁化）。この−船釣に知られ
た緩和現象はまた上記のマニュールに記載されている。

吸収線ａｌ　（励起周波数に対して位相が外れている）
は分光学者にとて最も興味があるものである。それは核
スピン系（物体）によるエネルギの吸収、周波数の関数
としての磁化の振る舞いである。物体が水限界プロトン
（ｗａｔｅｒ−ｂｏｕｎｄ　ｐｒｏｔｏｎ）　（それに
よって同期が起こる）を含むのみならず、異なる化学的
環境に存在する脂肪限界プロトン（ｆａｔ−ｂｏｕｎｄ
ｐｒｏｔｏｎ）を含むなら、ＮＭＲ共鳴信号のフーリエ
゛変換の後で水スペクトルと脂肪スペクトルが得ら１よ
う。その吸収スペクトルにおいて、２つの（優勢な）共
鳴スペクトルラインが起こる。物体がまた他の化学的環
境にあるプロトンを含む場合、゛スペクトルがより多（
の共鳴ピークを示すことは明らかであろう０例えば、２
重位相感応検出（ｄｏｕｂｌｅｐｈａｓｅ−ｓｅｎｓｉ
ｔｉｖｅ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）か使用される場合、こ
のケースでは検出器は第１位相感応検出器（詳細には示
されていない）が具えられ、それには基準発生器１１に
より発生された基準信号が基準信号として印加され、そ
してまた第２位相感応検出器が具えられ、それには９０
＠位相シフト基準信号が印加され、２つのディジタル信
号１７は検出器１３中のアナログ対ディジタル変換器に
よる信号サンプリングの後で利用可能と゛なり、その信
号は処理手段１６でフーリエ変換によりそれから吸収モ
ードスペクトルと分散モードスペクトルを決定するため
に役立っている０分散モードスペクトルは周波数の関数
としての横方向磁化の実部であると考えられ、そして吸
収モードスペクトルはその虚部であると考えることがで
きる。ＮＭＲスペクトルは核スピン系（物体）のパルス
応答であると考えることができる。位相エラーがＮＭＲ
デバイスｌで起こる場合、それらはスペクトルに効果を
持つであろう。

第２Ａ図の破線は吸収ラインａ１と分散ラインｄ１の９
０”位相シフトの効果を表示している。すなわち、ａ２
＝ｄｌおよびｄ２＝ａｌによって簡単に設定できる。ソ
ータツク（Ｓｏｔａｋ）による上記の論文では、抽圧式
が位相エラーを含むスペクトルの線形補正に対して与え
られている（ソータツクの論文の頁４５３）。

第２ｎ図はローレンツスペクトル線のいゎゆる、　ＤＩ
ＳＰＡを示している。ソータツクによる上記の論文の頁
４５３〜４５４は吸収ａの関数としての分散ｄのプロッ
トが理想的ローレンツスペクトルラインの場合の円Ｃと
なることを述べている。円Ｃの直径は吸収ラインａ１の
吸収ピークに等しい。またこの論文は円Ｃ上の位相エラ
ーの効果も記述している。第２Ｂ図におむ１て、基準Ｃ
′は９０＠位相シフトが起こっているＤＩＳＰＡ円を表
している。ソータツクはこの円Ｃが任意の位相エラーに
対して原点〇について回転することを立証している。

第３図は磁気共鳴スペクトルからの２つの共鳴ラインの
分解を示している。測定すべき物体は水とプロトンを含
む他の物質（この場合は例えば脂肪のような１つの物質
）を含んでいる。第３図の上側のグラフは妨害された吸
収スペクトルを示し、下側のグラフは妨害された分散ス
ペクトルを示している。そこではａ３は水の吸収ピーク
であり（基準発生器１１は水の中のプロトンのラーマ−
周波数に同調されている）、そしてａ４は脂肪の妨害さ
れた吸収ピークを示している。基準ａ３とａ４は対応す
る各分散ピークを示している。脂肪中のプロトンのラー
マ−周波数は水の中のプロトンのラーマ−周波数から導
かれ、この場合、ω＝ガンマ・　（１−σ）・Ｂｅであ
り、ここでσは遮蔽定数（ｓｈｉｅｌｄｉｎｇｃｏｎｓ
　ｔａｎ　ｔ）　（電子によるプロトンの遮蔽の差にょ
乏いわゆる化学シフトの効果）°である。脂肪に対する
位相エラー（示された例では一９ｏ°）が生じ、例えば
共鳴信号はｔ＝ｏ（Ｒ，ｐ、電磁パルスの中心）の後の
若干の時間でのみサンプルされる。これは機器欠陥によ
りしばしば起こる。またこの結果はいわゆるスピンエコ
ー測定と他の測定のケースで起こり得るが、しかしその
ケースでは例えば第１信号サンプルとエコー信号の最大
との非一致によるであろう、このシフトされた測定は現
在の例の水ピーク（回転座標系および基準発生器１１の
周波数と同期している）に何の効果も持っていない。

