JP2016154849A - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】渦電流磁場に起因してラーモア周波数が変化した場合でも、画質の劣化を抑制することができる磁気共鳴イメージング装置を提供する。【解決手段】磁気共鳴イメージング装置は、ＲＦパルスの送信及び傾斜磁場パルスの印加が含まれるパルスシーケンスに従って、傾斜磁場パルスを印加する傾斜磁場発生回路と、傾斜磁場パルスの波形から推測される渦電流磁場の時間的な変化、に起因する磁気共鳴周波の時間的な変化に追従させて、ＲＦパルスの出力制御波形に対して変調を施し、変調後のＲＦパルスを送信するＲＦ送信回路とを備える。【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。

特開２０１４−１６１４９９号公報 特開２０１２−４０３６２号公報

本発明が解決しようとする課題は、渦電流磁場に起因してラーモア周波数が変化した場合でも、画質の劣化を抑制することができる磁気共鳴イメージング装置を提供することである。

一実施形態の磁気共鳴イメージング装置は、ＲＦパルスの送信及び傾斜磁場パルスの印加が含まれるパルスシーケンスに従って、前記傾斜磁場パルスを印加する傾斜磁場発生回路と、前記傾斜磁場パルスの波形から推測される渦電流磁場の時間的な変化、に起因する磁気共鳴周波の時間的な変化に追従させて、前記ＲＦパルスの出力制御波形に対して変調を施し、変調後の前記ＲＦパルスを送信するＲＦ送信回路とを備える。

第１の実施形態におけるＭＲＩ装置の全体構成の一例を示すブロック図。 スライス選択方向傾斜磁場パルスと、これにより生じる渦電流磁場の０次成分の各強度の時間変化に起因するラーモア周波数のずれの一例を示す模式図。 渦電流磁場の０次成分の強度の算出において考慮される傾斜磁場パルスの時間範囲の一例を示す模式的タイミング図。 第１の実施形態の周波数変調が実行される場合と、実行されない場合のスライスプロファイルの一例を示す模式図。 第１の実施形態におけるＭＲＩ装置の動作の流れの一例を示すフローチャート。 第２の実施形態におけるＭＲＩ装置の動作の流れの一例を示すフローチャート。 第３の実施形態におけるＭＲＩ装置の動作の流れの一例を示すフローチャート。 第４の実施形態におけるＭＲＩ装置の動作の流れの一例を示すフローチャート。

ＭＲＩの画質劣化の要因の１つとして、傾斜磁場分布の歪みが知られている。スライス選択方向、位相エンコード方向、周波数エンコード方向の各傾斜磁場の分布は、例えば、印加方向に沿った位置に応じて線形に磁場強度が変化するのが理想である。しかしながら実際には、傾斜磁場コイルにパルス電流を供給すると渦電流が発生し、渦電流による磁場が傾斜磁場に加わって傾斜磁場分布の歪みが生じる。

以下、渦電流によって生じる磁場を「渦電流磁場」と称する。渦電流磁場は、主に傾斜磁場のスイッチングに起因して、傾斜磁場コイルの近辺にある金属から電磁誘導によって発生する磁場成分であり、傾斜磁場コイルの漏れ磁束が主な原因である。渦電流磁場によって、本来の磁場強度や磁場分布から大きく乖離すると、画質劣化のおそれがある。

また、渦電流磁場には、０次成分から高次の成分まで存在する。渦電流磁場の１次成分は、例えば、磁場中心からの距離にほぼ比例して増減する磁場成分である。一方、渦電流磁場の０次成分は、静磁場強度を増減させる磁場成分として捉えることができる。

ここで、ラーモア周波数は静磁場強度に比例する。従って、渦電流磁場の０次成分により撮像領域の被検体内のラーモア周波数が変化する場合、ラーモア周波数を基準周波数としたＲＦパルスの相対的な周波数（基準周波数との差）が変化する。

例えば渦電流磁場の０次成分により、1.5テスラの静磁場強度が1.50001テスラに上がる場合、0.00001テスラに比例する分だけ、被検体内のラーモア周波数が上昇する。その場合、以下の実施形態では、ラーモア周波数の上昇分だけＲＦパルスの周波数が上がるように、ＲＦ送信コイルに供給されるＲＦパルス電流の位相を進める。

即ち、以下の実施形態では、渦電流磁場の０次成分から推定されるラーモア周波数の変化に追従するように、ＲＦパルスの出力制御波形に周波数変調が施される。これにより、ＭＲＩ装置は、撮像領域に送信されるＲＦパルスの中心周波数を、渦電流磁場の０次成分を反映した撮像領域の被検体内の実際のラーモア周波数にできる限り近づける。

なお、以下の説明では、周波数変調も位相変調も基本的には同じ意味であるものとする。位相が１秒間に３６０°進むように位相変調を施すことは、周波数が１Ｈｚ上がるように周波数変調を施すことと同じだからである。

以下、ＭＲＩ装置及びＭＲＩ方法の実施形態について、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。

＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態のＭＲＩ装置１０の全体構成の一例を示すブロック図である。なお、後述の第２〜第４の実施形態では図１のシーケンス修正機能６６が省略される点を除き、図１のブロック図は、第２〜第４の実施形態にも共通である。ここでは一例として、ＭＲＩ装置１０の構成要素を寝台装置２０、ガントリ３０、制御装置４０の３つに分けて説明する。

第１に、寝台装置２０は、支持台２１と、天板２２と、支持台２１内に配置される天板移動機構２３とを有する。
天板２２の上面には、被検体Ｐが載置される。また、天板２２の上面には、被検体Ｐに装着されるＲＦコイル装置１００が接続される接続ポート２５が複数配置される。

支持台２１は、天板２２を水平方向（装置座標系のＺ軸方向）に移動可能に支持する。天板移動機構２３は、天板２２がガントリ３０外に位置する場合に、支持台２１の高さを調整することで、天板２２の鉛直方向の位置を調整する。また、天板移動機構２３は、天板２２を水平方向に移動させることで天板２２をガントリ３０内に入れ、撮像後には天板２２をガントリ３０外に出す。

第２に、ガントリ３０は、例えば円筒状に構成され、撮像室に設置される。ガントリ３０は、静磁場磁石３１と、シムコイル３２と、傾斜磁場コイル３３と、ＲＦコイル３４とを有する。

静磁場磁石３１は、例えば超伝導コイルであり、円筒状に構成される。静磁場磁石３１は、後述の制御装置４０の静磁場電源４２から供給される電流により、撮像空間に静磁場を形成する。撮像空間とは例えば、被検体Ｐが置かれて、静磁場が印加されるガントリ３０内の空間を意味する。なお、静磁場電源４２を設けずに、静磁場磁石３１を永久磁石で構成してもよい。

シムコイル３２は、例えば円筒状に構成され、静磁場磁石３１の内側において、静磁場磁石３１と軸を同じにして配置される。シムコイル３２は、後述の制御装置４０のシムコイル電源４４から供給される電流により、静磁場を均一化するオフセット磁場を形成する。

傾斜磁場コイル３３は、例えば円筒状に構成され、シムコイル３２の内側に配置される。傾斜磁場コイル３３は、Ｘ軸傾斜磁場コイル３３ｘと、Ｙ軸傾斜磁場コイル３３ｙと、Ｚ軸傾斜磁場コイル３３ｚとを有する。

本明細書では、特に断りのない限り、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は装置座標系であるものとする。ここでは一例として、装置座標系のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を以下のように定義する。まず、鉛直方向をＹ軸方向とし、天板２２は、その上面の法線方向がＹ軸方向となるように配置される。天板２２の水平移動方向をＺ軸方向とし、ガントリ３０は、その軸方向がＺ軸方向となるように配置される。Ｘ軸方向は、これらＹ軸方向、Ｚ軸方向に直交する方向であり、図１の例では天板２２の幅方向である。

