(57)【要約】【課題】拡散強調撮像において、ＭＰＧパルスに起因する渦電流磁場及び残留磁場のクロスターム成分により発生する画像歪みを抑制するＭＲＩ装置を提供する。【解決手段】傾斜磁場発生系３は、所定のパルスシーケンスに基づいてＭＰＧパルス201, 202, 203とオフセット磁場204, 205, 206とを印加し、処理装置８は、オフセット磁場の大きさを、パルスシーケンスによって規定されるエコータイムにおいて、オフセット磁場の積分量と自軸に印加されたＭＰＧパルスに起因する渦電流磁場及び残留磁場の軸上成分及び他軸に印加されたＭＰＧパルスに起因する渦電流磁場及び残留磁場のクロスターム成分の積分量とが相殺されるよう設定する（S409）。【選択図】図４
2018186892.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体が配置される空間に静磁場を発生させる静磁場発生系と、
前記静磁場に重畳する傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生系と、
前記被検体に高周波磁場パルスを照射する送信系と、
前記送信系による高周波磁場パルスの印加に応じて前記被検体より放出されるエコー信号を検出する受信系と、
所定のパルスシーケンスに基づいて、前記傾斜磁場発生系による傾斜磁場の発生、前記送信系による高周波磁場パルスの照射及び前記受信系によるエコー信号の検出を制御するシーケンサと、
処理装置とを有し、
前記傾斜磁場発生系は、ＤＷＩにおいて前記所定のパルスシーケンスに基づいて傾斜磁場パルスとオフセット磁場とを印加し、
前記処理装置は、前記オフセット磁場の大きさを、前記所定のパルスシーケンスによって規定されるエコータイムにおいて、前記オフセット磁場の積分量と自軸に印加されたＭＰＧパルスに起因する渦電流磁場及び残留磁場の軸上成分及び他軸に印加されたＭＰＧパルスに起因する渦電流磁場及び残留磁場のクロスターム成分の積分量とが相殺されるよう設定する磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
請求項１において、
操作部を有し、
複数のｂ値に対してそれぞれ、第１の軸に印加されるＭＰＧパルスに起因する渦電流磁場及び残留磁場を相殺するために前記第１の軸に付加される第１の第１オフセット磁場情報、第２の軸に付加される第１の第２オフセット磁場情報及び第３の軸に付加される第１の第３オフセット磁場情報、前記第２の軸に印加されるＭＰＧパルスに起因する渦電流磁場及び残留磁場を相殺するために前記第１の軸に付加される第２の第１オフセット磁場情報、前記第２の軸に付加される第２の第２オフセット磁場情報及び前記第３の軸に付加される第２の第３オフセット磁場情報、及び前記第３の軸に印加されるＭＰＧパルスに起因する渦電流磁場及び残留磁場を相殺するために前記第１の軸に付加される第３の第１オフセット磁場情報、前記第２の軸に付加される第３の第２オフセット磁場情報及び前記第３の軸に付加される第３の第３オフセット磁場情報が記憶装置に記憶されており、
前記処理装置は、前記操作部から入力される撮像条件にしたがい、前記撮像条件に応じたｂ値の前記第１〜第３の第１オフセット磁場情報、前記第１〜第３の第２オフセット磁場情報及び前記第１〜第３の第３オフセット磁場情報を前記記憶装置から呼び出して、前記オフセット磁場の大きさを設定する磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記処理装置は、ＭＰＧパルスを印加することなく前記受信系で検出したエコー信号に基づき取得した基準画像と前記傾斜磁場発生系によりＭＰＧパルスを含む所定の傾斜磁場パルス及び複数の異なる大きさのオフセット磁場を印加して取得した複数の拡散強調画像とに基づき、前記複数の拡散強調画像それぞれにおける画像歪み量を計測し、計測した複数の画像歪み量から画像歪み量を最小とするオフセット磁場の大きさを算出する磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
