(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像化に必要な傾斜磁場以外に付加的な傾斜磁場パルスを印加する磁気共鳴イメージング装置において、前記付加的な傾斜磁場パルスの印加によって生じる画質劣化を補正するため、前記画像化におけるエコー信号検波の中心周波数を変更する周波数変更手段を具備することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
前記周波数変更手段は、前記付加的な傾斜磁場パルスの大きさ、あるいは方向に応じて前記中心周波数を変更することを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
画像化に必要な傾斜磁場以外に付加的な傾斜磁場パルスを印加する磁気共鳴イメージング装置において、前記付加的な傾斜磁場パルスの印加によって生じる画質劣化を補正するため、再構成後の画像を変形あるいはシフトさせる画像処理手段を具備する磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
前記画像処理手段は、前記付加的な傾斜磁場パルスの大きさ、あるいは方向に応じて前記再構成後の画像を変形あるいはシフトさせることを特徴とする請求項３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記付加的な傾斜磁場パルスを印加して第１の磁場分布を測定する第１測定手段と、前記付加的な傾斜磁場パルスを印加しないで第２の磁場分布を測定する第２測定手段と、前記第１、第２の磁場分布に基づいて前記画質劣化を補正するための補正量を算出する補正量算出手段とをさらに具備することを特徴とする請求項１又は３又は５に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
前記付加的な傾斜磁場パルスを印加して第１の位相画像を収集する第１収集手段と、前記付加的な傾斜磁場パルスを印加しないで第２の位相画像を収集する第２収集手段と、前記第１、第２の位相画像に基づいて前記画質劣化を補正するための補正量を算出する補正量算出手段とをさらに具備することを特徴とする請求項１又は３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
前記付加的な傾斜磁場パルスを印加して第１のエコー信号を収集する第１収集手段と、前記付加的な傾斜磁場パルスを印加しないで第２のエコー信号を収集する第２収集手段と、前記第１、第２のエコー信号に基づいて前記画質劣化を補正するための補正量を算出する補正量算出手段とをさらに具備することを特徴とする請求項１又は３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項８】
前記付加的な傾斜磁場パルスを印加して、ハーンエコーの時刻をエコー中心とする第１エコー及び当該ハーンエコーの時刻以外をエコー中心とする第２エコーを収集する第１収集手段と、前記付加的な傾斜磁場パルスを印加しないで、ハーンエコーの時刻をエコー中心とする第３エコー及び当該ハーンエコーの時刻以外をエコー中心とする第４エコーを収集する第２収集手段と、前記第１及び第２と、前記第３及び第４エコーとから前記画質劣化を補正するための補正量を算出する算出手段とをさらに具備することを特徴とする請求項１又は３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項９】
前記付加的な傾斜磁場パルスを印加して、第１のエコー時刻を中心の時刻とする第１エコー及び第２のエコー時刻を中心の時刻とする第２エコーを収集する第１収集手段と、前記付加的な傾斜磁場パルスを印加しないで、前記第１のエコー時刻を中心時刻とする第３エコー及び前記第２のエコー時刻を中心の時刻とする第４エコーを収集する第２収集手段と、前記第１及び第２エコーと、前記第３及び第４エコーとから前記画質劣化を補正するための補正量を算出する算出手段とをさらに具備することを特徴とする請求項１又は３に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１０】
前記算出手段により算出された補正量を記憶する記憶手段をさらに具備し、撮影毎に前記付加的な傾斜磁場パルスにより生じる誤差磁場分布を測定せずに補正が行われることを特徴とする請求項６、７、８及び９のいずれか一項に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１１】
モーションプロービンググラジエントパルスを印加する磁気共鳴イメージング装置において、前記モーションプロービンググラジエントパルスの印加によって生じる画質劣化を補正するため、画像化におけるエコー信号検波の中心周波数を変更する周波数変更手段を具備することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１２】
