JP4067938B2 - 磁気共鳴撮影装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、群遅延最適化方法および磁気共鳴撮影装置に関し、とくに、磁気共鳴撮影装置の３系統の勾配磁場発生装置が発生する勾配磁場の群遅延を最適化する方法、および、群遅延最適化手段を備えた磁気共鳴撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、磁気共鳴撮影装置の勾配磁場発生装置が発生する勾配磁場への渦電流の影響を補正するために、勾配磁場信号に補正信号が付加される。補正信号は指数関数の多項式で表される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平４−２２３３８号公報（第３，４頁、第２，３図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
３系統の勾配磁場発生装置の間で渦電流補正に不揃いがあると、それぞれの勾配磁場の群遅延が相違し、撮影した画像の画質を低下させる原因となる。なお、群遅延とは、勾配磁場をスピン（ｓｐｉｎ）励起用のＲＦ（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）磁場と一緒に印加したときの、ＲＦ磁場に対する勾配磁場の遅延のことである。群遅延はグループディレイ（ｇｒｏｕｐ ｄｅｌａｙ）とも呼ばれる。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、３系統の勾配磁場発生装置の群遅延を最適化する方法、および、そのような手段を備えた磁気共鳴撮影装置を実現することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（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、３系統の勾配磁場発生装置が発生する勾配磁場の群遅延をそれぞれ測定し、最も大きい群遅延をシステムの群遅延として採用し、最も群遅延が大きい１系統に対する他の２系統の群遅延の差をそれぞれ求め、前記２系統の勾配磁場発生装置の勾配磁場に前記それぞれの差に相当する遅延を付与する、ことを特徴とする群遅延最適化方法である。
【０００７】
この観点での発明では、３系統の勾配磁場発生装置が発生する勾配磁場の群遅延をそれぞれ測定し、最も大きい群遅延をシステムの群遅延として採用し、最も群遅延が大きい１系統に対する他の２系統の群遅延の差をそれぞれ求め、前記２系統の勾配磁場発生装置の勾配磁場に前記それぞれの差に相当する遅延を付与するので、３系統の勾配磁場の群遅延を同一化することができる。
【０００８】
（２）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、３系統の勾配磁場発生装置がそれぞれ発生する勾配磁場における渦電流の影響を補正するための、指数関数の多項式で表される補正信号の係数を決定し、前記補正信号によって３系統の勾配磁場発生装置における勾配磁場信号をそれぞれ補正し、勾配磁場信号補正後の３系統の勾配磁場発生装置が発生する勾配磁場の群遅延をそれぞれ測定し、３系統間の群遅延の相違が予め定められた許容範囲に入らないときはそれが許容範囲内となるように前記補正信号の係数を変更する、ことを特徴とする群遅延最適化方法である。
【０００９】
（３）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、静磁場発生手段、３系統の勾配磁場発生手段およびＲＦ磁場発生手段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獲得した磁気共鳴信号に基づいて画像生成手段により画像を生成する磁気共鳴撮影装置であって、前記３系統の勾配磁場発生手段がそれぞれ発生する勾配磁場における渦電流の影響を補正するための、指数関数の多項式で表される補正信号の係数を決定する係数決定手段と、前記補正信号によって前記３系統の勾配磁場発生手段における勾配磁場信号をそれぞれ補正する補正手段と、勾配磁場信号補正後の前記３系統の勾配磁場発生手段が発生する勾配磁場の群遅延をそれぞれ測定する測定手段と、３系統間の群遅延の相違が予め定められた許容範囲に入らないときはそれが許容範囲内となるように前記補正信号の係数を変更する変更手段と、を具備することを特徴とする磁気共鳴撮影装置である。
【００１０】
（２）および（３）記載の各観点での発明では、３系統の勾配磁場発生装置がそれぞれ発生する勾配磁場における渦電流の影響を補正するための、指数関数の多項式で表される補正信号の係数を決定し、前記補正信号によって３系統の勾配磁場発生装置における勾配磁場信号をそれぞれ補正し、勾配磁場信号補正後の３系統の勾配磁場発生装置が発生する勾配磁場の群遅延をそれぞれ測定し、３系統間の群遅延の相違が予め定められた許容範囲に入らないときはそれが許容範囲内となるように前記補正信号の係数を変更するので、３系統の勾配磁場の群遅延の相違を許容範囲内とすることができる。
【００１１】
前記多項式は予め定められた項数を有することが、係数決定を容易にする点で好ましい。前記項数は３であることが、係数決定の容易さと補正精度をバランスさせる点で好ましい。前記群遅延の相違は予め定められた値に対する相違であることが、群遅延を予め定められた値に揃える点で好ましい。前記予め定められた値は３系統の群遅延の平均値であることが、群遅延を平均値に揃える点で好ましい。前記予め定められた値は１つの系統の群遅延であることが、群遅延を１つの系統の群遅延に揃える点で好ましい。前記係数は振幅係数もしくは時定数または振幅係数および時定数であってよい。
【００１２】
なお、上記の課題を解決するための他の観点での発明は、静磁場発生手段、３系統の勾配磁場発生手段およびＲＦ磁場発生手段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獲得した磁気共鳴信号に基づいて画像生成手段により画像を生成する磁気共鳴撮影装置であって、３系統の勾配磁場発生装置が発生する勾配磁場の群遅延をそれぞれ測定する測定手段と、最も大きい群遅延をシステムの群遅延として採用する採用手段と、最も群遅延が大きい１系統に対する他の２系統の群遅延の差をそれぞれ求める計算手段と、前記２系統の勾配磁場発生装置の勾配磁場に前記それぞれの差に相当する遅延を付与する遅延付与手段と、を具備することを特徴とする磁気共鳴撮影装置であってよい。
【００１３】
【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。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。本装置の動作によって、本発明の方法に関する実施の形態の一例が示される。
