(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に印加する静磁場を発生する静磁場発生手段と、前記静磁場の強度分布を調整する複数チャンネルのシムコイルを有するシム磁場発生手段と、前記被検体に印加する互いに異なる３方向の傾斜磁場を発生する傾斜磁場発生手段と、前記被検体に印加する高周波パルスを発生する高周波パルス発生手段と、前記被検体から発生する磁気共鳴信号を検出する信号検出手段と、該信号検出手段から得られた磁気共鳴信号に基づいて演算を行う演算手段と、前記シム磁場発生手段と前記傾斜磁場発生手段と前記高周波パルス発生手段と前記信号検出手段とを制御すると共に、パルスシーケンスを制御するシーケンス制御手段と、前記シム磁場発生手段と前記傾斜磁場発生手段の少なくとも一方を制御して前記静磁場の均一度を調整する静磁場均一度調整手段とを含む磁気共鳴イメージング装置において、
前記シーケンス制御手段は、マルチグラジエント系のパルスシーケンスを実行し、前記傾斜磁場の少なくとも１方向の傾斜磁場の勾配極性を周期的に反転させて印加しながら撮像部位に係る前記磁気共鳴信号を検出させる静磁場調整用シーケンス制御を実行し、
前記演算手段は、前記静磁場調整用シーケンス制御により検出された前記磁気共鳴信号のエコートレイン信号を奇数番目と偶数番目のエコー信号のグループに分割し、それぞれのグループのエコー信号群のケミカルシフト軸とリードアウト軸に関する２次元スペクトルを求め、求めた２つの２次元スペクトルを加算して前記撮像部位に係る全体のスペクトルを求めて、求めた全体のスペクトルに基づいて水信号のスペクトルのピークを抽出し、
前記静磁場均一度調整手段は、前記ピークの幅を狭くするように前記静磁場の均一度を調整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】
被検体に印加する静磁場を発生する静磁場発生手段と、前記静磁場の強度分布を調整する３以上の複数チャンネルのシムコイルを有するシム磁場発生手段と、前記被検体に印加する互いに異なる第１方向、第２方向及び第３方向の傾斜磁場を発生する傾斜磁場発生手段と、前記被検体に印加する高周波パルスを発生する高周波パルス発生手段と、前記被検体から発生する磁気共鳴信号を検出する信号検出手段と、該信号検出手段から得られた磁気共鳴信号に基づいて演算を行う演算手段と、前記シム磁場発生手段と前記傾斜磁場発生手段と前記高周波パルス発生手段と前記信号検出手段とを制御すると共に、パルスシーケンスを制御するシーケンス制御手段と、前記シム磁場発生手段と前記傾斜磁場発生手段の少なくとも一方を制御して前記静磁場の均一度を調整する静磁場均一度調整手段とを含む磁気共鳴イメージング装置において、
前記シーケンス制御手段は、マルチグラジエント系と静磁場調整用のパルスシーケンス制御を実行し、該パルスシーケンス制御は、前記高周波パルスと前記第３方向のスライス又はボリュームに含まれる原子核を選択的に励起するように前記第３方向の前記傾斜磁場とを同時に印加し、設定時間経過後、反転高周波パルスと前記第３方向の前記傾斜磁場とを同時に印加し、その後、前記第１方向の傾斜磁場のリードアウト傾斜磁場の勾配極性を周期的に反転させて印加して前記第１方向のケミカル位相情報と空間情報とを有する前記磁気共鳴信号のエコートレイン信号を発生させて該エコートレイン信号を検出し、
前記演算手段は、前記静磁場調整用シーケンス制御により検出された前記エコートレイン信号を奇数番目と偶数番目のエコー信号のグループに分割し、それらを再配列して前記第１方向のケミカル位相情報と空間情報の２次元情報を有する磁気共鳴スペクトル画像を求め、前記第１方向の傾斜磁場のリードアウト位置におけるスペクトルを加算して前記スライス又はボリューム全体の積分スペクトルを求め、該積分スペクトルに基づいて特定の原子核に対応するスペクトルのピークを抽出して該ピークの幅を求め、
