(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の検査空間に所定方向の静磁場を発生する手段と、
前記検査空間の磁場強度に直交３軸それぞれに沿った勾配をつけるための３方向の傾斜磁場を発生する傾斜磁場発生手段と、
前記検査空間に置かれた被検体に高周波磁場を印加する手段と、
前記３方向の傾斜磁場それぞれの発生、前記対象への高周波磁場の印加、及びそれらにより前記被検体から発生する磁気共鳴信号の受信を制御するシーケンサと、
検出した磁気共鳴信号を処理する演算手段とを備える磁気共鳴イメージング装置であって、
前記傾斜磁場発生手段は、前記３方向の傾斜磁場の各々を合成により発生する正側のサブコイル及び負側のサブコイル、並びに、前記正側のサブコイルと前記負側のサブコイルのそれぞれに電流を供給する電源を有し、
前記シーケンサは、前記３方向のうちの第１の方向の傾斜磁場を合成により発生する正側のサブコイルと負側のサブコイルとの駆動タイミングのずれを検出するための複数のパルスシーケンスであり、前記第１の方向のリードアウト傾斜磁場パルスの下で傾斜磁場原点から前記正側のサブコイル寄りにシフトした位置の第１スライスのエコー、及び前記負側のサブコイル寄りにシフトした第２スライスのエコーのいずれかをそれぞれ計測する複数のパルスシーケンスを実行し、
前記演算手段では、前記複数のパルスシーケンスの各々で計測されるエコー信号をそれぞれ逆フーリエ変換して前記第１スライスの投影像、前記第２スライスの投影像を導出し、前記第１スライスの投影像と第２スライスの投影像の間の位相差を求め、該位相差の前記第１の方向に沿った位置に対する傾きをゼロにするために必要な前記正側のサブコイル、負側のサブコイルのいずれか一方の駆動タイミングの変更幅を算出して前記正側のサブコイルと負側のサブコイルとの駆動タイミングのずれとする
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記シーケンサは、前記第１の方向のスライス傾斜磁場パルスと静磁場強度に対応するラーモア周波数からマイナスシフトした中心周波数の励起パルスとの同時印加で前記第１スライスのスピンを励起し、該スピンのエコーを前記リードアウト傾斜磁場パルスの下で計測する第１のパルスシーケンスと、該第１のパルスシーケンスに対して励起パルスの中心周波数を前記ラーモア周波数からプラスシフトした中心周波数を持つものに代え、もって前記第２スライスのスピンを励起し、該スピンのエコーを前記リードアウト傾斜磁場パルスの下で計測する第２のパルスシーケンスと実行し、
前記演算手段は、前記第１、第２のパルスシーケンスで得られたエコー信号をそれぞれ逆フーリエ変換して前記第１、第２の投影像を導出し、前記投影像間の演算として、該第１、第２の投影像のスライス位置を合わせた後に両投影像の差分処理の演算を行う
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記シーケンサは、前記第１の方向のスライス傾斜磁場パルスと静磁場強度に対応するラーモア周波数からシフトした中心周波数の励起パルスとの同時印加で前記第１スライスのスピンを励起し、該スピンのエコーを前記リードアウト傾斜磁場パルスの下で計測する第１のパルスシーケンスと、該第１のパルスシーケンスに対してスライス傾斜磁場パルスの極性およびリードアウト傾斜磁場パルスの極性を反転し、もって前記第２スライスのスピンを励起し、該スピンのエコーを反転したリードアウト傾斜磁場パルスの下で計測する第２のパルスシーケンスと実行し、
前記演算手段は、前記第１、第２のパルスシーケンスで得られたエコー信号をそれぞれ逆フーリエ変換して前記第１、第２の投影像を導出し、前記投影像間の演算として、該第１、第２の投影像のスライス位置を合わせた後に両投影像の加算処理の演算を行うことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記シーケンサは、
前記第１の方向で負極性のスライス傾斜磁場パルスと静磁場強度に対応するラーモア周波数からマイナスシフトした中心周波数の励起パルスとの同時印加で前記第１スライスのスピンを励起し、該スピンのエコーを正極性のリードアウト傾斜磁場の下で計測する第１のパルスシーケンスと、  前記第１の方向で正極性のスライス傾斜磁場パルスと静磁場強度に対応するラーモア周波数からマイナスシフトした中心周波数の励起パルスとの同時印加で前記第２スライスのスピンを励起し、該スピンのエコーを負極性のリードアウト傾斜磁場の下で計測する第２のパルスシーケンスと、
前記第１の方向で正極性のスライス傾斜磁場パルスと静磁場強度に対応するラーモア周波数からプラスシフトした中心周波数の励起パルスとの同時印加で前記第１スライスのスピンを励起し、該スピンのエコーを負極性のリードアウト傾斜磁場の下で計測する第３のパルスシーケンスと、
前記第１の方向で負極性のスライス傾斜磁場パルスと静磁場強度に対応するラーモア周波数からプラスシフトした中心周波数の励起パルスとの同時印加で前記第２スライスのスピンを励起し、該スピンのエコーを正極性のリードアウト傾斜磁場の下で計測する第４のパルスシーケンスとを実行し、
前記演算手段は、前記第１のパルスシーケンスで得たエコーの投影像と前記第３のパルスシーケンスで得たエコーの投影像との第１の差分処理により、静磁場不均一に起因する位相回りを除去した前記第１のスライスの投影像を導出し、前記第４のパルスシーケンスで得たエコーの投影像と前記第２のパルスシーケンスで得たエコーの投影像との第２の差分処理により、静磁場不均一に起因する位相回りを除去した前記第２のスライスの投影像を導出し、前記第１の差分処理の結果と、前記第２の差分処理の結果におけるスライス位置を合わせた後に相互の差分処理を行って前記第１スライスの投影像と第２スライスの投影像の間の位相差を求める
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記正側のサブコイルの電源、及び負側のサブコイルの電源に前記シーケンサからの制御信号をそれぞれ伝達する経路の各々に、各サブコイルの駆動波形に対する遅延時間を調整する時間調整手段を備え、
前記シーケンサは、前記正側のサブコイル、負側のサブコイルの一方の駆動波形の遅延時間を複数とおり変更して前記正側のサブコイルと負側のサブコイルとの駆動タイミングのずれを検出するための複数のパルスシーケンスの実行を繰り返し、
前記演算手段は、各遅延時間の値に対する前記第１スライスの投影像と第２スライスの投影像の間の位相差の傾きの関係を求め、前記傾きがゼロになる遅延時間を前記正側のサブコイルと負側のサブコイルとの駆動タイミングのずれとする
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
