(57)【要約】【課題】ＭＲＩにおいて渦電流による磁場成分を簡便に補償することで、画質を改善するための従来とは異なる技術を提供する。【解決手段】一実施形態では、ＭＲＩ装置は、信号収集部と、画像生成部と、位置取得部と、補正部とを備える。信号収集部は、被検体が置かれる撮像空間に傾斜磁場およびＲＦパルスを印加することで被検体から発せられる磁気共鳴信号を収集する。画像生成部は、磁気共鳴信号に基づいて被検体の画像データを再構成する。位置取得部は、撮像空間内の位置的な情報として、撮像領域を取得する。補正部は、傾斜磁場の印加に伴って発生する渦電流による磁場である渦電流磁場が相殺されるように、前記位置的な情報および前記渦電流磁場の時定数に基づいて前記傾斜磁場の波形を補正することで、発生する傾斜磁場の分布を目標分布に近づける。【選択図】  図１１
2012040362.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体が置かれる撮像空間内で傾斜磁場およびＲＦパルスを印加することで前記被検体から発せられる磁気共鳴信号を収集する信号収集部と、前記磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の画像データを再構成する画像生成部とを備えた磁気共鳴イメージング装置であって、
前記撮像空間内での位置的な情報として撮像領域を取得する位置取得部と、
前記傾斜磁場の印加に伴って発生する渦電流による磁場である渦電流磁場が相殺されるように、前記位置的な情報および前記渦電流磁場の時定数に基づいて前記傾斜磁場の波形を変形することで、発生する前記傾斜磁場の分布を目標分布に近づける補正部と
を備えてい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記載の磁気共鳴イメージング装置において、
静磁場を発生させる静磁場磁石と、供給される電流に応じた前記傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コイルとをさらに備え、
前記補正部は、前記傾斜磁場コイルと前記静磁場磁石との相対的位置関係と、前記傾斜磁場コイルの形状および材質とに基づいた値として前記渦電流磁場の時定数を予め記憶し、この時定数に応じて前記傾斜磁場の波形を変形する
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項３】
請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置において、
供給される電流に応じた前記傾斜磁場を発生させる傾斜磁場コイルをさらに備え、
前記補正部は、前記信号収集部が前記傾斜磁場コイルに供給する電流を補正することで、前記傾斜磁場の波形を変形する
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３記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記補正部は、前記位置的な情報から得られる前記撮像領域と磁場中心との距離に応じて、前記渦電流磁場の装置座標系Ｘ軸方向成分の振幅と、前記渦電流磁場の装置座標系Ｙ軸方向成分の振幅と、前記渦電流磁場の装置座標系Ｚ軸方向成分の振幅とを前記傾斜磁場の印加方向毎にそれぞれ算出する演算処理を行い、前記演算処理の結果に基づいて前記傾斜磁場コイルへの供給電流を補正する
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項５】
請求項４記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記補正部は、前記信号収集部が前記傾斜磁場コイルに供給する電流値を、前記渦電流磁場の時定数に応じて時間変化させることで、前記傾斜磁場の分布を前記目標分布に近づける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４記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記補正部は、前記位置的な情報に基づいて前記撮像領域の中心位置を取得し、前記中心位置と前記磁場中心との距離に応じて前記演算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７】
請求項６記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記補正部は、前記信号収集部が前記傾斜磁場コイルに供給する電流値を、前記渦電流磁場の時定数に応じて時間変化させることで、前記傾斜磁場の分布を前記目標分布に近づけ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６記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記信号収集部は、複数の画像にそれぞれ対応する複数の前記撮像領域から前記磁気共鳴信号を収集するように構成され、
前記位置取得部は、複数セットの前記位置的な情報として、複数の前記撮像領域を取得するように構成され、
前記補正部は、前記傾斜磁場コイルへの供給電流を各々の前記撮像領域毎に補正するように構成される
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４記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記補正部は、前記撮像領域内の複数の位置における前記磁場中心との各距離を用いることで、前記渦電流磁場の装置座標系Ｘ軸方向成分、装置座標系Ｙ軸方向成分、装置座標系Ｚ軸方向成分の各振幅の算出結果が前記撮像領域の幅に亘って平均された値となるように前記演算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９記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記補正部は、前記信号収集部が前記傾斜磁場コイルに供給する電流値を、前記渦電流磁場の時定数に応じて時間変化させることで、前記傾斜磁場の分布を前記目標分布に近づけ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９記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記信号収集部は、複数の画像にそれぞれ対応する複数の前記撮像領域から前記磁気共鳴信号を収集するように構成され、
前記位置取得部は、複数セットの前記位置的な情報として、複数の前記撮像領域を取得するように構成され、
前記補正部は、前記傾斜磁場コイルへの供給電流を各々の前記撮像領域毎に補正するように構成される
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３記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記信号収集部は、複数の画像にそれぞれ対応する複数の前記撮像領域から前記磁気共鳴信号を収集するように構成され、
前記位置取得部は、複数セットの前記位置的な情報として、複数の前記撮像領域を取得するように構成され、
前記補正部は、前記傾斜磁場コイルへの供給電流を各々の前記撮像領域毎に補正するように構成される
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１３】
請求項３記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記信号収集部は、マルチスライス撮像として、ある撮像領域を選択励起する前記傾斜磁場および前記ＲＦパルスを印加することで当該撮像領域から前記磁気共鳴信号を収集すると共に、当該撮像領域での繰り返し時間が経過するまでの間に別の撮像領域を選択励起する前記傾斜磁場および前記ＲＦパルスを印加することで前記別の撮像領域から前記磁気共鳴信号を収集し、