前記静磁場均一度調整手段は、前記ピークの幅を狭くするように前記静磁場の均一度を調整することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気共鳴イメージング装置に係り、特に測定時間の短縮化を狙いとしたマルチグラジエントエコー系のシーケンス（例えば、ケミカルシフトに関する情報の空間分布を高速に測定するエコープラナースペクトロスコピックイメージング）による撮像に好適な磁気共鳴イメージング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
磁気共鳴イメージング装置は、静磁場中に置かれた被検体に、その被検体を構成する特定の物質に対応した特定周波数の高周波磁場を照射して、その特定物質の磁気共鳴現象を引き起こし、その被検体から発生する磁気共鳴信号を利用して、物質の化学的、物理的な情報を画像化する装置である。特に、磁気共鳴スペクトロスコピックイメージング(Magnetic Resonance Spectroscopic Imaging：ＭＲＳＩ）は、様々な分子の化学結合の違いによる磁気共鳴周波数の差異（以下、ケミカルシフトと呼ぶ）を測定し、各分子ごとの空間分布像（以下、ケミカルシフト画像と呼ぶ）を得る方法として知られている。ここで、分子の化学結合の違いによるケミカルシフトの大きさは、通常、磁気共鳴周波数に対してｐｐｍ（百万分の一）オーダーと非常に小さい。そのため、ＭＲＳＩにおいては磁気共鳴周波数に影響を与える磁場均一性の調整が重要になる。
【０００３】
一般に、磁場均一性に与える影響が大きい因子の１つに被検体の存在があることから、被検体を磁場内に置いた状態において磁場均一性を向上させる必要がある。磁場均一性を調整する方法として、互いに異なる３方向の傾斜磁場の各オフセット値、及び各シムコイルに流す電流量を変化させて、各傾斜磁場コイル及び各シムコイルの発生する磁場を静磁場に重畳させることにより磁場均一度を調整する方法が提案されている（例えば、ジャーナル  オブ  マグネティック  レゾナンス（Journal of Magnetic Resonance）第７７巻、第４０−５２頁（１９８８年）等）。この方法は、予め、模擬試料を測定対象として、各傾斜磁場コイル及び各シムコイルの電流−磁場分布特性を示すリファレンス画像を計測しておき、次いで被検体を磁場内に挿入し、シミング対象のターゲット画像として被検体内の磁場分布画像を計測する。そして、被検体内の磁場分布が均一になるように、リファレンス画像から得られた各傾斜磁場コイル及び各シムコイルの電流−磁場分布特性の組み合わせ（各コイルに流す電流値）を算出し、これに基づいて磁場の調整が行われる。ここで用いられるリファレンス画像及びターゲット画像としては、一般に、ＭＲＩの位相分布画像が利用される。この位相分布画像を測定するには、通常、スピンエコーシーケンスと呼ばれる撮影シーケンスが用いられ、特に、スピンエコータイムとグラジエントエコータイムをΔｔだけずらしたシーケンスが用いられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記文献に記載された従来の技術では、測定時間の短縮化を目的としたマルチグラジエントエコー系のシーケンスを用いる場合の磁場均一性の調整について配慮されていないという問題がある。
【０００５】
すなわち、マルチグラジエントエコー系のシーケンスでは、短時間に高強度の傾斜磁場の勾配極性を連続反転させて、複数のエコー信号からなるエコートレイン信号を計測するため、磁石内のボア内面や被検体表面等に大きな渦電流が発生する。そして、この渦電流が引き起こす磁場により、エコー信号検出時の磁場分布が不均一となる大きな問題がある。しかし、従来技術におけるリファレンス画像を計測するスピンエコーシーケンスは、一回の励起で１つのエコー信号を計測するものであり、高強度の傾斜磁場の極性を短時間で反転させることを繰り返すものでない。そのため、得られるリファレンス画像データには、渦電流の影響が表れないため、渦電流を考慮した調整を行うことができないという問題がある。