請求項５に記載の磁気共鳴イメージング装置において、前記演算手段が導出した前記正側のサブコイルと負側のサブコイルとの駆動タイミングのずれを前記時間調整手段に設定する手段をさらに備える
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置
【請求項７】
所定の検査空間に所定方向の静磁場を発生する手段と、
前記検査空間の磁場強度に直交３軸それぞれに沿った勾配をつける３方向の傾斜磁場を、それぞれ正側のサブコイル及び負側のサブコイルの発生磁場の合成により発生する傾斜磁場発生手段と、
前記検査空間におかれた被検体に高周波磁場を印加する手段と、
前記３方向の傾斜磁場それぞれの発生、前記対象への高周波磁場の印加、及びそれらにより前記被検体から発生する磁気共鳴信号の受信を制御するシーケンサと、
検出した磁気共鳴信号を処理する演算手段とを備える磁気共鳴イメージング装置における前記正側のサブコイルと負側のサブコイルとの駆動タイミングのずれを検出する方法であって、
検出の対象となる前記正側のサブコイルと負側のサブコイルとで発生する第１の方向のリードアウト傾斜磁場パルスの下で、傾斜磁場原点から前記正側のサブコイル寄りにシフトした位置の第１スライス、及び前記負側のサブコイル寄りにシフトした第２スライスのエコーのいずれかをそれぞれ計測する複数のパルスシーケンスを実行し、
前記演算手段で、前記複数のパルスシーケンスの各々で計測されるエコー信号をそれぞれ逆フーリエ変換して前記第１スライスの投影像、前記第２スライスの投影像を導出し、
前記投影像の相互の演算により、前記第１スライスの投影像と第２スライスの投影像の間の位相差を求め、
前記位相差の前記第１の方向に沿った位置に対する傾きをゼロにするために必要な前記正側のサブコイル、負側のサブコイルのいずれか一方の駆動タイミングの変更幅を算出し、前記正側のサブコイルと負側のサブコイルとの駆動タイミングのずれとする
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置のタイミングずれの検出方法。
【請求項８】
前記複数のパルスシーケンスは、前記第１の方向のスライス傾斜磁場パルスと静磁場強度に対応するラーモア周波数からマイナスシフトした中心周波数の励起パルスとの同時印加で前記第１スライスのスピンを励起し、該スピンのエコーを前記リードアウト傾斜磁場パルスの下で計測する第１のパルスシーケンスと、該第１のパルスシーケンスに対して励起パルスの中心周波数を前記ラーモア周波数からプラスシフトした中心周波数を持つものに代え、もって前記第２スライスのスピンを励起し、該スピンのエコーを前記リードアウト傾斜磁場パルスの下で計測する第２のパルスシーケンスと含み、
前記演算手段は、前記第１、第２のパルスシーケンスで得られたエコー信号をそれぞれ逆フーリエ変換して前記第１、第２の投影像を導出し、前記投影像間の演算として、該第１、第２の投影像のスライス位置を合わせた後に両投影像の差分処理の演算を行う
ことを特徴とする請求項７記載の磁気共鳴イメージング装置のタイミングずれの検出方法。
【請求項９】
前記複数のパルスシーケンスは、前記第１の方向のスライス傾斜磁場パルスと静磁場強度に対応するラーモア周波数からシフトした中心周波数の励起パルスとの同時印加で前記第１スライスのスピンを励起し、該スピンのエコーを前記リードアウト傾斜磁場パルスの下で計測する第１のパルスシーケンスと、該第１のパルスシーケンスに対してスライス傾斜磁場パルスの極性およびリードアウト傾斜磁場パルスの極性を反転し、もって前記第２スライスのスピンを励起し、該スピンのエコーを反転したリードアウト傾斜磁場パルスの下で計測する第２のパルスシーケンスとを含み、
前記演算手段は、前記第１、第２のパルスシーケンスで得られたエコー信号をそれぞれ逆フーリエ変換して前記第１、第２の投影像を導出し、前記投影像間の演算として、該第１、第２の投影像のスライス位置を合わせた後に両投影像の加算処理の演算を行うことを特徴とする請求項７記載の磁気共鳴イメージング装置のタイミングずれの検出方法。
【請求項１０】
前記複数のパルスシーケンスは、
前記第１の方向で負極性のスライス傾斜磁場パルスと静磁場強度に対応するラーモア周波数からマイナスシフトした中心周波数の励起パルスとの同時印加で前記第１スライスのスピンを励起し、該スピンのエコーを正極性のリードアウト傾斜磁場の下で計測する第１のパルスシーケンスと、
前記第１の方向で正極性のスライス傾斜磁場パルスと静磁場強度に対応するラーモア周波数からプラスシフトした中心周波数の励起パルスとの同時印加で前記第２スライスのスピンを励起し、該スピンのエコーを負極性のリードアウト傾斜磁場の下で計測する第２のパルスシーケンスと、
前記第１の方向で正極性のスライス傾斜磁場パルスと静磁場強度に対応するラーモア周波数からマイナスシフトした中心周波数の励起パルスとの同時印加で前記第１スライスのスピンを励起し、該スピンのエコーを負極性のリードアウト傾斜磁場の下で計測する第３のパルスシーケンスと、
前記第１の方向で負極性のスライス傾斜磁場パルスと静磁場強度に対応するラーモア周波数からプラスシフトした中心周波数の励起パルスとの同時印加で前記第２スライスのスピンを励起し、該スピンのエコーを正極性のリードアウト傾斜磁場の下で計測する第４のパルスシーケンスとを含み、
前記演算手段は、前記第１のパルスシーケンスで得たエコーの投影像と前記第３のパルスシーケンスで得たエコーの投影像との第１の差分処理により、静磁場不均一に起因する位相回りを除去した前記第１のスライスの投影像を導出し、前記第４のパルスシーケンスで得たエコーの投影像と前記第２のパルスシーケンスで得たエコーの投影像との第２の差分処理により、静磁場不均一に起因する位相回りを除去した前記第２のスライスの投影像を導出し、前記第１の差分処理の結果と、前記第２の差分処理の結果におけるスライス位置を合わせた後に相互の差分処理を行って前記第１スライスの投影像と第２スライスの投影像の間の位相の差分を求める
ことを特徴とする請求項７記載の磁気共鳴イメージング装置のタイミングずれの検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気共鳴イメージング技術に関する。特に、傾斜磁場コイルを駆動する電源のタイミングずれを検出し、これを調整する手法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）装置は、静磁場に置かれた被検体に高周波磁場、傾斜磁場を印加し、核磁気共鳴により被検体から発生する信号を計測し、画像化する医用画像診断装置である。【０００３】
