(57)【要約】      （修正有）【課題】スキャン時間ができるだけ長くならないようにする磁気共鳴装置を提供する。【解決手段】ＭＲ装置は、勾配コイルＸ、勾配コイルＹ、および勾配コイルＺを有している。また、ＭＲ装置は、勾配磁場の波形を表す波形データを作成する波形データ作成手段１０１と、波形データに基づいて、勾配磁場が印加されている間における前記キャパシタの電圧を予測する予測手段１０２と、波形データに基づいて、勾配磁場を印加するために前記勾配コイルが必要とする電圧を算出する算出手段１０３とを有している。そして、波形データ作成手段１０１は、予測手段が予測した前記キャパシタの電圧と、算出手段が算出した勾配コイルの電圧とに基づいて、波形データを変更する。【選択図】図３
2016010598.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
勾配磁場を有するシーケンスを実行する磁気共鳴装置であって、
キャパシタに蓄電された電力を用いて前記勾配磁場を被検体に印加する勾配コイルと、
前記勾配磁場の波形を表す波形データを作成する波形データ作成手段と、
前記波形データに基づいて、前記勾配磁場が印加されている間における前記キャパシタの電圧を予測する予測手段と、
前記波形データに基づいて、前記勾配磁場を印加するために前記勾配コイルが必要とする電圧を算出する算出手段と、
を有し、
前記波形データ作成手段は、
前記予測手段が予測した前記キャパシタの電圧と、前記算出手段が算出した前記勾配コイルの電圧とに基づいて、前記波形データを変更する、磁気共鳴装置。
【請求項２】
前記予測手段が予測した前記キャパシタの電圧と、前記算出手段が算出した前記勾配コイルの電圧とに基づいて、前記波形データを変更する必要があるか否かを判断する判断手段を有する、請求項１に記載の磁気共鳴装置。
【請求項３】
前記判断手段は、
前記キャパシタの電圧が前記勾配コイルの電圧よりも小さい場合、前記波形データを変更する必要があると判断する、請求項２に記載の磁気共鳴装置。
【請求項４】
前記予測手段は、
前記波形データが変更された場合、変更された波形データに基づいて前記キャパシタの電圧を予測し、
前記算出手段は、
前記波形データが変更された場合、変更された波形データに基づいて前記勾配コイルの電圧を算出し、
前記判断手段は、
前記変更された波形データに基づいて予測された前記キャパシタの電圧と、前記変更された波形データに基づいて算出された前記勾配コイルの電圧とに基づいて、前記波形データを再び変更する必要があるか否かを判断する、請求項２又は３に記載の磁気共鳴装置。
【請求項５】
前記磁気共鳴装置は、
前記キャパシタを有するアンプであって、前記勾配コイルに電流を供給するアンプを有し、
前記予測手段は、
前記勾配磁場が印加されている間における前記アンプの消費電力と前記勾配コイルの消費電力とを予測し、前記アンプの消費電力と前記勾配コイルの消費電力とに基づいて、前記キャパシタの電圧を予測する、請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
【請求項６】
前記アンプはトランジスタを有しており、
前記予測手段は、前記トランジスタの消費電力に基づいて、前記アンプの消費電力を予測する、請求項５に記載の磁気共鳴装置。
【請求項７】
前記トランジスタは、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタである、請求項６に記載の磁気共鳴装置。
【請求項８】
前記磁気共鳴装置は、複数の軸に勾配磁場を印加する複数の勾配コイルを有し、
前記アンプは、前記勾配コイルごとに備えられている、請求項５〜７のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
【請求項９】
前記波形データは、勾配磁場の特性を表す特性値を含んでおり、
前記波形データ作成手段は、前記波形データに含まれる前記特性値を変更する、請求項１〜８のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。
【請求項１０】
前記特性値は、スルーレート、勾配磁場強度、およびパルス幅のうちの少なくともいずれか一つを含んでいる、請求項９に記載の磁気共鳴装置。
【請求項１１】
勾配磁場を有するシーケンスを実行する磁気共鳴装置であって、キャパシタに蓄電された電力を用いて前記勾配磁場を被検体に印加する勾配コイルを有する磁気共鳴装置に適用されるプログラムであって、
前記勾配磁場の波形を表す波形データを作成する波形データ作成処理と、
前記波形データに基づいて、前記勾配磁場が印加されている間における前記キャパシタの電圧を予測する予測処理と、
前記波形データに基づいて、前記勾配磁場を印加するために前記勾配コイルが必要とする電圧を算出する算出処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラムであり、
前記波形データ作成処理は、
前記予測処理により予測された前記キャパシタの電圧と、前記算出処理により算出された前記勾配コイルの電圧とに基づいて、前記波形データを変更する、プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、勾配コイルを有する磁気共鳴装置、およびこの磁気共鳴装置に適用されるプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
コンデンサに電力を蓄えておき、コンデンサからアンプや勾配コイルに電力を供給する磁気共鳴イメージング装置が開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−０４５７７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
