(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給電流に応じた傾斜磁場を撮像領域に発生させる傾斜磁場コイルユニットであって、鉄シムを内蔵する傾斜磁場コイルユニットと、
前記傾斜磁場コイルユニットの温度を異なるタイミングで少なくとも２回計測する温度計測部と、
前記撮像領域内の水素原子の磁気共鳴の中心周波数が前記傾斜磁場コイルユニットの温度変化に応じてどれだけシフトするかを示すと共に複数の温度領域にそれぞれ対応する複数のシフトデータが、前記温度計測部による計測前から予め記憶されたデータ記憶部と、
前記温度計測部の計測結果により示される前記傾斜磁場コイルユニットの温度が含まれる前記温度領域に対応する前記シフトデータと、前記計測結果に基づく前記傾斜磁場コイルユニットの温度の変化分とに基づいて、前記水素原子の磁気共鳴の中心周波数の推定シフト量を算出し、前記推定シフト量に基づいてＲＦパルスの中心周波数を補正するパルス設定部と、
前記パルス設定部により補正された前記ＲＦパルスを送信し、前記撮像領域の被検体から核磁気共鳴信号を受信し、前記核磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の画像データを生成する撮像部と
を備え、
前記データ記憶部は、各々の前記温度領域の前記シフトデータとして、前記傾斜磁場コイルユニットの温度が上昇した場合の前記水素原子の磁気共鳴の中心周波数のシフト量を示す第１データと、前記傾斜磁場コイルユニットの温度が下降した場合の前記水素原子の磁気共鳴の中心周波数のシフト量を示す第２データとを予め記憶しており、
前記パルス設定部は、前記温度計測部の計測結果に基づいて前記傾斜磁場コイルユニットの温度が上昇したか下降したかを判定後、前記第１及び第２データの内、判定結果に対応する方に基づいて前記推定シフト量を算出する
磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
前記複数のシフトデータは、前記温度計測部の計測温度に基づく前記傾斜磁場コイルユニットの温度の変化分と、前記水素原子の磁気共鳴の中心周波数のシフト量との比率を、前記第１及び第２データのそれぞれに対して、各々の前記温度領域毎に定めたものである
ことを特徴とする請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
前記第１及び第２データとしての前記比率は、各々の前記温度領域間において、前記鉄シムの透磁率の温度変化のヒステリシス特性に応じて非線形に変化するように定めたものである
ことを特徴とする請求項２記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
前記撮像部は、複数の画像の生成に用いられる前記核磁気共鳴信号の収集が含まれるデータ収集シーケンスを、時間順に複数回実行するように構成され、
前記温度計測部は、各々の前記データ収集シーケンスの実行前に前記傾斜磁場コイルユニットの温度を計測するように構成され、
前記パルス設定部は、各々の前記データ収集シーケンスの実行前に前記ＲＦパルスの中心周波数を補正するように構成される
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記撮像部は、複数の画像の生成に用いられる前記核磁気共鳴信号の収集が各々の時相に含まれるダイナミック撮像を、各々の前記時相同士の間に空き時間を挟んで行うように構成され、
前記温度計測部は、前記空き時間に前記傾斜磁場コイルユニットの温度を計測するように構成され、
前記パルス設定部は、前記空き時間に前記ＲＦパルスの中心周波数を補正するように構成される
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
前記撮像部は、造影剤投与前の前記被検体から前記核磁気共鳴信号を収集する第１のデータ収集シーケンスを実行してから、空き時間が経過後に、前記造影剤が投与された同一の前記被検体から前記核磁気共鳴信号を収集する第２のデータ収集シーケンスを実行するように構成され、
前記温度計測部は、前記空き時間の前後に前記傾斜磁場コイルユニットの温度をそれぞれ計測するように構成され、
前記パルス設定部は、前記第２のデータ収集シーケンスの実行直前の期間において、前記傾斜磁場コイルユニットの温度が上昇したか下降したかを判定し、この判定結果に基づいて前記ＲＦパルスの中心周波数を補正するように構成される
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項７】
供給電流に応じた傾斜磁場を撮像領域に発生させる傾斜磁場コイルユニットであって、鉄シムを内蔵する傾斜磁場コイルユニットと、
前記傾斜磁場コイルユニットの温度を異なるタイミングで少なくとも２回計測する温度計測部と、
前記撮像領域内の水素原子の磁気共鳴の中心周波数が前記傾斜磁場コイルユニットの温度変化に応じてどれだけシフトするかを示すデータとして、前記傾斜磁場コイルユニットの温度が上昇した場合に対応する第１データと、前記傾斜磁場コイルユニットの温度が下降した場合に対応する第２データとが、前記温度計測部による計測前から予め記憶されたデータ記憶部と、
前記温度計測部の計測結果に基づいて前記傾斜磁場コイルユニットの温度が上昇したか下降したかを判定し、前記第１及び第２データの内、この判定結果に対応する方と、前記計測結果に基づく前記傾斜磁場コイルユニットの温度の変化分とに基づいて、前記水素原子の磁気共鳴の中心周波数の推定シフト量を算出し、前記推定シフト量に基づいてＲＦパルスの中心周波数を補正するパルス設定部と、
前記パルス設定部により補正された前記ＲＦパルスを送信し、前記撮像領域の被検体から核磁気共鳴信号を受信し、前記核磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の画像データを生成する撮像部と
を備えることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージングに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＲＩは、静磁場中に置かれた被検体の原子核スピンをラーモア周波数のＲＦパルスで磁気的に励起し、この励起に伴って発生するＭＲ信号から画像を再構成する撮像法である。なお、上記ＭＲＩは磁気共鳴イメージング(Magnetic Resonance Imaging)の意味であり、ＲＦパルスは高周波パルス(radio frequency pulse)の意味であり、ＭＲ信号は核磁気共鳴信号(nuclear magnetic resonance signal)の意味である。
【０００３】
ＭＲＩ装置は、撮像領域に傾斜磁場を印加することで、ＭＲ信号に空間位置情報を付加する傾斜磁場コイルをガントリ内に備える。この傾斜磁場コイルは、撮像中にパルス電流が繰り返して供給されることで大きく発熱する。傾斜磁場コイルの温度が上昇すると、撮像領域の磁場が変化するため、被検体内の水素原子の磁気共鳴の中心周波数が変化する。このような共鳴周波数の変動に関する従来技術として、特許文献１が知られている。
【０００４】
特許文献１では、ガントリ内に配置された温度センサの計測温度の変化に基づいて撮像断面の共鳴周波数の変動分を推定している。そして、共鳴周波数の変動分に追従するように制御系の基準クロックの周波数を修正し、修正後の基準クロックに基づいて各部を制御することで、静磁場不均一性の乱れの影響の抑制を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２８８０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
脂肪抑制プレパルスや９０°励起パルスなどのＲＦパルスの中心周波数は、静磁場強度に応じて決定される水素原子のラーモア周波数に基づいて、例えばプレスキャンなどの撮像準備段階で設定される。しかし、撮像準備段階でＲＦパルスの条件を設定後、撮像中に傾斜磁場コイルの発熱に伴って被検体内の水素原子の磁気共鳴の中心周波数がシフトすると、画質劣化の要因となる。例えば撮像時間の長いダイナミック撮像では、データ収集時刻が遅い画像ほど、傾斜磁場コイルの発熱による上記中心周波数のシフト量が大きくなるため、脂肪抑制プレパルスの効果が低下するなどにより、画質が劣化しうる。
【０００７】
このため、ＭＲＩにおいて、傾斜磁場コイルの発熱に起因した水素原子の磁気共鳴の中心周波数のシフトに拘らず、良好な画像が得るための新規な技術が要望されていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、本発明の実施形態が取り得る態様の数例を各態様毎に説明する。
【０００９】
（１）一実施形態では、ＭＲＩ装置は、傾斜磁場コイルユニットと、温度計測部と、データ記憶部と、パルス設定部と、撮像部とを備える。
傾斜磁場コイルユニットは、供給電流に応じた傾斜磁場を撮像領域に発生させる。
温度計測部は、傾斜磁場コイルユニットの温度を異なるタイミングで少なくとも２回計測する。
データ記憶部は、撮像領域内の水素原子の磁気共鳴の中心周波数が傾斜磁場コイルユニットの温度変化に応じてどれだけシフトするかを示すと共に複数の温度領域にそれぞれ対応する複数のシフトデータを、温度計測部による計測前から予め記憶している。
パルス設定部は、温度計測部の計測結果により示される傾斜磁場コイルユニットの温度が含まれる温度領域に対応するシフトデータと、計測結果に基づく傾斜磁場コイルユニットの温度の変化分とに基づいて、水素原子の磁気共鳴の中心周波数の推定シフト量を算出し、推定シフト量に基づいてＲＦパルスの中心周波数を補正する。
撮像部は、パルス設定部により補正されたＲＦパルスを送信し、撮像領域の被検体から核磁気共鳴信号を受信し、核磁気共鳴信号に基づいて被検体の画像データを生成する。
【００１０】
（２）別の一実施形態では、ＭＲＩ装置は、傾斜磁場コイルユニットと、温度計測部と、データ記憶部と、パルス設定部と、撮像部とを備える。傾斜磁場コイルユニット、温度計測部、及び、撮像部の構成は、上記（１）のＭＲＩ装置と同様である。
この構成では、データ記憶部は、撮像領域内の水素原子の磁気共鳴の中心周波数が傾斜磁場コイルユニットの温度変化に応じてどれだけシフトするかを示すデータとして、傾斜磁場コイルユニットの温度が上昇した場合に対応する第１データと、傾斜磁場コイルユニットの温度が下降した場合に対応する第２データとを、温度計測部による計測前から予め記憶している。
