(57)【要約】【課題】勾配コイルの振動を効果的に防止する方法および装置並びにそのような装置を備えた磁気共鳴撮影装置を実現する。【解決手段】適応ディジタルフィルタにより勾配コイルの振動伝達系を同定し、同定済みの適応ディジタルフィルタの出力信号に基づいて勾配コイルを機械的に駆動する。勾配コイル防振装置は、勾配コイルの振動を検出する検出器（６１０）と、検出器の検出信号に基づいて勾配コイルの振動伝達系を同定する適応ディジタルフィルタ（１１２）と、適応ディジタルフィルタの出力信号に基づいて前記勾配コイルを機械的に駆動する駆動器（６０６）からなる。【選択図】      図８
2005034267.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
適応ディジタルフィルタにより勾配コイルの振動伝達系を同定し、
前記同定済みの適応ディジタルフィルタの出力信号に基づいて前記勾配コイルを機械的に駆動する、
ことを特徴とする勾配コイル防振方法。
【請求項２】
勾配コイルの振動を検出する検出器と、
前記検出器の検出信号に基づいて前記勾配コイルの振動伝達系を同定する適応ディジタルフィルタと、
前記適応ディジタルフィルタの出力信号に基づいて前記勾配コイルを機械的に駆動する駆動器と、
を具備することを特徴とする勾配コイル防振装置。
【請求項３】
前記検出器は前記勾配コイルの取付部に設けられる、
ことを特徴とする請求項２に記載の勾配コイル防振装置。
【請求項４】
前記検出器はピエゾセンサである、
ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の勾配コイル防振装置。
【請求項５】
前記駆動器はピエゾアクチュエータである、
ことを特徴とする請求項２ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載の勾配コイル防振装置。
【請求項６】
主磁場マグネット、勾配コイルおよびＲＦコイルがそれぞれ発生する静磁場、勾配磁場およびＲＦ磁場を撮影の対象に印加して磁気共鳴信号を収集し、それに基づいて画像を再構成する磁気共鳴撮影装置であって、
前記勾配コイルの振動を検出する検出器と、
前記検出器の検出信号に基づいて前記勾配コイルの振動伝達系を同定する適応ディジタルフィルタと、
前記適応ディジタルフィルタの出力信号に基づいて前記勾配コイルを機械的に駆動する駆動器と、
を具備することを特徴とする磁気共鳴撮影装置。
【請求項７】
前記検出器は前記勾配コイルの取付部に設けられる、
ことを特徴とする請求項６に記載の磁気共鳴撮影装置。
【請求項８】
前記検出器はピエゾセンサである、
ことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の磁気共鳴撮影装置。
【請求項９】
前記駆動器はピエゾアクチュエータである、
ことを特徴とする請求項６ないし請求項８のうちのいずれか１つに記載の磁気共鳴撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、勾配コイル（ｃｏｉｌ）防振方法および装置並びに磁気共鳴撮影装置に関し、とくに、勾配磁場発生に伴う勾配コイルの振動を防止する方法および装置、並びに、そのような装置を備えた磁気共鳴撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気共鳴撮影装置では、マグネットシステム（ｍａｇｎｅｔ  ｓｙｓｔｅｍ）の内部空間、すなわち、静磁場を形成した撮影空間に撮影の対象を搬入し、勾配磁場およびＲＦ（ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）磁場を印加して対象内のスピン（ｓｐｉｎ）から磁気共鳴信号を発生させ、その受信信号に基づいて画像を再構成する。
【０００３】
勾配磁場を発生するための勾配コイルはマグネットシステムの静磁場空間内に配置されるので、勾配磁場発生用のパルス（ｐｕｌｓｅ）電流を流すたびに、勾配コイルは電流と磁場の相互作用に基づく衝撃的な力を発生する。
【０００４】
