(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
診断用空間に静磁場を発生する磁石装置と、この磁石装置によって発生した静磁場に、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の傾斜磁場を重畳する前記診断用空間を囲むように配置されたＸ、Ｙ、Ｚチャンネルの能動遮蔽型傾斜磁場コイルと、前記診断用空間に置かれた被検体に高周波磁場を加えるとともに被検体からの磁気共鳴信号を受信する送受信手段とを備え、前記被検体から得られる磁気共鳴信号を画像化する磁気共鳴イメージング装置において、
前記Ｘ、Ｙ、Ｚチャンネルの能動遮蔽型傾斜磁場コイルのうち特定チャンネルの能動遮蔽型傾斜磁場コイルに傾斜磁場電流を印加することに伴ない発生する傾斜磁場と同一空間分布をもつ渦電流磁場を補正するために、前記特定チャンネルの能動遮蔽型傾斜磁場コイルの傾斜磁場電流に補正用電流を重畳する第１の磁場補正手段と、
前記傾斜磁場電流を印加した特定チャンネルの能動遮蔽型傾斜磁場コイルを除く他の複数チャンネルの能動遮蔽型傾斜磁場コイルに、前記特定チャンネルの能動遮蔽型傾斜磁場コイルによって発生する傾斜磁場と異なる空間分布をもつ変動磁場を補正するための補正用電流を供給する第２の磁場補正手段とを具備することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項２】
診断用空間に静磁場を発生する磁石装置と、この磁石装置によって発生した静磁場に、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の傾斜磁場を重畳する前記診断用空間を囲むように配置されたＸ、Ｙ、Ｚチャンネルの能動遮蔽型傾斜磁場コイルと、前記診断用空間に置かれた被検体に高周波磁場を加えるとともに被検体からの磁気共鳴信号を受信する送受信手段と、前記磁石装置によって得られる静磁場の均一性を補正するために、前記能動遮蔽型傾斜磁場コイルの近傍に配置された複数のシムコイルとを備え、被検体から得られる磁気共鳴信号を画像化する磁気共鳴イメージング装置において、
前記Ｘ、Ｙ、Ｚチャンネルの能動遮蔽型傾斜磁場コイルのうち特定チャンネルの能動遮蔽型傾斜磁場コイルに傾斜磁場電流を印加することに伴ない発生する傾斜磁場と同一空間分布をもつ渦電流磁場を補正するために、前記特定チャンネルの能動遮蔽型傾斜磁場コイルに印加する傾斜磁場電流に補正用電流を重畳する第１の磁場補正手段と、
前記複数のシムコイルの少なくとも一つに、前記特定チャンネルの傾斜磁場電流を印加した能動遮蔽型傾斜磁場コイルによって発生する傾斜磁場と異なる空間分布をもつ変動磁場を補正するための補正用電流を供給する第３の磁場補正手段とを具備し、
前記シムコイルは、能動遮蔽型に形成されていることを特徴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３】
前記第２または第３の磁場補正手段により供給する補正用電流は、前記特定チャンネルの能動遮蔽型傾斜磁場コイルの傾斜磁場強度に比例した電流であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項４】
診断用空間に静磁場を発生する磁石装置と、この磁石装置によって発生した静磁場に、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の傾斜磁場を重畳する前記診断用空間を囲むように配置されたＸ、Ｙ、Ｚチャンネルの能動遮蔽型傾斜磁場コイルと、これらＸ、Ｙ、Ｚチャンネルの能動遮蔽型傾斜磁場コイルに近接して別構造体として配置された渦電流磁場補正用コイルと、前記診断用空間に置かれた被検体に高周波磁場を加えるとともに被検体からの磁気共鳴信号を受信する送受信手段とを備え、前記被検体から得られる磁気共鳴信号を画像化する磁気共鳴イメージング装置において、
前記Ｘ、Ｙ、Ｚチャンネルの能動遮蔽型傾斜磁場コイルのうち特定チャンネルの能動遮蔽型傾斜磁場コイルに傾斜磁場電流を印加することに伴ない発生する傾斜磁場と同一空間分布をもつ渦電流磁場を補正するために、傾斜磁場電流に重畳して前記能動遮蔽型傾斜磁場コイルおよび前記渦電流磁場補正用コイルに補正用電流を供給する第４の磁場補正手段と、
前記特定チャンネルのチャンネルの能動遮蔽型傾斜磁場コイルを除く他の複数のチャンネルの能動遮蔽型傾斜磁場コイルに近接して配置された前記渦電流磁場補正用コイルに、前記特定能動遮蔽型傾斜磁場コイルによって発生する傾斜磁場と異なる空間分布をもつ変動磁場を補正するための補正用電流を供給する第５の磁場補正手段とを具備し、
前記第５の磁場補正手段により供給する補正用電流は、前記特定チャンネルの能動遮蔽型傾斜磁場コイルの傾斜磁場強度に比例した電流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】
