CN103635135B - 磁共振成像装置和高频磁场决定方法 - Google Patents

Abstract

为了在由涡电流、振动导致的切片选择倾斜磁场波形发生变形的情况下也得到高画质的图像，基于根据在脉冲序列中所设定的输入倾斜磁场波形而施加的输出倾斜磁场波形，来计算高频磁场信息，并将所计算出的高频磁场信息设定在脉冲序列中。并且，摄像时，使用所设定的输入倾斜磁场和所计算的高频磁场信息的激励RF脉冲。关于用于决定激励RF脉冲的输出倾斜磁场波形，例如，使用输入倾斜磁场波形来实测，或者通过运算来求出。

Description

磁共振成像装置和高频磁场决定方法

技术领域

本发明涉及对来自被检体中的质子的核磁共振（NMR）信号进行测量，并将质子的密度分布或张弛时间分布等影像化的核磁共振成像（MRI）技术。特别地，涉及在被检体上设定摄像位置、摄像区域的技术。

背景技术

执行MRI检查的MRI装置将静磁场空间中设置的被检体的任意位置的切片（slice）（摄像截面）影像化（摄像）。摄像对象的切片位置以及切片厚度，通过切片选择倾斜磁场与激励质子的磁化的高频无线电波脉冲来确定。因此，通过调整切片选择倾斜磁场的波形（强度）和无线电波脉冲的照射频率以及波形，能够仅仅激励所期望位置的所期望厚度的切片内的质子的磁化。以下，将激励质子的磁化的无线电波脉冲称为激励RF脉冲。此外，将摄像对象的切片的切片厚度方向的中心称为切片位置或摄像位置。

通过使电流在组装至MRI装置中的倾斜磁场线圈中流动，来生成并施加切片选择倾斜磁场。一般地，在切片选择倾斜磁场中使用相对施加时间线性变化的线性梯度磁场。在切片选择倾斜磁场中使用线性梯度磁场的情况下，使激励轮廓（profile）为矩形，因此使用Sinc函数状的激励RF脉冲。

在近来的高磁场化中，比吸收率（SpecificAbsorptionRate）成为问题。为了改善SAR，在高磁场装置中使用了以比Sinc函数状的激励RF脉冲低的激励功率即可的VERSE（variablerateselectiveexcitation：变速选择性激励）方法（例如，参见非专利文献1）。在VERSE方法中，一边使切片选择倾斜磁场的施加强度变化，一边施加激励RF脉冲。这时，在切片选择倾斜磁场中使用相对施加时间非线性变化的非线性梯度磁场。此外，在激励RF脉冲中，使用比Sinc函数低振幅的函数。激励功率与激励RF脉冲的振幅2次方成比例，因此在VERSE方法中，与使用线性梯度磁场的情况相比，以低的激励功率即可。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：StevenConolly,DwightNishimuraandAlbertMacovski,“Variable-rateselectiveexcitation”JournalofMagneticResonance,78,440-458(1998)

非专利文献2：PeterLatta,“Simplephasemethodformeasurementofmagneticfieldgradientwaveforms,”MAGNETICRESONAMCEIMAGING25,1272-1276(2007)

发明内容

发明要解决的课题

一般地，使用于生成倾斜磁场的电流在配置于磁场空间中的倾斜磁场线圈中流动时，产生电磁感应作用，并产生涡电流。此外，为了使倾斜磁场的极性反相，使逆电流流动，因此倾斜磁场线圈发生振动。由于这样的涡电流、振动，使根据摄像参数计算的理想的倾斜磁场（理论倾斜磁场）的波形变形。

并且，基于上述理论倾斜磁场波形来决定激励RF脉冲的照射频率。但是，实际施加的切片选择倾斜磁场（施加倾斜磁场）波形如上述发生变形，因此所得的磁场梯度也发生变形。随之而来地，在被激励的位置中产生误差，且画质恶化。此外，倾斜磁场波形的变形也引起了被激励的范围与强度（激励轮廓）的波动，进而使画质恶化。特别地，相比于线性梯度磁场，非线性梯度磁场的倾斜磁场波形的变形大，轮廓容易崩塌，难以提高画质。

鉴于以上情况而提出本发明，其目的在于提供一种在由于涡电流、振动导致切片选择倾斜磁场波形发生变形的情况下，也得到高画质的图像的技术。

用于解决课题的手段

本发明基于根据在脉冲序列中设定的输入倾斜磁场波形而施加的输出倾斜磁场波形，计算高频磁场信息，并在脉冲序列中设定所计算出的高频磁场信息。并且，如此，使用设定了高频磁场信息的脉冲序列来进行摄像。

发明效果

根据本发明，在由于涡电流、振动导致切片选择倾斜磁场波形发生变形的情况下，也能够得到高画质的图像。

附图说明

图1表示本发明实施方式的MRI装置的结构图。

图2表示本发明实施方式的运算部的功能框图。

图3表示本发明实施方式的摄像时的处理流程图。

图4（A）表示用于说明使用线性梯度磁场时的理想波形与实际所施加的波形的说明图；图4（B）表示用于说明使用非线性梯度磁场时的理想波形与实际所施加的波形的说明图。

图5（A）和图5（B）表示用于说明本发明实施方式的倾斜磁场波形计算序列的说明图。

图6表示本发明实施方式的激励RF脉冲决定处理的流程图。

图7（A）表示用于说明本发明实施方式的输入倾斜磁场波形与输出倾斜磁场波形的说明图；图7（B）表示用于说明本发明实施方式的输入倾斜磁场波形导致的相位变化与输出倾斜磁场波形导致的相位变化的说明图。

