JP5367389B2

JP5367389B2 - 磁気共鳴イメージング装置

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Publication number: JP5367389B2
Application number: JP2009013390A
Authority: JP
Inventors: 甲亮平井
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 2009-01-23
Filing date: 2009-01-23
Publication date: 2013-12-11
Anticipated expiration: 2029-01-23
Also published as: JP2010167143A

Description

本発明は、核磁気共鳴現象を利用した磁気共鳴イメージング装置に関する。

磁気共鳴イメージング装置（ＭＲＩ装置）による撮像においては公知のように、スライス方向の傾斜磁場を印加しながら所定のタイミングでＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙパルス（ＲＦ）を照射することで特定のスライス断面を励起し、続いて位相・周波数の２方向に傾斜磁場をかけながら２次元的に周波数変調して得られるエコー信号を所定のタイミングでＡＤサンプリングして収集し、フーリエ変換によって画像再構成することでＭＲ画像を作成する。

ＲＦ照射はスライス傾斜磁場強度の時間積分値（面積）が所定の値になるタイミングで実行されなければならず、ＡＤサンプリングは周波数方向の傾斜磁場（読み出し傾斜磁場）強度の面積が所定の値になるタイミングで実行されなければならない。

しかしながら、実際のシステムにおいては、システム応答による時遅れや、傾斜磁場波形の歪みに起因して理想的なタイミングには実行されないことが多い。

このため、システム応答の時遅れや傾斜磁場の極性や立ち上がり・下がりに応じた傾斜磁場の歪みの違いを高い精度での補正（例えば、特許文献１、非特許文献１、非特許文献２に記載された技術）は、それが必要となるシーケンスに限り独立して行われている。

特開２００３−１３５４１６号公報ＲｅｆｅｒｅｎｃｅｌｅｓｓＩｎｔｅｒｌｅａｖｅｄＥｃｈｏ−ＰｌａｎａｒＩｍａｇｉｎｇ」：ＳｃｏｔｔＢ．Ｒｅｅｄｅｒ，ＭａｇｎｅｔｉｃＲｅｓｏｎａｎｃｅｉｎＭｅｄｉｃｉｎｅ４１：８７−９４（１９９９）ＲｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆＡＮｅｗＮｙｑｕｉｓｔＧｈｏｓｔｉｎＯｂｌｉｑｕｅＥｃｈｏＰｌａｎｎａｒＩｍａｇｉｎｇ：Ｐｒｏｃ．，ＩＳＭＲＭ４ｔｈＡｎｎｕａｌＭｅｅｔｉｎｇ，ＮｅｗＹｏｒｋ，１９９６，ｐ．１４７７．

ＭＲＩ装置にあっては、近年の高磁場化に伴うＳＮＲの向上や高機能化に伴い、システム応答による時間遅れ等の調整が必要になるシーケンスの数が増加している。

しかし、従来技術におけるＭＲＩ装置においては、傾斜磁場の極性、スリューレート、立ち上がり・下がりに応じた歪みに起因したエコーピークのずれを高い精度で、かつ、短時間で補正する技術は確立されておらず、必要な場合にはシーケンス毎に調整が行われている。

本発明の目的は、システム応答の遅れ等によるエコーピークのずれの調整を、高精度で、かつ、短時間で行うことが可能なＭＲＩ装置を実現することである。

上記目的を達成するため、本発明は、次のように構成される。

本発明の磁気共鳴イメージング装置は、予め計測された、複数の傾斜磁場強度及び複数のスリューレートにおける磁気共鳴信号の信号ピークと、上記受信手段の磁気共鳴信号の受信タイミングとの時間ずれに対応するデータを、上記傾斜磁場強度、スリューレート毎に記憶する記憶手段を備え、撮影に用いる傾斜磁場強度及びスリューレートに対応する上記時間ずれを上記記憶手段から読み出し、読み出した時間ずれに基づいて、傾斜磁場の印加タイミングと、傾斜磁場面積を調整する。

システム応答の遅れ等によるエコーピークのずれの調整を、高精度で、かつ、短時間で行うことが可能なＭＲＩ装置を実現することができる。

本発明が適用されるＭＲＩ装置の概略構成図である。図１に示したＣＰＵの機能ブロック図であり、本願発明の一実施形態の要部に関する機能を示した図である。本発明の一実施形態におけるエコーピーク遅れ計測用シーケンスを示す図である。エコーピーク遅れ計測の全体動作フローチャートである。Ｘ軸に関するエコーピーク遅れ計測についてのフローチャートである。スリューレート、傾斜磁場強度毎のディレー時間について、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のそれぞれを記憶するＤｅｌａｙテーブルを示す図である。本発明の一実施形態を適用したＧｒａｄｉｅｎｔＥｃｈｏシーケンスにおける補正パルス追加の例を示す図である。本発明の一実施形態を適用した２エコーＧｒａｄｉｅｎｔＥｃｈｏシーケンスにおける補正パルス追加の例を示す図である。本発明の一実施形態を適用した３エコー以上のＧｒａｄｉｅｎｔＥｃｈｏシーケンスにおける補正パルス追加の例を示す図である。本発明の一実施形態を適用した２つのＲＦサブパルス励起シーケンスにおける補正パルス追加の例を示す図である。本発明の一実施形態を適用した３つ以上のＲＦサブパルス励起シーケンスにおける補正パルスの例を示す図である。ＭｕｌｔｉＥｃｈｏシーケンスにおけるエコーセンターのずれの説明図である。複数のＲＦサブパルス励起シーケンスにおける面積誤差エコーセンターのずれの説明図である。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して説明する。