請求項２において、
前記処理装置は、ＭＰＧパルスを印加することなく前記受信系で検出したエコー信号に基づき取得した基準画像と前記傾斜磁場発生系によりＭＰＧを含む所定の傾斜磁場パルス及び複数の異なる大きさのオフセット磁場を印加して取得した複数の拡散強調画像とに基づき、前記複数の拡散強調画像それぞれにおける画像歪み量を計測し、計測した複数の画像歪み量から画像歪み量を最小とするオフセット磁場の大きさを算出し、
画像歪み量を最小とするオフセット磁場の大きさを、前記第１〜第３の第１オフセット磁場情報、前記第１〜第３の第２オフセット磁場情報及び前記第１〜第３の第３オフセット磁場情報として前記記憶装置に記憶する磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
請求項３または４において、
前記拡散強調画像のアフィン変換により前記基準画像との位置合わせを行い、位置合わせできたときの変換行列を前記画像歪み量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】
本発明は、磁気共鳴イメージング（Magnetic Resonance Imaging、以下「ＭＲＩ」という）装置に関し、特に拡散強調撮像（Diffusion Weighted Imaging、以下、「ＤＷＩ」という）において発生する渦電流磁場及び残留磁場による画像の歪み補正に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＲＩ装置は、被検体、特に人体の組織を構成する原子核スピンが発生するＮＭＲ（nuclear magnetic resonance）信号を計測し、その頭部、腹部、四肢等の形態や機能を２次元的に、あるいは３次元的に画像化する装置である。撮影においては、ＮＭＲ信号には、傾斜磁場によって異なる位相エンコード、周波数エンコードが付与される。計測されたＮＭＲ信号は、２次元あるいは３次元フーリエ変換されることにより、画像に再構成される。
【０００３】
ＤＷＩ画像におけるＭＰＧ（motion probing gradient）パルスなどの強い傾斜磁場は、渦電流磁場及び残留磁場を誘発し、画質を劣化させる。特許文献１では、Echo Time(TE)までに発生した渦電流磁場及び残留磁場の積分量を相殺するように、オフセット磁場を付加して渦電流磁場及び残留磁場を補正する。また、特許文献２では、複数のｂ値で撮像した複数のＤＷＩ画像において、一方のｂ値に対応するＤＷＩ画像の画像歪み量を求め、ｂ値と歪み量との関係から、他のｂ値に対応するＤＷＩ画像の画像歪みを補正する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１８１５８７号公報
【特許文献２】特開２０１２−１５７６８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、渦電流磁場及び残留磁場が三次元的に発生することが考慮されておらず、傾斜磁場の印加軸に直交する軸（クロスターム）の成分を補正できない。また、特許文献２では、再構成後の画像に対して処理を実行するため、渦電流磁場及び残留磁場の結果生じた画像歪みを正確に補正することが可能だが、歪んだ画像を画像処理により伸縮させる際に補間処理や推定処理が必要となるため、画像の持つ情報が損なわれ、ＦＯＶ（Field of View）や距離分解能、ＳＮＲ（Signal Noise Ratio）などの条件が撮像時に設定したものと異なるものとなる。
【０００６】
