JP6245891B2 - 磁気共鳴イメージング装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、磁気共鳴イメージング装置に関する。

従来、磁気共鳴イメージング装置（以下、適宜「ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置」）では、装置内部の各ユニットに電力を供給するために、スイッチング電源が利用されている。ここで、スイッチング電源は、ＯＮ／ＯＦＦ切り替え（スイッチング）を繰り返し行っており、スイッチングの周期を調節することで所望の電力を供給可能な電源である。このスイッチング電源は、スイッチングに伴ってノイズを発生することが知られている。

特開平５−２５３２０７号公報 特開２００７−６１４３１号公報

本発明が解決しようとする課題は、スイッチング電源のスイッチングに起因するノイズの影響を低減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。

実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置は、スイッチング電源と、受信部と、制御部とを有する。スイッチング電源は、スイッチング周期にしたがってスイッチングを行うことで、電力を供給する。受信部は、読み出し傾斜磁場が印加されている間に受信される信号を所定のサンプリング間隔でサンプリングする。制御部は、前記読み出し傾斜磁場が印加されている間において、前記サンプリングのタイミングとずれたタイミングで、前記スイッチング電源をスイッチングさせる。

図１は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置の構成を示す機能ブロック図である。 図２は、ＭＲＩ装置の架台の内部構造の一例を示す図である。 図３は、サンプリングのタイミングとサンプリングされるＭＲ信号とスイッチングに起因するノイズとの関係を示す図である。 図４は、第１の実施形態に係る制御部の処理を説明するための図である。 図５は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置の処理手順を示すフローチャートである。 図６は、第１の実施形態に係る記憶部に記憶される情報の一例を示す図である。

以下、図面を参照して、各実施形態に係る磁気共鳴イメージング装置（以下、適宜「ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置」）を説明する。なお、実施形態は、以下の実施形態に限られるものではない。また、各実施形態において説明する内容は、原則として、他の実施形態においても同様に適用することができる。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００の構成を示す機能ブロック図である。図１に示すように、ＭＲＩ装置１００は、スイッチング電源１０１と、静磁場磁石１０２と、傾斜磁場コイル１０３と、傾斜磁場電源１０４と、寝台１０５と、寝台制御部１０６と、送信コイル１０７と、送信部１０８と、受信コイル１０９と、受信部１１０と、シーケンス制御部１２０と、計算機１３０とを備える。なお、ＭＲＩ装置１００に、被検体Ｐ（例えば、人体）は含まれない。

ＭＲＩ装置１００の各部のうち、スイッチング電源１０１、静磁場磁石１０２、傾斜磁場コイル１０３、寝台１０５、寝台制御部１０６、送信コイル１０７、送信部１０８、受信コイル１０９、受信部１１０は、撮影室（シールドルーム）に設置される。具体的には、撮影室に設置される各部は、ＭＲＩ装置１００の架台の側面に備えられた筐体に設置される。なお、図１に示す構成は一例に過ぎず、例えば、シーケンス制御部１２０及び計算機１３０内の各部は、適宜統合若しくは分離して構成されても良い。また、図１に示す配置は一例に過ぎず、例えば、シーケンス制御部１２０及び計算機１３０内の各部は、適宜撮影室に配置されても良い。

スイッチング電源１０１は、スイッチング周期にしたがってスイッチングを行うことで、電力を供給する。具体的には、スイッチング電源１０１は、トランジスタ等のスイッチング素子を備えており、スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ切り替え（スイッチング）を繰り返し行っている。ここで、スイッチング素子がＯＮになってから次にＯＮになるまでの時間が「スイッチング周期」に対応し、その逆数（つまり、単位時間にスイッチングを行う回数）が「スイッチング周波数」に対応する。スイッチング電源１０１は、クロック（クロック信号）に基づいてスイッチング周期を変化させることで、所望の電流を発生させる。スイッチング電源１０１は、発生させた電流を、寝台制御部１０６、送信部１０８及び受信部１１０等、撮影室内に設置された各部に供給する。なお、これに限らず、スイッチング電源１０１は、ＭＲＩ装置１００の操作パネルや投光器等に電流を供給しても良い。

静磁場磁石１０２は、中空の円筒形状に形成された磁石であり、内部の空間に静磁場を発生する。この静磁場磁石１０２としては、例えば、永久磁石、超伝導磁石等が使用される。

傾斜磁場コイル１０３は、中空の円筒形状に形成されたコイルであり、静磁場磁石１０２の内側に配置される。傾斜磁場コイル１０３は、互いに直交するＸ、Ｙ、及びＺの各軸に対応する３つのコイルが組み合わされて形成されており、これら３つのコイルは、傾斜磁場電源１０４から個別に電流の供給を受けて、Ｘ、Ｙ、及びＺの各軸に沿って磁場強度が変化する傾斜磁場を発生する。傾斜磁場コイル１０３によって発生するＸ、Ｙ、及びＺの各軸の傾斜磁場は、例えば、スライスエンコード傾斜磁場Ｇ_SE（若しくはスライス選択傾斜磁場Ｇ_SS）、位相エンコード傾斜磁場Ｇ_PE、及び読み出し傾斜磁場Ｇ_ROである。傾斜磁場電源１０４は、傾斜磁場コイル１０３に電流を供給する。