モーションプロービンググラジエントパルスを印加する磁気共鳴イメージング装置において、前記モーションプロービンググラジエントパルスの印加によって生じる画質劣化を補正するため、再構成後の画像を変形あるいはシフトさせる画像処理手段を具備する磁気共鳴イメージング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気共鳴イメージング装置（以下、ＭＲＩ装置と称する）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１２および図１３は、ＭＲＩ装置において代表的な２種類の撮影法である、スピンエコー法（ＳＥ法）およびエコープラナイメージング法（Echo Planar Imaging 法：ＥＰＩ法）のパルスシーケンスを示す図である。これらの撮影法は、繰り返し時間（ＴＲ）、エコー時間（ＴＥ）を適当に設定することにより、Ｔ１、Ｔ２対象核種自体の密度等を画像の信号値に反映させることができる。さらに、励起パルスの印加からエコーデータ収集までの間に、付加的な傾斜磁場パルスを印加することによって画像に特定の情報を与えることも行われている。
【０００３】
図１４に、付加的な傾斜磁場パルスの一例を示す。図１４（ｂ）は各画像ピクセル内の対象核種を含んだ分子の微細な動きによる横磁化スピンの位相ずれを強調するための付加的な傾斜磁場パルスであるモーションプロービンググラジエント（Motion Probing Gradient 、以下、ＭＰＧ）パルスを示している。このＭＰＧパルスは、参考文献（Stejscal EO, Tanner JE. Spin diffusion measurements: spin echoes in the presence of a time dependent field gradient, J. of chemical physics, 1965, 42: 288-299）等に開示されているが、対象核種を含んだ分子の拡散による横磁化スピンの位相ずれを強調するため、高周波反転パルス（１８０度パルス）の前後両側に印加される、印加時間と強度が等しい一対の傾斜磁場パルスである。
【０００４】
このような付加的な傾斜磁場パルスの印加によって同一ボクセル内の分子の微細な動きによる横磁化スピンの位相ずれを強調する撮影法は、ＩＶＩＭ（Intra Voxel Incoherent Motion ）イメージングと称されている。
【０００５】
また、図１４（ｃ）は撮影対象の速度に比例して横磁化スピンの位相を変化させるための付加的な傾斜磁場パルスであるフローエンコードグラジエント（Flow Encode Gradient、以下、ＦＥＧ）パルスを示している。このようなＦＥＧパルスを用いる撮影法については、米国特許第４，５１６，０７５号明細書（Moran ）に記載されている。
【０００６】
これら付加的な傾斜磁場パルスを印加するにあたっては、画像の分解能、断面方向とは独立に、観察しようとする撮影対象の速度、方向に応じて、その方向および強度を設定する。したがって、このような付加的な傾斜磁場パルスは、周波数エンコード方向、位相エンコード方向、スライス方向のいずれでも、それらの任意の比率の組み合わせでもよい。
【０００７】
ところで、上述したような付加的な傾斜磁場パルスは、目的とする撮影対象の速度が遅い場合、画像化に必要な傾斜磁場とは独立に傾斜磁場強度を大きくする必要がある。特にＭＰＧは傾斜磁場強度を極力大きくする必要があり、使用する装置の最大傾斜磁場強度のＭＰＧを数十ミリ秒印加する場合もある。このような付加的な傾斜磁場パルスを印加すると、これによって生じる渦磁場を補償する渦磁場補償回路の調整ずれなどの影響によって、エコー収集中において撮像に不必要な磁場分布が生じるという問題点がある。不必要な磁場分布の発生によって、画像の歪み、シフト、ぼけ、あるいは画像の位相成分の変化等が起こることが数多く報告されている。
【０００８】
ＭＰＧを利用したＩＶＩＭイメージングにおいては、体動、ＣＳＦ（脳脊髄液）や、血流等の拍動によって生じるアーチファクトを低減するため前述のＥＰＩが広く普及しているが、ＥＰＩはその原理上、前述のような不完全性に対し特に敏感なシーケンスであるため、上述したような不必要な磁場分布の発生は特に深刻な問題となっている。例えばＭＰＧを利用した場合、撮像に用いられる傾斜磁場は大きいので、一般に渦電流が少ないとされているシールド型傾斜磁場コイルでさえも渦電流は無視できない。残存する渦電流が少なくても、ＥＰＩにおいては顕著な画像の歪みを引き起こす。このことは、参考文献（Correction for Distortion of images used to calculate the Apparent Diffusion Coefficient Proc ．of the 4th Annual Meeting ，International Society of Magnetic Resonance in Medicine ，1996 No.1335）に開示されている。このため、例えばＭＰＧを印加して得られた画像と、ＭＰＧを印加しないで得られた画像とでは、画像の歪み方やシフトが異なってくる。したがって、双方の画像を比較する場合に、対応する位置を特定しにくい、あるいは双方の画像を重ねあわせて表示することができないなどの不都合が生じてしまう。