【０００６】
なお、渦電流の影響を打ち消すために、アクティブシールド付きのグラジエントコイルが用いられることが多いが、磁石ボア内面の渦電流を完全に打ち消すことは困難であり、被検体表面の渦電流には効果がないため、渦電流を考慮した均一度調整が必要とされていた。
【０００７】
本発明は、マルチグラジエントエコー系の撮影シーケンスを用いる磁気共鳴イメージング装置の磁場均一性の調整を改善することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、磁気共鳴イメージング装置を次のように構成することにより解決できる。すなわち、本発明は、被検体に印可する静磁場を発生する静磁場発生手段と、前記静磁場の強度分布を調整する磁場を発生するシム磁場発生手段と、前記被検体に印可する互いに異なる３方向の傾斜磁場を発生する傾斜磁場発生手段と、前記被検体に印可する高周波磁場を発生する高周波磁場発生手段と、前記被検体から発生する磁気共鳴信号を検出する信号検出手段と、該信号検出手段から得られた磁気共鳴信号に基づいて演算を行う演算手段と、前記各手段の動作を制御するシーケンス制御手段と、前記シム磁場発生手段と前記傾斜磁場発生手段の少なくとも一方を制御して前記静磁場の均一度を調整する静磁場均一度調整手段とを含む磁気共鳴イメージング装置を対象とする。
【０００９】
そして、前記シーケンス制御手段は、マルチグラジエント系のパルスシーケンスを実行し、前記傾斜磁場の少なくとも１方向の傾斜磁場の勾配極性を周期的に反転させて印加しながら撮像部位に係る前記磁気共鳴信号を検出させる静磁場調整用シーケンス制御を実行し、前記演算手段は、前記静磁場調整用シーケンス制御により検出された前記磁気共鳴信号のエコートレイン信号を奇数番目と偶数番目のエコー信号のグループに分割し、それぞれのグループのエコー信号群のケミカルシフト軸とリードアウト軸に関する２次元スペクトルを求め、求めた２つの２次元スペクトルを加算して前記撮像部位に係る全体のスペクトルを求めて、求めた全体のスペクトルに基づいて水信号のスペクトルのピークを抽出し、前記静磁場均一度調整手段は、前記ピークの幅を狭くするように前記静磁場の均一度を調整することを特徴とする。
【００１０】
このように構成することにより、前記演算手段により磁気共鳴画像、磁気共鳴スペクトル、磁気共鳴スペクトル画像のうちの少なくとも１つを得る場合に、前記磁気共鳴画像、磁気共鳴スペクトル、磁気共鳴スペクトル画像の測定に先だって、シーケンス制御手段により被検体又は模擬体に印可する傾斜磁場の勾配極性を周期的に反転させる。これにより、渦電流の影響を受けたマルチグラジエントエコー系の磁気共鳴信号を検出することができる。そして、演算手段により磁気共鳴信号に基づいて磁気共鳴スペクトルを発生させ、特定の原子核に対応する周波数成分のピークを抽出し、そのピークの幅が狭くなるように、つまり急峻になるように静磁場均一度調整手段により調整すると、磁場の均一度が改善される。この場合において、生体のケミカル情報を計測するＭＲＳＩの場合は、特定の原子核として水に含まれる原子核（例えば、水素）を選定することが望ましい。
【００１１】
さらに具体的には、上記構成において、静磁場均一度調整手段は、ピーク幅に基づいて一の方向の傾斜磁場のオフセット電流値を一定量変更した後、シーケンス制御手段と演算手段にピーク幅の計測を再度実行させる制御を設定回数繰り返し、ピーク幅が最も狭くなる最適オフセット電流値を探索することが好ましい。この場合、一の方向の傾斜磁場の最適オフセット電流値を探索後、他の方向の傾斜磁場の最適オフセット電流値を順次探索することが好ましい。
【００１２】
また、上記の傾斜磁場により磁場均一度を調整することに代えて又は組み合わせて、複数のシムコイルを有してなるシム磁場発生手段の各シムコイルの電流値を調整するようにすることができる。
