JP2012030051A - 磁気共鳴イメージング装置、および、磁気共鳴イメージング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】傾斜磁場コイルの発熱に起因した水素原子の磁気共鳴の中心周波数のシフトに拘らず、良好な画像を得る。
【解決手段】一実施形態では、ＭＲＩ装置は、傾斜磁場コイルユニットの温度を計測する温度計測部と、データ部と、パルス設定部と、撮像部とを備える。データ部には、傾斜磁場コイルユニット内の温度変化に応じて水素原子の磁気共鳴の中心周波数がどれだけシフトするかを示すシフトデータが予め記録されている。パルス設定部は、温度計測部の計測結果に基づく傾斜磁場コイルの温度変化分と、シフトデータとに基づいて水素原子の磁気共鳴の中心周波数の推定シフト量を決定し、推定シフト量に基づいてＲＦパルスの中心周波数を補正する。撮像部は、パルス設定部が補正したＲＦパルスを送信し、磁気共鳴信号を被検体から受信し、磁気共鳴信号に基づいて被検体の画像データを生成する。
【選択図】 図５

Description

本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージング装置および磁気共鳴イメージング方法に関する。

ＭＲＩは、静磁場中に置かれた被検体の原子核スピンをラーモア周波数のＲＦパルスで磁気的に励起し、この励起に伴って発生するＭＲ信号から画像を再構成する撮像法である。なお、上記ＭＲＩは磁気共鳴イメージング（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ）の意味であり、ＲＦパルスは高周波パルス（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｐｕｌｓｅ）の意味であり、ＭＲ信号は核磁気共鳴信号（ｎｕｃｌｅａｒ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｓｉｇｎａｌ）の意味である。

ＭＲＩ装置は、被検体が置かれる撮像空間に傾斜磁場を印加することで、ＭＲ信号に空間的な位置情報を付加する傾斜磁場コイルを備える。この傾斜磁場コイルは、撮像中にパルス電流が繰り返して供給されることで大きく発熱する。傾斜磁場コイルの温度が上昇すると、その近傍の鉄シムの温度が上昇して、鉄シムの透磁率が変化し、撮像空間の磁場が変化するため、被検体内の水素原子の磁気共鳴の中心周波数が変化する。

このような共鳴周波数の変動および鉄シム近傍の温度検出に関する従来技術として、特許文献１が知られている。

特許文献１では、鉄シムの温度変化による静磁場不均一性の乱れを検出すると共に、この温度変化に基づいて撮像断面の共鳴周波数の変動分を推定している。そして、共鳴周波数の変動分に追従するように制御系の基準クロックの周波数を修正し、修正後の基準クロックに基づいて各部を制御することで、静磁場不均一性の乱れの影響の抑制を図っている。

特開２００５−２８８０２５号公報

脂肪抑制プレパルスや９０°励起パルスなどのＲＦパルスの中心周波数は、静磁場強度に応じて決定される水素原子のラーモア周波数に基づいて、例えばプレスキャンなどの撮像準備段階で設定される。しかし、撮像準備段階で脂肪抑制プレパルスの条件を設定後、撮像中に傾斜磁場コイルの発熱に伴って脂肪組織における水素原子の磁気共鳴の中心周波数がシフトすると、脂肪抑制の効果が十分に得られないことがある。

特に、撮像時間の長いダイナミック撮像のような連続撮像では、撮像開始からの時間経過に伴って傾斜磁場コイルの発熱量も大きくなり、これに伴って水素原子の磁気共鳴の中心周波数のシフト量が大きくなる場合がある。この場合、データ収集時刻が遅い画像ほど、脂肪抑制プレパルスの効果が劣化して、良好な画像が得られないことがある。

このため、ＭＲＩにおいて、傾斜磁場コイルの発熱に起因した水素原子の磁気共鳴の中心周波数のシフトに拘らず、良好な画像を得るための従来とは異なる技術が要望されていた。

一実施形態では、ＭＲＩ装置は、傾斜磁場コイルユニットと、温度計測部と、データ部と、パルス設定部と、撮像部と備える。
傾斜磁場コイルユニットは、供給電流に応じた傾斜磁場を撮像空間に発生させる。
温度計測部は、傾斜磁場コイルユニットの温度を異なるタイミングで少なくとも２回計測する。
データ部には、傾斜磁場コイルユニットの温度変化に応じて、撮像空間内の水素原子の磁気共鳴の中心周波数がどれだけシフトするかを示すシフトデータが温度計測部による計測前から予め記録されている。
パルス設定部は、温度計測部の計測結果を取得し、この計測結果に基づく傾斜磁場コイルの温度の変化分と、シフトデータとに基づいて水素原子の磁気共鳴の中心周波数の推定シフト量を計算し、推定シフト量に基づいてＲＦパルスの中心周波数を補正する。
撮像部は、パルス設定部が補正したＲＦパルスを送信し、磁気共鳴信号を撮像空間内の被検体から受信し、磁気共鳴信号に基づいて被検体の画像データを生成する。

一実施形態では、ＭＲＩ方法は、以下のステップを有する。
１つは、供給電流に応じた傾斜磁場を撮像空間に発生させる傾斜磁場コイルユニットの温度計測を、異なるタイミングで少なくとも２回行うことにより、計測結果を取得するステップである。
１つは、前記温度計測の前から予め記録されていると共に、前記傾斜磁場コイルユニットの温度変化に応じて前記撮像空間内の水素原子の磁気共鳴の中心周波数がどれだけシフトするかを示すシフトデータを参照するステップである。
１つは、前記計測結果に基づく前記傾斜磁場コイルの温度の変化分と、前記シフトデータとに基づいて、前記水素原子の磁気共鳴の中心周波数の推定シフト量を決定するステップである。
１つは、前記推定シフト量に基づいて、ＲＦパルスの中心周波数の補正を行うステップである。
１つは、前記補正の後の前記ＲＦパルスを送信し、磁気共鳴信号を前記撮像空間内の被検体から受信し、前記磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の画像データを生成するステップである。

本実施形態に係るＭＲＩ装置の全体構成を示すブロック図。 傾斜磁場コイルユニット内における温度センサの配置の一例を示す模式的斜視図。 図２に示す傾斜磁場コイルユニットの断面模式図。 図１に示すコンピュータ５８の機能ブロック図。 温度係数取得シーケンスにおける、温度センサ７０Ａの検出温度および水素原子の磁気共鳴の中心周波数の時間変化を示す説明図。 本実施形態による脂肪抑制プレパルスの効果を、傾斜磁場コイルユニットの温度上昇の前後の比較で示した説明図。 ＲＦパルスの中心周波数の補正を実行するタイミングを入力設定する場合に、表示装置に表示される画面の一例を示す模式図。 図７の次の画面として、ＲＦパルスの中心周波数の補正タイミングを入力設定する場合に、表示装置６４のモニタに表示される画面の一例を示す模式図。 本実施形態に係るＭＲＩ装置の動作の流れを示すフローチャート。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。なお、各図において同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

（本実施形態の構成）
図１は、本実施形態におけるＭＲＩ装置２０の全体構成を示すブロック図である。図１に示すように、ＭＲＩ装置２０は、静磁場を形成する筒状の静磁場用磁石２２と、静磁場用磁石２２の内側において軸を同じにして設けられた筒状のシムコイル２４と、略円筒状の傾斜磁場コイルユニット２６と、ＲＦコイル２８と、制御系３０と、被検体Ｐが乗せられる寝台３２とを備える。

ここでは一例として、装置座標系の互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を以下のように定義する。まず、静磁場用磁石２２およびシムコイルユニット２４は、それらの軸方向が鉛直方向に直交するように配置されているものとし、静磁場用磁石２２およびシムコイルユニット２４の軸方向をＺ軸方向とする。また、鉛直方向をＹ軸方向とし、寝台３２は、その天板の載置用の面の法線方向がＹ軸方向となるように配置されているものとする。

制御系３０は、静磁場電源４０と、シムコイル電源４２と、傾斜磁場電源４４と、ＲＦ送信器４６と、ＲＦ受信器４８と、冷却制御装置５０と、シーケンスコントローラ５６と、コンピュータ５８とを備える。

傾斜磁場電源４４は、Ｘ軸傾斜磁場電源４４ｘと、Ｙ軸傾斜磁場電源４４ｙと、Ｚ軸傾斜磁場電源４４ｚとで構成されている。

コンピュータ５８は、演算装置６０と、入力装置６２と、表示装置６４と、記憶装置６６とで構成されている。

静磁場用磁石２２は、静磁場電源４０に接続され、静磁場電源４０から供給された電流により撮像領域に静磁場を形成させる。

シムコイル２４は、シムコイル電源４２に接続され、シムコイル電源４２から供給される電流により、この静磁場を均一化する。

静磁場用磁石２２は、超伝導コイルで構成される場合が多く、励磁の際に静磁場電源４０に接続されて電流が供給されるが、一旦励磁された後は非接続状態とされるのが一般的である。なお、静磁場電源４０を設けずに、静磁場用磁石２２を永久磁石で構成してもよい。