傾斜磁場は、被検体が置かれた空間に一次元の磁場強度分布を生じさせるものであり、位置情報を信号に付与するために用いられる。傾斜磁場発生装置は、通常、コイルとそれを駆動する電源から成る。３次元の位置情報を付与する必要があるため、直交３軸(x, y, z)にそれぞれ独立に傾斜磁場が印加されるよう、３組のコイルと電源が用意される。【０００４】
撮影に必要な傾斜磁場を発生させるには非常に高出力の電源が必要であるため、低出力のものを組み合わせて並列駆動させる方法がある（例えば、特開平9-94244参照）。この方法では、各軸のコイルを複数のサブコイルに分割して構成することにより、各軸のコイルを複数の電源で分担して駆動できる。したがって個々には低出力の電源を採用しても十分な傾斜磁場を発生させることが可能となる。【０００５】
複数の電源を用いて駆動する場合に問題となるのが、各電源の出力のタイミングがずれることである。タイミングずれの原因の主なものとして、各電源の特性のばらつきとサブコイルのインピーダンスの違いが挙げられる。こうしたタイミングのずれがあると、撮影した画像にアーチファクトやゆがみが発生する。そのため、各電源の同期が完全にとれるよう調整する必要がある。【０００６】
同期をとるための方法として、電源の入力波形の時間をシフトさせるための遅延回路を用いた調整方法がある。サブコイルに流れる電流波形を電流計を用いて計測し、各電流波形の差分波形がゼロになるように調整する方法や、ボア内の中心位置において静磁場強度をモニタしながらそれが変化しないように調整する方法がある（例えば、特開平9-94244参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平9-94244号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
傾斜磁場コイルをサブコイルに分割する分割法は種々のものがある。その中で最も問題となるのは、傾斜磁場の軸上の正側の位置に発生磁場分布の極大を持ち、傾斜磁場の極性が正の場合に静磁場を増強する磁場を発するサブコイル、もしくはサブコイル群と、傾斜磁場の軸上の負側の位置に発生磁場分布の極大を持ち、傾斜磁場の極性が正の場合に静磁場を減弱する磁場を発するサブコイル、もしくはサブコイル群とで分割して駆動する場合である。前者を正側のサブコイル、後者を負側のサブコイルと呼ぶ。対をなす正側のサブコイルと負側のサブコイルとの間の駆動タイミングのずれにより、撮像した画像にアーチファクトが生じる。このタイミングずれによるアーチファクトの大きさは、主にリードアウトのサンプリング間隔に依存する。例えば、時間ずれが5サンプル程度であると画像の位相にひずみが現れ、10サンプル程度になると輝度にも変化が現れる。MRIにおいて最短のサンプリング間隔は数マイクロ秒程度であるため、タイミングずれを10マイクロ秒程度以下に抑える必要がある。【０００９】
上述の時間調整方法では、時間ずれが小さくなると差分波形や磁場強度変化も小さくなり、ノイズと同レベルになるため、10マイクロ秒程度の短時間のずれを検出するのは困難である。また、ボア内の中心位置を精度良く検出するのは困難であるという問題がある。コイルに流れる電流を計測するための大容量の電流計や、静磁場強度を計測するための磁場計を別途用意する必要がある。【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、傾斜磁場コイルをサブコイルに分割し、正側のサブコイルと負側のサブコイルとで個別の電源を用いて並列駆動させる場合に、上記個別の電源の出力タイミングずれを付加的な計測装置を必要としないで精度良く検出する技術を提供することを目的とする。また本発明は、更に上記個別の電源の出力タイミングずれを無くして、タイミングずれに起因する画像の位相歪みを排除する調整を、付加的な計測装置を用いずに行う技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の代表的構成では、傾斜磁場の正側と負側の投影像を用いて時間ずれを検出する。時間ずれがある場合、正側と負側の投影像の位相に変化が生じる。その位相の差分から時間ずれを検出する。【００１２】
具体的には、問題とする傾斜磁場と同一方向のスライス傾斜磁場パルス及びリードアウト傾斜磁場を持つ特有のタイミングずれ検出用パルスシーケンスを用いる。特に、励起周波数を静磁場強度に相当するラーモア周波数からプラスシフトしたパルスシーケンスと、マイナスシフトしたパルスシーケンスによりそれぞれの計測を行い、もって上記傾斜磁場の正側位置と負側位置の２つのスライス内のスピンをそれぞれ反映する２つの投影像を得る。演算手段では、それら２つの投影像間の位置を合わせて位相差をとり、位相差の位置に対する傾きを求める。さらに、上記検出用パルスシーケンスによる撮像は、正側のサブコイル、負側のサブコイルのうちの一方の駆動タイミングを所定時間幅づつ変化させて複数回実施する。演算手段では、その複数回の撮像の各々の結果から２つの投影像間の位相差の位置に対する傾き求め、それら傾きの値から位相差の傾きがゼロに対応する時間ずれを算出する。具体的には上記一方のサブコイルの駆動タイミングの変化と、２つの投影像間の位相差の傾きとの２次元空間に各回の撮像結果から得た２つの投影像間の位相差の傾きの値をプロットして１次関数フィッティングを行い、位相差の傾きの値がゼロに対応する駆動タイミング変化量を推定する。つまり、調整前の正、負のサブコイル間の駆動タイミングずれを算出する。【００１３】
正側サブコイル、負側サブコイルの駆動タイミングずれは傾斜磁場の立ち上がり波形、及び立ち下がり波形の設計からのずれとなる。特に、リードアウト傾斜磁場パルスの立ち上がり波形の設計からのずれはエコーの出現時間のシフトの原因となる。エコーを逆フーリエ変換して得る投影像では、このずれは投影された位置に対する１次の位相変化として現れる。一方、エコー信号受信のサンプリングタイミングのずれも、同様にエコーの投影像で、位置に対する１次の位相変化として現れる。上記のタイミングずれ検出用パルスシーケンスにより、それぞれ傾斜磁場の正側のスライスを反映する投影像と、負側のスライスを反映する投影像とを得ると、サンプリングタイミングのずれに起因する１次の位相変化は、２つの投影像の間で全く等価に現れる。これに対し、傾斜磁場の正、負の駆動タイミングずれに起因する１次の位相変化は、前記傾斜磁場の正側のスライスを反映する投影像と、負側のスライスを反映する投影像とで極性が逆になる。したがって上記のように、タイミングずれ検出用パルスシーケンスにより、それぞれ傾斜磁場の正側のスライスを反映する投影像と、負側のスライスを反映する投影像とを得て、それら２つの投影像間の位置を合わせて位相差をとり、位相差の位置に対する傾きを求めることで、信号のサンプリングタイミングのずれに起因する位相回りがキャンセルされ、傾斜磁場の正、負の駆動タイミングずれに相当する位相回りが正しく抽出できる。【００１４】
