JP6317574B2 - 磁気共鳴装置 - Google Patents

Description

本発明は、勾配パルスを発生する磁気共鳴装置に関する。

近年、白質神経線維束の可視化などに、拡散テンソルイメージングが用いられている（特許文献１参照）。

特開２０１２−１５７６８７号公報

拡散テンソルイメージングでは、ＭＰＧ（Motion Probing Gradient）の印加方向を変更し、ＭＰＧの印加方向が異なる複数の拡散強調画像を取得するためのスキャンを実行する。磁気共鳴装置は、一般的に、ｘ軸方向、ｙ軸方向、およびｚ軸方向に勾配パルスを印加することができるように、ｘ軸用の勾配コイル、ｙ軸用の勾配コイル、およびｚ軸用の勾配コイルを有している。したがって、各軸方向に印加する勾配パルスの大きさを調整することによって、ＭＰＧの印加方向を調整することができる。ＭＰＧの印加方向が異なる複数の拡散強調画像を取得した後、これらの拡散強調画像に基づいてテンソル解析を行うことにより、拡散テンソル画像を作成することができる。

しかし、拡散テンソルイメージングでは、ｙ軸方向およびｚ軸方向には勾配パルスを印加せず、ｘ軸方向にのみ勾配パルスを印加することによって、ＭＰＧを発生させるシーケンスを実行することがある。このシーケンスはｘ軸方向にのみＭＰＧ用の勾配パルスが印加されるので、ｘ軸用の勾配コイルに電流を出力するｘ軸アンプに負荷が集中し、ｘ軸アンプの発熱量が大きくなるという問題がある。そこで、拡散テンソルイメージングを実行する場合、シーケンスとシーケンスとの間に、アンプの負荷を軽減するための休み時間が設けられている。このような休み時間を設けることによって、特定のアンプに負荷が集中する場合であっても、シーケンスを繰り返し実行することができる。

しかし、ｘ軸用の勾配コイル、ｙ軸用の勾配コイル、およびｚ軸用の勾配コイルは、コイルパターンの違いなどが原因で、磁場発生効率が異なる場合がある。例えば、ｘ軸用の勾配コイルの磁場発生効率が、ｚ軸用の勾配コイルの磁場発生効率よりも低い場合がある。この場合、ｘ軸アンプは、磁場発生効率の差を補うために、ｘ軸用の勾配コイルに、より大きなコイル電流を供給する必要がある。したがて、ｘ軸アンプの発熱量が増大するという問題がある。アンプの発熱量の増大に対処する方法として、シーケンスとシーケンスとの間の休み時間を長くすることが考えられるが、休み時間を長くすると、スキャン時間が延長してしまうという問題がある。

したがって、できるだけスキャン時間を延長せずに、ＭＰＧの印加方向が異なる複数の拡散強調画像を取得することが望まれている。

本発明の一観点は、異なる方向に印加される勾配パルスを発生するための複数の勾配パルス発生手段であって、前記複数の勾配パルス発生手段のうちの少なくとも２つの勾配パルス発生手段が発生する勾配パルスを合成することにより、複数の軸それぞれに印加されるＭＰＧを発生する複数の勾配パルス発生手段を有し、
前記複数の軸は、前記複数の勾配パルス発生手段の磁場発生効率に基づいて設定されている、磁気共鳴装置である。

勾配パルス発生手段の磁場発生効率に基づいてＭＰＧの軸が設定されているので、特定の勾配パルス発生手段に負荷を集中させることなく拡散強調を行うことができる。したがって、個々の勾配パルス発生手段の負荷を低減することができるので、シーケンスとシーケンスとの間の休み時間を短くすることができ、スキャン時間を短くすることが可能となる。

本発明の一形態の磁気共鳴装置の概略図である。 ＭＰＧの複数の軸を表す行列Ｄの一例を示す図である。 行列Ｄの第１行（ｄ_１１，０，０）の説明図である。 行列Ｄの第２行（ｄ_２１，ｄ_２２，０）の説明図である。 行列Ｄの第３行（ｄ_３１，ｄ_３２，ｄ_３３）の説明図である。 行列Ｄの第４行（ｄ_４１，−ｄ_４２，−ｄ_４３）の説明図である。 行列Ｄの第５行（ｄ_５１，−ｄ_５２，ｄ_５３）の説明図である。 行列Ｄの第６行（−ｄ_６１，−ｄ_６２，ｄ_６３）の説明図である。 ベクトルＶ１〜Ｖ６の位置関係を示す図である。 シーケンスＡ〜Ｆを用いて拡散テンソル画像を取得するためのスキャンの一例を示す図である。 行列Ｄ´を概略的に示す図である。 行列Ｐを概略的に示す図である。 行列Ｐ１〜Ｐｗの各々の要素の最大値Ｍを示す図である。 行列Ｄｊ´の第１行（ｄ_１１，ｊ ｄ_１２，ｊ −ｄ_１３，ｊ）の説明図である。 行列Ｄｊ´の第２行（ｄ_２１，ｊ ｄ_２２，ｊ ｄ_２３，ｊ）の説明図である。 行列Ｄｊ´の第３行（ｄ_３１，ｊ −ｄ_３２，ｊ ｄ_３３，ｊ）の説明図である。 行列Ｄｊ´の第４行（ｄ_４１，ｊ −ｄ_４２，ｊ −ｄ_４３，ｊ）の説明図である。 行列Ｄｊ´の第５行（ｄ_５１，ｊ −ｄ_５２，ｊ −ｄ_５３，ｊ）の説明図である。 行列Ｄｊ´の第６行（ｄ_６１，ｊ −ｄ_６２，ｊ ｄ_６３，ｊ）の説明図である。 ベクトルＶ１´〜Ｖ６´の位置関係を示す図である。