寝台１０５は、被検体Ｐが載置される天板１０５ａを備え、寝台制御部１０６による制御の下、天板１０５ａを、被検体Ｐが載置された状態で、傾斜磁場コイル１０３の空洞（撮像口）内へ挿入する。通常、寝台１０５は、長手方向が静磁場磁石１０２の中心軸と平行になるように設置される。寝台制御部１０６は、計算機１３０による制御の下、寝台１０５を駆動して天板１０５ａを長手方向及び上下方向へ移動する。

送信コイル１０７は、傾斜磁場コイル１０３の内側に配置され、送信部１０８からＲＦパルスの供給を受けて、高周波磁場を発生する。送信部１０８は、対象とする原子の種類及び磁場強度で定まるラーモア周波数に対応するＲＦパルスを送信コイル１０７に供給する。

受信コイル１０９は、傾斜磁場コイル１０３の内側に配置され、高周波磁場の影響によって被検体Ｐから発せられる磁気共鳴信号（以下、適宜「ＭＲ信号」）を受信する。受信コイル１０９は、ＭＲ信号を受信すると、受信したＭＲ信号を受信部１１０へ出力する。

なお、上述した送信コイル１０７及び受信コイル１０９は一例に過ぎない。送信機能のみを備えたコイル、受信機能のみを備えたコイル、若しくは送受信機能を備えたコイルのうち、１つ若しくは複数を組み合わせることによって構成されればよい。

受信部１１０は、受信コイル１０９から出力されるＭＲ信号を検出し、検出したＭＲ信号に基づいてＭＲデータを生成する。具体的には、受信部１１０は、受信コイル１０９から出力されるＭＲ信号をデジタル変換することによってＭＲデータを生成する。また、受信部１１０は、生成したＭＲデータをシーケンス制御部１２０へ送信する。

シーケンス制御部１２０（制御部とも称される）は、計算機１３０から送信されるシーケンス情報に基づいて、傾斜磁場電源１０４、送信部１０８及び受信部１１０を駆動することによって、被検体Ｐの撮像を行う。ここで、シーケンス情報は、撮像を行うための手順を定義した情報である。シーケンス情報には、傾斜磁場電源１０４が傾斜磁場コイル１０３に供給する電流の強さや電流を供給するタイミング、送信部１０８が送信コイル１０７に供給するＲＦパルスの強さやＲＦパルスを印加するタイミング、受信部１１０がＭＲ信号を検出するタイミング等が定義される。例えば、シーケンス制御部１２０は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の集積回路、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の電子回路である。

また、シーケンス制御部１２０は、クロックを生成し、生成したクロックをスイッチング電源１０１に伝送する。これにより、シーケンス制御部１２０は、クロックを伝送したタイミングでスイッチング電源１０１にスイッチングを実行させる。

なお、シーケンス制御部１２０は、傾斜磁場電源１０４、送信部１０８及び受信部１１０を制御して被検体Ｐを撮像した結果、受信部１１０からＭＲデータを受信すると、受信したＭＲデータを計算機１３０へ転送する。

計算機１３０は、ＭＲＩ装置１００の全体制御や、ＭＲ画像の生成等を行う。計算機１３０は、インタフェース部１３１、記憶部１３２、制御部１３３、入力部１３４、表示部１３５、及び画像再構成部１３６を備える。

インタフェース部１３１は、シーケンス情報をシーケンス制御部１２０へ送信し、シーケンス制御部１２０からＭＲデータを受信する。また、インタフェース部１３１は、ＭＲデータを受信すると、受信したＭＲデータを記憶部１３２に格納する。記憶部１３２に格納されたＭＲデータは、制御部１３３によってｋ空間に配置される。この結果、記憶部１３２は、ｋ空間データを記憶する。

記憶部１３２は、インタフェース部１３１によって受信されたＭＲデータや、制御部１３３によってｋ空間に配置されたｋ空間データ、画像再構成部１３６によって生成された画像データ等を記憶する。例えば、記憶部１３２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等である。

入力部１３４は、操作者からの各種指示や情報入力を受け付ける。入力部１３４は、例えば、マウスやトラックボール等のポインティングデバイス、モード切替スイッチ等の選択デバイス、あるいはキーボード等の入力デバイスである。表示部１３５は、制御部１３３による制御の下、撮像条件の入力を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）や、画像再構成部１３６によって生成された画像等を表示する。表示部１３５は、例えば、液晶ディスプレイ等の表示デバイスである。