また、この構成では、パルス設定部は、温度計測部の計測結果に基づいて傾斜磁場コイルユニットの温度が上昇したか下降したかを判定し、第１及び第２データの内、この判定結果に対応する方と、計測結果に基づく傾斜磁場コイルユニットの温度の変化分とに基づいて、水素原子の磁気共鳴の中心周波数の推定シフト量を算出し、推定シフト量に基づいてＲＦパルスの中心周波数を補正する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に係るＭＲＩ装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】傾斜磁場コイルユニット内における温度センサの配置の一例を示す模式的斜視図。
【図３】図２に示す傾斜磁場コイルユニットの断面模式図。
【図４】図１に示すコンピュータ５８の機能ブロック図。
【図５】傾斜磁場コイルユニット内に挿入される鉄シムの透磁率の温度変化の一例を示す模式図。
【図６】第１〜第３の温度領域における各温度センサの温度係数の平均値を示すグラフ。
【図７】本実施形態のＭＲＩ装置により、造影剤の投与前後に撮像を行う場合の動作の流れの一例を示すフローチャート。
【図８】本実施形態のＭＲＩ装置の動作の別の例として、３時相のダイナミック撮像を行う場合の流れの一例を示すフローチャート。
【図９】１１のパルスシーケンスを順次実行した場合の各パルスシーケンスの実行時の中心周波数について、本実施形態の手法で計算した値と、実測値とを比較した一例を示すグラフ。
【図１０】図９と同じ１１のパルスシーケンスを順次実行した場合の各パルスシーケンスの実行時の中心周波数について、本実施形態とは別の手法で計算した値と、実測値とを図９と同様の表記で比較した一例を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。なお、各図において同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１３】
（本実施形態の構成）
図１は、本実施形態におけるＭＲＩ装置２０の全体構成を示すブロック図である。図１に示すように、ＭＲＩ装置２０は、筒状の静磁場磁石２２と、静磁場磁石２２の内側において軸を同じにして設けられた筒状のシムコイル２４と、略円筒状の傾斜磁場コイルユニット２６と、ＲＦコイル２８と、制御装置３０と、被検体Ｐが乗せられる寝台３２とを備える。
【００１４】
ここでは一例として、装置座標系の互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を以下のように定義する。まず、静磁場磁石２２及びシムコイル２４は、それらの軸方向が鉛直方向に直交するように配置されているものとし、静磁場磁石２２及びシムコイル２４の軸方向をＺ軸方向とする。また、鉛直方向をＹ軸方向とし、寝台３２は、その天板の載置用の面の法線方向がＹ軸方向となるように配置されているものとする。
【００１５】
制御装置３０は、静磁場電源４０と、シムコイル電源４２と、傾斜磁場電源４４と、ＲＦ送信器４６と、ＲＦ受信器４８と、冷却制御装置５０と、寝台駆動装置５２と、シーケンスコントローラ５６と、コンピュータ５８とを備える。
【００１６】
傾斜磁場電源４４は、Ｘ軸傾斜磁場電源４４ｘと、Ｙ軸傾斜磁場電源４４ｙと、Ｚ軸傾斜磁場電源４４ｚとを有する。コンピュータ５８は、演算装置６０と、入力装置６２と、表示装置６４と、記憶装置６６とを有する。
【００１７】
静磁場磁石２２は、静磁場電源４０に接続され、静磁場電源４０から供給された電流により撮像空間に静磁場を形成させる。上記撮像空間とは、例えば、被検体Ｐが置かれて、静磁場が印加されるガントリ内の空間を意味する。ガントリとは、静磁場磁石２２、シムコイル２４、傾斜磁場コイルユニット２６、ＲＦコイル２８を含むように、例えば円筒状に形成された構造体である。なお、図１では煩雑となるので、ガントリ内の静磁場磁石２２等の構成要素を図示し、ガントリ自体は図示していない。
【００１８】
撮像領域は、例えば、「１つの画像」又は「１セットの画像」の生成に用いるＭＲ信号の収集範囲であって、撮像空間の一部として設定される領域の意味である。ここでの「１セットの画像」とは、例えば、マルチスライス撮像などのように、１つのパルスシーケンス内で「複数の画像」のＭＲ信号が一括的に収集される場合の、「複数の画像」である。
【００１９】
静磁場磁石２２は、超伝導コイルで構成される場合が多く、励磁の際に静磁場電源４０に接続されて電流が供給されるが、一旦励磁された後は非接続状態とされるのが一般的である。なお、静磁場電源４０を設けずに、静磁場磁石２２を永久磁石で構成してもよい。
【００２０】
シムコイル２４は、シムコイル電源４２に接続され、シムコイル電源４２から供給される電流により、この静磁場を均一化する。
【００２１】
傾斜磁場コイルユニット２６は、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｍｘと、Ｙ軸傾斜磁場コイル２６ｍｙと、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｍｚとを有し、静磁場磁石２２の内側で筒状に形成されている。Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｍｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル２６ｍｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｍｚはそれぞれ、Ｘ軸傾斜磁場電源４４ｘ、Ｙ軸傾斜磁場電源４４ｙ、Ｚ軸傾斜磁場電源４４ｚに接続される。
【００２２】
Ｘ軸傾斜磁場電源４４ｘ、Ｙ軸傾斜磁場電源４４ｙ、Ｚ軸傾斜磁場電源４４ｚからＸ軸傾斜磁場コイル２６ｍｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル２６ｍｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｍｚにそれぞれ供給される電流により、Ｘ軸方向の傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸方向の傾斜磁場Ｇｙ、Ｚ軸方向の傾斜磁場Ｇｚが撮像領域にそれぞれ形成される。
【００２３】
即ち、物理軸としての３軸であるＸ、Ｙ、Ｚ方向の傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚを合成して、論理軸としてのスライス選択方向傾斜磁場Ｇｓｓ、位相エンコード方向傾斜磁場Ｇｐｅ、及び、読み出し方向（周波数エンコード方向）傾斜磁場Ｇｒｏの各方向を任意に設定できる。スライス選択方向、位相エンコード方向、及び、読み出し方向の各傾斜磁場は、静磁場に重畳される。
【００２４】
ＲＦ送信器４６は、シーケンスコントローラ５６から入力される制御情報に基づいて、核磁気共鳴を起こすためのラーモア周波数のＲＦパルス（ＲＦ電流パルス）を生成し、これを送信用のＲＦコイル２８に送信する。ＲＦコイル２８には、ガントリに内蔵されたＲＦパルスの送受信用の全身用コイルや、寝台３２又は被検体Ｐの近傍に設けられるＲＦパルスの受信用の局所コイルなどがある。
【００２５】
送信用のＲＦコイル２８は、ＲＦ送信器４６からＲＦパルスを受けて被検体Ｐに送信する。受信用のＲＦコイル２８は、被検体Ｐの内部の原子核スピンがＲＦパルスによって励起されることで発生したＭＲ信号（核磁気共鳴信号）を受信し、このＭＲ信号は、ＲＦ受信器４８により検出される。
【００２６】
ＲＦ受信器４８は、検出したＭＲ信号に各種の信号処理を施した後、Ａ／Ｄ(analog to digital)変換を施すことで、デジタル化された複素データである生データ(raw data)を生成する。ＲＦ受信器４８は、生成したＭＲ信号の生データをシーケンスコントローラ５６に入力する。
【００２７】
冷却制御装置５０は、シーケンスコントローラ５６の制御に従って、後述の冷却管７６（図３参照）に冷却水又は不凍液などの冷却媒体を循環させることで、傾斜磁場コイルユニット２６の発熱を抑制する。
【００２８】
演算装置６０は、ＭＲＩ装置２０全体のシステム制御を行うものであり、これについては後述の図４を用いて説明する。
【００２９】
シーケンスコントローラ５６は、演算装置６０の指令に従って、傾斜磁場電源４４、ＲＦ送信器４６及びＲＦ受信器４８を駆動させるために必要な制御情報を記憶する。ここでの制御情報とは、例えば、傾斜磁場電源４４に印加すべきパルス電流の強度や印加時間、印加タイミング等の動作制御情報を記述したシーケンス情報である。
【００３０】
シーケンスコントローラ５６は、記憶した所定のシーケンスに従って傾斜磁場電源４４、ＲＦ送信器４６及びＲＦ受信器４８を駆動させることにより、Ｘ軸傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸傾斜磁場Ｇｙ、Ｚ軸傾斜磁場Ｇｚ及びＲＦパルスを発生させる。また、シーケンスコントローラ５６は、ＲＦ受信器４８から入力されるＭＲ信号の生データを受けて、これを演算装置６０に入力する。
【００３１】
寝台駆動装置５２は、シーケンスコントローラ５６を介して演算装置６０に接続される。シーケンスコントローラ５６は、演算装置６０の指令に従って寝台駆動装置５０を制御することで寝台３２の天板を移動させ、これにより例えば、moving table法やstepping-table法による撮像を行うことができる。
【００３２】
図２は、傾斜磁場コイルユニット２６内における温度センサの配置の一例を示す模式的斜視図である。４つの温度センサ７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃ、７０Ｄは、撮像時に磁場中心となる部分を含む装置座標系のＸ−Ｙ平面の環状の一断面において、静磁場磁石２２の円筒形状に沿って等間隔で配置される。温度センサ７０Ａ〜７０Ｄは、検出した温度をシーケンスコントローラ５６にそれぞれ入力する。なお、図２に示す温度センサの配置及び個数は、一例にすぎず、温度センサの数及び配置は、上記の例に限定されるものではない。
【００３３】
図３は、図２に示す傾斜磁場コイルユニット２６の断面模式図であり、図２内の一点鎖線枠２６’で囲った領域の断面である。図３に示すように、傾斜磁場コイルユニット２６は、アクティブシールドを用いた多層構造である。即ち、傾斜磁場コイルユニット２６は、メインコイル２６ｍの層と、シールドコイル２６ｓの層と、それらの間に挟まれた複数のシムトレイ７２の挿入層及び複数の冷却管７６の埋設層とを有する。図３において、シムトレイ７２は斜線の四角い領域で示し、冷却管７６は楕円状の白抜きの領域で示す。
【００３４】