【００１４】
同図に示すように、本装置はマグネットシステム（ｍａｇｎｅｔ ｓｙｓｔｅｍ）１００を有する。マグネットシステム１００は主磁場コイル（ｃｏｉｌ）部１０２、勾配コイル部１０６およびＲＦコイル部１０８を有する。これら各コイル部は概ね円筒状の形状を有し、互いに同軸的に配置されている。マグネットシステム１００の概ね円柱状の内部空間（ボア：ｂｏｒｅ）に、撮影の対象１がクレードル（ｃｒａｄｌｅ）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。
【００１５】
主磁場コイル部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の体軸の方向に平行である。すなわちいわゆる水平磁場を形成する。主磁場コイル部１０２は例えば超伝導コイルを用いて構成される。なお、超伝導コイルに限らず常伝導コイル等を用いて構成してもよい。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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位相エンコード（ｅｎｃｏｄｅ）勾配磁場または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。
【００１９】
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（ｐｕｌｓｅ）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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。３系統の勾配コイルと駆動回路が発生する３軸の勾配磁場については、群遅延の最適化が行われている。群遅延の最適化については、後にあらためて説明する。
【００２２】
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。
【００２３】
主磁場コイル部１０２は、本発明における静磁場発生手段の実施の形態の一例である。勾配コイル部１０６および勾配駆動部１３０からなる部分は、本発明における勾配磁場発生手段の実施の形態の一例である。ＲＦコイル部１０８およびＲＦ駆動部１４０からなる部分は、本発明におけるＲＦ磁場発生手段の実施の形態の一例である。
【００２４】
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。
【００２５】
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、勾配駆動部１３０ないしデータ収集部１５０をそれぞれ制御して磁気共鳴信号の収集を遂行する。
【００２６】
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。
【００２７】
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、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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。データ処理部１７０は、本発明における画像生成手段の実施の形態の一例である。
【００３０】
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（ｐｏｉｎｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）を備えたキーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）等で構成される。
【００３１】
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。
【００３２】
図２に、他の方式の磁気共鳴撮影装置のブロック図を示す。同図に示す磁気共鳴撮影装置は、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、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。本装置の動作によって、本発明の方法に関する実施の形態の一例が示される。
【００３３】
本装置は、図１に示した装置とは方式を異にするマグネットシステム１００’を有する。マグネットシステム１００’以外は図１に示した装置と同様な構成になっており、同様な部分は同一の符号を付して説明を省略する。
【００３４】
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）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。
【００３５】
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。
【００３６】
勾配コイル部１０６’は、互いに垂直な３軸すなわちスライス軸、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。
【００３７】
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、すなわちオブリークが可能である。本装置でも対象１の体軸の方向をｚ軸方向とする。３軸方向の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。
【００３８】
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ＲＦパルスを送信する 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。ＲＦコイル部１０８’の受信信号がデータ収集部１５０に入力される。
【００３９】
主磁場マグネット部１０２’は、本発明における静磁場発生手段の実施の形態の一例である。勾配コイル部１０６’および勾配駆動部１３０からなる部分は、本発明における勾配磁場発生手段の実施の形態の一例である。ＲＦコイル部１０８’およびＲＦ駆動部１４０からなる部分は、本発明におけるＲＦ磁場発生手段の実施の形態の一例である。
【００４０】
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、スピンエコー（ＳＥ：Ｓｐｉｎ Ｅｃｈｏ）法のパルスシーケンスである。
【００４１】
