(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の空間内に配置された被検体に静磁場を印加すると共に、高周波及び傾斜磁場を印加することで前記被検体において磁気共鳴信号を発生させ、当該磁気共鳴信号を検出する撮影動作を実行する磁気共鳴イメージング装置において、
前記磁気共鳴イメージング装置の送信部、受信部及び制御部の基準となる基準クロック信号を発振する発振手段と、
前記基準クロック信号を基準として、前記撮影動作に関するパルスシーケンスの変更を実行する制御手段と、
前記静磁場の乱れに対応させて前記基準クロック信号の周波数を修正する修正手段と、
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】
前記静磁場の乱れを誘発する所定の物理量の変化を検出する検出手段をさらに具備し、
前記修正手段は、
前記検出手段によって検出された前記所定の物理量の変化に基づいて、前記磁気共鳴周波数の変動を推定する推定手段を有し、
推定された前記磁気共鳴周波数の変動に対応させて、前記発振手段を制御すること、
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】
前記検出手段は、前記磁気共鳴イメージング装置が有する強磁性体であって、前記静磁場の乱れを誘発する原因となる温度変化を発生するものの当該温度変化、又は当該強磁性体の近傍の温度変化の少なくとも一方を前記所定の物理量として検出する第１の温度センサを有し、
前記推定手段は、前記第１の温度センサによって検出された温度変化に基づいて、前記磁気共鳴周波数の変動を推定すること、
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】
前記検出手段は、温度変化の要因となる前記傾斜磁場コイルの温度変化を前記所定の物理量として検出する第２の温度センサをさらに有し、
前記推定手段は、前記第１の温度センサ又は前記第２の温度センサによって検出された温度変化に基づいて、前記磁気共鳴周波数の変動を推定すること、
を特徴とする請求項３記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
前記推定手段は、前記第１の温度センサによって検出された温度変化と少なくとも前記強磁性体の熱伝導特性とに基づいて、前記磁気共鳴周波数の変動を推定すること、
を特徴とする請求項３記載の磁気共鳴イメージング装置。
【請求項６】
前記修正手段は、
当該磁気共鳴イメージング装置において所定のスキャンシーケンスを実行した場合に、前記静磁場の変動を誘発する所定の物理量の時間的変化を記憶する記憶手段と、
前記所定の物理量の時間的変化に基づいて、前記磁気共鳴周波数の変動を推定する推定手段と、を有し、
前記所定のスキャンシーケンスに従った撮影動作が実行される場合には、推定された前記磁気共鳴周波数の変動に対応させて、前記発振手段を制御すること、
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７】
前記制御手段は、前記基準クロック信号を基準として、前記高周波の周波数、前記高周波の印加タイミング、前記高周波の印加期間、前記傾斜磁場の印加タイミング、傾斜磁場の印加期間の少なくとも一つを修正することを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか一項記載の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、核磁気共鳴現象を利用してイメージングを実行する磁気共鳴イメージング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気共鳴イメージング装置は、固有の磁気モーメントを持つ核の集団が一様な静磁場中に置かれたときに、特定の周波数で回転する高周波磁場のエネルギーを共鳴的に吸収する現象を利用して、物質の化学的及び物理的な微視的情報を映像化し、あるいは化学シフトスペクトラムを観測する装置である。
