JP2008284361A - Ｒｆパルス設計における振幅低減のためのシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＭＲ撮像シーケンスにおいてＲＦパルス及び傾斜波形を調整し、Ｂ_１磁場の大きさを低減するためのシステム及び方法を提供する。
【解決手段】ＭＲ撮像シーケンスにおいてＲＦパルス及び傾斜波形を調整してＢ_１磁場の大きさを低減するためのシステム及び方法を提供する。最大Ｂ_１の大きさを超える高振幅セグメントを有するＲＦパルスが現れると、本明細書により提供するシステム及び方法は可変スルーレート設計技法を適用することができる。ＲＦパルスの高振幅セグメントの送信の間に、Ｂ_１磁場の大きさを低減させるように少なくとも１つの傾斜波形のスルーレートを変更することができる。計算した最大許容可能スルーレート関数に従って非デカルトｋ空間軌道に関する傾斜波形のスルーレートを制御することによって、本システム及び方法の実施形態は、傾斜振幅の低減を実施することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、全般的には磁気共鳴（ＭＲ）撮像に関し、またより具体的には、ＲＦパルス設計においてＢ_１振幅低減を提供するシステム及び方法に関する。ＲＦパルス及び対応する傾斜波形のピークまたは高振幅部分を調整することによって、ＲＦ送信パワー全体を低減させることができ、かつパルスの比吸収率（ＳＡＲ）を制御することができる。こうした振幅の低減は、うずまき型で非均一の軌道に関するなど非線形のｋ空間軌道に関して拡張することが可能である。

ＭＲ撮像は一般に核磁気共鳴の原理に基づく。人体組織などの物質を均一な磁場（偏向磁場Ｂ_０）にかけると、組織内のスピンの個々の磁気モーメントはこの偏向磁場と整列しようとして、この周りをラーモアの特性周波数によってランダムな秩序で歳差運動することになる。物質または組織に、ｘ−ｙ平面内にありラーモア周波数に近い周波数をもつＢ_１励起磁場などの磁場がかけられると、正味の整列モーメント（すなわち、「縦磁化」）Ｍ_Ｚは、ｘ−ｙ平面内に来るように回転させられ（すなわち、「傾けられ（ｔｉｐｐｅｄ）」）、正味の横方向磁気モーメントＭ_ｔが生成される。励起信号Ｂ_１を停止させた後、励起したスピンにより信号が放出され、さらにこの信号を受信し処理して画像を形成することができる。

これらの信号を用いて画像を作成する際には、磁場傾斜（Ｇ_ｘ、Ｇ_ｙ及びＧ_ｚ）が利用される。典型的には、撮像しようとする領域は、使用する具体的な位置特定方法に従ってこれらの傾斜を変更させている一連の計測サイクルによりスキャンを受ける。得られた受信ＮＭＲ信号の組は、ｋ空間データとして知られるデータ組が収集されるように、ディジタル化され、エンコードされかつ処理される。次いでこのデータは、よく知られた多くの再構成技法のうちの１つを用いた画像の再構成のために使用される。磁場傾斜波形の形状は、そのｋ空間データを収集する方式及び順序（ｋ空間軌道とも呼ぶ）に寄与する。

送信シーケンスの間に、ＭＲシステムはまた、磁場傾斜を付与しながら特殊設計の周波数及び振幅プロフィールを有するＲＦパルスを送信する。例えばＭＲシステムは、スキャン対象の原子核内に正味の横方向磁化を誘導するためにある特定の周波数及び振幅である特定の時間にわたって励起パルスを送信することがある。システムにより送信される後続のパルスは、同じまたは同様の周波数を有することがあるが、磁化（または、「フリップ角」）の異なる変化を生じさせるように異なる利得、振幅または持続時間属性を有することもあり得る。さらにＲＦパルスの属性は、スキャン対象の所与の２Ｄまたは３Ｄ部分内のスピンだけが影響を受けるように調整することが可能である。このことは、撮像域低減撮像や空間選択的撮像などの技法において有用である。したがって一般に、送信シーケンス内のＲＦパルスの具体的形状はスキャン対象の原子核内の正味の磁化を操作するために変更されている。

目下のところ、ＲＦパルスは直接方式と近似方式の両方を介して多種多様な技法を用いて設計されている。例示的な設計技法の幾つかには、Ｓｈｉｎｎａｒ−ＬｅＲｏｕｘ技法、微小先端角（ｓｍａｌｌ ｔｉｐ ａｎｇｌｅ：ＳＴＡ）近似、線形クラス大先端角（ｌｉｎｅａｒ ｃｌａｓｓ ｌａｒｇｅ ｔｉｐ ａｎｇｌｅ：ＬＣＬＴＡ）近似、ＥＰＩ軌道に基づく技法、並びにブロッホ（Ｂｌｏｃｈ）方程式に基づく別の決定法が含まれる。しかしこれらのＲＦパルス設計技法は、望ましくない高振幅をもつ１つまたは複数のセグメントを備えたプロフィールを有するＲＦパルスを生成することが多い。例えば、２Ｄまたは３Ｄ空間選択的ＲＦパルスに関連する複雑なＲＦパルス形状は、時として所望のＳＡＲ制限を超えるピーク振幅セグメントを有する可能性がある。さらにこうしたＲＦパルスは、所与のシステムに関する最大達成可能な送信パワーを超えるＲＦ送信パワーを生じさせるような高振幅部分を有することがあり得る。ピーク振幅セグメントは、励起ｋ空間の原点の近傍に対応するパルス部分に関連付けされることが多い。したがって、ＲＦパルスのこれらの部分に関する送信特性を向上させるような適応を実施すべきであることが理解されよう。

ピークＲＦ振幅及びＳＡＲを低減させるための一方法は、傾斜波形に対して同じ動作を実行させながらＲＦパルス全体の振幅を低減させると共に、パルスを比例して長くし、これにより同じ磁化またはフリップ角プロフィールを生成することである。例えばＲＦパルスの振幅を４分の１にすると共に、持続時間を４倍にすることが可能である。しかしこうした方式は多くの状況において実用的でないと見なされる、というのはこの結果ＲＦパルスの持続時間がかなり長くなる可能性があるためである。ＲＦパルスの持続時間が長くなると、緩和、オフレゾナンス周波数、その他のために画質が低下する可能性がある。