Ｘ軸傾斜磁場コイル３３ｘは、後述のＸ軸傾斜磁場電源４６ｘから供給される電流に応じたＸ軸方向の傾斜磁場Ｇｘを撮像領域に形成する。同様に、Ｙ軸傾斜磁場コイル３３ｙは、後述のＹ軸傾斜磁場電源４６ｙから供給される電流に応じたＹ軸方向の傾斜磁場Ｇｙを撮像領域に形成する。同様に、Ｚ軸傾斜磁場コイル３３ｚは、後述のＺ軸傾斜磁場電源４６ｚから供給される電流に応じたＺ軸方向の傾斜磁場Ｇｚを撮像領域に形成する。

そして、スライス選択方向傾斜磁場Ｇｓｓ、位相エンコード方向傾斜磁場Ｇｐｅ、及び、読み出し方向（周波数エンコード方向）傾斜磁場Ｇｒｏは、装置座標系の３軸方向の傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚの合成により、任意の方向に設定可能である。

上記撮像領域は、例えば、１画像又は１セットの画像の生成に用いられるＭＲ信号の収集範囲の少なくとも一部であって、画像となる領域である。撮像領域は例えば、撮像空間の一部として装置座標系で３次元的に規定される。例えば折り返しアーチファクトを防止するために、画像化される領域よりも広範囲でＭＲ信号が収集される場合、撮像領域はＭＲ信号の収集範囲の一部である。一方、ＭＲ信号の収集範囲の全てが画像となり、ＭＲ信号の収集範囲と撮像領域とが合致する場合もある。また、上記「１セットの画像」は、例えばマルチスライス撮像などのように、１のパルスシーケンスで複数画像のＭＲ信号が一括的に収集される場合の複数画像である。

ＲＦコイル３４は、例えば円筒状に構成され、傾斜磁場コイル３３の内側に配置される。ここでは一例として、ＲＦコイル３４は、ＲＦパルスの送信及びＭＲ信号の受信を兼用する全身用ＱＤコイル（図示せず）を含む。ＱＤ(Quadrature)コイルとは、直交位相方式のＲＦコイル装置である。

第３に、制御装置４０は、静磁場電源４２と、シムコイル電源４４と、傾斜磁場電源４６と、傾斜磁場パルス波形生成回路４７と、ＲＦ送信器４８と、ＲＦ受信器５０と、ＲＦパルス波形生成回路５４と、可変周波数生成回路５６と、固定周波数生成回路５７と、シーケンスコントローラ５８と、処理回路６０と、入力デバイス７２と、ディスプレイ７４と、記憶回路７６とを有する。

傾斜磁場パルス波形生成回路４７は、シーケンスコントローラ５８から入力される各軸の傾斜磁場パルス波形に基づいて、Ｘ軸傾斜磁場パルス用の波形信号、Ｙ軸傾斜磁場パルス用の波形信号、Ｚ軸傾斜磁場パルス用の波形信号を生成する。傾斜磁場パルス波形生成回路４７は、これら各軸の波形信号を傾斜磁場電源４６に入力する。

傾斜磁場電源４６は、Ｘ軸傾斜磁場電源４６ｘと、Ｙ軸傾斜磁場電源４６ｙと、Ｚ軸傾斜磁場電源４６ｚとを有する。Ｘ軸傾斜磁場電源４６ｘ、Ｙ軸傾斜磁場電源４６ｙ、Ｚ軸傾斜磁場電源４６ｚは、傾斜磁場パルス波形生成回路４７から入力される各軸の波形信号に基づいて、傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚを形成するための各電流をＸ軸傾斜磁場コイル３３ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル３３ｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル３３ｚにそれぞれ供給する。

固定周波数生成回路５７は、後述のプレスキャンにより算出されたＲＦパルスの中心周波数値をシーケンスコントローラ５８から取得する。固定周波数生成回路５７は、例えば安定度の高い水晶発振器などを有する。固定周波数生成回路５７は、取得した中心周波数値の搬送周波数を上記水晶発振器により生成し、生成した搬送周波数をＲＦパルス波形生成回路５４に入力する。

ＲＦパルス波形生成回路５４は、その演算回路が例えば半導体基板上に形成されており、この半導体基板上には、クロック信号（以下、「基板のクロック信号」という）の発振器（図示せず）も設けられている。ＲＦパルス波形生成回路５４は、基板のクロック信号に従って、デジタルのパルス波形信号を生成する。

さらに、ＲＦパルス波形生成回路５４は、デジタルのパルス波形信号をＤ／Ａ変換(Digital to Analogue Conversion)することで、アナログのパルス波形信号を生成する。このとき、ＲＦパルス波形生成回路５４は、シーケンスコントローラ５８から入力されるパルスシーケンスにおけるＲＦパルスの出力制御波形により定まる矩形波のバンド幅に合うように、アナログのパルス波形信号を圧縮又は伸長する。

この後、ＲＦパルス波形生成回路５４は、固定周波数生成回路５７から入力された搬送周波数に上記アナログのパルス波形信号を変調し、変調後のパルス波形信号をＲＦ送信器４８に入力する。

可変周波数生成回路５６は、不図示の位相同期回路、デジタル直接合成発振器（Direct Digital Synthesizer）、ミキサ等を内蔵する。可変周波数生成回路５６は、上記変調後のパルス波形信号をＲＦパルス波形生成回路５４から取得し、変調後のパルス波形信号に対してΔｆの周波数変調を更に施し、周波数変調後のパルス波形信号をＲＦ送信器４８に入力する。

但し、第１の実施形態では、渦電流磁場の０次成分から推定されるラーモア周波数の変化に追従するように、処理回路６０内でＲＦパルスの出力制御波形にΔｆの周波数変調が施され、周波数変調後のパルスシーケンスがシーケンスコントローラ５８に入力される。従って、第１の実施形態では、可変周波数生成回路５６は、上記Δｆの周波数変調を実行しない。

ＲＦ送信器４８は、ＲＦパルス波形生成回路５４から入力された変調後のパルス波形信号に基づいて、核磁気共鳴を起こすラーモア周波数のＲＦパルス電流を生成する（但し、Δｆの周波数変調が可変周波数生成回路５６により実行される後述の第３の実施形態では、ＲＦ送信器４８は、可変周波数生成回路５６から入力される周波数変調後のパルス波形信号に基づいて上記ＲＦパルス電流を生成する）。ＲＦ送信器４８は、生成したＲＦパルス電流をＲＦコイル３４に送信する。このＲＦ電流パルスに応じたＲＦパルスが、ＲＦコイル３４から被検体Ｐに送信される。

ＲＦコイル３４の全身用ＱＤコイルや、被検体Ｐに装着されるＲＦコイル装置１００は、被検体Ｐ内の原子核スピンがＲＦパルスによって励起されることで発生したＭＲ信号を検出し、検出されたＭＲ信号は、ＲＦ受信器５０に入力される。

ＲＦ受信器５０は、受信したＭＲ信号に所定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ＭＲ信号の複素データである生データを生成する。ＲＦ受信器５０は、ＭＲ信号の生データを処理回路６０（の画像再構成機能６２）に入力する。

シーケンスコントローラ５８は、処理回路６０の指令に従って、傾斜磁場電源４６、ＲＦ送信器４８及びＲＦ受信器５０の駆動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４６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パルスシーケンスの情報である。シーケンスコントローラ５８は、記憶した所定のパルスシーケンスに従って傾斜磁場電源４６、ＲＦ送信器４８及びＲＦ受信器５０を駆動させることで、傾斜磁場Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚ及びＲＦパルスを発生させる。シーケンスコントローラ５８は、専用のハードウェアで構成しても良いし、プロセッサを内蔵し、このプロセッサによるソフトウェア処理で上記の各機能を実現してもよい。