【０００３】
この磁気共鳴イメージング装置により撮影を行う場合には、被検体が配置される空間における静磁場は、できる限り均一であることが好ましい。通常、撮影中に磁場変動による静磁場の乱れが発生する場合には、変動磁場を相殺する相殺磁場を磁場補正用シムコイルに発生させるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、静磁場の乱れを抑制する上記各技術を用いた場合、補正する手段（例えば、シムコイルやシム電源等）が高額になる。また、例えば、補正する時間間隔毎に補正周波数の位相オフセット量を調整する処理を実行する必要がある等、撮影シーケンスの処理に制約が発生することになる。
【特許文献１】特開２０００−３４２５５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、基準周波数発振器の周波数を磁場変動に追従させることで、撮影シーケンスに制約を与えることなく、リアルタイムに磁場変動を補正することができる安価な磁気共鳴イメージング装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するため、次のような手段を講じている。
【０００７】
本発明の一側面は、所定の空間内に配置された被検体に静磁場を印加すると共に、高周波及び傾斜磁場を印加することで前記被検体において磁気共鳴信号を発生させ、当該磁気共鳴信号を検出する撮影動作を実行する磁気共鳴イメージング装置において、前記磁気共鳴イメージング装置の送信部、受信部及び制御部の基準となる基準クロック信号を発振する発振手段と、前記基準クロック信号を基準として、前記撮影動作に関するパルスシーケンスの変更を実行する制御手段と、前記静磁場の乱れに対応させて前記基準クロック信号の周波数を修正する修正手段と、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である。
【発明の効果】
【０００８】
以上本発明によれば、基準周波数発振器の周波数を磁場変動に追従させることで、撮影シーケンスに制約を与えることなく、リアルタイムに磁場変動を補正することができる安価な磁気共鳴イメージング装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行う。
【００１０】
図１は、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１０の構成を示した図である。図１に示すように、本磁気共鳴イメージング装置１０は、静磁場磁石１１、冷却系制御部１２、傾斜磁場コイル１３、全身用高周波（RF）コイル１４、高周波受信コイル１５、温度計測用センサ１６、傾斜磁場コイル駆動装置１７、送信部１８、受信部１９、静磁場変動修正器２１、デジタル発信器２２、演算装置２００、表示部２４を具備している。
【００１１】
静磁場磁石１１は、静磁場を発生する磁石であり、一様な静磁場を発生する。この静磁場磁石１１には、例えば永久磁石、超伝導磁石等が使用される。これらは、図示していない冷却系によって冷却され、真空層及び円筒状の筐体によって外部と隔離されている。
【００１２】
冷却系制御部１２は、静磁場磁石１１を冷却するための冷却系（図示せず）を制御する。
【００１３】
傾斜磁場コイル１３は、静磁場磁石１１よりも短軸な磁場コイルであり、静磁場磁石１１の内側に設けられる。傾斜磁場コイル１３は、傾斜磁場コイル駆動装置１７から供給されるパルス電流に基づいて、互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚの三方向に線形傾斜磁場分布を持つ傾斜磁場を形成する。この傾斜磁場コイル１３が発生する傾斜磁場によって、信号発生部位（位置）が特定される。
【００１４】
なお、Ｚ軸方向は、本実施形態では静磁場の方向と同方向（被検体の体軸方向）にとるものとする。また、本実施形態において、傾斜磁場コイル１３及び静磁場磁石１１は円筒形をしているものとする。また、傾斜磁場コイル１３は、所定の支持機構によって真空中に配置されていてもよい。これは、静音化の観点から、パルス電流の印加によって発生する傾斜磁場コイル１３の振動を、音波として外部に伝播させないためである。