ＲＦパルス設計の高振幅または高送信パワー部分を制限するような別のタイプのパルス修正は可変速度選択励起（ＶＥＲＳＥ）技法と呼ばれるものである。ＶＥＲＳＥ技法の実現形態は、最大傾斜振幅やスルーレート（ｓｌｅｗ−ｒａｔｅ）などのハードウェア制約条件を満足させる一方でピークＢ_１振幅を低減するためにＲＦパルス及び傾斜波形の局所的形状を「時間膨張（ｔｉｅ−ｄｉｌａｔｅ）」させている。ＶＥＲＳＥ技法は時間膨張関数を使用することによって、従来設計のパルスまたは伸展パルスと比較して、ピークＢ_１振幅及びＳＡＲに対するより実用的な制御を提供する。すなわち、ＶＥＲＳＥパルスはパルスの高振幅部分に対するピークパワーを低減するための一技法として利用されるのが一般的である。しかし現在に至るまで、ＶＥＲＳＥ技法は単に、一定傾斜をもつ共通の単一次元（１Ｄ）の空間選択的ＲＦパルスに関してだけ実用可能であると知られるのみである。

一般にＶＥＲＳＥパルスは、既存の従来設計のＲＦパルスから導出されたＲＦパルスである。従来設計のＲＦパルスは所望のフリップ角、持続時間、バンド幅、その他に関する多種多様な設計方法のうちのいずれかによって生成することができる。ＲＦパルスの一部分の振幅が望ましくなく高い場合、ＲＦパルスのうち望ましくなく高い部分だけについて比例して低減させかつ長くするような設計後処理の中でＶＥＲＳＥ技法を利用することができる。一方、スライス選択傾斜波形の対応する部分は、所望のスライス選択を維持するために同様に低減させかつ長くさせている。

図１に示すように、例示的な大きさが一定のスライス選択傾斜波形１００は実施時において、例示的な１ＤのＲＦパルスによる送信のために全体的に１つの台形の形態となっている。関連するＲＦパルス１０２は一般にｓｉｎｃパルスとすることがある。この傾斜波形は、一定振幅セグメント１１０まで増大する第１の傾斜１１２を有し、その後に減少傾斜１１４が続くように設計される。ＲＦパルス１０２は、第１のサイドローブ１０６、より振幅が大きい主ローブ１０４、並びに第２のサイドローブ１０８を有する。ＶＥＲＳＥ技法によれば、パルス１０２及び波形１００を、ＲＦパルス１００の主ローブ１０４の間にＳＡＲが制御されるように調整することができる。

一般に、ＶＥＲＳＥ技法を用いてピークＲＦ振幅を低減させかつＳＡＲを制御するために、パルス１０２を最初に設計した後でＲＦパルスの高振幅セグメント１０４を形状変更することができる。したがって、ＶＥＲＳＥ式ＲＦパルス１１８は一般に、主ローブセグメント１２０の延長または伸展により特徴付けされる一方、サイドローブ１２２、１２４は比較的不変に維持される。したがってピークＲＦ振幅が低減されると共に、従来設計のパルス１０２のピークセグメント１０４からのＲＦパワーはＶＥＲＳＥパルス１１８内で長くなったセグメント１２０にわたって拡がる。次いで、実効Ｂ_１磁場及びＳＡＲを制御しながら正味の所望のフリップ角を維持するように延長し低減したスライス選択（Ｇｚ）傾斜１１６の存在下でＶＥＲＳＥ式ＲＦパルス１１８の伸展させたセグメント１１８が送信される。したがって、傾斜波形のうち伸展させた主ローブ１２０と時間的に対応する中心部分１３２は低減されかつ伸展される。傾斜パルス１１６の一定振幅セクションの残りの部分１２８及び１３６、並びに傾斜１２６及び１３８は同じままである。したがってＶＥＲＳＥ技法によって、パルス全体の持続時間を延長することなくＳＡＲを制御するための設計後方法が提供される。

しかし目下のところＶＥＲＳＥ技法は、２次元（２Ｄ）空間選択的ＲＦパルスで使用されるシーケンスなどうずまき型やその他の非線形あるいは非均一なｋ空間軌道を用いたシーケンスには直接適用できないことが分かっている。非デカルトｋ空間軌道（例えば、うずまき型）にＶＥＲＳＥを適用する際の困難の１つは、時間膨張関数及びその導関数が連鎖法則の微分法を介して傾斜及びスルーレート表現まで拡げられていることである。したがって傾斜振幅制約条件及びスルーレート制約条件を実施すると複素微分不等式となり、解くのが困難となる。

非デカルト軌道にＶＥＲＳＥを直接適用する際の別の困難は、ハードウェア制約条件により課せられる波形形状に関する制約である。例えば図２には、非デカルトでうずまき型のｋ空間軌道を実現している例示的な周波数エンコード（Ｇｘ）傾斜波形１４０を示している。上述のようにＶＥＲＳＥ技法を波形１４０に直接適用した場合、高振幅ＲＦセグメントに対応する部分１４４は持続時間が伸展されかつ振幅が低下することになる一方、パルスの残りの部分１４８は不変となる。しかし図のように、こうした技法では２つのセグメント１４４、１４８が出合う箇所において波形の急峻な変化または不連続１４６が生じることになる。こうした不連続１４６はスルーレート制約条件のために傾斜コイルアセンブリにより実現可能でないことが知られている。このため、ＶＥＲＳＥタイプのＳＡＲ低減の利点が非均一や非デカルトのｋ空間軌道では利用されないことになる。

したがって、非デカルトｋ空間軌道に従って設計したＲＦパルスの一部分の間においてＢ_１パワーの低減が可能なシステム及び方法があることが望ましい。さらに、こうしたシステム及び方法の実施形態は、既存のＲＦパルスプロフィール及び傾斜波形に対する調整値を迅速かつ効率的に計算し、パルスの送信持続時間を比較的短く維持することが望ましい。

本発明の実施形態は、上述の欠点を克服したＭＲシステムの設計及び実現形態を提供する。具体的には、本発明の様々な実施形態は、Ｂ_１パワーを低減させることが可能であり、またこのためにＳＡＲを低減させることが可能な調整済みＲＦパルス及び／または傾斜波形を生成する。非デカルトｋ空間軌道に従って規定されたＲＦパルスでは、本発明の実施形態は波形に実施不可能な不連続を生じさせることなくＢ_１パワー低減を実現するように振動式傾斜波形を調整することができる。