本発明の目的は、ＤＷＩにおいて、渦電流磁場及び残留磁場のクロスターム成分により発生する画像歪みを抑制するＭＲＩ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、被検体が配置される空間に静磁場を発生させる静磁場発生系と、静磁場に重畳する傾斜磁場を発生させる傾斜磁場発生系と、被検体に高周波磁場パルスを照射する送信系と、送信系による高周波磁場パルスの印加に応じて被検体より放出されるエコー信号を検出する受信系と、所定のパルスシーケンスに基づいて、傾斜磁場発生系による傾斜磁場の発生、送信系による高周波磁場パルスの照射及び受信系によるエコー信号の検出を制御するシーケンサと、処理装置とを有し、傾斜磁場発生系は、ＤＷＩにおいて所定のパルスシーケンスに基づいて傾斜磁場パルスとオフセット磁場とを印加し、処理装置は、オフセット磁場の大きさを、パルスシーケンスによって規定されるエコータイムにおいて、オフセット磁場の積分量と自軸に印加されたＭＰＧパルスに起因する渦電流磁場及び残留磁場の軸上（On Axis）成分及び他軸に印加されたＭＰＧパルスに起因する渦電流磁場及び残留磁場のクロスターム成分の積分量とが相殺されるよう設定する。
【発明の効果】
【０００８】
ＤＷＩにおいて、ＭＰＧパルスに起因する渦電流磁場及び残留磁場のクロスターム成分により発生する画像歪みを抑制する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ＭＲＩ装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】ＤＷＩシーケンスにおけるＭＰＧパルス及びオフセット磁場を説明する図である。
【図３】ＭＰＧパルスによって生じる渦電流磁場及び残留磁場を説明する図である。
【図４】実施例１の補正傾斜磁場算出処理を説明するフローチャートである。
【図５】渦電流磁場及び残留磁場の発生軸による画像の歪み方を説明する図である。
【図６】補正傾斜磁場算出方法を説明する図である。
【図７】実施例２の補正傾斜磁場算出処理を説明するフローチャートである。
【図８】全軸にＭＰＧパルスを印加した時に生じる渦電流磁場及び残留磁場を説明する図である。
【図９】実施例３の補正傾斜磁場算出処理を説明するフローチャートである。
【図１０】補正傾斜磁場の探索方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面に従ってＭＲＩ装置の好ましい実施形態について詳説する。なお、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け、その繰り返しの説明は省略する。
【００１１】
最初に、ＭＲＩ装置の全体概要を図１に基づいて説明する。ＭＲＩ装置は、ＮＭＲ現象を利用して被検体の断層画像を得るもので、静磁場発生系２、傾斜磁場発生系３、送信系５、受信系６、信号処理系７、シーケンサ４、中央処理装置（ＣＰＵ）８を備えて構成される。
【００１２】
静磁場発生系２は、被検体１の周りの空間に、垂直磁場方式であれば被検体１の体軸と直交する方向に、水平磁場方式であれば被検体１の体軸方向に、均一な静磁場を発生させる。このため、被検体１の周りに静磁場発生源としての永久磁石または、常電導電磁石あるいは超電導電磁石が配置されている。
【００１３】
傾斜磁場発生系３は、ＭＲＩ装置の座標系（静止座標系）であるＸ，Ｙ，Ｚの３軸方向に傾斜磁場を印加する傾斜磁場コイル９と、それぞれの傾斜磁場コイルを駆動する傾斜磁場電源１０を有する。後述のシーケンサ４からの命令に従って、それぞれのコイルの傾斜磁場電源１０を駆動することにより、Ｘ，Ｙ，Ｚの３軸方向に傾斜磁場Gx，Gy，Gzを印加する。撮影時には、スライス面（撮影断面）に直交する方向にスライス方向傾斜磁場パルス（Gs）を印加して被検体１に対するスライス面を設定し、そのスライス面に直交し、かつ互いに直交する２つの方向にそれぞれ位相エンコード方向傾斜磁場パルス（Gp）と周波数エンコード方向傾斜磁場パルス（Gf）を印加して、エコー信号にそれぞれの方向の位置情報をエンコードする。