メインコイル２６ｍは、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｍｘと、Ｙ軸傾斜磁場コイル２６ｍｙと、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｍｚとを有し、前記傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚを形成する。
【００３５】
シールドコイル２６ｓは、Ｘ軸シールドコイル２６ｓｘと、Ｙ軸シールドコイル２６ｓｙと、Ｚ軸シールドコイル２６ｓｚとを有し、これらは傾斜磁場電源４４から供給される電流により磁場を発生させる。即ち、Ｘ軸シールドコイル２６ｓｘ、Ｙ軸シールドコイル２６ｓｙ、Ｚ軸シールドコイル２６ｓｚは、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｍｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル２６ｍｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｍｚにそれぞれ対応した磁場をメインコイル２６ｍの外側に発生させることで、メインコイル２６ｍによって発生する傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚを遮蔽する。
【００３６】
メインコイル２６ｍ側における冷却管７６の埋設層と、シールドコイル２６ｓ側における冷却管７６の埋設層との間の層には、複数のシムトレイ７２が略等間隔で挿入される。冷却管７６の中では冷却媒体が循環するため、メインコイル２６ｍ及びシールドコイル２６ｓによって発生する熱がシムトレイ７２に伝わりにくくなる。シムトレイ７２は、例えば非磁性かつ非電導性の樹脂で形成され、Ｚ軸方向に延在した概略棒状に形成される。シムトレイ７２には、鉄シム（図示せず）が所定数収納される。鉄シムは、撮像空間における静磁場の磁場強度分布を均一化する作用（静磁場の不均一性を補正する作用）がある。
【００３７】
なお、図３の構造では、温度センサ７０Ａ〜７０ＤはＹ軸傾斜磁場コイル２６ｍｙの温度を検出するが、これは一例にすぎない。多数の温度センサがＸ軸傾斜磁場コイル２６ｍｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル２６ｍｙ、Ｘ軸シールドコイル２６ｓｘ、Ｙ軸シールドコイル２６ｓｙ、Ｚ軸シールドコイル２６ｓｚの各温度をそれぞれ検出する構成でもよい。或いは、温度センサ７０Ａ〜７０Ｄがシムトレイ７２の温度を検出する構成でもよい。即ち、傾斜磁場コイルユニット２６内の温度を検出する構成であればよい。
【００３８】
但し、撮像領域の磁場強度に直接的に関わる要素の温度を直接的かつ正確に検出する構成が望ましいので、冷却管７６の内部や周囲よりも、鉄シムを含むシムトレイ７２やメインコイル２６ｍの温度を検出する方が望ましい。傾斜磁場コイルユニット２６内では、冷却媒体が循環する冷却管７６近傍の温度が最も低いためである。
【００３９】
また、温度センサ７０Ａ〜７０Ｄとしては、赤外線放射温度計を用いてもよいし、メインコイル２６ｍの温度をほぼ直接的に計測するサーミスタや熱電対などを用いてもよい。赤外線放射温度計は、計測対象とは非接触で温度を計測できるので、熱伝導によって計測対象と温度センサとが同温になることが望まれる計測方法とは違い、短時間で温度を計測できる利点がある。
【００４０】
図４は、図１に示すコンピュータ５８の機能ブロック図である。コンピュータ５８の演算装置６０は、ＭＰＵ(Micro Processor Unit)８６と、システムバス８８と、画像再構成部９０と、画像データベース９４と、画像処理部９６と、表示制御部９８と、データ記憶部１００と、パルス設定部１０２とを備える。
【００４１】
ＭＰＵ８６は、本スキャンの撮像条件の設定、撮像動作及び撮像後の画像表示において、システムバス８８等の配線を介してＭＲＩ装置２０全体のシステム制御を行う。上記「撮像条件」とは、例えば、スピンエコーなどの内のどの種類のパルスシーケンスにより、どのような条件でＲＦパルス等を送信して、どのような条件で被検体からＭＲ信号を収集するか、の意味である。「撮像条件」としては例えば、撮像空間内での位置的情報としての撮像領域、フリップ角、繰り返し時間、スライス数、撮像部位、パルスシーケンスの種類、などが挙げられる。上記撮像部位とは、例えば、頭部、胸部などの被検体のどの部分を撮像領域として画像化するか、の意味である。
【００４２】
また、上記「本スキャン」とは、Ｔ１強調画像などの、目的とする診断画像の撮像のためのスキャンであって、プレスキャンのような較正目的のスキャンや位置決め画像用のスキャンを含まないものとする。スキャンとは、ＭＲ信号の収集動作を指し、画像再構成を含まないものとする。上記プレスキャンとは例えば、本スキャンの撮像条件の内の未確定のものや、本スキャン後の画像再構成に用いる条件やデータなどを決定するために、本スキャン前に行われる較正用スキャンを指す。
【００４３】
また、ＭＰＵ８６は、撮像条件設定部としても機能し、入力装置６２からの指示情報に基づいてスピンエコー法等のパルスシーケンスを含む撮像条件を設定し、設定した撮像条件をシーケンスコントローラ５６に入力する。そのために、ＭＰＵ８６は、表示制御部９８を制御して、撮像条件の設定用画面情報を表示装置６４に表示させる。
入力装置６２は、撮像条件や画像処理条件を設定する機能をユーザに提供する。
【００４４】
画像再構成部９０は、内部にｋ空間データベース９２を有する。画像再構成部９０は、ｋ空間データベース９２に形成されたｋ空間において、シーケンスコントローラ５６から入力されるＭＲ信号の生データをｋ空間データとして配置する。画像再構成部９０は、ｋ空間データに２次元フーリエ変換などを含む画像再構成処理を施して、被検体Ｐの各スライスの画像データを生成する。画像再構成部９０は、生成した画像データを画像データベース９４に保存する。
【００４５】
画像処理部９６は、画像データベース９４から画像データを取り込み、これに所定の画像処理を施し、画像処理後の画像データを表示用画像データとして記憶装置６６に記憶させる。
【００４６】
記憶装置６６は、上記の表示用画像データに対し、その表示用画像データの生成に用いた撮像条件や被検体Ｐの情報（患者情報）等を付帯情報として付属させて記憶する。
【００４７】
表示制御部９８は、ＭＰＵ８６の制御に従って、撮像条件の設定用画面や、撮像により生成された画像データが示す画像を表示装置６４に表示させる。
【００４８】
データ記憶部１００は、傾斜磁場コイルユニット２６の温度の変化分と、水素原子の磁気共鳴の中心周波数のシフト量との対応関係を示す温度係数を記憶している。温度係数は、例えばＭＲＩ装置２０の据付時に後述の温度係数取得シーケンスを実行することで算出及び記録される。なお、温度係数取得シーケンスは、据付時の据付調整の一環として行うものに限らず、例えば定期点検時に実行して上記温度係数を較正してもよい。
【００４９】
パルス設定部１０２は、シーケンスコントローラ５６を介して温度センサ７０Ａ〜７０Ｄの検出温度を取得し、傾斜磁場コイルユニット２６の温度変化分を計算し、上記温度係数に基づいてＲＦパルスの中心周波数を設定（補正）する。ここでのＲＦパルスとは、例えば、脂肪抑制のプレパルスや、領域選択的プレサチュレーションパルス、データ収集用の９０°励起パルスや再収束パルスなどである。
【００５０】
（本実施形態の原理説明）
図５は、傾斜磁場コイルユニット２６内に挿入される鉄シムの透磁率の温度変化の一例を示す模式図である。図５において、縦軸は鉄シムの透磁率（ヘンリー／メートル）、横軸は温度（℃）、実線は温度上昇過程の鉄シムの透磁率、破線は温度下降過程の鉄シムの透磁率を示す。図５に示すように鉄シムの透磁率は、温度変化に対してヒステリシス特性を有するので、同じ温度であっても、温度上昇過程の鉄シムの透磁率と、温度下降過程の鉄シムの透磁率とは互いに異なる。
【００５１】
即ち、傾斜磁場コイルユニット２６の温度（鉄シムの温度）が同じであっても、温度上昇時と、温度下降時とで、鉄シムの透磁率の違いによって撮像領域の磁場強度（テスラ）も異なる。従って、傾斜磁場コイルユニット２６の温度（鉄シムの温度）が同じであっても、温度上昇時と、温度下降時とで、撮像領域内の水素原子の磁気共鳴の中心周波数も異なる。ラーモア周波数は、印加された磁場の強度に比例するからである。
【００５２】
そこで本実施形態では、傾斜磁場コイルユニット２６の温度の変化分と、水素原子の磁気共鳴の中心周波数のシフト量との対応関係を示す温度係数群として、温度上昇過程に対応する第１データと、温度下降過程に対応する第２データとを用いる。ここでは一例として、第１の温度係数取得シーケンスの実行により第１データを取得し、第２の温度係数取得シーケンスの実行により第２データを取得する。
【００５３】
第１の温度係数取得シーケンスとして、例えば傾斜磁場コイルユニット２６の温度が経過時間の長さにほぼ比例して上昇するパルスシーケンスを実行し、そのときの各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄの各検出温度を経過時刻毎の計測データとして取得する。同時に、例えば磁気共鳴スペクトロスコピーによって、ＭＲ信号の周波数スペクトラムのピーク周波数位置を検出することで、（例えば水などの）ファントム内の水素原子の磁気共鳴の中心周波数を経過時刻毎のデータとして取得する。そして、この計測結果に基づく傾斜磁場コイルユニット２６内の温度の変化分に応じて、中心周波数がどれだけシフトするかを算出し、これを第１データとしてデータ記憶部１００に記録する。
【００５４】
ここで、ＭＲＩ装置２０が使用される温度範囲において、鉄シムの透磁率の温度変化は１次関数的変化に完全合致するわけではない。従って、温度領域毎に第１データを取得する。本実施形態では一例として、０℃以上２０℃未満の範囲である第１の温度領域と、２０℃以上４０℃未満の範囲である第２の温度領域と、４０℃以上６０℃未満の範囲である第３の温度領域とのそれぞれに対して、第１データとしての温度係数を算出する。
【００５５】
具体的には、冷却制御装置５０は、傾斜磁場コイルユニット２６内を循環する冷却媒体の温度を「０℃近くの所定温度」に下げる。冷却媒体が水である場合には、凍らないように、「０℃近くの所定温度」を例えば１℃としてもよい。
次に、各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄの検出温度が「０℃近くの所定温度」で収束した後、時刻ｔ０を開始時刻として、第１の温度係数取得シーケンスを開始する。また、時刻ｔ０において、磁気共鳴スペクトロスコピーにより、水素原子の磁気共鳴の中心周波数を「時刻ｔ０での中心周波数」として取得する。
【００５６】