前記位置取得部は、前記マルチスライス撮像によって選択励起される各々の撮像領域を前記位置的な情報とし、
前記補正部は、前記渦電流磁場の装置座標系Ｘ軸方向成分の振幅と、前記渦電流磁場の装置座標系Ｙ軸方向成分の振幅と、前記渦電流磁場の装置座標系Ｚ軸方向成分の振幅とを各々の撮像領域毎に算出し、算出結果に基づいて前記傾斜磁場コイルへの供給電流を各々の撮像領域毎に補正する
ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１４】
請求項３記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記補正部は、前記信号収集部が前記傾斜磁場コイルに供給する電流値を、前記渦電流磁場の時定数に応じて時間変化させることで、前記傾斜磁場の分布を前記目標分布に近づけることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【請求項１５】
請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記位置的な情報は、前記撮像領域の３次元的な範囲を規定する情報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１６】
請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記位置的な情報は、前記撮像領域の外縁の各頂点の装置座標系での座標位置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１７】
請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置において、
前記位置的な情報は、前記撮像領域の中心座標、スライス厚さ、断面方向、スライスの縦横の寸法をセットにした情報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１８】
傾斜磁場コイルに電流を供給することで被検体が置かれる撮像空間内で傾斜磁場を印加し、前記傾斜磁場を伴って前記被検体の磁気共鳴イメージングを実行する磁気共鳴イメージング装置の制御装置であって、
前記撮像空間内での位置的な情報として、前記磁気共鳴イメージングの撮像領域を取得する位置取得部と、
前記傾斜磁場の印加に伴って発生する渦電流による磁場である渦電流磁場が相殺されるように、前記位置的な情報および前記渦電流磁場の時定数に基づいて前記傾斜磁場の波形を変形することで、発生する前記傾斜磁場の分布を目標分布に近づける補正部と
を備えることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置の制御装置。
【請求項１９】
被検体が置かれる撮像空間内での位置的な情報として、磁気共鳴イメージングの撮像領域を取得する取得ステップと、
前記傾斜磁場の印加に伴って発生する渦電流による磁場である渦電流磁場が相殺されるように、前記位置的な情報および前記渦電流磁場の時定数に基づいて前記傾斜磁場の波形を変形することで、発生する前記傾斜磁場の分布を目標分布に近づける補正ステップと、
前記補正ステップにより変形された前記傾斜磁場と、ＲＦパルスとを前記撮像空間内で印加することで、前記被検体から発せられる磁気共鳴信号を収集する収集ステップと、
前記磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の画像データを再構成する再構成ステップと
を有することを特徴とする磁気共鳴イメージング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージング方法、磁気共鳴イメージング装置およびその制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＲＩは、静磁場中に置かれた被検体の原子核スピンをラーモア周波数のＲＦパルスで磁気的に励起し、この励起に伴って発生するＭＲ信号から画像を再構成する撮像法である。なお、上記ＭＲＩは磁気共鳴イメージング（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ）の意味であり、ＲＦパルスは高周波パルス（ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｐｕｌｓｅ）の意味であり、ＭＲ信号は核磁気共鳴信号（ｎｕｃｌｅａｒ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  ｓｉｇｎａｌ）の意味である。
【０００３】
ＭＲＩの画質劣化の要因の１つとして、傾斜磁場分布の歪みが知られている。スライス選択方向、位相エンコード方向、周波数エンコード方向の各傾斜磁場の分布は、例えば、印加方向に沿った位置に応じて直線的に磁場強度が変化するのが理想である。しかしながら実際には、傾斜磁場コイルにパルス電流を供給すると渦電流が発生し、渦電流による磁場が傾斜磁場に加わって傾斜磁場分布の歪みが生じる。
【０００４】
通常の渦電流補償は、渦電流による磁場の各成分の内、空間的に線形に変化する１次成分を対象として傾斜磁場波形の入力を補正するものであるため、渦電流による磁場の２次以上の成分については補償できない。そこで、高次のシムコイルに電流を流すことで、渦電流による磁場の２次以上の成分を補償する技術がある。
【０００５】
また、特許文献１では、予め設けた複数の渦電流補償回路の中から１つまたは複数を選択することで、渦電流による磁場を補償する構成について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平３−１９５５３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
傾斜磁場分布の歪みは、一般に、磁場中心から離れるほど大きくなる。従って、渦電流による磁場の１次成分のみを補償する従来技術では、特にオフセンターを撮像領域とする場合に、渦電流による磁場の２次以上の成分によって、傾斜磁場分布の歪みに伴う画質劣化が発生する。なお、上記オフセンターは、磁場中心から離れた位置の意味である。
【０００８】
渦電流による磁場の２次以上の成分を高次シムコイルによって補償する従来技術は、他コイルとのカップリング等の影響を避けるために、例えば数秒の待ち時間を設けるといったデメリットがある。また、高次シム成分と、渦電流による磁場の高次成分とのチャネルが対応していない場合がある。具体的には例えば、シムコイルがＸＺやＹＹなどの各２次成分を補償する各コイルのみを具備していても、渦電流による磁場の３次成分や４次成分が大きい場合、渦電流による磁場を十分に補償できない。
【０００９】
本発明の一実施形態は、ＭＲＩにおいて渦電流による磁場成分を簡便に補償することで、画質を改善するための従来とは異なる技術の提供を目的とするが、本発明は当該目的に限定されるものではない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
一実施形態では、ＭＲＩ装置は、信号収集部と、画像生成部と、位置取得部と、補正部とを有する。
信号収集部は、被検体が置かれる撮像空間内で傾斜磁場およびＲＦパルスを印加することで被検体から発せられる磁気共鳴信号を収集する。
画像生成部は、磁気共鳴信号に基づいて被検体の画像データを再構成する。
位置取得部は、撮像空間内の位置的な情報として、撮像領域を取得する。
補正部は、傾斜磁場の印加に伴って発生する渦電流による磁場である渦電流磁場が相殺されるように、位置的な情報および渦電流磁場の時定数に応じて傾斜磁場の波形を変形することで、発生する傾斜磁場の分布を目標分布に近づける。
【００１１】
一実施形態では、制御装置は、傾斜磁場コイルに電流を供給することで被検体が置かれる撮像空間内で傾斜磁場を印加し、傾斜磁場を伴って被検体の磁気共鳴イメージングを実行するＭＲＩ装置の制御装置であって、上記位置取得部と、上記補正部とを有する。
【００１２】