【００１４】
シーケンサ４は、高周波磁場パルス（以下、「ＲＦパルス」という）と傾斜磁場パルスとを所定のパルスシーケンスで繰り返し印加する制御手段である。ＣＰＵ８の制御で動作し、被検体１の断層画像のデータ収集に必要な種々の命令を送信系５、傾斜磁場発生系３、および受信系６に送る。
【００１５】
送信系５は、被検体１の生体組織を構成する原子の原子核スピンに核磁気共鳴を起こさせるために、被検体１にＲＦパルスを照射するものであり、高周波発振器１１、変調器１２、高周波増幅器１３、送信側の高周波コイル（送信コイル）１４ａを有する。高周波発振器１１から出力されたＲＦパルスをシーケンサ４からの指令によるタイミングで変調器１２により振幅変調し、この振幅変調されたＲＦパルスを高周波増幅器１３で増幅した後に被検体１に近接して配置された高周波コイル１４ａに供給することにより、ＲＦパルスが被検体１に照射される。
【００１６】
受信系６は、被検体１の生体組織を構成する原子核スピンの核磁気共鳴により放出されるエコー信号（ＮＭＲ信号）を検出するもので、受信側の高周波コイル（受信コイル）１４ｂと信号増幅器１５と直交位相検波器１６と、Ａ／Ｄ変換器１７とを有する。送信側の高周波コイル１４ａから照射された電磁波によって誘起された被検体１の応答のＮＭＲ信号は、被検体１に近接して配置された高周波コイル１４ｂで検出され、信号増幅器１５で増幅された後、シーケンサ４からの指令によるタイミングで直交位相検波器１６により直交する二系統の信号に分割され、それぞれがＡ／Ｄ変換器１７でディジタル量に変換されて、信号処理系７に送られる。
【００１７】
信号処理系７は、各種データ処理と処理結果の表示及び保存等を行うもので、ＲＡＭ２２やＲＯＭ２１等の記憶装置と、光ディスク１９、磁気ディスク１８等の外部記憶装置と、ＣＲＴ、ＦＰＤ等のディスプレイ２０とを有する。受信系６からのデータがＣＰＵ８に入力されると、ＣＰＵ８が信号処理、画像再構成等の処理を実行し、その結果である被検体１の断層画像をディスプレイ２０に表示すると共に、外部記憶装置である磁気ディスク１８等に記録する。
【００１８】
操作部２５は、ＭＲＩ装置の各種制御情報や信号処理系７で行う処理の制御情報を入力するもので、トラックボール又はマウス２３やキーボード２４を有する。この操作部２５はディスプレイ２０に近接して配置され、操作者がディスプレイ２０を見ながら操作部２５を通して、インタラクティブにＭＲＩ装置の各種処理を制御する。
【００１９】
なお、図１において、送信側の高周波コイル１４ａと傾斜磁場コイル９は、被検体１が挿入される静磁場発生系２の静磁場空間内に、垂直磁場方式であれば被検体１に対向するように、水平磁場方式であれば被検体１を取り囲むようにして設置されている。また、受信側の高周波コイル１４ｂは、被検体１に対向して、あるいは取り囲むように設置されている。
【００２０】
現在ＭＲＩ装置の撮像対象核種は、臨床で普及しているものとしては、被検体の主たる構成物質である水素原子核（プロトン）である。プロトン密度の空間分布や、励起状態の緩和時間の空間分布に関する情報を画像化することで、人体頭部、腹部、四肢等の形態または、機能を２次元もしくは３次元的に撮像する。
【実施例１】
【００２１】
ＤＷＩシーケンスでは、ＭＰＧ（motion probing gradient）パルスと呼ばれる強い傾斜磁場が印加される。図２の傾斜磁場パルス201，202，203はそれぞれスライス軸、位相軸、周波数軸に印加したＭＰＧパルスである。図３のように、ＭＰＧパルス301は渦電流磁場302及び残留磁場303を誘発し、それに伴いＤＷＩ画像の画質が劣化する。
【００２２】