したがって本発明の一態様では、ＭＲＩシステムは、マグネットのボアの周りに位置決めされた複数の傾斜コイルと、ＲＦ送受信器システム及びスイッチと、パルスモジュールと、ＲＦコイルアセンブリと、制御器と、を含む。ＲＦ送受信器システム及びＲＦスイッチは、ＭＲ画像を収集させるためのＲＦ信号をＲＦコイルアセンブリに送信させるようにパルスモジュールによって制御されている。制御器は、パルスモジュールと動作可能に接続されていると共に、ＲＦパルスプロフィールを決定しその高振幅セグメントを特定するようにプログラムされている。制御器はさらに、ＲＦパルスプロフィールの高振幅セグメントの送信の間にＢ_１磁場の大きさを低減させるようにその波形のスルーレートが変更されているような少なくとも１つの傾斜波形を設計するようにプログラムされている。この制御は、ＲＦコイルアセンブリによる送信のためにＲＦパルスプロフィールを出力すること、並びに複数の傾斜コイルの少なくとも１つによる送信のために少なくとも１つの傾斜波形を出力することを行うようにプログラムされている。

本発明の別の態様では、ＲＦパルス振幅を低減するための方法を提供する。本方法は、非デカルトｋ空間軌道を実現するような傾斜波形を設計する工程と、波形のスルーレート制限セグメントのうちの少なくとも一部の間に傾斜波形のスルーレートを変更するように最大スルーレート関数を決定する工程と、を含む。次いで本方法は、最大スルーレート関数に従って傾斜波形を再設計する工程を含む。この再設計傾斜波形は、ＭＲ画像データを収集するためにＲＦパルスと共に繰り出される。このＭＲ画像データは、少なくとも一時的にメモリ内に格納される。

本発明のさらに別の態様では、コンピュータ読み取り可能記憶媒体上に命令の組が格納されている。これらの命令は、コンピュータによって実行したときに該コンピュータに対して数多くの動作を実行させている。このコンピュータは、許容可能なスルーレート関数を決定し、該許容可能スルーレート関数に従って少なくとも１つの振動式傾斜波形を再設計する。次いでこのコンピュータは、撮像シーケンスによる送信のために振動式傾斜波形及びＲＦパルスプロフィールを出力する。さらにこれらの命令はコンピュータに対して、撮像シーケンスから得たＭＲデータに基づいて画像を再構成し表示させている。

本発明に関する別の様々な特徴及び利点は、以下の詳細な説明及び図面から明らかとなろう。

図面では、本発明を実施するために目下のところ企図されている実施形態を図示している。

図３を参照すると、本発明の実施形態を組み込める磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システム１０の主要コンポーネントを表している。このシステムの動作は、キーボードその他の入力デバイス１３、制御パネル１４及び表示画面１６を含むオペレータコンソール１２から制御を受けている。コンソール１２は、オペレータが画像の作成及び表示画面１６上への画像表示を制御できるようにする単独のコンピュータシステム２０と、リンク１８を介して連絡している。コンピュータシステム２０は、バックプレーン２０ａを介して互いに連絡している多くのモジュールを含んでいる。これらのモジュールには、画像プロセッサモジュール２２、ＣＰＵモジュール２４、並びに当技術分野でフレームバッファとして知られている画像データアレイを記憶するためのメモリモジュール２６が含まれる。コンピュータシステム２０は、画像データ及びプログラムを記憶するためにディスク記憶装置２８及び着脱可能記憶装置３０とリンクしており、さらに高速シリアルリンク３４を介して単独のシステム制御部３２と連絡している。入力デバイス１３は、マウス、ジョイスティック、キーボード、トラックボール、タッチ作動スクリーン、光学読取り棒、音声制御器、あるいは同様な任意の入力デバイスや同等の入力デバイスを含むことができ、また入力デバイス１３は対話式幾何学指定のために使用することができる。

システム制御部３２は、バックプレーン３２ａにより互いに接続させたモジュールの組を含んでいる。これらのモジュールには、ＣＰＵモジュール３６や、シリアルリンク４０を介してオペレータコンソール１２に接続させたパルス発生器モジュール３８が含まれる。システム制御部３２は、実行すべきスキャンシーケンスを指示するオペレータからのコマンドをこのリンク４０を介して受け取っている。パルス発生器モジュール３８は、各システムコンポーネントを動作させて所望のスキャンシーケンスを実行させ、発生させるＲＦパルスのタイミング、強度及び形状、並びにデータ収集ウィンドウのタイミング及び長さを指示するデータを発生させている。パルス発生器モジュール３８は、スキャン中に発生させる傾斜パルスのタイミング及び形状を指示するために１組の傾斜増幅器４２と接続させている。パルス発生器モジュール３８はさらに、生理学的収集制御器４４から患者データを受け取ることができ、この生理学的収集制御器４４は、患者に装着した電極からのＥＣＧ信号など患者に接続した異なる多数のセンサからの信号を受け取っている。また最終的には、パルス発生器モジュール３８はスキャン室インタフェース回路４６と接続されており、スキャン室インタフェース回路４６はさらに、患者及びマグネット系の状態に関連付けした様々なセンサからの信号を受け取っている。このスキャン室インタフェース回路４６を介して、患者位置決めシステム４８はスキャンのために患者を所望の位置に移動させるコマンドを受け取っている。

パルス発生器モジュール３８が発生させる傾斜波形は、Ｇｘ増幅器、Ｇｙ増幅器及びＧｚ増幅器を有する傾斜増幅器システム４２に加えられる。各傾斜増幅器は、収集した信号の空間エンコードに使用する磁場傾斜を生成させるように全体を番号５０で示す傾斜コイルアセンブリ内の物理的に対応する傾斜コイルを励起させている。傾斜磁場コイルアセンブリ５０は、偏向マグネット５４及び全身用ＲＦコイル５６を含むマグネットアセンブリ５２の一部を形成しており、また表面または並列ＲＦコイルアセンブリ５７を含むことがある。システム制御部３２内の送受信器モジュール５８は、ＲＦ増幅器６０により増幅を受けて送信／受信スイッチ６２によりＲＦコイル５６またはコイルアセンブリ５７に結合されるようなパルスを発生させている。患者内の励起された原子核が放出して得られた信号は、同じＲＦコイル５６またはコイルアセンブリ５７により検知し、送信／受信スイッチ６２を介して前置増幅器６４に結合させることができる。増幅したＭＲ信号は、送受信器５８の受信器部分で復調され、フィルタ処理され、さらにディジタル化される。送信／受信スイッチ６２は、パルス発生器モジュール３８からの信号により制御し、送信モードではＲＦ増幅器６０をコイル５６またはコイルアセンブリ５７と電気的に接続させ、受信モードでは前置増幅器６４をコイル５６またはコイルアセンブリ５７に接続させている。