【０００９】
ところで、付加的な傾斜磁場パルスの印加によって生じる不必要な磁場分布は、傾斜磁場コイルの製造上の誤差（より詳しくは、このような誤差は断面方向に現れる）によるものでもある。したがって、その磁場分布及び強度は各装置毎に異なる。このため、大量に生産される商用のＭＲＩ装置にとっては装置毎の画質のばらつきをひきおこすため品質管理の上で問題となる。
【００１０】
また、撮影法によっては、画像再構成に必要となるエコー以外に余分なエコーデータを補正データとして収集し、さまざまな不完全性を補正する場合がある。しかしながら、強力な付加的傾斜磁場パルスにより生じる不必要な磁場分布によって補正用エコーデータの信号値が低下してしまう。このためゴーストなどの画像のアーチファクトが増加し、補正の精度が低下するという問題点がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、付加的な傾斜磁場パルスを印加することによって不必要な磁場分布が生じ、これにより画像の歪み、位置のシフト、補正用エコーデータの信号値低減によるアーチファクト等の画質劣化を引き起こすという問題点がある。
【００１２】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、付加的な傾斜磁場パルスの印加によって生じる不必要な磁場分布に起因する画質劣化を低減するようにした磁気共鳴イメージング装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成するため本発明の磁気共鳴イメージング装置は次のように構成されている。
（１）本発明の磁気共鳴イメージング装置は、画像化に必要な傾斜磁場以外に付加的な傾斜磁場パルスを印加する磁気共鳴イメージング装置において、前記付加的な傾斜磁場パルスの印加によって生じる画質劣化を補正するため、前記画像化におけるエコー信号検波の中心周波数を変更する周波数変更手段を具備する。
（２）本発明の磁気共鳴イメージング装置は、画像化に必要な傾斜磁場以外に付加的な傾斜磁場パルスを印加する磁気共鳴イメージング装置において、前記付加的な傾斜磁場パルスの印加によって生じる画質劣化を補正するため、再構成後の画像を変形あるいはシフトさせる画像処理手段を具備する。
（３）本発明の磁気共鳴イメージング装置は、モーションプロービンググラジエントパルスを印加する磁気共鳴イメージング装置において、前記モーションプロービンググラジエントパルスの印加によって生じる画質劣化を補正するため、画像化におけるエコー信号検波の中心周波数を変更する周波数変更手段を具備する。
（４）本発明の磁気共鳴イメージング装置は、モーションプロービンググラジエントパルスを印加する磁気共鳴イメージング装置において、前記モーションプロービンググラジエントパルスの印加によって生じる画質劣化を補正するため、再構成後の画像を変形あるいはシフトさせる画像処理手段を具備する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係るＭＲＩ装置のハードウェア構成を示すブロック図である。ガントリ２０内には静磁場磁石１、Ｘ軸・Ｙ軸・Ｚ軸傾斜磁場コイル２、及び送受信コイル３が設けられる。送受信コイル３はガントリ内に埋め込まれるのではなく、寝台１３の天板内に埋め込まれるか、あるいは被検体に直に装着されてもよい。また、送受信コイルの代わりに送信、受信専用の別々のコイルを用いてもよい。静磁場発生装置としての静磁場磁石１は例えば超電導コイル、または常伝導コイルを用いて構成される。Ｘ軸・Ｙ軸・Ｚ軸傾斜磁場コイル２はＸ軸傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸傾斜磁場Ｇｙ、Ｚ軸傾斜磁場Ｇｚを発生するためのコイルである。送受信コイル３はスライスを選択するための選択励起パルスとしての高周波（ＲＦ）パルスを発生し、かつ磁気共鳴により発生した磁気共鳴信号（ＭＲ信号）を検出するために使用される。寝台１３の天板上に載置された被検体Ｐはガントリ２０内のイメージング可能領域（イメージング用磁場が形成される球状の領域であり、この領域内でのみ診断が可能となる）に挿入される。
【００１５】
静磁場磁石１は静磁場制御装置４により駆動される。送受信コイル３はＲＦ送信時には送信器５により駆動され、かつ磁気共鳴信号の検出時には受信器６に結合される。Ｘ軸・Ｙ軸・Ｚ軸傾斜磁場コイル２はＸ軸傾斜磁場電源７、Ｙ軸傾斜磁場電源８、Ｚ軸傾斜磁場電源９により駆動される。
【００１６】