【００１５】
全身用RFコイル１４は、被検体の撮像領域に対して、磁気共鳴信号を発生させるための高周波パルスを印加するコイルである。また、例えば腹部等を撮影する場合には、受信コイルとしても使用される。
【００１６】
高周波受信コイル（ＲＦ受信コイル）１５は、部位別に専用の形状を有した移動可能なサーフェスコイルである。高周波受信コイル１５は、所定の器具や撮影者の手によって撮影領域近傍に配置され、被検体に発生した磁気共鳴信号を受信する。
【００１７】
温度計測用センサ１６は、本磁気共鳴イメージング装置１０が有する強磁性体であって、温度変化から静磁場の乱れを誘発するもの（例えば、鉄シム等）の温度変化、又は当該強磁性体の近傍の温度変化（例えば、鉄シム周辺、静磁場磁石１１が格納される真空領域の温度変化等）を検出する温度センサである。
【００１８】
図２は、温度計測用センサ１６の静磁場磁石１１内での配置例を示した図である。同図に示すように、温度計測用センサ１６は、鉄シム等の温度変化を好適に計測するために、静磁場磁石１１内の中心領域に静磁場磁石１１の筐体形状に沿って等間隔で配置されることが好ましい。
【００１９】
傾斜磁場コイル装置電源１７は、傾斜磁場を形成するためのパルス電流を発生し、傾斜磁場コイル１３に供給する。また、傾斜磁場コイル装置電源１７は、制御部２０２の制御に従って、傾斜磁場コイル１３に供給するパルス電流の向きを切替えることにより、傾斜磁場の極性を制御する。
【００２０】
送信部１８は、発振部、位相選択部、周波数変換部、振幅変調部、高周波電力増幅部（それぞれ図示せず）を有しており、ラーモア周波数に対応する高周波パルスを全身用RFコイル１４に送信する。当該送信によって全身用RFコイル１４から発生した高周波によって、被検体の所定原子核の磁化は、励起状態となる。
【００２１】
受信部１９は、増幅部、中間周波数変換部、位相検波部、フィルタ、Ａ／Ｄ変換器（それぞれ図示せず）を有し、各レシーバから受信した各磁気共鳴信号（高周波信号）に対して、個別に所定の信号処理を施す。すなわち、受信部１９は、核の磁化が励起状態から基底状態に緩和するとき放出する磁気共鳴信号に対して、増幅処理、発信周波数を利用した中間周波数変換処理、位相検波処理、フィルタ処理、Ａ／Ｄ変換処理を施す。
【００２２】
静磁場変動修正器２１は、温度計測用センサ１６によって計測された温度に関するデータ（温度データ）に基づいて、温度変化の微分項、温度変化の積分項、温度変化の比例項から、当該温度計測時における（核磁気）共鳴周波数の変動（シフト量）を計算する。また、静磁場変動修正器２１は、得られた温度変化の微分項、積分項、比例項と共鳴周波数変動とから、後述する手法に従って、基準クロックの周波数変動を推定する。さらに、静磁場変動修正器２１は、推定された周波数変動から、デジタル発信器２２の、動作サイクル毎の単位時間当たりの位相増加量を計算する。
【００２３】
デジタル発信器２２は、静磁場変動修正器２１において計算された単位時間当たりの位相増加量等に基づいて、修正された基準クロックを送信部１８、受信部１９、制御部２０２に送り出す。
【００２４】
図３は、静磁場変動修正器２１、及びデジタル発信器２２の構成を示した図である。以下、静磁場変動修正器２１、及びデジタル発信器２２の構成、動作についてさらに詳しく説明する。
【００２５】
同図に示すように、静磁場変動修正器２１は、増幅器２１０ａ〜２１０ｄ、切替スイッチ２１１、ＡＤ変換器２１２、第１のメモリ２１３、第２のメモリ２１４、ＡＤサンプリング制御部２１５、計算機２１６、第３のメモリ２１７を有している。また、図３に示すように、デジタル発信器２２は、基準発振器２２０、位相レジスタ２２１ａ、２２１ｂ、変動分位相加算器２２２、位相加算器２２３、位相振幅変換器２２４、ＤＡ変換器２２５、基準クロック発生回路２２６を有している。
【００２６】
増幅器２１０ａ〜２１０ｄは、ガントリ内の所定空間の静磁場均一度を改善する鉄シムの温度、その周辺の温度等を検出する温度計測用センサ１６で検出された温度データを、センサ毎に増幅する。