すなわち、（１）はＳＥ法におけるＲＦ励起用の９０°パルスおよび１８０°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およびスピンエコーＭＲのシーケンスである。なお、９０°パルスおよび１８０°パルスはそれぞれ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。
【００４２】
同図に示すように、９０°パルスによりスピンの９０°励起が行われる。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。９０°励起から所定の時間後に、１８０°パルスによる１８０°励起すなわちスピン反転が行われる。このときもスライス勾配Ｇｓが印加され、同じスライスについての選択的反転が行われる。
【００４３】
９０°励起とスピン反転の間の期間に、リードアウト勾配Ｇｒおよびフェーズエンコード勾配Ｇｐが印加される。リードアウト勾配Ｇｒによりスピンのディフェーズ（ｄｅｐｈａｓｅ）が行われる。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。
【００４４】
スピン反転後、リードアウト勾配Ｇｒでスピンをリフェーズ（ｒｅｐｈａｓｅ）してスピンエコーＭＲを発生させる。スピンエコーＭＲはデータ収集部１５０によりビューデータ（ｖｉｅｗ ｄａｔａ）として収集される。このようなパルスシーケンスが周期ＴＲ（ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ ｔｉｍｅ）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。
【００４５】
磁気共鳴撮影用パルスシーケンスの他の例を図４に示す。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。
【００４６】
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およびスピンエコー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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。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。
【００４９】
図３または図４の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。なお、パルスシーケンスはＳＥ法またはＧＲＥ法に限るものではなく、例えばファーストスピンエコー（ＦＳＥ：ＦａｓｔＳｐｉｎ Ｅｃｈｏ）法やエコープラナーイメージング（ＥＰＩ：Ｅｃｈｏ Ｐｌａｎａｒ Ｉｍａｇｉｎｇ）等、他の適宜の技法のものであってよいのはいうまでもない。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。
【００５０】
図５に、群遅延を最適化するときの、本装置の動作のフロー（ｆｌｏｗ）図を示す。群遅延の最適化は、スキャン前の準備の一環として行われる。同図に示すように、ステップ（ｓｔｅｐ）５０１で、３系統の勾配磁場の群遅延を測定することが行われる。
【００５１】
群遅延の測定は、例えば、スピンエコー法のパルスシーケンスを利用して行われる。スピンエコー信号の位相は勾配磁場の群遅延の影響を受けるので、その位相から群遅延を求めることができる。そこで、ｘ，ｙ，ｚ軸を順次リードアウト軸としてそれぞれスピンエコー法を実行し、それぞれのスピンエコーから３系統の勾配磁場の群遅延が求められる。以下、ｘ，ｙ，ｚ軸の群遅延をそれぞれｄｘ，ｄｙ，ｄｚで表す。群遅延ｄｘ，ｄｙ，ｄｚは例えば図６に示すようになる。
【００５２】
次に、ステップ５０３で、群遅延の最大値をシステムの群遅延として採用することが行われる。例えば群遅延ｄｚが最大であったとすると、ｄｚがシステムの群遅延とされる。
【００５３】
次に、ステップ５０５で、最も群遅延が大きい１系統に対する他の２系統の群遅延の差を計算することが行われる。これによって、例えば、ｄｚ−ｄｘおよびｄｚ−ｄｙが求められる。
【００５４】
次に、ステップ５０７で、それぞれの差を２系統の勾配磁場の遅延時間として設定することが行われる。これによって、例えば、ｄｚ−ｄｘがｘ軸の勾配磁場の遅延時間として設定され、ｄｚ−ｄｙがｙ軸の勾配磁場の遅延時間として設定される。
【００５５】
これら遅延時間は、スキャン実行時に、ｘ軸およびｙ軸にそれぞれ勾配磁場を印加するときの、タイミング（ｔｉｍｉｎｇ）ずらし量として利用される。すなわち、図７に示すように、ｘ，ｙ，ｚ軸にスライス勾配を印加してオブリークスキャン等を行う場合、ｘ軸にはｚ軸よりもｄｚ−ｄｘだけ遅らせて勾配磁場を印加し、ｙ軸にはｚ軸よりもｄｚ−ｄｙだけ遅らせて勾配磁場を印加する。また、ＲＦ励起はシステムの群遅延ｄｚに合わせて行われる。これによって、ＲＦパルスから見た各軸の群遅延が全て同一となり、各軸の群遅延の相違による画質劣化等の不都合は生じない。
【００５６】
図８に、上記のような群遅延最適化を行う本装置の機能ブロック図を示す。同図に示すように、本装置は、群遅延測定部８０２、システム群遅延採用部８０４、差計算部８０６および遅延付与部８０８を有する。群遅延測定部８０２、システム群遅延採用部８０４、差計算部８０６および遅延付与部８０８は、それぞれ、図５のフロー図におけるステップ５０１、５０３、５０５および５０７の機能に相当する。
【００５７】
図９に、群遅延を最適化するときの、本装置の他の動作のフロー図を示す。群遅延の最適化は、スキャン前の準備の一環として行われる。同図に示すように、ステップ９０１で、補正信号の項数を設定することが行われる。補正信号とは、勾配磁場における渦電流の影響を補正するために、勾配磁場信号に付加する信号である。補正信号は、下記のように、指数関数の多項式で表される。
【００５８】
【数１】
【００５９】
ステップ９０１における項数設定により、（１）式におけるＮの値が特定される。Ｎの値としては例えば３が設定される。なお、Ｎの値は３に限らず適宜でよい。項数を少なくするほど係数決定が容易になる。項数を多くするほど補正の精度が向上する。Ｎ＝３は、係数決定の容易さと補正精度をバランス（ｂａｌａｎｃｅ）させる点で好ましい。項数設定は、本装置の使用者によって行われる。
【００６０】
次に、ステップ９０３で、補正信号の係数を決定することが行われる。係数の決定は、ステップ９０１で設定した各項について行われる。これによって、係数Ａｉおよびτｉが決定される。
【００６１】
係数の決定は、例えば、ｘ，ｙ，ｚ軸について勾配磁場による渦電流をそれぞれ測定し、それら渦電流の特性に基づいて行われる。このような係数決定方法は、この技術分野において知られている。