以下、発明を実施するための形態を説明するが、本発明は、以下の形態に限定されることはない。

図１は、本発明の一形態の磁気共鳴装置の概略図である。
磁気共鳴装置（以下、「ＭＲ装置」と呼ぶ。ＭＲ：Magnetic Resonance）１００は、マグネット２、テーブル３、受信コイル４などを有している。

マグネット２は、被検体１２が収容されるボア２１を有している。また、マグネット２には、勾配パルスを印加するための勾配コイル２２ｘ、２２ｙ、および２２ｚなどが内蔵されている。勾配コイル２２ｘはＸ軸方向の勾配パルスを印加し、勾配コイル２２ｙはＹ軸方向の勾配パルスを印加し、勾配コイル２２ｚはＺ軸方向の勾配パルスを印加する。

テーブル３は、被検体１２を支持するクレードル３ａを有している。クレードル３ａは、ボア２１内に移動できるように構成されている。クレードル３ａによって、被検体１２はボア２１に搬送される。

受信コイル４は、被検体１２に取り付けられている。受信コイル４は、被検体１２からの磁気共鳴信号を受信する。

ＭＲ装置１００は、更に、勾配電源５、送信器７、受信器８、制御部９、操作部１０、および表示部１１などを有している。

勾配電源５は勾配磁場信号を増幅部６に供給する。増幅部６は、Ｘ軸アンプ６ｘ、Ｙ軸アンプ６ｙ、Ｚ軸アンプ６ｚを有している。各アンプ６ｘ、６ｙ、６ｚは、それぞれ、勾配電源５からの信号を増幅し、勾配コイル２２ｘ、２２ｙ、２２ｚにコイル電流を供給する。勾配コイル２２ｘ、２２ｙ、２２ｚは、供給されたコイル電流に応じた磁場を発生する。尚、ｘ軸アンプ６ｘと勾配コイル２２ｘとを合わせたもの、ｙ軸アンプ６ｙと勾配コイル２２ｙとを合わせたもの、およびｚ軸アンプ６ｚと勾配コイル２２ｚとを合わせたものが、勾配パルス発生手段に相当する。

送信器７は、ＲＦコイル（図示せず）に電流を供給する。受信器８は、受信コイル４から受け取った信号に対して、検波などの信号処理を実行する。

制御部９は、表示部１１に必要な情報を伝送したり、受信器８から受け取ったデータに基づいて画像を再構成するなど、ＭＲ装置１００の各種の動作を実現するように、ＭＲ装置１００の各部の動作を制御する。

操作部１０は、オペレータにより操作され、種々の情報を制御部９に入力する。表示部１１は種々の情報を表示する。

尚、本形態では、勾配コイル２２ｘ、２２ｙ、２２ｚの磁場発生効率は異なっている。以下の表に、磁場発生効率の一例を示す。

表１に示す磁場発生効率の値は、各勾配コイル２２ｘ、２２ｙ、および２２ｚに１００Ａの電流を供給した場合の値である。磁場発生効率を比較すると、ｘ軸方向の磁場発生効率ｇｘおよびｙ軸方向の磁場発生効率ｇｙが、ｚ軸方向の磁場発生効率ｇｚよりも、５ｍＴ／ｍだけ低いことが分かる。
ＭＲ装置１００は、上記のように構成されている。

本形態では、ＭＲ装置１００を用いて拡散テンソルイメージングを実行する例について説明する。

拡散テンソルイメージングを実行する場合、ＭＰＧの印加方向を表す複数の軸を設定する必要がある。そこで、先ず、ＭＰＧの印加方向を表す複数の軸について説明する。

図２は、ＭＰＧの複数の軸を表す行列Ｄの一例を示す図である。
行列Ｄの第１行〜第６行の各々は、ＭＰＧの印加方向を表す軸に対応している。以下に、行列Ｄの第１行〜第６行について、図３〜図８を参照しながら順に説明する。

図３は行列Ｄの第１行（ｄ_１１，０，０）の説明図である。
図３（ａ）には、（ｄ_１１，０，０）のｘ軸成分を表すベクトルＶ１を示してある。ベクトルＶ１はｘ軸方向に大きさ「ｄ_１１」を有している。尚、ｙ軸成分およびｚ軸成分は値がゼロであるので、（ｄ_１１，０，０）はベクトルＶ１で表される。ベクトルＶ１の位置するｘ軸が、ＭＰＧの印加方向を規定している。

図３（ｂ）には、ｘ軸上にＭＰＧを印加するためのシーケンスＡが概略的に示されている。シーケンスＡでは、ｘ軸方向に振幅ｋ・ｄ_１１の勾配パルスＱｘ１が印加される（ｋは係数）。勾配パルスＱｘ１がｘ軸上に印加されるＭＰＧを表している。勾配パルスＱｘ１を印加した後、データ収集が行われる。尚、データ収集の前には、勾配パルスＱｘ１以外にも様々なパルスが印加されるが、ＭＰＧとは無関係の勾配パルスなどは図示省略されている。

図４は行列Ｄの第２行（ｄ_２１，ｄ_２２，０）の説明図である。
図４（ａ）には、（ｄ_２１，ｄ_２２，０）を表す２つのベクトルＶｘ２およびＶｙ２が示されている。ベクトルＶｘ２はｘ軸方向に大きさ「ｄ_２１」を有しており、ベクトルＶｙ２はｙ軸方向に大きさ「ｄ_２２」を有している。尚、ｚ軸成分は値がゼロであるので、（ｄ_２１，ｄ_２２，０）はベクトルＶｘ２およびＶｙ２で表される。図４（ｂ）に、ベクトルＶｘ２およびＶｙ２を合成することにより得られたベクトルＶ２を示す。図４（ｂ）では、ベクトルＶ２の向きを規定する軸を、符号「ｒ２」で示してある。ｒ２軸がＭＰＧの印加方向を規定している。