以上に述べた範囲での本発明の手法では、スピンエコーの投影像に混入する信号サンプリングタイミングのずれに起因する位相回りを相殺して、傾斜磁場の正、負の駆動タイミングずれに相当する位相回りを抽出し、その傾斜磁場の正、負の駆動タイミングずれの量を導出する。しかし、詳細に検討すると、位置に対する１次の位相変化だけでなく、プローブ特有の位相分布、また静磁場不均一に起因する位相分布もそれぞれの投影像に混入し、厳密にはこれらの位相分布が傾斜磁場の正、負の駆動タイミングずれに相当する位相回りの抽出を阻害することが判明した。そこで、更に検討を進めた本発明の手法では、負のスライス傾斜磁場とマイナスシフトした励起周波数とを組み合わせたパルスシーケンス、正のスライス傾斜磁場とプラスシフトした励起周波数との組み合わせたパルスシーケンスでそれぞれ正側位置のスライス内のスピンを反映する投影像を取得し、それら投影像同志の差分（第１の差分）を算出する。また正のスライス傾斜磁場とマイナスシフトした励起周波数との組み合わせたパルスシーケンス、負のスライス傾斜磁場とプラスシフトした励起周波数とを組み合わせたパルスシーケンスでそれぞれ負側位置のスライス内のスピンを反映する投影像を取得し、それら投影像同志の差分（第２の差分）を算出する。上記第１の差分を算出する２つの投影像は、互いに同一の正の位置のスライスのスピンを反映する投影像である。したがって、両者の差分演算をおこなうことにより、プローブ特有の位相分布及び静磁場不均一による位相回りは相殺される。同様に、上記第２の差分を算出する２つの投影像は、互いに同一の負の位置のスライスの投影像なので、差分演算によりプローブ特有の位相分布及び静磁場不均による位相回りは相殺される。そうして、この第１の差分と第２の差分のスライス位置を合わせて位相差を求める位相差算出法を採用し、上記代表例と同様に、正側のサブコイル、負側のサブコイルのうちの一方の駆動タイミングを所定時間幅づつ変化させて撮像を複数回実施し、その複数回の撮像の各々の結果における、上記正位置のスライスの投影像同志の第１の差分と、上記負位置のスライスの投影像同志の第２の差分との間の位相差の位置に対する傾きそれぞれ求め、それら傾きの値から位相差の傾きがゼロに対応するタイミングずれ、すなわち、調整前の正側、負側のサブコイル間の駆動タイミングずれを算出する。このように、より検討を進めた本発明の手法では、４つの投影像それぞれに混入している信号サンプリングのタイミングのずれによる１次の位相変化、プローブ固有の位相分布による位相回り、及び静磁場強度の不均一による位相回りを全てキャンセルして、正側、負側のサブコイル間の駆動タイミングずれを高精度で検出する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、パルスシーケンスの実行による投影像の撮影と、投影像の処理によってタイミングずれを検出するため、付加的な計測装置が不要であり、精度良くタイミングずれを検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態のＭＲＩ装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】上記実施形態のブロック１０２，１０５，１１２の詳細構成を示すブロック図である。
【図３】上記実施形態における傾斜磁場コイルの構造を示す斜視図である。
【図４】上記実施形態における傾斜磁場コイルの傾斜磁場強度分布を示す図である。
【図５】傾斜磁場コイルの他の一例を示す斜視図である。
【図６】上記実施形態におけるタイミングずれ検出用パルスシーケンスを示す図である。
【図７】タイミングずれ検出用パルスシーケンスの他の一例を示す図である。
【図８】上記実施形態におけるエコーの計測順序を示す図である。
【図９】上記実施形態における撮影対象の一例を示す図である。
【図１０】上記実施形態の処理経過過程における投影像と位相差とを示す図である。
【図１１】上記実施形態のパルスシーケンスで得る投影像間の位相差の傾きと一方のサブコイルの駆動タイミング遅延の関係を示す図である。
【図１２】上記実施形態によるサブコイルの駆動タイミングずれ計測を説明するための図である。
【図１３】上記実施形態のサブコイルの駆動タイミングずれ調整の操作画面を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜＜第一の実施形態＞＞
以下、本発明を適用する第１の実施形態について説明する。以下、本発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１８】
まず、本実施形態のＭＲＩ装置について説明する。図１は、本実施形態のＭＲＩ装置１００の概略構成を示すブロック図である。ＭＲＩ装置１００は、静磁場を発生するマグネット１０１と、傾斜磁場を発生する傾斜磁場コイル１０２と、シーケンサ１０４と、傾斜磁場電源１０５と、高周波磁場発生器１０６と、高周波磁場を照射するとともに核磁気共鳴信号を検出するプローブ１０７と、受信器１０８と、計算機１０９と、ディスプレイ１１０と、記憶媒体１１１とを備える。被検体（例えば、生体）１０３はマグネット１０１の発生する静磁場空間内の寝台（テーブル）に載置される。また、シーケンサ１０４は、傾斜磁場電源１０５と高周波磁場発生器１０６に命令を送り、それぞれ傾斜磁場および高周波磁場を発生させる。高周波磁場は、プローブ１０７を通じて被検体１０３に印加される。被検体１０３から発生した核磁気共鳴信号はプローブ１０７によって受波され、受信器１０８で検波が行われる。検波の基準とする核磁気共鳴周波数（検波基準周波数ｆ０）は、シーケンサ１０４によりセットされる。検波された信号は、計算機１０９に送られ、ここで画像再構成などの信号処理が行われる。その結果は、ディスプレイ１１０に表示される。必要に応じて、記憶媒体１１１に検波された信号や測定条件を記憶させることもできる。
【００１９】
本実施形態のＭＲＩ装置１００では、後述するシーケンサ１０４からの命令(傾斜磁場パルス波形)は、時間調整回路112を通して傾斜磁場電源１０５へと入力され、傾斜磁場コイル１０２が駆動される。傾斜磁場コイルはｘ軸(102-1)、ｙ軸(102-2)、ｚ軸(102-3)の３方向に巻かれたコイルからなり、３軸方向の傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚが生成される。
【００２０】