マグネットシステムの構造によっては、勾配コイルが発生するこのような力によってある程度の振動が発生するのが避けられない。とくに、撮影空間に対する外部からのアクセス（ａｃｃｅｓｓ）性を良くした開放型のマグネットシステムは、撮影空間を挟んで互いに対向する１対のマグネットを概ねＣ字形のヨーク（ｙｏｋｅ）で支えるようにしているので、音叉に似た構造を有し固有振動を生じやすい。
【０００５】
マグネットシステムが振動すると、静磁場強度が振動的に変化する。静磁場強度の振動は再構成画像に偽造を生じさせ画質低下の原因になる。とりわけ、ファーストスピンエコー（ＦＳＥ：  Ｆａｓｔ  Ｓｐｉｎ  Ｅｃｈｏ）法のパルスシーケンス（ｐｕｌｓｅ  ｓｅｑｕｅｎｃｅ）はＲＦ信号の位相に敏感なので、静磁場強度の振動の影響を受けやすい。
【０００６】
このような静磁場強度振動の影響を除去するために、ＲＦ励起周波数およびＲＦ検波周波数を磁場強度の振動に合わせて変化させることが行われる（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００３−６１９２７号公報（第４−６頁、図１−２）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、勾配コイルの振動を防止するものではないので、画質が改善されるとはいえ、勾配コイルの振動に伴う騒音発生等の問題は残ったままである。
【０００９】
そこで、本発明の課題は、勾配コイルの振動を効果的に防止する方法および装置並びにそのような装置を備えた磁気共鳴撮影装置を実現することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
課題を解決するための手段について述べるに先立って、本発明が利用する適応ディジタルフィルタ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｆｉｌｔｅｒ）について説明する。適応ディジタルフィルタは適応信号処理の技術分野において既知である。
【００１１】
図９に、適応ディジタルフィルタの概念図を示す。同図は、非再帰形適応ディジタルフィルタを示す。このフィルタは、ｘ（ｔ）を入力信号、ｄ（ｔ）を目標信号としたとき、出力信号ｙ（ｔ）と目標信号ｄ（ｔ）との差ε（ｔ）が最小となるように、フィルタの重み係数ｗｉ（ｉ＝０，１，２，・・・，ｎ）が自動的に適応する。差ε（ｔ）の最小化（適応）はＬＭＳアルゴリズム（Ｌｅａｓｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）等により行われる。
【００１２】
以下、非再帰形適応ディジタルフィルタについて詳述する。簡単のために、ｔ＝ｊにおける
【００１３】
【数１】
2005034267.tif 000003
【００１４】
をそれぞれｘｊ，ｙｊと書いて、
【００１５】
【数２】
2005034267.tif 000004
【００１６】
とおけば、
【００１７】
【数３】
2005034267.tif 000005
【００１８】
が成り立つ。
【００１９】
しかし、トランスバーサルフィルタ（ｔｒａｎｓｖｅｒｓａｌ  ｆｉｌｔｅｒ）においては
【００２０】
【数４】
2005034267.tif 000006
【００２１】
であり、Ｔは転置を表す。
【００２２】
このとき、誤差εｊは
【００２３】
【数５】
2005034267.tif 000007
【００２４】
で与えられる。ここで、ｗおよびＥ［ｘｊ］，Ｅ［ｄｊ］が既知であるときには
【００２５】
【数６】
2005034267.tif 000008
【００２６】
からＥ［εｊ］が求められる。
【００２７】
また、評価関数を
【００２８】
【数７】
2005034267.tif 000009
【００２９】
であたえたとき
【００３０】
【数８】
2005034267.tif 000010
【００３１】
が成り立つ。ただし、
【００３２】
【数９】
2005034267.tif 000011
【００３３】
とする。
【００３４】
式（８）は、ｗに関する２次形式であるので、最適解は
【００３５】
【数１０】
2005034267.tif 000012