実施例の説明に先立って、システムの応答遅れ等によるエコーピーク（磁気共鳴信号のピーク）のずれの発生について説明する。

例えば、エコープラナー法に代表されるような読み出し傾斜磁場の極性を正反転しながら、複数のエコーを連続的に収集するシーケンスの例を図１２に示す。図１２の（ａ）に示すように、第一番目の読み出し傾斜磁場で計測される第１エコーのピーク位置がシステム応答の時遅れによって、Ａ／Ｄ変換器のサンプリングタイミング（受信手段の受信タイミング）に対してｄｅｌａｙ１だけ、ずれが生じる場合がある。

また、図１２の（ｂ）に示すように、第１番目の読み出し傾斜磁場で計測される第１エコーのピーク位置は、渦電流、ハードウェア制御の限界、ソフトウェアのディジタル処理による丸め誤差などの要因で、図中のＡのディフェーズ傾斜磁場面積とＢの読み出し傾斜磁場面積間に不一致が生じた場合に、ＡＤサンプリングタイミングに対してｄｅｌａｙ２だけ時間的なずれが生じることがある。つまり、第１エコーは、傾斜磁場を印加するタイミングのずれと面積ずれとによって、エコーピークのタイミングが時間的にずれることになる。

次に、図１２の（ｃ）に示すように、第２番目の読み出し傾斜磁場で計測される第２エコーは、第１エコーと同様にピーク位置がシステム応答の時遅れによってＡＤタイミングに対してｄｅｌａｙ１だけずれが生じる場合がある。また、図１２の（ｄ）に示すように、第１エコーと同様にして、第２番目の読み出し傾斜磁場で計測される第２エコーは、図中のＢ、Ｃの正極性の傾斜磁場面積の和と、Ａ、Ｄの負極性の傾斜磁場面積の和とが一致しない場合にＡＤサンプリングタイミングに対してｄｅｌａｙ３だけ時間的なずれが生じることがある。つまり、この場合も、傾斜磁場印加の時間ずれと面積ずれとが調整されないと、エコーのピーク位置が時間的にずれることになる。

次に、水選択励起法に代表されるようなスライス傾斜磁場の極性を正・反転しながら、同時に複数のＲＦサブパルスでＲＦ励起する手法の例を図１３に示す。この手法においては、第１ＲＦによって発生したエコーがＣの傾斜磁場によってディフェーズし、Ｄの傾斜磁場によってリフェーズすることで、第２ＲＦパルスの励起タイミングで、磁化の位相を再収束させておく必要がある。

そのためには、ＣとＤの面積が一致する必要があるが、一致しない場合には、第１ＲＦによって発生するエコーのピーク位置が、第２ＲＦパルスの励起タイミングに対して、ｄｅｌａｙ４だけ時間的にずれた状態で観測される。ＲＦとＡＤサンプリングタイミングのずれは同一とみなされる（もしくは事前に調整される）ので、図１３に示したＣ、Ｄの面積と、図１２の（ｄ）のリードアウト面積のＣ、Ｄとは同一と考えることができる。

また、図１２、１３に示したｄｅｌａｙ１〜４は傾斜磁場強度や、スリューレート（ＳｌｅｗＲａｔｅ）によって変化する場合がある。これらｄｅｌａｙ１〜４は、被検体に依存して変化するものではないため、ファントムを用いた計測により、システム調整がなされる。

本発明は、上記ｄｅｌａｙ１〜４に対して、ファントムを用いて予め計測し、種々のシーケンスに適用可能なデータを記憶しておき、シーケンスの変更に関係なく、記憶したデータを使用することにより、シーケンスの変更毎の上記遅延時間（ｄｅｌａｙ１〜４）の計測を不要とし、被検体の全体撮影時間を短縮することができるものである。

以下、本発明の実施形態について具体的に説明する。

図１は、本発明の一実施形態が適用されるＭＲＩ装置の全体概略構成図である。図１に示すように、ＭＲＩ装置は、静磁場発生磁気回路１と、傾斜磁場発生系２と、送信系３と、受信系４と、信号処理系５と、シーケンサ６と、中央処理装置（ＣＰＵ）７と、操作部８とを備える。

静磁場発生磁気回路１は、被検体９の周りにその体軸方向または体軸と直交する方向に均一な静磁場を発生させるもので、被検体９の周りのある広がりをもった空間に永久磁石方式又は常電導方式あるいは超電導方式の磁場発生手段が配置されている。傾斜磁場発生系２は、Ｘ、Ｙ、Ｚの三軸方向に巻かれた傾斜磁場コイル１０と、それぞれのコイルを駆動する電力を供給する傾斜磁場電源１１とを備える。そして、後述するシーケンサ６から命令に従って、それぞれのコイルの傾斜磁場電源１１を駆動することにより、Ｘ、Ｙ、Ｚの三軸方向の傾斜磁場Ｇｓ、Ｇｐ、Ｇｆを被検体９に印加する。