【００６２】
次に、ステップ９０５で、勾配磁場信号を補正することが行われる。勾配磁場信号の補正は、補正信号を勾配磁場信号に付加することによって行われる。勾配磁場信号の補正は、ｘ，ｙ，ｚ軸それぞれについて行われる。
【００６３】
次に、ステップ９０７で、３軸の群遅延を測定することが行われる。３軸の群遅延の測定は、前述と同様にして行われる。このとき勾配磁場は、補正済の信号を用いて発生される。
【００６４】
次に、ステップ９０９で、平均値を求めることが行われる。これによって、３軸の群遅延ｄｘ，ｄｙ，ｄｚの平均値
【００６５】
【数２】
【００６６】
が求まる。
【００６７】
次に、ステップ９１１で、平均値に対する各軸の群遅延の相違が許容範囲内か否かが判定される。許容範囲は予め使用者によって設定されている。あるいは撮影条件に応じて自ずから定まる。
【００６８】
許容範囲であるときは、ステップ９１３で、平均値ｄｍをシステムの群遅延として採用するが、許容範囲外のときは、ステップ９１５で、補正信号の係数を変更することが行われる。変更する係数は、例えば振幅係数Ａｉである。なお、Ａｉの代わりに時定数τｉを変更してもよく、あるいは両方を変更してもよい。
【００６９】
係数を変更したときは、ステップ９０５に戻る。そして、ステップ９０５で勾配磁場信号を補正する。補正信号の係数を変更したことにより補正後の勾配磁場信号が変わる。
【００７０】
次に、ステップ９０７で３軸の群遅延を測定する。勾配磁場信号が変わったことにより、３軸の群遅延が変化する。そこで、ステップ９０９でそれらの平均値を求め、ステップ９１１で新たな平均値に対する各軸の群遅延の相違が許容範囲内か否かを判定する。
【００７１】
このような処理が、平均値に対する各軸の群遅延の相違が許容範囲に入るまで繰り返され、許容範囲内となったとき、ステップ９１３で最後の平均値がシステムの群遅延として採用される。このようにして、３軸の群遅延は、それらの相違が所定の範囲内となるように調節される。すなわち、群遅延の最適化が行われる。なお、平均値の代わりに３軸のうちのいずれか１軸の群遅延を採用しても、上記と同様にして群遅延を最適化することができる。
【００７２】
図１０に、上記のような群遅延最適化を行う本装置の機能ブロック図を示す。同図に示すように、本装置は、係数決定部９０２、勾配磁場信号補正部９０４、群遅延測定部９０６、平均値計算部９０８、判定部９１０、システム群遅延採用部９１２および係数変更部９１４を有する。これらは、それぞれ、図９のフロー図におけるステップ９０３、９０５、９０７、９０９、９１１、９１３および９１５の機能に相当する。
【００７３】
係数決定部９０２は、本発明における係数決定手段の実施の形態の一例である。勾配磁場信号補正部９０４は、本発明における補正手段の実施の形態の一例である。群遅延測定部９０６は、本発明における測定手段の実施の形態の一例である。平均値計算部９０８、判定部９１０、システム群遅延採用部９１２および係数変更部９１４からなる部分は、本発明における変更手段の実施の形態の一例である。
【００７４】
以上、好ましい実施の形態の例に基づいて本発明を説明したが、本発明が属する技術の分野における通常の知識を有する者は、上記の実施の形態の例について、本発明の技術的範囲を逸脱することなく種々の変更や置換等をなし得る。したがって、本発明の技術的範囲には、上記の実施の形態の例ばかりでなく、特許請求の範囲に属する全ての実施の形態が含まれる。
【００７５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、３系統の勾配磁場発生装置の群遅延を最適化する方法、および、そのような手段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】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態の一例の装置が実行するパルスシーケンスの一例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態の一例の装置が実行するパルスシーケンスの一例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態の一例の装置の動作のフロー図である。
【図６】３軸の勾配磁場の群遅延を示す図である。
【図７】群遅延の最適化を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態の一例の装置の機能ブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態の一例の装置の動作のフロー図である。
【図１０】本発明の実施の形態の一例の装置の機能ブロック図である。
【符号の説明】
１ 対象
１００，１００’ マグネットシステム
１０２ 主磁場コイル部
１０２’ 主磁場マグネット部
１０６，１０６’ 勾配コイル部
１０８，１０８’ ＲＦコイル部
１３０ 勾配駆動部
１４０ ＲＦ駆動部
１５０ 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
８０２，９０６ 群遅延測定部
８０４，９１２ システム群遅延採用部
８０６ 差計算部
８０８ 遅延付与部
９０２ 係数決定部
９０４ 勾配磁場信号補正部
９０８ 平均値計算部
９１０ 判定部
９１４ 係数変更部
【発明の属する技術分野】
本発明は、群遅延最適化方法および磁気共鳴撮影装置に関し、とくに、磁気共鳴撮影装置の３系統の勾配磁場発生装置が発生する勾配磁場の群遅延を最適化する方法、および、群遅延最適化手段を備えた磁気共鳴撮影装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、磁気共鳴撮影装置の勾配磁場発生装置が発生する勾配磁場への渦電流の影響を補正するために、勾配磁場信号に補正信号が付加される。補正信号は指数関数の多項式で表される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平４−２２３３８号公報（第３，４頁、第２，３図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