制御部１３３は、ＭＲＩ装置１００の全体制御を行う。具体的には、制御部１３３は、入力部１３４を介して操作者から入力される撮像条件に基づいてシーケンス情報を生成し、生成したシーケンス情報をシーケンス制御部１２０へ送信することによって撮像を制御する。また、制御部１３３は、ＭＲデータに基づいて行われる画像の生成を制御したり、表示部１３５による表示を制御したりする。また、制御部１３３は、受信部１１０によって生成されたＭＲデータを記憶部１３２から読み出し、ｋ空間に配置する。例えば、制御部１３３は、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等の集積回路、ＣＰＵ、ＭＰＵ等の電子回路である。

画像再構成部１３６は、ｋ空間データを記憶部１３２から読み出し、読み出したｋ空間データにフーリエ変換等の再構成処理を施すことで、ＭＲ画像を生成する。

ところで、スイッチング電源１０１は、スイッチングに伴ってノイズ（電磁波）を放射することが知られている。これは、スイッチング素子がＯＦＦからＯＮに切り替わるとき、若しくはＯＮからＯＦＦに切り替わるときに、スイッチング電源１０１の内部に瞬間的に電圧がかかるために放射される。このノイズは、受信部１１０に受信されるＭＲ信号に混入し、ＭＲ画像上にアーチファクトを発生させる。

図２は、ＭＲＩ装置１００の架台１１１の内部構造の一例を示す図である。図２では、説明の便宜上、架台１１１の外部カバーの一部をくり抜いて、架台１１１の内部構造を例示する。図２に示すように、スイッチング電源１０１は、受信部１１０とともに架台１１１に設置される場合がある。このため、ＭＲＩ装置１００では、受信部１１０へのノイズの影響を低減することが求められる。

図３は、サンプリングのタイミングとサンプリングされるＭＲ信号とスイッチングに起因するノイズとの関係を示す図である。図３上段には、受信部１１０によるサンプリングのタイミングを例示し、図３中段には、サンプリングされるＭＲ信号の強度を例示し、図３下段には、スイッチング電源１０１から放射されるノイズの強度を例示する。ここで言うサンプリングとは、読み出し傾斜磁場が印加されている間に受信されたＭＲ信号を、所定のサンプリング間隔でデジタル化することを示す。図３において、横軸は時間を表し、上段、中段及び下段の時間はそれぞれ対応する。また、中段の縦軸は受信コイル１０９から出力されるＭＲ信号の強度を表し、下段の縦軸はスイッチング電源１０１によるノイズの強度を表す。

図３の上段及び中段に示すように、受信部１１０は、受信されるＭＲ信号から所定のサンプリング間隔でサンプリングを行う。１回のサンプリングには、例えば、約１ｎｓ（ナノ秒）要する。すなわち、受信部１１０は、受信されるＭＲ信号のうち、この１ｎｓに含まれるアナログのＭＲ信号をそれぞれ採取して、採取したＭＲ信号をデジタル化する。図３の上段に示す例では、受信部１１０は、サンプリングを５回行っており、図３の中段の網掛け領域に対応するＭＲ信号をそれぞれ採取して、デジタル化する。

図３の下段に示すように、スイッチング電源１０１から生じるノイズは、スイッチング素子がＯＦＦからＯＮに切り替わるとき、若しくはＯＮからＯＦＦに切り替わるときに放射される。そして、受信部１１０がサンプリングを行っている間にノイズが放射されると、受信部１１０は、ＭＲ信号とともにノイズを受信してしまう。図３に示す例では、受信部１１０は、３回目のサンプリングにおいて、図３の下段の網掛け領域に対応するノイズをＭＲ信号とともに受信してしまう。この結果、受信されるＭＲ信号にノイズが混入してしまい、生成されるＭＲ画像上にラインやドット等のアーチファクトが発生することとなる。

そこで、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００において、制御部１３３は、サンプリングのタイミングとずれた（重ならない）タイミングで、スイッチングのタイミングを制御する。このため、ＭＲＩ装置１００は、スイッチング電源１０１のスイッチングに起因するノイズの影響を低減することができる。

図４を用いて、第１の実施形態に係る制御部１３３の処理を説明する。図４は、第１の実施形態に係る制御部１３３の処理を説明するための図である。図４には、受信部１１０によるサンプリングのタイミング（図４上段）と、スイッチング電源１０１から放射されるノイズ（図４下段）との関係を例示する。図４において、横軸は時間を表し、上段及び下段の時間は対応する。また、図４下段の縦軸は、スイッチング電源１０１によるノイズの強度を表す。なお、以下では、受信部１１０におけるサンプリング周波数が１００ＭＨｚである場合を説明する。この場合、サンプリング周期Ｔは１０ｎｓである。また、１回のサンプリングに要する時間ｔｓｐはおよそ１ｎｓである。このため、各サンプリングの間隔はおよそ９ｎｓである。また、スイッチング電源１０１のスイッチングに起因するノイズは、スイッチングが行われる間に放射される。スイッチングに要する時間ｔｓｗは、およそ６ｎｓであるので、ノイズはおよそ６ｎｓ間放射される。また、図４において、ｔ０は、サンプリングが開始される時刻に対応する。ｔ０は、例えば、撮像シーケンスの内容と撮像の開始時刻とから算出可能な値であるため、本実施形態では既知の値として説明する。また、ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５・・・は、スイッチング素子が切り替わるスイッチング時刻に対応する。具体的には、ｔ１，ｔ３，ｔ５・・・は、スイッチング素子がＯＦＦからＯＮに切り替わる時刻に対応し、ｔ２，ｔ４・・・は、スイッチング素子がＯＮからＯＦＦに切り替わる時刻に対応する。