【００２７】
切替スイッチ２１１は、各増幅器２１０ａ〜２１０ｄから各センサが検出した温度データを選択的に取り出すためのスイッチである。
【００２８】
ＡＤ変換器２１２は、切替スイッチ２１１か入力した温度データを、逐次アナログデジタル変換（ＡＤ変換）する。このＡＤ変換は、ＡＤサンプリング制御部２１５によって制御される。
【００２９】
第１のメモリ２１３は、ＡＤ変換後の温度データを逐次記憶する。すなわち、当該第１のメモリ２１３においては、ＡＤ変換毎にメモリ２１３の格納アドレスが移動し、基準周波数変動の算出に必要な温度データが、時系列で自動的に格納される。
【００３０】
第３のメモリ２１７は、温度変動と、受信コイル１５、受信部１９を介して本磁気共鳴イメージング装置１０により検出されたＮＭＲ信号の共鳴周波数変動分（すなわち、撮影断面におけるＮＭＲ信号の共鳴周波数変動分）とを関連付ける関連データを格納している。この関連データは、例えば装置設定の際等において事前に計測され、予め当該メモリ２１７に格納される。
【００３１】
図４は、上記関連データとしての、温度変化と共鳴周波数変化との関係を示したグラフの一例を示した図である。
【００３２】
計算機２１６は、ＡＤサンプリング制御部２１５が示す現在までの書き込みデータから微分項、積分項、比例項を算出する。また、計算機２１６は、温度変動とＮＭＲ信号の共鳴周波数変動分を関連付ける関連データから、後述する手法に従って周波数変動分を算出する。さらに、計算機２１６は、算出した周波数変動分から、デジタル発振器２２の動作サイクル毎の位相増加量変動分を算出し、デジタル発振器２２内部の位相レジスタ２２１ａに当該位相増加量変動分を書き込む。
【００３３】
変動分位相加算器２２２は、予め位相レジスタ２２１ｂに書き込まれた動作サイクル毎のオフセット位相増加量と、位相レジスタ２２１ａに書き込まれた位相増加量変動分とを加算し、得られた加算値を位相加算器２２３に出力する。
【００３４】
位相加算器２２３は、変動分位相加算器２２２から入力した加算値と、前回動作サイクルの自身の出力と、を加算する。この位相加算器２２３の出力は、正弦波生成用の位相振幅変換器２２４を通して振幅情報に変換された後、ＤＡ変換器２２５を通してアナログ信号に変換される。
【００３５】
アナログ信号に変換された信号は、基準クロック発生回路２２６で逓倍等された後、送信部１８、受信部１９、制御部２０２の基準クロックとして使用される。送信部１８は、周波数変動分が修正された基準クロックを用いて送信出力を生成し、送信コイル１４にＮＭＲ信号励起用の信号を出力する。受信部１９は、周波数変動分が修正された基準クロックを用いて検波用信号を生成し、受信部１９を通して検出されたＮＭＲ信号を検波する。制御部２０２は、周波数変動分が修正された基準クロックを用いて送信部１８、受信部１９、傾斜磁場コイル駆動装置１７を制御する。
【００３６】
なお、第１のメモリ２１３に格納された温度変動データは、第２のメモリ２１４に格納することができる。類似の撮影条件が繰り返し実施するとき、同一パターンの磁場変動が発生することが予測される場合がある。係る場合、第２のメモリ２１４に格納された温度変動データを第１のメモリ２１４に再度格納することで、撮影中に直接温度の検出をすることなく、後述する磁場変動の修正処理が可能になる。これにより、装置の動作負担を軽減させることができる。
【００３７】
再び図１を利用した説明に戻る。演算装置２００は、記憶部２０１、制御部２０２、データ収集部２０３、再構成部２０４、入力部２０５を有している。
【００３８】
記憶部２０１は、受信部１９を介して得られた再構成前の磁気共鳴信号データ再構成後の磁気共鳴画像データ等を患者毎に記憶する。
【００３９】
データ収集部２０３は、受信部１９によってサンプリングされたデジタル信号を収集する。
【００４０】