３系統の勾配磁場発生装置の間で渦電流補正に不揃いがあると、それぞれの勾配磁場の群遅延が相違し、撮影した画像の画質を低下させる原因となる。なお、群遅延とは、勾配磁場をスピン（ｓｐｉｎ）励起用のＲＦ（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）磁場と一緒に印加したときの、ＲＦ磁場に対する勾配磁場の遅延のことである。群遅延はグループディレイ（ｇｒｏｕｐ ｄｅｌａｙ）とも呼ばれる。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、３系統の勾配磁場発生装置の群遅延を最適化する方法、および、そのような手段を備えた磁気共鳴撮影装置を実現することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（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、３系統の勾配磁場発生装置が発生する勾配磁場の群遅延をそれぞれ測定し、最も大きい群遅延をシステムの群遅延として採用し、最も群遅延が大きい１系統に対する他の２系統の群遅延の差をそれぞれ求め、前記２系統の勾配磁場発生装置の勾配磁場に前記それぞれの差に相当する遅延を付与する、ことを特徴とする群遅延最適化方法である。
【０００７】
この観点での発明では、３系統の勾配磁場発生装置が発生する勾配磁場の群遅延をそれぞれ測定し、最も大きい群遅延をシステムの群遅延として採用し、最も群遅延が大きい１系統に対する他の２系統の群遅延の差をそれぞれ求め、前記２系統の勾配磁場発生装置の勾配磁場に前記それぞれの差に相当する遅延を付与するので、３系統の勾配磁場の群遅延を同一化することができる。
【０００８】
（２）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、３系統の勾配磁場発生装置がそれぞれ発生する勾配磁場における渦電流の影響を補正するための、指数関数の多項式で表される補正信号の係数を決定し、前記補正信号によって３系統の勾配磁場発生装置における勾配磁場信号をそれぞれ補正し、勾配磁場信号補正後の３系統の勾配磁場発生装置が発生する勾配磁場の群遅延をそれぞれ測定し、３系統間の群遅延の相違が予め定められた許容範囲に入らないときはそれが許容範囲内となるように前記補正信号の係数を変更する、ことを特徴とする群遅延最適化方法である。
【０００９】
（３）上記の課題を解決するための他の観点での発明は、静磁場発生手段、３系統の勾配磁場発生手段およびＲＦ磁場発生手段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獲得した磁気共鳴信号に基づいて画像生成手段により画像を生成する磁気共鳴撮影装置であって、前記３系統の勾配磁場発生手段がそれぞれ発生する勾配磁場における渦電流の影響を補正するための、指数関数の多項式で表される補正信号の係数を決定する係数決定手段と、前記補正信号によって前記３系統の勾配磁場発生手段における勾配磁場信号をそれぞれ補正する補正手段と、勾配磁場信号補正後の前記３系統の勾配磁場発生手段が発生する勾配磁場の群遅延をそれぞれ測定する測定手段と、３系統間の群遅延の相違が予め定められた許容範囲に入らないときはそれが許容範囲内となるように前記補正信号の係数を変更する変更手段と、を具備することを特徴とする磁気共鳴撮影装置である。
【００１０】
（２）および（３）記載の各観点での発明では、３系統の勾配磁場発生装置がそれぞれ発生する勾配磁場における渦電流の影響を補正するための、指数関数の多項式で表される補正信号の係数を決定し、前記補正信号によって３系統の勾配磁場発生装置における勾配磁場信号をそれぞれ補正し、勾配磁場信号補正後の３系統の勾配磁場発生装置が発生する勾配磁場の群遅延をそれぞれ測定し、３系統間の群遅延の相違が予め定められた許容範囲に入らないときはそれが許容範囲内となるように前記補正信号の係数を変更するので、３系統の勾配磁場の群遅延の相違を許容範囲内とすることができる。
【００１１】
前記多項式は予め定められた項数を有することが、係数決定を容易にする点で好ましい。前記項数は３であることが、係数決定の容易さと補正精度をバランスさせる点で好ましい。前記群遅延の相違は予め定められた値に対する相違であることが、群遅延を予め定められた値に揃える点で好ましい。前記予め定められた値は３系統の群遅延の平均値であることが、群遅延を平均値に揃える点で好ましい。前記予め定められた値は１つの系統の群遅延であることが、群遅延を１つの系統の群遅延に揃える点で好ましい。前記係数は振幅係数もしくは時定数または振幅係数および時定数であってよい。
【００１２】
なお、上記の課題を解決するための他の観点での発明は、静磁場発生手段、３系統の勾配磁場発生手段およびＲＦ磁場発生手段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獲得した磁気共鳴信号に基づいて画像生成手段により画像を生成する磁気共鳴撮影装置であって、３系統の勾配磁場発生装置が発生する勾配磁場の群遅延をそれぞれ測定する測定手段と、最も大きい群遅延をシステムの群遅延として採用する採用手段と、最も群遅延が大きい１系統に対する他の２系統の群遅延の差をそれぞれ求める計算手段と、前記２系統の勾配磁場発生装置の勾配磁場に前記それぞれの差に相当する遅延を付与する遅延付与手段と、を具備することを特徴とする磁気共鳴撮影装置であってよい。
【００１３】
【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。本装置の構成によって、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。本装置の動作によって、本発明の方法に関する実施の形態の一例が示される。
【００１４】
同図に示すように、本装置はマグネットシステム（ｍａｇｎｅｔ ｓｙｓｔｅｍ）１００を有する。マグネットシステム１００は主磁場コイル（ｃｏｉｌ）部１０２、勾配コイル部１０６およびＲＦコイル部１０８を有する。これら各コイル部は概ね円筒状の形状を有し、互いに同軸的に配置されている。マグネットシステム１００の概ね円柱状の内部空間（ボア：ｂｏｒｅ）に、撮影の対象１がクレードル（ｃｒａｄｌｅ）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。
【００１５】
主磁場コイル部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の体軸の方向に平行である。すなわちいわゆる水平磁場を形成する。主磁場コイル部１０２は例えば超伝導コイルを用いて構成される。なお、超伝導コイルに限らず常伝導コイル等を用いて構成してもよい。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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位相エンコード（ｅｎｃｏｄｅ）勾配磁場または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。
【００１９】