傾斜磁場コイルユニット２６は、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｍｘと、Ｙ軸傾斜磁場コイル２６ｍｙと、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｍｚとを有し、静磁場用磁石２２の内側で筒状に形成されている（その構造は、後述の図２、図３において詳説する）。Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｍｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル２６ｍｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｍｚはそれぞれ、Ｘ軸傾斜磁場電源４４ｘ、Ｙ軸傾斜磁場電源４４ｙ、Ｚ軸傾斜磁場電源４４ｚに接続される。そして、Ｘ軸傾斜磁場電源４４ｘ、Ｙ軸傾斜磁場電源４４ｙ、Ｚ軸傾斜磁場電源４４ｚからＸ軸傾斜磁場コイル２６ｍｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル２６ｍｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｍｚにそれぞれ供給される電流により、Ｘ軸方向の傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸方向の傾斜磁場Ｇｙ、Ｚ軸方向の傾斜磁場Ｇｚが撮像領域にそれぞれ形成される。

即ち、物理軸としての３軸であるＸ、Ｙ、Ｚ方向の傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚを合成して、論理軸としてのスライス方向傾斜磁場Ｇｓｓ、位相エンコード方向傾斜磁場Ｇｐｅ、および、読出し方向（周波数エンコード方向）傾斜磁場Ｇｒｏの各方向を任意に設定することができる。スライス方向、位相エンコード方向、および、読み出し方向の各傾斜磁場は、静磁場に重畳される。

ＲＦ送信器４６は、シーケンスコントローラ５６から入力される制御情報に基づいて、核磁気共鳴を起こすためのラーモア周波数のＲＦパルス（ＲＦ電流パルス）を生成し、これを送信用のＲＦコイル２８に送信する。ＲＦコイル２８には、ガントリに内蔵されたＲＦパルスの送受信用の全身用コイル（ＷＢＣ：ｗｈｏｌｅ ｂｏｄｙ ｃｏｉｌ）や、寝台３２または被検体Ｐの近傍に設けられるＲＦパルスの受信用の局所コイルなどがある。

送信用のＲＦコイル２８は、ＲＦ送信器４６からＲＦパルスを受けて被検体Ｐに送信する。受信用のＲＦコイル２８は、被検体Ｐの内部の原子核スピンがＲＦパルスによって励起されることで発生したＭＲ信号（高周波信号）を受信し、このＭＲ信号は、ＲＦ受信器４８により検出される。

ＲＦ受信器４８は、検出したＭＲ信号に前置増幅、中間周波変換、位相検波、低周波増幅、フィルタリングなどの各種の信号処理を施した後、Ａ／Ｄ（ａｎａｌｏｇ ｔｏ ｄｉｇｉｔａｌ）変換を施すことで、デジタル化された複素データである生データ（ｒａｗ ｄａｔａ）を生成する。ＲＦ受信器４８は、生成したＭＲ信号の生データをシーケンスコントローラ５６に入力する。

冷却制御装置５０は、シーケンスコントローラ５６の制御に従って、後述の冷却管７６（図３参照）に水などの冷却液を循環させることで、傾斜磁場コイルユニット２６の発熱を抑制する。

演算装置６０は、ＭＲＩ装置２０全体のシステム制御を行うものであり、これについては後述の図４を用いて説明する。

シーケンスコントローラ５６は、演算装置６０の指令に従って、傾斜磁場電源４４、ＲＦ送信器４６およびＲＦ受信器４８を駆動させるために必要な制御情報を記憶する。ここでの制御情報とは、例えば、傾斜磁場電源４４に印加すべきパルス電流の強度や印加時間、印加タイミング等の動作制御情報を記述したシーケンス情報である。

シーケンスコントローラ５６は、記憶した所定のシーケンスに従って傾斜磁場電源４４、ＲＦ送信器４６およびＲＦ受信器４８を駆動させることにより、Ｘ軸傾斜磁場Ｇｘ、Ｙ軸傾斜磁場Ｇｙ，Ｚ軸傾斜磁場ＧｚおよびＲＦパルスを発生させる。また、シーケンスコントローラ５６は、ＲＦ受信器４８から入力されるＭＲ信号の生データ（ｒａｗ ｄａｔａ）を受けて、これを演算装置６０に入力する。

図２は、傾斜磁場コイルユニット２６内における温度センサの配置の一例を示す模式的斜視図である。４つの温度センサ７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃ、７０Ｄは、撮像時に磁場中心となる部分を含む装置座標系のＸ−Ｙ平面の環状の一断面において、静磁場磁石２２の円筒形状に沿って等間隔で配置される。温度センサ７０Ａ〜７０Ｄは、検出した温度をシーケンスコントローラ５６にそれぞれ入力する。なお、図２に示す温度センサの配置および個数は、一例にすぎず、温度センサの数および配置は、上記の例に限定されるものではない。

図３は、図２に示す傾斜磁場コイルユニット２６の断面模式図であり、図２において一点鎖線枠２６’で囲った領域の断面である。図３に示すように、傾斜磁場コイルユニット２６は、アクティブシールドを用いた多層構造である。即ち、傾斜磁場コイルユニット２６は、メインコイル２６ｍの層と、シールドコイル２６ｓの層と、それらの間に挟まれた複数のシムトレイ７２の挿入層および複数の冷却管７６の埋設層とを有する。図３において、シムトレイ７２は斜線の四角い領域で示し、冷却管７６は楕円状の白抜きの領域で示す。

メインコイル２６ｍは、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｍｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル２６ｍｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｍｚから構成され、前述のように傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚを撮像領域に形成する。

シールドコイル２６ｓは、Ｘ軸シールドコイル２６ｓｘ、Ｙ軸シールドコイル２６ｓｙ、Ｚ軸シールドコイル２６ｓｚから構成され、これらは傾斜磁場電源４４から供給される電流により磁場を発生させる。即ち、Ｘ軸シールドコイル２６ｓｘ、Ｙ軸シールドコイル２６ｓｙ、Ｚ軸シールドコイル２６ｓｚは、Ｘ軸傾斜磁場コイル２６ｍｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル２６ｍｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル２６ｍｚにそれぞれ対応した磁場をメインコイル２６ｍの外側に発生させることで、メインコイル２６ｍによって発生する傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚを遮蔽する。

メインコイル２６ｍ側における冷却管７６の埋設層と、シールドコイル２６ｓ側における冷却管７６の埋設層との間の層には、複数のシムトレイ７２が略等間隔で挿入される。冷却管７６の中では、冷却制御装置５０によって冷却液が循環するため、メインコイル２６ｍおよびシールドコイル２６ｓによって発生する熱がシムトレイ７２に伝わりにくくなる。シムトレイ７２は、非磁性かつ非電導性の樹脂で形成され、Ｚ軸方向に延在した概略棒状に形成される。シムトレイ７２には、所定数の鉄シム（図示せず）が収納される。

なお、図３の構造では、温度センサ７０Ａ〜７０ＤはＹ軸傾斜磁場コイル２６ｍｙの温度を検出するが、これは一例にすぎない。多数の温度センサがＸ軸傾斜磁場コイル２６ｍｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル２６ｍｙ、Ｘ軸シールドコイル２６ｓｘ、Ｙ軸シールドコイル２６ｓｙ、Ｚ軸シールドコイル２６ｓｚの各温度をそれぞれ検出する構成でもよい。或いは、温度センサ７０Ａ〜７０Ｄがシムトレイ７２の温度を検出する構成でもよい。即ち、傾斜磁場コイルユニット２６の温度を検出する構成であればよい。

従って、冷却管７６内の冷却水の温度を検出する構成でもよいが、傾斜磁場コイルユニット２６内における、冷却管７６とその周囲を除いた領域の温度を検出する構成の方が望ましい。冷却管７６内には、傾斜磁場コイルユニット２６の温度上昇を抑制するための冷却液が循環するから、傾斜磁場コイルユニット２６内において冷却管７６近傍の温度が最も低いためである。即ち、撮像領域の磁場強度に直接的に関わる要素の温度を直接的かつ正確に検出する構成が望ましく、その点では、冷却管７６周囲よりも、鉄シムを含むシムトレイ７２やメインコイル２６ｓの温度を検出する方が優るからである。

また、温度センサ７０Ａ〜７０Ｄとしては、赤外線放射温度計を用いてもよいし、メインコイル２６ｓの温度をほぼ直接的に計測するサーミスタ、熱電対などを用いてもよい。赤外線放射温度計は、計測対象とは非接触で温度を計測できるので、熱伝導によって計測対象と温度センサとが同温になることが望まれる計測方法とは違い、短時間で温度を計測できる利点がある。

図４は、図１に示すコンピュータ５８の機能ブロック図である。コンピュータ５８の演算装置６０は、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ Ｕｎｉｔ）８６と、システムバス８８と、画像再構成部９０と、画像データベース９４と、画像処理部９６と、表示制御部９８と、データ部１００と、パルス設定部１０２とを備える。