処理回路６０も、専用のハードウェアで構成しても良いし、プロセッサを内蔵し、このプロセッサによるソフトウェア処理で各種を実現することもできる。以下では、処理回路６０が、プロセッサによるソフトウェア処理によって各種機能を実現する例を説明する。具体的には、図１に示すように、処理回路６０は、システム制御機能６１、画像再構成機能６２、画像処理機能６４、及び、シーケンス補正機能６６を、記憶回路７６に保存されるプログラム、或いは、処理回路６０のプロセッサ内に直接記憶されたプログラムを実行することによって実現する。
ここで、プロセッサとは例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ(Graphics Processing Unit)、或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。
処理回路６０やシーケンスコントローラ５８が具備するプロセッサの数は、１つでもよいし、２つ以上でもよい。

システム制御機能６１は、本スキャンの撮像条件の設定、撮像動作及び撮像後の画像表示において、ＭＲＩ装置１０全体のシステム制御を行う。上記撮像条件とは例えば、どの種類のパルスシーケンスにより、どのような条件でＲＦパルス等を送信し、どのような条件で被検体ＰからＭＲ信号を収集するかを意味する。撮像条件の例としては、撮像空間内の位置的情報としての撮像領域、フリップ角、繰り返し時間ＴＲ(Repetition Time)、スライス数、撮像部位、スピンエコー法やパラレルイメージング等のパルスシーケンスの種類などが挙げられる。上記撮像部位とは、例えば、頭部、胸部、腹部などの被検体Ｐのどの部分を撮像領域として画像化するかを意味する。

上記「本スキャン」は、Ｔ１強調画像などの目的とする診断画像の撮像のためのスキャンであって、位置決め画像用のＭＲ信号収集のスキャンや、較正スキャンを含まないものとする。スキャンとは、ＭＲ信号の収集動作を指し、画像再構成を含まないものとする。

較正スキャンとは例えば、本スキャンの撮像条件の内の未確定のものや、画像再構成処理や画像再構成後の補正処理に用いられる条件やデータを決定するために、本スキャンとは別に行われるスキャンを指す。較正スキャンの例としては、本スキャン前に、本スキャンでのＲＦパルスの中心周波数を算出するシーケンスなどが挙げられる。プレスキャンとは、較正スキャンの内、本スキャン前に行われるものを指す。

また、システム制御機能６１は、撮像条件の設定画面情報をディスプレイ７４に表示させ、入力デバイス７２からの指示情報に基づいて撮像条件を設定し、撮像条件に基づいてパルスシーケンスを設定する。

シーケンス修正機能６６は、システム制御機能６１により（暫定的に）設定されたパルスシーケンスを修正し、修正後のパルスシーケンスをシーケンスコントローラ５８に入力する。ここでの修正は、渦電流磁場の０次成分を算出し、渦電流磁場の０次成分によるラーモア周波数の変化に追従するように、ＲＦパルスの出力制御波形を修正するものであり、詳細は後述する。

入力デバイス７２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。
画像再構成機能６２は、位相エンコードステップ数及び周波数エンコードステップ数に応じて、ＲＦ受信器５０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及び保存する。ｋ空間とは、周波数空間の意味である。画像再構成機能６２は、ｋ空間データにフーリエ変換を含む画像再構成処理を施すことで、被検体Ｐの画像データを生成する。画像再構成機能６２は、再構成直後の画像データを記憶回路７６に保存する。

画像処理機能６４は、再構成直後の画像データを記憶回路７６から取り込み、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回路７６に保存する。
記憶回路７６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。

また、処理回路６０、入力デバイス７２、ディスプレイ７４、記憶回路７６の４つを１つのコンピュータとして構成し、例えば制御室に設置してもよい。
また、上記説明では、ＭＲＩ装置１０の構成要素をガントリ３０、寝台装置２０、制御装置４０の３つに分類したが、これは一解釈例にすぎない。例えば、天板移動機構２３は、制御装置４０の一部として捉えてもよい。

或いは、ＲＦ受信器５０は、ガントリ３０外ではなく、ガントリ３０内に配置されてもよい。この場合、例えばＲＦ受信器５０に相当する電子回路基盤がガントリ３０内に配設される。そして、ＲＦコイル装置１００等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信号は、当該電子回路基盤内のプリアンプで増幅され、デジタル信号としてガントリ３０外に出力され、画像再構成機能６２に入力される。ガントリ３０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。

図２は、スライス選択方向傾斜磁場パルスと、これにより生じる渦電流磁場の０次成分の各強度の時間変化に起因するラーモア周波数のずれ一例を示す模式図である。図２の上段のＲＦは、搬送周波数に乗せられる前の入力信号としての励起ＲＦパルスの波形を示す。なお、本実施形態では、例えば図２の上段のような波形信号が周波数変調によってラーモア周波数帯の搬送周波数に乗せられ、当該搬送周波数及びΔｆにより変調された波形がＲＦコイル３４からＲＦパルスとして出力されるので、図２の上段は、実際に出力されるＲＦパルスの強度の時間変化とは異なる。

図２の中段のＧｓｓは、励起ＲＦパルスと同時に印加されるスライス選択方向傾斜磁場パルスＧｓｓの強度の時間変化を示し、図２の下段は、スライス選択方向傾斜磁場パルスＧｓｓにより生じる渦電流磁場の０次成分の時間変化に起因する磁気共鳴周波数（即ち、ラーモア周波数）のずれ(deviation)の時間変化を示す。なお、ラーモア周波数のずれとは、渦電流磁場が存在しないときの本来のラーモア周波数からのずれのことのである。図２の上段、中段、下段の各横軸のｔは、経過時間を示す。

図２の中段、下段に示すように、スライス選択方向傾斜磁場パルスＧｓｓの強度が増加すると、渦電流磁場の０次成分の強度も増加し、ラーモア周波数も増加する。その後、スライス選択方向傾斜磁場パルスＧｓｓの強度が一定の期間では、渦電流磁場の０次成分の強度は、時定数に従って指数関数的に減衰し、ラーモア周波数も低下する。

但し、図２の例では、渦電流磁場の０次成分が指数関数的減衰によって強度０になる前に、スライス選択方向傾斜磁場パルスＧｓｓの強度が減少するため、この減少に伴って渦電流磁場の０次成分の強度もマイナスの値に下がり、ラーモア周波数も本来の周波数よりも負側に振れる。その後、スライス選択方向傾斜磁場パルスＧｓｓの強度はゼロで一定となるため、渦電流磁場の０次成分は、時定数に従って、指数関数的に回復し、ラーモア周波数も本来の周波数に徐々に戻る。

ここで、スライス選択方向が例えばＺ軸方向の場合、シーケンス修正機能６６は、Ｚ軸傾斜磁場パルスの強度が一定値（ゼロも含む）の期間において、正の強度だった渦電流磁場の０次成分が指数関数的にゼロに減衰する場合の時定数τｚａ、及び、負の強度だった渦電流磁場の０次成分が指数関数的にゼロに回復する場合の時定数τｚｂを記憶している。

このような時定数τｚａ，τｚｂは、例えばＭＲＩ装置１０の据付調整時に測定し、シーケンス修正機能６６やシステム制御機能６１等に記憶させておくことができる。Ｙ軸傾斜磁場パルスの強度が一定値の期間に、正の強度だった渦電流磁場の０次成分が指数関数的にゼロに減衰する場合の時定数τｙａ、及び、負の強度だった渦電流磁場の０次成分が指数関数的にゼロに回復する場合の時定数τｙｂに関しても、上記同様に事前測定によりシーケンス修正機能６６やシステム制御機能６１に記憶される。