Ｘ軸傾斜磁場電源７、Ｙ軸傾斜磁場電源８、Ｚ軸傾斜磁場電源９、送信器５はシーケンサ１０により所定のシーケンスに従って駆動され、Ｘ軸傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸傾斜磁場Ｇｙ、Ｚ軸傾斜磁場Ｇｚ、高周波（ＲＦ）パルスを、後述する所定のパルスシーケンスで発生する。この場合、Ｘ軸傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸傾斜磁場Ｇｙ，Ｚ軸傾斜磁場Ｇｚは主として、例えば位相エンコード用傾斜磁場Gpe 、読出し用傾斜磁場Gro 、スライス用傾斜磁場Gss としてそれぞれ使用される。コンピュータシステム１１はシーケンサ１０を駆動制御するとともに、受信器６で受信される磁気共鳴信号を取り込んで所定の信号処理を施すことにより、被検体の断層像を生成し、表示部１２で表示する。
【００１７】
図２は、シーケンサ１０が実行するパルスシーケンスを示したものである。図２（ａ）は、ＲＦ送信パルス及びエコー（echo）、スライス選択用傾斜磁場Gss 、読出し用傾斜磁場Gro 、位相エンコード用傾斜磁場Gpe をそれぞれ示している。また、図２（ｂ）は、付加的な傾斜磁場パルスの一例としてのモーションプロービンググラジエントパルスGMo を示している。このGMo は、対象核種を含んだ分子の拡散による横磁化スピンの位相ずれを強調するため、高周波反転パルス（１８０度パルス）の前後両側に、印加時間と強度が等しい一対の傾斜磁場パルスとして加えられる。なお、付加的な傾斜磁場パルスには、当該モーションプロービンググラジエントパルスGMo や、図１３に示したフローエンコードパルスGfe といった複数種類のものがあるが、これらは撮影目的に応じて使い分けることができる。
【００１８】
図２（ｃ）は補正用傾斜磁場パルスdGcp、図２（ｄ）は補正用オフセット傾斜磁場dGoffset、図２（ｅ）は受信検波時の中心周波数のずれdf0 をそれぞれ示している。
【００１９】
図３は本発明の比較対照例としての従来のＭＲＩ装置における撮影手順を示すフローチャートである。同図に示す通り、従来の撮影手順においては、まず断面方向、ＴＲ、ＴＥ、スライス枚数などのスキャン条件の設定、および前述の付加的な傾斜磁場パルスを入れる方向及び強度の設定を行う（ステップＳ１００）。通常は、このような設定は操作者が行う。かかる設定に従って、ステップＳ１０１においてスキャンを実行（ステップＳ１０１）し、さらに画像の再構成及び画像の表示を行う（ステップＳ１０２）。
【００２０】
一方、図４は本発明のＭＲＩ装置における撮影手順を示すフローチャートである。同図に示すように、まずステップＳ１において、付加的な傾斜磁場パルスにより発生する不必要な磁場分布を補正する際に用いられるパラメータ群を測定する。しかる後、図３に示した従来の撮影手順と同様に、スキャン条件の設定、および付加的な傾斜磁場パルスを入れる方向及び強度の設定を行う（ステップＳ２）。次に、この設定情報を元に付加的な傾斜磁場パルスによって発生する不必要な磁場分布を推定（ステップＳ３）し、補正用オフセット傾斜磁場、補正用傾斜磁場パルス、及びエコー信号受信検波時の中心周波数の強度、方向等を与える補正用データを算出する（ステップＳ４）。補正用データの算出方法については後述する。そしてこれらの結果をもとにスキャンを実行（ステップＳ５）し、画像の再構成及び表示を行う（ステップＳ６）。すなわちステップＳ５においては、図2 のパルスシーケンスに従い、モーションプロービンググラジエントパルスGMo が付加的な傾斜磁場パルスとして印加されると共に、この付加的な傾斜磁場パルスによって生じる不必要な磁場分布による画質劣化を補正するため、補正用傾斜磁場パルスdGcp及び補正用オフセット傾斜磁場dGoffsetが印加され、エコー信号の受信検波時における中心周波数がdf0 だけシフトされる。
【００２１】
尚、上記不必要な磁場分布の補正に用いられるパラメータ群は、撮影の度に毎回測定する必要はない。例えば装置の据え付け時に１度だけ測定した結果を次回以降の撮影で使用するようにしても良い。
【００２２】
また本実施形態では不必要な磁場分布の補正処理をパルスシーケンス自体で行うものとなっており、エコーデータの後処理や再構成処理には従来から知られている計算法を利用すれば良い。尚、このような補正処理はパルスシーケンス自体の変更を伴わない他の実現方法によって行うことも可能である。すなわち、再構成画像の変形、周波数エンコード方向のシフト、位相エンコード方向のシフトによって当該補正処理を実現しても良い。特に再構成画像の処理による補正処理については第３実施形態において説明する。
【００２３】
次に、付加的な傾斜磁場パルスと、補正のためのパラメータとの関係について説明する。補正のためのパラメータとは、付加的な傾斜磁場パルスに応じた補正用データ、すなわち補正用オフセット傾斜磁場、補正用傾斜磁場パルス、エコー受信検波時における中心周波数のシフト量を与えるものである。
【００２４】
