WO2015173921A1 - シムコイル及び磁気共鳴撮像装置 - Google Patents

Abstract

　簡易な構成で、所望の位置の局所的な静磁場不均一を高精度に低減する技術を提供する。　静磁場形成部により形成される静磁場の局所的な不均一を調整する局所シムコイルを備え、前記局所シムコイルは、複数のサブコイルを備え、前記複数のサブコイルは、各々、撮像面に、ピーク位置が等しく略相似形の磁場分布を生成し、少なくとも一つの前記サブコイルが生成する前記磁場分布は、他の前記サブコイルが生成する前記磁場分布の向きである第一の向きと逆向きの第二の向きであることを特徴とする局所的な磁場分布を生成可能なシムコイルを提供する。

Description

シムコイル及び磁気共鳴撮像装置

　本発明は、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ　Ｉｍａｇｉｎｇ）技術に関わり、特に、静磁場均一度をアクティブに補正する技術に関する。

　ＭＲＩ装置は、検査対象を横切る任意の断面内の核スピンに磁気共鳴を起こさせ、発生する核磁気共鳴信号からその断面内における断層像を得る医用画像診断装置である。

　近年、ＭＲＩ装置は高磁場化が進み、それに伴い、静磁場の不均一の補正（シミング）の必要性が高まっている。シミングの手法には二種類ある。装置の磁石の個体差による静磁場不均一などを補正するパッシブシミングと、被検体の撮像ごとに調整を行うアクティブシミングである。アクティブシミングでは、被検体の撮像ごとに関心領域内に対して、静磁場均一度を補正するコイル（シムコイル）に流す電流を調整してシミングする。

　被検体内で、特に強大な静磁場不均一が存在する場所のひとつに、脳の前頭前皮質がある。そこでは、隣接する副鼻腔の空気層と脳の磁化率差によって磁場が歪み、数センチメートル幅程度の局所的で強大な静磁場不均一が生じている。それを補正するためには、同様に局所的で強大な磁場を同じ場所に逆向きに作り、打ち消す必要がある。

　このようなシミングに用いられるシムコイルには、球面調和型のシムコイルとマルチコイルアレイ型のシムコイルがある。

　球面調和型のシムコイルは、球面調和関数展開により表現される三次元磁場分布を有するように設計される。この球面調和型のシムコイルを無限の次数まで用意することができれば、任意の磁場分布を作ることができる。しかしながら、コストや配置空間の制約から２次ないし３次程度までの低次の球面調和型のシムコイルを搭載するにとどまっている。低次の項だけでは、広域に変化する磁場分布しか作ることができず、前頭前皮質などに存在するような局所的な静磁場不均一を補正することができない。

　一方、マルチコイルアレイ型のシムコイルは、例えば、ＭＲＩ装置の磁石の形状がハンバーガー型用のもの（例えば、特許文献１参照）、トンネル型用のもの（例えば、非特許文献１参照）が知られている。特許文献１に開示のシムコイルは、２５個のサブコイルにより構成され、その中の１つに大きな電流を流すことにより、局所的な磁場強度を調整する。非特許文献１に開示のシムコイルでは、４８個もの小さなサブコイルを静磁場方向に対して平行な円筒面上に敷き詰め、局所的な磁場不均一を補正する。

特開２００５－１９２８２５号公報

Ｃ．Ｊｕｃｈｅｍ他著、「７Ｔにおけるヒト脳のダイナミックマルチコイルシミング（Ｄｙｎａｍｉｃ　ｍｕｌｔｉ－ｃｏｉｌ　ｓｈｉｍｍｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｈｕｍａｎ　ｂｒａｉｎ　ａｔ　７Ｔ）」、ジャーナル　オブ　マグネティックレゾナンス（Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）、２０１１、Ｖｏｌ．２１２、ｐｐ．２８０－２８８

　特許文献１に開示の技術では、１つのサブコイルに大きな電流を流すことにより、局所的な磁場分布を生成する。しかしながら、実際の撮像時は、コイルの発熱を考慮した電流制限があり、制限値以上の電流を流すことはできない。従って、静磁場不均一調整可能な範囲が、所定以下の電流で調整可能なシムコイル近傍に限定される。

　また、単にシムコイルを小さくして被検体近傍に配置したとしても、必ずしも被検体深部に所望の局所性を持つ磁場分布を生成することはできない。コイルから遠ざかるにつれて、その磁場分布は広がるため、コイルが作る局所的な磁場分布は、コイル近傍に限られるためである。そのため、コイルから一定の距離にある面において、一つのシムコイルが実現できる磁場分布の局所性には限界が存在する。

　非特許文献１に開示の技術では、４８個ものサブコイルを要する。サブコイル数の増大はコストの増大を招く。特に、各サブコイルに流す電流を制御するために、サブコイルの数だけ電流源が必要となり、機材コストが増大する。

　本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、簡易な構成で、所望の位置の局所的な静磁場不均一を高精度に低減する技術（シムコイル）を提供することを目的とする。

　本発明は、静磁場の局所的な不均一を調整する局所シムコイルを備え、前記局所シムコイルは、複数のサブコイルを備え、前記複数のサブコイルは、各々、撮像面に、ピーク位置が等しく略相似形の磁場分布を生成し、少なくとも一つの前記サブコイルが生成する前記磁場分布は、他の前記サブコイルが生成する前記磁場分布の向きである第一の向きと逆向きの第二の向きであることを特徴とする局所的な磁場分布を生成可能なシムコイルを提供する。

　また、撮像空間に静磁場を形成する静磁場形成部と、前記静磁場の均一度を調整するための磁場を発生するシムコイルと、前記シムコイルにシム電流を供給するシム電源と、
　前記シム電源が出力する電流を制御する電流制御部と、を備え、前記シムコイルは、
　前記静磁場形成部により形成される静磁場の局所的な不均一を調整する局所シムコイルを備え、前記局所シムコイルは、複数のサブコイルを備え、前記電流制御部は、前記複数のサブコイル各々に、撮像面に、ピーク位置が等しく略相似形の磁場分布を生成し、少なくとも一つの前記サブコイルが生成する前記磁場分布が、他の前記サブコイルが生成する前記磁場分布の向きである第一の向きと逆向きの第二の向きであり、前記第一の向きの前記磁場分布を合成することにより得る合成磁場分布の磁場プロファイルのピークの半値全幅、および、前記第二の向きの前記磁場分布を合成することにより得る合成磁場分布の磁場プロファイルのピークの半値全幅のうち、小さい方のピーク値が、他方のピーク値より大きくなるよう、前記シム電源から前記シム電流が供給されるよう制御することを特徴とする磁気共鳴イメージング装置を提供する。

　簡易な構成で、所望の位置の局所的な静磁場不均一を高精度に低減できる。

（ａ）および（ｂ）は、第一の実施形態のＭＲＩ装置の概観図である。 （ａ）は、第一の実施形態のＭＲＩ装置の概略構成を示すブロック図であり、（ｂ）は、第一の実施形態のシム制御部の機能ブロック図である。 （ａ）は、第一の実施形態の局所シムコイルの構成例とシム電流の方向とを説明するための説明図であり、（ｂ）は、第一の実施形態の局所シムコイルの配置位置と静磁場方向との関係とを説明するための説明図である。 （ａ）～（ｃ）は、第一の実施形態の局所シムコイルにより生成される磁場分布の磁場プロファイルを説明するための説明図である。 （ａ）は、従来の単一コイルの構成例を説明するための説明図であり、（ｂ）は、当該単一コイルがスライスに生成する磁場の半値全幅の限界を説明するためのグラフである。 （ａ）および（ｂ）は、第一の実施形態の局所シムコイルの各サブコイルが生成する磁場プロファイルのグラフである。 第一の実施形態の局所シムコイルが生成する作る磁場プロファイルのグラフである。 第一の実施形態のシミング処理のフローチャートである。 （ａ）および（ｂ）は、第一の実施形態の局所シムコイルの変形例その１の構成例とシム電流方向とを説明するための説明図である。 （ａ）は、図９（ａ）の、（ｂ）は、図９（ｂ）の局所シムコイルが生成する磁場分布の磁場プロファイルのグラフである。 （ａ）は、第一の実施形態の局所シムコイルの変形例その２の構成例を説明するための説明図であり、（ｂ）は、同配置およびシム電流方向を説明するための説明図である。 第一の実施形態の局所シムコイルの変形例その３の構成例を説明するための説明図である。 （ａ）は、第二の実施形態の局所シムコイルの構成およびシム電流の方向を説明するための説明図であり、（ｂ）は、同局所シムコイルのみかけの電流方向を説明するための説明図である。 （ａ）は、第三の実施形態の局所シムコイルの構成およびシム電流の方向を説明するための説明図であり、（ｂ）は、同局所シムコイルの電流方向を説明するための説明図である。

　＜＜第一の実施形態＞＞
　以下、本発明を適用する実施形態について説明する。以下、本発明の実施形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

　まず、第一の実施形態のＭＲＩ装置の全体構成について説明する。図１（ａ）および図１（ｂ）は、本実施形態のＭＲＩ装置の外観図である。図中、座標系９００のｚ軸の方向が静磁場方向である。図１（ａ）に示すＭＲＩ装置１００は、水平磁場方式のマグネット１３０を備える。図１（ｂ）に示すＭＲＩ装置１０１は、垂直磁場方式のマグネット１３１を備える。これらのＭＲＩ装置１００、１０１は、検査対象（被検体）１１０を載置するテーブル１４０を備える。本実施形態は、水平磁場方式のマグネット１３０を備えるＭＲＩ装置１００、および、垂直磁場方式のマグネット１３１を備えるＭＲＩ装置１０１のいずれも適用可能である。以下、水平磁場方式のマグネット１３０を有するＭＲＩ装置１００を例にあげて説明する。

　図２（ａ）は、本実施形態のＭＲＩ装置１００の概略構成を示すブロック図である。図１（ａ）と同じ要素は同じ符号で示す。

　本実施形態のＭＲＩ装置１００は、撮像空間に静磁場を形成する静磁場形成部である、水平磁場方式のマグネット１３０と、傾斜磁場コイル１５０と、傾斜磁場電源１５１と、高周波磁場を被検体に照射（送信）するとともに前記被検体から発生する核磁気共鳴信号を検出（受信）して検出信号として出力する送受信コイル１６０と、送信および受信のタイミングに合わせて高周波信号のオンとオフとを切り替える送受信切換器１６１と、送信器１６２と、受信器１６３と、高周波信号分配・合成器１６４と、シーケンサ１７０と、計算機１８０と、表示装置１８１と、記憶装置１８２と、シム電源２０１と、シムコイル２００と、を備える。