図４に示すように、制御部１３３は、スイッチング電源１０１から放射されるノイズが各サンプリング４ａ〜４ｉのタイミングからずれるように（重ならないように）、スイッチングのタイミングを制御する。具体的には、制御部１３３は、各サンプリング４ａ〜４ｉの間に、スイッチングを実行させる。これにより、制御部１３３は、各ノイズ４ｊ〜４ｎを、各サンプリング４ａ〜４ｉの間に放射させる。

例えば、制御部１３３は、スイッチング時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５・・・を決定することで、スイッチングのタイミングを制御する。具体的には、制御部１３３は、ＯＦＦからＯＮに切り替えるスイッチング時刻ｔ１，ｔ３，ｔ５・・・と、ＯＮからＯＦＦに切り替えるスイッチング時刻ｔ２，ｔ４・・・とをそれぞれ決定する。

（ＯＦＦからＯＮに切り替えるスイッチング時刻の決定）
ＯＦＦからＯＮに切り替えるスイッチング時刻ｔ１，ｔ３，ｔ５・・・を決定する処理について説明する。制御部１３３は、まず、最初にＯＦＦからＯＮにスイッチングを行うスイッチング時刻ｔ１を、ノイズ４ｊが各サンプリング４ａ〜４ｉからずれるようにして決定する。そして、制御部１３３は、スイッチング時刻ｔ１を基準として、スイッチング時刻ｔ３，ｔ５・・・を決定する。

具体的には、制御部１３３は、ｔ０に遅延時間Δｔ１を加算することで、スイッチング時刻ｔ１を決定する。ここで、遅延時間Δｔ１は、スイッチング電源１０１から放射されるノイズがサンプリングと重ならないようにするために、予め制御部１３３に設定されている。Δｔ１は、下記の条件（１）及び（２）を満たす。

サンプリングに要する時間ｔｓｐ≦遅延時間Δｔ１・・・（１）
スイッチングに要する時間ｔｓｗ＋遅延時間Δｔ１≦サンプリング周期Ｔ・・・（２）

条件（１）は、ノイズ４ｊをサンプリング４ａの後に放射させるための条件である。図４の例では、ｔｓｐ＝１であるので、遅延時間Δｔ１は１以上となる。また、条件（２）は、ノイズ４ｊをサンプリング４ｂの前に放射させるための条件である。図４の例では、ｔｓｗ＝６及びＴ＝１０であるので、遅延時間Δｔ１は、４以下となる。すなわち、条件（１）及び（２）を満たすΔｔ１は、１≦Δｔ１≦４である。このため、例えば、制御部１３３は、Δｔ１＝２となる。ここで、ｔ０＝０であるので、制御部１３３は、ｔ１＝２と決定する。この結果、ノイズ４ｊは、サンプリング４ａの１ｎｓ後からサンプリング４ｂの２ｎｓ前まで放射されることとなる。

続いて、制御部１３３は、決定したスイッチング時刻ｔ１と、スイッチング周期Ｔｓｗとに基づいて、スイッチング時刻ｔ３，ｔ５・・・を順次決定する。ここで、スイッチング周期Ｔｓｗは、スイッチングが行われる周期に対応し、下記の条件（３）を満たす。

スイッチング周期Ｔｓｗ＝サンプリング周期Ｔ×Ｎ・・・（３）

ここで、Ｎは、１以上の整数であり、例えば、ＭＲＩ装置１００の動作に要する電力量を供給可能な値として決定される。なお、Ｎを決定する処理については、後述する。

例えば、Ｎ＝１００が決定された場合には、制御部１３３は、サンプリング周期Ｔ＝１０ｎｓとＮ＝１００とを乗算することで、スイッチング周期Ｔｓｗ＝１０００ｎｓを算出する。そして、制御部１３３は、決定したスイッチング時刻ｔ１＝２ｎｓにスイッチング周期Ｔｓｗ＝１０００ｎｓを加算することで、スイッチング時刻ｔ３＝１００２ｎｓを決定する。また、制御部１３３は、ｔ３＝１００２ｎｓに更にスイッチング周期Ｔｓｗ＝１０００ｎｓを加算することで、スイッチング時刻ｔ５＝２００２ｎｓを決定する。この結果、ノイズ４ｌは、サンプリング４ｅとサンプリング４ｆの間に放出されることとなる。また、ノイズ４ｎは、サンプリング４ｉの後に放出されることとなる。