図２に示したモーションプロービンググラジエントGMo 、あるいはGfe （図１３参照）の大きさを示すベクトルＧａｄｄを次式（１）のように表記する。なお、以下では「* （識別子）」によってベクトルを表記する。例えばベクトルＧａｄｄは* Ｇａｄｄと表記する。
【００２５】
【数１】
0003679892.tif 000002
【００２６】
Gadd,r、Gadd,e、Gadd,sは、それぞれ周波数エンコード方向、位相エンコード方向、スライス方向における傾斜磁場強度[T/m] である。
図２に示した補正用オフセット傾斜磁場のベクトルを* ｄＧｏｆｆｓｅｔと表記し、補正用傾斜磁場パルスのベクトルを* ｄＧｃｐと表記し、エコー受信時の中心周波数のベクトルをdf0 [Hz]と表記する。傾斜磁場系は３チャンネルの傾斜磁場によって規定するのが一般的である。各チャネルの傾斜磁場は互いに直交し、その磁場強度（通常は静磁場方向成分）は１次勾配を呈する。
【００２７】
そこで、* ｄＧｏｆｆｓｅｔ及び* ｄＧｃｐは、それぞれ使用する傾斜磁場系のチャンネルごとの要素を持つベクトルであって、x 、y 、z の３チャンネルからなるものとして規定する。次式（２）は* ｄＧｏｆｆｓｅｔ及び* ｄＧｃｐを示す。
【００２８】
【数２】
0003679892.tif 000003
【００２９】
dGoffset,x、dGoffset,y、dGoffset,zは、それぞれｘ、ｙ、ｚチャンネルの補正用オフセット傾斜磁場の強度[T/m] であり、dGcp,x、dGcp,y、dGcp,zは、それぞれｘ、ｙ、ｚチャンネルの補正用傾斜磁場パルスの強度[T/m] である。
【００３０】
ここで、* Ｇａｄｄとこれらの補正量* ｄＧｏｆｆｓｅｔ、* ｄＧｃｐ、df0 との対応は、次式（３）に示す通りである。
* ｄＧｏｆｆｓｅｔ＝−k Goffset ・Ｒ・* Ｇａｄｄ
* ｄＧｃｐ＝−k Gcp ・Ｒ・* Ｇａｄｄ
df0 ＝−k f ・*Ｇａｄｄ                              …（３）
ただし、Ｒはオブリーク角度を示す３行×３列の回転行列であって、パルスシーケンスの各チャンネルの傾斜磁場強度Gro 、Gpe 、Gss と、物理的な傾斜磁場系の各チャンネルの傾斜磁場強度Gx、Gy、Gzとの対応を与えるものであって、次式（４）に示す通りである。
【００３１】
【数３】
0003679892.tif 000004
また、k Goffset 、k Gcp 、k f は補正用のパラメータを示す行列であって、次式（５）に示す通りである。
【００３２】
【数４】
0003679892.tif 000005
【００３３】
各要素αijは、j 方向に単位傾斜磁場を印加した場合にｉ方向に発生する１次の磁場成分の大きさを表し、時間的に一定であって空間的には一次の磁場成分を有する補正用オフセット傾斜磁場を規定する。
【００３４】
各要素βijは、j 方向に単位傾斜磁場を印加した場合にｉ方向に発生する傾斜磁場の時間積分値のずれ量の、傾斜磁場強度への換算値を表し、励起からエコー収集の期間で特定の時間だけ印加され、その強度の時間積分値がゼロとはならない補正用傾斜磁場パルスを規定する。
【００３５】
各要素γi は、i 方向に単位傾斜磁場を印加した場合に発生する０次の磁場成分から換算されるエコー信号検波時の中心周波数のずれを表し、当該中心周波数のシフト量を規定する。
【００３６】
これらの対応関係により、対象とする装置の補正用の係数行列として上記補正用のパラメータが事前に求められていれば、付加的な傾斜磁場の大きさおよび方向が決定されると、補正用傾斜磁場（補正用傾斜磁場パルスおよび補正用オフセット傾斜磁場）や受信中心周波数（エコー信号の受信検波時における中心周波数）のシフト量を算出できる。
【００３７】
なお、本実施形態では、特に著しい画像劣化に関係する、補正用傾斜磁場や受信中心周波数によって補正を行う場合について説明したが、補正の手段としてはこれらに限定されず、付加的な傾斜磁場と補正量との間で対応関係があれば、その他の補正手段によっても、本実施形態と同様に補正を行うことができる。
【００３８】
次に、補正用パラメータの測定の手順について説明する。
図５は、k Goffset 、k f の各要素を求める手順を示すフローチャート、図６は、k Gcp の各要素を求める手順を示すフローチャートである。
【００３９】
図５に示すk Goffset 、k f の各要素を求める手順は次の通りである。まずステップＳ１１において撮影の断面方向を設定する。通常では、直交３断面（アキシャル、コロナル、サジタル）の３断面のうちいずれかを設定することが一般である。この撮影断面方向が設定された状態で、付加的な傾斜磁場パルスを印加して画面内の磁場分布Ａを測定する（ステップＳ１２）。
【００４０】
磁場分布の測定には、特開昭６１−１８０１３０号公報、あるいは特開昭６３−２５９４８１号公報等により提案されているエコータイムの異なる２種類の画像を撮影し、その２画像の位相差により磁場分布を測定する方法を用いることができるが、その他にも数多くの方法が提案されており、どのような方法を用いてもよい。