图8表示用于说明本发明实施方式的通过序列生成部所生成的脉冲序列的说明图。

图9（A）表示用于说明使用线性梯度磁场，并使用以摄像参数所设定的激励RF脉冲时的仿真结果的说明图；图9（B）表示用于说明使用线性梯度磁场，并使用通过本发明实施方式的方法得到的激励RF脉冲时的仿真结果的说明图。

图10（A）表示用于说明使用非线性梯度磁场，并使用以摄像参数所设定的激励RF脉冲时的仿真结果的说明图；图10（B）表示用于说明使用非线性梯度磁场，并使用通过本发明实施方式的方法得到的激励RF脉冲时的仿真结果的说明图。

图11（A）表示用于说明使用线性梯度磁场时，以及使用非线性梯度磁场时的激励RF脉冲的比较结果的说明图；图11（B）表示用于说明在利用使用线性梯度磁场时和使用非线性梯度磁场时的通过本发明实施方式的方法得到的激励RF脉冲的情况下所得的图像的比较结果的说明图。

具体实施方式

以下，来说明应用本发明的实施方式。以下，在用于说明本发明实施方式的全部图中，对具有相同功能的部件赋予相同附图标记，并省略了其重复的说明。

首先，使用图1来说明本实施方式的MRI装置。本实施方式的MRI装置100具备：承载被检体101的寝台112、产生静磁场的磁铁102、对静磁场空间施加倾斜磁场的倾斜磁场线圈103、对被检体101施加高频磁场的RF发送线圈104、对被检体101产生的NMR信号进行检测的RF接收线圈105以及对MRI装置100的各部的动作进行控制的序列发生器111。

寝台112将被检体101插入至磁铁102形成的静磁场空间，并使被检体避开该静磁场空间。寝台112通过寝台驱动部113被驱动。寝台驱动部113根据由序列发生器111赋予的控制信号至少控制体轴方向的寝台112的动作。此外，以下在该说明书中，设体轴方向为z轴方向，并将垂直于z方向的2个方向中的与寝台面垂直的方向设为y方向，将另一方向（垂直于z方向和y方向的方向）为x方向。

倾斜磁场线圈103，与倾斜磁场电源109一起，构成了对静磁场空间施加倾斜磁场的倾斜磁场发生系统。倾斜磁场线圈103具备分别在x、y和z的3个方向上产生倾斜磁场的线圈，并通过各线圈对摄像区域施加互相正交的倾斜磁场。根据来自序列发生器111的信号，根据从倾斜磁场电源109供给至倾斜磁场线圈103的电流来施加倾斜磁场。各个倾斜磁场被用作决定偏移摄像的摄像位置（摄像切片）的切片选择倾斜磁场、付与相位编码的相位编码倾斜磁场、付与读出编码的读出倾斜磁场。各作用能够在任意方向进行设定。以下，将用于决定摄像位置的切片选择倾斜磁场称作倾斜磁场。

RF发送线圈104，与RF发送部110一起，构成了对被检体101施加高频磁场（激励RF脉冲）的RF施加系统。根据按照来自序列发生器111的指示而从RF发送部110输送至RF发送线圈104的信号来施加激励RF脉冲。施加的激励RF脉冲的照射频率、相位、振幅波形被预先决定地并被设定在脉冲序列中。根据切片选择倾斜磁场来选择并施加可能激励所希望的切片位置的所希望的切片厚度的照射频率和带宽的激励RF脉冲。由此，被检体101的所希望的切片位置的所希望的切片厚度内的质子的核磁化被激励，并产生FID（自由感应衰减）信号、或回波信号。

RF接收线圈105，与信号检测部106一起，构成了检测由被检体101产生的回波信号的信号检测系统。回波信号通过RF接收线圈105被接收，并通过信号检测部106被检测。

检测出的信号通过运算部107进行FFT（高速傅里叶变换）等处理，变换为图像信号。所得的图像显示在显示部108中。

序列发生器111根据来自输入部114和运算部107的命令、信号，来负责倾斜磁场电源109、RF发送部110、信号检测部106、寝台驱动部113以及显示部108的控制。一般地，控制的时序图被称为脉冲序列。

运算部107经由输入部114来接受摄像参数的设定或者变更。运算部107使用所接受的摄像参数与存储于存储部115的倾斜磁场强度等信息，决定与摄像时实际施加的倾斜磁场对应的激励RF脉冲。

此外，运算部107使用所决定的倾斜磁场和激励RF脉冲来生成脉冲序列，并按照所生成的脉冲序列向序列发生器111发送命令。

为了实现这种情况，如图2所示，本实施方式的运算部107具备：计算与摄影时实际施加的倾斜磁场波形（输出倾斜磁场波形）对应的激励RF脉冲的激励RF脉冲决定部210、将计算出的激励RF脉冲反映至脉冲序列的序列生成部240、按照脉冲序列来执行摄像的摄像部250。

此外，本实施方式的激励RF脉冲决定部210使用根据摄像参数而确定的倾斜磁场波形（输入倾斜磁场波形），通过实测来决定输出倾斜磁场波形。因此，本实施方式的激励RF脉冲决定部210具备：根据摄像参数来决定输入倾斜磁场波形的输入倾斜磁场决定部220；根据输入倾斜磁场波形来决定摄像时实际施加的倾斜磁场波形（输出倾斜磁场波形）的输出倾斜磁场决定部230。