ＭＰＵ８６は、撮像条件の設定、撮像動作および撮像後の画像表示において、システムバス８８等の配線を介してＭＲＩ装置２０全体のシステム制御を行う。また、ＭＰＵ８６は、撮像条件設定部としても機能し、入力装置６２からの指示情報に基づいてＦＥＴシーケンス等のパルスシーケンスを含む撮像条件を設定し、設定した撮像条件をシーケンスコントローラ５６に入力する。そのために、ＭＰＵ８６は、表示制御部９８を制御して、撮像条件の設定用画面情報を表示装置６４に表示させる。
入力装置６２は、撮像条件や画像処理条件を設定する機能をユーザに提供する。

画像再構成部９０は、内部にｋ空間データベース９２を有する。画像再構成部９０は、ｋ空間データベース９２に形成されたｋ空間において、シーケンスコントローラ５６から入力されるＭＲ信号の生データをｋ空間データとして配置する。画像再構成部９０は、ｋ空間データに２次元フーリエ変換などを含む画像再構成処理を施して、被検体Ｐの各スライスの画像データを生成する。画像再構成部９０は、生成した画像データを画像データベース９４に保存する。

画像処理部９６は、画像データベース９４から画像データを取り込み、これに所定の画像処理を施し、画像処理後の画像データを表示用画像データとして記憶装置６６に記憶させる。

記憶装置６６は、上記の表示用画像データに対し、その表示用画像データの生成に用いた撮像条件や被検体Ｐの情報（患者情報）等を付帯情報として付属させて記憶する。

表示制御部９８は、ＭＰＵ８６の制御に従って、撮像条件の設定用画面や、撮像により生成された画像データが示す画像を表示装置６４に表示させる。

データ部１００は、傾斜磁場コイルユニット２６の温度の変化分と、水素原子の磁気共鳴の中心周波数のシフト量との対応関係を示すシフトデータを記憶している。シフトデータは、例えば、ＭＲＩ装置２０の据付時において、後述の温度係数取得シーケンスを実行することで生成および記録される。なお、温度係数取得シーケンスは、据付時の据付調整の一環として行うものに限らず、例えば定期点検時に実行して上記シフトデータを較正するようにしてもよい。

パルス設定部１０２は、シーケンスコントローラ５６を介して温度センサ７０Ａ〜７０Ｄの検出温度を取得し、傾斜磁場コイルユニット２６の温度変化分を計算し、上記シフトデータに基づいてＲＦパルスの中心周波数を設定する。ここでのＲＦパルスとは、例えば、脂肪抑制のプレパルスや、領域選択的プレサチュレーションパルス、データ収集用の９０°励起パルスや再収束パルスなどである。

（本実施形態の動作説明）
本実施形態の特徴の１つである温度係数取得シーケンスでは、温度が上昇するパルスシーケンスを実行し、温度センサ７０Ａ〜７０Ｄの検出温度および水素原子の磁気共鳴の中心周波数を経過時刻と共に計測する。そして、この計測結果に基づく傾斜磁場コイルユニット２６内の温度の変化分に応じて、中心周波数がどれだけシフトするかを算出し、これをシフトデータとしてデータ部１００に記録する。温度の上昇の仕方は、同じパルスシーケンスを実行しても、ＭＲＩ装置２０の個体毎に異なる固有のものであるため、据付時などにおいて、ＭＲＩ装置毎に行うことが望ましい。

温度係数取得シーケンスとしては、例えば傾斜磁場コイルユニット２６の温度が経過時間の長さにほぼ比例して上昇するパルスシーケンスを実行し、そのときの各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄの検出温度を経過時刻毎のデータとして取得する。同時に、例えば磁気共鳴スペクトロスコピーによって、磁気共鳴信号の周波数スペクトラムのピーク周波数位置を検出することで、（例えば水などの）ファントム内の水素原子の磁気共鳴の中心周波数を経過時刻毎のデータとして取得する。なお、人体の水組織の水素原子も、人体の脂肪組織の水素原子も、傾斜磁場コイルの温度上昇に対する中心周波数のシフト量はほぼ同じであるから、水組織と脂肪組織とで分けて考える必要はない。

図５（Ａ）は、温度係数取得シーケンスにおける温度センサ７０Ａの検出温度の時間変化を示し、図５（Ｂ）は、温度係数取得シーケンスにおける水素原子の磁気共鳴の中心周波数の時間変化を示す。図５（Ａ）、（Ｂ）において、横軸は温度係数取得シーケンスの開始時刻をｔ０とした経過時間を示し、図５（Ａ）の縦軸は温度センサ７０Ａの検出温度（℃）を示し、図５（Ｂ）の縦軸は水素原子の磁気共鳴の中心周波数のシフト量（Ｈｚ）を示す。

横軸を温度、縦軸をシムトレイ７２内の鉄シムの透磁率とした場合、通常のＭＲＩ装置の使用の温度範囲（例えば２０℃〜９０℃）では、温度に対する透磁率がほぼ１次関数的に変化することを本実施形態では利用する。具体的には、鉄シムの透磁率が温度上昇に対して１次関数的に変化すれば、撮像領域の磁場強度（テスラ）も１次関数的に変化するため、撮像領域内の水素原子の磁気共鳴の中心周波数も１次関数的に変化する。ラーモア周波数は、印加された磁場の強度に比例するからである。

なお、温度センサ７０Ａの検出温度が上昇し始める時刻ｔ１と、水素原子の磁気共鳴の中心周波数がシフトし始める時刻ｔ２との間には、若干の遅延時間（時間間隔）が存在する。ここでは説明の簡単化のため、遅延時間については考慮しないが、シフトデータの作成において遅延時間も反映した構成としてもよい。

各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄ毎に感度の個体差があるから、その検出温度が単位温度（１ケルビン、即ち、１℃）上昇すると中心周波数が何Ｈｚシフトするかの温度係数を、各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄ毎に求める。温度上昇分をΔＴｐ、その温度上昇分に対応する中心周波数のシフト量をΔＨｚとするとき、温度計測センサ７０Ａの温度係数ＫＡは、ＫＡ＝ΔＨｚ／ΔＴｐとして求める。同様にして、温度計測センサ７０Ｂの温度係数ＫＢ、温度計測センサ７０Ｃの温度係数ＫＣ、温度計測センサ７０Ｄの温度係数ＫＤも、ΔＨｚ／ΔＴｐとして求める。

温度係数ＫＡ〜ＫＤの決定方法の第１の例としては、最小二乗法を用いる。具体的には、時刻ｔ２以後の複数の異なる時刻（検出温度が例えば約２０℃〜９０℃の範囲）において、温度センサ７０Ａの検出温度を経過時刻毎のデータとしてプロットし、そのグラフ（図５（Ａ）に対応）の傾きを最小二乗法で算出する。同様に、時刻ｔ２以後の複数の異なる時刻における中心周波数のシフト量を経過時刻毎のデータとしてプロットし、そのグラフ（図５（Ｂ）に対応）の傾きを最小二乗法で算出する。そして、図５（Ｂ）のグラフの傾きを図５（Ａ）のグラフの傾きで割ることで、温度係数ＫＡを算出できる。温度係数ＫＢ、ＫＣ、ＫＤについても同様に算出できる。

温度係数ＫＡ〜ＫＤの決定方法の第２の例としては、連立方程式を用いる。具体的には、時刻ｔ２より後の時刻ｔ３において、各温度計測センサ７０Ａ、７０Ｂ、７０Ｃ、７０Ｄの検出温度の変化分をそれぞれΔＴｐ１Ａ、ΔＴｐ１Ｂ、ΔＴｐ１Ｃ、ΔＴｐ１Ｄとして計測する。ここでは一例として、ΔＴｐ１Ａ〜ΔＴｐ１Ｄは、温度係数取得シーケンスの開始時刻ｔ０における検出温度との差分で求める（図５（Ａ）に示す温度センサ７０Ａの場合、２２℃との差分になる）。そして、磁気共鳴スペクトロスコピーの計測結果に基づき、時刻ｔ３における中心周波数の時刻ｔ０からのシフト量をΔＨｚ１とする。これにより、以下の（１）式が得られる。

（ΔＴｐ１Ａ×ＫＡ＋ΔＴｐ１Ｂ×ＫＢ＋ΔＴｐ１Ｃ×ＫＣ＋ΔＴｐ１Ｄ×ＫＤ）÷４＝ΔＨｚ１ …（１）

温度係数ＫＡ〜ＫＢは単位温度上昇に対する中心周波数シフト量で定義したから、（１）式では一例として、温度係数×温度変化分で与えられる中心周波数シフト量を、４つの温度センサ７０Ａ〜７０Ｄで平均した値にしている。

同様に、時刻ｔ３より後の時刻ｔ４において、各温度計測センサ７０Ａ〜７０Ｄの検出温度の変化分をそれぞれΔＴｐ２Ａ〜ΔＴｐ２Ｄとして計測し、時刻ｔ０からの中心周波数シフト量をΔＨｚ２とすれば、以下の（２）式が得られる。