Ｘ軸傾斜磁場パルスの強度が一定値の期間に、正の強度だった渦電流磁場の０次成分が指数関数的にゼロに減衰する場合の時定数τｘａ、及び、負の強度だった渦電流磁場の０次成分が指数関数的にゼロに回復する場合の時定数τｘｂに関しても、上記同様に事前測定によりシーケンス修正機能６６やシステム制御機能６１に記憶される。

シーケンス修正機能６６は、全ての傾斜磁場パルスの強度の時間変化及び上記の各時定数に基づいて、各傾斜磁場パルスにより生じる渦電流磁場の０次成分の強度を経過時間ｔの関数として計算する。そのために、シーケンス修正機能６６は、スライス選択方向、位相エンコード方向、読み出し方向の全ての傾斜磁場パルスＧｓｓ，Ｇｐｅ，Ｇｒｏについて、その強度の時間変化（波形）をそれぞれ算出する。

ここでは一例として、傾斜磁場パルスの波形は、Ｘ軸傾斜磁場コイル３３ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル３３ｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル３３ｚへの各供給電流（の時間変化）の指令値に基づいて、指令値に従った波形の傾斜磁場パルスが発生するという仮定の下で算出される。なお、パルスシーケンスにおいて、電流値の指令値ではなく電圧値（の時間変化）の指令値に基づいて傾斜磁場コイル３３への供給電力が規定されている場合、シーケンス修正機能６６は、電圧値の指令値に基づいて上記演算を実行する。

パルスシーケンスの期間内のある時刻ｔｘにおける渦電流磁場の０次成分の強度は、パルスシーケンスの開始時刻から時刻ｔｘまでに印加された全傾斜磁場パルスによってそれぞれ生じる渦電流磁場の０次成分の積算値（合算値）として算出可能である。このような渦電流磁場の０次成分の強度は、公知技術により算出可能であるため、詳細な説明を省略する。

ここで、ある時刻ｔｘでの渦電流磁場の０次成分の強度を算出するために、上記のようにパルスシーケンスの開始時刻から時刻ｔｘまでに印加された全傾斜磁場パルスを考慮する方が正確であるが、演算負荷が大きい。また、時定数による減衰を考慮すると、直近の所定期間の傾斜磁場パルス以外によって生じた渦電流磁場の０次成分は、無視しても差し支えないと考えられる。

即ち、ある時刻ｔｘでの渦電流磁場の０次成分の強度を算出するためには、当該時刻ｔｘを終期とする所定期間ＰＳ内に印加された全傾斜磁場パルスのみを考慮しても、十分な精度で算出可能である。この点、次の図３を参照しながら具体的に説明する。

図３は、渦電流磁場の０次成分の強度の算出において考慮される傾斜磁場パルスの時間範囲の一例を示す模式的タイミング図である。図３では一例として、フィールドエコー法のパルスシーケンスを示すが、本実施形態は、スピンエコー法などの他のパルスシーケンスにも適用可能である。

図３において、各横軸は経過時間ｔに対応し、上段のＲＦはＲＦパルス、その下のＧｓｓはスライス選択方向傾斜磁場、その下のＧｐｅは位相エンコード方向傾斜磁場、その下のＧｒｏは読み出し方向（周波数エンコード方向）傾斜磁場、最下段のＳＩＧＮＡＬは発生するＭＲ信号をそれぞれ示す。

ここでは一例として、パルスシーケンスの始めには、フリップ角が９０°の励起ＲＦパルスの送信と共に、スライス選択方向傾斜磁場パルスＧｓｓが印加される。
次に、位相エンコード方向傾斜磁場パルスＧｐｅが印加され、負の極性の読み出し方向傾斜磁場パルスＧｒｏが印加される。

次に、位相エンコード方向傾斜磁場パルスＧｐｅの印加は終了し、読み出し方向傾斜磁場パルスＧｒｏの極性が反転される。この極性反転後の読み出し方向傾斜磁場パルスＧｒｏの印加の下で、ＭＲ信号が検出される。

ここまでが位相エンコードステップ１つ分のＭＲ信号の収集である。そして、励起ＲＦパルスの送信開始から繰り返し時間ＴＲの経過後、同様の処理が位相エンコード数だけ繰り返され、１画像分のＭＲ信号が収集される。

ここで、図３の右側において、励起ＲＦパルスの印加中の、即ち、励起ＲＦパルス内の時刻ｔｘに着目する。シーケンス修正機能６６は、この励起ＲＦパルス内の時刻ｔｘにおける渦電流磁場の０次成分の強度を以下のように算出し、周波数変調を実行する。

まず、シーケンス修正機能６６は、渦電流磁場の０次成分の各時定数を含むパルスシーケンスの条件に基づいて、渦電流磁場の０次成分の強度を十分な精度で算出できるように、所定期間ＰＳを定める。例えば、図３に例示するように、繰り返し時間ＴＲの３倍以上を所定期間ＰＳとして定める。

次に、シーケンス修正機能６６は、パルスシーケンスの条件に基づいて、時刻ｔｘを終期とする所定期間ＰＳ内に印加される傾斜磁場パルスを全て選択する。

次に、シーケンス修正機能６６は、選択した傾斜磁場パルスを発生させるためにＸ軸傾斜磁場コイル３３ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル３３ｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル３３ｚに供給される各電流値又は各電圧値（の時間変化）の指令値をパルスシーケンスの条件から取得する。
次に、シーケンス修正機能６６は、取得した電流値又は各電圧値の指令値に基づいて、各傾斜磁場パルスの強度の時間変化（波形）を算出する。

次に、シーケンス修正機能６６は、上記のように算出した所定期間ＰＳ内の各傾斜磁場パルスの強度の時間変化に基づいて、これら傾斜磁場パルスによりそれぞれ生じる渦電流磁場の０次成分を経過時間ｔの関数としてそれぞれ算出及び合算する。この合算値が、時刻ｔｘが含まれる励起ＲＦパルス内の、渦電流磁場の０次成分の時間変化となる。シーケンス修正機能６６は、パルスシーケンスにおける他の全てのＲＦパルスについても上記と同様に、渦電流磁場の０次成分の時間変化を算出する。

次に、シーケンス修正機能６６は、パルスシーケンスに含まれる全ＲＦパルスについてそれぞれ、ＲＦパルス内における被検体Ｐ内の実際のラーモア周波数を算出する。このラーモア周波数は、上記のようにＲＦパルス毎に算出した渦電流磁場の０次成分の時間変化と、静磁場磁石３１が発生する磁場強度とに基づいて算出される。

次に、シーケンス修正機能６６は、パルスシーケンスに含まれる全ＲＦパルスの出力制御波形に対してそれぞれ、上記のように算出された各ＲＦパルス内における実際のラーモア周波数に追従するように周波数変調を施すことで、各ＲＦパルスの出力制御波形を修正する。ここでの追従とは、出力されるＲＦパルス内の周波数が実際のラーモア周波数に合致するように、周波数変調を実行することである。

より具体的には、ＲＦコイル３４内の全身用ＱＤコイルのように、直交位相方式のＲＦ送信コイルの場合、回転座標系において互いに直交する第１の軸側と、第２の軸側とに互いに位相が９０°異なる電流がそれぞれ供給され、ＲＦパルスが発生する。直交位相方式のＲＦ送信コイルの場合、ＲＦパルスの実部成分及び虚部成分はそれぞれ、互いに直交する第１の軸側に供給される第１の電流成分と、第２の軸側に供給される第２の電流成分とに相当する。ＲＦパルスの位相及び振幅は、その実部成分及び虚部成分から算出可能であるが、その算出方法は公知なので、ここでは説明を省略する。