各軸の傾斜磁場コイルは、正側に配置されるコイル(102-11と102-12、102-21と102-22、102-31と102-32)と負側に配置されるサブコイル(102-13と102-14、102-23と102-24、102-33と102-34)の2個のサブコイルからなる。傾斜磁場コイルの例を図３と図４に示す。
【００２１】
図３は、本実施形態のＭＲＩ装置のx軸方向の傾斜磁場コイルの一例である。本実施態様のＭＲＩ装置は垂直磁場タイプであり、水平面と垂直なz軸は静磁場の方向と一致している。サブコイル102-11と102-12はx軸の正側に配置されており、図２に示すように同じ電源105-11で駆動される。傾斜磁場の極性が正の場合の電流の向きは矢印に示すとおりである。同様に、サブコイル102-13と102-14はx軸の負側に配置されており、同じ電源105-13で駆動される。
【００２２】
図３のx軸方向の傾斜磁場コイルにより発生される傾斜磁場のx軸上の分布を図４に示す。図４で、正側のサブコイル102-11と102-12からは静磁場を増強する向きの磁場が発生する。その磁場の強度分布は121で示され、傾斜磁場原点（0,0,0）からプラスｘ方向に偏った位置で強度が最大になる。負側のサブコイル102-13と102-14からは静磁場を減弱する向き、つまり静磁場と逆向きの磁場が発生する。その磁場の強度分布は122で示され、傾斜磁場原点からマイナスｘ方向に偏った位置で強度が最大になる。正側と負側のサブコイルを同時に図３に矢印で示した電流で駆動すると、両方のサブコイルの合成磁場が得られ、ｘ軸に沿って一定の勾配で磁場強度が変化する傾斜磁場分布123となる。
【００２３】
ｙ軸方向の傾斜磁場コイル102-2、およびｚ軸方向の傾斜磁場コイル102-3は、形状はそれぞれ異なるが仕組みは上記したx軸方向の傾斜磁場コイルとほぼ同様である。すなわち、正側のサブコイルもしくはサブコイル群と、負側のサブコイルもしくはサブコイル群とは、静磁場を増強する向き、静磁場を減弱する向き、と互いに逆向きの磁場を発生し、互いの磁場強度分布を異ならせている。これにより、正側のサブコイルもしくはサブコイル群と負側のサブコイルもしくはサブコイル群とを同時に駆動した時には、所望の軸に沿った磁場強度の勾配を持つ傾斜磁場を発生する。なお、図５は本実施態様と異なる水平磁場タイプのＭＲＩ装置のy軸方向の傾斜磁場コイルの一例である。静磁場の方向であるz軸は水平である。サブコイル102-21と102-22はy軸の正側に配置され、サブコイル102-23と102-24はy軸の負側に配置されている。これらサブコイルは矢印に示す電流で駆動されて、静磁場の強度にy軸に沿った勾配を付与する傾斜磁場（y方向傾斜磁場）を発する。
【００２４】
シーケンサ１０４は、通常、予めプログラムされたタイミング、強度で各装置が動作するように制御を行う。プログラムのうち、特に、高周波磁場、傾斜磁場、信号受信のタイミングや強度を記述したものはパルスシーケンスと呼ばれる。このパルスシーケンスに従う傾斜磁場のオン・オフ制御信号は、３軸方向のそれぞれに、また更に正側サブコイル群用と、負側サブコイル群用とに別々に設けられた傾斜磁場電源105-11、105-12、105-21、105-22、105-31、105-32に個別に供給される。シーケンサ104からそれぞれの傾斜磁場電源へ至る制御信号の経路にはそれぞれ時間調整回路112-11、112-12、112-21、112-22、112-31、112-32が挿入されている。この構成により、各軸方向の傾斜磁場を合成により発生する正側サブコイルと負側サブコイルの間の実効駆動タイミングのずれが調整可能となっている。
【００２５】
傾斜磁場の正側、負側の駆動タイミングずれは、正側サブコイルと負側サブコイルの間、各電源間、各信号経路間など様々な箇所の特性のばらつきが原因である。その正側、負側の駆動タイミングずれは、傾斜磁場の立ち上がり波形、及び立ち下がり波形の設計からの変形となる。特に、リードアウト傾斜磁場パルスの立ち上がり波形の設計からの変形はエコーの出現時間のシフトの原因となる。エコー計測信号を逆フーリエ変換して得る投影像では、このタイミングずれはスライス像が投影される位置に対する１次の位相変化として現れる。リードアウト傾斜磁場以外の傾斜磁場パルスでも、その立ち上がり波形、及び立ち下がり波形の設計からの変形は、不要な位相回りを引き起こすので、画像劣化の要因となる。したがって、傾斜磁場を合成により発生する正側サブコイルと負側サブコイルの間の駆動タイミングのずれは精密に計測してゼロに調整する必要がある。本実施形態のＭＲＩ装置１００では、上記各軸の正側サブコイルと負側サブコイルの駆動タイミングずれを検出するためのパルスシーケンスを備える。
【００２６】
本実施形態の計算機１０９は、タイミングずれ検出用パルスシーケンスに従って核磁気共鳴信号（エコー）を計測することをシーケンサ１０４に指示し、計測されたエコーを逆フーリエ変換して投影像を作成する投影像計測部と、投影像から時間ずれを検出するタイミングずれ検出処理部を備える。これらの各機能は、記憶媒体１１１に格納されたプログラムを、計算機１０９のＣＰＵがメモリにロードして実行することにより実現される。
【００２７】
本実施形態のＭＲＩ装置１００で、傾斜磁場の各軸のタイミングずれを計測するパルスシーケンスについて説明する。
【００２８】
図６は、グラディエントエコーを用いてx軸方向の傾斜磁場の駆動タイミングずれを計測するためのパルスシーケンスである。本図において、ＲＦは高周波磁場波形であり、Ｇｘはタイミングずれを計測する対象の軸(ここではx軸)の傾斜磁場波形である。y軸方向、z軸方向の傾斜磁場は、Ｇｙ，Ｇｚに示すとおり発生しない。このパルスシーケンスでは、まず、計測対象の軸方向（x方向）のスライス傾斜磁場パルス２０１の印加とともにプロトン共鳴周波数ｆｈの高周波磁場（ＲＦ）パルス２０２を照射し、対象物体内の、所定のスライスのプロトンを励起する。そして、スライスリフェーズ傾斜磁場パルス２０３とリードアウト方向（ｘ方向）の位置情報を付加するためのディフェーズ用リードアウト傾斜磁場２０４を印加した後、リードアウト傾斜磁場パルス２０６を印加しながらA/D変換し(期間２０７)、磁気共鳴信号を計測する。このようにリードアウト傾斜磁場パルスでも、スライス傾斜磁場パルスと同様に、計測対象の軸（ここではx軸）の方向の傾斜磁場を用いるのが本パルスシーケンスの特徴である。
【００２９】
タイミングずれ検出用パルスシーケンスとして、スピンエコーを発生、計測するシーケンスを用いることもできる。図７はその一例であり、図６と同様にx軸の傾斜磁場の駆動タイミングずれを計測するためのパルスシーケンスである。このパルスシーケンスでは、まず、x方向のスライス傾斜磁場パルス２０１の印加とともにプロトン共鳴周波数ｆｈの高周波磁場（ＲＦ）パルス２０２を照射し、対象物体内の、所定のスライスのプロトンを励起する。そして、スライスリフェーズ傾斜磁場パルス２０３とリードアウト方向（ｘ方向）の位置情報を付加するためのディフェーズ用リードアウト傾斜磁場２０４を印加した後、１８０度パルス２０５を照射する。そして、リードアウト傾斜磁場パルス２０６を印加しながらA/D変換し（期間２０７）、1個のエコーを計測する。
