(57)【要約】【課題】傾斜磁場パルスの印加による振動を低減する。【解決手段】傾斜磁場コイルは、静磁場発生装置に支持されている。制御部は、所定のタイミングで、所定の波形の傾斜磁場パルスを傾斜磁場コイルに発生させ、傾斜磁場パルスを含む所定の撮像パルスシーケンスを実行させる。制御部は、傾斜磁場パルスの波形を決定する波形決定部を有し、波形決定部は、傾斜磁場コイルに電流を流した際に傾斜磁場コイルに発生する力が、傾斜磁場コイルの支持部及び寝台を含む伝達経路を経由して被検体に伝わり被検体の位置が変動することを防ぐために、傾斜磁場パルスの波形を、伝達経路における振動伝達率を低減するように決定する。【選択図】図９
2018015304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体が配置される撮像空間に静磁場を与える静磁場発生装置と、前記撮像空間に被検体を配置するための寝台と、前記撮像空間に傾斜磁場パルスを印加する傾斜磁場コイルと、前記傾斜磁場コイルに所定の波形の電流を供給して前記傾斜磁場パルスを発生させる傾斜磁場電源と、前記傾斜磁場コイルを支持する支持部と、前記傾斜磁場電源を制御して、所定のタイミングで所定の波形の前記傾斜磁場パルスを前記撮像空間に印加させて、前記傾斜磁場パルスを含む所定の撮像パルスシーケンスを実行させる制御部とを有し、
前記制御部は、前記傾斜磁場パルスの波形を決定する波形決定部を有し、
前記波形決定部は、前記傾斜磁場コイルに電流を流した際に前記傾斜磁場コイルに発生する力が、前記傾斜磁場コイルの前記支持部及び前記寝台を含む伝達経路を経由して前記被検体に伝わり前記被検体の位置が変動することを防ぐために、前記傾斜磁場パルスの波形を、前記伝達経路における振動伝達率を低減するように決定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であって、前記波形決定部は、予め求めておいた、前記傾斜磁場コイルへ供給する電流の周波数と、それにより生じる前記寝台の振動の大きさとの関係を用いて、その周波数における前記振動の大きさが予め定めた値以下となる周波数成分を選択し、選択した周波数成分によって傾斜磁場パルスの波形を定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３】
請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、前記波形決定部は、前記傾斜磁場パルスの波形の最大強度が、前記傾斜磁場パルスが発生可能な最大強度とほぼ一致するように前記波形を調整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４】
請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、前記振動の大きさとは、前記振動の加速度であ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２に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、前記波形決定部は、前記撮像パルスシーケンスに用いられる予め定めた波形の傾斜磁場パルスを、その強度が前記傾斜磁場コイルの照射可能な最大の強度に等しく、その強度と印加時間との積が前記予め定めた波形の傾斜磁場パルスに一致する波形に変換し、変換後の波形の傾斜磁場パルス波形に対して前記周波数成分の選択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６】
請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、前記波形決定部は、前記撮像パルスシーケンスに用いられる予め定めた波形の傾斜磁場パルスを周波数解析することにより周波数スペクトルを得て、前記周波数スペクトルから前記振動強度が予め定めた値以下となる周波数帯域を選択し、選択した周波数帯域内の周波数スペクトルを、時間軸方向の印加強度分布に変換することにより前記傾斜磁場パルスの波形を決定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７】
請求項６に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、前記波形決定部は、窓関数算出部と、低振動傾斜磁場パルス算出部とを有し、
前記窓関数算出部は、前記周波数スペクトルから前記振動強度が予め定めた値以下となる周波数帯域を選択するための窓関数を生成し、
前記低振動傾斜磁場パルス算出部は、前記予め定めた波形の傾斜磁場パルスの最大強度を、前記傾斜磁場コイルが印加可能な最大強度に調整した後、フーリエ変換して前記周波数スペクトルを得て、得られた前記周波数スペクトルに前記窓関数を適用して前記周波数帯域を選択し、選択後した周波数帯域の周波数スペクトルを逆フーリエ変換することにより、前記傾斜磁場パルスの波形を決定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８】
請求項７に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、前記傾斜磁場パルスは、拡散強調画像の撮像に用いられるＭＰＧパルスであり、
前記低振動傾斜磁場パルス算出部は、決定した波形の前記傾斜磁場パルスのｂ−factorが、前記予め定めた波形の傾斜磁場パルスと一致するように、波形を調整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９】
請求項７に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、前記低振動傾斜磁場パルス算出部は、決定した波形の前記傾斜磁場パルスのサイドローブを除去する処理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１０】
請求項７に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、振動抑制の度合の選択をユーザーから受け付ける受付部をさらに有し、
前記窓関数算出部は、前記受付部が受け付けた振動抑制度合に応じて、異なる前記周波数帯域の前記窓関数を生成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１１】
請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、前記傾斜磁場コイルは、印加する傾斜磁場の方向が異なる複数のコイルを含み、前記傾斜磁場コイルへ供給する電流の周波数とそれにより生じる前記静磁場発生装置の振動の大きさとの関係は、前記複数のコイルごとに用意されており、