【００１３】
また、ピーク幅として、半値幅を用いること、ピーク最大強度の２０％の値におけるピーク幅を用いることなどは、適宜選択できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を用いて説明する。図１、２は、本発明の特徴に係る静磁場均一度の調整手順の一実施の形態を示すフローチャートである。図３は、本発明が適用される磁気共鳴イメージング装置の一実施形態の全体構成図を示す。図４は、本発明の解決課題の対象となるマルチグラジエントエコー系のシーケンスの一例であるエコープラナースペクトロスコピックイメージングの撮影シーケンスを示す。
【００１５】
図３に示すように、磁気共鳴イメージング装置は、静磁場発生マグネット２、傾斜磁場発生手段を構成する傾斜磁場発生コイル３及び傾斜磁場用電源部７、高周波磁場発生手段を構成する送信器８、高周波磁場パルスを被写体１に印可するとともに、被写体１から発生する磁気共鳴信号を検出するプローブ４、プローブ４により検出された磁気共鳴信号を検波処理等の受信処理をする受信器９、受信処理された磁気共鳴信号を取りこんで画像再構成などの演算処理を行う計算機５、再構成された画像等を表示するディスプレイ６、画像信号や測定条件等を記憶させる記憶媒体１３、静磁場均一度を調整するためのシム磁場発生手段を構成するシムコイル１１及びシム用電源部１２、及び全体の動作、機能を制御する制御装置１０等を含んで構成されている。一般に、傾斜磁場発生コイル３は互いに直交するの３軸（ｘ、ｙ、ｚ）の傾斜磁場コイル（Ｇｘ，Ｇｙ，Ｇｚ）から構成される。シムコイル１１は異なる磁場分布特性を有する複数チャンネルのシムコイルで構成されており、シム用電源部１２からそれぞれのシムコイルに電流が供給される。シムコイルの内、１次特性のコイル（Ｘ、Ｙ、Ｚチャンネル）は、傾斜磁場と干渉を起こす可能性が有るので、傾斜磁場発生コイル３と一体化する場合もある。制御装置１０は、シーケンス制御手段と静磁場均一度調整手段とを兼ね備えている。静磁場均一度調整手段は、静磁場均一度の調整時に、各シムコイルに流れる電流の制御、傾斜磁場発生コイル３のオフセット電流値の制御、又はそれらを組み合わせた制御により静磁場の均一度を調整する。また、シーケンス制御手段は、、計算機５、傾斜磁場用電源部７、送信器８、受信器９等に命令を送り、予めプログラムされたタイミング、強度で各装置が動作するように制御を行う。被検体１は、静磁場発生マグネット２により生成される静磁場及び傾斜磁場発生コイル３により生成される異なる３方向の傾斜磁場が印加される空間に置かれる。  図４に、本発明の静磁場均一度調整の対象であるマルチグラジエントエコー系の撮影シーケンスの一例として、エコープラナースペクトロスコピックイメージングの撮影シーケンスを示す。この撮影シーケンスは、高速に磁気共鳴スペクトル画像が得られる高速ＭＲＳＩとして知られている（特開昭６１−１３１４３等）このパルスシーケンスは、図４に示すように、初めに、励起用高周波磁場パルスＲＦ１（９０°パルス）とＺ軸方向のスライス（ボリューム）選択用の傾斜磁場Ｇｓ１を同時に印加することにより、測定対象とする領域内に含まれる核スピンを選択的に励起する。次に、この励起により生じる磁化に対して、Ｙ軸及びＺ軸方向の位相エンコード用の傾斜磁場Ｇｅ１及びＧｅ２を印加することにより、各磁化の位相にＹ軸及びＺ軸方向の空間位置情報を付与する。さらに、ＲＦ１の印加からＴＥ／２後（ＴＥ：エコータイム）に、反転用高周波磁場パルスＲＦ２（１８０°パルス）とＺ軸方向のスライス（ボリューム）選択用の傾斜磁場Ｇｓ２を同時に印加する。これにより、静磁場不均一により位相が互いにずれていた核スピンを再び収束させ、ＲＦ２の印加からＴＥ／２後にスピンエコー信号を発生させる。