　傾斜磁場コイル１５０は、傾斜磁場電源１５１に接続され、傾斜磁場電源１５１から供給される傾斜磁場制御電流により、傾斜磁場を撮像空間に印加する。

　送受信コイル１６０は、高周波信号分配・合成器１６４を介して２つの送受信切換器１６１に接続され、送受信切換器１６１はそれぞれ送信器１６２及び受信器１６３に接続される。

　高周波磁場照射用の高周波信号は、送受信切換器１６１および高周波信号分配・合成器１６４を通じて送受信コイル１６０に印加され、被検体１１０に高周波磁場を照射される。照射された高周波磁場により被検体１１０から発生する核磁気共鳴信号は送受信コイル１６０によって検出され、検出された信号は、高周波信号分配・合成器１６４および送受信切換器１６１を通り、受信器１６３で信号の増幅および検波が行われる。

　受信器１６３で検波された信号は、Ａ／Ｄ変換器を介して計算機１８０に送られる。検波された信号や測定条件は、必要に応じて、計算機１８０に接続される記憶装置１８２に保存される。

　なお、送受信コイル１６０は、高周波磁場を発生する送信用コイルと被検体１１０からの信号を受信する受信用コイルとを別個に設けても一つのコイルで兼用してもよい。

　シーケンサ１７０は、計算機１８０からの指示に従って、予めプログラムされたタイミング、強度で各装置が動作するように制御を行う。具体的には、傾斜磁場電源１５１、シム電源２０１、送受信切換器１６１、受信器１６３及び送信器１６２に命令を送る。また、受信器１６３において検波の基準とする磁気共鳴周波数は、シーケンサ１７０によりセットされる。

　送受信切換器１６１は、シーケンサ１７０からの指示の従って、オンオフ制御される。指示は、高周波信号照射時は、送信器１６２に接続されている送受信切換器１６１がオンされ、核磁気共鳴信号検出時は、受信器１６３に接続されている送受信切換器１６１がオンされるようになされる。

　シムコイル２００は、シム電源２０１に接続され、シム電源２０１から供給される電流により、静磁場の均一度を調整するための磁場を発生する。本実施形態のシムコイル２００は、静磁場を生成するマグネット１３０に内蔵または近傍に配置される内蔵型シムコイル２１０と、被検体１１０近傍に配置される局所シムコイル２２０とを備える。

　内蔵型シムコイル２１０は、マグネット１３０の個体差または被検体１１０が静磁場に配置されることにより生じる静磁場不均一を補正する。本実施形態では、内蔵型シムコイル２１０は、球面調和型であっても、マルチコイルアレイ型であっても、その両方であってもよい。

　局所シムコイル２２０は、被検体１１０が静磁場に配置されることにより生じる静磁場の局所的な不均一を主として補正する。局所シムコイルの詳細は後述する。

　シム電源２０１は、シーケンサ１７０を介して計算機１８０からの指示に従って、シムコイル２００に、電流（シム電流）を供給する。本実施形態では、内蔵型シムコイル２１０および局所シムコイル２２０それぞれに、独立にシム電流を供給する。

　シム電源２０１は、内蔵型シムコイル２１０および局所シムコイル２２０それぞれ別個独立のものが接続されていてもよいし、１つのシム電源２０１から、両シムコイル２１０、２２０に電流を供給するよう構成してもよい。シム電源２０１が１つの場合、両者に異なる電源を供給可能な構成を備えるものとする。例えば、シムコイルへの供給ラインに可変抵抗を備えるなどとする。

　計算機１８０では、受信した信号に対し、画像再構成などの信号処理を行う。その結果は、計算機１８０に接続される表示装置１８１に表示される。また、計算機１８０では、ＭＲＩ装置１００全体の動作の制御を行う。さらに、本実施形態では、シム電源２０１からシムコイル２００に供給する電流（シム電流）を決定し、その供給を制御する。

　シム電流を決定し、制御するため、本実施形態の計算機１８０は、シム制御部１８３を備える。そして、図２（ｂ）に示すように、本実施形態のシム制御部１８３は、撮像毎に供給するシム電流の大きさを決定するシミング部１８４と、シム電源２０１が出力する電流を制御する電流制御部１８５と、を備える。本実施形態の電流制御部１８５は、決定したシム電流をシム電源２０１からシムコイル２００に供給するようシーケンサ１７０に指示する。

　計算機１８０は、ＣＰＵとメモリとを備える。そして、計算機１８０が実現する各機能は、記憶装置１８２に格納されたプログラムを、計算機１８０のＣＰＵがメモリにロードして実行することにより実現される。また、全部または一部の機能は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（ｆｉｅｌｄ－ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　ｇａｔｅ　ａｒｒａｙ）などのハードウェアによって実現してもよい。また、各機能の処理に用いる各種のデータ、処理中に生成される各種のデータは、記憶装置１８２に格納される。

　［局所シムコイル］
　本実施形態の局所シムコイル２２０について説明する。上述のように、被検体１１０内では、数センチメートル程度の範囲で、局所的で強大な静磁場不均一が生じることがある。そして、従来の局所シムコイルでは、単一のコイルを用いる場合、磁場分布の局所化に限界がある。また、従来のマルチコイルアレイ型のコイルを用いる場合、大量のコイルが必要となり、高コスト化する。

　本実施形態では、この局所シムコイル２２０の構成を工夫し、単一コイルが実現する局所限界を超える局所的な磁場分布を、従来のマルチコイルアレイ型のシムコイルに比べて少ないコイル数で実現する。

　図３（ａ）に、本実施形態の局所シムコイル２２０を示す。また、図３（ｂ）は、本実施形態の局所シムコイル２２０の配置を説明するための図である。本図において、スライス３００は、被検体１１０を横断する撮像断面である。この局所シムコイル２２０は、スライス３００における静磁場不均一を補正するためにスライス３００にシム磁場を生成する。ここでは、スライス３００が、静磁場９１０に垂直に設定される場合を例にあげて説明する。

　［局所シムコイルの構成および配置］
　本実施形態の局所シムコイル２２０は、複数のサブコイル２２１、２２２を備え、各サブコイル２２１，２２２は、それぞれ、撮像面（スライス）３００に、略相似形であって、ピーク位置が等しい磁場分布を生成する。そして、少なくとも一つのサブコイルは、他のサブコイルとは逆向きの磁場を生成する。このとき、他のサブコイルが生成する磁場の向きを第一の向き、逆方向を、第二の向きとすると、第一の向きの磁場分布を合成することにより得る合成磁場分布の磁場プロファイルのピークの半値全幅、および、前記第二の向きの前記磁場分布を合成することにより得る合成磁場分布の磁場プロファイルのピークの半値全幅のうち、大きさが小さい方のピーク値が、他方のピーク値より大きいものとする。そして、各サブコイルは、予め定めた設置面上の、互いに略相似形の閉ループ上に配置される。

　具体的には、本実施形態の局所シムコイル２２０は、図３（ａ）に示すように、サブコイル２２１と、サブコイル２２２とを備える。また、これらのサブコイル２２１、２２２は、それぞれ、環形状（リング形状）を有する円形コイルである。各サブコイル２２１、２２２は、導線を１回以上巻くことにより、形成される。ここでは、サブコイル２２１の直径が、サブコイル２２２の直径より小さいものとする。各サブコイル２２１および２２２は、非磁性の支持体に支持され、同一の設置面３１０上に同心円状に配置される。すなわち、これらのサブコイル２２１、２２２は、同心で、それぞれ、半径の異なる環状コイルである。

　本実施形態では、設置面３１０は、静磁場９１０に略垂直とする。すなわち、設置面３１０は、スライス３００と平行である。なお、支持体は、受信コイルの支持体と兼用であってもよい。また、図３（ｂ）に示すように、局所シムコイル２２０は、被検体１１０の近傍に配置される。

　サブコイル２２１および２２２は、それぞれシム電源２０１に接続され、シム電源２０１から電流（シム電流）が供給される。サブコイル２２１およびサブコイル２２２は、電流の供給を受け、それぞれ、磁場を生成する。局所シムコイル２２０がスライス３００に生成する磁場は、サブコイル２２１が生成する磁場とサブコイル２２２が生成する磁場とを合成した合成磁場である。

　本実施形態の局所シムコイル２２０は、後述するとおり、供給するシム電流に応じて、スライス３００に生成する磁場の局所性を制御可能である。局所シムコイル２２０を構成する各サブコイル２２１および２２２に供給するシム電流の大きさは、上述のように、シミング部１８４において決定される。

　シム電流の大きさは、サブコイル２２１のピーク値の絶対値が、サブコイル２２２のそれより大きくなるよう決定される。また、このとき、シム電流は、図３（ａ）および図３（ｂ）矢印に示す通り、サブコイル２２１及びサブコイル２２２に、それぞれ逆向きの電流が流れるよう、供給される。

　シム電源２０１は、シーケンサ１７０を介した計算機１８０の電流制御部１８５からの指示に従って、各サブコイル２２１、２１２に、それぞれ、シム電流を供給する。

　すなわち、シム電源２０１は、電流制御部１８５の制御に従って、前記複数のサブコイル２２１、２２２各々に、撮像面に、ピーク位置が等しく略相似形の磁場分布を生成し、少なくとも一つの前記サブコイルが生成する前記磁場分布が、他の前記サブコイルが生成する前記磁場分布の向きである第一の向きと逆向きの第二の向きであり、前記第一の向きの前記磁場分布を合成することにより得る合成磁場分布の磁場プロファイルのピークの半値全幅、および、前記第二の向きの前記磁場分布を合成することにより得る合成磁場分布の磁場プロファイルのピークの半値全幅のうち、小さい方のピーク値が、他方のピーク値より大きくなるよう、シム電流を供給する。

　シム電源２０１は、内蔵型シムコイル２１０と局所シムコイル２２０とに供給する場合と同様に、サブコイル２２１、２１２にそれぞれ別個独立のものが接続されていてもよいし、１つのシム電源２０１から、両サブコイル２２１、２１２に電源を供給するよう構成してもよい。

　［局所シムコイルが生成する磁場分布］
　次に、局所シムコイル２２０が、上述のシム電流を受け、スライス３００において単一コイルで実現できる局所限界を超える局所的な磁場分布を生成できることを説明する。

　まず、サブコイル２２１及びサブコイル２２２がスライス３００に生成する磁場分布を考える。

　シム電流の供給を受けると、サブコイル２２１および２２２は、それぞれ、円形コイルの中心軸とスライス３００とが交わる点にピークを持つ円形山型の磁場分布を生成する。各サブコイル２２１および２２２が生成する磁場分布は、互いに略相似形を有する。ただし、サブコイル２２２が生成する磁場分布は、サブコイル２２１よりも直径が大きいため、サブコイル２２１が生成する磁場分布よりも広がりを持った形状となる。