首先，使用图3的流程图来说明基于运算部107的摄像时的处理流程概要。

首先，操作者经由输入部114来设定摄像参数。运算部107接受该设定，并接受摄像参数（步骤S1101）。接着，输入倾斜磁场决定部220基于摄像参数，决定输入倾斜磁场波形Gs_in(t)（输入倾斜磁场决定处理；步骤S1102）。然后，输出倾斜磁场决定部230基于摄像参数、计算出的输入倾斜磁场波形，决定摄像时实际施加的输出倾斜磁场波形Gs_out(t)（输出倾斜磁场决定处理；步骤S1103）。接着，激励RF脉冲决定部210基于摄像参数和输出倾斜磁场波形，决定激励RF脉冲（激励RF脉冲决定处理；步骤S1104）。

然后，序列生成部240生成反映了所输入的摄像参数和所决定的激励RF脉冲的脉冲序列（步骤S1105）。摄像部250按照所生成的脉冲序列，使各部进行动作，并进行摄像（步骤S1106）。即，摄像时，摄像部250照射由RF发送线圈104决定的激励RF脉冲。

以下，说明从步骤S1102到步骤S1104的各步骤的处理的细节。

首先，说明步骤S1102的输入倾斜磁场决定部220的输入倾斜磁场决定处理。

输入倾斜磁场决定部220计算预先设定的倾斜磁场的理论上的倾斜磁场波形。在倾斜磁场中，使用了线性梯度磁场或者非线性梯度磁场的任意一种。这里，作为一例，列举确定为线性梯度磁场的情况的例子来说明。

一般的线性梯度磁场的倾斜磁场，倾斜磁场强度与倾斜磁场的施加时间无关为恒定，因此其理想波形成为以图4（A）的504所示的波形。图4（A）是表示倾斜磁场强度（梯度强度）的时间（time）变化的图表。这时，平坦部分504f的倾斜磁场强度Gs_flat(t)通过下式（1）求出。

Gs_flat(t)=TBW/(γ·zw·D)（1）

这里，TBW（时间带宽）是在激励RF脉冲波形中激励RF脉冲的强度为0的次数。这是针对在激励RF脉冲中使用的每个RF脉冲波形而决定的值，是已知的。γ是回转磁比率。zw是切片厚度，是作为摄像参数被赋予的。D是施加时间，与激励RF脉冲的激励时间相等。此外，上升部504u与下降部504d由于与激励RF脉冲无关，因此为了使说明简单化，设平坦部分504f的倾斜磁场强度Gs_flat(t)为输入倾斜磁场波形Gs_in(t)。

此外，在将非线性梯度磁场用于倾斜磁场的情况下，倾斜磁场强度根据倾斜磁场的施加时间而变化。非线性梯度磁场的理想波形如图4（B）的604所示。该理想波形604的详细的计算方法如非专利文献1中所公开那样。

即，非线性梯度磁场情况下的倾斜磁场波形Gs_in(t)由下式（2）表示。

Gs_in(t)=Gs_linear(t)×vRF(t)/oRF(t)（2）

这里，Gs_linear(t)是线性梯度磁场的倾斜磁场波形，vRF(t)是对应于非线性梯度磁场的激励RF脉冲波形，oRF(t)是对应于线性梯度磁场的激励RF脉冲波形。此外，vRF(t)以不改变oRF(t)的面积和照射时间的方式，使得最大振幅为oRF(t)的最大振幅的α倍地使两侧的振幅上升来生成。但是，α为1以下，且α的决定不要超出切片选择倾斜磁场的摆率（slewrate）。此外，在图4（B）中，605是输出倾斜磁场波形。

接着，说明步骤S1103的输出倾斜磁场决定部230的输出倾斜磁场决定处理。

如上述，输出倾斜磁场波形Gs_out(t)由于涡电流、振动而发生变形，成为图4（A）的505中所示波形。本实施方式使用非专利文献2中公开的技术来计算输出倾斜磁场波形。在非专利文献2中，在信号取得期间中，进行施加和不施加倾斜磁场的处理，并根据各个信号强度的相位差分的每单位时间的变化量，得到各时间的倾斜磁场施加量。通过将其与理论倾斜磁场的施加量相比较，来把握变形量。因此，本实施方式的输出倾斜磁场决定部230通过执行倾斜磁场波形计算序列来计算并决定输出倾斜磁场波形505Gs_out(t)。在正式摄像之前执行该倾斜磁场波形计算序列。

图5（A）和图5（B）中示出了倾斜磁场波形计算序列300。在这些图中，RF表示RF脉冲的施加的时刻、AD表示数据取得的时刻、Gs表示切片倾斜磁场施加的时刻。

倾斜磁场波形计算序列300具备图5（A）所示的第一脉冲序列310和图5（B）所示的第二脉冲序列320。第一脉冲序列310与第二脉冲序列320，具备RF脉冲301、与RF脉冲301同时施加的切片选择倾斜磁场303。

在施加RF脉冲301与切片选择倾斜磁场303之后，第一脉冲序列310不施加切片倾斜磁场地进行数据取得302。另一方面，在第二脉冲序列中，一边施加第二切片选择倾斜磁场304，一边进行数据取得302。设第二切片选择倾斜磁场304设为与正式摄像中使用的切片选择倾斜磁场（输入倾斜磁场）相同，为倾斜磁场波形504Gs_in(t)。即，设与正式摄像中使用的切片选择倾斜磁场相同，为由摄像参数所确定的倾斜磁场。