【００３０】
投影像計測部は、図６あるいは図７のパルスシーケンスを４回繰り返して４個のエコーを計測し、各エコーを逆フーリエ変換して４個の投影像を作成する。４個のエコーを計測するにあたって、スライス傾斜磁場と励起周波数、リードアウト傾斜磁場を図８に示すように変化させる。すなわちエコー番号１の計測は、ｘ方向のスライス傾斜磁場２０１の極性が負であり励起用ＲＦパルス２０２の周波数が静磁場でのプロトン共鳴周波数に対してマイナスにシフトさせた周波数で行われる。よって励起されるスライス位置は傾斜磁場の原点からプラスｘ方向に距離x1シフトしている。リードアウト傾斜磁場２０６の極性は正である。図６または図７のシーケンスで傾斜磁場Gxの波形を細線で示した波形としたシーケンスがこれに当たる。
【００３１】
エコー番号２の計測はスライス傾斜磁場パルス２０１の極性が正、励起用ＲＦパルス２０２の周波数がマイナスシフトで行われる。よって励起されるスライス位置は傾斜磁場の原点からマイナスｘ方向にx1シフトしている。リードアウト傾斜磁場２０６は負となり、図６または図７にて傾斜磁場Gxの太線で示す波形としたシーケンスがこれに当たる。エコー番号３の計測はスライス傾斜磁場パルス２０１の極性が正、励起用ＲＦパルス２０２の周波数がプラス方向シフトで行われる。よってスライス位置はプラスｘ方向にシフトし（＋x1)、リードアウト傾斜磁場２０６の極性は負である。エコー番号４の計測は、スライス傾斜磁場パルス２０１の極性が負、励起用ＲＦパルス２０２の周波数がプラス方向シフトで行われる。よってスライス位置はマイナスｘ方向にシフトし（-x1)、リードアウト傾斜磁場２０６は正である。  このようにスライス傾斜磁場の極性と励起周波数を変化させて、x軸の正の位置+x1のスライスを励起した計測を２回実行し、x軸の負の位置-x1のスライスを励起した計測を２回実行する。計測の順序は任意でよい。ただし、同じ位置を連続して励起する場合には、磁化が平衡状態になるまでの待ち時間が必要になる。これに対して、図８に示すような順番で計測を行い、正の位置と負の位置を交互に励起するようにすれば、待ち時間を半分にすることができるため、計測時間を短縮させることが可能である。その他の主な撮影パラメータは、視野400 mm、スライス位置±100 mm、スライス厚20 mm、TR/TE 1000/10 ms、サンプリング点数512である。
【００３２】
タイミングずれ検出用パルスシーケンスを用いて撮影した４個の投影像を用いて傾斜磁場の駆動タイミングずれを検出する手順について説明する。
【００３３】
撮影対象は例えば直径300 mmの球形状をした水ファントム230とし、傾斜磁場の原点付近に設置する。図９は、この水ファントムのz = 0における断面の画像である。本実施例のタイミングずれ検出処理では、後に説明するように傾斜磁場発生用の正側、負側のサブコイルの駆動タイミングずれの検出に投影像の位相を用いている。そのため、正側と負側とで信号強度が異なっていても問題とはならないため、撮影対象の設置精度は重要ではない。タイミングずれ検出用パルスシーケンスによって励起されるスライスの位置±x1は±100 mmであり、図９に231と232として示されている。その撮像対象は、上記の水ファントムなど一様なプロトンの分布を持つものに限らない。形状も球形である必要はなく、選択された正、負のスライス位置の範囲に十分なプロトンが存在する撮像対象であれば良い。
【００３４】
この撮影対象に対して、タイミングずれ検出用パルスシーケンスを用いてエコー番号１から４までの４個のエコーを計測し、それぞれを逆フーリエ変換してx方向の投影像を作成する。エコー計測順序は図８のとおりである。
【００３５】
傾斜磁場の正側、負側の駆動タイミングがずれると傾斜磁場パルス波形の立ち上がり、立ち下りの変形が起こり、エコーが時間的にシフトする。その影響はエコーの投影像が投影される座標の位置に対する１次の位相変化として現れる。図６もしくは図７に示した本実施例のx方向の傾斜磁場の駆動タイミングずれを検出するパルスシーケンスでは、スライス傾斜磁場パルス202とリードアウト傾斜磁場206の双方での、正側、負側の駆動タイミングずれがエコーの投影像の位相に影響する。それぞれスライス傾斜磁場パルスの駆動タイミングずれによる投影像の位相変化をθS+,-とし、リードアウト傾斜磁場パルスの駆動タイミングずれによる投影像の位相変化をθR+,-とすると、両者は式(1)のように表せる。
【００３６】
【数１】
0005974391.tif 000002
【００３７】
つまり、θS+,-とθR+,-のいずれもx方向の傾斜磁場を合成により発生する正側のサブコイルと負側のサブコイルの間の実効的な駆動タイミングずれΔtGC+,-に比例する。
【００３８】
傾斜磁場パルスの極性を反転すると時間ずれによる位相まわりが反転する。また、原点から等距離(±x1)の正側と負側では、正側サブコイルからの磁場と負側サブコイルからの磁場との強度の比率がちょうど反転する。以下の時間ずれ検出処理では、このことを用いて、静磁場不均一や受信コイルの位相分布など、正側のサブコイルと負側のサブコイルの駆動タイミングずれ以外の要因を除去しながら位相と時間ずれの関係を明らかにする。
【００３９】
さて、時間ずれ検出用パルスシーケンスによって計測された４個の投影像の位相は式(2)のようになる。
【００４０】
【数２】
0005974391.tif 000003
【００４１】
左辺は例えばθ+x1+Gr(x)は、スライス位置+x1を励起して正のリードアウト傾斜磁場で計測した投影像の位置xにおける位相である。各投影像の位相は、プローブ固有の位相分布θRF(x)、静磁場不均一による位相分布ΔB(x)、A/D期間のずれによる位相回りθAD、正側、負側の傾斜磁場サブコイルの駆動のタイミングずれ(delay)による位相回りθ+及びθ-、並びに、位置に依存しない位相オフセットｃの和あるいは差となっている。スライス位置が正の場合は正側のサブコイルからの磁場の強度が負側のサブコイルの磁場の強度よりも強いため、負側のサブコイルのタイミングずれの影響は小さい。そこで、負側のタイミングずれによる位相まわりに1より小さい係数αを乗じている。
【００４２】
まず、各投影像に含まれるプローブ固有の位相分布と静磁場不均一による位相分布を除去するため、エコー番号１と３の投影像同志の差分と、エコー番号４と２の投影像同志の差分をそれぞれ式(3)のように求める。
【００４３】
【数３】