前記波形決定部は、前記傾斜磁場コイルが印加する傾斜磁場パルスの方向に応じて、対応する前記関係を用いて、前記傾斜磁場パルスの波形を決定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】
請求項６に記載の磁気共鳴イメージング装置であって、前記制御部は、前記撮像パルスシーケンスに用いられる予め定めた傾斜磁場パルスから、人間の可聴感度が所定値以上の周波数成分を前記傾斜磁場パルスから除去する静音化部をさらに有し、
前記波形決定部は、前記静音化部が処理後の前記傾斜磁場パルスの周波数成分から、前記振動の大きさが予め定めた値以下となる周波数成分を選択す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】
本発明は、被検体中の水素や燐等からの核磁気共鳴信号（以下、ＮＭＲ信号と呼ぶ）を測定し、核の密度分布や緩和時間分布等を画像化する磁気共鳴イメージング（以下、ＭＲＩと呼ぶ）装置に関し、特に、傾斜磁場パルスに起因する装置の振動を抑制する技術に関する。
【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信号を計測し、被検体の頭部、腹部、四肢等の形態や機能を２次元的に或いは３次元的に画像化する装置である。ＮＭＲ信号は、ＦＩＤ（Free Induction Decay）信号やエコー信号として取得されるが、エコー信号として取得されることがほとんどであるので、以下ＮＭＲ信号をエコー信号とも呼ぶ。撮影においては、被検体を静磁場内に配置した上で、特定の領域を選択励起するためにスライス選択傾斜磁場パルスと共に高周波磁場パルスを印加し、その後、位相エンコード傾斜磁場パルスや読出し傾斜磁場パルスを印加することにより、励起範囲内をエンコードし、位置情報を付与する。計測されたエコー信号は、２次元又は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】
このようなＭＲＩ装置を用いた計測では、その目的に応じて、傾斜磁場パルスと高周波磁場パルスの形状や、印加及び照射のタイミングを変えることで種々の組織や生体の生理機能を強調した画像が得られる。その中の一つに拡散強調画像（ＤＷＩ：Diffusion Weighted Image）がある。拡散強調画像の撮像時では、ＭＰＧ（Motion Probing Gradient）と呼ばれる、磁場強度の高い傾斜磁場パルスを印加することで、水分子の拡散運動を画像のコントラストに反映させる。
【０００４】
一方、特許文献１には、傾斜磁場コイルが傾斜磁場を発生する際に生じる音を低減する技術が開示されている。この技術は、傾斜磁場コイルに傾斜磁場を発生させ、その時に生じる音をマイクで収集し、傾斜磁場波形の周波数帯域と音圧レベルの関係を計測しておく。そして、音圧レベルが所定値以上になる周波数帯域を求め、撮像パルスシーケンスにおいて発生させる傾斜磁場波形からその周波数帯域を除去した後、波形を整える。これにより、傾斜磁場コイルが傾斜磁場を発生する際に生じる音圧を低減する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−２３１４１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
発明者らの研究によると、拡散強調画像の撮像時に印加するＭＰＧパルスは、印加時間が比較的長い（数〜数十ｍｓオーダー）ため、音圧レベルは高くないが、磁場の振動及び被検体位置の振動を引き起こすという問題があることが分かった。磁場の振動は、傾斜磁場コイルに電流を流した際に、傾斜磁場コイルに働くローレンツ力により傾斜磁場コイルの形状及び位置が変化し、磁場分布が変化することにより生じる。磁場が振動すると、傾斜磁場を意図した強度で印加できず、画像の結像性を低下させる。被検体位置の振動は、傾斜磁場コイルの位置変動が、傾斜磁場コイルを支持する構造体、例えば静磁場発生装置、静磁場発生装置を支持する床、床上に置かれた寝台を経由して被検体に伝わることにより生じる。傾斜磁場パルスに起因する音は、傾斜磁場コイルが発生したものが、そのまま撮像空間を伝搬して被検体の耳に伝わるのに対し、振動は、前述のように音とは伝搬の経路が異なる。被検体が振動すると、振動による被検体の動きが画像のコントラストに反映され、不必要な情報が混入するため、画質の低下を引き起こす。加えて、被検体に振動が伝わると被検体に不快感を与えることもある。磁場の振動及び被検体の位置の振動は、傾斜磁場パルスの大きさだけでなく、傾斜磁場コイルの支持構造、およびＭＲＩ装置の床への固定機構にも依存する。
【０００７】
特許文献１には、傾斜磁場コイルにより発生する音を低減する技術が提示されている。しかしながら、被検体の位置の振動には、上述のように磁場と構造体の２種類の要素を含み、画質劣化のメカニズムおよび被検体への影響も異なるため、特許文献１の技術で振動による画質劣化および被検体の不快感を抑制することはできない。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされ、傾斜磁場パルスの印加による振動を低減する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】
【０００９】
上述した問題点を解決するため、本発明のＭＲＩ装置は、被検体が配置される撮像空間に静磁場を与える静磁場発生装置と、撮像空間に被検体を配置するための寝台と、撮像空間に傾斜磁場パルスを印加する傾斜磁場コイルと、傾斜磁場コイルに所定の波形の電流を供給して傾斜磁場パルスを発生させる傾斜磁場電源と、傾斜磁場コイルを支持する支持部と、傾斜磁場電源を制御して、所定のタイミングで所定の波形の傾斜磁場パルスを撮像空間に印加させて、傾斜磁場パルスを含む所定の撮像パルスシーケンスを実行させる制御部とを有する。制御部は、傾斜磁場パルスの波形を決定する波形決定部を有し、波形決定部は、傾斜磁場コイルに電流を流した際に傾斜磁場コイルに発生する力が、傾斜磁場コイルの支持部及び寝台を含む伝達経路を経由して被検体に伝わり被検体の位置が変動することを防ぐために、傾斜磁場パルスの波形を、伝達経路における振動伝達率を低減するように決定する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、傾斜磁場パルスの印加による振動を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態のＭＲＩ装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】ＤＷＩのパルスシーケンスの一例を示す図。
【図３】第１実施形態の波形決定部の構成を示すブロック図。
【図４】第１実施形態の波形決定部の窓関数算出処理部の動作を示すフローチャート。
【図５】加振源が傾斜磁場コイルである場合の、ＭＲＩ装置の振動周波数ごとの振動強度の分布の一例を示すグラフ。