この傾斜磁場の加え方により、被検体９に対するスライス面を設定することができる。送信系３は、後述するシーケンサ６から送出される高周波磁場パルスにより被検体９の生体組織を構成する原子の原子核に核磁気共鳴を起こさせるために高周波信号を照射するもので、高周波発振器１２と、変調器１３と、高周波増幅器１４と、送信側の高周波コイル１５とを備える。

高周波発振器１２から出力された高周波パルスは、高周波増幅器１４で増幅された後に、被検体９に近接して配置された受信側の高周波コイル１６に供給されることにより、電磁波が被検体９に照射される。

受信系４は、被検体９の生体組織の原子核の核磁気共鳴により放出されるエコー信号（ＮＭＲ信号）を検出するもので、受信側の高周波コイル１６と、増幅器１７と、直交位相検波器１８と、Ａ／Ｄ変換器１９とを備える。送信側の高周波コイル１５から照射された電磁波による被検体９の応答の電磁波（ＮＭＲ信号）は被検体９に近接して配置された高周波コイル１６で検出され、増幅器１７及び直交位相検波器１８を介してＡ／Ｄ変換器１９に入力してディジタル量に変換される。そして、シーケンサ６からの命令によるタイミングで直交位相検波器１８によりサンプリングされた二系列の収集データとされ、その信号が信号処理系５に送られる。

この信号処理系５は、受信系４で検出したエコー信号を用いて画像再構成演算を行うと共に画像表示をする。そして、この信号処理系５は、エコー信号についてフーリエ変換、補正係数計算、画像再構成等の処理及びシーケンサ６の制御を行うＣＰＵ７と、経時的な画像解析処理及び計測を行うプログラムやその実行において用いる不変のパラメータなどを記憶するＲＯＭ（読み出し専用メモリ）２０と、前計測で得た計測パラメータや受信系４で検出したエコー信号、及び関心領域設定に用いる画像を一時保管すると共にその関心領域を設定するためのパラメータなどを記憶するＲＡＭ（随時書き込み読み出しメモリ）２１とを備える。

さらに、信号処理系５は、ＣＰＵ７で再構成された画像データを記録するデータ格納部となる光磁気ディスク２２及び磁気ディスク２３と、これらの光磁気ディスク２２又は磁気ディスク２３から読み出した画像データを映像化して断層像として表示する表示部となるディスプレイ２４とを備える。

シーケンサ６は、被検体９の生体組織を構成する原子核に核磁気共鳴を起こさせる高周波磁場パルスを所定のパルスシーケンスで繰り返し印加する制御手段であって、ＣＰＵ７の制御で動作し、被検体９の断層像のデータ収集に必要な種々の命令を送信系３及び傾斜磁場発生系２並びに受信系４に送る。

また、操作部８は、信号処理系５で行う処理の制御情報を入力するもので、マウス２５と、キーボード２６とを備える。

図２は、図１に示したＣＰＵ７の機能ブロック図であり、本願発明の一実施形態の要部に関する機能を示した図である。

図２において、ＣＰＵ７は、Ａ/Ｄ変換器１９から入力された信号波形と、Ａ/Ｄ変換器１９のサンプリングタイミングとから、エコー信号のピーク位置とＡ/Ｄ変化器１９のサンプリングタイムとのずれを測定する時間ずれ測定部７１と、この時間ずれ測定部７１によって測定された時間ずれに基づいて、システム応答遅れによる遅れ時間、面積ずれによる遅れ時間を算出するディレータイム算出部７２と、スリューレート及び傾斜磁場強度を設定するスリューレート・傾斜磁場強度設定部７４と、ディレータイム算出部７２及びスリューレート・傾斜磁場強度設定部７４からの出力に基づいて、ディレータイム・スリューレート・傾斜磁場強度のグラフを作成するディレータイム・スリューレート・傾斜磁場強度グラフ作成部７３とを備える。このディレータイム・スリューレート・傾斜磁場強度グラフ作成部７３により作成されたグラフは、記憶部８０（ＲＡＭ２１、光磁気ディスク２２、磁気ディスク２４）に格納される。

さらに、ＣＰＵ７は、記憶部８０に記憶されたグラフ及びディレータイム・スリューレート・傾斜磁場強度グラフ作成部７３から出力されたスリューレート及び傾斜磁場強度に基づいて、ディレータイムを読み出すディレータイム読み出し部７５と、ディレータイム読み出し部７５からのディレータイムに基づいて補正パルスを算出する補正パルス算出部７６と、この補正パルス算出部７６及びディレータイム読み出し部７５から出力された補正パルス及びディレータイムに従った指令信号をシーケンサ６に出力するシーケンサ制御部７７とを備える。

次に、図３を参照して、エコーピークのずれ計測（ｄｅｌａｙ計測）するための撮像シーケンスを説明する。尚、本シーケンスを用いた調整はＭＲＩ装置の設置箇所への据付時に一回だけ、例えばＮｉＣｌ水溶液ファントムを用いて実行すればよい。