0005974391.tif 000004
【００４４】
ここで、θ+x1(x)は正側（+x1）のスライスのスピンを反映するエコー番号１と３の投影像同志の差分の位相を示し、θ-x1(x)は負側（−x1）のスライスのスピンを反映するエコー番号４と２の投影像同志の差分の位相を示す。式(3)の右辺で分かるように、この二つの差分では、プローブ固有の位相分布及び静磁場不均一による位相分布はそれぞれ相殺されている。  次に、A/D期間のずれによる位相回りを除去するため、式(3)の２つの差分の相互の位相差を求める。このとき、２つの差分の間で励起位置が異なるため、まず、式(4)のように、式(3)の２番目の式で示される負側のスライスの投影像同志の差分のスライス位置-x1を+2x1だけ平行移動させ、つまり式(3)の１番目の差分のスライス位置+x1に合わせる。
【００４５】
【数４】
0005974391.tif 000005
【００４６】
そして、式(5)に示すように両者の位相差を求める。
【００４７】
【数５】
0005974391.tif 000006
【００４８】
式(5)より、両者の位相差は位置xに対して１次関数的に変化し、その傾きは正側サブコイルの遅延時間（delay）と負側サブコイルの遅延時間（delay）の差ΔtGC+ - ΔtGC-に比例する。従って、正側と負側の駆動タイミングずれを求めるには、片側の遅延時間を変化させながら位相差の傾きを求め、位相差の傾きがゼロになる遅延時間の変更幅を求めれば良い。
【００４９】
以上の処理を遅延時間(delay)を変化させて行った結果を図１０と図１１に示す。図１０は、正側のdelayを0μs、10μs、20μsとした場合のエコーと投影像、位相差(式(5)の結果)である。エコーと投影像は４個を重ねて表示しており、エコーは同じスライス位置のものが重なりあい、投影像はリードアウト傾斜磁場を正負に変えたものが重なり合っているため、それぞれ２個だけが表示されているように見える。+x1付近の位相差241から243の傾きは、正側の遅延時間が大きくなるにつれて大きくなっていることがわかる。この傾きをdelayに対してプロットしたグラフが図１１である。図１１より位相差の傾きはdelayに比例していることがわかる。
【００５０】
次に、実際にdelayを推定した例を図１２に示す。図１２は、正側のdelayが30μsの場合に、正側のdelayを±10μs変化させて合計3回位相差の傾きを測定した結果である。delayの変化に比例して位相差の傾きは変化している。この３点を１次関数フィッティングした結果、位相差の傾きがゼロとなるx軸との交点の値は-29.92μsとなった。すなわち、正側のdelayを-29.92μs変化させると正側と負側のdelayの差をなくすことができる。
【００５１】
こうして求められた時間ずれ補正値-29.92μsは、時間調整回路112-11に設定される。これにより、シーケンサ１０４から発生された傾斜磁場パルス波形の時間が調整され、正側と負側とで同じタイミングで傾斜磁場が発生される。
【００５２】
以上の実施例では、x軸を例に説明したが、y軸、z軸についても同様に時間ずれを測定し、設定することができる。
【００５３】
以上説明したような傾斜磁場の時間ずれの調整を装置上で実施する際の操作画面の一例300を図１３に示す。操作画面はx、y、zの３軸それぞれについて同様に構成されている。各軸はタブ301から303によって切り替えることができる。各軸の操作画面には調整開始ボタン304と調整結果画面305が表示されている。調整開始ボタンを押すと、上述の方法に従ってあらかじめ設定されたdelay変更値について位相差の傾きが測定されて１次関数フィッティングされ、調整値が求められる。その結果が調整結果画面305に表示される。調整結果画面には、位相差の傾きの測定点306と１次関数フィッティング結果307、調整値308が表示されている。調整値は自動的に時間調整回路に設定される。
【００５４】
位相差の傾きを測定する回数が多いほどノイズの影響を受けにくくなり、１次関数によるフィッティングの精度が向上する。その結果、求められるdelayの精度も向上する。ただし、測定に要する時間が長くなるため、通常は5回から10回程度とすれば十分である。
【００５５】
以上の実施例では、delayを変化させて位相差の傾きを複数回測定したが、１個の位相差の傾きから時間ずれを求めることも可能である。例えば、傾斜磁場コイルを設計した時点でのαを用いることにより、式(5)を変形させた式(6)から時間ずれを直接計算することができる。
【００５６】
【数６】
0005974391.tif 000007
【００５７】
すなわち、式(6)の傾きをaと置くと、式(7)のように、時間ずれの差ΔtGC+ - ΔtGC-はaとスライス傾斜磁場の強度、サンプリングレート、視野、αから計算することができる。
【００５８】
【数７】
0005974391.tif 000008
【００５９】
反対側のサブコイルによる磁場への寄与は、図４のように、原点から離れるほど小さくなる。そのため、スライス位置は、傾斜磁場がリニアな領域内(図４の例では±300mm程度まで)でできるだけ原点から離した方が、時間ずれの検出精度を高くすることができる。
上述の例では±100 mmでも十分な精度が得られている。
【００６０】
各スライスの厚さは時間ずれの検出精度に影響を与える。反対側のサブコイルによる磁場への寄与は原点ほど大きいため、スライス厚を厚くして原点に近づくと正負のサブコイルによる磁場への寄与は、位置によって変化する。そのため、スライス厚を厚くすると時間ずれの検出精度が低下する。また、スライス厚を薄くすると信号対ノイズ比(SN比)が低下するため、時間ずれの検出精度が低下する。本実施例では、十分なSN比が得られる20 mmとしたが、SN比が不足する場合には40 mm程度まで厚くしても良い。
【００６１】
以上説明したように、本実施形態によれば、正側と負側の傾斜磁場サブコイルを別の電源で並列駆動させる場合の駆動タイミングずれを、正側と負側の投影像の位相に生じる変化の差分から検出する。これにより、A/D期間のずれの影響を除去して駆動タイミングずれを精度良く検出することができる。また、傾斜磁場パルスの符号を反転させて計測した投影像の位相差分を用いることにより、プローブの位相分布や静磁場不均一の影響を除去して駆動タイミングずれを精度良く検出することができる。また、パルスシーケンスの実行による投影像の撮影と、投影像の処理によって駆動タイミングずれを検出するため、付加的な計測装置が不要である。
【００６２】
＜＜実施形態の変形例＞＞