そして、このスピンエコー信号を計測する際に、Ｘ軸方向のリードアウト用の傾斜磁場Ｇｒの勾配を周期的に反転させて印加することにより、ケミカルシフトとＸ軸方向の空間情報を含んだエコートレイン信号Ｓｉｇを発生させる。リードアウト用の傾斜磁場Ｇｒの波形としては、台形波もしくはサイン波を用いることができる。この一連のシーケンスを、位相エンコード用の傾斜磁場Ｇｅ１及びＧｅ２の印加強度を、図中に破線で示したように段階的に変化させることにより、Ｙ軸及びＺ軸方向のピクセル数（画素数）に相当する回数分、ＴＲの間隔で繰り返す。例えば、空間マトリクス数ｍｘ×ｍｙ×ｍｚ（ｍは整数）の画像を得るためには、現在、最も広範に用いられている従来法（４Ｄ−ＣＳＩ）では励起・計測をｍｘ×ｍｙ×ｍｚ  回繰り返す必要がある。その点、図４の高速ＭＲＳＩではｍｙ×ｍｚ回の励起、計測で済むことから、計測時間を１／ｍｘに短縮することが可能となる。
【００１６】
次に、図４の高速ＭＲＳＩにおけるデータ処理方法について述べる。上記計測で得られるエコートレイン信号Ｓｉｇは、リードアウト用傾斜磁場Ｇｒによる外的磁気相互作用と、ケミカルシフトに相当する内的磁気相互作用の双方により周波数変調されている。すなわち、各エコー信号１つ１つに注目した場合、現在ＭＲＩにおいて広範に用いられている超高速撮影法ＥＰＩ（Echo Planar Imaging）で得られる各エコー信号と同様に、リードアウト軸方向の空間情報が周波数エンコードされている。また、各エコー信号の中心点に注目した場合、これらの点ではリードアウト用傾斜磁場Ｇｒの作用がキャンセルされているから、各中心点を結んだエコートレイン信号のエンベロープ（envelope）は、ケミカルシフトによってのみ変調されていることになる。そこで、次に述べるデータ処理を行うことにより、エコートレイン信号Ｓｉｇからケミカルシフト情報とＸ軸方向の空間情報とを抽出することができる。
【００１７】
図５に示すように、位相変調された１つのエコートレイン信号ＳｉｇをエコーE１、E２、E３、…毎に分割し、奇数番目のエコーE１、E３、…と偶数番目のエコーE２、E４、…にグループ分けした後、新しく定義した時間軸ｋδ軸に沿って２次元的な再配列を行う。この２次元データ配列において、時間軸ｋδ軸に沿った信号の時間変化は、純粋にケミカルシフトに相当する内的磁気相互作用によって決まる。これはリードアウト用傾斜磁場Ｇｒの反転が周期的であることにより、Ｇｒによる外的磁気相互作用がｋδ軸に沿って消失してしまうためである。一方、ｋｘ軸に沿った個々のエコー信号の形状はＧｒによる外的磁気相互作用により支配される。Ｙ軸及びＺ軸方向の空間情報は、Ｇｅ１及びＧｅ２により、ｋｘ軸に垂直なｋｙ軸及びｋｚ軸に沿って位相エンコードされる。このようにして、一連のエコー信号Ｓｉｇを取得することにより、４次元実空間（ケミカルシフト（δ）軸、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸）と、フーリエ変換で結ばれる４次元フーリエ空間（ｋδ軸、ｋｘ軸、ｋｙ軸及びｋｚ軸）を計測することができる。ここで、各軸のマトリクス数は、リードアウト軸方向では、ＥＰＩと同様に１エコー当たりのサンプリング点数で決まり、ケミカルシフト軸方向でのスペクトル点数は、１つのエコートレインに含まれるエコー数の１／２で定まり、位相エンコード軸方向のピクセル数は、Ｇｅ１及びＧｅ２の段階数（ステップ数）で決まる。そして、これらの４次元データ配列に４次元逆フーリエ変換を施すことにより、ケミカルシフト画像を得ることが可能となる。奇数番目及び偶数番目のエコーグループから作成される２枚のケミカルシフト画像は、位相補正後、足し合わされる。なお、Ｇｒにサイン波駆動を用いた場合には、フーリエ空間を走査する軌跡がサイン波状となるので、サイン補正を含んだ４次元逆フーリエ変換を施す必要がある。
【００１８】