一実施形態では、ＭＲＩ方法は、取得ステップと、補正ステップと、収集ステップと、再構成ステップとを有する。
取得ステップでは、被検体が置かれる撮像空間内での位置的な情報として、ＭＲＩの撮像領域を取得する。
補正ステップでは、傾斜磁場の印加に伴って発生する渦電流による磁場である渦電流磁場が相殺されるように、前記位置的な情報および渦電流磁場の時定数に基づいて傾斜磁場の波形を変形することで、発生する傾斜磁場の分布を目標分布に近づける。
収集ステップでは、補正ステップにより変形された傾斜磁場と、ＲＦパルスとを撮像空間内で印加することで、被検体から発せられる磁気共鳴信号を収集する。
再構成ステップでは、磁気共鳴信号に基づいて被検体の画像データを再構成する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態に係るＭＲＩ装置の全体構成を示すブロック図。
【図２】図１に示すコンピュータ５８の機能ブロック図。
【図３】Ｙ軸正方向に磁場中心から５ｃｍ離れた領域における、渦電流による磁場の一成分のＸ軸方向強度分布の一例を示す模式図。
【図４】Ｘオフセンターでの各渦磁場成分の各パラメータの値の一例を示す表。
【図５】Ｙオフセンターでの各渦磁場成分の各パラメータの値の一例を示す表。
【図６】Ｚオフセンターでの各渦磁場成分の各パラメータの値の一例を示す表。
【図７】渦電流の影響を受けた傾斜磁場波形の一例と、これに対応する理想的な傾斜磁場波形の一例とを対比した模式図。
【図８】Ｙ軸正方向に磁場中心から５ｃｍ離れた領域における、渦電流による磁場の別の一成分のＸ軸方向強度分布の一例を示す模式図。
【図９】マルチスライス撮像における撮像スライスの一例を示す模式図。
【図１０】スピンエコー法を例としたマルチスライス撮像におけるパルスシーケンスの一例を示す模式図。
【図１１】本実施形態に係るＭＲＩ装置の動作の流れを示すフローチャート。
【図１２】渦磁場成分を考慮した傾斜磁場の補正を行わずに、ファントムを撮像した画像の一例を示す図。
【図１３】本実施形態の手法に従って傾斜磁場分布の補正を行って、図１２と同一のファントムを撮像した画像の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、ＭＲＩ装置およびその制御装置と、ＭＲＩ方法の実施形態について添付図面に基づいて説明する。なお、各図において同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
（本実施形態の構成）
図１は、本実施形態におけるＭＲＩ装置２０の全体構成を示すブロック図である。図１に示すように、ＭＲＩ装置２０は、静磁場を形成する筒状の静磁場磁石２２と、静磁場磁石２２の内側において軸を同じにして設けられた筒状のシムコイル２４と、傾斜磁場コイル２６と、ＲＦコイル２８と、制御装置３０と、被検体Ｈが乗せられる寝台３２とを有する。
【００１６】
ここでは一例として、装置座標系の互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を以下のように定義する。まず、静磁場磁石２２およびシムコイル２４は、それらの軸方向が鉛直方向に直交するように配置されているものとし、静磁場磁石２２およびシムコイル２４の軸方向をＺ軸方向とする。また、鉛直方向をＹ軸方向とし、寝台３２は、その天板の載置用の面の法線方向がＹ軸方向となるように配置されているものとする。
【００１７】
ＭＲＩ装置２０の制御装置３０は、例えば、静磁場電源４０と、シムコイル電源４２と、傾斜磁場電源４４と、ＲＦ送信器４６と、ＲＦ受信器４８と、寝台駆動装置５０と、シーケンスコントローラ５６と、コンピュータ５８とを含む。
【００１８】
傾斜磁場電源４４は、Ｘ軸傾斜磁場電源４４ｘと、Ｙ軸傾斜磁場電源４４ｙと、Ｚ軸傾斜磁場電源４４ｚとで構成されている。また、コンピュータ５８は、演算装置６０と、入力装置６２と、表示装置６４と、記憶装置６６とで構成されている。
【００１９】
静磁場磁石２２は、静磁場電源４０に接続され、静磁場電源４０から供給された電流により撮像空間に静磁場を形成させる。
【００２０】
上記撮像空間とは、例えば、被検体Ｈが置かれて、静磁場が印加されるガントリ内の空間の意味である。ガントリとは、静磁場磁石２２、シムコイル２４、傾斜磁場コイル２６、ＲＦコイル２８を含むように、例えば円筒状に形成された構造体である。被検体Ｈが乗せられた寝台３２がガントリの内部に移動できるように、ガントリおよび寝台３２は構成される。なお、図１では煩雑となるので、ガントリ内の静磁場磁石２２、シムコイル２４、傾斜磁場コイル２６、ＲＦコイル２８を構成要素として図示し、ガントリ自体は図示していない。
【００２１】
撮像領域は、例えば、「１つの画像」または「１セットの画像」の生成に用いるＭＲ信号の収集範囲であって、撮像空間の一部として設定される領域の意味である。ここでの「１つの画像」および「１セットの画像」とは、２次元画像の場合もあれば３次元画像の場合もある。ここでの「１セットの画像」とは、例えば、マルチスライス撮像などのように、１つのパルスシーケンス内で「複数の画像」のＭＲ信号が一括的に収集される場合の、「複数の画像」である。撮像領域は、例えば、装置座標系によって３次元的に規定される。ここでは一例として、撮像領域は、厚さの薄い領域であれば撮像スライスと称し、ある程度の厚みのある領域であれば撮像スラブと称することとする。
【００２２】
シムコイル２４は、シムコイル電源４２に接続され、シムコイル電源４２から供給される電流により、この静磁場を均一化する。静磁場磁石２２は、超伝導コイルで構成される場合が多く、励磁の際に静磁場電源４０に接続されて電流が供給されるが、一旦励磁された後は非接続状態とされるのが一般的である。なお、静磁場電源４０を設けずに、静磁場磁石２２を永久磁石で構成してもよい。
【００２３】
傾斜磁場コイル２６は、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘと、Ｙ軸傾斜磁場コイル２６ｙと、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｚとを有し、静磁場磁石２２の内側で筒状に形成されている。Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル２６ｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｚはそれぞれ、傾斜磁場電源４４のＸ軸傾斜磁場電源４４ｘ、Ｙ軸傾斜磁場電源４４ｙ、Ｚ軸傾斜磁場電源４４ｚに接続される。
【００２４】
そして、Ｘ軸傾斜磁場電源４４ｘ、Ｙ軸傾斜磁場電源４４ｙ、Ｚ軸傾斜磁場電源４４ｚからＸ軸傾斜磁場コイル２６ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル２６ｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｚにそれぞれ供給される電流により、Ｘ軸方向の傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸方向の傾斜磁場Ｇｙ、Ｚ軸方向の傾斜磁場Ｇｚが撮像空間にそれぞれ形成される。
【００２５】
即ち、装置座標系の３軸方向の各傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚを合成して、論理軸としてのスライス選択方向傾斜磁場Ｇｓｓ、位相エンコード方向傾斜磁場Ｇｐｅ、および、読み出し方向（周波数エンコード方向）傾斜磁場Ｇｒｏの各方向を任意に設定できる。スライス方向、位相エンコード方向、および、読み出し方向の各傾斜磁場Ｇｓｓ、Ｇｐｅ、Ｇｒｏは、静磁場に重畳される。
【００２６】
ＲＦ送信器４６は、シーケンスコントローラ５６から入力される制御情報に基づいて、核磁気共鳴を起こすためのラーモア周波数のＲＦパルス（ＲＦ電流パルス）を生成し、これを送信用のＲＦコイル２８に送信する。ＲＦコイル２８には、ガントリに内蔵されたＲＦパルスの送受信用の全身用コイルや、寝台３２または被検体Ｈの近傍に設けられるＲＦパルスの受信用の局所コイルなどがある。送信用のＲＦコイル２８は、ＲＦ送信器４６からＲＦパルスを受けて被検体Ｈに送信する。受信用のＲＦコイル２８は、被検体Ｈの内部の原子核スピンがＲＦパルスによって励起されることで発生したＭＲ信号を受信し、このＭＲ信号は、ＲＦ受信器４８により検出される。