【図６】第１実施形態の振動の抑制度合をユーザーから受け付ける画面例を示す図。
【図７】第１実施形態の窓関数の例を示すグラフ。
【図８】第１実施形態の低振動ＭＰＧパルス算出処理部の動作を示すフローチャート。
【図９】（ａ）〜（ｄ）第１実施形態の低振動ＭＰＧパルス算出処理部の処理による傾斜磁場パルスの波形の変化を示すグラフ。
【図１０】（ａ）第１実施形態の低振動ＭＰＧパルス算出処理部による処理前の傾斜磁場パルスの周波数スペクトル、（ｂ）低振動ＭＰＧパルス算出処理部による窓関数適用後の周波数スペクトル、（ｃ）低振動ＭＰＧパルス算出処理部による処理後の傾斜磁場パルスの周波数スペクトル、をそれぞれ示すグラフ。
【図１１】図１０（ａ）〜（ｃ）のグラフをまとめ、一部を拡大したグラフ。
【図１２】（ａ）〜（ｃ）傾斜磁場コイルのＸ，Ｙ，Ｚ軸のコイルがそれぞれ加振源である場合の、ＭＲＩ装置（静磁場発生装置）の振動周波数ごとの振動強度の分布の一例を示すグラフ。
【図１３】第２実施形態の低振動ＭＰＧパルス算出処理部の動作を示すフローチャート。
【図１４】クラッシャーを伴うＤＷＩのパルスシーケンスの一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面に従って、本発明の実施形態のＭＲＩ装置について詳説する。なお、実施形態の説明に用いる全図において、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。
【００１３】
最初に、本実施形態に係るＭＲＩ装置の一例の全体概要を図１に基づいて説明する。
【００１４】
図１は、実施形態のＭＲＩ装置の全体構成を示すブロック図である。この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ある。図１に示すように、ＭＲＩ装置は、静磁場発生系２と、寝台１００と、傾斜磁場発生系３と、送信系５と、受信系６と、信号処理系７と、シーケンサ４とを備えて構成される。
【００１５】
シーケンサ４は、高周波磁場パルスと傾斜磁場パルスを所定のタイミング（撮像パルスシーケンス）で繰り返し照射および印加させる制御手段である。シーケンサ４は、信号処理系７内に配置されたディジタル信号処理装置（制御部）８の制御下で動作し、送信系５、傾斜磁場発生系３、および受信系６に種々の命令を送り、撮像パルスシーケンスを実行させて、被検体１の断層画像の再構成に必要なデータを収集する。
【００１６】
静磁場発生系２は、被検体１が配置される撮像空間２８の周りに配置された静磁場発生装置２７を備え、撮像空間２８に均一な静磁場を発生させる。静磁場発生系２が垂直磁場方式の場合、静磁場の向きは被検体１の体軸と直交する方向であり、静磁場発生装置２７は、被検体１を挟んで上下に対向するように一対配置される。一方、静磁場発生系２が水平磁場方式の場合には、静磁場の向きは被検体１の体軸方向であり、静磁場発生装置２７は、被検体１の体軸を周囲を取り囲む形状である。静磁場発生装置２７は、永久磁石方式、常電導方式あるいは超電導方式のいずれであってもよい。
寝台１００は、被検体１を搭載し、被検体１を撮像空間２８に配置する。ここでは、寝台１００は、ＭＲＩ装置が設置される床面により支持されるように配置されているが、寝台１００の一部または全部が、静磁場発生装置２７等の他の構成によって支持されていてもよい。
【００１７】
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軸方向に巻かれた傾斜磁場コイル９と、それぞれの傾斜磁場コイル９に電流を供給して駆動する傾斜磁場電源１０とを備えて構成される。各コイルの傾斜磁場電源１０は、シ−ケンサ４から受け取った命令に従って、傾斜磁場コイル９に所定のパルス波形の電流を供給することにより、Ｘ、Ｙ、Ｚの３軸方向に傾斜磁パルスを印加する。例えば、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て且つ互いに直交する残りの２つの方向に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Ｇｒ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。
【００１８】
送信系５は、被検体１に高周波磁場パルスを照射するもので、高周波発振器１１と変調器１２と高周波増幅器１３と送信側の高周波コイル（送信コイル）１４ａとを備えて構成される。これらの構成により、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高周波磁場パルスを、被検体１に照射する。すなわち、高周波発振器１１は、高周波信号を出力し、変調器１２は、シーケンサ４から受け取った指令により指示されたタイミングで高周波電気信号を振幅変調する。この振幅変調された高周波電気信号を高周波増幅器１３が増幅した後、高周波コイル１４ａに供給する。これにより、被検体１に近接して配置された高周波コイル１４ａから、高周波磁場パルスが被検体１に照射される。
【００１９】
受信系６は、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とを備えて構成される。これらの構成により、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。すなわち、送信側の高周波コイル１４ａから照射された高周波磁場パルスを受けた被検体１は励起され、応答信号としてＮＭＲ信号を放射する。被検体１に近接して配置された高周波コイル１４ｂは、ＮＭＲ信号を検出する。ＮＭＲ信号は、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でディジタル信号に変換されて、信号処理系７に送られる。
【００２０】
信号処理系７は、ディジタル信号処理装置８と、光ディスク１９、磁気ディスク１８等の外部記憶装置と、ＣＲＴ等からなるディスプレイ２０と、ＲＯＭ２１と、ＲＡＭ２２とを有し、各種データ処理と処理結果の表示及び保存等を行う。ディジタル信号処理装置８は、受信系６からディジタル信号を受け取ると、信号処理や画像再構成等の処理を実行することにより、被検体１の断層画像を再構成し、ディスプレイ２０に表示すると共に、外部記憶装置の磁気ディスク１８等に記録する。
【００２１】
操作部２５は、ＭＲＩ装置の各種制御情報や上記信号処理系７で行う処理の制御情報をユーザが入力するもので、トラックボール又はマウス２３、及び、キーボード２４を備えている。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。
【００２２】