ＲＦコイル５６またはコイルアセンブリ５７により取り込まれたＭＲ信号は送受信器モジュール５８によりディジタル化され、システム制御部３２内のメモリモジュール６６に転送される。未処理のｋ空間データのアレイをメモリモジュール６６内に収集し終わると１回のスキャンが完了となる。この未処理のｋ空間データは、各画像を再構成させるように別々のｋ空間データアレイの形に配置し直しており、これらの各々は、データをフーリエ変換して画像データのアレイにするように動作するアレイプロセッサ６８に入力される。この画像データはシリアルリンク３４を介してコンピュータシステム２０に送られ、コンピュータシステム２０において画像データはディスク記憶装置２８内などの記憶装置内に格納される。この画像データは、オペレータコンソール１２から受け取ったコマンドに応じて、着脱可能記憶装置３０上などの長期記憶内にアーカイブしたり、画像プロセッサ２２によりさらに処理してオペレータコンソール１２に伝達しディスプレイ１６上に表示させたりすることができる。

ＲＦコイル５６などのＲＦコイルまたはコイルアレイによって送信するようにＲＦパルスが設計されると、パルス設計技法によっては時として、望ましくない高振幅を有するセグメントをもつパルスを発生させる可能性がある。こうしたパルスが非デカルトまたは非均一ｋ空間軌道から設計されている場合、単に局所的伸展を適用するだけではＲＦパルスの振幅低減を実現することは困難である可能性がある（関連する傾斜波形に関する対応する低減によって生成される傾斜波形の不連続が大きくなり過ぎることがあるため）。傾斜波形のこうした突然の変化または不連続は、周知の傾斜増幅器やコイルに関するスルーレート制限のために実現不可能であることが多い。

設計しようとするＲＦパルスをユーザが選択したときに、ユーザは典型的には、所望のパルスの様々な特性を、達成させるＲＦパルス形状を計算するためのコンピュータ上で該所望の特性を指定することになる。例えば図４は、ある所望のＲＦパルスに対応するような例示的な磁化またはフリップ角プロフィール２００、並びにｋ空間軌道２０２を示している。幾つかの実施形態では、ユーザはこうしたプロフィール２００及び軌道２０２をＲＦパルス設計技法に従ってＲＦパルスを発生させるための入力として直接指定することがある。別法としてユーザは、全般的フリップ角、撮像域、関心対象の解剖構造、パルス持続時間、パルスシーケンスタイプ、その他などの所望のＲＦパルスを記述する別のパラメータまたは特性を指定することがある。図４に示した例示的なフリップ角プロフィール２００は、ｘ及びｙの物理的寸法方向の２Ｄ空間選択性パルスを記述している。したがって図のようにプロフィール２００は、ｚ寸法方向２０４に延びるシリンダまたはビームの形でスピンを励起する。

図のようにｋ空間軌道２０２は、うずまき型であり、本来的にリフォーカシング性の軌道である。すなわちｋ空間軌道２０２はｋ空間中心２０６で外方に向かううずまき型で始まり、次いで中心２０６まで戻るようにシフトして終わっている。うずまき型軌道２０２などの軌道は２Ｄ空間選択的パルスで通常使用されるものである。しかし本発明の実施形態は３Ｄ空間選択的パルスなど別の次元設定を有するＲＦパルスにも拡張して等しく適用可能であることを理解されたい。同様の実施形態はまた、図示したのと異なる軌道で利用することもできる。例えば軌道は、内方に向かうようにすることや外方に向かうようにすることができ、また異なる分解能でｋ空間をサンプリングすることもできる。当業者であれば本明細書に記載した特徴及び利点は非デカルトや非均一の別の複数のｋ空間軌道に拡張できることを理解されよう。

ここで図５を参照すると、例示的なスルーレートグラフ２０８、傾斜波形２１０及びＲＦパルス形状２１２を表している。これらの波形は一般に、図４を参照しながら記載したようなパラメータを与えたときに通常の条件下でＲＦパルス設計技法から得た結果を表している。すなわちうずまき型ｋ空間軌道を実現するためのＧ_ｘ傾斜波形２１０は振動しており、また一般に時間の経過と共に振幅が増加することになる。同様にＧ_ｙ傾斜波形（図示せず）もまた振動しており、また一般に時間の経過と共に振幅が増加することになる。

うずまき型ｋ空間軌道から設計した２Ｄ空間選択的ＲＦパルスに典型的な持続時間がより短いＲＦパルスでは、対応するｘ傾斜及びｙ傾斜は使用中のＭＲシステムの最大スルーレートによってだけ制限されるのが通常となる。すなわち送信期間が制限されると、ｋ空間軌道内で実現されるうずまきの周回数が少なくなり、またこのためｘ及びｙ傾斜振動の振幅がＭＲシステムにより達成可能な最大傾斜磁場強度まで到達しないことになる。したがって傾斜波形２１０のスルーレートに関するグラフ２０８は最大達成可能なスルーレートにおいて一定となるように表している。

傾斜波形２１０により実現させたｋ空間軌道は外方に向いたうずまき型であるため、ＲＦパルス２１２のうちのｋ空間中心または該ｋ空間中心の近傍位置に対応する（すなわち、振幅が最大の）部分はパルス２１４の開始時点にある。このＢ_１振幅レベルは、目下市販されているＭＲＩスキャナに関する既存のＲＦパワー増幅器では通常は達成することが不可能である。さらに正味のＳＡＲは所望の制限を大幅に超える可能性がある。

ここで図６を参照すると、図５に表したＳＡＲの問題を軽減するための一技法を示している。すなわち単に傾斜波形２１６とＲＦパルス形状２１８の両者を伸展または延長させることのみによって、ＳＡＲを低減させることができ、かつフリップ角分布を維持することができる。しかし設計解法などの方式はパルス２１８の持続時間が増加するため望ましくない。図のように傾斜波形２１６では、図５の傾斜波形と比較して持続時間が概ね２倍となりかつ振幅は半分になっている。同様に図６のＲＦパルス２１８も、図５に示したＲＦパルスと比較して持続時間が概ね２倍となりかつ振幅は半分になっている。図６はさらに、傾斜波形２１６のスルーレート２１４は、一定に維持される一方で、傾斜波形２１６の振動が遅くなるために実質的に低減されている。したがって、ある種の状況下ではスルーレートの低減が事実上ＳＡＲの低減と相関することが理解できよう。

図７は、非デカルトｋ空間軌道に関連する多次元空間選択的ＲＦパルスにおいてＳＡＲを低減するための別の技法を示している。図７に表した技法を本明細書において可変スルーレート設計と呼ぶことにする。ピークＲＦパワーを低減させるようにＲＦパルス２２０が調整されていることが理解できよう。すなわち、ＲＦパルス２２０のうち図５のピーク部分２１４に対応するセグメント２２２は振幅が低減されると共に持続時間が延長され、セグメント２２２に対する実効フリップ角が維持されている。したがって、図７の傾斜波形２３４に対して同様の調整が実施されることが理解できよう。しかし傾斜波形２３４に対する調整によって図２を参照しながら記載した問題は回避される。