【００２７】
ＲＦ受信器４８は、検出したＭＲ信号に前置増幅、中間周波変換、位相検波、低周波増幅、フィルタリングなどの各種の信号処理を施した後、Ａ／Ｄ（ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  ｄｉｇｉｔａｌ）変換を施すことで、デジタル化された複素データである生データを生成する。ＲＦ受信器４８は、生成したＭＲ信号の生データをシーケンスコントローラ５６に入力する。
演算装置６０は、ＭＲＩ装置２０全体のシステム制御を行う。
【００２８】
シーケンスコントローラ５６は、演算装置６０の指令に従って、傾斜磁場電源４４、ＲＦ送信器４６およびＲＦ受信器４８を駆動させるために必要な制御情報を記憶する。ここでの制御情報とは、例えば、傾斜磁場電源４４に印加すべきパルス電流の強度や印加時間、印加タイミング等の動作制御情報を記述したシーケンス情報である。
【００２９】
シーケンスコントローラ５６は、記憶した所定のシーケンスに従って傾斜磁場電源４４、ＲＦ送信器４６およびＲＦ受信器４８を駆動させることにより、傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、ＧｚおよびＲＦパルスを発生させる。また、シーケンスコントローラ５６は、ＲＦ受信器４８から入力されるＭＲ信号の生データを受けて、これを演算装置６０に入力する。
【００３０】
寝台駆動装置５０は、シーケンスコントローラ５６を介して演算装置６０に接続される。シーケンスコントローラ５６は、演算装置６０の指令に従って寝台駆動装置５０を制御することで寝台３２の天板を移動させる。
【００３１】
図２は、図１に示すコンピュータ５８の機能ブロック図である。コンピュータ５８の演算装置６０は、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ  Ｕｎｉｔ）８６と、システムバス８８と、画像再構成部９０と、画像データベース９４と、画像処理部９６と、表示制御部９８と、位置取得部１００と、補正部１０２とを備える。
【００３２】
ＭＰＵ８６は、撮像条件の設定、撮像動作および撮像後の画像表示において、システムバス８８等の配線を介してＭＲＩ装置２０全体のシステム制御を行う。また、ＭＰＵ８６は、撮像条件設定部としても機能し、入力装置６２からの指示情報に基づいてパルスシーケンスを含む撮像条件を設定し、設定した撮像条件をシーケンスコントローラ５６に入力する。そのために、ＭＰＵ８６は、表示制御部９８を制御して、撮像条件の設定用画面情報を表示装置６４に表示させる。
入力装置６２は、撮像条件や画像処理条件を設定する機能をユーザに提供する。
【００３３】
画像再構成部９０は、内部にｋ空間データベース９２を有する。画像再構成部９０は、ｋ空間データベース９２に形成されたｋ空間において、シーケンスコントローラ５６から入力されるＭＲ信号の生データをｋ空間データとして配置する。画像再構成部９０は、ｋ空間データに２次元フーリエ変換などを含む画像再構成処理を施して、被検体Ｈの各スライスの画像データを生成する。画像再構成部９０は、生成した画像データを画像データベース９４に保存する。
【００３４】
画像処理部９６は、画像データベース９４から画像データを取り込み、これに所定の画像処理を施し、画像処理後の画像データを表示用画像データとして記憶装置６６に記憶させる。
【００３５】
記憶装置６６は、上記の表示用画像データに対し、その表示用画像データの生成に用いた撮像条件や被検体Ｈの情報（患者情報）等を付帯情報として付属させて記憶する。
【００３６】
表示制御部９８は、ＭＰＵ８６の制御に従って、撮像条件の設定用画面や、撮像により生成された画像データが示す画像を表示装置６４に表示させる。
【００３７】
位置取得部１００は、撮像空間内での装置座標系に基づく位置的情報として、撮像領域を取得して、これを補正部１０２に入力する。
【００３８】
補正部１０２は、傾斜磁場コイル２６にパルス電流を供給することで生じる渦電流による磁場の大きさを算出する。
【００３９】
以下、渦電流による磁場の大きさの算出方法について説明する。まず、ここでは一例として、磁場中心は、装置座標系の原点に位置するものとする。また、「Ｘオフセンター」は、Ｘ軸方向に磁場中心から離れた位置の意味で用いる。同様に、「Ｙオフセンター」、「Ｚオフセンター」はそれぞれ、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に磁場中心から離れた位置の意味で用いる。
【００４０】
図３は、Ｙ軸正方向に磁場中心から５ｃｍ離れた領域における、渦電流による生じる磁場の一成分のＸ軸方向強度分布の一例を示す。図３の横軸は、オフセンター軸であり、Ｘ軸方向の位置を示す。図３の縦軸は、観測軸であり、渦電流による磁場のＹ成分の２次成分における、ある時定数τの磁場強度を示す。Ｙ軸負方向に磁場中心から５ｃｍ離れた領域での同一の磁場成分の磁場強度のＸ軸方向分布は、図３の縦軸方向正負を逆にしたものとなる。
【００４１】
上記一例のように、渦電流による生じる磁場強度は、どの成分も一般に磁場中心から離れるほど大きく、渦電流による生じる磁場の影響度は、撮像領域の位置によって異なる。そこで補正部１０２は、各傾斜磁場Ｇｓｓ、Ｇｐｅ、Ｇｒｏの分布が目標分布となるように、渦電流による磁場の大きさと、撮像領域の位置とに基づいて、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各傾斜磁場コイル２６ｘ、２６ｙ、２６ｚへの供給電流の補正値を算出する。ここで、渦電流により発生する磁場の各成分を以下のように定義する。
【００４２】
Ｘオフセンターにおいて、Ｘ軸方向の傾斜磁場Ｇｘを印加したときに渦電流で発生する磁場のＸ成分、Ｙ成分、Ｚ成分をそれぞれ、ＸＸ＿Ｘ，ＸＹ＿Ｘ，ＸＺ＿Ｘ，とする。
Ｘオフセンターにおいて、Ｙ軸方向の傾斜磁場Ｇｙを印加したときに渦電流で発生する磁場のＸ成分、Ｙ成分、Ｚ成分をそれぞれ、ＹＸ＿Ｘ，ＹＹ＿Ｘ，ＹＺ＿Ｘ，とする。
Ｘオフセンターにおいて、Ｚ軸方向の傾斜磁場Ｇｚを印加したときに渦電流で発生する磁場のＸ成分、Ｙ成分、Ｚ成分をそれぞれ、ＺＸ＿Ｘ，ＺＹ＿Ｘ，ＺＺ＿Ｘ，とする。
【００４３】
Ｙオフセンターにおいて、Ｘ軸方向の傾斜磁場Ｇｘを印加したときに渦電流で発生する磁場のＸ成分、Ｙ成分、Ｚ成分をそれぞれ、ＸＸ＿Ｙ，ＸＹ＿Ｙ，ＸＺ＿Ｙ，とする。
Ｙオフセンターにおいて、Ｙ軸方向の傾斜磁場Ｇｙを印加したときに渦電流で発生する磁場のＸ成分、Ｙ成分、Ｚ成分をそれぞれ、ＹＸ＿Ｙ，ＹＹ＿Ｙ，ＹＺ＿Ｙ，とする。
Ｙオフセンターにおいて、Ｚ軸方向の傾斜磁場Ｇｚを印加したときに渦電流で発生する磁場のＸ成分、Ｙ成分、Ｚ成分をそれぞれ、ＺＸ＿Ｙ，ＺＹ＿Ｙ，ＺＺ＿Ｙ，とする。
【００４４】
Ｚオフセンターにおいて、Ｘ軸方向の傾斜磁場Ｇｘを印加したときに渦電流で発生する磁場のＸ成分、Ｙ成分、Ｚ成分をそれぞれ、ＸＸ＿Ｚ，ＸＹ＿Ｚ，ＸＺ＿Ｚ，とする。
Ｚオフセンターにおいて、Ｙ軸方向の傾斜磁場Ｇｙを印加したときに渦電流で発生する磁場のＸ成分、Ｙ成分、Ｚ成分をそれぞれ、ＹＸ＿Ｚ，ＹＹ＿Ｚ，ＹＺ＿Ｚ，とする。
Ｚオフセンターにおいて、Ｚ軸方向の傾斜磁場Ｇｚを印加したときに渦電流で発生する磁場のＸ成分、Ｙ成分、Ｚ成分をそれぞれ、ＺＸ＿Ｚ，ＺＹ＿Ｚ，ＺＺ＿Ｚ，とする。
【００４５】
即ち、アンダーバーを含め４文字で表される各符号の先頭文字は、傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚのどれを印加する場合に対応するかを示す。また、各符号の２番目の文字は、（渦電流による磁場の観測軸として）Ｘ成分、Ｙ成分、Ｚ成分のどれに着目しているかを示す。また、各符号の末尾の文字は、Ｘオフセンター、Ｙオフセンター、Ｚオフセンターのどれに対応するかを示す。