シーケンス実行中にアンプや勾配コイルで消費される電力（損失）は、シーケンスで使用される勾配磁場の波形データに依存する。波形データには、勾配磁場の特性値を表す情報（例えば、勾配磁場強度Ｇや、勾配磁場強度Ｇの時間変化率を表すスルーレートＳＲ）が含まれており、この特性値に応じて消費電力の値は変化する。例えば、勾配磁場のスルーレートＳＲや勾配磁場強度Ｇが大きいほど、勾配コイルの消費電力は大きくなる。したがって、勾配磁場のスルーレートＳＲや勾配磁場強度Ｇが大きい場合、シーケンスの途中でコンデンサの電圧が急激に小さくなるので、シーケンスによっては、所望の勾配磁場を発生させるのに十分な電圧が勾配コイルに供給されなくなることがある。そこで、この問題に対処するために、勾配磁場のスルーレートＳＲや勾配磁場強度Ｇを、できるだけ小さい値に設定する方法がある。この方法では、勾配コイルの消費電力をできるだけ小さく抑えることができるので、コンデンサの電圧が急激に小さくなることを回避できる。しかし、この方法では、勾配磁場の特性値を、各シーケンスに適した値に設定することができず、必要以上にスキャン時間が長くなってしまうなどの問題がある。
そこで、スキャン時間ができるだけ長くならないようにする技術が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の観点は、勾配磁場を有するシーケンスを実行する磁気共鳴装置であって、
キャパシタに蓄電された電力を用いて前記勾配磁場を被検体に印加する勾配コイルと、
前記勾配磁場の波形を表す波形データを作成する波形データ作成手段と、
前記波形データに基づいて、前記勾配磁場が印加されている間における前記キャパシタの電圧を予測する予測手段と、
前記波形データに基づいて、前記勾配磁場を印加するために前記勾配コイルが必要とする電圧を算出する算出手段と、
を有し、
前記波形データ作成手段は、
前記予測手段が予測した前記キャパシタの電圧と、前記算出手段が算出した前記勾配コイルの電圧とに基づいて、前記波形データを変更する、磁気共鳴装置である。
【０００６】
本発明の第２の観点は、勾配磁場を有するシーケンスを実行する磁気共鳴装置であって、キャパシタに蓄電された電力を用いて前記勾配磁場を被検体に印加する勾配コイルを有する磁気共鳴装置に適用されるプログラムであって、
前記勾配磁場の波形を表す波形データを作成する波形データ作成処理と、
前記波形データに基づいて、前記勾配磁場が印加されている間における前記キャパシタの電圧を予測する予測処理と、
前記波形データに基づいて、前記勾配磁場を印加するために前記勾配コイルが必要とする電圧を算出する算出処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラムであり、
前記波形データ作成処理は、
前記予測処理により予測された前記キャパシタの電圧と、前記算出処理により算出された前記勾配コイルの電圧とに基づいて、前記波形データを変更する、プログラムである。
【発明の効果】
【０００７】
予測手段が予測したキャパシタの電圧と、算出手段が算出した勾配コイルの電圧とに基づいて、波形データを変更する。したがって、各シーケンスに適した勾配磁場の波形データを作成することができ、スキャン時間ができるだけ長くならないようにすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一形態の磁気共鳴装置の概略図である。
【図２】勾配磁場電源５０の説明図である。
【図３】プロセッサ１０が実行する処理を示す図である。
【図４】本形態におけるＭＲ装置の動作フローの一例を示す図である。
【図５】本形態に使用されるパルスシーケンスを概略的に示す図である。
【図６】勾配磁場の波形データを概略的に示す図である
【図７】各勾配コイルが必要とする電圧の時間変化を表すコイル電圧曲線Ｑｘ１、Ｑｙ１、Ｑｚ１を概略的に示す図である。
【図８】予測されたキャパシタの電圧の時間変化を表すキャパシタ電圧曲線Ｈｘ１、Ｈｙ１、およびＨｚ１を概略的に示す図である。
【図９】特性値が変更された後の勾配磁場の波形データＷｘ２、Ｗｙ２、およびＷｚ２を示す図である。
【図１０】勾配磁場Ｐｘの特性値の変更方法の説明図である。
【図１１】各勾配コイルが必要とする電圧を表すコイル電圧曲線Ｑｘ２、Ｑｙ２、Ｑｚ２を概略的に示す図である。
【図１２】予測されたキャパシタの電圧の時間変化を表すキャパシタ電圧曲線Ｈｘ２、Ｈｙ２、およびＨｚ２を概略的に示す図である。
【図１３】特性値が変更された後の勾配磁場の波形データＷｘ３、Ｗｙ３、およびＷｚ３を示す図である。
【図１４】各勾配コイルが必要とする電圧を表すコイル電圧曲線Ｑｘ３、Ｑｙ３、Ｑｚ３を概略的に示す図である。
【図１５】予測されたキャパシタの電圧の時間変化を表すキャパシタ電圧曲線Ｈｘ３、Ｈｙ３、およびＨｚ３を概略的に示す図である。
【図１６】特性値が変更された後の勾配磁場の波形データＷｘ４、Ｗｙ４、およびＷｚ４を示す図である。
【図１７】各勾配コイルが必要とする電圧を表すコイル電圧曲線Ｑｘ４、Ｑｙ４、Ｑｚ４を概略的に示す図である。
【図１８】予測されたキャパシタの電圧の時間変化を表すキャパシタ電圧曲線Ｈｘ４、Ｈｙ４、およびＨｚ４を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、発明を実施するための形態について説明するが、本発明は、以下の形態に限定されることはない。
【００１０】
図１は、本発明の一形態の磁気共鳴装置の概略図である。
磁気共鳴装置（以下、「ＭＲ装置」と呼ぶ。ＭＲ：Magnetic Resonance）１００は、マグネット２、テーブル３、受信コイル４などを有している。
【００１１】
マグネット２は、被検体１４が収容されるボア２１を有している。また、マグネット２は、超伝導コイル２２、勾配コイル２３ｘ、２３ｙ、２３ｚ、ＲＦコイル２４などを有している。超伝導コイル２２は静磁場を印加する。勾配コイル２３ｘはＸ軸方向の勾配磁場（図５参照）を印加し、勾配コイル２３ｙはＹ軸方向の勾配磁場（図５参照）を印加し、勾配コイル２３ｚはＺ軸方向の勾配磁場（図５参照）を印加する。ＲＦコイル２４はＲＦパルスを送信する。尚、超伝導コイル２２の代わりに、永久磁石を用いてもよい。
【００１２】
テーブル３は、被検体１４を支持するクレードル３ａを有している。クレードル３ａは、ボア２１内に移動できるように構成されている。クレードル３ａによって、被検体１４はボア２１に搬送される。
【００１３】
受信コイル４は、被検体１４の頭部に取り付けられている。受信コイル４は、被検体１４からの磁気共鳴信号を受信する。
【００１４】
ＭＲ装置１００は、更に、勾配磁場電源５０、送信器７、受信器８、コンピュータ９、操作部１２、および表示部１２などを有している。
【００１５】
図２は勾配磁場電源５０の説明図である。