磁気共鳴イメージング装置における傾斜磁場コイルによって発生する傾斜磁場と異なる空間分布をもつ変動磁場を補正する方法であって、特定チャンネルの傾斜磁場電流を印加した傾斜磁場コイルを除く他の複数のチャンネルの傾斜磁場コイルに、前記特定チャンネルの傾斜磁場コイルの傾斜磁場強度に比例した補正用電流を供給することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置における変動磁場の補正方法。
【請求項６】
磁気共鳴イメージング装置における傾斜磁場コイルによって発生する傾斜磁場と異なる空間分布をもつ変動磁場を補正する方法であって、前記傾斜磁場コイルの近傍に配置された静磁場の均一性を補正するための複数のシムコイルの少なくとも一つに、前記傾斜磁場コイルの傾斜磁場強度に比例した補正用電流を供給することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置における変動磁場の補正方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検体内部の原子核スピンの磁気共鳴信号を検出して、被検体内部を画像化する磁気共鳴イメージング装置に係り、特に、所望の傾斜磁場を発生させるために傾斜磁場コイルに電流を印加した場合に生ずる、渦電流磁場や他の変動磁場を補正するようにした磁気共鳴イメージング装置および変動磁場の補正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
医療用診断装置として活用されている磁気共鳴イメージング装置（以下、ＭＲＩ装置という）は、被検体内部の原子核スピンの磁気共鳴信号（以下、ＭＲ信号という）を検出することにより、被検体内部を画像化する装置である。そして、ＭＲＩ装置は非侵襲にしかも放射線被曝なしに、被検体内部を画像化することができるので、臨床の場でその有用性を発揮している。
一般的なＭＲＩ装置のガントリの概略構成を、図３および図４に示してあるので、先ずガントリの構成について説明する。なお、図３は模式的な断面図であり、図４は軸方向（Ｚ軸方向）から見た断面図である。
ガントリ１は、全体が略円筒状に形成されており、中心部が診断用空間（ボア）として機能するもので、ここに被検体Ｐが図示しない寝台天板に載せられて送り込まれるようになっている。このガントリ１には、例えば超電導磁石などの磁石装置１１が設けられており、磁石装置１１によって形成される診断用空間（ボア）１１ａに数キロガウスから１０数キロガウス（１０キロガウス＝１テスラ）程度の非常に強い静磁場を発生させる。この磁石装置１１が超伝導磁石で構成される場合は、真空容器の中に、複数の熱輻射シールド容器および単独の液体ヘリウム容器が収められ、液体ヘリウム容器の内部に超伝導コイルが巻装されて設置されている。
【０００３】
また、この磁石装置１１によって得られる静磁場の均一性を補正するための、円筒状のシムコイルユニット１２と、静磁場に線形の傾斜磁場を時間的に変化するように重畳させて、空間的な位置情報を付与するための、傾斜磁場を発生させる円筒状の傾斜磁場コイルユニット１３とが、それぞれ同軸状に配置されている。さらに、高周波パルスを送信するとともに、被検体から得られる高周波のＭＲ信号を受信するためのＲＦコイル１４が着脱自在に配置されている。このＲＦコイル１４は、送受信兼用に構成されたものでも、または送信用或いは受信用として各別に構成されたものでもよい。
なお、シムコイルユニット１２は図５に示すように、円筒状に形成された内側樹脂層１２０の外周面上に、順次５チャンネルの２次シムが積層された構造となっている。すなわち、内側樹脂層１２０の外周面上にＺＸチャンネルのシムコイル１２１が巻装され、その外周面上にＺＹチャンネルのシムコイル１２２が巻装され、さらにその外周面上にＸＹチャンネルのシムコイル１２３が巻装され、さらにその外周面上にＸ2−Ｙ2チャンネルのシムコイル１２４が巻装され、さらにその外周面上にＺ2チャンネルのシムコイル１２５が巻装され、この外周面上に保護および絶縁用の樹脂テープ層１２６が巻装されて構成されている。
これら５チャンネルのシムコイル１２１〜１２５は、図示しないシム用電源に接続されて、磁石装置１１によって発生した静磁場に対して、数１０ＰＰＭ以下の空間的均一性を得るように定常電流を流してシミングを行う。なお、この均一性を必要とする診断用空間の撮影領域は、しばしば直径５００ｍｍ程度の球状となる。
【０００４】
一方、シムコイルユニット１２の内周面に、傾斜磁場コイルユニット１３が隙間無く接合するように設けられている。この傾斜磁場コイルユニット１３は、例えば米国特許第４７３３１８９号に記載されているように、２つのコイルを有し、内側には所望強度の磁場を発生するが、外側には磁場の相殺によって磁束を殆ど漏らさない構造の、いわゆる能動（自己）遮蔽型傾斜磁場コイル（Ａｃｔｉｖｅｌｙ  Ｓｈｉｅｌｄｅｄ  Ｇｒａｄｉｅｎｔ  Ｃｏｉｌ：以下、ＡＳＧＣと称する）となっている。