このように、制御部１３３は、ＯＦＦからＯＮに切り替えるスイッチング時刻ｔ１，ｔ３，ｔ５・・・を決定する。

（ＯＮからＯＦＦに切り替えるスイッチング時刻の決定）
ＯＮからＯＦＦに切り替えるスイッチング時刻ｔ２，ｔ４，ｔ６（図示せず）・・・を決定する処理について説明する。制御部１３３は、まず、最初にＯＮからＯＦＦにスイッチングを行うスイッチング時刻ｔ２を、ノイズ４ｋが各サンプリング４ａ〜４ｉからずれるようにして決定する。例えば、制御部１３３は、サンプリング４ｃの開始時刻からΔｔ２ずれた時刻をスイッチング時刻ｔ２として決定する。そして、制御部１３３は、スイッチング時刻ｔ２を基準として、スイッチング時刻ｔ４，ｔ６・・・を決定する。

具体的には、制御部１３３は、決定したスイッチング時刻ｔ１と、ＯＮ継続時間Δｔ３とに基づいて、スイッチング時刻ｔ２を決定する。ここで、ＯＮ継続時間Δｔ３は、スイッチング電源１０１のスイッチング素子がＯＮになっている時間に対応する。図４の例では、ｔ１からｔ２までの時間、若しくはｔ３からｔ４までの時間に対応する。ＯＮ継続時間Δｔ３は、下記の条件（４）を満たす。

ＯＮ継続時間Δｔ３＝サンプリング周期Ｔ×Ｍ・・・（４）

ここで、Ｍは、１≦Ｍ＜Ｎを満たす整数であり、ＭＲＩ装置１００の動作に要する電力量を供給可能な値として決定される。なお、Ｍを決定する処理については、後述する。

例えば、Ｍ＝２である場合には、制御部１３３は、サンプリング周期Ｔ＝１０ｎｓとＭ＝２とを乗算することで、ＯＮ継続時間Δｔ３＝２０ｎｓを算出する。そして、制御部１３３は、決定済みのスイッチング時刻ｔ１＝２ｎｓにＯＮ継続時間Δｔ３＝２０ｎｓを加算することで、スイッチング時刻ｔ２＝２２ｎｓを決定する。この結果、ノイズ４ｋは、サンプリング４ｃとサンプリング４ｄの間に放出されることとなる。

続いて、制御部１３３は、決定したスイッチング時刻ｔ１と、スイッチング周期Ｔｓｗとに基づいて、スイッチング時刻ｔ４，ｔ６（図示せず）・・・を順次決定する。具体的には、制御部１３３は、決定したスイッチング時刻ｔ２＝２２ｎｓにスイッチング周期Ｔｓｗ＝１０００ｎｓを加算することで、スイッチング時刻ｔ４＝１０２２ｎｓを決定する。また、制御部１３３は、ｔ４＝１０２２ｎｓに更にスイッチング周期Ｔｓｗ＝１０００ｎｓを加算することで、スイッチング時刻ｔ６＝２０２２ｎｓを決定する。この結果、ノイズ４ｍは、サンプリング４ｇとサンプリング４ｈの間に放出されることとなる。

このように、制御部１３３は、ＯＮからＯＦＦに切り替えるスイッチング時刻ｔ２，ｔ４，ｔ６（図示せず）・・・を決定する。

上述してきたように、制御部１３３は、スイッチングを行うタイミングとして、スイッチング時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５・・・を決定する。そして、制御部１３３は、決定したスイッチング時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５・・・を用いて、スイッチング電源１０１のスイッチングを制御する。

なお、図４は一例であり、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、図４に例示した各種の値は一例であり、適宜変更されて良い。例えば、図４では、受信部１１０におけるサンプリング周波数が１００ＭＨｚである場合を説明したが、これに限定されず、ＭＲＩ装置１００の仕様、若しくは撮像シーケンスの設定に応じて他の値とともに適宜変更されて良い。また、サンプリング周期Ｔ、１回のサンプリングに要する時間ｔｓｐ、Δｔ１、Δｔ２、Δｔ３についても、上記の値に限定されない。例えば、図４では、Δｔ１及びΔｔ２がいずれも２ｎｓである場合を例示したが、３ｎｓでも良いし、Δｔ１及びΔｔ２が互いに異なる値であっても良い。

図５は、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００の処理手順を示すフローチャートである。以下では、図６を参照しつつ、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００の処理手順を説明する。

まず、ＭＲＩ装置１００において、制御部１３３は、操作者による撮像条件の入力を、入力部１３４を介して受け付ける（ステップＳ１０１）。この撮像条件は、例えば、ＭＲＩ検査で実行される撮像シーケンスの種類と、その撮像シーケンスの実行順序とを示す情報を含む。例えば、制御部１３３は、３種類の撮像シーケンスＡ，Ｂ，Ｃを、撮像シーケンスＢ、撮像シーケンスＣ、撮像シーケンスＡの順序で実行する旨の撮像条件を受け付ける。