本实施方式的输出倾斜磁场决定部230执行第一脉冲序列310与第二脉冲序列320。并且，使用第一脉冲序列310中得到的第一回波信号与第二脉冲序列320中得到的第二回波信号，得到基于第二切片选择倾斜磁场304的有无的回波信号的相位变化。

已知，基于第二切片选择倾斜磁场304的有无的回波信号的相位的、单位时间△t中的变化，变为与该倾斜磁场的单位时间的施加量等值。输出倾斜磁场决定部230利用这种情况，得到第二切片选择倾斜磁场304的施加量的时间变化，即正式摄像中使用的切片选择倾斜磁场的输出倾斜磁场波形505Gs_out(t)。

接着，说明上述步骤S1104的激励RF脉冲决定部210的激励RF脉冲决定处理。

激励RF脉冲由下式（3）表示。

RF=RFa(t)·exp(j2π·RFf·t+RFp(t))（3）

这里，RFa(t)是激励RF脉冲的脉冲波形（振幅波形）；RFp(t)是激励RF脉冲的相位；RFf是激励RF脉冲的照射频率；j是虚数单位；·是乘法运算标号。

在本实施方式中，激励RF脉冲决定部210计算激励RF脉冲的照射频率RFf、相位RFp(t)、振幅波形RFa(t)，并决定激励RF脉冲。如图6所示，激励RF脉冲决定部210首先利用输出倾斜磁场波形Gs_out(t)，计算照射频率RFf（照射频率RFf计算处理；步骤S1201）。然后，计算所施加的倾斜磁场从输入倾斜磁场波形变化为输出倾斜磁场波形导致的相位的变化量，来作为相位RFp(t)（相位RFp计算处理；步骤S1202）。最后，利用输出倾斜磁场波形Gs_out(t)和输入倾斜磁场波形Gs_in(t)，计算激励RF脉冲的振幅波形RFa(t)（振幅波形RFa计算处理；步骤S1203）。

首先，说明上述步骤S1201的照射频率RFf计算处理的细节。一般地，激励RF脉冲的照射频率RFf根据切片选择倾斜磁场的强度Gs和摄像位置z，通过下式（4）来计算。

RFf=γ·(Gs·z)+γ·B0（4）

这里，γ是回转磁比率。B0是静磁场强度。

本实施方式的激励RF脉冲决定部210，对于上述式（4）中的切片选择倾斜磁场强度Gs使用Gs_out(t)的时间方向的平均值Ave(Gs_out(t))，通过下式（5），计算激励RF脉冲的照射频率RFf。

RFf=γ·Ave(Gs_out(t))·0D（5）

这里，0D是以相距磁场中心的距离（偏移距离0D）表示的摄像位置。偏移距离0D由用户输入。此外，将摄像位置不是磁场中心的摄像，即，偏移距离不为0的摄像，称为偏移摄像。

接着，说明上述步骤S1202的相位RFp计算处理的细节。这里，如上述，激励RF脉冲决定部210计算由倾斜磁场的变形导致的相位变化，来作为激励RF脉冲的相位RFp(t)。此外，这里，在倾斜磁场无变形的情况下，设激励RF脉冲的相位RFp为0。

在倾斜磁场波形是如图7（A）所示的输入倾斜磁场波形Gs_in(t)这样的理想形状的情况下，1个周期中的相位如图7（B）的gl(t)这样从0到2π发生线性变化。另一方面，倾斜磁场波形如图7（A）所示的输出倾斜磁场波形Gs_out(t)这样发生变形时，1个周期的相位如图7（B）的gk(t)这样发生变化。此外，这里，以使相位的累积和的最大值成为2π地对gk(t)进行标准化。此外，图7（A）是表示倾斜磁场强度（梯度强度）的时间变化的图表；图7（B）是表示相位变化（RFPhasediff：RF相位差）的时间变化的图表。

因此，相位RFp(t)由下式（6）表示。

RFp(t)=(gk(t)-gl(t))·RFf·D（6）

这里，D是倾斜磁场和激励RF脉冲的施加时间。

此外，这里，在如上述倾斜磁场无变形的情况下，激励RF脉冲的相位RFp为0，但是，在激励RF脉冲除了由倾斜磁场导致的相位变化还具有相位的情况下，根据需要将该相位值加至RFp。

接着，说明上述步骤S1203的振幅波形RFa计算处理的细节。激励RF脉冲的脉冲波形RFa(t)被设计为被激励的范围（切片厚度（摄像区域的厚度）的截面；以下称为激励轮廓）为矩形。激励轮廓是将激励RF脉冲的脉冲波形进行了傅里叶变换而得的。由于得到矩形的激励轮廓，因此对于激励RF脉冲的脉冲波形RFa(t)使用了例如sinc函数波形。

如果把将所施加的倾斜磁场波形作为输入倾斜磁场波形Gs_in(t)而设计的激励RF脉冲波形设为RFa_in(t)，则使用的激励RF脉冲的振幅波形RFa(t)由下式（7）表示。