前述したように、ＭＲＳＩが検出対象とするケミカルシフトの大きさはｐｐｍ（百万分の一）オーダーと非常に小さいため、磁気共鳴周波数に影響を与える磁場均一性の調整が重要になり、被検体込みで磁場均一性を向上させる必要がある。磁場均一度を調整する方法としては、互いに異なる３方向の傾斜磁場の各オフセット値及び各シムコイルに流す電流量を変化させることにより、静磁場の磁場均一度を調整することが知られている。この方法は、予め模擬試料を測定対象として、各傾斜磁場コイル及び各シムコイルの電流−磁場分布特性を示すリファレンス画像を計測しておく。そして、被検体を静磁場内に挿入した後、静磁場均一度を調整するシミング対象のターゲット画像としての被検体の磁場分布画像を計測する。次に、被検体内の磁場分布が均一になるように、リファレンス画像から得られた各傾斜磁場コイル及び各シムコイルの電流−磁場分布特性の組み合わせ（各コイルに流す電流値）を算出し、これに基づいて各電流値を調整する。
【００１９】
ところで、リファレンス画像及びターゲット画像は、ＭＲＩの位相分布画像が利用されている。この位相分布画像を測定するために、従来はスピンエコータイムとグラジエントエコータイムとをずらした変形スピンエコーシーケンスが用いられている。一方、図４に示す高速ＭＲＳＩシーケンスのように、測定時間の短縮化を目的としたマルチグラジエントエコー系のシーケンスでは、渦電流の影響による静磁場不均一を修正しなければならない。つまり、一回の励起に対して、短時間に高強度の傾斜磁場の勾配極性を連続反転させて、異なる空間位置情報を有する一連のエコー信号を計測している。その傾斜磁場の反転繰り返しにより、磁石内のボア内面や被検体表面等に大きな渦電流が発生し、この渦電流が引き起こす磁場により信号検出時の磁場分布が不均一となる。このように大きな渦電流の発生する撮影法を行う装置では、通常、渦電流の影響を打ち消すために、アクティブシールド付きのグラジエントコイルが用いられることが多い。しかし、磁石ボア内面の渦電流を完全に打ち消すことは困難であり、被検体表面の渦電流に対しては打ち消し効果はない。このためスピンエコー法などの小さい渦電流しか発生しない撮影法と高速ＭＲＳＩなどの大きな渦電流が発生する撮影法とでは、撮影領域内の静磁場分布は等しくならない。したがって、前記スピンエコーシーケンスを用いたシミング方法では、高速ＭＲＳＩ撮影時の静磁場不均一を取りきることはできない。
【００２０】
次に、本発明の特徴である高速ＭＲＳＩ撮影時の静磁場均一度を向上させる具体的な実施の形態の調整手順を説明する。
【００２１】
（前計測）
まず、磁気共鳴スペクトル画像の本測定（本計測）に先だって、図４のシーケンスにおいてＧｅ１及びＧｅ２の印加強度を０にした前測定（前計測）を行う。前計測により得られたエコートレイン信号に対し、図５で説明した信号処理を施して所定のスライス（ボリューム）におけるＸ軸方向の空間情報とケミカルシフト情報の２次元情報だけを有する磁気共鳴スペクトル画像を得る。次に、得られたリードアウト点数分（Ｘ軸方向の点数分）のスペクトルを全て足し合わせることにより、スライス（ボリューム）全体のスペクトル（積分スペクトル）を生成する。更に、この積分スペクトルから水分子に含まれる水素原子核に対応する信号ピークを抽出する。この抽出にあたって、通常、全スペクトルにおいて最大強度をとるピークを水信号ピークとする。なお、部位によっては、脂肪信号のピーク強度が水スペクトルのピーク強度をこえることが有り得る。その場合は、脂肪と水のケミカルシフトの違い（約３．５  ｐｐｍ）を利用して、あらかじめ水と脂肪のスペクトルを分離しておくことができる。そして、水信号ピークの半値幅が最小になるように傾斜磁場オフセット電流値を調整することにより、静磁場の均一度を向上させる。
【００２２】
図１、２に、傾斜磁場オフセット電流値を調整して静磁場の均一度を調整する一実施形態の手順をフローチャートにして示す。まず、調整開始にあたって、カウンタｎ及び半値幅ｄF(0)の初期値をそれぞれ０に（Ｓ１）、また３軸（ｘ、ｙ、ｚ軸）方向の傾斜磁場のオフセット電流初期値ＧxOff(0)、ＧyOff(0)、ＧzOff(0)を０にリセットする（Ｓ２）。次いで、カウンタｎをインクリメントし（Ｓ３）、１回目の前計測を行う。