【００４１】
さらに、この撮影断面方向が設定された状態で、付加的な傾斜磁場パルスを印加しないで画面内の磁場分布Ｂを測定する（ステップＳ１３）。次に、磁場分布Ａ、Ｂの差の分布を算出（ステップＳ１４）し、この磁場分布の差の分布をもとにリード、エンコード方向の位相の１次成分、０次成分を算出（ステップＳ１５）する。そして、この位相成分の1 次成分、０次成分をもとに、k Goffset 、k f の一部の要素の値を求める（ステップＳ１６）。この一連の手続きは、補正パラメータの全ての係数が求められるまで、すなわち測定するk Goffset 、k f の各要素が全て求められるまで、断面方向又は付加的な傾向磁場パルスの方向を変えて繰り返す（ステップＳ１７）。ただし、補正パラメータ要素のうちいくつかはほぼ０であったり、装置毎のバラツキが小さい要素がある場合、その要素の測定は省略しても良い。
【００４２】
図６に示すk Gcp の各要素を求める手順は、次の通りである。まず、ステップＳ２１おいて撮影の断面方向を設定する。かかる断面方向は、通常では、直交３断面（アキシャル、コロナル、サジタル）の３断面のうちいずれかを設定することが一般的であるが、ここでは図５のステップＳ１１と同一の方向を設定する。
【００４３】
次に、この撮影断面方向が設定された状態で、付加的な傾向磁場パルスを印加して画像Ａを撮影する（ステップＳ２２）。この場合の撮影方法は、補正対象撮像方法自体あるいはこれと同等のものを用いる。さらに、この撮影断面方向が設定された状態で、付加的な傾斜磁場パルスを印加しないで画像Ｂを撮影する（ステップＳ２３）。次に、画像Ａ、Ｂの位相成分の差の分布を算出（ステップＳ２４）し、この位相成分の差の分布をもとにリード、エンコード方向の位相の１次成分、０次成分を算出する（ステップＳ２５）。そして、この位相の１次成分、０次成分をもとに、k Gcp の一部の要素の値を求める（ステップＳ２６）。この一連の手続きは、補正用パラメータk Gcp の各要素が全て求められるまで、断面方向または付加的な傾向磁場パルスの方向を変えて繰り返す（ステップＳ２７）。ただし、ステップＳ１７と同様に、補正用パラメータの要素のうち、ほぼ０であったり装置毎のバラツキが小さい要素については測定を省略してもよい。
【００４４】
図７は、k Goffset 、k f の各要素を求める手順の第１の変形例を示すフローチャート、図８は、k Gcp の各要素を求める手順の第１の変形例を示すフローチャートである。
【００４５】
図７に示すk Goffset 、k f の各要素を求める手順の第１の変形例は次の通りである。まず、ステップＳ３１において撮影の断面方向を設定する。ここでは、図５のステップＳ１１の手順と同様に、直交３断面（アキシャル、コロナル、サジタル）の３断面のうちいずれかを設定する。
【００４６】
この変形例では、付加的な傾斜磁場パルスを印加する場合としない場合の画像の歪み、位置の歪み、位置のシフトを比較（ステップＳ３５）しながら、設定された断面方向に対応する補正パラメータの要素値を変更（ステップＳ３２）し、画像の歪み、位置のシフトが最小となる点を求めることにより適正な要素値を求めるものである。なお、ステップＳ３３は、付加的な傾斜磁場パルスを印加した場合の撮影において画像Ａを再構成する手順を示し、ステップＳ３４は、付加的な傾斜磁場パルスを印加しない場合において画像Ｂを再構成する手順を示す。ステップＳ３５においては、再構成画像Ａ、Ｂをもとに上記画像の歪み、位置のシフトを算出する。
【００４７】
この一連の手続きは、補正用パラメータk Goffset 、k f の各要素が全て求められるまで、断面方向あるいは付加的な傾斜磁場パルスの方向を変えて繰り返す（ステップＳ３６）。ただし、ステップＳ１７と同様に、補正用パラメータの要素のうち、ほぼ０であったり装置毎のバラツキが小さい要素については測定を省略してもよい。
【００４８】
図８に示すk Gcp の各要素を求める手順の第１の変形例も図６とほぼ同様の手順であり、次の通りである。まず、ステップＳ４１において撮影の断面方向を設定する。
【００４９】
この変形例では、付加的な傾斜磁場パルスを印加する場合としない場合の画像のエコーピークの時刻ずれを比較（ステップＳ４５）しながら、設定された断面方向に対応する補正パラメータの要素値を変更（ステップＳ４２）し、エコーピークの時刻ずれが最小となる点を求めることにより適正な要素値を求めるものである。ただし、この方法はk Gcp のうち対角要素であるβxx、βyy、βzzしか求められない簡略化された方法である。例えばステップＳ４１でリード方向がＸチャンネルに対応するような断面方向を設定した場合、ステップＳ４２で変更すべき補正パラメータの要素値はβxxである。なお、ステップＳ４３は、付加的な傾斜磁場パルスを印加して１回の励起分（１ショット分）のエコーデータＡを収集する手順を示す。なお、ここでは付加的な傾斜磁場パルスを読出し方向に沿って印加する。またステップＳ４４は、付加的な傾斜磁場パルスを追加しないで１回の励起分のエコーデータＢを収集する手順を示す。この方法は、k Gcp の対応する要素の値を変えながら、エコーＡ、Ｂのピーク時刻が一致する点を求めるものである。