振動式傾斜波形の低減し延長したセグメントと波形の残りの部分との間の滑らかな遷移を実現するために最大許容可能スルーレート関数を決定することができる。振動式傾斜波形２３４で使用される最大スルーレートを動的に変更することによって、波形内で実施不可能な不連続性を回避することができる。図７に示すように、最大許容可能スルーレート２２４がプロットされる。初めは最大スルーレートをより低いある値２３０に保持させている。セグメント２２８における最大スルーレートの再開前に、許容可能スルーレート関数２２４によってしばらくの間最大スルーレートを中間値２３２まで変化させる。別のＲＦパルス及び／またはｋ空間軌道では、その許容可能スルーレート関数は直線的に増加する初期セグメントを有し、次に最大スルーレートにある一定セグメントが続くことがある。許容可能スルーレート関数は所望のＲＦパルスプロフィール及びｋ空間軌道に応じて計算することができる（これについては以下で検討することにする）。最大許容可能スルーレート関数を適用して得られた傾斜波形２３４は部分２３８において大きな不連続性を示すことがない。すなわち傾斜波形２３４は、最低スルーレート部分２３６と、中間部分２３８と、不変のセグメントすなわち最大スルーレートセグメント２４０と、を有する。したがって傾斜波形２３４は大部分の傾斜コイル及び増幅器によって実現することができる。

図７に示すような可変スルーレート傾斜波形方式は、２Ｄ ＲＦパルス送信中に繰り出されるＧｘ傾斜とＧｙ傾斜の両方に関する傾斜振幅を間接的に低減させる、またしたがって総Ｂ_１パワーを低減させる。振動増大式傾斜波形のうちの高振幅ＲＦ送信に対応する部分に関する最大許容可能スルーレートを低減させることによって、振動増大式傾斜波形は事実上、持続時間が延長されると共に振幅はより低く保持される。振動増大式傾斜波形の残りの部分は、利用可能な最大スルーレートを全部利用することが許容されると共に、これによって典型的な設計技法とほとんど不変に維持される。可変スルーレートうずまき型及びその傾斜波形に対する解法に関する数学的な規定は以下のように与えられる。

先ず初めに、例示的なうずまき型ｋ空間軌道の定義は次式で与えられる。

（式１）
上式において、λ＝Ｎ_ｉｎｔ／Ｄは、Ｎ_ｉｎｔをうずまき型の交互配置数すなわち周回数としかつＤを撮像域のサイズとしたときに放射状標本間隔を決定する定数である。θ（ｔ）は極座標で表したｋ空間軌道ｋ（ｔ）の方位方向角度である。したがって対応する傾斜波形は次式から決定することができる。

（式２）
上式において

はθ（ｔ）の導関数を意味している。式２に従って決定した傾斜に関する複素スルーレートは次式から見出すことができる。

（式３）
上式において

は、θ（ｔ）の第２導関数を意味している。式２及び３により与えられる傾斜波形の大きさ及びスルーレートは次式となる。

（式４）

（式５）
ハードウェア制限に関しては、発明者らは最大傾斜振幅をＧ_ｍａｘと表し、最大スルーレートを

と表し、かつ最大Ｂ_１振幅をＢ_ｍａｘと表した。可変スルーレートうずまき型に関しては、｜Ｓ（ｔ）｜は上側が

により境界される時間変動する最大許容可能スルーレートＳ_ｍａｘ（ｔ）の制約条件に従う。

ＲＦパルスＢ_１（ｔ）の必ずしもすべての部分がＢ_ｍａｘを超えないことが多いため、正味のＢ_１（ｔ）がＢ_ｍａｘを超えている場合にだけ傾斜波形のスルーレートを変更する一方、傾斜波形の残りの部分は最大スルーレート

を維持することが可能である。例えば

のスルーレート制約条件を有する一定スルーレートうずまき型軌道並びにこれに対応するＲＦパルスを設計した後、一定スルーレートプロフィールを最大許容可能スルーレート関数Ｓ_ｍａｘ（ｔ）に合わせて局所スケール調整することができる。Ｓ_ｍａｘ（ｔ）は、Ｂ_１（ｔ）がＢ_ｍａｘを超えない場合は

に設定することができ、またＢ_１（ｔ）がＢ_ｍａｘを超える場合は（対応する時間スケール調整を用いて）スケール調整した

に設定することができる。
数学的には、Ｓ_ｍａｘ（ｔ）を次式のように記述することができる。

（式６）
上式において、φ^−１（ｔ）は時間ワープ関数φ（ｔ）

（式７）
の逆関数であり、またη（ｔ）は振幅スケール調整関数である。φ（ｔ）はＶＥＲＳＥに関する時間膨張関数とφ（ｔ）がスルーレート波形に対して直接作用する点において異なることに留意すべきである。したがって、スルーレートが

に反しないことは比較的単純明快に保証される。これに対してＶＥＲＳＥの膨張関数は傾斜波形自体に対して作用する。さらに可変スルーレート技法におけるη（ｔ）の選択はかなり柔軟とすることができる。
η（ｔ）を選択する方法の１つが次式である。

（式８）
上式において、

は、小数値からの補間誤差を回避するために実施されるｘの直近の整数値への切り上げを意味している。式８におけるη（ｔ）の形態はかなりギザギザとなり、これが望ましくないギザギザのＲＦパルス波形に変換されることがある。したがって幾つかの実施形態は、区分的に一定または線形のモデルに基づくものなど式８の「平滑化した」バージョンを含む。例えば、区分的定数η（ｔ）を生成する一方法は、Ｂ_１（ｔ）≦Ｂ_ｍａｘである領域において単元値を割り当て、次いでＢ_１（ｔ）＞Ｂ_ｍａｘである領域をセクションに分割して各セクションに対してその定数が当該セクションの最大値

であるような一定値を割り当てることである。

したがって、可変スルーレートうずまき型設計は厳密には局所的スケール調整と等価でないことを理解されたい。η（ｔ）の形状（例えば、区分一定モデルにおけるある特定のセグメントの振幅）、またしたがってＳ_ｍａｘ（ｔ）は、所望のＲＦパルス波形を得るための数回の反復によって調整することができる。幾つかの実施形態では、所望のＲＦパルス波形を与えるＳ_ｍａｘ（ｔ）関数を得るのに通常は１〜４回の反復で十分である。