勾配磁場電源５０は、直流電源５および増幅部６などを有している。勾配磁場電源５０は、交流電力を直流電力に変換する整流器（図示せず）を有しており、整流器は直流電源５に直流電力を供給する。
増幅部６は、Ｘ軸アンプ６Ｘ、Ｙ軸アンプ６Ｙ、およびＺ軸アンプ６Ｚを有している。
【００１６】
直流電源５は電力をＸ軸アンプ６Ｘ、Ｙ軸アンプ６Ｙ、およびＺ軸アンプ６Ｚに供給する。Ｘ軸アンプ６Ｘは、勾配コイル２３Ｘに必要な電流を供給する。図２には、Ｘ軸アンプ６Ｘに含まれる一部の素子が概略的に示されている。Ｘ軸アンプ６Ｘは、直流電源５から受け取った電力を蓄えるキャパシタ６０ｘや、例えばスイッチング素子として使用されるトランジスタ６１ｘなどを有している。キャパシタ６０ｘの一例としては、容量の大きい電気二重層トランジスタなどを用いることができる。キャパシタ６０ｘに蓄えられた電力は、勾配コイル２３Ｘに電流を供給するために使用される。トランジスタ６１ｘの一例としては、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（Insulated Gate Bipolar Transistor：ＩＧＢＴ）が用いられる。
【００１７】
Ｙ軸アンプ６Ｙは、勾配コイル２３Ｙに必要な電流を供給する。図２には、Ｙ軸アンプ６Ｙに含まれる一部の素子が概略的に示されている。Ｙ軸アンプ６Ｙは、直流電源５から受け取った電力を蓄えるキャパシタ６０ｙや、トランジスタ（例えば、ＩＧＢＴ）６１ｙなどを有している。キャパシタ６０ｙに蓄えられた電力は、勾配コイル２３Ｙに電流を供給するために使用される。
【００１８】
Ｚ軸アンプ６Ｚは、勾配コイル２３Ｚに必要な電流を供給する。図２には、Ｚ軸アンプ６Ｚに含まれる一部の素子が概略的に示されている。Ｚ軸アンプ６Ｚは、直流電源５から受け取った電力を蓄えるキャパシタ６０ｚや、トランジスタ（例えば、ＩＧＢＴ）６１ｚなどを有している。キャパシタ６０ｚに蓄えられた電力は、勾配コイル２３Ｚに電流を供給するために使用される。
【００１９】
また、直流電源５は、Ｘ軸アンプ６Ｘのキャパシタ６０ｘの時刻ｔにおける電圧ｖ（ｔ）、Ｙ軸アンプ６Ｙのキャパシタ６０ｙの電圧ｖ（ｔ）、およびＺ軸アンプ６Ｚのキャパシタ６０ｚの電圧ｖ（ｔ）を監視している。直流電源５は、各キャパシタの電圧ｖ（ｔ）と、各キャパシタ６０ｚ、６０ｙ、および６０ｚの電圧の目標値とに基づいて、フィードバック制御（例えば、ＰＩ（Proportional-Integral）制御）を行うことにより、増幅部６に供給する電力を計算する。直流電源５が供給する電力は、各キャパシタの電圧ｖ（ｔ）の値に応じて分配される。
図１に戻って説明を続ける。
【００２０】
送信器７は、ＲＦコイル２４に電流を供給する。受信器８は、受信コイル４から受け取った信号に対して、検波などの信号処理を実行する。
【００２１】
コンピュータ９は、表示部１３に必要な情報を伝送したり、画像を再構成するなど、ＭＲ装置１００の各種の動作を実現するように、ＭＲ装置１００の各部の動作を制御する。コンピュータ９は、プロセッサ１０およびメモリ１１などを有している。
【００２２】
図３に、プロセッサ１０が実行する処理を示す。メモリ１１には、プロセッサ１０により実行されるプログラムが記憶されている。プログラムには、アンプの消費電力を予測するための計算式Ｅ１、勾配コイルの消費電力を予測するための計算式Ｅ２、キャパシタの電圧を予想するための計算式（後述する式（５）に相当する）などが含まれている。プロセッサ１０は、メモリ１１に記憶されているプログラムを読み出し、プログラムに記述されている処理を実行する。プロセッサ１０は、メモリ１１に記憶されているプログラムを読み出すことにより、波形データ作成手段１０１〜算出手段１０３などを構成する。
【００２３】
波形データ作成手段１０１は、スキャン条件に基づいて、勾配磁場の波形を表す波形データを作成する。波形データ作成手段１０１は、設定手段１０１ａ、判断手段１０１ｂ、変更手段１０１ｃなどを有している。設定手段１０１ａは、スキャン条件に基づいて勾配磁場の特性値を設定する。判断手段１０１ｂは、勾配磁場の特性値を変更する必要があるか否かを判断する。変更手段１０１ｃは、判断手段１０１ｂの判断に基づいて、勾配磁場の特性値を変更する。勾配磁場の特性値を変更する方法については、後述する。
【００２４】
予測手段１０２は、計算式Ｅ１およびＥ２を用いて消費電力を予測し、予測された消費電力と式（５）とに基づいて、キャパシタ６０ｘ、６０ｙ，および６０ｚの電圧を予測する。キャパシタ６０ｘ、６０ｙ，および６０ｚの電圧を予測する方法については後述する。
【００２５】
算出手段１０３は、勾配磁場を印加するために勾配コイル２３Ｘ、２３Ｙ、２３Ｚが必要とする電圧を算出する。
【００２６】
プロセッサ１０は、波形データ作成手段１０１〜算出手段１０３を構成する一例であり、所定のプログラムを実行することにより、これらの手段として機能する。
図１に戻って説明を続ける。
【００２７】
操作部１２は、オペレータにより操作され、種々の情報をコンピュータ９に入力する。表示部１３は種々の情報を表示する。
ＭＲ装置１００は、上記のように構成されている。
【００２８】
本形態では、シーケンスを実行する前に、シーケンスの実行中における各アンプのキャパシタ６０ｘ、６０ｙ、および６０ｚの電圧ｖ（ｔ）が時間ｔとともにどのように変化するかを予測する。そして、予測された電圧ｖ（ｔ）に基づいて、シーケンスで使用される勾配磁場の特性を表す特性値（例えば、勾配磁場強度、スルーレート）を変更する。本形態では、このようにして勾配磁場の特性値が変更されたシーケンスを用いて、被検体のスキャンを実行する。以下に、勾配磁場の特性値を変更し、被検体をスキャンするときのＭＲ装置の動作フローについて説明する。
【００２９】
図４は、本形態におけるＭＲ装置の動作フローの一例を示す図である。
ステップＳＴ１では、オペレータがスキャン条件を入力する。これにより、被検体を撮影するときに使用されるパルスシーケンスが決定される。図５に、本形態に使用されるパルスシーケンスを概略的に示す。図５では、ＥＰＩ（Echo Planar Imaging）を用いて拡散強調画像を取得するときに使用されるパルスシーケンスの一例が示されている。尚、説明の便宜上、勾配磁場の一部は、図示省略されている。
パルスシーケンスは、９０°パルスおよび１８０°パルスを有している。
パルスシーケンスのＸ軸には、データを読み出すための読出し勾配磁場Ｐｘが印加される。