【００３６】
とおいて得られる。
【００３７】
したがって、Ｒが正定値であるとすれば最適な重みベクトル（ｖｅｃｔｏｒ）は
【００３８】
【数１１】
2005034267.tif 000013
【００３９】
で与えられる。
【００４０】
式（１１）を式（８）に代入したときのＪの最小値をξｍｉｎとすれば
【００４１】
【数１２】
2005034267.tif 000014
【００４２】
と表されるので
【００４３】
【数１３】
2005034267.tif 000015
【００４４】
が成り立つ。
【００４５】
しかし、式（１１）からｗ＊を直接求めるには、ＰとＲを決定するために、長い時間観察しなければならないことおよび逆行列の計算が必要であり、実時間でｗ＊を適応的に決定することは困難である。
【００４６】
そこで、以下のＬＭＳアルゴリズムを用いれば相関関数および逆行列の計算が不要となり、実時間で式（１１）の近似解を得ることができる。すなわち、式（８）がｗに関する２次形式であることを考慮して、最急降下法（ある適当な初期値からはじめて、その値を繰り返し更新することにより最適なパラメータの値を求める方法）の考えを適用すれば、次式が成り立つ。
【００４７】
【数１４】
2005034267.tif 000016
【００４８】
ただし、ｗｊ＊は時刻ｊにおけるｗを表しており、
【００４９】
【数１５】
2005034267.tif 000017
【００５０】
は
【００５１】
【数１６】
2005034267.tif 000018
【００５２】
での∂Ｊ／∂ｗを意味している。
【００５３】
ここで、パラメータμ＞０を適当に選ぶことにより、繰り返し計算の安定性および収束速度を変えることができる。そこで、Ｅ［εｊ２］の推定値としてεｊ２を採用することにすれば
【００５４】
【数１７】
2005034267.tif 000019
【００５５】
となり、これは∇ｊの推定量を表していると考えることができる。ただし、
【００５６】
【数１８】
2005034267.tif 000020
【００５７】
である。
【００５８】
式（１４）において∇ｊの代わりに、式（１７）で与えられる推定値を用いれば、確率勾配アルゴリズム
【００５９】
【数１９】
2005034267.tif 000021
【００６０】
が成り立つ。この式（１９）はウィッドロー・ホフ（Ｗｉｄｒｏｗ−Ｈｏｆｆ）のＬＭＳアルゴリズムあるいはＬＭＳ適応アルゴリズムと呼ばれている。このアルゴリズムの特徴は計算が非常に簡単なことである。これによって、実時間での適応が可能となる。
【００６１】
以上のような適応ディジタルフィルタは、未知システムの同定に利用することができる。すなわち、図１０に示すように、入力信号ｘ（ｔ）に対応する未知システムの出力信号がｄ（ｔ）であるとき、適応ディジタルフィルタにおいて、ｘ（ｔ）を入力信号としｄ（ｔ）を目標信号とすることにより、適応ディジタルフィルタの伝達関数Ｗ（ｚ）として、未知システムの伝達関数Ｈ（ｚ）に近似した伝達関数を得ることができる。すなわち、適応ディジタルフィルタによって未知システムを同定することができる。
（１）上記の課題を解決するためのひとつの観点での発明は、適応ディジタルフィルタにより勾配コイルの振動伝達系を同定し、前記同定済みの適応ディジタルフィルタの出力信号に基づいて前記勾配コイルを機械的に駆動する、ことを特徴とする勾配コイル防振方法である。
（２）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、勾配コイルの振動を検出する検出器と、前記検出器の検出信号に基づいて前記勾配コイルの振動伝達系を同定する適応ディジタルフィルタと、前記適応ディジタルフィルタの出力信号に基づいて前記勾配コイルを機械的に駆動する駆動器と、を具備することを特徴とする勾配コイル防振装置である。