（ΔＴｐ２Ａ×ＫＡ＋ΔＴｐ２Ｂ×ＫＢ＋ΔＴｐ２Ｃ×ＫＣ＋ΔＴｐ２Ｄ×ＫＤ）÷４＝ΔＨｚ２ …（２）

時刻ｔ４より後の時刻ｔ５、時刻ｔ５より後の時刻ｔ６においても同様の計測を行えば、以下の（３）、（４）式が得られる。

（ΔＴｐ３Ａ×ＫＡ＋ΔＴｐ３Ｂ×ＫＢ＋ΔＴｐ３Ｃ×ＫＣ＋ΔＴｐ３Ｄ×ＫＤ）÷４＝ΔＨｚ３ …（３）

（ΔＴｐ４Ａ×ＫＡ＋ΔＴｐ４Ｂ×ＫＢ＋ΔＴｐ４Ｃ×ＫＣ＋ΔＴｐ４Ｄ×ＫＤ）÷４＝ΔＨｚ４ …（４）

上記（１）〜（４）式では、未知数はＫＡ、ＫＢ、ＫＣ、ＫＤの４つだけであるから、（１）〜（４）式を連立方程式として解けば、温度係数ＫＡ〜ＫＤをそれぞれ決定できる。このように連立方程式により係数ＫＡ〜ＫＤをそれぞれ決定する場合、温度センサの数と同数の計測データが必要となる。

なお、温度係数ＫＡ〜ＫＤの決定方法は、上記２つに限らず、他の手法でもよい。また、ＫＡ＝ΔＨｚ／ΔＴｐで定義したが、その逆数（ΔＴｐ／ΔＨｚ）を温度係数ＫＡとしてもよい（ＫＢ〜ＫＤについても同様）。また、本実施形態では、各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄの検出結果に基づく「温度変化分ΔＴ×温度係数」を全ての温度センサ７０Ａ〜７０Ｄで合算平均するが、これは一例にすぎず、他の形態でもよい。例えば、多数の温度センサを設け、温度が上昇し易い部分に近い複数の温度センサの温度を採用してもよい。

図６は、本実施形態による脂肪抑制プレパルスの効果の説明図であり、図６において横軸は周波数（Ｈｚ）、縦軸はＭＲ信号の信号強度を示す。図６の上側は、傾斜磁場コイルユニット２６の温度上昇前における、脂肪組織の水素原子と、水組織の水素原子との周波数スペクトラムに、脂肪抑制プレパルスの信号強度を重畳したものである。プレスキャンでは、例えばプレスキャンの実行時における傾斜磁場コイルユニット２６の温度に基づいて、当該温度での脂肪組織の水素原子の信号強度のピークに合致するように脂肪抑制プレパルスの中心周波数が（暫定的に）設定される。

図６の下側は、傾斜磁場コイルユニット２６の温度上昇後における、脂肪組織および水組織の水素原子の周波数スペクトラムに、脂肪抑制プレパルスの信号強度を重畳したものである。脂肪抑制プレパルスの中心周波数を設定後、傾斜磁場コイルユニット２６の温度が上昇すると、脂肪組織および水組織の水素原子の信号強度のピークは、図６の下側に示すようにΔＨｚだけシフトする。この場合、実線で示すプレスキャンで設定された脂肪抑制プレパルスでは、その中心周波数が脂肪組織の水素原子の信号強度のピークから離れ、脂肪抑制の効果が劣化する。

一方、本実施形態では、プレスキャンで脂肪抑制プレパルスの中心周波数を暫定的に設定後、本スキャンの前に傾斜磁場コイルユニット２６の温度を計測する。そして、温度変化分と、シフトデータとに基づいて、脂肪抑制プレパルスの中心周波数を図６の下側の破線に示すように本スキャンの前に補正する。このように本実施形態では、傾斜磁場コイルユニット２６の温度変化に拘らず、脂肪抑制プレパルスの中心周波数を脂肪組織の水素原子の信号強度のピークに一致させ、脂肪抑制の効果を確実にする。

図７は、ＲＦパルスの中心周波数の補正タイミングを入力設定する場合に、表示装置６４のモニタに表示される画面の一例を示す模式図である。図７に示すように、画面の外縁である太線の枠内には、設定状況を説明する表示窓１２２と、入力選択用の表示領域１２４、１２６、１２８、１３０、１３２が表示されている。この例では、表示窓１２２の表示内容から分かるように、４時相のダイナミック撮像に既に設定されている。

ユーザは、入力装置６２を介して１を入力することで（表示領域１２４に対応）、各時相の各スライス毎にＲＦパルスの中心周波数を補正することを選択できる。

ユーザは、入力装置６２を介して２を入力することで（表示領域１２６に対応）、各時相毎にＲＦパルスの中心周波数を補正することを選択できる。

ユーザは、入力装置６２を介して３を入力することで（表示領域１２８に対応）、２時相毎にＲＦパルスの中心周波数を補正することを選択できる。

ユーザは、入力装置６２を介して４を入力することで（表示領域１３０に対応）、始めの時相の前にＲＦパルスの中心周波数を１回補正することを選択できる。

ユーザは、入力装置６２を介して６を入力することで（表示領域１３２に対応）、前の設定画面に戻すことを選択できる。

なお、入力装置６２と表示装置６４とを一体化して、タッチパネル式で入力できるように構成してもよい。

図７において、２が選択入力されると、例えば図８のような画面表示に切り替わり、ユーザは、温度計測のタイミングを入力設定することができる。

図８は、図７の次の画面として、ＲＦパルスの中心周波数の補正タイミングを入力設定する場合に、表示装置６４のモニタに表示される画面の一例を示す模式図である。

ユーザは、例えば、入力装置６２を介して５を入力することで（表示領域１４８に対応）、中心周波数補正のための温度計測を各時相の各撮像開始前にそれぞれ行うことを選択できる。

ユーザは、例えば、入力装置６２を介して１を入力することで（表示領域１４０に対応）、中心周波数補正のための温度計測を、順番的に始めの時相の撮像開始前に行うことを選択できる。入力装置６２を介して２（表示領域１４２に対応）、３（表示領域１４４に対応）、４（表示領域１４６に対応）を入力した場合も同様である。

また、ユーザは、例えば入力装置６２を介して１、２、４のみを入力することで、順番的に始めの時相の撮像開始前と、２番目の時相の撮像開始前と、４番目の時相の撮像開始前との３回のタイミングで中心周波数補正のための温度計測を行うことを選択できる。この場合、２番目の時相の撮像終了後、３番目の時相の撮像開始前には、温度計測は行われない。他の組み合わせで、１、２、３、４の内の二つのみ、または、三つのみを入力した場合も同様である。即ち、１、２、３、４の内の一つのみ、二つのみ、または、三つのみが入力選択された場合、１、２、３、４の内の入力選択されなかったタイミングについては、温度計測を実行しないことが選択されたことになる。

換言すれば、入力装置６２は、表示装置６４上に表示された温度計測のタイミングの複数の候補の中から、温度計測を実行しないタイミング、および、温度計測を実行するタイミング、の双方をそれぞれ選択可能に構成される。

図９は、ＭＲＩ装置２０により、一例として４時相のダイナミック撮像を行う場合の動作の流れを示すフローチャートである。以下、前述の図１〜図７を適宜参照しながら、図９に示すステップ番号に従って、ＭＲＩ装置２０の動作を説明する。

［ステップＳ１］ＭＰＵ８６（図４参照）は、入力装置６２に対して入力された入力情報等に基づいて、ＭＲＩ装置２０の初期設定を行う。この初期設定において、装置座標系のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に対する被検体Ｐの体位情報や、撮像部位の情報等が設定される。本実施形態では一例として、４時相のダイナミック撮像がこのステップＳ１で設定されるものとする。

各々の時相では、例えば５０スライスの画像用のＭＲ信号の収集が、ＲＦパルスの中心周波数を除いて同じ撮像条件でそれぞれ行われる。このとき、ダイナミック撮像の各時相間の空き時間の長さも併せて設定される。なお、空き時間には、パルス送信および被検体Ｐからの信号受信は一切行われない。また、時相は４時相以外でもよく、各時相のスライス数も任意に変更可能である。

また、表示制御部９８は、ＭＰＵ８６の指令に従って、設定された撮像条件から算出される撮像時間を表示し、イメージング中にどれだけの頻度でＲＦパルスの中心周波数を補正するかの選択用入力画面を表示装置６４のモニタ上に表示させる（図７、図８参照）。この例では４時相のダイナミック撮像であるため、１時相目の直前に１回だけ補正するか、２時相おきに補正するか、各時相毎に補正するか、或いは、各時相の各スライス毎に補正するか等を選択できる。ここでは一例として、時相毎に補正する場合が選択されるものとする。

また、表示制御部９８は、ＭＰＵ８６の指令に従って、傾斜磁場コイルユニット２６の温度計測のタイミングを選択するための入力画面を表示装置６４のモニタ上に表示させる（図８参照）。ここでは上記のようにＲＦパルスの中心周波数の補正を時相毎に行う場合が選択されるので、以下の４つのタイミングが選択肢として表示される。