　ここで、参考のため、サブコイル２２１および２２２に、それぞれが生成する磁場分布のピーク値が同じとなるようシム電流が供給された場合の磁場分布のプロファイル（磁場プロファイル）４０１、４０２を、図４（ａ）に示す。この磁場プロファイル４０１、４０２は、ピーク位置を通るｘｚ面上のプロファイルである。以下、本明細書中の磁場プロファイルは、同様とする。また、図４（ａ）において、横軸はｘ方向の位置、縦軸は静磁場９１０と同方向であるｚ方向の磁場成分（Ｂｚ）とする。以下、各磁場プロファイルを示すグラフにおいて同様とする。

　本実施形態では、サブコイル２２１へ供給するシム電流を、上記の場合より大きくし、サブコイル２２１が作る磁場のピーク値が、サブコイル２２２が作る磁場のピーク値より大きくなるようにする。このとき、サブコイル２２２に供給するシム電流の向きを、サブコイル２２１とは逆向きとし、生成磁場の向きを逆とする。

　この場合の、磁場プロファイル４１１および４１２を、図４（ｂ）に示す。なお、磁場プロファイル４１２Ｒは、磁場プロファイル４１２の正負を逆転して表示したものである。これは、磁場プロファイル４１１および磁場プロファイル４１２の大きさを比較しやすくするためである。

　サブコイル２２１が作る磁場とサブコイル２２２が作る磁場とを足し合わせる（合成する）と、サブコイル２２１が作る磁場ピークを少し残しつつ、その周囲の磁場分布が打ち消される。合成後の磁場分布の磁場プロファイル４０５を、図４（ｃ）に示す。このようにして生成された合成磁場は、後述の図７に示すように規格化すると明確なように、サブコイル２２１が生成する磁場分布よりも鋭いピークを持つ局所的な磁場分布となる。

　ここで、サブコイル２２２に供給するシム電流を、上記の状態から弱めると、サブコイル２２２による磁場分布のピークが低くなる。従って、ピークの周囲の磁場分布の打ち消し量が小さくなり、合成磁場の分布は、上記の状態よりも広くなる。

　一方、サブコイル２２２に供給するシム電流を、上記の状態から強めると、サブコイル２２２による磁場分布のピークは高くなる。従って、ピークの周囲の磁場分布の打消し量は大きくなり、合成磁場の分布は、上記の状態より狭くなる。

　このように、サブコイル２２１および２２２の合成磁場の分布、すなわち、局所シムコイル２２０による磁場分布は、両者に流す電流量によって、その鋭さを調整できる。

　［シミュレーション結果］
　ここで、本実施形態の局所シムコイル２２０がスライス３００に生成する磁場分布が、単一のコイルが生成する磁場分布より局所性が良好であることを、計算シミュレーションにより示す。

　本シミュレーションでは、設置面３１０は、被検体１０から２５ｍｍの距離とし、設置面３１０からスライス３００までの距離は１２５ｍｍとした。

　［単一コイル］
　まず、設置面３１０に設置される単一コイルが、スライス３００に生成する磁場分布の磁場プロファイルの、半値全幅の最小限界を調べた。ここで用いた単一コイル８００は、図５（ａ）に示すようにサブコイル２２１、２２２と同様の、環状の円形コイルとした。この単一コイル８００の直径２０ｍｍから１２０ｍｍの間で変化させ、生成される磁場分布の磁場プロファイルの半値全幅を算出した。

　図５（ｂ）にその結果を示す。横軸が単一コイルの直径（ｍｍ）で、縦軸がスライス３００に生成される磁場の半値全幅（ｍｍ）である。単一コイル８００の直径を小さくするほど、生成される磁場の半値全幅は小さくなる。しかし、その半値全幅には最小限界があることが分かる。図５より、単一コイル８００では半値全幅１２０ｍｍ以下の磁場分布が作れないことがわかる。

　［本実施形態の局所シムコイル］
　続いて、局所シムコイル２２０がスライス３００に作る磁場分布を計算する。同心円状のサブコイル２２１および２２２の中心を、ｘ＝０ｍｍ、ｙ＝４３ｍｍとした。サブコイル２２１は、直径５３ｍｍの環状の円形コイルとし、サブコイル２２２は、直径１２４ｍｍの環状の円形コイルとした。サブコイル２２１及びサブコイル２２２の巻き数は共に１００とした。

　図６（ａ）および図６（ｂ）に、サブコイル２２１および２２２がスライス３００に作る磁場分布の、ｙ＝４３ｍｍにおけるｘ方向の磁場プロファイルを示す。これらの図において、横軸はｘ、縦軸は静磁場９１０と同方向であるｚ方向の磁場成分Ｂｚの大きさである。ここでは、サブコイル２２１および２２２が作る磁場の大きさが比較しやすいように、サブコイル２２２が作る磁場分布の磁場プロファイルは、正負を反転させて示す。

　図６（ａ）は、サブコイル２２１に１３４ｍＡ、サブコイル２２２に２０ｍＡを、それぞれ流したときの磁場プロファイル４２１および４２２Ｒである。図６（ｂ）は、サブコイル２２１に２５８ｍＡ、サブコイル２２２に５２ｍＡを、それぞれ流したときの磁場プロファイル４３１および４３２Ｒである。

　図７に、サブコイル２２１および２２２それぞれが生成する磁場を合成した合成磁場、すなわち、局所シムコイル２２０が生成する磁場分布の磁場プロファイルを示す。ここでは、図６（ａ）および図６（ｂ）と同様に、磁場分布のｙ＝４３ｍｍにおけるｘ方向の磁場プロファイルを示す。

　図７の実線で示す磁場プロファイル４２５、および、一点鎖線で示す磁場プロファイル４３５は、それぞれ、図６（ａ）及び図６（ｂ）に磁場プロファイルを示す磁場分布を合成し（足し合わせ）たものである。ここでは、半値全幅を比較するために、各磁場プロファイルを最大値が１、最小値が０となるよう規格化した。また、参考に、図６（ａ）に示す磁場プロファイル４２１を規格化したものを点線で、同磁場プロファイル４２２を規格化したものを破線でそれぞれ示す。

　本図に示すように、磁場プロファイル４２５および磁場プロファイル４３５の、半値全幅は、それぞれ、１０４ｍｍ、８３ｍｍであった。

　従って、本実施形態の局所シムコイル２２０によれば、単一コイルの限界である１２０ｍｍ以下の半値全幅を持つ磁場分布を生成可能であることが示された。

　また、サブコイル２２１及びサブコイル２２２に流す電流量を変えることで、局所シムコイル２２０が作る磁場分布の鋭さを変えることができることが示された。

　図７では、上述したように半値全幅を比較するために規格化を行っている。図７に一点鎖線で示す磁場プロファイル４３５においては、グラフのＢｚ＝０．２付近が規格化前の磁場０のラインである。すなわち、図６（ｂ）のように、サブコイル２２１に２５８ｍＡ、サブコイル２２２に５２ｍＡを、それぞれ流した場合、局所シムコイル２２０により、磁場分布のピーク（ｘ＝０）の周囲（ｘ＝±１００近辺）には負の磁場が生成され、さらにその外側には、Ｂｚの値が０に漸近する磁場が生成される。この場合の、負の磁場から０に漸近していく部分はリップルと呼ばれる。一般には、正負を繰り返しながら０に漸近していく部分がリップルと呼ばれる。

　なお、本実施形態では、局所シムコイル２２０と内蔵型シムコイル２１０とを組み合わせたシムコイル２００を用いる。内蔵型シムコイル２１０により、ＦＯＶ全体の磁場を一様に持ち上げることができる。従って、内蔵型シムコイル２１０により、リップルにより生成される負の磁場の分だけ磁場を一様に持ち上げることにより、図７のように、どの領域でも負の磁場が生成されないようにできる。

　［シミング処理］
　次に、本実施形態のシム制御部１８３による制御について説明する。本実施形態では、被検体１１０が変わる毎、および／または、被検体１１０の配置（姿勢）が変わる毎に、計算機のシミング部１８４がシミング処理を行い、シム電源２０１から局所シムコイル２２０のサブコイル２２１および２２に供給する電流量を決定する。

　シミング部１８４は、関心領域（ＦＯＶ）の静磁場分布と、シムコイル２００を構成する各コイルのＢｚ分布とを用いて、局所シムコイル２２０及び内蔵型シムコイル２１０を構成するそれぞれのサブコイルに流すシム電流の大きさ（電流量）を計算する。

　各サブコイルのＢｚ分布は、事前に、磁場分布取得処理を実行することにより算出し、データベースに記憶する。算出は、磁場算出シミュレーションにより行われる。シミング部１８４は、局所シムコイル２２０を構成する各サブコイル２２１、２２２、及び内蔵型シムコイル２１０それぞれについて、Ｂｚ分布を計算する。なお、内蔵型シムコイル２１０が、複数のサブコイルで構成される場合、サブコイル毎に磁場分布のＢｚ成分を計算しておく。また、この磁場分布取得処理は、シムコイル２００設置前や、製造時等に行う。

　シム電流の大きさの算出時は、コイルの発熱によって各コイルに定められる電流制限値を超えないように、制約条件付で計算を実行する。局所シムコイル２２０及び内蔵型シムコイル２１０を構成するそれぞれのサブコイルが作る磁場分布を合成した合成磁場分布が、測定した静磁場分布を反転したものに近づくように各サブコイルに流す電流量を計算する。計算方法として、例えば最小二乗法を用いる。

　算出結果を記憶するデータベースは、記憶装置１８２に構築される。

　なお、関心領域とは、例えばスライス３００のような撮像断面や、スライスの集合などによって定義される領域のことである。この関心領域の磁場分布は、被検体１１０を、実際の撮像時の態様で配置した状態で測定する。

　本実施形態のシミング部１８４によるシミング処理の流れを説明する。図８は、本実施形態のシミング処理の処理フローである。シミング処理は、被検体１１０が、実際の撮像位置に配置された後、ユーザからの指示に従って開始される。

　また、前述したように、各サブコイル２２１、２２２、内蔵型シムコイル２１０の、Ｂｚ分布は、予め磁場分布取得処理を行い(ステップＳ１２０１）、データベース（１２０２）に格納しておく。

　シミング部１８４は、まず、関心領域（ＦＯＶ）の静磁場分布を測定する（ステップＳ１１０１）。続いて、シミング部１８４は、静磁場均一度を判定する（ステップＳ１１０２）。静磁場均一度は、例えば、得られた関心領域の静磁場分布のピーク値や、平均値および標準偏差といった統計値から得られる指標により判断する。