ＭＰＧパルスに起因し発生する渦電流磁場及び残留磁場の影響を補正するため、オフセット磁場を付加する。図２のオフセット磁場204，205，206がそれぞれスライス軸、位相軸、周波数軸に付加した傾斜磁場のオフセット成分を表している。パルスシーケンスによって規定されるエコータイムにおいて、ＭＰＧパルスに起因する渦電流磁場及び残留磁場の積分値が、各軸においてオフセット磁場の積分値と相殺する場合は、ＤＷＩ画像においてＭＰＧパルス起因の画像歪みは生じない。これに対して、各軸において、渦電流磁場及び残留磁場の積分値とオフセット磁場の積分値との間に差が生じるほど、ＤＷＩ画像の画像歪みは大きく発生する。なお、エコータイムとはＲＦパルス（９０°）を基準時間（t=0）としてエコー信号のピーク値が受信系にて検出される時間を指し、この値はパルスシーケンスで規定されている。
【００２３】
オフセット磁場は、シーケンサ４が傾斜磁場発生系３を制御することによって発生される。また、オフセット磁場204，205，206の大きさは、操作部２５からの指令に基づきＣＰＵ８により設定され、その設定値がＣＰＵ８からシーケンサ４に通知され、シーケンサ４は、その設定値のオフセット磁場を発生させるように傾斜磁場電源１０及びシム電源を制御する。
【００２４】
実施例１では、傾斜磁場軸ごとに、異なる２つのオフセット磁場を付加して撮像した２つのＤＷＩ画像の歪み量に基づいて、歪み量を最小とするオフセット磁場補正値（以後、「補正傾斜磁場」と呼ぶ）を算出する。図４を用いて説明する。
【００２５】
ステップS401では、ＭＰＧパルスの印加軸を位相軸、周波数軸、スライス軸のいずれかに設定する。
【００２６】
ステップS402では、ＭＰＧパルスを印加しないＥＰＩ（Echo Planar Imaging）撮像を実行し、画像歪みのない基準画像を取得する。
【００２７】
ステップS403では、ＤＷＩシーケンスに付加するオフセット磁場204，205，206を設定する。ｃはオフセット磁場の設定値を表し、ΔｃはステップS403〜S406の繰り返しごとのオフセット磁場の変化量を表す。
【００２８】
ステップS404では、ステップS401で設定した印加軸に対してＭＰＧパルスを印加し、ＤＷＩを実行して画像を取得する。取得した画像には、渦電流磁場、残留磁場及びオフセット磁場の影響による画像歪みが生じる。
【００２９】
図５の各画像は円柱形ファントムについて底面と平行にスライス面を設定して撮像した画像である。図５に示すように、渦電流磁場、残留磁場及びオフセット磁場の合成磁場における位相軸、周波数軸、スライス軸の各成分はそれぞれ、位相方向への拡大縮小、せん断変形、平行移動の画像歪みとして表れる。画像（１）が基準画像（ＥＰＩ画像）であり、図のｘ方向が位相方向であり、ｙ方向が周波数方向である。この例では、基準画像として円形のファントム断面画像が映っている。これに対して、位相軸に合成磁場の影響を受けると、画像（２）のように位相方向に拡大縮小する画像歪みが生じる。周波数軸に合成磁場の影響を受けると、画像（３）のように位相方向にせん断変形する画像歪みが表れる。スライス軸に合成磁場の影響を受けると、画像（４）のように位相方向に平行移動する画像歪みが表れる。図４のフローチャートではこの特性を利用して、画像歪み量を計測する。
【００３０】
すなわち、ステップS405では、歪み画像の幾何学変換により基準画像との位置合わせを行い、位置合わせできたときの変換行列を画像歪み量として記憶する。幾何学変換には拡大縮小、せん断変形、平行移動を表せるアフィン変換を用いることができる。アフィン変換を用いた座標変換は（数１）により表される。
【００３１】
【数１】
2018186892.tif 000003
【００３２】
ここで、（数１）のｘ、ｙはそれぞれ、基準画像上の位相方向の座標、周波数方向の座標を、ｘ’、ｙ’はそれぞれ歪み画像上の位相方向の座標、周波数方向の座標を表す。また、α、β、γはそれぞれ、画像のｘ（位相）方向における拡大縮小、せん断変形、平行移動を表す。歪み画像及び基準画像の位置合わせにアフィン変換を用いることにより、合成磁場の位相軸、周波数軸、スライス軸の各成分に起因する画像歪みをそれぞれα、β、γで表せる。α、β、γを以後、「歪み量」と呼ぶ。