そして、能動遮蔽型傾斜磁場コイル（ＡＳＧＣ）ユニット１３は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の各方向に傾斜磁場を発生させるように、３チャンネルのコイルアッセンブリから形成されている。すなわち、このＡＳＧＣユニット１３は、図６に示すように、Ｘ軸方向用のＸチャンネルアセンブリ１３Ｘ、Ｙ軸方向用のＹチャンネルアセンブリ１３Ｙ、Ｚ軸方向用のＺチャンネルアセンブリ１３Ｚが、コイル層毎に絶縁されて積層されて略円筒状を成している。そして、各アセンブリ１３Ｘ、１３Ｙ、１３Ｚは、各軸方向の傾斜磁場を発生するメインコイルと、このメインコイルが発生する傾斜磁場を外界に漏らさないように、磁気的にシールドするシールドコイルとを有している。
また、各チャンネルのコイルアセンブリ１３Ｘ、１３Ｙ、１３Ｚのメインコイルは、図示しないが、それぞれ専用のＸ軸傾斜磁場電源、Ｙ軸傾斜磁場電源、Ｚ軸傾斜磁場電源に接続され、各コイルアセンブリ１３Ｘ、１３Ｙ、１３Ｚのシールドコイルも、それぞれ専用のＸ軸シールド傾斜磁場電源、Ｙ軸シールド傾斜磁場電源、Ｚ軸シールド傾斜磁場電源に接続されている。そして、図示しないシーケンサにプログラムされているパルスシーケンスに従い、それぞれの電源から各チャンネルのコイルアセンブリ１３Ｘ、１３Ｙ、１３Ｚへ、パルス電流が供給されて、所定の傾斜磁場を発生する。
【０００５】
さて、ＭＲＩ装置によってＭＲ画像を得る撮影時には、上記の磁石装置１１とシムコイルユニット１２によって均一に形成された静磁場中で、ＡＳＧＣユニット１３およびＲＦコイル１４を、所望のパルスシーケンスに従って駆動する。すなわち、静磁場中に置かれた被検体Ｐに、パルスシーケンスに従って、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の各方向の線形の傾斜磁場が重畳され、被検体Ｐの原子核スピンがラーモア周波数の高周波信号で、磁気的に励起される。よって、この励起に伴ってＭＲ信号が発生するので、このＭＲ信号がＲＦコイル１４で検出され、検出されたＭＲ信号を図示しないコンピュータシステムなどによって再構成することにより、被検体Ｐの例えば二次元断層像としてのＭＲ画像が得られる。
【０００６】
このようなＭＲＩ装置において、近年イメージングに要する時間を短縮したいという高速化のニーズが非常に強くなり、高速ＥＰＩ（ｅｃｈｏ  ｐｌａｎａｒｉｍａｇｉｎｇ）法など、高強度の傾斜磁場を高速にスイッチングさせる（すなわち、高速に極性を反転させる）パルスシーケンスが開発されて実用に供されている。ところで、前述のようにＡＳＧＣユニット１３は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に傾斜磁場を発生する３チャンネルのコイルアセンブリ１３Ｘ、１３Ｙ、１３Ｚを有しており、この３チャンネルのコイルアセンブリ１３Ｘ、１３Ｙ、１３Ｚが頻繁にかつ高速に切換えられて駆動される。
そして、各チャンネルのコイルアセンブリ１３Ｘ、１３Ｙ、１３Ｚには通常非常に早い立ち上がりのパルス電流が印加されるので、各チャンネルのコイルアセンブリ１３Ｘ、１３Ｙ、１３Ｚの周辺に配置されている導電体例えば磁石装置１１のシールド材、フレーム、各種コイル等に渦電流を発生させ、その渦電流が所望の傾斜磁場波形を歪ませる原因となっている。この渦電流の影響は、ＡＳＧＣにあっても同様である。それは、ＡＳＧＣといえども有限のターンに分割された電流によってシールドしているため、真に理想的な電流分布を実現することができないためである。よって、渦電流によって生ずる磁場（渦電流磁場）を補正するために、ＡＳＧＣに印加する電流を、予めその磁場波形が矩形になるように整形する補正電流を重畳したものとしていた。
【０００７】
しかし、ＡＳＧＣユニット１３とその周辺に配置された導電体との配置関係が非対称になっている場合には、ＡＳＧＣユニット１３に補正電流を重畳しても傾斜磁場波形を期待どおりの矩形にすることができないという問題があり、その問題を解決するために、本出願人は、特公平７−１０００５７号公報に開示されているように、ＡＳＧＣユニット１３に近接して渦電流補正用コイルを配置して、各チャンネルのコイルアセンブリ１３Ｘ、１３Ｙ、１３Ｚとこの渦電流補正用コイルに傾斜磁場発生用電流を供給することを提案した。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、渦電流による影響を除去するための、ＡＳＧＣユニット１３に補正電流を重畳したり、前記特公平７−１０００５７号公報に開示されている技法は、いずれもＸチャンネルアセンブリ１３Ｘ、Ｙチャンネルアセンブリ１３Ｙ、Ｚチャンネルアセンブリ１３Ｚの内、どれか一つの方向のチャンネルの傾斜磁場コイルを駆動した場合の渦電流補正は、その駆動したチャンネルに供給する電流波形を整形したり、そのチャンネル用の渦電流補正用コイルに傾斜磁場発生用電流を供給することによって行っていた。これは、傾斜磁場と同一空間分布をもつ渦電流磁場を補正しようとするものであり、渦電流の起源が、駆動したチャンネルの傾斜磁場コイルにあるため、そのチャンネルの電流を制御すれば補正が可能であると考えられていたためであって、これは間違いではなかった。