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の形状は、静磁場発生系２が垂直磁場方式の場合、被検体１を挟んで対向する形状であり、水平磁場方式の場合には、被検体１の体軸の周囲を取り囲む形状である。ここでは、高周波コイル１４ａと傾斜磁場コイル９は、静磁場発生装置２７の撮像空間２８側の壁面に固定され、支持されている。一方、受信側の高周波コイル１４ｂは、被検体１に対向して、或いは取り囲むように設置される。なお、傾斜磁場コイル９は、静磁場発生装置２７の壁面に固定された構造でなくてもよく、別途支持部を備え、ＭＲＩ装置が設定される床面に直接支持される構造等にすることも可能である。
【００２３】
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。
【００２４】
つぎに、シーケンサ４が実行する撮像パルスシーケンス（以下、単にパルスシーケンスと呼ぶ）の一例について説明する。
【００２５】
図２は、ＤＷＩのパルスシーケンスの一例を示す図である。ＤＷＩのパルスシーケンスでは、まず、スライス選択傾斜磁場パルス（Ｇｓ）２０９を印加しながら高周波磁場パルス２０１を照射し、特定のスライス位置のスピンを励起する。その後、第一のＭＰＧパルス２０３を印加する。図２ではＭＰＧパルスをスライス選択傾斜磁場パルス２０９の軸に印加しているが、他軸もしくは複数軸に印加することもある。第一のＭＰＧパルス２０３を印加した後、１８０°ＲＦパルスと呼ばれるスピンの位相を反転させる高周波磁場パルス２０２を照射した後、第二のＭＰＧパルス２０４を印加する。第一のＭＰＧパルス２０３と第二のＭＰＧパルス２０４の面積（傾斜磁場強度×印加時間）は等しい。位相エンコード傾斜磁場パルス（Ｇｐ）２０５を印加した後、周波数エンコード傾斜磁場パルス（Ｇｆ）２０６を印加しながら、エコー信号２１０を受信する。この動作（繰り返し時間ＴＲ）を、位相エンコード傾斜磁場パルス２０５の傾斜磁場強度を変化させながら、所定回数繰り返し、得られたエコー信号２１０のデータから、選択したスライスの断面画像を再構成する。
【００２６】
ＤＷＩのパルスシーケンスでは、被検体１の選択したスライス内で空間位置が移動していないスピンは、第一のＭＰＧパルス２０３により変化した位相が、第二のＭＰＧパルス２０４により元の位相に戻される。一方、空間位置がＭＰＧパルスの印加方向に移動（拡散）したスピンは、第一のＭＰＧパルス２０３により変化した位相が、第二のＭＰＧパルス２０４により完全に元の位相には戻らないため、周囲のスピンに対して位相差を生じ、巨視的にはエコー信号が減衰する。よって、被検体１のスライス内で、第一のＭＰＧパルス２０３を印加した方向に移動（拡散）している箇所（スピン）がある場合、その箇所は再構成画像上に低信号領域として現れ、移動（拡散）方向を強調表示することができる。よって、第一のＭＰＧパルス２０３を印加した方向を変化させて複数の再構成画像を得ることにより、移動（拡散）方向をそれぞれの方向について把握することができる。
【００２７】
なお、上記パルスシーケンスにおいて、１８０°ＲＦパルス２０２を用いず、第二のＭＰＧパルス２０４の極性を、第一のＭＰＧパルス２０３とは逆の極性にしても同様の効果が得られる。
【００２８】
上記第一および第二のＭＰＧパルス２０３，２０４は、傾斜磁場強度が大きく、印加時間が比較的長いため、被検体に対して振動を与えるため、本実施形態のＭＲＩ装置は、振動抑制のため、傾斜磁場パルスの波形を決定する波形決定部を備える。以下、波形決定部の構成について説明する。
【００２９】
＜＜第１実施形態＞＞
図１に示すように、第１実施形態のＭＲＩ装置は、シーケンサ４に所定の撮像パルスシーケンスを実行させるディジタル信号処理装置（制御部）８に、傾斜磁場パルスの波形を決定する波形決定部３００を備えている。波形決定部３００は、傾斜磁場コイル９に電流を流した際に傾斜磁場コイルに発生する力が、傾斜磁場コイル９の支持部及び寝台１００を含む伝達経路を経由して被検体１に伝わり被検体１の位置が変動することを防ぐために、傾斜磁場パルスの波形を、伝達経路における振動伝達率を低減するように決定する。具体的には例えば、波形決定部３００は、予め求めておいた、傾斜磁場コイル９へ供給する電流の周波数と、それにより生じる寝台１００の振動の大きさとの関係を用いて、その周波数における振動の大きさが予め定めた値以下となる周波数成分を選択し、選択した周波数成分によって傾斜磁場パルスの波形を決定する。
【００３０】
波形決定部３００の構成を図３のブロック図を用いて説明する。図３のように、波形決定部３００は、窓関数算出部３０１と低振動ＭＰＧパルス算出処理部３０２とを有する。一方、ＲＡＭ２２は、振動周波数特性格納部３１１と、低振動ＭＰＧ用窓関数格納部３１２と、ＭＰＧパルス波形格納部３１３と、低振動ＭＰＧパルス波形格納部３１４とを有する。振動周波数特性格納部３１１には、予め求めておいた傾斜磁場コイル９へ供給する電流の周波数と、それにより生じる寝台１００の振動の大きさとの関係を示す振動周波数特性が予め格納されている。ＭＰＧパルス波形格納部３１３には、ＤＷＩのパルスシーケンスに用いるＭＰＧパルスの波形が、例えば波形を表す関数等により、撮像条件ごとに格納されている。
【００３１】
窓関数算出処理部３０１は、その周波数における振動の大きさが予め定めた値以下となる周波数成分を選択するための窓関数を求める処理を行う。求めた窓関数は、ＲＡＭ２２の低振動ＭＰＧ用窓関数格納部３１２に格納される。窓関数算出処理部３０１が窓関数を求める処理は、ＭＲＩ装置を製造した後の初期設定として一度行えばよく、特に、ＭＲＩ装置を設置場所に据え付ける工事を行った後に行うことが望ましい。ＭＲＩ装置の設置場所への固定機構や設置場所の構造によって、振動周波数特性が変化するためである。この窓関数を求める処理は、一度行えばよいため、ディジタル信号処理装置８に、窓関数算出処理部３０１を常に備えていなくてもよく、外部の処理装置で算出した窓関数を低振動ＭＰＧ用窓関数格納部３１２に格納してもよい。
【００３２】
低振動ＭＰＧパルス算出処理部３０２は、処理部３０１の算出した窓関数を用いて、各種計測条件に基づいて作成されるＤＷＩのパルスシーケンス中のＭＰＧパルスの波形を低振動の波形に修正する処理行う。
【００３３】
なお、波形決定部３００の窓関数算出処理部３０１および低振動ＭＰＧパルス算出処理部３０２は、ソフトウエアにより実現することも可能であるし、ハードウエアにより実現することも可能である。ソフトウエアにより波形決定部３００を実現する場合、ディジタル信号処理装置８に内蔵されているＣＰＵ等の処理ユニットが、内蔵されているメモリに予め格納されている所定のプログラムを読み込んで実行することにより、窓関数算出処理部３０１および低振動ＭＰＧパルス算出処理部３０２の機能を実現する。ハードウエアにより波形決定部３００の一部または全部を実現する場合、ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）等のカスタムＩＣやＦＰＧＡ（field-programmable gate array）等のプログラマブルＩＣのようなハードウエアにより、窓関数算出処理部３０１および低振動ＭＰＧパルス算出処理部３０２の機能の一部または全部を実現する。