しかしながら、それは脂肪ピーク（このケースでは９０
°位相シフト）に効果を有している。それにより吸収ス
ペクトルが妨害されることは明らかであろう。測定され
た吸収スペクトルと分散スペクトルから、ソータツクは
パワースペクトルとピーク位置を決定している。　ＤＩ
ＳＰＡはゼロ次の位相補正を実行するためにピークの位
相を決定するよう使用されている。引き続いてソータツ
クはＤＩＳＰＡによって他のピークの位相を決定し、か
つそれから線形位相変動を評価している。最後に、ソー
タツクは引用された論文の頁４５３に基づいて述べられ
た式によって線形位相補正を実行している。第３図にお
いて、ライン１はスペクトルにわたる線形位相変動を表
し、位相エラーはω＝ω。に対して零である。シフトさ
れた測定以外（例えばハードウェアー原因）の多数の位
相エラーの原因が存在する場合には、位相エラーはスペ
クトルにわたって線形的に変化しないであろう。スペク
トル中の広いバックグラウンドのケースでは、ソータツ
クよる方法は別々の補正を必要としよう。本発明による
と、メモリ１９に蓄積されたプログラムされた手段を用
いると、処理手段１６はまず吸収スペクトルからのモジ
ュラススペクトルと、ＮＭＲデバイス１により測定され
た分散スペクトルを決定する。

モジュラススペクトルからピーク振幅、半値振幅におけ
るピーク幅およびピーク位置のような関連パラメータの
ピークの特定位置が決定されている。

多数のピーク位置では、位相は ψ１　＝　ａｒｃｔｇ　Ｉｍ＋／Ｒｅ に従って決定され、ここでψｉは周波数ω＝ｉを有する
ピークの位相であり、そしてＲｅとＩＩＩ＋はそれぞれ
ω＝ｉの複合磁気共鳴スペクトルの実部と虚部である。

引き続いて、多項式近似 ψ＝ψ。＋ψ、・ｆ！＋ψ２　・（ｆ＋　）”＋　・−
・・・・・・−が実行され、ここでｒｉはピークｉの周
波数であり、ψ。、ψ１．ψ２．−・−−−−−−・・
は決定すべき係数である。この多項式は例えばピーク中
の位相ψ。

に対する最小二乗最適化手順（例えば、イー・タレイス
ライツク（ｔ！Ｊｒｅｙｓｚｉｇ）の高等工業数学〔＾
ｄｖａｎｃｅｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｍａｔｈｅｍ
ａｔｉｃｓ）の頁８１７〜８１９、第４版、ライレイ（
Ｗｉｌｅｙ）　、１９７９年に記載されているように）
によってうまく適用されている。代案として、可能な限
り正しい位相多項式は係数の反復によって決定できる。

最後に、決定された多項式を用いると、複合スペクトル
（吸収スペクトルと分散スペクトル）はプログラムされ
た手段に蓄積された以下の式によって一点づつ補正され
（すなわち、周波数領域の多数のデータ点に対して）、
ここで Ｒｅ”　（ｆ）　＝Ｒｅ（ｆ）　・ｃｏｓ（ψ（ｆ）　
）＋Ｉａ＋（ｆ）　・５ｉｎ（ψ〔ｆ〕）および １ｍ　’　　（ｆ）−−Ｒｅ（ｆ）　・５ｉｎ（ψ（ｆ
）　）＋Ｉａ＋（ｆ）　・ｃｏｓ（ψ〔ｆ〕）である、
ここでＲｅ’　（ｆ）は複合スペクトルの補正された実
部であり、Ｉｉｍ　’　（ｆ）はスペクトルの補正され
た虚部であり、Ｒｅ（ｆ）゛と１ｍ（Ｄは非補正複合ス
ペクトルの実部と虚部である。決定された周波数依存位
相関数坪よる上記の補正はピーク位置のみで実行でき、
かつ異なる戦略が中間点に採用できる。スペクトルのモ
デルはピーク位置とピークパラメータを基にして形成さ
れている。モデルの中間点において、種々のピークの寄
与が計算され、かつ位相はそれにより加重さた態様で補
正さている０例えば、第１ピークの寄与が８０％になり
、そして第２ピークの寄与が２０％になる場合、中間点
の位相補正は第１ピークで決定された周波数依存位相関
数に従って位相８０％で実現され、そして第２ピークで
決定された周波数依存位相関数に従って位相の２０％で
実現されている。