しかしながら、近年のイメージングの高速化の要望や、ハードウェアの進歩に伴い様々なパルスシーケンスが開発され、傾斜磁場コイルに印加されるパルス波形の形状や印加の仕方が非常に複雑化、高度化してきている。また、ＲＦコイルの進歩に伴ってＳ／Ｎも向上し、従来、ノイズの中に埋もれていたアーチファクトが描出されるようにもなって、これが画質に大きな影響を与えるようになってきている。
【０００９】
すなわち、ＡＳＧＣや磁石装置の製造誤差や、それらを配置した位置の誤差、周囲金属の傾斜磁場に対する非対称性などによって、もともと、印加した傾斜磁場とは異なった空間分布をもつ渦電流磁場が撮影領域内に存在していたが、これらは、従来技術ではあまり問題にならない程度の画質劣化要因でしかなかった。しかし、このような従来技術ではあまり問題にならなかった画質劣化要因が、前述のように、パルスシーケンスの複雑化、高度化やＲＦコイルの性能向上に伴って、放置することのできない問題としてクローズアップされてきている。本発明は、このような問題を解決するために、従来、駆動したチャンネルの傾斜磁場コイルと同じ空間分布をもった渦電流磁場しか補正の対象としていなかったものを、従来の補正に加えて、駆動した方向の傾斜磁場とは異なった空間分布をもつ渦電流磁場や他の変動磁場をも補正の対象とすることにより、より画質の向上を図ることを目的としてなされたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するための好適な実施の形態は、診断用空間に静磁場を発生する磁石装置と、この磁石装置によって発生した静磁場に、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の傾斜磁場を重畳する前記診断用空間を囲むように配置されたＸ、Ｙ、Ｚチャンネルの能動遮蔽型傾斜磁場コイルと、前記診断用空間に置かれた被検体に高周波磁場を加えるとともに被検体からの磁気共鳴信号を受信する送受信手段とを備え、前記被検体から得られる磁気共鳴信号を画像化する磁気共鳴イメージング装置において、前記Ｘ、Ｙ、Ｚチャンネルの能動遮蔽型傾斜磁場コイルのうち特定チャンネルの能動遮蔽型傾斜磁場コイルに傾斜磁場電流を印加することに伴ない発生する傾斜磁場と同一空間分布をもつ渦電流磁場を補正するために、前記特定チャンネルの能動遮蔽型傾斜磁場コイルの傾斜磁場電流に補正用電流を重畳する第１の磁場補正手段と、前記傾斜磁場電流を印加した特定チャンネルの能動遮蔽型傾斜磁場コイルを除く他の複数チャンネルの能動遮蔽型傾斜磁場コイルに、前記特定チャンネルの能動遮蔽型傾斜磁場コイルによって発生する傾斜磁場と異なる空間分布をもつ変動磁場を補正するための補正用電流を供給する第２の磁場補正手段とを具備することを特徴とするものである。
【００１１】
また、他の実施の形態は、診断用空間に静磁場を発生する磁石装置と、この磁石装置によって発生した静磁場に、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の傾斜磁場を重畳する前記診断用空間を囲むように配置されたＸ、Ｙ、Ｚチャンネルの能動遮蔽型傾斜磁場コイルと、前記診断用空間に置かれた被検体に高周波磁場を加えるとともに被検体からの磁気共鳴信号を受信する送受信手段と、前記磁石装置によって得られる静磁場の均一性を補正するために、前記能動遮蔽型傾斜磁場コイルの近傍に配置された複数のシムコイルとを備え、被検体から得られる磁気共鳴信号を画像化する磁気共鳴イメージング装置において、前記Ｘ、Ｙ、Ｚチャンネルの能動遮蔽型傾斜磁場コイルのうち特定チャンネルの能動遮蔽型傾斜磁場コイルに傾斜磁場電流を印加することに伴ない発生する傾斜磁場と同一空間分布をもつ渦電流磁場を補正するために、前記特定チャンネルの能動遮蔽型傾斜磁場コイルに印加する傾斜磁場電流に補正用電流を重畳する第１の磁場補正手段と、前記複数のシムコイルの少なくとも一つに、前記特定チャンネルの傾斜磁場電流を印加した能動遮蔽型傾斜磁場コイルによって発生する傾斜磁場と異なる空間分布をもつ変動磁場を補正するための補正用電流を供給する第３の磁場補正手段とを具備し、前記シムコイルは、能動遮蔽型に形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