非デカルトｋ空間軌道が傾斜振幅制限領域を有するだけの十分な長さがある場合、｜Ｇ（ｔ）｜がＧ_ｍａｘに到達した後はＧ_ｍａｘに留まるように保証することが望ましい。これを行うためには、傾斜振幅制限のケースの間は十分に高い値にＳ_ｍａｘ（ｔ）を維持することができる。この条件は、傾斜波形が傾斜振幅制限セグメントに到達する前にＳ_ｍａｘ（ｔ）が

に到達することを保証し、また次いでＳ_ｍａｘ（ｔ）をその後

に維持することを保証することによって充足させることができる。うずまき型ｋ空間軌道に関する傾斜波形の傾斜振幅制限セグメントは該波形のうちｋ空間の周辺に対応する端部の近傍に生じるため、こうしたケースが多くなる。したがってこうした例では、最大許容可能スルーレートをより低い傾斜及びＲＦパルス振幅まで低減することは不要である。

Ｓ_ｍａｘ（ｔ）が与えられると一定スルーレートうずまき型に対する微分と同様の微分に従って、可変スルーレートうずまき型軌道の傾斜波形を設計するための１対の微分方程式は次式となる。

（式９）
上式において、

（式１０）
である。
式６及び７は、θ（０）＝０及び

＝０を境界条件として標準的な数値方法によって解くことができる。通常では、うずまき型ｋ空間軌道を実現する傾斜波形は、例えば傾斜の大きさが図５に示すようにＧ_ｍａｘに到達する前に最大スルーレートで振動することになる。波形の振幅が利用可能な最大傾斜強度Ｇ_ｍａｘまで増大した後、該波形は振幅の増大が止むと共に、そのスルーレートがある値だけ低下することになる。

Ｓ_ｍａｘ（ｔ）を解くための別の方法は、解析方式を用いることによる。傾斜波形の高速計算が必要となるか、ｋ空間軌道が比較的多くの数のうずまき型周回を有するような例では、解析解が望ましいことがある。先ず、スルーレートにより制限された傾斜波形のセグメントに関する解析解を提示する。θ（ｔ）＞＞１では、式５は次式となる。

（式１１）
式１１を解くと次式が得られる。

（式１２）
上式において、

（式１３）
及び

（式１４）
である。
小さいｔ（ｔ→０）では、θ（ｔ）がゼロに近づくため式１２は成り立たない。したがって、式５においてｔ＝０のときは、境界条件θ（０）＝０及び

＝０を適用することによって次式が得られる。

（式１５）
この式を用いて次式

（式１６）
に関して式１１を解くことができる。
上式において、ｑは０と１の間にあるユーザ規定の定数である。異なるｑ値を選択すると得られる最大許容可能スルーレート関数の形状及び傾斜波形に影響を与えることが可能である。より大きなｑ値に対応するスルーレートの大きさ｜Ｓ（ｔ）｜の曲線は指定されたＳ_ｍａｘ（ｔ）までより急速に傾斜上昇する一方、目標Ｓ（ｔ）に対する初期オーバーシュートがより低いｑ値に対応する曲線と比べて大きくなる。しかし、初期傾斜波形セグメントにおける指定Ｓ_ｍａｘ（ｔ）は通常

よりかなり小さいため、こうしたオーバーシュートが実際のハードウェア制限

を侵害する可能性は低い。これと対照的に、より小さいｑ値に対応する｜Ｓ（ｔ）｜曲線は指定されたＳ_ｍａｘ（ｔ）をオーバーシュートさせないか、若干オーバーシュートさせるのみであるが、その傾斜は緩やかになり、これによって傾斜波形の全長が若干増大する可能性がある。２Ｄ ＲＦパルス設計では、パルス長を大幅に増大させることなく予測可能なＲＦ振幅低下の生成に関してｑ＝０．４〜０．６などの値を用いるのが適当である。したがって一般的なケースでは、スルーレート制限の傾斜波形（または、そのセグメント）は次式に従って見出すことができる。

（式１７）
式９及び１３は一般に、ｔ→０及びｔ→∞に関してＰ（ｔ）が概ねｔ^ｎ（ここで、ｎ＜３）に等しい場合に真である。したがって、ｔ→０及びｔ→∞に関してＳ_ｍａｘ（ｔ）は約ｔ^ｍ（ここで、ｍ＜４）である。これらの条件は、Ｓ_ｍａｘ（ｔ）に２次までの項を含めることによって満足させることができる。スルーレート制限のケースの傾斜波形はしたがって、式２のθ（ｔ）を式１７のθ_１（ｔ）で置き換えることによって得ることができる。波形全体がスルーレート制限されている場合の傾斜波形の総時間または持続時間は、

（ここで、Ｎは所望のマトリックスサイズ）について式１７を解くことによって決定することができる。

スルーレート制限セグメントと傾斜振幅制限セグメントの両方を有するより長い傾斜波形に関しては、セグメント間で波形が遷移する時間ｔ_ｓも計算することができる。換言するとｔ_ｓは、｜Ｇ（ｔ）｜＝Ｇ_ｍａｘに至るまでの全過程でその傾斜がＳ_ｍａｘ（ｔ）で動作しているときに｜Ｇ（ｔ）｜がＧ_ｍａｘに到達する時間であり、次式に従って見出すことができる。

（式１８）
傾斜波形のうち最大達成可能な傾斜強度により制限されるセグメントは、Ｓ_ｍａｘ（ｔ）が

に到達したことを前提として計算することができる。このことは、時間ｔ_ｓ後における、うずまき型軌道様の非デカルト軌道について言えることである。したがってある波形の傾斜振幅セグメントは次式によって決定することができる。

（式１９）
上式において、θ_ｓ≡θ_１（ｔ_ｓ）であり、また終了時間ｔ_ａは次式で与えられる。

（式２０）
したがって、可変スルーレート傾斜波形設計の一般的ケースについて式１４及び１６は次式のように簡略化及び集約化することができる。

（式２１）
Ｔ_ｓ＜ｔ_ｓであれば、波形はスルーレート制限のみを受けることになり、またＴ_ｓ＞ｔ_ｓであれば、波形はスルーレート制限セグメント及び傾斜振幅制限セグメントを有することになる。

実際には、可変スルーレート設計技法は多種多様な具体例により実現することが可能である。ここで図８を参照すると、可変スルーレート設計技法に関する例示的な実用上の一実現形態の工程について表している。先ずブロック２５０において、ユーザが実現させる所望の磁化を指定する。ユーザは、ＭＲシステムのユーザワークステーションまたはシステム制御部においてその磁化自体を、グラフ式、テキスト式または数値式で記述することがあり、あるいは所望のパルスシーケンス、ＲＦパルスタイプ、所望のｋ空間軌道、所望のパルスシーケンスタイプ、ＦＯＶ、所望の分解能、所望のフリップ角、その他などの所望の磁化を指示する多くのパラメータを指定することがある。例えばユーザは、２０周回の単一ショットうずまき型軌道では３０ｃｍのＦＯＶに関する２Ｄ空間選択的ＲＦリフォーカシングパルスが望ましいことを指定することがある。次にブロック２５２において、システムは