【００４６】
以下、渦電流により発生する磁場の各成分を渦磁場成分と称し、渦磁場成分ＸＸ＿Ｘのように表記する。各渦磁場成分は、振幅と、時定数τに従って指数関数的に減衰する減衰項との積で与えられるが、異なる時定数の成分を持つこともある。そこで、上記２７の渦磁場成分に対して、時定数毎にそれぞれ振幅を算出する。
【００４７】
なお、渦電流磁場の時定数τは、渦電流の時定数により定まるものであり、例えば以下の要素によって定まる。第１に、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｘ、２６ｙ、２６ｚと、静磁場磁石２２との相対的位置関係である。第２に、傾斜磁場コイル２６の形状、材質などである。これら時定数τは、例えば、ＭＲＩ装置２０の据付調整時に渦磁場成分を測定することで算出し、算出データをテーブルデータのようにして補正部１０２に記憶させておけばよい。或いは、傾斜磁場コイル２６と、静磁場磁石２２との相対的位置関係や、傾斜磁場コイル２６の形状、材質などに基づいてシミュレーションによって渦電流磁場の時定数τを算出し、算出結果を補正部１０２に記憶させてもよい。
次に、上記２７の渦磁場成分に対する、時定数毎の振幅の算出方法を説明する。
【００４８】
第１に、上記２７の渦磁場成分の内、オフセンター軸と、観測軸とが同じ渦磁場成分（符号の末尾の文字と、２番目の文字とが同じもの）に対しては、一例として以下の式で振幅を計算する。具体的には、ＸＸ＿Ｘ，ＹＸ＿Ｘ，ＺＸ＿Ｘ，ＸＹ＿Ｙ，ＹＹ＿Ｙ，ＺＹ＿Ｙ，ＸＺ＿Ｚ，ＹＺ＿Ｚ，ＺＺ＿Ｚ，の９の渦磁場成分に対しては、以下の（１）式で振幅Ｌを計算する。
【００４９】
Ｌ＝Ａ１＋Ａ２×｛ｐｏｌ（ｐ）｝×｜ｐ｜
＋Ａ３×｜ｐ｜２＋Ａ４×｛ｐｏｌ（ｐ）｝×｜ｐ｜３      …（１）
【００５０】
（１）式において、｜ｐ｜はｐの絶対値を示し、ｐｏｌ（ｐ）はプラスかマイナスかのＰの極性を示し、Ｐの極性に応じて＋１または−１を代入する。
【００５１】
第２に、上記２７の渦磁場成分の内、オフセンター軸と、観測軸とが異なる渦磁場成分に対しては、一例として以下の（２）式で振幅を計算する。具体的には、ＸＹ＿Ｘ，ＸＺ＿Ｘ，ＹＹ＿Ｘ，ＹＺ＿Ｘ，ＺＹ＿Ｘ，ＺＺ＿Ｘ，ＸＸ＿Ｙ，ＸＺ＿Ｙ，ＹＸ＿Ｙ，ＹＺ＿Ｙ，ＺＸ＿Ｙ，ＺＺ＿Ｙ，ＸＸ＿Ｚ，ＸＹ＿Ｚ，ＹＸ＿Ｚ，ＹＹ＿Ｚ，ＺＸ＿Ｚ，ＺＹ＿Ｚ，の１８の渦磁場成分に対しては、以下の（２）式で振幅Ｌを計算する。
【００５２】
Ｌ＝Ａ１×ｐ＋Ａ２×ｐ２＋Ａ３×ｐ３＋Ａ４×ｐ４  …（２）
【００５３】
（１）式および（２）式におけるＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４は、渦磁場成分毎に異なる。Ａ１〜Ａ４については、例えばＭＲＩ装置２０の据付調整時に各渦磁場成分を測定することで取得し、取得したデータをルックアップテーブル（テーブルデータ）のようにして補正部１０２に入力設定し、記憶させておけばよい。
【００５４】
図４は、Ｘオフセンターでの各渦磁場成分の各パラメータの値の一例を示す表である。
図５は、Ｙオフセンターでの各渦磁場成分の各パラメータの値の一例を示す表である。
図６は、Ｚオフセンターでの各渦磁場成分の各パラメータの値の一例を示す表である。
【００５５】
なお、図４〜図６における時定数τの単位はミリ秒である。前述のように、２７種類の渦磁場成分は、時定数に応じて、さらに複数項に分かれるものがある。図４の例では、渦磁場成分ＸＸ＿Ｘ，ＹＹ＿Ｘ，ＺＺ＿Ｘ，が複数項に分かれる。また、図４〜図６では、Ａ１、Ａ３、Ａ４を一律にゼロとしているが、これは以下の説明の簡単化のための一例にすぎず、実際には測定値等に基づいて適切な値を用いる。
【００５６】
本実施形態では、（１）式、（２）式、図４〜図６のように予め記憶した多項式モデル化されたデータを用いることで、Ｘオフセンター、Ｙオフセンター、Ｚオフセンターでの渦電流による磁場の１次および２次以上の成分に対する補正を行う。これにより、傾斜磁場分布を目標分布に近づける。
【００５７】
具体的には、撮像空間内における、（撮像スライスまたは撮像スラブとしての）撮像領域の中心の座標位置を、装置座標系に従って規定して（ｘ１，ｙ１，ｚ１）とする。この場合、Ｘオフセンター成分（上記２７の渦磁場成分の内、符号末尾の文字がＸのもの）をＸ座標値のｘ１によって計算する。同様にして、Ｙオフセンター成分をＹ座標値のｙ１によって計算し、Ｚオフセンター成分をＺ座標値のｚ１によって計算する。
【００５８】
これにより、全２７の渦磁場成分の各時定数の項に対して、その振幅を計算する。一例として、装置座標系に基づく撮像スライスの中心座標を（−１０、５、２）として、各渦磁場成分の振幅の計算例を具体的に説明する。
【００５９】
渦磁場成分ＸＸ＿Ｘについては、（符号の２番目の文字と末尾の文字が同じゆえに）観測軸とオフセンター軸とが同じなので、上記（１）式を用い、図４の各パラメータの値に従って計算する。また、渦磁場成分ＸＸ＿Ｘは、（符号の末尾文字により）Ｘオフセンターの成分であるから、Ｘ座標値の−１０を（１）式におけるｐの値として用いる。そうすると、渦磁場成分ＸＸ＿Ｘの第１項（時定数τ＝４０ミリ秒に対応）の振幅ＬＸＸ＿Ｘ１は、以下の（３）式のように計算される。
【００６０】
ＬＸＸ＿Ｘ１＝Ａ１＋Ａ２×｛ｐｏｌ（ｐ）｝×｜ｐ｜
＋Ａ３×｜ｐ｜２＋Ａ４×｛ｐｏｌ（ｐ）｝×｜ｐ｜３
＝０＋３０×（−１）×｜−１０｜＋０×｜−１０｜２
＋０×（−１）×｜−１０｜３
＝−３００…（３）
【００６１】
即ち、Ｘ座標値が−１０のＸオフセンターにおいて、Ｘ軸方向の傾斜磁場Ｇｘを印加したときに渦電流により発生する磁場のＸ成分の第１項は、傾斜磁場Ｇｘの印加開始時刻を時間ｔ＝０とすれば、およそ以下の（４）式で表される。
【００６２】
ＬＸＸ＿Ｘ１×｛ｅｘｐ（−ｔ／τ）｝
＝−３００×｛ｅｘｐ（−ｔ／０．０４）｝  …（４）
【００６３】
なお、（４）式で与えられる磁場強度の単位は、例えばテスラである。同様に、渦磁場成分ＸＸ＿Ｘの第２項（時定数τ＝３ミリ秒に対応）の振幅ＬＸＸ＿Ｘ２は、以下の（５）式のように計算される。
【００６４】
ＬＸＸ＿Ｘ２＝Ａ１＋Ａ２×｛ｐｏｌ（ｐ）｝×｜ｐ｜
＋Ａ３×｜ｐ｜２＋Ａ４×｛ｐｏｌ（ｐ）｝×｜ｐ｜３
＝−３２  …（５）
【００６５】
渦磁場成分ＹＸ＿Ｚについては、オフセンター軸と観測軸とが異なるので、上記（２）式を用い、図６の各パラメータの値に従って計算する。また、渦磁場成分ＹＸ＿Ｚは、Ｚオフセンターの成分であるから、Ｚ座標値の２を（２）式におけるｐの値として用いる。図６の例では、渦磁場成分ＹＸ＿Ｚは、時定数τ＝４０ミリ秒に対応する項しかないので、その振幅ＬＹＸ＿Ｚは、以下の（６）式のように計算される。
【００６６】
ＬＹＸ＿Ｚ＝Ａ１×ｐ＋Ａ２×ｐ２＋Ａ３×ｐ３＋Ａ４×ｐ４
＝０×２＋１．５×２２＋０×２３＋０×２４  ＝６  …（６）
【００６７】
このように（１）式、（２）式、および、図４〜図６のようなテーブルデータを用いることで、２７の渦磁場成分に対して、その振幅を時定数毎に全て計算できる。これにより、渦電流により生じる磁場分布の時間変化を算出できる。
【００６８】
傾斜磁場分布の補正に際しては、全ての渦磁場成分が相殺されるように、傾斜磁場コイル２６への供給電流を補正することで、傾斜磁場の時間波形を変形すればよい。例えば、渦電流を考慮しない場合に、目標とする傾斜磁場分布（目標分布）を与えるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各傾斜磁場コイル２６ｘ、２６ｙ、２６ｚへの供給電流値を「暫定値」として算出する。
【００６９】
次に、渦磁場成分とは符号が反対の磁場分布を与える各傾斜磁場コイル２６ｘ、２６ｙ、２６ｚへの供給電流値を「調整値」として算出する。そして、「暫定値」と「調整値」を加算することで、各傾斜磁場コイル２６ｘ、２６ｙ、２６ｚへの最終的な供給電流値を決定すればよい。
【００７０】
或いは、目標とする傾斜磁場分布から全渦磁場成分を差し引いた傾斜磁場分布を与えるように、各傾斜磁場コイル２６ｘ、２６ｙ、２６ｚへの供給電流値を補正してもよい。