　測定された静磁場分布の均一度が仕様を満たしている場合、シミング部１８４は、シミング処理を終了する。

　一方、仕様を満たしていない場合、シミング部１８４は、各サブコイル２２１および２２２に供給する電流値を計算する（ステップＳ１１０３）。ここでは、上述のように、ステップＳ１１０１で得た関心領域の静磁場分布と、データベース（１２０２）に保存されたＢｚ分布とを用いて、各コイルに供給する電流量を計算する。

　シミング部１８４は、算出結果を電流制御部１８５に通知し（ステップＳ１１０４）、シミング処理を終了する。なお、上述のように、電流制御部１８５は、通知を受けると、当該電流を、シーケンサ１７０を介して各サブコイルに供給する。

　以上説明したように、本実施形態のＭＲＩ装置１００は、撮像空間に静磁場を形成する静磁場形成部（マグネット１３０）と、前記静磁場の均一度を調整するための磁場を発生するシムコイル２００と、前記シムコイル２００にシム電流を供給するシム電源２０１と、前記シム電源２０１が出力する電流を制御する電流制御部１８５と、を備え、
　前記シムコイル２００は、前記静磁場形成部１３０により形成される静磁場の局所的な不均一を調整する局所シムコイル２２０を備え、前記局所シムコイル２２０は、複数のサブコイル２２１、２２２を備え、前記電流制御部１８５は、前記複数のサブコイル２２１、２２２各々に、撮像面（スライス３００）に、ピーク位置が等しく略相似形の磁場分布を生成し、少なくとも一つの前記サブコイルが生成する前記磁場分布が、他の前記サブコイルが生成する前記磁場分布の向きである第一の向きと逆向きの第二の向きであり、前記第一の向きの前記磁場分布を合成することにより得る合成磁場分布の磁場プロファイルのピークの半値全幅、および、前記第二の向きの前記磁場分布を合成することにより得る合成磁場分布の磁場プロファイルのピークの半値全幅のうち、小さい方のピーク値が、他方のピーク値より大きくなるよう、前記シム電源２０１から前記シム電流が供給されるよう制御する。
　また、前記サブコイル２２１、２２２は、それぞれ、予め定めた設置面３１０上の、互いに略相似形の閉ループ上に配置される。本実施形態では、各サブコイル２２１、２２２自体が、中心を同軸とする閉ループを形成する。

　このように、本実施形態のＭＲＩ装置１００の局所シムコイル２２０は、各々が、スライス３００に、ピーク位置が等しく、略相似形の磁場分布を生成する複数のサブコイル２２１、２２２を備える。そして、シム制御部１８３により、少なくとも一つのサブコイルが、他のサブコイルとは逆向きの磁場を生成するようシム電流が供給される。

　従って、本実施形態の局所シムコイル２２０は、当該局所シムコイル２２０を構成する各サブコイル２２１、２２２によって、スライス３００に、略相似形であって、ピーク位置が等しく、かつ、少なくとも一つは逆向きの磁場が生成される。

　このとき、生成する磁場分布のピークの半値全幅の小さいサブコイル２２１のピーク値の絶対値が、サブコイル２２２のそれより大きくなるよう、シム電流は供給される。

　よって、これらの磁場の合成である、局所シムコイル２２０による、スライス面における磁場は、半値全幅の小さい、鋭いピークを有する局所性の高いものとなる。

　さらに、局所シムコイル２２０に供給するシム電流の大きさを制御することにより、その局所性を制御することができる。

　従って、本実施形態の局所シムコイル２２０によれば、単一の閉ループコイルで構成される局所シムコイルによる局所限界を超える局所的な磁場分布を生成することができる。そして、局所的な静磁場不均一も高精度に補正できる。

　また、本実施形態の局所シムコイル２２０は、互いに逆向きの磁場を発生可能なサブコイルを備えていればよい。すなわち、本実施形態のように、最低２つのサブコイル２２１、２２２があれば実現できる。従って、少ないコイル数で単一コイルが実現できる局所限界を超える局所的な磁場分布を生成することができる。これにより、シム電源２０１などの機材コストを抑えることができる。さらに、コイル数が多い場合に比べて、ＭＲＩ装置１００に搭載される様々なコイルとの干渉を抑えることができ、設計コストを抑制することができる。

　また、本実施形態では、サブコイル２２１、２２２は、円形のコイルで構成される。従って、製造が簡便で製造コストを抑えることができる。

　また、局所シムコイル２２０は被検体１１０の近傍に設置されるため、遠くに設置されるようなコイルに比べて少ない電流量で大きな磁場を関心領域に生成することができる。これは、コイルの発熱による電流制限がある場合に有用である。

　このように、本実施形態によれば、内蔵型シムコイル２１０に加えて、上述のような局所性の高い磁場を生成可能な局所シムコイル２２０が存在するため、内蔵型シムコイル２１０のみでは補正できない局所的な磁場不均一を、簡易な構成で、補正できる。

　＜変形例その１；サブコイルの数＞
　上記実施形態では、局所シムコイル２２０は、サブコイル２２１および２２２の、二つのサブコイルで構成されている場合を例にあげて説明した。しかし、局所シムコイル２２０を構成するサブコイルの数はこれに限定されない。

　すなわち、本実施形態の局所シムコイルは、２以上のサブコイルであって、各サブコイルが、スライス３００に略相似形であって、ピーク位置が等しく、かつ、少なくとも一つが逆向きの磁場分布を生成するサブコイルにより構成されていればよい。

　２以上のサブコイルを備える場合の１例として、３つのサブコイルを備える局所シムコイル２３０の例を図９（ａ）および図９（ｂ）に示す。この場合、本図に示すように、局所シムコイル２３０は、３つのサブコイルを備える。ここでは、直径の小さいものから順に２３１、２３２、２３３と符号を付す。

　各サブコイル２３１、２３２、２３３は、基本的に、局所シムコイル２２０のサブコイル２２１、２２２と同様の構成を有する。例えば、各サブコイル２３１、２３２、２３３は、スライス３００に、ピーク位置を同じとし、略相似形の磁場分布を生成する。また、静磁場９１０と垂直な設置面３１０上に、同心円状に配置される。

　なお、各サブコイル２３１、２３２、２３３に供給するシム電流の向きは、少なくとも１つのサブコイルが生成する磁場が、残りのサブコイルが生成する磁場と逆向きになればよい。

　また、各サブコイルに２３１、２３２、２３３に供給するシム電流の大きさは、第一の向きの磁場分布を合成することにより得る合成磁場分布の磁場プロファイルのピークの半値全幅、および、第一の向きと逆向きの第二の向きの前記磁場分布を合成することにより得る合成磁場分布の磁場プロファイルのピークの半値全幅のうち、小さい方のピーク値が、他方のピーク値より大きくなるよう決定される。

　ここでは、供給する電流の向きに関し、２つの例を示す。図９（ａ）には、サブコイル２３１、２３２、および２３３に、交互に逆向きの電流を流す例を示す。図中のサブコイル２３１、２３２、および２３３それぞれの脇の矢印は、電流方向を示す。

　この場合の、局所シムコイル２３０により生成される磁場分布の磁場プロファイルを図１０（ａ）に示す。磁場プロファイル４４４は、サブコイル２３１により生成された磁場と、サブコイル２３２により生成された磁場との合成磁場(第一の合成磁場）のプロファイルである。これは、上記実施形態と同じである。また、磁場プロファイル４４３は、サブコイル２３３により生成された磁場分布の磁場プロファイルである。そして、磁場プロファイル４４５は、サブコイル２３１、２３２、および２３３による磁場の合成磁場(第二の合成磁場）のプロファイルである。

　まず、サブコイル２３１および２３２により、上記実施形態同様の鋭い磁場ピークを有する第一の合成磁場（磁場プロファイル４４４）が生成される。さらに、サブコイル２３３により、サブコイル２３１が生成する磁場と同方向で相似形状ではあるものの、より広い範囲に、山型の磁場分布（磁場プロファイル４４３）が生成される。これが、第一の合成磁場にさらに合成され、第一の合成磁場のリップル部分の負の磁場を相殺しつつ、より、半値全幅の小さく(局所性が高く）、ピーク値の大きい第二の合成磁場（磁場プロファイル４４５）が得られる。

　図９（ｂ）には、サブコイル２３１、および２３２に同じ向きの電流を流し、サブコイル２３３にそれらとは逆向きの電流を流す場合を示す。

　この場合の、局所シムコイル２３０により生成される磁場分布の磁場プロファイルを図１０（ｂ）に示す。ここでは、図７同様、規格化したものを示す。

　磁場プロファイル４５３は、サブコイル２３２により生成された磁場と、サブコイル２３３により生成された磁場との合成磁場(第三の合成磁場）のプロファイルである。これは、上記実施形態と同じである。また、磁場プロファイル４５１は、サブコイル２３１により生成された磁場分布の磁場プロファイルである。そして、磁場プロファイル４５５は、サブコイル２３１、２３２、および２３３による磁場の合成磁場(第四の合成磁場）のプロファイルである。

　まず、サブコイル２３３および２３２により、上記実施形態同様の鋭い磁場ピークを有する第三の合成磁場（磁場プロファイル４５３）が生成される。さらに、サブコイル２３１により、サブコイル２３２が生成する磁場と同方向で相似形状ではあるものの、より狭い範囲に、山型の磁場分布（磁場プロファイル４５１）が生成される。これが、第三の合成磁場にさらに合成され、よりピーク値の大きく、局所性の高い第四の合成磁場（磁場プロファイル４５５）が得られる。

　本変形例によれば、上記実施形態と同様の効果が得られる。さらに、局所シムコイル２３０を構成するサブコイルの数が増えることにより、合成磁場のピークの振幅やリップル部分の制御の自由度が増大する。特に、サブコイルに供給する電流量が制限される場合に、合成磁場のピークの振幅（ピーク値）を大きくすることができ、有効である。

　＜変形例その２：設置面＞
　また、上記実施形態では、局所シムコイル２２０を構成する全てのサブコイルが、一つの設置面３１０に配置されている場合を例にあげて説明した。しかし、設置面の数は一つに限定されない。サブコイル数以下であれば、２以上であってもよい。

　すなわち、局所シムコイル２２０が備える複数のサブコイルのうち、少なくとも１つのサブコイルは、他のサブコイルが配置される第一の設置面と異なる第二の設置面に配置されてもよい。

　例えば、上記実施形態のように、局所シムコイルが、２つのサブコイルで構成され、設置面が２つある場合の配置例を図１１（ａ）および図１１（ｂ）に示す。

　局所シムコイル２４０は、サブコイル２４１および２４２により構成される。サブコイル２４１および２４２は、それぞれ、静磁場９１０に垂直な設置面３１１および３１２に配置される。