パルスシーケンスのＹ軸には、位相エンコーディングを行うための位相エンコード勾配磁場Ｐｙが印加される。
パルスシーケンスのＺ軸には、拡散強調を行うための勾配磁場Ｐｚ（ＭＰＧ：Motion Probing Gradient）が印加される。
【００３０】
スキャン条件を入力した後、ステップＳＴ２に進む。
ステップＳＴ２では、波形データ作成手段１０１（図３参照）が、オペレータが設定したスキャン条件に基づいて、図５に示すパルスシーケンスの勾配磁場の波形を表す波形データを作成する（図６参照）。
【００３１】
図６は、勾配磁場の波形データを概略的に示す図である。
図６には、Ｘ軸において設定された勾配磁場Ｐｘの波形データＷｘ１、Ｙ軸において設定された勾配磁場Ｐｙの波形データＷｙ１、Ｚ軸において設定された勾配磁場Ｐｚの波形データＷｚ１が概略的に示されている。
【００３２】
勾配磁場の波形データＷｘ１、Ｗｙ１、およびＷｚ１には、勾配磁場の特性値を表す情報が含まれている。本形態では、勾配磁場の特性値は、勾配磁場強度Ｇ、スルーレートＳＲ、パルス幅δなどである。設定手段１０１ａ（図３参照）は、ステップＳＴ１においてオペレータが入力したスキャン条件に基づいて、勾配磁場Ｐｘ、Ｐｙ、Ｐｚの特性値を設定する。図６には、特性値の一例として、読出し勾配磁場Ｐｘの特性値（勾配磁場強度Ｇ、スルーレートＳＲ、パルス幅δ）が示されている。読出し勾配磁場Ｐｘでは、Ｇ＝Ｇ１、ＳＲ＝ＳＲ１、δ＝δ１に設定されている。
【００３３】
図６には示されていないが、設定手段１０１ａは、Ｙ軸の勾配磁場ＰｙおよびＺ軸の勾配磁場Ｐｚの特性値も設定する。
勾配磁場の波形データＷｘ１、Ｗｙ１、およびＷｚ１を作成した後、ステップＳＴ３に進む。
【００３４】
ステップＳＴ３では、算出手段１０３（図３参照）が、勾配磁場を印加するために勾配コイル２３Ｘ、２３Ｙ、および２３Ｚの各々が必要とする電圧を算出する。
【００３５】
例えば、勾配コイル２３Ｘが必要とする電圧をＶとすると、電圧Ｖは、以下の式で表すことができる。
【数１】
2016010598.tif 000003
ここで、Ｌ：勾配コイル２３Ｘのインダクタンス
Ｒ：勾配コイル２３Ｘの抵抗
ｉ：勾配コイル２３Ｘの電流
【００３６】
勾配コイル２３ＸのインダクタンスＬおよび抵抗Ｒは、勾配コイル２３Ｘにより決まる値であるので、既知である。また、勾配コイル２３Ｘの電流ｉは、ステップＳＴ２で作成された勾配磁場の波形データに基づいて求めることができる値である。したがって、勾配コイル２３Ｘが必要とする電圧Ｖを算出することができる。
【００３７】
また、式（１）のＬ、Ｒ、およびｉを、それぞれ、勾配コイル２３Ｙのインダクタンス、抵抗、および電流に置き換えることにより、勾配コイル２３Ｙに必要な電圧Ｖを求めることができる。同様に、式（１）のＬ、Ｒ、およびｉを、それぞれ、勾配コイル２３Ｚのインダクタンス、抵抗、および電流に置き換えることにより、勾配コイル２３Ｚに必要な電圧Ｖを求めることができる。
したがって、各勾配コイルに必要な電圧Ｖを算出することができる。
【００３８】
図７に、各勾配コイルが必要とする電圧の時間変化を表すコイル電圧曲線Ｑｘ１、Ｑｙ１、Ｑｚ１を概略的に示す。コイル電圧曲線Ｑｘ１、Ｑｙ１、およびＱｚ１の電圧の最大値は、それぞれ、Ｖｘ１、Ｖｙ１、およびＶｚ１である。尚、図７では、説明の便宜上、各コイル電圧曲線の電圧は、絶対値で表されている。図７から、勾配磁場の立ち上がりの時間および立ち下がりの時間では、大きな電圧が必要になるが、勾配磁場の勾配磁場強度がフラットな時間では、必要となる電圧は小さくて済むことがわかる。電圧を算出した後、ステップＳＴ４に進む。
【００３９】
ステップＳＴ４では、予測手段１０２（図３参照）が、パルスシーケンスの実行中におけるアンプ６Ｘ、６Ｙ、および６Ｚの消費電力（損失）を予測する。本形態では、アンプの消費電力を予測するために、メモリ１１には、勾配磁場の波形データを用いてアンプの消費電力を予測するための計算式Ｅ１（図３参照）が記憶されている。予測手段１０２は、計算式Ｅ１を用いて、パルスシーケンス実行中のアンプの消費電力を予測することができる。尚、計算式Ｅ１は、アンプを構成する部品の電気的特性（抵抗、損失など）に基づいて導出することができる。
【００４０】
尚、アンプに使用されているトランジスタ６１ｘ、６１ｙ、６１ｘ（図２参照）が絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）の場合、直流電源５からアンプに供給される電力の大部分は、ＩＧＢＴで消費される。したがって、アンプにＩＧＢＴが使用されている場合は、ＩＧＢＴの消費電力をアンプの消費電力と見なして、アンプの消費電力を予測するための計算式を導出することができる。
【００４１】
また、予測手段１０２は、パルスシーケンスの実行中における勾配コイル２３Ｘ、２３Ｙ、および２３Ｚの消費電力（損失）も予測する。本形態では、勾配コイルの消費電力を予測するために、メモリ１１には、勾配磁場の波形データを用いて勾配コイルの消費電力を予測するための計算式Ｅ２（図３参照）が記憶されている。予測手段１０２は、計算式Ｅ２を用いて、パルスシーケンス実行中の勾配コイルの消費電力を予測することができる。
【００４２】
尚、勾配コイルの消費電力を予測する計算式の導出方法としては、勾配コイルに流れる電流の周波数を考慮して消費電力を予測するモデル（ＡＣモデル）や、勾配磁場のパルス幅に基づいて消費電力を予測する方法（特開２０１４−０８７５４６号公報に記載されている方法）を用いることができる。
コイルの消費電力を算出した後、ステップＳＴ５に進む。
【００４３】
ステップＳＴ５では、予測手段１０２が、パルスシーケンスの実行中における各アンプのキャパシタ６０ｘ、６０ｙ、６０ｚの電圧を予測する。本形態では、メモリ１１に、キャパシタの電圧を予測するための計算式が記憶されており、予測手段１０２は、この計算式を用いてキャパシタの電圧を予測する。以下に、キャパシタの電圧を予測するための計算式の導出方法について、図２を参照しながら説明する。
【００４４】
先ず、キャパシタ６０ｘにおける電圧を予測する方法について説明する。
時刻ｔにおけるキャパシタ６０ｘの電流をｉ（ｔ）とし、時刻ｔにおけるキャパシタ６０ｘの電圧をｖ（ｔ）とすると、ｉ（ｔ）は、ｖ（ｔ）を用いた以下の式で表すことができる。
【数２】
2016010598.tif 000004
ここで、Ｐｉｎ（ｔ）：時刻ｔにおいて電源５からキャパシタ６０ｘに供給される電力