第１に、後述のステップＳ４で表示される位置決め画像に基づいて操作者が撮像条件を最終的に決定後、ダイナミック撮像の１時相のパルスシーケンス開始前のタイミング（図８の表示領域１４０に対応し、以下、第１タイミングと称する）である。第２に、ダイナミック撮像の１時相のパルスシーケンスの終了後、２時相のパルスシーケンスの開始前の空き時間内のタイミング（図８の表示領域１４２に対応し、以下、第２タイミングと称する）である。

第３に、ダイナミック撮像の２時相のパルスシーケンスの終了後、３時相のパルスシーケンスの開始前の空き時間内のタイミング（図８の表示領域１４４に対応し、以下、第３タイミングと称する）である。第４に、ダイナミック撮像の３時相のパルスシーケンスの終了後、４時相のパルスシーケンスの開始前の空き時間内のタイミング（図８の表示領域１４６に対応し、以下、第４タイミングと称する）である。

ここでは一例として、入力装置６２に対して、第１、第２、第４タイミングが温度計測を実行するオンタイミングとして選択され、第３タイミングは温度計測を実行しないように設定されるものとする。

但し、これは一例にすぎない。例えば、ダイナミック撮像における全ての空き時間（この例では第１〜第４タイミング）に温度をそれぞれ検出し、全ての空き時間にＲＦパルスの中心周波数をそれぞれ補正してもよい。或いは、全スライス間（各スライスのＭＲ信号の収集と、次のスライスのＭＲ信号の収集との間）に温度をそれぞれ検出し、全スライス間でＲＦパルスの中心周波数をそれぞれ補正してもよい。

一方、冷却制御装置５０は、シーケンスコントローラ５６の制御の下、冷却管７６内に冷却液を循環させ、傾斜磁場コイルユニット２６の温度が例えば図５（Ａ）に示す２２℃となるように制御する。傾斜磁場コイルユニット２６の温度が初期値としてほぼ安定（収束）したタイミング、例えば、次のステップＳ２のプレスキャン開始直前において、温度センサ７０Ａ〜７０Ｄ（図２、図３参照）はそれぞれ、傾斜磁場コイルユニット２６内の温度を初期温度として検出する。温度センサ７０Ａ〜７０Ｄによりそれぞれ検出された初期温度は、シーケンスコントローラ５６を介してパルス設定部１０２に入力される。

なお、初期温度の計測タイミングは、上記のプレスキャン開始直前ではなく、プレスキャン実行中、または、プレスキャン実行直後でもよい。

温度センサが傾斜磁場やＲＦパルスによるノイズの影響を受けやすい場合、プレスキャン開始直前またはプレスキャン実行直後に温度計測をすることで、上記ノイズの影響を回避できるので望ましい。

温度センサが傾斜磁場或いはＲＦパルスによるノイズの影響を受けにくいものである場合、プレスキャン実行中に温度計測をすることで、プレスキャン実行時の温度をより正確に検出できる。

［ステップＳ２］ＭＲＩ装置２０は、プレスキャンを行うことで、どのような条件で撮像をするかを計算する。例えば、原子核スピンの縦磁化成分を９０°倒すＲＦパルスとして必要なパワー（９０°条件）や、脂肪抑制プレパルスや励起パルスなどのＲＦパルスの暫定的な中心周波数の計算などが行われる。

ここでのＲＦパルスの暫定的な中心周波数は、例えば初期温度における水素原子の磁気共鳴の中心周波数に合うように、パルス設定部１０２により設定される。或いは、ＲＦパルスの暫定的な中心周波数は、プレスキャン実行時に温度センサ７０Ａ〜７０Ｄにより傾斜磁場コイルユニット２６の温度を検出し、この検出温度における水素原子の磁気共鳴の中心周波数に合わせて設定してもよい。

［ステップＳ３］位置決め画像が生成される。即ち、ＭＲＩ装置２０は、画像データ収集用のＲＦパルスを送信し、被検体ＰからのＭＲ信号をＲＦ受信器４８により検出する。シーケンスコントローラ５６は、ＭＲ信号の生データを画像再構成部９０に入力し、画像再構成部９０は、この生データに所定の処理を施して位置決め画像の画像データを生成し、これを画像データベース９４に入力する。画像処理部９６は、画像データベース９４に入力された画像データに所定の画像処理を施し、記憶装置６６は、画像処理後の位置決め画像の画像データを記憶する。

［ステップＳ４］表示制御部９８は、ＭＰＵ８６の指令に従って表示装置６４のモニタ上に位置決め画像を表示させる。この表示画像に基づいて、撮像領域等の設定が行われる。

［ステップＳ５］以下、診断画像のイメージング（いわゆる本スキャン）が行われる。まず、温度センサ７０Ａ〜７０Ｄはそれぞれ、傾斜磁場コイルユニット２６内の温度を第１タイミングの温度として検出し、これをシーケンスコントローラ５６を介してパルス設定部１０２に入力する。

次に、パルス設定部１０２は、前述のシフトデータをデータ部１００から読み込む。パルス設定部１０２は、温度センサ７０Ａが初期温度として検出した温度と、第１タイミングの温度として検出した温度との差分をΔＴｐＡ＿Ｔ１として算出する。同様に、パルス設定部１０２は、温度センサ７０Ｂ〜７０Ｄが初期温度として検出した温度と、第１タイミングの温度として検出した温度との差分をΔＴｐＢ＿Ｔ１、ΔＴｐＣ＿Ｔ１、ΔＴｐＤ＿Ｔ１として算出する。

次に、パルス設定部１０２は、ΔＴｐＡ＿Ｔ１、ΔＴｐＢ＿Ｔ１、ΔＴｐＣ＿Ｔ１、ΔＴｐＤ＿Ｔ１の４つの平均値を算出し、この平均値とシフトデータから、水素原子の磁気共鳴の中心周波数のシフト量を求める。次に、パルス設定部１０２は、プレスキャンで暫定的に設定した脂肪抑制プレパルスや励起パルスなどのＲＦパルスの中心周波数を、求めたシフト量だけずらす補正をする。

シーケンスコントローラ５６は、ＭＰＵ８６の指令に従ってＭＲＩ装置２０の各部を制御し、パルス設定部１０２により中心周波数が補正されたＲＦパルスを送信することで、ダイナミック撮像の１時相の各スライスのＭＲ信号の収集を行わせる。

具体的には、静磁場電源４０により励磁された静磁場用磁石２２によって撮像領域に静磁場が形成され、シムコイル電源４２からシムコイル２４に電流が供給されて、静磁場が均一化される。ＭＰＵ８６は、撮像開始指示が入力されると、パルスシーケンスを含む撮像条件をシーケンスコントローラ５６に入力する。シーケンスコントローラ５６は、入力されたパルスシーケンスに従って傾斜磁場電源４４、ＲＦ送信器４６およびＲＦ受信器４８を駆動させることで、被検体Ｐがセットされた撮像領域に傾斜磁場を形成させると共に、ＲＦコイル２８からＲＦ信号を発生させる。

このため、被検体Ｐの内部の核磁気共鳴により生じたＭＲ信号がＲＦコイル２８により受信されて、ＲＦ受信器４８により検出される。ＲＦ受信器４８は、検出したＭＲ信号に所定の信号処理を施した後、これをＡ／Ｄ変換することで、デジタル化したＭＲ信号である生データを生成する。ＲＦ受信器４８は、生成した生データをシーケンスコントローラ５６に入力する。シーケンスコントローラ５６は、生データを画像再構成部９０に入力し、画像再構成部９０は、ｋ空間データベース９２に形成されたｋ空間において生データをｋ空間データとして配置し、これによりｋ空間データが記録される。このような１スライスのＭＲ信号の収集およびデータ記録の処理が、スライスの数だけ実行される。

［ステップＳ６］ダイナミック撮像の１時相のデータ収集後、一定の空き時間を挟んで、２時相のデータ収集が１時相と同様にして行われる。まず、温度センサ７０Ａ〜７０Ｄはそれぞれ、傾斜磁場コイルユニット２６内の温度を第２タイミングの温度として検出し、これをシーケンスコントローラ５６を介してパルス設定部１０２に入力する。

次に、パルス設定部１０２は、ステップＳ５と同様に、各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄが初期温度として検出した温度と、第２タイミングの温度として検出した温度との差分をそれぞれ算出して平均する。パルス設定部１０２は、この平均値とシフトデータから、水素原子の磁気共鳴の中心周波数のシフト量を求め、ＲＦパルスの中心周波数を第２タイミングの傾斜磁場コイルユニット２６の温度における水素原子の磁気共鳴の中心周波数に合致させる補正をする。この後、パルス設定部１０２により中心周波数が再補正されたＲＦパルスが送信され、ダイナミック撮像の２時相の各スライスのＭＲ信号が収集される。

［ステップＳ７］ダイナミック撮像の２時相のデータ収集後、一定の空き時間を挟んで、３時相のデータ収集が行われる。３時相のデータ収集前の空き時間における第３タイミングでは、ステップＳ１での入力設定に従って、温度センサ７０Ａ〜７０Ｄによる温度検出は行われない。