RFa(t)=RFa_in(t)·Gs_out(t)/Gs_in(t)（7）

此外，根据作为摄像参数而被赋予的切片厚度和带宽来计算激励RF脉冲波形RFa_in(t)。

如上述，激励RF脉冲决定部210计算激励RF脉冲的照射频率RFf、相位RFp(t)和振幅波形RFa，并决定激励RF脉冲。

接着，说明步骤S1105的序列生成部240的序列生成处理。序列生成部240在摄像时生成脉冲序列，以便施加具有上述计算出的照射频率RFf、相位RFp(t)和振幅波形RFa(t)的激励RF脉冲。具体地，如图8所示，在RFch上设定将上述照射频率RFf作为调制频率而进行了相位调制的激励RF脉冲401，并在RFpch上设定计算出的相位RFp(t)403。设激励RF脉冲401的波形为RFa(t)。此外，在倾斜磁场Gsch上设定根据摄像参数计算出的输入倾斜磁场波形Gs_in(t)402。

摄像部250按照所得的脉冲序列进行摄像。

这里，图9和图10中示出了表示本实施方式的效果的仿真结果。在该仿真结果中，相距摄像位置的磁场中心的偏移量为60mm。

图9是在切片选择倾斜磁场中使用了线性梯度磁场的例子。图9（A）是原样地使用了以摄像参数所设定的激励RF脉冲时的例子。图9（B）是使用由上述实施方式决定的激励RF脉冲时的例子。

图9（A）和图9（B）的各图表分别表示对应于位置（位置）的信号强度（信号大小）的变化的情况；倾斜磁场强度（梯度强度）的时间变化；激励RF脉冲的振幅波形（RF振幅）的时间变化；激励RF脉冲的相位（RF相位差）的时间变化。

将根据摄像参数计算出的输入倾斜磁场波形Gs_in(t)设为504，并将实际所施加的输出倾斜磁场波形Gs_out(t)设为505。将所设定的激励RF脉冲的波形RFa_in(t)设为503，将相位设为506。将切片选择倾斜磁场是输入倾斜磁场波形Gs_in(t)504时的激励轮廓（切片轮廓）设为501。设计激励RF脉冲503，以使其中心成为摄像位置510。

然而，实际所施加的切片选择倾斜磁场具有输出倾斜磁场波形Gs_out(t)505。因此，原样地使用所设计的激励RF脉冲（振幅波形为503，相位为506）时，所得的切片轮廓成为502，且摄像位置偏离至511。

另一方面，如图9（B）所示，使用通过本实施方式的方法决定的激励RF脉冲（振幅波形RFa(t)为508，相位RFp(t)为509）时，所得的切片轮廓成为507那样，并基本上与激励轮廓501重合。因此，摄像位置也与510基本相同。由此，表示了以本实施方式的方法决定激励RF脉冲时，不存在激励轮廓本身的偏离、也不存在摄像位置的偏离地、高精度地激励所期望的摄像切片。

作为切片选择倾斜磁场，图10中示出了使用非线性梯度倾斜磁场的例子。图10（A）是原样地使用了以摄像参数所设定的激励RF脉冲时的例子。图10（B）是使用由上述实施方式决定的激励RF脉冲时的例子。

图10（A）和图10（B）的各图表分别表示对应于位置（position）的信号强度（信号大小）的变化的情况；倾斜磁场强度（梯度强度）的时间变化；激励RF脉冲的振幅波形（RF振幅）的时间变化；激励RF脉冲的相位（RF相位差）的时间变化。

将根据摄像参数计算出的输入倾斜磁场波形Gs_in(t)设为604，并将实际所施加的输出倾斜磁场波形Gs_out(t)设为605。将所设定的激励RF脉冲RFa_in(t)的波形设为603，将相位设为606。将切片选择倾斜磁场是输入倾斜磁场波形Gs_in(t)604时的激励轮廓（切片轮廓）设为601。设计激励RF脉冲603，以使其中心610成为摄像位置。

然而，实际所施加的切片选择倾斜磁场具有输出倾斜磁场波形Gs_out(t)605。因此，原样地使用所设计的激励RF脉冲（振幅波形为603，相位为606）时，所得的切片轮廓成为602，且摄像位置偏离至611。

另一方面，如图10（B）所示，使用输出倾斜磁场波形Gs_out(t)605，并使用通过本实施方式的方法决定的激励RF脉冲（振幅波形RFa(t)为608，相位RFp(t)为609）时，所得的切片轮廓成为607这样，并基本上与激励轮廓601重合。因此，摄像位置也与610基本相同。

由此，表示以本实施方式的方法决定激励RF脉冲时，不存在轮廓本身的偏离、也不存在摄像位置的偏离地，高精度地激励所期望的摄像切片。

如上述，根据本实施方式，根据摄像时实际施加的输出倾斜磁场波形来决定激励RF脉冲。即，基于实际施加的倾斜磁场波形Gs_out(t)来决定照射频率RFf以及相位RFp(t)。因此，即使在倾斜磁场从输入倾斜磁场Gs_in(t)变化为输出倾斜磁场Gs_out(t)的情况下，也能够激励所期望的切片位置。此外，关于振幅波形RFa(t)也是同样的。因此，即使在从输入倾斜磁场波形Gs_in(t)变化为输出倾斜磁场波形Gs_out(t)的情况下，也能够得到所期望的激励轮廓，结果，激励所期望的切片厚度。

因此，根据本实施方式，即使由于涡电流、振动等使实际施加的切片选择倾斜磁场波形中发生了变形，也照射具有实际施加的切片选择倾斜磁场所对应的频率、相位、振幅波形的激励RF脉冲。因此，能够高精度地激励所期望的切片。由此，画质提高。