（３）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、主磁場マグネット、勾配コイルおよびＲＦコイルがそれぞれ発生する静磁場、勾配磁場およびＲＦ磁場を撮影の対象に印加して磁気共鳴信号を収集し、それに基づいて画像を再構成する磁気共鳴撮影装置であって、前記勾配コイルの振動を検出する検出器と、前記検出器の検出信号に基づいて前記勾配コイルの振動伝達系を同定する適応ディジタルフィルタと、前記適応ディジタルフィルタの出力信号に基づいて前記勾配コイルを機械的に駆動する駆動器と、を具備することを特徴とする磁気共鳴撮影装置である。
【００６２】
上記各観点での発明では、適応ディジタルフィルタにより勾配コイルの振動伝達系を同定し、同定済みの適応ディジタルフィルタの出力信号に基づいて勾配コイルを機械的に駆動するので、勾配コイルの振動を効果的に防止することができる。
【００６３】
前記検出器は前記勾配コイルの取付部に設けられることが、外部への振動伝達を最小にする点で好ましい。前記検出器はピエゾセンサであることが、信号エネルギーを自ら発生する点で好ましい。前記駆動器はピエゾアクチュエータであることが、駆動力の発生効率が良い点で好ましい。
【００６４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は実施の形態に限定されるものではない。図１に磁気共鳴撮影装置のブロック（ｂｌｏｃｋ）図を示す。本装置は本発明の実施の形態の一例である。本装置の構成によって、本発明の磁気共鳴撮影装置に関する実施の形態の一例が示される。
【００６５】
同図に示すように、本装置は、マグネットシステム１００を有する。マグネットシステム１００は主磁場マグネット部１０２、勾配コイル部１０６およびＲＦコイル部１０８を有する。これら主磁場マグネット部１０２および各コイル部は、いずれも空間を挟んで互いに対向する１対のものからなる。また、いずれも概ね円盤状の形状を有し中心軸を共有して配置されている。マグネットシステム１００の内部空間（ボア：ｂｏｒｅ）に、対象１がクレードル５００に搭載されて図示しない搬送手段により搬入および搬出される。
【００６６】
クレードル５００は、クレードル駆動部１２０によって駆動される。これによって、対象１をマグネットシステムの内部空間において体軸方向に移動させることができる。体軸方向の移動は、対象１の撮影領域を変更するときに行われる。
【００６７】
主磁場マグネット部１０２、勾配コイル部１０６およびＲＦコイル部１０８は、それぞれ、本発明における主磁場マグネット、勾配コイルおよびＲＦコイルの実施の形態の一例である。
【００６８】
主磁場マグネット部１０２はマグネットシステム１００の内部空間に静磁場を形成する。静磁場の方向は概ね対象１の体軸方向と直交する。すなわちいわゆる垂直磁場を形成する。主磁場マグネット部１０２は例えば永久磁石等を用いて構成される。なお、永久磁石に限らず超伝導電磁石あるいは常伝導電磁石等を用いて構成してもよい。
【００６９】
勾配コイル部１０６は、互いに垂直な３軸すなわちスライス（ｓｌｉｃｅ）軸、位相軸および周波数軸の方向において、それぞれ静磁場強度に勾配を持たせるための３つの勾配磁場を生じる。
【００７０】
静磁場空間における互いに垂直な座標軸をｘ，ｙ，ｚとしたとき、いずれの軸もスライス軸とすることができる。その場合、残り２軸のうちの一方を位相軸とし、他方を周波数軸とする。また、スライス軸、位相軸および周波数軸は、相互間の垂直性を保ったままｘ，ｙ，ｚ軸に関して任意の傾きを持たせることも可能である。これはオブリーク（ｏｂｌｉｑｕｅ）とも呼ばれる。なお、本装置では対象１の体軸の方向をｚ軸方向とする。
【００７１】
スライス軸方向の勾配磁場をスライス勾配磁場ともいう。位相軸方向の勾配磁場をフェーズエンコード（ｐｈａｓｅ  ｅｎｃｏｄｅ）勾配磁場ともいう。周波数軸方向の勾配磁場をリードアウト（ｒｅａｄ  ｏｕｔ）勾配磁場ともいう。リードアウト勾配磁場は周波数エンコード勾配磁場と同義である。このような勾配磁場の発生を可能にするために、勾配コイル部１０６は図示しない３系統の勾配コイルを有する。以下、勾配磁場を単に勾配ともいう。
【００７２】
ＲＦコイル部１０８は静磁場空間に対象１の体内のスピンを励起するための高周波磁場を形成する。以下、高周波磁場を形成することをＲＦ励起信号の送信ともいう。また、ＲＦ励起信号をＲＦパルスともいう。励起されたスピンが生じる電磁波すなわち磁気共鳴信号は、ＲＦコイル部１０８によって受信される。