Ｐｏｕｔ（ｔ）：時刻ｔにおいてＸ軸アンプ６Ｘおよび勾配コイル２３Ｘで消費される電力
【００４５】
次に、時点ｔ＋Δｔにおけるキャパシタ６０ｘの電圧ｖ（ｔ＋Δｔ）について考える。ｖ（ｔ＋Δｔ）は、以下の式で表すことができる。
【数３】
2016010598.tif 000005
ここで、Ｑ：時間Δｔの間の電荷の変化量
【００４６】
また、Ｑは、以下の式で表すことができる。
【数４】
2016010598.tif 000006
【００４７】
Δｔが十分に小さいとすると、式（３）と式（４）から、以下の式が得られる。
【数５】
2016010598.tif 000007
【００４８】
式（５）において、Ｐｏｕｔ（ｔ）は、ステップＳＴ４で算出されているので、既知の値である。また、Ｐｉｎ（ｔ）は、直流電源５がフィードバック制御により計算した供給電力から求めることができる。したがって、ｖ（ｔ）がわかれば、ｖ（ｔ＋Δｔ）を算出することができる。本形態では、シーケンスが開始される直前の時点ｔをｔ＝０とした場合、ｖ（０）は予め決められた値に設定される。したがって、ｖ（０）は既知である。ｖ（０）が既知であるので、Δｔ秒後の電圧ｖ（０＋Δｔ）を計算することができる。したがって、式（５）で求めたｖ（ｔ＋Δｔ）を式（５）の右辺のｖ（ｔ）に代入することにより、Δｔ秒後の電圧を求めることができるので、シーケンス実行中の任意の時点ｔにおけるキャパシタ６０ｘの電圧ｖ（ｔ）を算出することができる。
【００４９】
尚、上記の例では、Ｘ軸アンプ６Ｘが有するキャパシタ６０ｘの電圧ｖ（ｔ）を予測する例について説明したが、Ｙ軸アンプ６Ｙが有するキャパシタ６０ｙの電圧ｖ（ｔ）、およびＺ軸アンプ６０ｘが有するキャパシタ６０ｚの電圧ｖ（ｔ）も、式（５）を用いて同様に予測することができる。したがって、式（５）を用いることにより、各アンプのキャパシタの電圧ｖ（ｔ）を予測することができる。図８に、予測されたキャパシタの電圧の時間変化を表すキャパシタ電圧曲線Ｈｘ１、Ｈｙ１、およびＨｚ１を概略的に示す。キャパシタの電圧を予測した後、ステップＳＴ６に進む。
【００５０】
ステップＳＴ６では、判断手段１０１ｂ（図３参照）が、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸ごとに、コイル電圧曲線とキャパシタ電圧曲線とを比較し、勾配磁場の特性値（例えば、スルーレートＳＲ、磁場強度Ｇ）を変更する必要があるか否かを判断する。
【００５１】
キャパシタ電圧曲線の時点ｔにおける電圧値が、コイル電圧曲線の時点ｔにおける電圧値よりも高い場合、キャパシタは、時点ｔにおいて、勾配コイルの駆動に必要な電圧を供給することができる。一方、キャパシタ電圧曲線の時点ｔにおける電圧値が、コイル電圧曲線の時点ｔにおける電圧値よりも低い場合、キャパシタは、時点ｔにおいて、勾配コイルの駆動に必要な電圧を供給することができない。したがって、３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸）のうちのいずれかの軸において、キャパシタ電圧曲線の時点ｔにおける電圧値が、コイル電圧曲線の時点ｔにおける電圧値よりも低い場合、所望の勾配磁場を印加することができなくなる。そこで、判断手段１０１ｂは、３軸（Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸）のうちのいずれかの軸において、キャパシタ電圧曲線の時点ｔにおける電圧値が、コイル電圧曲線の時点ｔにおける電圧値よりも低い場合、勾配磁場の特性値を変更する必要があると判断する。
【００５２】
図８のＹ軸を参照すると、キャパシタ電圧曲線Ｈｙ１の電圧値は、コイル電圧曲線Ｑｙ１の電圧値よりも高い値を有している。したがって、Ｙ軸アンプ６Ｙのキャパシタ６０ｙは、勾配コイル２３Ｙに必要な電圧を供給し続けることができる。また、Ｚ軸を参照すると、キャパシタ電圧曲線Ｈｚ１の電圧値は、コイル電圧曲線Ｑｙ１の電圧値よりも高い値を有している。したがって、Ｚ軸アンプ６Ｚのキャパシタ６０ｚは、勾配コイル２３Ｚに必要な電圧を供給し続けることができる。
【００５３】
しかし、Ｘ軸を参照すると、キャパシタ電圧曲線Ｈｘ１の電圧値は、時間Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄ、Ｔｅ、Ｔｆ、Ｔｇ、Ｔｈにおいて、コイル電圧曲線Ｑｙ１の電圧値よりも低い値になっている。したがって、Ｘ軸では、所望の勾配磁場を印加することができない。そこで、判断手段１０１ｂは、勾配磁場の特性値を変更する必要があると判断する。勾配磁場の特性値を変更する必要があると判断された場合、ステップＳＴ７に進む。
【００５４】
ステップＳＴ７では、変更手段１０１ｃ（図３参照）が、勾配磁場の特性値を変更する。図９に、特性値が変更された後の勾配磁場の波形データＷｘ２、Ｗｙ２、およびＷｚ２を示す。以下に、各軸の波形データについて説明する。
【００５５】
（１）Ｘ軸の波形データＷｘ２について
図９のＸ軸には、特性値を変更する前の勾配磁場Ｐｘの波形データＷｘ１が破線で示されており、特性値を変更した後の勾配磁場Ｐｘの波形データＷｘ２が実線で示されている。以下に、勾配磁場Ｐｘの特性値を変更する方法について説明する。
【００５６】
図１０は、勾配磁場Ｐｘの特性値の変更方法の説明図である。
変更手段１０１ｃは、先ず、勾配磁場ＰｘのスルーレートＳＲをＳＲ１からΔＳＲだけ減少させる。これにより、ＳＲをＳＲ＝ＳＲ１−ΔＳＲに設定することができる。そして、変更手段１０１ｃは、勾配磁場Ｐｘの勾配磁場強度Ｇおよびパルス幅δを、ＳＲ＝ＳＲ１−ΔＳＲに応じた値に変更する。ここでは、Ｇ＝Ｇ２（＜Ｇ１）に変更され、δ＝δ２（＞δ１）に変更されている。このようにして、特性値が変更された後の勾配磁場Ｐｘの波形データＷｘ２を得ることができる。
【００５７】
スルーレートＳＲを、ＳＲ＝ＳＲ１からＳＲ＝ＳＲ１−ΔＳＲに変更することにより、ＳＲが下がった分だけ、勾配磁場Ｐｘの立ち上がりおよび立ち下がりの傾斜を緩やかにすることができる。
【００５８】
（２）Ｙ軸およびＺ軸の波形データＷｙ２およびＷｚ２について
Ｙ軸の位相エンコード勾配磁場ＰｙおよびＺ軸の勾配磁場Ｐｚ（ＭＰＧ）では、スルーレートＳＲ、勾配磁場強度Ｇ、およびパルス幅δは変更されない。ただし、勾配磁場Ｐｘのパルス幅δがδ＝δ１からδ＝δ２に変更されたことに伴い、Ｙ軸の位相エンコード勾配磁場Ｐｙの時間軸方向の位置は変更される。