再構成部２０４は、後処理すなわちフーリエ変換等の再構成を実行し、被検体内の所望核スピンのスペクトラムデータあるいは画像データを求める。また、パラレルイメージングを行った場合には、再構成部２０４は、各コイルからの磁気共鳴信号からそれぞれ画像を再構成し、その後、各コイルの感度分布を使って、得られた複数枚の画像の後処理として展開処理を行い１枚の画像を生成する。ここで、パラレルイメージングとは、感度分布の異なる複数のRF受信コイルを用いて、位相エンコードを間引いたシーケンスを実行し、行列演算によって折り返しアーチファクトを除去する展開処理を行うことにより撮影時間を短縮化する技術である。
【００４１】
入力部２０５は、オペレータからの各種指示・命令・情報をとりこむため入力装置（マウスやトラックボール、モード切替スイッチ、キーボード等）を有している。
【００４２】
制御部２０２は、図示していないＣＰＵ、メモリ等を有しており、システム全体の制御中枢として、本磁気共鳴イメージング装置を静的又は動的に制御する。特に、制御部２０２は、パラレルイメージングを行う場合には、感度分布の異なる複数のRF受信コイルにより、並列的に磁気共鳴信号を受信・処理するための制御を行う。
【００４３】
また、制御部２０２は、基準クロック発生回路２２６から受け取った周波数変動分が修正された基準クロックを用いて送信部１８、受信部１９、傾斜磁場コイル駆動装置１７等を制御する。
【００４４】
表示部２４は、制御部２０２を介して演算装置２２から入力したスペクトラムデータあるいは画像データ等を表示する出力装置である。
【００４５】
（静磁場不均一性の乱れによる影響を低減させるための基準クロック修正処理）
次に、本磁気共鳴イメージング装置が実行する、静磁場不均一性の乱れによる影響を低減させるための基準クロック修正処理について説明する。本修正処理は、静磁場の乱れを誘発する所定の物理量の変化を検出し、この所定の物理量の変化に基づいて、撮影断面における磁気共鳴周波数の変動を推定し、推定された磁気共鳴周波数の変動に対応させて撮影のための基準クロックを修正するものである。
【００４６】
すなわち、温度計測用センサ１６、静磁場変動修正器２１、及びデジタル発振器２２から構成される、撮影系とは独立したシステム（以下、「クロック修正システム」と称する。）を動作させ、任意のタイミングで発生する所定の物理量の変化を検出する。この変化の検出毎（すなわち、所定物理量の変化による静磁場の乱れが誘発される毎）に撮影動作に関するイベントの基準となる基準クロックを修正し、静磁場の変動に起因する撮影断面における磁気共鳴周波数の変動をダイナミックに追従するものである。
【００４７】
なお、本実施形態及び後述する第２の実施形態では、静磁場の乱れを計測するための、当該静磁場の乱れを誘発する所定の物理量の一例として、本磁気共鳴イメージング装置が有する強磁性体、及びその周辺の温度変化量（例えば、鉄シム、及び当該鉄シム周辺、静磁場磁石１１、静磁場磁石１１が格納される真空領域の温度変化量）を採用する。
【００４８】
図５は、本基準クロック修正処理の手順を示したフローチャートである。同図に示すように、まず、温度計測用センサ１６により鉄シム又はその周辺の温度等が計測される（ステップＡ）。各温度計測用センサ１６による計測結果は、ＡＤ変換器２１２によってＡＤ変換された後、温度データとして第１のメモリ２１３に時系列的に格納される。
【００４９】
次に、計算機２１６は、第１のメモリ２１３に格納された温度データに基づいて、温度変化の微分項ｄＴ／ｄｔ、積分項∫（Ｔ−Ｔ０）ｄｔ、比例項（Ｔ−Ｔ０）をそれぞれ計算する（ステップＢ）。ここで、Ｔはモニタリング温度（検出温度）、Ｔ０は基準温度をそれぞれ意味している。また、基準温度を計測した基準時刻をｔ＝ｔ０、温度を検出した検出時刻をｔ＝ｔ１とした場合、微分項はｔ＝ｔ１における微分係数、積分は区間（ｔ０≦ｔ≦ｔ１）とした場合の定積分値である。
【００５０】
次に、計算機２１６は、第１のメモリ２１３に格納された温度データと、第３のメモリ２１７に格納された関連データとに基づいて、核磁気共鳴信号の共鳴周波数変動ｄＦを計算する（ステップＣ）。この計算は、次に示す式（１）に従うフィッティングにより実行される。
【００５１】
ｄＦ＝Ｂ１・ｄＴ／ｄｔ＋Ａ１・∫（Ｔ−Ｔ０）ｄｔ＋Ｃ１・（Ｔ−Ｔ０）＋Ｄ１  （１）