【００７１】
ここで、渦磁場成分は（４）式のように時定数に従って減衰していく。従って、この時定数を考慮した補正として、傾斜磁場コイル２６への供給電流値に対する「調整値」を、各々の傾斜磁場パルスの印加開始時刻（後述の図７の時刻ｔ１に相当）からの経過時間に応じて変化させる。
【００７２】
なお、「各々の傾斜磁場パルス」とは、後述の図１０に示すマルチスライス撮像のパルスシーケンスの場合、例えば、スライス選択パルス２００、２０２、位相エンコードパルス２０４、読み出しパルス２０６、２０８のそれぞれを指す。即ち、「各々の傾斜磁場パルス」とは、一般には、スライス選択方向、位相エンコード方向、読み出し方向、の各論理軸では、時間軸上で離散したものである。
【００７３】
例えば、上記した「暫定値」と「調整値」の加算により、各傾斜磁場コイル２６ｘ、２６ｙ、２６ｚへの最終的な供給電流値を決定する補正を考える。この場合、「調整値」は、渦磁場成分とは符号が反対の磁場分布を与える傾斜磁場コイル２６への供給電流値なので、時間経過に伴い、上記時定数に従って減少する。
【００７４】
渦磁場成分が時定数に従って減衰する以上、傾斜磁場コイル２６への供給電流値の内、補正成分である「調整値」の絶対値も、時間経過と共に減少させるべきだからである。即ち、各傾斜磁場パルスの印加開始からの時間の経過と共に、補正量に相当する「調整値」が減少するような補正となる。
【００７５】
以上のように傾斜磁場波形を変形させる補正では、渦電流を考慮しなければ、目標とする傾斜磁場分布（目標分布）から全渦磁場成分を差し引いた傾斜磁場分布が得られるが、実際には渦磁場成分が重畳され、先に差し引いた全渦磁場成分が相殺される。即ち、ほぼ目標とする傾斜磁場分布が得られる。
【００７６】
図７は、渦電流の影響を受けた傾斜磁場波形の一例と、これに対応する理想的な傾斜磁場波形の一例とを対比した模式図である。図７（Ａ）では、渦電流の影響を受けた傾斜磁場波形の一例を太線で示し、この波形に対応する理想的な傾斜磁場波形を点線で示す。図７（Ｂ）は、理想的な傾斜磁場波形を太線で示すものであり、図７（Ａ）の点線部分と同じである。なお、図７（Ａ）、（Ｂ）において、縦軸は傾斜磁場の強度を示し、横軸は経過時間ｔを示す。
【００７７】
図７において、時刻ｔ１を傾斜磁場パルスの印加開始時刻（傾斜磁場コイル２６への電流の供給開始時刻とほぼ同じ）とする。渦電流磁場に対する補償を行わない場合、図７（Ａ）に示すように、傾斜磁場波形は曲線的になる（なまる）。傾斜磁場コイル２６への電流供給開始に同期して、渦電流磁場も発生し、渦電流磁場が傾斜磁場に重畳されるからである。但し、渦電流磁場は時定数τに従って、時間経過と共に減少する。従って、図７における台形状の理想的な傾斜磁場波形の平坦部分の後半では、渦電流磁場が殆どなくなるため、理想的な傾斜磁場波形と、渦電流の影響を受けた傾斜磁場波形とがほぼ合致する。
【００７８】
しかし、本実施形態では、渦電流磁場が相殺されるように傾斜磁場の波形を変形させるため、図７（Ｂ）のような理想的な傾斜磁場波形が得られる。本実施形態では、上記のように傾斜磁場コイル２６への供給電流値を、撮像領域の位置および渦電流磁場の時定数τに基づいて時間変化するように補正するからである。
【００７９】
図３における撮像領域Ｉｍｇ１は、中心座標が（上記の（−１０、５、２）の例のように）Ｘ軸負方向に磁場中心から１０ｃｍ離れた位置とするものの一例である。例えば、肩や手首などの撮像などでは、撮像領域Ｉｍｇ１のように、Ｘ軸方向の−側に局在することがある。
【００８０】
この場合、撮像領域Ｉｍｇ１の中心位置を基準とした渦磁場成分を相殺するように、傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚを補正することで、撮像領域Ｉｍｇ１の中心では、渦磁場成分の影響をほぼ完全に除去しうる。撮像領域Ｉｍｇ１の外縁の領域では、各渦磁場成分の振幅が撮像領域Ｉｍｇ１の中心とは異なるため、完全には補正しきれないものの、１次成分のみに対して補正を行う従来技術よりも画質を改善できる。
【００８１】
図８は、Ｙ軸正方向に磁場中心から５ｃｍ離れた領域における、渦電流による生じる磁場の別の一成分のＸ軸方向強度分布の一例を図３と同様に示す模式図である。図８の横軸は、Ｘ軸方向の位置を示す。図８の縦軸は、渦電流による磁場のＹ成分の２次成分における、ある時定数τの磁場強度を示す。
【００８２】
図８において斜線領域で示した撮像領域Ｉｍｇ２は、一例として、Ｘ軸方向に−１０ｃｍ〜１０ｃｍの範囲、Ｙ軸方向に−１０ｃｍ〜１０ｃｍの範囲、Ｚ方向に−０．５ｃｍ〜０．５ｃｍの範囲に亘る直方体状の撮像スラブであるものとする。即ち、撮像領域Ｉｍｇ２は、その中心が装置座標系の原点（この例では磁場中心）に合致する。
【００８３】
ここで、上記渦磁場成分の振幅については、撮像領域内の平均値により求めてもよい。撮像領域Ｉｍｇ２を例に、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に関して、渦磁場成分のズレを平均化する一例を説明する。
【００８４】
例えば、渦磁場成分ＸＹ＿Ｘは、図４の例では時定数５０ミリ秒の１項だけであり、その振幅ＬＸＹ＿Ｘは、（２）式におけるｐとして、撮像領域Ｉｍｇ２のＸ座標値を代入することで計算できる。ここで、撮像領域Ｉｍｇ２のＸ軸方向の一端から他端までを含むように、Ｘ座標値として−１０，−９，…０，１，…９，１０のように１ｃｍ刻みに２１計測点を抽出する。そして、各計測点でＬＸＹ＿Ｘを計算し、これを計測点数で平均化した平均振幅ＡＶＬＸＹ＿Ｘを計算する。ここで、図４の例では、Ａ１＝０，Ａ３＝０，Ａ４＝０であるから、平均振幅ＡＶＬＸＹ＿Ｘは、以下の（７）式のように計算できる。
【００８５】
【数１】
2012040362.tif 000003
【００８６】
また、例えば、渦磁場成分ＸＹ＿Ｙは、図５の例では時定数１００ミリ秒の１項だけであり、その振幅ＬＸＹ＿Ｙは、（１）式におけるｐとして、撮像スライスのＹ座標値を代入することで計算できる。上記同様に、撮像領域Ｉｍｇ２のＹ軸方向の一端から他端までを含むように、Ｙ座標値として−１０，−９，…１０のように１ｃｍ刻みに２１計測点を抽出し、各計測点でＬＸＹ＿Ｙを計算し、これを平均化した平均振幅ＡＶＬＸＹ＿Ｙを計算する。ここで、図５の例では、Ａ１＝０、Ａ３＝０、Ａ４＝０であるから、平均振幅ＡＶＬＸＹ＿Ｙは、以下の（８）式のように計算できる。
【００８７】
【数２】
2012040362.tif 000004
【００８８】
他の渦磁場成分に関しても、同様にして平均振幅を計算できる。これにより、傾斜磁場分布の渦電流によるズレ量を画像全体として平均化できる。
また、マルチスライス撮像を行う場合、上記の傾斜磁場分布の補正は、各撮像スライス毎に補正を行うことが望ましい。
【００８９】
図９は、頭部のマルチスライス撮像における撮像スライスの一例を示す模式図である。マルチスライス撮像では、ある撮像領域を選択すると共に当該撮像領域からＭＲ信号を収集後、当該撮像領域の繰り返し時間（ＴＲ）が経過するまでの待ち時間の間に、周波数を変えたＲＦパルスを送信して別の撮像領域を選択すると共に当該別の撮像領域に励起パルスを印加してＭＲ信号を収集する。このようにして、一のＭＲ信号収集シーケンスの中で、異なる複数の撮像スライスのＭＲ信号を収集する。
【００９０】
図１０は、図９の撮像スライスＳＬ１〜ＳＬ７に対するマルチスライス撮像として、スピンエコー法のパルスシーケンスの一例を示す模式図である。図１０において、Ｇｓｓはスライス選択方向傾斜磁場、Ｇｐｅは位相エンコード方向傾斜磁場、Ｇｒｏは読み出し方向傾斜磁場、Ｓｉｇは検出されるＭＲ信号、ＲＦは９０°励起パルスおよび１８０°再収束パルスをそれぞれ示す。図９および図１０の例では、撮像スライスＳＬ１〜ＳＬ７からの各ＭＲ信号が、一のＭＲ信号収集シーケンスで収集される。
【００９１】
（本実施形態の動作説明）
図１１は、ＭＲＩ装置２０の動作の流れを示すフローチャートである。以下、前述の図１〜図１０を適宜参照しながら、図１１に示すステップ番号に従って、スピンエコー法によるマルチスライス撮像を例に、傾斜磁場分布の補正を含むＭＲＩ装置２０の動作について説明する。