【００３４】
まず、窓関数算出処理部３０１の処理の流れを図４のフローチャートを用いて説明する。窓関数算出処理部３０１は、図４の処理４０１において、ＭＲＩ装置の振動周波数特性をＲＡＭ２２の振動周波数特性格納部３１１から読み込む。
【００３５】
振動周波数特性は、加振源となる傾斜磁場コイル９に流す電流波形の周波数を変化させながら、各々の周波数において、被検体１を配置する寝台１００に取り付けた振動計により振動の大きさ（ここでは加速度）を記録することで得られる。上述したように、振動には磁場の振動と被検体位置の振動の２つの要素があるが、寝台１００に取り付けた振動計による測定により、それら２つの要素を含んだ振動周波数特性が得られる。磁場を振動させる傾斜磁場コイル９の形状及び位置の変化は、被検体に伝わりその位置を変化させる振動になるため、２つの要素は同時に発生するためである。得られたられた振動周波数特性を振動周波数特性格納部３１１に格納する。振動周波数特性は振動の方向（例えばＸ、Ｙ、Ｚ方向）毎に記録しておいてもよいし、加振源（例えば、傾斜磁場コイル９を構成するＸ、Ｙ、Ｚ軸のコイル）毎に記録してもよいし、振動周波数特性の測定位置毎に記録してもよい。
【００３６】
図５は振動周波数特性の一例である。本実施形態では振動周波数特性ＶＦＣ（ｆ）は、次式（１）により表され、振動周波数特性格納部３１１に格納されている。
【００３７】
【数１】
2018015304.tif 000003
【００３８】
式（１）において、ｆは、周波数であり、Ｍａｘ［  ］は、［  ］内の最大値を示す関数であり、ＡＣＣ（  ）は、加震源の方向・加速度の方向・周波数毎に測定した加速度のデータ列であり、Sourceは、加震源の方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を示し、Axisは、加速度の方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ）である。すなわち、加震源の方向と加速度の方向ごとに、最大の加速度を周波数毎に示す関数が、振動周波数特性ＶＦＣ（ｆ）である。
【００３９】
本実施形態では、振動周波数特性格納部３１１に、予め計測された振動周波数特性が、予め格納されている構成であるが、窓関数算出部３０１が、振動周波数特性を計測する処理を行ってもよい。例えば、窓関数算出部３０１が、処理４０１において、シーケンサ４に指示して、傾斜磁場コイル９に周波数を変化させながら電流を供給させ、各々の周波数において、寝台１００に取り付けた振動計により振動（ここでは加速度）の大きさを記録することにより、振動周波数特性を計測して格納部３１１に格納してもよい。
【００４０】
つぎに、処理４０２において、窓関数算出部３０１は、処理４０１で読み込んだ振動周波数特性から、ＭＰＧパルスを低振動にするための周波数帯域を設定する。例えば、図５のように表される振動周波数特性において、応答（振動）のレベルの高い周波数を避けて、応答レベルの低い周波数のみを用いてＭＰＧパルスの波形を構成すれば、加振源（傾斜磁場コイル９）に対する応答の感度が低くなり、振動が少なくなる。
【００４１】
図５のように、振動周波数特性の振動レベルは、所定の帯域（例えば図５の例では、１２０〜２００Ｈｚ）で高く、それよりも低周波帯域と高周波帯域とで低くなる。しかしながら、一般的に高周波成分で傾斜磁場パルスを構成すると騒音レベルが高くなるため好ましくない。そのため、窓関数算出部３０１は、低周波の周波数帯域で、応答ゲイン（傾斜磁場コイル９に供給した電流値に対する振動レベル）の低い周波数成分を選択する。具体的には、窓関数算出部３０１は、許容する最大の応答ゲインＴａを決め、Ｔａを超える応答ゲインを示す周波数のうち、最も低周波な周波数ＴｆをＭＰＧパルスを構成する最大の周波数として設定する。図５の振動周波数特性の例では、最大周波数Ｔｆは１０５Ｈｚである。許容最大応答ゲインＴａを低くするほど振動の低減率は高く、許容最大応答ゲインＴａを高く設定するほど振動の低減率は低くなる。
【００４２】
許容最大応答ゲインＴａは、予め定めた値により一意に定義してもよいし、もしくは、振動の低減率の異なる値を予め用意しておき、その中からユーザーが選択した値を用いてもよい。例えば、窓関数算出部３０１は、ディスプレイ２０上に図６に示すようなＵＩ（ユーザーインタフェース）を表示させ、ＭＲＩ装置を操作するユーザーから振動の抑制度合（低減率）の選択を操作部２５を介して受け付ける。図６の例の場合、「Ｈｉｇｈ」、「Ｍｅｄｉｕｍ」、「Ｌｏｗ」で示す抑制度合の選択肢に、それぞれ異なる許容最大応答ゲインＴａを予め対応させておき、これらの中からユーザーが所望する振動の抑制度合を操作部２５を介して選択すると、窓関数算出部３０１は、選択された抑制度合に対応する許容最大応答ゲインＴａを設定する。例えば、Ｍｅｄｉｕｍの場合のＴａの値をデフォルト値として、Ｈｉｇｈの場合にはＴａを低く、Ｌｏｗの場合にはＴａを高く設定する。
【００４３】
処理４０３において、窓関数算出部３０１は、許容最大周波数Ｔｆ以下の周波数帯域を用いて低振動ＭＰＧパルスを作成するために、許容最大周波数Ｔｆ以下の周波数帯域を透過し、許容最大周波数Ｔｆより大きい周波数帯域を遮断する窓関数を生成する。この窓関数を用いて、後述するようにＭＰＧパルスを構成する周波数成分を低振動の周波数成分に制限することにより、振動レベルが小さい周波数成分のみでＭＰＧパルスを生成する。
【００４４】
窓関数としては、周波数帯域が、所望の帯域に制限される関数であれば、どのような関数を用いてもよいが、周波数帯域を制限して生成したＭＰＧパルスにサイドローブが発生しにくい関数であることが好ましい。一般的なＭＰＧパルスには台形波が使用されるが、台形波の周波数成分に対して矩形の窓関数を適用して周波数帯域の制限を加えると、ＭＰＧパルスにサイドローブが生じ、ＭＰＧパルスの印加時間が長くなる。そのため、ここでは、サイドローブを生じさせにくい窓関数として、一例としてフェルミ分布関数を用いる。
【００４５】
フェルミ分布関数は、次式（２）により定義される。
【数２】
2018015304.tif 000004
【００４６】
式（２）において、ｆは周波数、βは遮断する周波数帯域と遮断しない周波数帯域との境界の急峻さを調整するパラメータ、μは帯域幅を調整するパラメータである。例えば、βを０．１５として、処理４０２で定めた、許容最大周波数Ｔｆ（１０５Ｈｚ）における伝達率（透過率）を５％とするならば、μは約８５．４となる。これらの値で、式（２）で表される窓関数６０１であるＷ（ｆ）をプロットしたものが図７である。図７の窓関数６０１は、最大許容周波数Ｔｆ（１０５Ｈｚ）以下の低周波帯域の透過率が高く、特に周波数５０Ｈｚ以下の低周波帯域の透過率はほぼ１００％である。許容最大周波数Ｔｆの透過率は５％程度であり、周波数Ｔｆより高い１２０Ｈｚ以上の周波帯域の透過率はほぼゼロである。周波数５０Ｈｚから１２０Ｈｚの範囲では、透過率は傾斜し、滑らかに変化している。