さらに、時刻ｔ０以降、各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄに所定の時間間隔で温度計測を開始させ、経過時刻毎の計測温度をデータ記憶部１００に順次入力させる。
【００５７】
そして、各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄの検出温度が第１の温度範囲の期間において、時刻を変えて例えば４回以上、磁気共鳴スペクトロスコピーで水素原子の磁気共鳴の中心周波数を経過時刻毎のデータとして取得する。
【００５８】
ここで、各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄ毎に感度の個体差があるから、その検出温度が単位温度（１ケルビン、即ち、１℃）上昇すると中心周波数が何Ｈｚシフトするかの温度係数を、各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄ毎に第１データとして求める。ここでは一例として、温度変化分と温度係数との積が中心周波数のシフト量として算出されるように、温度係数の単位は、周波数単位（ヘルツ）を温度単位（ケルビン）で割った単位とする。
【００５９】
また、以下の計算で用いる温度係数及びグラフ傾きの符号の末尾の文字について、αは第１の温度領域、βは第２の温度領域、γは第３の温度領域をそれぞれ示す。また、温度係数及びグラフ傾きの符号の末尾から２番目の文字について、ａは温度センサ７０Ａ、ｂは温度センサ７０Ｂ、ｃは温度センサ７０Ｃ、ｄは温度センサ７０Ｄをそれぞれ示す。また、温度係数及びグラフ傾きの符号の末尾から３番目の文字について、ｈは温度上昇過程の場合、ｒは温度下降過程の場合をそれぞれ示す。
【００６０】
第１の温度領域における経過時刻毎の温度センサ７０Ａの計測温度から得られる温度上昇分をΔＴｈａα、その温度上昇分に対応する中心周波数のシフト量をΔＨｈａαとするとき、データ記憶部１００は、第１の温度領域における温度センサ７０Ａの温度係数Ｋｈａαは、Ｋｈａα＝ΔＨｈａα／ΔＴｈａαとして算出する。
【００６１】
具体的には例えば、時刻ｔ０より後であると共に、各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄの計測温度が第１の温度領域である時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５において、ＭＲＩ装置２０が磁気共鳴スペクトロスコピーで中心周波数をそれぞれ取得した場合を考える。データ記憶部１００は、時刻ｔ１〜ｔ５における温度センサ７０Ａの各計測温度を縦軸に、時刻ｔ０からの時刻ｔ１〜ｔ５の各経過時間を横軸にプロットした第１のグラフを作成する。データ記憶部１００は、第１のグラフの傾きをＴｈａαとして、最小二乗法で算出する。
【００６２】
次に、データ記憶部１００は、時刻ｔ１〜ｔ５における中心周波数の各シフト量を縦軸に、時刻ｔ０からの時刻ｔ１〜ｔ５の各経過時間を横軸にプロットした第２のグラフを作成する。ここでの中心周波数のシフト量は、時刻ｔ１〜ｔ５における磁気共鳴スペクトロスコピーで求めた各中心周波数と、「時刻ｔ０での中心周波数」との各差分である。データ記憶部１００は、第２のグラフの傾きをＨｈａαとして、最小二乗法で算出する。
【００６３】
データ記憶部１００は、第２のグラフの傾きＨｈａαを、第１のグラフの傾きＴｈａαで割ることで、温度上昇過程における第１の温度領域における温度センサ７０Ａの温度係数Ｋｈａαを、第１データとして算出する。データ記憶部１００は、温度上昇過程における第１の温度領域において、温度センサ７０Ｂの温度係数Ｋｈｂα、温度センサ７０Ｃの温度係数Ｋｈｃα、温度センサ７０Ｄの温度係数Ｋｈｄαについても、上記同様に第１データとして算出する。
【００６４】
この後も、第１の温度係数取得シーケンスが継続され、各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄの計測温度が共に第２の温度領域に上がる。そして、例えば各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄの計測温度が第２の温度領域である時刻ｔ６、ｔ７、ｔ８、ｔ９、ｔ１０で中心周波数を取得する。次に、時刻ｔ６〜ｔ１０における温度センサ７０Ａの計測温度を縦軸に、各時刻ｔ６〜ｔ１０の時刻ｔ０からの経過時間を横軸にプロットしたグラフの傾きをＴｈａβとして、最小二乗法で算出する。
【００６５】
次に、時刻ｔ６〜ｔ１０における中心周波数の各シフト量を縦軸に、各時刻ｔ６〜ｔ１０の時刻ｔ０からの経過時間を横軸にプロットしたグラフの傾きをＨｈａβとして、最小二乗法で算出する。ＨｈａβをＴｈａβで割ることで、第２の温度領域における温度センサ７０Ａの温度係数Ｋｈａβを第１データとして算出できる。温度上昇過程における第２の温度領域において、温度センサ７０Ｂの温度係数Ｋｈｂβ、温度センサ７０Ｃの温度係数Ｋｈｃβ、温度センサ７０Ｄの温度係数Ｋｈｄβについても、データ記憶部１００は、同様に第１データとして算出する。
【００６６】
この後も、第１の温度係数取得シーケンスが継続され、各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄの計測温度が共に第３の温度領域に上がる。そして、データ記憶部１００は、上記同様に温度上昇過程における第３の温度領域での温度センサ７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃ、７０Ｄの各温度係数Ｋｈａγ、Ｋｈｂγ、Ｋｈｃγ、Ｋｈｄγを第１データとして算出する。このようにして、データ記憶部１００は、温度上昇過程における各温度領域での各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄの温度係数を第１データとして算出し、記憶する。
【００６７】
同様にして、温度下降過程における各温度領域での各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄの温度係数を第２データとして算出する。具体的には、ＭＲＩ装置２０は、第２の温度係数取得シーケンスとして、例えば傾斜磁場コイルユニット２６の温度が経過時間の長さにほぼ比例して下降するパルスシーケンスを実行する。例えば繰り返し時間を１秒以上にすることで、パルスシーケンスの実行期間における傾斜磁場の印加時間の割合を短くすればよい。これにより、傾斜磁場コイルユニット２６の発熱量を低くできるので、シーケンスを実行しながら、傾斜磁場コイルユニット２６の温度を（例えば低めに設定されたＭＲＩ装置２０の設置室の室温程度まで）下げることができる。
【００６８】
具体的には、冷却制御装置５０は、傾斜磁場コイルユニット２６内を循環する冷却媒体の温度を略６０℃に上げる。次に、各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄの検出温度が６０℃に収束した後の時刻ｔ０’を開始時刻として、第２の温度係数取得シーケンスを開始する。また、時刻ｔ０’において、ＭＲＩ装置２０は、磁気共鳴スペクトロスコピーにより、（例えば水などの）ファントム内の水素原子の磁気共鳴の中心周波数を「時刻ｔ０’での中心周波数」として取得する。
【００６９】
さらに、時刻ｔ０’以降、各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄに所定の時間間隔で温度計測を開始させ、経過時刻毎の計測温度をデータ記憶部１００に順次入力させる。
【００７０】
そして、データ記憶部１００は、第１データの場合と同様に例えば、各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄの計測温度が第３の温度領域である時刻ｔ１’、ｔ２’、ｔ３’、ｔ４’、ｔ５’で中心周波数を取得する。次に、データ記憶部１００は、時刻ｔ１’〜ｔ５’における温度センサ７０Ａの各計測温度を縦軸に、各時刻ｔ１’〜ｔ５’の時刻ｔ０’からの経過時間を横軸にプロットしたグラフの傾きをＴｒａγとして、最小二乗法で算出する。
【００７１】
次に、データ記憶部１００は、時刻ｔ１’〜ｔ５’における中心周波数の各シフト量を縦軸に、各時刻ｔ１’〜ｔ５’の時刻ｔ０からの経過時間を横軸にプロットしたグラフの傾きをＨｒａγとして、最小二乗法で算出する。ここでの中心周波数のシフト量は、時刻ｔ１’〜ｔ５’における磁気共鳴スペクトロスコピーで求めた各中心周波数と、「時刻ｔ０’での中心周波数」との差分である。
【００７２】
次に、データ記憶部１００は、ＨｒａγをＴｒａγで割ることで、温度下降過程における第３の温度領域における温度センサ７０Ａの温度係数Ｋｒａγを第２データとして算出できる。温度下降過程における第３の温度領域において、温度センサ７０Ｂの温度係数Ｋｒｂγ、温度センサ７０Ｃの温度係数Ｋｒｃγ、温度センサ７０Ｄの温度係数Ｋｒｄγについても、同様に第２データとして算出する。
【００７３】
この後も、第２の温度係数取得シーケンスが継続され、各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄの計測温度が共に第２の温度領域に下がる。そして、温度下降過程における第２の温度領域において、データ記憶部１００は、温度センサ７０Ａの温度係数Ｋｒａβ、温度センサ７０Ｂの温度係数Ｋｒｂβ、温度センサ７０Ｃの温度係数Ｋｒｃβ、温度センサ７０Ｄの温度係数Ｋｒｄβを上記同様に第２データとして算出する。
【００７４】
この後も、第２の温度係数取得シーケンスが継続され、各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄの計測温度が共に第１の温度領域に下がる。そして、温度下降過程における第１の温度領域において、データ記憶部１００は、温度センサ７０Ａの温度係数Ｋｒａα、温度センサ７０Ｂの温度係数Ｋｒｂα、温度センサ７０Ｃの温度係数Ｋｒｃα、温度センサ７０Ｄの温度係数Ｋｒｄαを上記同様に第２データとして算出する。このようにして、データ記憶部１００は、温度下降過程における各温度領域での各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄの温度係数が第２データとして算出し、記憶する。
【００７５】
上記のように取得され、データ記憶部１００に記憶される第１データの温度係数は、各々の温度領域内では実質的に線形近似して算出されるものの、温度領域間で比較すると、温度変化に対する温度係数の変化は非線形なものとなる。即ち、鉄シムの透磁率の温度変化のヒステリシス特性が磁場強度に反映される結果、ヒステリシス特性に応じて温度係数も温度に対して非線形に変化する（後述の図６参照）。第２データの温度係数についても同様である。