図４（ｃ）には、ｒ２軸上にＭＰＧを印加するためのシーケンスＢが概略的に示されている。シーケンスＢでは、ｘ軸方向に振幅ｋ・ｄ_２１の勾配パルスＱｘ２が印加され、ｙ軸方向に振幅ｋ・ｄ_２２の勾配パルスＱｙ２が印加される。これらの勾配パルスＱｘ２およびＱｙ２を合成することにより得られる合成磁場が、ｒ２軸上に印加されるＭＰＧを表している。勾配パルスＱｘ２およびＱｙ２を印加した後、データ収集が行われる。尚、データ収集の前には、勾配パルスＱｘ２およびＱｙ２以外にも様々なパルスが印加されるが、ＭＰＧとは無関係の勾配パルスなどは図示省略されている。

図５は行列Ｄの第３行（ｄ_３１，ｄ_３２，ｄ_３３）の説明図である。
図５（ａ）には、（ｄ_３１，ｄ_３２，ｄ_３３）を表す３つのベクトルＶｘ３、Ｖｙ３、Ｖｚ３が示されている。ベクトルＶｘ３はｘ軸方向に大きさ「ｄ_３１」を有しており、ベクトルＶｙ３はｙ軸方向に大きさ「ｄ_３２」を有しており、ベクトルＶｚ３はｚ軸方向に大きさ「ｄ_３３」を有している。図５（ｂ）に、ベクトルＶｘ３、Ｖｙ３、およびＶｚ３を合成することにより得られたベクトルＶ３を示す。図５（ｂ）では、ベクトルＶ３の向きを規定する軸を、符号「ｒ３」で示してある。ｒ３軸がＭＰＧの印加方向を規定している。

図５（ｃ）には、ｒ３軸上にＭＰＧを印加するためのシーケンスＣが概略的に示されている。シーケンスＣでは、ｘ軸方向に振幅ｋ・ｄ_３１の勾配パルスＱｘ３が印加され、ｙ軸方向に振幅ｋ・ｄ_３２の勾配パルスＱｙ３が印加され、ｚ軸方向に振幅ｋ・ｄ_３３の勾配パルスＱｚ３が印加される。これらの勾配パルスＱｘ３、Ｑｙ３、およびＱｚ３を合成することにより得られる合成磁場が、ｒ３軸上に印加されるＭＰＧを表している。勾配パルスＱｘ３、Ｑｙ３、およびＱｚ３を印加した後、データ収集が行われる。尚、データ収集の前には、勾配パルスＱｘ３、Ｑｙ３、およびＱｚ３以外にも様々なパルスが印加されるが、ＭＰＧとは無関係の勾配パルスなどは図示省略されている。

図６は行列Ｄの第４行（ｄ_４１，−ｄ_４２，−ｄ_４３）の説明図である。
図６（ａ）には、（ｄ_４１，−ｄ_４２，−ｄ_４３）を表す３つのベクトルＶｘ４、Ｖｙ４、Ｖｚ４が示されている。ベクトルＶｘ４はｘ軸方向に大きさ「ｄ_４１」を有しており、ベクトルＶｙ４は−ｙ軸方向に大きさ「ｄ_４２」を有しており、ベクトルＶｚ４は−ｚ軸方向に大きさ「ｄ_４３」を有している。図６（ｂ）に、ベクトルＶｘ４、Ｖｙ４、およびＶｚ４を合成することにより得られたベクトルＶ４を示す。図６（ｂ）では、ベクトルＶ４の向きを規定する軸を、符号「ｒ４」で示してある。ｒ４軸がＭＰＧの印加方向を規定している。

図６（ｃ）には、ｒ４軸上にＭＰＧを印加するためのシーケンスＤが概略的に示されている。シーケンスＤでは、ｘ軸方向に振幅ｋ・ｄ_４１の正の勾配パルスＱｘ４が印加され、ｙ軸方向に振幅ｋ・ｄ_４２の負の勾配パルスＱｙ４が印加され、ｚ軸方向に振幅ｋ・ｄ_４３の負の勾配パルスＱｚ４が印加される。これらの勾配パルスＱｘ４、Ｑｙ４、およびＱｚ４を合成することにより得られる合成磁場が、ｒ４軸上に印加されるＭＰＧを表している。勾配パルスＱｘ４、Ｑｙ４、およびＱｚ４を印加した後、データ収集が行われる。尚、データ収集の前には、勾配パルスＱｘ４、Ｑｙ４、およびＱｚ４以外にも様々なパルスが印加されるが、ＭＰＧとは無関係の勾配パルスなどは図示省略されている。

図７は行列Ｄの第５行（ｄ_５１，−ｄ_５２，ｄ_５３）の説明図である。
図７（ａ）には、（ｄ_５１，−ｄ_５２，ｄ_５３）を表す３つのベクトルＶｘ５、Ｖｙ５、Ｖｚ５が示されている。ベクトルＶｘ５はｘ軸方向に大きさ「ｄ_５１」を有しており、ベクトルＶｙ４は−ｙ軸方向に大きさ「ｄ_５２」を有しており、ベクトルＶｚ４はｚ軸方向に大きさ「ｄ_５３」を有している。図７（ｂ）に、ベクトルＶｘ５、Ｖｙ５、およびＶｚ５を合成することにより得られたベクトルＶ５を示す。図７（ｂ）では、ベクトルＶ５の向きを規定する軸を、符号「ｒ５」で示してある。ｒ５軸がＭＰＧの印加方向を規定している。