パルス設定部１０２は、温度センサ７０Ａ〜７０Ｄによる第３タイミングより前の検出温度に基づいて、第３タイミングにおける傾斜磁場コイルユニット２６の温度の推定値を算出する。例えば、横軸を経過時間（測定時刻）、縦軸を温度とするグラフ上の複数の計測データのプロットに基づいて求める。

具体的には、第１タイミングの測定時刻および各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄの検出温度の平均値からなる第１プロットと、第２タイミングの測定時刻および各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄの検出温度の平均値からなる第２プロットとの２点を結ぶ直線を求める。この直線上において、第３タイミングの時刻では傾斜磁場コイルユニット２６内の温度が何℃かを推定値として求める。

なお、温度の推定値の算出方法は、上記に限定されるものではない。例えば、本スキャンの開始後（ステップＳ５以降）、この第３タイミングまでの間に、異なる測定時刻で４回以上、各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄに温度を検出させ、横軸を経過時間、縦軸を温度とするグラフの傾きを最小二乗法で求め、これに基づいて上記同様に第３タイミングの温度の推定値を算出してもよい。

次に、パルス設定部１０２は、算出した温度の推定値とシフトデータから、第３タイミングにおける水素原子の磁気共鳴の中心周波数のシフト量を求め、ＲＦパルスの中心周波数を第３タイミングの温度における水素原子の磁気共鳴の中心周波数に合致させる補正をする。この後、パルス設定部１０２により中心周波数が再補正されたＲＦパルスが送信され、ダイナミック撮像の３時相の各スライスのＭＲ信号が収集される。

［ステップＳ８］ダイナミック撮像の３時相のデータ収集後、一定の空き時間を挟んで、４時相のデータ収集が１時相および２時相と同様に行われる。即ち、温度センサ７０Ａ〜７０Ｄはそれぞれ、傾斜磁場コイルユニット２６内の温度を第４タイミングの温度として検出し、これをシーケンスコントローラ５６を介してパルス設定部１０２に入力する。

次に、パルス設定部１０２は、各温度センサ７０Ａ〜７０Ｄが初期温度として検出した温度と、第４タイミングの温度として検出した温度との差分の平均値を計算し、この平均値とシフトデータに基づき水素原子の磁気共鳴の中心周波数のシフト量を求め、ＲＦパルスの中心周波数を第４タイミングの温度における水素原子の磁気共鳴の中心周波数に合致させる補正をする。この後、シーケンスコントローラ５６は、前述と同様にしてダイナミック撮像の４時相の各スライスのＭＲ信号の収集を行わせる。

［ステップＳ９］ＭＲＩ装置２０は、全時相の全スライスの画像データを再構成する。即ち、画像再構成部９０は、ｋ空間データベース９２からｋ空間データを取り込み、これにフーリエ変換を含む画像再構成処理を施すことで画像データを再構成し、得られた画像データを画像データベース９４に保存する。画像処理部９６は、画像データベース９４から画像データを取り込み、これに所定の画像処理を施すことで２次元の表示用画像データを生成し、この表示用画像データを記憶装置６６に保存する。以上の処理が各スライスのｋ空間データに対して行われる。この後、全時相の全スライスの画像が例えばスルー画で表示装置６４のモニタ上に表示される。
以上が本実施形態のＭＲＩ装置２０の動作説明である。

このように本実施形態では、傾斜磁場コイルユニット２６の温度変化分と、水素原子の磁気共鳴の中心周波数のシフト量との関係を、シフトデータとして予め温度係数取得シーケンスによってデータ部１００に記録しておく。そして、撮像時には傾斜磁場コイルユニット２６の温度変化を複数のタイミングで計測し、その温度変化があった場合の水素原子の共鳴中心周波数に合致するように、ＲＦパルスの中心周波数をシフトデータに基づいてその都度補正する。

従って、傾斜磁場コイルの発熱に起因した水素原子の共鳴中心周波数のシフトに拘らず、ＲＦパルスの中心周波数を水素原子の共鳴中心周波数にほぼ合致させるため、良好な画像が得られる。図６で説明したように、温度変化による水素原子の共鳴中心周波数のシフトに追従して、脂肪抑制プレパルス等の中心周波数を補正するため、撮像時間が長くなっても、脂肪抑制プレパルス等の効果が劣化することはないからである。また、撮像時間が長いほど温度がより上昇するが、本実施形態では本スキャンの開始後にも温度の検出と中心周波数の補正とを繰り返すため、その効果が顕著に表れる。

即ち、本実施形態によれば水素原子の共鳴中心周波数の変化に追従できるため、傾斜磁場コイルユニット２６の冷却機能を最小限に留めることもできるので、冷却コストを削減できる。また、水素原子の共鳴中心周波数の変化に追従できるため、熱伝導性の高い（即ち、熱容量の少ない）傾斜磁場コイルユニット２６を使用することもできる。

さらに、本実施形態によれば、ユーザは、どのタイミングで傾斜磁場コイルユニット２６の温度を計測し、或いは、どれだけの頻度でＲＦパルスの中心周波数を補正するかを設定できる（ステップＳ１）。

なお、絶対温度に対して中心周波数値を与えるテーブルデータを予め記憶し、温度差に拘らず、テーブルデータと本スキャン実行時の温度のみに基づいて中心周波数を補正する手法も考えられる。しかし、上記のようにプレスキャン実行の際と、本スキャン実行時との温度差に基づいて中心周波数を補正する方が望ましい。一般にはプレスキャン実行によって中心周波数を暫定的に定めるからである。即ち、プレスキャン実行時と、本スキャン実行時との温度差に基づいて、中心周波数をプレスキャン実行時から何ヘルツずれせばよいかを算出することで、本スキャンの中心周波数を効果的に補正できる。

（実施形態の補足事項）
［１］４時相のダイナミック撮像において中心周波数を変更する例を述べたが、本発明の実施形態は、かかる態様に限定されるものではなく、他の撮像形態にも適用可能である。例えば、１スライスのデータ収集動作毎に、空き時間を設けて温度を計測し、この計測結果に基づき中心周波数を補正してから、次のスライスのデータ収集動作を行う構成でもよい。ここでの「データ収集動作」とは、プレパルスや、データ収集用の励起パルスの印加から、ＭＲ信号の収集までの処理を指し、画像再構成までは含まない。

また、スピンエコー法では、励起パルスおよび再収束パルスの印加と、ＭＲ信号の収集とを含むデータ収集動作が位相エンコード数だけ繰り返されるが、各位相エンコード毎に中心周波数を補正してもよい。即ち、前の位相エンコードのＭＲ信号の収集後、次の位相エンコードの励起パルス印加前のタイミングで傾斜磁場コイルユニット２６の温度を取得し、これに基づき、次の位相エンコードの励起パルスの印加開始前に中心周波数を補正してもよい。

或いは、１スライスの撮像において、励起パルスおよび再収束パルスの送信時と、ＭＲ信号収集時（読み出し時）とで、送信パルスの中心周波数を変更してもよい。この場合、位相が変わるので、画像再構成時に位相補正をすることが望ましい。

［２］上記の［１］の補足として、例えば、Ｔ１強調画像を４時相、続いてＴ２強調画像を４時相の順にダイナミック撮像を行う場合、以下のようにＭＲＩ装置を構成してもよい。即ち、「ＯＮ」を選択入力すると、全時相（Ｔ１強調画像の４時相およびＴ２強調画像の４時相）に亘って、各時相の撮像前に中心周波数の補正を行うように入力装置６２、表示装置６４、パルス設定部１０２等の各部を構成してもよい。

上記の場合、例えば、Ｔ１強調画像の４時相で１セットの撮像シーケンス、Ｔ２強調画像の４時相で別の１セットの撮像シーケンスとする場合がある。このような構成において（１セットの撮像シーケンス内の）撮像終了をトリガとする場合、以下の第１〜第６のタイミングで中心周波数の補正を行うようにしてもよい。

第１に、Ｔ１強調画像シーケンスの始めの時相の撮像終了後、Ｔ１強調画像シーケンスの２番目の時相の撮像開始前の空き時間のタイミングである。

第２に、Ｔ１強調画像シーケンスの２番目の時相の撮像終了後、Ｔ１強調画像シーケンスの３番目の時相の撮像開始前の空き時間のタイミングである。

第３に、Ｔ１強調画像シーケンスの３番目の時相の撮像終了後、Ｔ１強調画像シーケンスの４番目の時相の撮像開始前の空き時間のタイミングである。

第４に、Ｔ２強調画像シーケンスの始めの時相の撮像終了後、Ｔ２強調画像シーケンスの２番目の時相の撮像開始前の空き時間のタイミングである。

第５に、Ｔ２強調画像シーケンスの２番目の時相の撮像終了後、Ｔ２強調画像シーケンスの３番目の時相の撮像開始前の空き時間のタイミングである。

第６に、Ｔ２強調画像シーケンスの３番目の時相の撮像終了後、Ｔ２強調画像シーケンスの４番目の時相の撮像開始前の空き時間のタイミングである。

即ち、上記の場合は一例として、Ｔ１強調画像シーケンスの始めの時相の撮像開始直前には中心周波数の補正を行わず、Ｔ１強調画像シーケンスの４番目の時相の撮像終了後、Ｔ２強調画像シーケンスの始めの時相の撮像開始前の空き時間にも中心周波数の補正を行わない。