及びＧ_ｍａｘを受ける適当なｋ空間軌道を実現するように傾斜波形を設計する。ｋ空間軌道のタイプは別のユーザ指定パラメータに基づいて推定されることや、あるいはユーザによって具体的に選択されることがある。傾斜波形の計算はさらに、撮像域または励起プロフィール、分解能、及び別のパラメータに依存する可能性がある。ｋ空間軌道が決定された後、ブロック２５４においてＲＦパルスプロフィールを計算することができる。この計算は、直線近似など多種多様な周知のパルス設計技法に従って実行することができる。

ユーザ規定のまたは事前選択のＳＡＲ制約条件に基づいて、システムはブロック２５６において傾斜波形及びＲＦパルスにより生成されるＢ_１磁場の大きさが大きすぎるか否かを判定することができる。最大Ｂ_１磁場強度を超えていなければ（２５８）、ブロック２６６においてシステムは送信の準備をする。しかし最大Ｂ_１強度を超えていれば（２６０）、システムは可変スルーレート設計技法に従って調整を開始することができる。ブロック２６２ではシステムは、最大許容可能スルーレート関数を決定する。Ｓ_ｍａｘ（ｔ）の決定に際してシステムは、デフォルトのｑ値を使用することがあり、あるいは所望のｑ値を選択するようにユーザに対してテキストやグラフックでプロンプトを出すことがある。最大許容可能スルーレート関数が決定された後、ブロック２６４においてシステムは次いでこれに応じて傾斜波形を再設計することになる。ＲＦパルスのうち最大所望のＢ_１を超える範囲に応じて、傾斜波形の少なくとも一部分が変動スルーレートを反映することになる。これに対応して、ＲＦパルスの高振幅部分も振幅の低減及びパルスの当該部分の延長によって調整することができる。

ＲＦパルス及び傾斜波形をＢ_１及び／またはＳＡＲ制限に一致するように満足に調整させた後、ブロック２６８においてパルスシーケンスの間に関心対象のスピンを励起するＲＦパルス及び傾斜波形を発生させることができる。ブロック２６８では、ＭＲシステムによる検出により得られたＭＲ信号が収集されると共に、少なくとも一時的にＭＲデータとして保存される。次いでシステムはブロック２７０において、周知の再構成技法に従ってデータからＭＲ画像を再構成しこの画像をユーザに対して表示させる。

したがって、本発明の実施形態によれば関連付けした非デカルトｋ空間軌道を有するＲＦパルスに関する実現可能な振幅低減が提供されることを示してきた。ＲＦパルスの送信中に加えられる傾斜波形の許容可能スルーレートを制御することによって、傾斜波形の振幅を間接的に制限することができる。ＲＦパルスに対する相補的な低減及び伸展も実施することができる。したがって実施時における本発明の実施形態の現実の技術的効果は、非デカルトｋ空間軌道を利用する際にＢ_１強度の選択的制御を提供できる能力である。

したがって本発明の一実施形態のＭＲシステムは、マグネットのボアの周りに位置決めされた複数の傾斜コイルと、ＲＦコイルアセンブリに対してＭＲ画像を収集させるＲＦ信号を送信するようにパルスモジュールによる制御を受けるＲＦ送受信器システム及びスイッチと、パルスモジュールと動作可能に接続された制御器と、を含む。この制御器は、ＲＦパルスプロフィールを決定し、その高振幅セグメントを特定するようにプログラムされている。この制御器はさらに、ＲＦパルスプロフィールの高振幅セグメントの送信の間にＢ_１磁場の大きさを低減させるためにそのスルーレートを変化させるように少なくとも１つの傾斜波形が設計されるようにプログラムされている。次いでこの制御器は、ＲＦコイルアセンブリと傾斜コイルの少なくとも１つとのそれぞれによる送信のために、ＲＦパルスプロフィール及び傾斜波形を出力する。

本発明の別の実施形態はＲＦパルス振幅低減のための方法を含む。非デカルトｋ空間軌道に関する少なくとも１つの傾斜波形が設計される。次いで、そのスルーレート制限セグメントの少なくとも一部分の間に傾斜波形のスルーレートを変動させるように最大スルーレート関数が決定される。次いで最大スルーレート関数に従って傾斜波形が再設計されると共に、ＭＲ画像データを収集するためのＲＦパルスによって傾斜波形が繰り出される。次いでＭＲ画像データが少なくとも一時的に保存される。

本発明のさらに別の実施形態では、コンピュータ読み取り可能記憶媒体は、その上に格納されたある特定の命令組を有する。この命令がコンピュータによって実行されると、この命令に従って該コンピュータに対して許容可能スルーレート関数の決定及び振動式傾斜波形の再設計をさせている。次いでこの命令はコンピュータに対して、撮像シーケンスにおける送信のために振動式傾斜波形及びＲＦパルスプロフィールを出力させている。撮像シーケンスから得られたＭＲデータを受け取ると、該ＭＲデータに基づいてコンピュータに対して画像を再構成させかつ表示させている。

本発明を好ましい実施形態に関して記載してきたが、明示的に記述した以外に等価、代替及び修正が可能であり、これらも添付の特許請求の範囲の域内にあることを理解されたい。また、図面の符号に対応する特許請求の範囲中の符号は、単に本願発明の理解をより容易にするために用いられているものであり、本願発明の範囲を狭める意図で用いられたものではない。そして、本願の特許請求の範囲に記載した事項は、明細書に組み込まれ、明細書の記載事項の一部となる。

典型的なＲＦパルスとＶＥＲＳＥパルスの比較グラフである。 うずまき型軌道の典型的な周波数エンコード傾斜とＶＥＲＳＥうずまき型軌道の周波数エンコード傾斜の比較グラフである。 本発明の実施形態で使用するためのＭＲ撮像システムのブロック概要図である。 例示的なＲＦパルスを記述している所望のフリップ角プロフィール及びｋ空間軌道のグラフである。 対応する周波数エンコード傾斜及びＲＦ波形を有する例示的なスルーレートのグラフである。 図５のスルーレート、周波数エンコード傾斜及びＲＦ波形のスケール調整済みバージョンのグラフである。 対応する周波数エンコード傾斜及びＲＦ波形を有する例示的な可変スルーレートのグラフである。 可変スルーレート設計技法の一実現形態を記述した流れ図である。