【００７６】
なお、温度係数の決定方法は、上記最小二乗法に限らず、他の手法でもよい。また、中心周波数のシフト量を温度変化分で割ることで温度係数を定義したが、その逆数を温度係数としてもよい。
【００７７】
上記第１及び第２の温度係数取得シーケンスでは、シーケンス開始前には傾斜磁場コイルユニット２６内の冷却媒体の温度が例えば０℃等の所定温度となるような制御を行い、シーケンス開始後には冷却媒体の温度制御を行わない。しかし、これは一例に過ぎない。例えば以下のように、温度センサ７０Ａ〜７０Ｄの各検出温度と、ファントム内の水素原子の磁気共鳴の中心周波数とを経過時刻毎の計測データとして取得後、温度係数を算出してもよい。
即ち、パルスシーケンスとしての温度係数取得シーケンスを行わず、冷却制御装置５０によって冷却媒体の温度を徐々に上げるか、或いは、下げる。これにより生じる傾斜磁場コイルユニット２６の温度上昇又は温度下降の期間において、温度センサ７０Ａ〜７０Ｄの各検出温度を経過時刻毎の計測データとして取得すると共に、所定の時間間隔で磁気共鳴スペクトロスコピーを行うことで水素原子の磁気共鳴の中心周波数を経過時刻毎のデータとして取得する。
【００７８】
また、本実施形態では、各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄの検出結果に基づく「温度変化分×温度係数」を全ての温度センサ７０Ａ〜７０Ｄで合算平均し、この平均値を中心周波数のシフト量として算出するが、これは一例にすぎない。例えば、装置座標系のＸ、Ｙ、Ｚの各軸方向に離間して、傾斜磁場コイルユニット２６内に多数の温度センサを配置し、重み付け平均で中心周波数のシフト量を算出してもよい。
具体的には、撮像断面に近い温度センサほど大きい重み係数が乗じられるように、「（各温度センサが検出した）温度差と、（その温度センサの）温度係数との積」に対し、重み係数をそれぞれ乗じる。そして、重み係数が乗じられた「温度差と、温度係数との積」を温度センサの数の分だけ合算し、この合算値を温度センサの数で割ることで中心周波数のシフト量を算出する。これは、傾斜磁場コイルユニット２６の大きさを考慮すると、本スキャン実行で発熱が生じれば、傾斜磁場コイルユニット２６内の温度が均一にはならない点を考慮したものである。
【００７９】
また、人体の水組織の水素原子も、人体の脂肪組織の水素原子も、傾斜磁場コイルの温度上昇に対する中心周波数のシフト量はほぼ同じであるから、水組織と脂肪組織とで分けて考える必要はない。また、温度の上昇の仕方は、同じパルスシーケンスを実行しても、ＭＲＩ装置２０の個体毎に異なる固有のものである。このため、温度係数の取得シーケンスの実行及びデータ記憶部１００への温度係数の記憶は、据付調整時などにおいて、ＭＲＩ装置毎に行うことが望ましい。
【００８０】
また、０℃〜６０℃の範囲を２０℃毎に３つの温度領域に分けて、各温度係数を算出する例を述べたが、本発明の実施形態は、かかる態様に限定されるものではない。温度領域の分割数は、３ではなく、２でも４以上でもよい（温度領域の幅は、例えば１０℃や１５℃にしてもよい）。また、全温度領域の範囲は、例えば０℃〜７０℃であっても、０℃〜８０℃であってもよい。
【００８１】
図６は、第１〜第３の温度領域における各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄの温度係数の平均値を示すグラフである。図６において、横軸は温度（温度領域）、縦軸は温度係数、黒丸は温度上昇過程における温度係数、白丸は温度下降過程における温度係数を示す。
【００８２】
即ち、第１データにおける第１の温度領域の各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄの温度係数Ｋｈａα、Ｋｈｂα、Ｋｈｃα、Ｋｈｄαの４つの平均値が、第１の温度領域における黒丸のプロットの縦軸の値である。第２及び第３の温度領域の黒丸のプロットについても同様である。また、第２データにおける第１の温度領域の各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄの温度係数Ｋｒａα、Ｋｒｂα、Ｋｒｃα、Ｋｒｄαの４つの平均値が、第１の温度領域における白丸のプロットの縦軸の値である。第２及び第３の温度領域の白丸のプロットについても同様である。
【００８３】
図６の黒丸のプロットの温度係数は、図５における各温度領域の実線のヒステリシス曲線の傾きを反映した値である。図６の白丸のプロットの温度係数は、図５における各温度領域の点線のヒステリシス曲線の傾きを反映した値である。
【００８４】
（本実施形態の動作説明）
図７は、ＭＲＩ装置２０により、造影剤の投与前後に撮像を行う場合の動作の流れの一例を示すフローチャートである。以下、前述の各図を適宜参照しながら、図７に示すステップ番号に従って、ＭＲＩ装置２０の動作を説明する。
【００８５】
［ステップＳ１］ＭＰＵ８６（図４参照）は、入力装置６２を介して入力された撮像条件に関する入力内容等に基づいて、ＭＲＩ装置２０の初期設定を行う。この初期設定において、撮像部位などの本スキャンの撮像条件の一部が設定される。寝台駆動装置５２は、シーケンスコントローラ５６の制御に従って被検体Ｐの撮像部位が磁場中心に置かれるように寝台３２を移動させる。このようにして、撮像部位の位置合わせが行われる。
【００８６】
ここでは一例として、造影剤投与前後に空き時間が挟まれる撮像が設定されるものとする。一方、冷却制御装置５０は、シーケンスコントローラ５６の制御の下、冷却管７６内に冷却媒体を循環させ、傾斜磁場コイルユニット２６の温度が所定の温度（例えば１５℃や、２０℃、２５℃等）となるように制御する。
【００８７】
傾斜磁場コイルユニット２６の温度が所定の温度でほぼ収束したタイミング、例えば、次のステップＳ２のプレスキャン開始直前において、温度センサ７０Ａ〜７０Ｄ（図２参照）はそれぞれ、傾斜磁場コイルユニット２６内の温度を初期温度として検出する。ここでは一例として、温度が収束したタイミングで初期温度を計測するので、初期温度は温度センサ７０Ａ〜７０Ｄを通して同じであるが、初期温度より後に計測される温度は、温度センサ７０Ａ〜７０Ｄ毎に異なってよいものとする。温度センサ７０Ａ〜７０Ｄによりそれぞれ検出された初期温度は、シーケンスコントローラ５６を介してパルス設定部１０２に入力される。
【００８８】
なお、初期温度の計測タイミングは、プレスキャン開始直前ではなく、プレスキャン実行中、又は、プレスキャン実行直後でもよい。温度センサ７０Ａ〜７０Ｄが傾斜磁場やＲＦパルスによるノイズの影響を受けやすい場合、プレスキャン開始直前又はプレスキャン実行直後に温度計測をすることで、上記ノイズの影響を回避できる。温度センサ７０Ａ〜７０Ｄが傾斜磁場或いはＲＦパルスによるノイズの影響を受けにくい場合、プレスキャン実行中に温度計測をすることで、プレスキャン実行時の温度をより正確に検出できる。
【００８９】
［ステップＳ２］ＭＲＩ装置２０は、プレスキャンを行うことで、励起パルスなどのＲＦパルスの暫定的な中心周波数などを算出する。即ち、磁気共鳴スペクトロスコピーによりＭＲ信号の周波数スペクトラムのピーク周波数が検出され、パルス設定部１０２は、ピーク周波数に基づいて、例えば初期温度における水素原子の磁気共鳴の中心周波数に合うようにＲＦパルスの暫定的な中心周波数ＣＦｒｅｆを設定する。
【００９０】
［ステップＳ３］被検体Ｐの撮像部位が含まれるように、位置決め画像用のスキャンが行われる。具体的には、静磁場電源４０により励磁された静磁場磁石２２により撮像空間に静磁場が形成され、シムコイル電源４２からシムコイル２４に電流が供給されて、静磁場が均一化される。シーケンスコントローラ５６は、ＭＰＵ８６から入力されたパルスシーケンスに従って傾斜磁場電源４４、ＲＦ送信器４６及びＲＦ受信器４８を駆動させることで、被検体Ｐがセットされた撮像領域に傾斜磁場を形成させると共に、ＲＦコイル２８からＲＦパルスを発生させる。
【００９１】
このため、被検体Ｐの内部の核磁気共鳴により生じたＭＲ信号がＲＦコイル２８により受信されて、ＲＦ受信器４８により検出される。ＲＦ受信器４８は、検出したＭＲ信号に所定の信号処理を施した後、これをＡ／Ｄ変換することで、デジタル化したＭＲ信号である生データを生成する。ＲＦ受信器４８は、生成した生データをシーケンスコントローラ５６に入力する。シーケンスコントローラ５６は、生データを画像再構成部９０に入力し、画像再構成部９０は、ｋ空間データベース９２に形成されたｋ空間において生データをｋ空間データとして配置及び記録する。
【００９２】
この後、画像再構成部９０は、ｋ空間データに所定の画素再構成処理を施して位置決め画像の画像データを生成し、これを画像データベース９４に入力する。画像処理部９６は、画像データベース９４に入力された画像データに所定の画像処理を施して表示用画像データを生成し、記憶装置６６は、位置決め画像の表示用画像データを記憶する。
【００９３】
［ステップＳ４］表示制御部９８は、ＭＰＵ８６の指令に従って位置決め画像の表示用画像データを記憶装置６６から取得し、位置決め画像を表示装置６４に表示させる。位置決め画像に基づいて、造影剤投与前の被検体Ｐに対する本スキャン（以下、第１本スキャンという）の撮像条件の一部がユーザにより設定される。
【００９４】
［ステップＳ５］寝台駆動装置５０は、現在の寝台３２の位置を第１本スキャン実行時の位置として記憶する。また、温度センサ７０Ａ〜７０Ｄはそれぞれ、傾斜磁場コイルユニット２６内の温度を「第１本スキャン直前温度」として計測し、シーケンスコントローラ５６経由で計測温度をパルス設定部１０２に入力する。次に、パルス設定部１０２は、前記第１データ及び第２データをデータ記憶部１００から読み込む。
【００９５】
パルス設定部１０２は、温度センサ７０Ａにより計測された「第１本スキャン直前温度」から、初期温度を引いた差分をΔＴａ１として算出する。同様に、パルス設定部１０２は、温度センサ７０Ｂ〜７０Ｄにより計測された各「第１本スキャン直前温度」から、初期温度をそれぞれ引いた差分をΔＴｂ１、ΔＴｃ１、ΔＴｄ１として算出する。
【００９６】
次に、パルス設定部１０２は、ΔＴａ１、ΔＴｂ１、ΔＴｃ１、ΔＴｄ１に基づいて、傾斜磁場コイルユニット２６の温度が初期温度より上昇したか下降したかを判定する。具体的には例えば、ΔＴａ１、ΔＴｂ１、ΔＴｃ１、ΔＴｄ１の内、３つ以上の符号が正であれば温度が上昇したと判定し、３つ以上の符号が負であれば温度が下降したと判定する。ΔＴａ１、ΔＴｂ１、ΔＴｃ１、ΔＴｄ１の内、２つのみの符号が正である場合、例えば、ΔＴａ１、ΔＴｂ１、ΔＴｃ１、ΔＴｄ１の平均値の符号に従って、温度が上昇したか下降したかを判定すればよい。