　ただし、本変形例においても、各サブコイル２４１、２４２は、スライス３００に、ピーク位置が等しく略相似形の磁場分布を生成するものとし、また、少なくとも一つの前記サブコイルが生成する前記磁場分布が、他の前記サブコイルが生成する前記磁場分布と逆向きとなるよう、シム電流が供給される。そして、第一の向きの前記磁場分布を合成することにより得る合成磁場分布の磁場プロファイルのピークの半値全幅、および、第一の向きと逆向きの第二の向きの磁場分布を合成することにより得る合成磁場分布の磁場プロファイルのピークの半値全幅のうち、小さい方のピーク値が、他方のピーク値より大きくなるよう、シム電流が供給される。

　なお、上記実施形態では、サブコイル２４１とサブコイル２４２とは、同心で、直径の異なる環状のコイルとしたが、この変形例では、両者の直径が異なる必要はない。すなわち、本変形例では、スライス３００から各設置面３１１、３１２までの距離が異なるため、サブコイル２４１およびサブコイル２４２は、直径が等しい同一の円形コイルであっても、スライス３００の面上に生成する磁場分布は全く同一にはならない。従って、両者は同一であってもよい。

　例えば、図１１（ｂ）に示すように、サブコイル２４１およびサブコイル２４２を、同一直径の円形コイルとする。また、設置面３１１が、設置面３１２よりスライス３００に近いものとする。

　この場合、サブコイル２４１、２４２は、スライス３００上の同一位置にピークを持つ略相似形の山型の磁場分布をそれぞれ生成する。設置面３１２は、設置面３１１よりもスライス３００から遠い。そのため、サブコイル２４２が作る磁場分布の広がりは、サブコイル２４１が作るそれよりも大きい。このため、サブコイル２４１とサブコイル２４２とに、逆向きのシム電流であって、サブコイル２４１が生成する磁場のピーク値の絶対値が、サブコイル２４２が生成する磁場のピーク値の絶対値より大きくなるシム電流を、それぞれ供給することにより、上記実施形態同様、鋭い磁場ピークを生成することができる。

　本変形例によれば、上記実施形態と同様の効果が得られる。また、サブコイル２４１及び２４２は同一形状とすることができる。両者を同一形状とすることにより、製造が更に簡便になり、製造コストを抑えることができる。

　また、上記実施形態において二つのサブコイルの直径の比を変えることは、本変形例では、設置面３１１及び３１２間の距離を変えることに対応する。従って、本変形例によれば、設置面３１１と３１２との間の距離を変えることにより、局所シムコイル２４０が生成する磁場分布の局所性を変えることができる。

　従って、本変形例によれば、サブコイル２４１および２４２を製造後であっても、シム電流による制御だけでなく、設置面３１１および３１２間の距離を変えることにより、サブコイルの合成磁場である局所シムコイル２４０の磁場分布の調整ができる。すなわち、より自由度の高い局所シムコイルを得ることができる。

　＜変形例その３：サブコイルの形状＞
　上記実施形態では、サブコイルの形状は、円形である場合を例にあげて説明したが、その形状は円形に限定されない。また、その形状は相似形に限らない。シム電流を受けて各サブコイルがスライス３００に生成する磁場が、略相似形であり、そのピーク位置が等しく、かつ、少なくとも一つが逆向きとなればよい。従って、スライス３００に略相似形でピーク位置の等しい磁場分布を作る、楕円と多角形であってもよい。また、例えば、四角形と五角形で構成されていてもよい。後者の場合の局所シムコイル２５０の例を図１２に示す。

　局所シムコイル２５０は、長方形のサブコイル２５１と、五角形のサブコイル２５２とによって構成される。サブコイル２５２は、サブコイル２５１に相似な長方形の、角を一つ折り曲げることで作成される。

　サブコイル２５１および２５２によって、スライス３００に作られる磁場分布は、上記実施形態同様、略相似形となる。特に、スライス３００が設置面３１０から遠いほど、両サブコイル２５２、２５２自体の形状が相似形から崩れても、それらがスライス３００に作る磁場分布は相似形に近い形となる。よって、上記実施形態同様に、サブコイル２５１および２５２により、略相似形で逆向きの磁場分布を生成し、鋭い磁場ピークを生成することができる。

　本変形例によれば、上記実施形態と同様の効果が得られる。また、サブコイル２５１および２５２は、単純な多角形で構成される。従って、上記実施形態と同様に、製造が簡便で製造コストを抑えることができる。さらに、設置面３１０において、導線の配置が制限されるような場合に、サブコイル形状の自由度の高い本変形例は有効である。

　なお、本変形例においても、各サブコイル２５１および２５２の設置面は、同一でなくてもよい。これは、各設置面において、導線の配置が制限されるような場合に有効である。

　＜変形例その４：局所シムコイルの配置位置＞
　また、本実施形態において、同心円形のサブコイル２２１および２２２の中心はｘ＝０ｍｍ、ｙ＝４３ｍｍとしたが、これらのサブコイルの配置位置はこれに限らない。撮像対象部位、これにより、被検体１１０の前頭前皮質以外の他の脳部位や、さらには体の他部位に関しても静磁場不均一を補正することができる。

　＜＜第二の実施形態＞＞
　次に、本発明の第二の実施形態を説明する。本実施形態の局所シムコイルのサブコイルは、部分コイルに分割される。

　本実施形態のＭＲＩ装置は、基本的に第一の実施形態のＭＲＩ装置と同様の構成を有する。ただし、局所シムコイルの構成が異なる。以下、本実施形態について、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。なお、本実施形態においても、水平磁場方式のＭＲＩ装置１００を例にあげて説明する。また、マグネット１３０が発生する静磁場９１０の向きは座標系９００のｚ軸方向とする。

　［局所シムコイルの構成および配置］
　本実施形態の局所シムコイル２６０は、複数のサブコイルを備え、各サブコイルは、それぞれ、スライス３００に、略相似形であって、ピーク位置が等しい磁場分布を生成する。そして、少なくとも一つのサブコイルは、他のサブコイルとは逆向きの磁場を生成する。このとき、他のサブコイルが生成する磁場の向きを第一の向き、逆方向を、第二の向きとすると、第一の向きの磁場分布を合成することにより得る合成磁場分布の磁場プロファイルのピークの半値全幅、および、前記第二の向きの前記磁場分布を合成することにより得る合成磁場分布の磁場プロファイルのピークの半値全幅のうち、大きさが小さい方のピーク値が、他方のピーク値より大きいものとする。また、各サブコイルは、予め定めた設置面３１０上の、互いに略相似形の閉ループ上に配置される。

　そして、複数のサブコイルのうち、少なくとも一つのサブコイルは、複数の部分コイルに分割され、各部分コイルは、各々端部間を接続導体により接続され、独立した閉ループを形成する。

　図１３（ａ）に、局所シムコイル２６０が、２つのサブコイル２６１、２６２を備える場合を示す。以下、本局所シムコイル２６０を例に、本実施形態の局所シムコイルの構成および機能を説明する。

　本実施形態の各サブコイル２６１、２６２は、全体として円形状を有し、第一の実施形態同様、内側から順に、同心円状に配置される。そして、各サブコイル２６１、２６２は、それぞれ、当該サブコイル２６１、２６２を、周方向に二つに分割した、部分コイル２６１ａ、２６１ｂ、２６２ａ、２６２ｂを備える。

　なお、本実施形態の局所シムコイル２６０の各サブコイル２６１、２６２は、第一の実施形態同様、静磁場９１０に略垂直な、設置面３１０上に配置される。設置面３１０は、スライス３００と平行である。このとき、各サブコイル２６１、２６２は、非磁性の支持体に支持され、同心円状に配置される。なお、支持体は、受信コイルの支持体と兼用であってもよい。

　さらに、本実施形態の局所シムコイル２６０は、各部分コイル２６１ａ、２６１ｂ、２６２ａ、２６２ｂの両端部間を接続し、閉ループを構成する接続導体５０１を備える。このとき、接続導体５０１は、接続後の閉ループが、他の閉ループと交差することなく、独立した閉ループを形成するよう、各端部を接続する。

　図１３（ａ）の例では、接続導体５０１は、各部分コイル２６１ａ、２６１ｂ、２６２ａ、２６２ｂを、径方向の長さが最大で、かつ、全体として最短距離となるような経路で、各部分コイルの両端部間を接続する。

　これにより、本実施形態の局所シムコイル２６０は、支持体の上面領域を、半径方向に１箇所で分割して２つの領域に分け、それにより得られる外側の環状領域を周方向に２箇所で分割して２つの領域に分け、各領域の外側に沿って導線を巻回することにより得る２つの外側閉ループコイルと、内側の円形領域を、周方向に２箇所で分割しての２つの領域に分け、各領域の外側に沿って導線を巻回することにより得る２つの内側閉ループコイルと、を有する。

　以下、部分コイル２６２ａと接続導体５０１とにより構成される外側閉ループコイルを２６２ａＬ、部分コイル２６２ｂと接続導体５０１とにより構成される外側閉ループコイルを２６２ｂＬ、部分コイル２６１ａと接続導体５０１とにより構成される内側閉ループコイルを２６１ａＬ、部分コイル２６１ｂと接続導体５０１とにより構成される内側閉ループコイルを２６１ｂＬ、とする。

　［シム電流］
　シム電源２０１、およびシム電源２０１からの電流供給の制御については、基本的に、第一の実施形態と同様とする。

　すなわち、各外側閉ループコイル２６２ａＬ、２６２ｂＬおよび各内側閉ループコイル２６１ａＬ、２６１ｂＬは、それぞれ、シム電源２０１に接続され、シム電源２０１からシム電流が供給される。このとき、本実施形態では、電流制御部１８５により、図１３（ａ）に矢印で示すように、外側閉ループコイル２６２ａＬと２６２ｂＬとに、それぞれ逆向きの電流が流れ、内側閉ループコイル２６１ａＬと２６１ｂＬとに、それぞれ逆向きの電流が流れるよう、シム電流を供給する。

　また、本実施形態においても、第一の実施形態同様、シム電源２０１は、電流制御部１８５の制御に従って、前記複数のサブコイル２６１、２６２各々の部分コイルから生成される閉ループコイル２６１ａＬ、２６１ｂＬ、２６２ａＬ、２６２ｂＬに、スライス３００に、ピーク位置が等しく略相似形の磁場分布を生成し、少なくとも一つの前記サブコイルが生成する前記磁場分布が、他の前記サブコイルが生成する前記磁場分布の向きである第一の向きと逆向きの第二の向きであり、前記第一の向きの前記磁場分布を合成することにより得る合成磁場分布の磁場プロファイルのピークの半値全幅、および、前記第二の向きの前記磁場分布を合成することにより得る合成磁場分布の磁場プロファイルのピークの半値全幅のうち、小さい方のピーク値が、他方のピーク値より大きくなるよう、シム電流を供給する。