続いて、制御部１３３は、受け付けた撮像条件に基づいて、スイッチング時刻を決定する（ステップＳ１０２）。例えば、制御部１３３は、受信部１１０におけるサンプリング周期Ｔと、スイッチング周期情報に基づいて、スイッチング時刻を決定する。スイッチング周期情報とは、撮像シーケンスに応じてスイッチングを制御するための情報である。このスイッチング周期情報は、例えば、操作者によって予め定義されており、記憶部１３２に記憶されている。具体例を挙げると、スイッチング周期情報は、撮像シーケンスの動作に要する電力量に応じて定義される。撮像シーケンスの種類には、ＥＰＩ（Echo Planar Imaging）、ｂＳＳＦＰ（balanced Steady-State Free Precession）、ＦＥ（Field Echo）、ＦＦＥ（Fast Field Echo）、ＳＥ（Spin Echo）、ＦＳＥ（Fast Spin Echo）、ＦＡＳＥ（Fast Asymmetric Spin Echo）等がある。このうち、例えばＥＰＩは、励起パルスを印加した後に、極性を反転させながら読み出し傾斜磁場を高速且つ連続的に印加することで、複数のエコー信号を連続的に発生させる高速撮像法であるので、高電力が要求される。

図６は、第１の実施形態に係る記憶部１３２に記憶される情報の一例を示す図である。図６に示すように、記憶部１３２は、撮像シーケンスと、スイッチング周期情報とが対応付けられた情報を記憶する。ここで、撮像シーケンスは、ＭＲＩ装置１００によって実行される撮像シーケンスの種類を示す。また、スイッチング周期情報は、撮像シーケンスごとに、「最小スイッチング周期」及び「最小ＯＮ継続時間」を規定する情報である。最小スイッチング周期は、撮像シーケンスの動作に要する電力量を供給可能な最小のスイッチング周期Ｔｓｗを表す。また、最小ＯＮ継続時間は、撮像シーケンスの動作に要する電力量を供給可能な最小のＯＮ継続時間Δｔ３を表す。

図６に示す例では、記憶部１３２は、撮像シーケンス「Ａ」と、最小スイッチング周期「９９５」と、最小ＯＮ継続時間「１９」とが対応付けられた情報を記憶する。つまり、記憶部１３２は、「Ａ」という撮像シーケンスが実行される場合には、スイッチング周期Ｔｓｗを９９５ｎｓ以上とし、ＯＮ継続時間Δｔ３を１９ｎｓ以上とすることを記憶する。また、記憶部１３２は、他の撮像シーケンスについても同様に、撮像シーケンスと、最小スイッチング周期と、最小ＯＮ継続時間とが対応付けられた情報を記憶する。

すなわち、制御部１３３は、受け付けた撮像条件から実行される撮像シーケンスの種類を特定する。そして、制御部１３３は、記憶部１３２を参照し、特定した撮像シーケンスの種類に対応するスイッチング周期情報をそれぞれ取得する。そして、制御部１３３は、実行される撮像シーケンスごとに、その撮像シーケンスが実行される間のスイッチング時刻を決定する。

一例として、「Ａ」という撮像シーケンス（以下、適宜「撮像シーケンスＡ」）についてスイッチング時刻を決定する場合を説明する。なお、以下においては、ｔ０＝０、Δｔ１＝２、ｔｓｐ＝１、ｔｓｗ＝６、及びＴ＝１０とする。また、これらの値と上記の条件（１）及び条件（２）から、Δｔ＝２が決定済みであるものとする。また、撮像シーケンスＡのスイッチング周期情報については、最小スイッチング周期を「９９５」とし、最小ＯＮ継続時間を「１９」とする。

制御部１３３は、最小スイッチング周期と、上記の条件（３）とを用いて、Ｎの値を決定する。例えば、制御部１３３は、スイッチング周期「Ｔｓｗ＝Ｔ×Ｎ」が最小スイッチング周期以上となるＮのうち、最小の値をＮとして決定する。この場合、制御部１３３は、「１０×Ｎ≧９９５」より、Ｎ＝１００を決定する。

また、制御部１３３は、最小ＯＮ継続時間と、上記の条件（４）とを用いて、Ｍの値を決定する。例えば、制御部１３３は、ＯＮ継続時間「Δｔ３＝Ｔ×Ｍ」が最小ＯＮ継続時間以上となるＭのうち、最小の値をＭとして決定する。この場合、制御部１３３は、「１０×Ｍ≧１９」より、Ｍ＝２を決定する。

そして、制御部１３３は、決定したＮ＝１００と、Ｍ＝２とを用いて、スイッチング時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５・・・を決定する。具体的には、制御部１３３は、ｔ０＝０ｎｓにΔｔ１＝２ｎｓを加算することで、スイッチング時刻ｔ１＝２を決定する。続いて、制御部１３３は、スイッチング時刻ｔ１＝２ｎｓと、サンプリング周期Ｔ＝１０と、整数Ｎ＝１００とを用いて、スイッチング時刻ｔ３＝１００２ｎｓ，ｔ５＝２００２ｎｓ・・・を順次決定する。そして、制御部１３３は、サンプリング周期Ｔ＝１０と整数Ｍ＝２とを乗算することで、ＯＮ継続時間Δｔ３＝２０ｎｓを算出する。そして、制御部１３３は、スイッチング時刻ｔ１＝２ｎｓにＯＮ継続時間Δｔ３＝２０ｎｓを加算することで、スイッチング時刻ｔ２＝２２ｎｓを決定する。そして、制御部１３３は、スイッチング時刻ｔ２＝２２ｎｓと、サンプリング周期Ｔ＝１０と、整数Ｎ＝１００とを用いて、スイッチング時刻ｔ４＝１０２２ｎｓ，ｔ６＝２０２２ｎｓ・・・を順次決定する。