【００５９】
このようにして、勾配磁場の波形データＷｘ２、Ｗｙ２、およびＷｚ２が得られる。勾配磁場の特性値を変更したら、ステップＳＴ３に戻る。
【００６０】
ステップＳＴ３では、算出手段１０３が、式（１）と、波形データＷｘ２、Ｗｙ２、およびＷｚ２（図９参照）とに基づいて、勾配コイル２３Ｘ、２３Ｙ、および２３Ｚが勾配磁場を印加するために必要な電圧Ｖを算出する。
【００６１】
図１１に、各勾配コイルが必要とする電圧を表すコイル電圧曲線Ｑｘ２、Ｑｙ２、Ｑｚ２を概略的に示す。コイル電圧曲線Ｑｘ２の電圧の最大値は、Ｖｘ２である。したがって、コイル電圧曲線Ｑｘ２の電圧の最大値Ｖｘ２は、コイル電圧曲線Ｑｘ１の電圧の最大値Ｖｘ１よりも、Δｖ１だけ小さくなることがわかる。
【００６２】
一方、Ｙ軸の勾配磁場Ｐｙは、スルーレートＳＲ、勾配磁場強度Ｇ、およびパルス幅δが変更されていないので、コイル電圧曲線Ｑｙ２の最大値は、コイル電圧曲線Ｑｙ１（図８参照）と同じＶｙ１である。同様に、Ｚ軸の勾配磁場Ｐｚは、スルーレートＳＲ、勾配磁場強度Ｇ、およびパルス幅δが変更されていないので、コイル電圧曲線Ｑｚ２の最大値は、コイル電圧曲線Ｑｚ１（図８参照）と同じＶｚ１である。電圧を算出した後、ステップＳＴ４に進む。
【００６３】
ステップＳＴ４では、予測手段１０２が、アンプの消費電力を予測するための計算式Ｅ１と、特性値が変更された勾配磁場の波形データＷｘ２、Ｗｙ２、およびＷｚ２（図９参照）とに基づいて、シーケンスの実行中におけるアンプ６Ｘ、６Ｙ、および６Ｚの消費電力（損失）を予測する。また、予測手段１０２は、勾配コイルの消費電力を予測するための計算式Ｅ２と、波形データＷｘ２、Ｗｙ２、およびＷｚ２とに基づいて、シーケンスの実行中における勾配コイル２３Ｘ、２３Ｙ、および２３Ｚの消費電力（損失）を予測する。消費電力を予測した後、ステップＳＴ５に進む。
【００６４】
ステップＳＴ５では、予測手段１０２は、式（５）と、波形データＷｘ２、Ｗｙ２、およびＷｚ２に対して予測された消費電力（損失）とに基づいて、シーケンスの実行中における各アンプのキャパシタ６０ｘ、６０ｙ、６０ｚの電圧を予測する。図１２に、予測されたキャパシタの電圧の時間変化を表すキャパシタ電圧曲線Ｈｘ２、Ｈｙ２、およびＨｚ２を概略的に示す。キャパシタの電圧を予測した後、ステップＳＴ６に進む。
【００６５】
ステップＳＴ６では、判断手段１０１ｂが、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸ごとに、コイル電圧曲線とキャパシタ電圧曲線とを比較し、勾配磁場の特性値（例えば、スルーレートＳＲ、磁場強度Ｇ）を変更する必要があるか否かを判断する。
【００６６】
図１２のＹ軸を参照すると、キャパシタ電圧曲線Ｈｙ２の電圧値は、コイル電圧曲線Ｑｙ２の電圧値よりも高い値を有している。したがって、Ｙ軸アンプ６Ｙのキャパシタ６０ｙは、勾配コイル２３Ｙに必要な電圧を供給し続けることができる。また、Ｚ軸を参照すると、キャパシタ電圧曲線Ｈｚ２の電圧値は、コイル電圧曲線Ｑｚ２の電圧値よりも高い値を有している。したがって、Ｚ軸アンプ６Ｚのキャパシタ６０ｚは、勾配コイル２３Ｚに必要な電圧を供給し続けることができる。
【００６７】
一方、Ｘ軸では、勾配磁場ＰｘのスルーレートＳＲを、ＳＲ＝ＳＲ１からＳＲ＝ＳＲ１−ΔＳＲに下げることにより、勾配コイルに必要な電圧がΔｖ１だけ下がっている。したがって、時間Ｔａにおいて、キャパシタ電圧曲線Ｈｘ２と、コイル電圧曲線Ｑｘ２とを比較すると、キャパシタ電圧曲線Ｈｘ２の電圧値は、コイル電圧曲線Ｑｘ２の電圧値を超えている。このため、時間Ｔａでは、所望の勾配磁場Ｐｘを印加することができる。しかし、時間Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄ、Ｔｅ、Ｔｆ、Ｔｇ、Ｔｈでは、キャパシタ電圧曲線Ｈｘ２の電圧値は、コイル電圧曲線Ｑｘ２の電圧値よりも低い値になっている。したがって、Ｘ軸では、シーケンスの実行中に所望の勾配磁場Ｐｘを印加することができなくなる。そこで、判断手段１０１ｂは、勾配磁場の特性値を変更する必要があると判断する。勾配磁場の特性値を変更する必要があると判断された場合、ステップＳＴ７に進む。
【００６８】
ステップＳＴ７では、変更手段１０１ｃが、勾配磁場の特性値を変更する。図１３に、特性値が変更された後の勾配磁場の波形データＷｘ３、Ｗｙ３、およびＷｚ３を示す。
【００６９】
変更手段１０１ｃは、勾配磁場ＰｘのスルーレートＳＲ＝ＳＲ１−ΔＳＲを、更にΔＳＲだけ小さくし、ＳＲ＝ＳＲ１−２・ΔＳＲに変更する。図１３では、ＳＲ＝ＳＲ１−ΔＳＲの勾配磁場Ｐｘが破線で示されており、ＳＲ＝ＳＲ１−２・ΔＳＲの勾配磁場Ｐｘが実線で示されている。
【００７０】
変更手段１０１ｃは、勾配磁場ＰｘのスルーレートＳＲ＝ＳＲ１−ΔＳＲを更にΔＳＲ小さくし、ＳＲ＝ＳＲ１−２・ΔＳＲに変更する。そして、変更手段１０１ｃは、勾配磁場Ｐｘの勾配磁場強度Ｇおよびパルス幅δを、ＳＲ＝ＳＲ１−２・ΔＳＲに応じた値に変更する。ここでは、Ｇ＝Ｇ３に変更され、δ＝δ３に変更されている。このようにして、特性値が変更された後の勾配磁場Ｐｘの波形データＷｘ３を得ることができる。
【００７１】
スルーレートＳＲを、ＳＲ＝ＳＲ１−ΔＳＲからＳＲ＝ＳＲ１−２・ΔＳＲに変更することにより、ＳＲが下がった分だけ、勾配磁場Ｐｘの立ち上がりおよび立ち下がりの傾斜を更に緩やかにすることができる。
【００７２】
尚、Ｙ軸の勾配磁場ＰｙおよびＺ軸の勾配磁場Ｐｚでは、スルーレートＳＲ、勾配磁場強度Ｇ、およびパルス幅δは変更されない。ただし、勾配磁場Ｐｘのパルス幅δがδ＝δ３に変更されたことに伴い、Ｙ軸の勾配磁場Ｐｙの時間軸方向の位置は変更される。
勾配磁場の特性値を変更したら、ステップＳＴ３に戻る。
【００７３】
ステップＳＴ３では、算出手段１０３が、式（１）と、波形データＷｘ３、Ｗｙ３、およびＷｚ３（図１３参照）とに基づいて、勾配コイル２３Ｘ、２３Ｙ、および２３Ｚが勾配磁場を印加するために必要な電圧Ｖを算出する。
【００７４】
図１４に、各勾配コイルが必要とする電圧を表すコイル電圧曲線Ｑｘ３、Ｑｙ３、Ｑｚ３を概略的に示す。コイル電圧曲線Ｑｘ３の電圧の最大値は、Ｖｘ３である。したがって、コイル電圧曲線Ｑｘ３の電圧の最大値Ｖｘ３は、コイル電圧曲線Ｑｘ２の電圧の最大値Ｖｘ２よりも、Δｖ２だけ小さくなっていることがわかる。