【００７３】
磁気共鳴信号は、周波数ドメイン（ｄｏｍａｉｎ）すなわちフーリエ（Ｆｏｕｒｉｅｒ）空間の信号となる。位相軸方向および周波数軸方向の勾配により、磁気共鳴信号のエンコードを２軸で行うので、磁気共鳴信号は２次元フーリエ空間における信号として得られる。フェーズエンコード勾配およびリードアウト勾配は、２次元フーリエ空間における信号のサンプリング位置を決定する。以下、２次元フーリエ空間をｋスペース（ｋ−ｓｐａｃｅ）ともいう。
【００７４】
位相エンコードおよび周波数エンコードによってエコー信号ＭＲを読み出すことにより、ｋスペースのデータ（ｄａｔａ）がサンプリング（ｓａｍｐｌｉｎｇ）される。ｋスペース概念図を図２に示す。同図に示すように、ｋスペースの横軸ｋｘは周波数軸であり、縦軸ｋｙは位相軸である。
【００７５】
同図において、複数の横長の長方形がそれぞれ位相軸上のデータサンプリング位置を表す。長方形内に記入された数字は位相エンコード量を表す。位相エンコード量はπ／Ｎで正規化してある。Ｎは位相方向のサンプリング数である。位相方向のサンプリング数は位相エンコード数またはビュー（ｖｉｅｗ）数とも呼ばれる。Ｎは例えば６４〜２５６である。
【００７６】
位相エンコード量は位相軸ｋｙの中心で０である。中心から両端にかけて位相エンコード量が次第に増加する。増加の極性は互いに逆である。サンプリング間隔すなわち位相エンコード量の階差はπ／Ｎである。
【００７７】
勾配コイル部１０６には勾配駆動部１３０が接続されている。勾配駆動部１３０は勾配コイル部１０６に駆動信号を与えて勾配磁場を発生させる。勾配駆動部１３０は、勾配コイル部１０６における３系統の勾配コイルに対応して、図示しない３系統の駆動回路を有する。
【００７８】
勾配磁場発生に伴う勾配コイル部１０６の振動を防止するために、防振部１１０が設けられている。防振部１１０は、本発明の実施の形態の一例である。防振部１１０の構成によって、本発明の勾配コイル防振装置に関する実施の形態の一例が示される。また、防振部１１０の動作によって、本発明の方法に関する実施の形態の一例が示される。防振部１１０については後にあらためて説明する。
【００７９】
ＲＦコイル部１０８にはＲＦ駆動部１４０が接続されている。ＲＦ駆動部１４０はＲＦコイル部１０８に駆動信号を与えてＲＦパルスを送信し、対象１の体内のスピンを励起する。
【００８０】
ＲＦコイル部１０８にはデータ収集部１５０が接続されている。データ収集部１５０は、ＲＦコイル部１０８が受信した受信信号をディジタルデータ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｄａｔａ）として収集する。
【００８１】
クレードル駆動部１２０、勾配駆動部１３０、ＲＦ駆動部１４０およびデータ収集部１５０にはシーケンス（ｓｅｑｕｅｎｃｅ）制御部１６０が接続されている。シーケンス制御部１６０は、クレードル駆動部１２０ないしデータ収集部１５０をそれぞれ制御して撮影を遂行する。
【００８２】
シーケンス制御部１６０は、例えばコンピュータ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等を用いて構成される。シーケンス制御部１６０は図示しないメモリ（ｍｅｍｏｒｙ）を有する。メモリはシーケンス制御部１６０用のプログラム（ｐｒｏｇｒａｍ）および各種のデータを記憶している。シーケンス制御部１６０の機能は、コンピュータがメモリに記憶されたプログラムを実行することにより実現される。
【００８３】
データ収集部１５０の出力側はデータ処理部１７０に接続されている。データ収集部１５０が収集したデータがデータ処理部１７０に入力される。データ処理部１７０は、データ収集部１５０が収集したデータをメモリに記憶する。メモリ内にはデータ空間が形成される。このデータ空間はｋスペースに対応する。データ処理部１７０は、ｋスペースのデータを２次元逆フ−リエ変換することにより画像を再構成する。
【００８４】