第４図は磁気共鳴スペクトルからの２つのオーバーラツ
プした共鳴ラインの分解を示している。

本発明に関連するオーバーラツプの効果の明確な記述は
、何の位相エラーも含まれていないと仮定されている。

第４図の上側のグラフでは２つの吸収ラインａ５と８６
が周波数ωの関数として示されている。下側のグラフで
は２つの関連分散ラインｄ５とｄ６が示され、かつプロ
グラムされた手段によって吸収ラインａ５とａ６から、
および分散ラインｄ５とｄ６から決定されているモジュ
ラスグラフ（ｍｏｄｕｌｕｓｇｒａｐｈ）　Ｍが示され
ている。モジュラスグラフＭの下に、ピーク位置ω１と
ω２のピーク位置の関連位相、すなわちψ〔ω１〕とψ
［ω２〕がそれぞれ決定されている。オーバーラツプが
無いと、ψ〔ω１〕とψ〔ω２〕は何の位相エラーも存
在しない場合に零となろう。もし位相補正がなお実行さ
れるならもちろんそれは呼出されないであろう。

ピーク振幅Ｍ〔ω、）、Ｍ（ω２）および半値振幅にお
けるパルス幅８１と８２のようなオーパーラ・ンプする
ピークで決定されたパラメータをさらに使用すると、（
強く）オーバーラツプするラインの効果は位相補正の実
行の前に除外することができる。近傍のラインのパラメ
ータを使用すると、決定さた隣接ラインの位相が補正さ
れる。スペクトルラインを含む場合（実際にしばしば起
こる状態であるが）、オーバーラツプするラインの補正
は一般に省略できる。その場合、ピーク位置の位相寄与
は平均化される。信号対雑音比が劣っているケースでは
、過剰に大きな数のピーク（また雑音によるもの）は位
相補正に多分台まれよう。雑音のランダム性により、雑
音効果は平均化されよう。

そのケースでは、それは雑音を考慮する必要は無い（こ
れは大抵の測定のケースであり、全体の測定時間を犠牲
にして測定を繰り返すことにより、かつ共鳴信号を平均
化して、信号雑音比は改善できる）０位相補正の実行は
位相補正の雑音の効果を低減しかつフィルタされた信号
から検定されたモジュラスグラフのスペクトルピークの
決定を容易にするために時間領域のフィルタリングを前
に置くことができる。

第５図は本発明による方法を例示するフローチャートを
示している０本発明による方法はプログラムされた手段
の形でメモリ１９に蓄積され、そして処理手段１６で実
行される。磁気共鳴測定はＮＭＲデバイス１により実行
さているものと今後仮定しよう（磁気共鳴測定は一般的
に知られており、かつ多くの刊行物に記載されている。

ショーによる上記の本の第５章と第６章）。プログラム
された手段はＦｌから今後説明されよう。Ｆ２において
、実スペクトルＲｅ−（ω）　　（Ｕモード）と虚スペ
クトル１ｍ（ω）（ｖモード）はプログラムされた手段
によりフーリエ変換で決定される。Ｆ３において、先立
つフィルタリングを考慮するか、あるいは得られた複合
スペクトルを考慮しない選択が行える。

フィルタリング操作Ｆ４が実現される場合、プログラム
された手段は複合スペクトルＲｅ（ω）と１ｍ（ω）に
基づいて逆フーリエ変換を実行し、（例えば）指数ディ
ジタルフィルタ（ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ　ｄｉｇｉｔ
ａｌｆｉｌｔｅｒ）を用いて、逆フーリエ変換により得
られた結果をフィルタし、そして最後にフィルタされた
結果に基づいてフーリエ変換を実行する。フィルタされ
たスペクトルはメモリ１９に蓄積される。