図７（ｃ）には、ｒ５軸上にＭＰＧを印加するためのシーケンスＥが概略的に示されている。シーケンスＥでは、ｘ軸方向に振幅ｋ・ｄ_５１の正の勾配パルスＱｘ５が印加され、ｙ軸方向に振幅ｋ・ｄ_５２の負の勾配パルスＱｙ５が印加され、ｚ軸方向に振幅ｋ・ｄ_５３の正の勾配パルスＱｚ５が印加される。これらの勾配パルスＱｘ５、Ｑｙ５、およびＱｚ５を合成することにより得られる合成磁場が、ｒ５軸上に印加されるＭＰＧを表している。勾配パルスＱｘ５、Ｑｙ５、およびＱｚ５を印加した後、データ収集が行われる。尚、データ収集の前には、勾配パルスＱｘ５、Ｑｙ５、およびＱｚ５以外にも様々なパルスが印加されるが、ＭＰＧとは無関係の勾配パルスなどは図示省略されている。

図８は行列Ｄの第６行（−ｄ_６１，−ｄ_６２，ｄ_６３）の説明図である。
図８（ａ）には、（−ｄ_６１，−ｄ_６２，ｄ_６３）を表す３つのベクトルＶｘ６、Ｖｙ６、Ｖｚ６が示されている。ベクトルＶｘ６は−ｘ軸方向に大きさ「ｄ_６１」を有しており、ベクトルＶｙ６は−ｙ軸方向に大きさ「ｄ_６２」を有しており、ベクトルＶｚ６はｚ軸方向に大きさ「ｄ_６３」を有している。図８（ｂ）に、ベクトルＶｘ６、Ｖｙ６、およびＶｚ６を合成することにより得られたベクトルＶ６を示す。図８（ｂ）では、ベクトルＶ６の向きを規定する軸を、符号「ｒ６」で示してある。ｒ６軸がＭＰＧの印加方向を規定している。

図８（ｃ）には、ｒ６軸上にＭＰＧを印加するためのシーケンスＦが概略的に示されている。シーケンスＦでは、ｘ軸方向に振幅ｋ・ｄ_６１の負の勾配パルスＱｘ６が印加され、ｙ軸方向に振幅ｋ・ｄ_６２の負の勾配パルスＱｙ６が印加され、ｚ軸方向に振幅ｋ・ｄ_６３の正の勾配パルスＱｚ６が印加される。これらの勾配パルスＱｘ６、Ｑｙ６、およびＱｚ６を合成することにより得られる合成磁場が、ｒ６軸上に印加されるＭＰＧを表している。勾配パルスＱｘ６、Ｑｙ６、およびＱｚ６を印加した後、データ収集が行われる。尚、データ収集の前には、勾配パルスＱｘ６、Ｑｙ６、およびＱｚ６以外にも様々なパルスが印加されるが、ＭＰＧとは無関係の勾配パルスなどは図示省略されている。

したがって、シーケンスＡ〜Ｆは、ベクトルＶ１〜Ｖ６で表される軸（ｘ軸、ｒ２軸、ｒ３軸、ｒ４軸、ｒ５軸、ｒ６軸）に拡散強調を行うことがわかる。図９に、ベクトルＶ１〜Ｖ６の位置関係を示す。図９から、ベクトルＶ１〜Ｖ６の向きは、互いに異なっていることがわかる。

図１０は、シーケンスＡ〜Ｆを用いて拡散テンソル画像を取得するためのスキャンの一例を示す図である。
図１０では、頭部に設定された複数枚のスライスに対してシーケンスＡ〜Ｆを実行する例が示されている。図１０では、説明の便宜上、スライスの枚数は３枚であるとする。

先ず、期間Ｐ１において、スライスＳＬ１〜ＳＬ３に対して順にシーケンスＡを実行する。これにより、ｘ軸方向の拡散強調（図３参照）が行われた拡散強調画像Ｗ１１、Ｗ２１、およびＷ３１が得られる。

次に、期間Ｐ２において、スライスＳＬ１〜ＳＬ３に対して順にシーケンスＢを実行する。これにより、ｒ２軸方向の拡散強調（図４参照）が行われた拡散強調画像Ｗ１２、Ｗ２２、およびＷ３２が得られる。

以下同様に、各スライスに対してシーケンスＣ、Ｄ、Ｅ、およびＦを実行する。これにより、図３〜図８に示す６軸（ｘ軸、ｒ２軸、ｒ３軸、ｒ４軸、ｒ５軸、ｒ６軸）の拡散強調画像を得ることができる。これらの拡散強調画像を取得した後、スライスごとにテンソル解析を行うことにより、スライスＳＬ１の拡散テンソル画像ＴＮ１、スライスＳＬ２の拡散テンソル画像ＴＮ２、スライスＳＬ３の拡散テンソル画像ＴＮ３を得ることができる。

ただし、拡散強調を行うためのＭＰＧは、リード勾配パルスなどと比較すると、磁場強度が大きい。したがって、ＭＰＧを有するシーケンスＡ〜Ｆを実行すると、増幅部６の発熱量も大きくなる。そこで、図１０に示すスキャンを実行する場合、シーケンスとシーケンスとの間に、増幅部６の負荷を軽減するための休み時間Δｔが設けられている。休み時間Δｔを設けることにより、増幅部６の発熱量が大きくても、シーケンスＡ〜Ｆを繰り返し実行することができる。