データ処理部１７０は、例えばコンピュータ等を用いて構成される。データ処理部１７０は図示しないメモリを有する。メモリはデータ処理部１７０用のプログラムおよび各種のデータを記憶している。
【００８５】
データ処理部１７０はシーケンス制御部１６０に接続されている。データ処理部１７０はシーケンス制御部１６０の上位にあってそれを統括する。本装置の機能は、データ処理部１７０がメモリに記憶されたプログラムを実行することによりを実現される。
【００８６】
データ処理部１７０には表示部１８０および操作部１９０が接続されている。表示部１８０は、グラフィックディスプレー（ｇｒａｐｈｉｃ  ｄｉｓｐｌａｙ）等で構成される。操作部１９０はポインティングデバイス（ｐｏｉｎｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅ）を備えたキーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）等で構成される。
【００８７】
表示部１８０は、データ処理部１７０から出力される再構成画像および各種の情報を表示する。操作部１９０は、使用者によって操作され、各種の指令や情報等をデータ処理部１７０に入力する。使用者は表示部１８０および操作部１９０を通じてインタラクティブ（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ）に本装置を操作する。
【００８８】
図３に、磁気共鳴撮影に用いるパルスシーケンス（ｐｕｌｓｅ  ｓｅｑｕｅｎｃｅ）の一例を示す。このパルスシーケンスは、グラディエントエコー（ＧＲＥ：  Ｇｒａｄｉｅｎｔ  Ｅｃｈｏ）法のパルスシーケンスである。
【００８９】
すなわち、（１）はＧＲＥ法におけるＲＦ励起用のα°パルスのシーケンスであり、（２）、（３）、（４）および（５）は、同じくそれぞれ、スライス勾配Ｇｓ、リードアウト勾配Ｇｒ、フェーズエンコード勾配ＧｐおよびグラディエントエコーＭＲのシーケンスである。なお、α°パルスは中心信号で代表する。パルスシーケンスは時間軸ｔに沿って左から右に進行する。
【００９０】
同図に示すように、α°パルスによりスピンのα°励起が行われる。αは９０以下である。このときスライス勾配Ｇｓが印加され所定のスライスについての選択励起が行われる。
【００９１】
α°励起後、フェーズエンコード勾配Ｇｐによりスピンのフェーズエンコードが行われる。次に、リードアウト勾配Ｇｒによりまずスピンをディフェーズし、次いでスピンをリフェーズして、グラディエントエコーＭＲを発生させる。グラディエントエコーＭＲはデータ収集部１５０によりビューデータとして収集される。
【００９２】
このようなパルスシーケンスが周期ＴＲで６４〜５１２回繰り返される。繰り返しのたびにフェーズエンコード勾配Ｇｐを変更し、毎回異なるフェーズエンコードを行う。これによって、６４〜５１２ビューのビューデータが得られる。
【００９３】
なお、パルスシーケンスは、ＧＲＥ法に限らず、スピンエコー（ＳＥ：  ｓｐｉｎ  ｅｃｈｏ）法や、ファーストスピンエコー（ＦＳＥ：  ｆａｓｔ  ｓｐｉｎ  ｅｃｈｏ）法あるいはエコープラナーイメージング（ＥＰＩ：  ｅｃｈｏ  ｐａｌａｎａｒ  ｉｍａｇｉｎｇ）等適宜の技法によるパルスシーケンスであってよい。
【００９４】
このようなパルスシーケンスによって得られたビューデータが、データ処理部１７０のメモリに収集される。データ処理部１７０は、メモリに収集したビューデータに基づいて画像を再構成する。
【００９５】
図４および図５にマグネットシステム１００の構成を略図によって示す。図４は正面図、図５は側面図である。これらの図に示すように、マグネットシステム１００は、上側磁石部１１１、下側磁石部１１３およびヨーク１１５を有する。
【００９６】
ヨーク１１５は、垂直肢１５５およびこの垂直肢１５５の両端部から水平方向に延びる一対の水平肢１５１，１５３を有する。すなわち、ヨーク１１５は側面から見て概ねコの字状となる構造を有する。上側磁石部１１１および下側磁石部１１３は、コの字状のヨーク１１５の上側の水平肢１５１の下面および下側の水平肢１５３の上面に、空間を隔てて互いに対向する関係でそれぞれ取り付けられている。なお、垂直肢１５５は互いに平行な複数（例えば２本）の柱であってよい。