引き続いて、Ｆ５において、モジュラススペクトルはフ
ィルタされたかフィルタされなかった複合スペクトルか
ら決定される。Ｆ６において、ピーク位置ｆ□は決定さ
れ、またその位相ψ１およびピーク振幅Ｍ（ω、）と半
値振幅Ｂｉにおけるピーク幅のような多分別のピークパ
ラメータが決定される。

Ｆ７において、補正がオーバーラツプするスペクトルラ
インに先立って実行されるかされないかが決定できる。

補正が前もって実行される場合、それは近傍ピークのω
Ｌ、Ｍ（ω五）、およびＢｉに基づいてＦ８で起こる。

　Ｆ９において、多項式が規定され、それにより最小二
乗最適化手順が実行される。

ＰＩＯにおいて、多項式の係数ψ。、ψ１．ψ２．・・
・・・が最小二乗最適化手順により決定される。Ｆｉｌ
において、実スペクトルＲｅ　（ω）と虚スペクトル１
ｍ（ω）が多項式から決定された位相ψ（ω）で補正さ
れる。Ｆｌ２において、補正されたスペクトルと補正さ
れないスペクトルは表示ユニット１８上に表示される。

Ｆｌ３において、プログラムされた手段はＮＭＲデバイ
ス１によって実行されるべき他の仕事を継続する。第５
図のブロックは以下の通り示されている。

Ｐｉ　　スタート Ｆ２　　フーリエ変換 Ｆ３　　フィルタリング（イエス／ノー）？Ｆ４　　フ
ィルタリング Ｆ５　　モジュラススペクトルの決定 Ｆ６　　ピーク位相とピークパラメータの決定Ｆ７　　
オーバーラツプするピークの補正（イエス／ノー）？ Ｆ８　　オーバーラツプするピークの補正Ｆ９　　多項
式の決定 ＦＩＯ多項式の係数の決定 Ｆｉｌ複合共鳴スペクトルの補正 Ｐ１２補正されたスペクトルの表示 Ｆ１３ストップ 物体中のすべての核スピンは励起される必要は無い。例
えば、物体の一部分（関心ある体積）はその補正された
スペクトルを表示するために励起できる。その場合、い
わゆる体積選択励起（ｖｏｌｕｍｅ−ｓｅｌｅｃｔｉｖ
ｅ　ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ）が起ころう、これは勾配コ
イル制御デバイス１２による所与のシーケンスで勾配コ
イル５　（Ｇｘ、　Ｇｙ、　ＧＺ）を励起すること、お
よび送信器コイル７によるＲ、Ｆ、電磁パルスの送信に
より実現されている。体積選択励起の詳細な説明につい
ては、例えばリューテンとテン・ホランダ−（Ｌｕｙｔ
ｅｎ　ａｎｄ　Ｄｅｎｎ　１ｌｏｌｌａｎｄｅｒ）によ
る論文、ｒｌｌ１ＭＲ空間分解分光学（ＩＩＩ　ＭＲ５
ｐａｔｉａｌｌｙＲｅｓｏｌｖｅｄ　５ｐｅｃｔｒｏｓ
ｃｏｐｙ）、磁気共鳴イメージング（Ｍａｇｎｅｔｉｃ
　Ｒｅ５ｏｎａｎｃｅ　Ｉｍａｇｉｎｇ）、第４巻、頁
２３７〜２３９．１９８６年を参照されたい。記載され
た方法がプロトンスペクトルに限定されないこと、そし
て例えば１１０．３１ｐ等のスペクトル、高解像度スペ
クトル等はまた補正できることは明らかであろう、有機
材料および／または無機材料のスペクトルも補正できる
。この方法は分光学のための多くの既知のＮＭＲパルス
シーケンスと組み合わせることもできる。