　［局所シムコイルが生成する磁場分布］
　図１３（ａ）に示すように、向かい合う接続導体５０１の直線部には、逆向きのシム電流が流れる。よって、各閉ループコイル２６１ａＬ、２６１ｂＬ、２６２ａＬ、２６２ｂＬに、同量のシム電流を供給すると、対向する接続導体５０１の直線部では、電流成分が相殺される。従って、この局所シムコイル２６０において有効な電流成分は、主に円形の周回電流のみである。

　局所シムコイル２６０に流れるシム電流のうち、有効な成分のみ抽出すると、局所シムコイル２６０における電流の流れは、図１３（ｂ）に示すように、図９（ｂ）に示す第一の実施形態の変形例の局所シムコイル２３０と同様となる。ただし、局所シムコイル２６０の場合、サブコイル２６２とサブコイル２６２－２とに供給されるシム電流の大きさは常に同じとなる。

　よって、各外側閉ループコイル２６２ａＬと２６２ｂＬおよび各内側閉ループコイル２６１ａＬと２６１ｂＬにより生成される磁場の合成磁場は、局所シムコイル２３０が生成する合成磁場と同様となる。すなわち、そのプロファイルが図１０（ｂ）の磁場プロファイル４５５同様となる、鋭いピークを有する磁場分布を生成することができる。

　［ピーク位置調整］
　さらに、本実施形態の局所シムコイル２６０は、対となる閉ループコイルに、異なる大きさのシム電流を供給することにより、生成される合成磁場のピーク位置をずらすことができる。

　例えば、サブコイル２６１、２６２の中心を、ｘ＝０、ｙ＝０とし、サブコイル２６１は、ｘ＝０付近で図中左右に分割され、サブコイル２６２および２６３は、ｙ＝０付近で、図中上下に分割されるものとする。

　このとき、内側閉ループコイル２６１ｂＬに供給するシム電流を、内側閉ループコイル２６１ａＬに供給するシム電流より大きくすることにより、スライス３００に生成される合成磁場のピーク位置は、ｘ軸上の負の方向に移動する。

　また、外側閉ループコイル２６２ａＬに供給するシム電流を、外側閉ループコイル２６２ｂＬに供給するシム電流より大きくすることにより、スライス３００に生成される合成磁場のピークは、ｙ軸上の負の方向に移動する。

　このように、本実施形態の局所シムコイル２６０は、供給する電流を制御することにより、スライス３００に生成される合成磁場ピークの位置をｘｙ平面上で微調整できる。

　なお、各内側閉ループコイル２６１ａＬおよび２６１ｂＬ、各外側閉ループコイル２６２ａＬおよび２６２ｂＬに、異なる大きさのシム電流を供給する場合、接続導体５０１の対向する直線部に流れる電流も異なる。従って、この電流成分は完全には相殺されない。しかしながら、残る電流成分は、両者の差分のみであり、局所シムコイル２６０の合成磁場に与える影響は小さい。

　以上説明したように、本実施形態のＭＲＩ装置１００は、撮像空間に静磁場を形成する静磁場形成部（マグネット）１３０と、前記静磁場の均一度を調整するための磁場を発生するシムコイル２００と、前記シムコイル２００に電流を供給するシム電源２０１と、前記シム電源２０１が出力する電流を制御する電流制御部１８５と、を備え、前記シムコイル２００は、複数のサブコイル２６１、２６２を備え、前記電流制御部１８５は、前記複数のサブコイルが形成する閉ループコイル各々に、撮像面（スライス３００）に、ピーク位置が等しく略相似形の磁場分布を生成し、少なくとも一つの前記サブコイルが生成する前記磁場分布が、他の前記サブコイルが生成する前記磁場分布の向きである第一の向きと逆向きの第二の向きであり、前記第一の向きの前記磁場分布を合成することにより得る合成磁場分布の磁場プロファイルのピークの半値全幅、および、前記第二の向きの前記磁場分布を合成することにより得る合成磁場分布の磁場プロファイルのピークの半値全幅のうち、小さい方のピーク値が、他方のピーク値より大きくなるよう、前記シム電源２０１から前記シム電流が供給されるよう制御する。
　また、前記サブコイル２６１、２６２は、それぞれ、予め定めた設置面３１０上の、互いに略相似形の閉ループ上に配置される。
　そして、各サブコイル２６１、２６２は、複数の部分コイル２６１ａ、２６１ｂ、２６２ａ、２６２ｂに分割され、各部分コイルは、独立した閉ループを形成するよう、各々端部間を接続導体５０１により接続される。

　このように、本実施形態の局所シムコイル２６０によれば、第一の実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、当該局所シムコイル２６０を構成するサブコイルによって、スライス３００に、略相似形であって、ピーク位置が等しく、かつ、少なくとも一つは逆向きの磁場が生成される。よって、これらの磁場の合成である局所シムコイル２６０による磁場は、半値全幅の小さい、鋭いピークを有する局所性の高いものとなる。

　従って、本実施形態の局所シムコイル２７０によれば、局所的な静磁場の不均一を、精度よく調整することができる。

　加えて、本実施形態の局所シムコイル２６０では、サブコイル２６１および２６２が、それぞれ、部分コイル２６１ａ、２６１ｂ、２６２ａおよび２６２ｂに分割されているため、それぞれに供給する電流量を調整することにより、スライス３００に作られる局所シムコイル２６０の合成磁場ピークの位置を微調整することができる。従って、高い精度で、静磁場の不均一の発生箇所に、合成磁場を生成できる。よって、より高い精度で静磁場の不均一を調整できる。

　また、部分コイル２６２ａ、２６２ｂの端部を接続する接続導体５０１のうち、円周部を流れるシム電流（円電流）は、部分コイル２６１ａ、２６１ｂの有効な電流成分を補う。すなわち、第一の実施形態の多重コイルと同様の構成を得ることができる。従って、第一の実施形態の多重コイル同様、サブコイルに供給する電流量が制限される場合に、合成磁場のピークの振幅を大きくすることができ、有効である。

　＜変形例：分割態様＞
　なお、本実施形態では、サブコイル２６１および２６２を、それぞれ、図中、左右、上下に２分割した場合を例にあげて説明した。しかし、その分割方法はこれに限定されない。

　例えば、分割数を増やしてもよい。また、不均等分割であってもよい。すなわち、分割後の弧の中心角が不均一であってもよい。さらに、サブコイル毎に分割数が異なっていてもよい。

　具体的には、例えば、サブコイル２６１および２６２の少なくとも一方を、周方向に、分割後の各弧の中心角が、それぞれ１８０度、４５度、４５度、４５度、４５度となる５つの弧に分割する。これにより、局所シムコイル２６０が生成する磁場分布の鋭さ調整の自由度を大きく犠牲にすることなく、合成磁場ピークの位置を４５度分割した対角側方向に微調整できる。

　また、サブコイル２６１のみ分割し、サブコイル２３２は分割しない、あるいは、サブコイル２３２のみ分割する、といった分割の仕方であってもよい。

　なお、本実施形態においても、第一の実施形態同様、サブコイル数は問わない。また、各サブコイルの設置面も異なっていてもよい。さらに、各サブコイルの形状も第一の実施形態と同様に円形、相似形に限定されない。

　例えば、サブコイル数が３以上の場合も、全てのサブコイルが分割されている必要はなく、その中の少なくとも１つのサブコイルが分割されていればよい。

　＜＜第三の実施形態＞＞
　次に、本発明の第三の実施形態を説明する。本実施形態も、第二の実施形態同様、各サブコイルを分割する。ただし、本実施形態では、分割により得られた各部分コイルの端部を、静磁場方向に平行な面上を通る接続導体により、他の配置面に配置された部分コイルの端部と接続し、閉ループ化する。

　本実施形態のＭＲＩ装置は、基本的に第一の実施形態と同様の構成を有する。ただし、局所シムコイルの構成が異なる。以下、本実施形態について、第一の実施形態と異なる構成に主眼をおいて説明する。なお、本実施形態においても、水平磁場方式のＭＲＩ装置１００を例にあげて説明する。また、マグネット１３０が発生する静磁場９１０の向きは座標系９００のｚ軸方向とする。

　［局所シムコイルの構成および配置］
　本実施形態の局所シムコイル２７０は、複数のサブコイルを備え、各サブコイルは、それぞれ、スライス３００に、略相似形であって、ピーク位置が等しい磁場分布を生成する。そして、少なくとも一つのサブコイルは、他のサブコイルとは逆向きの磁場を生成する。各サブコイルは、予め定めた設置面３１０上の、互いに略相似形の閉ループ上に配置される。

　また、少なくとも１つの前記サブコイルは、他の前記サブコイルが配置される第一の設置面と異なる第二の設置面に配置される。そして、少なくとも一対の前記第一の設置面に配置されるサブコイルと前記第二の設置面に配置されるサブコイルとは、略同一の形状および大きさを有し、それぞれ、同数の部分コイルに分割され、前記一対のサブコイルを分割して得られた第一の設置面上の部分コイルの端部と前記第二の設置面上の部分コイルの端部との間は接続導体により接続され、独立した閉ループを形成する。

　図１４（ａ）は、本実施形態における局所シムコイル２７０の形状を説明するための図である。ここでは、説明のため、局所シムコイル２７０のサブコイルをそれぞれ配置する設置面３１３、３１４は、透明であるものとして示す。

　本図に示すように、本実施形態の局所シムコイル２７０は、サブコイル２７１、２７２、２７３、および２７４を備える。サブコイル２７１、２７２は、それぞれ、略円形状であり、静磁場９１０に垂直な設置面３１３に、同心円状に配置される。また、サブコイル２７３、２７４は、それぞれ、略円形状であり、静磁場９１０に垂直な設置面３１３に、同心円状に配置される。

　サブコイル２７１、２７２の中心のｘ、ｙ座標値は、サブコイル２７３、２７２の中心の同座標値と同じとする。また、サブコイル２７１およびサブコイル２７３の直径は、サブコイル２７２およびサブコイル２７４の直径より小さいものとする。

　なお、設置面３１３および設置面３１４は、異なる面とする。また、スライス面３００は、ここでは図示しないが、図１１（ｂ）に示すスライス示す面３００と設置面３１１および３１２との関係と同様に、設置面３１３および３１４に平行な面で、設置面３１４の、設置面３１３と反対側の、ｚ軸方向に所定の間隔を空けた位置とする。

　サブコイル２７１とサブコイル２７３、また、サブコイル２７２とサブコイル２７４とは、それぞれ、同じ直径とする。以下、同じ直径で異なる設置面に配置されるサブコイルを、対応するサブコイル、または、一対のサブコイルと呼ぶ。

　各サブコイル２７１、２７２、２７３、２７４は、第二の実施形態同様、周方向に二つに分割される。分割後の各弧状導体を、それぞれ、部分コイル２７１ａ、２７１ｂ、２７２ａ、２７２ｂ、２７３ａ、２７３ｂ、２７４ａ，２７４ｂと呼ぶ。