【００４７】
処理４０４において、窓関数算出部３０１は、処理４０３で作成した窓関数６０１をＲＡＭ２２の低振動ＭＰＧ用窓関数格納部３１２に格納する。
【００４８】
次に、低振動ＭＰＧパルス算出処理部３０２が行う処理について図８のフローチャートを用いて説明する。処理７０１において、低振動ＭＰＧパルス算出処理部３０２は、ＤＷＩのパルスシーケンスで使用するＭＰＧパルスの波形を、ＲＡＭ２２のＭＰＧパルス格納部３１３から読み込む。ＭＰＧパルスの波形は、例えば関数により表され、撮像条件ごとにＭＰＧパルス格納部３１３に予め格納されている。低振動ＭＰＧパルス算出処理部３０２は、ユーザーが設定したＤＷＩのパルスシーケンスの撮像条件に対応するＭＰＧパルスの波形を示す関数を読み込む。
【００４９】
さらに、低振動ＭＰＧパルス算出処理部３０２は、ＭＰＧパルスの波形が、この後の処理７０２〜７０６において、周波数帯域を制限されることにより、その印加時間が延長することから、この時点でＭＰＧパルスの印加時間をなるべく短くする処理を行う。具体的には、図９（ａ）に示したようにＭＰＧパルス格納部３１３から読み込んだＭＰＧパルス波形８０１の最大傾斜磁場強度を、ＭＲＩ装置が印加できる最大の傾斜磁場強度と一致するようにＭＰＧパルス波形を変形し、さらに、変形後のＭＰＧパルスを、図２のＤＷＩパルスシーケンスの第一および第二のＭＰＧパルス２０３，２０４として用いた場合、変形前のＭＰＧパルス８０１を用いた場合とｂ−ｆａｃｔｏｒ（＝γ２Ｇ２δ２（Δ−δ／３））が等しくなるように、変形後のＭＰＧパルス８０２の印加時間を短くする。ただし、γは磁気回転比、Ｇは傾斜磁場強度、δはＭＰＧ印加時間２０７（図２参照）、ΔはＭＰＧ印加間隔２０８（図２参照）である。ｂ−ｆａｃｔｏｒを算出する代わりに、ＭＰＧパルス８０２の面積（＝傾斜磁場強度×印加時間）が、ＭＰＧパルス８０１の面積と等しくなるように印加時間を短くしてもよい。これにより、変形後のＭＰＧパルス８０２の印加時間は、図９（ａ）のように、読み込んだＭＰＧパルスの印加時間より短くなり、２つのＭＰＧパルスを各々最短の印加時間で印加できるようなる。変更後のＭＰＧパルス８０２の波形を表す関数をｐ（ｔ）で表す。
【００５０】
処理７０２において、低振動ＭＰＧパルス算出処理部３０２は、関数ｐ（ｔ）をフーリエ変換し、周波数スペクトルを示す関数Ｐ（ｆ）を求める。図１０（ａ）に関数Ｐ（ｆ）である周波数スペクトル９０１の例を示す。図１０（ａ）の周波数スペクトル９０１のように、広い帯域に周波数が分布している。
【００５１】
処理７０３では、低振動ＭＰＧパルス算出処理部３０２は、処理４０４でＲＡＭ２２の低振動ＭＰＧ用窓関数格納部３１２に格納された窓関数Ｗ（ｆ）を読み込み、周波数スペクトルの関数Ｐ（ｆ）に乗算し、関数Ｐ’（ｆ）を得る。これにより、図１０（ｂ）に示すように、図１０（ａ）の関数Ｐ（ｆ）のグラフ９０１から振動レベルが大きい高周波帯域が除去され、振動レベルが低い低周波帯域のみを含む関数Ｐ’（ｆ）のグラフ９０２が得られる。
【００５２】
処理７０４において、低振動ＭＰＧパルス算出処理部３０２は、振動レベルが低い低周波帯域のみを含む関数Ｐ’（ｆ）を逆フーリエ変換し、振動レベルが大きい周波数成分を含まないＭＰＧパルス波形を示す関数ｐ’（ｔ）を得る。図９（ｂ）のＭＰＧパルス８０３の波形は、関数ｐ’（ｔ）を図示したものである。図９（ｂ）のＭＰＧパルス８０３の波形は、滑らかな形状で二つのピーク８０７を有している。ＭＰＧパルス８０３の両脇にはサイドローブ８０６が若干現れている。
【００５３】
そこで、次の処理７０５において、低振動ＭＰＧパルス算出処理部３０２は、サイドローブ８０６を除去するための、ＭＰＧパルス８０３に時間領域で窓関数ｖ（ｔ）を乗算する処理を行う。ここで用いる窓関数ｖ（ｔ）は、上述の窓関数Ｗ（ｆ）とは別のものであり、ＭＰＧパルス８０３に許容される印加時間２０７から定義されるものである。ＭＰＧパルス８０３に許容される印加時間２０７は、図２に示された通りであり、撮像条件に応じて、多くの場合エコータイムＴＥから決定されている。窓関数ｖ（ｔ）は、ＭＰＧパルス８０３に許容される最大印加時間２０７より外側のＭＰＧパルス８０３の関数ｐ’（ｔ）の値をゼロにして、関数ｐ’（ｔ）を打ち切るように生成する。例えば、窓関数ｖ（ｔ）としては、式（３）のようなｓｉｎ関数を用いる。
【００５４】
【数３】
2018015304.tif 000005
【００５５】
式（３）において、ｔは、ＭＰＧパルス８０３の印加開始からの時間であり、ＷｉｄｔｈはＭＰＧパルスに許容された印加時間２０７である。
【００５６】
低振動ＭＰＧパルス算出処理部３０２が、処理７０５において、ＭＰＧパルス８０３の関数ｐ’（ｔ）に、窓関数ｖ（ｔ）を乗算して得た関数ｐ’’（ｔ）のＭＰＧパルス８０４を図９（ｃ）に示す。図９（ｃ）のように、ＭＰＧパルス８０４からは、ＭＰＧパルス８０３のサイドローブ８０６が除去されている。
【００５７】
最後に、処理７０６において、低振動ＭＰＧパルス算出処理部３０２は、ＭＰＧパルス８０４のｂ−ｆａｃｔｏｒが、撮像条件で指定された値（すなわち、図９（ａ）のＭＰＧパルス８０１の値）と同一になるように、ＭＰＧパルス８０４の振幅（傾斜磁場強度）を調整して関数ｐ’’’（ｔ）のＭＰＧパルス８０５を図９（ｄ）のように得る。ｂ−ｆａｃｔｏｒを算出する代わりに、ＭＰＧパルス８０５の面積（＝傾斜磁場強度×印加時間）が、ＭＰＧパルス８０４の面積と等しくなるように振幅（傾斜磁場強度）を調整してもよい。
【００５８】
以上により、低振動のＭＰＧパルス８０５が、低振動ＭＰＧパルス算出処理部３０２により算出される。低振動ＭＰＧパルス算出処理部３０２は、求めたて低振動のＭＰＧパルス８０５をＲＭ２２の低振動ＭＰＧパルス格納部３１４に格納する。低振動のＭＰＧパルス８０５を、従来のＭＰＧパルスと置き換えてＤＷＩシーケンスを実行することにより、ＭＰＧパルスに起因する振動を従来よりも少なくすることができる。
【００５９】
図１０（ｃ）に、最終結果であるＭＰＧパルス８０５の周波数スペクトル９０３を示す。また、図１０（ａ）の高周波帯域除去前のＭＰＧパルス８０２の周波数スペクトル９０１と、図１０（ｂ）の高周波帯域除去後の周波数スペクトル９０２と、図１０（ｃ）の周波数スペクトル９０３をまとめて図１１に示す。なお、図１１のグラフの縦軸は、対数である。図１１の周波数スペクトル９０１において、処理４０２で設定した最大周波数Ｔｆ（１０５Ｈｚ）以上のパワースペクトルの総和は、周波数スペクトル９０１の全ての周波数帯域のパワースペクトルの総和の約３６．５％である。一方、周波数スペクトル９０２の最大周波数Ｔｆ（１０５Ｈｚ）以上のパワースペクトルの総和は、周波数スペクトル９０１の全ての周波数帯域のパワースペクトルの総和に対して、わずか約０．０１５％に過ぎない。すなわち、処理４０１〜４０４で生成した窓関数を、処理７０３において周波数スペクトル９０１に適用することにより、振動レベルの大きい周波数Ｔｆ（１０５Ｈｚ）以上の帯域をほとんど除去できていることが分かる。