【００７５】
一方、Ｙ軸の勾配磁場Ｐｙは、スルーレートＳＲ、勾配磁場強度Ｇ、およびパルス幅δが変更されていないので、コイル電圧曲線Ｑｙ３の最大値は、コイル電圧曲線Ｑｙ１（図８参照）と同じＶｙ１である。同様に、Ｚ軸の勾配磁場Ｐｚは、スルーレートＳＲ、勾配磁場強度Ｇ、およびパルス幅δが変更されていないので、コイル電圧曲線Ｑｚ３の最大値は、コイル電圧曲線Ｑｚ１（図８参照）と同じＶｚ１である。電圧を算出した後、ステップＳＴ４に進む。
【００７６】
ステップＳＴ４では、予測手段１０２が、アンプの消費電力を予測するための計算式Ｅ１と、特性値が変更された勾配磁場の波形データＷｘ３、Ｗｙ３、およびＷｚ３（図１３参照）とに基づいて、シーケンスの実行中におけるアンプ６Ｘ、６Ｙ、および６Ｚの消費電力（損失）を予測する。また、予測手段１０２は、勾配コイルの消費電力を予測するための計算式Ｅ２と、波形データＷｘ３、Ｗｙ３、およびＷｚ３とに基づいて、シーケンスの実行中における勾配コイル２３Ｘ、２３Ｙ、および２３Ｚの消費電力（損失）を予測する。消費電力を予測した後、ステップＳＴ５に進む。
【００７７】
ステップＳＴ５では、予測手段１０２は、式（５）と、波形データＷｘ３、Ｗｙ３、およびＷｚ３に対して予測された消費電力（損失）とに基づいて、シーケンスの実行中における各アンプのキャパシタ６０ｘ、６０ｙ、６０ｚの電圧を予測する。図１５に、予測されたキャパシタの電圧の時間変化を表すキャパシタ電圧曲線Ｈｘ３、Ｈｙ３、およびＨｚ３を概略的に示す。キャパシタの電圧を予測した後、ステップＳＴ６に進む。
【００７８】
ステップＳＴ６では、判断手段１０１ｂが、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸ごとに、コイル電圧曲線とキャパシタ電圧曲線とを比較し、勾配磁場の特性値（例えば、スルーレートＳＲ、磁場強度Ｇ）を変更する必要があるか否かを判断する。
【００７９】
図１５のＹ軸を参照すると、キャパシタ電圧曲線Ｈｙ３の電圧値は、コイル電圧曲線Ｑｙ３の電圧値よりも高い値を有している。したがって、Ｙ軸アンプ６Ｙのキャパシタ６０ｙは、勾配コイル２３Ｙに必要な電圧を供給し続けることができる。また、Ｚ軸を参照すると、キャパシタ電圧曲線Ｈｚ３の電圧値は、コイル電圧曲線Ｑｚ３の電圧値よりも高い値を有している。したがって、Ｚ軸アンプ６Ｚのキャパシタ６０ｚは、勾配コイル２３Ｚに必要な電圧を供給し続けることができる。
【００８０】
一方、Ｘ軸では、勾配磁場ＰｘのスルーレートＳＲを、ＳＲ＝ＳＲ１−ΔＳＲからＳＲ＝ＳＲ１−２・ΔＳＲに下げることにより、勾配コイルに必要な電圧がΔｖ２だけ下がっている。したがって、時間Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｇ、およびＴｈにおいて、キャパシタ電圧曲線Ｈｘ３と、コイル電圧曲線Ｑｘ３とを比較すると、キャパシタ電圧曲線Ｈｘ３の電圧値は、コイル電圧曲線Ｑｘ３の電圧値を超えている。このため、時間Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｇ、およびＴｈでは、所望の勾配磁場Ｐｘを印加することができる。しかし、時間Ｔｃ、Ｔｄ、Ｔｅ、Ｔｆでは、キャパシタ電圧曲線Ｈｘ３の電圧値は、コイル電圧曲線Ｑｘ３の電圧値よりも低い値になっている。したがって、Ｘ軸では、シーケンスの実行中に所望の勾配磁場Ｐｘを印加することができなくなる。そこで、判断手段１０１ｂは、勾配磁場の特性値を変更する必要があると判断する。勾配磁場の特性値を変更する必要があると判断された場合、ステップＳＴ７に進む。
【００８１】
ステップＳＴ７では、変更手段１０１ｃが、勾配磁場の特性値を変更する。図１６に、特性値が変更された後の勾配磁場の波形データＷｘ４、Ｗｙ４、およびＷｚ４を示す。
【００８２】
変更手段１０１ｃは、勾配磁場ＰｘのスルーレートＳＲを、ＳＲ＝ＳＲ１−２・ΔＳＲよりも更に小さい値に変更する。具体的には、ＳＲ＝ＳＲ１−２・ΔＳＲを、更にΔＳＲだけ小さくし、ＳＲ＝ＳＲ１−３・ΔＳＲに変更する。図１６では、ＳＲ＝ＳＲ１−２・ΔＳＲの勾配磁場Ｐｘが破線で示されており、ＳＲ＝ＳＲ１−３・ΔＳＲの勾配磁場Ｐｘが実線で示されている。
【００８３】
変更手段１０１ｃは、勾配磁場ＰｘのスルーレートＳＲ＝ＳＲ１−２・ΔＳＲを更にΔＳＲ小さくし、ＳＲ＝ＳＲ１−３・ΔＳＲに変更する。そして、変更手段１０１ｃは、勾配磁場Ｐｘの勾配磁場強度Ｇおよびパルス幅δを、ＳＲ＝ＳＲ１−３・ΔＳＲに応じた値に変更する。ここでは、Ｇ＝Ｇ４に変更され、δ＝δ４に変更されている。このようにして、特性値が変更された後の勾配磁場Ｐｘの波形データＷｘ４を得ることができる。
【００８４】
スルーレートＳＲを、ＳＲ＝ＳＲ１−２・ΔＳＲからＳＲ＝ＳＲ１−３・ΔＳＲに変更することにより、ＳＲが下がった分だけ、勾配磁場Ｐｘの立ち上がりおよび立ち下がりの傾斜を更に緩やかにすることができる。
【００８５】
尚、Ｙ軸の勾配磁場ＰｙおよびＺ軸の勾配磁場Ｐｚでは、スルーレートＳＲ、勾配磁場強度Ｇ、およびパルス幅δは変更されない。ただし、勾配磁場Ｐｘのパルス幅δがδ＝δ４に変更されたことに伴い、Ｙ軸の勾配磁場Ｐｙの時間軸方向の位置は変更される。
勾配磁場の特性値を変更したら、ステップＳＴ３に戻る。
【００８６】
ステップＳＴ３では、算出手段１０３が、式（１）と、波形データＷｘ４、Ｗｙ４、およびＷｚ４（図１６参照）とに基づいて、勾配コイル２３Ｘ、２３Ｙ、および２３Ｚが勾配磁場を印加するために必要な電圧Ｖを算出する。
【００８７】
図１７に、各勾配コイルが必要とする電圧を表すコイル電圧曲線Ｑｘ４、Ｑｙ４、Ｑｚ４を概略的に示す。コイル電圧曲線Ｑｘ４の電圧の最大値は、Ｖｘ４である。したがって、コイル電圧曲線Ｑｘ４の電圧の最大値Ｖｘ４は、コイル電圧曲線Ｑｘ３の電圧の最大値Ｖｘ３よりも、Δｖ３だけ小さくなっていることがわかる。
【００８８】
一方、Ｙ軸の勾配磁場Ｐｙは、スルーレートＳＲ、勾配磁場強度Ｇ、およびパルス幅δが変更されていないので、コイル電圧曲線Ｑｙ４の最大値は、コイル電圧曲線Ｑｙ１（図８参照）と同じＶｙ１である。同様に、Ｚ軸の勾配磁場Ｐｚは、スルーレートＳＲ、勾配磁場強度Ｇ、およびパルス幅δが変更されていないので、コイル電圧曲線Ｑｚ４の最大値は、コイル電圧曲線Ｑｚ１（図８参照）と同じＶｚ１である。電圧を算出した後、ステップＳＴ４に進む。