　なお、本実施形態では、分割位置、分割数は自由である。ただし、対応するサブコイル２７１および２７３、また、対応するサブコイル２７２および２７４は、同数に分割されるものとする。

　例えば、図１４（ａ）の例では、各サブコイル２７１、２７２、２７３、２７４の中心位置を、ｘ＝０、ｙ＝０とする。そして、サブコイル２７１および２７３は、ｘ＝０の２箇所で分割されるものとする。また、サブコイル２７２および２７４は、ｙ＝０の２箇所で分割されるものとする。

　また、各対応するサブコイルの部分コイルは、それぞれ、接続導体５１１により、分割箇所どうしが接続され、閉ループを構成する。このとき、他の部分コイルと交差することなく閉ループを構成するよう接続される。図１４（ａ）では、それぞれ、静磁場９１０に平行な接続導体５１１により、接続される。

　以下、部分コイル２７１ａと部分コイル２７３ａと接続導体５１１とにより構成される閉ループコイルを２７１ａＬ、部分コイル２７１ｂと部分コイル２７３ｂと接続導体５１１とにより構成される閉ループコイルを２７１ｂＬ、部分コイル２７２ａと部分コイル２７４ａと接続導体５１１とにより構成される閉ループコイルを２７２ａＬ、部分コイル２７２ｂと部分コイル２７４ｂと接続導体５１１とにより構成される閉ループコイルを２７２ｂＬ、とする。

　［局所シムコイルが生成する磁場分布］
　各閉ループコイル２７１ａＬ、２７１ｂＬ、２７２ａＬ、および２７２ｂＬは、それぞれ、シム電源２０１に接続され、シム電源２０１からシム電流が供給される。図１４（ｂ）は、設置面３１３における、各閉ループコイル２７１ａＬ、２７１ｂＬ、２７２ａＬ、および２７２ｂＬの形状と電流方向を示した図である。

　シム電源２０１、およびシム電源２０１からの電流供給の制御については、基本的に、第一の実施形態と同様とする。

　このとき、電流制御部１８５により、各閉ループコイル２７１ａＬ、２７１ｂＬ、２７２ａＬ、および２７２ｂＬに、本図に矢印で示すように、サブコイル２７１が形成する仮想的なループ状の経路と、サブコイル２７２が形成する仮想的なループ状の経路とに、それぞれ逆向きの電流が流れるよう、シム電流が供給される。

　すなわち、本実施形態においても、第一の実施形態同様、シム電源２０１は、電流制御部１８５の制御に従って、前記複数のサブコイル２７１、２７２、２７３、２７４各々の部分コイルから生成される閉ループコイル２７１ａＬ、２６７１ｂＬ、２７２ａＬ、２７２ｂＬに、スライス３００に、ピーク位置が等しく略相似形の磁場分布を生成し、少なくとも一つの前記サブコイルが生成する前記磁場分布が、他の前記サブコイルが生成する前記磁場分布の向きである第一の向きと逆向きの第二の向きであり、前記第一の向きの前記磁場分布を合成することにより得る合成磁場分布の磁場プロファイルのピークの半値全幅、および、前記第二の向きの前記磁場分布を合成することにより得る合成磁場分布の磁場プロファイルのピークの半値全幅のうち、小さい方のピーク値が、他方のピーク値より大きくなるよう、シム電流を供給する。

　設置面３１３におけるサブコイル２７１、２７２の電流の流れは、図１４（ｂ）に示すように、図３（ａ）に示す第一の実施形態の局所シムコイル２２０と同様となる。従って、サブコイル２７１、２７２がスライス３００に生成する合成磁場は、第一の実施形態の局所シムコイル２２０が生成する合成磁場と同様となる。

　また、上述のように、各閉ループコイル２７１ａＬ、２７１ｂＬ、２７２ａＬ、および２７２ｂＬに、シム電流が供給されるため、設置面３１４における、各部分コイル２７３ａ、２７３ｂ、２７４ａ、および２７４ｂに流れる電流成分は、対応するサブコイルが形成する仮想的なループ状の経路に流れる電流と、同量かつ逆向きとなる。

　従って、設置面３１４における局所シムコイル２７０の電流の流れは、図３（ａ）に示す第一の実施形態の局所シムコイル２２０と、電流の流れる方向のみ逆で、他は同様となる。よって、サブコイル２７３、２７４がスライス３００に生成する合成磁場は、第一の実施形態の局所シムコイル２２０が生成する合成磁場と反対向きの磁場となる。

　図１４（ｂ）において、各線分の両端に接続導体５１１に流れる電流の向きを示す。接続導体５１１を流れる電流が生成する磁場は、その電流方向に直交する。従って、本実施形態では、各部分コイル２７１ａと２７３ａ、２７１ｂと２７３ｂ、２７２ａと２７４ａ、２７２ｂと２７４ｂとをそれぞれ接続する各接続導体５１１に流れる電流が生成する磁場は、磁場Ｂｚ方向に直交し、Ｂｚ成分は生成されない。

　このため、本実施形態の局所シムコイル２７０全体の電流の流れは、図１１（ｂ）に示す第一の実施形態の変形例において、各設置面３１１、３１２上のサブコイルの数を２つにした場合と同様となる。

　ここで、設置面３１３上のサブコイル２７１、２７２と、設置面３１４上のサブコイル２７３、２７４に流れるシム電流は同じである。また、対応するサブコイルのサイズも同じである。しかしながら、設置面３１３は、設置面３１４に比べてスライス３００への距離が近い。従って、第一の実施形態の図１１（ｂ）で説明した場合同様、両者がスライス３００に生成する磁場を合成することにより、鋭いピークを有する磁場分布を得ることができる。

　［ピーク位置調整］
　なお、本実施形態においても、第二の実施形態同様、対となる閉ループコイルに、異なる大きさのシム電流を供給することにより、生成される合成磁場のピーク位置をずらすことができる。

　ここでは、例えば、閉ループコイル２７１ａＬと２７１ｂＬとに、異なるシム電流を供給する。また、閉ループコイル２７２ａＬと２７２ｂＬとに異なるシム電流を供給する。

　以上説明したように、本実施形態のＭＲＩ装置１００は、撮像空間に静磁場を形成する静磁場形成部（マグネット）１３０と、前記静磁場の均一度を調整するための磁場を発生するシムコイル２００と、前記シムコイル２００に電流を供給するシム電源２０１と、前記シム電源２０１が出力する電流を制御する電流制御部１８５と、を備え、前記シムコイル２００は、静磁場形成部１３０により形成される静磁場の局所的な不均一を調整する局所シムコイル２７０を備え、前記局所シムコイル２７０は、複数のサブコイル２７１、２７２，２７３および２７４を備え、前記電流制御部１８５は、前記複数のサブコイル各々が形成する閉ループコイルに、撮像面（スライス３００）に、ピーク位置が等しく略相似形の磁場分布を生成し、少なくとも一つの前記サブコイルが生成する前記磁場分布が、他の前記サブコイルが生成する前記磁場分布の向きである第一の向きと逆向きの第二の向きであり、前記第一の向きの前記磁場分布を合成することにより得る合成磁場分布の磁場プロファイルのピークの半値全幅、および、前記第二の向きの前記磁場分布を合成することにより得る合成磁場分布の磁場プロファイルのピークの半値全幅のうち、小さい方のピーク値が、他方のピーク値より大きくなるよう、前記シム電源２０１から前記シム電流が供給されるよう制御する。
　また、前記サブコイル２７１、２７２，２７３および２７４は、それぞれ、予め定めた設置面３１３および３１４上の、互いに略相似形の閉ループ上に配置される。
　そして、少なくとも１つの前記サブコイルは、他の前記サブコイルが配置される第一の設置面３１３と異なる第二の設置面３１４に配置され、少なくとも一対の前記第一の設置面３１３に配置されるサブコイルと前記第二の設置面３１４に配置されるサブコイルとは、略同一の形状および大きさを有し、それぞれ、同数の部分コイルに分割され、前記一対のサブコイルを分割して得られた第一の設置面３１３上の部分コイルの端部と前記第二の設置面３１４上の部分コイルの端部との間は、独立した閉ループを形成するよう接続導体５１１により接続される。

　このように、本実施形態の局所シムコイル２７０は、当該シムコイルを構成する各サブコイルによって、スライス（撮像面）３００に、略相似形であって、ピーク位置が等しく、かつ、少なくとも一つは逆向きの磁場が生成される。よって、これらの磁場の合成である、局所シムコイル２７０による磁場は、半値全幅の小さい、鋭いピークを有する局所性の高いものとなる。

　従って、本実施形態の局所シムコイル２７０によれば、局所的な静磁場の不均一を、精度よく調整することができる。

　また、本実施形態の局所シムコイル２７０の各サブコイル２７１，２７２、２７３、および２７４は、それぞれ、部分コイルに分割され、接続導体５１１により閉ループコイルを構成する。従って、第二の実施形態同様、各閉ループコイルに供給する電流量を調整することで、スライス３００に生成する局所シムコイル２７０の合成磁場のピーク位置を微調整できる。従って、高い精度で、静磁場の不均一の発生箇所に、合成磁場を生成できる。よって、より高い精度で静磁場の不均一を調整できる。

　さらに、本実施形態の局所シムコイル２７０は、その構造上、ｚ軸方向の磁場Ｂｚが、当該局所シムコイル２７０を構成する閉ループのコイルを貫くことはない。従って、たとえＢｚの大きさが変動したとしても、それにより、構成コイルに誘導電流が流れることはない。

　ＭＲＩ撮像中は、パルスシーケンスによっては、傾斜磁場コイル１５０から印加される傾斜磁場によりＢｚが高速に変化することがある。このＢｚの変動により、局所シムコイル２７０に誘導電流が流れて不要な磁場が生成されると、画質が低下する。特に、受信コイルとして、被検体１１０近傍に、局所的に配置されるコイルを用いる場合、小さな誘導電流でも画質に影響を与える可能性がある。その点、本実施形態の局所シムコイル２７０は、Ｂｚの変動による誘導電流が流れないため、このような撮像であっても、画質の低下を防ぐことができる。

　＜変形例：接続導体＞
　なお、本実施形態では、各部分コイルを接続する接続導体５１１は、部分コイルの端部間を最短で接続する直線導体とする場合を例にあげて説明したが、接続導体５１１の形状は、これに限定されない。上述のように、ｚ軸方向の磁場Ｂｚが、閉ループを貫かなければよい。