例えば、パルスシーケンスで規定されたＲＦパルスの出力制御波形で決まる中心周波数よりも、渦電流磁場の０次成分を反映した実際のラーモア周波数の方が低い場合、ＲＦパルス内のＲＦ信号の位相が遅れるように、ＲＦパルス電流の出力制御波形に対して周波数変調が実行される。この周波数変調後のＲＦパルス電流は、例えば位相分割器を経由してから直交位相方式のＲＦ送信コイルの第１の軸側と、第２の軸側とにそれぞれ供給されるため、第１の軸側と、第２の軸側とに供給される各ＲＦパルス電流の位相は互いに９０°異なる。

これにより、当該ＲＦ送信コイルから電磁波として放射されるＲＦパルス内の周波数は、渦電流磁場の０次成分の時間変化に起因して変化する被検体内の実際のラーモア周波数にほぼ合致する。このようにして、シーケンス修正機能６６は、パルスシーケンスを修正する。

図４は、ＲＦパルスの周波数変調が実行されない場合の従来のスライスプロファイル（図４（ｂ））と、第１の実施形態によってＲＦパルスの周波数変調が実行される場合のスライスプロファイル（図４（ｃ））の一例を示す模式図である。スライスプロファイルとは、傾斜磁場によって空間的に選択された領域から、ＲＦパルスの印加に応答して発生するＭＲ信号の強度を１次元で示した図である。図４（ｂ）、（ｃ）は、一例として、Ｚ方向のスライスプロファイルを示している。また、図４（ｂ）、（ｃ）の夫々の下段には、周波数変調が行われない場合のＲＦパルスの周波数成分と、周波数変調が行われる場合のＲＦパルスの周波数成分を示している。ここで、ＲＦパルスの周波数成分の形状自体は、いずれの場合も、ｓｉｎｃ関数をフーリエ変換した矩形であるものとしている。但し、周波数変調を行っていない図４（ｂ）では、ＲＦパルスの中心周波数ｆ０は固定であり、周波数変調を行っている図４（ｃ）では、ＲＦパルスの中心周波数は時間的に変化するものとしている。

一方、図４（ｂ）、（ｃ）において、Ｚ方向のスライスプロファイルは、位置Ｚにおけるラーモア周波数ｆ（Ｚ）を規定する以下の（式１）で表すことができる。
ｆ（Ｚ）＝ｆ０＋（γ／２π）・Ｇｚ・Ｚ （式１）
ここで、ｆ０は、渦電流磁場が存在しないときの本来のラーモア周波数である。また、γは磁気回転比と呼ばれる定数であり、Ｇｚは、Ｚ方向の傾斜磁場の大きさである。ＲＦパルスは帯域幅をもっているため、スライスプロファイルは、この帯域幅と傾斜磁場Ｇｚとで定まる厚みを持っている。

渦電流磁場の０次成分が存在し、またこの０次成分が時間変化する場合、実際のラーモア周波数は、ＲＦパルスの夫々の印加時刻において本来のラーモア周波数から変動するし、また、図４（ａ）に示したように、夫々のＲＦパルス内においても時間的に変化する。実際のラーモア周波数と本来のラーモア周波数とのずれをΔｆ（ｔ）で表し、このずれを考慮すると、（式１）は、以下の（式２）のようになる。
ｆ（Ｚ）＝ｆ０＋Δｆ（ｔ）＋（γ／２π）・Ｇｚ・Ｚ （式２）
図４（ｂ）、（ｃ）の中央部に示すグラフは、（式２）に対応するグラフである。ずれΔｆ（ｔ）が、例えば、ＲＦパルス内の時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３で変化すると、ずれΔｆ（ｔ）に応じて、グラフの位置はＺ方向にシフトすることになる。

したがって、周波数変調を行わない従来の場合は、図４（ｂ）に示すように、ＲＦパルス内の時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３において、スライスプロファイルの中心位置がずれることなる。このため、スライスプロファイルの等価的な厚みは、本来の厚みよりも大きくなってしまう。

これに対して、本実施形態の周波数変調が実行される場合、渦電流磁場の０次成分によるラーモア周波数のシフトに追従するようにＲＦパルスの出力制御波形が修正されるので、出力されるＲＦパルスの中心周波数は、実際のラーモア周波数にほぼ合致する。このため、図４（ｃ）に示すように、スライスプロファイルの厚みは、本来の厚みが維持されることになる。

図５は、第１の実施形態のＭＲＩ装置１０の動作の流れの一例を示すフローチャートである。以下、前述した各図を適宜参照しながら、図５に示すステップ番号に従って、ＭＲＩ装置１０の動作を説明する。

［ステップＳ１］システム制御機能６１（図１参照）は、入力デバイス７２を介してＭＲＩ装置１０に対して入力された撮像条件に基づいて、撮像条件を設定する。また、公知のプレスキャンによってＲＦパルスの中心周波数値が算出され、ＲＦパルスの中心周波数値がシーケンスコントローラ５８から固定周波数生成回路５７に入力される。この後、ステップＳ２に進む。

［ステップＳ２］システム制御機能６１は、ステップＳ１で設定した撮像条件に基づいて、各ＲＦパルスの出力制御波形及び送信タイミングや、各傾斜磁場パルスの出力制御波形及び送信タイミングが含まれるパルスシーケンスを暫定的に設定する。この後、ステップＳ３に進む。

［ステップＳ３］シーケンス修正機能６６は、ステップＳ２で暫定的に設定されたパルスシーケンスの全条件をシステム制御機能６１から取得する。シーケンス修正機能６６は、前述のように、渦電流磁場の０次成分の強度を十分な精度で算出できるように、パルスシーケンスの条件に基づいて所定期間ＰＳを決定する（図３参照）。

次に、シーケンス修正機能６６は、前述のように、パルスシーケンスのＲＦパルス毎に、その送信タイミング及びＲＦパルス内において時間的に変化する渦電流磁場の０次成分の強度を算出し、さらに、算出した０次成分の強度に基づいて、ＲＦパルス毎に、その送信タイミング及び当該ＲＦパルス内におけるラーモア周波数を算出する。

次に、シーケンス修正機能６６は、前述のように、各ＲＦパルスの出力制御波形に対してそれぞれ、その送信タイミング及び当該ＲＦパルス内におけるラーモア周波数の時間変化に追従するように周波数変調を施すことで、各ＲＦパルスの出力制御波形を修正する。このようにしてシーケンス修正機能６６は、ステップＳ２で暫定的に設定されたパルスシーケンスを修正する。
この後、ステップＳ４に進む。

［ステップＳ４］シーケンス修正機能６６は、ステップＳ３で修正したパルスシーケンスをシーケンスコントローラ５８に入力する。この後、ステップＳ５に進む。

［ステップＳ５］シーケンスコントローラ５８は、ステップＳ４で入力されたパルスシーケンスに従ってＭＲＩ装置１０の各部を制御し、本スキャンのデータ収集を実行させる。具体的には、天板２２には被検体Ｐが載置されており、シムコイル電源４４からシムコイル３２に電流が供給されて、撮像空間に形成された静磁場が均一化される。