【００９２】
［ステップＳ１］ＭＰＵ８６（図２参照）は、入力装置６２を介して演算装置６０に対して入力された入力情報等に基づいて、ＭＲＩ装置２０の初期設定を行う。ここでの「入力情報」とは、「撮像条件」の少なくとも一部を規定する入力を含む。「撮像条件」としては、例えば、フリップ角、繰り返し時間、スライス数、（位置的情報としての）撮像領域、位相エンコード方向及び周波数エンコード方向のステップ数、ＥＰＩ（Ｅｃｈｏ  Ｐｌａｎａｒ  Ｉｍａｇｉｎｇ）やスピンエコー法などのパルスシーケンスの種類、などが挙げられる。
【００９３】
ここでは一例として、この初期設定において、マルチスライス撮像の撮像条件が設定されるものとする。
【００９４】
［ステップＳ２］ＭＲＩ装置２０は、プレスキャンを行うことで、どのような条件で撮像をするかを計算する。例えば、原子核スピンの縦磁化成分を９０°倒すＲＦパルスとして必要なパワー（９０°条件）や、ＲＦパルスの中心周波数の計算などが行われる。
【００９５】
［ステップＳ３］ＭＰＵ８６は、ステップＳ１での入力情報等に基づいて、アキシャル断面、コロナル断面、サジタル断面などの各位置決め画像の撮像領域を決定する。位置取得部１００は、各位置決め画像の撮像領域を、撮像空間内での位置的な情報としてＭＰＵ８６から取得して、これらを補正部１０２に入力する。
【００９６】
ここでの「位置的な情報」は、撮像領域の中心位置、および、３次元的な範囲（撮像領域の３次元的な外縁）を装置座標系に従って規定するものである。例えば、撮像スラブとして厚みのある直方体状の撮像領域であれば、撮像領域の８つの頂点の装置座標系での座標位置を「位置的な情報」としてもよい。或いは、撮像スライスとしての撮像領域の場合、その中心座標と、スライス厚さと、断面方向と、スライスの縦横の寸法とをセットにした情報を「位置的な情報」としてもよい。
【００９７】
ここでは一例として、補正部１０２は、位置決め画像の撮像領域の中心座標を基準にして、２７種類の渦磁場成分に対して、渦磁場成分の振幅を時定数毎に全て計算する。これらの振幅は、補正部１０２に予め記憶された（１）式、（２）式、および、これら２式のＡ１〜Ａ４等の各パラメータ値を用いることで（図４〜図６参照）、前述の手法で計算する。なお、渦磁場成分の振幅については、（７）式、（８）式を用いて前述したように、撮像領域の一端側から他端側までの複数の座標位置で平均化した値として算出してもよい。
【００９８】
次に、補正部１０２は、目標とする傾斜磁場分布（目標分布）が得られるように、前述の手法で傾斜磁場コイル２６への供給電流値を算出して、これをＭＰＵ８６に入力する。ここでの傾斜磁場コイル２６への供給電流値とは、例えば、目標とする傾斜磁場分布から全渦磁場成分を差し引いた傾斜磁場分布を与えるように傾斜磁場コイル２６への供給電流値を補正したものである。
【００９９】
［ステップＳ４］ＭＰＵ８６は、上記のように算出された傾斜磁場コイル２６への供給電流値を含めて、位置決め画像のＭＲ信号収集用のシーケンスをシーケンスコントローラ５６に入力する。そして、位置決め画像が生成される。
【０１００】
具体的には、ＭＰＵ８６は、パルスシーケンスを含む撮像条件をシーケンスコントローラ５６に入力する。また、静磁場電源４０により励磁された静磁場磁石２２によってガントリ内の撮像空間に静磁場が形成される。また、シムコイル電源４２からシムコイル２４に電流が供給されて、撮像空間に形成された静磁場が均一化される。
【０１０１】
シーケンスコントローラ５６は、入力されたパルスシーケンスに従って傾斜磁場電源４４、ＲＦ送信器４６およびＲＦ受信器４８を駆動させることで、被検体Ｈの撮像対象部位が含まれる撮像領域に傾斜磁場を形成させると共に、ＲＦコイル２８からＲＦ信号を発生させる。このとき、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル２６ｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｚへの供給電流値は、前述のように補正されたものである。このため、前述のように撮像領域の位置および渦電流磁場の時定数に応じて、渦電流磁場が相殺されるように傾斜磁場波形が変形される。即ち、撮像領域において、ほぼ目標とする傾斜磁場分布が形成される。
【０１０２】
そして、被検体Ｈの内部の核磁気共鳴により生じたＭＲ信号がＲＦコイル２８により受信されて、ＲＦ受信器４８により検出される。ＲＦ受信器４８は、検出したＭＲ信号に所定の信号処理を施した後、これをＡ／Ｄ変換することで、デジタル化したＭＲ信号である生データを生成する。ＲＦ受信器４８は、生成した生データをシーケンスコントローラ５６に入力する。シーケンスコントローラ５６は、生データを画像再構成部９０に入力し、画像再構成部９０は、ｋ空間データベース９２に形成されたｋ空間において、生データをｋ空間データとして配置する。
【０１０３】
画像再構成部９０は、ｋ空間データベース９２からｋ空間データを取り込み、これにフーリエ変換を含む画像再構成処理を施すことで画像データを再構成し、得られた画像データを画像データベース９４に保存する。
【０１０４】
画像処理部９６は、画像データベース９４から画像データを取り込み、これに所定の処理を施すことで２次元の表示用画像データを生成し、この表示用画像データを記憶装置６６に保存する。
【０１０５】
［ステップＳ５］表示制御部９８は、ＭＰＵ８６の指令に従って表示装置６４のモニタ上に位置決め画像を表示させる。この表示画像に基づいて、入力装置６２を介して演算装置６０に対して撮像領域等を設定する情報が（ユーザにより）入力される。
【０１０６】
具体的には、例えば、位置決め画像上で撮像領域の２次元的な範囲が長方形の枠によって入力設定される。また、例えば、撮像領域の厚さが入力装置６２を介して入力設定される。
【０１０７】
ＭＰＵ８６は、ここでの入力された条件を取得することで、複数の撮像スライスの範囲および中心位置を、例えば装置座標系に基づいて３次元的に算出し、撮像空間内での「位置的な情報」として記憶する。なお、これは一例にすぎず、「位置的な情報」については、２次元的に算出してもよい。前述のように、撮像スライスとしての撮像領域の場合、その中心座標と、スライス厚さと、断面方向と、スライスの縦横の寸法とをセットにした情報を「位置的な情報」としてもよい。
ここでは一例として、図９に示すスライスＳＬ１〜ＳＬ７等が撮像領域として設定される。
【０１０８】
［ステップＳ６］位置取得部１００は、ＭＰＵ８６から各撮像スライスの位置および３次元的範囲を規定する「位置的な情報」を取得して、これらを補正部１０２に入力する。
【０１０９】
補正部１００は、ステップＳ３と同様にして、２７の渦磁場成分の時定数毎の振幅を撮像スライス毎に計算する。ここでの振幅は、各撮像スライスの中心座標を基準に算出してもよいし、（７）式および（８）式で前述したように撮像スライス内で平均した値として算出してもよい。次に、補正部１０２は、ステップＳ３と同様に、目標とする傾斜磁場分布が得られるように傾斜磁場コイル２６への供給電流値を算出して、ＭＰＵ８６に入力する。
【０１１０】
［ステップＳ７］ステップＳ６までに設定されたマルチスライス撮像のシーケンスの下で、設定された撮像領域（撮像スライスＳＬ１〜ＳＬ７等）からＭＲ信号が収集される。
【０１１１】
具体的には、ＭＰＵ８６はマルチスライス撮像のパルスシーケンスを含む撮像条件をシーケンスコントローラ５６に入力し、位置決め画像の撮像時と同様に静磁場が形成されて均一化される。シーケンスコントローラ５６は、入力されたパルスシーケンスに従って傾斜磁場電源４４、ＲＦ送信器４６およびＲＦ受信器４８を駆動させることで、撮像領域に傾斜磁場を形成させると共に、ＲＦコイル２８からＲＦ信号を発生させる。
【０１１２】