【００３３】
位置合わせは２画像（基準画像及び歪み画像）間の類似度を最大とするように実行される。ＤＷＩ画像（歪み画像）はＥＰＩ画像（基準画像）に比べて信号強度が小さいため、類似度には正規化相互相関を用いることが望ましい。
【００３４】
ステップS406では、オフセット磁場ｃをΔｃだけ変化させ（ステップS403）、ステップS404, S405を繰り返すよう制御する。
【００３５】
ステップS407では、ステップS403〜ステップS405で計測したオフセット磁場と歪み量の組み合わせに基づき、補正傾斜磁場を算出する。図６のように、各傾斜磁場に異なるオフセット磁場ｃ１、ｃ２（＝ｃ１＋Δｃ）を付加した２回の撮像を実施することで、オフセット磁場ｃ１、ｃ２に対応する２つのＤＷＩ画像が得られる。オフセット磁場ｃ１で得たＤＷＩ画像の各歪み量を（α１，β１，γ１）、オフセット磁場ｃ２で得たＤＷＩ画像の各歪み量を（α２，β２，γ２）とすると、図６に示すように、理想的にはオフセット磁場と各歪み量は線形の関係とみなせるため、補正傾斜磁場603を算出できる。歪み量α１、α２から位相方向の拡大縮小歪みを最小にする位相軸の補正傾斜磁場ｃαを算出する式は（数２）により求められる。同様に、位相方向のせん断変形歪み量βを最小にする周波数軸の補正傾斜磁場ｃβ、位相方向の平行移動歪み量γを最小にするスライス軸の補正傾斜磁場ｃγについてもそれぞれ（数３）（数４）により求めることができる。
【００３６】
【数２】
2018186892.tif 000004
【００３７】
【数３】
2018186892.tif 000005
【００３８】
【数４】
2018186892.tif 000006
【００３９】
このように、１軸に対するＭＰＧパルス印加につき、位相軸、周波数軸、スライス軸の各軸に対する補正傾斜磁場ｃα、ｃβ、ｃγが算出される。
【００４０】
ステップS408では、ステップS401〜S407の補正傾斜磁場の算出を、ＭＰＧパルスを印加する軸を代えて、３軸のすべてに対して実行されるよう制御する。未実行の傾斜磁場軸がある場合、ＭＰＧパルス印加軸を変更し、ステップS401〜S407を実行する。ＭＰＧパルス３軸のそれぞれに対して補正傾斜磁場の算出を行うことにより、計９つの補正傾斜磁場が算出される。算出された補正傾斜磁場はＭＲＩ装置の不揮発性の記憶装置（例えば磁気ディスク１８）に格納される。
【００４１】
ステップS409では、ステップS401〜S408の処理により算出された各補正傾斜磁場に基づいて、本撮像時に位相軸、周波数軸、スライス軸に付加するオフセット磁場Gp_offset、Gf_offset、Gs_offsetをそれぞれ（数５）、（数６）、（数７）から設定する。なお、図４において、ステップS401〜S408までは例えば、ＭＲＩ装置の据え付け時やメンテナンス時に行い、これにより算出された補正傾斜磁場を磁気ディスク１８に格納する。一方、ＭＲＩ画像を撮像するときには図４のステップS409〜S410のみを実施し、このときは磁気ディスク１８に格納されている補正傾斜磁場を読み出して本撮像の撮像条件に応じた補正傾斜磁場を算出し、本撮像を行う。すなわち、図４において、ステップS401〜S410までが常に一連のフローとして実施されるとは限らない。
【００４２】
【数５】
2018186892.tif 000007
【００４３】
【数６】
2018186892.tif 000008
【００４４】
【数７】
2018186892.tif 000009
【００４５】