なお、Ｔ１強調画像シーケンスの始めの時相の撮像開始直前は、他のタイミングと対比すれば、中心周波数の補正を省略するデメリットが少ない。このタイミングは、位置決め画像の表示後、関心領域等を設定した後であり、それまでの撮像数に鑑みて傾斜磁場コイルユニットの温度がそれほど上昇していないとも考えられるからである。

［３］ダイナミック撮像に限らず、例えば拡散強調イメージングなどの他の撮像シーケンスの場合にも、本実施形態は適用可能である。以下、拡散強調イメージングに本実施形態を適用する場合の一例について説明する。

この場合、例えばまず、拡散傾斜磁場（Ｍｏｔｉｏｎ Ｐｒｏｂｉｎｇ Ｇｒａｄｉｅｎｔ）のパルス（以下、ＭＰＧパルスという）を印加しないで、ｂ値（ｂ−ｆａｃｔｏｒ）をゼロとして、基準の１セットのスライス群を撮像する。なお、以降の各セットのスライス群は、互いに同じスライス数である。

次に、ｂ値を第１の値に変えて、ＭＰＧパルスを印加しつつ、第１セット〜第Ｎセットまでのスライス群の撮像を行う。ここで、第１セット〜第Ｎセットは、各セット毎にＭＰＧパルスの方向性（Ｖｅｃｔｏｒ）が互いに異なる。第１セットの撮像が終わったら、ＭＰＧパルスの方向性を変えて次は第２セットの撮像を行う、というように、各セット毎に順番に撮像する。

次に、ｂ値を第２の値に変えて、同様にＭＰＧパルスを印加しつつ、第１セット〜第Ｎセットまでのスライス群の撮像を行う。第１セット〜第ＮセットのＭＰＧパルスのＶｅｃｔｏｒは、ｂ値が第１の値の場合とそれぞれ同じである。

次に、ｂ値を第３の値に変えて、同様にＭＰＧパルスを印加しつつ、第１セット〜第Ｎセットまでのスライス群の撮像を行う。

このような撮像シーケンスの場合、全体として、長い撮像時間になるため、傾斜磁場コイルユニット２６の温度上昇が予想される。

そこで、例えば、ｂ値が第１の値の撮像グループの場合、各セット間に温度を計測する。ここで、温度計測は瞬間的に実行できるので、各セット間に空き時間があるか否かに拘らず、各セット間に温度計測を実行できる。そして、その温度計測の後の１セットの撮像におけるＲＦパルスは、計測温度とシフトデータとに基づいて中心周波数が補正されたものを用いる。

なお、上記では温度計測および中心周波数の補正を各セット毎に行うとしたが、これは一例に過ぎない。例えば、２セット毎、或いは３セット毎に温度計測および中心周波数の補正を行ってもよい。いずれにせよ、上記のように、ＭＰＧパルスのＶｅｃｔｏｒおよびｂ値が同じ１セットの撮像間では、ＲＦパルスの中心周波数を同じにすることが望ましい。

［４］本実施形態では、温度センサ７０Ａ〜７０Ｄが温度を検出した時刻を基準時として、基準時における水素原子の磁気共鳴の中心周波数のシフト量に基づいてＲＦパルスの中心周波数を補正する例を述べた。本発明の実施形態は、かかる態様に限定されるものではなく、温度計測時刻である上記基準時よりも後の時刻における傾斜磁場コイルユニット２６の温度を予測してもよい。

即ち、ＭＲＩ装置２０の作動開始後における傾斜磁場コイルユニット２６内の温度変化の測定結果に基づいて、次の撮像シーケンスの実行時（特にＫ空間中心に配置されるＭＲ信号の収集近辺の時刻）の温度を予測し、この予測温度とシフトデータとに基づいて次の撮像シーケンスの実行前にＲＦパルスの中心周波数を補正してもよい。

［５］本実施形態では、入力情報に従って、全４時相の空き時間の一部（３時相の前の空き時間）において、傾斜磁場コイルユニット２６の温度を計測しない例を述べた。本発明の実施形態は、かかる態様に限定されるものではない。例えば、どの時点で温度を計測するかの入力設定画面を表示せず、パルス設定部１０２が温度計測およびＲＦパルスの中心周波数補正のタイミングを全て自動的に決定してもよい。例えば、全４時相のそれぞれの間の全ての空き時間において、傾斜磁場コイルユニット２６の温度を一律的に計測し、計測温度とシフトデータとに基づいてＲＦパルスの中心周波数を補正してもよい。

［６］水素原子の磁気共鳴の中心周波数のシフト量を計算し、シフト量に基づいて中心周波数を補正する例を述べたが、本発明の実施形態は、かかる態様に限定されるものではない。シフト量ではなく、水素原子の磁気共鳴の中心周波数自体を推定し、これに基づいて中心周波数を補正する構成としても、技術的には等価である。

［７］ステップＳ５、Ｓ６、Ｓ８において、ΔＴｐＡ＿Ｔ１、ΔＴｐＢ＿Ｔ１、ΔＴｐＣ＿Ｔ１、ΔＴｐＤ＿Ｔ１の４つの平均値を算出し、この平均値とシフトデータから、中心周波数のシフト量を求める例を述べた。本発明の実施形態は、かかる態様に限定されるものではない。

傾斜磁場コイルユニット２６の大きさを考慮すると、本スキャン実行によって発熱が生じれば、傾斜磁場コイルユニット２６内で温度が均一にはならない。例えば、装置座標系のＸ、Ｙ、Ｚの各軸方向に離間して、傾斜磁場コイルユニット２６内に多数の温度センサが配置される場合を考える。

この場合、例えば、撮像断面に近い温度センサほど、大きい重み係数が乗じられるように、各温度センサが検出した温度差（上記ΔＴｐＡ＿Ｔ１等に対応）に、重み係数をそれぞれ乗じる。そして、重み係数が乗じられた各温度差を合算する。合算した温度差を、温度センサの数で割ることで、重み付け平均された温度差を算出する。このように重み付け平均された温度差と、シフトデータから、中心周波数のシフト量を求めてもよい。

［８］ＭＲＩ装置２０として、静磁場磁石２２、シムコイル２４、傾斜磁場コイルユニット２６等が含まれるガントリの外にＲＦ受信器４６が存在する例を述べた（図１参照）。本発明の実施形態は、かかる態様に限定されるものではない。ＲＦ受信器４６がガントリ内に含まれる態様でもよい。

具体的には例えば、ＲＦ受信器４６に相当する電子回路基盤をガントリ内に配設する。そして、受信用ＲＦコイルによって電磁波からアナログの電気信号に変換されたＭＲ信号を、当該電子回路基盤内のプリアンプによって増幅し、デジタル信号としてガントリ外に出力し、シーケンスコントローラ５６に入力してもよい。ガントリ外への出力に際しては、例えば光通信ケーブルを用いて光デジタル信号として送信すれば、外部ノイズの影響が軽減されるので、望ましい。

［９］請求項の用語と実施形態との対応関係を説明する。なお、以下に示す対応関係は、参考のために示した一解釈であり、本発明を限定するものではない。

静磁場用磁石２２、シムコイル２４、傾斜磁場コイルユニット２６、ＲＦコイル２８、制御系３０の全体（図１参照）が、傾斜磁場およびＲＦパルスの印加を伴った撮像により被検体Ｐの画像データを生成する構成は、請求項記載の撮像部の一例である。
温度センサ７０Ａ〜７０Ｄは、請求項記載の温度計測部の一例である。

温度計測のタイミングを設定する入力情報を受け付ける画面を表示する表示装置６４の機能、および、温度計測のタイミングを入力情報として受け付ける入力装置６２の機能は、請求項記載の入力部の一例である。

［１０］本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

２０ ＭＲＩ装置
２２ 静磁場用磁石
２４ シムコイル
２６ 傾斜磁場コイルユニット
２６ｍ メインコイル
２６ｍｘ Ｘ軸傾斜磁場コイル
２６ｍｙ Ｙ軸傾斜磁場コイル
２６ｍｚ Ｚ軸傾斜磁場コイル
２６ｓ シールドコイル
２６ｓｘ Ｘ軸シールドコイル
２６ｓｙ Ｙ軸シールドコイル
２６ｓｚ Ｚ軸シールドコイル
２８ ＲＦコイル
３０ 制御系
３２ 寝台
４０ 静磁場電源
４２ シムコイル電源
４４ 傾斜磁場電源
４４ｘ Ｘ軸傾斜磁場電源
４４ｙ Ｙ軸傾斜磁場電源
４４ｚ Ｚ軸傾斜磁場電源
４６ ＲＦ送信器
４８ ＲＦ受信器
５０ 冷却制御装置
５６ シーケンスコントローラ
５８ コンピュータ
６０ 演算装置
６２ 入力装置
６４ 表示装置
６６ 記憶装置
７２ シムトレイ
７６ 冷却管
８６ ＭＰＵ
８８ システムバス
９０ 画像再構成部
９２ ｋ空間データベース
９４ 画像データベース
９６ 画像処理部
９８ 表示制御部
１００ データ部
１０２ パルス設定部
Ｐ 被検体