【００６０】
一方、周波数スペクトル９０３の最大周波数Ｔｆ（１０５Ｈｚ）以上のパワースペクトルの総和は、周波数スペクトル９０１の全ての周波数帯域のパワースペクトルの総和に対して、約０．４５％であり、周波数スペクトル９０２よりも増加している。これは、処理７０５において、窓関数ｖ（ｔ）を用いてサイドローブを除去したためである。しかしながら、高周波帯域除去前のＭＰＧパルス８０２の周波数スペクトル９０１と比べると、振動の応答ゲインが高い領域である最大周波数Ｔｆ（１０５Ｈｚ）以上のパワースペクトルの総和が約３６．５％から約０．４５％に低減しており、およそ８１分の１に低減されている。よって、最終結果であるＭＰＧパルス８０５の周波数スペクトル９０３を用いることにより、大きな振動抑制効果がえられる。
【００６１】
ここまで説明したように、強度の大きな傾斜磁場を印加するＭＰＧパルスは、磁場振動及び被検体位置の振動を生じさせ、画像の結像性の低下や被検体への不快感などの問題を引き起こすことがあるが、本実施形態では、傾斜磁場コイルに電流を流した際に傾斜磁場コイルに発生する力が、傾斜磁場コイルの支持部及び寝台を含む伝達経路を経由して被検体に伝わり被検体の位置が変動することを防ぐために、傾斜磁場パルスの波形を、上記伝達経路における振動伝達率を低減するように決定している。すなわち、ＭＲＩ装置の振動周波数特性における応答レベルの高い周波数成分を避けて、応答レベルの低い周波数成分によりＭＰＧパルスの形状を決定し、印加するため、ＭＰＧパルス印加により発生する振動を低減させることができる。その結果として、傾斜磁場が意図した強度で印加されないことによる画像の結像性の低下や、振動による被検体の動きが画像のコントラストに反映されること、そして、被検体の不快感を抑制することができる。
【００６２】
また、ＭＰＧパルスの印加時間を延長させることなく、振動を低減できるため、エコータイム（ＴＥ）の延長を最低限に抑えながら、振動を低減することができる。
【００６３】
＜＜第２実施形態＞＞
第２実施形態のＭＲＩ装置について説明する。
【００６４】
第１実施形態では、傾斜磁場コイル９全体を一つの加振源として、一つの振動周波数特性を予め求めておく構成であったが、第２実施形態では、加振源である傾斜磁場コイル９のＸ、Ｙ、Ｚ軸の各コイル毎に振動周波数特性を求めておくことを特徴とする。
【００６５】
具体的には、傾斜磁場コイル９を構成するＸ、Ｙ、Ｚ軸のコイル毎に、ＭＲＩ装置（寝台１００）の振動周波数特性を予め求め、ＲＡＭ２２のＭＲＩ装置の振動周波数特性格納部３１１に予め格納しておく。
【００６６】
第１実施形態のＭＲＩ装置と同様の構成および処理については説明を省略し、異なる部分について以下説明する。
【００６７】
まず、窓関数算出処理部３０１の流れは第１実施形態と同様に図４のフローチャートの通りであるが、処理の内容が異なる。処理４０１では、窓関数算出部３０１は、ＭＲＩ装置の傾斜磁場コイル９のＸ、Ｙ、Ｚのコイル（加振源）毎のＭＲＩ装置（寝台１００）の振動周波数特性をＲＡＭ２２の振動周波数特性格納部３１１から読み込む。図１２は、第２実施形態におけるＸ、Ｙ、Ｚのコイル（加振源）毎のＭＲＩ装置（寝台１００）振動周波数特性の一例である。図１２のグラフ１２０１は、傾斜磁場コイル９のＸ軸のコイルを駆動した際の振動周波数特性、グラフ１２０２はＹ軸のコイルを駆動した際の振動周波数特性、グラフ１２０３はＺ軸の傾斜磁場コイルを駆動した際の振動周波数特性である。本実施形態では、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸の振動周波数特性を式（４）により表す。
【００６８】
【数４】
2018015304.tif 000006
【００６９】
式（４）において、VFC(x,f)、VFC(y,f)、VFC(z,f)は、傾斜磁場コイル９のＸ、Ｙ、Ｚ軸それぞれのコイルを駆動した際の振動周波数特性、ｆは周波数、Ｍａｘ［  ］は、括弧［  ］内の最大値を示す関数であり、ＡＣＣ（  ）は、加震源の方向・加速度の方向・周波数毎に測定した加速度のデータ列であり、Ａｘｉｓは加速度の方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ）である。
【００７０】
処理４０２において、窓関数算出部３０１は、処理４０１で読み込んだＭＲＩ装置の振動周波数特性から、ＭＰＧパルスを低振動にするための周波数帯域をＸ、Ｙ、Ｚ軸ごとにそれぞれに設定する。第１実施形態と同様に、許容する最大の応答ゲインＴａを決め、Ｘ、Ｙ、Ｚの各軸において、応答ゲインＴａを超える応答原因を示す周波数のうち、最も低周波な周波数Ｔｆｘ、Ｔｆｙ、ＴｆｚをＭＰＧパルスを構成する最大周波数としてＸ、Ｙ、Ｚの軸ごとに設定する。
【００７１】
処理４０３では、窓関数算出部３０１は、設定した最大周波数Ｔｆｘ、Ｔｆｙ、Ｔｆｚを用いて低振動ＭＰＧパルスを作成するための窓関数をＸ、Ｙ、Ｚ軸ごとに算出する。窓関数の算出処理は第１実施形態と同様である。Ｘ、Ｙ、Ｚ軸ごとに算出した窓関数は、ＲＡＭ２２の低振動ＭＰＧ用窓関数格納部３１２に格納する。
【００７２】
低振動ＭＰＧパルス算出処理部３０２の処理の流れも、第１実施形態を同様であるが、異なる点について図１３のフローを用いて説明する。まず、処理１３０１において、低振動ＭＰＧパルス算出処理部３０２は、ＤＷＩのパルスシーケンスで使用するＭＰＧパルス波形を示す関数３１３をＲＡＭ２２から読み込む。ＭＰＧパルスは、一般的に計測座標系（スライス方向（ｓ）、位相方向（ｐ）、周波数エンコード方向（ｆ））で定義されるため、処理１３０１において、読み込むＭＰＧパルスも、計測座標系の関数である。処理１３０２において、計測座標系のＭＰＧパルスの関数を次式に従い、加振源と同じ装置座標系（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）の関数に変換する。
【００７３】
【数５】
2018015304.tif 000007
【００７４】
式（５）において、ＲＯＭは、計測座標系（スライス方向、位相方向、周波数エンコード方向）を装置座標系（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）に変換するオブリークマトリクスである。
【００７５】
つぎに、処理１３０３では、低振動ＭＰＧパルス算出処理部３０２は、装置座標系のＭＰＧパルスの関数ｐ(x,t)、ｐ(y,t)、ｐ(z,t)をそれぞれフーリエ変換し、周波数スペクトルを示す関数Ｐ(x,f)、Ｐ(y,f)、Ｐ(z,f)を得る。