図３において、被検体９に第１ＲＦパルス１０１とスライス選択傾斜磁場１０２とを印加することでプロトンの磁化を励起し、スライスリフェーズ傾斜磁場１０３にてスライス方向のリフェーズを行った後、リードアウト方向のディフェーズ傾斜磁場１０４を印加し、その後、所定のスリューレートと強度でリードアウト傾斜磁場を立ち上げ、リードアウト傾斜磁場１０５の間にエコー１０６を収集する。

ここで、収集されるエコーのピークが計測される時間と、ＡＤ窓の中心１０８（Ａ/Ｄ変換器のサンプリングタイム）との時間的なずれ１０７を、ｄＴ１として計測する。エコーのピーク時間とＡＤ窓中心１０８との時間ずれは、取得したエコー信号に対してフーリエ変換を行い、実空間にて位相の１次の傾きとして計測することも可能である。

次に、リードアウト傾斜磁場１０５に続き、傾斜磁場極性を反転したリードアウト傾斜磁場１０９を印加し、エコー１１０を収集する。ここで、エコー１１０のピーク時間と、ＡＤ窓の中心１１２（Ａ/Ｄ変換器のサンプリングタイム）との時間的なずれ１１１をｄＴ２として計測する。エコーピーク位置とＡＤ窓中心１１２との時間ずれは、上述したように、実空間にて位相の１次傾斜として観測することもできる。リードアウト傾斜磁場の印加後にはクラッシャー傾斜磁場１１３、１１４を印加し、磁化の位相を分散させる。

次に、第２ＲＦパルス１１５を照射しながら、スリューレート及び傾斜磁場強度がリードアウト傾斜磁場１０５と同一のスライス選択傾斜磁場１１６を立ちあげる。そして、スライス選択傾斜磁場１１６とは逆極性で同一な強度をもつスライス傾斜磁場１１７を印加し、エコー１１８を収集する。それと同時に、Ａ／Ｄ変換器１９によるＡＤ変換を実行し、エコー１１８のピーク時間と、ＡＤ窓の中心１２０との時間的なずれ１１９をｄＴ３として計測する。

図３に示した例では、第１シーケンスのスライス選択傾斜磁場１０２をＧｘ軸に印加し、第１、第２シーケンスの極性反転傾斜磁場１０９、１１７をＧｙ軸に印加し、Ｇｚ軸には何も印加していないが、これら３軸の関係を入れ替えて、第１、第２シーケンスの極性反転傾斜磁場を印加する軸を、Ｇｘ以外にＧｙ、Ｇｚ軸としたシーケンスも、図３に示した例と同様に行う。

また、極性反転傾斜磁場の強度とスリューレートに依存したエコーピーク位置の変化を計測するため、図３に示した傾斜磁場１０５、１０９、１１６、１１７の４つの傾斜磁場の強度とスリューレートとを変えながらエコーピークを計測する。

上記処理の流れを図４に示す。なお、処理の流れは、調整軸の切り替えループと極性反転傾斜磁場ループとスリューレートループの３つのループで構成される。

図４のステップＳ１にて、処理が開始されると、シーケンサ制御部７７は、調整軸を最初の軸Ａｘｉｓ♯１（例えば、Ｘ軸）に設定し、極性反転傾斜磁場をＧ♯１（Ｇｘ）に設定する（ステップＳ２、Ｓ３）。そして、スリューレート・傾斜磁場強度設定部７４がスリューレートをＳｌｅｗ♯１に設定する（ステップＳ４）。

そして、時間ずれ測定部７１が時間ずれｄＴ１、ｄＴ２、ｄＴ３を計測し（ステップＳ５）、ディレータイム算出部７２が、後述する式に基づいてディレータイムｄｅｌａｙ１、ｄｅｌａｙ２、ｄｅｌａｙ３を算出する（ステップＳ６）。

次に、シーケンサ制御部７７は、スリューレート番号が所定の値か否かを判断し、所定の値で無ければ、スリューレート番号をインクリメントし、ステップＳ５に戻る（ステップＳ７、Ｓ８）。

ステップＳ７で、スリューレート番号が所定の値であれば、ステップＳ９に進み、シーケンサ制御部７７は、現在の傾斜磁場強度の番号が、所定の値か否かを判断し、所定の値で無ければ、傾斜磁場強度番号をインクリメントし、ステップＳ４に戻る（ステップＳ９、Ｓ１１）。

ステップＳ９で、傾斜磁場強度番号が所定の値であれば、ステップＳ１０に進み、シーケンサ制御部７７は、現在の調整軸が所定の調整軸番号であるか否かを判断する。

所定の調整軸番号であれば、処理を終了し、所定の調整軸番号でなければ、シーケンス制御部７７は、調整軸番号をインクリメントして、ステップＳ３に戻る（ステップＳ１０、Ｓ１２）。

図５は、Ｘ軸に対して１０パターンのスリューレート（Ｓｌｅｗ１〜Ｓｌｅｗ１０）と、１０パターンの極性反転傾斜磁場強度（Ｇ１〜Ｇ１０）でｄｅｌａｙ計測を行う場合の動作フローチャートである。