さらに他の実施の形態は、診断用空間に静磁場を発生する磁石装置と、この磁石装置によって発生した静磁場に、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向の傾斜磁場を重畳する前記診断用空間を囲むように配置されたＸ、Ｙ、Ｚチャンネルの能動遮蔽型傾斜磁場コイルと、これらＸ、Ｙ、Ｚチャンネルの能動遮蔽型傾斜磁場コイルに近接して別構造体として配置された渦電流磁場補正用コイルと、前記診断用空間に置かれた被検体に高周波磁場を加えるとともに被検体からの磁気共鳴信号を受信する送受信手段とを備え、前記被検体から得られる磁気共鳴信号を画像化する磁気共鳴イメージング装置において、前記Ｘ、Ｙ、Ｚチャンネルの能動遮蔽型傾斜磁場コイルのうち特定チャンネルの能動遮蔽型傾斜磁場コイルに傾斜磁場電流を印加することに伴ない発生する傾斜磁場と同一空間分布をもつ渦電流磁場を補正するために、傾斜磁場電流に重畳して前記能動遮蔽型傾斜磁場コイルおよび前記渦電流磁場補正用コイルに補正用電流を供給する第４の磁場補正手段と、前記特定チャンネルのチャンネルの能動遮蔽型傾斜磁場コイルを除く他の複数のチャンネルの能動遮蔽型傾斜磁場コイルに近接して配置された前記渦電流磁場補正用コイルに、前記特定能動遮蔽型傾斜磁場コイルによって発生する傾斜磁場と異なる空間分布をもつ変動磁場を補正するための補正用電流を供給する第５の磁場補正手段とを具備し、前記第５の磁場補正手段により供給する補正用電流は、前記特定チャンネルの能動遮蔽型傾斜磁場コイルの傾斜磁場強度に比例した電流であることを特徴とするものである。
【００１３】
これにより、発生する傾斜磁場とは異なる空間分布をもつ変動磁場を補正することができる。よって、従来はノイズの中に埋もれていてあまり問題とならなかったようなものではあったが、近年のイメージングの高速化、パルスシーケンスの高度化・複雑化などに伴ない顕在化してきたアーチファクトの影響を排除して、画質の向上に大きく寄与することができる。
【００１４】
さらに、上記の課題を解決するために好適な変動磁場の補正方法は、磁気共鳴イメージング装置における傾斜磁場コイルによって発生する傾斜磁場と異なる空間分布をもつ変動磁場を補正する方法であって、傾斜磁場電流を印加した特定チャンネルの傾斜磁場コイルを除く他の複数のチャンネルの傾斜磁場コイルに、前記特定チャンネルの傾斜磁場コイルの傾斜磁場強度に比例した補正用電流を供給することを特徴とする。
また、他の好適な変動磁場の補正方法は、磁気共鳴イメージング装置における傾斜磁場コイルによって発生する傾斜磁場と異なる空間分布をもつ変動磁場を補正する方法であって、前記傾斜磁場コイルの近傍に配置された静磁場の均一性を補正するための複数のシムコイルの少なくとも一つに、前記傾斜磁場コイルの傾斜磁場強度に比例した補正用電流を供給することを特徴とする。
これらによって、発生する傾斜磁場とは異なる空間分布をもつ変動磁場を補正することができ、磁気共鳴イメージング装置における画質の向上に大きく寄与することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る磁気共鳴イメージング装置の実施の形態について、図１ないし図３を参照して詳細に説明するが、その前に、本発明の着眼点について説明しておく。
ＭＲＩ装置は、撮影領域内において、磁場のベクトルが一定方向を向き、磁場強度も一定である静磁場と、この静磁場に重畳する線形（１次関数）の傾斜磁場を必要とする。円筒形の磁石で静磁場を発生させる場合には、円筒軸の方向（これをＺ軸方向とする）を向いた均一な静磁場を形成し、この静磁場に対してそれぞれＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に線形の傾斜磁場を重畳する。
ここで、静磁場のベクトル方向をＺ軸方向、強度をＢ０とすると、Ｘ軸方向の傾斜磁場Ｂｚ（Ｘ）、Ｙ軸方向の傾斜磁場Ｂｚ（Ｙ）、Ｚ軸方向の傾斜磁場Ｂｚ（Ｚ）は、それぞれ次式のように表される。
Ｂｚ（Ｘ）＝（δＢｚ／δｘ）Ｘ＋Ｂ０    …  （１）
Ｂｚ（Ｙ）＝（δＢｚ／δｙ）Ｙ＋Ｂ０    …  （２）
Ｂｚ（Ｚ）＝（δＢｚ／δｚ）Ｚ＋Ｂ０    …  （３）
ここで、ＸはＸ方向の位置、ＹはＹ方向の位置、ＺはＺ方向の位置であり、また、（δＢｚ／δｘ）はＸ方向傾斜磁場強度、（δＢｚ／δｙ）はＹ方向傾斜磁場強度、（δＢｚ／δｚ）はＺ方向傾斜磁場強度である。
【００１６】
例えば、Ｘチャンネルの傾斜磁場コイルに傾斜磁場電流を印加したとき、このＸチャンネルの傾斜磁場コイル周辺の金属に渦電流が誘起され、渦電流磁場が発生する。ここで誘起された渦電流磁場は、撮影領域内で時間変化に伴ない、空間的に様々な磁場成分を作り出す。その主な成分は、Ｘチャンネルの傾斜磁場コイルの作り出す傾斜磁場成分と同じであるが、周囲金属との位置関係や金属の材質などによって、空間的、時間的にそれ以外の成分の磁場も作り出すことになる。