そして、入力デバイス７２からシステム制御機能６１に撮像開始指示が入力されると、シーケンスコントローラ５８は、パルスシーケンスに従って傾斜磁場パルス波形生成回路４７、傾斜磁場電源４６、ＲＦ送信器４８、ＲＦ受信器５０、ＲＦパルス波形生成回路５４、可変周波数生成回路５６等を駆動させる。これにより、シーケンスコントローラ５８は、被検体Ｐの撮像部位が含まれる撮像領域に傾斜磁場を形成させると共に、ＲＦコイル３４（この例では全身用ＱＤコイル）からＲＦパルスを撮像領域に送信させる。

ＲＦパルスに関して具体的に説明すると、ＲＦパルス波形生成回路５４は、前述のように基板のクロック信号に基づいてデジタルのパルス波形信号を生成し、これをＤ／Ａ変換することでアナログのパルス波形信号を生成する。このとき、ＲＦパルス波形生成回路５４は、シーケンスコントローラ５８から入力されるパルスシーケンスにおけるＲＦパルスの出力制御波形により定まる矩形波のバンド幅に適合するように、アナログのパルス波形信号を圧縮又は伸長する。ＲＦパルス波形生成回路５４は、固定周波数生成回路５７からの搬送周波数に上記アナログのパルス波形信号を変調し、変調後のパルス波形信号をＲＦ送信器４８に入力する。

ここで、シーケンスコントローラ５８からＲＦパルス波形生成回路５４に入力されるパルスシーケンスにより定まる矩形波は、渦電流磁場の０次成分を考慮した被検体Ｐ内のラーモア周波数に追従したものに修正されている（ステップＳ３）。従って、ＲＦ送信器４８に入力される変調後のパルス波形信号も、実際のラーモア周波数に追従したものに修正されたものとなる。

ＲＦ送信器４８は、入力されたパルス波形信号に基づいてＲＦパルス電流を生成し、これを全身用ＱＤコイルに送信する。このＲＦ電流パルスに応じたＲＦパルスが、全身用ＱＤコイルから被検体Ｐに送信される。

このため、被検体Ｐ内の核磁気共鳴により生じたＭＲ信号がＲＦコイル装置１００（及び全身用ＱＤコイル）により検出されて、ＲＦ受信器５０に入力される。ＲＦ受信器５０は、ＭＲ信号に前述の処理を施すことでＭＲ信号の生データを生成し、これら生データを画像再構成機能６２に入力する。画像再構成機能６２は、ＭＲ信号の生データをｋ空間データとして配置及び保存する。
この後、ステップＳ６に進む。

［ステップＳ６］画像再構成機能６２は、上記本スキャンにより生成されたｋ空間データ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記憶回路７６に保存する。画像処理機能６４は、記憶回路７６から再構成後の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回路７６に保存する。この後、システム制御機能６１は、表示用画像データが示す画像をディスプレイ７４に表示させる。
以上が第１の実施形態のＭＲＩ装置１０の動作説明である。

以下、第１の実施形態と従来技術との違いについて説明する。従来技術では、ＲＦパルスの送信において、渦電流磁場の０次成分に起因する実際のラーモア周波数の変化が考慮されていない。このため、従来技術では、スライスプロフィルの形状が劣化する（スライスプロファイルの幅が広がる）場合があった。また、脂肪抑制パルスのように狭帯域な周波数選択的ＲＦパルスを印加する場合には、脂肪のラーモア周波数がシフトすることによって、抑制すべき脂肪が抑制されず、逆に、抑制すべきではない水成分が抑制されてしまうという問題もあった。

一方、第１の実施形態では、シーケンス修正機能６６は、渦電流磁場の０次成分を算出し、渦電流磁場の０次成分に基づいて各ＲＦパルスの送信タイミング及び当該ＲＦパルス内におけるラーモア周波数を算出する。そして、シーケンス修正機能６６は、各ＲＦパルスの出力制御波形に対して、その送信タイミング及び当該ＲＦパルス内における実際のラーモア周波数に追従するように周波数変調を施す。

従って、制御装置４０のハードウェア側（シーケンスコントローラ５８）には、上記のように修正済のパルスシーケンスが本スキャン前に入力される。このため、実際に出力されるＲＦパルスの周波数は、渦電流磁場の時間変化に起因する実際のラーモア周波数に追従し、本来意図したスライスプロファイルを得ることが可能となる。このため、本実施形態では、撮像条件に即した局所励起を実現することができる。特に、送信期間が長いＲＦパルスの場合には、第１の実施形態による改善の効果が顕著に表れる。
また、渦電流磁場によって変化する脂肪や水のラーモア周波数は、ＲＦパルスの内部においても追従されるため、脂肪等の不要信号をより確実に抑制することができ、画質を向上させることができる。

さらに、第１の実施形態では、各ＲＦパルスの送信タイミングに対してそれぞれ算出される渦電流磁場の０次成分の強度に関し、直近の所定期間ＰＳ内に印加される傾斜磁場パルスのみが反映される。所定期間ＰＳは、時定数による減衰を考慮し、十分な精度で渦電流磁場の０次成分の強度を算出できるようにシーケンス設定機能６６により定められる。従って、第１の実施形態によれば、渦電流磁場の０次成分の強度の算出の演算負荷を最小限度に留めることができる。

＜第２の実施形態＞
第１の実施形態では、処理回路６０内でパルスシーケンス（におけるＲＦパルスの出力制御波形）が修正され、修正後のパルスシーケンスが制御装置４０におけるハードウェア側に入力される例を述べた。第２の実施形態では、ハードウェア側のＲＦパルス波形生成回路５４において、アナログのパルス波形信号に対する周波数変調が実行されるため、シーケンス修正機能６６は省略される。

従って、第２の実施形態のＭＲＩ装置の装置構成は、シーケンス修正機能６６が省略される点を除き、図１で説明した第１の実施形態のＭＲＩ装置１０と同様であるため、ブロック図を省略し、フローチャートで第１の実施形態との違いのみを説明する（この点、第３の実施形態、第４の実施形態も同様である）。

図６は、第２の実施形態のＭＲＩ装置の動作の流れの一例を示すフローチャートである。以下、図５に示すステップ番号に従って、第２の実施形態のＭＲＩ装置の動作を説明する。

［ステップＳ２１，Ｓ２２］第１の実施形態の図５のステップＳ１，ステップＳ２と同様であるので、重複する説明を省略する。この後、ステップＳ２３に進む。

［ステップＳ２３］システム制御機能６１は、ステップＳ２２で設定したパルスシーケンスをシーケンスコントローラ５８に入力する。この後、ステップＳ２４に進む。

［ステップＳ２４］第１の実施形態と同様に、撮像空間に形成された静磁場がシムコイル電源４４及びシムコイル３２により均一化される。

そして、入力デバイス７２からシステム制御機能６１に撮像開始指示が入力されると、シーケンスコントローラ５８は、入力されたパルスシーケンスに従って制御装置４０の各部を駆動させることで、本スキャンとしてのＭＲ信号の収集を実行する。ここでは一例として、以下の＜１＞〜＜４＞のサブステップが順次繰り返されることで、本スキャンが実行される。

＜１＞シーケンスコントローラ５８は、パルスシーケンスに従って、Ｘ軸傾斜磁場コイル３３ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル３３ｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル３３ｚに供給される各電流値又は各電圧値（の時間変化）の指令値を傾斜磁場パルス波形生成回路４７及びＲＦパルス波形生成回路５４にリアルタイムで順次入力すると共に、ＲＦパルスの出力制御波形をＲＦパルス波形生成回路５４にリアルタイムで順次入力する。この入力に同期して、ＲＦパルス波形生成回路５４は、Ｘ軸傾斜磁場コイル３３ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル３３ｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル３３ｚへの供給電流（供給電圧）の指令値に応じて渦電流磁場の０次成分及びラーモア周波数のシフト量を第１の実施形態と同様に算出する。