【００８９】
ステップＳＴ４では、予測手段１０２が、アンプの消費電力を予測するための計算式Ｅ１と、特性値が変更された勾配磁場の波形データＷｘ４、Ｗｙ４、およびＷｚ４（図１６参照）とに基づいて、シーケンスの実行中におけるアンプ６Ｘ、６Ｙ、および６Ｚの消費電力（損失）を予測する。また、予測手段１０２は、勾配コイルの消費電力を予測するための計算式Ｅ２と、波形データＷｘ４、Ｗｙ４、およびＷｚ４とに基づいて、シーケンスの実行中における勾配コイル２３Ｘ、２３Ｙ、および２３Ｚの消費電力（損失）を予測する。消費電力を予測した後、ステップＳＴ５に進む。
【００９０】
ステップＳＴ５では、予測手段１０２は、式（５）と、波形データＷｘ４、Ｗｙ４、およびＷｚ４に対して予測された消費電力（損失）とに基づいて、シーケンスの実行中における各アンプのキャパシタ６０ｘ、６０ｙ、６０ｚの電圧を予測する。図１８に、予測されたキャパシタの電圧の時間変化を表すキャパシタ電圧曲線Ｈｘ４、Ｈｙ４、およびＨｚ４を概略的に示す。キャパシタの電圧を予測した後、ステップＳＴ６に進む。
【００９１】
ステップＳＴ６では、判断手段１０１ｂが、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸ごとに、コイル電圧曲線とキャパシタ電圧曲線とを比較し、勾配磁場の特性値（例えば、スルーレートＳＲ、磁場強度Ｇ）を変更する必要があるか否かを判断する。
【００９２】
図１８を参照すると、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のどの軸でも、キャパシタ電圧曲線は、コイル電圧曲線を超えている。したがって、どの軸についても、勾配コイルに必要な電圧を供給することができるので、判断手段１０１ｂは、勾配磁場の特性値の変更の必要が無いと判断する。特性値の変更の必要がないと判断された場合、ステップＳＴ８に進む。
【００９３】
ステップＳＴ８では、波形データＷｘ４、Ｗｙ４、およびＷｚ４（図１６参照）に従ってスキャンを実行し、フローを終了する。
【００９４】
本形態では、勾配コイルに必要な電圧を算出した後（ステップＳＴ３）、アンプおよび勾配コイルの消費電力を予測し（ステップＳＴ４）、消費電力に基づいて、キャパシタの電圧を予測する（ステップＳＴ５）。そして、勾配コイルの電圧とキャパシタの電圧とを比較し、シーケンスの勾配磁場の特性値を変更する必要があるか否かを判断する（ステップＳＴ６）。勾配コイルの電圧がキャパシタの電圧を超えている場合は、勾配磁場の特性値を変更する必要があると判断し、勾配磁場の特性値を変更する（ステップＳＴ７）。勾配磁場の特性値を変更した後、ステップＳＴ３に戻り、勾配コイルの電圧とキャパシタの電圧とを計算し直し（ステップＳＴ３〜ＳＴ５）、勾配磁場の特性値を変更する必要があるか否かを判断する（ステップＳＴ６）。ステップＳＴ６において、勾配磁場の特性値を変更する必要があると判断された場合は、再び勾配磁場の特性値を変更し（ステップＳＴ７）、ステップＳＴ３に戻り、勾配コイルの電圧とキャパシタの電圧とを計算し直し（ステップＳＴ３〜ＳＴ５）、勾配磁場の特性値を変更する必要があるか否かを判断する（ステップＳＴ６）。ステップＳＴ６において、勾配磁場の特性値を変更する必要があると再度判断された場合は、ステップＳＴ３に戻る。
【００９５】
このように、本形態では、勾配磁場の特性値を変更するたびに（ステップＳＴ７）、勾配コイルの電圧とキャパシタの電圧とを計算し直し（ステップＳＴ３〜ＳＴ５）、勾配磁場の特性値を変更する必要があるか否かを判断する（ステップＳＴ６）。したがって、勾配磁場のスルーレートＳＲや勾配磁場強度Ｇを必要以上に小さい値に設定したり、勾配磁場のパルス幅δを必要以上に長い値に設定することが回避されるので、各シーケンスに適した勾配磁場の波形データを作成することができる。したがって、画質の劣化やスキャン時間の延長を最小限に抑えることができる。
【００９６】
本形態では、勾配磁場の特性値を変更する場合、スルーレートＳＲ、勾配磁場強度Ｇ、およびパルス幅δを変更している。しかし、スルーレートＳＲおよび勾配磁場強度Ｇを変更するが、パルス幅δはステップＳＴ２で設定された値に固定されるようにしてもよい。また、スルーレートＳＲのみを変更し、勾配磁場強度Ｇおよびパルス幅δは、ステップＳＴ２で設定された値に固定されるようにしてもよい。更に、勾配磁場強度Ｇのみを変更し、スルーレートＳＲおよびパルス幅δは、ステップＳＴ２で設定された値に固定されるようにしてもよい。
【００９７】
また、本形態では、読出し勾配磁場Ｐｘの特性値を変更している。しかし、位相エンコード勾配磁場の特性値を変更してもよいし、ＭＰＧの特性値を変更してもよい。
【符号の説明】
【００９８】
２  マグネット
３  テーブル
３ａ  クレードル
４  受信コイル
５  直流電源
６  増幅部
６Ｘ、６Ｙ、６Ｚ  アンプ
７  送信器
８  受信器
９  コンピュータ
１０  プロセッサ
１１  メモリ
１２  操作部
１３  表示部
１４  被検体
２１  ボア
２２  超伝導コイル
２３ｘ、２３ｙ、２３ｚ  勾配コイル
２４  ＲＦコイル
５０  勾配磁場電源
１００  ＭＲ装置
１０１  波形データ作成手段
１０１ａ  設定手段
１０１ｂ  判断手段
１０１ｃ  変更手段
１０２  予測手段
１０３  算出手段
【図１】
2016010598.tif 000008
【図２】
2016010598.tif 000009
【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】
2016010598.tif 000015
【図９】
2016010598.tif 000016
【図１０】
2016010598.tif 000017
【図１１】
2016010598.tif 000018
【図１２】
2016010598.tif 000019
【図１３】
2016010598.tif 000020
【図１４】
2016010598.tif 000021
【図１５】
2016010598.tif 000022
【図１６】
2016010598.tif 000023
【図１７】
2016010598.tif 000024
【図１８】
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