这里，以本实施方式的方法来决定激励RF脉冲的情况下，图11（A）和图11（B）中示出了在切片选择倾斜磁场中的、使用线性梯度磁场的例子与使用非线性倾斜磁场的例子的比较结果。设其他的摄像条件相同。图11（A）的图表分别表示对应于位置（position）的信号强度（信号大小）的变化的情况；倾斜磁场强度（梯度强度）的时间（time）变化；激励RF脉冲的振幅波形（RF振幅）的时间变化；激励RF脉冲的相位（RF相位差）的时间变化。

在切片选择倾斜磁场中使用了线性梯度磁场705的情况下，将通过本实施方式的方法决定的激励RF脉冲的振幅波形RFa(t)设为703，将相位变化RFp(t)设为707，将其激励轮廓（切片轮廓）设为701。此外，将所得的图像处理设为图11（B）表示的709。

此外，在切片选择倾斜磁场中使用了非线性梯度磁场706的情况下，将通过本实施方式的方法决定的激励RF脉冲的振幅波形RFa(t)设为704，将相位变化RFp(t)设为708，将其激励轮廓（切片轮廓）设为702。此外，将所得的图像设为图11（B）表示的710。

如图11（A）所示，关于切片轮廓701与切片轮廓702，波形和摄像位置基本上一致。此外，如图11（B）所示，关于图像709与图像710，画质基本上也相同。但是，比较激励RF脉冲的振幅波形703与704时，与振幅波形703相比，振幅波形704其值较小，所需要的RF激励功率较低。因此，示出了：如果摄像条件相同，则通过在切片选择倾斜磁场中使用非线性梯度磁场，能够以低的激励功率得到同等的画质。

如此，根据本实施方式，即使在切片选择倾斜磁场中使用非线性梯度磁场，也照射具有基于实际施加的倾斜磁场波形来决定的频率、相位、振幅波形的激励RF脉冲。因此，与在切片选择倾斜磁场中使用线性梯度磁场的情况同样地，能够激励所期望的切片。

以往，在使用非线性梯度磁场的情况下，磁场的变形较大，激励轮廓容易崩塌，因此，相比于以相同摄像条件使用线性梯度磁场的情况，画质差。但是，根据本实施方式，在切片选择倾斜磁场中使用线性梯度磁场也好，使用非线性梯度磁场也好，均能够得到同等画质的图像。因此，为了得到相同画质的图像，使用较少的激励功率即可。

此外，在上述实施方式中，输出倾斜磁场决定部230对于每次正式摄像使用在正式摄像中使用的切片选择倾斜磁场波形（输入倾斜磁场波形；Gs_in(t)），执行倾斜磁场波形计算序列，由此决定输出倾斜磁场波形Gs_out(t)。但是，输出倾斜磁场波形的决定方法并不限于此。

倾斜磁场强度与切片厚度成反比。因此，例如，与以上述方法求出输出倾斜磁场波形Gs_out(t)的摄像仅仅切片厚度不同的正式摄像的输出倾斜磁场波形Gs_out(t)，能够不执行倾斜磁场波形计算序列300地、由下式（8）求出。

Gs_out(t)=c·Tb·Gsb(t)/Tg（8）

这里，Gsb(t)是作为执行上述倾斜磁场波形计算序列300计算出的基准（base）的倾斜磁场波形，Tb是此时的切片厚度，另一方面，Tg是输出倾斜磁场波形Gs_out(t)计算对象的正式摄像的切片厚度。此外，c是相关系数。关于相关系数c，预先地利用2个以上的不同厚度，执行上述倾斜磁场波形计算序列300来分别计算输出倾斜磁场波形来求出。

此外，输出倾斜磁场波形Gs_out(t)可以构成为使用MRI装置100固有的系统传递函数ts(t)来进行计算，并决定。即，输出倾斜磁场波形Gs_out(t)能够使用输入倾斜磁场波形Gs_in(t)与系统传递函数ts(t)，由下式（9）进行计算。

$\mathrm{Gs}\_\mathrm{out}\left(t\right){\∫}_0^t\mathrm{Gs}\_\mathrm{in}\left(t\right)\·\mathrm{ts}(t-\mathrm{\τ})d_{\mathrm{\τ}}---\left(9\right)$

这里，t是切片选择倾斜磁场的施加时间，τ是满足0≤τ≤1的变量。此外，系统传递函数ts(t)是根据涡电流等的特性，具有多个时间常数和增益的随时间衰减的响应函数。能够用作系统传递函数ts(t)的响应函数中，可使用由下式（10）表示的指数函数。

$\mathrm{ts}\left(t\right)=g_1\·\exp (-\frac{t}{{\mathrm{\τ}}_1})+g_2\·\exp (-\frac{t}{{\mathrm{\τ}}_2})+g_3\·\exp (-\frac{t}{{\mathrm{\τ}}_3})---\left(10\right)$

这里，g₁、g₂、g₃是增益，τ₁、τ₂、τ₃是时间常数。这些增益和时间常数是依赖于装置的值，因此，对于各MRI装置，例如，在安装等时进行一次测定即可。

此外，系统传递函数ts(t)的增益与时间常数并不限于通过测定求出的值。例如，也可以一边变更增益和时间常数，一边决定最佳值。在这种情况下，每次进行变更时，使用上述式（9）和式（10）来计算输出倾斜磁场波形Gs_app(t)的候补Gs_app(t)，并与成为执行上述倾斜磁场波形计算序列300而计算出的基准的倾斜磁场波形Gsb(t)相比较，并采用相似度最高时的增益和时间常数。输出倾斜磁场波形候补Gs_app(t)与成为基准的倾斜磁场波形Gsb(t)的相似度使用下式（11）中所示的最小二阶和来进行评价。