なお、Ｂ１、Ａ１、Ｃ１、Ｄ１は、所定の定数である。また、上記ｄＦの算出においては、精度向上の観点から、必要に応じて微分項ｄＴ／ｄｔ、積分項∫（Ｔ−Ｔ０）ｄｔ、比例項（Ｔ−Ｔ０）の高次の影響を考慮したフィッティングを実行することが好ましい。
【００５２】
次に、計算機２１６は、核磁気共鳴信号の共鳴周波数変動ｄＦからデジタル発振器２２の位相増加量の変動分を動作サイクル毎に計算する（ステップＤ）。得られたデジタル発振器２２の位相増加量の変動分には、動作サイクル毎のオフセット位相増加量を加算され、オフセット補正が実行され（ステップＥ）、動作サイクル毎に直前の動作サイクルの出力と加算され（ステップＦ）、位相振幅変換、ＤＡ変換が実行される（ステップＧ）。
【００５３】
次に、ＤＡ変換により得られたアナログ信号は、基準クロック発生回路２２６において逓倍等され、送信部１８、受信部１９、制御部２０２に送り出される。送信部１８は、周波数変動分ｄＦに対応して修正された基準クロックを用いて送信出力を生成し、全身用RFコイル１４にＮＭＲ信号励起用のパルス信号を出力する。また、受信部１９は、周波数変動分ｄＦに対応して修正された基準クロックを用いて検波用信号を生成し、高周波受信コイル１５を介して検出されたＮＭＲ信号を検波する。さらに、制御部２０２は、周波数変動分ｄＦに対応して修正された基準クロックを用いて、送信部１８、受信部１９、傾斜磁場コイル装置電源１７等を制御する（ステップＨ）。
【００５４】
また、上記式（１）に従う修正処理は、鉄シム等の熱伝導性等による温度変化の時間差、及びこの温度変化による核磁気共鳴周波数への影響の時間差をも考慮したものとなっている。従って、本磁気共鳴イメージング装置によれば、時間差がなくリアルタイム性の高い磁場補正処理を実行することができる。
【００５５】
（撮影動作）
次に、本磁気共鳴イメージング装置が実行する一連の撮影動作について説明する。
【００５６】
図６は、本磁気共鳴イメージング装置による一連の撮影動作において実行される各処理の流れを示したフローチャートである。同図に示すように、まず、天板へ被検体を設置し、静磁場磁石１１内の適切な位置に当該被検体を配置すると共に、各種撮影条件を入力部２０５より入力する（ステップＳ１）。
【００５７】
次に、基準クロックに基づいて、送信部１８からの送信出力、受信部１９の検波用信号、傾斜磁場コイル装置電源１７等が制御され、本撮影が実行される（ステップＳ３）。
【００５８】
次に、続けて撮影が実行されるか否かが判断され（ステップＳ４）、続けて撮影すると判断された場合には、ステップＳ３に戻り、再び本撮影が実行される。一方、続けて撮影しないと判断された場合には、一連の処理を完了する。
【００５９】
（撮影動作と基準クロック修正処理との関係）
基準クロック修正処理は、一連の撮影動作と並行して、クロック修正システムにより独立に実行される。従って、このクロック修正処理は、温度計測用センサ１６によって温度変化が計測される度に、図６に示した撮影動作がいずれのステージにあるかに関わらず、任意のタイミングで実行される。その結果、クロック修正処理により基準クロックが修正された場合には、修正以後の撮影動作に関する全てのイベントは、修正後の基準クロックに従って制御される。
【００６０】
図７は、スピンエコー法を例とする撮影動作と基準クロック修正処理との関係を説明するための図である。例えば、本磁気共鳴イメージング装置１０による撮影動作が、クロック３０ａに従って実行されているものとし、この撮影動作中において、クロック修正システムにより鉄シム等の温度変化が計測され、時刻ｔ１において基準クロックがクロック３０ａからクロック３０ｂに修正された場合を想定する。
【００６１】
撮影動作に関する全てのイベントは、基準クロックによって決定される。従って、基準クロックがクロック３０ａからクロック３０ｂに修正された場合には、以後の撮影動作に関する全てのイベントは、修正後のクロック３０ｂに従って実行される。
【００６２】