まず、調整軸をＸ軸、傾斜磁場強度をＧ１、スリューレートをＳｌｅｗ１に設定し、図３に示した３つの時間ずれ（ｄＴ１―ｘ―ｇ１―ｓ１、ｄＴ２―ｘ―ｇ１―ｓ１、ｄＴ３―ｘ―ｇ１―ｓ１）を計測する（ステップＳ２０〜Ｓ２３）。
ただし、（−ｘ−ｇ１−ｓ１）は、調整軸はＸ軸、傾斜磁場強度はｇ１、スリューレートはｓ１を意味する。

その後、各エコーの時間ずれからシステム応答と傾斜磁場面積誤差に起因した要素に切り分けるために、ステップＳ２４において、ディレータイムＤｅｌａｙ１−ｘ−ｇ１−ｓ１、Ｄｅｌａｙ２―ｘ―ｇ１―ｓ１、Ｄｅｌａｙ３―ｘ―ｇ１―ｓ１を算出する（算出方法については後述する）。

続いて、Ｘ軸に対して傾斜磁場強度Ｇ１、スリューレートＳｌｅｗ２の極性反転傾斜磁場を印加して、３つの時間ずれ（ｄＴ１―ｘ―ｇ１―ｓ２、ｄＴ２―ｘ―ｇ１―ｓ２、ｄＴ３―ｘ―ｇ１―ｓ２）を計測する（ステップＳ２５、Ｓ２６）。
ただし、（−ｘ−ｇ１−ｓ２）は、調整軸はＸ軸、傾斜磁場強度はｇ１、スリューレートはｓ２を意味する。

その後、各エコーの時間ずれからシステム応答と傾斜磁場面積誤差に起因した要素に切り分けるために、ステップＳ２７において、ディレータイムＤｅｌａｙ１−ｘ−ｇ１−ｓ２、Ｄｅｌａｙ２―ｘ―ｇ１―ｓ２、Ｄｅｌａｙ３―ｘ―ｇ１―ｓ２を算出する。

上述と同様にして、スリューレートをＳｌｅｗ１〜Ｓｌｅｗ１０まで変化させて時間ずれを計測した後（ステップＳ２８、Ｓ２９、Ｓ３０）、上位ループ（ステップＳ３１〜Ｓ３４）に移動して極性反転傾斜磁場の強度をＧ２として同様にスリューレート毎に時間ずれを計測する。

そして、ステップＳ２１〜Ｓ４１の処理により、傾斜磁場強度をＧ１〜Ｇ１０まで変化させて時間ずれを計測し、さらに、スリューレートをＳｌｅｗ１〜Ｓｌｅｗ１０まで変化させて時間ずれを計測する。

Ｙ軸、Ｚ軸に対しても、Ｘ軸と同様に調整する場合には、さらに上位ループに移動して、ステップＳ２０において、調整軸をＹ軸、Ｚ軸と切り替えて、時間ずれを計測する。つまり、この場合には全部で３００パターン（１０・１０・３）の時間ずれを計測する。

時間ずれの計測に要する時間は、図３に示した第１シーケンスと第２シーケンスとのＴＲ（繰り返し時間）の和と、繰り返しパターン回数で決まり、第１、第２シーケンスの和は、数１０ｍｓ程度であるため、数１００パターン繰り返しても全工程にかかる時間は数秒であり、長時間を必要としない。

次に、計測した数１００パターンのｄＴ１、ｄＴ２、ｄＴ３を用いてシステム応答による時遅れと傾斜磁場面積誤差による時間遅れとの要素に切り分ける計算を行う。この計算は、ディレータイム・スリューレート傾斜磁場強度グラフ作成部７３が実行する。

図１２に示したように、第１エコーはシステムの時間遅れに起因したｄｅｌａｙ１と、図１２のＡ、Ｂ面積誤差によるｄｅｌａｙ２によって決まるため、ｄＴ１はｄｅｌａｙ１とｄｅｌａｙ２とを用いて次式（１）のようにあらわされる。

ｄＴ１＝ｄｅｌａｙ１＋ｄｅｌａｙ２・・・（１）
また、第２エコーのｄＴ２はシステムの時間遅れｄｅｌａｙ１と、図１２に示したＡ、Ｂの面積誤差による時遅れｄｅｌａｙ２と、図１２に示したＣとＤの面積誤差による時間遅れであるｄｅｌａｙ３によって発生する。ただし、第２エコーは、ＡＤを反転するため、各ｄｅｌａｙは時間的に反転し、下式（２）で表される。

ｄＴ２＝−ｄｅｌａｙ１−ｄｅｌａｙ２−ｄｅｌａｙ３・・・（２）
次に、第２ＲＦパルスによって発生する第３エコーは、システム応答による時遅れと、図１３のＣとＤの面積誤差による時遅れによって発生するため下式（３）で表すことができる。