しかし、期間Ｐ１では、ｘ軸にのみＭＰＧが印加されるシーケンスＡ（図３参照）が実行されるので、ｘ軸に負荷が集中する。したがって、ｘ軸アンプ６ｘの発熱量がかなり大きくなるので、シーケンスとシーケンスとの間の休み時間Δｔは長くする必要がある。

一方、期間Ｐ２〜Ｐ６では、２軸方向又は３軸方向にＭＰＧが印加されるシーケンスＢ〜Ｆ（図４〜図８参照）が実行されるので、増幅部６に掛かる負荷を２つ又は３つのアンプに分散させることができる。したがって、個々のアンプの発熱量を小さくすることができるので、休み時間Δｔを短くすることが可能である。しかし、期間ごとに休み時間Δｔを変えてしまうと、ＴＲがばらつくので、画質が劣化する。したがって、ＴＲがばらつかないように、シーケンスＢ〜Ｆを実行するときの休み時間Δｔは、シーケンスＡを実行するときの休み時間Δｔに一致させる必要があり、スキャン時間が長くなるという問題がある。そこで、本形態では、スキャン時間を短くすることができるように、行列Ｄを最適化している。以下に、本形態において行列Ｄをどのようにして最適化しているかについて説明する。

先ず、行列Ｄを、ｘ、ｙ、ｚ軸に、それぞれ回転角α、β、γ回転させることを考える。
行列Ｄをｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸に回転させた後の行列Ｄ´は、以下の式で表すことができる。

ここで、回転角（α，β，γ）を、それぞれ、０°≦α、β、γ＜３６０°の範囲で変更し、各（α，β，γ）に応じた行列Ｄ´を計算する。図１１に、計算された行列Ｄ´を概略的に示す。図１１では、（α，β，γ）＝（α１，β１，γ１）、（αｊ，βｊ，γｊ）、（αｗ，βｗ，γｗ）のときに求められた行列Ｄ´＝Ｄ１´、Ｄｊ´、Ｄｗ´が代表して示されている。

（α，β，γ）の値ごとに行列Ｄ´を計算した後、各行列Ｄ´に対して、磁場発生効率を考慮した行列Ｐを計算する。行列Ｐは以下の式で計算することができる。

行列Ｇは、磁場発生効率ｇｘ、ｇｙ、ｇｚの逆数を表している。したがって、式（２）に、Ｄ´の値と、磁場発生効率ｇｘ、ｇｙ、ｇｚの値とを代入することにより、行列Ｐを計算することができる。図１２に、式（２）を用いて計算された行列Ｐを概略的に示す。図１２では、式（２）のＤ´に、それぞれ、Ｄ１´、Ｄｊ´、およびＤｗ´を代入することにより得られた行列Ｐ１、Ｐｊ、およびＰｗが示されている。

行列Ｇの要素１／ｇｘ、１／ｇｙ、１／ｇｚは磁場発生効率の逆数を表している。したがって、行列ＤにＧを乗算することにより、勾配パルスを発生させるために必要なコイル電流の大きさを反映した行列Ｐを計算することができる。

行列Ｐ＝Ｐ１〜Ｐｗを求めた後、行列Ｐ１〜Ｐｗの各々の要素の絶対値を求め、行列Ｐ１〜Ｐｗごとに、要素の絶対値の最大値Ｍを特定する。図１３に特定された要素の絶対値の最大値Ｍを示す。図１３では、要素の絶対値の最大値Ｍを○で囲って示してある。例えば、行列Ｐ１では要素の絶対値の最大値ＭはＭ＝｜ｄ_２２，１／ｇｙ｜であり、行列ＰｊではＭ＝｜−ｄ_５３，ｊ／ｇｚ｜であり、行列ＰｗではＭ＝｜ｄ_４１，ｗ／ｇｘ｜である。

行列Ｐ１〜Ｐｗごとに要素の絶対値の最大値Ｍを特定した後、行列Ｐ１〜Ｐｗの中から、最大値Ｍが最も小さい行列を選択する。ここでは、行列Ｐ１〜Ｐｗの要素の絶対値の最大値Ｍ＝｜ｄ_２２，１／ｇｙ｜〜｜ｄ_４１，ｗ／ｇｘ｜のうち、行列Ｐｊの要素の絶対値の最大値Ｍ＝｜−ｄ_５３，ｊ／ｇｚ｜が最も小さいとする。したがって、行列Ｐｊが選択される。

行列Ｐｊは、行列Ｄｊ´に対するコイル電流の大きさを反映している。したがって、行列Ｄ１´〜Ｄｗ´のうちの行列Ｄｊ´を用いることにより、増幅部６に掛かる負荷を３つのアンプに最も効率よく分散させることができる。