Claims (19)

1. 供給電流に応じた傾斜磁場を撮像空間に発生させる傾斜磁場コイルユニットと、
   前記傾斜磁場コイルユニットの温度を異なるタイミングで少なくとも２回計測する温度計測部と、
   前記傾斜磁場コイルユニットの温度変化に応じて、前記撮像空間内の水素原子の磁気共鳴の中心周波数がどれだけシフトするかを示すシフトデータが前記温度計測部による計測前から予め記録されているデータ部と、
   前記温度計測部の計測結果を取得し、前記計測結果に基づく前記傾斜磁場コイルの温度の変化分と、前記シフトデータとに基づいて前記水素原子の磁気共鳴の中心周波数の推定シフト量を決定し、前記推定シフト量に基づいてＲＦパルスの中心周波数を補正するパルス設定部と、
   前記パルス設定部が補正した前記ＲＦパルスを送信し、磁気共鳴信号を前記撮像空間内の被検体から受信し、前記磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の画像データを生成する撮像部と
   を備えていることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
2. 請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置において、
   前記温度計測部は、前記傾斜磁場コイルユニット内に配置されて前記傾斜磁場コイルユニットの温度を計測する複数の温度センサを有し、
   前記シフトデータは、前記温度センサの計測温度に基づく前記傾斜磁場コイルユニットの温度の変化分と、前記水素原子の磁気共鳴の中心周波数のシフト量との比率を各々の前記温度センサ毎に定めたものであることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
3. 請求項２記載の磁気共鳴イメージング装置において、
   前記パルス設定部は、各々の前記温度センサが検出した温度差を、前記温度センサの数に応じて平均した値を前記傾斜磁場コイルの温度の変化分として用いるように構成される
   ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
4. 請求項３記載の磁気共鳴イメージング装置において、
   前記温度計測部による温度計測のタイミングを規定する入力情報を受け付ける入力部をさらに備え、
   前記温度計測部は、前記入力情報によって温度計測の実行が選択されたタイミングであるオンタイミングにおいて前記傾斜磁場コイルユニットの温度を計測するように構成され、
   前記パルス設定部は、前記オンタイミング以後に、前記推定シフト量を決定すると共に前記推定シフト量に基づいて前記ＲＦパルスの中心周波数を補正するように構成される
   ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
5. 請求項４記載の磁気共鳴イメージング装置において、
   温度計測のタイミングの候補を複数表示する表示部をさらに備え、
   前記入力部は、前記表示部に表示された複数のタイミングの中から、前記オンタイミングを選択可能に構成される
   ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
6. 請求項３記載の磁気共鳴イメージング装置において、
   前記撮像部は、各々の時相が複数の画像を構成するための前記磁気共鳴信号の収集を含むダイナミック撮像を、各々の前記時相同士の間に空き時間を設けて行うように構成され、
   前記温度計測部は、前記空き時間に前記傾斜磁場コイルユニット内の温度を検出するように構成され、
   前記パルス設定部は、前記空き時間に前記ＲＦパルスの中心周波数を補正するように構成される
   ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
7. 請求項３記載の磁気共鳴イメージング装置において、
   前記撮像部は、拡散強調イメージングとして、複数の画像を構成するための前記磁気共鳴信号の収集が含まれる１セット毎に拡散傾斜磁場パルスの方向性を変えて、前記セット毎に撮像を順次行うように構成され、
   前記温度計測部は、各々の前記セット同士の間に前記傾斜磁場コイルユニット内の温度をそれぞれ検出するように構成され、
   前記パルス設定部は、各々の前記セット同士の間に前記ＲＦパルスの中心周波数をそれぞれ補正するように構成される
   ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
8. 請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置において、
   前記撮像部は、各々の時相が複数の画像を構成するための前記磁気共鳴信号の収集を含むダイナミック撮像を行うように構成される
   ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
9. 請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置において、
   前記撮像部は、各々の時相が複数の画像を構成するための前記磁気共鳴信号の収集を含むダイナミック撮像を、各々の前記時相同士の間に空き時間を設けて行うように構成され、
   前記温度計測部は、前記空き時間に前記傾斜磁場コイルユニット内の温度を検出するように構成され、
   前記パルス設定部は、前記空き時間に前記ＲＦパルスの中心周波数を補正するように構成される
   ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
10. 請求項９記載の磁気共鳴イメージング装置において、
    前記温度計測部は、前記ダイナミック撮像における全ての前記空き時間に前記傾斜磁場コイルユニット内の温度をそれぞれ検出するように構成され、
    前記パルス設定部は、前記ダイナミック撮像における全ての前記空き時間に前記ＲＦパルスの中心周波数をそれぞれ補正するように構成される
    ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
11. 請求項９記載の磁気共鳴イメージング装置において、
    前記温度計測部は、各々の前記画像を構成するための前記磁気共鳴信号の収集と、次の前記画像を構成するための前記磁気共鳴信号の収集との間に前記傾斜磁場コイルユニット内の温度をそれぞれ検出するように構成され、
    前記パルス設定部は、各々の前記画像を構成するための前記磁気共鳴信号の収集と、次の前記画像を構成するための前記磁気共鳴信号の収集との間に前記ＲＦパルスの中心周波数をそれぞれ補正するように構成される
    ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
12. 請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置において、
    前記撮像部は、拡散傾斜磁場パルスの印加が含まれる拡散強調イメージングを行うように構成される
    ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
13. 請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置において、
    前記撮像部は、拡散強調イメージングとして、複数の画像を構成するための前記磁気共鳴信号の収集が含まれる１セット毎に拡散傾斜磁場パルスの方向性を変えて、前記セット毎に順次撮像を行うように構成され、
    前記温度計測部は、各々の前記セット同士の間に前記傾斜磁場コイルユニット内の温度をそれぞれ検出するように構成され、
    前記パルス設定部は、各々の前記セット同士の間に前記ＲＦパルスの中心周波数をそれぞれ補正するように構成される
    ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
14. 請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置において、
    前記温度計測部による温度計測のタイミングを規定する入力情報を受け付ける入力部をさらに備え、
    前記温度計測部は、前記入力情報によって温度計測の実行が選択されたタイミングであるオンタイミングにおいて前記傾斜磁場コイルユニットの温度を計測するように構成され、
    前記パルス設定部は、前記オンタイミング以後に、前記推定シフト量を決定すると共に前記推定シフト量に基づいて前記ＲＦパルスの中心周波数を補正するように構成される
    ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
15. 請求項１４記載の磁気共鳴イメージング装置において、
    温度計測のタイミングの候補を複数表示する表示部をさらに備え、
    前記入力部は、前記表示部に表示された複数のタイミングの中から、前記オンタイミングを選択可能に構成される
    ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
16. 請求項１４記載の磁気共鳴イメージング装置において、
    温度計測のタイミングの候補を複数表示する表示部をさらに備え、
    前記入力部は、前記表示部に表示された複数のタイミングの中から、温度計測を実行しないタイミングを選択可能に構成される
    ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
17. 請求項１４記載の磁気共鳴イメージング装置において、
    前記入力部は、複数のタイミングから温度計測のタイミングを選択可能に構成され、
    前記パルス設定部は、前記入力情報によって温度計測を実行しないことが選択されたタイミングであるオフタイミング以後に、前記オフタイミングより前における前記温度計測部の計測結果に基づいて前記オフタイミングでの前記推定シフト量を計算すると共に前記推定シフト量に基づいて前記ＲＦパルスの中心周波数を補正する
    ことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
18. 請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置において、
    前記ＲＦパルスは、脂肪組織からの前記磁気共鳴信号を抑制するプレパルスを含むことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
19. 供給電流に応じた傾斜磁場を撮像空間に発生させる傾斜磁場コイルユニットの温度計測を、異なるタイミングで少なくとも２回行うことにより、計測結果を取得するステップと、
    前記傾斜磁場コイルユニットの温度変化に応じて前記撮像空間内の水素原子の磁気共鳴の中心周波数がどれだけシフトするかを示すシフトデータを参照するステップと、
    前記計測結果に基づく前記傾斜磁場コイルの温度の変化分と、前記シフトデータとに基づいて、前記水素原子の磁気共鳴の中心周波数の推定シフト量を決定するステップと、
    前記推定シフト量に基づいて、ＲＦパルスの中心周波数の補正を行うステップと、
    前記補正の後の前記ＲＦパルスを送信し、磁気共鳴信号を前記撮像空間内の被検体から受信し、前記磁気共鳴信号に基づいて前記被検体の画像データを生成するステップと
    を有することを特徴とする磁気共鳴イメージング方法。

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