【００９７】
上側磁石部１１１および下側磁石部１１３は、いずれも概ね短円柱状の形状をなす。上側磁石部１１１および下側磁石部１１３は、いずれも前述の主磁場マグネット部１０２、勾配コイル部１０６およびＲＦコイル部１０８を有する。
【００９８】
図６に、図５についてのＢ−Ｂ断面を示す。同図に示すように、主磁場マグネット部１０２は磁石５０１を有する。磁石５０１は磁極面にポールピース５０３を有する。磁石５０１およびポールピース５０３からなる部分の外形は全体として短円柱状をなす。上側磁石部１１１および下側磁石部１１３は、ポールピース５０３同士が互いに対向する関係にある。
【００９９】
ポールピース５０３は、その周縁部が磁石５０１とは反対側に張り出している。この張り出した周縁部の内側に形成される空間に勾配コイル部１０６およびＲＦコイル部１０８が設けられる。以下、この空間を凹部ともいう。
【０１００】
勾配コイル部１０６およびＲＦコイル部１０８は、勾配コイル部１０６が凹部の底側、ＲＦコイル部１０８が凹部の開口側となるように配置される。すなわち、勾配コイル部１０６およびＲＦコイル部１０８は、磁石５０１が発生する静磁場の中に配置される。勾配コイル部１０６およびＲＦコイル部１０８の外形はいずれも円盤状である。
【０１０１】
図７に、勾配コイル部１０６の構造の一例を略図によって示す。同図に示すように、勾配コイル部１０６は、コイルパターン（ｃｏｉｌ  ｐａｔｔｅｒｎ）６０２を有する。コイルパターン６０２は、電気絶縁性の支持板６０４の中に封入されている。支持板６０４の形状は円盤状である。
【０１０２】
支持板６０４内には振動アクチュエータ（ａｃｔｕａｔｏｒ）６０６も封入されている。振動アクチュエータ６０６は、例えば円環状の構造を有し、支持板６０４の中央部に同心的に封入されている。振動アクチュエータ６０６は、本発明における駆動器の実施の形態の一例である。
【０１０３】
振動アクチュエータ６０６には防振部１１０の出力信号が与えられる。振動アクチュエータ６０６は防振部１１０の出力信号に応じて変形し、それに伴う力を支持板６０４に与える。振動アクチュエータ６０６は、支持板６０４に封入されていることにより、効果的に力を伝達することができる。なお、支持板６０４への振動アクチュエータ６０６の取付は封入に限らず、力の伝達が可能な範囲で適宜でよい。
【０１０４】
振動アクチュエータ６０６としては、例えば、ピエゾアクチュエータ（ｐｉｅｚｏ  ａｃｔｕａｔｏｒ）が用いられる。ピエゾアクチュエータは圧電材料等で構成され、外部から加えられた電気信号に応じて機械的変形を生じる。ピエゾアクチュエータは、駆動力の発生効率が良い点で好ましい。なお、振動アクチュエータ６０６はピエゾアクチュエータに限らず、他の方式の適宜のアクチュエータを用いてよい。
【０１０５】
このような勾配コイル部１０６の中央部が、ボルト（ｂｏｌｔ）６０８によって、スタッド（ｓｔｕｄ）５１３に取り付けられている。スタッド５１３は例えばポールピース５０３の中央部に設けられている。なお、スタッド５１３を設ける位置は、ポールピース５０３の中央部に限らず適宜でよい。
【０１０６】
スタッド５１３の端面と勾配コイル部１０６の間には、振動センサ６１０が設けられる。振動センサ６１０はその部分の振動を検出し、検出信号を防振部１１０に入力する。振動センサ６１０は、本発明における検出器の実施の形態の一例である。
【０１０７】
振動センサ６１０としては、例えば、ピエゾセンサが用いられる。ピエゾセンサは圧電材料等で構成され、外部から加えられた圧力に応じて電気信号を発生する。ピエゾセンサは、信号エネルギー（ｅｎｅｒｇｙ）を自ら発生する点で好ましい。なお、振動センサ６１０はピエゾセンサに限らず、他の方式の適宜のセンサを用いてよい。
【０１０８】