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（ｐｕｌｓｅ）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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。３系統の勾配コイルと駆動回路が発生する３軸の勾配磁場については、群遅延の最適化が行われている。群遅延の最適化については、後にあらためて説明する。
【００２２】
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。
【００２３】
主磁場コイル部１０２は、本発明における静磁場発生手段の実施の形態の一例である。勾配コイル部１０６および勾配駆動部１３０からなる部分は、本発明における勾配磁場発生手段の実施の形態の一例である。ＲＦコイル部１０８およびＲＦ駆動部１４０からなる部分は、本発明におけるＲＦ磁場発生手段の実施の形態の一例である。
【００２４】
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。
【００２５】
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、勾配駆動部１３０ないしデータ収集部１５０をそれぞれ制御して磁気共鳴信号の収集を遂行する。
【００２６】
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。
【００２７】
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、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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。データ処理部１７０は、本発明における画像生成手段の実施の形態の一例である。
【００３０】
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（ｐｏｉｎｔｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ）を備えたキーボード（ｋｅｙｂｏａｒｄ）等で構成される。
【００３１】
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。
【００３２】
図２に、他の方式の磁気共鳴撮影装置のブロック図を示す。同図に示す磁気共鳴撮影装置は、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、本発明の装置に関する実施の形態の一例が示される。本装置の動作によって、本発明の方法に関する実施の形態の一例が示される。
【００３３】
本装置は、図１に示した装置とは方式を異にするマグネットシステム１００’を有する。マグネットシステム１００’以外は図１に示した装置と同様な構成になっており、同様な部分は同一の符号を付して説明を省略する。
【００３４】
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）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。
【００３５】
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。
【００３６】
勾配コイル部１０６’は、互いに垂直な３軸すなわちスライス軸、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。
【００３７】
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、すなわちオブリークが可能である。本装置でも対象１の体軸の方向をｚ軸方向とする。３軸方向の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。
【００３８】
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ＲＦパルスを送信する 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。ＲＦコイル部１０８’の受信信号がデータ収集部１５０に入力される。
【００３９】
主磁場マグネット部１０２’は、本発明における静磁場発生手段の実施の形態の一例である。勾配コイル部１０６’および勾配駆動部１３０からなる部分は、本発明における勾配磁場発生手段の実施の形態の一例である。ＲＦコイル部１０８’およびＲＦ駆動部１４０からなる部分は、本発明におけるＲＦ磁場発生手段の実施の形態の一例である。
【００４０】
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、スピンエコー（ＳＥ：Ｓｐｉｎ Ｅｃｈｏ）法のパルスシーケンスである。
【００４１】
すなわち、（１）はＳＥ法におけるＲＦ励起用の９０°パルスおよび１８０°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およびスピンエコーＭＲのシーケンスである。なお、９０°パルスおよび１８０°パルスはそれぞれ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。
【００４２】
同図に示すように、９０°パルスによりスピンの９０°励起が行われる。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。９０°励起から所定の時間後に、１８０°パルスによる１８０°励起すなわちスピン反転が行われる。このときもスライス勾配Ｇｓが印加され、同じスライスについての選択的反転が行われる。
【００４３】
９０°励起とスピン反転の間の期間に、リードアウト勾配Ｇｒおよびフェーズエンコード勾配Ｇｐが印加される。リードアウト勾配Ｇｒによりスピンのディフェーズ（ｄｅｐｈａｓｅ）が行われる。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。
【００４４】
スピン反転後、リードアウト勾配Ｇｒでスピンをリフェーズ（ｒｅｐｈａｓｅ）してスピンエコーＭＲを発生させる。スピンエコーＭＲはデータ収集部１５０によりビューデータ（ｖｉｅｗ ｄａｔａ）として収集される。このようなパルスシーケンスが周期ＴＲ（ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ ｔｉｍｅ）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。