ここで、ｓ、ｔ、ｕはそれぞれ位相軸、周波数軸、スライス軸の調整時ＭＰＧパルス強度（MPG_adjustment）に対する本撮像時ＭＰＧパルス強度（MPG_mainscan）の比（MPG_mainscan／MPG_adjustment）を表す。また、ｃα_phase、ｃβ_phase、ｃγ_phaseはそれぞれ、図４のフローで求めた位相軸にＭＰＧパルスを印加した場合における位相軸、周波数軸、スライス軸に対する補正傾斜磁場である。ｃα_freq、ｃβ_freq、ｃγ_freqはそれぞれ、図４のフローで求めた周波数軸にＭＰＧパルスを印加した場合における位相軸、周波数軸、スライス軸に対する補正傾斜磁場である。ｃα_slice、ｃβ_slice、ｃγ_sliceはそれぞれ、図４のフローで求めたスライス軸にＭＰＧパルス印加した場合における位相軸、周波数軸、スライス軸に対する補正傾斜磁場である。
【００４６】
ステップS410では、設定したオフセット磁場に基づいて傾斜磁場出力を制御し、渦電流磁場及び残留磁場を補正して本撮像を行う。
【００４７】
以上説明したように、本実施例によれば、ＭＰＧパルスを位相軸、周波数軸、スライス軸のいずれか１軸ずつに印加した場合において発生する渦電流磁場及び残留磁場の各傾斜磁場軸の成分を補正する補正傾斜磁場を算出することができる。これにより本撮像においてＭＰＧパルスを複数軸に組み合わせて印加した場合においても、それぞれの軸に印加するＭＰＧパルス強度に応じて、１軸ごとに求められた補正傾斜磁場に重みづけをして加算することで本撮像時に印加するＭＰＧパルスに起因する渦電流磁場及び残留磁場を補正することができ、ＤＷＩ画像の歪みを低減できる。
【００４８】
なお、ｂ値により補正傾斜磁場は変化するため、あらかじめ複数のｂ値（臨床で頻度高く用いられるｂ値）に対して補正傾斜磁場（ｃα_phase、ｃβ_phase、ｃγ_phase、ｃα_freq、ｃβ_freq、ｃγ_freq、ｃα_slice、ｃβ_slice、ｃγ_slice）を算出し、ＭＲＩ装置（例えば、信号処理系７の記憶装置、例えば磁気ディスク１８）に記憶しておくことが望ましい。本撮像時には、ＣＰＵ８が、本撮像時に設定されるｂ値に対して算出された補正傾斜磁場を呼び出し、（数５）〜（数７）を用いて本撮像時の撮像条件に応じたオフセット磁場を算出する。
【００４９】
なお、図４のフローでは、ＭＰＧパルスの印加軸を設定する毎に基準画像を取得するようになっている。図４のフローのように補正傾斜磁場の算出のために歪み画像を取得する回数が少ない場合は、最初に基準画像を取得し、各軸にＭＰＧパルスを印加した場合の補正傾斜磁場を求めるようにしてもよい。一方、より高精度に補正傾斜磁場を計測するために歪み画像の取得回数を多くする場合は、図４のフロー通りに印加軸ごとに基準画像を取得する方が高精度な補正傾斜磁場の算出には望ましい。
【実施例２】
【００５０】
実施例２として、ＭＰＧパルスを任意の軸に任意の強度で印加する撮像において、プリスキャンにより傾斜磁場補正値を算出し設定する方法について図７を用いて説明する。基本的な構成は実施例１と同様のため、異なる点を中心に説明する。
【００５１】
ステップS701では、ＭＰＧパルスを印加しないＥＰＩ撮像を実行し、画像歪みのない基準画像を取得する。ステップS702では、ＤＷＩシーケンスに付加する傾斜磁場オフセットｃを設定する。実施例１と同様に、繰り返しごとにΔｃだけ変化させる。
【００５２】
ステップS703では本撮像のシーケンスと同じＭＰＧパルスの印加条件でＤＷＩを行い、取得した歪み画像から画像歪み量を計測する（ステップS704）。すなわち、本撮像シーケンスでＭＰＧパルスを複数の軸に同時印加する場合は、ステップS704でも同様にＭＰＧパルスを複数軸に同時印加する。ここで、各傾斜磁場軸に発生する渦電流磁場及び残留磁場は図８のように、自軸に印加したＭＰＧパルス801による渦電流磁場及び残留磁場の軸上成分802a, bと、他軸に印加したＭＰＧパルスによる渦電流磁場及び残留磁場のクロスターム成分803a, b、804a, bとの合成磁場となる。
【００５３】