そこで、本形態では、行列Ｄｊ´に基づいてＭＰＧの軸が規定されている。以下に、行列Ｄｊ´により規定されるＭＰＧの軸について説明する。

図１４〜図１９は、行列Ｄｊ´により規定されるＭＰＧの軸の説明図である。
以下、図１４〜図１９について順に説明する。

図１４は行列Ｄｊ´の第１行（ｄ_１１，ｊ ｄ_１２，ｊ −ｄ_１３，ｊ）の説明図である。
図１４（ａ）には、（ｄ_１１，ｊ ｄ_１２，ｊ −ｄ_１３，ｊ）を表す３つのベクトルＶｘ１´、Ｖｙ１´、Ｖｚ１´が示されている。ベクトルＶｘ１´はｘ軸方向に大きさ「ｄ_１１，ｊ」を有しており、ベクトルＶｙ１´はｙ軸方向に大きさ「ｄ_１２，ｊ」を有しており、ベクトルＶｚ１´は−ｚ軸方向に大きさ「ｄ_１３，ｊ」を有している。図１４（ｂ）に、ベクトルＶｘ１´、Ｖｙ１´、およびＶｚ１´を合成することにより得られたベクトルＶ１´を示す。図１４（ｂ）では、ベクトルＶ１´の向きを規定する軸を、符号「ｒ１´」で示してある。ｒ１´軸がＭＰＧの印加方向を規定している。
図１４（ｃ）には、ｒ１´軸上にＭＰＧを印加するためのシーケンスＡ´が概略的に示されている。シーケンスＡ´では、ｘ軸方向に振幅ｋ・ｄ_１１，ｊの正の勾配パルスＱｘ１´が印加され、ｙ軸方向に振幅ｋ・ｄ_１２，ｊの正の勾配パルスＱｙ１´が印加され、ｚ軸方向に振幅ｋ・ｄ_１３，ｊの負の勾配パルスＱｚ１´が印加される。これらの勾配パルスＱｘ１´、Ｑｙ１´、およびＱｚ１´を合成することにより得られる合成磁場が、ｒ１´軸上に印加されるＭＰＧを表している。勾配パルスＱｘ１´、Ｑｙ１´、およびＱｚ１´を印加した後、データ収集が行われる。尚、データ収集の前には、勾配パルスＱｘ１´、Ｑｙ１´、およびＱｚ１´以外にも様々なパルスが印加されるが、ＭＰＧとは無関係の勾配パルスなどは図示省略されている。

図１５は行列Ｄｊ´の第２行（ｄ_２１，ｊ ｄ_２２，ｊ ｄ_２３，ｊ）の説明図である。
図１５（ａ）には、（ｄ_２１，ｊ ｄ_２２，ｊ ｄ_２３，ｊ）を表す３つのベクトルＶｘ２´、Ｖｙ２´、Ｖｚ２´が示されている。ベクトルＶｘ２´はｘ軸方向に大きさ「ｄ_２１，ｊ」を有しており、ベクトルＶｙ２´はｙ軸方向に大きさ「ｄ_２２，ｊ」を有しており、ベクトルＶｚ２´はｚ軸方向に大きさ「ｄ_２３，ｊ」を有している。図１５（ｂ）に、ベクトルＶｘ２´、Ｖｙ２´、およびＶｚ２´を合成することにより得られたベクトルＶ２´を示す。図１５（ｂ）では、ベクトルＶ２´の向きを規定する軸を、符号「ｒ２´」で示してある。ｒ２´軸がＭＰＧの印加方向を規定している。
図１５（ｃ）には、ｒ２´軸上にＭＰＧを印加するためのシーケンスＢ´が概略的に示されている。シーケンスＢ´では、ｘ軸方向に振幅ｋ・ｄ_２１，ｊの正の勾配パルスＱｘ２´が印加され、ｙ軸方向に振幅ｋ・ｄ_２２，ｊの正の勾配パルスＱｙ２´が印加され、ｚ軸方向に振幅ｋ・ｄ_２３，ｊの正の勾配パルスＱｚ２´が印加される。これらの勾配パルスＱｘ２´、Ｑｙ２´、およびＱｚ２´を合成することにより得られる合成磁場が、ｒ２´軸上に印加されるＭＰＧを表している。勾配パルスＱｘ２´、Ｑｙ２´、およびＱｚ２´を印加した後、データ収集が行われる。尚、データ収集の前には、勾配パルスＱｘ２´、Ｑｙ２´、およびＱｚ２´以外にも様々なパルスが印加されるが、ＭＰＧとは無関係の勾配パルスなどは図示省略されている。

図１６は行列Ｄｊ´の第３行（ｄ_３１，ｊ −ｄ_３２，ｊ ｄ_３３，ｊ）の説明図である。
図１６（ａ）には、（ｄ_３１，ｊ −ｄ_３２，ｊ ｄ_３３，ｊ）を表す３つのベクトルＶｘ３´、Ｖｙ３´、Ｖｚ３´が示されている。ベクトルＶｘ３´はｘ軸方向に大きさ「ｄ_３１，ｊ」を有しており、ベクトルＶｙ３´は−ｙ軸方向に大きさ「ｄ_３２，ｊ」を有しており、ベクトルＶｚ３´はｚ軸方向に大きさ「ｄ_３３，ｊ」を有している。図１６（ｂ）に、ベクトルＶｘ３´、Ｖｙ３´、およびＶｚ３´を合成することにより得られたベクトルＶ３´を示す。図１６（ｂ）では、ベクトルＶ３´の向きを規定する軸を、符号「ｒ３´」で示してある。ｒ３´軸がＭＰＧの印加方向を規定している。
図１６（ｃ）には、ｒ３´軸上にＭＰＧを印加するためのシーケンスＣ´が概略的に示されている。シーケンスＣ´では、ｘ軸方向に振幅ｋ・ｄ_３１，ｊの正の勾配パルスＱｘ３´が印加され、ｙ軸方向に振幅ｋ・ｄ_３２，ｊの負の勾配パルスＱｙ３´が印加され、ｚ軸方向に振幅ｋ・ｄ_３３，ｊの正の勾配パルスＱｚ３´が印加される。これらの勾配パルスＱｘ３´、Ｑｙ３´、およびＱｚ３´を合成することにより得られる合成磁場が、ｒ３´軸上に印加されるＭＰＧを表している。勾配パルスＱｘ３´、Ｑｙ３´、およびＱｚ３´を印加した後、データ収集が行われる。尚、データ収集の前には、勾配パルスＱｘ３´、Ｑｙ３´、およびＱｚ３´以外にも様々なパルスが印加されるが、ＭＰＧとは無関係の勾配パルスなどは図示省略されている。