【００４５】
磁気共鳴撮影用パルスシーケンスの他の例を図４に示す。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。
【００４６】
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およびスピンエコー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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。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。
【００４９】
図３または図４の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。なお、パルスシーケンスはＳＥ法またはＧＲＥ法に限るものではなく、例えばファーストスピンエコー（ＦＳＥ：ＦａｓｔＳｐｉｎ Ｅｃｈｏ）法やエコープラナーイメージング（ＥＰＩ：Ｅｃｈｏ Ｐｌａｎａｒ Ｉｍａｇｉｎｇ）等、他の適宜の技法のものであってよいのはいうまでもない。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。
【００５０】
図５に、群遅延を最適化するときの、本装置の動作のフロー（ｆｌｏｗ）図を示す。群遅延の最適化は、スキャン前の準備の一環として行われる。同図に示すように、ステップ（ｓｔｅｐ）５０１で、３系統の勾配磁場の群遅延を測定することが行われる。
【００５１】
群遅延の測定は、例えば、スピンエコー法のパルスシーケンスを利用して行われる。スピンエコー信号の位相は勾配磁場の群遅延の影響を受けるので、その位相から群遅延を求めることができる。そこで、ｘ，ｙ，ｚ軸を順次リードアウト軸としてそれぞれスピンエコー法を実行し、それぞれのスピンエコーから３系統の勾配磁場の群遅延が求められる。以下、ｘ，ｙ，ｚ軸の群遅延をそれぞれｄｘ，ｄｙ，ｄｚで表す。群遅延ｄｘ，ｄｙ，ｄｚは例えば図６に示すようになる。
【００５２】
次に、ステップ５０３で、群遅延の最大値をシステムの群遅延として採用することが行われる。例えば群遅延ｄｚが最大であったとすると、ｄｚがシステムの群遅延とされる。
【００５３】
次に、ステップ５０５で、最も群遅延が大きい１系統に対する他の２系統の群遅延の差を計算することが行われる。これによって、例えば、ｄｚ−ｄｘおよびｄｚ−ｄｙが求められる。
【００５４】
次に、ステップ５０７で、それぞれの差を２系統の勾配磁場の遅延時間として設定することが行われる。これによって、例えば、ｄｚ−ｄｘがｘ軸の勾配磁場の遅延時間として設定され、ｄｚ−ｄｙがｙ軸の勾配磁場の遅延時間として設定される。
【００５５】
これら遅延時間は、スキャン実行時に、ｘ軸およびｙ軸にそれぞれ勾配磁場を印加するときの、タイミング（ｔｉｍｉｎｇ）ずらし量として利用される。すなわち、図７に示すように、ｘ，ｙ，ｚ軸にスライス勾配を印加してオブリークスキャン等を行う場合、ｘ軸にはｚ軸よりもｄｚ−ｄｘだけ遅らせて勾配磁場を印加し、ｙ軸にはｚ軸よりもｄｚ−ｄｙだけ遅らせて勾配磁場を印加する。また、ＲＦ励起はシステムの群遅延ｄｚに合わせて行われる。これによって、ＲＦパルスから見た各軸の群遅延が全て同一となり、各軸の群遅延の相違による画質劣化等の不都合は生じない。
【００５６】
図８に、上記のような群遅延最適化を行う本装置の機能ブロック図を示す。同図に示すように、本装置は、群遅延測定部８０２、システム群遅延採用部８０４、差計算部８０６および遅延付与部８０８を有する。群遅延測定部８０２、システム群遅延採用部８０４、差計算部８０６および遅延付与部８０８は、それぞれ、図５のフロー図におけるステップ５０１、５０３、５０５および５０７の機能に相当する。
【００５７】
図９に、群遅延を最適化するときの、本装置の他の動作のフロー図を示す。群遅延の最適化は、スキャン前の準備の一環として行われる。同図に示すように、ステップ９０１で、補正信号の項数を設定することが行われる。補正信号とは、勾配磁場における渦電流の影響を補正するために、勾配磁場信号に付加する信号である。補正信号は、下記のように、指数関数の多項式で表される。
【００５８】
【数１】
ステップ９０１における項数設定により、（１）式におけるＮの値が特定される。Ｎの値としては例えば３が設定される。なお、Ｎの値は３に限らず適宜でよい。項数を少なくするほど係数決定が容易になる。項数を多くするほど補正の精度が向上する。Ｎ＝３は、係数決定の容易さと補正精度をバランス（ｂａｌａｎｃｅ）させる点で好ましい。項数設定は、本装置の使用者によって行われる。
【００６０】
次に、ステップ９０３で、補正信号の係数を決定することが行われる。係数の決定は、ステップ９０１で設定した各項について行われる。これによって、係数Ａｉおよびτｉが決定される。
【００６１】
係数の決定は、例えば、ｘ，ｙ，ｚ軸について勾配磁場による渦電流をそれぞれ測定し、それら渦電流の特性に基づいて行われる。このような係数決定方法は、この技術分野において知られている。
【００６２】
次に、ステップ９０５で、勾配磁場信号を補正することが行われる。勾配磁場信号の補正は、補正信号を勾配磁場信号に付加することによって行われる。勾配磁場信号の補正は、ｘ，ｙ，ｚ軸それぞれについて行われる。
【００６３】
次に、ステップ９０７で、３軸の群遅延を測定することが行われる。３軸の群遅延の測定は、前述と同様にして行われる。このとき勾配磁場は、補正済の信号を用いて発生される。
【００６４】
次に、ステップ９０９で、平均値を求めることが行われる。これによって、３軸の群遅延ｄｘ，ｄｙ，ｄｚの平均値
【００６５】
【数２】
が求まる。
【００６７】
次に、ステップ９１１で、平均値に対する各軸の群遅延の相違が許容範囲内か否かが判定される。許容範囲は予め使用者によって設定されている。あるいは撮影条件に応じて自ずから定まる。
【００６８】
許容範囲であるときは、ステップ９１３で、平均値ｄｍをシステムの群遅延として採用するが、許容範囲外のときは、ステップ９１５で、補正信号の係数を変更することが行われる。変更する係数は、例えば振幅係数Ａｉである。なお、Ａｉの代わりに時定数τｉを変更してもよく、あるいは両方を変更してもよい。
【００６９】
係数を変更したときは、ステップ９０５に戻る。そして、ステップ９０５で勾配磁場信号を補正する。補正信号の係数を変更したことにより補正後の勾配磁場信号が変わる。
【００７０】
次に、ステップ９０７で３軸の群遅延を測定する。勾配磁場信号が変わったことにより、３軸の群遅延が変化する。そこで、ステップ９０９でそれらの平均値を求め、ステップ９１１で新たな平均値に対する各軸の群遅延の相違が許容範囲内か否かを判定する。