また、この渦電流磁場の発生原因は、傾斜磁場コイルによって発生する傾斜磁場にあり、従って傾斜磁場コイルに供給される傾斜磁場電流に比例する。また、渦電流磁場の内主要な部分は一次成分である。この一次成分とは、Ｘ方向傾斜磁場強度（δＢｚ／δｘ）、Ｙ方向傾斜磁場強度（δＢｚ／δｙ）、Ｚ方向傾斜磁場強度（δＢｚ／δｚ）であり、またはその合成である。
特に、ＸチャンネルとのクロスタームであるＹ方向傾斜磁場やＺ方向傾斜磁場の成分が発生すると、あたかもそれが、Ｙチャンネルの傾斜磁場コイルの作り出すＹ軸方向傾斜磁場や、Ｚチャンネルの傾斜磁場コイルの作り出すＺ軸方向傾斜磁場として振る舞い、画像の歪みや不本意な位相のみだれなど、画質を劣化させる要因となる。なお、Ｘチャンネルの傾斜磁場コイルに傾斜磁場電流を印加したときについて述べたが、ＹチャンネルやＺチャンネルの傾斜磁場コイルに傾斜磁場電流を印加したときについても同様である。
【００１７】
そこで、従来は、傾斜磁場電流を印加したチャンネル方向の渦電流磁場しか補正できていなかったものを、傾斜磁場電流を印加したチャンネル以外の方向成分の渦電流磁場成分も補正できるようにしようとするのが、本発明の狙いである。特に、一次補正として、傾斜磁場コイルを用いた補正が有用である。そして、この考えを実現するために、本発明では、従来の補正に加えて、傾斜磁場電流を印加したチャンネル（これを、特定チャンネルすなわち、特定傾斜磁場コイルと称するものとする。）以外の傾斜磁場コイルに、補正用電流を印加するものである。また、本発明による補正は、傾斜磁場コイルの他にシムコイルを使って行うこともでき、さらに、補正用電流を流すために特別に設計された新たなコイルを設けるようにしてもよい。
【００１８】
次に、本発明に係る磁気共鳴イメージング装置の種々の実施の形態について説明する。
先ず、第１の実施の形態について、図１を参照して説明する。
図１は、本発明に係る磁気共鳴イメージング装置の第１の実施の形態を示した要部の系統図であり、この実施の形態は、傾斜磁場電流を印加したチャンネルの傾斜磁場コイル（特定傾斜磁場コイル）により発生する傾斜磁場とは異なる空間分布をもつ変動磁場を補正するために、傾斜磁場電流を印加したチャンネル（特定傾斜磁場コイル）を除く他のチャンネルの傾斜磁場コイルに、補正用電流を供給するものである。
【００１９】
すなわち、傾斜磁場発生用電流を供給するための傾斜磁場発生用電流源２１が、ＡＳＧＣユニット１３のＸチャンネルアセンブリ１３Ｘ、Ｙチャンネルアセンブリ１３Ｙ、Ｚチャンネルアセンブリ１３Ｚそれぞれ個別の駆動電流源としての、Ｘチャンネル駆動回路２２Ｘ、Ｙチャンネル駆動回路２２Ｙ、Ｚチャンネル駆動回路２２Ｚに接続されている。そして、Ｘチャンネル駆動回路２２Ｘは、Ｘチャンネルアセンブリ１３Ｘに接続されている。同様に、Ｙチャンネル駆動回路２２Ｙは、Ｙチャンネルアセンブリ１３Ｙに接続されており、Ｚチャンネル駆動回路２２Ｚは、Ｚチャンネルアセンブリ１３Ｚに接続されている。
なお、各チャンネル駆動回路２２Ｘ、２２Ｙ、２２Ｚからは、第１の傾斜磁場補正手段として従来と同様に、ＡＳＧＣユニット１３に供給される傾斜磁場電流によって発生する傾斜磁場と同一空間分布をもつ渦電流磁場の影響を補償するために、予め傾斜磁場波形が矩形になるように、オーバーシュート電流のような補正用電流の重畳された傾斜磁場電流がＡＳＧＣユニット１３に供給されることは言うまでもない。
【００２０】
また、傾斜磁場発生用電流源２１は、ＡＳＧＣユニット１３によって発生する傾斜磁場と異なる空間分布をもつ変動磁場を補正するための補正用電流を、ＡＳＧＣユニット１３の各チャンネルアセンブリ１３Ｘ、１３Ｙ、１３Ｚへ供給するための、Ｘチャンネル補正電流供給回路２３Ｘ、Ｙチャンネル補正電流供給回路２３Ｙ、Ｚチャンネル補正電流供給回路２３Ｚにも接続されている。ただし、この補正用電流は、ＡＳＧＣユニット１３の各チャンネルアセンブリ１３Ｘ、１３Ｙ、１３Ｚの内、傾斜磁場電流を印加した少なくとも１のチャンネルアセンブリ（特定チャンネルアセンブリ）を除く他のチャンネルアセンブリへ供給するものであり、そのために、各チャンネル補正電流供給回路２３Ｘ、２３Ｙ、２３Ｚは、補正制御器２４に接続され、ここでどのチャンネルにどれだけの補正用電流を供給するかを決めて、それぞれのチャンネルアセンブリ１３Ｘ、１３Ｙ、１３Ｚへ補正用電流を供給する。
なお、この補正制御器２４の動作は、各チャンネル駆動回路２２Ｘ、２２Ｙ、２２Ｚとともに、図示しないシーケンサによって制御されるものであることは言うまでもない。
【００２１】