図１７は行列Ｄｊ´の第４行（ｄ_４１，ｊ −ｄ_４２，ｊ −ｄ_４３，ｊ）の説明図である。
図１７（ａ）には、（ｄ_４１，ｊ −ｄ_４２，ｊ −ｄ_４３，ｊ）を表す３つのベクトルＶｘ４´、Ｖｙ４´、Ｖｚ４´が示されている。ベクトルＶｘ４´はｘ軸方向に大きさ「ｄ_４１，ｊ」を有しており、ベクトルＶｙ４´は−ｙ軸方向に大きさ「ｄ_４２，ｊ」を有しており、ベクトルＶｚ４´は−ｚ軸方向に大きさ「ｄ_４３，ｊ」を有している。図１７（ｂ）に、ベクトルＶｘ４´、Ｖｙ４´、およびＶｚ４´を合成することにより得られたベクトルＶ４´を示す。図１７（ｂ）では、ベクトルＶ４´の向きを規定する軸を、符号「ｒ４´」で示してある。ｒ４´軸がＭＰＧの印加方向を規定している。
図１７（ｃ）には、ｒ４´軸上にＭＰＧを印加するためのシーケンスＤ´が概略的に示されている。シーケンスＤ´では、ｘ軸方向に振幅ｋ・ｄ_４１，ｊの正の勾配パルスＱｘ４´が印加され、ｙ軸方向に振幅ｋ・ｄ_４２，ｊの負の勾配パルスＱｙ４´が印加され、ｚ軸方向に振幅ｋ・ｄ_４３，ｊの負の勾配パルスＱｚ４´が印加される。これらの勾配パルスＱｘ４´、Ｑｙ４´、およびＱｚ４´を合成することにより得られる合成磁場が、ｒ４´軸上に印加されるＭＰＧを表している。勾配パルスＱｘ４´、Ｑｙ４´、およびＱｚ４´を印加した後、データ収集が行われる。尚、データ収集の前には、勾配パルスＱｘ４´、Ｑｙ４´、およびＱｚ４´以外にも様々なパルスが印加されるが、ＭＰＧとは無関係の勾配パルスなどは図示省略されている。

図１８は行列Ｄｊ´の第５行（ｄ_５１，ｊ −ｄ_５２，ｊ −ｄ_５３，ｊ）の説明図である。
図１８（ａ）には、（ｄ_５１，ｊ −ｄ_５２，ｊ −ｄ_５３，ｊ）を表す３つのベクトルＶｘ５´、Ｖｙ５´、Ｖｚ５´が示されている。ベクトルＶｘ５´はｘ軸方向に大きさ「ｄ_５１，ｊ」を有しており、ベクトルＶｙ５´は−ｙ軸方向に大きさ「ｄ_５２，ｊ」を有しており、ベクトルＶｚ５´は−ｚ軸方向に大きさ「ｄ_５３，ｊ」を有している。図１８（ｂ）に、ベクトルＶｘ５´、Ｖｙ５´、およびＶｚ５´を合成することにより得られたベクトルＶ５´を示す。図１８（ｂ）では、ベクトルＶ５´の向きを規定する軸を、符号「ｒ５´」で示してある。ｒ５´軸がＭＰＧの印加方向を規定している。
図１８（ｃ）には、ｒ５´軸上にＭＰＧを印加するためのシーケンスＥ´が概略的に示されている。シーケンスＥ´では、ｘ軸方向に振幅ｋ・ｄ_５１，ｊの正の勾配パルスＱｘ５´が印加され、ｙ軸方向に振幅ｋ・ｄ_５２，ｊの負の勾配パルスＱｙ５´が印加され、ｚ軸方向に振幅ｋ・ｄ_５３，ｊの負の勾配パルスＱｚ５´が印加される。これらの勾配パルスＱｘ５´、Ｑｙ５´、およびＱｚ５´を合成することにより得られる合成磁場が、ｒ５´軸上に印加されるＭＰＧを表している。勾配パルスＱｘ５´、Ｑｙ５´、およびＱｚ５´を印加した後、データ収集が行われる。尚、データ収集の前には、勾配パルスＱｘ５´、Ｑｙ５´、およびＱｚ５´以外にも様々なパルスが印加されるが、ＭＰＧとは無関係の勾配パルスなどは図示省略されている。

図１９は行列Ｄｊ´の第６行（ｄ_６１，ｊ −ｄ_６２，ｊ ｄ_６３，ｊ）の説明図である。
図１９（ａ）には、（ｄ_６１，ｊ −ｄ_６２，ｊ ｄ_６３，ｊ）を表す３つのベクトルＶｘ６´、Ｖｙ６´、Ｖｚ６´が示されている。ベクトルＶｘ６´はｘ軸方向に大きさ「ｄ_６１，ｊ」を有しており、ベクトルＶｙ６´は−ｙ軸方向に大きさ「ｄ_６２，ｊ」を有しており、ベクトルＶｚ６´はｚ軸方向に大きさ「ｄ_６３，ｊ」を有している。図１９（ｂ）に、ベクトルＶｘ６´、Ｖｙ６´、およびＶｚ６´を合成することにより得られたベクトルＶ６´を示す。図１９（ｂ）では、ベクトルＶ６´の向きを規定する軸を、符号「ｒ６´」で示してある。ｒ６´軸がＭＰＧの印加方向を規定している。
図１９（ｃ）には、ｒ６´軸上にＭＰＧを印加するためのシーケンスＦ´が概略的に示されている。シーケンスＦ´では、ｘ軸方向に振幅ｋ・ｄ_６１，ｊの正の勾配パルスＱｘ６´が印加され、ｙ軸方向に振幅ｋ・ｄ_６２，ｊの負の勾配パルスＱｙ６´が印加され、ｚ軸方向に振幅ｋ・ｄ_６３，ｊの正の勾配パルスＱｚ６´が印加される。これらの勾配パルスＱｘ６´、Ｑｙ６´、およびＱｚ６´を合成することにより得られる合成磁場が、ｒ６´軸上に印加されるＭＰＧを表している。勾配パルスＱｘ６´、Ｑｙ６´、およびＱｚ６´を印加した後、データ収集が行われる。尚、データ収集の前には、勾配パルスＱｘ６´、Ｑｙ６´、およびＱｚ６´以外にも様々なパルスが印加されるが、ＭＰＧとは無関係の勾配パルスなどは図示省略されている。