符号の説明

１０ 磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システム
１２ オペレータコンソール
１３ キーボードその他の入力デバイス
１４ 制御パネル
１６ 表示画面
１８ リンク
２０ 単独のコンピュータシステム
２０ａ バックプレーン
２２ 画像プロセッサモジュール
２４ ＣＰＵモジュール
２６ メモリモジュール
２８ ディスク記憶装置
３０ 取外し可能記憶装置
３２ 単独のシステム制御部
３２ａ バックプレーン
３４ 高速シリアルリンク
３６ ＣＰＵモジュール
３８ パルス発生器モジュール
４０ シリアルリンク
４２ 傾斜増幅器組
４４ 生理学的収集制御器
４６ スキャン室インタフェース回路
４８ 患者位置決めシステム
５０ 傾斜コイルアセンブリ
５２ マグネットアセンブリ
５４ 偏向マグネット
５６ 全身用ＲＦコイル
５７ 表面または並列のＲＦコイルアセンブリ
５８ 送受信器モジュール
６０ ＲＦ増幅器
６２ 送信／受信スイッチ
６４ 前置増幅器
６６ メモリモジュール
６８ アレイプロセッサ
２００ フリップ角プロフィール
２０２ ｋ空間軌道
２０４ ｚ寸法
２０６ ｋ空間の中心
２０８ スルーレートグのラフ
２１０ 傾斜波形
２１２ ＲＦパルス
２１４ パルスの開始時点
２１６ 傾斜波形
２１８ ＲＦパルス
２２０ ＲＦパルス
２２２ 低減された振幅セグメント
２２４ 最大許容可能スルーレート
２２８ 最大スルーレートセグメント
２３０ より低いスルーレート値
２３２ 中間値
２３４ 傾斜波形
２３６ 最低スルーレート部分
２３８ 不連続部分
２４０ 最大スルーレートセグメント
２５０ 所望の磁化プロフィールを規定する
２５２ 傾斜波形を設計する
２５４ ＲＦパルスを計算する
２５６ 最大Ｂ１を超えるか否かを判定する
２５８ 最大Ｂ１を超えていない
２６０ 最大Ｂ１を超えている
２６２ Ｓｍａｘ（ｔ）を設計する
２６４ 傾斜波形を再設計する
２６６ ＲＦパルス及び傾斜波形を送信する
２６８ ＭＲデータを収集する
２７０ 画像を再構成する

Claims (10)

1. マグネット（５２）のボアの周りに位置決めされた複数の傾斜コイル（５０）と、
   ＲＦ信号をＲＦコイルアセンブリ（５６、５７）に送信しＭＲ画像を収集するようにパルスモジュール（３８）による制御を受けるＲＦ送受信器システム（５８）及びスイッチ（６２）と、
   パルスモジュール（３８）と動作可能に接続された制御器（３２）であって、
   非デカルトｋ空間軌道（８２）を実現するための予備的傾斜波形（２１０）を設計すること、
   前記予備的傾斜波形（２１０）を用いてＲＦパルスプロフィール（２１２）を決定すること、
   前記ＲＦパルスプロフィール（２１２）の高振幅セグメントを特定すること、
   前記予備的傾斜波形（２１０）の解析再設計のためのｑ値を決定すること、
   目標傾斜波形（２２０）を得るためのｑ値に従った予備的傾斜波形（２１０）の解析再設計であって、該目標傾斜波形（２２０）のスルーレートはＲＦパルスプロフィール（２１２）の高振幅セグメントの送信中のＢ１磁場の大きさを低下させるように変更される解析再設計と、
   ＲＦコイルアセンブリによる送信のためにＲＦパルスプロフィール（２１２）を出力すること、並びに複数の傾斜コイル（５０）のうちの少なくとも１つによる送信のために目標傾斜波形（２２０）を出力すること、
   を行うようにプログラムされた制御器（３２）と、
   を備える磁気共鳴（ＭＲ）撮像装置（１０）。
2. 前記ＲＦパルスプロフィール（２１２）は多次元空間選択的ＲＦパルスプロフィール（２１２）である、請求項１に記載のＭＲ撮像装置（１０）。
3. 前記ＲＦパルスプロフィール（２１２）の高振幅セグメントは、該プロフィールの開始時点の近くで発生しており、かつｋ空間の中央領域に対応する、請求項２に記載のＭＲ撮像装置（１０）。
4. 前記制御器はさらに、前記目標傾斜波形（２２０）のスルーレート制限部分の間に時間変動するスルーレートを有するように該目標傾斜波形（２２０）が設計されるようにプログラムされている、請求項１に記載のＭＲ撮像装置（１０）。
5. 前記目標傾斜波形（２２０）は振動式傾斜波形であると共に、前記制御器はさらに前記ＲＦパルスプロフィール（２１２）の高振幅部分の間に該振動式傾斜波形を低い振幅に維持するために最大スルーレート未満の低減されたスルーレートを有するように振動式傾斜波形が設計されるようにプログラムされている、請求項４に記載のＭＲ撮像装置（１０）。
6. 前記制御器は、前記ＲＦパルスプロフィール（２１２）の高振幅部分の間に生じないスルーレート制限部分にあるときは最大スルーレートを有しかつ傾斜振幅制限部分の間では低減されたスルーレートを有するように前記目標傾斜波形（２２０）が設計されるようにプログラムされている、請求項５に記載のＭＲ撮像装置（１０）。
7. 前記制御器はさらに、うずまき型ｋ空間軌道が実現されるように前記予備的傾斜波形（２１０）を決定するようにプログラムされている、請求項１に記載のＭＲ撮像装置（１０）。
8. 前記制御器はさらに、前記目標傾斜波形（２２０）のスルーレート制限セグメントと概して同じ広がりをもつように前記ＲＦパルスプロフィール（２３４）の高振幅セグメントを低減及び伸展するようにプログラムされている、請求項１に記載のＭＲ撮像装置（１０）。
9. 前記制御器はさらに、前記目標傾斜波形（２２０）のスルーレート制限セグメントの間に発生する階段状に増加するスルーレートセクションを有する最大スルーレート関数を設計することによって前記予備的傾斜波形（２１０）を再設計するようにプログラムされている、請求項８に記載のＭＲ撮像装置（１０）。
10. 前記制御器はさらに、
    θ１（ｔ）＝（（β／２）ｔ^２）／（（１／ｑ）＋（（１／ｑ）＋（（βｔ^２）／（２α（Ｐ（ｔ））^２／３）））
    に従って前記予備的傾斜波形（２１０）を再設計するようにプログラムされている、請求項１に記載のＭＲ撮像装置（１０）。

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