【００９７】
次に、パルス設定部１０２は、温度が上昇したと判定した場合には第１データを用い、温度が下降したと判定した場合には第２データを用いるように決定する。次に、パルス設定部１０２は、各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄが計測した各「第１本スキャン直前温度」の平均温度を算出する。パルス設定部１０２は、第１及び第２データの内、用いると決定された方において、この平均温度が属する温度領域（第１〜第３の温度領域のいずれか１つ）の温度係数を用いるように決定する。
【００９８】
例えば、温度が上昇したと判定され、第１データの第２温度領域における各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄの温度係数Ｋｈａβ、Ｋｈｂβ、Ｋｈｃβ、Ｋｈｄβが用いると決定された場合を考える。この場合、パルス設定部１０２は、ΔＴａ１×Ｋｈａβ、ΔＴｂ１×Ｋｈｂβ、ΔＴｃ１×Ｋｈｃβ、ΔＴｄ１×Ｋｈｄβ、の４つの積の平均値を中心周波数の推定シフト量ΔＣＦ１として算出する。温度変化分と温度係数との積が中心周波数のシフト量として算出されるように、温度係数の単位を定めているからである。
【００９９】
従って、パルス設定部１０２は、プレスキャンで暫定的に設定したＲＦパルスの中心周波数ＣＦｒｅｆを、推定シフト量ΔＣＦ１だけずらす補正をする。他の温度領域の場合、及び、温度が下降したと判定されて第２データが用いると決定された場合についても、上記同様である。
【０１００】
なお、温度センサ７０Ａ〜７０Ｄにより計測された各「第１本スキャン直前温度」が初期温度と殆ど変わらない場合、プレスキャンで暫定的に設定した中心周波数ＣＦｒｅｆを第１本スキャンでのＲＦパルスの中心周波数としてそのまま用いてもよい。
【０１０１】
以下、ステップＳ４で決定された撮像条件に従って、位置決め画像用のスキャンと同様にＭＲＩ装置２０の各部が動作して、第１本スキャンが行われる。但し、ＲＦパルスの中心周波数は、上記補正後の値が用いられる。これにより、ｋ空間データベース９２に形成されたｋ空間において、第１本スキャンのｋ空間データが配置及び記録される。ここまでが第１本スキャンの動作である。
【０１０２】
［ステップＳ６］第１本スキャンの終了直後のタイミングで、温度センサ７０Ａ〜７０Ｄはそれぞれ、傾斜磁場コイルユニット２６内の温度を「第１本スキャン終了後温度」として計測し、シーケンスコントローラ５６経由で計測温度をパルス設定部１０２に入力する。また、寝台駆動装置５２は、シーケンスコントローラ５６の制御に従って、寝台３２がガントリ外に出るように寝台３２を移動させる。ここでは一例として、寝台３２がガントリ外に出たタイミングから空き時間になるものとする。空き時間に入ると、被検体Ｐに対して造影剤が投与される。また、ここでは一例として、造影剤の投与から所定時間が経過した時刻を、空き時間の終了時刻とする。
【０１０３】
また、空き時間内において、画像再構成部９０は、ｋ空間データベース９２から第１本スキャンのｋ空間データを取り込み、これにフーリエ変換を含む画像再構成処理を施すことで第１本スキャンの画像データを再構成し、得られた画像データを画像データベース９４に保存する。画像処理部９６は、画像データベース９４から画像データを取り込み、これに所定の画像処理を施すことで表示用画像データを生成し、第１本スキャンの表示用画像データを記憶装置６６に保存する。
【０１０４】
［ステップＳ７］空き時間の終了後、造影剤投与後の同一の被検体Ｐは、寝台３２上において、第１本スキャンの実行時と同じ位置にセットされる。寝台駆動装置５２は、シーケンスコントローラ５６の制御に従って、この被検体Ｐが乗せられた寝台３２をガントリ内に移動させる。具体的には、寝台駆動装置５０は、ステップＳ５で記憶した第１本スキャン実行時の位置に、寝台３２を移動させる。即ち、第１本スキャンにおける被検体Ｐの撮像部位が磁場中心に合致するように、位置合わせが行われる。
【０１０５】
［ステップＳ８］ステップＳ３と同様に、被検体Ｐの撮像部位が含まれるように位置決め画像用のスキャンが行われる。このスキャンで収集されたＭＲ信号のｋ空間データが再構成され、位置決め画像が生成され、その表示用画像データが記憶装置６６に記憶される。
【０１０６】
［ステップＳ９］表示制御部９８は、ＭＰＵ８６の指令に従ってステップＳ８で生成された位置決め画像の表示用画像データを記憶装置６６から取得し、この位置決め画像を表示装置６４に表示させる。また、表示制御部９８は、ＭＰＵ８６の指令に従って第１本スキャンの表示用画像データを記憶装置６６から取得し、表示装置６４に表示させる。
【０１０７】
これら表示画像に基づいて、撮像領域が第１本スキャンと同じになるように、造影剤投与後の被検体Ｐに対する本スキャン（以下、第２本スキャンという）の撮像条件の一部がユーザにより設定される。
【０１０８】
［ステップＳ１０］温度センサ７０Ａ〜７０Ｄはそれぞれ、傾斜磁場コイルユニット２６内の温度を「第２本スキャン直前温度」として計測し、シーケンスコントローラ５６経由で計測温度をパルス設定部１０２に入力する。
【０１０９】
パルス設定部１０２は、温度センサ７０Ａにより計測された「第２本スキャン直前温度」から、温度センサ７０Ａにより計測された「第１本スキャン終了後温度」を引いた差分をΔＴａ２として算出する。同様に、パルス設定部１０２は、温度センサ７０Ｂ〜７０Ｄにより計測された各々の「第２本スキャン直前温度」から、温度センサ７０Ｂ〜７０Ｄにより計測された各々の「第１本スキャン終了後温度」を引いた差分をそれぞれΔＴｂ２、ΔＴｃ２、ΔＴｄ２として算出する。
【０１１０】
次に、パルス設定部１０２は、ΔＴａ２、ΔＴｂ２、ΔＴｃ２、ΔＴｄ２に基づいて、ステップＳ５と同様にして傾斜磁場コイルユニット２６の温度が「第１本スキャン終了後温度」より上昇したか下降したかを判定する。
【０１１１】
このようにパルス設定部１０２は、第２本スキャンの実行直前の期間、即ち、空き時間において、傾斜磁場コイルユニット２６の温度が上昇したか下降したかを判定する。パルス設定部１０２は、温度が上昇したと判定した場合には第１データを用い、温度が下降したと判定した場合には第２データを用いるように決定する。
【０１１２】
次に、パルス設定部１０２は、各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄが計測した各「第２本スキャン直前温度」の平均温度を算出する。パルス設定部１０２は、第１及び第２データの内、用いると決定された方において、この平均温度が属する温度領域の温度係数を用いるように決定する。
【０１１３】
また、パルス設定部１０２は、温度センサ７０Ａ〜７０Ｄが計測した各々の「第２本スキャン直前温度」から、初期温度を引いた各差分をそれぞれΔＴａ３、ΔＴｂ３、ΔＴｃ３、ΔＴｄ３として算出する。
【０１１４】
例えば、温度が下降したと判定され、第２データの第１温度領域における各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄの温度係数Ｋｒａα、Ｋｒｂα、Ｋｒｃα、Ｋｒｄαが用いると決定された場合を考える。この場合、パルス設定部１０２は、ΔＴａ３×Ｋｒａβ、ΔＴｂ３×Ｋｒｂα、ΔＴｃ３×Ｋｒｃα、ΔＴｄ３×Ｋｒｄα、の４つの積の平均値を中心周波数の推定シフト量ΔＣＦ３として算出する。パルス設定部１０２は、プレスキャンで暫定的に設定した中心周波数ＣＦｒｅｆを推定シフト量ΔＣＦ３だけずらす補正をする。他の温度領域の場合、及び、第１データを用いると決定された場合も上記同様である。
【０１１５】
なお、温度センサ７０Ａ〜７０Ｄにより計測された各々の「第１本スキャン直前温度」が「第２本スキャン直前温度」と殆ど変わらない場合、例えば、第１本スキャンで用いた中心周波数を第２本スキャンのＲＦパルスの中心周波数として用いてもよい。
【０１１６】
以下、ステップＳ９で決定された撮像条件に従って、位置決め画像用のスキャンと同様にＭＲＩ装置２０の各部が動作して、第２本スキャンが行われる。但し、ＲＦパルスの中心周波数は、このステップＳ１０で補正した値が用いられる。これにより、ｋ空間データベース９２に形成されたｋ空間において、第２本スキャンのｋ空間データが配置及び記録される。
【０１１７】
［ステップＳ１１］画像再構成部９０は、ｋ空間データベース９２から第２本スキャンのｋ空間データを取り込み、これに画像再構成処理を施すことで第２本スキャンの画像データを再構成し、得られた画像データを画像データベース９４に保存する。画像処理部９６は、画像データベース９４から第２本スキャンの画像データを取り込み、これに所定の画像処理を施すこと第２本スキャンの表示用画像データを生成し、これを記憶装置６６に保存する。
【０１１８】
次に、画像処理部９６は、サブトラクション画像（差分画像）を生成する。具体的には、画像処理部９６は、第２本スキャン（造影剤投与後）の表示用画像データと、第１本スキャン（造影剤投与前のマスク画像）の表示用画像データとでパターンマッチングを行い、被検体Ｐの同じ位置に対応する画素の位置を求める。
【０１１９】
画像処理部９６は、パターンマッチングの結果に基づき、第２本スキャンの表示用画像の各画素値から、第１本スキャンの各画素値を差し引くことで、サブトラクション画像を生成し、これを記憶装置６６に記憶させる。表示制御部９８は、ＭＰＵ８６の指令に従って、サブトラクション画像の画像データを取得し、これを表示装置６４に表示させる。
以上が造影剤の投与前後に撮像を行う場合の動作説明である。
【０１２０】
図８は、ＭＲＩ装置２０の動作の別の例として、３時相のダイナミック撮像を行う場合の流れの一例を示すフローチャートである。以下、図８に示すステップ番号に従って、ＭＲＩ装置２０の動作を説明する。
【０１２１】
［ステップＳ２１］ＭＰＵ８６（図４参照）は、入力装置６２に対して入力された撮像条件に関する入力内容等に基づいて、ＭＲＩ装置２０の初期設定を行う。この初期設定において、撮像部位などの本スキャンの撮像条件の一部が設定される。本実施形態では一例として、３時相のダイナミック撮像が本スキャンとして設定されるものとする。
【０１２２】
各々の時相では、例えば多数のスライス用のＭＲ信号の収集が、ＲＦパルスの中心周波数等を除いて同じ撮像条件でそれぞれ行われる。このとき、ダイナミック撮像の各時相間の空き時間の長さも併せて設定される。なお、空き時間には、パルス送信及び被検体Ｐからの信号受信は一切行われない。また、時相は３時相以外でもよく、各時相のスライス数も任意に変更可能である。
【０１２３】