例えばＸチャンネルアセンブリ１３Ｘが駆動されたことによって生じた、Ｘ方向の傾斜磁場とは異なる空間分布をもつ変動磁場を補正するために、Ｙチャンネル補正電流供給回路２３ＹまたはＺチャンネル補正電流供給回路２３Ｚから補正制御器２４を介して、各対応するＹチャンネルアセンブリ１３ＹまたはＺチャンネルアセンブリ１３Ｚへ補正用電流を供給する。この場合、Ｘチャンネルアセンブリ１３Ｘが特定チャンネルアセンブリとなる。勿論、Ｙチャンネル補正電流供給回路２３ＹおよびＺチャンネル補正電流供給回路２３Ｚから補正制御器２４を介して、各対応するＹチャンネルアセンブリ１３ＹおよびＺチャンネルアセンブリ１３Ｚの両方へ補正用電流を供給するようにしてもよい。
同様に、Ｙチャンネルアセンブリ１３Ｙ（特定チャンネルアセンブリ）が駆動されたことによって生じた、Ｙ方向の傾斜磁場とは異なる空間分布をもつ変動磁場を補正するために、Ｚチャンネル補正電流供給回路２３Ｚおよび／またはＸチャンネル補正電流供給回路２３Ｘから補正制御器２４を介して、各対応するＺチャンネルアセンブリ１３Ｚおよび／またはＸチャンネルアセンブリ１３Ｘへ補正用電流を供給し、Ｚチャンネルアセンブリ１３Ｚ（特定チャンネルアセンブリ）が駆動されたことによって生じた、Ｚ方向の傾斜磁場とは異なる空間分布をもつ変動磁場を補正するために、Ｘチャンネル補正電流供給回路２３Ｘおよび／またはＹチャンネル補正電流供給回路２３Ｙから補正制御器２４を介して、各対応するＸチャンネルアセンブリ１３Ｘおよび／またはＹチャンネルアセンブリ１３Ｙへ補正用電流を供給する。
【００２２】
このように本発明は、従来から実施されていた各チャンネルアセンブリ１３Ｘ、１３Ｙ、１３Ｚに印加される傾斜磁場電流によって発生する傾斜磁場と同一空間分布をもつ渦電流磁場の影響を補償するために、予め傾斜磁場電流にオーバーシュート電流のような補正用電流を重畳して、結果として傾斜磁場波形が矩形になるようにしていた第１の傾斜磁場補正手段に加えて、発生する傾斜磁場とは異なる空間分布をもつ変動磁場をも補正するために、傾斜磁場電流を印加したチャンネルアセンブリ（特定チャンネルアセンブリ）とは異なる他のチャンネルアセンブリに補正用電流を供給するようにしたものである。よって、従来はノイズの中に埋もれていてあまり問題とならなかったようなものではあったが、近年のイメージングの高速化、パルスシーケンスの高度化・複雑化、ＲＦコイルの性能向上などに伴ない顕在化してきたアーチファクトの影響を排除することができ、画質の向上に大きく寄与することができる。また、特別の補正用コイルを設けることなく、既存のチャンネルアセンブリ１３Ｘ、１３Ｙ、１３Ｚを利用することができるので、極めて経済的である。
なお、ＡＳＧＣユニット１３のチャンネルアセンブリ１３Ｘ、１３Ｙ、１３Ｚへ供給した補正用電流によって、新たな変動磁場の発生が問題となることが予想される。しかし、ＡＳＧＣの場合、傾斜磁場電流を印加したチャンネルアセンブリ（特定チャンネルアセンブリ＝傾斜磁場コイル）が発生する変動磁場は、通常、波高値の１％以下であるため、補正用電流を供給するチャンネルアセンブリ（すなわち、特定チャンネルアセンブリとは異なる他のチャンネルアセンブリ）が発生する変動磁場は、その補正用電流の１％以下、すなわち、特定チャンネルアセンブリが発生する変動磁場の０．０１％以下の変動磁場しか発生しないので、その影響はほとんど無視することができる。
【００２３】
次に、本発明の第２の実施の形態について、図２を参照して説明する。
図２は、本発明に係る磁気共鳴イメージング装置の第２の実施の形態を示した要部の系統図であり、この実施の形態は、傾斜磁場電流を印加したチャンネルの傾斜磁場コイル（特定傾斜磁場コイル）により発生する傾斜磁場とは異なる空間分布をもつ変動磁場を補正するために、シムコイルに補正用電流を供給するものである。なお、図２において、図１と同一部分には同一符号を付してその説明は省略する。
すなわち、静磁場補正用のシム電源３１が、ＺＸチャンネルのシムコイル１２１へ静磁場補正用電流を供給するＺＸシム補正電流供給回路３２、ＺＹチャンネルのシムコイル１２２へ静磁場補正用電流を供給するＺＹシム補正電流供給回路３３、ＸＹチャンネルのシムコイル１２３へ静磁場補正用電流を供給するＸＹシム補正電流供給回路３４、Ｘ2−Ｙ2チャンネルのシムコイル１２４へ静磁場補正用電流を供給するＸ2−Ｙ2シム補正電流供給回路３５、さらにＺ2チャンネルのシムコイル１２５へ静磁場補正用電流を供給するＺ2シム補正電流供給回路３６にそれぞれ接続されている。そして、各々のチャンネルのシム補正電流供給回路３２〜３６は、各別に設けた電流加算回路３２ａ〜３６ａを介して、それぞれのシムコイル１２１〜１２５に接続されている。
【００２１】
さらに、傾斜磁場発生用電流源２１に接続されているＸチャンネル補正電流供給回路２３Ｘ、Ｙチャンネル補正電流供給回路２３Ｙ、Ｚチャンネル補正電流供給回路２３Ｚは、補正制御器２４を介して各シムコイル１２１〜１２５用の電流加算回路３２ａ〜３６ａに接続されている。
【００２４】
このように構成された第２の実施の形態の動作を説明する。