上述の第一の実施態様では、４種類のタイミングずれ検出用パルスシーケンスでそれぞれエコーを計測し、それぞれの投影像の位相に混入するプローブ固有の位相分布及び静磁場不均一による位相分布、並びに受信信号のA/D期間のずれによる位相回りを順次相殺する処理を行っていた。前者のプローブ固有の位相分布及び静磁場不均一が小さく、傾斜磁場サブコイルの駆動タイミングのずれの検出に与える影響が小さい場合には、これらを相殺する処理を省略した、より簡単な計測法を用いることが可能である。
【００６３】
このような変形例のひとつでは、図８にエコー番号１〜４で示した４種類のパルスシーケンスの内、エコー番号１の計測用とエコー番号４の計測用のパルスシーケンスのみを用いる。すなわち、スライス傾斜磁場の極性は負、励起周波数は静磁場強度におけるラーモア周波数からマイナスシフトした周波数のパルスシーケンスにより、傾斜磁場の正側位置+x1のスライス内のスピンを反映したエコー番号１のエコーを計測する。また、スライス傾斜磁場の極性は負、励起周波数はラーモア周波数からプラスシフトした周波数のパルスシーケンスにより、傾斜磁場の負側位置-x1のスライス内のスピンを反映したエコー番号４のエコーを計測する。なお、ここで用いる時間ずれ検出用パルスシーケンスは、先に図６に示したグラディエントエコーを発生させて計測するシーケンスでも、図７に示したスピンエコーを発生させて計測するシーケンスでも良い。
【００６４】
それぞれの計測信号を逆フーリエ変換して得る投影像の位相は、それぞれ式(2)のθ+x1+Gr(x)、θ-x1+Gr(x)のとおりである。両投影像のスライス位置は2・x1ずれているので、エコー番号４の投影像をx軸方向に2・x1だけ移動してスライス位置を合わせる。移動後の２つの投影像の位相は式(8)に示すとおりである。
【００６５】
【数８】
0005974391.tif 000009
【００６６】
両投影像は、移動前のスライス位置が異なるので、式(8)の１番目の式のプローブ固有の位相回りθRFの値、また静磁場不均一による位相回りΔB０の値は、式(8)の２番目の式のプローブ固有の位相回りθRFの値、及び静磁場不均一による位相回りΔB０の値とそれぞれ一致しない。しかしながら、これらの値が検出に影響しない程に小さいとすると、両投影像の差分処理によりこれらに位相回りは相殺されると考えて良く、差分処理により算出される位相差は式(９)で表される。
【００６７】
【数９】
0005974391.tif 000010
【００６８】
すなわち、エコー番号４の投影像をx軸方向に2・x1だけ移動した後の差分処理を行うことにより、２つの投影像の位相に混入している信号のA/D変換のタイミングすれによる位相回りθADが相殺され、差分により得る位相差のx軸に対する傾きが正負の傾斜磁場サブコイルの駆動タイミングのずれに相当することが分かる。したがって、上述の第一の実施態様と同様に、正側のサブコイル、負側のサブコイルのうちの一方の遅延時間を所定時間幅づつ変化させて計測を複数回実施し、その複数回の計測の各々の結果から、エコー番号１の投影像と、エコー番号４の投影像の位置を移動したものとの間の位相差の位置に対する傾きそれぞれ求め、それら傾きの値から位相差の傾きがゼロに対応する遅延時間ずれ、すなわち、調整前の正、負のサブコイル間の駆動タイミングのずれを算出する。
【００６９】
以上に述べた計測法では、図８にエコー番号１〜４で示した４種類のパルスシーケンスの内、エコー番号１の計測用とエコー番号４の計測用のパルスシーケンスのみを用いていた。これとは別に、エコー番号１の計測用とエコー番号２の計測用のパルスシーケンスのみを用いて正、負のサブコイル間の駆動タイミングのずれを算出する変形例もある。すなわち、スライス傾斜磁場の極性は負、励起周波数は静磁場強度におけるラーモア周波数からマイナスシフトした周波数のパルスシーケンスにより、傾斜磁場の正側位置+x1のスライス内のスピンを反映した図８のエコー番号１のエコーを計測する。また、スライス傾斜磁場の極性のみを正に変えたパルスシーケンスにより、傾斜磁場の負側位置-x1のスライス内のスピンを反映したエコー番号２のエコーを計測する。ここでも、適用する検出用パルスシーケンスは、図６に示したシーケンス、図７に示したシーケンスのいずれでも良い。それぞれの計測信号を逆フーリエ変換して得る投影像のうちエコー番号２のエコーの投影像をx軸方向に2・x1だけ移動し、スライス位置を合わせる。その結果得られる２つの投影像の位相θ+x1+Gr(x)、θ-x1-Gr(x-2x1)は、式(10)で表せる。
【００７０】
【数１０】
0005974391.tif 000011
【００７１】
したがって、スライス位置合わせ後の上記２つの投影像を加算することにより、信号のA/D期間のずれによる位相回りθADが相殺される。
【００７２】
【数１１】
0005974391.tif 000012
【００７３】
投影像の加算の結果は式(11)となるので、プローブ固有の位相回りθRF、及び静磁場不均一による位相回りΔB０は相殺される訳ではない。しかし、これらの値が検出に影響しない程に小さいと仮定すると、加算結果の位相のx軸に対する傾きが正負の傾斜磁場サブコイルの駆動タイミングのずれに相当すると言える。したがって、上述の第一の実施態様と同様に、正側のサブコイル、負側のサブコイルのうちの一方の駆動タイミングを所定時間幅づつ変化させて計測を複数回実施し、その複数回の計測の各々の結果から、エコー番号１の投影像と、エコー番号２の投影像の位置を移動したものとの加算結果の位相の位置に対する傾きそれぞれ求め、それら傾きの値から位相の傾きがゼロに対応する時間ずれ、すなわち、調整前の正、負のサブコイル間の駆動タイミングのずれを算出する。
【００７４】
以上に示した実施態様の変形例では、付加的な計測装置を用いずに、しかもより簡便な手順により、A/D期間のずれの影響を除去して正側と負側の傾斜磁場サブコイルの駆動タイミングずれを検出でき、この駆動タイミングずれを調整することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明により、傾斜磁場を並列駆動するＭＲＩ装置の駆動タイミングの調整が適正に精度良くできるようになり、ＭＲＩ装置の高画質化、高い画質レベルの維持が可能になるため、本発明は広く利用されると期待される。
【符号の説明】
【００７６】
１０１：静磁場を発生するマグネット、１０２：傾斜磁場コイル、１０３：被検体、１０４：シーケンサ、１０５：傾斜磁場電源、１０６：高周波磁場発生器、１０７：プローブ、１０８：受信器、１０９：計算機、１１０：ディスプレイ、１１１：記憶媒体、１１２：時間調整回路
【図１】
0005974391.tif 000013
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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