【００２３】
１回目の前計測では、予め定めたオフセット電流初期値ＧxOff(1)、ＧyOff(1)、ＧzOff(1)に設定して、図４の撮影シーケンスを実行し、エコートレイン信号を計測する（Ｓ４）。そして、計測されたエコートレイン信号に基づいて、図５で説明した信号処理を行い、積分スペクトルから水信号ピークを抽出し、その半値幅ｄF(1)を算出する（Ｓ５）。この算出した半値幅ｄF(1)と前回の前計測で得られた半値幅とを比較し、前回よりも小さければステップＳ３に戻って、カウンタｎをインクリメントしてＳ４〜Ｓ６により前計測を繰り返す。この繰り返し前計測では、繰り返しの都度、３方向の傾斜磁場のうち第１方向のオフセット電流値を所定の値(例えばｄGxOff)づつ変化させて、水ピーク幅の計測を行う。つまり、２回目は、
ＧxOff(2)＝ＧxOff(1)  ＋  ｄGxOff、
ＧyOff(2)＝ＧyOff(1)、
ＧzOff(2)＝ＧzOff(1)で行う。
【００２４】
そして、２回目の前計測の半値幅ｄF(2)を算出し、ステップＳ６の判断が、ｄF(2)≦ｄF(1）の場合は、さらにステップＳ３に戻って、各軸のオフセット電流値を変更して、上述の処理を繰り返す。つまり、
ＧGxOff(n)=ＧxOff(1)+(n-1)×ｄGxOff、
ＧyOff(n)=ＧyOff(1)、
ＧzOff(n)=ＧzOff(1)で、ｎ（≧３）回目の計測を行う。
【００２５】
ｎ回目の前計測で、ステップ６における判断で、半値幅ｄF(n)がｄF(n-1)未満であれば、ステップＳ３〜Ｓ６を繰り返す。そして、ステップ６における判断で、半値幅ｄF(n)がｄF(n-1)より大きい場合は、ステップＳ７以降に進む。ステップＳ７では、カウンタｎの値が２を超えているか否か判断し、超えていなければステップＳ８〜Ｓ１１の処理を実行し、超えていればステップＳ１２にジャンプする。つまり、ステップＳ７〜Ｓ１２において、、第１方向のオフセット電流値の最適値（ＧxOff(1)＋(n-1)×ｄGxOff）を決定する。
【００２６】
まず、ステップＳ７の判断で、カウンタｎの値が２を超えていなければ、ステップＳＳ８でカウンタｎに１を加算して、ステップＳ９の処理を実行する。ステップＳ９では。各軸のオフセット電流値を、それぞれ
ＧxOff(n)＝ＧxOff(1)−(n-2)×ｄGxOff、
ＧyOff(n)＝ＧyOff(1）、
ＧzOff(n)＝ＧzOff(1)でに設定して、前述と同様にｎ（≧３）回目の計測を行う。そして、ステップＳ１１でＳ６と同様に、ｎ回目の前計測での半値幅ｄF(n)がｄF(n-1)未満であれば、ステップＳ８〜Ｓ１０を繰り返す。一方、半値幅ｄF(n)がｄF(n-1以上の場合は、ステップＳ１２に進み、第１方向のオフセット電流値の最適値ＧxOff(opt)を、(ＧxOff(1)−(n-2)×ｄGxOff)に決定する。
【００２７】
次いで、ステップＳ１３、Ｓ１４に進んで、第１の方向と異なる第２方向のオフセット電流値について、ステップＳ２〜Ｓ１２と同様の操作を繰り返し、最適値ＧyOff(opt)を決定する。なお、その際、第１方向のオフセット電流値には、ステップＳ１２で決定した最適値ＧxOff(opt)を設定しておく。第２の方向の傾斜磁場のオフセット電流値の最適値ＧyOff(opt)が決まったら、ステップＳ１５、１６に進んで、第３方向のオフセット電流値について、ステップＳ２〜Ｓ１２と同様の操作を繰り返し、最適値ＧzOff(opt)を決定する。なお、その際、第１方向及び第２方向のオフセット電流値には、ステップＳ１２、１４で決定した最適値をそれぞれ設定しておく。
【００２８】