すなわち、図７に示すスキャンシーケンスにおいて、９０°パルスの繰り返し周期Ｔ１、９０°パルスから１８０°パルス発生までの期間Ｔ２等の各信号等の印加タイミングＴｉ、９０°パルス又は１８０°パルスの周波数Ｆｐｉ、受信部１９が実行するＡ／Ｄ変換におけるサンプリング周期Ｆｓｉ等は、基準クロックｆ０の関数となっている。これは、関数表記ｆ（）により、象徴的に次の式（２）ように表すことができる。
【００６３】
Ｔｉ＝ｆ（ｆ０），    Ｆｐｉ＝ｆ（ｆ０），    Ｆｓｉ＝ｆ（ｆ０）      （２）
従って、時刻ｔ１において基準クロックｆ０がクロック３０ａからクロック３０ｂに修正されると、図７上段右側に示した基準パルス３０ａに従うパルスシーケンスは、図７下段右側に示した基準パルス３０ｂに従うパルスシーケンスに変更されることになる。時刻ｔ１以後、図７下段右側に示したパルスシーケンスによって撮影動作が実行され、また、任意のタイミングで温度変化が計測される度に、逐次基準クロックの修正が実行される。この基準クロック修正により、静磁場の変動による磁気共鳴周波数の変動をダイナミックに追従することができ、アーチファクトの少ない良好な診断画像を収集することができる。
【００６４】
なお、本基準クロック修正処理を有さない従来の磁気共鳴イメージング装置では、時刻ｔ１以後においても、図７上段右側に示した基準パルス３０ａに従うパルスシーケンスによって撮影が実行される。従って、断層面内での現実の磁気共鳴周波数とシステムが把握している磁気共鳴周波数との間にはずれがあり、本装置の様に良好な診断画像を収集することはできない。
【００６５】
以上述べた構成によれば、以下の効果を得ることができる。
【００６６】
本磁気共鳴イメージング装置では、静磁場不均一性の乱れを、鉄シム等の温度変化によって検出し、この温度変化に基づいて撮影断面の共鳴周波数の変動分を推定する。また、この推定された変動分を追従するように、送信部１８、受信部１９、制御部２０２の基準クロックを修正し、修正後の基準クロックに基づいて各装置の制御を実行する。従って、静磁場不均一性の乱れが発生した場合であっても、その影響を受けない好適なＭＲ画像を撮影することができる。
【００６７】
また、基準クロック修正処理は、一連の撮影動作と並行して、クロック修正システムにより独立に実行される。そのため、撮影シーケンスに制約を与える必要がなく、また、修正処理の開始タイミングに特別な配慮をする必要もない。従って、本基準クロック修正処理を容易にシステムに組み込むことができ、これにより静磁場不均一性の乱れの影響を受けないＭＲ画像を効率的に撮影することができる。
【００６８】
また、基準クロック修正は、独立した温度検出系を設け、これにより検出された強磁性体、及びその周辺の温度変化量に基づいて、共鳴周波数変動量を推定している。従って、撮影等において発生するノイズに影響を受けることなく、高い信憑性をもって共鳴周波数変動量を推定することができる。
【００６９】
また、上記修正処理は、鉄シム等の熱伝導性による温度変化の時間差、及びこの温度変化による核磁気共鳴周波数への影響の時間差をも考慮した独立の評価手段に従って実行される。従って、従来のフィードバック制御とは異なり、時間差を持つことなくリアルタイム性の高い磁場補正を実現することができる。
【００７０】
さらに、上記修正処理は、既存のシステムに温度計測用センサ１６、静磁場変動修正器２１、デジタル発振器２２等からなるクロック修正システムを加えることのみで、実現することができる。従って、高額なシムコイルやシム電源等を追加する必要がなく、磁場変動による影響を補正できる磁気共鳴イメージング装置を、安価に提供することができる。
【００７１】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置４０について説明する。本磁気共鳴イメージング装置４０は、予め記憶された静磁場の変動を誘発する所定の物理量の時間的変化に関する情報に従って、温度計測等を行うことなく基準クロック修正処理を実行するものである。
【００７２】