ｄＴ３＝ｄｅｌａｙ１＋ｄｅｌａｙ３・・・（３）
よって、上記式（１）、（２）、（３）の連立方程式を解くことでｄｅｌａｙ１、ｄｅｌａｙ２、ｄｅｌａｙ３は、下式（４）、（５）、（６）のように算出することができる。なお、ｄｅｌａｙ１がシステム応答の遅れとなる。

ｄｅｌａｙ１＝ｄＴ１＋ｄＴ２＋ｄＴ３・・・（４）
ｄｅｌａｙ２＝−（ｄＴ２＋ｄＴ３）・・・（５）
ｄｅｌａｙ３＝−（ｄＴ１＋ｄＴ２）・・・（６）
以上より、エコーピークの発生要素であるｄｅｌａｙ１〜ｄｅｌａｙ３を各スリューレート・傾斜磁場強度で求めることができ、これらから、図６に示すようなｄｅｌａｙテーブルを作成することができる。このｄｅｌａｙテーブルは、記憶部８０に記憶される。

上記ｄｅｌａｙは、離散的な傾斜磁場強度、スリューレートで計測した離散的な値であるが、線形処理や近似曲線を用いて中間値を補間した上でテーブルに保有することも可能である。

記憶部８０に記憶されたｄｅｌａｙテーブルを用いることで、全てのシーケンスに対して、システム応答による時間遅れと、ディフェーズ傾斜磁場面積、傾斜磁場の立ち上がり側の面積間の誤差および、傾斜磁場の立ち下がり・上がり間の傾斜磁場面積誤差の調整を行うことができる。

つまり、ディレータイム読み出し部７５が、スリューレート・傾斜磁場強度設定部７４で設定されたスリューレート及び傾斜磁場強度に従って、記憶部８０に記憶されたディレータイムを読み出し、ｄｅｌａｙ１については、シーケンサ制御部７７に供給し、ｄｅｌａｙ２、ｄｅｌａｙ３については、補正パルス算出部７６に供給する。ここで、記憶部８０に記憶されたグラフは、ディスプレイ２３に表示させることも可能である。

補正パルス算出部７６は、後述するように、磁場強度面積、ｄｅｌａｙ２、ｄｅｌａｙ３を用いて、補正パルスを算出し、シーケンサ制御部７７に供給する。シーケンサ制御部７７は、ディレータイム読み出し部７５から供給されるＤｅｌａｙ１、補正パルス算出部７６から供給される補正パルスを用いて、シーケンサ６の動作を制御する。

具体的な調整について、例えば、ＧｒａｄｉｅｎｔＥｃｈｏシーケンスの場合を例として、図７を参照して説明する。

上記（４）式で算出したシステム応答の時遅れを予め、傾斜磁場印加タイミングをｄｅｌａｙ１だけ、Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚで早める。

ｄｅｌａｙ２、３に関しては、面積誤差に起因したｄｅｌａｙであるため、再度ｄｅｌａｙ２、３と、傾斜磁場強度設定部７４の設定傾斜磁場強度Ｇから下式（７）、（８）を用いて、ディフェーズリードアウト傾斜磁場とリードアウトの立ち上がり傾斜磁場面積の間の面積誤差ｄＳ１と、立下り側の傾斜磁場面積と立ち上がり側の傾斜磁場面積の間の面積誤差ｄＳ２を算出する。

ｄＳ１＝ｄｅｌａｙ２・Ｇ・・・（７）
ｄＳ２＝ｄｅｌａｙ３・Ｇ・・・（８）
上記式（７）、（８）で計算される面積誤差を用いてリードアウト軸のディフェーズ傾斜磁場と立ち上がり側の面積誤差をキャンセルするようにｄＳ１の面積を持つ補償傾斜磁場パルス１を印加する。

第２エコーのＧｒａｄｉｅｎｔＥｃｈｏシーケンスを補正するには、図８に示すように、上記式（４）で算出したシステム応答の時遅れを予め傾斜磁場印加タイミングをｄｅｌａｙ１だけ、Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚで早めた上で、リードアウト軸のディフェーズ傾斜磁場と立ち上がり側の面積誤差と、立下り側と立ち上がり側の面積誤差をキャンセルするようにｄＳ１とｄＳ２の面積を持つ補償傾斜磁場パルス１、２を印加する。

３エコー以上のＧｒａｄｉｅｎｔＥｃｈｏシーケンスを補正するには、２エコーの場合と同様に、図９に示すように、ｄｅｌａｙ１だけ、Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚで時間的に早めた上で、リードアウト軸のディフェーズ傾斜磁場と立ち上がり側の面積誤差と、立下り側と立ち上がり側の面積誤差をキャンセルするようにｄＳ１とｄＳ２の面積を持つ補償傾斜磁場パルス１、２を印加する。

また、２つのＲＦサブパルスを用いてＲＦ励起するシーケンスにおいては、図１０に示すように、上記（４）式で算出したシステム応答の時遅れを予め傾斜磁場印加タイミングをｄｅｌａｙ１だけ、Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚで時間的に早めた上で、スライス選択傾斜磁場の立ち上がり側と立下り側の面積誤差をキャンセルするようにｄＳ２の面積を持つ補償傾斜磁場パルス２を印加する。