【００７１】
このような処理が、平均値に対する各軸の群遅延の相違が許容範囲に入るまで繰り返され、許容範囲内となったとき、ステップ９１３で最後の平均値がシステムの群遅延として採用される。このようにして、３軸の群遅延は、それらの相違が所定の範囲内となるように調節される。すなわち、群遅延の最適化が行われる。なお、平均値の代わりに３軸のうちのいずれか１軸の群遅延を採用しても、上記と同様にして群遅延を最適化することができる。
【００７２】
図１０に、上記のような群遅延最適化を行う本装置の機能ブロック図を示す。同図に示すように、本装置は、係数決定部９０２、勾配磁場信号補正部９０４、群遅延測定部９０６、平均値計算部９０８、判定部９１０、システム群遅延採用部９１２および係数変更部９１４を有する。これらは、それぞれ、図９のフロー図におけるステップ９０３、９０５、９０７、９０９、９１１、９１３および９１５の機能に相当する。
【００７３】
係数決定部９０２は、本発明における係数決定手段の実施の形態の一例である。勾配磁場信号補正部９０４は、本発明における補正手段の実施の形態の一例である。群遅延測定部９０６は、本発明における測定手段の実施の形態の一例である。平均値計算部９０８、判定部９１０、システム群遅延採用部９１２および係数変更部９１４からなる部分は、本発明における変更手段の実施の形態の一例である。
【００７４】
以上、好ましい実施の形態の例に基づいて本発明を説明したが、本発明が属する技術の分野における通常の知識を有する者は、上記の実施の形態の例について、本発明の技術的範囲を逸脱することなく種々の変更や置換等をなし得る。したがって、本発明の技術的範囲には、上記の実施の形態の例ばかりでなく、特許請求の範囲に属する全ての実施の形態が含まれる。
【００７５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、３系統の勾配磁場発生装置の群遅延を最適化する方法、および、そのような手段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】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態の一例の装置のブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態の一例の装置が実行するパルスシーケンスの一例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態の一例の装置が実行するパルスシーケンスの一例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態の一例の装置の動作のフロー図である。
【図６】３軸の勾配磁場の群遅延を示す図である。
【図７】群遅延の最適化を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態の一例の装置の機能ブロック図である。
【図９】本発明の実施の形態の一例の装置の動作のフロー図である。
【図１０】本発明の実施の形態の一例の装置の機能ブロック図である。
【符号の説明】
１ 対象
１００，１００’ マグネットシステム
１０２ 主磁場コイル部
１０２’ 主磁場マグネット部
１０６，１０６’ 勾配コイル部
１０８，１０８’ ＲＦコイル部
１３０ 勾配駆動部
１４０ ＲＦ駆動部
１５０ 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
８０２，９０６ 群遅延測定部
８０４，９１２ システム群遅延採用部
８０６ 差計算部
８０８ 遅延付与部
９０２ 係数決定部
９０４ 勾配磁場信号補正部
９０８ 平均値計算部
９１０ 判定部
９１４ 係数変更部
Claims (7)
- 静磁場発生手段、３系統の勾配磁場発生手段およびＲＦ磁場発生手段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獲得した磁気共鳴信号に基づいて画像生成手段により画像を生成する磁気共鳴撮影装置であって、
前記３系統の勾配磁場発生手段がそれぞれ発生する勾配磁場における渦電流の影響を補正するための、指数関数の多項式で表される補正信号の係数を決定する係数決定手段と、
前記補正信号によって前記３系統の勾配磁場発生手段における勾配磁場信号をそれぞれ補正する補正手段と、
勾配磁場信号補正後の前記３系統の勾配磁場発生手段が発生する勾配磁場の群遅延をそれぞれ測定する測定手段と、
３系統間の群遅延の相違が予め定められた許容範囲に入らないときはそれが許容範囲内となるように前記補正信号の係数を変更する変更手段とを具備し、
前記群遅延の相違は３系統の群遅延の平均値に対する相違であることを特徴とする磁気共鳴撮影装置。 - 静磁場発生手段、３系統の勾配磁場発生手段およびＲＦ磁場発生手段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獲得した磁気共鳴信号に基づいて画像生成手段により画像を生成する磁気共鳴撮影装置であって、
前記３系統の勾配磁場発生手段がそれぞれ発生する勾配磁場における渦電流の影響を補正するための、指数関数の多項式で表される補正信号の係数を決定する係数決定手段と、
前記補正信号によって前記３系統の勾配磁場発生手段における勾配磁場信号をそれぞれ補正する補正手段と、
勾配磁場信号補正後の前記３系統の勾配磁場発生手段が発生する勾配磁場の群遅延をそれぞれ測定する測定手段と、
３系統間の群遅延の相違が予め定められた許容範囲に入らないときはそれが許容範囲内となるように前記補正信号の係数を変更する変更手段とを具備し、
前記群遅延の相違は１つの系統の群遅延に対する相違であることを特徴とする磁気共鳴撮影装置。 - 前記多項式は予め定められた項数を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の磁気共鳴撮影装置。
- 前記項数は３であることを特徴とする請求項３に記載の磁気共鳴撮影装置。
- 前記係数は振幅係数であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちにいずれか１つに記載の磁気共鳴撮影装置。
- 前記係数は時定数であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちにいずれか１つに記載の磁気共鳴撮影装置。
- 前記係数は振幅係数および時定数であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちにいずれか１つに記載の磁気共鳴撮影装置。
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