$\mathrm{lsm}=\underset{\mathrm{\τ}=0}{\overset{t}{\mathrm{\Σ}}}{(\mathrm{gs}\_\mathrm{app}\left(\mathrm{\τ}\right)-\mathrm{Gsb}\left(\mathrm{\τ}\right))}^2---\left(11\right)$

此外，相对于式（9），式（10）中的增益与时间常数可以在进行拉普拉斯变换、z变换之后进行计算。

此外，在上述实施方式中，输出倾斜磁场决定部230构成为对每次正式摄像或摄像参数变化来计算对应于输入倾斜磁场波形Gs_in(t)的输出倾斜磁场波形Gs_out(t)，但是并不限于此。可以通过任何方法，得到对应于通过摄像参数决定的输入倾斜磁场波形Gs_in(t)的输出倾斜磁场波形Gs_out(t)即可。

例如，对每个代表性的摄像参数，在作为数据库的存储部115中存储对应于输入倾斜磁场波形Gs_in(t)的输出倾斜磁场波形Gs_out(t)。并且，输出倾斜磁场决定部230可以构成为每次摄像时，提取对应于与摄像参数对应的输入倾斜磁场波形Gs_in(t)而存储于数据库中的输出倾斜磁场波形Gs_out(t)。

此外，在上述实施方式中，列举了摄像截面平行于xy面、yz面、zx面的任一个的正交截面摄像的例子进行了说明，但是摄像并不限于此。例如，也可以是任意角度的截面摄像，即倾斜摄像。倾斜摄像时的输出倾斜磁场波形Gs_out(t)由下式（12）表示。

$\mathrm{Gs}\_\mathrm{out}\left(t\right)=\sqrt{{(\mathrm{wx}\·G\_x\left(t\right))}^2+{(\mathrm{wy}\·G\_y\left(t\right))}^2+{(\mathrm{wz}\·G\_z\left(t\right))}^2}---\left(12\right)$

这里，G_x(t)、G_y(t)、G_z(t)分别是x轴、y轴、z轴方向的输出倾斜磁场波形，wx、wy、wz是对应于倾斜角度的权重。根据旋转坐标和用户设定的倾斜角度计算权重。优选地预先存储于存储部115中。

x轴、y轴、z轴方向的输出倾斜磁场波形G_x(t)、G_y(t)、G_z(t)通过上述任意一种方法进行计算。

此外，在上述实施方式中，激励RF脉冲决定部210根据所得的输出倾斜磁场波形Gs_out(t)来计算激励RF脉冲的照射频率RFf与相位变化量RFp(t)，但是并不限于此。也可以通过进行修正来计算预先对每个序列确定的激励RF脉冲的照射频率RFf_in与相位RFp_in(t)。关于照射频率RFf_in与相位RFp_in(t)，根据理想的倾斜磁场即输入倾斜磁场波形Gs_in(t)来计算。

这种情况下的照射频率RFf的修正量△RFf以及相位RFp(t)的修正量△RFp(t)分别由以下的式（13）、式（14）表示。

△RFf=γ·(Ave(Gs_in(t))-Ave(Gs_out(t)))·0D（13）

这里，Ave(Gs_in(t))是输入倾斜磁场波形Gs_in(t)的时间方向的平均值，Ave(Gs_out(t))是输出倾斜磁场波形Gs_out(t)的时间方向的平均值。

△RFp(t)=(gcal(t)-gk(t))·RFf·D（14）

这里，gcal(t)是输入倾斜磁场波形Gs_in(t)的一个周期的相位的变化量，是进行了使最大位置成为2π的标准化后的量。

并且，照射频率RFf与相位RFp(t)分别由以下的式（15）、式（16）求出。

RFf=RFf_in+△RFf（15）

RFp(t)=RFp_in(t)+△RFp(t)（16）

此外，在该实施方式中，在MRI装置100具备的运算部107内进行根据输入倾斜磁场Gs_in(t)来决定激励RF脉冲的处理，但是并不限于此。例如，也可以构成为在可与MRI装置100进行数据的收发、独立于MRI装置100的信息处理装置内，根据输入倾斜磁场Gs_in(t)来决定激励RF脉冲。

符号说明

100MRI装置、101被检体、102磁铁、103倾斜磁场线圈、104RF发送线圈、105RF接收线圈、106信号检测部、107运算部、108显示部、109倾斜磁场电源、110RF发送部、111序列发生器、112寝台、113寝台驱动部、114输入部、115存储部、210激励RF脉冲决定部、220输入倾斜磁场决定部、230输出倾斜磁场决定部、240序列生成部、250摄像部、300倾斜磁场波形计算序列、301RF脉冲、302数据取得、303切片选择倾斜磁场、304切片选择倾斜磁场、310脉冲序列、320脉冲序列、401激励RF脉冲、402输入倾斜磁场波形、403相位、501激励轮廓、502激励轮廓、503振幅波形、504输入倾斜磁场波形、504d下降部、504f平坦部分、504u上升部、505输出倾斜磁场波形、506相位、507激励轮廓、508振幅波形、509相位、510摄像位置、511摄像位置、601激励轮廓、602激励轮廓、603振幅波形、604输入倾斜磁场波形、605输出倾斜磁场波形、606相位、607激励轮廓、608振幅波形、609相位、610摄像位置、611摄像位置、701切片轮廓、702切片轮廓、703振幅波形、704振幅波形、705线性梯度磁场、706非线性梯度磁场、707相位、708相位、709图像、710图像。