＜２＞ＲＦパルス波形生成回路５４は、第１の実施形態と同様にアナログのパルス波形信号を生成後、ラーモア周波数のシフト量に追従するように、アナログのパルス波形信号に周波数変調を施す。ＲＦパルス波形生成回路５４は、固定周波数生成回路５７からの搬送周波数に周波数変調された後のアナログのパルス波形信号を、前述同様に更に変調し、変調後のパルス波形信号をＲＦ送信器４８に入力する。

＜３＞ＲＦ送信器４８は、入力されたパルス波形信号に基づいてＲＦパルス電流を生成し、これを全身用ＱＤコイルに送信する。このＲＦ電流パルスに応じたＲＦパルスが、全身用ＱＤコイルから被検体Ｐに送信される。

＜４＞ＲＦパルスの送信後、ＲＦコイル装置１００は、被検体ＰからのＭＲ信号を検出する。検出されたＭＲ信号は、第１の実施形態と同様に処理され、最終的には画像再構成機能６２においてｋ空間データに変換されて保存される。
以上の＜１＞〜＜４＞を繰り返すことで本スキャンのＭＲ信号の収集が終了後、ステップＳ２５に進む。

［ステップＳ２５］第１の実施形態の図５のステップＳ６と同様であるので、重複する説明を省略する。以上が図５のフローチャートの説明である。

このように第２の実施形態のＭＲＩ装置では、実際のラーモア周波数に追従するように、ＲＦパルスの出力制御波形に対する周波数変調がＲＦパルス波形生成回路５４においてリアルタイムで順次実行されるため、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

＜第３の実施形態＞
第１の実施形態では、パルスシーケンスにおけるＲＦパルスの出力制御波形が処理回路６０内で修正され、第２の実施形態では、パルスシーケンスにおけるＲＦパルスの出力制御波形がハードウェア側のＲＦパルス波形生成回路５４で修正される例を述べた。第３の実施形態のＭＲＩ装置は、パルスシーケンスにおけるＲＦパルスの出力制御波形を修正せずに、ラーモア周波数のシフトに追従するように可変周波数生成回路５６がＲＦパルスの中心周波数にΔｆの周波数変調を施す。

図７は、第３の実施形態のＭＲＩ装置の動作の流れの一例を示すフローチャートである。以下、図７に示すステップ番号に従って、第３の実施形態のＭＲＩ装置の動作を説明する。

［ステップＳ３１〜Ｓ３３］第２の実施形態の図６のステップＳ２１〜Ｓ２３とそれぞれ同様であるので、重複する説明を省略する。この後、ステップＳ３４に進む。

［ステップＳ３４］第１の実施形態と同様に、撮像空間に形成された静磁場がシムコイル電源４４及びシムコイル３２により均一化される。

そして、入力デバイス７２からシステム制御機能６１に撮像開始指示が入力されると、シーケンスコントローラ５８は、入力されたパルスシーケンスに従って制御装置４０の各部を駆動させることで、本スキャンとしてのＭＲ信号の収集を実行する。ここでは一例として、以下の＜１’＞〜＜４’＞のサブステップが順次繰り返されることで、本スキャンが実行される。

＜１’＞シーケンスコントローラ５８は、パルスシーケンスに従って、Ｘ軸傾斜磁場コイル３３ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル３３ｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル３３ｚに供給される各電流値又は各電圧値（の時間変化）の指令値を傾斜磁場パルス波形生成回路４７及び可変周波数生成回路５６にリアルタイムで順次入力すると共に、ＲＦパルスの出力制御波形をＲＦパルス波形生成回路５４にリアルタイムで順次入力する。可変周波数生成回路５６は、シーケンスコントローラ５８からの入力に同期して、Ｘ軸傾斜磁場コイル３３ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル３３ｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル３３ｚへの供給電流（供給電圧）の指令値に基づいて、渦電流磁場の０次成分及びラーモア周波数のシフト量を前述同様に算出する。

＜２’＞ＲＦパルス波形生成回路５４は、第１の実施形態と同様に、アナログのパルス波形信号を生成後、固定周波数生成回路５７からの搬送周波数にアナログのパルス波形信号を変調する。ＲＦパルス波形生成回路５４は、変調後のパルス波形信号を可変周波数生成回路５６に入力する。可変周波数生成回路５６は、サブステップ＜１’＞で算出したラーモア周波数のシフト量に追従するように、ＲＦパルス波形生成回路５４から入力されたパルス波形信号に周波数変調を施し、周波数変調後のパルス波形信号をＲＦ送信器４８に入力する。

＜３’＞ＲＦ送信器４８は、入力されたパルス波形信号に基づいて前述同様にＲＦパルス電流を生成し、これを全身用ＱＤコイルに送信する。このＲＦ電流パルスに応じたＲＦパルスが、全身用ＱＤコイルから被検体Ｐに送信される。

＜４’＞前述同様にＭＲ信号が検出され、ｋ空間データとして保存される。
以上のサブステップ＜１’＞〜＜４’＞を繰り返すことで本スキャンのＭＲ信号の収集が終了後、ステップＳ３５に進む。

［ステップＳ３５］第１の実施形態の図５のステップＳ６と同様であるので、重複する説明を省略する。以上が図７のフローチャートの説明である。

第３の実施形態では、ＲＦパルス波形生成回路５４において固定周波数生成回路５７からの搬送周波数に変調されたパルス波形信号は、可変周波数生成回路５６に入力され、ラーモア周波数のシフト量に追従するように更に周波数変調されてから、ＲＦ送信器４８に入力される。従って、ＲＦコイル３４から出力されるＲＦパルスの中心周波数は、実際のラーモア周波数のシフトに追従した値となる。従って、第３の実施形態のＭＲＩ装置においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

＜第４の実施形態＞
第４の実施形態のＭＲＩ装置は、パルスシーケンスにおけるＲＦパルスの出力制御波形を修正せずに、ＲＦパルスの生成元となる搬送周波数を、ラーモア周波数のシフトに追従するようにハードウェア側でずらす。ここでは一例として、ラーモア周波数のシフトに追従するように、固定周波数生成回路５７は、搬送周波数をずらす。

図８は、第４の実施形態のＭＲＩ装置の動作の流れの一例を示すフローチャートである。以下、図８に示すステップ番号に従って、第４の実施形態のＭＲＩ装置の動作を説明する。

［ステップＳ４１〜Ｓ４３］第２の実施形態の図６のステップＳ２１〜Ｓ２３とそれぞれ同様であるので、重複する説明を省略する。この後、ステップＳ４４に進む。

［ステップＳ４４］第１の実施形態と同様に、撮像空間に形成された静磁場がシムコイル電源４４及びシムコイル３２により均一化される。

そして、入力デバイス７２からシステム制御機能６１に撮像開始指示が入力されると、シーケンスコントローラ５８は、入力されたパルスシーケンスに従って制御装置４０の各部を駆動させることで、本スキャンとしてのＭＲ信号の収集を実行する。ここでは一例として、以下の＜１”＞〜＜４”＞のサブステップが順次繰り返されることで、本スキャンが実行される。

＜１”＞シーケンスコントローラ５８は、パルスシーケンスに従って、Ｘ軸傾斜磁場コイル３３ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル３３ｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル３３ｚに供給される各電流値又は各電圧値（の時間変化）の指令値を傾斜磁場パルス波形生成回路４７及び固定周波数生成回路５７にリアルタイムで順次入力すると共に、ＲＦパルスの出力制御波形をＲＦパルス波形生成回路５４にリアルタイムで順次入力する。これに同期して、固定周波数生成回路５７は、Ｘ軸傾斜磁場コイル３３ｘ、Ｙ軸傾斜磁場コイル３３ｙ、Ｚ軸傾斜磁場コイル３３ｚへの供給電流（供給電圧）の指令値に基づいて渦電流磁場の０次成分及びラーモア周波数のシフト量を前述同様にリアルタイムで順次算出する。固定周波数生成回路５７は、このシフト量に追従するように周波数をシフトさせた搬送周波数を生成し、生成した搬送周波数をＲＦパルス波形生成回路５４にリアルタイムで順次入力する。