この後、図７のステップＳ１と同様に冷却制御装置５０及び温度センサ７０Ａ〜７０Ｄ等は動作し、傾斜磁場コイルユニット２６の温度が所定温度でほぼ収束したタイミングで、温度センサ７０Ａ〜７０Ｄはそれぞれ、傾斜磁場コイルユニット２６内の温度を初期温度として検出し、パルス設定部１０２に入力する。
【０１２４】
［ステップＳ２２］図７のステップＳ２と同様にプレスキャンが行われ、ＭＰＵ８６によりＲＦパルスの暫定的な中心周波数などが算出される。ここでは一例として、ＲＦパルスには、励起パルスに加えて、脂肪組織の水素原子からのＭＲ信号を抑制する脂肪抑制プレパルスが含まれるものとする。励起パルスの中心周波数は、ＣＦ’ｒｅｆとして暫定的に設定されるものとする。脂肪抑制プレパルスの中心周波数は、化学シフト(chemical shift)に基づいて、例えば所定の周波数だけ励起パルスの中心周波数ＣＦ’ｒｅｆからずらすことにより、ＣＦ’ｆｒｅｆとして暫定的に設定されるものとする。
【０１２５】
［ステップＳ２３］図７のステップＳ３と同様に、位置決め画像のスキャン及び画像再構成が実行され、位置決め画像の表示用画像データが記憶装置６６に記憶される。
【０１２６】
［ステップＳ２４］表示制御部９８は、ＭＰＵ８６の指令に従って位置決め画像の表示用画像データを記憶装置６６から取得し、位置決め画像を表示装置６４に表示させる。位置決め画像に基づいて、本スキャンの撮像条件の一部がユーザにより設定される。
【０１２７】
［ステップＳ２５］温度センサ７０Ａ〜７０Ｄはそれぞれ、傾斜磁場コイルユニット２６内の温度を「第１時相直前温度」として計測し、シーケンスコントローラ５６経由で計測温度をパルス設定部１０２に入力する。次に、パルス設定部１０２は、前記第１データ及び第２データをデータ記憶部１００から読み込む。
【０１２８】
パルス設定部１０２は、温度センサ７０Ａ〜７０Ｄにより計測された各々の「第１時相直前温度」から、初期温度を引いた各差分をΔＴ’ａ１、ΔＴ’ｂ１、ΔＴ’ｃ１、ΔＴ’ｄ１として算出する。
【０１２９】
次に、パルス設定部１０２は、ΔＴ’ａ１〜ΔＴ’ｄ１に基づいて、傾斜磁場コイルユニット２６の温度が初期温度より上昇したか下降したかを前記ステップＳ５と同様に判定する。パルス設定部１０２は、温度が上昇したと判定した場合には第１データを用い、温度が下降したと判定した場合には第２データを用いるように決定する。
【０１３０】
次に、パルス設定部１０２は、各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄが計測した各「第１時相直前温度」の平均温度を算出する。パルス設定部１０２は、第１及び第２データの内、用いると決定された方において、この平均温度が属する温度領域の４つの温度係数（温度センサ７０Ａ〜７０Ｄにそれぞれ対応）を用いるように決定する。
【０１３１】
パルス設定部１０２は、用いると決定した温度係数と、初期温度からの温度変化分（ΔＴ’ａ１〜ΔＴ’ｄ１）との積を、前記ステップＳ５と同様に各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄ毎に算出する。パルス設定部１０２は、このように算出された４つの積の平均値を中心周波数の推定シフト量ΔＣＦ’１として算出する。パルス設定部１０２は、プレスキャンで暫定的に設定した各ＲＦパルスの中心周波数ＣＦ’ｒｅｆ、ＣＦ’ｆｒｅｆを、推定シフト量ΔＣＦ’１だけずらす補正をする。
【０１３２】
なお、温度センサ７０Ａ〜７０Ｄにより計測された各「第１時相直前温度」が初期温度と殆ど変わらない場合、プレスキャンで暫定的に設定した中心周波数ＣＦ’ｒｅｆ、ＣＦ’ｆｒｅｆを第１時相の本スキャンの各ＲＦパルスの中心周波数として用いてもよい。
【０１３３】
以下、ステップＳ２４で決定された撮像条件に従って、前述同様にＭＲＩ装置２０の各部が動作して、第１時相の本スキャン（ＭＲ信号の収集）が行われる。但し、ＲＦパルスの中心周波数は、このステップＳ２５で補正された値が用いられる。これにより、ｋ空間データベース９２に形成されたｋ空間において、第１時相のｋ空間データが配置及び記録される。ここまでが第１時相のＭＲ信号の収集動作である。
【０１３４】
［ステップＳ２６］第１時相のＭＲ信号の収集後、第２時相のＭＲ信号の収集前に、一定の空き時間が挟まれる。まず、第２時相の前の空き時間内において、温度センサ７０Ａ〜７０Ｄはそれぞれ、傾斜磁場コイルユニット２６内の温度を「第２時相直前温度」として検出し、これをシーケンスコントローラ５６経由でパルス設定部１０２に入力する。
【０１３５】
次に、パルス設定部１０２は、各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄが計測した「第２時相直前温度」から、各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄが計測した「第１時相直前温度」をそれぞれ引いた差分をΔＴ’ａ２、ΔＴ’ｂ２、ΔＴ’ｃ２、ΔＴ’ｄ２として算出する。
【０１３６】
次に、パルス設定部１０２は、第２時相開始前の期間において傾斜磁場コイルユニット２６の温度が上昇したか下降したかを、ΔＴ’ａ２〜ΔＴ’ｄ２に基づいて前記ステップＳ５と同様に判定する。パルス設定部１０２は、温度が上昇した場合には第１データを用い、温度が下降した場合には第２データを用いるように決定する。
【０１３７】
次に、パルス設定部１０２は、各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄが計測した各々の「第２時相直前温度」の平均温度を算出する。パルス設定部１０２は、第１及び第２データの内、用いると決定された方において、この平均温度が属する温度領域の４つの温度係数を用いるように決定する。また、パルス設定部１０２は、各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄが計測した各々の「第２時相直前温度」から、初期温度をそれぞれ引いた各差分をΔＴ’ａ３、ΔＴ’ｂ３、ΔＴ’ｃ３、ΔＴ’ｄ３として算出する。
【０１３８】
パルス設定部１０２は、用いると決定した温度係数と、第２時相開始前における初期温度からの温度変化分（ΔＴ’ａ３、ΔＴ’ｂ３、ΔＴ’ｃ３、ΔＴ’ｄ３）との積を、前記同様に各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄ毎に算出する。パルス設定部１０２は、このように算出された４つの積の平均値を中心周波数の推定シフト量ΔＣＦ’２として算出する。パルス設定部１０２は、プレスキャンで暫定的に設定した各ＲＦパルスの中心周波数ＣＦ’ｒｅｆ、ＣＦ’ｆｒｅｆを、推定シフト量ΔＣＦ’２だけずらす補正をする。この補正は、空き時間内に行われる。
【０１３９】
なお、各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄの計測値について、「第２時相直前温度」が「第１時相直前温度」と殆ど変わらない場合、例えば、第１時相で用いた中心周波数を第２時相のＲＦパルスの中心周波数として用いてもよい。
【０１４０】
そして、空き時間の経過後、ステップＳ２４で決定された撮像条件に従って、前述同様にＭＲＩ装置２０の各部が動作して、第２時相の本スキャン（ＭＲ信号の収集）が行われる。但し、ＲＦパルスの中心周波数は、このステップＳ２６で補正した値が用いられる。これにより、ｋ空間データベース９２に形成されたｋ空間において、第２時相のｋ空間データが配置及び記録される。
【０１４１】
［ステップＳ２７］第２時相のＭＲ信号の収集後、第３時相のＭＲ信号の収集前に、一定の空き時間が挟まれる。この第３時相前の空き時間内において、温度センサ７０Ａ〜７０Ｄはそれぞれ、傾斜磁場コイルユニット２６内の温度を「第３時相直前温度」として検出し、これをシーケンスコントローラ５６経由でパルス設定部１０２に入力する。
【０１４２】
次に、パルス設定部１０２は、温度センサ７０Ａ〜７０Ｄが計測した各々の「第３時相直前温度」から、温度センサ７０Ａ〜７０Ｄが計測した各々の「第２時相直前温度」をそれぞれ引いた差分をΔＴ’ａ４、ΔＴ’ｂ４、ΔＴ’ｃ４、ΔＴ’ｄ４として算出する。
【０１４３】
次に、パルス設定部１０２は、第３時相開始前の期間において傾斜磁場コイルユニット２６の温度が上昇したか下降したかを、ΔＴ’ａ４〜ΔＴ’ｄ４に基づいて前記ステップＳ５と同様に判定する。パルス設定部１０２は、温度が上昇した場合には第１データを用い、温度が下降した場合には第２データを用いるように決定する。
【０１４４】
次に、パルス設定部１０２は、各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄが計測した各々の「第３時相直前温度」の平均温度を算出する。パルス設定部１０２は、第１及び第２データの内、用いると決定された方において、この平均温度が属する温度領域の４つの温度係数を用いるように決定する。また、パルス設定部１０２は、温度センサ７０Ａ〜７０Ｄが計測した各々の「第３時相直前温度」から、初期温度をそれぞれ引いた各差分をΔＴ’ａ５、ΔＴ’ｂ５、ΔＴ’ｃ５、ΔＴ’ｄ５として算出する。
【０１４５】
パルス設定部１０２は、用いると決定した温度係数と、第３時相開始前における初期温度からの温度変化分（ΔＴ’ａ５、ΔＴ’ｂ５、ΔＴ’ｃ５、ΔＴ’ｄ５）との積を、前記同様に各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄ毎に算出する。パルス設定部１０２は、このように算出された４つの積の平均値を中心周波数の推定シフト量ΔＣＦ’３として算出する。パルス設定部１０２は、プレスキャンで暫定的に設定した各ＲＦパルスの中心周波数ＣＦ’ｒｅｆ、ＣＦ’ｆｒｅｆを、推定シフト量ΔＣＦ’３だけずらす補正をする。この補正は、空き時間内に行われる。
【０１４６】
なお、各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄの計測値について、「第３時相直前温度」が「第２時相直前温度」と殆ど変わらない場合、例えば、第２時相で用いた中心周波数を第３時相のＲＦパルスの中心周波数として用いてもよい。
【０１４７】
そして、空き時間の経過後、ステップＳ２４で決定された撮像条件に従って、前述同様にＭＲＩ装置２０の各部が動作して、第３時相の本スキャンが行われる。但し、ＲＦパルスの中心周波数は、このステップＳ２７で補正した値が用いられる。これにより、ｋ空間データベース９２に形成されたｋ空間において、第３時相のｋ空間データが配置及び記録される。
【０１４８】
［ステップＳ２８］画像再構成部９０は、ｋ空間データベース９２からｋ空間データを取り込み、全時相のｋ空間データに画像再構成処理を順次施すことで全時相の各スライスの画像データを再構成し、得られた画像データを画像データベース９４に保存する。画像処理部９６は、画像データベース９４から全時相の各スライスの画像データを取り込み、これに所定の画像処理を順次施すことで表示用画像データを生成し、これら表示用画像データを記憶装置６６に保存する。この後、全時相の全スライスの画像が例えばスルー画で表示装置６４に表示される。