【００５０】
この一連の手続きは、補正用パラメータk Gcp のうち全ての対角要素が求められるまで、断面方向と付加的な傾斜磁場パルスの方向を変えて繰り返す（ステップＳ４６）。さらに、測定しなかった非対角要素（例えばβxy，βyz等）については全て０とする（ステップＳ４７）。
【００５１】
（第２実施形態）
次に本発明の第２実施形態を説明する。図９は、第２実施形態に係るパルスシーケンスを示す図、図１０はk Goffset 、k f 、k Gcp   の各要素を求める手順を示すフローチャートである。
【００５２】
図９に示すように本実施形態のパルスシーケンスにおいては、第１番目のエコーは励起パルスからＲＦ反転パルスまでの時間とＲＦ反転パルスから第１エコーまでの時間が等しい、いわゆるハーンエコーの時刻を中心として収集され、第２番目のエコーはハーンエコーの時刻から、例えば５ｍｓ程度ずれた時刻を中心として収集される。
【００５３】
図１０に示すように、まず第１実施形態と同様にして撮影断面を設定（ステップＳ５１）した後、付加的な傾斜磁場を印加して、図９に示したパルスシーケンスに従ったスキャンを実行する。第１エコーで得られた画像をＥ１，on、第２エコーで得られた画像をＥ２，onとする（ステップＳ５２）。
【００５４】
次に、付加的な傾斜磁場パルスを印加しないで同様のスキャンを実行する。このスキャンでは、第１エコーで得られた画像をＥ１，off 、第２エコーで得られた画像をＥ２，off とする（ステップＳ５３）。
【００５５】
そしてステップＳ５４において、第１の位相差画像、すなわちＥ１，ｏｎ−Ｅ１，ｏｆｆを求める。この第１の位相差画像は、付加的な傾斜磁場パルスによって発生した傾斜磁場のモーメント量に比例した位相を有しており、この画像の位相の１次成分に基づいてk Gcp の対応する要素を求めることができる（ステップＳ５４）。
【００５６】
また、ステップＳ５５において、第２の位相差画像、すなわち各画像の対応するピクセルの位相について（Ｅ２，ｏｎ−Ｅ１，ｏｎ）−（Ｅ２，ｏｆｆ−Ｅ１，ｏｆｆ）を求める。この第２の位相差画像は、付加的な傾斜磁場パルスによって発生した磁場分布に比例した位相を有しており、この画像の位相の１次成分からk Goffset の要素を求めることができ、０次成分からk f の要素を求めることができる（ステップＳ５５）。
【００５７】
このような第２実施形態は、上記補正パラメータの全ての要素を求めるものであるが、撮影に関係する要素のみを測定するようにして速やかに実際の撮影に移行することとし、測定時間の短縮を図ることも可能である。
【００５８】
ここで、第２実施形態の変形例を説明する。
上記第２実施形態のパルスシーケンスにおいては、第１番目のエコーをハーンエコーの時刻を中心として収集し、第２番目のエコーをハーンエコーの時刻から、例えば５ｍｓ程度ずれた時刻を中心として収集するものとして説明したが、第１番目のエコーをハーンエコーの時刻とは異なる時刻を中心として収集し、第２番目のエコーもハーンエコー時刻とは無関係な時刻において収集しても良いし、また、ＲＦ反転パルスを用いないでエコー時間の異なる２つのエコーを収集するようにしてもよい。
【００５９】
このような場合、付加的な傾斜磁場パルスを印加してスキャンを実行し、第１のエコー時刻を中心として第１のエコーを収集し、これにより得られた画像をＥ１，onとし、第２のエコー時刻を中心として第２のエコーを収集し、これにより得られた画像をＥ２，onとする。次に、付加的な傾斜磁場パルスを印加しないで同様のスキャンを実行し、このスキャンでは、第１のエコー時刻を中心として第３のエコーを収集し、これにより得られた画像をＥ１，off とし、第２のエコー時刻を中心として第４のエコーを収集し、これにより得られた画像をＥ２，off とする。
【００６０】
第１、第２の位相差画像を求める処理は、上述と同様で良い。なお、本実施形態において用いられている位相差を求める演算として、次式（６）のものを用いてもよい。
【００６１】
【数５】
0003679892.tif 000006
【００６２】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を説明する。
上記第１及び第２実施形態は、不必要な磁場分布の補正処理をパルスシーケンス自体で行うものであったが、このような補正処理はパルスシーケンス自体の変更を伴わない他の実現方法によって行うことも可能であることについては既に述べた。
【００６３】
第３実施形態は、パルスシーケンス自体の変更を伴わず、再構成画像の処理によって上記補正処理を行うものである。図１１は、第３実施形態における上記補正処理の手順を示すフローチャートである。