図８に、防振部１１０を用いた防振システムのブロック図を示す。同図に示すように、防振部１１０は適応ディジタルフィルタ１１２およびその出力信号を増幅するアンプ（ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）１１４を有する。適応ディジタルフィルタ１１２は、例えばＤＳＰ（ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｉｇｎａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等を用いて構成される。適応ディジタルフィルタ１１２は、本発明における適応ディジタルフィルタの実施の形態の一例である。
【０１０９】
勾配コイル振動伝達系６００は、勾配コイル部１０６を振動伝達系として表したものである。勾配コイル振動伝達系６００は入力信号ｘ（ｔ）に対応した振動ｄ（ｔ）を発生する。適応ディジタルフィルタ１１２は、入力信号ｘ（ｔ）に対応した出力信号をアンプ１１４を通じて振動アクチュエータ６０６に与え、振動ｙ（ｔ）を発生させる。入力信号ｘ（ｔ）は、例えば、シーケンス制御部１６０から与えられる勾配磁場発生用の制御信号等である。
【０１１０】
振動ｄ（ｔ）と振動ｙ（ｔ）の差ε（ｔ）が振動センサ６１０によって検出され、この差信号ε（ｔ）が適応ディジタルフィルタ１１２にフィードバック（ｆｅｅｄｂａｃｋ）される。
【０１１１】
適応ディジタルフィルタ１１２は、適応アルゴリズムにより、差ε（ｔ）が最小になるように適応処理、すなわち、勾配コイル振動伝達系６００の同定を行う。系の同定は時時間で行われ、差ε（ｔ）は各瞬時において常に最小化される。
【０１１２】
このような動作により、振動センサ６１０の設置個所における振動が最小化される。振動センサ６１０に設置個所は、勾配コイル部１０６の取付部であり、この部分における振動が最小化されることにより、主磁場マグネット部１０２に伝わる振動が最小化される。
【０１１３】
このため、主磁場マグネット部１０２は勾配磁場発生に伴って振動することがなくなり、静磁場振動は発生せず再構成画像の品質が向上する。また、勾配コイル部１０６そのものの振動も最小化されるので、騒音等も大幅に低減ないし消音される。
【０１１４】
また、勾配コイル部１０６の取付部の構造は、スタッドを用いた簡素なもので済ますことができる。これによって、撮影対象を収容する空間の拡大が容易になる。さらに、防振性が増したことにより、スリューレート（ｓｌｅｗ  ｒａｔｅ）の高い勾配磁場を発生することが可能になり、これによって、撮影の高速化が容易となる。
【０１１５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、勾配コイルの振動を効果的に防止する方法および装置並びにそのような装置を備えた磁気共鳴撮影装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】磁気共鳴撮影装置のブロック図である。
【図２】ｋスペースの概念を示す図である。
【図３】磁気共鳴撮影用のパルスシーケンスの一例を示す図である。
【図４】マグネットシステムの構成を示す図である。
【図５】マグネットシステムの構成を示す図である。
【図６】マグネットシステムの構成を示す図である。
【図７】勾配コイル部の構成を示す図である。
【図８】防振システムのブロック図である。
【図９】適応ディジタルフィルタの概念図である。
【図１０】適応ディジタルフィルタによるシステム同定の概念図である。
【符号の説明】
１  対象
１００  マグネットシステム
１０２  主磁場マグネット部
１０６  勾配コイル部
１０８  ＲＦコイル部
１１０  防振部
１２０  クレードル駆動部
１３０  勾配駆動部
１４０  ＲＦ駆動部
１６０  データ収集部
１６０  シーケンス制御部
１７０  データ処理部
１８０  表示部
１９０  操作部
５００  クレードル
６０２  コイルパターン
６０４  支持板
６０６  振動アクチュエータ
６０８  ボルト
６１０  振動センサ
５１３  スタッド
６００  勾配コイル振動伝達系
１１２  適応ディジタルフィルタ
１１４  アンプ
【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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