したがって、シーケンスＡ´〜Ｆ´は、ベクトルＶ１´〜Ｖ６´で規定される軸（ｒ１´軸、ｒ２´軸、ｒ３´軸、ｒ４´軸、ｒ５´軸、ｒ６´軸）に拡散強調を行うことがわかる。図２０に、ベクトルＶ１´〜Ｖ６´の位置関係を示す。図２０から、ベクトルＶ１´〜Ｖ６´の向きは、互いに異なっていることがわかる。

本形態では、増幅部６に掛かる負荷を３つのアンプに最も効率よく分散させることができる行列Ｄｊ´に基づいて、ＭＰＧの印加方向を規定する軸を設定している。したがって、各アンプの発熱を小さくすることができるので、シーケンスとシーケンスとの間の休み時間Δｔ（図１０参照）を短くすることができる。

尚、本形態では、ｘ軸方向およびｙ軸方向の勾配パルス発生効率が、ｚ軸方向の勾配パルス発生効率より低い場合について説明されている。しかし、本発明は、３軸方向のうちのいずれかの軸方向の勾配パルス発生効率が、他の軸方向の勾配パルス発生効率より低い場合に適用することができる。

また、本形態では、ＭＰＧの印加方向として６軸が設定された例について説明されている。しかし、本発明は、６軸に限定されることはなく、ＭＰＧの印加方向を複数軸設定する必要がある場合に適用することができる。

２ マグネット
３ テーブル
３ａ クレードル
４ 受信コイル
５ 勾配電源
７ 送信器
８ 受信器
９ 制御部
１０ 操作部
１１ 表示部
１２ 被検体
２１ ボア
２２ｘ、２２ｙ、２２ｚ 勾配コイル

Claims (12)

1. 異なる方向に印加される勾配パルスを発生するための複数の勾配パルス発生手段であって、前記複数の勾配パルス発生手段のうちの少なくとも２つの勾配パルス発生手段が発生する勾配パルスを合成することにより、複数の軸それぞれに印加されるＭＰＧを発生する複数の勾配パルス発生手段を有し、
   前記複数の軸は、前記複数の勾配パルス発生手段の磁場発生効率に基づいて設定されている、磁気共鳴装置。
2. 前記複数の勾配パルス発生手段には、
   第１の方向に印加される勾配パルスを発生するための第１の勾配パルス発生手段と、
   第２の方向に印加される勾配パルスを発生するための第２の勾配パルス発生手段と、
   第３の方向に印加される勾配パルスを発生するための第３の勾配パルス発生手段と、
   を有する、請求項１に記載の磁気共鳴装置。
3. 前記複数の軸の各々は、
   前記第１の方向を表す第１の軸、前記第２の方向を表す第２の軸、および前記第３の方向を表す第３の軸のうちの少なくとも２軸に対して斜めに設けられている、請求項２に記載の磁気共鳴装置。
4. 前記複数の軸は、複数の他の軸を、前記第１の軸、前記第２の軸、および前記第３の軸の周りに、第１の回転角、第２の回転角、および第３の回転角だけそれぞれ回転させることにより求められる、請求項３に記載の磁気共鳴装置。
5. 前記第１の回転角、前記第２の回転角、および前記第３の回転角は、前記磁場発生効率に基づいて決定されている、請求項４に記載の磁気共鳴装置。
6. 前記複数の軸は、以下の式を用いて求められる、請求項４又は５に記載の磁気共鳴装置。
   
7. 前記回転角α、β、γの各々の値を変更することにより得られた行列Ｄ´＝Ｄ１´、・・・、Ｄｗ´の中から、前記複数の軸を表す第１の行列が選択されている、請求項６に記載の磁気共鳴装置。
8. 前記行列Ｄ´＝Ｄ１´、・・・、Ｄｗ´の各々に対して磁場発生効率が考慮された行列Ｐ＝Ｐ１、・・・Ｐｗに基づいて、前記第１の行列が選択されている、請求項７に記載の磁気共鳴装置。
9. 前記行列Ｐは、以下の式を用いて求められる、請求項８に記載の磁気共鳴装置。
   
10. 前記行列Ｐ＝Ｐ１、・・・Ｐｗの各々の要素の絶対値の最大値に基づいて、前記第１の行列が選択されている、請求項９に記載の磁気共鳴装置。
11. 前記行列Ｐ＝Ｐ１、・・・Ｐｗのうちの、前記要素の絶対値の最大値が最小となる第２の行列に基づいて、前記第１の行列が選択されている、請求項１０に記載の磁気共鳴装置。
12. 前記複数の他の軸には、前記第１の軸が含まれている、請求項４〜１０のうちのいずれか一項に記載の磁気共鳴装置。