このように、制御部１３３は、スイッチング時刻ｔ１＝２，ｔ２＝２２，ｔ３＝１００２，ｔ４＝１０２２，ｔ５＝２００２，ｔ６＝２０２２・・・を決定する。そして、制御部１３３は、撮像シーケンスごとに決定したスイッチング時刻を含むシーケンス情報を生成し、生成したシーケンス情報をシーケンス制御部１２０に送信する。

図５の説明に戻る。シーケンス制御部１２０は、制御部１３３から送信されたシーケンス情報に基づいて、ある撮像シーケンスの撮像を開始する（ステップＳ１０３）。例えば、シーケンス制御部１２０は、シーケンス情報に撮像シーケンスＢを実行することが定義されていれば、傾斜磁場電源１０４、送信部１０８及び受信部１１０を駆動して、撮像シーケンスＢの撮像を開始する。

そして、シーケンス制御部１２０は、開始した撮像シーケンスに応じたクロック制御を行う（ステップＳ１０４）。例えば、シーケンス制御部１２０は、シーケンス情報からスイッチング時刻ｔ１＝２，ｔ２＝２２，ｔ３＝１００２，ｔ４＝１０２２，ｔ５＝２００２，ｔ６＝２０２２・・・を取得する。そして、シーケンス制御部１２０は、取得したスイッチング時刻にクロックを生成する。そして、シーケンス制御部１２０は、生成したクロックをスイッチング電源１０１に出力する。

そして、シーケンス制御部１２０は、実行した撮像シーケンスが終了すると（ステップＳ１０５）、次の撮像シーケンスがあるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。そして、シーケンス制御部１２０は、次の撮像シーケンスがある場合には（ステップＳ１０６肯定）、ステップＳ１０３の処理に移行し、ステップＳ１０３からステップＳ１０５の処理を繰り返し実行する。

一方、シーケンス制御部１２０は、次の撮像シーケンスがない場合には（ステップＳ１０６否定）、ＭＲＩ検査を終了する。

なお、図５及び図６の例では、撮像シーケンスに応じてスイッチング時刻を制御する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、スタンバイ状態（図５のステップＳ１０１及びステップＳ１０２に相当）においては、スタンバイ状態に応じたスイッチングの制御を行っても良い。具体的には、ＭＲＩ装置１００は、スタンバイ状態におけるＭＲＩ装置１００の動作に要する電力量に基づいて、スイッチング周期情報を設定しておくことで、スタンバイ状態に適したスイッチング時刻を決定することが可能となる。

上述してきたように、第１の実施形態に係るＭＲＩ装置１００は、受信部１１０におけるサンプリングのタイミングとずれたタイミングで、スイッチング電源１０１のスイッチングのタイミングを制御する。このため、ＭＲＩ装置１００は、例えば、スイッチングに起因するノイズをサンプリングのタイミングで放射させないので、受信部１１０に受信されるＭＲ信号にノイズが混入することを抑止する。この結果、ＭＲＩ装置１００は、生成されるＭＲ画像において、スイッチングに起因するノイズによるアーチファクトを低減することができる。

また、例えば、ＭＲＩ装置１００は、撮像シーケンスに応じた最小スイッチング周期及び最小ＯＮ継続時間を用いることで、供給電力が最小となるようにスイッチング時刻を決定する。このため、ＭＲＩ装置１００は、ＭＲＩ装置１００における消費電力を最小化（最適化）することができる。

また、ＭＲＩ装置１００は、受信部１１０におけるサンプリングのタイミングから、スイッチング電源１０１のスイッチングのタイミングをずらすので、従来施されていた対策が無くとも、ノイズの影響を十分に低減し得る。例えば、ノイズの影響を低減するために、従来、スイッチング電源１０１と受信部１１０との間に設けられていたフィルタが無くとも、ノイズの影響を十分に低減し得る。

（他の実施形態）
実施形態は、上記の実施形態に限定されるものではない。

（撮影室内のスイッチング電源）
例えば、上記の実施形態では、架台に設置されたスイッチング電源１０１のスイッチングを制御する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、スイッチング電源１０１は、架台とは別に、撮影室内に設置されていても良い。これは、スイッチング電源１０１が架台に設置されていなくても、スイッチング電源１０１から放射されるノイズが受信部１１０に受信される可能性が懸念されるからである。したがって、制御部１３３は、例えば、撮影室内に設置されたスイッチング電源１０１のスイッチングのタイミングを制御することで、スイッチングに起因するノイズの影響を低減することができる。