具体的には例えば、第１の位相エンコードのＭＲ信号収集では、スライスＳＬ１の繰り返し時間ＴＲの間に、撮像スライスＳＬ１〜ＳＬ７の７スライス分のＭＲ信号が収集される（図１０参照）。このとき、傾斜磁場コイル２６への供給電流の補正値は、ステップＳ６において各撮像スライスＳＬ１〜ＳＬ７毎に算出済であるため、各撮像スライスＳＬ１〜ＳＬ７毎に前述した傾斜磁場の補正が行われ、どの撮像スライスのＭＲ信号も、目標とする傾斜磁場分布の下で収集される。ここでの傾斜磁場とは、スライス選択方向傾斜磁場Ｇｓｓ、位相エンコード方向傾斜磁場Ｇｐｅ、読み出し方向傾斜磁場Ｇｒｏである。
【０１１３】
第１の位相エンコードのＭＲ信号の収集が終了すると、スライスＳＬ１から順にスライスＳＬ７までの第２の位相エンコードのＭＲ信号の収集が同様にして実行される。このようにして、繰り返し時間ＴＲの時間間隔で位相エンコードを１ステップずつ増加させながら、位相エンコード方向のステップ数だけ、ＭＲ信号の収集を繰り返す。
【０１１４】
そして、位置決め画像の場合と同様に、ＲＦコイル２８により受信されたＭＲ信号から生データが生成され、ｋ空間データベース９２に形成されたｋ空間に生データがｋ空間データとして配置される。
【０１１５】
［ステップＳ８］画像再構成部９０は、ｋ空間データベース９２からｋ空間データを取り込み、これにフーリエ変換を含む画像再構成処理を施すことで全ての撮像スライスの画像データを再構成し、得られた画像データを画像データベース９４に保存する。
【０１１６】
画像処理部９６は、画像データベース９４から画像データを取り込み、これに所定の画像処理を施すことで２次元の表示用画像データを生成し、この表示用画像データを記憶装置６６に保存する。表示制御部９８は、ＭＰＵ８６の指令に従って、表示装置６４のモニタ上に表示用画像データをＭＲ画像として表示させる。
以上が本実施形態のＭＲＩ装置２０の動作説明である。
【０１１７】
（本実施形態の効果）
このように本実施形態では、撮像領域（の位置）に応じて、１次成分のみならず２次以上の成分も加味して渦磁場成分の振幅を時定数毎に算出する。そして、渦電流磁場が相殺されるように傾斜磁場コイル２６への供給電流を補正することで、傾斜磁場波形を変形させるため、ほぼ目標とする傾斜磁場分布（目標分布）を得ることができる。このため、傾斜磁場分布の歪みを起因とする画質劣化を改善できる。
【０１１８】
撮像領域の中心が磁場中心と合致する場合には、一般に傾斜磁場分布の歪みを起因とする画質劣化は相対的に小さいが、本実施形態では撮像スライスの位置に応じて、撮像スライス毎に傾斜磁場コイル２６への供給電流を補正する。このため、撮像スライスが磁場中心から離れている場合にも、ほぼ目標とする傾斜磁場分布を得ることで、傾斜磁場分布の歪みを起因とする画質劣化を改善できる。
【０１１９】
また、マルチスライス撮像では、各撮像スライスの位置に基づいて、時定数毎の渦磁場成分の振幅の算出と、この算出結果に基づく傾斜磁場コイル２６への供給電流の補正とを撮像スライス毎に行う。従って、マルチスライス撮像においても、目標とする傾斜磁場分布の下で各撮像スライスのＭＲ信号を収集できるので、画質劣化を改善することができる。
【０１２０】
即ち、以上説明した実施形態によれば、ＭＲＩにおいて渦電流による磁場成分を簡便に補償することで、画質を改善できる。
【０１２１】
図１２は、渦磁場成分に基づく傾斜磁場の補正を行わずに、ファントムを撮像したサジタル断面像の一例を示す図である。このファントムは、略円形であり、その中央に黒いリング状の低信号領域（水素原子が殆どない領域）を有する。
【０１２２】
図１３は、本実施形態の手法で傾斜磁場分布の補正を行って、図１２と同一のファントムを撮像したサジタル断面像の一例を示す図である。図１２も、図１３も、ＦＳＥ（Ｆａｓｔ  Ｓｐｉｎ  Ｅｃｈｏ）法によってＸオフセンターで撮像した画像である。画像の横方向がＹ軸方向である。図１２において、画像中心から左側にかけて、黒いリング状の領域を跨るようにやや黒くなった部分が画像の劣化部分である。これは、ＦＳＥ法のＣＰＭＧ（Ｃａｒｒ−Ｐｕｒｃｅｌｌ  Ｍｅｉｂｏｏｍ−Ｇｉｌｌ  Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）条件のずれによる感度むらである。図１３において、画像中心から左側にかけての領域に着目すると、上記の画像の劣化部分が綺麗に写っていることが確認できる。
【０１２３】
（本実施形態の補足事項）
［１］本実施形態では、（１）式、（２）式、および、図４〜図６に基づいて渦磁場成分の振幅を４次まで考慮して算出する例を述べた。本発明の実施形態は、かかる態様に限定されるものではない。（１）式、（２）式、および、図４〜図６は、渦磁場成分の振幅の算出方法の一例にすぎず、他の計算方法を用いてもよい。また、５次以上の成分を考慮する計算方法としてもよい。
【０１２４】
また、磁場中心が装置座標系の原点に位置するものとしたが、これは一例にすぎない。磁場中心と、装置座標系の原点とが合致しない構成であっても、本実施形態の手法は適用可能である。
【０１２５】
［２］図９〜図１１では、スピンエコー法によるマルチスライス撮像を例に、傾斜磁場分布の補正を含むＭＲＩ装置２０の動作を説明したが、本発明の実施形態は、かかる態様に限定されるものではない。ＭＲ信号収集シーケンスについては、フィールドエコー法などの他の手法によるマルチスライス撮像でもよい。或いは、マルチスライス撮像ではなく、オブリーク撮像などの他の撮像シーケンスでもよい。
【０１２６】
［３］ＭＲＩ装置２０として、静磁場磁石２２、シムコイル２４、傾斜磁場コイルユニット２６、ＲＦコイル２８が含まれるガントリの外にＲＦ受信器４８が存在する例を述べた（図１参照）。本発明の実施形態は、かかる態様に限定されるものではない。ＲＦ受信器４８がガントリ内に含まれる態様でもよい。
【０１２７】
具体的には例えば、ＲＦ受信器４８に相当する電子回路基盤をガントリ内に配設する。そして、受信用ＲＦコイルによって電磁波からアナログの電気信号に変換されたＭＲ信号を、当該電子回路基盤内のプリアンプによって増幅し、デジタル信号としてガントリ外に出力し、シーケンスコントローラ５６に入力してもよい。ガントリ外への出力に際しては、例えば光通信ケーブルを用いて光デジタル信号として送信すれば、外部ノイズの影響が軽減されるので、望ましい。
【０１２８】
［４］請求項の用語と実施形態との対応関係を説明する。なお、以下に示す対応関係は、参考のために示した一解釈であり、本発明を限定するものではない。
【０１２９】
静磁場磁石２２、シムコイル２４、傾斜磁場コイル２６、ＲＦコイル２８、制御装置３０の全体（図１参照）が、傾斜磁場およびＲＦパルスの印加を伴った撮像により被検体ＨからＭＲ信号を収集する機能は、請求項記載の信号収集部の一例である。
【０１３０】
収集されたＭＲ信号に基づいて被検体Ｈの画像データを生成する画像再構成部９０、画像データベース９４、画像処理部９６（図２参照）の機能は、請求項記載の画像生成部の一例である。
【０１３１】
［５］本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１３２】
２０  ＭＲＩ装置
２２  静磁場磁石
２４  シムコイル
２６  傾斜磁場コイル
２６ｘ  Ｘ軸傾斜磁場コイル
２６ｙ  Ｙ軸傾斜磁場コイル
２６ｚ  Ｚ軸傾斜磁場コイル
２８  ＲＦコイル
３０  制御装置
３２  寝台
４０  静磁場電源
４２  シムコイル電源
４４  傾斜磁場電源
４４ｘ  Ｘ軸傾斜磁場電源
４４ｙ  Ｙ軸傾斜磁場電源
４４ｚ  Ｚ軸傾斜磁場電源
４６  ＲＦ送信器
４８  ＲＦ受信器
５０  寝台駆動装置
５６  シーケンスコントローラ
５８  コンピュータ
６０  演算装置
６２  入力装置
６４  表示装置
６６  記憶装置
８６  ＭＰＵ
８８  システムバス
９０  画像再構成部
９２  ｋ空間データベース
９４  画像データベース
９６  画像処理部
９８  表示制御部
１００  位置取得部
１０２  補正部
Ｈ  被検体
Ｉｍｇ１、Ｉｍｇ２  撮像領域
【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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