また、リードアウト軸にはディフェーズ傾斜磁場とリードアウト傾斜磁場の立ち上がり側の面積との誤差をキャンセルするようにｄＳ１の面積を持つ補償傾斜磁場パルス１を印加する。

３つ以上のＲＦサブパルスを用いてＲＦ励起するシーケンスにおいては図１１に示すように、上記（４）式で算出したシステム応答の時遅れを予め傾斜磁場印加タイミングをｄｅｌａｙ１だけ、Ｇｘ、Ｇｙ、Ｇｚで時間的に早めた上で、スライス選択傾斜磁場の立ち上がり側と立下り側の面積誤差をキャンセルするようにｄＳ２の面積を持つ補償傾斜磁場パルス２を複数印加する。

上記例では、補償傾斜磁場パルスをＸ、Ｙ、Ｚの物理座標系で印加しているが、スライス、位相、周波数の論理座標系で印加することも可能である。また、上述した補正では、上述した公知例（非特許文献１）に示されるように、オブリーク計測やＲａｄｉａｌ計測のようなスライス、位相、リードアウト軸が複数の物理軸にまたがって分配される計測においても、分配率から傾斜磁場強度を計算することで補償傾斜磁場パルスを適用することができる。

リードアウト傾斜磁場の面積誤差に限れば、面積誤差は、ｋ空間上のＴｒａｊｅｃｔｏｒｙシフトとして一意に計算できる。リードアウト傾斜磁場の面積誤差に起因した第１エコーのｄｅｌａｙは、ｄＴ１−ｄｅｌａｙ１であるため、下式（９）からリードアウト方向（Ｘ方向）のＴｒａｊｅｃｔｏｒｙシフト量ｄｋｘ１が求まる。

ｄｋｘ１＝γ・Ｇ・（ｄＴ１−ｄｅｌａｙ１）・・・（９）
また、第２エコーのリードアウト方向のＴｒａｊｅｃｔｏｒｙシフト量ｄｋｘ２は、第２エコーのｄｅｌａｙがｄＴ２−ｄｅｌａｙ１であることから下式（１０）となる。

ｄｋｘ２＝γ・Ｇ・（ｄＴ２−ｄｅｌａｙ１）（１０）
ここで、γは回転磁気比、Ｇはリードアウト傾斜磁場強度を意味する。

よって、取得後のｋ−ｓｐａｃｅデータに対して上記Ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙシフト量に応じて、ｋ−ｓｐａｃｅをシフトし、シフト量に対してＭａｔｒｉｘサイズが十分に大きくない場合には補間処理を行うことで、傾斜磁場面積誤差を補正することも可能である。

以上のように、本発明によれば、スリューレート、傾斜磁場強度、及び傾斜磁場の面積ずれによる、エコーピークとＡＤサンプリングタイミングとの時間遅れを予め計測し、計測した結果を、スリューレート値、傾斜磁場強度値について、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸毎にデータとして記憶しておき、記憶したデータに基づいて、システム応答遅れによるエコーピーク検出遅れを補正すると供に、傾斜磁場面積誤差による時間遅れを補正すため、傾斜磁場パルスの補正パルスを算出して、印加している。

したがって、シーケンス毎に、エコーピーク検出遅れの調整を行う必要がなく、システム応答の遅れ等によるエコーピークのずれの調整を、高精度で、かつ、短時間で行うことが可能なＭＲＩ装置を実現することができる。

なお、上述した例においては、計測した時間ずれｄＴ１、ｄＴ２、ｄＴ３からディレータイムｄｅｌａｙ１、２、３（時間ずれに対応するデータ）を算出し、記憶部８０に記憶するように構成したが、スリューレート及び傾斜磁場強度と、時間ずれｄＴ１、ｄＴ２、ｄＴ３（時間ずれに対応するデータ）との関係をグラフ化して、記憶部８０に記憶させておき、ｄＴ１、ｄＴ２、ｄＴ３を読み出した後に、時間ずれｄＴ１、ｄＴ２、ｄＴ３からディレータイムｄｅｌａｙ１、２、３を計算する構成も可能である。

１・・・静磁場発生磁気回路、２・・・傾斜磁場発生系、３・・・送信系、４・・・受信系、５・・・信号処理系、６・・・シーケンス、７・・・ＣＰＵ、８・・・操作部、９・・・被検体、１０・・・傾斜磁場コイル、１１・・・傾斜磁場電源、１２・・・高周波発振器、１３・・・変調器、１４・・・高周波増幅器、１５・・・高周波照射コイル、１６・・・受信用高周波照射コイル、１７・・・（高周波）増幅器、１８・・・直交位相検波器、１９・・・Ａ／Ｄ変換器、２０・・・ＲＯＭ、２１・・・ＲＡＭ、２２・・・光磁気ディスク、２３・・・ディスプレイ、２４・・・磁気ディスク、２５・・・トラックボール又はマウス、２６・・・キーボード、７１・・・時間ずれ測定部、７２・・・ディレータイム算出部、７３・・・ディレータイム・スリューレート・傾斜磁場強度グラフ作成部、７４・・・スリューレート・傾斜磁場強度設定部、７５・・・ディレータイム読み出し部、７６・・・補正パルス算出部、７７・・・シーケンサ制御部、８０・・・記憶部、１０１、１１５・・・高周波パルス（ＲＦパルス）、１０２・・・スライス選択傾斜磁場、１０３・・・スライス方向リフェーズ傾斜磁場、１０４・・・読み出し方向のディフェーズ傾斜磁場、１０５・・・正極性の読み出し傾斜磁場、１０６・・・第１エコー信号、１０７・・・エコーピークのずれｄＴ１、１０８、１１２、１２０・・・Ａ／Ｄ窓、１０９・・・負極性の読み出し傾斜磁場、１１０・・・第２エコー信号、１１１・・・エコーピークのずれｄＴ２、１１３、１１４、１２１・・・クラッシャー傾斜磁場、１１６・・・スライス選択傾斜磁場、１１７・・・第２スライス選択傾斜磁場、１１８・・・第３エコー信号、１１９・・・エコーピークのずれｄＴ３