　例えば、部分コイル２７３ｂと２７１ｂとを接続する接続導体は、サブコイル２７３とサブコイル２７１とで定義される仮想円筒の側面上の任意のルートを通ることができる。

　例えば、部分コイル２７３ｂの端点と部分コイル２７１ｂの中点を接続してもよい。この場合、本実施形態で示す例よりもサブコイルの導線の長さを短くすることができる。

　＜変形例：設置面間の距離＞
　なお、設置面３１３と設置面３１４との間の距離は、任意に設定可能である。例えば、２０ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍなどとすることができる。２０ｍｍとした場合、３０ｍｍとした場合に比べ、局所シムコイル２７０が占有する空間を小さくすることができる。一方、４０ｍｍとした場合、３０ｍｍとした場合に比べ、設置面３１３上の仮想ループが生成する磁場が、設置面３１４の仮想ループが生成する磁場分布を弱める影響を小さくすることができる。

　本実施形態においても、第一の実施形態同様、サブコイル数は問わない。また、各サブコイルの設置面も異なっていてもよい。さらに、各サブコイルの形状も第一の実施形態と同様に円形、相似形に限定されない。また、第二の実施形態同様、分割数、分割態様は問わない。

　以上説明したように、上記各実施形態によれば、単一コイルで実現できる局所限界を超える局所的な磁場分布を少ないコイル数で作ることができる局所シムコイルを提供できる。

　なお、上記各実施形態で説明した変形例は、組み合わせて用いてもよい。

　＜その他の変形例＞
　［スライス面および設置面の角度］
　また、上記各実施形態では、スライス３００は静磁場９１０に略垂直としたが、その角度は垂直に限らない。例えば、眼窩中心と外耳孔を結ぶＯＭラインなどのように静磁場方向と垂直でない面であってもよい。これにより、見たい撮像断面を撮像することができる。

　また、設置面３１０、３１１、３１２、３１３、３１４も同様に、静磁場９１０と垂直でない面であってもよい。各設置面に配置されるサブコイルにより、スライス３００上に、上述の、略相似形であってピーク位置が等しく、かつ、少なくとも一つが逆方向の磁場分布を生成可能であればよい。

　［内蔵型シムコイル］
　また、上記各実施形態では、シムコイル２００は、局所シムコイル２２０～２７０のいずれかと内蔵型シムコイル２１０とを備える場合を例にあげて説明したが、内蔵型シムコイル２１０は備えなくてもよい。これにより、コストを抑えることができる。

　［局所シムコイルの数］
　さらに、上記各実施形態では、シムコイル２００が、局所シムコイルを１つ備える場合を例にあげて説明したが、局所シムコイルを複数備えるよう構成してもよい。これにより、生成できる局所磁場の位置が複数になり、シミング精度をより向上させることができる。

　［ＭＲＩ装置］
　また、上記各実施形態では、水平磁場方式のＭＲＩ装置１００を用いる場合を例にあげて説明したが、各実施形態は、垂直磁場方式のＭＲＩ装置１０１であっても、適用可能である。静磁場９１０の方向、局所シムコイル２２０の設置面との関係が保たれていればよい。

　［磁場分布算出法］
　さらに、上記各実施形態では、シミング処理の準備処理において、各サブコイルの磁場分布を、磁場算出シミュレーションによる計算により取得するものとしたが、これに限定されない。各サブコイルの磁場分布は、実際にＭＲＩ装置１００を用いて測定してもよい。実際の測定値を用いることで、より正確な磁場補正を行うことができる。この場合、より正確な磁場測定を行うために、被検体１１０ではなく均質なファントムを挿入した状態で測定する。

　［電流の計算方法］
　また、上記各実施形態では、シミング処理において、シム電流を、最小二乗法で計算する場合を例にあげて説明したが、計算方法は最小二乗法に限らない。例えば、最大値を最小化するような非線形なアルゴリズムを用いてもよい。これにより、最小二乗法よりもシミング後の静磁場不均一の残差ピーク値を小さくできる。

　なお、本発明の実施形態は、上述した各実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の追加・変更等が可能である。

　１００：ＭＲＩ装置、１０１：ＭＲＩ装置、１１０：被検体、１３０：マグネット、１３０：静磁場形成部、１３１：マグネット、１４０：テーブル、１５０：傾斜磁場コイル、１５１：傾斜磁場電源、１６０：送受信コイル、１６１：送受信切換器、１６２：送信器、１６３：受信器、１６４：高周波信号分配・合成器、１７０：シーケンサ、１８０：計算機、１８１：表示装置、１８２：記憶装置、１８３：シム制御部、１８４：シミング部、１８５：電流制御部、２００：シムコイル、２０１：シム電源、２１０：内蔵型シムコイル、２２０：局所シムコイル、２２１：サブコイル、２２２：サブコイル、２３０：局所シムコイル、２３１：サブコイル、２３２：サブコイル、２３３：サブコイル、２４０：局所シムコイル、２４１：サブコイル、２４２：サブコイル、２５０：局所シムコイル、２５１：サブコイル、２５２：サブコイル、２６０：局所シムコイル、２６１：サブコイル、２６１ａ：部分コイル、２６１ａＬ：内側閉ループコイル、２６１ｂ：部分コイル、２６１ｂＬ：内側閉ループコイル、２６２：サブコイル、２６２ａ：部分コイル、２６２ａＬ：外側閉ループコイル、２６２ｂ：部分コイル、２６２ｂＬ：外側閉ループコイル、２７０：局所シムコイル、２７１：サブコイル、２７１ａ：部分コイル、２７１ａＬ：閉ループコイル、２７１ｂ：部分コイル、２７２：サブコイル、２７２ａ：部分コイル、２７２ａＬ：閉ループコイル、２７２ｂ：部分コイル、２７３：サブコイル、２７３ａ：部分コイル、２７３ｂ：部分コイル、２７４：サブコイル、２７４ａ：部分コイル、２７４ｂ：部分コイル、３００：スライス、３１０：設置面、３１１：設置面、３１２：設置面、３１３：設置面、３１４：設置面、４０１：磁場プロファイル、４０２：磁場プロファイル、４０５：磁場プロファイル、４１１：磁場プロファイル、４１２：磁場プロファイル、４１２Ｒ：磁場プロファイル、４２１：磁場プロファイル、４２２：磁場プロファイル、４２２Ｒ：磁場プロファイル、４２５：磁場プロファイル、４３１：磁場プロファイル、４３２：磁場プロファイル、４３２Ｒ：磁場プロファイル、４３５：磁場プロファイル、４４３：磁場プロファイル、４４４：磁場プロファイル、４４５：磁場プロファイル、４５１：磁場プロファイル、４５３：磁場プロファイル、４５５：磁場プロファイル、５０１：接続導体、５１１：接続導体、８００：単一コイル、９００：座標系、９１０：静磁場、９２０：静磁場、１２０２：データベース

Claims (10)

1. 　静磁場の局所的な不均一を調整する局所シムコイルを備え、
   　前記局所シムコイルは、複数のサブコイルを備え、
   　前記複数のサブコイルは、各々、撮像面に、ピーク位置が等しく略相似形の磁場分布を生成し、
   　少なくとも一つの前記サブコイルが生成する前記磁場分布は、他の前記サブコイルが生成する前記磁場分布の向きである第一の向きと逆向きの第二の向きであること
   　を特徴とするシムコイル。
2. 　請求項１記載のシムコイルであって、
   　前記第一の向きの前記磁場分布を合成することにより得る合成磁場分布の磁場プロファイルのピークの半値全幅、および、前記第二の向きの前記磁場分布を合成することにより得る合成磁場分布の磁場プロファイルのピークの半値全幅のうち、小さい方のピーク値が、他方のピーク値より大きいこと
   　を特徴とするシムコイル。
3. 　請求項１記載のシムコイルであって、
   　前記サブコイルは、それぞれ、予め定めた設置面上の、互いに略相似形の閉ループ上に配置されること
   　を特徴とするシムコイル。
4. 　請求項３記載のシムコイルであって、
   　少なくとも１つの前記サブコイルは、複数の部分コイルに分割され、
   　前記部分コイルは、各々、端部間を接続導体により接続され、独立した閉ループを形成すること
   　を特徴とするシムコイル。
5. 　請求項３記載のシムコイルであって、
   　少なくとも１つの前記サブコイルは、他の前記サブコイルが配置される第一の設置面と異なる第二の設置面に配置されること
   　を特徴とするシムコイル。
6. 　請求項５記載のシムコイルであって、
   　少なくとも一対の前記第一の設置面に配置されるサブコイルと前記第二の設置面に配置されるサブコイルとは、略同一の形状および大きさを有し、それぞれ、同数の部分コイルに分割され、
   　前記一対のサブコイルを分割して得られた第一の設置面上の部分コイルの端部と前記第二の設置面上の部分コイルの端部とは接続導体により接続され、独立した閉ループを形成すること
   　を特徴とするシムコイル。
7. 　請求項１記載のシムコイルであって、
   　前記静磁場を形成する静磁場形成部の内部に配置される内蔵型シムコイルをさらに備えること
   　を特徴とするシムコイル。
8. 　請求項１記載のシムコイルであって、
   　前記複数のサブコイルは、同心でそれぞれ半径の異なる環状コイルであること
   　を特徴とするシムコイル。
9. 　撮像空間に静磁場を形成する静磁場形成部と、
   　前記静磁場の均一度を調整するための磁場を発生するシムコイルと、
   　前記シムコイルにシム電流を供給するシム電源と、
   　前記シム電源が出力する電流を制御する電流制御部と、を備え、
   　前記シムコイルは、
   　前記静磁場形成部により形成される静磁場の局所的な不均一を調整する局所シムコイルを備え、
   　前記局所シムコイルは、複数のサブコイルを備え、
   　前記電流制御部は、前記複数のサブコイル各々に、撮像面に、ピーク位置が等しく略相似形の磁場分布を生成し、少なくとも一つの前記サブコイルが生成する前記磁場分布が、他の前記サブコイルが生成する前記磁場分布の向きである第一の向きと逆向きの第二の向きであり、前記第一の向きの前記磁場分布を合成することにより得る合成磁場分布の磁場プロファイルのピークの半値全幅、および、前記第二の向きの前記磁場分布を合成することにより得る合成磁場分布の磁場プロファイルのピークの半値全幅のうち、小さい方のピーク値が、他方のピーク値より大きくなるよう、前記シム電源から前記シム電流が供給されるよう制御すること
   　を特徴とする磁気共鳴撮像装置。
10. 　請求項９記載の磁気共鳴撮像装置であって、
    　各前記サブコイルに供給するシム電流の大きさを決定するシミング部をさらに備え、
    　前記シミング部は、測定した静磁場分布と、予め定めた基準電流量で各サブコイルが生成する静磁場方向の磁場成分とを用いて、前記シム電流の大きさを決定すること
    　を特徴とする磁気共鳴撮像装置。

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