【００６４】
第３実施形態では、第１及び第２実施形態同様に、測定された不必要な磁場分布のパラメータ群を用い、画像再構成後の処理により画像の歪みを補正する。まず、図１１に示すように、補正パラメータの測定を行う（ステップＳ６１）。次に、スキャン条件の設定及び必要ならば付加的な傾斜磁場パルスの方向、強度の設定を行う（ステップＳ６２）。この設定に従い、スキャンを実行する（ステップＳ６３）。ただし、上記補正処理のためにパルスシーケンス自体の修正は行わない。
【００６５】
さらに、スキャンによって得られたエコーデータに関する再構成処理により補正前の画像を作成する（ステップＳ６４）。次に、測定した補正パラメータとスキャンの種類やエコー間隔などのスキャン時の条件により、画像の歪み、シフトの大きさを推定し、これにより画像を補正する（ステップＳ６５）。そして最終的には、補正された画像を出力画像として表示（ステップＳ６６）するか、あるいは記憶媒体に保存する。
【００６６】
上記ステップＳ６５における画像の補正処理をより具体的に説明すると、付加的な傾斜磁場による中心周波数のずれがdf[Hz]である場合、撮像法がスピンエコー法であって、エコーデータ収集期間がT[s]とするならば、画像の位置ずれ量はリード方向（周波数方向）にdf・Tピクセルとなる。したがって、リード方向の低周波側にdf・Tピクセルだけ画像を移動させればよい。その他の要素についても同様に処理することができる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、種々変形して実施可能である。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、付加的な傾斜磁場を印加することによって生じる画像の歪み、位置のずれを抑制することができる。また、画像の位相成分の変化が少ない画像を得ることができ、これにより位相補正の精度を向上することが可能となるためアーチファクトを低減できる。また、装置毎（より詳しくは断面毎）で画質のばらつきを抑えることができ、これにより高品質の磁気共鳴イメージング装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置のハードウェア構成を示すブロック図。
【図２】第１実施形態のパルスシーケンスを示す図。
【図３】本発明の比較対照例としての従来のＭＲＩ装置における撮影手順を示すフローチャート。
【図４】第１実施形態の撮影手順を示すフローチャート。
【図５】第１実施形態におけるk Goffset 、k f の各要素を求める手順を示すフローチャート。
【図６】第１実施形態におけるk Gcp の各要素を求める手順を示すフローチャート。
【図７】第１実施形態におけるk Goffset 、k f の各要素を求める手順の第１の変形例を示すフローチャート。
【図８】第１実施形態におけるk Gcp の各要素を求める手順の第１の変形例を示すフローチャート。
【図９】本発明の第２実施形態に係るパルスシーケンスを示す図。
【図１０】第２実施形態におけるk Goffset 、k f 、k Gcp の各要素を求める手順を示すフローチャート。
【図１１】第３実施形態に係る再構成後の画像処理による補正処理の手順を示すフローチャート。
【図１２】従来例に係るスピンエコー法のパルスシーケンスを示す図。
【図１３】従来例に係るエコープラナーイメージング法のパルスシーケンスを示す図。
【図１４】従来例に係る付加的な傾斜磁場パルスを印加する示す図。
【符号の説明】
１…静磁場磁石、
２…Ｘ軸・Ｙ軸・Ｚ軸傾斜磁場コイル、
３…送受信コイル、
４…静磁場制御装置、
５…送信器、
６…受信器、
７…Ｘ軸傾斜磁場アンプ、
８…Ｙ軸傾斜磁場アンプ、
９…Ｚ軸傾斜磁場アンプ、
１０…シーケンサ、
１１…コンピュータシステム、
１２…表示部。
【図１】
0003679892.tif 000007
【図２】
0003679892.tif 000008
【図３】
0003679892.tif 000009
【図４】
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【図５】
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【図６】
0003679892.tif 000012
【図７】
0003679892.tif 000013
【図８】
0003679892.tif 000014
【図９】
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【図１０】
0003679892.tif 000016
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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