＜２”＞ＲＦパルス波形生成回路５４は、第１の実施形態と同様にアナログのパルス波形信号を生成後、固定周波数生成回路５７からの搬送周波数にアナログのパルス波形信号を変調する（ここで変調されるＲＦパルスの波形は、実際のラーモア周波数に追従するように、サブステップ＜１”＞で周波数が更にシフトされている）。ＲＦパルス波形生成回路５４は、変調後のパルス波形信号をＲＦ送信器４８に入力する。

＜３”＞ＲＦ送信器４８は、前述同様に、入力されたパルス波形信号に基づいてＲＦパルス電流を生成し、これを全身用ＱＤコイルに送信する。このＲＦ電流パルスに応じたＲＦパルスが、全身用ＱＤコイルから被検体Ｐに送信される。

＜４”＞前述同様にＭＲ信号が検出され、ｋ空間データとして保存される。
以上のサブステップ＜１”＞〜＜４”＞を繰り返すことで本スキャンのＭＲ信号の収集が終了後、ステップＳ４５に進む。

［ステップＳ４５］第１の実施形態の図５のステップＳ６と同様であるので、重複する説明を省略する。以上が図８のフローチャートの説明である。

第４の実施形態では、ＲＦパルス波形生成回路５４に入力される搬送周波数は、ラーモア周波数のシフトに追従するようにシフトされている。この搬送周波数に基づいてＲＦパルスが生成されるので、ＲＦコイル３４から出力されるＲＦパルスの中心周波数は、実際のラーモア周波数のシフトに追従した変調となる。従って、第４の実施形態のＭＲＩ装置においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

以上説明した各実施形態磁気共鳴イメージング装置によれば、渦電流磁場に起因してラーモア周波数が変化した場合でも、画質の劣化を抑制することができる。

＜各実施形態の補足事項＞
［１］上記各実施形態では、ＲＦパルスを送信するＲＦコイル装置として、ＲＦコイル３４内の直交位相方式の全身用ＱＤコイルが用いられる例を述べた。本発明の実施形態は、直交位相方式に限らず、他の方式でＲＦパルスを送信するＲＦコイル装置の場合にも、ＲＦパルスの出力制御波形を周波数変調する上記各実施形態の技術は適用可能である。

［２］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。
傾斜磁場パルス波形生成回路４７、傾斜磁場電源４６、及び、傾斜磁場コイル３３は、請求項記載の傾斜磁場発生回路の一例である。

第１の実施形態において、シーケンス修正機能６６、シーケンスコントローラ５８、可変周波数生成回路５６、ＲＦパルス波形生成回路５４、ＲＦ送信器４８、及び、ＲＦコイル３４は、請求項記載のＲＦ送信回路の一例である。

第２〜第４の実施形態において、シーケンスコントローラ５８、可変周波数生成回路５６、ＲＦパルス波形生成回路５４、ＲＦ送信器４８、及び、ＲＦコイル３４は、請求項記載のＲＦ送信回路の一例である。

入力デバイス７２を介して撮像条件を取得し、撮像条件に基づいてパルスシーケンスを設定するシステム制御機能６１は、請求項記載の処理回路で実現される機能の一例である。

［３］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。

１０：ＭＲＩ装置，
２０：寝台装置，２２：天板，３０：ガントリ，
３１：静磁場磁石，３２：シムコイルユニット，３３：傾斜磁場コイルユニット，
３４：ＲＦコイルユニット，４０：制御装置，６０：処理回路

Claims (8)

1. ＲＦパルスの送信及び傾斜磁場パルスの印加が含まれるパルスシーケンスに従って、前記傾斜磁場パルスを印加する傾斜磁場発生回路と、
   前記傾斜磁場パルスの波形から推測される渦電流磁場の時間的な変化、に起因する磁気共鳴周波の時間的な変化に追従させて、前記ＲＦパルスの出力制御波形に対して変調を施し、変調後の前記ＲＦパルスを送信するＲＦ送信回路と
   を備え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ＲＦ送信回路は、前記ＲＦパルスの送信タイミング及び前記ＲＦパルス内において、前記渦電流磁場の０次成分から推定される撮像領域の被検体内のラーモア周波数の時間的な変化に追従するように、前記ＲＦパルス内において中心周波数を変化させる周波数変調を実行する磁気共鳴イメージング装置。
3. 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送信回路は、前記渦電流磁場の０次成分から推定される撮像領域の被検体内のラーモア周波数に前記ＲＦパルスの中心周波数を近づけるように、前記変調を実行する磁気共鳴イメージング装置。
4. 請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置において、
   撮像条件を取得し、前記撮像条件に基づいて前記パルスシーケンスを設定する処理回路をさらに備え、
   前記ＲＦ送信回路は、前記パルスシーケンスの条件から得られる前記傾斜磁場パルスの波形に基づいて前記渦電流磁場の０次成分を算出し、前記渦電流磁場の０次成分に基づいて前記周波数変調を実行することで、前記パルスシーケンスを修正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、
   前記ＲＦ送信回路は、前記ＲＦパルスの印加時よりも前の所定期間内に印加される全ての前記傾斜磁場パルスによって生じる前記渦電流磁場の０次成分を前記パルスシーケンスに含まれる前記ＲＦパルス毎に算出し、前記ＲＦパルス毎に算出された前記渦電流磁場の０次成分に基づいて前記周波数変調を実行することで、前記パルスシーケンスにおける各々の前記ＲＦパルスの出力制御波形を修正する磁気共鳴イメージング装置。
6. 請求項２に記載の磁気共鳴イメージング装置において、
   前記傾斜磁場発生回路の一部であって前記傾斜磁場パルスを印加する傾斜磁場コイルへの供給電流又は供給電圧の指令値と、前記ＲＦパルスの出力制御波形とが含まれる前記パルスシーケンスの条件を撮像条件に基づいて設定する処理回路をさらに備え、
   前記ＲＦ送信回路は、前記パルスシーケンスで規定された前記傾斜磁場コイルへの供給電流又は供給電圧の指令値から得られる前記渦電流磁場の０次成分を取得する処理と、前記渦電流磁場の０次成分に基づいて前記ＲＦパルスの出力制御波形に前記周波数変調を施す処理と、周波数変調後の前記ＲＦパルスを出力する処理とを、前記パルスシーケンスの進行中にリアルタイムで順次実行する磁気共鳴イメージング装置。
7. 請求項６記載の磁気共鳴イメージング装置において、
   前記ＲＦ送信回路は、前記ＲＦパルスの印加時よりも前の所定期間内に印加された全ての前記傾斜磁場パルスによって生じる前記渦電流磁場の０次成分を前記パルスシーケンスに含まれる前記ＲＦパルス毎に算出し、前記ＲＦパルス毎に算出された前記渦電流磁場の０次成分に基づいて、前記周波数変調を前記ＲＦパルス毎に実行する磁気共鳴イメージング装置。
8. 請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置において、
   前記ＲＦ送信回路は、前記渦電流磁場の０次成分の減衰の時定数を前記パルスシーケンスの実行前から記憶しており、前記時定数と、前記傾斜磁場パルスの波形とに基づいて前記渦電流磁場の０次成分を算出する磁気共鳴イメージング装置。

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