以上がダイナミック撮像を行う場合のＭＲＩ装置２０の動作説明である。
【０１４９】
このように本実施形態では、傾斜磁場コイルユニット２６の温度変化分と、水素原子の磁気共鳴の中心周波数のシフト量との関係を規定する温度係数群を、第１及び第２データとして、予めデータ記憶部１００に記憶しておく。そして、撮像時には傾斜磁場コイルユニット２６の温度変化を複数のタイミングで計測し、その温度変化があった場合の水素原子の共鳴中心周波数に合致するように、ＲＦパルスの中心周波数を温度係数に基づいてその都度補正する。
【０１５０】
従って、傾斜磁場コイルの発熱に起因した水素原子の共鳴中心周波数のシフトに拘らず、ＲＦパルスの中心周波数を水素原子の共鳴中心周波数にほぼ合致させるため、良好な画像が得られる。温度変化による水素原子の共鳴中心周波数のシフトに追従して、脂肪抑制プレパルス等のＲＦパルスの中心周波数を補正するため（ステップＳ２５、Ｓ２６、Ｓ２７）、撮像時間が長くなっても、脂肪抑制プレパルス等の効果は劣化しないからである。
また、例えばダイナミック撮像のように撮像時間が長いほど、傾斜磁場コイルユニット２６の温度は上昇し易いが、本実施形態では本スキャンの開始後にも温度の検出と中心周波数の補正とを繰り返すため、中心周波数補正の効果が顕著に表れる。
【０１５１】
また、パルス設定部１０２は、鉄シムの透磁率の温度変化のヒステリシス特性を考慮し、温度上昇時と下降時に場合分けして予め取得された温度係数を用いて、中心周波数の推定シフト量を算出する。このため、磁気共鳴の中心周波数のより正確に計算できる。一般にはパルスシーケンスの実行継続により傾斜磁場コイルユニット２６の温度は次第に上昇していくが、例えば造影剤投与前後の撮像間に挟まれる比較的長めの空き時間等によって温度下降があり得る場合に、特に有効である。
【０１５２】
さらに本実施形態では、上記ヒステリシス特性を考慮し、温度上昇時及び下降時のそれぞれについて、複数の温度領域に分けて温度係数を予め取得し、かかる温度係数を用いて水素原子の磁気共鳴の中心周波数の推定シフト量を算出する。このため、磁気共鳴の中心周波数をさらに正確に計算できる。
【０１５３】
このように本実施形態では、水素原子の共鳴中心周波数の変化に追従できるため、傾斜磁場コイルユニット２６の冷却機能を最小限に留めることもできるので、冷却コストを削減できる。また、水素原子の共鳴中心周波数の変化に追従できるため、熱伝導性の高い（即ち、熱容量の少ない）傾斜磁場コイルユニット２６を使用することもできる。
【０１５４】
図９は、１１のパルスシーケンスを順次実行した場合の各パルスシーケンスの実行時の中心周波数について、本実施形態の手法で計算した値と、実測値とを比較した一例を示すグラフである。この例では、約１．５テスラの共通の強度の静磁場が印加された下で、第１〜第１１のパルスシーケンスが実行される。図９の縦軸はファントム内の水素原子の磁気共鳴の中心周波数を示し、単位はメガヘルツ（megahertz）である。図９の横軸は、第１〜第１１のパルスシーケンスの実行順を示し、全パルスシーケンスの実行開始からの経過時間に相当する。図９において、白丸のプロットを繋いだ破線は実測値を示し、白抜きの四角のプロットを繋いだ実線は計算値を示す。
【０１５５】
図１０は、図９と同じ１１のパルスシーケンスを順次実行した場合の各パルスシーケンスの実行時の中心周波数について、本実施形態とは別の手法で計算した値と、実測値とを図９と同様の表記で比較した一例を示すグラフである。従って、図１０において白丸のプロットを繋いだ破線は、図９と同じ実測値を示す。なお、図９との区別のため、計算値を示すと共に実線で繋がれた四角のプロットは、図１０では黒く塗り潰している。
【０１５６】
上記「別の手法」では、パルスシーケンスの実行中には傾斜磁場コイルユニット２６の温度が下降せずに上昇するものと仮定して、温度領域を分けずに、温度取得シーケンスにより温度センサの数だけの温度係数を取得する。この方法では、全温度範囲に亘って、温度変化に対して中心周波数のシフト量が１次関数的に線形変化すると簡略化した上で、各パルスシーケンスの開始前における初期温度からの温度変化分を温度センサ毎に算出する。そして、この温度変化分と、温度係数との積を温度センサの数だけ算出し、これら積の平均値を中心周波数の推定シフト量とする。そして、プレスキャン実行時（初期温度計測時）に暫定的に設定された中心周波数から、算出した推定シフト量をずらすことで、各パルスシーケンス実行時の中心周波数を算出したものである。
【０１５７】
図９と図１０との対比で分かるように、図１０の計算手法よりも、本実施形態の手法で計算した中心周波数の方が実測値に近い。本実施形態では、鉄シムの透磁率の温度変化のヒステリシス特性を考慮し、温度上昇時と下降時に場合分けした上で、さらに複数の温度領域に分けて温度係数を予め取得するため、中心周波数をより正確に計算できるからである。
【０１５８】
以上説明した実施形態によれば、ＭＲＩにおいて、傾斜磁場コイルの発熱に起因した水素原子の磁気共鳴の中心周波数のシフトに拘らず、良好な画像が得るための新規な技術を提供できる。
【０１５９】
（実施形態の補足事項）
［１］図７及び図８のフローでは、後続の全ての本スキャンのシーケンスを通して、プレスキャン実行時の初期温度と現在温度との差分に温度係数を乗じることで推定シフト量を算出し、プレスキャンで暫定的に設定された中心周波数から推定シフト量だけずらす補正をする例を述べた。これは、ＲＦパルスの中心周波数の補正方法の一例にすぎない。例えば、前回測定された温度と、現在温度との差分に温度係数を乗じることで推定シフト量を算出し、前回の本スキャンで用いられた中心周波数から推定シフト量だけずらす補正でもよい。
【０１６０】
［２］ダイナミック撮像や、造影剤投与前後の撮像に限らず、例えば拡散強調イメージングなどの他の撮像シーケンスの場合にも、本実施形態は適用可能である。
【０１６１】
［３］水素原子の磁気共鳴の中心周波数の推定シフト量を計算し、推定シフト量に基づいて中心周波数を補正する例を述べたが、水素原子の磁気共鳴の中心周波数自体を推定し、これに基づいて中心周波数を補正する構成としても、技術的には上記実施形態と等価である。
【０１６２】
［４］第１及び第２の温度係数取得シーケンスの実行により、実測値に基づいて温度係数を予め取得する例を述べた。本発明の実施形態は、かかる態様に限定されるものではない。第１データの各温度領域における温度センサ７０Ａ〜７０Ｄ毎の温度係数は、鉄シムの透磁率の温度変化のヒステリシス特性に応じて非線形に変化するように、ガントリの構造、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｍｘ、２６ｍｙ、２６ｍｚの構造、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸シールドコイル２６ｓｘ、２６ｓｙ、２６ｓｚの構造等に基づいて予めシミュレーションに取得してデータ記憶部１００に記憶させてもよい。第２データの各温度領域における温度センサ７０Ａ〜７０Ｄ毎の温度係数についても同様である。
【０１６３】
［５］ＭＲＩ装置２０として、静磁場磁石２２、シムコイル２４、傾斜磁場コイルユニット２６等が含まれるガントリの外にＲＦ受信器４８が存在する例を述べたが（図１参照）、ＲＦ受信器４８がガントリ内に含まれる態様でもよい。具体的には例えば、ＲＦ受信器４８に相当する電子回路基盤をガントリ内に配設する。そして、受信用ＲＦコイルによって電磁波からアナログの電気信号に変換されたＭＲ信号を、当該電子回路基盤内のプリアンプによって増幅し、デジタル信号としてガントリ外に出力し、シーケンスコントローラ５６に入力してもよい。ガントリ外への出力に際しては、例えば光通信ケーブルを用いて光デジタル信号として送信すれば、外部ノイズの影響が軽減されるので、望ましい。
【０１６４】
［６］請求項の用語と実施形態との対応関係を説明する。なお、以下に示す対応関係は、参考のために示した一解釈であり、本発明を限定するものではない。
【０１６５】
静磁場磁石２２、シムコイル２４、傾斜磁場コイルユニット２６、ＲＦコイル２８、制御装置３０の全体（図１参照）が、傾斜磁場及びＲＦパルスの印加を伴ったスキャンにより被検体ＰからＭＲ信号を収集する機能と、ＭＲ信号に基づいて被検体Ｐの画像データを生成する演算装置６０の機能は、請求項記載の撮像部の一例である。
温度センサ７０Ａ〜７０Ｄは、請求項記載の温度計測部の一例である。
【０１６６】
温度上昇時及び温度下降時のそれぞれについて、複数の温度領域に分けて予めデータ記憶部１００に記憶された温度センサ７０Ａ〜７０Ｄ毎の温度係数は、請求項記載の「シフトデータ」及び「第１及び第２データとしての比率」の一例である。
第１〜第３時相の各本スキャン（ＭＲ信号の収集）は、請求項記載のデータ収集シーケンスの一例である。
【０１６７】
［７］本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１６８】
２０  ＭＲＩ装置
２２  静磁場磁石
２４  シムコイル
２６  傾斜磁場コイルユニット
２６ｍ  メインコイル
２６ｍｘ  Ｘ軸傾斜磁場コイル
２６ｍｙ  Ｙ軸傾斜磁場コイル
２６ｍｚ  Ｚ軸傾斜磁場コイル
２６ｓ  シールドコイル
２６ｓｘ  Ｘ軸シールドコイル
２６ｓｙ  Ｙ軸シールドコイル
２６ｓｚ  Ｚ軸シールドコイル
２８  ＲＦコイル
３０  制御装置
３２  寝台
４０  静磁場電源
４２  シムコイル電源
４４  傾斜磁場電源
４４ｘ  Ｘ軸傾斜磁場電源
４４ｙ  Ｙ軸傾斜磁場電源
４４ｚ  Ｚ軸傾斜磁場電源
４６  ＲＦ送信器
４８  ＲＦ受信器
５０  冷却制御装置
５２  寝台駆動装置
５６  シーケンスコントローラ
５８  コンピュータ
６０  演算装置
６２  入力装置
６４  表示装置
６６  記憶装置
７２  シムトレイ
７６  冷却管
８６  ＭＰＵ
８８  システムバス
９０  画像再構成部
９２  ｋ空間データベース
９４  画像データベース
９６  画像処理部
９８  表示制御部
１００  データ記憶部
１０２  パルス設定部
Ｐ  被検体
【図１】
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【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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