（撮影室外のスイッチング電源）
また、スイッチングに起因するノイズは、スイッチング電源１０１から放射されるだけでなく、伝導ノイズとして電源ライン上を流れた後に、電源ラインから放射される可能性も懸念されている。すなわち、撮影室内に設置されていなくとも、撮影室内の機器に対して電力を供給するスイッチング電源１０１があれば、このスイッチング電源１０１からのノイズが受信部１１０に受信される可能性がある。したがって、制御部１３３は、例えば、撮影室内の機器に電力を供給するスイッチング電源１０１のスイッチングのタイミングを制御することで、スイッチングに起因するノイズの影響を低減することができる。図１に示した例では、傾斜磁場電源１０４は、スイッチング電源を含み、これにより撮影室内の傾斜磁場コイル１０３に電力を供給する。このため、制御部１３３は、傾斜磁場電源１０４のスイッチング電源のスイッチングのタイミングを制御することで、スイッチングに起因するノイズの影響を低減することができる。

（シーケンス制御部１２０による制御）
また、上記の実施形態では、制御部１３３が、サンプリングのタイミングと重ならないタイミングで、スイッチングのタイミングを制御する場合を説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、図５のステップ１０２において説明した、スイッチング時刻を決定する処理は、シーケンス制御部１２０によって実行されても良い。具体的には、シーケンス制御部１２０は、撮像条件が定義されたシーケンス情報を受け付ける。そして、シーケンス制御部１２０は、シーケンス情報において定義された撮像条件から、実行される撮像シーケンスの種類を特定する。そして、シーケンス制御部１２０は、記憶部１３２を参照し、特定した撮像シーケンスの種類に対応するサンプリング周期情報をそれぞれ取得する。そして、シーケンス制御部１２０は、実行される撮像シーケンスごとに、その撮像シーケンスが実行される間のスイッチング時刻を決定する。なお、これに限らず、例えば、スイッチングのタイミングを制御するための制御部をスイッチング電源１０１に導入し、この制御部が撮像条件を取得して、スイッチングのタイミングを制御しても良い。

（記憶部１３２に記憶される情報）
また、上記の実施形態では、記憶部１３２に記憶される情報の一例として、図６を例示したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、記憶部１３２は、撮像シーケンスごとに、Ｎの値とＭの値とを直接記憶していても良い。つまり、制御部１３３は、撮像シーケンスに応じて、Ｎの値とＭの値とをそれぞれ取得する。そして、制御部１３３は、取得したＮの値とＭの値とを用いて、スイッチング時刻を決定する。

（サンプリングの間隔が可変である場合）
また、上記の実施形態では、全てのサンプリングの間隔が一定である場合を例示したが、実施形態はこれに限定されるものではなく、サンプリングの間隔が可変であっても良い。例えば、何らかの周期性がある場合には、制御部１３３は、サンプリングのタイミングと重ならないタイミングで、スイッチングのタイミングを制御することができる。

以上述べた少なくとも１つの実施形態の磁気共鳴イメージング装置によれば、スイッチング電源のスイッチングに起因するノイズの影響を低減することができる。

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。

１００ ＭＲＩ装置
１０１ スイッチング電源
１１０ 受信部
１３３ 制御部

Claims (7)

1. スイッチング周期にしたがってスイッチングを行うことで、電力を供給するスイッチング電源と、
   読み出し傾斜磁場が印加されている間に受信される信号を所定のサンプリング間隔でサンプリングする受信部と、
   前記読み出し傾斜磁場が印加されている間において、前記サンプリングのタイミングとずれたタイミングで、前記スイッチング電源をスイッチングさせる制御部と
   を備えたことを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
2. 前記制御部は、前記サンプリング各々の間に、前記スイッチングを実行させることを特徴とする請求項１に記載の磁気共鳴イメージング装置。
3. 前記制御部は、更に、前記電力の負荷状態に応じて、前記スイッチングのタイミングを制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気共鳴イメージング装置。
4. 前記制御部は、更に、実行される撮像シーケンスに応じて、前記スイッチングのタイミングを制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
5. 前記スイッチング電源は、撮影室内の機器に電力を供給することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の磁気共鳴イメージング装置。
6. スイッチング周期にしたがってスイッチングを行うことで、電力を供給するスイッチング電源と、
   受信される信号から所定のサンプリング間隔でサンプリングを行う受信部と、
   前記サンプリングのタイミングとずれたタイミングで、前記スイッチングのタイミングを制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記サンプリング各々の間に、前記スイッチングを実行させることを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。
7. スイッチング周期にしたがってスイッチングを行うことで、電力を供給するスイッチング電源と、
   受信される信号から所定のサンプリング間隔でサンプリングを行う受信部と、
   前記サンプリングのタイミングとずれたタイミングで、前記スイッチングのタイミングを制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、更に、前記電力の負荷状態に応じて、前記スイッチングのタイミングを制御することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置。

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