先ず、各チャンネル駆動回路２２Ｘ、２２Ｙ、２２Ｚからは、第１の傾斜磁場補正手段として、第１の実施の形態と同様に、ＡＳＧＣユニット１３に印加される傾斜磁場電流によって発生する傾斜磁場と同一空間分布をもつ渦電流磁場の影響を補償するために、予め傾斜磁場波形が矩形になるように、オーバーシュート電流のような補正用電流の重畳された傾斜磁場電流がＡＳＧＣユニット１３に印加される。
次に、傾斜磁場電流の印加されたＡＳＧＣユニット１３により発生する傾斜磁場とは異なる空間分布をもつ変動磁場を補正するために、本来、静磁場の不均一性を補正するために設けられているシムコイル１２１〜１２５に、その定常電流に補正用の電流を重畳させる。これは、補正制御器２４を介して、Ｘチャンネル補正電流供給回路２３Ｘ、Ｙチャンネル補正電流供給回路２３Ｙ、Ｚチャンネル補正電流供給回路２３Ｚからの補正用電流を、所望の値に調整して各シムコイル１２１〜１２５用の電流加算回路３２ａ〜３６ａに選択的に供給することにより行われる。この場合、補正用電流は、傾斜磁場強度に比例した値とする。そして、傾斜磁場電流を供給したチャンネルアセンブリ１３Ｘ、１３Ｙ、１３Ｚ毎に、発生する傾斜磁場とは異なる空間分布をもつ変動磁場の様子も異なるので、駆動するチャンネルアセンブリ１３Ｘ、１３Ｙ、１３Ｚ毎に、補正用電流を供給するシムコイル１２１〜１２５を選択し、定常電流に重畳する補正用電流の値も調整することになる。なお、シムコイル１２１〜１２５の全てに補正用電流を供給してもよいし、１または２以上のシムコイルに選択的に補正用電流を供給するようにしてもよい。
【００２５】
一般的に、シムコイル１２１〜１２５は、０次成分と二次成分以降の静磁場の不均一性を補正する目的で設けられている。そのため、渦電流の発生する一次成分以外の成分を補正する場合に適応することができ、この場合にも、敢えて特別に補正用のコイルを設ける必要がないので、経済的である。
なお本発明は、上述の実施の形態に限定されることなく、種々変形した形態での実施が可能である。例えば、既に述べた特公平７−１０００５７号公報に示されているように、新たに渦電流補正用コイルを傾斜磁場コイルの近傍に別構造体として配置したものにおいても、この渦電流補正用コイルに、傾斜磁場電流を印加したチャンネルの傾斜磁場コイル（特定傾斜磁場コイル）により発生する傾斜磁場とは異なる空間分布をもつ変動磁場を補正するための補正用電流を供給するようにしてもよい。
この場合は、傾斜磁場コイルと渦電流補正用コイルに傾斜磁場電流が供給され、この傾斜磁場電流に、傾斜磁場電流を印加することに伴ない発生する傾斜磁場と同一空間分布をもつ渦電流磁場を補正するため、予め傾斜磁場波形が矩形になるように、オーバーシュート電流のような補正用電流が重畳されることは言うまでもない。
【００２６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、発生する傾斜磁場とは異なる空間分布をもつ変動磁場を補正することができる。よって、磁気共鳴イメージング装置において、ノイズの中に埋もれていて、従来はあまり問題とならなかったようなものではあったが、近年のイメージングの高速化、パルスシーケンスの高度化・複雑化、ＲＦコイルの性能向上などに伴ない顕在化してきたアーチファクトの影響を排除して、画質の向上に大きく寄与することのできる磁気共鳴イメージング装置および変動磁場の補正方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示した要部の系統図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示した要部の系統図である。
【図３】一般的な磁気共鳴イメージング装置のガントリの概略構成を示した模式的な断面図である。
【図４】図３の軸方向（Ｚ軸方向）から見た断面図である。
【図５】シムコイルユニットの各チャンネルの積層状態を説明するために示した軸方向から見た断面図である。
【図６】能動遮蔽型傾斜磁場コイル（ＡＳＧＣ）ユニットを説明するために示した軸方向から見た断面図である。
【符号の説明】
１３  能動遮蔽型傾斜磁場コイル（ＡＳＧＣ）ユニット
１３Ｘ  Ｘチャンネルアセンブリ
１３Ｙ  Ｙチャンネルアセンブリ
１３Ｚ  Ｚチャンネルアセンブリ
２１  傾斜磁場発生用電流源
２２Ｘ  Ｘチャンネル駆動回路
２２Ｙ  Ｙチャンネル駆動回路
２２Ｚ  Ｚチャンネル駆動回路
２３Ｘ  Ｘチャンネル補正電流供給回路
２３Ｙ  Ｙチャンネル補正電流供給回路
２３Ｚ  Ｚチャンネル補正電流供給回路
２４  補正制御器
【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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