Claims

静磁場発生手段と、傾斜磁場発生手段と、高周波磁場パルス照射手段と、被検体から発生する磁気共鳴信号を受信する受信手段と、磁気共鳴信号に基づいて画像を再構成する信号処理手段と、上記傾斜磁場発生手段、上記高周波磁場パルス照射手段、上記受信手段及び信号処理手段を制御して撮影シーケンスを実行する制御手段とを有する磁気共鳴イメージング装置において、
予め計測された、複数の傾斜磁場強度及び複数のスリューレートにおける磁気共鳴信号の信号ピークと、上記受信手段の磁気共鳴信号の受信タイミングとの時間ずれに対応するデータを、上記傾斜磁場強度、スリューレート毎に記憶する記憶手段を備え、
上記制御手段は、撮影に用いる傾斜磁場強度及びスリューレートに対応する上記時間ずれを上記記憶手段から読み出し、読み出した時間ずれに基づいて、傾斜磁場の印加タイミングと、傾斜磁場面積を調整することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置において、上記制御手段は、撮影の第１シーケンスにおけるリードアウト傾斜磁場による磁気共鳴信号と上記受信手段の受信タイミングとの第１の時間ずれと、上記リードアウト傾斜磁場と極性が反転した傾斜磁場による磁気共鳴信号と上記受信手段の受信タイミングとの第２の時間ずれと、撮影の第２シーケンスにおけるスライス選択傾斜磁場と極性が反転した傾斜磁場による磁気共鳴信号と上記受信手段の受信タイミングとの第３の時間ずれとを計測し、計測した上記第１の時間ずれ、第２の時間ずれ、及び第３の時間ずれから、システム応答遅れによる第１の時間遅れと、撮影の第１シーケンスにおけるディフェーズ傾斜磁場面積とリードアウト傾斜磁場面積と
の面積誤差による第２の時間遅れと、撮影の第２シーケンスにおけるスライス選択傾斜磁場面積とこのスライス選択傾斜磁場面積極性が反転した傾斜磁場面積との面積誤差による第３の時間遅れとを算出し、算出した上記第１の時間遅れ、第２の時間遅れ、及び第３の時間遅れを上記時間ずれに対応するデータとすることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
請求項２記載の磁気共鳴イメージング装置において、上記制御手段は、上記記憶手段から第１の時間ずれ、第２の時間ずれ、第３の時間ずれに対応する上記第２の時間遅れ及び上記第３の時間遅れを読み出し、読み出した第２の時間遅れ及び第３の時間遅れから傾斜磁場面積を補正する補正パルスを算出し、上記第１の時間遅れに基づいて傾斜磁場の印加タイミングを調整し、上記算出した補正パルスを傾斜磁場に加えることにより、上記面積誤差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。
請求項１記載の磁気共鳴イメージング装置において、上記時間ずれに対応するデータは、撮影の第１シーケンスにおけるリードアウト傾斜磁場による磁気共鳴信号と上記受信手段の受信タイミングとの第１の時間ずれと、上記リードアウト傾斜磁場と極性が反転した傾斜磁場による磁気共鳴信号と上記受信手段の受信タイミングとの第２の時間ずれと、撮影の第２シーケンスにおけるスライス選択傾斜磁場と極性が反転した傾斜磁場による磁気共鳴信号と上記受信手段の受信タイミングとの第３の時間ずれとであることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
請求項４記載の磁気共鳴イメージング装置において、上記制御手段は、上記記憶手段から読み出した第１の時間ずれ、第２の時間ずれ、及び第３の時間ずれから、システム応答遅れによる第１の時間遅れと、撮影の第１シーケンスにおけるディフェーズ傾斜磁場面積とリードアウト傾斜磁場面積との面積誤差による第２の時間遅れと、撮影の第２シーケンスにおけるスライス選択傾斜磁場面積とこのスライス選択傾斜磁場面積極性が反転した傾斜磁場面積との面積誤差による第３の時間遅れとを算出し、算出した第２の時間遅れ及び第３の時間遅れから傾斜磁場面積を補正する補正パルスを算出し、上記第１の時間遅れに基づいて傾斜磁場の印加タイミングを調整し、上記算出した補正パルスを傾斜磁場に加えることにより上記面積誤差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。