【００７６】
処理１３０４では、低振動ＭＰＧパルス算出処理部３０２は、処理４０４で保存された窓関数Ｗ（ｆ）を読み込み、周波数スペクトルを示す関数Ｐ(x,f)、Ｐ(y,f)、Ｐ(z,f)に乗算し、振動レベルの大きな高周波成分を除去した関数Ｐ’(x,f)、Ｐ’(y,f)、Ｐ’(z,f)を得る。
【００７７】
処理１３０５では、低振動ＭＰＧパルス算出処理部３０２は、振動レベルの大きな高周波成分を除去した関数Ｐ’(x,f)、Ｐ’(y,f)、Ｐ’(z,f)を逆フーリエ変換し、ＭＰＧパルス波形の関数ｐ’(x,t)、ｐ’(y,t)、ｐ’(z,t)を得る。
【００７８】
処理１３０６において、低振動ＭＰＧパルス算出処理部３０２は、時間領域で窓関数ｖ（ｔ）をＭＰＧパルス波形の関数ｐ’(x,t)、ｐ’(y,t)、ｐ’(z,t)に乗算し、サイドローブを除去したＭＰＧパルス波形の関数ｐ’’(x,t)、ｐ’’(y,t)、ｐ’’(z,t)を得る。窓関数ｖ（ｔ）には例えば前述の式（３）を用いる。
【００７９】
処理１３０７では、低振動ＭＰＧパルス算出処理部３０２は、装置座標系のＭＰＧパルス波形の関数ｐ’’(x,t)、ｐ’’(y,t)、ｐ’’(z,t)を次式に従い、計測座標系のＭＰＧパルス波形の関数ｐ’’(s,t)、ｐ’’(p,t)、ｐ’’(f,t)に変換する。
【００８０】
【数６】
2018015304.tif 000008
【００８１】
式（６）において、ＲＯＭは計測座標系（スライス方向ｓ、位相方向ｐ、周波数エンコード方向ｆ）を装置座標系（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）に変換するオブリークマトリクスである。
【００８２】
上式で（６）は、装置座標系のＭＰＧパルスを表す関数を、計測座標系に変換するために、オブリークマトリクスの逆行列を装置座標系のＭＰＧパルスを表す関数に掛け合わせている。尚、オブリークマトリクスは回転行列であるため、その逆行列は転置行列に等しい。
【００８３】
最後に、処理１３０８において、低振動ＭＰＧパルス算出処理部３０２は、計測座標系のＭＰＧパルス波形の関数ｐ’’(s,t)、ｐ’’(p,t)、ｐ’’(f,t)のｂ−ｆａｃｔｏｒが、撮像条件で指定された値を同一になるように、再度振幅を調整して、計測座標系のＭＰＧパルス波形の関数ｐ’’’(s,t)、ｐ’’’(p,t)、ｐ’’’(f,t)を得る。
【００８４】
上述してきたように、第２の実施形態のＭＲＩ装置では、傾斜磁場パルスの印加による振動を低減することができる。よって、振動による被検体の動きが画像のコントラストに反映されることがなく、また、不必要な情報がエコー信号に混入しないため、振動による画質の低下を防ぐことができる。また、ＭＰＧパルスの印加時間を延長させることなく、振動を低減できるため、エコータイム（ＴＥ）の延長を最低限に抑えながら、振動を低減することができる。
【００８５】
特に、第２の実施形態では、加振源（傾斜磁場コイル９のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のコイル）毎に、振動周波数特性を用意し、ＭＰＧパルスに適用するため、振動を生じさせにくい軸においてＭＰＧパルスの周波数帯域を過度に制限することが無い。例えば、図１２に示した例では、Ｙ軸（グラフ１２０２）の応答ゲインは高く、他と比べて広い範囲の周波数を制限する必要があるが、Ｚ軸（グラフ１２０３）の応答ゲインは低いため周波数を制限する帯域は狭くなる。その結果として、処理１３０６において、時間領域で窓関数ｖ（ｔ）をＭＰＧパルス波形の関数ｐ’(x,t)、ｐ’(y,t)、ｐ’(z,t)に乗算し、サイドローブを除去することにより、振動レベルが高い最大周波数Ｔｆ以上のパワースペクトルの総和が増加するのを、周波数を制限する帯域の狭いＺ軸については回避できるという効果がある。
【００８６】
また、第１及び第２実施形態では、傾斜磁場パルスとして、ＭＰＧパルスを印加する場合を例に説明したが、本実施形態は、ＭＰＧパルスに限られるものではなく、他の傾斜磁場パルスに適用することも可能である。例えば、クラッシャーと呼ばれるスピンの横磁化を消滅させるための傾斜磁場パルスに適用しても良い。図１４は、クラッシャーを伴うＤＷＩのパルスシーケンスの一例である。図１４中の傾斜磁場パルス１４０１がクラッシャーである。パルスシーケンスのデザインに依るが、クラッシャーの傾斜磁場強度が高い場合もあり、ＭＰＧパルスと同様に振動の原因になり得るものである。
【００８７】
本発明は、上述した第１及び第２実施形態に限定されず、種々の変更を行うことが可能である。例えば、騒音低減のために、静音化部をさらに備えることが可能である。その場合、予め傾斜磁場コイルに種々の周波数の電流を供給して、騒音レベルを周波数ごとにマイクで測定し、騒音レベルの周波数特性を得ておく。静音化部は、騒音レベルの周波数特性から、騒音レベルの大きな周波数帯域を求め、傾斜磁場パルスをフーリエ変換して得た周波数スペクトルから騒音レベルの大きな周波数帯域を除去する。この場合、騒音レベルの大きな周波数帯域は、上述した実施形態の振動レベルの大きな周波数帯域と異なるため、傾斜磁場パルスの周波数スペクトルから、騒音レベルの大きな周波数帯域を除去した後、さらに、振動レベルの大きな周波数帯域を第１及び第２の実施形態の窓関数で上述のように制限すればよい。もしくは、振動レベルの大きな周波数帯域を制限した後、騒音レベルの大きな周波数帯域を除去してもよい。その後、除去および制限後の周波数帯域の周波数スペクトルを逆フーリエ変換することにより、傾斜磁場パルスの波形を決定する。
【００８８】
また、式（１）や式（２）に示した窓関数は、上述した関数以外にもガウス窓やブラックマン窓を使用することも可能である。
【００８９】
また、ＭＲＩ装置の振動周波数特性から応答ゲインの低い周波数成分を選択する際に、低周波成分だけでなく、応答ゲインの低い高周波成分も含めてもよい。
【符号の説明】
【００９０】
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…ディジタル信号処理装置、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、２５…操作部、２７…静磁場発生装置、２８…撮像空間、１００…寝台、２０１…高周波磁場パルス、２０２…高周波磁場パルス、２０３…第一のＭＰＧパルス、２０４…第二のＭＰＧパルス、２０５…位相エンコード傾斜磁場パルス（Ｇｐ）、２０６…周波数エンコード傾斜磁場パルス（Ｇｆ）、２０９…スライス選択傾斜磁場パルス（Ｇｓ）、２１０…エコー信号
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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