Claims (14)

1.一种磁共振成像装置，具备：

磁铁，其产生静磁场；

倾斜磁场发生部，其对静磁场空间施加倾斜磁场；

高频磁场施加部，其对被检体施加高频磁场；

信号检测部，其检测从被检体产生的核磁共振信号；

测量控制部，其对倾斜磁场发生部、高频磁场施加部以及信号检测部的动作进行控制；以及

运算部，其按照预先确定的脉冲序列指示所述测量控制部进行控制的同时，进行包含来自所述信号检测部检测出的核磁共振信号的图像的重构的运算，

所述磁共振成像装置的特征在于，

所述运算部，具备：

高频磁场决定部，其基于所述倾斜磁场发生部根据按照所述脉冲序列而输入的输入倾斜磁场波形施加的输出倾斜磁场波形，来决定从所述高频磁场施加部施加的高频磁场信息；以及

序列生成部，其在所述脉冲序列中设定所述高频率磁场决定部所决定的高频率磁场信息。

2.根据权利要求1所述的磁共振成像装置，其特征在于，

所述高频磁场决定部，具备：

频率计算部，其使用所述输出倾斜磁场波形来计算所述高频磁场的照射频率；以及

相位计算部，其计算所施加的倾斜磁场从所述输入倾斜磁场波形变化为所述输出倾斜磁场波形而引起的相位变化量，

所述序列生成部在所述脉冲序列的高频率磁场信息中设定所述计算出的相位变化量。

3.根据权利要求2所述的磁共振成像装置，其特征在于，

所述序列生成部将所述计算出的照射频率作为调制频率设定在所述脉冲序列的高频磁场信息中。

4.根据权利要求2所述的磁共振成像装置，其特征在于，

所述高频磁场决定部还具备：振幅波形计算部，其使用所述输入倾斜磁场波形和所述输出倾斜磁场波形来计算所述高频磁场的振幅波形，

所述序列生成部在所述脉冲序列的高频磁场信息中设定所述计算出的振幅波形。

5.根据权利要求1所述的磁共振成像装置，其特征在于，

所述高频磁场决定部还具备：

输入倾斜磁场决定部，其根据摄像参数来决定所述输入倾斜磁场波形；以及

输出倾斜磁场决定部，其根据所述输入倾斜磁场波形来决定所述输出倾斜磁场波形。

6.根据权利要求2所述的磁共振成像装置，其特征在于，

所述频率计算部使用所述输出倾斜磁场波形的强度的平均值来计算所述高频磁场的频率，

所述相位计算部使用所述输出倾斜磁场波形一个周期的相位变化量来计算所述相位变化量。

7.根据权利要求1所述的磁共振成像装置，其特征在于，

所述高频磁场决定部，

具备计算所述高频磁场的频率的修正量和所述高频磁场的相位的修正量的修正量计算部，

使用所述修正量，对预先确定的高频磁场的频率和相位进行修正，并决定在所述脉冲序列中设定的高频磁场信息。

8.根据权利要求5所述的磁共振成像装置，其特征在于，

所述运算部还具备：倾斜磁场波形数据库，其针对每个所述输入倾斜磁场波形和摄像参数，将预先计算出的输出倾斜磁场波形与所述输入倾斜磁场波形对应地存储，

所述输出倾斜磁场决定部从所述倾斜磁场波形数据库提取对应于所述输入倾斜磁场波形的输出倾斜磁场波形，并决定所述输出倾斜磁场波形。

9.根据权利要求5所述的磁共振成像装置，其特征在于，

所述输出倾斜磁场决定部，对通过施加正式摄像中使用的倾斜磁场来执行预定的脉冲序列而得到的第一结果与通过未施加该倾斜磁场来执行预定的脉冲序列而得到的第二结果进行比较，由此来决定所述输出倾斜磁场波形。

10.根据权利要求5所述的磁共振成像装置，其特征在于，

所述运算部还具备：相关系数计算部，其根据多个输出倾斜磁场波形来计算相关系数，

所述输出倾斜磁场决定部使用所述摄像参数与所述相关系数来决定所述输出倾斜磁场波形。

11.根据权利要求5所述的磁共振成像装置，其特征在于，

所述输出倾斜磁场决定部使用所述输入倾斜磁场波形和预先确定的系统传递函数，通过卷积来决定所述输出倾斜磁场波形。

12.根据权利要求5所述的磁共振成像装置，其特征在于，

所述输出倾斜磁场决定部使用用户输入的倾斜的角度，来决定所述输出倾斜磁场波形。

13.一种高频磁场决定方法，是磁共振成像装置中，决定在摄像所使用的脉冲序列中设定的高频磁场信息的高频磁场决定方法，其特征在于，具备：

基于根据在所述脉冲序列中设定的输入倾斜磁场波形而施加的输出倾斜磁场波形，来计算所述高频磁场信息的高频磁场计算步骤，

其中，所述高频磁场计算步骤包括使用输入倾斜磁场波形和输出倾斜磁场波形来计算高频磁场的振幅波形的振幅计算步骤。

14.根据权利要求13所述的高频磁场决定方法，其特征在于，

所述高频磁场计算步骤，具备：

使用所述输出倾斜磁场波形的平均值来计算高频磁场的频率的频率计算步骤；

计算从所述输入倾斜磁场波形变化为所述输出倾斜磁场波形而引起的所施加的高频磁场的相位变化量的相位计算步骤。