図８は、本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置４０の構成を示した図である。本実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置４０と第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１０とを比較した場合、温度計測用センサ１６を必要としていない点、及び静磁場変動修正部２１内に物理量変化情報記憶部２１９を有する点が異なっている。
【００７３】
物理量変化情報記憶部２１９は、各種スキャンシーケンスに従う撮影を実行した場合に、静磁場の変動を誘発する所定の物理量の時間的変化に関する情報（物理量変化情報）を記憶している。この物理量変化情報に基づいて、基準クロック修正処理は次のように実行される。
【００７４】
なお、本実施形態における物理量変化情報は、各種スキャンシーケンスに従う撮影を実行した場合に、過去に温度計測用センサ１６によって計測された温度データの時間的変化であるものとする。しかしながら、これに限定する趣旨ではなく、例えば物理量変化情報として、各種スキャンシーケンスに従う撮影を実行した場合に、過去に推定された共鳴周波数の変動量の時間的変化を使用する構成であってもよい。
【００７５】
静磁場変動修正部２１は、所定のシーケンスに従った撮影が実行される場合には、当該シーケンスに関する物理量変化情報に基づき、撮影の進行過程に対応させて鉄シム等の温度データを増幅器２１０ａ〜２１０ｄに送り出す。送り出された信号は、増幅器２１０ａ〜２１０ｄによって増幅され、以降、図５に示したステップＢ〜ステップＨの各処理を実行することで、基準クロック修正処理を実行する。
【００７６】
以上述べた構成によれば、温度計測用センサ１６を用いた鉄シム等の温度計測を実行せずとも、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７７】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。
【００７８】
例えば、上記各実施形態では、静磁場の乱れを計測する指標（物理量）の一つとして鉄シム等の温度変化を用いた。しかし、これに限定する必要はなく、例えば鉄シム自体や所定の筐体形状変化（例えば、温度変化による膨張・収縮等）を指標とし、これに基づいて共鳴周波数変動を推定し、静磁場の乱れによる影響を除去する構成であってもよい。
【００７９】
また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置１０の構成を示した図である。
【図２】図２は、ガントリ内における温度計測用センサ１６の配置位置の一例を示した図である。
【図３】図３は、静磁場変動修正器２１、及びデジタル発信器２２の構成を示した図である。
【図４】図４は、上記関連データとしての、温度変化と共鳴周波数変化との関係を示したグラフの一例を示した図である。
【図５】図５は、静磁場不均一性の乱れによる影響を補正する補正処理の手順を示したフローチャートである。
【図６】図６は、本磁気共鳴イメージング装置による一連の撮影動作において実行される各処理の流れを示したフローチャートである。
【図７】図７は、スピンエコー法による撮影動作と基準クロック修正処理との関係を説明するための図である。
【図８】図８は、第２の実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置４０の構成を示した図である。
【符号の説明】
【００８１】
１０、４０…磁気共鳴イメージング装置、１１…静磁場磁石、１２…冷却系制御部、１３…傾斜磁場コイル、１４…全身用高周波（RF）コイル、１５…高周波受信コイル、１６…温度計測用センサ、１７…傾斜磁場コイル駆動装置、１８…送信部、１９…受信部、２１…静磁場変動修正器、２２…デジタル発信器、２４…表示部、２００…演算装置、２０１…記憶部、２０２…制御部、２０３…データ収集部、２０４…再構成部、２０５…入力部、２１９…物理量変化情報記憶部
【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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