全ての方向の傾斜磁場のオフセット電流値の最適値を求めたら調整を終了し（Ｓ１７）、制御装置１０はそれらの最適値を各方向の傾斜磁場のオフセット電流とし（Ｓ１８）、これに基づいて傾斜磁場用電源部７を介して各傾斜磁場発生コイル３の電流を制御し、渦電流に起因する静磁場不均一を改善した静磁場を発生させた後、図４に示した撮影シーケンスにより、ＭＲＳＩ撮影を実行する。これにより、高速撮影法であるマルチグラディエント系の撮影シーケンスを用いても、渦電流の影響を低減したケミカルシフト情報を計測することができる。
【００２９】
上述したように、前計測により３方向の傾斜磁場のオフセット電流を順次１つづつ変化させながら、Ｘ軸方向の空間情報とケミカルシフト情報の２次元情報だけを有する磁気共鳴スペクトル画像を得て、得られたリードアウト点数分（Ｘ軸方向の点数分）のスペクトルを全て足し合わせることにより、スライス（ボリューム）全体のスペクトル（積分スペクトル）を生成し、その積分スペクトルから水分子に含まれる水素原子核に対応する信号ピークを抽出し、そのピーク値の急峻度が最も強くなる各方向の傾斜磁場オフセット電流の最適値を求め、これに従って傾斜磁場強度を調整することにより、渦電流に起因する静磁場不均一を向上させるデータが得られる。
【００３０】
なお、図１、２の例では、傾斜磁場オフセット電流値の調整を行ったが、各シム磁場発生コイルに流す電流値を調整した場合にも同様の効果が得られる。
【００３１】
また、図１、２の例では、水信号ピークの半値幅（最大値の５０％減衰値でのピーク幅）を用いていたが、最大値の２０％減衰値でのピーク幅を用いてもよい。  また、高速ＭＲＳＩとして、エコープラナースペクトロスコピックイメージング以外に、マグネティック  レゾナンス  イン  メディスン(Magnetic  Resonance  in  Medicine)第１巻、第３７０−３８６頁（１９８４年）等に記載されたマンスフィ−ルド（Mansfield）提案のＥＰＳＭ法及びＰＲＥＰ法を用いた場合も、同様の効果が得られる。また、静磁場調整後に高速ＭＲＳＩを行う場合について述べたが、エコープラナースペクトロスコピックイメージングと同様にマルチグラジエントエコー系のシーケンスであるエコープラナーイメージングでも、画質向上効果が得られる。
【００３２】
また、水素原子以外の磁気共鳴信号を観測する場合にも、予め図１、２の手法を用いて、磁場均一度の向上を行うことにより、同様の効果が得られる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、マルチグラジエントエコー系の撮影シーケンスを用いる磁気共鳴イメージング装置の磁場均一性の調整を改善することができる。その結果、磁場不均一の影響の無いケミカルシフト画像を短時間で測定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の静磁場均一度調整に係る一実施形態の調整手順を示すフローチャートの前半である。
【図２】本発明の静磁場均一度調整に係る一実施形態の調整手順を示すフローチャートの後半である。
【図３】本発明を適用可能な磁気共鳴撮影装置の一例の全体構成図である。
【図４】本発明を適用するのに好適な撮影シーケンスの一例であるエコープナラースペクトロスコピックイメージングのシーケンスを示す図である。
【図５】エコープナラースペクトロスコピックイメージングにより計測された磁気共鳴信号に基づいてケミカルシフト情報を得る信号処理方法を説明する図である。
【符号の説明】
２  静磁場発生マグネット
３  傾斜磁場発生コイル
４  プローブ
５  計算機
６  ディスプレイ
７  傾斜磁場用電源部
８  送信器
９  受信器
１０  制御装置
【図１】
0003731135.tif 000002
【図２】
0003731135.tif 000003
【図３】
0003731135.tif 000004
【図４】
0003731135.tif 000005
【図５】
0003731135.tif 000006