（要　約） ＮＭＲスペクトルの位相エラーの自動補正の方法が提案
さている。位相エラーはなかんず＜　ＮＭＲハードウェ
アの欠陥、磁気共鳴信号が現れた後のその時間シフトさ
れたサンプリングによるものである。位相補正は複合ス
ペクトルから決定されたモジュラススペクトルのピーク
位置の最初の決定、およびピーク位置の位相の決定によ
り実行され、その後でピーク位置の位相は最小二乗最適
化手順により所定の多項式に適合されている。多項式の
係数はこのようにして規定される。引き続いて、ＮＭＲ
スペクトルは決定された位相多項式により一点づつ補正
される。提案された方法はＮＭＲデバイスで簡単に実現
できる。信号対雑音比とスペクトルの解像度についての
何の厳しい要件も課せられていない。実際の状態では、
ＮＭＲスペクトルは一般に多くのスペクトルラインを含
んでいる。従って、本方法はオーバーラツプするスペク
トルラインの効果について敏感でない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるデバイスを線図的に示し、第２Ａ
図はローレンツスペクトルラインを示し、第２Ｂ図はロ
ーレンツスペクトルラインのいわゆるＤＩＳＰＡを示し
、 第３図は磁気共鳴スペクトルからの２つの共鳴ラインの
分解を示し、 第４図は磁気共鳴スペクトルからの２つのオーバーラツ
プする共鳴ラインの分解を示し、第５図はこの方法を例
示するフローチャートを示している。 １・・・ＮＭＲデバイス　　２・・・遮蔽空間３・・・
磁石コイル　　　４・・・直流電源５・・・勾配コイル
　　　６・・・送受信器コイル７・・・送信器コイル　
　８・・・受信器コイル９・・・Ｒ，Ｆ、電力増幅器　
ｌＯ・・・Ｒ，Ｆ、発生器１１・・・基準発生器 １２・・・勾配コイル制御デバイス １３・・・検出器　　　　　１４・・・磁気共鳴信号１
５・・・制御手段　　　　１６・・・処理手段１７・・
・ディジタル共鳴信号

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、フーリエ変換によって少なくとも１つの共鳴信号の
   サンプリング値から得られた複合磁気共鳴スペクトルの
   補正方法であって、該共鳴信号が定常一様磁場中に位置
   している物体のＲ．Ｆ．電磁パルスにより発生され、複
   合スペクトルのピーク位置とピーク位置の位相値が決定
   されているものにおいて、 複合スペクトルにわたって延在する周波数 依存位相関数の係数が所定の基準に従ってピーク位置の
   位相値から近似され、その後で決定された周波数依存位
   相関数により複合スペクトルが補正されることを特徴と
   する方法。 ２、周波数依存位相関数が多項式であることを特徴とす
   る請求項１記載の方法。 ３、所定の基準が最初二乗基準であることを特徴とする
   請求項１もしくは２記載の方法。 ４、ピーク位置が複合スペクトルから決定されるモジュ
   ラススペクトルから導かれることを特徴とする請求項１
   もしくは２もしくは３記載の方法。 ５、ピーク位置が複合スペクトルから決定されるパワー
   スペクトルから導かれることを特徴とする請求項１もし
   くは２もしくは３記載の方法。 ６、ピークパラメータがピーク位置の決定の間にピーク
   位置で決定される請求項１から５のいずれか１つに記載
   の方法において、オーバーラップするピークの場合に、
   決定されたピークパラメータによりオーバーラップする
   ピークが補正されることを特徴とする方法。 ７、ピークパラメータがピーク振幅、半値ピーク振幅に
   おけるピーク幅およびピーク位置であることを特徴とす
   る請求項６記載の方法。 ８、物体の少なくとも一部分の複合磁気共鳴スペクトル
   を決定するデバイスであって、該デバイスが、 定常磁場を発生する手段、 定常一様磁場に磁場勾配を印加する手段、 物体に共鳴信号を発生するためにＲ．Ｆ．電磁パルスを
   伝達する手段、 発明された共鳴信号を受信しかつ検出する 手段、および 検出された共鳴信号からサンプリング値を 発生する手段、 を具え、かつまた フーリエ変換を用いてサンプリング値から 複合磁気共鳴スペクトルを決定するプログラムされた手
   段を具え、プログラムされた該手段が複合スペクトル中
   のピーク位置とピーク位置の位相値を決定するのにまた
   適しているものにおいて、 所定の規準に従ってピーク位置の位相値か ら近似によって周波数依存位相関数の係数を決定し、か
   つ決定された周波数依存位相関数により複合スペクトル
   を引き続いて補正するためにプログラムされた手段が適
   していることを特徴とするデバイス。