ステップS706では、実施例１と同様に画像歪み量から補正傾斜磁場を算出する。ただし、本撮像のシーケンスと同じＭＰＧパルスを印加し、これに起因して各傾斜磁場軸に発生する渦電流磁場及び残留磁場の合成磁場に対する補正傾斜磁場を算出するため、ステップS707で設定される補正傾斜磁場は位相軸、周波数軸、スライス軸に対する計３つの補正傾斜磁場となる。
【００５４】
ステップS708では、本撮像時に位相軸、周波数軸、スライス軸に付加するオフセット磁場Gp_offset、Gf_offset、Gs_offsetを算出された３つの補正傾斜磁場として本撮像を実施することにより、画像歪みが低減された画像が取得される。
【００５５】
以上説明したように、本実施例によれば、ＭＰＧパルスを位相軸、周波数軸、スライス軸のうち複数軸に印加した場合においても、発生する渦電流磁場及び残留磁場の各傾斜磁場軸の成分を補正するオフセット磁場を算出し、ＤＷＩ画像の歪みを低減することができる。
【００５６】
なお、本実施例は、本撮像に適用するｂ値に対して実施例１で求められる補正傾斜磁場がＭＲＩ装置に登録されていない場合に適している。本撮像時と同じＭＰＧパルスの影響をプリスキャンにより算出できるので、実施例１のフローよりも高速に補正傾斜磁場を算出することができる。
【実施例３】
【００５７】
実施例３として、詳細な傾斜磁場補正値の決定方法について図９を用いて説明する。基本的な構成は実施例１と同様のため、異なる点のみ説明する。実施例１にて説明したように、理想的にはオフセット磁場の大きさと歪み量とは線形の関係となるが、実際の装置においてはオフセット磁場と歪み量との間には非線形性が表れる。このため、実施例３では歪み量を最小とする補正傾斜磁場に収束させるよう、複数回の歪み画像を取得して補正傾斜磁場を算出する。
【００５８】
図１０を用いて説明する。図１０の横軸がオフセット磁場であり、縦軸が歪み量の絶対値である。事前に収束を判定するための閾値｜ｄｔｈ｜を設定しておく。実線１００１がオフセット磁場と歪み量との関係を示し、破線１００２が補正傾斜磁場の探索例を示している。オフセット磁場をｃ１→ｃ２→ｃ３→ｃ４→ｃ５と変化させていき、オフセット磁場ｃ５としたときの歪み量ｄ５が｜ｄ５｜＜｜ｄｔｈ｜となったことにより、探索を終了する。このようにステップS906で、事前に設定した閾値｜ｄｔｈ｜より歪み量が小さくなるまで、ステップS903〜ステップS905を繰り返し制御し、繰り返し毎に、ステップS903において設定するオフセット磁場を逐次的に変化させる。歪み量が閾値｜ｄｔｈ｜を下回った時のオフセット磁場を補正傾斜磁場とする。
【００５９】
また、ステップS906において、図１０の破線１００２のように二分法やニュートン法を用いるのみならず、閾値｜ｄｔｈ｜を設けず、ステップS905で計測した歪み量を最小とするオフセット磁場を一定の範囲で全探索して決定してもよい。本実施例は実施例１及び実施例２に比べて計測時間が延長するため、据付調整時やメンテナンス時など、時間の制限が比較的許容される環境で実施することが望ましい。
【００６０】
以上、本発明の実施例を述べたが、本発明はこれらに限定されるものではなく、種々変形可能なものである。
【符号の説明】
【００６１】
１：被検体、２：静磁場発生系、３：傾斜磁場発生系、４：シーケンサ、５：送信系、６：受信系、７：信号処理系、８：中央処理装置（ＣＰＵ）、９：傾斜磁場コイル、１０：傾斜磁場電源、１１：高周波発振器、１２：変調器、１３：高周波増幅器、１４ａ：高周波コイル（送信コイル）、１４ｂ：高周波コイル（受信コイル）、１５：信号増幅器、１６：直交位相検波器、１７：Ａ／Ｄ変換器、１８：磁気ディスク、１９：光ディスク、２０：ディスプレイ、２１：ＲＯＭ、２２：ＲＡＭ、２３：トラックボール又はマウス、２４：キーボード。
【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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